專利名稱：橫向電場方式液晶顯示裝置、其制造方法以及掃描曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低成本、廣視角、高畫質(zhì)、大畫面的橫向電場方式液晶顯示裝置、其制造方法以及掃描曝光裝置。
但是，如特開2000-066240號中公開的那樣，在薄膜晶體管元件的溝道部采用半色調(diào)曝光法的情況下，存在的問題是薄膜晶體管元件溝道部的加工精度偏差大和在量產(chǎn)時容易成為不穩(wěn)定的主要原因。另外，存在柵電極、源電極和漏電極的重疊量的變動引起中間色調(diào)區(qū)域中顯示不勻、使合格率下降的問題。

圖1和圖22表示的是傳統(tǒng)的半色調(diào)曝光法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是該制造方法是關(guān)于一種設有至少其中一個基板為透明的一對基板以及夾在所述基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向上配置、由掃描線驅(qū)動用外部電路通過掃描線端子部驅(qū)動的多根掃描線，在列方向上配置的多根圖像信號線，在每個像素上配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法；其特征在于包括半色調(diào)曝光工序，在該工序中通過使涂敷在所述基板上的光刻膠曝光、在相當于所述基板上的半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上形成預定厚度的第一厚度的正光刻膠；在與用以形成連接所述半導體層中的所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及在作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分等相當?shù)牟糠稚闲纬蔁o正光刻膠的區(qū)域；在所述半導體層中所述第一厚度的正光刻膠與無所述正光刻膠區(qū)域以外的部分上形成比所述第一厚度的正光刻膠更薄的第二厚度的正光刻膠。
依據(jù)本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，在半色調(diào)曝光工序中，在相當于半導體層中薄膜晶體管元件的部分上，形成預定厚度的第一厚度的正光刻膠；在相當于用以形成連接基板上半導體層中共用電極與掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接共用電極與圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為掃描線驅(qū)動用外部電路與掃描線端子部的連接部分的第三連接部分的部分上，形成無正光刻膠區(qū)域；在半導體層中所述第一厚度的正光刻膠與無所述正光刻膠區(qū)域以外的部分上，形成比第一厚度的正光刻膠更薄的第二厚度的正光刻膠。所以，在相當于第一連接部分、第二連接部分、第三連接部分的區(qū)域中通過刻蝕除去半導體層之后，例如，通過使所述第一厚度的正光刻膠和第二厚度的正光刻膠全面地灰化，直到除去所述第二厚度的正光刻膠，就能夠獲得用于使半導體層元件分離的光刻膠圖案。
本發(fā)明第二方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是，本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法中的所述半色調(diào)曝光工序的特征在于采用具有完全透過區(qū)域、半透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的半色調(diào)光掩模，而且在相當于所述半導體層中所述晶體管元件的部分上，用所述半色調(diào)光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠；在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上，用所述半色調(diào)光掩模的完全透過區(qū)域進行曝光形成無正光刻膠的區(qū)域；在所述半導體層中所述第一厚度的正光刻膠與所述無正光刻膠區(qū)域以外的部分上，用所述半色調(diào)光掩模的半透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠。
本發(fā)明第三方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是，本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法中的所述半色調(diào)曝光工序的特征在于通過采用具有完全透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的光掩模，在減少紫外光照射能量密度至不露出所述半導體層的不完全曝光條件下曝光，在相當于所述半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上采用所述光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠，在所述半導體層中余下的部分上采用所述光掩模的完全透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠之后，在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上采用與所述光掩模不同的其它光掩模曝光，或者通過照射收縮成點狀的紫外光形成無正光刻膠區(qū)域。
本發(fā)明第四方法所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是，本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法中的所述半色調(diào)曝光工序的特征在于用具有完全透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的光掩模，在紫外光照射能量密度被減少到不使所述半導體層露出的不完全曝光條件下曝光，在相當于所述半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠；在所述半導體層中余下的部分上，用所述光掩模的完全透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠；并且在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上，通過收縮成點狀的紫外光照射形成無正光刻膠區(qū)域。
本發(fā)明第五方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的要點是，其特征在于它采用本發(fā)明第一方面所述的制造方法進行制造。
本發(fā)明第六方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的要點是，它采用本發(fā)明第一方面所述的制造方法制造，其特征在于所述第一連接部分和所述第二連接部分的寬度大致比所述第三連接部分窄1/2～1/100左右。
本發(fā)明第七方面所述的掃描曝光裝置的要點是，它用在本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中，其特征在于它具有測量所述半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠膜厚的膜厚測量裝置，并根據(jù)由所述膜厚測量裝置測量的第二厚度的正光刻膠膜的厚度來反饋控制曝光量。
本發(fā)明第八方面所述的掃描曝光裝置的要點是，它用在本發(fā)明第一方面中所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中，其特征在于它設有測量所述半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠與第一厚度的正光刻膠之間的臺階高差或者第二厚度的正光刻膠與無正光刻膠區(qū)域之間的臺階高差的白色干涉計，并根據(jù)所述白色干涉計測量的臺階高差來反饋控制曝光量。
本發(fā)明第九方面所述的掃描曝光裝置的要點是，它是在設有至少一個基板是透明的一對基板和夾在該對基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中、用具有所要遮光圖案的石英光掩模的基板對涂敷在所述一對基板中的一個基板上的光刻膠進行掃描曝光的掃描曝光裝置，其特征在于設有為了抑制所述石英光掩模基板在水平配置時因自重而彎曲、在所述石英光掩?；迕嬷凶贤夤馊肷涞囊粋?cè)的面上配置的非接觸式伯努利吸盤和測定所述石英光掩?；逯信渲盟龇墙佑|式伯努利吸盤一側(cè)的面上的位移的激光位移計，根據(jù)所述激光位移計測定的位移，準確控制所述石英光掩?；宓奈恢?，同時進行曝光。
本發(fā)明第十方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的要點是，其特征在于其制造中采用了本發(fā)明第九方面所述的掃描曝光裝置。
本發(fā)明第十一方面所述的掃描曝光裝置的要點是，在設有至少一個基板是透明的一對基板和夾在該對基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中采用具有要求的遮光圖案的石英光掩模基板對涂敷在所述一對基板中一個基板上的光刻膠進行掃描曝光的掃描曝光裝置，其特征在于設有與所述石英光掩模基板對置的、在與所述石英光掩?；逯g形成的密閉空間的石英基板，以及測定所述密閉空間氣壓的壓力傳感器；通過準確控制該密閉空間與大氣壓的差，使所述密閉空間的氣壓低于大氣壓，校正因所述石英光掩?；宓淖灾匾鸬膹澢瑫r進行曝光。
本發(fā)明第十二方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的要點是，其特征在于其制造中采用了本發(fā)明第十一方面所述的掃描曝光裝置。
本發(fā)明第十三方面所述的掃描曝光裝置的要點是，在設有至少一個基板是透明的一對基板和夾在該對基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中、用具有所要遮光圖案的光掩模對涂敷在所述一對基板中一個基板上涂敷的光刻膠進行掃描曝光的掃描曝光裝置，其特征在于設有支撐所述基板的支承臺，一邊使所述光掩模與所述支承臺連動且以相同的速度在同軸方向移動、一邊使所述光刻膠進行掃描曝光的光掩模掃描曝光裝置，以及不用所述光掩模而直接以0.1mm～0.5mm左右寬度的紫外光進行掃描曝光的點掃描曝光裝置；能夠同時采用所述光掩模掃描曝光裝置和所述點掃描曝光裝置使所述光刻膠曝光。
本發(fā)明第十四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的要點是，其特征在于其制造中采用了本發(fā)明第十三方面所述的掃描曝光裝置。
本發(fā)明第十五方面所述的掃描曝光裝置的要點是，在本發(fā)明第十三方面所述的掃描曝光裝置中，所述光掩模掃描曝光裝置在將紫外光照射能量密度減少到所述光刻膠留下預定厚度的不完全曝光的條件下使所述光刻膠的整個面曝光；所述點掃描曝光裝置采用所述點掃描曝光光學系統(tǒng)在收縮成點狀的紫外光下使所述光刻膠掃描曝光；其特征在于在由所述光掩模掃描曝光裝置進行掃描曝光之后，由所述點掃描曝光裝置進行掃描曝光；或者在由所述光掩模掃描曝光裝置沿第一方向進行掃描曝光之中，由所述點掃描曝光裝置沿第一方向進行掃描曝光，并在所述光掩模掃描曝光裝置對整個面的掃描曝光結(jié)束之后，由所述點掃描曝光裝置沿與所述第一軸方向垂直的第二方向上進行掃描曝光。
本發(fā)明第十六方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是，該制造方法制造的橫向電場方式液晶顯示裝置中設有至少一個基板是透明的一對基板以及夾在該基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向上配置的、由掃描線驅(qū)動用外部電路通過掃描線端子部驅(qū)動的多根掃描線，在列方向上配置的多根圖像信號線，在每個像素上配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件；其特征在于包括在相當于所述薄膜晶體管元件的柵電極與所述共用電極的部分上，形成正光刻膠的第一光掩模工序；在與用以在相當于所述薄膜晶體管元件的部分上形成正光刻膠、用以形成連接所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分相當?shù)牟糠稚?，形成無正光刻膠區(qū)域的第二光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的源電極、漏電極及所述像素電極的部分上形成正光刻膠的第三光掩模工序；以及形成用以形成所述掃描線端子部的接觸孔與圖像信號線端子部的接觸孔的正光刻膠的第四光掩模工序。
本發(fā)明第十七方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法的要點是，該制造方法制造的橫向電場方式液晶顯示裝置中設有至少一個基板是透明的一對基板及夾在該基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向配置的、由掃描線驅(qū)動用外部電路通過掃描線端子部驅(qū)動的多根掃描線，在列方向配置的多根圖像信號線，在每個像素上配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件；其特征在于包括在相當于所述薄膜晶體管元件的柵電極與所述共用電極的部分上形成正光刻膠的第一光掩模工序，在與用以在相當于所述薄膜晶體管元件的部分上形成正光刻膠、用以形成連接所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分相當?shù)牟糠稚?，形成無正光刻膠區(qū)域的第二光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的源電極、漏電極及所述像素電極的部分上形成正光刻膠的第三光掩模工序；以及對所述薄膜晶體管元件的背面溝道(back channel)部分用B2H6進行等離子體摻雜處理，并采用噴墨涂敷法或曲面印刷法(flexography)涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有機平坦化膜的鈍化工序。
本發(fā)明在采用半色調(diào)曝光技術(shù)來減少所使用的光掩模數(shù)這一點上與所述特開2000-066240號所述的發(fā)明相同，但是，在形成比第一厚度的正光刻膠更薄的第二厚度的正光刻膠的區(qū)域這一點上與所述特開2000-066240號所述的發(fā)明不同。
另外，本發(fā)明第一方面至第四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中，由于采用一個光掩模就能留下相當于薄膜晶體管元件的部分、使除去了半導體層的半導體層元件分離，并形成第一連接部分、第二連接部分與第三連接部分，因此具有能夠減少光掩模的使用數(shù)量、以低成本制造橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。另外，與特開2000-066240號所述的發(fā)明相比，因為確定薄膜晶體管元件特性的薄膜晶體管元件的溝道長度的加工精度幾乎沒有偏差，因此消除了在大量生產(chǎn)時不穩(wěn)定的主要原因。另外，依據(jù)本發(fā)明，半導體層元件分離的加工精度雖然降低，但如果使薄膜晶體管元件的半導體層寬度大于柵電極的寬度，則薄膜晶體管元件的特性幾乎不會產(chǎn)生偏差。另外，依據(jù)本發(fā)明第一方面至第四方面，與采用特開2000-066240號所述的制造方法時相比，用于形成連接所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用于形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分的加工精度雖然下降，但所述第一部分、第二部分、第三部分的加工精度的偏差幾乎不影響薄膜晶體管元件的特性。
本發(fā)明第三或第四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，能夠不用特開2000-066240號中公開的特別的光掩模而實施半色調(diào)曝光工序。一直以來，在大量生產(chǎn)中采用半色調(diào)曝光工序的場合需要高度的光掩模設計技術(shù)，而在本發(fā)明第三或第四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中不需要高度的光掩模設計技術(shù)，因此能容易地實施半色調(diào)曝光工序，設計自由度擴大，從而能夠大幅度降低光掩模的制作成本。
本發(fā)明第四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中，在相當于半導體層中薄膜晶體管元件的部分上采用光掩模中完全遮斷區(qū)域形成第一厚度的正光刻膠，在半導體層中余下的部分上采用光掩模的完全透過區(qū)域形成比第一厚度的正光刻膠更薄的第二厚度的正光刻膠，并且在相當于半導體層中第一連接部分、第二連接部分、第三連接部分的部分上通過收縮成點狀的紫外光曝光形成無正光刻膠區(qū)域，因此能夠在短時間內(nèi)形成第一厚度的正光刻膠、第二厚度的正光刻膠和無正光刻膠區(qū)域，從而能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明第五方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置中，因為采用本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法制造，所以能減少制造中使用的光掩模的數(shù)量，實現(xiàn)低成本的橫向電場方式液晶顯示裝置。
本發(fā)明第六方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置中，因為第三連接部分的寬度比第一連接部分和第二連接部分的寬度大，因此能降低作為掃描線驅(qū)動用外部電路與掃描線端子部的連接部分的第三連接部分的接觸電阻，抑制在圖像中出現(xiàn)橫向線條的不勻。
本發(fā)明第七方面所述的掃描曝光裝置中，因為設有測量半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠膜厚的膜厚測量裝置，并根據(jù)由膜厚測量裝置測量的第二厚度的正光刻膠膜厚反饋控制曝光量，所以在用于本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中的場合，能夠容易形成厚度不同的正光刻膠，因此能夠使半色調(diào)曝光工序中特有的偏差減少，能夠穩(wěn)定地大量生產(chǎn)。在采用后面所述的圖17、圖18所示的多透鏡投影曝光方式的掃描曝光裝置的場合，紫外光源的石英光纖成束排列，因此曝光量易于調(diào)整。在半色調(diào)曝光工序中，紫外光曝光量的均勻性特別重要。如果在半色調(diào)曝光工序中半色調(diào)曝光區(qū)域的正光刻膠在顯影后的膜厚發(fā)生變動，則大量生產(chǎn)是不可能的，因此，通過用精密的測定裝置測量膜厚，曝光量分布和曝光量均按每塊基板進行管理，能大幅度地提高合格率。
本發(fā)明第八方面所述的掃描曝光裝置，因為設有測量半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠與第一厚度的正光刻膠的臺階高差或者第二厚度的正光刻膠與無正光刻膠區(qū)域的臺階高差的白色干涉計，并根據(jù)白色干涉計測量的臺階高差反饋控制曝光量，所以在用于本發(fā)明第一方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中的場合，能夠容易形成厚度不同的正光刻膠，因此能夠使半色調(diào)曝光工序中特有的偏差減少，能夠穩(wěn)定地大量生產(chǎn)。在采用后面所述的圖17、圖18所示的多透鏡投影曝光方式的掃描曝光裝置的場合，因為紫外光源的石英光纖傳輸排列，所以曝光量易于調(diào)整。在半色調(diào)曝光工序中紫外光曝光量的均勻性特別重要。如果在半色調(diào)曝光工序中半色調(diào)曝光區(qū)域的正光刻膠在顯影后的膜厚發(fā)生變動，則不可能進行大量生產(chǎn)，所以通過用精密的測定裝置測量膜厚，曝光量分布和曝光量均按每塊基板進行管理，能大幅度地提高合格率。
本發(fā)明第九方面所述的掃描曝光裝置中，設有在有所要的遮光圖案的石英光掩?；迕嬷杏糜谄毓獾淖贤夤馊肷涞囊焕拿嫔吓渲玫姆墙佑|式伯努利吸盤，以及測定所述石英光掩?；逯信渲糜兴龇墙佑|式伯努利吸盤一側(cè)的面上的位移的激光位移計，因此，能一邊根據(jù)所述激光位移計測定的位移，準確控制所述石英光掩?；宓奈恢?，一邊進行曝光；所以能夠一邊校正因石英光掩?；宓淖灾禺a(chǎn)生的彎曲，保持水平，一邊進行掃描曝光。以往，如果采用大型的石英光掩?；?，則由于石英光掩?；逡蜃灾囟鴱澢诠饪棠z上形成欠聚焦區(qū)域和過聚焦區(qū)域，分辨率的均勻性下降；但本發(fā)明第九方面所述的掃描曝光裝置，具有能夠大幅度地提高曝光和顯影后的分辨率均勻性的效果。另外，也可以將石英光掩?；暹B在一起進行曝光，但存在用肉眼容易看到光掩模的接縫的缺點。特別在半色調(diào)曝光工序的場合，石英光掩模基板的接合部的設計難以達到實用化。若采用本發(fā)明第九方面所述的掃描曝光裝置，則具有能用一個石英光掩?；暹M行掃描曝光的效果。
本發(fā)明第十方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置，因為采用本發(fā)明第九方面的掃描曝光裝置制造，所以具有能夠采用大型石英光掩?；?、容易進行掃描曝光和能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的效果。另外，能夠抑制因欠聚焦和過聚焦引起分辨率均勻性下降，所以具有能夠獲得分辨率均勻的橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。
本發(fā)明第十一方面所述的掃描曝光裝置，因為設有與有所要的遮光圖案的石英光掩?；鍖χ玫?、在與該石英光掩?；逯g形成密閉空間的石英基板和測定該密閉空間氣壓的壓力傳感器，通過一邊準確控制該密閉空間與大氣壓的差，使所述密閉空間氣壓低于大氣壓，校正因石英光掩?；宓淖灾匾鸬膹澢贿呥M行曝光，具有能夠用一個大型石英光掩?；迦菀椎剡M行掃描曝光的效果。另外，還具有能夠抑制因欠聚焦和過聚焦引起分辨率均勻性下降的效果。
本發(fā)明第十二方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置，采用本發(fā)明第十一方面的掃描曝光裝置制造，具有能夠采用大型石英光掩?；濉⑷菀椎剡M行掃描曝光和能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的效果。另外，還能夠抑制因欠聚焦和過聚焦引起分辨率均勻性下降，所以具有能夠獲得分辨率均勻性高的橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。
本發(fā)明第十三方面所述的掃描曝光裝置，因為在設有至少一個基板是透明的一對基板和夾在該對基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中，采用支撐所述基板的支承臺、一邊使光掩模與支承臺連動且以相同的速度在同軸方向移動、一邊使光刻膠進行掃描曝光的光掩模掃描曝光裝置以及不用光掩模而能直接以0.1mm～0.5mm左右寬度的紫外光進行掃描曝光的點掃描曝光裝置，并能夠同時使用光掩模掃描曝光裝置和所述點掃描曝光裝置，因此，例如能夠同時形成第一厚度光刻膠圖案和第二厚度光刻膠圖案和無光刻膠圖案的區(qū)域，具有能大幅度提高液晶顯示裝置制造中的生產(chǎn)效率的效果。另外，通過在一臺掃描曝光裝置的內(nèi)部設置光掩模掃描曝光裝置和點掃描曝光裝置，不增加掃描裝置的臺數(shù)也行，從而能夠縮小潔凈室面積，具有大幅度提高投資效率的效果。
本發(fā)明第十四方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置，因為采用本發(fā)明第十三方面的掃描曝光裝置制造，所以具有生產(chǎn)效率高和能夠獲得低成本的橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。
本發(fā)明第十五方面所述的掃描曝光裝置，在首先采用光掩模在不完全曝光條件下對整個基板進行掃描曝光之后，再通過不采用光掩模的點掃描曝光裝置進行掃描曝光。在不完全曝光條件下采用光掩模進行掃描曝光，要求分辨率為3μm～10μm左右，但采用點掃描曝光裝置進行掃描曝光，分辨率可以為100μm左右，所要求的分辨率較低。因此，通過第一步在灰塵附著在玻璃基板上之前采用光掩模進行有分辨率精度要求的不完全曝光條件下的掃描曝光，第二步采用即使附著塵灰、對圖案也沒有大影響的點掃描曝光裝置進行掃描曝光，能夠提高良品率。
采用本發(fā)明第十六方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，能夠用4次光掩模工序制造橫向電場方式液晶顯示裝置，因此能夠減少使用的光掩模數(shù)，降低制造成本。
采用本發(fā)明第十七方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，能夠用3次光掩模工序制造橫向電場方式液晶顯示裝置，因此能夠減少使用的光掩模數(shù)，降低制造成本。
本發(fā)明第十六或十七方面所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，具有能夠以低成本、高合格率制造具備薄膜晶體管元件特性的有源矩陣型橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。另外，由于能夠針對橫向電場方式液晶顯示裝置的制造工序中發(fā)生的靜電，在有源矩陣基板的內(nèi)部裝入保護有源矩陣型元件的保護電路，因此具有制造工序容易管理、不良發(fā)生率能顯著降低的效果。
本發(fā)明的第一至第四和第十六、十七方面所述的制造方法，具有不用透明導電膜能夠制造橫向電場方式液晶顯示裝置的效果。另外，因為電極材料可以采用金屬、金屬硅化物化合物或者金屬氮化物，因此能夠降低濺射靶的成本。因為在有源矩陣基板上形成的靜電保護晶體管電路也都能夠采用金屬、金屬硅化物化合物或者金屬氮化物形成，所以也能夠增大流過保護晶體管電路的電流容量。這對于40英寸以上的超大型液晶顯示裝置的制造工藝尤其重要，因為生產(chǎn)線的靜電管理標準不需比以前的標準更嚴，所以不需減慢基板的搬運速度。由于基板的搬運速度能夠加快，因此能提高生產(chǎn)效率，并能提高合格率。
是表示本發(fā)明的半色調(diào)光掩模和顯影后光刻膠的斷面形狀的示圖。
是本發(fā)明的光掩模工序的工序圖。
是本發(fā)明的光掩模工序的工序圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是說明本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序的、有源矩陣基板的斷面圖。
是表示本發(fā)明混合曝光法和顯影后光刻膠的斷面形狀的示圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是本發(fā)明的靜電保護晶體管元件的電路圖。
是用于說明本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序的、有源矩陣基板的斷面圖。
是采用本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序制造的橫向電場方式有源矩陣基板的平面圖。
是本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序中使用的掃描曝光裝置的平面圖。
是本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序中使用的掃描曝光裝置的平面圖。
是本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序中使用的反饋控制的流程圖。
是測量本發(fā)明的第一厚度的正光刻膠、第二厚度的正光刻膠與無光刻膠區(qū)域的臺階高差的白色干涉計的光學原理圖。
是采用本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序制造的橫向電場方式有源矩陣基板的平面圖。
是表示采用傳統(tǒng)的半色調(diào)曝光工序的光掩模工序的工序圖。
是本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序中使用的掃描曝光裝置的斷面圖。
是本發(fā)明的半色調(diào)曝光工序中使用的掃描曝光裝置的斷面圖。
下面說明本實施例的半色調(diào)曝光工序。圖11是說明半色調(diào)曝光工序的有源矩陣基板的斷面圖。圖11的(I)表示采用所述半色調(diào)光掩模60形成的光刻膠圖案。形成柵電極55的上層即薄膜晶體管元件58的部分因半色調(diào)光掩模60的完全遮斷區(qū)域而不會受到紫外光照射，形成有預定厚度的第一厚度的正光刻膠6。另外，在設有通過接合電極21連接掃描線驅(qū)動用外部電路(未圖示)和掃描線端子部19的第三連接部分即接觸孔59的區(qū)域上，由于紫外光完全透過半色調(diào)光掩模60的完全透過區(qū)域65而形成無正光刻膠的區(qū)域8。在圖11的(I)所示的階段中在設置用于形成第一連接部分、第二連接部分即靜電保護晶體管元件42的接觸孔18的區(qū)域上，也形成無正光刻膠的區(qū)域，其圖示被省略。另外，從圖11的(I)可知在第一厚度的正光刻膠6和無正光刻膠的區(qū)域8以外的部分上形成比第一厚度的正光刻膠薄的第二厚度的正光刻膠7。
接著，通過刻蝕除去無正光刻膠區(qū)域8中的半導體層10、11、金屬阻擋層12及低電阻金屬層13，形成接觸孔59。然后，例如全面灰化光刻膠圖案，除去第二厚度的正光刻膠7。圖11的(II)表示進行了所述刻蝕和灰化后的狀態(tài)。
接著，通過刻蝕除去正光刻膠6以外的區(qū)域上的半導體層10、11、金屬阻擋層12及低電阻金屬層13，使半導體層10、11元件分離。圖11(III)表示半導體層10、11被元件分離之后的狀態(tài)。
圖3是說明實施例1的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中光掩模工序的工序圖。首先，在第一光掩模工序140中，在相當于柵電極55、共用電極20的部分上形成正光刻膠。接著，在第二光掩模工序141中，在相當于薄膜晶體管58的部分上形成正光刻膠6，在相當于接觸孔18、59的部分上形成無正光刻膠區(qū)域8，在其它部分上形成正光刻膠7。第二光掩模工序141相當于半色調(diào)曝光工序。在第三光掩模工序142中，在相當于源電極54、漏電極56、像素電極22的部分上形成正光刻膠。如圖11的(IV)所示，在第四光掩模工序143中形成用以形成掃描線端子部19中接觸孔24以及圖像信號線端子部35(未圖示)中接觸孔的正光刻膠。
圖5、圖6表示的是本發(fā)明中使用的靜電保護晶體管元件42的電路圖，但并不限定于此，只要有相同的效果，不同的電路也可以。另外，圖7、圖8、圖9、圖10表示的都是本發(fā)明過程中創(chuàng)造的靜電保護晶體管元件42的電路平面圖，圖中的符號17表示薄膜半導體層。
特開2000-066240號所述的發(fā)明采用圖1中的縫隙式光掩模70來實施半色調(diào)曝光工序?？p隙式光掩模70由光掩模金屬72和縫隙區(qū)域73構(gòu)成，在縫隙區(qū)域73中紫外光的平均透過量受到限制。因此，在相當于薄膜晶體管元件溝道部分的部分上形成的正光刻膠，比通過光掩模金屬72形成的正光刻膠薄。這樣，能夠采用一個光掩模70使薄膜半導體層10、11元件分離并形成薄膜晶體管元件的溝道部分。另外，特開2000-066240號所述的發(fā)明是按照圖22所示的光掩模工序流程制造有源矩陣基板。但是，特開2000-066240號所述的發(fā)明中存在溝道長度的加工精度差、薄膜晶體管元件的特性易產(chǎn)生偏差的缺點。
與所述特開2000-066240號所述的發(fā)明不同，本發(fā)明在半色調(diào)曝光工序中不形成薄膜晶體管元件的溝道部分。如圖11的(III)所示，在本實施例1中半導體層10、11被元件分離之后，在圖11的(IV)所示的工序中形成薄膜晶體管元件58的溝道部57。因此，依據(jù)本發(fā)明，薄膜晶體管元件58的溝道部分的溝道長度幾乎不變動，柵電極55、源電極54、漏電極56重疊區(qū)域的面積變動也能夠控制得非常小。所以能夠抑制由于薄膜晶體管元件58的特性偏差而產(chǎn)生不勻，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的大量生產(chǎn)。
如圖11中所示，在本實施例1中，因為能夠以形成掃描線和圖像信號線用的兩種電極的金屬材料制造有源矩陣基板，所以能夠降低制造成本。雖然在半色調(diào)曝光工序中加工精度上會產(chǎn)生變動，但即使在本實施例1的半色調(diào)曝光工序中加工精度產(chǎn)生了變動，也不會影響薄膜晶體管的特性；因此，即使畫面尺寸成為超大型，合格率也不會降低。另外，如圖11的(IV)中所示，在本實施例1中共用電極20和像素電極22由鈍化膜23完全覆蓋，所以還具有殘留圖像現(xiàn)象難以產(chǎn)生的優(yōu)點。
下面說明本發(fā)明的實施例2，與實施例1相同部分的說明從略。圖16、圖21表示采用本實施例2的制造方法制造的橫向電場方式有源矩陣基板的平面圖。在實施例2中未采用圖1所示的縫隙式光掩模70和實施例1中使用的半色調(diào)光掩模60。
下面說明實施例2的半色調(diào)曝光工序。圖12是說明半色調(diào)曝光工序的有源矩陣基板的斷面圖。使用圖12(I)所示的光掩模80，在比通常減少了紫外光25照射密度的不完全曝光條件下將光刻膠曝光到殘留預定厚度的程度。光掩模80上有含Cr或Mo的光掩模金屬82和完全透過區(qū)域85。圖12的(I)中的區(qū)域26是遮斷紫外光25的區(qū)域，區(qū)域27是被紫外光25曝光的區(qū)域。
然后，如圖12的(II)所示，在后面所述的設有接觸溝91、92、93的區(qū)域29上，可照射由相當于點掃描曝光裝置的紫外光聚光透鏡28而收縮成點狀的紫外光25。所以，如圖15的(I)所示，除去設有接觸溝91、92、93的區(qū)域29的正光刻膠，形成圖12的(III)及圖15所示的無正光刻膠的區(qū)域32。
圖12的(III)表示顯影后的正光刻膠的形狀。可以通過各別的裝置在不完全曝光條件下進行整個面的掃描曝光的工序和由收縮為點狀的紫外光進行點掃描曝光的工序，但如果采用后面所述的掃描曝光裝置100、110、120、130，就能夠在一個裝置中實施半色調(diào)曝光工序。
另外，為了形成所述無正光刻膠的區(qū)域32，也可換用由紫外光聚光透鏡28收縮為點狀的紫外光照射正光刻膠，通過采用與所述光掩模80不同的其它的光掩模進行曝光，形成無正光刻膠的區(qū)域32。在這種場合，由于更換光掩模進行曝光，所以存在曝光時間變長的缺點，但對于形成許多小的接觸孔的情況是適用的方法。
特別在對40英寸以上的超大型有源矩陣基板進行曝光的場合，將光掩模連接來進行半色調(diào)曝光的工序，由于不好設計光掩模的接合部而難以實現(xiàn)，因此只能用一個光掩模對整個基板進行曝光。另外，如果光掩模尺寸大于40英寸，則交換作業(yè)需要時間，生產(chǎn)率會大幅降低。通過采用設有后面所述的掃描曝光裝置100、110、120、130那樣的、在一個掃描曝光裝置的內(nèi)部用光掩模進行掃描曝光的裝置和進行照射收縮為點狀的紫外光的掃描曝光的裝置的裝置，采用各自進行全面掃描曝光和點掃描曝光的混合式曝光方式，則能夠顯著改善生產(chǎn)率的降低情況。另外，通過同時進行圖12(I)所示的光掩模掃描曝光和圖12的(II)所示的點掃描曝光，能夠最有效地進行實施例2的半色調(diào)曝光工序。
圖13、14表示的是采用所述混合式曝光方式而形成的靜電保護晶體管元件42的平面圖，圖中的符號17表示薄膜半導體層。作為第一連接部分的接觸溝91、作為第二連接部分的接觸溝92均通過點掃描曝光裝置形成。圖16、21是通過實施例2的制造方法制造的橫向電場方式有源矩陣基板的平面圖。靜電保護電路102是由單個或多個靜電保護晶體管元件42組成的電路。作為第三連接部分的接觸溝93的寬度L3比第一連接部分、第二連接部分即靜電保護晶體管元件42的端子部的接觸溝91、92的寬度L1、L2更大，滿足公式1的關(guān)系。如果掃描線的端子部的接觸電阻大，則在圖像上會產(chǎn)生橫向線條不勻，因此必須盡量降低接觸電阻。
(式1)L1＝L2＝(1-x)×L3，式中，1/100≤x≤1/2圖15是說明采用實施例2的混合曝光方式的半色調(diào)曝光工序的3次光掩模工序的斷面圖。與實施例1相同，在半色調(diào)曝光工序中不形成薄膜晶體管58的溝道部57。這樣，薄膜晶體管58的溝道長度幾乎不變動，因此能夠抑制由于薄膜晶體管元件58的特性變動而產(chǎn)生的顯示不勻。
在半色調(diào)曝光工序之后，如圖15的(IV)所示，采用干刻蝕法除去作為電阻性接觸層的半導體層11中摻磷的n+層，形成源電極54和漏電極56。
下面說明實施例2中的鈍化工序。在鈍化工序中在含有B2H6(乙硼烷)氣體的氫氣或氮氣的氣氛下對溝道部分57進行等離子體摻雜處理，然后如圖15的(V)中所示，采用印刷法涂敷BCB(苯環(huán)丁烯)、聚苯硅氨烷等透明平坦化膜33。印刷法適合采用噴墨印刷法、曲面印刷法等，也可以采用其它的印刷法。透明平坦化膜33厚度可以為約0.2μm(2000)～約0.6μm(6000)左右。也可以替換所述透明平坦化膜33，而使用涂敷在有源矩陣基板上用作配向膜的聚酰亞胺作為平坦化膜兼取向膜。
在鈍化工序中，如果不對溝道部分57的表面進行在含B2H6(乙硼烷)氣體的氫氣或氮氣的氣氛下的等離子體摻雜處理的背面溝道摻雜，則會出現(xiàn)不能獲得長期可靠性的問題。所以在背面溝道不能進行摻雜的場合，可以采用等離子體CVD法形成約0.2μm(2000)～約0.4μm(4000)左右的氮化硅膜，然后再次涂敷正光刻膠，僅在掃描線端子部19和靜電保護晶體管元件42的端子部上進行點掃描曝光，顯影后用干蝕法形成接觸溝。
圖4是說明實施例2的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中光掩模工序的工序圖。首先，在第一光掩模工序150中在相當于柵電極55、共用電極20的部分上形成正光刻膠。接著，如圖15(I)所示，在第二光掩模工序151中在相當于薄膜晶體管元件58的部分上形成正光刻膠6，在相當于接觸溝91、92、93的部分上形成無正光刻膠的區(qū)域32，在其它部分上形成正光刻膠30。第二光掩模工序151相當于半色調(diào)曝光工序。在第三光掩模工序152中在相當于源電極54、漏電極56、像素電極22的部分上形成正光刻膠。在鈍化工序153中對薄膜晶體管元件58的背面溝道部分用B2H6進行等離子體摻雜處理，并采用噴墨涂敷法或曲面印刷法涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有機平坦化膜。
依據(jù)實施例2，有源矩陣基板能夠僅用3次光掩模工序制造，能大幅減少工序。
下面說明實施例3。圖17表示掃描曝光裝置100的平面圖。掃描曝光裝置100是支撐玻璃基板的支承臺37沿X、Y方向運動、而光掩?；?6僅在Y軸方向移動的多透鏡方式掃描曝光裝置。作為掃描曝光裝置100的點掃描曝光光學系統(tǒng)的部分曝光用光學模塊40被固定，它能夠采用光掩模掃描曝光裝置通過光掩模基板36進行全面掃描曝光之后，用點掃描曝光裝置通過部分曝光用光學模塊40進行掃描曝光。
圖18表示掃描曝光裝置110的平面圖。掃描曝光裝置100設有相當于點掃描曝光光學系統(tǒng)的、可沿X軸方向移動的部分曝光用光學模塊41，在用光掩?；?6沿Y軸方向進行全面掃描曝光中，能夠通過部分曝光用光學模塊41沿Y軸方向進行掃描曝光，在通過光掩模掃描曝光裝置用光掩?；?6進行全面掃描曝光結(jié)束之后，通過點掃描曝光裝置用部分曝光用光學模塊41沿X軸方向進行掃描曝光。
在制作60英寸大小的有源矩陣方式液晶顯示裝置的場合，會發(fā)生石英光掩模基板因自重而彎曲的問題，為了解決自重彎曲，提出了將石英光掩模基板垂直配置的方法，但在玻璃基板非常大的情況下，由于支承臺的重量也增大，因此難以使支承臺平滑地移動。
圖23是表示掃描曝光裝置120的斷面圖。掃描曝光裝置120在石英光掩?；?6中有紫外光源43的一側(cè)上設有非接觸式伯努利吸盤45，在石英光掩?；?6中設有測定配置有非接觸式伯努利吸盤45一側(cè)的面上的位移的紅色激光位移計44。因此，掃描曝光裝置120能一邊基于激光位移計44測定的位移，校正因石英光掩?；?6的自重產(chǎn)生的彎曲，一邊進行曝光。另外，圖24是表示掃描曝光裝置130的斷面圖。掃描曝光裝置130通過使石英基板76與石英光掩?；?6對置，在石英光掩?；?6與石英基板76之間形成密閉空間，并控制由壓力傳感器51測定的密閉空間的氣壓，就能夠一邊校正因石英光掩?；?6的自重產(chǎn)生的彎曲，一邊進行曝光。所以，采用掃描曝光裝置120、130，即使對于60英寸大小的石英光掩?；?，也可以不用為抑制彎曲而增加石英光掩?；宓暮穸龋虼四軌蚪档褪⒐庋谀；宓某杀?。另外，制造光掩?；宓墓ば蛞卜浅：唵?，因此也能夠降低石英光掩?；宓某杀?。
如圖23、24所示，點掃描曝光的部分曝光用光學模塊50設在掃描曝光裝置120、130上，中間不隔著石英光掩?；?6。部分曝光用光學模塊50相當于點掃描曝光光學系統(tǒng)，它配置在光掩?；?6與玻璃基板49之間，采用光纖傳送紫外光。另外，為了能調(diào)整曝光寬度而構(gòu)成。另外，如圖23、圖24所示，為了防止異物附著在光掩?；?6上，設有膠片46。
采用光掩模掃描曝光裝置，通過石英光掩?；?6在正光刻膠48留下預定厚度的不完全曝光條件下全面掃描曝光之后，采用點掃描曝光裝置，用部分曝光用模塊50進行點掃描曝光，能夠提高良品率。在采用光掩模的不完全曝光條件下分辨率要求為3μm左右～10μm左右，但在點掃描曝光中分辨率為100μm左右。所以在灰塵附著在玻璃基板49上之前進行對分辨率要求高的不完全曝光條件下的光掩模掃描曝光，能夠提高合格率。
校正因光掩模基板36的自重引起的彎曲必須采用激光位移計及數(shù)字式差壓計在水平面上下約±15μm的精度下，進行動態(tài)校正。必須根據(jù)投影透鏡47的焦點深度和所要求的分辨率，適當改變校正精度。作為激光位移計例如可以采用圖23所示的紅色激光位移計44，也可以采用其它的激光位移計。
圖19是實施例3使用的半色調(diào)曝光工序中反饋控制的流程圖。在本實施例的反饋控制中首先在步驟S1中涂敷約1.5～2.0μm的正光刻膠。在步驟S4中測量顯影后的半色調(diào)曝光區(qū)域的正光刻膠膜厚，在步驟S7中反饋控制曝光量，使其膜厚例如在0.4μm(4000)～0.6μm(6000)左右的范圍內(nèi)。在膜厚顯著偏離此范圍的情況下，必須進行返修。
為了盡可能形成再現(xiàn)性好、均勻的半色調(diào)曝光區(qū)域，可進行全數(shù)檢查，檢查方法可以采用作為膜厚測量手段的激光高差計及激光干涉計，而本實施例中采用的是用白色干涉計68精確測量正光刻膠臺階高差的方法。測量原理圖如圖20所示。在使用白色干涉計68的場合，由于能夠以非接觸方式在一次測量中同時測定第一厚度的正光刻膠、第二厚度的正光刻膠和無正光刻膠區(qū)域的臺階高差，因此能夠減少測量時間。
圖20的白色干涉計68的原理簡單，系統(tǒng)也簡單，具有約1nm(10)的測定精度，它是同時測量多點的系統(tǒng)，測定系統(tǒng)的價格也非常便宜。另外，測量時間也短，所以對于在線檢查是最適當?shù)?。如果以白色干涉?8的臺階高差測量數(shù)據(jù)為基礎控制不完全曝光條件，就能夠形成沒有偏差、再現(xiàn)性好的半色調(diào)曝光工序。
實施例3中在掃描曝光裝置100、110內(nèi)采用的是多透鏡方式的投影光學系統(tǒng)39，但即使是采用鏡面反射光學系統(tǒng)的掃描曝光裝置本發(fā)明也適用。
通過采用基于由本發(fā)明的掃描曝光裝置100、110、120、130和白色干涉計68測量的正光刻膠的臺階高差測量數(shù)據(jù)的反饋系統(tǒng)實施半色調(diào)曝光工序，能夠?qū)嵤┰佻F(xiàn)性好的半色調(diào)曝光工序，提高合格率。另外，通過組合采用光掩模36的不完全曝光的全面掃描曝光裝置和點掃描曝光裝置，能夠定出與傳統(tǒng)的半色調(diào)曝光工序完全不同的半色調(diào)曝光工序，能夠大幅度地減少薄膜晶體管元件特性的偏差。通過采用本發(fā)明的方法，能夠采用廉價的光掩模高合格率地制造廉價的有源矩陣性元件。
權(quán)利要求
1.一種橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，該裝置中設有至少其中之一透明的一對基板以及夾在該基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中的任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向上配置的、由掃描線驅(qū)動用外部電路經(jīng)由掃描線端子部驅(qū)動的的多根掃描線，在列方向上配置的多根圖像信號線，在每個像素處配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件；其特征在于設有半色調(diào)曝光工序，在該工序中通過使涂敷在所述基板上的光刻膠曝光、在相當于所述基板上的半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上形成預定厚度的第一厚度正光刻膠，在相當于用以形成連接所述半導體層中所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路和所述掃描線端子部之間的連接部分的第三連接部分的部分上形成無正光刻膠的區(qū)域，并在所述半導體層中的所述第一厚度正光刻膠與無所述正光刻膠區(qū)域以外的部分上形成比所述第一厚度正光刻膠薄的第二厚度的正光刻膠。
2.如權(quán)利要求1所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述半色調(diào)曝光工序采用有完全透過區(qū)域、半透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的半色調(diào)光掩模，而且在相當于所述半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上用所述半色調(diào)光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠；在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上，用所述半色調(diào)光掩模的完全透過區(qū)域進行曝光而形成無正光刻膠的區(qū)域；在所述半導體層中所述第一厚度正光刻膠與所述無正光刻膠區(qū)域以外的部分上，用所述半色調(diào)光掩模的半透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠。
3.如權(quán)利要求1所述的橫向電場方式液晶顯示裝置制造方法，其特征在于所述半色調(diào)曝光工序通過采用有完全透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的光掩模在將紫外光照射能量密度減少到不露出所述半導體層的不完全曝光條件下曝光，在相當于所述半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠；在所述半導體層中余下的部分上，用所述光掩模的完全透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠后，在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上，采用與所述光掩模不同的其它光掩模進行曝光或者通過照射收縮成點狀的紫外光形成無正光刻膠的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述半色調(diào)曝光工序采用具有完全透過區(qū)域和完全遮斷區(qū)域的光掩模，在將紫外光照射能量密度減少到不露出所述半導體層的不完全曝光條件下曝光，在相當于所述半導體層中所述薄膜晶體管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮斷區(qū)域形成所述第一厚度的正光刻膠；在所述半導體層中余下的部分上，用所述光掩模的完全透過區(qū)域形成所述第二厚度的正光刻膠；并且，在相當于所述半導體層中所述第一連接部分、所述第二連接部分以及所述第三連接部分的部分上通過照射收縮成點狀的紫外光形成無正光刻膠的區(qū)域。
5.用權(quán)利要求1所述的制造方法制造的橫向電場方式液晶顯示裝置。
6.用權(quán)利要求1所述的制造方法制造的橫向電場方式液晶顯示裝置，其中所述第一連接部分和所述第二連接部分的寬度比所述第三連接部分的窄1/2～1/100左右。
7.權(quán)利要求1所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中使用的掃描曝光裝置，其中設有測量所述半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠膜厚的膜厚測量裝置；根據(jù)由所述膜厚測量裝置測量的第二厚度的正光刻膠膜厚來反饋控制曝光量。
8.權(quán)利要求1所述的橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法中使用的掃描曝光裝置，其中設有測量所述半色調(diào)曝光工序中形成的第二厚度的正光刻膠與第一厚度的正光刻膠的臺階高差或者第二厚度的正光刻膠與無正光刻膠區(qū)域的臺階高差的白色干涉計；根據(jù)所述白色干涉計測量的臺階高差來反饋控制曝光量。
9.一種掃描曝光裝置，在設有至少其中之一透明的一對基板、夾在該基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中，該裝置用具有所要求的遮光圖案的石英光掩?；鍖ν糠笤谒鲆粚逯械囊粋€基板上的光刻膠進行掃描曝光，其特征在于設有用以抑制所述石英光掩模基板在水平配置時因自重引起的彎曲、在所述石英光掩模基板面中紫外光入射一側(cè)的面上配置的非接觸式伯努利吸盤，以及測定所述石英光掩?；逯信渲糜兴龇墙佑|式伯努利吸盤一側(cè)的面上的位移的激光位移計；一邊基于所述激光位移計測定的位移準確地控制所述石英光掩?；宓奈恢?，一邊進行曝光。
10.一種采用權(quán)利要求9所述的掃描曝光裝置制造的橫向電場方式液晶顯示裝置。
11.一種掃描曝光裝置，在設有至少其中之一透明的一對基板、夾在該基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中，該裝置用具有所要求的遮光圖案的石英光掩?；鍖ν糠笤谒鲆粚逯械囊粋€基板上的光刻膠進行掃描曝光，其特征在于設有與所述石英光掩?；鍖χ玫?、在其與該石英光掩?；逯g形成密閉空間的石英基板，以及測定所述密閉空間氣壓的壓力傳感器；一邊通過準確控制該密閉空間與大氣壓的差使所述密閉空間的氣壓低于大氣壓，校正因所述石英光掩?；宓淖灾匾鸬膹澢?，一邊進行曝光。
12.一種采用權(quán)利要求11所述的掃描曝光裝置制造的橫向電場方式液晶顯示裝置。
13.一種掃描曝光裝置，在設有至少其中之一透明的一對基板、夾在該基板之間的液晶組成物層的液晶顯示裝置的制造中，該裝置用具有所要求的遮光圖案的光掩模對涂敷在所述一對基板中的一個基板上的光刻膠進行掃描曝光，其特征在于設有支撐所述基板的支承臺，一邊使所述光掩模與所述支承臺連動、以相同速度在同軸方向移動，一邊對所述光刻膠加以掃描曝光的光掩模掃描曝光裝置，以及不用所述光掩模而直接以0.1mm～0.5mm左右寬度的紫外光進行掃描曝光的點掃描曝光裝置；能夠同時采用所述光掩模掃描曝光裝置和所述點掃描曝光裝置對所述光刻膠進行曝光。
14.一種用權(quán)利要求13所述的掃描曝光裝置制造的橫向電場方式液晶顯示裝置。
15.如權(quán)利要求13所述的掃描曝光裝置，其特征在于所述光掩模掃描曝光裝置在將紫外光照射能量密度減少到所述光刻膠殘留預定厚度的不完全曝光條件下，對所述光刻膠的整個面進行曝光，所述點掃描曝光裝置用所述點掃描曝光光學系統(tǒng)以收縮成點狀的紫外光對所述光刻膠進行掃描曝光；在所述光掩模掃描曝光裝置進行掃描曝光后、由所述點掃描曝光裝置進行掃描曝光，或者在由所述光掩模掃描曝光裝置沿第一方向的掃描曝光中、由所述點掃描曝光裝置對第一方向進行掃描曝光，在所述光掩模掃描曝光裝置進行全面的掃描曝光結(jié)束后、由所述點掃描曝光裝置對與所述第一軸方向垂直的第二方向進行掃描曝光。
16.一種橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，該裝置中設有至少其中之一透明的一對基板以及夾在該基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中的任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向上配置的、由掃描線驅(qū)動用外部電路經(jīng)由掃描線端子部驅(qū)動的的多根掃描線，在列方向上配置的多根圖像信號線，在每個像素處配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件；其特征在于包括在相當于所述薄膜晶體管元件的柵電極與所述共用電極的部分上形成正光刻膠的第一光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的部分上形成正光刻膠，在相當于用以形成連接所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分的部分上形成無正光刻膠的區(qū)域的第二光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的源電極、漏電極及所述像素電極的部分上形成正光刻膠的第三光掩模工序；以及用以形成所述掃描線端子部的接觸孔與圖像信號線端子部的接觸孔的正光刻膠的第四光掩模工序。
17.一種橫向電場方式液晶顯示裝置的制造方法，該裝置中設有至少其中之一透明的一對基板以及夾在該基板之間的液晶組成物層，在與所述基板中的任何一個基板的面對所述液晶組成物層的面上設有在行方向上配置的、由掃描線驅(qū)動用外部電路經(jīng)由掃描線端子部驅(qū)動的的多根掃描線，在列方向上配置的多根圖像信號線，在每個像素處配置的像素電極，與該像素電極成對的共用電極，以及連接在該像素電極、所述掃描線與所述圖像信號線上的薄膜晶體管元件；其特征在于包括在相當于所述薄膜晶體管元件的柵電極與所述共用電極的部分上形成正光刻膠的第一光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的部分上形成正光刻膠，在相當于用以形成連接所述共用電極與所述掃描線的第一靜電保護晶體管元件的第一連接部分、用以形成連接所述共用電極與所述圖像信號線的第二靜電保護晶體管元件的第二連接部分以及作為所述掃描線驅(qū)動用外部電路與所述掃描線端子部的連接部分的第三連接部分的部分上形成無正光刻膠區(qū)域的第二光掩模工序；在相當于所述薄膜晶體管元件的源電極、漏電極及所述像素電極的部分上形成正光刻膠的第三光掩模工序；以及對所述薄膜晶體管元件的背面溝道部分用B2H6進行等離子體摻雜處理，并采用噴墨涂敷法或曲面印刷法涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有機平坦化膜的鈍化工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供能以低成本、高合格率制造的超大型、超廣視角的橫向電場方式液晶顯示裝置、其制造方法以及掃描曝光裝置。形成薄膜晶體管元件58的部分，由于半色調(diào)光掩模60的完全遮斷區(qū)域而不會受到紫外光照射，形成具有預定厚度的第一厚度的光刻膠6。另外，在設有經(jīng)由接合電極21將掃描線驅(qū)動用外部電路和掃描線端子部19連接的第三連接部分即接觸孔59的區(qū)域上，由于紫外光完全透過半色調(diào)光掩模60的完全透過區(qū)域65而形成無正光刻膠的區(qū)域8，在其余的區(qū)域上形成第二厚度的正光刻膠7。
文檔編號H01L21/336GK1470927SQ0314578
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者廣田直人 申請人:大林精工株式會社