专利名称：液晶显示器的制造方法以及用在其中的掩模的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器的制造方法及用在其中的掩模，更具体而言涉及一种包括使用掩模来形成倾斜元件(slope member)的液晶显示器的制造方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)是广泛使用的平板显示器。LCD包括两个板，这两个板包括例如像素电极和公共电极的场产生电极。液晶(LC)层插入在场产生电极之间。LCD通过对场产生电极施加电压而在LC层中产生电场来显示图像，该电场决定了LC层中LC分子的取向以调整入射光的偏振。
垂直对准(VA)模式LCD排列液晶分子，使得当没有电场时LC分子的长轴垂直于面板。VA模式LCD具有高对比度和宽基准视角。宽的基准视角定义为使对比度等于约1∶10的视角，或者为灰度之间亮度反转的极限角。
VA模式LCD的宽视角可以通过场产生电极中的切口(cutout)和场产生电极上的突起而实现。由于切口和突起影响LC分子的倾斜方向，可以通过使用切口和突起使倾斜方向分布在几个方向。这样，通过使用切口和突起展宽了参考视角。
具有切口和突起的LCD可能具有大的响应时间。通过在场产生电极上推动液晶分子或者通过与液晶分子碰撞而决定远离切口和突起的液晶分子的倾斜方向。这样液晶分子的对准不稳定且不规则。虽然可以通过紧密间隔切口而提高响应时间，但会引起开口率(aperture ratio)的降低。
通过使用利用掩模的光刻和蚀刻构图几个导电层和绝缘层而制造LCD。光刻利用掩模形成光致抗蚀剂图案。采用光致抗蚀剂图案作为掩模蚀刻各层。这些掩模具有透明区和不透明区以选择性地透过曝光光。光致抗蚀剂图案和被构图层具有各种形状，取决于透明区和不透明区的尺寸和形状。因此，期望一种提供再现性和均匀性并具有适当的工艺容度(process margin)的掩模。
发明内容
根据本发明的实施例，用于制造液晶显示器的掩模包括具有沿预定方向逐渐增加的透射率的曝光区。
曝光区可以包括第一区，其包括具有均匀宽度的第一光阻挡元件，其中第一光阻挡元件界定第一狭缝，且第一狭缝的宽度沿预定方向逐渐增加；和第二区，其包括界定第二狭缝的第二光阻挡元件，其中第二狭缝具有均匀的宽度，且随着第二光阻挡元件沿预定方向远离第一区而设置时，第二光阻挡元件的宽度减小。
每个第一光阻挡元件和每个第二狭缝可以具有范围从约1.0微米到约2.5微米的宽度。
根据本发明的实施例制造液晶显示器的方法包括在基板上淀积绝缘层、将基板与具有沿预定方向逐渐增加的透射率的掩模对准、并通过采用该掩模来进行光刻来构图绝缘层从而形成倾斜元件。
绝缘层可以具有光敏性。
曝光区可以包括包含具有均匀宽度的第一光阻挡元件的第一区以及包括包含界定第二狭缝的第二光阻挡元件的第二区，其中第一光阻挡元件界定第一狭缝，且第一狭缝的宽度沿预定方向增加，第二狭缝具有均匀宽度，且随着第二光阻挡元件沿预定方向远离第一区而设置时，第二光阻挡元件的宽度减小。
每个第一光阻挡元件和每个第二狭缝可以具有范围从约1.0微米到2.5微米的宽度。
倾斜元件可以具有平坦倾斜表面，该表面具有单一梯度。
该方法还包括在形成倾斜元件之前形成栅极线、数据线、薄膜晶体管和像素电极。
该方法还包括在形成倾斜元件之前形成公共电极。
像素电极和/或公共电极可以包括切口。
结合附图，从下面的描述可以更详细地了解本发明的优选实施例。在附图中
图1是根据本发明的实施例的TFT阵列面板的布局图；图2是根据本发明的实施例的LCD的公共电极面板的布局图；图3是根据本发明的实施例的包括图1所示的TFT阵列板和图2所示的公共电极板的LCD的布局图；图4是图3所示的LCD沿线IV-IV’所取的截面图；图5是根据本发明的实施例的LCD的布局图；图6是图5所示的LCD沿线VII-VII’所取的截面图；图7是根据本发明的实施例的LCD的布局图；图8是图7所示的LCD沿线VIII-VIII’所取的截面图；图9是示出测量到的液晶对具有各种倾斜角的倾斜元件的响应时间的表格；图10是在根据本发明的实施例的LCD制造方法的中间步骤中，公共电极面板和用于形成倾斜元件的掩模的截面图；图11示出了根据本发明的实施例的与倾斜元件对准的掩模的狭缝。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。然而，本发明可以以各种方式实施，而不应该局限于此处提出的实施例。
将参照图1到4描述根据本发明的实施例的LCD。
图1是根据本发明的实施例的LCD的TFT阵列板的布局图。图2是根据本发明的实施例的LCD的公共电极面板的布局图。图3是根据本发明的实施例的包括图1所示的TFT阵列板和图2所示的公共电极板的LCD的布局图。图4是图3所示的LCD沿线IV-IV’所取的截面图。
根据本发明实施例的LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200和设置在TFT阵列面板100和公共电极面板200之间的LC层3。
参照图1、3和4描述了TFT阵列面板100。多条栅极线121和多条存储电极线131形成在包括例如透明玻璃或塑料的绝缘材料的基板110上。栅极线121传输栅极信号并基本上沿横向延伸。每个栅极线121包括多条向上和向下突起的栅极124和具有用于接触另一层或外部驱动电路的区域的端部129。用于产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可以安装在柔性印刷电路(FPC)膜(未示出)上。FPC膜可以贴附于基板110，直接安装在基板110上，或者集成在基板110上。栅极线121可以延伸以连接到可以集成在TFT阵列面板100上的驱动电路。
存储电极线131被供应预定电压。每条存储电极线131包括基本上平行于栅极线121延伸的干(stem)、多个分支133a-133d和多个连接分支133a-133d的接头(connection)。干靠近两个相邻栅极线121中的上栅极线121。
一组分支133a-133d包括两个形成第一和第二存储电极133a和133b并彼此分开的纵向分支，以及两个形成第三和第四存储电极133c和133d的倾斜分支。第三和第四电极133c和133d连接在第一和第二存储电极133a和133b之间。第一存储电极133a具有包括突起的自由端部和连接到存储电极线131的固定端部。第三和第四存储电极133c和133d大致从第一存储电极133a的中心分别延伸到第二存储电极133b的下端和上端。
每个接头133e连接在一组存储电极133a-133d的第一存储电极133a和与其相邻的另一组存储电极133a-133d的第二存储电极133b之间。
根据本发明的实施例，存储电极线131可以具有各种形状和排列。
栅极线121和存储电极线131可以包括例如Al和Al合金的含Al金属、例如Ag和Ag合金的含Ag金属、例如Cu和Cu合金的含Cu金属、例如Mo和Mo合金的含Mo金属、Cr、Ta或Ti。根据本发明的实施例，栅极线121和存储电极线131可以具有包括两个具有不同物理特性的导电膜(未示出)的多层结构。两层膜之一可以包括低电阻率金属，包括含Al金属、含Ag金属、含Cu金属，用于减小信号延迟或电压降。另一层膜可以包括与例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的其它材料具有良好的物理、化学和电学接触特性的材料，例如含Mo金属、Cr、Ta或Ti。两层膜组合的例子是下Cr膜和上Al(合金)膜以及下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。根据本发明的实施例，栅极线121和存储电极线131可以包括各种金属或导体。
栅极线121和存储电极线131的侧面相对于基板110的表面倾斜。其倾角范围从约20度到约80度。
包括氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的栅极绝缘层140形成在栅极线121和存储电极线131上。
多个包括氢化非晶硅(“a-Si”)或多晶硅的半导体条151形成在栅极绝缘层140上。每个半导体条151基本上沿纵向延伸且靠近栅极线121和存储电极线131变宽，使得半导体条151覆盖栅极线121和存储电极线131的大面积。每个半导体条151具有朝向栅极124伸出的突起154。
多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165形成在半导体条151上。欧姆接触条161和欧姆接触岛165可以包括重掺杂有n型杂质例如磷的n+氢化a-Si作为选择，欧姆接触条161和欧姆接触岛165可以包括硅化物。每个欧姆接触条161具有多个突起163。突起163和欧姆接触岛165成对位于半导体条151的突起154上。
半导体条151以及欧姆接触161和165的侧面相对于基板110的表面倾斜，且其倾角范围可以从约30度到约80度。
多个数据线171、多个漏极175和多个隔离的金属片178形成在欧姆接触161和165以及栅极绝缘层140上。
数据线171传送数据信号并基本上沿纵向延伸，以与栅极线121和存储电极线131的干和接头133e交叉。每个数据线171包括多个朝向栅极124突出的源极173和具有用于接触另一层或外部驱动电路的区域的端部179。用于产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可以安装在FPC膜(未示出)上。FPC膜可以贴附到基板110，直接安装在基板110上，或者集成在基板110上。数据线171可以延伸以连接到可以集成在TFT阵列面板100上的驱动电路。
每个漏极175包括宽的端部和窄的端部。窄的端部被弯曲的源极173部分包围。
栅极124、源极173和漏极175以及半导体条151的突起154形成TFT，该TFT具有形成在设置于源极173和漏极175之间的突起154中的沟道。
金属片178靠近第一存储电极133a的端部设置在栅极线121上。
数据线171、漏极175和金属片178包括例如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金的难熔金属。作为选择，数据线171、漏极175和金属片178可以包括各种金属或导体。根据本发明的实施例，数据线171、漏极175和金属片178可以具有包括难熔金属膜(未示出)和低电阻率膜(未示出)的多层结构。多层结构的例子是包括下Cr/Mo(合金)膜和上Al(合金)膜的双层结构以及下Mo(合金)膜、中间Al(合金)膜和上Mo(合金)膜的三层结构。
数据线171、漏极175和金属片178具有倾斜的边缘轮廓，且其倾角范围从约30度到约80度。
欧姆接触161和165插入在下面的半导体条151和其上的上面的半导体171和175之间，并减小其间的接触电阻。虽然半导体条151在大部分地方比数据线171窄，但是在栅极线121附近，半导体条151的宽度变大，以使表面轮廓光滑，因此防止数据线171断开。半导体条151的突起154包括一些未被数据线171、漏极175和金属片178覆盖的暴露部分。暴露部分包括位于源极173与漏极175之间的部分。
钝化层180形成在数据线171、漏极175、金属片178和半导体条151的暴露部分上。钝化层180可以包括无机或有机绝缘体。钝化层180可以具有平坦的顶表面。无机绝缘体的例子包括氮化硅和氧化硅。有机绝缘体可以具有光敏性和小于约4.0的介电常数。钝化层180可以包括无机绝缘体的下层膜和有机绝缘体的上层膜，使得在防止半导体条151的暴露区被有机绝缘体破坏的同时，具有有机绝缘体的良好的绝缘特性。
钝化层180具有多个分别暴露数据线171的端部179和漏极175的接触孔182和185。钝化层180和栅极绝缘层140具有多个暴露栅极线121的端部129的接触孔181、多个暴露存储电极线131靠近第一存储电极133a的固定端部的部分的接触孔183a、和多个暴露第一存储电极133a的自由端部的突起的接触孔183b。
多个像素电极190、多个跨桥(overpass)83和多个接触辅助81和82形成在钝化层180上，并可以包括例如ITO或IZO的透明导体或例如Ag、Al、Cr或其合金的反射导体。
像素电极190通过接触孔185物理地以及电学地连接到漏极175，使得像素电极190从漏极175接收数据电压。供应有数据电压的像素电极190与公共电极面板200的公共电极270一起产生电场。所产生的电场决定液晶层3中液晶分子31的取向。像素电极190和公共电极270形成称为“液晶电容器”的电容器，其存储在TFT截止后所施加的电压。
像素电极190交叠包括存储电极133a-133d的存储电极线131。像素电极190和与其连接的漏极175与存储电极线131形成另外的电容器，被称为“存储电容器”，该电容器提高液晶电容器的电压存储容量。
每个像素电极190基本上是具有斜切的左角的矩形。像素电极190的斜切边与栅极线121形成约45度角。
每个像素电极190具有将像素电极190分成多个部分的中心切口91、下切口92a和上切口92b。切口91-92b基本上具有关于等分像素电极190的虚拟横线的镜面对称性。
下切口92a和上切口92b从靠近右角的像素电极190的右边缘倾斜地延伸到大致像素电极190的左边缘中心。下切口92a和上切口92b分别交叠第三和第四存储电极133c和133d。下切口92a和上切口92b分别设置在可以被虚拟横线分割的像素电极190的上一半和下一半。下切口92a和上切口92b与栅极线121形成约45度角，并基本上彼此垂直延伸。
中心切口91沿虚拟横线延伸且包括从像素电极190右边缘的入口，该入口具有一对分别基本上平行于下切口92a和上切口92b的倾斜边缘。
因此，像素电极190的下半部被下切口92a分隔成两部分，且像素电极190的上半部被上切口92b分隔成两部分。分区的数目或切口的数目随着设计因素而变化，设计因素例如像素尺寸、像素电极190的横向边缘与纵边的比率以及液晶层3的类型和特性。
接触辅助81和82分别通过接触孔181和182连接到栅极线121的端部129和数据线171的端部179。接触辅助81和82保护端部129和179并提高端部129和179与外部器件的附着力。
跨桥83跨过栅极线121。跨桥83分别通过接触孔183a和183b连接到存储电极线131的暴露部和第一存储电极133a的自由端部的暴露突起。接触孔183a和183b关于栅极线121彼此面对设置。跨桥83交叠金属片178。跨桥83可以被电连接到金属片178。包括存储电极133a-133d和接头133e的存储电极线131、跨桥83和金属片178用于修理栅极线121、数据线171或TFT中的故障。通过激光束照射栅极线121和跨桥83的交叉点以将栅极线121电极连接到跨桥83，从而获得栅极线121与用于修理栅极线121的存储电极线131之间的电连接。金属片178提高栅极线121与跨桥83之间的电连接。
多组倾斜元件331、332、333a和333b形成在像素电极190和钝化层180上。倾斜元件331、332、333a和333b可以包括具有介电常数优选等于或小于LC层3的介电常数的绝缘体。
每组倾斜元件331-333b包括四个设置在像素电极190上的倾斜元件331-333b。每个倾斜元件331-333b具有包括两个主边(primary edge)和两个辅边(secondary edge)的平面梯形、三角形或V形。倾斜元件331-333b的主边平行于切口91-92b的边和像素电极190的斜切左边。倾斜元件331-333b的主边设置在切口91-92b之间或在切口92a和92b与像素电极190的斜切左边之间。倾斜元件331、332、333a和333b的辅边平行于栅极线121或数据线171。
每个倾斜元件331-333b都具有脊和倾斜的表面。脊大致设置在切口92a和92b的中心线上并沿其延伸、设置在切口91的边上、或者设置在像素电极190的斜切边上。倾斜表面具有从脊向主边减小的高度。脊的高度优选在约0.5微米到约2.0微米范围内，且倾斜表面相对于基板110的表面的倾角θ可以小于约45度。根据本发明的实施例，倾角θ在约1到约10度范围内或约1.2到约3.0度范围内。倾斜表面可以是直的或弯曲的。弯曲表面的倾角可以被定义为平均倾角或垂直于脊的直角三角形的梯度。倾斜表面具有连接倾斜元件331-333b的顶部和侧边点(lateral edge point)的侧边。
根据本发明的实施例，一组倾斜元件331-333b占据了等于或大于像素电极190一半的面积。相邻像素电极190的倾斜元件331-333b可以彼此连接。
将参照图2-4描述公共电极面板200。
用于防止光泄漏的称为黑底的光阻挡元件220形成在例如透明玻璃或塑料的绝缘基板210上。光阻挡元件220可以包括多个面对像素电极190的开口225，且可以具有基本上与像素电极190相同的平面形状。光阻挡元件220可以包括相应于数据线171的线性部分和相应于TFT的其它部分。
多个彩色滤光片230形成在基板210上。多个彩色滤光片230基本上设置在由光阻挡元件220界定的开口225中。彩色滤光片230可以基本上沿像素电极190的纵向延伸。彩色滤光片230可以包括例如红、绿和蓝的原色之一。
保护层(overcoat)250形成在彩色滤光片230和光阻挡元件220上。保护层250防止彩色滤光片230被暴露并提供平坦表面。在本发明的实施例中，保护层250可以被省略。
公共电极270形成在保护层250上。公共电极270可以包括例如ITO和IZO的透明导电材料，并具有多组切口71、72a和72b。
一组切口71-72b面对像素电极190并包括中心切口71、下切口72a和上切口72b。每个切口71-72b设置在像素电极190的相邻切口91-92b之间或者在切口92a或92b与像素电极190的斜切边之间。此外，每个切口71-72b包括至少一个平行于像素电极190的下切口92a或上切口92b延伸的倾斜部分。切口71-72b基本上具有关于上述等分像素电极190的横线的镜面对称性。
下切口32a和上切口72b每个都包括大约从像素电极190的左边缘延伸到大约像素电极的下边缘或上边缘的倾斜部分。下切口72a和上切口72b每个还包括从倾斜部分的相应末端沿像素电极190的边缘延伸的横部和纵部，交叠像素电极190的边缘并与倾斜部分形成钝角。
中心切口71包括中心横部、一对倾斜部分和一对终端纵部。中心横部从像素电极190的左边缘沿上述横线延伸。倾斜部分的所述对从横部的末端延伸到大约像素电极的右边缘并与中心横部形成斜角。终端纵部的所述对从相应的倾斜部分的末端沿像素电极190的右边缘延伸。终端纵部的所述对交叠像素电极190的右边缘，并与相应倾斜部分形成钝角。
切口71-72b的数目可以随着设计因素而变化。光阻挡元件220也可以交叠切口71-72b以阻隔通过切口71-72b的光泄漏。
多个包括例如绝缘体的柱状分隔件(columnar spacer)设置在TFT阵列面板100与公共电极面板200之间。分隔件320支持TFT阵列面板100和公共电极面板200使得分隔件320在面板100与200之间产生间隙。分隔件320设置在栅极线121上。作为选择，分隔件320可以设置在栅极线121以外的区域。分隔件320可以包括与倾斜元件331-333b相同的层，或者可以合并入钝化层180。
可以将为垂直(homeotropic)的对准层(alignment layer)11和21涂布在面板100和200的内表面上。偏光片12和22设置在面板100和200的外表面，使得它们的偏振轴可以交叉，且偏振轴之一可以平行于栅极线121。根据本发明的实施例，当LCD是反射型LCD时，偏光片12和22之一可以被省略。
LCD还可以包括至少一个延迟膜(未示出)用于补偿LC层3的延迟。延迟膜具有双折射并提供由LC层3所提供的相反的延迟。
LCD还可以包括背光单元(未示出)，所述背光单元通过偏光片12和22、延迟膜以及面板100和200向LC层3供光。
LC层3可以具有负介电各向异性。LC层3可以经过垂直对准，使得在LC层3中的LC分子31对准从而在无电场时它们的长轴基本垂直于面板100和200的表面。因此，入射光不能通过交叉的偏光片12和33。
向公共电极270施加公共电压和向像素电极190施加数据电压时，产生基本上垂直于面板100和200表面的电场。像素电极190和公共电极270被通称为场产生电极。LC分子31倾向于在电场下改变其取向，使得它们的长轴垂直于场方向。切口91-92b和71-72b、像素电极190的边缘和倾斜元件331-333b控制在LC层3中的LC分子31的倾斜方向。LC分子31在无电场时被倾斜元件331-333b预倾斜(pre-title)。LC分子31的预倾斜方向决定了在施加电场时LC分子31的倾斜方向。预倾斜方向基本上垂直于切口91-92b的边缘以及像素电极190的倾斜边缘。
场产生电极190和270的切口91-92b和71-72b以及像素电极190的倾斜边缘扭曲电场以具有水平分量。该水平分量基本上垂直于切口91-92b和71-72b的边缘以及像素电极190的倾斜边缘。
此外，倾斜元件331-333b的厚度变化扭曲电场的等势线。等势线的扭曲提供了倾斜力(tilting force)，当倾斜元件331-333b的介电常数小于LC层3时，该力也与由切口91-92b和71-72b决定的倾斜方向一致。
因此，远离切口91-92b和71-72b以及像素电极190的斜切边的LC分子31的倾斜方向也被决定，以减小LC分子31的响应时间。
参照图3，一组切口91-92b和71-72b将像素电极190分隔为多个子区域。每个子区域具有两个主边。由于在每个子区域上的LC分子31垂直于主边倾斜，倾斜方向的方位角分布位于四个方向，因此提高了LCD的基准视角。
切口91-92b和71-72b中至少一个可以用突起(未示出)或凹陷(未示出)取代。突起可以包括有机或无机材料并设置在场产生电极190或270上面或下面。
切口91-92b和71-72b的形状和排列可以被更改。
将参照图5和6描述根据本发明的实施例的LCD。
图5是根据本发明的实施例的LCD的布局图。图6是图5所示的LCD沿线VII-VII’所取的截面图。
参照图5和6，LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200、插入在面板100与200之间的LC层3和多个柱状分隔件322、以及一对附着在面板100和200外表面的偏光片12和22上。
根据本实施例的面板100和200的层结构基本上与图1-4示出的相同。
考虑TFT阵列面板100，多条包括栅极124和端部129的栅极线121以及存储电极线131形成在基板110上。其上依次形成栅极绝缘层140、多个包括突起154的半导体条151、和多个包括突起163的欧姆接触条161和多个欧姆接触岛165。多个包括源极173和端部179的数据线171、多个漏极175和多个隔离金属片178形成在欧姆接触161和165上，且其上形成钝化层180。多个接触孔181、182、183a、183b和185设置于钝化层180和栅极绝缘层140。具有多个切口91-92b的多个像素电极190、多个跨桥83和多个接触辅助81和82形成在钝化层180上，且其上覆盖对准层11。
考虑公共电极面板200，光阻挡元件220、多个彩色滤光片230、保护层250、具有多个切口71-72b的公共电极270和对准层21形成在绝缘基板21O上。
公共电极面板200包括多组设置在公共电极270和保护层250上的倾斜元件335、336a和336b，尽管TFT阵列面板100不包括倾斜元件。与倾斜元件331-333b类似，倾斜元件335、336a和336b可以包括绝缘体。每组倾斜元件335-336b包括三个面对像素电极190的倾斜元件335-336b。每个倾斜元件335-336b包括具有两个主边和两个辅边的平面梯形或V形。倾斜元件335-336b的主边平行于切口71-72b的斜边。倾斜元件335-336b的主边关于切口71-72b彼此相对设置。倾斜元件335-336b的辅边平行于栅极线121或数据线171。每个倾斜元件335-336b具有脊和倾斜表面。脊大约设置在切口71-72b的倾斜部分的中心线上并沿其延伸。倾斜表面具有从脊向主边降低的高度。倾斜表面关于基板210的表面的倾角θ在约1到约10度范围内。
此外，根据实施例的TFT阵列面板100的半导体条151具有与数据线171、漏极175和下面的欧姆接触161和165基本相同的形状。半导体条151的突起154包括一些暴露部分，这些暴露部分未被数据线171和漏极175覆盖。暴露部分可以包括设置在源极173和漏极175之间的部分。
TFT阵列面板100还包括多个半导体岛(未示出)和多个设置于半导体岛上的欧姆接触岛(未示出)，它们均设置在金属片178下。
根据本发明的实施例的TFT阵列面板的制造方法采用一步光刻步骤同时形成数据线171、漏极175、金属片178、半导体151和欧姆接触161和165。
用于光刻工艺的光致抗蚀剂图案具有随位置变化的厚度。光致抗蚀剂图案的第一和第二部分具有不同厚度。例如，光致抗蚀剂图案的厚度从第一部分向第二部分减小。第一部分位于被数据线171、漏极175和金属片178占据的布线区。第二部分位于TFT的沟道区上。
通过几种技术获得随位置变化的光致抗蚀剂厚度，例如通过在曝光掩模上提供半透明区以及透明区和光阻挡不透明区。半透明区可以具有狭缝图案、格子图案、具有中等透射率或中等厚度的薄膜。当使用狭缝图案时，狭缝的宽度或狭缝之间的距离可以小于用于光刻的曝光器(light exposer)的分辨率。另一例子是使用可回流光致抗蚀剂(reflowable photoresist)。一旦包括可回流材料的光致抗蚀剂图案通过使用常规具有透明区和不透明区的曝光掩模而形成，则其经受回流工艺而流到没有光致抗蚀剂的区域上，因此形成薄部分。
结果，通过省略光刻步骤而简化了制造工艺。
将参照图7和8描述根据本发明实施例的LCD。
图7是根据本发明的实施例的LCD的布局图。图8是图7所示的LCD沿线VIII-VIII’所取的截面图。
参照图7和8，LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200、插入在面板100和200之间的LC层3和多个柱状分隔件320、和附着于面板100和200的外表面的一对偏光片12和22。
面板100和200的层结构与图1-4所示的基本相同。
考虑TFT阵列面板100，多个包括栅极124和端部129的栅极线121以及存储电极线131形成在基板110上。其上依次形成栅极绝缘层140、多个包括突起154的半导体条151、和多个包括突起163的欧姆接触条161和多个欧姆接触岛165。多个包括源极173和端部179的数据线171、多个漏极175和多个隔离金属片178形成在欧姆接触161和165以及栅极绝缘层140上，且其上形成钝化层180。多个接触孔181、182、183a、183b和185设置于钝化层180和栅极绝缘层140。具有多个切口91-92b、多个跨桥83和多个接触辅助81和82的多个像素电极190形成在钝化层180上。多个倾斜元件331-333b形成在像素电极190和钝化层180上。对准层11覆盖于其上。
考虑公共电极面板200，光阻挡元件220、保护层250、包括多个切口71-72b的公共电极270和对准层21形成在绝缘基板210上。
TFT阵列面板100包括多个设置在钝化层180下的彩色滤光片条230，而公共电极面板200没有彩色滤光片。彩色滤光片条230沿纵向延伸，且两个相邻彩色滤光片条230的边缘在数据线171上彼此匹配。根据本发明的实施例，彩色滤光片条230可以彼此交叠以阻挡像素电极190之间的光泄漏，或者可以彼此分隔开。当彩色滤光片条230彼此交叠时，可以省略设置在公共电极面板200上的光阻挡元件220。
对具有1.9°、1.8°和1.1°的倾斜元件测量了液晶的响应时间Ttot，在图9中以图表示出。液晶的响应时间Ttot包括上升时间Tr和下降时间Tf。上升时间Tr是在无电场下的LC分子响应于通过向像素电极施加最大电压Vw而产生的电场的时间。下降时间Tf是被施加有最大电场的LC分子在像素电极被施加最小电压Vb之后回到其初始状态的时间。
在图9中的图表中，“单元间距”表示LC层3的厚度，即面板100和200之间的距离。
如图9所示，测量到的响应时间等于13.95ms、14.88ms和15.34ms，低于16ms，而没有倾斜元件的常规LCD的响应时间为约21ms到约25ms。此外，上升时间Tr和响应时间Ttot随着倾斜元件倾角的增加而减小。由于对于运动图像来说要求在一秒钟内显示60帧图像，所以测量到的响应时间小于16ms使得可以实现运动图像。
将参照图10和11描述根据本发明实施例的、包括倾斜元件的公共电极面板的制造方法。
图10是在根据本发明实施例的制造方法的中间步骤中，公共电极面板和用于形成倾斜元件的掩模的截面图。图11示出与倾斜元件对准的掩模的狭缝。
参照图10，光阻挡元件220、多个彩色滤光片230和保护层250依次形成在绝缘基板210上。光阻挡元件220可以包括包含黑色颜料Cr或Cr氧化物的有机材料。保护层250可以包括无机或有机绝缘体。彩色滤光片230可以通过例如依次涂覆、曝光和显影包含红、绿和蓝色颜料的负光致抗蚀利有机材料而形成。接着，ITO或IZO层淀积在保护层250上并被构图以形成具有多个切口70的公共电极270。根据本发明的实施例，切口70可以被省略。
接着，光敏有机绝缘层覆盖在公共电极270上，并通过掩模400进行曝光。然后，光敏有机绝缘层被显影以形成多个倾斜元件330。掩模400包括基本上透过入射光的透光区C和部分透过入射光的半透明区A和B。半透明区A和B面对倾斜元件330。
参照图11，半透明区A和B包括多个彼此分开的光阻挡元件410以在其间界定多个狭缝420。狭缝420的宽度和狭缝420之间的距离可以小于在曝光中使用的曝光器的分辨率。半透明区A和B中的透光率从半透明区A和B的中心向边缘逐渐增加。例如，在半透明区A中，光阻挡元件410的宽度是固定的，且可以在约1.0微米到约2.5微米范围内，且狭缝420的宽度从半透明区A的中心向两边逐渐增加。在半透明区B中，狭缝420的宽度是固定的，且可以在约1.0微米到约2.5微米范围内，且光阻挡元件410的宽度从半透明区B的中心向两边逐渐增加。光阻挡区可以包括具有大于预定值的宽度的光阻挡元件410。
根据本发明的实施例，可以形成倾斜元件330的均匀倾角θ，且可以进行均匀的和可再现的制造工艺。倾斜元件330的厚度可以具有约1.5微米的最大值。倾斜元件330的倾角可以在约1.2到约3.0度范围内。倾斜元件330的宽度可以随区域的宽度而变化。
根据本发明实施例的方法适用于在TFT阵列面板100上形成倾斜元件。
倾斜元件可以用于任何类型的LCD，例如扭曲向列(TN)型LCD或平面转换(in-plane switching，IPS)型LCD。
此外，掩模适用于构图具有倾斜边缘轮廓的其它层或用于形成具有光滑侧壁的接触孔。
虽然在此处参照附图描述了本发明的优选实施例，但应该理解本发明不局限于这些精确的实施例，而是本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范畴下进行各种变化和改进。旨在将所有这些变化和改进包括进如权利要求所界定的范畴内。
本申请要求了于2004年10月1日提交的韩国专利申请No.2004-78338的优先权，其全部内容引入作为参考。
权利要求
1.一种用于制造液晶显示器的掩模，所述掩模包括具有沿预定方向逐渐增加的透射率的曝光区。
2.如权利要求1所述的掩模，其中所述曝光区包括第一区，包括具有均匀宽度的第一光阻挡元件，其中所述第一光阻挡元件界定第一狭缝，且第一狭缝的宽度沿预定方向增加；和第二区，包括界定第二狭缝的第二光阻挡元件，其中所述第二狭缝具有均匀宽度，且第二光阻挡元件的宽度沿预定方向减小。
3.如权利要求2所述的掩模，其中所述第二光阻挡元件的宽度随着第二光阻挡元件进一步远离第一区而减小。
4.如权利要求2所述的掩模，其中每个第一光阻挡元件和每个第二狭缝具有在从约1.0微米到约2.5微米范围的宽度。
5.一种制造液晶显示器的方法，所述方法包括在基板上淀积绝缘层；将所述基板与具有沿预定方向逐渐增加的透射率的掩模对准；和通过使用所述掩模的光刻构图所述绝缘层而形成倾斜元件。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述绝缘层具有光敏性。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述曝光区包括第一区，包括具有均匀宽度的第一光阻挡元件，其中所述第一光阻挡元件界定第一狭缝，且第一狭缝的宽度沿预定方向增加；和第二区，包括界定第二狭缝的第二光阻挡元件，其中所述第二狭缝具有均匀宽度，且第二光阻挡元件的宽度沿预定方向减小。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第二光阻挡元件的宽度随着第二光阻挡元件进一步远离第一区而减小。
9.如权利要求7所述的方法，其中每个第一光阻挡元件和每个第二狭缝具有从约1.0微米到约2.5微米变化的宽度。
10.如权利要求5所述的方法，其中所述倾斜元件具有平坦的倾斜表面，所述表面具有单一梯度。
11.如权利要求5所述的方法，还包括在形成所述倾斜元件之前形成栅极线、数据线、薄膜晶体管和像素电极。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述像素电极包括切口。
13.如权利要求5所述的方法，还包括在形成所述倾斜元件之前形成公共电极。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述公共电极包括切口。
全文摘要
本发明公开一种液晶显示器的制造方法及用在其中的掩模。所述方法包括在基板上淀积绝缘层；将基板与具有沿预定方向逐渐增加的透射率的掩模对准；以及通过采用掩模的光刻构图绝缘层而形成倾斜元件。
文档编号G02F1/1337GK1755472SQ200510108450
公开日2006年4月5日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月1日
发明者金洙真 申请人:三星电子株式会社