专利名称：制造液晶显示面板用掩模板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制造薄膜晶体管液晶显示面板中使用的掩模板(mask)，尤其 涉及适用于制造薄膜晶体管液晶显示面板的孔层结构的掩模板。
背景技术：
近年来，信息通讯领域的迅速发展，提高了各种类型的显示设备的需求。目前主流 的显示器件主要有阴极射线管显示器(CRT)，液晶显示器(LCD)，等离子体显示器(PDP)， 电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD)等。其中薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD) 以其高清晰度，真彩视频显示，外观轻薄，耗电量少，无辐射污染等优点而成为显示器件发 展的主流趋势。 LCD通常包括用于显示画面的液晶显示面板和用于向液晶显示面板提供驱动信号 的驱动电路部分。通常，液晶显示面板包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，它们彼此粘接在 一起并通过液晶盒间隙(CELL GAP)彼此间隔开。液晶材料层注入到第一玻璃基板和第二 玻璃基板之间的间隙中。 在第一玻璃基板(即，薄膜晶体管液晶显示器的阵列基板)上形成有多条栅极线 和多条数据线，其中多条栅极线以固定的间隔彼此分开并沿着第一方向延伸，而多条数据 线以固定的间隔彼此分开并且沿着基本上垂直于第一方向的第二方向延伸，其中通过栅极 线和数据线的相互交叉限定出多个像素区域，以矩阵方式设置在相应的每个像素区域中的 多个像素电极；和多个薄膜晶体管(TFT)，能够响应提供给相应的每条栅极线的信号将来 自数据线的信号发送给对应的每个像素电极。 第二玻璃基板(即，薄膜晶体管液晶显示器的滤色片基板)上形成有黑色矩阵层 (BM)，能够防止在像素区域以外的面积中的光泄漏；滤色片层(R， G， B)，用于有选择地传输 具有预定波长的光；和公共电极，用来实现画面。在平面开关模式(IPS模式)等水平场模 式的LCD装置中，公共电极形成在第一玻璃基板上。 目前TFT液晶显示面板设计中采用的是同一种阵列工艺的产品使用一套掩模板 实现不同的工艺。图l所示为现有的制造阵列基板时所使用的一张掩模板的示意图。其 中，IO为掩模板，ll为掩模板10的边框，12为单元产品掩模图形，13为掩模板周边空白区 域。通常的阵列基板需要使用5道左右的掩模板，使用每一道掩模板进行一次光刻蚀，以分 别在第一玻璃基板上形成阵列基板的不同层结构，然后将第一玻璃基板与第二玻璃基板对 位后用密封剂粘接，然后切割为多个单元产品面板，注入液晶材料后形成为一个单元产品 面板。 图2所示为单元产品掩模图形的示意图。如图2所示，在现有的TFT-LCD面板的 单元产品掩模图形设计中，需要在金属层12b上形成孔12a，而且孔12的各边缘为直线。图 3(a) 图3(d)所示为使用图2所示的掩模板制作液晶显示面板的流程。如图3(a)所示， 在玻璃基板13上依次沉积并形成栅极线金属15a、栅绝缘层14、数据线金属15b、钝化层16 并涂敷光刻胶17，其后使用如图2所示的掩模板进行曝光以形成栅极线金属15a和数据线金属15b上的孔。然后进行显影工艺形成如图3(b)所示的光刻胶形状。如图3(a)和图 3(b)所示，在制作工艺过程中，栅极线金属15a上的孔和数据线金属15b上的孔是在同一次 光刻工艺中制作完成的，并且栅极线金属15a上在刻蚀前覆盖栅绝缘层14和钝化层16，而 数据线金属15b上在刻蚀前只覆盖钝化层16。然后进行刻蚀工艺，刻掉栅极线金属15a上 的栅绝缘层14和钝化层16，以及数据线金属15b上的钝化层16。最后沉积透明像素电极 层18。 但是，使用通常的掩模板会出现如下问题，即采用通常的设计方式，在对光刻胶17 进行曝光后，光刻胶17会形成如图3(b)所示的断面几乎呈直角的形状，在这种情况下，阵 列基板的工艺的微小变化都有可能导致如图3(c)所示的情况，即栅极金属15a上的栅绝缘 层14和钝化层16之间形成逆角，而数据线金属15b上的钝化层16与数据线金属15b呈逆 向角度。这就会导致在沉积透明像素电极层18的过程中出现如图3(d)所示的像素电极层 18跨断的情况。并因此导致电学连接的不良，并最终导致液晶显示装置的生产良率降低。 为了解决该问题，在液晶显示面板的制造过程中获得良好的坡度角，一些厂家对 光刻胶进行氧气灰化工艺，但是增加该工艺无疑复杂化了生产工艺，增高了生产成本。 针对现有技术所存在的问题，本实用新型提出了在孔层结构中可以形成良好的坡 度角，从而有效防止该类电学连接不良出现的掩模板设计方案。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种掩模板，该掩模板上形成的开孔可以在孔层结构
中形成良好的坡度角，从而有效防止由于孔层结构的垂直角度而导致的跨断问题。 为解决上述问题，本实用新型的掩模板包括多个单元产品掩模图形，用于液晶显 示面板制造的光刻工艺，其中所述单元产品掩模图形包括开孔，并且所述开孔的孔边缘形 成多个非规则直线图形。 作为本实用新型的优选方案，所述孔边缘的非规则直线图形为三角形、正方形或 半圆形的任一种。 作为本实用新型的又一优选方案，所述非规则直线图形的尺寸以及间距小于制造 液晶显示面板的曝光机的曝光精度。 作为本实用新型的再一优选方案，所述非规则直线图形的尺寸以及间距小于 3 ii m。 作为本实用新型的另一优选方案，所述孔边缘的非规则直线图形为两个或两个以 上与所述开孔的各边平行的细线条框。 作为本实用新型的另一优选方案，所述细线条框的宽度，所述细线条框与所述开 孔之间的间距，以及所述细线条框之间的间距小于制造液晶显示面板的曝光机的曝光精度。 作为本实用新型的另一优选方案，所述细线条框的宽度，所述细线条框与所述开 孔之间的间距，以及所述细线条框之间的间距均小于3 ii m。 本实用新型的优点在于，在不改变现有的工艺和流程的基础上，在掩模板的单元 产品掩模图形的边缘增加了一些图形，并通过控制这些图形的尺寸，有效改善现有工艺中 的孔层结构之中的层间跨断问题，从而极大地提高了生产良率，降低了生产成本，提高了生
4产效率。
图1所示为现有的制造阵列基板时所使用的一张掩模板的示意图。 图2所示为图1所示的一张掩模板中单元产品掩模图形的示意图。 图3(a)所示为使用现有的掩模板制作液晶显示面板的过程中曝光工艺后的器件
断面示意图。 图3(b)所示为使用现有的掩模板制作液晶显示面板的过程中显影工艺后的器件 断面示意图。 图3(c)所示为使用现有的掩模板制作液晶显示面板的过程中刻蚀工艺后的器件 断面示意图。 图3(d)所示为使用现有的掩模板制作液晶显示面板的过程中沉积透明像素电极 层的工艺后的器件断面示意图。 图4(a) 图4(d)所示为根据本实用新型的具体实施方式
的掩模板的单元产品掩 模图形的示意图。 图5(a)所示为使用本实用新型的掩模板制作液晶显示面板的过程中曝光工艺后 的器件断面示意图。 图5(b)所示为使用本实用新型的掩模板制作液晶显示面板的过程中显影工艺后 的器件断面示意图。 图5 (c)所示为使用本实用新型的掩模板制作液晶显示面板的过程中刻蚀工艺后 的器件断面示意图。 图5 (d)所示为使用本实用新型的掩模板制作液晶显示面板的过程中沉积透明像 素电极层工艺后的器件断面示意图。
具体实施方式为了更清楚地理解本实用新型的目的，特点和优势，下面参照附图具体说明本实 用新型的具体实施方式
。 参阅图4 (a) 图4 (d)，在根据本实用新型的掩模板的单元产品掩模图形中，掩模 板上用于形成孔层结构的孔的边缘设计为非平坦直线，即在孔的边缘增加一些图形，使得 通过掩模板进行刻蚀后形成平坦的坡度角。这些图形可以为半圆形、正方形、三角形或者细 线条框等。并且这些边缘图形的尺寸小于制造液晶显示面板时的曝光机的极限分辨能力 (通常为3 ii m)，并且大于掩模厂家制造掩模板时使用的曝光机的分辨能力。即所述半圆形 的直径，所述正方形的边长以及所述三角形的底边长小于制造液晶显示面板时的曝光机的 极限分辨能力，并大于掩模厂家制造掩模板时使用的曝光机的分辨能力。并且相邻的图形 之间的间距也小于制造液晶显示面板时的曝光机的极限分辨能力，并且大于掩模厂家制造 掩模板时使用的曝光机的分辨能力。 下面以图形为细线条框的掩模板为例进行说明。如图4(d)所示，金属板21上打 孔22，然后在孔22的边缘处形成两个细线条框，并且该两个细线条框的宽度小于3 ii m，并 且两个细线条框之间的间距，以及细线条框与孔22边缘的间距小于3 ii m。[0034] 下面参照图5(a) 图5(d)具体说明使用本实用新型的掩模板制造液晶显示面板 的孔层结构的示意图。 如图5(a)所示，在玻璃基板23上沉积并形成栅极线金属25a、栅绝缘层24、数据 线金属25b、钝化层26和正性光刻胶27，并使用掩模板中的掩模图形20d进行曝光工艺并 显影，由于根据本实用新型的掩模板的单元产品掩模图形20d的孔边缘处具有细线条框的 图形，光在此处的传播受阻，因此在孔的边缘处光的透过量降低，显影后孔边缘的光刻胶27 部分被曝光，从而形成图5(b)中所示的器件断面示意图。如图5(b)所示，由于掩模图形 20d的边缘形成有细线条框结构，因此，经过显影后所得到的光刻胶27的断面图中，位于孔 边缘的光刻胶27的断面为坡度角，而不是如图5(b)中所示的几乎垂直的结构。然后进行刻 蚀工艺，如图5(c)所示，刻蚀后在孔层的位置处，栅极线金属25a上的孔和数据线金属25b 上的孔的坡度角很平坦，并且在孔层位置处，栅绝缘层24和钝化层26与栅极线金属25a之 间不会出现如图3(c)中所示的逆角的情况，同样孔层位置处，钝化层26与数据线金属25b 之间也不会出现逆角的情况。最后沉积一层透明像素电极层28，由于孔层处的断面为坡度 角，因此沉积透明像素电极层28时不会出现如图3(d)所示的孔层处的跨断情况。 本实用新型在不改变现有的工艺和流程的基础上，在掩模板的单元产品掩模图形 的边缘增加了一些图形，并通过控制这些图形的尺寸，有效改善现有工艺中的孔层结构中 上下层之间的跨断问题，从而极大地提高了生产良率，降低了生产成本，提高了生产效率。 本实用新型以数据线金属和栅极线金属上方对应的孔层结构为例，使用掩模板的 单元产品掩模图形的边缘增加细线条框的结构进行了说明，但是本实用新型并不限于此。 本领域技术人员均应了解，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可以对本实用新 型进行各种修改和变型。因而，如果任何修改和变型落入所附权利要求书及其等同物的保 护范围内时，认为本实用新型涵盖这些修改和变型。
权利要求一种制造液晶显示面板用掩模板，其特征是包括多个单元产品掩模图形，用于液晶显示面板制造的光刻工艺，其中所述单元产品掩模图形包括开孔，并且所述开孔的孔边缘形成多个非规则直线图形。
2. 根据权利要求1所述的掩模板，其特征是所述孔边缘的非规则直线图形为三角形、 正方形或半圆形的任一种。
3. 根据权利要求2所述的掩模板，其特征是所述非规则直线图形的尺寸以及间距小于 制造液晶显示面板的曝光机的曝光精度。
4. 根据权利要求3所述的掩模板，其特征是所述非规则直线图形的尺寸以及间距小于 3 ii m。
5. 根据权利要求3或权利要求4所述的掩模板，其特征是所述非规则直线图形的尺寸 为所述三角形底边、所述正方形边长和所述半圆形的直径中的任一个。
6. 根据权利要求1所述的掩模板，其特征是所述孔边缘的非规则直线图形为两个或两 个以上与所述开孔的各边平行的细线条框。
7. 根据权利要求6所述的掩模板，其特征是所述细线条框的宽度，所述细线条框与所 述开孔之间的间距，以及所述细线条框之间的间距小于制造液晶显示面板的曝光机的曝光 精度。
8. 根据权利要求7所述的掩模板，其特征是所述细线条框的宽度，所述细线条框与所 述开孔之间的间距，以及所述细线条框之间的间距均小于3 ii m。
专利摘要本实用新型涉及一种制造液晶显示面板用的掩模板，其包括多个单元产品掩模图形，并且所述单元产品掩模图形包括开孔，以及所述开孔的孔边缘形成多个非规则直线图形。本实用新型的掩模板可以在不改变现有的工艺和流程的基础上，有效改善现有工艺中的孔层结构之中的层间跨断问题，从而极大地提高了生产良率，降低了生产成本，提高了生产效率。
文档编号G03F1/00GK201489270SQ20082006081
公开日2010年5月26日 申请日期2008年10月7日 优先权日2008年10月7日
发明者汪梅林 申请人:上海天马微电子有限公司