制造液晶显示器的曝光掩模及利用该掩模制造液晶显示器时曝光基板的方法

摘要

一种用于利用基板制造液晶显示器的掩模，包括具有中心线的位于基板中心的第一掩模图形，以对基板中心进行曝光。第二掩模图形位于第一掩模图形左侧，以对基板左侧进行曝光。该第二掩模图形与第一掩模图形相距第一距离。第三掩模图形位于第一掩模图形右侧，以对基板右侧进行曝光。第三掩模图形与第一掩模图形相距第二距离。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造液晶显示器的掩模，以及利用该掩模对用于液晶显示器的基板进行曝光的方法。

背景技术

通常，液晶显示器具有两块带电极的基板和间插在两块基板间的液晶层。电压施加在电极上，使得液晶层中的液晶分子重新取向，从而控制光透射。电极可以全部形成在基板其中之一上。

为了在基板上形成各种图形，对于基板进行光刻，同时包括曝光的步骤。

传统上，将分步投影曝光机(stepper)或对准仪(aligner)用于曝光目的。

在采用分步投影曝光机的情况下，引入小尺寸掩模。基板被分成若干个照射区，并且当在基板上方在任意方向上移动分步投影曝光机掩模的同时对基板曝光。该分步投影曝光机掩模和基板安装在分步投影曝光机上，使得它们以适当的方式彼此对准。

在使用对准仪的情形下，引入大尺寸掩模，使得仅用一次照射对基板的整个面积进行曝光。首先将对准仪掩模(aligner mask)安装在对准仪上，然后将基板与对准仪掩模对准。对准仪优选地用于制造液晶显示器。

然而，使用对准仪有以下问题。随着基板尺寸增大到大于现有的对准器，则不能通过一个掩模利用一次照射对其进行曝光。因而，接缝错误易于在所得的显示器中出现。因此，需要开发一种新型曝光装置或构造技术。例如，在对大尺寸基板曝光的过程中，可对交互照射对准(inter-shot alignment)使用这样的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制造液晶显示器的掩模，其在防止接缝错误的同时，对大尺寸基板作正确的交互照射对准。

本目的和其它目的可通过一种掩模实现，该掩模具有以各自方式进行照射的不同掩模图形。利用这样的掩模对大尺寸基板进行曝光。

具体地，用于利用基板制造液晶显示器的掩模包括具有中心线的位于基板中央的第一掩模图形，以对基板中央进行曝光。第二掩模图形位于第一掩模图形左侧，以对基板左侧进行曝光。第二掩模图形与第一掩模图形相隔第一距离。第三掩模图形位于第一掩模图形右侧，以对基板右侧进行曝光。第三掩模图形与第一掩模图形间隔第二距离。

用于曝光的对准标记(key)形成在第一掩模图形上。对准标记形成有：位于掩模中心线左侧和右侧彼此相对于掩模中心线对称的一对第一对准图形、位于第一对准图形右侧并与第一对准图形间隔第一距离的一对第二对准图形、以及位于第一对准图形左侧并与第一对准图形间隔第二距离的一对第三对准图形。

在对用于液晶显示器的基板曝光的方法中，首先制备划分为中心部分、左侧部分和右侧部分的基板。还制备具有第一至第三掩模图形的掩模。第一掩模图形置于基板中心，具有中心线，以对基板中心部分曝光。第二掩模图形位于第一掩模图形左侧以对基板左侧曝光，并间隔第一掩模图形左侧第一距离。第三掩模图形位于第一掩模图形右侧以对基板右侧曝光，并间隔第一掩模图形右侧第二距离。然后，将掩模和基板彼此对准。其后，利用掩模以不连续的方式进行对基板中心部分、左侧部分和右侧部分的曝光。

第一对准标记形成在掩模第一掩模图形上，第二对准标记形成在基板中心部分上，使得第二对准标记与第一对准标记匹配。第一对准标记形成有：位于掩模中心线左侧和右侧彼此相对于掩模中心线对称的一对第一对准图形、位于第一对准图形右侧并与第一对准图形间隔第一距离的一对第二对准图形、以及位于第一对准图形左侧并与第一对准图形间隔第二距离的一对第三对准图形。

掩模与基板的对准通过将第一掩模图形的第一对准标记与基板的第二对准标记合并来进行，且相对于基板中心部分的曝光利用第一掩模图形进行。此时，在进行利用掩模对基板曝光的同时，除了第一掩模图形外，利用曝光装置的遮光部件将掩模和基板遮蔽。

掩模与基板的对准通过将第一掩模图形的第一对准图形与基板的第二对准图形合并来进行，且对基板左侧部分的曝光利用第二掩模图形来进行。此时，在进行利用掩模曝光基板的同时，除了第二掩模图形外，利用曝光装置的遮光部件将掩模和基板遮蔽。

掩模与基板的对准通过将第一掩模图形的第一对准图形与基板的第三对准图形合并来进行，且对基板右侧部分的曝光利用第三掩模图形来进行。此时，在进行利用掩模曝光基板的同时，除了第三掩模图形外，利用曝光装置的遮光部件将掩模和基板遮蔽。

附图说明

当结合附图考虑时，随着本发明参照以下详细描述而得以更好地理解，对本发明的更为全面的评价以及其随之而来的诸多优点将更易于清楚，附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中：

图1是用于液晶显示器的基板的示意性视图；

图2是根据本发明优选实施例的用于制造液晶显示器的掩模的示意性视图；

图3是与图2所示的掩模对准的用于液晶显示器的基板的示意性视图；以及

图4A至4C示出了对图3所示基板曝光的步骤。

具体实施方式

将参照附图阐述本发明的优选实施例。

如先前所述，为了在大尺寸基板上形成图形，优选地采用分区曝光技术，因为对准仪掩模在尺寸上有限制。

图1是用于液晶显示器的基板的示意性视图。如图1所示，液晶显示器具有作为基板100的一大部分的显示区200、位于显示区200左侧的栅极驱动电路区300、以及位于显示区200右侧的数据驱动电路区400。

具有相同图形的多个像素以矩阵形式布置在显示区200中，且具有相同图形的多个电路重复地布置在栅极驱动电路区300和数据驱动电路区400内。

以液晶显示器的图形为基础，在限定照射范围的同时对基板进行曝光。

在曝光过程中，如图1所示，基板100分成中心部分I、左侧部分II和右侧部分III，且对相应的三个部分引入三个不同的掩模图形，以进行照射。三个掩模图形形成在一个掩模上。因此，对大尺寸基板100的曝光仅用一个掩模来进行。

图2是根据本发明优选实施例的用于制造液晶显示器的掩模的示意性视图，图3是与图2所示掩模对准的用于液晶显示器的基板的示意性视图。

为了方便说明，将示出液晶显示器基板100形成在一个基板10上的情形。

如图3所示，基板10分成中心部分I、左侧部分II和右侧部分III。第一照射利用第一掩模图形M1对中心部分I进行，第二照射利用第二掩模图形M2对左侧部分II进行，第三照射利用第三掩模图形M3对右侧部分III进行。基板10的暴露在第一至第三照射下的区域分别定义为第一照射区S1、第二照射区S2和第三照射区S3。

第一照射对基板10的中心部分I进行三次。即，在第一照射区S1中存在左侧第一照射子区S1_L、中心第一照射子区S1_O和右侧第一照射子区S1_R。

如图2所示，第一至第三掩模图形M1、M2和M3形成在一个掩模M上。由于第二和第三掩模图形M2和M3形成得与第二和第三照射区S2和S3的大小相同，所以基板10的左侧和右侧部分II和III可以仅通过一次照射来构图。

由于第一掩模图形M1的面积小于基板10的中心部分I，所以利用第一掩模图形M1对中心部分I的照射进行两次或多次。优选的是，第一掩模图形M1的宽度设定为与中心部分I的宽度成恒比(constant proportion)。在此优选实施例中，对中心部分I的第一照射进行三次。

用于构图基板10的中心部分I的第一掩模图形M1形成在掩模M的中心上，使得其包括了掩模M的中心线ML。用于构图基板10的左侧部分II的第二掩模图形M2位于第一掩模图形M1的左侧，使得其与第一掩模图形M1的左侧间隔第一距离d1。用于构图基板10的右侧部分II的第三掩模图形M3位于第一掩模图形M1右侧，使得其间隔第一掩模图形M1的右侧第二距离d2。

在对准仪中使用的掩模中，对准标记应当相对于掩模中心彼此对称形成。在此优选实施例中，对准标记形成在位于掩模M中心的第一掩模图形M1中，其中存在中心线ML。

一对第一对准标记图形①和①’相对于中心线ML彼此对称地形成在掩模M的中心线ML的左侧和右侧。此外，一对第二对准标记图形②和②’形成在第一对准标记图形①和①’的右侧，并间隔第一对准标记图形①和①’第一距离d1。第一对准标记图形①和①’与第二对准标记图形②和②’之间的距离与第一掩模图形M1和第二掩模图形M2之间的距离相同。

一对第三对准标记图形③和③’形成在第一对准标记图形①和①’的左侧，并间隔第一对准标记图形①和①’第二距离d2。第一对准标记图形①和①’与第三对准标记图形③和③’之间的距离与第一掩模图形M1和第三掩模图形M3之间的距离相同。

第一至第三对准标记图形①和①’、②和②’、以及③和③’也以与掩模M相同的方式形成在基板10上。第一至第三对准标记图形①和①’、②和②’、以及③和③’形成在相应于基板10中心部分I的第一照射区S1中，使得它们与第一掩模图形M1的对准标记图形①和①’、②和②’、以及③和③’处于阴阳结合的关系。在附图中，各对准标记图形以不同的形状显示，即□、★和◇，但是此图例仅是为了说明方便而作出。即，各图形可以以任意方式形成，例如相同的形状。掩模和基板的彼此相应的对准图形形成得它们彼此处于阴阳结合的关系。

利用掩模和基板的对准标记图形对基板10曝光的方法现在将参照图4A至4C以及图2和3来说明。

首先，如图4A所示，第一照射利用第一掩模图形M1对位于基板10中心部分I的第一照射区域S1进行。

掩模M除了第一掩模图形M1外由对准仪的掩蔽叶片11至14遮蔽，掩模M和基板10通过将第一掩模图形M1的对准标记①和①’与第一照射区S1中的一个子区中形成的对准标记①和①’结合来彼此对准。

其后，对基板10进行照射。

然后移动基板10，使得其通过将第一掩模图形M1的对准标记①和①’与第一照射区S1中的另一子区中形成的对准标记①和①’结合而与掩模M对准。

对基板10进行照射。

以此方式，对第一照射区S1的多个子区进行第一照射，从而对基板10的中心部分I进行曝光。

如图4B所示，使用第二掩模图形M2对位于基板10的左侧部分II的第二照射区S2进行第二照射。

掩模M和基板10通过将第一掩模图形M1的第一对准标记①和①’与第一照射区S1的左侧第一照射子区S1_L中形成的第二对准标记②和②’结合而彼此对齐，该左侧第一照射子区S1_L与基板10的第二照射区S2直接相邻。

由于掩模M的第一对准图形①和①’与第二掩模图形M2的右侧之间的距离与基板10的左侧第一照射子区S1_L中的第二对准图形②和②’和第二照射区S2的右侧之间的距离相同，所以除照射边界区域上的双重曝光部分外，掩模M的第二掩模图形M2与基板10的第二照射区S2准确符合。

然后，掩模M除第二掩模图形M2外由对准仪的掩蔽叶片11至14遮蔽，并且对基板10进行照射。

如图4C所示，使用第三掩模图形M3对位于基板10的右侧部分III的第三照射区S3进行第三照射。

掩模M和基板10通过将第一掩模图形M1的第一对准标记①和①’与第一照射区S1的右侧第一照射子区S1_R中形成的第三对准标记③和③’结合而彼此对齐，该右侧第一照射子区S1_R与基板10的第三照射区S3直接相邻。

由于掩模M的第一对准图形①和①’与第三掩模图形M3的左侧之间的距离与基板10的右侧第一照射子区S1_R中的第三对准图形③和③’和第三照射区S3的左侧之间的距离相同，所以除照射边界区域上的双重曝光部分外，掩模M的第三掩模图形M3与基板10的第三照射区准确符合。

然后，掩模M除第三掩模图形M3外由对准仪的掩蔽叶片11至14遮蔽，并且对基板10进行照射。

如上所述，第一至第三掩模图形、以及第一至第三对准图形形成在一个大尺寸掩模上。形成在基板和掩模上的对准图形间的距离建立得与掩模图形之间的距离一致。对准图形用于在曝光时进行所需的交互照射对准。以此方式，可防止由于交互照射错对导致的接缝错误。

虽然本发明已经参照优选实施例得以详细描述，但是本领域技术人员将理解，在不超出本发明的由所附权利要求所确定的精神和范围的情形下，可对其作各种变化和替代。