[发明专利]采用无掩模曝光设备制造薄膜晶体管基板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用无掩模曝光设备制造薄膜晶体管(TFT)基板的方法。

背景技术

通常，在诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)以及有机发 光二极管(OLED)等平板显示器(FPD)中，采用TFT基板独立驱动各像素。 以下将具有TFT基板的LCD作为实施例进行说明。

LCD通过利用液晶的电光特性显示图像。为了显示图像，LCD包括液晶面 板、背光单元以及驱动电路单元。背光单元向液晶面板提供光并且驱动电路单 元驱动该液晶面板。

该液晶面板通过采用由背光单元提供的光显示图像。为此，液晶面板包括 TFT基板和与其相对的滤色片基板，在二者之间插入有液晶。

在TFT基板上形成TFT阵列，其中该TFT阵列包括用于向液晶施加电压的 TFT、像素电极和公共电极。

在滤色片基板上形成滤色片阵列，该滤色片阵列包括用于表现各种颜色的 红、绿和蓝滤色片。

现在将简单描述用于制造具有该结构的液晶面板的工艺。首先，在由玻璃 或者塑料等构成的第一基板上形成TFT阵列，并且在也由玻璃或者塑料等构成 的第二基板上形成滤色片阵列。随后，在第一和第二基板其中之一上滴注液晶， 然后粘结第一和第二基板，然后进行切割，从而完成液晶面板的制造。

在制造液晶面板的过程中，分别通过光刻工艺形成位于第一基板上的TFT 阵列和位于第二基板上的滤色片阵列。这样，通过采用使用掩模的曝光设备执 行曝光工艺。

例如，为了在第一基板上制造TFT阵列，使用了5片掩模，并且每一掩模 用来执行单一的曝光工艺。具体地，通过第一掩模工艺形成包括栅线、栅极和 公共电极的栅图案。通过第二掩模工艺形成栅绝缘层、有源层和欧姆接触层。 通过第三掩模工艺形成包括数据线、源极和漏极的数据图案。通过第四掩模工 艺形成钝化层。并且通过第五掩模工艺形成包括像素电极的透明导电图案。

在曝光工艺中掩模数量的增加使TFT制造工艺更加复杂并且延长了制造 TFT所花费的时间，这导致TFT基板和具有该TFT基板的LCD的生产率下降。

因此，已经研发并采用了制造TFT阵列的技术，在该技术中采用四轮掩模 并且每一掩模执行单一曝光工艺。详细的说，通过第一掩模工艺形成栅图案。 通过第二掩模工艺形成栅绝缘层、有源层、欧姆接触层和数据图案。通过第三 掩模工艺形成钝化层。并且通过第四掩模工艺形成透明导电层。这里，第二掩 模工艺中采用的掩模为诸如狭缝掩模或者半色调掩模的局部曝光掩模。

用于现用的曝光设备的掩模价格昂贵。尤其是，与其他掩模相比，局部曝 光掩模尤其昂贵。原因在于要在位于要形成TFT沟道的区域和曝光掩模重叠的 区域的狭缝掩模上形成狭缝图案，并且要对半色调掩模进行表面处理以允许 50％的光从其中通过。

此外，由于随着掩模变大，制造掩模也越来越困难，掩模制造成本随着 LCD尺寸的增加而成几何级数增加，并因此，制造TFT基板和具有该TFT基板 的LCD的单位成本也随之增加。

当前的趋势为正在采用大尺寸第一和第二基板以提高生产率并获得大尺 寸LCD。但是在这方面，由于曝光设备的技术局限性导致掩模的尺寸并不能适 应这种趋势。

因此，采用了分区曝光(dividing and exposing)方法，即将第一和第 二基板划分为多个曝光区域，然后通过多次照射进行曝光。这里，照射是指曝 光单一曝光区域，并且根据照射的尺寸确定各曝光区域的尺寸。这里将参照图 1和2对此进行详细描述。

图1为用于说明根据现有技术的通过多次照射执行曝光工艺的平面图，并 且图2为在图1的相邻曝光区域之间产生的缝缺陷的平面图。

参照图1和图2，进行多次照射以在第一基板10上形成TFT阵列14。当 正在进行照射时，发生诸如平移、旋转以及扭曲等失真，这会导致每次照射不 能准确对准并因此在相邻照射之间，即在相邻曝光区域18a、18b、18c和18d 之间产生断续。

因此，在相邻曝光区域18a、18b、18c和18d之间的边缘会产生亮度差异。 这里，所述缝缺陷是指相邻曝光区域18a、18b、18c和18d之间的边缘区域在 人眼中呈现带状。该缝缺陷导致LCD的图像质量变差。

发明内容