光罩及彩膜基板的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種光罩及彩膜基板的制作方法。該光罩的透光區分為主透光區和副透光區，其中主透光區完全透光，副透光區部分透光，副透光區包圍主透光區，副透光區包括：由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框，相鄰的兩個遮光框之間形成有透光的狹縫。本發明還提供了彩膜基板的制作方法。本發明的光罩及彩膜基板的制作方法可以通過調整副透光區中狹縫的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫之間的間距來調整照射到副透光區上光線的干涉程度，從而控制對應于副透光區位置的色阻材料的曝光程度，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層。
【專利說明】
光罩及彩膜基板的制作方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種光罩及彩膜基板的制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著顯示技術的發展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面顯示裝置因具有高畫質、省電、機身薄及應用范圍廣等優點，而被廣泛的應用于手機、電視、個人數字助理、數字相機、筆記本電腦、臺式計算機等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主流。
[0003]通常液晶顯示面板由彩膜基板(CF，Color Filter)、薄膜晶體管基板(TFT，ThinFilm Transistor)、夾于彩膜基板與薄膜晶體管基板之間的液晶(LC,Liquid Crystal)及密封膠框(Sealant)組成，其成型工藝一般包括:前段陣列(Array)制程(薄膜、黃光、蝕刻及剝膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板與CF基板貼合)及后段模組組裝制程(驅動IC與印刷電路板壓合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的運動沖段Cell制程主要是在TFT基板與CF基板之間添加液晶；后段模組組裝制程主要是驅動IC壓合與印刷電路板的整合，進而驅動液晶分子轉動，顯示圖像。
[0004]CF基板是LCD用來實現彩色顯示的主要器件，其基本構成通常包括:玻璃基板、黑色矩陣、彩色色阻層等等。背光源發出的光經過液晶分子的調制入射到CF基板，通過CF基板上彩色色阻層的紅色色阻、綠色色阻、以及藍色色阻的濾光作用，分別顯示紅，綠，藍三種光線，不同顏色的色阻分別透射對應顏色波段的光，從而實現顯示器的彩色顯示。
[0005]傳統的彩膜基板的制作方法為制作完黑色矩陣后，再依次制作彩色色阻層，最后制作平坦層和公共電極。彩色色阻層的制作方法是:在基板、及黑色矩陣上均勻涂布色阻材料，然后利用光罩進行曝光和顯影，形成彩色色阻層。現有用于制彩色色阻層的光罩通過包括:透光區和包圍透光區的遮光區，利用透光區對各個子像素的對應的色阻材料進行曝光，然后再進行顯影，去除未曝光的色阻材料，保留曝光后的色阻材料，形成對應各個子像素的數個色阻單元，然而，請參閱圖1，現有技術中，在進行曝光時，光經過透光區的邊緣時會發生衍射現象，造成制作出的各個色阻單元100之間的重疊大，關鍵尺寸偏移量大，牛角過高，膜面平整度差。基于此，目前主要以開發高精細的色阻材料來解決上述問題，然而材料的開發周期較長，難以快速對應迭代迅速的小尺寸面板需求。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種光罩，用于制備彩膜基板的色阻層，能夠改善色阻層的成膜質量，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大且膜面平整性好的色阻層，提升顯示器的顯示品質。
[0007]本發明的目的還在于提供一種彩膜基板的制作方法，能夠改善色阻層的成膜質量，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層，提升顯示器的顯示品質。
[0008]為實現上述目的，本發明首先提供一種光罩，包括:透光區、及包圍所述透光區的遮光區；
[0009]所述透光區包括:完全透光的主透光區、以及包圍所述主透光區的部分透光的副透光區；
[0010]所述副透光區包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框，相鄰的兩個遮光框之間形成有透光的狹縫。
[0011]所述主透光區和遮光框的形狀均為矩形。
[0012]所述遮光區和遮光框采用相同的遮光材料制備。
[0013]所述光罩用于制備彩膜基板的色阻層。
[0014]本發明還提供一種彩膜基板的制作方法，包括如下步驟:
[0015]步驟1、提供基板，在所述基板上形成黑色矩陣，所述黑色矩陣在所述基板上圍出數個子像素區域；
[0016]步驟2、在所述基板及黑色矩陣上涂布色阻材料，提供光罩，對所述色阻材料進行曝光；
[0017]所述光罩包括:對應各個子像素區域位置的色阻材料設置的透光區、及包圍所述透光區的遮光區；
[0018]所述透光區包括:完全透光的主透光區、以及包圍所述主透光區的部分透光的副透光區；
[0019]所述副透光區包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框，相鄰的兩個遮光框之間形成有透光的狹縫；
[0020]步驟3、對曝光后的色阻材料依次進行顯影、水洗、HPMJ二流體洗、及烘烤，以對應所述數個子像素區域形成數個色阻單元，得到色阻層。
[0021]通過調整副透光區中狹縫的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫之間的間距來調整照射到副透光區上光線的干涉程度，以控制對應于副透光區位置的色阻材料的曝光程度。
[0022]通過調整照射到副透光區上光線的干涉程度及HPMJ 二流體洗時的HPMJ 二流體壓力來調整形成的色阻單元的關鍵尺寸偏移量及錐度角。
[0023]所述數個色阻單元包括紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元。
[0024]所述紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元分別由紅色色阻材料、綠色色阻材料、及藍色色阻材料按任意順序依次形成。
[0025]還包括步驟4、在所述色阻層上形成平坦層，在所述平坦層上形成公共電極層。
[0026]本發明的有益效果:本發明所提供的光罩可以通過調整副透光區中狹縫的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫之間的間距來調整照射到副透光區上光線的干涉程度，從而控制對應于副透光區位置的色阻材料的曝光程度，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層。本發明還提供一種彩膜基板的制作方法，能夠改善色阻層的成膜質量，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層，提升顯示器的顯示品質。
【附圖說明】
[0027]為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
[0028]附圖中，
[0029]圖1為采用現有技術制作出的彩膜基板的色阻層的示意圖；
[0030]圖2為本發明的光罩的俯視圖；
[0031]圖3為本發明的光罩的剖視圖；
[0032]圖4為本發明的彩膜基板的制作方法的示意圖；
[0033]圖5為本發明的彩膜基板的制作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0035]請參閱圖2，本發明首先提供一種光罩，包括:透光區10、及包圍所述透光區10的遮光區20;
[0036]所述透光區10包括:完全透光的主透光區11、以及包圍所述主透光區11的部分透光的副透光區12;
[0037]所述副透光區12包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框121，相鄰的兩個遮光框121之間形成有透光的狹縫122。
[0038]優選地，所述主透光區11和遮光框121的形狀均為矩形。
[0039]具體地，所述遮光區20和遮光框121采用相同的遮光材料制備。所述狹縫122的數量、寬度(即兩遮光框121之間的間距)、及兩狹縫之間的間距(即遮光框121的寬度)可以根據需要進行設定。
[0040]需要說明的是，所述光罩可用于制備彩膜基板的色阻層，在曝光時，通過調整所述狹縫122的數量、寬度、及兩狹縫122之間的間距來調整照射到副透光區12上的光線(曝光用的紫外光)的干涉程度，以控制被副透光區12曝光的色阻材料的曝光程度，以改善形成的色阻層的成膜質量。
[0041]請參閱圖5，并結合圖4，基于上述光罩，本發明還提供一種彩膜基板的制作方法，包括如下步驟:
[0042]步驟1、提供基板I，在所述基板I上形成黑色矩陣2，所述黑色矩陣2在所述基板I上圍出數個子像素區域。
[0043]具體地，所述數個子像素區域呈陣列式分布。
[0044]步驟2、在所述基板I及黑色矩陣2上涂布色阻材料，提供光罩3，對所述色阻材料進行曝光。
[0045]具體地，所述色阻材料為負性色阻材料。
[0046]所述光罩3包括:對應各個子像素區域位置的色阻材料設置的透光區10、及包圍所述透光區10的遮光區20;
[0047]所述透光區10包括:完全透光的主透光區11、以及包圍所述主透光區11的部分透光的副透光區12;
[0048]所述副透光區12包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框121，相鄰的兩個遮光框121之間形成有透光的狹縫122。
[0049]值得一提的是，將副透光區12與各個子像素區域中的色阻材料的邊緣部分相對應，利用副透光區12中的不透光的遮光框121及狹縫122產生光的干涉，以產生半曝光效果，使得各個子像素區域中的色阻材料的邊緣部分在曝光后結構變的松散。進一步地，通過調整副透光區12中狹縫122的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫122之間的間距來調整照射到副透光區12上光線的干涉程度，從而改變副透光區的透光量和透光位置，以控制對應于副透光區12位置的色阻材料的曝光程度。
[0050]步驟3、對曝光后的色阻材料依次進行顯影、水洗、高壓微細顆粒噴淋(HighPressure Micro Jet，HPMJ)二流體洗、及烘烤(Postbake)，以對應所述數個子像素區域形成數個色阻單元4，得到色阻層。
[0051]具體地，被主透光區11曝光的色阻材料被完全保留，被副透光區12曝光的色阻材料被部分保留，而沒有被曝光的色阻材料(對應遮光區20的色阻材料)被完全去除。
[0052]具體地，通過調整照射到副透光區12上光線的干涉程度及HPMJ二流體洗時的HPMJ二流體壓力來調整形成的色阻單元4的關鍵尺寸偏移量及錐度角，在烘烤制程之后，光阻熱流動被抑制，可形成無重疊(Overlap)、關鍵尺寸偏移量(CD bias)小、牛角小、錐度(Taper)角大、且膜面平整性好的色阻層。進而減少后續的平坦層材料用量，降低生產成本，縮小不同批次間色阻層的顏色差異，便于產線監控，降低色阻層各個色阻單元之間的混色，提升顯示品質，并且不需要改變原有的色阻材料，能夠適應迭代迅速的小尺寸面板需求。
[0053]可選地，所述數個色阻單元4包括紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元，所述紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元分別由紅色色阻材料、綠色色阻材料、及藍色色阻材料按任意順序依次形成。當然，除此之外，所述數個色阻單元4還可以包括其他顏色的色阻單元，如白色色阻單元等。
[0054]進一步地，所述彩膜基板的制作方法還包括步驟4、在所述色阻層上形成平坦層，在所述平坦層上形成公共電極層。
[0055]優選地，所述公共電極層的材料為氧化銦錫。
[0056]本發明的光罩及彩膜基板的制作方法，能夠適用于低溫多晶硅(LTPS)產品，適用于發展高解析度產品，通過光罩設計，在不變更材料前提下，改善色阻重疊，錐度角，膜面平坦度，穩定色彩表現力，提尚廣品良率，提升廣品品質。
[0057]綜上所述，本發明所提供的光罩可以通過調整副透光區中狹縫的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫之間的間距來調整照射到副透光區上光線的干涉程度，從而控制對應于副透光區位置的色阻材料的曝光程度，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層。本發明還提供一種彩膜基板的制作方法，能夠改善色阻層的成膜質量，制作出無重疊、關鍵尺寸偏移量小、牛角小、錐度角大、且膜面平整性好的色阻層，提升顯示器的顯示品質。
[0058]以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種光罩，其特征在于，包括:透光區(10)、及包圍所述透光區(10)的遮光區(20); 所述透光區(10)包括:完全透光的主透光區(11)、以及包圍所述主透光區(11)的部分透光的副透光區(12); 所述副透光區(12)包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框(121)，相鄰的兩個遮光框(121)之間形成有透光的狹縫(122)。2.如權利要求1所述的光罩，其特征在于，所述主透光區(11)和遮光框(121)的形狀均為矩形。3.如權利要求1所述的光罩，其特征在于，所述遮光區(20)和遮光框(121)采用相同的遮光材料制備。4.如權利要求1所述的光罩，其特征在于，所述光罩用于制備彩膜基板的色阻層。5.一種彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、提供基板(I)，在所述基板(I)上形成黑色矩陣(2)，所述黑色矩陣(2)在所述基板(I)上圍出數個子像素區域； 步驟2、在所述基板(I)及黑色矩陣(2)上涂布色阻材料，提供光罩(3)，對所述色阻材料進行曝光； 所述光罩(3)包括:對應各個子像素區域位置的色阻材料設置的透光區(10)、及包圍所述透光區(10)的遮光區(20); 所述透光區(10)包括:完全透光的主透光區(11)、以及包圍所述主透光區(11)的部分透光的副透光區(12); 所述副透光區(12)包括由內向外依次包圍的多個不透光的遮光框(121)，相鄰的兩個遮光框(121)之間形成有透光的狹縫(122); 步驟3、對曝光后的色阻材料依次進行顯影、水洗、HPMJ 二流體洗、及烘烤，以對應所述數個子像素區域形成數個色阻單元(4)，得到色阻層。6.如權利要求5所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，通過調整副透光區(12)中狹縫(122)的寬度、數量、以及相鄰兩狹縫(122)之間的間距來調整照射到副透光區(12)上光線的干涉程度，以控制對應于副透光區(12)位置的色阻材料的曝光程度。7.如權利要求6所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，通過調整照射到副透光區(12)上光線的干涉程度及HPMJ 二流體洗時的HPMJ 二流體壓力來調整形成的色阻單元(4)的關鍵尺寸偏移量及錐度角。8.如權利要求5所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述數個色阻單元(4)包括紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元。9.如權利要求8所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述紅色色阻單元、綠色色阻單元、及藍色色阻單元分別由紅色色阻材料、綠色色阻材料、及藍色色阻材料按任意順序依次形成。10.如權利要求5所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，還包括步驟4、在所述色阻層上形成平坦層，在所述平坦層上形成公共電極層。
【文檔編號】G03F1/36GK105974728SQ201610494255
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】賈迎賓, 黃長治, 沈嘉文, 賈森
【申請人】武漢華星光電技術有限公司