專利名稱：灰階掩膜版及利用其形成的柱狀隔墊物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及掩膜版和柱狀隔墊物，特別涉及一種灰階掩膜版及利用其形成的柱狀隔墊物。
背景技術：
薄膜晶體管液晶顯示裝置是目前平面顯示器的主流。薄膜晶體管液晶顯示裝置的面板，包括平行設置的薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板，兩者之間設置有液晶層，為了控制液晶層厚度的穩(wěn)定均一性，在兩基板之間設置隔墊物。目前，高性能的薄膜晶體管液晶顯示裝置較多采用柱狀隔墊物。由于薄膜晶體管液晶 顯示裝置在高溫下工作時液晶分子會隨重力場移動，從而出現(xiàn)重力水波紋現(xiàn)象，影響薄膜晶體管液晶顯示裝置的顯示質量。另夕卜，向液晶層注入液晶的時候，如果在周邊區(qū)域出現(xiàn)液晶堆積過多的情況，就會導致周邊水波紋現(xiàn)象，情況嚴重時還會在薄膜晶體管液晶顯示裝置的下端出現(xiàn)大面積的漏光現(xiàn)象。通過將位于液晶層周邊區(qū)域內的柱狀隔墊物的高度設置成高于液晶層中部區(qū)域內的柱狀隔墊物的高度，可以有效解決重力水波紋現(xiàn)象和重力水波紋現(xiàn)象。在薄膜晶體管液晶顯示裝置的生產過程中，可以使用掩膜版通過曝光形成柱狀隔墊物。為了實現(xiàn)柱狀隔墊物高度不同的要求，利用灰階掩膜版實現(xiàn)，傳統(tǒng)的灰階掩膜版是通過半透過膜實現(xiàn)部分曝光區(qū)的部分曝光的。利用傳統(tǒng)的灰階掩膜版形成高度不同的柱狀隔墊物的過程如下首先，如圖I所示，在彩色濾光片基板300上涂布用于形成隔墊物的負性光刻膠200，其中，負性光刻膠在受到光照后形成不可溶物質；然后，通過傳統(tǒng)的灰階掩膜版100'對負性光刻膠進行曝光和顯影后，將沒有受到光照的負性光刻膠清除，這樣，如圖2所示，在傳統(tǒng)的灰階掩膜版的完全曝光區(qū)110的下方形成完全曝光區(qū)隔墊物，在傳統(tǒng)的灰階掩膜版的部分曝光區(qū)120'的下方形成部分曝光區(qū)隔墊物。圖3為傳統(tǒng)的灰階掩膜版的完全曝光區(qū)110的示意圖，圖4為傳統(tǒng)的灰階掩膜版的部分曝光區(qū)120'的示意圖，部分曝光區(qū)是半透過膜。但是傳統(tǒng)的采用半透過膜的灰階掩膜版的成本是普通掩膜版的兩倍，大大提成了制造的成本。另外，通過傳統(tǒng)的灰階掩膜版形成的柱狀隔墊物的上表面是圓弧面，薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板對盒后，由于外力作用，很容易導致薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板的相對位移，影響液晶顯示裝置的畫質。在采用柱狀隔墊物的薄膜晶體管液晶顯示裝置設計中，需要液晶層具有范圍較大的液晶層上下限區(qū)間(Liquid Crystal Margin),液晶層上下限區(qū)間是指液晶填充上限(在高溫時不出現(xiàn)重力缺陷)與液晶允許填充下限(在低溫時不出現(xiàn)真空氣泡)之間的范圍，因此要求柱狀隔墊物的結構既能提供足夠的變形量防止真空氣泡不良，又能夠提供更多的支撐力防止重力缺陷、擠壓缺陷等不良。通過傳統(tǒng)的灰階掩膜版形成的柱狀隔墊物的結構沒有解決這個技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種灰階掩膜版及利用其形成的柱狀隔墊物，灰階掩膜版的成本比傳統(tǒng)的灰階掩膜版低；且利用灰階掩膜版形成的柱狀隔墊物有利于防止薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板的相對位移，且為液晶層提供范圍較大的液晶層上下限區(qū)間。為達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案—種灰階掩膜版，包括透明襯底和形成于其上的遮光層，所述遮光層包括部分曝光區(qū)，所述部分曝光區(qū)包括至少一個環(huán)形狹縫。優(yōu)選地，所述環(huán)形狹縫的數(shù)量大于I時，所述多個環(huán)形狹縫形狀相同且是同心環(huán)形狹縫。優(yōu)選地，所述多個環(huán)形狹縫的寬度相同，相鄰狹縫之間的間隔相同。優(yōu)選地，所述部分曝光區(qū)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。
優(yōu)選地，所述環(huán)形狹縫是圓形或橢圓形或正N邊形或菱形或矩形，其中N是大于等于3的自然數(shù)。優(yōu)選地，所述環(huán)形狹縫是一個時，所述部分曝光區(qū)包括曝光開口和位于曝光開口內的遮光區(qū)，所述曝光開口與所述遮光區(qū)同心設置且形狀相同，所述遮光區(qū)與曝光開口之間形成環(huán)形狹縫。優(yōu)選地，所述環(huán)形狹縫是多個時，所述部分曝光區(qū)包括曝光開口和位于曝光開口內的多個遮光環(huán)，所述多個遮光環(huán)同心設置且形狀相同，所述曝光開口與所述遮光環(huán)同心設置且形狀相同，所述多個遮光環(huán)在曝光開口內形成多個環(huán)形狹縫。優(yōu)選地，所述相鄰遮光環(huán)之間的間隔相等，所述遮光環(huán)的寬度相等。優(yōu)選地，所述遮光環(huán)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。優(yōu)選地，所述遮光環(huán)是圓形或橢圓形或正N邊形或菱形或矩形，其中N是大于等于3的自然數(shù)。優(yōu)選地，所述曝光開口是正八邊形，所述遮光環(huán)是正八邊環(huán)形，所述遮光環(huán)是3個。本發(fā)明還提供另一技術方案一種柱狀隔墊物，所述柱狀隔墊物通過所述任一種灰階掩膜版形成，所述灰階掩膜版的部分曝光區(qū)下形成的柱狀隔墊物的上表面包括與環(huán)形狹縫相對應的環(huán)形突起和凹槽。本發(fā)明提供的灰階掩膜版及利用其形成的隔墊物，灰階掩膜版在部分曝光區(qū)的曝光開口的環(huán)形狹縫實現(xiàn)部分曝光，與傳統(tǒng)的半透膜灰階掩膜版相比，降低了成本。利用灰階掩膜版形成隔墊物的過程中，利用其部分曝光區(qū)的曝光開口的環(huán)形狹縫的衍射作用，形成上表面包括環(huán)形突起和凹槽的柱狀隔墊物，這樣有利于防止薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板的相對位移，從而改善液晶顯示裝置的畫質，同時為液晶滴入量提供范圍較大的上下限區(qū)間。


圖I為傳統(tǒng)的灰階掩膜版在對光刻膠進行曝光之前的示意圖；圖2為利用傳統(tǒng)的灰階掩膜版形成不同高度的柱狀隔墊物的示意圖；圖3為傳統(tǒng)的灰階掩膜版的完全曝光區(qū)的示意圖；圖4為傳統(tǒng)的灰階掩膜版的部分曝光區(qū)的示意圖5為本發(fā)明的灰階掩膜版的一個實施例的部分曝光區(qū)的示意圖；圖6為圖5所示灰階掩膜版在對光刻膠進行曝光之前的示意圖；圖7為利用圖5所示灰階掩膜版形成不同高度的柱狀隔墊物的示意圖；圖8為圖7所示部分曝光區(qū)的柱狀隔墊物的俯視圖；圖9為圖8所示A-A剖視線的剖視圖；圖10為本發(fā)明的灰階掩膜版的另一個實施例的部分曝光區(qū)的示意圖；圖11為本發(fā)明的灰階掩膜版的另一個實施例的部分曝光區(qū)的示意圖。
主要元件附圖標記說明100'傳統(tǒng)的灰階掩膜版，120'傳統(tǒng)的灰階掩膜版的部分曝光區(qū)，100灰階掩膜版，110完全曝光區(qū)，120部分曝光區(qū)，200負性光刻膠，300彩色濾光片基板。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一本發(fā)明的一個實施例的灰階掩膜版，包括透明襯底和形成于其上的遮光層，遮光層包括部分曝光區(qū)，如圖5所示，部分曝光區(qū)包括正八邊形的曝光開口和位于曝光開口內的三個正八邊環(huán)形的遮光環(huán)，三個遮光環(huán)同心設置和曝光開口同心設置，三個遮光環(huán)在曝光開口內形成三個環(huán)形狹縫。進一步地，相鄰遮光環(huán)之間的間隔相等，遮光環(huán)的寬度相等。即多個環(huán)形狹縫的寬度相同，相鄰狹縫之間的間隔相同。本實施例的灰階掩膜版的完全曝光區(qū)與傳統(tǒng)的灰階掩膜版的完全曝光區(qū)相同不予累述。利用本實施例的灰階掩膜版形成高度不同的柱狀隔墊物的過程如下首先，如圖6所示，在彩色濾光片基板300上，涂布用于形成隔墊物的負性光刻膠200，其中，負性光刻膠在受到光照后形成不可溶物質；然后，通過本實施例的灰階掩膜版100的對負性光刻膠進行曝光和顯影后，將沒有受到光照的負性光刻膠清除，這樣，如圖7所示，灰階掩膜版的完全曝光區(qū)110的下方形成完全曝光區(qū)隔墊物，在灰階掩膜版的部分曝光區(qū)120的下方形成部分曝光區(qū)隔墊物。這樣，利用本實施例的灰階掩膜版，能夠在彩色濾光片基板上形成高度不同的柱狀隔墊物，可以有效解決重力水波紋現(xiàn)象和重力水波紋現(xiàn)象，從而改善液晶顯示裝置的畫質。與利用傳統(tǒng)的灰階掩膜版相比，本實施例的灰階掩膜版的成本比較低，有利于降低生產液晶顯示裝置的成本。由于部分曝光區(qū)的多個環(huán)形狹縫產生衍射作用，如圖8和圖9所示，在部分曝光區(qū)隔墊物的上表面形成與環(huán)形狹縫的對應的環(huán)形突起和凹槽。這樣，與利用傳統(tǒng)的灰階掩膜版形成的柱狀隔墊物的上表面是圓弧面相比，上表面包括環(huán)形突起和凹槽的柱狀隔墊物有利于防止薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板的相對位移，從而改善液晶顯示裝置的畫質；同時，上表面包括環(huán)形突起和凹槽的這種結構的柱狀隔墊物能夠提供更多的變形量防止真空氣泡不良，又能夠提供更多的支撐力防止重力缺陷、擠壓缺陷等不良；即上表面包括環(huán)形突起和凹槽的柱狀隔墊物為液晶層提供范圍較大的液晶層上下限區(qū)間。作為一種可選的方式，如圖10所示，曝光開口是圓形，遮光環(huán)是圓環(huán)形的遮光環(huán)，遮光環(huán)是3個。作為一種可選的方式，所述部分曝光區(qū)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。作為一種可選的方式，所述環(huán)形狹縫是圓形或橢圓形或正N邊形或菱形或矩形，其中N是大于等于3的自然數(shù)。作為一種可選的方式，遮光環(huán)還可以是橢圓環(huán)形或正M邊形或菱形或矩形，其中M是大于等于3的自然數(shù)。 作為一種可選的方式，遮光環(huán)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。實施例二本發(fā)明的另一個實施例的灰階掩膜版，包括透明襯底和形成于其上的遮光層，遮光層包括部分曝光區(qū)，如圖11所示，部分曝光區(qū)包括正八邊形的曝光開口和位于曝光開口內的一個正八邊環(huán)形的遮光區(qū)，遮光區(qū)和曝光開口同心設置，遮光片在曝光開口內形成一個環(huán)形狹縫。利用本實施例的灰階掩膜版形成高度不同的柱狀隔墊物的過程與利用實施一的過程相同，由于部分曝光區(qū)的環(huán)形狹縫產生衍射作用，在部分曝光區(qū)隔墊物的上表面形成與環(huán)形狹縫的對應的環(huán)形突起和凹槽。利用本實施例的灰階掩膜版在部分曝光區(qū)形成的柱狀隔墊物所解決的技術問題和技術效果與實施例一中相同，不予累述。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種灰階掩膜版，包括透明襯底和形成于其上的遮光層，其特征在于，所述遮光層包括部分曝光區(qū)，所述部分曝光區(qū)包括至少一個環(huán)形狹縫。
2.根據權利要求I所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述環(huán)形狹縫的數(shù)量大于I時，所述多個環(huán)形狹縫形狀相同且是同心環(huán)形狹縫。
3.根據權利要求2所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述多個環(huán)形狹縫的寬度相同，相鄰狹縫之間的間隔相同。
4.根據權利要求I所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述部分曝光區(qū)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。
5.根據權利要求I所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述環(huán)形狹縫是圓形或橢圓形或正N邊形或菱形或矩形，其中N是大于等于3的自然數(shù)。
6.根據權利要求I所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述環(huán)形狹縫是一個時，所述部分曝光區(qū)包括曝光開口和位于曝光開口內的遮光區(qū)，所述曝光開口與所述遮光區(qū)同心設置且形狀相同，所述遮光區(qū)與曝光開口之間形成環(huán)形狹縫。
7.根據權利要求I所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述環(huán)形狹縫是多個時，所述部分曝光區(qū)包括曝光開口和位于曝光開口內的多個遮光環(huán)，所述多個遮光環(huán)同心設置且形狀相同，所述曝光開口與所述遮光環(huán)同心設置且形狀相同，所述多個遮光環(huán)在曝光開口內形成多個環(huán)形狹縫。
8.根據權利要求7所述的灰階掩膜版，其特征在于， 所述相鄰遮光環(huán)之間的間隔相等，所述遮光環(huán)的寬度相等。
9.根據權利要求7所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述遮光環(huán)是軸對稱圖形且是中心對稱圖形。
10.根據權利要求7所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述遮光環(huán)是圓形或橢圓形或正M邊形或菱形或矩形，其中M是大于等于3的自然數(shù)。
11.根據權利要求7所述的灰階掩膜版，其特征在于，所述曝光開口是正八邊形，所述遮光環(huán)是正八邊環(huán)形，所述遮光環(huán)是3個。
12.一種柱狀隔墊物，其特征在于，所述柱狀隔墊物通過權利要求I至11中任一種灰階掩膜版形成，所述灰階掩膜版的部分曝光區(qū)下形成的柱狀隔墊物的上表面包括與環(huán)形狹縫相對應的環(huán)形突起和凹槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灰階掩膜版及利用其形成的柱狀隔墊物，所述灰階掩膜版包括透明襯底和形成于其上的遮光層，所述遮光層包括部分曝光區(qū)，所述部分曝光區(qū)包括至少一個環(huán)形狹縫。利用所述灰階掩膜版形成的柱狀隔墊物，部分曝光區(qū)下形成的柱狀隔墊物的上表面包括與環(huán)形狹縫相對應的環(huán)形突起和凹槽。本發(fā)明的灰階掩膜版的成本比傳統(tǒng)的半透膜掩膜版低，利用其形成的柱狀隔墊物有利于防止薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板的相對位移，從而改善液晶顯示裝置的畫質，同時為液晶滴入量提供范圍較大的上下限區(qū)間。
文檔編號G02F1/1339GK102819180SQ20121026870
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權日2012年7月30日
發(fā)明者吳洪江, 黃常剛, 黎敏 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方顯示技術有限公司