紫外掩膜及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外掩膜及其制作方法。該紫外掩膜包括覆設(shè)于彩色濾光片基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻層;其制作方法包括:在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料,并選擇性地除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,以及,使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。本發(fā)明通過采用CF制程代替現(xiàn)有的Array制程,只需彩色濾光片黑色光阻(簡(jiǎn)稱為CF?BM)黃光制程即可完成紫外掩膜的制作,相比Array制程減少了一次成膜,一次蝕刻、一次剝離的制程,制作流程間接,制作時(shí)間短,成本低。
【專利說明】紫外掩膜及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種制備紫外掩膜(UV MASK)的方法及紫外掩膜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在 TFT LCD (Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display,薄膜晶體管液晶顯示器)的成盒制程中,Array (陣列)玻璃與CF(Color Filter,彩色濾光片)玻璃完成貼合后,為防止LCD盒內(nèi)液晶泄露、液晶與框膠反應(yīng)、外環(huán)境污染物侵入等不良影響,需立刻對(duì)框膠進(jìn)行固化處理。參閱圖1,其中:100是紫外掩膜基板,101、102、103、104是框膠硬化裝置對(duì)位的十字標(biāo)記,110是紫外掩膜基板上遮擋顯示區(qū)UV光的若干方塊圖形,在框膠固化過程中,需使用紫外掩膜(UV Mask)遮擋顯示區(qū),并漏出顯示區(qū)外的框膠;在固化框膠的同時(shí),應(yīng)避免液晶盒顯示區(qū)內(nèi)液晶受到UV光照射而發(fā)生變化。
[0003]目前UVMask基本是在Array玻璃上完成制作,其制作流程依次包括成膜、黃光、蝕刻、剝離、保護(hù)膜成膜等工序,其中各工序的要點(diǎn)如下:
[0004]成膜:一般使用業(yè)界習(xí)用的不透光金屬層,因金屬具備低穿透率,可遮擋紫外光。
[0005]黃光:目前有兩個(gè)曝光方法,其中:
[0006]方法一是購(gòu)買UV Mask遮光掩膜版曝光;
[0007]方法二分兩步曝光,其中第一步是用柵極遮光掩膜板曝光用于對(duì)位框膠固化裝置的對(duì)位標(biāo)記,其中,一般情況下對(duì)位標(biāo)記會(huì)設(shè)計(jì)在柵極掩膜板上,第二步是利用曝光裝置的擋板遮擋顯示區(qū)不曝光,曝光除第一步已曝光區(qū)域外的非顯示區(qū),顯影后,顯示區(qū)和十字標(biāo)記位置上有光阻保護(hù),其他非顯示區(qū)上光阻與顯影液反應(yīng)。
[0008]以上是Array黃光一般采用正性光阻的情況,如果是負(fù)性光阻,第二步則曝光顯示區(qū),遮擋非顯示區(qū)不曝光。
[0009]其中,方法一相對(duì)方法二曝光方法簡(jiǎn)單快速,但增加一張遮光掩膜板的成本;方法二利用曝光裝置的擋板進(jìn)行曝光,其雖然可節(jié)省一張UV Mask遮光掩膜板,但曝光方法復(fù)雜,速度較慢(其中典型的案例可以參閱CN101986206A)。目前,在曝光裝置擋板精度能夠達(dá)到UV Mask精度的情況下,一般會(huì)選擇方法二來節(jié)約成本。
[0010]蝕刻:蝕刻非顯示區(qū)的金屬層,而使顯示區(qū)金屬被保護(hù)留下來。
[0011]光阻剝離:即制作出框膠固化裝置的對(duì)位十字標(biāo)記以及遮擋顯示區(qū)金屬的UVMask。
[0012]保護(hù)膜成膜:在金屬層表面成膜,以保護(hù)金屬層不受到腐蝕,可選擇氮化硅、二氧化硅等非金屬膜。
[0013]具體請(qǐng)參閱圖2-圖3所示,現(xiàn)有技術(shù)中UV Mask(紫外掩膜)的制作工藝主要包括如下步驟:
[0014]S210:金屬成膜,即,利用鉻膜等金屬膜202掩蓋Array玻璃基板201,利用金屬膜的低穿透率遮擋紫外光;[0015]S220 =Array黃光涂布光阻,即,在金屬膜202上涂布Array黃光光阻203 ;
[0016]S230:Array黃光曝光,即,以Array曝光裝置擋板204遮擋分布于顯不區(qū)的Array黃光光阻203,并對(duì)非顯不區(qū)的Array黃光光阻進(jìn)行曝光;
[0017]S240 =Array黃光顯影,即,利用顯影液除去非顯示區(qū)的Array黃光光阻,而保留分布于顯不區(qū)的Array黃光光阻205 ;
[0018]S250 =Array黃光烘烤,即,對(duì)保留于顯示區(qū)的Array黃光光阻203進(jìn)行烘烤使之固化;
[0019]S260:蝕刻未被Array黃光光阻保護(hù)區(qū)域的金屬膜;
[0020]S270:剝離余留金屬膜表面的Array黃光光阻;
[0021]S280:在余留金屬膜的表面形成保護(hù)膜206。
[0022]很顯然,現(xiàn)有技術(shù)中的紫外掩膜的制作方法非常繁瑣,成本較高。
[0023]總體來說,前述的采用ARRAY制程來形成UV掩膜板的方式工藝繁瑣,操作復(fù)雜,因而使得其作業(yè)時(shí)間長(zhǎng),成本高昂。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0024]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明的目的主要在于提供一種紫外掩膜(UV Mask)的制作方法及紫外掩膜,能夠簡(jiǎn)化制作流程,縮短制作周期短。
[0025]為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0026]一種紫外掩膜的制作方法,包括:在彩色濾光片基板上覆設(shè)光屏蔽材料,并選擇性地除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的光屏蔽材料,而保留分布于所述基板的顯示區(qū)的光屏蔽材料,從而在所述顯示區(qū)形成紫外掩膜。
[0027]作為較為具體的實(shí)施方案之一,所述紫外掩膜的制作方法可以包括:
[0028]在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料,并選擇性地除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,
[0029]以及,使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
[0030]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一,所述紫外掩膜的制作方法可以包括如下步驟:
[0031](I)在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料;
[0032](2)選擇性地使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料和分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料之中的任一者曝光,而使另一者不曝光;
[0033](3)去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料;
[0034](4)使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
[0035]進(jìn)一步的,所述步驟(2)可以包括:
[0036]以黑色矩陣遮光掩膜板曝光用于對(duì)位框膠固化裝置的對(duì)位標(biāo)記,
[0037]以及,以彩色濾光片曝光裝置的擋板遮擋所述非顯示區(qū),使分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料不曝光,而使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料曝光。
[0038]進(jìn)一步的,所述步驟(3)可以包括:
[0039]以顯影液去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料。
[0040]進(jìn)一步的,所述步驟(4)可以包括:至少選用烘烤方式處理分布于顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料而使之固化。
[0041]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一,所述紫外掩膜的制作方法還可包括:使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化之后,至少在固化的黑色矩陣光阻材料上形成保護(hù)層。
[0042]一種紫外掩膜,包括覆設(shè)于彩色濾光片基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻層。
[0043]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一,至少在所述黑色矩陣光阻層上還覆設(shè)有保護(hù)層。
[0044]優(yōu)選的,所述黑色矩陣光阻材料包括但不限于可因具有選定波長(zhǎng)的光線輻照而改性的黑色樹脂材料。
[0045]進(jìn)一步地,用以組成所述保護(hù)層的材料可選用但不限于氮化硅、二氧化硅或ITO (氧化銦錫)等,尤其優(yōu)選ΙΤ0。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括:通過采用CF制程代替現(xiàn)有的Array制程,只需CF Black Matrix (彩色濾光片黑色矩陣,簡(jiǎn)稱為CFBM)黃光制程即可完成紫外掩膜的制作,相比Array制程減少了一次成膜、一次蝕刻、一次剝離的工序,制作流程少,制作時(shí)間短,成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1是現(xiàn)有紫外掩膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖2是現(xiàn)有Array制程制作紫外掩膜的工藝流程圖之一。
[0049]圖3是現(xiàn)有Array制程制作紫外掩膜的工藝流程圖之二。
[0050]圖4是本發(fā)明一典型實(shí)施例中一種彩色濾光片黑色矩陣(CF BM)制程制作紫外掩膜的工藝流程圖之一。
[0051]圖5是本發(fā)明一典型實(shí)施例中一種CFBM制程制作紫外掩膜的工藝流程圖之二。【具體實(shí)施方式】
[0052]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的各種缺陷,本案發(fā)明人經(jīng)大量研究與實(shí)踐,得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案,其以本領(lǐng)域技術(shù)人員長(zhǎng)久以來從未想到的方式,近乎完美的解決了現(xiàn)有紫外掩膜制程的缺陷。
[0053]如下具體解釋說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及其原理等。
[0054]本發(fā)明的一個(gè)方面提供過了一種紫外掩膜的制作方法,其主要包括:在彩色濾光片(CF)基板上覆設(shè)光屏蔽材料,并選擇性地除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的光屏蔽材料,而保留分布于所述基板的顯示區(qū)的光屏蔽材料,從而在所述顯示區(qū)形成紫外掩膜。
[0055]在本發(fā)明中,前述光屏蔽材料可應(yīng)實(shí)際需要而相應(yīng)選用業(yè)界已知的各類具有高光屏蔽性能的材料,較為優(yōu)選的是黑色矩陣光阻材料,特別優(yōu)選采用可因具有選定波長(zhǎng)的光線輻照而改性的黑色樹脂材料,例如,分散有光屏蔽顏料的光敏樹脂等,其具有低成本、易于使用,且在使用時(shí)不會(huì)弓I起環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0056]在本發(fā)明中,適用的前述黑色樹脂材料可以包含具有羧基的粘結(jié)劑用樹脂,具有烯鍵式不飽和鍵的化合物,光致聚合引發(fā)劑,硫醇化合物和有機(jī)溶劑等。其中分散的光屏蔽顏料可以是炭黑等。并且,前述黑色樹脂材料可以通過市售途徑獲取或依照在本發(fā)明之前已經(jīng)公開的相關(guān)文獻(xiàn)(例如,韓國(guó)專利申請(qǐng)第1995-0702313號(hào)、JP-A-2000-227654等文獻(xiàn))所記載的方法自行制取,因而此處不再贅述。[0057]易于理解的是,前述的“具有選定波長(zhǎng)的光線”是與黑色樹脂材料的固有性能對(duì)應(yīng)的,其可以是紫外光線、可見光線(例如黃光)等,而輻照的時(shí)間亦取決于黑色樹脂材料的固化速度。
[0058]進(jìn)一步的,在本發(fā)明的一較為優(yōu)選的實(shí)施方案之中,該紫外掩膜的制作方法可以包括:
[0059]在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料,并選擇性地除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,
[0060]以及,使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
[0061]因前述彩色濾光片基板的黑色矩陣光阻材料具有低穿透率,其在用于遮擋TFT和像素之間的不需要透光區(qū)域時(shí),可起到遮光以及防止漏光的作用,并且,烘烤后的黑色矩陣光阻材料可產(chǎn)生與金屬膜遮擋UV光相同的效果。
[0062]更進(jìn)一步的,所述紫外掩膜的制作方法可以包括如下步驟:
[0063](I)在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料;
[0064](2)選擇性地使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料和分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料之中的任一者曝光,而使另一者不曝光;
[0065](3)去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料;
[0066](4)使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
[0067]在本發(fā)明的前述步驟(I)中,依據(jù)黑色矩陣光阻材料的性質(zhì),可選用物理或化學(xué)沉積、旋涂、噴涂、印刷等多種方式,特別是涂布、印刷等方式將黑色矩陣光阻材料施加至彩色濾光片基板上,形成具有所需厚度的黑色矩陣光阻材料層,以實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的遮擋。
[0068]當(dāng)采用黑色樹脂材料作為黑色矩陣光阻材料時(shí),鑒于黑色樹脂材料可能是正性光阻材料,亦可能是負(fù)性光阻材料,因而,在前述步驟(2)中,可選擇性的對(duì)分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料或分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料進(jìn)行曝光,并使之改性。
[0069]例如,作為其中可選的具體實(shí)施方案之一,當(dāng)采用負(fù)性黑色樹脂材料時(shí),所述步驟
(2)可以包括:
[0070]以黑色矩陣遮光掩膜板曝光用于對(duì)位框膠固化裝置的對(duì)位標(biāo)記,
[0071]以及,以彩色濾光片曝光裝置的擋板遮擋所述非顯示區(qū),使分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料不曝光,而使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料曝光。
[0072]反之,若采用正性黑色樹脂材料,則應(yīng)使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料不曝光。
[0073]相應(yīng)的,所述步驟(3)可以包括:以顯影液去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料或分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料。
[0074]此處所述的顯影液亦可依據(jù)黑色矩陣光阻材料的種類而于業(yè)界已知的各類顯影液中很容易地選取。
[0075]進(jìn)一步的,所述步驟(4)可以包括:選用烘烤等方式處理分布于顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料而使之固化,但不限于此。
[0076]又及,為防止分布于顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料受損,優(yōu)選地,還可在使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化之后,至少在固化的黑色矩陣光阻材料上形成保護(hù)層。例如,若采用黑色樹脂材料,則因其屬于有機(jī)物,在UV光照射到BM光阻時(shí),UV光會(huì)在BM表面的空氣中形成臭氧,而臭氧會(huì)腐蝕樹脂材料,因此長(zhǎng)時(shí)間照射可能會(huì)造成BM光阻脫落的風(fēng)險(xiǎn)。因此應(yīng)當(dāng)再增加保護(hù)層來保護(hù)BM光阻。
[0077]更為優(yōu)選的,還可將彩色濾光片基板的用于設(shè)置紫外掩膜的一側(cè)面的所有區(qū)域均以業(yè)界已知的無機(jī)和/或有機(jī)材質(zhì)的保護(hù)層遮蓋,如此,操作可更為簡(jiǎn)單方便。
[0078]進(jìn)一步地,用以組成所述保護(hù)層的材料可選用但不限于氮化硅、二氧化硅或ITO (氧化銦錫)等業(yè)界已知的材料,尤其優(yōu)選ITO等。
[0079]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種紫外掩膜,包括覆設(shè)于彩色濾光片基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻層。
[0080]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一,至少在所述黑色矩陣光阻層上還覆設(shè)有保護(hù)層。
[0081]顯然的,本發(fā)明通過采用CF Black Matrix(黑色矩陣,BM)制程替代現(xiàn)有的采用Array制程制作紫外掩膜的方法,其僅需黃光和保護(hù)膜成膜制程,較之Array制程減少了一次成膜、一次蝕刻、一次剝離的制程,具備制作流程簡(jiǎn)潔,制作時(shí)間短,成本低等諸多優(yōu)勢(shì)。
[0082]以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋說明。
[0083]請(qǐng)參閱圖4-圖5,在本發(fā)明的一典型實(shí)施案例中,系采用了負(fù)性的黑色矩陣光阻材料,以該黑色矩陣光阻材料制作紫外掩膜的方法可以包括如下步驟:
[0084]S310:涂布,在彩色濾光片(CF)基板301上涂布黑色矩陣(BM)光阻材料302 ;
[0085]S320:曝光(黃光曝光),包括:第一步,用黑色矩陣遮光掩膜板曝光用于對(duì)位框膠固化裝置的對(duì)位標(biāo)記;第二步,用彩色濾光片曝光裝置的擋板303遮擋非顯示區(qū)不曝光及曝光顯不區(qū);
[0086]S330:顯影(黃光顯影),將未曝光的非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料以顯影液反應(yīng)去除,而使曝光的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料被保留;
[0087]S340:烘烤,使保留于顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料受到烘烤而固化;
[0088]S350:保護(hù)膜304成膜,采用彩色濾光片(CF)制程中的氧化銦錫鍍膜,以保護(hù)顯示區(qū)的黑色矩陣光阻層。
[0089]又及,需要說明的是,關(guān)于紫外掩膜的精度,其主要由曝光裝置擋板精度決定,一般情況下彩色濾光片(CF)曝光裝置擋板精度與Array曝光裝置擋板精度相同,因此本發(fā)明紫外掩膜的精度至少可與現(xiàn)有方法相同。
[0090]應(yīng)當(dāng)理解,上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紫外掩膜的制作方法,其特征在于包括:在彩色濾光片基板上覆設(shè)光屏蔽材料,除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的光屏蔽材料,保留分布于所述基板的顯示區(qū)的光屏蔽材料,從而在所述顯示區(qū)形成紫外掩膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于具體包括: 在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料,除去分布于所述基板的非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,保留分布于所述基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料, 以及,使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于包括如下步驟: (1)在彩色濾光片基板上覆設(shè)黑色矩陣光阻材料; (2)選擇性地使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料和分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料之中的任一者曝光,而使另一者不曝光; (3)去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料,而保留分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料; (4)使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化,形成所述紫外掩膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于步驟(2)包括: 以黑色矩陣遮光掩膜板曝光用于對(duì)位框膠固化裝置的對(duì)位標(biāo)記, 以及,以彩色濾光片曝光裝置的擋板遮擋所述非顯示區(qū),使分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料不曝光,而使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料曝光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于步驟(3)包括: 以顯影液去除分布于所述非顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于步驟(4)包括:至少選用烘烤方式處理分布于顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料而使之固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于,所述黑色矩陣光阻材料包括可因具有選定波長(zhǎng)的光線輻照而改性的黑色樹脂材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述紫外掩膜的制作方法,其特征在于所述方法還包括:使分布于所述顯示區(qū)的黑色矩陣光阻材料固化之后,至少在固化的黑色矩陣光阻材料上形成保護(hù)層,其中,用以組成所述保護(hù)層的材料包括氮化硅、二氧化硅或ITO。
9.一種紫外掩膜,其特征在于包括覆設(shè)于彩色濾光片基板的顯示區(qū)的黑色矩陣光阻層,所述黑色矩陣光阻層的組成材料包括可因光線輻照而改性的黑色樹脂材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紫外掩膜,其特征在于,至少在所述黑色矩陣光阻層上還覆設(shè)有保護(hù)層,所述保護(hù)層的組成材料包括氮化硅、二氧化硅或ITO。
【文檔編號(hào)】G02F1/13GK103969944SQ201410217015
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】付延峰 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司