CN101196690A

CN101196690A - 一种遮光掩膜板的制造方法及其应用

Info

Publication number: CN101196690A
Application number: CNA2006101191162A
Authority: CN
Inventors: 焦峰; 秦锋
Original assignee: Shanghai SVA NEC Liquid Crystal Display Co Ltd
Current assignee: Shanghai SVA NEC Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-11

Abstract

现有的刻蚀工艺用的掩膜板的制造需要用到一个价格昂贵、制作过程复杂的石英母版，因而提高了刻蚀用掩膜板的制作成本和制作时间；本发明提供了一种不使用石英母版来生产刻蚀用掩膜板的新方法来制作掩膜板。

Description

一种遮光掩膜板的制造方法及其应用

技术领域

本发明设计液晶显示器制造过程中的刻蚀工艺，特别涉及液晶显示器制作过程中的刻蚀过程中的掩膜板的制造过程。

背景技术

在液晶显示器的生产中，上下两电极之间的液晶具有一定流动性。因而必须在液晶的周围涂上一层封框胶，来固定液晶。而由于涂覆的封框胶的本身的特性，在封框胶涂覆后还需要有一个热风硬化与紫外线硬化结合的硬化过程。但是在紫外线硬化的过程中，如果不把封框胶外的其他位置保护起来，那么液晶显示器的其他结构，例如MOS开关，都会暴露在紫外线的照射下，这样就会对所述的其他结构产生损伤。因而，在封框胶的紫外线硬化过程中，必须要有一个用于封框胶硬化的遮光掩膜板来遮住封框胶之外的其他部位以避免这些部位暴露在紫外线中。现有技术中，掩膜板的制作过程，使用一个石英母版对覆盖光刻胶的带有金属膜的玻璃基板上的光刻胶进行曝光，显影，再对金属膜进行刻蚀，之后剥离剩余的光刻胶，来得到遮光掩膜版。但是这种工艺，必须要使用石英母版，，不同的产品需要制作不同的母版，增加了石英母版的制作过程，而石英母版的成本昂贵，因而大大提高了遮光掩膜版的制作成本和制作时间。

发明内容

针对现有的掩膜板的制作必须使用石英母版所带来的成本和时间上的问题，本发明提出了一种新的掩膜板制作方法来降低成本、减少制作时间。

其工艺流程如下：

1.在基板的金属膜上不使用石英母版对光刻胶进行曝光的方式来制作基板的金属膜上的刻蚀阻挡层。

2.在该层刻蚀阻挡层的保护下，对金属膜进行刻蚀，留下呈遮光图案的金属膜。

3.剥离金属膜上剩余的刻蚀阻挡层

其中，在金属膜上形成刻蚀阻挡层的方案，有间接形成和直接形成两种：

一、间接形成的方案包含以下步骤：

a1.在所述金属膜上涂覆感光材料层；

a2.使用激光照射在所述感光材料层上需要曝光部分，以获得部分曝光的感光树脂层；

a3.对所述部分曝光的感光材料层进行显影，形成呈所述预定图案的树脂层，以作为所述刻蚀阻挡层。

a4.对具有所述刻蚀阻挡层的所述基板上的金属膜进行刻蚀、剥离剩余刻蚀阻挡层。

二、直接形成的方案，包含以下步骤：

A1.在所述金属膜上形成呈所述预定图案的可硬化材料层；

A2.对所述可硬化材料层进行硬化处理，以生成所述刻蚀阻挡层。

A3.对具有所述刻蚀阻挡层的所述基板上的金属膜进行刻蚀、剥离剩余刻蚀阻挡层。

其中，所述基板，可以是用于制作液晶显示器用遮光掩膜板的玻璃基板，也可以用于其他需要制作掩膜版的生产过程中的掩膜板的材料基板。

与现有技术相比，本发明通过不使用石英母版对光刻胶进行曝光的方式来制作基板的金属膜上的刻蚀阻挡层，具有降低成本、减少制作时间的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的流程图；

图2是使用正性感光树脂的激光排版方案制作遮光掩膜板流程图；

图3是使用负性感光树脂的激光排版方案制作遮光掩膜板流程图；

图4是使用紫外线硬化感光树脂的喷墨印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图5是使用紫外线硬化感光树脂的丝网印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图6是使用紫外线硬化感光树脂的凸版印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图7是使用紫外线硬化感光树脂的凹版印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

附图中相同或相似的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合本发明的具体实施例作进一步说明，但其不限制本发明。

本发明按刻蚀阻挡层图案的形成方式分为直接形成和间接形成两个方案。

间接形成方案：

在覆盖了金属膜的基板上，涂覆一层感光材料层，这层感光材料可以是正性也可以是负性的感光树脂。

用激光制版技术用激光按感光材料的正负性将遮光图案或者遮光图案以外的图案照射在所述基板的金属膜上的感光材料上，形成该层感光材料部分曝光。

当采用对所述部分区域曝光的感光材料层进行显影，形成呈所述预定图案的树脂层，以作为所述刻蚀阻挡层。

对具有所述刻蚀阻挡层的所述基板上的金属膜进行刻蚀、剥离剩余刻蚀阻挡层。

从而制作得到所需要的掩膜板。

当本方案用于液晶显示器的遮光掩膜板的制作过程中，所述的基板采用玻璃极板。上述的利用激光制版技术照射过程中，将图案的线宽误差控制在100um内时，所制的遮光掩膜板即可满足液晶显示器的生产要求。

下面参照附图来对本发明的具体实施方式进行详细描述：

实施例1

图2示出一个使用正性感光树脂的激光排版方案制作遮光掩膜板流程图。激光制版技术采用激光直接制版技术，所用的激光为红外激光，所用的感光材料采用正性红外敏感树脂。

附图2中，附图标记1代表正性感光树脂层，附图标记2代表金属膜，附图标记3代表玻璃基板，附图标记4代表扫描激光，附图标记5代表刻蚀阻挡层，步骤S20表示准备一个在覆盖有玻璃基板上的金属膜上涂覆正性感光树脂，步骤S21表示使用激光对感光树脂进行曝光，步骤S22表示对曝光后的树脂层进行显影，步骤S23表示金属层进行刻蚀，步骤S24表示将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离。

制作过程如下；

准备一个涂覆了正性红外敏感树脂层1的带金属膜2的玻璃基板3。

预先将需要照射的图形存在激光制版机中，控制受控红外激光4的移动，形成遮光图案的区域。这个步骤中，需要控制所形成的图案的尺寸误差在100um以下。

这样，该层红外敏感树脂部分曝光区域呈现为遮光图案，并且所述曝光区域的树脂层经过红外曝光已经硬化。

对所述树脂层进行显影，形成刻蚀阻挡层5。

在刻蚀阻挡层保护下，对金属膜进行刻蚀，使留下的金属膜呈现所需要的遮光图案。

剥离剩余的刻蚀阻挡层，得到可用于液晶显示器生产用的遮光掩膜板。

实施例2

图3示出一个使用负性感光树脂的激光排版方案制作遮光掩膜板流程图。激光制版技术采用激光直接制版技术，所用的激光为红外激光，所用的感光材料采用负性红外敏感树脂。

图3中，标记6代表负性感光树脂层，标记4代表扫描激光，步骤S30表示准备一个在覆盖有玻璃基板上的金属膜上涂覆负性感光树脂，步骤S31代表使用激光对感光树脂进行曝光，步骤S32是对曝光后的树脂层进行显影，步骤S33是对金属层进行刻蚀，步骤S34是将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离；

制作过程如下；

激光制版技术采用激光直接制版技术，所用的激光为红外激光，所用的感光材料采用负性红外敏感树脂。

准备一个涂覆了负性红外敏感树脂层6的带金属膜的玻璃基板。

预先将需要照射的图形存在激光制版机中，控制受控红外激光4的移动，该红外激光扫描的区域应该覆盖遮光图案以外的区域。这个步骤中，需要控制所形成的图案的尺寸误差在100um以下。

对所述树脂层进行显影，出去被红外激光照射过区域的树脂形成刻蚀阻挡层。

直接形成方案：

直接形成方案包含以下步骤：

A1.在所述金属膜上形成呈所述预定图案的可硬化材料层；

其中，所述基板，可以是用于制作液晶显示器用遮光掩膜板的玻璃基板，也可以用于其他需要制作掩膜版的生产过程中的掩膜板的材料基板。所述的可硬化材料包含光致硬化材料，热硬化材料，紫外线硬化材料中任一种材料。例如，红外敏感树脂，热硬化树脂等。

当本方案用于液晶显示器的遮光掩膜板的制作过程中，所述的基板采用玻璃极板。上述的利用喷墨印刷机进行喷涂可硬化材料的过程中，图案的线宽误差控制在100um内时，所制的遮光掩膜板即可满足液晶显示器的生产要求。

实施例3

图4示出了一个使用紫外线硬化感光树脂的喷墨印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图4中附图标记7代表用喷墨印刷法喷印上去的紫外线硬化感光树脂，附图标记8代表硬化用的紫外线，附图标记9代表硬化后形成的刻蚀阻挡层，步骤S40表示准备一个覆盖有金属膜的玻璃基板，步骤S41表示使用喷墨印刷机将感光树脂喷涂到金属膜上形成遮光图形，步骤S42是对是使用紫外线使树脂层硬化，步骤S43是对金属层进行刻蚀，步骤S44是将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离；

制作过程如下：

使用喷墨印刷机，在基板上的金属膜上用可硬化材料喷涂上预定图案，步骤如下：

准备一个覆盖有金属膜的玻璃基板。

使用喷墨印刷机将紫外线硬化感光树脂喷涂在金属膜上，喷涂树脂的区域呈所需要的遮光图形，形成带遮光图案的树脂层7。这个过程中需要控制所形成的所述图形的尺寸误差在100um内。

使用紫外线8进行曝光，对所述树脂层进行硬化处理，以生成所述刻蚀阻挡层9。

在所述刻蚀阻挡层的保护下所述基板上的金属膜进行刻蚀、剥离剩余刻蚀阻挡层，形成需要的掩膜板。

实施例4

图5示出了一个使用紫外线硬化感光树脂的丝网印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图5中附图标记7表示用丝网上的紫外线硬化感光树脂，附图标记8表示硬化用的紫外线，附图标记9表示硬化后形成的刻蚀阻挡层，附图标记10表示印刷用的丝网，步骤S50表示准备一个覆盖有金属膜的玻璃基板，步骤S51代表使用丝网印刷技术将紫外线硬化感光树脂印刷到金属膜上，步骤S52代表使用紫外线使树脂层硬化，步骤S53代表对金属层进行刻蚀，步骤S54代表将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离；

制作过程如下：

使用丝网印刷技术，在基板上的金属膜上用可硬化材料印上预定图案，步骤如下：

准备一个带有金属膜的玻璃基板。

以紫外线感光硬化树脂为原料使用丝网10将所需要的遮光图形印刷到玻璃基板上的金属膜上，形成带有所述遮光图形的树脂层。其中，所述丝网上的图案呈所需的遮光图案。

印刷树脂的区域呈所需要的遮光图形，形成带遮光图案的树脂层7。这个过程中需要控制所形成的所述图形的尺寸误差在100um内。

实施例5

图6示出了一个使用紫外线硬化感光树脂的凸版印刷方案制作遮光掩膜板流程图；

图6中附图标记11代表带遮光图形图案的凸版，附图标记7代表印刷用的紫外线硬化感光树脂，附图标记8代表硬化用的紫外线，附图标记9代表硬化后形成的刻蚀阻挡层，步骤60表示准备一个覆盖有金属膜的玻璃基板，步骤61表示使用凸版印刷技术将紫外线硬化感光树脂印刷到金属膜上，步骤62表示使用紫外线使树脂层硬化，步骤63表示对金属层进行刻蚀，步骤64表示将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离；

具体过程如下：使用凸版印刷技术，在基板上的金属膜上用可硬化材料印上预定图案，步骤如下：

准备一个带有金属膜的玻璃基板。

以紫外线感光硬化树脂7为原料使用凸版11将所需要的遮光图形印刷到玻璃基板上的金属膜上，形成带有所述遮光图形的树脂层。其中，所述凸版上的凸起部分的图案呈所需的遮光图案。

印刷树脂的区域呈所需要的遮光图形，形成带遮光图案的树脂层。这个过程中需要控制所形成的所述图形的尺寸误差在100um内。

实施例6

图7示出了一种使用紫外线硬化感光树脂的凹版印刷方安制作遮光掩膜板流程图；

图7中附图标记12代表带遮光图形图案的凹版，附图标记7代表印刷用的紫外线硬化感光树脂，附图标记8代表硬化用的紫外线，附图标记9代表树脂层硬化后形成的刻蚀阻挡层，步骤70准备一个覆盖有金属膜的玻璃基板，步骤71代表使用凹版印刷技术将紫外线硬化感光树脂印刷到金属膜上，步骤72表示使用紫外线使树脂层硬化，步骤73表示对金属层进行刻蚀，步骤74是将剩余的金属膜上的刻蚀阻挡层剥离。

制作过程如下：

使用凹版印刷技术，在基板上的金属膜上用可硬化材料印上预定图案，步骤如下：

准备一个带有金属膜的玻璃基板。

以紫外线感光硬化树脂7为原料使用凹版12将所需要的遮光图形印刷到玻璃基板上的金属膜上，形成带有所述遮光图形的树脂层。其中，所述凹版上的凹陷部分的图案呈所需的遮光图案。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变，但这些相应的改变都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种具有预定图案的掩膜板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.在基板的金属膜上不使用遮光板母版形成具有所述预定图案的用于刻蚀金属膜的刻蚀阻挡层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板包含玻璃基板，硅圆片中任一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述使用激光制版技术在所述基板的金属膜上形成呈预定图案的刻蚀阻挡层的步骤包括以下步骤：

a1.在所述金属膜上涂覆感光材料层；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述感光材料包含感光树脂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光为红外激光，所述感光树脂为红外敏感树脂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤i2包括：

-利用受控红外激光束直接在红外敏感树脂层上按所述预定图案来进行扫描成像，形成呈所述预定图案的树脂反应区，其余部分为不反应区。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤a包括：

A1.在所述金属膜上形成呈所述预定图案的可硬化材料层；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A1包括：

-在所述金属膜上呈所述预定图案的区域喷涂上用于形成刻蚀阻挡层的可硬化材料，以形成所述呈所述预定图案的可硬化材料层；

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A1包括：

-利用丝网印刷设备与带有所述预定图案的丝网版，在所述金属膜上用可硬化材料进行丝网印刷，以形成所述呈所述预定图案的可硬化材料层。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A1包括：

-利用具有所述预定图案的凸版，在所述金属膜上用可硬化材料进行印刷，以形成所述呈所述预定图案的可硬化材料层。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A1包括：

-利用具有所述预定图案的凹版，在所述金属膜的基板上用可硬化材料进行印刷，以形成呈所述预定图案的可硬化材料层。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述可硬化材料包含光致硬化材料，热硬化材料，紫外线硬化材料中任一种材料。

13.根据权利要求1至12任意一项所述的方法，其特征在于，所述掩膜板包含在液晶面板制造过程中用于封框胶硬化、硬化用的遮光掩膜板。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所制作形成刻蚀阻挡层的图案的误差控制在正负100μm以下。

15.一种掩膜板，其特征在于，该掩膜板是使用根据权利要求1至13中任意一项所述的方法制作的。

16.根据权利要求15所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板包含在液晶面板制造过程中用于封框胶硬化、硬化用的遮光掩膜板。