CN101995762B - 掩模版及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种掩模版及其制备方法。该掩模版包括基板，所述基板上形成有第一薄膜图形和部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形位于所述第一薄膜图形的上方或下方，且所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域。本发明掩模版可在现有构图掩模版的基础上制得。通过调整曝光设备的实际曝光量，本发明掩模版即可实现原有构图掩模版的构图功能，也可实现现有UV掩模版的挡光和透光功能。采用本发明掩模版制备TFT-LCD过程中，可实现构图工艺和对盒工艺中所需使用掩模版的复用，因而有利于降低TFT-LCD的生成成本。

Description

掩模版及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术，特别是涉及一种掩模版及其制备方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，简称TFT-LCD)因其体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前平板显示器市场占据主导地位。TFT-LCD主要包括对盒设置的彩色滤光片(ColorFilter，简称CF)基板和阵列(Array)基板，以及在CF基板和阵列基板之间填充的液晶层。

在TFT-LCD制造工艺，如阵列基板的制造工艺中，主要是基于掩模版，对基板上已沉积的薄膜层进行构图处理。掩模版自身形成有预设的图形，其主要作用是通过曝光设备的曝光处理，将掩模版自身形成的图形等比例复制到基板上(为便于描述，以下将该类掩模版称为构图掩模版)。根据阵列基板制造过程中使用的构图掩模版个数不同，可将阵列基板的制造工艺主要分为：三次掩模(3mask)工艺、四次掩模(4mask)工艺和五次掩模(5mask)工艺等。基于上述工艺制备完成阵列基板制备之后，需将阵列基板与CF基板对盒设置以形成液晶显示面板，其中对盒工艺过程如下：在阵列基板的外围区域涂覆封框胶，在CF基板的显示区域滴入液晶，将阵列基板对盒罩设在CF基板上方，通过紫外曝光固化封框胶，以贴合阵列基板和CF基板。

在对盒工艺通过紫外光固化封框胶的过程中，如果紫外光照射到阵列基板的显示区域，可能会对显示区域上的部分薄膜的性质产生不良影响。例如：当紫外光照射到阵列基板显示区域的有源层时，由于有源层通常由掺杂半导体(如非晶硅a-Si)形成，外部照射的光能量可能会激发a-Si产生漏电流，漏电流的产生会影响TFT的开关特性，可能影响对盒工艺之后液晶显示面板的检测结果；此外，如果外部照射的光能量太强，也有可能对显示区域中的各薄膜的表面产生不良影响。

因此，为了阻挡在固化封框胶的过程中紫外光线照射阵列基板的显示区域，现有技术针对性的设计了一种具有特定图形的掩模版以阻挡紫外光，该掩模版以下称为UV掩模版。在固化封框胶的过程中，可在阵列基板的正上方罩设UV掩模版，以阻挡紫外光照射到阵列基板的显示区域，从而降低因紫外光照射对有源层性能产生不良影响的几率。

UV掩模版上形成的图形，要求能够阻挡进入阵列基板的显示区域的光照，同时又要保证阵列基板上涂覆的封框胶能得到充分的光照，因此，UV掩模版上所需形成的图形，与阵列基板制备过程中使用的构图掩模版上形成的图形不同。阵列基板制备过程中使用的现有构图掩模版，不能满足封框胶固化过程中的挡光或透光的要求。因此，现有技术通常需要另外制作UV掩模版，从而增加TFT-LCD的生产成本。

发明内容

本发明提供一种掩模版及其制备方法，用以在现有构图掩模版的基础上实现UV掩模版的功能，或者，在现有UV掩模版的基础上实现构图掩模版的功能，从而有利于降低TFT-LCD的生产成本。

本发明提供了一种掩模版，包括基板，所述基板上形成有第一薄膜图形和部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形位于所述第一薄膜图形的上方或下方，且所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域。

本发明还提供了一种掩模版的制备方法，包括：

在已形成有第一薄膜图形的基板上，沉积部分透光薄膜层；通过构图工艺形成部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域；

或者，

在已形成有部分透光薄膜图形的基板上，沉积第一薄膜层；通过构图工艺形成第一薄膜图形，所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域。

本发明掩模版可在现有构图掩模版或现有UV掩模版的基础上制得。通过调整曝光设备的实际曝光量，本发明掩模版即可实现原有构图掩模版的构图功能，也可实现现有UV掩模版的挡光和透光功能。采用本发明掩模版制备TFT-LCD过程中，由于可实现构图工艺和对盒工艺中所需使用掩模版的复用，因而有利于降低TFT-LCD的生成成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的掩模版的结构示意图；

图2为图1所示掩模版的A-A’向截面图；

图3a为本发明掩模版的制备方法实施例一流程图；

图3b为本发明掩模版的制备方法实施例二流程图；

图4a为本发明构图工艺第一基板中涂覆光刻胶后的状态示意图；

图4b为本发明构图工艺中掩模和曝光处理的状态示意图；

图4c为本发明构图工艺中显影处理后的状态示意图；

图4d为本发明构图工艺中刻蚀处理后的状态示意图；

图4e为本发明构图工艺中光刻胶剥离处理后的状态示意图；

图5a为本发明对盒工艺中在第一基板涂覆封框胶后的状态示意图；

图5b为本发明对盒工艺中在第一基板和第二基板对盒设置后封框胶固化处理的状态示意图。

附图标记说明：

1-基板； 2-第一薄膜； 3-部分透光薄膜；

41-第一基板； 42-第二薄膜； 43-光刻胶；

44-封框胶； 45-第二基板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的掩模版的结构示意图；图2为图1所示掩模版的A-A’向截面图。如图1和图2所示，本实施例掩模版包括基板1，基板1上形成第一薄膜图形和部分透光薄膜图形，第一薄膜图形由有第一薄膜2形成，部分透光薄膜图形由部分透光薄膜3形成。部分透光薄膜图形覆盖第一薄膜图形，且部分透光薄膜图形覆盖以外的区域为完全透光区域X1。部分透光薄膜图形中，可采用具有部分透光特性的材料形成部分透光薄膜3，如选用光透过率为30％～80％的材料，部分透光薄膜可选用CrOx、CrNx、MnOx、MnNx、树脂材料、硬质赛隆陶瓷材料、MoOx或MoNx等材料制备；部分透光薄膜3的厚度优选为0.1μm～20μm。第一薄膜2可由不透光材料组成，可选用Cr、Mn或Mo、或上述金属的合金材料制备。

图1和图2所示的技术方案中，基板上形成的部分透光薄膜图形位于第一薄膜图形的上方，相当于可在具有第一薄膜图形的现有构图掩模版基础上得到本实施例提供的掩模版。采用本实施例提供的掩模版制备TFT-LCD过程中，由于在对盒工艺封框胶固化过程中，不需要另外制作UV掩模版以保护阵列基板的显示区域，因而有利于降低TFT-LCD的生成成本。

在上述技术方案的基础上，可得到变形实施例，即：基板上形成的部分透光薄膜图形还可位于第一薄膜图形的下方，该情形相当于可在具有部分透光薄膜图形的现有UV掩模版基础上得到本发明实施例提供的另一掩模版。

图3a为本发明掩模版的制备方法实施例一流程图。如图3a所示，本实施例掩模版的制备方法包括：

步骤11、在已形成有第一薄膜图形的基板上，沉积部分透光薄膜层；

步骤12、在步骤11形成的基板上，通过构图工艺形成部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域。

上述步骤12中，一次构图工艺可包括：光刻胶涂覆、掩模、曝光、显影、刻蚀和剥离等过程。通过构图工艺，可在部分透光薄膜层上构图，形成所需的部分透光薄膜图形。

图3a所示的技术方案，是在已形成由第一薄膜图形的现有构图掩模版的基础上，在第一薄膜图形的上方形成部分透光薄膜图形，从而得到本发明实施例提供的掩模版。

在图3a所示的技术方案的基础上，可得到变形实施例，即：已形成由部分透光薄膜图形的现有UV掩模版的基础上，在部分透光薄膜的上方形成第一薄膜图形，从而得到本发明实施例提供的掩模版。图3b为本发明掩模版的制备方法实施例二流程图，如图3b所示，本实施例掩模版的制备方法包括：

步骤21、在已形成有部分透光薄膜图形的基板上，沉积第一薄膜层；

步骤22、在步骤21形成的基板上，通过构图工艺形成第一薄膜图形，部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域。

上述步骤22中，一次构图工艺可包括：光刻胶涂覆、掩模、曝光、显影、刻蚀和剥离等过程。通过构图工艺，可在第一薄膜层上构图，形成所需的第一薄膜图形。

上述掩模板及其制备方法的技术方案中，形成有第一薄膜图形的基板可以是用于制备阵列基板的现有构图掩模版，例如：具有栅极图形、有源层图形、信号线图形、过孔图形或像素电极图形的构图掩模版。本实施例掩模版可在现有的构图掩模版或UV掩模版的基础上形成，例如：可在现有的构图掩模版的基础上进一步沉积部分透光薄膜层，通过构图工艺形成部分透光薄膜图形，或者，可在现有的UV掩模版的基础上进一步沉积第一薄膜层，通过构图工艺形成第一薄膜图形。部分透光薄膜图形至少对应阵列基板的显示区域或实际需要挡光的区域，部分透光薄膜图形以外的区域对应阵列基板上用于涂覆封框胶的区域。

在采用本发明上述掩模版制备TFT-LCD过程中，通过外部曝光条件的控制，即可实现用于制备阵列基板的现有构图掩模版的构图功能，也实现封框胶的固化过程中使用的现有UV掩模版的挡光和透光功能，即实现了构图工艺和对盒工艺中所需使用掩模版的复用，因而有利于降低TFT-LCD的生成成本。

下面以部分透光薄膜图形位于第一薄膜图形上方的掩模版为例，结合附图详细说明实现机理。

图4a～图4e为采用本发明掩模版进行一次构图的工艺流程图，本发明掩模版在构图工艺中的应用，相当于实现了现有构图掩模板的构图功能。以下构图工艺中仅以使用正性光刻胶为例进行说明。

图4a为本发明构图工艺第一基板中涂覆光刻胶后的状态示意图。如图4a所示，首先在沉积有第二薄膜42的第一基板41上，涂覆光刻胶43。

图4b为本发明构图工艺中掩模和曝光处理的状态示意图。如图4b所示，在第一基板41的正上方罩设掩模版，在掩模版的正上方采用曝光设备(图中未示出)对光刻胶进行曝光处理。由于掩模版形成有第一薄膜2和部分透光薄膜3，第一薄膜2不透光，部分透光薄膜3部分透光，这使得在曝光处理过程中掩模版下方对应形成有完全透光区域X1、部分透光区域X2和不透光区域X3。

为了使得部分透光区域X2对应的光刻胶部分也能曝光充分，本次处理中，曝光设备实际照射的曝光量E1，大于完全透光区域X1对应的光刻胶部分充分感光所需的理论曝光量，即光刻胶充分感光所需的曝光量阈值E2。曝光量E1的选择需保证曝光设备照射的光能量透过掩模版的部分透光薄膜3的能量，大于或等于光刻胶充分感光所需的曝光量阈值E2。举例说明：假设光刻胶充分感光所需的曝光量阈值E2为40mJ，当透过掩模版的部分透光薄膜3的能量大于或等于40mJ时，部分透光区域X2对应的光刻胶部分也能曝光充分。这样，经过掩模和曝光处理之后，完全透光区域X1、部分透光区域X2对应的光刻胶部分可得到充分感光，不透光区域X3对应的光刻胶部分不曝光，即光刻胶整体形成了光刻胶去除部分Y1和光刻胶保留部分Y2。

图4c为本发明构图工艺中显影处理后的状态示意图。通过显影处理，光刻胶去除部分Y1对应的光刻胶被去除，露出光刻胶去除部分Y1对应的第二薄膜42；而光刻胶保留部分Y2对应的光刻胶仍然保留，如图4c所示。

图4d为本发明构图工艺中刻蚀处理后的状态示意图。通过刻蚀工艺，蚀刻露出的第二薄膜42，以在基板上形成所需的图形，如图4d所示。刻蚀工艺处理后，第一基板41形成的图形与掩模版中第一薄膜图形相对应。

图4e为本发明构图工艺中光刻胶剥离处理后的状态示意图。通过剥离工艺，将光刻胶保留区域Y2对应的光刻胶剥离，如图4e所示。至此，采用本发明掩模版，并通过构图工艺已经完成了第一基板的一次构图。

上述图4a～图4e对应的构图工艺流程，可应用到TFT-LCD阵列基板制备过程中任一构图工艺中，只要构图掩模版的覆盖范围不超出UV掩模版的覆盖范围，均符合要求。具体的，可应用到阵列基板中的栅极图形、有源层图形、信号线图形、过孔图形或像素电极图形等构图工艺中，其具体实现流程与上述流程相似，不再赘述。

图5a～5b为采用本发明掩模版进行对盒工艺的流程图，本发明掩模版在对盒工艺中的应用，相当于实现了现有UV掩模板的挡光和透光功能。

图5a为本发明对盒工艺中在第一基板涂覆封框胶后的状态示意图。在第一基板41除了所形成的第二薄膜42的图形之外，如在第一基板41的周边区域，涂覆封框胶44，如图5a所示。

图5b为本发明对盒工艺中在第一基板和第二基板对盒设置后封框胶固化处理的状态示意图。在进行对盒处理之前，需要预先制备第二基板45，且在第二基板45上滴注有液晶层(图中未示出)；之后将第二基板45与第一基板41对盒设置。此时，将掩模版罩设在第一基板41和第二基板45的正上方，通过曝光设备照射紫外光以对封框胶进行固化处理。由于掩模版形成有第一薄膜2和部分透光薄膜3，第一薄膜2不透光，部分透光薄膜3部分透光，这使得在曝光处理过程中掩模版下方对应形成有完全透光区域X1、部分透光区域X2和不透光区域X3；完全透光区域X1对应封框胶44的涂覆位置，不透光区域X3对应第一基板41形成的第二薄膜图形位置，部分透光区域X2覆盖了第一基板41形成的第二薄膜图形位置。

经过紫外光照处理之后，完全透光区域X1对应的封框胶得到有效固化，不透光区域X3对应的第二薄膜图形没有被紫外光照射，而虽然部分透光区域X2有部分紫外光透过，但由于部分透光区域X2对应的区域的部分挡光效果，部分透光区域X2内紫外光的强度相对于完全透光区域X1内的紫外光的强度有得到了一定程度地削弱，因此，如果与部分透光区域X2对应的第一基板41上形成有其他薄膜图形，强度削弱的紫外光对这些薄膜图形的不良影响较小。封框胶固化处理之后，第一基板41和第二基板42紧密贴合，对盒工艺结束。为了提高部分透光区域X2对应的区域的挡光的效果，可合理的设置曝光设备实际照射的曝光量E3，以在保证完全透光区域X1内的紫外光强度可充分固化封框胶的同时，尽可能地降低部分透光区域X2内的紫外光线强度。优选的，实际照射的曝光量E3等于或略大于封框胶固化所需的曝光量阈值E4。

上述图5a～图5b对应的对盒工艺流程，可应用到TFT-LCD的对盒工艺中，具体的，可应用到阵列基板和CF基板的对盒工艺，其具体实现流程与上述流程相似，不再赘述。

通过上述分析可知，本发明掩模版可在现有构图掩模版或现有UV掩模版的基础上制得。通过调整曝光设备的实际曝光量，本发明掩模版即可实现原有构图掩模版的构图功能，也可实现现有UV掩模版的挡光和透光功能。具体的，通过增加曝光设备的实际曝光量，使得掩模版的部分透光薄膜图形透过的光能量足以使光刻胶充分感光，以在待构图的基板上形成与第一薄膜图形相应的图形，实现现有构图掩模版的构图功能；此外，在对盒工艺中，通过适当减少曝光设备的实际曝光量，使得掩模版的完全透光区域透过的光能量足以封框胶固化，同时部分透光薄膜图形和第一薄膜透光图形可起到挡光效果，以保护部分透光薄膜图形覆盖区域下基板形成的薄膜，实现现有UV掩模版的透光和挡光功能。因此，采用本发明掩模版制备TFT-LCD过程中，可实现构图工艺和对盒工艺中所需使用掩模版的复用，因而有利于降低TFT-LCD的生成成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种掩模版，包括基板，其特征在于，所述基板上形成有第一薄膜图形和部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形位于所述第一薄膜图形的上方或下方，且所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域；

所述第一薄膜图形为用于制备阵列基板的栅极图形、有源层图形、信号线图形、过孔图形或像素电极图形；所述完全透光区域仅对应所述阵列基板上用于涂覆封框胶的区域；

所述掩模版的第一薄膜图形用于阵列基板的构图工艺，所述完全透光区域用于所述封框胶的UV固化工艺。

2.根据权利要求1所述的掩模版，其特征在于，所述部分透光薄膜图形中，部分透光薄膜的光透过率为30％～80％。

3.根据权利要求2所述的掩模版，其特征在于，所述部分透光薄膜为采用以下材料制备的薄膜：CrOx、CrNx、MnOx、MnNx、树脂材料、硬质赛隆陶瓷材料、MoOx或MoNx。

4.根据权利要求2所述的掩模版，其特征在于，所述部分透光薄膜的厚度为0.1μm～20μm。

5.一种掩模版的制备方法，其特征在于，包括：

在已形成有第一薄膜图形的基板上，沉积部分透光薄膜层；通过构图工艺形成部分透光薄膜图形，所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域；

或者，

在已形成有部分透光薄膜图形的基板上，沉积第一薄膜层；通过构图工艺形成第一薄膜图形，所述部分透光薄膜图形以外的区域为完全透光区域；

其中，所述第一薄膜图形为用于制备阵列基板的栅极图形、有源层图形、信号线图形、过孔图形或像素电极图形；所述完全透光区域仅对应所述阵列基板上用于涂覆封框胶的区域；

所述掩模版的第一薄膜图形用于阵列基板的构图工艺，所述完全透光区域用于所述封框胶的UV固化工艺。

6.根据权利要求5所述的掩模版的制备方法，其特征在于，所述部分透光薄膜图形中，部分透光薄膜的光透过率为30％～80％。

7.根据权利要求6所述的掩模版的制备方法，其特征在于，所述部分透光薄膜采用以下材料制备：CrOx、CrNx、MnOx、MnNx、树脂材料、硬质赛隆陶瓷材料、MoOx或MoNx。

8.根据权利要求6所述的掩模版的制备方法，其特征在于，所述部分透光薄膜的厚度为0.1μm～20μm。