CN102233743A - 掩膜图形转印装置和制备掩膜图形的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掩膜图形转印装置和制备掩膜图形的方法。掩膜图形转印装置包括：内轮，相对于内轮的轮轴固定，所述内轮与基板在水平面上相对运动；磁化磁头，设置于内轮上与基板距离最短的内轮底部，用于磁化镀完结构层膜层的基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末；非铁磁性材料形成的外轮，用于绕内轮转动，吸附经过磁化磁头磁化后的复合粉末；去磁化磁头，设置于朝向基板转动的外轮对应的内轮的边缘部，用于对外轮吸附的磁化后的复合粉末进行去磁化操作；收集斗，其外边缘与朝向基板转动的外轮一侧相切，且设置于去磁化磁头的下方，用于收集去磁化后的复合粉末。本发明能够提高LCD的制作效率和液晶面板的质量，降低LCD的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示中的掩膜形成技术，尤其涉及一种掩膜图形转印装置和制备掩膜图形的方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)是目前常用的平板显示器。在近十年的飞速发展中，LCD从屏幕的尺寸到显示的质量都取得了很大的进步。随着LCD生产的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂家在不断提高LCD的产品性能同时，也在不断努力降低生产成本，从而提高市场的竞争力。
掩膜曝光是目前LCD制备过程中必不可少的一道工序。掩膜曝光是：通过将掩膜版上的图形通过曝光的方法转印到经过涂胶、低压干燥、前烘烤等工序制备的感光性的光刻胶涂层上；经过显影与后烘烤工艺将光刻胶涂层制备成掩膜图形；再经过刻蚀工序与剥离工序将掩膜图形转移到结构层上，完成一层结构图形的制备。如此反复若干次完成LCD的制备。
但是，由于采用掩膜曝光的方法制备LCD需要使用多块掩膜版完整器件，而掩膜版的制备由于其异常高昂的价格成为LCD生产成本高的原因之一；并且当掩膜版的设计发生错误时，修改很不方便。此外，由于在制备光刻胶涂层的过程中需要进行低压干燥、前烘烤、显影工序，这些工序中需要的显影液、压缩气体等耗材也提高了LCD的生产成本。
发明内容
本发明提供一种掩膜图形转印装置和制备掩膜图形的方法，以降低LCD的生产成本。
本发明提供一种掩膜图形转印装置，包括：
内轮，相对于所述内轮的轮轴固定，所述内轮与基板在水平面上相对运动；
磁化磁头，设置于所述内轮上与所述基板距离最短的内轮底部，用于磁化镀完结构层膜层的所述基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末，所述复合粉末由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在所述结构层膜层之上；
非铁磁性材料形成的外轮，用于绕所述内轮转动，吸附经过所述磁化磁头磁化后的复合粉末以使所述基板上剩余的所述复合粉末形成预掩膜图形，其中，形成的所述预掩膜图形经过烘烤后，所述剩余的复合粉末外围的所述树脂外膜融化以消除所述预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形；
去磁化磁头，设置于朝向所述基板转动的所述外轮对应的所述内轮的边缘部，用于对所述外轮吸附的所述磁化后的复合粉末进行去磁化操作；
收集斗，所述收集斗的外边缘与朝向所述基板转动的所述外轮一侧相切，且设置于所述去磁化磁头的下方，用于收集去磁化后的复合粉末。
本发明还提供一种制备掩膜图形的方法，包括：
通过控制掩膜图形转印装置的磁化磁头的磁化时间，所述磁化磁头磁化镀完结构层膜层的基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末，所述复合粉末由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在所述结构层膜层之上；
所述掩膜图形转印装置的外轮绕所述掩膜图形转印装置的内轮转动，并吸附经过所述磁化磁头磁化后的复合粉末，以使所述基板上剩余的复合粉末形成预掩膜图形；
所述磁化后的复合粉末随所述外轮转动至所述掩膜图形转印装置的去磁化磁头处，被所述去磁化磁头去磁化，并由所述掩膜图形转印装置的收集斗收集去磁化后的复合粉末；
烘烤所述基板上形成的所述预掩膜图形，使所述剩余的复合粉末外围的所述树脂外膜融化以消除所述预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形。
本发明提供的掩膜图形转印装置和制备掩膜图形的方法，采用磁化与去磁化技术，对基板上的复合粉末进行操作，从而形成掩膜图形，不需要掩模版与显影等进行掩膜图形的制备，能够提高LCD的制作效率和液晶面板的质量，降低LCD的生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的掩膜图形转印装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一中形成的制备图形示意图；
图3为本发明实施例一中形成的预掩膜图形示意图；
图4为本发明实施例一中形成的掩膜图形示意图；
图5为本发明实施例一中采用掩膜图形刻蚀结构层膜层的示意图；
图6为本发明实施例二提供的掩膜图形转印装置的结构示意图；
图7为本发明实施例三提供的掩膜图形转印装置的结构示意图；
图8为本发明实施例四提供的掩膜图形转印装置的结构示意图；
图9为本发明实施例五提供的制备掩膜图形的方法的流程示意图。
附图标记：
1-基板； 11-内轮； 12-外轮；
13-磁化磁头； 14-去磁化磁头； 15-收集斗；
16-吸收器； 17-喷洒装置； 2-结构层膜层；
3-复合粉末； 31-磁化后的复合粉末；32-剩余的复合粉末。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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为本发明实施例一提供的掩膜图形转印装置的结构示意图。图2为本发明实施例一中形成的制备图形示意图。图3为本发明实施例一中形成的预掩膜图形示意图。图4为本发明实施例一中形成的掩膜图形示意图。如图1所示，该掩膜图形转印装置包括：内轮11、外轮12、磁化磁头13、去磁化磁头14以及收集斗15。
内轮11，相对于内轮11的轮轴固定，即该内轮11为非转动内轮；并且该内轮11与基板1在水平面上相对运动。具体地，如果基板1是固定的，那么内轮11就相对于基板1在水平面上做水平移动，如果内轮11是固定不动的，那么基板1就相对于内轮11在水平面上做水平移动。或者基板1和内轮11都在水平面上水平移动，只要二者相对运动，有相对位移即可。
磁化磁头13，设置于内轮11上与基板1距离最短的内轮11底部，用于磁化镀完结构层膜层2的基板1上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末3，如图2所示，复合粉末3由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在结构层膜层2之上。其中，可以采用多种方式在结构层膜层2上均匀铺设复合粉末3。例如：采用喷枪在结构层膜层2上均匀喷洒复合粉末3；或者将包覆有某种溶剂(如水)的复合粉末3均匀地刷在结构层膜层2上，等待包覆的溶剂挥发后，形成复合粉末3的膜层；或者将复合粉末3撒在结构层膜层2上，通过在基板1上方匀速水平移动的装置将复合粉末3的膜层刮平。
非铁磁性材料形成的外轮12，用于绕内轮11转动，吸附经过磁化磁头13磁化后的复合粉末31以使基板1上剩余的复合粉末32形成预掩膜图形，如图1和图3所示。其中，形成的预掩膜图形经过烘烤后，剩余的复合粉末32外围的树脂外膜融化以消除预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形，如图4所示。
去磁化磁头14，设置于朝向基板1转动的外轮12对应的内轮11的边缘部，用于对外轮12吸附的磁化后的复合粉末31进行去磁化操作，如图1所示，其中朝向基板1转动的外轮12为外轮12的左半部。收集斗15，该收集斗15的外边缘与朝向基板1转动的外轮12一侧相切，且设置于去磁化磁头14的下方，用于收集去磁化后的复合粉末，如图1所示。
图5为本发明实施例一中采用掩膜图形刻蚀结构层膜层的示意图。使用该掩膜图形转印装置在基板1上形成掩膜图形后，用常规方法进行后续的刻蚀工序，然后将掩膜图形剥离后，制备出基板1上的结构层膜层2的结构图形。
本实施例的掩膜图形转印装置，采用磁化与去磁化技术，对基板上的复合粉末进行操作，从而形成掩膜图形，不需要掩模版与显影等进行掩膜图形的制备，能够提高LCD的制作效率和液晶面板的质量，降低LCD的生产成本。
图6为本发明实施例二提供的掩膜图形转印装置的结构示意图。如图6所示，与上述实施例一提供的掩膜图形转印装置的不同之处在于，在外轮12外设置有吸收器16，该吸收器16的吸收口朝向通过去磁化磁头14的径向方向，用于吸收被去磁化磁头14去磁化后的复合粉末。本实施例中的吸收器能够辅助收集斗对去磁化后的复合粉末的收集，从而确保去磁化后的复合粉末与外轮的分离。
图7为本发明实施例三提供的掩膜图形转印装置的结构示意图。如图7所示，与上述实施例一和实施例二提供的掩膜图形转印装置的不同之处在于，去磁化磁头14设置于朝向基板1转动的外轮12对应的内轮11的低于轴心的边缘部，从而使得该去磁化磁头14与收集斗15的距离缩短，且收集斗15能够在低于内轮11的轴心的位置对去磁化后的复合粉末进行收集，通过收集斗15的外边缘与外轮12的摩擦，更加容易将去磁化后的复合粉末从外轮12上分离。图7中所示为没有吸收器的情况。
图8为本发明实施例四提供的掩膜图形转印装置的结构示意图。如图8所示，在上述实施例提供的掩膜图形转印装置的基础上，还包括：在收集斗15的下方设置有喷洒装置17，用于向收集斗15的外边缘下方至磁化磁头13之间的外轮12上喷洒增强复合粉末3外围的树脂外膜与外轮12吸附能力的喷雾，从而使得经过磁化磁头13磁化后的复合粉末31，能够在磁力作用下吸附到外轮12上时，由于外轮12上的喷雾的作用，使得磁化后的复合粉末31的树脂外膜也能够强力吸附到外轮12上。其中，喷洒装置17可以一体形成在收集斗15的外边缘下方，如图8所示；喷洒装置17喷洒的喷雾可以为对树脂外膜有强吸附作用的六甲基二硅氨烷(HMDS)蒸汽。
图9为本发明实施例五提供的制备掩膜图形的方法的流程示意图。本实施例的制备掩膜图形的方法可以采用本发明上述实施例所提供的掩膜图形转印装置来执行，完成对应的流程。如图9所示，包括如下步骤：
步骤901、通过控制掩膜图形转印装置的磁化磁头的磁化时间，磁化磁头磁化镀完结构层膜层的基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末。
所述复合粉末由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在所述结构层膜层之上，其中，铁磁性金属可以为铁、钴、镍或其合金，外围的树脂外膜可以为酚醛树脂。
步骤902、掩膜图形转印装置的外轮绕掩膜图形转印装置的内轮转动，并吸附经过磁化磁头磁化后的复合粉末，以使基板上剩余的复合粉末形成预掩膜图形。
步骤903、磁化后的复合粉末随外轮转动至掩膜图形转印装置的去磁化磁头处，被去磁化磁头去磁化，并由掩膜图形转印装置的收集斗收集去磁化后的复合粉末。
其中，如果该掩膜图形转印装置还包括吸收器，则可以先由吸收器吸收去磁化后的复合粉末，再由收集斗收集外轮上剩余的去磁化后的复合粉末。
步骤904、烘烤基板上形成的预掩膜图形，使剩余的复合粉末外围的树脂外膜融化以消除预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形。
在上述步骤902外轮吸附磁化后的复合粉末过程中，还可以包括：由掩膜图形转印装置的喷洒装置向收集斗的外边缘下方至磁化磁头之间的外轮上喷洒增强复合粉末外围的树脂外膜与外轮吸附能力的喷雾。从而能够增强外轮对磁化后的复合粉末的吸附能力。
在上述步骤中，复合粉末的粒径一般要小于500nm，以使得复合粉末铺设均匀，复合粉末间的间隙不会过大；控制外轮最下端与基板上的复合粉末的间距在0.2um-5um范围内，以使得磁化磁头能够磁化复合粉末，且将复合粉末吸附到外轮上；在烘烤基板上形成的预掩膜图形的步骤中，烘烤温度可以控制在100℃-150℃之间，以使复合粉末外围的树脂外膜融化。
本实施例的制备掩膜图形的方法，采用磁化与去磁化技术，对基板上的复合粉末进行操作，从而形成掩膜图形，不需要掩模版与显影等进行掩膜图形的制备，能够提高LCD的制作效率和液晶面板的质量，降低LCD的生产成本。
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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种掩膜图形转印装置，其特征在于，包括：
内轮，相对于所述内轮的轮轴固定，所述内轮与基板在水平面上相对运动；
磁化磁头，设置于所述内轮上与所述基板距离最短的内轮底部，用于磁化镀完结构层膜层的所述基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末，所述复合粉末由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在所述结构层膜层之上；
非铁磁性材料形成的外轮，用于绕所述内轮转动，吸附经过所述磁化磁头磁化后的复合粉末以使所述基板上剩余的所述复合粉末形成预掩膜图形，其中，形成的所述预掩膜图形经过烘烤后，所述剩余的复合粉末外围的所述树脂外膜融化以消除所述预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形；
去磁化磁头，设置于朝向所述基板转动的所述外轮对应的所述内轮的边缘部，用于对所述外轮吸附的所述磁化后的复合粉末进行去磁化操作；
收集斗，所述收集斗的外边缘与朝向所述基板转动的所述外轮一侧相切，且设置于所述去磁化磁头的下方，用于收集去磁化后的复合粉末。
2.根据权利要求1所述的掩膜图形转印装置，其特征在于，在所述外轮外设置有吸收器，所述吸收器的吸收口朝向通过所述去磁化磁头的径向方向，用于吸收被所述去磁化磁头去磁化后的复合粉末。
3.根据权利要求1或2所述的掩膜图形转印装置，其特征在于，所述去磁化磁头设置于朝向所述基板转动的所述外轮对应的所述内轮的低于轴心的边缘部。
4.根据权利要求1所述的掩膜图形转印装置，其特征在于，在所述收集斗的下方设置有喷洒装置，用于向所述收集斗的外边缘下方至所述磁化磁头之间的所述外轮上喷洒增强所述复合粉末外围的所述树脂外膜与所述外轮吸附能力的喷雾。
5.根据权利要求4所述的掩膜图形转印装置，其特征在于，所述喷洒装置一体形成在所述收集斗的外边缘下方。
6.根据权利要求4所述的掩膜图形转印装置，其特征在于，所述喷洒装置喷洒的所述喷雾为六甲基二硅氨烷蒸汽。
7.一种制备掩膜图形的方法，其特征在于，包括：
通过控制掩膜图形转印装置的磁化磁头的磁化时间，所述磁化磁头磁化镀完结构层膜层的基板上对应无需掩膜保护的区域的复合粉末，所述复合粉末由内核的铁磁性金属和外围的树脂外膜组成且均匀铺设在所述结构层膜层之上；
所述掩膜图形转印装置的外轮绕所述掩膜图形转印装置的内轮转动，并吸附经过所述磁化磁头磁化后的复合粉末，以使所述基板上剩余的复合粉末形成预掩膜图形；
所述磁化后的复合粉末随所述外轮转动至所述掩膜图形转印装置的去磁化磁头处，被所述去磁化磁头去磁化，并由所述掩膜图形转印装置的收集斗收集去磁化后的复合粉末；
烘烤所述基板上形成的所述预掩膜图形，使所述剩余的复合粉末外围的所述树脂外膜融化以消除所述预掩膜图形的间隙，形成掩膜图形。
8.根据权利要求7所述的制备掩膜图形的方法，其特征在于，在所述由所述掩膜图形转印装置的收集斗收集去磁化后的复合粉末之前，还包括：由所述掩膜图形转印装置的吸收器吸收所述去磁化后的复合粉末。
9.根据权利要求7所述的制备掩膜图形的方法，其特征在于，还包括：由所述掩膜图形转印装置的喷洒装置向所述收集斗的外边缘下方至所述磁化磁头之间的所述外轮上喷洒增强所述复合粉末外围的所述树脂外膜与所述外轮吸附能力的喷雾。
10.根据权利要求7所述的制备掩膜图形的方法，其特征在于，所述复合粉末的粒径小于500nm。
11.根据权利要求7所述的制备掩膜图形的方法，其特征在于，还包括：控制所述外轮最下端与所述基板上的所述复合粉末的间距在0.2um-5um范围内。
12.根据权利要求7所述的制备掩膜图形的方法，其特征在于，在所述烘烤所述基板上形成的预掩膜图形的步骤中，烘烤温度在100℃-150℃。
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