CN102681261A - 基板上隔垫物制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔垫物制造方法，包括：在基板上涂布一层光刻胶，放入烤箱烘烤，烤箱中设有冷却触点，冷却触点温度低于烘烤温度，冷却触点接触光刻胶，一段时间后冷却触点移走，光刻胶在与冷却触点接触的位置形成突起；将基板移出烤箱，对基板上的光刻胶进行无掩膜板的低曝光量曝光和显影，以去除突起以外的光刻胶，基板上保留的突起即为隔垫物。本发明提供一定的温度差在正性光刻胶表面，形成表面张力梯度，使光刻胶向形成隔垫物的区域流动，该区域膜厚增大，其他部位膜厚变小，再经低曝光量曝光、显影后得到隔垫物图形，无需使用掩膜板，降低成本；节省了量产中掩膜板对位时间，提高生产效率；避免了掩膜板对位不精确造成的不良，提高良品率。

Description

基板上隔垫物制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种基板上隔垫物制造方法。
背景技术
彩色滤光片是液晶显示器的重要组成部分，也是影响显示效果的关键组件。参照图1，彩色滤光片包括玻璃基板10上形成的黑矩阵20、彩色滤光层21、平坦层30、导电层(也即公共电极)40。一般为了维持盒厚，防止液晶受挤压变形而无法正常显示，需要在阵列基板和彩色滤光片基板之间，分布一些隔垫物。早期的液晶面板采用一种球形隔垫物，这种隔垫物无法固定，有可能在长时间使用过程中因分布不均而导致在某一区域聚集，无法起到维持盒厚的作用；并且，球形隔垫物分布在像素区域时，会降低开口率。
因此目前主流的方法是采用光刻法制作隔垫物来维持盒厚。其制作方法是将隔垫物感光材料涂布于彩色滤光片表面，经过曝光、显影工艺制作出隔垫物。该方法制作的隔垫物只分布在TFT器件和栅线、数据线上方，不但位置固定，而且不会降低开口率。
但是目前制备隔垫物的技术中，通常需要经过掩膜板曝光来实现光刻胶的图形化，掩膜板成本高，不但提高了成品彩色滤光片的成本，而且还要承担对位不精确可能造成不良的风险。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是在保证产品良率的情况下如何降低基板上隔垫物的制造成本。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基板上隔垫物制造方法，其包括以下过程：
在基板上涂布一层光刻胶，放入烤箱烘烤，所述烤箱中设有冷却触点，所述冷却触点的温度低于烘烤温度，冷却触点接触光刻胶，一段时间后将冷却触点移走，光刻胶在与冷却触点接触的位置形成突起；
将基板移出烤箱，对基板上的光刻胶进行无掩膜板的低曝光量曝光和显影，以去除突起以外的光刻胶，基板上保留的突起即为隔垫物。
其中，还包括以下过程：在所述冷却触点移走之后，继续对光刻胶进行烘烤。
其中，还包括以下过程：根据隔垫物厚度要求，采用干刻法降低隔垫物厚度。
其中，所述光刻胶为正性光刻胶。
其中，所述光刻胶的涂布厚度为2.0μm～7.0μm。
其中，所述光刻胶的曝光能量为5mJ/cm2～190mJ/cm2。
其中，所述烤箱的温度为50℃～180℃，所述冷却触点的温度为10℃～110℃；所述冷却触点接触光刻胶的时间为3s～60s；所述光刻胶继续烘烤的时间为10s～180s。
其中，所述冷却触点由触点顶部和触点底部构成，所述触点顶部和触点底部的连接处形成有能阻挡光刻胶升高的台阶。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的基板上隔垫物制造方法，提供一定的温度差在正性光刻胶表面，形成表面张力梯度，使光刻胶向需要形成隔垫物的区域流动，使需要形成隔垫物的区域膜厚增大，其他部位膜厚变小，再经过无掩膜板的低曝光量曝光、显影后得到隔垫物图形；由于通过温度差导致表面流动来实现图形化，因此无需使用掩膜板，显著降低了成本；节省了量产中掩膜板对位时间，提高了生产效率；避免了掩膜板对位不精确造成的不良，提高了良品率。
附图说明
图1是本发明实施例中在彩膜基板上涂布隔垫物光刻胶后的截面示意图；
图2是本发明实施例中使用冷却触点在光刻胶上形成隔垫物的截面示意图；
图3是本发明实施例中光刻胶上冷却触点移走后的截面示意图；
图4是本发明实施例中彩膜基板形成所需隔垫物后的截面示意图。
其中，10：玻璃基板；20：黑矩阵；21：彩色滤光层；30：平坦层；40：导电层；50：光刻胶；51：隔垫物；60：冷却触点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了降低液晶显示器制作过程中基板间隔垫物的制造成本，以及提高产品良率，本发明提供了一种基板上隔垫物制造方法，其具体过程为：通过旋涂或刮涂等涂布方式在基板上涂布一层光刻胶，放入烤箱烘烤，温度为50℃～150℃；将低于烤箱温度的冷却触点接触光刻胶，冷却触点温度为10℃～110℃，接触3s～60s后将冷却触点脱离光刻胶，继续烘烤10s～180s；将基板移出烤箱冷却后，在低曝光量条件下对整片光刻胶进行无掩膜板曝光，之后显影即可得到隔垫物图形。
本实施例中，在冷却触点移走之后，继续对光刻胶进行烘烤的目的是将光刻胶中的溶剂挥发掉，使突起的形状固定。若不继续烘烤，由于光刻胶中有残存的溶剂，光刻胶涂层干燥程度不够，在做液晶成盒段工艺时隔垫物形状容易被破坏。并且，继续烘烤时烤箱温度无需改变，光刻胶的形状依然可以保持。原因是经过一段时间的烘烤，光刻胶涂层下层溶剂已经大部分挥发，流动性较差，恢复初始形状需要较长时间，这段时间足以使光刻胶涂层干燥定型；并且温度差的消失是一个过程，在冷却触点离开光刻胶涂层表面后，仍然存在温度差，也就仍然存在表面张力梯度，可以继续维持光刻胶形状。
此外，通过曝光、显影之后得到的隔垫物，若不能满足基板之间的厚度要求，也可以采用干刻法降低隔垫物厚度。
上述方法中，隔垫物光刻胶选用正性光刻胶，这是因为光刻胶的曝光不使用掩膜板，曝光后的光刻胶需要经显影液显影去除，选用负性光刻胶不能实现该目的。根据通常的基板间的距离和低曝光量对光刻胶的感光程度，光刻胶的涂布厚度在2.0μm～7.0μm即可，优选3.6μm～4.7μm。曝光能量选择在5mJ/cm2～190mJ/cm2之间，优选8mJ/cm2～76mJ/cm2，更优选10mJ/cm2～46mJ/cm2，曝光能量的选择与光刻胶的涂布厚度相关，曝光能量的优选值能够实现光刻胶的有效曝光和节能的统一。
低温的冷却触点与高温的光刻胶相接触，冷却触点附近的光刻胶被冷却，表面张力增大，在表面形成了表面张力梯度，光刻胶在表面张力梯度的作用下开始表面流动，表面张力低的部位开始向表面张力高的部位流动，从而在冷却触点部位聚集。为了增强光刻胶向冷却触点的聚集，优选将冷却触点设置为由触点顶部和触点底部构成，触点顶部和触点底部的连接处形成有能阻挡光刻胶升高的台阶，台阶的设置能够限定光刻胶聚集的高度。并且，冷却触点的数量和位置根据设计的隔垫物的数量和位置设定，当基板尺寸较大时，可以相应设置较多个冷却触点，以形成较多个隔垫物实现基板的支撑；隔垫物应避开基板上的像素区域，相对应的，冷却触点的位置也应避开基板的像素区域而设定。
在液晶显示器的制作过程中，隔垫物既可以制作在彩膜基板上，也可以制作在阵列基板上，本实施例以彩膜基板为例，来说明隔垫物的制作过程。
如图1所示，提供一制作完成的彩膜基板，包括玻璃基板10、黑矩阵20、彩色滤光层21、平坦层30和导电层40，在导电层40上涂布一层正性光刻胶50，膜厚为3.9μm；将彩膜基板放入烘箱烘烤，烘烤温度为90℃，12s后将温度为65℃的冷却触点60自上而下的接触光刻胶50，由于冷却触点60在光刻胶50表面形成温度差，继而形成表面张力梯度，即冷却触点60附近表面张力大于其他区域，由于液体表面张力低的区域有向表面张力高的区域流动的趋势，冷却触点60附近膜厚增加，如图2所示；接触19s后，冷却触点60附近膜厚达到6.2μm，冷却触点60脱离光刻胶50，对光刻胶50继续烘烤110s，如图3所示；从烘箱中取出彩膜基板，曝光，曝光能量为23mJ/cm2，显影后即得到隔垫物图形，隔垫物51厚为3.75μm，如图4所示。
为了满足设计的基板间厚度要求，用干刻工艺将隔垫物51减薄至3.6μm，完成隔垫物的制作。
由以上实施例可以看出，本发明实施例提供一定的温度差在正性光刻胶表面，形成表面张力梯度，使光刻胶向需要形成隔垫物的区域流动，使需要形成隔垫物的区域膜厚增大，其他部位膜厚变小，再经过无掩膜板的低曝光量曝光、显影后得到隔垫物图形；由于通过温度差导致表面流动来实现图形化，因此无需使用掩膜板，显著降低了成本；节省了量产中掩膜板对位时间，提高了生产效率；避免了掩膜板对位不精确造成的不良，提高了良品率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基板上隔垫物制造方法，其特征在于，包括以下过程：
在基板上涂布一层光刻胶，放入烤箱烘烤，所述烤箱中设有冷却触点，所述冷却触点的温度低于烘烤温度，冷却触点接触光刻胶，一段时间后将冷却触点移走，继续进行烘烤，光刻胶在与冷却触点接触的位置形成突起；
将基板移出烤箱，对基板上的光刻胶进行无掩膜板的低曝光量曝光和显影，以去除突起以外的光刻胶，基板上保留的突起即为隔垫物。
2.如权利要求1所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，还包括以下过程：在所述冷却触点移走之后，继续对光刻胶进行烘烤。
3.如权利要求1所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，还包括以下过程：根据隔垫物厚度要求，采用干刻法降低隔垫物厚度。
4.如权利要求1所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，所述光刻胶为正性光刻胶。
5.如权利要求1所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，所述光刻胶的涂布厚度为2.0μm～7.0μm。
6.如权利要求5所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，所述光刻胶的曝光能量为5mJ/cm2～190mJ/cm2。
7.如权利要求2所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，所述烤箱的温度为50℃～180℃，所述冷却触点的温度为10℃～110℃；所述冷却触点接触光刻胶的时间为3s～60s；所述光刻胶继续烘烤的时间为10s～180s。
8.如权利要求1所述的基板上隔垫物制造方法，其特征在于，所述冷却触点由触点顶部和触点底部构成，所述触点顶部和触点底部的连接处形成有能阻挡光刻胶升高的台阶。
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