CN103034045A - 一种半色调掩模板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半色调掩模板及其制造方法,属于显示领域。该半色调掩模板中,包括像素区和外围走线区,所述像素区包括半透光区域,其中,从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。本发明的技术方案能够有效避免TFT-LCD阵列基板外围走线区附近像素区域沟道光刻胶偏薄,经刻蚀工艺后易发生源漏极沟道半导体缺失,从而改善TFT-LCD出现的像素点灯不良现象。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域,特别是指一种半色调掩模板及其制造方法。
背景技术
在薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)中,TFT作为数字电路的开关器件,扮演着十分重要的角色。目前,在TFT-LCD阵列基板的生产中,普遍采用单缝衍射掩模板(Single Slit Mask)、灰色调掩模板(Gray Tone Mask)或半色调掩模板(Half Tone Mask)进行源漏金属层掩模(SD Mask)工艺。当采用半色调掩模板进行源漏金属层掩模工艺时,源漏极沟道区域则通过半透光薄膜进行曝光。由于源漏极沟道本身较窄,若半透光薄膜透光率太低,曝光不足,经显影和刻蚀后,则容易导致TFT-LCD阵列基板发生源漏极沟道金属桥接;若半透光薄膜透光率太高,曝光过度,经显影和刻蚀后,则又可能导致发生源漏极沟道半导体缺失。因此,在源漏金属层半色调掩模板的生产过程中,需要恰当地控制源漏极沟道区域半透光薄膜的透光率。
由于TFT-LCD阵列基板外围走线区的扇形布线区(Fanout Line)高度密集,在经曝光后显影过程中对显影液的消耗比较少,使得该区域附近的局部区域显影液浓度高于像素区域,以至于容易导致外围走线区附近的像素区域沟道光刻胶偏薄,经刻蚀工艺后易产生源漏极沟道半导体缺失,从而使得TFT-LCD的外围走线区附近像素区域出现点灯不良(像素点灯不良)现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种半色调掩模板及其制造方法,能够有效避免TFT-LCD阵列基板外围走线区附近像素区域发生源漏极沟道半导体缺失,从而改善TFT-LCD出现的像素点灯不良现象。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供技术方案如下:
一种半色调掩模板,包括像素区和外围走线区,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,其中,
从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
优选地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
具体地,所述半透光区域的透光率逐渐减小通过逐渐增大半透光薄膜的厚度实现。
具体地,从远离像素区边缘到像素区边缘的方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Tx=(1+x%)*T
T为远离像素区边缘的半透光薄膜厚度,x为设定的补偿比例,补偿比例x值逐渐增大。
具体地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Ty=(1+y%)*T’
T’为所述扇形布线区对称轴方向对应像素区边缘半透光薄膜厚度,y为与所述对称轴垂直延伸方向半透光薄膜厚度补偿比例,y值逐渐增大。
本发明实施例还提供了一种如上所述半色调掩模板的制造方法,包括:
步骤a:提供一基板;
步骤b:在所述基板上沉积不透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成完全不透光区域和完全透光区域;
步骤c:在经过所述步骤b的基板上沉积半透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成半透光区域和完全透光区域;
其中,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
优选地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
本发明的实施例具有以下有益效果:
上述方案中,半色调掩模板中,从远离像素区边缘到像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小,这样TFT阵列基板经曝光后在显影过程中,虽然接近扇形布线区的像素区边缘的显影液浓度相对比较高,但是由于这部分区域对应的掩模板半透光区域的透光率较小,使得TFT阵列基板该区域附近的源漏极沟道处光刻胶感光程度相对小一些,因此能够有效避免TFT-LCD阵列基板外围走线区附近像素区域发生过显影,以至于在刻蚀过程中发生源漏极沟道半导体缺失的现象,从而改善TFT-LCD阵列基板外围走线区附近区域出现的像素点灯不良现象。
附图说明
图1为本发明实施例在基板上沉积不透光薄膜的示意图;
图2为本发明实施例半色调掩模板经第一次构图工艺后的截面示意图;
图3为本发明实施例在基板上沉积半透光薄膜的示意图;
图4为本发明实施例半色调掩模板经第二次构图工艺后的截面示意图;
图5为本发明实施例半色调掩模板的平面示意图。
附图标记
1基板 2不透光薄膜 3不透光区域 4完全透光区域
5半透光薄膜 6像素区边缘的半透光薄膜
7相邻像素区边缘的半透光薄膜 8源漏极沟道区
9数据线 10源电极
11漏电极
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例提供一种半色调掩模板及其制造方法,能够有效避免TFT-LCD阵列基板外围走线区附近像素区域沟道光刻胶偏薄,经刻蚀工艺后易发生源漏极沟道半导体缺失,从而改善TFT-LCD出现的像素点灯不良现象。
本发明实施例提供了一种半色调掩模板,包括像素区和外围走线区,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,其中,从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
进一步地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
进一步地,所述半透光区域的透光率逐渐减小通过逐渐增大半透光薄膜的厚度实现。
进一步地,从远离像素区边缘到像素区边缘的方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Tx=(1+x%)*T
T为远离像素区边缘的半透光薄膜厚度,x为设定的补偿比例,补偿比例x值逐渐增大。
进一步地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Ty=(1+y%)*T’
T’为所述扇形布线区对称轴方向对应像素区边缘半透光薄膜的厚度,y为与所述对称轴垂直延伸方向半透光薄膜厚度补偿比例,y值逐渐增大。
上述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向指沿着对称轴的±y方向。
本发明的半色调掩模板,从远离像素区边缘到像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小,这样TFT阵列基板经曝光后在显影过程中,虽然接近扇形布线区的像素区边缘的显影液浓度相对比较高,但是由于这部分区域对应的掩模板半透光区域的透光率较小,使得TFT阵列基板该区域附近的源漏极沟道处光刻胶感光程度相对小一些,因此能够有效避免TFT-LCD阵列基板外围走线区附近像素区域发生过显影,以至于在刻蚀过程中发生源漏极沟道半导体缺失的现象,从而改善TFT-LCD阵列基板外围走线区附近区域出现的像素点灯不良现象。
本发明实施例还提供了一种如上所述半色调掩模板的制造方法,包括:
步骤a:提供一基板;
步骤b:在所述基板上沉积不透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成完全不透光区域和完全透光区域;
步骤c:在经过所述步骤b的基板上沉积半透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成半透光区域和完全透光区域;
其中,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
进一步地,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
下面结合具体的实施例对本发明的半色调掩模板及其制造方法进行详细介绍:
如图1~图5所示,本实施例的半色调掩模板制造方法包括:
步骤(1):提供一基板1;
其中,基板可以为石英玻璃,优选优质精密石英玻璃,表面平整度、厚度及透光性均良好。基板的尺寸可根据各曝光设备型号或实际生产需求来确定,例如Nikon FX-85S Exposure要求掩模板的的尺寸为X 1400±0.5mm,Y 1220±0.5mm;基板的厚度依照基板尺寸和曝光设备聚焦校正水平而定,例如NikonFX-85S Exposure要求掩模板的厚度为13±0.2mm。
步骤(2):如图1所示,在基板1上沉积不透光薄膜2;
首先将用于制造半色调掩模板的基板进行彻底清洗,以去除基板表面微粒;之后通过成膜设备及成膜工艺将不透光材料均匀沉积到基板上掩模图形掩模形成侧的表面,要求所沉积的不透光薄膜的厚度均匀。具体地,不透光材料可以采用具有较低反射率的铬。
步骤(3):通过第一次构图工艺,在基板1上形成不透光区域3和完全透光区域4;
如图2所示,通过激光和掩模图形形成工艺,在基板的掩模图形形成侧进行源漏层掩模图形形成,使不透光薄膜形成完全不透光区域和完全透光区域。其中,完全不透光区域对应于数据线、源电极和漏电极掩模图形所在区域,完全透光区域对应于源漏极沟道掩模图形所在区域及数据线、源电极和漏电极掩模图形以外的区域。
步骤(4):在经过步骤(3)的基板上沉积半透光薄膜5;
如图3所示,通过成膜设备及成膜工艺将半透光材料均匀沉积到经过步骤(3)的基板上,要求所沉积的半透光薄膜的厚度均匀。本实施例的半透光薄膜具有半透光性,其厚度不同则透光率也不相同,但在同一厚度下其透光率均匀性一致。
进一步地,半透光薄膜可以由多种不同成分且物理化学性能稳定的半透光材料组成。
步骤(5):通过第二次构图工艺,在基板1上形成半透光区域和完全透光区域4;
如图4所示,通过激光和掩模图形形成工艺,在经过步骤(4)的基板上进行源漏极沟道半色调区域形成,使半透光薄膜形成半透光区域和完全透光区域。其中,半透光区域对应于源漏极沟道区8掩模图形所在区域,完全透光区域对应于数据线9、源电极10、漏电极11以及源漏极沟道区8掩模图形以外的区域。
特别地,在上述半透光区域图形的形成过程中,需要通过对外围走线区附近区域的源漏极沟道半色调掩模区域的厚度添加一定补偿值,以达到TFT-LCD阵列基板在使用本发明的半色调掩模板曝光、显影后整个面板中的源漏极沟道光刻胶厚度区光刻胶厚度均匀性一致的效果,如图4中像素区边缘的半透光薄膜6的厚度高于相邻像素区边缘的半透光薄膜7,像素区边缘到远离像素区边缘的方向,半透光薄膜的补偿厚度逐渐减小,直到远离像素区边缘半透光薄膜的正常厚度,像素区边缘需要补偿的像素范围可根据需要设置。
下面以图5中像素区域及外围布线区对应的掩模板为例,为了便于理解,添加了栅极层扇形布线区,由于栅极层扇形布线区与源漏电极层扇形布线区位于不同层,所以与栅极层扇形布线区相邻像素区域不需要补偿,掩模板添加补偿值的具体实施方式如下:
一、如图5所示,假设掩模板中远离像素区边缘的半透光薄膜厚度为T,即未补偿半透光薄膜厚度,则在掩模板的-X方向上,半透光区域X点的半透光薄膜厚度TX=(1+x%)*T,其中,x为设定的补偿比例,随着X点与A点距离的减小,x的值逐渐增大。具体地,可以沿掩模板的-X方向每单位长度的半透光薄膜厚度添加一定补偿值(例如,依次补偿T值的a%,b%,c%,...,其中0<a<b<c<…)。
二、如图5所示,假设掩模板中扇形布线区对称轴方向对应像素区边缘B点的半透光薄膜的厚度为T’,则以B点为起点,在掩模板的±Y方向上,半透光区域Y点的半透光薄膜厚度TY=(1+y%)*T’,其中,y为设定的补偿比例,随着Y点与B点距离的增大,y的值逐渐增大。具体地,可以沿掩模板的±Y方向每单位长度的半透光薄膜厚度分别添加一定补偿值(例如,依次补偿T值的a%,b%,c%,...,其中0<a<b<c<…)。
其中,上述方案中,对半透光薄膜厚度的控制可通过激光对半透光薄膜进行光刻形成源漏极沟道掩模图形的过程中控制相应区域的刻蚀率来实现。
步骤(6):通过掩模图形检查设备对构图工艺所形成的掩模图形进行检查,并对有缺陷的掩模图形进行修复处理以满足TFT-LCD阵列基板的生产要求。
经过上述步骤(1)~(6)即可得到本发明的半色调掩模板。
本发明通过对源漏金属层半色调掩模板附近像素区域源漏极沟道半透光薄膜添加一定补偿值,使该区域源漏极沟道半透光薄膜的透光率在一定程度上有所减小,达到TFT-LCD阵列基板在完成源漏极沟道半曝光后外围走线区附近像素区域源漏极沟道光刻胶厚度同远离外围走线区的像素区域源漏极沟道光刻胶厚度一致的技术效果,从而在根本上解决TFT-LCD阵列基板生产中源漏极沟道半导体缺失高发的技术问题。
以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种半色调掩模板,包括像素区和外围走线区,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,其特征在于,
从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的半色调掩模板,其特征在于,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
3.根据权利要求1或2所述的半色调掩模板,其特征在于,所述半透光区域的透光率逐渐减小通过逐渐增大半透光薄膜的厚度实现。
4.根据权利要求3所述的半色调掩模板,其特征在于,从远离像素区边缘到像素区边缘的方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Tx=(1+x%)*T
T为远离像素区边缘的半透光薄膜厚度,x为设定的补偿比例,补偿比例x值逐渐增大。
5.根据权利要求3所述的半色调掩模板,其特征在于,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向上,所述半透光区域的半透光薄膜厚度的变化满足下述公式:
Ty=(1+y%)*T’
T’为所述扇形布线区对称轴方向对应像素区边缘半透光薄膜的厚度,y为与所述对称轴垂直延伸方向半透光薄膜厚度补偿比例,y值逐渐增大。
6.一种半色调掩模板的制作方法,其特征在于,包括:
步骤a:提供一基板;
步骤b:在所述基板上沉积不透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成完全不透光区域和完全透光区域;
步骤c:在经过所述步骤b的基板上沉积半透光薄膜,并通过构图工艺在所述基板上形成半透光区域和完全透光区域;
其中,所述像素区包括半透光区域,所述外围走线区包括至少一个扇形布线区,从所述远离像素区边缘到所述像素区边缘的方向上,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
7.根据权利要求6所述的半色调掩模板制造方法,其特征在于,所述像素区边缘沿着与所述扇形布线区对称轴的垂直延伸方向,所述掩模板的半透光区域的透光率逐渐减小。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |