CN103969944B - 紫外掩膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外掩膜及其制作方法。该紫外掩膜包括覆设于彩色滤光片基板的显示区的黑色矩阵光阻层；其制作方法包括：在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料，并选择性地除去分布于所述基板的非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述基板的显示区的黑色矩阵光阻材料，以及，使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。本发明通过采用CF制程代替现有的Array制程，只需彩色滤光片黑色光阻(简称为CF？BM)黄光制程即可完成紫外掩膜的制作，相比Array制程减少了一次成膜，一次蚀刻、一次剥离的制程，制作流程间接，制作时间短，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种制备紫外掩膜(UVMASK)的方法及紫外掩膜。
背景技术
目前在TFTLCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)的成盒制程中，Array(阵列)玻璃与CF(ColorFilter，彩色滤光片)玻璃完成贴合后，为防止LCD盒内液晶泄露、液晶与框胶反应、外环境污染物侵入等不良影响，需立刻对框胶进行固化处理。参阅图1，其中：100是紫外掩膜基板，101、102、103、104是框胶硬化装置对位的十字标记，110是紫外掩膜基板上遮挡显示区UV光的若干方块图形，在框胶固化过程中，需使用紫外掩膜(UVMask)遮挡显示区，并漏出显示区外的框胶；在固化框胶的同时，应避免液晶盒显示区内液晶受到UV光照射而发生变化。
目前UVMask基本是在Array玻璃上完成制作，其制作流程依次包括成膜、黄光、蚀刻、剥离、保护膜成膜等工序，其中各工序的要点如下：
成膜：一般使用业界习用的不透光金属层，因金属具备低穿透率，可遮挡紫外光。
黄光：目前有两个曝光方法，其中：
方法一是购买UVMask遮光掩膜版曝光；
方法二分两步曝光，其中第一步是用栅极遮光掩膜板曝光用于对位框胶固化装置的对位标记，其中，一般情况下对位标记会设计在栅极掩膜板上，第二步是利用曝光装置的挡板遮挡显示区不曝光，曝光除第一步已曝光区域外的非显示区，显影后，显示区和十字标记位置上有光阻保护，其他非显示区上光阻与显影液反应。
以上是Array黄光一般采用正性光阻的情况，如果是负性光阻，第二步则曝光显示区，遮挡非显示区不曝光。
其中，方法一相对方法二曝光方法简单快速，但增加一张遮光掩膜板的成本；方法二利用曝光装置的挡板进行曝光，其虽然可节省一张UVMask遮光掩膜板，但曝光方法复杂，速度较慢(其中典型的案例可以参阅CN101986206A)。目前，在曝光装置挡板精度能够达到UVMask精度的情况下，一般会选择方法二来节约成本。
蚀刻:蚀刻非显示区的金属层，而使显示区金属被保护留下来。
光阻剥离:即制作出框胶固化装置的对位十字标记以及遮挡显示区金属的UVMask。
保护膜成膜：在金属层表面成膜，以保护金属层不受到腐蚀,可选择氮化硅、二氧化硅等非金属膜。
具体请参阅图2-图3所示，现有技术中UVMask(紫外掩膜)的制作工艺主要包括如下步骤：
S210：金属成膜，即，利用铬膜等金属膜202掩盖Array玻璃基板201，利用金属膜的低穿透率遮挡紫外光；
S220：Array黄光涂布光阻，即，在金属膜202上涂布Array黄光光阻203；
S230：Array黄光曝光，即，以Array曝光装置挡板204遮挡分布于显示区的Array黄光光阻203，并对非显示区的Array黄光光阻进行曝光；
S240：Array黄光显影，即，利用显影液除去非显示区的Array黄光光阻，而保留分布于显示区的Array黄光光阻205；
S250：Array黄光烘烤，即，对保留于显示区的Array黄光光阻203进行烘烤使之固化；
S260：蚀刻未被Array黄光光阻保护区域的金属膜；
S270：剥离余留金属膜表面的Array黄光光阻；
S280：在余留金属膜的表面形成保护膜206。
很显然，现有技术中的紫外掩膜的制作方法非常繁琐，成本较高。
总体来说，前述的采用ARRAY制程来形成UV掩膜板的方式工艺繁琐，操作复杂，因而使得其作业时间长，成本高昂。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的主要在于提供一种紫外掩膜(UVMask)的制作方法及紫外掩膜，能够简化制作流程，缩短制作周期短。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
一种紫外掩膜的制作方法，包括：在彩色滤光片基板上覆设光屏蔽材料，并选择性地除去分布于所述基板的非显示区的光屏蔽材料，而保留分布于所述基板的显示区的光屏蔽材料，从而在所述显示区形成紫外掩膜。
作为较为具体的实施方案之一，所述紫外掩膜的制作方法可以包括：
在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料，并选择性地除去分布于所述基板的非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述基板的显示区的黑色矩阵光阻材料，
以及，使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。
作为较为优选的实施方案之一，所述紫外掩膜的制作方法可以包括如下步骤：
(1)在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料；
(2)选择性地使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料和分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料之中的任一者曝光，而使另一者不曝光；
(3)去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料；
(4)使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。
进一步的，所述步骤(2)可以包括：
以黑色矩阵遮光掩膜板曝光用于对位框胶固化装置的对位标记，
以及，以彩色滤光片曝光装置的挡板遮挡所述非显示区，使分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料不曝光，而使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料曝光。
进一步的，所述步骤(3)可以包括：
以显影液去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料。
进一步的，所述步骤(4)可以包括：至少选用烘烤方式处理分布于显示区的黑色矩阵光阻材料而使之固化。
作为较为优选的实施方案之一，所述紫外掩膜的制作方法还可包括：使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化之后，至少在固化的黑色矩阵光阻材料上形成保护层。
一种紫外掩膜，包括覆设于彩色滤光片基板的显示区的黑色矩阵光阻层。
作为较为优选的实施方案之一，至少在所述黑色矩阵光阻层上还覆设有保护层。
优选的，所述黑色矩阵光阻材料包括但不限于可因具有选定波长的光线辐照而改性的黑色树脂材料。
进一步地，用以组成所述保护层的材料可选用但不限于氮化硅、二氧化硅或ITO(氧化铟锡)等，尤其优选ITO。
与现有技术相比，本发明的优点包括：通过采用CF制程代替现有的Array制程，只需CFBlackMatrix(彩色滤光片黑色矩阵，简称为CFBM)黄光制程即可完成紫外掩膜的制作，相比Array制程减少了一次成膜、一次蚀刻、一次剥离的工序，制作流程少，制作时间短，成本低。
附图说明
图1是现有紫外掩膜的结构示意图。
图2是现有Array制程制作紫外掩膜的工艺流程图之一。
图3是现有Array制程制作紫外掩膜的工艺流程图之二。
图4是本发明一典型实施例中一种彩色滤光片黑色矩阵(CFBM)制程制作紫外掩膜的工艺流程图之一。
图5是本发明一典型实施例中一种CFBM制程制作紫外掩膜的工艺流程图之二。
具体实施方式
鉴于现有技术存在的各种缺陷，本案发明人经大量研究与实践，得以提出本发明的技术方案，其以本领域技术人员长久以来从未想到的方式，近乎完美的解决了现有紫外掩膜制程的缺陷。
如下具体解释说明本发明的技术构思及其原理等。
本发明的一个方面提供过了一种紫外掩膜的制作方法，其主要包括：在彩色滤光片(CF)基板上覆设光屏蔽材料，并选择性地除去分布于所述基板的非显示区的光屏蔽材料，而保留分布于所述基板的显示区的光屏蔽材料，从而在所述显示区形成紫外掩膜。
在本发明中，前述光屏蔽材料可应实际需要而相应选用业界已知的各类具有高光屏蔽性能的材料，较为优选的是黑色矩阵光阻材料，特别优选采用可因具有选定波长的光线辐照而改性的黑色树脂材料，例如，分散有光屏蔽颜料的光敏树脂等，其具有低成本、易于使用，且在使用时不会引起环境污染等优点。
在本发明中，适用的前述黑色树脂材料可以包含具有羧基的粘结剂用树脂，具有烯键式不饱和键的化合物，光致聚合引发剂，硫醇化合物和有机溶剂等。其中分散的光屏蔽颜料可以是炭黑等。并且，前述黑色树脂材料可以通过市售途径获取或依照在本发明之前已经公开的相关文献(例如，韩国专利申请第1995-0702313号、JP-A-2000-227654等文献)所记载的方法自行制取，因而此处不再赘述。
易于理解的是，前述的“具有选定波长的光线”是与黑色树脂材料的固有性能对应的，其可以是紫外光线、可见光线(例如黄光)等，而辐照的时间亦取决于黑色树脂材料的固化速度。
进一步的，在本发明的一较为优选的实施方案之中，该紫外掩膜的制作方法可以包括：
在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料，并选择性地除去分布于所述基板的非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述基板的显示区的黑色矩阵光阻材料，
以及，使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。
因前述彩色滤光片基板的黑色矩阵光阻材料具有低穿透率，其在用于遮挡TFT和像素之间的不需要透光区域时，可起到遮光以及防止漏光的作用，并且，烘烤后的黑色矩阵光阻材料可产生与金属膜遮挡UV光相同的效果。
更进一步的，所述紫外掩膜的制作方法可以包括如下步骤：
(1)在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料；
(2)选择性地使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料和分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料之中的任一者曝光，而使另一者不曝光；
(3)去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料；
(4)使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。
在本发明的前述步骤(1)中，依据黑色矩阵光阻材料的性质，可选用物理或化学沉积、旋涂、喷涂、印刷等多种方式，特别是涂布、印刷等方式将黑色矩阵光阻材料施加至彩色滤光片基板上，形成具有所需厚度的黑色矩阵光阻材料层，以实现对光线的遮挡。
当采用黑色树脂材料作为黑色矩阵光阻材料时，鉴于黑色树脂材料可能是正性光阻材料，亦可能是负性光阻材料，因而，在前述步骤(2)中，可选择性的对分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料或分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料进行曝光，并使之改性。
例如，作为其中可选的具体实施方案之一，当采用负性黑色树脂材料时，所述步骤(2)可以包括：
以黑色矩阵遮光掩膜板曝光用于对位框胶固化装置的对位标记，
以及，以彩色滤光片曝光装置的挡板遮挡所述非显示区，使分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料不曝光，而使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料曝光。
反之，若采用正性黑色树脂材料，则应使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料不曝光。
相应的，所述步骤(3)可以包括：以显影液去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料或分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料。
此处所述的显影液亦可依据黑色矩阵光阻材料的种类而于业界已知的各类显影液中很容易地选取。
进一步的，所述步骤(4)可以包括：选用烘烤等方式处理分布于显示区的黑色矩阵光阻材料而使之固化，但不限于此。
又及，为防止分布于显示区的黑色矩阵光阻材料受损，优选地，还可在使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化之后，至少在固化的黑色矩阵光阻材料上形成保护层。例如，若采用黑色树脂材料，则因其属于有机物，在UV光照射到BM光阻时，UV光会在BM表面的空气中形成臭氧，而臭氧会腐蚀树脂材料，因此长时间照射可能会造成BM光阻脱落的风险。因此应当再增加保护层来保护BM光阻。
更为优选的，还可将彩色滤光片基板的用于设置紫外掩膜的一侧面的所有区域均以业界已知的无机和/或有机材质的保护层遮盖，如此，操作可更为简单方便。
进一步地，用以组成所述保护层的材料可选用但不限于氮化硅、二氧化硅或ITO(氧化铟锡)等业界已知的材料，尤其优选ITO等。
本发明的另一个方面提供了一种紫外掩膜，包括覆设于彩色滤光片基板的显示区的黑色矩阵光阻层。
作为较为优选的实施方案之一，至少在所述黑色矩阵光阻层上还覆设有保护层。
显然的，本发明通过采用CFBlackMatrix(黑色矩阵，BM)制程替代现有的采用Array制程制作紫外掩膜的方法，其仅需黄光和保护膜成膜制程，较之Array制程减少了一次成膜、一次蚀刻、一次剥离的制程，具备制作流程简洁，制作时间短，成本低等诸多优势。
以下结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步的解释说明。
请参阅图4-图5，在本发明的一典型实施案例中，系采用了负性的黑色矩阵光阻材料，以该黑色矩阵光阻材料制作紫外掩膜的方法可以包括如下步骤：
S310：涂布，在彩色滤光片(CF)基板301上涂布黑色矩阵(BM)光阻材料302；
S320：曝光(黄光曝光)，包括：第一步，用黑色矩阵遮光掩膜板曝光用于对位框胶固化装置的对位标记；第二步，用彩色滤光片曝光装置的挡板303遮挡非显示区不曝光及曝光显示区；
S330：显影(黄光显影)，将未曝光的非显示区的黑色矩阵光阻材料以显影液反应去除，而使曝光的显示区的黑色矩阵光阻材料被保留；
S340：烘烤，使保留于显示区的黑色矩阵光阻材料受到烘烤而固化；
S350：保护膜304成膜，采用彩色滤光片(CF)制程中的氧化铟锡镀膜，以保护显示区的黑色矩阵光阻层。
又及，需要说明的是，关于紫外掩膜的精度，其主要由曝光装置挡板精度决定，一般情况下彩色滤光片(CF)曝光装置挡板精度与Array曝光装置挡板精度相同，因此本发明紫外掩膜的精度至少可与现有方法相同。
应当理解，上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围以内。
Claims (2)
1.一种紫外掩膜的制作方法，其特征在于包括：在彩色滤光片基板上覆设光屏蔽材料，除去分布于所述基板的非显示区的光屏蔽材料，保留分布于所述基板的显示区的光屏蔽材料，从而在所述显示区形成紫外掩膜；
在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料，除去分布于所述基板的非显示区的黑色矩阵光阻材料，保留分布于所述基板的显示区的黑色矩阵光阻材料，
以及，使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜；
包括如下步骤：
(1)在彩色滤光片基板上覆设黑色矩阵光阻材料；
(2)选择性地使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料和分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料之中的任一者曝光，而使另一者不曝光；
(3)去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料，而保留分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料；
(4)使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化，形成所述紫外掩膜。
所述步骤(2)还包括：
以黑色矩阵遮光掩膜板曝光用于对位框胶固化装置的对位标记，
以及，以彩色滤光片曝光装置的挡板遮挡所述非显示区，使分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料不曝光，而使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料曝光；
所述步骤(3)还包括：
以显影液去除分布于所述非显示区的黑色矩阵光阻材料；
所述步骤(4)包括：至少选用烘烤方式处理分布于显示区的黑色矩阵光阻材料而使之固化；
所述黑色矩阵光阻材料包括可因具有选定波长的光线辐照而改性的黑色树脂材料；
还包括：使分布于所述显示区的黑色矩阵光阻材料固化之后，至少在固化的黑色矩阵光阻材料上形成保护层，其中，用以组成所述保护层的材料包括氮化硅、二氧化硅或ITO。
2.一种紫外掩膜，其特征在于，包括覆设于彩色滤光片基板的显示区的黑色矩阵光阻层，所述黑色矩阵光阻层的组成材料包括可因光线辐照而改性的黑色树脂材料；
至少在所述黑色矩阵光阻层上还覆设有保护层，所述保护层的组成材料包括氮化硅、二氧化硅或ITO。
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