CN104765190A - 黑色矩阵的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，通过在基板上涂布包含负性光刻胶及金属卤化物的黑色矩阵光阻体系，形成光阻层，由于所述金属卤化物在未曝光时为低光密度值的材料，使得光阻层呈透明状态，便于对位标记的识别；所述金属卤化物在曝光后会分解形成金属微粒，金属微粒由于颗粒小会呈现为黑色，使得光阻层也呈现为黑色，从而实现黑色矩阵的遮光功能，并且利用负性光刻胶未曝光时可溶于显影液，曝光后不溶于显影液的特性，解决了BOA制程中黑色矩阵光阻体系涂布后对位标记难以识别的问题。

Description

黑色矩阵的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种黑色矩阵的制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)阵列基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管阵列基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT阵列基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT阵列基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
传统的液晶显示面板中，通常会在彩膜基板一侧制作一层黑色矩阵(BM，Black Matrix)，用于分割相邻色阻，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色；而将黑色矩阵制备在TFT阵列基板的技术叫做BOA(BM On Array，黑色矩阵贴附于阵列基板)，BOA可以解决上下基板错位导致遮光区域不匹配的问题，对曲面显示器尤其有用。
图1为在彩膜基板上制作黑色矩阵后的示意图，如图1所示，黑色矩阵200为彩膜基板100的第一道制程，因此在黑色矩阵的制备过程中无需参考前制程的对位标记(mark)。而在BOA架构的液晶显示面板中，由于黑色矩阵制作于TFT阵列基板一侧，在制备黑色矩阵之前，TFT阵列基板上已经进行了其它图案的制程，因此在制备黑色矩阵时需要参考前制程的对位标记，但由于黑色矩阵具有较高的光密度(OD,optical density)值，因此在涂布后对光罩对位标记的识别造成干扰，可能导致曝光机无法对位。图2为在TFT阵列基板上涂布黑色矩阵光阻体系后的示意图，从图2中可以看出，在TFT阵列基板300上涂布黑色矩阵光阻体系后形成光阻层400，导致下方的对位标记500(圆圈区域)无法识别；图3为图2所示的圆圈区域的横截面示意图，从图3中可以看出光阻层400将对位标记500完全覆盖掉的情况。
如果要使用较低光密度值的黑色矩阵材料，可以增加涂布后对位标记的识别能力，但是黑色矩阵的遮光效果会受到严重影响。因此有必要提供一种改进的黑色矩阵的制作方法，以克服上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黑色矩阵的制作方法，解决了BOA架构中黑色矩阵的制备过程中对位标记难以识别的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种黑色矩阵的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供基板，所述基板上设置有数个对位标记；
步骤2、提供黑色矩阵光阻体系，在基板上涂布所述黑色矩阵光阻体系，形成光阻层，所述光阻层覆盖整个基板及基板上的对位标记；
所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：负性光刻胶、及金属卤化物；所述金属卤化物在未照光时为低光密度值材料，从而使得所述光阻层在未曝光时呈透明状态；
步骤3、利用对位标记进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形通过一道光罩对所述光阻层进行曝光；
照光区域的光阻层中的金属卤化物分解形成金属微粒，使得照光区域的光阻层呈现黑色，同时照光区域的光阻层变得不溶于显影液；
步骤4、对所述光阻层进行显影制程，移除被光罩遮挡的未照光区域的光阻层，形成黑色矩阵。
所述步骤1中，所述基板为TFT阵列基板。
所述基板为矩形结构。
所述对位标记为四个，分别设置于矩形的四个角处。
所述金属卤化物为溴化银或氯化银。
所述负性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分。
所述光阻层曝光前的光密度值小于1。
所述光阻层曝光后的光密度值大于2.5。
采用紫外光进行曝光制程。
本发明的有益效果：本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，通过在基板上涂布包含负性光刻胶及金属卤化物的黑色矩阵光阻体系，形成光阻层，由于所述金属卤化物在未曝光时为低光密度值的材料，使得光阻层呈透明状态，便于对位标记的识别；所述金属卤化物在曝光后会分解形成金属微粒，金属微粒由于颗粒小会呈现为黑色，使得光阻层也呈现为黑色，从而实现黑色矩阵的遮光功能，同时利用负性光刻胶未曝光时可溶于显影液，曝光后不溶于显影液的特性，解决了BOA制程中黑色矩阵光阻体系涂布后对位标记难以识别的问题。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为在彩膜基板上制作黑色矩阵后的示意图；
图2为在TFT阵列基板上涂布黑色矩阵光阻体系后的示意图；
图3为图2中的圆圈区域的横截面示意图；
图4为本发明的黑色矩阵的制作方法的示意流程图；
图5为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤1的示意图；
图6为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤2的示意图；
图7为图6中A-A处的剖面示意图；
图8为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤3的示意图；
图9为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤4的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图4，本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图5，提供基板1，所述基板1上设置有数个对位标记14。
优选的，所述基板1为矩形结构，所述对位标记14为四个，分别设置于矩形的四个角处。
具体的，所述基板1为TFT阵列基板。
步骤2、请参阅图6-7，提供黑色矩阵光阻体系，并在基板1上涂布该黑色矩阵光阻体系，形成光阻层2，所述光阻层2覆盖整个基板1及基板1上的对位标记14。
具体的，所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：负性光刻胶、及金属卤化物；
所述金属卤化物在未曝光时为低光密度值材料，使得所述光阻层2在未曝光时呈透明状态。
优选的，所述金属卤化物为溴化银(AgBr)或氯化银(AgCl)。
所述负性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分，从而构成黑色矩阵光阻体系的结构主体。所述负性光刻胶未曝光时为可溶性物质，可溶于显影液，曝光后发生交联固化反应，变成不可溶物质，不溶于显影液。所述负性光刻胶在未曝光时同样为低光密度值材料。
所述金属卤化物在未曝光时为低光密度值的材料，曝光后会分解形成金属微粒，金属微粒由于颗粒小会呈现为黑色，具有高光密度值。
步骤3、请参阅图8，利用对位标记14进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形通过一道光罩4对所述光阻层2进行曝光；
其中，照光区域的光阻层2中的金属卤化物分解形成金属微粒，使得照光区域的光阻层2呈现为黑色，从而实现黑色矩阵的遮光功能，同时照光区域的光阻层2变得不溶于显影液，从而在后续的显影步骤中保留下来；
具体的，采用紫外光进行曝光制程；所述光阻层2曝光前的光密度值小于1，曝光后的光密度值大于2.5。
步骤4、请参阅图9，对所述光阻层2进行显影制程，移除被光罩4遮挡的未照光区域的光阻层2，形成黑色矩阵3。
由于负性光刻胶的特性，使得照光区域的光阻层2不溶于显影液，而未照光区域的光阻层2易溶于显影液，从而保留下照光区域的光阻层2，去除未照光区域的光阻层2。
综上所述，本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，通过在基板上涂布包含负性光刻胶及金属卤化物的黑色矩阵光阻体系，形成光阻层，由于所述金属卤化物在未曝光时为低光密度值的材料，使得光阻层呈透明状态，便于对位标记的识别；所述金属卤化物在曝光后会分解形成金属微粒，金属微粒由于颗粒小会呈现为黑色，使得光阻层也呈现为黑色，从而实现黑色矩阵的遮光功能，并且利用负性光刻胶未曝光时可溶于显影液，曝光后不溶于显影液的特性，解决了BOA制程中黑色矩阵光阻体系涂布后对位标记难以识别的问题。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种黑色矩阵的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供基板(1)，所述基板(1)上设置有数个对位标记(14)；
步骤2、提供黑色矩阵光阻体系，在基板(1)上涂布所述黑色矩阵光阻体系，形成光阻层(2)，所述光阻层(2)覆盖整个基板(1)及基板(1)上的对位标记(14)；
所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：负性光刻胶、及金属卤化物；所述金属卤化物在未照光时为低光密度值材料，从而使得所述光阻层(2)在未曝光时呈透明状态；
步骤3、利用对位标记(14)进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形通过一道光罩(4)对所述光阻层(2)进行曝光；
照光区域的光阻层(2)中的金属卤化物分解形成金属微粒，使得照光区域的光阻层(2)呈现为黑色，同时照光区域的光阻层(2)变得不溶于显影液；
步骤4、对所述光阻层(2)进行显影制程，移除被光罩(4)遮挡的未照光区域的光阻层(2)，形成黑色矩阵(3)。
2.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，所述基板(1)为TFT阵列基板。
3.如权利要求2所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述基板(1)为矩形结构。
4.如权利要求3所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述对位标记(1)为四个，分别设置于矩形的四个角处。
5.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述金属卤化物为溴化银或氯化银。
6.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述负性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分。
7.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述光阻层(2)曝光前的光密度值小于1。
8.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述光阻层(2)曝光后的光密度值大于2.5。
9.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，采用紫外光进行曝光制程。
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