CN104777665B - 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正性光刻胶的黑色矩阵光阻体系，利用正性光刻胶被UV光照射的区域会在显影过程中被显影液去除，而遮光区域得以保留的特性，对黑色矩阵光阻体系形成的光阻层进行两次不同的曝光、显影过程，从而解决了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 FilmTransistor)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，LiquidCrystal)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基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT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，BlackMatrix)，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，这种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，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值(OD,optical density)，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，本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，其包括如下步骤：
步骤1、提供基板及黑色矩阵光阻体系，并在基板上涂布所述黑色矩阵光阻体系，形成光阻层；
其中，所述基板上设置有数个对位标记，所述光阻层覆盖了该数个对位标记；
所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：正性光刻胶及遮光材料；
步骤2、对所述光阻层进行第一次曝光，该次曝光为盲曝，无需对位标记，利用曝光机的机台坐标，对光阻层上对位标记可能存在的较大区域进行曝光，显影和剥离后暴露出原本覆盖在光阻层下面的对位标记；
步骤3、利用暴露出的对位标记进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形对光阻层进行第二次曝光，显影和剥离后，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。
所述正性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分。
所述正性光刻胶为酚醛甲醛。
所述遮光材料为碳黑。
采用UV光进行第一次与第二次曝光制程。
所述对位标记为十字形结构。
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正性光刻胶的黑色矩阵光阻体系，利用正性光刻胶被UV光照射的区域会在显影过程中被显影液去除，而遮光区域得以保留的特性，对黑色矩阵光阻体系形成的光阻层进行两次不同的曝光和显影过程，从而解决了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步骤1的示意图；
图5为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤2的示意图；
图6为图5中A-A处的剖面示意图；
图7为本发明的黑色矩阵的制作方法步骤3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4-7所示，本发明提供一种黑色矩阵的制作方法，其包括如下步骤：
步骤1、如图4所示，提供基板1及黑色矩阵光阻体系，并在基板1上涂布所述黑色矩阵光阻体系，形成光阻层2；
其中，所述基板1上设置有数个对位标记14，所述光阻层2覆盖了该数个对位标记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，所述对位标记14为十字形结构。
具体的，所述基板1为TFT阵列基板。
具体的，所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：正性光刻胶及遮光材料。
所述正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。所述正性光刻胶的特性使得其被UV(紫外)光照射的区域会在显影过程中被显影液去除，而遮光区域得以保留，而没有经过曝光的正性光刻胶依然具备曝光图形化的功能。
优选的，所述正性光刻胶为酚醛甲醛。
优选的，所述遮光材料为碳黑。
步骤2、如图5-6所示，对所述光阻层2进行第一次曝光，该次曝光为盲曝，无需对位标记，利用曝光机的机台坐标，对光阻层2上对位标记14可能存在的较大区域进行曝光，显影和剥离后暴露出原本覆盖在光阻层2下面的对位标记14。
优选的，采用UV光进行第一次曝光制程。
这样一来，遮挡在对位标记14上方的光阻层2将被除去，对位标记14被暴露出来，而由于所述正性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分，依据正性光刻胶的特性剩余的没有经过烘烤的正性光刻胶依然具备曝光图形化的功能。
步骤3、如图7所示，利用暴露出的对位标记14进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形对光阻层2进行第二次曝光，显影和剥离后，形成黑色矩阵3。
优选的，采用UV光进行第二次曝光制程。
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正性光刻胶的黑色矩阵光阻体系，利用正性光刻胶被UV光照射的区域会在显影过程中被显影液去除，而遮光区域得以保留的特性，对黑色矩阵光阻体系形成的光阻层进行两次不同的曝光和显影过程，从而解决了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)及黑色矩阵光阻体系，并在基板(1)上涂布所述黑色矩阵光阻体系，形成光阻层(2)；
所述黑色矩阵光阻体系至少包含以下两种成分：正性光刻胶及遮光材料；
其中，所述基板(1)上设置有数个对位标记(14)，所述光阻层(2)覆盖了该数个对位标记(14)；
步骤2、对所述光阻层(2)进行第一次曝光，该次曝光为盲曝，无需对位标记(14)，利用曝光机的机台坐标，对光阻层(2)上对位标记(14)可能存在的较大区域进行曝光，显影和剥离后暴露出原本覆盖在光阻层(2)下面的对位标记(14)；
步骤3、利用暴露出的对位标记(14)进行精确对位后，按照黑色矩阵的设计图形对光阻层(2)进行第二次曝光，显影和剥离后，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(14)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，所述正性光刻胶为黑色矩阵光阻体系中的主要成分。
6.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述正性光刻胶为酚醛甲醛。
7.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述遮光材料为碳黑。
8.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UV光进行第一次与第二次曝光制程。
9.如权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述对位标记(14)为十字形结构。
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