CN105759571A - 一种紫外光掩膜装置及其使用方法 - Google Patents

一种紫外光掩膜装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光掩膜装置及其使用方法，在紫外光掩膜装置中采用至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管形成的光源阵列作为紫外发光光源。紫外发光二极管不含有臭氧和重金属水银等有害物质，不会对人体或环境产生有害影响。并且，紫外发光二极管可以发射单一中心波长，因此，可以针对掩膜工艺中所需的特定吸收波长设定紫外光发光二极管的发射中心波长，以实现预期的化学反应或工艺，这样可以降低光损失以及保证工艺的稳定性。此外，紫外发光二极管为冷光源，其发光过程中产生的热量较少，相对于水银灯和金属卤化物灯，可以移近紫外发光二极管和需要被光照射的部件之间的距离，从而提高光利用率。

Description

一种紫外光掩膜装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及显示制造技术领域，尤其涉及一种紫外光掩膜装置及其使用方法。
背景技术
目前，在制造显示面板的过程中，在掩膜曝光机、边缘曝光机、密封剂硬化器、以及触摸面板的光学透明树脂(OCR)硬化灯工艺中，一般会使用紫外光。在这些工艺中一般会采用特定吸收波长的紫外光，目前一般采用水银灯和金属卤化物灯，目前使用的紫外灯会混合进一些在工艺中不需要使用的波长进行照射，因此具有一定的光损失且会危害工艺的稳定性。并且，目前使用的紫外灯含有臭氧(O3)和重金属水银，对人体或环境会造成一定有害的影响。此外，由于现有的紫外灯在发光的过程中伴随着巨大的热能，如图1所示，因此需要将紫外灯001与需要被光照射的部件例如掩膜基板200之间设定一定的距离a以便散热，会降低光利用率，而现有的紫外灯为线光源，此时为了使照射到部件的光线均匀性，需要增大紫外灯的功耗，这会进一步增大光损失。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种紫外光掩膜装置及其使用方法，用以解决现有的紫外光掩膜装置中采用水银灯和金属卤化物灯作为光源时光利用率低且光损失大的问题。
因此，本发明实施例提供了一种紫外光掩膜装置，包括：设置有至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管紫外发光二极管的光源阵列；
设置在所述光源阵列下方且与所述光源阵列具有设定距离的掩膜基板，所述掩膜基板用于将掩膜板固定于所述掩膜基板的下方；以及，
设置在所述掩膜基板下方且与所述掩膜基板具有设定距离的载台，所述载台用于承载需要被所述掩膜板掩膜的基板。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，在所述光源阵列中，从中心区域指向边缘的方向，所述紫外发光二极管的分布密度逐渐增大。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，在所述光源阵列中拐角区域内所述紫外发光二极管的分布密度大于边缘区域内所述紫外发光二极管的分布密度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述光源阵列中设置有至少两种发射中心波长不同的紫外发光二极管，各种发射中心波长不同的紫外发光二极管在所述光源阵列的行方向和列方向均交替排列。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述光源阵列具有冷却系统；和/或，
在所述紫外光掩膜装置中设置有冷却器或工艺冷却水系统。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为50mm-120mm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为80mm-100mm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为90mm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，所述紫外光掩膜装置为紫外光掩膜固化装置或紫外光掩膜曝光装置。
另一方面，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置的使用方法，包括：
在所述掩膜基板的下方固定所述掩膜板；
在所述载台上固定形成有设定材料的基板；
采用所述光源阵列通过所述掩膜板的遮挡照射所述形成有设定材料的基板；所述光源阵列中的至少一种所述紫外发光二极管发射的中心波长与所述设定材料的吸收波长对应。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种紫外光掩膜装置及其使用方法，在紫外光掩膜装置中采用至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管形成的光源阵列作为紫外发光光源。紫外发光二极管不含有臭氧和重金属水银等有害物质，不会对人体或环境产生有害影响。并且，紫外发光二极管可以发射单一中心波长，因此，可以针对掩膜工艺中所需的特定吸收波长设定紫外光发光二极管的发射中心波长，以实现预期的化学反应或工艺，这样可以降低光损失以及保证工艺的稳定性。此外，紫外发光二极管为冷光源，其发光过程中产生的热量较少，相对于现有的水银灯和金属卤化物灯，可以移近紫外发光二极管和需要被光照射的部件之间的距离，从而降低光损失以提高光利用率。
附图说明
图1为现有技术中的紫外光掩膜装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的紫外光掩膜装置的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的紫外光掩膜装置中的紫外发光二极管的发射波长图谱；
图3b为现有技术中的紫外光掩膜装置中的水银灯和金属卤化物灯的发射波长图谱；
图4为本发明实施例提供的紫外光掩膜装置中光源阵列的局部结构示意图之一；
图5为本发明实施例提供的紫外光掩膜装置中光源阵列的局部结构示意图之二；
图6为采用不同的工艺进行固化后粘着力与反应时间的对应关系图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的紫外光掩膜装置及其使用方法的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种紫外光掩膜装置，如图2所示，包括：设置有至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管(UVLED)的光源阵列100；
设置在光源阵列100下方且与光源阵列100具有设定距离的掩膜基板200，掩膜基板200用于将掩膜板300固定于掩膜基板200的下方；以及，
设置在掩膜基板200下方且与掩膜基板200具有设定距离的载台400，载台400用于承载需要被掩膜板300掩膜的基板500。
本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置，在紫外光掩膜装置中采用至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管形成的光源阵列100作为紫外发光光源。紫外发光二极管不含有臭氧和重金属水银等有害物质，不会对人体或环境产生有害影响。并且，相对于现有的水银灯和金属卤化物灯发射的相对连续的如图3b所示的波长，如图3a所示紫外发光二极管可以发射单一中心波长(365-385nm)，因此，可以针对掩膜工艺中所需的特定吸收波长设定紫外光发光二极管的发射中心波长，以实现预期的化学反应或工艺，这样可以降低光损失以及保证工艺的稳定性。此外，紫外发光二极管为冷光源，其发光过程中产生的热量较少，相对于现有的水银灯和金属卤化物灯，可以移近组成光源阵列100的紫外发光二极管和需要被光照射的部件之间的距离b，从而降低光损失以提高光利用率。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，为了确保由紫外发光二极管组成的光源阵列100在发光时伴随产生的热量不会对掩膜时的工艺稳定性产生影响，较佳地，可以使用兼备自身冷却系统的紫外发光二极管，即光源阵列100具备冷却系统；和/或，在紫外光掩膜装置中设置冷却器(Chiller)或工艺冷却水系统(PCW)。
在具体实施时，基于光源阵列100具备良好的散热功能，因此，相对于现有的水银灯和金属卤化物灯，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，可以移近光源阵列100和掩膜基板200之间的距离，从而降低光损失以提高光利用率。具体地，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中，光源阵列100与掩膜基板200之间的距离为50mm-120mm之间。
如下表1所示，通过测量在光源阵列100与掩膜基板200之间不同距离时，照射到掩膜基板200的光照强度以及均一性可知，光源阵列100与掩膜基板200之间的距离越近，照射到掩膜基板200上的光照强度越大，光损失越小，但光照均一性并不是呈线性关系。
表1
较佳地，在光源阵列100与掩膜基板200之间的距离为80mm-100mm时，兼具较好的光照均一性以及较小的光损失。并且，在光源阵列100与掩膜基板200之间的距离为90mm时，光照均一性最佳。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中的光源阵列100中的紫外发光二极管一般是均匀排列的；在考虑到光源阵列100的边缘可能存在发光不足的问题时，可以对光源阵列100的边缘进行发光亮度的补充。
例如：在具体实施时，如图4所示，可以在光源阵列100中，从中心区域m指向边缘区域n的方向，将紫外发光二极管的分布密度逐渐增大，即在光源阵列100边缘区域n的紫外发光二极管的排布更加密集，以补偿边缘区域的发光亮度不足的问题，确保光源阵列100整体的发光均匀性。
进一步地，在具体实施时，如图4所示，还可以在光源阵列100中拐角区域p内将紫外发光二极管的分布密度设置为大于边缘区域n内紫外发光二极管的分布密度，即光源阵列100的四个拐角区域n的发光可能最弱，因此在拐角区域n设置最为密集的紫外发光二极管，以补偿拐角区域的发光亮度不足的问题，确保光源阵列100整体的发光均匀性。
进一步地，在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置中需要对，具有不同吸收波长的混合材料进行掩膜工艺时，在光源阵列100中可以设置至少两种发射中心波长不同的紫外发光二极管，例如图5所示，设置中心波长为340nm和370nm的两种紫外发光二极管，各种发射中心波长不同的紫外发光二极管在光源阵列100的行方向和列方向均交替排列。图5中仅是以340nm和370nm为例进行说明，在具体实施时，可以根据实际需要设置多种发射中心波长的紫外发光二极管，在此不做限定。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置，具体可以是紫外光掩膜固化装置，也可以是紫外光掩膜曝光装置。
例如在本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置为紫外光掩膜固化装置时，采用现有的金属卤化物灯作为参照数据，分别在采用不同的照射时长进行固化后测量粘着力，如图6所示可以看出，在照射50秒时，采用现有的金属卤化物灯固化后的粘着力为0.3kgf/cm，采用紫外发光二极管固化后的粘着力大约在0.6kgf/cm左右，采用紫外发光二极管固化可以得到更加优异的粘着力。在采用现有的金属卤化物灯照射50秒后，加热120度固化60分钟后测量粘着力为2.2kgf/cm，采用紫外发光二极管照射50秒后，加热120度固化60分钟后测量粘着力为2.4kgf/cm，同样采用紫外发光二极管固化可以得到更加优异的粘着力。
并且，测量采用现有的金属卤化物灯进行固化时的反应率一般在80～90％，测量采用紫外发光二极管进行固化时的反应率可以达到94％以上，通过比较可以看出，采用紫外发光二极管进行固化时反应率有了明显的提升。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述紫外光掩膜装置的使用方法，包括以下步骤：
首先，在掩膜基板的下方固定掩膜板，在载台上固定形成有设定材料的基板；
之后，采用光源阵列通过掩膜板的遮挡照射形成有设定材料的基板；该光源阵列中的至少一种紫外发光二极管发射的中心波长与设定材料的吸收波长对应。
本发明实施例提供的上述紫外光掩膜装置及其使用方法，在紫外光掩膜装置中采用至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管形成的光源阵列作为紫外发光光源。紫外发光二极管不含有臭氧和重金属水银等有害物质，不会对人体或环境产生有害影响。并且，紫外发光二极管可以发射单一中心波长，因此，可以针对掩膜工艺中所需的特定吸收波长设定紫外光发光二极管的发射中心波长，以实现预期的化学反应或工艺，这样可以降低光损失以及保证工艺的稳定性。此外，紫外发光二极管为冷光源，其发光过程中产生的热量较少，相对于现有的水银灯和金属卤化物灯，可以移近紫外发光二极管和需要被光照射的部件之间的距离，从而降低光损失以提高光利用率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种紫外光掩膜装置，其特征在于，包括：设置有至少一种发射单一中心波长的紫外发光二极管的光源阵列；
设置在所述光源阵列下方且与所述光源阵列具有设定距离的掩膜基板，所述掩膜基板用于将掩膜板固定于所述掩膜基板的下方；以及，
设置在所述掩膜基板下方且与所述掩膜基板具有设定距离的载台，所述载台用于承载需要被所述掩膜板掩膜的基板。
2.如权利要求1所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，在所述光源阵列中，从中心区域指向边缘的方向，所述紫外发光二极管的分布密度逐渐增大。
3.如权利要求2所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，在所述光源阵列中拐角区域内所述紫外发光二极管的分布密度大于边缘区域内所述紫外发光二极管的分布密度。
4.如权利要求1所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述光源阵列中设置有至少两种发射中心波长不同的紫外发光二极管，各种发射中心波长不同的紫外发光二极管在所述光源阵列的行方向和列方向均交替排列。
5.如权利要求1所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述光源阵列具有冷却系统；和/或，
在所述紫外光掩膜装置中设置有冷却器或工艺冷却水系统。
6.如权利要求5所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为50mm-120mm。
7.如权利要求6所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为80mm-100mm。
8.如权利要求7所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述光源阵列与所述掩膜基板之间的距离为90mm。
9.如权利要求1-8任一项所述的紫外光掩膜装置，其特征在于，所述紫外光掩膜装置为紫外光掩膜固化装置或紫外光掩膜曝光装置。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的紫外光掩膜装置的使用方法，其特征在于，包括：
在所述掩膜基板的下方固定所述掩膜板；
在所述载台上固定形成有设定材料的基板；
采用所述光源阵列通过所述掩膜板的遮挡照射所述形成有设定材料的基板；所述光源阵列中的至少一种所述紫外发光二极管发射的中心波长与所述设定材料的吸收波长对应。
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