CN106249553B - 一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法，包括通过对掩膜版的周边区域进行曝光使母基板上形成N层薄膜周边图案，其中N≥3，N层薄膜由深色材料膜层和浅色材料膜层组成，第1层薄膜周边图案为衡量标尺；第2～N层中，上下相邻的浅色材料膜层构成浅色材料膜层组，所述的浅色材料膜层组中至少有两层周边图案位置部分重合或全部重合，深色材料膜层周边图案与其上方的任意一层浅色材料膜层周边图案位置不重合，任意两个深色材料膜层周边图案位置不重合。本发明能够减小每个独立周边图案的基板使用面积，提高母基板有效区域利用率。

Description

一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法。

背景技术

随着液晶行业的高速发展，面板尺寸变得更加多样化；随之而来的是前期的高投入，必然需要后期的高回报来满足。因此，如何实现利益最大化是决策者们最先关注的一个论题。很大程度上，提高基板利用率是研发部门优先考虑的一个方向。另外，由于每个尺寸都存在空间利用率高、剩余空间狭小的问题，我们更应该从其他方面寻求方法节省基板使用面积。

通常，在面板制造过程中，需要在母基板上形成多层薄膜图案，即需要采用多块掩膜版逐一叠加曝光处理，另由于掩膜版尺寸的限制，母基板每层图案的形成往往需要多扫描(scan)。每块掩膜版包括中心图案区域以及位于其外围的周边区域，周边区域具有周边曝光图案(或者称周边图案)，形成每层薄膜图案时，需先对中心图案区域进行曝光，再对周边区域进行曝光，掩膜版上的图案转移至母基板上。周边曝光图案作为监控周边曝光设备精度的标志性设计，它的存在既有必要性又有可行性。但是，周边曝光图案的大小将直接影响母板有效区域利用率。

现有技术中，每层周边曝光图案在基板上位置分开。以IGZO制程为例，4扫描(Scan)的母基板周边曝光设计图案如图1，每个scan每层周边曝光图案为分布在四角的四组，每组为X方向和Y方向图案，不同层别周边曝光的长度是不同的，其他层参照第一层的刻度对比设计规格值，判断周边曝光是否出错。如图2、图3，由于每层周边曝光图案在基板上位置分开，根据层别的数量多少，周边曝光图案(或称周边图案，标记，mark)宽度相应增加，Panel间距大小将受周边曝光图案宽度大小限制，不利于提高母基板有效区域利用率，这种情况在Scan相交部(图1中B处)体现的尤为明显。

因此，如何设计周边曝光图案扩大母基板有效区域利用率是需要解决的技术问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法，提高母基板有效区域利用率。

技术方案：本发明所述的液晶显示器面板制造中的周边曝光方法，包括通过对掩膜版的周边区域进行曝光使母基板上形成N层薄膜周边图案，其中N≥3，N层薄膜由深色材料膜层和浅色材料膜层组成，第1层薄膜周边图案为衡量标尺；第2～N层中，上下相邻的浅色材料膜层构成浅色材料膜层组，所述的浅色材料膜层组中至少有两层周边图案位置部分重合或全部重合，深色材料膜层周边图案与其上方的任意一层浅色材料膜层周边图案位置不重合，任意两个深色材料膜层周边图案位置不重合。

由于面板生产中不同薄膜材料与光刻胶的颜色差异，本发明对薄膜周边图案根据一定的原则适当重叠，能够减小每个独立周边图案的基板使用面积，从而提高母基板有效区域利用率，同时在生产中，不同层图案叠放后，能够分辨出当层。

本领域人员公知，在液晶显示器面板制造中，在材质上，N层薄膜由非金属膜和金属膜两者共同组成，以形成所需图案，本发明中，以光刻胶的颜色为基准，将N层薄膜分成两类，一类是与光刻胶颜色差别不大，肉眼不可辨识区别，命名为深色材料膜层，另一类是与光刻胶颜色差别较大，肉眼可区分膜层与光刻胶，命名为浅色材料膜层。

本发明中，第1层是指最先形成的一层，也是最邻近母基板板面的一层，依次往上类推，第N层指最后形成的一层，也是最远离母基板板面的一层。

优选的，第1层薄膜周边图案与其他任意层薄膜周边图案位置不重合。有利于清晰读取其他层示数。

由于处于下方的浅色材料膜层周边图案并不影响处于上方的深色材料膜层周边图案的辨识，为进一步节省空间，优选的，深色材料膜层周边图案与其下方的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

优选的，深色材料膜层周边图案与其下方相邻的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

优选的，不同的浅色材料膜层组的周边图案位置不重合。

优选的，每个浅色材料膜层组的层数≤6，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

优选的，每个浅色材料膜层组的层数＞6，将浅色材料膜层组顺次分成多个子组，每个子组的层数不超过6层，每个子组中，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合，不同子组之间的周边图案位置不重合。可以减少叠放区域图案过厚脱落的风险。

优选的，第2～N层薄膜周边图案为线性图案。线性图案结构简单且易于辨识。

优选的，深色材料为金属材料，浅色材料为非金属材料。

优选的，金属材料为合金，非金属材料为金属氧化物、单晶硅、硅化合物、磷化合物或硒化合物。

合金可以采用现有技术中一些常见的材料，呈现与光刻胶肉眼难以区分的黄色、褐色、黑色等，如合金可以为铜、钛、镓、锌等至少两种金属的合金。

金属氧化物、单晶硅或其化合物可采用现有技术中一些常见的材料，呈与光刻胶肉眼易区分的白色、透明、半透明等，金属氧化物可以是锌、铜、镓、铟、锗等的氧化物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明根据生产中不同薄膜与光刻胶的颜色差异，对薄膜周边图案进行适当重叠，能够减小每个独立周边图案的基板使用面积，从而提高母基板有效区域利用率。另外，本申请在周边图案重叠设计时，合理设计图案，使得在生产中，不同层图案叠放后，能够分辨出当层，还通过对层数的控制解决了不同层图案叠放后，叠放区域图案过厚造成图案脱落风险过大的问题。

附图说明

图1为现有技术中4Scan的母基板周边曝光图案设计；

图2为图1中周边图案A部位放大后的结构示意图；

图3为图2中X方向的周边图案形成分布的示意图；

图4为实施例1形成的周边图案分布示意图；

图5为实施例1采用现有方法形成的周边图案分布示意图；

图6为实施例2形成的周边图案分布示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明所述的液晶显示器面板制造中的周边曝光方法，包括通过对掩膜版的周边区域进行曝光使母基板上形成N层薄膜周边图案，每层薄膜周边图案均需一掩膜版按一定比例投射成像在母板上形成，其中N≥3，具体的层数根据实际生产中面板的设计而定。

N层薄膜由深色材料膜层和浅色材料膜层组成，其中，深色材料为金属材料，浅色材料为非金属材料，具体的，金属材料为合金(如Cu/Ti)，非金属材料为氧化物(如SiO2、SiNx、IGZO等)。

第1层薄膜周边图案为衡量标尺，第1层薄膜周边图案与其他任意层薄膜周边图案位置不重合，有利于清晰读取其他层示数，第2～N层薄膜周边图案为线性图案。第2～N层中，上下相邻的浅色材料膜层构成浅色材料膜层组，浅色材料膜层组中至少有两层周边图案位置部分重合或全部重合，不同的浅色材料膜层组的周边图案位置不重合。深色材料膜层周边图案与其上方的任意一层浅色材料膜层周边图案位置不重合，任意两个深色材料膜层周边图案位置不重合。由于处于下方的浅色材料膜层周边图案并不影响处于上方的深色材料膜层周边图案的辨识，为进一步节省空间，深色材料膜层周边图案与其下方的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

不同的浅色材料膜层组的周边图案位置不重合。当每个浅色材料膜层组的层数≤6，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。当每个浅色材料膜层组的层数＞6，将浅色材料膜层组顺次分成多个子组，每个子组的层数不超过6层，每个子组中，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合，不同子组之间的周边图案位置不重合，可以减少叠放区域图案过厚脱落的风险。

实施例1

例如，某液晶显示器面板在制造过程中需要在母基板上形成10层薄膜图案，第1层为金属膜层，第2层为金属膜层，第3～10层为非金属膜层，其中金属膜为铜钛合金膜，呈黄色，颜色较深，与光刻胶肉眼难以区分，非金属膜层由SiNx、SiO₂或IGZO材料制成，颜色较浅偏透明，与光刻胶肉眼可以很容易的区分。

对于每个scan(扫描)，形成10层薄膜图案需要10块掩膜版，分别命名为第1掩膜版、第2掩膜版、……第10掩膜版，分别对应形成的不同层的薄膜图案，即第1掩膜版用于形成第1层薄膜图案，第2掩膜版用于形成第2层薄膜图案，以此类推。每块掩膜版包括中心图案区域及处于中心图案区外围的周边区域，周边区域具有用于监控周边曝光精度的周边图案，也称标记(Mark)，形成第1层薄膜图案时，在母基板上形成金属膜，涂覆光刻胶，先对中心图案区域进行曝光处理，再进行周边区域曝光处理，这样掩膜版上的图案(中心图案和周边图案)即转移到金属膜上，然后再形成第2层薄膜图案，包括将相应的第2块掩膜版图案投射成像在第1层薄膜图案上，在母基板第1层薄膜图案的基础上形成金属膜，涂覆光刻胶，再依次对第2块掩膜版进行中心图案区域和周边区域曝光处理，以此类推，直至形成设计的10层薄膜图案。

由于本发明改进在于周边曝光的图案形成，其他部分不再赘述，可参考现有技术。本实施例中，第1掩膜版的周边图案为分布在矩形掩膜版四角的四个衡量标尺组，每个衡量标尺组由X方向和Y方向的两个衡量标尺组成，第2～10掩膜版的周边图案为分布在矩形掩膜版四角的四个线性图案组，每个线性图案组由X方向和Y方向的线性图案组成，线性图案为简单且易于辨识的矩形条，通过对掩膜版的周边区域进行曝光工艺，可在母基板上相应的形成薄膜周边图案。

每个scan(扫描)，10层掩膜版叠放时，第1掩膜版的周边图案与其他任意掩膜版的周边图案位置均不重合，第2掩膜版的周边图案与其他任意掩膜版的周边图案位置均不重合，第3～10掩膜版的周边图案位置重合，那么最终体现在母基板上，第1层薄膜周边图案与其他任意层薄膜周边图案位置均不重合，第2层薄膜周边图案与其他任意层薄膜周边图案位置均不重合，第3～10层薄膜周边图案位置重合，那么最终在每个边角X方向有三列薄膜周边图案，Y方向有三列薄膜周边图案，按照传统方法则每个边角X方向有十列图案，Y方向有十列图案(图5)，本发明可大大减少周边图案的宽度，提高母基板有效区域利用率，为了减少叠放区域薄膜周边图案过厚脱落的风险，第3～7层薄膜周边图案位置重合，第8～10层薄膜周边图案位置重合，将3～10层薄膜周边图案位置分两列，那么最终在每个边角X方向有四列薄膜周边图案，Y方向有四列薄膜周边图案(图4)。本实施例中，由于金属膜层是铜钛合金膜，呈现黄色，颜色较深，与光刻胶肉眼难以区分，故不在金属膜层上面叠加其他层；非金属膜层颜色半透明，而光刻胶颜色较深，与其色差大易分辨，叠放后易区分当层，可在非金属膜层上面追加叠加其他层。

实施例2

例如，某液晶显示器面板在制造过程中需要在母基板上形成N层薄膜图案，N层薄膜由多个金属膜层(为铜钛合金膜，黄色)和多个非金属膜层(颜色半透明或透明)组成，周边曝光中，如图6，第1层薄膜周边图案为衡量标尺，单独一列图案，有利于其他层示数读取清晰。第2层到下一金属膜层周边图案位置重合，共用一列图案。若金属膜层下一层仍为金属膜层，则金属膜层下一层周边图案仍单独成一列图案；若金属膜层下一层为非金属膜层，则金属膜层下一层再到下一金属膜层周边图案位置重合，共用一列图案，以此类推。第二层若是金属膜层，单独一列图案，以此类推。直至形成N层薄膜图案。如果两个金属膜层间层别较多，可适当考虑分作两列或者多列周边图案，可以减少叠放区域图案过厚脱落的风险。

Claims (8)

1.一种液晶显示器面板制造中的周边曝光方法，包括通过掩膜版的周边区域进行曝光使母基板上形成N层薄膜周边图案，其中N≥3，其特征在于，N层薄膜由深色材料膜层和浅色材料膜层组成，第1层薄膜周边图案为衡量标尺；第2～N层中，上下相邻的浅色材料膜层构成浅色材料膜层组，所述的浅色材料膜层组中至少有两层周边图案位置部分重合或全部重合，深色材料膜层周边图案与其上方的任意一层浅色材料膜层周边图案位置不重合，任意两个深色材料膜层周边图案位置不重合；深色材料为金属材料，浅色材料为非金属材料。

2.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，第1层薄膜周边图案与其他任意层薄膜周边图案位置不重合。

3.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，深色材料膜层周边图案与其下方的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

4.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，不同的浅色材料膜层组的周边图案位置不重合。

5.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，每个浅色材料膜层组的层数≤6，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合。

6.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，每个浅色材料膜层组的层数＞6，将浅色材料膜层组顺次分成多个子组，每个子组的层数不超过6层，每个子组中，所有的浅色材料膜层周边图案位置部分重合或全部重合，不同子组之间的周边图案位置不重合。

7.根据权利要求1所述的周边曝光方法，其特征在于，第2～N层薄膜周边图案为线性图案。

8.根据权利要求7所述的周边曝光方法，其特征在于，金属材料为合金，非金属材料为金属氧化物、单晶硅、硅化合物、磷化合物或硒化合物。