CN107436533A - 一种掩膜板、其构图方法及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜板、其构图方法及显示面板，包括：透光区域与遮光区域；其中，至少部分透光区域设置有透光膜层；透光膜层的折射率呈设定规律变化。由于掩膜板的透光区域所设置的透光膜层的折射率呈设定规律变化，因此曝光光源在经过透光膜层后光线的传输路径发生变化，产生的光线的叠加效应，改变了曝光光束在经过透光膜层后光束的光强分布，使得被曝光的光敏材料形成立体化的图形。由此采用一次构图工艺即可实现立体曝光，提高生产效率，降低生的成本。

Description

一种掩膜板、其构图方法及显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种掩膜板、其构图方法及显示面板。

背景技术

随着显示面板的不断发展，对于显示效果提出了更高的要求，对制作工艺也带来的新的挑战。在显示面板的制程中通常会用到掩膜工艺，其制作原理为在基材或膜材上面涂覆一层光敏材料，将与所需图案相对应的掩膜板覆盖其上，通过光源照射到掩膜板，引起暴露的光敏材料的物理或者化学反应，再经过显影等制程可以在基材或膜材上得到所需要的图案。

现阶段的掩膜设计方案是直接将光照图案裸露于光源之下，每一次曝光都可在光敏材料上形成一种图案。在需要形成立体式图案时，则需要进行多次曝光，这样不仅需要开发多个掩膜板，还要针对每个掩膜板进行多次曝光工序，才能获得立体式图案，无疑会大大增加了开发成本和生产时间成本。

发明内容

本发明实施例提供一种掩膜板、其构图方法及显示面板，用以曝光形成立体图案。

第一方面，本发明实施例提供一种掩膜板，其特征在于，包括：透光区域与遮光区域；其中，

至少部分所述透光区域设置有透光膜层；所述透光膜层的折射率呈设定规律变化。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光区域包括多个子区域，所述透光膜层在同一个所述子区域内连续分布。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光区域包括多个子区域，同一个所述子区域内包括多个所述透光膜层，各所述透光膜层之间不存在交叠区域。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光膜层的厚度均匀，且所述透光膜层的厚度与所述掩膜板遮光区域的厚度一致。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光膜层在平行于所述掩膜板所在平面内的折射率呈中心对称的变化趋势。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光膜层在平行于所述掩膜板所在平面内的折射率呈轴对称的变化趋势。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而增大；或者，

所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而减小。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大呈周期性的梯度变化趋势。

第二方面，本发明实施例提供一种采用上述任一掩膜板的构图方法，包括：

在需要构图的膜材表面形成设定厚度的光敏材料层；

将掩膜板设置于所述光敏材料层背离所述膜材一侧，所述掩膜板的至少部分透光区域设置有折射率呈设定规律变化的透光膜层；

使光源照射所述掩膜板，对所述透光区域对应的光敏材料层进行曝光刻蚀形成立体图形。

第三方面，本发明实施例提供一种显示面板，采用上述构图方法制作而成。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的掩膜板、其构图方法及显示面板，包括：透光区域与遮光区域；其中，至少部分透光区域设置有透光膜层；透光膜层的折射率呈设定规律变化。由于掩膜板的透光区域所设置的透光膜层的折射率呈设定规律变化，因此曝光光源在经过透光膜层后光线的传输路径发生变化，产生的光线的叠加效应，改变了曝光光束在经过透光膜层后光束的光强分布，使得被曝光的光敏材料形成立体化的图形。由此采用一次构图工艺即可实现立体曝光，提高生产效率，降低生的成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的掩膜板的结构示意图；

图2为图1虚线框中的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的透光膜层的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的透光膜层的折射率变曲线之一；

图5为本发明实施例提供的透光膜层的折射率变曲线之二；

图6为本发明实施例提供的透光膜层的折射率变曲线之三；

图7为图6虚线框中的局部放大图；

图8为本发明实施例提供的曝光原理图之一；

图9为本发明实施例提供的曝光区域的光强分布图；

图10为本发明实施例提供的等效原理图；

图11为本发明实施例提供的曝光原理图之二；

图12为本发明实施例提供的构图方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种掩膜板及显示面板，用以曝光形成立体图案。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

下面结合附图，对本发明实施例提供的掩膜板、其构图方法及显示面板进行具体说明。其中，附图中各部件的厚度和形状不反映显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

如图1所示，本发明实施例提供的掩膜板，包括：透光区域A与遮光区域B。其中，至少部分透光区域A设置有透光膜层11；透光膜层11的折射率呈设定规律变化。

由于掩膜板的透光区域所设置的透光膜层的折射率呈设定规律变化，因此曝光光源在经过透光膜层后光线的传输路径发生变化，产生的光线的叠加效应，改变了曝光光束在经过透光膜层后光束的光强分布，使得被曝光的光敏材料形成立体化的图形。由此采用一次构图工艺即可实现立体曝光，提高生产效率，降低生的成本。

在具体应用中，上述的透光膜层可采用非均匀介质材料，根据其折射率的变化可分为以下几种类型的材料：轴向分布梯度折射材料、径向分布梯度折射率以及球面折射率材料等。这些材料在光照射下能吸收光子而产生电荷转移，从而形成电场，再通过电光效应可使折射率发生改变。根据实际需要达到的曝光效果可以任选上述任意一种材料作为透光膜层。而如果立体曝光图形较为复杂时，也可以定制与之匹配的透光膜层，使其折射率的变化符合最终的曝光图形，在此不做具体限定。

在本发明实施例中，如图1所示，透光区域A可为分多个子区域A1，透光膜层11可位于至少一个子区域A1内，以一个子区域A1内的透光膜层为例，如图2所示，图2为图1虚线框中的部分掩膜板的局部放大图，透光膜层11可仅位于部分子区域A1内，在这种实施方式下，透光膜层11可以在子区域A1内连续分布，该子区域A1仅为掩膜板透光区域的众多子区域中的其中一个，在实际应用中，掩膜板的透光区域通常包括不只一个子区域A1，在每个子区域A1内如果需要形成立体图形均可设置透光膜层，可对透光膜层11之下所覆盖的光敏材料层进行立体构图。

在另一种可实施的方式中，在透光区域的同一个子区域内A1还可包括多个透光膜层，各透光膜层之间相互独立，不存在相互交叠的区域。采用这种设置方式可应用于在面积较小的区域需要形成多个立体图形的情况。在该区域内不需要针对每个立体图形均设置一个透光的子区域，而只需要在包含多个立体图形的区域设置一个透光的子区域，通过在该子区域内设置多个透光膜层曝光形成多个立体图形。

而在实际应用中，透光膜层可位于全部的透光区域A内，如图3所示，此时可最大限度地对透光区域的光敏材料层进行立体构图。而在仅需要对部分透光区域对应的光敏材料进行构图时，也可将全部的透光区域均设置透光膜层，而对于不需要构图的光敏材料部分来说，仅需要调整这部分光敏材料区域对应的透光膜层的折射率相等即可。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，如图1-图3所示，透光膜层11的厚度均匀，优选地，与掩膜板的遮光区域的厚度相等。将透光膜层11的端面设置为平面，可保证掩膜板的平整度，也更便于组装。在进行寻常构图时，可将透光膜层的折射率设置为一固定值；而在进行立体构图时，可设置透光膜层的折射率呈与立体图形相匹配的规律变化趋势。

进一步地，透光膜层在平行于掩膜板所在平面内的折射率呈中心对称的变化趋势，在这种情况下，曝光之后形成的立体图形也为中心对称图形。此外，透光膜层在平行于掩膜板所在平面内的折射率也可呈轴对称的变化趋势，在这种情况下，曝光之后形成的立体图形为轴对称图形。而在实际应用时，需要根据实际所需要的立体图形，来设置对应的透光膜层的折射率。例如，在曝光之后形成的立体图形为非对称图形时，可改变对应的透光膜层的折射率，还可以适应性增大或减小对应区域的曝光强度。

以下将举例几种可实施的透光膜层，对本发明实施例的构图原理进行具体说明。以下所述的几中情况均为透光膜层的折射率呈对称的变化趋势的实施方式；当然，如果需要形成的立体图形非对称的规则图形时，其折射率的变化可能呈现非对称的变化趋势，此处不做限定。需要说明的是，当折射率呈中心对称的变化趋势时，位于中心点的对称轴垂直于掩膜板所在平面，当折射率呈轴对称的变化趋势时，对称轴平行于掩膜板所在平面。以下图4-图6既可以表示为折射率呈轴对称时的对称变化规律，也可以表示为呈现中心对称时的沿任意一个对称截面的对称变化规律。图4-图6中的对称轴可为中心O所在位置。

在一种可实施的方式中，如图4所示，透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而减小。根据等光程原理，光线在经过透光膜层的各部分的光线的光程相等，而透光膜层的距离对称轴较近的中心区域的折射率大于距离对称轴较远的边缘区域的折射率，因此，在等光程的前提下，透光膜层相当于凸透镜，可将光线向中心区域会聚，那么中心区域的光敏材料的刻蚀深度将大于边缘区域的刻蚀深度。

在另一种可实施的方式中，如图5所示，透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而减小。同样地，根据等光程原理，在透光膜层的中心区域的折射率小于边缘区域的折射率时，透光膜层相当于凹透镜，可将光线向边缘区域发散，那么中心区域的光敏材料的刻蚀深度将小于边缘区域的刻蚀深度。

在另一种可实施的方式中，如图6所示，透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大呈周期性的梯度变化趋势。图7为图6虚线框中的局部放大图。由图6和图7可以看出，透光膜层的折射率在整体的变化规律(图6中的虚线曲线)以及在局部的变化规律都呈现中心向边缘逐渐减小的趋势，因此该透光膜层可类似于凸透镜的作用。在采用如图8所示的曝光方式时，在需要进行构图的膜材200上向覆盖一层设定厚度的光敏材料层300，在光敏材料层300背离膜材200的一侧设置掩膜板100，曝光光源通过掩膜板100对光敏材料层300进行构图。其中，掩膜板的透光区域包括折射率呈周期性的梯度变化的透光膜层11。如图9所示，透光膜层11类似于凸透镜的作用，对光敏材料层300进行曝光时，在光敏材料层曝光区域的光强分布如图10所示，为由中心到边缘呈梯度下降的趋势，因此，曝光显影后光敏材料层300曝光区域的图形如图11所示，中心到边缘的刻蚀深度呈梯度下降。

需要说明的是，针对以上几种透光膜层折射率的变化趋势的掩膜板，在进行曝光时可优选使用准直光源作为曝光光源，由此更有利于发挥透光膜层等效为透镜的作用，且对于准直光源的光线传播方向也更容易控制。

另一方面，本发明实施例还提供一种采用上述任一掩膜板的构图方法，如图12所示，具体可以包括如下步骤：

S100、在需要构图的膜材表面形成设定厚度的光敏材料层；

S200、将掩膜板设置于光敏材料层背离膜材一侧；

S300、使光源照射掩膜板，对透光区域对应的光敏材料层进行曝光刻蚀形成立体图形。

其中，掩膜板的至少部分透光区域设置有折射率呈设定规律变化的透光膜层。

由于掩膜板的透光区域所设置的透光膜层的折射率呈设定规律变化，因此曝光光源在经过透光膜层后光线的传输路径发生变化，产生的光线的叠加效应，改变了曝光光束在经过透光膜层后光束的光强分布，使得被曝光的光敏材料形成立体化的图形。由此采用一次构图工艺即可实现立体曝光，提高生产效率，降低生的成本。

具体地，根据透光膜层的折射率变化规律以及选用的光敏材料的类型的不同，可实现不同的曝光交果。

举例来说，在透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐减小，且光敏材料为正性光刻胶时，掩膜板的透光区域对应的光敏材料层的刻蚀深度由中心到边缘逐渐减小。如上所述，由于透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐减小，则透光膜层等效为凸透镜的作用，而正性光刻胶在光强越大的位置刻蚀程度越大。因此，当采用如上类型的透光膜层和光敏材料时，可形成刻蚀深度由中心到边缘逐渐减小的立体图形。同样地，在透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐增大，光敏材料为负性光刻胶时，透光膜层等效于凹透镜的作用，负性光刻胶在光照条件下固化，光强越大的位置刻蚀程度越小。因此，在透光膜层将光强向边缘发散的作用下，可形成刻蚀深度由中心向边缘逐渐减小的立体图形。

相反地，在透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐增大，且光敏材料为正性光刻胶时，掩膜板的透光区域对应的光敏材料层的刻蚀深度由中心到边缘逐渐增大。由于透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐增大，则透光膜层等效为凹透镜的作用，而正性光刻胶在光强越大的位置刻蚀程度越大。因此，当采用如上类型的透光膜层和光敏材料时，可形成刻蚀深度由中心到边缘逐渐增大的立体图形。同样地，在透光膜层的折射率由中心向边缘逐渐减小，光敏材料为负性光刻胶时，透光膜层等效于凸透镜的作用，负性光刻胶在光照条件下固化，光强越大的位置刻蚀程度越小。因此，在透光膜层将光强向中心会聚的作用下，可形成刻蚀深度由中心向边缘逐渐增大的立体图形。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种显示面板，该显示面板采用上述的构图方法制作而成。该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。

本发明实施例提供的掩膜板、其构图方法及显示面板，包括：透光区域与遮光区域；其中，至少部分透光区域设置有透光膜层；透光膜层的折射率呈设定规律变化。由于掩膜板的透光区域所设置的透光膜层的折射率呈设定规律变化，因此曝光光源在经过透光膜层后光线的传输路径发生变化，产生的光线的叠加效应，改变了曝光光束在经过透光膜层后光束的光强分布，使得被曝光的光敏材料形成立体化的图形。由此采用一次构图工艺即可实现立体曝光，提高生产效率，降低生的成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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)

1.一种掩膜板，其特征在于，包括：透光区域与遮光区域；其中，

至少部分所述透光区域设置有透光膜层；所述透光膜层的折射率呈设定规律变化。

2.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述透光区域包括多个子区域，所述透光膜层在同一个所述子区域内连续分布。

3.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述透光区域包括多个子区域，同一个所述子区域内包括多个所述透光膜层，各所述透光膜层之间不存在交叠区域。

4.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述透光膜层的厚度均匀，且所述透光膜层的厚度与所述掩膜板遮光区域的厚度一致。

5.如权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，所述透光膜层在平行于所述掩膜板所在平面内的折射率呈中心对称的变化趋势。

6.如权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，所述透光膜层在平行于所述掩膜板所在平面内的折射率呈轴对称的变化趋势。

7.如权利要求5或6所述的掩膜板，其特征在于，所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而增大；或者，

所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大而减小。

8.如权利要求5或6所述的掩膜板，其特征在于，所述透光膜层的折射率随着与对称轴之间的垂直距离的增大呈周期性的梯度变化趋势。

9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的掩膜板的构图方法，其特征在于，包括：

在需要构图的膜材表面形成设定厚度的光敏材料层；

将掩膜板设置于所述光敏材料层背离所述膜材一侧，所述掩膜板的至少部分透光区域设置有折射率呈设定规律变化的透光膜层；

使光源照射所述掩膜板，对所述透光区域对应的光敏材料层进行曝光刻蚀形成立体图形。

10.一种显示面板，其特征在于，采用如权利要求9-11任一项所述的构图方法制作而成。