CN107728374B - 一种彩色滤光膜基板及其制备方法 - Google Patents

一种彩色滤光膜基板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种彩色滤光膜基板及其制作方法，其中，彩色滤光膜基板包括：基板以及形成在所述基板上的多个色阻薄膜和黑色矩阵；至少一个色阻薄膜与黑色矩阵形成部分交叠结构，位于所述部分交叠结构处的所述色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线。本发明通过控制感光树脂在曝光时所受能量大小差异，将色阻薄膜顶部的倾角降低，侧面轮廓为向内凹陷的曲线，并进一步使内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑，内凹曲线位置对应于制程中易发生牛角凸起的位置，可以有效改善LCD中厚度较大的有机薄膜互相交叠时的牛角凸起情况，并且可以使用一般的FTM掩模板，制造成本大幅降低，工艺可控性高。

Description

一种彩色滤光膜基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及屏幕显示技术领域，尤其涉及一种彩色滤光膜基板及其制备方法。
背景技术
在液晶显示器的黄光制程中常用的掩模板有：仅含0和100%穿透率的全色调掩膜板（Full Tone Mask，FTM）；利用高精密度小临界尺寸（Critical Dimension，CD）线条图案相间周期性排列，使区域穿透率整体均匀下降的灰阶掩膜板（Gray Tone Mask，GTM）；也有通过特殊工艺制程，在特定区域形成半透膜，形成0-100%之间的所需穿透率的半色调掩膜板（Half Tone Mask，HTM）。BPS 1Tone技术是指利用FTM对含黑色染料的有机感光树脂图形化，单道制程形成光阻间隔物（PS）以及黑色矩阵（BM）。由于薄膜涂布厚度大，没有中间透过率区域时，遮光区域的BM高度过大，是制造风险点。
对于色阻CF连续交叠或有机薄膜PFA等流平的情况，因为FTM没有半穿透区，仅有成膜和不成膜的区别，在涂布厚BPS薄膜时，容易形成BM挡墙。因此可以将色阻显影挖开成分离的岛状图案（Island），利用地形凹坑，降低BPS在该区域的整体高度。但挖开色阻的如数据线区域，仍需要遮盖BM以遮光，此时需要控制BM的宽度CD：太窄会导致漏光，太宽则会产生交叠牛角凸起，使得局部区域地势更加崎岖；而为了避免漏光，抵消机台的偏离误差，一般选择较大的宽度设计，从而牛角凸起难以避免，严重时会引入风险。
还有的方法将具有不同光敏特性的复合薄膜，经曝光显影所形成的具有小侧倾角图形用于进一步降低BM高度，但该制程方法可控性低，时间成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种彩色滤光膜基板及其制备方法，以改善两层有机薄膜交叠时的牛角问题，提高液晶显示产品品质。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种彩色滤光膜基板，包括：
基板以及形成在所述基板上的多个色阻薄膜和黑色矩阵；
至少一个色阻薄膜与黑色矩阵形成部分交叠结构，位于所述部分交叠结构处的所述色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线。
其中，所述内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑。
其中，所述色阻四周均与黑色矩阵形成部分交叠结构，所述凹坑为围绕所述色阻薄膜的环状凹坑。
其中，相邻两色阻薄膜形成第二部分交叠结构，位于所述第二部分交叠结构处的色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线。
其中，在所述基板上形成有相互分离并具有不同颜色的第一色阻薄膜和第二色阻薄膜，在所述第一色阻薄膜和所述第二色阻薄膜之间设置有需遮光部，在所述需遮光部之上设置有绝缘层，所述黑色矩阵形成在所述第一色阻薄膜、所述第二色阻薄膜和所述绝缘层之上，并分别与所述第一色阻薄膜、所述第二色阻薄膜形成部分交叠结构，位于所述部分交叠结构处的所述第一色阻薄膜和所述第二色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线。
其中，所述需遮光部是数据线或扫描线上的金属。
本发明还提供一种彩色滤光膜基板的制作方法，包括：
提供一基板；
在所述基板上形成色阻薄膜；
提供狭缝掩膜板或半色调掩膜板，对至少一个色阻薄膜进行曝光、显影，使蚀刻后的所述色阻薄膜的侧面轮廓形成为内凹曲线；
在所述基板上形成黑色矩阵，所述黑色矩阵部分交叠于侧面轮廓形成为内凹曲线的色阻薄膜之上。
其中，所述狭缝掩膜板包括不透光区、透光区和位于不透光区与透光区之间的第一半透光区，所述不透光区完全不透光，所述透光区100%透光，所述第一半透光区的透光率居于二者之间，采用所述狭缝掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述第一半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
其中，所述第一半透光区的中间区域的遮光条宽度占比大于透光条宽度占比，采用所述狭缝掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光，使所述色阻薄膜的侧面轮廓朝下凹陷形成凹坑。
其中，所述半色调掩膜板包括第二半透光区，其透光率小于50%，采用所述半色调掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述第二半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
本发明实施例的有益效果在于：通过控制感光树脂在曝光时所受能量大小差异，将色阻薄膜顶部的倾角降低，侧面轮廓为向内凹陷的曲线，并进一步使内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑，内凹曲线位置对应于制程中易发生牛角凸起的位置，可以有效改善LCD中厚度较大的有机薄膜互相交叠时的牛角凸起情况；并且可以使用一般的FTM掩模板，制造成本大幅降低，工艺可控性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一一种彩色滤光膜基板的侧视结构示意图。
图2是本发明实施例中色阻薄膜的另一结构示意图。
图3是本发明实施例中采用狭缝掩膜板形成色阻薄膜侧面轮廓的示意图。
图4是本发明实施例中采用半色调掩膜板形成色阻薄膜侧面轮廓的示意图。
图5是本发明实施例一一种彩色滤光膜基板的另一侧视结构示意图。
图6是本发明实施例二一种彩色滤光膜基板的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种彩色滤光膜基板，包括：
基板1以及形成在所述基板1上的多个色阻薄膜2和黑色矩阵3；
至少一个色阻薄膜2与黑色矩阵3形成部分交叠结构，位于所述部分交叠结构处的所述色阻薄膜2的侧面轮廓为内凹曲线21。
本发明实施例通过控制感光树脂在曝光时所受能量大小差异，将色阻薄膜顶部的倾角（Taper角）降低，侧面轮廓为向内凹陷的曲线，并进一步使内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑，内凹曲线位置对应于制程中易发生牛角凸起的位置，可以有效改善LCD中厚度较大的有机薄膜互相交叠时的牛角凸起情况。
从图1可以看出，色阻薄膜2的剖面倾角已被降低，色阻薄膜2的厚度呈由高至低的渐变，且变化坡度较缓，色阻薄膜2顶部的CD loss变化可以由膜层交叠抵消掉，最大限度降低对原有设计的影响。
进一步地，如图2所示，内凹曲线21中部朝下凹陷形成凹坑22。
如果色阻薄膜2四周需要与黑色矩阵3部分交叠，则凹坑22将形成为围绕该色阻薄膜2的环状凹坑。
本发明实施例适用于改善两种有机薄膜互相交叠时的牛角凸起问题，因此两种有机薄膜不仅限于前述色阻薄膜与黑色矩阵，还包括相邻两个色阻薄膜。具体地，相邻两色阻薄膜形成第二部分交叠结构，位于第二部分交叠结构处的色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线。进一步地，内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑。
需要说明的是，本实施例中的“内凹曲线”是指向色阻薄膜2内弯曲的曲线，如图3所示的内凹曲线21；在某些实施例中，内凹曲线还可以是中部朝下（即朝基板1方向）凹陷形成有凹坑22的曲线，如图2所示的内凹曲线21。
再请参照图3所示，本实施例的色阻薄膜2在制作过程中使用具有多个透光率的掩膜板对其进行曝光、显影，蚀刻后使其侧面轮廓形成内凹曲线。具体地，首先在基板1上涂布形成色阻薄膜2，再提供一具有多个透光率的掩膜板4，该掩膜板4包括透光率不同的三类区域，以控制不同位置的曝光量：不透光区40、透光区42和位于不透光区40与透光区42之间的半透光区41，不透光区40完全不透光，透光区42则是100%透光，半透光区41的透光率居于二者之间。在对色阻薄膜2进行曝光时，半透光区41对应的色阻薄膜2发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
作为一种示例，本实施例中，掩膜板4可以是狭缝掩膜板（Slit Mask），即半透光区41被设计为透光条与遮光条相间排列，从总体上降低第一半透光区41的透光量。对于图1所示的内凹曲线21，将第一半透光区41的透光条与遮光条设计为相等宽度，以使色阻薄膜2的厚度呈由高至低的渐变，且变化坡度较缓。对于图2所示的内凹曲线21中部朝下凹陷形成凹坑22，则在第一半透光区41的透光条与遮光条相间排列设计中，中间区域遮光条宽度占比大于透光条宽度占比，以使第一半透光区41的中间区域（对应凹坑22处）的透光量相对最小，成膜高度最低，形成凹坑22。
本实施例中，掩模板4的具体设计在最小线宽CD较大时，可在通常的FTM掩模板上设计透光条与遮光条相间排列，制作难度小，不增加制造成本，透光条与遮光条的宽度可以相同也可以不同，其最小线宽CD满足FTM的设计要求即可。
作为一种示例，本实施例中，掩膜板4还可以是半色调掩膜板（Half Tone Mask），请参照图4所示，掩膜板4包括第二半透光区43，其透光率小于50%。采用该掩膜板对色阻薄膜2进行曝光、显影时，对应第二半透光区43的色阻薄膜2发生部分反应，厚度呈由高至低的渐变，通过蚀刻形成呈内凹曲线21的侧面轮廓。对于图2所示的内凹曲线21中部朝下凹陷形成凹坑22，则可减小第二半透光区43的透光率，以使第二半透光区43的透光量减小，成膜高度降低，形成凹坑22。
再请参照图5所示，为本发明实施例一一种彩色滤光膜基板的另一侧视结构示意图。在基板1上形成相互分离、具有不同颜色的第一色阻薄膜23和第二色阻薄膜24，在第一色阻薄膜23和第二色阻薄膜24之间为需遮光部5，根据实际应用，该需遮光部5可以是数据线或扫描线上的金属，在需遮光部5之上设置绝缘层6，黑色矩阵 3 形成在第一色阻薄膜23、第二色阻薄膜24和绝缘层6之上，并分别与第一色阻薄膜23、第二色阻薄膜24形成部分交叠结构，位于该部分交叠结构处的第一色阻薄膜23、第二色阻薄膜24的侧面轮廓为内凹曲线21。相对于现有方案将第一色阻薄膜23和第二色阻薄膜24形成在需遮光部5上，上述结构一方面可以整体降低色阻薄膜和黑色矩阵的高度，另一方面还可以解决色阻薄膜与黑色矩阵交叠时产生的牛角凸起问题。
请再参照图6所示，相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种彩色滤光膜基板的制作方法，包括：
提供一基板；
在所述基板上形成色阻薄膜；
提供狭缝掩膜板或半色调掩膜板，对至少一个色阻薄膜进行曝光、显影，使蚀刻后的所述色阻薄膜的侧面轮廓形成为内凹曲线；
在所述基板上形成黑色矩阵，所述黑色矩阵部分交叠于侧面轮廓形成为内凹曲线的色阻薄膜之上。
由于色阻薄膜的侧面轮廓为内凹曲线，当黑色矩阵部分交叠于其上时，现有会发生的牛角凸起将被内凹曲线抵消，使得交叠处的牛角高度降低。
进一步地，所述狭缝掩膜板包括不透光区、透光区和位于不透光区与透光区之间的第一半透光区，所述不透光区完全不透光，所述透光区100%透光，所述第一半透光区的透光率居于二者之间，采用所述掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
进一步地，所述半透光区的中间区域的遮光条宽度占比大于透光条宽度占比，采用所述狭缝掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光，使所述色阻薄膜的侧面轮廓朝下凹陷形成凹坑。
进一步地，所述半色调掩膜板包括第二半透光区，其透光率小于50%，采用所述半色调掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述第二半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：
通过控制感光树脂在曝光时所受能量大小差异，将色阻薄膜顶部的倾角降低，侧面轮廓为向内凹陷的曲线，并进一步使内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑，内凹曲线位置对应于制程中易发生牛角凸起的位置，可以有效改善LCD中厚度较大的有机薄膜互相交叠时的牛角凸起情况；并且可以使用一般的FTM掩模板，制造成本大幅降低，工艺可控性高。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种彩色滤光膜基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供一基板；
在所述基板上形成色阻薄膜；
提供狭缝掩膜板或半色调掩膜板，对至少一个色阻薄膜进行曝光、显影，使蚀刻后的所述色阻薄膜的侧面轮廓形成为内凹曲线；
在所述基板上形成黑色矩阵，所述黑色矩阵部分交叠于侧面轮廓形成为内凹曲线的色阻薄膜之上；其中，所述色阻四周均与黑色矩阵形成部分交叠结构，所述内凹曲线中部朝下凹陷形成凹坑，所述凹坑为围绕所述色阻薄膜的环状凹坑；所述黑色矩阵的高度高于所述色阻薄膜的高度。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述狭缝掩膜板包括不透光区、透光区和位于不透光区与透光区之间的第一半透光区，所述不透光区完全不透光，所述透光区100％透光，所述第一半透光区的透光率居于二者之间，采用所述狭缝掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述第一半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述第一半透光区的中间区域的遮光条宽度占比大于透光条宽度占比，采用所述掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光，使所述色阻薄膜的侧面轮廓朝下凹陷形成凹坑。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述半色调掩膜板包括第二半透光区，其透光率小于50％，采用所述半色调掩膜板对所述色阻薄膜进行曝光时，所述第二半透光区对应的色阻薄膜发生部分反应，通过蚀刻形成呈内凹曲线的侧面轮廓。
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