CN109814328B - 虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法，属于显示技术领域。其中，所述虚拟掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上依次排布的子图形组成，相邻所述子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，所述第一方向为所述虚拟图形的延伸方向。通过本发明的技术方案，能够改善显示装置的Mura不良。

Description

虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法。

背景技术

随着显示技术的爆发式发展，TFT(薄膜晶体管)-LCD(液晶显示器)朝着高PPI(像素密度)的方向发展，这也增加了TFT-LCD制造工艺的复杂性，通过增加光刻工艺子流程，能够实现在减小像素尺寸提升产品的PPI的同时保证产品的良率，一道光刻工艺子流程使用一张掩膜板，由于光掩膜板制作原理和数字曝光机的扫描原理容易造成掩膜板相邻两次激光脉冲扫描位置处形成CD(关键尺寸)差异，造成无法将虚拟掩膜板的CD百分之百的呈现在掩膜板上，导致TFT-LCD在显示上呈现Mura(亮斑)不良。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法，能够改善显示装置的Mura不良。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种掩膜板，所述掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上周期性排布的子图形组成，相邻所述子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，所述第一方向为所述虚拟图形的延伸方向。

进一步地，所述虚拟图形包括至少一个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元包括依次排布的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分均包括n个子图形，所述第一部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近所述第二部分；所述第二部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近所述第一部分，k为小于n的正整数。

进一步地，n为4。

进一步地，所述虚拟图形包括至少一个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形、第二子图形、第三子图形和第四子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第二子图形与所述第三子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第三子图形与所述第四子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第一子图形在第一方向上的第一轴线与所述第三子图形在第一方向上的第三轴线重合，所述第二子图形在第一方向上的第二轴线与所述第四子图形在第一方向上的第四轴线分别位于所述第一轴线的两侧。

进一步地，所述虚拟图形包括至少一个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列。

进一步地，所述子图形呈矩形。

进一步地，每一子图形重复单元中，子图形之间错开的最大距离不超过20nm。

本发明实施例还提供了一种掩膜板的制作方法，包括：

利用如上所述的虚拟掩膜板对掩膜板本体进行激光扫描以完成掩膜板描绘。

本发明实施例还提供了一种掩膜板，采用如上所述的制作方法制作得到。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，虚拟掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上周期性排布的子图形组成，相邻子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，这样在进行掩膜板描绘或利用虚拟掩膜板进行曝光时，即使相邻两次激光脉冲扫描位置处关键尺寸存在差异，子图形之间的错开排列也能够避免出现周期性的关键尺寸变化，从而避免形成显示装置的横纹Mura。

附图说明

图1为现有技术在相邻两次激光脉冲扫描位置处存在关键尺寸差异的示意图；

图2为本发明实施例虚拟图形的示意图；

图3为现有技术相邻两次激光脉冲扫描位置处所形成图形存在关键尺寸差异的示意图；

图4为本发明实施例相邻两次激光脉冲扫描位置处所形成图形的示意图；

图5为现有技术相邻两次激光脉冲扫描位置处所形成图形存在关键尺寸差异的另一示意图；

图6为本发明实施例相邻两次激光脉冲扫描位置处所形成图形的另一示意图；

图7为本发明实施例虚拟图形的示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

TFT-LCD凭借其低重量、低功耗、高清晰、等诸多优点广泛应用于手机、电脑、电视等电子显示产品中。随着人们对显示要求的不断提高，液晶显示器的品质越来越受到人们的重视。TFT-LCD生产工艺繁多复杂，随着TFT-LCD向高PPI、轻薄化发展，TFT-LCD中难免出现一定数量的显示缺陷。

TFT制作的核心技术是光刻工艺，光刻工艺是决定产品品质的重要环节，一道光刻工艺子流程使用一张掩膜板，由清洗、成膜、涂布、曝光、显影、光刻胶剥离、刻蚀、检查等主要工艺构成。

Mura是TFT-LCD生产过程中产生的不良，对于画面品质有较大影响。Mura是一种明暗不均的现象。Mura不良是TFT-LCD生产过程中比较常见的现象，Mura产生的大部分原因是由于制作工艺过程中薄膜晶体管关键尺寸参数差异造成的电气性和光学性Mura。

TFT-LCD的分辨率提升，主要是通过将TFT器件的CD尺寸做的更小，像素间距更加致密，从而形成更小的像素点，实现产品分辨率的提升。这对TFT-LCD的灰度均一性的提升提出了更高要求，主要是将TFT器件内的CD尺寸做的更加均匀，保证各个像素点透光面积均一，TFT器件驱动电压和电路差异缩小，从而减小液晶对光通量差异造成的灰度色差，CD的不均一会造成局部电场、光偏差和通量与周围的差异，形成灰度差异。TFT器件内的CD尺寸由光刻工艺决定，即光刻工艺能否把掩膜板的CD尺寸均匀的制作在基板上，决定着灰度的均一性，决定Mura不良现象是否发生。

掩膜板是TFT-LCD光刻工艺中曝光的重要组件，传统光学光刻工艺中的掩膜板是将设计版图图形(即虚拟掩膜板)转变为实体的掩膜板，再通过紫外光照射到精密的实体的掩膜板上，透过掩膜图形缝隙的紫外光与光刻胶发生光反应，从而将掩膜板上的图形完整转移到基板上。由于在制作过程中存在一定的设备或工艺局限，实体的掩膜板上的掩膜图形不可能与虚拟掩膜板的虚拟图形完全一致，在TFT-LCD的制作过程中，实体掩膜板上的制造缺陷和误差也会伴随着光刻工艺引入到TFT-LCD制造工艺，所以实体掩膜板的品质将直接影响到TFT-LCD的良率和稳定性。图1为实体掩膜板制作过程中产生Mask横纹的过程，如图1所示，图中左侧为虚拟图形，右侧为与虚拟图形对应的掩膜图形，在进行掩膜板描绘时，沿掩膜板Y方向划分为多个扫描区域，一个扫描区域内，激光始终保持从左到右(X方向)进行扫描，完成后进行下一行扫描区域的扫描，逐行进行，直到掩膜板制作完成，相邻两个扫描区域会有一定的overlap(重叠)，来确保掩膜图形的形成；可以看出，掩膜板描绘时，overlap区域CD将产生周期性差异，TFT-LCD制作过程中利用实体掩膜板曝光后，在基板上相应位置发生横纹Mura。

数字光刻工艺中，不需要实体掩膜板，是通过数字曝光机将虚拟掩膜板上的虚拟图形转化为数字信息并结合机台运动的速度传递给DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜元件)，DMD由N*M个单元组成，每一单元包括一个镜片，且可以在一定程度控制镜片的转动角度，曝光位置传递给DMD对应单元的数据信息为“1”，不曝光位置传递给DMD对应单元的数据信息为“0”，激光投射到DMD上，DMD数据信息为“1”的镜片不转动，激光脉冲会落到基板上，数据信息为“0”的镜片会转动，激光脉冲不会落到基板上，随着载着基板的机台运动在基板上完成每一行扫描区域的激光扫描，完成一行扫描区域的扫描再进行下一行扫描区域的扫描，从而将虚拟掩膜板上的虚拟图形完整转移到基板上，完成对整个基板的曝光。由于DMD在调试过程中不能保证完全与机台平行，造成DMD左右对基板的焦距不同，在相邻两次扫描的交叠位置处CD存在周期性的偏移，无法将虚拟图形的CD百分之百的呈现在基板上，最终在基板上相应位置发生横纹Mura。

本发明的实施例提供一种虚拟掩膜板、掩膜板及其制作方法，能够改善显示装置的Mura不良。

本发明的实施例提供一种掩膜板，所述掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上依次排布的子图形组成，相邻所述子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，所述第一方向为所述虚拟图形的延伸方向。

由于发生横纹Mura的主要原因是CD存在周期性的偏移，因此，需要避免CD存在周期性的偏移。本实施例中，虚拟掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上周期性排布的子图形组成，相邻子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，这样在进行掩膜板描绘时，即使相邻两次激光脉冲扫描位置处关键尺寸存在差异，子图形之间的错开排列也能够避免出现周期性的关键尺寸变化，从而避免形成实体掩膜板的图形位移，进而避免显示装置的横纹Mura；在利用虚拟掩膜板进行曝光时，即使相邻两次激光脉冲扫描位置处关键尺寸存在差异，子图形之间的错开排列也能够避免出现周期性的关键尺寸变化，从而避免显示装置的横纹Mura。

一具体实施例中，所述虚拟图形可以包括至少一个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元包括依次排布的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分均包括n个子图形，所述第一部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近所述第二部分；所述第二部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近所述第一部分，k为小于n的正整数。

一具体示例中，如图2所示，其中虚线框代表现有虚拟图形，其中的实线部分代表本发明虚拟掩膜板的虚拟图形。现有虚拟图形的宽度为w微米，若以现有如图3中a所示的虚拟图形进行激光扫描，经过数字曝光机曝光显影后会形成如图3中b的结果，可以看出，在相邻两次扫描的交叠处将会出现周期性的CD的位移，最终在显示产品中呈现出横纹Mura的不良显示。

本示例中，如图2所示，将长度为L微米宽为w微米的虚拟图形分解为s个长度为a微米(L＝s*a)宽度为w微米的矩形(即上述子图形)，并将m个矩形组成一个长度为K微米的单元(L＝s*K/m)。该单元的排布方法是按照两个方向排布矩形，每个方向排布有m/2＝n个矩形，正方向排布的矩形中，与原虚拟图形边界的距离依次为b、2b、3b、.....m*b/2，本示例中一个方向的排布是有4个矩形，即n＝4，正方向排布的矩形中，与原虚拟图形边界的距离依次为0、b、2b、3b；负方向排布的矩形中，与原虚拟图形边界的距离依次为0、-b、-2b、-3b。

以本示例的虚拟图形进行激光扫描，经过数字曝光机曝光显影后会形成如图4的结果，由于是将原虚拟图形分成长度为a微米宽度为w微米的矩形交错排布，虽然相邻两次激光扫描交叠位置处会有宽度为H微米的位移，但交错排布的矩形会使得H微米的位移无法呈现出均匀规律的CD变化，这样通过交错式周期性排布的矩形可以解决由于数字曝光机硬件或掩膜板制造缺陷造成曝光显影后的均匀周期性的CD误差引起的横纹Mura。

其中，交错式排布的矩形中，距离最远的两个矩形之间的距离不超过20nm，即子图形之间错开的最大距离不超过20nm，因为子图形之间错开的距离过大会使得显示产品上膜层图形比如信号走线占据过大的空间，不利于显示产品的高透过率。

以对Mura最为敏感的ITO层为例，图5左侧为原虚拟图形，图5右侧为利用原虚拟图形进行激光扫描的结果，可以看出，在相邻两次激光扫描交叠位置处会有宽度为H微米的位移，并且该位移将是周期性的；图6左侧为本实施例的虚拟图形，图6右侧为利用本实施例虚拟图形进行激光扫描的结果，可以看出，利用本实施例虚拟图形进行激光扫描，不会体现出周期性的CD变化，从而无法形成横纹Mura。

进一步地，本发明的虚拟图形并不局限于采用如图2所示的设计，还可以采用其他结构，只要虚拟图形包括多个在自身延伸方向上周期性排布的子图形，且相邻子图形错开既定距离排列即可。

一具体实施例中，如图7所示，虚拟图形1包括至少一个子图形重复单元(虚线框内部分)，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形、第二子图形、第三子图形和第四子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第二子图形与所述第三子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第三子图形与所述第四子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第一子图形在第一方向上的第一轴线与所述第三子图形在第一方向上的第三轴线重合，所述第二子图形在第一方向上的第二轴线与所述第四子图形在第一方向上的第四轴线分别位于所述第一轴线的两侧。

其中，第一子图形和第三子图形可以仍在原虚拟图形所在区域内。

另一具体实施例中，所述虚拟图形包括至少一个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列。

具体地，如图7所示，虚拟图形2可以包括至少一个子图形重复单元(虚线框内部分)，每一子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，第一子图形与第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，第一子图形可以仍在原虚拟图形所在区域内，第二子图形靠上的部分超出原虚拟图形所在区域。

具体地，如图7所示，虚拟图形3可以包括至少一个子图形重复单元(虚线框内部分)，每一子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，第一子图形与第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，第一子图形可以仍在原虚拟图形所在区域内，第二子图形靠下的部分超出原虚拟图形所在区域。

具体地，如图7所示，虚拟图形4可以包括至少一个子图形重复单元(虚线框内部分)，每一子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，第一子图形与第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，第一子图形靠上的部分超出原虚拟图形所在区域内，第二子图形靠下的部分超出原虚拟图形所在区域。

本发明实施例还提供了一种掩膜板的制作方法，包括：

利用如上所述的虚拟掩膜板对掩膜板本体进行激光扫描以完成掩膜板描绘。

通过该方式可以制备得到实体的掩膜板，在利用该实体掩膜板进行曝光时，可以避免出现周期性的关键尺寸变化，从而避免形成显示装置的横纹Mura。

本发明实施例还提供了一种掩膜板，采用如上所述的制作方法制作得到。在利用该实体掩膜板进行曝光时，可以避免出现周期性的关键尺寸变化，从而避免形成显示装置的横纹Mura。

需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种虚拟掩膜板，其特征在于，所述虚拟掩膜板的虚拟图形由多个在第一方向上周期性排布的子图形组成，相邻所述子图形在垂直于第一方向的第二方向上错开既定距离排列，所述第一方向为所述虚拟图形的延伸方向；

所述虚拟图形包括至少两个子图形重复单元，每一所述子图形重复单元包括依次排布的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分均包括n个子图形，所述第一部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近所述第二部分；所述第二部分中，第k+1个子图形相比第k个子图形靠近在第一方向上相邻的子图形重复单元的第一部分，k为小于n的正整数。

2.根据权利要求1所述的虚拟掩膜板，其特征在于，n为4。

3.根据权利要求1所述的虚拟掩膜板，其特征在于，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形、第二子图形、第三子图形和第四子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第二子图形与所述第三子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第三子图形与所述第四子图形在第二方向上错开既定距离排列，所述第一子图形在第一方向上的第一轴线与所述第三子图形在第一方向上的第三轴线重合，所述第二子图形在第一方向上的第二轴线与所述第四子图形在第一方向上的第四轴线分别位于所述第一轴线的两侧。

4.根据权利要求1所述的虚拟掩膜板，其特征在于，每一所述子图形重复单元依次包括第一子图形和第二子图形，所述第一子图形与所述第二子图形在第二方向上错开既定距离排列。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的虚拟掩膜板，其特征在于，所述子图形呈矩形。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的虚拟掩膜板，其特征在于，每一子图形重复单元中，子图形之间错开的最大距离不超过20nm。

7.一种掩膜板的制作方法，其特征在于，包括：

利用如权利要求1-6中任一项所述的虚拟掩膜板对掩膜板本体进行激光扫描以完成掩膜板描绘。

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