CN112859511B - 掩膜版及滤光片 - Google Patents
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Abstract
一种掩膜版及滤光片，其中，所述掩膜版包括：基板；吸收层，位于所述基板上；多个多边形开口，位于所述吸收层内且暴露出所述基板，所述多边形开口具有多个角部，相邻所述多边形开口的其中一个所述角部相对设置。利用本发明实施例提供的掩膜版形成的滤光片上的间隔柱，可以降低相邻间隔柱之间的相连高度，提高间隔柱尺寸的测量准确性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置领域，特别是涉及一种掩膜版及滤光片。
背景技术
随着科技的进步和发展，液晶显示器得到了广泛的应用，其中，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)由于具有低的功耗、优异的画面以及较高的生产良率等性能，目前逐渐占据了显示领域。现有的液晶显示器一般包括：TFT阵列基板、滤光片、位于TFT阵列基板和滤光片之间的液晶层。其中，滤光片上形成有遮光层和滤光层。为了使液晶中的液晶可以很好的固定在一定的空间内，避免液晶的流动造成显示不均匀的问题，在TFT阵列基板和滤光片之间形成多个间隔柱(Photo Spacer，简称PS)。
现有技术中采用光阻制作间隔柱，并且为了避免由于液晶显示器高温造成各个间隔柱延伸变形的不均匀，现有技术中采用在滤光片上制作有段差的主间隔柱和副间隔柱。所谓主间隔柱和副间隔柱之间具有段差是指：副间隔柱的上表面低于主间隔柱的上表面。
现有技术中制作具有段差的主间隔柱和副间隔柱的常用方法包括半色调掩膜法(Half-tone Mask，简称HTM)。然而，随着液晶显示器技术的发展，间隔柱之间的距离要求越来越小，在使用半色调掩膜法形成间隔柱时，容易导致相邻的两颗间隔柱下底甚至上底有部分相连，当相邻的间隔柱之间的相连高度过高时，会直接影响间隔柱的柱高和上下底的尺寸得不到准确的测量值，从而给间隔柱的特性管控带来不利影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种掩膜版及滤光片，可以降低所形成的相邻间隔柱之间的相连高度，有利于提高间隔柱测量的准确性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种掩膜版，包括：基板；吸收层，位于所述基板上；多个多边形开口，位于所述吸收层内且暴露出所述基板，所述多边形开口具有多个角部，相邻所述多边形开口的其中一个所述角部相对设置。
可选的，相对设置的所述角部之间部分重叠，重叠的所述角部的顶点之间的距离小于等于所述多边形开口尺寸的14％。
可选的，相对设置的所述角部之间具有间隔。
可选的，所述多边形开口的形状为正多边形。
可选的，所述多边形开口的尺寸为所述为所述正多边形的中心至所述正多边形任意一条边的垂直距离。
可选的，相邻所述多边形开口的中心之间的距离为20～80微米。
可选的，还包括：半透膜层，所述半透膜层位于所述多边形开口上。
可选的，所述半透膜层的材质包括铬或铬的化合物。
可选的，所述基板的材质包括石英玻璃或氟化钙。
可选的，所述吸收层的材质为铬，或所述吸收层的材质为由硅化钼、硅酸锆及氮化硅构成的无机材料。
本发明还提供一种滤光片，其特征在于，包括：基板；黑色矩阵，位于所述基板上，所述黑色矩阵中具有露出所述基板表面的多个开口区域；色素层，位于所述多个开口区域内；间隔柱，利用如权利要求1至10任一项所述掩膜版制作形成，位于相邻所述色素层之间的所述黑色矩阵上，且相邻所述间隔柱的相连高度小于等于40％。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在形成距离较近的间隔柱时，将相邻的多边形开口的角部相对设置，利用负性光阻形成间隔柱时，负性光阻上与多边形开口的角部对应的区域收到的曝光量小，多边形开口的角部在负性光阻上的曝光不充分，负性光阻上曝光不充分的地方后续会被显影液中和，即相邻的多边形开口相对设置的角部在负性光阻上对应的区域会被去除一部分，从而降低形成的相邻间隔柱之间的相连高度，可以提高间隔柱数据测量的准确性。
附图说明
图1是本发明第一实施中掩膜版的剖面结构示意图；
图2是本发明第一实施例中掩膜版的俯视图；
图3至图5是本发明第一实施例中多边形开口的示意图；
图6是本发明第二实施例中掩膜版的俯视图；
图7至图8是本发明第二实施例中掩膜版开口的示意图；
图9为本发明一实施例中滤光片的结构示意图；
图10为相连的两颗间隔柱的剖视图。
具体实施方式
由背景技术可知，随着液晶显示器技术的发展，间隔柱之间的距离也越来越小。在液晶显示器中，每间隔几个副间隔柱会设置一个主间隔柱，因此副间隔柱的密集度大于主间隔柱，相邻的副间隔柱之间容易出现相连高度较高的问题。间隔柱的柱高或底部尺寸通常依靠图像的明暗对比或者三维影像的获取来测量，当相邻的两颗副间隔柱的相连高度过高时，就会造成图像获取的不准确性，从而导致间隔柱测量数据的不准确。
相连高度指相邻的间隔柱相接的点至间隔柱底部的垂直距离占间隔柱高度的百分比，一般而言，当相连高度大于等于80％时，图像获取时会认为相连的两颗间隔柱为一颗间隔柱；当相连高度大于40％且小于80％时，图像获取时会不稳定，时而认为是一颗间隔柱，时而认为是两颗间隔柱；当相连高度小于等于40％时，图像获取会稳定地抓取两颗间隔柱，因此相邻的间隔柱的相连程度不能过高，否则会导致间隔柱高度、尺寸等数据测量的不准确。
现有技术中会采用扩大用于形成间隔柱的掩膜版开口之间的距离，来使形成的间隔柱不相连或相连高度较低，然而，在需要形成的间隔柱中心间距较小，同时形成的间隔柱尺寸较大的时候，掩膜版开口之间的距离无法扩大到满足相邻的间隔柱相连高度较低的宽度，如果要增加掩膜版开口之间的距离，势必会增加间隔柱的中心间距，或者缩小间隔柱的尺寸，无法满足工艺要求。
为了解决上述问题，发明人经过研究，提供一种掩膜版，所述掩膜版具有多个多边形开口，所述多边形开口具有多个角部，相邻所述多边形开口的其中一个所述角部相对设置。利用所述多边形开口的所述角部在负性光阻上的曝光不充分，后续曝光不充分的区域会被显影液中和去除，相邻的多边形开口的角部相对设置，后续形成的相邻的间隔柱相互靠近的区域会被部分去除，在形成中心间距较小的相邻的间隔柱时，可以在满足间隔柱尺寸的条件下，降低相邻间隔柱之间的相连高度，从而提高间隔柱数据测量的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
图1是本发明第一实施中掩膜版的剖面结构示意图，图2是本发明第一实施例中掩膜版的俯视图。
结合参考图1和图2，所述掩膜版1包括：基板10；吸收层20，所述吸收层20位于所述基板10上；多个多边形开口30，位于所述吸收层20内且暴露出所述基板10，所述多边形开口30具有多个角部31，相邻所述多边形开口30的其中一个所述角部31相对设置。
本实施例中，所述基板10的材质为透光的石英玻璃；其他实施例中，所述基板10的材料也可以是氟化钙或者其他合适的材料。
本实施例中，所述吸收层20的材质为铬；铬作为吸收层材料，对光线完全不透明，并且铬的沉积和刻蚀相对比较容易，在所述基板10上容易形成铬材质的吸收层。
其他实施例中，所述吸收层20还可以是由硅化钼、硅酸锆及氮化硅构成的无机层，或由铬和氧化铁构成的金属层，所述吸收层20还可以包括抗反射涂层及/或其他层。
本实施例中，所述吸收层20和所述基板10之间还具有一层粘附层(图未示)，所述粘附层的材料为铬的氧化物或铬的氮化物，用于增加所述吸收层20和所述基板10之间的粘附性。
本实施例中，所述多边形开口30使得光线可以从开口中穿过而不被所述吸收层20吸收，穿过所述多边形开口30的光线曝光到所述负性光阻上，形成与所述多边形开口30对应的图形。
参考图2，本实施例中，所述多个多边形开口30沿两个垂直的方向排列成阵列。
本实施例中，多个所述多边形开口30沿横向(X方向)和纵向(Y方向)呈矩阵式排列。
其他实施例中，所述多个多边形开口也可以不排列成阵列，本发明对多边形开口的排列方式不作限定。
本实施例中，相邻所述多边形开口30的其中一个角部31相对设置是指，相邻的两个角部31顶点之间的连线A1A2平行于所述多边形开口30中心之间的连线B1B2，且相邻所述多边形开口30的边不互相平行。这样设置可以保证相邻的两个多边形开口之间距离最近的地方为相对的角部，距离最接近的地方为曝光不充分的角部，与所述角部区域对应的负性光阻层被去除后，相邻的间隔柱之间距离会增大或者相连高度会降低。
本实施例中，A1A2和B1B2位于同一直线上。
本实施例中，所述掩膜版1用于形成间隔柱之间间距较小的滤光片，所述多边形开口30的位置对应滤光片上间隔柱的位置。相邻所述多边形开口的中心之间的距离为20～80微米。
在利用掩膜版1对负性光阻层进行曝光时，所述角部31的区域在负性光阻层的曝光不充分，曝光不充分的负性光阻会被显影液中和去除，因此形成间隔柱时，负性光阻层上相邻的间隔柱之间角部相对的区域会有部分被去除，从而降低了相邻的间隔柱之间的相连高度。
所述掩膜版1还包括：半透膜层(图未示)，所述半透膜层位于所述多边形开口30上。所述半透膜层有透过率的差异，通过使用不同透过率的半透膜，使光线穿过所述多边形开口30到达负性光阻层的曝光量不同，可以形成不同高度的间隔柱，即可以形成有段差的主间隔柱和副间隔柱。
本实施例中，所述半透膜层的材料为铬的化合物；其他实施例中，所述半透膜层的材料还可以是铬。
图3至图5是图1中所示多边形开口的示意图。
参考图3，本实施例中，相对设置的所述角部31之间部分重叠，重叠的所述角部31的顶点之间的距离小于等于所述多边形开口30尺寸的14％。即图3中所示d0小于等于d1的14％。
如果重叠的所述角部31的顶点之间的距离大于所述多边形开口30尺寸的7％，说明相邻的所述多边形开口30之间重叠部分太多，会造成曝光后得到的相邻的间隔柱之间的相连高度仍然太高，无法满足要求。
参考图3至图5，本实施例中，所述多边形开口30的形状为正多边形。
当在掩膜版上的开口形状为正多边形时，最终在滤光片上曝光得到的间隔柱的形状会比较接近圆柱形，所述多边形开口30的形状可以是正方形、正五边形、正八边形、正十二边形等。
其他实施例中，所述多边形开口30的形状也可以不是正多边形，例如长方形等其他形状。
本实施例中，所述多边形开口30的尺寸为所述正多边形的中心至所述正多边形任意一条边的垂直距离。如图3中所示d1，图4中所示d2，以及图5中所示d3。
其他实施例中，参考图4，相对设置的所述角部31之间具有间隔。
具体而言，所述角部31之间重叠或具有间隔可以根据所要形成的相邻间隔柱的中心间距或间隔柱的规格或需要的相连高度来决定。例如，当所要形成的间隔柱的规格确定，然而相邻的间隔柱的中心间距要求较小时，所述多边形开口30之间具有间隙无法满足相邻间隔柱的中心间距要求，则可以使相邻所述多边形开口的角部重叠一部分，以同时满足间隔柱的间距要求和规格要求，并且使相邻的间隔柱之间的相连高度较低。
本发明实施例提供的掩膜版，将相邻所述多边形开口的角部相对设置，利用角部区域曝光不充分，在负性光阻层上与角部区域相对应的部分会被去除的特性，降低了形成的相邻间隔柱之间的相连高度。
第二实施例
图6是本发明第二实施例中掩膜版的俯视图，图7至图8是本发明第二实施例中掩膜版开口的示意图。
本实施例中，参考图6，所述掩膜版100包括：基板(图未示)；吸收层200，位于所述基板上；多个掩膜版开口300，位于所述吸收层内且暴露出所述基板，相邻所述掩膜版开口300之间具有间隔400，且所述间隔400的宽度大于等于所述掩膜版开口300尺寸的14％。
如果所述间隔400的宽度小于所述掩膜版开口300尺寸的14％，则相邻的所述掩膜版开口300之间距离过近，会导致最后曝光形成的间隔柱的相连高度过高，影响间隔柱尺寸的测量。
本实施例中，所述基板和所述吸收层200的材质和第一实施例相同，在此不再赘述。
参考图7至图8，所述掩膜版开口300的形状包括圆形或多边形。
参考图7，当所述掩膜版开口300的形状为圆形时，相邻所述掩膜版开口300之间的间隔400的宽度为垂直于圆心连线O1O2且距离最近的两个圆形切线之间的距离d4，所述掩膜版开口300的尺寸为圆形的半径。
参考图8，当所述掩膜版开口300的形状为多边形时，所述掩膜版开口300具有多条边310，相邻所述掩膜版开口300的其中一条边相互平行设置。
当所述掩膜版开口300的形状为正多边形时，包括正方形、正五边形、正六边形等，相邻所述掩膜版开口300之间的间隔宽度为相互平行的两条边之间的距离d6，所述掩膜版开口300的尺寸为所述正多边形的中心至所述正多边形任意一条边的垂直距离d5。
当然，本发明所述掩膜版开口的形状不限于上述提及的形状，还可以是椭圆形、长方形等形状。
本实施例中，通过增加相邻所述掩膜版开口之间的距离，可以避免曝光形成的相邻的间隔柱之间的相连高度过高，提高了间隔柱尺寸测量的准确性。
相应的，本发明实施例还提供一种滤光片，图9为本发明一实施例中滤光片的结构示意图，图10为相连的两颗间隔柱的剖视图。
参考图9，所述滤光片包括：基板110；黑色矩阵120，位于所述基板110上，所述黑色矩阵120中具有露出所述基板110表面的多个开口区域；色素层130，位于所述多个开口区域内；间隔柱140，利用上述掩膜版制作形成，位于相邻所述色素层130之间的所述黑色矩阵120上，且相邻所述间隔柱140的相连高度小于等于40％。
参考图10，相连高度小于等于40％指，相连的两颗间隔柱相接的点至间隔柱底部的垂直距离h，占间隔柱高度H的百分比小于等于40％，即相连高度为h/H×100％。
当采用第一实施例中的所述掩膜版1制作形成所述间隔柱140时，当相对设置的所述角部的顶点之间的距离等于所述多边形开口尺寸的14％时，形成的所述间隔柱的相连高度为40％；当相对设置的所述角部的顶点之间的距离小于所述多边形开口尺寸的14％时；形成的所述间隔柱的相连高度小于40％。
当采用第二实施例中的所述掩膜版100制作形成所述间隔柱140时，当所述间隔400的宽度等于所述掩膜版开口300尺寸的14％时，形成的所述间隔柱的相连高度为40％；当所述间隔400的宽度大于所述掩膜版开口300尺寸的14％时，形成的所述间隔柱的相连高度小于40％。
本发明实施例提供的滤光片，相邻间隔柱的相连高度小于等于40％，能保证测量所述间隔柱尺寸、高度时图像获取的稳定性，从而保证数据的准确性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (9)
1.一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版用于对负性光阻曝光，包括：
基板；
吸收层，位于所述基板上；
多个多边形开口，位于所述吸收层内且暴露出所述基板，所述多边形开口具有多个角部，相邻所述多边形开口的其中一个所述角部相对设置，相对设置的所述角部之间部分重叠，重叠的所述角部的顶点之间的距离小于等于所述多边形开口尺寸的14％。
2.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述多边形开口的形状为正多边形。
3.如权利要求2所述的掩膜版，其特征在于，所述多边形开口的尺寸为所述正多边形的中心至所述正多边形任意一条边的垂直距离。
4.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，相邻所述多边形开口的中心之间的距离为20～80微米。
5.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，还包括：半透膜层，所述半透膜层位于所述多边形开口上。
6.如权利要求5所述的掩膜版，其特征在于，所述半透膜层的材质包括铬或铬的化合物。
7.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述基板的材质包括石英玻璃或氟化钙。
8.如权利要求1所述掩膜版，其特征在于，所述吸收层的材质为铬，或所述吸收层的材质为由硅化钼、硅酸锆及氮化硅构成的无机材料。
9.一种滤光片，其特征在于，包括：
基板；
黑色矩阵，位于所述基板上，所述黑色矩阵中具有露出所述基板表面的多个开口区域；
色素层，位于所述多个开口区域内；
间隔柱，利用如权利要求1至8任一项所述掩膜版制作形成，位于相邻所述色素层之间的所述黑色矩阵上，且相邻所述间隔柱的相连高度小于等于40％。
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