CN202372754U - 一种曝光机及曝光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种曝光机及曝光系统，用以降低曝光工艺的实现成本。所述曝光机包括：曝光本体，该曝光机还包括位于所述曝光本体上的四个挡板、活动部件和控制部件；其中，所述各挡板通过活动部件与所述曝光本体相连；所述控制部件按照预设的移动参数，控制所述活动部件带动所述挡板移动。

Description

一种曝光机及曝光系统

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种曝光机及曝光系统。

背景技术

在液晶显示技术领域，光刻工艺过程中需要使用带有图形的掩模板对待曝光的基板进行曝光，成膜后的基板经曝光、刻蚀等工艺，形成具有一定图案的器件或者紫外掩模玻璃板(UV Mask Glass)。

现有曝光机只能利用位于待曝光基板上方的掩模板(Mask)得到一定的图案。一种型号的待曝光基板对应一种型号的掩模板。对于不同型号的待曝光基板，现有技术需要购买与待曝光基板相对应的不同型号的掩模板。尤其是阵列基板和彩膜基板在对盒工艺过程中用到的用于遮掩面板有效区域(Active Area)的基板，该基板为紫外掩模玻璃板。通过曝光机上的掩模板对沉积有某种金属的玻璃基板进行曝光、经刻蚀等工艺得到具有一定图案的紫外掩模玻璃板。

由于液晶显示器件新产品的不断开发，不同产品的面板需要不同型号的紫外掩模玻璃板来满足面板在对盒工艺过程中有效区域不受紫外照射的影响，即需要不同的曝光机掩模板来获得不同型号的紫外掩模玻璃板。不同型号的产品是指整体尺寸上存在差异的产品。对于第五代(G5)液晶显示面板而言，生产紫外掩模玻璃板用的每一张掩模板的费用约为10万元，对于第八代(G8)液晶显示面板而言，一张掩模板的费用约为300万元。

现有曝光机只能通过购买各种型号的掩模板，得到待曝光基板上不同大小的图案。而购买掩模板的费用较高，不利于节约曝光工艺的实现成本。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种曝光机及曝光系统，用以降低曝光工艺的实现成本。

本实用新型实施例提供的一种曝光机，包括：曝光本体，该曝光机还包括位于所述曝光本体上的四个挡板、活动部件和控制部件；其中，

所述各挡板通过活动部件与所述曝光本体相连；

所述控制部件按照预设的移动参数，控制所述活动部件带动所述挡板移动。

本实用新型实施例提供的一种曝光系统，包括上述曝光机和待曝光基板，所述待曝光基板上的光刻胶为负性光刻胶或正性光刻胶。

本实用新型实施例提供的一种曝光机，包括曝光本体与控制部件，该曝光机还包括位于所述曝光本体上的四个挡板；其中，所述每个挡板通过一个活动部件与所述曝光本体相连；所述控制部件用于控制所述活动部件带动所述挡板按照预设参数移动。本实用新型实施例通过所述控制部件控制所述活动部件带动所述挡板按照预设参数移动，使得基板上的一部分区域被曝光，另一部分区域被挡板遮挡。实现通过曝光机上的挡板形成待曝光基板上需要形成的任意大小的图案，并通过多次曝光形成基板上的完整图案。无需购买各种型号的掩模板，就可以得到不同待曝光基板上的不同图案，降低了曝光工艺的实现成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的带有四个挡板的曝光机俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的挡板围成的区域示意图；

图3为本实用新型实施例提供的具有导轨的曝光机俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的曝光系统结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的紫外掩模玻璃板的图案示意图；

图6为本实用新型实施例提供的经一次曝光后得到的紫外掩模玻璃板的图案示意图；

图7为本实用新型实施例提供的经两次曝光后得到的紫外掩模玻璃板的图案示意图；

图8为本实用新型实施例提供的挡板挡出的图案示意图；

图9为本实用新型实施例提供的挡板挡出的另一图案示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种曝光机及曝光系统，用以降低曝光工艺的实现成本。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种曝光机，包括：曝光本体1，该曝光机还包括：位于曝光本体1上的四个挡板，四个活动部件，控制部件2；四个挡板分别为挡板31、挡板32、挡板33和挡板34，四个活动部件分别为活动部件41、活动部件42、活动部件43和活动部件44；其中，各挡板分别通过活动部件与曝光本体1相连，如图1中所示，挡板31和活动部件41相连，挡板32和活动部件42相连，挡板33和活动部件43相连，挡板34和活动部件44相连；控制部件按照预设的移动参数，控制各活动部件带动各挡板移动，形成一个如图2所示的由四个挡板的侧边围成的预设边长的矩形区域80(图2中阴影部分)。

所述预设的移动参数，可以是在进行曝光工艺之前就已经记录在所述控制部件或者专门的存储器中；还可以是在进行曝光工艺的过程中，由技术人员根据曝光效果调整后并记录到所述控制部件或者专门的存储器中。

具体地，各挡板(挡板31、挡板32、挡板33或挡板34)通过一个活动部件(活动部件41、活动部件42、活动部件43或活动部件44)与曝光本体1上的导轨(导轨51、导轨52、导轨53或导轨54)相连。参见图3，挡板31通过活动部件41和导轨51相连，挡板32通过活动部件42和导轨52相连，挡板33通过活动部件43和导轨53相连，挡板34通过活动部件44和导轨54相连。

所述活动部件可以为脉冲马达，一个脉冲马达与曝光本体1上的一个导轨相连，每个挡板在与之相连的脉冲马达的带动下沿着对应的导轨移动；控制部件2为独立于曝光本体1外的计算机，或者为与曝光本体1一体设置的中央控制单元。控制部件2也可以为具有编码器的计算机，计算机根据存储的移动参数，控制脉冲马达带动挡板3沿着导轨5按照与预设的移动参数对应的位移量进行移动。

本实用新型实施例提供的挡板用于遮挡位于挡板正上方的光源发生器发出的光线，光源发生器发出的光线可以为紫外光。为了使得挡板起到更好的遮光效果，所述挡板为水平面板且与待曝光基板平行设置。

为了使得挡板在待曝光基板上遮挡出具有一定规则的图案，挡板的具体形状可以是但不限于是矩形。除此之外，还可以根据需要将挡板的形状设置为多边形、圆形或椭圆形等形状。

所述四个挡板位于曝光机本体的四周，并且所述曝光机的四个挡板上下左右对称设置(图1、2或3中未示出)；控制部件2按照预设的移动参数，控制与上下挡板相连接的脉冲马达，带动上下挡板沿所述曝光本体上设置的垂直方向的导轨移动，以及控制与左右挡板相连接的脉冲马达，带动左右挡板沿所述曝光本体上设置的水平方向导轨移动。相对的两个挡板可以沿同一个方向移动，或者一个挡板相对于另一个挡板沿相反的方向移动，即相对的两个挡板均向曝光主体1的中心区域移动或者向曝光主体1的边缘区域移动。如图3中，挡板31和挡板33可以沿与自身相连的轨道向同一方向移动或者向相反的方向移动。同理，挡板32和挡板34也可以沿与自身相连的轨道向同一方向移动或者向相反的方向移动。控制部件2可以同时控制所有的活动部件4带动挡板按照预设参数移动，也可以控制部分活动部件4带动挡板按照预设参数移动。利用4个矩形挡板可以得到一个由四个挡板的侧边围成的具有一定面积的封闭矩形区域。如图3所示的挡板31、挡板32、挡板33，以及挡板34遮挡出的一个矩形区域41。曝光机对位于挡板下的待曝光基板进行曝光，形成与挡板遮挡出的矩形区域41面积相等的矩形区域。

曝光机上的四个挡板，各挡板可以位于同一水平面。

为了使得挡板的遮光效果更好，即使得任意两个挡板之间有重叠的区域，则至少有两个挡板位于不同水平面；或者每个挡板位于不同水平面。

参见图4，本实用新型实施例提供的一种曝光系统，包括上述曝光机6和待曝光基板7，该待曝光的基板放置于曝光机的基板传送单元上，实施曝光，形成于待曝光基板上的光刻胶可以为正性光刻胶也可以为负性光刻胶。正性光刻胶曝光区域在显影液中被溶解，未曝光区域保持不变。负性光刻胶正好相反，曝光区域保持不变，未曝光区域在显影液中被溶解。

下面通过上述曝光机以制作阵列基板和彩膜基板在对盒工艺过程中用到的紫外掩模玻璃板的图案为例，来说明本实用新型实施例提供的曝光机如何实现在基板上形成任意大小的矩形图案。其中，所述紫外掩模玻璃板用于在对盒工艺过程中遮挡液晶显示面板有效区域(Active Area)。

实施例一：

设曝光机上设置有如图1所示的四个挡板，挡板31、挡板32、挡板33或挡板34，且需要制作出如图5所示的紫外掩模玻璃板的图案(该紫外掩模玻璃板为矩形玻璃板)，紫外掩模玻璃板中共有9个矩形区域61，该矩形区域61用于遮挡液晶显示面板的有效区域。如图5中阴影部分所示，每个矩形区域61的长为18mm，且宽为15mm，且相邻矩形区域之间的距离一定，为5mm，这9个矩形区域61需要通过9次曝光过程形成。

紫外掩模玻璃板的图案制作过程如下：

1)、将曝光机的曝光模式切换到“自由模式”(FREE LAYOUT)。

2)、通过改变曝光机的参数，控制部件使挡板按照预设的参数沿一定方向移动，移动到某一合适位置，该合适位置由需要遮挡出的矩形区域的长边和短边的长度决定。本实施例中挡板移动后所处的合适位置具体为：图1中挡板31和挡板33相对的两个边之间的距离为18mm，挡板32和挡板34相对的两个边之间的距离为15mm，最终得到一个由四个挡板遮挡出的一个光线可透过的矩形区域。该矩形区域的长边为18mm且短边为15mm，其他区域被挡板遮挡，光线无法透过。

所述预设参数可以包括：各挡板的初始位置，挡板相对自身初始位置的位移值、挡板移动的速度，以及用于传送待曝光基板的传送单元的速度和该传送单元每次需移动的位移值。具体可以在挡板正下方的掩模板支撑台上建立直角坐标系，与掩模板支撑台的长边平行的轴为X轴，与掩模板支撑台的短边平行的轴为Y轴，以掩模板支撑台的中心为坐标原点(0，0)，该掩模板支撑台为矩形。

3)、通过离子溅射在一块待曝光的玻璃基板上镀一层金属钼(Mo)膜层，然后在镀膜的玻璃基板上形成一层负性光刻胶，将形成有负性光刻胶的玻璃基板放置到曝光机的基板传送单元。

4)、曝光机实施第一次曝光。

通过改变曝光机的控制部件的相关参数，控制基板传送单元按照预设位移值移动到曝光机内第一位置，该第一位置为：基板上与图5中所示的第一行第一列的矩形区域71对应的位置、且与曝光机上四个挡板围成的透光区域相对应，即光线从上到下照射，透过曝光机上四个挡板围成的透光区域正好照射到位于其正下面的基板上的需要曝光的区域，该区域与图5中所示的第一行第一列的矩形区域71相对应。控制部件控制曝光机实施曝光；此时，玻璃基板上形成具有如图6所示的图案，阴影部分为光照射后得到的图案。

5)、曝光机实施第二次曝光。

通过改变曝光机的控制部件的相关参数，控制基板传送单元以一定的速度按照预设位移值移动到曝光机内第二位置，各挡板移动到第二位置时围成的区域可以是如图5所示的第一行第二列所示的曝光区域72，也可以是第一列第二行的曝光区域73。当需要曝出曝光区域72时，基板在长边方向上需要移动18mm(基板的长边长)+5mm(基板上相邻矩形区域之间的最短距离)＝23mm的距离。当需要曝出曝光区域73时，基板在短边方向上需要移动15mm(基板的短边长)+5mm(基板上相邻矩形区域之间的最短距离)＝20mm的距离。

控制部件控制曝光机实施曝光，并控制曝光机按照行的方式去曝光；此时，玻璃基板上形成如图7所示的图案，阴影部分为光照射过的图案。

6)、重复步骤4或者步骤5，通过多次曝光得到如图5所示的具有一定图案的紫外掩模玻璃板。

通过上述步骤完成了紫外掩模玻璃板的图案，只需通过控制部件控制挡板按照预设参数移动，设计出挡板所围成的具有一定大小的区域；光线透过挡板所围出的矩形区域照射到待曝光基板上，使得与矩形区域对应的负性光刻胶曝光。经过后续的显影和刻蚀工艺，矩形区域的金属层被保留。保留下来的金属层在后续的对盒工艺中进行紫外固化时，用以遮挡液晶显示面板有效区域。

通过移动传送玻璃基板的传送单元，且多次曝光，得到玻璃基板上具有多个矩形区域的图案。

阵列基板和彩膜基板在对盒工艺过程中用到的紫外掩模玻璃板的图案，其中位于玻璃基板四角用于和液晶显示面板对位的对位区域的面积在微米量级，利用现有的曝光机所用的掩模板，作为制作对位区域的掩模板，挡板用于遮挡住玻璃基板上需要曝光的对位区域之外的区域。

为了保证挡板完全遮挡住玻璃基板上需要曝光的对位区域之外的区域，挡板的任一边的长度大于掩模板的任一边的长度。

上述实施例中，通过改变控制部件的相关参数，如挡板移动的位移值，得到具有不同大小的矩形区域的掩模玻璃基板图案。

实施例二：

在实施例一中是采用负性光刻胶来进行掩模曝光的。在本实施例中，将介绍另一种实现方式，即成膜的玻璃基板上可以形成一层正性光刻胶。要想得到图5所示的紫外掩模玻璃板的图案，只需要重新设置控制部件中的相关参数，使得挡板挡出的图案为如图8所示的条状区域55，或图9所示的条状区域56。具体地，不管图8中的条状区域55还是图9中的条状区域56都是与紫外掩模玻璃板上的非图案区域相对应的。由于本实施例中采用了正性光刻胶，经光照射过的图案(条状区域55或56)被显影液去除掉，未经光照射的图案留下来；因此，利用图1所示的四个挡板就可以得到图5所示的紫外掩模玻璃板的图案。

在本实施例中，光线透过挡板所围出的矩形区域照射到待曝光基板上的非图案区域，使得与矩形区域对应的正性光刻胶曝光。经过后续的显影和刻蚀工艺，矩形区域对应的非图案区域的金属层被刻蚀掉，未曝光的图案区域的金属层被保留。保留下来的金属层在后续的对盒工艺中进行紫外固化时，用以遮挡液晶显示面板有效区域。

与实施例一类似，阵列基板和彩膜基板在对盒工艺过程中用到的紫外掩模玻璃板的图案，其中位于玻璃基板四角、用于和液晶显示面板对位的对位区域的面积在微米量级，利用现有的曝光机所用的掩模板，作为制作对位区域的掩模板，挡板用于遮挡住玻璃基板上需要曝光的对位区域之外的区域。

本实用新型实施例提供的一种曝光机，包括曝光本体，该曝光机还包括位于所述曝光本体上的四个挡板、活动部件和控制部件；其中，所述挡板通过活动部件与所述曝光本体相连；所述控制部件按照预设的移动参数，控制所述活动部件带动所述挡板移动。本实用新型实施例通过所述控制部件控制所述挡板按照预设参数移动，使得基板上的一部分区域被曝光，另一部分区域被挡板遮挡。实现通过曝光机上的挡板形成待曝光基板上需要形成的任意大小的图案，并通过多次曝光形成基板上的完整图案。无需购买各种型号的掩模板，就可以得到不同待曝光基板上的不同图案，降低了曝光工艺的实现成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种曝光机，包括：曝光本体，其特征在于，该曝光机还包括位于所述曝光本体上的四个挡板、活动部件和控制部件；其中，

所述各挡板通过活动部件与所述曝光本体相连；

所述控制部件按照预设的移动参数，控制所述活动部件带动所述挡板移动。

2.根据权利要求1所述的曝光机，其特征在于，所述各挡板为水平面板且与待曝光基板平行设置。

3.根据权利要求2所述的曝光机，其特征在于，所述各挡板的外周形状为矩形。

4.根据权利要求2所述的曝光机，其特征在于，所述各挡板位于同一水平面；或者

至少有两个挡板位于不同水平面；或者

每个挡板位于不同水平面。

5.根据权利要求1所述的曝光机，其特征在于，所述活动部件为脉冲马达；

所述控制部件按照预设的移动参数，控制所述脉冲马达带动所述挡板沿所述曝光本体上设置的导轨移动。

6.根据权利要求5所述的曝光机，其特征在于，所述曝光机的四个挡板上下左右对称设置；

所述控制部件按照预设的移动参数，控制与上下挡板相连接的脉冲马达，带动上下挡板沿所述曝光本体上设置的垂直方向的导轨移动，以及控制与左右挡板相连接的脉冲马达，带动左右挡板沿所述曝光本体上设置的水平方向导轨移动。

7.根据权利要求6所述的曝光机，其特征在于，所述控制部件为独立于所述曝光本体外的计算机；或者

所述控制部件为与所述曝光本体一体设置的中央控制单元。

8.一种曝光系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一权项所述的曝光机和待曝光的基板，所述待曝光基板上的光刻胶为负性光刻胶或正性光刻胶。

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