WO2014019309A1 - 用于制作彩色滤光片的掩模板及彩色滤光片的制作方法 - Google Patents

用于制作彩色滤光片的掩模板及彩色滤光片的制作方法 Download PDF

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金楻
靳福江
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    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to the field of liquid crystal display, and more particularly to a mask for fabricating a color filter and a method of fabricating the color filter. Background technique
  • LCD Liquid crystal display
  • the color filter is mainly used to realize the color display of the liquid crystal display, and is an important component of the liquid crystal display. At the same time, the color filter occupies a relatively large proportion of the cost of the liquid crystal display. Therefore, how to improve the performance of liquid crystal displays by improving the accuracy of color filters without increasing the cost has become a key problem for liquid crystal display manufacturers.
  • the exposure technology used in the preparation of color filters is generally prepared by a conventional chrome mask processing method combined with a proximity exposure machine, due to the limitation of the equipment capability of the conventional proximity exposure machine and the conventional chrome mask.
  • the defects of the patterning process make the color line width of the produced color filter unsatisfactory. There are two main reasons for this: In the production process, although the peak filtering can be performed, the light diffraction is inevitably generated when the light passes through the chromium film, and the key dimensions of the generated pattern are not accurate enough; The inefficient response is also caused by inaccuracies in the critical dimensions of the resulting graphics. Summary of the invention
  • a method of fabricating a color filter comprising the steps of:
  • the mask plate is formed with a plurality of first light transmissive regions and a plurality of second light transmissive regions staggered with each other; Coating an interference layer on the plurality of second light transmissive regions of the mask;
  • the mask coated with the interference layer is overlaid on the photoresist layer, and the photoresist layer is processed by a patterning process to form a color film layer of the color filter.
  • a mask for fabricating a color filter comprising a plurality of first light transmissive regions and a plurality of second light transmissive regions staggered with each other, wherein the plurality of The two light transmitting regions are coated with an interference layer.
  • the manufacturing method and the mask of the invention have the following beneficial effects: reducing light diffraction when light passes through the transparent region of the mask during the color filter manufacturing process, and reacting the single-wave source through the photoinitiator in the photoresist to improve The accuracy of the color filter.
  • Figure 1 shows a mask according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1 after the mask layer of FIG. 1 is coated with an interference layer;
  • FIG. 3 is a view showing a mask of another embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 shows a mask of still another embodiment of the present invention. detailed description
  • An embodiment of the present invention provides a method for fabricating a color filter, including:
  • Step S101 forming a mask for manufacturing a color filter, as shown in FIG. 1, the mask plate is formed with a plurality of first light-transmissive regions 201 and a plurality of second light-transmissive regions 202 alternately arranged in the lateral direction; Specifically, in the present embodiment, the Cr film is used to select the pattern on the mask to realize the arrangement of the two light-transmissive regions.
  • the first light transmitting region and the second light transmitting region may have the same area, and the first light transmitting region and the second light transmitting region have the same change in the optical phase, that is, the light passing through the two light transmitting regions has The same phase.
  • Step S102 referring to FIG. 2, an interference layer 203 is coated on the plurality of second light-transmissive regions 202 (not shown) such that light passing through the second light-transmitting region undergoes a 180 degree ( ⁇ ) phase shift. ;
  • the "first light transmitting region” will be referred to as “first phase shifting region” and the “second light transmitting region” will be referred to as “second phase shifting region”.
  • the black area in Fig. 2 is a Cr film, which functions to block light.
  • the interference layer 203 is made of an interference material that can cause the light 204 to undergo a phase shift of 180 degrees, thereby causing the light to cancel the interference and reduce the diffraction of light caused by the light passing through the light transmitting region 201.
  • the phase of the phase shift of the first phase shifting region and the second phase shifting region is the same, and after the interference layer is applied, the light passing through the second phase shifting region is The phase has changed by 180 degrees.
  • Step S103 selecting a substrate, coating a photoresist on the substrate to form a photoresist layer; and step S104, covering the photoresist with the mask coated with the interference layer on the substrate
  • the patterning process generally includes steps of exposure, development, etching, photoresist removal, and the like.
  • the first phase shifting region and the second phase shifting region are alternately arranged in the lateral direction.
  • the first phase shifting region and the second phase shifting region may be alternately arranged in the longitudinal direction. As shown in FIG.
  • the first, third, and fifth acts of the first phase shifting region 301, 2 and 4 behave as a second phase shift zone 302.
  • the first phase shifting region 401 and the second phase shifting region 402 are arranged in a checkerboard pattern, as shown in FIG. 4, wherein each of the first phase shifting regions 401 is surrounded by the second phase shifting region 402.
  • Figures 1, 3 and 4 are only schematic. In actual production, the patterns of the first phase displacement zone and the second phase displacement zone can be changed according to requirements to meet the production requirements. The above changes are still within the scope of the invention.
  • the mask may be a chrome film mask, which can reduce the modification of the device and save cost.
  • a mask of other materials such as iron oxide (Fe 2 ) can also be used. 0 3 ).
  • the material of the interference layer may be A1 2 0 2 N, CrN, Cr 2 0 2 , Fe 3 0 4 , Mo, MoO 2 , MoN, MoSi, 3 ⁇ 40 5 , NbN, Si0 2 , Si 2 N 4 , TaSi 2 , TiSi 2 , Ti, Ta, TiN, Ti0 2 , TaN, Ta 2 0 5 , Si0 2 , one or any combination of Si 2 N 4 .
  • the interference layer can be formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, atomic layer deposition, and/or electroplating.
  • a radical photoinitiator reactive to a single wavelength source may be added to the photoresist of step S103 to improve the accuracy of the color filter.
  • the free radical photoinitiator that reacts to the single wavelength source is preferably a free radical photoinitiator that reacts to the I line of the single source.
  • the radical photoinitiator accounts for 10% to 20% by weight of the photoresist, depending on the actual production.
  • the free radical photoinitiator is Irgacure 369.
  • the embodiments of the present invention achieve the following beneficial effects: The accuracy of light passing through the masking color filter during the color filter manufacturing process is reduced.
  • Another embodiment of the present invention provides a mask for fabricating a color filter, wherein the mask is formed with a plurality of first light transmissive regions and a plurality of second light transmissive regions staggered with each other, wherein The plurality of second light transmitting regions are coated with an interference layer.
  • the interference layer is made of a material that can displace the optical phase through the interference layer by 180 degrees, as described above, whereby the interference layer can reduce the color filter fabrication process.
  • the medium light is diffracted by the light-transmitting region of the mask.
  • the first light transmitting region and the second light transmitting region there may be a plurality of staggered arrangements of the first light transmitting region and the second light transmitting region.
  • the first light transmitting region and the second light transmitting region are alternately arranged in the lateral direction.
  • the first light transmitting region and the second light transmitting region may be alternately arranged in the longitudinal direction.
  • the first, third, and fifth acts of the first light transmitting region 301, 2 and 4 behave as a second light transmitting region 302.
  • the first light transmitting region 401 and the second light transmitting region 402 are arranged in a checkerboard shape, as shown in FIG. 4, wherein each of the first light transmitting regions 401 is surrounded by the second phase shifting region 402.

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Abstract

一种彩色滤光片的制作方法，包括：形成用于制造彩色滤光片的掩模板，该掩模板上形成有相互交错排列的多个第一透光区（201）和多个第二透光区（202）；在该掩模板的多个第二透光区（202）上涂覆一干涉层（203）；在一基板上涂覆一层光刻胶；将涂覆有干涉层（203）的掩模板覆盖于光刻胶层上；以及通过光刻方法处理该光刻胶层以形成彩色滤光片的彩色膜层。该方法能减小彩色滤光片制作过程中光通过掩模板透光区时的光衍射。此外，通过光刻胶中的光引发剂对单波光源进行反应，能够提高彩色滤光片的精度。还公开了一种用于制作彩色滤光片的掩模板。

Description

用于制作彩色滤光片的掩模板及彩色滤光片的制作方法 技术领域
本发明的实施例涉及液晶显示领域， 尤其涉及一种用于制作彩色滤光片 的掩模板及彩色滤光片的制作方法。 背景技术
液晶显示器（Liquid Crystal Display, 简称 LCD )已经成为选择平板显示 器件的优先选择， 随着市场上对它的需求日益增加， 对液晶显示器的要求也 越来越高。
彩色滤光片主要用于实现液晶显示器的彩色显示， 是液晶显示器的重要 组成部分， 同时彩色滤光片占液晶显示器的成本份额比较大。 因此如何在不 提高成本的情况下， 通过提高彩色滤光片精度来改进液晶显示器的性能成为 液晶显示器制造厂商重点要解决的问题。
目前， 彩色滤光片制备所釆用的曝光技术， 一般彩用传统的铬膜掩模板 构图工艺结合接近式曝光机进行制备， 由于传统接近式曝光机的设备能力的 局限和传统铬膜掩模板构图工艺的缺陷， 使生产的彩色滤光片线宽精度不尽 人意。 其主要原因有两个方面： 在制作过程， 虽然可以进行杂峰过滤， 但是 当光线透过铬膜时不可避免的产生光衍射， 造成生成的图形的关键尺寸不够 精确； 同时光刻胶对光线反应的效率不高， 也会造成生成的图形的关键尺寸 不精确。 发明内容
因此， 本发明的目的是提供一种用于制作彩色滤光片的掩模板及彩色滤 光片的制作方法， 有效提高彩色滤光片的精度。
根据本发明的第一方面， 提供一种彩色滤光片的制作方法， 包括以下步 骤：
形成用于制造彩色滤光片的掩模板， 该掩模板上形成有相互交错排列的 多个第一透光区和多个第二透光区； 在所述掩模板的多个第二透光区上涂覆一干涉层；
在一基板上涂覆一层光刻胶； 以及
将涂覆有干涉层的所述掩模板覆盖于所述光刻胶层上， 并通过构图工艺 处理所述光刻胶层以形成所述彩色滤光片的彩色膜层。
根据本发明的第二方面， 提供用于制作彩色滤光片的掩模板， 该掩模板 包括相互交错排列的多个第一透光区和多个第二透光区， 其中所述多个第二 透光区涂覆有干涉层。
本发明的制作方法及掩模板具有如下有益效果： 减小彩色滤光片制作过 程中光通过掩模板透光区时光衍射， 并通过光刻胶中的光引发剂对单波光源 进行反应， 提高彩色滤光片的精度。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1示出了本发明一实施例的掩模板；
图 2示出了图 1中的掩模板涂覆干涉层后沿图 1的 A-A线的截面图； 图 3示出了本发明另一实施例的掩模板； 以及
图 4示出了本发明再一实施例的掩模板。 具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 另外， 附图中相似的参考 标记表示相同的元件。
本发明一个实施例提供了一种彩色滤光片的制作方法， 包括：
步骤 S101 , 形成用于制造彩色滤光片的掩模板， 如图 1所示， 该掩模板 上形成有横向上交替排列的多个第一透光区 201和多个第二透光区 202; 具体地，在本实施例中釆用 Cr膜进行掩模板上图形的选择， 实现两个透 光区的排布。 上述第一透光区和第二透光区可具有相同的面积， 并且第一透 光区和第二透光区对光相位产生了同样的改变， 即经过这两个透光区的光具 有相同的相位。
步骤 S102, 参见图 2, 在所述多个第二透光区 202 (未示出）上涂覆一 干涉层 203 , 使得穿过该第二透光区的光发生 180度（ π )相位移；
以下将 "第一透光区" 称为 "第一相位移区" ， 将 "第二透光区" 称为 "第二相位移区" ）。 图 2中的黑色区域为 Cr膜， 其作用是进行挡光。 在本 实施例中， 干涉层 203由可以使光 204发生 180度相位移的干涉材料制成， 从而使光相消干涉， 减少光透过透光区 201后造成的光衍射。 一般地， 在涂 覆干涉层前， 第一相位移区和第二相位移区的对光产生相位移的相位是相同 的， 而涂覆了干涉层后， 通过第二相位移区的光线的相位改变了 180度。
步骤 S103 , 选取一基板， 在所述基板上涂覆光刻胶形成一光刻胶层； 步骤 S104,将涂覆有干涉层的所述掩模板覆盖于所述基板的所述光刻胶 在此步骤中， 构图工艺通常包括曝光、 显影、 刻蚀、 光刻胶去除等步骤。 本发明实施例中， 第一相位移区和第二相位移区的交错排列方式可以有 多种。 例如， 在上述实施例中， 第一相位移区和所述第二相位移区为横向上 交替排列。 然而， 在本发明另一实施例中， 第一相位移区和第二相位移区可 以为纵向上交替排列， 如图 3所示， 第 1、 3和 5行为第一相位移区 301 , 第 2和 4行为第二相位移区 302。在又一个实施例中，第一相位移区 401和第二 相位移区 402呈棋盘状分布， 如图 4所示， 其中每个第一相位移区 401被第 二相位移区 402所包围。
需要注意是， 图 1、 3、 4仅是示意性的， 在实际生产中， 可以按照需求 对第一相位移区和第二相位移区组成的图案进行相应的变化， 以适应生产的 需求， 以上变化仍然在发明保护范围内。
在本实施例中，掩模板可以是铬膜掩模板，这样可以减少对设备的改造， 并节约成本， 然而在其他实施例中， 也可以釆用其他材料的掩模板， 例如氧 化铁 ( Fe203 ) 。
在本发明实施例中， 所述干涉层的材料可以是 A1202N、 CrN、 Cr202、 Fe304、 Mo、 Mo02、 MoN、 MoSi、 ¾05、 NbN、 Si02、 Si2N4、 TaSi2、 TiSi2、 Ti、 Ta、 TiN、 Ti02、 TaN、 Ta205、 Si02、 Si2N4中的一种或任意组合。 所述 干涉层可通过化学气相沉积、 物理气相沉积、 原子层沉积和 /或电镀法形成。
可选地， 在步骤 S103 的光刻胶中可添加对单波长光源反应的自由基光 引发剂， 以提高彩色滤光片的精度。
由于通常选用的曝光灯是高压汞灯（ Hg灯） ， Hg灯主要波长是 Hg的 三个特征峰： I365nm、 H405nm和 G436nm。 在本发明的一个实施例中， 对 单波长光源反应的自由基光引发剂优选是对所述单波光源的 I线反应的自由 基光引发剂。 根据实际生产的情况， 所述自由基光引发剂占所述光刻胶重量 的 10%至 20%。 在一个优选实施例中， 所述自由基光引发剂为 Irgacure 369。
本发明实施例取得如下有益效果： 减小彩色滤光片制作过程中光通过掩 高彩色滤光片的精度。
本发明另一实施例提供了一种用于制作彩色滤光片的掩模板， 该掩模板 上形成有相互交错排列的多个第一透光区和多个第二透光区， 其中所述多个 第二透光区上涂覆有干涉层。 在一个实施例中， 该干涉层由能使穿过该干涉 层的光相位移 180度的材料制成， 具体材料如前所述， 由此， 该干涉层能减 小彩色滤光片制作过程中光通过掩模板透光区时光衍射。
在本发明的掩模板中， 第一透光区和第二透光区的交错排列方式可以有 多种。 例如， 第一透光区和所述第二透光区为横向上交替排列。 然而， 在本 发明另一实施例中， 第一透光区和第二透光区可以为纵向上交替排列， 如图 3所示， 第 1、 3和 5行为第一透光区 301 , 第 2和 4行为第二透光区 302。 在又一个实施例中， 第一透光区 401和第二透光区 402呈棋盘状分布， 如图 4所示， 其中每个第一透光区 401被第二相位移区 402所包围。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式， 而非用于限制本发明的保护范 围， 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书
1、 一种彩色滤光片的制作方法， 包括以下步骤：
形成用于制造彩色滤光片的掩模板， 该掩模板上形成有相互交错排列的 多个第一透光区和多个第二透光区；
在所述掩模板的多个第二透光区上涂覆一干涉层；
在一基板上涂覆一层光刻胶； 以及
将涂覆有干涉层的所述掩模板覆盖于所述光刻胶层上， 并通过构图工艺 处理所述光刻胶层以形成所述彩色滤光片的彩色膜层。
2、如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述掩模板通过铬膜实现两个透光 区的排布。
3、如权利要求 1或 2所述的方法 ， 其中， 所述第一透光区和所述第二透 光区在横向上交替排列。
4、如权利要求 1或 2所述的方法， 其中， 所述第一透光区和所述第二透 光区在纵向上交替排列。
5、如权利要求 1或 2所述的方法， 其中， 所述第一透光区和所述第二透 光区呈棋盘状分布。
6、 如权利要求 1-5中任一项所述的方法， 其中， 所述在所述第二透光区 涂覆一干涉层的步骤， 为：
在所述第二相位区涂覆一使穿过该干涉层的光发生 180度相位移的干涉 层。
7、 如权利要求 1-6中任一项所述的方法， 其中， 所述光刻胶中包括对单 波长光源反应的自由基光引发剂。
8、如权利要求 7所述的方法， 其中， 所述对单波长光源反应的自由基光 引发剂， 为：
对所述单波光源的 I线反应的自由基光引发剂。
9、如权利要求 7或 8所述的方法， 其中， 所述自由基光引发剂占所述光 刻胶重量的 10%至 20%。
10、 如权利要求 7-9中任一项所述的方法， 其中， 所述自由基光引发剂 为 Irgacure 369。
11、 一种用于制作彩色滤光片的掩模板， 该掩模板包括相互交错排列的 多个第一透光区和多个第二透光区，其中所述多个第二透光区涂覆有干涉层。
12、根据权利要求 11所述的掩模板， 其中， 所述第一透光区和所述第二 透光区在横向上交替排列。
13、根据权利要求 11所述的掩模板， 其中， 所述第一透光区和所述第二 透光区在纵向上交替排列。
14、根据权利要求 11所述的掩模板， 其中， 所述第一透光区和所述第二 透光区呈棋盘状分布。
15、 根据权利要求 11-14中任一项所述的掩模板， 其中， 所述干涉层由 能使穿过该干涉层的光发生 180度相位移的材料制成。
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