WO2015035819A1 - 彩膜基板的制备方法 - Google Patents

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WO2015035819A1
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photoresist
curing
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photoresist layer
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杨泽荣
隆清德
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京东方科技集团股份有限公司
成都京东方光电科技有限公司
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    • G03F7/2024—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image
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    • G03F7/2032—Simultaneous exposure of the front side and the backside

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a method of preparing a color filter substrate. Background technique
  • BM black matrix
  • R, G, B red, green, blue
  • PS cylindrical spacers
  • the existing back exposure technology can strengthen the curing of the PR of the lower part of the BM to a certain extent to maintain the inverted trapezoidal structure formed after development, but still deform after hot baking. , which causes the BM line width to widen, so the problem of widening the BM line width cannot be well solved.
  • Embodiments of the present invention provide a method of fabricating a color filter substrate which can suppress a broadening of a line width of a BM and can shorten a curing time.
  • the embodiment of the present invention provides a method for preparing a color filter substrate.
  • the method may include: coating a photoresist on a substrate to form a photoresist layer, and exposing and developing the photoresist layer to form a pattern and ultraviolet curing.
  • forming the photoresist layer and ultraviolet curing may include: the photoresist layer is a black matrix photoresist layer, and after forming the pattern of the black matrix, ultraviolet light is irradiated from the front and back surfaces of the substrate, respectively.
  • forming the photoresist layer and curing the photoresist layer may include: the photoresist layer is a red photoresist layer, and after forming the pattern of the red sub-pixels, respectively, the ultraviolet light is irradiated from the front and back surfaces of the substrate. Shoot.
  • patterning the photoresist layer and UV curing may include: the photoresist layer is a green photoresist layer, and after forming the pattern of the green sub-pixels, ultraviolet light is irradiated from the front and back surfaces of the substrate, respectively.
  • patterning the photoresist layer and ultraviolet curing may include: the photoresist layer is a blue photoresist layer, and after forming the pattern of the blue sub-pixels, ultraviolet light is irradiated from the front and back surfaces of the substrate, respectively.
  • forming the photoresist layer and UV curing may include: the photoresist layer is a photoresist layer of the pillar spacer, and after forming the pattern of the pillar spacers, respectively, facing the substrate from the front and back of the substrate UV light.
  • the UV curing can be carried out in a belt type ultraviolet curing machine or an oven type ultraviolet curing machine.
  • the oven-type ultraviolet curing machine can be configured in a multi-layered configuration with at least one ultraviolet light source disposed between each layer.
  • a photoresist sensitive to i-rays of ultraviolet light may be added to the photoresist.
  • a sensitizer sensitive to the h-line or g-line of ultraviolet light may be added to the photoresist.
  • An embodiment of the present invention further provides a method for preparing a color filter substrate, which may include: coating a photocurable material on a substrate to form a protective layer, and UV curing.
  • the ultraviolet curing may include: performing ultraviolet light irradiation from the front and back surfaces of the substrate, respectively.
  • the UV curing can be carried out in a belt type ultraviolet curing machine or an oven type ultraviolet curing machine.
  • the oven-type ultraviolet curing machine can be configured in a multi-layered configuration with at least one ultraviolet light source disposed between each layer.
  • a sensitizer sensitive to i-line of ultraviolet light may be added to the photocurable material.
  • a photosensitive agent sensitive to the h-line or g-line of ultraviolet light may be added to the photocurable material.
  • An embodiment of the present invention further provides a method for preparing a color filter substrate.
  • the method may include: coating a black matrix photoresist layer on a substrate to form a black matrix photoresist layer, and exposing and developing to form a black matrix pattern and ultraviolet light. Curing; coating a red photoresist on the substrate to form a red photoresist layer, exposing and developing to form a red sub-pixel pattern and UV curing; coating a green photoresist on the substrate to form a green photoresist layer, after exposure and development Forming a green sub-pixel pattern and UV curing; coating a blue photoresist on the substrate to form a blue photoresist layer, exposing and developing to form a blue sub-pixel pattern and UV curing.
  • the method may further comprise: applying a photocurable material to the substrate to form a protective layer and UV curing.
  • the method may further include: coating a photoresist layer of the pillar spacer photoresist on the substrate to form a photoresist layer of the pillar spacer, and exposing and developing to form a column spacer pattern and UV curing.
  • the method can further include: annealing the substrate formed with the black matrix, red, green, blue sub-pixels, the protective layer, and the pillar spacer.
  • the ultraviolet curing may be: ultraviolet light irradiation from the front and back surfaces of the substrate, respectively.
  • the UV curing can be carried out in a belt type ultraviolet curing machine or an oven type ultraviolet curing machine.
  • the oven-type ultraviolet curing machine can be configured in a multi-layered configuration with at least one ultraviolet light source disposed between each layer.
  • at least one of a black matrix photoresist, a red photoresist, a green photoresist, a blue photoresist, a photocurable material, and a pillar spacer photoresist may be added Ultraviolet light i-line sensitive sensitizer.
  • At least one of a black matrix photoresist, a red photoresist, a green photoresist, a blue photoresist, a photocurable material, and a pillar spacer photoresist may be added A sensitizer sensitive to the h-line or g-line of ultraviolet light.
  • the substrate is irradiated with ultraviolet light. Since the ultraviolet curing method of the present invention does not cause the photoresist to soften and collapse, the inverted trapezoidal structure of the BM can be maintained, and the line width of the BM can be suppressed from increasing, so that the requirements for the narrow line width of the BM are adapted to the high resolution display. It is also possible to increase the aperture ratio.
  • the embodiment of the invention changes the thermal curing method used in the post-curing process to the ultraviolet curing method, which not only shortens the time of the photolithography process, but also ensures that the color film substrate is not subjected to various volatile substances during production. The pollution can better ensure the quality of the color film substrate.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a BM after development etching and before post-curing
  • FIG. 2 is a cross-sectional structural view of the BM after a heat-cured post-curing process
  • FIG. 3 is a conveyor belt type according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 4 is a schematic structural view of a UV curing machine;
  • FIG. 4 is a partial structural view of a substrate irradiated with ultraviolet light according to Embodiment 1 of the present invention;
  • Figure 5 is a schematic view showing the structure of an oven type ultraviolet curing machine according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing the BM according to the embodiment of the present invention after undergoing an ultraviolet curing process.
  • UV curing technology Due to its fast and non-polluting characteristics, UV curing technology has excellent film forming properties after curing, and has been widely used in coatings, semiconductors and other industries.
  • the embodiment of the present invention changes the conventional post-cure process from the thermal curing method to the ultraviolet curing method, and the manufacturing process of the BM and RGB sub-pixels, etc., can make the line widths more uniform and can be suppressed by the ultraviolet curing method.
  • the line width of the BM becomes larger, In order to effectively reduce the light leakage and color mixing caused by the uneven line width, the resolution is improved.
  • Step 1 Form a layer of BM photoresist on the substrate, and form a pattern of BM through a patterning process, and then irradiate the substrate with the substrate facing the front and back of the substrate formed with the BM to complete the curing process of the BM.
  • the curing process can be carried out in an ultraviolet curing machine, such as a belt type ultraviolet curing machine or a oven type ultraviolet curing machine, as described in the following detailed description.
  • Both sides of the substrate are exposed to ultraviolet light, which can suppress the photoresist effect of the photoresist on the single-sided ultraviolet light, increase the energy of the ultraviolet light to the inside of the photoresist, and ensure the color film substrate after UV curing. It has physicochemical properties comparable to conventional heat-cured color film substrates.
  • Step 2 depositing the photoresist of the R, G, and B sub-pixels on the substrate, and forming a pattern of the corresponding R, G, and B sub-pixels by patterning, and then performing ultraviolet light on the substrate from the front and back of the substrate respectively. Irradiation, complete the curing process of R, G, B sub-pixels.
  • the method can also include:
  • Step 3 depositing a photoresist of the column spacer on the substrate, and forming a pattern of the column spacer by exposure, development, and the like, and then irradiating the substrate with the ultraviolet light from both the front and the back of the substrate. The curing process of the cylindrical spacer is completed.
  • the method may further include: after coating the photocurable material on the substrate to form a protective layer (OC), respectively, irradiating the substrate with the ultraviolet light from the front and back surfaces of the substrate .
  • a protective layer OC
  • a protective layer is formed by substrate cleaning, application of a photocurable material, and soft baking, and then respectively from the front and back sides of the substrate.
  • the substrate is irradiated with ultraviolet light.
  • the OC fabrication process has both a photocuring method and a thermal curing method, which mainly depends on the material of the protective layer used.
  • the material of the protective layer can be divided into two categories: one is thermosetting OC adhesive, the initiator used is a heat sensitive initiator, which is not sensitive to ultraviolet light, and cannot be used for photocuring; the other is photocurable OC adhesive.
  • the initiator used is a photosensitive initiator, and the photosensitive initiator can be either photocured or thermally cured.
  • the photocurable OC adhesive is mainly designed for photocuring OC process. Generally, the photocurable OC adhesive does not use heat. Curing method. In the conventional TFT-LCD, the OC is mainly formed by thermal curing in the color film substrate. However, since the photocurable OC adhesive has been successfully developed, as long as the ultraviolet curing machine and the photocuring OC adhesive are introduced, the color film is formed.
  • the UV curing method can be used for the OC curing process in the substrate.
  • the method may further include: annealing the substrate formed with the black matrix, the red, green, and blue sub-pixels, the protective layer, and the column spacer to eliminate the R, G, and B sub-pixels, and the inside of the PS Thermal stress ensures its normal shape; in addition, the photoresist can be completely cured to improve the high temperature resistance of the photoresist.
  • the ultraviolet curing method of the embodiment does not cause the PR softening to collapse, the inverted trapezoidal structure of the BM is maintained, and the line width of the BM can be suppressed from increasing, thereby adapting to the requirement of the BD narrow line width of the high resolution display screen, and Can shorten the curing time.
  • Example 1 UV curing using a conveyor belt UV curing machine
  • a BM photoresist (model BK-410) produced by DONGWOO FINE-CHEM is taken as an example to illustrate the method and principle of ultraviolet curing used in the embodiment of the present invention.
  • the substrate is subjected to vacuum drying and hot-drying, and then passed through an existing exposure machine.
  • the ultraviolet light emitted by the exposure machine after the alignment is irradiated to the front side of the substrate for a short time, the negative photoresist
  • the photosensitive initiator in the decomposition is decomposed by the action of ultraviolet light to generate activated radicals, which are not dissolved by the developer after the crosslinking reaction of the photoresist, and the desired pattern is formed.
  • the exposure process is short-lived (usually 5 ⁇ 6s) and the blocking effect of the photoresist on the light.
  • the photosensitive initiator in the photoresist (especially near the substrate) will not be completely consumed, and the remaining light
  • the photosensitive initiator in the barrier gel provides active radicals for the post-cure process after development, ensuring that the post-cure process proceeds.
  • Most of the photosensitizers in the photoresist can be decomposed under the irradiation of ultraviolet light or decomposed under the action of heat. Therefore, the post-cure process can be either a thermal curing process or an ultraviolet curing process. .
  • the ultraviolet curing method described herein can use a conveyor type ultraviolet curing machine 7 as shown in FIG.
  • the infrared heating unit 3 disposed at the inlet unit preheats the substrate 2 and planarizes the film surface, and the substrate 2 after infrared preheating passes through both sides of the front and back sides.
  • the transfer device 5 irradiated with ultraviolet light 4 can be cured by ultraviolet light.
  • a schematic diagram of a partial structure in which ultraviolet light irradiates the substrate 2 is shown in FIG.
  • the conveying device 5 can control the conveying speed of the substrate and the uniformity of the conveying speed. By controlling the transfer speed of the UV curing machine, the time of UV curing can be controlled to control the degree of curing.
  • the substrate 2 is irradiated by the ultraviolet light emitted by the ultraviolet light source 6 on both the front and the back of the substrate, thereby suppressing the photoresist effect of the photoresist on the ultraviolet light when the single-sided ultraviolet light is irradiated, and increasing the ultraviolet light to the inside of the photoresist.
  • Energy indeed The UV-cured color filter substrate has physicochemical properties comparable to conventional heat-cured color film substrates.
  • the color film substrate is cured by ultraviolet light full exposure, and the curing time can be adjusted according to the curing effect.
  • the length of the ultraviolet curing section is the length of the ultraviolet light irradiation region, which corresponds to the length of the conveyor belt of the ultraviolet light irradiation zone in the transfer type ultraviolet curing machine.
  • Example 2 UV curing using an oven type UV curing machine
  • the same BM photoresist is used as in the first embodiment.
  • the development etching of the BM in the color filter substrate and the previous process are the same as in the first embodiment, and the full exposure by ultraviolet light is still used after the development.
  • This embodiment uses an oven type ultraviolet curing machine 8 similar to the existing baking oven shown in Fig. 5.
  • the curing machine 8 can be provided with a multi-layer structure.
  • at least one ultraviolet light source 6 is disposed between each layer, and the front and back sides of the substrate are respectively irradiated with ultraviolet light. Due to the fast cleaning of the UV full exposure method and the short curing time, it does not require too many segments under the premise of satisfying the production rhythm.
  • Fig. 5 schematically shows the structure and curing method of the oven type ultraviolet curing machine by taking a four-layer structure as an example, but the embodiment of the invention is obviously not limited thereto.
  • Example 3 UV curing using a modified photoresist
  • the same BM photoresist is used as in the first embodiment.
  • the curing equipment for UV curing can be selected from a belt type UV curing machine or an oven type UV curing machine.
  • This embodiment improves the curing agent composition and improves the composition of the photoresist for the photoresist.
  • the thioxanthone can be used, and the g-sensitive sensitizer can be selected from the ferrocene salt, thereby ensuring sufficient photosensitizing agent I to perform ultraviolet full-exposure curing after exposure to the exposure machine.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a BM after undergoing an ultraviolet curing process according to an embodiment of the present invention. Since the UV curing method does not cause the photoresist to soften and collapse, the inverted trapezoidal structure of the BM can be maintained, and the line width of the BM can be suppressed from increasing, so that the requirements for the narrow line width of the BM can be adapted to the high resolution display. Increase the aperture ratio.
  • the exposure process after the soft baking in the process of producing the color film substrate is to use the ultraviolet light to crosslink the photoresist to achieve the purpose of curing. Therefore, the present invention changes the thermal curing method used in the post-curing process to ultraviolet curing.
  • the method not only shortens the time of the photolithography process, but also ensures that the color film substrate is not contaminated by various volatile substances during the production, and the quality of the color film substrate can be better ensured.
  • the UV curing method does not destroy the inverted trapezoidal structure formed by the BM after development, so that the inverted ladder structure is maintained, and the widening of the BM line width is suppressed, which is advantageous for making a narrow line width BM.

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Abstract

一种彩膜基板的制备方法，该方法包括：在基板上沉积光阻层，经过曝光、显影，将光阻层形成图形并紫外固化；或者在基板上形成保护层，该保护层的材料为光固化型材料，分别从基板正反两面对基板进行紫外光照射；或者，在基板上分别沉积黑矩阵光阻、红色光阻、绿色光阻和蓝色光阻，并分别经过曝光、显影，形成对应的图形并紫外固化。本技术方案可以抑制黑矩阵的线宽变宽，缩短固化时间，提高生产效率。

Description

彩膜基板的制备方法 技术领域
本发明的实施例涉及一种彩膜基板的制备方法。 背景技术
目前， 在彩膜（CF )基板的制作过程中， 黑矩阵（BM ) 、 红、 绿、 蓝 ( R、 G、 B )亚像素以及柱形隔垫物（PS )的制作都是在显影之后釆用热固 化的后固化方式进行的。 高分辨率的显示屏要求具有较小的 BM线宽， BM 是釆用光阻胶经旋涂、 曝光、 显影后制备的， 制备所得的 BM结构如图 1所 示， BM 1 整体呈现为倒梯形结构， 上硬下软。 当进行热固化的后固化工艺 时， 由于光阻胶（PR )也就是光刻胶受热软化而向下流， 会导致 BM 1的线 宽变宽， 如图 2所示， 无法满足高分辨率显示屏的要求。 而且， 热固化需要 的时间较长， 生产效率低。
为了解决以上 BM线宽变宽的问题， 现有的背曝光技术可以在一定程度 上加强 BM下部的 PR的固化， 以保持显影后形成的倒梯形结构， 但在经过 热烘烤之后仍会变形， 导致 BM线宽变宽， 因此不能很好地解决 BM线宽变 宽的问题。 发明内容
本发明的实施例提供一种彩膜基板的制备方法， 其可以抑制 BM的线宽 变宽， 且可以缩短固化时间。
本发明的实施例提供一种彩膜基板的制备方法， 该方法可以包括： 在基 板上涂覆光阻胶形成光阻层， 经过曝光、 显影， 将光阻层形成图形并紫外固 化。
例如，将光阻层形成图形并紫外固化可以包括： 光阻层为黑矩阵光阻层， 在形成黑矩阵的图形之后， 分别从基板的正反两面对基板进行紫外光照射。
例如， 将光阻层形成图形并紫外固化可以包括： 光阻层为红色光阻层， 在形成红色亚像素的图形之后， 分别从基板的正反两面对基板进行紫外光照 射。
例如， 将光阻层形成图形并紫外固化可以包括： 光阻层为绿色光阻层， 在形成绿色亚像素的图形之后， 分别从基板的正反两面对基板进行紫外光照 射。
例如， 将光阻层形成图形并紫外固化可以包括： 光阻层为蓝色光阻层， 在形成蓝色亚像素的图形之后， 分别从基板的正反两面对基板进行紫外光照 射。
例如， 将光阻层形成图形并紫外固化可以包括： 光阻层为柱形隔垫物的 光阻层， 在形成柱形隔垫物的图形之后， 分别从基板的正反两面对基板进行 紫外光照射。
在至少一个实施例中， 紫外固化可以在传送带式紫外光固化机或烤箱式 紫外光固化机中进行。
在至少一个实施例中， 当釆用所述传送带式紫外光固化机对基板进行紫 外固化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外光固化段的长度之间可以 满足如下关系： 传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
在至少一个实施例中， 烤箱式紫外光固化机可以设置为多层结构， 每层 之间各设置至少一个紫外光源。
在至少一个实施例中， 光阻胶中可以添加有对紫外光的 i线敏感的感光 剂。
在至少一个实施例中， 光阻胶中还可以添加有对紫外光的 h线或 g线敏 感的感光剂。
本发明的实施例还提供了一种彩膜基板的制备方法， 该方法可以包括： 在基板上涂覆光固化型材料形成保护层， 并紫外固化。
例如， 紫外固化可以包括： 分别从基板的正反两面对基板进行紫外光照 射。
在至少一个实施例中， 紫外固化可以在传送带式紫外光固化机或烤箱式 紫外光固化机中进行。
在至少一个实施例中， 当釆用传送带式紫外光固化机对基板进行紫外固 化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外光固化段的长度之间满足如下 关系： 传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
在至少一个实施例中， 烤箱式紫外光固化机可以设置为多层结构， 每层 之间各设置至少一个紫外光源。
在至少一个实施例中， 光固化型材料中可以添加有对紫外光的 i线敏感 的感光剂。
在至少一个实施例中， 光固化型材料中还可以添加有对紫外光的 h线或 g线敏感的感光剂。
本发明的实施例还提供了一种彩膜基板的制备方法， 该方法可以包括： 在基板上涂覆黑矩阵光阻胶形成黑矩阵光阻层， 经过曝光、 显影， 形成黑矩 阵图形并紫外固化； 在基板上涂覆红色光阻胶形成红色光阻层， 经过曝光、 显影， 形成红色亚像素图形并紫外固化； 在基板上涂覆绿色光阻胶形成绿色 光阻层， 经过曝光、 显影， 形成绿色亚像素图形并紫外固化； 在基板上涂覆 蓝色光阻胶形成蓝色光阻层， 经过曝光、 显影， 形成蓝色亚像素图形并紫外 固化。
在至少一个实施例中， 该方法还可以包括： 在基板上涂覆光固化型材料 形成保护层， 并紫外固化。
在至少一个实施例中， 该方法还可以包括： 在基板上涂覆柱形隔垫物光 阻胶形成柱形隔垫物的光阻层， 经过曝光、 显影， 形成柱形隔垫物图形并紫 外固化。
在至少一个实施例中， 该方法还可以包括： 对形成有黑矩阵、 红、 绿、 蓝亚像素、 保护层以及柱形隔垫物的基板进行退火。
在至少一个实施例中， 紫外固化可以为： 分别从基板的正反两面对基板 进行紫外光照射。
在至少一个实施例中， 紫外固化可以在传送带式紫外光固化机或烤箱式 紫外光固化机中进行。
在至少一个实施例中， 当釆用传送带式紫外光固化机对基板进行紫外固 化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外光固化段的长度之间可以满足 如下关系： 传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
在至少一个实施例中， 烤箱式紫外光固化机可以设置为多层结构， 每层 之间各设置至少一个紫外光源。 在至少一个实施例中， 黑矩阵光阻胶、 红色光阻胶、 绿色光阻胶、 蓝色 光阻胶、 光固化型材料和柱形隔垫物光阻胶中的至少一个中可以添加有对紫 外光的 i线敏感的感光剂。
在至少一个实施例中， 黑矩阵光阻胶、 红色光阻胶、 绿色光阻胶、 蓝色 光阻胶、 光固化型材料和柱形隔垫物光阻胶中的至少一个中还可以添加有对 紫外光的 h线或 g线敏感的感光剂。
在本发明的至少一个实施例提供的彩膜基板的制备方法中， 在基板上形 成黑矩阵， 红、 绿、 蓝亚像素以及柱形隔垫物的图形之后， 分别从基板的正 反两面对基板进行紫外光照射。 由于本发明的紫外光固化的方式不会造成光 阻胶软化塌下， BM的倒梯形结构得以保持， 可以抑制 BM的线宽变大， 因 此适应高分辨率显示屏对 BM窄线宽的要求，也可以提高开口率。
本发明的实施例通过将后固化工艺所釆用的热固化方式更改为紫外光固 化方法， 既缩短了光刻工序进行的时间， 又有效保证彩膜基板在进行制作时 不被各种挥发物所污染， 可以更好地保证彩膜基板的品质。 附图说明
图 1为 BM在经过显影刻蚀之后且在后固化之前的剖面结构示意图； 图 2为 BM在经过热固化的后固化工艺后的剖面结构示意图； 图 3为根据本发明实施例一的传送带式紫外光固化机的结构示意图； 图 4为根据本发明实施例一的利用紫外光对基板进行照射的局部结构示 意图；
图 5为根据本发明实施例二的烤箱式紫外光固化机的结构示意图； 以及 图 6为才艮据本发明实施例的 BM经过紫外光固化工艺后的剖面结构示意 图。 具体实施方式
紫外光固化技术由于其快速及无污染的特点， 固化后成膜性能优良， 已 广泛应用于涂料、 半导体等行业。 本发明的实施例将传统的后固化工艺由热 固化方法更改为紫外光固化的方法， BM及 RGB亚像素等的制作过程釆用紫 外光固化方法可以使各自的线宽更加均匀， 且可以抑制 BM的线宽变大， 可 以有效减小由于线宽不均勾引发的漏光及混色现象， 提高分辨率。
下面结合附图及具体实施例对本发明的实施例作进一步详细说明。
根据本发明实施例的彩膜基板的制备方法可以包括如下步骤：
步骤一、在基板上形成一层 BM光阻胶，并经构图工艺形成 BM的图形， 之后从形成有 BM的基板正反两面对基板进行紫外光照射， 完成 BM的固化 过程。 固化过程可以在紫外光固化机中进行， 如传送带式紫外光固化机或烤 箱式紫外光固化机， 具体见后续具体实施例的描述。
基板正反两面均受到紫外光照射， 可以抑制单面紫外光照射时光阻胶对 紫外光的光阻效应， 增加了紫外光照射到光阻胶内部的能量， 确保紫外光固 化后的彩膜基板具有与传统热固化后的彩膜基板相当的物理化学性能。
步骤二、 在基板上继续沉积 R、 G、 B 亚像素的光阻胶， 并经构图工艺 形成对应的 R、 G、 B 亚像素的图形， 之后分别从基板正反两面对基板进行 紫外光照射， 完成 R、 G、 B亚像素的固化过程。
例如， 该方法还可以包括：
步骤三、 在基板上继续沉积柱形隔垫物的光阻胶， 并经曝光、 显影等构 图工艺形成柱形隔垫物的图形， 之后分别从基板正反两面对基板进行紫外光 照射， 完成柱形隔垫物的固化过程。
可选地， 在步骤二和步骤三之间， 该方法还可以包括： 在基板上涂覆光 固化型材料形成保护层（OC )之后， 分别从基板的正反两面对基板进行紫外 光照射。
例如， 在对形成有 R、 G、 B 亚像素的基板进行紫外光固化后， 通过基 板清洗、 光固化型材料的涂布以及软烘的工艺形成保护层， 之后分别从基板 的正反两面对基板进行紫外光照射。
需要说明的是， OC 制作工艺既有光固化方法， 又有热固化方法， 这主 要取决于所使用的保护层的材料。 保护层的材料可以分为两类： 一类为热固 性 OC胶， 其所用的引发剂为热敏性引发剂， 对紫外光不敏感， 不能釆用光 固化方法； 另一类为光固化型 OC胶， 其所用的引发剂为光敏性引发剂， 光 敏性引发剂既可采用光固化也可采用热固化， 光固化型 OC胶主要为光固化 方式 OC工艺所设计，一般光固化型 OC胶不采用热固化方式。传统 TFT-LCD 中彩膜基板中 OC的制作基本采用热固化方式， 但由于目前已成功研制出光 固化型的 OC胶， 因此， 只要引入紫外光固化机及光固化型 OC胶后， 彩膜 基板中的 OC固化过程便可以采用紫外光固化方法。
可选地， 该方法还可以包括： 对形成有黑矩阵， 红、 绿、 蓝亚像素、 保 护层以及柱形隔垫物的基板进行退火， 以消除 R、 G、 B亚像素、 PS的内部 热应力， 保证其正常形貌； 此外， 还可以对光刻胶进行彻底的固化， 提高光 刻胶的耐高温性能。
本实施例的紫外光固化的方式不会造成 PR软化塌下， BM的倒梯形结 构得以保持， 可以抑制 BM的线宽变大， 因此适应高分辨率显示屏对 BM窄 线宽的要求， 且可以缩短固化时间。
下面结合具体的实施例对本发明的方法进行详细描述。
实施例一： 利用传送带式紫外光固化机进行紫外光固化
该实施例以 DONGWOO FINE-CHEM所生产的一种 BM光阻胶（型号 为 BK-410 )为例来说明本发明实施例采用的紫外光固化的方法及原理。涂布 完光阻胶后的基板经过减压真空干燥及热盘软烘之后经过现有的曝光机， 曝 光机经过对位以后所发出的紫外光短时间照射到基板正面， 负性光阻胶中的 光敏性引发剂由于紫外光的作用而发生分解产生活化的自由基， 引发光阻胶 交联反应后不被显影液所溶解掉， 形成所需要的图形。 曝光过程由于时间短 暂（一般为 5~6s )以及光阻胶对光的阻挡作用，光阻胶中的光敏性引发剂（尤 其是接近基板处的） 不会被完全消耗掉， 剩下的光阻胶中的光敏性引发剂为 显影之后的后固化过程提供活性自由基， 保证后固化过程的进行。 大部分光 阻胶中的光敏性引发剂既可以在紫外光的照射下发生分解， 也可以在热的作 用下发生分解， 因此后固化工序既可以采用热固化工艺， 又可以采用紫外光 固化工艺。
这里描述的紫外光固化方法可以使用如图 3所示的传送带式紫外光固化 机 7。 在基板 2进入紫外光固化机后， 设置在入口单元处的红外加热单元 3 对基板 2进行预热和对膜面进行平坦化的作用， 经过红外预热的基板 2再经 过正反两面均带有紫外光 4照射的传送装置 5便可以进行紫外光固化。 紫外 光对基板 2进行照射的局部结构示意图如图 4所示。 传送装置 5可以控制基 板的传送速度以及传送速度的均一性。 通过控制该紫外光固化机的传送速度 可以控制紫外光固化的时间， 从而控制固化程度。 基板 2在传送过程中正反 两面均受到紫外光源 6发出的紫外光的照射， 从而可以抑制单面紫外光照射 时光阻胶对紫外光的光阻效应， 增加了紫外光照射到光阻胶内部的能量， 确 保紫外光固化后的彩膜基板具有与传统热固化后的彩膜基板相当的物理化学 性能。
彩膜基板釆用紫外光全曝光方式进行固化， 固化的时间可以根据固化效 果进行调整， 与现在的曝光机曝光能量选择方法相同， 应根据对膜层物理化 学性能的要求决定固化程度， 再根据紫外光固化机紫外光源的照度确定所需 要的固化时间， 该固化时间再转换为紫外光固化机传送带的传送速度， 即： 传送速度=紫外光固化段长度 /固化时间。
紫外光固化段长度为紫外光照射区域的长度， 具体对应于传送式紫外光 固化机中的紫外光照射区的传送带的长度。
实施例二： 利用烤箱式紫外光固化机进行紫外光固化
本实施例中采用与实施例一相同的 BM光阻胶， 彩膜基板中 BM的显影 刻蚀及其之前的工艺与实施例一相同， 显影之后仍采用紫外光全曝光。 本实 施例使用如图 5所示的与现有烘烤炉相似的烤箱式紫外光固化机 8。固化机 8 可以设置多层结构， 为保证紫外光照射的均一性， 在每层之间各设置至少一 个紫外光源 6， 分别对基板的正反两面进行紫外光照射。 由于紫外光全曝光 方法快速清洁， 固化时间短， 因此在满足生产节奏前提下不需要太多的段数。 图 5以四层结构为例， 示意地示出烤箱式紫外光固化机的结构与固化方法， 但是本发明的实施例显然不限于此。
实施例三： 使用改进的光阻胶进行紫外光固化
本实施例采用与实施例一相同的 BM光阻胶。 进行紫外光固化的固化设 备可以选择传送带式紫外光固化机或烤箱式紫外光固化机。 该实施例为提高 固化效杲， 对光阻胶进行引发剂成分的改进。 目前彩膜曝光机基本采用紫外 光的 i线， 对应波长为 λ =365ηπι， 因此光阻胶中的光敏性引发剂也为对 i线 敏感的感光剂。 在本实施例中， 为了采用显影之后紫外光全曝光， 在光阻胶 中除了添加对 i线敏感的感光剂以外， 再引入对紫外光其余波段 (如 h线， 对应波长为 λ =405ηιη， 或 g线， 对应波长为 λ =436nm )敏感的感光剂， 其 中对 i线敏感的感光剂可以选用 2,2-二曱氧基 -2-苯基苯乙酮， 对 h线敏感的 感光剂可以选用硫杂蒽酮， 对 g线敏感的感光剂可以选用芘茂铁盐， 从而可 以确保在曝光机曝光之后有足够的光敏性 I发剂进行紫外光全曝光固化。
本发明的实施例还提供了一种彩膜基板的制备方法， 其中彩膜基板的后 固化方法采用上文所述的紫外光固化方法。 图 6 为本发明实施例的 BM在经过紫外光固化工艺后的剖面结构示意 图。 由于紫外光固化的方式不会造成光阻胶软化塌下， BM的倒梯形结构得 以保持， 可以抑制 BM的线宽变大， 因此适应高分辨率显示屏对 BM窄线宽 的要求，也可提高开口率。
彩膜基板制作过程中的软烘之后的曝光过程就是使用紫外光使光阻胶发 生交联反应达到固化的目的， 因此本发明通过将后固化工艺所釆用的热固化 方式更改为紫外光固化方法， 既缩短了光刻工序进行的时间， 又有效保证彩 膜基板在进行制作时不被各种挥发物所污染，可更好地保证彩膜基板的品质。 釆用紫外光固化方法不会破坏 BM在显影之后形成的倒梯形结构， 使得倒梯 形结构得到保持， 抑制了 BM线宽的变宽， 有利于制作窄线宽的 BM。
以上所述的实施例仅为本发明的某些实施例， 并非用于限定本发明的保 护范围。
本申请要求于 2013年 9月 10日递交的中国专利申请第 201310409241.7 号的优先权， 在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一 部分。

Claims

权利要求书
1、 一种彩膜基板的制备方法， 包括：
在基板上涂覆光阻胶形成光阻层， 经过曝光、 显影， 将光阻层形成图形 并紫外固化。
2、如权利要求 1所述的制备方法，其中所述将光阻层形成图形并紫外固 化， 包括：
所述光阻层为黑矩阵光阻层， 在形成黑矩阵的图形之后， 分别从所述基 板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
3、如权利要求 1所述的制备方法，其中所述将光阻层形成图形并紫外固 化， 包括：
所述光阻层为红色光阻层， 在形成红色亚像素的图形之后， 分别从所述 基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
4、如权利要求 1所述的制备方法，其中所述将光阻层形成图形并紫外固 化， 包括：
所述光阻层为绿色光阻层， 在形成绿色亚像素的图形之后， 分别从所述 基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
5、如权利要求 1所述的制备方法，其中所述将光阻层形成图形并紫外固 化， 包括：
所述光阻层为蓝色光阻层， 在形成蓝色亚像素的图形之后， 分别从所述 基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
6、如权利要求 1所述的制备方法，其中所述将光阻层形成图形并紫外固 化， 包括：
所述光阻层为柱形隔垫物的光阻层， 在形成柱形隔垫物的图形之后， 分 别从所述基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
7、如权利要求 1-6中任一项所述的制备方法， 其中所述紫外固化在传送 带式紫外光固化机或烤箱式紫外光固化机中进行。
8、如权利要求 7所述的方法，其中当采用所述传送带式紫外光固化机对 所述基板进行紫外固化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外光固化段 的长度之间满足如下关系：
传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
9、如权利要求 7所述的方法，其中所述烤箱式紫外光固化机设置为多层 结构， 每层之间各设置至少一个紫外光源。
10、 如权利要求 1-6中任一项所述的制备方法， 其中所述光阻胶中添加 有对紫外光的 i线敏感的感光剂。
11、如权利要求 10所述的方法，其中所述光阻胶中还添加有对紫外光的 h线或 g线敏感的感光剂。
12、 一种彩膜基板的制备方法， 包括：
在基板上涂覆光固化型材料形成保护层， 并紫外固化。
13、 如权利要求 12所述的制备方法， 其中所述紫外固化包括： 分别从所述基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
14、如权利要求 12所述的制备方法，其中所述紫外固化在传送带式紫外 光固化机或烤箱式紫外光固化机中进行。
15、如权利要求 14所述的制备方法，其中当釆用所述传送带式紫外光固 化机对所述基板进行紫外固化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外光 固化段的长度之间满足如下关系：
传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
16、如权利要求 14所述的制备方法，其中所述烤箱式紫外光固化机设置 为多层结构， 每层之间各设置至少一个紫外光源。
17、 如权利要求 12-16中任一项所述的制备方法， 其中所述光固化型材 料中添加有对紫外光的 i线敏感的感光剂。
18、如权利要求 17所述的制备方法，其中所述光固化型材料中还添加有 对紫外光的 h线或 g线敏感的感光剂。
19、 一种彩膜基板的制备方法， 包括：
在基板上涂覆黑矩阵光阻胶形成黑矩阵光阻层， 经过曝光、 显影， 形成 黑矩阵图形并紫外固化；
在基板上涂覆红色光阻胶形成红色光阻层， 经过曝光、 显影 ， 形成红色 亚像素图形并紫外固化；
在基板上涂覆绿色光阻胶形成绿色光阻层， 经过曝光、 显影， 形成绿色 亚像素图形并紫外固化；
在基板上涂覆蓝色光阻胶形成蓝色光阻层， 经过曝光、 显影， 形成蓝色 亚像素图形并紫外固化。
20、 根据权利要求 19所述的制备方法， 还包括：
在所述基板上涂覆光固化型材料形成保护层， 并紫外固化。
21、 根据权利要求 20所述的制备方法， 还包括：
在所述基板上涂覆柱形隔垫物光阻胶形成柱形隔垫物的光阻层， 经过曝 光、 显影， 形成柱形隔垫物图形并紫外固化。
22、 根据权利要求 21所述的制备方法， 还包括：
对形成有黑矩阵、 红、 绿、 蓝亚像素、 保护层以及柱形隔垫物的基板进 行退火。
23、根据权利要求 19、 20或 21所述的制备方法， 其中所述紫外固化为： 分别从所述基板的正反两面对所述基板进行紫外光照射。
24、 根据权利要求 19、 20或 21所述的制备方法， 其中所述紫外固化在 传送带式紫外光固化机或烤箱式紫外光固化机中进行。
25、根据权利要求 24所述的制备方法，其中当釆用所述传送带式紫外光 固化机对所述基板进行紫外固化时， 传送带的传送速度、 固化时间以及紫外 光固化段的长度之间满足如下关系：
传送速度=紫外光固化段长 固化时间。
26、根据权利要求 24所述的制备方法，其中所述烤箱式紫外光固化机设 置为多层结构， 每层之间各设置至少一个紫外光源。
27、根据权利要求 21所述的制备方法， 其中所述黑矩阵光阻胶、红色光 阻胶、 绿色光阻胶、 蓝色光阻胶、 光固化型材料和柱形隔垫物光阻胶中的至 少一个中添加有对紫外光的 i线敏感的感光剂。
28、根据权利要求 27所述的制备方法， 其中所述黑矩阵光阻胶、红色光 阻胶、 绿色光阻胶、 或蓝色光阻胶、 光固化型材料和柱形隔垫物光阻胶中的 至少一个中还添加有对紫外光的 h线或 g线敏感的感光剂。
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