WO2017045225A1 - 隔垫物及其制造装置 - Google Patents

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王醉
郭晋波
罗时勳
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Definitions

  • the manufacturing device may further comprise a plurality of matching reticle, each of the permeable peripheral light transmissive regions having different shapes and sizes, and may also increase the density and width of the sub-transparent regions of the peripheral transparent region or Adjusting the illumination parameters of the exposure device, the uniformity of the mask of the peripheral light-transmissive area is adjustable, and finally the flatness of the shoulder portion of the "convex"-shaped spacer is adjustable, which can meet the manufacturing requirements of different specifications of the spacer. .
  • the display panel of the present invention comprises an upper color film substrate 1 and a lower array substrate 2, which are filled with liquid crystal 3 therebetween, and at the same time, a spacer 4 having a "convex"-shaped cross section is supported on the color filter substrate.
  • the spacer 4 of the "convex" cross section may be a stacked structure of a cylinder, a truncated cone or a prism.
  • the exposure adjusting device 30 includes an exposure distance adjusting module 31, an exposure angle adjusting module 32, and a timer 33, which can respectively control the exposure distance of the exposure device 20, Parameters such as exposure angle and exposure time, by controlling the exposure distance of the exposure device 20 and the reticle 10, the irradiation angle of the exposure device 20, etc., the light intensity distribution of the light transmitted through the peripheral light-transmitting region 10b is uniform, combined with the control of the exposure time.
  • the flatness of the shoulder of the PS can be made uniform.
  • the manufacturing device may further comprise a plurality of matching reticle, each of the permeable peripheral light transmissive regions having different shapes and sizes, and may also increase the density and width of the sub-transparent regions of the peripheral transparent region or Adjusting the illumination parameters of the exposure device, the uniformity of the mask of the peripheral light-transmissive area is adjustable, and finally the flatness of the shoulder portion of the "convex"-shaped spacer is adjustable, which can meet the manufacturing requirements of different specifications of the spacer. .

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Abstract

一种隔垫物（4 ）及其制造装置，所述装置包括光罩（10 ）和与所述光罩（10 ）正对的曝光装置（20 ），所述光罩（10 ）包括中心透光区（10a ）和设于所述中心透光区（10a ）外围的外围透光区（10b），所述曝光装置（20 ）发出的光线透过所述光罩（10 ）后照射到负向光阻材料上，透过所述外围透光区（10b）的光线强度小于透过所述中心透光区（10a ）的光线强度。通过一次曝光工艺即可实现"凸"字状隔垫物（4 ）的制作，工艺简单，隔垫物（4 ）制造成本低。同时，所述隔垫物（4 ）制造装置制作的"凸"字状隔垫物（4 ）的凸肩部的平整度可调，可以满足不同规格的隔垫物（4 ）制造需求。

Description

隔垫物及其制造装置 技术领域
本发明涉及液晶面板用的隔垫物，尤其涉及一种隔垫物及其制造装置。
背景技术
随着显示技术的进步，液晶显示面板得到越来越广泛的应用，然而，液晶显示面板通常采用在阵列基板和彩膜基板之间灌入液晶的方法形成，液晶显示面板本身的结构决定了其产品会随着外界温度的变化而导致玻璃基板和液晶等材料膨胀或者收缩，另外，这些产品经常受到如触摸等外力的冲击，很容易造成液晶显示面板的基板错位，造成面板漏光问题，将给显示效果带来颜色不正、效果不佳等等很多不良影响。
为了增加液晶显示装置周边区域的支撑效果，同时也为了防止液晶显示装置在其后期模组制备过程中受外力发生变形的情况，现有技术通常会在彩膜基板上设置凸柱状的隔垫物(Post Spacer，简称PS)来支撑阵列基板和彩膜基板之间的液晶间隙，从而实现均一盒厚。PS有Main PS(主隔垫物)和Sub PS(副隔垫物)之分，Main PS的高度高于Sub PS，当显示屏的阵列基板和彩膜基板贴合后，顶住阵列基板的PS为Main PS，没有顶住阵列基板的PS为Sub PS。Main PS是液晶显示面板正常工作环境下一直起支撑作用的PS，当液晶显示面板受到外界压力过大时，可通过Sub PS顶住阵列基板来增加PS柱子整体的支撑强度。
一般的Main PS和Sub PS均为棱台或棱柱等截面为梯形的结构，Main PS支撑在阵列基板上，Sub PS悬空以实现辅助支撑作用，但是此种设计的Main PS和Sub PS需要单独制造，与之配合的阵列基板表面制造工艺不同会导致粗糙度不同，Main PS和Sub PS的段差难以精确控制。有人在此基础上设计了一种“凸”字状PS，即在普通PS的端面直接形成尺寸更小的延伸部，此种PS自身带有一定的梯度，当面板受到挤压时，第二梯度会顶住阵列基板，起到Sub PS的作用，与Main PS和Sub PS单独设计的结构相比，此种结构无需在阵列基板表面单独制造台阶部以实现Main PS和Sub PS的段差，从而可以提高像素开口率。但是， 此种PS的制造工艺通常采用两次曝光工艺成型，首先通过第一次曝光制造出具有第一梯度的Sub PS，然后通过第二次曝光在Sub PS上制造出台阶部，形成第二梯度的Main PS。然而，两次曝光需要两张PS光罩，同样需要两次曝光工艺，制造成本依然较高。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种像素开口率高、制造工艺简单、制造成本低的隔垫物及其制造装置。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种隔垫物制造装置，包括光罩和与所述光罩正对的曝光装置，所述光罩包括中心透光区和设于所述中心透光区外围的外围透光区，所述曝光装置发出的光线透过所述光罩后照射到负向光阻材料上，透过所述外围透光区的光线强度小于透过所述中心透光区的光线强度。
其中，所述中心透光区的透光率大于所述外围透光区。
或者，所述外围透光区设有交替设置的子透光区和遮光区，一个所述遮光区将所述中心透光区和所述子透光区间隔开。
其中，所述子透光区和所述遮光区均为中心对称结构，且二者的对称中心与所述中心透光区相同。
其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的数量不同。
或者，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的宽度不同。
或者，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述遮光区的宽度不同。
或者，所述外围透光区均匀分布有多个点状的子透光区。
其中，所述隔垫物制造装置还包括曝光调节装置，用于调节所述曝光装置的光照参数。
本发明的另一目的在于提供一种隔垫物，使用上述的隔垫物制造装置制成。
本发明的隔垫物制造装置在同一个光罩上制作出能够透射出不同光线强度的中心透光区和外围透光区，使得经曝光装置发出的光线照射至负向光阻材料后中心的光线强度与外围的光线强度存在差别，在中心区形成的隔垫物高度大于外围形成的隔垫物高度，只需一次曝光工艺即可实现“凸”字状隔垫物的制 作，工艺简单，制造成本低。同时，该制造装置内还可包括多个配套使用的光罩，每个光罩的外围透光区具有不同的形状和尺寸，还可以通过增加外围透光区的子透光区密度和宽度或调节曝光装置的光照参数，使得外围透光区的光罩均匀性可调，最终实现“凸”字状隔垫物的凸肩部的平整度可调，可以满足不同规格的隔垫物制造需求。
附图说明
图1为本发明实施例的显示面板的结构示意图。
图2为本发明实施例的隔垫物制造装置的结构示意图。
图3为图2中A处的局部放大图。
图4a为本发明实施例的一种光罩结构示意图。
图4b为本发明实施例的另一种光罩结构示意图。
图4c为本发明实施例的又一种光罩结构示意图。
图4d为本发明实施例的再一种光罩结构示意图。
图5a为图4a所示的光罩的经照射后的光强分布截面图。
图5b为图4b所示的光罩的经照射后的光强分布截面图。
图5c为图4c所示的光罩的经照射后的光强分布截面图。
图5d为图4d所示的光罩的经照射后的光强分布截面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1，本发明的显示面板包括上部彩膜基板1和下部的阵列基板2，二者之间填充有液晶3，同时，具有“凸”字状截面的隔垫物4支撑于彩膜基板1和阵列基板2之间，同时起到Main PS和Sub PS的功能，该“凸”字状截面的隔垫物4可以是圆柱、圆台或棱台等堆叠的构造。
如图2和图3所示，为了制造该“凸”字状截面的隔垫物4，本发明实施例提供了一种隔垫物制造装置，包括光罩10和与光罩10正对的曝光装置20，彩 膜基板1上涂有负向光阻材料，放置在光罩10的下方，曝光装置20发出的光经光罩10透射后射向负向光阻材料上指定的部位，负向光阻材料发生曝光和显影后，清除没有经过光照的部分，留下的负向光阻材料烘干后即形成隔垫物4。
结合图4a～图4d所示，为本实施例的几种不同形状的光罩的结构示意图。本实施例的光罩10包括中心透光区10a和设于中心透光区10a外围的外围透光区10b，光罩10的其他部位不透光，曝光装置20发出的光线透过光罩10后照射到负向光阻材料上，透过外围透光区10b的光线强度小于透过中心透光区10a的光线强度。
外围透光区10b具有交替设置的若干个子透光区11和遮光区12，其中一个遮光区12将中心透光区10a和子透光区11间隔开。
本实施例的子透光区11和遮光区12均为中心对称结构，且二者的对称中心与中心透光区10a相同。
图4a为中心透光区10a为实心的正方形、子透光区11和遮光区12均为正方形框的光罩结构；图4b为中心透光区10a为实心的长方形、子透光区11和遮光区12均为长方形框的光罩结构；图4c为中心透光区10a为实心的圆形、子透光区11和遮光区12均为环形的光罩结构；图4d为中心透光区10a为实心的圆形、子透光区11和遮光区12均为实心圆点的光罩结构，其外围透光区10b均匀分布有多个点状的子透光区11。可以理解的是，本发明的光罩结构并不仅限于上述形状，制造过程中可根据实际需要自行选择中心透光区10a、子透光区11和遮光区12的形状，只需三者共对称中心即可。
PS的高度取决于曝光过程中的光强分布，透过中心透光区10a的光线光强较强，其照射至负向光阻材料后，形成高度较高的主隔垫物部分4a，即Main PS，透过外围透光区10b的光线的光强相对较弱，其照射至外围的负向光阻材料后，形成高度较低的副隔垫物部分4b，即Sub PS。
通过运用Athena的曝光模拟模块Optolith对本实施例的不同光罩结构进行模拟验证，模拟出不同PS设计方法在曝光过程中的光强分布。图5a～5d依次模拟出图4a～图4d所示的光罩结构对应的光强分布截面图。可以看出，中心透光区10a的光强分布明显高于其它部位，主隔垫物部分4a与副隔垫物部分4b的段差可以通过控制光罩10的中心透光区10a与外围透光区10b的透光面积比例来实现，外围透光区10b的透光面积相对越大，段差越小。同时，外围透光区10b的遮光区12越窄、子透光区11层数越多，主隔垫物部分4a与副隔垫物 部分4b之间过渡的凸肩表面越平整。
同时，隔垫物制造装置还包括用于调节曝光装置20的光照参数的曝光调节装置30。在PS制程过程中，由于曝光装置20的光线并非完全平行，而是具有一定的发散程度，因此曝光过程中负向光阻材料上正对空隙处的部位也有紫外光照射到，导致最终的曝光效果并非理想设计状态，因此，如图2所示，本实施例中，曝光调节装置30包括曝光距离调节模块31、曝光角度调节模块32和定时器33，可分别控制曝光装置20的曝光距离、曝光角度和曝光时间等参数，通过控制曝光装置20与光罩10的曝光距离、曝光装置20的照射角度等使透过外围透光区10b的光线的光强分布均匀，结合曝光时间的控制，可使PS的凸肩处平整度一致。
在PS设计过程中，有时为了在一个“凸”字形隔垫物上实现多级梯度，“凸”字形隔垫物的凸肩需要设计成波浪形或者凸出高度渐变的表面，本实施例的光罩10的子透光区11数量可以设计成2个以上，制作过程中利用曝光调节装置30对曝光参数进行微调即可。
为方便地调节PS的凸肩处平整度，提高曝光装置20的功能多样性，本实施例的隔垫物制造装置内设有多个方便更换的光罩10，且每个光罩10上的子透光区11的数量、宽度和形状均可以不同，同时每个光罩10上的遮光区12的宽度也可以不同，使用过程中可以根据需要自由选择光罩。
在其它实施方式中，还可以通过设置中心透光区10a的透光率大于外围透光区10b来实现中心透光区10a与外围透光区10b的透光差异，以实现隔垫物的主副隔垫物之间的段差。
本发明的隔垫物制造装置在同一个光罩上制作出能够透射出不同光线强度的中心透光区和外围透光区，使得经曝光装置发出的光线照射至负向光阻材料后中心的光线强度与外围的光线强度存在差别，在中心区形成的隔垫物高度大于外围形成的隔垫物高度，只需一次曝光工艺即可实现“凸”字状隔垫物的制作，工艺简单，制造成本低。同时，该制造装置内还可包括多个配套使用的光罩，每个光罩的外围透光区具有不同的形状和尺寸，还可以通过增加外围透光区的子透光区密度和宽度或调节曝光装置的光照参数，使得外围透光区的光罩均匀性可调，最终实现“凸”字状隔垫物的凸肩部的平整度可调，可以满足不同规格的隔垫物制造需求。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (20)

  1. 一种隔垫物制造装置，其中，包括光罩和与所述光罩正对的曝光装置，所述光罩包括中心透光区和设于所述中心透光区外围的外围透光区，所述曝光装置发出的光线透过所述光罩后照射到负向光阻材料上，透过所述外围透光区的光线强度小于透过所述中心透光区的光线强度。
  2. 根据权利要求1所述的隔垫物制造装置，其中，所述中心透光区的透光率大于所述外围透光区。
  3. 根据权利要求1所述的隔垫物制造装置，其中，所述外围透光区设有交替设置的子透光区和遮光区，一个所述遮光区将所述中心透光区和所述子透光区间隔开。
  4. 根据权利要求3所述的隔垫物制造装置，其中，所述子透光区和所述遮光区均为中心对称结构，且二者的对称中心与所述中心透光区相同。
  5. 根据权利要求4所述的隔垫物制造装置，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的数量不同。
  6. 根据权利要求4所述的隔垫物制造装置，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的宽度不同。
  7. 根据权利要求4所述的隔垫物制造装置，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述遮光区的宽度不同。
  8. 根据权利要求1所述的隔垫物制造装置，其中，所述外围透光区均匀分布有多个点状的子透光区。
  9. 根据权利要求1所述的隔垫物制造装置，其中，还包括曝光调节装置，用于调节所述曝光装置的光照参数。
  10. 根据权利要求9所述的隔垫物制造装置，其中，所述曝光调节装置包括曝光距离调节模块、曝光角度调节模块和定时器。
  11. 一种隔垫物，其中，使用隔垫物制造装置制成，所述隔垫物制造装置包括光罩和与所述光罩正对的曝光装置，所述光罩包括中心透光区和设于所述中心透光区外围的外围透光区，所述曝光装置发出的光线透过所述光罩后照射到负向光阻材料上，透过所述外围透光区的光线强度小于透过所述中心透光区 的光线强度。
  12. 根据权利要求11所述的隔垫物，其中，所述中心透光区的透光率大于所述外围透光区。
  13. 根据权利要求11所述的隔垫物，其中，所述外围透光区设有交替设置的子透光区和遮光区，一个所述遮光区将所述中心透光区和所述子透光区间隔开。
  14. 根据权利要求13所述的隔垫物，其中，所述子透光区和所述遮光区均为中心对称结构，且二者的对称中心与所述中心透光区相同。
  15. 根据权利要求14所述的隔垫物，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的数量不同。
  16. 根据权利要求14所述的隔垫物，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述子透光区的宽度不同。
  17. 根据权利要求14所述的隔垫物，其中，所述光罩为多个，且每个所述光罩上的所述遮光区的宽度不同。
  18. 根据权利要求11所述的隔垫物，其中，所述外围透光区均匀分布有多个点状的子透光区。
  19. 根据权利要求11所述的隔垫物，其中，所述隔垫物制造装置还包括曝光调节装置，用于调节所述曝光装置的光照参数。
  20. 根据权利要求19所述的隔垫物，其中，所述曝光调节装置包括曝光距离调节模块、曝光角度调节模块和定时器。
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