WO2017211090A1 - 掩模板和基板间隔柱及其制备方法、显示面板 - Google Patents

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汪栋
宋勇志
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Definitions

  • the present invention relates to the field of optical micromachining technology, and in particular, to a mask and a substrate spacer, and a method for preparing a mask and a spacer spacer, and to a display panel including the spacer.
  • Thin film transistor liquid crystal panels have become the mainstream in the market due to their high image quality, high space utilization, low power consumption, and no radiation.
  • the color filter substrate and the array substrate are oppositely disposed to form a liquid crystal cell.
  • the photo spacer (Photo Spacer, PS for short) plays an important role.
  • a method for fabricating a spacer spacer on a color filter substrate is as follows: First, a negative photoresist is coated on the color filter substrate, and the negative photoresist is insoluble after being exposed to light. The negative photoresist is exposed and developed by using a mask to dissolve and remove the negative photoresist which is not exposed to light, and the negative photoresist under the exposed region of the mask is insoluble to form the spacer spacer.
  • Embodiments of the present invention provide a mask plate and a substrate spacer, a preparation method thereof, and a display panel.
  • a mask is provided. On the reticle, at least one exposure region is formed, the at least one exposure region including a central region and a peripheral region, wherein the central region has a light transmittance greater than a transmittance of the peripheral region.
  • a method of fabricating a mask includes: forming a light shielding region and at least one exposure region on a transparent substrate, the at least one exposure region including a central region and a peripheral region; and processing the at least one exposed region such that a transmittance of the central region is greater than the Transmittance of the peripheral area.
  • a method of fabricating a substrate spacer comprises: coating a negative photoresist on a substrate to form a substrate spacer phosphor layer; exposing the substrate spacer phosphor layer by using the mask; and separating the exposed substrate spacer The photoresist layer is developed; and the negative photoresist which is not exposed and developed in the photoresist layer of the substrate spacer is removed, and the exposed and developed negative photoresist forms a spacer spacer.
  • a substrate spacer is also provided.
  • the substrate spacer is prepared by the above preparation method.
  • a display panel comprises: an array substrate and a color film substrate; wherein the array substrate and the color film substrate are combined to form a liquid crystal cell by a box process, and the array substrate and the color film substrate are separated by the substrate spacer.
  • FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C respectively show measurement views of the morphology of the spacer spacers when the exposure region width is 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, and 35 ⁇ m using a conventional mask;
  • 2A-2E are schematic cross-sectional views of five structures in the case where the mask plate has no optical semi-transmissive layer in the central region of the exposed region and the peripheral region forms an optical semi-transmissive layer according to an embodiment of the present invention
  • 3A-3C are schematic cross-sectional views showing three structures in the case where an optical semi-transmissive layer exists in a central region and a peripheral region of an exposure region according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4A-4C are schematic cross-sectional views showing three structures in the case where the thickness of the optical transflective layer is gradually increased along the direction from the center of the exposure region to the edge of the exposure region according to an embodiment of the present invention
  • 5A and 5B are schematic cross-sectional views of the material to be etched by dry etching and wet etching, respectively;
  • FIG. 6 is a flow chart of a method of fabricating a mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the device after performing each step in the method for fabricating the mask shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a device after performing each step in a method of fabricating a mask according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic structural view of a mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flow chart showing a method of preparing a substrate spacer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the device after performing each step in the method for fabricating the spacer spacer of FIG. 10; FIG.
  • FIG. 12 is a structural comparison diagram of a substrate spacer column made by using a conventional mask and a mask of the present invention.
  • FIG. 13 is a flow chart of a method of fabricating a display panel according to another embodiment of the present invention.
  • the Applicant has found that when the width of the exposed area is greater than 25 ⁇ m, the substrate spacer is fabricated using a semi-permeable mask, and when the exposure distance is constant, the light passing through the central portion of the exposed area The intensity is lower than the intensity of light passing through the periphery of the exposure zone, which is contrary to traditional cognition.
  • 1A, 1B, and 1C are schematic views showing the topography of the substrate spacers at intervals of 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, and 35 ⁇ m, respectively, of the exposure region width (for example, the exposure region is circular, and the width refers to the diameter of the circle). It can be seen that when the width of the exposed region is 25 ⁇ m, the morphology of the spacer spacer is normal; when the width of the exposed region is increased to 30 ⁇ m and 35 ⁇ m, the top of the spacer spacer has a crater morphology, and the width of the exposed region is larger, the volcano The more obvious the mouth shape.
  • the spacer spacers with crater tops on the top will be greatly reduced in support effect, which may cause the display panel to be sensitive to external pressure changes, such as Touch Mura, which will seriously affect the picture quality of the display panel.
  • Embodiments of the present invention provide a mask for achieving uniform light intensity distribution through the entire exposure region by making the light transmittance of the central region of the exposed region larger than the transmittance of the peripheral region of the exposed region.
  • an exposure region 30 is formed on the mask plate of the present embodiment.
  • the exposure area 30 includes a central area A and a peripheral area B.
  • the light transmittance of the central area A is greater than the light transmittance of the peripheral area B.
  • the light intensity of the exposed area of the reticle gradually decreases from the central area to the peripheral area, and the corresponding photoresist under the central area receives more illumination, and the corresponding photoresist under the peripheral area receives illumination. slightly less.
  • the substrate spacer formed through the mask does not have a crater topography at the top, which reduces or even avoids the occurrence of Touch Mura in the display panel.
  • the exposure zone width is greater than or equal to 25 ⁇ m, and further preferably, the exposure zone width is between 25 ⁇ m and 50 ⁇ m.
  • the mask includes a transparent substrate 10 and a light shielding layer 20 formed on the transparent substrate 10.
  • the light shielding layer 20 is configured such that an exposed region 30 is formed in a region at least partially transparent on the transparent substrate, and a region that is completely opaque on the transparent substrate constitutes a light shielding region.
  • the mask for preparing the spacer spacers at least a portion of the exposed regions are covered with the optical semi-transmissive layer 31 in order to control the morphology of the spacer spacers.
  • the light shielding layer and the optical semi-transmissive layer 31 may be the same material, except that there is a difference in thickness: the thickness of the light shielding layer is thick, the light used for exposure is completely impenetrable; and the thickness of the optical semi-transmissive layer 31 is thin.
  • the light used for exposure can be partially transmitted.
  • the two are filled with different patterns.
  • the material for preparing the light shielding layer and the optical semi-transmissive layer 31 may be chromium, manganese oxide, chromium, magnesium, manganese nitride, plexiglass, transparent thermosetting polymer material, TPX, M-COC transparent Materials or other materials that are resistant to high temperatures and corrosion.
  • the thickness of the optical semi-transmissive layer with respect to the central region A is lower than the thickness of the optical semi-transmissive layer of the peripheral region B, which may include the following three examples:
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing an exposure region of an embodiment of the present invention.
  • the width of the central area A of the exposed area accounts for about 2/3 of the width of the entire exposed area
  • the width of the peripheral area B on both sides of the exposed area accounts for about 1/6 of the entire exposed area, respectively.
  • There is no optical semi-transmissive layer in the central region A of the exposed region and the thickness of the optical semi-transmissive layer corresponding to the central region A of the exposed region is zero.
  • the peripheral region B of the exposed area is covered with an optical semi-transmissive layer 31, that is, a thickness of the optical semi-transmissive layer larger than the central area A of the exposed area.
  • the central area A of the exposed area and the peripheral area B of the exposed area have distinct boundaries, and a step is formed therebetween.
  • FIG. 2B is a cross-sectional structural view showing an exposure region of another embodiment of the present invention.
  • the difference from the exposure region shown in FIG. 2A is that, in FIG. 2B, the thickness of the optical semi-transmissive layer of the peripheral region B of the exposed region is smoothly increased in accordance with the first curve in the direction from the center of the exposure region to the edge of the exposure region.
  • the thickness of the optical semi-transmissive layer of the peripheral region B of the exposed region is smoothly increased according to the first curve in the direction from the center of the exposure region to the edge of the exposure region, but the present invention does not limit.
  • the thickness of the optically transmissive layer of the peripheral region B of the exposed region may also increase linearly or stepwise in the direction from the center of the exposed region to the edge of the exposed region, which is equally capable of implementing the present invention.
  • FIG. 2C is a cross-sectional structural view showing an exposure region of another embodiment of the present invention.
  • the peripheral area B includes the edge area B1 and the transition area B2.
  • the thickness of the optical semi-transmissive layer is the same, and in the transition region B2, the thickness of the optical semi-transmissive layer is smoothly increased in accordance with the second curve in the direction from the center of the exposure region to the edge of the exposure region.
  • the exposed areas on the mask are circular.
  • the thickness of the optically semipermeable layer in the transition region B2 is smoothly increased in the direction of the edge of the exposure region to the edge of the exposure region in accordance with the second curve, and the optical semipermeable membrane in the entire exposure region is in the shape of a bowl.
  • the thickness of the optical transflective layer gradually increases from the center of the exposed area to the edge of the exposed area.
  • the isotropic and anisotropic characteristics of the etching process are applied.
  • the etching characteristics of dry etching and wet etching are first described below.
  • the mask plates shown in FIGS. 2B, 2C, 2D, 3B, 3C, 4A, and 4B can also be prepared by controlling the etching conditions, which are not separately described herein.
  • FIG. 8C An optical semi-permeable membrane is deposited in the exposed region, and the resulting structure is as shown in FIG. 8C;
  • Another aspect of an embodiment of the present invention also provides a method of fabricating a substrate spacer using a mask of an embodiment of the present invention.
  • the method for preparing the spacer spacer of the present embodiment includes:
  • Step S1008 removing the negative photoresist which is not exposed and developed in the photoresist layer of the substrate spacer, and exposing and developing the negative photoresist to form a spacer spacer, and the obtained structure is as shown in FIG. 11(D). Show.
  • FIG. 12 is a structural comparison view of a substrate spacer formed using a conventional mask and a mask of the present invention.
  • (A) in FIG. 12 is a substrate spacer column made by using a conventional mask. It can be seen that since the light intensity of the opening center area A is lower than that of other areas, the crater topography appears at the top of the substrate spacer.
  • 12(B) is a substrate spacer prepared by using the mask of the embodiment, and it can be seen that since the transmittance of the central region A of the exposed region is larger than the transmittance of the peripheral region B of the exposed region, the transmission is achieved.
  • the substrate spacers for preparing the color filter substrate are only a special structure in the whole structure, and should not be construed as limiting the scope of the present invention. .
  • Another aspect of an embodiment of the present invention also provides a method of fabricating a display panel.
  • a method for preparing a display panel of this embodiment includes:
  • Step S1302 providing an array substrate
  • the shape of the concave structure of the optical semi-permeable membrane in the exposure region can be selected according to needs, or adjusted according to experimental results, as long as the light transmittance of the central region A is greater than the transmittance of the peripheral region B;
  • the preparation of the mask is performed by using isotropic etching of the wet etching, and the mask can be prepared by one etching process, which greatly simplifies the manufacturing process of the mask and reduces the process. cost.
  • the invention has potential application value not only in the preparation of color film substrates, but also in various fields of application of photolithography processes.

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Abstract

一种掩模板和基板间隔柱，以及它们的制备方法，以及包含基板间隔柱的显示面板。在掩模板中，形成有至少一个曝光区（30），该至少一个曝光区（30）包括中心区域（A）和外围区域（B），其中中心区域（A）的透光率大于外围区域（B）的透光率。

Description

掩模板和基板间隔柱及其制备方法、显示面板 技术领域
本发明涉及光学微加工技术领域，尤其涉及一种掩模板和基板间隔柱，以及掩模板和基板间隔柱的制备方法，还涉及包含该基板间隔柱的显示面板。
背景技术
薄膜晶体管液晶面板(TFT-LCD)以其具有高画质、空间利用率高、低消耗功率、无辐射等众多优点成为市场的主流。在薄膜晶体管液晶显示面板中，彩膜基板和阵列基板相对设置形成液晶盒，为保证液晶盒的盒厚的均一性，基板间隔柱(Photo Spacer，简称PS)起到重要的作用。
以负性光刻胶为例，在彩膜基板上制作基板间隔柱的方法如下：首先在彩膜基板上涂布负性光刻胶，负性光刻胶在受到光照后将形成不可溶物质；利用掩模板对负性光刻胶进行曝光和显影，将没有受到光照的负性光刻胶溶解清除，而掩模板的曝光区下方的负性光刻胶因为不可溶而形成基板间隔柱。
发明内容
本发明实施例提供一种掩模板和基板间隔柱及其制备方法、显示面板。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种掩模板。在该掩模板上，形成有至少一个曝光区，该至少一个曝光区包括中心区域和外围区域，其中，该中心区域的透光率大于该外围区域的透光率。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种掩模板的制备方法。该制备方法包括：在透明基板上形成遮光区和至少一个曝光区，该至少一个曝光区包括中心区域和外围区域；以及对该至少一个曝光区进行处理，使该中心区域的透光率大于该外围区域的透光率。
根据本发明实施例的又一个方面，还提供了一种基板间隔柱的制备方法。该制备方法包括：在基材上涂覆负性光刻胶，以形成基板间隔柱光刻胶层；利用上述的掩模板对基板间隔柱光刻胶层进行曝光；对曝光后的基板间隔柱光刻胶层进行显影；以及清除基板间隔柱光刻胶层中未被曝光及显影的负性光刻胶，曝光和显影后的负性光刻胶形成基板间隔柱。
根据本发明实施例的再一个方面，还提供了一种基板间隔柱。该基板间隔柱由上述制备方法制备。
根据本发明实施例的再一个方面，还提供了一种显示面板。该显示面板包括：阵列基板和彩膜基板；其中，阵列基板和彩膜基板通过对盒工艺结合在一起形成液晶盒，阵列基板和彩膜基板通过上述的基板间隔柱隔开。
附图说明
图1A、图1B和图1C分别示出了采用传统掩模板，曝光区宽度为25μm、30μm和35μm时基板间隔柱形貌的测量图；
图2A～图2E为根据本发明实施例掩模板在曝光区的中心区域无光学半透层，外围区域形成光学半透层情况下五种结构的剖面结构示意图；
图3A～图3C为根据本发明实施例掩模板在曝光区的中心区域和外围区域均存在光学半透层的情况下三种结构的剖面示意图；
图4A～图4C为根据本发明实施例掩模板，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，光学半透层的厚度逐渐增加的情况下三种结构的剖面示意图；
图5A和图5B分别为采用干法刻蚀和湿法刻蚀时被刻蚀材料的剖面示意图；
图6为根据本发明实施例掩模板制备方法的流程图；
图7为图6所示掩模板制备方法中执行各步骤后器件的剖面示意图；
图8为根据本发明另一实施例掩模板制备方法中执行各步骤后器件的剖面示意图；
图9为根据本发明实施例掩模板的结构示意图；
图10为根据本发明实施例基板间隔柱的制备方法的流程图；
图11为图10所示基板间隔柱的制备方法中执行各步骤后器件的剖面示意图；
图12为采用传统的掩模板与本发明掩模板制成的基板间隔柱的结构对比图；
图13为根据本发明另一实施例显示面板制备方法的流程图。
具体实施方式
在大量的研究和实验的基础上，申请人发现：在曝光区宽度大于25μm时，使用半透膜掩模板制作基板间隔柱，当曝光距离一定的情况下，透过曝光区的中心区域的光强度反而比透过曝光区外围区域的光强度要低，而这与传统认知恰恰相反。
图1A、图1B和图1C分别为曝光区宽度(如曝光区为圆形，则该宽度指的是该圆形的直径)分别为25μm、30μm和35μm时基板间隔柱形貌的示意图。可以看出，当曝光区宽度为25μm时，基板间隔柱形貌正常；当曝光区宽度增大至30μm和35μm时，基板间隔柱的顶部出现火山口形貌，且曝光区宽度越大，火山口形貌越明显。顶部呈火山口形貌的基板间隔柱在支撑效果上会大打折扣，可能导致显示面板出现对外界压力变化比较敏感的不良，例如Touch Mura(触控不良)，会严重影响显示面板的画面品质。
本发明实施例提供了一种掩模板，通过令曝光区的中心区域的透光率大于曝光区外围区域的透光率，达到了透过整个曝光区的光强度分布均一的目的。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。应注意，贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在以下描述中，一些具体实施例仅用于描述目的，而不应该理解为对本发明有任何限制，而只是本发明实施例的示例。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。应注意，图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。
本发明实施例的一个方面提供了一种掩模板。请参照图2A～2E、图3A～图3C、图4A～图4C，本实施例的掩模板上形成有曝光区30。该曝光区30包括：中心区域A和外围区域B。其中，中心区域A的透光率大于外围区域B的透光率。
根据传统认知，掩模版曝光区的光强度从中心区域向外围区域逐渐减小，中心区域下方对应的光刻胶受到的光照会多一些，而外围区域下方对应的光刻胶受到的光照会少一些。
本实施例中，由于曝光区30的中心区域A的透光率大于外围区域B的透光率，克服了透过曝光区的中心区域A的光强度比外围区域B弱的问题，达到了使透过曝光区的光强度分布均一的目的，从而经由该掩模板制作的基板间隔柱在顶部不会出现火山口形貌，减轻甚至避免了显示面板中Touch Mura等情况的发生。
经由系列实验证明，对于使用曝光区的尺寸大于25μm的掩模板所制备的基板间隔柱，顶部火山口形貌问题较为严重。因此在本发明优选的实施例中，曝光区宽度大于等于25μm，进一步优选地，曝光区宽度介于25μm-50μm之间。
本实施例中，掩模板包括：透明基板10和形成于透明基板10上的遮光层20。遮光层20被配置为使得在透明基板上至少部分透光的区域形成曝光区30，以及透明基板上完全不透光的区域构成遮光区。在用于制备基板间隔柱的掩模板中，为了控制基板间隔柱的形貌，曝光区内的至少部分区域覆盖有光学半透层31。
其中，遮光层与光学半透层31可以为同一种材料，区别仅在于厚度上存在差别：遮光层的厚度较厚，曝光所用的光完全不能透过；光学半透层31的厚度较薄，曝光所用的光能够部分透过。在本发明的部分附图中，为区别遮光层和光学半透层31，将两者用不同的图案填充。
在这种情况下，制备遮光层与光学半透层31的材料可以为铬、锰的氧化物，铬、镁、锰的氮化物，有机玻璃，透明热固性高分子材料，TPX，M-COC透明材料或者其他耐高温抗腐蚀的材料。
本领域技术人员应当清楚，除了遮光层与光学半透层为同一种材料的技术方案之外。
关于中心区域A的光学半透层的厚度低于外围区域B的光学半透层的厚度，其可以包含以下三种实例：
(一)仅外围区域B覆盖有光学半透层31，即：曝光区的中心区域A无光学半透层，而外围区域B形成有光学半透层31；
图2A示出了本发明实施例曝光区的剖面结构示意图。如图2A所示，曝光区的中心区域A的宽度占整个曝光区宽度的约2/3，曝光区两侧的外围区域B的宽度分别占整个曝光区的约1/6。在曝光区的中心区域A无光学半透层，相当于曝光区的中心区域A的光学半透层的厚度为0。在曝光区的外围区域B覆盖有光学半透层31，即大于曝光区的中心区域A的光学半透层的厚度。在曝光区的中心区域A和曝光区的外围区域B具有明显的界限，两者之间形成台阶。
图2B示出了本发明另一实施例曝光区的剖面结构示意图。与图2A所示的曝光区的不同之处在于：图2B中，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，曝光区的外围区域B的光学半透层的厚度按照第一曲线平滑增加。
需要说明的是，虽然本实施例中，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，曝光区的外围区域B的光学半透层的厚度按照第一曲线平滑增加，但本发明并不以此为限。在本发明其他实施例中，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，曝光区的外围区域B的光学半透层的厚度也可以线性增加或阶跃式增加，其同样能够实现本发明。
图2C示出了本发明另一实施例曝光区的剖面结构示意图。与图2A所示的曝光区的不同之处在于：外围区域B包括边缘区域B1和过渡区域B2。在边缘区域B1，光学半透层的厚度相同，而在过渡区域B2，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，光学半透层的厚度按照第二曲线平滑增加。
由于制备的基板间隔柱为圆柱状或圆台状，相应地，掩模板上的曝光区为圆形。在这种情况下，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，过渡区域B2内光学半透层的厚度按照第二曲线平滑增加，整个曝光区内的光学半透膜呈碗状。
图2D示出了本发明另一实施例曝光区的结构示意图。与图2C所示曝光区的不同之处在于：图2D的实施例中，在过渡区域B2内，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，光学半透层的厚度线性增加。
图2E示出了本发明另一实施例曝光区的结构示意图。与图2D所示的曝光区的不同之处在于：图2E的实施例中，在过渡区域B2内，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，光学半透层的厚度阶跃式增加。
在掩模板中，通过使曝光区的中心区域A的光学半透层厚度小于曝光区外围区域B的光学半透层厚度来实现透光率条件，易于实现。
(二)曝光区的中心区域A和外围区域B均存在光学半透层，在曝光区的中心区域A的光学半透膜形成凹入结构。
在本发明的另外三个实例中，凹入结构的剖面形状可以为：矩形，如图3A所示；或弧形，如图3B所示；或倒梯形，如图3C所示。
(三)由曝光区的中心至曝光区的边沿，光学半透层的厚度逐渐增加。
在这种情况下，整个曝光区内均覆盖有光学半透层，该光学半透层形成凹入结构，从而同样形成了中心区域A的光学半透层的厚度小于外围区域B的光学半透层的厚度的光学半透膜结构，但在这种情况下，中心区域A和外围区域B并没有严格的界限，故在图4A～图4C中没有标出两者。
如图4A所示，凹入结构的纵剖面形成呈弧形，并且该凹入结构的边缘延伸至曝光区的边沿，即由曝光区中心至曝光区边沿，光学半透层的厚度按照预设的第三曲线平滑增加。并且，在曝光区的中心处，光学半透层的厚度为0。
在本发明的另一个实施例中，与图4A所示结构不同之处在于，在曝光区的中心处，光学半透层的厚度并不为0，如图4B所示。
在本发明的另一个实施例中，与图4A所示结构不同之处在于，凹入结构侧剖面形成倒三角形状，即由曝光区中心至曝光区边沿，光学半透层的厚度线性增加，如图4C所示。
关于掩模板上曝光区内的光学半透层具体采用哪一种方式进行设置，光学半透层的膜厚以及变化规律，第一曲线、第二曲线和第三曲线具体采用何种曲线形式，本领域技术人员可以根据需要合理选择，此处不再详细说明。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种不同于上述的掩模板。
在该掩模板中，请参照图9，在曝光区内，中心区域A和外围区域B分别覆盖第一光学半透层32和第二光学半透层33。其中，第一光学半透层32和第二光学半透层33是由不同的材料制备的。
本实施例中，两光学半透层的厚度可以相同，但由于材料不同的缘故，第一光学半透层32的透光率大于第二光学半透层33的透光率。当然，两光学半透层的厚度也可以不相同，例如中心区域A的光学半透层的厚度低于外围区域B的光学半透层的厚度，设置方式可以参照上述实施例。
当然，根据实际需要，本发明掩模板还包含其他的部分与结构，由于同本发明的改进无关，此处不再赘述。
以下给出根据本发明实施例的掩模板的制备方法。
在该制备方法中，应用到了刻蚀工艺的各向同性和各向异性特征。为了便于理解，以下首先对干法刻蚀和湿法刻蚀的刻蚀特性进行说明。
对于干法刻蚀来讲，其侧向腐蚀的速度远远小于纵向腐蚀的速度，因此刻蚀呈各向异性且刻蚀区的侧壁较为陡直，如图5A所示。对于湿法刻蚀而言，其侧向与纵向腐蚀速度大体相同，因此刻蚀呈各向同性且刻蚀区的侧壁较为平缓，呈现圆弧形状，如图5B所示。
请参照图2C、图6和图7，本实施例掩模板的制备方法包括：
步骤S602：在透明基板10上沉积遮光材料层，得到的结构如图7A所示；
步骤S604：采用干法刻蚀，对遮光材料进行刻蚀，形成遮光层20以及曝光区内的光学半透层，得到的结构如图7B所示；
本步骤中，干法刻蚀采用在等离子体环境下，使用CF6/O2/Cl2等气体对遮光材料进行刻蚀，刻蚀温度介于30℃～80℃之间，刻蚀速率介于
Figure PCTCN2017072194-appb-000001
之间。
步骤S606：采用湿法刻蚀，对曝光区的中心区域A的光学半透层进行刻蚀，直至曝光区的中心区域A的光学半透层被完全去除，此时，由于湿法刻蚀自身的刻蚀各向同性，因此在曝光区的外围区域B的过渡区域B2，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，形成按照第二曲线厚度平滑增加的光学半透层，得到的结构如图7C所示。
关于其中的步骤S602～S604，可以使用本领域内通用的技术手段。而在步骤S606中，本实施例通过控制湿法刻蚀的工艺条件，一次性完成掩模板上光学半透层的形成。
请继续参照图6，本实施例中步骤S606进一步包括：
子步骤S606a：在光学半透层上涂覆正性光刻胶；
子步骤S606b：对所述正性光刻胶进行曝光和显影，暴露出曝光区的中心区域A；
子步骤S606c：以曝光显影后的正性光刻胶为掩模，对曝光区的中心区域A的光学半透层进行湿法刻蚀，直至曝光区的中心区域A的光学半透层被完全去除，同时，由于湿法刻蚀的刻蚀各向同性，在曝光区的外围区域B的过渡区域B2，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，形成按照第二曲线厚度平滑增加的光学半透层，得到的结构如图7C所示。
本子步骤中，湿法刻蚀在硫酸/硝酸/磷酸等酸性刻蚀液中进行，刻蚀温度介于50℃～80℃之间，刻蚀速率在
Figure PCTCN2017072194-appb-000002
之间。
当然，根据实际需要，本发明掩模板制备方法中还包含其他的步骤与工艺，由于同本发明的改进无关，此处不再赘述。
本实施例中，利用湿法刻蚀的各向同性进行掩模板的制备，一次刻蚀工艺即可制备掩模板，简化了掩模板的制作流程，降低了成本。
依据本实施例的方法，通过控制刻蚀条件，还可以制备图2B、图2C、图2D、图3B、图3C、图4A和图4B所示的掩模板，此处不再分别说明。
以下给出本发明实施例掩模板的另外一种制备方法。
该制备方法与上一制备方法的区别在于，遮光层与光学半透膜层为不同材料制备的薄膜，请参照图2C和图8，本实施例掩模板的制备方法包括：
在透明基板10上沉积遮光材料层，得到的结构如图8A所示；
采用干法刻蚀，对遮光材料进行刻蚀，形成遮光层20和曝光区30，得到的结构如图8B所示；
在曝光区内沉积光学半透膜，得到的结构如图8C所示；
采用湿法刻蚀，对曝光区的中心区域A的光学半透层进行刻蚀，直至曝光区的中心区域A的光学半透层被完全去除，此时，由于湿法刻蚀自身的刻蚀各向同性，在曝光区的外围区域B的过渡区域B2，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，形成按照第二曲线厚度平滑增加的光学半透层，得到的结构如图8D所示。
本实施例中，关于干法刻蚀和湿法刻蚀的工艺参数可以参照上一实施例的相关说明，此处不再重述。
同样，依据与本实施例类似的方法，通过控制刻蚀条件，还可以制备图2B、图2C、图2D、图3B、图3C、图4A和图4B所示的掩模板，此处不再分别说明。
对于图2A、图2E、图3A、图4C所示的掩模板，可以采用干法刻蚀的方式实现。尤其是对于图2E或图4C所示的结构，需要进行多次的干法刻蚀，其工艺将较为复杂。
另外，在制备上述实施例另一方面的提供掩模板(中心区域A和外围区域B覆盖不同材料的光学半透层)时，需要分别制备第一光学半透层32和第二光学半透层33，因此至少需要两次薄膜制备工序，因此其工艺较为复杂，但是其优点在于能够实现光学半透膜形状的精密控制，进而实现曝光区内各个区域透光量的精确控制。
上述掩模板的制备方法实施例中，对曝光区进行了相应处理，包括采取使中心区域A的光学半透层的厚度小于外围区域B的光学半透层的厚度；覆盖中心区域A的第一光学半透层32材料的透光率大于覆盖外围区域B的第二光学半透层33材料的透光率。当然，处理方法不仅限于此，例如仅在外围区域B覆盖光学半透层。
本发明实施例的另一方面还提供了一种利用本发明实施例的掩模板的基板间隔柱的制备方法。请参照图10和图11，本实施例基板间隔柱的制备方法包括：
步骤S1002：在基材上涂覆负性光刻胶，以形成基板间隔柱光刻胶层，得到的结构如图11中(A)所示；
步骤S1004：利用本发明实施例的掩模板对基板间隔柱光刻胶层进行曝光，得到的结构如图11中(B)所示；
步骤S1006：对曝光后的基板间隔柱光刻胶层进行显影，得到的结构如图11中(C)所示；
步骤S1008：清除基板间隔柱光刻胶层中未被曝光、显影的负性光刻胶，曝光和显影后的负性光刻胶形成基板间隔柱，得到的结构如图11中(D)所示。
图12为采用传统的掩模板与本发明掩模板制成的基板间隔柱的结构对比图。其中，图12中(A)为采用传统掩模板制成的基板间隔柱，可以看出，由于开口中心区域A的光强度比其他区域低，因此，基板间隔柱顶部出现火山口形貌。图12中(B)为采用实施例一掩模板制备的基板间隔柱，可以看出，由于曝光区的中心区域A的透光率大于曝光区外围区域B的透光率，从而实现了透过整个曝光区的光强度分布均一，基板间隔柱顶部不再呈火山口形状，而是呈平整的形状，这样在受到外力作用时，整个顶部区域受力均匀，基板间隔柱的硬度呈现线性变化，避免或减轻了显示面板对外界压力变化比较敏感的Touch Mura等不良。
需要说明的是，利用实施例的掩模板可以制备各式各样的结构，制备彩膜基板的基板间隔柱仅是全部结构中的一种特殊结构，其不应理解为对本发明保护范围的限制。
本发明实施例的另一方面还提供了一种基板间隔柱。其中，该基板间隔柱采用上述实施例的方法进行制备。
本发明实施例的另一方面还提供了一种显示面板。其中，该显示面板包括：阵列基板和彩膜基板。阵列基板和彩膜基板通过对盒工艺结合在一起形成液晶盒。阵列基板和彩膜基板之间通过根据本发明实施例所述的基板间隔柱隔开。
当然，根据实际需要，本发明显示面板还包含其他的部分与结构，由于同本发明的改进无关，此处不再赘述。
本发明实施例的另一方面还提供了一种显示面板的制备方法。请参照图13，本实施例的显示面板的制备方法包括：
步骤S1302：提供阵列基板；
步骤S1304：提供彩膜基板，并利用根据本发明实施例的方法在彩膜基板上制备基板间隔柱；
步骤S1306：将阵列基板和彩膜基板经对盒工艺形成液晶盒，其中基板间隔柱将两侧的阵列基板和彩膜基板隔开以保证液晶盒盒厚的均一性；
步骤S1308：在阵列基板和彩膜基板之间的空隙充满液晶材料，制成显示面板。
当然，根据实际需要，本发明显示面板的制备方法还包含其他的工艺和步骤，由于同本发明的改进无关，此处不再赘述。
至此，已经结合附图对本发明多个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明掩模板、基板间隔柱、显示面板及其制备方法有了清楚的认识。
上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)曝光区内光学半透膜凹入结构的形状，可以根据需要进行选择，或者是依照实验结果进行调整，只要中心区域A的透光率大于外围区域B的透光率即可；
(2)第一曲线、第二曲线和第三曲线可以选自于以下弧度曲线中的一种：圆弧曲线、椭圆曲线、渐开线和双曲线；
(3)在中心区域A和外围区域B，不排除有意或无意的将极小的区域(小于10％有效面积)不按照光学半透层的厚度由内向外增大的规律进行设计，由于该极小的区域并不对透光率产生太大的影响，其总体的设计构思依然不脱离本发明的思想，故仍然应当在本发明的保护范围之内；
(4)关于中心区域A和外围区域B所占的面积，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整，而不局限于本发明实施例中所给出的面积占比；
(5)上述实施例均是以由透明基板和遮光层所组成的掩模板进行说明，但本发明并不排除其他新颖形式的掩模板，只要满足本发明所要强调的透光率的条件，均应当在本发明的保护范围之内。
此外，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。并且，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。
综上所述，本发明提供了一种新型掩模板，其通过令曝光区的中心区域的透光率大于曝光区外围区域的透光率，达到了透过整个曝光区的光强度分布均一的目的，当利用该掩模板制备彩膜基板上的基板间隔柱时，基板间隔柱顶部呈平整的形状，这样在受到外力作用时，基板间隔柱的硬度呈现线性变化，避免或减轻了显示面板对外界压力变化比较敏感的Touch Mura等不良。此外，利用湿法刻蚀的各向同性来进行掩模板的制备，一次刻蚀工艺即可制备掩模板，大大简化了掩模板的制作流程，降低了 成本。本发明不仅在彩膜基板的制备方面，并且在应用光刻工艺的各个领域均具有潜在的应用价值。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

  1. 一种掩模板，在所述掩模板上，形成有至少一个曝光区，所述至少一个曝光区包括中心区域和外围区域，
    其中，所述中心区域的透光率大于所述外围区域的透光率。
  2. 根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述曝光区的至少一部分覆盖有光学半透层；
    其中，覆盖于所述中心区域的光学半透层的厚度小于覆盖于所述外围区域的光学半透层的厚度。
  3. 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，所述中心区域和外围区域均覆盖有光学半透层，所述中心区域的光学半透层形成凹入结构。
  4. 根据权利要求3所述的掩模板，其特征在于，所述凹入结构的纵剖面形状为矩形、圆弧状或倒梯形。
  5. 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，仅所述外围区域覆盖有光学半透层。
  6. 根据权利要求5所述的掩模板，其特征在于，
    所述中心区域和外围区域之间形成台阶；或
    沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，所述外围区域的光学半透层的厚度按照预设的第一曲线平滑增加、线性增加或者阶跃式增加；或
    所述外围区域包括：边缘区域和过渡区域，所述边缘区域的光学半透层的厚度相同；在所述过渡区域，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，光学半透层的厚度按照预设的第二曲线平滑增加、线性增加或者阶跃式增加。
  7. 根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，所述光学半透层的厚度逐渐增加。
  8. 根据权利要求7所述的掩模板，其特征在于，所述光学半透层形成凹入结构，所述凹入结构的边缘延伸至所述曝光区的边沿；
    其中，沿曝光区中心至曝光区边沿的方向，所述光学半透层的厚度按照预设的第三曲线平滑增加、线性增加或阶跃式增加。
  9. 根据权利要求2至8中任一项所述的掩模板，其特征在于，包括：透明基板和形成于所述透明基板上的遮光层；
    所述遮光层配置为使得在所述透明基板上形成遮光区和所述至少一个曝光区，其中：
    所述遮光层与所述光学半透层的材料为不同的材料；或
    所述遮光层与所述光学半透层的材料为同一种材料，其中，在所述遮光区，所述材料的厚度满足使曝光所用的光完全不能透过；在所述曝光区，所述材料的厚度满足使曝光所用的光能够部分或全部透过。
  10. 根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述中心区域覆盖有第一光学半透层，所述外围区域覆盖有第二光学半透层；
    其中，所述第一光学半透层与第二光学半透层为不同材料，并且所述第一光学半透层的透光率大于所述第二光学半透层的透光率。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的掩模板，其特征在于，所述曝光区的宽度大于25μm。
  12. 根据权利要求11所述的掩模板，其特征在于，所述曝光区的宽度介于25μm-50μm之间。
  13. 一种掩模板的制备方法，包括：
    在透明基板上形成遮光区和至少一个曝光区，所述至少一个曝光区包括中心区域和外围区域；以及
    对所述至少一个曝光区进行处理，使所述中心区域的透光率大于所述外围区域的透光率。
  14. 根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述对至少一个曝光区进行处理，使中心区域的透光率大于外围区域的透光率包括：
    在所述至少一个曝光区内形成光学半透层；以及
    对所述光学半透层进行刻蚀，使中心区域的光学半透层的厚度小于外围区域的光学半透层的厚度。
  15. 根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述对光学半透层进行刻蚀的步骤包括：
    采用湿法刻蚀对中心区域的光学半透层进行刻蚀。
  16. 根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：
    所述在透明基板上形成遮光区和至少一个曝光区包括：在透明基板上沉积遮光材料；对预设区域的遮光材料进行完全刻蚀，以形成所述至少一个曝光区，所述预设区域之外的区域形成所述遮光区；以及
    所述在至少一个曝光区内形成光学半透层包括：在所述至少一个曝光区内沉积光学半透层。
  17. 根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述在透明基板上形成遮光区和至少一个曝光区和在至少一个曝光区内形成光学半透层包括：
    在透明基板上沉积遮光材料；以及
    将预设区域的遮光材料进行部分刻蚀，使其厚度满足使曝光所用的光能够部分或全部透过，从而形成所述至少一个曝光区并且在所述至少一个曝光区内形成光学半透层；所述预设区域之外的区域形成所述遮光区。
  18. 一种基板间隔柱的制备方法，包括：
    在基材上涂覆负性光刻胶，以形成基板间隔柱光刻胶层；
    利用权利要求1至12中任一项所述的掩模板对所述基板间隔柱光刻胶层进行曝光；
    对曝光后的基板间隔柱光刻胶层进行显影；以及
    清除基板间隔柱光刻胶层中未被曝光及显影的负性光刻胶，曝光和显影后的负性光刻胶形成基板间隔柱。
  19. 一种基板间隔柱，由权利要求18所述的制备方法制备。
  20. 一种显示面板，包括：阵列基板和彩膜基板；
    其中，所述阵列基板和彩膜基板通过对盒工艺结合在一起形成液晶盒，所述阵列基板和彩膜基板之间通过权利要求19所述的基板间隔柱隔开。
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