[发明专利]掩膜板及其制造方法和目标图形的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种掩膜板及其制造方法和目标图形的制造方法。

背景技术

液晶显示装置是目前最常用的平板显示器，其中薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)是液晶显示装置中的主流产品。液晶显示面板是液晶显示装置中的重要部件。液晶显示面板是通过对盒工艺将一阵列基板和一彩膜基板对盒而形成，并且在阵列基板和彩膜基板之间填充有液晶层。彩膜基板可包括衬底基板和形成于衬底基板之上的黑矩阵、彩色矩阵图形和覆盖层，覆盖层位于黑矩阵和彩色矩阵图形之上，覆盖层上还形成有隔垫物(Photo Spacer，简称：PS)，该隔垫物位于黑矩阵的上方。黑矩阵、彩色矩阵图形和隔垫物均可以通过构图工艺制成，构图工艺可包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等工艺，其中，光刻胶采用负性光刻胶。下面以黑矩阵为例进行描述。图1为现有技术中曝光工艺的示意图，如图1所示，在衬底基板11上形成黑矩阵材料层12；在黑矩阵材料层12上形成负性光刻胶；将掩膜板13放置于衬底基板11的上方，该掩膜板13包括开口区域131和遮光区域132；采用UV照射掩膜板13对负性光刻胶进行曝光，光线穿过开口区域131照射到对应的负性光刻胶上以形成曝光部分14，而遮光区域132对应的负性光刻胶形成未曝光部分15，具体地，接触到光线的负性光刻胶将发生聚合反应形成高强度的高分子链，从而形成曝光部分14。图2为现有技术中显影工艺的示意图，如图2所示，对曝光后的负性光刻胶进行显影工艺以去除未曝光部分15且保留曝光部分14，具体地，未曝光部分15在显影工艺中被溶解或剥离，从而实现去除未曝光部分15。

图3为掩膜板的开口区域尺寸、光线照射尺寸和曝光部分的尺寸的一种示意图，图4为图3中掩膜板的平面尺寸的示意图，图5为采用图3中的掩膜板形成的黑矩阵的目标尺寸的示意图，如图3、图4和图5所示，采用接近式曝光方式，当UV穿过开口区域131照射到负性光刻胶上时，由于开口区域131的边缘对光线的散射和衍射作用，导致负性光刻胶表面接收到的光线照射的宽度b稍微大于开口区域131的宽度a，而此时黑矩阵的目标宽度c也大于开口区域131的宽度a，图3中虚线表示透过掩膜板的光线，开口区域131的宽度a为30μm。图6为掩膜板的开口区域尺寸、光线照射尺寸和曝光部分的尺寸的另一种示意图，如图6所示，与图3不同之处在于，该开口区域131的宽度a为6μm。对比图3和图6可知，在相同的曝光工艺条件下，随着开口区域131的宽度降低，负性光刻胶表面接收到的光线照射的宽度相对于开口区域的宽度的比例值越大，即：b/a越大。

随着产品分辨率越来越高，黑矩阵的目标宽度c也越来越小，因此需要开口区域131的宽度a也越来越小。图7为不同的开口区域宽度下光线的光强度与黑矩阵的目标宽度的关系示意图，如图7所示，图中示出了三条曲线，从上至下依次为：a为10μm时的光强度曲线、a为8μm时的光强度曲线以及a为6μm时的光强度曲线。不同的开口区域宽度下光强度与黑矩阵的目标宽度的数值对照可参照下表1所示：

表1

如图7和上表1所示，当a进一步降低时，由于b/a过大，将导致衬底基板上无法形成黑矩阵。例如：表1中a为6μm时，光强度为0.3、0.4或0.5时均无法形成黑矩阵；a为8μm时，光强度为0.5时无法形成黑矩阵。并且当a降低至一定大小时，由于衍射作用光线照射的宽度b基本保持不变，导致c基本保持不变，此时将无法实现目标宽度c。因此，为实现目标宽度c较小的黑矩阵(特别是c≤8μm的细线化黑矩阵)，通过降低a是无法实现的。

现有技术中，若不降低a，则还可通过降低曝光间隔(gap)d来实现较小的c，曝光间隔d可如图3和图6所示。但是随着曝光间隔d的降低，会导致如下问题：1、提升曝光时的异物NG报警率，影响产品良率；2、由于将曝光间隔d调整至预定位置，因此曝光时阶段(Stage)运行时间会延长，从而延长产线运行的节拍，进而导致产能降低；3、导致黑矩阵的坡度角过高，影响彩色矩阵图形的附着性，从而导致黑矩阵16和彩色矩阵图形17之间容易产生交叠空隙18以及在彩色矩阵图形17中形成气泡(Bubble)19，如图8和图9所示，图8为黑矩阵和彩色矩阵图形之间容易产生交叠空隙的示意图，图9为在彩色矩阵图形中形成气泡的示意图。

综上所述，现有技术中还没有一种方案能够在较高的曝光间隔下实现目标宽度较小的目标图形。

发明内容