双层掩膜版及其使用方法、改善双层掩膜版的漏光方法与流程

本发明涉及曝光的技术领域，尤其涉及一种双层掩膜版及其使用方法、改善双层掩膜版的漏光方法。

背景技术：

tft-lcd(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，薄膜晶体管液晶显示器)的显示模式主要有三种：tn(twistednematic扭曲向列型)、va(verticalalignment多象限垂直配向型)和ips(in-plane-switching平面转换型)。其中，tn显示模式是最基础、最普遍的一种显示模式，其制造简单、透过率高、成本低，广泛应用于26寸以下的显示器、笔记本电脑、手机等中小尺寸液晶产品中，其成盒制程主要为配向膜印刷(pi)、摩擦配向(rubbing)和滴下贴合等工程。ips显示模式则以其优秀的视野角特性、动态清晰度、色彩还原效果，成为tft-lcd的理想显示技术，其(包括其孪生ffs)成盒制程与tn相同。va显示模式是一种垂直配向的常黑模式，以其宽视野角、高对比度和无须摩擦配向等优势，已成为大尺寸tv用tft-lcd的主流显示模式。va显示技术包括聚合物稳定垂直配向技术(polymerstabilizationverticalalignment,psva)和紫外光垂直配向技术技术(uvverticalalignment,uv2a)。

紫外光垂直配向技术是一种利用紫外光使得液晶分子精确配向的技术，其原理是利用高精度实时追踪补偿模式的紫外光使得光敏聚合物单体材料发生光化学反应产生各向异性。高精度保证来源于mask(掩膜版)的使用，即实现广视角，也达到产品曝光精度需求。

紫外光垂直配向技术是利用掩膜版达到多畴曝光效果，掩膜版既保证产品的曝光精度，也保证配向膜曝光所需的紫外积光量的作用。如图1所示，例如24张掩膜版100同时对大基板进行曝光，曝光完成后，一张大基板切割形成几个55寸面板。每张掩膜版分两个部分：第一部分为曝光交叠区l2，即上侧的掩膜版和下侧的掩膜版存在交叠的位置；第二部分为曝光直线部(即非交叠区)l1。每张掩膜版在设备中都对应一组独立灯源，以保证光源照度均一性。

紫外光垂直配向的每一张掩膜版都对应一个独立灯源，灯源与灯源之前存在照度差异。当照度出现偏差时将对灯源输出比率进行调整(实际电力输出)，或者灯源位置高度调整，但无法调整到一致，目前照度管控方式为中心值±5％，也就是存在5％的误差。当相邻2组灯源对应的照度处于监控规格上限及下限时，照度差异放大形成色差，紫外光垂直配向技术的曝光色差存在两种形态：图2所示为相邻掩膜版之间具有色差的示意图，假如一块大基板1上需要采用6块掩膜版100进行曝光，相邻掩膜版100之间具有色差区域；图3所示为曝光交叠区具有色差的示意图，上侧的掩膜版100和下侧的掩膜版100在曝光交叠区l2具有色差区域。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供改善曝光色差和应对各种不同需求的一种双层掩膜版及其使用方法、改善双层掩膜版的漏光方法。

本发明提供一种双层掩膜版，用于紫外光垂直配向技术，其包括具有漏光图案的第一掩膜版和位于所述第一掩膜版上且可移动的第二掩膜版；所述第一掩膜版包括遮光区域以及相对设置的第一漏光图案区域和第二漏光图案区域；所述第二掩膜版设有两个且不透光，其中一个第二掩膜版位于第一漏光图案区域左侧且可以遮住第一漏光图案区域的左侧部分，另一个第二掩膜版位于第二漏光图案区域右侧且可以遮住第二漏光图案区域的右侧部分。

进一步地，第一漏光图案区域和第二漏光图案区域均包括非交叠区以及位于非交叠区至少一侧曝光交叠区；所述第二掩膜版可以遮住部分所述非交叠区。

进一步地，第一漏光图案区域和第二漏光图案区域均包括非交叠区以及位于非交叠区至少一侧曝光交叠区；所述第二掩膜版可以遮住部分所述曝光交叠区。

进一步地，第一漏光图案区域和第二漏光图案区域均包括非交叠区以及位于非交叠区至少一侧曝光交叠区；所述第二掩膜版可以遮住部分所述非交叠区和部分所述曝光交叠区。

进一步地，还包括固定装置，所述固定装置包括框架以及与两个第二掩膜版连接的线性导轨以及与线性导轨连接的马达装置；所述第一掩膜版固定在框架的下方，线性导轨固定在框架内，两个第二掩膜版位于第一掩膜版的上方且通过线性导轨固定在框架内。

进一步地，还包括监控控制装置，监控控制装置包括与马达装置连接的紫外光配向监控设备以及与紫外光配向监控设备连接的曝光精度追随装置。

本发明还提供一种改善双层掩膜版的漏光方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1：根据照射在双层掩膜版上的紫外光的紫外光照度、紫外光的照度差异、紫外曝光积光量和带动被曝光基板的移动速度计算出第一掩膜版的所需的最大的漏光开口宽度，根据所述最大的漏光开口宽度设计第一掩膜版；

s2：马达装置驱动线性导轨移动并带动第二掩膜版移动，调节第一掩膜版的漏光开口率；

s3：紫外光配向监控设备通过控制软件与马达装置和紫外光照度监控装置连接，依据紫外曝光积光量的计算公式计算出第一掩膜版的漏光开口宽度，马达装置依据控制软件计算出移动第二掩膜版的位置；

s4：曝光精度追随装置追踪第二掩膜版和第一掩膜版之间的对位位置；

s5：依据每张双层掩膜版对应的紫外光照度的差异进行第二掩膜版的位置调整，使每张第二掩膜版漏光区域的紫外光照度达到设定值。

进一步地，步骤s1的第一掩膜版的所需的最大的漏光开口宽度的计算公式为：漏光宽度＝紫外曝光积光量*被曝光基板的移动速度/紫外光照度。

进一步地，步骤s3中紫外曝光积光量的计算公式为：紫外曝光积光量＝紫外光照度*第一掩膜版的漏光开口/被曝光基板的移动速度。

本发明还提供一种双层掩膜版的使用方法，包括如下步骤：

s1：第一掩膜版的第一漏光图案区域和第二漏光图案区域的非交叠区的宽度和/或交叠区的宽度增加；

s2：双层掩膜版固定在框架内，马达装置驱动线性导轨移动并带动第二掩膜版移动，调节第一掩膜版的漏光开口率；

s3：紫外光配向监控设备通过控制软件与马达装置连接和紫外光照度监控装置连接，依据紫外曝光积光量的计算公式计算出第一掩膜版的开口宽度，马达装置依据控制软件计算值移动第二掩膜版的位置；

s4：紫外光配向监控设备时时追踪曝光精度追随装置，核对第二掩膜和第一掩膜版的对位精度，监控第二掩膜版是否移动准确；

s5：核对第二掩膜版的位置后，进行配向曝光，使得相邻掩膜版之间达到曝光量一致。

本发明采用双层掩膜版，使得具有调节曝光量的功能，通过调整紫外光垂直配向技术的掩膜版的开口率大小，达到紫外光曝光积光量一致，改善曝光色差问题；也可以应对各种不同的需求，不需额外采购掩膜版，有利于减少成本。

附图说明

图1为现有技术采用24块掩膜版拼接后对一个基板进行曝光的示意图；

图2所示现有相邻掩膜版之间具有色差的示意图；

图3所示现有掩膜版的曝光交叠区的色差的示意图；

图4为本发明双层掩膜版的结构示意图；

图5为图4所示双层掩膜版的第一掩膜版的结构示意图；

图6为本发明双层掩膜版第一实施例的截面图；

图7为图6所示双层掩膜版的俯视图；

图8为图7所示a区域的局部放大图；

图9为图7所示b区域的局部放大图；

图10为本发明双层掩膜版第二实施例的俯视图；

图11为图10所示c区域的局部放大图；

图12为本发明双层掩膜版第三实施例的俯视图；

图13为图12所示c区域的局部放大图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明揭示一种双层掩膜版，如图4和图5所示，其包括具有漏光图案的第一掩膜版10和位于第一掩膜版10上且可移动的第二掩膜版20。

采用本发明双层掩膜版用于紫外光垂直配向技术，第一掩膜版10包括遮光区域(图未示)以及相对设置的第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12，第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12分别用于曝光阵列基板和彩膜基板，第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12均包括非交叠区以及位于非交叠区至少一侧曝光交叠区。

对大基板进行曝光时，一般采用多个双层掩膜版同时对大基板进行曝光。位于中间的双层掩膜版，其第一掩膜版10的两侧均设有曝光交叠区；位于侧边的双层掩膜版，其第一掩膜版10的一侧设有曝光交叠区。

非交叠区和曝光交叠区的宽度为l，第一掩膜版10在现有掩膜版的基础上，将非交叠区的长度和/或曝光交叠区的长度增加，以便具备更宽的调节范围。

第二掩膜版20设有两个且不透光，其中一个第二掩膜版20位于第一漏光图案区域11左侧，可以遮住第一漏光图案区域11的左侧部分，另一个第二掩膜版20位于第二漏光图案区域12右侧，可以遮住第二漏光图案区域12的右侧部分。

本发明还包括固定装置，固定装置包括框架以及与两个第二掩膜版20连接的线性导轨以及与线性导轨连接的马达装置。其中，第一掩膜版10固定在框架的下方，线性导轨固定在框架内，两个第二掩膜版20位于第一掩膜版10的上方且通过线性导轨固定在框架内。

本发明还包括监控控制装置，监控控制装置包括通过控制软件与马达装置连接的紫外光配向监控设备以及与紫外光配向监控设备连接的曝光精度追随装置。

图3和图4存在的色差是由于紫外光照度不均导致积光量有差形成，当紫外光照度无法统一，通过调整第一掩膜版10的开口率大小实现紫外曝光积光量一致。根据公式(1)和公式(2)得到公式(3)：

紫外曝光积光量＝照度*时间(1)

时间＝第一掩膜版的漏光开口/被曝光基板的移动速度(2)

紫外曝光积光量＝紫外光照度*第一掩膜版的漏光开口/被曝光基板的移动速度(3)

本发明两个第二掩膜版20可以移动，以分别调节第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的开口率，在本实施例中，两个第二掩膜版20分别可以使得第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的开口率变化9.33％(以93.02％为中心在97.92％～88.59％间移动)，可以改善紫光光照度±5％差异，使最终照射在配向膜上的紫外曝光积光量一致的目的，从而消除积光量不均带来的色差。

本发明双层掩膜版的使用方法，包括如下步骤：

s1：第一掩膜版10的第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的非交叠区的宽度和/或交叠区的宽度增加；

s2：双层掩膜版固定在框架内(图未示)，马达装置驱动线性导轨移动并带动第二掩膜版20移动，调节第一掩膜版10的漏光开口率；

s3：紫外光配向监控设备通过控制软件与马达装置连接和紫外光照度监控装置连接，依据紫外曝光积光量的计算公式(紫外曝光积光量＝照度*第一掩膜版的漏光开口/被曝光基板的移动速度)计算出第一掩膜版10的开口宽度，马达装置依据控制软件计算值移动第二掩膜版20的位置；

s4：紫外光配向监控设备时时追踪曝光精度追随装置，核对第二掩膜20和第一掩膜版10的对位精度，监控第二掩膜版20是否移动准确；

s5：核对第二掩膜版20的位置后，进行配向曝光，使得相邻掩膜版之间达到曝光量一致。

其中依据照度不均的发生不良位置不同，可以制定不同第二掩膜版20的图形来改善该异常。

第二掩膜版20的位置计算公式：第二掩膜版的漏光开口长度＝固定积光量*被曝光基板的移动速度/监测照度值。依据照度测量值时通过第二掩膜版20调整第一掩膜版10的开口率。

以下对本发明实施例进行具体描述。

如图6至图9所示为本发明第一实施例的结构示意图。

如图6和图7所示，双层掩膜版固定在框架100内，线性导轨200和马达装置(图未示)将两个第二掩膜版20固定在框架100内且位于第一掩膜版10的上方，曝光精度追随装置300位于两个第二掩膜版20的上方且位于框架100外，紫外光400对双层掩膜版进行曝光。

在第一实施例中，第二掩膜版20的长度等于第一掩膜版10的非交叠区的长度，使得第二掩膜版20可以遮住非交叠区的宽度，线性导轨和马达装置200可以同时驱动两个第二掩膜版20分别遮住第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的非交叠区的宽度方向，使得两个第二掩膜版20可以分别增加或降低第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的非交叠区的开口率。

本发明还提供一种改善双层掩膜版的漏光方法，包括如下步骤：

s1：根据照射在双层掩膜版上的紫外光400的紫外光照度、紫外光的照度差异、紫外曝光积光量和被曝光基板的移动速度计算出第一掩膜版的所需的最大的漏光开口宽度，根据所述最大的漏光开口宽度设计第一掩膜版；

其中，步骤s1，在本实施例中，紫外光400的照度的差异为±a％(具体为±5％)，紫外光照度存在高于或者低于规格值；通过线性导轨200带动第二掩膜版20移动使得在原有的基础上可以增加或者降低漏光开口。

假设紫外曝光积光量为j(具体为20mj)，紫外光照度为b(具体为65，紫外光照度具有±5％的误差值)，被曝光基板的移动速度s(具体为130mm/s)，当第一掩膜版10的非交叠区的宽度l(l1具体为40mm)的条件下，照度按±a％波动，根据公式(4)：

漏光宽度＝紫外曝光积光量*被曝光基板的移动速度/紫外光照度(4)

根据公式(4)，紫外光照度下限时需要开口宽度l｀(即：l｀＝j*s/(b(1-0.0a))，即20*130/(65*0.95)＝42.1053mm)，紫外光照度上限时需要开口宽度l｀｀(即：l｀｀＝j*s/(b(1+0.0a))，即20*130*100/(65*1.05)＝38.0952mm)，故第一掩膜版10的非交叠区的实际宽度l不小于l｀，在本实施例中，第一掩膜版10的所需的最大的漏光开口宽度为43mm，多余的区域通过第二掩膜版10来遮住。

如图8所示，第一掩膜版10的非交叠区的宽度为l1(l1≥l｀，本实施例中，l1为43mm，也就是宽度增加3mm)时，理想状况紫外光照度为b的对应位置l，转化开口率为b％(即：b％＝l/l1,40/43＝93.02％)，下限紫外光照度b(1-0.0a)(即65*(1-0.05)＝61.75)时对应开口率为c％(即：l1｀/l1,42.1053/43＝97.92％)，上限紫外光照度为b(1+0.0a)(即：65*(1+0.05)＝68.25)时对应开口率为d％(即：l｀｀/l1的整数,38.0952/43＝88.59％)。

s2：马达装置驱动线性导轨200移动并带动第二掩膜版20移动，调节第一掩膜版10的漏光开口率。

如图9所示，步骤s2中，第二掩膜版20在第一掩膜版10的非交叠区上移动，也就是说，第二掩膜版20左移或右移可以遮住第一掩膜版10的非交叠区的部分或者不遮住第一掩膜版10的非交叠区，达到改变第一掩膜版10的非交叠区的紫外激光量的差异，可以有效的对非交叠区的开口率进行有效的调节。

s3：紫外光配向监控设备通过控制软件与马达装置和紫外光照度监控装置连接，依据紫外曝光积光量的计算公式(紫外曝光积光量＝紫外光照度*第一掩膜版的漏光开口/被曝光基板的移动速度)计算出第一掩膜版10的漏光开口长度，马达装置依据控制软件计算出移动第二掩膜版20的位置。

s4：曝光精度追随装置300追踪第二掩膜版20和第一掩膜版10之间的对位位置。

步骤s4中，第二掩膜版20实际遮住了第一掩膜版10的非交叠区的具体位置，在马达装置的指令下调整第二掩膜版20的位置，通过曝光精度追随装置300核对第二掩膜版20的位置，确认位置准确性。

s5：依据每张双层掩膜版对应的紫外光照度的差异进行第二掩膜版20的位置调整，使每张第二掩膜版20漏光区域的紫外光照度达到设定值。

步骤s5中，在非交叠区的紫外光照度达到设定值，每张第二掩膜版20进行上述同样动作(每张双层掩膜版的两个第二掩膜版20可同时进行)，通过本发明使每个区域内非交叠区的紫外曝光量一致。

通过以上所述5步，垂直配向曝光非交叠区因照度差异导致的积光量不良可以得到改善。

上述第一实施例中，第二掩膜版20仅能遮住第一漏光图案区域11和第二漏光图案区域12的非交叠区，也就是说，第二掩膜版20遮住第一掩膜版10的非交叠区。

如图10至图11所示为本发明第二实施例的结构示意图。

第二实施例与上述第一实施例区别的是：第二掩膜版20可以遮住第一掩膜版10的曝光交叠区，其中一个第二掩膜版20位于第一掩膜版10的第一漏光图案区域11的左侧，另一个第二掩膜版20位于第一掩膜版10的第二漏光图案区域12的右侧。

每个第二掩膜版20均包括两个小型掩膜版，每个小型掩膜版位于非交叠区一端的曝光交叠区的侧边。

如图1所示，由于曝光交叠区由上下两排第一掩膜版10组合而成，每张第一掩膜版10的曝光交叠区从中间向边缘逐渐减小的趋势，曝光交叠区的总漏光宽度不变，在上述第一实施例的条件下：

如图13所示，注意交叠处是有2张掩盖版组合而成，每张都是从中间向边缘逐渐减小趋势，但交叠处的总漏光宽度不变，每张第一掩盖版交叠处漏光开口增加1.5mm。

第二掩膜版20在第一掩膜版10的曝光交叠区移动，当紫光光照度的差异大，则右移第二掩膜版20以降低第一掩膜版10的漏光开口；当紫光光照度的差异小，则左移第二掩膜版20以增加第一掩膜版10的漏光开口。

如图12至图13所示为本发明第三实施例的结构示意图。

第三实施例与上述第一实施例区别的是：第二掩膜版20可以遮住漏光图案区域12的非交叠区和曝光交叠区，其中一个第二掩膜版20位于第一漏光图案区域11的左边，另一个第二掩膜版20位于第二漏光图案区域12的右边。

也就是说，第三实施例是上述第一实施例和第二实施例的组合，即非交叠区的宽度增加3mm，每张第一掩盖版交叠处漏光开口增加1.5mm。

当紫光光照度的差异大，则右移第二掩膜版20以降低第一掩膜版10的漏光开口；当紫光光照度的差异小，则左移第二掩膜版20以增加第一掩膜版10的漏光开口。

本发明采用双层掩膜版，使得具有调节曝光量的功能，通过调整紫外光垂直配向技术的掩膜版的开口率大小，达到紫外光曝光积光量一致，改善曝光色差问题；也可以应对各种不同的需求，不需额外采购掩膜版，有利于减少成本。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。