专利名称：掩膜板及其制造方法和掩膜曝光方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器生产技术，尤其涉及一种掩膜板及其制造方法和掩膜曝光方法。
背景技术：
在液晶显示器(Liquid Crystal Display ；以下简称IXD)的生产过程中，经常需 要使用各种类型的掩膜板(mask)在玻璃基板上掩膜曝光来形成各种不同的图形，例如信 号线、栅极线、沟道和过孔等形状。图1为现有掩膜板的俯视结构示意图。掩膜板一般是以 石英基板作为衬底基板(图中未示)的，将不透光材料在衬底基板上经过成膜、光刻和刻蚀 等构图工艺后，形成固定图案2作为遮光图案，遮光图案之外即为透光区域3，成形后的遮 光图案和透光区域3是固定的，不会再发生变化。掩膜板上的图案决定了在液晶显示器玻 璃基板上刻蚀形成的图案。现有掩膜板存在的缺陷是当液晶显示器中的结构图案需要变化时，例如需要更 改沟道宽度、信号线宽度或者过孔的直径等，或者掩膜板部分区域的孔径大小制作得不均 勻的时候，由于掩膜板上的图案不可变，所以就需要重新制作掩膜板，导致产生了额外的费 用，还延长了生产周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种掩膜板及其制造方法和掩膜曝光方法，以减少重新制作 掩膜板的需求，从而降低生产费用，避免生产周期的延长。为实现上述目的，本发明提供了一种掩膜板，包括衬底基板和成形在所述衬底基 板上的遮光图案，所述遮光图案之外为透光区域，其中所述遮光图案包括变形图案，所述 变形图案采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成。为实现上述目的，本发明还提供了一种掩膜板的制造方法，包括在衬底基板上采用构图工艺形成变形图案作为遮光图案，所述变形图案采用磁致 伸缩材料或电致伸缩材料制成。为实现上述目的，本发明还提供了一种掩膜曝光方法，包括当采用掩膜板进行曝光时，在所述掩膜板上施加设定方向和/或设定大小的磁场 或电场，以使所述掩膜板上的变形图案伸缩变形来改变透光区域的形状和/或尺寸。由以上技术方案可知，本发明采用电致伸缩材料或磁致伸缩材料的变形图案作为 掩模板上遮光图案的技术手段，通过施加电场或磁场可以使变形图案发生形变，从而改变 透光区域的形状和尺寸，所以可以减少重新制造掩膜板的需求，降低生产费用，避免延长生 产周期。
图1为现有掩膜板的俯视结构示意图2为本发明掩膜板第一实施例的俯视结构示意图；图3为本发明掩膜板第二实施例的俯视结构示意图；图4为图3中的A-A向剖视结构示意图；图5为本发明掩膜板第三实施例的俯视结构示意图； 图6为图5中的B-B向剖视结构示意图；图7为本发明掩膜板第四实施例的俯视结构示意图；图8为图7中的C-C向剖视结构示意图；图9为本发明掩膜板第四实施例中变形图案翘曲的剖视结构示意图；图10为本发明掩膜板的制造方法第一实施例的流程图；图11为本发明掩膜板的制造方法第二实施例的流程图；图12为本发明掩膜板的制造方法第二实施例中所制造的掩膜板剖视结构示意 图。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。掩膜板第一实施例图2为本发明掩膜板第一实施例的俯视结构示意图，该掩膜板包括衬底基板，在 衬底基板上采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成有变形图案4，该变形图案4即作为遮 光图案，在遮光图案之外为透光区域3。采用本实施例的技术方案，当需要改变透光区域的尺寸时，可以在掩膜板上施加 电场或磁场，使变形图案发生伸缩，从而改变透光区域的尺寸。该方案可以避免重新制作掩 膜板，从而加快生产周期，提高生产效率。掩膜板第二实施例图3为本发明掩膜板第二实施例的俯视结构示意图，图4为图3中的A-A向剖视结 构示意图。该掩膜板包括衬底基板1和成形在衬底基板1上的遮光图案，该遮光图案之外 为透光区域3。该掩膜板上的遮光图案不仅包括变形图案4，还包括固定图案2。固定图案 2可采用现有掩膜板上遮光图案的材料制成，图案成形后形状和尺寸不再变化。变形图案4 采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成，相当于一压电元件，与固定图案2的边缘连接。如 图4所示，该变形图案4与固定图案2同层设置，变形图案4和固定图案2的形成先后顺序 不限。本实施例变形图案的材质可以为电致伸缩材料，例如锆钛酸铅(PZT)。或者也可以 为磁致伸缩材料，例如铽_铁(Tb-Fe)，钐-铁(Sm-Fe)。本实施例的掩膜板在使用过程中，可以在掩膜板上施加一电场或磁场使变形图案 发生形变来改变透光区域的形状和/或尺寸。磁致伸缩材料或电致伸缩材料的特性是在电 场或磁场中，会沿着电场或磁场的方向发生微量的伸长或缩短形变，这一现象称为电磁伸 缩或磁致伸缩现象。目前发现的超磁致伸缩材料也属于磁致伸缩材料，具有的伸缩应变量 显著提高，例如“Laves相稀土一铁化合物RFe2”的磁致伸缩在室温下是铁(Fe)、镍(Ni)等 传统磁致伸缩材料的100多倍，其中，“R”代表稀土元素铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、 钐(Sm)、铥(Tm)等，超磁致伸缩材料的伸缩应变系数λ —般为800 1600ΧΙΟ—6。伸缩应变系数λ，这一内在固有参数决定了磁致伸缩材料或电致伸缩材料在磁场或电场下伸缩的 方向和大小。根据伸缩应变系数为掩膜板施加设定方向和设定大小的磁场和电场，就可以 精确控制变形图案的伸缩方向和大小，使透光区域变形为所需的形状和尺寸。或者，当掩膜 板上孔径不均勻时，也可以通过在不同位置施加不同的电场或磁场，使掩膜板上的孔径趋 于均勻。根据需要，可以在透光区域的部分边缘设置，也可以在整个边缘设置，且所设置的 变形图案的形状和面积大小不限。采用本实施例的技术方案，可以通过在使用掩膜板时施加电场或磁场来改变透光区域的形状和尺寸，从而在液晶显示器基板上的结构图案需要变化时，无须重新制作掩膜 板，因此能够降低生产费用，且避免了生产周期的延长。掩膜板第三实施例图5为本发明掩膜板第三实施例的俯视结构示意图，图6为图5中的B-B向剖视 结构示意图。本实施例与上述实施例的区别在于变形图案4与固定图案2连接的边缘搭 设在固定图案2边缘之上。本实施例的优点在于相比起第二实施例，其制造工艺相对简单，变形图案与固 定图案之间的紧密邻近变为搭设，可以降低制作精度要求。通过在使用掩膜板时施加电场 或者磁场来改变透光区域的形状和尺寸，且可以避免变形图案与固定图案之间出现缝隙漏 光。或者，也可以设置变形图案的边缘搭设在固定图案边缘之下。掩膜板第四实施例图7为本发明掩膜板第四实施例的俯视结构示意图，图8为图7中的C-C向剖视 结构示意图。本实施例可以上述第三实施例为基础，进一步的，本实施例中的变形图案4包 括三膜层结构，第一膜层41的材质为磁致伸缩材料或电致伸缩材料，且伸缩应变系数λ大 于零，即第一膜层41的磁致伸缩材料为正磁致伸缩材料，例如铽-铁(Tb-Fe)；第二膜层42 的材质为柔性材料，可以为有机的、无机的或金属的薄膜。第三膜层43的材质为磁致伸缩 材料或电致伸缩材料，且伸缩应变系数λ小于零，即第三膜层43的磁致伸缩材料为负磁致 伸缩材料，例如钐_铁(Sm-Fe)。本实施例中，第一膜层和第三膜层的位置可以交换。由于第一膜层和第三膜层的 伸缩应变系数λ正、负性相反，且第二膜层为柔性材质，所以当施加设定方向的电场或磁 场时，第一膜层与第三膜层的形变方向相反。如图9所示，当第一膜层41收缩形变，第三膜 层43伸展形变，由于变形图案4的一端是搭设在固定图案2的边缘上形成一悬臂梁，所以 变形图案4呈翘曲状态。采用这样的技术方案，在同样的电场或磁场强度下，可以增大变形 图案4的变形量。相反的，变形图案4不仅可以向上翘曲，也可以向下翘曲，原理类似。本实施例三膜层结构的变形图案同样适用于第一和第二实施例的技术方案，只要 施加合理方向的电磁或磁场，就可以使变形图案向上翘曲，以改变透光区域的形状和尺寸。本发明的掩膜板不仅适用于液晶显示器基板上结构图案的曝光，同样也适应于其 他产品需要采用掩膜板进行曝光的情况。本发明掩膜板的制造方法包括在衬底基板上采用构图工艺形成变形图案作为遮 光图案，变形图案采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成。该方法可以用来制造本发明掩膜板的任一实施例，所制造的掩膜板可以简便的改 变透光区域的形状和尺寸，从而减少了需要重新制造掩膜板的需求，能够节约生产费用，避免生产周期的延长。采用该方法可以仅在衬底基板上制备变形图案作为遮光图案，也可以 在形成变形图案之前或之后，还在衬底基板上形成固定图案，该固定图案与变形图案的边 缘连接。本发明掩膜板的制造方法较佳实施例如下掩膜板的制造方法第一实施例图10为本发明掩膜板的制造方法第一实施例的流程图，该方法包括步骤10、采用构图工艺在衬底基板上形成固定图案； 步骤20、采用构图工艺在衬底基板上形成变形图案，且变形图案的边缘搭设在固 定图案边缘之上。采用本实施例所制造的掩膜板可以避免变形图案形变时与固定图案之间出现间 隙。或者，也可以颠倒上述步骤10和步骤20的顺序，即首先采用构图工艺在衬底基板 上形成变形图案；而后再采用构图工艺在衬底基板上形成固定图案，且变形图案的边缘搭 设在固定图案边缘之下。掩膜板的制造方法第二实施例图11为本发明掩膜板的制造方法第二实施例的流程图，该方法包括步骤10、采用构图工艺在衬底基板1上形成固定图案2 ；步骤21、在固定图案2的间隔中填充隔垫材料5，隔垫材料5可以为有机的、无机 的或金属的薄膜，例如，光刻(Photo Resist ；以下简称PR)胶或a_铟锡氧化物(Indium Tin Oxides;以下简称ΙΤ0)等，光刻胶一般是由感光树脂、增感剂和溶剂这三种主要成分 组成的材料；步骤22、在固定图案2和隔垫材料5上涂覆磁致伸缩材料或电致伸缩材料作为第 一薄膜410 ；步骤23、在第一薄膜410上涂覆柔性材料作为第二薄膜420 ；步骤24、在第二薄膜420上涂覆磁致伸缩材料或电致伸缩材料作为第三薄膜430， 且第三薄膜430的伸缩应变系数与第一薄膜410的伸缩应变系数之积为负数，即一个伸缩 应变系数大于零，另一个伸缩应变系数小于零，经过上述步骤10、步骤21 24处理后的衬 底基板1如图12所示；步骤25、采用构图工艺形成包括第一膜层41、第二膜层42和第三膜层43的变形 图案4，同时刻蚀掉隔垫材料5，变形图案4形成在固定图案2间隔的上方，且变形图案4的 边缘搭设在固定图案2边缘之上，可参见图7和图8所示。本实施例的方法可以用于制造本发明掩膜板第四实施例的技术方案，该掩膜板变 形图案的形变较大，可以满足更大的变形需求。掩膜曝光方法实施例本发明掩膜曝光方法实施例包括如下步骤当采用掩膜板进行曝光时，在掩膜板 上施加设定方向和/或设定大小的磁场或电场，以使掩膜板上的变形图案伸缩变形来改变 透光区域的形状和/或尺寸。本实施例可以采用本发明掩膜板的任一实施例来实施，通过施加适当的磁场或电 场，可以改变透光区域的形状和尺寸，从而在液晶显示器基板上的结构图案需要变化时，无 须重新制作掩膜板，因此能够降低生产费用，且避免了生产周期的延长。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种掩膜板，包括衬底基板和成形在所述衬底基板上的遮光图案，所述遮光图案之外为透光区域，其特征在于所述遮光图案包括变形图案，所述变形图案采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成。
2.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于所述遮光图案还包括固定图案，所述变 形图案与所述固定图案的边缘连接。
3.根据权利要求2所述的掩膜板，其特征在于所述变形图案与所述固定图案连接的 边缘搭设在所述固定图案边缘之上或之下。
4.根据权利要求1或2或3所述的掩膜板，其特征在于所述变形图案包括三膜层；第 一膜层的材质为磁致伸缩材料或电致伸缩材料，且伸缩应变系数大于零；第二膜层的材质 为柔性材料；第三膜层的材质为磁致伸缩材料或电致伸缩材料，且伸缩应变系数小于零。
5.根据权利要求4所述的掩膜板，其特征在于所述第一膜层的磁致伸缩材料为 铖-铁。
6.根据权利要求4所述的掩膜板，其特征在于所述第三膜层的磁致伸缩材料为 钐-铁。
7.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于所述电致伸缩材料为锆钛酸铅。
8.一种掩膜板的制造方法，其特征在于，包括在衬底基板上采用构图工艺形成变形图案作为遮光图案，所述变形图案采用磁致伸缩 材料或电致伸缩材料制成。
9.根据权利要求8所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，在衬底基板上采用构图工 艺形成所述变形图案之前或之后，还包括在所述衬底基板上形成固定图案，所述固定图案与所述变形图案的边缘连接。
10.根据权利要求9所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述衬底基板上采用构 图工艺形成所述变形图案之前形成固定图案具体包括采用构图工艺在所述衬底基板上形成固定图案；采用构图工艺在所述衬底基板上形成所述变形图案，且所述变形图案的边缘搭设在所 述固定图案边缘之上。
11.根据权利要求9所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述衬底基板上采用构 图工艺形成所述变形图案之后形成固定图案具体包括采用构图工艺在所述衬底基板上形成变形图案；采用构图工艺在所述衬底基板上形成所述固定图案，且所述变形图案的边缘搭设在所 述固定图案边缘之下。
12.根据权利要求9所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述衬底基板上采用构 图工艺形成所述变形图案之前形成固定图案具体包括采用构图工艺在所述衬底基板上形成固定图案；在所述固定图案的间隔中填充隔垫材料；在所述固定图案和隔垫材料上涂覆磁致伸缩材料或电致伸缩材料作为第一薄膜；在所述第一薄膜上涂覆柔性材料作为第二薄膜；在所述第二薄膜上涂覆磁致伸缩材料或电致伸缩材料作为第三薄膜，且所述第三薄膜 的伸缩应变系数与所述第一薄膜的伸缩应变系数之积为负数；采用构图工艺形成包括第一膜层、第二膜层和第三膜层的变形图案，同时刻蚀掉所述 隔垫材料，所述变形图案形成在所述固定图案间隔的上方，且所述变形图案的边缘搭设在 所述固定图案边缘之上。
13.根据权利要求12所述的掩膜板的制造方法，其特征在于所述隔垫材料为光刻胶 或铟锡氧化物。
14.一种掩膜曝光方法，其特征在于，包括当采用掩膜板进行曝光时，在所述掩膜板上施加设定方向和/或设定大小的磁场或电 场，以使所述掩膜板上的变形图案伸缩变形来改变透光区域的形状和/或尺寸。
全文摘要
本发明涉及一种掩膜板及其制造方法和掩膜曝光方法。该掩膜板上包括遮光图案和透光区域，遮光图案包括变形图案，变形图案采用磁致伸缩材料或电致伸缩材料制成。该制造方法包括在衬底基板上形成变形图案，且变形图案的材质为磁致伸缩材料或电致伸缩材料。该掩膜曝光方法包括当采用掩膜板进行曝光时，在掩膜板上施加设定方向和/或设定大小的磁场或电场，以使掩膜板上的变形图案伸缩变形来改变透光区域的形状和/或尺寸。本发明可以减少重新制造掩膜板的需求。
文档编号G03F1/08GK101840149SQ200910080568
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者刘翔, 林承武, 谢振宇, 郭建, 陈旭 申请人:北京京东方光电科技有限公司