专利名称：一种掩模板、彩色滤光片、液晶显示设备及制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是指一种掩模板、彩色滤光片、液晶显示设备及制作方法。
背景技术：
如图I所示，为现有技术中的彩色滤光片结构在完成黑矩阵曝光后的局部结构图，包括基板10以及在基板10上形成的黑矩阵11，现有的彩色滤光片使用的掩模板的形状如图2所示，其中12为掩模板的遮光区域，13为掩模板的透光区域(即曝光区域)，其成形后的彩色光阻层形状如图3所示，14为掩模板的透光区域对应的彩色光阻层，成形后的彩色 光阻层的截面如图4所示。具体的，如图5A、图5B和图5C所示，图5A为使用现有的掩模板完成彩色光阻曝光工艺后的彩色滤光片的彩色光阻与黑矩阵交叠区域的截面图；图5B是使用现有的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片的彩色光阻与黑矩阵交叠区域的截面图；图5C是使用现有的掩模板最终完成的彩色滤光片局部截面图；其中，在图5A中，标号10为玻璃基板，标号11为黑矩阵，标号14为使用现有技术的掩模板曝光的光阻层，该区域完全曝光，曝光反应率较高，光阻基本被固化；标号31所指示的部分为曝光工序中被掩模板遮挡未曝光的光阻部分；在图5B中，标号31所指示的未曝光的光阻部分在经过显影工艺后消除；在图5C中，标号14所示曝光的光阻经过清洗等工序后得到的最终的曝光的光阻，曝光区域的光阻膜层厚度有一定降低，由彩色光阻在平行于玻璃基板方向上的显影面的面积远大于垂直于玻璃基板方向上的显影面，显影工序后，彩色光阻在水平方向上的尺寸变化也相对较小。由于需要遮挡透过不均匀电场区域的杂乱光线，IXD (液晶显示设备)的彩色滤光片上需要有一定结构和覆盖面积的黑矩阵，如图I 一图5C中的标号11所示的部分；出于对彩色滤光片表面形貌、角端差及其对后工序段工艺影响的考虑，为了防止漏光，通常彩膜会与黑矩阵设置有交叠区域，在彩色滤光片制程中，黑矩阵通常在第一次曝光的工序完成，黑矩阵完成后再进行红、绿、蓝光阻的曝光。但由于黑矩阵的存在，完成彩色光阻的曝光工艺后，与黑矩阵交叠部分的彩色光阻膜层厚度总是会高于透光区域的彩色光阻的膜层厚度，如图4所示，交叠部分的光阻膜层总厚度与透光区域光阻膜厚度的差值称为角端差。由于角端差的存在，后工序段尤其是摩擦取向工序，交叠部分彩色光阻的膜层表面的摩擦取向与透光区域彩色光阻的膜层表面的摩擦取向在具体效果方面几乎不可能做到完全一致。而摩擦取向具体效果的差异会带来不同程度的漏光、液晶分子动作偏慢等一系列的问题。而引起后工序段中出现的上述问题的原因是在制作彩色光阻层时，采用的掩膜板使该角端差存在或者角端差较大
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种掩模板、彩色滤光片、液晶显示设备及制作方法，减少了 LCD用彩色滤光片的角端差，以及角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提闻了广品良率。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种掩模板，包括透光区域和遮光区域，所述透光区域与遮光区域之间设置有光强过渡区，所述光强过渡区包括交错设置的透光区域和遮光区域。其中，所述交错设置的透光区域和遮光区域的交界界面呈锯齿状、楔形状或者脉冲形状。其中，所述锯齿的顶角为15° 165° ,所述锯齿的两边长度为2μπΓ 0μηι。其中，所述锯齿的两边长度相等。
本发明的实施例还提供一种彩色滤光片，包括基板、所述基板上的黑矩阵以及形成于所述基板和所述黑矩阵上的曝光区域的彩色光阻层；所述彩色光阻层是利用如上任一项所述的掩模板制成的。本发明的实施例还提供一种液晶显示设备，包括如上所述的彩色滤光片。本发明的实施例还提供一种彩色滤光片的制作方法，包括提供一基板；在所述基板上形成黑矩阵；利用透光区域与遮光区域交错设置的掩模板，在所述基板和所述黑矩阵上的曝光区域形成彩色光阻层。其中，上述方法还包括对所述彩色光阻层进行显影的步骤。其中，上述方法还包括对进行了显影后的彩色滤光片进行热处理的步骤。其中，所述热处理为烘烤处理。本发明的上述技术方案的有益效果如下上述方案中，通过彩色光阻膜的掩模板的透光区域(即曝光区域)与遮光区域的交界呈锯齿状、楔形状或者脉冲形状。曝光过后的显影工艺过程中对于曝光区域边缘的锯齿状、楔形状或者脉冲的凸起部分，从彩色光阻膜的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，由于愈加靠近全面曝光区域(掩模板与基板重叠的区域)，光阻膜固化的坚固程度也逐渐增大，而被显影液洗掉的部分越来越少，对于曝光区域边缘的锯齿状、楔形状或者脉冲形状的凹入部分，从彩色光阻膜的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，由于愈加靠近全面曝光区域，同时在两侧相邻的已曝光区域(彩色光阻膜已部分固化)的保护下，彩色光阻膜被显影液冲洗掉的部分也越来越少。最终，由于掩模板的曝光区域的边缘呈锯齿状、楔形状或者脉冲形状，在曝光过程中此区域(即彩色光阻膜与黑矩阵重叠的区域)彩色光阻膜接受的光照量较透光区域彩色光阻膜接受的光照量有一定程度的减少，光阻膜固化的坚固程度也有相应降低，于是在显影的过程中，凹凸形状曝光区域的光阻膜在厚度方向上也会被冲洗掉更多。较现有技术中的彩色滤光片，本发明提出的彩色滤光片在黑矩阵与彩色光阻交叠区域的膜层的厚度要低于使用现有掩模板曝光得到的彩色滤光片，因此，减少了LCD用彩色滤光片的角端差，以及角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提高了产品良率。
图I是现有技术中已完成黑矩阵曝光工艺的彩色滤光片局部结构示意图；图2是现有技术中掩模板与已完成黑矩阵曝光工艺的玻璃基板对位完成后的局部视图；图3是使用现有的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片局部视图；图4是使用现有的掩模板最终完成的彩色滤光片局部截面图；图5A是使用现有的掩模板完成彩色光阻曝光工艺后的彩色滤光片局部截面图； 图5B是使用现有的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片局部截面图；图5C是使用现有的掩模板最终完成的彩色滤光片局部截面图；图6是本发明所提出的掩模板与已完成黑矩阵曝光工艺的基板对位完成后的局部视图；图7是使用本发明所提出的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片局部视图；图8是使用本发明所提出的掩模板最终完成的彩色滤光片局部截面图；图9是本发明所提出的另一掩模板与已完成黑矩阵曝光工艺的基板对位完成后的局部视图；图10是本发明所提出的又一掩模板与已完成黑矩阵曝光工艺的基板对位完成后的局部视图。图IlA是使用本发明所提出的掩模板完成彩色光阻曝光工艺后的彩色滤光片局部截面图；图IlB是使用本发明所提出的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片局部截面图；图IlC是使用本发明所提出的掩模板最终完成的彩色滤光片局部截面图。附图标记说明10—基板(现有技术)11一黑矩阵(现有技术)12—掩模板的遮光区域(现有技术)13—掩模板的透光区域(现有技术)14-掩模板曝光的彩色光阻膜(现有技术)31—掩模板未曝光的光阻(现有技术)20 —基板21 —黑矩阵22 一掩模板的遮光区域23 一掩模板的透光区域24 一掩模板曝光的彩色光阻31B 一掩模板未曝光的光阻
具体实施例方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明的实施例提供一种掩模板，包括透光区域和遮光区域，所述透光区域与遮光区域之间设置有光强过渡区，所述光强过渡区包括交错设置的透光区域和遮光区域。所述掩模板的交错设置的透光区域23与遮光区域22的交界界面呈如图6所示的锯齿状、如图9所示的楔形状或者如图10所示的脉冲形状。再如图6所示，所述锯齿状呈一预定夹角A，该夹角为锯齿的顶角，优选为15° 165°，所述锯齿的两边分别具有一预定长度，优选的，所述锯齿两边的预定长度为 2 μ πΓ Ο μ m，优选的，所述锯齿两边的预定长度相等，均为d。如图7、图8所示，本发明的实施例还提供彩色滤光片，包括基板20、所述基板20上的黑矩阵21以及形成于所述基板20和所述黑矩阵21上方的曝光区域的彩色光阻24 ；其中，所述彩色光阻24是利用交错设置的透光区域23与遮光区域22的掩模板制成的。本发明的上述实施例中，制作彩色光阻膜层的掩模板的曝光区域(即上述透光区域23)周边为锯齿状时，如图6所示，曝光过后的显影工艺过程中对于曝光区域锯齿形状的尖状凸起部分，从彩色光阻膜的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，已曝光区域的宽度逐渐增大，光阻膜固化的坚固程度也逐渐增大，因而被显影液洗掉的部分越来越少，对于曝光区域的锯齿形状的凹入部分，从彩色光阻层的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，未曝光区域(即遮光区域22)的宽度逐渐减少，同时在两侧相邻的已曝光区域(彩色光阻膜已部分固化)的保护下，彩色光阻膜被显影液冲洗掉的部分也越来越少。最终，由于掩模板呈锯齿形状，在曝光过程中此区域彩色光阻膜接受的光照量较透光区域彩色光阻膜接受的光照量有一定程度的减少，光阻膜固化的坚固程度也有相应降低，于是在显影的过程中，锯齿形状曝光区域的光阻膜在厚度方向上也会被冲洗掉更多。较现有技术中的彩色滤光片，本发明提出的彩色滤光片的彩色光阻膜与黑矩阵交叠区域的膜层的厚度要低于使用现有掩模板曝光得到的彩色滤光片(如图8所示)，因此，减少了 LCD用彩色滤光片的角端差。而在最终固化的烘烤工艺过程中，彩色光阻周边也会有一定程度的微小流动，通过提高彩色光阻材料在涂覆以及最终热固化前的流动性，从而进一步降低彩色光阻与黑矩阵交叠部分的厚度。对于图9和图10所示的掩模板结构，同样可以使成形后的彩色滤光片的彩色光阻膜与黑矩阵交叠区域的膜层的厚度低于使用现有掩模板曝光得到的彩色滤光片相同位置的膜层厚度。如图IlA—图IlC所示，其中，图IlA是使用本发明所提出的掩模板完成彩色光阻曝光工艺后的彩色滤光片局部截面图；图IlB是使用本发明所提出的掩模板完成彩色光阻曝光、显影工艺后的彩色滤光片的彩色光阻与黑矩阵交叠区域的截面图；图IlC是使用本发明所提出的掩模板最终完成的彩色滤光片的彩色光阻与黑矩阵交叠区域的截面图。其中标号24为使用本发明的掩模板曝光的光阻，由于该区域所示的曝光区域为锯齿状，曝光区域所接受到的曝光能量要低于正常曝光区域，曝光反应率相对更低，光阻被固化的程度也更低；标号31B所指示的部分为曝光工序中被掩模板遮挡未曝光的光阻部分；在图IlB中，标号31B所指示的未曝光的光阻部分在经过显影工艺后消除，由于前工序曝光时，锯齿状曝光区域的光阻被固化的程度相对更低，因此显影后光阻膜层厚度也有较大程度的降低，而由彩色光阻在平行于玻璃基板方向上的显影面的面积远大于垂直于玻璃基板方向上的显影面，显影工序后，彩色光阻在水平方向上的尺寸变化也相对较小；在图IlC中，标号24所示曝光的光阻是经过清洗等工序后得到的最终的曝光的光阻；且从图中也可以看出，该光阻24的厚度明显低于使用现有掩模板曝光得到的彩色滤光片相同位置的光阻14的膜层厚度(如图5C所示的现有技术中得到的光阻)，从而减小了角端差。本发明通过改良后掩模板的结构，减小了 LCD用彩色滤光片的角端差，减少了角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提高了产品良率。本发明的实施例还提供一种液晶显示设备，包括彩色滤光片、与所述彩色滤光片对盒的阵列基板以及填充于所述彩色滤光片与所述阵列基板之间的液晶，所述彩色滤光片为如上述图7、图8、图9或图10所示实施例中的彩色滤光片。
所述液晶显示设备具体可以是如液晶显示面板(IXD)，液晶模组(LCM)或者封装成的最终的液晶显不器。本发明的实施例还提供一种彩色滤光片的制作方法，包括步骤11，提供一基板；步骤12，在所述基板上形成黑矩阵；步骤13，利用透光区域与遮光区域交错设置的掩模板，在所述基板和所述黑矩阵上方的曝光区域形成彩色光阻层。其中，掩模板的透光区域与遮光区域的交界界面优选为锯齿状、楔形状或者脉冲形状，如图6、图9和图10所示的形状。进一步地，上述方法还可以包括对所述彩色光阻膜进行显影的工艺步骤。进一步地，上述方法还可以包括对进行了显影工艺后的彩色滤光片进行热处理工艺步骤(如烘烤处理)。在上述曝光过后的显影工艺过程中对于曝光区域边缘的凹凸形状的凸起部分，从彩色光阻膜的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，由于愈加靠近全面曝光区域(掩模板与基板重叠的区域)，光阻膜固化的坚固程度也逐渐增大，而被显影液洗掉的部分越来越少，对于曝光区域凹凸形状的凹入部分，从彩色光阻膜的边缘到中心方向(从凸起部分的顶部到根部)，由于愈加靠近全面曝光区域，同时在两侧相邻的已曝光区域(彩色光阻膜已部分固化)的保护下，彩色光阻膜被显影液冲洗掉的部分也越来越少。最终，由于掩模板呈凹凸形状，在曝光过程中此区域(即彩色光阻膜与黑矩阵重叠的区域)彩色光阻膜接受的光照量较透光区域彩色光阻膜接受的光照量有一定程度的减少，光阻膜固化的坚固程度也有相应降低，于是在显影的过程中，凹凸形状曝光区域的光阻膜在厚度方向上也会被冲洗掉更多。该方法的实施例同样通过改良掩模板的结构，减小了制成的彩色滤光片的角端差，减少了角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提高了产品良率。另外，在上述所有实施例中，图6、图9和图10所示的掩模板的交错设置的透光区域和遮光区域还可以互换位置，但互换位置后的掩模板的透光区域与遮光区域的交界依然呈锯齿状、楔形状或者脉冲形状，利用透光区域和遮光区域互换位置后的掩模板制成的彩色滤光片的彩色光阻膜与黑矩阵交叠区域的膜层的厚度依然低于使用现有掩模板曝光得到的彩色滤光片，从而减小了 LCD用彩色滤光片的角端差，减少了角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提闻了广品良率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种掩模板，包括透光区域和遮光区域，其特征在于，所述透光区域与遮光区域之间设置有光强过渡区，所述光强过渡区包括交错设置的透光区域和遮光区域。
2.根据权利要求I所述的掩模板，其特征在于，所述交错设置的透光区域和遮光区域的交界界面呈锯齿状、楔形状或者脉冲形状。
3.根据权利要求2所述的掩模板，其特征在于，所述锯齿的顶角为15° 165°，所述锯齿的两边长度为2 μ πΓ Ο μ m。
4.根据权利要求3所述的掩模板，其特征在于，所述锯齿的两边长度相等。
5.一种彩色滤光片，包括基板、所述基板上的黑矩阵以及形成于所述基板和所述黑矩阵上的曝光区域的彩色光阻层；其特征在于，所述彩色光阻层是利用权利要求Γ4任一项所述的掩模板制成的。
6.一种液晶显示设备，其特征在于，包括如权利要求5所述的彩色滤光片。
7.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括 提供一基板； 在所述基板上形成黑矩阵； 利用透光区域与遮光区域交错设置的掩模板，在所述基板和所述黑矩阵上的曝光区域形成彩色光阻层。
8.根据权利要求7所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，还包括对所述彩色光阻层进行显影的步骤。
9.根据权利要求8所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，还包括 对进行了显影后的彩色滤光片进行热处理的步骤。
10.根据权利要求9所述有彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述热处理为烘烤处理。
全文摘要
本发明提供一种掩模板、彩色滤光片、液晶显示设备及制作方法，其中，所述掩模板包括透光区域和遮光区域，所述透光区域与遮光区域之间设置有光强过渡区，所述光强过渡区包括交错设置的透光区域和遮光区域。本发明的方案可以减少LCD用彩色滤光片的角端差，以及角端差已经引发和可能引发的后工序段不良，最终提高了产品良率。
文档编号G03F1/00GK102830587SQ20121033494
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者杨瑞智, 林准焕, 张俊瑞 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 成都京东方光电科技有限公司