专利名称：一种掩膜板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及显示装置制造领域，尤其涉及一种掩膜板。
背景技术：
分辨率作为衡量画面品质的最重要指标之一，不论是对于TFT-IXD(Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display,薄膜晶体管液晶显不器)或是 OLED (OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二级管)显示器而言都具有重要的意义。越来越多的人开始尝试着在提高分辨率的同时不牺牲显示装置其他的显示性能(如开口率、对比度等)，这就要求产品图形的设计必然向窄线宽方向发展。在采用构图工艺形成图形的过程中，光线通过照射光刻胶上方的掩膜板，对掩膜 板开口处的光刻胶进行曝光即可以得到与该掩膜板相应的图形，因此掩膜板开口的宽度将直接影响图形的线宽。目前，通常采用平行平板掩膜板进行曝光，这样一种平行平板掩膜板开口的宽度已能够达到显示装置关键尺寸的要求，但在使用掩膜板实际进行曝光显影的过程中，由于紫外光在平行平板掩膜板图形开口的边缘将发生衍射和表面间二次反射等现象，光刻胶实际受到曝光的范围要比掩膜板开口宽度大得多。如图Ia所示为现有技术中进行曝光显影的示意图，其中基板10的上表面具有光刻胶11，掩膜板12包括掩膜板基板121以及位于掩膜板基板121下表面的光栅结构122,该光栅结构122形成图形开口，紫外光照射方向如图中箭头所示。当紫外光照射掩膜板12时，紫外光在通过掩膜板12的图形开口区域时将发生衍射，光路方向如图所示，紫外光实际照射区域形成光刻胶图形111。可以清楚地发现，光刻胶图形111的宽度与掩膜板12的图形开口区域宽度之间存在很大的偏差。需要说明的是，在如图I所示的曝光示意图中，紫外光为理想的准直光，但在实际应用中，紫外光的入射方向通常与竖直方向存在夹角Θ，如图Ib所示，在这样一种紫外光照射下的光刻胶图形与掩膜板的图形开口区域宽度将产生更大的偏差。这种尺寸的偏差在现有技术条件下尚难以避免，这种偏差的存在也成为了窄线宽产品制作的瓶颈。
实用新型内容本实用新型的实施例提供一种掩膜板，可以改善光线的准直角度，抑制或消除光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光范围。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案本实用新型实施例提供一种一种掩膜板，包括光栅层，所述光栅层具有至少一个图形开口区域，还包括覆盖所述图形开口区域的柱状透镜；所述柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向所述光栅层，所述圆拱的圆心指向所述光栅层，且其跨度大于等于所述图形开口区域的宽度。所述柱状透镜包括[0011]设置于所述光栅层的入光侧表面的柱状透镜；和/或，设置于所述光栅层的出光侧表面的柱状透镜。所述掩膜板还包括设置于所述光栅层的入光侧表面的透明基板，所述透明基板的厚度小于所述柱状透镜的焦距；相应的，所述柱状透镜设置于所述透明基板的入光侧表面。所述透明基板与所述柱状透镜为一体结构。所述图形开口区域包括关键区域和非关键区域；所述柱状透镜与所述关键区域一一对应。所述柱状透镜的中心线与所述图形开口区域的中心线均在与所述光栅层垂直的面内。本实用新型实施例提供的掩膜板，通过在光栅层上设置覆盖图形开口区域的柱状透镜，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。采用这样一种柱状透镜结构可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。这样一来，入射光的各级衍射主极大分布将移向图形开口的中心，从而抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了由于衍射曝光造成的光刻胶图形的尺寸偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图Ia为现有技术中一种掩膜板进行曝光显影的示意图；图Ib为现有技术中另一掩膜板进行曝光显影的示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种掩膜板的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的另一掩膜板的结构示意图；图4a为本实用新型实施例提供的一种掩膜板在进行曝光显影时的俯视图；图4b为使用图4a所示的掩膜板进行曝光显影之后所得到的图形示意图；图5a为本实用新型实施例提供的另一掩膜板在进行曝光显影时的俯视图；图5b为使用图5a所示的掩膜板进行曝光显影之后所得到的图形示意图；图6为本实用新型实施例提供的一种掩膜板的原理示意图；图7为本实用新型实施例提供的另一掩膜板的原理示意图；图8为本实用新型实施例提供的另一掩膜板的原理示意图；图9为本实用新型实施例提供的又一掩膜板的原理示意图；图10为本实用新型实施例提供的一种掩膜板的制造方法的流程示意图；图11为本实用新型实施例提供的另一掩膜板的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例提供的掩膜板20，如图2所示，包括光栅层21，该光栅层21具有至少一个图形开口区域211，还包括覆盖图形开口区域211的柱状透镜22。该柱状透镜22的一侧为圆拱221，另一侧面向光栅层21，圆拱221的圆心指向光栅层21，且其跨度L大于等于图形开口区域211的宽度d。需要说明的是，柱状透镜22具体可以设置于光栅层21的入光侧表面(图2中光·栅层21的上表面)，或者柱状透镜22还可以设置于光栅层21的出光侧表面(图2中光栅层21的下表面)。在如图2所示的掩膜板20中，是以柱状透镜22设置于光栅层21的入光侧表面为例进行的说明。本实用新型实施例提供的掩膜板，通过在光栅层上设置覆盖图形开口区域的柱状透镜，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。采用这样一种柱状透镜结构可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。这样一来，入射光的各级衍射主极大分布将移向图形开口的中心，从而抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了由于衍射曝光造成的光刻胶图形的尺寸偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。在采用掩膜版进行曝光显影的过程中，由于光栅层的厚度通常较薄，当使用次数较多时，掩膜板极容易出现断裂等问题，这不仅影响生产进度，重新制作掩膜板还将导致生产成本的大幅度上升，因此掩膜板的坚固性也就显得尤为重要。为了提高掩膜板20的坚固性，如图3所示，掩膜板20还可以包括设置于光栅层21的入光侧表面的透明基板23，该透明基板23的厚度应当小于柱状透镜22的焦距。这样一来，可以保证通过掩膜板20后的曝光光线向图形开口的中心位置处汇聚。相应的，柱状透镜22可以设置于该透明基板23的入光侧表面。由于透明基板23的厚度一般远大于光栅层21的厚度，这样一来，大大增加了掩膜板20整体的厚度，此外，由于该透明基板23可以采用较为坚固的透明树脂材料或玻璃材料制成，从而大大增加了掩膜板20的坚固性，提高了掩膜板20的使用寿命。进一步地，透明基板23与柱状透镜22还可以为一体结构。这样一来，柱状透镜22可以直接在透明基板23的入光侧表面通过构图工艺处理形成，从而大大简化了掩膜板的生产流程。对于掩膜板而言，掩膜板的图形开口区域又可以包括关键区域和非关键区域，而柱状透镜可以与该关键区域一一对应，且该柱状透镜的中心线与该图形开口区域的中心线均在与光栅层垂直的面内。其中，关键区域指的是曝光形成关键尺寸图形的区域，而非关键区域通常指的是包括基板加工过程中用于裁剪切割的边际量在内的非关键图形。该关键尺寸图形的线宽将直接影响显示装置的分辨率，因此在实际进行曝光显影的过程中，控制关键区域的线宽也就显得尤为重要。例如，当掩膜板的图形开口区域均为条状开口时，如图4a所示，其中，掩膜板41位于待显影基板40的正上方，该掩膜板41的光栅层411具有至少一个条状开口的图形开口区域A。在本实用新型实施例中，所有的条状开口的图形开口区域A均为关键区域，其宽度即为关键尺寸a。柱状透镜412可以与图形开口区域A的排列方式一致，且如图4a所示，柱状透镜412的中心线与图形开口区域A的中心线重合。采用这样一种掩膜板41对光刻胶进行曝光显影，得到的最终图形将如图4b所示，其中，待显影基板40的表面形成有光刻胶图形401，该光刻胶图形401为条状分布，且该光刻胶图形401的宽度满足关键尺寸a。再例如，当掩膜板的图形开口区域为网格状开口时，如图5a所示，其中，掩膜板51位于待显影基板50的正上方，该掩膜板51的光栅层511为网格状开口。在本实用新型实施例中，网格状开口的纵向图形开口区域B为关键区域，其宽度即为关键尺寸b，该网格状开口的横向图形开口区域C为非关键区域。柱状透镜512可以排列于所有纵向图形开口区域B，且如图5a所示，柱状透镜512的中心线与图形开口区域B的中心线重合。采用这样一种掩膜板51对光刻胶进行曝光显影，得到的最终图形将如图5b所示，其中，待显影基板50的表面形成有光刻胶图形501，该光刻胶图形501的纵向线条的宽度满足关键尺寸b，其横向线条的宽度为C，可见宽度b明显小于宽度C。本实用新型实施例所提供的这样一种柱状透镜结构采用透镜聚光原理，可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。例如，如图6所示，掩膜板20的结构可以如图3中掩膜板20所示，其中，掩膜板20的光栅层21的入光侧表面设置有透明基板23，该透明基板23的入光侧表面形成有柱状透镜22，光线通过掩膜板20照射待显影基板60上的光刻胶61，曝光形成光刻胶图形611。可以清楚地看到，在柱状透镜22的作用下，入射的曝光光线将向图形开口的中心位置处偏折，这样一种方向的光线难以向图形开口的两边发生衍射，且其在基板表面的反射光也只能向中心位置反射。因此实际得到曝光形成的光刻胶图形611的宽度将小于等于图形开口的尺寸，从而保证了曝光显影后的图形能够达到足够小的关键尺寸。再例如，如图7所不,掩膜板70的光栅层701的入光侧表面设置有透明基板703,该光栅层701的出光侧表面具有柱状透镜702，光线通过掩膜板70照射待显影基板71上的光刻胶72，曝光形成光刻胶图形721。位于光栅层701的出光侧表面的柱状透镜702可以通过透明光刻胶刻蚀形成或者直接黏贴一层具有柱状透镜的透明膜层得到。位于掩膜板下表面的透镜结构可收集衍射光，从而有效抑制衍射曝光的发生。可以看到，这样一种向下凸出的透镜结构同样可以使入射的曝光光线向图形开口的中心位置处偏折，从而保证了曝光显影后的图形能够达到足够小的关键尺寸。又例如,如图8所不,掩膜板80的光栅层801的入光侧表面设置有透明基板803,该透明基板803的入光侧表面以及光栅层801的出光侧表面均具有柱状透镜802，光线通过掩膜板80照射待显影基板81上的光刻胶82，曝光形成光刻胶图形821。[0059]这样一种柱状透镜的结构综合了以上两种柱状透镜，位于掩膜板上表面的透镜结构可以汇聚入射光，位于掩膜板下表面的透镜结构可收集衍射光，因此其汇聚光线的能力最强。可以看到，采用这样一种掩膜板可以通过曝光形成尺寸更加小的光刻胶图形821从而保证了曝光显影后的图形能够达到足够小的关键尺寸。需要说明的是，在以上实施例中，入射光均为理想的准直光，但在实际应用中，入射光的入射方向通常与竖直方向存在夹角Θ，如图9所示。可以看到，当采用本实用新型实施例提供的掩膜板时，同样可以使得非理想的准直光向图形开口的中心汇聚，减小光线的发散角。与现有技术相比，显著抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了光刻胶图形与关键尺寸之间不必要的偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。本实用新型实施例提供的掩膜板可以广泛地应用于包括投影式曝光工艺、接触式曝光工艺以及接近式曝光工艺在内的各种现有的曝光工艺中。尤其是对于接近式曝光工艺，与接触式曝光工艺相比，采用接近式曝光不会污染掩膜板，且采用接近式曝光的成本更低于采用投影式曝光，因此在接近式曝光工艺中使用本实用新型实施例提供的掩膜板能够 进一步提高曝光的质量，降低产品的生产成本。此外，由于这样一种掩膜板所具有的透镜结构可以汇聚入射光，从而使得图形开口处的光强得到增强，光刻胶曝光所需要的曝光量也可以在更短的时间内得到满足。这样一来，可以提高产品的生产速度，加快生产节拍，并且还能够降低对曝光灯最低照度的要求，从而可以在一定程度上延长曝光灯的使用寿命。本实用新型实施例提供的掩膜板，通过在光栅层上设置覆盖图形开口区域的柱状透镜，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。采用这样一种柱状透镜结构可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。这样一来，入射光的各级衍射主极大分布将移向图形开口的中心，从而抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了由于衍射曝光造成的光刻胶图形的尺寸偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。本实用新型实施例提供一种掩膜板制造方法，如图10所示，包括S1001、在光栅层上形成至少一个柱状透镜。其中，柱状透镜覆盖该光栅层的图形开口区域，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。需要说明的是，在掩膜板的实际生产过程当中，可以采用多种现有的技术手段形成柱状透镜。例如，可以在光栅层上形成光刻胶膜层；再通过构图工艺在所述光刻胶膜层上形成至少一个柱状透镜。或者，可以通过在光栅层上设置偏光膜层，该偏光膜层包括至少一个柱状透镜。本实用新型实施例提供的掩膜板制造方法，通过在光栅层上设置覆盖图形开口区域的柱状透镜，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。采用这样一种柱状透镜结构可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。这样一来，入射光的各级衍射主极大分布将移向图形开口的中心，从而抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了由于衍射曝光造成的光刻胶图形的尺寸偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。进一步地，如图11所示，本实用新型实施例提供的掩膜板制造方法包括SllOU在光栅层的入光侧表面设置透明基板。由于透明基板的厚度一般远大于光栅层的厚度，这样一来，大大增加了掩膜板整体的厚度，此外，由于该透明基板可以采用较为坚固的透明树脂材料或玻璃材料制成，从而大大增加了掩膜板的坚固性，提高了掩膜板的使用寿命。S1102、在该透明基板的入光侧表面形成至少一个柱状透镜。其中，柱状透镜覆盖该光栅层的图形开口区域，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。 透明基板与柱状透镜还可以为一体结构。这样一来，柱状透镜可以直接在透明基板的入光侧表面通过构图工艺处理形成，从而大大简化了掩膜板的生产流程。对于掩膜板而言，掩膜板的图形开口区域又可以包括关键区域和非关键区域，而柱状透镜可以与该关键区域一一对应，且该柱状透镜的中心线与该图形开口区域的中心线均在与光栅层垂直的面内。其中，关键区域指的是曝光形成关键尺寸图形的区域，而非关键区域通常指的是包括基板加工过程中用于裁剪切割的边际量在内的非关键图形。该关键尺寸图形的线宽将直接影响显示装置的分辨率，因此在实际进行曝光显影的过程中，控制关键区域的线宽也就显得尤为重要。这样一种柱状透镜结构采用透镜聚光原理，可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚，保证了曝光显影后的图形能够达到足够小的关键尺寸。进一步地，本实用新型实施例提供的掩膜板制造方法还可以包括S1103、在该光栅层的出光侧表面形成至少一个柱状透镜。其中，位于光栅层出光侧表面的柱状透镜可以通过透明光刻胶刻蚀形成或者直接黏贴一层具有柱状透镜的透明膜层得到。这样一种掩膜板包括两种透镜结构，位于掩膜板上表面的透镜结构可以汇聚入射光，位于掩膜板下表面的透镜结构可收集衍射光，可以有效抑制衍射曝光的发生，因此这样一种结构的掩膜板汇聚光线的能力最强。采用这样一种掩膜板可以通过曝光形成尺寸更加小的光刻胶图形从而保证了曝光显影后的图形能够达到足够小的关键尺寸。采用本实用新型实施例方法制造的掩膜板可以广泛地应用于包括投影式曝光工艺、接触式曝光工艺以及接近式曝光工艺在内的各种现有的曝光工艺中。尤其是对于接近式曝光工艺，与接触式曝光工艺相比，采用接近式曝光不会污染掩膜板，且采用接近式曝光的成本更低于采用投影式曝光，因此在接近式曝光工艺中使用本实用新型实施例提供的掩膜板能够进一步提高曝光的质量，降低产品的生产成本。此外，由于这样一种掩膜板所具有的透镜结构可以汇聚入射光，从而使得图形开口处的光强得到增强，光刻胶曝光所需要的曝光量也可以在更短的时间内得到满足。这样一来，可以提高产品的生产速度，加快生产节拍，并且还能够降低对曝光灯最低照度的要求，从而可以在一定程度上延长曝光灯的使用寿命。本实用新型实施例提供的掩膜板制造方法，通过在光栅层上设置覆盖图形开口区域的柱状透镜，该柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向该光栅层，该圆拱的圆心指向光栅层，且其跨度大于等于该图形开口区域的宽度。采用这样一种柱状透镜结构可以使得入射的曝光光线由现有的垂直入射变为斜入射，入射光将向掩膜板图形开口的中心位置处汇聚。这样一来，入射光的各级衍射主极大分布将移向图形开口的中心，从而抑制或消除了光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光的范围，减小或消除了由于衍射曝光造成的光刻胶图形的尺寸偏差，大大提高了窄线宽产品的质量。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。·
权利要求1.一种掩膜板，包括光栅层，所述光栅层具有至少一个图形开口区域，其特征在于，还包括 覆盖所述图形开口区域的柱状透镜； 所述柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向所述光栅层，所述圆拱的圆心指向所述光栅层，且其跨度大于等于所述图形开口区域的宽度。
2.根据权利要求I所述的掩膜板，其特征在于，所述柱状透镜包括 设置于所述光栅层的入光侧表面的柱状透镜；和/或， 设置于所述光栅层的出光侧表面的柱状透镜。
3.根据权利要求I或2所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板还包括 设置于所述光栅层的入光侧表面的透明基板，所述透明基板的厚度小于所述柱状透镜的焦距； 相应的，所述柱状透镜设置于所述透明基板的入光侧表面。
4.根据权利要求3所述的掩膜板，其特征在于，所述透明基板与所述柱状透镜为一体结构。
5.根据权利要求I所述的掩膜板，其特征在于，所述图形开口区域包括关键区域和非关键区域； 所述柱状透镜与所述关键区域一一对应。
6.根据权利要求I所述的掩膜板，其特征在于，所述柱状透镜的中心线与所述图形开口区域的中心线均在与所述光栅层垂直的面内。
专利摘要本实用新型实施例提供一种掩膜板，涉及显示装置制造领域，可以改善光线的准直角度，抑制或消除光线通过掩膜板图形开口后的衍射曝光范围。包括光栅层，所述光栅层具有至少一个图形开口区域，还包括覆盖所述图形开口区域的柱状透镜；所述柱状透镜的一侧为圆拱，另一侧面向所述光栅层，所述圆拱的圆心指向所述光栅层，且其跨度大于等于所述图形开口区域的宽度。本实用新型实施例用于制造掩膜板。
文档编号G03F7/20GK202735675SQ20122045741
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者彭川, 隆清德 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