一种提高感光材料的曝光精度的方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种提高感光材料的曝光精度的方法，涉及显示【技术领域】，可以显著提高感光材料的曝光精度，而且不用购买新的解析度高的曝光机和新配方光刻胶，成本较低。该提高感光材料的曝光精度的方法包括在所述感光材料上形成一层折射薄膜，用于形成所述折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。
【专利说明】一种提高感光材料的曝光精度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，尤其涉及一种提高感光材料的曝光精度的方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示器是一种平面超薄的显示装置，近年来，液晶显示器发展迅速，其主要发展方向之一为提高屏幕的分辨率。目前，提高屏幕的分辨率的主要方法为形成具有更小线宽的黑矩阵、栅线和数据线等不透光结构，从而在有限区域内形成更多的像素单元。
[0003]具体地，以黑矩阵为例，形成黑矩阵的方法为:在衬底基板上形成一层黑色负性光刻胶，使用具有黑矩阵图案的掩膜板遮盖，经过曝光、显影、刻蚀等工艺后形成黑矩阵。理论上，形成的黑矩阵的尺寸应与掩膜板上黑矩阵图案的尺寸一致，但在曝光过程中，如图1所示，降低了曝光精度，进而使得实际曝光的黑色负性光刻胶2’的尺寸大于掩膜板I’上黑矩阵图案的尺寸，使得形成的黑矩阵的线宽较大，不利于提高屏幕的分辨率。
[0004]现有技术中，通常通过调制新配方的光刻胶，或者购买新的解析度高的曝光机等方式来提高曝光精度，但调制新配方的光刻胶费时费力且效果不明显，购买新的解析度高的曝光机则需要再投资，成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高感光材料的曝光精度的方法，该方法可以显著提高感光材料的曝光精度，而且不用购买新的解析度高的曝光机和新配方光刻胶，成本较低。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高感光材料的曝光精度的方法，该方法采用如下技术方案:
[0007]一种提高感光材料的曝光精度的方法，包括:
[0008]在所述感光材料上形成折射薄膜，用于形成所述折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。
[0009]可选地，在感光材料上形成折射薄膜，之前还包括:
[0010]对所述感光材料进行前烘。
[0011]进一步地,所述在感光材料上形成折射薄膜包括:
[0012]在所述感光材料上涂布一层所述用于形成所述折射薄膜的材料的水溶液；
[0013]对所述涂布了所述水溶液的所述感光材料进行烘干，在所述感光材料上形成所述折射薄膜。
[0014]可选地，所述折射薄膜的折射率为I?10，优选为I?2。
[0015]可选地,所述折射薄膜的厚度为I?100 μ m,优选为3?20 μ m。
[0016]进一步地，所述用于形成所述折射薄膜的材料为聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氧化乙烯、醋酸纤维素之中的任意一种或者任意几种的混合物。
[0017]进一步地，所述用于形成所述折射薄膜的材料为聚乙烯醇，形成的所述折射薄膜为聚乙烯醇薄膜。
[0018]进一步地,所述聚乙烯醇薄膜的厚度为5 μ m、10 μ m或者20 μ m,优选为20 μ m。
[0019]可选地，所述感光材料为正性光刻胶或者负性光刻胶。
[0020]本发明实施例提供了一种提高感光材料的曝光精度的方法，该方法包括:在感光材料上形成折射薄膜，用于形成该折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。在对感光材料进行曝光的过程中，曝光机发出的紫外光经过掩膜板后变得发散，该部分紫外光经过折射薄膜时，由于折射薄膜的折射率大于空气的折射率，使该部分紫外光通过折射薄膜后变得聚拢，从而有效减小了感光材料实际曝光区域的尺寸与掩膜板上相应图案的尺寸之间的差异，从而可以显著提高感光材料的曝光精度，而且不用购买新的解析度高的曝光机和新配方光刻胶，成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
[0022]图1为现有技术中的曝光过程示意图；
[0023]图2为本发明实施例中的在感光材料上形成一层折射薄膜的流程图；
[0024]图3为本发明实施例中的曝光过程示意图；
[0025]图4为本发明实施例中的图3所示的曝光过程的D区域的放大示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0027]实施例一
[0028]本发明实施例提供了一种提高感光材料的曝光精度的方法，能够显著提高感光材料的曝光精度，而且不用购买新的解析度高的曝光机和新配方光刻胶，成本较低。
[0029]该提高感光材料的曝光精度的方法包括:在感光材料上形成折射薄膜，用于形成折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。由于用于形成折射薄膜的材料可溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂，因此，在曝光过程中折射薄膜不会发生交联反应，在显影时很容易被洗掉，从而不会对感光材料产生影响。
[0030]另外，在感光材料上形成折射薄膜前还可以对感光材料进行前烘，从而可以提高感光材料与其下方膜层之间的粘附力。
[0031]需要说明的是，折射薄膜可以为单层结构也可以为多层结构，当折射薄膜为包括多个膜层时，不同膜层的折射率沿远离感光材料方向上的呈递减关系。为了制作方便，本发明实施例优选使用折射率较大的材料形成一个膜层作为折射薄膜。[0032]具体地，使用具有以上特征的材料在感光材料上形成折射薄膜的过程具体包括如图2所示的步骤:
[0033]步骤S201、在感光材料上涂布一层用于形成折射薄膜的材料的水溶液。
[0034]步骤S202、对涂布了水溶液的感光材料进行烘干，在感光材料上形成折射薄膜。对涂布了水溶液的感光材料进行烘干，使水溶液中的溶剂蒸发，从而在感光材料上形成折射薄膜。
[0035]进一步地，如图3所示，在感光材料I上形成折射薄膜2后，曝光机发出的紫外光依次经过掩膜板3、空气和折射薄膜2，从而到达感光材料I。在此过程中，曝光机发出的近乎平行的紫外光经过掩膜板3射入空气后变得发散，紫外光从空气射入折射薄膜2时发生折射，紫外光的传播方向发生变化，由于使用溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂的材料形成的折射薄膜2的折射率大于空气的折射率，使得紫外光经过折射薄膜2后变得聚拢，从而可以有效减小感光材料I曝光区域的尺寸，从而有效减小了感光材料I实际曝光区域的尺 寸与掩膜板3上相应图案的尺寸之间的差异，同时还可以使形成的图形化的感光材料的边缘更加整齐。
[0036]需要说明的是，本发明实施例对感光材料I不进行限定，只要是能通过构图工艺实现图形化的材料均可作为感光材料I。示例性地，感光材料I可以为正性光刻胶或者负性光刻胶等。当感光材料I为负性光刻胶时，该感光材料I经过构图工艺后，未曝光的感光材料I在显影过程中被去除，已曝光的感光材料I形成所需图形，从而实现感光材料I的图形化。当感光材料I为正性光刻胶时，该感光材料I经过构图工艺后，已曝光的感光材料I在显影过程中被去除，未曝光的感光材料I形成所需图形，从而实现感光材料I的图形化。
[0037]另外，图形化后的感光材料I可以直接作为阵列基板或者彩膜基板中的结构，例如，感光材料I为黑色负性光刻胶时，图形化后的感光材料I直接作为彩膜基板中的黑矩阵；感光材料I为彩色负性光刻胶时，图形化后的感光材料I直接作为彩膜基板中的彩色滤色层；感光材料I为负性光刻胶时，图形化后的感光材料I还可以直接作为隔垫物等图形。此外，图形化后的感光材料I也可以作为后续刻蚀过程中的遮蔽物，从而避免其下方膜层被刻蚀，使得其下方膜层经过刻蚀后形成图形化的结构，例如栅线、数据线、像素电极、公共电极等结构。
[0038]进一步地，为了便于本领域技术人员的理解本发明实施例提供的提高感光材料的曝光精度的方法的优势，下面结合图4进行详细描述。
[0039]具体如图4所示，当在感光材料I上形成一层厚度为h的折射薄膜2时，曝光机发出的紫外光经过掩膜板3上的图案后，最右侧的紫外光照射到折射薄膜2上的C点位置处，该部分紫外光经折射薄膜2折射后由A点位置处出射，即该部分紫外光照射到感光材料上的A点位置处。折射过程中，法线为CO (C0=h)所在直线，入射角为α，折射角为β，折射薄膜2的折射率Ii=Sina/sin β。而感光材料I上未设置折射薄膜2时，最右侧的紫外光照射到感光材料I上的B点位置处。
[0040]综上所述可知，与感光材料I上形成折射薄膜2的情况相比，感光材料I上形成折射薄膜2后，感光材料I的曝光区域减小，从而使得经过曝光、显影后的感光材料I的图形与掩膜板3上的图案之间的尺寸差异减小，具体地，在图3所示截面方向上减小了 2ΑΒ。由几何关系可知，AB=h* (tga -tg^ ),而sina /sin^ =n,因此,可以通过改变折射薄膜2的折射率以及折射薄膜2的厚度来调节感光材料I的图形与掩膜板3上的图案之间的尺寸差异，从而提高曝光精度。在本发明实施例中，折射薄膜2的折射率为I?10。折射薄膜2的折射率越高，其提高感光材料I的曝光精度的效果越好，但由于折射率较高的材料种类较少，且多为固态，不易在感光材料I表面形成薄膜，折射率在I?2之间的材料种类较多，且易于形成薄膜，因此，本发明实施例中折射薄膜2的折射率优选为I?2。折射薄膜2的厚度为I?100 μ m。折射薄膜2的厚度越大，其提高感光材料I的曝光精度的效果越好，但由于用于形成折射薄膜2的材料的水溶液黏度较大，不易形成较厚薄膜，因此，本发明实施例中折射薄膜2的厚度优选为3?20 μ m。
[0041]进一步地，在本发明实施例中，用于形成折射薄膜2的材料可以为聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氧化乙烯、醋酸纤维素之中的任意一种或者任意几种的混合物。由于聚乙烯醇溶于水，几乎不溶于有机溶剂，同时，聚乙烯醇易成膜，因此，本发明实施例中用于形成折射薄膜2的材料优选为聚乙烯醇，形成的折射薄膜2为聚乙烯醇薄膜，聚乙烯醇薄膜的折射率为1.5。
[0042]本发明实施例提供了一种提高感光材料的曝光精度的方法，该方法包括:在感光材料上形成折射薄膜，用于形成该折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。在对感光材料进行曝光的过程中，曝光机发出的紫外光经过掩膜板后变得发散，该部分紫外光经过折射薄膜时，由于折射薄膜的折射率大于空气的折射率，使该部分紫外光通过折射薄膜后变得聚拢，从而有效减小了感光材料实际曝光区域的尺寸与掩膜板上相应图案的尺寸之间的差异，从而可以显著提高感光材料的曝光精度，而且不用购买新的解析度高的曝光机和新配方光刻胶，成本较低。
[0043]实施例二
[0044]为了便于本领域技术人员理解，下面以感光材料I为黑色负性光刻胶、折射薄膜2为聚乙烯醇薄膜为例，结合黑矩阵的制作过程分析本发明实施例中提供的方法在提高感光材料I的曝光精度方面的优势。
[0045]本发明实施例提供了一个对比方案和三个实施方案,对比方案和三个实施方案中使用的掩膜板3上黑矩阵的图形的线宽相同，均为6 μ m，经过掩膜板3上的图案最边缘位置处的紫外光照射到黑色负性光刻胶或者聚乙烯醇薄膜上时与垂直于黑色负性光刻胶或者聚乙烯醇薄膜表面方向的夹角为5°，此时，当该部分紫外光照射到聚乙烯醇薄膜上发生折射时的入射角α=5°。
[0046]上述对比方案和实施方案具体如下:
[0047]对比方案:在衬底基板上涂布一层黑色负性光刻胶，经过前烘、曝光、显影等工艺后，形成黑矩阵。
[0048]实施方案一:在衬底基板上涂布一层黑色负性光刻胶，对黑色负性光刻胶进行前烘，在黑色负性光刻胶上涂布一层聚乙烯醇水溶液，对涂布了水溶液的黑色负性光刻胶进行烘干，从而在黑色负性光刻胶上形成一层厚度为5 μ m聚乙烯醇薄膜。
[0049]实施方案二:在衬底基板上涂布一层黑色负性光刻胶，对黑色负性光刻胶进行前烘，在黑色负性光刻胶上涂布一层聚乙烯醇水溶液，对涂布了水溶液的黑色负性光刻胶进行烘干，从而在黑色负性光刻胶上形成一层厚度为10 μ m聚乙烯醇薄膜。
[0050]实施方案三:在衬底基板上涂布一层黑色负性光刻胶，对黑色负性光刻胶进行前烘，在黑色负性光刻胶上涂布一层聚乙烯醇水溶液，对涂布了水溶液的黑色负性光刻胶进行烘干，从而在黑色负性光刻胶上形成一层厚度为20 μ m聚乙烯醇薄膜。
[0051]采用对比方案形成的黑矩阵的线宽为8 μ m，采用实施方案一形成的黑矩阵的线宽为7.7 μ m，采用实施方案二形成的黑矩阵的线宽为7.4 μ m，采用实施方案三形成的黑矩阵的线宽为6.8 μ m。由以上结果可知，在黑色负性光刻胶上形成聚乙烯醇薄膜后，经过构图工艺形成的黑矩阵的线宽变小，与掩膜板上黑矩阵的图形的线宽相差较小，从而提高了黑色负性光刻胶的曝光精度。
[0052]此外，在黑色负性光刻胶上形成聚乙烯醇薄膜越厚，效果越明显，从而很好地验证了实施例一中可以通过改变折射薄膜2的折射率以及折射薄膜2的厚度来调节感光材料I的图形与掩膜板3上的图案之间的尺寸差异，从而提高曝光精度的说法。本发明实施例中形成的聚乙烯醇薄膜的厚度为5 μ m、10 μ m或者20 μ m,优选为20 μ m。
[0053]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，包括: 在所述感光材料上形成折射薄膜，用于形成所述折射薄膜的材料溶于水，且不包含碳碳双键类的活性官能团和紫外光引发剂。
2.根据权利要求1所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，在感光材料上形成折射薄膜，之前还包括: 对所述感光材料进行前烘。
3.根据权利要求1所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述在感光材料上形成折射薄膜包括: 在所述感光材料上涂布一层所述用于形成所述折射薄膜的材料的水溶液； 对所述涂布了所述水溶液的所述感光材料进行烘干，在所述感光材料上形成所述折射薄膜。
4.根据权利要求1所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述折射薄膜的折射率为I?10，优选为I?2。
5.根据权利要求1所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述折射薄膜的厚度为I?100 μ m,优选为3?20 μ m。
6.根据权利要求1-5任一项所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述用于形成所述折射薄膜的材料为聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氧化乙烯、醋酸纤维素之中的任意一种或者任意几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述用于形成所述折射薄膜的材料为聚乙烯醇，形成的所述折射薄膜为聚乙烯醇薄膜。
8.根据权利要求7所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇薄膜的厚度为5 μ m、10 μ m或者20 μ m,优选为20 μ m。
9.根据权利要求1所述的提高感光材料的曝光精度的方法，其特征在于，所述感光材料为正性光刻胶或者负性光刻胶。
【文档编号】G03F7/16GK103941546SQ201410145411
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】何璇, 刘飞, 张玉军, 刘超 申请人:京东方科技集团股份有限公司