光罩及图案化方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光罩及图案化方法。

背景技术：

现有技术中，膜层的图案化可以通过先在基板上形成图案化的光阻层，再在图案化的光阻层上沉积膜层，使得所述膜层部分沉积于图案化的所述光阻层上，部分沉积于未被图案化的光阻层覆盖的基板上。通过将图案化的所述光阻层剥离的同时，将沉积于图案化的所述光阻层上的膜层同时带起(Lift-off)，从而在所述基板上形成图案化的膜层。将图案化的所述光阻层从所述基板上剥离时，需要通过将剥离液渗入所述基板与所述光阻层之间，所述剥离液渗入的速度越快，图案化的所述光阻层从所述基板上剥离的效率越高。

技术实现要素：

本发明的提供一种光罩及图案化方法，提高图案化的光阻层从基板上剥离的效率。

所述光罩包括光罩主体及设于所述光罩主体上的透镜，所述光罩主体包括透光区及遮光区，所述透镜遮挡所述透光区，所述透镜用于聚光。

其中，所述透镜为菲涅尔透镜，所述透镜包括一光面及与所述光面相对的图案面。

其中，所述透镜包括入光面及与所述入光面相对的出光面，所述入光面为所述图案面，所述出光面为所述光面。

其中，所述光罩主体上还设有半透光区。

其中，所述透镜内嵌于所述光罩主体内或固定于所述光罩主体上。

所述图案化方法包括步骤：

在一基板上形成覆盖所述基板的光阻材料层；

通过一光罩对所述光阻材料层进行图案化，得到光阻层；所述光罩包括光罩主体及设于所述光罩主体上的透镜，所述光罩主体包括透光区及遮光区，所述透镜遮挡所述透光区，所述透镜用于聚光；所述光阻层部分覆盖所述基板，所述光阻层包括间隔设置的多个光阻区，所述光阻区的截面为梯形，包括上底面、下底面及斜面，所述上底面与所述下底面相对，所述斜面连接所述上底面及所述下底面；

在所述光阻层上形成待图案化膜层，所述待图案化膜层覆盖所述光阻区及每两个相邻的光阻区之间未被所述光阻层覆盖的基板；覆盖所述基板的所述待图案化膜层与同其相邻的所述光阻区的斜面形成空隙；

将剥离剂通过所述空隙渗入所述光阻层与所述基板之间，以将所述光阻层从所述基板上剥离，并连同覆盖于所述光阻层上的待图案化膜层同时剥离，得到图案化的膜层。

其中，所述“通过一光罩对所述光阻材料层进行图案化，得到光阻层”包括步骤：

将所述光罩设于所述光阻材料层背向所述基板一侧，且所述透镜的光面朝向所述光阻材料层；

使光线透过所述光罩对所述光阻材料层进行曝光；所述光罩上的透镜将所述光源的光线聚集并照射至所述光阻材料层；

将曝光后的所述光阻材料层进行显影，得到所述光阻层。

其中，所述光阻材料层通过喷墨打印、旋涂、或转印工艺形成，所述光阻材料层为负型光阻，图案化所述光阻材料层后得到的所述光阻层截面为倒梯形。

其中，所述光阻材料层为正型光阻。

其中，所述透镜为菲涅尔透镜，所述透镜包括一光面及与所述光面相对的图案面。

本发明提供的所述光罩及图案化方法，通过在所述光罩主体上设置用于聚光的透镜，并使所述透镜遮盖所述光罩主体上的透光区。由于所述透镜具有聚光作用，使得通过所述光罩形成所述光阻层时，透过所述透镜的光线能够倾斜的照射于形成所述光阻层的光阻材料层上，从而使得得到的所述光阻层的光阻区的斜面与所述基板的夹角相对于现有技术中减小，进而使得沉积于所述基板上的待图案化膜层与所述光阻层的斜面形成的空隙增大，使得剥离图案化的所述光阻层的剥离液会容易的渗入所述空隙中，进而容易的通过所述空隙渗入所述光阻层与所述基板之间，从而提高所述光阻层从所述基板上剥离的效率。

附图说明

为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本发明实施例的光罩的结构示意图；

图2是本发明另一实施例的光罩的结构示意图；

图3是本发明另一实施例的光罩的结构示意图；

图4是本发明实施例的图案化方法的流程示意图；

图5-图8是本发明一实施例的图案化方法的各步骤的膜层截面示意图；

图9-图13是本发明另一实施例的图案化方法的各步骤的膜层截面示意图。

具体实施方式

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。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本专利的限制。

请参阅图1，本发明提供一种光罩100。所述光罩100包括光罩主体10及设于所述光罩主体10上的透镜20。本发明中，所述光罩100用于对待图案化的膜层进行图案化。

所述光罩主体10包括透光区11及遮光区12。所述透光区11能够使得光线通过所述透光区11毫无阻碍的透过；所述遮光区12能够将光线全部遮挡。根据使用需求将所述透光区11及遮光区12设置为一定的形状，并按照一定的位置，使得所述透光区11与遮光区12形成一定的图案。所述图案与所述待图案化的膜层需要得到的图案一致，从而实现通过所述光罩100对待图案化的膜层进行图案化。所述光罩主体10可以为金属或者塑料等各种材质。本实施例中，所述光罩主体10为金属材质，所述透光区11为所述光罩主体10上的镂空部。具体的，提供一块遮光的基板，其中，所述基板可以为金属板或者塑料板等。根据待图案化的膜层图案对所述基板上的一定位置进行镂空，所述镂空的部分即为所述透光区11，所述金属板上的非镂空区即所述遮光区12。在本发明的其它实施例中，所述透光区11为非镂空部。具体的，提供一块透光的基板，根据待图案化的膜层图案在所述基板上粘贴具有一定图案的遮光膜，被所述遮光膜遮挡的部分即为所述遮光区12，未被所述遮光膜遮挡的部分即为所述透光区11。

所述透镜20设于所述光罩主体10上，并遮挡所述透光区11。通过所述透镜20将透过所述光罩主体10的的透光区11的光线进行汇聚，使得光线能够以一定的倾角照射与所述待图案化的膜层上。所述透镜20包括入光面21，与所述入光面21相对的出光面22及连接所述入光面21及所述出光面22的侧面23。本实施例中，所述透镜20嵌设于所述光罩主体10的所述透光区11内。具体的，由于本实施例的所述透光区11为所述光罩主体10上的镂空部，所述镂空部包括内壁，所述透镜20的形状及大小与所述透光区11的形状大小相同，将所述透镜20的侧面与所述镂空部的内壁粘合固定，即可实现所述透镜20嵌设于所述光罩主体10内。

在本发明的其它实施例中，所述透镜20可以固定于所述光罩主体10上。例如，请参阅图2，在一些实施例中，所述透镜20的形状与所述透光区11图案相同且大小稍大于所述透光区11图案，通过将所述透镜20的边缘与所述透光区11的边缘相粘合，从而实现所述透镜20与所述光罩主体10的固定。或者，请参阅图3，在本发明的其它实施例中，所述透光区11为非镂空部，通过在所述透明基板上形成具有一定图案的遮光膜13形成遮光区12，未被所述遮光膜13遮挡的部分即形成所述透光区11。所述透镜20的形状大小与所述遮光区12的形状大小相同，通过将所述透镜20固定于所述光罩主体10上，并使所述透镜20与所述透光区11相对。本实施例中，将所述透镜20固定于所述光罩主体10上的方式可以为透明光学胶等透明材料将所述透镜20粘贴固定于所述透明基板上。进一步的，所述透镜20也可以与所述光罩主体10的透明基板一体成型，从而减少所述透镜20与所述光罩主体10的固定过程，并减少所述透镜20与所述透光区11的对位过程，进而减少所述光罩100的制程，并节省所述光罩100的制作成本。

本发明中，所述透镜20可以为用于聚光的凸透镜20或者菲涅尔透镜20。当所述透镜20为凸透镜20时，所述透镜20的入光面21为凸面，所述出光面22为平面或者凸面，从而通过所述透镜20照射至所述待图案化的膜层上的光线进行聚光。本实施例中，所述透镜20为菲涅尔透镜20。相比于所述凸透镜20开说，所述菲涅尔透镜20好的聚光效果的同时，具有厚度小，重量轻的优点。从而使得所述光罩100具有厚度小、重量轻的优点，便于使用。并且，由于所述菲涅尔透镜20的厚度较小，使得其对光的吸收也较少，从而减少光线穿过所述透镜20时的损耗，节约能源。所述菲涅尔透镜20包括光面及与所述光面相对的图案面。本实施例中，所述透镜20的入光面21为所述图案面，所述出光面22为所述光面，以使穿过所述透镜20的光线进行聚光。根据所述光罩主体10上的图案的不同，所述透镜20也不相同。例如，当所述光罩主体10上的图案为圆形，所述透镜20为圆形菲涅尔透镜20，所述透镜20的图案面上的图案为多个同心圆，相邻的两个同心圆之间的通过一弧面连接，且任意相邻的两个同心圆之间的弧面的曲率均相同；当所述光罩主体10上的图案为长条形时，所述透镜20为线性菲涅尔透镜20，所述图案面上的图案为多条平形线，相邻的平行线之间通过弧面连接，且任意相邻的两个平行线之间的弧面的曲率相同；当所述光罩主体10上的图案为多个长条形图案的组合和/或与圆形图案的组合时，所述透镜20也相应的为多个所述线性菲涅尔透镜20和/或与所述圆形菲涅尔透镜20的组合。

进一步的，在本发明的一些实施例中，所述光罩主体10还包括半透光区11。所述半透光区11能够使得光线部分透过，即所述半透光区11的透光率在所述遮光区12与所述透光区11之间。

请参阅图4，本发明还提供一种图案化方法，用于实现对膜层的图案化。所述膜层可以为OLED显示面板制备过程中的各个膜层，也可以为液晶显示面板的阵列基板及彩膜基板的制备过程中的各个膜层，或者在触控面板的各个膜层、发光二极管制备过程中的各个膜层等等需要进行图案化的膜层。本实施例中，以在阵列基板的基板10上形成薄膜晶体管的栅极为例对所述图案化方法进行说明。所述图案化方法包括：

步骤110、请参阅图5，在一基板30上形成覆盖所述基板30的光阻材料层40。

通过喷墨打印、旋涂、转印等方式在所述基板30沉积光阻剂，并对所述光阻剂进行低压干燥、软烤等工艺形成所述光阻材料层40。并且，所述光阻材料层40覆盖所述基板30。本实施例中，所述基板30为阵列基板30的衬底。且所述光阻剂为负型光阻剂。

请参阅图9，在本发明的另一实施例中，所述光阻剂也可以为正型光阻剂。当所述光阻剂为正型光阻剂时，所述光阻材料层40包括第一光阻材料层42及第二光阻材料层43。形成所述光阻材料层40具体为：通过喷墨打印、旋涂、转印等方式在所述基板30沉积第一层光阻剂，对所述第一层光阻剂进行低压干燥、软烤等工艺形成所述第一光阻材料层42；在所述第一光阻材料层42上形成第二层光阻剂，对所述第一层光阻剂进行低压干燥、软烤等工艺形成所述第二光阻材料层43。

步骤120、请参阅图6，通过所述光罩100对所述光阻材料层40进行图案化，得到光阻层41,所述光罩100包括光罩主体10及设于所述光罩主体10上的透镜20，所述光罩主体10包括透光区11及遮光区12，所述透镜10遮挡所述透光区11，所述透镜10用于聚光。

本实施例中，由于所述光阻材料层40为负型光阻剂形成，即未被光照的所述光阻材料层40会溶于显影液中。因此，所述光罩100上的遮光区12的图案对应于所述膜层上需要形成所述栅极的位置。具体的，由于阵列基板30上阵列设置有多个薄膜晶体管，因此在所述基板10上需要形成多个阵列设置的栅极，此处以其中一个栅极的形成为例进行说明。具体的，“通过所述光罩100对所述光阻材料层40进行图案化，得到光阻层41”包括：

首先，将所述光罩100设于所述光阻材料层40背向所述基板30一侧，且所述透镜20的光面朝向所述光阻材料层40。

其次，使光线透过所述光罩100对所述光阻材料层40进行曝光。具体的，所述光线透过所述光罩100上遮挡所述透光区11的透镜20照射至所述光阻材料层40上，所述透镜20使得所述光线进行聚集。本实施例中，所述透镜20为线型菲涅尔透镜20，所述透镜20图案面上的平行线沿栅极的长度方向延伸。当图案化形成栅极线时，所述透镜20图案面上的平行线沿栅极线的方向延伸。所述光线为正照射的平行光，所述光线经过所述透镜20后，所述平行光聚集并以一定的倾角照射至所述光阻材料层40上。

最后，将曝光后的所述光阻材料层40进行显影，得到所述光阻层41。

本实施例中，通过显影液对曝光后的所述光阻材料层40进行显影，以得到所述光阻层41。进一步的，将所述光阻材料层40进行显影后，还需要通过硬烤以使显影后的光阻材料层40进行硬化以得到所述光阻层41，从而保证所述光阻层41不易脱落，保证后续制程的进行。其中，所述光阻层41包括多个光阻区411，每两个相邻的光阻区之间形成空隙。可以理解的是，根据所述光阻层441的图案的不同，每个所述光阻区的形状大小及所在的位置均不同。由于不同厚度方向的所述光阻材料层40受到的光通量不同，因此，本实施例中，由于负型光阻剂形成的所述光阻材料层40未照到光的部分会溶于显影液中，因此，负型光阻剂形成的所述光阻材料层40在显影过程中会形成截面为倒梯形的光阻区411。每个所述光阻区411均包括上底面、下底面及斜面。所述上底面与所述下底面平行且相对，所述斜面连接所述上底面及所述下底面。由于所述光阻区411为截面呈倒梯形的结构，因此，任一个所述光阻区411的所述斜面与同其相邻的未被所述光阻层41覆盖的所述基板10的区域呈夹角，且所述夹角为锐角。具体的，所述光阻材料层40在曝光过程中，所述光阻材料层40下层由于被其上层遮挡，使得下层受到的光通量比较小，从而在显影液的显影过程中，所述光阻材料层40的下层更容易溶解在显影液中，从而形成倒梯形的结构。本发明中，由于所述透镜20将照射至所述光阻材料层40上的光线进行汇聚，使得光线倾斜照射于所述光阻材料层40上，会进一步改变所述光阻材料层40上同一位置厚度方向受到的光通量，进而使得所述斜面与所述基板10之间的夹角进一步的减小。

请参阅图10及图11，在本发明的其它实施例中，当所述光阻材料层40为正型光阻剂形成时，所述“通过所述光罩100对所述光阻材料层40进行图案化，得到光阻层41”包括：

首先，对所述第二光阻材料层43进行曝光、显影、硬烤等工艺形成第二光阻层431。其中，曝光、显影等工艺与所述光阻材料层40为负型光阻剂形成时的方法相同，在此不进行赘述。由于所述光阻材料层40为正型光阻剂形成，即所述光阻材料层40照到光的部分会溶于显影液中，因此，本实施例中，将所述透光区11对应与所述栅极的位置设置。同样的，所述第二光阻层431包括多个第二光阻区4311。且由于所述光阻材料层40同一位置不同厚度方向的光通量不同，本实施例中得到的所述第二光阻层431的任一第二光阻区4311的截面为正梯形。且同样由于所述透镜20的作用，使得所述第二光阻区4311的斜面与下底面之间的夹角减小。

其次，对所述第一光阻材料层42进行曝光、显影、硬烤等工艺形成第一光阻层421。同样的，所述第一光阻层421包括多个第一光阻区4211。由于所述第一光阻材料层42部分被所述第二光阻层431覆盖，且由于所述第二光阻层431的任一所述第二光阻区431为正梯形，使得所述第一光阻材料层42被所述第二光阻层431覆盖的各位置受到的光通量不同，从而形成与所述第二光阻层431形状大小相似的第一光阻层421。具体的，所述第二光阻区431的斜面所对应的厚度方向的厚度较薄，从而使得部分光线能够透过所述第二光阻区431照射至所述第一光阻材料层42上，从而在使得形成的所述第一光阻层421包括多个所述第一光阻区4211，每一第一光阻区4211的截面也为正梯形，且所述第二光阻区4311层叠于所述第一光阻区4211上。该实施例中，所述光阻层41包括所述第一光阻层421及层叠于所述第一光阻层421上的所述第二光阻层431。每个所述光阻层41的光阻区411包括所述第一光阻区4211及层叠于第一光阻区4211上的第二光阻区4311。所述第一光阻区4211的斜面与所述第二光阻区4311下底面形成夹角，且所述夹角为锐角。同样的，由于所述透镜20的作用，所述第一光阻区4211的斜面与第一光阻区4211下底面形成夹角减小。

步骤130、请参阅图7，在所述光阻层41上形成待图案化膜层50，所述待图案化膜层覆盖所述光阻层41及未被所述光阻层41覆盖的基板30。

本实施例中，所述待图案化膜层为金属膜层，通过气相沉积或者溅射等方式形成，所述待图案化膜层50覆盖所述光阻层41及未被所述光阻层41覆盖的基板30。其中，未被所述光阻层41覆盖的所述基板10位于任两个相邻的光阻区411之间。并且，本实施例中，由于所述光阻区411的截面为倒梯形，所述光阻区411的上底面会在所述基板10上产生部分阴影，使得所述待图案化膜层50不能覆盖到，进而使得覆盖所述基板10的所述待图案化膜层50与同其相邻的所述光阻区411的斜面形成空隙51。本发明中，由于所述光阻区411的斜面与所述基板30之间的夹角减小，而所述光阻区411的厚度不变，从而使得所述空隙51的体积增大。

请参阅图12，在本发明的另一实施例中，所述光阻材料层40为正型光阻剂形成时。由于光阻层41包括层叠的所述第一光阻层421及所述第二光阻层431，且所述第一光阻层421的所述第一光阻区4211的截面与所述第二光阻层431的所述第二光阻区4211的截面均为正梯形。沉积所述待图案化膜层50时，所述第一光阻区4211的斜面与层叠于其上的所述第二光阻区4311的下底面之间会形成阴影，使得所述待图案化膜层50不能覆盖到，进而使得覆盖所述基板10的所述待图案化膜层50与所述第一光阻区4211的斜面之间空隙52。同样的，本实施例中，由于所述第二光阻去4311的下底面与所述第一光阻区4211的斜面之间的夹角减小，而所述第一光阻区4211的厚度不变，从而使得所述空隙52的体积增大。

步骤140、请参阅图8，将所述光阻层41从所述基板30上剥离，并连同覆盖于所述光阻层41上的待图案化膜层50同时剥离，得到图案化的膜层53。

本发明中，将剥离剂通过所述空隙51渗入所述光阻层41与所述基板30之间，以将所述光阻层41从所述基板30上剥离。由于所述空隙51的体积增大，从而使得所述剥离剂更容易的渗入所述空隙51内，且所述空隙51内容纳的剥离剂的量更多，进而更容易通过所述空隙51渗入所述光阻层41与所述基板30之间，从而提高所述光阻层41从所述基板30上剥离的效率。本实施例中，所述图案化的膜层53即为需要得到的所述栅极。

同样的，请参阅图13，本发明另一实施例中，所述剥离剂通过所述空隙52渗入所述光阻层41与所述基板30之间，以将所述光阻层41从所述基板30上剥离，并连同覆盖于所述光阻层41上的待图案化膜层50同时剥离，得到图案化的膜层53。同样的，由于所述空隙52的体积增大，从而使得所述剥离剂更容易的渗入所述空隙52内，且所述空隙52内容纳的剥离剂的量更多，进而更容易通过所述空隙52渗入所述光阻层41与所述基板30之间，从而提高所述光阻层41从所述基板30上剥离的效率。

本发明提供的所述光罩100及图案化方法，通过在所述光罩主体10上设置用于聚光的透镜20，并使所述透镜20遮盖所述光罩主体10上的透光区11。由于所述透镜20具有聚光作用，使得通过所述光罩100形成所述光阻层41时，透过所述透镜20的光线能够倾斜的照射于形成所述光阻层41的光阻材料层40上，从而使得得到的所述光阻层41的光阻区的斜面与所述基板10的夹角相对于现有技术中减小，或者所述第二光阻层431的第二光阻区4311的斜面与层叠于其上的所述第一光阻层421的第一光阻区4211的下底面之间的夹角相对于现有技术中减小，进而使得沉积于所述基板10上的待图案化膜层50与所述光阻层41的光阻区的斜面形成的空隙增大，使得剥离图案化的所述光阻层41的剥离液会容易的渗入所述空隙中，进而容易的通过所述空隙渗入所述光阻层41与所述基板10之间，从而提高所述光阻层41从所述基板10上剥离的效率。

本发明提供的所述光罩100及图案化方法，通过在所述光罩主体10上设置用于聚光的透镜20，并使所述透镜20遮盖所述光罩主体10上的透光区11。由于所述透镜20具有聚光作用，使得通过所述光罩100以形成所述光阻层41时，透过所述透镜20的光线能够倾斜的照射于形成所述光阻层41的光阻材料层40上，从而使得所述光阻层41的斜面与所述基板30的夹角相对于现有技术中减小，进而使得待图案化膜层50与所述光阻层41的斜面及所述基板30围成空隙增大，使得剥离图案化的所述光阻层41的剥离液会容易的渗入所述空隙中，且所述空隙内容纳的剥离剂的量更多，进而容易的通过所述空隙渗入所述光阻层41与所述基板30之间，从而提高所述光阻层41从所述基板30上剥离的效率。

以上所述为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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。