CN107991803A - 一种黑色矩阵的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种黑色矩阵的制作方法，包括如下步骤：提供一基板，所述基板上设置有对位标记；在所述基板上涂覆一黑色矩阵薄膜；将涂覆有黑色矩阵薄膜的所述基板放入曝光机中，并对所述基板进行预对位，将所述标记装置移动到所述对位标记的上方，进行标记处理，得到光阻标记；根据所述光阻标记识别所述对位标记的位置，进行精确对位后，图案化所述黑色矩阵薄膜，形成黑色矩阵。本发明提供了一种黑色矩阵的制作方法，在对基板进行预对位之前，通过标记装置将对位标记上方的黑色光阻进行厚度薄化或去除，从而方便了所述对位标记的识别，进而提高了黑色矩阵的制作效率。

Description

一种黑色矩阵的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种黑色矩阵的制作方法。

背景技术

通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)阵列基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管阵列基板之间的液晶(LC，LiquidCrystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。

传统的液晶显示面板中，通常会在彩膜基板一侧制作一层黑色矩阵(BM，BlackMatrix)，用于分割相邻色阻，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色；而将黑色矩阵制备在TFT阵列基板的技术叫做BOA(BMOnArray，黑色矩阵贴附于阵列基板)，BOA可以解决上下基板错位导致遮光区域不匹配的问题，这种对曲面显示器尤其有用。COA(Color filterOnArray)技术是一种将原本制备于彩膜基板上的RGB色阻制备在TFT阵列基板上的技术，COA技术可以改善金属线上的信号延迟，提供面板开口率，改善面板显示品质。

图1为在彩膜基板1上制作黑色矩阵后的示意图，如图1所示，黑色矩阵13为彩膜基板1的第一道制程，因此在黑色矩阵的制备过程中无需参考前制程的对位标记(mark)。而在BOA架构的液晶显示面板中，由于黑色矩阵制作于TFT阵列基板一侧，在制备黑色矩阵之前，已经进行了其它图案的制程，因此在制备黑色矩阵时需要参考前制程的对位标记，但由于黑色矩阵具有较高的光密度值(OD,optical density)，因此在涂布后对光罩对位标记的识别造成干扰，可能导致曝光机无法对位。如果要使用较低光密度值的黑色阵材料，可以增加涂布后对位标记的识别能力，但是黑色矩阵的遮光效果会受到严重影响。

图2为在TFT阵列基板21上涂布黑色矩阵薄膜23后的示意图，从图2中可以看出，在TFT阵列基板21上涂布黑色矩阵薄膜23后，所述黑色矩阵薄膜23将对位标记22完全遮挡。因此目前亟需一种能够解决上述问题的黑色矩阵的制作方法。

发明内容

本发明提供了一种黑色矩阵的制作方法，以解决在黑色矩阵制备过程中基板的对位标记难以识别的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种一种黑色矩阵的制作方法，包括如下步骤：

步骤S10、提供一基板，所述基板上设置有对位标记；

步骤S20、在所述基板上涂覆一黑色矩阵薄膜，所述黑色矩阵薄膜由黑色光阻制备；

步骤S30、将涂覆有所述黑色矩阵薄膜的所述基板放入曝光机中，并对所述基板进行预对位，然后将所述曝光机的标记装置移动到所述对位标记的上方，对所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行标记处理，得到光阻标记；

步骤S40、根据所述光阻标记识别所述对位标记的位置，进行精确对位后，图案化所述黑色矩阵薄膜，形成黑色矩阵。

根据本发明一优选实施例，所述标记装置为具有预定照度的镭射头。

根据本发明一优选实施例，所述步骤30包括：将所述镭射头移动到所述对位标记的上方，对所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行照射，将所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行厚度薄化或去除，获得光阻标记。

根据本发明一优选实施例，所述基板为矩形结构，所述对位标记分为四组对位标记，分别设置于所述矩形的四个角。

根据本发明一优选实施例，每一组对位标记包括至少一个对位标记主体，所述对位标记主体的边长处于60微米至140微米的范围内。

根据本发明一优选实施例，所述高照度镭射头在所述黑色光阻上的投射光斑直径为150微米至200微米。

根据本发明一优选实施例，所述高照度镭射头的照度为10⁵至10⁶兆瓦每平方厘米。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S30中，对所述基板进行预对位为：将所述基板与所述曝光机的光掩模版进行预对位，对位精度为±30微米。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S30中，在对所述基板进行预对位前，还包括对所述基板的放置环境进行吸真空处理。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S40具体包括：

步骤S41、根据所述光阻标记识别所述对位标记的位置，进行精确对位；

步骤S42、调整所述曝光机的光掩模版与所述基板的距离，对所述黑色矩阵薄膜进行曝光；

步骤S43、取出所述基板，并对所述黑色矩阵薄膜进行显影及烘烤，完成所述黑色矩阵薄膜的图案化，形成所述黑色矩阵。

本发明的优点在于，提供了一种黑色矩阵的制作方法，在对基板进行预对位之前，通过标记装置将对位标记上方的黑色光阻进行厚度薄化或去除，从而方便了所述对位标记的识别，进而提高了黑色矩阵的制作效率。

附图说明

为了更清楚地说明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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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。

图1为在彩膜基板上制作黑色矩阵后的示意图；

图2为在阵列基板上涂布黑色矩阵光阻体系后的示意图；

图3为本发明中黑色矩阵制作方法的流程示意图；

图4a-4e为本发明中黑色矩阵制作方法的流程结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图3所示为本发明一实施例中黑色矩阵制作方法的流程图，示意，图4a-4d为本发明一实施例中黑色矩阵的流程结构示意图。

如图4a所示，步骤S 10、提供一基板31，所述基板31上设置有对位标记32；

在本发明中，所述基板31为薄膜晶体管阵列基板31，在对所述薄膜晶体管阵列基板31上制备黑色矩阵之前，已经进行了其他图案的制程，因此在制备黑色矩阵时需要参考前制程的对位标记。

优选的，基板31为矩形结构，所述对位标记32分为四组对位标记32，每一组对位标记32分别设置于所述矩形的四个角。

所述对位标记优选为正方形，但并不仅限于正方形，也可以为十字形、圆形、菱形等。

相应的，所述对位标记32既可以为很薄的一层，也可以为明显突出于所述对位标记32的附近区域；当对位标记32为很薄的一层时，能够有利于黑色矩阵薄膜33的成膜；当对位标记32明显凸起于所述对位标记32的附近区域时，能够方便对位标记32的获取。

在本发明中，每一组对位标记包括至少一个对位标记主体，所述对位标记主体的边长处于60微米至140微米的范围内，这样的设置可以使得在进行基板31的预对位时，仅使用一组对位标记32便可进行基板31的预对位操作。

如图4b所示，步骤S20、在所述基板31上涂覆一黑色矩阵薄膜33a，所述黑色矩阵薄膜33由黑色光阻制备；

其中，所述黑色矩阵薄膜33a覆盖于所述基板31和所述对位标记32的表面。

如图4c、4d所示，步骤S30、将涂覆有所述黑色矩阵薄膜33a的所述基板31放入曝光机中，并对所述基板31进行预对位，然后将所述曝光机的标记装置4移动到所述对位标记32的上方，对所述对位标记32上方所对应的黑色光阻进行标记处理，得到光阻标记34；优选的，所述标记装置4为具有预定照度的镭射头。

其中，所述步骤S30的包括，将所述镭射头移动到所述对位标记32的上方，对所述对位标记32上方所对应的黑色光阻进行照射，将所述对位标记32上方所对应的黑色光阻进行厚度薄化或去除，进而获得便于捕捉的光阻标记34。

本发明一实施例中，所述镭射头在所述黑色光阻上的透射光斑直径为150微米至200微米，对位标记32的边长处于60微米至140微米的范围内，这样设计的使得所述高照度镭射头的透射范围能够完全覆盖所述对位标记32，进而使得所述光阻标记34能够直观的传递除完整的对位标记信息。

优选的，所述高照度镭射头的照度为10⁵至10⁶兆瓦每平方厘米。

需要解释的是，在步骤S30中，对所述基板31进行预对位指的是：将所述基板31与所述曝光机的光掩模版进行预对位，对位精度为±30微米。

所述曝光机的光掩模版上有与所述对位标记32相对应的图案，对位即将所述对位标记32与所述曝光机的光掩模版的对应图案进行对位，所述对位标记32与所述曝光机的光掩模版的对应图案几何中心的差为对位精度。这一工艺是通过机械结构进行控制的。

步骤S30中，在对所述基板进行预对位前，还包括对所述基板的放置环境进行吸真空处理，从而避免空气中的杂质影响操作工艺。

如图4e所示，步骤S40、根据所述光阻标记34识别所述对位标记32的位置，进行精确对位后，图案化所述黑色矩阵薄膜33a，形成黑色矩阵33b。

具体的，所述步骤S40包括：

步骤S41、根据所述光阻标记34识别所述对位标记32的位置，进行精确对位；

步骤S42、调整所述曝光机的光掩模版与所述基板31的距离，对所述黑色矩阵薄膜33a进行曝光；

步骤S43、取出所述基板31，并对所述黑色矩阵薄膜33a进行显影及烘烤，完成所述黑色矩阵薄膜33a的图案化，形成黑色矩阵33b。

其中，调整所述曝光机的光掩模版与所述基板31的距离的工艺为，通过控制所述基板31的上升，使所述曝光机的光掩模版下表面到基板31上表面的距离逐渐减小，直到达到预设距离为止。在本发明中，通过控制所述曝光机的光掩模版与所述基板31的距离进而控制所述黑色矩阵薄膜33a曝光图案的集合尺寸。

本发明提供了一种黑色矩阵的制作方法，在对基板进行预对位之前，通过标记装置将对位标记上方的黑色光阻及进行厚度薄化或去除，从而方便了所述对位标记的识别，进而提高了黑色矩阵的制作效率。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种黑色矩阵的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10、提供一基板，所述基板上设置有对位标记；

步骤S20、在所述基板上涂覆一黑色矩阵薄膜，所述黑色矩阵薄膜由黑色光阻制备；

步骤S30、将涂覆有所述黑色矩阵薄膜的所述基板放入曝光机中，并对所述基板进行预对位，然后将所述曝光机的标记装置移动到所述对位标记的上方，对所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行标记处理，得到光阻标记；

步骤S40、根据所述光阻标记识别所述对位标记的位置，进行精确对位后，图案化所述黑色矩阵薄膜，形成黑色矩阵。

2.根据权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述标记装置为具有预定照度的镭射头。

3.根据权利要求2所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述步骤S30包括：将所述镭射头移动到所述对位标记的上方，对所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行照射，将所述对位标记上方所对应的黑色光阻进行厚度薄化或去除，获得光阻标记。

4.根据权利要求2所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述基板为矩形结构，四组所述对位标记分别设置于所述矩形的四个角。

5.根据权利要求4所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，每一组对位标记包括至少一个对位标记主体，所述对位标记主体的边长处于60微米至140微米的范围内。

6.根据权利要求5所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述镭射头在所述黑色光阻上的投射光斑直径为150微米至200微米。

7.根据权利要求2所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述镭射头的照度为10⁵至10⁶兆瓦每平方厘米。

8.根据权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述步骤S30中，对所述基板进行预对位为：

将所述基板与所述曝光机的光掩模版进行预对位，对位精度为±30微米。

9.根据权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述步骤S30中，在对所述基板进行预对位前，还包括：

对所述基板的放置环境进行吸真空处理。

10.根据权利要求1所述的黑色矩阵的制作方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括：

步骤S41、根据所述光阻标记识别所述对位标记的位置，进行精确对位；

步骤S42、调整所述曝光机的光掩模版与所述基板的距离，对所述黑色矩阵薄膜进行曝光；

步骤S43、取出所述基板，并对所述黑色矩阵薄膜进行显影及烘烤，完成所述黑色矩阵薄膜的图案化，形成所述黑色矩阵。