摘 要：隨著彩色顯示的快速發(fā)展，LCD的彩色化無可逆轉(zhuǎn)。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，到2010年，LCD彩色化比率將高達(dá)94%。在液晶面板生產(chǎn)商不斷投建高世代線、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的今天，各液晶面板廠商面對(duì)強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，其液晶面板制造的利潤(rùn)已大大攤薄。在競(jìng)爭(zhēng)加劇、價(jià)格持續(xù)跳水的市場(chǎng)壓力下，降低成本已是各面板廠維持生存的必要手段。降低原材料成本、減少生產(chǎn)工藝流程等級(jí)手段已被各公司采用。以此來壓縮生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利潤(rùn)額，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。采用半色調(diào)掩膜版（Half Tone Mask），把兩道上曝光工藝完成的工序合并為一個(gè)，節(jié)省一道曝光工序，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。文章分為：一、半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）工藝和原理；二、半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）在TFT-LCD Array基板制作中的應(yīng)用；三、半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）在TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器件）CF基板制作中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）；TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器件）；CF（彩色濾光片）成本；曝光工藝

緒論

采用半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）與剝離（Lift Off）法，僅用一片掩膜就實(shí)現(xiàn)了鈍化層（Passivation Layer）的開口與Patten圖案、“凸”型黑色矩陣，此技術(shù)被TFT-LCD廠家開發(fā)出來并得到一定范圍的應(yīng)用。

1 半色調(diào)掩膜（Half Tone Mask）工藝和原理

1.1 HTM曝光工藝

圖1

Half Tone Method：利用了光柵的部分透光性，可以將PR（光阻）不完全曝光。半透膜部分按所需要鈍化層的高度差來決定光線透過的多少。（一般情況下光線透過率是正常部分的35%左右）

1.2 原理圖（圖2）

圖2

2 TFT-Array基板結(jié)構(gòu)（詳見圖3）

圖3

首先介紹下半色調(diào)掩膜版光罩在TFT-LCD中Array基板制作中的一項(xiàng)應(yīng)用。目前TFT-LCD中Array基板制作一般應(yīng)用5道掩膜版曝光，刻蝕工序：G工程用G-MASK曝光形成掃描線（Gate）相關(guān)的圖案；I工程用I-MASK曝光形成溝道用硅島（Island）圖案；D工程用D-MASK曝光形成數(shù)據(jù)線（Date）相關(guān)的圖案；C工程用C-MASK曝光形成接觸孔（Contact Hole）圖案；PI工程用PI-MASK曝光形成像素電極，工序多而復(fù)雜。采用半色調(diào)掩膜版，將I工程和D工程合為一道工序，使原來的5道工序減化成4道曝、刻蝕工序就能形成所需要的圖案。具體原理是：使用HTM-MASK在鈍化層打出與周邊焊盤相接的開口；然后，對(duì)光刻膠進(jìn)行灰化（Ashing）處理，使形成ITO圖案的像素部分曝光，并在形成ITO膜以后，采用剝離方法將光刻膠剝離，除去不需要的ITO層。具體的原理及最終效果如上圖1、2所示。

圖4

3 半色調(diào)掩膜版光罩在TFT-LCD中CF（彩色濾光片）基板制作中的一項(xiàng)應(yīng)用

先了解下彩色濾光片（Colour Filter）的結(jié)構(gòu)，它由玻璃基板、黑色矩陣、彩色層、ITO導(dǎo)電膜層、PS層（見圖5）。為防止彩色像素和底層黑色矩陣BM之間漏光，設(shè)計(jì)時(shí)彩色像素和黑色矩陣BM之間有合適重疊量，即Overlay，此處由于光阻量多于像素其它部位，高度也比像素其它高，通常叫端差，如圖5所示，TN產(chǎn)品對(duì)于像素上的端差要求很高，如果端差很高就會(huì)影響PI摩擦不能形成統(tǒng)一的溝槽，在像素邊緣端差處的液晶分子就不能很好配方，像素邊緣就會(huì)產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。所以控制端差高度在合理范圍內(nèi)非常重要。采用Half Tone Mask 透光量不同來實(shí)現(xiàn)改善像素端差是有效方法之一。

圖5

4 結(jié)論

雖然半色調(diào)掩膜版光罩制作難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通掩膜版光罩，但是TFT-LCD制作工藝采用它，節(jié)省了幾道生產(chǎn)工序，給TFT-LCD廠帶來的很大收益，降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章從半色調(diào)掩膜版光罩工作原理，TFT-LCD廠商在各層基板上的應(yīng)用做基本介紹，在無需更改材料的情況下，提高了生產(chǎn)效率，減化了生產(chǎn)流程?？傮w上來說是達(dá)到了廠家的目的。

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作者簡(jiǎn)介：甄娟（1976-），女，南京中電熊貓液晶材料科技有限公司技術(shù)科長(zhǎng)，主要從事CF的設(shè)計(jì)和技術(shù)管理工作。