彭建中++甄娟

摘 要：LCD液晶顯示屏具有高分辨率、厚度薄、重量輕、低能耗、長(zhǎng)壽命、無(wú)輻射的優(yōu)點(diǎn)。隨著窄邊框LCD液晶顯示屏的出現(xiàn)，使LCD液晶顯示屏的無(wú)縫拼接成為可能。彩色濾光片（Color filter）是一種表現(xiàn)顏色的光學(xué)濾光片，它可以精確選擇欲通過(guò)的小范圍波段光波，而反射掉其他不希望通過(guò)的波段。它是TFT-LCD面板中形成彩色化必不可少的部件。另外，還需透過(guò)彩色濾光片的紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種彩色層提供色相，形成彩色顯示畫面。作為新型平板顯示器（TV）的核心組件，伴隨用戶需求的不斷提高，液晶產(chǎn)品的尺寸越來(lái)越大，大尺寸顯示屏畫面更加清晰細(xì)膩，液晶大屏幕拼接技術(shù)相繼出現(xiàn)，更大程度滿足了用戶的個(gè)性化需求。本技術(shù)改善了接近式曝光機(jī)因掩模板的繞曲度問(wèn)題無(wú)法對(duì)應(yīng)大尺寸產(chǎn)品，彩色濾光片廠商不得不采購(gòu)價(jià)格昂貴的掃描式曝光機(jī)的傳說(shuō)。它采用多Shot拼接曝光，完成大于MASK尺寸的彩色濾光片，是拼接曝光工藝的成功實(shí)例。解決了低成本接近式曝光機(jī)不能使用大尺寸光罩Mask制作大尺寸彩色濾光片的瓶頸，這樣大大地降低了設(shè)備采購(gòu)成本。

關(guān)鍵詞：拼接技術(shù)；TFT-LCD；接近式曝光機(jī)；CF（彩色濾光片）成本；曝光工藝

中圖分類號(hào)：TP274.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）29-0018-02

緒論

用一張小于Panel尺寸的MASK，經(jīng)過(guò)多次拼接曝光完成一個(gè)大尺寸的Panel。目前多家TTF-LCD制作工廠，為了降低設(shè)備構(gòu)入成本，都采用接近式曝光機(jī)，此類曝光機(jī)無(wú)法對(duì)應(yīng)大尺寸MASK光罩，掩模板重量的繞曲度問(wèn)題，只能采用小尺寸MASK，一Shot曝光無(wú)法對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的Panel，它必須采用多Shot拼接曝光，完成大于MASK尺寸的Panel的彩色濾光片，即稱之是拼接曝光工藝。目前此設(shè)計(jì)方案、制作工藝技術(shù)被TFT-LCD廠家開(kāi)發(fā)出來(lái)并得到一定范圍的應(yīng)用。

1 設(shè)計(jì)原理

彩色濾光片（Colour Filter）的結(jié)構(gòu)包含玻璃基板、黑色矩陣、彩色層、ITO導(dǎo)電膜層、PS層。按照制作工藝流程先后，在設(shè)計(jì)時(shí)，首先在第一層BM黑色矩陣（Black matrix），設(shè)計(jì)上后面各層曝光對(duì)位管控精度Mark，Red、Green、Blue、PS等各層曝光時(shí)，以此Mark中心為基準(zhǔn)，進(jìn)行對(duì)位。保證后面幾層與BM黑色矩陣的精確對(duì)位，避免拼接時(shí)出現(xiàn)過(guò)多重疊引起膜厚不均，液晶Margn量異常出現(xiàn)顯示色差、拼接錯(cuò)位導(dǎo)到彩色層與BM黑色矩陣不銜接導(dǎo)致畫素邊緣漏光等異常問(wèn)題發(fā)生。

BM、Red、Green、Blue、PS各層光罩Mask曝光分割區(qū)設(shè)計(jì)，每一張光罩上面設(shè)計(jì)成三個(gè)不同區(qū)域，一張光罩相光于三張光罩用途設(shè)計(jì)，以克服彩膜制作過(guò)程中，分割曝光所引起的不均問(wèn)題，每張光罩拼接區(qū)采用曲線式馬賽克設(shè)計(jì)技術(shù) 在2sho拼接的地方造成拼接MURA且要求shot間拼接精度較高，能精準(zhǔn)對(duì)接而不造成錯(cuò)位或斷層，增加拼接Mark。曝光機(jī)提高平滑衍射效應(yīng)，提高均勻的照度場(chǎng)，徹底解決拼接MURA。（圖1Mask整體示意圖），圖2（拼接區(qū)域馬賽克設(shè)計(jì)示意圖）、圖3（拼接曝光原理示意圖）。

2 工藝制作原理

彩色濾光片中拼接曝光的工藝流程，包括如下步驟：

第一工序在玻璃基板上形成BM黑色矩陣層，拼接曝光要彩色濾光片的第一道制程BM制程制作對(duì)位mark及拼接mark，與普通的Step曝光方式不同的是因拼接曝光為避免在拼接的地方造成斷線，所以需要在拼接的區(qū)域?yàn)閮蓚?cè)曝光的公共區(qū)域，即此拼接區(qū)域會(huì)被兩側(cè)兩次重復(fù)曝光，所以曝光shot數(shù)將增加，如果RGB三種基色采用Stripe方式排列的話，因考慮到RGB的拼接MURA需要對(duì)RGB采用不同的對(duì)位mark 那么其BM制程的shot數(shù)將更多可達(dá)10shot以上。

第二道工序在玻璃基板上形成彩色層Red、Green、Blue。拼接曝光在Red、Green、Blue的制程須依據(jù)BM制程的對(duì)位mark實(shí)施曝光，為確認(rèn)其拼接的精度需要確認(rèn)其拼接mark的套合精度。如果RGB三種基色光在同一pxis實(shí)施拼接的話，因此區(qū)域被多次曝光且受套合精度的影響非常容易形成色差（即拼接MURA），所以防止此MURA發(fā)生，在mask設(shè)計(jì)中需要考慮將RGB錯(cuò)開(kāi)實(shí)施拼接，這樣可以有效防止直線型拼接MURA的發(fā)生。

第三道工序，濺鍍導(dǎo)電透明層ITO，做為公共電極，不需要蝕刻的產(chǎn)品，無(wú)特殊要求，正常制作。需要蝕刻的產(chǎn)品，曝光對(duì)位精度管控要求同彩色層制作工藝要求。

第四道工序，形成支撐Cell盒間隙的立柱PS。拼接曝光在PS制程中比彩色層制作要求更加嚴(yán)格，因?yàn)槠唇訁^(qū)域雙重曝光Border Shutter遮擋位置偏差，引起雙重曝光GrayZone區(qū)域PS立柱高度不均，最終形成盒厚不均，形成嚴(yán)重色差Mura。所以PS涂層曝光時(shí)，拼接的精度管控要求非常嚴(yán)格，正常偏差不能超過(guò)2um。對(duì)應(yīng)的Mask版上設(shè)計(jì)雙重拼接套盒Mark、曝光機(jī)曝光Shot精度等都有嚴(yán)格精度管控要求。

3 結(jié)論

拼接技術(shù)對(duì)掩膜版光罩設(shè)計(jì)、制作工藝精度要求很高，難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通小尺寸Panel產(chǎn)品制作。很容易在2sho拼接的地方精度準(zhǔn)確度不夠造成錯(cuò)位或斷層，成品顯示造成拼接色差MURA，或漏光。但是對(duì)設(shè)備生產(chǎn)線導(dǎo)入，使用價(jià)格較低廉的接近式曝光機(jī)替代掃描式曝光機(jī)成本大大降低，且工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文光罩設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝流程工作原理，特別是曝光精度管理要求做基本介紹，在使用低成本設(shè)備曝光機(jī)情況下，完成大尺寸Panel的圖案曝光工藝，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減化了生產(chǎn)流程。總體上來(lái)說(shuō)是達(dá)到了廠家的目的。

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