半色调掩膜在TFT—LCD中的应用.pdf

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1、科技创新与应用2015年第31期科技创新半色调掩膜在TFT-LCD中的应用甄娟（南京中电熊猫液晶材料科技有限公司，江苏南京210033）摘要：随着彩色显示的快速发展，LCD的彩色化无可逆转。据市场调查机构的统计，到2010年，LCD彩色化比率将高达94%。在液晶面板生产商不断投建高世代线、扩大生产规模的今天，各液晶面板厂商面对强大的市场竞争压力，其液晶面板制造的利润已大大摊薄。在竞争加剧、价格持续跳水的市场压力下，降低成本已是各面板厂维持生存的必要手段。降低原材料成本、减少生产工艺流程等级手段已被各公司采用。以此来压缩生产成本，提高企业利润额，提升市场竞争力。采用半色调掩膜版（Hal

2、fToneMask），把两道上曝光工艺完成的工序合并为一个，节省一道曝光工序，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了市场竞争能力。文章分为：一、半色调掩膜（HalfToneMask）工艺和原理；二、半色调掩膜（HalfToneMask）在TFT-LCDArray基板制作中的应用；三、半色调掩膜（HalfToneMask）在TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器件）CF基板制作中的应用。关键词：半色调掩膜（HalfToneMask）；TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器件）；CF（彩色滤光片）成本；曝光工艺绪论首先介绍下半色调掩膜版光罩在TFT-LCD中Array基板制作

3、中采用半色调掩膜（HalfToneMask）与剥离（LiftOff）法，仅用一片掩的一项应用。目前TFT-LCD中Array基板制作一般应用5道掩膜版曝膜就实现了钝化层（PassivationLayer）的开口与Patten图案“、凸”型黑光，刻蚀工序：G工程用G-MASK曝光形成扫描线（Gate）相关的图案；I色矩阵，此技术被TFT-LCD厂家开发出来并得到一定范围的应用。工程用I-MASK曝光形成沟道用硅岛（Island）图案；D工程用D-MASK1半色调掩膜（HalfToneMask）工艺和原理曝光形成数据线（Date）相关的图案；C工程用C-MASK曝光形成接触1.1HTM曝

4、光工艺孔（ContactHole）图案；PI工程用PI-MASK曝光形成像素电极，工序多而复杂。采用半色调掩膜版，将I工程和D工程合为一道工序，使原来的5道工序减化成4道曝、刻蚀工序就能形成所需要的图案。具体原理是：使用HTM-MASK在钝化层打出与周边焊盘相接的开口；然后，对光刻胶进行灰化（Ashing）处理，使形成ITO图案的像素部分曝光，并在形成ITO膜以后，采用剥离方法将光刻胶剥离，除去不需要的ITO层。具体的原理及最终效果如上图1、2所示。图1图4HalfToneMethod：利用了光栅的部分透光性，可以将PR（光阻）不3半色调掩膜版光罩在TFT-LCD中CF（彩色滤光片）

5、基板制作中完全曝光。半透膜部分按所需要钝化层的高度差来决定光线透过的多的一项应用少。（一般情况下光线透过率是正常部分的35%左右）先了解下彩色滤光片（ColourFilter）的结构，它由玻璃基板、黑色1.2原理图（图2）矩阵、彩色层、ITO导电膜层、PS层（见图5）。为防止彩色像素和底层黑色矩阵BM之间漏光，设计时彩色像素和黑色矩阵BM之间有合适重叠量，即Overlay，此处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，如图5所示，TN产品对于像素上的端差要求很高，如果端差很高就会影响PI摩擦不能形成统一的沟槽，在像素边缘端差处的液晶分子就不能很好配方，像素边缘就会产

6、生漏光现象。所以控制端差高度在合理范围内非常重要。采用HalfToneMask透光量不同来实现改善像素端差是有效方法之一。图2图52TFT-Array基板结构（详见图3）4结论虽然半色调掩膜版光罩制作难度远远大于普通掩膜版光罩，但是TFT-LCD制作工艺采用它，节省了几道生产工序，给TFT-LCD厂带来的很大收益，降低了生产成本，缩短了生产周期，提高了市场竞争能力。5结束语文章从半色调掩膜版光罩工作原理，TFT-LCD厂商在各层基板上的应用做基本介绍，在无需更改材料的情况下，提高了生产效率，减化了生产流程。总体上来说是达到了厂家的目的。参考文献[1]张芳.新型平板显示技术和产业发展战

7、略[M].[2]田民波，叶锋.TFT-LCD面板设计与构装技术[M].[3]戴亚翔.TFT-LCD面板驱动与设计[M].[4]马群刚.TFT-LCD原理与设计[M].作者简介：甄娟（1976-），女，南京中电熊猫液晶材料科技有限公司图3技术科长，主要从事CF的设计和技术管理工作。-76-