半色调掩模版及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半色调掩模版及其制造方法。半色调掩模版包括基板，所述基板包括有效区域和无效区域，所述有效区域包括半色调区域、不透光区域和完全透光区域，所述有效区域以外的区域为所述无效区域，所述半色调区域形成有用于进行透光率调节的半色调区域层。本发明专利技术半色调区域层可进行透光率调节，因此，当由于工艺条件发生变化等因素考虑需要调整掩模版的透光率时，本发明专利技术可通过半色调区域层进行掩模版的透光率调节，而不需要重新制造掩模版，降低了生产制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种可调节透光率的半色调 掩模版及其制造方法。
技术介绍
为了有效降低薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，以下简称TFT-IXD)的成本、提高成品率，TFT-IXD阵列基板结构的制造工艺逐步 得到简化。目前，4次掩模(4Mask)工艺日益成熟，逐渐得到推广应用。4次掩模(4Mask)工艺的核心技术之一包括采用半色调(Half-tone)掩模版的 半色调掩模技术。半色调掩模版是在传统掩模版对应阵列基板TFT沟道图形部分形成具有 一定透过率的薄膜(即半色调层)，使得通过半色调层的光线发生衰减而只有部分光线透 过，从而在基板用于形成TFT沟道图形区域上的光刻胶部分曝光，达到控制曝光的光刻胶 厚度的目的。在半色调掩模版制造过程中，透光率是非常重要的参数，透过率的变化会直接影 响到产品的尺寸和特性。半色调掩模版的透光率一般为30% 50%，透光率主要与半色调 层的厚度、以及光刻胶和透光设备等工艺条件有关。为了确定半色调层的最佳厚度，现有技 术通常在生产前先进行多次的先行实验，根据实验结果的反馈不断调整工艺参数，这样一 来，导致半色调掩模版的制造成本急剧上升。此外，在掩模版制造过程结束后，掩模版的透 过率很难再改变。因此当掩模版制造完成之后，如果基于实际工艺条件考虑而需要改变半 色调层的透过率时，现有技术只能根据具体透光率要求重新制造掩模版，进一步加剧了半 色调掩模版制造成本的上升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，用以实现半色调掩模版透 光率的可控性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种半色调掩模版，包括基板，所述基板包括有效 区域和无效区域，所述有效区域包括半色调区域、不透光区域和完全透光区域，所述有效区 域以外的区域为所述无效区域，所述半色调区域形成有用于进行透光率调节的半色调区域层。在上述技术方案的基础上，所述半色调区域层为由热致变色材料形成的热致 变色薄膜。所述热致变色薄膜包括二氧化钒薄膜。所述热致变色薄膜的优选厚度为 800 A ~ 1400 A。在上述技术方案的基础上，半色调掩模版还可包括在所述基板的无效区域或所 述不透光区域，形成有用于进行所述热致变色薄膜温度控制的温控电路。所述温控电路包 括与所述热致变色薄膜接触并进行热传导的电阻器，以及与所述电阻器连接的、用于对所 述电阻器进行通电控制的控制电路。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种半色调掩模版的制造方法，包括在基板预 设的有效区域上形成不透光区域层和用于进行透光率调节的半色调区域层。在上述技术方案的基础上，可采用热致变色材料形成作为所述半色调区域层的热 致变色薄膜。所述热致变色材料包括二氧化钒。形成所述不透光区域层和半色调区域层包 括在基板上先形成不透光区域层，并在形成有所述不透光区域层的基板上形成半色调区 域层；或者，在基板上先形成半色调区域层，并在形成有所述半色调区域层的基板上形成不 透光区域层。在上述技术方案的基础上，所述基板的所述有效区域以外的区域为所述基板的无 效区域；半色调掩模版的制造方法还可包括在所述基板的无效区域或者在不透光区域， 形成用于进行所述热致变色薄膜温度控制的温控电路。所述形成用于进行所述热致变色薄 膜温度控制的温控电路，可包括形成与所述热致变色薄膜接触并进行热传导的电阻器，以 及与所述电阻器连接的、用于对所述电阻器进行通电控制的控制电路。通过上述技术方案可知，本专利技术提供的中，在基板上 形成有用于进行透光率调节的半色调区域层，因此，当由于工艺条件发生变化等因素考虑 需要调整掩模版的透光率时，本专利技术可通过半色调区域层进行掩模版的透光率调节，而不 需要重新制造掩模版，降低了生产制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术半色调掩模版第一实施例结构示意图；图2为图1中A-A，向剖面图；图3为本专利技术半色调掩模版第二实施例结构示意图；图4为本专利技术半色调掩模版第三实施例结构示意图；图5为图4中B-B，向剖面图；图6为本专利技术半色调掩模版的制造方法第一实施例流程图；图7为本专利技术半色调掩模版的制造方法第二实施例流程图。附图标记说明1-基板；2-半色调区域层；21-热致变色薄膜；3-不透光区域层；4-温控电路； 41-电阻器；42-控制电路； 5-有效区域。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术半色调掩模版第一实施例结构示意图。图2为图1中A-A’向剖面 图。如图1和图2所示的半色调掩模版包括基板1，在基板1的有效区域上设置有半色调区 域和不透光区域，半色调区域上形成有用于进行透光率调节的半色调区域层2，不透光区域 上形成有不透光区域层3，半色调区域层2和不透光区域层3以外的有效区域为完全透光区 域；基板1的有效区域以外的区域称为无效区域(图中未示出)。本专利技术用于进行透光率调节的半色调区域层2可采用热致变色材料形成，如半 色调区域层2为采用热致变色材料形成的热致变色薄膜。热致变色薄膜的厚度可根据掩模 版实际所需的透光率确定，优选的，热致变色薄膜的厚度为800 A ~ 1400 A。热致变色薄膜可采用在不同温度下透光率会发生改变的热敏材料制备而成。当外 界温度发生变化时，热致变色薄膜的晶体结构也随之发生变化。例如当基板温度低于一定 温度时，热致变色薄膜是斜单晶结构；当基板温度升高到相变临界值时，热致变色薄膜发生 相变，其晶体结构由斜单晶结构变成四方晶系结构。由于晶体结构的变化，热致变色薄膜的 光电性能以及透光率都发生了很大的变化，而且这种变化是可逆的。可用于制备热致变色薄膜的热敏材料如二氧化钒或铌酸锂晶体等材料。下面以 二氧化钒的特性为例进行说明根据温差以及组成热敏材料的颜料性质，二氧化钒对不同 光的透光率会随着外界温度的变化而迅速发生变化，具体表现在二氧化钒随着外界温度的 变化，可迅速由一种颜色改变成另一种颜色。二氧化钒具有多种晶型，其中VO_2 (M)型晶体 是一种具有特殊相变性能的功能材料，随着温度的变化，VO_2 (M)晶体的光学性质和电学性 质也会随之发生变化，例如随着温度的提高，VO_2(M)晶体的晶格发生重新排列，VO_2(M) 晶体透过率随之降低，即透射光的透射能量也会发生降低。本专利技术利用了热敏材料在外界温度变化下光学性质(如透光率)随之发生变化 的特性，将基于热敏材料制造的热致变色薄膜作为掩模版的半色调区域层。在制备完成本 专利技术半色调掩模版后，如果基于实际工艺条件等因素考虑，需要改变已制备好的掩模版中 半色调层的透光率时，则可以对热致变色薄膜的温度进行控制，通过改变热致变色薄膜的 温度来改变热致变色薄膜的晶体结构，使得热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半色调掩模版，包括基板，所述基板包括有效区域和无效区域，所述有效区域包括半色调区域、不透光区域和完全透光区域，所述有效区域以外的区域为所述无效区域，其特征在于，所述半色调区域形成有用于进行透光率调节的半色调区域层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建，周伟峰，明星，
申请(专利权)人：北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]