一种光罩、曝光方法及曝光系统与流程

1.本发明属于显示技术领域，具体涉及一种光罩、曝光方法及曝光系统。


背景技术：

2.液晶显示器是一种借助于薄膜晶体管(tft)驱动的有源矩阵液晶显示器，它主要是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面，由于其具有机身薄、省电和辐射低等优点已在显示领域占据了主导地位，被广泛应用。光罩(mask)又称光刻掩膜版，简称掩膜版，是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版，也是液晶显示器制造过程中非常重要的母版，其由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。
3.随着显示技术的不断发展，对显示面积的需求也不断增大，因此，要求tft液晶显示器面板的尺寸越来越大。相应的，为了增大tft阵列基板的尺寸，光罩的尺寸也要随之增大。在实际生产制造过程中，由于曝光机对光罩尺寸的限定，以及大尺寸光罩存在制造困难、成本过高、日常存放使用不便等问题，使得在制造tft阵列基板时，通常将大尺寸的阵列基板划分成若干区域，在制造时用光罩分区域进行拼接曝光，最终拼合成大尺寸的tft阵列基板，从而实现大尺寸显示面板的制备。
4.然而，由于制程差异，现有拼接曝光的方式会使得显示器在拼接区域产生亮度不均匀，造成各种痕迹的现象，也即拼接mura现象；且目前使用的mask单膜曝光次数较多，拼接区域设计宽度有限，拼接位置较多。而随着面板(panel)尺寸的增加，拼接位置及拼接次数也会随之增加，从而产生较多的拼接mura，影响画面显示。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种光罩、曝光方法及曝光系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种光罩，包括透明基板和遮光薄膜形成的光罩图案，所述光罩图案的中间设有包括若干重复单元的曝光区域，所述曝光区域两侧边缘分别设有第一有效图形区域以及第二有效图形区域，所述第一有效图形区域的另一侧设置有第三有效图形区域，所述第二有效图形区域的另一侧设置有第四有效图形区域。
7.在本发明的一个实施例中，所述曝光区域的大小由待曝光面板的有效显示区域确定。
8.在本发明的一个实施例中，所述曝光区域的大小等于待曝光面板有效显示区域大小的1/n，其中，n为正整数且4≥n≥2。
9.在本发明的一个实施例中，所述曝光区域的大小为待曝光面板有效显示区域大小的1/n减去所述第一有效图形区域大小的二分之一，其中，n为正整数且4≥n≥2。
10.在本发明的一个实施例中，所述第一有效图形区域和所述第二有效图形区域的大小相同且具有互补的马赛克图形，并满足m1 m2＝m，其中，
11.m1表示第一有效图形区域的马赛克图形，m2表示第二有效图形区域的马赛克图形，m表示面板中间拼接处的马赛克区域图形。
12.在本发明的一个实施例中，所述第一有效图形区域与所述第三有效图形区域之间以及所述第二有效图形区域与所述第四有效图形区域之间均留有一定距离的遮光宽度。
13.在本发明的一个实施例中，所述遮光宽度大于曝光机遮光挡板的衍射范围。
14.在本发明的一个实施例中，所述遮光宽度大于0.5mm。
15.本发明的另一个实施例还提供了一种光罩，包括透明基板和遮光薄膜形成的光罩图案，所述光罩图案的中间设有包括若干重复单元b的曝光区域，所述曝光区域两侧分别设有第三有效图形区域和第四有效图形区域，其中，所述曝光区域的大小等于待曝光面板有效显示区域大小的1/n，n为正整数且4≥n≥2。
16.本发明的又一个实施例还提供了一种曝光方法，包括：
17.将上述实施例提供的光罩放置于面板和曝光机之间；
18.利用所述曝光机的遮光板分别遮挡所述光罩的部分区域，以对所述面板进行分区域曝光。
19.在本发明的一个实施例中，利用所述曝光机的遮光板分别遮挡所述光罩的部分区域，以对所述面板进行分区域曝光包括：
20.第一次曝光；调整光罩位置，以使所述光罩的第三有效图形区域与所述面板的第一边缘区域重合；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域、曝光区域、第二有效图形区域以及第四有效图形区域，对所述面板的第一边缘区域进行曝光；
21.第二次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域和所述第一有效图形区域的拼接线与第一次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域和第四有效图形区域，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m2；
22.第三次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域和所述第一有效图形区域的拼接线与第二次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域和第四有效图形区域，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m1，且m1与m2图案互补，以形成完整的马赛克区域m；
23.第四次曝光；移动所述光罩，以使所述光罩的第三有效图形区域与所述面板的第三次曝光区域重合；重合区域的大小与所述面板中间的马赛克区域m相同；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域、曝光区域、第二有效图形区域以及第四有效图形区域，对所述面板的第二边缘区域进行曝光。
24.在本发明的再一个实施例中，利用所述曝光机的遮光板分别遮挡所述光罩的部分区域，以对所述面板进行分区域曝光还包括：
25.第一次曝光；调整光罩位置，以使所述光罩的第三有效图形区域与所述面板的第一边缘区域重合；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域、曝光区域、第二有效图形区域以及第四有效图形区域，对所述面板的第一边缘区域进行曝光；
26.第二次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域和所述第一有效图形区域的拼接线与第一次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域和第四有效图形区域，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中
间形成马赛克区域m2；
27.第三次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域和所述第一有效图形区域的拼接线与第二次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域和第四有效图形区域，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m1，且m1与m2图案互补，以形成完整的马赛克区域m；
28.第四次曝光；移动所述光罩，以使所述光罩的第三有效图形区域与所述面板的第三次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域、曝光区域、第二有效图形区域以及第四有效图形区域，对所述面板的第二边缘区域进行曝光。
29.本发明的又一个实施例还提供了一种曝光系统，应用于显示面板，包括曝光机以及上述实施例所述的光罩。
30.本发明的有益效果：
31.1、本发明提供的光罩在进行大尺寸面板的拼接曝光时，可减少曝光次数，从而减少拼接次数，减轻拼接处的拼接mura现象，提高显示效果；
32.2、本发明提供的光罩在进行大尺寸面板的拼接曝光时，只需要形成一个马赛克区域，且马赛克区域的宽度不受限制，较宽的马赛克区域可以使拼接mura分散，进一步提升视觉效果；
33.3、本发明提供的光罩在进行大尺寸面板的拼接曝光时，可以通过改变遮光板的遮光位置调整马赛克区域的位置，避免马赛克位置集中导致拼接mura明显。
34.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
35.图1是本发明实施例提供的一种光罩图案拼接设计示意图；
36.图2是现有的75
″
panel对应的mask设计方案示意图；
37.图3是采用现有mask设计曝光的75
″
panel示意图；
38.图4是本发明实施例提供的75
″
panel对应的mask设计方案示意图；
39.图5是本发明实施例提供的马赛克区域m1和m2示意图；
40.图6是本发明实施例提供的mask曝光的75
″
panel示意图；
41.图7是本发明实施例提供的一种mask拼接曝光过程示意图；
42.图8是本发明实施例提供的经过四次曝光的75
″
panel示意图；
43.图9是本发明实施例提供的另一种75
″
panel对应的mask设计方案示意图；
44.图10是本发明实施例四提供的经过四次曝光的75
″
panel示意图；
45.图11是本发明实施例提供的又一种光罩图案拼接设计示意图；
46.图12是本发明实施例提供的曝光系统结构示意图。
具体实施方式
47.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
48.实施例一
49.请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种光罩图案拼接设计示意图，所述光罩包括透明基板和遮光薄膜形成的光罩图案；所述光罩图案的中间设有包括若干重复单元b的曝光区域10，所述曝光区域10两侧边缘分别设有第一有效图形区域21以及第二有效图形区域22，所述第一有效图形区域21的另一侧设置有第三有效图形区域31，所述第二有效图形区域22的另一侧设置有第四有效图形区域32。
50.在本实施例中，曝光区域10即为光罩中间重复曝光区域，其取自需要曝光的panel中图形规律的中间区域，也即panel的有效显示区域(active area，也称aa区域)。因而，其大小可由待曝光面板的有效显示区域来确定。
51.具体地，所述曝光区域10的大小等于待曝光面板有效显示区域大小的1/n；或者，所述曝光区域10的大小为待曝光面板有效显示区域大小的1/n减去所述第一有效图形区域21大小的二分之一，其中，n为正整数且4≥n≥2，其中n为正整数且4≥n≥2。
52.进一步地，所述第一有效图形区域21和所述第二有效图形区域22的大小相同且具有互补的马赛克图形，并满足m1 m2＝m，其中，
53.m1表示第一有效图形区域21的马赛克图形，m2表示第二有效图形区域22的马赛克图形，m表示面板中间拼接处的马赛克区域图形。
54.在本实施例中，第一有效图形区域21以及第二有效图形区域22即为有效显示区域两侧边缘的马赛克区域m1和m2，两者的宽度相同，曝光后可在panel中间位置形成马赛克区域m，m的与panel中间图形相同，且马赛克区域m的宽度与马赛克区域m1和m2的宽度均相同，从而完成拼接曝光，减轻拼接mura。
55.进一步地，所述第一有效图形区域21与所述第三有效图形区域31之间以及所述第二有效图形区域22与所述第四有效图形区域32之间留有一定距离的遮光宽度，且所述遮光宽度大于曝光机遮光板的衍射范围，在进行panel曝光时，可以防止马赛克区域m的有效图形被爆出。
56.具体地，该遮光宽度可以大于0.5mm，此数值可涵盖大部分近接式曝光机的衍射范围。
57.进一步地，所述第三有效图形区域31和所述第四有效图形区域32为边缘曝光区域bm1和bm2，且bm1和bm2的区域大小相同。
58.本实施例提供的mask经过边缘曝光区bm和中间重复曝光，以在panel中间形成一个马赛克区域m，从而获得想要的panel图形。
59.为了更清楚的描述本发明的方案，下面以75
″
panel为例，对现有的mask设计方案与本技术的mask拼接设计方案进行对比说明。
60.请参见图2，图2是现有的75
″
panel对应的mask设计方案示意图，现有mask设计中，仅从需要曝光的panel中单独取出pattern a、b、c放进mask内，并进行6次拼接曝光，获得panel的图案。请参见图3，图3是采用现有mask设计曝光的75
″
panel示意图，经过6次曝光之后，在panel上形成五处拼接位置(也即形成的马赛克区域)。因而，采用现有mask进行拼接曝光时，曝光次数较多，拼接位置也较多，增加了tact time(接触时间)，且这种mask拼接方式的马赛克区域宽度受限，从而使得panel的拼接mura现象严重。
61.请参见图4，图4是本发明实施例提供的75
″
panel对应的mask设计方案示意图，其中，所述曝光区域10的大小为面板的有效显示区域大小的二分之一。
62.具体地，panel边缘是整块bm(边缘曝光区)，panel中间的aa区域图形规律，包括8个重复单元b，可选取二分之一也即4个重复单元b作为mask上的曝光区域10，经过边缘bm及中间重复曝光，获得想要的图形。
63.在曝光区域的边缘，设计有图形互补马赛克区域m1和m2，曝光后可在panel中间形成拼接区域m(也即马赛克区域)，其图形与panel中间的图形相同，且满足m1 m2＝m，从而完成拼接曝光。请参见图5，图5是本发明实施例提供的马赛克区域m1和m2示意图。
64.由于马赛克区域m宽度较小时，拼接mura较集中，视觉反馈就更明显，反之，m的宽度越大，拼接mura较分散，视觉反馈就会减轻，所以马赛克区域m的宽度不宜过小。因而，在mask设计时，可以适当的减少曝光区域10的宽度，同时增加马赛克区域m1和马赛克区域m2的宽度，从而增加曝光后拼接马赛克区域m的宽度，以减轻拼接mura现象。
65.请参见图6，图6是本发明实施例提供的mask曝光的75
″
panel示意图，从图6中可以看出，采用本发明提供的mask进行拼接曝光，只在panel中间形成一个拼接马赛克区域m，相比现有的mask拼接曝光，极大地减少了拼接位置和拼接次数，减轻了拼接处的拼接mura现象；同时拼接马赛克区域m的宽度不受限制，较宽的马赛克区域可以使拼接mura分散，进一步提升视觉效果。
66.实施例二
67.在上述实施例一的基础上，本实施例还提供了一种曝光方法，包括：
68.将上述实施例一提供的光罩放置于面板和曝光机之间；
69.利用所述曝光机的遮光板分别遮挡所述光罩的部分区域，以对所述面板进行分区域曝光。
70.具体地，本实施例提供的曝光方法继续以75
″
panel为例，并采用上述实施例一提供的mask进行拼接曝光，请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种mask拼接曝光过程示意图，具体过程如下：
71.步骤1：将曝光区域大小为面板有效显示区域大小的二分之一的mask放置在面板和曝光机nsk之间。
72.步骤2：进行第一次曝光。
73.具体地，调整光罩位置，以使所述光罩的第三有效图形区域31与所述面板的第一边缘区域重合；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域21、曝光区域10、第二有效图形区域22以及第四有效图形区域32，对所述面板的第一边缘区域进行曝光；如图7中shot1所示。
74.步骤3：进行第二次曝光。
75.移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域10和所述第一有效图形区域21的拼接线与第一次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域31和第四有效图形区域32，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m2；如图7中shot2所示。
76.步骤4：进行第三次曝光。
77.移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域10和所述第一有效图形区域21的拼接线与第二次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域31和第四有效图形区域32，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形
成马赛克区域m1，且m1与m2图案互补，以形成完整的马赛克区域m；如图7中shot3所示。
78.步骤5：进行第四次曝光。
79.移动所述光罩，以使所述光罩的第三有效图形区域31与所述面板的第三次曝光区域重合；重合区域的大小与所述面板中间的马赛克区域m相同；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域21、曝光区域10、第二有效图形区域22以及第四有效图形区域32，对所述面板的第二边缘区域进行曝光；如图7中shot4所示。
80.经过4shot曝光之后，完成大尺寸panel的拼接。请参见图8，图8是本发明实施例提供的经过四次曝光的75
″
panel示意图。
81.由于在panel中间位置多出了马赛克m的宽度，所以shot 4的边缘曝光区bm向内多曝一个马赛克m的宽度。
82.在本实施例提供的曝光方法可以通过改变第二次曝光和第三次曝光的遮光位置，从而改变马赛克m的位置，避免马赛克位置集中导致拼接mura明显。
83.实施例三
84.在上述实施例一的基础上，本实施例继续以75
″
panel对应的mask为例提供了一种光罩拼接设计，请参见图9，图9是本发明实施例提供的另一种75
″
panel对应的mask设计方案示意图。其中，所述曝光区域10的大小为所述面板的有效显示区域大小的二分之一减去所述第一有效图形区域21大小的二分之一。其他区域的大小与上述实施例一提供的75
″
panel对应的mask设计相同。
85.在本实施例中，由于第一有效图形区域21的大小和第二有效图形区域22的大小均与面板中间的马赛克区域大小相同，因此，本实施例提供的mask在设计时，可用重复单元b的大小减去面板中间马赛克区域大小的二分之一，然后在曝光时就可以刚好完整的曝出panel的aa区。
86.实施例四
87.在上述实施例三的基础上，本实施例还提供了一种曝光方法。本实施例提供的曝光方法可由上述实施例提供的mask实现。
88.具体地，将上述实施例三提供的mask放置在面板和曝光机nsk之间并进行四次曝光，得到所需的panel。具体曝光步骤如下：
89.第一次曝光；调整光罩位置，以使所述光罩的第三有效图形区域31与所述面板的第一边缘区域重合；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域21、曝光区域10、第二有效图形区域22以及第四有效图形区域32，对所述面板的第一边缘区域进行曝光；
90.第二次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域10和所述第一有效图形区域21的拼接线与第一次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域31和第四有效图形区域32，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m2；
91.第三次曝光；移动所述光罩，使所述光罩的曝光区域10和所述第一有效图形区域21的拼接线与第二次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第三有效图形区域31和第四有效图形区域32，对所述面板的中间有效显示区进行曝光，并在所述面板中间形成马赛克区域m1，且m1与m2图案互补，以形成完整的马赛克区域m；
92.第四次曝光；移动所述光罩，以使所述光罩的第三有效图形区域31与所述面板的第三次曝光区域的边缘对齐；利用所述曝光机的遮光板遮挡所述光罩的第一有效图形区域21、曝光区域10、第二有效图形区域22以及第四有效图形区域32，对所述面板的第二边缘区域进行曝光。
93.请参见图10，图10是本发明实施例四提供的经过四次曝光的75
″
panel示意图。
94.本实施例提供的曝光方法，由于采用的mask在设计时，将重复单元的大小减去了面板中间马赛克区域m大小的二分之一，因而在第四次曝光时，可以不用向内多曝光跟马赛克区域m大小一样的区域，而直接进行拼接曝光，刚好完整的曝出panel的aa区。
95.实施例五
96.本实施例在上述实施例一的基础上还提供了一种光罩，包括透明基板和遮光薄膜形成的光罩图案，所述光罩图案的中间设有包括若干重复单元b的曝光区域10，所述曝光区域10两侧分别设有第三有效图形区域31和第四有效图形区域32，其中，所述曝光区域10的大小等于待曝光面板有效显示区域大小的1/n，其中，n为正整数且4≥n≥2。
97.具体地，请参见图11，图11是本发明实施例提供的又一种光罩图案拼接设计示意图，其中，曝光区域10即为中间重复曝光区域，第三有效图形区域31和第四有效图形区域32即为边缘曝光区域，其中间重复曝光区域的两侧边缘处未设置马赛克区域，且中间重复曝光区域的大小等于待曝光面板有效显示区域大小的1/n，其中，n为正整数且4≥n≥2。
98.进一步地，中间重复曝光区域与边缘曝光区域之间留有一定距离的遮光宽度，且该遮光宽度大于曝光机遮光板的衍射范围，具体地，该遮光宽度可以大于0.5mm，此数值可涵盖大部分近接式曝光机的衍射范围。
99.本实施例提供的光罩在进行大尺寸面板的拼接曝光时，可减少曝光次数，从而减少拼接次数。
100.实施例六
101.本实施例在上述实施例一至实施例五的基础上，提供了一种曝光系统，请参见图12，图12是本发明实施例提供的曝光系统结构示意图，其中，所述曝光系统应用于显示面板，所述曝光系统包括曝光机以及如上述实施例一、实施例三以及实施例五所述的光罩，本实施例提供的曝光系统可实现大面积panel的拼接曝光，具体实现方法参见上述实施例二和实施例四，在此不再赘述。
102.本实施例提供的曝光系统在实现大尺寸面板的拼接曝光时，减少了单膜曝光次数和拼接次数，减轻了拼接处的mura现象，提高了显示效果。
103.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。