一種金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置與流程

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置。

背景技術：

目前，在平板顯示面板中，內置偏光片的制作方法有采用二項色性染料為偏光片的主要成分旋涂在液晶盒內部形成內置偏光片，受限材料限制的原因，其偏振度目前只能實現80％，遠不能達到顯示面板要求的99.99％的偏振度要求，故不能應用在實際產品中。

另一種內置偏光片的形成方式為采用納米壓印的方式形成如圖1所示的金屬光柵作為內置偏光片。采用納米壓印的制作方法制作周期在120nm的金屬光柵時，由于納米壓印的良率問題，尤其是在大尺寸上的問題，只能獲得3寸的樣品，不利于應用于大尺寸顯示面板。此外，納米壓印的良率比較低且工藝復雜，模板的成本很高，開發難度比較大；另外納米壓印屬于接觸式的機械制備，故對基板的平整度要求非常高。

針對納米壓印的上述缺陷，在本領域中發明了使用泰伯深紫外曝光的方法制作金屬光柵，但是其工序較為復雜，因此，如何簡化利用泰伯深紫外曝光制作金屬光柵的制作方法，是本領域亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供了一種金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置，用以解決現有的泰伯深紫外曝光制作金屬光柵的方法中工序較為復雜的問題。

因此，本發明實施例提供了一種金屬光柵的制作方法，包括：

在襯底基板上依次形成金屬層、減反層和深紫外光刻膠層；

采用光刻工藝對所述深紫外光刻膠層進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案；

以所述光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對所述減反層進行刻蝕，形成與所述光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案；

剝離具有所述光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層；

以所述刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對所述金屬層進行刻蝕，形成金屬光柵；

采用等離子體處理工藝，在去除具有所述刻蝕模板圖案的減反層的同時，在所述金屬光柵的表面形成保護膜。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在形成所述減反層之后，且形成所述深紫外光刻膠層之前，還包括：在所述減反層上形成硬膜板層；

在以所述光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對所述減反層進行刻蝕的同時，還包括：采用干刻工藝對所述硬膜板層進行刻蝕；

在形成金屬光柵之后，且采用等離子體處理工藝之前，還包括：去除具有所述刻蝕模板圖案的硬膜板層。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在所述金屬層上依次形成減反層和深紫外光刻膠層，具體包括：

形成的所述深紫外光刻膠層和所述減反層之間的刻蝕選擇比不小于預設閾值。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在所述金屬層上依次形成減反層和深紫外光刻膠層，具體包括：

形成的所述深紫外光刻膠層和所述減反層之間的刻蝕選擇比不小于所述深紫外光刻膠層和硬膜板層之間的刻蝕選擇比。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在所述金屬層上形成所述減反層，具體包括：

在所述金屬層上依次形成多層折射率不同的減反層。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，所述在所述金屬層上依次形成多層折射率不同的減反層，具體包括：

在所述金屬層上依次形成奇數層的折射率高于相鄰的偶數層的折射率的多層減反層。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述制作方法中，所述采用等離子體處理工藝，在去除具有所述刻蝕模板圖案的減反層的同時，在所述金屬光柵的表面形成保護膜，具體包括：

采用等離子體處理工藝，通入過量時間的氧氣，在去除具有所述刻蝕模板圖案的減反層的同時，在所述金屬光柵的表面進行氧化處理形成保護膜。

另一方面，本發明實施例還提供了一種金屬光柵，采用本發明實施例提供的上述制作方法制得。

另一方面，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括：顯示面板，以及設置于所述顯示面板內部作為偏光片的上述金屬光柵。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述顯示面板為液晶顯示面板；所述液晶顯示面板包括：相對而置的對向基板和陣列基板，以及設置于所述對向基板與所述陣列基板之間的液晶層；

所述金屬光柵具體包括：設置于所述陣列基板面向所述液晶層一側的第一金屬光柵，以及設置于所述對向基板面向所述液晶層一側的第二金屬光柵；所述第一金屬光柵的延伸方向和所述第二金屬光柵的延伸方向相互垂直。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述顯示面板為有機電致發光顯示面板；所述有機電致發光顯示面板包括：襯底基板，設置于所述襯底基板上的發光器件，以及覆蓋所述發光器件的封裝層；

所述金屬光柵設置于所述封裝層與所述發光器件之間，所述有機電致發光顯示面板還包括：設置于所述發光器件和所述金屬光柵之間的四分之一波片。

本發明實施例的有益效果包括：

本發明實施例提供的一種金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置，由于在對深紫外光刻膠層進行光刻工藝時，利用了光學的泰伯效應，因此必須在金屬層的表面形成減反層，以保障進行光刻工藝時照射在深紫外光刻膠層的深紫外光的光學強度和分布不受影響。相較于現有的制作工序中將減反層設置于硬掩膜板之上且不與金屬層接觸，本發明實施例由于將減反層直接形成在金屬層之上，可以在后續采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面形成保護膜，即可以省去現有制作工序中單獨形成保護層的步驟，可以簡化制作工序，提高生產效率。

附圖說明

圖1為現有技術的金屬光柵的結構示意圖；

圖2a至圖2j分別為現有技術中制作金屬光柵時各步驟完成后的示意圖；

圖3和圖4分別為本發明實施例提供的金屬光柵的制作方法的流程圖；

圖5a至圖5g分別為實施例一在各步驟完成后的示意圖；

圖6a至圖6f分別為實施例二在各步驟完成后的示意圖；

圖7a至圖7f分別為實施例三在各步驟完成后的示意圖；

圖8a和圖8b分別為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

目前，采用泰伯深紫外曝光制作金屬光柵的方法，主要通過以下方式實現：

1、在襯底基板001上依次形成金屬層002和硬模板層003，如圖2a所示；

2、在硬模板層003上形成減反層004，如圖2b所示；

3、在減反層004上形成深紫外光刻膠層005，如圖2c所示；

4、采用光刻工藝對深紫外光刻膠層005進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案，如圖2d所示；

5、以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對硬膜板003和減反層004進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案，如圖2e所示；

6、剝離具有光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層005，如圖2f所示；

7、采用氧氣剝離具有刻蝕模板圖案的減反層004，如圖2g所示；

8、以硬膜板003的刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對金屬層002進行刻蝕，如圖2h所示；

9、干刻去掉硬膜板003，形成金屬光柵0021，如圖2i所示；

10、在金屬光柵0021上形成保護層006，如圖2j所示。

可以看出，上述現有的采用泰伯深紫外曝光制作金屬光柵的工藝步驟較為復雜，基于此，本發明實施例提供的金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置對制作工序進行了優化，以簡化制作工序，提高生產效率。

下面結合附圖，對本發明實施例提供的金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置的具體實施方式進行詳細地說明。

附圖中各層薄膜的厚度和形狀大小不反映金屬光柵的真實比例，目的只是示意說明本發明內容。

具體地，本發明實施例提供的一種金屬光柵的制作方法，如圖3所示，具體可以包括以下步驟：

s301、在襯底基板上依次形成金屬層、減反層和深紫外光刻膠層；其中，金屬層的材料一般可以選擇ag、al、mo、cu等材料；

s302、采用光刻工藝對深紫外光刻膠層進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案；

s303、以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對減反層進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案；

s304、剝離具有光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層；

s305、以刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對金屬層進行刻蝕，形成金屬光柵；

s306、采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面形成保護膜。

具體地，在本發明實施例提供的上述金屬光柵的制作方法中，由于在對深紫外光刻膠層進行光刻工藝時，利用了光學的泰伯效應，因此必須在金屬層的表面形成減反層，以保障進行光刻工藝時照射在深紫外光刻膠層的深紫外光的光學強度和分布不受影響。相較于現有的制作工序中將減反層設置于硬掩膜板之上且不與金屬層接觸，本發明實施例由于將減反層直接形成在金屬層之上，可以在后續采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面形成保護膜，即可以省去現有制作工序中單獨形成保護層的步驟，可以簡化制作工序，提高生產效率。

下面對本發明實施例提供的上述制作方法中的各步驟進行詳細說明。

在具體實施時，在本發明實施例提供的上述制作方法中，如圖4所示，在步驟s301中在形成減反層之后，且形成深紫外光刻膠層之前，還可以包括：在減反層上形成硬膜板層，即步驟s301變更為步驟s301'在襯底基板上依次形成金屬層、減反層、硬膜板層和深紫外光刻膠層。相對于現有的制作方法中，對減反層和硬膜板層的制作順序進行了調整，從先制作硬膜板層后制作減反層，變更為先制作減反層后制作硬膜板層。

在具體實施時，在本發明實施例提供的上述制作方法中，具體可以采用sio2制作硬膜板層。

對應地，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在步驟s303以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對減反層進行刻蝕的同時，如圖4所示，還可以包括：采用干刻工藝對硬膜板層進行刻蝕；即采用干刻工藝同時對減反層和硬膜板層進行刻蝕處理，形成相同的刻蝕模板圖案；即步驟s303變更為步驟s303'以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對減反層和硬膜板層進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案。

對應地，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在步驟s305形成金屬光柵之后，且在步驟s306采用等離子體處理工藝之前，如圖4所示，還可以包括以下步驟：

s307、去除具有刻蝕模板圖案的硬膜板層，以便后續對減反層進行等離子體處理。

或者，在具體實施時，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在步驟s301中形成的減反層可以同時作為硬膜板層，這樣，可以省去現有制作方法中的形成硬膜板層的工藝步驟，以進一步簡化制作工序，為了保證減反層可以同時具備硬膜板層的作用，在步驟s301中金屬層上依次形成減反層和深紫外光刻膠層時，具體可以選擇形成的深紫外光刻膠層和減反層之間的刻蝕選擇比不小于預設閾值，以保證在后續步驟s302中對深紫外光刻膠層進行光刻工藝時不會刻蝕到減反層。

進一步地，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在金屬層上依次形成減反層和深紫外光刻膠層時，具體可以選擇形成的深紫外光刻膠層和減反層之間的刻蝕選擇比不小于深紫外光刻膠層和硬膜板層之間的刻蝕選擇比，即對減反層的材料進行一定的刻蝕選擇，以保證其與深紫外光刻膠層的刻蝕選擇比達到硬膜板層的要求。

在具體實施時，為了保證減反層可以實現有效減少金屬層反射的效果，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在步驟s301中在金屬層上形成減反層，可以具體包括：

在金屬層上依次形成多層折射率不同的減反層，即減反層由多個膜層組合而成。具體地，通過折射率不同的膜層之間的全反射作用可以有效阻止金屬層反射深紫外光至深紫外光刻膠層，以影響其光刻工藝。

并且，進一步地，可以選擇形成的深紫外光刻膠層和最頂層的減反層之間的刻蝕選擇比不小于預設閾值，以保證在后續步驟s302中對深紫外光刻膠層進行光刻工藝時不會刻蝕到下面的減反層，使減反層可以同時作為硬膜板層。

具體地，在本發明實施例提供的上述制作方法中，在金屬層上依次形成多層折射率不同的減反層，具體可以通過以下方式實現：在金屬層上依次形成奇數層的折射率高于相鄰的偶數層的折射率的多層減反層，即在金屬層上形成折射率高低高低變化的多層膜層，此種結構的膜層組合具有的減反效果較佳。

值得注意的是，在折射率高低高低變化的多層膜層結構中，各奇數層的折射率可以相同，也可以不同，僅需大于相鄰的偶數層的折射率即可；同樣，各偶數層的折射率可以相同，也可以不同，僅需小于相鄰的奇數層的折射率即可。并且，在本發明實施例提供的上述制作方法中，并不限定組成減反層的膜層數量。

在具體實施時，在本發明實施例提供的上述制作方法中，步驟s306采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面形成保護膜，具體可以通過以下方式實現：

采用等離子體處理工藝，通入過量時間的氧氣，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面進行氧化處理形成保護膜。在等離子體處理工藝中產生的等離子體會與減反層進行反應的同時，對暴露出的金屬光柵進行氧化處理，在金屬光柵的表面形成一層氧化物，以對金屬光柵進行保護。

下面以三個具體的實施例舉例說明本發明實施例提供的上述制作方法。

實施例一：

減反層和硬模板層單獨設置，具體工藝步驟如下：

1、如圖5a所示，在襯底基板100上依次形成金屬層200、減反層300、硬膜板層400和深紫外光刻膠層500；

2、如圖5b所示，采用光刻工藝對深紫外光刻膠層500進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案；

3、如圖5c所示，以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對減反層300和硬膜板層400進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案；

4、如圖5d所示，剝離具有光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層500；

5、如圖5e所示，以刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對金屬層200進行刻蝕，形成金屬光柵210；

6、如圖5f所示，去除具有刻蝕模板圖案的硬膜板層400；

7、如圖5g所示，采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層300的同時，在金屬光柵210的表面形成保護膜600。

實施例二：

減反層復用硬模板層的作用，具體工藝步驟如下：

1、如圖6a所示，在襯底基板100上依次形成金屬層200、減反層300和深紫外光刻膠層500；其中，減反層300與深紫外光刻膠層500的刻蝕選擇比比較大；

2、如圖6b所示，采用光刻工藝對深紫外光刻膠層500進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案；

3、如圖6c所示，以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對減反層300進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案；

4、如圖6d所示，剝離具有光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層500；

5、如圖6e所示，以刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對金屬層200進行刻蝕，形成金屬光柵210；

6、如圖6f所示，采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層300的同時，在金屬光柵210的表面形成保護膜600。

實施例三：

折射率高低變化的多層減反層復用硬模板層的作用，具體工藝步驟如下：

1、如圖7a所示，在襯底基板100上依次形成金屬層200、第一減反層310、第二減反層320和深紫外光刻膠層500；其中，第一減反層310的折射率高于第二減反層320；

2、如圖7b所示，采用光刻工藝對深紫外光刻膠層500進行刻蝕，形成光柵掩膜圖案；

3、如圖7c所示，以光柵掩膜圖案作為遮擋，采用干刻工藝對第一減反層310和第二減反層320進行刻蝕，形成與光柵掩膜圖案相同的刻蝕模板圖案；

4、如圖7d所示，剝離具有光柵掩膜圖案的深紫外光刻膠層500；

5、如圖7e所示，以刻蝕模板圖案作為遮擋，采用干刻工藝對金屬層200進行刻蝕，形成金屬光柵210；

6、如圖7f所示，采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的第一減反層310和第二減反層320的同時，在金屬光柵210的表面形成保護膜600。

另一方面，本發明實施例還提供了一種金屬光柵，采用本發明實施例提供的上述制作方法制得。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置可以為：手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可以參見上述金屬光柵的實施例，重復之處不再贅述。

具體地，本發明實施例提供的一種顯示裝置，包括：顯示面板，以及設置于顯示面板內部作為偏光片的上述金屬光柵。

具體地，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，將金屬光柵作為偏光片設置于顯示面板的內部，可以大幅減少顯示裝置的厚度。

在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖8a所示，顯示面板可以為液晶顯示面板；液晶顯示面板包括：相對而置的對向基板01和陣列基板02，以及設置于對向基板01與陣列基板02之間的液晶層03；

金屬光柵具體包括：設置于陣列基板02面向液晶層03一側的第一金屬光柵04，以及設置于對向基板01面向液晶層03一側的第二金屬光柵05；第一金屬光柵04的延伸方向和第二金屬光柵05的延伸方向相互垂直，以實現分別對第一方向和第二方向的偏振光透過的偏光片作用，其中，第一方向與第二方向相互垂直。

在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖8b所示，顯示面板還可以為有機電致發光顯示面板；有機電致發光顯示面板包括：襯底基板10，設置于襯底基板10上的發光器件20，以及覆蓋發光器件20的封裝層30；

金屬光柵40設置于封裝層30與發光器件20之間，有機電致發光顯示面板還包括：設置于發光器件20和金屬光柵40之間的四分之一波片50，四分之一波片50和作為圓偏光片的金屬光柵40相互配合可以實現防反光的功能。

本發明實施例提供的上述金屬光柵的制作方法、金屬光柵及顯示裝置，由于在對深紫外光刻膠層進行光刻工藝時，利用了光學的泰伯效應，因此必須在金屬層的表面形成減反層，以保障進行光刻工藝時照射在深紫外光刻膠層的深紫外光的光學強度和分布不受影響。相較于現有的制作工序中將減反層設置于硬掩膜板之上且不與金屬層接觸，本發明實施例由于將減反層直接形成在金屬層之上，可以在后續采用等離子體處理工藝，在去除具有刻蝕模板圖案的減反層的同時，在金屬光柵的表面形成保護膜，即可以省去現有制作工序中單獨形成保護層的步驟，可以簡化制作工序，提高生產效率。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。