TFT-LCD用黑色光刻胶材料对曝光过程Mark读取的影响

李吉; 张霞; 廖昌; 谢忠憬; 尹勇明; 孟鸿

doi:10.37188/CJLCD.2023-0075

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TFT-LCD用黑色光刻胶材料对曝光过程Mark读取的影响

器件物理及器件制备 | 更新时间：2023-08-10

- TFT-LCD用黑色光刻胶材料对曝光过程Mark读取的影响
- Influence of black photo spacer material for TFT-LCD on mark reading in exposure process
- 液晶与显示 2023年38卷第8期页码：1047-1053
- 作者机构：
  
  1.北京大学深圳研究生院，广东深圳 518055
  2.北京大学材料科学与工程学院，北京 100871
  3.深圳北理莫斯科大学，广东深圳 518172
  4.TCL华星光电技术有限公司，广东深圳 518132
- 作者简介：
  
  [ "李吉（1988—），男，湖北黄冈人，博士研究生，2013年于华南理工大学获得硕士学位，主要从事显示材料研发工作。E-mail：liji02@stu.pku.edu.cn" ]
  [ "尹勇明（1989—），男，湖南郴州人，博士，副研究员，2020年于北京大学获得博士学位，主要从事光电显示材料与器件方面的研究。E-mail：yinyongming@ smbu.edu.cn" ]
  [ "孟鸿（1966—），男，陕西华阴人，博士，教授，2002年于美国加州大学洛杉矶分校获得博士学位，主要从事有机光电材料与器件的研究。E-mail：menghong@pku.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(62205058);广东省基础与应用基础研究项目(2021A1515110085);深圳市技术攻关项目(JSGG20220831103402005)
- DOI：10.37188/CJLCD.2023-0075
  中图分类号：
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李吉, 张霞, 廖昌, 等. TFT-LCD用黑色光刻胶材料对曝光过程Mark读取的影响[J]. 液晶与显示, 2023,38(8):1047-1053.

LI Ji, ZHANG Xia, LIAO Chang, et al. Influence of black photo spacer material for TFT-LCD on mark reading in exposure process[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(8):1047-1053.
李吉, 张霞, 廖昌, 等. TFT-LCD用黑色光刻胶材料对曝光过程Mark读取的影响[J]. 液晶与显示, 2023,38(8):1047-1053. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0075.

LI Ji, ZHANG Xia, LIAO Chang, et al. Influence of black photo spacer material for TFT-LCD on mark reading in exposure process[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(8):1047-1053. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0075.

摘要

大尺寸薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display， TFT-LCD）显示器为节省黑色矩阵（Black Matrix， BM）制程降低面板成本，使用黑色膜柱（Black Photo Spacer， BPS）技术替代BM和PS（Photo Spacer）制程，同时为兼顾对组精度提升的需求，采用BOA（BPS on Array）技术，将BPS转移至阵列基板侧。原BM制程是第一道制作，而新的BPS制程则位于阵列最后一道制程。BPS曝光成型需使用阵列前制程的金属标（Metal Mark）进行精准对位，实现精细化图案。BPS的透过率低，致使CCD摄像机透过BPS抓取前制程的金属标进行对位非常困难。针对该技术难题，对曝光设备抓标的原理进行了分析，通过调整材料颜料组成，获取了不同透过率BPS材料。将不同透过率的BPS材料进行曝光成型，研究曝光对位过程对材料透过率的最低要求，同时遮光度尽可能大。实验结果表明，NSK曝光机对位灯源波长位于780~1 000 nm红外区域，在该波段BPS材料透过率低于23%时会导致对位失败。通过使用有机-无机混合颜料组成取代有机混合颜料，在红外波段可获得接近90%的透过率，满足对位需求。同时固化成型后可获得1.2/μm光学密度，满足BPS产品遮光特性需求。以此制作的BPS面板光学指标满足产品规格。

Abstract

For large size TFT-LCD displays， the black photo spacer （BPS） technology is adopted to replace the BM and PS （Photo Spacer） processes and shifted to the array substrate side in order to save the BM process and reduce panel costs. While the original BM process is the first production process， the new BPS process is located at the last process of the array. BPS exposure molding requires precise alignment using metal markers in the pre-array process to achieve fine patterns. Due to the low transmittance of BPS， it is very difficult to align the CCD by metal markers in the BPS pre-capture process. The principle of the exposure device to grasp the target is first analyzed， and then the BPS material with different transmittance is obtained by adjusting the composition of the BPS material. By exposure shaping of BPS materials with different transmittance， the minimum requirement of material transmittance during exposure alignment is studied to obtain the highest shading of BPS materials. The experimental results show that the wavelength of the NSK exposure machine alignment lamp source is located in the infrared region of 780~1 000 nm. When the transmittance of BPS material in this band is lower than 23%， the alignment fails. By using organic-inorganic mixed pigment components instead of organic black pigment components， nearly 90% transmittance can be obtained to meet the alignment requirements， and an optical density of 1.2/μm can be obtained after curing and molding to meet the shading needs of BPS products. The optical index of BPS board produced by this method is up to standard.

关键词

TFT-LCDBPS技术曝光工艺抓标对位透过率

Keywords

TFT-LCDBPS technologyexposure processmark readingtransmittance

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