本申請涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,具體而言,涉及一種黑膜的制作方法、黑膜以及發(fā)光器件。
背景技術(shù):
黑膜(Black Mask,簡稱BM),常被設(shè)置在液晶面板所使用的濾色鏡(color filter)的表面上,黑膜包括多個用于遮光的格子區(qū)域或者條紋區(qū)域,來覆蓋相鄰的不同顏色像素之間的交界區(qū)域,進而分離紅色像素、綠色像素以及藍色像素(即RGB像素)。
現(xiàn)有技術(shù)中,黑膜的制備方法通常需要借助紫外光與掩模板來完成,將掩膜版設(shè)置在黑色光刻膠的表面上方,紫外光源設(shè)置在掩膜版的遠離黑色光刻膠的一側(cè),紫外光經(jīng)過掩膜版對黑色光刻膠的部分區(qū)域曝光,黑色光刻膠屬于負性光刻膠,未覆蓋區(qū)域即被曝光的區(qū)域發(fā)生變性,對黑色光刻膠進行顯影時,由于被曝光的區(qū)域的黑色光刻膠發(fā)生變性而不會被顯影液顯掉,進而這部分區(qū)域形成用于覆蓋區(qū)域,其他的被覆蓋住的黑色光刻膠被顯掉(有時候會在非覆蓋區(qū)域設(shè)置對準(zhǔn)標(biāo)記,該對準(zhǔn)標(biāo)記與覆蓋區(qū)域在同一個過程形成)。
隨著發(fā)光器件的不斷更新?lián)Q代,對黑膜的制作要求也是越來越高,如在量子點光致發(fā)光器件中,為滿足多層的器件結(jié)構(gòu),常需要制作厚度較大(>1.5μm)的黑膜,而現(xiàn)有方法無法實現(xiàn),究其根源在于黑膜的高吸光和遮光特性會使得照射在黑色光刻膠上部分的紫外光被吸收,導(dǎo)致紫外光不能很好的照射到厚度較深的下部分黑色光刻膠區(qū)域中,最終因無法完全曝光導(dǎo)致厚度較大的黑膜常以失敗告終。
現(xiàn)有技術(shù)在制作黑膜時,主要存在如下缺點:當(dāng)制作黑膜厚度較大的圖形時,有的底部的黑色光刻膠無法曝光,不會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),顯影時,被顯影液沖掉,即無法形成厚度>2μm的黑膜圖形;有的底部的黑色光刻膠曝光不完全,交聯(lián)反應(yīng)不完全,顯影時,底部的黑膜部分被顯影掉,出現(xiàn)凹坑;現(xiàn)有的液態(tài)黑色光刻膠,粘度很小,難以涂布形成較厚的膜。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本申請的主要目的在于提供一種黑膜的制作方法、黑膜以及發(fā)光器件,以解決現(xiàn)有技術(shù)中難以形成較厚的且表面形態(tài)較好的黑膜的問題。
為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本申請的一個方面,提供了一種黑膜的制作方法,該制作方法包括:步驟S1,采用黑色光刻膠制作第一個黑膜層;步驟S2,在上述第一個黑膜層的一個表面上依次制作第二個至第N個黑膜層,且使得上述第一個黑膜層的覆蓋區(qū)域與設(shè)置在上述第一個黑膜層上的各個黑膜層的覆蓋區(qū)域一一對應(yīng),上述第一個黑膜層與設(shè)置在上述第一個黑膜層上的N-1個黑膜層形成黑膜,且N≥2;步驟S3,采用等離子體刻蝕法對上述黑膜的表面形貌進行處理,使得上述黑膜的表面平整。
進一步地,各上述黑膜層厚度小于1.5μm,上述N個黑膜層中的每一個黑膜層的制作過程包括:在基板的表面上或在前黑膜層的表面上設(shè)置黑色光刻膠,上述前黑膜層為與上述基板的距離最大的黑膜層,當(dāng)制作上述第一個黑膜層時,在上述基板的表面上設(shè)置黑色光刻膠,當(dāng)制作上述第二個至上述第N個黑膜層時,在上述前黑膜層的表面上設(shè)置黑色光刻膠;對上述黑色光刻膠進行預(yù)固化,使得上述黑色光刻膠形成不流動的預(yù)黑膜層;將掩膜版放置在上述預(yù)黑膜層的遠離上述基板的表面上,其中,上述掩膜版的透光區(qū)域與上述預(yù)黑膜層的覆蓋區(qū)域一一對應(yīng);采用紫外光從上述掩膜版的遠離上述預(yù)黑膜層的一側(cè)對上述預(yù)黑膜層進行曝光;采用顯影液對包括上述基板與上述預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)或者包括上述基板、黑膜層與上述預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)進行顯影以溶解上述預(yù)黑膜層中沒有被曝光的區(qū)域;對顯影后的上述預(yù)黑膜層進行固化形成上述黑膜層。
進一步地,上述掩膜版包括位于上述透光區(qū)域的對位標(biāo)記,且形成的各上述黑膜層均包括與上述對位標(biāo)記一一對應(yīng)的黑膜標(biāo)記。
進一步地,在對第二個至第N個上述預(yù)黑膜層中任意一個上述預(yù)黑膜層曝光的過程包括:以上述對位標(biāo)記與上述前黑膜層的黑膜標(biāo)記一一對準(zhǔn)的方式,將上述掩膜版放置在上述預(yù)黑膜層的遠離上述基板的表面上。
進一步地,上述步驟S3包括:步驟S31,采用等離子體刻蝕法去除上述黑膜表面的凸起;步驟S32,采用等離子體刻蝕法去除上述黑膜表面的凹陷。
進一步地,上述步驟S31中,采用第一氣體進行上述等離子體刻蝕法,上述第一氣體包括第一轟擊氣體與第一腐蝕氣體,優(yōu)選上述第一轟擊氣體包括Ar,上述第一腐蝕氣體包括O2,Ar與O2的摩爾比在5:1~30:1之間。
進一步地,上述第一氣體的電離功率在100~700W之間。
進一步地,上述步驟S32中,采用第二氣體進行上述等離子體刻蝕法,上述第二氣體包括第二轟擊氣體、第二腐蝕氣體和分散氣體,優(yōu)選上述第二轟擊氣體包括Ar,上述第二腐蝕氣體包括O2,上述分散氣體包括He和/或N2,O2與Ar的摩爾比在3:1~10:1之間。
進一步地,上述第二氣體的電離功率在100~500W之間。
進一步地,上述分散氣體的體積占上述第二氣體的體積總量的65~87%。
進一步地,上述第二氣體還包括除雜質(zhì)氣體,上述除雜質(zhì)氣體包括包含F(xiàn)-的化合物氣體,上述除雜質(zhì)氣體的體積小于等于上述第二氣體的體積總量的2%。
進一步地,上述黑膜的總厚度大于等于1.5μm。
根據(jù)本申請的另一方面,提供了一種黑膜,該黑膜采用上述任一種的制作方法制作而成。
根據(jù)本申請的另一方面,提供了另一種發(fā)光器件,該發(fā)光器件包括黑膜,該黑膜為上述的黑膜。
應(yīng)用本申請的技術(shù)方案,將預(yù)形成的厚度較厚的黑膜分為多次制作,避免了一次成型時底部的黑膜因曝光不完全而被顯影液沖掉,也即克服了現(xiàn)有技術(shù)無法形成較厚的黑膜的問題,但是,形成的較厚的黑膜表面形貌平整度較差,尤其在黑膜的側(cè)壁會有一些凸起與凹坑,而通過該黑膜的制作方法的步驟S3中對黑膜表面的形貌進行處理,使得制得的黑膜的表面平整,進而該制作方法能夠制作得到較厚的黑膜,且黑膜的表面形貌較好,表面較平整。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解,本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請,并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本申請的一種典型的實施方式提供的黑膜的制作方法的流程示意圖;以及
圖2示出了分層制備的黑膜中兩個黑膜層的交界處的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
10、黑膜層。
具體實施方式
應(yīng)該指出,以下詳細說明都是例示性的,旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明,本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
需要注意的是,這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式,而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式,此外,還應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時,其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
正如背景技術(shù)所介紹的,現(xiàn)有技術(shù)中,難以形成厚度較厚且表面形態(tài)較好的黑膜,為了解決如上的技術(shù)問題,本申請?zhí)岢隽艘环N黑膜的制作方法、黑膜以及發(fā)光器件。
本申請的一種典型的實施方式中,提供了一種黑膜的制作方法,如圖1所示,該制作方法包括:步驟S1,采用黑色光刻膠制作第一個黑膜層;步驟S2,在上述第一個黑膜層的一個表面上依次制作第二個至第N個黑膜層,且使得上述第一個黑膜層的覆蓋區(qū)域與設(shè)置在上述第一個黑膜層上的各個黑膜層的覆蓋區(qū)域一一對應(yīng),上述第一個黑膜層與設(shè)置在上述第一個黑膜層上的N-1個黑膜層形成黑膜,且N≥2;步驟S3,采用等離子體刻蝕法對上述黑膜的表面形貌進行處理,使得上述黑膜的表面平整。在上述的制作方法中,將預(yù)形成的較厚的黑膜分成多個步驟制作,每個步驟形成一個較薄的黑膜層,這樣制作的多個黑膜層形成厚的黑膜,由于每個黑膜層的厚度較薄,其對應(yīng)的黑色光刻膠也較薄,因此,黑色光刻膠在顯影時不容易被顯掉,使得制備得到的黑膜的厚度與預(yù)定的厚度基本一致。另外,當(dāng)將厚的黑膜分成多個薄的黑膜層制作時,如圖2所示,在相鄰兩個黑膜層10的分界處的側(cè)壁會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象,針對這一問題,該制作方法在步驟S3中,采用等離子體刻蝕法對上述黑膜的表面形貌進行處理,使得上述黑膜的表面(表面包括上表面和黑膜的側(cè)壁)平整,進而制作出厚度較厚且表面形態(tài)較好的黑膜。本申請中的N為大于等于2的任何整數(shù),本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況將N設(shè)置為一定的數(shù)值。上述實施例中的黑膜是由黑色光刻膠制成的。
通過上述實施例可以得到厚度較高且表面較平整的黑膜,其中,黑膜多在光電器件中充當(dāng)隔離結(jié)構(gòu)的作用,將基板隔離出多個子像素區(qū)域,這些子像素區(qū)域中可以制作多個膜層,如陰極層、電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層及陽極層,由于黑膜具有良好的擋光形成,可以提高制作好的發(fā)光器件的對比度,并減小各子像素區(qū)域間混光的現(xiàn)象,從而更有助于提高器件性能。制作的黑膜層厚度較高,還可以適用于子像素區(qū)域制作多膜層(如,光轉(zhuǎn)換層)的需要。表面平整的黑膜可以使得子像素區(qū)域中制作的各個膜層鋪展更均勻,并且在膜層干燥后也不會在與黑膜側(cè)壁接觸區(qū)域形成氣泡,從而進一步提高了發(fā)光器件的質(zhì)量和性能。
上述實施例中的先分層制作多個黑膜層,再對其表面采用等離子體刻蝕法進行處理,克服了現(xiàn)有的厚度較厚的黑膜無法一次性做成的缺陷(在基板上制作呈隊列排布的厚度較厚的黑膜時,由于黑膜的吸光性,曝光無法照射到黑膜的底部,從而在顯影液沖洗時未曝光部分會沖洗掉,整個黑膜無法成功制作,或制作成功也無法做到表面平整),并且即使采用在基板一側(cè)(即黑膜的底部)照射黑膜的方式進行再次曝光,以對黑膜底部側(cè)壁曝光完全,也因為對基板的要求過高,影響使用效果,即在基板不透明或者基板上有其他膜層結(jié)構(gòu)時不適用,并且黑膜底部的內(nèi)部區(qū)域還是未曝光的,縮短了制作的器件的使用壽命。而本申請上述實施例,適用于各種情況下的黑膜制作,適用范圍廣,且制作出的黑膜堅固且側(cè)壁平整,提高了器件的質(zhì)量。
在一個可選的實施例中,上述N個黑膜層的制作方法還可以包括如下過程:步驟S1,采用黑色光刻膠制作第一個黑膜層,具體的,步驟S1還可以包括:在載體(如基板)表面的預(yù)制作黑膜的區(qū)域制作邊緣光刻膠膜層和中心黑膜層,第一個黑膜層包括邊緣光刻膠膜層和中心黑膜層,該邊緣光刻膠膜層環(huán)繞上述中心黑膜層,且邊緣光刻膠膜層和中心黑膜層的厚度相同,其中,邊緣光刻膠膜層的炭黑含量小于中心黑膜層的炭黑含量,優(yōu)選,邊緣光刻膠膜層的炭黑含量為0;然后,進行步驟S2,在上述第一個黑膜層的一個表面上依次制作第二個至第N個黑膜層,且使得上述第一個黑膜層的覆蓋區(qū)域與設(shè)置在上述第一個黑膜層上的各個黑膜層的覆蓋區(qū)域一一對應(yīng),再進行步驟S3,對上述N個黑膜層形成的黑膜采用等離子體刻蝕法進行表面(主要是側(cè)壁)的形貌修飾。
通過采用上述實施例,制作包括邊緣光刻膠膜層和中心黑膜層的第一個黑膜層,可以通過炭黑含量較少的邊緣光刻膠膜層的制作,減小位于黑膜底部的第一個黑膜層的曝光難度,在實際生產(chǎn)中更易實現(xiàn),并且可以通過先做厚度較大的邊緣光刻膠膜層,然后在其圍繞的區(qū)域制作中心黑膜層,從而增加第一個黑膜層的制作厚度,同時中心黑膜層也保證了第一個黑膜層具有一定的擋光作用,不會出現(xiàn)混光的現(xiàn)象,另外,通過在第一個黑膜層表面制作第二個至第N個黑膜層,可以保證做好的黑膜能夠提高器件的對比度。
本申請的一種具體的實施例中,上述N個黑膜層中的每一個黑膜層的制作過程包括:在基板的表面上或在前黑膜層的表面上設(shè)置黑色光刻膠,上述前黑膜層為與上述基板的距離最大的黑膜層,上述黑膜厚度小于1.5μm,當(dāng)制作上述第一個黑膜層時,在上述基板的表面上設(shè)置黑色光刻膠,當(dāng)制作上述第二個至上述第N個黑膜層時,在上述前黑膜層的表面上設(shè)置黑色光刻膠;對上述黑色光刻膠進行預(yù)固化,使得上述黑色光刻膠形成不流動的預(yù)黑膜層(也即預(yù)固化黑膜層);將掩膜版放置在上述預(yù)黑膜層的遠離上述基板的表面上,其中,上述掩膜版的透光區(qū)域與上述預(yù)黑膜層的覆蓋區(qū)域(即最后黑膜層中剩余的部分,該部分是用來覆蓋子像素的,因此,稱為覆蓋區(qū)域)一一對應(yīng);采用紫外光從上述掩膜版的遠離上述預(yù)黑膜層的一側(cè)對上述預(yù)黑膜層進行曝光;采用顯影液對包括上述基板與上述預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)或者包括上述基板、黑膜層與上述預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)進行顯影以溶解上述預(yù)黑膜層中沒有被曝光的區(qū)域(該區(qū)域與掩膜版的不透光區(qū)域?qū)?zhǔn));對顯影后的上述預(yù)黑膜層進行固化形成上述黑膜層。并且,在該實施例中,為了保證制作形成每個黑膜層的厚度為預(yù)定的厚度,優(yōu)選每個黑膜層的厚度都小于1.5μm,即每個黑膜層在制作時對應(yīng)的黑色光刻膠的厚度也小于1.5μm。在上述實施例中,黑膜可以采用旋涂、狹縫涂布等方式進行設(shè)置,在一個可選的實施例中,上述的黑膜每層制備的厚度可以控制在0.6~1.5μm之間,更加優(yōu)選的,每次設(shè)置的厚度可以在0.8~1.5μm之間,這樣的厚度更加易于實現(xiàn),降低了制備難度,提高了制備的均勻度。上述的預(yù)固化可以理解為預(yù)烘烤,即在溫度為60~110℃范圍內(nèi)進行烘烤,使黑色光刻膠揮發(fā)一部分溶劑,得到不流動的黑色光刻膠,以方便后續(xù)曝光、顯影形成高精圖形,其中,為了提高后續(xù)顯影的速度、形成完美圖形,黑色光刻膠中的溶劑不用完全揮發(fā)。上述的紫外光可以為紫外光G線或者I線曝光,或者其他適合的波段。上述實施例中的最后一步對預(yù)黑膜層進行固化時,可以將溫度控制在100~140℃范圍內(nèi)進行烘烤,形成穩(wěn)定的器件結(jié)構(gòu)。
為了以簡單高效的方式實現(xiàn)制作得到的每個黑膜層中的覆蓋區(qū)域均對準(zhǔn),本申請的一種實施例中,上述掩膜版包括位于上述透光區(qū)域的對位標(biāo)記,且形成的各上述黑膜層均包括與上述對位標(biāo)記一一對應(yīng)的黑膜標(biāo)記,這樣在制作每個黑膜層的過程中,只要將掩膜版的對位標(biāo)記與前黑膜層的對位標(biāo)記對準(zhǔn),制作出的黑膜的覆蓋區(qū)域就與前黑膜層的覆蓋區(qū)域?qū)?zhǔn),進而實現(xiàn)各黑膜層的覆蓋區(qū)域均對準(zhǔn)。
上述實施例中的對位標(biāo)在對位時,如果是在制作第一個黑膜層時,基板上可以沒有對位標(biāo),可以不需要對位;對應(yīng)的掩模版需要制作出對位標(biāo),該對位標(biāo)可以采用圓形、方形、十字形;在設(shè)置第二層至第N層黑膜層時,可以使用同一塊掩膜版來對位曝光;對位標(biāo)可以分別設(shè)置在掩膜版和制作的發(fā)光器件上。
具體地,在對第二個至第N個上述預(yù)黑膜層中任意一個上述預(yù)黑膜層曝光的過程包括:將上述掩膜版放置在上述預(yù)黑膜層的遠離上述基板的表面上且將上述對位標(biāo)記與上述前黑膜層的黑膜標(biāo)記一一對準(zhǔn)。這樣便能實現(xiàn)各黑膜層的覆蓋區(qū)域均對準(zhǔn)。
為了能夠盡量徹底去除黑膜表面的凸起與凹陷,本申請的一種實施例中,上述步驟S3包括:步驟S31,采用等離子體刻蝕法去除上述黑膜表面的凸起;步驟S32,采用等離子體刻蝕法去除上述黑膜表面的凹陷。上述實施例中的凸起和凹陷主要出現(xiàn)在各黑膜層的層與層之間,缺陷大小為納米級的,一般在1~30納米范圍內(nèi)。上述的等離子體刻蝕法(Plasma)采用以粒子性轟擊為主的程序,Plasma設(shè)備最好選用MeRIE刻蝕機(即磁場增強型離子刻蝕機),這種刻蝕機可以通過施加磁場,使離子體充分電離,同時增加電場強度,可以提高等離子的轟擊特性,能夠做出較完美的黑膜圖形。Plasma的原理是:等離子體是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài),被稱為等離子態(tài),或者“超氣態(tài)”,也稱“電漿體”。等離子體具有很高的電導(dǎo)率,與電磁場存在極強的耦合作用。它是部分電離的氣體,由電子、離子、自由基、中性粒子,及光子組成。等離子體本身是含有物理和化學(xué)活潑粒子的電中性混合物。這些活潑自由基粒子能夠做化學(xué)功,而帶電原子和分子通過濺射能夠做物理功,結(jié)果,通過物理轟擊和化學(xué)反應(yīng),等離子工藝能夠完成各種材料表面改性,包括表面活化、污染物去除、刻蝕等功效。
通過上述實施例,可以更加徹底消除缺陷,避免了該缺陷對后續(xù)形成的發(fā)光器件的性能的不良影響,一般在產(chǎn)生缺陷后,在黑膜對應(yīng)的像素區(qū)域設(shè)置其他膜層時,會在黑膜的缺陷處產(chǎn)生氣泡,這樣會影響最終制成的器件的質(zhì)量,通過上述實施例,采用等離子體刻蝕法來對黑膜表面尤其是側(cè)壁上的凸起和凹陷進行去除,可以有效的消除缺陷,減小因缺陷對后續(xù)器件性能造成的不良影響。
本申請的另一種實施例中,上述步驟S31中,采用第一氣體進行上述等離子體刻蝕法,上述第一氣體包括第一轟擊氣體與第一腐蝕氣體,優(yōu)選上述第一轟擊氣體包括Ar,Ar離子物理轟擊特性很強,為主要的刻蝕氣體,可以較徹底地去除黑膜側(cè)壁的凸起;上述第一腐蝕氣體包括O2,O2為輔助的刻蝕氣體,通過對側(cè)壁的腐蝕,使得黑膜的側(cè)壁垂直;將Ar與O2的摩爾比在5:1~30:1之間,進一步保證了可以將黑膜表面的凸起徹底去除。
具體地,用于等離子刻蝕法的第一氣體中主要包括第一轟擊氣體和第一腐蝕氣體,其中,第一轟擊氣體含量較多,所以第一氣體主要起轟擊的作用。第一氣體中的第一轟擊氣體具有較強的轟擊特性,在垂直于基板設(shè)置的電場中,第一轟擊氣體電離后,具有較強的動能,當(dāng)該第一轟擊氣體在電場作用下,先與黑膜側(cè)壁的凸起接觸,對黑膜側(cè)壁凸起的作用力相對較大,在第一轟擊氣體的轟擊作用下,凸起逐漸消失;第一氣體中的第一腐蝕氣體由于相對含量較少,其主要起輔助刻蝕的作用,用于將第一轟擊氣體轟擊掉的黑色光刻膠中的物質(zhì)進行腐蝕,最終使得黑膜側(cè)壁的凸起去除,形成較平整的表面。
第一氣體還包括分散氣體,具體包括He和/或N2,其中,Ar和O2的總體積占第一氣體總體積的50%以上,這樣能夠保證更好的刻蝕效果。
為了更加精確的控制上述第一轟擊氣體和第一腐蝕氣體的反應(yīng)量,上述第一氣體還可以包括用于分散第一腐蝕氣體和第一轟擊氣體的擴散氣體,該第一擴散氣體可以包括He、N2、He和N2的混合氣體中的任意一種,在一個優(yōu)選的實施例中,第一轟擊氣體為Ar,第一腐蝕氣體為O2,且第一轟擊氣體和第一腐蝕氣體占混合氣體總體積的50%以上。為了進一步保證將黑膜表面的凸起徹底去除的同時不對其他位置處的黑膜造成損傷,本申請的一種實施例中,上述第一氣體的電離功率在100~700W之間。
當(dāng)然,上述第一氣體的電離功率并不限于上述范圍,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)上述第一氣體的電離功率的范圍。
一種實施例中,上述第一氣體還包括用于形成側(cè)壁保護膜的保護氣體,該保護氣體包括C4F8和H4Si,C4F8:H4Si比例為3:2~4:1,C4F8在第一氣體中占比為0.1%~0.3%,在一個優(yōu)選的實施例中,上述第一氣體包括第一轟擊氣體Ar和上述保護氣體,不包括第一腐蝕氣體。在第一氣體包括上述保護氣體的情況下,等離子狀態(tài)的C4F8與H4Si會形成含有F和Si元素的化合物,或者形成含有H、Si和F元素的化合物,例如,形成HSiF3和SiF4。上述這些化合物可以隨著其它反應(yīng)氣體排出到反應(yīng)腔體外。在形成上述化合物的同時,也會有含有C和H元素的帶有不飽和鍵的化合物、或者含有C、H及F元素的帶有不飽和鍵的化合物生成,這些帶有不飽和鍵的化合物可以與黑膜表面的C、H、O等的不飽和鍵結(jié)合,從而在黑膜側(cè)壁和/或頂部形成一層保護膜,保護黑膜表面尤其是側(cè)壁不受損傷(側(cè)壁的凸起也會形成上述保護膜,但是電離的Ar轟擊總體方向是垂直的,轟擊凸起的幾率遠大于側(cè)壁上沒有凸起的其它區(qū)域,因此,在凸起表面還沒有形成保護膜時,就會被Ar離子轟擊掉,也即保護膜在形成的同時也在被去除,無法對凸起表面形成有效的保護,因此凸起是很容易被刻蝕掉的)
本申請的再一種實施例中,上述步驟S32中,采用第二氣體進行上述等離子體刻蝕法,上述第二氣體包括第二轟擊氣體與第二腐蝕氣體,優(yōu)選上述第二轟擊氣體包括Ar,利用其具有較強的轟擊特性把黑膜中的不易腐蝕的C顆粒和其他雜質(zhì)打碎或打掉,加速黑膠顆粒腐蝕的速率,從而使側(cè)壁不會出現(xiàn)C顆粒和其他雜質(zhì)引起的凸起。而第二轟擊氣體Ar的量若過多,會對襯底或露出部分產(chǎn)生不必要的損傷,為了更好的控制第二轟擊氣體Ar的腐蝕程度,優(yōu)選地,Ar的體積占第二氣體的體積總量的2~10%,;上述第二腐蝕氣體包括O2,O2為主要腐蝕氣體,O2在電離成陰離子自后化學(xué)特性活潑,可以與黑膜膠中的有機物和C無機物反應(yīng),并且在作用于黑膜膠表面時,因凹坑處有未電離的不活潑氣體,所以電離的O2在進入凹坑對凹坑進行腐蝕時,會受到凹坑處不活潑氣體的影響,不容易到達凹坑的深處,從而對凹坑深處的腐蝕速度比較慢,對表面非凹坑處的腐蝕速度相對較快,從而在腐蝕一段時間后,凹坑處和非凹坑處的腐蝕后黑膜側(cè)壁表面接近平整或完全平整。O2的體積占氣體總體積的10~30%;進一步地,將O2與Ar的摩爾比控制在3:1~10:1之間,可以更加徹底地去除黑膜側(cè)壁的凹坑。
為了進一步保證將黑膜表面的凹陷徹底去除,使黑膜表面平整,本申請的一種實施例中,上述第二氣體的電離功率在100~500W之間。
當(dāng)然,上述第二氣體的電離功率并不限于上述范圍,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)上述第二氣體的電離功率的范圍。
本申請的又一種實施例中,上述步驟S32中的上述等離子體刻蝕法中,上述第二氣體還包括分散氣體,該分散氣體能夠有效分散第二氣體中的其他氣體,使得其他氣體均勻地分散在第二氣體中,進而保證了步驟S32具有較好的刻蝕效果。并且本申請的一種實施例中,上述分散氣體包括He和/或N2,這兩種分散氣體是不活潑的氣體,不易與黑膜發(fā)生反應(yīng);并且上述分散氣體的體積占第二氣體的體積總量的65~87%,這樣能夠進一步保證其他氣體能夠均勻地分散在第二氣體中。
為了將黑膜中的雜質(zhì)去除,本申請的一種實施例中,優(yōu)選上述第二氣體還包括除雜質(zhì)氣體,上述除雜質(zhì)氣體包括包含F(xiàn)-的化合物氣體,比如采用三氟甲烷、四氟化碳、六氟化二碳與HF中的一種或多種,利用F離子容易跟其它物質(zhì)反應(yīng)的特性,使得其與黑膜的其他雜質(zhì)形成低沸點的F化物,然后隨著其他氣體排出刻蝕腔體,從而將黑膜中的雜質(zhì)去除掉,上述除雜質(zhì)氣體體積小于等于上述第二氣體體積總量的2%,這樣不僅可以保證將黑膜中的大部分或者全部的雜質(zhì)去除,還可以保證黑膜表面平整,一致性更強。
本申請中的一種實施例中,上述黑膜的總厚度大于等于1.5μm。這樣保證了厚度大于等于1.5μm的黑膜具有較好的表面形態(tài)。
由于制備形成黑膜后,需要對表面進行刻蝕,以獲得較好的表面形態(tài),在刻蝕的過程中,黑膜的厚度會有一定的損失,進而在制備黑膜時,先制備大于預(yù)形成厚度的黑膜,經(jīng)過刻蝕后得到的黑膜的厚度基本上等于預(yù)形成厚度。
本申請的另一種典型的實施方式中,提供了一種黑膜,該黑膜采用上述的制作方法制作而成。
上述的黑膜不僅能夠達到預(yù)定的厚度,并且還具有較好的表面形態(tài)。
多個黑膜可以形成黑色矩陣,也可以用于彩膜中。
本申請的再一種典型的實施方式中,提供了一種發(fā)光器件,該發(fā)光器件包括黑膜,該黑膜為上述的黑膜。
該發(fā)光器件由于包括上述的黑膜,能夠很好地避免混光的現(xiàn)象,實現(xiàn)較好的出光效果。
為了使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更清楚地了解本申請的技術(shù)方案,以下將結(jié)合具體的實施例與對比例說明本申請的技術(shù)效果。
實施例1
預(yù)形成厚度為2.3μm的黑膜,具體的制作過程為:
首先,制作第一個黑膜層。
在基板的表面上設(shè)置黑色光刻膠,黑色光刻膠的厚度為1.3μm;對黑色光刻膠進行預(yù)固化,使得黑色光刻膠形成不流動的第一個預(yù)黑膜層;將掩膜版放置在第一個預(yù)黑膜層的遠離基板的表面上,并且,將掩膜版的透光區(qū)域包括對位標(biāo)記,掩膜版的透光區(qū)域與第一個預(yù)黑膜層的覆蓋區(qū)域一一對應(yīng);采用紫外光從掩膜版的遠離第一個預(yù)黑膜層的一側(cè)對第一個預(yù)黑膜層進行曝光;采用顯影液對包括基板與第一個預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)進行顯影以溶解第一個預(yù)黑膜層中沒有被曝光的區(qū)域;對顯影后的第一個預(yù)黑膜層進行固化形成第一個黑膜層。
其次,制作第二個黑膜層。
在第一個黑膜層的表面上設(shè)置黑色光刻膠,黑色光刻膠的厚度為1.4μm;對黑色光刻膠進行預(yù)固化,使得黑色光刻膠形成不流動的第二個預(yù)黑膜層;將掩膜版放置在第二個預(yù)黑膜層的遠離基板的表面上,并且,將掩膜版的對位標(biāo)記與第一個黑膜層上的黑膜標(biāo)記一一對準(zhǔn);采用紫外光從掩膜版的遠離第二個預(yù)黑膜層的一側(cè)對第二個預(yù)黑膜層進行曝光;采用顯影液對包括基板、第一個黑膜層與第二個預(yù)黑膜層的結(jié)構(gòu)進行顯影以溶解第二個預(yù)黑膜層中沒有被曝光的區(qū)域;對顯影后的第二個預(yù)黑膜層進行固化形成第二個黑膜層。
再次,采用等離子體刻蝕法去除黑膜表面的凸起。
采用第一氣體進行等離子體刻蝕法,第一氣體包括Ar、O2與N2,Ar與O2的摩爾比在5:1,Ar與O2的總體積占第一氣體體積的60%,且第一氣體的電離功率為100W,刻蝕時間為280s。
最后,采用等離子體刻蝕法去除黑膜表面的凹陷。
采用第二氣體進行等離子體刻蝕法,第二氣體包括Ar、O2、He、N2與HF。其中,He與N2占第二氣體的總體積的76%,HF占第二氣體的總體積的2%,剩余氣體為O2與Ar,且O2與Ar的摩爾比為10:1。且第二氣體的電離功率為100W,刻蝕時間為100s。
實施例2
與實施例1的區(qū)別在于:第一氣體中,Ar與O2的摩爾比在30:1,且第一氣體的電離功率為700W,刻蝕時間為8s。第二氣體中,He與N2占第二氣體的總體積的65%,HF占第二氣體的總體積的1%,且O2與Ar的摩爾比為6:1。且第二氣體的電離功率為200W,刻蝕時間為65s。
實施例3
與實施例1的區(qū)別在于:第一氣體中,Ar與O2的摩爾比在18:1,且第一氣體的電離功率為350W,刻蝕時間為13s。第二氣體中不包括除雜質(zhì)氣體,He與N2占第二氣體的總體積的88%,且O2與Ar的摩爾比為3:1。且第二氣體的電離功率為500W,刻蝕時間為28s。
實施例4
與實施例2的區(qū)別在于,第一氣體中,Ar與O2的摩爾比為1:1。
實施例5
與實施例2的區(qū)別在于,第一氣體的電離功率為50W。
實施例6
與實施例2的區(qū)別在于,分散氣體占第二氣體體積總量的30%。
實施例7
與實施例2的區(qū)別在于,第二氣體的電離功率為50W。
實施例8
與實施例2的區(qū)別在于,第一轟擊氣體為六氟化硫。
實施例9
與實施例2的區(qū)別在于,第一腐蝕氣體為NO2。
實施例10
與實施例2的區(qū)別在于,第二轟擊氣體為六氟化硫。
實施例11
與實施例2的區(qū)別在于,第二腐蝕氣體為NO2。
實施例12
與實施例2的區(qū)別在于,第一個黑膜層的厚度是1.6μm,第二黑膜層的厚度是1.1μm。
對比例1
預(yù)形成厚度為2.3μm的黑膜,具體的制作過程為:
在基板的表面上設(shè)置黑色光刻膠,黑色光刻膠的厚度為2.3μm;對上述黑色光刻膠進行預(yù)固化,使得上述黑色光刻膠形成不流動的預(yù)黑膜;將掩膜版放置在預(yù)黑膜的遠離上述基板的表面上;采用紫外光從上述掩膜版的遠離預(yù)黑膜的一側(cè)對預(yù)黑膜進行曝光;采用顯影液對包括上述基板與預(yù)黑膜的結(jié)構(gòu)進行顯影以溶解預(yù)黑膜中沒有被曝光的區(qū)域;對顯影后的預(yù)黑膜進行固化形成黑膜。
對比例2
與實施例1的區(qū)別在于,沒有采用等離子體刻蝕法去除黑膜表面的凸起與去凹陷的步驟。
采用刻度尺測量各個實施例與對比例制作出的黑膜的厚度,采用掃描電鏡觀察各個黑膜的表面形態(tài),包括觀察包括是否有凸起與凹陷,以及凸起與凹陷的大小。具體的測試結(jié)果見表1。
表1
由表中的數(shù)據(jù)可知,與各個實施例相比,對比例1由于采用一次性制備工藝制備的黑膜的厚度較厚,使得黑膜的靠近基板的部分沒有曝光,進而沒有完全固化,當(dāng)顯影液顯影時,該部分被顯掉,由于該部分被顯掉進而導(dǎo)致整個黑膜均脫離基板,被顯影液沖走;對比例2由于沒有對形成的黑膜的表面進行刻蝕,使得形成的黑膜的表面形態(tài)很差,凸起與凹陷均較大;實施例1至實施例3由于各個參數(shù)均在優(yōu)選的范圍內(nèi),使得制備得到的黑膜的厚度基本與預(yù)形成的厚度相同,且表面形態(tài)較好;與實施例2相比,實施例4的第一氣體中的Ar與O2的摩爾比不在5:1~30:1之間,使得形成的黑膜的凸起稍大;與實施例2相比,實施例5由于第一氣體的電離功率較小,使得形成的黑膜的表面形態(tài)稍差,凸起稍大;與實施例2相比,實施例6由于第二氣體中的分散氣體較少,使得形成的黑膜的凹陷較大;與實施例2相比,實施例7由于第二氣體的電力功率較小,使得形成的黑膜的表面形態(tài)稍差,凹陷稍大;與實施例2相比,實施例8的第一轟擊氣體不是Ar,轟擊效果稍差,使得形成的黑膜的凸起稍大;與實施例2相比,實施例9的第一腐蝕氣體不是O2,轟擊效果稍差,使得形成的黑膜的凸起稍大;與實施例2相比,實施例10的第二轟擊氣體不是Ar,轟擊效果稍差,使得形成的黑膜的凹陷稍大;與實施例2相比,實施例11的第一腐蝕氣體不是O2,轟擊效果稍差,使得形成的黑膜的凹陷稍大;與實施例2相比,實施例12由于第一個黑膜層的厚度稍大,使得形成的黑膜的表面形態(tài)稍差,表面有稍大的凹坑。
從以上的描述中,可以看出,本申請上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
1)、本申請的制作方法中,將預(yù)形成的較厚的黑膜分成多個步驟制作,每個步驟形成一個較薄的黑膜層,這樣制作的多個黑膜層形成厚的黑膜,由于每個黑膜層的厚度較薄,其對應(yīng)的黑色光刻膠也較薄,因此,黑色光刻膠在顯影時不容易被顯掉,使得制備得到的黑膜的厚度與預(yù)定的厚度基板一致。另外,當(dāng)將厚的黑膜分成多個薄的黑膜層制作時,在相鄰兩層的分界處的側(cè)壁會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象,針對這一問題,該制作方法在步驟S3中,采用等離子體刻蝕法對上述黑膜的表面形貌進行處理,使得上述黑膜的表面平整,進而制作出厚度較厚且表面形態(tài)較好的黑膜。
2)、本申請的黑膜不僅能夠達到預(yù)定的厚度,并且還具有較好的表面形態(tài)。
3)、本申請的發(fā)光器件由于包括上述的黑膜,能夠很好地避免混光的現(xiàn)象,實現(xiàn)較好的出光效果。
以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本申請,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。