具有防反射涂層和紫外線吸收材料的紫外線掩膜的制作方法
【專利摘要】一個實施例可采取在固化LCD顯示器上的密封劑時使用的紫外線掩膜的形式。該紫外線掩膜包括母玻璃和該母玻璃上的紫外線掩膜層。紫外線吸收膜與紫外線掩膜層相鄰地定位，并且防反射(AR)膜與紫外線吸收膜相鄰地定位。
【專利說明】具有防反射涂層和紫外線吸收材料的紫外線掩膜
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年3月6日提交的并且題目為"UV Mask With Anti-reflection Coating and UV Absorption Material" 的美國臨時專利申請 61/607, 458 和于 2012 年 10 月 2 日提交的并且題目為 "UV Mask With Anti-reflection Coating and UV Absorption Material"的美國實用專利申請13/633, 812的優(yōu)先權(quán)，這些 專利申請全文以引用方式并入本文并且用于所有目的。

【技術領域】
[0003] 本申請整體涉及液晶顯示器（IXD)，并且更具體地涉及用于IXD的制造工藝。

【背景技術】
[0004] 紫外線（UV)掩膜廣泛應用于LCD制造中。在密封劑固化工藝期間，紫外線掩膜被 經(jīng)常放置在LCD單元和紫外線光源之間。這個掩膜覆蓋LCD的有效顯示區(qū)，但是留下密封 劑暴露于紫外線，從而密封劑可被固化以將彩色濾光片（CF)玻璃和薄膜晶體管（TFT)玻璃 粘結(jié)在一起。
[0005] 紫外線掩膜的用途是保護有效顯示區(qū)中的有機材料免受紫外光的損壞。例如，液 晶可被紫外線分解并且造成不好的對準、圖像殘留和其他光學偽影。這些缺陷常常被稱為 "mura"。紫外光還可損壞用在TFT和/或CF玻璃上的有機層（例如，用于鈍化的負型感光 丙烯酸（photo-acrylic)層）并且造成深色圖像上的可見偽影。紫外光可進一步損壞TFT 設備，造成顯示器的偽影或功能問題。
[0006] 雖然紫外光被紫外線掩膜阻擋，但是它也被紫外線掩膜反射。這樣，從密封劑正在 其上固化的LCD所反射的紫外光可進一步被紫外線掩膜反射并反射到LCD的紫外線敏感部 分上而導致缺陷。常規(guī)地，圍繞IXD的厚邊框有助于最小化紫外線反射的效應和/或阻止 紫外光到達LCD的紫外線敏感部分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -個實施例可采取在固化LCD顯示器上的密封劑時使用的紫外線掩膜的形式。該 紫外線掩膜包括母玻璃和在母玻璃上的紫外線掩膜層。紫外線吸收膜與紫外線掩膜層相鄰 地定位，并且防反射（AR)膜與紫外線吸收膜相鄰地定位。
[0008] 另一個實施例可采取具有紫外線光源的系統(tǒng)的形式，該紫外線光源被配置為將紫 外光朝著IXD顯示器組件引導以固化TFT玻璃和CF玻璃之間的密封劑材料。所述系統(tǒng)還 包括定位在紫外線光源和IXD顯示器之間的紫外線掩膜。紫外線掩膜包括母玻璃、母玻璃 上的紫外線掩膜和與紫外線掩膜相鄰的防反射（AR)膜。AR膜包括與紫外線掩膜相鄰的塑 料基板和覆蓋所述塑料基板的防反射涂層。所述塑料基板包含紫外線吸收劑。
[0009] 另一個實施例可采取在固化工藝期間阻擋紫外光的方法的形式。所述方法包括通 過將油墨掩膜施加到母玻璃的期望區(qū)域而在紫外線掩膜母玻璃上創(chuàng)建阻擋層并且在紫外 線母玻璃上創(chuàng)建防反射層來覆蓋所述阻擋層。另外，所述方法包括在固化工藝期間將紫外 線掩膜母玻璃定位在顯示器母玻璃上方。
[0010] 盡管公開了多個實施例，但是通過以下詳細描述，本發(fā)明的其他實施例對于本領 域的技術人員將變得顯而易見。如將所認識到的，在均不脫離所述實施例的實質(zhì)和范圍的 前提下，可對所述實施例在各個方面進行修改。因此，附圖和詳細描述將被視為在實質(zhì)上是 示例性的而不是限制性的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1不出了一種具有IXD顯不設備的電子設備。
[0012] 圖2A示出了一種紫外線掩膜。
[0013] 圖2B示出了一種用于IXD顯示器的母玻璃單元。
[0014] 圖2C示出了覆蓋在圖2B中母玻璃單元上的圖2A中的紫外線掩膜。
[0015] 圖3示出了固化IXD組件上的密封劑的紫外光。
[0016] 圖4A為圖3的一部分的放大視圖，其示出了到達IXD的有效顯示區(qū)的紫外光的反 射。
[0017] 圖4B示出了紫外光的反射的更多細節(jié)。
[0018] 圖5示出了從LCD組件反射到包括防反射膜和紫外線吸收膜的紫外線掩膜的紫外 光。
[0019] 圖6為防反射膜、紫外線吸收膜和粘合劑的放大視圖。
[0020] 圖7為示出來自防反射膜的紫外光的反射百分比的曲線圖。
[0021] 圖8為示出通過防反射膜的紫外光的透射百分比的曲線圖。
[0022] 圖9為對于半角為5度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM掩 膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。
[0023] 圖10為對于半角為10度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM 掩膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。
[0024] 圖11為對于半角為20度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM 掩膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。
[0025] 圖12為對于半角為30度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM 掩膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。
[0026] 圖13為對于半角為5度、10度和20度的反射光針對BM掩膜和具有防反射涂層的 BM掩膜示出紫外光衰減因數(shù)與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。

【具體實施方式】
[0027] 實施例可一般采取紫外線掩膜的形式，所述紫外線掩膜包括掩膜材料或涂層和防 反射膜以有助于阻止在用于LCD顯示器制造的密封劑固化工藝中紫外光的反射。AR膜可被 提供在紫外線吸收劑上方。AR膜和紫外線吸收劑兩者均可定位在紫外線掩膜的與掩膜材料 或涂層相同的側(cè)面上。
[0028] 具有AR膜的紫外線掩膜消除或顯著地減少固化工藝中紫外光的多重反射。這可 有助于改善顯示器制造的質(zhì)量和產(chǎn)量，因為更少的顯示器將經(jīng)歷暴露于紫外光所造成的前 述缺陷（例如，mura)。另外，用于LCD的母片的更大部分可被用作LCD的有效顯示區(qū)，因為 紫外光在固化工藝期間將會深度更小地并且用更小的強度侵入到有效顯示區(qū)中。因此，隨 著密封劑更靠近有效顯示區(qū)，可實現(xiàn)窄邊設計。
[0029] 轉(zhuǎn)向附圖并首先參照圖1，其示出了一種包括IXD顯示設備102的計算設備100。 在所示例子中，計算設備1〇〇是平板電腦。然而，應當理解，本技術、系統(tǒng)和裝置可用于生產(chǎn) 用于所有類型電子設備（諸如電視、電話、智能電話、筆記本和臺式計算機等等）的LCD顯 示器。因此，本文所討論的實施例將僅僅被理解為例子、而不是限制范圍。
[0030] 圖2A示出了一種示例性紫外線掩膜。所述紫外線掩膜具有帶有一系列掩蔽區(qū)域 的玻璃基板。一種典型的紫外線掩膜為具有圖案化非透射金屬涂層的母玻璃。即，在常規(guī) 紫外線掩膜中，掩蔽區(qū)域由金屬涂層形成。根據(jù)本文所公開的技術，掩蔽區(qū)域可包括黑色掩 膜（BM)和防反射膜和紫外線吸收膜，如下文中更加詳細地討論。
[0031] 圖2B示出了 IXD顯示器的一種母玻璃。通常，母玻璃可包括有效顯示區(qū)和非有效 顯示區(qū)域。有效顯示區(qū)可一般被定義為被IXD顯示器用于顯示圖像并包括液晶的區(qū)域。非 有效顯示區(qū)域可一般被定義為母玻璃的所有其他區(qū)域。如圖2B所示，有效顯示區(qū)可在母玻 璃中以陣列模式布置。
[0032] -般來講，母玻璃可包括多層。具體地，母玻璃可包括薄膜晶體管（TFT)玻璃和彩 色濾光片（CF)玻璃。TFT玻璃作為LCD顯示器的TFT的基板。CF玻璃可作為彩色濾光片 的基板，光通過該彩色濾光片以產(chǎn)生顯示器的顏色。液晶在組裝的LCD顯示器中可被定位 在TFT玻璃和CF玻璃之間。
[0033] 如圖2B所示，密封劑圍繞母玻璃的有效顯示區(qū)被提供。具體地，密封劑定位在TFT 玻璃和CF玻璃之間以密封液晶。密封劑通過暴露于紫外光進行固化。
[0034] 圖2C示出了圖2A的紫外線掩膜在圖2B的母玻璃單元上的疊置。紫外線掩膜的 掩蔽區(qū)域覆蓋母玻璃的有效顯示區(qū)以阻止有效顯示區(qū)直接暴露于紫外光。
[0035] 圖3示出了固化IXD組件上的密封劑的紫外光，所述IXD組件具有防止母玻璃的 有效顯示區(qū)（AA)直接暴露于紫外光的金屬涂層掩膜。圖4A為圖3的一部分的放大視圖， 其示出了到達LCD的有效顯示區(qū)的紫外光的反射。具體地，紫外光被示出為從母玻璃反射 回到金屬涂層的下側(cè)，然后回到母玻璃并進入到母玻璃的有效顯示區(qū)。
[0036] 圖5示出了包括防反射膜和紫外線吸收膜以阻止從掩膜到母玻璃的反射的紫外 線掩膜。在該實施例中，紫外線掩膜可包括金屬涂層或者黑色掩膜（BM)。如圖所示，紫外線 吸收膜與紫外線掩膜相鄰并覆蓋紫外線掩膜。防反射膜或涂層被提供在紫外線吸收膜的上 方?？墒褂谜澈蟿⒆贤饩€吸收劑附著到掩膜。這樣，防反射膜被放置在紫外線掩膜的頂 部，其中防反射層面向LCD組件。在一個實施例中，掩膜上的紫外線阻擋層（例如，金屬和 /或BM)與防反射膜位于玻璃的相同側(cè)上。防反射膜可通常包括包含紫外線吸收劑的塑料 基板和在光譜的紫外線范圍內(nèi)的有效的防反射涂層。
[0037] 圖6為根據(jù)一個示例性實施例的防反射膜、紫外線吸收膜和粘合劑的放大視圖。 粘合劑可采取任何合適的形式并且可為約10至500微米厚。紫外線吸收膜可采取任何合適 的形式，并且在一個實施例中可采取具有紫外線吸收劑的三乙酰纖維素（TAC)的形式。紫 外線吸收膜可為約20微米、60微米、80微米、或者100微米厚或者更厚或更薄。防反射膜 可采取任何合適的形式，并且在一個實施例中可采取納米結(jié)構(gòu)形式，諸如蛾眼的形式，如圖 所示。納米結(jié)構(gòu)可為1至10微米厚，并且可包括約10至500納米高、具有約10-500納米 的周期（例如，所述結(jié)構(gòu)的峰可被分開約10-500納米）的結(jié)構(gòu)。在其他實施例中，防反射 涂層可采取多層薄膜涂層的形式。
[0038] 當紫外光碰到TFT玻璃并且朝著掩膜被反射回時，這個光可穿過防反射層以被紫 外線吸收劑和紫外線掩膜（例如，阻擋層）吸收。非常少的光朝著TFT玻璃被再次反射。因 此，被反射的光的振幅在到達有效顯示區(qū)之前非?？斓厮p。通過適當?shù)剡x擇防反射材料， 在有效顯示區(qū)中可將被反射的紫外光減少到可忽略不計的水平（例如，不造成缺陷或mura 的水平）。
[0039] 圖7為示出來自防反射膜的紫外光的反射百分比的曲線圖。垂直軸線代表反射百 分比，并且水平軸線代表以納米（nm)為單位的光的波長。如可看到的，波長在380-480nm 的光有約小于〇. 05%的反射。因此，來自防反射膜的反射非常小。
[0040] 圖8為示出通過防反射膜的紫外光的透射百分比的曲線圖。垂直軸線代表透射百 分比，并且水平軸線代表以納米（nm)為單位的光的波長。注意，透射通過所述膜的紫外光 從380nm處的少于10%增加。這樣，存在透射通過所述膜的紫外光，特別是在光譜的近紫外 線區(qū)域中。被透射的光可被紫外線吸收劑層和紫外線掩膜（阻擋層）吸收。另外，防反射 膜的紫外線透射可通過增大膜厚度或者紫外線吸收劑濃度而被進一步減小。
[0041] 在紫外線掩膜邊框的邊緣處模擬光強度衰減以確定其傳播到有效顯示區(qū)。圖4B 大體示出了用于該模擬的模型并且大體與圖4A相似。在圖4B中，從紫外線掩膜的邊緣到 有效顯示區(qū)的距離A可在0. 8和1. 0mm之間。從密封劑到掩膜的邊緣的距離B可類似地在 0. 8和1. 0mm之間。TFT玻璃和紫外線掩膜玻璃每者的厚度可為約0. 7mm，并且分隔紫外線 掩膜玻璃和TFT的距離C可為約1. 5mm。支撐紫外線掩膜玻璃的晶棒可為約10mm厚，并且 粘合劑可將晶棒和紫外線掩膜玻璃保持在一起。
[0042] 在該模擬中，假定了紫外光的不同入射角，并且半角φ是光路錐的半角。即φ可被 定義為相對于與反射表面正交的平面的反射角度，如圖4Β所示。另外，該模擬將金屬的反 射率估計為45 %，將ΒΜ的反射率估計為12 %，而將AR膜的反射率估計為小于1 %。圖9-13 示出了得自該模擬的曲線圖。
[0043] 圖9為對于半角為5度的反射光針對原始掩膜、ΒΜ掩膜和具有防反射涂層的ΒΜ掩 膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。垂直軸線為光強度，其 被按比例縮放使得值1為被模擬掩膜的反射光的最高強度。水平軸線代表光被反射進入有 效顯示區(qū)的以毫米（mm)為單位的距離。曲線200代表常規(guī)的金屬涂層掩膜，曲線202代表 BM掩膜，并且曲線204代表具有防反射膜和紫外線吸收劑的BM膜。
[0044] 如圖所示，具有防反射膜和紫外線吸收劑的BM掩膜導致具有高的光衰減的進入 有效顯示區(qū)內(nèi)的更淺反射深度。例如，曲線204上的最后一個點為約2mm深，光強度小于 le'為了比較，BM掩膜和金屬涂層掩膜兩者均滲透至約3mm，最終光強度大于leT12和le' 可能更重要地，在進入有效顯示區(qū)的閾值處（例如，距離〇)，從具有防反射和紫外線吸收劑 的BM掩膜所反射的光具有約0. 000001的強度，而BM掩膜具有0. 01的強度并且金屬涂層 掩膜具有約〇. 1的強度。這樣，具有防反射和紫外線吸收劑的BM掩膜阻止光反射接近有效 顯示區(qū)，并且此外還減小光強度遠超其他掩膜使得其在有效顯示區(qū)中是可忽略不計的（例 如，不導致mura)。
[0045] 圖10-12中的每一者示出了如圖9所示的相同趨勢。在圖10-12中為金屬涂層掩 膜200、BM掩膜202和具有防反射及紫外線吸收劑的BM掩膜204使用了相同的編號。另 夕卜，在圖10-12中所使用的單位和比例與在圖9中所使用的相同。
[0046] 圖10為對于半角為10度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM 掩膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。圖11為對于半角為 20度的反射光針對原始掩膜、BM掩膜和具有防反射涂層的BM掩膜示出紫外光強度與進入 有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。圖12為對于半角為30度的反射光針對原始掩膜、 BM掩膜和具有防反射涂層的BM掩膜示出紫外光強度與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系 的曲線圖。
[0047] 圖13為對于半角為5度、10度和20度的反射光針對BM掩膜和具有防反射涂層的 BM掩膜示出紫外光衰減因數(shù)與進入有效顯示區(qū)的深度之間的關系的曲線圖。垂直軸線表示 光衰減因數(shù)，而水平軸線指示進入有效顯示區(qū)的以毫米為單位的距離。曲線300、302和304 分別示出了半角Φ為5度、10度和20度的具有防反射膜和紫外線吸收劑的BM掩膜。曲線 310、312和314示出了具有先前闡述的相同的相應半角Φ的ΒΜ掩膜。如可看到的，在使用 防反射膜和紫外線吸收劑的情況下光衰減要好得多，并且進入有效顯示區(qū)的距離減小。
[0048] 表1示出了在5度、10度、20度和30度的光反射半角處比較原始掩膜、ΒΜ掩膜和 具有防反射膜的ΒΜ掩膜的結(jié)果。原始掩膜指常規(guī)實現(xiàn)的金屬涂層掩膜，并且設置基線，其 他掩膜與該基線比較。ΒΜ掩膜分別在5度、10度和20度的半角Φ處提供原始掩膜的50倍 衰減、6倍衰減和2倍衰減。對于相同的半角φ，具有防反射膜的ΒΜ掩膜分別達到90, 000 倍衰減、500倍衰減和5倍衰減。如可以理解的，具有防反射膜的ΒΜ掩膜比其他掩膜提供高 得多的衰減水平。
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 一種紫外線掩膜，包括： 母玻璃； 在所述母玻璃上的紫外線掩膜層； 與所述紫外線掩膜層相鄰的紫外線吸收膜；和 與所述紫外線吸收膜相鄰的防反射膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，其中所述防反射膜包括納米結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外線掩膜，其中所述納米結(jié)構(gòu)包括蛾眼結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外線掩膜，其中所述納米結(jié)構(gòu)為約1至10微米厚并具有約 10-500納米高的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有約10-500納米的周期。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，其中所述紫外線掩膜包括黑色掩膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，還包括所述紫外線吸收膜與所述紫外線掩膜之 間的粘合劑層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線掩膜，其中所述粘合劑層為約10-500微米厚。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，其中所述紫外線吸收膜包括具有紫外線吸收劑 的三乙酰纖維素（TAC)膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，其中所述TAC膜為近似等于或小于約40微米、 60微米、80微米或100微米厚。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線掩膜，其中所述防反射涂層包括多層薄膜涂層。
11. 一種系統(tǒng)，包括： 紫外線光源，所述紫外線光源被配置為將紫外光朝著IXD顯示器組件引導以固化TFT 玻璃和CF玻璃之間的密封劑材料；和 定位在所述紫外線光源和所述IXD顯示器組件之間的紫外線掩膜，所述紫外線掩膜包 括： 母玻璃； 在所述母玻璃上的紫外線掩膜；和 與所述紫外線掩膜相鄰的防反射膜，其中所述防反射膜包括： 與所述紫外線掩膜相鄰的塑料基板，所述塑料基板包含紫外線吸收劑；和 覆蓋所述塑料基板的防反射涂層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述紫外線掩膜還包括支撐所述母玻璃的晶 棒。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中防反射涂層包括多層薄膜涂層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述防反射涂層包括寬帶防反射納米結(jié)構(gòu)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述納米結(jié)構(gòu)包括蛾眼結(jié)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述納米結(jié)構(gòu)為約1至10微米厚并具有約 10-500納米高的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有約10-500納米的周期。
17. -種在固化工藝期間阻擋紫外光的方法，所述方法包括： 通過將油墨掩膜施加到所述母玻璃的期望區(qū)域而在所述紫外線掩膜母玻璃上創(chuàng)建阻 擋層； 創(chuàng)建覆蓋所述紫外線掩膜母玻璃上的阻擋層的防反射層；以及 在固化工藝期間將所述紫外線掩膜母玻璃定位在顯示器母玻璃上方。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中創(chuàng)建吸收層包括： 與所述阻擋層相鄰地施加塑料基板，所述塑料基板包含紫外線吸收劑；以及 在所述塑料基板上方施加防反射涂層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述防反射涂層包括寬帶防反射納米結(jié)構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述固化工藝包括LCD顯示器的密封劑固化工 藝。
【文檔編號】G03F1/46GK104126150SQ201380009880
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】陳宬, K-W·金, J·鐘 申請人:蘋果公司