CN106226960A - 一种彩膜基板及其制造方法和显示装置 - Google Patents

一种彩膜基板及其制造方法和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板及其制造方法和显示装置。所述彩膜基板，包括衬底基板，设于衬底基板上的黑色矩阵层，设于所述黑色矩阵层上的平坦层，以及辅助隔垫物，所述辅助隔垫物的下部处于容置孔内，所述的容置孔包括贯穿所述平坦层的第一容置部以及形成在所述黑色矩阵层且与第一容置部连通的第二容置部。所述显示装置包括所述的彩膜基板。所述制造方法包括：在衬底基板上形成具有所述容置孔的第二容置部的黑色矩阵层；形成具有所述容置孔的第一容置部的平坦层；形成所述的辅助隔垫物。本发明彩膜基板通过增大辅助隔垫物的绝对高度，可以增加其弹性。另外本发明可以使主要隔垫物与辅助隔垫物的形成过程分开控制，达到稳定控制二者膜厚的目的。

Description

一种彩膜基板及其制造方法和显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制造方法和具有该彩膜基板的显示装置。
背景技术
传统的液晶显示面板都包括一层彩膜基板，其作用主要是将背光源的白光过滤为红绿蓝三原色光，实现不同的色彩显示。
图1显示了传统彩膜基板的剖面图，衬底基板100的上层为黑色矩阵层101，彩色滤光层102分布在黑色矩阵层101中间，在黑色矩阵层101和彩色滤光层102上面覆盖着平坦层103(也称透明平坦化层)，平坦层103顶面设有主要隔垫物104和辅助隔垫物105。其中主要隔垫物104的高度要高于辅助隔垫物105的高度，两者具有一定的高度差。
传统的隔垫物制程通过同一张半色调掩膜版，不同的开口部透过率形成主要隔垫物与辅助隔垫物的高度差异，然而这种方法对于隔垫物材料光反应特性要求较高。制作隔垫物时，如果使用大的曝光量会使主要隔垫物区域的反应充分，膜厚均匀性控制稳定，但与辅助隔垫物区域的高度差异不易控制。使用小的曝光量，可以实现对高度差异的稳定控制，但是主要隔垫物区域材料反应有不完全的风险，均一性难控制。
另外，传统的彩膜基板结构中，主要隔垫物与辅助隔垫物同基底设计，使得辅助隔垫物的绝对高度要比主要隔垫物低，高度的下降将会减小隔垫物的弹性。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种彩膜基板，增加辅助隔垫物的绝对高度，以达到增加弹性的目的。本发明的目的之二是提供具有该彩膜基板的显示装置。本发明的目的之三是提供所述彩膜基板的制造方法。
技术方案：本发明所述彩膜基板，包括衬底基板，设于衬底基板上的黑色矩阵层，设于所述黑色矩阵层上的平坦层，以及辅助隔垫物，所述辅助隔垫物的下部处于容置孔内，所述的容置孔包括贯穿所述平坦层的第一容置部以及形成在所述黑色矩阵层且与第一容置部连通的第二容置部。
本发明中，辅助隔垫物的下部处于容置孔内，上部处于容置孔外。其中容置孔的第二容置部形成在黑色矩阵层，这样辅助隔垫物的底面贯穿平坦层并延伸伸入黑色矩阵层，相较于传统彩膜基板，很大程度上提高了辅助隔垫物的绝对高度，从而增加了其弹性。
出于便于加工以及形成规范形状的辅助隔垫物的考虑，所述的第二容置部与第一容置部上下对准。
第二容置部形成在黑色矩阵层即存在两种情况，一是第二容置部处于黑色矩阵层内部即第二容置部大致呈凹槽状，此时辅助隔垫物的底面处于黑色矩阵层内部，二是第二容置部贯穿黑色矩阵层，此时第二容置部大致呈通孔状，辅助隔垫物的底面接触的是衬底基板。优选的，所述的第二容置部贯穿所述的黑色矩阵层。不仅辅助隔垫物的绝对高度更高，同时在制造时可以采用背面曝光方式制作，主要隔垫物和辅助隔垫物的制作可单独控制，一块掩膜版完成主要隔垫物制作，此时的掩膜版相较于同时形成主要隔垫物和辅助隔垫物工艺的半色调掩膜版成本大大降低，辅助隔垫物的制作不需要掩膜版，成本低，加工方便。
优选的，所述的辅助隔垫物的底面与所述衬底基板的顶面相接触。此时不需要对衬底基板进行改进和设计，采用常规市面衬底基板即可。
第二容置部贯穿黑色矩阵层时，为避免漏光，所述的辅助隔垫物采用不透光材料制成，优选为采用与黑色矩阵层遮光度相同的材料制成。
优选的，所述的黑色矩阵层形成在衬底基板上并限定出多个子像素区域，所述的子像素区域设有彩色滤光层，所述的平坦层覆盖所述的黑色矩阵层和彩色滤光层。
优选的，所述的彩膜基板还包括主要隔垫物，所述的主要隔垫物设于所述的平坦层上。
本发明还提供了一种显示装置，包括所述的彩膜基板。
本发明还公开了一种彩膜基板的制造方法，包括：
(1)在衬底基板上形成具有所述容置孔的第二容置部的黑色矩阵层；
(2)形成具有所述容置孔的第一容置部的平坦层；
(3)形成所述的辅助隔垫物。
所述的辅助隔垫物采用背面曝光方法或正面曝光方法形成。
步骤(1)形成黑色矩阵层后，黑色矩阵层在衬底基板上限定出多个子像素区域，再在子像素区域制作形成彩色滤光层。
形成彩色滤光层后，再形成平坦层，所述的平坦层覆盖彩色滤光层和黑色矩阵层。
步骤(3)还包括形成主要隔垫物。所述主要隔垫物采用正面曝光方法形成。
具体的，步骤(3)包括：将制造隔垫物的光刻胶涂布于平坦层上，将掩膜版置于光刻胶上，掩膜版在对应主要隔垫物的位置开设有光孔，光孔的形状与主要隔垫物相适应，然后正面曝光(曝光能量为20～200mj，掩膜版与衬底基板之间距离为100～300um)进行光反应形成主要隔垫物，再形成辅助隔垫物。
形成辅助隔垫物时，可采用正面曝光的方法。此时需要再使用一块掩膜版，该掩膜版在对应辅助隔垫物的位置开设有与辅助隔垫物形状相适应的孔。当所述的容置孔的第二容置部贯穿所述的黑色矩阵层时，形成辅助隔垫物，可采用背面曝光(曝光能量为50～250mj，光源的选择不超过380nm)的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明彩膜基板通过增大辅助隔垫物的绝对高度，可以增加其弹性。
本发明可以使主要隔垫物与辅助隔垫物的形成过程分开控制，达到稳定控制二者膜厚的目的，从而避免传统彩膜基板制造中通过同一张半色调掩膜版，不同的开口部透过率形成主要隔垫物与辅助隔垫物的方法所具有的缺陷。同时所使用的掩膜版成本比半色调掩膜版成本大大降低。
附图说明
图1为传统彩膜基板的结构示意图；
图2为本发明进行隔垫物制程前的平面俯视图；
图3为进行黑色矩阵层制程后的剖视图；
图4为进行彩色滤光层制程后的剖视图；
图5为进行平坦层制程后的剖视图；
图6为进行隔垫物层制程时的示意图；
图7为进行隔垫物制程后的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图7示出了本实施例彩膜基板的结构，包括衬底基板1、黑色矩阵层2、彩色滤光层3、透明的平坦层4、主要隔垫物5和辅助隔垫物6。
黑色矩阵层2设于衬底基板1上，黑色矩阵层2在衬底基板上限定出多个子像素区域，子像素区域设置有上述的彩色滤光层3，彩色滤光层3包括分布在子像素区域的红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层。平坦层4覆盖在黑色矩阵层2和彩色滤光层3上。
平坦层4和黑色矩阵层2在对应辅助隔垫物的设置部位具有容置孔7，辅助隔垫物6的下部处于容置孔7内，上部处于容置孔7外。容置孔7包括贯穿平坦层4的第一容置部701以及形成在黑色矩阵层2且与第一容置部701连通的第二容置部702，第一容置部701与第二容置部702上下对准。其中本实施例中第二容置部702贯穿黑色矩阵层2，辅助隔垫物6的底面与衬底基板1的顶面相接触。为了防止漏光，辅助隔垫物6可以与采用与黑色矩阵层遮光度相同的高分子材料(一般为丙烯酸树脂类材料，因需要遮光，还会添加碳等颜料)制成。
主要隔垫物5设于平坦层4上，主要隔垫物5的顶面高于辅助隔垫物的顶面。
本实施例还公开了一种显示装置，具有上述结构的彩膜基板。
上述彩膜基板可采用如下方法制备得到：
(1)如图3所示，首先取一衬底基板1，在衬底基板1上形成具有容置孔的第二容置部的黑色矩阵层2；具体的，步骤为：首先在衬底基板上涂布黑色光刻胶，经过预烘烤后进行曝光，曝光时使用具有特定图案(带矩阵及容置孔第二容置部图案)的掩膜版，曝光完成后进行显影和后烘烤工艺，最终形成具有特定图形的黑色矩阵层。
(2)黑色矩阵层2在衬底基板上限定出多个子像素区域，在子像素区域制作形成彩色滤光层3，具体的步骤包括：首先涂布红色光刻胶，经过预烘烤后进行曝光，曝光时使用具有特定图案(红色滤光层图案)的掩膜版，曝光完成后进行显影和后烘烤工艺，最终形成具有特定图形的红色滤光层，绿色滤光层和蓝色滤光层的制作工艺相同。如图4所示。
(3)如图5所示，在黑色矩阵层2和彩色滤光层3上制作形成具有容置孔的第一容置部的平坦层4，第二容置部贯穿平坦层4，第二容置部和第一容置部上下对准连通组成容置孔，用以容置辅助隔垫物的下部，图2显示了平坦层制成后进行隔垫物层制程前的结构示意图；具体的，平坦层制备包括：首先涂布平坦层光刻胶，经过预烘烤后进行曝光，曝光时使用具有特定图案(带容置孔第一容置部图案)的掩膜版，曝光完成后进行显影和后烘烤工艺，最终形成具有特定图形的透明平坦层。
(4)如图5所示，将用于制造隔垫物的光刻胶8涂布于平坦层上，部分光刻胶流入容置孔内，将掩膜版9置于光刻胶上，掩膜版9在对应主要隔垫物的位置开设有光孔901，光孔901的形状与主要隔垫物相适应，然后正面曝光(使用曝光能量20～200mj，掩膜版与衬底基板之间距离100～300um，此条件容易形成合适的主要隔垫物形状以及高度)进行光反应形成主要隔垫物5，再进行背面曝光(使用曝光能量50～250mj，光源的选择需在380nm以下，以避免光源透过彩色滤光层使彩色滤光层上部的光刻胶光反应，造成不必要的光刻胶残留。此条件容易形成合适的隔垫物形状以及高度)形成辅助隔垫物6。
另外，步骤(4)中，正面曝光形成主要隔垫物后，也可以采用正面曝光的方法形成辅助隔垫物，此时需要再使用一块掩膜版，该掩膜版在对应辅助隔垫物的位置开设有孔。
制备方法中，本发明将主要隔垫物和辅助隔垫物的制程单独控制，可采用一块或两块掩膜版来实现，不需要使用透过率不同的半色调掩膜版。
另外，需要说明的是，除了特殊说明外，本发明中黑色矩阵层、彩色滤光层、平坦层的材料及规格参数，层制备方法均采用常规技术，本领域技术人员公知。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，包括衬底基板(1)，设于衬底基板上的黑色矩阵层(2)，设于所述黑色矩阵层上的平坦层(4)，以及辅助隔垫物(6)，其特征在于，所述辅助隔垫物的下部处于容置孔(7)内，所述的容置孔包括贯穿所述平坦层的第一容置部(701)以及形成在所述黑色矩阵层且与第一容置部连通的第二容置部(702)。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述的第二容置部与第一容置部上下对准。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述的第二容置部贯穿所述的黑色矩阵层。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述的辅助隔垫物的底面与所述衬底基板的顶面相接触。
5.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述的辅助隔垫物采用不透光材料制成。
6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述的黑色矩阵层形成在衬底基板上并限定出多个子像素区域，所述的子像素区域设有彩色滤光层(3)，所述的平坦层覆盖所述的黑色矩阵层和彩色滤光层。
7.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，还包括主要隔垫物(5)，所述的主要隔垫物设于所述的平坦层上。
8.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1～7任一项所述的彩膜基板。
9.一种根据权利要求1所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括：
(1)在衬底基板上形成具有所述容置孔的第二容置部的黑色矩阵层；
(2)形成具有所述容置孔的第一容置部的平坦层；
(3)形成所述的辅助隔垫物。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述的辅助隔垫物采用背面曝光方法或正面曝光方法形成。
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