CN110297353B - 彩膜基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种彩膜基板及其制作方法、显示装置，彩膜基板包括基板、黑矩阵、第一光阻块、第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块；黑矩阵设置于基板的一表面上，黑矩阵在基板上围出若干个子像素区域；第一光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层，第一光阻块设置于黑矩阵上且第一光阻块的第一光阻层与黑矩阵连接；第二光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层；第三光阻块包括依次沉积的第一光阻层及第二光阻层；第三光阻块包括第一光阻层；第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块分别设置于子像素区域中；第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块的第一光阻层分别与基板连接。

Description

彩膜基板及其制作方法、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种彩膜基板及其制作方法、显示装置。

背景技术

液晶显示器包括对盒的阵列基板、彩膜基板以及位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。彩膜基板包括衬底基板、黑矩阵、色阻和支撑物，黑矩阵、色阻和支撑物通常需要经过光刻工艺制作于衬底基板上，光刻工艺包括曝光和显影。现有的彩膜基板通常需要五道光刻工艺将黑矩阵、色阻和支撑物制作于衬底基板，光刻工艺多，制造成本高。

发明内容

基于此，有必要针对现有的彩膜基板制作，光刻工艺多，制造成本高的问题，提供一种彩膜基板及其制作方法、显示装置。

提供一基板，在所述基板的一表面上形成黑矩阵材料层并对所述黑矩阵材料层进行曝光并显影，以形成黑矩阵；

在所述基板形成黑矩阵的表面上依次沉积形成第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层；

提供一光罩，利用所述光罩从所述基板的上方对所述第四光阻层进行曝光，其中，所述光罩包括不透光部、第一透光部、第二透光部、第三透光部及第四透光部，所述第二透光部的透光率小于所述第三透光部的透光率，所述第三透光部的透光率小于所述第四透光部的透光率，所述第一透光部的透光率大于所述第四透光部的透光率；

对曝光后的第四光阻层进行显影并固化；

对所述第三光阻层、所述第二光阻层及所述第一光阻层进行蚀刻，以将不位于所述第四光阻层正下方的所述第三光阻层、所述第二光阻层及所述第一光阻层去除，以形成与所述不透光部对应的第一光阻块，与所述第二透光部对应的第二光阻块，与所述第三透光部对应的第三光阻块，以及与所述第四透光部对应的第四光阻块；

对所述第四光阻层进行薄化处理及对所述第四光阻块、所述第三光阻块、所述第二光阻块进行蚀刻处理，以使得所述第四光阻块包括第一光阻层，所述第三光阻块包括第一光阻层及第二光阻层，所述第二光阻块包括第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层。

上述的彩膜基板的制作方法，先在基板上形成黑矩阵，接着在基板形成黑矩阵的表面上依次沉积形成第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层，再用光罩对第四光阻层进行曝光并显影，接着对第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层进行蚀刻，将不位于第四光阻层正下方的第三光阻层、第二光阻层及第一光阻层去除，形成第一光阻块、第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块，再通过薄化处理去除第四光阻块上的第四光阻层，接着通过蚀刻去除第四光阻块上的第三光阻层，再通过薄化处理去除第三光阻块上的第四光阻层，接着通过蚀刻去除第四光阻块上的第二光阻层及第三光阻块的第三光阻层，最后通过薄化处理去除第二光阻块上的第四光阻层，采用上述方法制作彩膜基板，只需两道光刻工艺，光刻工艺少，制造成本低。

在其中一个实施例中，所述对所述第四光阻层进行薄化处理及对所述第四光阻块、所述第三光阻块、所述第二光阻块进行蚀刻处理，以使得所述第四光阻块包括第一光阻层，所述第三光阻块包括第一光阻层及第二光阻层，所述第二光阻块包括第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层，具体包括：

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第四光阻块上的第四光阻层；

对所述第四光阻块上的第三光阻层进行蚀刻，以去除所述第四光阻块上的第三光阻层；

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第三光阻块上的第四光阻层；

对所述第四光阻块及所述第三光阻块进行蚀刻，以去除所述第四光阻块上的第二光阻层及所述第三光阻块的第三光阻层；

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第二光阻块上的第四光阻层。

在其中一个实施例中，所述不透光部的透光率为0，所述第一透光部的透光率为100％。

在其中一个实施例中，所述第四光阻层为正性光刻胶。

在其中一个实施例中，所述对曝光后的第四光阻层进行显影并固化，具体为：

对曝光后的第四光阻层进行显影并通过光照固化显影后的第四光阻层。

一种彩膜基板，所述彩膜基板包括基板、黑矩阵、第一光阻块、第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块；所述黑矩阵设置于所述基板的一表面上，所述黑矩阵在所述基板上围出若干个子像素区域；所述第一光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层，所述第一光阻块设置于所述黑矩阵上且所述第一光阻块的第一光阻层与所述黑矩阵连接；所述第二光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层；所述第三光阻块包括依次沉积的第一光阻层及第二光阻层；所述第三光阻块包括第一光阻层；所述第二光阻块、所述第三光阻块及所述第四光阻块分别设置于所述子像素区域中；所述第二光阻块、所述第三光阻块及所述第四光阻块的第一光阻层分别与所述基板连接。

在其中一个实施例中，所述第一光阻层、所述第二光阻层及所述第三光阻层分别包括一种颜料且所述第一光阻层、所述第二光阻层及所述第三光阻层的颜料的颜色互不相同。

在其中一个实施例中，所述第四光阻层为正性光刻胶。

一种显示装置，包括阵列基板及与所述阵列基板对盒设置的彩膜基板，所述彩膜基板为上述的彩膜基板。

上述的彩膜基板及显示装置，制作光刻工艺少，制造成本低。

附图说明

图1为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图2为一实施例中彩膜基板的制作方法的流程图；

图3为一实施例中彩膜基板的制作方法的子流程图；

图4为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图5为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图6为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图7为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图8为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图9为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图10为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图11为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图12为一实施例中彩膜基板的结构示意图；

图13为一实施例中彩膜基板的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

下面结合说明书附图以及实施例对本申请做进一步的说明。

请参阅图1，本申请提供一种彩膜基板，所述彩膜基板包括基板10、黑矩阵20、第一光阻块30、第二光阻块40、第三光阻块50及第四光阻块60。所述黑矩阵20设置于所述基板10的一表面上，所述黑矩阵20在所述基板10上围出若干个子像素区域。所述第一光阻块30包括依次沉积的第一光阻层101、第二光阻层102、第三光阻层103及第四光阻层104，所述第一光阻块30设置于所述黑矩阵20上且所述第一光阻块30的第一光阻层101与所述黑矩阵20连接。所述第二光阻块40包括依次沉积的第一光阻层101、第二光阻层102及第三光阻层103。所述第三光阻块50包括依次沉积的第一光阻层101及第二光阻层102。所述第三光阻块50包括第一光阻层101。所述第二光阻块40、所述第三光阻块50及所述第四光阻块60分别设置于所述子像素区域中。所述第二光阻块40、所述第三光阻块50及所述第四光阻块60的第一光阻层101分别与所述基板10连接。

所述第四光阻层104为正性光刻胶。所述第一光阻块30为锥形柱状。

所述第一光阻块30的高度大于所述第二光阻块40、所述第三光阻块50及所述第四光阻块60的高度。

所述第一光阻层101、所述第二光阻层102及所述第三光阻层103分别包括一种颜料且所述第一光阻层101、所述第二光阻层102及所述第三光阻层103的颜料的颜色互不相同。

请参阅图2，图2为一种彩膜基板的制作方法的流程图，其中，图2包括图2-1及图2-2。

本申请还提供一种彩膜基板的制作方法，所述彩膜基板的制作方法包括以下步骤：

步骤S1，提供一基板10，在所述基板10的一表面上形成黑矩阵20材料层并对所述黑矩阵20材料层进行曝光并显影，以形成黑矩阵20。

所述基板10为透明衬底基板10。黑矩阵20材料可以包括Cr(铬)或Ti(钛)元素，也可以包括黑色的丙烯树脂。每一个光刻工艺过程包括曝光工艺步骤和显影工艺步骤。如图4所示，所述黑矩阵20在所述基板10上围出若干个子像素区域。

在所述基板10的表面上形成黑矩阵20之前通常需要对基板10进行清洗，避免基板10上的脏污影响薄膜涂布的均匀性或给薄膜造成污染。在本实施例中，基板10的脏污会对黑矩阵20和光阻层的形成造成影响。基板10的清洗可以采用物理或化学的方法，去除基板10表面的有机、无机污染物和尘埃等异物。

对所述基板10进行清洗后通常还需要对基板10进行烘烤，以去除基板10上残留的水汽。

步骤S2，在所述基板10形成黑矩阵20的表面上依次沉积形成第一光阻层101、第二光阻层102、第三光阻层103及第四光阻层104。

如图5所示，所述第一光阻层101形成于所述子像素区域及所述黑矩阵20上，所述第二光阻层102形成于所述第一光阻层101上，所述第三光阻层103形成于所述第二光阻层102上，所述第四光阻层104形成于所述第三光阻层103上。所述第一光阻层101、所述第二光阻层102及所述第三光阻层103分别包括一种颜料且所述第一光阻层101、所述第二光阻层102及所述第三光阻层103的颜料的颜色互不相同。每个子像素区域的光阻层呈现一种颜色，调节每相邻三个子像素区域的光阻层的亮度可以形成一种新颜色光。所述第四光阻层104为正性光刻胶。当正性光刻胶受到紫外线照射时，发生交联分解反应，可以溶解到显影液中。

如图6所示，步骤S3，提供一光罩200，利用所述光罩200从所述基板10的上方对所述第四光阻层104进行曝光，其中，所述光罩200包括不透光部201、第一透光部202、第二透光部203、第三透光部204及第四透光部205，所述第二透光部203的透光率小于所述第三透光部204的透光率，所述第三透光部204的透光率小于所述第四透光部205的透光率，所述第一透光部202的透光率大于所述第四透光部205的透光率。所述不透光部201的透光率为0，所述第一透光部202的透光率为100％。

由于所述第四光阻层104为正性光刻胶，当紫外光照射到所述光罩200上，并通过光罩200的所述第一透光部202、所述第二透光部203、所述第三透光部204及所述第四透光部205照射到所述第四光阻层104上时，所述第四光阻层104受紫外光照射发生化学反应。

步骤S4，对曝光后的第四光阻层104进行显影并固化。

所述第四光阻层104在曝光过程中，光阻中的光引发剂分解生成自由基，促使单体及聚合体双键打开二发生交联架桥反应形成网络，生成不易溶解于碱性的显影液的膜层结构。所述第四光阻层104对应于所述不透光部201的区域，即未曝光的区域，由于聚合体树脂中含有羧基酸性基团，且未发生交联架桥反应，因此与碱性显影液反应而溶解。所述第四光阻层104曝光的区域随透光率的增大，受显影液溶解的体积更大。所述第四光阻层104对应于所述光罩200的第一透光部202的区域经过曝光和显影后，完全溶解，对应于所述光罩200的第二透光部203、第三透光部204及所述第四透光部205的区域经过曝光和显影后，部分溶解，且所述第四光阻层104对应于所述光罩200的第二透光部203的区域厚度大于所述第四光阻层104对应于所述光罩200的第三透光部204的区域厚度，所述第四光阻层104对应于所述光罩200的第三透光部204的区域厚度大于所述第四光阻层104对应于所述光罩200的所述第四透光部205的区域厚度。所述第四光阻层104对应于所述光罩200的不透光部201的区域厚度大于所述第四光阻层104对应于所述光罩200的第二透光部203的区域厚度。因此，所述第四光阻层104经过曝光和显影后，留下了与所述光罩200的不透光部201、第二透光部203、第三透光部204及第四透光部205位置相对应的区域。

如图7所示，对曝光后的第四光阻层104进行显影并通过光照固化显影后的第四光阻层104。通过光照固化显影后的第四光阻层104，固化方式简便，成本低。

如图8所示，步骤S5，对所述第三光阻层103、所述第二光阻层102及所述第一光阻层101进行蚀刻，以将不位于所述第四光阻层104正下方的所述第三光阻层103、所述第二光阻层102及所述第一光阻层101去除，以形成与所述不透光部201对应的第一光阻块30，与所述第二透光部203对应的第二光阻块40，与所述第三透光部204对应的第三光阻块50，以及与所述第四透光部205对应的第四光阻块60。

对不位于所述第四光阻层104正下方的所述第三光阻层103、所述第二光阻层102及所述第一光阻层101进行蚀刻即对未被所述第四光阻层104覆盖的所述第三光阻层103、所述第二光阻层102及所述第一光阻层101进行蚀刻，蚀刻后的第四光阻层104形成了与所述光罩200的不透光部201对应的第一光阻块30、与第二透光部203对应的第二光阻块40、与所述第三透光部204对应的第三光阻块50及与所述第四透光部205对应的第四光阻块60。经过此步骤蚀刻形成的所述第一光阻块30、所述第二光阻块40、所述第三光阻块50及所述第四光阻块60分别包括第四光阻层104及依次位于所述第四光阻层104正下方的第三光阻层103、第二光阻层102、第一光阻层101。

如图13所示，步骤S6，对所述第四光阻层104进行薄化处理及对所述第四光阻块60、所述第三光阻块50、所述第二光阻块40进行蚀刻处理，以使得所述第四光阻块60包括第一光阻层101，所述第三光阻块50包括第一光阻层101及第二光阻层102，所述第二光阻块40包括第一光阻层101、第二光阻层102及第三光阻层103。

请参阅图3，步骤S6具体包括以下步骤：

步骤S61，对所述第四光阻层104进行薄化处理，以去除所述第四光阻块60上的第四光阻层104，如图9所示。

在一实施例中，可以采用氧等离子体工艺对所述第四光阻层104进行薄化处理。

此步骤对第四光阻层104的薄化厚度为第四光阻块60上的第四光阻层104的厚度。

如图10所示，步骤S62，对所述第四光阻块60上的第三光阻层103进行蚀刻，以去除所述第四光阻块60上的第三光阻层103。

如图11所示，步骤S63，对所述第四光阻层104进行薄化处理，以去除所述第三光阻块50上的第四光阻层104。

如图12所示，步骤S64，对所述第四光阻块60及所述第三光阻块50进行蚀刻，以去除所述第四光阻块60上的第二光阻层102及所述第三光阻块50的第三光阻层103。

此步骤中，可以先对所述第四光阻块60的第二光阻层102进行蚀刻，去除所述第四光阻块60上的第二光阻层102，再对所述第三光阻块50的第三光阻层103进行蚀刻，去除所述第三光阻块50上的第三光阻层103。

如图13所示，步骤S65，对所述第四光阻层104进行薄化处理，以去除所述第二光阻块40上的第四光阻层104。

此步骤对第四光阻层104的薄化厚度为第二光阻块40上的第四光阻层104的厚度。

所述第一光阻块30为锥形柱状。所述第一光阻块30用于维持所述彩膜基板与与所述彩膜基板对盒的阵列基板之间的间隙，锥形柱状的第一光阻块30可以更好地分解压力，使得彩膜基板与阵列基板间间隙的距离维持得更稳定。所述第一光阻块30即支撑物。所述第一光阻块30包括依次沉积的第一光阻层101、第二光阻层102、第三光阻层103及第四光阻层104，所述第一光阻块30位于黑矩阵20上，所述第一光阻层101与所述黑矩阵20相接。

采用上述方法制作形成的第二光阻块40、第三光阻块50及第四光阻块60，还可以根据实际需要对第一光阻层101或第二光阻层102或第三光阻层103进行刻蚀，以使得第二光阻块40、第三光阻块50及第四光阻块60的高度达到实际的需求。

上述的彩膜基板的制作方法，先在基板10上形成黑矩阵20，接着在基板10形成黑矩阵20的表面上依次沉积形成第一光阻层101、第二光阻层102、第三光阻层103及第四光阻层104，再用光罩200对第四光阻层104进行曝光并显影，接着对第一光阻层101、第二光阻层102、第三光阻层103进行蚀刻，将不位于第四光阻层104正下方的第三光阻层103、第二光阻层102及第一光阻层101去除，形成第一光阻块30、第二光阻块40、第三光阻块50及第四光阻块60，再通过薄化处理去除第四光阻块60上的第四光阻层104，接着通过蚀刻去除第四光阻块60上的第三光阻层103，再通过薄化处理去除第三光阻块50上的第四光阻层104，接着通过蚀刻去除第四光阻块60上的第二光阻层102及第三光阻块50的第三光阻层103，最后通过薄化处理去除第二光阻块40上的第四光阻层104，采用上述方法制作彩膜基板，只需两道光刻工艺，光刻工艺少，制造成本低。

本申请还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述的彩膜基板。所述显示装置还包括与所述彩膜基板对盒的阵列基板及位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层。所述彩膜基板上的所述第一光阻块30即所述显示装置的支撑物，所述第一光阻块30用于维持所述彩膜基板与所述阵列基板之间的间隙即维持液晶盒厚稳定的作用。

上述的彩膜基板及显示装置，制作光刻工艺少，制造成本低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一基板，在所述基板的一表面上形成黑矩阵材料层并对所述黑矩阵材料层进行曝光并显影，以形成黑矩阵；

在所述基板形成黑矩阵的表面上依次沉积形成第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层；

提供一光罩，利用所述光罩从所述基板的上方对所述第四光阻层进行曝光，其中，所述光罩包括不透光部、第一透光部、第二透光部、第三透光部及第四透光部，所述第二透光部的透光率小于所述第三透光部的透光率，所述第三透光部的透光率小于所述第四透光部的透光率，所述第一透光部的透光率大于所述第四透光部的透光率；

对曝光后的第四光阻层进行显影并固化；

对所述第三光阻层、所述第二光阻层及所述第一光阻层进行蚀刻，以将不位于所述第四光阻层正下方的所述第三光阻层、所述第二光阻层及所述第一光阻层去除，以形成与所述不透光部对应的第一光阻块，与所述第二透光部对应的第二光阻块，与所述第三透光部对应的第三光阻块，以及与所述第四透光部对应的第四光阻块；

对所述第四光阻层进行薄化处理及对所述第四光阻块、所述第三光阻块、所述第二光阻块进行蚀刻处理，以使得所述第四光阻块包括第一光阻层，所述第三光阻块包括第一光阻层及第二光阻层，所述第二光阻块包括第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述对所述第四光阻层进行薄化处理及对所述第四光阻块、所述第三光阻块、所述第二光阻块进行蚀刻处理，以使得所述第四光阻块包括第一光阻层，所述第三光阻块包括第一光阻层及第二光阻层，所述第二光阻块包括第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层，具体包括：

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第四光阻块上的第四光阻层；

对所述第四光阻块上的第三光阻层进行蚀刻，以去除所述第四光阻块上的第三光阻层；

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第三光阻块上的第四光阻层；

对所述第四光阻块及所述第三光阻块进行蚀刻，以去除所述第四光阻块上的第二光阻层及所述第三光阻块的第三光阻层；

对所述第四光阻层进行薄化处理，以去除所述第二光阻块上的第四光阻层。

3.根据权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述不透光部的透光率为0，所述第一透光部的透光率为100％。

4.根据权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述第四光阻层为正性光刻胶。

5.根据权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述对曝光后的第四光阻层进行显影并固化，具体为：

对曝光后的第四光阻层进行显影并通过光照固化显影后的第四光阻层。

6.一种彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板通过如权利要求1至5任一项所述的制作方法制成，所述彩膜基板包括基板、黑矩阵、第一光阻块、第二光阻块、第三光阻块及第四光阻块；所述黑矩阵设置于所述基板的一表面上，所述黑矩阵在所述基板上围出若干个子像素区域；所述第一光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层、第三光阻层及第四光阻层，所述第一光阻块设置于所述黑矩阵上且所述第一光阻块的第一光阻层与所述黑矩阵连接；所述第二光阻块包括依次沉积的第一光阻层、第二光阻层及第三光阻层；所述第三光阻块包括依次沉积的第一光阻层及第二光阻层；所述第三光阻块包括第一光阻层；所述第二光阻块、所述第三光阻块及所述第四光阻块分别设置于所述子像素区域中；所述第二光阻块、所述第三光阻块及所述第四光阻块的第一光阻层分别与所述基板连接。

7.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一光阻块的高度大于所述第二光阻块、所述第三光阻块及所述第四光阻块的高度。

8.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一光阻层、所述第二光阻层及所述第三光阻层分别包括一种颜料且所述第一光阻层、所述第二光阻层及所述第三光阻层的颜料的颜色互不相同。

9.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述第四光阻层为正性光刻胶。

10.一种显示装置，包括阵列基板及与所述阵列基板对盒设置的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板为权利要求6至权利要求9任意一项所述的彩膜基板。

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