专利名称：一种彩膜基板的制作方法和彩膜基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种彩膜基板的制作方法和彩膜基板。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示面板包括阵列基板、彩膜基板和填充在两者之间的液晶材料。其中彩膜基板包括基板和形成于基板上的彩色滤光片，彩色滤光片包括均匀间隔排列的子像素(通常包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素这三基色子像素)和位于各子像素间隙的黑矩阵。子像素用来使显示器最终呈现出的图像是彩色的，黑矩阵用来遮住不打算透光的部分，比如氧化铟锡的走线、金属走线或者薄膜晶体管等。 通常，彩色滤光片在液晶显示面板中的成本比重较大，而随着薄膜晶体管液晶显示器技术的发展，对于生产成本的降低和制造工艺的进一步完善的要求更加迫切。如图I所示，现有的彩膜基板包括基板11、黑矩阵12和三基色子像素13。该彩膜基板的制作工艺为经过一道成像显影工艺，在基板11上形成黑矩阵12 ;经过三道成像显影工艺，在基板上形成三基色子像素13。该制作工艺包括四道成像显影工艺，工序复杂，成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种彩膜基板的制作方法和彩膜基板，用以解决现有彩膜基板的制作工艺复杂、成本较高的问题。本发明实施例提供一种彩膜基板的制作方法，所述彩膜基板具有不同颜色的子像素和无法透光的黑矩阵，所述彩膜基板的制作方法包括每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留；所有膜层被部分保留的部分叠加形成所述黑矩阵。所述每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留，具体为在基板上涂布特定颜色的膜层；采用具有遮光部、透光部和灰色调部的灰色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述特定颜色的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。所述所有膜层包括红色树脂膜层、绿色树脂膜层和蓝色树脂膜层；所述所有膜层被部分保留的部分的厚度相同。
所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度相同。所述的制作方法，还包括进行成像显影操作，在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成保护层，在所述保护层的上方形成第一隔垫物。所述进行成像显影操作，在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成保护层，在所述保护层的上方形成第一隔垫物，具体为在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第一材料层，所述第一材料层为保护材料层或隔垫材料层；采用具有半透光部、透光部的第一半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述第一材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第一隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第一隔垫物。所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度不相同。所述的制作方法，还包括在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成平坦化层，在所述平坦化层的上方形成第二隔垫物；其中，所述平坦化层用于消除所述不同颜色的子像素与所述黑矩阵之间存在的角段差。所述在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成平坦化层，在所述平坦化层的上方形成第二隔垫物，具体为在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第二材料层，所述第二材料层为平坦化材料层或隔垫材料层；采用具有半透光部、透光部的第二半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述第二材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第二隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第二隔垫物。本发明实施例还提供一种彩膜基板，包括基板；不同颜色的子像素，形成于所述基板上；由所述不同颜色的子像素对应的膜层的材料叠加而成的黑矩阵，形成于所述基板上。其中，当所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度相同时，所述彩膜基板还包可括保护层，形成于所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方；第一隔垫物，形成于所述保护层的上方。其中，当所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度不相同时，所述彩膜基板还可包括
平坦化层，形成于所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方；第二隔垫物，形成于所述平坦化层的上方。本发明实施例提供的技术方案在制作子像素的同时，使子像素膜层在黑矩阵区叠加从而形成黑矩阵，相比现有技术需要单独的一道成像显影工艺来形成黑矩阵，减少了一道成像显影工艺，从而降低了工艺复杂度和制作成本。
图I为用现有彩膜基板制作方法制作出的彩膜基板结构示意图；图2为本发明实施例中彩膜基板的制作方法流程图；图3为本发明具体实施例中步骤Cl、C2对应的结构示意图；图4为本发明具体实施例中步骤C2对应的结构示意图；图5为本发明具体实施例形成的彩膜基板的结构示意图；图6为本发明具体实施例中步骤C7、C8对应的结构示意图；图7为本发明具体实施例中步骤C8对应的结构示意图；图8为本发明具体实施例中步骤C9、ClO对应的结构示意图；图9为本发明具体实施例中步骤ClO对应的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明实施例提供的技术方案在制作子像素的同时，使子像素膜层在黑矩阵区叠加从而形成黑矩阵，相比现有技术需要单独的一道成像显影工艺来形成黑矩阵，本发明实施例提供的技术方案减少了一道成像显影工艺，从而降低了工艺复杂度和制作成本。如图2所示，本发明实施例提供了一种彩膜基板的制作方法，该彩膜基板具有不同颜色的子像素和无法透光的黑矩阵，该彩膜基板的制作方法包括步骤21、每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与该特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留，形成该特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。具体地，步骤21可包括以下步骤步骤211、在基板上依次涂布特定颜色的膜层；步骤212、在特定颜色的膜层上，采用具有遮光部、透光部和灰色调部的灰色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得特定颜色的膜层与该特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成该特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。步骤22、所有膜层被部分保留的部分叠加形成黑矩阵。其中，上述特定颜色的膜层可以是三基色树脂层，也可以是其它多种不同颜色的、且按一定比例叠加后能形成黑色的膜层，如三基色膜层与黄色膜层或青色膜层，黄色膜层、青色膜层与品红膜层等。本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法，在制作子像素的同时，使子像素膜层在黑矩阵区叠加从而形成黑矩阵，相比现有技术需要单独的一道成像显影工艺来形成黑矩阵，本发明实施例提供的制作方法减少了一道成像显影工艺，从而降低了工艺复杂度和制作成本。另外，如图I所示，采用现有技术制作的彩膜基板上三基色子像素13与黑矩阵12之间存在角段差，为了消除角段差，现有技术通常会在三基色子像素13和黑矩阵12上形成平坦化层14，然后还要经过一道成像显影工艺在平坦化层14上形成一隔垫物，用于提供阵列基板和彩膜基板的支撑，维持阵列基板和彩膜基板的适当间隙以填充液晶分子。相应于该现有技术，本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法在步骤22之后还可包括如下处理方式一或二方式一
用本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法制成的不同颜色的子像素与黑矩阵的厚度可以相同，也可以不同。当不同颜色的子像素与黑矩阵的厚度相同时，不同颜色的子像素与黑矩阵之间不存在角段差，此时，本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法在步骤22之后还可以包括以下步骤A 步骤A、进行成像显影操作，在不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成保护层，在保护层的上方形成第一隔垫物。其中，第一隔垫物的形状为柱状或其它合适形状。具体地，步骤A可包括以下步骤步骤Al、在不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第一材料层，第一材料层为保护材料层或隔垫材料层；步骤A2、采用具有半透光部、透光部的第一半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得第一材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第一隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第一隔垫物。保护层用于对子像素和黑矩阵起到保护作用，第一隔垫物用于提供阵列基板和彩膜基板的支撑，维持阵列基板和彩膜基板的适当间隙以填充液晶分子。方式二用本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法制成的不同颜色的子像素与黑矩阵的厚度可以相同，也可以不同。当不同颜色的子像素与黑矩阵的厚度不相同时，不同颜色的子像素与黑矩阵之间会存在角段差，此时，此时，本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法在步骤22之后还可以包括以下步骤B:在不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成平坦化层，在平坦化层的上方形成第二隔垫物；其中，平坦化层用于消除不同颜色的子像素与黑矩阵之间存在的角段差。具体地，步骤B可包括以下步骤步骤BI、在不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第二材料层，第二材料层为平坦化材料层或隔垫材料层；步骤B2、采用具有半透光部、透光部的第二半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得第二材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第二隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第二隔垫物。其中，第二隔垫物的形状为柱状或其它合适形状。平坦化层在消除角段差的同时，还起到了对子像素和黑像素的保护作用。第二隔垫物用于提供阵列基板和彩膜基板的支撑，维持阵列基板和彩膜基板的适当间隙以填充液晶分子。与现有技术相比，以上方式一、方式二在一道成像显影工艺中就可同时形成隔垫物和平坦化层(或保护层)，节省了工艺流程，进一步降低了工艺复杂度和制作成本。下面以制作包括三基色子像素和黑矩阵的彩膜基板为例来说明本发明实施例提供的技术方案
步骤Cl、在基板31上涂布红色树脂层32。步骤C2、采用具有遮光部341、透光部342和灰色调部343的灰色调掩模版34进行掩模、曝光和显影(如图3)，使得红色树脂层32与红色子像素区对应的部分被完全保留以形成红色子像素41，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留形成标号42所指部位(如图4)。具体地，透光部342的透光率设计为100%，对应基板31上的红色子像素区；灰色调部343的透光率可设计为33. 3%，对应基板31上的黑矩阵区；遮光部341的透光率为0，对应基板31上除红色子像素区和黑矩阵区的其它区域。当透光率为100%的透光部342对应基板31上的红色子像素区、透光率为33. 3%的灰色调部343对应基板31上的黑矩阵区、遮光部341对应其它颜色的子像素区时，采用适当的方法成像显影后，红色树脂层32与红色子像素区对应的部分就会被完全保留以形成红色子像素41 ;红色树脂层32与黑矩阵区对应的部分就会有2/3的红色树脂层被去掉，剩下1/3的红色树脂层被保留形成标号42所指部位；而红色树脂层32与其它颜色的子像素区对应的部分就会被完全去掉，露出基板31。具体成像显影方法可参考现有技术。步骤C3、在基板上涂布绿色树脂层(厚度与红色树脂层的厚度相同)。步骤C4、采用具有遮光部、透光部和灰色调部的灰色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得绿色树脂层与绿色子像素区对应的部分被完全保留以形成绿色子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。步骤C3-C4的具体实施方法可参考步骤C1-C2。步骤C5、在基板上涂布蓝色树脂层(厚度与红色树脂层的厚度相同)。步骤C6、采用具有遮光部、透光部和灰色调部的灰色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得蓝色树脂层与蓝色子像素区对应的部分被完全保留以形成蓝色子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。步骤C5-C6的具体实施方法可参考步骤C1-C2。至此，如图5，不仅在基板31上形成了红色子像素41、绿色子像素43和蓝色子像素44这三基色子像素，而且等厚度的三基色树脂层叠加在黑矩阵区上，由于等量的三基色叠加会形成黑色，因此，等厚度的三基色树脂层叠加便形成了不透光的黑矩阵45。至此，利用三道成像显影工艺，在基板上形成三基色子像素的同时，利用三基色等量叠加形成黑色的原理，形成了由等厚度的三基色树脂层叠加而成的黑矩阵，相比现有技术需要单独的一道成像显影工艺来形成黑矩阵，本发明具体实施例减少了一道成像显影工艺，从而降低了工艺复杂度和制作成本。另外，经过上述步骤C1-C6所制作的彩膜基板，子像素对应的膜层的厚度与黑矩阵的厚度相同，此时，步骤C6之后，还可以执行以下步骤C7、在三基色子像素和黑矩阵的上方涂布第一材料层61，第一材料层61为保护材料层或隔垫材料层。C8、米用具有半透光部631、透光部632的第一半色调掩模版63进行掩模、曝光和显影(如图6)，使得第一材料层61与保护层区对应的部分被部分保留以形成保护层64，与第一隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第一隔垫物65(如图7)。具体地，透光部632对应第一隔垫物区，其透光率设计为100%。半透光部631对应保护层区，其透光率可根据对保护层厚度的实际需要来设定；比如当期望保护层的厚度为第一材料层61的1/3时，可设定半透光部631的透光率为33. 3% ;当期望保护层的厚度就为第一材料层61的1/2时,可设定半透光部631的透光率为50%时。 当透光率为100%的透光部632对应第一隔垫物区、透光率为33. 3%的半透光部631对应保护层区时，采用适当的方法成像显影后，第一材料层61与第一隔垫物区对应的部分就会被完全保留，从而形成第一隔垫物65 ;第一材料层61与保护层区对应的部分就会有2/3的第一材料层被去掉，剩下1/3的第一材料层被保留，从而形成保护层64。具体成像显影方法可参考现有技术。保护层用于对三基色子像素和黑矩阵起到保护作用，第一隔垫物用于提供阵列基板和彩膜基板的支撑，维持阵列基板和彩膜基板的适当间隙以填充液晶分子。另外，在步骤C2、C4、C5中，如果灰色调部的透光率设置为其它非零和非100%的值，如20%、40%等，则最终子像素对应的膜层的厚度与黑矩阵的厚度不相同，此时，三基色子像素与黑矩阵之间存在角段差，为了消除角段差，步骤CS之后，还可以执行以下步骤C9、在三基色子像素和黑矩阵的上方涂布第二材料层81，第二材料层81为平坦化材料层或隔垫材料层。ClO、采用具有半透光部831、透光部832的第二半色调掩模版83进行掩模、曝光和显影(如图8)，使得第二材料层81与平坦化层区对应的部分被部分保留以形成平坦化层84，与第二隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第二隔垫物85(如图9)。具体地，透光部832对应第二隔垫物区，其透光率设计为100%。半透光部831对应平坦化层区，其透光率可根据对平坦化层厚度的实际需要来设定；比如当期望平坦化层的厚度为第二材料层81的1/3时，可设定半透光部831的透光率为33. 3% ;当期望平坦化层的厚度就为第二材料层81的1/2时，可设定半透光部831的透光率为50%。当透光率为100%的透光部832对应第二隔垫物区、透光率为33. 3%的半透光部831对应平坦化层区时，采用适当的方法成像显影后，第二材料层81与第二隔垫物区对应的部分就会被完全保留，从而形成第二隔垫物85 ;第二材料层81与平坦化层区对应的部分就会有2/3的第二材料层被去掉，剩下1/3的第二材料层被保留，从而形成平坦化层84。具体成像显影方法可参考现有技术。平坦化层用于消除角段差，并对子像素和黑像素的保护作用。第二隔垫物用于提供阵列基板和彩膜基板的支撑，维持阵列基板和彩膜基板的适当间隙以填充液晶分子。以上具体实施例仅是以制作包括三基色子像素和黑矩阵的彩膜基板为例来说明本发明实施例提供的技术方案的，对于制作包括其它颜色子像素和黑矩阵的彩膜基板的制作方法，同样可参考上述具体实施例中所述。本发明实施例还提供了一种彩膜基板，可采用本发明实施例提供的上述制作方法制作而成，如图5所示，上述彩膜基板包括
基板31不同颜色的子像素41、43、44，形成于基板上；由不同颜色的子像素的材料叠加而成的黑矩阵45，形成于基板31上。其中，当子像素对应的膜层的厚度与黑矩阵的厚度相同时，如图7所示，上述彩膜基板还可包括保护层64，形成于不同颜色的子像素和黑矩阵的上方；第一隔垫物65，形成于保护层64的上方。其中，当子像素对应的膜层的厚度与黑矩阵的厚度不相同时，如图9所示，上述彩膜基板还可包括平坦化层84，形成于不同颜色的子像素和黑矩阵的上方；第二隔垫物85，形成于平坦化层84的上方。上述彩膜基板可利用本发明实施例提供的上述制作方法制作而成，上述彩膜基板具有制作工艺复杂度较低、制作成本较低的优点。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种彩膜基板的制作方法，所述彩膜基板具有不同颜色的子像素和无法透光的黑矩阵，其特征在于，所述彩膜基板的制作方法包括 每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留； 所有膜层被部分保留的部分叠加形成所述黑矩阵。
2.如权利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留，具体为 在基板上涂布特定颜色的膜层； 采用具有遮光部、透光部和灰色调部的灰色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述特定颜色的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留。
3.如权利要求I所述的制作方法，其特征在于， 所述所有膜层包括红色树脂膜层、绿色树脂膜层和蓝色树脂膜层； 所述所有膜层被部分保留的部分的厚度相同。
4.如权利要求1、2或3所述的制作方法，其特征在于， 所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度相同。
5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于，还包括 进行成像显影操作，在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成保护层，在所述保护层的上方形成第一隔垫物。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述进行成像显影操作，在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成保护层，在所述保护层的上方形成第一隔垫物，具体为 在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第一材料层，所述第一材料层为保护材料层或隔垫材料层； 采用具有半透光部、透光部的第一半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述第一材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第一隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第一隔垫物。
7.如权利要求I或3所述的制作方法，其特征在于， 所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度不相同。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，还包括 在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成平坦化层，在所述平坦化层的上方形成第二隔垫物； 其中，所述平坦化层用于消除所述不同颜色的子像素与所述黑矩阵之间存在的角段差。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方形成平坦化层，在所述平坦化层的上方形成第二隔垫物，具体为在所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方涂布第二材料层，所述第二材料层为平坦化材料层或隔垫材料层； 采用具有半透光部、透光部的第二半色调掩模版进行掩模、曝光和显影，使得所述第二材料层与保护层区域对应的部分被部分保留以形成保护层，与第二隔垫物区对应的部分被完全保留以形成第二隔垫物。
10.一种彩膜基板，其特征在于，包括 基板； 不同颜色的子像素，形成于所述基板上； 由所述不同颜色的子像素对应的膜层的材料叠加而成的黑矩阵，形成于所述基板上。
11.如权利要求10所述的彩膜基板，其特征在于， 所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度相同； 所述彩膜基板还包括 保护层，形成于所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方； 第一隔垫物，形成于所述保护层的上方。
12.如权利要求10所述的彩膜基板，其特征在于， 所述子像素对应的膜层的厚度与所述黑矩阵的厚度不相同； 所述彩膜基板还包括 平坦化层，形成于所述不同颜色的子像素和黑矩阵的上方； 第二隔垫物，形成于所述平坦化层的上方。
全文摘要
本发明提供一种彩膜基板的制作方法和彩膜基板，用以解决现有彩膜基板的制作工艺复杂、成本较高的问题。该方法包括每次在基板上形成特定颜色的膜层后，进行成像显影操作，使得本次形成的膜层与所述特定颜色的子像素区对应的部分被完全保留以形成所述特定颜色的子像素，与其它颜色的子像素区对应的部分被完全去除，与黑矩阵区对应的部分被部分保留；所有膜层被部分保留的部分叠加形成所述黑矩阵。该技术方案降低了制作工艺复杂度，降低了制作成本。
文档编号G02F1/1335GK102628973SQ20111020233
公开日2012年8月8日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者何璇, 王灿, 王路 申请人:京东方科技集团股份有限公司