一种彩膜基板的制作方法、彩膜基板、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种彩膜基板的制作方法、彩膜基板、显示装置。

背景技术：

薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，tft-lcd)是一种重要的平板显示装置。平板显示面板是tft-lcd的核心组件，由tft基板和彩膜(cf)基板组成。其中，采用ips驱动方式的彩膜基板包括基板、背侧ito导电膜、黑色矩阵(bm)、色阻层(rgb)、保护层(oc)以及支撑柱(ps)；采用tn驱动方式的彩膜基板包括：基板、黑色矩阵(bm)、色阻层(rgb)、面电极(ito层，带有保护层)以及支撑柱(ps)。

无论是采用何种驱动模式的彩膜基板，其在制作时均需要进行bm、rgb、ps五道曝光工序，现有的ps制程工艺过程，同bm、rgb一致，光掩膜版为非常重要的一个组成部分。但是光掩膜版制作成本高，价格昂贵；且在渐近式曝光机中的使用过程中，由于基板与光掩膜版的间距很小，通常只有200-400um，存在着异物划伤光掩膜版膜面的风险；同时，采用光掩膜版的曝光工序操作繁琐，工作效率低下。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种彩膜基板的制作方法、彩膜基板、显示装置，能够有效降低成本、提高工作效率。

基于上述目的本发明提供的一种彩膜基板的制作方法，包括：

在衬底基板上依次形成黑色矩阵、色阻层，并形成至少一个贯穿所述黑色矩阵和色阻层的通孔；

在所述色阻层表面涂覆感光材料，使用紫外线照射所述衬底基板远离所述黑色矩阵一侧，使所述通孔对应位置的感光材料曝光固化并经过显影后形成支撑柱。

在一些实施方式中，所述方法还包括：在所述衬底基板上依次形成黑色矩阵、色阻层、保护层，并形成至少一个贯穿所述黑色矩阵和色阻层的通孔；

在所述保护层表面涂覆感光材料，使用紫外线照射所述衬底基板远离所述黑色矩阵一侧，使所述通孔对应位置的感光材料曝光固化并经过显影后形成支撑柱。

在一些实施方式中，所述在衬底基板上依次形成黑色矩阵、色阻层、保护层，并形成至少一个贯穿所述黑色矩阵和色阻层的通孔包括：

提供一衬底基板；

在所述衬底基板上涂覆黑色树脂层，通过构图工艺形成所述黑色矩阵，并在所述黑色矩阵内形成至少一个第一子通孔；

在所述黑色矩阵上涂覆光阻材料，通过构图工艺形成所述色阻层，并在所述色阻层内形成至少一个第二子通孔；所述至少一个第二子通孔与所述至少一个第一子通孔的位置一一对应以构成所述至少一个通孔；

在所述色阻层上形成所述保护层。

在一些实施方式中，所述在所述衬底基板上涂覆黑色树脂层，通过构图工艺形成所述黑色矩阵，并在所述黑色矩阵内形成至少一个第一子通孔包括：

在所述衬底基板上涂覆黑色树脂层，使用具有至少一个第一开孔的第一掩膜板对所述黑色树脂层进行曝光、显影，形成所述黑色矩阵；所述黑色矩阵内与所述至少一个第一开孔对应的位置处形成所述至少一个第一子通孔。

在一些实施方式中，所述在所述黑色矩阵上涂覆光阻材料，通过构图工艺形成所述色阻层，并在所述色阻层内形成至少一个第二子通孔包括：

在所述黑色矩阵上涂覆光阻材料，使用具有至少一个第二开孔的第二掩膜板对所述光阻材料进行曝光、显影，形成所述色阻层；所述色阻层内与所述至少一个第二开孔对应的位置处形成所述至少一个第二子通孔。

在一些实施方式中，所述通孔包括：孔径较大的主通孔和孔径较小的辅通孔。

在一些实施方式中，还包括：在所述支撑柱的表面设置不透光材料层。

在一些实施方式中，所述紫外线的波长小于390纳米。

另一方面，本发明还提供了一种彩膜基板，该彩膜基板使用如上任一项所述的方法制造而成。

再一方面，本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括：如上所述的彩膜基板。

从上面所述可以看出，本发明提供的彩膜基板的制作方法、彩膜基板、显示装置，通过在黑色矩阵和色阻层形成通孔，并配合在衬底基板远离黑色矩阵一侧紫外线照射曝光的方式形成支撑柱。本发明的彩膜基板制作方法，不再使用光掩膜版，显著降低了成本；同时可以做到以面曝光，减少工艺制程时间，大幅提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的彩膜基板的制作方法流程图；

图2为本发明实施例的彩膜基板的制作方法制作而成的彩膜基板结构示意图；

图3为本发明实施例中制作黑色矩阵步骤工艺简图；

图4为本发明实施例中制作色阻层步骤工艺简图；

图5为图2的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

首先，本发明实施例提供了一种彩膜基板的制作方法。

参考图1和图2，所述彩膜基板的制作方法，包括以下步骤：

步骤101、在衬底基板1上依次形成黑色矩阵2、色阻层3，并形成至少一个贯穿所述黑色矩阵2和色阻层3的通孔6。

在多数情况下，衬底基板1上还包括有保护层4，则本步骤具体包括：在衬底基板1上依次形成黑色矩阵2、色阻层3、保护层4。

本步骤中，首先提供一衬底基板1。衬底基板1可以采用玻璃基板、石英基板以及塑料基板等透明基板，本实施例中优选为玻璃基板。开始制作时，首先对衬底基板1表面进行清洁处理，确保衬底基板表面无异物。

然后，参考图2和图3，在衬底基板1上涂覆黑色树脂层22，通过构图工艺形成黑色矩阵，并在黑色矩阵内形成至少一个第一子通孔。具体的，在基板1上涂覆黑色树脂层22后，使用具有至少一个第一开孔的第一掩膜板7对黑色树脂层22进行曝光(曝光方向如图3中剪头所指方向所示)、显影，形成黑色矩阵2。在形成的黑色矩阵2内，于第一掩膜板7上个第一开孔的位置处，形成至少一个第一子通孔。

接下来，参考图2和图4，在黑色矩阵2上涂覆光阻材料33，通过构图工艺形成色阻层3，并在色阻层3内形成至少一个第二子通孔。具体的，在黑色矩阵2上涂覆光阻材料33，使用具有至少一个第二开孔的第二掩膜板8对光阻材料进行曝光(曝光方向如图4中剪头所指方向所示)、显影，形成色阻层3。在形成的色阻层3内，于第二掩膜板8上个第二开孔的位置处，形成至少一个第二子通孔。其中，第二掩膜板8上个第二开孔的位置与第一掩膜板7上个第一开孔的位置一一对应，即它们在基板上的投影重合。则相应的，因第一开孔、第二开孔而形成的第一子通孔、第二子通孔的位置也一一对应，第一子通孔与二子通孔也最终形成黑色矩阵2和色阻层3内至少一个贯通的所述通孔6。

最后，在色阻层3上形成保护层4。具体的，可以在色阻层3上涂覆透明树脂层，以形成保护层4。

经过本步骤，形成了彩膜基板的主体部分，参考图2和图5，其包括衬底基板1，以及衬底基板1上依次设置的黑色矩阵2、色阻层3、保护层4。其中，黑色矩阵2和色阻层3内包括有至少一个通孔6，该通孔6贯穿黑色矩阵2和色阻层3。

步骤102、在所述色阻层表面涂覆感光材料，使用紫外线照射所述基板远离所述黑色矩阵一侧，使所述通孔对应位置的感光材料曝光固化并经过显影后形成支撑柱。

本步骤中，基于前述步骤制作的结构，进一步的制作支撑柱。当色阻层3上不包括有保护层时，则直接在色阻层3表面涂覆感光材料。而本实施例中，前述步骤制作的结构包括有保护层4，则相应的在本步骤中将感光材料涂覆在保护层4表面。是否包括有保护层4仅影响感光材料的涂覆位置，而对后续步骤的实施没有其他影响。

具体的，参考图2，先在保护层4表面涂覆感光材料，然后使用紫外线照射衬底基板1远离所黑色矩阵2一侧(照射方向如图2中剪头所指方向所示)。由于黑色矩阵2可遮挡光，色阻层只能各自透过处于400nm以上波段的光，而保护层4为透明材质。由于紫外线波长小于400nm，则照射在衬底基板1上的紫外线只能通过所述的通孔6对应的区域，即只有一束与通孔6形状结构对应的柱状光线穿过黑色矩阵2、色阻层3、保护层4，并照射到感光材料上。通过上述的照射过程，使通孔6对应位置的感光材料发生光固化反应，之后再进行显影、后烘等工序后，即形成支撑柱5。本实施例中，作为优选的，使用的紫外线的波长小于390纳米。通过上述设置，保证紫外光仅能够从通孔射出，而其他紫外光均会被黑色矩阵和色阻层阻挡。

由上述实施例可见，本发明提供的彩膜基板的制作方法，通过在黑色矩阵和色阻层形成通孔，并配合在基板远离黑色矩阵一侧紫外线照射曝光的方式形成支撑柱。本发明的彩膜基板制作方法，不再使用光掩膜版，彻底消除了异物划伤光掩膜版膜面的风险，显著降低了成本；同时可以做到以面曝光，相比于现有技术中的依次曝光，极大的减少工艺制程时间，大幅提高工作效率。在一些其他实施例中，所述的通孔包括：孔径较大的主通孔和孔径较小的辅通孔。通过控制通孔的孔径大小，能够调整最终形成的支撑柱的大小。在实际应用中，支撑柱的大小往往不完全相同，一般包括较大的主支撑柱和较小的辅支撑柱。则在本实施例中，主通孔的孔径较大，用于形成主支撑柱；辅通孔的孔径较小，用于形成辅支撑柱。

在一些其他实施例中，在形成支撑柱后，本发明的方法还包括步骤：在支撑柱的表面设置不透光材料层。使用本发明实施例的彩膜基板在工作时，由于通孔部分可以透光，其可能会对显示产生一定影响，故在通孔对应位置的支撑柱的表面设置不透光材料层，该支撑柱表面的不透光材料层能够有效的阻挡由孔部分透出的光线，以消除通孔透光对显示造成的定影响。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种彩膜基板。该彩膜基板使用上述实施例所述的彩膜基板的制作方法制造而成。本实施例的彩膜基板，由于其包括的彩膜基板通过上述实施例的制作方法制作而成，则其显然具有成本低的优点。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种应用本发明上述实施例所述彩膜基板的显示装置。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施和技术效果可以参见上述彩膜基板制作方法的实施例，重复之处不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。