一种彩膜基板及其制造方法与流程

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。

背景技术：

液晶显示器具有体积小、功耗低、无辐射等有点，近年来得到了迅速发展，目前在平板显示器市场具有主导地位，液晶显示面板包括阵列基板、彩膜基板以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，彩膜基板的结构一般如图1所示，包括显示区1和非显示区2，所述显示区1包括第一黑色矩阵5、第一黑色矩阵5限定的像素区，覆盖像素区的色阻层6、以及覆盖色阻层的第一平坦化层8，所述非显示区2包括第二黑色遮光层9，靠近显示区1边缘的重叠像素色阻层14，以及部分覆盖第二黑色遮光层9和完全覆盖重叠像素色阻层14的第二平坦层13。重叠像素色阻层14与色阻层6同一工艺形成，因此会导致非显示区2中靠近显示区1边缘的地方高度明显高于显示区1的高度，进一步导致支撑柱3的高度不一致，在进行后续的成盒工艺时，非显示区2和显示区1的盒厚不均，支撑柱3会对膜层产生划伤，容易产生周边显示不良。

现有技术中，可以通过增加第一平坦层的厚度来实现显示区和非显示区的厚度相同，但是通过该方法，会导致显示区的厚度增加，降低光透过率，从而降低显示效果。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提供了一种彩膜基板及其制造方法，能够在不增加显示区的盒厚的情况下，保证显示区和非显示区盒厚一致，解决周边显示不良的问题。同时使用半透掩膜版技术，没有增加新的制程，保证了经济性。

本发明公开了一种彩膜基板，包括：显示区以及位于显示区周围的非显示区，所述显示区包括第一黑色矩阵、通过第一黑色矩阵限定的像素区、位于每个像素区的色阻层以及覆盖色阻层的第一平坦化层，所述色阻层部分覆盖第一黑色矩阵，所述非显示区包括整面铺设的第二黑色遮光层、覆盖第二黑色遮光层的垫层以及覆盖垫层的第二平坦化层，所述垫层和第二黑色遮光层的总高度等于色阻层的高度。

优选的，所述第一黑色矩阵和第二黑色遮光层同时形成，所述第一平坦层和第二平坦层一体成型且同时形成。

优选的，所述像素区包括多个子像素区，所述色阻层包括多个单色色阻层，每个单色色阻层对应一个子像素区。

优选的，所述垫层为第三黑色遮光层，所述第二黑色遮光层与第三黑色遮光层一体成型，所述第一黑色矩阵、第二黑色遮光层以及第三黑色遮光层同时形成。

优选的，所述垫层为虚拟像素层，所述虚拟像素层与色阻层同时形成。

优选的，所述虚拟像素层为单色色阻层或者多个单色色阻层的结合。

优选的，所述垫层为第三平坦化层，所述第三平坦化层与第二平坦化层一体成型，所述第三平坦化层、第二平坦化层和第一平坦化层同时形成。

本发明还提供了一种制造上述彩膜基板的方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板上形成一层黑色矩阵材料层；

s2，通过半透掩膜版对黑色矩阵材料层进行曝光，所述半透掩膜版包括位于非显示区的全透区及位于显示区的半透区和全遮区；

s3，通过显影和烘烤，在非显示区形成第二黑色遮光层和第三黑色遮光层，在显示区形成矩阵排列的第一黑色矩阵；

s4，在显示区分别形成多个单色色阻层，多个单色色阻层组成色阻层，且其中一个单色色阻层的高度等于第二黑色遮光层和第三黑色遮光层的总高度；

s5，在第三黑色遮光层和色阻层上整面铺设平坦层材料并形成位于显示区的第一平坦层和位于非显示区的第二平坦层。

优选的，所述的黑色矩阵材料层、单色色阻层、平坦层材料都为负性材料。

优选的，所述全透区的光透过率为100％，所述全遮区的光透过率为0％，所述半透区的光透过率为10-30％。

本发明还提供了一种制造上述彩膜基板的方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板上形成一层黑色矩阵材料层；

s2，通过掩膜版对黑色矩阵材料层进行曝光、显影和烘烤，形成位于非显示区内的第二黑色遮光层和形成位于显示区的第一黑色矩阵，第二黑色遮光层在非显示区中整面铺设，第一黑色矩阵在显示区中阵列排布，第二黑色遮光层和第一黑色矩阵的高度相同；

s3，依序形成每个单色色阻层，通过半透掩膜版对单色色阻层进行曝光、显影和烘烤，所述半透掩膜版包括位于显示区的全遮区和全透区以及位于非显示区的半透区和全遮区，多个单色色阻层形成位于显示区的色阻层，单个或多个单色色阻层位于非显示区的虚拟像素层，且其中一个单色色阻层的高度等于虚拟像素层和第二黑色遮光层的总高度；

s4，在色阻层和虚拟像素层上整面铺设平坦层材料并同时形成第一平坦层和第二平坦层。

优选的，所述的黑色矩阵材料层、单色色阻层、平坦层材料都为负性材料。

优选的，所述全透区的光透过率为100％，所述全遮区的光透过率为0％，所述半透区的光透过率为10-30％。

本发明还提供了一种制造上述彩膜基板的方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板上形成一层黑色矩阵材料层；

s2，通过掩膜版对黑色矩阵材料层进行曝光、显影和烘烤，形成位于非显示区内的第二黑色遮光层和形成位于显示区的第一黑色矩阵，第二黑色遮光层在非显示区中整面铺设，第一黑色矩阵在显示区中阵列排布，第二黑色遮光层和第一黑色矩阵的高度相同；

s3，在显示区分别形成多个单色色阻层，多个单色色阻层组成色阻层；

s4，在色阻层和第二黑色遮光层上铺设平坦层材料，通过半透掩膜版对平坦层材料进行曝光、显影和烘烤，所述半透掩膜版包括位于显示区的半透区以及位于非显示区的全透区，同时形成位于显示区的第一平坦层和位于非显示区的第三平坦层和第二平坦层。

优选的，所述的黑色矩阵材料层、单色色阻层、平坦层材料都为负性材料。

优选的，所述全透区的光透过率为100％，所述半透区的光透过率为10-30％。

与现有技术相比，本发明提供了一种在不增加显示区的厚度的情况下，让显示区和非显示区平整的彩膜基板，通过该彩膜基板，可以解决周边显示不良的问题。本发明还提供了一种使用半透掩膜版进行彩膜基板制作的方法，通过半透掩膜版的使用，可以减少生产制程工序，提升经济效益。

附图说明

图1为现有技术彩膜基板结构示意图；

图2为本发明实施例一结构示意图；

图3为本发明实施例二结构示意图；

图4为本发明实施例三结构示意图；

图5-6为本发明第一实施例制造方法示意图；

图7-9为本发明第二实施例制造方法示意图；

图10-11为本发明第三实施例制造方法示意图。

附图标记列表：1-显示区，2-非显示区，3-支撑柱，4-玻璃基板，5-第一黑色矩阵，6-色阻层，71-红色色阻层，72-绿色色阻层，73蓝色色阻层，8-第一平坦层，9-第二黑色遮光层，10-第三黑色遮光层，11-虚拟像素层，111-红色色阻层、112-绿色色阻层、113-蓝色色阻层，12-第三平坦层，13-第二平坦层，14-重叠像素色阻层，15-平坦层，16-全透区，17-半透区，18-全遮区，19-半透掩膜版，20-黑色矩阵材料层，21-单色色阻层，22-平坦层材料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，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。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例一：

图2为本发明第一实施例结构示意图，一种彩膜基板，包括：显示区1以及位于显示区1周围的非显示区2，所述显示区1包括矩阵排列的多个第一黑色矩阵5、由第一黑色矩阵5限定的多个像素区、位于每个像素区内的色阻层6、以及覆盖色阻层6的第一平坦化层8，所述色阻层6部分覆盖第一黑色矩阵5。所述非显示区2包括第二黑色遮光层9、覆盖第二黑色遮光层9的垫层以及覆盖垫层的第二平坦化层13。

彩膜基板还包括设置在第一平坦化层8和第二平坦化层13上的多个支撑柱3。

在本实施例中，每个像素区内设有三个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区以及子蓝色像素区。所述色阻层6包括红色色阻层71、绿色色阻层72以及蓝色色阻层73，其中绿色色阻层72位于红色色阻层71和蓝色色阻层73之间。所述红色色阻层71对应红色子像素区，所述绿色色阻层72对应绿色子像素区，所述蓝色色阻层73对应蓝色子像素区，红色色阻层71、绿色色阻层72、蓝色色阻层73分别部分覆盖对应的部分第一黑色矩阵5。

垫层为第三黑色遮光层10，所述第二黑色遮光层9与第三黑色遮光层10一体成型，所述第一黑色矩阵5、第二黑色遮光层9以及第三黑色遮光层10同时形成，第二黑色遮光层9和第三黑色遮光层10整面铺设形成且不呈矩阵排列。

第三黑色遮光层10和第二黑色遮光层9的总高度大于第一黑色矩阵5的高度，第三黑色遮光层10和第二黑色遮光层9的总高度等于其中一个色阻层的高度，在本实施例中，第三黑色遮光层10和第二黑色遮光层9的总高度等于绿色色阻层72的高度，在其他实施例中，第三黑色遮光层10和第二黑色遮光层9的总高度等于红色色阻层71或蓝色色阻层73。

第一平坦层8和第二平坦层13一体成型且同时形成。

需要说明的是，每个像素区还可以设置四个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区、蓝色子像素区以及白色子像素区。所述色阻层6对应的包含四个单色色阻层，第三黑色遮光层10和第二黑色遮光层9的总高度等于其中有一个单色色阻层的高度。

实施例二：

图3为本发明第二实施例结构示意图，一种彩膜基板，包括：显示区1以及位于显示区1周围的非显示区2，所述显示区1包括矩阵排列的多个第一黑色矩阵5、由第一黑色矩阵5限定的多个像素区、位于每个像素区内的色阻层6、以及覆盖色阻层6的第一平坦化层8，所述色阻层6部分覆盖第一黑色矩阵5。所述非显示区2包括第二黑色遮光层9、覆盖第二黑色遮光层9的垫层以及覆盖垫层的第二平坦化层13。

彩膜基板还包括设置在第一平坦化层8和第二平坦化层13上的多个支撑柱3。

在本实施例中，每个像素区内设有三个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区以及子蓝色像素区。所述色阻层6包括红色色阻层71、绿色色阻层72以及蓝色色阻层73，其中绿色色阻层72位于红色色阻层71和蓝色色阻层73之间。所述红色色阻层71对应红色子像素区，所述绿色色阻层72对应绿色子像素区，所述蓝色色阻层73对应蓝色子像素区，红色色阻层71、绿色色阻层72、蓝色色阻层73分别部分覆盖对应的部分第一黑色矩阵5。

垫层为虚拟像素层11，所述虚拟像素层11与色阻层6同时形成。虚拟像素层11也包括红色色阻层111、绿色色阻层112以及蓝色色阻层113。

其中，第一黑色矩阵的高度等于第二黑色遮光层9的高度，第二黑色矩阵9整面铺设形成且不呈矩阵排列。

非显示区的红色色阻层111的高度等于显示区的红色色阻层71的高度减去第一黑色矩阵5的高度，非显示区的绿色色阻层112的高度等于显示区的绿色色阻层72的高度减去第一黑色矩阵5的高度，非显示区的蓝色色阻层113的高度等于显示区的蓝色色阻层73的高度减去第一黑色矩阵5的高度。

第一平坦层8和第二平坦层13一体成型且同时形成。

需要说明的是，所述虚拟像素层11可以是红色色阻层111、绿色色阻层112、蓝色色阻层113单一的颜色阻层，也可以是两种或者三种颜色阻层的混合拼接而成，进一步的可以是红色色阻层111、绿色色阻层112、蓝色色阻层113垂直方向堆叠而成。

显示区1的红色色阻层71、绿色色阻层72、蓝色色阻层73以及非显示区2的红色色阻层111、绿色色阻层112、蓝色色阻层113制作顺序也可以根据需要进行调整。

需要说明的是，每个像素区还可以设置四个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区、蓝色子像素区以及白色子像素区。所述色阻层6对应的包含四个单色色阻层，非显示区的一个色阻层的高度等于显示区的对应的色阻层的高度减去第一黑色矩阵5的高度。

实施例三：

图4为本发明第三实施例结构示意图，一种彩膜基板，包括：显示区1以及位于显示区1周围的非显示区2，所述显示区1包括矩阵排列的多个第一黑色矩阵5、由第一黑色矩阵5限定的多个像素区、位于每个像素区内的色阻层6、以及覆盖色阻层6的第一平坦化层8，所述色阻层6部分覆盖第一黑色矩阵5。所述非显示区2包括第二黑色遮光层9、覆盖第二黑色遮光层9的垫层以及覆盖垫层的第二平坦化层13。

彩膜基板还包括设置在第一平坦化层8和第二平坦化层13上的多个支撑柱3。

垫层为第三平坦化层12，第三平坦化层12与第二平坦化层13一体成型。

其中第一黑色矩阵5的高度等于第二黑色遮光层9的高度。第三平坦层12的高度等于色阻层6减去第一黑色矩阵5的高度。

第一平坦层8和第二平坦层13一体成型，同时形成。

在本实施例中，每个像素区内设有三个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区以及子蓝色像素区。所述色阻层6包括红色色阻层71、绿色色阻层72以及蓝色色阻层73，其中绿色色阻层72位于红色色阻层71和蓝色色阻层73之间。所述红色色阻层71对应红色子像素区，所述绿色色阻层72对应绿色子像素区，所述蓝色色阻层73对应蓝色子像素区，红色色阻层71、绿色色阻层72、蓝色色阻层73分别部分覆盖对应的部分第一黑色矩阵5。

为了描述方便，红色色阻层、绿色色阻层、蓝色色阻层以及白色色阻层统称为单色色阻层。

实施例四：

图5-6是本发明实施例一彩膜基板结构的制造方法示意图，一种彩膜基板的制造方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板4上形成一层黑色矩阵材料层20；

s2，通过半透掩膜版19对黑色矩阵材料层20进行曝光，所述半透掩膜版19包括位于非显示区2的全透区16及位于显示区1的半透区17和全遮区18；

s3，通过显影和烘烤，在非显示区2形成第二黑色遮光层9和第三黑色遮光层10，在显示区1形成矩阵排列的第一黑色矩阵5；

s4，在显示区1分别形成多个单色色阻层21，多个单色阻21层组成色阻层6，且其中一个单色色阻层21的高度等于第二黑色遮光层9和第三黑色遮光层10的总高度；

s5，在第三黑色遮光层10和色阻层6上整面铺设平坦层材料22并形成位于显示区1的第一平坦层8和位于非显示区2的第二平坦层13。

优选的，所述的黑色矩阵材料层20、单色色阻层21、平坦层材料22都为负性材料。

优选的，所述全透区16的光透过率为100％，所述全遮区18的光透过率为0％，所述半透区17的光透过率为10-30％。

实施例五：

图7-9是本发明实施例二彩膜基板结构的制造方法示意图，一种彩膜基板的制造方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板4上形成一层黑色矩阵材料层20；

s2，通过掩膜版对黑色矩阵材料层20进行曝光、显影和烘烤，形成位于非显示区2内的第二黑色遮光层9和形成位于显示区1的第一黑色矩阵5，第二黑色遮光层9在非显示区2中整面铺设，第一黑色矩阵5在显示区1中阵列排布，第二黑色遮光层9和第一黑色矩阵5的高度相同；

s3，依序形成每个单色色阻层21，通过半透掩膜版19对单色色阻层21进行曝光、显影和烘烤，所述半透掩膜版19包括位于显示区1的全遮区18和全透区16以及位于非显示区2的半透区17和全遮区18，多个单色色阻层21形成位于显示区1的色阻层6，单个或多个单色色阻层21形成位于非显示区2的虚拟像素层，且其中一个显示区1的单色色阻层21的高度等于虚拟像素层11和第二黑色遮光层9的总高度；

s4，在色阻层6和虚拟像素层11上整面铺设平坦层材料22并同时形成第一平坦层8和第二平坦层13。

优选的，所述的黑色矩阵材料层20、单色色阻层21、平坦层材料22都为负性材料。

优选的，所述全透区16的光透过率为100％，所述全遮区18的光透过率为0％，所述半透区17的光透过率为10-30％。

需要说明的是，在本实施例中，虚拟像素层11可以由单一颜色的色阻层形成，在红色色阻层71进行曝光时，非显示区2采用全部采用半透区17进行曝光，从而在第二黑色遮光层5上形成一整层的红色色阻层111，在对绿色色阻层72和蓝色色阻层73进行曝光时，非显示区则使用全遮区18进行曝光，这样就形成了单色的虚拟像素层11。该方案相比上述方案，在非显示区2的掩膜版的设计简单，降低掩膜版的成本。

同样的，虚拟像素层11还可以通过三层堆叠进行曝光，在对红色色阻层71进行曝光时，在非显示区2使用半透区17进行曝光，半透区17的透过率为3％-10％之间，形成一整面的红色色阻层111，在接下来绿色色阻层72和蓝色色阻层73进行曝光时，同样采用小透过率的半透区17进行曝光，实现垂直方向红色色阻层111、绿色色阻层112和蓝色色阻层113进行堆叠，该方案相比上述方案，掩膜版制作比较简单，并且三个颜色的色阻层的掩膜版可以通用，节约成本。

实施例六：

图10-11是本发明实施例三彩膜基板结构的制造方法示意图，一种彩膜基板的制造方法：该方法包括以下步骤：

s1，在玻璃基板4上形成一层黑色矩阵材料层20；

s2，通过掩膜版对黑色矩阵材料层20进行曝光、显影和烘烤，形成位于非显示区2内的第二黑色遮光层9和形成位于显示区1的第一黑色矩阵5，第二黑色遮光层9在非显示区2中整面铺设，第一黑色矩阵5在显示区1中阵列排布，第二黑色遮光层9和第一黑色矩阵5的高度相同；

s3，在显示区分别形成多个单色色阻层21，多个单色色阻层21组成色阻层6；

s4，在色阻层6和第二黑色遮光层9上铺设平坦层材料22，通过半透掩膜版19对平坦层材料22进行曝光、显影和烘烤，所述半透掩膜版19包括位于显示区1的半透区17以及位于非显示区2的全透区16，同时形成位于显示区1的第一平坦层8和位于非显示区2的第三平坦层12和第二平坦层13。

优选的，所述的黑色矩阵材料层20、单色色阻层21、平坦层材料22都为负性材料。

优选的，所述全透区16的光透过率为100％，所述半透区17的光透过率为10-30％。

需要说明的是，每个像素区还可以设置四个子像素区，分别为红色子像素区、绿色子像素区、蓝色子像素区以及白色子像素区。所述色阻层6对应的包含四个单色色阻层，所述第三平坦层12的高度等于单色色阻层的高度减去第一黑色矩阵5的高度。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。