彩膜基板及其制备方法、显示面板和显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板及其制备方法、显示面板和显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显不装置(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，已经得到了广泛的应用。液晶显示面板通常包括对合设置的彩膜基板、阵列基板以及位于二者之间的液晶层。
[0003]目前的彩膜基板中，其制备过程为:先涂覆黑矩阵(BlackMatrix，简称BM)材料，通过光刻显影工艺得到包括黑矩阵的图形;然后以此黑矩阵的图形为基准，采用光刻显影工艺，陆续制备包括BGR光阻的子彩膜层;然后根据不同的显示模式，相应形成不同的层结构，最后制备隔垫物(PS)，形成完整的彩膜基板。
[0004]为了达到完好的遮光效果，如图1所示，黑矩阵2的图形与RGB光阻形成的子彩膜层3通常存在一定的重叠(Overlap)，导致黑矩阵2的图形与子彩膜层3存在高度段差，引起一系列的不良。例如，引起取向层的Rubbing Mura(摩擦水纹)不良，阻碍液晶在液晶盒内流动而引起DNU(灰态分布不均)等不良。虽然，目前也通过在彩膜层上方制备平坦层4(0C)试图消除该段差的影响，但平坦层4通常无法从根本上消除该段差。
[0005]目前的彩膜基板通常采用构图工艺来制备各层结构，工艺复杂繁琐;而且，设置平坦层并无法避免段差问题，仍会影响后续的工艺步骤和隔垫物5的制备。可见，设计一种彩膜基板的结构，从根本上减小或消除黑矩阵的图形与彩膜层之间的段差，简化工艺，有效降低成本及工艺步骤成为目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种彩膜基板及其制备方法、显示面板和显示装置，该彩膜基板结构简单，可以有效降低子彩膜层与黑矩阵之间的段差。
[0007]解决本发明技术问题所采用的技术方案是该彩膜基板，包括彩膜层和黑矩阵，所述彩膜层包括依次循环排列的多个不同颜色的子彩膜层，所述黑矩阵设置于相邻的所述子彩膜层之间的间隙区、且与相邻的所述子彩膜层无重叠相接，所述黑矩阵采用含有离子的材料形成，所述黑矩阵的下方设置有工艺电极层，形成所述黑矩阵的材料在电场作用下能在所述工艺电极层的上方产生沉积。
[0008]优选的是，所述黑矩阵的宽度和所述工艺电极层的宽度分别等于相邻的所述子彩膜层之间的间隙区的宽度，所述黑矩阵与所述工艺电极层的厚度之和等于所述子彩膜层的厚度。
[0009]优选的是，所述黑矩阵的厚度小于所述子彩膜层的厚度，所述黑矩阵的厚度范围为所述子彩膜层的厚度的3/4_5/6。
[0010]优选的是，所述黑矩阵材料包括树脂、着色剂、固化剂、助溶剂和溶剂，其中:树脂包括丙烯酸树脂或聚酯树脂，着色剂包括炭黑或灯黑，固化剂包括三聚氰胺，助溶剂包括醇类材料或醚醇类材料，溶剂包括去离子水。
[0011]优选的是，所述工艺电极层采用导电材料形成，所述导电材料包括ΙΤ0。
[0012]优选的是，所述彩膜基板还包括在所述黑矩阵和所述子彩膜层的上方设置的公共电极层或隔垫物。
[0013]—种彩膜基板的制备方法，包括形成彩膜层和黑矩阵的图形的步骤，包括步骤:
[0014]形成包括不同颜色的子彩膜层的图形；
[0015]在相邻的所述子彩膜层之间的间隙区形成工艺电极层；
[0016]在所述工艺电极层的上方形成包括黑矩阵的图形。
[0017]优选的是，在所述工艺电极层上方形成包括黑矩阵的图形的步骤包括:在所述工艺电极层及所述子彩膜层的上方涂覆黑矩阵材料，向所述工艺电极层通电，采用电沉积方式使得相邻的所述子彩膜层之间的间隙区形成所述黑矩阵的图形，所述黑矩阵与相邻的所述子彩膜层无重叠相接。
[0018]优选的是，所述黑矩阵材料包括树脂、着色剂、固化剂、助溶剂和溶剂，其中:树脂包括丙烯酸树脂或聚酯树脂，着色剂包括炭黑或灯黑，固化剂包括三聚氰胺，助溶剂包括醇类材料或醚醇类材料，溶剂包括去离子水。
[0019]优选的是，在相邻的所述子彩膜层之间的间隙区形成工艺电极层的步骤包括:形成包括工艺电极层的图形的光刻胶层，在所述光刻胶层的上方形成工艺电极膜层，采用剥离工艺在相邻的所述子彩膜层之间的间隙区形成所述工艺电极层。
[0020]优选的是，所述工艺电极层采用导电材料形成，所述导电材料包括ΙΤ0。
[0021]优选的是，所述黑矩阵的宽度和所述工艺电极层的宽度分别等于相邻的所述子彩膜层之间的宽度，所述黑矩阵与所述工艺电极层的厚度之和等于所述子彩膜层的厚度。
[0022]优选的是，所述黑矩阵的厚度小于所述子彩膜层的厚度，所述黑矩阵的厚度范围为所述子彩膜层的厚度的3/4_5/6。
[0023]优选的是，所述制备方法还包括在所述黑矩阵和所述子彩膜层的上方形成包括公共电极层的图形的步骤，或形成隔垫物的步骤。
[0024]一种显示面板，包括上述的彩膜基板。
[0025]一种显示装置，包括上述的显示面板。
[0026]本发明的有益效果是:
[0027]该彩膜基板结构简单，其中黑矩阵上表面和子彩膜层上表面基本齐平，可以有效降低子彩膜层与黑矩阵之间的段差；
[0028]相应的，该彩膜基板的制备方法中，其中的黑矩阵的制备结合采用了光刻显影技术和电沉积技术制备，简化了制备工艺。
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中彩膜基板的结构示意图；
[0030]图2为本发明实施例1中彩膜基板的结构示意图；
[0031 ]图3为本发明实施例1中彩膜基板的制备方法流程图；
[0032]图4A-图4D为对应着图3的制备方法的彩膜基板的结构示意图；
[0033]图5为本发明实施例1中ADS显示模式的彩膜基板的结构示意图；
[0034]图中:
[0035]1 一基板;2—黑矩阵；20 —黑矩阵材料；3—子彩膜层;4 一平坦层；5—隔垫物;6 —工艺电极层;7—供电电极。
【具体实施方式】
[0036]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明彩膜基板及其制备方法、显示面板和显示装置作进一步详细描述。
[0037]实施例1:
[0038]本实施例提供一种彩膜基板及其制备方法，该彩膜基板结构简单，黑矩阵与彩膜层之间无段差，而且制备方法的工艺简单，有效降低工艺成本。
[0039]如图2所示，该彩膜基板包括彩膜层和黑矩阵2，彩膜层包括依次循环排列的多个不同颜色的子彩膜层3，黑矩阵2设置于相邻的子彩膜层3之间且与相邻的子彩膜层3无重叠相接，黑矩阵2采用含有离子的材料形成，黑矩阵2的下方设置有工艺电极层6，形成黑矩阵2的材料在电场作用下能在工艺电极层6的上方产生沉积。
[0040]其中，黑矩阵2的宽度与工艺电极层6的宽度分别等于相邻的子彩膜层3之间的间隙区的宽度，黑矩阵2与工艺电极层6的厚度之和等于子彩膜层3的厚度。这样，可使得黑矩阵2的上表面与子彩膜层3的上表面齐平，保证各处厚度相等，无段差。
[0041]优选的是，黑矩阵2的厚度小于子彩膜层3的厚度，黑矩阵2的厚度范围为子彩膜层3的厚度的3/4-5/6，从而保证黑矩阵2的厚度，保证遮光效果。例如，子彩膜层3的厚度为1.9μπι，工艺电极层6的厚度为0.5μπι以下，黑矩阵2的厚度约为1.5μπι。
[0042]在本实施例的彩膜基板中，形成黑矩阵2的材料含有离子。一种示例方式为，黑矩阵材料20包括树脂、着色剂、固化剂、助溶剂和溶剂，其中:树脂包括丙烯酸树脂或聚酯树脂，着色剂包括炭黑或灯黑，固化剂包括三聚氰胺，助溶剂包括醇类材料或醚醇类材料，溶剂包括去离子水。其中的丙烯酸树脂或聚酯树脂含有离子，在电场作用下能与工艺电极层6相对运动而产生电沉积反应。
[0043]同时，工艺电极层6采用导电材料形成，导电材料包括ΙΤ0，ΙΤ0在显示领域中是常用材料，选材方便。本实施例的彩膜基板中，由于工艺电极层6与黑矩阵2在正投影方向上的面积完全一一对应，因此对形成工艺电极层6的材料的透明性并不做限定，只要其能通电实现导电即可。
[0044]容易理解的是，在上述彩膜基板的基础上，可以进一步形成适应于各种显示模式的彩膜基板，例如在黑矩阵2和子彩膜层3的上方设置的公共电极层或隔垫物5(如图5所示)。
[0045]该彩膜基板与现有的彩膜基板相比，可以减小子彩膜层与黑矩阵的段差，降低该段差对后续隔垫物PS制备以及取向层摩擦(PIRubbing)等工艺的影响，降低后续工艺中Rubb ing类不良及DNU不良。
[0046]相应的，本实施例还提供一种彩膜基板的制备方法，包括形成彩膜层和黑矩阵的图形的步骤，如图3所示，该制备方法包括步骤:
[0047]1)形成包括不同颜色的子彩膜层的图形。
[0048]在该步骤中，如图4A所示，可以采用现有的构图工艺，通过曝光、显影工艺在基板上制备RGB色阻，形成包括不同颜色的子彩膜层3的图形。
[0049]2)在相邻的子彩膜层3之间的间隙区形成工艺电极层。
[0050]在该步骤中，如图4B所示，在相邻的子彩膜层3之间的间隙区形成工艺电极层6包括:形成包括工艺电极层6的图形的光刻胶层，在光刻胶层的上方形成工艺电极膜层，采用剥离工艺在相邻的子彩膜层3之间的间隙区形成工艺电极层6。采用剥离工艺形成工艺电极层6，仅需对光刻胶材料进行曝光、显影工艺即可，而省去了对形成工艺电极材料的刻蚀工艺，能有效简化工艺步骤，而且保持工艺环境的洁净安全。
[0051]其中，工艺电极层6采用导电材料形成，导电材料包括ΙΤ0，ΙΤ0在显示领域中是常用材料，选材方便。优选的是，工艺电极层6的宽度与相邻的子彩膜层3之间的宽度相等。