彩色滤光片基板及制作方法与液晶显示面板与流程

本发明涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种彩色滤光片基板及制作方法与液晶显示面板。

背景技术：

液晶显示面板(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。液晶显示面板包括相对设置的彩色滤光片基板和薄膜晶体管阵列基板以及夹置在两者之间的液晶层。

一般情况下，当用户从不同的视角观看液晶显示面板的屏幕时，图像的亮度会随着视角的增加而减小。传统的扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)的液晶显示面板，公共电极和像素电极分别形成在上下两个不同的基板上，液晶分子在一个与基板垂直的平面内旋转。然而，TN型液晶显示面板的视角比较窄。为实现宽视角，采用水平电场的平面内切换型(In-Plane Switching，IPS)和采用边缘电场的边缘电场切换型(Fringe Field Switching，FFS)的液晶显示面板被开发出来。针对IPS型或FFS型的液晶显示面板，公共电极和像素电极是形成在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板)上，液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转从而获得更广的视角。

在现有技术中，通常会在彩色滤光片基板上制作ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)层，该ITO层与阵列基板上的公共电极电性导通，以消除外部静电对IPS、FFS型液晶显示面板的影响，防止产生静电云纹(Mura)现象。

但是，在这种方法中，由于彩色滤光片基板上的ITO层与阵列基板上的公共电极导通，使得彩色滤光片基板上的ITO层与阵列基板上的像素电极之间存在比较强的垂直电场，对液晶分子在平面内转动具有一定的抑制作用，使得液晶显示面板的穿透率降低、响应时间拉长。

中国专利申请第201130241819.3号即公开了一种彩色滤光片基板，包括：基板、屏蔽电极、黑矩阵、彩膜层以及平坦化层；屏蔽电极设置于基板的内侧面；黑矩阵设置于屏蔽电极下方的非密封胶区域；彩膜层设置于基板的内侧面没有被黑矩阵和屏蔽电极覆盖的区域；平坦化层设置于彩膜层以及黑矩阵的下方并覆盖黑矩阵和彩膜层。该屏蔽电极可以防止静电的发生，而且该屏蔽电极采用图案化结构，与像素电极上下错开，使该屏蔽电极在与像素电极相对应的位置镂空，降低了屏蔽电极与像素电极之间的垂直电场，有利于提高穿透率和缩短响应时间，降低饱和电压和降低功耗。

但是，上述的彩色滤光片基板仍存在以下问题：

(1)、屏蔽电极形成在基板与黑矩阵之间，在涂布密封胶区域未设置黑矩阵，但是设置有屏蔽电极，黑矩阵和屏蔽电极的图案不完全相同，导致需要增加制作屏蔽电极的光罩，需要溅射、光阻涂布、曝光、显影、刻蚀、去光阻的制作过程，延长了整个制程的时间，使得成本大大提高；

(2)、屏蔽电极制作形成在黑矩阵之前，因为屏蔽电极为透明电极，在接着做黑矩阵时，黑矩阵与屏蔽电极之间的对位会有问题；

(3)、黑矩阵在密封胶区域要挖开，如果密封胶涂布精度不良，很可能导致出现漏光问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种彩色滤光片基板及制作方法，以解决现有彩色滤光片基板在设置屏蔽电极时，制程复杂、成本高以及存在对位和漏光的问题。

本发明实施例提供一种彩色滤光片基板，包括衬底，该衬底的一侧设有色阻层、黑矩阵和屏蔽电极，该屏蔽电极由导电材料制成，该彩色滤光片基板具有显示区和位于该显示区四周外围的非显示区，该屏蔽电极与该黑矩阵在该显示区和该非显示区均具有完全相同的图案，该屏蔽电极与该黑矩阵上下相互贴合接触且完全重叠在一起。

进一步地，该色阻层和该黑矩阵形成在该衬底一侧的表面上，该屏蔽电极设置在该黑矩阵下方。

进一步地，该色阻层和该黑矩阵形成在该衬底一侧的表面上，该屏蔽电极设置在该黑矩阵下方，该屏蔽电极下方还重叠设有另一层黑矩阵。

进一步地，该色阻层和该屏蔽电极形成在该衬底一侧的表面上，该黑矩阵设置在该屏蔽电极下方。

本发明实施例还提供一种液晶显示面板，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板为上述的彩色滤光片基板，该第二基板为薄膜晶体管阵列基板，该第二基板上设有公共电极和像素电极，该第一基板上的屏蔽电极与该第二基板上的公共电极通过导电胶上下导电相连，其中该导电胶与该屏蔽电极的侧表面导电连接。

本发明实施例还提供一种彩色滤光片基板的制作方法，包括在衬底的一侧制作形成色阻层、黑矩阵和屏蔽电极，该屏蔽电极由导电材料制成，该彩色滤光片基板具有显示区和位于该显示区四周外围的非显示区，其中该屏蔽电极与该黑矩阵在该显示区和该非显示区均具有完全相同的图案，该屏蔽电极与该黑矩阵上下相互贴合接触且完全重叠在一起。

在其中一个实施例中，该制作方法具体包括：

在该衬底上涂布一层BM负性光阻层；

在该BM负性光阻层上涂布一层正性光阻层；

利用制作该黑矩阵的BM光罩对该正性光阻层进行曝光；

对经过曝光的该正性光阻层进行显影，移除被曝光位置的该正性光阻层并在被曝光位置露出该BM负性光阻层；

在该正性光阻层和露出的该BM负性光阻层上沉积一层导电材料层；

对该导电材料层进行蚀刻，使该导电材料层覆盖该正性光阻层的侧面被完全蚀刻掉；

剥离移除该正性光阻层，同时移除覆盖在该正性光阻层正面的该导电材料层，仅在被曝光位置保留该导电材料层作为该屏蔽电极；

对该BM负性光阻层进行显影，仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层作为该黑矩阵。

在另一个实施例中，该制作方法具体包括：

在该衬底上涂布一层BM负性光阻层；

在该BM负性光阻层上沉积一层导电材料层；

在该导电材料层上涂布一层负性光阻层；

利用制作该黑矩阵的BM光罩对该负性光阻层进行曝光；

对经过曝光的该负性光阻层进行显影，移除未被曝光位置的该负性光阻层并在未被曝光位置露出该导电材料层；

对露出的该导电材料层进行蚀刻移除，仅在被曝光位置保留该导电材料层作为该屏蔽电极；

剥离移除该负性光阻层；

对该BM负性光阻层进行显影，仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层作为该黑矩阵。

在又一个实施例中，该制作方法具体包括：

在该衬底上涂布第一层BM负性光阻层；

在该BM负性光阻层上沉积一层导电材料层；

在该导电材料层上涂布第二层BM负性光阻层；

利用制作该黑矩阵的BM光罩对该第二层BM负性光阻层进行曝光；

对经过曝光的该第二层BM负性光阻层进行显影，移除未被曝光位置的该第二层BM负性光阻层并在未被曝光位置露出该导电材料层，同时仅在被曝光位置保留该第二层BM负性光阻层作为其中一层该黑矩阵；

对露出的该导电材料层进行蚀刻移除并露出下方的该第一层BM负性光阻层，仅在被曝光位置保留该导电材料层作为该屏蔽电极；

对该第一层BM负性光阻层进行显影，仅在被曝光位置保留该第一层BM负性光阻层作为另一层该黑矩阵。

在又一个实施例中，该制作方法具体包括：

在该衬底上沉积一层导电材料层；

在该导电材料层上涂布一层BM负性光阻层；

利用制作该黑矩阵的BM光罩对该BM负性光阻层进行曝光；

对经过曝光的该BM负性光阻层进行显影，移除未被曝光位置的该BM负性光阻层并在未被曝光位置露出该导电材料层，同时仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层作为该黑矩阵；

对露出的该导电材料层进行蚀刻移除，仅在被曝光位置保留该导电材料层作为该屏蔽电极。

本发明实施例提供的彩色滤光片基板及制作方法，在彩色滤光片基板的内侧设置有屏蔽电极，可以实现静电屏蔽，屏蔽电极采用图案化结构，与像素电极上下错开，降低了屏蔽电极与像素电极之间的垂直电场，有利于提高穿透率和缩短响应时间，降低饱和电压和降低功耗。而且屏蔽电极和黑矩阵的图案在中心显示区和周边非显示区完全相同，可以利用一张光罩一次曝光实现黑矩阵和屏蔽电极的同时制作，无需增加制作屏蔽电极的光罩。这样，可以简化工序，从而节省了制程时间，并降低生产成本。由于利用一张光罩一次曝光实现黑矩阵和屏蔽电极的同时制作，在制作黑矩阵和屏蔽电极时也不存在对位问题。

本发明实施例在该液晶显示面板周边的框胶涂布区域，黑矩阵可以不挖开，黑矩阵延伸的面积与屏蔽电极完全相同，导电胶可从屏蔽电极的侧表面与屏蔽电极导通，不会因为密封胶涂布不良而漏光。而且彩色滤光片基板上的屏蔽电极通过导电胶与薄膜晶体管阵列基板上的公共电极导通连接，也可以避免出现暗态漏光问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例中液晶显示面板的结构示意图。

图2为图1中液晶显示面板的第二基板的电路结构示意图。

图3为本发明第二实施例中液晶显示面板的结构示意图。

图4为本发明第三实施例中液晶显示面板的结构示意图。

图5a至图5h为图1中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图。

图6a至图6h为图1中彩色滤光片基板的另一种制作方法的步骤示意图。

图7a至图7g为图3中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图。

图8a至图8e为图4中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图。

图9为本发明实施例中用于制作黑矩阵和屏蔽电极的共用光罩的平面结构示意图。

图10为本发明实施例中制作形成的黑矩阵的平面结构示意图。

图11为本发明实施例中制作形成的屏蔽电极的平面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明第一实施例中液晶显示面板的结构示意图，请参图1，该液晶显示面板包括包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12以及位于第一基板11与第二基板12之间的液晶层13。第一基板11为彩色滤光片基板，第二基板12为薄膜晶体管阵列基板。

本实施例提供的液晶显示面板适用于平面内切换型(IPS)、边缘电场切换型(FFS)等模式的液晶显示面板，公共电极和像素电极均形成在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板)上，在公共电极和像素电极之间施加显示用的电场时，液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转以获得较广的视角。本实施例中，以边缘电场切换型(FFS)为例对该液晶显示面板进行说明。

应当理解地，本发明中，在第一基板11和第二基板12上仅示意了与本发明相关的部分膜层结构，对其它的膜层结构则进行了省略。

第一基板11(即彩色滤光片基板)具有显示区A和位于显示区A四周外围的非显示区B，第一基板11包括第一衬底110，第一衬底110在背向液晶层13一侧的表面(即外表面)设有第一偏光片111。第二基板12包括第二衬底120，第二衬底120在背向液晶层13一侧的表面(即外表面)设有第二偏光片121，第一偏光片111与第二偏光片121的透光轴方向(图未示)相互垂直。

第一衬底110在靠近液晶层13一侧设有色阻层112、黑矩阵113(black matrix,BM)、屏蔽电极114和平坦层115。屏蔽电极114与黑矩阵113在显示区A和非显示区B均具有完全相同的图案，屏蔽电极114与黑矩阵113上下相互贴合接触且完全重叠在一起。本实施例中，色阻层112和黑矩阵113形成在第一衬底110靠近液晶层13一侧的表面(即内表面)上，屏蔽电极114设置在黑矩阵113下方，平坦层115覆盖色阻层112和屏蔽电极114。

图2为图1中液晶显示面板的第二基板的电路结构示意图，请结合图1与图2，第二衬底120在靠近液晶层13一侧设有扫描线122、数据线123、薄膜晶体管(TFT)124、公共电极125(common electrode)、绝缘层126和像素电极127(pixel electrode)。

如图2所示，多条扫描线122与多条数据线123相互交叉限定形成多个子像素SP(sub-pixel)。子像素SP例如为红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)子像素，多个相邻的子像素SP构成一个显示像素(pixel)。例如一个显示像素可包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三个子像素SP。每个子像素SP内设有像素电极127和薄膜晶体管(TFT)124，薄膜晶体管124位于扫描线122与数据线123交叉的位置附近。每个薄膜晶体管124包括栅极、源极及漏极(图未示)，其中栅极电连接对应的扫描线122，源极与漏极之一电连接对应的数据线123，源极与漏极之另一电连接对应的像素电极127，例如源极电连接对应的数据线123，漏极电连接对应的像素电极127。

本实施例中，像素电极127位于公共电极125上方，两者之间设有绝缘层126，但不限于此。在其他实施例中，像素电极127也可以位于公共电极125下方，即像素电极127与公共电极125互换位置。另外，当采用平面内切换型(IPS)的液晶显示面板时，像素电极127和公共电极125还可以位于同一层中且相互绝缘，此时在每个子像素SP内，像素电极127和公共电极125可以分别制成具有多个电极条的梳状结构且相互插入配合。

上述的屏蔽电极114、公共电极125与像素电极127可以采用ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等透明导电材料制成。另外，屏蔽电极114由于与黑矩阵113重叠设置且位于每个子像素SP四周的遮光区，因此屏蔽电极114也可以采用金属等不透明导电材料制成。

如图1所示，屏蔽电极114与公共电极125之间在该彩色滤光片基板的非显示区B通过导电胶14导电相连，导电胶14例如通过点银胶的方式形成在屏蔽电极114外部且与屏蔽电极114的侧表面导电连接，这样在平坦层115上无需开设容纳导电胶14的穿孔，而且无论屏蔽电极114是设置在黑矩阵113上方或下方，均不影响导电胶14与屏蔽电极114实现侧面导电连接。该液晶显示面板还包括驱动电路15，该液晶显示面板在显示时，由驱动电路15提供电压信号至第二基板12的公共电极125，该电压信号再通过导电胶14提供给第一基板11的屏蔽电极114。

图3为本发明第二实施例中液晶显示面板的结构示意图，请参图3，本实施例与上述第一实施例的主要区别在于，本实施例中，屏蔽电极114下方还重叠有另一层黑矩阵113，即屏蔽电极114夹设在两层黑矩阵113之间，屏蔽电极114与两层黑矩阵113在显示区A和非显示区B均具有完全相同的图案，屏蔽电极114与两层黑矩阵113上下相互贴合接触且完全重叠在一起。关于本实施例的其他结构，可参见上述第一实施例，在此不再赘述。

图4为本发明第三实施例中液晶显示面板的结构示意图，请参图4，本实施例与上述第一实施例的主要区别在于，本实施例中，色阻层112和屏蔽电极114形成在第一基板11靠近液晶层13一侧的表面(即内表面)上，黑矩阵113设置在屏蔽电极114下方，平坦层115覆盖色阻层112和黑矩阵113。即本实施例相较于上述第一实施例，黑矩阵113与屏蔽电极114的顺序进行了互换。本实施例中屏蔽电极114若采用金属材料制成，则第一偏光片111优选采用抗反射偏光片，以避免金属材料的屏蔽电极114对外界环境光产生反射而影响显示效果。关于本实施例的其他结构，可参见上述第一实施例，在此不再赘述。

本发明中，由于屏蔽电极114和黑矩阵113的图形完全一致且相互重叠，可以共用现有的制作黑矩阵113的光罩(以下简称“BM光罩”)来同时制作屏蔽电极114，即共用BM曝光工程，实现一道光罩一次曝光，同时制作黑矩阵113和屏蔽电极114。

图5a至图5h为图1中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图，请参图5a至图5h，本实例中的制作步骤具体如下：

如图5a，在第一衬底110上涂布一层BM负性光阻层113a；

如图5b，在该BM负性光阻层113a上涂布一层正性光阻层21；

如图5c，利用制作该黑矩阵113的BM光罩30(该BM光罩30的平面结构如图9所示)对该正性光阻层21进行曝光；

如图5d，对经过曝光的该正性光阻层21进行显影，移除被曝光位置的该正性光阻层21并在被曝光位置露出该BM负性光阻层113a；

如图5e，在该正性光阻层21和露出的该BM负性光阻层113a上通过磁控溅射等方式沉积一层透明(例如ITO、IZO)或不透明(例如金属)的导电材料层114a；

如图5f，对该导电材料层114a进行蚀刻，使该导电材料层114a覆盖该正性光阻层21的侧面被完全蚀刻掉；

如图5g，剥离移除该正性光阻层21，同时移除覆盖在该正性光阻层21正面的该导电材料层114a，仅在被曝光位置保留该导电材料层114a作为该屏蔽电极114；

如图5h，对该BM负性光阻层113a进行显影，仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层113a作为该黑矩阵113。

图6a至图6h为图1中彩色滤光片基板的另一种制作方法的步骤示意图，请参图6a至图6h，本实例中的制作步骤具体如下：

如图6a，在第一衬底110上涂布一层BM负性光阻层113a；

如图6b，在该BM负性光阻层113a上通过磁控溅射等方式沉积一层透明(例如ITO、IZO)或不透明(例如金属)的导电材料层114a；

如图6c，在该导电材料层114a上涂布一层负性光阻层22；

如图6d，利用制作该黑矩阵113的BM光罩30(该BM光罩30的平面结构如图9所示)对该负性光阻层22进行曝光；

如图6e，对经过曝光的该负性光阻层22进行显影，移除未被曝光位置的该负性光阻层22并在未被曝光位置露出该导电材料层114a；

如图6f，对露出的该导电材料层114a进行蚀刻移除，仅在被曝光位置保留该导电材料层114a作为该屏蔽电极114；

如图6g，剥离移除该负性光阻层22；

如图6h，对该BM负性光阻层113a进行显影，仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层113a作为该黑矩阵113。

图7a至图7g为图3中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图，请参图7a至图7g，本实例中的制作步骤具体如下：

如图7a，在第一衬底110上涂布第一层BM负性光阻层113a；

如图7b，在该第一层BM负性光阻层113a上通过磁控溅射等方式沉积一层透明(例如ITO、IZO)或不透明(例如金属)的导电材料层114a；

如图7c，在该导电材料层114a上涂布第二层BM负性光阻层113a；

如图7d，利用制作该黑矩阵113的BM光罩30(该BM光罩30的平面结构如图9所示)对该第二层BM负性光阻层113a进行曝光；

如图7e，对经过曝光的该第二层BM负性光阻层113a进行显影，移除未被曝光位置的该第二层BM负性光阻层113a并在未被曝光位置露出该导电材料层114a，同时仅在被曝光位置保留该第二层BM负性光阻层113a作为其中一层该黑矩阵113；

如图7f，对露出的该导电材料层114a进行蚀刻移除并露出下方的该第一层BM负性光阻层113a，仅在被曝光位置保留该导电材料层114a作为该屏蔽电极114；

如图7g，对该第一层BM负性光阻层113a进行显影，仅在被曝光位置保留该第一层BM负性光阻层113a作为另一层该黑矩阵113。

图8a至图8e为图4中彩色滤光片基板的一种制作方法的步骤示意图，请参图8a至图8e，本实例中的制作步骤具体如下：

如图8a，在第一衬底110上通过磁控溅射等方式沉积一层透明(例如ITO、IZO)或不透明(例如金属)的导电材料层114a；

如图8b，在该导电材料层114a上涂布一层BM负性光阻层113a；

如图8c，利用制作该黑矩阵113的BM光罩30(该BM光罩30的平面结构如图9所示)对该BM负性光阻层113a进行曝光；

如图8d，对经过曝光的该BM负性光阻层113a进行显影，移除未被曝光位置的该BM负性光阻层113a并在未被曝光位置露出该导电材料层114a，同时仅在被曝光位置保留该BM负性光阻层113a作为该黑矩阵113；

如图8e，对露出的该导电材料层114a进行蚀刻移除，仅在被曝光位置保留该导电材料层114a作为该屏蔽电极114。

图9为本发明上述实施例中所用到的BM光罩30的平面结构示意图，该BM光罩30可以是现有的用于制作黑矩阵113的光罩，上述实施例通过该BM光罩30，共用BM曝光工程，实现一道光罩一次曝光，达到同时制作黑矩阵113和屏蔽电极114的目的。所制得的黑矩阵113和屏蔽电极114的结构可以参图10和图11，其中图10为本发明实施例中制作形成的黑矩阵的平面结构示意图，图11为本发明实施例中制作形成的屏蔽电极的平面结构示意图。由于在制程中共用该BM光罩30，所制得的黑矩阵113和屏蔽电极114在显示区A和非显示区B均具有完全相同的图案，黑矩阵113与屏蔽电极114上下相互贴合接触且完全重叠在一起。

本发明实施例通过在彩色滤光片基板的内侧设置有屏蔽电极，可以实现静电屏蔽，屏蔽电极采用图案化结构，与像素电极上下错开，降低了屏蔽电极与像素电极之间的垂直电场，有利于提高穿透率和缩短响应时间，降低饱和电压和降低功耗。而且屏蔽电极和黑矩阵的图案在中心显示区和周边非显示区完全相同，可以利用一张光罩一次曝光实现黑矩阵和屏蔽电极的同时制作，无需增加制作屏蔽电极的光罩。这样，可以简化工序，从而节省了制程时间，并降低生产成本。由于利用一张光罩一次曝光实现黑矩阵和屏蔽电极的同时制作，在制作黑矩阵和屏蔽电极时也不存在对位问题。

本发明实施例在该液晶显示面板周边的框胶涂布区域，黑矩阵可以不挖开，黑矩阵延伸的面积与屏蔽电极完全相同，导电胶可从屏蔽电极的侧表面与屏蔽电极导通，不会因为密封胶涂布不良而漏光。而且彩色滤光片基板上的屏蔽电极通过导电胶与薄膜晶体管阵列基板上的公共电极导通连接，也可以避免出现暗态漏光问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。