液晶基板的制作方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶基板的制作方法。

背景技术：

主动式薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LCD，TFT-LCD)近年来得到了飞速的发展和广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。通常液晶显示面板由彩膜基板(CF，Color Filter Substrate)、薄膜晶体管基板(TFT，Thin Film Transistor Substrate)、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封框胶(Sealant)组成。

随着消费者对液晶显示装置要求越来越高，TFT-LCD正逐渐向大尺寸、高解析度、曲面显示等方向发展。随着液晶显示装置尺寸增大，由液晶盒盒厚(cell gap)的均一性不佳导致的显示亮度不均(Mura)等不良将会更加明显。因此，在大尺寸液晶显示面板的制作过程中，已经形成薄膜晶体管的基板上通常需要覆盖一层透明有机绝缘膜作为有机绝缘平坦(planarization，PLN)层，以改变下层膜表面的平整性，防止电场互相干扰，从而可有效改善由于地形因素造成的液晶显示装置的显示Mura，降低寄生电容，减少由电负载(RC loading)过大造成的闪烁等显示异常，提升显示装置的品味。

彩膜基板通常由黑矩阵和彩色滤光片等构成，其中，彩色滤光片包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻单元，每个色阻单元皆对应阵列基板的一个像素电极，而黑矩阵则对应阵列基板的信号线和薄膜晶体管等。而COA(Color Filter on Array)技术则是将彩色滤光片制备在阵列基板上的技术。以下将液晶面板的对应红色阻单元的区域称之为红色子像素，对应绿色阻单元的区域称之为绿色子像素，对应蓝色阻单元的区域称之为蓝色子像素。

在TFT-LCD中，液晶的透过率受到2Δnd/λ影响，其中Δn为液晶的双折射率，d为液晶层的厚度即盒厚，λ为光的波长。若对应各子像素的液晶层厚度相同，由于红、绿、蓝三色光的λ不同，因此液晶在红、绿、蓝色子像素的透过率皆不同，从而会导致三种像素混合后表现出来的颜色与所需颜色有差别，视觉上品质降低。因此，如附图1所示的一种现有COA型液晶面板的结构，液晶面板内彩色滤光片100的红色色阻单元101与绿色色阻单元102的膜厚相当，蓝色色阻单元103的膜厚比红色色阻单元101与绿色色阻单元102高0.1-0.2μm左右，从而使得对应蓝色子像素的液晶层厚度相对降低，进而使得液晶对应红、绿、蓝色子像素时维持相同的透过率。

然而，如附图2所示，在大尺寸TFT-LCD技术中，当在彩色滤光片100上形成有机绝缘平坦层200时，由于有机绝缘平坦层200通常为有机光刻胶材料，其具有良好的流平性，彩色滤光片100的地形相比于未加有机绝缘平坦层200的结构，将会变得较为平坦，液晶层300在各子像素的厚度相同，这样TFT-LCD就会出现色偏、透过率降低等问题，严重影响显示品质。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液晶基板的制作方法，采用半色调光罩(Half Tone Mask，HTM)技术，解决现有TFT-LCD中由PLN层材料的流平性而造成对于蓝色像素区域的液晶层厚度偏大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种液晶基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一基板，所述基板上设有一层彩色滤光膜，所述彩色滤光膜包括数个红色色阻单元、绿色色阻单元、及蓝色色阻单元，在所述彩色滤光膜上涂布一层光刻胶材料，形成有机涂层；

步骤2、提供一半色调光罩，将所述半色调光罩对应置于所述基板上方，在所述基板上划分出分别与所述数个红色、绿色、蓝色色阻单元相对应的红色像素区、绿色像素区、蓝色像素区、及位于所述蓝色像素区与红色像素区、绿色像素区之间的像素间隔区；所述光罩具有与所述红色、绿色像素区相对应的第一透光区，及与所述蓝色像素区相对应的第二透光区；

利用所述半色调光罩对所述有机涂层进行曝光，在所述有机涂层上对应第一、第二透光区分别形成第一、第二曝光区，其中，所述第二透光区的透光率高于第一透光区的透光率，从而使得第二曝光区的曝光程度高于第一曝光区的曝光程度；

步骤3、提供显影液，利用所述显影液对所述有机涂层进行显影，由于第二曝光区的曝光程度高于第一曝光区的曝光程度，从而所述有机涂层经显影后，所述有机涂层上第二曝光区的高度高于所述第一曝光区的高度；

步骤4、对所述有机涂层进行高温烘烤，使所述有机涂层充分固化，形成有机绝缘平坦层。

所述步骤2中提供的半色调光罩，所述第一透光区与第二透光区在对应所述像素间隔区的上方直接相连接。

所述步骤2中提供的半色调光罩，在所述第一透光区与第二透光区之间还具有与所述像素间隔区相对应的第三透光区，其中，所述第三透光区的透光率高于第二透光区的透光率，从而所述步骤2中，还包括在所述有机涂层上对应第三透光区形成第三曝光区，所述第三曝光区的曝光程度高于第二曝光区的曝光程度；所述步骤3中，所述有机涂层经显影后，所述有机涂层上第三曝光区的高度高于所述第二曝光区的高度。

所述第二透光区的透光率比第一透光区的透光率高5％-20％。

所述第二透光区的透光率比第一透光区的透光率高5％-20％；所述第三透光区的透光率比所述第二透光区的透光率高5％-20％。

所述步骤1中提供的基板为TFT阵列基板，所述基板包括衬底基板、及设于衬底基板与彩色滤光膜之间的TFT阵列层。

所述步骤1中，所述光刻胶材料的黏度在3.0-5.0cp之间，固含量在15-25wt％之间；

所述步骤1还包括，在彩色滤光膜上涂布一层光刻胶材料后，对彩色滤光膜上的光刻胶材料依次进行真空干燥、及电热板加热，从而形成有机涂层，所述有机涂层的膜厚在1.0-5.0μm之间；

其中，对光刻胶材料进行电热板加热的加热温度范围在90-120℃之间，加热时间在80-150s之间。

所述步骤3中，显影液采用0.04wt％的TMAH溶液、2.38wt％的TMAH溶液、或0.04wt％的KOH溶液，显影时间在60-120s之间。

所述步骤4中，在220-240℃温度下对所述有机涂层进行高温烘烤，高温烘烤时间为20-30min。

所述蓝色色阻单元比所述红色色阻单元、绿色色阻单元高0.1-0.2μm；

所述步骤4中形成的有机绝缘平坦层，对应位于所述蓝色像素区上的高度比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高0.1-0.2μm。

本发明的有益效果：本发明的液晶基板的制作方法，采用半色调光罩技术在彩色滤光膜上形成有机绝缘平坦层，使得有机绝缘平坦层对应位于所述蓝色像素区上的高度比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高，从而能够在有效改善大尺寸、高解析液晶显示装置的显示Mura，降低寄生电容，提升充电效率的同时，维持液晶显示装置正常的盒厚参数，有效避免显示色差及透过率降低问题，保证液晶显示装置的光学品质。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1为现有一种COA型液晶显示面板的结构示意图；

图2为图1所示的COA型液晶显示面板内按现有技术在彩色滤光片上设置有机绝缘平坦层后的示意图；

图3为本发明的液晶基板的制作方法的流程示意图；

图4为本发明的液晶基板的制作方法的第一实施例的步骤2的示意图；

图5为本发明的液晶基板的制作方法的第一实施例的步骤3的示意图；

图6为本发明的液晶基板的制作方法的第二实施例的步骤2的示意图；

图7为本发明的液晶基板的制作方法的第二实施例的步骤3的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图3，本发明提供一种液晶基板的制作方法，其中本发明的第一实施例具体包括如下步骤：

步骤1、提供一基板10，所述基板10上设有一层彩色滤光膜11，所述彩色滤光膜11包括数个红色色阻单元111、绿色色阻单元112、及蓝色色阻单元113，在所述彩色滤光膜11上涂布一层光刻胶材料，然后对彩色滤光膜11上的光刻胶材料依次进行真空干燥(Vacuum Dry，VCD)、及电热板加热(Hot Plate，HP)，形成有机涂层20。

具体地，所述基板10可以为普通的彩膜基板，也可以为TFT阵列基板，在本实施例中，所述步骤1中提供的基板10为TFT阵列基板，所述基板10包括衬底基板、及设于衬底基板与彩色滤光膜11之间的TFT阵列层，即所述基板10为COA型TFT阵列基板。

具体地，所述蓝色色阻单元113与所述红色、绿色色阻单元111、112在交界处相重叠，所述蓝色色阻单元113比所述红色色阻单元111、绿色色阻单元112高0.1-0.2μm。

具体地，所述步骤1中，所述光刻胶材料的黏度在3.0-5.0cp之间，固含量在15-25wt％之间。

具体地，所述步骤1中形成的有机涂层20的膜厚在1.0-5.0μm之间。

具体地，所述步骤1中，对光刻胶材料进行电热板加热的加热温度范围在90-120℃之间，加热时间在80-150s之间，在不影响光刻胶材料性能的前提下，优先选取较高的加热温度及较长的加热时间对光刻胶材料进行电热板加热。

步骤2、如图4所示，提供一半色调光罩50，将所述半色调光罩50对应置于所述基板10上方，在所述基板10上划分出分别与所述数个红色、绿色、蓝色色阻单元111、112、113相对应的红色像素区、绿色像素区、蓝色像素区、及位于所述蓝色像素区与红色像素区、绿色像素区之间的像素间隔区，所述光罩50具有与所述红色、绿色像素区相对应的第一透光区51，及与所述蓝色像素区相对应的第二透光区52；

利用所述半色调光罩50对所述有机涂层20进行曝光，在所述有机涂层20上对应第一、第二透光区51、52分别形成第一、第二曝光区，其中，所述第二透光区52的透光率高于第一透光区51的透光率，从而使得第二曝光区的曝光程度高于第一曝光区的曝光程度。

具体地，在本实施例中，所述步骤2中提供的半色调光罩50，所述第一透光区51与第二透光区52在对应所述像素间隔区的上方直接相连接。

具体地，所述第二透光区52的透光率比第一透光区51的透光率高5％-20％，其中，所述第二透光区52的透光率为80-95％，所述第一透光区51的透光率为60-90％。

步骤3、提供显影液，利用所述显影液对所述有机涂层20进行显影，由于第二曝光区的曝光程度高于第一曝光区的曝光程度，从而所述有机涂层20经显影后，所述有机涂层20上第二曝光区的高度高于所述第一曝光区的高度。

具体地，所述步骤3中，显影液采用0.04wt％的四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液、2.38wt％的TMAH溶液、或0.04wt％的氢氧化钾(KOH)溶液，显影时间在60-120s之间，在不影响光刻胶材料性能的前提下，优选较短的显影时间。

步骤4、在220-240℃温度下对所述有机涂层20进行高温烘烤，高温烘烤时间为20-30min，使所述有机涂层20充分固化，形成有机绝缘平坦层。

具体地，由于步骤3中，所述有机涂层20上第二曝光区的高度高于所述第一曝光区的高度，因此，所述步骤4中经高温烘烤形成的有机绝缘平坦层，对应位于所述蓝色像素区上的高度仍比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高。

具体地，所述有机绝缘平坦层对应位于所述蓝色像素区上的高度比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高0.1-0.2μm。

本发明的液晶基板的制作方法，在彩色滤光膜11上形成有机绝缘平坦层后，仍能维持彩色滤光膜11的地形，使得有机绝缘平坦层在对应位于所述蓝色像素区上的高度比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高，从而所制作的液晶基板应用于液晶显示装置时，能够在有效改善大尺寸、高解析液晶显示装置的显示Mura，降低寄生电容，提升充电效率的同时，维持液晶显示装置正常的盒厚参数，有效避免显示色差及透过率降低问题，保证液晶显示装置的光学品质。

然而上述第一实施例的步骤4中，有机涂层20在高温烘烤时会因热流动产生流平作用，这时，所述有机涂层20上第二曝光区内的材料会向第一曝光区内流动，从而导致有机绝缘平坦层在对应位于所述蓝色像素区上与在对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度差缩小。因此，请参阅图6-7，本发明的第二实施例与上述第一实施例相比，所述步骤2中提供的半色调光罩50，在所述第一透光区51与第二透光区52之间还具有与所述像素间隔区相对应的第三透光区53，其中，所述第三透光区53的透光率高于第二透光区52的透光率，从而所述步骤2中，还包括在所述有机涂层20上对应第三透光区53形成第三曝光区，所述第三曝光区的曝光程度高于第二曝光区的曝光程度；所述步骤3中，所述有机涂层20经显影后，所述有机涂层20上第三曝光区的高度高于所述第二曝光区的高度。

具体地，所述第二透光区52的透光率比第一透光区51的透光率高5％-20％；所述第三透光区52的透光率比所述第二透光区51的透光率高5％-20％；其中，所述第三透光区52的透光率为100％，所述第二透光区52的透光率为80-95％，所述第一透光区51的透光率为60-90％。

在本发明的第二实施例中，由于所述半色调光罩50在所述第一透光区51与第二透光区52之间还具有与所述像素间隔区相对应的第三透光区53，因此，所述步骤3中，所述有机涂层20经显影后，其上在第一、第二曝光区之间还会形成突出的第三曝光区，从而在步骤4中，能够防止所述有机涂层20上第二曝光区内的材料向第一曝光区内流动而导致有机绝缘平坦层在对应位于所述蓝色像素区上与对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度差缩小的现象发生。

综上所述，本发明的液晶基板的制作方法，采用半色调光罩技术在彩色滤光膜上形成有机绝缘平坦层，使得有机绝缘平坦层对应位于所述蓝色像素区上的高度比对应位于所述红色像素区、绿色像素区上的高度高，从而能够在有效改善大尺寸、高解析液晶显示装置的显示Mura，降低寄生电容，提升充电效率的同时，维持液晶显示装置正常的盒厚参数，有效避免显示色差及透过率降低问题，保证液晶显示装置的光学品质。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。