彩色滤光片基板及其制作方法与流程

文档序号:15095041发布日期:2018-08-04 14:21阅读:119来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种彩色滤光片基板及其制作方法。



背景技术:

随着显示技术的发展,液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄、无辐射等优点,而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品,成为显示装置中的主流。

现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器,其包括壳体、设于壳体内的液晶显示面板及设于壳体内的背光模组(Backlight module)。

传统的液晶显示面板是由一片薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate,TFT Array Substrate)与一片彩色滤光片基板(Color Filter Substrate,CF Substrate)贴合而成,并在TFT基板与CF基板之间灌入液晶,其工作原理是通过在像素电极与公共电极之间施加驱动电压,利用像素电极与公共电极之间形成的电场来控制液晶层内的液晶分子的旋转,将背光模组的光线折射出来产生画面。

如图1所示,现有的彩色滤光片基板中通常设有第一黑色矩阵210以及环绕所述第一黑色矩阵210的周边且与所述第一黑色矩阵210间隔设置的第二黑色矩阵220,所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220用于在面板的显示区内围出多个子像素区并对多个子像素区的周边进行遮光,并且用于对面板的非显示区进行遮光,通过将所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220间隔设置,能够有效避免外界静电导入到面板的显示区中影响面板显示。

如图2所示,为避免所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220的间隔区域出现漏光从而影响面板显示和品味,通常在该间隔区域设置遮光色阻叠层240,所述遮光色阻叠层240包括层叠设置的红色光阻层2410与蓝色光阻层2420。然而,在制作遮光色阻叠层240时,由于所述红色光阻层2410中凸出于所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220上表面的部分的厚度较大,因此在所述红色光阻层2410上表面涂布具有流动性的蓝色光阻材料时,所述蓝色光阻材料容易顺着红色光阻层2410的侧面流至第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220上,导致在红色光阻层2410上方形成的蓝色光阻层2420的厚度较小,进而导致遮光色阻叠层240的遮光性能下降。由于所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220的间隔区域通常对应于GOA电路设置,因此GOA电路间的电场会造成所述间隔区域的液晶分子旋转,进而造成所述第一黑色矩阵210与第二黑色矩阵220的间隔区域漏红光,影响面板显示和品味。



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的制作方法,能够提升遮光色阻叠层的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

本发明的目的还在于提供一种彩色滤光片基板,其遮光色阻叠层的遮光效果较好,能够有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

为实现上述目的,本发明提供一种彩色滤光片基板的制作方法,包括如下步骤:

步骤1、提供衬底基板,在所述衬底基板上形成第一黑色矩阵以及环绕所述第一黑色矩阵的周边且与所述第一黑色矩阵间隔设置的第二黑色矩阵,所述第一黑色矩阵包括框形遮光层,所述框形遮光层在所述衬底基板上围出的区域为显示区,所述衬底基板位于所述显示区外围的区域为非显示区;

步骤2、在所述衬底基板上形成彩色光阻层,在所述彩色光阻层的制程中同时形成遮光色阻叠层,所述遮光色阻叠层位于所述第一黑色矩阵、第二黑色矩阵及衬底基板上且覆盖所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域;

所述遮光色阻叠层包括位于所述第一黑色矩阵、第二黑色矩阵及衬底基板上的第一遮光色阻层以及位于所述第一遮光色阻层上的第二遮光色阻层,所述第一遮光色阻层与第二遮光色阻层的颜色不同;所述彩色光阻层包括与所述第一遮光色阻层的颜色相同的第一色阻单元;所述第一遮光色阻层的厚度小于所述第一色阻单元的厚度。

所述第一黑色矩阵还包括位于框形遮光层围出的区域内且与所述框形遮光层的内侧相连的网格状遮光层;所述框形遮光层与网格状遮光层在显示区内围出多个子像素区,所述多个子像素区包括具有不同颜色的第一子像素区、第二子像素区、第三子像素区;

所述彩色光阻层包括位于第一子像素区的第一色阻单元、位于第二子像素区的第二色阻单元、位于第三子像素区的第三色阻单元;

所述第一遮光色阻层与所述第一色阻单元通过对同一色阻层进行光刻制程制得;所述第二遮光色阻层与所述第二色阻单元或第三色阻单元通过对同一色阻层进行光刻制程制得。

所述第一遮光色阻层凸出于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵上表面的部分的厚度小于2μm;或者,所述第一遮光色阻层的上表面与所述第一黑色矩阵和第二黑色矩阵的上表面齐平。

所述步骤2包括:

步骤21、在所述衬底基板、第一黑色矩阵、第二黑色矩阵上涂布第一色阻材料,形成第一色阻层,采用半色调光罩对所述第一色阻层进行曝光、显影后,得到位于第一子像素区中的第一色阻单元、位于所述第一黑色矩阵、第二黑色矩阵及衬底基板上且覆盖所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域的第一遮光色阻层;

步骤22、在所述第二子像素区与第三子像素区中分别形成第二色阻单元与第三色阻单元,在所述第二色阻单元或第三色阻单元的制程中同时形成第二遮光色阻层。

所述半色调光罩上设有对应于第一子像素区的第一区域、对应于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域的第二区域、除所述第一区域与第二区域以外的第三区域,其中,所述第二区域的宽度大于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域的宽度;

当所述第一色阻材料为正性光阻时,所述第一区域、第二区域、第三区域的透光率依次增大;当所述第一色阻材料为负性光阻时,所述第一区域、第二区域、第三区域的透光率依次减小。

所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的材料为黑色树脂或者黑色金属材料;所述第一遮光色阻层和第二遮光色阻层中的一个色阻层的颜色为红色,另一个色阻层的颜色为蓝色或绿色。

本发明还提供一种彩色滤光片基板,包括:衬底基板、设于所述衬底基板上的第一黑色矩阵以及环绕所述第一黑色矩阵的周边且与所述第一黑色矩阵间隔设置的第二黑色矩阵、设于所述衬底基板上的彩色光阻层、设于所述第一黑色矩阵、第二黑色矩阵及衬底基板上且覆盖所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域的遮光色阻叠层;

所述第一黑色矩阵包括框形遮光层,所述框形遮光层在所述衬底基板上围出的区域为显示区,所述衬底基板位于所述显示区外围的区域为非显示区;

所述遮光色阻叠层包括位于所述第一黑色矩阵、第二黑色矩阵及衬底基板上的第一遮光色阻层以及位于所述第一遮光色阻层上的第二遮光色阻层,所述第一遮光色阻层与第二遮光色阻层的颜色不同;所述彩色光阻层包括与所述第一遮光色阻层的颜色相同的第一色阻单元;所述第一遮光色阻层的厚度小于所述第一色阻单元的厚度。

所述第一黑色矩阵还包括位于框形遮光层围出的区域内且与所述框形遮光层的内侧相连的网格状遮光层;所述框形遮光层与网格状遮光层在显示区内围出多个子像素区,所述多个子像素区包括具有不同颜色的第一子像素区、第二子像素区、第三子像素区;

所述彩色光阻层包括位于第一子像素区的第一色阻单元、位于第二子像素区的第二色阻单元、位于第三子像素区的第三色阻单元,所述第一色阻单元、第二色阻单元、第三色阻单元的颜色不同;

所述第一遮光色阻层与所述第一色阻单元通过对同一色阻层进行光刻制程制得;所述第二遮光色阻层与所述第二色阻单元或第三色阻单元通过对同一色阻层进行光刻制程制得。

所述第一遮光色阻层凸出于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵上表面的部分的厚度小于2μm;或者,所述第一遮光色阻层的上表面与所述第一黑色矩阵和第二黑色矩阵的上表面齐平。

所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的材料为黑色树脂或者黑色金属材料;所述第一遮光色阻层和第二遮光色阻层中的一个色阻层的颜色为红色,另一个色阻层的颜色为蓝色或绿色。

本发明的有益效果:本发明的彩色滤光片基板的制作方法通过采用半色调光罩对第一色阻层进行曝光、显影,同时制得彩色光阻层中的第一色阻单元与遮光色阻叠层中的第一遮光色阻层,并且使第一遮光色阻层的厚度小于第一色阻单元的厚度,在所述第一遮光色阻层中凸出于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵上表面的部分的厚度较小的情况下,涂布于第一遮光色阻层上表面的光阻材料不容易流至其它区域,提升在第一遮光色阻层上形成的第二遮光色阻层的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。本发明的彩色滤光片基板通过设置彩色光阻层中的第一色阻单元的厚度小于遮光色阻叠层中的第一遮光色阻层的厚度,能够提升在第一遮光色阻层上形成的第二遮光色阻层的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

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为现有的彩色滤光片基板中的第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的俯视示意图;

图2为在图1的第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域设置遮光色阻叠层后的剖视示意图;

图3为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的流程图;

图4为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤1的剖视示意图;

图5为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤1的俯视示意图;

图6至图7为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤21的剖视示意图;

图8为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤21的俯视示意图;

图9为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤22的剖视示意图;

图10为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤22的俯视示意图;

图11为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤3的剖视示意图以及本发明的彩色滤光片基板的剖视示意图;

图12为本发明的彩色滤光片基板的制作方法的步骤3的俯视示意图以及本发明的彩色滤光片基板的俯视示意图。

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,本发明首先提供一种彩色滤光片基板的制作方法,包括如下步骤:

步骤1、如图4与图5所示,提供衬底基板10,在所述衬底基板10上形成第一黑色矩阵21以及环绕所述第一黑色矩阵21的周边且与所述第一黑色矩阵21间隔设置的第二黑色矩阵22,所述第一黑色矩阵21包括框形遮光层212以及位于框形遮光层212围出的区域内且与所述框形遮光层212的内侧相连的网格状遮光层211,所述框形遮光层212在所述衬底基板10上围出的区域为显示区101,所述衬底基板10位于所述显示区101外围的区域为非显示区102,所述框形遮光层212与网格状遮光层211在显示区101内围出多个子像素区30,所述多个子像素区30包括具有不同颜色的第一子像素区31、第二子像素区32、第三子像素区33。

具体的,所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的作用为:在液晶显示面板的显示区101内围出多个子像素区30并对多个子像素区30的周边以及液晶显示面板的非显示区102进行遮光;通过将所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22间隔设置,能够有效避免外界静电导入到液晶显示面板的显示区101中影响面板显示;针对所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域受到GOA电路信号影响可能引起液晶旋转导致漏光的问题,本发明采用遮光色阻叠层50来遮盖所述间隔区域从而解决漏光问题。

具体的,所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的材料可以为黑色树脂或者黑色金属材料。所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22均经由光刻制程制得。

步骤2、如图6至图10所示,在所述衬底基板10上形成彩色光阻层40,在所述彩色光阻层40的制程中同时形成遮光色阻叠层50,所述遮光色阻叠层50位于所述第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22及衬底基板10上且覆盖所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域;

所述彩色光阻层40包括位于第一子像素区31的第一色阻单元41、位于第二子像素区32的第二色阻单元42、位于第三子像素区33的第三色阻单元43;

所述遮光色阻叠层50包括位于所述第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22及衬底基板10上的第一遮光色阻层51以及位于所述第一遮光色阻层51上的第二遮光色阻层52,所述第一遮光色阻层51与所述第一色阻单元41通过对同一色阻层进行光刻制程制得,并且,所述第一遮光色阻层51的厚度小于所述第一色阻单元41的厚度,所述第二遮光色阻层52与所述第二色阻单元42或第三色阻单元43通过对同一色阻层进行光刻制程制得。

优选的,所述第一遮光色阻层51凸出于所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22上表面的部分的厚度小于2μm;或者,所述第一遮光色阻层51的上表面与所述第一黑色矩阵21和第二黑色矩阵22的上表面齐平。

具体的,所述步骤2包括:

步骤21、如图6至图8所示,在所述衬底基板10、第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22上涂布第一色阻材料,形成第一色阻层81,采用半色调光罩60对所述第一色阻层81进行曝光、显影后,得到位于第一子像素区31中的第一色阻单元41、位于所述第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22及衬底基板10上且覆盖所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域的第一遮光色阻层51。

具体的,如图6所示,所述半色调光罩60上设有对应于第一子像素区31的第一区域61、对应于所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域的第二区域62、除所述第一区域61与第二区域62以外的第三区域63,其中,所述第二区域62的宽度大于所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域的宽度;

当所述第一色阻材料为正性光阻时,所述第一区域61、第二区域62、第三区域63的透光率依次增大(如图6所示);当所述第一色阻材料为负性光阻时,所述第一区域61、第二区域62、第三区域63的透光率依次减小(未图示)。

步骤22、如图9至图10所示,在所述第二子像素区32与第三子像素区33中分别形成第二色阻单元42与第三色阻单元43,在所述第二色阻单元42或第三色阻单元43的制程中同时形成第二遮光色阻层52。

具体的,所述第二色阻单元42与第三色阻单元43的制程包括涂布光阻、曝光、显影制程,所述第二色阻单元42与第三色阻单元43的曝光制程中采用的光罩均为普通光罩,所述普通光罩仅包括透光区域与非透光区域。

具体的,所述第二遮光色阻层52的厚度与所述第二色阻单元42或第三色阻单元43的厚度相等。

具体的,所述第一遮光色阻层51和第二遮光色阻层52中的一个色阻层的颜色为红色,另一个色阻层的颜色为蓝色或绿色。理论上,光线通过红色光阻层与蓝色或绿色光阻层后,光线透过率为零。

步骤3、如图11至图12所示,在所述彩色光阻层40、第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22、遮光色阻叠层50上形成平坦层70。

上述彩色滤光片基板的制作方法通过采用半色调光罩60对第一色阻层81进行曝光、显影,同时制得彩色光阻层40中的第一色阻单元41与遮光色阻叠层50中的第一遮光色阻层51,并且使第一遮光色阻层51的厚度小于第一色阻单元41的厚度,在所述第一遮光色阻层51中凸出于所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22上表面的部分的厚度较小的情况下,涂布于第一遮光色阻层51上表面的光阻材料不容易流至其它区域,提升在第一遮光色阻层51上形成的第二遮光色阻层52的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层50的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

请参阅图11与图12,同时参阅图10,基于上述彩色滤光片基板的制作方法,本发明还提供一种彩色滤光片基板,包括:衬底基板10、设于所述衬底基板10上的第一黑色矩阵21以及环绕所述第一黑色矩阵21的周边且与所述第一黑色矩阵21间隔设置的第二黑色矩阵22、设于所述衬底基板10上的彩色光阻层40、设于所述第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22及衬底基板10上且覆盖所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域的遮光色阻叠层50;

所述第一黑色矩阵21包括框形遮光层212以及位于框形遮光层212围出的区域内且与所述框形遮光层212的内侧相连的网格状遮光层211,所述框形遮光层212在所述衬底基板10上围出的区域为显示区101,所述衬底基板10位于所述显示区101外围的区域为非显示区102,所述框形遮光层212与网格状遮光层211在显示区101内围出多个子像素区30,所述多个子像素区30包括具有不同颜色的第一子像素区31、第二子像素区32、第三子像素区33;

所述彩色光阻层40包括位于第一子像素区31的第一色阻单元41、位于第二子像素区32的第二色阻单元42、位于第三子像素区33的第三色阻单元43;

所述遮光色阻叠层50包括位于所述第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22及衬底基板10上的第一遮光色阻层51以及位于所述第一遮光色阻层51上的第二遮光色阻层52,所述第一遮光色阻层51与所述第一色阻单元41通过对同一色阻层进行光刻制程制得,并且,所述第一遮光色阻层51的厚度小于所述第一色阻单元41的厚度,所述第二遮光色阻层52与所述第二色阻单元42或第三色阻单元43通过对同一色阻层进行光刻制程制得。

具体的,所述彩色滤光片基板还包括设于所述彩色光阻层40、第一黑色矩阵21、第二黑色矩阵22、遮光色阻叠层50上的平坦层70。

优选的,所述第一遮光色阻层51凸出于所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22上表面的部分的厚度小于2μm;或者,所述第一遮光色阻层51的上表面与所述第一黑色矩阵21和第二黑色矩阵22的上表面齐平。

具体的,所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的材料可以为黑色树脂或者黑色金属材料。

具体的,所述第一遮光色阻层51和第二遮光色阻层52中的一个色阻层的颜色为红色,另一个色阻层的颜色为蓝色或绿色。理论上,光线通过红色光阻层与蓝色或绿色光阻层后,光线透过率为零。

具体的,所述第二遮光色阻层52的厚度与所述第二色阻单元42或第三色阻单元43的厚度相等。

上述彩色滤光片基板通过设置彩色光阻层40中的第一色阻单元41的厚度小于遮光色阻叠层50中的第一遮光色阻层51的厚度,能够提升在第一遮光色阻层51上形成的第二遮光色阻层52的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层50的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵21与第二黑色矩阵22的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

综上所述,本发明的彩色滤光片基板的制作方法通过采用半色调光罩对第一色阻层进行曝光、显影,同时制得彩色光阻层中的第一色阻单元与遮光色阻叠层中的第一遮光色阻层,并且使第一遮光色阻层的厚度小于第一色阻单元的厚度,在所述第一遮光色阻层中凸出于所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵上表面的部分的厚度较小的情况下,涂布于第一遮光色阻层上表面的光阻材料不容易流至其它区域,提升在第一遮光色阻层上形成的第二遮光色阻层的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。本发明的彩色滤光片基板通过设置彩色光阻层中的第一色阻单元的厚度小于遮光色阻叠层中的第一遮光色阻层的厚度,能够提升在第一遮光色阻层上形成的第二遮光色阻层的厚度,从而提升所述遮光色阻叠层的遮光效果,有效避免所述第一黑色矩阵与第二黑色矩阵的间隔区域产生漏光,提升液晶显示面板的显示效果与品味。

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。

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