CN102116960A - 彩膜基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种彩膜基板及其制造方法。本发明提供的彩膜基板及其制造方法，通过将黑矩阵结构的制备工艺和柱状隔垫物的制备工艺合并为一步完成，使得工艺步骤更加简单，制造方法简便，降低成本。同时由于柱状隔垫物与黑矩阵结构成为整体，提高了稳定性，改善了现有技术中由于柱状隔垫物位置偏移造成的漏光问题，提高了液晶面板的品质。

Description

彩膜基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay；以下简称：TFT-LCD)凭借其功耗低、制造成本相对较低和无辐射等特点，已经成为平面显示器的主流，被广泛应用于各种显示元件例如移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistants，PDAs)、电脑、电视等电子装置的显示器上。其工作原理主要是利用电场来控制液晶分子的排列状态，由背光源产生的光线能否通过液晶分子以达到显示屏上明暗的显示效果。

TFT-LCD面板由彩膜基板和阵列基板对盒而成，两者间以隔垫物隔离出液晶注入的间隙，且在两片基板间的周围部分利用封框胶完成液晶的封装，为维持彩膜基板和阵列基板之间的间距(Cell gap)为固定值，目前通常在彩膜基板上制作柱状隔垫物来维持盒厚。

图1为现有技术中彩膜基板侧面剖面图，如图1所示，彩膜基板包括玻璃基板101和依次设置其上的黑矩阵(Black Matrix，BM)结构102、像素树脂103和公共电极104，柱状隔垫物105设置在公共电极104上。现有技术彩膜基板的制作如下：首先在玻璃基板101上形成黑矩阵结构102，然后依次在玻璃基板101和黑矩阵结构102上形成像素树脂103，接着在该黑矩阵结构102和像素树脂103上形成公共电极104，最后在公共电极104上形成柱状隔垫物105。

由上可知，现有技术中彩膜基板制造工艺使用5次(其中黑矩阵结构1次、像素树脂3次、柱状隔垫物1次)的制膜和曝光显影制程，因为曝光显影的制程工艺较为繁琐，故成本随之增加。同时由于柱状隔垫物位于彩膜基板的最端部，稳定性能差，当受到水平力冲击时，柱状隔垫物会偏离原来位置，造成漏光，影响液晶面板的品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩膜基板及其制造方法，用以减少制造彩膜基板所需的制膜和曝光显影工艺，降低生产成本，同时改善现有技术柱状隔垫物位置偏移引起的漏光问题。

本发明提供一种彩膜基板，包括：

玻璃基板；

黑矩阵结构，形成在所述玻璃基板上；

柱状隔垫物，形成在所述黑矩阵结构上，且一端悬空；

像素树脂，形成在所述玻璃基板上，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端；

所述黑矩阵结构与所述柱状隔垫物一体成型。

本发明提供一种彩膜基板的制造方法，包括：

步骤1：在一玻璃基板上形成黑色薄膜；

步骤2：应用灰阶掩膜版，对完成步骤1的玻璃基板上的黑色薄膜进行曝光并显影，形成一体成型的黑矩阵结构和柱状隔垫物，且所述柱状隔垫物的一端悬空；

步骤3：在完成步骤2的玻璃基板上形成红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端。

本发明提供的彩膜基板及其制造方法，通过将黑矩阵结构的制备工艺和柱状隔垫物的制备工艺合并为一步完成，使得工艺步骤更加简单，制造方法简便，降低成本。同时由于柱状隔垫物与黑矩阵结构成为整体，且固定于玻璃基板上，提高了稳定性，改善了现有技术中由于柱状隔垫物位置偏移造成的漏光问题，提高了液晶面板的品质。

附图说明

图1为现有技术中彩膜基板侧面剖面图；

图2为本发明彩膜基板实施例结构示意图；

图3为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后实施例的剖视图；

图4为本发明彩膜基板的制造方法实施例流程图；

图5为本发明在玻璃基板上形成黑色薄膜的结构示意图；

图6为本发明在玻璃基板形成图案薄膜的结构示意图；

图7为本发明在玻璃基板上形成含有柱状隔垫物的黑矩阵结构的结构示意图；

图8为本发明在玻璃基板形成像素树脂的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。

图2为本发明彩膜基板实施例结构示意图，如图2所示，该彩膜基板包括玻璃基板101、黑矩阵结构102、柱状隔垫物105和像素树脂103。其中，包含柱状隔垫物105的黑矩阵结构102形成在玻璃基板101上，柱状隔垫物105形成在黑矩阵结构102上，即柱状隔垫物105的一端与黑矩阵结构102连接，另一端悬空设置；像素树脂103形成在玻璃基板101和黑矩阵结构102上，像素树脂103覆盖住整个玻璃基板101，并露出柱状隔垫物105悬空的一端。本实施例中提供的彩膜基板与传统的彩膜基板不同之处在于，本实施例中，黑矩阵结构102与柱状隔垫物105一体成型，也就是说，在玻璃基板101上形成黑矩阵结构102的工艺中，将黑矩阵结构102和柱状隔垫物105通过一次制程完成，使得黑矩阵结构102与柱状隔垫物105成为整体结构。

本实施例中，还可以包括公共电极104，公共电极104形成在像素树脂103上，并露出柱状隔垫物105悬空的一端。实际使用中，如边缘场开关模式液晶显示器的公共电极形成在阵列基板上，相应地，彩膜基板上可以不设置公共电极。

本发明实施例提供的彩膜基板，通过将黑矩阵结构与柱状隔垫物一体成型制成，不但可以减少制备彩膜基板的工艺流程，而且该整体结构固定于玻璃基板上，还可以提高稳定性，改善现有技术中由于柱状隔垫物位置偏移造成的漏光问题，提高液晶面板的品质。

由图中可知，柱状隔垫物105的纵侧面是梯形，其与黑矩阵结构102相交的第一端、与阵列基板相交的第二端可以是圆形或者多边形例如四边形，这样可以使柱状隔垫物与四周的边界有最大面积的接触，维持其稳定性。

本实施例中提供的彩膜基板中，若选用圆台形的柱状隔垫物，则柱状隔垫物105与黑矩阵结构102相交的横截面为圆形，且该圆形的直径可以为10um～20um；进一步地，黑矩阵结构102的厚度为1um～5um，柱状隔垫物105的高度为3um～8um。

图3为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后实施例的剖视图，如图3所示，该实施例中，阵列基板包括：依次设置的玻璃基板201、栅极扫描线203、栅极绝缘层207、非晶硅层208、掺杂的非晶硅层209、设置在掺杂的非晶硅层209上两侧的源极210和漏极211、设置在源极210、漏极211上的钝化层212，像素电极205通过钝化层的过孔213与薄膜晶体管(TFT)的漏极211连接；彩膜基板包括：依次设置的玻璃基板101、黑矩阵结构102、柱状隔垫物105、像素树脂103和公共电极104；填充在彩膜基板和阵列基板之间的液晶3；彩膜基板和阵列基板之间的间距即盒厚H。本实施例中，柱状隔垫物位于TFT的顶端，当然也可以将柱状隔垫物105从TFT顶部移至阵列基板的栅极扫描线203上。

图4为本发明彩膜基板的制造方法实施例流程图，如图4所示，包括如下步骤：

步骤1，在一玻璃基板上形成黑色薄膜；

图5为本发明在玻璃基板上形成黑色薄膜的结构示意图，如图5所示，在玻璃基板101上借由对光敏感的树脂来涂布该玻璃基板101，树脂中一般可散布低穿透度，黑色成分的碳黑或有机颜料，得到黑色薄膜106。

步骤2，应用灰阶掩膜版，对完成步骤1的玻璃基板上的黑色薄膜进行曝光并显影，形成一体成型的黑矩阵结构和柱状隔垫物，且所述柱状隔垫物的一端悬空；

图6为本发明在玻璃基板形成图案薄膜的结构示意图，图7为本发明在玻璃基板上形成含有柱状隔垫物的黑矩阵结构的结构示意图，如图6所示，在完成步骤1的玻璃基板101上，采用灰阶曝光技术，应用灰阶掩膜版107(灰色为部分透光，黑色为完全遮光，白色为完全透光)，对黑色薄膜106进行曝光后，形成具有一定图案的图案薄膜108，该图案薄膜108中包括包含有柱状隔垫物的黑矩阵结构。如图7所示，对曝光后的图案薄膜108进行显影，形成包含柱状隔垫物105的黑矩阵结构102，其中黑矩阵结构102的高度低于柱状隔垫物105的高度。

本实施例中将柱状隔垫物105设置成为圆台形，且柱状隔垫物105与黑矩阵结构102相交的横截面为圆形，且该圆形的直径为10um～20um。进一步地，将柱状隔垫物105的高度为3um～8um；黑矩阵结构102的厚度为1um～5um。

步骤3，在完成步骤2的玻璃基板上形成红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端；

图8为本发明在玻璃基板形成像素树脂的结构示意图，如图8所示，在完成步骤2的玻璃基板101上继续形成像素树脂103，像素树脂103位于包含柱状隔垫物105的黑矩阵结构102上，并将柱状隔垫物105悬空的一端露出。本实施例以形成红色像素树脂层为例进行说明。利用涂敷分散法在玻璃基板上涂敷一层红色像素树脂层。像素树脂层材料通常是丙稀酸类感光性树脂或其他羧酸型色素颜料树脂。然后通过曝光工艺和化学显影工艺，在玻璃基板的一定区域上形成红色像素。采用和制备红色像素类似的方法，在玻璃基板101的一定区域上形成绿色像素和蓝色像素。

步骤4，在完成步骤3的玻璃基板上沉积公共电极层，形成公共电极，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端。

在完成步骤3的玻璃基板101上沉积公共电极层，形成公共电极。此公共电极为透明电极。常用的透明电极为ITO(氧化铟锡)或者IZO(氧化铟锌)，厚度在1000埃至5000埃之间。实际使用中，如边缘场开关模式液晶显示器的公共电极形成在阵列基板上，相应地，彩膜基板上则无需形成公共电极。

本方法采用灰阶曝光技术，同时制备柱状隔垫物和黑矩阵结构，其优点是将传统的黑矩阵结构制备工艺和柱状隔垫物制备工艺合并为一步完成，减少了一次制膜和曝光显影的工艺(由5次变为4次)，使得工艺步骤更加简单，制造方法简便，成本降低。同时由于柱状隔垫物与黑矩阵结构成为整体，且该整体结构固定于玻璃基板上，提高了稳定性，改善了现有技术中因柱状隔垫物位置偏移造成的漏光问题，提高了液晶面板的品质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：

玻璃基板；

黑矩阵结构，形成在所述玻璃基板上；

柱状隔垫物，形成在所述黑矩阵结构上，且一端悬空；

像素树脂，形成在所述玻璃基板上，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端；

所述黑矩阵结构与所述柱状隔垫物一体成型。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述柱状隔垫物的纵截面为梯形。

3.根据权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，所述柱状隔垫物与所述黑矩阵结构相交的横截面的直径为10um～20um。

4.根据权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵结构的厚度为1um～5um。

5.根据权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，所述柱状隔垫物的高度为3um～8um。

6.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1：在一玻璃基板上形成黑色薄膜；

步骤2：应用灰阶掩膜版，对完成步骤1的玻璃基板上的黑色薄膜进行曝光并显影，形成一体成型的黑矩阵结构和柱状隔垫物，且所述柱状隔垫物的一端悬空；

步骤3：在完成步骤2的玻璃基板上形成红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层，并露出所述柱状隔垫物悬空的一端。

7.根据权利要求6所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于：所述步骤2中，所述柱状隔垫物与所述黑矩阵结构相交的横截面的直径为10um～20um。

8.根据权利要求6所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于：所述步骤2中，所述柱状隔垫物的高度为3um～8um。

9.根据权利要求6所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于：所述步骤2中，所述黑矩阵结构的厚度为1um～5um。

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