CN102654679A - 一种彩色滤光片及其制作方法和液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种彩色滤光片，包括基板、黑矩阵(101)以及不同颜色的滤色膜层，所述黑矩阵(101)设置在基板上，基板上未被黑矩阵(101)覆盖的地方形成子像素开口区域(105)，所述子像素开口区域(105)具有长边和短边，所述子像素开口区域(105)沿其短边方向排成行，同一行的子像素开口区域(105)设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列。本发明还提供一种彩色滤光片的制作方法。本发明彩色滤光片既能有效避免由于滤色膜层相对黑矩阵偏移造成的漏光，又减小了黑矩阵上相邻两个不同颜色的像素间的段差，制作时可直接采用现有生产线设备，成本低。

Description

一种彩色滤光片及其制作方法和液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造技术，特别涉及一种彩色滤光片及其制作方法、以及包含该彩色滤光片的液晶显示器。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display，简称TFT-LCD)面板是由阵列基板(Array Panel)和彩色滤光片(也称彩膜基板：Color Filter Panel)对盒而成，二者间注入液晶而形成液晶层。

现有技术中，TFT-LCD中阵列基板上设置有多个平行的栅线(gate line)和与栅线绝缘垂直交叉的数据线(data line)，栅线和数据线围成的区域称作一个单位像素(pixel)区域，像素电极设置在像素区域内，各像素区域中栅线和数据线的交叉位置设置薄膜晶体管(TFT)。彩色滤光片包括基板、黑矩阵(BM)、不同颜色的滤色膜层、公共电极层以及绝缘保护层等可选择增加的层。黑矩阵设置在彩色滤光片基板上，基板上未被黑矩阵覆盖的地方形成子像素开口区域，不同颜色的滤色膜层按一定排列方式设置在黑矩阵上，相邻的两个滤色膜层间隔一定距离或相接或发生交叠。阵列基板和彩色滤光片对盒时，子像素开口区域与像素区域位置相对，不同颜色的滤色膜层实现彩色显示，黑矩阵用来遮挡栅线、数据线、像素边缘及TFT区域不规则排列的液晶分子，防止光线泄漏而影响显示对比度。

在彩色滤光片中，不同颜色的滤色膜层包括红色滤色膜层102、绿色滤色膜层103和蓝色滤色膜层104，不同颜色的滤色膜层按一定规则排列以实现彩色显示。其中，黑矩阵近似为长方形，子像素开口区域也为相似的长方形。如图1所示为现有技术中彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层排列方式示意图，其包括条状排列(见图1A)、马赛克排列(见图1B)以及三角排列(见图1C)三种方式，以上三种方式中不同颜色的滤色膜层的排列方向为沿子像素开口区域的长边方向，当阵列基板与彩色滤光片对盒后，子像素开口区域长边对应阵列基板的数据线方向，子像素开口区域短边对应阵列基板的栅线方向。

在上述不同颜色的滤色膜层排列方式示意图中，三角排列方式的阵列基板中TFT设计复杂，彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层实现工艺困难；马赛克排列方式的阵列基板中TFT驱动方式复杂，彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层实现工艺困难。在实际生产中，上述这两种排列方式的不同颜色的滤色膜由于实现工艺困难而很少采用；相比较而言，条状排列方式的阵列基板中TFT设计和驱动方式均较简单，彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层实现工艺也相对容易，因此条状排列方式被广泛应用于彩色滤光片批量化生产中。

在现有条状排列技术中，彩色滤光片中红色滤色膜层102、绿色滤色膜层103和蓝色滤色膜层104分别沿像素区域长边依次间隔排列。如图1A所示，不同颜色的滤色膜层以条状排列方式形成在黑矩阵上，使得同一颜色的滤色膜层在黑矩阵101沿子像素开口区域105的长边排成一列，相邻两个不同颜色的滤色膜层重叠在黑矩阵101上，各滤色膜层与黑矩阵101的重叠能有效避免彩色滤光片边缘漏光。

在实际生产工艺中，由于曝光误差，间隔设置的不同颜色的滤色膜层均会分别对黑矩阵101产生一定的偏移，有时甚至会出现黑矩阵101和滤色膜层因没有重叠而出现漏光现象，从而导致显示不良，尤其是在FFS(Fringe Field Switching，边缘场切换)型彩色滤光片中，为了提高光线通过率，黑矩阵101一般采用窄线宽设计，即相邻子像素开口区域105长边之间采用较窄的间隔，使得黑矩阵101遮光面积减小，从而更易出现漏光问题；但若增大滤色膜层与黑矩阵101的重叠面积，又很容易出现相邻两个不同颜色的滤色膜层在黑矩阵上出现相接甚至出现相交叠的情况，一旦FFS型彩色滤光片出现相邻两滤色膜层相交叠的情况，其像素间段差增大的影响非常明显，随着窄线宽设计技术的使用和推广，相邻子像素开口区域长边之间的漏光与段差过大问题越来越突出，也给后续加工工艺带来不利，因此很有必要进一步改善彩色滤光片的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中不同颜色的滤色膜层沿相邻子像素开口区域长边依次间隔排列容易导致黑矩阵漏光及出现像素间段差的不足，提供一种能有效避免黑矩阵漏光以及出现像素间段差的彩色滤光片及其制作方法，并相应提供一种液晶显示器。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该彩色滤光片包括基板、黑矩阵以及不同颜色的滤色膜层，所述黑矩阵设置在基板上，基板上未被黑矩阵覆盖的地方形成子像素开口区域，所述子像素开口区域具有长边和短边，其中，所述子像素开口区域沿其短边方向排成行，同一行的子像素开口区域设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列。

优选的是，所述滤色膜层行的各滤色膜层为彼此相连的一体结构。

其中，所述相邻两个不同颜色的滤色膜层行中的滤色膜层间隔一定距离或相接或交叠。

优选的是，所述不同颜色的滤色膜层行包括由红色滤色膜层排列形成的红色滤色膜层行、由绿色滤色膜层排列形成的绿色滤色膜层行和由蓝色滤色膜层排列形成的蓝色滤色膜层行，所述红色滤色膜层行、绿色滤色膜层行和蓝色滤色膜层行依次循环排列。

优选的是，所述红色滤色膜层采用红色像素树脂制成，绿色滤色膜层采用绿色像素树脂制成，以及蓝色滤色膜层采用蓝色像素树脂制成。

当然，所述彩色滤光片还包括有其他可选层，所述其他可选层包括绝缘保护层和平坦保护层。其中，对于TN型液晶显示器而言，该可选层为绝缘保护层；对于FFS型液晶显示器而言，该可选层为平坦保护层。

一种彩色滤光片的制作方法，包括以下步骤：

1)在基板上形成黑矩阵，基板上未被黑矩阵覆盖的地方形成子像素开口区域，所述子像素开口区域具有长边和短边，所述子像素开口区域沿其短边方向排成行；

2)在黑矩阵上形成不同颜色的滤色膜层，同一行的子像素开口区域设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列；

3)在所述黑矩阵滤色膜层上形成公共电极层以及其他可选层，再形成隔垫物。

优选的是，在步骤2)中，在排列不同颜色的滤色膜层行时，使相邻两个不同颜色的滤色膜层行中的滤色膜层间隔一定距离或相接或交叠。

一种液晶显示器，包括彩色滤光片和阵列基板，所述阵列基板上包括多个平行的栅线和与所述栅线垂直的数据线，其中，所述彩色滤光片采用上述的彩色滤光片，所述阵列基板中栅线的排列方向与所述彩色滤光片中的不同颜色的滤色膜层行的排列方向相同。

本发明的有益效果是：该彩色滤光片通过改变滤色膜层的排列方向来增加滤色膜层对黑矩阵偏移度的误差容忍值，既能有效避免由于滤色膜层相对黑矩阵偏移造成的漏光，又减小了黑矩阵上相邻两个不同颜色的像素间的段差，制作时可直接采用现有生产线设备，成本低，尤其适合采用黑矩阵窄线宽设计来增加开口率的彩色滤光片中使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层三种不同排列方式的示意图；

图2为实施例1中彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层排列方式的示意图；

图3为图2中滤色膜层的A-A’切面图；

图4为实施例2中滤色膜层的A-A’切面图；

图5为图2中彩色滤光片的制作方法的流程图；

图6为图5中黑矩阵的平面示意图。

图中：101-黑矩阵；102-红色滤色膜层；103-绿色滤色膜层；104-蓝色滤色膜层；105-子像素开口区域。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术构思是，在现有技术中，由于阵列基板中栅极线、数据线和薄膜晶体管的存在，使得相邻像素区域(对应彩色滤光片中子像素开口区域)的短边之间的间距一般大于相应的相邻像素区域长边之间的间距。一般的，相邻像素区域短边之间的间距为30-50um，相邻像素区域长边之间的间距为12-20um(FFS型液晶显示器中彩色滤光片相邻像素区域长边之间的间距为4-10um)，可见，对同一像素区域而言，像素区域短边间距为其长边间距的2-3倍，对于FFS型彩色滤光片而言，这个比例甚至高达3-12倍。彩色滤光片中子像素开口区域长边处和短边处的黑矩阵间距与阵列基板中像素区域的长边间距和短边间距相当，因此，如果将不同颜色的滤色膜层沿像素区域的短边方向依次循环排列在黑矩阵上，则子像素开口区域的短边处的黑矩阵间距将为相邻两个不同颜色的滤色膜层提供足够的排列空间。

实施例1：

在本实施例中，彩色滤光片包括基板、黑矩阵101、不同颜色的滤色膜层、公共电极层以及其他可选层，所述黑矩阵101设置在基板上并形成网格形状，基板上未被黑矩阵101覆盖的地方形成子像素开口区域105，所述子像素开口区域105具有长边和短边，所述子像素开口区域105沿其短边方向排成行，同一行的子像素开口区域105设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列。本实施例中，所述滤色膜层行的各滤色膜层为彼此相连、便于制造的一体结构。

其中，所述不同颜色的滤色膜层包括红色滤色膜层102、绿色滤色膜层103和蓝色滤色膜层104。所述红色滤色膜层102采用红色像素树脂制成，绿色滤色膜层103采用绿色像素树脂制成，以及蓝色滤色膜层104采用蓝色像素树脂制成。

如图2所示，所述不同颜色的滤色膜层分别沿子像素开口区域105的短边方向排成行，所述不同颜色的滤色膜层行包括由红色滤色膜层排列形成的红色滤色膜层行、由绿色滤色膜层排列形成的绿色滤色膜层行和由蓝色滤色膜层排列形成的蓝色滤色膜层行，所述红色滤色膜层行、绿色滤色膜层行和蓝色滤色膜层行依次循环排列。

图3所示为图2滤色膜层的中A-A’切面示意图。本实施例中，相邻两个不同颜色的滤色膜层行在黑矩阵上间隔一定距离分布。如图3所示，红色滤色膜层102排列形成的红色滤色膜层行与绿色滤色膜层103排列形成的绿色滤色膜层行在黑矩阵101上间隔一定的距离。

图5所示为本实施例中彩色滤光片的制作方法流程图，其具体包括如下步骤：

S101，在基板上形成黑矩阵101，基板上未被黑矩阵101覆盖的地方形成子像素开口区域105，子像素开口区域105具有长边和短边，子像素开口区域105沿其短边方向排成行，如图6所示。具体的，在基板上形成黑矩阵的方法可采用金属溅射法沉积镉方式，或采用金属溅射法沉积含氧化铬方式，或通过涂覆树脂层方式在基板上形成涂覆层，然后利用掩模板，经过曝光、刻蚀或显影工艺最终形成黑矩阵101。

S102，在黑矩阵101上形成不同颜色的滤色膜层，同一行的子像素开口区域105设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列，如图2所示为本实施例中彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层行依次循环排列方式的示意图。具体的，可分别通过涂覆工艺涂覆不同颜色的像素树脂膜层，经过掩模板曝光工艺、化学显影工艺步骤，在黑矩阵101上依次分别形成红色滤色膜层102、绿色滤色膜层103和蓝色滤色膜层104，其中，不同颜色的滤色膜层排列形成的滤色膜层行的排列方向为沿子像素开口区域105的短边方向排列，即红色滤色膜层行、绿色滤色膜层行和蓝色滤色膜层行的排列方向为沿子像素开口区域105的短边方向排列在黑矩阵101上，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列，且相邻的两个不同颜色的滤色膜层行在黑矩阵101上间隔一定的距离。

在此步骤中，红色滤色膜层102排列形成红色滤色膜层行、绿色滤色膜层103排列形成绿色滤色膜层行和蓝色滤色膜层104排列形成蓝色滤色膜层行，其沿子像素开口区域105的短边方向依次循环排列在黑矩阵101上，使得本实施例中滤色膜层的排列方向相比现有技术中沿子像素开口区域105的长边方向依次循环排列在黑矩阵101上而言，大大增加了相邻滤色膜层对黑矩阵偏移度的误差容忍值。

S103，在黑矩阵和滤色膜层上形成公共电极层以及其他可选层，再形成隔垫物层。该步骤中各层结构的制作工艺与现有技术中相应结构的制作工艺相同，这里不再赘述。

一种液晶显示器，包括彩色滤光片和阵列基板，所述阵列基板上包括多个平行的栅线和与栅线绝缘垂直交叉的数据线，所述彩色滤光片采用本实施例所述彩色滤光片，所述彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层行的排列方向与阵列基板中栅线的排列方向相同。液晶显示器采用了该彩色滤光片后，与之对盒的阵列基板不需做任何改动，工艺简单，且能大大提高液晶显示器的显示质量。

实施例2：

本实施例中的彩色滤光片与实施例1的区别在于，相邻两个不同颜色的滤色膜层行在黑矩阵上交叠分布。图4示出了本实施例对应图2滤色膜层A-A’切面处的示意图，其中，红色滤色膜层102排列形成的红色滤色膜层行与绿色滤色膜层103排列形成的绿色滤色膜层行在黑矩阵101上相交叠。

本实施例中彩色滤光片中的其他结构与制作方法与实施例1相同，这里不再赘述。

一种液晶显示器，包括彩色滤光片和阵列基板，所述阵列基板上包括多个平行的栅线和与栅线绝缘垂直交叉的数据线，所述彩色滤光片采用本实施例所述彩色滤光片，所述彩色滤光片中不同颜色的滤色膜层行的排列方向与阵列基板中栅线的排列方向相同。液晶显示器采用了该彩色滤光片后，与之对盒的阵列基板不需做任何改动，工艺简单，且能大大提高液晶显示器的显示质量。

实施例1和实施例2仅通过改变彩色滤光片中滤色膜层排列方向，而对阵列基板不需做任何改动，增加了相邻滤色膜层对黑矩阵偏移度的误差容忍值，既能有效避免由于滤色膜层相对黑矩阵偏移造成的漏光，又减小了黑矩阵上相邻两个像素间的段差，制作时可直接采用现有生产线设备，成本低，尤其适合采用黑矩阵窄线宽设计来增加开口率的彩色滤光片中使用。

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 (8)

1.一种彩色滤光片，包括基板、黑矩阵(101)以及不同颜色的滤色膜层，所述黑矩阵(101)设置在基板上，基板上未被黑矩阵(101)覆盖的地方形成子像素开口区域(105)，所述子像素开口区域(105)具有长边和短边，其特征在于，所述子像素开口区域(105)沿其短边方向排成行，同一行的子像素开口区域(105)设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列。

2.根据权利要求书1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述滤色膜层行的各滤色膜层为彼此相连的一体结构。

3.根据权利要求书1所述的彩色滤光片，其特征在于，相邻两个不同颜色的滤色膜层行中的滤色膜层间隔一定距离或相接或交叠。

4.根据权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于，所述不同颜色的滤色膜层行包括由红色滤色膜层(102)排列形成的红色滤色膜层行、由绿色滤色膜层(103)排列形成的绿色滤色膜层行和由蓝色滤色膜层(104)排列形成的蓝色滤色膜层行，所述红色滤色膜层行、绿色滤色膜层行和蓝色滤色膜层行依次循环排列。

5.根据权利要求4所述的彩色滤光片，其特征在于，所述红色滤色膜层(102)采用红色像素树脂制成，绿色滤色膜层(103)采用绿色像素树脂制成，以及蓝色滤色膜层(104)采用蓝色像素树脂制成。

6.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在基板上形成黑矩阵(101)，基板上未被黑矩阵覆盖的地方形成子像素开口区域(105)，所述子像素开口区域(105)具有长边和短边，所述子像素开口区域(105)沿其短边方向排成行；

2)在黑矩阵上形成不同颜色的滤色膜层，同一行的子像素开口区域(105)设置同一颜色的滤色膜层并形成滤色膜层行，不同颜色的滤色膜层行依次循环排列；

3)在所述黑矩阵和滤色膜层上形成公共电极层以及其他可选层，再形成隔垫物。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在步骤2)中，在排列不同颜色的滤色膜层行时，使相邻两个不同颜色的滤色膜层行中的滤色膜层间隔一定距离或相接或交叠。

8.一种液晶显示器，包括彩色滤光片和阵列基板，所述阵列基板上包括多个平行的栅线和与所述栅线垂直的数据线，其特征在于，所述彩色滤光片采用权利要求1-5任一项所述的彩色滤光片，所述阵列基板中栅线的排列方向与所述彩色滤光片中的多个滤色膜层行的排列方向相同。

Images