CN102707483A - 一种彩膜基板、制作方法及显示装置 - Google Patents

一种彩膜基板、制作方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板、制作方法及显示装置，用以解决现有彩膜基板的柱状隔垫物在缩小与黑矩阵连接的一端的横截面面积之后，会降低支撑能力的问题。该彩膜基板包括：基板；形成于所述基板上的黑矩阵；形成于所述黑矩阵的上方的柱状隔垫物，两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。该技术方案中，柱状隔垫物不易发生断裂，支撑能力较大，能保证盒厚。

Description

一种彩膜基板、制作方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种彩膜基板、制作方法及显示装置。
背景技术
随着薄膜晶体管液晶显示器成本的降低和制造工艺的完善，薄膜晶体管液晶显示器已成为平板显示领域的主流产品。
薄膜晶体管液晶显示器包括阵列基板、彩膜基板以及填充在两者之间的液晶材料。其中，彩膜基板通常包括基板、具有颜色的子像素(如三基色子像素)、形成于子像素间隙的黑矩阵和形成于黑矩阵上方的柱状隔垫物。如图1所示，当柱状隔垫物a与子像素b之间的间距d较小时，会导致摩擦工艺中对靠近柱状隔垫物处的子像素对应的取向层摩擦不彻底，从而引起液晶转向异常，易发生漏光现象。为了避免该漏光现象的发生，只能增大间距d。为了增大间距d，现有制作工艺通常将柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积缩小，由于现有的柱状隔垫物通常呈梯形，因此，缩小与黑矩阵连接的一端的横截面面积，就会使得柱状隔垫物变细，使柱状隔垫物的支撑能力降低，从而无法保证盒厚。
发明内容
本发明实施例提供了一种彩膜基板、制作方法及显示装置，用以解决现有彩膜基板的柱状隔垫物在缩小与黑矩阵连接的一端的横截面面积之后，会降低支撑能力的问题。
本发明实施例提供一种彩膜基板，包括：
基板；
形成于所述基板上的黑矩阵；
形成于所述黑矩阵的上方的柱状隔垫物，两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
其中，所述柱状隔垫物与所述黑矩阵一体成型。
所述的彩膜基板，还包括：
形成于所述基板上的子像素。
本发明实施例提供一种彩膜基板的制作方法，包括：
在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物；
其中，所述柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方，所述柱状隔垫物的两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
其中，所述柱状隔垫物与所述黑矩阵一体成型。
所述在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物，具体为：
在基板上沉积黑矩阵材料层，通过构图工艺在所述基板上形成黑矩阵图形；
通过成像显影灰化工艺，形成黑矩阵和与所述黑矩阵一体的初始柱状隔垫物，所述初始柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方；
通过倒梯形光刻胶制作工艺，将所述初始柱状隔垫物处理成倒梯形柱状隔垫物，所述倒梯形柱状隔垫物与所述黑矩阵连接的一端的横截面面积小于悬空端的横截面面积；
通过成像显影灰化工艺，将所述倒梯形柱状隔垫物处理成所述柱状隔垫物，所述柱状隔垫物的两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
其中，所述黑矩阵材料层为具有抗压能力的正性黑矩阵用光阻剂层。
此时，所述通过成像显影灰化工艺，形成黑矩阵和与所述黑矩阵一体的初始柱状隔垫物，所述初始柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方，具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第一灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使所述黑矩阵图形对应初始柱状隔垫物区域的部分被全部保留以形成所述初始柱状隔垫物，使所述黑矩阵图形的其它部分被部分保留以形成所述黑矩阵。
所述通过成像显影灰化工艺，将所述倒梯形柱状隔垫物处理成所述柱状隔垫物，具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第二灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使所述倒梯形柱状隔垫物的悬空端与中间之间的部分的边缘被去除以形成所述柱状隔垫物。
所述的制作方法，还包括：
在所述基板上形成子像素。
本发明实施例提供的技术方案中，在为了增大柱状隔垫物与子像素之间的间距，而将柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积设计为较小时，柱状隔垫物不易发生断裂，支撑能力较大，能保证盒厚。
附图说明
图1为现有彩膜基板的结构示意图；
图2为本发明实施例中一种彩膜基板的结构示意图；
图3为本发明实施例中另一种彩膜基板的结构示意图；
图4为本发明实施例中彩膜基板的制作方法的流程图；
图5为本发明实施例中步骤S401对应的结构示意图；
图6为本发明实施例中步骤S402对应的结构示意图；
图7为本发明实施例中步骤S403对应的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图2所示，本发明实施例提供了一种彩膜基板，包括：
基板1；
形成于基板1上的黑矩阵2；
形成于黑矩阵2的上方的柱状隔垫物3，两端(指与黑矩阵2连接的一端和悬空端)的横截面面积小于两端之间部分的横截面面积。
柱状隔垫物3纵截面可以是六边形、鱼肚形或者其它中间宽两端窄的形状。在柱状隔垫物3与黑矩阵2连接的一端的横截面面积较小的情况下，由于柱状隔垫物3中间部位较粗大强壮，因此柱状隔垫物3不易发生断裂，支撑能力较大。
因此，本发明实施例提供的上述彩膜基板，在为了增大柱状隔垫物与子像素之间的间距，而将柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积设计为较小时，柱状隔垫物不易发生断裂，支撑能力较大，能保证盒厚。
优选地，柱状隔垫物也采用黑矩阵材料制成，即如图3所示，形成一体成型的柱状隔垫物4与黑矩阵5。
柱状隔垫物与黑矩阵一体成型，可进一步提高柱状隔垫物的附着力，使柱状隔垫物不易发生水平位移，有效解决由于柱状隔垫物水平位移而发生漏光的问题；并且，柱状隔垫物与黑矩阵一体成型，相当于柱状隔垫物直接形成于基板上，增加了柱状隔垫物的高度，增大了柱状隔垫物的弹性，有效解决由于柱状隔垫物变形而导致盒厚变化的问题，增强盒厚的稳定性，提高液晶显示器的显示品质；其次，现有制作工艺通常通过减小曝光量来缩小柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积，以达到增大柱状隔垫物与子像素之间间距的目的，但是这样易引起曝光不足而出现掉胶现象，导致制作失败，而本发明实施例中，柱状隔垫物用黑矩阵材料制成，由于黑矩阵材料的光吸收能力较强，从而能避免发生掉胶现象，比较容易缩小柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积。
再如图3所示，上述彩膜基板还可以包括：
形成于基板1上的子像素6，包括三基色子像素或者其它颜色的子像素。黑矩阵2位于各子像素6之间的间隙。
优选地，上述彩膜基板中，黑矩阵的厚度的最大值为5μm、最小值为1μm；子像素的厚度的最大值为5μm、最小值为1μm。
另外，优选地，柱状隔垫物的厚度的最大值为10μm、最小值为5μm，具有以上厚度特征的柱状隔垫物所具有的支撑能力较佳。优选地，柱状隔垫物的两端中任一端的横截面宽度的最大值为10μm、最小值为1μm，两端之间部分的横截面宽度的最大值为15μm、最小值为5μm，具有以上宽度特征的柱状隔垫物与子像素之间的间距适中，可有效避免出现摩擦工艺中对靠近柱状隔垫物处的子像素对应的取向层摩擦不彻底而引起液晶转向异常，避免出现漏光现象。
同时，本发明实施例还提供了一种显示装置，其特征在于，包括图2和图3所示的彩膜基板，所述显示装置可为但不局限于液晶显示装置。
本发明实施例还提供了一种制作上述彩膜基板的制作方法，包括：
在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物；
其中，柱状隔垫物位于黑矩阵的上方，柱状隔垫物的两端的横截面面积小于两端之间部分的横截面面积。
利用上述制作方法制作的彩膜基板，
其中，优选地，柱状隔垫物也采用黑矩阵材料制成，即柱状隔垫物与黑矩阵一体成型。
当柱状隔垫物与黑矩阵一体成型时，如图4所示，上述在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物具体包括以下步骤：
步骤S401、在基板1上沉积黑矩阵材料层，通过构图工艺在基板1上形成黑矩阵图形7(如图5所示)。
优选地，黑矩阵材料层为具有抗压能力的正性黑矩阵用光阻剂层。
步骤S402、通过成像显影灰化工艺，形成黑矩阵5和与黑矩阵5一体的初始柱状隔垫物8，初始柱状隔垫物8位于黑矩阵5的上方(如图6所示)。
当黑矩阵材料层为具有抗压能力的正性黑矩阵用光阻剂层时，步骤S402具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第一灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使黑矩阵图形对应初始柱状隔垫物区域的部分被全部保留以形成初始柱状隔垫物，使黑矩阵图形的其它部分被部分保留以形成黑矩阵。具体地，对已形成黑矩阵图形的基板采用第一灰色调掩模版曝光，形成对应初始柱状隔垫物区域的未曝光区和对应黑矩阵区域的未完全曝光区，通过显影、灰化工艺，形成初始柱状隔垫物和黑矩阵。
步骤S403、通过倒梯形光刻胶制作工艺，将初始柱状隔垫物8处理成倒梯形柱状隔垫物9，倒梯形柱状隔垫物9与黑矩阵5连接的一端的横截面面积小于悬空端的横截面面积(如图7所示)。
具体地，将执行步骤S402后形成的基板在显影液中浸泡一定时间(如10秒-40秒)，显影液含有一定量(如2％)的四甲基氢氧化铵，不含有氯苯；用去离子水洗净并用氮气吹干，在一定温度(如50℃-120℃)的温度下烘烤一定时间(如30秒-120秒)后曝光一定时间(如3秒-20秒)；然后再在一定温度(如80℃-130℃)下烘烤一定时间(如30秒-300秒)，最后在显影液中浸泡一定时间(如30秒-300秒)，用去离子水洗净并用氮气吹干，形成倒梯形柱状隔垫物。
当然，除上述倒梯形光刻胶制作工艺外，还可以采用其它倒梯形光刻胶制作工艺来制作倒梯形柱状隔垫物。
步骤S404、通过成像显影灰化工艺，将倒梯形柱状隔垫物9处理成柱状隔垫物4，柱状隔垫物4的两端的横截面面积小于两端之间部分的横截面面积(如图3所示)。
当黑矩阵材料层为具有抗压能力的正性黑矩阵用光阻剂层时，步骤S404具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第二灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使倒梯形柱状隔垫物的悬空端与中间之间的部分的边缘被去除以形成柱状隔垫物。具体地，对梯形柱状隔垫物采用第二灰色调掩模板曝光，形成对应柱状隔垫物中间区域的未曝光区和对应柱状隔垫物边缘区域的未完全曝光区，通过显影、灰化工艺，形成柱状隔垫物。
现有制作工艺通常通过减小曝光量来缩小柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面面积，以达到增大柱状隔垫物与子像素之间间距的目的，但是这样易引起曝光不足而出现掉胶现象，导致制作失败。
而本发明实施例提供的上述制作方法，柱状隔垫物用黑矩阵材料制成，由于黑矩阵材料的光吸收能力较强，从而能避免发生掉胶现象，比较容易将柱状隔垫物与黑矩阵连接的一端的横截面做成面积较小的形状，从而可将柱状隔垫物与子像素之间间距尽量地放大，可有效避免出现摩擦工艺中对靠近柱状隔垫物处的子像素对应的取向层摩擦不彻底而引起液晶转向异常，避免出现漏光现象。
另外，上述制作方法制作的柱状隔垫物与黑矩阵一体成型，可提高柱状隔垫物的附着力，使柱状隔垫物不易发生水平位移，有效解决由于柱状隔垫物水平位移而发生漏光的问题；并且，柱状隔垫物与黑矩阵一体成型，相当于柱状隔垫物直接形成于基板上，增加了柱状隔垫物的高度，增大了柱状隔垫物的弹性，有效解决由于柱状隔垫物变形而导致盒厚变化的问题，增强盒厚的稳定性，提高了液晶显示器的显示品质。
进一步地，上述的制作方法还可以包括：
在基板1上形成子像素6(如图3所示)。
在基板上形成子像素可以在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物之前或者之后完成。
优选地，上述制作方法所形成的黑矩阵的厚度的最大值为5μm、最小值为1μm；子像素的厚度的最大值为5μm、最小值为1μm。
另外，优选地，柱状隔垫物的厚度的最大值为10μm、最小值为5μm，具有以上厚度特征的柱状隔垫物所具有的支撑能力较佳。优选地，柱状隔垫物的两端中任一端的横截面宽度的最大值为10μm、最小值为1μm，两端之间部分的横截面宽度的最大值为15μm、最小值为5μm，具有以上宽度特征的柱状隔垫物与子像素之间的间距适中，可有效避免出现摩擦工艺中对靠近柱状隔垫物处的子像素对应的取向层摩擦不彻底而引起液晶转向异常，避免出现漏光现象。
需要说明的是，本发明实施例中柱状隔垫物的横截面可为任意多边形，如圆形、正方形、菱形、梯形等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
形成于所述基板上的黑矩阵；
形成于所述黑矩阵的上方的柱状隔垫物，两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
2.如权利要求1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一体成型。
3.如权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：
形成于所述基板上的子像素。
4.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括：
在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物；
其中，所述柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方，所述柱状隔垫物的两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于，
所述柱状隔垫物与所述黑矩阵一体成型。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述在基板上形成黑矩阵和柱状隔垫物，具体为：
在基板上沉积黑矩阵材料层，通过构图工艺在所述基板上形成黑矩阵图形；
通过成像显影灰化工艺，形成黑矩阵和与所述黑矩阵一体的初始柱状隔垫物，所述初始柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方；
通过倒梯形光刻胶制作工艺，将所述初始柱状隔垫物处理成倒梯形柱状隔垫物，所述倒梯形柱状隔垫物与所述黑矩阵连接的一端的横截面面积小于悬空端的横截面面积；
通过成像显影灰化工艺，将所述倒梯形柱状隔垫物处理成所述柱状隔垫物，所述柱状隔垫物的两端的横截面面积小于所述两端之间部分的横截面面积。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，
所述黑矩阵材料层为具有抗压能力的正性黑矩阵用光阻剂层。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述通过成像显影灰化工艺，形成黑矩阵和与所述黑矩阵一体的初始柱状隔垫物，所述初始柱状隔垫物位于所述黑矩阵的上方，具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第一灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使所述黑矩阵图形对应初始柱状隔垫物区域的部分被全部保留以形成所述初始柱状隔垫物，使所述黑矩阵图形的其它部分被部分保留以形成所述黑矩阵。
9.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述通过成像显影灰化工艺，将所述倒梯形柱状隔垫物处理成所述柱状隔垫物，具体为：
采用具有遮光部和灰色调部的第二灰色调掩模版进行掩模、曝光、显影和灰化工艺，使所述倒梯形柱状隔垫物的悬空端与中间之间的部分的边缘被去除以形成所述柱状隔垫物。
10.如权利要求4或5所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述基板上形成子像素。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的彩膜基板。
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