CN102809849A - 一种液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法，涉及液晶显示技术领域，可以对隔垫物的质量和位置进行精确地管控，提高液晶显示器产品的质量。制造方法包括：在透明基板上形成黑色膜层；通过构图工艺处理，使所述黑色膜层形成包括彩膜区域和隔垫物区域的黑矩阵膜层；其中，所述隔垫物区域的底部全部或部分露出所述透明基板，和/或，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度小于所述黑矩阵膜层的厚度；通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述彩膜区域形成彩膜；通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域形成隔垫物。本发明实施例用于制造液晶显示器。

Description

一种液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法。

背景技术

TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜场效应晶体管液晶显示器)主要包括相向设置的阵列基板、彩膜基板和填充在两基板之间的液晶。为了保持一定的液晶盒厚，液晶显示器内部通常需要在阵列基板和彩膜基板之间设置隔垫物以支撑液晶盒。

当液晶显示器的表面受到外力的作用时，由于液晶盒挤压受力变形，盒内液晶分子将产生不必要的位移，从而导致液晶显示器出现水波纹，降低用户的使用感受。为了避免水波纹的出现，支撑液晶盒的隔垫物就显得尤为重要，现有的液晶显示器所采用的隔垫物设计通常如图1a所示，彩膜基板10上分别形成有黑矩阵膜层11以及至少包括红绿蓝三色的彩膜12。此外，在例如每个蓝色彩膜121的一侧还分别设置有隔垫物13。如图1b(图1a的AA向截面图)所示，在隔垫物13与黑矩阵膜层11之间还具有透明的保护膜层14，隔垫物13形成于保护膜层14之上。

这样一种结构的彩膜基板需要通过多次构图工艺逐层形成包括隔垫物在内的各层级结构。由于隔垫物形成在彩膜基板各膜层之上，若该隔垫物底部的任一膜层在制作过程中出现了质量问题，都将导致隔垫物的位置发生变化，从而难以做到对隔垫物的位置进行精确地管控，这大大影响了产品的质量。

发明内容

本发明的实施例提供一种液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法，可以对隔垫物的位置进行精确地管控，提高了液晶显示器产品的质量。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种彩膜基板的制造方法，包括：

在透明基板上形成黑色膜层；

通过构图工艺处理，使所述黑色膜层形成包括彩膜区域和隔垫物区域的黑矩阵膜层；其中，所述隔垫物区域的底部全部或部分露出所述透明基板，和/或，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度小于所述黑矩阵膜层的厚度；

通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述彩膜区域形成彩膜；

通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域形成隔垫物。

本发明实施例的另一方面，提供一种彩膜基板，包括：透明基板，形成于所述透明基板上的黑矩阵膜层和形成于所述黑矩阵膜层的彩膜区域的彩膜，

所述黑矩阵膜层还具有隔垫物区域；其中，所述隔垫物区域的底部全部或部分露出所述透明基板，和/或，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度小于所述黑矩阵膜层的厚度；

所述彩膜基板还包括形成于所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域上的隔垫物。

本发明实施例的又一方面，提供一种液晶显示装置，包括如上所述的彩膜基板。

本发明实施例提供的液晶显示装置、彩膜基板及其制造方法，黑矩阵膜层上具有不同于彩膜所在区域的隔垫物区域，隔垫物直接形成于该隔垫物区域上。这样一来，隔垫物可以直接形成于预设的隔垫物区域内，而无需位于彩膜基板的其他膜层之上，避免了其它膜层对隔垫物位置的影响，从而实现了对隔垫物的位置进行精确地管控。采用这样一种彩膜基板、液晶显示装置及其制造方法，可以对隔垫物的位置进行精确地管控，从而提高了液晶显示器产品的质量。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为现有技术中一种彩膜基板的俯视图；

图1b为图1a的A-A向截面图；

图2为本发明实施例提供的一种彩膜基板制造方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一彩膜基板制造方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种彩膜基板的结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的一种隔垫物区域的结构示意图；

图5b为本发明实施例提供的另一隔垫物区域的结构示意图；

图5c为本发明实施例提供的又一隔垫物区域的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种彩膜基板的俯视结构示意图；

图7为图6局部放大示意图；

图8a为本发明实施例提供的一种彩膜基板曝光形成隔垫物的示意图；

图8b为本发明实施例提供的另一彩膜基板曝光形成隔垫物的示意图；

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例提供的彩膜基板制造方法，如图2所示，包括：

S201、在透明基板上形成黑色膜层。

S202、通过构图工艺处理，使该黑色膜层形成包括彩膜区域和隔垫物区域的黑矩阵膜层；其中，该隔垫物区域的底部全部或部分露出透明基板，和/或，隔垫物区域的底部膜层的厚度小于黑矩阵膜层的厚度。

其中，可以根据实际设计的需要采用对应形状的掩膜得到圆形、椭圆形或矩形等形状的隔垫物区域，例如，隔垫物区域可以为圆形，其直径为20至60μm。

隔垫物区域的底部可以全部或部分露出透明基板，部分露出透明基板具体可以包括隔垫物区域的底部膜层形成有至少一条狭缝，从而部分露出透明基板。

隔垫物区域的底部也可以具有一定厚度的底部膜层，例如，隔垫物区域的底部膜层的厚度可以为0.1至0.8μm。由于隔垫物区域的表面和底部具有一定的高度差，从而确保了隔垫物能够准确地定位。

S203、通过构图工艺处理在该黑矩阵膜层的彩膜区域形成彩膜。

彩膜可以包括间隔排列的彩膜单元，例如，每个彩膜单元可以至少包括分别为红、绿、蓝三色的彩色滤光结构。

S204、通过构图工艺处理在该黑矩阵膜层的隔垫物区域形成隔垫物。

隔垫物与该彩膜单元一一对应。例如，预设的隔垫物位置可以位于各个彩膜单元中的蓝色滤光结构的一侧，这样在保证了液晶显示器质量的同时有效控制了隔垫物的数量，避免了黑矩阵膜层由于设置隔垫物区域过多所造成的漏光。

本发明实施例提供的彩膜基板制造方法，黑矩阵膜层上具有不同于彩膜所在区域的隔垫物区域，隔垫物直接形成于该隔垫物区域上。这样一来，隔垫物可以直接形成于预设的隔垫物区域内，而无需位于彩膜基板的其他膜层之上，避免了其它膜层对隔垫物位置的影响，从而实现了对隔垫物的位置进行精确地管控。采用这样一种彩膜基板的制造方法，可以对隔垫物的位置进行精确地管控，从而提高了液晶显示器产品的质量。

进一步的，本发明实施例提供的彩膜基板制造方法，如图3所示，包括：

S301、在透明基板上形成黑色膜层。

S302、通过构图工艺处理，使该黑色膜层形成包括彩膜区域和隔垫物区域的黑矩阵膜层；其中，该隔垫物区域的底部全部或部分露出透明基板，和/或，隔垫物区域的底部膜层的厚度小于黑矩阵膜层的厚度。

S303、通过构图工艺处理在该黑矩阵膜层的彩膜区域形成彩膜。

以上方法步骤可以参考前述方法实施例。

S304、在形成有彩膜的基板上形成负性光刻胶层。

S305、以黑矩阵膜层和彩膜为掩膜，从基板背面用光线照射该负性光刻胶层；显影后，在黑矩阵膜层的隔垫物区域形成光刻胶保留区域的隔垫物，在黑矩阵膜层以及彩膜的区域形成光刻胶完全去除区域。

在本发明实施例中，隔垫物可以采用背面曝光的方式得到，光线从基板背面未形成黑色膜层的一侧进行照射，以黑矩阵膜层和彩膜为掩膜，其中，黑矩阵膜层和彩膜不透光，黑矩阵膜层的隔垫物区域透光，光线可以使得隔垫物区域的负性光刻胶发生固化，其他区域的光刻胶通过显影完全去除。这样一来，隔垫物可以精确地形成在黑矩阵膜层的隔垫物区域，大大提高了产品的质量；同时，在形成隔垫物的时候，利用在先形成的黑矩阵膜层和彩膜为掩膜，减少了掩膜的数量，降低了成本。

进一步的，在采用背面曝光形成隔垫物的过程中，隔垫物区域的底部全部露出透明基板可以使得光线完全透过该隔垫物区域；隔垫物区域的底部部分露出透明基板或具有一定厚度的底部膜层可以使得光线部分透过该隔垫物区域。通过控制光线的透过量可以控制负性光刻胶的曝光程度，进而可以控制隔垫物的高度。例如，可以在底部全部露出透明基板的隔垫物区域形成第一隔垫物，在底部部分露出透明基板或具有一定厚度的底部膜层的隔垫物区域形成第二隔垫物，第一隔垫物与第二隔垫物的高度差为0.2至0.6μm。采用这样一种不等高的隔垫物设计，当液晶显示器受到外力的作用、液晶盒发生微小形变时，高度较低的隔垫物将作为第二级支撑，以防止液晶盒进一步发生形变。这样一种不等高的隔垫物设计可以很大程度上降低水波纹现象的发生，大大提高了用户的使用感受。

S306、在形成有该黑矩阵膜层、彩膜以及隔垫物的基板上形成保护膜层。

这样一来，在不影响保护膜层产生保护效果的同时避免了保护膜层对隔垫物质量的影响。

本发明实施例提供的彩膜基板制造方法，黑矩阵膜层上具有不同于彩膜所在区域的隔垫物区域，隔垫物直接形成于该隔垫物区域上。这样一来，隔垫物可以直接形成于预设的隔垫物区域内，而无需位于彩膜基板的其他膜层之上，避免了其它膜层对隔垫物位置的影响，从而实现了对隔垫物的位置进行精确地管控，提高了液晶显示器产品的质量。

本发明实施例提供的彩膜基板40可以采用上述方法制得，如图4所示，彩膜基板40包括：透明基板41，形成于透明基板41上的黑矩阵膜层42和形成于黑矩阵膜层42的彩膜区域的彩膜43。

黑矩阵膜层42还具有隔垫物区域421；其中，隔垫物区域421的底部全部露出透明基板41(如图5a所示)或部分露出透明基板41(如图5b所示)，和/或，隔垫物区域421的底部膜层422的厚度t小于黑矩阵膜层42的厚度T(如图5c所示)。

在本发明实施例中，黑矩阵膜层42可以通过构图工艺分别显影掉预设的彩膜位置处和隔垫物位置处的全部或部分黑矩阵膜层从而分别形成彩膜区域和隔垫物区域421。

彩膜基板40还包括形成于黑矩阵膜层42的隔垫物区域421上的隔垫物44。

本发明实施例提供的彩膜基板，黑矩阵膜层上具有不同于彩膜所在区域的隔垫物区域，隔垫物直接形成于该隔垫物区域上。这样一来，隔垫物可以直接形成于预设的隔垫物区域内，而无需位于彩膜基板的其他膜层之上，避免了其它膜层对隔垫物位置的影响，从而实现了对隔垫物的位置进行精确地管控。采用这样一种彩膜基板，可以对隔垫物的位置进行精确地管控，从而提高了液晶显示器产品的质量。

彩膜43是由间隔排列的多个彩膜单元所组成，每个彩膜单元又分别至少包括红、绿、蓝三色的彩色滤光结构。在本发明实施例中，隔垫物可以与彩膜单元一一对应，即每一个隔垫物均唯一对应一个彩膜单元。例如，以图6为例，预设的隔垫物区域421可以位于各个彩膜43的蓝色滤光结构431的一侧，这样在保证了液晶显示器质量的同时也有效控制了隔垫物的数量，避免了黑矩阵膜层由于设置隔垫物区域过多所造成的漏光。

其中，可以根据实际设计的需要采用对应形状的掩膜得到圆形、椭圆形或矩形等形状的隔垫物区域，例如，在本发明实施例中，隔垫物区域可以为圆形，其直径可以为20至60μm。

进一步的，当隔垫物区域421的底部未露出透明基板41时，如图5c所示，黑矩阵膜层42的厚度T可以为1.2μm，黑矩阵膜层42通过半透式掩膜的曝光可以在隔垫物区域421的底部形成底部膜层422，其中，隔垫物区域421的底部膜层422的厚度t可以为0.1至0.8μm。

或者，当隔垫物区域421的底部部分露出透明基板41时，隔垫物区域421可以如图7所示，图7为图6虚线区域的局部放大示意图。隔垫物区域421的底部部分露出透明基板41具体可以包括：隔垫物区域421的底部膜层422形成有至少一条狭缝，隔垫物区域421可以通过至少一条狭缝部分露出透明基板41。其中，狭缝的宽度和狭缝之间的间距可以根据实际设计的需要人为地设置。例如，如图7所示，隔垫物区域421为圆形区域，该圆形区域的直径d为40μm，该隔垫物区域421内包括由黑矩阵膜层42形成的底部膜层422，该底部膜层422形成有等间隔排列的条纹结构，每一个条纹的宽度a与狭缝的宽度b均为4μm。隔垫物区域的黑矩阵膜层采用这样一种条纹结构可以使得隔垫物区域的底部部分露出，从而可以减少曝光光线的透过量。

以上两种结构的隔垫物区域421的设计均可以实现光线的不完全透过，这两种结构的隔垫物区域421均可以采用相应的掩膜通过曝光显影等工序得到，这样一种构图工艺可以采用现有技术，此处不做赘述。

采用背面曝光形成隔垫物的过程中，由于隔垫物区域的底部分别采用全部露出透明基板、部分露出透明基板和具有一定厚度的底部膜层的设计，隔垫物区域的底部全部露出透明基板可以使得光线完全透过该隔垫物区域；隔垫物区域的底部部分露出透明基板或具有一定厚度的底部膜层可以使得光线部分透过该隔垫物区域。通过控制光线的透过量可以控制负性光刻胶的曝光程度，进而可以控制隔垫物的高度。

如图8a所示，采用背面曝光形成隔垫物的过程中，首先需要在形成有黑矩阵膜层81和彩膜(图8a中未示出)的基板上形成透明的负性光刻胶层820，光线由基板的背面入射(图8a中箭头所示)。由于光线无法穿透黑矩阵膜层81和彩膜，故位于黑矩阵膜层81和彩膜上方的光刻胶820无法固化；光线可全部透过全部露出透明基板80的隔垫物区域811，因此位于隔垫物区域811的光刻胶820将全部固化，同理，光线可部分透过底部部分露出透明基板80或具有一定厚度底部膜层的隔垫物区域812，位于该隔垫物区域812的光刻胶820也将得到部分固化。当显影掉光刻胶完全去除区域的光刻胶820之后，即得到如图8b所示的隔垫物82，该隔垫物82包括形成于隔垫物区域811的第一隔垫物821和形成于隔垫物区域812的第二隔垫物822，第一隔垫物821与第二隔垫物822在彩膜基板上的高度差h可以为0.2至0.6μm。

采用这样一种不等高的隔垫物设计，当液晶显示器受到外力的作用、液晶盒发生微小形变时，高度较低的隔垫物将作为第二级支撑，以防止液晶盒进一步发生形变。这样一种不等高的隔垫物设计可以很大程度上降低水波纹现象的发生，大大提高了用户的使用感受。

进一步的，如图4所示，彩膜基板40还可以包括形成于黑矩阵膜层42、彩膜43以及隔垫物44之上的保护膜层45。这样一来，在不影响保护膜层产生保护效果的同时避免了保护膜层对隔垫物质量的影响，从而进一步提高了液晶显示器的产品质量。

本发明实施例还提供了一种液晶显示装置，其包括上述任意一种彩膜基板。所述液晶显示装置可以为：液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

彩膜基板的具体结构已在前述实施例中做了详细的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的液晶显示装置，包括彩膜基板，该彩膜基板的黑矩阵膜层上具有不同于彩膜所在区域的隔垫物区域，隔垫物直接形成于该隔垫物区域上。这样一来，隔垫物可以直接形成于预设的隔垫物区域内，而无需位于彩膜基板的其他膜层之上，避免了其它膜层对隔垫物位置的影响，从而实现了对隔垫物的位置进行精确地管控。采用这样一种液晶显示装置，可以对隔垫物的位置进行精确地管控，从而提高了液晶显示器产品的质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括：

在透明基板上形成黑色膜层；

通过构图工艺处理，使所述黑色膜层形成包括彩膜区域和隔垫物区域的黑矩阵膜层；其中，所述隔垫物区域的底部全部或部分露出所述透明基板，和/或，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度小于所述黑矩阵膜层的厚度；

通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述彩膜区域形成彩膜；

通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域形成隔垫物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度为0.1至0.8μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔垫物区域的底部部分露出所述透明基板包括：所述隔垫物区域的底部膜层形成有至少一条狭缝，部分露出所述透明基板。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述通过构图工艺处理在所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域形成隔垫物包括：

在形成有所述彩膜的基板上形成负性光刻胶层；

以所述黑矩阵膜层和所述彩膜为掩膜，从基板背面用光线照射所述负性光刻胶层；显影后，在所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域形成光刻胶保留区域的隔垫物，在所述黑矩阵膜层以及所述彩膜的区域形成光刻胶完全去除区域。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在形成有所述黑矩阵膜层、所述彩膜以及所述隔垫物的基板上形成保护膜层。

6.一种彩膜基板，包括：透明基板，形成于所述透明基板上的黑矩阵膜层和形成于所述黑矩阵膜层的彩膜区域的彩膜，其特征在于，

所述黑矩阵膜层还具有隔垫物区域；其中，所述隔垫物区域的底部全部或部分露出所述透明基板，和/或，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度小于所述黑矩阵膜层的厚度；

所述彩膜基板还包括形成于所述黑矩阵膜层的所述隔垫物区域上的隔垫物。

7.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述隔垫物区域的底部膜层的厚度为0.1至0.8μm。

8.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述隔垫物区域的底部部分露出所述透明基板包括：所述隔垫物区域的底部膜层形成有至少一条狭缝，部分露出所述透明基板。

9.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括：

形成于所述黑矩阵膜层、所述彩膜以及所述隔垫物之上的保护膜层。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求6至9任一所述的彩膜基板。

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