CN102819057B - 一种显示装置、彩色滤光片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置、彩色滤光片及其制作方法，属于液晶显示领域。所述彩色滤光片包括：基板，形成在所述基板上的像素区域内的彩色树脂层，形成在所述基板上、位于所述彩色树脂层中的透明柱状物。本发明能够克服彩色滤光片在光孔位置处出现的塌陷和角段差过大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种显示装置、彩色滤光片及其制作方法。
背景技术
彩色滤光片（Color Filter，CF）是薄膜晶体管液晶显示器（Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD）的重要组成部件，液晶显示器能呈现彩色的影像，主要依靠彩色滤光片。背光源的白光透过液晶层，照射到彩色滤光片，通过彩色滤光片对应每个像素上的红、绿、蓝三色颜料光阻，形成红、绿、蓝光，最后在人眼中混合形成彩色影像。彩色滤光片在TFT-LCD显示面板中的成本比重较大，以15in（英寸）面板材料成本来看，彩色滤光片占24％左右。由于用彩色滤光片实现彩色显示非常方便，可获得相当高的色纯度和比较宽阔的彩色再现范围，因此，这种方式已成为液晶显示多色化或全色化的主要方式。
现有的彩色滤光片的结构如图1所示，包括：基板1；形成在基板1上的黑矩阵2；形成在黑矩阵2暴露的像素区域内的彩色树脂层3，彩色树脂层3包括红色树脂层（R，图中以右斜线标识）、绿色树脂层（G，图中以网格线标识）和蓝色树脂层（B，图中以左斜线标识）；形成在形成有彩色树脂层3的基板1上的平坦层4；形成在平坦层4上的隔垫物（Post Spacer，PS）5。对于扭曲向列（Twisted Nematic，TN）模式的液晶面板，在所述彩色滤光片中还设置有透明导电层（图未示），所述透明导电层位于平坦层4上方，所述隔垫物5形成在透明导电层上。
随着TFT-LCD技术的发展，对彩色滤光片的透过率的要求也愈来愈高。如图2所示，为了提高彩色滤光片的透过率，现有技术提供的一种方案是在彩色树脂层3中设计光孔6。其中，光孔6的尺寸可以根据需要进行相应的调整，一般占到子像素面积的3%～4%左右。
当彩色滤光片中设计有光孔时，目前的制造工艺中一般是在黑矩阵和彩色树脂层上涂覆透明树脂材料（Over Coat，OC），来形成彩色滤光片的平坦层，并通过OC材料来填充该光孔位置处的凹洞。但是，如图3所示，在形成平坦层4时，由于光孔6位置处的OC材料填充不充分，在该光孔6位置处会出现塌陷7和角段差过大的现象，造成液晶取向不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示装置、彩色滤光片及其制作方法，以克服彩色滤光片在光孔位置处出现的塌陷和角段差过大的问题。
为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：
一种彩色滤光片，包括基板、以及形成在所述基板上的像素区域内的彩色树脂层，其中，还包括：
形成在所述基板上、位于所述彩色树脂层中的透明柱状物。
上述的彩色滤光片，其中，还包括：形成在所述基板上的黑矩阵，所述黑矩阵具有开口以暴露出所述像素区域。
上述的彩色滤光片，其中，还包括：形成在所述彩色树脂层上的平坦层。
上述的彩色滤光片，其中，还包括：
形成在所述平坦层上的隔垫物；或者
形成在所述平坦层上的透明导电层，以及，形成在所述透明导电层上的隔垫物。
一种显示装置，包括上述的彩色滤光片。
一种彩色滤光片的制作方法，包括：
在基板上的像素区域内形成透明柱状物；
在形成有所述透明柱状物的像素区域内形成彩色树脂层，所述透明柱状物位于所述彩色树脂层中。
上述的制作方法，其中：所述彩色树脂层的厚度等于所述透明柱状物的厚度。
上述的制作方法，其中，还包括：
在形成有所述彩色树脂层的基板上形成平坦层；
在所述平坦层上形成隔垫物。
上述的制作方法，其中，还包括：
在形成有所述彩色树脂层的基板上形成平坦层；
在所述平坦层上形成透明导电层；
在所述透明导电层上形成隔垫物。
上述的制作方法具体包括：
在基板上形成黑矩阵；
在所述黑矩阵上形成第一平坦层、在所述黑矩阵暴露的像素区域内形成透明柱状物，所述透明柱状物的厚度大于所述第一平坦层的厚度；
在形成有所述透明柱状物的像素区域内形成彩色树脂层，所述透明柱状物位于所述彩色树脂层中。
上述的制作方法，其中：所述透明柱状物的厚度等于所述第一平坦层的厚度与黑矩阵的厚度之和。
上述的制作方法，其中，还包括：在形成有所述彩色树脂层的基板上形成黑矩阵。
上述的制作方法，其中：所述黑矩阵的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。
本发明通过在彩色树脂层中形成透明柱状物来提高彩色滤光片的透过率，相对于现有技术中在彩色树脂层中设置光孔的方式，能够克服光孔位置处出现的塌陷和角段差过大的问题。
附图说明
图1为现有的彩色滤光片的结构示意图；
图2为现有的具有光孔的彩色滤光片的结构示意图；
图3为实际生产时得到的具有光孔的彩色滤光片的结构示意图；
图4～10为本发明实施例1的彩色滤光片制作过程截面图；
图11～17为本发明实施例2的彩色滤光片制作过程截面图；
图18～23为本发明实施例3的彩色滤光片制作过程截面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供一种彩色滤光片，包括：基板；形成在所述基板上的像素区域内的彩色树脂层；形成在所述基板上、位于所述彩色树脂层中的透明柱状物。
可选地，所述彩色滤光片还包括形成在所述基板上的黑矩阵，所述黑矩阵具有开口以暴露出所述像素区域。
可选地，所述彩色滤光片还包括形成所述彩色树脂层上的平坦层。
可选地，所述彩色滤光片还包括形成在平坦层上的隔垫物。对于TN模式的液晶面板，所述彩色滤光片还包括形成在平坦层上的透明导电层，此时，所述隔垫物形成在透明导电层上。
本发明提供的上述彩色滤光片，通过在彩色树脂层中形成透明柱状物来提高彩色滤光片的透过率，相对于现有技术中在彩色树脂层中设置光孔的方式，能够克服光孔位置处出现的塌陷和角段差过大的问题。
优选地，所述彩色滤光片为半透半反式彩色滤光片，所述透明柱状物设置在彩色滤光片的反射区。
以下给出上述彩色滤光片的三种具体实施例。
实施例1
参照图9，本发明实施例1的彩色滤光片包括：
基板1；
形成在基板上的黑矩阵2；
形成在黑矩阵2暴露的像素区域内的透明柱状物8，以及，形成在黑矩阵上方的第一平坦层9，所述透明柱状物8的厚度大于所述第一平坦层9的厚度；
形成在形成有透明柱状物8的像素区域内的彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中，彩色树脂层3包括红色树脂层（R，图中以右斜线标识）、绿色树脂层（G，图中以网格线标识）和蓝色树脂层（B，图中以左斜线标识）。
优选地，还包括形成在形成有彩色树脂层3的基板1上的平坦层10。
优选地，还包括形成在平坦层10上的隔垫物5。
优选地，所述彩色树脂层3的厚度等于所述透明柱状物8的厚度。
优选地，所述透明柱状物8的厚度等于所述第一平坦层9的厚度与黑矩阵2的厚度之和。
另外，上述平坦层10可以根据需要进行取舍，即所述彩色滤光片中也可以不包括所述平坦层10，此时，隔垫物5直接形成在第一平坦层9上。
再者，彩色滤光片还可以不包括隔垫物5，此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上。
上述彩色滤光片可以用于像素电极和公共电极均设置在阵列基板的液晶面板中，例如高级超维场转换（ADvanced Super Dimension Switch，ADS）模式的液晶面板。ADS模式，通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。ADS模式可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（pushMura）等优点。
对于用于TN模式液晶面板的彩色滤光片，如图10所示，则在隔垫物5和平坦层10之间还形成有透明导电层12。图10和图9的区别仅在于增加了透明导电层12，这里不再对其具体结构进行描述，可参见对图9所示的彩色滤光片的描述。
上述彩色滤光片的制作方法如下：
步骤S11，提供一基板1，在基板1上形成黑矩阵2（如图4所示）；
在基板1上涂布黑矩阵用光刻胶材料，采用具有黑矩阵图形的掩模板进行曝光和显影后，形成了黑矩阵2的图形。
步骤S12，采用掩模板在黑矩阵2上形成第一平坦层9，并在黑矩阵2暴露的像素区域内形成透明柱状物8（如图5所示）；
首先在形成有黑矩阵2的基板1上涂布感光性OC材料，然后，采用掩模板对OC材料进行曝光，经显影等工艺后，形成了第一平坦层9和透明柱状物8，其中，所述透明柱状物8的厚度大于所述第一平坦层9的厚度。
步骤S13，在形成有透明柱状物8的像素区域内形成彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中（如图6和图7所示）；
可以先在基板1上涂布红色树脂材料，采用刻画有图形的掩模板对红色树脂材料进行曝光和显影后，便形成了红色树脂层；按照类似的方法可依次得到绿色树脂层和蓝色树脂层。
在该步骤中，彩色树脂材料的涂布优选采用狭缝涂胶（slit）模式，以保证彩色树脂材料可以均匀的涂布到相应的像素区域，且可以间接地减少角段差。
进一步地，在上述步骤S12中，透明柱状物8的厚度可以等于第一平坦层9的厚度与黑矩阵2的厚度之和。
进一步地，在上述步骤S13中，彩色树脂层3的厚度等于透明柱状物8的厚度。
在上述的彩色滤光片的制作方法中，还可以进一步地包括：
步骤S14，在形成有黑矩阵2和彩色树脂层3的基板1上再次进行OC材料的涂布，形成平坦层10（如图8所示）。
此外，还可以进一步地包括：
步骤S15，在平坦层10上形成隔垫物5（如图9所示）。
其中，步骤S14为可选步骤，即当彩色滤光片中没有设计平坦层10时，步骤S14可以省略。
再者，彩色滤光片没有设计隔垫物5时（此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上），步骤S15也可以省略。
另外，如前所述，对于TN模式的液晶面板，在进行彩色滤光片的制作时，在步骤S14和步骤S15之间还可以包括形成透明导电层12的步骤，此时，隔垫物5是形成在透明导电层12之上。
实施例2
参照图16，本发明实施例2的彩色滤光片包括：
基板1；
形成在基板1上的像素区域内的透明柱状物8；
形成在形成有透明柱状物8的像素区域内的彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中，彩色树脂层3包括红色树脂层（R，图中以右斜线标识）、绿色树脂层（G，图中以网格线标识）和蓝色树脂层（B，图中以左斜线标识）；
形成在形成有彩色树脂层3的基板1上的黑矩阵2。
优选地，还包括形成在形成有黑矩阵2和彩色树脂层3的基板1上的平坦层11。
优选地，还包括形成在平坦层11上的隔垫物5。
优选地，所述彩色树脂层3的厚度等于所述透明柱状物8的厚度。
优选地，所述黑矩阵2的厚度等于所述彩色树脂层3的厚度。
另外，上述平坦层11可以根据需要进行取舍，即所述彩色滤光片中也可以不包括所述平坦层11，此时，隔垫物5直接形成在黑矩阵2上。
再者，彩色滤光片还可以不包括隔垫物5，此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上。
上述彩色滤光片可以用于像素电极和公共电极均设置在阵列基板的液晶面板中，例如ADS模式的液晶面板。
对于用于TN模式液晶面板的彩色滤光片，如图17所示，则在隔垫物5和平坦层11之间还形成有透明导电层12。图17和图16的区别仅在于增加了透明导电层12，这里不再对其具体结构进行描述，可参见对图16所示的彩色滤光片的描述。
上述彩色滤光片的制作方法如下：
步骤S21，提供一基板1，在基板1上的像素区域内形成透明柱状物8（如图11所示）；
首先在基板1上涂布感光性OC材料，然后，采用刻画有图形的掩模板对OC材料进行曝光和显影等工艺后，得到所述透明柱状物8。
步骤S22，在形成有透明柱状物8的像素区域内形成彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中（如图12和图13所示）；
可以先在基板1上涂布红色树脂材料，采用刻画有图形的掩模板对红色树脂材料进行曝光和显影后，便形成了红色树脂层；按照类似的方法可依次得到绿色树脂层和蓝色树脂层。
步骤S23，在形成有彩色树脂层3的基板1上形成黑矩阵2（如图14所示）；
在基板1上涂布黑矩阵用光刻胶材料，采用具有黑矩阵图形的掩模板进行曝光和显影后，形成了黑矩阵2的图形。
在该步骤中，黑矩阵用光刻胶材料的涂布优选采用狭缝涂胶（slit）模式，以保证黑矩阵用光刻胶材料可以均匀的涂布到相应的非像素区域，且可以间接地减少角段差。
进一步地，在上述步骤S22中，彩色树脂层3的厚度等于透明柱状物8的厚度。
进一步地，在上述步骤S23中，黑矩阵2的厚度等于彩色树脂层3的厚度。
在上述的彩色滤光片的制作方法中，还可以进一步地包括：
步骤S24，在形成有黑矩阵2和彩色树脂层3的基板1上再次进行OC材料的涂布，形成平坦层11（如图15所示）。
此外，还可以进一步地包括：
步骤S25，在平坦层11上形成隔垫物5（如图16所示）。
其中，步骤S24为可选步骤，即当彩色滤光片中没有设计平坦层11时，步骤S24可以省略。
再者，彩色滤光片没有设计隔垫物5时（此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上），步骤S25也可以省略。
另外，如前所述，对于TN模式的液晶面板，在进行彩色滤光片的制作时，在步骤S24和步骤S25之间还可以包括形成透明导电层12的步骤，此时，隔垫物5是形成在透明导电层12之上。
实施例3
参照图22，本发明实施例3的彩色滤光片包括：
基板1；
形成在基板1上的像素区域内的透明柱状物8；
形成在形成有透明柱状物8的像素区域内的彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中，彩色树脂层3包括红色树脂层（R，图中以右斜线标识）、绿色树脂层（G，图中以网格线标识）和蓝色树脂层（B，图中以左斜线标识）。
优选地，还包括形成在彩色树脂层3上的平坦层11。
优选地，还包括形成在平坦层11上的隔垫物5。
优选地，所述彩色树脂层3的厚度等于所述透明柱状物8的厚度。
另外，上述平坦层11可以根据需要进行取舍，即所述彩色滤光片中也可以不包括所述平坦层11，此时，隔垫物5直接形成在彩色树脂层3上。
再者，彩色滤光片还可以不包括隔垫物5，此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上。
上述彩色滤光片可以用于像素电极和公共电极均设置在阵列基板的液晶面板中，例如ADS模式的液晶面板。
对于用于TN模式液晶面板的彩色滤光片，如图23所示，则在隔垫物5和平坦层11之间还形成有透明导电层12。图23和图22的区别仅在于增加了透明导电层12，这里不再对其具体结构进行描述，可参见对图22所示的彩色滤光片的描述。
上述彩色滤光片的制作方法如下：
步骤S31，提供一基板1，在基板1上的像素区域内形成透明柱状物8（如图18所示）；
首先在基板1上涂布感光性OC材料，然后，采用刻画有图形的掩模板对OC材料进行曝光和显影等工艺后，得到所述透明柱状物8。
步骤S32，在形成有透明柱状物8的像素区域内形成彩色树脂层3，所述透明柱状物8位于所述彩色树脂层3中（如图19和图20所示）；
可以先在基板1上涂布红色树脂材料，采用刻画有图形的掩模板对红色树脂材料进行曝光和现有后，便形成了红色树脂层；按照类似的方法可依次得到绿色树脂层和蓝色树脂层。
进一步地，在上述步骤S32中，彩色树脂层3的厚度等于透明柱状物8的厚度。
在上述的彩色滤光片的制作方法中，还可以进一步地包括：
步骤S33，在彩色树脂层3上再次进行OC材料的涂布，形成平坦层11（如图21所示）。
此外，还可以进一步地包括：
步骤S34，在平坦层11上形成隔垫物5（如图22所示）。
其中，步骤S33为可选步骤，即当彩色滤光片中没有设计平坦层11时，步骤S33可以省略。
再者，彩色滤光片没有设计隔垫物5时（此时，隔垫物5可以形成在阵列基板上），步骤S34也可以省略。
另外，如前所述，对于TN模式的液晶面板，在进行彩色滤光片的制作时，在步骤S33和步骤S34之间还可以包括形成透明导电层12的步骤，此时，隔垫物是形成在透明导电层12之上。
上述三种实施例通过对图形分布的改善，有效地减少了光孔位置的塌陷，减少了角段差，改善了液晶取向，提高了产品良率。本发明实施例可以应用于半透半反式的彩色滤光片中，也可以应用到其中需要进行像素区开孔的其他类型的彩色滤光片中。
本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括上述任意一种彩色滤光片。所述显示装置可以为：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。
综上所述，本发明实施例通过在彩色树脂层中形成透明柱状物来提高彩色滤光片的透过率，相对于现有技术中在彩色树脂层中设置光孔的方式，能够克服光孔位置处出现的塌陷和角段差过大的问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (12)
1.一种彩色滤光片，包括基板、以及形成在所述基板上的像素区域内的彩色树脂层，其特征在于，还包括：
形成在所述基板上、位于所述彩色树脂层中的透明柱状物，所述透明柱状物的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，还包括：
形成在所述基板上的黑矩阵，所述黑矩阵具有开口以暴露出所述像素区域。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，还包括：
形成在所述彩色树脂层上的平坦层。
4.如权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于，还包括：
形成在所述平坦层上的隔垫物；或者
形成在所述平坦层上的透明导电层，以及，形成在所述透明导电层上的隔垫物。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的彩色滤光片。
6.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括：
在基板上的像素区域内形成透明柱状物；
在形成有所述透明柱状物的像素区域内形成彩色树脂层，所述透明柱状物位于所述彩色树脂层中，所述透明柱状物的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在形成有所述彩色树脂层的基板上形成平坦层；
在所述平坦层上形成隔垫物。
8.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在形成有所述彩色树脂层的基板上形成平坦层；
在所述平坦层上形成透明导电层；
在所述透明导电层上形成隔垫物。
9.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法具体包括：
在基板上形成黑矩阵；
在所述黑矩阵上形成第一平坦层、在所述黑矩阵暴露的像素区域内形成透明柱状物，所述透明柱状物的厚度大于所述第一平坦层的厚度；
在形成有所述透明柱状物的像素区域内形成彩色树脂层，所述透明柱状物位于所述彩色树脂层中。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于：
所述透明柱状物的厚度等于所述第一平坦层的厚度与黑矩阵的厚度之和。
11.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在形成有所述彩色树脂层的基板上形成黑矩阵。
12.如权利要求11所述的制作方法，其特征在于：
所述黑矩阵的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。
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