CN103033978A - 彩膜基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩膜基板，包括透明基板，设置在所述透明基板上的黑矩阵单元和彩色树脂层，所述黑矩阵单元包括作为所述彩色树脂层形成基础的第一子黑矩阵；和位于所述第一子黑矩阵之上，且在所述彩色树脂层形成后填充于所述彩色树脂层之间的第二子黑矩阵；所述第一子黑矩阵的至少一部分被在所述第一子黑矩阵之后形成的所述彩色树脂层覆盖，且所述第一子黑矩阵的厚度和所述第二子黑矩阵的厚度之和不小于满足遮光需求的最小厚度值。本发明的有益效果是：减小彩色树脂层与黑矩阵单元搭接位置的角段差，提高液晶取向层的扩散均匀性，减小平坦层的厚度，节省成本。

Description

彩膜基板及其制作方法、显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制作方法、显示装置。

背景技术

彩膜基板是液晶显示必须的组成部分，传统彩膜基板通常由透明基板1、黑矩阵（Black Matrix，BM）单元3、彩色树脂层4、平坦层（Over Coating，OC）5和柱状隔垫物（Post Spacer，PS）6构成（如图1所示)。彩色树脂层4与BM单元3搭接的部位存在角段差（角段差区域为图1中的圆圈定的区域)，需要平坦层5进行平坦处理，BM单元3的厚度与其OD值（光学浓度值）成正比，BM单元3的OD值太小存在漏光的风险，而如果BM单元3太厚，会增大所述彩色树脂层4相应位置的角段差h。

现有的彩膜基板，BM单元3直接制备在透明基板1上，厚度一般为1.1~1.5um，为彩色树脂层4的一半左右。这种结构的彩膜基板在制备过程中由于BM单元3太厚，容易导致彩色树脂层4与BM单元3搭接的部位出现比较大的角段差h。

目前，高世代的产线一般采用喷墨（Ink jet）设备在基板的表面涂布聚酰亚胺PI层（取向层，用于使得彩膜基板与阵列基板之间的液晶按照一定规律排布）。这种工艺对基板表面的平坦性要求非常高，如果彩膜基板的角段差太大，如果平坦层5太薄，即使经过平坦层5的平坦作用，涂布PI时仍然容易产生漏涂、PI扩散不均匀等不良，从而增加平坦层的厚度，增加成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种彩膜基板及其制作方法和显示装置，减小彩色树脂层与BM单元搭接处的角段差。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种彩膜基板，包括透明基板，设置在透明基板上的黑矩阵单元和彩色树脂层，所述黑矩阵单元包括：

作为所述彩色树脂层形成基础的第一子黑矩阵；和位于第一子黑矩阵之上，且在所述彩色树脂层形成后填充于所述彩色树脂层之间的第二子黑矩阵；

所述第一子黑矩阵的至少一部分被在所述第一子黑矩阵之后形成的所述彩色树脂层覆盖，且所述第一子黑矩阵的厚度和所述第二子黑矩阵的厚度之和不小于满足遮光需求的最小厚度值。

进一步的，所述第一子黑矩阵的厚度小于0.5um。

进一步的，所述黑矩阵单元的厚度小于所述彩色树脂层的厚度，所述透明基板上还设置有用于消除所述彩色树脂层的段差和所述彩色树脂层与所述黑矩阵单元之间的角段差的平坦层。

进一步的，所述平坦层的厚度小于1um。

进一步的，还包括设置在平坦层上的柱状隔垫物。

进一步的，所述黑矩阵单元的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。

进一步的，还包括：屏蔽保护层，所述屏蔽保护层位于所述透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧。

本发明提供了一种显示装置，包括如上所述的彩膜基板。

本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，包括以下步骤：

在透明基板的一面形成第一子黑矩阵图形；

在所述第一子黑矩阵图形上形成与所述第一子黑矩阵图形的开口区域相对应的彩色树脂层，所述第一子黑矩阵图形的保留区域的至少一部分被所述彩色树脂层覆盖；

制作第二子黑矩阵图形，所述第二子黑矩阵图形的保留区域位于所述彩色树脂层的未保留区域。

进一步的，在所述彩色树脂层的厚度大于所述第一子黑矩阵图形的厚度与所述第二子黑矩阵的厚度之和时，还包括步骤：

在所述彩色树脂层和所述第二子黑矩阵图形上形成平坦层。

进一步的，还包括步骤：

在所述平坦层的上方形成柱状隔垫物。

进一步的，还包括步骤：

在透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧形成屏蔽保护层。

本发明的有益效果是：减小彩色树脂层与黑矩阵单元之间的角段差，提高液晶取向层的扩散均匀性，减小平坦层的厚度，节省成本。

附图说明

图1表示现有技术中彩膜基板结构示意图；

图2表示本发明彩膜基板结构示意图；

图3表示本发明制作屏蔽保护层后的彩膜基板示意图；

图4表示本发明制作第一子黑矩阵图形后的彩膜基板示意图；

图5表示本发明制作红色子像素区后的彩膜基板示意图；

图6表示本发明制作绿色子像素区后的彩膜基板示意图；

图7表示本发明制作蓝色子像素区后的彩膜基板示意图；

图8表示本发明制作第二子黑矩阵图形后的彩膜基板示意图；

图9表示本发明制作平坦层后的彩膜基板示意图；

图10表示本发明制作柱状隔垫物后的彩膜基板示意图；

图11表示本发明彩膜基板制作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的结构和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图2所示，一种彩膜基板，包括透明基板1，设置在透明基板1上的黑矩阵单元3、彩色树脂层4，所述黑矩阵单元3包括：

作为所述彩色树脂层4形成基础的第一子黑矩阵31；和位于第一子黑矩阵31之上，且在所述彩色树脂层4形成后填充于所述彩色树脂层4之间的第二子黑矩阵32；

所述第一子黑矩阵31的至少一部分被在所述第一子黑矩阵31之后形成的所述彩色树脂层4覆盖，且所述第一子黑矩阵31的厚度和所述第二子黑矩阵32的厚度之和不小于满足遮光需求的最小厚度值。

现有技术中的黑矩阵单元是一次性成型于所述透明基板1上的，而黑矩阵单元的厚度不小于满足遮光需求的最小厚度值，因此在彩色树脂层4与黑矩阵单元搭接的地方产生很大的角段差，而本实施例中，所述黑矩阵单元3包括经由两次工艺分别成型的所述第一子黑矩阵31和所述第二子黑矩阵32，所述第一子黑矩阵31的厚度和所述第二子黑矩阵32的厚度之和不小于满足遮光需求的最小厚度值；且仅有所述第一子黑矩阵31的至少一部分被所述彩色树脂层4覆盖，所述第二子黑矩阵32设置在所述彩色树脂层4之间，保证了所述黑矩阵单元3的遮光性能，并不会使得所述彩色树脂层4上产生更大的角段差。

由上可知，所述第一子黑矩阵31的厚度相对于现有技术中的黑矩阵的厚度明显减小，减小了彩色树脂层4与黑矩阵单元3之间的角段差，从而所述彩色树脂层4与第一子黑矩阵31搭接产生的角段差减小了，所述第一子黑矩阵31与所述第二子黑矩阵32相配合保证了黑矩阵单元3的遮光性能，减小了用于消除彩色树脂层4与黑矩阵单元3之间的角段差的平坦层5的厚度，节省了成本，且并不影响黑矩阵单元3的OD值，不会造成漏光现象。

优选的，所述第一子黑矩阵31的厚度小于0.5um（此处第一子黑矩阵31的厚度为平均厚度），但并不限于此数值范围，使得由于黑矩阵单元3与彩色树脂层4重叠部分产生角段差小于0.05um。

在黑矩阵单元3的厚度小于所述彩色树脂层4的厚度时，所述透明基板1上还设置有用于消除所述彩色树脂层4的段差和所述彩色树脂层4与所述黑矩阵单元3之间的角段差的平坦层5。

由于第一子黑矩阵31的设置使得彩色树脂层4覆盖所述黑矩阵单元3的部分产生角段差很小，所述第二子黑矩阵32与所述第一子黑矩阵31相配合，可以使得所述平坦层的厚度小于1um。

在所述黑矩阵单元3的厚度等于所述彩色树脂层4的厚度、且所述第一子黑矩阵的厚度足够薄、以致与所述彩色树脂层4的角段差可以忽略不计时，可以不设置平坦层5，在制作流程中减少了平坦工艺，降低了制作工艺的复杂度，缩短加工时间，提高了工作效率。

本实施例中，设置平坦层5的彩膜基板还包括设置在平坦层5上的柱状隔垫物6。

当柱状隔垫物6为透明材质时，柱状隔垫物6的位置无特殊限定，可设于彩色树脂层5的上方，如图2所示；当柱状隔垫物6为非透明材质时，为了避免影响显示效果，必须将该柱状隔垫物6设于黑矩阵单元3的上方。

优选的，如图2所示，彩膜基板还可以包括屏蔽保护层2，所述屏蔽保护层2位于所述透明基板1与所述黑矩阵单元3以及彩色树脂层4相反的一侧。

其中，所述屏蔽保护层2为透明屏蔽保护膜，其材料可以为ITO（Indiumtin oxide，氧化铟锡）。所述屏蔽保护层主要起静电屏蔽的作用，保护显示面板不受外部电场的影响。对于TN（Twisted Nematic，扭曲向列）型液晶显示装置，由于其彩膜基板上设置有公共电极膜层，其具有静电屏蔽的作用，因此，彩膜基板可以包括屏蔽保护膜层也可以不包括屏蔽保护膜层。对于ADS（或称AD-SDS，ADvanced Super Dimension Switch，高级超维场转换技术）型液晶显示装置，由于其公共电极设置在阵列基板上，因此优选的，其彩膜基板表面还包括屏蔽保护层。

其中，ADS主要是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。高级超维场转换技术可以提高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。

如图11所示，本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：在透明基板的一面形成第一子黑矩阵图形，制作第一子黑矩阵图形后的彩膜基板示意图如图4所示；

步骤2：在所述第一子黑矩阵图形上形成与所述第一子黑矩阵图形的开口区域相对应的彩色树脂层，所述第一子黑矩阵图形的保留区域至少一部分被所述彩色树脂层覆盖；

步骤3：制作第二子黑矩阵图形，所述第二子黑矩阵的保留区域位于所述彩色树脂层的未保留区域，即所述第二子黑矩阵图形的保留区域与所述第一子黑矩阵图形的保留区域未被所述彩色树脂层覆盖部分区域相对应，制作第二子黑矩阵图形后的彩膜基板示意图如图8所示。

所述第一子黑矩阵31、所述彩色树脂层4、所述第二子黑矩阵32均是通过涂膜、曝光、显影等现有技术工艺完成的，在此不再赘述。

优选的，在所述彩色树脂层的厚度小于所述第一子黑矩阵图形保留区域的厚度与所述第二子黑矩阵保留区域的厚度之和时，还包括步骤：

步骤4：在所述彩色树脂层、所述第二子黑矩阵图形上形成平坦层，制作平坦层后的彩膜基板示意图如图9所示；

在所述彩色树脂层、所述第二子黑矩阵图形上形成平坦层是通过涂覆、溅射或沉积等现有技术工艺完成的，在此不再赘述和限定。

进一步的，还可以包括：

步骤5：经过曝光、显影处理在所述平坦层的上方形成柱状隔垫物，制作柱状隔垫物后的彩膜基板示意图如图10所示。

其中，柱状隔垫物6可与平坦层5一体成型或分开成型。

步骤2中，彩色树脂层4包括但不限于红色子像素区、绿色子像素区和蓝色子像素区，具体根据需要可以选取其他颜色的子像素区，或者在上述三种颜色的子像素区的基础上还包括其他颜色的子像素区，例如黄色子像素区、白色子像素区等。其中，本实施例中彩色树脂层4以具有三种颜色为例，所述彩色树脂层4包括红色子像素区41、绿色子像素区42、蓝色子像素区43，在制作时，例如首先形成红色子像素区41，制作红色子像素区后的彩膜基板示意图，如图5所示；再形成绿色子像素区42，制作绿色子像素区后的彩膜基板示意图，如图6所示；最后形成蓝色子像素区43，制作蓝色子像素区后的彩膜基板示意图，如图7所示。

当然，上述红、绿、蓝三种颜色的子像素区的制作方法中该三种颜色的形成顺序可任意变化，在此不作限定。

本实施例中彩膜基板的制作工艺均采用现有技术完成，在此不再一一赘述。

此外，在上述彩膜基板的制作方法的基础上，还可以进一步包括：

步骤6：在透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧形成屏蔽保护层，制作屏蔽保护层后的彩膜基板示意图如图3-10所示。具体的，屏蔽保护层可以采用沉积、溅射等现有技术工艺完成，在此不再赘述和限定。

且由于所述屏蔽保护层设置在透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧，与上述步骤1-步骤5不相互干涉，因此步骤6可以单独进行。且优选的，在进行步骤1之前进行步骤6。

本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括上述的任意一种彩膜基板。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。

以上所述为本发明较佳实施例，应当指出，对于本领域技术人员来说，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保护范围。

Claims (12)

1.一种彩膜基板，包括透明基板，设置在所述透明基板上的黑矩阵单元和彩色树脂层，其特征在于，所述黑矩阵单元包括：

作为所述彩色树脂层形成基础的第一子黑矩阵；和位于所述第一子黑矩阵之上，且在所述彩色树脂层形成后填充于所述彩色树脂层之间的第二子黑矩阵；

所述第一子黑矩阵的至少一部分被在所述第一子黑矩阵之后形成的所述彩色树脂层覆盖，且所述第一子黑矩阵的厚度和所述第二子黑矩阵的厚度之和不小于满足遮光需求的最小厚度值。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一子黑矩阵的厚度小于0.5um。

3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵单元的厚度小于所述彩色树脂层的厚度，所述透明基板上还设置有用于消除所述彩色树脂层的段差和所述彩色树脂层与所述黑矩阵单元之间的角段差的平坦层。

4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述平坦层的厚度小于1um。

5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，还包括设置在所述平坦层上的柱状隔垫物。

6.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵单元的厚度等于所述彩色树脂层的厚度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：屏蔽保护层，所述屏蔽保护层位于所述透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧。

8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的彩膜基板。

9.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在透明基板的一面形成第一子黑矩阵图形；

在所述第一子黑矩阵图形上形成与所述第一子黑矩阵图形的开口区域相对应的彩色树脂层，所述第一子黑矩阵图形的保留区域的至少一部分被所述彩色树脂层覆盖；

制作第二子黑矩阵图形，所述第二子黑矩阵图形的保留区域位于所述彩色树脂层的未保留区域。

10.根据权利要求9所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，在所述彩色树脂层的厚度大于所述第一子黑矩阵图形的厚度与所述第二子黑矩阵的厚度之和时，还包括步骤：

在所述彩色树脂层和所述第二子黑矩阵图形上形成平坦层。

11.根据权利要求10所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，还包括步骤：

在所述平坦层的上方形成柱状隔垫物。

12.根据权利要求9-11任一项所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，还包括步骤：

在透明基板与所述黑矩阵单元以及彩色树脂层相反的一侧形成屏蔽保护层。

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