CN103869605B - 制造滤光板用的掩模板、滤光板的形成方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

一种制造滤光板用的掩模板、滤光板的形成方法、显示装置，掩模板包括：基板，基板的边长大于滤光板的边长；位于所述基板上的图形层，所述图形层包含形成至少3个液晶面板的滤光板上的遮光图案的开口区，以及开口区界定出的遮光区；所述图形层分为中央区域和周边区域，位于周边区域至少1个液晶面板的开口区的线宽与位于中央区域液晶面板开口区的线宽不相等。本技术方案对掩模板由于重力作用而弯曲、大型曝光机本身的光强和间距分布均匀性，大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性等外部原因对遮光图案线宽均匀性造成的影响进行校正，使利用本技术方案的掩模板形成滤光板上的遮光图案时，中央区域和周边区域的遮光图案的线宽基本相等。

Description

制造滤光板用的掩模板、滤光板的形成方法、显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，尤其涉及一种掩模板、滤光板的形成方法、显示装置。

背景技术

近年来，随着信息通讯领域的迅速发展，对各种类型的显示设备的需求越来越大。目前主流的显示装置主要有：液晶显示器（LCD），等离子体显示器（PDP），电致发光显示器（ELD）和真空荧光显示器（VFD）等。由于液晶显示装置具有：轻、薄、体积小、耗电小、辐射低等优点，被广泛应用于各种数据处理设备中，例如电视、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等。液晶显示器主要包括：TFT阵列基板、彩色滤光板、TFT阵列基板和彩色滤光板之间的液晶层。

图1为现有技术的液晶显示器中彩色滤光板的剖面结构示意图，参考图1，目前用于液晶显示器中彩色滤光板10主要包括：透明玻璃基板11、遮光图案层（BM层）12、彩色像素层（RBG层）13、公共电极层（ITO层）14、间隔柱（Photo Spacer，PS）15。

随着液晶显示器生产行业的发展，大尺寸基板投入应用，目前最大尺寸为10代线。随着基板的尺寸逐步增大，在彩色滤光板生产领域普遍使用的近接式曝光机所需要的曝光掩模板（Mask）、曝光平台以及显影机的尺寸也随之增大。滤光板和TFT阵列基板进行贴合后制成液晶显示器时，要求滤光板遮光图案面内分布呈现高度均匀性，否则由于遮光图案线宽波动出现漏光以及漏黑的现象，最终造成液晶显示器件报废，这种情况随着基板尺寸、掩模板尺寸和产线尺寸增大而发生的几率迅速增加，如大尺寸掩模板曝光时由于重力发生的弯曲，大型曝光机本身的光强和间距分布均匀性，大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性都成为了影响滤光板遮光图案线宽的因素。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术的液晶显示装置在基板尺寸越来越大时，容易出现漏光以及漏黑的现象。

为解决上述问题，本发明提供一种制造液晶面板用滤光板时使用的掩模板，包括：

基板，所述基板的边长大于所述滤光板的边长；

位于所述基板上的图形层，所述图形层包含形成至少3个液晶面板的滤光板上的遮光图案的开口区，以及开口区界定出的遮光区；

所述图形层分为中央区域和周边区域，位于周边区域至少1个液晶面板的开口区的线宽与位于中央区域液晶面板的开口区的线宽不相等。

可选的，所述位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽大于中央区域液晶面板的开口区的线宽。

可选的，所述位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽小于中央区域液晶面板的开口区的线宽。

可选的，所述周边区域每一个液晶面板的开口区线宽与中央区域液晶面板的开口区的线宽均不同。

可选的，每一个液晶面板的图形层完全位于所述中央区域或所述周边区域。

可选的，位于周边区域的液晶面板的开口区与位于中央区域液晶面板的开口区的线宽差为0.3微米至1.5微米。

本发明还提供一种形成滤光板的方法，包括：

提供基底；

在所述基底上形成遮光层；

利用所述的掩模板对所述遮光层进行曝光，形成遮光图案。

可选的，所述曝光采用的曝光机为近接式曝光机或者投射式曝光机。

可选的，形成遮光图案后，还包括：在所述遮光图案上形成滤光层、公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，还包括：在所述基底上形成滤光层、公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成滤光层，在形成遮光图案之后，在遮光图案上形成公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成公共电极层，在形成遮光图案之后，在遮光图案上形成滤光层。

本发明还提供一种显示装置，包括：利用所述方法形成的滤光板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本技术方案的掩模板周边区域至少1个液晶面板开口区的线宽和中央区域液晶面板开口区的线宽不相等。当重力作用造成中央区域弯曲时，设计成中央区域液晶面板开口区的线宽大于周边区域液晶面板开口区的线宽；当重力作用造成周边区域弯曲时，设计成中央区域液晶面板开口区的线宽小于周边区域液晶面板开口区的线宽。这样相对于现有技术中，中央区域和周边区域中开口区的线宽相等而言，对掩模板由于重力作用而弯曲对遮光图案造成的影响进行校正，使利用本技术方案的掩模板形成遮光图案时，中央区域和周边区域的遮光图案的线宽基本相等，从而解决现有技术中液晶显示装置在基板尺寸越来越大时，容易出现漏光以及漏黑的现象。

或者，由于基板尺寸增大，当大型曝光机由于其自身曝光光强、曝光间距分布不均匀性严重影响到滤光板的遮光图案线宽时，在设计掩模板时，可以根据需要，以中央区域的液晶面板为基准，调整周边区域液晶面板开口区的线宽，对由于曝光机自身不均匀性对遮光图案造成的影响进行校正，使利用本技术方案的掩模板形成遮光图案时，中央区域和周边区域的遮光图案的线宽基本相等，从而解决现有技术中液晶显示装置在基板尺寸越来越大时，容易出现漏光以及漏黑的现象。

或者，由于大型显影机，特别是倾斜式显影机，由于其自身喷嘴设置，显影压力等分布不均匀性严重影响到滤光板的遮光图案线宽时，可以根据需要，以中央区域的液晶面板为基准，调整周边区域液晶面板开口区的线宽，对由于大型显影机分布不均匀性对遮光图案造成的影响进行校正，使利用本技术方案的掩模板形成遮光图案时，中央区域和周边区域的遮光图案的线宽基本相等，从而解决现有技术中液晶显示装置在基板尺寸越来越大时，容易出现漏光以及漏黑的现象。本技术方案的滤光板采用本发明的掩模板形成遮光图案时，不会出现由于以上出现以上情况而造成遮光图案线宽变化的问题。

本技术方案的显示装置，由于滤光板上遮光图案线宽没有发生变化，因此显示装置不会出现漏光、漏黑现象。

附图说明

图1为现有技术中的液晶显示器中的彩色滤光板的剖面结构示意图；

图2为利用掩模板对遮光层进行曝光的示意图；

图3为本发明具体实施例的掩模板的平面示意图；

图4为图3所示的掩模板在A-A、B-B、C-C方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

发明人经过分析发现，造成现有技术中遮光图案线宽波动出现漏光以及漏黑的现象的原因主要为：如大尺寸掩模板曝光时由于重力发生的弯曲，大型曝光机本身的光强和间距分布不均匀性，大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性。下面以大尺寸掩模板曝光时由于重力发生的弯曲为例详述本发明。

图2为利用掩模板对遮光层进行曝光的示意图，参考图2，现有技术中，形成滤光板上的遮光图案的方法通常为：首先将液态黑色矩阵（BM）光阻涂布在玻璃基板11表面形成遮光层；然后将光源20发出的光线经掩模板30后照射玻璃基板11上的遮光层，对遮光层进行曝光，之后再经过显影及烘烤过程形成遮光图案12。

现有技术中，整个掩模板上的开口区的线宽相等，遮光区的线宽相等。而，当曝光掩模板被安置在曝光机上进行曝光时，掩模板四角被支撑架固定。此时，因为掩模板的重量，使得掩模板中央区域产生弯曲。掩模板的重量与尺寸成正比，掩模板的尺寸越大，此种弯曲就越明显。随着液晶显示器生产行业的发展，大尺寸基板投入应用，尽管现有技术对曝光机进行了改进，采用在掩模板中央加设吸真空的方式以减少弯曲，但在G5以上等产线中，此种弯曲仍不能完全消除，参考图2，并会造成滤光板周边液晶面板遮光图案的线宽b2与中央液晶面板遮光图案的线宽b1不相等，滤光板和TFT阵列基板进行贴合后制成液晶显示器后，经常由于遮光图案线宽波动出现漏光以及漏黑的现象，最终造成液晶显示器件报废，这种情况随着基板尺寸增大而发生的几率迅速增加。

当大型曝光机本身的光强和间距分布不均匀性、大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性影响遮光图案的线宽时，同样也会出现滤光板周边液晶面板遮光图案的线宽与中央液晶面板遮光图案的线宽不相等，滤光板和TFT阵列基板进行贴合后制成液晶显示器后，经常由于遮光图案线宽波动出现漏光以及漏黑的现象，最终造成液晶显示器件报废的问题。

基于以上分析，本发明提出了一种用于形成液晶面板用滤光板上遮光图案的掩模板，对掩模板上的图形进行校正，克服由于重力的作用掩模板弯曲、大型曝光机本身的光强和间距分布不均匀性、大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性造成遮光图案线宽的变化，解决滤光板和TFT阵列基板进行贴合后制成液晶显示器后出现的漏光以及漏黑现象。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

需要说明的是，为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明的实质，图3和图4对掩模板上的图形进行了放大处理，不是实际图形尺寸。

图3为本发明具体实施例的掩模板的平面示意图，图4为图3所示的掩模板在A-A、B-B、C-C方向的剖面结构示意图。本发明的掩模板用来形成滤光板上的遮光图案，参考图3和图4，本发明具体实施例的制造液晶面板用滤光板时使用的掩模板40包括：

基板41，所述基板41的边长大于所述滤光板的边长。其中，基板41通常为正方形或长方形，滤光板也为正方形或长方形，通常需要保证基板41的至少一边的边长大于滤光板上一边的边长。

位于所述基板41上的图形层42，该图形层包含形成至少3个液晶面板的滤光板上的遮光图案的开口区、开口区界定出的遮光区；也就是说，该图形层42用来形成滤光板上的遮光图案，并且该图形层可以用来形成至少3个液晶面板的滤光板上的遮光图案。在图3和图4中显示出3个液晶面板的图形层，分别为42a、42b、42c。图形层42包含开口区421a、421b、421c、以及开口区界定出的遮光区422a、422b、422c，但本发明中，液晶面板的数量不受限制，可以根据实际情况进行确定。

图形层42分为中央区域和周边区域，位于中央区域液晶面板开口区421b的线宽a2与位于周边区域至少一个液晶面板开口区421a、421c的线宽a1、a3不相等。在该实施例中显示的包含3个液晶面板的图形层42中，该图形层42根据液晶面板分成3个部分，分别为图形层42a、42b、42c，其中位于中央的液晶面板的图形层42b位于中央区域，图形层42b两边的液晶面板的图形层42a、42c位于周边区域。

在具体实施例中，可以根据利用掩模板形成的遮光图案的漏光、漏黑现象，设计图形层中位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽小于中央区域液晶面板的开口区的线宽；或者，位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽大于中央区域液晶面板的开口区的线宽；或者，所述周边区域每一个液晶面板的开口区线宽与中央区域液晶面板的开口区的线宽均不同。在图3、图4的实施例中，中央区域液晶面板开口区421b的线宽a2与周边区域液晶面板开口区421a、421c的线宽a1、a3均不相等。

下面说明如何确定周边区域液晶面板的开口区线宽大于还是小于中央区域液晶面板的开口区的线宽：

当由于掩模板的弯曲造成液晶面板漏黑、漏光时，可以分成两种情形：第一，如果固定掩模板的四个角，则掩模板的中央区域会出现弯曲；第二，如果固定掩模板的中央位置，则掩模板的周边区域会出现弯曲。如果中央区域出现弯曲，则位于中央区域液晶面板的开口区的线宽大于位于周边区域液晶面板的开口区的线宽。如果周边区域出现弯曲，则位于中央区域液晶面板的开口区的线宽小于位于周边区域液晶面板的开口区的线宽。具体的，周边区域哪一个液晶面板的开口区的线宽与中央区域液晶面板开口区的线宽不同，需要根据掩模板的弯曲程度、漏光、漏黑程度进行确定。

在具体划分周边区域和中央区域时，可以根据在重力作用下掩模板上弯曲程度对遮光图案线宽的减小超出预定范围的区域进行划分。具体为：当中央区域出现弯曲时，中央区域范围包括：在利用所述掩模板对用于形成遮光图案的遮光层曝光后，在重力作用下掩模板上弯曲程度对遮光图案线宽的减小超出预定范围的区域。当周边区域出现弯曲时，周边区域范围包括：在利用所述掩模板对用于形成遮光图案的遮光层曝光后，在重力作用下掩模板上弯曲程度对遮光图案图形线宽的减小超出预定范围的区域。但在划分中央区域和周边区域时需要保证，同一个液晶面板的图形层划分在同一区域，也就是说，每一个液晶面板的图形层完全位于中央区域或周边区域。

在图3和图4显示的具体实施例中，显示了三个液晶面板的图形层42a、42b、42c，三者规则排列成一行，则划分中央区域和周边区域后，图形层42a位于中央区域，图形层42b、42c位于周边区域，中央区域的开口区421b的线宽a2大于周边区域的开口区421a、421c的线宽a1、a3。根据弯曲程度，可以选择，位于中央区域的开口区的线宽a2与位于周边区域的开口区a1、a3的线宽差为0.3微米至1.5微米。通过这样一种方式，增大中央区域开口区的线宽a2，校正现有技术中由于中央区域弯曲而造成形成遮光图案过程中中央区域的开口区实际线宽（掩模板弯曲后折合的线宽）减小的问题，可以使中央区域和边缘区域的遮光图案的线宽基板相等。

在图3和图4显示的具体实施例中，掩模板的中央区域在重力的作用下出现弯曲，但本发明中，也可以是掩模板的周边区域在重力的作用下出现弯曲。当掩模板的周边区域在重力的作用下出现弯曲时，中央区域的开口区的线宽小于周边区域的开口区的线宽。可以选择，位于中央区域的开口区的线宽与位于周边区域的开口区的线宽差为0.3微米至1.5微米。

本发明中，图形层42中包含的液晶面板的数量需要根据实际的生产工艺确定，则哪些液晶面板位于中央区域、哪些液晶面板位于周边区域在中央区域、周边区域划分后即可以确定。

在本发明具体实施例中，所有位于中央区域的液晶面板的图形层的开口区的线宽可以均相等，也可以彼此不相等；所有位于周边区域的液晶面板的图形层的开口区的线宽可以均相等，也可以彼此不相等。

掩模板在重力的作用下弯曲时，弯曲区域中，不仅开口区的线宽会受影响，遮光区的线宽也会受影响，在本发明中，仅对开口区的线宽进行校正就可以解决由于掩模板弯曲造成遮光图案线宽变化而出现漏光、漏黑的现象。对弯曲区域的遮光区的线宽可以进行校正，也可以不进行校正，也就是说，位于中央区域的遮光区的线宽与位于周边区域的遮光区的线宽可以相等，也可以不相等。如果对弯曲区域的遮光区的线宽进行校正，则可以更好的解决弯曲造成遮光图案线宽变化而出现漏光、漏黑的现象。

在图3和图4的具体实施例中，位于中央区域的图形层42b中的遮光区422b的线宽b2与位于周边区域的图形层42a、42c中的遮光区422a、422c的线宽b1、b3相等。本发明中，掩模板用于近接式曝光机或者投射式曝光机对形成遮光图案的遮光层的曝光。

在以上具体实施例中，以掩模板出现弯曲造成遮光图案线宽不均匀使成液晶面板漏光、漏黑为例详述了本发明解决该问题的技术方案。但本发明的技术方案不仅适用于解决掩模板出现弯曲造成遮光图案线宽不均匀造成液晶面板漏光、漏黑，还适用于解决大型曝光机本身的光强和间距分布不均匀性、大型显影机特别是倾斜式显影机本身的不均匀性造成遮光图案线宽不均匀，以及其他原因造成造成遮光图案线宽不均匀。利用本发明的技术方案解决这些原因造成遮光图案线宽不均匀时，需要根据造成遮光图案线宽不均匀的具体原因，确定周边区域、中央区域的范围，以及周边区域哪一个液晶面板的开口区的线宽与中央区域液晶面板开口区的线宽不同，周边区域液晶面板的开口区线宽大于还是小于中央区域液晶面板的开口区的线宽。

本发明还提供一种形成滤光板的方法，包括：

提供基底，该基底为透明基底，可以选择玻璃基底；在所述基底上形成遮光层，该遮光层为黑色矩阵层；利用所述的掩模板对所述遮光层进行曝光，形成遮光图案。

在具体实施例中，对遮光层进行曝光采用的曝光机为近接式曝光机或者投射式曝光机。

形成遮光图案后，还包括：在所述遮光图案上形成滤光层、公共电极层；或者，在形成遮光图案之前，还包括：在所述基底上形成滤光层、公共电极层；或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成滤光层，在形成遮光图案层之后，在遮光图案上形成公共电极层；或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成公共电极层，在形成遮光图案之后，在遮光图案层上形成滤光层。本技术方案的滤光板采用本发明的掩模板形成遮光图案时，不会出现由于掩模板在重力的作用下弯曲而造成遮光图案线宽变化的问题。

本发明还提供一种显示装置，包括：利用以上方法形成的滤光板。

本技术方案的显示装置，由于滤光板上遮光图案线宽没有发生变化，因此显示装置不会出现漏光、漏黑现象。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种制造液晶显示装置用滤光板时使用的掩模板，其特征在于，包括：

基板，所述基板的边长大于所述滤光板的边长；

位于所述基板上的图形层，所述图形层包含开口区以及开口区界定出的遮光区，用来形成至少3个液晶面板的滤光板上的遮光图案；

对应所有液晶面板的所述图形层分为中央区域和周边区域，位于周边区域至少1个液晶面板的开口区的线宽与位于中央区域液晶面板开口区的线宽不相等。

2.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽大于中央区域液晶面板的开口区的线宽。

3.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述位于周边区域至少1个液晶面板的开口区线宽小于中央区域液晶面板的开口区的线宽。

4.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述周边区域每一个液晶面板的开口区线宽与中央区域液晶面板的开口区的线宽均不同。

5.如权利要求1所述的掩模板，其特征在于，中央区域的液晶面板的图形层完全位于所述中央区域，周边区域的液晶面板的图形层完全位于所述周边区域。

6.如权利要求1～5任一项所述的掩模板，其特征在于，位于周边区域的液晶面板的开口区与位于中央区域液晶面板的开口区的线宽差为0.3微米至1.5微米。

7.一种形成滤光板的方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成遮光层；

利用权利要求1～6任一项所述的掩模板对所述遮光层进行曝光，形成遮光图案。

8.如权利要求7所述的形成滤光板的方法，其特征在于，所述曝光采用的曝光机为近接式曝光机或者投射式曝光机。

9.如权利要求7～8任一项所述的形成滤光板的方法，其特征在于，形成遮光图案后，还包括：在所述遮光图案上形成滤光层、公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，还包括：在所述基底上形成滤光层、公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成滤光层，在形成遮光图案之后，在遮光图案上形成公共电极层；

或者，在形成遮光图案之前，在所述基底上形成公共电极层，在形成遮光图案之后，在遮光图案上形成滤光层。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：利用权利要求7～9任一项方法形成的滤光板。