CN104155843A - 灰阶掩模板和彩膜基板及制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了灰阶掩模板及其制作方法、彩膜基板及其制作方法、显示装置。本发明的灰阶掩模板，包括透明基板和形成于所述透明基板上的遮光层，所述遮光层包括曝光区，其中：所述曝光区形成有光学半透膜，所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。本发明的灰阶掩模板的曝光区的透光率整体较均匀，因而通过该灰阶掩模板制作的柱状物的顶面呈平面状而不是传统的凸面状，这样在受到外力作用下时其硬度呈现出线性变化，避免或减轻液晶面板对外界压力变化比较敏感的L0漏光和Touch Mura等不良。

Description

灰阶掩模板和彩膜基板及制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种隔垫物掩模板及其制作方法、彩膜基板及其制作方法、显示装置。 
背景技术
液晶显示器的面板，包括平行设置并对盒的阵列基板和彩膜基板，两者之间设置有液晶层，为了控制液晶层厚度的稳定均一性，在两基板之间设置隔垫物。目前，高性能的薄膜晶体管液晶显示面板一般采用柱状隔垫物(PS)。 
现有的薄膜晶体管液晶显面板制作过程中，因柱状隔垫物上表面是凸形结构，类似于馒头状，在受到外力作用下时，因柱状隔垫物上表面接触面积较小，而柱状隔垫物本身有弹性，形变量比较大，同时因接触面积不断变化，柱状隔垫物硬度呈现出非线性变化，这些问题将导致液晶面板出现对外界压力变化比较敏感的不良，例如发生L0漏光和Touch Mura，严重影响画面品质。 
而柱状隔垫物上表面呈凸形结构的根本原因在于传统的柱状隔垫物的制作方法，传统方法一般为：首先在彩膜基板上涂布负性光刻胶，负性光刻胶在受到光照后将形成不可溶物质；利用掩模板对负性光刻胶进行曝光和显影，将没有受到光照的负性光刻胶溶解清除，而掩模板的曝光区下方的负性光刻胶就因为不可溶而形成柱状隔垫物，但是传统的掩模板的曝光区的光强度并不均匀，而是从中间区域向边缘区域逐渐减小，所以曝光区下方对应的负性光刻胶中间部分受到光照多，而边缘部分受到光照少，显影后边缘部分的负性光刻胶溶解较多，这样，最终形成的柱状隔垫物上表面就会呈现凸形结构。 
发明内容
(一)解决的技术问题 
针对现有技术的不足，本发明提供灰阶掩模板及其制作方法、彩膜基板及其制作方法、显示装置，使得通过该灰阶掩模板制作的柱状物在受到外力作用下时硬度呈现出线性变化，因而避免或减轻液晶面板对外界压力变化比较敏感的不良。 
(二)技术方案 
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现： 
一种灰阶掩模板，包括透明基板和形成于所述透明基板上的遮光层，所述遮光层包括曝光区，其中： 
所述曝光区形成有光学半透膜，所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。 
优选地所述光学半透膜的厚度从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。 
优选地，所述光学半透膜包括多层单位光学半透膜，在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜。 
优选地，所述光学半透膜包括多层单位光学半透膜，在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到其自身的每一层。 
一种制造灰阶掩模板的方法，该方法包括： 
在透明基板上形成带有曝光区的遮光层； 
在所述曝光区上形成光学半透膜，且所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。 
优选地，所述在所述曝光区上形成光学半透膜包括：在所述曝光区上依次形成多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜。 
优选地，所述在所述曝光区上形成光学半透膜包括：在所述曝光区上依次形成多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到其自身的每一层。 
一种制作彩膜基板的方法，该方法包括： 
提供形成有彩色滤光层的基板； 
在所述基板上涂布负性光刻胶； 
使用上述的灰阶掩模板，对所述负性光刻胶进行曝光； 
将没有受到光照的负性光刻胶清除，从而所述灰阶掩模板的曝光区下方的负性光刻胶形成柱状隔垫物。 
一种彩膜基板，其由上述的彩膜基板制作方法制成，所述彩膜基板上形成的柱状隔垫物的顶面为平面状。 
一种显示装置，其特征在于，包括：对盒的阵列基板和上述的彩膜基板，所述彩膜基板的柱状隔垫物使所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有空间，所述空间中设置有液晶。 
(三)有益效果 
本发明至少具有如下的有益效果： 
本发明所提出的灰阶掩模板，其曝光区的光学半透膜的透光率从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降，使得曝光区的透光率整体较均匀，因而通过该灰阶掩模板制作的柱状物的顶面呈平面状而不是传统的凸面状，这样在受到外力作用下时其硬度呈现出线性变化，避 免或减轻液晶面板对外界压力变化比较敏感的L0漏光和Touch Mura等不良。 
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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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1是现有技术的灰阶掩模板及其形成的柱状隔垫物的示意图； 
图2是现有技术的灰阶掩模板的曝光区及其周围遮光部分的示意图； 
图3是沿图2的线AA剖开的截面图； 
图4是本发明第一实施例的灰阶掩模板和使用其形成的第四实施例的彩膜基板的示意图； 
图5是本发明第一实施例的灰阶掩模板的曝光区及其周围遮光部分的示意图； 
图6是本发明第一实施例的灰阶掩模板的一种优选方式的沿图5的线BB剖开的截面图； 
图7是本发明第一实施例的灰阶掩模板的另一种优选方式的沿图5的线BB剖开的截面图； 
图8是本发明第二实施例的灰阶掩模板制造方法的流程图； 
图9是本发明第三实施例的彩膜基板制造方法的流程图； 
图10是本发明的第四实施例的显示装置的液晶面板与现有技术的显示装置的液晶面板在受到压力时的柱状隔垫物的形变与压力的曲线关系图。 
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。 
为了使本发明的特点和优点得到更好的理解，作为比较对象，首先结合附图1-3说明现有技术的灰阶掩模板，如图1-3所示，现有技术的隔垫物掩模板1包括透明基板11，透明基板11上形成有遮光层12，遮光层2包括曝光区13。由于现有的曝光区13或者没有光学半透膜(对应全曝光区)，或者只有均匀分布的光学半透膜(对应部分曝光区)，所以在曝光区13中的透光率呈现中间高边缘低的分布，如曲线3示出的那样。相应的，使用该灰阶掩模板形成在彩膜基板上的柱状隔垫物21的顶面也呈现中间高边缘低的凸面状。 
下面以第一-第五实施例为例分别说明本发明的灰阶掩模板及其制作方法、彩膜基板及其制作方法和显示装置。 
第一实施例 
本实施例提供了一种灰阶掩模板1，参见图4，其包括透明基板11和形成于透明基板1上的遮光层12，遮光层12包括曝光区13，其中：曝光区13形成有光学半透膜14，光学半透膜14的透光率从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降。本实施例采用的隔垫物材料包括负性光刻胶。 
这样由于曝光区13在没有光学半透膜14时的透光率是中间区域大于边缘区域，所以形成有中间区域的透光率小于边缘区域的光学半透膜14之后，如图4所示，曲线3表示的曝光区13的透光率整体较均匀，因而通过该灰阶掩模板制作的柱状物的顶面呈平面状而不是传统的凸面状，这样在受到外力作用下时其硬度呈现出线性变化，因而避免或减轻液晶面板对外界压力变化比较敏感的L0漏光和Touch  Mura等不良。 
为了使光学半透膜14的中间区域的透光率小于光学半透膜14的边缘区域的透光率，在光学半透膜14材质均一的情况下，只要使得光学半透膜14的厚度从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降即可，前者可以由厚度中间高边缘低的单层实现，后者可以由多层实现。当然，如果使光学半透膜14的材质的透光率从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降，即使厚度一样也能同样实现光学半透膜14的透光率从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降。 
为了光学半透膜14的中间区域的厚度大于边缘区域的厚度，可以使光学半透膜14包括多层单位光学半透膜。例如如图6、7所示分别包括五层单位光学半透膜d1-d5和d1’-d5’，当然也可以为其他层数。一种优选的方式如图6所示，在离开所述透明基板11的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜。另一种优选方式如图7所示，在离开所述透明基板11的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到其自身的每一层。这两种方式都使得光学半透膜14的厚度从其中间区域向边缘区域梯次下降，假设一层单位光学半透膜的遮光率是c％，总共有n层，那么光学半透膜14最中间区域的遮光率是nc％，然后(n-1)c％一直下降到边缘区域的c％，也就是其透光率从中间向边缘逐次上升，而曝光区13在没有光学半透膜14时的透光率是从中间向边缘下降的，两者叠加之后就可以使曝光区13的整体透光率保持大致的均匀。由于采用多层结构，每层单位光学半透膜的厚度可以一致，因而可以采用现有的光学半透膜沉积工艺分层形成，使得制作简单，不需要开发新的工艺。 
当然，根据实际需要，本发明的灰阶掩模板还可能包括其他的部 分和结构，由于与本发明的改进无关，在此不再赘述。 
第二实施例 
本实施例提供了一种制造灰阶掩模板的方法，如图8所示，该方法包括：S1：在透明基板上形成带有曝光区的遮光层；S2：在所述曝光区上形成光学半透膜，且所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。 
其中步骤S1与本发明的改进无关，在此不再赘述。对于步骤S2，在所述曝光区上形成光学半透膜可以采用沉积的办法，只要满足光学半透膜的中间区域的透光率小于光学半透膜的边缘区域的透光率即可，如在上个实施例中所述的，为了使光学半透膜的中间区域的透光率小于光学半透膜的边缘区域的透光率，在光学半透膜材质均一的情况下，只要使得光学半透膜的中间区域的厚度大于边缘区域的厚度即可，厚度可以是从中间区域向边缘区域逐渐下降或梯次下降，前者可以由厚度中间高边缘低的单层光学半透膜实现，后者可以由多层单位光学半透膜实现。当然，使光学半透膜中间区域的材质的透光率小于边缘区域的材质的透光率，即使厚度一样也能同样实现光学半透膜的中间区域的透光率小于光学半透膜的边缘区域的透光率。 
在所述曝光区上形成光学半透膜的一种方式是在所述曝光区上依次形成多层单位光学半透膜，例如通过逐次沉积各层单位光学半透膜的方式。一种优选的方式是在所述曝光区上依次沉积多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜，形成的光学半透膜的结构如图6所示。另一种优选的方式是在所述曝光区上依次沉积多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到 其自身的每一层，形成的光学半透膜的结构如图7所示。这两种方式都使得光学半透膜的厚度从其中间区域向边缘区域梯次下降。这两种方式，由于采用分层依次形成的方法，每层单位光学半透膜的厚度可以一致，因而可以采用多次现有的光学半透膜沉积工艺来形成，使得制作简单，不需要开发新的工艺。 
当然，根据实际需要，本发明的制造灰阶掩模板的方法还可能包括其他的步骤或细节，由于与本发明的改进无关，在此不再赘述。另外，第一实施例的灰阶掩模板可以由第二实施例的制造灰阶掩模板的方法制造，但不限于此。 
第三实施例 
本实施例提供了一种制作彩膜基板的方法，如图9所示，该方法包括： 
步骤S11：提供形成有彩色滤光层的基板； 
步骤S12：在所述基板上涂布负性光刻胶； 
步骤S13：使用第一实施例的灰阶掩模板，对所述负性光刻胶进行曝光； 
步骤S14：将没有受到光照的负性光刻胶溶解清除，从而所述灰阶掩模板的曝光区下方的负性光刻胶形成柱状隔垫物。 
其中步骤S11中的形成有彩色滤光层的基板可以通过各种方式制得，由于与本发明的改进之处无关，在此不再赘述。步骤S12-S14是形成柱状隔垫物的具体方式，其最大改进之处在于使用本发明第一实施例的灰阶掩模板进行曝光，从而使得最终制成的柱状隔垫物的顶面呈平面状。 
第四实施例 
本实施例提供了一种彩膜基板，其由第三实施例所述的彩膜基板制作方法制成，如图4所示，彩膜基板2上形成的柱状隔垫物21的顶面为平面状。当然，根据实际需要彩膜基板2还包括其他结构和部件，如图4中示出的透明基板22、彩膜层23和取向层23等，由于与本发 明的改进之处无关，在此不再赘述。 
第五实施例 
本实施例提供了一种显示装置，包括：对盒的阵列基板和第四实施例所述的彩膜基板2，彩膜基板的柱状隔垫物21使彩膜基板21和阵列基板之间形成有空间，该空间中设置有液晶。当然，根据实际需要，显示装置还可以包括其他结构和部件，例如偏光板、驱动电路等，由于与本发明的改进之处无关，在此不再赘述。 
显示装置例如可以为：电子纸、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。 
如图10所示，当显示装置的液晶面板受到压力时，现有技术的柱状隔垫物(PS)的形变量呈现非线性变化，而本发明的柱状隔垫物(PS)的形变量呈现线性变化，显然优于现有技术，从而避免或减轻液晶面板对外界压力变化比较敏感的L0漏光和Touch Mura等不良。 
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (10)

1.一种灰阶掩模板，其特征在于，包括透明基板和形成于所述透明基板上的遮光层，所述遮光层包括曝光区，其中：
所述曝光区形成有光学半透膜，所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。
2.根据权利要求1所述的灰阶掩模板，其特征在于所述光学半透膜的厚度从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。
3.根据权利要求2所述的灰阶掩模板，其特征在于，所述光学半透膜包括多层单位光学半透膜，在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜。
4.根据权利要求2所述的灰阶掩模板，其特征在于，所述光学半透膜包括多层单位光学半透膜，在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到其自身的每一层。
5.一种制造灰阶掩模板的方法，其特征在于，该方法包括：
在透明基板上形成带有曝光区的遮光层；
在所述曝光区上形成光学半透膜，且所述光学半透膜的透光率从所述光学半透膜的中间区域向所述光学半透膜的边缘区域逐渐下降或梯次下降。
6.如权利要求5所述的制造灰阶掩模板的方法，其特征在于，所述在所述曝光区上形成光学半透膜包括：在所述曝光区上依次形成多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸小于所述下一层单位光学半透膜。
7.如权利要求5所述的制造灰阶掩模板的方法，其特征在于，所述在所述曝光区上形成光学半透膜包括：在所述曝光区上依次形成多层单位光学半透膜，使得在离开所述透明基板的方向上，上一层单位光学半透膜形成于下一层单位光学半透膜之上，且所述上一层单位光学半透膜的面积尺寸大于所述下一层单位光学半透膜，除最下层单位光学半透膜外的每层单位光学半透膜分布在从所述最下层单位光学半透膜起到其自身的每一层。
8.一种制作彩膜基板的方法，其特征在于，该方法包括：
提供形成有彩色滤光层的基板；
在所述基板上涂布负性光刻胶；
使用如权利要求1-4其中任一项的灰阶掩模板，对所述负性光刻胶进行曝光；
将没有受到光照的负性光刻胶清除，从而所述灰阶掩模板的曝光区下方的负性光刻胶形成柱状隔垫物。
9.一种彩膜基板，其特征在于，其由权利要求8所述的彩膜基板制作方法制成，所述彩膜基板上形成的柱状隔垫物的顶面为平面状。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：对盒的阵列基板和权利要求9所述的彩膜基板，所述彩膜基板的柱状隔垫物使所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有空间，所述空间中设置有液晶。
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