CN104865735A - 彩膜基板及其制作方法、液晶显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种彩膜基板，其包括衬底基板，以及在所述衬底基板上形成的显示区域和非显示区域，所述显示区域包括形成于所述衬底基板的黑色矩阵、设置于所述衬底基板上方且部分覆盖所述黑色矩阵的光阻层、覆盖所述黑色矩阵及所述光阻层且延伸至所述非显示区域的保护层、以及位于所述保护层上且分布于所述显示区域及非显示区域的多个隔垫物，所述光阻层延伸至所述非显示区域，且所述光阻层在所述非显示区连续分布。上述彩膜基板，通过在显示区域及非显示区域形成光阻层及隔垫物，可以消除彩膜基板中显示区域及非显示区域之间的断差，从而减弱或消除了液晶显示面板的摩擦痕，提高了显示质量。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种彩膜基板及其制作方法、液晶显示面板。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)是平板显示装置中的一种。液晶显示装置的主要构成部件为液晶显示面板，液晶显示面板包括对合设置的彩膜基板、阵列基板以及位于二者之间的液晶层。通常情况下，液晶显示面板包括为显示区(Active Area，简称AA区)和包围于显示区外围的非显示区，显示区通过电场控制使得光线选择性地透过，从而实现图像显示；非显示区主要是panel之间的间隔，和用于设置外围电路和封装的区域。
彩膜基板(Color Filter，简称CF)包括基板11及设置于基板11上方的黑矩阵12、光阻层13、保护层14、ITO层15和隔垫物16。通常情况下，黑矩阵12用于分割像素区域并进行相邻像素区域之间的遮光，即黑矩阵12呈网格状分布将基板11划分为呈矩阵分布的多个像素区域；光阻层13用于实现彩色化，多个颜色的光阻层13依次交替循环设置于像素区域内、并延伸至对应相邻像素区域之间的黑矩阵12的上方；隔垫物16的顶部与阵列基板接触以在彩膜基板和阵列基板之间形成容纳液晶层的盒厚，隔垫物16设置于光阻层13对应着黑矩阵12的上方。
在通常情况下，显示区和非显示区同一层结构的图案采用同一掩模板、在同一构图工艺中同时形成，目前，彩膜基板的非显示区仅设置保护层14及ITO层15，这样就会造成显示区与非显示区实际高度不相等，即显示区与非显示区之间存在断差。例如，目前彩膜基板中黑色矩阵(Black Matrix)的厚度一般为1.2微米，光阻层的厚度一般为1.5微米～1.6微米，保护层的厚度一般为1.5微米～2.0微米，ITO层的厚度一般为0.15微米，隔垫物的厚度一般为3.5微米，显示区域与非显示区域断差为光阻层与隔垫物的厚度之和，即，断差为5.0微米～5.1微米。
为了使由彩膜基板及阵列基板组装成的液晶显示面板中的液晶分子均匀排列，一般需要对彩膜基板上的取向层进行摩擦，但由于显示区与非显示区之间断差的存在使得摩擦布表面凹凸不平，甚至出现印痕，导致在摩擦取向过程中，凹凸不平的部分摩擦在显示区域的取向层而出现摩擦不均的现象。由于这些摩擦不良导致了液晶显示面板中对应断差区域附近的液晶分子不能正常排列，从而降低了液晶显示面板的显示质量。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种彩膜基板及其制作方法、液晶显示面板，该彩膜基板能够降低显示区域与非显示区域之间的断差，有利于摩擦布在摩擦时处于稳定状态，从而有效减弱或消除液晶显示面板的摩擦痕(Rubbing Mura)，提高显示质量，同时还可有效提升摩擦布的寿命。
一种彩膜基板，其包括衬底基板，以及在所述衬底基板上形成的显示区域和非显示区域，其特征在于，所述显示区域包括形成于所述衬底基板的黑色矩阵、设置于所述衬底基板上方且部分覆盖所述黑色矩阵的光阻层、覆盖所述黑色矩阵及所述光阻层且延伸至所述非显示区域的保护层、以及位于所述保护层上且分布于所述显示区域及非显示区域的多个隔垫物，所述光阻层延伸至所述非显示区域，且所述光阻层在所述非显示区连续分布。
在其中一个实施例中，在所述显示区域中，所述光阻层包括同层设置的红色光阻区、绿色光阻区及蓝色光阻区。
在其中一个实施例中，在所述显示区域中，所述衬底基板具有呈矩阵分布的多个像素区域，所述红色光阻区、所述绿色光阻区及所述蓝色光阻区依次交替循环设置于所述像素区域内、并延伸至对应相邻所述像素区域之间的所述黑色矩阵的上方。
在其中一个实施例中，在所述显示区域中，所述隔垫物设置于所述黑色矩阵上方。
在其中一个实施例中，还包括ITO层，所述ITO层覆盖所述保护层。
在其中一个实施例中，所述非显示区域包括预留胶区及位于所述预留胶区外围的边框区，在所述非显示区域的位置，所述隔垫物设置于所述边框区的上方。
一种彩膜基板的制作方法，包括如下步骤：
在衬底基板的显示区域形成黑色矩阵；
在所述显示区域及非显示区域的衬底基板上形成光阻层；
在形成有所述黑色矩阵及所述光阻层的衬底基板上形成保护层；
在所述保护层上形成位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物。
在其中一个实施例中，在形成隔垫物之前，还包括：在形成有所述保护层的衬底基板上形成ITO层。
在其中一个实施例中，在所述显示区域及非显示区域的衬底基板上形成光阻层，具体为：在显示区域中分别形成红色光阻区、绿色光阻区和蓝色光阻区。
一种液晶显示面板，包括对合设置的彩膜基板、阵列基板以及位于二者之间的液晶层，所述彩膜基板采用上述任一项所述的彩膜基板。
上述彩膜基板，通过同一掩膜板在同一构图工艺中在显示区域及非显示区域形成光阻层及隔垫物，可以消除彩膜基板中显示区域及非显示区域之间的断差，有利于摩擦布在摩擦时处于稳定状态，从而有效减弱或消除液晶显示面板的摩擦痕(Rubbing Mura)，提高显示质量，因摩擦断差的降低，有效提升摩擦布的寿命。此外，上述彩膜基板，由于在非显示区设置连续分布的光阻层，可以减少显影液的使用，降低生产成本。
附图说明
图1为现有技术中彩膜基板的结构示意图；
图2为本发明一实施例中彩膜基板的结构示意图；
图3为图2所示的彩膜基板另一视角的结构示意图；
图4为本发明一实施例中彩膜基板的制作方法的流程示意图；
图5为本发明一实施例中第一掩膜板的结构示意图；
图6为本发明一实施例中第二掩膜板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多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改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种彩膜基板，其包括衬底基板，以及在所述衬底基板上形成的显示区域和非显示区域，所述显示区域包括形成于所述衬底基板的黑色矩阵、设置于所述衬底基板上方且部分覆盖所述黑色矩阵的光阻层、覆盖所述黑色矩阵及所述光阻层且延伸至所述非显示区域的保护层、以及位于所述保护层上且分布于所述显示区域及非显示区域的多个隔垫物，所述光阻层延伸至所述非显示区域，且所述光阻层在所述非显示区连续分布。
请参阅图2，其为本发明一实施例中彩膜基板的结构示意图。
彩膜基板10包括衬底基板100，衬底基板100包括显示区域A和位于显示区域外围的非显示区域B。
显示区域包括形成于衬底基板100的黑色矩阵200、设置于衬底基板100上方且部分覆盖黑色矩阵200的光阻层300，覆盖黑色矩阵200及光阻层300且延伸至非显示区域的保护层400，覆盖保护层400的ITO层500，位于ITO层500且分布于显示区域和非显示区域的多个隔垫物600，光阻层300延伸至非显示区域，且光阻层300在非显示区域连续分布。
由于在非显示区域设置光阻层及隔垫物，请参阅图2，显示区域A与非显示区域B的高度差被填平，即，显示区域A与非显示区域B之间无明显的断差，有利于摩擦布在摩擦时处于稳定状态，从而有效减弱或消除液晶显示面板的摩擦痕(Rubbing Mura)，提高显示质量，因摩擦断差的降低，有效提升摩擦布的寿命。
例如，所述光阻层设置若干行光阻区域，每一行光阻区域包括若干组光阻区域，例如，每一组光阻区域包括三种颜色光阻区；各组光阻区域规则设置三种颜色光阻区；例如，各组光阻区域按RGB顺序规则设置RGB三种颜色光阻区。又如，各行光阻区域相间设置，在相邻两行光阻区域之间设置有所述黑色矩阵，又如，每组光阻区域之间设置有所述黑色矩阵，这样，可以便于彩膜基板的生产及其功能的实现。
在本实施例中，请参阅图2，光阻层300包括同层设置的红色光阻区310、绿色光阻区320及蓝色光阻区330，在显示区域中，黑色矩阵200将衬底基板划分为多个像素区域，红色光阻区310、绿色光阻区320及蓝色光阻区330依次交替循环设置于像素区域内，并延伸至对应相邻像素区域的黑色矩阵200上方。
为了便于彩膜基板的生产，例如，在非显示区域内，所述光阻层为红色光阻区、绿色光阻区或蓝色光阻区中任意一种，即，在形成显示区域的光阻层时，通过同一掩膜板同一次构图工艺，在非显示区及显示区域同时形成光阻层，这样，可以便于彩膜基板的生产。
优选的，非显示区域B包括预留胶区B1及位于所述预留胶区外围的边框区B2，在所述非显示区域中，所述隔垫物设置于所述ITO层对应着所述边框区的上方。例如，在彩膜基板与阵列基板贴合时，彩膜基板非显示区域的预留胶区对应阵列基板的外围走线区。在LCD制造过程中，液晶盒的形成是至关重要的一环，对液晶面板的显示质量有着最重要的影响，特别是液晶盒厚形成液晶盒并用来充填液，采用本实施例，通过在非显示区域的边框区设置隔垫物，可以避免阵列基板周边盒厚支撑物与隔垫物重叠导致周边盒厚过高而使基板切割时产生变形滑移，或者在贴合时压碎支撑物。
本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，其包括如下步骤：在衬底基板的显示区域形成黑色矩阵；在所述显示区域及非显示区域的衬底基板上形成光阻层；在形成有所述黑色矩阵及所述光阻层的衬底基板上形成保护层；在所述保护层上形成位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物。
例如，一种彩膜基板的制作方法，其包括制备上述任一实施例所述彩膜基板的步骤。
又如，请参阅图4，其为本发明一实施例中彩膜基板的制作方法的流程示意图，包括如下步骤：
S110、在衬底基板的显示区域形成黑色矩阵。
在本实施例中，衬底基板可以采用玻璃基板、石英基板以及塑料基板等透明基板，优选的，衬底基板为玻璃基板，并在将玻璃基板投入之前，对玻璃基板表面进行清洁处理，确保玻璃基板表面无异物。
具体地，先在衬底基板上涂覆黑色树脂层，再通过掩膜板对黑色树脂层进行曝光、显影、固化，以形成的黑色矩阵。其中，黑色矩阵的厚度根据实际生产需求设定，例如，黑色矩阵的厚度为1.0～1.5微米，又如，黑色矩阵的厚度为1.2微米。
S120、在衬底基板的显示区域及非显示区域形成光阻层。
具体地，在衬底基板的显示区域及非显示区域涂覆彩色树脂，通过掩膜板对彩色树脂进行曝光、显影及固化，以形成光阻层。
例如，在衬底基板的显示区域及非显示区域涂覆等厚的红色树脂，通过如图5所示的第一掩膜板对红色树脂进行曝光、显影，具体的，请参阅图5，第一掩膜板包括显示区域A及非显示区域B，显示区域A设有图形化的图案层，非显示区域B为透光区，优选的，红色树脂为负性光刻胶，即经过光照后固化形成不溶物，这样，经过显影，可以保留显示区域的红色树脂图案及非显示区域的红色树脂，以形成显示区域非连续分布的红色光阻区及非显示区域连续分别的红色光阻区，然后在衬底基板上涂覆绿色树脂，通过掩膜板曝光、显影，在显示区域形成非连续分布的绿色光阻区，最后，在在衬底基板上涂覆蓝色树脂，通过掩膜板曝光、显影，在显示区域形成非连续分布的蓝色光阻区。由于在形成红色光阻区时，保留了非显示区域的红色树脂，这样，可以减少显影液的使用，降低生产成本。而且由于形成在显示区域的红色树脂层和形成在非显示区域的红色树脂层的厚度相等，并且二者在同一次工艺中形成，二者的厚度完全相同，且相对现有的工艺不会带来额外的制作工艺。
当然，在实际应用中，可以根据材料条件或制备工艺方便地选择非显示区域的光阻层的颜色，例如，在形成绿色光阻区时，在所述非显示区域形成连续分布的绿色光阻区；又如，在形成蓝色光阻区时，在所述非显示区域形成连续分布的蓝色光阻区。
S130、在形成有黑色矩阵及光阻层的衬底基板上形成保护层。
具体地，在黑色矩阵及光阻层上涂覆透明树脂层，以形成保护层。例如，保护层采用透明材料制成，又如，保护层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在本实施例中，保护层的厚度为1～3微米。通过设置保护层，可以进一步保护光阻层，而且由于保护层在固化前具有一定的流动相，还可以调整显示区域和非显示区域的高度差，进一步减小显示区域和非显示区域的高度差。
S140、在保护层上形成ITO层。
例如，采用镀膜工艺在保护层上形成ITO层，又如，采用磁控溅射工艺在保护层上形成ITO层，又如，采用等离子体化学气相沉积法在保护层上形成ITO层。在本实施例中，ITO层的厚度为0.1～0.2微米。
S150、在ITO层上形成位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物。
例如，在ITO层上对应的显示区域及非显示区域涂覆树脂层，通过如图6所示的第二掩膜板曝光、显影，以形成在ITO层上位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物。具体的，请参阅图6，第二掩膜板包括显示区域A及非显示区域B，非显示区域B包括靠近显示区域的预留胶区B1及位于预留胶区外围的边框区B2，在显示区域设置第一图案层，在非显示区域B的边框区B1设置第二图案层，这样，通过第二掩膜板，可以在彩膜基板的显示区域及非显示区域的边框区形成隔垫物。例如，在显示区域中，隔垫物形成于ITO层对应着黑色矩阵的上方，在非显示区域，隔垫物形成于ITO层对应着掩膜板的边框区。
由于采用同一掩模板在同一构图工艺中形成位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物，因此，显示区域和非显示区域中隔垫物的高度相等。例如，在显示区域及非显示区域，隔垫物的高度范围为2～4.5微米。
在本实施例中，隔垫物可以根据实际需要制作为多种适合的形状，例如锥体、圆柱体、长方体等，优选的，隔垫物的底面面积小于黑色矩阵的面积。隔垫物也可以根据硬度需求采用不同性质的材料。
上述彩膜基板，通过同一掩膜板在同一构图工艺中在显示区域及非显示区域形成光阻层及隔垫物，可以消除彩膜基板中显示区域及非显示区域之间的断差，从而保证了彩膜基板与阵列基板对合的均匀厚度，减弱或消除了液晶显示面板的摩擦痕(Rubbing Mura)，提高显示质量。此外，上述彩膜基板，由于在非显示区设置连续分布的光阻层，可以减少显影液的使用，降低生产成本。
本发明实施例还提供了一种液晶显示面板。该液晶显示面板可以包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板，阵列基板和所述彩膜基板之间填充有液晶层；其中，彩膜基板采用上述实施例所述的彩膜基板，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的液晶显示面板采用了上述彩膜基板的技术方案，因此该液晶显示面板具有上述彩膜基板所有的有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种彩膜基板，其包括衬底基板，以及在所述衬底基板上形成的显示区域和非显示区域，其特征在于，所述显示区域包括形成于所述衬底基板的黑色矩阵、设置于所述衬底基板上方且部分覆盖所述黑色矩阵的光阻层、覆盖所述黑色矩阵及所述光阻层且延伸至所述非显示区域的保护层、以及位于所述保护层上且分布于所述显示区域及非显示区域的多个隔垫物，所述光阻层延伸至所述非显示区域，且所述光阻层在所述非显示区连续分布。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，在所述显示区域中，所述光阻层包括同层设置的红色光阻区、绿色光阻区及蓝色光阻区。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，在所述显示区域中，所述衬底基板具有呈矩阵分布的多个像素区域，所述红色光阻区、所述绿色光阻区及所述蓝色光阻区依次交替循环设置于所述像素区域内、并延伸至对应相邻所述像素区域之间的所述黑色矩阵的上方。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，在所述显示区域中，所述隔垫物设置于所述黑色矩阵上方。
5.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，还包括ITO层，所述ITO层覆盖所述保护层。
6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述非显示区域包括预留胶区及位于所述预留胶区外围的边框区，在所述非显示区域的位置，所述隔垫物设置于所述边框区的上方。
7.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
在衬底基板的显示区域形成黑色矩阵；
在所述显示区域及非显示区域的衬底基板上形成光阻层；
在形成有所述黑色矩阵及所述光阻层的衬底基板上形成保护层；
在所述保护层上形成位于显示区域及非显示区域的多个隔垫物。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在形成隔垫物之前，还包括：在在形成有所述保护层的衬底基板上形成ITO层。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述显示区域及非显示区域的衬底基板上形成光阻层，具体为：在显示区域中分别形成红色光阻区、绿色光阻区和蓝色光阻区。
10.一种液晶显示面板，包括对合设置的彩膜基板、阵列基板以及位于二者之间的液晶层，其特征在于，所述彩膜基板采用权利要求1-6中任一项所述的彩膜基板。
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