CN104932139A - 彩膜基板的制作方法及其结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板的制作方法及其结构。本发明的彩膜基板的制作方法，通过采用三道半色调光罩依次对红、绿、蓝色阻层进行曝光、显影，分别在形成红、绿、蓝色阻块的同时，形成红、绿、蓝色阻薄膜，使红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成复合色阻薄膜，代替了黑色矩阵，省去了黑色矩阵制程，并可通过调节红、绿、蓝色阻薄膜的厚度控制所述复合色阻薄膜的厚度，以调节遮光效果；同时避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免了色差，改善了产品品质，提升了产品良率。本发明的彩膜基板结构，采用红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成的复合色阻薄膜代替了黑色矩阵，成本较低，且避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，无色差。

Description

彩膜基板的制作方法及其结构
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板的制作方法及其结构。
背景技术
液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。如：液晶电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。
通常液晶显示装置包括壳体、设于壳体内的液晶面板及设于壳体内的背光模组(Backlight module)。其中，液晶面板的结构主要是由一薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)、一彩色滤光片基板(Color Filter，CF)、以及配置于两基板间的液晶层(LiquidCrystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。
彩色滤光片基板即彩膜基板是液晶显示器的重要组成部分，传统的彩膜基板的制作方法为制作完黑色矩阵(Black Matrix，BM)后，再制作红/绿/蓝色阻层。黑色矩阵的制作方法是：先在基板上均匀涂布一层黑色矩阵材料，然后曝光，显影，最终制备出黑色矩阵膜层，该方式预计将有50％左右的黑色矩阵材料被显影掉，造成黑色矩阵材料的浪费；且黑色矩阵膜层上形成红/绿/蓝色阻层时，为了避免漏光，黑色矩阵与红/绿/蓝色阻之间会因为相互叠加而产生牛角现象，如果后制程要涂布外覆层(Over Coat，OC)，则需要更厚的外覆层才能达到平坦度要求，如果后制程为ITO(氧化铟锡)，则过高的牛角会刺穿ITO，在成盒制程时可能产生点或者线不良，降低产品良率。
因此，有必要提供一种彩膜基板的制作方法及其结构，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩膜基板的制作方法，可省去黑色矩阵制程，减小外覆层的厚度，节省成本，同时可避免因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免色差，改善产品品质，提升产品良率。
本发明的目的还在于提供一种彩膜基板结构，采用红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成的复合色阻薄膜代替黑色矩阵，成本较低，且无色差。
为实现上述目的，本发明提供一种彩膜基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供基板，在所述基板上沉积第一色阻层；
通过第一道半色调光罩对所述第一色阻层进行曝光、显影，在所述基板上得到数个间隔分布的第一色阻块、及数个第一色阻薄膜；
其中，每两个相邻的第一色阻块之间间隔分布有三个第一色阻薄膜，所述三个第一色阻薄膜中位于两侧的第一色阻薄膜分别与其邻近的第一色阻块相连接，所述三个第一色阻薄膜之间形成两个第一间隙；
步骤2、在所述基板上沉积第二色阻层，所述第二色阻层填充于所述数个第一色阻块之间的区域，并覆盖所述数个第一色阻薄膜；
通过第二道半色调光罩对所述第二色阻层进行曝光、显影，在所述基板上得到分别位于所述数个第一色阻块同一侧的第一间隙处的数个第二色阻块、及位于所述数个第一色阻薄膜上的数个第二色阻薄膜；
步骤3、在所述基板上沉积第三色阻层，所述第三色阻层填充于所述数个第一、第二色阻块之间的区域，并覆盖所述数个第二色阻薄膜；
通过第三道半色调光罩对所述第三色阻层进行曝光、显影，在所述基板上得到分别位于所述数个第二色阻块远离所述第一色阻块一侧的第一间隙处的数个第三色阻块、及位于所述数个第二色阻薄膜上的数个第三色阻薄膜；
所述数个相对应的第一、第二、第三色阻薄膜从下至上依次叠加，形成数个复合色阻薄膜，所述数个复合色阻薄膜位于所述数个第一、第二、第三色阻块之间，从而代替黑色矩阵，起到遮挡漏光的作用。
还包括：步骤4、在所述数个第一、第二、第三色阻块、及第三色阻薄膜上制作外覆层。
所述第一、第二、第三色阻为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。
步骤2中，所述第一、第二、第三色阻薄膜的大小和形状完全相同。
步骤3中，所述第一、第二、第三色阻块的厚度相同。
通过调整所述第一、第二、第三色阻薄膜的厚度来控制所述复合色阻薄膜的光密度值。
本发明还提供一种彩膜基板结构，包括基板、间隔分布于所述基板上的数个第一、第二、第三色阻块、及设于所述基板上将所述数个第一、第二、第三色阻块间隔开的数个复合色阻薄膜；
所述复合色阻薄膜包括叠加设置的第一、第二、第三色阻薄膜。
所述第一、第二、第三色阻为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。
所述复合色阻薄膜从下至上依次由第一、第二、第三色阻薄膜叠加而成，构成每一复合色阻薄膜的第一、第二、第三色阻薄膜中，有两层色阻薄膜分别与其邻近的第一、第二、或第三色阻块颜色相同。
所述第一、第二、第三色阻块呈岛状。
本发明的有益效果：本发明的彩膜基板的制作方法，通过采用三道半色调光罩依次对红、绿、蓝色阻层进行曝光、显影，分别在形成红、绿、蓝色阻块的同时，形成红、绿、蓝色阻薄膜，使红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成复合色阻薄膜，由于光穿过复合色阻薄膜时被完全吸收而呈现黑色，从而代替了黑色矩阵，省去了黑色矩阵制程，并可通过调节红、绿、蓝色阻薄膜的厚度控制所述复合色阻薄膜的厚度的厚度，以调节遮光效果；同时避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免了色差，改善了产品品质，提升了产品良率。本发明的彩膜基板结构，采用红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成的复合色阻薄膜代替了黑色矩阵，成本较低，且避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，无色差。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的彩膜基板的制作方法的流程图；
图2-图3为本发明的彩膜基板的制作方法的步骤1的示意图；
图4-图5为本发明的彩膜基板的制作方法的步骤2的示意图；
图6-图7为本发明的彩膜基板的制作方法的步骤3的示意图；
图8为本发明的彩膜基板结构的剖面示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明首先提供一种彩膜基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2、图3所示，提供基板1，在所述基板1上沉积第一色阻层。通过第一道半色调(Half-Tone)光罩91对所述第一色阻层进行曝光、显影，在所述基板1上得到数个间隔分布的第一色阻块10、及数个第一色阻薄膜101；
其中，每两个相邻的第一色阻块10之间间隔分布有三个第一色阻薄膜101，所述三个第一色阻薄膜101中位于两侧的第一色阻薄膜分别与其邻近的第一色阻块10相连接，所述三个第一色阻薄膜101之间形成两个第一间隙102。
步骤2、如图4、图5所示，在所述基板1上沉积第二色阻层，所述第二色阻层填充于所述数个第一色阻块10之间的区域，并覆盖所述第一色阻薄膜101。通过第二道半色调光罩92对所述第二色阻层进行曝光、显影，在所述基板1上得到分别位于所述数个第一色阻块10同一侧的第一间隙102处的数个第二色阻块20、及位于所述数个第一色阻薄膜101上的数个第二色阻薄膜201。
步骤3、如图6、图7所示，在所述基板1上沉积第三色阻层，所述第三色阻层填充于所述数个第一、第二色阻块10、20之间的区域，并覆盖所述第二色阻薄膜201。通过第三道半色调光罩93对所述第三色阻层进行曝光、显影，在所述基板1上得到分别位于所述数个第二色阻块20远离所述第一色阻块10一侧的第一间隙102处的数个第三色阻块30、及位于所述数个第二色阻薄膜201上的数个第三色阻薄膜301；
所述数个相对应的第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301从下至上依次叠加，形成数个复合色阻薄膜，所述数个复合色阻薄膜位于所述数个第一、第二、第三色阻块10、20、30之间，从而代替黑色矩阵，起到遮挡漏光的作用。
具体的，所述第一、第二、第三色阻可以为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。在本实施例中，所述第一、第二、第三色阻依次为红、绿、蓝色阻。
具体的，所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的大小和形状完全相同，从而使得构成复合色阻薄膜的对应设置的第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301完全对应叠加，避免产生漏光。
具体的，第一、第二、第三道半色调光罩91、92、93上与第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301正对的区域为半透光，与已成形的第一、第二、第三色阻块10、20、30正对的区域为不透光，与待成形的第一、第二、第三色阻块10、20、30正对的区域为全透光，从而使所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的厚度分别小于所述第一、第二、第三色阻块10、20、30的厚度。
优选的，所述第一、第二、第三色阻块10、20、30的厚度相同，从而有利于色阻层的平坦化，在后续涂覆外覆层时可以涂覆很薄的外覆层即能达到平坦度要求，从而节省外覆层的材料，降低成本。
所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301叠加构成复合色阻薄膜，由于光穿过复合色阻薄膜时被完全吸收而呈现黑色，从而代替了黑色矩阵，省去了黑色矩阵制程；同时避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免了色差。
具体的，可以通过调整第一、第二、第三道半色调光罩91、92、93上与第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301正对的区域的透光率，进而调整所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的厚度，以控制所述复合色阻薄膜的光密度(OD)值，从而来调整其遮光效果。
步骤4、在所述数个第一、第二、第三色阻块10、20、30、及第三色阻薄膜301上制作外覆层。
上述彩膜基板的制作方法，通过采用三道半色调光罩依次对红、绿、蓝色阻层进行曝光、显影，分别在形成红、绿、蓝色阻块的同时，形成红、绿、蓝色阻薄膜，使红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成复合色阻薄膜，由于光穿过复合色阻薄膜时被完全吸收而呈现黑色，从而代替了黑色矩阵，省去了黑色矩阵制程，并可通过调节红、绿、蓝色阻薄膜的厚度控制所述复合色阻薄膜的厚度的厚度，以调节遮光效果；同时避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免了色差，改善了产品品质，提升了产品良率。
请参阅图8，本发明还提供一种彩膜基板结构，包括基板1、间隔分布于所述基板1上的数个第一、第二、第三色阻块10、20、30、及设于所述基板1上将所述数个第一、第二、第三色阻块10、20、30间隔开的数个复合色阻薄膜。所述复合色阻薄膜包括叠加设置的第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301。
具体的，所述第一、第二、第三色阻可以为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。在本实施例中，所述第一、第二、第三色阻块10、20、30依次为红、绿、蓝色阻块，所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301依次为红、绿、蓝色阻薄膜。
具体的，在本实施例中，所述复合色阻薄膜从下至上依次由第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)叠加而成，构成每一复合色阻薄膜的第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301中，有两层色阻薄膜分别与其邻近的第一、第二、或第三色阻块10、20、30颜色相同。
具体的，所述第一、第二、第三色阻块10、20、30呈岛状。
具体的，所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的大小和形状完全相同。
具体的，所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的厚度分别小于所述第一、第二、第三色阻块10、20、30的厚度。
优选的，所述第一、第二、第三色阻块10、20、30的厚度相同。
具体的，可以通过调整所述第一、第二、第三色阻薄膜101、201、301的厚度来控制所述复合色阻薄膜的光密度(OD)值，从而来调整其遮光效果。
该彩膜基板应用于背景光为白光的液晶显示器时，所述复合色阻薄膜可以吸收背光发出的白光，实现黑色矩阵的功能，避免漏光的产生。当该彩膜基板应用于背光源为量子点背光的液晶显示器时，由于量子点背光是单色光，因此所述复合色阻薄膜可以100％完全吸收背光源所发出的光，避免了漏光的产生。
上述彩膜基板结构，采用红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成的复合色阻薄膜代替了黑色矩阵，成本较低，且避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，无色差。
综上所述，本发明的彩膜基板的制作方法，通过采用三道半色调光罩依次对红、绿、蓝色阻层进行曝光、显影，分别在形成红、绿、蓝色阻块的同时，形成红、绿、蓝色阻薄膜，使红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成复合色阻薄膜，由于光穿过复合色阻薄膜时被完全吸收而呈现黑色，从而代替了黑色矩阵，省去了黑色矩阵制程，并可通过调节红、绿、蓝色阻薄膜的厚度控制所述复合色阻薄膜的厚度，以调节遮光效果；同时避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，避免了色差，改善了产品品质，提升了产品良率。本发明的彩膜基板结构，采用红、绿、蓝色阻薄膜叠加构成的复合色阻薄膜代替了黑色矩阵，成本较低，且避免了因色阻和黑色矩阵之间相互覆盖而产生的牛角现象，无色差。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供基板(1)，在所述基板(1)上沉积第一色阻层；
通过第一道半色调光罩(91)对所述第一色阻层进行曝光、显影，在所述基板(1)上得到数个间隔分布的第一色阻块(10)、及数个第一色阻薄膜(101)；
其中，每两个相邻的第一色阻块(10)之间间隔分布有三个第一色阻薄膜(101)，所述三个第一色阻薄膜(101)中位于两侧的第一色阻薄膜(101)分别与其邻近的第一色阻块(10)相连接，所述三个第一色阻薄膜(101)之间形成两个第一间隙(102)；
步骤2、在所述基板(1)上沉积第二色阻层，所述第二色阻层填充于所述数个第一色阻块(10)之间的区域，并覆盖所述数个第一色阻薄膜(101)；
通过第二道半色调光罩(92)对所述第二色阻层进行曝光、显影，在所述基板(1)上得到分别位于所述数个第一色阻块(10)同一侧的第一间隙(102)处的数个第二色阻块(20)、及位于所述数个第一色阻薄膜(101)上的数个第二色阻薄膜(201)；
步骤3、在所述基板(1)上沉积第三色阻层，所述第三色阻层填充于所述数个第一、第二色阻块(10、20)之间的区域，并覆盖所述数个第二色阻薄膜(201)；
通过第三道半色调光罩(93)对所述第三色阻层进行曝光、显影，在所述基板(1)上得到分别位于所述数个第二色阻块(20)远离所述第一色阻块(10)一侧的第一间隙(102)处的数个第三色阻块(30)、及位于所述数个第二色阻薄膜(201)上的数个第三色阻薄膜(301)；
所述数个相对应的第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)从下至上依次叠加，形成数个复合色阻薄膜，所述数个复合色阻薄膜位于所述数个第一、第二、第三色阻块(10、20、30)之间，从而代替黑色矩阵，起到遮挡漏光的作用。
2.如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，还包括：步骤4、在所述数个第一、第二、第三色阻块(10、20、30)、及第三色阻薄膜(301)上制作外覆层。
3.如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述第一、第二、第三色阻为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。
4.如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，步骤2中，所述第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)的大小和形状完全相同。
5.如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，步骤3中，所述第一、第二、第三色阻块(10、20、30)的厚度相同。
6.如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，通过调整所述第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)的厚度来控制所述复合色阻薄膜的光密度值。
7.一种彩膜基板结构，其特征在于，包括基板(1)、间隔分布于所述基板(1)上的数个第一、第二、第三色阻块(10、20、30)、及设于所述基板(1)上将所述数个第一、第二、第三色阻块(10、20、30)间隔开的数个复合色阻薄膜；
所述复合色阻薄膜包括叠加设置的第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)。
8.如权利要求7所述的彩膜基板结构，其特征在于，所述第一、第二、第三色阻为红、绿、蓝色阻按任意顺序的排列组合。
9.如权利要求7所述的彩膜基板结构，其特征在于，所述复合色阻薄膜从下至上依次由第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)叠加而成，构成每一复合色阻薄膜的第一、第二、第三色阻薄膜(101、201、301)中，有两层色阻薄膜分别与其邻近的第一、第二、或第三色阻块(10、20、30)颜色相同。
10.如权利要求7所述的彩膜基板结构，其特征在于，所述第一、第二、第三色阻块(10、20、30)呈岛状。
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