CN105388661A - 彩膜基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

彩膜基板及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种彩膜基板及其制作方法、显示装置。所述彩膜基板包括：衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；其中，在垂直于所述衬底基板的横截面中：所述彩色滤光片的边缘与所述黑矩阵的开口边缘具有交叠区域。根据本发明的实施例提供的彩膜基板及其制作方法、显示装置，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。

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
在诸如TFT-LCD彩膜的彩膜工艺技术中，黑矩阵作为黑色边框用来对各种颜色的滤光片（例如红色滤光片R、绿色滤光片G和蓝色滤光片B）的图形边界进行遮挡，用来防止漏光。实际生产中，各种颜色的滤光片的掩模板通常是可以共用的，这是由于红色滤光片R、绿色滤光片G和蓝色滤光片B的图形是类似的；在制作绿色滤光片和蓝色滤光片的图形时，可以通过平移一张红色滤光片掩模板，从而在玻璃基板上获得绿色滤光片和蓝色滤光片的图形，因此不再需要绿色滤光片的掩模板和蓝色滤光片的掩模板。
发明内容
然而，发明人意识到，对于例如红色滤光片图形来说，对应于该红色滤光片图形的黑矩阵图形与该红色滤光片图形是基本上互补的。这使得黑矩阵掩模板与红色滤光片的掩模板、绿色滤光片的掩模板和蓝色滤光片的掩模板存在共用的可能性。
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种彩膜基板及其制作方法、显示装置；可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
本发明的实施例提供了一种彩膜基板；所述彩膜基板包括：衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；
其中，在垂直于所述衬底基板的横截面中：所述彩色滤光片的边缘与所述黑矩阵的开口边缘具有交叠区域。
根据本发明的实施例提供的彩膜基板，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
较佳地，在所述交叠区域中，所述彩色滤光片的形状和所述黑矩阵具有互补的形状。
较佳地，所述彩色滤光片的边缘位于所述衬底基板和所述黑矩阵的开口边缘之间。
较佳地，相比于所述彩色滤光片的中心区域，所述彩色滤光片的边缘具有较小的厚度；相比于所述黑矩阵的中心区域，所述黑矩阵的开口边缘具有较小的厚度。
较佳地，形成所述彩色滤光片的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵的光刻胶为正性光刻胶。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
本发明的实施例还提供了一种制作彩膜基板的方法，所述彩膜基板包括衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；所述方法包括：
利用一个半色调掩模板在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片；以及
利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵。
根据本发明的实施例提供的制作彩膜基板的方法，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
较佳地，利用一个半色调掩模板在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地：将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的彩色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成所述至少一种颜色之一的彩色滤光片。
较佳地，利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的多个彩色滤光片对准并执行曝光工艺；以及
执行显影工艺以形成所述具有多个开口的黑矩阵。
较佳地，形成所述彩色滤光片的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵的光刻胶为正性光刻胶。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
本发明的实施例进一步提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的彩膜基板。
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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出了根据本发明实施例的彩膜基板的结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例的半色调掩模板的局部示意图；
图3a示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作红色滤光片R的示意图；
图3b示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作绿色滤光片G的示意图；
图3c示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作蓝色滤光片B的示意图；
图3d-3f示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作黑矩阵的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
图1示出了根据本发明实施例的彩膜基板的结构示意图。如图1所示，根据本发明的一方面，本发明的实施例提供了一种彩膜基板100，所述彩膜基板100包括：衬底基板101、形成在衬底基板101上的至少一种颜色的多个彩色滤光片（R、G、B）、以及形成在衬底基板101上的黑矩阵102；所述黑矩阵102具有多个开口103，所述多个开口103与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片（R、G、B）一一对应；
其中，在垂直于所述衬底基板101的横截面中：所述彩色滤光片（R、G、B）的边缘与所述黑矩阵102的开口103的边缘具有交叠区域P。如图1所示，所述彩色滤光片的边缘为所述彩色滤光片下部厚度较小且向黑矩阵凸出的部分，所述黑矩阵的开口边缘为黑矩阵中部厚度较小且向彩色滤光片凸出的部分，即如图1所示，所述彩色滤光片的边缘与所述黑矩阵的开口边缘具有交叠区域。
根据本发明的实施例提供的彩膜基板，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
本领域技术人员能够理解，尽管在本发明的实施例中使用的彩色滤光片包括R、G、B彩色滤光片，在实施本发明时，彩色滤光片还可以是诸如RGBW等各种彩色滤光片的组合。本发明实施例中所述的彩膜基板，不仅包括与阵列基板对盒形成显示面板的彩膜基板，也包括彩色滤光片集成于阵列基板的显示基板，本发明实施例对此不做限定，只要显示基板中包括彩色滤光片和黑矩阵结构，都是本发明实施例所述的彩膜基板，属于本发明实施例保护的范畴。
较佳地，在所述交叠区域P中，所述彩色滤光片的形状和所述黑矩阵具有互补的形状，即如图1所示，所述彩色滤光片的边缘与黑矩阵开口边缘嵌入接触，因此形状是互补的。
利用以上配置，确保了黑矩阵的开口与彩色滤光片一一对应，改善了彩膜基板的开口率。
较佳地，所述彩色滤光片（R、G、B）的边缘位于所述衬底基板101和所述黑矩阵102的开口边缘之间。
利用上述配置，所述黑矩阵开口位于所述彩色滤光片的顶部区域，能够更有效地防止漏光。
较佳地，相比于所述彩色滤光片（R、G、B）的中心区域，所述彩色滤光片（R、G、B）的边缘具有较小的厚度；相比于所述黑矩阵102的中心区域，所述黑矩阵102的开口边缘具有较小的厚度。
利用上述配置，可以有效地减小所述彩膜基板表面的段差。尽管在本申请的图1和图3a-3f中，所述彩色滤光片（R、G、B）的边缘和所述黑矩阵102的开口边缘具有矩形的形状，本领域技术人员能够理解，根据不同的工艺特点（例如，曝光时间、光刻胶类型等），所述彩色滤光片（R、G、B）的边缘和所述黑矩阵102的开口边缘可以具有一定的坡度或曲面。
较佳地，形成所述彩色滤光片（R、G、B）的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵102的光刻胶为正性光刻胶。
使用正性光刻胶制作黑矩阵，能够确保制作过程中无需曝光的黑矩阵部分始终被半色调掩模板遮挡。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
利用红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，能够实现较为常规的彩膜基板。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
利用红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片，彩膜基板能够实现更高的显示亮度。
根据本发明的另一方面，本发明的实施例还提供了一种制作彩膜基板的方法，所述彩膜基板包括衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；所述方法包括：
利用一个半色调掩模板依次在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片；以及
利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵。
根据本发明的实施例提供的制作彩膜基板的方法，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
如图2所示，在本发明的实施例中，半色调掩模板200设置有全透光区域201、半透光区域202和不透光区域203。所述全透光区域201和半透光区域202之和对应滤光片的图形；所述半透光区域202和不透光区域203之和对应黑矩阵的图形。由于半透光区域202的存在，使得滤光片和黑矩阵具有相互交叠的部分，不仅确保了彩膜基板的开口率，还防止了漏光的发生。
较佳地，利用一个半色调掩模板依次在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地：将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的彩色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成所述至少一种颜色之一的彩色滤光片。
图3a-3f示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法的各个步骤的示意图。其中，半色调掩模板200包括如图2中所示的全透光区域201、半透光区域202和不透光区域203。
图3a示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作红色滤光片R的示意图；其中，将半色调掩模板200与红色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成红色滤光片R。
图3b示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作绿色滤光片G的示意图；其中，将半色调掩模板200与绿色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成绿色滤光片G。
图3c示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作蓝色滤光片B的示意图；其中，将半色调掩模板200与蓝色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成蓝色滤光片B。
较佳地，利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的多个彩色滤光片对准并执行曝光工艺；以及
执行显影工艺以形成所述多个开口。
图3d-3f示出了根据本发明实施例的制作彩膜基板的方法制作黑矩阵的示意图。
如图3d所示，将半色调掩模板200与红色滤光片R对准并对黑矩阵的光刻胶301执行曝光工艺；如图3e所示，在平移半色调掩模板200之后，将半色调掩模板200与绿色滤光片G对准并对黑矩阵的光刻胶301执行曝光工艺；如图3f所示，在平移半色调掩模板200之后，将半色调掩模板200与蓝色滤光片B对准并对黑矩阵的光刻胶301执行曝光工艺。在执行了如图3d-3f所示的曝光工艺后，执行显影工艺以形成如图1所示的黑矩阵的多个开口。
在本发明的实施例所提供的制作彩膜基板的方法中，首先利用半色调掩模板形成了具有倒“T”字形的滤光片，然后利用半色调掩模板形成了具有“T”字形的黑矩阵的开口。如图1所示，这使得滤光片和黑矩阵具有相互交叠的部分，不仅确保了彩膜基板的开口率，还防止了漏光的发生；并且，上述工艺步骤还能使形成的黑矩阵具有足够的厚度，用以遮挡光线。
尽管在上述实施例中，首先利用半色调掩模板形成了滤光片，然后利用半色调掩模板形成了黑矩阵，本领域技术人员能够理解，以相反的顺序来制作彩膜基板也是可行的。
较佳地，形成所述彩色滤光片的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵的光刻胶为正性光刻胶。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
利用红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，能够实现较为常规的彩膜基板。
较佳地，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
利用红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片，彩膜基板能够实现更高的显示亮度。
根据本发明的又一方面，本发明的实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如以上实施例所述的彩膜基板。
根据本发明的实施例提供的显示装置，可以通过使用半色调掩模板技术以及正负性光刻胶技术，利用一个滤光片掩模板来形成至少一种颜色的多个彩色滤光片的图形以及黑矩阵图形；为彩膜工艺节省了一张黑矩阵掩模板，从而大大节省了生产成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板包括：衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；
其中，在垂直于所述衬底基板的横截面中：所述彩色滤光片的边缘与所述黑矩阵的开口边缘具有交叠区域。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，在所述交叠区域中，所述彩色滤光片的形状和所述黑矩阵具有互补的形状。
3.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩色滤光片的边缘位于所述衬底基板和所述黑矩阵的开口边缘之间。
4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，相比于所述彩色滤光片的中心区域，所述彩色滤光片的边缘具有较小的厚度；相比于所述黑矩阵的中心区域，所述黑矩阵的开口边缘具有较小的厚度。
5.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，形成所述彩色滤光片的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵的光刻胶为正性光刻胶。
6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
7.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
8.一种制作彩膜基板的方法，所述彩膜基板包括衬底基板、形成在衬底基板上的至少一种颜色的多个彩色滤光片、以及形成在衬底基板上的黑矩阵；所述黑矩阵具有多个开口，所述多个开口与所述至少一种颜色的多个彩色滤光片一一对应；其特征在于，所述方法包括：
利用一个半色调掩模板在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片；以及
利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，利用一个半色调掩模板在所述衬底基板上形成所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地：将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的彩色滤光片的位置进行对准并执行曝光工艺和显影工艺以形成所述至少一种颜色之一的彩色滤光片。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，利用同一个半色调掩模板形成所述黑矩阵包括：
对于所述至少一种颜色中的各个颜色，分别地将所述半色调掩模板与所述至少一种颜色之一的多个彩色滤光片对准并执行曝光工艺；以及
执行显影工艺以形成所述具有多个开口的黑矩阵。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述彩色滤光片的光刻胶为负性光刻胶；形成所述黑矩阵的光刻胶为正性光刻胶。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一种颜色的多个彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一种颜色的彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和白色滤光片。
14.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-7所述的彩膜基板。
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