CN105867008A - 彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板。该彩膜基板，包括彩膜层和黑矩阵，所述彩膜层包括多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的彩色色阻，所述黑矩阵为网格形状，所述彩色色阻和所述黑矩阵连续相接设置，且所述彩色色阻的上表面和所述黑矩阵的上表面处于同一平面。该彩膜基板的制备方法包括：形成成行或成列排列、相接设置的不同颜色的色阻材料；采用激光工艺使所述彩色色阻在对应着黑矩阵图案的区域形成黑色。该彩膜基板，结构简单，具有更好的平坦度和精细度，制备工艺简化，具有更低的制备成本。

Description

彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板。
背景技术
彩膜基板是显示面板的重要组成部分，具有使成像图像彩色化的功能。随着显示技术的发展，高透过率，大尺寸，低功耗，低成本成为未来发发展方向。
在现有技术中，如图1、图2A和图2B所示，彩膜基板的制备通常是，先采用掩模板(mask)通过构图工艺制备黑矩阵3(BlackMatrix，简称BM)，如图1所示；然后重复采用构图工艺继续在黑矩阵的间隙中填充三基色RGB彩色色阻的方式，并采用构图工艺形成彩膜层2，如图2A和图2B所示。其中的黑矩阵3需要高精度曝光机及高精度掩膜板进行，成本较高；另外，制备过程中还需要对彩色光阻材料的对位位置精度进行及时校正，工艺过程复杂，管控成本高昂。
更为严重的问题在于，现有的制备工艺形成的彩膜基板，黑矩阵和彩色色阻之间必然会产生不必要的角段差(如图2B中椭圆形虚线框所示)，进一步影响取向层PI的制备，造成诸多不良；并且，需要用较厚的保护层(Over Coat，简称OC)进行平坦化，进一步增加了制备成本。
可见，设计一种结构简单，简化制备工艺且制备成本较低的彩膜基板，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板，该彩膜基板结构简单，制备工艺简单，成本较低，并且彩膜层和黑矩阵之间毫无段差。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该彩膜基板，包括彩膜层和黑矩阵，所述彩膜层包括多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的彩色色阻，所述黑矩阵为网格形状，所述彩色色阻和所述黑矩阵连续相接设置，且所述彩色色阻的上表面和所述黑矩阵的上表面处于同一平面。
优选的是，在垂直于所述彩色色阻的排列方向，所述黑矩阵横跨相接的不同颜色的所述彩色色阻；在平行于所述彩色色阻的排列方向，所述黑矩阵横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻。
优选的是，所述黑矩阵中包含垂直于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的所述彩色色阻的色阻材料，且所述黑矩阵在对应着横跨区域的所述色阻材料的干燥度大于相应的所述彩色色阻中所述色阻材料的干燥度；以及，
所述黑矩阵中包含平行于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻的色阻材料，在对应着横跨区域的所述色阻材料的干燥度大于相应的所述彩色色阻中所述色阻材料的干燥度。
优选的是，形成所述黑矩阵的材料与所述彩色色阻的材料为相同的色阻材料，所述色阻材料在同一成膜工艺中形成。
一种彩膜基板的制备方法，包括形成彩膜层和黑矩阵的步骤，所述彩膜层包括多个不同颜色的彩色色阻，该制备方法包括：
形成成行或成列排列、相接设置的不同颜色的色阻材料，多个所述色阻材料的上表面处于同一平面；
采用激光工艺使所述彩色色阻在对应着黑矩阵图案的区域形成黑色，所述黑矩阵为网格形状，网格形状中多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的所述色阻材料形成所述彩色色阻。
优选的是，在激光工艺中，根据设定宽度和设定形状，将所述彩色色阻脱水碳化形成所述黑矩阵，包括：在垂直于所述彩色色阻的排列方向，使得所述黑矩阵横跨相接的不同颜色的所述彩色色阻脱水碳化；在平行于所述彩色色阻的排列方向，使得所述黑矩阵横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻脱水碳化。
优选的是，在激光工艺中，使得垂直于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的所述色阻材料部分的干燥度大于相应的所述彩色色阻的所述色阻材料的干燥度；以及，
使得平行于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的所述色阻材料部分的干燥度大于相应的所述彩色色阻的所述色阻材料的干燥度。
优选的是，不同颜色的所述色阻材料采用成膜工艺形成，成膜工艺包括：在行方向上形成成列排列设置的不同颜色的色阻材料；或者，在列方向上形成成行排列设置的不同颜色的色阻材料。
优选的是，每立方微米体积所述黑矩阵所接受的激光功率范围为2.8*10-5焦-3.7*10-5焦。
一种显示面板，包括上述的彩膜基板。
本发明的有益效果是：该彩膜基板，结构简单，具有更好的平坦度和精细度，制备工艺简化，具有更低的制备成本。
附图说明
图1、图2A和图2B为现有技术中制备彩膜基板的工艺流程示意图，其中：
图1为形成黑矩阵的示意图；
图2A为形成彩膜层的示意图；
图2B为图2A的AB剖切线的剖视图；
图3为本发明实施例1中彩膜基板的结构示意图；
图4为本发明实施例1中彩膜基板的制备方法的流程图；
图5、图6A和图6B为本发明实施例1中制备彩膜基板的工艺流程示意图，其中：
图5为形成彩色色阻材料的示意图；
图6A为形成黑矩阵的示意图；
图6B为图6A的AB剖切线的剖视图；
图中：
1－衬底；2－彩膜层；3－黑矩阵；4－色阻材料。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明彩膜基板及彩膜基板的制备方法、显示面板作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种彩膜基板，该彩膜基板中的彩色色阻和对应彩色色阻区域的黑矩阵采用相同的色阻材料形成，结构简单，制备工艺简单，成本较低，并且彩膜层和黑矩阵之间毫无段差，具有相当一致的表面高度。
如图3所示，该彩膜基板包括彩膜层2和黑矩阵3，彩膜层2包括多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的彩色色阻，黑矩阵3为网格形状，其中，彩色色阻和黑矩阵3连续相接设置，且彩色色阻的上表面和黑矩阵3的上表面处于同一平面。通常情况下，彩膜层2包括红R、绿G、蓝B三色彩色色阻，当然也可以进一步包括其他颜色的彩色色阻，每一彩色色阻在行方向或列方向上形成直线排布、且间隔分布在黑矩阵3的网格之间，每一彩色色阻采用相应颜色的色阻材料形成。
其中，在垂直于彩色色阻的排列方向，黑矩阵3横跨相接的不同颜色的彩色色阻；在平行于彩色色阻的排列方向，黑矩阵3横跨相邻的两个颜色的彩色色阻。
如图3所示，黑矩阵3中包含垂直于彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的彩色色阻的色阻材料，且黑矩阵3在对应着横跨区域的色阻材料的干燥度大于相应的彩色色阻中色阻材料的干燥度；以及，黑矩阵3中包含平行于彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的彩色色阻的色阻材料，在对应着横跨区域的色阻材料的干燥度大于相应的彩色色阻中色阻材料的干燥度。
优选的是，形成黑矩阵3的材料与彩色色阻的材料为相同的色阻材料，色阻材料在同一成膜工艺中形成。
相应的，本实施例还提供一种彩膜基板的制备方法，包括形成彩膜层和黑矩阵的步骤，彩膜层包括多个不同颜色的彩色色阻。如图4所示，该彩膜基板的制备方法包括：
步骤S1)：形成成行或成列排列、相接设置的不同颜色的色阻材料，多个色阻材料的上表面处于同一平面。
在该步骤中，如图5所示，首先在衬底1上完成RGB各色色阻材料的涂布。其中，不同颜色的色阻材料采用成膜工艺形成，成膜工艺包括：在行方向上形成成列排列设置的不同颜色的色阻材料；或者，在列方向上形成成行排列设置的不同颜色的色阻材料。
步骤S2)：采用激光工艺使彩色色阻在对应着黑矩阵图案的区域形成黑色，黑矩阵为网格形状，网格形状中多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的色阻材料形成彩色色阻。
在该步骤中，如图6A和图6B所示，采用高能激光器对完成步骤S1)的衬底，按照设计方案指定的宽度，形状对RGB色阻材料进行炭黑处理(或者称碳化)，形成黑矩阵3，完成彩膜基板的制备。
在激光工艺中，根据设定宽度和设定形状，将彩色色阻脱水碳化形成黑矩阵3，包括：在垂直于彩色色阻的排列方向，使得黑矩阵3横跨相接的不同颜色的彩色色阻脱水碳化；在平行于彩色色阻的排列方向，使得黑矩阵3横跨相邻的两个颜色的彩色色阻脱水碳化。
换言之，在激光工艺中，使得垂直于彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的色阻材料部分的干燥度大于相应的彩色色阻的色阻材料的干燥度；以及，使得平行于彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的色阻材料部分的干燥度大于相应的彩色色阻的色阻材料的干燥度。
其中，黑矩阵的厚度范围为1.5μm-3μm，宽度范围为5μm-15μm，通常情况下，激光器功率100％时作用在每立方微米体积黑矩阵上的能量为F＝P/V/a/b＝8.2*10-5J，即每立方微米体积黑矩阵所接受的激光功率范围在2.8*10-5J-3.7*10-5J区间内可以得到稳定可靠的黑矩阵。优选的是，采用高能激光器进行碳化处理，例如一种实验测试为：采用532nm波长的激光器，功率P＝90w，在34％-46％功率区间，衬底移动速度v＝150mm/s，即可得到满足要求的黑矩阵图案，此时黑矩阵厚度为a＝2.2μm，宽度为b＝10μm。
这里应该理解的是，由于激光功率受到色阻材料PR种类、激光器波长影响较大，这里仅给出实施特例。但并不排除采用266nm、355nm等波长的激光器在某种色阻材料PR、特定功率时，同样可以得到的更佳效果的黑矩阵图案，这里不做限定。
容易理解的是，在上述彩膜基板的制备方法的基础上，还可以进一步包括在黑矩阵3和彩膜层2的上方形成保护层的图形的步骤，或形成包括公共电极层的图形的步骤，或形成隔垫物的步骤。
本实施例的彩膜基板在制备过程中，采用激光将RGB三色色阻材料碳化作为黑矩阵，具有如下优点：
首先：消除了采用传统黑矩阵构图工艺必定会造成的与彩膜层之间的角段差问题，从而消除由此产生的后续取向层PI涂布不良等问题；
其次，减少了色阻材料曝光、显影步骤形成彩色色阻的步骤，减少了黑矩阵材料的涂布、曝光和显影步骤，减少了产线长度，提高稼动率(产线的有效运转率)；减少了大量设备投资和形成彩色色阻图案的掩模板、黑矩阵图案的掩模板的成本投入；
最后，还减少了传统黑矩阵构图工艺必须的、与已形成彩色光阻材料的对位步骤，实现了彩色光阻和黑矩阵无误差对位。
综上，该彩膜基板，结构简单，具有更好的平坦度和精细度，制备工艺简化，具有更低的制备成本。
实施例2：
本实施例提供一种显示面板，该显示面板包括实施例1中的彩膜基板。
该彩膜基板适用于液晶显示面板，可以与阵列基板对合，并在二者对合形成的液晶盒中滴注液晶，彩膜基板对在阵列基板控制下液晶偏转而透过的光线进行彩色化处理。
该彩膜基板还适用于WOLED(White Organic Light EmissionDisplay)显示面板，为发白光的OLED器件进行彩色化处理，从而实现彩色显示。
该显示面板可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、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。
该显示面板具有较好的显示品质。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，包括彩膜层和黑矩阵，所述彩膜层包括多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的彩色色阻，所述黑矩阵为网格形状，其特征在于，所述彩色色阻和所述黑矩阵连续相接设置，且所述彩色色阻的上表面和所述黑矩阵的上表面处于同一平面。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，在垂直于所述彩色色阻的排列方向，所述黑矩阵横跨相接的不同颜色的所述彩色色阻；在平行于所述彩色色阻的排列方向，所述黑矩阵横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵中包含垂直于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的所述彩色色阻的色阻材料，且所述黑矩阵在对应着横跨区域的所述色阻材料的干燥度大于相应的所述彩色色阻中所述色阻材料的干燥度；以及，
所述黑矩阵中包含平行于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻的色阻材料，在对应着横跨区域的所述色阻材料的干燥度大于相应的所述彩色色阻中所述色阻材料的干燥度。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，形成所述黑矩阵的材料与所述彩色色阻的材料为相同的色阻材料，所述色阻材料在同一成膜工艺中形成。
5.一种彩膜基板的制备方法，包括形成彩膜层和黑矩阵的步骤，所述彩膜层包括多个不同颜色的彩色色阻，其特征在于，包括：
形成成行或成列排列、相接设置的不同颜色的色阻材料，多个所述色阻材料的上表面处于同一平面；
采用激光工艺使所述彩色色阻在对应着黑矩阵图案的区域形成黑色，所述黑矩阵为网格形状，网格形状中多个成行或成列排列、间隔设置的不同颜色的所述色阻材料形成所述彩色色阻。
6.根据权利要求5所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，在激光工艺中，根据设定宽度和设定形状，将所述彩色色阻脱水碳化形成所述黑矩阵，包括：在垂直于所述彩色色阻的排列方向，使得所述黑矩阵横跨相接的不同颜色的所述彩色色阻脱水碳化；在平行于所述彩色色阻的排列方向，使得所述黑矩阵横跨相邻的两个颜色的所述彩色色阻脱水碳化。
7.根据权利要求5所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，在激光工艺中，使得垂直于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨不同颜色的所述色阻材料部分的干燥度大于相应的所述彩色色阻的所述色阻材料的干燥度；以及，
使得平行于所述彩色色阻排列方向上、对应着横跨相邻的两个颜色的所述色阻材料部分的干燥度大于相应的所述彩色色阻的所述色阻材料的干燥度。
8.根据权利要求5所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，不同颜色的所述色阻材料采用成膜工艺形成，成膜工艺包括：在行方向上形成成列排列设置的不同颜色的色阻材料；或者，在列方向上形成成行排列设置的不同颜色的色阻材料。
9.根据权利要求5所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，每立方微米体积所述黑矩阵所接受的激光功率范围为2.8*10-5焦-3.7*10-5焦。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的彩膜基板。
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