CN105974651B - 液晶显示面板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，基于COA技术上，将隔垫物与黑色矩阵集合于同一材料，并利用一多段式调整光罩通过一道光刻工艺一同制于TFT阵列基板侧，减少了生产周期并降低了生产成本，从而提高了产品竞争力，另外，将彩色滤光膜上对应黑色矩阵的区域设计为凹槽，后续所形成的黑色矩阵伸入于该凹槽中，从而降低了相邻子像素之间的壁垒，有利于面板内液晶的均匀扩散。

Description

液晶显示面板的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示面板的制作方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是目前市场上应用最为广泛的显示产品，其生产工艺技术十分成熟，产品良率高，生产成本相对较低，市场接受度高。现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组。通常液晶显示面板由彩膜(Color Filter，CF)基板、阵列(Array)基板、夹于彩膜基板与阵列基板之间的液晶及密封框胶(Sealant)组成，其中，CF基板主要包括用于通过色阻单元(R/G/B)形成有色光的彩色滤光层、用于防止像素边缘漏光的黑色矩阵(Black Matrix，BM)、以及用于维持盒厚的隔垫物(Photo Spacer，PS)，在大尺寸液晶显示面板中，通常会使用两种类型以上的隔垫物，如在CF基板上设置主隔垫物(Main PS)、及辅助隔垫物(Sub PS)，起到多级缓冲的作用，以防止各种Mura或者不良的发生。
COA(Color Filter on Array)技术是将彩色滤光层制备在阵列基板上的技术。由于COA结构的显示面板不存在彩膜基板与阵列基板的对位问题，因此可以降低显示面板制备过程中对盒制程的难度，避免了对盒时的误差，因此黑色矩阵可以设计为窄线宽，提高了开口率。
但是追求更好观影效果如曲面显示器，并且更低成本的显示面板已成为技术开发人员持之以恒的研究课题。黑色隔垫物(Black Photo Spacer，BPS)材料是一种新型材料，它既具有传统技术中隔垫物材料的特性，如较优秀的弹性回复力及对液晶较低的污染等，而且还具有较高的光学密度(optical density，OD)值，可以起到遮光作用而达到黑色矩阵的效果；一种新型的BM-Less技术是基于COA技术上将BM与PS集合于同一BPS材料且同一制程完成并设计在Array基板上的一种技术，与传统的液晶显示技术比较，如图1所示，将黑色矩阵110’、主隔垫物121’、辅助隔垫物122’、及彩色滤光膜130’全部设计在阵列基板侧，这样不仅可以避免对组制程中由于对组精度的误差，或者曲面显示技术中由于面板弯曲造成的平移带来的露光；更重要的是节省一道材料及制程，缩短生产时间(tact time)，降低了产品成本。
其中，目前通常采用一多段式调整光罩(Multi-Tone Mask，MTM)对所述BPS材料进行光刻工艺，该多段式调整光罩上具有不同透光率的第一图案部、第二图案部、及第三图案部，用于在同一制程同时在所述BPS材料上对应形成具有断差的主隔垫物121’、辅助副隔垫物122’、及黑色矩阵110’，然而由于断差较低，以主隔垫物121’为3.3-3.5μm的高度而言，黑色矩阵110’的膜厚就达到了2.3-2.5μm，即如图3-4所示，在阵列基板侧栅极线(Gate line)与数据线(Data line)上的黑色矩阵110’的膜厚高达2.3-2.5μm，从而导致在相邻两个子像素(Sub Pixel)之间产生2.3-2.5μm高的壁垒，而就一般的垂直配向模式(VA Mode)而言，液晶盒厚(Cell Gap)H通常在3.0-3.8μm之间，因而可能导致液晶扩散不均匀而造成显示不良出现亮度不均(Mura)的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示面板的制作方法，将彩色滤光膜上对应黑色矩阵的区域设计为凹槽，后续形成的黑色矩阵伸入于该凹槽中，从而降低相邻子像素之间的壁垒，利于液晶均匀扩散。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供TFT阵列基板，所述TFT阵列基板具有数条扫描线、及数条数据线，所述数条扫描线与数条数据线相互垂直交叉将所述TFT阵列基板划分成数个子像素区域；
步骤2、在所述TFT阵列基板上形成彩色滤光膜；
所述彩色滤光膜包括数条相互间隔沿所述数据线延伸的色阻条，相邻两色阻条之间构成对应于所述数据线上方的第一凹槽，每一色阻条包括数个相互间隔的与所述子像素区域相对应的色阻像素单元、以及数个连接两相邻色阻像素单元的色阻连接单元，所述色阻条上相邻两色阻像素单元之间构成对应于所述扫描线上方的第二凹槽；
步骤3、提供一多段式调整光罩，在所述彩色滤光膜上涂布一层黑色光阻材料，并利用所述多段式调整光罩对所述黑色光阻材料进行图案化处理，对应所述数条数据线及数条扫描线得到部分伸入所述第一凹槽及第二凹槽的黑色矩阵，同时对应所述色阻连接单元得到位于所述黑色矩阵上的主隔垫物与辅助隔垫物，从而得到下基板；
步骤4、提供上基板，在上基板或下基板上滴注液晶材料，并将上基板与下基板对组贴合，得到液晶显示面板。
所述步骤1中TFT阵列基板的具体制作步骤包括：
步骤11、提供第一衬底基板，在所述第一衬底基板上形成TFT阵列层；所述TFT阵列层包括数个阵列排布的与所述数个子像素区域相对应的TFT；
步骤12、在所述TFT阵列层上形成第一保护层，得到TFT阵列基板。
所述色阻连接单元对应位于所述TFT的上方。
所述步骤2还包括，对应于每一子像素区域，在所述彩色滤光膜上形成第一过孔，露出所述第一保护层，在所述彩色滤光膜上形成第二保护层，在对应所述第一过孔处，对所述第一、第二保护层进行干法蚀刻，形成第一、第二保护层上的第二过孔，在所述第二保护层上沉积并图案化第一导电薄膜，形成像素电极，所述像素电极通过所述第二过孔与所述TFT相连接。
所述步骤2中所形成的彩色滤光膜上的数条色阻条包括数条按周期排列的红色色阻条、绿色色阻条、及蓝色色阻条。
所述红色色阻条、及绿色色阻条的膜厚为2.0-4.0μm，所述蓝色色阻条的膜厚为2.2-4.2μm，所述蓝色色阻条的膜厚大于所述红色色阻条与绿色色阻条的膜厚。
所述主隔垫物形成于所述蓝色色阻条的上方，所述辅助隔垫物形成于所述红色色阻条与绿色色阻条的上方。
所述步骤3中提供的多段式调整光罩包括用于分别形成黑色矩阵、辅助隔垫物、及主隔垫物的第一图案部、第二图案部、及第三图案部；
所述黑色光阻材料为负感光性光阻材料，所述多段式调整光罩上第一图案部、第二图案部、及第三图案部的透光率依次增大。
所述步骤4中上基板的具体制作步骤包括：提供第二衬底基板，在所述第二衬底基板上沉积并图案化第二导电薄膜，形成公共电极。
所述步骤4中上基板的具体制作步骤还包括，在所述公共电极上制作标记，用于所述上基板与所述下基板进行对位。
本发明的有益效果：本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，基于COA技术上，将隔垫物与黑色矩阵集合于同一材料，并利用一多段式调整光罩通过一道光刻工艺一同制于TFT阵列基板侧，减少了生产周期并降低了生产成本，从而提高了产品竞争力，另外，将彩色滤光膜上对应黑色矩阵的区域设计为凹槽，后续所形成的黑色矩阵伸入于该凹槽中，从而降低了相邻子像素之间的壁垒，有利于面板内液晶的均匀扩散。
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。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为按照传统的PBS技术制得的BM-Less液晶面板中阵列基板的俯视图；
图2为按照传统的PBS技术制得的BM-Less液晶面板沿图1中CC’线的截面示意图；
图3为按照传统的PBS技术制得的BM-Less液晶面板沿图1中DD’线的截面示意图；
图4为本发明的液晶显示面板的制作方法的流程示意图；
图5为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤2中所形成的彩色滤光膜的俯视图；
图6为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤2中TFT阵列基板上形成彩色滤光膜后沿图5中EE’线的截面示意图；
图7为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤2中TFT阵列基板上形成彩色滤光膜后沿图5中FF’线的截面示意图；
图8为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤3中所形成的下基板沿图5中EE’线的截面示意图；
图9为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤3中所形成的下基板沿图5中FF’线的截面示意图；
图10为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤4中所形成的液晶显示面板沿图5中EE’线的截面示意图；
图11为本发明的液晶显示面板的制作方法的步骤4中所形成的液晶显示面板沿图5中FF’线的截面示意图。
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4，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供TFT阵列基板11，所述TFT阵列基板11具有数条扫描线、及数条数据线，所述数条扫描线与数条数据线相互垂直交叉将所述TFT阵列基板11划分成数个子像素区域。
具体地，所述步骤1中TFT阵列基板11的具体制作步骤包括：
步骤11、提供第一衬底基板，对应于每一子像素区域，在所述第一衬底基板上沉积并图案化第一金属层，得到栅极(Gate)，在第一衬底基板、及栅极上沉积栅极绝缘层(GI)、在栅极绝缘层上沉积并图案化半导体层，得到有源层，在有源层两端形成欧姆接触层，然后沉积并图案化第二金属层，得到源极(Source)与漏极(Drain)，其中，栅极、有源层、源极、及漏极共同构成TFT，从而形成位于所述第一衬底基板上TFT阵列层，该TFT阵列层包括数个阵列排布的与所述数个子像素区域相对应的TFT。
具体地，所述第一衬底基板为玻璃基板。
步骤12、在所述TFT阵列层上形成第一保护层，得到TFT阵列基板11。
步骤2、在所述TFT阵列基板11上形成彩色滤光膜12；然后对应于每一子像素区域，在所述彩色滤光膜12上形成第一过孔，露出所述第一保护层，在所述彩色滤光膜12上形成第二保护层，在对应所述数个第一过孔处，对所述第一、第二保护层进行干法蚀刻，形成所述第一、第二保护层上的第二过孔，在所述第二保护层上沉积并图案化第一导电薄膜，形成像素电极，所述像素电极通过所述第二过孔与所述TFT相连接。
具体地，如图5-7所示，该步骤2中所形成的彩色滤光膜12包括数条相互间隔沿所述数据线延伸的色阻条121，相邻两色阻条121之间构成对应于所述数据线上方的第一凹槽125，每一色阻条121包括数个相互间隔的与所述子像素区域相对应的色阻像素单元122、以及数个连接两相邻色阻像素单元122的色阻连接单元123，所述色阻条121上相邻两色阻像素单元122之间构成对应于所述扫描线上方的第二凹槽126。
具体地，所述色阻连接单元123对应位于所述TFT的上方。
具体地，所述彩色滤光膜12上的数条色阻条121包括数条按周期排列的红色色阻条、绿色色阻条、及蓝色色阻条；其中，所述红色色阻条、及绿色色阻条的膜厚为2.0-4.0μm，所述蓝色色阻条的膜厚为2.2-4.2μm，所述蓝色色阻条的膜厚大于所述红色色阻条与绿色色阻条的膜厚。
步骤3、如图8-9所示，提供一多段式调整光罩，在所述彩色滤光膜12上涂布一层黑色光阻材料，并利用所述多段式调整光罩对所述黑色光阻材料进行图案化处理，对应所述数条数据线及数条扫描线得到部分伸入所述第一凹槽125及第二凹槽126的黑色矩阵141，同时对应所述色阻连接单元123得到位于所述黑色矩阵141上的主隔垫物142与辅助隔垫物143，从而得到下基板10。
需要说明的是，由于在步骤2中，在彩色滤光膜12上形成了对应于所述数据线、及扫描线的第一凹槽125与第二凹槽126，因此，在该步骤3中用于形成黑色矩阵141的黑色光阻材料会填入于该第一凹槽125与第二凹槽126中，从而得到伸入于该第一凹槽125与第二凹槽126的黑色矩阵141，降低了每一子像素区域周边的黑色矩阵141的高度，降低了相邻子像素之间的壁垒，提高了平坦性，避免了面板内形成“小池塘”，从而有利于液晶在面板内均匀扩散。另外，所述步骤2中，所述彩色滤光膜12上对应位于所述TFT的上方的色阻连接单元123，用于该步骤3中所形成的主隔垫物142与辅助隔垫物143的站立，从而在降低黑色矩阵141高度的前提下，保持主隔垫物142与辅助隔垫物143应有的高度。
具体地，所述步骤3中提供的多段式调整光罩包括用于分别形成黑色矩阵141、辅助隔垫物143、及主隔垫物142的第一图案部、第二图案部、及第三图案部；所述黑色光阻材料为负性光阻材料，所述多段式调整光罩上第一图案部、第二图案部、及第三图案部的透光率依次增大，从而使得所形成的主隔垫物142高于所述辅助隔垫物143的高度，所述辅助隔垫物143高于黑色矩阵141的高度。
具体地，所述主隔垫物142形成于所述蓝色色阻条的上方，所述辅助隔垫物143形成于所述红色色阻条与绿色色阻条的上方。将主隔垫物142设计站立在较高膜厚的蓝色色阻条上方，辅助隔垫物143设计站立在较低膜厚的红色色阻条与绿色色阻条上方，这样亦可以增加主隔垫物142与辅助隔垫物143的高度差，从而提高了产品的液晶压缩裕量(LCMargin)。
步骤4、如图10-11所示，提供上基板20，在上基板20或下基板10上滴注液晶材料，并将上基板20与下基板10对组贴合，得到液晶显示面板。
具体地，所述步骤4中制作上基板20的具体步骤包括：提供第二衬底基板，在所述第二衬底基板上沉积并图案化第二导电薄膜，形成公共电极，并在上基板的公共电极上制作标记(mask)，用于对所述上基板20与所述下基板10进行对位。
具体地，所述第二衬底基板为玻璃基板，所述公共电极为氧化铟锡(ITO)。
综上所述，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，基于COA技术上，将隔垫物与黑色矩阵集合于同一材料，并利用一多段式调整光罩通过一道光刻工艺一同制于TFT阵列基板侧，减少了生产周期并降低了生产成本，从而提高了产品竞争力，另外，将彩色滤光膜上对应黑色矩阵的区域设计为凹槽，后续所形成的黑色矩阵伸入于该凹槽中，从而降低了相邻子像素之间的壁垒，有利于面板内液晶的均匀扩散。
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权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供TFT阵列基板(11)，所述TFT阵列基板(11)具有数条扫描线、及数条数据线，所述数条扫描线与数条数据线相互垂直交叉将所述TFT阵列基板(11)划分成数个子像素区域；
步骤2、在所述TFT阵列基板(11)上形成彩色滤光膜(12)；
所述彩色滤光膜(12)包括数条相互间隔沿所述数据线延伸的色阻条(121)，相邻两色阻条(121)之间构成对应于所述数据线上方的第一凹槽(125)，每一色阻条(121)包括数个相互间隔的与所述子像素区域相对应的色阻像素单元(122)、以及数个连接两相邻色阻像素单元(122)的色阻连接单元(123)，所述色阻条(121)上相邻两色阻像素单元(122)之间构成对应于所述扫描线上方的第二凹槽(126)；
步骤3、提供一多段式调整光罩，在所述彩色滤光膜(12)上涂布一层黑色光阻材料，并利用所述多段式调整光罩对所述黑色光阻材料进行图案化处理，对应所述数条数据线及数条扫描线得到部分伸入所述第一凹槽(125)及第二凹槽(126)的黑色矩阵(141)，同时对应所述色阻连接单元(123)得到位于所述黑色矩阵(141)上的主隔垫物(142)与辅助隔垫物(143)，从而得到下基板(10)；
步骤4、提供上基板(20)，在上基板(20)或下基板(10)上滴注液晶材料，并将上基板(20)与下基板(10)对组贴合，得到液晶显示面板。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤1中TFT阵列基板(11)的具体制作步骤包括：
步骤11、提供第一衬底基板，在所述第一衬底基板上形成TFT阵列层；所述TFT阵列层包括数个阵列排布的与所述数个子像素区域相对应的TFT；
步骤12、在所述TFT阵列层上形成第一保护层，得到TFT阵列基板(11)。
3.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述色阻连接单元(123)对应位于所述TFT的上方。
4.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤2还包括，对应于每一子像素区域，在所述彩色滤光膜(12)上形成第一过孔，露出所述第一保护层，在所述彩色滤光膜(12)上形成第二保护层，在对应所述第一过孔处，对所述第一、第二保护层进行干法蚀刻，形成所述第一、第二保护层上的第二过孔，在所述第二保护层上沉积并图案化第一导电薄膜，形成像素电极，所述像素电极通过所述第二过孔与所述TFT相连接。
5.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤2中所形成的彩色滤光膜(12)上的数条色阻条(121)包括数条按周期排列的红色色阻条、绿色色阻条、及蓝色色阻条。
6.如权利要求5所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述红色色阻条、及绿色色阻条的膜厚为2.0-4.0μm，所述蓝色色阻条的膜厚为2.2-4.2μm，所述蓝色色阻条的膜厚大于所述红色色阻条与绿色色阻条的膜厚。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述主隔垫物(142)形成于所述蓝色色阻条的上方，所述辅助隔垫物(143)形成于所述红色色阻条与绿色色阻条的上方。
8.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤3中提供的多段式调整光罩包括用于分别形成黑色矩阵(141)、辅助隔垫物(143)、及主隔垫物(142)的第一图案部、第二图案部、及第三图案部；
所述黑色光阻材料为负感光性光阻材料，所述多段式调整光罩上第一图案部、第二图案部、及第三图案部的透光率依次增大。
9.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤4中上基板(20)的具体制作步骤包括：提供第二衬底基板，在所述第二衬底基板上沉积并图案化第二导电薄膜，形成公共电极。
10.如权利要求9所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤4中上基板(20)的具体制作步骤还包括，在所述公共电极上制作标记，用于所述上基板(20)与所述下基板(10)进行对位。
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