CN106647052A - 彩膜基板及制备方法和显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了彩膜基板及制备方法和显示面板。该彩膜基板包括：衬底；多个子像素，所述多个子像素设置在所述衬底上，所述多个子像素间隔设置且呈矩阵排列；多个隔垫物组件，所述隔垫物组件设置在所述多个子像素之间的间隔处，所述隔垫物组件包括第一隔垫物、第二隔垫物以及连接部，所述连接部连接所述第一隔垫物以及所述第二隔垫物。由此，可以提高该彩膜基板与阵列基板对盒之后，该彩膜基板与阵列基板之间的固定程度。

Description

彩膜基板及制备方法和显示面板

技术领域

本发明涉及电子领域，具体地，涉及彩膜基板及制备方法和显示面板。

背景技术

随着显示技术的发展，液晶显示屏在电子设备中的应用也越来越普及。与此同时，随着显示技术的发展，各类电子设备对于显示屏的性能要求也越来越高。例如，显示屏需要具有足够宽的色域、均匀的暗态画面效果以及良好的稳定性和较高的良率，以满足电子设备的不同需求。

然而，目前的彩膜基板以及显示面板仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人的以下发现而作出的：

目前的显示面板，使用寿命以及产品良率仍有待提高。使用一段时间后的显示面板，容易出现诸如漏光、色不均、Touch mura等问题，且在制备显示面板的过程中，抛光你扥工艺也容易造成诸如Polish mura等问题，进而影响显示面板的产品良率。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于液晶显示器的阵列基板和彩膜基板，容易在外力作用下发生相对滑移而产生的。具体的，当阵列基板和彩膜基板发生相对滑移后，彩膜基板的黑色矩阵位置也发生偏移，进而不能遮挡相应的非像素区域，造成漏光；而触控显示面板，需要使用者对显示屏进行触摸操作，触控力度控制不当时造成彩膜基板和阵列基板发生相对移动，不能及时恢复时则易产生漏光引起Touch mura。而阵列基板和彩膜基板相对滑移后，位于液晶层中的隔垫物对应阵列基板所处的位置发生变化，造成基板上不同位置出现高度的差异从而引起色不均。列基板和彩膜基板相对滑移后，隔垫物也容易在移动中划伤阵列基板侧的配向膜，导致局部配向异常，形成mura。而在制备显示面板过程中的抛光等工艺，此时如阵列基板以及彩膜基板之间固定不够紧密，也容易使阵列基板和彩膜基板在抛光的摩擦力下发生相对滑移，造成阵列基板诸如薄膜晶体管等结构被磨损产生碎屑。碎屑移动至显示区也会引起显示不良。因此，如能够在不影响阵列基板和彩膜基板各自功能的前提下，提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度，将大幅缓解显示面板的不良率。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

有鉴于此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种彩膜基板。根据本发明的实施例，该彩膜基板包括：衬底；多个子像素，所述多个子像素设置在所述衬底上，所述多个子像素间隔设置且呈矩阵排列；多个隔垫物组件，所述隔垫物组件设置在所述多个子像素之间的间隔处，所述隔垫物组件包括第一隔垫物、第二隔垫物以及连接部，所述连接部连接所述第一隔垫物以及所述第二隔垫物。由此，可以提高该彩膜基板与阵列基板对盒之后，该彩膜基板与阵列基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，所述第一隔垫物以及所述第二隔垫物的纵截面为柱状，所述第一个隔垫物的高度，高于所述第二隔垫物的高度，所述连接部为凹形。由此，可以进一步提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，所述隔垫物组件包括一个所述第一隔垫物以及两个所述第二隔垫物，所述两个第二隔垫物分别设置在所述第一隔垫物的两侧。由此，可以进一步提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，该彩膜基板进一步包括：隔垫物组件连接部，所述隔垫物组件连接部设置在相邻的两个所述隔垫物组件之间。由此，可以进一步提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，所述隔垫物组件连接部分别与相邻的两个所述隔垫物组件中的所述第一隔垫物相连；或者，所述隔垫物组件连接部分别与相邻的两个所述隔垫物组件中的所述第二隔垫物相连。由此，可以进一步提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面所述的彩膜基板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在衬底上设置多个子像素，所述多个子像素间隔设置且呈矩阵排列；以及在所述多个子像素的所述间隔处设置多个所述隔垫物组件。由此，可以简便地获得前描述的彩膜基板。

根据本发明的实施例，所述多个隔垫物组件是通过以下步骤设置的：在所述多个子像素之上形成隔垫物层，并通过掩膜曝光工艺，光刻所述隔垫物层以便形成多个所述隔垫物组件，其中，利用全透光曝光工艺，形成所述第一隔垫物；利用半透膜掩膜工艺，形成所述第二隔垫物以及所述连接部，所述第二隔垫物以及所述连接部是同步形成的。由此，可以进一步简化制备工艺。

根据本发明的实施例，形成所述第二隔垫物时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为22-25％；形成所述连接部时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为5-10％。由此，可以简便地获得高度适当的第二隔垫物以及凹形的连接部。

根据本发明的实施例，光刻所述隔垫物层进一步包括：利用所述半透膜掩膜工艺，形成所述隔垫物组件连接部，形成所述隔垫物组件连接部时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为5-10％。由此，可以简便地制备高度适当的隔垫物组件连接部。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种显示面板。根据本发明的实施例，该显示面板包括：前面所述的彩膜基板；阵列基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置；以及液晶层，所述液晶层设置在所述彩膜基板以及所述阵列基板之间。该显示面板具有良品率高、显示性能较好、彩膜基板以及阵列基板之间不易发生滑移等优点的至少之一。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图2显示了根据本发明另一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图3显示了根据本发明又一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图4显示了根据本发明又一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图5显示了根据本发明又一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图6显示了根据本发明又一个实施例的彩膜基板的结构示意图；

图7显示了根据本发明一个实施例的制备彩膜基板的方法的流程图；

图8显示了根据本发明另一个实施例的制备彩膜基板的方法的流程图；以及

图9显示了根据本发明一个实施例的显示面板的结构示意图。

附图标记说明：

100：彩膜基板；110：衬底；120：子像素；130：隔垫物组件；10：第一隔垫物；20：第二隔垫物；30：连接部；140：隔垫物组件连接部；200：阵列基板；300：液晶层；40：液晶分子。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种彩膜基板。根据本发明的实施例，参考图1，该彩膜基板100包括：衬底110、多个子像素120以及多个隔垫物组件130。具体的，多个子像素120设置在衬底110上，且多个子像素120间隔设置，并呈矩阵排列。本领域技术人员能够理解的是，为了实现彩色显示，上述多个子像素120可以具有多种颜色，如蓝色、绿色、红色以及黄色等。多个子像素120的排列方式也不受特别限制，可以根据不同显示面板的需求进行设置。例如，根据本发明的具体实施例，多个子像素120可以形成互相平行的多行以及多列，由此，有利于实现均匀的显示效果。隔垫物组件130可以设置在多个子像素120之间的间隔处，隔垫物组件130包括第一隔垫物10、第二隔垫物20以及连接部30。连接部30连接第一隔垫物10以及第二隔垫物20。由此，可以提高该彩膜基板与阵列基板对盒之后，该彩膜基板与阵列基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，参考图2，第一隔垫物10以及第二隔垫物10的纵截面为柱状发明人经过深入研究发现，彩膜基板以及阵列基板之间的固定，主要通过环绕彩膜基板以及阵列基板的封框胶实现。此外，位于彩膜基板以及阵列基板之间的隔垫物，也可以在显示面板受到外力作用时，起到一定的固定、支撑作用。隔垫物的设置主要是为了显示器面板中彩膜基板和阵列基板之间的盒厚。目前的隔垫物，主要为球形隔垫物(Ball Spacer，简称BS)或者柱形隔垫物(Post Spacer，简称PS)。发明人经过大量实验发现，由于球形隔垫物多是通过喷洒方式散布在彩膜基板或者阵列基板上，因此在制备过程中，容易将球形隔垫物误喷洒至像素区域，因此，引起球形隔垫物周围液晶取向较差产生漏光，导致对比度下降。而采用柱形隔垫物，则可以通过包括但不限于掩膜曝光等工艺，精确地控制柱形隔垫物在彩膜基板上的位置，能够有效改善对比度，从而达到控制盒厚和提高对比度的双重作用。因此，根据本发明实施例的隔垫物组件130，不仅可以同时实现增强彩膜基板以及矩阵基板之间结合程度的作用，而且可以替代传统液晶显示器件中的隔垫物，进而可以节省空间。

发明人经过深入研究以及大量实验发现，将隔垫物组件130设置在彩膜基板100上，不仅可以简化生产流程，且可以避免隔垫物组件130或是形成隔垫物组件130的操作对显示面板的其他结构造成影响。具体的，由于彩膜基板100中的多个子像素120是间隔设置的，且间隔处通常具有黑矩阵防止漏光，因此，可以将上述隔垫物组件130也设置在多个子像素120的间隔处。由此，不会影响具有该彩膜基板100的显示面板的显示性能。此外，由于彩膜基板100一侧的电路结构较少，只要彩膜基板100的各个结构不影响光线通过各子像素120并发出相应颜色的光即可。因此，将隔垫物组件130设置在衬底100上，可以最大程度减少隔垫物组件130对显示屏中其他结构可能造成的负面影响。此外，由于子像素120上方通常需要设置保护膜，因此，可以在设置保护膜时，通过包括但不限于曝光显影等方法，在特定区域同步形成上述隔垫物组件130。由此，有利于进一步简化该彩膜基板100的制备。

根据本发明的实施例，第一隔垫物10的高度，高于第二隔垫物20的高度。连接部20为凹形，连接第一隔垫物10以及第二隔垫物20。发明人经过大量实验发现，具有上述结构的隔垫物组件130，可以起到显著提高彩膜基板以及矩阵基板之间结合程度的作用。具体的，第一隔垫物10具有隔垫物组件130中最高的高度，在实现该彩膜基板100以及阵列基板的对盒之后，第一隔垫物10与阵列基板相接触，在加强彩膜基板100以及阵列基板之间的结合的同时，可以起到控制盒厚的作用；第二隔垫物20由于高度小于第一隔垫物10，因此在正常情况下不与阵列基板相接触。当彩膜基板100以及阵列基板之间收到外力作用(如使用中的触控操作或是制备过程中的玻璃基底抛光减薄工艺)时，彩膜基板100以及阵列基板之间发生变形，此时第二隔垫物20与阵列基板相接触。由此，可以利用第一隔垫物10以及第二隔垫物20，形成与外力大小变化相适应的固定机制。连接第一隔垫物10以及第二隔垫物20的连接部30，可以在第一隔垫物10以及第二隔垫物20之间形成连接，进而可以使得第一隔垫物10以及第二隔垫物20之间形成互相支持的作用力，以便提高隔垫物组件130的固定效果。此外，由于第一隔垫物10以及第二隔垫物20之间额外设置了连接部30，因此进一步增加了隔垫物组件130与衬底110的接触面积，也有利于进一步提高隔垫物组件130与衬底110的结合力度。

根据本发明的实施例，上述隔垫物组件130所包括的第二隔垫物20的具体数量以及第一隔垫物10和第二隔垫物20之间的位置关系均不受特别限制，只要其组成的隔垫物组件可以实现上述作用即可。根据本发明的具体实施例，参考图3以及图4，隔垫物组件130可以包括一个第一隔垫物10以及两个第二隔垫物20，两个第二隔垫物20分别设置在第一隔垫物10的两侧。由此，整个隔垫物组件130可以为环绕第一隔垫物10的对称结构，进而有利于利用整个隔垫物组件130缓解彩膜基板(主要为彩膜基板的衬底110)以及阵列基板之间所受到的外力，进而可以进一步缓解该彩膜基板100以及阵列基板在外力作用下发生相对滑移的情况。

根据本发明的实施例，为了进一步提高该彩膜基板在形成显示面板时与阵列基板之间的结合力，参考图5，该彩膜基板100还可以进一步包括隔垫物组件连接部140。根据本发明的实施例，隔垫物组件连接部140被设置因为连接两个相邻设置的隔垫物组件130。由此，可以将多个隔垫物组件130形成一个整体结构，进而可以进一步提高阵列基板和彩膜基板之间的固定程度。

根据本发明的实施例，隔垫物组件连接部140的具体设置位置不受特别限制，只要能够实现两个隔垫物组件130的连接即可。例如，根据本发明的实施例，隔垫物组件连接部140可以分别与相邻的两个隔垫物组件130中的第一隔垫物10相连(参考图5)。或者，参考图6，隔垫物组件连接部140也可以分别与相邻的两个隔垫物组件130中的第二隔垫物20相连。

需要说明的是，在本发明中，“两个相邻设置的隔垫物组件”应做广义立理解。其既可以表示设置在子像素矩阵中行间距处、在列方向上相邻的两个隔垫物组件，也可以表示设置在同个行间距中、在行方向上错开一定距离的两个隔垫物组件。此外，除图4以及图5所示出的连接关系，隔垫物组件连接部140还可以连接位于通一行的、相邻的两个隔垫物组件中的两个第二隔垫物20。

根据本发明的实施例，形成隔垫物组件130以隔垫物组件连接部140的材料不受特别限制。例如，可以为聚合物，或是可以通过曝光显影进行刻蚀的光刻胶、OC胶等。形成隔垫物组件130以隔垫物组件连接部140的材料可以一致也可以不一致，构成隔垫物组件130中各个部分的材料也可以一致或是不一致。例如，根据本发明的具体实施例，隔垫物组件130以隔垫物组件连接部140可以均由光刻胶形成。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面描述的彩膜基板的方法。根据本发明的实施例，参考图7，该方法包括：

S100：设置子像素

根据本发明的实施例，在该步骤中，在衬底上设置多个子像素，使多个子像素间隔设置并呈矩阵排列。关于多个子像素的排列方式，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。根据本发明的具体实施例，在该步骤中，可以首先通过涂覆黑色树脂材料，并通过曝光显影制备黑矩阵；随后，形成彩色像素树脂层，然后通过可以通过包括但不限于涂覆、曝光以及显影等操作，形成多个子像素。

根据本发明的实施例，为了进一步加强对子像素的保护，还可以在形成多个子像素之后，在子像素远离衬底一侧的表面涂覆一层OC层。例如，可以形成厚度为1.5-2微米的OC层。

S200：设置隔垫物组件

根据本发明的实施例，在该步骤中，在多个子像素的间隔处，设置多个所述隔垫物组件。关于隔垫物组件的具体组成形状以及位置，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。由此，可以简便地获得前描述的彩膜基板。

根据本发明的具体实施例，参考图8，多个隔垫物组件可以是通过以下步骤设置的：

S10：形成隔垫物层

根据本发明的实施例，在该步骤中，在多个子像素之上形成隔垫物层。隔垫物层通过后续处理，形成隔垫物组件。形成隔垫物层的物质不受特别限制。例如，根据本发明的具体实施例，可以通过涂覆工艺，形成隔垫物层。例如，根据本发明的具体实施例，可以涂覆负性光刻胶，形成隔垫物层。

S20：掩膜曝光

根据本发明的实施例，在该步骤中，通过掩膜曝光工艺，对隔垫物层进行光刻，以便形成多个所述隔垫物组件。根据本发明的实施例，上述光刻的具体操作不受特别限制。例如，可以采用半透掩膜工艺(HTM，Half Tone Mask)或单狭缝掩膜工艺(SSM，Single SlitMask)，形成第二隔垫物以及连接部。通过全透光曝光工艺，制备第一隔垫物。

具体的，可以利用全透光曝光工艺，形成第一隔垫物；利用半透膜掩膜工艺，形成第二隔垫物以及连接部，第二隔垫物以及连接部可以是同步形成的。由此，可以进一步简化制备工艺。

发明人经过深入研究以及大量实验发现，通过上述半透膜掩膜工艺，可以在光刻过程中形成凹形的连接部，而无需引入复杂的尺寸控制手段。并且，通过采用半透掩膜工艺，可以简便地通过调节半透膜的透过率而实现对第二隔垫物高度的调节。

根据本发明的具体实施例，形成第二隔垫物时，半透膜掩膜工艺的半透膜透过率可以为22-25％。由此，可以简便地获得高度适当的第二隔垫物。当透膜透过率在上述范围内时，形成的第一隔垫物以及第二隔垫物之间的高度差可以为0.5微米左右。

根据本发明的具体实施例，形成连接部时，半透膜掩膜工艺的半透膜透过率可以为5-10％。例如，可以为8％。发明人经过大量实验发现，当半透膜掩膜工艺的半透膜透过率在上述范围内时，可以形成高度适当的连接部。并且，由于光刻过程中光线的衍射，可以使得连接部具有凹形结构。由此，可以通过在不同位置，调节半透膜的透过率，实现第二隔垫物以及连接部的制备。

根据本发明的实施例，连接相邻两个隔垫物组件的隔垫物组件连接部也可以是由半透膜掩膜工艺制备的。根据本发明的具体实施例，半透膜掩膜工艺的半透膜透过率可以为5-10％。由此，可以简便地实现高度适当的隔垫物组件连接部的制备。并且，利用上述透光率制备的隔垫物组件连接部，也可以具有与连接部相类似的凹形。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种显示面板。根据本发明的实施例，参考图9，该显示面板包括：彩膜基板100、阵列基板200以及液晶层300。具体的，彩膜基板100可以为前面所述的彩膜基板，阵列基板200与彩膜基板100相对设置。液晶层300设置在彩膜基板100以及阵列基板200之间，液晶层300中填充有液晶分子40。由于该显示面板具有前面描述的彩膜基板100，因此该显示面板具有前面描述的彩膜基板所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示面板具有良品率高、显示性能较好、彩膜基板以及阵列基板之间不易发生滑移等优点的至少之一。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：

衬底；

多个子像素，所述多个子像素设置在所述衬底上，所述多个子像素间隔设置且呈矩阵排列；

多个隔垫物组件，所述隔垫物组件设置在所述多个子像素之间的间隔处，所述隔垫物组件包括第一隔垫物、第二隔垫物以及连接部，所述连接部连接所述第一隔垫物以及所述第二隔垫物。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一隔垫物以及所述第二隔垫物的纵截面为柱状，所述第一个隔垫物的高度，高于所述第二隔垫物的高度，所述连接部为凹形。

3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述隔垫物组件包括一个所述第一隔垫物以及两个所述第二隔垫物，所述两个第二隔垫物分别设置在所述第一隔垫物的两侧。

4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，进一步包括：隔垫物组件连接部，所述隔垫物组件连接部设置在相邻的两个所述隔垫物组件之间。

5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述隔垫物组件连接部分别与相邻的两个所述隔垫物组件中的所述第一隔垫物相连；

或者，所述隔垫物组件连接部分别与相邻的两个所述隔垫物组件中的所述第二隔垫物相连。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的彩膜基板的方法，其特征在于，包括：

在衬底上设置多个子像素，所述多个子像素间隔设置且呈矩阵排列；以及

在所述多个子像素的所述间隔处设置多个所述隔垫物组件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多个隔垫物组件是通过以下步骤设置的：

在所述多个子像素之上形成隔垫物层，并通过掩膜曝光工艺，光刻所述隔垫物层以便形成多个所述隔垫物组件，

其中，利用全透光曝光工艺，形成所述第一隔垫物；利用半透膜掩膜工艺，形成所述第二隔垫物以及所述连接部，

所述第二隔垫物以及所述连接部是同步形成的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述第二隔垫物时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为22-25％；

形成所述连接部时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为5-10％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，光刻所述隔垫物层进一步包括：

利用所述半透膜掩膜工艺，形成所述隔垫物组件连接部，形成所述隔垫物组件连接部时，所述半透膜掩膜工艺的半透膜透过率为5-10％。

10.一种显示面板，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一项所述的彩膜基板；

阵列基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置；以及

液晶层，所述液晶层设置在所述彩膜基板以及所述阵列基板之间。