CN107845662B - 一种彩膜基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

一种彩膜基板及其制作方法和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板及其制作方法和显示装置，该彩膜基板包括：衬底基板以及设置在衬底基板上的彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。本发明中，由于相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，过孔内填充有黑矩阵，因而从彩膜基板对向的阵列基板发出的光的漏光的途径被填充在平坦层的过孔内的黑矩阵完全阻挡，不会进入到相邻的子像素中，能够有效避免相邻子像素间的漏光现象。另外，无需为了避免漏光现象而加大黑矩阵的宽度，从而有助于分辨率的提高。

Description

一种彩膜基板及其制作方法和显示装置
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和显示装置。
背景技术
顶发射有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,简称OLED)显示技术，可以满足高品质、高分辨率OLED产品的需求，因而被广泛应用。
现有的一种顶发射OLED显示面板主要由白光OLED阵列基板以及与白光OLED阵列基板对合的彩膜(CF)基板组成，彩膜基板通常采用如图1所示的结构，其制作过程包括以下步骤：
步骤101：在衬底基板11上形成黑矩阵(BM)12；
步骤102：在黑矩阵12限定的子像素区域内形成彩膜图形13；
步骤103：在彩膜图形13上形成平坦层(OC)14。
上述彩膜基板存在以下问题：由于平坦层14较厚，因此白光OLED阵列基板的发光层(EL)发出的光进入平坦层14后，依然存在子像素间漏光的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种彩膜基板及其制作方法和显示装置，能够有效避免相邻子像素间的漏光现象。
为解决上述技术问题，本发明提供一种彩膜基板，包括：衬底基板以及设置在衬底基板上的彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
优选地，所述黑矩阵部分设置于所述过孔内，部分设置于所述平坦层上。
优选地，位于相邻的两彩膜图形之间的黑矩阵在所述衬底基板上的正投影与所述相邻的两彩膜图形在所述衬底基板上的正投影部分重叠。
优选地，所述彩膜基板还包括：隔垫物，所述隔垫物设置于所述黑矩阵上，所述隔垫物在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内。
优选地，所述彩膜基板还包括：
阴极辅助电极，设置于所述黑矩阵上，所述阴极辅助电极在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；以及
透明导电连接层，覆盖所述隔垫物、所述阴极辅助电极、所述黑矩阵和所述平坦层。
本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，用于形成上述彩膜基板，所述制作方法包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
优选地，所述在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵的步骤包括：
在所述衬底基板上形成彩膜图形；
在所述彩膜图形上形成平坦层，其中，位于相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔；
形成黑矩阵，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
优选地，所述彩膜基板的制作方法还包括：
在所述黑矩阵上形成阴极辅助电极，所述阴极辅助电极在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
在所述黑矩阵上形成隔垫物，所述隔垫物在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
形成覆盖所述隔垫物、所述阴极辅助电极、所述黑矩阵和所述平坦层的透明导电连接层。
本发明还提供一种显示装置，包括阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板为上述彩膜基板。
优选地，所述阵列基板为白光OLED阵列基板。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明中，由于相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，过孔内填充有黑矩阵，因而从彩膜基板对向的阵列基板发出的光的漏光的途径被填充在平坦层的过孔内的黑矩阵完全阻挡，不会进入到相邻的子像素中，能够有效避免相邻子像素间的漏光现象。另外，无需为了避免漏光现象而加大黑矩阵的宽度，从而有助于分辨率的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的彩膜基板的结构示意图；
图2为本发明实施例一的彩膜基板的结构示意图；
图3为本发明实施例二的彩膜基板的结构示意图；
图4为本发明实施例三的彩膜基板的结构示意图；
图5-图9为本发明实施例三的彩膜基板的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2，图2为本发明实施例的彩膜基板的结构示意图，该彩膜基板包括：衬底基板21以及设置在衬底基板21上的彩膜图形22，平坦层23和黑矩阵24，其中，相邻的彩膜图形22之间的平坦层23上开设有过孔，所述黑矩阵24至少设置于所述过孔内。
其中，一个彩膜图形22对应一个子像素。
本发明实施例中，由于相邻的彩膜图形22之间的平坦层23上开设有过孔，过孔内填充有黑矩阵24，因而从彩膜基板对向的阵列基板发出的光的漏光的途径被填充在平坦层23的过孔内的黑矩阵24完全阻挡，不会进入到相邻的子像素中，能够有效避免相邻子像素间的漏光现象。另外，无需为了避免漏光现象而加大黑矩阵24的宽度，从而有助于分辨率的提高。
本发明实施例中，彩膜图形22可以包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的彩膜图形22，当然，在本发明的其他一些实施例中，彩膜图形22的颜色也不限于R、G、B三种。
本发明实施例中的平坦层23可以采用Resin、SOG和BCB等平坦化材料制成。
从图2所示的实施例可以看出，所述黑矩阵24部分设置于所述过孔内，部分设置于所述平坦层23上，位于相邻的两彩膜图形22之间的黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影与所述相邻的两彩膜图形22在所述衬底基板上的正投影部分重叠，从而能够保证相邻的两彩膜图形不漏光。
当然，为了保证子像素的开口率，位于相邻的两彩膜图形22之间的黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影与每一相邻的彩膜图形22在所述衬底基板上的正投影重叠的部分的宽度可以不超过预定宽度。所述预定宽度的数值可以根据需要设置。
本发明实施例中的彩膜基板需要与阵列基板对合，从而形成显示面板，为了维持彩膜基板和阵列基板之间的盒厚，请参考图3，本发明实施例中的彩膜基板还可以包括：隔垫物25。当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除将隔垫物设置于阵列基板上的可能。
由于隔垫物25与平坦层23之间的粘附性较差，如果将隔垫物25设置于平坦层23上，有可能会造成隔垫物25脱落。本发明实施例中，优选地，所述隔垫物25设置于所述黑矩阵24上，所述隔垫物25在所述衬底基板21上的正投影位于所述黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影区域内。隔垫物25与黑矩阵24之间的粘附性要由于平坦层与隔垫物25之间的粘附性，因而，将隔垫物25设置于所述黑矩阵24上，能够降低隔垫物25脱落的风险，提高具有该彩膜基板的显示面板的制造良率。
本发明实施例中的彩膜基板可以为液晶显示面板中的彩膜基板，也可以为顶发射型OLED显示面板中的彩膜基板。
当本发明实施例中的彩膜基板为顶发射型OLED显示面板中的彩膜基板时，需要与白光OLED阵列基板对合，形成OLED显示面板。白光OLED阵列基板包括白光OLED器件和薄膜晶体管(TFT)，该白光OLED器件包括阴极、发光层和阳极，其中，阴极通常采用透明金属氧化物导电材料制成，例如，ITO，AZO，IZO，IFO或AZTO等，或者，上述材料的叠层结构，例如AZO/ITO等。透明金属氧化物导电材料的电阻率一般较高，为了降低阴极的电阻，本发明实施例中，可以在彩膜基板上设置与阴极并联的阴极辅助电极。
本发明实施例中的薄膜晶体管可以为多种类型的薄膜晶体管，例如为顶栅(TopGate)型、底栅型、背沟道刻蚀(BCE)，刻蚀阻挡层(ESL)型等。
本发明实施例中的薄膜晶体管中的有源层可以采用氧化物、硅材料或者有机物材料制成，例如a-IGZO，ZnON，IZTO，a-Si，p-Si，六噻吩，聚噻吩等各种材料。
请参考图4，图4为本发明实施例三的彩膜基板的结构示意图，该彩膜基板包括：衬底基板21以及设置在衬底基板21上的彩膜图形22，平坦层23，黑矩阵24，隔垫物25，阴极辅助电极26和透明导电连接层27，其中，相邻的彩膜图形22之间的平坦层23上开设有过孔，所述黑矩阵24部分设置于所述过孔内，部分设置于所述平坦层23上，位于相邻的两彩膜图形22之间的黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影与相邻的两彩膜图形22在所述衬底基板上的正投影部分重叠。所述隔垫物25设置于所述黑矩阵24上，所述隔垫物25在所述衬底基板21上的正投影位于所述黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影区域内。所述阴极辅助电极26设置于所述黑矩阵24上，所述阴极辅助电极26在所述衬底基板21上的正投影位于所述黑矩阵24在所述衬底基板21上的正投影区域内，透明导电连接层27为整层设置，覆盖所述隔垫物25、所述阴极辅助电极26、所述黑矩阵24和所述平坦层23。
本发明实施例中的彩膜基板与白光OLED阵列基板对合后，隔垫物25顶部的透明导电连接层27能够与白光OLED阵列基板上的阴极接触，另外，由于透明导电连接层27同时与阴极辅助电极26接触，因而使得阴极与阴极辅助电极26并联，从而降低阴极的电阻。
本发明实施例中，优选地，阴极辅助电极26采用金属或者金属合金制成，例如Ag，Cu，Al或Mo等，或者多层金属，例如MoNb/Cu/MoNb等，或者上述各种金属材料的合金，例如AlNd或MoNb等。金属的电阻率较小，因而，当阴极辅助电极26与阴极并联时，能够有效降低阴极的电阻。
阴极辅助电极26与黑矩阵24之间的粘附性优于阴极辅助电极26于平坦层23之间的粘附性，本发明实施例中，将阴极辅助电极26设置于所述黑矩阵24上，能够降低阴极辅助电极26脱落的风险，提高具有该彩膜基板的显示面板的制造良率。
本发明实施例中，透明导电连接层27通常采用透明金属氧化物导电材料制成，例如，ITO，AZO，IZO，IFO或AZTO等，或者，上述材料的叠层结构，例如AZO/ITO等。
本发明实施例还提供一种彩膜基板的制作方法，用于形成上述任一实施例中的彩膜基板，所述制作方法包括：
步骤201：提供一衬底基板；
步骤202：在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
本发明实施例制作的彩膜基板，由于相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，过孔内填充有黑矩阵，因而从彩膜基板对向的阵列基板发出的光的漏光的途径被填充在平坦层的过孔内的黑矩阵完全阻挡，不会进入到相邻的子像素中，能够有效避免相邻子像素间的漏光现象。另外，无需为了避免漏光现象而加大黑矩阵的宽度，从而有助于分辨率的提高。
在本发明的一些优选实施例中，所述在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵的步骤包括：
步骤2021：在所述衬底基板上形成彩膜图形；
步骤2022：在所述彩膜图形上形成平坦层，其中，位于相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔；
步骤2023：形成黑矩阵，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
本发明实施例中的彩膜基板可以为液晶显示面板中的彩膜基板，也可以为顶发射型OLED显示面板中的彩膜基板。
当本发明实施例中的彩膜基板为顶发射型OLED显示面板中的彩膜基板时，需要与白光OLED阵列基板对合，形成OLED显示面板。白光OLED阵列基板包括白光OLED器件，该白光OLED器件包括阴极、发光层和阳极，其中，阴极通常采用透明金属氧化物导电材料或者较薄的金属材料制成，透明金属氧化物导电材料例如可以为，ITO，AZO，IZO，IFO或AZTO等，或者，上述材料的叠层结构，例如AZO/ITO等。金属材料例如可以为Mg：Ag等。透明金属氧化物导电材料和薄金属的电阻率一般较高，为了降低阴极的电阻，本发明实施例中，可以在彩膜基板上形成与阴极并联的阴极辅助电极。
在本发明的一些优选实施例中，所述彩膜基板的制作方法还可以包括：
在所述黑矩阵上形成阴极辅助电极，所述阴极辅助电极在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
在所述黑矩阵上形成隔垫物，所述隔垫物在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
形成覆盖所述隔垫物、所述阴极辅助电极和所述平坦层的透明导电连接层。
本发明实施例中的彩膜基板与白光OLED阵列基板对合后，隔垫物顶部的透明导电连接层能够与白光OLED阵列基板上的阴极接触，另外，由于透明导电连接层同时与阴极辅助电极接触，因而使得阴极与阴极辅助电极并联，从而降低阴极的电阻。
本发明实施例中，优选地，阴极辅助电极采用金属或者金属合金制成，例如Ag，Cu，Al或Mo等，或者多层金属，例如MoNb/Cu/MoNb等，或者上述各种金属材料的合金，例如AlNd或MoNb等。金属的电阻率较小，因而，当阴极辅助电极与阴极并联时，能够有效降低阴极的电阻。
由于隔垫物与黑矩阵之间的粘附性较好，本发明实施例中，将隔垫物设置于所述黑矩阵上，能够降低隔垫物脱落的风险，提高具有该彩膜基板的显示面板的制造良率。
另外，由于阴极辅助电极与黑矩阵之间的粘附性较好，本发明实施例中，将阴极辅助电极设置于所述黑矩阵上，能够降低阴极辅助电极脱落的风险，提高具有该彩膜基板的显示面板的制造良率。
请参考图5-图9，图5-图9为本发明实施例三的彩膜基板的制作方法的流程示意图，该制作方法包括：
步骤301：请参考图5，对衬底基板21进行清洗，在衬底基板21形成彩膜图形22；
所述衬底基板21可以为玻璃基板，当然也可以为其他材料的衬底基板。所述彩膜图形22可以包括R、G、B三种颜色的彩膜图形。当然，彩膜图形22的颜色也可以不限于R、G、B三种颜色。
步骤302：请参考图6，在衬底基板21上整面涂覆有机平坦材料，形成平坦层23，并通过曝光工艺在相邻彩膜图形22之间的平坦层23上形成开孔，暴露出过孔处的衬底基板21；
步骤303：请参考图7，涂覆整面遮光材料，并通过曝光工艺形成黑矩阵24的图形，并黑矩阵24部分位于所述平坦层23的过孔内，部分位于所述平坦层23上。
步骤304：请参考图8，沉积金属或者金属合金材料，并采用曝光工艺形成阴极辅助电极26，阴极辅助电极26形成在黑矩阵24上。
阴极辅助电极26采用金属或者金属合金制成，例如Ag，Cu，Al或Mo等，或者多层金属，例如MoNb/Cu/MoNb等，或者上述各种金属材料的合金，例如AlNd或MoNb等。
步骤305：请参考图9，涂覆隔垫物材料，通过曝光工艺形成隔垫物25的图形，隔垫物25形成在黑矩阵24上；
隔垫物25的数量和密度由设计决定。
步骤306：请参考图4，沉积透明导电氧化物材料，形成透明导电连接层27。
透明导电连接层27通常采用透明金属氧化物导电材料制成，例如，ITO，AZO，IZO，IFO或AZTO等，或者，上述材料的叠层结构，例如AZO/ITO等。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板上述任一实施例中的彩膜基板。
所述显示装置可以为显示面板，也可以为包括显示面板和驱动电路的显示器件。
本发明实施例中的显示装置可以为液晶显示装置，也可以为顶发射型OLED显示装置。
当本发明实施例中的显示装置为顶发射型OLED显示装置时，与所述彩膜基板对合的阵列基板为白光OLED阵列基板。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：衬底基板以及设置在衬底基板上的彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上开设有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内；
还包括：
隔垫物，所述隔垫物设置于所述黑矩阵上；
阴极辅助电极，设置于所述黑矩阵上，所述阴极辅助电极在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；以及
透明导电连接层，覆盖所述隔垫物、所述阴极辅助电极、所述黑矩阵和所述平坦层。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵部分设置于所述过孔内，部分设置于所述平坦层上。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，位于相邻的两彩膜图形之间的黑矩阵在所述衬底基板上的正投影与所述相邻的两彩膜图形在所述衬底基板上的正投影部分重叠。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述隔垫物在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内。
5.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，用于形成如权利要求1-4任一项所述的彩膜基板，所述制作方法包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵，其中，相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内；
在所述黑矩阵上形成阴极辅助电极，所述阴极辅助电极在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
在所述黑矩阵上形成隔垫物，所述隔垫物在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影区域内；
形成覆盖所述隔垫物、所述阴极辅助电极、所述黑矩阵和所述平坦层的透明导电连接层。
6.根据权利要求5所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述在所述衬底基板上形成彩膜图形，平坦层和黑矩阵的步骤包括：
在所述衬底基板上形成彩膜图形；
在所述彩膜图形上形成平坦层，其中，位于相邻的彩膜图形之间的平坦层上形成有过孔；
形成黑矩阵，所述黑矩阵至少设置于所述过孔内。
7.一种显示装置，其特征在于，包括阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板为如权利要求1-4任一项所述的彩膜基板。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板为白光OLED阵列基板。
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