CN108227273B

CN108227273B - 显示面板、彩色滤色基板及彩色滤色基板的制作方法

Info

Publication number: CN108227273B
Application number: CN201611191516.4A
Authority: CN
Inventors: 郁侃; 徐广军; 张莉
Original assignee: Inesa Display Materials Co ltd
Current assignee: Inesa Display Materials Co ltd
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: CN108227273A

Abstract

一种显示面板、彩色滤色基板及彩色滤色基板的制作方法，对于彩色滤色基板，通过在一列滤色单元的部分区域设置缺口，相邻列滤色单元在该缺口处设置与所述缺口形状、尺寸匹配的突伸部，在突伸部上设置间隔柱。与现有技术的彩色滤色基板中，在两列滤色单元叠加处上方设置间隔柱相比，本发明中的间隔柱位于单一滤色单元之上，单一滤色单元的厚度控制相对于两滤色单元叠加处厚度控制容易，因而可以提高间隔柱的高度均一性。

Description

显示面板、彩色滤色基板及彩色滤色基板的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、彩色滤色基板及彩色滤色基板的制作方法。

背景技术

图1为现有技术中的一种显示面板的截面结构示意图。参照图1所示，该显示面板包括：彩色滤色基板11与TFT基板12。彩色滤色基板11与TFT基板12之间填充有液晶材料(未图示)。

以液晶驱动模式为TN(Twisted Nematic)为例，其中，彩色滤色基板11包括：一透光基板110，材质例如可以为玻璃；设置于透光基板110表面的遮光条，遮光条按行列分布构成黑矩阵111，未被该黑矩阵111覆盖的区域形成开口区112；覆盖开口区112的滤色层113；该滤色层113例如包括：红色单元113R、绿色单元113G、蓝色单元113B，不同颜色单元按同一顺序循环排布；位于该滤色层113上的透光导电层114。

TFT基板12包括：一半导体衬底120；形成于半导体衬底120上的TFT晶体管(未图示)，连接于TFT晶体管漏极的像素电极121，像素电极121位于滤色层113各单元，例如红色单元113R、绿色单元113G、蓝色单元113B正下方。一个像素电极121与一个滤色层113的单元(113R、113G、113B)形成一个次像素(subpixel)。

每一次像素中，可对像素电极121与透光导电层114之间提供一电压差，调控其间的液晶分子旋转一角度，实现不同的光线穿透率。如此一来，各个次像素可因不同的光线穿透率而提供一具有灰阶的画面。透过滤色层113的各单元的滤光作用，则显示面板可提供彩色画面。

彩色滤色基板11与TFT基板12对盒时，需在透光导电层114上设置间隔柱115(Photo Spacer，PS)以控制两基板11、12之间的间距。由于黑矩阵111为遮光区域，为保证显示区域的面积，间隔柱115通常设置在黑矩阵111的下方。

对于目前广泛应用于电子消费品的高分辨率产品，间隔柱115位置通常在两个滤色单元之间，常用设计为间隔柱115位于两种滤色单元交叠位置，如图2所示。

然而，滤色单元制作时，不同位置厚度高低起伏较大，这会造成间隔柱115高度不均一，该高度是指间隔柱115顶部与透光基板110表面的距离。间隔柱115高度不均一会影响对盒后的显示面板的性能。即使在广视角IPS技术产品中，滤色单元上设置了平坦层对上述高低起伏进行缓冲，然而，也无法满足技术需要。

发明内容

本发明的目的在于提高间隔柱高度均一性，提高显示面板的性能。

为实现上述目的，本发明的一方面提供一种彩色滤色基板，包括：

透光基板；

位于透光基板表面的黑矩阵，未被所述黑矩阵覆盖的区域形成开口区，所述开口区具有长边与短边，多个所述开口区沿所述短边所延伸方向排成行，沿所述长边所延伸方向排成列；相邻行开口区之间的黑矩阵行条的宽度大于相邻列开口区之间的黑矩阵列条的宽度；

滤色层，具有不同颜色的滤色单元，每一列开口区上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵列条上交迭；

透光导电层与平坦层中的至少一个，位于所述滤色层上表面；

多个间隔柱，当所述滤色层上表面仅具有透光导电层时，所述多个间隔柱位于所述透光导电层上表面；当所述滤色层上表面仅具有平坦层或自下而上依次具有透光导电层与平坦层时，所述多个间隔柱位于所述平坦层上表面；

其中，相邻两列滤色单元中，其中一列在所述黑矩阵行条上具有缺口，另一列具有与所述缺口匹配的突伸部，所述间隔柱位于所述突伸部上。

可选地，所有相邻两列滤色层中，所述缺口朝向一致，所述突伸部的朝向也一致。

可选地，所述缺口与对应突伸部呈矩形、半椭圆形、半圆形或弓形。

可选地，所述突伸部包括基部以及位于基部外缘的边缘部，所述基部的顶面为平面，所述边缘部呈外凸的弧面，所述间隔柱位于所述基部上。

可选地，所述边缘部整个高度上，在高度一半处，所述外凸弧面处的切线与透光基板所在平面之间的夹角范围为60～80度。

可选地，不同颜色的滤色单元包括红色单元、绿色单元和蓝色单元；或包括红色单元、绿色单元、蓝色单元和白色单元；或红色单元、绿色单元、蓝色单元和黄色单元。

本发明的另一方面提供一种显示面板，包括TFT基板；

其中，还包括上述的彩色滤色基板，所述黑矩阵行条处对应所述TFT基板中的TFT。

本发明的再一方面提供一种彩色滤色基板的制作方法，包括：

提供透光基板；

在所述透光基板的表面形成黑矩阵，未被所述黑矩阵覆盖的区域形成开口区，所述开口区具有长边与短边，多个所述开口区沿所述短边所延伸方向排成行，沿所述长边所延伸方向排成列；相邻行开口区之间的黑矩阵行条的宽度大于相邻列开口区之间的黑矩阵列条的宽度；

在所述开口区形成具有不同颜色的滤色单元，每一列开口区上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵列条上交迭；不同颜色的滤色单元形成滤色层；

在所述滤色层上表面形成透光导电层与平坦层中的至少一个；

当所述滤色层上表面仅具有透光导电层时，在所述透光导电层的上表面形成多个间隔柱；当所述滤色层上表面仅具有平坦层或自下而上依次具有透光导电层与平坦层时，在所述平坦层上表面形成多个间隔柱；

其中，形成滤色层步骤中，在所述黑矩阵行条上的相邻两列滤色单元中的一列形成缺口，另一列形成与所述缺口匹配的突伸部；

形成所述间隔柱步骤中，所述多个间隔柱形成于所述突伸部上。

可选地，所有列滤色层的所述缺口朝向一致，所述突伸部的朝向也一致。

可选地，形成的所述缺口与对应突伸部呈矩形、半椭圆形、半圆形或弓形。

可选地，所述不同颜色的滤色层采用光刻法形成，所述缺口以及所述突伸部在所述光刻步骤中形成。

可选地，形成的所述突伸部包括基部以及位于基部外缘的边缘部，所述基部的顶面为平面，所述边缘部呈外凸的弧面，形成的所述间隔柱位于所述基部上。

可选地，所形成的不同颜色的滤色单元包括红色单元、绿色单元和蓝色单元；或包括红色单元、绿色单元、蓝色单元和白色单元；或红色单元、绿色单元、蓝色单元和黄色单元。

上述方案中，通过在一列滤色单元的部分区域设置缺口，相邻列的滤色单元在该缺口处形成与所述缺口匹配的突伸部，在突伸部上方设置间隔柱。与现有技术的彩色滤色基板中，在两列滤色单元叠加处上方设置间隔柱的方案相比，本方案中的间隔柱位于单一滤色单元之上，单一滤色单元的厚度控制相对于两滤色单元叠加厚度控制容易，因而可以提高间隔柱的高度均一性。

附图说明

图1是现有技术中的一种显示面板的截面结构示意图；

图2是现有技术中的另一种显示面板的截面结构示意图；

图3是本发明一实施例中的彩色滤色基板的俯视图；

图4是本发明另一实施例中的彩色滤色基板的俯视图；

图5是本发明再一实施例中的彩色滤色基板的俯视图；

图6是图3中的彩色滤色基板沿A-A直线的剖视图；

图7是图3中的彩色滤色基板沿B-B直线的剖视图；

图8是本发明一实施例中的显示面板的截面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图3是本发明一实施例中的彩色滤色基板的俯视图。图4是本发明另一实施例中的彩色滤色基板的俯视图；图5是本发明再一实施例中的彩色滤色基板的俯视图。图6是图3中的彩色滤色基板沿A-A直线的剖视图。图7是图3中的彩色滤色基板沿B-B直线的剖视图。

参照图3至图7所示，先介绍彩色滤色基板21的制作过程。

首先，提供透光基板210。具体地，透光基板210可以为玻璃基板。

接着，在透光基板210的表面形成黑矩阵211，未被黑矩阵211覆盖的区域形成了开口区212。开口区212呈矩形，具有长边212a与短边212b。多个开口区212沿短边212b所延伸方向排成行，沿长边212a所延伸方向排成列。相邻行开口区212之间的黑矩阵211行条的宽度大于相邻列开口区212之间的黑矩阵211列条的宽度。

黑矩阵211的材质可以为光刻胶，例如为负性光刻胶，形成方法可以光刻法。

黑矩阵211包括多条行条、列条，以矩阵方式排布，行条的宽度大于列条的宽度，可以利用宽度较宽的行条处对准TFT基板中的TFT晶体，最大限度提高开口区212的面积，提高有效显示区域面积。本实施例中，黑矩阵211行条的宽度范围大约为20～50微米，列条宽度范围大约为3～30微米。

再接着，在开口区212形成不同颜色的滤色单元，每一列开口区212上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵211列条上交迭。不同颜色的滤色单元构成了滤色层213。

不同颜色的滤色单元，参照图3所示，本实施例中例如为：红色单元213R、绿色单元213G、蓝色单元213B，每一行或每一列开口区212上覆盖同一滤色单元213R、213G、213B，可以提高滤色层213的制作效率。

除了红色单元213R、绿色单元213G、蓝色单元213B，其它实施例中，滤色层213还可以在此基础上包括白色单元或黄色单元，本发明对此并不限制。

本实施例中，红色单元213R、绿色单元213G、蓝色单元213B按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在黑矩阵211列条上交迭，而在黑矩阵211行条上，一列滤色单元具有缺口213a，与其相邻列滤色单元具有与该缺口213a匹配的突伸部213b，该匹配是指缺口213a的外缘与突伸部213b的外缘既无交叠又在两者之间无间隙。各列红色单元213R的制作方法例如包括：首先在黑矩阵211以及开口区212上表面进行红色单元的光刻胶涂布，之后对该光刻胶执行光刻工序。涂布方法例如为狭缝式涂布。光刻工序包括曝光、显影。如图3所示，本实施例中，形成红色单元213R各列条的曝光掩模版a)可以为携带各列条位置、尺寸信息的一块，b)也可以为仅携带一列条位置、尺寸信息的一块，曝光形成一列条后，沿行方向移动一定距离，形成另一列条，……，换言之，对各列条逐次曝光。a)方案中，曝光掩模版上，形成的红色单元213R各列条上的缺口213a、突伸部213b种类、位置，甚至形状、尺寸可以不一致。b)方案中，形成的红色单元213R各列条上的缺口213a、突伸部213b种类、位置、形状、尺寸完全一致。如图3所示，各列红色单元213R一边具有缺口213a，另一边具有突伸部213b。

之后依次执行绿色单元213G、蓝色单元213B的制作工序。绿色单元213G、蓝色单元213B的制作工序与红色单元213R的制作工序一致。需要说明的是，本实施例中，参照图3所示，由于各列绿色单元213G、蓝色单元213B上的缺口213a、突伸部213b种类、位置与各列红色单元213R上的缺口213a、突伸部213b种类、位置一致，即各缺口213a都朝右，突伸部213b都朝左，此外，缺口213a、突伸部213b的形状、尺寸也一致，因而，对于b)曝光方案，各列绿色单元213G、蓝色单元213B曝光过程中的掩模版可以与红色单元213R的掩模版共用，即仅采用一个掩模版，在行上移动不同间距，分别形成各列红色单元213R、绿色单元213G、蓝色单元213B，成本较低。

图4是本发明另一实施例中的彩色滤色基板的俯视图；图5是本发明再一实施例中的彩色滤色基板的俯视图。参照图4所示，不同于图3中各列红色单元213R一边具有缺口213a，另一边具有突伸部213b，也可以各列红色单元213R两边均具有突伸部213b，相邻列绿色单元213G两边均具有缺口213a；亦或如图5所示，各列红色单元213R上一行两边均具有突伸部213b，相邻下一行或隔几行两边均具有缺口213a。不论突伸部213b、缺口213a位置、大小如何，相邻列的缺口213a、突伸部213b之间匹配，也即互补即可。

参照图3至图5所示，缺口213a与突伸部213b呈半圆形，其它实施例中，缺口213a与突伸部213b也可以呈矩形、半椭圆形或弓形。

参照图6与图7所示，对于所形成的突伸部213b包括基部(未标示)以及位于基部外缘的边缘部(未标示)。由于突伸部213b的材质为光刻胶，因而基部的平坦度较高，其顶面为平面，而边缘部的平坦度较低，其呈外凸的弧面。后续将间隔柱形成在基部上，相对于形成在边缘部，可以提高间隔柱的高度均一性。一个实施例中，半圆形突伸部213b的半径为6～30微米，间隔柱外缘距离边缘部的边缘尺寸范围为0.5～7微米。

此外，由于突伸部213b具有高度逐渐减小的边缘部，为避免滤色单元制作过程中，缺口213a外缘(也为外凸的弧面)与突伸部213b外缘交叠，可以控制缺口213a外缘与突伸部213b外缘尽量竖直，但同时要避免缺口213a外缘与突伸部213b外缘之间具有间隙。研究表明，参照图7所示，在该剖面上，缺口213a外缘与突伸部213b的边缘部整个高度的一半处，外凸的弧面处的切线与透光基板210所在平面之间的夹角α范围为60～80度可以实现上述目的。

再接着，仍参照图6与图7所示，在滤色层213上表面形成透光导电层214。本实施例中，透光导电层214材质为ITO，用于TN模式中对液晶施压。

在具体实施过程中，透光导电层214上还可以设置平坦层(未图示)，用于提高后续制作的间隔柱215所形成基底的平坦程度。

其它实施例中，对于液晶驱动模式为IPS(In-Plane Switching)的彩色滤色基板21中，可以省略透光导电层214，仅设置平坦层。

之后，在透光导电层214上表面(若具有平坦层的话，本步骤在平坦层上)形成多个间隔柱215；多个间隔柱215位于突伸部213b上。间隔柱215的材质可以为无碳负性光刻胶。

参照图6所示，可以看出，本方案中，除了缺口213a与突伸部213b处，其它相邻列红色单元213R、绿色单元213G、蓝色单元213B交界处仍叠加，参照图7所示，但对于缺口213a与突伸部213b处，间隔柱215位于单一滤色单元之上，单一滤色单元的厚度控制相对于两滤色单元叠加厚度控制容易，因而可以提高间隔柱215的高度均一性。

基于上述的制作方法，本发明提供了一种彩色滤色基板21。一个实施例中，参照图3至图7所示，针对TN模式，彩色滤色基板21包括：

透光基板210；

位于透光基板210表面的黑矩阵211，未被所述黑矩阵211覆盖的区域形成开口区212，所述开口区212具有长边211a与短边211b，多个所述开口区212沿所述短边211b所延伸方向排成行，沿所述长边211a所延伸方向排成列；相邻行开口区212之间的黑矩阵211行条的宽度大于相邻列开口区212之间的黑矩阵211列条的宽度；

不同颜色的滤色单元，每一列开口区212上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵211列条上交迭；不同颜色的滤色单元构成滤色层213

位于所述滤色层213上表面的透光导电层214；

位于所述透光导电层214上表面的多个间隔柱215；

其中，相邻两列滤色单元中，其中一列在所述黑矩阵211行条上具有缺口213a，另一列具有与所述缺口213a匹配的突伸部213b，所述间隔柱215位于所述突伸部213b上。

其它实施例中，透光导电层214上表面还可以具有平坦层，多个间隔柱215位于平坦层上。可以理解的是，本发明中由于缺口213a、突伸部213b的设置，间隔柱215位于了单一滤色单元之上，提高了间隔柱215的高度均一性，且研究表明，采用本发明的方案，间隔柱215无须平坦层的平坦，其高度均一性也能满足技术要求。

可以理解的是，针对IPS模式，彩色滤色基板21可以省略透光导电层214，间隔柱215直接位于平坦层的上表面。当然，IPS模式的彩色滤色基板21也可以具有透光导电层214，此时，透光导电层214不再用作对液晶施压的电极，而是用作屏蔽层。

基于上述的彩色滤色基板21，本发明还提供一种显示面板。一个实施例中，参照图8所示，显示面板2包括：

TFT基板22，包括半导体衬底220，所述半导体衬底220上具有TFT(未图示)；

上述的彩色滤色基板21，黑矩阵211行条处对应TFT基板22中的TFT所在区域222。

可以理解的是，由于彩色滤色基板21上的间隔柱215高度均一性较高，因而，彩色滤色基板21与TFT基板22对盒后，盒厚均一性提高，也能提高显示面板的性能。

实际工艺中，采用本发明的彩色滤色基板，例如对于盒厚为5微米的显示面板2，盒厚均一性范围为±0.2微米。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种彩色滤色基板，包括：

透光基板；

滤色层，具有不同颜色的滤色单元，每一列开口区上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵列条上交迭，相邻列滤色单元之间无间隙；

其特征在于，相邻两列滤色单元中，其中一列在所述黑矩阵行条上具有缺口，另一列具有与所述缺口匹配的突伸部，所述间隔柱位于所述突伸部上；

所述突伸部包括基部以及位于基部外缘的边缘部，所述基部的顶面为平面，所述边缘部呈外凸的弧面，所述间隔柱位于所述基部上；所述边缘部整个高度上，在高度一半处，所述外凸弧面处的切线与透光基板所在平面之间的夹角范围为60～80度。

2.根据权利要求1所述的彩色滤色基板，其特征在于，所有相邻两列滤色单元中，所述缺口朝向一致，所述突伸部的朝向也一致。

3.根据权利要求1所述的彩色滤色基板，其特征在于，所述缺口与对应突伸部呈矩形、半椭圆形、半圆形或弓形。

4.根据权利要求1所述的彩色滤色基板，其特征在于，不同颜色的滤色单元包括红色单元、绿色单元和蓝色单元；或包括红色单元、绿色单元、蓝色单元和白色单元；或红色单元、绿色单元、蓝色单元和黄色单元。

5.一种显示面板，包括TFT基板；

其特征在于，还包括权利要求1至4中任一项所述的彩色滤色基板，所述黑矩阵行条处对应所述TFT基板中的TFT。

6.一种彩色滤色基板的制作方法，包括：

提供透光基板；

在所述开口区形成具有不同颜色的滤色单元，每一列开口区上覆盖同一颜色的滤色单元，不同颜色的滤色单元按同一顺序沿列循环排布，相邻列滤色单元在所述黑矩阵列条上交迭；相邻列滤色单元之间无间隙；不同颜色的滤色单元形成滤色层；

其特征在于，形成滤色层步骤中，在所述黑矩阵行条上的相邻两列滤色单元中的一列形成缺口，另一列形成与所述缺口匹配的突伸部；

形成所述间隔柱步骤中，所述多个间隔柱形成于所述突伸部上；

形成的所述突伸部包括基部以及位于基部外缘的边缘部，所述基部的顶面为平面，所述边缘部呈外凸的弧面，形成的所述间隔柱位于所述基部上；所述边缘部整个高度上，在高度一半处，所述外凸弧面处的切线与透光基板所在平面之间的夹角范围为60～80度。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所有列滤色单元的所述缺口朝向一致，所述突伸部的朝向也一致。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成的所述缺口与对应突伸部呈矩形、半椭圆形、半圆形或弓形。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述不同颜色的滤色单元采用光刻法形成，所述缺口以及所述突伸部在所述光刻步骤中形成。

10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所形成的不同颜色的滤色单元包括红色单元、绿色单元和蓝色单元；或包括红色单元、绿色单元、蓝色单元和白色单元；或红色单元、绿色单元、蓝色单元和黄色单元。