CN108828833B - 一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置,在掩膜板中包括:遮光层以及在遮光层上设定位置开设的多个透光孔;透光孔内的边缘设有环状的第一透光膜,第一透光膜的透过率小于100%。采用上述掩膜板制作隔垫物时,由于透过孔边缘区域到遮光层的光强下降趋势与现有技术相比更加缓慢,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角与现有技术相比有所减小,再经过热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度之比接近于1,具有较好的支撑力的同时可以避免黑矩阵的补偿过大,提高产品的透过率。

Description

一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)一般包括阵列基板、彩膜基板以及设置于阵列基板与彩膜基板之间的液晶层,在液晶层中具有多个隔垫物(Photo Spacer,简称PS),其主要作用为支撑彩膜基板,保持液晶盒厚。
隔垫物形状对产品设计的牵制作用很大,特别是对显示产品分辨率越来越高的要求,导致隔垫物的预留空间越来越窄,这就要求隔垫物制作需要更加精细化的管理。通常情况下,对隔垫物周边需要进行黑矩阵补偿以防止红蓝斑不良,黑矩阵的宽度设计准则为隔垫物的底部宽度加上补偿宽度。而目前所制作的隔垫物的顶部宽度与底部宽度的比值约为0.6-0.7,这就导致了由于底部尺寸过大导致的黑矩阵的补偿过大,最终造成透过率损失越大,因此如何提高隔垫物顶部宽度与底部宽度的比例为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置,用以提高隔垫物顶部宽度与底部宽度的比值,从而改善显示面板的透过率。
第一方面,本发明提供一种掩膜板,所述掩膜板用于制作显示面板的隔垫物,所述掩膜板包括:遮光层以及在所述遮光层上设定位置开设的多个透光孔;
所述透光孔内的边缘设有环状的第一透光膜,所述第一透光膜的透过率小于100%。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述掩膜板中,所述第一透光膜的透过率为20-50%。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述掩膜板中,相邻的两个所述透光孔构成一个透光孔组;
在各所述透光孔组内,其中一个所述透光孔内还包括:位于所述第一透光膜环内的第二透光膜;所述第二透光膜的透过率大于所述第一透光膜的透过率。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述掩膜板中,所述透光孔的形状为圆形或椭圆形。
第二方面,本发明提供一种采用上述任一掩膜板制作隔垫物的方法,包括:
在所述显示基板上形成一层负性光刻胶层;
在所述负性光刻胶层之上设置所述掩膜板;
对设置有所述掩膜板的负性光刻胶层曝光显影,保留与隔垫物对应的负性光刻胶层;
对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的隔垫物。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述方法中,在所述掩膜板包括:第一透光膜和第二透光膜时,所述对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的隔垫物,包括:
对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的主隔垫物和副隔垫物;所述主隔垫物的高度大于所述副隔垫物的高度。
第三方面,本发明提供一种显示面板,包括采用上述任一方法制作而成的隔垫物。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示面板中,所述隔垫物的宽度为8-12μm。
第四方面,本发明提供一种显示装置,包括上述任一显示面板。
本发明有益效果如下:
本发明提供的掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置,在掩膜板中包括:遮光层以及在遮光层上设定位置开设的多个透光孔;透光孔内的边缘设有环状的第一透光膜,第一透光膜的透过率小于100%。采用上述掩膜板制作隔垫物时,由于透过孔边缘区域到遮光层的光强下降趋势与现有技术相比更加缓慢,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角与现有技术相比有所减小,再经过热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的隔垫物的截面形状为矩形,即隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度之比接近于1,具有较好的支撑力的同时可以避免黑矩阵的补偿过大,提高产品的透过率。
附图说明
图1为现有技术中的用于制作隔垫物的掩膜板的截面结构示意图;
图2为采用现有技术中的掩膜板制作隔垫物的原理效果图;
图3为本发明实施例提供的掩膜板的截面结构意图之一;
图4为图3中掩膜板的俯视结构示意图;
图5为采用现有技术中的掩膜板以及采用本发明实施例提供的掩膜板制作隔垫物的效果对比图;
图6为本发明实施例提供的掩膜板的截面结构意图之二;
图7为图3中的掩膜板以及采用图6中的掩膜板制作隔垫物的效果对比图;
图8为本发明实施例提供的掩膜板制作隔垫物的方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置,用以提高隔垫物顶部宽度与底部宽度的比值,从而改善显示面板的透过率。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的显示面板、触控显示面板及其制作方法。
如图1所示,为现有技术中的用于制作显示面板的隔垫物的掩膜板mask的结构示意图。掩膜板包括多个用于形成隔垫物的透光孔,如图2所示,在光源以恒定的光强照射掩膜板时,掩膜板的开口区光强分布呈现中间高两边低的趋势,具体可参见图2中的光强分布,其中,x轴表示开口区内的位置,y轴表示光强的大小。由于光敏材料的感光深度与光强的大小有正相关的关系,当曝光强度越大时,感光深度越大;当曝光强度越小时,感光深度越小。因此,采用现有的掩膜板对光敏材料进行曝光,光敏材料经过显影后,其截面呈现如图2所示的倒梯形形状。此时显影后的光敏材料尚未固化,需进行热固化以增加硬度,热固化过程中由于热流动性和重力作用,顶部的光敏材料会向底部流动,导致最终形成的隔垫物的形状由倒梯形变为正梯形。采用现有制作工艺制作形成的隔垫物的顶部宽度约8-9um,底部宽度则达到14-15um,顶部宽度与底部宽度的比例只有0.6,这种形状的隔垫物对产品透过率和支撑力影响较大,需要改进。
有鉴于此,本发明实施例提供一种掩膜板,该掩膜板用于制作显示面板中隔垫物,如图3所示,该掩膜板包括:遮光层11以及在遮光层11上设定位置开设的多个透光孔12;其中,透光孔12内的边缘设有环状的第一透光膜13,其俯视图如图4所示,第一透光膜13的透过率小于100%。
在本发明实施例中,将透光孔12内设置透过率小于100%的第一透光膜,使得光源照射透光孔时,透光孔12的中心到边缘的光强减弱较为缓慢,通过控制开口边缘区域的光强来实现对光敏材料的曝光强度的控制,最终实现对隔垫物的形状控制。
如图5所示的采用现有技术的掩膜板和本发明实施例的掩膜板制作隔垫物时各步骤的效果对比图,为方便对比说明,将采用两种掩膜板的效果图设置于同一图中进行说明,其中,左边部分表示采用现有技术的掩膜板制作隔垫物的效果图,右边部分表示采用本发明实施例的掩膜板制作隔垫物的效果图。现有技术中的隔垫物的制作过程中,由于掩膜板的透光孔中心到边缘的光强下降趋势较为剧烈,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角过大,加之热固化过程中光敏材料的热流动性和重力作用,最终形成的隔垫物的截面形状为正梯形。而在采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作隔垫物时,由于透过孔边缘区域到遮光层的光强下降趋势与现有技术相比更加缓慢,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角与现有技术相比有所减小,再经过热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的隔垫物的截面形状为矩形,即隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度之比接近于1,具有较好的支撑力的同时可以避免黑矩阵的补偿过大,提高产品的透过率。
在具体实施时,第一透光膜12的透过率可设置在20-50%的范围内。由于不同的显示面板对隔垫物的要求不相同,因此在实际应用中,需要根据显示面板的实际需要,控制第一透光膜12的透过率,本发明实施例不透过率的具体限值进行限定。
在一种可能实施的方式中,显示面板中包括两种隔垫物,分为主隔垫物和副隔垫物,主隔垫物的作用为支撑显示基板,保证液晶盒盒厚;而副隔垫物的作用为在显示面板被挤压的情况下进一步起到支撑作用,一般情况下主隔垫物和副隔垫物成对设置,且设置位置相邻,主隔垫物的高度一般高于副隔垫物的高度。那么针对上述需要形成两种隔垫物的实施方式,如图6所示,本发明实施例提供的上述掩膜板,以相邻的两个透光孔12构成一个透光孔组G;在各透光孔组G内,其中一个透光12内还包括:位于第一透光膜13环内的第二透光膜14;第二透光膜14的透过率大于第一透光膜13的透过率。
具体来说,如图7所示的一个透光孔组G内形成主隔垫物和副隔垫物的效果对比图,其中,左边部分表示透光孔内包括第一透光膜的掩膜板制作主隔垫物的效果图,右边部分表示透光孔内包括第一透光膜以及第二透光膜的掩膜板制作副隔垫物的效果图。第二透光膜14的设置,使得透光孔内的曝光强度分布再次产生变化,中心位置的光强减弱,使得可以达到对光敏材料整层厚度完全曝光的光强范围缩小,从而使得曝光显影后的形成的截面为倒梯形的光敏材料的顶角相对于只有第一透光膜位置处的顶角变得更小,再经过对光敏材料的热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的副隔垫物的截面形状为矩形,即隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等;与此同时,由于隔垫物的曝光量小于主隔垫物的曝光量,因此副隔垫物被曝光的光敏材料的体积小于主隔垫物被曝光的光敏材料的体积,则形成副隔垫物的高度小于主隔垫物的高度。
在实际应用中,如图4所示,透光孔12的形状可为圆形或椭圆形等形状,根据实际需要进行设置即可,在此不做限定。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供一种采用上述任一掩膜板制作隔垫物的方法,如图8所示,该方法可以包括:
S801、在显示基板上形成一层负性光刻胶层;
S802、在负性光刻胶层之上设置掩膜板;
S803、对设置有掩膜板的负性光刻胶层曝光显影,保留与隔垫物对应的负性光刻胶层;
S804、对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的隔垫物。
在具体实施时,采用负性光刻胶来形成隔垫物,负性光刻胶在被曝光显影后被曝光的部分会保留下来;再对保留的部分热固化增加其硬度,形成最终的隔垫物。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作隔垫物时,由于透过孔边缘区域到遮光层的光强下降趋势与现有技术相比更加缓慢,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角与现有技术相比有所减小,再经过热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的隔垫物的截面形状为矩形,即隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度之比接近于1,具有较好的支撑力的同时可以避免黑矩阵的补偿过大,提高产品的透过率。
如果需要同时形成主隔垫物和副隔垫物,则掩膜板包括:第一透光膜和第二透光膜,此时,在上述的步骤S804中,对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的隔垫物,具体可以包括:
对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的主隔垫物和副隔垫物;主隔垫物的高度大于副隔垫物的高度。
如上所述,设有第一透光膜的透光孔的曝光强度大于同时设有第一透光膜和第二透光膜的透光孔的曝光强度。根据上述原理可以形成顶部宽度与底部宽度相等的主隔垫物和副隔垫物,而由于曝光量的不同,可使主隔垫物的高度大于副隔垫物的高度。
另一方面,本发明实施例还提供一种显示面板,该显示面板包括采用上述任一方法制作而成的隔垫物。该显示面板可为液晶显示面板,隔垫物可位于阵列基板与彩膜基板之间,用于支撑显示基板,保证液晶盒的盒厚。
在实际应用中,如果采用现有的工艺结合本发明实施例提供的上述掩膜板制作隔垫物,可使隔垫物的宽度减小为8-12μm,并且隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等,因此具有良好的支持作用的同理可以减小黑矩阵的补偿宽度,提高显示面板的开口率,提升显示亮度。
本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述任一显示面板。该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、手机、平板电脑和电子相册等显示装置。
本发明实施例提供的掩膜板、隔垫物制作方法、显示面板及显示装置,在掩膜板中包括:遮光层以及在遮光层上设定位置开设的多个透光孔;透光孔内的边缘设有环状的第一透光膜,第一透光膜的透过率小于100%。采用上述掩膜板制作隔垫物时,由于透过孔边缘区域到遮光层的光强下降趋势与现有技术相比更加缓慢,使得曝光影后的截面为倒梯形光敏材料的顶角与现有技术相比有所减小,再经过热固化步骤,由于光敏材料的热流动性和重力作用,使最终形成的隔垫物的截面形状为矩形,即隔垫物的顶部宽度与底部宽度相等。采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作形成的隔垫物的顶部宽度与底部宽度之比接近于1,具有较好的支撑力的同时可以避免黑矩阵的补偿过大,提高产品的透过率。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种采用掩膜板制作隔垫物的方法,其特征在于,包括:
在显示基板上形成一层负性光刻胶层,所述负性光刻胶层采用的材料为具有热流动性和重力作用的光敏材料;
在负性光刻胶层之上设置掩膜板;所述掩膜板包括:遮光层以及在所述遮光层上设定位置开设的多个透光孔;所述透光孔内的边缘设有环状的第一透光膜,所述第一透光膜的透过率小于100%;相邻的两个所述透光孔构成一个透光孔组;在各所述透光孔组内,其中一个所述透光孔内还包括:位于所述第一透光膜环内的第二透光膜;所述第二透光膜的透过率大于所述第一透光膜的透过率,所述第二透光膜的透过率小于100%;
对设置有所述掩膜板的负性光刻胶层曝光显影,保留与隔垫物对应的负性光刻胶层,保留的负性光刻胶层的顶部宽度大于底部宽度;其中,设置所述第二透光膜的透光孔对应的保留的负性光刻胶层底部宽度小于仅设置所述第一透光膜的透光孔对应的保留的负性光刻胶层底部宽度;
对保留的负性光刻胶层进行热固化,形成顶部宽度与底部宽度相等的主隔垫物和副隔垫物;所述主隔垫物的高度大于所述副隔垫物的高度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一透光膜的透过率为20-50%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述透光孔的形状为圆形或椭圆形。
4.一种显示面板,其特征在于,包括采用如权利要求1-3任一项所述的方法制作而成的隔垫物。
5.如权利要求4所述的显示面板,其特征在于,所述隔垫物的宽度为8-12μm。
6.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求4或5所述的显示面板。
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