CN111679486A - 彩膜基板及其制备方法与显示面板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种彩膜基板及其制备方法与显示面板，所述彩膜基板包括：基板；色阻层，设于所述基板上；透明电极层，设于所述色阻层上；以及黑色间隔柱层，设于对应所述非像素区域的所述透明电极层上，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。由于所述黑色间隔柱层通过半色调掩膜版曝光形成，主间隔柱与次间隔柱的高度差由半色调掩膜版实现，从而使得黑色间隔柱层中的关键尺寸可根据设计需求任意调节，以满足高解析度面板的设计需求。

Description

彩膜基板及其制备方法与显示面板

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板及其制备方法与显示面板。

背景技术

BPS(Black Photo Spacer，黑色间隔柱)技术是将BM(Black Matrix，黑色矩阵)与PS(Photo Spacer，间隔柱)使用一种材料，经一道工序形成于阵列基板与彩膜基板之间，同时起到遮光与支撑的作用，有利于缩短面板生产流程，提升产量和运营效率，降低成本等。

目前，BPS技术的开发主要集中在COA(Color Filter On Array，彩色滤光层制作在阵列基板上)+POA(PS On Array:间隔柱制作在阵列基板上)类型的面板上。而在大尺寸面板(如电视面板)中，大多还采用的Non COA(Non Color Filter On Array，彩色滤光层制作在彩膜基板上)，故，将BPS技术导入Non COA显示面板有极大的产业价值，同时，在导入过程中还需进行大量的工艺优化。

发明内容

为解决上述问题，

第一方面，本发明提供了一种彩膜基板，包括像素区及非像素区，所述彩膜基板包括：

基板；

色阻层，设于所述基板上；

透明电极层，设于所述色阻层上；以及

黑色间隔柱层，设于对应所述非像素区域的所述透明电极层上，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。

进一步地，所述黑色间隔柱层包括黑色矩阵区，主间隔柱区以及次间隔柱区，所述半色调掩膜版包括第一透光区以及第二透光区，所述黑色矩阵区以及主间隔柱区由所述第一透光区曝光形成，所述次间隔柱区由所述第二透光区曝光形成。

进一步地，所述第二透光区的透光率为所述第一透光区的10-30％。

进一步地，所述色阻层包括第一色阻，第二色阻以及第三色阻，其中，所述第一色阻包括设于像素区的第一色阻像素部以及设于所述非像素区的第一色阻遮光部，所述第二色阻包括设于像素区的第二色阻像素部以及设于所述非像素区的第二色阻垫高部，所述第三色阻包括设于像素区的第三色阻像素部。

进一步地，所述第一色阻遮光部与所述黑色间隔柱层对应设置，以实现所述非像素区的堆叠遮光。

进一步地，所述第二色阻垫高部设于所述主间隔柱区以及次间隔柱区对应区域之下，使得所述主间隔柱区以及次间隔柱区与黑色矩阵区形成高度差。

进一步地，所述第二色阻垫高部设于所述第一色阻遮光部上侧。

进一步地，所述透明电极层设于所述像素区与非像素区，完全覆盖所述色阻层。

另一方面，本发明还提供了一种显示面板，所述显示面板包括前述的彩膜基板。

另一方面，本发明提供一种彩膜基板的制作方法，所述彩膜基板包括像素区及非像素区，所述制作方法包括：

S10:提供一基板，在所述基板上形成色阻层；

S20:在所述色阻层上形成透明电极层；以及

S30:在对应所述非像素区域的所述透明电极层上形成黑色间隔柱层，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。

有益效果：本发明提供了一种彩膜基板及其制备方法与显示面板，所述彩膜基板上设有BPS层，即相当于将BPS技术导入了Non COA架构的显示面板，使得原有的BM层和PS层，仅通过一道工艺制程形成，有效提高生产产能，另外，因BPS层通过半色调掩膜版曝光形成，主PS与次PS的高度差由半色调掩膜版实现，不需根据下方的垫高色阻的关键尺寸差实现，即BPS中的关键尺寸可根据设计需求任意调节，以满足高解析度面板的设计需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种彩膜基板平面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种彩膜基板截面结构示意图。

图3是本发明实施例提供的一种彩膜基板的制备方法的文字流程示意图；

图4A-4D是本发明实施例提供的一种彩膜基板的制备方法的截面结构流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明的一实施例中，提供了一种彩膜基板，其结构请参阅图1与图2，所述彩膜基板包括像素区A1与非像素区A2，其中，所述图2所示的结构为沿图1中切割线L1切割形成的截面结构，即非像素区域的截面结构，具体地，包括下述结构：

基板10；

色阻层，设于所述基板10上；

透明电极层30，设于所述色阻层上；以及

黑色间隔柱层40，设于所述透明电极层30上，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。

在一些实施例中，所述黑色间隔柱层40包括黑色矩阵区403，主间隔柱区401以及次间隔柱区402，所述半色调掩膜版包括第一透光区以及第二透光区，所述黑色矩阵区403以及主间隔柱区401由所述第一透光区曝光形成，所述次间隔柱区由所述第二透光区曝光形成。

进一步地，为了使得次间隔柱区402的高度小于所述主间隔柱区401的高度，所述第二透光区的透光率需小于所述第一透光区，具体原理表示为掩膜版透光率越高，对应区域涂布的黑色间隔柱层的材料固化越完全，示例性地，通过半色调掩膜版的设计，使得黑色矩阵区403以及主间隔柱区401的黑色间隔柱层的材料完全固化，而次间隔柱区402的黑色间隔柱层的材料仅部分固化，通过后续工艺，次间隔柱区对应的部分材料被洗脱除去，从而形成与主间隔柱区401的高度差，具体地，根据实际工艺需求，所述第二透光区的透光率为所述第一透光区的10-30％。

此处，所述黑色间隔柱层40在常规工艺中，通常通过普通的掩膜版曝光形成，其主间隔柱区与次间隔柱区的高度差通常通过下方的垫高色阻来形成，即主间隔柱区下方的垫高色阻的宽度大于次间隔柱区下方的垫高色阻(根据液体的流平性，下方垫高色阻越宽，上方保留的液体厚度越厚)，而为了实现一定的高度差，主间隔柱区下方的垫高色阻需设置地较宽，相应地，主间隔柱区的宽度也较宽，无法满足高解析度产品的工艺需求，而通过本实施例提供的制备方法，主间隔柱区与次间隔柱区的高度差通过半色调掩膜版直接获得，垫高色阻的宽度不用于调整该高度差，可调范围大，根据实际的工艺需求，满足高解析度产品的设计需求。

进一步地，所述色阻层包括第一色阻，第二色阻以及第三色阻，其中，所述第一色阻包括设于像素区A1的第一色阻像素部2011以及设于所述非像素区A2的第一色阻遮光部2012，所述第二色阻包括设于像素区的第二色阻像素部2021以及设于所述主间隔柱区401与次间隔柱区402对应区域的第二色阻垫高部2022，所述第三色阻包括设于像素区的第三色阻像素部2031,可以理解的是，图1仅示出了部分的像素区和非像素区，且像素的排列方式也并非限定于图示，可根据实际需求进行调整。

进一步地，所述第一色阻遮光部2012与所述黑色间隔柱层40对应设置，以实现所述非像素区A2的堆叠遮光。

此处，通常采用的黑色间隔柱层40的材料很难实现全波段的遮光效果，在部分波段仍会发生漏光，为进一步提升遮光效果，所形成的第一色阻遮光部2012与所述黑色间隔柱层40叠加遮光，根据所选用的黑色间隔柱层材料的实际漏光波段，选择弥补漏光效果最佳的色阻颜色，即，所选用的第一色阻的能最大程度的补偿黑色间隔柱层材料的漏光，所述第一色阻根据实际工艺选自蓝色色阻，绿色色阻或红色色阻。

进一步地，所述第二色阻垫高部2022设于所述主间隔柱区401以及次间隔柱区402对应区域之下，使得所述主间隔柱区401以及次间隔柱区402与黑色矩阵区403形成高度差。

进一步地，所述第二色阻垫高部2022设于所述第一色阻遮光部2012上侧，使得第二色阻垫高部2022的关键尺寸可根据主间隔柱区401以及次间隔柱区402的关键尺寸自由调整，以实现高解析度的设计需求。

进一步地，所述透明电极层30设于所述像素区A1与非像素区A2，完全覆盖所述色阻层。在该结构下，由于不需在形成一层有机膜做段差调整及平坦地形，因此可进一步节省一道制程(相当于COA面板中的PFA制程，Polymer Film on Array，有机平坦层，通常形成于色阻层上)。

本发明的另一实施例中，还提供了一种显示面板，包括阵列基板，彩膜基板，以及配置于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，所述阵列基板包括常规的薄膜晶体管层以及像素电极，所述彩膜基板采用前述实施例所提供的彩膜基板，由此，形成了non COA+nonPOA架构的显示面板，由于引入了BPS技术，较常规的non COA面板，可节省一道制程，优化制作工序。

本发明实施例提供一种彩膜基板的制备方法，结合图3与图4A-4D提供的流程示意图进行详细说明，具体地，所述制备方法包括下述步骤：

S10:提供一基板10，在所述基板上形成色阻层，即形成如图4A所示的结构，需要补充的是，因本实施例主要是针对BPS层(黑色间隔柱)的制备进行改进，故图4A-4D示出的截面结构为非像素区域的截面结构，图4A也只示出了非像素区域的色阻层的结构(即图中的2012与2022层)，具体结构与功能详见后述；

S20:在所述色阻层上形成透明电极层30，即形成如图4B所示的结构，所述透明电极层30通常由物理气相沉积工艺形成整面的ITO薄膜，用于与阵列基板上的像素电极协同作用，以控制其间的液晶分子；以及

S30:在所述透明电极层30上的非像素区域形成黑色间隔柱层40，即形成如图4D所示的结构，其中，请参阅图4C，所述黑色间隔柱层40由半色调掩膜版50通过一次曝光工艺形成，

具体地，所述黑色间隔柱层40包括黑色矩阵区403，主间隔柱区401以及次间隔柱区402，所述半色调掩膜版50包括第一透光区501以及第二透光区502，所述黑色矩阵区403以及主间隔柱区401由所述第一透光区501曝光形成，所述次间隔柱区402由所述第二透光区502曝光形成，为了使得次间隔柱区402的高度小于所述主间隔柱区401的高度，所述第二透光区502的透光率需小于所述第一透光区501，具体原理表示为掩膜版透光率越高，对应区域涂布的黑色间隔柱层的材料固化越完全，示例性地，通过半色调掩膜版50的设计，使得黑色矩阵区403以及主间隔柱区401的黑色间隔柱层的材料完全固化，而次间隔柱区402的黑色间隔柱层的材料仅部分固化，通过后续工艺，次间隔柱区的损失部4021被除去，从而形成与主间隔柱区401的高度差。

在一些实施例中，所述第二透光区502的透光率为所述第一透光区501的10-30％，具体根据实际工艺需求进行设定，所述第二透光区502与第一透光区501的透光率差值越大，所述次间隔柱区402与主间隔柱区401的高度差也越大。

在一些实施例中，所述形成色阻层包括形成第一色阻，第二色阻以及第三色阻，即分别形成红绿蓝色阻，当然也可根据实际需求形成红绿蓝白色阻，本发明对此不做限定，

其中，请继续参阅图4D，所述第一色阻包括形成于像素区的第一色阻像素部以及形成于所述非像素区的第一色阻遮光部2012，所述第二色阻包括形成于像素区的第二色阻像素部以及形成于所述主间隔柱区401与次间隔柱区402对应区域的第二色阻垫高部2022，所述第三色阻包括设形成于像素区的第三色阻像素部，形成于像素区的第一色阻像素部，第二色阻像素部以及第三色阻像素部并未在图中示出，但本领域技术人员应当很容易理解，

另外，所述第二色阻垫高部2022用于简化黑色间隔柱层40的制作工艺。若未设置所述第二色阻垫高部2022，则黑色矩阵区403，主间隔柱区401以及次间隔柱区402三者的高度均不相同，则所述半色调掩膜版50则需对应设置三个透光率不同的区域，这种同时包含三个色调的掩膜版目前技术还不成熟且成本昂贵，因此，通过设置所述第二色阻垫高部2022，使得黑色矩阵区403与主间隔柱区401厚度相同(理论设计上黑色矩阵区403与主间隔柱区401的厚度，但实际工艺中，由于液体的流平性，材料固化前的流动使得黑色矩阵区403的厚度会略微大于主间隔柱区401)，即可使用常规的半色调掩膜版制作，以此简化了生产工艺。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种彩膜基板及其制备方法与显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，包括像素区及非像素区，其特征在于，所述彩膜基板包括：

基板；

色阻层，设于所述基板上；

透明电极层，设于所述色阻层上；以及

黑色间隔柱层，设于对应所述非像素区域的所述透明电极层上，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。

2.如权利要求1所述的彩膜基板的，其特征在于，所述黑色间隔柱层包括黑色矩阵区，主间隔柱区以及次间隔柱区，所述半色调掩膜版包括第一透光区以及第二透光区，所述黑色矩阵区以及主间隔柱区由所述第一透光区曝光形成，所述次间隔柱区由所述第二透光区曝光形成。

3.如权利要求2所述的彩膜基板的，其特征在于，所述第二透光区的透光率为所述第一透光区的10-30％。

4.如权利要求1所述的彩膜基板的，其特征在于，所述色阻层包括第一色阻，第二色阻以及第三色阻，其中，所述第一色阻包括设于像素区的第一色阻像素部以及设于所述非像素区的第一色阻遮光部，所述第二色阻包括设于所述像素区的第二色阻像素部以及设于所述非像素区的第二色阻垫高部，所述第三色阻包括设于像素区的第三色阻像素部。

5.如权利要求4所述的彩膜基板的，其特征在于，所述第一色阻遮光部与所述黑色间隔柱层对应设置，以实现所述非像素区的堆叠遮光。

6.如权利要求4所述的彩膜基板的，其特征在于，所述第二色阻垫高部设于所述主间隔柱区以及次间隔柱区对应区域之下，使得所述主间隔柱区以及次间隔柱区与黑色矩阵区形成高度差。

7.如权利要求4所述的彩膜基板的，其特征在于，所述第二色阻垫高部设于所述第一色阻遮光部上侧。

8.如权利要求1所述的彩膜基板的，其特征在于，所述透明电极层设于所述像素区与非像素区，完全覆盖所述色阻层。

9.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-8任意一项所述的彩膜基板。

10.一种彩膜基板的制作方法，所述彩膜基板包括像素区及非像素区，其特征在于，所述制作方法包括：

S10:提供一基板，在所述基板上形成色阻层；

S20:在所述色阻层上形成透明电极层；以及

S30:在对应所述非像素区域的所述透明电极层上形成黑色间隔柱层，所述黑色间隔柱层由半色调掩膜版通过一次曝光工艺形成。

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