CN114333567A - 黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置，属于显示技术领域。该黑矩阵结构包括交叉的多个黑矩阵条，该黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，该黑矩阵条的侧面与参考平面相交，该参考平面与该多个黑矩阵条交叉限定的平面平行。本申请提供的黑矩阵结构中黑矩阵条的侧面的粗糙度较小，能够适用于分辨率要求较高的显示装置。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置。
背景技术
显示装置中的彩膜基板包括衬底基板，位于衬底基板上的由交叉的多个黑矩阵(black matrix，BM)条构成的BM结构，以及位于BM结构的开口区域中的滤光结构。BM条用于遮挡光线，避免通过不同滤光结构的光线相互干扰。
但是，在目前BM结构中，BM条的侧面的粗糙度较大，导致BM结构难以适用于诸如虚拟现实(virtual reality，VR)设备等品质要求较高的显示装置。
发明内容
本申请提供一种黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置，能够适用于诸如VR设备等分辨率要求较高的显示装置。本申请的技术方案如下：
第一方面，提供一种黑矩阵结构，包括：交叉的多个黑矩阵条；
所述黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，所述黑矩阵条的侧面与参考平面相交，所述参考平面与所述多个黑矩阵条交叉限定的平面平行。
可选地，所述黑矩阵条为遮光条和保护介质条叠加形成的叠层结构，所述保护介质条在所述参考平面上的正投影位于所述遮光条在所述参考平面上的正投影内。
可选地，所述保护介质条的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
可选地，所述黑矩阵条的坡度角的范围为70度～80度。
可选地，所述黑矩阵条的第一截面的形状为倒角等腰梯形，所述倒角等腰梯形的顶角为圆弧形倒角，所述倒角等腰梯形的顶角为所述倒角等腰梯形的上底与所述倒角等腰梯形的腰之间的夹角，所述第一截面与所述黑矩阵条的宽度方向平行且与所述黑矩阵条的长度方向垂直。
可选地，所述倒角等腰梯形的顶角的范围为120度～130度。
第二方面，提供一种显示基板，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上的如第一方面或第一方面的任一可选方式所述的黑矩阵结构；
位于所述衬底基板上的彩色滤光层，所述彩色滤光层的滤光结构位于所述黑矩阵结构的开口区域中；以及，
位于所述彩色滤光层远离所述衬底基板的一侧的保护层。
可选地，所述黑矩阵条为遮光条和保护介质条叠加形成的叠层结构，所述保护介质条在所述衬底基板上的正投影位于所述遮光条在所述衬底基板上的正投影内，所述遮光条位于所述保护介质条与所述衬底基板之间。
第三方面，提供一种显示装置，包括如第二方面或第二方面的任一可选方式所述的显示基板。
第四方面，提供一种如第一方面或第一方面的任一可选实现方式所述的黑矩阵结构的制造方法，包括：
在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，所述初始黑矩阵结构包括交叉的多个初始黑矩阵条，所述初始黑矩阵条包括黑矩阵本体和从所述黑矩阵本体的侧面沿远离所述黑矩阵本体的方向凸出的毛刺结构；
使所述初始黑矩阵结构中的所述初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除，得到最终的所述黑矩阵结构。
可选地，使所述初始黑矩阵结构中的所述初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除，得到最终的所述黑矩阵结构，包括：
在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层并在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀，使所述毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。
可选地，所述多个初始黑矩阵条交叉限定出至少一个第一开口，所述掩膜包括至少一个第二开口，所述第二开口与所述第一开口一一对应，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，每个所述第二开口的边界与相应的所述第一开口的边界的距离的范围为0.5微米～2微米。
可选地，采用干法刻蚀工艺对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀。
可选地，以氟化硫气体和氧气的混合气体为刻蚀气体，对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀。
可选地，在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀，包括：
在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧形成光刻胶图形，所述光刻胶图形包括交叉的多个光刻胶条；
以所述光刻胶图形为掩膜，对所述保护介质层和所述初始黑矩阵结构进行过刻，使所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除得到所述多个遮光条；
去除所述光刻胶图形。
可选地，在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层，包括：采用蒸镀工艺，在预设蒸镀温度下，在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层，所述预设蒸镀温度的范围为210摄氏度～230摄氏度。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请提供的黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置，由于在该黑矩阵结构中，黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，因此该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小，使得该黑矩阵结构能够适用于分辨率要求较高的显示装置。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种黑矩阵结构的正视图；
图2是本申请实施例提供的一种黑矩阵结构的截面图；
图3是图1的区域R的放大图；
图4是图2中的任一黑矩阵条的放大图；
图5是本申请实施例提供的另一种黑矩阵结构的截面图；
图6是图4中的任一黑矩阵条的放大图；
图7是本申请实施例提供的一种遮光条和保护介质条的投影关系图；
图8是本申请实施例提供的一种显示基板的结构示意图；
图9本申请实施例提供的一种黑矩阵结构的制造方法的流程图；
图10本申请实施例提供的另一种黑矩阵结构的制造方法的流程图；
图11是本申请实施例提供的一种在衬底基板上形成初始黑矩阵结构后的示意图；
图12是本申请实施例提供的一种在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层后的示意图；
图13是本申请实施例提供的一种在保护介质层远离衬底基板的一侧形成光刻胶图形后的示意图；
图14是本申请实施例提供的一种以光刻胶图形为掩膜对保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻后的示意图；
图15是本申请实施例提供的一种去除光刻胶图形后的示意图；
图16是本申请实施例提供的一种显示基板的制造方法的流程图；
图17是本申请实施例提供的一种在形成有黑矩阵结构的衬底基板上形成彩色滤光层后的示意图。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本申请的原理、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
显示装置中的彩膜基板通常包括由交叉的多个BM条构成的BM结构，BM条用于遮挡光线，避免显示装置中的子像素漏光，防止不同颜色的子像素混色，增强显示装置的色彩对比度(contrast)。可见，BM结构对于显示装置的显示效果至关重要。
目前主要采用曝光工艺和显影工艺制造BM结构，受制造工艺的影响，目前的BM结构中，BM条的侧面存在毛刺结构，且毛刺结构的高度较大，导致BM条的侧面的粗糙度较大，子像素存在显示黑边等不良，显示装置的良率较低。尤其是随着VR技术的发展，用户对VR设备的品质要求越来越高，而BM条侧面的毛刺结构会导致VR设备的视觉污脏，对比度下降，光学异常等问题，严重影响VR设备的良率，导致VR设备的不良率高达100％。其中，毛刺结构的高度指的是毛刺结构远离BM条侧面的一面与BM条侧面之间的距离。
示例地，目前在制造BM结构时，首先形成BM薄膜，然后通过曝光工艺对BM薄膜进行曝光，之后对曝光后的BM薄膜进行显影得到BM结构。但是，在对曝光后的BM薄膜显影时，显影液对该BM薄膜各个方向上的显影速率相同，表现为显影的各向同性，这就导致显影后得到的BM结构中，BM条的侧面被显影出凹槽，从而导致BM条的侧面存在毛刺结构，并且容易导致BM薄膜上需要被去除的部分残留(remain)，BM条的坡度角较小。此外，显影液的温度及浓度等的波动也会导致BM条的侧面不平整光滑，影响显示效果。
有鉴于此，本申请实施例提供一种黑矩阵结构及其制造方法、显示基板、显示装置，在本申请实施例提供的黑矩阵结构中，黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，因此该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小，有助于改善显示装置的显示效果，使得该黑矩阵结构能够适用于分辨率要求较高的显示装置，例如，该黑矩阵结构能够适用于VR设备，改善VR设备的视觉清晰度，提高VR设备的对比度，避免光学异常等，有助于提高VR设备的良率。下面结合附图对本申请实施例提供的技术方案进行详细说明。
请参考图1和图2，图1是本申请实施例提供的一种黑矩阵结构01的正视图，图2是图1所示的黑矩阵结构01的A-A部位的截面图，参见图1和图2，该黑矩阵结构01包括交叉的多个黑矩阵条011，该黑矩阵条011的侧面M的粗糙度小于2微米，该黑矩阵条011的侧面M与参考平面(图1和图2中均未示出)相交，该参考平面与该多个黑矩阵条011交叉限定的平面平行。示例地，该黑矩阵条011的侧面M的粗糙度为1.8微米、1.5微米或1微米等。
可选地，该黑矩阵结构01是由该交叉的多个黑矩阵条011构成的网状结构，该多个黑矩阵条011交叉围成的区域为该黑矩阵结构01的开口区域。该多个黑矩阵条011可以纵横交叉，相互交叉的黑矩阵条011的长度方向相互垂直。示例地，如图1所示，该多个黑矩阵条011包括沿第一方向x排布的黑矩阵条011和沿第二方向y排布的黑矩阵条011(为了便于区分将沿第一方向x排布的黑矩阵条011标记为黑矩阵条011x，沿第二方向y排布的黑矩阵条011标记为黑矩阵条011y，可以理解的是黑矩阵条011x和黑矩阵条011y结构相同，区别仅在于二者的排布方向不同)，该第一方向x与第二方向y垂直，沿第一方向x排布的黑矩阵条011x和沿第二方向y排布的黑矩阵条011y交叉围成的区域为该黑矩阵结构01的开口区域Q。如图1和图2所示，黑矩阵条011的宽度为w，该多个黑矩阵条011中相邻的两个黑矩阵条011之间的距离为d，沿第一方向x排布的黑矩阵条011x的宽度方向与该第一方向x平行，长度方向与该第二方向y平行，沿第二方向y排布的黑矩阵条011y的宽度方向与该第二方向y平行，长度方向与该第一方向x平行，w和d的取值可以根据显示装置的分辨率要求确定，本申请实施例对此不做限定。
需要指出的是，受黑矩阵结构的制备工艺的影响，黑矩阵条的侧面存在毛刺结构，该黑矩阵条的侧面的粗糙度可以采用该毛刺结构的高度来表征，或者该黑矩阵条的侧面的粗糙度指的是该毛刺结构的高度。本申请实施例中，在制造该黑矩阵结构的过程中，对该黑矩阵条的侧面的毛刺结构进行处理，使该毛刺结构的高度降低，从而使得该黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，满足VR设备等品质要求较高的显示装置。示例地，请参考图3和图4，图3是图1的区域R的放大图，图4是图2中的任一黑矩阵条011的放大图，该图3和图4均可以是通过自动光学检测(automated optical inspection，AOI)设备拍摄到图，如图3和图4所示，黑矩阵条011的侧面M存在毛刺结构011c，该毛刺结构011c的高度可以小于2微米，使得该侧面M的粗糙度小于2微米。
可选地，该多个黑矩阵条011中的每个黑矩阵条011具有叠层结构。示例地，请参考图5和图6，图5本申请实施例提供的另一种黑矩阵结构01的截面图，该图5可以是图1所示的黑矩阵结构01的A-A部位的截面图，图6是图5中的任一黑矩阵条011的放大图，该图6可以是通过AOI设备拍摄到图。如图5和图6所示，该黑矩阵条011为遮光条0111和保护介质条0112叠加形成的叠层结构，具体地，该黑矩阵条011为遮光条0111和保护介质条0112叠加形成的双层结构，图7是遮光条0111和保护介质条0112的投影关系图，如图7所示，该保护介质条0112在参考平面(图7中未示出)上的正投影0112T位于该遮光条0111在该参考平面上的正投影0111T内，该参考平面与该多个黑矩阵条011交叉限定的平面平行。如图6所示，当黑矩阵条011为遮光条0111和保护介质条0112叠加形成的叠层结构时，该黑矩阵条011的侧面M由遮光条0111的侧面M1和保护介质条0112的侧面M2连接而成，毛刺结构011c位于遮光条0111的侧面M1上。可选地，保护介质条0112的侧面M2上也可以具有毛刺结构，本申请实施例对此不做限定。其中，该遮光条0111的材料可以是黑色光刻胶，例如可以是黑色的正性光刻胶或者是负性光刻胶。该保护介质条0112的材料可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiOxNx)中的一种或者多种的组合，本申请实施例对此不做限定。
可选地，该多个黑矩阵条011中的每个黑矩阵条011的坡度角a的范围为70度～80度，例如，该黑矩阵条011的坡度角a为72度、75度或78度等。该黑矩阵条011的第一截面的形状为倒角等腰梯形，该黑矩阵条011的坡度角a可以是该倒角等腰梯形的底角，该倒角等腰梯形的底角为该倒角等腰梯形的下底与该倒角等腰梯形的腰之间的夹角，其中，每个黑矩阵条011的第一截面与该黑矩阵条011的宽度方向平行且与该黑矩阵条的长度方向垂直，例如，如图1所示，黑矩阵条011x的第一截面与第一方向x平行且与第二方向y垂直，黑矩阵条011y的第一截面与第二方向y平行且与第一方向x垂直。需要指出的是，业界黑矩阵条的坡度角较小，最大为70度左右，容易导致黑矩阵条的宽度较大，在本申请实施例中，由于黑矩阵条011的坡度角的范围为70度～80度，因此该黑矩阵条011的坡度角较小，有助于减小黑矩阵条011的宽度，从而提高显示装置的分辨率。可选地，该倒角等腰梯形的顶角b为圆弧形倒角，该倒角等腰梯形的顶角b为该倒角等腰梯形的上底与该倒角等腰梯形的腰之间的夹角，该倒角等腰梯形的顶角b(也即是该圆弧形倒角)的范围为120度～130度，例如，该倒角等腰梯形的顶角b为122度、125度或128度等。本领域技术人员容易理解，该圆弧形倒角与黑矩阵条011的坡度角a可以互补，二者之和可以等于180度，本申请实施例对此不做限定。
综上所述，本申请实施例提供的黑矩阵结构，由于在该黑矩阵结构中，黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，因此该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小，使得该黑矩阵结构能够适用于分辨率要求较高的显示装置。
基于同样的发明构思，本申请实施例提供了一种显示基板，该显示基板可以包括上述实施例提供的黑矩阵结构01，该黑矩阵结构01的结构可以参考前述实施例以及图1、图2和图5，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例以该黑矩阵结构01是图5所示的黑矩阵结构为例说明。示例地，请参考图8，其示出了本申请实施例提供的一种显示基板的结构示意图。该显示基板包括衬底基板02以及位于衬底基板02上的黑矩阵结构01，该黑矩阵条011为遮光条0111和保护介质条0112叠加形成的叠层结构，该保护介质条0112在衬底基板02上的正投影位于该遮光条0111在该衬底基板02上的正投影内，该遮光条0111位于该保护介质条0112与该衬底基板02之间，也即是，该遮光条0111和该保护介质条0112沿远离衬底基板02的方向分布。
可选地，如图8所示，该显示基板还包括：彩色滤光层03，该彩色滤光层03为由阵列排布的多个滤光结构组成的彩色滤光图形，每个滤光结构位于黑矩阵结构01的一个开口区域Q中。示例地，该彩色滤光层03包括红色滤光结构031、绿色滤光结构032和蓝色滤光结构033，该红色滤光结构031用于滤除入射光中除红色光线之外的光线并使红色光线透射，该绿色滤光结构032用于滤除入射光中除绿色光线之外的光线并使绿色光线透射，该蓝色滤光结构033用于滤除入射光中除蓝色光线之外的光线并使蓝色光线透射。
可选地，如图8所示，该显示基板还包括：位于该彩色滤光层03远离该衬底基板02的一侧的保护层04，该保护层04用于保护彩色滤光层03和黑矩阵结构01，该保护层04又可以称为上层覆盖(英文：Over Cover；简称：OC)层。
本领域技术人员容易理解，图8所示的显示基板的结构仅仅是示例性的，实际应用中，显示基板可以包括比图8更多或更少的结构。例如，该显示基板可以是彩膜基板，该显示基板还包括隔垫物层、配向层、公共电极等结构；再例如，显示基板可以不包括保护层04，本申请实施例对此不做限定。
综上所述，本申请实施例提供的显示基板，由于在该显示基板的黑矩阵结构中，黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，因此该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小，该显示基板能够适用于分辨率要求较高的显示装置，例如VR设备。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述显示基板。示例地，该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、VR设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、可穿戴设备等具有显示功能的产品或部件。
本申请实施例提供的黑矩阵结构和显示基板可以应用于下文的方法，本申请实施例中黑矩阵结构和显示基板的制造方法和制造原理可以参见下文各实施例中的描述。
请参考图9，其示出了本申请实施例提供的一种黑矩阵结构的制造方法的流程图，该黑矩阵结构的制造方法可以用于制造如图1、图2和图5所示的黑矩阵结构01。参见图9，该方法可以包括如下几个步骤：
在步骤901中，在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，该初始黑矩阵结构包括交叉的多个初始黑矩阵条，该初始黑矩阵条包括黑矩阵本体和从该黑矩阵本体的侧面沿远离该黑矩阵本体的方向凸出的毛刺结构。
在步骤902中，使该初始黑矩阵结构中的该初始黑矩阵条的该毛刺结构的至少部分去除，得到最终的黑矩阵结构。
该最终的黑矩阵结构包括交叉的多个黑矩阵条；该黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米。
综上所述，本申请实施例提供的黑矩阵结构的制造方法，首先在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，然后使该初始黑矩阵结构中的初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除得到最终的黑矩阵结构。由于对初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除，因此该最终的黑矩阵结构中黑矩阵条的毛刺结构的高度较低，使得该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小能够适用于分辨率要求较高的显示装置。
可选地，上述步骤902可以包括：在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层并在该保护介质层远离该初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对该多个初始黑矩阵条的毛刺结构进行刻蚀，使该毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。
可选地，该多个初始黑矩阵条交叉限定出至少一个第一开口，该掩膜包括至少一个第二开口，该第二开口与该第一开口一一对应，该第二开口的尺寸大于该第一开口的尺寸，每个第二开口的边界与相应的第一开口的边界的距离的范围为0.5微米～2微米。
可选地，采用干法刻蚀工艺对该多个初始黑矩阵条的该毛刺结构进行刻蚀。
可选地，以氟化硫气体和氧气的混合气体为刻蚀气体，对该多个初始黑矩阵条的该毛刺结构进行刻蚀。
可选地，在保护介质层远离初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对多个初始黑矩阵条的该毛刺结构进行刻蚀，包括：
在该保护介质层远离该初始黑矩阵结构的一侧形成光刻胶图形，该光刻胶图形包括交叉的多个光刻胶条；
以该光刻胶图形为掩膜，对该保护介质层和该初始黑矩阵结构进行过刻，使该多个初始黑矩阵条的该毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条；
去除所述光刻胶图形。
可选地，在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层，包括：采用蒸镀工艺，在预设蒸镀温度下，在该初始黑矩阵结构远离该衬底基板的一侧形成保护介质层，该预设蒸镀温度的范围为210摄氏度～230摄氏度。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
请参考图10，其示出了本申请实施例提供的另一种黑矩阵结构的制造方法的流程图，该黑矩阵结构的制造方法可以用于制造如图1、图2和图5所示的黑矩阵结构01。该图10以制造图5所示的黑矩阵结构01为例说明。参见图10，该方法可以包括如下几个步骤：
在步骤1001中，在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，该初始黑矩阵结构包括交叉的多个初始黑矩阵条，该初始黑矩阵条包括黑矩阵本体和从该黑矩阵本体的侧面沿远离该黑矩阵本体的方向凸出的毛刺结构。
示例地，请参考图11，其示出了本申请实施例提供的一种在衬底基板02上形成初始黑矩阵结构111e后的示意图。该初始黑矩阵结构111e包括交叉的多个初始黑矩阵条0111e(该初始黑矩阵结构111e的正视图与图1类似)，该多个初始黑矩阵条0111e中的每个初始黑矩阵条0111e包括黑矩阵本体0111e1和从该黑矩阵本体0111e1的侧面沿远离该黑矩阵本体0111e1的方向凸出的毛刺结构011e。其中，该黑矩阵本体0111e1与该毛刺结构011e为一体结构，该黑矩阵本体0111e1的侧面与衬底基板02的板面相交，示例地，该毛刺结构011e沿平行于该衬底基板02的方向远离该黑矩阵本体0111e1延伸。
可选地，该初始黑矩阵结构的材料可以是黑色光刻胶，例如可以是黑色的正性光刻胶或者是负性光刻胶，本申请实施例对此不做限定。在衬底基板上形成初始黑矩阵结构可以包括：首先在衬底基板上涂覆一层黑色光刻胶材料作为黑矩阵薄膜，然后对该黑矩阵薄膜进行烘烤使该黑矩阵薄膜与衬底基板粘连，之后对该黑矩阵薄膜依次进行曝光、显影和固化得到初始黑矩阵结构，示例地，可以在230摄氏度左右的温度下，对显影后的黑矩阵薄膜固化30分钟左右，得到初始黑矩阵结构。需要指出的是，由于显影液对黑矩阵薄膜各个方向上的显影速率相同，因此显影后得到的该初始黑矩阵结构中，初始黑矩阵条的侧面被显影出凹槽，从而导致该初始黑矩阵条的侧面存在毛刺结构，形成形貌如图11所示的初始黑矩阵结构111e。
在衬底基板上形成初始黑矩阵结构后，可以在该初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层并在该保护介质层远离该初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对该多个初始黑矩阵条的该毛刺结构进行刻蚀，使该毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。可选地，该多个初始黑矩阵条交叉限定出至少一个第一开口，该掩膜包括至少一个第二开口，该第二开口与该第一开口一一对应，该第二开口的尺寸大于该第一开口的尺寸，每个该第二开口的边界与相应的该第一开口的边界的距离的范围为0.5微米～2微米。下面步骤1002至步骤1005对该过程进行详细介绍。
在步骤1002中，在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层。
示例地，请参考图12，其示出了本申请实施例提供的一种在初始黑矩阵结构111e远离衬底基板02的一侧形成保护介质层112e后的示意图。该保护介质层112e覆盖该初始黑矩阵结构111e，该保护介质层112e可以是透光膜层。
可选地，可以采用蒸镀工艺，在预设蒸镀温度下，在该初始黑矩阵结构远离该衬底基板的一侧形成保护介质层。其中，该预设蒸镀温度的范围为210摄氏度～230摄氏度，例如，该预设蒸镀温度可以是215摄氏度、220摄氏度或225摄氏度等。该保护介质层的材料可以是SiOx、SiNx或SiOxNx中的一种或者多种的组合，本申请实施例对此不做限定。示例地，本申请实施例以该保护介质层的材料是SiOx为例说明，则在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成保护介质层包括：采用蒸镀工艺，在210摄氏度～230摄氏度的蒸镀温度下，在初始黑矩阵结构远离衬底基板的一侧形成蒸镀一层SiOx作为该保护介质层。
在步骤1003中，在保护介质层远离初始黑矩阵结构的一侧形成光刻胶图形，该光刻胶图形包括交叉的多个光刻胶条。
示例地，请参考图13，其示出了本申请实施例提供的一种在保护介质层112e远离初始黑矩阵结构111e的一侧形成光刻胶图形Z后的示意图。该光刻胶图形Z包括交叉的多个光刻胶条Z1(该光刻胶图形Z的正视图与图1类似)，该多个光刻胶条Z1在该衬底基板02上的正投影覆盖该初始黑矩阵结构111e的多个初始黑矩阵条0111e的黑矩阵本体0111e1的至少部分在该衬底基板02上的正投影，但未覆盖该多个初始黑矩阵条0111e的毛刺结构011e的至少部分在该衬底基板02上的正投影。可选地，该多个光刻胶条Z1与该多个初始黑矩阵条0111e一一对应，该多个初始黑矩阵条0111e交叉限定出至少一个第一开口K1，该多个光刻胶条Z1交叉限定出至少一个第二开口K2，该第二开口K2与该第一开口K1一一对应，该第二开口K2的尺寸大于该第一开口K1的尺寸，每个第二开口K2的边界与相应的第一开口K1的边界的距离的范围为0.5微米～2微米，这样可以使得每个光刻胶条Z1在衬底基板02上的正投影覆盖相应的初始黑矩阵条0111e的黑矩阵本体0111e1的至少部分在该衬底基板02上的正投影，但未覆盖该初始黑矩阵条0111e的毛刺结构011e的至少部分在该衬底基板02上的正投影。示例地，每个第二开口K2的边界与相应的第一开口K1的边界的距离为0.5微米、1微米、1.5微米或2微米等，具体可以根据工艺需要确定，本申请实施例对此不做限定。
其中，该光刻胶图形的材料可以是正性光刻胶或负性光刻胶。示例地，可以在保护介质层远离衬底基板的一侧涂覆一层光刻胶并对涂覆的光刻胶进行固化得到光刻胶薄膜，然后采用具有相应图形的掩膜版对该光刻胶薄膜进行曝光，并对曝光后的光刻胶薄膜进行显影得到该光刻胶图形。
在步骤1004中，以光刻胶图形为掩膜，对保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻，使多个初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。
以光刻胶图形为掩膜对保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻不仅可以使多个初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条，还可以得到保护结构，该保护结构包括交叉的多个保护介质条，该多个保护介质条与该多个遮光条叠加构成多个黑矩阵条，该多个黑矩阵条交叉构成最终的黑矩阵结构。可以理解的是，该保护结构是通过对保护介质层进行刻蚀得到的。
可选地，以光刻胶图形为掩膜，采用干法刻蚀(dry etch)工艺对保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻，在对该保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻的过程中，可以对该保护介质层进行刻蚀得到保护结构，且可以对初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分进行刻蚀，将该初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分刻蚀掉，使得该初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。示例地，可以以光刻胶图形为掩膜，以氟化硫(SF6)气体和氧气(O2)的混合气体为刻蚀气体，对该保护介质层和该初始黑矩阵结构进行过刻。
示例地，请参考图14，其示出了本申请实施例提供的一种以光刻胶图形Z为掩膜对保护介质层112e和初始黑矩阵结构0111e进行过刻后的示意图。对保护介质层112e和初始黑矩阵结构0111e进行过刻后，该保护介质层112e上与光刻胶图形Z的开口区域(例如第二开口K2所在区域)对应的部分被刻蚀掉，与光刻胶条Z1对应的部分保留，得到保护结构(图14中未标出，该保护结构的正视图与图1类似)，该保护结构包括交叉的多个保护介质条0112；在对保护介质层112e和初始黑矩阵结构0111e进行过刻的过程中，该多个初始黑矩阵条0111e的毛刺结构011e上未被光刻胶条Z1覆盖的部分也被刻蚀掉，使该毛刺结构011e的至少部分去除得到毛刺结构011c，从而得到多个遮光条0111，该多个保护介质条0112与该多个遮光条0111叠加构成多个黑矩阵条011，该多个黑矩阵条0111交叉构成最终的黑矩阵结构01，在该黑矩阵结构01中，黑矩阵条0111的侧面的粗糙度小于2微米，使得该黑矩阵条0111的侧面较为平整光滑。可选地，该多个保护介质条0112与该多个遮光条0111一一对应，每个保护介质条0112与相应的遮光条0111叠加构成一个黑矩阵条011，每个黑矩阵条011的形貌可以如图6所示，每个保护介质条0112在该衬底基板02上的正投影位于相应的遮光条0111在该衬底基板02上的正投影内。
需要指出的是，相比于显影工艺，干法刻蚀工艺具有各向异性，刻蚀方向易于控制，本申请实施例可以通过干法刻蚀工艺，沿垂直于衬底基板的方向对保护介质层和初始黑矩阵结构进行过刻，这样在经过该步骤1004的处理得到的黑矩阵结构中，该黑矩阵条的坡度角可达70度～80度，黑矩阵条的侧面与衬底基板几乎是垂直的，易于提高显示装置的分辨率。
步骤1005、去除光刻胶图形。
示例地，请参考图15，其示出了本申请实施例提供的一种去除光刻胶图形Z后的示意图。可以采用光刻胶剥离工艺或灰化工艺等去除光刻胶图形Z，本申请实施例对此不做限定。
本领域技术人员可以理解，上述步骤1002至步骤1005是前述实施例中的步骤902的一种实现实现方式，还可以采用其他方式来实现该步骤902。例如，首先在初始黑矩阵结构111e远离衬底基板02的一侧形成保护结构(保护结构如图14所示)，使该保护结构包括交叉的多个保护介质条0112，该多个保护介质条0112在该衬底基板02上的正投影覆盖该初始黑矩阵结构111e的该多个初始黑矩阵条0111e的黑矩阵本体0111e1的至少部分在该衬底基板02上的正投影，但未覆盖该多个初始黑矩阵条0111e的毛刺结构011e的至少部分在该衬底基板02上的正投影；而后以该保护结构为掩膜对该多个初始黑矩阵条0111e的毛刺结构011e进行刻蚀，以使该毛刺结构011e的至少部分去除得到多个遮光条0111，该多个保护介质条0111与该多个遮光条0112叠加构成多个黑矩阵条011，该多个黑矩阵条011交叉构成最终的黑矩阵结构01。
其中，在初始黑矩阵结构111e远离衬底基板02的一侧形成保护结构可以包括：首先在初始黑矩阵结构111e远离衬底基板02的一侧形成保护介质层(实现过程可以参考步骤1002)，然后在该保护介质层远离衬底基板的一侧形成光刻胶图形(实现过程可以参考步骤1003)，之后以该光刻胶图形为掩膜对该保护介质层进行刻蚀(实现过程可以参考步骤1004，区别在于步骤1003是过刻保护介质层和初始黑矩阵结构，而此处仅刻蚀保护介质层)得到保护结构。以保护结构为掩膜对多个初始黑矩阵条的毛刺结构进行刻蚀可以包括：以该保护结构为掩膜，采用干法刻蚀工艺对该多个初始黑矩阵条的毛刺结构进行刻蚀。例如，以该保护结构为掩膜，以SF6和O2的混合气体为刻蚀气体，对该多个初始黑矩阵条的毛刺结构进行刻蚀。
本领域技术人员容易理解，本申请实施例提供的黑矩阵结构的制造方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供的黑矩阵结构的制造方法，首先在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，然后使该初始黑矩阵结构中的初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除，从而得到最终的黑矩阵结构。由于对初始黑矩阵条的毛刺结构的至少部分去除，因此该最终的黑矩阵结构中黑矩阵条的毛刺结构的高度较低，使得该黑矩阵条的侧面的粗糙度较小能够适用于分辨率要求较高的显示装置。
请参考图16，其示出了本申请实施例提供的一种显示基板的制造方法的流程图，该显示基板的制造方法可以用于制造如图8所示的显示基板。参见图16，该方法可以包括如下几个步骤：
在步骤1601中，在衬底基板上形成黑矩阵结构，该黑矩阵结构包括交叉的多个黑矩阵条。
在衬底基板上形成黑矩阵结构的过程可以参考图9和图10所示实施例，在衬底基板上形成黑矩阵结构后的示意图如图15所示，在此不再赘述。
在步骤1602中，在形成有黑矩阵结构的衬底基板上形成彩色滤光层，彩色滤光层的滤光结构位于黑矩阵结构的开口区域中。
请参考图17，其示出了本申请实施例提供的一种在形成有黑矩阵结构01的衬底基板02上形成彩色滤光层03后的示意图，该彩色滤光层03包括红色滤光结构031、绿色滤光结构032和蓝色滤光结构033，红色滤光结构031、绿色滤光结构032和蓝色滤光结构033位于黑矩阵结构01的不同开口区域中。可选地，红色滤光结构031的材料为红色树脂材料，绿色滤光结构032的材料为绿色树脂材料，蓝色滤光结构033的材料为蓝色树脂材料。示例地，在形成有黑矩阵结构01的衬底基板02上形成彩色滤光层03包括：首先，采用在形成有黑矩阵结构01的衬底基板02上涂覆一层红色树脂材料，得到红色树脂材质层，通过一次构图工艺对红色树脂材质层进行处理得到红色滤光结构031；然后，在形成有红色滤光结构031的衬底基板02上涂覆一层绿色树脂材料，得到绿色树脂材质层，通过一次构图工艺对绿色树脂材质层进行处理得到绿色滤光结构032；最后，在形成有绿色滤光结构032的衬底基板02上涂覆一层蓝色树脂材料，得到蓝色树脂材质层，通过一次构图工艺对蓝色树脂材质层进行处理得到蓝色滤光结构033，至此，便得到了彩色滤光层03。
其中，一次构图工艺可以包括：光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离，因此通过一次构图工艺对材质层(例如红色树脂材质层)进行处理包括：首先，在材质层(例如红色树脂材质层)上涂覆一层光刻胶，然后，采用掩膜版对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成完全曝光区和非曝光区，接着，采用显影工艺进行处理，使完全曝光区的光刻胶被去除，非曝光区的光刻胶保留，之后，对完全曝光区在材质层(例如红色树脂材质层)上的对应区域进行刻蚀，最后，剥离非曝光区的光刻胶即可得到相应的结构(例如红色滤光结构031)。本领域技术人员容易理解，此处是以正性光刻胶为例描述一次构图工艺，一次构图工艺中使用的光刻胶还可以是负性光刻胶，本申请实施例在此不再赘述。
在步骤1603中，在彩色滤光层远离衬底基板的一侧形成保护层。
在彩色滤光层03远离衬底基板02的一侧形成保护层04后的示意图可以参考图8，如图8所示，该保护层04覆盖彩色滤光层03和黑矩阵结构01。可选地，该保护层04的材料可以为树脂材料。示例地，可以在彩色滤光层03远离衬底基板02的一侧涂覆一层树脂材料作为保护层04。
本领域技术人员容易理解，图16所示实施例提供的显示基板的制造方法仅仅是示例性的，根据显示基板的不同，该显示基板的制造方法还可以包括其他步骤，例如，当该显示基板是彩膜基板时，还可以包括形成隔垫物层、配向层、公共电极等步骤，在此不再赘述。此外，本申请实施例提供的显示基板的制造方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供的阵列基板的制造方法，由于该方法制造的显示基板中，黑矩阵条的宽度较小且相邻的两个黑矩阵条之间的距离较小，因此该显示基板能够适用于VR设备等分辨率要求较高的显示装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种黑矩阵结构，其特征在于，包括：交叉的多个黑矩阵条；
所述黑矩阵条的侧面的粗糙度小于2微米，所述黑矩阵条的侧面与参考平面相交，所述参考平面与所述多个黑矩阵条交叉限定的平面平行。
2.根据权利要求1所述的黑矩阵结构，其特征在于，
所述黑矩阵条为遮光条和保护介质条叠加形成的叠层结构，所述保护介质条在所述参考平面上的正投影位于所述遮光条在所述参考平面上的正投影内。
3.根据权利要求2所述的黑矩阵结构，其特征在于，
所述保护介质条的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
4.根据权利要求1至3任一项所述的黑矩阵结构，其特征在于，
所述黑矩阵条的坡度角的范围为70度～80度。
5.根据权利要求4所述的黑矩阵结构，其特征在于，
所述黑矩阵条的第一截面的形状为倒角等腰梯形，所述倒角等腰梯形的顶角为圆弧形倒角，所述倒角等腰梯形的顶角为所述倒角等腰梯形的上底与所述倒角等腰梯形的腰之间的夹角，所述第一截面与所述黑矩阵条的宽度方向平行且与所述黑矩阵条的长度方向垂直。
6.根据权利要求5所述的黑矩阵结构，其特征在于，
所述倒角等腰梯形的顶角的范围为120度～130度。
7.一种显示基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上的如权利要求1至6任一项所述的黑矩阵结构；
位于所述衬底基板上的彩色滤光层，所述彩色滤光层的滤光结构位于所述黑矩阵结构的开口区域中；以及，
位于所述彩色滤光层远离所述衬底基板的一侧的保护层。
8.根据权利要求7所述的显示基板，其特征在于，
所述黑矩阵条为遮光条和保护介质条叠加形成的叠层结构，所述保护介质条在所述衬底基板上的正投影位于所述遮光条在所述衬底基板上的正投影内，所述遮光条位于所述保护介质条与所述衬底基板之间。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的显示基板。
10.一种如权利要求1至6任一项所述的黑矩阵结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底基板上形成初始黑矩阵结构，所述初始黑矩阵结构包括交叉的多个初始黑矩阵条，所述初始黑矩阵条包括黑矩阵本体和从所述黑矩阵本体的侧面沿远离所述黑矩阵本体的方向凸出的毛刺结构；
使所述初始黑矩阵结构中的所述初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除，得到最终的所述黑矩阵结构。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
使所述初始黑矩阵结构中的所述初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除，得到最终的所述黑矩阵结构，包括：
在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层并在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀，使所述毛刺结构的至少部分去除得到多个遮光条。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述多个初始黑矩阵条交叉限定出至少一个第一开口，所述掩膜包括至少一个第二开口，所述第二开口与所述第一开口一一对应，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，每个所述第二开口的边界与相应的所述第一开口的边界的距离的范围为0.5微米～2微米。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
采用干法刻蚀工艺对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
以氟化硫气体和氧气的混合气体为刻蚀气体，对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀。
15.根据权利要求11至14任一项所述的方法，其特征在于，
在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧制作掩膜对所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构进行刻蚀，包括：
在所述保护介质层远离所述初始黑矩阵结构的一侧形成光刻胶图形，所述光刻胶图形包括交叉的多个光刻胶条；
以所述光刻胶图形为掩膜，对所述保护介质层和所述初始黑矩阵结构进行过刻，使所述多个初始黑矩阵条的所述毛刺结构的至少部分去除得到所述多个遮光条；
去除所述光刻胶图形。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层，包括：
采用蒸镀工艺，在预设蒸镀温度下，在所述初始黑矩阵结构远离所述衬底基板的一侧形成保护介质层，所述预设蒸镀温度的范围为210摄氏度～230摄氏度。
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