WO2015081675A1 - 基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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WO2015081675A1
WO2015081675A1 PCT/CN2014/078845 CN2014078845W WO2015081675A1 WO 2015081675 A1 WO2015081675 A1 WO 2015081675A1 CN 2014078845 W CN2014078845 W CN 2014078845W WO 2015081675 A1 WO2015081675 A1 WO 2015081675A1
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color
substrate
color filter
color layer
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PCT/CN2014/078845
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姚琪
张锋
曹占锋
谷敬霞
舒适
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京东方科技集团股份有限公司
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
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    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
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    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
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    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to a substrate, a method of fabricating the same, and a display device. Background technique
  • liquid crystal display devices In the field of display technology, liquid crystal display devices occupy the market of display devices because of their advantages of low power consumption, light weight, and portability.
  • An important component in the liquid crystal display device is a liquid crystal panel including a first substrate, a second substrate disposed opposite thereto, and a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate. After the first substrate and the second substrate are paired with the case, in order to maintain the cell thickness between the two to ensure that the amount of liquid crystal at any place is equal between the two, a plurality of spacers of equal length are usually disposed on the first substrate or the second substrate. The pad is thereby ensured the display effect of the liquid crystal display device.
  • the inventors have found that, after the two substrates are completed, it is necessary to separately separate the first substrate or the second substrate by a mask process before the two substrates are paired.
  • the spacer is prepared, the mask and the manufacturing cost of the first substrate or the second substrate are increased correspondingly, and the yield of the first substrate or the second substrate is reduced.
  • At least one embodiment of the present disclosure provides a substrate including a black matrix and a color filter layer, the color filter layer including at least a first color filter portion having a different color, and a second filter a color portion and a third color filter portion, the substrate further comprising a protrusion on the black matrix, the protrusion including at least a first color layer and a second color layer above the first color layer, A color layer and the first color filter portion are made of the same material, and the second color layer and the second color filter portion are made of the same material.
  • the protrusion further includes a third color layer located above the second color layer, and the third color layer and the third color filter portion are made of the same material.
  • the protrusion further includes a first insulating layer over the second color layer, or a first insulating layer and a second insulating layer.
  • the protrusion further includes a top layer over the third color layer a first insulating layer, or a first insulating layer and a second insulating layer.
  • the protrusion further includes a conductive layer over the second color layer.
  • the protrusion further includes a conductive layer over the third color layer.
  • the protrusion of the substrate includes a first color layer and a second color layer, which may be formed in the process of forming the color filter layer.
  • the substrate of this structure does not need to be separately prepared by a separate mask process, which simplifies the fabrication steps of the substrate, reduces the process difficulty and cost of the substrate, and at the same time improves the yield of the substrate.
  • At least one embodiment of the present disclosure provides a display device including the above substrate.
  • At least one embodiment of the present disclosure provides a method of fabricating a substrate, including:
  • first color filter portion of the color filter layer and a first color layer above the black matrix, the first color layer being the same material as the first color filter portion;
  • the preparation method further includes: forming a color filter layer of a third color and a third color layer above the second color layer, the third color layer and the The third filter portion has the same material.
  • the manufacturing method further includes forming a pattern including the first insulating layer, or the first insulating layer and the second insulating layer.
  • the preparation method further includes: forming a pattern including a conductive layer.
  • the substrate and the manufacturing method thereof and the display device according to the embodiments of the present disclosure can reduce the process difficulty and cost of preparing the substrate, and improve the yield of the substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a first substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a second substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a third substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a first COA substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a second COA substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a third COA substrate in accordance with an embodiment of the present disclosure. detailed description
  • One embodiment of the present disclosure provides a substrate including a black matrix 2 and a color filter layer 3 on a substrate, and generally, the color filter layer 3 includes at least a first color filter portion having a different color. 31.
  • the second color filter portion 32 and the third color filter portion 33 such as a red first color filter portion 31, a green second color filter portion 32, and a blue third color filter portion 33, hereinafter, An embodiment of the present disclosure will be described by way of example. After passing through any of the color filter portions of the color filter layer 3, the light becomes a monochromatic light of the same color as the color filter portion through which it passes.
  • the substrate further includes a protrusion 4 on the black matrix 2, the protrusion 4 including at least a first color layer 41 and the first color layer 41.
  • the upper second color layer 42 has the same material as the first color layer 41 and the first color filter portion 31, and the second color layer 42 and the second color filter portion 32 have the same material. Since the materials of the first color layer 41 and the first color filter portion 31 are the same, the first color layer 41 and the first color filter portion 31 can be formed by the same patterning process; similarly, the same patterning process can be used to form the first Two color layers 42 and a second color filter portion 32.
  • the first color layer 41 and the first color filter portion 31 in the protrusion 4 The same layer is disposed, that is, the first color layer 41 and the first color filter portion 31 are approximately equal in height. Therefore, in order to form the protrusions 4 above the black matrix 2, the first color layer 41 and the second color layer 42 must be formed over the black matrix 2.
  • first color layer 41 and the first color filter portion 31 in FIG. 1 or FIG. 2 are integrally formed. Therefore, in FIG. 1 or FIG. 2, the first color layer 41 is separated by only one broken line. Similar to the first color filter portion 31, the rest.
  • the protrusion 4 corresponds to a spacer which is mainly used for supporting on the substrate known to the inventors.
  • the protrusions 4 in the embodiments of the present disclosure can be formed in the process of forming a color filter layer, and the spacers are not separately prepared by a separate mask process as compared with the technique known to the inventors, simplifying the substrate fabrication steps. , reducing the process difficulty and cost of the substrate, and improving the yield of the substrate.
  • the color filter layer of any color has a thickness of 1.0 to 2.0 ⁇ m, that is, since the protrusion 4 has the first color layer 41 and the second color layer 42 at this time, the height ratio thereof has only the first color filter portion 31. Or the remaining area of the substrate of the second color filter portion 32 is 1.0-2.0 ⁇ m higher. At the same time, since the protrusion 4 is located above the black matrix 2, the protrusion 4 does not affect the aperture ratio of the substrate, and the display effect of the display device is ensured.
  • the protrusion includes a first color layer and a second color layer, which may be formed in the process of forming the color filter layer.
  • the substrate of this structure does not need to separately prepare the spacer by a separate mask process, which simplifies the fabrication steps of the substrate, reduces the process difficulty and cost of the substrate, and at the same time, improves the substrate. The yield rate.
  • the protrusions 4 may further include a third portion above the second color layer 42.
  • the color layer 43 is used to increase the height of the protrusions. Similar to the first color layer 41 and the second color layer 42, the third color layer 43 and the third color filter portion 33 are made of the same material.
  • the third color layer 43 and the third color filter portion 33 may be formed in the same patterning process.
  • the monochromaticity of the light filtered by the color filter layer should be ensured, so that light leakage between the color filter layer 3 and the black matrix 2 should be prevented, so as not to reduce the monochromaticity of the light. Therefore, in general, a portion of the color filter layer 3 is located above the black matrix, which is located above the black matrix 2 and directly contacts the black matrix 2, in one embodiment of the present disclosure, the portion The minute can be the first color layer 41.
  • a black matrix 2 is first formed on the base substrate 1, and then a first color filter portion 31 is formed on the base substrate 1 and The first color layer 41 covering a partial region of the black matrix 2. Thereafter, a third color filter portion 33 is formed on the base substrate 1. At this time, the third color filter portion 33 and the first color filter portion 31 are disposed in the same layer and cover the region of the black matrix which is not covered by the first color layer 41. Finally, a second color filter portion 32 and a second color layer 42 are formed on the base substrate 1, and the second color layer 42 is placed over the first color layer 41 to form the protrusions 4.
  • each of the color filter portions has a thickness of 1.0 - 2.0 ⁇ m, i.e., the protrusion 4 having the second color layer 42 at this time is 1.0 - 2.0 ⁇ m higher than the periphery thereof.
  • the black matrix 2 is first formed on the base substrate 1, and thereafter, the first color filter portion 31 and the first color layer 41 are formed.
  • the first color layer 41 covers almost all areas on the black matrix 2.
  • a second color layer 42 and a second color filter portion 32 of the same material are formed on the base substrate 1, wherein the second color layer 42 covers the first color layer 41 to form protrusions which are 1.0-2.0 ⁇ m higher than the circumference.
  • FIG. 3 illustrates yet another embodiment of a substrate provided by an embodiment of the present disclosure.
  • the black matrix 2 is first formed on the base substrate 1, and thereafter, the first color filter portion 31 and the first color layer 41 are simultaneously formed.
  • the first color layer 41 about half of the area of the black matrix 2 is covered by the first color layer 41, and then a second color layer 42 and a second color filter portion 32 of the same material are formed on the base substrate 1, wherein the second color layer 42 is covered.
  • the first color layer 41 and the region where the black matrix 2 is not covered by the first color layer 41 form protrusions which are 1.0-2.0 ⁇ m higher than the circumference.
  • the protrusions 4 may further include a third color layer 43 located above the second color layer 42.
  • the third color layer 43 and the third color filter portion 33 are made of the same material, and the third color layer 43 is located above the second color layer 42 to increase the height of the protrusion 4.
  • the height of the projection 4 is 2.0-4.0 ⁇ m higher than the surrounding area.
  • the protrusion having the third color layer 43 has a large height and can serve as a main spacer, and only the protrusion having the first color layer 41 and the second color layer 42 has a small height and can serve as a secondary spacer. According to the actual situation, the third color layer 43 may be formed only on a part of the protrusions, that is, only some auxiliary spacers A third color layer is formed on the object as a main spacer.
  • the substrate has a color filter layer of four colors or five colors or even more colors, it is known from the foregoing that the protrusions may have a fourth color layer or even a fifth color layer or even more color layers.
  • the substrate is a color filter substrate
  • a structure of a protective layer, an alignment layer of liquid crystal molecules, and the like may be formed on the protrusion 4 and the color filter layer 3, wherein the protective layer may be made of silicon oxide or nitrogen.
  • Insulating materials such as silicon, yttria, and resin, and the alignment layer of liquid crystal molecules can be made of a common material such as a polyimide layer.
  • the reduction in the width of the black matrix may cause variations in the alignment between the array substrate and the color filter substrate, resulting in light leakage and the like, so that the width of the black matrix on the color filter substrate cannot be arbitrarily reduced.
  • the black matrix and the color filter layer are disposed on the array substrate.
  • a black matrix is formed at a corresponding position above the thin film transistor 4 of the gate line, the data line, and the pixel unit, and then, in black A color filter portion is formed above a display area of the corresponding pixel unit surrounded by the matrix, wherein each of the color filter portions corresponds to one pixel unit.
  • the black matrix 2 Since the black matrix 2 is located on the array substrate at this time, when the width of the black matrix 2 is appropriately reduced, the black matrix 2 can also sufficiently shield the structure of the gate line, the data line, and the thin film transistor 5 from being shielded from light, and at the same time, light leakage is reduced. The possibility of occurrence of the phenomenon ensures the display effect of the display device while improving the resolution and the transmittance.
  • This technology is also called COA (Color Filter on Array) technology.
  • a structure such as a black matrix 2, a color filter layer, or the like is disposed on the COA array substrate, resulting in a number of patterning processes experienced by the COA array substrate being larger than those of the inventors. More, this will reduce the yield of the COA array substrate.
  • the protrusions on the substrate provided by the embodiments of the present disclosure are the same material for forming the color filter layer, it is not necessary to separately prepare the spacers by one patterning process, so that the protrusions are used.
  • the patterning process required for the fabrication of the COA array substrate is reduced, and the yield of the COA array substrate can be ensured.
  • the substrate in the embodiment of the present disclosure is a COA array substrate, before forming the black matrix 2, a multilayer structure including the thin film transistor 5 is required to be formed on the substrate, and the thin film transistor 5 mainly includes a top gate structure and a bottom gate.
  • Polar structure as shown in Figure 4-6.
  • the substrate according to an embodiment of the present disclosure will be described below by taking a bottom gate structure as an example.
  • the thin film transistor 5 formed on the COA array substrate is a bottom gate structure
  • a pattern including a gate electrode 51, a gate line (not shown), and the like is first formed on the base substrate; based on the structure
  • the pattern of the structure such as the gate insulating layer 52, the active layer 53, the source 54 provided in the same layer, the drain 55, and the data line (not shown) is formed by a patterning process, and thus the thin film transistor 5 is completed.
  • a black matrix 2 is formed over the active layer 53, the gate line, the data line, and the like of the thin film transistor 5.
  • the black matrix 2 prevents each structure located under the light from being illuminated, affecting the working effect of each structure. .
  • the ADS type array substrate is taken as an example.
  • the common electrode 8 and the pixel electrode 10 may be formed on the array substrate.
  • the protrusion 4 further includes the third color layer 43 located above the second color layer 42, as shown in FIGS. 5 and 6, the first insulating layer 8 is located on the third color layer 43, that is, the protrusion 4 A first insulating layer 9 above the third color layer 43 is also included.
  • the protrusion may further include one or two conductive layers above the second color layer 42 or the third color layer 43, and the conductive layer is formed to form the common electrode 8 (FIG. 4)
  • the conductive layer has only one layer and the common electrode 8 is taken as an example
  • the pixel electrode 10 remains on the protrusion 4, it may be made of indium tin oxide or indium oxide, and does not carry a conductive effect, only Used to maintain the height difference between the protrusion and its surroundings.
  • a flat layer 7 is sometimes formed after the thin film transistor 5 of the pixel unit is formed, as shown in FIG. 4-6, and the subsequent pixel structure is reduced to form a subsequent structure. Difficulty. The viscosity varies depending on the material selected for the flat layer 7.
  • the viscosity of the resin forming the flat layer ranges from 5 to 8 centipoise-seconds (cps), wherein Selecting a high viscosity and controlling the low rotation speed can increase the height of the protrusions, for example, up to 1.5 ⁇ m; correspondingly, selecting a lower viscosity and increasing the rotation speed can lower the height of the protrusions, thereby further adjusting the height of the protrusions to meet the requirements. .
  • the flat layer 7 is usually made of an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, hafnium oxide, or the like, it may be referred to as a second insulating layer 7 in the embodiment of the present disclosure. That is, as shown in FIG. 4, the protrusion 4 further includes a first insulating layer 9 above the second color layer 42, as shown in FIG. 4; or, the protrusion may include only the first insulating layer 9 and the One of the two insulating layers 7, or as shown in FIG. 5 or 6, the protrusion 4 further includes a first insulating layer 9 and a second insulating layer 7 over the third color layer 43.
  • an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, hafnium oxide, or the like
  • a display device including the above substrate is provided, and the display device may be any product or component having a display function, such as a liquid crystal panel, an electronic paper, a mobile phone, a tablet computer, a television, a display. , laptops, digital photo frames, navigators, etc.
  • the embodiment of the present disclosure further provides a method for preparing a substrate according to the first embodiment, the preparation method comprising:
  • Step S101 forming a black matrix on the base substrate.
  • Step S102 forming a first color filter portion of the color filter layer on the base substrate and a first color layer located above the black matrix, wherein the first color layer and the first color filter portion are made of the same material.
  • Step S103 forming a second color filter portion of the color filter layer and a second color layer above the first color layer, wherein the second color layer and the second color filter portion are made of the same material.
  • the first color layer 41 and the first color filter portion 31 can be formed in the same patterning process; similarly, the second color layer 42 and the second filter layer The color portion 32 can be formed in the same patterning process.
  • a black matrix 2 is first formed on a base substrate 1, and thereafter, a first color filter portion 31 and a first color layer 41 covering a portion of the black matrix 2 are formed. Thereafter, a third color filter portion 33 is formed on the base substrate 1. At this time, the third color filter portion 33 and the first color filter portion 31 are disposed not only in the same layer but also cover the region of the black matrix that is not covered by the first color layer 41. Finally, a second color filter portion 32 and a second color layer 42 are formed on the base substrate to form the protrusions 4.
  • each of the color filter portions has a thickness of 1.0 to 2.0 ⁇ m, that is, the protrusion 4 having the second color layer 42 at this time is 1.0 to 2.0 ⁇ m higher than the periphery thereof.
  • a third color layer 43 may be formed on some or all of the protrusions 4, as shown in Fig. 2 or Fig. 3.
  • the method for preparing the substrate may further include: Step S104, forming a color filter layer of a third color and a third color layer above the second color layer, the third color layer and the third color filter Some materials are the same.
  • the third color layer 43 and the third color filter portion 33 can be formed in the same patterning process.
  • the protrusions 4 having the first color layer 41, the second color layer 42, and the third color layer 43 at the same time have a higher height than the protrusions 4 having only the first color layer 41 and the second color layer 42, and therefore have The protrusions 4 of the first color layer 41, the second color layer 42, and the third color layer 43 may serve as a main spacer, and correspondingly, only the protrusions 4 having the first color layer 41 and the second color layer 42 may serve as a secondary spacer. Pad.
  • the method for preparing the substrate further includes:
  • Step S105 forming a pattern including the first insulating layer, or the first insulating layer and the second insulating layer.
  • the substrate in the embodiment of the present disclosure is a COA array substrate, taking the ADS type array substrate as an example, after forming the color filter layer, at least the common electrode 8, the pixel electrode 10, and the common electrode 8 and the pixel need to be formed on the array substrate.
  • the first insulating layer 9 between the electrodes 10, as shown in FIG. 4-6, the first insulating layer 9 is specifically located above the uppermost color layer, that is, as shown in FIG. 4, the first insulating layer 9 is located at the second layer. Above the color layer 42, and in FIGS. 5 and 6, the first insulating layer 9 is on the third color layer 43.
  • a flat layer 7 is sometimes formed after the thin film transistor 5 of the pixel unit is formed, as shown in Fig. 4-6, to flatten the pixel area, and the difficulty of forming the subsequent structure is reduced.
  • the viscosity varies depending on the material selected for the flat layer 7.
  • the flat layer 7 having a large viscosity can increase the height of the protrusions, and finally can be raised up to 1.5 ⁇ m; correspondingly, the flat layer 7 having a lower viscosity can lower the height of the protrusions.
  • the height of the protrusions can be further adjusted to meet the requirements.
  • the flat layer 7 is usually made of an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, hafnium oxide, or a resin, it may be referred to as a second insulating layer in the embodiment of the present disclosure.
  • Step S106 forming a pattern including a conductive layer.
  • the protrusions may further include one or two layers above the second color layer 42.
  • a conductive layer which is formed on the protrusion 4 when the common electrode 8 (only one layer of the conductive layer is illustrated in FIGS. 4-6 and is the common electrode 8) and/or the pixel electrode 10 is used, and the indium oxide can be used. Materials such as tin or indium oxide do not have electrical conductivity and are only used to maintain the height difference between the protrusions and the surrounding structure.
  • the protrusions on the substrate provided by the embodiments of the present disclosure are the same material for forming the color filter layer, it is not necessary to separately prepare the spacers by one patterning process, so that the preparation of the COA array substrate using the protrusions can be reduced. The required patterning process is produced and the yield of the COA array substrate is guaranteed.

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Abstract

一种基板及其制作方法、显示装置。该基板包括黑矩阵（2）和彩色滤色层（3），所述彩色滤色层（3）至少包括颜色不同的第一滤色部分（31）、第二滤色部分（32）和第三滤色部分（33），所述基板还包括位于所述黑矩阵（2）上的突起（4），所述突起（4）至少包括第一彩色层（41）和位于所述第一彩色层上方的第二彩色层（42），所述第一彩色层（41）和所述第一滤色部分（31）材质相同，所述第二彩色层（42）和所述第二滤色部分（41）材质相同。该基板和制作方法能够降低制备基板的工艺难度和降低制作成本，提高基板的良品率。

Description

基板及其制作方法、 显示装置 技术领域
本公开的实施例涉及一种基板、 其制作方法以及一种显示装置。 背景技术
在显示技术领域， 液晶显示装置以其耗电少、 轻薄、 便于携带等优点占 据了显示装置的市场。 液晶显示装置中的重要组成部分为液晶面板， 液晶面 板包括第一基板、 与之相对设置的第二基板以及位于第一基板和第二基板之 间的液晶层。 第一基板和第二基板对盒后， 为了维持两者之间的盒厚以保证 两者之间任意处的液晶量相等， 通常在第一基板或第二基板上设置长度相等 的多个隔垫物， 从而保证液晶显示装置的显示效果。
发明人在设计本公开的方案的过程中发现， 通常在制作完成这两个基板 之后， 在对这两个基板对盒之前， 还需要通过一次掩膜工艺在第一基板或第 二基板上单独制备隔垫物， 每多使用一次掩膜就会相应增大第一基板或第二 基板的工艺难度和制作成本， 同时， 降低了第一基板或第二基板的良品率。 发明内容
在本公开的一个方面， 根据本公开的至少一个实施例提供了一种基板， 包括黑矩阵和彩色滤色层， 所述彩色滤色层至少包括颜色不同的第一滤色部 分、 第二滤色部分和第三滤色部分， 所述基板还包括位于所述黑矩阵上的突 起，所述突起至少包括第一彩色层和位于所述第一彩色层上方的第二彩色层， 所述第一彩色层和所述第一滤色部分材质相同， 所述第二彩色层和所述第二 滤色部分材质相同。
在本公开的一个实施例中， 所述突起还包括位于所述第二彩色层上方的 第三彩色层， 所述第三彩色层和所述第三滤色部分材质相同。
在本公开的一个实施例中， 所述突起还包括位于所述第二彩色层上方的 第一绝缘层， 或第一绝缘层和第二绝缘层。
在本公开的一个实施例中， 所述突起还包括位于所述第三彩色层上方的 第一绝缘层， 或第一绝缘层和第二绝缘层。
在本公开的一个实施例中， 所述突起还包括位于所述第二彩色层上方的 导电层。
在本公开的一个实施例中， 所述突起还包括位于所述第三彩色层上方的 导电层。
在本公开实施例的技术方案中， 该基板的突起包括第一彩色层和第二彩 色层，可在形成彩色滤色层的过程中形成。这一结构的基板与惯常技术相比， 无需通过单独的掩膜工艺来单独制备隔垫物， 简化了基板的制作步骤， 减少 了基板的工艺难度和成本， 同时， 提高了基板的良品率。
在本公开的另一个方面，本公开的至少一个实施例提供了一种显示装置， 包括上述基板。
在本公开的又一个方面， 本公开的至少一个实施例提供了一种基板的制 备方法， 包括：
形成黑矩阵；
形成彩色滤色层的第一滤色部分和位于所述黑矩阵上方的第一彩色层， 所述第一彩色层与所述第一滤色部分材质相同；
形成所述彩色滤色层的第二滤色部分和位于所述第一彩色层上方的第二 彩色层， 所述第二彩色层与所述第二滤色部分材质相同。
在本公开的一个实施例中， 所述制备方法还包括： 形成第三种颜色的彩 色滤色层和位于所述第二彩色层上方的第三彩色层， 所述第三彩色层与所述 第三滤色部分材质相同。
在本公开的一个实施例中，所述制备方法还包括：形成包括第一绝缘层， 或第一绝缘层和第二绝缘层的图形。
在本公开的一个实施例中， 所述制备方法还包括： 形成包括导电层的图 形。
根据本公开的实施例的基板及其制作方法、 显示装置， 能够降低制备基 板的工艺难度和成本， 提高基板的良品率。 附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例， 而非对本公开的限制。
图 1为根据本公开实施例的第一种基板的截面图；
图 2为根据本公开实施例的第二种基板的截面图；
图 3为根据本公开实施例的第三种基板的截面图；
图 4为根据本公开实施例的第一种 COA基板的截面图；
图 5为根据本公开实施例的第二种 COA基板的截面图； 以及
图 6为根据本公开实施例的第三种 COA基板的截面图。 具体实施方式
为使本公开实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本公 开实施例的附图， 对本公开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公开的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本公开的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本公开保护的范围。
实施例一
本公开的一个实施例提供了一种基板， 该基板包括位于衬底基板上的黑 矩阵 2和彩色滤色层 3， 通常， 所述彩色滤色层 3至少包括颜色不同的第一 滤色部分 31、 第二滤色部分 32和第三滤色部分 33， 例如红色的第一滤色部 分 31、 绿色的第二滤色部分 32、 蓝色的第三滤色部分 33， 在下文中以此情 况为例对本公开的实施例进行描述。 光线在透过彩色滤色层 3的任一滤色部 分之后， 会变为与其透过的滤色部分的颜色相同的单色光。
在本公开的实施例中， 如图 1或图 2所示， 所述基板还包括位于黑矩阵 2上的突起 4，所述突起 4至少包括第一彩色层 41和位于所述第一彩色层 41 上方的第二彩色层 42，所述第一彩色层 41和所述第一滤色部分 31的材质相 同， 所述第二彩色层 42和所述第二滤色部分 32的材质相同。 由于第一彩色 层 41和第一滤色部分 31的材质相同， 可以釆用同一次构图工艺形成第一彩 色层 41和第一滤色部分 31 ; 类似的， 可以釆用同一次构图工艺形成第二彩 色层 42和第二滤色部分 32。
由图 1或 2中可看出， 该突起 4中的第一彩色层 41与第一滤色部分 31 同层设置， 即第一彩色层 41和第一滤色部分 31近似等高。 因此， 为了在黑 矩阵 2上方形成突起 4，必须在黑矩阵 2上方形成第一彩色层 41和第二彩色 层 42。
需要说明的是， 图 1或图 2中的第一彩色层 41和第一滤色部分 31—体 成型， 因此， 在图 1或图 2中，仅以一条虚线分隔开第一彩色层 41和第一滤 色部分 31， 其余类似。
在本公开的实施例中， 突起 4相当于发明人已知的基板上的主要起支撑 作用的隔垫物。本公开实施例中的突起 4可在形成彩色滤色层的过程中形成， 与发明人已知的技术相比， 无需通过单独的掩膜工艺来单独制备隔垫物， 简 化了基板的制作步骤， 降低了基板的工艺难度和成本， 同时提高了基板的良 品率。
例如， 任一颜色的彩色滤色层的厚度为 1.0-2.0μπι， 即， 由于突起 4此时 具有第一彩色层 41和第二彩色层 42，则其高度比仅具有第一滤色部分 31或 第二滤色部分 32的基板的其余区域高出 1.0-2.0μπι。 同时， 由于该突起 4位 于黑矩阵 2的上方， 从而该突起 4不会影响基板的开口率， 保证了显示装置 的显示效果。
在本公开实施例的技术方案中， 该突起包括第一彩色层和第二彩色层， 可在形成彩色滤色层的过程中形成。 这一结构的基板与发明人已知的技术相 比， 无需通过单独的掩膜工艺来单独制备隔垫物， 简化了基板的制作步骤， 降低了基板的工艺难度和成本， 同时， 提高了基板的良品率。
如果仅具有第一彩色层 41和第二彩色层 42的突起 4的高度不理想， 如 图 2或图 3所示，所述突起 4还可包括位于所述第二彩色层 42上方的第三彩 色层 43， 以增大突起的高度。 与第一彩色层 41、 第二彩色层 42类似的， 所 述第三彩色层 43和所述第三滤色部分 33材质相同。
因此， 如图 2或图 3所示， 在本公开的实施例中， 可以在同一次构图工 艺中形成第三彩色层 43和所述第三滤色部分 33。
通常， 为了保证显示装置的显示效果， 应当保证经过彩色滤色层滤出的 光线的单色性， 因此应当防止彩色滤色层 3和黑矩阵 2之间漏光， 以免降低 光线的单色性。 因此， 通常， 彩色滤色层 3的一部分位于黑矩阵之上， 该部 分位于黑矩阵 2之上且直接接触黑矩阵 2， 在本公开的一个实施例中， 该部 分可为第一彩色层 41。
下面通过几个示例来进一步说明本公开的多个实施例所提供的基板的结 构。
在本公开的实施例提供的基板的一种实施方式中， 如图 1所示， 首先在 衬底基板 1上形成黑矩阵 2， 之后， 在衬底基板 1上形成第一滤色部分 31以 及覆盖黑矩阵 2的部分区域的第一彩色层 41。 之后， 在衬底基板 1上形成第 三滤色部分 33。 此时， 第三滤色部分 33和第一滤色部分 31同层设置， 并覆 盖黑矩阵的未被第一彩色层 41所覆盖的区域。最后，在衬底基板 1上形成第 二滤色部分 32和第二彩色层 42， 第二彩色层 42位于第一彩色层 41之上， 形成突起 4。 例如， 每个滤色部分的厚度为 1.0-2.0μπι， 即， 此时具有第二彩 色层 42的突起 4比其周围高出 1.0-2.0μπι。
在本公开的实施例提供的基板的另一种实施方式中， 如图 2所示， 首先 在衬底基板 1上形成黑矩阵 2，之后，形成第一滤色部分 31和第一彩色层 41， 第一彩色层 41几乎覆盖黑矩阵 2上的所有区域。之后，在衬底基板 1上形成 材质相同的第二彩色层 42和第二滤色部分 32，其中第二彩色层 42覆盖第一 彩色层 41， 形成比周围高出 1.0-2.0μπι的突起。
图 3示出了本公开的实施例提供的基板的又一种实施方式。 与图 2所图 示的情况类似， 如图 3所图示， 首先在衬底基板 1上形成黑矩阵 2， 之后， 同时形成第一滤色部分 31和第一彩色层 41。 此时黑矩阵 2的约一半区域被 第一彩色层 41所覆盖， 之后， 在衬底基板 1上形成材质相同的第二彩色层 42和第二滤色部分 32，其中第二彩色层 42覆盖第一彩色层 41以及黑矩阵 2 未被第一彩色层 41所覆盖的区域， 形成比周围高出 1.0-2.0μπι的突起。
如果此时的突起 4的高度无法满足实际需要， 该突起 4还可包括位于所 述第二彩色层 42上方的第三彩色层 43。 例如， 如图 2或图 3所图示， 所述 第三彩色层 43和所述第三滤色部分 33材质相同，第三彩色层 43位于第二彩 色层 42上方， 以增加突起 4的高度。 此时， 突起 4的高度比其周围区域高出 2.0-4.0μπι。
具有第三彩色层 43的突起具有较大的高度，可以作为主隔垫物，仅具有 第一彩色层 41和第二彩色层 42的突起具有较小的高度，可以作为辅隔垫物。 根据实际情况， 可以仅在部分突起上形成第三彩色层 43， 即仅在一些辅隔垫 物上形成第三彩色层， 作为主隔垫物。
如果该基板具有四种颜色或五种颜色甚至更多种颜色的彩色滤色层， 根 据前文的记载可知， 该突起还可具有第四彩色层甚至第五彩色层甚至更多的 彩色层。
在本公开实施例中， 若所述基板为彩膜基板， 还可以在突起 4和彩色滤 色层 3上形成保护层、液晶分子的取向层等结构，其中保护层可釆用氧化硅、 氮化硅、 氧化铪、 树脂等绝缘材料， 液晶分子的取向层可釆用聚酰亚胺层等 常见材料制成。
近年来人们对于显示装置的透光率、 分辨率、 功耗等的要求越来越高， 显示装置都在向着高透过率、 高分辨率、 低功耗等方向发展。 分辨率越高， 每一个像素单元的尺寸越小，当像素单元的边长由几十微米变为十几微米时， 像素单元的尺寸得到了大幅度的减小，此时，若黑矩阵的宽度仍然保持不变， 相对于像素单元而言， 黑矩阵将变得明显， 将会影响显示装置的显示效果。 因此， 应相应减小黑矩阵的宽度以保证显示装置的显示效果。
但是， 黑矩阵的宽度减小有可能导致阵列基板和彩膜基板之间的对盒出 现偏差， 导致漏光等不良现象， 因此位于彩膜基板上的黑矩阵的宽度不能任 意减小。 为了克服黑矩阵减小带来的漏光等不良现象， 将黑矩阵和彩色滤色 层设置在阵列基板上。 例如， 在形成数据线、 栅线、 像素单元等惯常技术中 的阵列基板所具有的结构后， 在栅线、 数据线和像素单元的薄膜晶体管 4上 方的对应位置形成黑矩阵， 之后， 在黑矩阵包围的对应像素单元的显示区域 上方形成滤色部分， 其中， 每一个滤色部分对应一个像素单元。
由于此时黑矩阵 2位于阵列基板上， 在适当减小黑矩阵 2的宽度时， 也 能保证黑矩阵 2能够充分遮挡栅线、数据线和薄膜晶体管 5等需遮光的结构， 同时减少了漏光现象发生的可能性， 在提高分辨率、 透过率的同时保证了显 示装置的显示效果。 这种技术又叫做 COA ( Color Filter on Array )技术。
但是，相对于发明人已知的阵列基板， COA阵列基板上多设置了黑矩阵 2、 彩色滤色层等结构， 导致 COA阵列基板所经历的构图工艺的次数比发明 人已知技术的阵列基板多， 这会降低 COA阵列基板的良品率。
而由于本公开实施例所提供的基板上的突起是在形成彩色滤色层的材质 相同的， 无需通过一次构图工艺来单独制备隔垫物， 使得釆用这种突起的 COA阵列基板的制作所需的构图工艺减少， 可以保证 COA阵列基板的良品 率。
本公开实施例中的基板为 COA阵列基板时， 在形成黑矩阵 2之前， 需 要在衬底基板上形成包括薄膜晶体管 5在内的多层结构， 薄膜晶体管 5主要 包括顶栅极结构和底栅极结构， 如图 4-6所示。 在下文中以底栅极结构为例 对根据本公开实施例的基板进行说明。
由于该 COA阵列基板上形成的薄膜晶体管 5为底栅极结构， 首先在衬 底基板上形成包括栅极 51、 栅线（图中未示出）等结构的图形； 在此结构的 基础之上， 通过构图工艺形成栅极绝缘层 52、 有源层 53、 同层设置的源极 54、 漏极 55 和数据线（图中未示出）等结构的图形， 至此， 薄膜晶体管 5 制备完成。 制作完成薄膜晶体管 5后， 在薄膜晶体管 5的有源层 53、 栅线、 数据线等结构上方形成黑矩阵 2， 黑矩阵 2可防止位于其下方的各个结构受 到光照， 影响各个结构的工作效果。
进一步的， 本公开实施例中的基板为 COA阵列基板时， 以 ADS型阵列 基板为例进行说明， 在形成彩色滤色层后， 还可以在阵列基板上至少形成公 共电极 8、 像素电极 10以及公共电极 8和像素电极 10之间的第一绝缘层 9。 因此， 如果突起 4仅包括第一彩色层 41和第二彩色层 42两层彩色层， 则突 起 4还包括位于所述第二彩色层 42上方的第一绝缘层 9， 即如图 4所示。
另外， 如果突起 4还包括位于第二彩色层 42之上的第三彩色层 43， 则 如图 5和图 6所示，第一绝缘层 8位于第三彩色层 43上， 即所述突起 4还包 括位于所述第三彩色层 43上方的第一绝缘层 9。
同时， 如图 4-6所示， 突起还可包括位于所述第二彩色层 42或者第三彩 色层 43上方的一层或两层导电层， 该导电层是形成公共电极 8 (图 4-6中以 导电层仅有一层且为公共电极 8为例）和 /或像素电极 10时保留在突起 4上 的， 可釆用氧化铟锡或氧化铟辞等材质， 并不承载导电作用， 仅用于保持突 起和其周围之间的高度差。
进一步的， 在形成 COA阵列基板的过程中， 有时候会在形成像素单元 的薄膜晶体管 5后， 形成一层平坦层 7， 如图 4-6所示， 以平坦像素区域， 减小形成后续结构的难度。 根据平坦层 7所选用的材质不同， 其粘度不同。 一般的， 形成平坦层的树脂的粘度范围为 5~8厘帕斯卡 ·秒（cps ) ， 其中， 选择粘度高并控制低转速可增高突起的高度， 例如最高可增高 1.5μπι; 相应 的， 选择粘度较低并提高转速可降低突起的高度， 由此， 可进一步调节突起 的高度， 使其符合要求。
由于平坦层 7通常釆用可釆用氧化硅、 氮化硅、 氧化铪、 树脂等绝缘材 料， 在本公开实施例中可称为第二绝缘层 7。 即如图 4所示， 所述突起 4还 包括位于所述第二彩色层 42上方的第一绝缘层 9， 如图 4所示； 或者， 所述 突起可以只包括第一绝缘层 9和第二绝缘层 7中的一个， 或是如图 5或 6所 示，所述突起 4还包括位于所述第三彩色层 43上方的第一绝缘层 9和第二绝 缘层 7。
进一步的， 在本公开中还提供了一种包括上述基板的显示装置， 所述显 示装置可以为任何具有显示功能的产品或部件， 例如液晶面板、 电子纸、 手 机、 平板电脑、 电视机、 显示器、 笔记本电脑、 数码相框、 导航仪等。
实施例二
本公开实施例还提供了一种制备根据实施例一的基板的方法， 所述制备 方法包括：
步骤 S101、 在衬底基板上形成黑矩阵。
步骤 S102、在衬底基板上形成彩色滤色层的第一滤色部分和位于所述黑 矩阵上方的第一彩色层， 所述第一彩色层与所述第一滤色部分材质相同。
步骤 S103、形成所述彩色滤色层的第二滤色部分和位于所述第一彩色层 上方的第二彩色层， 所述第二彩色层与所述第二滤色部分材质相同。
由于第一彩色层 41和第一滤色部分 31的材质相同，第一彩色层 41和第 一滤色部分 31可在同一次构图工艺中形成； 类似的， 第二彩色层 42和第二 滤色部分 32可在同一构图工艺中形成。
如图 1所示， 首先在衬底基板 1上形成黑矩阵 2， 之后， 形成第一滤色 部分 31 以及覆盖黑矩阵 2的部分的第一彩色层 41。 之后， 在衬底基板 1上 形成第三滤色部分 33。 此时， 第三滤色部分 33和第一滤色部分 31不仅同层 设置， 并且覆盖黑矩阵的未被第一彩色层 41所覆盖的区域。 最后， 在衬底基 板上形成第二滤色部分 32和第二彩色层 42， 形成突起 4。 例如，每个滤色部 分的厚度为 1.0-2.0μπι， 即， 此时具有第二彩色层 42的突起 4比其周围高出 1.0-2.0μπι。 在步骤 S103之后， 如果突起 4的高度不理想，还可在某些或全部突起 4 上形成第三彩色层 43， 如图 2或图 3所示。 该基板的制备方法还可包括： 步骤 S104、形成第三种颜色的彩色滤色层和位于所述第二彩色层上方的 第三彩色层， 所述第三彩色层与所述第三滤色部分材质相同。
类似的， 第三彩色层 43和第三滤色部分 33可在同一构图工艺中形成。 显然， 同时具有第一彩色层 41、 第二彩色层 42和第三彩色层 43的突起 4比仅具有第一彩色层 41和第二彩色层 42的突起 4的高度要高， 因此， 同 时具有第一彩色层 41、第二彩色层 42和第三彩色层 43的突起 4可作为主隔 垫物， 相应的， 仅具有第一彩色层 41和第二彩色层 42的突起 4可作为辅隔 垫物。
之后， 由图 4-6可知， 若是该基板为 COA阵列基板， 由于在形成彩色滤 色层之后， 还需要在 COA基板上形成多层结构， 因此， 该基板的制备方法 还包括：
步骤 S105、 形成包括第一绝缘层， 或第一绝缘层和第二绝缘层的图形。 由于本公开实施例中的基板为 COA阵列基板，以 ADS型阵列基板为例， 在形成彩色滤色层后， 还需在阵列基板上至少形成公共电极 8、 像素电极 10 以及公共电极 8和像素电极 10之间的第一绝缘层 9， 如图 4-6所示， 该第一 绝缘层 9具体位于最上层的彩色层的上方， 即如图 4所示， 第一绝缘层 9位 于第二彩色层 42上方， 而在图 5和图 6中， 第一绝缘层 9位于第三彩色层 43上。
在形成 COA阵列基板的过程中， 有时候会在形成像素单元的薄膜晶体 管 5后， 形成一层平坦层 7， 如图 4-6所示， 以平坦像素区域， 减小形成后 续结构的难度。 根据平坦层 7所选用的材质不同， 其粘度不同。 通常， 粘度 大的平坦层 7可增高突起的高度， 最后可以加高最多 1.5μπι; 相应的， 粘度 较低的平坦层 7可降低突起的高度。 通过选用不同材质的平坦层 7， 可进一 步调节突起的高度， 使其符合要求。
由于平坦层 7通常釆用可釆用氧化硅、 氮化硅、 氧化铪、 树脂等绝缘材 料， 在本公开实施例中可称为第二绝缘层。
步骤 S106、 形成包括导电层的图形。
如图 4-6所示，突起还可包括位于所述第二彩色层 42上方的一层或两层 导电层， 该导电层是形成公共电极 8 (图 4-6中以导电层仅有一层且为公共 电极 8为例）和 /或像素电极 10时保留在突起 4上的， 可釆用氧化铟锡或氧 化铟辞等材质， 并不具有导电作用， 仅用于保持突起和其周围结构之间的高 度差。
而由于本公开实施例所提供的基板上的突起是在形成彩色滤色层的材质 相同的， 无需通过一次构图工艺来单独制备隔垫物， 使得可以减少制备釆用 这种突起的 COA阵列基板的制作所需的构图工艺，并保证 COA阵列基板的 良品率。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式， 而非用于限制本公开的保护范 围， 本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
本申请要求于 2013年 12月 3日递交的中国专利申请第 201310642155.0 号的优先权， 在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一 部分。

Claims

权利要求书
1、一种基板， 包括黑矩阵和彩色滤色层， 所述彩色滤色层至少包括颜色 不同的第一滤色部分、 第二滤色部分和第三滤色部分， 其中， 所述基板还包 括位于所述黑矩阵上的突起， 所述突起至少包括第一彩色层和位于所述第一 彩色层上方的第二彩色层， 所述第一彩色层和所述第一滤色部分材质相同， 所述第二彩色层和所述第二滤色部分材质相同。
2、根据权利要求 1所述的基板， 其中， 所述突起还包括位于所述第二彩 色层上方的第三彩色层， 所述第三彩色层和所述第三滤色部分材质相同。
3、根据权利要求 1或 2所述的基板， 其中， 所述突起还包括位于所述第 二彩色层上方的第一绝缘层和 /或第二绝缘层。
4、根据权利要求 2所述的基板， 其中， 所述突起还包括位于所述第三彩 色层上方的第一绝缘层和 /或第二绝缘层。
5、根据权利要求 1至 4中任何一项所述的基板， 其中， 所述突起还包括 位于所述第二彩色层上方的导电层。
6、根据权利要求 2所述的基板， 其中， 所述突起还包括位于所述第三彩 色层上方的导电层。
7、 一种显示装置， 其包括如权利要求 1-6任一项所述的基板。
8、 一种基板的制备方法， 其中， 所述制备方法包括：
形成黑矩阵；
形成彩色滤色层的第一滤色部分和位于所述黑矩阵上方的第一彩色层， 所述第一彩色层与所述第一滤色部分材质相同；
形成所述彩色滤色层的第二滤色部分和位于所述第一彩色层上方的第二 彩色层， 所述第二彩色层与所述第二滤色部分材质相同。
9、 根据权利要求 8所述的制备方法， 其还包括：
形成第三种颜色的彩色滤色层和位于所述第二彩色层上方的第三彩色 层， 所述第三彩色层与所述第三滤色部分材质相同。
10、 根据权利要求 8或 9所述的制备方法， 其还包括：
形成包括第一绝缘层和 /或第二绝缘层的图形。
11、 根据权利要求 8或 9所述的制备方法， 其还包括： 形成包括导电层的图形
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