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CN102830535A - 一种显示装置、彩膜基板及其制备方法 - Google Patents

一种显示装置、彩膜基板及其制备方法 Download PDF

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CN102830535A
CN102830535A CN2012103072021A CN201210307202A CN102830535A CN 102830535 A CN102830535 A CN 102830535A CN 2012103072021 A CN2012103072021 A CN 2012103072021A CN 201210307202 A CN201210307202 A CN 201210307202A CN 102830535 A CN102830535 A CN 102830535A
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BOE Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明的实施例提供了一种显示装置、彩膜基板及其制备方法，涉及显示设备领域，能够避免混色现象。所述彩膜基板包括基板和设置在所述基板上的黑矩阵及多个彩色滤色片，所述黑矩阵限定多个空间用于容纳所述多个彩色滤色片，在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽；所述凹槽连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间。本发明可用于制备彩膜基板。

Description

一种显示装置、彩膜基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示设备领域，尤其涉及一种显示装置、彩膜基板及其制备方法。
背景技术
彩膜基板为液晶显示装置彩色化的关键组件。在彩膜基板的制造工艺中，喷墨印刷法不需要多腔体的真空设备，具有工艺简单、成本低的优势，因而逐渐成为彩膜基板制造工艺的一种主要方式。
在喷墨印刷工艺中，彩膜基板的形成是通过喷嘴将彩色光刻胶喷涂于已具有黑矩阵的基板上完成的，在黑矩阵之间限定了多个有序的凹陷空间，用于容纳彩色光刻胶以形成彩色滤色片。在该工艺过程中，容易由于个别喷嘴的异常，导致在某些彩色滤色片位置的喷墨量不均，进而使得形成的各个彩色滤色片的厚度不均。更为严重的，当某些彩色滤色片位置处的喷墨量过大时，彩色光刻胶会溢出到相邻但不同颜色的彩色滤色片位置处，形成两种颜色的光刻胶材料交叠的区域，该区域在液晶显示时会产生混色等异常现象。
发明内容
本发明的实施例的主要目的在于，提供一种显示装置、彩膜基板及其制备方法，用于避免混色现象。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种彩膜基板，包括基板和设置在所述基板上的黑矩阵及多个彩色滤色片，所述黑矩阵限定多个空间用于容纳所述多个彩色滤色片，在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽；所述凹槽连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间。
一种显示装置，包括本发明实施例提供的彩膜基板。
一种本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：提供一基板；
步骤2：通过构图工艺在所述基板上形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，所述多个空间用于容纳多个彩色滤色片，所述凹槽设置在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上并且连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间；
步骤3：在所述黑矩阵限定的多个空间中形成多个彩色滤色片。
本发明实施例提供的显示装置、彩膜基板及其制备方法，在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽，所述凹槽连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间，使得由于喷嘴异常而在所述空间中喷射的过多的彩色光刻胶通过所述凹槽溢出容纳相同颜色彩色滤色片的空间中，从而避免了过多的彩色光刻胶流通到容纳不同颜色彩色滤色片的空间，实现彩色光刻胶在多个空间中均匀分配，进而避免混色等显示问题。同时由于本发明设计的凹槽能够连通容纳相同颜色彩色滤色片的空间，当某空间中喷射了过多的彩色光刻胶时，多余的彩色光刻胶可通过凹槽流通到其他容纳相同颜色彩色滤色片的空间，使得形成的彩色滤色片具有均一的厚度，进一步提高了显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的彩膜基板的平面图；
图2a、2b和2c为图1中的彩膜基板沿A-A的截面图；
图3为本发明另一实施例提供的彩膜基板的平面图；
图4为本发明又一实施例提供的彩膜基板的平面图；
图5为本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图；
图6为本发明另一实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图；
图7为本发明又一实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图；
图8a-8e为图6中彩膜基板制备方法的各步骤示意图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明实施例提供的显示装置、彩膜基板及其制备方法进行详细描述。
本发明实施例提供了一种彩膜基板10，如图1、图2a和图3所示，包括基板101和设置在基板101上的黑矩阵102及多个彩色滤色片103，所述黑矩阵102限定多个空间104，所述多个空间104用于容纳所述多个彩色滤色片103，其中，每个空间104对应容纳一块彩色滤色片103。例如，如图1所示，其中空间1041容纳红色（图中示为R）的彩色滤色片1031，空间1042容纳红色的彩色滤色片1032。需要说明的是，为了简便，图1、图2a和图3仅示出了彩膜基板10的一部分。
此外，在容纳相同颜色彩色滤色片103的空间104之间的黑矩阵区域上设置有凹槽1021。凹槽1021处的黑矩阵厚度比黑矩阵102上除凹槽1021外的其他区域1022（例如位于基板101边缘位置的黑矩阵区域和不同颜色彩色滤色片103之间的黑矩阵区域）处的厚度小，以连通容纳相同颜色彩色滤色片103的空间104。具体以图1为例，在均容纳有红色彩色滤色片1031、1032的空间1041、1042之间的黑矩阵区域上设置有凹槽1021。其中，红色的彩色滤色片仅为示例，还可以绿色、蓝色或其他颜色的彩色滤色片。
如图2b所示，在通过喷墨印刷法形成彩色滤色片的过程中，由于喷嘴异常而在空间1044中喷射的过多的彩色光刻胶通过所述凹槽1021溢出到容纳相同颜色彩色滤色片1032的空间1042中，使得由凹槽1021连通的空间1044、1042中的彩色滤色片的厚度趋于一致，如图2c所示。
在所述黑矩阵102上设置有至少一个连通容纳相同颜色彩色滤色片的空间的凹槽1021。优选的，可在每两个相邻的容纳相同颜色彩色滤色片103的空间104之间的黑矩阵区域上均设置有凹槽1021，以使整个彩膜基板10上的相同颜色的彩色滤色片的厚度趋于一致。当然，本发明实施例对此不作限定，本领域技术人员可根据本领域公知常识或常用技术手段设置适宜数量的凹槽1021。
可以理解的是，本发明实施例对凹槽1021连通的相同颜色的彩色滤色片空间104的相对位置及在彩膜基板10上多个空间104的整体排布方式均不作具体限定，图1至图3示出的内容仅为示例说明，本领域技术人员可根据公知常识或常用技术手段设置为其他具体形式。
此外，除了上述黑矩阵102及彩色滤色片103，在所述彩膜基板10上还可设置有其他元件层。可选的，如图2a所示，彩膜基板10设置有平坦层（Over Coat，OC）105。本发明实施例对此不作限定，本领域技术人员可根据公知常识或常用技术手段设置其他元件，如导电层（例如氧化铟锡层）等。
本发明实施例提供的彩膜基板，在容纳相同颜色彩色滤色片103的空间104之间的黑矩阵区域上设置有凹槽1021，所述凹槽1021连通所述容纳相同颜色彩色滤色片103的空间，例如图2a中的空间1044和1042，这样在通过喷墨印刷法形成彩色滤色片103的过程中，使得由于喷嘴异常而在空间1044中喷射的过多的彩色光刻胶通过所述凹槽1021溢到容纳相同颜色彩色滤色片的空间1042中，从而避免了过多的彩色光刻胶流通到容纳不同颜色彩色滤色片的空间，实现彩色光刻胶在多个空间中均匀分配，进而避免混色等显示问题。同时由于本发明设计的凹槽能够连通容纳相同颜色彩色滤色片的空间，当某空间中喷射了过多的彩色光刻胶时，多余的彩色光刻胶可通过凹槽流通到其他容纳相同颜色彩色滤色片的空间，进一步提高了显示效果。
优选的，在发明提供的一个实施例中，如图1和图3所示，在相邻或相近的容纳相同颜色彩色滤色片103的空间104之间的黑矩阵区域上设置有凹槽1021，以尽量减少凹槽1021的长度，简化彩膜基板10的制作工艺。当然，在本发明提供的其他实施例中，还在具有其他位置关系的容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽，例如被凹槽连通的两个空间并不是相邻的，而是相隔若干个其他空间。
优选的，本发明提供的另一个实施例中，如图4所示，多个空间104呈阵列排布，并且所述阵列每列上的空间104容纳相同颜色的彩色滤色片103。按从左到右的顺序，呈阵列排布的多个空间104的第一列均容纳红色（图中示为R）彩色滤色片，第二列均容纳绿色（图中示为G）彩色滤色片，第三列均容纳蓝色（图中示为B）彩色滤色片。则如图4所示，所述凹槽1021设置在所述阵列每列上的空间104之间的黑矩阵区域上。这样形成的凹槽1021的长度最短，简化彩膜基板10的制作工艺。当然，在本发明提供的其他实施例中，所述基板10上多个空间还可采用其他排布方式。例如，所述多个空间104呈阵列排布，每一列的彩色滤色片的颜色并不完全相同。阵列每一排的彩色滤色片与相邻排的同种颜色的彩色滤色片错开一到两个位置，如图3所示，图示第一排彩色滤色片的颜色依次为红（R）、绿（G）、蓝（B）、红（R），第二排彩色滤色片的颜色依次为绿（G）、蓝（B）、红（R）、绿（G）。则凹槽1021可斜向地设置在所述空间阵列的第一排和第二排之间。
优选的，在本发明提供的又一实施例中，所述凹槽1021设置在所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域的中间位置，如图1和图3所示。彩色光刻胶经过凹槽1021首先流通到所要流进的空间104的中间位置，然后再逐渐向空间104的两侧蔓延，能够在彩色光刻胶未固化前，尽快地在空间104中分布均匀。这样设置的凹槽1021使形成的彩色滤色片的厚度更加均一，提高显示效果。
优选的，在本发明提供的又一实施例中，所述凹槽的宽度为所述空间宽度的1/3~4/5。适宜的空间宽度保证彩色光刻胶的流通畅通，并且简化制作工艺。
优选的，在本发明提供的又一实施例中，所述凹槽的深度为所述空间深度的1/4~1/2。适宜的空间深度保证彩色光刻胶的流通畅通，并且简化制作工艺。
与本发明实施例提供的彩膜基板相对应的，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明实施例提供的彩膜基板。所述显示装置可以为：液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例提供的液晶面板，由于采用了本发明实施例提供的彩膜基板，因而具有厚度均一的彩色滤色片，并且避免了不同颜色的彩色滤色片的混色现象，能够进一步提高显示效果。
与本发明实施例提供的彩膜基板相对应的，本发明实施例还提供了一种所述彩膜基板的制备方法，如图5所示，包括：
步骤1：提供一基板；
优选的为玻璃、石英、透明树脂基板，所述基板经过清洗工艺待用。当然本发明实施例对此不作限定，本领域技术人员可根据公知常识或常用技术手段选择其他类型的基板。
步骤2：通过构图工艺在所述基板上形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，所述多个空间用于容纳多个彩色滤色片，所述凹槽设置在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上并且连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间；
在本步骤中，通过构图工艺形成所述多个空间和凹槽。其中，形成所述黑矩阵的材料可以为黑色树脂，也可以为钼、铬、铝等金属。本发明实施例对此不作限定。
步骤3：在所述黑矩阵限定的多个空间中形成多个彩色滤色片。
优选的，在本步骤中，通过喷墨印刷法将彩色光刻胶喷涂于已形成有带凹槽的黑矩阵的多个空间中，以形成多个彩色滤色片。在该步骤中，当出现个别喷嘴异常，导致某些空间中彩色光刻胶的喷墨量不均匀时，例如过大或过小，喷墨量较多的空间中的彩色光刻胶可通过所述凹槽流通到其他喷涂相同颜色彩色光刻胶的空间中。例如图2b所示，空间1044处的喷墨量过大，通过凹槽流通到与其连通的空间1042中。空间1042还可进一步通过凹槽流通到空间1041中。最终如图2c所示，各空间1041、1042、1044中的彩色光刻胶的量趋于一致，使形成的彩色滤色片的厚度均一。
本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法，通过构图工艺在所述基板上形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，所述多个空间用于容纳多个彩色滤色片，所述凹槽设置在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上并且连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间，使得由于喷嘴异常而在所述空间中喷射的过多的彩色光刻胶通过所述凹槽溢到容纳相同颜色彩色滤色片的空间中，从而避免了过多的彩色光刻胶流通到容纳不同颜色彩色滤色片的空间，实现彩色光刻胶在多个空间中均匀分配，进而避免混色等显示问题。同时由于本发明设计的凹槽能够连通容纳相同颜色彩色滤色片的空间，当某空间中喷射了过多的彩色光刻胶时，多余的彩色光刻胶可通过凹槽流通到其他容纳相同颜色彩色滤色片的空间，使得形成的彩色滤色片具有均一的厚度，进一步提高了显示效果。
在本发明提供的另一个实施例中，采用金属材料制备所述限定有多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，则如图6所示，步骤2具体包括：
21、在所述基板上形成金属层；
例如采用钼、铬、铝等金属材料在所述基板101上溅射形成金属层110，如图8a所示。
22、在所述金属层上涂覆光刻胶；
如图8a所示，为形成有金属层110和光刻胶106的基板101的示意图。
23、采用半色调或灰色调掩模板对所述光刻胶进行曝光；
在本步骤中，采用半色调或灰色调掩模板，控制所述光刻胶不同位置的曝光量，对光刻胶分区域进行不同程度的曝光。
24、对曝光后的光刻胶进行显影，使容纳彩色滤色片的空间区域的光刻胶经显影完全去除，黑矩阵区域的光刻胶经显影全部保留，凹槽区域的光刻胶经显影部分保留；
在本步骤中，对所述光刻胶进行显影，以去除容纳彩色滤色片的空间区域的全部光刻胶和凹槽区域的部分光刻胶，保留黑矩阵区域的全部光刻胶，从而使余下的光刻胶具有两种不同的厚度。
在本步骤中，如图8b所示，通过曝光工艺和显影工艺去除容纳彩色滤色片的空间区域的全部光刻胶，该容纳彩色滤色片的空间区域的光刻胶覆盖的金属层对应图2a中的多个空间的104。在本步骤中，还去除了凹槽区域的部分光刻胶，该凹槽区域的光刻胶覆盖的金属层对应图2a中的凹槽1021。在本步骤中，黑矩阵区域的光刻胶经显影全部保留，该黑矩阵区域的光刻胶覆盖的金属层对应图2a中的黑矩阵102上除凹槽1021外的其他区域1022。最后余下的光刻胶具有两种不同的厚度，其中具有厚度较小的光刻胶覆盖的金属层对应于图2a中的凹槽1021，具有厚度较大的光刻胶覆盖的金属层对应于图2a中的黑矩阵102上除凹槽1021外的其他区域1022。
25、对所述金属层进行刻蚀，去除所述容纳彩色滤色片的空间区域的金属层形成多个空间；
如图8c所示，在基板上形成了多个空间104。
26、对余下的光刻胶进行灰化，以去除所述凹槽区域的光刻胶；
在本步骤中，灰化上层光刻胶，以去除所述剩余的厚度较小的光刻胶，即所述凹槽区域的光刻胶，余下剩余的厚度较大的光刻胶。
如图8d所示，将厚度较小的与图2a中的凹槽1021对应的金属层110上的光刻胶去掉，以进行后续的刻蚀工艺。
27、对所述形成有多个空间的金属层进行刻蚀，部分去除所述凹槽区域的金属层形成凹槽；
在本步骤中，对光刻胶灰化掉的区域暴露出的金属层进行刻蚀，部分去除所述凹槽区域的金属层，形成凹槽。
28、对剩下的光刻胶进行剥离，形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵。
如图8e所示，在所述基板上形成了具有多个空间104和多个凹槽1021的黑矩阵102。
在本发明提供的另一个实施例中，采用黑色树脂材料制备所述限定有多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，则如图7所示，步骤2具体包括：
31、在所述基板上形成黑色树脂层；
32、采用半色调或灰色调掩模板对所述黑色树脂层进行曝光；
33、对曝光后的黑色树脂层进行显影，使容纳彩色滤色片的空间区域的黑色树脂层经显影完全去除，黑矩阵区域的黑色树脂层经显影全部保留，凹槽区域的黑色树脂层经显影部分保留，形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵。
本实施例提供的彩膜基板的制备方法步骤2，与上述实施例中的步骤22-24中的部分相类似，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，包括基板和设置在所述基板上的黑矩阵及多个彩色滤色片，所述黑矩阵限定多个空间用于容纳所述多个彩色滤色片，其特征在于，
在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽；
所述凹槽连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，在相邻或相近的所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上设置有凹槽。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，
所述多个空间呈阵列排布，并且所述阵列每列上的空间容纳相同颜色的彩色滤色片；
所述凹槽设置在所述阵列每列上的空间之间的黑矩阵区域上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述凹槽设置在所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域的中间位置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述凹槽的宽度为所述空间宽度的1/3~4/5。
6.根据权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述凹槽的深度为所述空间深度的1/4~1/2。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的彩膜基板。
8.一种权利要求1-6所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：提供一基板；
步骤2：通过构图工艺在所述基板上形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵，所述多个空间用于容纳多个彩色滤色片，所述凹槽设置在容纳相同颜色彩色滤色片的空间之间的黑矩阵区域上并且连通所述容纳相同颜色彩色滤色片的空间；
步骤3：在所述黑矩阵限定的多个空间中形成多个彩色滤色片。
9.根据权利要求8所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
在所述基板上形成金属层；
在所述金属层上涂覆光刻胶；
采用半色调或灰色调掩模板对所述光刻胶进行曝光；
对曝光后的光刻胶进行显影，使容纳彩色滤色片的空间区域的光刻胶经显影完全去除，黑矩阵区域的光刻胶经显影全部保留，凹槽区域的光刻胶经显影部分保留；
对所述金属层进行刻蚀，去除所述容纳彩色滤色片的空间区域的金属层形成多个空间；
对余下的光刻胶进行灰化，以去除所述凹槽区域的的光刻胶；
对所述形成有多个空间的金属层进行刻蚀，部分去除所述凹槽区域的金属层形成凹槽；
对剩下的光刻胶进行剥离，形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵。
10.根据权利要求8所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
在所述基板上形成黑色树脂层；
采用半色调或灰色调掩模板对所述黑色树脂层进行曝光；
对曝光后的黑色树脂层进行显影，使容纳彩色滤色片的空间区域的黑色树脂层经显影完全去除，黑矩阵区域的黑色树脂层经显影全部保留，凹槽区域的黑色树脂层经显影部分保留，形成限定多个空间和设置有凹槽的黑矩阵。
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