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CN107861285B - 一种彩膜基板及其制备方法 - Google Patents

一种彩膜基板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板及其制备方法，所述彩膜基板包括：基板；彩色色阻，制备于所述基板表面；以及挡墙，制备于所述基板表面，并定义出所述彩色色阻的相应区域；其中，在不同颜色的所述彩色色阻之间的所述挡墙包括互相独立的子挡墙，所述子挡墙至少包括相互平行且相对设置的第一子挡墙与第二子挡墙，所述第一子挡墙具有第一预定亲疏液性，所述第二子挡墙具有第二预定亲疏液性；以解决打印彩色色阻时出现混色，以及显示面板出现色度偏差的问题。

Description

一种彩膜基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制备方法。
背景技术
TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)彩色滤光片的制作目前基本都是利用负型光阻涂布，曝光，显影的方式形成画素，然而这样的方式对于彩色滤光片所包含的各层(黑色矩阵、红、绿、蓝以及间垫物)光阻原料都造成极大的浪费。基于此，喷墨打印这种高效率高光阻利用率方法被研究用于彩色滤光片的制作。喷墨打印彩色滤光片是通过在非像素开口区制作当作防止红绿蓝(RGB)色阻混色的挡墙(sidewall)，再用喷墨打印的方法在对应像素开口区打印红绿蓝三种色阻的油墨，从而可以实现光阻的高效利用且可以省去曝光显影等制程，将彩色滤光片的制作极大地简单化。
但是，用喷墨打印的方式制作彩色滤光片由于挡墙与RGB色阻接触角的问题容易出现图1中的三种问题；如图1a所示，挡墙102的材料属于疏水型，打印RGB色阻101无法与所述挡墙102很好的接触，从而所述RGB色阻101固化后膜层会形成中间厚两边薄的“凸”形结构(profile)，背光通过厚薄不均的RGB膜层其色度会出现差异。
如图1b所示，挡墙102的材料与RGB色阻101的接触角在90°左右时，所述RGB色阻101极易流入其他像素区域(R色阻流入G和B像素区，G色阻流入B像素区)，从而会出现RGB混色的问题。
如图1c所示，挡墙102的材料属于亲液型，此时RGB色阻101会形成两边厚中间薄的“凹”字形profile，同样会出现类似图1a中的色度偏差问题。同时，如若是超亲液材料的话也会出现类似图1b中的流入其他像素区域导致混色的问题。
另外，由于喷墨打印液滴的打印轨迹通常无法控制到100％精准，因此，在打印过程中，不可避免的会出现有少数液滴会落到非目标像素区域。而打印机台能控制精度范围一般在3～5um，由此可知，偏离轨迹的打印液滴更大可能的会滴落在挡墙区域。而由于液滴的流动性，极有可能挡墙上的液滴会流至邻像素区域，同样会造成混色的问题。另外，若两种颜色色阻在挡墙上堆叠，那么很有可能会出现堆叠区高度超过画素开口区高度的状况，进而由于平坦度不佳而影响后续液晶配向。
综上所述，现有技术的彩膜基板，在打印RGB色阻时容易出现混色，或者导致显示面板出现色度偏差，以及不同颜色彩膜在交界处堆叠易造成突起进而影响后续液晶配向。
发明内容
本发明提供一种彩膜基板及其制备方法，能够大大降低打印彩色色阻时出现混色、堆叠，以及显示面板出现色度偏差的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种彩膜基板，所述彩膜基板包括：
基板；
彩色色阻，制备于所述基板表面；以及
挡墙，制备于所述基板表面，并定义出所述彩色色阻的相应区域；
其中，在不同颜色的所述彩色色阻之间的所述挡墙包括互相独立的子挡墙，所述子挡墙至少包括相互平行且相对设置的第一子挡墙与第二子挡墙，所述第一子挡墙具有第一预定亲疏液性，所述第二子挡墙具有第二预定亲疏液性。
根据本发明一优选实施例，所述挡墙为黑色矩阵光阻。
根据本发明一优选实施例，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙的宽度相等。
根据本发明一优选实施例，所述第一子挡墙/所述第二子挡墙的宽度为4～8um，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间距离为4～10um。
根据本发明一优选实施例，所述第一子挡墙/所述第二子挡墙的宽度为5～6um，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间的距离为5～8um。
本发明还提供一种制备上述彩膜基板的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S201：提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上涂布一层第一光阻，控制所述第一光阻的表面能及亲疏液性，使所述第一光阻与彩色色阻的接触角在60°～90°之间，再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述第一光阻中10％至90％的溶剂；
步骤S202：利用曝光显影制程对所述第一光阻进行图案化处理形成第一子挡墙，所述第一子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S203：将显影后得到的所述第一子挡墙进行亲液性处理，使所述第一子挡墙与所述彩色色阻的接触角小于15°；
步骤S204：在所述玻璃基板上涂布一层所述第一光阻，控制所述第一光阻的表面能及亲疏液性，使所述第一光阻与所述彩色色阻的接触角在60°～90°之间，再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述第一光阻中10％至90％的溶剂；
步骤S205：重复使用形成所述第一子挡墙的掩膜板，在偏移所述第一子挡墙4～10um处的位置进行曝光，再经过显影制程后形成第二子挡墙，所述第二子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S206：用喷射打印的方式于像素开口区打印所述彩色色阻。
根据本发明一优选实施例，所述步骤S203中还包括，通过波长为162～182nm的极紫外光照射所述第一子挡墙，使所述第一子挡墙与所述彩色色阻的接触角由70°～80°变到小于15°。
根据本发明一优选实施例，所述掩膜板对应所述第一子挡墙和/或所述第二子挡墙的部位的透光率为100％，所述掩膜板的其他部位的透光率为0％。
根据本发明一优选实施例，所述第一光阻为黑色矩阵光阻，所述第一光阻与所述彩色色阻的接触角为70°～80°，所述第一子挡墙和/或所述第二子挡墙的宽度为5～6um。
根据本发明一优选实施例，所述步骤S205中，所述掩膜板偏移所述第一子挡墙的距离为5～8um。
本发明的有益效果为：相较于现有技术的彩膜基板，本发明的彩膜基板，通过将不同的彩色色阻间的挡墙设置为至少两个独立的平行且相对设置的子挡墙，相邻两子挡墙之间的间隙用以存储溢出显示区或者滴落在显示区外的彩色色阻，以免出现混色现象；将至少两子挡墙分别设置为亲液型和疏液型，当打印的彩色色阻量略超出挡墙高度时，彩色色阻均会统一流向亲液性的子挡墙一侧，从而在两条子挡墙的中间仅会存在一种颜色色阻，进一步强化挡墙防止混色功能；同时不同亲疏水性挡墙也可以防止不同颜色彩膜在交界处堆叠造成的突起。
附图说明
为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a-图1c为现有技术的三种类型的彩膜基板结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的彩膜基板曝光制程的示意图；
图3为本发明实施例一提供的彩膜基板结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的彩膜基板制备流程图；
图5为本发明实施例二提供的彩膜基板曝光制程示意图；
图6为本发明实施例二提供的彩膜基板结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明针对现有技术的彩膜基板，在打印彩色色阻时容易出现混色，或者导致显示面板出现色度偏差，以及不同颜色彩膜在交界处堆叠易造成突起进而影响后续液晶配向的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的彩膜基板及其制备方法。
本发明实施例一提供的彩膜基板的制备方法包括以下步骤：
步骤S101、用本行业黄光制程常用的涂布方法在玻璃基板上涂布一层黑色矩阵光阻，控制所述黑色矩阵光阻表面能及亲疏液性，使其与彩色色阻的接触角在60°～90°之间，优选为70～80°。涂布后再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述黑色矩阵光阻中10％至90％的溶剂。
步骤S102、曝光和显影制程对所述黑色矩阵光阻进行图案化处理形成挡墙，所述挡墙定义出像素开口区，所述挡墙包括互相平行且相对设置的第一子挡墙与第二子挡墙，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙的宽度均为4～8um，优选为5～6um；所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间的距离为4～10um，优选为5～8um。
步骤S103、用喷射打印的方式于所述像素开口区打印所述彩色色阻，当所述彩色色阻滴落精度不佳或者略过量时则会流入至所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间的空隙处。
如图2所示，本发明实施例一提供的彩膜基板曝光制程的示意图，在曝光制程之前，玻璃基板201上涂布有一层黑色矩阵光阻202。曝光制程中，使用光刻掩膜板203，其中所述掩膜板203对应第一子挡墙2021和第二子挡墙2022的相应位置处UV光透过率为100％，宽度为4～8um，优选为5～6um；其余位置的UV光透过率为0％，所述掩膜板203对应所述第一子挡墙2021和所述第二子挡墙2022之间的间隙区域的宽度为4～10um，优选为5～8um。经过UV光照后，进行显影制程，在透光处的所述黑色矩阵光阻202发生交联反应而不会被碱性显影液溶解，未被光照的部分则可溶于碱性显影液中，从而通过一次曝光显影后得到双挡墙。其中，本实施例的黑色矩阵光阻为负性，但并不限于此，还可为正性，也可为其他类型的黑色遮光材料。
如图3所示，本发明实施例一提供的彩膜基板结构示意图，所述彩膜基板包括基板301，挡墙304，制备于所述基板301表面，并定义出彩色色阻的相应区域；彩色色阻，制备于所述基板301表面；其中，在不同颜色的所述彩色色阻之间的所述挡墙304包括互相独立的子挡墙，所述子挡墙至少包括相互平行且相对设置的第一子挡墙3041与第二子挡墙3042，所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042的宽度相等均为4～8um，所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042之间的距离为4～10um，优选的，所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042的宽度相等，均为5～6um。在打印彩色色阻时为避免子像素边缘漏光，通常相邻两彩色像素膜层之间会延伸至部分交叠。例如，绿色色阻303与蓝色色阻302延伸至所述挡墙304，过量的所述绿色色阻303与所述蓝色色阻302便会流入所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042之间交叠/不交叠。不同所述彩色色阻之间皆如此，由于所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042的宽度较窄，所以所述第一子挡墙3041与所述第二子挡墙3042之间有足够的空间存储过量的所述彩色色阻，从而避免不同颜色彩膜在交界处堆叠造成的突起。由于所述挡墙304的阻隔作用，同时也避免不同子像素间出现混色现象。
另外，由于喷射打印液滴的打印轨迹通常无法控制到100％精准，因此，在打印过程中，不可避免的会出现有少数液滴会落到非目标像素区域。而由于液滴的流动性，极有可能挡墙上的液滴会流至邻像素区域造成混色。本发明的所述挡墙304具有相互独立的所述子挡墙，少数液滴会落到所述子挡墙之间的间隙中，即便落到所述子挡墙上的液滴流动，也不会流至邻像素区域。
本发明实施例二提供的彩膜基板的制备方法如图4所示，包括以下步骤：
步骤S201：提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上涂布一层第一光阻，控制所述第一光阻的表面能及亲疏液性，使所述第一光阻与彩色色阻的接触角在60°～90°之间，再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述第一光阻中10％至90％的溶剂；
步骤S202：利用曝光显影制程对所述第一光阻进行图案化处理形成第一子挡墙，所述第一子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S203：将显影后得到的所述第一子挡墙进行亲液性处理，使所述第一子挡墙与所述彩色色阻的接触角小于15°；
步骤S204：在所述玻璃基板上涂布一层所述第一光阻，控制所述第一光阻的表面能及亲疏液性，使所述第一光阻与所述彩色色阻的接触角在60°～90°之间，再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述第一光阻中10％至90％的溶剂；
步骤S205：重复使用形成所述第一子挡墙的掩膜板，在偏移所述第一子挡墙4～10um处的位置进行曝光，再经过显影制程后形成第二子挡墙，所述第二子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S206：用喷射打印的方式于像素开口区打印所述彩色色阻。
如图5所示，本发明实施例二提供的彩膜基板曝光制程示意图，本实施例中所述第一光阻选用黑色矩阵光阻502，所述黑色矩阵光阻502涂覆在玻璃基板501上。曝光制程中，使用光刻掩膜板503，其中所述掩膜板503对应第一子挡墙5021的相应位置处UV光透过率为100％，宽度为4～8um，优选为5～6um；其余位置UV光透过率为0％。经过UV光照后，进行显影制程，在透光处的所述黑色矩阵光阻502发生交联反应而不会被碱性显影液溶解，未被光照的部分则可溶于碱性显影液中，从而得到所述第一子挡墙5021。
之后对所述第一子挡墙5021进行亲液性处理，通过波长为162～182nm的EUV光照照射所述第一子挡墙5021，所述EUV光照的波长优选为172nm，使所述第一子挡墙5021与所述彩色色阻的接触角由60°～90°变到小于15°，即达到第一预定亲疏液性。所述亲液性处理还可通过其他常规方法进行，此处不做限定。
所述第二子挡墙的曝光显影制程采用与制备所述第一子挡墙的同一掩膜板，所述掩膜板沿垂直于所述第一子挡墙的延伸方向上偏移所述第一子挡墙4～10um，优选为5～8um，进行曝光制程，得到与所述彩色色阻的接触角在60°～90°之间的所述第二子挡墙，即所述第二子挡墙具有第二预定亲疏液性，所述接触角优选为70°～80°。
如图6所示，本发明实施例二提供的彩膜基板结构示意图，所述彩膜基板包括基板601，挡墙605，制备于所述基板601表面，并定义出彩色色阻的相应区域；彩色色阻，制备于所述基板601表面，所述彩色色阻包括红色色阻604、绿色色阻603以及蓝色色阻602；其中，在不同颜色的所述彩色色阻之间的所述挡墙605包括互相独立的子挡墙，所述子挡墙至少包括相互平行且相对设置的第一子挡墙6051与第二子挡墙6052，所述第一子挡墙6051与所述第二子挡墙6052的宽度相等均为4～8um，优选为5～6um，所述第一子挡墙6051与所述第二子挡墙6052之间的距离为4～10um，优选为5～8um。其中，所述第一子挡墙6051具有疏液性，所述第二子挡墙6052具有亲液性；当打印的所述彩色色阻量略超出所述挡墙605高度时，过量的所述彩色色阻均会统一流向亲液性的所述第二子挡墙6052一侧，即过量的所述彩色色阻均从所述第二子挡墙6052的这一侧溢出，流至所述第二子挡墙6052与所述第一子挡墙6051之间的间隙区域，从而在两条所述子挡墙的中间仅会存在一种颜色色阻，进一步强化了所述挡墙605防止混色功能。例如，过量的所述蓝色色阻602、所述绿色色阻603以及所述红色色阻604均从具有亲液性的所述第二子挡墙6052这一侧溢出，具有疏液性的所述第一子挡墙6051将过量的彩色色阻与相邻的不同颜色的所述彩色色阻隔开，于是，所述第一子挡墙6051与所述第二子挡墙6052之间仅存在一种颜色的过量的所述彩色色阻，因此防止了不同颜色彩膜在交界处堆叠造成突起的现象。
本发明实施例三还提供一种彩膜基板的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S301：提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上涂布一层第一光阻，控制所述第一光阻的表面能及亲疏液性，使所述第一光阻与彩色色阻的接触角在60°～90°之间，再经过真空干燥和预烘烤制程去除所述第一光阻中10％至90％的溶剂；
步骤S302：利用曝光显影制程对所述第一光阻进行图案化处理形成第一子挡墙，所述第一子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S303：选用第二光阻，所述第二光阻与所述彩色色阻的接触角为小于15°，再用涂布，真空干燥，预烘烤方法进行处理；
步骤S304：重复使用形成所述第一子挡墙的掩膜板，在偏移所述第一子挡墙4～10um处的位置进行曝光，再经过显影制程后形成第二子挡墙，所述第二子挡墙的宽度为4～8um；
步骤S305：用喷射打印的方式于像素开口区打印所述彩色色阻。
本实施例的所述第一光阻以及所述第二光阻选用黑色矩阵光阻，但不限于所述黑色矩阵光阻。
本发明实施例四提供的彩膜基板的挡墙包括三个相互独立且平行的子挡墙，在不同颜色的彩色色阻之间的所述挡墙中，位于两侧的第一子挡墙与第三子挡墙具有亲液性，中间的第二子挡墙具有疏液性，过量的所述彩色色阻从所述第一子挡墙与所述第三子挡墙溢出，流至所述子挡墙间的间隙中，所述第二子挡墙将相邻两不同颜色的过量的所述彩色色阻隔开使其不发生交叠，即所述第一子挡墙与所述第二子挡墙的间隙存在一种颜色的过量的所述彩色色阻，所述第二子挡墙与所述第三子挡墙的间隙存在另一种颜色的过量的所述彩色色阻。
相较于现有技术的彩膜基板，本发明的彩膜基板，通过将不同的彩色色阻间的挡墙设置为至少两个独立的平行且相对设置的子挡墙，相邻两子挡墙之间的间隙用以存储溢出显示区或者滴落在显示区外的彩色色阻，以免出现混色现象；将至少两子挡墙分别设置为亲液型和疏液型，当打印的彩色色阻量略超出挡墙高度时，彩色色阻均会统一流向亲液性的子挡墙一侧，从而在两条子挡墙的中间仅会存在一种颜色色阻，进一步强化挡墙防止混色功能；同时不同亲疏水性挡墙也可以防止不同颜色彩膜在交界处堆叠造成的突起。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
彩色色阻，制备于所述基板表面；以及
挡墙，制备于所述基板表面，并定义出所述彩色色阻的相应区域；
其中，在不同颜色的所述彩色色阻之间的所述挡墙包括互相独立的子挡墙，所述子挡墙至少包括相互平行且相对设置的第一子挡墙与第二子挡墙，所述第一子挡墙和所述第二子挡墙中的一者为疏液性，所述第一子挡墙和所述第二子挡墙中的另一者为亲液性；
以所述基板四个边界中的任意一个边界所在的方向为第一方向，与所述第一方向垂直的方向为第二方向，其中，在所述第一方向或所述第二方向上，每个所述挡墙中的第一子挡墙均位于所述第二子挡墙的同侧。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述挡墙为黑色矩阵光阻。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙的宽度相等。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一子挡墙/所述第二子挡墙的宽度为4～8um，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间距离为4～10um。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一子挡墙/所述第二子挡墙的宽度为5～6um，所述第一子挡墙与所述第二子挡墙之间的距离为5～8um。
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