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CN108628034B - 一种彩膜基板、液晶显示面板及彩膜基板的制备方法 - Google Patents

一种彩膜基板、液晶显示面板及彩膜基板的制备方法 Download PDF

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CN108628034B CN201810515179.2A CN201810515179A CN108628034B CN 108628034 B CN108628034 B CN 108628034B CN 201810515179 A CN201810515179 A CN 201810515179A CN 108628034 B CN108628034 B CN 108628034B
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Abstract

本发明提供一种彩膜基板，包括衬底基板；设置于衬底基板上的黑色矩阵，且相邻两个黑色矩阵之间的间隙在衬底基板的投影区域均为透光区；覆盖于衬底基板的透光区及黑色矩阵上的彩色光阻层，该彩色光阻层包括RGB颜色光阻；覆盖于彩色光阻层上的保护层；设置于保护层上的间隔柱；还包括：设置于衬底基板的透光区内并掺杂于彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内的透光颗粒，且透光颗粒上形成有将彩色光阻层朝向衬底基板方向的出光进行聚合并聚焦照射在衬底基板上来提高衬底基板透光率的聚光部。实施本发明，在传统的彩膜基板上进一步提高透光率来降低背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。

Description

一种彩膜基板、液晶显示面板及彩膜基板的制备方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板、液晶显示面板及彩膜基板的制备方法。
背景技术
液晶显示面板的结构主要是由一薄膜晶体管阵列（Thin Film TransistorArray，TFT Array）基板、一彩色光阻片（Color Filter，CF）基板、以及配置于两基板间的液晶层（Liquid Crystal Layer）所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子LC的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。
如图1所示，在现有技术中，CF基板作为液晶显示面板呈现色彩的重要部件，主要包括衬底基板1/、黑色矩阵（BM）2/、彩色光阻层（RGB）3/、保护层（OC）4/和间隔柱（PS）5/；其中，黑色矩阵2/用于遮挡邻接画素的出光，以免颜色混杂；彩色光阻层3//用于对背光模组的出光（如白色光）中除RGB颜色之外的其它成份颜色进行吸收，只允许透过RGB颜色来给LCD提供显示颜色；保护层4/用于保护彩色光阻层3//上RGB颜色表面，防止离子析出污染，同时使彩色光阻层3//平坦化，使得间隔柱5/后续制程出的高度更加均一；间隔柱5/用于支撑TFT基板，并保证液晶层的厚度。
但是，发明人发现，现有的CF基板的透光率有待进一步提高来降低背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种彩膜基板、液晶显示面板及彩膜基板的制备方法，在传统的彩膜基板上进一步提高透光率来降低背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种彩膜基板，包括：
衬底基板；
设置于所述衬底基板上的黑色矩阵；其中，所述黑色矩阵离散分布在所述衬底基板上，且相邻两个黑色矩阵之间的间隙在所述衬底基板形成的投影区均设置为所述衬底基板的透光区；
覆盖于所述衬底基板的透光区及所述黑色矩阵上的彩色光阻层；其中，所述彩色光阻层包括均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵上的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻；
覆盖于所述彩色光阻层上的保护层；以及
设置于所述保护层上的间隔柱；
其中，还包括：
设置于所述衬底基板的透光区内并掺杂于所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内的透光颗粒，且所述透光颗粒上形成有将所述彩色光阻层朝向所述衬底基板方向的出光进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板上来提高所述衬底基板透光率的聚光部。
其中，所述透光颗粒远离所述衬底基板的一端形成有所述聚光部，且所述聚光部为所述透光颗粒远离所述衬底基板的一端沿远离所述衬底基板方向延伸出的突起。
其中，所述突起为沿远离所述衬底基板方向拱起的半圆球。
其中，所述透光颗粒由高透明度光阻材料制作而成，所述高透明度光阻材料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰亚胺PI和聚对苯二甲酸乙二酯PET。
其中，所述衬底基板为由玻璃、石英、透明塑料之中一种制作而成的透明基板。
本发明实施例还提供了一种液晶显示面板，包括前述的彩膜基板。
本发明实施例又提供了一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
提供一衬底基板；
将黑色矩阵离散分布在所述衬底基板上，且将相邻两个黑色矩阵之间的间隙在所述衬底基板上形成的投影区均作为所述衬底基板的透光区；
设置透光颗粒在所述衬底基板的透光区内；其中，所述透光颗粒上形成有聚光部；
在所述黑色矩阵及所述衬底基板的透光区上覆盖有彩色光阻层；其中，所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵上，且所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个掺杂有所述透光颗粒，使得所述彩色光阻层朝向所述衬底基板方向的出光经所述透光颗粒的聚光部进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板上；
将保护层覆盖在所述彩色光阻层上，并进一步在所述保护层上设置间隔柱。
其中，所述设置透光颗粒在所述衬底基板的透光区内的具体步骤包括：
提供一高透明度光阻材料；
将所述高透明度光阻材料制作成为具有一定表面张力的液体，并采用喷墨或沉降的方式将液体状的高透明度光阻材料离散分布在所述衬底基板的透光区及所述黑色矩阵上；其中，所述液体状的高透明度光阻材料因其表面张力会在远离所述衬底基板的一端形成有与所述衬底基板具有一定角度关系的突起；
对所述液体状的高透明度光阻材料进行预烘烤一定时间；
采用透明光罩对位于所述黑色矩阵上的预烘烤后的液体状的高透明度光阻材料进行曝光、显影及去除处理后，预留有位于所述衬底基板的透光区内的高透明度光阻材料；
对所述预留下来的高透明度光阻材料进行烘烤固化处理，得到位于所述衬底基板的透光区内的透光颗粒；其中，所述透光颗粒的聚光部为固化处理后的突起。
其中，所述高透明度光阻材料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰亚胺PI和聚对苯二甲酸乙二酯PET。
其中，所述衬底基板为由玻璃、石英、透明塑料之中一种制作而成的透明基板。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
与传统的彩膜基板相比，本发明在彩色光阻层位于衬底基板的透光区的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内掺杂有透光颗粒，利用透光颗粒上的聚光部具有凸透镜的聚光作用，能够将彩色光阻层朝向衬底基板方向的出光进行聚合并聚焦照射在衬底基板上来提高衬底基板透光率，从而进一步提高了透光率，降低了背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。
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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为现有技术中的彩膜基板的剖面图；
图2为本发明实施例一中提供的彩膜基板的剖面图；
图3为本发明实施例三中彩膜基板的制备方法的流程图；
图4为本发明实施例三中彩膜基板的制备方法中步骤S3的应用场景图；其中，a-透光颗粒在曝光、显影处理前的应用场景图；b-透光颗粒经过曝光、显影处理后的应用场景图；1-衬底基板、2-黑色矩阵、6-透光颗粒。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图2所示，为本发明实施例一中，提供的一种彩膜基板，包括：
衬底基板1，该衬底基板1采用玻璃、石英、透明塑料等制作而成的透明基板或半透明基板；
设置于衬底基板1上的黑色矩阵2；其中，黑色矩阵2采用无机材料制作而成的不导光的遮挡物；黑色矩阵2离散分布在衬底基板1上，且相邻两个黑色矩阵2之间的间隙在衬底基板1形成的投影区均为衬底基板1的透光区；
覆盖于衬底基板1的透光区及黑色矩阵2上的彩色光阻层3；其中，彩色光阻层3包括均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵2上的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻；应当说明的是，R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻也可以只限于填充在衬底基板1的透光区内，只要不影响后续制程即可；
覆盖于彩色光阻层3上的保护层4，该保护层4采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等形成平坦化的绝缘层；以及
设置于保护层4上的间隔柱5，该间隔柱5采用聚酯类混合物制作而成；
还包括：
设置于衬底基板1的透光区内并掺杂于彩色光阻层3的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内的透光颗粒6，且透光颗粒6上形成有将彩色光阻层3朝向衬底基板1方向的出光进行聚合并聚焦照射在衬底基板1上来提高衬底基板1透光率的聚光部；其中，透光颗粒6由高透明度光阻材料制作而成，且高透明度光阻材料包括但不限于PMMA、PI和PET。
可以理解的是，由于背光模组的出光进入液晶显示面板显示时，是先经IFT阵列基板后进入彩膜基板，使得彩膜基板的出光先进入彩色光阻层3再通过衬底基板1出去，因此利用透光颗粒6来提高衬底基板1透光率，就需要利用透光颗粒6的聚光部所具备的凸透镜聚光作用，将彩色光阻层3朝向衬底基板1方向的出光进行聚合并聚焦照射在衬底基板1上，从而降低背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。
在本发明实施例一中，考虑到彩膜基板分层制程以及彩膜基板的光线出入方向，因此该透光颗粒6朝向衬底基板1的一端的端面会与衬底基板1的透光区相接触并设置为平面，且该透光颗粒6远离衬底基板1的一端会形成聚光部，该聚光部为透光颗粒6远离衬底基板1的一端沿远离衬底基板1方向延伸出的突起，利用突起与衬底基板1的透光区形成一定角度，使得聚光部具备了凸透镜聚光作用。
在本发明实施例一中，由于考虑到将透光颗粒6制备成凸透镜的模式，因此将突起设置为沿远离衬底基板1方向拱起的半圆球。
相应于本发明实施例一中的彩膜基板，本发明实施例二中还提供了一种液晶显示面板，包括本发明实施例一中的彩膜基板。由于本发明实施例二中的彩膜基板与本发明实施例一中的彩膜基板具有相同的结构及连接关系，具体请参见本发明实施例一中的彩膜基板，因此在此不再一一赘述。
如图3所示，为本发明实施例三中，提供的一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一衬底基板；
具体过程为，提供一由玻璃、石英、透明塑料之中一种制作而成的透明基板或半透明基板作为衬底基板。
步骤S2、将黑色矩阵离散分布在所述衬底基板上，且将相邻两个黑色矩阵之间的间隙在所述衬底基板上形成的投影区均作为所述衬底基板的透光区；
具体过程为，首先通过化学气相沉积法CVD在衬底基板的上表面覆盖一层可遮挡光线穿过的无机材料作为遮挡层，并在遮挡层上涂抹一层光刻胶后，通过采用透明光罩进行曝光，使得遮挡层的光刻胶图形化为所需的光阻图案；其次，通过干法蚀刻制程（如采用刻蚀气体SF6、Cl2、CF4、Ar和NF3等）对遮挡层上对应光阻图案中未被光刻胶覆盖的区域进行蚀刻；接着，通过湿法蚀刻制程（如采用高浓度的碱性液体NaOH 等）对遮挡层上的光阻图案进行剥离，从而得到离散分布在衬底基板上的黑色矩阵。此时，黑色矩阵离散分布在衬底基板上，相邻两个黑色矩阵之间存在一定间隙且间隙对应在衬底基板上的投影区均作为衬底基板的透光区。
步骤S3、设置透光颗粒在所述衬底基板的透光区内；其中，所述透光颗粒上形成有聚光部；
具体过程为，提供一高透明度光阻材料，该高透明度光阻材料包括但不限于PMMA、PI和PET；
将高透明度光阻材料制作成为具有一定表面张力的液体，并采用喷墨或沉降的方式将液体状的高透明度光阻材料离散分布在衬底基板的透光区及黑色矩阵上（如图4中a所示）；其中，液体状的高透明度光阻材料利用自身的表面张力，会在远离衬底基板的一端上形成有与衬底基板形成具有一定角度关系的突起，该突起已经具备了凸透镜聚光作用；
对液体状的高透明度光阻材料进行预烘烤一定时间，如采用中温30度烘烤10分钟；
采用透明光罩对位于黑色矩阵上的预烘烤后的液体状的高透明度光阻材料进行曝光、显影及去除处理后，预留有位于衬底基板的透光区内的高透明度光阻材料（如图4中b所示）；例如，首先在衬底基板、黑色矩阵及高透明度光阻材料上均涂抹一层光刻胶，并采用透明光罩进行曝光，使得光刻胶图形化为所需的光阻图案；其次，通过干法蚀刻制程（如采用刻蚀气体SF6、Cl2、CF4、Ar和NF3等）对光阻图案中未被光刻胶覆盖的区域进行蚀刻，即将黑色矩阵上的高透明度光阻材料蚀刻掉；接着，通过湿法蚀刻制程（如采用高浓度的碱性液体NaOH 等）对光阻图案进行剥离，就能得到位于衬底基板的透光区内的高透明度光阻材料；
对预留下来的高透明度光阻材料进行烘烤固化处理，如采用高温100度固化30分钟，得到位于衬底基板的透光区内的透光颗粒，此时透光颗粒的聚光部为固化处理后的突起。
步骤S4、在所述黑色矩阵及所述衬底基板的透光区上覆盖有彩色光阻层；其中，所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵上，且所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个掺杂有所述透光颗粒，使得所述彩色光阻层朝向所述衬底基板方向的出光经所述透光颗粒的聚光部进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板上；
具体过程为，采用物理气相沉积法PVD在黑色矩阵及衬底基板的透光区上覆盖彩色光阻层，使得彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵上，且彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个掺杂有透光颗粒，使得彩色光阻层朝向衬底基板方向的出光经透光颗粒的聚光部进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板上。
步骤S5、将保护层覆盖在所述彩色光阻层上，并进一步在所述保护层上设置间隔柱。
具体过程为，通过化学气相沉积法CVD在彩色光阻层上涂抹并覆盖一层氮化硅、氧化硅、氮氧化硅之中一种形成平坦化的保护层，并进一步通过化学气相沉积法CVD在保护层涂抹并覆盖一层聚酯类混合物形成灰阶层，且该灰阶层通过采用步骤S2中制作黑色矩阵的相同方式来得到间隔柱。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
与传统的彩膜基板相比，本发明在彩色光阻层位于衬底基板的透光区的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内掺杂有透光颗粒，利用透光颗粒上的聚光部具有凸透镜的聚光作用，能够将彩色光阻层朝向衬底基板方向的出光进行聚合并聚焦照射在衬底基板上来提高衬底基板透光率，从而进一步提高了透光率，降低了背光模组出光的损耗，使得液晶显示面板更加节能且呈现的色彩更加丰富。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种彩膜基板，包括：
衬底基板(1)；
设置于所述衬底基板(1)上的黑色矩阵(2)；其中，所述黑色矩阵(2)离散分布在所述衬底基板(1)上，且相邻两个黑色矩阵(2)之间的间隙在所述衬底基板(1)形成的投影区均设置为所述衬底基板(1)的透光区；
覆盖于所述衬底基板(1)的透光区及所述黑色矩阵(2)上的彩色光阻层(3)；其中，所述彩色光阻层(3)包括均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵(2)上的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻；
覆盖于所述彩色光阻层(3)上的保护层(4)；以及
设置于所述保护层(4)上的间隔柱(5)；
其特征在于，还包括：
设置于所述衬底基板(1)的透光区内并掺杂于所述彩色光阻层(3)的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个内的透光颗粒(6)，且所述透光颗粒(6)上形成有将所述彩色光阻层(3)朝向所述衬底基板(1)方向的出光进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板(1)上来提高所述衬底基板(1)透光率的聚光部；
其中，所述透光颗粒(6)远离所述衬底基板(1)的一端形成有所述聚光部，且所述聚光部为所述透光颗粒(6)远离所述衬底基板(1)的一端沿远离所述衬底基板(1)方向延伸出的突起。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述突起为沿远离所述衬底基板(1)方向拱起的半圆球。
3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述透光颗粒(6)由高透明度光阻材料制作而成，所述高透明度光阻材料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰亚胺PI和聚对苯二甲酸乙二酯PET。
4.如权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述衬底基板(1)为由玻璃、石英、透明塑料之中一种制作而成的透明基板。
5.一种液晶显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的彩膜基板。
6.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底基板；
将黑色矩阵离散分布在所述衬底基板上，且将相邻两个黑色矩阵之间的间隙在所述衬底基板上形成的投影区均作为所述衬底基板的透光区；
设置透光颗粒在所述衬底基板的透光区内；其中，所述透光颗粒上形成有聚光部；
在所述黑色矩阵及所述衬底基板的透光区上覆盖有彩色光阻层；其中，所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻和B颜色光阻均填充至相应的一透光区内并沿所填充的透光区的两侧分别延伸至相邻的两个黑色矩阵上，且所述彩色光阻层的R颜色光阻、G颜色光阻、B颜色光阻之中一个或多个掺杂有所述透光颗粒，使得所述彩色光阻层朝向所述衬底基板方向的出光经所述透光颗粒的聚光部进行聚合并聚焦照射在所述衬底基板上；
将保护层覆盖在所述彩色光阻层上，并进一步在所述保护层上设置间隔柱；
其中，所述设置透光颗粒在所述衬底基板的透光区内的具体步骤包括：
提供一高透明度光阻材料；
将所述高透明度光阻材料制作成为具有一定表面张力的液体，并采用喷墨或沉降的方式将液体状的高透明度光阻材料离散分布在所述衬底基板的透光区及所述黑色矩阵上；其中，所述液体状的高透明度光阻材料因其表面张力会在远离所述衬底基板的一端形成有与所述衬底基板具有一定角度关系的突起；
对所述液体状的高透明度光阻材料进行预烘烤一定时间；
采用透明光罩对位于所述黑色矩阵上的预烘烤后的液体状的高透明度光阻材料进行曝光、显影及去除处理后，预留有位于所述衬底基板的透光区内的高透明度光阻材料；
对所述预留下来的高透明度光阻材料进行烘烤固化处理，得到位于所述衬底基板的透光区内的透光颗粒；其中，所述透光颗粒的聚光部为固化处理后的突起。
7.如权利要求6所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，所述高透明度光阻材料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰亚胺PI和聚对苯二甲酸乙二酯PET。
8.如权利要求6所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，所述衬底基板为由玻璃、石英、透明塑料之中一种制作而成的透明基板。
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