一种彩膜基板、其制作方法及显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种彩膜基板、其制作方法及显示装置。

背景技术

TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示装置)已经成为了现代信息技术、视讯产品中重要的显示平台。TFT-LCD的主要工作原理是通过适当的电压加载在阵列(Array)基板与彩膜(CF)基板之间的液晶层间，使液晶层中的液晶分子在电压作用下发生偏转，通过不同电压控制得到不同的穿透率，从而实现显示。

发明内容

本发明实施例提供了一种彩膜基板、其制作方法及显示装置，用以解决由于高色域产品需求导致不同色阻之间存在较高断差，造成侧视角色偏及暗态漏光的问题，以及解决不同色阻之间的高断差处保护层厚度偏薄，造成色阻析出的问题。

本发明实施例提供的一种彩膜基板，包括：

衬底基板；

彩膜层，设置在所述衬底基板的一侧；所述彩膜层包括第一色阻和第二色阻，所述第一色阻的厚度大于所述第二色阻的厚度；

厚度补偿结构，设置在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧，且所述厚度补偿结构设置在所述第二色阻所在区域。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，所述厚度补偿结构的厚度为所述第一色阻和所述第二色阻的厚度差。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括设置在所述厚度补偿结构和所述彩膜层背离所述衬底基板一侧的保护层。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括设置在所述彩膜层和所述厚度补偿结构之间的保护层。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，所述厚度补偿结构的材料为透明导电材料。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括设置在所述保护层和所述厚度补偿结构远离所述衬底基板一侧的隔垫物，所述隔垫物与所述厚度补偿结构通过一次构图工艺形成。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括设置在所述隔垫物远离所述衬底基板一侧的阻挡层。

可选地，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，所述阻挡层的材料为透明导电材料。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层；所述彩膜基板为本发明实施例提供的上述彩膜基板。

相应地，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制作方法，包括：

在衬底基板的一侧形成彩膜层；所述彩膜层包括第一色阻和第二色阻，所述第一色阻的厚度大于所述第二色阻的厚度；

在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成设置在所述第二色阻所在区域的厚度补偿结构。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成设置在所述第二色阻所在区域的厚度补偿结构，具体包括：

在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧沉积一层补偿膜层；所述补偿膜层的厚度为所述第一色阻和所述第二色阻的厚度差；

对所述补偿膜层进行构图，去除所述第一色阻上方的所述补偿膜层，以在所述第二色阻所在区域形成所述厚度补偿结构；

所述制作方法还包括：在所述彩膜层和所述厚度补偿结构背离所述衬底基板的一侧形成保护层。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成设置在所述第二色阻所在区域的厚度补偿结构，具体包括：

在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成保护层；

在所述保护层背离所述衬底基板的一侧沉积一层补偿膜层；所述补偿膜层的厚度为所述第一色阻和所述第二色阻的厚度差；

对所述补偿膜层进行构图，去除所述第一色阻上方的所述补偿膜层，以在所述第二色阻所在区域形成所述厚度补偿结构。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成设置在所述第二色阻所在区域的厚度补偿结构，具体包括：

在所述彩膜层背离所述衬底基板的一侧形成保护层；

在所述保护层背离所述衬底基板的一侧涂布一层光阻剂；所述光阻剂的材料为负性光阻材料；

利用灰阶光罩对所述光阻剂进行曝光工艺；所述灰阶光罩包括不透光区域、全透光区域、第一半透光区域和第二半透光区域，所述不透光区域对应所述第一色阻所在区域，所述全透光区域对应所述彩膜基板的主隔垫物所在区域，所述第一半透光区域对应所述彩膜基板的辅隔垫物所在区域，所述第二半透光区域对应所述第二色阻所在区域；

对曝光后的所述光阻剂进行显影，形成所述厚度补偿结构、所述主隔垫物和所述辅隔垫物。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供的一种彩膜基板、其制作方法及显示装置，通过在厚度较低的第二色阻所在区域设置厚度补偿结构，可以使得第一色阻所在区域和第二色阻所在区域整体厚度一致，这样可以使得彩膜基板上的整体膜层厚度均一，从而不会造成侧视角色偏及暗态漏光的问题，并且也不会出现由于不同高度色阻之间的高断差造成色阻析出的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种彩膜基板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的又一种彩膜基板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种彩膜基板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种彩膜基板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种彩膜基板的制作方法流程示意图；

图6A-图6D分别为制作图1所示的彩膜基板时在执行每一步骤之后的结构示意图；

图7A-图7C分别为制作图2所示的彩膜基板时在执行每一步骤之后的结构示意图；

图8A-图8B分别为制作图3和图4所示的彩膜基板时在执行每一步骤之后的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的一种彩膜基板、其制作方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

附图中各层薄膜厚度、大小和形状不反映彩膜基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

目前液晶显示产品对色域要求越来越高，只能通过提高不同颜色色阻的膜厚来实现产品需求，这就导致色阻之间可能存在高的断差问题，从而影响液晶配向，造成暗态漏光。更有甚者，由于高的色阻断差，造成了侧视角色偏的问题。除此之外，现有技术通常在彩膜基板的色阻材料完成后再涂布一层保护层(overcoat层，简称OC层)作为平坦层，高的色阻段差处的OC层膜厚偏薄，更容易受到后续制程中显影液、PI溶剂、曝光制程等的影响，使得OC层的遮蔽性在高的色阻段差处大幅度降低，造成色阻析出，污染盒内液晶，造成面板显示时出现碎亮点(Zara)或者亮度不均匀(Mura)的问题。

有鉴于此，为了解决液晶显示产品中由于高的色阻断差导致的一系列问题，本发明实施例提供了一种彩膜基板，如图1-图4所示，包括：

衬底基板1；

彩膜层2，设置在衬底基板1的一侧；彩膜层2包括第一色阻21和第二色阻22，第一色阻21的厚度大于第二色阻22的厚度；

厚度补偿结构3，设置在彩膜层2背离衬底基板1的一侧，且厚度补偿结构3设置在第二色阻22所在区域。

本发明实施例提供的上述彩膜基板，通过在厚度较低的第二色阻所在区域设置厚度补偿结构，可以使得第一色阻所在区域和第二色阻所在区域整体厚度一致，这样可以使得彩膜基板上的整体膜层厚度均一，从而不会造成侧视角色偏及暗态漏光的问题，并且也不会出现由于不同高度色阻之间的高断差造成色阻析出的问题。

在具体实施时，彩膜层一般包括红色色阻R、绿色色阻G和蓝色色阻B，随着液晶显示产品对色域要求越来越高，只能通过提高RGB色阻的膜厚来实现产品需求，这就导致RGB色阻之间可能存在高的断差问题。可选地，RGB三个色阻可能膜厚各不相同；也有可能其中两个色阻的膜厚相同，另一个色阻的膜厚高于相同厚度的那两个色阻的膜厚；也有可能其中两个色阻的膜厚相同，且相同厚度的这两个色阻的膜厚高于另一个色阻的膜厚；等等。

需要说明的是，本发明实施例中的第一色阻21和第二色阻22并非指单一色阻，在RGB三个色阻的膜厚各不相同时，例如红色色阻R的膜厚高于绿色色阻G的膜厚，绿色色阻G的膜厚高于蓝色色阻B的膜厚，那么本发明中的第一色阻21可以是红色色阻R，第二色阻22可以是绿色色阻G和蓝色色阻B；又例如，红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚相同，绿色色阻G的膜厚高于红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚，那么本发明中的第一色阻21就是绿色色阻G，第二色阻22就是红色色阻R和蓝色色阻B；又例如，红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚相同，且红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚高于绿色色阻G的膜厚，那么本发明中的第一色阻21就是红色色阻R和蓝色色阻B，第二色阻22就是绿色色阻G；等等。因此，只要是彩膜基板包括不同膜厚的RGB色阻，则在膜厚较低的一个或两个色阻所在区域设置厚度补偿结构，以使RGB三个色阻所在区域的厚度一致，均属于本发明实施例保护的范围。

在具体实施时，如图1-图4所示，本发明实施例是以第一色阻21为绿色色阻G，第二色阻22包括红色色阻R和蓝色色阻B，且红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚相同，绿色色阻G的膜厚高于红色色阻R和蓝色色阻B的膜厚为例进行说明。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1-图4所示，厚度补偿结构3的厚度为第一色阻21和第二色阻22的厚度差。这样可以使得第一色阻21所在区域和第二色阻22所在区域整体厚度完全一致，进而可以使得彩膜基板上的整体膜层厚度完全均一，从而可以提高产品的对比度、提升画面品质和产品竞争力以及提升产品信赖性和产品良率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1所示，还包括设置在厚度补偿结构3和彩膜层2背离衬底基板1一侧的保护层4(OC层)。具体地，本发明实施例图1是将厚度补偿结构3设置在保护层4和彩膜层2之间，且对应设置在红色色阻R和蓝色色阻B上方，即在制作完RGB色阻之后就将RGB所产生的断差给填平，不会造成产品暗态漏光以及侧视角色偏的问题；并且可以使得后续制作的保护层4为平坦的膜层，这样不会出现保护层4在断差处厚度偏薄的问题，从而可以提高保护层4的遮蔽性能，使得RGB色阻不会从保护层4侧析出，并且可以避免后续制程中采用的显影液、PI溶剂、曝光制程对保护层的腐蚀，极大增加保护层4的遮蔽能力，提高产品的信赖性和产品良率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图2所示，还包括设置在彩膜层2和厚度补偿结构3之间的保护层4。具体地，本发明实施例图2是先制作RGB色阻再制作保护层4，由于RGB色阻产生断差，导致保护层4也是不平坦的，保护层4在断差处膜厚较薄，即本发明是在制作完保护层4之后，采用厚度补偿结构3将由于RGB色阻所产生的断差导致保护层4在不同位置产生的断差给填平，这样也不会造成产品暗态漏光以及侧视角色偏的问题；并且在保护层4厚度偏薄的位置处由厚度补偿结构3作为遮蔽结构，也可以提高保护层4整体的遮蔽性能，使得RGB色阻不会从保护层4侧析出，并且可以避免后续制程中采用的显影液、PI溶剂、曝光制程对保护层的腐蚀，极大增加保护层4的遮蔽能力，提高产品的信赖性和产品良率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1和图2所示，厚度补偿结构3的材料可以为透明导电材料。由于透明导电材料的致密性远远优于保护层4(有机材料)，采用透明导电材料制作厚度补偿结构3，可以使得遮蔽性可大大提升，极大降低显影液、PI液等对保护层的影响，并且透明导电材料的高遮蔽性，可以阻止保护层4的RGB材料析出，提升产品品质。

可选地，透明导电材料包括ITO、IGZO等。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图3所示，保护层4设置在彩膜层2和厚度补偿结构3之间，彩膜基板还包括设置在保护层4和厚度补偿结构3远离衬底基板1一侧的隔垫物5，隔垫物5与厚度补偿结构3通过一次构图工艺形成。这样，厚度补偿结构3的材料可以与隔垫物5的材料相同，即只需要在形成隔垫物5时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成厚度补偿结构3与隔垫物5的图形，不用增加单独制备厚度补偿结构3的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。

具体地，如图3所示，隔垫物5一般由光反应性材料即光阻材料制成，其可以为负性光阻材料或正性光阻材料，在制作隔垫物5与厚度补偿结构3时，可以采用灰阶光罩工艺(Tri-Tone技术)形成隔垫物5与厚度补偿结构3，详细的制作方法参见后续彩膜基板的制作方法中的相关描述。

具体地，光阻材料根据在显影过程中曝光区域的去除或保留可分为两种：正性光阻材料和负性光阻材料。正性光阻材料的曝光部分发生光化学反应会溶于显影液，而未曝光部份不溶于显影液，仍然保留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。负性光阻材料的曝光部分因交联固化而不溶于阻显影液，而未曝光部分溶于显影液，将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图4所示，还包括设置在隔垫物5远离衬底基板1一侧的阻挡层6。可选地，阻挡层6的材料为透明导电材料，例如ITO、IGZO等。这样在采用制作隔垫物5时将RGB色阻的断差填平的基础上，利用阻挡层6的高遮蔽性进一步改善暗态漏光以及RGB色阻析出等问题，并且阻挡层6还可以起到静电屏蔽的作用。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1所示，在保护层4远离衬底基板1的一侧设置有隔垫物5；如图2所示，在保护层4和厚度补偿结构3远离衬底基板1一侧设置有隔垫物5。可选地，如图1和图2所示，为了进一步避免后续制程中采用的显影液、PI溶剂、曝光制程对保护层4的腐蚀，还可以在隔垫物5远离衬底基板1的一侧设置阻挡层6。具体地，阻挡层6的材料为透明导电材料，例如ITO、IGZO等，阻挡层6还可以起到静电屏蔽的作用。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1-图4所示，隔垫物5包括主隔垫物51和辅隔垫物52，主隔垫物51的高度大于辅隔垫物52的高度。具体地，在本发明实施例提供的彩膜基板与阵列基板封装形成液晶显示面板时，具有高度差的主隔垫物51和辅隔垫物52可以在提供支撑作用的同时增加液晶显示面板的承压能力以及恢复弹性，当在屏幕上施加按压力使主隔垫物51变形，直至辅隔垫物52与阵列基板接触时，屏幕的支撑力明显增加，可以防止屏幕过度变形，且在撤销按压力时，屏幕可以在主隔垫物51和辅隔垫物52的共同作用下向上弹起，恢复原来形状。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图1-图4所示，还包括设置在衬底基板1和彩膜层2之间的黑矩阵层7，黑矩阵层7具有多个开口，彩膜层2的各色阻设置在对应的开口内。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制作方法，如图5所示，包括：

S501、在衬底基板的一侧形成彩膜层；彩膜层包括第一色阻和第二色阻，第一色阻的厚度大于第二色阻的厚度；

S502、在彩膜层背离衬底基板的一侧形成设置在第二色阻所在区域的厚度补偿结构。

本发明实施例提供的上述彩膜基板的制作方法，通过在厚度较低的第二色阻所在区域形成厚度补偿结构，可以使得第一色阻所在区域和第二色阻所在区域整体厚度一致，这样可以使得彩膜基板上的整体膜层厚度均一，从而不会造成侧视角色偏及暗态漏光的问题，并且也不会出现由于不同高度色阻之间的高断差造成色阻析出的问题。

下面以图1所示的彩膜基板为例对本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法进行详细说明：

(1)在衬底基板1的一侧依次形成黑矩阵层7和彩膜层2，彩膜层包括第一色阻21(绿色色阻G)和第二色阻22(红色色阻R和蓝色色阻B)，绿色色阻G的厚度大于红色色阻R和蓝色色阻B的厚度，红色色阻R的厚度和蓝色色阻B的厚度相同，如图6A所示；黑矩阵层7和彩膜层2的制作方法与现有技术相同，在此不做详述。

(2)在彩膜层2背离衬底基板1的一侧沉积一层补偿膜层3’，补偿膜层3’的厚度为第一色阻21和第二色阻22的厚度差，如图6B所示；可选地，补偿膜层3’的材料为ITO。

(3)对补偿膜层3’进行构图，去除第一色阻21(G)上方的补偿膜层3’，以在第二色阻22(R和B)所在区域形成厚度补偿结构3，如图6C所示；这样形成的厚度补偿结构3的厚度为第一色阻21(G)和第二色阻22(R和B)的厚度差。

(4)在彩膜层2和厚度补偿结构3背离衬底基板1的一侧形成保护层4，如图6D所示。

(5)在保护层4背离衬底基板1的一侧形成隔垫物5，如图1所示；隔垫物5的制作方法与现有技术相同，在此不做详述。

通过上述步骤(1)-(5)形成本发明实施例提供的图1所示的彩膜基板。

下面以图2所示的彩膜基板为例对本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法进行详细说明：

(1)在衬底基板1的一侧依次形成黑矩阵层7和彩膜层2，彩膜层包括第一色阻21(绿色色阻G)和第二色阻22(红色色阻R和蓝色色阻B)，绿色色阻G的厚度大于红色色阻R和蓝色色阻B的厚度，红色色阻R的厚度和蓝色色阻B的厚度相同，如图6A所示；黑矩阵层7和彩膜层2的制作方法与现有技术相同，在此不做详述。

(2)在彩膜层2背离衬底基板1的一侧形成保护层4，如图7A所示。

(3)在保护层4背离衬底基板1的一侧沉积一层补偿膜层3’，补偿膜层3’的厚度为第一色阻21和第二色阻22的厚度差，如图7B所示；可选地，补偿膜层3’的材料为ITO。

(4)对补偿膜层3’进行构图，去除第一色阻21(G)上方的补偿膜层3’，以在第二色阻22(R和B)所在区域形成厚度补偿结构3，如图7C所示；这样形成的厚度补偿结构3的厚度为第一色阻21(G)和第二色阻22(R和B)的厚度差。

(5)在彩膜层2和厚度补偿结构3背离衬底基板1的一侧形成隔垫物5，如图2所示；隔垫物5的制作方法与现有技术相同，在此不做详述。

通过上述步骤(1)-(5)形成本发明实施例提供的图2所示的彩膜基板。

下面以3和图4所示的彩膜基板为例对本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法进行详细说明：

(1)在衬底基板1的一侧依次形成黑矩阵层7和彩膜层2，彩膜层包括第一色阻21(绿色色阻G)和第二色阻22(红色色阻R和蓝色色阻B)，绿色色阻G的厚度大于红色色阻R和蓝色色阻B的厚度，红色色阻R的厚度和蓝色色阻B的厚度相同，如图6A所示；黑矩阵层7和彩膜层2的制作方法与现有技术相同，在此不做详述。

(2)在彩膜层2背离衬底基板1的一侧形成保护层4，如图7A所示。

(3)在保护层4背离衬底基板1的一侧涂布一层光阻剂35，如图8A所示；可选地，光阻剂35的材料为负性光阻材料。

(4)利用灰阶光罩8(Tri-Tone技术)对光阻剂35进行曝光工艺；灰阶光罩8包括不透光区域81、全透光区域82、第一半透光区域83和第二半透光区域84，不透光区域81对应第一色阻21(G)所在区域，全透光区域82对应彩膜基板的主隔垫物51所在区域，第一半透光区域83对应彩膜基板的辅隔垫物52所在区域，第二半透光区域84对应第二色阻22(R和B)所在区域，如图8B所示。具体地，第一半透光区域83的透光性和第二半透光区域84的透光程度根据辅隔垫物52的厚度以及RGB色阻的断差而定。

(5)对曝光后的光阻剂35进行显影，形成厚度补偿结构3、主隔垫物51和辅隔垫物52，如图3所示。

(6)在隔垫物5背离衬底基板1的一侧形成阻挡层6，如图4所示；可选地，阻挡层6的材料为ITO。

通过上述步骤(1)-(5)形成本发明实施例提供的图3所示的彩膜基板，通过上述步骤(1)-(6)形成本发明实施例提供的图4所示的彩膜基板。

需要说明的是，上述制作图4所示的厚度补偿结构3、主隔垫物51和辅隔垫物52所采用的光阻剂35的材料是以负性光阻材料为例，当然光阻剂的材料也可以采用正性光阻材料。具体地，在光阻剂的材料采用正性光阻材料时，灰阶光罩的不透光区域则对应主隔垫物所在区域，全透光区域则对应彩膜基板的第一色阻所在区域，辅隔垫物所在区域和第二色阻所在区域则分别对应半透光区域，两个半透光区域的透光程度根据辅隔垫物的厚度以及RGB色阻的断差而定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，如图9所示，包括：相对设置的阵列基板100和彩膜基板200，以及设置在阵列基板100与彩膜基板200之间的液晶层300；该彩膜基板200为本发明实施例提供的上述彩膜基板。本发明实施例图9中的彩膜基板是以图4所示的结构为例，当然也可以为图1-图3任一所示的结构。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图9所示，阵列基板主要包括薄膜晶体管、像素电极、公共电极以及一些平坦层、钝化层等结构。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图9所示，阵列基板100包括靠近液晶层300一侧的第一取向层(未示出)，彩膜基板200还包括靠近液晶层300一侧的第二取向层(未示出)；

显示装置还包括：设置在阵列基板100背离彩膜基板200一侧的第一偏光片(未示出)，设置在彩膜基板200背离阵列基板100一侧的第二偏光片(未示出)，以及设置在第一偏光片背离彩膜基板200一侧的背光源(未示出)。

具体地，第一取向层、第二取向层、第一偏光片、第二偏光片、背光源与现有技术相同，在此不做详述。

该显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述彩膜基板的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种彩膜基板、其制作方法及显示装置，通过在厚度较低的第二色阻所在区域设置厚度补偿结构，可以使得第一色阻所在区域和第二色阻所在区域整体厚度一致，这样可以使得彩膜基板上的整体膜层厚度均一，从而不会造成侧视角色偏及暗态漏光的问题，并且也不会出现由于不同高度色阻之间的高断差造成色阻析出的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。