滤光片及其形成方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造技术领域，尤其涉及一种滤光片及其形成方法。

背景技术

LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)作为一种数字显示设备，通过液晶和滤光片过滤光源，在平面面板上产生图像，具有占用空间小、低功耗、低辐射、无闪烁、降低视觉疲劳等优点，被广泛应用于各种显示装置上。

滤光片是液晶显示器的关键部件之一，在TFT-LCD面板的材料成本中，滤光片约占30％左右。滤光片利用滤光的方式产生红、绿、蓝三原色，再将三原色以不同比例混合而产生各种色彩，使LCD呈现彩色。

然而，现有滤光片仍有待改进。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种滤光片及其形成方法，有效地控制第一间隔柱和第二间隔柱的高度差，降低成本，缩短制程周期，具有较广泛地使用范围。

为解决上述问题，本发明提供一种滤光片，包括：基底，包括第一区和第二区，所述第一区上具有基台层；滤色层，位于所述基底以及所述基台层上；保护层，位于所述滤色层上；第一间隔柱，位于所述第一区的所述保护层上；第二间隔柱，位于所述第二区的所述保护层上，所述第一间隔柱的高度和所述第二间隔柱的高度非相等。

可选的，所述基台层的宽度尺寸大于所述第一间隔柱的底部直径尺寸，所述基台层的宽度所在的直线与所述第一间隔柱的底部直径所在的直线平行。

可选的，所述基台层为R像素层或G像素层或B像素层。

可选的，所述滤色层由R子像素层、G子像素层及B子像素层组成，所述B子像素层覆盖所述基台层。

可选的，所述第一间隔柱的顶部表面与所述第二间隔柱的顶部表面的高度差为0.45微米至0.8微米。

可选的，所述保护层的厚度为1微米至2.5微米。

相应的本发明还提供一种滤光片的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括第一区和第二区；在所述第一区的基底上形成基台层；在所述基底和所述基台层上形成滤色层；在所述滤色层上形成保护层；在所述保护层上形成第一间隔柱和第二间隔柱，所述第一间隔柱位于所述第一区的所述保护层上，所述第二间隔层位于所述第二区的所述保护层上，所述第一间隔柱的高度和所述第二间隔柱的高度非相等。

可选的，所述基台层的宽度尺寸大于所述第一间隔柱的底部直径尺寸，所述基台层的宽度所在的直线与所述第一间隔柱的底部直径所在的直线平行。

可选的，所述基台层为R像素层或G像素层或B像素层。

可选的，所述滤色层由R子像素层、G子像素层及B子像素层组成，所述B子像素层覆盖所述基台层上。

可选的，所述第一间隔柱的顶部表面与所述第二间隔柱的顶部表面的高度差为0.45微米至0.8微米。

可选的，所述保护层的厚度为1微米至2.5微米。

可选的，形成所述保护层的工艺参数包括烘烤温度为200度至250度，烘烤时间为30分钟至60分钟。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的滤光片，包括基底，其中基底包括第一区和第二区，所述第一区上具有基台层，滤色层位于所述基底以及所述基台层上；保护层位于所述滤色层上，第一间隔柱位于所述基台层上的所述保护层上，第二间隔柱位于所述第二区的所述保护层上，所述第一间隔柱的高度和所述第二间隔柱的高度非相等；通过基底上的基台层和保护层两两结合，能够共同控制形成的所述第一间隔柱和所述第二间隔柱之间的高度差，保证最终形成的所述第一间隔柱和所述第二间隔柱的高度差的准确性，提高形成的滤光片的质量，且成本低，具有较广泛的使用范围。

附图说明

图1是一种滤光片的结构示意图；

图2至图6是本发明一实施例中滤光片的形成方法中各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

正如背景所述，目前形成的所述滤光片的质量仍有待改进，现结合图1进行说明。

请参考图1，滤光片100，包括基板101、位于基板101上的矩阵层102，所述矩阵层102内具有开口(图中未标记)，位于在所述开口内形成滤色层103，所述滤色层103由R子像素层、G子像素层及B子像素层组成，位于所述滤色层103上形成保护层104，位于所述保护层104上的间隔柱，其中所述间隔柱包括第一间隔柱105和第二间隔柱106，所述第一间隔柱105和所述第二间隔柱106的高度不同。

发明人发现，所述第一间隔柱105和所述第二间隔柱106是通过HTM光罩方式实现。即对应所述第一间隔柱105位置的光罩，是全开口的，曝光紫外光通过后无损失。而对应所述第二间隔柱106位置的光罩上，设置有HTM有机膜，其中HTM有机膜具有10％至90％透过率，因此透过的曝光紫外光较所述第二间隔柱106会有衰减，造成所述第二间隔柱106略低，这样通过HTM光罩方式实现所述第一间隔柱105与所述第二间隔柱106之间存在高度差的方法，增加了形成的所述第一间隔柱105和所述第二间隔柱106工艺成本，同时当HTM光罩设计完成，形成的所述第一间隔柱105和所述第二间隔柱106之间的高度差就固定了，难以再根据实际需要进行调整，在一定程度上限制了所述滤光片的应用。

发明人研究发现，先在基底上做基台层，接着做滤色层、保护层、第一间隔柱和第二间隔柱，这样通过基底上的基台层和保护层两两结合，能够共同控制形成的所述第一间隔柱和所述第二间隔柱之间的高度差，保证最终形成的所述第一间隔柱和所述第二间隔柱的高度差的准确性，提高形成的滤光片的质量，且成本低，具有较广泛的使用范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

首先，请参考图2，提供基底200。

在本实施例中，所述基底200包括第一区I和第二区II。

在本实施例中，所述第一区I位于相邻的所述第二区II之间。

在本实施例中，所述基底200包括基板201和位于所述基板201上矩阵层202。

在本实施例中，所述基板201为玻璃。

在其实施例中，所述基板201还可采用类似玻璃材料的透明材料。

在本实施例中，所述矩阵层(BM)202的形成过程为：在所述基板201的一面上(第一面或者第二面)上形成光阻涂布层，所述光阻涂布层一般采用黑色光刻胶材料，目的在于定义显示区每一个像素的边界，使用带有预设图案的光罩，紫外光通过光罩照射到光阻涂布层上，完成曝光过程，接着用碱性溶液去除掉紫外光未照射过的区域，形成具有开口(图中未示出)的矩阵层(BM)202。

请参考图3，在所述第一区I的所述基底200上形成基台层203。

在本实施例中，所述基台层203为R像素层。

在其他实施例中，所述基台层203还可为G像素层或B像素层。

在本实施例中，形成所述基台层203的工艺过程为：在所述基底200上形成初始基台层，比如所述初始基台层采用初始R(红)像素层，使用带有预设图案的光罩，紫外光通过光罩照射到所述初始基台层上，在对应的所述基底200上形成所述基台层203，比如R(红)像素层，之后用碱性溶液去除掉紫外光未曝光过的区域。

请参考图4，在所述基底200和所述基台层203上形成滤色层204。

在本实施例中，所述滤色层204由R子像素层、G子像素层及B子像素层组成，所述B子像素层覆盖所述基台层203上。

在本实施例中，所述滤色层204的形成过程包括：在所述基底200和所述基台层203上形成初始滤色层，比如初始R(红)子像素层，使用带有预设图案的光罩，紫外光通过光罩照射到所述初始滤色层上即所述初始R(红)子像素层，在对应的所述基底200上形成所述R(红)子像素层，之后用碱性溶液去除掉紫外光未曝光过的区域，；形成R(红)子像素层之后，再依次在需要位置的所述开口内采用相同的方法形成所述G子像素层及所述B子像素层，从而形成一定位置排布关系的三基色像素层，一个三基色像素层构成一个彩色像素单元，多个彩色像素单元构成一层所述滤色层204。

在本实施例中，所述基台层203与所述滤色层204是分步形成的。

在其他实施例中，所述基台层203与所述滤色层204可以一起形成，具体的，以所述基台层203采用R像素层为例进行说明，首先在所述基底200上形成所述初始R像素层，使用带有预设图案的光罩，该光罩同时暴露出需要形成所述基台层的区域以及在所述滤色层204中形成所述R子像素层的区域，紫外光通过光罩照射到所述初始R像素层上，在对应区域上形成所述基台层203以及所述滤色层204中的R(红)子像素层，之后用碱性溶液去除掉紫外光未曝光过的区域。

如果所述基台层203采用B像素层，那么在形成所述基台层203的同时形成所述滤色层204中的B子像素层，以此类推。

所述基台层203与所述滤色层204一起形成，一方面可以节约成本；另外一方面能够缩短所述滤色片的形成周期。

在本实施例中，所述B子像素层覆盖所述基台层203上。

在其他实施例中，还可所述G子像素层位于所述基台层203上。

在本实施例中，所述基台层203的材料与所述滤色层204非相同设置，即当所述基台层203为R像素层，覆盖所述基台层203的所述滤色层204不可为R子像素层；同理当所述基台层203为G像素层，覆盖所述基台层203的所述滤色层204不可为G子像素层，以此类推。请参考图5，在所述滤色层204上形成保护层205。

在本实施例中，所述保护层(OC)205的厚度为1微米至2.5微米；当所述保护层205的厚度小于1微米，通过工艺条件来调整所述保护层205膜厚的范围是有限的，此时形成的所述保护层205的厚度太薄实现不了调整后续形成的间隔柱之间的高度差的效果；当所述保护层205的厚度大于205微米，此时形成的所述保护层205的膜厚太厚，造成显示区透过率下降明显，不利于显示效果的实现。

在本实施例中，所述保护层(OC)205的形成过程包括：在所述滤色层204上形成初始保护层，对初始保护层进行烘烤成型，形成所述保护层205。

在本实施例中，形成所述保护层(OC)的目的一方面是保护形成好的所述滤色层204和所述矩阵层202，另外一方面依靠所述保护层205的形成工艺可以控制所述保护层205的形成厚度，由于所述保护层205的厚度可以调节那么再结合所述基台层203高度，实现最终对形成的所述第一间隔柱和所述第二间隔柱的高度差的控制，使得形成工艺具有较广泛地实用性。

在本实施例中，形成所述保护层205的工艺参数包括烘烤温度为200度至250度，烘烤时间为30分钟至60分钟，所述保护层205的烘烤温度小于200度，此时由于烘烤温度低所述保护层205的形成速度慢，导致形成的所述保护层205的厚度较薄，实现不了调整后续形成的间隔柱之间的高度差的效果；所述保护层205的烘烤温度大于250度，此时由于烘烤温度较高，形成所述保护层205的速度快，能够形成足够厚度的所述保护层205，但是由于烘烤温度过高导致所述保护层205被催化或黄化掉，影响最终形成的所述保护层205的质量，从而影响后续的透光性。

在本实施例中，所述保护层205的烘烤时间小于30分钟，此时由于烘烤时间短，所述保护层205来不及形成足够的厚度，导致形成的所述保护层205的厚度较薄，实现不了调整后续形成的间隔柱之间的高度差的效果；所述保护层205的烘烤时间大于60分钟，此时由于烘烤时间较长，能够形成足够厚度的所述保护层205，但是由于烘烤时间过长导致所述保护层205被催化或黄化掉，影响最终形成的所述保护层205的质量，从而影响后续的透光性。

所以通过所述保护层205的烘烤温度和烘烤时间的相辅相成，才能实现最终对所述保护层205厚度的有效控制，为后续准确地控制所述第一间隔柱和所述第二间隔柱之间的高度差做准备。

请参考图6，在所述保护层205上形成第一间隔柱206和第二间隔柱207，所述第一间隔柱206位于所述第一区I的所述保护层205上，所述第二间隔层207位于所述第二区II的所述保护层205上，所述第一间隔柱206的高度和所述第二间隔柱207的高度非相等。

在本实施例中，通过基底200上的所述基台层203和所述保护层205两两结合，能够共同控制形成的所述第一间隔柱206和所述第二间隔柱207之间的高度差，保证最终形成的所述第一间隔柱206和所述第二间隔柱207的高度差的准确性，提高形成的滤光片的质量，且成本低，具有较广泛的使用范围。

在本实施例中，所述基台层203的宽度尺寸大于所述第一间隔柱206的底部直径尺寸，所述基台层203的宽度所在的直线与所述第一间隔柱206的底部直径所在的直线平行。

在本实施例中，所述第一间隔柱206的底部直径为所述第一间隔柱206的底部最大的直径。

在本实施例中，所述基台层203的宽度为D，所述第一间隔柱206的底部直径d，所述D大于d，这样设置的目的在于：在所述基台层203上形成所述第一间隔组206的时候，保证所述第一间隔柱206形成的时候能够具有比较平整的区域，使得所述第一间隔柱206和所述第二间隔组207的高度变异性小。

在本实施例中，所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差为0.45微米至0.8微米；当所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差小于0.45微米，或当所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差大于0.8微米时，会造成液晶盒液晶滴入余量较小的情况，不利于显示效果的实现。相应的，本发明还提供一种滤光片，请参考图6，包括基底200，包括第一区I和第二区II，所述第一区I上具有基台层203；滤色层204，位于所述基底200以及所述基台层203上；保护层205，位于所述滤色层204上；第一间隔柱206，位于所述第一区I的所述保护层205上；第二间隔柱207，位于所述第二区II的所述保护层205上，所述第一间隔柱206的高度和所述第二间隔柱207的高度非相等。

在本实施例中，通过基底200上的所述基台层203和所述保护层205两两结合，能够共同控制形成的所述第一间隔柱206和所述第二间隔柱207之间的高度差，保证最终形成的所述第一间隔柱206和所述第二间隔柱207的高度差的准确性，提高形成的滤光片的质量，且成本低，具有较广泛的使用范围。

在本实施例中，所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差为0.45微米至0.8微米；当所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差小于0.45微米或者当所述第一间隔柱206的顶部表面与所述第二间隔柱207的顶部表面的高度差大于0.8微米时会造成液晶盒液晶滴入余量较小的情况，不利于显示效果的实现。

在本实施例中，所述基台层203的宽度尺寸大于所述第一间隔柱206的底部直径尺寸，所述基台层203的宽度所在的直线与所述第一间隔柱206的底部直径所在的直线平行。

在本实施例中，所述第一间隔柱206的底部直径为所述第一间隔柱206的底部最大的直径。

在本实施例中，所述基台层203的宽度为D，所述第一间隔柱206的底部直径d，所述D大于d，这样设置的目的在于：在所述基台层203上形成所述第一间隔组206的时候，保证所述第一间隔柱206形成的时候能够具有比较平整的区域，使得所述第一间隔柱206和所述第二间隔组207的高度变异性小。

在本实施例中，所述基台层203为R像素层。

在其他实施例中，所述基台层203还可为G像素层或B像素层。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。