一种彩膜基板、显示装置和制作方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种彩膜基板、显示装置和制作方法。


背景技术：

2.液晶显示面板是由一片薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate，tft array substrate)与一片彩膜基板(color filter substrate，cf substrate)贴合而成，分别在tft基板和cf基板上形成像素电极和公共电极，并在tft基板与cf基板之间灌入液晶，其工作原理是通过在像素电极与公共电极之间施加驱动电压，利用像素电极与公共电极之间形成的电场来控制液晶层内的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。
3.彩膜基板cf作为显示色彩的部分，其中有平坦化层，其主要作用是对不同颜色的色阻进行平坦化，例如对色阻红色r绿色g蓝色b进行平坦化操作，即使色阻间存在一定段差，经过平坦化操作后进一步优化平坦度以提高显示装置的显示效果。
4.然而在实际应用中，彩膜基板存在平坦化层涂布不均的问题，导致显示基板存在漏光现象，进而影响显示装置的显示效果。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题至少之一，本发明第一方面提供一种彩膜基板，包括：
6.衬底；
7.设置在所述衬底上的黑矩阵，形成包括多个开口的色阻区；
8.设置在所述色阻区上的色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；
9.设置在所述色阻上的平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中；
10.设置在所述平坦化辅助层上的平坦化层；其中
11.所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能。
12.例如，在本技术一些实施例提供的彩膜基板中，所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。
13.例如，在本技术一些实施例提供的彩膜基板中，所述平坦化辅助层的致密性大于等于所述平坦化层的致密性。
14.例如，在本技术一些实施例提供的彩膜基板中，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，
15.相邻子色阻在所述衬底上的正投影、覆盖与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的黑矩阵在所述衬底上的正投影。
16.例如，在本技术一些实施例提供的彩膜基板中，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，
17.相邻子色阻在所述衬底上的正投影、与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的
黑矩阵在所述衬底上的正投影部分重叠。
18.例如，在本技术一些实施例提供的彩膜基板中，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化层的厚度小于等于1.5μm。
19.本发明第二方面提供一种显示装置，包括如第一方面所述的彩膜基板、与所述彩膜基板对盒的阵列基板、以及设置在所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层。
20.例如，在本技术一些实施例提供的显示装置中，所述液晶层包括液晶、以及设置在所述彩膜基板和阵列基板之间的隔垫柱，
21.所述隔垫柱在所述衬底上的正投影落入所述色阻在所述衬底上的正投影。
22.本发明第三方面提供一种制作如第一方面所述的彩膜基板的制作方法，包括：
23.在衬底上形成黑矩阵，所述黑矩阵包括多个开口的色阻区；
24.在所述色阻区上形成色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；
25.在所述色阻上形成平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中，所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能；
26.形成覆盖所述平坦化辅助层的平坦化层。
27.例如，在本技术一些实施例提供的制作方法中，所述在所述色阻上形成平坦化辅助层进一步包括：
28.所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。
29.本发明的有益效果如下：
30.本发明针对目前现有的问题，制定一种彩膜基板、显示装置和制作方法，并通过在色阻上设置材料表面能较小的平坦化辅助层，有效提高彩膜基板的平坦化性能，从而弥补了现有技术中存在的问题，能够解决漏光问题，提高显示效果，具有广泛的应用前景。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1a-1b示出一个实施例使用不同色阻材料的平坦化层的示意图；
33.图2a-2b示出另一个实施例使用不同色阻材料的平坦化层的示意图；
34.图3示出本发明的一个实施例所述彩膜基板的结构示意图；
35.图4示出本发明的另一个实施例所述彩膜基板的结构示意图；
36.图5示出本发明的一个实施例所述制作方法的流程图；
37.图6示出本发明的一个实施例所述显示装置的结构示意图；
38.图7示出本发明的一个实施例所述显示装置的俯视示意图。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。附
图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
40.需要说明的是，本文中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。在本文中，除非另有说明，所采用的术语“位于同一层”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过同一构图工艺形成，并且，这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。在本文中，除非另有说明，表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。
41.相关技术中，彩膜基板存在平坦化层涂布不均的问题，发明人经过大量研究和试验提出，由于材料技术的发展对色阻体系材料红色r绿色g蓝色b进行迭代升级，然而发展出的新型的光阻剂类材料体系，例如颜料-染料混合型色阻(hybrid)和染料型色阻(dye)等，具体的，其中包括分子大小为0-10nm的染料分子和分子大小为50-100nm的颜料分子。当新型光阻剂用于色阻体系材料时，由于这种材料的材料表面能不同于原有色阻体系材料的材料表面能，导致即使色阻材料rgb间无段差也影响平坦化层的平坦化效果，即平坦化层涂布不均影响对彩膜基板的抹平能力。如图1a-1b所示，其中，如图1a所示为原有色阻体系材料20在衬底10上设置平坦化层30的情况，如图1b所示为新型色阻体系材料21在衬底10上设置平坦化层30的情况，可知，由于新型色阻体系材料21的材料表面能较高，导致平坦化层30对新型色阻体系材料21无法抹平；同理，如图2a-2b所示，其中，如图2a所示为原有色阻体系材料40在衬底10上设置平坦化层30的情况，如图2b所示为新型色阻体系材料41在衬底10上设置平坦化层30的情况，可知，由于新型色阻体系材料41的材料表面能较高，导致平坦化层30对新型色阻体系材料41无法抹平；从而导致显示基板存在漏光现象，进而影响显示装置的显示效果。
42.针对上述问题和导致该问题的原因，如图3所示，本发明的一个实施例提供了一种彩膜基板，包括：
43.衬底100；
44.设置在所述衬底100上的黑矩阵110，形成包括多个开口的色阻区111；
45.设置在所述色阻区111上的色阻120，所述色阻120至少部分覆盖所述黑矩阵110；
46.设置在所述色阻120上的平坦化辅助层130，所述色阻120在所述衬底100上的正投影落入所述平坦化辅助层130在所述衬底100上的正投影中；
47.设置在所述平坦化辅助层130上的平坦化层140；其中
48.所述平坦化辅助层130的材料表面能小于等于所述色阻120的材料表面能。
49.在本实施例中，通过在色阻上设置材料表面能较小的平坦化辅助层，即使用材料表面能小于色阻的平坦化辅助层覆盖所述色阻，即能够降低色阻的材料表面能，从而提高平坦化层的平坦化性能，是的彩膜基板为平整表面，即使在不同颜色的子色阻间存在段差的情况下，通过覆盖其上的平坦化辅助层也能够将各子色阻间找平，形成平整表面，有效提高彩膜基板的平坦化性能，从而弥补了现有技术中存在的问题，能够解决漏光问题，进一步提高显示装置的显示效果。
50.在一个可选的实施例中，所述平坦化辅助层为无机材料，在垂直于衬底的方向上，
所述平坦化辅助层的厚度小于等于
51.在本实施例中，使用无机材料作为平坦化辅助层，通过在色阻上设置一定宽度的平坦化辅助层，降低色阻的材料表面能，从而提高平坦化层的平坦化性能。
52.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为氮化硅，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化辅助层的厚度大于等于并且小于等于
53.在本实施例中，氮化硅为无机元素形成的非金属物质，具有良好的化学稳定性和热稳定性。如图3所示，在制作彩膜基板的过程中，在衬底上形成黑矩阵和不同颜色的子色阻后，通过溅射工艺形成覆盖以形成基板的平坦化辅助层，并且平坦化辅助层的厚度大于等于并且小于等于使得在平坦化辅助层上形成的平坦化层的平坦化性能得到提升，例如平坦化层为oc胶，oc胶能够将具有段差的不同颜色的子色阻进行抹平，从而形成具有平整表面的彩膜基板。
54.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为二氧化硅，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化辅助层的厚度大于等于并且小于等于
55.在本实施例中，使用二氧化硅形成平坦化辅助层，与氮化硅相类似，二氧化硅也为无机元素形成的非金属物质，具有良好的化学稳定性和热稳定性。在制作彩膜基板的过程中，如图3所示，通过溅射工艺在具有段差的不同颜色的子色阻上形成整层覆盖的、厚度大于等于并且小于等于的平坦化辅助层，使得形成在平坦化辅助层上的平坦化层具有良好的平坦化性能，从而形成具有平整表面的彩膜基板。
56.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为氧化铟锡，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化辅助层的厚度大于等于并且小于等于
57.在本实施例中，使用氧化铟锡形成平坦化辅助层，氧化铟锡ito为透明导体，氧化铟锡不仅具有小于色阻的材料表面能，同时氧化铟锡表面含有大量的羟基官能团和氧化物，具有良好的润湿性和黏附性。在制作彩膜基板的过程中，如图3所示，在具有段差的不同颜色的子色阻上形成整层覆盖的、厚度大于等于并且小于等于的平坦化辅助层，并在平坦化辅助层上形成具有良好的平坦化性能的平坦化层，从而形成具有平整表面的彩膜基板。
58.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为氧化铟锌镓，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化辅助层的厚度大于等于并且小于等于
59.在本实施例中，使用氧化铟锌镓形成平坦化辅助层，与氧化铟锡ito相类似，氧化铟锌镓不仅具有小于色阻的材料表面能，同时氧化铟锡表面含有一定数量的氧化物官能团，具有良好的稳定性。在制作彩膜基板的过程中，如图3所示，在具有段差的不同颜色的子色阻上形成整层覆盖的、厚度大于等于并且小于等于的平坦化辅助层，并在平坦化辅助层上形成具有良好的平坦化性能的平坦化层，从而形成具有平整表面的彩膜基板。
60.在另一个可选的实施例中，所述平坦化辅助层为有机材料，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化辅助层的厚度小于等于1μm。
61.在本实施例中，使用有机材料作为平坦化辅助层，通过在色阻上设置一定宽度的
平坦化辅助层，降低色阻的材料表面能，从而提高平坦化层的平坦化性能。
62.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为隔垫物。
63.在本实施例中，隔垫物为苯乙烯，表面含有较多的碳-碳键，材料表面能较低。在制作彩膜基板的过程中，如图3所示，在具有段差的不同颜色的子色阻上形成整层覆盖的、厚度小于等于1μm的隔垫物作为平坦化辅助层，并在平坦化辅助层上形成具有良好的平坦化性能的平坦化层，从而形成具有平整表面的彩膜基板。
64.在一个具体的实施例中，所述平坦化辅助层为oc胶。
65.在本实施例中，平坦化辅助层和平坦化层均为oc胶，即通过设置两层oc胶提高平坦化层的平坦度。具体的，oc胶是一种铜箔涂层胶，oc胶表面含有大量的低极性基团(如亚油基、亚胺基和碳氢基团等)。在彩膜基板的制作过程中，通过在色阻上先形成一层较薄的oc胶作为平坦化辅助层降低色阻的材料表面能，再在平坦化辅助层的基础上形成一层oc胶作为平坦化层，并利用该平坦化层找平不同颜色的子色阻间的段差，从而形成具有平整表面的彩膜基板。本实施例通过设置两层oc胶，相比于设置较厚的一层oc胶的平坦化层，能够有效提高平坦化层的平坦度。
66.值得说明的是，本实施例在使用oc胶作为平坦化辅助层时，通过控制oc胶的厚度，即通过在色阻上覆盖一层较薄的oc胶，尽管这层较薄的oc胶由于色阻的材料表面能较大导致不平整，但在一定程度上降低了色阻的材料表面能，使得作为平坦化层的oc胶能够有效平坦化基板，形成具有平整表面的彩膜基板。
67.基于前述实施例的彩膜基板，在一个可选的实施例中，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化层的厚度小于等于1.5μm。
68.在本实施例中，基于覆盖色阻的平坦化辅助层，平坦化层的厚度大幅下降至1.5μm以内，相比于直接在色阻层上形成较厚的平坦化层，本实施例在增加平坦化辅助层降低材料表面能的基础上，进一步降低平坦化层的厚度，从而降低彩膜基板的整体厚度，能够降低显示装置的厚度，进一步轻薄化显示装置，提高显示装置的性能。
69.在一个可选的实施例中，如图4所示，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，相邻子色阻在所述衬底上的正投影、与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的黑矩阵在所述衬底上的正投影部分重叠。
70.在本实施例中，相邻子色阻间露出黑矩阵，平坦化辅助层整层设置，覆盖子色阻和露出的黑矩阵，平坦化层覆盖平坦化辅助层，形成具有平整表面的彩膜基板。
71.考虑到显示装置对高分辨率的需求，在一个可选的实施例中，如图4所示，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，
72.相邻子色阻在所述衬底上的正投影、覆盖与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的黑矩阵在所述衬底上的正投影
73.在本实施例中，相邻子色阻接触并覆盖对应的黑矩阵，同时，黑矩阵的尺寸减小以形成更高分辨率。即本实施例通过减小黑矩阵尺寸、相邻子色阻接触的方式形成较高分辨率，本技术对黑矩阵的尺寸以及各子色阻的具体结构不作限定，本领域技术人员应当根据实际应用需求，设置适当的黑矩阵和子色阻，在此不再赘述。
74.在一个可选的实施例中，所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。
75.在本实施例中，通过整层覆盖色阻的平坦化辅助层，进一步降低所述色阻的材料表面能，从而提高显示装置的显示效果。
76.在一个可选的实施例中，所述平坦化辅助层的致密性大于等于所述平坦化层的致密性。
77.在本实施例中，选择相较于平坦化层的致密性更高的平坦化辅助层，对色阻进行完全覆盖，在降低色阻的材料表面能的基础上，进一步对色阻材料的有机物进行包覆，并与平坦化层一同防止色阻材料中有机物的析出，从而提高彩膜基板的稳定性。其中，本实施例的致密性为描述材料的紧密程度，平坦化辅助层的材料紧密程度大于等于平坦化层的材料紧密程度。
78.与上述实施例提供的彩膜基板相对应，本技术的一个实施例还提供一种制作上述彩膜基板的液晶屏测试方法，如图5所示，包括：
79.在衬底上形成黑矩阵，所述黑矩阵包括多个开口的色阻区；
80.在所述色阻区上形成色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；
81.在所述色阻上形成平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中，所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能；
82.形成覆盖所述平坦化辅助层的平坦化层。
83.在本实施例中，通过在色阻上设置覆盖其的且材料表面能较小的平坦化辅助层，能够减小色阻的材料表面能，提高平坦化层的平坦化功能，形成平整的彩膜基板，有效提高彩膜基板的平坦化性能，从而弥补了现有技术中存在的问题，能够解决漏光问题，提高显示效果，具有广泛的应用前景。
84.由于本技术实施例提供的制作方法与上述几种实施例提供的彩膜基板相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的制作方法，在本实施例中不再详细描述。
85.在一个可选的实施例中，所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。
86.在本实施例中，通过整层覆盖色阻的平坦化辅助层，进一步降低所述色阻的材料表面能，从而提高显示装置的显示效果。
87.基于前述实施例的彩膜基板，如图6所示，本发明的另一个实施例提供了一种显示装置，包括上述彩膜基板1000、与所述彩膜基板对盒的阵列基板2000、以及设置在所述彩膜基板1000和阵列基板2000之间的液晶层3000。
88.在本实施例中，所述显示装置为液晶显示装置，包括前述具有平整表面的彩膜基板1000，所述显示装置能够避免因使用新型色阻材料引起平坦化层性能较差导致的漏光问题，有效提高显示装置的显示效果。本实施例的液晶显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
89.在一个可选的实施例中，如图6和图7所示，所述液晶层3000包括液晶、以及设置在所述彩膜基板1000和阵列基板2000之间的隔垫柱310，
90.所述隔垫柱310在所述衬底100上的正投影落入所述色阻120在所述衬底100上的正投影。
91.考虑到显示装置中隔垫柱与彩膜基板和阵列基板的接触对显示效果的影响，在本
实施例中，将隔垫柱设置在各子像素的开口区中，即如图7所示，所述隔垫柱310在衬底上的正投影落入色阻在衬底上的正投影中。本实施例的显示装置在避免因使用新型色阻材料引起平坦化层性能较差导致的漏光问题的基础上，通过设置隔垫柱的位置进一步提高显示装置的显示效果。
92.本发明针对目前现有的问题，制定一种彩膜基板、显示装置和制作方法，并通过在色阻上设置材料表面能较小的平坦化辅助层，有效提高彩膜基板的平坦化性能，从而弥补了现有技术中存在的问题，能够解决漏光问题，提高显示效果，具有广泛的应用前景。
93.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：
1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底上的黑矩阵，形成包括多个开口的色阻区；设置在所述色阻区上的色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；设置在所述色阻上的平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中；设置在所述平坦化辅助层上的平坦化层；其中所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能。2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述平坦化辅助层的致密性大于等于所述平坦化层的致密性。4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，相邻子色阻在所述衬底上的正投影、覆盖与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的黑矩阵在所述衬底上的正投影。5.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述色阻包括多个不同颜色的子色阻，相邻子色阻在所述衬底上的正投影、与所述相邻子色阻对应的相邻色阻区之间的黑矩阵在所述衬底上的正投影部分重叠。6.根据权利要求1-5中任一项所述的彩膜基板，其特征在于，在垂直于衬底的方向上，所述平坦化层的厚度小于等于1.5μm。7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的彩膜基板、与所述彩膜基板对盒的阵列基板、以及设置在所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层。8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述液晶层包括液晶、以及设置在所述彩膜基板和阵列基板之间的隔垫柱，所述隔垫柱在所述衬底上的正投影落入所述色阻在所述衬底上的正投影。9.一种制作如权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括：在衬底上形成黑矩阵，所述黑矩阵包括多个开口的色阻区；在所述色阻区上形成色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；在所述色阻上形成平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中，所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能；形成覆盖所述平坦化辅助层的平坦化层。10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述在所述色阻上形成平坦化辅助层进一步包括：所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影覆盖所述平坦化层在所述衬底上的正投影。

技术总结
本发明公开了一种彩膜基板、显示装置和制作方法，其中一实施例的彩膜基板包括：衬底；设置在所述衬底上的黑矩阵，形成包括多个开口的色阻区；设置在所述色阻区上的色阻，所述色阻至少部分覆盖所述黑矩阵；设置在所述色阻上的平坦化辅助层，所述色阻在所述衬底上的正投影落入所述平坦化辅助层在所述衬底上的正投影中；设置在所述平坦化辅助层上的平坦化层；其中，所述平坦化辅助层的材料表面能小于等于所述色阻的材料表面能。本发明提供的实施例通过在色阻上设置材料表面能较小的平坦化辅助层，有效提高彩膜基板的平坦化性能，从而解决漏光问题，提高显示效果。提高显示效果。提高显示效果。


技术研发人员：李学亮
受保护的技术使用者：南京京东方显示技术有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/14