一種彩膜基板及其製備方法、顯示面板和顯示裝置與流程

2023-05-28 23:20:46

本發明涉及顯示技術領域，具體地，涉及一種彩膜基板及其製備方法、顯示面板和顯示裝置。

背景技術：

薄膜電晶體液晶顯示產品(TFT-LCD)包括TFT基板(即陣列基板)和CF基板(即彩膜基板)，在TFT基板上布局金屬走線形成控制矩陣，在CF基板上塗覆紅綠藍三種色阻，採用封框膠將兩基板四周粘合，兩基板之間的間隙Gap中填充液晶用以進行光線傳輸。兩基板之間填充有液晶的區域直接利用隔墊物PS進行支撐，保證液晶在間隙Gap中有足夠的排布空間。

在TFT基板上，一般是採用磁控濺射(Sputter)進行金屬成膜，即通過射頻或者直流電源形成的等離子體(Plasma)內具有高能的帶電粒子，帶電粒子在電場驅動下撞擊金屬靶材(Target)表面，將靶材粒子從其表面撞擊出來，沉積到基板表面從而形成金屬薄膜。

現有工藝中，金屬靶材一般採用多個條狀靶材拼接而成，與玻璃基板對應且相重疊設置。在磁控濺射過程中靶材表面撞擊出來的粒子在對應靶材中心區和對應靶材拼接區的玻璃基板區域必然存在粒子分布差異，表現為對應靶材中心區和對應靶材拼接區的金屬膜厚差異，因此，在玻璃基板上就呈現出金屬膜厚薄厚周期分布現象，如圖1所示，A區為對應靶材9拼接區的金屬膜10區域，B區為對應靶材9中心區的金屬膜10區域。

現有一般設計中，TFT基板和CF基板對盒後隔墊物PS會頂在TFT基板上的金屬線上(如頂在TFT溝道、柵線Gate走線或柵極Gate/源漏極SD上)，如果TFT基板上的金屬膜厚薄厚不同，就會導致TFT基板和CF基板對盒後的盒間隙Gap不同，繼而會導致液晶顯示產品產生各種光學參數異常。由於TFT基板上的金屬膜厚受條狀拼接靶材分布的影響形成了薄厚周期變化的分布，金屬膜薄的區域(對應靶材中心處)形成的盒間隙Gap大，金屬膜厚的區域(對應靶材拼接處)形成的盒間隙Gap小；反映到LCD的光學特性上，即：對應靶材中心處的顯示區域(即B區)的色溫偏小，偏暖色；對應靶材拼接處的顯示區域(即A區)的色溫偏大，偏冷色；這樣將在LCD上呈現顏色上的周期分布，嚴重影響LCD的畫面質量。

為了改善TFT基板上金屬膜厚不同所導致的LCD顯示時的顏色差異變化，目前主要通過調整形成金屬膜的工藝參數或採用旋轉靶材，但前者不能治本，後者存在設備成本高的問題，二者都不是最佳解決方案。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中存在的上述技術問題，提供一種彩膜基板及其製備方法、顯示面板和顯示裝置。該彩膜基板能夠相對減小對盒後的拼接區域與其所對應的金屬膜層之間的間隙和中心區域的至少局部與其所對應的金屬膜層之間的間隙之間的差異，從而相對減小對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的光線透過率偏差，繼而減小對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的色差，進而改善了彩膜基板和陣列基板對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本發明提供一種彩膜基板，包括襯底和設置在所述襯底上的彩膜層，所述彩膜基板包括多個區域，多個所述區域相拼接；沿所述區域的拼接方向，各個所述區域均包括對應拼縫處的拼接區域和遠離拼縫處的中心區域；對應分布在所述中心區域的所述彩膜層至少局部厚度大於對應分布在所述拼接區域的所述彩膜層的厚度，且其厚度差小於等於用於與所述彩膜基板對盒的陣列基板上對應所述拼接區域的金屬膜層和對應所述中心區域的所述金屬膜層的厚度差。

優選地，所述彩膜層包括紅色彩膜、綠色彩膜和藍色彩膜，對應分布在所述中心區域的所述紅色彩膜和所述綠色彩膜的厚度大於所述藍色彩膜的厚度，且對應分布在所述中心區域的所述紅色彩膜和所述綠色彩膜的厚度均大於對應分布在所述拼接區域的所述彩膜層的厚度。

優選地，對應分布在所述中心區域的所述紅色彩膜和所述綠色彩膜的厚度相等。

優選地，對應分布在所述中心區域的所述藍色彩膜與對應分布在所述拼接區域的所述彩膜層的厚度相等。

優選地，所述陣列基板對應所述中心區域的所述金屬膜層的厚度小於對應所述拼接區域的所述金屬膜層的厚度；沿所述區域的拼接方向，所述中心區域與所述拼接區域的寬度佔比與所述陣列基板上厚度不同的所述金屬膜層的寬度佔比相等。

本發明還提供一種顯示面板，包括上述彩膜基板。

本發明還提供一種顯示裝置，包括上述顯示面板。

本發明還提供一種上述彩膜基板的製備方法，包括：採用構圖工藝在襯底上形成包括彩膜層的圖形，對應形成在所述中心區域的所述彩膜層的至少局部的厚度大於對應形成在所述拼接區域的所述彩膜層的厚度，且其厚度差小於等於用於與所述彩膜基板對盒的陣列基板上對應所述拼接區域的金屬膜層和對應所述中心區域的所述金屬膜層的厚度差。

優選地，採用一次構圖工藝對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括紅色彩膜的圖形；並採用一次構圖工藝對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括綠色彩膜的圖形；

或者，在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括所述紅色彩膜的圖形；並在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括所述綠色彩膜的圖形。

優選地，所述在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括所述紅色彩膜的圖形；並在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在所述中心區域和所述拼接區域分別形成包括所述綠色彩膜的圖形包括：

在一次構圖工藝中，通過控制曝光時間的長度為第一時長對應在所述中心區域形成包括所述紅色彩膜的圖形；並通過控制曝光時間的長度為第二時長對應在所述拼接區域形成包括所述紅色彩膜的圖形；

在一次構圖工藝中，通過控制曝光時間的長度為第一時長對應在所述中心區域形成包括所述綠色彩膜的圖形；並通過控制曝光時間的長度為第二時長對應在所述拼接區域形成包括所述綠色彩膜的圖形；

其中，所述第一時長小於所述第二時長。

本發明的有益效果：本發明所提供的彩膜基板，通過使對應分布在中心區域的彩膜層至少局部厚度大於對應分布在拼接區域的彩膜層的厚度，且其厚度差小於等於用於與彩膜基板對盒的陣列基板上對應拼接區域的金屬膜層和對應中心區域的金屬膜層的厚度差，能夠相對減小對盒後的拼接區域與其所對應的金屬膜層之間的間隙和中心區域的至少局部與其所對應的金屬膜層之間的間隙之間的差異，從而相對減小了對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的光線透過率偏差，繼而減小了對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的色差，進而改善了彩膜基板和陣列基板對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本發明所提供的顯示面板，通過採用上述彩膜基板，減小了該顯示面板由於盒間隙不均所導致的顯示色差，從而改善了該顯示面板的畫質不良現象。

本發明所提供的顯示裝置，通過採用上述顯示面板，減小了該顯示裝置由於盒間隙不均所導致的顯示色差，從而改善了該顯示裝置的畫質不良現象。

附圖說明

圖1為現有技術中拼接靶材與相應形成的金屬膜的結構俯視示意圖；

圖2為本發明實施例1中與陣列基板對盒的彩膜基板的結構俯視示意圖；

圖3為圖2中與陣列基板對盒的彩膜基板沿CC剖切線的剖視示意圖。

其中的附圖標記說明：

1.襯底；2.彩膜層；21.紅色彩膜；22.綠色彩膜；23.藍色彩膜；3.區域；31.拼接區域；32.中心區域；4.拼縫；5.彩膜基板；6.陣列基板；61.金屬膜層；D1.中心區域的彩膜層的至少局部與拼接區域的彩膜層之間的厚度差；D2.對應拼接區域的金屬膜層與對應中心區域的金屬膜層之間的厚度差；H1.第一間隙；H2.第二間隙；7.黑矩陣；8.隔墊物；9.靶材；10.金屬膜。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明所提供的一種彩膜基板及其製備方法、顯示面板和顯示裝置作進一步詳細描述。

實施例1：

本實施例提供一種彩膜基板，如圖2和圖3所示，包括襯底1和設置在襯底1上的彩膜層2，彩膜基板5包括多個區域3，多個區域3相拼接；沿區域3的拼接方向，各個區域3均包括對應拼縫4處的拼接區域31和遠離拼縫4處的中心區域32；對應分布在中心區域32的彩膜層2至少局部厚度大於對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度，且其厚度差D1小於等於用於與彩膜基板5對盒的陣列基板6上對應拼接區域31的金屬膜層61和對應中心區域32的金屬膜層61的厚度差D2。

本實施例中，區域3的形狀為條形。需要說明的是，區域3的形狀也可以是其他的形狀，如圓形或多邊形等規則或不規則的形狀。

其中，陣列基板6上對應拼接區域31的金屬膜層61厚度和對應中心區域32的金屬膜層61厚度均指對應各自不同區域的陣列基板6上所有金屬膜層61的最終疊加厚度，即製備完畢後的陣列基板6上對應拼接區域31或中心區域32的金屬膜層61的總厚度。

通過使對應分布在中心區域32的彩膜層2至少局部厚度大於對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度，且其厚度差D1小於等於用於與彩膜基板5對盒的陣列基板6上對應拼接區域31的金屬膜層61和對應中心區域32的金屬膜層61的厚度差D2，能夠相對減小對盒後的拼接區域31與其所對應的金屬膜層61之間的第一間隙H1和中心區域32的至少局部與其所對應的金屬膜層61之間的第二間隙H2之間的差異，從而相對減小了對應拼接區域31的顯示區域和對應中心區域32的顯示區域之間在顯示時的光線透過率偏差，繼而減小了對應拼接區域31的顯示區域和對應中心區域32的顯示區域之間在顯示時的色差，進而改善了彩膜基板5和陣列基板6對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本實施例中，彩膜層2包括紅色彩膜21、綠色彩膜22和藍色彩膜23，對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度大於藍色彩膜23的厚度，且對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度均大於對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度。對應在中心區域32，由於透過紅色彩膜21和綠色彩膜22的光線隨著盒間隙的增大而透過率增大，而透過藍色彩膜23的光線隨著盒間隙的增大而透過率減小；因此對應在中心區域32，透過藍色彩膜23的光線透過率減小，且通過紅色彩膜21和綠色彩膜22的光線透過率增大；這容易導致對應中心區域32的畫面顏色發黃，通過將對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度設置為大於藍色彩膜23的厚度，能使對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的色阻增大，色阻增大能使紅色彩膜21和綠色彩膜22的光線透過率減小，從而使中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22與藍色彩膜23的光線透過率差異減小，進而減小了中心區域32由於對盒後盒間隙較大所導致的紅、綠和藍三色光透過率差異較大而帶來的中心區域32顏色發黃的問題，減少或避免了中心區域32的顯示出現色偏現象。

同時，從整個彩膜基板5來看，由於中心區域32相對拼接區域31對盒間隙的增大會直接導致中心區域32相對拼接區域31的光線透過率增大，通過使對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度大於對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度，即中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度大於拼接區域31彩膜層2的厚度，紅色彩膜21和綠色彩膜22厚度的增大能夠相應地增大其色阻，從而降低其光線透過率，因此，通過增大中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度，能夠相應補償中心區域32與拼接區域31之間的光線透過率差異，進而改善彩膜基板5和陣列基板6對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本實施例中，對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度相等。由於紅色彩膜21和綠色彩膜22的色阻對其光線透過率的影響趨勢及程度基本相同，所以優選將中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度設置為相等。

本實施例中，對應分布在中心區域32的藍色彩膜23與對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度相等。其中，對應分布在拼接區域31的彩膜層2也包括紅色彩膜21、綠色彩膜22和藍色彩膜23，且紅色彩膜21、綠色彩膜22和藍色彩膜23的厚度相等。即本實施例中，對應分布在中心區域32的紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度大於對應分布在拼接區域31的彩膜層2的厚度，通過增大中心區域32紅色彩膜21和綠色彩膜22的厚度，能夠增大中心區域32的色阻，從而減小了中心區域32的光線透過率，該光線透過率的減小量能夠補償中心區域32由於對盒間隙的增大而導致的光線透過率的增大的量，進而使中心區域32與拼接區域31的光線透過率趨於一致，最終減小了對應拼接區域31的顯示區域和對應中心區域32的顯示區域之間在顯示時的色差，改善了彩膜基板5和陣列基板6對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本實施例中，陣列基板6對應中心區域32的金屬膜層61的厚度小於對應拼接區域31的金屬膜層61的厚度；沿區域3的拼接方向，中心區域32與拼接區域31的寬度佔比與陣列基板6上厚度不同的金屬膜層61的寬度佔比相等。如此設置，能通過調整對應分布在中心區域32的彩膜層2的厚度實現對對應中心區域32與拼接區域31的對盒間隙差異的合理補償，從而能更加準確地減小對應拼接區域31的顯示區域和對應中心區域32的顯示區域之間在顯示時的色差，改善彩膜基板5和陣列基板6對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

本實施例中，彩膜基板5還包括黑矩陣7，黑矩陣7設置在彩膜層2的靠近襯底1的一側，且黑矩陣7位於紅色彩膜21、綠色彩膜22和藍色彩膜23之間的間隔區域。黑矩陣7能夠對陣列基板6上的金屬走線形成遮擋，從而提升顯示效果。

本實施例中，彩膜基板5還包括隔墊物8，隔墊物8設置在黑矩陣7的背對襯底1的一側，且隔墊物8對應分布在黑矩陣7分布的區域。隔墊物8能對對盒設置的彩膜基板5和陣列基板6形成支撐，從而使彩膜基板5與陣列基板6之間保持一定的盒間隙，以便在盒間隙中填充對光線進行傳輸的液晶，並保證液晶在盒間隙中有足夠的排布空間。

基於彩膜基板的上述結構，本實施例還提供一種該彩膜基板的製備方法，包括：採用構圖工藝在襯底上形成包括彩膜層的圖形，對應形成在中心區域的彩膜層的至少局部的厚度大於對應形成在拼接區域的彩膜層的厚度，且其厚度差小於等於用於與彩膜基板對盒的陣列基板上對應拼接區域的金屬膜層和對應中心區域的金屬膜層的厚度差。

本實施例中，採用一次構圖工藝對應在中心區域和拼接區域分別形成包括紅色彩膜的圖形；並採用一次構圖工藝對應在中心區域和拼接區域分別形成包括綠色彩膜的圖形。其中的構圖工藝為半色調掩膜工藝，即中心區域和拼接區域的紅色彩膜的圖形通過一次半色調掩膜工藝形成，從而形成中心區域和拼接區域的不同厚度的紅色彩膜；中心區域和拼接區域的綠色彩膜的圖形也通過一次半色調掩膜工藝形成，從而形成中心區域和拼接區域的不同厚度的綠色彩膜。

另外，通過一次構圖工藝同時形成中心區域的藍色彩膜和拼接區域的藍色彩膜。

其中的構圖工藝指彩膜膠的塗敷、曝光和顯影工藝，具體的工藝過程不再贅述。

或者，彩膜基板的製備方法也可以在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在中心區域和拼接區域分別形成包括紅色彩膜的圖形；並在一次構圖工藝中通過控制曝光時間的長度對應在中心區域和拼接區域分別形成包括綠色彩膜的圖形。具體為：

在一次構圖工藝中，通過控制曝光時間的長度為第一時長對應在中心區域形成包括紅色彩膜的圖形；並通過控制曝光時間的長度為第二時長對應在拼接區域形成包括紅色彩膜的圖形。

在一次構圖工藝中，通過控制曝光時間的長度為第一時長對應在中心區域形成包括綠色彩膜的圖形；並通過控制曝光時間的長度為第二時長對應在拼接區域形成包括綠色彩膜的圖形。

其中，第一時長小於第二時長。需要說明的是，這種方法針對的是採用正性彩膜膠的彩膜層，即對於正性彩膜膠，經過曝光光線照射的光刻膠在顯影后被去除，未經曝光光線照射的光刻膠在顯影后被保留。在對應中心區域的紅色彩膜圖形和綠色彩膜圖形的區域，控制曝光光線的照射時間較短，從而使對應中心區域的紅色彩膜圖形和綠色彩膜圖形的區域經過顯影后去除的紅色彩膜膜層和綠色彩膜膜層的厚度較薄；而在對應拼接區域的紅色彩膜圖形和綠色彩膜圖形的區域，控制曝光光線的照射時間較長，從而使對應拼接區域的紅色彩膜圖形和綠色彩膜圖形的區域經過顯影后去除的紅色彩膜膜層和綠色彩膜膜層的厚度較厚；最終使對應中心區域的紅色彩膜和綠色彩膜的厚度大於對應拼接區域的紅色彩膜和綠色彩膜的厚度。另外，通過一次構圖工藝同時形成中心區域的藍色彩膜和拼接區域的藍色彩膜。

另外需要說明的是，中心區域和拼接區域的紅色彩膜的製備和綠色彩膜的製備還可以採用半色調掩膜工藝實現，即曝光時採用半色調掩膜板，使對應中心區域的紅色彩膜膜層的曝光量小於對應拼接區域的紅色彩膜膜層的曝光量，從而最終使中心區域的紅色彩膜的厚度大於拼接區域的紅色彩膜的厚度。對應不同區域的不同厚度的綠色彩膜的製備也是同樣的原理，這裡不再贅述。

當然，對應不同區域的不同厚度的紅色和綠色彩膜的製備也可以採用其他任意的能夠實現的製備方法，這裡不再贅述。

本實施例中，彩膜基板的製備方法在襯底上形成包括彩膜層的圖形之前還包括：採用構圖工藝在襯底上形成包括黑矩陣的圖形。黑矩陣位於紅色彩膜、綠色彩膜和藍色彩膜之間的間隔區域。黑矩陣的製備採用傳統的構圖工藝，具體步驟不再贅述。

本實施例中，在襯底上形成包括黑矩陣的圖形之後，並在襯底上形成包括彩膜層的圖形之前還包括：採用構圖工藝在襯底上形成包括隔墊物的圖形。隔墊物對應分布在黑矩陣分布的區域。隔墊物的製備採用傳統的構圖工藝，具體步驟不再贅述。

實施例1的有益效果：實施例1中所提供的彩膜基板，通過使對應分布在中心區域的彩膜層至少局部厚度大於對應分布在拼接區域的彩膜層的厚度，且其厚度差小於等於用於與彩膜基板對盒的陣列基板上對應拼接區域的金屬膜層和對應中心區域的金屬膜層的厚度差，能夠相對減小對盒後的拼接區域與其所對應的金屬膜層之間的間隙和中心區域的至少局部與其所對應的金屬膜層之間的間隙之間的差異，從而相對減小了對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的光線透過率偏差，繼而減小了對應拼接區域的顯示區域和對應中心區域的顯示區域之間在顯示時的色差，進而改善了彩膜基板和陣列基板對盒後的盒間隙不均所導致的畫質不良現象。

實施例2：

本實施例提供一種顯示面板，包括實施例1中的彩膜基板。

通過採用實施例1中的彩膜基板，減小了該顯示面板由於盒間隙不均所導致的顯示色差，從而改善了該顯示面板的畫質不良現象。

實施例3：

本實施例提供一種顯示裝置，包括實施例2中的顯示面板。

通過採用實施例2中的顯示面板，減小了該顯示裝置由於盒間隙不均所導致的顯示色差，從而改善了該顯示裝置的畫質不良現象。

本發明所提供的顯示裝置可以為，液晶面板、液晶電視、顯示器、手機、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。