专利名称：彩膜基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器面板的彩膜基板及其制造方法，尤其 是一种固定有柱状隔垫物的彩膜基板及其制造方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)是目前平面显示器的主流，其具有 功耗低、制造成本相对较低和无辐射的特点，其原理是利用液晶分子的介电 各向异性与导电各向异性，在外加电场时使液晶分子的排列状态转换，造成液晶薄膜产生各种光电效应。TFT LCD面板由彩膜基板和阵列基板对盒而成，两者间以隔垫物隔离出 液晶注入的间隙，且在两片基板间的周围部分利用框胶以完成液晶的封装。 彩膜基板和阵列基板之间的间距为盒厚(cell gap)，必须维持在指定值， 目前通常在彩膜基板的端部制作柱状隔垫物(PS)来维持盒厚。如图la所示，为现有技术彩膜基板侧面剖面图，包括玻璃基板101和 依次设置其上的黑矩阵102、像素树脂103和公共电极104,柱状隔垫物105 设置在公共电极104上。如图lb所示，为现有技术彩膜基板上像素单元侧面剖面图，102是黑 矩阵，R、 G、 B是相邻的像素，104是形成于彩膜基板上的公共电极。现有技术彩膜基板的制作过程是首先在玻璃基板101上形成黑矩阵 102，然后在玻璃基板101和黑矩阵102上形成像素树脂103,接着在该黑 矩阵102和像素树脂103上形成公共电极104，最后在公共电极l(M上形成 柱状隔物垫105。由于柱状隔垫物105位于彩膜基板的最端部，其高度被狭小的盒厚限
制，即使使用弹性材料制作柱状隔垫物(PS),也达不到足够的弹性回复力， 在这种结构下，如果外界压力超出柱状隔垫物本身特定的弹性形变范围，就 会产生无法回复的形变，从而导致盒厚变化，对显示效果造成不良影响，进而影响液晶面板的品质；同时由于柱状隔垫物位于彩膜基板最端部，稳定性 能差，当受到水平力沖击时，柱状隔垫物会偏离原来位置，造成漏光。发明内容本发明的目的是提供一种彩膜基板及其制造方法，用以解决现有技术柱状隔 垫物形变引起的盒厚变化及位置偏移引起的漏光问题，实现增大柱状隔垫物长 度，进而增大其弹性及其稳定性，避免或减轻盒厚变形及漏光现象。 本发明第一方面通过一些实施例提供了如下的技术方案 一种彩膜基板，包括 玻璃基板；柱状隔垫物， 一端固定在所述玻璃基板上，另一端悬空； 黑矩阵，形成在所述玻璃基板上，位于所述柱状隔垫物周围并露出所述 柱状隔垫物悬空的另一端；像素树脂，形成在所述玻璃基板上并露出所述柱状隔垫物悬空的另一端。本发明第二方面通过一些实施例提供了如下的技术方案 一种彩膜基板的制造方法，包括步骤l:在玻璃基板上形成数个柱状隔垫物，所述柱状隔垫物的一端与 所述玻璃基板连接，另一端悬空；步骤2:在完成步骤1的玻璃基板上形成黑矩阵，使黑矩阵位于所述柱 状隔垫物的周围并露出所述柱状隔垫物悬空的另 一端；步骤3:在完成步骤2的玻璃基板上形成红色像素树脂层、绿色像素树 脂层和蓝色像素树脂层并露出所述柱状隔垫物悬空的另一端。
本发明第 一方面和第二方面通过一些实施例，使柱状隔垫物固定在彩膜基 板的玻璃基板上，有效地增大了柱状隔垫物的长度，进而增大了其有效弹性力， 因此增大了盒厚的稳定性，并且由于柱状隔垫物与彩膜基板相交的 一端处于黑 矩阵、像素树脂的包裹中，增大了柱状隔垫物的稳定性，避免漏光问题，最终 保证了液晶显示器面板的品质。下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
图la为现有技术彩膜基板侧面剖面图；图lb为现有技术彩膜基板上像素单元侧面剖面图；图2为本发明彩膜基板的剖面图；图3为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后一实施例的剖面图； 图4为图3中阵列基板的俯视图；图5为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后另一实施例的剖面图；图6为图5中阵列基板的俯视图；图7为本发明彩膜基板制造方法的流程图。
具体实施方式
如图2所示，为本发明彩膜基板的剖面图，该彩膜基板包括玻璃基板 101、柱状隔垫物105、黑矩阵102和像素树脂103柱状隔垫物105的一端 固定在玻璃基板101上，另一端悬空；黑矩阵102形成在玻璃基板101上， 位于柱状隔垫物105的周围，使黑矩阵102紧密包裹柱状隔垫物105的根部， 露出柱状隔垫物105悬空的另一端；像素树脂103形成在玻璃基板101和黑 矩阵102上，像素树脂103覆盖住整个玻璃基板101，露出柱状隔垫物105 悬空的另一端。本实施例中，还可以包括公共电极104，公共电极104形成 在像素树脂103上，露出柱状隔垫物105悬空的一端。实际使用中，如边缘
场开关模式液晶显示器的公共电极形成在阵列基板上，相应地，彩膜基板上 则没有公共电极。本实施例通过将柱状隔垫物直接设置在玻璃基板上，加长了柱状隔垫物 的有效长度，增大了柱状隔垫物的有效弹性力，稳定了盒厚，并且柱状隔垫 物与彩膜基板连接的一端在黑矩阵、像素树脂的包裹中，增大了柱状隔垫物 的稳定性，避免漏光现象。如图3所示，为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后一实施例的剖面图，该实施例中，阵列基板包括依次设置的玻璃基板201、栅极扫描线203、 栅极绝缘层207、非晶硅层208、掺杂的绝缘层209、设置在209上两侧的 源极210和漏极211、设置在210、 211上的钝化层212,像素电极205通过 钝化层的过孔213与薄膜晶体管(TFT)的漏极211连接；彩膜基板包括 依次设置的玻璃基板101、柱状隔垫物105、黑矩阵102、像素树脂103、公 共电极104;填充在彩膜基板和阵列基板之间的液晶3;彩膜基板和阵列基 板之间的间距，即盒厚4;本实施例中，柱状隔垫物位于TFT的顶端。如图4所示，为图3中阵列基板的俯视图，该阵列基板包括玻璃基板 201、数据扫描线202、栅极扫描线203，相邻的^"极扫描线和数据扫描线定 义了一个像素区域，每个像素区域包括一个开关器件TFT204、像素电极205， 206是位于薄膜晶体管204上的对盒后柱状隔垫物105在TFT基板上的相应 位置。本实施例中，柱状隔垫物固定于彩膜基板的玻璃基板上，阵列基板和本 发明彩膜基板结构对盒后，可以稳定盒厚，保证柱状隔垫物稳定性，保证液 晶显示器面板的品质。如图5所示，为本发明彩膜基板与阵列基板对盒后另一实施例的剖面 图，与图3不同的是，柱状隔垫物从TFT顶部移至阵列基板的栅极扫描线 203上。如图6所示，为图5中阵列基板的俯;现图，可以看出，彩膜基板和阵列 基板对盒后，柱状隔垫物105在阵列基板上的相应位置206在栅极扫描线上。 本实施例中，柱状隔垫物与阵列基板的接触点从最高的TFT器件，移到 较低并且平整的删极扫描线上，在受到外力挤压时不会再出现从高到低的位 置移动，除了进一步增大柱状隔垫物长度，增大其弹性，进一步稳定盒厚外， 还可以避免面板受到挤压或冲击时，隔垫物自动向TFT较低位置移动引起的漏 光问题，本实施例可以更好的增大柱状隔垫物的弹性力和稳定性，进而保证盒 厚的稳定，保证液晶显示器的品质。从图3、 5中可以看出，柱状隔垫物纵侧面是梯形，其与玻璃基板相交 的第一端、与阵列基板相交的第二端可以是圆形、四边形或者多边形，这样 可以使柱状隔垫物与四周的边界有最大面积的接触，维持其稳定性。如图7所示，为本发明彩膜基板制造方法的流程图，包括如下步骤 步骤l:通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，在玻璃基板上沉积一层柱状隔 垫物，柱状隔垫物的上表面为圓形，直径在10um至20um,柱状隔垫物的高 度在5um至10um;步骤2:在完成步骤1的彩膜基板上使用化学汽相沉积方法沉积铬或氧 化铬成分的黑矩阵层，或者用涂敷分散法涂敷树脂成分黑矩阵层。在玻璃基 板上，柱状隔垫物周围，制备一层厚度在lum至5um的黑矩阵层。用掩模版 通过曝光工艺和化学刻蚀工艺(铬或氧化铬成分)或者化学显影(树脂成分)， 在玻璃基板的 一 定区域上形成黑矩阵；步骤3:在完成步骤2的彩膜基板上继续形成红色像素树脂层。利用涂 敷分散法在彩膜基板上涂敷lum到5um的红色像素树脂层。像素树脂层材料 通常是丙稀酸类感光性树脂或其他羧酸型色素颜料树脂。然后通过曝光工艺 和化学显影工艺，在玻璃基板的一定区域上形成红色像素；采用和制备红色像素类似的方法，在玻璃基板的 一定区域上形成绿色 像素和蓝色像素；步骤4:在完成步骤3的基板上沉积公共电极层，形成公共电极；此公
共电极为透明电极。常用的透明电极为IT0 (氧化铟锡)或者IZ0 (氧化铟 锌)，厚度在1000埃至5000埃之间。上述方案中，黑矩阵102，像素树脂103，公共电极104紧密包裹在柱状 隔垫物105周围，连贯的、有选择性的形成，并且黑矩阵102、像素树脂103、 公共电极104的总厚度小于柱状隔垫物105的长度，柱状隔垫物105 —端固 定在彩膜基板的玻璃基板上，另一端悬空，其长度要满足彩膜基板的阵列基 板对盒后，柱状隔垫物可以到达阵列基板的顶端(图3所示)或者阵列基板 的栅极扫描线上(图5所示)。另外，实际使用中，如边缘场开关模式液晶显示器的公共电极形成在阵 列基板上，相应地，彩膜基板上则没有形成公共电极。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种彩膜基板，其特征在于，包括玻璃基板；柱状隔垫物，一端固定在所述玻璃基板上，另一端悬空；黑矩阵，形成在所述玻璃基板上，位于所述柱状隔垫物周围并露出所述柱状隔垫物悬空的另一端；像素树脂，形成在所述玻璃基板上并露出所述柱状隔垫物悬空的另一端。
2、 根据权利要求l所述的彩膜基板，其特征在于所述柱状隔垫物纵截面 为梯形。
3、 根据权利要求l所述的彩膜基板，其特征在于所述柱状隔垫物的横截 面为圓形、四边形或多边形。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的彩膜基板，其特征在于所述柱状隔垫物 的横截面直径为10um 20um。
5、 根据权利要求l、 2或3所述的彩膜基板，其特征在于所述柱状隔垫物 的高度为5um 10um。
6、 一种彩膜基板制造方法，其特征在于，包括步骤l:在玻璃基板上形成数个柱状隔垫物，所述柱状隔垫物的一端与 所述玻璃基板连接，另一端悬空；步骤2:在完成步骤1的玻璃基板上形成黑矩阵，使黑矩阵位于所述柱 状隔垫物的周围并露出所述柱状隔垫物悬空的另 一端；步骤3:在完成步骤2的玻璃基板上形成红色像素树脂层、绿色像素树 脂层和蓝色像素树脂层并露出所述柱状隔垫物悬空的另 一端。
7、 根据权利要求6所述的彩膜基板制造方法，其特征在于所述步骤l中， 所述柱状隔垫物与所述玻璃基板相交的横截面的直径为10um 20um。
8、 根据权利要求6所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于所述步骤l中，所述柱状隔垫物的高度为5um 10um。
9、 根据权利要求6、 7或8所述的彩膜基板制造方法，其特征在于所述 步骤2中，所述黑矩阵厚度为lum 5um。
10、 根据权利要求6、 7或8所述的彩膜基板制造方法，其特征在于所述 步骤3中，所述红色像素树脂层、绿色像素树脂层、蓝色像素树脂层的厚度为 lum ~ 5um。
全文摘要
本发明涉及一种彩膜基板及其制造方法。彩膜基板包括玻璃基板和依次设置在玻璃基板上的柱状隔垫物、黑矩阵和像素树脂。彩膜基板的制造方法包括首先在玻璃基板上形成柱状隔垫物，其次在形成了柱状隔垫物的玻璃基板上形成黑矩阵，然后在形成了柱状隔垫物和黑矩阵的玻璃基板上形成像素树脂。本发明通过将柱状隔垫物形成在玻璃基板上，有效地增大了柱状隔垫物的长度和弹性力，从而增大盒厚的稳定性，保证了液晶显示器的品质。
文档编号G02F1/1335GK101398562SQ200710175310
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者姚继开, 钦 李 申请人:北京京东方光电科技有限公司