用于ips模式液晶顯示面板的濾光板、液晶顯示裝置制造方法
【專利摘要】一種用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板、液晶顯示裝置，濾光板包括：基板；位于所述基板上的遮光圖案和濾光層，所述遮光圖案和所述濾光層具有重疊區(qū)域；平坦層，覆蓋所述遮光圖案和濾光層，所述平坦層的段差大于等于0.1μm，小于等于0.3μm；位于所述平坦層上的間隔柱，且所述間隔柱位于濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域上方。本技術(shù)方案既可以使整個濾光板上的間隔柱高度的均勻性比較好，又可以兼顧保證間隔柱附著性。利用本技術(shù)方案的濾光板形成的液晶顯示裝置中，液晶盒厚均勻穩(wěn)定，從而使液晶顯示裝置具備良好的顯示均勻性。
【專利說明】用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板、液晶顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板、液晶顯示
裝置【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著信息通訊領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對各種類型的顯示設(shè)備的需求越來越大。目前主流的顯示裝置主要有:液晶顯示器(IXD)，等離子體顯示器(PDP)，電致發(fā)光顯示器(ELD)和真空熒光顯示器(VFD)等。由于液晶顯示裝置具有:輕、薄、體積小、耗電小、輻射低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)處理設(shè)備中，例如電視、筆記本電腦、移動電話、個人數(shù)字助理等。液晶顯示器主要包括:TFT陣列基板、彩色濾光板、TFT陣列基板和彩色濾光板之間的液晶層。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的TN模式液晶顯示器中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖1，目前用于液晶顯示器中的彩色濾光板10主要包括:透明玻璃基板11、遮光圖案層(BM層)
12、彩色濾光層(RBG層)13、公共電極層(ΙΤ0層)14、間隔柱(Photo Spacer, PS) 15。其中彩色濾光層覆蓋在遮光圖案層12的開口區(qū)域內(nèi)，并且與遮光圖案層12有一定重疊量。遮光圖案層12、彩色濾光層13常采用光阻涂布的顏料分散法制造，具體工藝為:首先將液態(tài)光阻涂布在基板表面，然后通過帶有指定圖案的曝光掩膜板，使用近接式(Proximity )曝光機進行曝光，再經(jīng)過顯影及烘烤過程形成預(yù)想圖案。
[0004]隨著液晶顯示器生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，消費者對液晶顯示器品質(zhì)要求日益提高，推動液晶顯示器朝高清晰，高分辨率，廣視角等高精細方向發(fā)展，即從TN技術(shù)向IPS (In-PlaneSwitching，平面切換)技術(shù)發(fā)展。
[0005]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式液晶顯示器中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖2，IPS模式液晶顯示器的濾光板20包括:透明玻璃基板21、位于基板21上的遮光圖案層(BM層)22、位于遮光圖案層22和基板21上的彩色濾光層(RBG層)23、位于彩色濾光層23上的平坦層(0C層)26、位于平坦層26上的間隔柱(Photo Spacer,簡稱PS) 25、位于基板21背面的ITO電屏蔽層24。其彩色濾光層23中的RBG像素覆蓋在遮光圖案層22的開口區(qū)域內(nèi)，并且與遮光圖案層22有一定重疊量。IPS顯示模式中用到的濾光板中，由于遮光圖案細線化的要求，RBG像素不可避免的在遮光圖案上產(chǎn)生重疊，為了減小此重疊造成的畫素牛角偏高，在遮光圖案層22及彩色濾光層23上設(shè)置了平坦層26。間隔柱25設(shè)置在平坦層26上，且只能位于遮光圖案與RBG像素重疊區(qū)的上方。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)將彩色濾光板和TFT陣列基板進行貼合后制成液晶顯示器后，經(jīng)常出現(xiàn)液晶顯示裝置顯示不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是IPS顯示模式的液晶顯示裝置顯示不均勻。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板，包括:[0009]基板；
[0010]位于所述基板上的遮光圖案和濾光層，所述遮光圖案和所述濾光層具有重疊區(qū)域；
[0011]平坦層，覆蓋所述遮光圖案和濾光層，所述平坦層的段差大于等于0.1 μ m，小于等于 0.3 μ m ;
[0012]位于所述平坦層上的間隔柱，且所述間隔柱位于濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域上方。
[0013]可選的，所述濾光層位于所述遮光圖案和所述基板上；
[0014]或者，所述遮光圖案位于所述濾光層上。
[0015]可選的，所述濾光層至少包括R顏色濾光層、G顏色濾光層和B顏色濾光層，且相鄰兩種顏色的濾光層在濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域具有重疊部分，所述間隔柱位于所述重疊部分上方。
[0016]可選的，所述平坦層的厚度大于等于1.5 μ m，小于等于3 μ m。
[0017]可選的，所述間隔柱的高度大于等于2 μ m,小于等于4 μ m。 [0018]可選的，還包括:位于所述基板背面的電屏蔽層。
[0019]可選的，所述電屏蔽層的材料為ΙΤ0。
[0020]可選的，所述間隔柱包括主間隔柱、副間隔柱，所述主間隔柱的高度大于所述副間隔柱的高度。
[0021]本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括所述的濾光板。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0023]本技術(shù)方案的濾光板，平坦層的段差小于等于0.3 μ m，大于等于0.1 μ m，在該段差范圍內(nèi)，整個基板上間隔柱頂部的高度受遮光圖案與濾光層重疊造成的凸起的影響比較小，在間隔柱位于濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域上方時，整個濾光板上的間隔柱頂部高度的均勻性比較好，而間隔柱的高度決定了液晶顯示裝置中液晶盒厚(Cell Gap)。另一方面，在該段差范圍內(nèi)，間隔柱與其下方的平坦層附著性好，使得液晶顯示裝置成盒后間隔柱不易脫落。因此，利用本技術(shù)方案的濾光板形成的液晶顯示裝置中，液晶盒厚均勻穩(wěn)定，可以使液晶顯示裝置顯示均勻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的TN模式液晶顯示器中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式液晶顯示器中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明具體實施例的IPS模式液晶顯示面板中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，造成現(xiàn)有技術(shù)中IPS顯示模式的液晶顯示裝置顯示不良原因為:
[0028]IPS模式液晶顯示裝置中，濾光板上的遮光圖案的線寬呈現(xiàn)不斷減小的趨勢。參考圖2，隨著遮光圖案的線寬不斷減小，濾光層中的R顏色濾光層、G顏色濾光層、B顏色濾光層在遮光圖案上方出現(xiàn)重疊。為了減小濾光層在遮光圖案上重疊帶來的凸起影響，常常在整個濾光板表面設(shè)置平坦層26。但平坦層26只能減小此凸起，并不能消除凸起。這樣，與傳統(tǒng)顯示器不同，IPS顯示模式的顯示裝置中，間隔柱往往只能設(shè)置在濾光層23與遮光圖案22的重疊區(qū)域之上的平坦層26上。
[0029]而，間隔柱的聞度決定了液晶顯不裝置中液晶盒厚(Cell Gap),而均一穩(wěn)定的盒厚又是液晶顯示裝置獲得穩(wěn)定均勻顯示效果的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于間隔柱設(shè)置在平坦層上、遮光圖案與濾光層重疊區(qū)域上方，該重疊區(qū)域上方的平坦層由于重疊具有凸起，凸起的高度并不均勻，有些重疊區(qū)域的凸起高，有些重疊區(qū)域的凸起低。相應(yīng)的在間隔柱高度相同的情況下，有些間隔柱頂部高于其他間隔柱頂部，這樣會造成液晶盒厚不均勻，造成液晶填充的不均勻，從而會影響液晶顯示裝置顯示的均勻性。另一方面，在間隔柱尺寸相同的情況下，間隔柱設(shè)置在凸起高的區(qū)域時，其與下方保護層的附著性較好，間隔柱設(shè)置在凸起低的區(qū)域中，其與下方保護層的附著性差易產(chǎn)生間隔柱脫落的現(xiàn)象，造成液晶盒在使用過程中局部區(qū)域液晶盒厚不穩(wěn)定，也會影響液晶顯示裝置顯示的均勻性。
[0030]本發(fā)明通過精確控制平坦層的段差，既實現(xiàn)對間隔柱頂部高度均勻性的控制，又兼顧間隔柱與下方保護層的附著性，從而同時實現(xiàn)液晶顯示裝置顯示的均勻性和穩(wěn)定性。
[0031]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0032]在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0033]圖3為本發(fā)明具體實施例的IPS模式液晶顯示器中彩色濾光板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖3，本發(fā)明用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板30，包括:
[0034]基板31 ;基板31為透明基板，通常選用透明的玻璃基板。但基板31的材料不限于玻璃基板，也可以選用其他材料的透明基板。
[0035]位于所述基板31上的遮光圖案32和濾光層33,所述遮光圖案32和所述濾光層33具有重疊區(qū)域。其中，在圖3示出的具體實施例中，濾光層33位于遮光圖案32和基板31上，也就是說，先在基板31上形成遮光圖案32，然后將濾光層33形成在遮光圖案和基板31上。但本發(fā)明中，遮光圖案和濾光層的上下位置關(guān)系可以互換，即遮光圖案可以位于濾光層上，也就是說，可以先在基板31上形成濾光層，然后將遮光圖案形成在濾光層上。
[0036]平坦層36，覆蓋所述遮光圖案32和濾光層33。該平坦層36起到對遮光圖案和濾光層形成的表面進行平坦化的目的，防止濾光層和遮光圖案重疊造成畫素牛角偏高。平坦層36的表面并不是理想的平面，在遮光圖案和濾光層重疊區(qū)域上方仍有凸起存在，平坦層的存在只是相對減少了濾光層和遮光圖案重疊造成的凸起的高度。
[0037]位于所述平坦層36上的間隔柱35，且所述間隔柱位于濾光層33和遮光圖案32的
重疊區(qū)域上方。
[0038] 在本發(fā)明中，平坦層36的段差Λ t大于等于0.1 μ m，小于等于0.3 μ m。平坦層的段差指平坦層凸起的最高點至最低點的距離。在該段差范圍內(nèi)，間隔柱頂部的高度受遮光圖案與濾光層重疊造成的凸起的影響比較小，在間隔柱位于濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域上方時，整個濾光板上的間隔柱頂部高度的均勻性比較好，而間隔柱的高度決定了液晶顯示裝置中液晶盒厚(Cell Gap)，因此，利用本技術(shù)方案的濾光板形成的液晶顯示裝置中，液晶盒厚均勻，可以使液晶顯示裝置顯示均勻。另一方面，在該段差范圍內(nèi)，間隔柱與其下方的平坦層附著性好，使得液晶顯示裝置成盒后間隔柱不易脫落。
[0039]在該具體實施例中，平坦層36的厚度m大于等于1.5 μ m，小于等于3 μ m，在該厚度范圍內(nèi)，可以很好的實現(xiàn)平坦層的段差在0.1 μ m至0.3 μ m之間。
[0040]在具體實施例中，濾光板30還包括:位于基板31背面的電屏蔽層34。該電屏蔽層34的材料優(yōu)選為ITO (氧化銦錫)。[0041]本發(fā)明中，濾光層至少包括R顏色濾光層、G顏色濾光層和B顏色濾光層，相鄰兩種顏色的濾光層在與遮光圖案的重疊區(qū)域具有重疊部分，所述間隔柱位于所述重疊部分上方。在該具體實施例中，濾光層33包括R顏色濾光層、G顏色濾光層和B顏色濾光層，同一遮光圖案上具有兩種顏色的濾光層，且相鄰兩種顏色的濾光層在遮光圖案與濾光層的重疊區(qū)域上具有重疊部分，間隔柱35位于該重疊部分上方。三種顏色的濾光層按RGB的方式排列。但本發(fā)明中，濾光層的顏色不限于R、G、B三種顏色，可以根據(jù)顯示裝置顯示色彩的需要設(shè)置濾光層的顏色。
[0042]在具體實施例中，濾光板上的所有間隔柱可以高度相同，不分主間隔柱和副間隔柱。也可是濾光板上的間隔柱包括主間隔柱、副間隔柱，主間隔柱的高度大于副間隔柱的高度。也就是說，間隔柱35可以是主間隔柱，也可以是副間隔柱，也可以是不分主副的間隔柱。間隔柱35的高度h大于等于2 μ m，小于等于4 μ m。本發(fā)明中，可以很好的控制在該高度范圍內(nèi)間隔柱的脫落現(xiàn)象。
[0043]下面以遮光圖案線寬為20 μ m的濾光板為例說明本發(fā)明濾光板的制造方法:
[0044]步驟一:首先將透明玻璃基板通過紫外光洗凈機和水清洗機除去表面有機物，然后將透明玻璃基板在脫水熱盤中烘干，之后在冷盤中冷卻至室溫。接著，用狹縫涂布機將BM感光性組成物涂布在玻璃基板上，使用熱盤在90°C溫度下進行預(yù)熱處理，預(yù)熱時間為115s。然后，使用裝有高壓水銀燈的近接式曝光機，在曝光能量為50mJ/cm2、曝光間距(GAP)為180 μ m的條件下對BM感光性組成物進行曝光。曝光完成后用搬送型顯影設(shè)備實施顯影，利用氫氧化鉀系顯影液以1.0%濃度的顯影液將液壓設(shè)定在0.2Mpa，顯影48s (秒)，接著用純水清洗，得到了顯影后的遮光圖案。然后，用烤爐在230°C的溫度下烘烤30min (分鐘)，之后進行5分鐘的冷卻處理，最終形成帶有遮光圖案。通過測試設(shè)備進行測試，確認遮光圖案線寬為20 μ m。
[0045]步驟二，形成遮光圖案后，將帶有遮光圖案的基板通過紫外洗凈機和水清洗機進行清洗，然后，在脫水盤中烘干和冷卻；接著，在狹縫涂布機上將紅色感光性光阻涂布液涂布到基板上，可以通過調(diào)整狹縫吐出量來調(diào)整紅色感光涂布層的厚度。接著在85°C下對紅色感光性光阻預(yù)熱烘烤115s，之后，使用高壓水銀燈的近接式曝光機在曝光能量為45mJ/cm2、曝光間距(GAP)為180μπι條件下對紅色感光性光阻進行曝光，得到預(yù)定的圖形。之后，在顯影設(shè)備中用氫氧化鉀系顯影液以1.0%濃度的顯影液將液壓設(shè)定在0.2 M Pa、顯影時間為45s的條件下進行顯影。接著用烤爐在230°C的溫度下烘烤30min。最終得到R顏色濾光層。
[0046]重復(fù)步驟二，在濾光板上形成G顏色濾光層、B顏色濾光層。通過調(diào)整曝光機的工藝參數(shù)使得在遮光圖案的兩種顏色的濾光層重疊區(qū)域?qū)挾葹? μ m。[0047]步驟三，在完成RBG三種顏色的濾光層的成型以后，像素之間產(chǎn)生重疊區(qū)域的牛角高度較高，將會對間隔柱的高度以及液晶配向產(chǎn)生影響，從而影響液晶顯示設(shè)備的表現(xiàn)性能。。因此用狹縫涂布機在濾光層表面涂布一層平坦像素表面的熱硬化平坦材料(0C，over coat),在90°C /115秒的條件下進行預(yù)烘烤,預(yù)烘烤后,在230°C /20min條件下進行烘烤，最終形成平坦層。此時，R&B重疊區(qū)域上方的OC層仍比其他區(qū)域的OC層高，此高度為At。同時，OC層的厚度為2um。
[0048]然后通過磁控濺鍍設(shè)備基板背面濺鍍一層透明導(dǎo)電薄膜(ΙΤ0)，厚度為200μπι。
[0049]步驟四，IPS顯示技術(shù)中不僅需要遮光圖案細線化技術(shù)，也對間隔柱小型化、二段化提出了要求。通過狹縫涂布機將無色透明的感光性光阻涂布在彩色濾光基板表面，在90°C/120s條件下進行預(yù)熱處理，然后在近接式曝光機中在曝光能量為44mJ/cm2、曝光間距為170 μ m條件下使用上述曝光光照并通過灰階掩模(Gray-tone mask,簡稱GTM)技術(shù)得到小型化間隔柱，并在主間隔柱和副間隔柱之間形成0.5 μ m的段差。通過調(diào)整曝光工藝參數(shù)的調(diào)整，實現(xiàn)主間隔柱、副間隔柱的底部尺寸為8 μ m，將其配置在濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域，間隔柱的高度為2.8 μ m，這里的間隔柱為高度均勻的間隔柱，沒有主副之分。
[0050]通過上述步驟，得到了間隔柱下方平坦層凸起的最高點與最低點之間的段差Λt小于等于0.3 μ m，大于等于0.1 μ m時，間隔柱的高度和附著性可以得到有效控制。
[0051]本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括所述的濾光板。
[0052]本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施 例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于IPS模式液晶顯示面板的濾光板，其特征在于，包括: 基板； 位于所述基板上的遮光圖案 和濾光層，所述遮光圖案和所述濾光層具有重疊區(qū)域； 平坦層，覆蓋所述遮光圖案和濾光層，所述平坦層的段差大于等于0.1 μ m，小于等于0.3 μ m ； 位于所述平坦層上的間隔柱，且所述間隔柱位于濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域上方。
2.如權(quán)利要求1所述的濾光板，其特征在于，所述濾光層位于所述遮光圖案和所述基板上； 或者，所述遮光圖案位于所述濾光層上。
3.如權(quán)利要求2所述的濾光板，其特征在于，所述濾光層至少包括R顏色濾光層、G顏色濾光層和B顏色濾光層，且相鄰兩種顏色的濾光層在濾光層和遮光圖案的重疊區(qū)域具有重疊部分，所述間隔柱位于所述重疊部分上方。
4.如權(quán)利要求1所述的濾光板，其特征在于，所述平坦層的厚度大于等于1.5 μ m，小于等于3 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的濾光板，其特征在于，所述間隔柱的高度大于等于2μ m，小于等于 4 μ m0
6.如權(quán)利要求1所述的濾光板，其特征在于，還包括:位于所述基板背面的電屏蔽層。
7.如權(quán)利要求6所述的濾光板，其特征在于，所述電屏蔽層的材料為ITO。
8.如權(quán)利要求1所述的濾光板，其特征在于，所述間隔柱包括主間隔柱、副間隔柱，所述主間隔柱的高度大于所述副間隔柱的高度。
9.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一項所述的濾光板。
【文檔編號】G02F1/1335GK103901658SQ201210581677
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】張莉, 金子若彥, 劉磊, 陳瑤 申請人:上海儀電顯示材料有限公司