[发明专利]一种TFT LCD彩膜基板结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)，尤其涉及薄膜晶体管液晶显示器彩膜基板结构及其制造方法。

背景技术

在平板显示技术中，TFT LCD具有功耗低、制造成本相对较低和无辐射的特点。当前，在每个像素处具有薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的有源矩阵液晶显示器(TFT LCD)已成为该领域的主流。这种TFT LCD器件是由阵列玻璃基板和彩膜玻璃基板对盒而形成的，在TFT LCD中，通过用柱状隔垫物保持两个基板之间的盒厚。图1、图1a、图1b、图1c和图1d所示，是目前主流的彩膜基板像素结构俯视图、局部放大图和局部放大图的A-A’，B-B’和C-C’部位的截面示意图。如图1所示，是利用柱状隔垫物的液晶显示彩膜基板的示意结构。在此图形的水平和垂直方向各设置多个像素单元10，每个像素单元10由红(R)、绿(G)、蓝(B)色的三个亚像素构成。该彩膜结构具体还包括:一黑矩阵1，相邻的绿色亚像素2、蓝色亚像素3、红色亚像素4以及公共电极5，如图1b所示。图1c和图1d分别为主柱状隔垫物和辅柱状隔垫物所在处的剖面图。其中图1c中包括黑矩阵1、蓝色亚像素3以及公共电极5和在其上的主柱状隔垫物6。图1d中包括黑矩阵1、绿色亚像素2以及公共电极5和在其上的辅柱状隔垫物7。

图1e示出柱状隔垫物的示意结构。柱状隔垫物是具有为正八边形的上底面和正八边形下底面的截锥体。其中主柱状隔垫物与辅柱状隔垫物的上、下底面的直径各不相同。在图1的显示区中，主柱状隔垫物的设置密度为1/12，辅柱状隔垫物的设置密度为4/12。

光刻、涂敷曝光和化学显影工艺是目前制作彩膜的典型工艺技术。其主要工艺步骤分为以下几步：

1、形成黑矩阵图案；

2、形成红色亚像素图案；

3、形成绿色亚像素图案；

4、形成蓝色亚像素图案；

5、形成公共电极；

6、形成柱状隔垫物。

每一步骤都包括薄膜沉积或涂敷、曝光和图案形成三个主要工艺。如上所述的是一种典型的彩膜制造技术。通过改变Mask设计和工艺流程，也有其它的制造工艺技术。

由于传统的TFT和对应的彩膜(CF)像素结构为矩形结构，这就使得在一定的面积下，像素的利用率有限，像素数目受到制约，同时柱状隔垫物的不完全对称性也让盒厚的稳定受到了一定的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种彩膜基板结构及其制造方法，通过使用多边形蜂窝状彩膜基板结构，最大程度的增大开口率；并且使用黑矩阵及相邻三亚像素组成像素结构，可以充分利用基板空间，使像素数目达到最大。同时在相邻亚像素的交汇处均匀的设置柱状隔垫物，使液晶盒厚的稳定性进一步的提高。

为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD彩膜基板结构，包括：

一底基板；

一黑矩阵，形成在所述底基板之上；

一像素，包括红、绿、蓝三亚像素，形成在所述黑矩阵和底基板之上；

一公共电极，形成在所述像素及黑矩阵之上；

一柱状隔垫物，形成在所述黑矩阵区域之上；

其中，所述黑矩阵为横向和纵向折线型排布的多边形结构；所述红、绿、蓝三亚像素填充于黑矩阵所形成多边形蜂窝状像素结构中。

上述方案中，所述多边性结构具体为六边形。所述柱状隔垫物均匀对称的设置在相邻亚像素的黑矩阵区域之上。所述红、绿和蓝亚像素为相邻排布结构。所述黑矩阵为铬或氧化铬组合构成的单层或复合层结构，或为树脂型黑矩阵。所述红、绿和蓝亚像素的材料为感光性有机树脂；红、绿和蓝亚像素的结构为单层或复合层结构。。所述公共电极的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌。

为了实现上述目的，本发明同时提供一种TFT LCD彩膜基板结构的制造方法，包括：

步骤1，在基板上沉积黑矩阵材料层，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，或涂敷曝光工艺和化学显影工艺，形成横向和纵向折线型排布的多边形结构的黑矩阵；

步骤2，在完成步骤1的基板上通过涂敷曝光工艺和化学显影工艺，形成红色、绿色和蓝色亚像素，其中红、绿和蓝亚像素为相邻结构，填充于所述多边形结构的黑矩阵中；

步骤3，在完成步骤2的基板上沉积公共电极层，形成公共电极；

步骤4，在完成步骤3的基板上沉积柱状隔垫物树脂层，通过涂敷曝光工艺和化学显影工艺或光刻工艺，形成柱状隔垫物层。

上述方案中，所述步骤1中形成多边形结构的黑矩阵具体为形成六边形结构的黑矩阵。所述步骤3中形成的柱状隔垫物均匀对称位于相邻亚像素的交汇处的黑矩阵之上。