CN111610657A - 显示基板的制备方法和显示基板、显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种显示基板的制备方法、显示基板、双盒液晶显示面板、显示装置及掩膜板，涉及显示技术领域，可解决周边盒厚偏高的问题，同时降低掩膜的成本。所述显示基板的制备方法包括：在衬底基板上涂覆黑色光刻胶；使用掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光；对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影，以在所述衬底基板上形成黑矩阵；所述黑矩阵包括第一区域和第二区域；所述第一区域与所述显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括去除黑色光刻胶的开口区域和保留黑色光刻胶的非开口区域；所述第二区域与所述显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。本公开实施例提供的显示基板的制备方法用于制备盒厚均匀的显示基板。

Description

显示基板的制备方法和显示基板、显示面板、显示装置

技术领域

本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板的制备方法、显示基板、双盒液晶显示面板、显示装置及掩膜板。

背景技术

随着液晶显示技术的发展，人们对液晶显示屏在画质方面的性能要求越来越高。对比度是液晶显示屏性能的一项关键因素，极大地影响着液晶显示屏的视觉效果。一般来说，对比度越高，画面越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而对比度低，则会让整个画面都灰蒙蒙的。相比传统的液晶显示屏，双盒液晶显示屏(Dual Cell)具有更高的对比度。

如图1所示，双盒液晶显示屏包括层叠设置的显示子面板1(Normal Cell)和调光子面板2(Mono Cell)。显示子面板1包括相对设置的阵列基板11和彩膜基板12，以及位于阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶13。彩膜基板12具有RGB色阻121，因此显示子面板1能够进行彩色显示，实现显示面板的显示功能。调光子面板2包括相对设置的阵列基板21和彩膜基板22，以及位于阵列基板21和彩膜基板22之间的液晶23。但是彩膜基板22不具有RGB色阻，因此调光子面板2能够进行纯灰阶显示，实现对显示子面板分区域调光。

如图2所示，彩膜基板22具有显示区域221和周边区域222，并且彩膜基板22在显示区域221和周边区域222均包括远离衬底基板223依次设置的黑矩阵224、平坦层225和隔垫物226。由于调光子面板2的彩膜基板22不具有RGB色阻，因此彩膜基板22的未被黑矩阵224覆盖的区域(如图2中显示的区域S1、S2和S3)将形成空白图案区域。在彩膜基板22的制作过程中，由于平坦层225的材料具有流动性，因此平坦层225对应于显示区域221的部分向黑矩阵224周边的空白图案区域流动，如图2中带箭头的曲线所示，造成平坦层225对应于显示区域221的部分实际厚度降低。同时，为了防止漏光，衬底基板223对应于周边区域222的部分被黑矩阵224完全覆盖。由于黑矩阵224对应于周边区域222的部分不存在空白图案区域，因此平坦层225对应于周边区域222的部分实际厚度不会降低，从而与平坦层225对应于显示区域221的部分之间形成段差。这导致阵列基板21与彩膜基板22对盒后，周边区盒厚偏高(周边区盒厚与显示区盒厚的差异记为ΔCG)，从而产生周边发黄不良。

目前，多采用半色调掩膜板制作彩膜基板22或者将彩膜基板22上的隔垫物226制作成不同的高度来消除盒厚差异，但这大大增加了掩膜的成本，尤其对于大世代线，掩膜的成本更加高昂。

发明内容

本公开的实施例提供一种显示基板的制备方法、显示基板、双盒液晶显示面板、显示装置及掩膜板，可解决双盒液晶显示面板周边盒厚偏高的问题，同时降低掩膜的成本。

为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种显示基板的制备方法。该显示基板的制备方法包括：在衬底基板上涂覆黑色光刻胶；使掩膜板与涂覆有所述黑色光刻胶的衬底基板对准；基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光；对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影，以在所述衬底基板上形成黑矩阵；其中，所述黑矩阵包括第一区域和第二区域；所述第一区域与所述显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括去除黑色光刻胶的开口区域和保留黑色光刻胶的非开口区域；所述第二区域与所述显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。

本公开实施例提供的显示基板的制备方法，能够在黑矩阵与显示基板的非显示区域对应的区域内，即黑矩阵的第二区域内，形成凹坑，从而使得平坦层对应于非显示区域的部分向凹坑内流动，其实际厚度降低，平坦层对应于非显示区域的部分与平坦层对应于显示区域的部分之间的段差减小，从而显示基板与对置基板对盒后，盒厚差异减小。

并且在所提供的显示基板的制备方法中，根据光的衍射原理设计了一种新的掩膜板，从而省略了对半曝光掩膜板的使用，大大降低了掩膜板的成本。

在一些实施例中，所述黑色光刻胶为负性光刻胶，所述掩膜板与所述开口区域对应的区域为遮光区域，所述掩膜板与所述非开口区域和所述第二区域对应的区域为透光区域；基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光的步骤包括：对与所述非开口区域和所述第二区域对应的黑色光刻胶进行曝光；对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影的步骤包括：保留被曝光的黑色光刻胶，并去除未被曝光的黑色光刻胶，从而形成所述黑矩阵，且所述黑矩阵的所述第二区域中形成的凹坑的凹陷深度为中间大外围小。

在一些实施例中，所述黑色光刻胶为正性光刻胶，所述掩膜板与所述非开口区域对应的区域为遮光区域，所述掩膜板与所述开口区域和所述第二区域对应的区域为透光区域；基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光的步骤包括：对与所述开口区域和所述第二区域对应的黑色光刻胶进行曝光；对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影的步骤包括：保留未被曝光的黑色光刻胶，并去除被曝光的黑色光刻胶，从而形成所述黑矩阵，且所述黑矩阵的所述第二区域中形成的凹坑的凹陷深度为中间小外围大。

在一些实施例中，使掩膜板与涂覆有所述黑色光刻胶的衬底基板对准的步骤之前，所述显示基板的制备方法还包括：确定所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小，以控制所述凹坑的凹陷深度。

在一些实施例中，确定所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小包括：步骤1：为所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小设定初始值；步骤2：使用所述掩膜板制备所述显示基板的样品，使用所述显示基板的样品制备调光子面板的样品；步骤3：检测所述调光子面板的样品的周边区盒厚和显示区盒厚；步骤4：判断所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值是否大于预设值；当所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值大于预设值时，调整所述初始值的大小并重复执行步骤2a至步骤4a，直到所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值小于或等于所述预设值时结束；所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小为最后一次执行步骤2至步骤4时，所述初始值的大小。

在一些实施例中，所述预设值位于0.05um～0.1um的范围内。

在一些实施例中，所述方法还包括：在所述黑矩阵远离所述衬底基板的表面涂覆平坦层材料，在所述显示基板的所述非显示区域所述平坦层材料流入所述凹坑中，在所述显示基板的所述显示区域所述平坦层材料流入所述开口区域中；所述平坦层材料固化形成平坦层。

第二方面，提供一种显示基板，该显示基板包括：衬底基板；和位于所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵包括第一区域和第二区域；所述第一区域与所述显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括不具有黑矩阵的开口区域和具有黑矩阵的非开口区域；所述第二区域与所述显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。

本公开实施例提供的显示基板由前述实施例中所述的显示基板的制备方法实现。该显示基板所能达到的有益效果与前述实施例中的显示基板的制备方法所能达到的有益效果相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，所述黑矩阵由负性光刻胶材料形成，所述凹坑的凹陷深度为中间大外围小，并且所述凹坑的形状为沿所述第二区域的与所述第一区域相邻的侧边延伸的长条形。

在一些实施例中，所述黑矩阵由正性光刻胶材料形成，所述凹坑的凹陷深度为中间小外围大，所述凹坑的形状为长条形或圆形，所述凹坑的数量为至少一个。

在一些实施例中，所述显示基板还包括：位于所述黑矩阵上的平坦层；在所述显示基板的所述非显示区域，所述平坦层的一部分位于所述凹坑中；在所述显示基板的所述显示区域，所述平坦层的一部分位于所述开口区域中。

第三方面，提供一种双盒液晶显示面板。该双盒液晶显示面板包括显示子面板和调光子面板；所述调光子面板包括如上述实施例所述的显示基板、与所述显示基板对盒的对置基板、以及位于所述显示基板和所述对置基板之间的液晶。

第四方面，提供一种显示装置。该显示装置包括如上述实施例所述的双盒液晶显示面板以及背光源，所述背光源位于所述调光子面板远离所述显示子面板的一侧。

该双盒液晶显示面板和显示装置所能达到的有益效果与上述实施例中的显示基板所能达到的有益效果相同，此处不再赘述。

第五方面，提供一种掩膜板。该掩膜板为前述实施例中所述的显示基板的制备方法中使用的掩膜板。

本公开实施例提供的掩膜板用于实现前述实施例中所述的显示基板的制备方法。该掩膜板所能达到的有益效果与前述实施例中的显示基板的制备方法所能达到的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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。

图1为现有技术中的双盒液晶显示屏的结构示意图；

图2为图1所示的双盒液晶显示屏中的调光子面板的彩膜基板的结构示意图；

图3为根据本公开一些实施例的一种显示装置的结构示意图；

图4为图3所示的显示装置中的显示子面板的第一显示基板与驱动电路连接的示意图；

图5为图3所示显示装置中显示子面板的一个亚像素区的结构示意图；

图6为图3所示显示装置中调光子面板的一个像素区域的结构示意图；

图7A为图3所示显示装置中调光子面板的第四显示基板的结构示意图；

图7B为图3所示显示装置中调光子面板的第四显示基板的另一种结构示意图；

图7C为图3所示显示装置中调光子面板的第四显示基板的又一种结构示意图；

图7D为图3所示显示装置中调光子面板的第四显示基板的又一种结构示意图；

图8为图3所示显示装置中调光子面板的第四显示基板的制备方法的流程示意图；

图9A为图7A所示第四显示基板的制备方法的工艺流程图；

图9B为图7B所示第四显示基板的制备方法的工艺流程图；

图9C为图7C所示第四显示基板的制备方法的工艺流程图；

图9D为图7D所示第四显示基板的制备方法的工艺流程图；

图10A为显示本公开一些实施例中与菲涅尔系数F有关的各个参数的含义的示意图；

图10B为显示本公开一些实施例中曝光机中入射光所产生的衍射现象的示意图；

图10C为本公开一些实施例中在黑色光刻胶中形成凹坑的示意图；

图11为确定图9A～图9D中掩模板与第四显示基板上的黑矩阵的第二区域对应的透光区域的大小；

图12为现有技术中使用半曝光掩模板在黑色光刻胶中形成凹坑的示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另有说明，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。

术语“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开一些实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明公开实施例的限制。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(someembodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

图3是一种显示装置的结构示意图，显示了显示装置左侧的结构，右侧的结构未显示完全。显示装置可以是显示器、电视机、手机、平板电脑、游戏机、个人数字助理PDA等。如图3所示，该显示装置包括框架10、前钣金20、背光模组30、双盒液晶显示面板40和驱动电路50。框架10围绕出一容置空间，背光模组30和双盒液晶显示面板40以及驱动电路50设置于该容置空间内。前钣金20设置于框架10敞开的一面上，作用是把背光模组30和双盒液晶显示面板40以及驱动电路50固定起来。

双盒液晶显示面板40包括层叠设置的显示子面板410和调光子面板420。显示子面板410包括相对设置的第一显示基板411和第二显示基板412，以及位于第一显示基板411和第二显示基板412之间的第一液晶层413。第一显示基板411和第二显示基板412可以通过封框胶SG粘贴在一起，从而将第一液晶层413限定在封框胶SG围成的区域内。第一显示基板411或第二显示基板412具有RGB色阻，因此显示子面板410能够进行彩色显示，实现显示面板的显示功能。调光子面板420包括相对设置的第三显示基板421和第四显示基板422，以及位于第三显示基板421和第四显示基板422之间的第二液晶层423。第三显示基板421和第四显示基板422可以通过封框胶SG粘贴在一起，从而将第二液晶层423限定在封框胶SG围成的区域内。但是第三显示基板421和第四显示基板422均不具有RGB色阻，因此调光子面板420能够进行纯灰阶显示，实现对显示子面板分区域调光。

图4为显示子面板410中第一显示基板411与驱动电路50连接的示意图。如图4所示，第一显示基板411具有空间交叉排列的多条栅线GL和多条数据线DL，从而形成多个阵列排布的亚像素区4111，第一显示基板411在至少一个亚像素区4111内包括开关晶体管4112。开关晶体管4112可以为薄膜晶体管，例如多晶硅薄膜晶体管如低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperature Poly-Silicon Thin-Film Transistor，LTPS TFT)、单晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管、金属氧化物薄膜晶体管等。

驱动电路50包括电源电路(Power IC)501、时序控制电路(TCON IC)502、栅极驱动电路(Gate Driver IC)503、源极驱动电路(Source Driver IC)504、灰阶电路505、接口电路506。

接口电路506接收由系统输入的信号，该系统可以是整机的主板。图4所示的由虚线框表示的系统可以被包括在所述显示装置内，例如当所述显示装置为电视机时；图4所示的由虚线框表示的系统也可以被排除在所述显示装置外，例如当所述显示装置仅作为显示器时。接口电路506从系统接收的信号包括电源信号和数字信号，电源信号被输入到电源电路501，数字信号被输入到时序控制电路502。

电源电路501根据接收到的电源信号生成各种不同的工作电压，并将这些工作电压输送至时序控制电路502、栅极驱动电路503、源极驱动电路504和灰阶电路505。时序控制电路502根据接收到的数字信号生成栅极驱动电路503和源极驱动电路504的工作时序。栅极驱动电路503根据相应的工作时序生成高低电平的数字电压，并将该数字电压通过各行栅线GL输出到相应的开关晶体管4112的栅极，从而控制每一行亚像素的开关状态。源极驱动电路504根据相应的工作时序生成模拟电压，并将该模拟电压通过各列数据线DL输出到相应的开关晶体管的源极或漏极，并进而输出到相应的像素电极，以形成液晶偏转所需的电压。灰阶电路505生成源极驱动电路所需的参考电压，这个参考电压也叫做伽马(Gamma)基准电压。

虽然未图示，但本领域技术人员应该理解，调光子面板420中第三显示基板421与驱动电路50连接与图4所示类似，因此这里不再赘述。

背光模组30的作用是给显示子面板410和调光子面板420提供一个面内亮度均匀分布的光源。根据光源分布位置的不同，背光模组30分为侧入式和直下式两种结构。图3所示的背光模组30为直下式背光模组，包括多个LED灯珠和承载多个LED灯珠的背板。虽然图3未显示，但应该明白，背光模组30还包括位于LED灯珠和调光子面板420之间的扩散片、棱镜片等光学膜片，以使背光模组提供的面光源更加均匀。

图5为图3所示显示装置中显示子面板的一个亚像素区的结构示意图。如图5所示，上述第一显示基板411包括衬底基板GL、以及在衬底基板GL上阵列排布的薄膜晶体管TFT和阵列排布像素电极PD。薄膜晶体管TFT和像素电极PD一一对应。薄膜晶体管TFT可以为N型薄膜晶体管，也可以为P型薄膜晶体管，其区别仅在于导通条件。对于N型薄膜晶体管来说，高电平导通，低电平关断；对于P型薄膜晶体管来说，低电平导通，高电平关断。薄膜晶体管TFT包括沿着远离衬底基板GL的方向设置的栅极G、栅极绝缘层GI、有源层AL和源漏极。源漏极包括源极S和漏极D。源漏极和像素电极PD的上方形成有保护层PL。栅极G与图4所示的栅线GL同层设置。像素电极PD与源漏极同层设置，并与源漏极所含有的漏极D连接。图4所示的数据线DL与源极S连接。应当理解的是，像素电极PD也可以与源极S连接，数据线DL也可以与漏极D连接，对此不做限定。还应该理解的是，图5所示的TFT为底栅结构的TFT，在本公开一些实施例中，上述第一显示基板411上的TFT还可以为顶栅结构的TFT。

上述第二显示基板412包括衬底基板GL、位于衬底基板GL上的黑矩阵BM和形成在黑矩阵BM中的多个彩色色阻SZ、以及位于黑矩阵BM和多个彩色色阻SZ上的平坦层OC。多个彩色色阻SZ形成色阻阵列。多个彩色色阻SZ至少包括红色光阻单元、绿色光阻单元以及蓝色光阻单元；红色光阻单元、绿色光阻单元以及蓝色光阻单元分别与第一显示基板411上的亚像素区一一相对。黑矩阵BM用于将红色光阻单元、绿色光阻单元以及蓝色光阻单元间隔开，以避免从相邻亚像素区出射的光相互串扰。应该理解的是，上述黑矩阵BM和多个彩色色阻SZ也可以设置在第一显示基板411中。

此外，为了确保显示子面板410能够保持一定的盒厚(Cell Gap)，在第一显示基板411和第二显示基板412之间设置有隔垫物SP(Spacer)，以使第一显示基板411和第二显示基板412之间形成间隙，进而将第一液晶层413设置于该间隙中。隔垫物包括主隔垫物SP1和辅助隔垫物SP2，辅助隔垫物SP2的高度小于主隔垫物SP1的高度，主要用于在显示子面板410受到外力按压仍能保持一定的盒厚。

图6为图3所示显示装置中调光子面板的一个像素区域的结构示意图。如图6所示，所述调光子面板的一个像素区域的结构与图5所示的显示子面板的一个像素区域的结构类似，不同之处在于调光子面板的第四显示基板422不具有彩色色阻。应当理解的是，在调光字面板420中，黑矩阵BM和平坦层OC也可以设置在第三显示基板421中。

本公开一些实施例提供一种显示基板的制备方法，用于制作图6所示的第四显示基板422；但并不局限于此，当所述黑矩阵BM和平坦层OC设置在第三显示基板421上时，所述制备方法也可以用于制作该第三显示基板421。

一般而言，调光子面板的第三显示基板421和第四显示基板422均包括显示区和非显示区。以第四显示基板422具有黑矩阵BM和平坦层OC为例，图7A至图7D显示了第四显示基板的四种不同结构的示意图，如图7A至图7D所示，第四显示子面板具有显示区和非显示区，黑矩阵BM不仅位于显示区、而且位于非显示区。由此，黑矩阵BM包括第一区域和第二区域；所述第一区域与第四显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括去除黑色光刻胶的开口区域和保留黑色光刻胶的非开口区域；所述第二区域与所述第四显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。

需要说明的是，由于图7B中第四显示基板的非显示区的黑矩阵具有开口区域，导致黑矩阵并没有覆盖整个的非显示区，从而容易在该非显示区产生漏光现象，因此图7B所示的第四显示基板的结构可以是不优选的。

请参阅图8，该显示基板的制备方法包括S101～S104。

S101、在衬底基板上涂覆黑色光刻胶。

首先，对衬底基板的结构不进行限定。例如，当制备图6所示的第四显示基板422时，该衬底基板可以为空白的基板，例如空白的玻璃基板、树脂基板、石英基板、金属基板等。当制备图6所示的第三显示基板421时，衬底基板不仅包括空白的基板，还包括位于该空白基板上的一些图案，这些图案例如包括阵列排布的薄膜晶体管TFT和阵列排布的像素电极PD等。

其次，对黑色光刻胶的材料不进行限定。黑色光刻胶的材料可以使用掺入黑色颜料(主要是碳)的丙烯树脂。为了降低成本，可以在光刻胶中掺入碳(C)、钛(Ti)、镍(Ni)等原料形成黑色树脂。

最后，对黑色光刻胶的类型不进行限定。黑色光刻胶可以为负性光刻胶或正性光刻胶。负性光刻胶的性质为经过曝光的光刻胶由曝光前的可溶解变为曝光后的不可溶解，并随之硬化。被曝光的光刻胶不能在显影液中被洗掉，光刻胶上保留的图案与掩膜板上的图案相反或互补。正性光刻胶的性质为经过曝光的光刻胶由曝光前的不可溶解变为曝光后的可溶解，被曝光的光刻胶在显影液中软化并可溶解，光刻胶上保留的图案与掩膜板上的图案相同。

在一些实施例中，在涂覆黑色光刻胶之前，还可以对衬底基板进行清洗。

S102、使掩膜板与涂覆有所述黑色光刻胶的衬底基板对准。

S103、基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光。

在本公开一些实施例中，采用紫外光作为光源，对涂覆的黑色光刻胶进行曝光，紫外光的波长为300nm～500nm。图9A、图9B、图9C和图9D所示的一系列并行排列的箭头表示光线。

掩膜板具有透光区域和遮光区域，采用紫外光照射时，黑色光刻胶的与透光区域对应的部分被曝光、而与遮光区域对应的部分未被曝光。根据黑色光刻胶是负性光刻胶还是正性光刻胶，分别执行如下的曝光操作。

如图9A和图9B所示，当黑色光刻胶是负性光刻胶时，掩膜板的遮光区域与待要形成的黑矩阵的开口区域对应，光无法透过掩膜板照射到黑色光刻胶对应于遮光区域的部分，这部分光刻胶成为未曝光的光刻胶，未曝光的黑色光刻胶的性质不发生改变，在显影液中可溶解。掩膜板的透光区域与待要形成的黑矩阵的非开口区域和第二区域对应，光透过掩膜板照射到黑色光刻胶对应于透光区域的部分，这部分光刻胶成为被曝光的光刻胶，被曝光的光刻胶发生交联反应并硬化，在显影液中不可溶解。

如图9C和图9D所示，当黑色光刻胶是正性光刻胶时，掩膜板的遮光区域与待要形成的黑矩阵的非开口区域对应，光无法透过掩膜板照射到黑色光刻胶对应于遮光区域的部分，这部分光刻胶成为未曝光的光刻胶，未曝光的黑色光刻胶的性质不发生改变，在显影液中不可溶解。掩膜板的透光区域与待要形成的黑矩阵的开口区域和第二区域对应，光透过掩膜板照射到黑色光刻胶对应于透光区域的部分，这部分光刻胶成为被曝光的光刻胶，被曝光的光刻胶发生光化学反应，在显影液中可溶解。

S104、对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影，以在所述衬底基板上形成黑矩阵。

如图9A和图9B所示，当黑色光刻胶为负性光刻胶时，未曝光的光刻胶在显影液中被去除，形成黑矩阵的第一区域的开口区域。被曝光的光刻胶在显影液中被保留，形成黑矩阵的第一区域的非开口区域。在黑矩阵的第二区域中，光的衍射现象使得光源的强度分布呈现中间低，外围高的情形。所述第二区域中的中间区域的光刻胶曝光不充分，在显影液中被保留的部分较少，被去除的部分较多；所述第二区域中的外围区域的光刻胶曝光比较充分，在显影液中被保留的部分较多，被去除的部分较少。从而，在黑矩阵的第二区域形成凹陷深度中间大外围小的凹坑。

如图9C和图9D所示，当黑色光刻胶为正性光刻胶时，未被曝光的光刻胶在显影液中被保留，形成黑矩阵的第一区域的非开口区域。被曝光的光刻胶发生光化学反应，在显影液中被去除，形成黑矩阵的第一区域的开口区域。在黑矩阵的第二区域中，光的衍射现象使得光源的强度分布呈现中间低，外围高的情形。所述第二区域中的中间区域的光刻胶曝光不充分，在显影液中被保留的部分较多，被去除的部分较少；所述第二区域中的外围区域的光刻胶曝光比较充分，在显影液中被保留的部分较少，被去除的部分较多。从而，在黑矩阵的第二区域形成凹陷深度中间小外围大的凹坑。

S105、在所述黑矩阵远离所述衬底基板的表面涂覆平坦层材料，所述平坦层材料固化形成平坦层。

由于平坦层的材料为树脂，具有流动性，因此：在黑矩阵的第一区域(即，所述第四显示基板的显示区域)中，平坦层材料向去除黑色光刻胶的开口区域流动，并流入所述开口区域中；在黑矩阵的第二区域(即，所述第四显示基板的非显示区域)中，平坦层材料向凹坑中流动，并流入所述凹坑中。如图9A至图9D所示，平坦层OC对应于非显示区域的部分与平坦层对应于显示区域的部分之间的段差有所减小。

应注意，上述S101～S105仅是显示基板制备方法的一种示例。在本公开一些实施例中，也可以仅执行上述S101～S104。或者，也可以在执行S105之后，在平坦层OC的远离衬底基板的表面继续制作隔垫物。

本公开一些实施例提供的显示基板的制备方法，能够在黑矩阵与显示基板的非显示区域对应的区域内，即黑矩阵的第二区域内，形成凹坑，从而使得平坦层对应于非显示区域的部分向凹坑内流动，其实际厚度降低，平坦层对应于非显示区域的部分与平坦层对应于显示区域的部分之间的段差减小，从而显示基板与对置基板对盒后，盒厚差异减小。

在上述显示基板的制备方法中，凹坑的凹陷深度与菲涅尔系数F有关。F大于1时，形成凹坑，且F越大，凹坑越明显，因此可通过调整F的大小，来控制凹坑的凹陷深度。根据菲涅尔衍射原理，菲涅尔系数F＝α×α/(L×λ)，其中α为掩膜板的透光区域的大小，L为曝光间隙，λ为入射光的波长。图10A以掩膜板上的一个透光区域为例，显示了与菲涅尔系数F有关的各个参数的含义。如图10A所示，α为掩膜板的透光区域在平行于纸面方向上的尺寸，L为掩膜板到第四显示基板之间的距离。由于所使用的曝光机的规格、型号确定之后，入射光的波长λ与曝光间隙L几乎就确定了，可调整的空间很小。例如，产线上的曝光间隙L通常为150um～400um，入射光一般为紫外光，波长通常为300nm～500nm。因此，可以通过调整掩膜板的透光区域的大小，使光线通过掩膜板的透光区域时产生衍射现象，从而形成凹陷深度不同的凹坑。

图10B显示了当掩膜板的透光区域的大小α不同时，曝光机中入射光所产生的衍射现象。图10B显示了α取4个大小不同的值时，曝光机中入射光所产生的4种衍射现象。在这4种衍射现象中，第4种衍射现象与实际想要获得的衍射现象相符度较高，有实际的应用价值。利用该第4种衍射现象，对黑色光刻胶进行曝光显影后，当黑色光刻胶采用负性光刻胶时，可以在黑色光刻胶中得到如图10C所示的凹坑。图10C为在黑色光刻胶中形成凹坑的示意图。当在黑矩阵的第二区域(即，所述第四显示基板的非显示区域)中形成凹坑时，部分平坦层材料可以流入所述凹坑中，从而在一定程度上消除平坦层对应于非显示区域的部分与对应于显示区域的部分之间的段差。

因此，为了使得最终形成的凹坑的深度能够基本消除平坦层对应于非显示区域的部分与对应于显示区域的部分之间的段差，在制备第四显示基板之前，至少在将掩膜板与涂覆有黑色光刻胶的衬底基板对准之前，可以先确定掩膜板的与所述第二区域(即，黑矩阵的与第四显示基板的非显示区域对应的区域)对应的透光区域的大小。需要说明的是，并不需要在每次制备显示基板之前均需要首先确定掩模板的与所述第二区域对应的透光区域的大小。在一条曝光产线上，在首次确定好掩模板的与所述第二区域对应的透光区域的大小之后，在该条曝光产线上的各次曝光操作中均可使用该确定好的掩模板的与所述第二区域对应的透光区域的大小。

不论黑色光刻胶是负性光刻胶还是正性光刻胶，确定掩模板的与所述第二区域对应的透光区域的大小均可以执行如图11的操作。

步骤1：为所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小设定初始值。

如图7A和7B所示，在所述第四显示基板的非显示区域，当黑色光刻胶为负性光刻胶时，所述凹坑的凹陷深度为中间大外围小。虽然未给出所述第四显示基板的俯视图，但根据图7A可以理解的是，所述凹坑的形状为沿所述第二区域的与所述第一区域相邻的侧边延伸的长条形，且在所述第二区域，所述黑矩阵仅具有一个长条形的凹坑。根据图7B可以理解的是，所述凹坑的形状可以为长条形、圆形或其他形状，此时所述凹坑的数量可以不止一个。但如前所述，图7B所示的第四显示基板中，其黑矩阵的第二区域并没有完全覆盖其非显示区域，这会导致第四显示基板的非显示区域漏光，因此图7B所示的第四显示基板并不是优选的方案。因此在步骤1中，可以仅为图9A所示的所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小设定初始值。该初始值为掩膜板与所述第二区域对应的透光区域在平行于纸面方向上的尺寸α。

如图7C和7D所示，在所述第四显示基板的非显示区域，当黑色光刻胶为正性光刻胶时，所述凹坑的凹陷深度为中间小外围大。虽然未给出所述第四显示基板的俯视图，但根据图7C可以理解的是，所述凹坑的形状为沿所述第二区域的与所述第一区域相邻的侧边延伸的长条形，且在所述第二区域，所述黑矩阵仅具有一个长条形的凹坑。根据图7D可以理解的是，所述凹坑的形状可以为长条形、圆形或其他形状，此时所述凹坑的数量可以不止一个。因此在步骤1中，可以为图9A和图9B所示的所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小设定初始值。该初始值为掩膜板与所述第二区域对应的透光区域在平行于纸面方向上的尺寸α。

掩膜板与第一区域对应的透光区域的大小，根据客户对透过率的要求等进行常规设计。

步骤2：使用所述掩膜板制备所述显示基板的样品，使用所述显示基板的样品制备调光子面板的样品。

使用上述掩膜板，执行上述S101～S104，制备显示基板的样品。在一些实施例中，也可以执行上述S101～S105来制备显示基板的样品。或者，还可以在执行上述S101～S105之后，继续在平坦层OC远离衬底基板的表面上制作隔垫物。将该显示基板的样品与对置基板的样品对盒，形成调光子面板的样品。

步骤3：检测所述调光子面板的样品的周边区盒厚和显示区盒厚。

步骤4：判断所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值是否大于预设值；当所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值大于预设值时，调整所述初始值的大小并重复执行步骤2至步骤4，直到所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值小于或等于所述预设值时结束。

在一些实施例中，平坦层的厚度设置为1.3um，平坦层对应于非显示区域的部分与平坦层对应于显示区域的部分之间的段差可达0.4um。为了减小该段差，从而减小盒厚差异，将预设值设为0.05um～0.1um的范围内。例如，该预设值可以为0.05um、0.06um、0.07um、0.08um、0.09um或0.1um。在一些实施例中，将该预设值确定为0.1um。若检测到周边区的盒厚与显示区的盒厚的差值为0.3um，这表明周边区的盒厚偏高，凹坑的深度较小，可增大掩膜板与第二区域对应的透光区域的大小的初始值；若检测到周边区的盒厚与显示区的盒厚的差值为-0.3um，表明周边区的盒厚偏低，凹坑的深度过大，可减小掩膜板与第二区域对应的透光区域的大小的初始值。

在调整上述初始值后，重复执行步骤2至步骤4，直到周边区的盒厚与显示区的盒厚的差值的绝对值小于0.1um，表明凹坑的深度是合适的，此时掩膜板与第二区域对应的透光区域的大小可有效减小上述段差。因此，将最后一次执行步骤2至步骤4时，掩膜板与第二区域对应的透光区域的大小确定为掩膜板最终的透光区域的大小。

图12提供了一个对比实施例，具体为现有技术中使用半曝光掩模板在黑色光刻胶中形成凹坑的示意图。由图12和图10C的比较可知，图12所示的使用半曝光掩模板获得的凹坑，其边缘(图12中的虚线框内所示)呈大致直线式的断崖状，而图10C所示的使用图8所示的方法获得的凹坑，其边缘(图10C的虚线框内所示)呈大致的弧形。图10C所示的凹坑形状，其边缘处不易撕裂，良品率更高。此外，现有技术中使用半曝光掩模板形成凹坑时，大大增加了掩模板的成本。尤其是在大世代线的曝光产线上，半曝光掩模板的成本会更加高昂。而使用本公开实施例提供的图8所示的制备方法，则会大大降低掩模板的成本。

除上述显示基板的制备方法外，本公开一些实施例还提供一种显示基板，参见图7A～图7D，该显示基板包括衬底基板GL，位于衬底基板上的黑矩阵BM，图7A和图7B中的黑矩阵BM由负性光刻胶材料形成。黑矩阵BM包括与显示基板422的显示区域4221对应的第一区域，和与显示基板422的非显示区域4222对应的第二区域。第一区域包括去除黑色光刻胶的开口区域和保留黑色光刻胶的非开口区域，第二区域形成凹陷深度中间大外围小的凹坑。图7C和图7D中的黑矩阵BM由正性光刻胶材料形成，其与图7A和图7B的区别在于黑矩阵的第二区域形成凹陷深度中间小外围大的凹坑。

该显示基板还包括位于黑矩阵上的平坦层OC，在显示基板422的显示区域4221，平坦层OC的一部分位于凹坑中；在显示基板422的非显示区域4222中，平坦层OC的一部分位于黑矩阵BM的开口区域中。

在一些实施例中，凹坑的形状可以为长条形或圆形，凹坑为长条形时，其沿第二区域和第一区域相连的侧边延伸。

在一些实施例中，凹坑的数量可以为一个或者多个，凹坑的数量为多个时，其可以在第二区域中呈阵列排列。

在一些实施例中，该显示基板还包括位于平坦层OC上的隔垫物。

所述显示基板可以为如图6所示的第三显示基板421或第四显示基板422。

本公开一些实施例还提供一种双盒液晶显示面板。该双盒包括显示子面板和调光子面板。所述调光子面板包括上述的显示基板、与所述显示基板对盒的对置基板、以及位于所述显示基板和所述对置基板之间的液晶。所述双盒液晶显示面板可以为如图3所示的显示装置中的双盒液晶显示面板40。

本公开一些实施例还提供一种显示装置，例如图3所示的显示装置。

本公开一些实施例还提供一种掩膜板，所述掩模板为图8所示的显示基板的制备方法中所使用的掩模板，例如图9A～图9D中所示的掩模板。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底基板上涂覆黑色光刻胶；

使掩膜板与涂覆有所述黑色光刻胶的衬底基板对准；

基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光；

对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影，以在所述衬底基板上形成黑矩阵；其中，

所述黑矩阵包括第一区域和第二区域；

所述第一区域与所述显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括去除黑色光刻胶的开口区域和保留黑色光刻胶的非开口区域；

所述第二区域与所述显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。

2.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述黑色光刻胶为负性光刻胶，所述掩膜板与所述开口区域对应的区域为遮光区域，所述掩膜板与所述非开口区域为透光区域，所述掩膜板与所述第二区域对应的区域包括透光区域；

基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光的步骤包括：

对与所述非开口区域和所述第二区域对应的黑色光刻胶进行曝光；

对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影的步骤包括：

保留被曝光的黑色光刻胶，并去除未被曝光的黑色光刻胶，从而形成所述黑矩阵，且所述黑矩阵的所述第二区域中形成的凹坑的凹陷深度为中间大外围小。

3.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述黑色光刻胶为正性光刻胶，所述掩膜板与所述非开口区域对应的区域为遮光区域，所述掩膜板与所述开口区域为透光区域，所述掩膜板与所述第二区域对应的区域包括透光区域；

基于对准后的掩膜板对涂覆的所述黑色光刻胶进行曝光的步骤包括：

对与所述开口区域和所述第二区域对应的黑色光刻胶进行曝光；

对曝光后的所述黑色光刻胶进行显影的步骤包括：

保留未被曝光的黑色光刻胶，并去除被曝光的黑色光刻胶，从而形成所述黑矩阵，且所述黑矩阵的所述第二区域中形成的凹坑的凹陷深度为中间小外围大。

4.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，使掩膜板与涂覆有所述黑色光刻胶的衬底基板对准的步骤之前，所述显示基板的制备方法还包括：

确定所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小，以控制所述凹坑的凹陷深度。

5.根据权利要求4所述的显示基板的制备方法，其特征在于，确定所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小包括：

步骤1：为所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小设定初始值；

步骤2：使用所述掩膜板制备所述显示基板的样品，使用所述显示基板的样品制备调光子面板的样品；

步骤3：检测所述调光子面板的样品的周边区盒厚和显示区盒厚；

步骤4：判断所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值是否大于预设值；当所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值大于预设值时，调整所述初始值的大小并重复执行步骤2a至步骤4a，直到所述周边区盒厚和所述显示区盒厚的差值的绝对值小于或等于所述预设值时结束；

所述掩膜板与所述第二区域对应的透光区域的大小为最后一次执行步骤2至步骤4时，所述初始值的大小。

6.根据权利要求5所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述预设值位于0.05um～0.1um的范围内。

7.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述黑矩阵远离所述衬底基板的表面涂覆平坦层材料，在所述显示基板的所述非显示区域所述平坦层材料流入所述凹坑中，在所述显示基板的所述显示区域所述平坦层材料流入所述开口区域中；

所述平坦层材料固化形成平坦层。

8.一种显示基板，其特征在于，包括：

衬底基板；和

位于所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵包括第一区域和第二区域；

所述第一区域与所述显示基板的显示区域对应，且所述第一区域包括不具有黑矩阵的开口区域和具有黑矩阵的非开口区域；

所述第二区域与所述显示基板的非显示区域对应，且所述第二区域形成有凹坑。

9.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述黑矩阵由负性光刻胶材料形成，所述凹坑的凹陷深度为中间大外围小，并且所述凹坑的形状为沿所述第二区域的与所述第一区域相邻的侧边延伸的长条形。

10.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述黑矩阵由正性光刻胶材料形成，所述凹坑的凹陷深度为中间小外围大，所述凹坑的形状为长条形或圆形，所述凹坑的数量为至少一个。

11.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括：位于所述黑矩阵上的平坦层；

在所述显示基板的所述非显示区域，所述平坦层的一部分位于所述凹坑中；

在所述显示基板的所述显示区域，所述平坦层的一部分位于所述开口区域中。

12.一种双盒液晶显示面板，其特征在于，包括显示子面板和调光子面板；

所述调光子面板包括如权利要求8-11任一项所述的显示基板、与所述显示基板对盒的对置基板、以及位于所述显示基板和所述对置基板之间的液晶。

13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的双盒液晶显示面板以及背光源，所述背光源位于所述调光子面板远离所述显示子面板的一侧。

14.一种掩膜板，其特征在于，所述掩膜板为权利要求1-7任一项所述的方法中使用的掩膜板。

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