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Abstract

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置、彩膜基板及其制作方法。该彩膜基板包括：基板；彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在所述基板的一侧；黑矩阵，其设置于各色子像素单元之间。本发明提供一种显示装置、彩膜基板及其制作方法，通过先形成彩色像素区域后采用喷墨工艺形成黑矩阵，最大程度地减小像素单元的角段差，增加表面平坦性，可以有效降低产线不良的发生率；同时采用喷墨方式制作黑矩阵的工艺，一方面大大降低初期产线投入的成本，另一方面可减少制作黑矩阵用的材料用量，提高材料的利用率，从而降低生产成本。

Description

一种显示装置、彩膜基板及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置、彩膜基板及其制作方法。
背景技术
近年来，随着科技的发展，液晶显示器技术也随之不断完善。TFT-LCD（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜场效应晶体管-液晶显示器）以其图像显示品质好、能耗低、环保等优势占据着显示器领域的重要位置。目前TFT-LCD主要由阵列基板和彩膜基板对盒形成，对盒后的空腔内填充液晶。现有的彩膜基板基于红绿蓝三原色的彩膜基板，液晶面板通过驱动IC的电压改变来控制液晶分子的排列状态，而形成开关式选择背光源的光线是否穿透，经三原色比例调合形成不同的色彩，从而使得液晶显示器呈现出亮丽、鲜艳的画面。
如图1所示，为传统彩膜基板结构示意图，其包括基板1’、设置在基板1’上用于遮光的黑矩阵2’和彩色像素层（包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元31’、蓝色子像素单元33’和绿色子像素单元32’），根据需要，还可以包括透明导电层和位于彩色像素区域上的保护层。
现有技术中，上述结构的彩膜基板的制作过程均是采用SlitCoater（狭缝涂布）或者Spin Coater（旋转涂布）的涂布方式，在基板1’上通过曝光依次形成黑矩阵2’，彩色像素层等结构。
由于彩色像素层的两侧均搭接在黑矩阵2’上，致使彩色像素层的上表面出现不平坦的现象（即在彩色像素层的上表面形成中间低、两侧高呈“牛角”形状的角段差，具体如附图1中圆圈A处所示）。而这种彩色像素层上出现的角段差现象会严重影响彩膜基板中膜面的平整度，从而引起产线中不良的发生，影响产品品质。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种显示装置、彩膜基板及其制作方法，以克服现有技术中的彩色像素层的两侧搭接在黑矩阵上，致使彩色像素层的上表面出现不平坦现象，导致影响彩膜基板中膜面的平整度，引起产线中发生不良影响产品品质的缺陷。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种彩膜基板，包括：
基板；
彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在所述基板的一侧；
黑矩阵，其设置于各色子像素单元之间。
进一步地，所述黑矩阵填充于相邻的各色子像素单元之间的空白缝隙中，所述黑矩阵的高度小于或等于所述像素单元的高度。
进一步地，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。
进一步地，所述黑矩阵的材质为不透光的树脂材料。
另一方面，本发明还提供一种显示装置，包括上述的彩膜基板。
再一方面，本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，包括：
步骤S10、在基板上采用构图工艺形成彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色像素单元间隔设置在所述基板的一侧；
步骤S20、采用喷墨工艺在各色子像素单元之间形成黑矩阵。
进一步地，所述黑矩阵采用不透光的树脂材料。
进一步地，所述步骤S20具体包括：
步骤S201、采用喷墨工艺通过喷嘴在相邻各色子像素单元之间的空白缝隙处滴入不透光的树脂材料；
步骤S202、通过紫外线照射或者热处理对不透光的树脂材料进行固化形成黑矩阵。
进一步地，所述黑矩阵的高度小于或等于所述像素单元的高度。
进一步地，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。
（三）有益效果
本发明提供一种显示装置、彩膜基板及其制作方法，通过先形成彩色像素区域后采用喷墨工艺形成黑矩阵，最大程度地减小了像素单元的角段差，增加了表面平坦性，可以有效降低了产线不良的发生率；同时采用喷墨方式制作黑矩阵的工艺，一方面大大降低了初期产线投入的成本，另一方面可减少制作黑矩阵用的材料用量，提高材料的利用率，从而降低生产成本。
附图说明
图1为传统彩膜基板结构示意图；
图2为本发明实施例彩膜基板结构示意图；
图3为图2中A-A’或B-B’剖视图；
图4为本发明实施例采用喷墨工艺形成黑矩阵示意图；
图5为本发明实施例彩膜基板可视范围角度增加示意图；
图6为本发明实施例彩膜基板制作方法的工艺流程图。
图中：
1、基板；2、黑矩阵；31、红色子像素单元；32、绿色子像素单元；33、蓝色子像素单元；1’、基板；2’、黑矩阵；31’、红色子像素单元；32’、绿色子像素单元；33’、蓝色子像素单元。
具体实施方式
实施例一
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图2所示，本实施例以TN（Twisted Nematic，扭曲向列）模式为例，该彩膜基板包括：基板1；彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元31、蓝色子像素单元33和绿色子像素单元32；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在基板1的一侧；黑矩阵2，其设置于各色子像素单元之间。
其中，基板1的材质可以采用玻璃、石英、树脂等透明材料，在此不做限定。另外，各色子像素单元在基板上的排列方式并不仅仅限于图2中所示，还可以为同列排布的子像素单元为不同颜色交替的马赛克方式（Mosaic型）、构成像素单元的不同颜色子像素单元呈现三角形排布的方式（Delta型）等，在此不做限定。
具体的，该黑矩阵填充于相邻的各色子像素单元之间的空白缝隙中。具体的，黑矩阵可填充于红色子像素单元和蓝色子像素单元之间，同时填充于蓝色子像素单元和绿色子像素单元之间等各色子像素单元之间的空白缝隙中。
另外，设置黑矩阵2的高度小于或等于像素单元的高度。
如图3所示，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。参见图中A-A’的方向或B-B’的方向即为相邻两个像素单元的排布方向。
优选的，所述黑矩阵的材质可以选用不透光的树脂材料。所述不透光的树脂材料能用于遮挡光线并且可用于喷墨工艺。
参考图5，基于现有技术中的黑矩阵结构，光线最多只能从虚线位置a射出，而由于本实施例中的黑矩阵设置成“倒梯形”，下底边的宽度窄于现有技术中黑矩阵的宽度，因此，光线最多可从实线位置b射出，使得光线能够透过的区域增大了，设定虚线a和实线b之间的夹角为θ，从而视角也有了θ值的提升。
另外，本实施例中彩膜基板除了包含上述结构外，还可以包括保护层和透明导电层，其中，该保护层位于彩色像素区域上，用于平整该彩色像素区域和黑矩阵。在保护层的表面具有一层透明导电层，用于形成像素电极。该透明导电层可以采用ITO（氧化铟锡）、IZO（氧化铟锌）等透明导电材料制成。
需要说明的是，本实施例中的彩膜基板包括但并不局限应用于TN模式，同样适用于例如VA（Vertical Alignment，垂直取向）模式、ADS（ADvanced Super Dimension Switch，高级超维场转换技术）模式等其他模式，而采用ADS模式时，透明导电层则设于基板的背面，即与彩色像素区域相反的一侧。
其中，ADS模式为：通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场转换技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（push Mura）等优点。
实施例二
如图6所示，本发明实施例提供一种制作上述彩膜基板的方法，其包括：
步骤S10、在基板上采用构图工艺形成彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在基板的一侧。
本步骤中，在基板1上通过涂布彩色光阻剂、曝光、显影的方式形成包括红色子像素单元31，绿色子像素单元32，蓝色子像素单元33等子像素单元。由于各色子像素单元均制作在基板1的一侧，该侧表面的平坦度比各色子像素单元设置在黑矩阵2上更加平坦，现有技术中存在的“牛角”现象可得到很大的改善，各子像素单元的角段差也将大幅减小甚至消失。
其中，需要说明的是，彩色像素区域包括多个像素单元，所述像素单元包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元，还可以根据设计的需要，包括透明子像素单元、黄色子像素单元等其他颜色的子像素单元，在此不做限定；并且，在基板上形成各色子像素单元没有顺序上的限制，可以根据需要自行确定。
另外，构图工艺通常包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺。对于需要制作图案的膜层，如果膜层材料本身具备感光性质，例如本实施例中制备彩色像素区域用到的彩色光阻剂材料，构图工艺可以省略光刻胶涂覆、刻蚀和光刻胶剥离工艺。
步骤S20、采用喷墨工艺在各色子像素单元之间形成黑矩阵。
其中，优选的，所述黑矩阵的材质可以选用不透光的树脂材料。所述不透光的树脂材料能用于遮挡光线并且可用于喷墨工艺。
其中，参考图4，步骤S20具体包括：
步骤S201、采用喷墨工艺通过喷嘴在相邻各色子像素单元之间的空白缝隙处滴入不透光的树脂材料；该不透光的树脂材料为柔性液体，其将平整地填充于各色子像素单元之间。
步骤S202、通过紫外线照射或者热处理对不透光的树脂材料进行固化形成黑矩阵。
本步骤中，对已填充于各色子像素单元缝隙中的不透光的树脂材料进行固化，待固化后，则形成结构稳定的黑矩阵。
其中，黑矩阵的高度小于或等于像素单元的高度。
另外，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。
现有技术中，各色子像素单元的膜厚在2.0μm至3.0μm之间，而黑矩阵的膜厚在1.0μm至1.5μm之间，这样，本实施例给了黑色光刻胶厚度从0.5μm至2μm的用于在热处理过程中由于溶剂挥发而导致的膜厚下降的余量，满足黑矩阵的遮光需求。
需要说明的是，在实际生产中发现，若采用喷墨工艺形成彩色子像素单元，则需要在事先制作好的黑矩阵的开口区域用喷嘴滴入一定量的红色或绿色或蓝色树脂材料，待滴入后，再通过紫外线光照以及热固化最终形成红、绿、蓝各色子像素单元。但考虑到各色树脂材料在热处理后溶剂会挥发一部分致使膜厚降低，所以在热处理前涂布的膜厚会较之后的厚，这要求黑矩阵层的高度增加以满足要求；另外，各色树脂材料在滴入时也比较容易发生串色或者混色的情况，进而影响到产品的画面显示品质，因此，本发明通过大量实验中才得出本技术方案，通过先形成彩色像素区域之后采用喷墨工艺形成黑矩阵，最大程度地减小了各色子像素的角段差，增加了表面平坦性，可以有效降低产线不良的发生率；同时采用喷墨方式制作黑矩阵的工艺，一方面大大降低了初期产线投入的成本，另一方面可减少制作黑矩阵用的材料用量，提高材料的利用率，从而降低生产成本。
另外，本发明还提供一种显示装置，其包括实施例中的彩膜基板。该显示装置可以为液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置采用实施例中的彩膜基板能够提高产品图像显示的亮度，满足客户对高亮度的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在所述基板的一侧；
黑矩阵，其设置于各色子像素单元之间。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵填充于相邻的各色子像素单元之间的空白缝隙中，所述黑矩阵的高度小于或等于所述像素单元的高度。
3.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。
4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵的材质为不透光的树脂材料。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的彩膜基板。
6.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括：
步骤S10、在基板上采用构图工艺形成彩色像素区域，其包括多个像素单元，所述像素单元至少包括红色子像素单元、蓝色子像素单元和绿色子像素单元；所述像素单元中的各色子像素单元间隔设置在所述基板的一侧；
步骤S20、采用喷墨工艺在各色子像素单元之间形成黑矩阵。
7.如权利要求6所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵采用不透光的树脂材料。
8.如权利要求7所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：
步骤S201、采用喷墨工艺通过喷嘴在相邻各色子像素单元之间的空白缝隙处滴入不透光的树脂材料；
步骤S202、通过紫外线照射或者热处理对不透光的树脂材料进行固化形成黑矩阵。
9.如权利要求6所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵的高度小于或等于所述像素单元的高度。
10.如权利要求6所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，位于相邻两个子像素单元之间的黑矩阵沿所述相邻两个子像素单元的排布方向的截面为梯形，所述梯形远离所述基板的上底边的长度大于靠近所述基板的下底边的长度。
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