CN105182596A - 一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法，彩膜基板包括衬底基板，位于所述衬底基板上方的黑矩阵，所述黑矩阵上涂覆封框胶的区域设置有通孔或凹槽；所述通孔或凹槽中填充有高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。上述包括彩膜基板的显示装置用于解决现有技术中齐边切产品中的电荷释放，导致显示装置的画面品质发绿的问题。

Description

一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法。
背景技术
随着窄边框、高占屏比的液晶面板产品的市场需要增加，在面板设计中使用齐边切技术，通过此齐边切技术实现液晶显示面板边框最小化。
在齐边切产品设计时，显示面板的Vcom公共电压不为零时，彩膜基板和TFT阵列基板会分别持有正电荷和负电荷，以保持电荷平衡。
通常，齐边切产品的黑矩阵(BlackMatrix，简称BM)边框设计如图1所示，在完成整个液晶面板制程的面板结构如图2所示。结合图1和图2所示的齐边切产品中BM边框为一体设计，由于BM树脂的阻抗较低，BM树脂的阻抗一般为106～108，齐边切后彩膜中的BM与外界导通，导致彩膜中的电荷释放；显示面板的电荷平衡被打破，Vcom电压变化，使显示画面发绿，影响画面品质，降低产品品质。
如果使用高阻抗的BM(阻抗1013～1015)进行制作，显示面板的成本会上升3倍，产品收益大幅下降，同时高阻抗BM树脂自身特性问题，适用面较小，无法应用高像素(PixelsPerInch，简称PPI)产品。
发明内容
本发明提供一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法，用于解决现有技术中齐边切产品中的电荷释放，导致显示面板的画面品质发绿的问题。
第一方面，本发明提供一种彩膜基板，包括：
衬底基板，位于所述衬底基板上方的黑矩阵，所述黑矩阵上涂覆封框胶的区域设置有通孔或凹槽；
所述通孔或凹槽中填充有高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。
可选地，所述高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。
可选地，所述彩膜基板还包括：位于所述衬底基板上方的彩色滤光片；
所述通孔或凹槽中填充的像素树脂材料与所述彩色滤光片的像素树脂材料相同。
可选地，所述通孔或凹槽的宽度大于等于10um，小于封框胶的宽度，所述通孔的厚度与所述黑矩阵的厚度一致。
第二方面，本发明提供一种彩膜基板的制备方法，包括：
在衬底基板上形成黑矩阵材料层，在黑矩阵材料层上刻蚀形成黑矩阵，同时形成通孔或凹槽，通孔或凹槽位于黑矩阵上涂覆封框胶的区域；
在所述通孔或凹槽中填充高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。
可选地，所述方法还包括：
在所述黑矩阵上方形成平坦层。
可选地，所述高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。
可选地，所述在所述通孔或凹槽中填充高阻抗材料，包括：
在所述衬底基板上形成彩色滤光片时，在所述通孔或凹槽中填充制备所述彩色滤光片的像素树脂材料。
可选地，使用半色调掩模板制作蓝色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充蓝色像素树脂；
使用半色调掩膜板制作绿色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充绿色像素树脂；以及
使用半色调掩膜板制作红色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充红色像素树脂。
可选地，所述通孔或凹槽的宽度大于等于10um，小于封框胶的宽度，所述通孔的厚度与所述黑矩阵的厚度一致。
第三方面，本发明还提供一种显示装置，包括上述任一所述的彩膜基板。
由上述技术方案可知，本发明的彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制备方法，通过在衬底基板上方的黑矩阵上设置通孔或凹槽，该通孔或凹槽对应黑矩阵上涂覆封框胶的区域，进而在通孔或凹槽中填充高阻抗材料，使得填充的高阻抗材料的阻抗高于黑矩阵的阻抗，进而可在齐边切之后，保证黑矩阵上的电荷不被释放，保证显示装置的电荷平衡，保证了显示装置的画面品质，解决了现有技术中显示装置的画面品质发绿的问题。
附图说明
图1为现有技术中齐边切产品的边框结构的示意图；
图2为现有技术中对应图1边框的显示面板的结构示意图；
图3A为本发明一实施例提供的彩膜基板的结构示意图；
图3B为本发明另一实施例提供的彩膜基板的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的齐边切产品的边框结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的彩膜基板的制备方法的流程示意图。
附图标记说明
衬底基板31、黑矩阵32、封框胶33、通孔34、高阻抗材料35、平坦层36、阵列基板37。
具体实施方式
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。
图3A和图3B分别示出了本发明一实施例提供的彩膜基板的结构示意图，如图3A和图3B所示，本实施例的彩膜基板包括：衬底基板31，位于所述衬底基板31上方的黑矩阵32，所述黑矩阵32上涂覆封框胶33的区域设置有通孔34；或者，所述黑矩阵32上涂覆封框胶33的区域设置有凹槽(图中未示出)；
所述通孔34或凹槽中填充有高阻抗材料35，所述高阻抗材料35的阻抗高于所述黑矩阵32的阻抗。
本实施例中凹槽可理解为盲孔，与封框胶33接触的区域为盲孔的开口区域，此时凹槽的厚度略小于黑矩阵32的厚度，本实施例可根据实际需要设置。
需要说明的是，本实施例中通孔34或凹槽的宽度大于等于10um，小于封框胶的宽度，所述通孔34的厚度与所述黑矩阵的厚度基本一致。在实际应用中，通孔或凹槽宽度大约为15um～23um，优选20um。
本实施例利用通孔或凹槽中高阻抗材料与黑矩阵的电阻率差异，解决了由于黑矩阵电阻率较低而引起电荷平衡被打破的问题，即解决了现有技术中显示装置的画面品质发绿的问题。
目前，树脂材料的阻抗可高于黑矩阵的阻抗，进而上述通孔或凹槽中高阻抗材料优选使用树脂材料。举例来说，前述的高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。本实施例仅为举例，在实际应用中可根据实际需要选择。
另外，彩膜基板还包括位于衬底基板上方的彩色滤光片(图中未示出)。本实施例中通孔或凹槽中填充的树脂材料与所述彩色滤光片的树脂材料相同。举例来说，如图3B所示，图3B中所示的填充通孔或凹槽的高阻抗材料可为依次叠加的蓝色像素树脂材料、绿色像素树脂材料和红色像素树脂材料，此时，彩色滤光片也是由依次叠加的蓝色像素树脂材料、绿色像素树脂材料和红色像素树脂材料组成。
如果通孔或凹槽中填充的树脂材料与彩色滤光片的树脂材料相同，则可不增加彩膜基板的制备工艺。也就是说，在通孔或凹槽中填充树脂材料的工艺与该彩膜基板中制作彩色滤光片的工艺基本相同，保证制备工艺不增加，进而成本不增加。
图3B中还示出了阵列基板37部分，即在彩膜基板和阵列基板成盒后，可采用图4所示的边框结构，该边框上的环形/方形沟壑即为上述图3A和图3B所示彩膜基板的黑矩阵中对应的通孔区域。该环形/方形沟壑将黑矩阵边框截断，利用依次叠加的B-G-R像素树脂材料进行填充，该B-G-R像素树脂材料的阻抗约为1013-1015，高于黑矩阵的阻抗，由此可较好的保证黑矩阵边框不漏光，且使得显示面板的电荷平衡不被打破，保证显示面板的画面品质。
特别地，上述采用图4所示的边框的画面显示效果与现有技术中采用成本较高的高阻抗黑矩阵制备的边框的画面显示效果基本相同。
本实施例中可有效解决现有技术中齐边切产品上显示画面发绿的问题，无需使用高阻抗黑矩阵制备边框，进而可降低齐边切产品的成本。
另外，如图3B所示，图3B中所示的彩膜基板还包括用于保护黑矩阵的平坦层，该平坦层可为保护膜OC，该平坦层36位于黑矩阵上方，且位于封框胶33下方。
本实施例的彩膜基板，通过在衬底基板上方的黑矩阵上设置通孔或凹槽，该通孔或凹槽对应黑矩阵上涂覆封框胶的区域，进而在通孔或凹槽中填充前述的高阻抗材料如树脂材料，使得填充的树脂材料的阻抗高于黑矩阵的阻抗，进而可在齐边切之后，可阻断黑矩阵上的电荷不被释放，保证显示装置的电荷平衡，保证了显示装置的画面品质，解决了现有技术中显示装置的画面品质发绿的问题。
另一方面，本发明还提供一种显示装置，该显示装置可包括上述任意实施例所述的彩膜基板。
此外，如图4所示，本实施例中采用上述彩膜基板制备显示装置之后，显示装置的边框的示意图，本实施例的边框不限于窄边框产品，可应用任一显示装置中，适用各种尺寸的显示装置和液晶显示设备。
本实施例的显示装置具有较好的显示质量。显示装置可以为：显示面板、电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
第三方面，本发明还提供一种彩膜基板的制备方法，如图5所示，本实施例中的彩膜基板的制备方法包括如下步骤：
501、在衬底基板上形成黑矩阵材料层，通过对黑矩阵材料层曝光显影刻蚀形成黑矩阵，同时形成通孔或凹槽，通孔或凹槽位于黑矩阵上涂覆封框胶的区域。
可理解的是，可采用黑矩阵掩模板对形成有黑矩阵材料层的衬底基板进行曝光，接着进行显影操作，使得彩膜基板的黑矩阵和通孔或凹槽保留在衬底基板上。
在本实施例中，黑矩阵掩模板中包括有多个预设图案，其中预设图案包括全透光区域和不透光区域。
502、在所述通孔或凹槽中填充高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。
由于树脂材料的阻抗高于黑矩阵的阻抗，进而高阻抗材料可优选使用树脂材料。例如，高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。
另外，需要说明的是，本实施例中，步骤502可具体为，在所述衬底基板上形成彩色滤光片时，在所述通孔或凹槽中填充制备彩色滤光片的像素树脂材料。
前述图3A和图3B中示出的高阻抗材料为依次叠加的蓝色像素树脂材料、绿色像素树脂材料和红色像素树脂材料。
在本实施例中，由于半色调掩模板的图案中半透明区域形成的色阻膜厚较全透明区域形成的色阻膜厚较薄，故可使用半色调掩模板制作蓝色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充蓝色像素树脂；
使用半色调掩膜板制作绿色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充绿色像素树脂；以及
使用半色调掩膜板制作红色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充红色像素树脂。
特别地，通孔或凹槽区域对应半色调掩模板图案的半透光区域，进而使得通孔或凹槽中填充的树脂层的膜厚相对于滤光层的树脂层薄一些，保证在通孔或凹槽中依次填充的蓝色像素树脂、绿色像素树脂、红色像素树脂的厚度与黑矩阵的厚度一致。通常，黑矩阵的厚度大约在1.0um以上。
应说明的是，在衬底基板上分步形成多种颜色的像素树脂材料层，在形成一种颜色的像素树脂材料层后通过刻画有图案的半色调掩模板进行曝光并显影而形成该种颜色的像素树脂，同时在边框区域的通孔或凹槽中形成相应的像素树脂。
上述方法可不增加彩膜基板的制作工艺，即在通孔或凹槽中填充树脂材料的工艺与所述彩膜基板中制作彩色滤光片的工艺基本相同，仅改变的是半色调掩膜板的图案即可。
需要说明的是，在BM制作时制成20um左右的边框沟壑(如图4所示)，在对应BM边框沟壑位置，B/G/R可使用HalfToneMask(半色调掩膜板)进行制作，制作过程中能够有效降低沟壑位置填充的B/G/R树脂的厚度，在B/G/R叠加后不会引起由于叠加部位厚度过高引起的工艺性不良。
可选地，在实际制备彩膜基板时，在前述步骤502之后，还可包括下述的图中未示出的步骤503：
503、在所述黑矩阵上方形成平坦层(如图3B所示)。
本实施例中的平坦层可为保护膜(OC)。在其他实施例中，还可以在平坦层上方形成隔垫物(photospacer简称PS)，该隔垫物可与保护膜一体成型或分开成型。即，本实施例的彩膜基板可在既定的产品工艺上实现，工艺流程可为BM-B-G-R-OC(透明隔垫物)。
上述方法在制备彩膜基板时可保证物料使用率基本不变，进而保证不增加成本，且不增加制备彩膜基板的工艺，由此，可较好的推广使用。当前任一显示面板/显示装置及液晶显示器设备均可采用上述彩膜基板的制备方法。
本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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权利要求所限定的范围。

Claims (11)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
衬底基板，位于所述衬底基板上方的黑矩阵，所述黑矩阵上涂覆封框胶的区域设置有通孔或凹槽；
所述通孔或凹槽中填充有高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括：位于所述衬底基板上方的彩色滤光片；
所述通孔或凹槽中填充的像素树脂材料与所述彩色滤光片的像素树脂材料相同。
4.根据权利要求1至3任一所述的彩膜基板，其特征在于，所述通孔或凹槽的宽度大于等于10um，小于封框胶的宽度，所述通孔的厚度与所述黑矩阵的厚度一致。
5.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成黑矩阵材料层，在黑矩阵材料层上刻蚀形成黑矩阵，同时形成通孔或凹槽，通孔或凹槽位于黑矩阵上涂覆封框胶的区域；
在所述通孔或凹槽中填充高阻抗材料，所述高阻抗材料的阻抗高于所述黑矩阵的阻抗。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述黑矩阵上方形成平坦层。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高阻抗材料由蓝色像素树脂材料、红色像素树脂材料、绿色像素树脂材料中的一种或多种组成。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述通孔或凹槽中填充高阻抗材料，包括：
在所述衬底基板上形成彩色滤光片时，在所述通孔或凹槽中填充制备所述彩色滤光片的像素树脂材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
使用半色调掩模板制作蓝色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充蓝色像素树脂；
使用半色调掩膜板制作绿色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充绿色像素树脂；以及
使用半色调掩膜板制作红色滤光层时，通过一次构图工艺在所述通孔或凹槽中填充红色像素树脂。
10.根据权利要求5至9任一所述的方法，其特征在于，所述通孔或凹槽的宽度大于等于10um，小于封框胶的宽度，所述通孔的厚度与所述黑矩阵的厚度一致。
11.一种显示装置，包括权利要求1至4任一所述的彩膜基板。
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