CN106990600B - 彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置，属于显示技术领域。包括：衬底基板以及设置在所述衬底基板上的黑矩阵，所述衬底基板的出光面包括显示区域和位于所述显示区域周围的非显示区域；其中，位于所述非显示区域上的黑矩阵上设置有至少一个环形开槽，所述环形开槽中填充有非透明的绝缘材料，所述至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕所述显示区域。本发明解决了相关技术中显示装置在显示图像时周边漏光的风险较高，导致显示装置的显示效果较差的问题。本发明用于显示面板。

Description

彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，窄边框的薄膜晶体管液晶显示器(英文：Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display；简称：TFT-LCD)成为了当前主流的显示装置。相应地，如何解决静电干扰问题成为了窄边框的显示装置的一大难题。
虽然显示装置中的彩膜基板中的各膜层(尤其是显示装置的非显示区域的黑矩阵)能够积累并传输一部分静电使静电无法进入显示区域，但是，显示装置在显示图像时，由于显示装置的边框较窄，当触摸显示装置的边框时会导致静电传输不畅通，从而使显示区域的边缘出现发紫或发绿的显示不良的问题。为了解决这一问题，相关技术中通常是在显示装置的非显示区域的黑矩阵上开一圈外槽，该外槽能够形成一圈绝缘体，避免静电传输至显示区域而造成的显示区域的边缘出现发紫或发绿的显示不良。
但是，相关技术中在非显示区域的黑矩阵上开一圈外槽，会提高显示装置在显示图像时周边漏光的风险，导致显示装置的显示效果较差。
发明内容
为了解决相关技术中显示装置在显示图像时周边漏光的风险较高，导致显示装置的显示效果较差的问题，本发明实施例提供了一种彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种彩膜基板，包括：
衬底基板以及设置在所述衬底基板上的黑矩阵，所述衬底基板的出光面包括显示区域和位于所述显示区域周围的非显示区域；
其中，位于所述非显示区域上的黑矩阵上设置有至少一个环形开槽，所述环形开槽中填充有非透明的绝缘材料，所述至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕所述显示区域。
可选的，所述非透明的绝缘材料为掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
可选的，所述光阻材料中掺杂有20％至30％的温敏变色材料，
所述温敏变色材料包括碱式碳酸铜。
可选的，填充在所述环形开槽中的所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度大于所述环形开槽的深度。
第二方面，提供了一种彩膜基板的制造方法，所述方法包括：
提供衬底基板，所述衬底基板的出光面包括显示区域和位于所述显示区域周围的非显示区域；
在所述衬底基板上形成黑矩阵；
在位于所述非显示区域上的黑矩阵上形成至少一个环形开槽，所述至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕所述显示区域；
在所述环形开槽中填充非透明的绝缘材料。
可选的，所述非透明的绝缘材料为掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
可选的，所述在所述环形开槽中填充非透明的绝缘材料，包括：
采用物理掺杂的方式在所述光阻材料中掺杂20％至30％的温敏变色材料，所述温敏变色材料包括碱式碳酸铜；
通过一次构图工艺在所述环形开槽中填充所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
可选的，填充在所述环形开槽中的所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度大于所述环形开槽的深度。
第三方面，提供了一种显示面板，所述显示面板包括第一方面任一所述的彩膜基板。
第四方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括第三方面所述的显示面板。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
提供了彩膜基板及其制造方法、显示面板、显示装置，通过在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种彩膜基板的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种彩膜基板的结构示意图；
图3为图1所示的彩膜基板的截面示意图；
图4是本发明实施例提供的一种彩膜基板的制造方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的一种在环形开槽中填充非透明的绝缘材料的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种彩膜基板10，如图1所示，该彩膜基板10包括：
衬底基板101以及设置在衬底基板上的黑矩阵，该衬底基板101的出光面包括显示区域W和位于显示区域周围的非显示区域H。
其中，位于非显示区域H上的黑矩阵102上设置有至少一个环形开槽，且存在至少一个环形开槽中填充有非透明的绝缘材料，该至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕显示区域W，也即是，每个环形开槽为封闭环状结构。
综上所述，本发明实施例提供的彩膜基板，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
可选的，在彩膜基板10中，位于非显示区域H上的黑矩阵102上可以设置有一个或多个环形开槽，本发明实施例以以下两种彩膜基板的可实现结构为例进行说明，包括：
第一种可实现结构，如图1所示，位于非显示区域H上的黑矩阵102上设置有一个环形开槽，图1中假设该环形开槽为第一环形开槽1021。
需要说明的是，该第一环形开槽1021围绕显示区域W，该第一环形开槽1021与显示区域W的边缘的距离可以为0.02毫米，且该第一环形开槽1021中填充有非透明的绝缘材料。
第二种可实现结构，如图2所示，位于非显示区域H上的黑矩阵102上可以设置有两个环形开槽，图2中假设该两个环形开槽分别为第一环形开槽1021和第二环形开槽1022，第一环形开槽1021位于第二环形开槽1022的外侧。设置两个环形开槽可以进一步提高显示面板的的防静电干扰能力。
可选的，第二环形开槽1022可以位于非显示区域H上的黑矩阵102与显示区域W的连接处。如图2所示，第一环形开槽1021和第二环形开槽1022中均填充有非透明的绝缘材料。实际应用中，第一环形开槽1021和第二环形开槽1022中存在至少一个环形开槽中填充有非透明的绝缘材料即可，在保证防静电干扰能力的同时，可以降低显示面板在显示图像时周边漏光的风险。
非透明的绝缘材料可以为电阻值大于预设电阻值且不透光的材料，例如，该非透明的绝缘材料可以为掺杂有温敏变色材料的光阻材料(英文：PhotoSpacer；简称：PS)，可选的，光阻材料中可以掺杂有20％至30％的温敏变色材料。PS的电阻值一般为1×1016欧姆(单位符号：Ω)，黑矩阵的电阻值一般为1×106Ω，由于PS的电阻值远远大于黑矩阵的电阻值，在环形开槽中填充PS可以起到较好的绝缘效果，保证了显示面板的的防静电干扰能力。
其中，填充在环形开槽中的掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度可以大于环形开槽的深度。
示例的，图3为图1所示的彩膜基板的截面示意图，其中，显示区域W(图3中两条竖虚线之间的区域)的结构可以参考现有彩膜基板的结构，因此未在图中进行画图示意。如图3所示，填充在第一环形开槽1021中的掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度y可以大于第一环形开槽1021的深度h，也即是掺杂有温敏变色材料的光阻材料高于设置有第一环形开槽1021的黑矩阵102的表面，在降低显示面板在显示图像时周边漏光的风险的同时，能够维持对盒成型后的盒体的稳定，在彩膜基板和阵列基板贴合时起到支撑作用。
可选的，该温敏变色材料可以为包括碱式碳酸铜的温敏微胶囊，该温敏微胶囊的制作过程可以包括：
S1、配置0.1摩尔每升(英文：mol/L)的硫酸铜溶液50毫升，配置0.2mol/L的碳酸钠溶液30毫升，将碳酸钠溶液加入到硫酸铜溶液中发生化学反应后得到蓝绿色碱式碳酸铜沉淀，将蓝绿色碱式碳酸铜沉淀洗涤并过滤，在蓝绿色碱式碳酸铜沉淀中加入适量的明胶，制作成蓝绿色染料。
S2、将上述蓝绿色染料与苯乙烯-丙烯酸酯在乙醇溶液中混合并进行乳化处理，得到乳液。
S3、在氮气环境下，在S2得到的乳液加入偶氮二异丁腈和二硫代苯甲酸异丁腈酯，苯乙酸-丙烯酸酯进行原位共聚形成温敏微胶囊壁材，从而生成温敏微胶囊。
其中，偶氮二异丁腈为引发剂，二硫代苯甲酸异丁腈酯为调控剂。
进一步的，可以采用物理掺杂的方式在光阻材料中掺杂20％至30％的温敏微胶囊，掺杂后的光阻材料的成分可以包括：50％-60％的聚对苯二甲酸乙二酯、1％-5％的聚丙烯、5％-10％的丙烯酸聚合物、20％-30％的温敏微胶囊和小于2％的添加剂。
综上所述，本发明实施例提供的彩膜基板，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
本发明实施例提供了一种彩膜基板的制造方法，如图4所示，该方法可以包括：
步骤401、提供衬底基板，该衬底基板的出光面包括显示区域和位于显示区域周围的非显示区域。
步骤402、在衬底基板上形成黑矩阵。
步骤403、在位于非显示区域上的黑矩阵上形成至少一个环形开槽，该至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕显示区域。
步骤404、在环形开槽中填充非透明的绝缘材料。
综上所述，本发明实施例提供的彩膜基板的制造方法，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
可选的，参见图1或图2，在彩膜基板10中，位于非显示区域H上的黑矩阵102上可以设置有一个或多个环形开槽，本发明实施例以以下两种彩膜基板的可实现结构为例进行说明，包括：
第一种可实现结构，如图1所示，位于非显示区域H上的黑矩阵102上设置有一个环形开槽，图1中假设该环形开槽为第一环形开槽1021。
需要说明的是，该第一环形开槽1021围绕显示区域W，该第一环形开槽1021与显示区域W的边缘的距离可以为0.02毫米，且该第一环形开槽1021中填充有非透明的绝缘材料。
第二种可实现结构，如图2所示，位于非显示区域H上的黑矩阵102上可以设置有两个环形开槽，图2中假设该两个环形开槽分别为第一环形开槽1021和第二环形开槽1022，且第一环形开槽1021位于第二环形开槽1022的外侧。
可选的，第二环形开槽1022可以位于非显示区域H上的黑矩阵102与显示区域W的连接处。如图2所示，第一环形开槽1021和第二环形开槽1022中均填充有非透明的绝缘材料。实际应用中，第一环形开槽1021和第二环形开槽1022中存在至少一个环形开槽中填充有非透明的绝缘材料即可，在保证防静电干扰能力的同时，可以降低显示面板在显示图像时周边漏光的风险。
其中，非透明的绝缘材料可以为电阻值大于预设电阻值且不透光的材料，例如，该非透明的绝缘材料可以为掺杂有温敏变色材料的光阻材料。PS的电阻值一般为1×1016欧姆(单位符号：Ω)，黑矩阵的电阻值一般为1×106Ω，由于PS的电阻值远远大于黑矩阵的电阻值，在环形开槽中填充PS可以起到较好的绝缘效果，保证了显示面板的的防静电干扰能力。
相应的，在环形开槽中填充非透明的绝缘材料的方法，如图5所示，可以包括：
步骤4041、采用物理掺杂的方式在光阻材料中掺杂20％至30％的温敏变色材料，该温敏变色材料包括碱式碳酸铜。
其中，温敏变色材料可以为包括碱式碳酸铜的温敏微胶囊，温敏微胶囊的制作过程可以参考上述装置侧的描述，本发明实施例在此不做限定。
可选的，采用物理掺杂的方式在光阻材料中掺杂20％至30％的温敏微胶囊，掺杂后的光阻材料的成分可以包括：50％-60％的聚对苯二甲酸乙二酯、1％-5％的聚丙烯、5％-10％的丙烯酸聚合物、20％-30％的温敏微胶囊和小于2％的添加剂。
步骤4042、通过一次构图工艺在环形开槽中填充掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
其中，一次构图工艺可以包括：光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离。
可选的，在环形开槽中填充掺杂有温敏变色材料的光阻材料的过程可以包括：
将掺杂有温敏变色材料的光阻材料均匀涂覆在形成有黑矩阵的衬底基板上，进行曝光、显影、刻蚀和剥离在衬底基板上形成蓝绿色的PS图案。由于相关技术中，显示区域的隔垫物一般形成在显示区域的黑矩阵上，因此隔垫物的颜色不会影响到彩膜基板的出光效果，在衬底基板上形成的蓝绿色的PS图案可以包括显示区域的隔垫物和非显示区域中环形开槽中的填充物。本发明实施例中，可以通过一次构图工艺在环形开槽中填充非透明的绝缘材料的同时，可以在显示区域的黑矩阵上形成隔垫物，无需增加其他工艺，实现过程较简单。
在后续烘烤过程中蓝绿色碱式碳酸铜受热发生反应可以形成黑色氧化铜，该反应为不可逆反应，因而可以在环形开槽中形成黑色的绝缘材料，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险。
其中，填充在环形开槽中的掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度可以大于环形开槽的深度。
示例的，图3为图1所示的彩膜基板的截面示意图，如图3所示，填充在第一环形开槽1021中的掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度y可以大于第一环形开槽1021的深度h，也即是掺杂有温敏变色材料的光阻材料高于设置有第一环形开槽1021的黑矩阵102的表面，在降低显示面板在显示图像时周边漏光的风险的同时，能够起到隔垫物的作用，维持对盒成型后的盒体的稳定，在彩膜基板和阵列基板贴合时起到支撑作用。
需要说明的是，本发明实施例提供的彩膜基板的制造方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的彩膜基板的制造方法，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述方法实施例中的过程，可以参考前述装置实施例中单元的具体工作过程，在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板可以包括上述实施例涉及的彩膜基板，该彩膜基板可以为如图1至3任一所示的彩膜基板。
显示面板还包括与彩膜基板对盒的阵列基板，以及彩膜基板和阵列基板之间的液晶层。
综上所述，本发明实施例提供的显示面板，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示面板在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示面板的显示效果。
本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置可以包括上述实施例所述的显示面板。
在具体实施时，本发明实施例提供的显示装置可以为手机、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。
综上所述，本发明实施例提供的显示装置，在位于非显示区域上的黑矩阵上的环形开槽中填充非透明的绝缘材料，在保证显示面板的防静电干扰能力的同时，降低了显示装置在显示图像时周边漏光的风险，提高了显示装置的显示效果。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
衬底基板以及设置在所述衬底基板上的黑矩阵，所述衬底基板的出光面包括显示区域和位于所述显示区域周围的非显示区域；
其中，位于所述非显示区域上的黑矩阵上设置有至少一个环形开槽，所述环形开槽中填充有非透明的绝缘材料，所述非透明的绝缘材料的电阻值大于预设电阻值，且所述非透明的绝缘材料不透光，所述非透明的绝缘材料为掺杂有温敏变色材料的光阻材料，所述至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕所述显示区域。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，
所述光阻材料中掺杂有20％至30％的温敏变色材料，
所述温敏变色材料包括碱式碳酸铜。
3.根据权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，
填充在所述环形开槽中的所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度大于所述环形开槽的深度。
4.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供衬底基板，所述衬底基板的出光面包括显示区域和位于所述显示区域周围的非显示区域；
在所述衬底基板上形成黑矩阵；
在位于所述非显示区域上的黑矩阵上形成至少一个环形开槽，所述至少一个环形开槽中的每个环形开槽围绕所述显示区域；
在所述环形开槽中填充非透明的绝缘材料，所述非透明的绝缘材料的电阻值大于预设电阻值，且所述非透明的绝缘材料不透光，所述非透明的绝缘材料为掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述环形开槽中填充非透明的绝缘材料，包括：
采用物理掺杂的方式在所述光阻材料中掺杂20％至30％的温敏变色材料，所述温敏变色材料包括碱式碳酸铜；
通过一次构图工艺在所述环形开槽中填充所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，
填充在所述环形开槽中的所述掺杂有温敏变色材料的光阻材料的厚度大于所述环形开槽的深度。
7.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1至3任一所述的彩膜基板。
8.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求7所述的显示面板。
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