CN108646454A - 彩膜基板、彩膜基板的制备方法和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示领域，公开了一种彩膜基板、彩膜基板的制备方法和显示面板，所述彩膜基板(2)包括具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的基板(20)、位于所述基板上且具有分别与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口(23a)、第二开口(23b)和第三开口(23c)的黑色矩阵(22)和具有分别与所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口相对应的第一有色子像素层(24a)、第二有色子像素层(24b)和第三有色子像素层(24c)的滤色层(24)，所述黑色矩阵包括第四开口(23d)，所述第四开口中设置有光传感器。该彩膜基板应用于显示面板中后能够提高显示面板的显示效果。

Description

彩膜基板、彩膜基板的制备方法和显示面板
技术领域
本发明涉及显示领域，具体地涉及一种彩膜基板、彩膜基板的制备方法和显示面板。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。
现有技术所提供的LCD主要包括彩色滤光片、阵列基板以及夹置在彩色滤光片和阵列基板之间的液晶层。
彩色滤光片(Color filter)为液晶平面显示器彩色化之关键零组件。彩色滤光片是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。CF为LCD彩色化的关键部件。LCD为非主动发光之组件，其色彩之显示必需透过内部的背光模块(穿透型LCD)或外部的环境入射光(反射型或半穿透型LCD)提供光源，再搭配驱动IC(Drive IC)与液晶(Liquid Crystal)控制形成灰阶显示(Gray Scale)，而后透过彩色滤光片的红(R)，绿(G)，蓝(B)彩色层提供色相(Chromacity)，形成彩色显示画面。
如图1中所示，彩色滤光片1主要包括衬底基板10、形成在衬底基板10上的遮光层12和彩色滤光层14，其中彩色滤光层14可包括红(R)，绿(G)，蓝(B)彩色层。一般来说，显示面板通过由背光透过彩色滤光层14而显示图案，遮光层12用于避免彩色滤光层14中的不同颜色之间发生混色现象。
目前，液晶显示器被广泛使用，但是液晶显示器在光线亮度不足的地方显示效果并不理想。以车载显示器为例，当汽车在天色昏暗或是隧道内行进时，其显示功能不佳。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的液晶显示器在光线较暗的情况下使用显示效果较差的问题，提供彩膜基板，该彩膜基板中设置有光传感器，将该彩膜基板应用于显示面板中，能够提高显示面板的显示效果。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种彩膜基板，所述彩膜基板包括：
基板，所述基板具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；
黑色矩阵，所述黑色矩阵位于所述基板上，所述黑色矩阵包括分别与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口、第二开口和第三开口，所述黑色矩阵还包括第四开口；
滤色层，所述滤色层包括分别与所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口相对应的第一有色子像素层、第二有色子像素层和第三有色子像素层；以及
光传感器，所述光传感器设置于所述第四开口中。
在上述技术方案中，通过在所述黑色矩阵上开设所述第四开口并在所述第四开口中设置所述光传感器，从而使得所述彩膜基板应用于显示面板后能够提高所述显示面板的显示效果，尤其是能够提高所述显示面板在光线较暗的情况下使用时的显示效果。
优选地，所述黑色矩阵上开设有以阵列形式排布的多个所述第四开口；
所述彩膜基板包括分别设置于多个所述第四开口中的多个所述光传感器。
优选地，所述彩膜基板包括填充于所述第四开口中的透明层，所述透明层位于所述基板和所述光传感器之间。
优选地，所述透明层的折射率为大于1且小于1.5；并且/或者，所述透明层的厚度为1-2μm。
优选地，所述黑色矩阵包括遮光层；和/或，所述第一有色子像素层、所述第二有色子像素层和所述第三有色子像素层分别包括红色滤色层、绿色滤色层和蓝色滤色层。
本发明第二方面提供一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
S10、在具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的基板上沉积第一材料形成黑色矩阵，并使所述黑色矩阵形成与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口、第二开口和第三开口；
S20、在所述黑色矩阵形成之后，分别沉积第二材料、第三材料和第四材料以分别形成与所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口相对应的第一有色子像素层、第二有色子像素层和第三有色子像素层；
S30、在所述黑色矩阵上开设第四开口，并将光传感器设置于所述第四开口中。
优选地，在所述步骤S30中，在所述黑色矩阵上开设多个所述第四开口并使得多个所述第四开口呈阵列式分布；
将多个所述光传感器分别设置于多个所述第四开口中。
优选地，在所述步骤S30中，开设所述第四开口后，在所述基板上沉积第五材料以形成透明层，所述透明层形成之后，向所述第四开口中设置所述光传感器。
优选地，所述第一材料为遮光材料；所述第二材料、所述第三材料和所述第四材料分别为红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂；所述第五材料为透明材料。
本发明第三方面提供一种显示面板，所述显示面板包括本发明所提供的彩膜基板，所述显示面板还包括与所述彩膜基板相对且间隔设置的阵列基板。通过将本发明提供的彩膜基板应用于显示面板中，能够提高显示面板的显示效果。
附图说明
图1是现有技术的彩色滤光片的剖面结构示意图；
图2是本发明优选实施方式的彩膜基板的剖面结构示意图；
图3a-3f是图2中所示的彩膜基板的制备方法示意图。
附图标记说明
1-彩色滤光片；10-衬底基板；12-遮光层；14-彩色滤光层；2-彩膜基板；20-基板；22-黑色矩阵；23a-第一开口；23b-第二开口；23c-第三开口；23d-第四开口；24-第一透明层；24-滤色层；24a-第一有色子像素层；24b-第二有色子像素层；24c-第三有色子像素层；26-透明层。
具体实施方式
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解，“内、外”部件的轮廓的内、外。
本发明提供了一种彩膜基板，如图2中所示，彩膜基板2包括基板20、黑色矩阵22、滤色层24和光传感器。其中，基板20具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；黑色矩阵22位于基板20上，结合图2和图3a中所示，黑色矩阵22包括分别与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c，黑色矩阵22还包括第四开口23d，可以理解的是，在黑色矩阵22的第一开口23a、第二开口23b、第三开口23c和第四开口23d处均形成了供光线透过的透光区，另外，需要指出的是，基板20可具有以阵列形式排布的多个子像素区域，其中，每相邻的三个子像素区域分别为第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域，相应的，黑色矩阵22可包括以阵列形式排布的多个开口，其中，每相邻的三个开口分别为第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c，可以明白的是，第四开口23d可设置在黑色矩阵22的未开设有第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c的部分；滤色层24包括分别与第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c相对应的第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b和第三有色子像素层24c，例如，第一有色子像素层24a可与第一开口23a相对应，第一有色子像素层24a可填充于第一开口23a中，第二有色子像素层24b可与第二开口23b相对应，第二有色子像素层24b可填充于第二开口23b中，第三有色子像素层24c可与第三开口23c相对应，第三有色子像素层24c可填充于第三开口23c中；所述光传感器设置于第四开口23d中，其中，所述光传感器可嵌入第四开口23d中。通过在黑色矩阵22上开设第四开口23d并在第四开口23d中设置光传感器，从而使得彩膜基板2应用于显示面板后能够提高显示面板的显示效果，尤其是能够提高显示面板在光线较暗的情况下使用时的显示效果。另外，需要说明的是，基板20可选用玻璃基板，黑色矩阵22可通过在选用的玻璃基板上沉积遮光材料后构图形成，黑色矩阵22能够增加液晶显示器的对比度，关于黑色矩阵22的制备方法将在后面的内容中进行描述，此处不再赘述。至于第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b和第三有色子像素层24c也是通过将相应的材料沉积然后构图形成，其中第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b、第三有色子像素层24c可分别由红色树脂、绿色树脂、蓝色树脂制备形成，其中，红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂均优选为光敏材料。另外，各个有色子像素层所呈现的颜色也并不局限于上述颜色，可完全根据实际需求进行选择。
为了进一步提高显示面板的显示效果，可在黑色矩阵22上开设以阵列形式排布的多个第四开口23d；彩膜基板2可包括分别设置于多个第四开口23d中的多个所述光传感器，也就是说，每个第四开口23d均设置有所述光传感器，相应的，多个所述光传感器也呈阵列形式分布。
如图2中所示，彩膜基板2可包括填充于第四开口23d中的透明层26，透明层26可位于基板20和所述光传感器之间，可以理解的是，在将所述光传感器设置到第四开口23d之前，在第四开口23d中设置透明层26，其中，透明层26可填充于第四开口23d中，另外，透明层26的厚度并无特别的限制，只要保证能够在第四开口23d中设置所述光传感器即可，例如透明层26的厚度可为1-2μm。通过在第四开口23d中设置透明层26，可改善光线直接经过基板20后出现的折射现象，避免了光线经过基板20后出现陡降的现象，由此改善了显示面板的摩尔纹现象，提高了显示面板的显示效果。
为了进一步改善光线直接经过基板20后出现的折射现象，透明层26的折射率优选为大于1且小于1.5。
可以理解的是，黑色矩阵22可包括遮光层，也就是说，黑色矩阵22可由遮光材料制备形成。另外，第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b和第三有色子像素层24c分别包括红色滤色层、绿色滤色层和蓝色滤色层，也就是说，第一有色子像素层24a可由红色树脂制备形成，第二有色子像素层24b可由绿色树脂制备形成，第三有色子像素层24c可由蓝色树脂制备形成。
本发明还提供了一种彩膜基板的制备方法，特别的，该制备方法适用于制备本发明提供的彩膜基板2，该制备方法包括以下步骤。
步骤S10，如图3a中所示，在具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的基板20上沉积第一材料形成黑色矩阵22，并使黑色矩阵22形成与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c。
在所述步骤S10中，所述第一材料优选为遮光材料，将该遮光材料沉积在基板20上，然后在具有透光部分和遮光部分的光罩(即掩膜版)的作用下曝光，之后显影，最终形成具有与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c的黑色矩阵22。
步骤S20，结合图3b-3d中所示，在黑色矩阵22形成之后，分别沉积第二材料、第三材料和第四材料以分别形成与第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c相对应的第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b和第三有色子像素层24c；
在所述步骤S20中，第二材料、第三材料和第四材料分别优选为红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂，于是第一有色子像素层24a、第二有色子像素层24b和第三有色子像素层24c分别相应的为红色子像素层、绿色子像素层和蓝色子像素层。其中，红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂均为光敏材料。在制备红色子像素层时，将红色树脂沉积在黑色矩阵22上，然后在具有透光部分和遮光部分的光罩的作用下曝光，当红色树脂为曝光部分被去除的正型光敏材料时，光罩的遮光部分对应于相应的开口即第一开口23a，当红色树脂为曝光部分保留下来的负型光敏材料时，光罩的透光部分对应于第一开口23a，之后，在第一开口23a处显影形成红色子像素层即第一有色子像素层24a。在具有红色子像素层的基板20上沉积第三材料，可选用与红色子像素层相同的制备方法使得绿色子像素层形成于相应的开口即第二开口23b处。同样的，通过与形成红色和绿色子像素层相同的方法在第三开口23c处形成蓝色子像素层。
步骤S30，如图3e中所示，在黑色矩阵22上开设第四开口23d，并将光传感器设置于第四开口23d中。需要指出的是，可在各个有色子像素层形成之后，在黑色矩阵22上开设第四开口23d，也可使得第四开口23d与第一开口23a、第二开口23b和第三开口23c同时形成，只是使得第四开口23d中不填充任何有色子像素层。其中，可通过在光罩的作用下显影的方式开设第四开口23d。
在所述步骤S30中，可在黑色矩阵22上开设多个第四开口23d并使得多个第四开口23d呈阵列式分布，之后，将多个所述光传感器分别设置于多个第四开口23d中，可以理解的是，每个第四开口23d中均设置有所述光传感器。
在所述步骤S30中，结合图3e-3f中所示，开设第四开口23d后，在基板20上沉积第五材料以形成透明层26，透明层26形成之后，向第四开口23d中设置所述光传感器。其中，所述第五材料为透明材料，该透明材料的折射率可大于1且小于1.5，另外，可使得形成的透明层26的厚度为1-2μm。
本发明还提供了一种显示面板，所述显示面板包括本发明所提供的彩膜基板2，所述显示面板还包括与彩膜基板2相对且间隔设置的阵列基板。通过将本发明提供的彩膜基板2应用于显示面板中，能够提高显示面板的显示效果。另外，还需要说明的是，在彩膜基板2和所述阵列基板之间填充有液晶。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板(2)包括：
基板(20)，所述基板(20)具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；
黑色矩阵(22)，所述黑色矩阵(22)位于所述基板(20)上，所述黑色矩阵(22)包括分别与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口(23a)、第二开口(23b)和第三开口(23c)，所述黑色矩阵(22)还包括第四开口(23d)；
滤色层(24)，所述滤色层(24)包括分别与所述第一开口(23a)、所述第二开口(23b)和所述第三开口(23c)相对应的第一有色子像素层(24a)、第二有色子像素层(24b)和第三有色子像素层(24c)；以及
光传感器，所述光传感器设置于所述第四开口(23d)中。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑色矩阵(22)上开设有以阵列形式排布的多个所述第四开口(23d)；
所述彩膜基板(2)包括分别设置于多个所述第四开口(23d)中的多个所述光传感器。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板(2)包括填充于所述第四开口(23d)中的透明层(26)，所述透明层(26)位于所述基板(20)和所述光传感器之间。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明层(26)的折射率为大于1且小于1.5；并且/或者，所述透明层(26)的厚度为1-2μm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑色矩阵(22)包括遮光层；和/或，所述第一有色子像素层(24a)、所述第二有色子像素层(24b)和所述第三有色子像素层(24c)分别包括红色滤色层、绿色滤色层和蓝色滤色层。
6.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、在具有第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的基板(20)上沉积第一材料形成黑色矩阵(22)，并使所述黑色矩阵(22)形成与所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域相对应的第一开口(23a)、第二开口(23b)和第三开口(23c)；
S20、在所述黑色矩阵(22)形成之后，分别沉积第二材料、第三材料和第四材料以分别形成与所述第一开口(23a)、所述第二开口(23b)和所述第三开口(23c)相对应的第一有色子像素层(24a)、第二有色子像素层(24b)和第三有色子像素层(24c)；
S30、在所述黑色矩阵(22)上开设第四开口(23d)，并将光传感器设置于所述第四开口(23d)中。
7.根据权利要求6所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S30中，在所述黑色矩阵(22)上开设多个所述第四开口(23d)并使得多个所述第四开口(23d)呈阵列式分布；
将多个所述光传感器分别设置于多个所述第四开口(23d)中。
8.根据权利要求6所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S30中，开设所述第四开口(23d)后，在所述基板(20)上沉积第五材料以形成透明层(26)，所述透明层(26)形成之后，向所述第四开口(23d)中设置所述光传感器。
9.根据权利要求8所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于，所述第一材料为遮光材料；所述第二材料、所述第三材料和所述第四材料分别为红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂；所述第五材料为透明材料。
10.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-5中任意一项所述的彩膜基板(2)，所述显示面板还包括与所述彩膜基板(2)相对且间隔设置的阵列基板。
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