CN114815373A - 一种彩膜基板及显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板及显示面板。彩膜基板包括衬底基板、黑色矩阵及色阻层；黑色矩阵形成于衬底基板上，黑色矩阵的边缘区域形成有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽与扫描线平行，第二沟槽与数据线平行；色阻层形成于衬底基板上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元和第二遮光色阻单元；第一沟槽被第一遮光色阻单元填充，并且在第一沟槽中，两个相邻的第一遮光色阻单元部分重叠；第二沟槽被第二遮光色阻单元填充。本发明的色阻层可以共用一个光罩，并且使第一沟槽和第二沟槽不漏光，节省光罩数量，简化制作工艺，降低生产成本，并且黑色矩阵不会漏光。

Description

一种彩膜基板及显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及显示面板。
背景技术
为了防止静电对显示面板的影响，目前普遍采用的解决方案是在彩膜基板的黑色矩阵边缘挖出一圈沟槽，使黑色矩阵的外圈部分与内圈部分断开，以达到防止静电的目的。同时为了解决沟槽带来的漏光问题，现有技术通过在沟槽中填充单一色阻(如蓝色色阻、红色色阻或绿色色阻)来达到遮光的目的。这就导致在显示面板的制作过程中，红色色阻、绿色色阻及蓝色色阻不能共用一个光罩，需要不同的光罩来蚀刻色阻层，这样就增加了显示面板的生产工艺和生产成本。
发明内容
基于上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种彩膜基板及显示面板，可以节省色阻层的光罩，简化生产工艺，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明首先提供一种彩膜基板，与形成有扫描线和数据线的阵列基板相对设置，彩膜基板包括：
衬底基板；
黑色矩阵，形成于衬底基板上，黑色矩阵的边缘区域形成有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽与扫描线平行，第二沟槽与数据线平行；
色阻层，形成于衬底基板上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元和第二遮光色阻单元；
第一沟槽被第一遮光色阻单元填充，并且在第一沟槽中，两个相邻的第一遮光色阻单元部分重叠；第二沟槽被第二遮光色阻单元填充。
可选地，第一遮光色阻单元包括上部分与下部分，第一遮光色阻单元的下部分位于第一沟槽中，第一遮光色阻单元的上部分与其相邻的第一遮光色阻单元的下部分重叠相连。
可选地，第一遮光色阻单元的上部分包括中上部分与侧边部分，侧边部分位于中上部分的两侧，并同时位于黑色矩阵上。
可选地，第一遮光色阻单元的下部分的高度大于或等于第一沟槽的深度。
可选地，第一遮光色阻单元包括颜色各不相同的第一遮光色阻块、第二遮光色阻块及第三遮光色阻块，第一遮光色阻块的下部分与第二遮光色阻块的上部分重叠相连，第二遮光色阻块的下部分与第三遮光色阻块的上部分重叠相连，第三遮光色阻块的下部分与第一遮光色阻块的上部分重叠相连。
可选地，两个相邻的第一遮光色阻单元之间的重叠部分的长度小于或等于第一遮光色阻单元整体长度的一半。
可选地，第一遮光色阻单元和第二遮光色阻单元的高度小于或等于主色阻单元的高度。
可选地，第二遮光色阻单元的颜色相同，第二遮光色阻单元的高度大于第二沟槽的深度。
可选地，第二遮光色阻单元包括的一部分位于第二沟槽中，另一部分位于黑色矩阵上。
本发明同时提供一种显示面板，包括阵列基板和上述的彩膜基板，彩膜基板与阵列基板相对设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的彩膜基板包括衬底基板、黑色矩阵及色阻层；黑色矩阵形成于衬底基板上，黑色矩阵的边缘区域形成有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽与扫描线平行，第二沟槽与数据线平行；色阻层形成于衬底基板上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元和第二遮光色阻单元；第一沟槽被第一遮光色阻单元填充，并且在第一沟槽中，两个相邻的第一遮光色阻单元部分重叠；第二沟槽被第二遮光色阻单元填充。本发明中，通过一个光罩蚀刻不同颜色的色阻单元，在蚀刻完一种颜色的色阻单元后，通过向平行于扫描线的方向平移光罩，即可蚀刻另外一种颜色的色阻，并且第一沟槽和第二沟槽都被色阻层所填充覆盖不会漏光，尤其是在第一沟槽中，两个相邻的第一遮光色阻单元部分重叠，可以确保第二沟槽不会漏光。这样本发明可以在彩膜基板的制造过程中节省光罩数量，简化制作工艺，降低生产成本，并且黑色矩阵不会漏光。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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是本发明实施例彩膜基板的结构示意图；
图2是本发明实施例第一沟槽与第二沟槽的结构示意图；
图3是本发明实施例第一遮光色阻单元在第一沟槽内的剖面图一；
图4是本发明实施例第一遮光色阻单元在第一沟槽处的俯视图；
图5是本发明实施例第二遮光色阻单元在第二沟槽处的俯视图；
图6是本发明实施例第二沟槽的剖面图；
图7是本发明实施例第二遮光色阻单元在第二沟槽处的剖面图；
图8是本发明实施例第一遮光色阻单元的结构示意图一；
图9是本发明实施例第一遮光色阻单元的结构示意图二；
图10是本发明实施例第一遮光色阻单元在第一沟槽内的剖面图二。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。同时，本发明中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是目前市场上应用非常广泛的显示产品，其生产工艺技术十分成熟，产品良率高，生产成本相对较低，市场接受度高。
现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组。通常液晶显示面板由彩膜(Color Filter，CF)基板、阵列(Array)基板、夹于彩膜基板与阵列基板之间的液晶及密封框胶(Sealant)组成，其中，CF基板主要包括通过色阻单元(R/G/B)形成有色光的彩色滤光层(色阻层)、防止像素边缘漏光的黑色矩阵(BlackMatrix，BM)、以及维持盒厚的隔垫物(Photo Spacer，PS)。液晶显示器是通过电场对液晶分子取向的控制，改变光的偏振状态，并藉由偏光板实现光路的穿透与阻挡，实现显示的目的。
由于液晶分子本身的特性，使得液晶显示器在视角方面存在问题，例如，TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)技术在不同视角下，面板显示的色差较大；IPS(In-PlaneSwitching，平面转换)显示技术由于其液晶水平偏转的原理，在大视角下色差表现大大优于传统TN显示技术。因此，IPS显示技术成为目前市场显示技术的主流。但是，IPS面板虽然在大视角下表现非常优异，但本身也存在一些缺陷。比如垂直电场会影响液晶的偏转而导致漏光的问题；而CF挡光层通常采用金属或炭黑材料做挡光层，如果在挡光层上有外界静电传入，就会引入垂直电场，就会产生漏光现象。
目前普遍采用的解决方案是在彩膜基板的黑色矩阵边缘挖出一圈沟槽，使黑色矩阵的外圈部分与内圈部分断开，以达到防止静电的目的。同时为了解决沟槽带来的漏光问题，现有技术通过在沟槽中填充单一色阻(如蓝色色阻、红色色阻或绿色色阻)来达到遮光的目的。这就导致在显示面板的制作过程中，红色色阻、绿色色阻及蓝色色阻不能共用一个光罩，需要不同的光罩来蚀刻色阻层。
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种彩膜基板，与形成有扫描线和数据线的阵列基板相对设置，如图1所示，彩膜基板包括衬底基板100、黑色矩阵200及色阻层300。
黑色矩阵200形成于衬底基板100上，如图2所示，黑色矩阵200的边缘区域形成有第一沟槽201和第二沟槽202，第一沟槽201与扫描线平行，第二沟槽202与数据线平行。其中，因为扫描线与数据线是垂直的，所以第一沟槽201与第二沟槽202一般也是垂直的，第一沟槽201与第二沟槽202围成一个矩形。
色阻层300形成于衬底基板100上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元310和第二遮光色阻单元320。其中，主色阻单元位于矩形内。
如图3和图4所示，第一沟槽201被第一遮光色阻单元310填充，并且在第一沟槽201中，两个相邻的第一遮光色阻单元310部分重叠；如图5、图6和图7所示，第二沟槽202被第二遮光色阻单元320填充。
色阻单元一般包括红色色阻单元，绿色色阻单元及蓝色色阻单元，因为在平行于扫描线(或第一沟槽201)的方向上，色阻单元的排布顺序一般是红绿蓝(RGB)循环排布；在平行于数据线(或第二沟槽202)的方向上，每一列色阻单元的颜色是相同的。因此现有技术中在第一沟槽201和第二沟槽202中一般只填充某一颜色的色阻单元(例如蓝色色阻单元)来遮光，无法共用一个光罩来分别蚀刻红色色阻单元、绿色色阻单元及蓝色色阻单元。
本实施例中，可以通过一个光罩蚀刻不同颜色的色阻单元，在蚀刻完一种颜色的色阻单元后，通过向平行于扫描线的方向平移光罩，即可蚀刻另外一种颜色的色阻，并且第一沟槽201和第二沟槽202都被色阻层300所填充覆盖不会漏光，尤其是在第一沟槽201中，两个相邻的第一遮光色阻单元310部分重叠，可以确保第一遮光色阻单元310之间不会存在间隙导致第一沟槽201漏光。并且，本实施例中，通过同一光罩蚀刻，不会出现在第一沟槽201中出现三层色阻单元叠加，导致色阻层300局部高度过高，导致出现漏光和显示亮度不均的情况。
这样本实施例的彩膜基板可以在防止静电的情况下，在过程中节省光罩数量，简化制作工艺，降低生产成本，并且黑色矩阵200不会漏光。
一种实施例中，在形成色阻成的过程中，可以先通过制定好的光罩蚀刻绿色色阻单元，然后，再将此光罩沿着平行于扫描线方向的一侧平移一段距离，蚀刻形成红色色阻单元，最后再将此光罩沿着平行于扫描线方向的一侧平移一段距离，蚀刻形成红色色阻单元。移动的距离可以为一个子像素的距离。这样在第一沟槽201中，对应颜色的第一遮光色阻单元310之间即能实现部分重叠。
本实施例中，对色阻单元的图案作特殊设计，例如成岛状，使第一遮光色阻单元310之间部分重叠，避免出现间隙漏光。具体地，如图8所示，第一遮光色阻单元310包括上部分A1与下部分A2，第一遮光色阻单元的下部分A2位于第一沟槽201中，第一遮光色阻单元310的上部分A1与其相邻的第一遮光色阻单元310的下部分A2重叠相连。这样可以确保相邻的两个第一遮光色阻单元310之间不会出现间隙。
进一步地，如图9所示，第一遮光色阻单元310的上部分A1包括中上部分A11与侧边部分A12，侧边部分A12位于中上部分A11的两侧，并同时位于黑色矩阵200上。这样侧边部分可以防止第一沟槽201的边缘漏光。
其中，第一遮光色阻单元310的下部分A2的高度大于或等于第一沟槽201的深度。这样可以使第一遮光色阻单元310对第一沟槽201的遮光效果更好。
一种实施例中，如图3所示，第一遮光色阻单元310包括颜色各不相同的第一遮光色阻块R、第二遮光色阻块G及第三遮光色阻块B，第一遮光色阻块R的下部分与第二遮光色阻块G的上部分重叠相连，第二遮光色阻块G的下部分与第三遮光色阻块B的上部分重叠相连，第三遮光色阻块B的下部分与第一遮光色阻块R的上部分重叠相连。
具体地，第一遮光色阻块R可以为红色遮光色阻块，第二遮光色阻块G可以为绿色遮光色阻块，第三遮光色阻块B为蓝色遮光色阻块。其中，蓝色遮光色阻块的遮光效果最好，红色遮光色阻块的遮光效果其次，绿色遮光色阻块的遮光效果最差。
一种实施例中，在第一沟槽201处，红色遮光色阻块、绿色遮光色阻块及蓝色遮光色阻块的交叠方式可以如下：
如图10所示，红色遮光色阻块位于第一沟槽201中，绿色遮光色阻块的上部分交叠在部分红色遮光色阻块上；蓝色遮光色阻块的上部分的一部分交叠在绿色遮光色阻块的下部分上，蓝色遮光色阻块下部分位于第一沟槽201中，蓝色遮光色阻块的上部分的另一部分交叠在红色遮光色阻块上。
一种实施例中，两个相邻的第一遮光色阻单元310之间的重叠部分的长度小于或等于第一遮光色阻单元310整体长度的一半。这样可以确保第一遮光色阻单元310之间有重叠，防止间隙产生；另一方面，重叠部分的长度不超过第一遮光色阻单元310长度的一般，可以防止第一遮光色阻单元310之间出现三层交叠的情况，如果出现三层交叠，会导致在第一沟槽201处色阻层300的高度过高，出现漏光和显示亮度不均的情况。
一种实施例中，第一遮光色阻单元310和第二遮光色阻单元320的高度小于或等于主色阻单元的高度。这样避免在第一沟槽201和第二沟槽202处，色阻层300高度过高，导致出现漏光和显示亮度不均的情况。
一种实施例中，第二遮光色阻单元320的颜色相同，第二遮光色阻单元320的高度大于第二沟槽202的深度。在平行于数据线(或第二沟槽202)的方向上，每一列色阻单元的颜色是相同的，所以第二遮光色阻单元320的颜色也是相同的。第二遮光色阻单元320的高度大于第二沟槽202的深度，可以使第二遮光色阻单元320的遮光效果足够的好。
一种实施例中，第二遮光色阻单元320包括的一部分位于第二沟槽202中，另一部分位于黑色矩阵200上。这样可以进一步的增强对第二沟槽202的遮光效果。
一种实施例中，第一沟槽201的宽度为10微米至20微米，第二沟槽202的宽度为1微米至10微米。这样可以确保色阻单元能遮挡住楼槽。
本发明还提供一种彩膜基板的制作方法，具体如下：
首先，提供一衬底基板100。
然后，将黑色矩阵200材料涂布在衬底基板100上以形成黑色矩阵200；其中，在黑色矩阵200的边缘区域形成与阵列基板的扫描线平行的第一沟槽201，及与阵列基板的数据线平行的第二沟槽202。
最后，将色阻材料涂布在衬底基板100上，并通过同一光罩蚀刻色阻材料，以形成色阻层300及多个不同颜色的第一遮光色阻单元310，使第一遮光色阻单元310至少部分填充于第一沟槽201中，并使色阻层300覆盖第二沟槽202；其中，通过移动光罩使两个相邻的第一遮光色阻单元310在第一沟槽201中部分重叠。
一种实施例中，第一遮光色阻单元310包括第一遮光色阻块R、第二遮光色阻块G及第三遮光色阻块B，通过移动光罩使两个相邻的第一遮光色阻单元310在第一沟槽201中部分重叠的步骤，包括：
通过光罩蚀刻色阻材料，以在第一沟槽201中形成第一遮光色阻块R；
沿着与扫描线平行方向的一侧移动光罩，蚀刻色阻材料以在第一沟槽201中形成第二遮光色阻块G；
沿着与扫描线平行方向的另一侧移动光罩，蚀刻色阻材料以在第一沟槽201中形成第三遮光色阻块B。
通过上述方法步骤，本实施例可以仅使用同一个光罩蚀刻不同颜色的色阻单元，在蚀刻完一种颜色的色阻单元后，通过向平行于扫描线的方向平移光罩，即可蚀刻另外一种颜色的色阻，并且第一沟槽201和第二沟槽202都被色阻层300所填充覆盖不会漏光，尤其是在第一沟槽201中，两个相邻的第一遮光色阻单元310部分重叠，可以确保第一遮光色阻单元310之间不会存在间隙导致第一沟槽201漏光。并且，本实施例中，通过同一光罩蚀刻，不会出现在第一沟槽201中出现三层色阻单元叠加，导致色阻层300局部高度过高，导致出现漏光和显示亮度不均的情况。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括阵列基板和上述实施例提供的彩膜基板，彩膜基板与阵列基板相对设置。
本实施例显示面板的彩膜基板包括衬底基板100、黑色矩阵200及色阻层300；黑色矩阵200形成于衬底基板100上，黑色矩阵200的边缘区域形成有第一沟槽201和第二沟槽202，第一沟槽201与扫描线平行，第二沟槽202与数据线平行；色阻层300形成于衬底基板100上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元310和第二遮光色阻单元320；第一沟槽201被第一遮光色阻单元310填充，并且在第一沟槽201中，两个相邻的第一遮光色阻单元310部分重叠；第二沟槽202被第二遮光色阻单元320填充。本发明中，通过一个光罩蚀刻不同颜色的色阻单元，在蚀刻完一种颜色的色阻单元后，通过向平行于扫描线的方向平移光罩，即可蚀刻另外一种颜色的色阻，并且第一沟槽201和第二沟槽202都被色阻层300所填充覆盖不会漏光。这样本发明可以彩膜基板可以在防止静电的情况下，在制造过程中节省光罩数量，简化制作工艺，降低生产成本，并且黑色矩阵200不会漏光。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，与形成有扫描线和数据线的阵列基板相对设置，其特征在于，包括：
衬底基板；
黑色矩阵，形成于所述衬底基板上，所述黑色矩阵的边缘区域形成有第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽与所述扫描线平行，所述第二沟槽与所述数据线平行；
色阻层，形成于所述衬底基板上，包括多种不同颜色的色阻单元，其中，各种颜色的色阻单元通过同一光罩形成；所述色阻单元包括主色阻单元、第一遮光色阻单元和第二遮光色阻单元；
所述第一沟槽被所述第一遮光色阻单元填充，并且在所述第一沟槽中，两个相邻的所述第一遮光色阻单元部分重叠；所述第二沟槽被所述第二遮光色阻单元填充。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一遮光色阻单元包括上部分与下部分，所述第一遮光色阻单元的下部分位于所述第一沟槽中，所述第一遮光色阻单元的上部分与其相邻的第一遮光色阻单元的下部分重叠相连。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一遮光色阻单元的上部分包括中上部分与侧边部分，所述侧边部分位于所述中上部分的两侧，并同时位于所述黑色矩阵上。
4.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一遮光色阻单元的下部分的高度大于或等于所述第一沟槽的深度。
5.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一遮光色阻单元包括颜色各不相同的第一遮光色阻块、第二遮光色阻块及第三遮光色阻块，所述第一遮光色阻块的下部分与所述第二遮光色阻块的上部分重叠相连，所述第二遮光色阻块的下部分与所述第三遮光色阻块的上部分重叠相连，所述第三遮光色阻块的下部分与所述第一遮光色阻块的上部分重叠相连。
6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，两个相邻的所述第一遮光色阻单元之间的重叠部分的长度小于或等于所述第一遮光色阻单元整体长度的一半。
7.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一遮光色阻单元和所述第二遮光色阻单元的高度小于或等于所述主色阻单元的高度。
8.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二遮光色阻单元的颜色相同，所述第二遮光色阻单元的高度大于所述第二沟槽的深度。
9.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二遮光色阻单元包括的一部分位于所述第二沟槽中，另一部分位于所述黑色矩阵上。
10.一种显示面板，其特征在于，包括阵列基板和权利要求1至9任一项所述的彩膜基板，所述彩膜基板与所述阵列基板相对设置。
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