CN100573261C

CN100573261C - 彩膜基板及其制造方法

Info

Publication number: CN100573261C
Application number: CNB2008101171238A
Authority: CN
Inventors: 孙增辉; 邵喜斌; 王刚; 张卓
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: CN101315483A

Abstract

本发明涉及一种彩膜基板及其制造方法。彩膜基板制造方法包括：在基板上形成黑矩阵、红色像素、绿色像素和蓝色像素图形，所述蓝色像素为直接透过蓝色背光的空白区域图形，所述红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉；制作流平保护层，并使表面平整化；在基板上形成透明电极。本发明利用蓝光LED激发的荧光粉的自发光特性，不仅能够提高背光的利用效率达2.5倍以上，同时具有视角宽等优点。本发明通过在基板上形成作为蓝色像素的空白区域，直接透过背光源发出的蓝光，对背景光的使用效率达100%，不仅可以节省1/3的树脂材料，而且进一步降低了显示器件能耗和成本。

Description

彩膜基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，尤其是一种彩膜基板及其制造方法。

背景技术

随着平板显示技术的迅速发展，由于平板显示装置具有功耗低、轻薄等优势，逐步取代了传统的CRT显示器，快速进入了人们的日常生活中。其中薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)由于寿命长、功耗低和无辐射等特点而被广大消费者所接受，广泛应用到人们的生活和生产之中。但寻求生产成本低、功耗低、更轻薄的液晶显示器一直是人们追求的目标。

TFT-LCD的主要结构包括对盒在一起的阵列基板和彩膜基板，实际使用表明，现有技术TFT-LCD中采用的彩膜基板存在如下技术缺陷：

(1)由于现有彩膜基板都是通过掺杂具有吸光功能的颜料将多余的光吸收过滤掉实现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)显示，大部分来自背光源的光被吸收掉，因此背光利用效率只有30％左右；

(2)众所周知，液晶显示的缺陷之一就是其视角较窄，而现有的彩膜基板由于只能实现对光的过滤，因而不能改善液晶显示视角窄的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩膜基板及其制造方法，有效解决现有彩膜基板存在背光利用效率低的技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种彩膜基板制造方法，包括：

步骤1、在基板上形成黑矩阵、红色像素、绿色像素和蓝色像素图形，所述蓝色像素为直接透过蓝色背光的空白区域图形，所述红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉；所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的形状为嵌套形状组合，L形的绿色像素位于左侧，L形的红色像素位于右侧，且与绿色像素相对设置，面积最小的蓝色像素嵌套在红色像素和绿色像素之间；所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8；

步骤2、在完成步骤1的基板上制作流平保护层，并使表面平整化；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成透明电极。

优选地，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。

在上述技术方案基础上，所述步骤1可以包括：步骤11、在基板上沉积一层黑矩阵薄膜，通过掩模工艺在基板上形成黑矩阵图形；步骤12、在完成步骤11的基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形。所述步骤1也可以包括：步骤21、在基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形；步骤22、在完成步骤21的基板上沉积一层黑矩阵薄膜，通过掩模工艺在基板上形成黑矩阵图形。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种彩膜基板，包括基板，所述基板上形成有黑矩阵、红色像素、绿色像素和蓝色像素，所述红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，所述绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉，所述蓝色像素为直接透过蓝色背光的空白区域图形；所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的形状为嵌套形状组合，L形的绿色像素位于左侧，L形的红色像素位于右侧，且与绿色像素相对设置，面积最小的蓝色像素嵌套在红色像素和绿色像素之间；所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8。

本发明提供了一种基于蓝光LED背光源***的彩膜基板及其制造方法，利用蓝光背光源和在树脂薄膜中混有蓝光LED激发的荧光粉，在蓝光LED背光源发出的蓝光激发下，红色像素和绿色像素可分别发射红光和绿光，结合直接从空白区域透过的蓝光，可以获得RGB三基色，从而在液晶的调制下，可组合成全彩色显示。本发明利用蓝光LED激发的荧光粉的自发光特性，不仅能够提高背光的利用效率达2.5倍以上，同时具有视角宽等优点。具体地，荧光粉材料是一种自发光材料，而自发光材料则不存在视角限制问题，其视角水平可达现有CRT显示器的水平。蓝光LED激发的荧光粉发光效率较高，使用蓝光激发的红光荧光粉和绿光荧光粉，其发光效率可达70％以上，是现有彩膜显示方法光利用效率的2.5倍以上，本发明通过在基板上形成作为蓝色像素的空白区域，直接透过背光源发出的蓝光，对背景光的使用效率达100％，不仅可以节省1/3的树脂材料，而且进一步降低了显示器件能耗和成本。本发明红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，可以最大限度地提高图像的色调。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明彩膜基板制造方法第一实施例的流程图；

图2～图4为本发明彩膜基板制造方法第一实施例的示意图；

图5～图7为本发明彩膜基板制造方法第一实施例中各颜色像素形状的示意图；

图8为本发明彩膜基板制造方法第二实施例的流程图；

图9、图10为本发明彩膜基板制造方法第二实施例的示意图；

图11为本发明彩膜基板的结构示意图。

附图标记说明：

10-黑矩阵； 11-红色像素； 12-绿色像素；

13-蓝色像素。

具体实施方式

本发明彩膜基板制造方法包括：

步骤1、在基板上形成黑矩阵、红色像素、绿色像素和蓝色像素图形，所述蓝色像素为直接透过蓝色背光的空白区域图形，所述红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成透明电极。

下面通过具体实施例详细说明本发明技术方案，其中，本发明所称的掩模工艺包括用掩模板曝光和刻蚀工艺。

图1为本发明彩膜基板制造方法第一实施例的流程图，具体包括：

步骤11、在基板上沉积一层黑矩阵薄膜，通过掩模工艺在基板上形成黑矩阵图形；

步骤12、在完成步骤11的基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形，使红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，其中红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉；

步骤13、在完成步骤12的基板上制作流平保护层，并使表面平整化；

步骤14、在完成步骤13的基板上形成透明电极。

图2～图4为本发明彩膜基板制造方法第一实施例的示意图。本实施例中，首先在基板(如透明玻璃基板或石英基板)上沉积一层黑矩阵薄膜，利用黑矩阵掩模板对黑矩阵薄膜进行曝光处理，在基板上形成黑矩阵10图形，如图2所示。

之后，在形成黑矩阵10图形的基板上涂覆(如旋涂等)一层混有蓝光LED激发的红光荧光粉颗粒的红色树脂薄膜，通过红色像素掩模板对红色树脂薄膜进行曝光处理，形成曝光区域和未曝光区域，在紫外光照射的曝光区域，红色树脂薄膜被固定在基板上，利用碱溶液将未曝光区域的红色树脂薄膜刻蚀掉，在基板上形成矩形状的红色像素11图形，如图3所示。

随后，在形成红色像素11图形的基板上涂覆(如旋涂等)一层混有蓝光LED激发的绿光荧光粉颗粒的绿色树脂薄膜，通过绿色像素掩模板对绿色树脂薄膜进行曝光处理，形成曝光区域和未曝光区域，在紫外光照射的曝光区域，绿色树脂薄膜被固定在基板上，利用碱溶液将未曝光区域的绿色树脂薄膜刻蚀掉，在基板上形成矩形状的绿色像素12图形，如图4所示。

此时，在基板上形成了黑矩阵10、红色像素11和绿色像素12图形，同时还形成一未沉积或涂覆任何薄膜的矩形状的空白区域图形，该空白区域图形是透光区域，将直接透过背光源发出的蓝光，因此实际上作为蓝色像素13。在实际使用中，为了在显示时能够实现白光调制，需要保证在同等功率的背光源下使红色光∶绿色光∶蓝色光＝3∶6∶1。因此在上述技术方案进行彩色像素图形制作时，在荧光粉混入树脂浓度相同和荧光粉发光效率相同时，本实施例通过调整各颜色像素图形的面积来实现光强度的调制。考虑到红色像素和绿色像素的发光效率，假设红色光、绿色光的发光效率相同且均为65％～75％，作为蓝色像素的空白区域直接透过蓝色背光，其发光效率为95％～100％，则按照红色光∶绿色光∶蓝色光＝3∶6∶1的比例分配，本实施例红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，优选地，红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。

图5～图7为本发明彩膜基板制造方法第一实施例中各颜色像素形状的示意图。在上述面积比基础上，红色像素11、绿色像素12和蓝色像素13的形状可以有多种形状组合。例如，形状组合可以是依次排列的条形形状组合，但矩形状的蓝色像素13位于矩形状的红色像素11和绿色像素12之间，具有像素节距小的特点，如图5所示；也可以是邻近排列的块形形状组合，可以获得色调自然的图像，如图6所示；进一步地，还可以是嵌套形状组合，可以最大限度地提高开口率，如图7所示。对于嵌套形状组合，其形状特点为：L形的绿色像素12位于左侧，L形的红色像素11位于右侧，且与绿色像素12相对设置，面积最小的蓝色像素13嵌套在红色像素11和绿色像素12之间。当然，红色像素、绿色像素和蓝色像素的形状组合还可以是本领域技术人员惯常采用的其它形状组合。

最后，在完成上述图形的基板上制作流平保护层，以保护像素单元，并使表面平整化；在流平保护层表面溅射ITO透明电极，用作液晶控制电极(Common电极)。需要说明的是，本实施例步骤12中既可以先形成红色像素图形后再形成绿色像素图形，也可以先形成绿色像素图形后再形成红色像素图形，一样可以达到本发明技术效果。

图8为本发明彩膜基板制造方法第二实施例的流程图，具体包括：

步骤21、在基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形，使红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，其中红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉；

步骤22、在完成步骤21的基板上沉积一层黑矩阵薄膜，通过掩模工艺在基板上形成黑矩阵图形；

步骤23、在完成步骤22的基板上制作流平保护层，并使表面平整化；

步骤24、在完成步骤23的基板上形成透明电极。

图9、图10为本发明彩膜基板制造方法第二实施例的示意图。本实施例中，首先在基板(如透明玻璃基板或石英基板)上涂覆(如旋涂等)一层混有蓝光LED激发的绿光荧光粉颗粒的绿色树脂薄膜，通过绿色像素掩模板对绿色树脂薄膜进行曝光处理，形成曝光区域和未曝光区域，在紫外光照射的曝光区域，绿色树脂薄膜被固定在基板上，利用碱溶液将未曝光区域的绿色树脂薄膜刻蚀掉，在基板上形成绿色像素12图形，如图9所示。

之后，在形成绿色像素12图形的基板上涂覆(如旋涂等)一层混有蓝光LED激发的红光荧光粉颗粒的红色树脂薄膜，通过红色像素掩模板对红色树脂薄膜进行曝光处理，形成曝光区域和未曝光区域，在紫外光照射的曝光区域，红色树脂薄膜被固定在基板上，利用碱溶液将未曝光区域的红色树脂薄膜刻蚀掉，在基板上形成红色像素11图形，如图10所示。

随后，在形成红色像素11和绿色像素12图形的基板上沉积一层黑矩阵薄膜，利用黑矩阵掩模板对黑矩阵薄膜进行曝光处理，在基板上形成黑矩阵10图形，如图4所示。

最后，在完成上述图形的基板上制作流平保护层，以保护像素单元，并使表面平整化；在流平保护层表面溅射ITO透明电极，用作液晶控制电极(Common电极)。需要说明的是，本实施例步骤11中既可以先形成绿色像素图形后再形成红色像素图形，也可以先形成红色像素图形后再形成绿色像素图形，一样可以达到本发明技术效果。

本实施例红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，优选地，红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。各颜色像素的形状组合与第一实施例相同，不再赘述。

进一步地，本发明上述实施例还可以包括制作曝光用掩模板和制备彩色树脂的步骤。制作曝光用掩模板包括制作红色像素掩模板和绿色像素掩模板，按照前述说明确定各颜色像素的面积比和形状。制备彩色树脂包括将荧光粉材料混入透明液态树脂中并搅拌均匀。

本发明上述实施例提供了一种彩膜基板制造方法，利用蓝光背光源和在树脂薄膜中混有蓝光LED激发的荧光粉，在蓝光LED背光源发出的蓝光激发下，红色像素和绿色像素可分别发射红光和绿光，结合直接从空白区域透过的蓝光，可以获得RGB三基色，从而在液晶的调制下，可组合成全彩色显示。本发明利用蓝光LED激发的荧光粉的自发光特性，不仅能够提高背光的利用效率达2.5倍以上，同时具有视角宽等优点。具体地，荧光粉材料是一种自发光材料，而自发光材料则不存在视角限制问题，其视角水平可达现有CRT显示器的水平。蓝光LED激发的荧光粉发光效率较高，使用蓝光激发的红光荧光粉和绿光荧光粉，其发光效率可达70％以上，是现有彩膜显示方法光利用效率的2.5倍以上，本发明通过在基板上形成作为蓝色像素的空白区域，直接透过背光源发出的蓝光，对背景光的使用效率达100％，不仅可以节省1/3的树脂材料，而且进一步降低了显示器件能耗和成本。本发明红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，可以最大限度地提高图像的色调。

图11为本发明彩膜基板的结构示意图。如图11所示，本发明彩膜基板包括形成在基板上的黑矩阵10、红色像素11、绿色像素12和作为蓝色像素13的空白区域，其中红色像素11中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，绿色像素12中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉，作为蓝色像素13的空白区域未沉积或涂覆任何薄膜，是直接透过背光源发出蓝光的透光区域。红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，优选地，红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。此外，在上述面积比基础上，红色像素11、绿色像素12和蓝色像素13的形状可以有多种形状组合，例如，形状组合可以是依次排列的条形形状组合，但矩形状的蓝色像素13位于矩形状的红色像素11和绿色像素12之间，具有像素节距小的特点，如图5所示；也可以是邻近排列的块形形状组合，可以获得色调自然的图像，如图6所示；还可以是嵌套形状组合，可以最大限度地提高开口率，如图7所示。对于嵌套形状组合，其形状特点为：L形的绿色像素12位于左侧，L形的红色像素11位于右侧，且与绿色像素12相对设置，面积最小的蓝色像素13嵌套在红色像素11和绿色像素12之间。当然，红色像素、绿色像素和蓝色像素的形状组合还可以是本领域技术人员惯常采用的其它形状组合。进一步地，黑矩阵和彩色像素上还形成有流平保护层和透明电极。

本发明提供了一种彩膜基板，利用蓝光背光源和在树脂薄膜中混有蓝光LED激发的荧光粉，在蓝光LED背光源发出的蓝光激发下，红色像素和绿色像素可分别发射红光和绿光，结合直接从空白区域透过的蓝光，可以获得RGB三基色，从而在液晶的调制下，可组合成全彩色显示。本发明利用蓝光LED激发的荧光粉的自发光特性，不仅能够提高背光的利用效率达2.5倍以上，同时具有视角宽等优点。具体地，荧光粉材料是一种自发光材料，而自发光材料则不存在视角限制问题，其视角水平可达现有CRT显示器的水平。蓝光LED激发的荧光粉发光效率较高，使用蓝光激发的红光荧光粉和绿光荧光粉，其发光效率可达70％以上，是现有彩膜显示方法光利用效率的2.5倍以上，本发明通过在基板上形成作为蓝色像素的空白区域，直接透过背光源发出的蓝光，对背景光的使用效率达100％，不仅可以节省1/3的树脂材料，而且进一步降低了显示器件能耗和成本。本发明红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8，可以最大限度地提高图像的色调。

本发明彩膜基板可以采用前述本发明彩膜基板制造方法制备而成，制备过程已在前述彩膜基板制造方法实施例中详细说明，不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种彩膜基板制造方法，其特征在于，包括：

步骤3、在完成步骤2的基板上形成透明电极。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板制造方法，其特征在于，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。

3.根据权利要求1或2所述的彩膜基板制造方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤12、在完成步骤11的基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形。

4.根据权利要求1或2所述的彩膜基板制造方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤21、在基板上依次制备红色像素图形和绿色像素图形，并形成一作为蓝色像素的空白区域图形；

步骤22、在完成步骤21的基板上沉积一层黑矩阵薄膜，通过掩模工艺在基板上形成黑矩阵图形。

5.一种彩膜基板，包括基板，所述基板上形成有黑矩阵、红色像素、绿色像素和蓝色像素，所述红色像素中含有蓝光LED激发的红光荧光粉，所述绿色像素中含有蓝光LED激发的绿色荧光粉，所述蓝色像素为直接透过蓝色背光的空白区域图形；其特征在于，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的形状为嵌套形状组合，L形的绿色像素位于左侧，L形的红色像素位于右侧，且与绿色像素相对设置，面积最小的蓝色像素嵌套在红色像素和绿色像素之间；所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为27～33∶54～66∶6～8。

6.根据权利要求5所述的彩膜基板，其特征在于，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的面积比为30∶60∶7。