CN110231733A - 彩膜基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种彩膜基板及其制作方法和显示装置。其中彩膜基板包括衬底基板、黑矩阵和色阻层。黑矩阵设置在衬底基板表面，并在衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一、第二和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四、第五和第六透光区域分布在像素区的亮区。色阻层包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，第一透光区域设置有第一色阻，第二透光区域设置有第二色阻，第三透光区域设置有第三色阻，第四透光区域设置有第一色阻和第四色阻，第五透光区域设置有第二色阻和第四色阻，第六透光区域设置有第三色阻和第四色阻，第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻同层设置，且第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。

Description

彩膜基板及其制作方法和显示装置
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其制作方法和显示装置。
背景技术
目前LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)器是最广泛使用的显示器之一，LCD包括设置有场发生电极如像素电极和公共电极的一对基板以及设置在两个基板之间的液晶层，当施加电压到场发生电极从而在液晶层中产生电场，液晶分子在电场作用下进行偏转，由此可以控制光的透过情况使LCD显示图像。但是，鉴于液晶分子具有轴向透光性，液晶显示器中一直存在着大视角色偏的问题。
发明内容
基于此，有必要针对大视角色偏问题，提供一种彩膜基板及其制作方法和显示装置。
本发明实施例提供了一种彩膜基板，包括：
衬底基板；
黑矩阵，设置在所述衬底基板表面，并在所述衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区；
色阻层，包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻，所述第二透光区域设置有所述第二色阻，所述第三透光区域设置有所述第三色阻，所述第四透光区域设置有所述第一色阻和所述第四色阻，所述第五透光区域设置有所述第二色阻和所述第四色阻，所述第六透光区域设置有所述第三色阻和所述第四色阻，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。
在其中一个实施例中，所述第一色阻为红色色阻，所述第二色阻为绿色色阻，所述第三色阻为蓝色色阻，所述第四色阻为白色色阻；
在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。
在其中一个实施例中，所述色阻层的厚度为2～4μm。
在其中一个实施例中，所述彩膜基板还包括平坦化层，所述平坦化层设置在所述色阻层背向所述衬底基板的一侧，且覆盖色阻层。
在其中一个实施例中，所述彩膜基板还包括透明电极层，设置在所述平坦化层背向所述色阻层的一侧。
在其中一个实施例中，所述暗区的面积与所述亮区的面积的比值为1.5～2.3。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵在所述衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区；
在形成所述黑矩阵的衬底基板上形成色阻层，所述色阻层包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，所述透光区域设置有所述第一色阻，所述第二透光区域设置有所述第二色阻，所述第三透光区域设置有所述第三色阻，所述第四透光区域设置有所述第一色阻和所述第四色阻，所述第五透光区域设置有所述第二色阻和所述第四色阻，所述第六透光区域设置有所述第三色阻和所述第四色阻，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。
在其中一个实施例中，所述在形成所述黑矩阵的衬底基板上形成所述色阻层，包括：
在所述衬底基板上涂布第一色阻材料，通过第一次构图工艺形成所述第一透光区域和所述第四透光区域中的所述第一色阻；
在所述衬底基板上涂布第二色阻材料，通过第二次构图工艺形成所述第二透光区域和所述第五透光区域中的所述第二色阻；
在所述衬底基板上涂布第三色阻材料，通过第三次构图工艺形成所述第三透光区域和所述第六透光区域中的所述第三色阻；
在所述衬底基板上涂布第四色阻材料，通过第四次构图工艺形成所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中的所述第四色阻。
在其中一个实施例中，所述第一色阻为红色色阻，所述第二色阻为绿色色阻，所述第三色阻为蓝色色阻，所述第四色阻为白色色阻；
在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一实施例所述的彩膜基板。
综上，本发明实施例提供了一种彩膜基板及其制作方法和显示装置。其中所述彩膜基板包括衬底基板、黑矩阵和色阻层。所述黑矩阵设置在所述衬底基板表面，并在所述衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在像素区的亮区。所述色阻层包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻，所述第二透光区域设置有所述第二色阻，所述第三透光区域设置有所述第三色阻，所述第四透光区域设置有所述第一色阻和所述第四色阻，所述第五透光区域设置有所述第二色阻和所述第四色阻，所述第六透光区域设置有第三色阻和所述第四色阻，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。本发明中，通过在第四透光区域设置第一色阻和第四色阻，在第五透光区域第二色阻和第四色阻，在第六透光区域设置第三色阻和第四色阻，改变部分透光区域的色阻层的透光率，从而将像素透光区分为亮区和暗区，以改善液晶显示器中大视角色偏的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种彩膜基板的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种彩膜基板的俯视图；
图3为本发明实施例提供的另一种彩膜基板的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种彩膜基板的制作方法流程示意图；
图5为本发明实施例提供的色阻层的具体制作方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种彩膜基板的制作方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
针对大视角色偏问题，目前主流解决方案有多中，其中MVA(Multi-domainVertical Alignment，多象限垂直配向)型显示面板主流是采用电压分压的方式，将每一像素透光区分为亮区和暗区，在光学上表现为两种V-T特性的混合，以抑制在大视角色偏问题，但是该方式则会导致伽马电压调整的复杂度。
针对上述大视角色偏问题，本发明实施例提供了一种彩膜基板，请参见图1和图2，所述彩膜基板包括衬底基板100、黑矩阵200和色阻层300。
所述黑矩阵200设置在所述衬底基板100表面，并在所述衬底基板100上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在像素区的亮区。
所述色阻层300包括第一色阻310、第二色阻320、第三色阻330和第四色阻340，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻310，所述第二透光区域设置有所述第二色阻320，所述第三透光区域设置有所述第三色阻330，所述第四透光区域设置有所述第一色阻310和所述第四色阻340，所述第五透光区域设置有所述第二色阻320和所述第四色阻340，所述第六透光区域设置有第三色阻330和所述第四色阻340，所述第一色阻310、所述第二色阻320、所述第三色阻330和所述第四色阻340同层设置，且所述第四色阻340的光透过率大于其它色阻的光透过率。
可以理解，本实施例通过在第四透光区域设置第一色阻310和第四色阻340，在第五透光区域第二色阻320和第四色阻340，在第六透光区域设置第三色阻330和第四色阻340，利用不同的色阻结构，改变部分透光区域的透光率，提高该部分透光区域的亮度，将像素透光区分为亮区和暗区，以改善液晶显示器中大视角色偏的问题，在大视角时压制中灰阶泛白。
在其中一个实施例中，所述第一色阻310为红色色阻，所述第二色阻320为绿色色阻，所述第三色阻330为蓝色色阻，所述第四色阻340为白色色阻，在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。
本实施例中，所述第一透光区域中设置有红色色阻，第二透光区域中设置有绿色色阻，所述第三透光区域中设置有蓝色色阻，所述第四透光区域中设置有红色色阻和白色色阻，所述第五透光区域中设置有绿色色阻和白色色阻，所述第六透光区域中设置有蓝色色阻和白色色阻。其中，在第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域中，由于添加了白色色阻，而白色色阻的透光率大于其它色阻的透光率，因此，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域均有较高的透光率，从而形成亮区，即通过改变部分透光区域的色阻结构将像素透光区分为亮区和暗区。
可以理解，由于将像素区分为了暗区(对应于图2中的A区)和亮区(对应于图2中的B区)，像素的色度由所述亮区色度和所述暗区色度共同决定，因此像素区的色度要根据实际设计进行计算。例如，本实施例中像素区的色度为S(x,y),其中，xmix＝axRA+bxRB，ymix＝a′yRA+b′yRB，a、b、a′和b′为色度系数，xRA和xRB分别为暗区和亮区在Rx上的色度，yRA和yRB分别为暗区和亮区在Ry上的色度。像素区的光通量为Ymix＝a″YRA+b″YRB，其中YRA和YRB为分别为暗区和亮区的光通量，a″和b″分别为暗区和亮区的光通量系数。根据计算模拟，将所述红/绿/蓝色色阻的面积与白色色阻的面积的比值控制在1.5～2.3内，可有效改善大视角色偏问题，还不会因白色光线过多而影响画面的色度，进而影响鲜艳程度。
在其中一个实施例中，所述色阻层300的厚度为2～4μm。本实施例中，将色阻层300的厚度控制在2～4μm范围内，既能保证光的透过率，不会造成画面亮度较暗，又可以因色阻层300太薄影响画面鲜艳度。
在其中一个实施例中，请参见图3，所述彩膜基板还包括平坦化层400，所述平坦化层400设置在所述色阻层300背向所述衬底基板100的一侧，且覆盖所述色阻层300。可以理解，在制作色阻层300的过程中，为了防止漏光，色阻层300与黑矩阵200交叠，因此形成高度差。此外，同一膜厚的红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻，其对光的穿透率有差别，为了补偿三种色阻材料对光的透光率的差异，红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻一般会采取不同的膜厚，实际工艺中，红色色阻和绿色色阻的膜厚几乎相同，而蓝色色阻采用相较红色色阻和绿色色阻稍厚的膜厚，因此各色阻之间也会形成一定的高度差，从而影响彩膜基板的平整度。由于后续的配向膜制作及摩擦取向等工艺都会在此基础上进行，所以彩膜基板的平整度会对显示器造成很大的影响，彩膜基板平整度较差则形成各种类型的不均匀显示区域。本实施例中，所述黑矩阵200、色阻层300和平坦化层400设置在衬底基板100的同一侧，利用所述平坦化层400可对所述高度差进行平坦化处理，提高彩膜基板的平整度，进而提高画面显示质量。
在其中一个实施例中，所述彩膜基板还包括透明电极层500，所述透明电极层500设置在所述平坦化层400背向所述色阻层300的一侧，为透明导电电极层。可以理解，在完成对盒工艺后，通过所述透明电极层500中与阵列基板中的像素电极层，形成电场以驱动液晶分子发生偏转，实现图像显示。
在其中一个实施例中，所述暗区的面积与所述亮区的面积的比值为1.5～2.3。本实施例中，将所述暗区的面积与所述亮区的面积的比值控制在1.5～2.3范围内，降低像素区的整体亮度，以解决在大视角时中灰阶泛白的问题，同时避免亮区光强度过高，影响画面的色度。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制作方法，请参见图4，所述制作方法包括：
步骤S410，在衬底基板100上形成黑矩阵200，所述黑矩阵200在所述衬底基板100上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区；
步骤S420，在形成所述黑矩阵200的衬底基板100上形成色阻层300，所述色阻层300包括第一色阻310、第二色阻320、第三色阻330和第四色阻340，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻310，所述第二透光区域设置有所述第二色阻320，所述第三透光区域设置有所述第三色阻330，所述第四透光区域设置有所述第一色阻310和所述第四色阻340，所述第五透光区域设置有所述第二色阻320和所述第四色阻340，所述第六透光区域设置有第三色阻330和所述第四色阻340，所述第一色阻310、所述第二色阻320、所述第三色阻330和所述第四色阻340同层设置，且所述第四色阻340的光透过率大于其它色阻的光透过率。
本实施例中，通过在第四透光区域设置第一色阻310和第四色阻340，在第五透光区域第二色阻320和第四色阻340，在第六透光区域设置第三色阻330和第四色阻340，利用不同的色阻结构，改变部分透光区域的透光率，提高该部分透光区域的亮度，利用不同的色阻结构将像素透光区分为亮区和暗区，以改善液晶显示器中大视角色偏的问题，在大视角时压制中灰阶泛白。
请参见图5，在其中一个实施例中，所述在形成所述黑矩阵200的衬底基板100上形成所述色阻层300，包括：
步骤S421，在所述衬底基板100上涂布第一色阻310材料，通过第一次构图工艺形成所述第一透光区域和所述第四透光区域中的所述第一色阻310；
步骤S422，在所述衬底基板100上涂布第二色阻320材料，通过第二次构图工艺形成所述第二透光区域和所述第五透光区域中的所述第二色阻320；
步骤S423，在所述衬底基板100上涂布第三色阻330材料，通过第三次构图工艺形成所述第三透光区域和所述第六透光区域中的所述第三色阻330；
步骤S424，在所述衬底基板100上涂布第四色阻340材料，通过第四次构图工艺形成所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中的所述第四色阻340。
本实施例中，所述构图工艺具体过程包括涂布、掩膜曝光和显影等工艺，该过程中的步骤均为现有技术，此处不在赘述。与传统彩膜基板的制作流程相比，本实施例中的彩膜基板的制作过程通过增多的三次曝光和显影工艺，进而使得像素区具有不同色阻结构，以形成透光率不同的暗区和亮区，即在同一伽马驱动电压下，像素区也会呈现出亮区和暗区，因此不需要再额外设置分压电路，采用分压的方式以使在像素区形成暗区和亮区。
在其中一个实施例中，所述第一色阻310为红色色阻，所述第二色阻320为绿色色阻，所述第三色阻330为蓝色色阻，所述第四色阻340为白色色阻；在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。本实施例中，将所述红/绿/蓝色色阻的面积与白色色阻的面积的比值控制在1.5～2.3内，可有效改善大视角色偏问题，还不会因白色光线过多而影响画面的色度，进而影响鲜艳程度。
在其中一个实施例中，请参见图6，所述制作方法还包括：
步骤S430，在形成所述色阻层300的衬底基板100上形成平坦化层400，所述平坦化层400设置在所述色阻层300背向所述衬底基板100的一侧，且覆盖所述色阻层300。本实施例中，所述黑矩阵200、色阻层300和平坦化层400设置在衬底基板100的同一侧，利用所述平坦化层400可对由色阻层300和黑矩阵200交叠引起的所述高度差等进行平坦化处理，提高彩膜基板的平整度，进而提高画面显示质量。
在其中一个实施例中，所述制作方法还包括：
步骤S440，在形成所述平坦化层400的衬底基板100上形成透明电极层500，所述透明电极层500设置在所述平坦化层400背向所述色阻层300的一侧。本实施例中，利用磁控溅射方法在所述平坦层的表面形成一个透明导电材料层，如采用ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)等透明导电材料，然后通过激光刻蚀工艺形成板状的所述透明电极层500。可以理解，在完成对盒工艺后，通过所述透明电极层500中与阵列基板中的像素电极层，形成电场以驱动液晶分子发生偏转，实现图像显示。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一实施例所述的彩膜基板。
综上，本发明实施例提供了一种彩膜基板及其制作方法和显示装置。其中所述彩膜基板包括衬底基板100、黑矩阵200和色阻层300。所述黑矩阵200设置在所述衬底基板100表面，并在所述衬底基板100上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区。所述色阻层300包括第一色阻310、第二色阻320、第三色阻330和第四色阻340，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻310，所述第二透光区域设置有所述第二色阻320，所述第三透光区域设置有所述第三色阻330，所述第四透光区域设置有所述第一色阻310和所述第四色阻340，所述第五透光区域设置有所述第二色阻320和所述第四色阻340，所述第六透光区域设置有第三色阻330和所述第四色阻340，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。本发明中，通过在第四透光区域设置第一色阻310和第四色阻340，在第五透光区域第二色阻320和第四色阻340，在第六透光区域设置第三色阻330和第四色阻340，改变部分透光区域的色阻层300的透光率，从而将像素透光区分为亮区和暗区，以改善液晶显示器中大视角色偏的问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
黑矩阵，设置在所述衬底基板表面，并在所述衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区；
色阻层，包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻，所述第二透光区域设置有所述第二色阻，所述第三透光区域设置有所述第三色阻，所述第四透光区域设置有所述第一色阻和所述第四色阻，所述第五透光区域设置有所述第二色阻和所述第四色阻，所述第六透光区域设置有所述第三色阻和所述第四色阻，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一色阻为红色色阻，所述第二色阻为绿色色阻，所述第三色阻为蓝色色阻，所述第四色阻为白色色阻；
在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。
3.如权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，所述色阻层的厚度为2～4μm。
4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，还包括平坦化层，所述平坦化层设置在所述色阻层背向所述衬底基板的一侧，且覆盖所述色阻层。
5.如权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，还包括透明电极层，设置在所述平坦化层背向所述色阻层的一侧。
6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述暗区的面积与所述亮区的面积的比值为1.5～2.3。
7.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵在所述衬底基板上限定出多个透光区域，其中第一透光区域、第二透光区域和第三透光区域分布在像素区的暗区，第四透光区域、第五透光区域和第六透光区域分布在所述像素区的亮区；
在形成所述黑矩阵的衬底基板上形成色阻层，所述色阻层包括第一色阻、第二色阻、第三色阻和第四色阻，其中，所述第一透光区域设置有所述第一色阻，所述第二透光区域设置有所述第二色阻，所述第三透光区域设置有所述第三色阻，所述第四透光区域设置有所述第一色阻和所述第四色阻，所述第五透光区域设置有所述第二色阻和所述第四色阻，所述第六透光区域设置有所述第三色阻和所述第四色阻，所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻和所述第四色阻同层设置，且所述第四色阻的光透过率大于其它色阻的光透过率。
8.如权利要求7所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述在形成所述黑矩阵的衬底基板上形成所述色阻层，包括：
在所述衬底基板上涂布第一色阻材料，通过第一次构图工艺形成所述第一透光区域和所述第四透光区域中的所述第一色阻；
在所述衬底基板上涂布第二色阻材料，通过第二次构图工艺形成所述第二透光区域和所述第五透光区域中的所述第二色阻；
在所述衬底基板上涂布第三色阻材料，通过第三次构图工艺形成所述第三透光区域和所述第六透光区域中的所述第三色阻；
在所述衬底基板上涂布第四色阻材料，通过第四次构图工艺形成所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中的所述第四色阻。
9.如权利要求7或8所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述第一色阻为红色色阻，所述第二色阻为绿色色阻，所述第三色阻为蓝色色阻，所述第四色阻为白色色阻；
在所述第四透光区域、所述第五透光区域和所述第六透光区域中，所述红/绿/蓝色色阻的面积与所述白色色阻的面积的比值为1.5～2.3。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1～6任一权项所述的彩膜基板。
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