彩膜基板及顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種彩膜基板及顯示裝置。本發(fā)明的彩膜基板，包括襯底基板、設(shè)于所述襯底基板上的黑色矩陣、以及設(shè)于所述襯底基板上且被黑色矩陣間隔開的數(shù)個色阻塊，所述色阻塊包括多孔支撐層及分散于多孔支撐層中的色阻材料；所述色阻材料包括顏料分子，所述多孔支撐層中設(shè)有多個孔隙，所述孔隙的尺寸大于所述顏料分子的尺寸，可以有效實(shí)現(xiàn)顏料分子的分散和支撐，從而減少色阻材料中分散劑和樹脂等非顏料組分的含量，提高顏料組分的含量，增大色阻塊單位膜厚的濾光能力，有利于實(shí)現(xiàn)彩膜基板的薄型化并獲得更高的像素密度。本發(fā)明的顯示裝置，包括上述彩膜基板，具有色域廣、厚度薄、及亮度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
彩膜基板及顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種彩膜基板及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面顯示裝置因具有高畫質(zhì)、省電、機(jī)身薄及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、電視、個人數(shù)字助理、數(shù)字相機(jī)、筆記本電腦、臺式計算機(jī)等各種消費(fèi)性電子產(chǎn)品，成為顯示裝置中的主流。
[0003]現(xiàn)有市場上的液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，其包括液晶顯示面板及背光模組(backlight module)。液晶顯示面板的工作原理是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶分子，兩片玻璃基板中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，通過通電與否來控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線折射出來產(chǎn)生畫面。
[0004]通常液晶顯示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶體管(TFT，Thin FilmTransistor)基板、夾于彩膜基板與薄膜晶體管基板之間的液晶(LC,Liquid Crystal)及密封膠框(Sealant)組成。
[0005]由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色的彩色濾光片所組成的彩膜基板是TFT-LCD的重要組成部分，如圖1所示，現(xiàn)有的彩膜基板通常包括襯底基板100、設(shè)于所述襯底基板100上的彩色濾光片200與黑色矩陣300、及設(shè)于所述黑色矩陣300上的數(shù)個間隔物400，其中，所述彩色濾光片200包括被黑色矩陣300間隔開的數(shù)個紅色光阻塊210、數(shù)個綠色光阻塊220、及數(shù)個藍(lán)色光阻塊230 JFT-1XD的顯示特性決定了彩色濾光片200應(yīng)具備高透過率和色純度、大畫面、全色彩、高對比度、低反射率、高平整度、良好的耐受性等品質(zhì)及性能。
[0006]目前，制備色阻塊時采用的方法有顏料分散法、染色法、反轉(zhuǎn)印刷法、熱多層技術(shù)、及噴墨打印法等。因在顏色特性、質(zhì)量、及可操作度等方面均占有優(yōu)勢，顏料分散法被國際上廣泛使用，成為主流制作方式，依據(jù)不同顯示模式顏料分散法的工藝流程有所區(qū)別。
[0007]但是在采用顏料分散法制備色阻塊時，色阻材料中除添加對濾光起到作用的顏料之外，還需要添加一些分散劑和樹脂等附屬物來促進(jìn)顏料的浸潤和分散。由于分散劑的加入，色阻材料中顏料的比例會相對地降低，分散劑對于濾光沒有貢獻(xiàn)，因此為了獲得足夠高的色純度就要提高彩膜的厚度。而彩膜厚度的增加除了會帶來成本的增加之外，還會使整個顯示裝置的光透過率降低，進(jìn)而會帶來面板功耗的增加，不利于節(jié)能環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種彩膜基板，與傳統(tǒng)的彩膜基板相比，厚度較薄，同時具有較高的色純度、光透過率、及像素密度。
[0009]本發(fā)明的目的還在于提供一種顯示裝置，含有上述彩膜基板，具有色域廣、厚度薄、及亮度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種彩膜基板，包括襯底基板、設(shè)于所述襯底基板上的黑色矩陣、以及設(shè)于所述襯底基板上且被黑色矩陣間隔開的數(shù)個色阻塊，所述色阻塊包括多孔支撐層及分散于多孔支撐層中的色阻材料;所述色阻材料包括顏料分子;所述多孔支撐層中設(shè)有多個孔隙，所述孔隙的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0011]所述多孔支撐層包括基底及設(shè)于所述基底上的數(shù)道擋墻，所述數(shù)道擋墻在所述基底上圍出數(shù)個凹槽，所述數(shù)個凹槽充當(dāng)所述多孔支撐層中的多個孔隙，所述凹槽的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0012]所述基底及數(shù)道擋墻的材料為金屬材料或有機(jī)材料。
[0013]所述凹槽的形狀為長方體，所述凹槽的長度和寬度分別為50?500nm，深度為100?100nmο
[0014]所述多孔支撐層包括垂直于襯底基板排列且間隔設(shè)置的多層石墨烯層，所述多層石墨烯層之間的多個間隔區(qū)域充當(dāng)所述多孔支撐層中的多個孔隙，所述間隔區(qū)域的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0015]所述間隔區(qū)域的寬度為50?500nm，長度為50?100nm，所述石墨稀層的高度為100?100nm0
[0016]所述多孔支撐層包括垂直于襯底基板排列的多根碳納米管，所述多根碳納米管按照在所述襯底基板上圍出多個間隔空間的方式排列，所述多個間隔空間充當(dāng)所述多孔支撐層中的多個孔隙，所述間隔空間的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0017]所述碳納米管為單壁碳納米管或者多壁碳納米管。
[0018]所述間隔空間的形狀為長方體，所述間隔空間的長度和寬度分別為50?500nm，高度為 100 ?I OOOnm。
[0019]本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括上述彩膜基板。
[0020]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種彩膜基板，其色阻塊包括多孔支撐層及分散于多孔支撐層中的色阻材料，所述多孔支撐層可以有效實(shí)現(xiàn)顏料分子的分散和支撐，從而減少色阻材料中分散劑和樹脂等非顏料組分的含量，提高顏料組分的含量，增大色阻塊單位膜厚的濾光能力，有利于實(shí)現(xiàn)彩膜基板的薄型化并獲得更高的像素密度。本發(fā)明提供的一種顯示裝置，包括上述彩膜基板，具有色域廣、厚度薄、及亮度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0021]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0023]附圖中，
[0024]圖1為現(xiàn)有的彩膜基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的彩膜基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的彩膜基板中的多孔支撐層的第一實(shí)施例的俯視示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的彩膜基板中的多孔支撐層的第二實(shí)施例的俯視示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明的彩膜基板中的多孔支撐層的第三實(shí)施例的俯視示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明的彩膜基板與傳統(tǒng)的彩膜基板的色域比較示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]請參閱圖2，同時參閱圖3-5，本發(fā)明提供一種彩膜基板，包括襯底基板10、設(shè)于所述襯底基板10上的黑色矩陣20、以及設(shè)于所述襯底基板10上且被黑色矩陣20間隔開的數(shù)個色阻塊30，所述色阻塊30包括多孔支撐層40及分散于多孔支撐層40中的色阻材料;所述色阻材料包括顏料分子;所述多孔支撐層40中設(shè)有多個孔隙，所述孔隙的尺寸略大于所述顏料分子的尺寸。
[0032]除顏料分子外，所述色阻材料還包括分散劑和樹脂等其它組分，所述分散劑和樹脂等組分用于對顏料進(jìn)行分散。本發(fā)明通過采用多孔支撐層40對色阻材料進(jìn)行分散和支撐，使得顏料分子能夠很好地分散在多孔支撐層40的多個孔隙中，提高顏料分子的分散效果，在保證相同色純度的情況下，可以減少色阻材料中分散劑和樹脂等非顏料組分的含量，提高顏料組分的含量，從而增大色阻塊30單位膜厚的濾光能力。所述多孔支撐層40對光的吸收很少，且不改變光的偏振狀態(tài)。
[0033]具體的，所述顏料分子的直徑為30?200nm。
[0034]如圖3所示，為本發(fā)明的彩膜基板的多孔支撐層40的第一實(shí)施例，在該第一實(shí)施例中，所述多孔支撐層40包括基底41及設(shè)于所述基底41上的數(shù)道擋墻42，所述數(shù)道擋墻42在所述基底41上圍出數(shù)個凹槽43，所述數(shù)個凹槽43充當(dāng)所述多孔支撐層40中的多個孔隙，所述凹槽43的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0035]具體的，所述基底41及數(shù)道擋墻42的材料為金屬材料或有機(jī)材料。
[0036]優(yōu)選的，所述金屬材料包括金(Au)、銅(Cu)、及鋁(Al)中的一種或多種。
[0037]優(yōu)選的，所述有機(jī)材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[0038]具體的，所述基底41及設(shè)于所述基底41上的數(shù)道擋墻42采用納米壓印的方法一體成型。
[0039]優(yōu)選的，所述凹槽43的形狀為長方體，所述凹槽43的長度和寬度分別為50?500nm，所述凹槽43的深度為100?I OOOnm。
[0040]優(yōu)選的，所述基底41的厚度為5?20nm，通過將基底41設(shè)置為具有較薄的厚度，可保證多孔支撐層40具有足夠的透光度。
[0041]如圖4所示，為本發(fā)明的彩膜基板的多孔支撐層40的第二實(shí)施例，在該第二實(shí)施例中，所述多孔支撐層40包括垂直于襯底基板10排列且間隔設(shè)置的多層石墨烯層45，所述多層石墨烯層45之間的多個間隔區(qū)域46充當(dāng)所述多孔支撐層40中的多個孔隙，所述間隔區(qū)域46的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0042]具體的，所述石墨烯層45可以為單層石墨烯或者多層石墨烯。所述單層石墨烯的厚度約為0.335nm，所述多層石墨稀的厚度約為0.335?3.35nm。
[0043]優(yōu)選的，所述多層石墨烯層45在所述襯底基板10上按照相互平行的方式排列。
[0044]具體的，所述間隔區(qū)域46的寬度為50?500nm，長度為50?100nm，所述石墨稀層45的高度為100?I OOOnm ο
[0045]如圖5所示，為本發(fā)明的彩膜基板的多孔支撐層40的第三實(shí)施例，在該第三實(shí)施例中，所述多孔支撐層40包括垂直于襯底基板10排列的多根碳納米管47，所述多根碳納米管47按照在所述襯底基板10上圍出多個間隔空間48的方式排列，所述多個間隔空間48充當(dāng)所述多孔支撐層40中的多個孔隙，所述間隔空間48的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。
[0046]具體的，所述碳納米管47可以為單壁碳納米管或者多壁碳納米管。所述單壁碳納米管的直徑為0.6?2nm，所述多壁碳納米管的直徑為2?10nm0
[0047]具體的，所述間隔空間48的形狀可以為圓柱形、方柱形、或者不規(guī)則柱形。
[0048]優(yōu)選的，所述間隔空間48的形狀為長方體，所述間隔空間48的長度和寬度分別為50 ?500nm，高度為 100?1000nm。
[0049]具體的，所述數(shù)個色阻塊30包括數(shù)個紅色光阻塊、數(shù)個綠色光阻塊、及數(shù)個藍(lán)色光阻塊。
[0050]優(yōu)選的，所述數(shù)個色阻塊30的面積相等。
[0051 ] 優(yōu)選的，所述彩膜基板還包括設(shè)于所述黑色矩陣20及數(shù)個色阻塊30上方的平坦層50 ο具體的，所述平坦層50的材料為透明有機(jī)材料。
[0052]具體的，所述襯底基板10為透明基板，優(yōu)選為玻璃基板。
[0053]本發(fā)明的彩膜基板，采用多孔支撐層40來分散色阻材料，所述多孔支撐層40中設(shè)有多個孔隙，所述孔隙的尺寸略大于顏料分子的尺寸，使顏料分子能夠很好地分散在多孔支撐層40中，由于所述多孔支撐層40可以起到分散顏料分子的作用，相當(dāng)于取代了一部分分散劑和樹脂，從而可以降低色阻材料中分散劑和樹脂等非顏料組分的含量，提升色阻材料中的顏料組分含量，因此為了獲得相同的色純度所需要的色阻塊30的厚度將下降，在色阻塊30厚度降低的同時，黑色矩陣20的厚度也會隨之降低，有利于實(shí)現(xiàn)彩膜基板的薄型化，同時提升彩膜基板的透過率，使含有該彩膜基板的顯示裝置獲得更高的亮度。若保持色阻塊30的厚度不變，由于色阻材料中的顏料含量相對提升，色阻塊30和黑色矩陣20的寬度都可以相對減少，從而獲得更高的像素密度。圖6為本發(fā)明的彩膜基板與傳統(tǒng)的彩膜基板的色域比較示意圖，從圖6中可見，本發(fā)明的彩膜基板相對于傳統(tǒng)的彩膜基板具有更廣的色域。
[0054]具體的，本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括上述彩膜基板，該顯示裝置具有色域廣、厚度薄、及亮度高等優(yōu)點(diǎn)。在此不再對彩膜基板進(jìn)行重復(fù)描述。
[0055]綜上所述，本發(fā)明提供一種彩膜基板及顯示裝置。本發(fā)明的彩膜基板，其色阻塊包括多孔支撐層及分散于多孔支撐層中的色阻材料，所述多孔支撐層可以有效實(shí)現(xiàn)顏料分子的分散和支撐，從而減少色阻材料中分散劑和樹脂等非顏料組分的含量，提高顏料組分的含量，增大色阻塊單位膜厚的濾光能力，有利于實(shí)現(xiàn)彩膜基板的薄型化并獲得更高的像素密度。本發(fā)明的顯示裝置，包括上述彩膜基板，具有色域廣、厚度薄、及亮度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0056]以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彩膜基板，其特征在于，包括襯底基板(10)、設(shè)于所述襯底基板(10)上的黑色矩陣(20)、以及設(shè)于所述襯底基板(10)上且被黑色矩陣(20)間隔開的數(shù)個色阻塊(30)，所述色阻塊(30)包括多孔支撐層(40)及分散于多孔支撐層(40)中的色阻材料;所述色阻材料包括顏料分子;所述多孔支撐層(40)中設(shè)有多個孔隙，所述孔隙的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。2.如權(quán)利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多孔支撐層(40)包括基底(41)及設(shè)于所述基底(41)上的數(shù)道擋墻(42)，所述數(shù)道擋墻(42)在所述基底(41)上圍出數(shù)個凹槽(43)，所述數(shù)個凹槽(43)充當(dāng)所述多孔支撐層(40)中的多個孔隙，所述凹槽(43)的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。3.如權(quán)利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述基底(41)及數(shù)道擋墻(42)的材料為金屬材料或有機(jī)材料。4.如權(quán)利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述凹槽(43)的形狀為長方體，所述凹槽(43)的長度和寬度分別為50?500nm，深度為100?100nm05.如權(quán)利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多孔支撐層(40)包括垂直于襯底基板(10)排列且間隔設(shè)置的多層石墨烯層(45)，所述多層石墨烯層(45)之間的多個間隔區(qū)域(46)充當(dāng)所述多孔支撐層(40)中的多個孔隙，所述間隔區(qū)域(46)的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。6.如權(quán)利要求5所述的彩膜基板，其特征在于，所述間隔區(qū)域(46)的寬度為50?500nm，長度為50?100nm，所述石墨稀層(45)的高度為100?100nm07.如權(quán)利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多孔支撐層(40)包括垂直于襯底基板(10)排列的多根碳納米管(47)，所述多根碳納米管(47)按照在所述襯底基板(10)上圍出多個間隔空間(48)的方式排列，所述多個間隔空間(48)充當(dāng)所述多孔支撐層(40)中的多個孔隙，所述間隔空間(48)的尺寸大于所述顏料分子的尺寸。8.如權(quán)利要求7所述的彩膜基板，其特征在于，所述碳納米管(47)為單壁碳納米管或者多壁碳納米管。9.如權(quán)利要求7所述的彩膜基板，其特征在于，所述間隔空間(48)的形狀為長方體，所述間隔空間(48)的長度和寬度分別為50?500nm，高度為100?100nm010.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的彩膜基板。
【文檔編號】G02F1/1335GK105892143SQ201610499421
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】潘彪
【申請人】武漢華星光電技術(shù)有限公司