一種彩膜基板和顯示裝置的制作方法

本發(fā)明屬于液晶顯示領(lǐng)域，具體涉及一種彩膜基板及應(yīng)用其形成TFT液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方，以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。液晶顯示器是以玻璃為基材制作而成，在玻璃基板上先制作ITO圖形，再經(jīng)過定向處理、絲網(wǎng)印刷、噴粉、成盒、玻璃切割、灌注液晶、封口、偏光片貼附、檢驗等過程完成液晶顯示器的制作。主要制作設(shè)備有：清洗設(shè)備、曝光設(shè)備、顯影刻蝕設(shè)備、涂覆設(shè)備、定向摩擦設(shè)備、絲印成盒設(shè)備、灌注液晶設(shè)備、玻璃切割設(shè)備等等。玻璃基板的液晶顯示器制作工藝和技術(shù)已經(jīng)比較成熟，由于其具有體積小、厚度薄、能耗少、工作電壓低和無輻射等特點，而得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有應(yīng)用廣泛的背光型液晶顯示裝置主要包括液晶顯示面板和背光模組，其中液晶顯示面板由彩膜基板(CF，Color Filter)、薄膜晶體管基板(TFT，Thin Film Transistor)、填充在彩膜基板和薄膜晶體管基板之間的液晶(Liquid Crystal)和封框膠(Sealant)組成，封框膠涂覆在彩膜基板和薄膜晶體管基板，并靠近彩膜基板和薄膜晶體管基板的四周邊緣，通過封框膠對液晶盒連接，封框膠能夠保持彩膜基板和薄膜晶體管基板之間的盒厚，實現(xiàn)液晶盒的密封以切斷液晶分子與外界的接觸。

在當(dāng)前的LCD應(yīng)用中，出于對觀賞性和玻璃基板利用率等方面的考慮，窄邊框(Narrow frame)已經(jīng)得到的非常廣泛的應(yīng)用。窄邊框設(shè)計需要更窄的框膠，框膠越窄，與CF和TFT的附著力會越差，容易導(dǎo)致氣體進入液晶盒，或者液晶流出液晶盒。

另外實現(xiàn)窄邊框常用的方法是將封框膠涂布在CF基板的黑色矩陣上面，封框膠中添加有間隙子以起到支撐盒厚的作用。由于黑色矩陣會對固化封框膠的紫外線(UV)光具有90％以上的遮擋效應(yīng)，因此通常會選擇從TFT基板側(cè)照射UV光。這樣雖然會保證UV光對封框膠的照射效用，但涂布于TFT基板周邊的金屬線下方的封框膠是無法照射到UV光的。在進行光照固化封框膠時，無金屬線遮擋的封框膠完全固化，而對應(yīng)于金屬線下方的封框膠由于無法照射到UV光，從而不能進行完全固化，未完全固化的封框膠對液晶具有潛在的污染風(fēng)險，而且還會導(dǎo)致屏幕抗壓能力下降。因此，封框膠的陰影部硬化能力和程度顯得尤為重要。

公開號為：CN105116627A，發(fā)明名稱為《封框膠及窄邊框顯示裝置》的專利中公開了一種封框膠以及窄邊框顯示裝置，其中的封框膠包括膠本體、以及均勻分布于膠本體內(nèi)的玻璃微球。所述的窄邊框顯示裝置是在CF基板和TFT基板之間周邊位置上夾設(shè)有包含玻璃微球的封框膠，當(dāng)該封框膠在進行UV固化時，封框膠內(nèi)的玻璃微球可以改變進入封框膠內(nèi)的光線路徑，使得UV光能夠傳導(dǎo)進入封框膠內(nèi)被金屬線遮擋的區(qū)域，提升該區(qū)域內(nèi)封框膠的固化效果，解決了傳統(tǒng)窄邊框顯示裝置中金屬線影響導(dǎo)致的陰影部硬化不足的問題，同時在一定程度上可以取代現(xiàn)有封框膠中間隙子支撐液晶盒厚的作用，并使得相應(yīng)的LCD面板中TFT基板上金屬布線設(shè)計的可操作性加大。但該發(fā)明勢必會增加封框膠的制備工藝難度，增加生產(chǎn)成本。

公開號為：CN202693959U，專利名稱為《一種液晶面板和液晶顯示裝置》，其中公開了一種液晶面板，包括：通過封框膠對盒的陣列基板和彩膜基板，以及填充在所述陣列基板和彩膜基板之間的液晶，其特征在于，在所述陣列基板和/或彩膜基板與所述封框膠接觸的區(qū)域上，具有凹凸結(jié)構(gòu)，凹凸結(jié)構(gòu)包括數(shù)個凸起。通過在陣列基板和/或彩膜基板與封框膠接觸的區(qū)域上設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)，增加了封框膠與陣列基板和彩膜基板的接觸面積，提高了液晶面板中封框膠與陣列基板和彩膜基板之間的粘附力，但是其仍然會存在UV固化效果不佳的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有彩膜基板與封框膠的附著力不足，TFT基板上的金屬線對下方封框膠的遮擋，UV固化效果不足的問題，而提供一種彩膜基板和顯示裝置。

本發(fā)明所述的彩膜基板，包括多個間隔(Photo Spacer)凸起，多個間隔(Photo Spacer)凸起形成在所述彩膜基板表面邊框區(qū)黑色矩陣上，UV光路垂直于邊框區(qū)黑色矩陣上的封框膠的遠離間隔凸起的表面，其中間隔(Photo Spacer)凸起具有相對UV光路傾斜的表面。

本發(fā)明所述彩膜基板的邊框區(qū)黑色矩陣位于彩膜基板的四周邊緣，CF基板和TFT基板對盒組裝成液晶盒之后，在邊框區(qū)黑色矩陣區(qū)域上方涂覆封框膠，即間隔凸起形成在涂覆封框膠的區(qū)域內(nèi)部。

本發(fā)明所述的顯示裝置包括CF基板、TFT基板和封框膠，在CF基板中含有黑色矩陣(BM，black matrix)，黑色矩陣由顯示區(qū)黑色矩陣和邊框區(qū)黑色矩陣組成，其中封框膠夾設(shè)在CF基板和TFT基板之間的周邊位置上并位于邊框區(qū)黑色矩陣上，在TFT基板的周邊位置上設(shè)有多條金屬線，在CF基板表面邊框區(qū)黑色矩陣上設(shè)置有間隔(Photo Spacer)凸起，間隔(Photo Spacer)凸起具有相對UV光路傾斜的表面。

本發(fā)明在CF基板的表面(顯示區(qū)黑色矩陣)還設(shè)置有多個間隔支撐柱，各間隔支撐柱的高度可以不同，可以相同。

本發(fā)明在CF基板的表面設(shè)置有高度不同的間隔支撐柱，長度較高的間隔支撐柱作為主支撐柱，長度較低的間隔支撐柱作為副支撐柱，主支撐柱一般設(shè)置在CF基板的中間區(qū)域或外圍周邊，副支撐柱位于主支撐柱所圍成的區(qū)域內(nèi)部。

其中，所述的封框膠中包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、光起始劑和熱硬化劑。

本發(fā)明所述的間隔凸起具有能夠反射和散射UV光(紫外光UV光)的表面，CF基板表面上的間隔凸起優(yōu)選的形狀為鋸齒形或圓弧形，但不只限于這兩種形狀。間隔凸起位于邊框區(qū)黑色矩陣表面并包覆在封框膠中，由于間隔凸起與CF基板表面的金屬電極層(ITO)的附著力較封框膠與金屬電極層的附著力大，因此間隔凸起能夠起到增大框膠與CF基板的接觸面積，增大附著力的作用。當(dāng)通過封框膠將CF基板和TFT基板連接形成密閉的空腔，間隔凸起位于TFT基板上的金屬線相對側(cè)，進入UV固化制程后，由于間隔凸起的形狀特點，對UV光具有一定的散射和反射作用，從而提高了TFT金屬線下方被遮擋部位的UV固化效果。

綜上，本發(fā)明能夠在現(xiàn)有CF基板形成間隔支撐柱的工藝過程中同時形成間隔凸起結(jié)構(gòu)，利用間隔凸起的結(jié)構(gòu)特點改善框膠與CF基板側(cè)的附著力，改善TFT金屬位置處UV固化效果，提高液晶盒的可靠性，無需增加工序。

附圖說明

圖1是實施例一CF基板中黑色矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例一CF基板中帶有色阻層的結(jié)構(gòu)示意圖，其中B代表藍色色阻層、G代表綠色色阻層、R代表紅色色阻層；

圖3是實施例一的CF基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實施例一形成間隔凸起和支撐柱的CF基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實施例一中窄邊框液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實施例二的CF基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是UV固化制程中間隔凸起反射UV光的原理圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

實施例一：本實施例顯示裝置包括CF基板1、TFT基板2和封框膠3，在CF基板1中設(shè)有黑色矩陣，黑色矩陣由顯示區(qū)黑色矩陣1-2和邊框區(qū)黑色矩陣1-1組成，其中封框膠夾3設(shè)在CF基板1和TFT基板2之間的周邊位置上并位于CF基板1表面邊框區(qū)黑色矩陣1-1上，CF基板1和TFT基板2通過封框膠3貼合密封形成密閉內(nèi)腔，液晶填充到密閉內(nèi)腔中，在TFT基板2的周邊位置上設(shè)有多條金屬線2-1，在CF基板1表面邊框區(qū)黑色矩陣1-1上設(shè)置有間隔凸起4，間隔凸起4的形狀為鋸齒形，在CF基板1表面顯示區(qū)黑色矩陣1-2上設(shè)置有間隔支撐柱。

本實施例所述的TFT-LCD顯示裝置主要包含了CF基板1和TFT基板2，TFT基板中設(shè)有薄膜晶體管與像素電極。CF基板1包含彩色光阻及黑色矩陣(Black Matrix)。彩色光阻的位置對應(yīng)像素電極。黑色矩陣則是形成于彩色光阻之間。目前，黑色矩陣通常需經(jīng)過涂布、曝光、顯影的步驟以形成于玻璃基板的表面。

本實施例所述的TFT基板(薄膜晶體管陣列基板)包括：基板，形成在所述基板上的柵極線、柵極、柵絕緣層、半導(dǎo)體有源層、數(shù)據(jù)線、源極、漏極，及形成于所述數(shù)據(jù)線、源極、漏極上的保護層，和形成于所述保護層上的像素電極，其中，所述柵極、源極、漏極和半導(dǎo)體有源層構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)。其中的薄膜晶體管是由在絕緣基板上形成的硅膜構(gòu)成，作為液晶顯示元件的像素中設(shè)置的開關(guān)元件或外圍電路部分中形成的驅(qū)動元件來使用。

在一個實施例中，封框膠中包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、光起始劑和熱硬化劑。

所述的封框膠的制備方法如下：將各原料混合均勻，在熔煉溫度下進行混煉，最后去除混煉后原料中的氣泡，從而制備得到封框膠。

在一個實施例中，在CF基板的表面，即顯示區(qū)黑色矩陣上還設(shè)置有多個間隔支撐柱，間隔支撐柱的高度不同，長度較高的間隔支撐柱作為主支撐柱，長度較低的間隔支撐柱作為副支撐柱，副支撐柱位于主支撐柱所圍成的區(qū)域內(nèi)部。

本實施例中通過CF基板表面間隔支撐柱的設(shè)置，能夠進一步提高液晶顯示設(shè)備的抗壓強度。同時由于液晶顯示裝置中的液晶流動狀態(tài)為層流狀態(tài)時，液晶的流速受阻力的影響較大，且液晶的流速與雷諾數(shù)正相關(guān)，與水波紋的強度負相關(guān)，由于間隔支撐柱的設(shè)置能夠形成液晶流動過程中的阻力，從而使得液晶的流速減小，雷諾數(shù)相應(yīng)減小，進而減弱了水波紋的強度，提高了液晶顯示屏的質(zhì)量。

優(yōu)選的，所述間隔主支撐柱的高度一般為3～4μm，間隔副支撐柱較主支撐柱低0.3～0.5μm，更優(yōu)選的各支撐柱的高度可以通過測試透光率來確定。

具體的，所述間隔凸起的高度為0.5～1μm。

在一個實施例中，所述間隔凸起4采用散光或反光材質(zhì)。

其中，所述間隔凸起4和間隔支撐柱均可采用樹脂材料，間隔凸起還可采用氧化硅或氮化硅。

進一步優(yōu)選的，間隔凸起4和間隔支撐柱均采用環(huán)氧樹脂。

所述的間隔凸起4和間隔支撐柱由環(huán)氧樹脂液固化形成。

在另一個實施例中，所述間隔凸起4的表面具有反光層，反光層能夠反射紫外光，從而使得入射到反光層表面的紫外光向不同方向反射。

所述的反光層可以通過沉積的方式附著在間隔凸起的表面，所述反光層的材料可以是金屬材料或氧化硅。

在一個實施例中，所述的彩膜基板1包括襯底基板、位于所述襯底基板上的黑色矩陣、彩色濾光層和金屬電極層。

優(yōu)選的，所述襯底基板為玻璃基板，所述彩色濾光層包括紅色色阻層、綠色色阻層和藍色色阻層。

該濾光層提供了彩色顯示所需的紅、綠、藍三原色，實現(xiàn)了彩色顯示。在彩色色阻層上還沉積有透明金屬電極層。

所述彩膜基板1的制備方法包括以下步驟：

一、對玻璃基板進行清洗和烘干，得到清洗后的基板；

二、在清洗后的基板表面沉積黑色光阻材料層，并進行刻蝕，形成具有一定圖形的黑色矩陣層；

三、將電致變色材料沉積或涂覆于黑色矩陣層中形成彩色濾光層；

四、在彩色濾光層的表面再沉積一層透明金屬電極層。

該制備過程的步驟三中所述電致變色材料為紫羅堿類材料、聚噻吩類材料或聚苯胺類材料。

所述黑色矩陣層的厚度為5～25μm。

優(yōu)選的，所述彩色濾光層的厚度與所述黑色矩陣的厚度相同。

以下根據(jù)附圖1～4來說明彩膜基板的制備過程，圖1是在玻璃基板上涂布黑色光阻，經(jīng)過黃光制程，形成黑色矩陣，黑色矩陣由顯示區(qū)黑色矩陣1-2和邊框區(qū)黑色矩陣1-1組成，圖2是通過黃光制程依次形成紅色色阻層、綠色色阻層和藍色色阻層，即R/G/B彩色色阻層，圖3表示在真空制程中，可以通過沉積的方法在色阻層的表面形成全面的透明金屬電極層1-3，圖4表示采用半色調(diào)掩膜板的方法(half-tone)形成間隔凸起4和支撐柱，后續(xù)經(jīng)過曝光、顯影和蝕刻等工藝使間隔凸起圖形化，使間隔凸起和支撐柱在同一工序中完成。

該實施例中所述顯示區(qū)黑色矩陣上主支撐柱5的高度大于副支撐柱6的高度，位于外圍的主間隔支撐柱5的密度小于內(nèi)部副支撐柱6的密度，外圍主間隔支撐柱區(qū)的透光率為x，內(nèi)部副支撐柱處區(qū)的透光率為y，間隔凸起區(qū)的透光率為z，保證x>y>z。然后將CF基板1和TFT基板2進行對盒，形成液晶盒，此時間隔支撐柱位于該液晶盒之中，再向液晶盒中注入液晶，形成液晶層。

后續(xù)可以對液晶盒進行切割，采用剪切或沖切方式將液晶盒切割為單元盒，然后灌注，將單元盒抽真空，從單元盒的灌注口灌注液晶封口，最后將灌注口用紫外線固化膠封住，通過光臺和電測機對產(chǎn)品的外觀及顯示圖形進行檢查。

在一個優(yōu)選的實施例中，間隔凸起4的高度小于副支撐柱6的高度。

在本實施例中所述的間隔凸起4為三角形，多個間隔凸起4連續(xù)排列，整體形成鋸齒形間隔凸起，間隔凸起包覆在封框膠3內(nèi)，增加了封框膠與電極層的接觸面積，提高了封框膠與CF基板的附著力。如附圖5所述，間隔凸起4位于TFT基板2多條金屬線2-1的正下方，在UV固化制程中，當(dāng)UV光從TFT基板一側(cè)照射封框膠時，UV光路垂直于邊框區(qū)黑色矩陣1-1上的封框膠3的遠離間隔凸起4的表面，其中間隔凸起4具有相對UV光路傾斜的表面。封框膠3內(nèi)的間隔凸起4通過相對光路傾斜的斜面對UV光產(chǎn)生散射和發(fā)射作用，從而改變進入封框膠3的光路，使UV光能夠進入被TFT基板2金屬線2-1遮擋的區(qū)域，改善此區(qū)域的固化效果。

實施例二：本實施例與實施例一不同的是間隔凸起4的形狀為半圓形。

該實施例中的半圓凸起的直徑優(yōu)選為3至20μm，半圓凸起之間的間隔優(yōu)選地為1至40μm，間隔凸起可以規(guī)則排列或者也可以不規(guī)則排列。

結(jié)合圖6和圖7來說明通過本實施例增強封框膠固化效果的過程。圖6顯示出間隔凸起的形狀示意圖。如圖7所示，紫外光從TFT基板側(cè)照射，透過TFT基板上的金屬線層縫隙，并通過封框膠到達彩膜基板的表面，被形成在彩膜基板表面上的間隔凸起反射，由于間隔凸起的半圓弧面結(jié)構(gòu)使入射到間隔凸起表面的紫外光向不同方向反射，使得被金屬線遮擋住的封框膠也能被照射，因而被金屬線遮擋部分的封框膠的紫外反應(yīng)成分也能進行充分反應(yīng)，因此增強了封框膠的固化效果

本實施例中所述的顯示裝置，尤其是CF基板表面上的間隔凸起結(jié)構(gòu)能夠使封框膠在紫外光固化反應(yīng)中充分反應(yīng)，提高封框膠的固化效率，從而改善固化強度和屏幕抗壓能力，提高整體液晶盒的密封可靠性。

以上實施例中所述的顯示裝置可以為：液晶電視、液晶顯示器、數(shù)碼相框、手機、平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。