一种彩膜基板及显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及显示装置。

背景技术：

随着科技的不断进步，用户对液晶显示设备的需求日益增加，LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)也成为了手机、平板电脑、电视等产品中使用的主流显示器。

如图1a所示，现有的液晶显示器包括背光源10、阵列基板20、彩膜基板30以及封装在阵列基板20和彩膜基板30之间的液晶分子层40，其中彩膜基板30包括设置于衬底基板31上的黑矩阵(black matrix，BM)32，现有技术中，虽然黑矩阵32的材料为绝缘材料，但是仍具有一定的导电性，从而使得在生产和应用过程中静电荷会从衬底基板31的边缘沿着黑矩阵32进入并分布在彩膜基板10中，进而导致该液晶显示器显示画面出现异常。

为了解决上述技术问题，如图1b所示，可以采用在黑矩阵32的边缘设置凹槽321，从而使得静电荷无法穿过该凹槽321进入彩膜基板30的内部。然而在该凹槽321的位置，上述液晶显示器的背光源10发出的光线容易透过该区域，从而导致该液晶显示器在边缘位置出现漏光的风险。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种彩膜基板及显示装置，能够在防止静电沿黑矩阵进入并分布在彩膜基板中的同时，避免漏光现象发生。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型一方面提供一种彩膜基板，包括设置于衬底基板上的滤色单元和黑矩阵，所述彩膜基板分为显示区域和非显示区域，所述显示区域由所有所述滤色单元以及所述黑矩阵中位于所述滤色单元之间的部分界定而成，所述黑矩阵位于所述非显示区域的部分上具有包围所述显示区域的黑矩阵去除区；所述彩膜基板还包括：保护层和位于所述非显示区域内的遮光层，所述黑矩阵和所述遮光层分别位于所述保护层的两侧，且所述黑矩阵去除区在所述衬底基板的投影位于所述遮光层在所述衬底基板的投影内。

进一步的，所述遮光层至少跨过所述黑矩阵去除区的内边界线、与所述黑矩阵位于所述非显示区域的部分具有重叠区域。

进一步的，所述黑矩阵去除区为开槽结构。

进一步的，所述黑矩阵去除区为：以所述衬底基板边缘作为外边界线的环形区域。

进一步的，所述保护层包覆所述黑矩阵。

进一步的，所述环形区域的宽度大于或等于200μm。

进一步的，所述遮光层的电阻率大于所述黑矩阵的电阻率。

进一步的，构成所述保护层的材料为无机材料。

本实用新型实施例另一方面还提供一种显示装置，包括上述的彩膜基板。

本实用新型实施例提供一种彩膜基板及显示装置，该彩膜基板包括设置于衬底基板上的滤色单元和黑矩阵，彩膜基板分为显示区域和非显示区域，显示区域由所有滤色单元以及黑矩阵中位于滤色单元之间的部分界定而成，黑矩阵位于非显示区域的部分上具有包围显示区域的黑矩阵去除区。该彩膜基板还包括：保护层和位于非显示区域内的遮光层，黑矩阵和遮光层分别位于保护层的两侧，且黑矩阵去除区在衬底基板的投影位于遮光层在衬底基板的投影内。

上述彩膜基板由所有滤色单元以及滤色单元之间的黑矩阵界定的显示区域，以及包围该显示区域的非显示区组成，其中通过在黑矩阵位于非显示区域设置包围显示区域的黑矩阵去除区，由于静电荷无法穿过该黑矩阵去除区，从而能够防止静电进入并分布在彩膜基板的显示区域。在此基础上，通过在非显示区域内，在对应黑矩阵去除区背离保护层的一侧设置遮光层，由于遮光层对光线具有遮挡作用，这样一来，入射光线在遮光层的遮挡下，无法透过彩膜基板对应黑矩阵去除区的位置，进而能够在防止静电沿黑矩阵进入并分布在彩膜基板中的同时，避免漏光现象的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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1a为现有技术提供的一种液晶显示器的结构示意图；

图1b为现有技术提供的另一种液晶显示器的结构示意图；

图2a为本实用新型提供的一种彩膜基板的结构示意图；

图2b为图2a的彩膜基板的平面结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种彩膜基板的结构示意图；

图4a为本实用新型提供的又一种彩膜基板的结构示意图；

图4b图4a中位置P处的局部放大图；

图5a为本实用新型提供的再一种彩膜基板的结构示意图；

图5b为图5a的彩膜基板的平面结构示意图；

图6为本实用新型提供的另一种彩膜基板的平面结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种液晶显示面板的结构示意图；

图8为本实用新型提供的一种彩膜基板的制备流程图；

图9a为本实用新型提供的一种制备彩膜基板的结构示意图之一；

图9b为本实用新型提供的一种制备彩膜基板的结构示意图之一；

图9c为本实用新型提供的一种制备彩膜基板的结构示意图之一；

图9d为本实用新型提供的一种制备彩膜基板的结构示意图之一。

附图标记：

10-背光源；20-阵列基板；30-彩膜基板；31-衬底基板；32-黑矩阵；321-凹槽；33-滤色单元；331-开口；40-液晶分子层；100-黑矩阵去除区；200-保护层；300-遮光层；A-显示区域；B-非显示区域；D-重叠区域。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2a所示，本实用新型实施例提供一种彩膜基板30，包括设置于衬底基板31上的黑矩阵32和滤色单元33，彩膜基板30分为显示区域A和非显示区域B，如图2b所示，显示区域A由所有滤色单元33以及黑矩阵32中位于滤色单元33之间的部分界定而成，非显示区域B包围显示区域A，黑矩阵32位于非显示区域B的部分上具有包围显示区域A的黑矩阵去除区100。其中，本领域技术人员应该理解：一般黑矩阵32上具有点阵排布的开口，该开口用于透光。彩膜基板30上的彩色膜层(例如红色树脂层、绿色树脂层、蓝色树脂层)要覆盖在该开口上，以实现该开口位置处的滤光作用。本实施例中将彩色膜层中，位于每个开口位置处的部分称为一个滤色单元33；相应的，虽然彩色膜层除了覆盖开口区域，还可能部分覆盖在黑矩阵32上(例如对应与一排亚像素点的条形彩色图案)，但是覆盖在黑矩阵32上的部分不属于这里的滤色单元33。

为了避免在黑矩阵去除区100的位置出现漏光现象，如图2a所示，彩膜基板30还包括：保护层(Over Coating，OC)200和位于非显示区域B内的遮光层300，黑矩阵32和遮光层300分别位于保护层200的两侧，且黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影位于遮光层300在衬底基板31的投影内。

此处需要说明的是，上述黑矩阵去除区100中的黑矩阵32需要完全被去除，以使得静电荷不能穿过该黑矩阵去除区100，从而起到防止静电沿黑矩阵32进入并分布与彩膜基板30中的目的。

上述彩膜基板由所有滤色单元以及滤色单元之间的黑矩阵界定显示区域，以及包围该显示区域的非显示区组成，其中通过在黑矩阵位于非显示区域设置包围显示区域的黑矩阵去除区，由于静电无法穿过该黑矩阵去除区，从而能够防止静电进入并分布在彩膜基板的显示区域。在此基础上，通过在非显示区域内，在对应黑矩阵去除区背离保护层的一侧设置遮光层，由于遮光层对光线具有遮挡作用，这样一来，入射光线在遮光层的遮挡下，无法透过彩膜基板对应黑矩阵去除区的位置，进而能够在防止静电沿黑矩阵进入并分布在彩膜基板中的同时，避免漏光现象的发生。

此处还需要说明的是，上述黑矩阵32和遮光层300分别位于保护层200的两侧是指，例如，可以如图3所示，遮光层300位于保护层200靠近衬底基板31的一侧，黑矩阵32位于保护层200背离衬底基板31的一侧，在此情况下，当光线沿O-O’方向入射至该彩膜基板30时，即使光线能够透过黑矩阵去除区100，也无法透过黑矩阵去除区100对应位置处的遮光层300，从而使得光线无法透过彩膜基板30对应黑矩阵去除区100的位置。

又例如，也可以如图2a所示，遮光层300位于保护层200背离衬底基板31的一侧，黑矩阵32位于保护层200靠近衬底基板31的一侧，在此情况下，当光线沿O-O’方向入射至该彩膜基板30时，在遮光层300的遮挡作用下，入射光线无法透过黑矩阵去除区100，即光线无法透过彩膜基板30对应黑矩阵去除区100的位置。以下均是以图2a中，黑矩阵32位于保护层200靠近衬底基板31的一侧，遮光层300位于保护层200背离衬底基板31的一侧为例，对本实用新型做进一步的解释说明。

在此基础上，上述遮光层300主要是用于遮光，本实用新型对构成该遮光层300的材料不做限定，可以为黑矩阵材料，也可以为其他不透光的材料。但是为了进一步有效的防止静电荷通过遮光层300进入彩膜基板30中，本实用新型优选的该遮光层300的电阻率大于黑矩阵32的电阻率。

另外，构成彩膜基板30中的保护层200的材料可以为无机材料也可以为有机材料。本实用新型中优选的，保护层200采用介电常数较大的无机材料构成，例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等。由于该保护层200的介电常数较大，因此即使在黑矩阵32上聚集一定的静电荷，在该高介电常数的保护层200的作用下，能够减小该静电荷产生的电场，这样一来，当该彩膜基板30应用于显示产品中时，能够降低显示画面出现异常的几率。此外，本实用新型中，保护层200背离衬底基板31的一侧可以为平整状态，此时该保护层200可以作为平坦层。

在此基础上，本实用新型中的保护层200可以与衬底基板31齐边，也可以不齐边，本实用新型对此不做限定。另外，本实用新型优选的，如图2a所示，采用保护层200包覆黑矩阵32的形式，使得黑矩阵32通过保护层200完全与外界隔离，由于保护层200的绝缘性，从而能够进一步有效的阻挡静电荷进入彩膜基板30中。

以下对上述黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影位于遮光层300在衬底基板31的投影内，做进一步的解释说明。

例如，可以如图2a所示，黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影与遮光层300在衬底基板31的投影完全重合，均为S。

又例如，可以如图4a所示，黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影S与遮光层300在衬底基板31的投影S’不完全重合，遮光层300至少跨过黑矩阵去除区100的内边界线L、与黑矩阵32位于非显示区域B的部分具有重叠区域D。

需要说明的是，对于准直入射光线而言，上述图2a和图4a中黑矩阵去除区100与遮光层300的设置方式均能很好的起到遮光效果，能够在防止静电沿黑矩阵32进入并分布在彩膜基板30中的同时，避免漏光现象的发生。

而对于非准直入射光线而言，如图2a所示，由于保护层200自身具有一定的厚度，从而使得侧入式光线E能够通过保护层100入射至黑矩阵去除区100，进而出现漏光的风险。因此，对于非准直入射光线，本实用新型优选的采用图4a中黑矩阵去除区100与遮光层300的设置方式，通过将遮光层300与黑矩阵32位于非显示区域B的部分具有重叠区域D，以避免侧入式光线E透过保护层100入射至黑矩阵去除区100，进而能够有效的防止漏光现象发生。

在此基础上，上述重叠区域D的宽度随着保护层100厚度的增加而增加。具体的，如图4b所示(图4a在位置P处的局部放大图)，在侧入式光线E在倾斜角α一定的情况下，当保护层100厚度为H1时，重叠区域的宽度为D1；当保护层100厚度从H1增加到H2时，重叠区域的宽度从D1增加到D2。例如，当保护层100厚度减小到1μm时，重叠区域的宽度减小到20μm；当保护层100厚度为2μm时，重叠区域的宽度为50μm。

另外，以下对黑矩阵去除区100的结构进行说明。

例如，如图5a所示，该黑矩阵去除区100可以为开槽结构，如图5b(图5a的平面示意图)所示，其中黑矩阵32未示出，该开槽结构包围显示区域A，由于静电荷不能穿过该开槽结构，从而能够避免静电荷进入并分布与彩膜基板30的显示区域A中。本实用新型对该开槽结构的个数不做限定，可以为一个也可以为多个。

又例如，如图6所示，其中黑矩阵32未示出，该黑矩阵去除区100还可以为，以衬底基板31边缘作为外边界线的环形区域Q，如图4a(图6的侧面示意图)所示，由于黑矩阵去除区100直接设置在衬底基板31的外边缘，从而使得外界的静电荷无法通过该黑矩阵去除区100进入彩膜基板30。

在此基础上，当上述黑矩阵去除区100为，以衬底基板31边缘作为外边界线的环形区域Q的宽度小于200μm时，可能导致外界的不规则物体，例如手指等，会穿过黑矩阵去除区100与黑矩阵32接触，从而不能有效的防止静电荷进入彩膜基板30中，因此，本实用新型优选的，该环形区域的宽度大于或等于200μm，以有效的防止外界静电荷进入彩膜基板31。

另外，在上述开槽结构的宽度与环形区域Q的宽度相当的前提下，如图5a所示，在衬底基板31边缘和开槽结构之间还包括黑矩阵32，而如图4a或图6所示，环形区域Q直接设置在衬底基板31边缘，相比于前述开槽结构而言，环形区域Q的黑矩阵去除区100省去了衬底基板31边缘和开槽结构之间的黑矩阵32，从而使得该黑矩阵去除区100紧邻衬底基板31边缘，进而可以减小非显示区域B的宽度，这样一来，当该彩膜基板30应用于显示产品中时，利于该显示产品的窄边框设计。

本实用新型实施例另一方面还提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一种彩膜基板，具有与前述实施例提供的彩膜基板相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对该彩膜基板的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，显示装置是液晶电视、数码相框、手机、平板电脑、液晶显示器等任何具有显示功能的产品，也可以是显示产品中的部件，例如，如图7所示的液晶显示面板等。

本实用新型实施例还提供一种彩膜基板的制备方法，其中，该彩膜基板30包括设置于衬底基板31上的滤色单元33和黑矩阵32，且该彩膜基板30分为显示区域A和非显示区域B，显示区域A由所有滤色单元33以及黑矩阵32中位于滤色单元33之间的部分界定而成，如图8所示，该制备方法包括：

步骤S101、如图9a所示，在衬底基板31上形成黑矩阵层，通过构图工艺形成黑矩阵去除区100以及预形成滤色单元33位置的开口331，其中，黑矩阵去除区100设置于黑矩阵32位于非显示区域B的部分上，并包围显示区域A。

此处需要说明的是，本实用新型中，构图工艺，可指包括光刻工艺，或，包括光刻工艺以及刻蚀步骤，同时还可以包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺；光刻工艺，是指包括成膜、曝光、显影等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等形成图形的工艺。可根据本实用新型中所形成的结构选择相应的构图工艺。

步骤S102、如图9b所示，在形成有黑矩阵去除区100以及预形成滤色单元33位置的开口331的衬底基板31上形成滤色单元33。

需要说明的是，常用的滤色单元33一般为红色滤色单元R、绿色滤色单元G、蓝色滤色单元B。其中红色滤色单元R、绿色滤色单元G、蓝色滤色单元B可以通过不同的构图工艺形成，例如，可以先通过一次构图工艺先形成红色滤色单元R，再通过一次构图工艺形成绿色滤色单元G，接着通过一次构图工艺形成蓝色滤色单元B。

步骤S103、如图9c所示，在形成有滤色单元33的衬底基板31上形成保护层200，并包覆黑矩阵32。

具体的，采用保护层200包覆黑矩阵32的形式，使得黑矩阵32通过保护层200完全与外界隔离，由于保护层200的绝缘性，从而能够进一步有效的阻挡静电荷进入彩膜基板30中。

另外，该保护层200的材料可以采用介电常数较大的无机材料构成，例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等。在该高介电常数的保护层200的作用下，能够减小该静电荷产生的电场，这样一来，当该彩膜基板30应用于显示产品中时，能够降低显示画面出现异常的几率。

步骤104、如图9d所示，在形成有保护层200的衬底基板31上形成遮光层300，且黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影位于遮光层300在衬底基板31的投影内。

需要说明的是，为了进一步有效的防止静电荷通过遮光层300进入彩膜基板30中，本实用新型优选的构成该遮光层300的材料电阻率大于所述黑矩阵32的材料的电阻率。另外，由于本实用新型中对形成的遮光层300的精度要求较低，只要能够保证黑矩阵去除区100在衬底基板31的投影位于遮光层300在衬底基板31的投影内即可，因此，可以采用喷墨打印、丝网印刷工艺形成该遮光层300。

本实用新型实施例还提供另一种彩膜基板的制备方法，如图3所示，先在衬底基板31上形成遮光层300，接下来形成保护层200，然后形成黑矩阵32以及黑矩阵去除区100，最后形成滤色单元33。该制备方法与上述图9中彩膜基板30中区域的划分、遮光层300和黑矩阵去除区100的位置以及对应关系相同，仅在制备步骤仅在先后顺序上具有调整，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。