[发明专利]彩膜基板及制造方法和液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩膜基板及制造方法和液晶显示装置，尤其涉及一种包括间隔设置的黑矩阵和彩色像素的彩膜基板及制造方法，和采用该彩膜基板的液晶显示装置。

背景技术

目前，彩色液晶显示装置已经越来越广泛的应用到人们的生活和生产之中，其中，液晶显示装置的彩色显示特性、视角特性是人们越来越关注的重要显示指标。

在彩色显示特性方面，现有液晶显示装置件采用的一种技术手段是设置树脂材料制作的彩色滤光片来实现彩色显示特性。彩色滤光片上的每一个彩色像素对应一种颜色，通常是红、绿、蓝三基色，当背光源发出光谱范围覆盖红、蓝、绿三种颜色的光线时，由于树脂材料的滤光作用，一个颜色的彩色像素允许对应颜色的光透过而吸收另外两种颜色的光，从而实现液晶显示装置的彩色显示特征。该技术虽然实现了彩色显示，但是其存在的问题是光的利用率大副下降，原因是：一方面彩色滤光片的滤光作用使得背光源发出的大部分光被吸收，光的利用效率不足1/3；另一方面，因为荧光灯类的背光源均是通过紫外线激发灯管壁内涂覆的荧光粉来发光的，白光二极管类的背光源是通过二极管芯片所发出的短波长，即通过发出紫光或蓝光激发灯管壁内涂覆的荧光粉来发光的，所以现有背光源都存在着因激发荧光材料发光而导致的光能量损失现象。传统彩色液晶显示装置至少存在两次光能量损失，因而会大幅度降低能量的利用效率，不仅导致液晶显示装置的亮度低，而且为保证显示亮度而耗费的能量也较大。

在视角特性方面，液晶显示装置通常采用双折射或旋光技术来实现对光强度的控制，限于液晶分子显像的工作原理，光线从背光源发出后，会依次经过下偏振片、液晶层和上偏振片，在液晶分子的偏转作用下，导致不同角度入射的光线间光程差不同，最终导致的后果是液晶显示装置的视角通常较窄。所谓视角，即能正常观测液晶显示装置屏幕上图像亮度、对比度和色彩的可视范围。视角窄导致观察者在较偏斜的角度观看图像时，图像的对比度和色彩会发生偏移。因此与主动发光型显示器件相比，现有液晶显示装置的视角特性比较差。为解决这一问题，现有技术开发了光学膜补偿、多筹垂直排列(MVA)、图形控制的垂直排列(PVA)、平面驱动(IPS)、边缘场驱动(FFS)等多种模式来改善液晶显示装置的视角特性。但是上述技术只能减少不同角度入射光线间的所通过路径的差异，而不能完全消除，对视觉的改善也很有限，且使液晶显示装置的结构复杂，提高了工艺难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩膜基板及制造方法和液晶显示装置，以实现提高液晶显示装置的光利用效率，提高显示亮度，降低能耗，同时避免不同角度观察时，图像对比度和色彩偏移现象的发生，改善液晶显示装置的视角特性。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种彩膜基板，包括：

基板；

黑矩阵，以矩阵排列形式设置在基板上；

彩色像素，间隔设置在黑矩阵之间，该彩色像素的材质为荧光材料；

流平封装层，覆盖在该黑矩阵和彩色像素之上；

内置偏振片，贴设在流平封装层上。

为实现上述目的，本发明的第二方面提供了一种彩膜基板的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、在基板上形成矩阵排列形式的黑矩阵，并在黑矩阵之间形成荧光材料的彩色像素；

步骤2、在完成步骤1的基板上形成流平封装层；

步骤3、在完成步骤2的基板上形成内置偏振片。

为实现上述目的，本发明的第三方面体提供了一种采用本发明彩膜基板的液晶显示装置，包括与该彩膜基板对盒设置的阵列基板、设置在彩膜基板和阵列基板之间的液晶层、以及设置在阵列基板背离彩膜基板一侧的背光源，其中，该背光源发射的波长小于等于彩膜基板上彩色像素荧光材料的受激发光临界波长。

由以上技术方案可知，本发明在彩膜基板上以彩色荧光材料代替彩色树脂材料，荧光材料在短波长光源的激发下，可以直接发光，因而减少了树脂材料吸收光的能量损失，解决了现有技术中光利用效率低的问题。同时，本发明因采用了彩膜基板主动发光的技术手段，使液晶显示装置达到了与主动发光显示装置相当的视角特性。因此，本发明的优点在于：

1、液晶显示装置的彩色显示方式以荧光材料的光激发式代替了现有的树脂材料光吸收式，能够提高光能量利用效率达50％以上，因而能够提高液晶显示装置的显示亮度，减少能量消耗；