彩膜基板及其制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置

文档序号:134324 发布日期:2021-10-22 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 彩膜基板及其制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置 (Color film substrate and manufacturing method thereof, liquid crystal display device and electronic paper display device ) 是由 赵约瑟 王凯 颜金成 乔传兴 于 2021-07-02 设计创作,主要内容包括:本发明适用于显示装置领域,提出一种彩膜基板,包括:第一基材;彩色滤光层,设于所述第一基材上,所述彩色滤光层包括多个色阻块,至少部分所述色阻块上设有开孔。上述彩膜基板的色阻块设有开孔,能够提升彩膜基板的光透过率,进而提升显示装置的亮度,显示效果较好。本发明同时提出一种彩膜基板的制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置。(The invention is suitable for the field of display devices, and provides a color film substrate, which comprises: a first substrate; the color filter layer is arranged on the first substrate and comprises a plurality of color resistance blocks, and at least part of the color resistance blocks are provided with openings. The color resistance block of the color film substrate is provided with the opening, so that the light transmittance of the color film substrate can be improved, the brightness of the display device is further improved, and the display effect is good. The invention also provides a manufacturing method of the color film substrate, a liquid crystal display device and an electronic paper display device.)

彩膜基板及其制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置领域,尤其涉及一种彩膜基板及其制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置。

背景技术

目前,反射式彩色液晶显示装置因彩色滤光片中的R、G、B色阻的透过率低以及偏光片的透过率损失问题,显示亮度很低,在自然光下无法使用,常用的改善方法是采用半穿透设计和利用强背光显示模式来弥补亮度损失,然而,这种改善方法增加了产品的制造成本;电子书是反射显示器件,增加了彩色滤光片的电子书亮度更低,无法满足消费者的需求。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种彩膜基板及其制作方法、液晶显示装置及电子纸显示装置,以提升彩膜基板的光透过率和亮度。

本发明第一方面的实施例提出一种彩膜基板,包括:

第一基材;

彩色滤光层,设于所述第一基材上,所述彩色滤光层包括多个色阻块,至少部分所述色阻块上设有开孔。

在一些实施例中,所述开孔为贯穿所述色阻块的通孔或开设于所述色阻块一侧的盲孔,所述开孔的深度方向垂直于所述第一基材;所述开孔呈多边形、圆形、椭圆形、不规则形中的至少一种。

在一些实施例中,多个所述色阻块包括颜色不同的第一色阻块、第二色阻块和第三色阻块,且所述第一色阻块、所述第二色阻块和所述第三色阻块中的所述开孔分别具有相同或不同的面积比,其中所述面积比为所述开孔的面积与相应的所述色阻块的面积之比。

在一些实施例中,所述开孔设于所述色阻块的中部;或,所述开孔沿所述色阻块的至少部分外缘设置。

在一些实施例中,所述彩膜基板还包括微透镜层,所述微透镜层设于所述彩色滤光层背离所述第一基材的一侧。

在一些实施例中,所述微透镜层包括多个透镜单元,每个所述透镜单元与相应的所述色阻块重叠,且所述透镜单元包括多个间隔设置的凸起部;所述凸起部为球冠体、梯形台和三棱体中的至少一种。

在一些实施例中,所述彩膜基板还包括平坦层;所述平坦层设于所述彩色滤光层和所述微透镜层之间。

在一些实施例中,相邻的所述色阻块相连或相邻的所述色阻块之间具有露出所述第一基材的间隙。

本发明的第二方面提出一种彩膜基板的制作方法,包括:

提供第一基材;

在所述第一基材上制作彩色滤光层,所述彩色滤光层包括多个色阻块;

其中,在制作彩色滤光层时,在至少部分所述色阻块上设置开孔。

在一些实施例中,在所述第一基材上制作彩色滤光层,包括:在所述第一基材上制作多个间隔设置的第一色阻块以及对位标记;依据所述对位标记,在所述第一基材上制作多个第二色阻块;依据所述对位标记,在所述第一基材上制作多个第三色阻块,其中,多个所述第二色阻块、多个所述第三色阻块、和多个所述第一色阻块依序排列。

在一些实施例中,在所述第一基材上制作彩色滤光层之后,所述制作方法还包括:在所述第一基材上制作微透镜层,所述微透镜层设于所述彩色滤光层背离所述第一基材的一侧。

本发明的第三方面提出一种液晶显示装置,包括如第一方面所述的彩膜基板。

本发明的第四方面提出一种电子纸显示装置,包括如第一方面所述的彩膜基板。

上述彩膜基板包括第一基材和设于第一基材上的彩色滤光层,彩色滤光层包括多个色阻块,且至少部分色阻块上设有开孔,开孔作为透光结构,能够提升色阻块的光透过率,进而提升彩膜基板整体的透光率,因此,上述彩膜基板能够提升亮度和显示装置的显示效果,开孔可在制作色阻块时一并制作,制程简单且制造成本较低。

上述制作方法可制作设有开孔的色阻块,以提升彩膜基板的光透过率;上述液晶显示装置或电子纸显示装置包括彩膜基板,由于彩膜基板中的色阻块设有开孔,彩膜基板的光透过率较高,有效提升了显示装置的亮度与显示效果,能够满足消费者的使用需求。彩膜基板上的开孔可在制作色阻块时一并制作,上述液晶显示装置或电子纸显示装置的制造成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的具有圆形开孔的彩膜基板的结构示意图;

图2是本发明一实施例提供的具有矩形开孔的彩膜基板的结构示意图;

图3是本发明一实施例提供的具有六边形开孔的彩膜基板的结构示意图;

图4是本发明一实施例提供的具有框形开孔的彩膜基板的结构示意图;

图5是本发明第一实施例提供的彩膜基板的剖视图;

图6是图5所示的彩膜基板的局部放大图;

图7是本发明第二实施例提供彩膜基板的剖视图;

图8是图7所示的彩膜基板的局部放大图;

图9是本发明第三实施例提供彩膜基板的局部剖视图;

图10是本发明第四实施例提供的彩膜基板的局部剖视图;

图11是本发明第五实施例提供的彩膜基板的局部剖视图;

图12是本发明第六实施例提供的彩膜基板的局部剖视图;

图13是本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法的流程图;

图14是本发明一实施例提供的彩膜基板制作过程中制作第一色阻块后的示意图;

图15是本发明一实施例提供的彩膜基板制作过程中制作第二色阻块后的示意图;

图16是本发明一实施例提供的彩膜基板制作过程中制作第三色阻块后的示意图;

图17是本发明一实施例提供的彩膜基板制作过程中制作平坦层后的示意图;

图18是本发明一实施例提供的彩膜基板制作过程中制作微透镜层后的示意图;

图19是本发明一实施例提供的显示装置的结构示意图。

图中标记的含义为:

100、彩膜基板;

10、第一基材;101、对位标记;

20、彩色滤光层;21、第一色阻块;22、第二色阻块;23、第三色阻块;201、开孔;

30、微透镜层;31、透镜单元;311、凸起部;

40、平坦层;50、透明电极层;

200、阵列基板;500、显示装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图即实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

需说明的是,当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件,它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件,它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案,下面结合具体附图及实施例来进行说明。

本发明第一方面的实施例提出一种彩膜基板,彩膜基板用于显示装置中,显示装置例如为液晶显示装置(liquid crystal display,LCD)或电子纸显示装置。

请参照图1,彩膜基板100包括第一基材10和设于第一基材10上的彩色滤光层20,彩色滤光层20包括多个色阻块,至少部分色阻块上设有开孔201。

在一实施例中,多个色阻块包括颜色不同的第一色阻块21、第二色阻块22和第三色阻块23。当白光射入色阻块中后,经色阻块射出的光线为与色阻块颜色对应的光线。

可选的,第一色阻块21为蓝色(B)色阻块,第二色阻块22为红色(R)色阻块、第三色阻块23为绿色(G)色阻块。

进一步地,可预先通过设计计算,匹配色阻块的色度和透过率来设计开孔201与相应色阻块的面积比。在一实施例中,由于不同颜色的色阻块的色度和透过率不同,第一色阻块21、第二色阻块22和第三色阻块23中的开孔201分别具有相同或不同的面积比,以实现色彩和亮度的优化效果。其中,所述“面积比”为开孔201的面积与相应色阻块的面积之比。

多个色阻块在第一基材10上依序排列,例如,按照直条式、马赛克式、三角形式、四画素式等顺序排列。

可以理解,可依据需求,仅部分色阻块上开设有开孔201,或者,所有色阻块上均开设有开孔201;另外,每个色阻块上开孔201的数量可为一个或多个,在此对数量不作限制。

上述彩膜基板100包括第一基材10和设于第一基材10上的彩色滤光层20,彩色滤光层20包括多个色阻块,且至少部分色阻块上设有开孔201,开孔201作为透光结构,能够提升色阻块的光透过率,进而提升彩膜基板100整体的透光率,因此,上述彩膜基板100的进光率和出光率较高,能够有效提升亮度和显示装置的显示效果。当显示装置为反射式的显示装置时,则上述彩膜基板100具有较高的反射率。

上述彩膜基板100可应用于液晶显示装置中,例如采用背光模组的液晶显示装置,反射式液晶显示装置、或半反半透式液晶显示装置等,彩膜基板100的光透过率较高,能够提升液晶显示装置的亮度,无需利用强背光来提升亮度,彩膜基板100的开孔201可在制作色阻块时一并制作,制程简单且制造成本较低。

上述彩膜基板100也可应用于电子纸显示装置,电子纸显示装置需要使用环境光,当环境光经过色阻块时,部分光线可直接通过开孔201出射,降低了环境光的损耗,提升了电子书显示装置的亮度。

在一实施例中,开孔201为贯穿色阻块的通孔,开孔201的深度方向垂直于第一基材10。如此,开孔201能够直接透射光线。

在另一实施例中,开孔201为开设于色阻块一侧的盲孔,如此,开孔201相较于色阻块的其余部分具有较高的光透过率。可选的,开孔201为开设于色阻块背离第一基材10的一侧,或者,开孔201开设于色阻块朝向第一基材10的一侧。

可选的,开孔201呈多边形、圆形、椭圆形、不规则形中的至少一种,多边形例如为三角形、矩形、五边形、六边形等。本申请对开孔201的形状不作限制,在满足透光度和色度的前提下,便于制作即可。

如图1所示,在一实施例中,色阻块上的开孔201呈圆形;如图2所示,在另一实施例中,色阻块上的开孔201为矩形;请参照图3,在又一实施例中,色阻块上的开孔201为六边形。

请参照图4,在再一实施例中,色阻块上的开孔201呈框形,且开孔201设于色阻块的周侧,开孔201沿色阻块的周缘延伸。可以理解,开孔201也可沿色阻块的至少部分外缘设置,例如,开孔201为条形孔且设于色阻块的一侧。

如图1至图4所示,开孔201可设于色阻块的中部,或者,开孔201沿色阻块的至少部分外缘设置。如此,开孔201可以提升色阻块的光透过率,且对色阻块的滤光功能影响较小。可以理解,每个色阻块上的开孔201可位于色阻块的任意位置,不限于位于色阻块的中部或任一侧边,在此对色阻块的位置不作限制。

为了进一步提升彩膜基板100的光透过率,在一实施例中,相较于现有技术,彩膜基板100不包括黑色矩阵(black matrix,BM),以减少黑色矩阵对光透过率的影响。此时,相邻的色阻块相连或相邻的色阻块之间具有露出第一基材10的间隙,以避免混色。其中,相邻的色阻块相连,可为相邻设置或部分重叠设置。可以理解,依据实际需求,也可在第一基材10上预先设置黑色矩阵,以区隔相邻的色阻块。

如图5所示,在第一实施例中,彩膜基板100包括第一基材10和设于第一基材10上的彩色滤光层20,彩色滤光层20包括多个色阻块,且至少部分色阻块上设有开孔201,开孔201可为如图1至图4中任一实施例所示的开孔,也可为其他形状的开孔。

在第一实施例中,彩膜基板100还包括微透镜层30,微透镜层30设于彩色滤光层20背离第一基材10的一侧。微透镜层30能够起到提光、增亮的效果。

微透镜层30包括多个透镜单元31,每个透镜单元31与相应的色阻块重叠,且透镜单元31包括多个间隔设置的凸起部311,凸起部311朝向背离第一基材10的一侧。凸起部311可改变光线的出射角度,起到调光作用。可以理解,依据不同的使用需求,可设置不同形状的凸起部311。

可选的,凸起部311为球冠体、梯形台和三棱体中的至少一种。如此,凸起部311的结构能够调整光线,进一步提升彩膜基板100的光透过率。

如图5和图6所示,在第一实施例中,凸起部311为梯形台,沿着垂直于第一基材11的方向,凸起部311的横截面呈梯形。

请参照图7和图8,在第二实施例中,彩膜基板100与第一实施例相似,不同之处在于,彩膜基板100还包括平坦层40,平坦层40具有平坦化的作用。在本实施例中,平坦层40设于彩色滤光层20和微透镜层30之间,因此,在制作平坦层40之后,再在平坦层40上制作微透镜层30,平坦层40能够提供平坦的表面,方便微透镜层30的制作,提升微透镜层30的均一性。

请参照图9,第三实施例中的彩膜基板100与第一实施例相似,不同之处在于,凸起部311为球冠体,凸起部311的顶部呈半球状。

请参照图10,第四实施例中的彩膜基板100与第三实施例相似,不同之处在于,彩膜基板100还包括设于彩色滤光层20和微透镜层30之间的平坦层40。

请参照图11,第五实施例中的彩膜基板100与第一实施例相似,不同之处在于,凸起部311为三棱体,凸起部311的横截面呈三角形。

请参照图12,第六实施例中的彩膜基板100与第五实施例相似,不同之处在于,彩膜基板100还包括设于彩色滤光层20和微透镜层30之间的平坦层40。

因此,平坦层40的结构可搭配任意结构的微透镜层30。

请再次参照图5与图6,彩膜基板100还包括透明电极层50。可选的,透明电极层50为氧化铟锡(ITO)层,透明电极层50设于微透镜层30背离第一基材10的一侧,但不限于此。

另外,由于上述彩膜基板100取消了黑色矩阵,相邻的色阻块之间具有露出第一基材10的间隙,以避免混色。相应的,相邻的透镜单元31之间也具有间隙,无需在色阻块之间设置凸起部311。

本发明的第二方面提出一种彩膜基板的制作方法,用于制作如第一方面的彩膜基板100。请参照图13,彩膜基板的制作方法包括以下步骤。

步骤S110,提供第一基材。

请同时参照图14,第一基材10可为透明玻璃基材,或为柔性基材。

步骤S120,在第一基材10上制作彩色滤光层20,彩色滤光层20包括多个色阻块,其中,在制作彩色滤光层20时,在至少部分色阻块上设置开孔201。

在一实施例中,步骤S102在第一基材10上制作彩色滤光层20,具体包括以下步骤。

首先,如图14所示,在第一基材10上制作多个间隔设置的第一色阻块21以及对位标记101,第一色阻块21上可开设有开孔201。

接着,如图15所示,依据对位标记101,在第一基材10上制作多个第二色阻块22。第二色阻块22上可开设有开孔201。

然后,如图16所示,依据对位标记101,在第一基材10上制作多个第三色阻块23,其中,多个第二色阻块22、多个第三色阻块23、和多个第一色阻块21依序排列。在一实施例中,第一色阻块21为蓝色色阻块,第二色阻块22为红色色阻块、第三色阻块23为绿色色阻块;其他实施例中,多个第二色阻块22、多个第三色阻块23、和多个第一色阻块21的排列顺序不限于此。

由于本实施例中取消了黑色矩阵的制作,故在制作第一色阻块时即制作对位标记101,方便后续对第二色阻块、第三色阻块和微透镜层进行对位。

可以理解,在其他实施例中,在步骤S120之前先在第一基材10上制作黑色矩阵,然后再制作彩色滤光层20。如此,则在制作黑色矩阵时同步制作对位标记101。

如图17所示,在步骤S120之后,制作方法还包括:在彩色滤光层20上方制作平坦层40。后续形成的微透镜层30位于平坦层40上,有利于实现微透镜层30的均一化。可以理解,若彩膜基板100应用于电子纸显示装置,则平坦层40的制作步骤可以省略。

如图13、图16和图18所示,在步骤S120在第一基材10上制作彩色滤光层20之后,制作方法还包括步骤S130:在彩色滤光层20第一基材10上方制作微透镜层30,微透镜层30设于彩色滤光层20背离第一基材10的一侧。微透镜层30的结构可如第一方面所述,在此不再赘述。在制作微透镜层30后,可在第一基材上制作透明电极层50(请参图5)。在其他实施例中,也可先制作透明电极层50,再制作微透镜层30。

上述制作方法可制作设有开孔201的色阻块,以提升彩膜基板100的光透过率;在制作第一色阻块21时,同时制作第二色阻块22、第三色阻块23和微透镜层30的对位标记101,方便对后续制程进行对位;另外,无需制作黑色矩阵,节省了工序和制造成本。

请参照图19,本发明还提出一种显示装置500,包括如第一方面所述的彩膜基板100,与彩膜基板100相对设置的阵列基板200,以及设于彩膜基板100和阵列基板200之间的显示介质。

阵列基板200包括第二基材和设于第二基材上的驱动电路,驱动电路为薄膜晶体管电路或段码电路。透明电极层50可与阵列基板200之间产生感应电场,以驱动显示介质。

本发明的第三方面提出一种液晶显示装置,包括如第一方面所述的彩膜基板100。彩膜基板100和阵列基板200之间设有液晶显示介质,阵列基板200上设有薄膜晶体管电路。其中,液晶显示装置可为半反半透式或反射式,或者包括背光模组,均能使用第一方面所述的彩膜基板100。

本发明的第四方面提出一种电子纸显示装置,彩膜基板100和阵列基板200之间设有电子墨水,但不限于此,二者之间也可设置电浆粒子胶囊膜层。阵列基板200上设有薄膜晶体管电路或段码电路。

上述液晶显示装置或电子纸显示装置包括彩膜基板100,由于彩膜基板100中的色阻块设有开孔201,彩膜基板100的光透过率较高,有效提升了亮度与显示效果,能够满足消费者的使用需求;彩膜基板100的开孔201可在制作色阻块时一并制作,制程简单且制造成本较低。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

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