CN103955099A - 彩膜基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种彩膜基板及其制作方法和显示装置，该彩膜基板中，在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接形成彩色滤光层，或者在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接贴合用于形成彩色滤光层的玻璃基板。这样，在采用本发明提供的彩膜基板的显示面板中，仅需设置一组除彩膜基板以外的其他结构，相比与直接将整个液晶显示面板与整个电子墨水显示面板贴合的方式，能够大大精简显示装置的结构，降低显示装置的厚度。另一方面，由于电子墨水填充的位置与彩色滤光层的光阻交错，可以避免彩色显示与电子墨水显示的相互干扰。

Description

彩膜基板及其制作方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制作方法和显示装置。
背景技术
当今随着科技的进步，显示技术也在随着人们的不同需求不断更新换代。目前主流的显示技术有液晶显示技术，OLED(有机发光二极管)显示技术，E-ink(电子墨水)显示技术。这三种显示技术分别有各自的优势和适用的显示领域，比如E-ink技术主要是应用在电子书行业，其中电子墨水则是该显示技术的核心显示器件。
电子墨水是由无数透明的微胶囊悬浮在透明基液中而形成的悬浮体系，其中微胶囊囊心由颜料颗粒和溶液组成。目前主要使用的颜料颗粒为带负电的黑色颗粒以及带正电的白色颗粒。在外加电场的作用下，白色以及黑色颗粒能够感应电荷方向朝不同的方向运动，进而显示出黑白相间的图像。
电子墨水有许多优点，包括易读性，易廉价制造，低功耗，反射率和对比度高。对于静止图像可以在不耗费任何额外电能的情况下维持图像达数周的时间。
由于电子墨水仅能显示黑白图像，现有技术中引入了双显示的显示装置，能够在达到上述电子墨水显示的有点的同时，实现彩色图像的显示。
现有技术中的双显示装置，电子墨水显示与液晶显示的部分互不相干，只是单纯把两种显示面板贴合到一起，造成显示装置的结构冗杂，厚度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，厚度较小的双显示装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种彩膜基板，包括：
位置相对的第一玻璃基板和第二玻璃基板；在第一玻璃基板上与第二玻璃基板相对的一面形成的共用电极层；在第二玻璃基板上与第一玻璃基板相对的一面形成的像素电极层，所述像素电极层包括多个像素电极以及控制所述像素电极的薄膜晶体管；以及在第二玻璃基板上另一面形成的彩色滤光层，所述彩色滤光层包括数个彩色光阻，所述彩色光阻之间留有空缺；
各个所述像素电极形成的图形位于与所述彩色滤光层上彩色光阻之间的空缺部分相对应的区域内；
在所述第一玻璃基板与第二玻璃基板之间填充有电子墨水，所述电子墨水填充区域与所述彩色光阻之间的空缺部分所在区域相对应。
优选的，所述第二玻璃基板形成像素电极的一面还包括有多个透明光阻，所述透明光阻的大小和位置与所述彩色滤光层上的各个彩色光阻相对应。
优选的，所述电子墨水通过喷墨技术填充在透明光阻之间。
优选的，所述透明光阻为透明光刻胶。
优选的，所述第二玻璃基板形成有彩色滤光层的一面还涂覆有外涂层。
优选的，所述外涂层为高硬度耐磨层。
优选的，所述第二玻璃基板包括上玻璃基板和下玻璃基板，所述上玻璃基板的下表面和所述下玻璃基板的上表面贴合，所述彩色滤光层形成在所述上玻璃基板的上表面，所述像素电极层形成在所述下玻璃基板的下表面。
本发明还提供了一种彩膜基板的制作方法，用于制作上述任一项所述的彩膜基板，其特征在于，包括：
在第一玻璃基板上形成包括共用电极的图形；
在第二玻璃基板第一表面上形成包括彩色滤光层的图形；
在第二玻璃基板的第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形；
在所述第二玻璃基板第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形后，形成包括透明光阻的图形，所述透明光阻的图形包括多个透明光阻以及透明光阻之间的沟槽；
在形成包括透明光阻的图形后，向透明光阻之间的沟槽中注入电子墨水；
在注入电子墨水后，将第一玻璃基板与第二玻璃基板对盒封装，使第一玻璃基板上形成有共用电极的一面封盖第二玻璃基板的电子墨水。
优选的，所述方法还包括：
在所述彩色滤光层的图形上涂覆外涂层。
优选的，所述方法还包括：
在所述外涂层上形成隔垫物。
优选的，所述第二玻璃基板包括上下两块玻璃基板，所述上玻璃基板包括第一表面与第三表面，所述下玻璃基板包括第二表面与第四表面，所述方法还包括：
在完成所述第一表面与第二表面的图形后，将所述上下两块玻璃基板的第三表面与第四表面对应贴合。
优选的，包括上述任一项所述的彩膜基板。
本发明提供的彩膜基板中，在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接形成彩色滤光层，或者在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接贴合用于形成彩色滤光层的玻璃基板。这样，在采用本发明提供的彩膜基板的显示面板中，仅需设置一组除彩膜基板以外的其他结构，相比与直接将整个液晶显示面板与整个电子墨水显示面板贴合的方式，能够大大精简显示装置的结构，降低显示装置的厚度。另一方面，由于电子墨水填充的位置与彩色滤光层的光阻交错，可以避免彩色显示与电子墨水显示的相互干扰。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的彩膜基板的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的彩膜基板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一
本发明实施例一提供了一种彩膜基板，如图1，包括：位置相对的第一玻璃基板1和第二玻璃基板2；在第一玻璃基板1上与第二玻璃基板2相对的一面(图中所示的下表面)形成的共用电极层3；在第二玻璃基板上2与第一玻璃基板1相对的一面形成的像素电极层，像素电极层包括多个像素电极4以及控制像素电极的薄膜晶体管；以及在第二玻璃基板2上另一面(图中所示的上表面)形成的彩色滤光层，彩色滤光层包括数个彩色光阻61，彩色光阻61之间留有空缺62；
各个像素电极4形成的图形位于与彩色滤光层上彩色光阻61之间的空缺部分62相对应的区域内；
在第一玻璃基板1与第二玻璃基板2之间填充有电子墨水5，电子墨水5填充区域与彩色光阻61之间的空缺部分62所在区域相对应。
这里可以理解，所述各个像素电极4形成的图形与彩色光阻61之间的空缺部分62形成的图形不同，各个像素电极4是相互隔开的，其目的是为了实现对各个所述像素电极4的开关控制，但所述像素电极4形成的图形位于所述彩色光阻61之间的空缺部分62形成的图形对应的区域内，从而避免影响彩色显示。
不难理解的是，这里的彩色光阻是指红色光阻、蓝色光阻、绿色光阻，分别用于产生红色光、蓝色光和绿色光，这里的像素电极是指应用控制电子墨水的电极，在第二玻璃基板上与第一玻璃基板相对的一面还应形成有与该像素电极的开关单元(比如薄膜晶体管开关)，以控制像素电极的开启和关闭。
本发明实施例中，电子墨水填充的位置与彩色滤光层的光阻交错，这样在进行彩色显示时，电子墨水不会对彩色光造成阻挡；在进行E-ink显示时，背光光源关闭，显示装置上对应于没有填充电子墨水的部分不能反射外部光线，从而显示黑色，同时通过对像素电极进行控制，可以使显示装置中的电子墨水根据需要显示白色或黑色，从而在黑色的显示屏幕上形成白色图案，实现E-ink显示。本发明提供的彩膜基板，能够满足人们在不同场合下的显示需求。
另外，本发明实施例中，在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接形成彩色滤光层，这样在采用本发明提供的彩膜基板的显示面板中，仅需设置一组除彩膜基板以外的其他结构，相比与直接将整个液晶显示面板与整个电子墨水显示面板贴合的方式，能够大大精简显示装置的结构，降低显示装置的厚度。
在现有技术中普遍使用的液晶面板中，为了增加对比度，在各个彩色光阻之间通常设置有黑色矩阵。本发明优选的实施例中，各个彩色光阻之间的空缺部分不设置黑色矩阵，彩色光阻可以直接制作于玻璃基板表面，减小了彩色光阻的角段差，从而避免了有过高角段差引起的产品品质不良，提高产品的良品率，并且在实际的彩色显示过程中，可以通过在像素电极上施加相应的电压，使构成电子墨水的黑色颗粒朝向观察者，使电子墨水形成黑矩阵，增加各个基色之间的对比度，这样本发明既可以实现双视显示的需求，又能够因为去掉黑矩阵，从而达到节约了材料及工艺的成本。
优选的，如图1所示，第二玻璃基板2形成像素电极的一面(图中所示的下表面)还形成有多个透明光阻7，透明光阻7的大小和位置与彩色滤光层上的各个彩色光阻61相对应。
此时，电子墨水5填充在透明光阻7之间，这样既能够保证电子墨水5不流向别的区域同时简化了制作工艺，方便电子墨水5的填充。本领域技术人员可以理解的是，实际应用中，也可以通过其他方式使电子墨水仅对应的填充在像素电极和共用电极之间，比如在每一个像素电极与公用电极之间设置一个透明薄膜管，并在透明薄膜管中填充电子墨水，本发明优选的实施方式并不能理解为本发明保护范围的限定。
通过在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置多个分隔的透明光阻，这样一方面能够保证正常的透光显示，另一方面，还为电子墨水的填充空间，降低了电子墨水填充的难度，同时节省了制作基板所使用的电子墨水。
优选的，电子墨水5通过喷墨技术填充在透明光阻7之间。
优选的，这里的透明光阻7为透明光刻胶。
优选的，如图1所示，第二玻璃基板2形成有彩色滤光层的一面还涂覆有外涂层8。
这样可以起到保护彩色滤光层的作用。
优选的，所述外涂层8为高硬度耐磨层。
这样做的好处是，在第二基板上制作像素电极时，可以避免彩色滤光层被破坏，提高显示装置的良品率。
优选的，在外涂层8上还形成有隔垫物9。
本发明实施例一提供的彩膜基板的优选的实施结构的一种制作方法可以包括：
步骤S1，在第一玻璃基板上形成包括共用电极的图形；
步骤S2，在第二玻璃基板第一表面上形成包括彩色滤光层的图形；
步骤S3，在第二玻璃基板的第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形；
步骤S4，在所述第二玻璃基板第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形后，形成包括透明光阻的图形，所述透明光阻的图形包括多个透明光阻以及透明光阻之间的沟槽；
步骤S5，在形成包括透明光阻的图形后，向透明光阻之间的沟槽中注入电子墨水；
步骤S6，在注入电子墨水后，将第一玻璃基板与第二玻璃基板对盒封装，使第一玻璃基板上形成有共用电极的一面封盖第二玻璃基板的电子墨水。
不难理解，在实际制作过程中，步骤S1并不必然在步骤S2之前进行，实际上，只要能够在步骤S6之前执行步骤S1，都不会影响本发明技术方案的实施。相应的，步骤S2和步骤S3的顺序的互换也不会影响本发明的实施。
优选的，在步骤S2之后，所述方法还可以包括：在所述彩色滤光层的图形上涂覆外涂层。
进一步的，在所述彩色滤光层的图形上涂覆外涂层之后，所述方法还可以包括：
在所述外涂层上形成隔垫物。
实施例二
本发明实施例二提供的彩膜基板与实施例一提供的彩膜基板的不同之处在于，参见图2，第二玻璃基板由上下两块玻璃基板21和22贴合而成，上玻璃基板21的下表面和下玻璃基板22的上表面贴合，此时彩色滤光层形成在上玻璃基板21的上表面，像素电极层4形成在下玻璃基板22的下表面。如此，可将基板电子墨水侧与彩膜分开制作，避免制作工艺过程中的摩擦带来的不良影响。
本发明实施例中，电子墨水填充的位置与彩色滤光层的光阻交错，这样在进行彩色显示时，电子墨水不会对彩色光造成阻挡；在进行E-ink显示时，背光光源关闭，显示装置上对应于没有填充电子墨水的部分不能反射外部光线，从而显示黑色，同时通过对像素电极进行控制，可以使显示装置中的电子墨水根据需要显示白色或黑色，从而在黑色的显示屏幕上形成白色图案，实现E-ink显示。本发明提供的彩膜基板，能够满足人们在不同场合下的显示需求。
另外，本发明实施例中，在电子墨水的像素电极所在的玻璃基板上直接贴合用于形成彩色滤光层的玻璃基板，这样在采用本发明提供的彩膜基板的显示面板中，仅需设置一组除彩膜基板以外的其他结构，相比与直接将整个液晶显示面板与整个电子墨水显示面板贴合的方式，能够大大精简显示装置的结构，降低显示装置的厚度。
本发明实施例二提供的彩膜基板的制作方法与实施例一提供的彩膜基板的制作方法不同之处在于，
上述的步骤S2替换为：步骤S2’，在上玻璃基板的上表面形成彩色滤光层；
上述步骤S3替换为步骤S3’，在下玻璃基板的下表面上形成包括彩色滤光层的图形；
可以理解，其他工艺的顺序可以不变，只是在进行完步骤S6后，所述方法还包括步骤S7：将上玻璃基板的下表面和下玻璃基板的上表面对应贴合成第二玻璃基板。如此，可将基板电子墨水侧与彩膜分开制作，避免制作工艺过程中的摩擦带来的不良影响。可以理解，步骤S7也可以是在步骤S5之前，能够达到减少电子墨水侧与彩膜侧在制作时受到的摩擦即可。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的彩膜基板。
本发明的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
位置相对的第一玻璃基板和第二玻璃基板；在第一玻璃基板上与第二玻璃基板相对的一面形成的共用电极层；在第二玻璃基板上与第一玻璃基板相对的一面形成的像素电极层，所述像素电极层包括多个像素电极以及控制所述像素电极的薄膜晶体管；以及在第二玻璃基板上另一面形成的彩色滤光层，所述彩色滤光层包括数个彩色光阻，所述彩色光阻之间留有空缺；
各个所述像素电极形成的图形位于与所述彩色滤光层上彩色光阻之间的空缺部分相对应的区域内；
在所述第一玻璃基板与第二玻璃基板之间填充有电子墨水，所述电子墨水填充区域与所述彩色光阻之间的空缺部分所在区域相对应。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二玻璃基板形成像素电极的一面还包括有多个透明光阻，所述透明光阻的大小和位置与所述彩色滤光层上的各个彩色光阻相对应。
3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述电子墨水通过喷墨技术填充在透明光阻之间。
4.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明光阻为透明光刻胶。
5.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二玻璃基板形成有彩色滤光层的一面还涂覆有外涂层。
6.如权利要求5所述的彩膜基板，其特征在于，所述外涂层为高硬度耐磨层。
7.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二玻璃基板包括上玻璃基板和下玻璃基板，所述上玻璃基板的下表面和所述下玻璃基板的上表面贴合，所述彩色滤光层形成在所述上玻璃基板的上表面，所述像素电极层形成在所述下玻璃基板的下表面。
8.一种彩膜基板的制作方法，用于制作权利要求1-7任一项所述的彩膜基板，其特征在于，包括：
在第一玻璃基板上形成包括共用电极的图形；
在第二玻璃基板第一表面上形成包括彩色滤光层的图形；
在第二玻璃基板的第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形；
在所述第二玻璃基板第二表面上形成包括像素电极以及薄膜晶体管的图形后，形成包括透明光阻的图形，所述透明光阻的图形包括多个透明光阻以及透明光阻之间的沟槽；
在形成包括透明光阻的图形后，向透明光阻之间的沟槽中注入电子墨水；
在注入电子墨水后，将第一玻璃基板与第二玻璃基板对盒封装，使第一玻璃基板上形成有共用电极的一面封盖第二玻璃基板的电子墨水。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述彩色滤光层的图形上涂覆外涂层。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述外涂层上形成隔垫物。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二玻璃基板包括上下两块玻璃基板，所述上玻璃基板包括第一表面与第三表面，所述下玻璃基板包括第二表面与第四表面，所述方法还包括：
在完成所述第一表面与第二表面的图形后，将所述上下两块玻璃基板的第三表面与第四表面对应贴合。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7所述的彩膜基板。
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