CN108563014A - 彩膜基板及其制备方法以及显示装置 - Google Patents

彩膜基板及其制备方法以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了彩膜基板及其制备方法以及显示装置。其中，所述彩膜基板包括：基板；黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述基板的第一侧，并限定出多个开口；透镜结构，所述透镜结构设置在所述基板和所述黑矩阵之间，折射率大于所述基板的折射率，且在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影，用于在所述黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像。发明人发现，在彩膜基板中设置上述透镜结构，利用透镜成像原理，可以在视觉上减小黑矩阵的宽度，从而削弱黑矩阵的纱窗效应，提高显示质量，并且彩膜基板的结构简单，易于实现，良率较高，产品精度较高。

Description

彩膜基板及其制备方法以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体的，涉及彩膜基板及其制备方法以及显示装置。
背景技术
目前，虚拟现实(VR)显示装置采用透镜成像方式以扩大人眼的可视视角，但是虚拟现实显示装置采用的显示屏的分辨率并不能大幅度提升，从而产生视角分辨率下降，画质变差的现象，这种现象主要表现为黑矩阵(BM)的纱窗效应。
因而，目前的显示装置仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以削弱VR显示纱窗效应、产品精度高或者结构简单的彩膜基板。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种彩膜基板。根据本发明的实施例，所述彩膜基板包括：基板；黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述基板的第一侧，并限定出多个开口；透镜结构，所述透镜结构设置在所述基板和所述黑矩阵之间，折射率大于所述基板的折射率，且在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影，用于在所述黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像。发明人发现，在彩膜基板中设置上述透镜结构，利用透镜成像原理，可以在视觉上减小黑矩阵的宽度，从而削弱黑矩阵的纱窗效应，提高显示质量，并且彩膜基板的结构简单，易于实现，良率较高，产品精度较高。
根据本发明的实施例，所述透镜结构的焦距为10～100μm。由此，黑矩阵或者开口在透镜结构的焦距范围内，可以在黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，以达到弱化黑矩阵的效果，从而削弱纱窗效应。
根据本发明的实施例，所述透镜结构包括多个子透镜，每个所述子透镜在所述基板上的正投影覆盖一个所述开口在所述基板上的正投影。由此，从开口透出的光线经过透镜的折射后在黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，可视角较大，并能够达到弱化黑矩阵的效果，含有上述透镜结构的显示装置的显示效果较佳，使用性能较佳。
根据本发明的实施例，每个所述子透镜在所述基板上的正投影与所述黑矩阵在所述基板上的正投影存在重叠区域。由此，从开口透出的光线经过透镜的折射后在黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，可视角较大，并能够达到弱化黑矩阵的效果，含有上述透镜结构的显示装置的分辨率较高，显示效果较佳，使用性能较佳。
根据本发明的实施例，所述彩膜基板还包括第一膜层，所述第一膜层设置在所述基板和所述黑矩阵之间，所述透镜结构嵌设在所述第一膜层靠近所述黑矩阵的表面内，其中，所述透镜结构的折射率大于所述第一膜层的折射率。由此，结构简单，易于实现，并且在第一膜层中设置透镜结构能够达到弱化黑矩阵的效果，提高显示装置的显示质量。
根据本发明的实施例，所述透镜结构嵌设在所述基板靠近所述黑矩阵的表面内。由此，结构简单，易于实现，且上述透镜结构能够达到消弱黑矩阵的效果，提高显示装置的显示质量。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例，所述显示装置包括前面所述的彩膜基板。该显示装置具有前面所述的彩膜基板的所有特征和优点，在此不再过多赘述，且所述显示装置的分辨率较高，显示质量较高，使用性能较佳，结构简单，易于实现。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备彩膜基板的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：在基板的第一侧形成透镜结构；在所述透镜结构远离所述基板的一侧形成黑矩阵；其中，所述黑矩阵限定出多个开口，所述透镜结构的折射率大于所述基板的折射率，且在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影，用于在所述黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像。发明人发现，上述方法操作简单方便，易于实现，工艺精度较高，且能够得到使用性能较佳的彩膜基板。
根据本发明的实施例，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：在所述基板的第一侧形成透镜槽；在所述透镜槽中形成所述透镜结构。由此，操作简单方便，易于实现，工艺精度较高。
根据本发明的实施例，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：在所述基板的第一侧形成第一膜层；在所述第一膜层远离所述基板的表面上形成透镜槽；在所述透镜槽中形成所述透镜结构。由此，操作简单方便，易于实现，工艺精度较高。
附图说明
图1是本发明一个实施例中的彩膜基板的结构示意图。
图2是本发明另一个实施例中的彩膜基板的结构示意图。
图3是本发明另一个实施例中的彩膜基板的结构示意图。
图4是本发明一个实施例中的彩膜基板的工作原理示意图。
图5是本发明一个实施例中显示效果示意图。
图6是本发明另一个实施例中的彩膜基板的结构示意图。
图7是本发明一个实施例中制备彩膜基板的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明是基于发明人的以下认识和发现而完成的：
目前虚拟现实显示装置的屏幕分辨率较低，黑矩阵的纱窗效应比较明显。针对上述技术问题，发明人进行了深入的研究，研究后发现，可以在彩膜基板远离黑矩阵的表面直接贴透镜结构，由于黑矩阵远离透镜结构的焦距，则会在透镜结构与黑矩阵之间形成缩小的实像，该方案虽然在理论上可以减小黑矩阵的宽度，但是透镜结构的贴附精度难以达到微米级精度需求，导致削弱纱窗效应效果不佳；针对上述技术问题，发明人继续进行研究，研究后发现，在彩膜基板的基板与黑矩阵之间形成透镜结构，并使透镜结构的折射率大于基板的折射率，且黑矩阵在透镜的焦距范围内，透镜结构在基板上的正投影覆盖黑矩阵在基板上的正投影，由此，从开口透出的光线经过透镜的折射会在黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，在视觉上增加了可视视角，还可以削弱纱窗效应，并且产品精度较高，可达到微米级。
有鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种彩膜基板。根据本发明的实施例，参照图1，所述彩膜基板包括：基板100；黑矩阵300，所述黑矩阵300设置在所述基板100的第一侧，并限定出多个开口310；透镜结构200，所述透镜结构200设置在所述基板100和所述黑矩阵300之间，折射率大于所述基板100的折射率，且在所述基板100上的正投影覆盖所述开口310在所述基板100上的正投影，用于在所述黑矩阵300远离所述基板100的一侧形成正立、放大的虚像。发明人发现，在彩膜基板中设置上述透镜结构，利用透镜成像原理，可以在视觉上消弱黑矩阵，从而削弱黑矩阵的纱窗效应，提高显示质量，并且彩膜基板的结构简单，易于实现，良率较高，产品精度较高。
需要说明的是，基板的第一侧是指在使用时基板远离用户的一侧。
根据本发明的实施例，所述透镜结构的焦距为10～100μm。由此，黑矩阵或者开口在透镜结构的焦距范围内，可以在黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，以达到弱化黑矩阵的效果，从而削弱黑矩阵的纱窗效应，提高显示质量。根据显示像素大小不同，进行匹配的透镜焦距设置。
根据本发明的实施例，透镜结构的具体结构与开口或者黑矩阵之间的位置关系没有特别限制，只要能够满足削弱纱窗效应的需要，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，参照图2，所述透镜结构200包括多个子透镜210，每个所述子透镜210在所述基板100上的正投影覆盖一个所述开口310在所述基板100上的正投影。由此，从开口透出的光线经过透镜的折射后在开黑矩阵远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，可视角较大，并能够达到弱化黑矩阵的效果，含有上述透镜结构的显示装置的显示效果较佳，使用性能较佳。在本发明的另一些实施例中，参照图1或图3，所述透镜结构200包括多个子透镜210，每个所述子透镜210在所述基板100上的正投影与所述黑矩阵300在所述基板100上的正投影存在重叠区域。由此，从开口透出的光线经过透镜的折射后在开口远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，可视角较大，并能够达到弱化黑矩阵的效果，含有上述透镜结构的显示装置的显示效果较佳，使用性能较佳。在本发明的一些具体实施例中，参照图3，对于相邻两个开口310之间的第一黑矩阵301，与其相邻的两个所述子透镜210关于所述第一黑矩阵301的中线A对称。由此，结构简单，易于实现，削弱纱窗效应效果较佳。
根据本发明的实施例，以每个所述子透镜在所述基板上的正投影与所述黑矩阵在所述基板上的正投影存在重叠区域为例来说明本申请中削弱纱窗效应的原理，具体可参照图4。相邻两个开口310在第一方向上的宽度分别为a和c，经过透镜结构200的放大之后，分别在黑矩阵300远离基板100的一侧形成正立、放大的虚像，上述虚像在第一方向上的宽度分别为a1和c1；上述两个开口310之间的第一黑矩阵301在第一方向上的宽度为b，经过透镜结构200的放大之后，在黑矩阵300远离基板100的一侧形成正立、放大的虚像，且上述两个开口310与第一黑矩阵301经过透镜结构200放大后形成的虚像部分重叠，但是由于第一黑矩阵301实际不透光，则在视觉上第一黑矩阵301的虚像与两个开口310的虚像重叠的部分被弱化，视觉上第一黑矩阵301的作用区在第一方向上的宽度为b1。在本发明的一些实施例中，b1在第一方向上的宽度可以达到0，由此，削弱纱窗效应的效果更佳，显示装置的显示质量更高。由此，利用透镜结构的成像作用削弱了黑矩阵的纱窗效应，提高了显示装置的显示质量，并且产品工艺精度较高。根据本发明的实施例，彩膜基板削弱黑矩阵的效果示意图可参见图5，图5中B为黑矩阵300与开口310的实际大小，C为黑矩阵300与开口310经过透镜结构的放大之后的视觉效果，可见，经过透镜结构的放大之后，黑矩阵在视觉上被消弱，从而削弱纱窗效应，提高显示装置的显示质量。
根据本发明的实施例，设置透镜结构的方式没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，参照图6，所述彩膜基板还包括第一膜层400，所述第一膜层400设置在所述基板100和所述黑矩阵300之间，所述透镜结构200嵌设在所述第一膜层400靠近黑矩阵300的表面内，其中，所述透镜结构200的折射率大于所述第一膜层400的折射率。由此，结构简单，易于实现，并且在第一膜层中设置透镜结构能够达到弱化黑矩阵的效果，提高显示装置的显示质量。根据本发明的实施例，上述第一膜层与基板的折射率相同或者相差不大，由此，显示效果较佳。
在本发明的另一些实施例中，参照图1、图2或图3，所述透镜结构200嵌设在所述基板100靠近所述黑矩阵300的表面内。由此，结构简单，易于实现，产品精度较高，且上述透镜结构能够达到弱化黑矩阵的效果，提高显示装置的显示质量。
根据本发明的实施例，形成基板的材料没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。例如形成基板的材料可以为树脂或者玻璃等，由此，材料来源广泛，透光效果较佳。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例，所述显示装置包括前面所述的彩膜基板。该显示装置具有前面所述的彩膜基板的所有特征和优点，在此不再过多赘述，且所述显示装置的分辨率较高，显示质量较高，使用性能较佳，结构简单，易于实现。
根据本发明的实施例，上述显示装置的种类没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。例如显示装置的种类可以为OLED显示装置或者LCD显示装置。当所述显示装置为OLED显示装置时，若OLED器件发出的光为白色，则可以在彩膜基板中相邻两个第一黑矩阵之间设置彩色滤光片；若OLED器件发出的光为彩色，则在彩膜基板中相邻两个第一黑矩阵之间可以不设置彩色滤光片。当所述显示装置为LCD显示装置时，可以在彩膜基板中相邻的两个第一黑矩阵之间设置彩色滤光片。由此，可以满足显示需要，显示质量较佳。
根据本发明的实施例，显示装置可以为虚拟现实、增强现实显示设备等，该显示装置的结构除了包括前面所述的彩膜基板之外，还包括常规显示装置应该具备的结构，例如阵列基板，封装结构，保护盖板等。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备彩膜基板的方法。根据本发明的实施例，参照图7，所述方法包括：
S100：在基板的第一侧形成透镜结构。
需要说明的是，基板的第一侧是指使用时基板远离用户的一侧。
根据本发明的实施例，所述透镜结构的折射率大于所述基板的折射率，由此，根据透镜成像原理可以在透镜远离基板的一侧形成正立、放大的虚像，增大可视视角。
根据本发明的实施例，所述透镜结构或者基板与前面的描述一致，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，形成透镜结构的方法没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：在所述基板的第一侧形成透镜槽；在所述透镜槽中形成所述透镜结构。由此，操作简单方便，易于实现，工艺精度较高。在本发明的另一些实施例中，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：在所述基板的第一侧形成第一膜层；在所述第一膜层远离所述基板的表面上形成透镜槽；在所述透镜槽中形成所述透镜结构。由此，操作简单方便，易于实现，工艺精度较高。
根据本发明的实施例，上述第一膜层与前面的描述一致，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，形成透镜槽的方式没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。例如形成透镜槽的方式可以包括但不限于刻蚀或者切割等，由此，工艺简单方便，易于实现。
S200：在所述透镜结构远离所述基板的一侧形成黑矩阵。
根据本发明的实施例，所述黑矩阵限定出多个开口，所述透镜在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影。由此，从开口透出的光线经过透镜结构的放大作用在黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像，而黑矩阵不透光，从而达到削弱黑矩阵的纱窗效应的效果，提高显示装置的显示质量，使用性能较佳。
根据本发明的实施例，所述黑矩阵与前面的描述一致，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，形成黑矩阵的方式没有特别限制，只要能够满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。例如形成黑矩阵的方式可以为刻蚀或者切割等。
发明人发现，上述方法操作简单方便，易于实现，工艺精度较高，且能够得到使用性能较佳的彩膜基板。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述基板的第一侧，并限定出多个开口；
透镜结构，所述透镜结构设置在所述基板和所述黑矩阵之间，折射率大于所述基板的折射率，且在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影，用于在所述黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透镜结构的焦距为10～100μm。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透镜结构包括多个子透镜，每个所述子透镜在所述基板上的正投影覆盖一个所述开口在所述基板上的正投影。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，每个所述子透镜在所述基板上的正投影与所述黑矩阵在所述基板上的正投影存在重叠区域。
5.根据权利要求1-4任一项所述的彩膜基板，其特征在于，还包括第一膜层，所述第一膜层设置在所述基板和所述黑矩阵之间，所述透镜结构嵌设在所述第一膜层靠近所述黑矩阵的表面内，其中，所述透镜结构的折射率大于所述第一膜层的折射率。
6.根据权利要求1-4任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述透镜结构嵌设在所述基板靠近所述黑矩阵的表面内。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的彩膜基板。
8.一种制备彩膜基板的方法，其特征在于，包括：
在基板的第一侧形成透镜结构；
在所述透镜结构远离所述基板的一侧形成黑矩阵；
其中，所述黑矩阵限定出多个开口，所述透镜结构的折射率大于所述基板的折射率，且在所述基板上的正投影覆盖所述开口在所述基板上的正投影，用于在所述黑矩阵远离所述基板的一侧形成正立、放大的虚像。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：
在所述基板的第一侧形成透镜槽；
在所述透镜槽中形成所述透镜结构。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在基板的第一侧形成透镜结构包括：
在所述基板的第一侧形成第一膜层；
在所述第一膜层远离所述基板的表面上形成透镜槽；
在所述透镜槽中形成所述透镜结构。
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