CN110444691B - 彩膜基板、显示面板及其制备方法和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种彩膜基板、显示面板及其制备方法和显示装置。其中，彩膜基板，包括基底，所述基底上依次形成有色阻层、黑矩阵层及疏液层，所述疏液层形成有第二开口区，所述第二开口区暴露所述黑矩阵层的第一开口区，所述第二开口区内形成有透镜。上述方案，由于在黑矩阵层上设置了疏液层，通过在疏液层内的第二开口区内形成透镜成型液，并对透镜成型液固化来形成透镜，采用此种方式不需要采用Half‑tone‑Mask工艺即可形成透镜，降低了成本。

Description

彩膜基板、显示面板及其制备方法和显示装置

技术领域

本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板、显示面板及其制备方法和显示装置。

背景技术

Micro-OLED(Micro-Organic Light-Emitting Diode；微型有机发光二极管)具有自发光、轻薄、体积小、易携带等特点，被AR(Augmented Reality；增强现实)领域所青睐。在AR领域对显示亮度的要求越来越高，未来需求高亮AR产品，其亮度一般可以＞6000nits。Micro-OLED与其他微显示技术相比，其他各项参数均衡，但亮度较低，一般在1500nit；为了满足入射光+10°全息光波导对光的需求，在显示面板上对应于各子像素位置设置了微透镜，但是在形成微透镜时需要采用Half-tone-Mask(半色调掩膜)工艺，致使生产成本高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种一种彩膜基板、显示面板及其制备方法和显示装置，用以降低生产成本。

第一方面，本发明提供一种彩膜基板，包括基底，所述基底上依次形成有色阻层、黑矩阵层及疏液层，所述疏液层形成有第二开口区，所述第二开口区暴露所述黑矩阵层的第一开口区，所述第二开口区内形成有透镜。

进一步地，所述疏液层上形成有覆盖所述透镜的封装层。

进一步地，所述透镜满足以下关系式：

其中，f为所述透镜的焦距，n₁为所述基底的折射率，n₂为所述透镜的折射率，n₃为所述封装层的折射率，r为所述基底的底面与所述透镜的光轴交点到所述透镜边缘的距离，D为所述透镜的宽度，Δn为折射率差。

进一步地，所述黑矩阵层的顶面高于所述色阻层的顶面。

进一步地，所述色阻层与所述黑矩阵层的亲疏液性质相同，且均与所述疏液层的亲疏液性质不同。

第二方面，本发明提供一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：

提供基底；

在所述基底上形成色阻层；

在所述色阻层上形成黑矩阵层；

在所述黑矩阵层上形成疏液层，所述疏液层形成有第二开口区，所述第二开口区暴露所述黑矩阵层的第一开口区；

在所述第二开口区内形成透镜。

进一步地，在所述第二开口区内形成透镜，具体为：

通过涂覆工艺或打印工艺在所述第二开口区形成透镜成型液；

对所述透镜成型液进行热固化或紫外光固化，形成所述透镜。

第三方面，本发明提供一种显示面板，包括上述的彩膜基板。

第四方面，本发明提供一种显示面板的制备方法，包括上述的彩膜基板的制备方法。

第五方面，本发明提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

上述方案，由于在黑矩阵层上设置了疏液层，通过在疏液层内的第二开口区内形成透镜成型液，并对透镜成型液固化来形成透镜，采用此种方式不需要采用Half-tone-Mask工艺即可形成透镜，降低了成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的彩膜基板的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为透镜几何关系示意图；

图4为本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图；

图5为本发明实施例提供的彩膜基板的制备过程结构示意图；

图6为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；

图7为设置透镜前后的亮度对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1、图2所示，本发明提供的彩膜基板，包括基底1，基底1上依次形成有色阻层、黑矩阵层2及疏液层3，疏液层3形成有第二开口区，第二开口区暴露黑矩阵层2的第一开口区，第二开口区内形成有透镜4。

一般地，基底1可以采用有机膜薄、无机薄膜或无极-有机复合薄膜，其中，无机-有机复合薄膜包括层叠设置的至少一层无机薄膜和至少一层有机薄膜。

色阻层包括多个形成在基底1上色阻块5，各色阻块5间隔设置，色阻块5包括红色色阻块、绿色色阻块及蓝色色阻块，红色色阻块可使背光模组产生的可见光中的红光部分透过；绿色色阻块可使背光模组产生的可见光中的绿光部分透过；蓝色色阻块可使背光模组中产生的可见光中的蓝光部分透过。

色阻层上形成黑矩阵层2，黑矩阵层2用于区隔各个色阻块5，可以理解为黑矩阵层2的至少部分位于相邻色阻块之间的间隔内。黑矩阵层2用于防止漏光、阻止相邻色阻块5之间光线串扰。

在黑矩阵层2上形成疏液层，例如但不限于，疏液层3的材料可以采用特氟龙等。疏液层形成有第二开口区，第二开口区暴露黑矩阵层2的第一开口区，在第二开口区内形成有透镜4。这里所说的疏液层3具有疏液性，即对液体具有排斥性，这样在第二开口区设置透镜成型液后，在第一开口区侧壁及透镜成型液表面张力的共同作用下，透镜成型液不会粘附在疏液层顶部及靠近顶部的侧壁上，且透镜成型液顶面向上凸起，固化后即形成了透镜。

透镜成型液可以是热固化液体或光固化液体。例如但不限于为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、NorlandOptical Adhesives 73(NOA73)、Norland Optical Adhesives 61(NOA61)、NorlandOptical Adhesives63(NOA63)、EpoCore、EpoClad、SU-8 2005、SU-8 2002等。

上述方案，由于在黑矩阵层2上设置了疏液层3，通过在疏液层3内的第二开口区内形成透镜成型液，并对透镜成型液固化来形成透镜4，采用此种方式不需要采用Half-tone-Mask工艺即可形成透镜，降低了成本。

进一步地，为了对透镜4进行保护，则在疏液层3上形成有覆盖透镜4的封装层(图中未示出)。

进一步地，如图3所示，所述透镜4满足以下关系式：

其中，f为所述透镜的焦距，n₁为所述基底的折射率，n₂为所述透镜的折射率，n₃为所述封装层的折射率，r为所述基底的底面与所述透镜的光轴交点到所述透镜边缘的距离，D为所述透镜的宽度，Δn为折射率差。

通过上式可知，

可知，Δn与D及

均成正比，可以通过设定透镜的宽度及焦距来改变折射率差Δn，以使尽量多的光线可以从彩膜基板中出射到外界，以提高显示亮度。

进一步地，为了能够较好的防止相邻色阻块5之间光线串扰，则黑矩阵层2的顶面高于色阻层的顶面。本文所指的顶面是以图1的视角为参考，位于各部件自身上部的面为顶面。

进一步地，色阻层与黑矩阵层2的亲疏液性质相同，且均与疏液层3的亲疏液性质不同。亲疏液性质是指相关对象具有亲液性或疏液性，作为其中一种实现方式，色阻层与黑矩阵层2具有亲液性，可以使透镜成型液充分的吸附在色阻块2及黑矩阵层2的第一开口内，防止透镜成型液与色阻块2及黑矩阵层2之间存在空气，影响透镜4的质量。

第二方面，如图4、图5所示，本发明提供一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：

S10：提供基底1；

S20：在所述基底1上形成色阻层；

例如但不限于色阻层包括多个间隔设置的色阻块5，色阻块5包括红色色阻块、绿色色阻块及蓝色色阻块，红色色阻块、绿色色阻块及蓝色色阻块形成一个像素，每个颜色的色阻块5对应一个子像素。

可通过以下方式形成色阻层，首先，基底上涂布红色光阻膜层，将涂有红色光阻膜层的基底送到曝光机设备进行曝光工艺，在曝光工艺过程中，利用红色光罩Mask(掩膜)的设计(如利用半色调掩膜或灰色调掩膜)，对红色开口区(红色子像素区域)进行完全曝光(使其完全保留)，对其余区域不曝光(使其完全去除)。将曝光过的基底进行显影工艺，从而得到红色色阻块。其次，对完成红色色阻块的基底进行清洗，然后涂布蓝色光阻膜层，将涂有蓝色光阻膜层的基底送到曝光机设备进行曝光工艺，在曝光工艺过程中，利用蓝色光罩Mask的设计，对蓝色开口区(蓝色子像素区域)进行完全曝光(使其完全保留)，对其余区域不曝光(使其完全去除)。将曝光过的基底进行显影工艺，从而得到蓝色色阻块。然后，对完成红色和蓝色色阻块的基底进行清洗，然后涂布绿色光阻膜层，将涂有绿色光阻膜层的基底送到曝光机设备进行曝光工艺，在曝光工艺过程中，利用绿色光罩Mask的设计，对绿色开口区(绿色子像素区域)进行完全曝光(使其完全保留)，对其余区域不曝光(使其完全去除)。将曝光过的基底进行显影工艺，从而可以得到绿色色阻块。

S30：在所述色阻层上形成黑矩阵层2；

在色阻层上涂覆黑矩阵材料层，对黑矩阵材料层进行曝光和显影，形成黑矩阵层2。其中，黑矩阵层具有暴露色阻块5(子像素)的第一开口区8。

S40：在所述黑矩阵层2上形成疏液层3，所述疏液层3形成有第二开口区9，所述第二开口区9暴露所述黑矩阵层2的第一开口区8；

在黑矩阵层2上涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光、显影，在对应于黑矩阵的区域形成开槽，在开槽内涂覆疏液材料，例如但不限于疏液材料可以是特氟龙，对疏液材料进行固化，然后去除疏液材料之间的光刻胶，以形成具有第二开口区9的疏液层3。黑矩阵层2除了用于防止漏光、阻止相邻色阻块之间光线串扰外，还用于作为形成疏液层的堤部(Bank)的作用，简化了工艺，节约了成本。

S50：在所述第二开口区9内形成透镜4。

作为一种可实现的方式，在所述第二开口区9内形成透镜4，具体为：

通过涂覆工艺或打印工艺在所述第二开口区形成透镜成型液；透镜成型液例如但不限于为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、Norland Optical Adhesives 73(NOA73)、Norland OpticalAdhesives 61(NOA61)、Norland Optical Adhesives 63(NOA63)、EpoCore、EpoClad、SU-82005、SU-82002等。

对所述透镜成型液进行热固化或紫外光固化，形成所述透镜4。

一般地可以优选光固化的透镜成型液来形成透镜，这样可以在低温环境下形成透镜，并且工艺相对简单，由于是在低温环境下进行，则不受高温的影响，可以在形成发光层，例如形成过OLED器件之后的基板上进行加工。

第三方面，如图6所示，本发明提供一种显示面板，包括上述的彩膜基板。

有益效果及彩膜基板的具体结构参见上述实施例的描述，这里不再赘述。

其中，该显示面板还可以包括显示层6，例如但不限于，显示层包括驱动背板，驱动背板包括基板7及形成于基板7上的各驱动电路层及OLED器件，OLED器件上形成封装层。该封装层可以作为彩膜基板的基底1，该基底1可以采用有机膜薄、无机薄膜或无极-有机复合薄膜。

该显示面板在显示是，发光层发出的光线经透镜4汇聚后，出射到外界，可以提高该显示面板的亮度。如图7所示，在±10°的视角范围内，透镜后(也即设置了透镜之后)的亮度接近于透镜前(未设置透镜)的两倍。

第四方面，本发明提供一种显示面板的制备方法，包括上述的彩膜基板的制备方法。

有益效果及彩膜基板的制备方法参见上述实施例的描述，这里不再赘述。

另外，需要说明的是，显示面板可以包括显示层，显示层包括驱动背板和OLED器件及封装层。

作为其中一种可实现方式，可由以下工艺形成显示层：

提供基板；

在基板上形成缓冲层；

在缓冲层上形成低温多晶硅层；

在低温多晶硅层上形成栅极绝缘层；

在栅极绝缘层上形成栅极层；

在栅极层上形成层间绝缘层；

在层间绝缘层上形成源漏金属层；

在源漏金属层上形成平坦化层；

在平坦化层上形成像素电极层；

在像素电极层上形成像素界定层；

在像素界定层上形成隔垫物层；

在像素界定层的开口内形成OLED器件；

形成封装层，覆盖隔垫物层及OLED器件。

这里对显示层工艺的描述仅是示例，并非对显示层的结构及制备工艺的唯一性限定。根据需要，显示层还可以采用其它的结构及对应的制备工艺，这里不一一进行描述。

第五方面，本发明提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

显示装置可以是AR眼镜、手机、平板电脑等。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种显示面板，包括显示层以及设置在所述显示层上的彩膜基板，所述彩膜基板包括基底，其特征在于，所述基底上依次形成有色阻层、黑矩阵层及疏液层，所述疏液层形成有第二开口区，所述第二开口区暴露所述黑矩阵层的第一开口区，所述第二开口区在所述基底上的正投影面积大于所述第一开口在所述基底上的正投影面积，所述第二开口区内形成有透镜；所述色阻层包括多个形成在所述基底上的色阻块；

所述黑矩阵层的至少部分位于相邻所述色阻块之间的间隔内，所述黑矩阵层的顶面高于色阻层的顶面；每个颜色的色阻块对应所述显示层的一个子像素；

在所述黑矩阵层上形成所述疏液层；所述疏液层具有疏液性；

所述色阻层与所述黑矩阵层的亲疏液性质相同，且均与所述疏液层的亲疏液性质不同；

所述彩膜基板还包括设置在所述第一开口区和第二开口区内的透镜成型液，所述透镜成型液在第一开口区侧壁和第二开口区侧壁的共同作用下形成透镜成型液顶面向上凸起的形状，固化后形成所述透镜；

所述透镜包括形成于所述第一开口区的部分以及形成于所述第二开口区的部分。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述疏液层上形成有覆盖所述透镜的封装层。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述透镜满足以下关系式：

其中，f为所述透镜的焦距，n ₁ 为所述基底的折射率，n ₂ 为所述透镜的折射率，n ₃ 为所述封装层的折射率，r为所述基底的底面与所述透镜的光轴交点到所述透镜边缘的距离，D为所述透镜的宽度，为折射率差。

4.一种显示面板的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-3任一所述的显示面板，包括以下步骤：

提供基底；

在所述基底上形成色阻层；

在所述色阻层上形成黑矩阵层；

在所述黑矩阵层上形成疏液层，所述疏液层形成有第二开口区，所述第二开口区暴露所述黑矩阵层的第一开口区；

在所述第一开口区和第二开口区内形成透镜成型液，在第一开口区侧壁和第二开口区侧壁的共同作用下形成透镜成型液顶面向上凸起的形状，固化后在所述第二开口区内形成透镜。

5.根据权利要求4所述的显示面板的制备方法，其特征在于，在所述第二开口区内形成透镜，具体为：

通过涂覆工艺或打印工艺在所述第二开口区形成透镜成型液；

对所述透镜成型液进行热固化或紫外光固化，形成所述透镜。

6.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的显示面板。

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