CN111624780A - 准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法。显示装置包括准直器结构，准直器结构包括玻璃基板、多个准直透明柱以及涂覆层；多个所述准直透明柱设于所述玻璃基板的一侧表面，经曝光后用于实现准直器作用；所述涂覆层填充于所述准直透明柱的间隙，且与所述玻璃基板的表面连接。本发明通过在指纹传感器对应的上方区域对彩膜层的黑色矩阵挖透光孔，在透光孔区域通过高深宽比材料制作的准直透明柱曝光形成准直器，兼容面板制程，并实现较好的准直效果，在不影响显示的基础上实现了指纹信号的采集。

Description

准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法。

背景技术

随着手机整体工艺设计能力提升、消费者审美观也在不断的被引导、被提升。因此手机屏幕由之前多元化的设计，整体趋势逐渐转换成全面屏设计方向。因此柔性电路板(COF)、超窄边框、刘海屏(Notch)等显示屏中全面屏相关指标的设计能力、工艺能力在不到一年的时间内不断的提升，屏占比也由80％逐渐提升到了97％。而其中屏内指纹识别的研究尤其热门，它直接将指纹模组集成到屏内，大大提高了屏占比。

目前液晶显示屏内有多种方案，包括小孔、透镜、准直等，其中小孔方案由于无法避免显示光源的干扰，成像质量极差；透镜方案由于微透镜(Microlens)制作工艺问题导致透镜曲率得不到保证，相较来说，准直方案是较为理想的方案，没有过多的条件限制，只需要保证深宽比足够即可，不需要太高的对位精度。

但常规准直方案准直孔在20um左右，由于精度问题在液晶显示屏内较难实施，而且由于面板厂常用的光刻胶深宽比很小，较难满足准直器要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法，用以解决现有的光刻胶深宽比很小，较难满足准直器要求的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种准直器结构，包括玻璃基板、多个准直透明柱以及涂覆层；多个所述准直透明柱设于所述玻璃基板的一侧表面，经曝光后用于实现准直器作用；所述涂覆层填充于所述准直透明柱的间隙，且与所述玻璃基板的表面连接。

进一步地，所述准直透明柱的深宽比的范围为5：1至10：1。

进一步地，所述准直透明柱的材质包括SU-8光刻胶或2，4-二硝基苯酚；所述涂覆层的材质包括黑色矩阵色阻或ABS树脂。

进一步地，所述直透明柱的高度的范围为12um至18um；所述直透明柱的直径的范围为2um至5um。

本发明还提供一种显示装置，包括以上所述的准直器结构。

进一步地，所述显示装置还包括多个指纹传感器，所述准直透明柱的一端连接玻璃基板，其另一端连接所述指纹传感器。

进一步地，所述显示装置还包括阵列基板以及液晶层；所述阵列基板与所述玻璃基板相对设置；所述指纹传感器设于所述阵列基板朝向所述玻璃基板的一侧；所述液晶层填充于所述阵列基板和所述玻璃基板之间。

进一步地，所述显示装置还包括彩膜层；所述彩膜层设于所述准直透明柱朝向所述阵列基板的一侧，所述彩膜层包括黑色矩阵，所述黑色矩阵上设有多个透光孔，每一透光孔与每一准直透明柱对应设置。

进一步地，所述涂覆层的厚度小于所述准直透明柱的长度，所述准直透明柱穿过所述透光孔及所述液晶层与一指纹传感器相抵接。

本发明还提供一种显示装置的制作方法，包括步骤：

在一玻璃基板的一侧表面制作多个准直透明柱，所述准直透明柱经曝光后用于实现准直器作用，在所述玻璃基板设有的所述准直透明柱的一侧表面填充涂覆层于所述准直透明柱的间隙，形成一准直器结构；

在所述玻璃基板设有所述准直透明柱的一侧制作彩膜层，所述彩膜层包括黑色矩阵，所述黑色矩阵上设有多个透光孔，每一透光孔与每一准直透明柱对应设置；

提供一阵列基板，与所述玻璃基板相对设置；在所述阵列基板朝向所述玻璃基板的一侧制作多个指纹传感器，每一指纹传感器与每一准直透明柱对应设置；以及

将所述阵列基板与所述玻璃基板连接，并在所述阵列基板和所述玻璃基板之间填充液晶制作液晶层。

本发明的优点在于，本发明提供一种准直器结构、显示装置及显示装置的制作方法，通过在指纹传感器对应的上方区域对彩膜层的黑色矩阵挖透光孔，在透光孔区域通过高深宽比材料制作的准直透明柱曝光形成准直器，比较兼容面板制程，并实现较好的准直效果，在不影响显示的基础上实现了指纹信号的采集。

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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种准直器结构的截面图；

图2为本发明实施例的一种准直器结构的平面结构示意图；

图3为图1中所述准直器结构的局部结构示意图，主要体现准直器原理；

图4为本发明实施例的一种显示装置的结构示意图；

图5为本发明实施例的所述彩膜层的平面结构示意图；

图6为本发明实施例的所述准直透明柱设于所述玻璃基板上的结构示意图。

图中标号如下：

1、玻璃基板，2、准直透明柱，3、涂覆层，10、准直器结构，20、指纹传感器，30、阵列基板，40、液晶层，50、彩膜层，51、黑色矩阵，52、色阻层，100、显示装置，511、透光孔，512、像素单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1、图2所示，本发明提供一种准直器结构10，包括玻璃基板1、多个准直透明柱2以及涂覆层3；多个所述准直透明柱2呈阵列式设于所述玻璃基板1的一侧表面，经曝光后用于实现准直器作用；所述涂覆层3填充于所述准直透明柱2的间隙，且与所述玻璃基板1的表面连接，用于起到填充和连接作用。

本实施例中，所述准直透明柱2的深宽比的范围为5：1至10：1，优选为6：1。宽深比为一个物体即构造物的长度或宽度与其纵深之比。

请参阅图1、图3所示，所述准直器结构10实现准直器的原理为：所述准直器结构10的收光角度与显示模块的厚度存在呈正相关的映射关系，比如，透明盖板与发光显示屏叠加后的厚度范围为0.9～1.3mm时，如图3所示，所述准直器结构10的收光角度α范围为6°～8°。透光区域可为孔、槽或透光材料。本实施例中以所述准直透明柱2为透光区域，所述准直透明柱2的纵横比即高度与直径的比为一定值才能实现高性能的准直作用，一般所述准直透明柱2的纵横比为6：1较佳。受到制作设备精度的影响，假如所述准直透明柱2的直径最小只能做到3um，那么为了达到准直作用，孔的高度需要18um。

本实施例中，所述准直透明柱2的材质包括SU-8光刻胶或2，4-二硝基苯酚(DNP)。SU-8光刻胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶，它适于制超厚、高深宽比的微机电系统微结构，SU-8光刻胶的形态呈标准的圆柱体。2，4-二硝基苯酚材料的形态呈柱状，但其中间的直径大于上底及下底的直径，经测量，其中间的直径为51um、上底的直径为44um、下底的直径为45um，高度为50um。而现有常用的光刻胶制作的支撑柱(PS)呈扁平的柱体，且上底的直径大于下底的直径。因此，使用SU-8光刻胶或2，4-二硝基苯酚制作的所述准直透明柱2的深宽比高于现有光刻胶，能较好地满足准直器要求。

本实施例中，所述涂覆层3的材质包括黑色矩阵色阻或ABS树脂。ABS树脂是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写，其是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。

本实施例中，所述直透明柱的高度的范围为12um至18um；所述直透明柱的直径的范围为2um至5um，优选为3um。

请参阅图4所示，本发明还提供一种显示装置100，包括以上所述的准直器结构10。

本实施例中的所述显示装置100可以为：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。

本实施例中，所述显示装置100还包括多个指纹传感器20，所述准直透明柱2的一端连接玻璃基板1，其另一端连接所述指纹传感器20。

本实施例中，所述显示装置100还包括阵列基板30以及液晶层40；所述阵列基板30与所述玻璃基板1相对设置；所述指纹传感器20设于所述阵列基板30朝向所述玻璃基板1的一侧；所述液晶层40填充于所述阵列基板30和所述玻璃基板1之间。

请参阅图4、图5所示，本实施例中，所述显示装置100还包括彩膜层50；所述彩膜层50设于所述准直透明柱2朝向所述阵列基板30的一侧，所述彩膜层50包括黑色矩阵(BM)51，所述黑色矩阵51上设有多个透光孔511，每一透光孔511与每一准直透明柱2对应设置，便于光线从所述透光孔511穿过进入所述准直透明柱2中。

请参阅图5所示，本实施例中，所述彩膜层50还包括色阻层52；所述色阻层52包括多个像素单元521，每一像素单元512均包括三个并排设置的子像素，分别为红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B中的一种或多种。所述透光孔511呈矩形、圆形、多边形中的一种或多种。

本实施例中，所述涂覆层3的厚度小于所述准直透明柱2的长度，所述准直透明柱2穿过所述透光孔511及所述液晶层40与一指纹传感器20相抵接。由于准直器的延伸，导致其穿过液晶层40，在一定程度上可以取代支撑柱的支撑功能，减少支撑柱制程。并且所述准直透明柱2起到准直器的作用，使得进入所述指纹传感器20的光线增多，提高了所述准直器结构10的开口率。

本实施例还提供一种显示装置100的制作方法，包括步骤S1-S4。

S1、制作一准直器结构10，所述准直器结构10包括玻璃基板1、多个准直透明柱2以及涂覆层3；具体为在一玻璃基板1的一侧表面制作多个准直透明柱2，所述准直透明柱2经曝光后用于实现准直器作用，在所述玻璃基板1设有的所述准直透明柱2的一侧表面填充涂覆层3于所述准直透明柱2的间隙，形成一准直器结构10。其中，多个所述准直透明柱2呈阵列式设于所述玻璃基板1的一侧表面，经曝光后用于实现准直器作用；所述涂覆层3填充于所述准直透明柱2的间隙，且与所述玻璃基板1的表面连接，用于起到填充和连接作用。具体的，在一玻璃基板1的上表面制作多个所述准直透明柱2，优选所述准直透明柱2呈阵列式排列，如图6所示；所述准直透明柱2的材质包括SU-8光刻胶或2，4-二硝基苯酚(DNP)，所述准直透明柱2的深宽比的范围为5：1至10：1，优选为6：1；如图1所示，在所述玻璃基板1的上表面向所述准直透明柱2的间隙填充涂覆层3,所述涂覆层3的材质包括黑色矩阵色阻或ABS树脂。

S2、在所述玻璃基板1设有所述准直透明柱2的一侧制作彩膜层50，如图5所示，所述彩膜层50包括黑色矩阵51，所述黑色矩阵51上设有多个透光孔511，每一透光孔511与每一所述准直透明柱2背离所述玻璃基板1的一端对应设置。所述彩膜层50还包括色阻层52，所述色阻层52包括多个像素单元512，每一像素单元512均包括三个并排设置的子像素，分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素中的一种或多种。所述透光孔511呈矩形、圆形、多边形中的一种或多种。

S3、提供一阵列基板30，与所述玻璃基板1相对设置，在所述阵列基板30朝向所述玻璃基板1的一侧制作多个指纹传感器20，如图4所示，每一指纹传感器20与每一准直透明柱2对应设置。

S4、将所述阵列基板30和所述玻璃基板1连接，并在所述阵列基板30和所述玻璃基板1之间填充液晶制作液晶层40。由于准直器原理不需要很精准对位，液晶盒对位精度是完全满足要求的，对位后形成的液晶盒如图4所示；由于准直器的延伸，导致其穿过液晶层40，在一定程度上可以取代支撑柱(PS)的支撑功能，亦即所述涂覆层3的厚度小于所述准直透明柱2的长度，所述准直透明柱2穿过所述透光孔511及所述液晶层40与一指纹传感器20相抵接，这样设置可减少支撑柱制程步骤。并且所述准直透明柱2起到准直器的作用，使得进入所述指纹传感器20的光线增多，提高了所述准直器结构10的开口率。

本发明的优点在于，本发明提供一种准直器结构10及显示装置100，通过在指纹传感器20对应的上方区域对彩膜层50的黑色矩阵51挖透光孔511，在透光孔511区域通过高深宽比材料制作的准直透明柱2曝光形成准直器，比较兼容面板制程，并实现较好的准直效果，在不影响显示的基础上实现了指纹信号的采集。

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，在不脱离本发明原理的前提下，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 (10)

1.一种准直器结构，其特征在于，包括：

玻璃基板；

多个准直透明柱，设于所述玻璃基板的一侧表面，经曝光后用于实现准直器作用；以及

涂覆层，填充于所述准直透明柱的间隙，且与所述玻璃基板的表面连接。

2.如权利要求1所述的准直器结构，其特征在于，所述准直透明柱的深宽比的范围为5：1至10：1。

3.如权利要求1所述的准直器结构，其特征在于，所述准直透明柱的材质包括SU-8光刻胶或2，4-二硝基苯酚；所述涂覆层的材质包括黑色矩阵色阻或ABS树脂。

4.如权利要求1所述的准直器结构，其特征在于，所述直透明柱的高度的范围为12um至18um；所述直透明柱的直径的范围为2um至5um。

5.一种显示装置，包括权利要求1-4中任一项所述的准直器结构。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，还包括：

多个指纹传感器，所述准直透明柱的一端连接玻璃基板，其另一端连接所述指纹传感器。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，还包括：

阵列基板，与所述玻璃基板相对设置；所述指纹传感器设于所述阵列基板朝向所述玻璃基板的一侧；以及

液晶层，填充于所述阵列基板和所述玻璃基板之间。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，还包括：

彩膜层，设于所述准直透明柱朝向所述阵列基板的一侧，所述彩膜层包括黑色矩阵，所述黑色矩阵上设有多个透光孔，每一透光孔与每一准直透明柱对应设置。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述涂覆层的厚度小于所述准直透明柱的长度，所述准直透明柱穿过所述透光孔及所述液晶层与一指纹传感器相抵接。

10.一种显示装置的制作方法，其特征在于，包括步骤：

在一玻璃基板的一侧表面制作多个准直透明柱，所述准直透明柱经曝光后用于实现准直器作用，在所述玻璃基板设有的所述准直透明柱的一侧表面填充涂覆层于所述准直透明柱的间隙，形成一准直器结构；

在所述玻璃基板设有所述准直透明柱的一侧制作彩膜层，所述彩膜层包括黑色矩阵，所述黑色矩阵上设有多个透光孔，每一透光孔与每一准直透明柱对应设置；

提供一阵列基板，与所述玻璃基板相对设置；在所述阵列基板朝向所述玻璃基板的一侧制作多个指纹传感器，每一指纹传感器与每一准直透明柱对应设置；以及

将所述阵列基板与所述玻璃基板连接，并在所述阵列基板和所述玻璃基板之间填充液晶制作液晶层。

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