WO2019100707A1 - 一种彩膜基板及其制造方法、液晶面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩膜基板及其制造方法、液晶面板。该彩膜基板包括:基板、设置在基板上的黑矩阵、以及设置在基板和黑矩阵之间的减反层;其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米;或者,减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米。通过上述方式,本发明能够以相对简单的方式、相对较低的成本降低液晶面板的反射率,进而提升液晶面板在亮光环境下的显示品质。
Description
本发明涉及液晶显示技术领域,特别是涉及一种彩膜基板及其制造方法、液晶面板。
液晶面板(LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点,在显示领域占据了主导地位,然而在户外或具有强烈外界光的环境下,传统的液晶面板不具有可视性,无法满足正常使用。
为了解决上述技术问题,可以采用低反射率液晶面板来降低环境光在显示器表面的反射,使得在亮光环境下人眼感知到的实际对比度上升,增强画质效果。
图1是一种现有的低反射率液晶面板的结构示意图。如图1所示,该液晶面板包括阵列基板11、彩膜基板12、以及夹持在阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层13。其中,彩膜基板12的基板121远离液晶层13的一侧贴附有偏光片14,基板121的另一侧依次设置有黑矩阵122和透明导电层123。其中,偏光片14为经过表面处理的偏光片,其反射率可以从常规偏光片的4%降低到0.1%甚至更低,从而降低整体液晶面板的反射率。但是由于偏光片14需要进行表面处理,从而使得偏光片14的成本成倍提高,其中,每降低偏光片14的一部分反射率,都会提升偏光片14的成本,从而不利于成本控制。
因此,如何以相对简单的方式、相对较低的成本降低液晶面板的反射率,从而提升液晶面板在亮光环境下的显示品质是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明主要解决的技术问题是提供一种彩膜基板及其制造方法、液晶面板,能够以相对简单的方式、相对较低的成本降低液晶面板的反射率,从而提升液 晶面板在亮光环境下的显示品质。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种彩膜基板,该彩膜基板包括:基板、设置在基板上的黑矩阵、以及设置在基板和黑矩阵之间的减反层;其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米;或者,减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种液晶面板,该液晶面板包括上述彩膜基板、与彩膜基板相对设置的阵列基板以及夹持于二者之间的液晶层;彩膜基板包括:基板、设置在基板上的黑矩阵、以及设置在基板和黑矩阵之间的减反层;其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米;或者,减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米。
为解决上述技术问题,本发明采用的再一个技术方案是:提供一种彩膜基板的制造方法,该方法包括:在基板上依次形成减反层和黑矩阵;其中,减反层的折射率为1.6~2.0,厚度为大于100纳米;或者,减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米。
本发明的有益效果是:本发明的彩膜基板及其制造方法、液晶面板通过在彩膜基板的黑矩阵和基板之间设置减反层,其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米或者减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米,从而能够以相对简单的方式、相对较低的成本降低液晶面板的反射率,进而提升液晶面板在亮光环境下的显示品质。
图1是一种现有的低反射率液晶面板的结构示意图;
图2是本发明实施例的液晶面板的结构示意图;
图3是图2所示液晶面板中彩膜基板的第一实施例的结构示意图;
图4是减反层的折射率为1.5时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图5是减反层的折射率为1.6时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图6是减反层的折射率为1.7时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图7是减反层的折射率为1.8时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图8是减反层的折射率为1.9时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图9是减反层的折射率为2.0时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图10是减反层的折射率为2.4时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图;
图11是图2所示液晶面板中彩膜基板的第二实施例的结构示意图;
图12是本发明第一实施例的彩膜基板的制造方法的流程图;
图13是本发明第二实施例的彩膜基板的制造方法的流程图。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件,所属领域中的技术人员应可理解,制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
图2是本发明实施例的液晶面板的结构示意图。如图2所示,液晶面板包括阵列基板21、彩膜基板22、以及夹持在阵列基板21和彩膜基板22之间的液晶层23。
请一并参考图3,图3是图2所示液晶面板中彩膜基板的第一实施例的结构示意图。如图3所示,彩膜基板22包括基板31、设置在基板31上的黑矩阵32、以及设置在基板31和黑矩阵32之间的减反层33,其中,减反层33的折射率为1.6~2.0,减反层33的厚度大于100纳米或者减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米。
在本实施例中,减反层33和黑矩阵32具有相同的图案,因此本实施例对减反层33是否透明不做限定。
在本实施例中,减反层33的折射率小于黑矩阵32的折射率且大于基板31 的折射率。
优选地,减反层33的折射率满足如下公式:
max(G,(G*M)
0.5-0.2)<C<min((G*M)
0.5+0.2,M);
其中,G为基板31的折射率、M为黑矩阵32的折射率,C为减反层33的折射率。
在本实施例中,减反层33的材料可以有如下三种选择:
1、减反层33可以为与黑色矩阵32同类且折射率低于黑色矩阵32的另一黑色矩阵。换个角度来说,减反层33与黑矩阵32具有相同的成分组成,该成分组成至少包括碳粉和聚合物,其中,由于在碳粉和聚合物混合体系中,其等效折射率随碳粉的含量升高而升高,因此设置减反层33中碳粉的含量小于黑矩阵32中碳粉的含量,从而使得减反层33的折射率低于黑矩阵32的反射率。
2、减反层33的材料可以为有机物,有机物为聚酰亚胺、树脂、环氧树脂、有机硅聚合物和亚克力中的至少一种。
3、减反层33的材料可以为无机物,无机物为氧化硅、氮化硅、无机氧化物和氮化物中的至少一种。
在本实施例中,优选地,减反层33的材料为有机物,有机物优选为聚酰亚胺或有机硅聚合物,有机硅聚合物优选为硅氧烷。
本领域的技术人员可以理解,在液晶面板工作在户外时,有较强的环境光在彩膜基板22的黑矩阵32和基板31的界面形成反射光进入人眼,从而会影响液晶面板的户外可视性。
具体来说,黑矩阵32主要由碳粉和聚合物组成,聚合物折射率小于碳粉折射率,而基板31的折射率往往介于聚合物和碳粉的折射率之间。例如当基板31为玻璃时,折射率为1.52,介于聚合物折射率实部1.4和碳粉折射率实部2.0之间。其中,在碳粉和聚合物混合体系中,其等效折射率随碳粉的含量升高而升高,从而使得基板31和黑矩阵32之间的折射率差异较大,会在两者的界面之间产生较强的反射效果。
为了降低这些反射光,本实施例在基板31和黑矩阵32之间设置减反层33,其中,减反层33的折射率小于黑矩阵32的折射率且大于基板31的折射率,然后通过实验或模拟软件对减反层33的厚度和折射率的取值进行优化,使得观看一侧的入射光的反射率减小,也即即使有反射后进入人眼的反射光也尽量降低,从而提高液晶面板的可视性。
在本实施例中,当减反层33的厚度从10纳米变换到150纳米的过程中,折射率从1.6到2.0的较佳的减反层的厚度大于100纳米且小于等于150纳米,优选在110~120纳米之间;以及,折射率从1.5到2.4的较佳的减反层的厚度小于60纳米且大于等于10纳米,优选在20~40纳米之间。
请一并参考图4~图10,图4~图10为减反层的折射率分别为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.4时减反层的厚度和反射光能量的关系示意图。如图4~图10所示,横坐标表示减反层的厚度,纵坐标为反射光能量。
当减反层的折射率为1.5和2.4时,两者的关系示意图的波形比较类似。减反层的厚度33的取值从10纳米到100纳米左右时,反射光的能量大致随着减反层的厚度增加而增加,从100纳米左右到150纳米时,反射光的能量大致随着减反层的厚度增加而减少。其中,最佳减反层厚度在20纳米~40纳米之间。
当减反层的折射率为1.6、1.7、1.8、1.9、2.0时,其关系示意图的波形比较类似。当减反层33的厚度从10纳米变换到150纳米的过程中,反射光能量呈两个抛物线设置。也就是说,当减反层的厚度的取值在10纳米到60纳米或者100纳米到150纳米时,其反射光能量的大小相对较小能满足实际的需求。其中,最佳减反层厚度在20~40纳米之间或者110纳米~120纳米之间。
另外,图4~图10是基于基板31的材料为玻璃,减反层33的材料为有机硅聚合物例如硅氧烷来进行测试的。
本领域的技术人员可以理解,当减反层33的材料选用其它材料时,其也会出现图4~图10类似的曲线,只需根据该材料能达到折射率进行对应厚度的选择即可。例如,当减反层33的材料为氮化硅,其折射率一般会小于1.7,则根据 图6选择合适的厚度。
图11是图2是所示液晶面板中彩膜基板的第二实施例的结构示意图。如图11所示,图11中的彩膜基板和图3中的彩膜基板的区别在于:图11中的减反层33A和图3中的减反层33具有不同图案,图11中的减反层33A覆盖基板31,因此减反层33A的颜色需要限定为透明的。
也就是说,减反层33A的材料只能是上述有机物和无机物,其不能为另一黑色矩阵。
另外,图11中的其它技术特征和图3类似,为简约起见,在此不再赘述。
图12是本发明第一实施例的彩膜基板的制造方法的流程图。如图12所示,该方法包括:
步骤S101:在基板上涂布第一材料层。
在步骤S101中,第一材料层用于形成减反层,其中,第一材料层的材料可以为与后续形成的黑色矩阵同类且折射率低于后续形成的黑色矩阵的另一黑色矩阵;也可以为有机物,其中,有机物为聚酰亚胺、树脂、环氧树脂、有机硅聚合物和亚克力中的至少一种;也可以为无机物,其中,无机物为氧化硅、氮化硅、无机氧化物和氮化物中的至少一种。
其中,第一材料层可以是透明的、也可以不是透明的。
步骤S102:在第一材料层上涂布第二材料层。
在步骤S102中,第二材料层用于形成黑矩阵,其中,第二材料层是不透明的。
步骤S103:图案化第一材料层和第二材料层以对应形成减反层和黑矩阵,其中,减反层和黑矩阵具有相同的图案。
在步骤S103中,图案化第一材料层和第二材料层以对应形成减反层和黑矩阵的步骤具体为:在第二材料层涂布光阻层,通过光罩对光阻层进行曝光、显影,对显影后的光阻层、第二材料层、第一材料层进行蚀刻;剥离蚀刻后的光阻层、第二材料层、第一材料层以形成减反层和黑矩阵。
其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米;优选地,减反层的厚度为100~150纳米;以及,减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米,优选地,减反层的厚度为10~60纳米。本领域的技术人员可以理解,在本实施例中,不需要采用两次涂布分别曝光显影的方案来实现减反层和黑矩阵,可以实现降低液晶面板反射率的同时,降低彩膜基板的生产成本。
图13是本发明第二实施例的彩膜基板的制造方法的流程图。如图13所示,该方法包括:
步骤S201:在基板上涂布第一材料层以形成减反层。
在步骤S201中,第一材料层用于形成减反层,其中,第一材料层的材料可以为有机物,其中,有机物为聚酰亚胺、树脂、环氧树脂、有机硅聚合物和亚克力中的至少一种;也可以为无机物,其中,无机物为氧化硅、氮化硅、无机氧化物和氮化物中的至少一种。
其中,第一材料层是透明的。
其中,第一材料层也即减反层的折射率为1.6~2.0,第一材料层的厚度大于100纳米;或者,第一材料层也即减反层的折射率为1.5~2.4,第一材料层的厚度小于60纳米。
优选地,第一材料层的厚度为100~150纳米或10~60纳米。
步骤S202:在减反层上涂布第二材料层。
在步骤S202中,第二材料层用于形成黑矩阵,其中,第二材料层是不透明的。
步骤S203:图案化第二材料层以形成黑矩阵。
在步骤S203中,图案化第二材料层以形成黑矩阵的步骤具体为:在第二材料层涂布光阻层,通过光罩对光阻层进行曝光、显影,对显影后的光阻层、第二材料层进行蚀刻;剥离蚀刻后的光阻层、第二材料层以形成黑矩阵。
本领域的技术人员可以理解,在本实施例中,仅需一次涂布实现减反层以及一次涂布曝光显影实现黑矩阵,可以实现降低液晶面板反射率的同时,大大 降低彩膜基板的生产的成本。
本发明的有益效果是:本发明的彩膜基板及其制造方法、液晶面板通过在彩膜基板的黑矩阵和基板之间设置减反层,其中,减反层的折射率为1.6~2.0,减反层的厚度大于100纳米或者减反层的折射率为1.5~2.4,减反层的厚度小于60纳米,从而能够以相对简单的方式、相对较低的成本降低液晶面板的反射率,进而提升液晶面板在亮光环境下的显示品质。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (15)
- 一种彩膜基板,其中,所述彩膜基板包括:基板、设置在所述基板上的黑矩阵、以及设置在所述基板和所述黑矩阵之间的减反层;其中,所述减反层的折射率为1.6~2.0,所述减反层的厚度大于100纳米;或者,所述减反层的折射率为1.5~2.4,所述减反层的厚度小于60纳米。
- 根据权利要求1所述的彩膜基板,其中,所述减反层的折射率满足如下公式:max(G,(G*M) 0.5-0.2)<C<min((G*M) 0.5+0.2,M)其中,G为所述基板的折射率、M为所述黑矩阵的折射率,C为所述减反层的折射率。
- 根据权利要求1所述的彩膜基板,其中,所述减反层与所述黑矩阵具有相同的成分组成,所述成分组成至少包括碳粉和聚合物,其中,所述减反层中所述碳粉的含量小于所述黑矩阵中碳粉的含量。
- 根据权利要求1所述的彩膜基板,其中,所述减反层的材料为有机物,所述有机物为聚酰亚胺、树脂、环氧树脂、有机硅聚合物和亚克力中的至少一种。
- 根据权利要求1所述的彩膜基板,其中,所述减反层的材料为无机物,所述无机物为氧化硅、氮化硅、无机氧化物和氮化物中的至少一种。
- 根据权利要求1所述的彩膜基板,其中,所述减反层的厚度为100~150纳米或者10~60纳米。
- 一种液晶面板,其中,所述液晶面板包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及夹持于二者之间的液晶层;所述彩膜基板包括:基板、设置在所述基板上的黑矩阵、以及设置在所述基板和所述黑矩阵之间的减反层;其中,所述减反层的折射率为1.6~2.0,所述减反层的厚度大于100纳米;或者,所述减反层的折射率为1.5~2.4,所述减反层的厚度小于60纳米。
- 根据权利要求7所述的液晶面板,其中,所述减反层的折射率满足如下公式:max(G,(G*M) 0.5-0.2)<C<min((G*M) 0.5+0.2,M)其中,G为所述基板的折射率、M为所述黑矩阵的折射率,C为所述减反层的折射率。
- 根据权利要求7所述的液晶面板,其中,所述减反层与所述黑矩阵具有相同的成分组成,所述成分组成至少包括碳粉和聚合物,其中,所述减反层中所述碳粉的含量小于所述黑矩阵中碳粉的含量。
- 根据权利要求7所述的液晶面板,其中,所述减反层的材料为有机物,所述有机物为聚酰亚胺、树脂、环氧树脂、有机硅聚合物和亚克力中的至少一种。
- 根据权利要求7所述的液晶面板,其中,所述减反层的材料为无机物,所述无机物为氧化硅、氮化硅、无机氧化物和氮化物中的至少一种。
- 根据权利要求7所述的液晶面板,其中,所述减反层的厚度为100~150纳米或者10~60纳米。
- 一种彩膜基板的制造方法,其中,所述方法包括:在所述基板上依次形成减反层和黑矩阵;其中,所述减反层的折射率为1.6~2.0,所述减反层的厚度大于100纳米;或者,所述减反层的折射率为1.5~2.4,所述减反层的厚度小于60纳米。
- 根据权利要求13所述的制造方法,其中,所述在所述基板上依次形成减反层和黑矩阵的步骤包括:在所述基板上涂布第一材料层;在所述第一材料层上涂布第二材料层;图案化所述第一材料层和所述第二材料层以对应形成所述减反层和所述黑矩阵,其中,所述减反层和所述黑矩阵具有相同的图案。
- 根据权利要求13所述的制造方法,其中,所述在所述基板上依次形成减反层和黑矩阵的步骤包括:在所述基板上涂布第一材料层以形成所述减反层;在所述减反层上涂布第二材料层;图案化所述第二材料层以形成所述黑矩阵。
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