彩膜基板、显示面板、显示装置及彩膜基板的制造方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及彩膜基板、显示面板、显示装置及彩膜基板的制造方法。


背景技术：

2.目前广泛采用的显示面板技术包括oled(organic light emission diode，有机电致发光器件)显示面板和lcd(liquid crystal display，液晶显示器)显示面板。显示面板的出光率是衡量显示面板性能的重要指标。例如，在oled显示面板中为了提高出光率，采用顶发射器件工艺制造；顶发射器件因光线从阴极发射，可以提高开口率，并且顶发射的oled器件的阳极具有高反射特性，阴极为半透明的金属，从而可以从一定程度上提高显示面板的出光率，但是效果依旧有限。
3.由此可见，如何进一步的提高显示面板的出光率成为了目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种彩膜基板、显示面板、显示装置及彩膜基板的制造方法，可有效提高显示面板的出光率。
5.第一方面，提供彩膜基板，包括：衬底基板；彩膜层，设置在所述衬底基板一侧；缓冲层，设置在所述彩膜层的远离所述衬底基板的一侧；所述缓冲层包括高折射率区域和低折射率区域；黑矩阵，设置在所述缓冲层的远离所述衬底基板的一侧；所述黑矩阵的开口区位于所述高折射率区域的表面，所述黑矩阵的非开口区位于所述低折射率区域的表面。
6.可选的，所述彩膜层包括多个色阻单元；所述低折射率区域的纵截面的宽度由靠近所述黑矩阵的一侧向靠近所述衬底基板的一侧减小；所述纵截面为任一相邻的两个色阻单元之间，且垂直于所述衬底基板的截面。
7.可选的，所述纵截面为梯形。
8.可选的，所述高折射率区域和所述低折射率区域的交界面与所述黑矩阵之间的夹角为65
°
～90
°
。
9.可选的，所述高折射率区域和所述低折射率区域的交界面与所述黑矩阵的表面之间的夹角满足：
10.使入射光线的入射角度大于预设的临界角；所述入射光线为从远离所述衬底基板的方向入射所述交界面的光线，所述临界角为光线由所述高折射率区域入射所述低折射率区域发生全反射的角度。
11.可选的，所述高折射率区域的折射率范围为：1.7～2；所述低折射率区域的折射率范围为：1.3～1.5。
12.可选的，所述缓冲层的厚度范围为：0.5um～5um。
13.可选的，所述高折射率区域的材料包括含硫环氧树脂、含多个苯环的环氧树脂、含硅的树脂材料、三氧化钼以及二氧化钛中的一种或多种；所述低折射率区域的材料包括氮
化硅和/或二氧化硅。
14.第二方面，基于同一发明构思，还提供一种显示面板，包括：tft阵列基板和前述第一方面中所述的彩膜基板，所述彩膜基板设置所述黑矩阵的一面与所述tft阵列基板的出光侧贴合。
15.第三方面，基于同一发明构思，还提供一种显示装置，包括前述第一方面中所述的显示面板。
16.第四方面，基于同一发明构思，还提供一种彩膜基板的制造方法，包括：
17.提供衬底基板；
18.在所述衬底基板上形成彩膜层；
19.在所述彩膜层上形成缓冲层，所述缓冲层包括高折射率区域和低折射率区域；
20.在所述缓冲层上形成黑矩阵，所述黑矩阵的开口区位于所述高折射率区域，所述黑矩阵的非开口区位于所述低折射率区域。
21.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22.本发明实施例提供的一种彩膜基板、显示面板及显示装置，其中彩膜基板包括：衬底基板；彩膜层，设置在衬底基板一侧；缓冲层，设置在彩膜层的远离衬底基板的一侧；缓冲层包括高折射率区域和低折射率区域；黑矩阵，设置在缓冲层的远离衬底基板的一侧；黑矩阵的开口区位于高折射率区域，黑矩阵的非开口区位于低折射率区域。在本发明的实施例中通过在黑矩阵与彩膜层之间设置了缓冲层，使用该彩膜基板制造的显示面板，可使得黑矩阵更加靠近tft阵列基板，使得tft阵列基板一侧发出的光线不被黑矩阵遮挡和吸收，同时光线从高折射率区域入射向低折射率区域时可发生全反射保证光线可从对应像素位置的彩膜层射出，避免漏光，有效提高了显示面板的出光率。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
25.图1为现有技术中的一种显示面板的结构示意图；
26.图2为本发明实施例中的一种彩膜基板的结构示意图；
27.图3为使用图2所示的彩膜基板的显示面板的结构示意图；
28.图4为图3的显示面板的提高出光率的光路远离示意图；
29.图5为本发明实施例中确定交界面与黑矩阵的表面之间夹角的原理示意图；
30.图6为本发明实施例中一种彩膜基板的制造方法的流程图。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
32.通过分析发现在现有的显示面板中，黑矩阵的透光率基本为零，在显示面板的tft阵列基板发出光线后，入射到黑矩阵上的部分光线几乎被黑矩阵遮挡或吸收，因此显示面板的tft阵列基板发出的光线没有得到充分利用。以顶发射oled显示面板为例进行说明，请参阅图1，在图1中现有技术方案的显示面板100的结构，其中包括彩膜基板10和tft阵列基板20，彩膜基板10和tft阵列基板20通过封装胶30封装，彩膜基板10包括衬底基板11，设置在衬底基板11上的彩膜层12和设置在彩膜层12远离衬底基板11一侧的黑矩阵13；tft阵列基板20，包括衬底基板21，设置在衬底基板21上的像素结构层22和用于分隔像素的像素界定层23；像素结构层22包括多个像素发光单元，这些像素发光单元分别与彩膜层12的色阻单元一一对应。tft阵列基板20一侧的像素发光单元发出的光线ⅰ可通过彩膜基板10的彩膜层12和衬底基板11，但是大角度(与垂直于显示面板100方向的夹角)光线ⅱ由于射向黑矩阵13，从而被黑矩阵13遮挡、吸收而损耗掉，最终使得显示面板100出光率不高。
33.而在本实施例中提供的一种彩膜基板，通过在黑矩阵与盖板玻璃之间设置缓冲层，增加了黑矩阵与盖板玻璃之间的距离，从而使得显示面板发出的大角度光线不会被黑矩阵遮挡；同时设置的彩膜层具有高折射率区域和低折射率区域，高折射率区域和低折射率区域的交界面位于黑矩阵的开口区和非开口区之间，从而使得原来被黑矩阵遮挡的光线可以入射到交界面上。在光线由高折射率区域射向低折射率区域时，可在交界面上发生全反射，避免漏光，也使得tft阵列基板发出的光线可更多的从开口区射出，显著提高了显示面板的出光率。可有效的应用于lcd显示面板、顶发射oled显示面板以及底发射oled显示面板等。为了使本发明的构思更易于理解，下面通过具体的实施例进一步阐述。
34.请参阅图2和图3，在本发明的一实施例中提供了一种彩膜基板210，包括：衬底基板211、彩膜层212、缓冲层213和黑矩阵214。其中，彩膜层212设置在衬底基板211一侧，缓冲层213设置在彩膜层212的远离衬底基板211的一侧；缓冲层213包括高折射率区域213a和低折射率区域213b；黑矩阵214设置在缓冲层213的远离衬底基板211的一侧；黑矩阵214的开口区位于高折射率区域213a的表面，黑矩阵214的非开口区位于低折射率区域213b的表面。使用该彩膜基板210制造的显示面板200产生的光线能够不被黑矩阵214遮挡，并射入高折射率区域213a，然后由高折射率区域213a射向交界面，光线在交界面可发生全反射，从而使得每个开口区对应的光线可更多的从开口区出射，提高了显示面板200的出光率，如图4所示。
35.衬底基板211，可采用衬底玻璃或柔性透明衬底等。
36.彩膜层212，可通过旋涂、曝光和/或显影等工艺方式形成在衬底基板211上。具体的，彩膜层212可包括多个色阻单元；色阻单元包括红色色阻单元、蓝色色阻单元和绿色色阻单元。
37.与该彩膜基板210对应的tft阵列基板220，可包括衬底基板221和像素结构层和像素界定层；像素结构层包括多个像素发光单元，这些色阻单元分别与制造显示面板200的tft阵列基板220的像素发光单元一一对应，如图3所示。
38.缓冲层213，同样的可通过旋涂、曝光和/或显影等工艺方式形成。并且覆盖于彩膜层212上。在具体的制造过程中，可先形成缓冲层213的高折射率区域213a，再形成低折射率
区域213b，从而保证形成的单元体积更小的低折射率区域213b更加稳定，避免低折射率区域213b坍塌或脱落。本实施例中的高折射率区域213a与低折射率区域213b相比是高折射率区域213a相对于低折射率区域213b的折射率更高，也即高、低的说法是一种相对关系。
39.在一些实现方式中，低折射率区域213b的纵截面的宽度由靠近黑矩阵214的一侧向靠近衬底基板211的一侧减小；纵截面为任一相邻的两个色阻单元之间，且垂直于衬底基板211的截面。或者说，在一些实现方式中，低折射率区域213b的横截面的面积由靠经黑矩阵214的一侧向靠近衬底基板211的一侧减小，横截面为任一相邻的两个色阻单元之间，且平行于衬底基板211表面的截面。该种结构形状能够将有效的提高入射光线的入射角度，提高全反射概率，入射光线为从远离衬底基板211的方向入射缓冲层213中交界面的光线。
40.进一步的，上述所说的纵截面可为梯形。当然，在其他的一些实现方式中，纵截面的形状还可为矩形、正方形、等等；还可为其他不规则的四边形。
41.在一些实施方式中，缓冲层213的厚度可控制在0.5um～5um。这样可避免缓冲层213的厚度过薄，黑矩阵214无法很好的与彩膜层212的表面隔开，黑矩阵214依旧对入射光线形成遮挡，不利于提高基于该彩膜基板210制造的显示面板200的出光率；同时又避免缓冲层213过厚，导致在制造过程中缓冲层213容易脱落的风险，提高制造良率；最终制造而成的显示面板200也具备更好的信赖性。为了进一步的，提高了缓冲层213的稳定性，同时保证入射光线在交界面能够尽可能的发生全反射，可将高折射率区域213a和低折射率区域213b的交界面与黑矩阵214之间的夹角设置范围确定在65
°
～90
°
。
42.当然在另一些实现方式中，还可基于高折射率区域213a的折射率和低折射率区域213b的折射率，计算确定交界面与黑矩阵214的表面之间的夹角。最终该夹角可满足：使入射光线的入射角度大于预设的临界角，临界角为光线由高折射率区域213a入射低折射率区域213b发生全反射的角度。进一步的，在计算时还可考虑彩膜基板210与tft阵列基板220之间的封装胶的折射率，进一步提高夹角准确性。
43.请参阅图5，例如，以应用于oled类型的显示面板200为例说明，彩膜基板210某一色阻单元对应有一像素发光单元222a。为了便于说明，定义第一目标点a为该像素发光单元222a的最边缘的发光点；第二目标点b属于像素发光单元222a对应的交界面f上最远离衬底基板211的点集(点集中可排除低折射率区域213b表面的点)，第二目标点b为该点集合中距离第一目标点a最远的点。在确定夹角大小时，保证第一目标点a射向第二目标点b的一束入射光线ⅲ与交界面f的夹角大于临界角即可。首先，可基于该第一目标点a与缓冲层213的垂直距离，和该第一目标点a与第二目标点b之间的距离确定入射光线ⅲ射入高折射率区域213a的入射角度。接着，基于封装胶的折射率与高折射率区域213a的折射率可计算得到入射光线ⅲ经过封装胶与高折射率区域213a界面h后的出射角(α)。然后，基于该出射角和交界面f发生全反射的临界角(β)就可确定交界面f与黑矩阵214的表面之间的夹角大小区间。临界角可由高折射率区域213a的折射率和低折射率区域213b的折射率。一些实现方式中，θ≤α+β，θ为交界面f与黑矩阵214的表面之间的夹角，α为入射光线ⅲ经过封装胶与高折射率区域213a界面后的出射角，β为临界角，这样就可使来自像素单元的入射光线ⅲ在交界面f几乎都发生全反射，从而提高显示面板200出光率的同时有效避免发生漏光现象。
44.在一些实现方式中，可将高折射率区域213a的折射率范围确定为：1.7～2；低折射率区域213b的折射率范围为：1.3～1.5，从而保证制造缓冲层213后不影响其他结构的厚度
尺寸，可较好兼容现有的显示面板200厚度需求。具体的，高折射率区域213a的材料可包括含硫环氧树脂、含多个苯环的环氧树脂、含硅的树脂材料、三氧化钼以及二氧化钛中的一种或多种；低折射率区域213b的材料包括氮化硅和/或二氧化硅。上述材料选择均可较好的满足上述的折射率要求。
45.黑矩阵214，同样的可通过旋涂、曝光和/或显影等工艺方式形成在缓冲层213上。黑矩阵214的一开口区域在彩膜层212的正投影对应一色阻单元，该开口区域可通过像素发光单元发出的光线；黑矩阵214的非开口区域位于低折射率区域213b的表面，并且与低折射率区域213b配合遮蔽相邻像素发光单元的光线。
46.需要说明书的是，除了上述已经介绍的结构层之外，彩膜基板210还可包括覆盖在黑矩阵214上方的平坦化层，以及其他常用的功能结构层。具体可参见现有技术中常用的功能膜层设计，本实施例中不再赘述。
47.可以理解的，在本发明实施例中提供的显示面板200，包括：tft阵列基板220和前述实施例中任一所述的彩膜基板210，彩膜基板210的设置黑矩阵214的一面与tft阵列基板220的出光侧贴合。具体的，可通过封装胶310进行封装贴合。可以理解的，当该显示面板200为lcd类型的显示面板200，将tft阵列基板220与彩膜基板210进行封装时，在tft阵列基板220与彩膜基板210之间填充液晶层。当该显示面板200为oled类型的显示面板200时，可在彩膜基板210上涂布封装胶310后将tft阵列基板220的出光侧与彩膜基板210贴合。
48.基于同一发明构思，在本发明的又一实施例中还提供了一种显示装置，该显示装置包括前述实施例中的显示面板200。
49.需要说明书的是，该显示面板200及显示装置可应用于包括但不限于显示器、手机、电视、笔记本电脑、行车电脑、等等。并且上述实施例中的显示面板200及显示装置的相关结构及其有益效果已在前述介绍彩膜基板210实施例中进行了说明，在此不赘述。
50.请参阅图6，基于同一发明构思，本发明的又一实施例中还提供了一种彩膜基板的制造方法，该彩膜基板的制造方法包括：
51.步骤s10：提供衬底基板；
52.步骤s20：在所述衬底基板上形成彩膜层；
53.步骤s30：在所述彩膜层上形成缓冲层，所述缓冲层包括高折射率区域和低折射率区域；
54.步骤s40：在所述缓冲层上形成黑矩阵，所述黑矩阵的开口区位于所述高折射率区域，所述黑矩阵的非开口区位于所述低折射率区域。
55.在上述步骤s10-s40中，制造彩膜层、缓冲层以及黑矩阵的具体工艺实现可采用现有技术完成，所制造的彩膜基板的结构及功能效果可参见前述实施例的相关说明，本实施例不再赘述。
56.综上所述，本发明实施例中提供的一种彩膜基板以及彩膜基板，能够有效提高应用该彩膜基板制造的显示面板的出光率。
57.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
58.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在
上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
59.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
60.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
61.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。