一种显示基板及其制备方法、显示装置的制造方法_3

文档序号:9688651阅读:来源:国知局
[0057]第四、上述显示基板01可以为与阵列基板对合的具有彩色滤光层20的基板,也可以是包括有彩色滤光层20和阵列基板的C0A(color filter on array)基板。
[0058]由于在COA基板中,薄膜晶体管阵列层(即形成有呈阵列排布的多个薄膜晶体管的结构层)于彩色滤光层20共用一个衬底基板10,可以省去现有显示装置中阵列基板+彩膜基板+盖板结构中的彩膜基板的衬底基板,可以实现大幅减薄显示装置厚度的目的,因此优选的,如图9所示,上述的显示基板01还包括位于彩色滤光层20上方或下方的薄膜晶体管阵列层70。
[0059]考虑到彩色滤光层20是由上述的具有不同周期的光栅结构构成的,光栅在对入射光进行滤光时,需要设置在一个相对严格平整的表面上,以避免对滤光产生影响;而薄膜晶体管阵列层对于衬底的平整性要求没有光栅高,因此进一步优选的,薄膜晶体管阵列层位于彩色滤光层20远离衬底基板的一侧。即,参考图9所示,薄膜晶体管阵列层70设置在上述的彩色滤光层20上方,具体可以在彩色滤光层20上方先沉积具有一定厚度的平坦层60作为平坦的衬底层再形成上述的薄膜晶体管阵列层70。
[0060]基于此,通过本发明实施例提供的上述显示基板01,由于在彩色滤光层20上方或下方设置透镜结构,针对任一个光栅所对应的区域,该透镜结构可以使得上述显示基板01射出的光相对于入射光向外偏折,提高了每个光栅发出光的视角范围,改善了采用光栅实现彩色滤光后存在的视角问题。
[0061]在上述基础上,考虑到凹透镜通常需要具有一定的厚度,且凹透镜的凹面相对于彩色滤光层20向上,直接形成凹透镜结构31的难度较大,故采用以下的方式实现在彩色滤光层20上方设置凹透镜结构31:
[0062]参考图3或图4所示,上述的显示基板01具体包括:
[0063]覆盖彩色滤光层20的透明绝缘层50;透明绝缘层50在对应于每个光栅的区域具有开口部分51;其中,开口部分51沿垂直于衬底基板10方向的截面形状为半圆形或劣弧形;或者,开口部分51沿垂直于衬底基板10方向的截面形状为梯形,且梯形远离衬底基板的上边大于梯形靠近衬底基板的下边;凹透镜结构31填充在开口部分10。
[0064]需要说明的是,第一、开口部分51可以为参考图3所示的,没有穿透透明绝缘层50;也可以为参考图4所示的,贯穿了上述的透明绝缘层50,即开口部分51直接露出位于下方的光栅。
[0065]第二、开口部分51的开口面积可根据滤色单元对应的像素大小设置;而开口部分51的高度影响其对光线的散射效果,高度取值范围为0.5?5.Ομπι。
[0066]考虑到相比于半圆形或劣弧形,开口部分51的截面为上述倒梯形时更容易形成,量产化程度较高,因此上述的图3和图4仅以开口部分51的截面为梯形为例进行说明,开口部分51的截面为半圆形或劣弧形的示意图在此不再赘述。
[0067]当开口部分51的截面为梯形时,梯形两边的倾斜角度与光线的散射效果也有一定光线,因此优选的,上述梯形的两下底角(即两侧边与下边之间的夹角)的取值范围为30?80° ;并且进一步优选的两下底角的取值相同,以均匀地散射光线。
[0068]第三、由于从背光源发出的光通过凹透镜结构31进行滤光后,至少有部分光线会先穿过透明绝缘层50再射向上述的凹透镜结构31,为了避免光栅滤出的光线在透明绝缘层50与凹透镜结构31的界面处发生全反射而无法通过凹透镜结构31射出,透明绝缘层50的折射率要小于或等于凹透镜结构31的折射率。
[0069]在上述基础上,进一步优选的,第一光栅21、第二光栅22以及第三光栅23中的至少一种由等间距排列的纳米线构成;纳米线包括:纳米银、纳米金、纳米招、纳米铜中的至少一种,即纳米线可以为上述的纳米银、纳米金、纳米铝、纳米铜中的一种或几种的组合。
[0070]这里,以纳米银线为例,纳米银线(电阻Rs为17Ω/方块)对可见光的透过率可高达90%以上,由于光栅是由不透光的金属材料构成的,利用上述高透过率的纳米线可以有效防止因金属材料反光而导致的显示对比度下降的问题,进一步提高显示质量。
[0071]上述等间距排列的纳米线可以通过刻蚀工艺形成,例如,可以在衬底基板10上先沉积一层银金属薄膜,通过精密的构图工艺对银金属薄膜进行刻蚀,形成等间距排列的一根根纳米银线。
[0072]上述三种光栅分别用于对射向所述显示基板的垂直入射光进行滤光,以得到三种基色的光,即每种光栅的周期分别与每种光栅滤光的颜色相对应。由于目前显示装置采用的像素三基色通常为红、绿、蓝三色,故优选的,上述三种光栅分别用于对射向上述显示基板01的垂直入射光中的红光、绿光以及蓝光进行滤光。
[0073]其中,滤出红光的光栅的周期取值范围为(420±10)nm;滤出红光的光栅的线宽取值范围为160?280nm;滤出绿光的光栅的周期取值范围为(340±10)nm;滤出绿光的光栅的线宽取值范围为120?240nm;滤出蓝光的光栅的周期取值范围为(260±10)nm;滤出蓝光的光栅的线宽取值范围为100?180nmo
[0074]在上述基础上,进一步的,本发明实施例还提供了一种显示装置,该显示装置包括上述的显示基板01。
[0075]在上述基础上,进一步的,本发明实施例还提供一种上述显示基板的制备方法,参考图3至图9所示,该显示基板01包括:设置在衬底基板10上方的彩色滤光层20;该彩色滤光层20包括:呈矩阵排布的多种滤色单元,多种滤色单元包括:第一光栅21、第二光栅22以及第三光栅23,三种光栅分别用于对射向上述显示基板01的入射光进行滤光,以得到三种基色的光;上述制备方法包括:
[0076]形成透镜结构的步骤;针对任一个光栅所对应的区域,该透镜结构用于使从上述显不基板01射出的部分光相对于入射光发散。
[0077]作为一种可选的方式,上述形成多个透镜结构的步骤包括:
[0078]在彩色滤光层20远离衬底基板10的一侧形成凹透镜结构31;其中,一个凹透镜结构31与一个光栅——对应。
[0079 ] 参考图3或图4所示,上述步骤具体包括:
[0080]步骤a:形成覆盖彩色滤光层20的透明绝缘层50;其中透明绝缘层50可以由氧化硅(S12)、氮氧化硅(SiNOx)以及氮化硅(SiNx)中的至少一种材料构成,可以为单层或多层结构。
[0081]步骤b:通过构图工艺处理,在透明绝缘层50对应于每个光栅的区域形成开口部分51;其中,开口部分51沿垂直于衬底基板10方向的截面形状为半圆形或劣弧形;或者,开口部分51沿垂直于衬底基板10方向的截面形状为梯形,且梯形远离衬底基板的上边大于梯形靠近衬底基板的下边,即上述梯形为倒梯形坑。
[0082]这里,构图工艺处理可以是任意对膜层(由一层或多层薄膜)进行处理以形成具有特定图案的工艺,典型的构图工艺是应用一次掩模板,通过光刻胶曝光、显影、刻蚀、去除光刻胶的工艺。其中,掩模板可以是普通掩模板、或半色调掩模板、或灰色调掩模板,应根据具体构图工艺灵活调整。
[0083]其中,考虑到干法刻蚀可以大幅度提高刻蚀的各向异性,精确控制侧壁剖面的形状,且具有良好的刻蚀均匀性,因此优选的,开口部分51采用干法刻蚀工艺形成。
[0084]步骤c:在开口部分51填充透明溶胶;透明溶胶优选采用性能良好,制备工艺成熟的S12溶胶构成,S12溶胶的制备过程可沿用现有技术如图10所示的工艺流程,S卩:在一份正硅酸乙酯与乙醇的混合溶液中加入氨水,搅拌一定时间,使混合溶液老化,再经回流形成反应前驱液;在另一份正硅酸乙酯与乙醇的混合溶液中加入盐酸溶液,搅拌一定时间,形成正硅酸乙酯溶液;将上述的反应前驱液与正硅酸乙酯溶液进行混合,搅拌一定时间后进行回流,形成S12溶胶,再对S12溶胶进行后续的填充、镀膜的操作步骤。
[0085]其中,为了避免光线产生全反射现象,透明绝缘层50的折射率要小于或等于透明溶胶的折射率,具体可
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