彩膜基板及其制作方法、显示装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种彩膜基板及其制作方法、显示装置，涉及显示领域，能够减弱反射光，提高液晶显示装置的户外可视性。本发明所述彩膜基板，包括：基板、设置在所述基板上的黑矩阵和透明导电层，所述彩膜基板满足下述中的至少一项：所述透明导电层的上方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5～2.0，厚度为600～1000埃；或者，所述透明导电层的下方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5～2.0，厚度为600～1000埃；或者，所述黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧设置有介质层，所述介质层的折射率为1.5～2.0，厚度为600～1000埃。
【专利说明】彩膜基板及其制作方法、显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示领域，尤其涉及一种彩膜基板及其制作方法、显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示器(简称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，传统透射式液晶显示屏幕不具有可视性，无法满足正常使用。目前解决屏幕的户外可视性问题有三种方式，一是增加屏幕亮度，二是减少反射，三是采用半透半反技术(或者透射反射可切换模式)。增加屏幕亮度使耗电量大大增加，会缩短电池使用寿命或者增加能耗；防反射技术，如增加防反射膜或者采用1/4波片等；半透半反技术在户外或具有强烈外界光的环境下，采用反射显示模式，利用太阳光反射进行显示，可以有效降低功耗；在室内或弱光环境下，采用透射显示模式，利用背光源进行显示。
[0003]如图1所示，为一种现有液晶显示器的结构示意图。该液晶显示器由阵列基板10和彩膜基板20相对盒中间灌注液晶30，再贴附偏光片40形成。其中，彩膜基板20的基板21在正面(相对盒的一面)设置有黑矩阵22，基板21的背面(远离对盒面的另一侧面)设置有防静电的透明导电层23，在户外时，有较强的环境光如太阳光，黑矩阵12和透明导电层23处产生的反射光进入人眼，会影响显示装置的户外可视性。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供一种阵列基板及其制作方法、显示装置，能够减弱反射光，提高液晶显示装置的户外可视性。
[0005]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0006]本发明实施例提供一种彩膜基板，包括:基板、设置在所述基板上的黑矩阵和透明导电层，所述彩膜基板满足下述中的至少一项:
[0007]所述透明导电层的上方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?
2.0，厚度为600?1000埃；或者，
[0008]所述透明导电层的下方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?
2.0，厚度为600?1000埃；或者，
[0009]所述黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧设置有介质层，所述介质层的折射率为
1.5?2.0，厚度为600?1000埃。
[0010]可选地，所述透明介质层的厚度、折射率的取值，以及所述介质层的厚度、折射率的取值均经过优化，使得远离彩膜基板对盒面一侧的入射光的反射率最小。
[0011]优选地，所述透明介质层和/或介质层为:氮化硅层。
[0012]优选地，所述透明导电层的材质为氧化铟锡，厚度为400埃；所述透明介质层的材质为氮化娃，厚度为800埃。
[0013]优选地,所述介质层的材质为氮化娃,厚度为800埃。[0014]优选地，所述介质层形成有与所述黑矩阵相同的图案。
[0015]可选地，所述透明导电层设置在所述基板远离对盒面的一侧，所述黑矩阵设置在所述基板靠近对盒面的一侧。
[0016]本发明实施例还提供一种显示装置，包括:任意一项所述的彩膜基板。
[0017]本发明实施例还提供一种彩膜基板的制作方法，包括:
[0018]在基板上依次形成第一透明介质层、透明导电层和第二透明介质层；
[0019]在所述基板不存在膜层的另一侧形成介质层，然后在所述介质层上形成黑矩阵；
[0020]进行刻蚀，在所述介质层形成与所述黑矩阵相同的图案。
[0021]可选地，所述第一透明介质层、所述第二透明介质层均为氮化硅层，且厚度均为800埃；所述介质层为氮化娃层,厚度为800埃。
[0022]本发明实施例提供一种彩膜基板及其制作方法、显示装置，在彩膜基板的透明导电层的上方和/或下方设置透明介质层，或者在黑矩阵靠近彩膜基板对盒面的一侧设置介质层，所述透明介质层和所述介质层的折射率为1.5?2.0，所述透明介质层和所述介质层的厚度为600?1000埃，可以使得远离彩膜基板对盒面一侧的入射光(即从观看面入射的光)在透明介质层和黑矩阵处的反射率减小，反射光减弱，从而可提高显示装置的户外可视性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]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，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。
[0024]图1为现有液晶显不器的结构不意图；
[0025]图2为设置有本发明实施例一彩膜基板的液晶显示器的结构示意图；
[0026]图3为在透明导电层上、下均设置/未设置透明介质层时彩膜基板在可见光区域的反射率对比示意图；
[0027]图4为黑矩阵处设置/未设置介质层时彩膜基板在可见光区域的反射率对比示意图；
[0028]图5为与分别与图4中曲线对应的光反射模拟示意图；
[0029]图6为本发明实施例二提供的彩膜基板制备方法流程图；
[0030]图7为本发明实施例二在基板形成第一透明介质层、透明导电层和第二透明介质层的不意图；
[0031]图8为本发明实施例二在基板背面形成介质层和黑矩阵的示意图。
[0032]附图标记
[0033]10-阵列基板，20-彩膜基板，30-液晶，40-偏光片，21-基板,22-黑矩阵,23-透明导电层，24-透明介质层，25-介质层，24a-第一透明介质层，24b_第二透明介质层。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]实施例一
[0036]本发明实施例提供一种彩膜基板，所述彩膜基板满足以下方案中的至少一项:
[0037]所述透明导电层的上方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?
2.0，厚度为600?1000埃；或者，
[0038]所述透明导电层的下方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?
2.0，厚度为600?1000埃；或者，
[0039]所述黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧设置有介质层，所述介质层的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃。
[0040]本实施例所述彩膜基板只需在透明导电层的上方、透明导电层的下方、黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧这三处位置中的至少一处设置介质层，其中，当选择透明导电层的上方或下方设置介质层时，要求介质层是透明的；当选择在黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧设置介质层时，介质层是否透明不做限定。
[0041]本实施例的一种【具体实施方式】如图2所示，彩膜基板20包括:基板21、设置在基板21上的黑矩阵22和透明导电层23，透明导电层23的上方和下方设置有透明介质层24 ；黑矩阵22远离彩膜基板对盒面的一侧(即图2中黑矩阵22的上方)，设置有介质层25 ;透明介质层24和介质层25的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃。
[0042]如果显示装置工作在户外时，有较强的环境光如太阳光，在彩膜基板的透明导电层23 (用于防静电)、黑矩阵22处的反射光进入人眼，会影响显示装置的户外可视性。为降低该些反射光，本实施例在透明导电层23的上方和/或下方设置透明介质层24(或者在黑矩阵22的上方设置介质层25)，然后通过实验或模拟软件对透明介质层24(或介质层25的厚度、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，即使反射后进入人眼的反射光尽量降低，从而提高显示装置的可视性。其中，介质层25只分布在黑矩阵22的遮挡位置，因此本实施例对介质层25是否透明不做限定。
[0043]透明介质层24和介质层25的材料首先要满足折射率要大于基板折射率小于被修饰材料折射率。其中，因基板一般为玻璃材质，折射率取值一般为1.5 ;透明导电层23的材质一般为氧化铟锡，折射率为2.0，黑矩阵折射率一般为2.0?2.2，因此透明介质层24和介质层25的一般在1.5?2.0范围内。
[0044]透明介质层24和介质层25的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃时，可以使得观看一侧的入射光在透明介质层和黑矩阵处的反射率减小，从而提高显示装置的户外可视性。
[0045]对透明介质层24 (或介质层25)的厚度、折射率的取值进行优化时，一般先选择常见的符合成膜工艺的透明材料进行逐一尝试，具体而言，针对选定的某一透明材料，在折射率确定的情况下，利用光学设计软件进行模拟，对该透明材料的厚度进行优化。例如选择氮化硅作为透明介质层24(或介质层25)，其折射率取值为1.7 ;基板折射率为1.5 ;透明导电层23为氧化铟锡，折射率为2.0,厚度为400埃；黑矩阵折射率2.0,厚度为1.lum。通过光学设计软件(例如LightTool软件)进行模拟实验，首先建立彩膜基板的3D仿真模型，然后计算氮化硅层在不同厚度下彩膜基板的反射率，最后根据计算结果选择最小反射率对应的氮化硅层的厚度作为优化结果。模拟试验的结果表明:透明介质层24 (或介质层25)的材质选择氮化娃时，厚度优选为800埃。
[0046]参照图2所示，一种优选的实施方式中，玻璃基板的正面(相对盒的一面)设置氧化铟锡形成的透明导电层23，厚度为400埃，在透明导电层23的上方和下方均设置氮化硅膜层作为透明介质层24，氮化硅膜层的厚度为800埃；玻璃基板的背面设置有黑矩阵22，黑矩阵22的上方(黑矩阵22靠近玻璃的一侧)设置有800埃厚的氮化硅膜层作为介质层。对该彩膜基板在可见光范围进行反射率测试，其结果如图3和图4所示。
[0047]如图3所示，A曲线为透明导电层23上方或下方均没有设置透明介质层时彩膜基板在可见光区域的反射率，其平均反射率为2.28% ;A’曲线为透明导电层上方和下方分别设置800埃的氮化硅层作为透明介质层时，彩膜基板在可见光区域的反射率，其平均反射率降至0.3%以下。
[0048]如图4所示，B曲线为黑矩阵处没有设置介质层时彩膜基板在可见光区域的反射率；B’曲线为黑矩阵上方设置800埃的氮化硅层作为介质层时，彩膜基板在可见光区域的反射率；C曲线为玻璃基板在可见光区域的反射率；D曲线为玻璃基板上只设置800埃的氮化硅层时在可见光区域的反射率。图5所示为与图4中四个测试曲线分别对应的光反射模拟示意图。不设置介质层时，在黑矩阵处的(即B曲线)平均反射率在2.75%以上；如果设置800埃的氮化硅层作为介质层时，在黑矩阵和氮化硅层处的反射率曲线B’大致位于曲线C和曲线D之间，在可见光范围内平均反射率约在0.5%?0.3%之间。
[0049]本发明实施例对透明介质层24和介质层25的材质(主要是折射率)、厚度不做限定，可以是本领域技术人员所熟知的任意透明材料，具体实施时根据上述的方式进行优化。
[0050]优选地，透明介质层24的厚度、折射率的取值，以及介质层25的厚度、折射率的取值均经过优化，使得观看一侧的入射光的反射率最小。
[0051]当然，本实施例也可以先设定透明介质层24和介质层25的厚度，然后根据最小(或相对较小)反射率的原则对透明介质层24和介质层25的折射率进行优化；还也可以同时对厚度和折射率进行优化。本实施例可以先对透明介质层24和介质层25中的一层进行优化；也可以同时对透明介质层24和介质层25进行优化。
[0052]优选地，上述介质层25形成有与黑矩阵22相同的图案，这样做的效果是，介质层25的存在不会影响光在此处的透过率。
[0053]可选地，透明导电层24设置在基板21远离对盒面的一侧，黑矩阵25设置在基板21靠近对盒面的一侧。
[0054]本发明实施例提供一种彩膜基板，在彩膜基板的透明导电层的上方和/或下方设置透明介质层，或者在黑矩阵靠近彩膜基板对盒面的一侧设置介质层，所述透明介质层(或所述介质层)的折射率、厚度均通过优化，可以使得观看一侧的入射光在透明介质层和黑矩阵处的反射率大大减小，从而减弱反射光，提高显示装置的户外可视性。
[0055]本发明实施例还提供一种显示装置，其包括上述任意一种彩膜基板。所述显示装置因采用本发明实施例提供的彩膜基板，户外可视性好，显示品质更高。所述显示装置可以为:液晶面板、电子纸、OLED面板、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。[0056]实施例二
[0057]本发明实施例还提供一种彩膜基板的制作方法，如图6所示，该方法包括:
[0058]101、在基板上依次形成第一透明介质层、透明导电层和第二透明介质层；
[0059]如图7所示，本实施例在基板21(如玻璃基板)上依次形成第一透明介质层24a、透明导电层23和第二透明介质层24b，透明介质层24的厚度、折射率的取值均预先经过模拟实验进行优化。例如一种具体优化结果如下:第一透明介质层24a、第二透明介质层24b均为氮化硅层，即上述三层膜结构可以是SiNx/IT0/SiNx，对应的厚度可以分别为800埃，400埃，800埃。
[0060]本实施例对各膜层的材质以及具体成膜方式不做限定，可以是本领域技术人员所熟知的任意透明材料和成膜方式，具体实施时根据上述已详细描述过的方式对第一、第二透明介质层的厚度和折射率进行优化。
[0061]102、在基板21不存在膜层的另一侧形成介质层25，然后在介质层25上形成黑矩阵22，如图8所示。
[0062]本步骤取玻璃基板的另一侧形成介质层25和黑矩阵22。一种【具体实施方式】中，介质层25也为氮化硅层，厚度为800埃，具体如下:首先在基板的另一侧上沉积厚度为800埃的SiNx，然后在其基础上形成厚度为1.1±0.5um的黑矩阵层，然后进行刻蚀，形成宽度为8±1.0um,间隔为30 ± 1.5um的黑矩阵结构。
[0063]103、进行刻蚀，在介质层25形成与黑矩阵22相同的图案。
[0064]本步骤在对介质层25 (如SiNx膜层)进行图案刻蚀，图案与黑矩阵22 —致。然后继续后续流程完成彩膜基板制程，包括:将红、绿、蓝色阻分别涂覆到BM之间的空隙中并对红绿蓝色阻进行刻蚀，形成彩色滤光层，其中红绿蓝色阻的高度为2.2±0.5um。
[0065]本实施例提供一种彩膜基板制备方法，在彩膜基板的透明导电层的上方和/或下方设置透明介质层，同时在黑矩阵靠近彩膜基板对盒面的一侧设置介质层；因设计时已预先针对透明介质层和介质层的厚度、折射率以及所述介质层的厚度、折射率进行了优化，使得观看一侧的入射光在透明介质层和黑矩阵处的反射率减小，从而减弱反射光，提高液晶显示面板的户外可视性。
[0066]如果要制成显示装置，则需继续执行以下流程:
[0067]阵列基板制程；与现有技术阵列基板相同。
[0068]液晶盒前段:在制备好的阵列基板，彩膜基板上分别涂聚酰亚胺膜，在70°C下烘烤80s，以除去液晶取向剂聚酰亚胺中的水分和溶剂；然后将预固化的聚酰亚胺膜加热至230°C，维持20min ;最后对固化好的基板进行取向。
[0069]液晶成盒:在阵列基板上滴液晶，彩膜基板上涂密封胶(或者在彩膜基板上滴液晶，阵列基板上涂密封胶)之后对盒。将阵列基板和彩膜基板对盒后，整平封口，并进行清洗。
[0070]为了便于清楚说明，在本发明中采用了第一、第二等字样对相似项进行类别区分，该第一、第二字样并不在数量上对本发明进行限制，只是对一种优选的方式的举例说明，本领域技术人员根据本发明公开的内容，想到的显而易见的相似变形或相关扩展均属于本发明的保护范围内。
[0071]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于制备方法实施例而言，由于其涉及设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。
[0072]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种彩膜基板，包括:基板、设置在所述基板上的黑矩阵和透明导电层，其特征在于，所述彩膜基板满足下述中的至少一项: 所述透明导电层的上方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃；或者， 所述透明导电层的下方设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃；或者， 所述黑矩阵远离彩膜基板对盒面的一侧设置有介质层，所述介质层的折射率为1.5?2.0，厚度为600?1000埃。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于， 所述透明介质层的厚度、折射率的取值，或者所述介质层的厚度、折射率的取值均经过优化，使得远离彩膜基板对盒面一侧的入射光的反射率最小。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明介质层和/或所述介质层为:氮化娃层。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于， 所述透明导电层的材质为氧化铟锡，厚度为400埃； 所述透明介质层的材质为氮化娃，厚度为800埃。
5.根据权利要求3或4所述的彩膜基板，其特征在于， 所述介质层的材质为氮化娃，厚度为800埃。
6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述介质层形成有与所述黑矩阵相同的图案。
7.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于， 所述透明导电层设置在所述基板远离对盒面的一侧，所述黑矩阵设置在所述基板靠近对盒面的一侧。
8.—种显示装置，其特征在于，包括:权利要求1-7任意一项所述的彩膜基板。
9.一种彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括: 在基板上依次形成第一透明介质层、透明导电层和第二透明介质层； 在所述基板不存在膜层的另一侧形成介质层，然后在所述介质层上形成黑矩阵； 进行刻蚀，在所述介质层形成与所述黑矩阵相同的图案。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于， 所述第一透明介质层、所述第二透明介质层均为氮化硅层，且厚度均为800埃； 所述介质层为氮化硅层，厚度为800埃。
【文档编号】G02F1/1335GK103926743SQ201410112809
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】谷新, 铃木照晃, 秦广奎, 金起满, 鹿岛美纪, 杨亚锋 申请人:京东方科技集团股份有限公司