掩膜板和掩膜系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种掩膜板和掩膜系统。该掩膜板包括基底，所述基底包括非透光区域和位于所述非透光区域周边的透光区域，所述非透光区域与显示面板的有效显示区域相对设置，所述透光区域与所述显示面板的封框胶相对设置，所述非透光区域设置有光阻挡结构，所述透光区域设置有棱镜结构，所述棱镜结构用于对入射光进行偏折以使出射光向所述封框胶偏转。本实用新型提供的技术方案避免了通过透光区域的光照射到有效显示区域中，从而避免了显示面板显示异常；并且由于避免了通过透光区域的光照射到有效显示区域中，从而提高了照射到封框胶上的光的强度，进而提高了对封框胶的固化效果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及显示【技术领域】，特别涉及一种掩膜板和掩膜系统。 掩膜板和掩膜系统
【背景技术】
[0002] 目前，在液晶显示【技术领域】，窄边框设计已经成为发展趋势。图1为现有技术中显 示面板的结构示意图，如图1所示，该显示面板可包括：相对设置的彩膜基板1和阵列基板 2,彩膜基板1和阵列基板2之间形成有封框胶3。彩膜基板1和阵列基板2之间还填充有 液晶层（图中未画出）。该显示面板可划分为有效显示区域（Active Area)和位于有效显 示区域周围的周边区域，其中，封框胶3位于周边区域中。在对封框胶3进行制作过程中， 需要通过掩膜板4对封框胶3进行UV固化。如图1所示，该掩膜板4可包括：基底41，基 底41包括非透光区域和透光区域，非透光区域与有效显示区域相对设置，透光区域与显示 面板的封框胶3相对设置，非透光区设置有光阻挡结构42,该光阻挡结构42为黑色树脂结 构。光阻挡结构42用于阻挡UV固化中的UV，以避免UV照射到有效显示区域；透光区域为 透明区域，该透光区域用于透射UV，以使UV照射到封框胶3上，从而实现对封框胶3的UV 固化。
[0003] 为实现窄边框设计，封框胶3与有效显示区域之间的距离X较短，这样在通过掩膜 板4对封框胶3进行UV固化的过程中，通过透光区域的部分UV光会照射到有效显示区域 中，从而造成显示面板显示异常；且由于部分UV光照射到有效显示区域中，会降低照射到 封框胶3上的UV的强度，从而降低了对封框胶的固化效果。 实用新型内容
[0004] 本实用新型提供一种掩膜板和掩膜系统，用于避免显示面板显示异常以及提高对 封框胶的固化效果。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种掩膜板，包括基底，所述基底包括非透 光区域和位于所述非透光区域周边的透光区域，所述非透光区域与显示面板的有效显示区 域相对设置，所述透光区域与所述显示面板的封框胶相对设置，所述非透光区域设置有光 阻挡结构，所述透光区域设置有棱镜结构，所述棱镜结构用于对入射光进行偏折以使出射 光向所述封框胶偏转。
[0006] 可选地，所述棱镜结构包括入光侧面、出光侧面和边缘侧面，所述入光侧面位于所 述基底上，所述出光侧面朝向所述非透光区域，所述边缘侧面背向所述非透光区域。
[0007] 可选地，所述边缘侧面与所述入光侧面垂直。
[0008] 可选地，所述出光侧面为平面或者曲面。
[0009] 可选地，所述非透光区域包括：四个侧边，每个侧边对应的透光区域中所述棱镜结 构的数量N > D/p，其中，D为所述封框胶的宽度，p为所述棱镜结构的底边长。
[0010] 可选地，所述出射光的出射角 d = arcsin (n2*sin (90-β-arcsin (nl*sina/n2)) / n)，O〈n2*sin(9O_0 -arcsin(nl*sina/n2))/n〈l，其中，n 为空气的折射率，nl 为基底的折 射率，n2为棱镜结构的折射率，β为所述边缘侧面与所述出光侧面之间的夹角，a为所述入 射光的入射角。
[0011] 可选地，所述光阻挡结构与所述棱镜结构位于所述基底的同侧或者不同侧。
[0012] 可选地，所述光阻挡结构为黑色树脂结构。
[0013] 为实现上述目的，本实用新型提供了 一种掩膜系统，包括：显示面板和用于对所述 显示面板的封框胶进行固化的掩膜板；所述掩膜板采用上述掩膜板。
[0014] 本实用新型具有以下有益效果：
[0015] 本实用新型提供的掩膜板和掩膜系统的技术方案中，透光区域设置有棱镜结构， 该棱镜结构可对入射光进行偏折以使出射光向封框胶偏转，避免了通过透光区域的光照射 到有效显示区域中，从而避免了显示面板显示异常；并且由于避免了通过透光区域的光照 射到有效显示区域中，从而提高了照射到封框胶上的光的强度，进而提高了对封框胶的固 化效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为现有技术中显示面板的结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型实施例一提供的掩膜板的结构示意图；
[0018] 图3为图2中A-A向剖视图；
[0019] 图4为图2中棱镜结构的具体结构示意图；
[0020] 图5为本实用新型提供的掩膜板的应用示意图；
[0021] 图6为图5中棱镜结构的光路图。
【具体实施方式】
[0022] 为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实 用新型提供的掩膜板和掩膜系统进行详细描述。
[0023] 图2为本实用新型实施例一提供的掩膜板的结构示意图，图3为图2中A-A向剖 视图，如图2和图3所示，该掩膜板包括基底41，基底41包括非透光区域和位于非透光区域 周边的透光区域，非透光区域与显示面板的有效显示区域相对设置，透光区域与显示面板 的封框胶相对设置，非透光区域设置有光阻挡结构42,透光区域设置有棱镜结构43,棱镜 结构43用于对入射光进行偏折以使出射光向封框胶偏转。
[0024] 本实施例提供的掩膜板可用于对封框胶进行UV固化。其中，基底41为透明基板。 其中，光阻挡结构42用于阻挡UV固化中的UV，以避免UV照射到有效显示区域。优选地，该 光阻挡结构42为黑色树脂结构。
[0025] 图4为图2中棱镜结构的具体结构示意图，如图3和图4所示，该棱镜结构43可 包括入光侧面431、出光侧面432和边缘侧面433,入光侧面431位于基底41上，出光侧面 432朝向非透光区域，边缘侧面433背向非透光区域。优选地，边缘侧面433与入光侧面431 垂直。本实施例中，优选地，出光侧面432为平面；或者，在实际应用中，出光侧面432还可 以为其它形状，例如：曲面，此种情况不再具体画出。
[0026] 下面通过图5和图6对本实用新型提供的掩膜板的工作原理进行详细描述。图5 为本实用新型提供的掩I吴板的应用不意图，图6为图5中棱镜结构的光路图，如图5和图 6所示，作为一种可选方案，显示面板可包括：相对设置的彩膜基板1和阵列基板2,彩膜 基板1和阵列基板2之间形成有封框胶3。彩膜基板1和阵列基板2之间还填充有液晶层 (图中未画出）。该显示面板可划分为有效显示区域（Active Area)和位于有效显示区域周 围的周边区域，其中，封框胶3位于周边区域中。在对封框胶3进行制作过程中，需要通过 掩膜板4对封框胶3进行UV固化。将掩膜板4放置于显示面板上方，入射光透过掩膜板4 的基底41照射到棱镜结构43上，棱镜结构43对入射光进行偏折以使出射光向封框胶3偏 转，出射光照射到封框胶3上以实现对封框胶3的固化，其中，入射光为UV光。
[0027] 具体地，如图5和图6所示，入射光以入射角a从入光侧面431入射，经过入光侧 面431和出光侧面432两次偏折后，出射光以出射角d出射。设定基底41的折射率为nl， 棱镜结构43的折射率为n2,空气的折射率为η,则根据折射定律（law of refraction)或斯 涅尔定律（Snell's Law)可得出：
[0028] nl*sina = n2*sinb 公式（1)
[0029] n2*sinc = n*sind 公式（2)。
[0030] 由上述公式（2)可得出公式（3) :d = arcsin(n2*sinc/n)，其中，c = 90-β-b，β 为边缘侧面433与出光侧面432之间的夹角，S卩：棱镜结构43的顶角。
[0031] 由上述公式⑴可得出：b = arcsin (nl*sina/n2), 而c = 9〇-i3-arcsin(nl*sina/n2)公式（4)。
[0032] 将公式⑷代入公式（3)中可得出公式（5) :d = arcsin(n2*sin(90-β-arcsin( nl*sina/n2))/η)〇
[0033] 由于要避免光线在棱镜结构43中发生全反射，因此上述公式（5)需满足如下条 件：0〈n2*sin(90-β -arcsin(nl*sina/n2))/η〈1，其中，β = arctan(p/h)，ρ 为棱镜结构43 的底边长，h为棱镜结构43的高度。在满足上述条件的前提下，可得出p/h的范围值，则在 制作棱镜结构43中，可根据得出的p/h的比例关系设置p和h。
[0034] 在一个具体的实施例中，nl = 1. 56, n2 = 1. 49, η = 1，a = 15 ° ,则由公 式（5)得到：d = arcsin(L49*sin(9〇-arctan(p/h)-a;rcsin(L56*sinl5/L49)))= arcsin (1. 49*sin (74. 3-arctan (p/h)),由于要满足条件 0〈L 49*sin (74. 3-arctan (p/ h))〈l，因此可得出74. 3>arctan(p/h)>32. 1，从而得出3. 56>p/h>0. 627。在制作棱镜结构 43中，可根据3. 56>p/h>0. 627的比例关系设置p和h。
[0035] 如图5和图6所示，非透光区域包括：四个侧边，每个侧边对应的透光区域中棱镜 结构43的数量N > D/p，其中，D为封框胶的宽度，p为棱镜结构43的底边长。例如：图2 和图3中所示，每个侧边对应的透光区域中棱镜结构43的数量N为2个；图5中所示，每个 侧边对应的透光区域中棱镜结构43的数量N为7个。一般而言，棱镜结构的底边长p和高 度h都是um级别的，本实用新型可以沿用上述单位设计，并根据封框胶3的宽度D自行选 择P的大小。优选地，D/p为整数。
[0036] 本实施例中，光阻挡结构42与棱镜结构43位于基底41的同侧，优选地，光阻挡结 构42和棱镜结构43均位于基底41的靠近显示面板的一侧。或者，在实际应用中，光阻挡 结构42与棱镜结构43位于基底41的不同侧，例如：光阻挡结构42位于基底41的靠近显 示面板的一侧，棱镜结构43位于基底41的远离显示面板的一侧，此种情况不再具体画出。
[0037] 本实施例中，棱镜结构43可通过贴合工艺形成于基底41上，此时，棱镜结构43的 材料可以包括多元脂（Polyester)、聚碳酸酯（Polycarbonate)或者亚克力（acrylic)等高 折射率、高透明度及透光率的聚合物。或者，通过在基底42上沉积材料层，并通过对材料层 进行构图工艺而在基底42上形成棱镜结构43,此时，棱镜结构43的材料可以为IT0,其中， 构图工艺可包括：光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀以及光刻胶剥离等工艺。
[0038] 本实施例提供的掩膜板的技术方案中，透光区域设置有棱镜结构，该棱镜结构可 对入射光进行偏折以使出射光向封框胶偏转，避免了通过透光区域的光照射到有效显示区 域中，从而避免了显示面板显示异常；并且由于避免了通过透光区域的光照射到有效显示 区域中，从而提高了照射到封框胶上的光的强度，进而提高了对封框胶的固化效果。
[0039] 本实用新型提供了一种掩膜系统，该掩膜系统包括：显示面板和用于对显示面板 的封框胶进行固化的掩膜板。该掩膜板可采用上述实施例一种的掩膜板，此处不再赘述。
[0040] 本实施例提供的掩膜系统的技术方案中，透光区域设置有棱镜结构，该棱镜结构 可对入射光进行偏折以使出射光向封框胶偏转，避免了通过透光区域的光照射到有效显示 区域中，从而避免了显示面板显示异常；并且由于避免了通过透光区域的光照射到有效显 示区域中，从而提高了照射到封框胶上的光的强度，进而提高了对封框胶的固化效果。
[0041] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性 实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本 实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实 用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种掩膜板，包括基底，所述基底包括非透光区域和位于所述非透光区域周边的透 光区域，所述非透光区域与显示面板的有效显示区域相对设置，所述透光区域与所述显示 面板的封框胶相对设置，所述非透光区域设置有光阻挡结构，其特征在于，所述透光区域设 置有棱镜结构，所述棱镜结构用于对入射光进行偏折以使出射光向所述封框胶偏转。
2. 根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述棱镜结构包括入光侧面、出光侧面 和边缘侧面，所述入光侧面位于所述基底上，所述出光侧面朝向所述非透光区域，所述边缘 侧面背向所述非透光区域。
3. 根据权利要求2所述的掩膜板，其特征在于，所述边缘侧面与所述入光侧面垂直。
4. 根据权利要求2所述的掩膜板，其特征在于，所述出光侧面为平面或者曲面。
5. 根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述非透光区域包括：四个侧边，每个 侧边对应的透光区域中所述棱镜结构的数量N > D/p，其中，D为所述封框胶的宽度，p为所 述棱镜结构的底边长。
6. 根据权利要求3所述的掩膜板，其特征在于，所述出射光的出射角d = arcsin(n2*s ?η(9〇-β -arcsin(nl*sina/n2))/η),0<n2*sin(90-β -arcsin(nl*sina/n2))/n<l,^l=|=l, n 为空气的折射率，nl为基底的折射率，n2为棱镜结构的折射率，β为所述边缘侧面与所述 出光侧面之间的夹角，a为所述入射光的入射角。
7. 根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述光阻挡结构与所述棱镜结构位于 所述基底的同侧或者不同侧。
8. 根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述光阻挡结构为黑色树脂结构。
9. 一种掩膜系统，其特征在于，包括：显示面板和用于对所述显示面板的封框胶进行 固化的掩膜板； 所述掩膜板采用上述权利要求1至8任一所述的掩膜板。
【文档编号】G03F1/54GK203882090SQ201420119492
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】方正, 崔贤植, 金熙哲, 李会, 田允允, 王海燕 申请人:京东方科技集团股份有限公司