设置有黑矩阵的基板及其制造方法、显示装置的制造方法_2

文档序号:8338655阅读:来源:国知局
面32为凸面时,如图2所示,反射面32迎着背光入射方向凸起,背光射至此种结构的反射面32后,能够达到更高的背光利用率。原因如下:入射的背光为基本与基板I垂直的平行光,被反射面32反射的背光中,部分被反射向色阻块2方向(以光线A为例),然后从色阻块2直接射出,损耗低,利用率高,而被反射向阵列基板11的背光(以光线B为例),需穿过多个膜层(例如背光源中的导向膜,偏振片等),再次被反射经过同样的多个膜层后,才能再次被利用,损耗相对较高,这部分光线利用率低。采用形状为凸面的反射面32(相对平面或凹面设计),反射后向色阻块2方向传播的光线所占比例更大,从而进一步提高了背光的利用率。
[0050]如上所述,反射面32设计成凸面时,能达到更高的背光利用率。反射面32为凸面时,进一步优选地如图3所示,凸面的横截面为弧形。该形状的反射面32相比会将更多的背光反射到色阻块2区域,然后从色阻块2直接射出得到利用,从而使背光的利用率进一步提尚。
[0051]反射面32的横截面的形状除弧形外,还可以为梯形或者倒V字形。如图3(a)所示,当反射面32的横截面设计成梯形时,入射到梯形不同区域的背光将被反射向不同方向,比如,光线A’入射到梯形与基板I平行的区域,被反射后向阵列基板11 (参考图2)方向传播,该部分背光经过多次反射或折射最终被重新利用;光线B’入射到梯形的与基板I相倾斜的区域,被反射后向色阻块2的方向传播,然后直接射出。如图3(b)所示,当反射面32的横截面设计成倒V字形时,大部分射向黑矩阵3的背光被反射至色阻块2方向,直接得到利用。
[0052]上述的反射面32的横截面的形状,均为设计时的可选模型,具体实施时本领域的技术人员在制作反射面32时,可以通过光学模拟实验对所述反射面32的具体形状外型进行优化设计,以达到最高背光的利用率为准。
[0053]或者,本实施还可以在上述反射面32形状基础上,对上述弧形的弧度、梯形和倒V字形的各内角等参数通过模拟实验进行优化确定。其判断标准是,优化过程中,如果弧形的弧度、梯形和倒V字形的各内角等参数处于某些值时,反射面32反射的背光能达到最高的利用率,则将这些值定为反射面32制作时上述参数的预设值。
[0054]更优地,为达到更高的背光利用率,可以在反射面32的表面设置增加反射的纳米结构,进一步提尚背光利用率。
[0055]从上述的实施例可以看出,反射面32设计成某些形状时,可以使背光达到较高的利用率,而在反射面32上制作增加反射的纳米结构,可以进一步提高背光利用率。本实施例对纳米结构的具体形状不做限定,以能达到增加反射的效果为准。供本领域的技术人员参考的一种设计思路如下,可以在反射面32表面制作反射光栅结构,将入射到反射面32的背光尽量多的反射到色阻块2区域,从而使该部分背光直接得到利用。
[0056]上述的黑矩阵3包括主体部分31和反射面32,主体部分31和反射面32可以采用相同材料一起制作出来,具体如图4所示,黑矩阵3整体为金属材料制成。当黑矩阵3整体为金属材料时,可以进一步提高背光的利用率,具体而言,由于其与色阻块2相接触的部分具有反光的能力,经过色阻块2传播到黑矩阵3的主体部分31上的背光,如图中的光线C,被反射回色阻块2中,直接被利用,从而进一步提高了背光的利用率。
[0057]上述的黑矩阵3的主体部分31和反射面32也可以由不同材料单独制作而成,如图2所示,黑矩阵3包括:黑矩阵3的主体部分31,由吸光材料或金属材料制成;反射面32,设置在黑矩阵3的主体部分31迎向背光的一面,由金属材料制成。该结构的黑矩阵3制备工艺较为简单(实施例二中进行详细说明),同时能达到较高的背光利用率。
[0058]上述的任意的设置有黑矩阵3的彩膜基板12,由于其避免了因黑矩阵3吸收背光而造成的背光损失,提高了背光的利用率,使设置有本实施例所述黑矩阵的显示器只需较小的功耗,就可以达到显示亮度要求,从而满足了显示器低功耗的需求。
[0059]实施例二
[0060]本实施例提供一种基板的制造方法,包括:形成黑矩阵3的工序,所述形成黑矩阵3的工序中形成的黑矩阵3迎向背光的一面为反射面32,其中,反射面32的作用是:使射向黑矩阵3的背光经反射面32反射后能够重新被利用。
[0061]上述的基板为彩膜基板12或者阵列基板11,本实施例中以彩膜基板12为例进行说明。如图2所示,不同于现有技术中的黑矩阵3整体均由吸光材料制成,本实施例的黑矩阵3的主体部分31仍然可以由吸光材料形成,但其反射面32由反射率较高的金属材料制成。反光面32设置在黑矩阵3主体部分31迎向背光的一面,其作用是使射向黑矩阵3的背光直接穿过色阻块2被利用或者经过多次反射或折射最终被重新利用,相比之下,现有技术中的射向黑矩阵3的背光则会被黑矩阵3吸收,因而本实施例提供的制造方法,形成的基板I上设置有具有反射面32的黑矩阵3,能提高背光的利用率。
[0062]根据上述黑矩阵3的结构,本实施例提供两种制备上述黑矩阵3的思路,思路一是,使用同一种材料制备黑矩阵3,所用材料可以为金属,所形成的黑矩阵3的迎向背光的一面即为反射面32,黑矩阵3的其余部分为主体部分31 ;思路二是,分两步对黑矩阵进行制作,先形成黑矩阵3的主体部分31,然后在主体部分31的表面制作反射面32。
[0063]根据上述的思路一,本实施例提供一种采用金属作为制备材料进行黑矩阵3制作的方法,即上述形成黑矩阵3的工序,包括以下步骤:
[0064]步骤一、沉积金属材料。
[0065]本步骤中的金属材料是形成反射面32的材料,也是形成主体部分31的材料。所述金属材料为反射率较高的金属,例如银、铝等,成膜厚度及其工艺参数可参考现有工艺。
[0066]步骤二、涂覆光刻胶,进行曝光。
[0067]例如,本步骤在黑矩阵3预设位置保留光刻胶,其余位置光刻胶去除;为下一步骤刻蚀形成黑矩阵3做准备。所用光刻胶62材料以及其工艺参数参考现有技术。
[0068]步骤三、进行刻蚀,形成迎向背光的一面为反射面32的黑矩阵3。
[0069]本步骤完成后,保留的金属材料形成的黑矩阵3的图形,黑矩阵3迎向背光的一面如果不够光滑,还需要进一步加工使黑矩阵3迎向背光的一面形成反射面32。
[0070]下面结合【具体实施方式】来解释上述成黑矩阵3的工序,本【具体实施方式】所采用的黑矩阵3的材料为金属,形成的黑矩阵3的反射面32为凸面,下面结合图5及图6 (a)-图6(f)进行详细说明。
[0071 ] 首先进行步骤一,形成金属层63,与上述步骤一相同,不再详述。然后进行步骤二,即涂覆光刻胶62,进行曝光,具体为:
[0072]S0、涂覆光刻胶62,并使用灰度掩膜板61进行曝光,使显影后的光刻胶62能形成如下图样:黑矩阵3预设区域的光刻胶62厚度递增,呈现凸面结构,黑矩阵3预设区域之外的光刻胶62完全剥离,具体如图6 (a)所示。
[0073]然后,进行步骤三,即进行刻蚀,形成迎向背光的一面为反射面32的黑矩阵3,包括:
[0074]S1、显影,形成如下光刻胶62图样:黑矩阵3预设区域的光刻胶62厚度递增,呈现凸面结构,黑矩阵3预设区域之外的光刻胶62完全剥离,具体如图6(b)所示。
[0075]S2、进行刻蚀,去除未被光刻胶62覆盖区域的金属材料。
[0076]本步骤完成后,金属材料形成黑矩阵3的图形,具体如图6(c)所示。
[0077]S3、进行灰化处理,使黑矩阵3预设区域边缘部分的金属材料暴露。
[0078]本步骤中,光刻胶62的灰化程度使黑矩阵3预设区域边缘部分的材料暴露,具体暴露尺寸以及灰化参数预先设计,或者在生产中进行优化,灰化后如图6(d)所示。
[0079]S4、对暴露出的金属材料进行浅刻蚀。
[0080]本步骤中对金属材料的刻蚀采用浅刻蚀工艺,如图6 (e)所示,使暴漏出的金属材料厚度变薄但并不全部刻蚀掉。刻蚀程度参考预先设计或在实践中进行优化。
[0081]重复步骤S3、S4直到:S5、光刻胶被完全去除,形成上表面为凸面的黑矩阵3。
[0082]如图6(f)所示,本步骤完成后,金属材料的图形与预设的黑矩阵
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