CN105093648A - 彩膜基板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩膜基板的制作方法，包括在基板上形成多个间隔开的黑矩阵，各黑矩阵包括凸部和位于凸部两侧的平坦部；在相邻两个黑矩阵的凸部之间均形成棱镜膜以使光经过棱镜膜后能够增大光的出射角度。本发明通过黑矩阵与棱镜膜的结构的配合，利用光学透镜原理，有效地提高了彩膜基板的视角，同时改善了彩膜基板的漏光现象，大大地提高了光的利用率和光射出彩膜基板的亮度。

Description

彩膜基板的制作方法

技术领域

本发明属于液晶显示技术领域，具体涉及一种彩膜基板的制作方法。

背景技术

目前RGBW技术已经广泛应用在液晶显示领域。然而现有的彩膜基板中并未设置相关的结构来使其具有更高的出光角度，光经过彩膜基板后直接射出液晶显示器，其出射角度并未得到改善。因此，目前RGBW技术的难点很大程度上在于如何更好地改善视角。另外，光线经液晶偏转后到达彩膜基板处，由于该彩膜基板的边缘处液晶倒向紊乱，很容易导致光线的偏振方向在此发生改变，因此光很容易在彩膜基板上的黑矩阵与色阻的衔接处漏出，从而影响液晶显示器的显示效果。

针对上述技术存在的问题，在本领域中希望寻求一种彩膜基板的制作方法，使应用该方法制作出的彩膜基板具有高的视角，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

为了进一步提高光射出彩膜基板的视角，本发明提供了一种彩膜基板的制作方法。

根据本发明提供的一种彩膜基板的制作方法，包括在基板上形成多个间隔开的黑矩阵，各黑矩阵包括凸部和位于凸部两侧的平坦部；在相邻两个黑矩阵的凸部之间均形成棱镜膜以使光经过棱镜膜后能够增大光的出射角度。

在本发明的彩膜基板的制作方法中，首先将黑矩阵设计成带有凸部和平坦部的“凸”字状，随后在相邻的黑矩阵的凸部之间形成棱镜膜的结构，通过黑矩阵与棱镜膜的配合一方面使光经过棱镜膜时能够增大光的出射角度，另一方面棱镜膜覆盖在黑矩阵的平坦部可使光在该处的传播路径发生改变，从而改善现有技术中黑矩阵边缘处由于液晶倒向紊乱而导致的漏光现象。本发明通过黑矩阵与棱镜膜的结构的配合，利用光学透镜原理，有效地提高了彩膜基板的视角，同时改善了彩膜基板的漏光现象，大大地提高了光的利用率和光射出彩膜基板的亮度。

在一些实施方案中，棱镜膜的制作方法包括以下步骤：

在形成各黑矩阵后涂布棱镜膜材料，涂布的棱镜膜材料与所述凸部的顶端平齐；

在棱镜膜材料上涂布光刻胶层；

光源通过光罩对光刻胶层进行曝光以在光刻胶层上形成棱镜膜的掩膜图形；

采用离子束蚀刻的方法，同时以掩膜图形为参照对棱镜膜材料进行蚀刻以使掩膜图形形成在棱镜膜材料上；

除去棱镜膜材料上的光刻胶从而得到棱镜膜。

在该方案中，首先涂布棱镜膜材料，棱镜膜材料优选为柔性聚酯薄膜；其次，涂布光刻胶层，光刻胶层优选采用正性光阻材料；然后采用紫外光光源通过光罩对光刻胶层进行照射，该光罩采用灰度掩膜技术在其基板上形成棱镜膜的结构的图案，光经过光罩后，该图案被曝光到光刻胶层上，从而在光刻胶层上形成了网格状的掩膜图形，再经热处理(温度约为160℃)过程，将掩膜图形的外轮廓稳固化，从而形成稳固的网格状掩膜图形；随后，通过控制离子束的能量来控制蚀刻的深度，从而在棱镜膜材料上形成所需的棱镜膜的结构；最后，使用相应的酸性液体去除光刻胶即可完成棱镜膜的制作。

在一些实施方案中，各棱镜膜包括至少部分覆盖平坦部的弧形透镜膜和位于相邻两个弧形透镜膜之间的三角棱镜膜。弧形透镜膜和三角棱镜膜均可使光通过该处时的光线发生折射，即通过设置适合的弧形透镜膜和三角棱镜膜的结构来使光在该处收敛或发散，从而减小或提高彩膜基板的视角。

在一些实施方案中，弧形透镜膜完全覆盖平坦部。弧形透镜膜完全覆盖黑矩阵的平坦部，当光线经弧形透镜膜射入平坦部的边缘时，光线发生偏折，从而使光线完全被平坦部遮挡，大大地减小了平坦部处的漏光现象。

在一些实施方案中，三角棱镜膜的截面形状为等腰三角形。通过这种设置使光线在该三角棱镜膜处的偏折角度一致，从而使光经过三角棱镜膜时更均匀。优选地，该等腰三角形的顶角角度为50度至60度。

在一些实施方案中，棱镜膜的外缘与凸部的顶端平齐。该设置一方面便于后续在棱镜膜上继续形成相应的色阻，另一方面通过结合形成的色阻的厚度与棱镜膜的厚度的比例，可减少光在经过相应的色阻时后形成的混光现象，从而避免形成的图像色彩不均。

在一些实施方案中，在形成各棱镜膜后还包括在各棱镜膜上形成相应颜色的色阻。该色阻用于实现彩膜基板的画面显示，通过调整色阻的厚度与棱镜膜的厚度的比例来具体调配出光的效果。

在一些实施方案中，色阻的折射率、与色阻相对应的棱镜膜的折射率以及空气的折射率依次减小。这种设置使光在沿色阻至棱镜膜的传播方向上逐渐发散，从而使光射出彩膜基板时具有更大的出射角度。

在一些实施方案中，黑矩阵的制作方法包括：

在基板上涂覆黑矩阵材料层；

在黑矩阵材料层上涂覆光刻胶层；

采用半曝光技术对光刻胶层进行曝光和显影；

继续对光刻胶层进行蚀刻以得到黑矩阵。

该方案中的光刻胶层可采用正性光阻，利用半曝光技术，全透光区域的正性光阻未与光发生反应，全部留下；半透光区域的正性光阻与光部分发生反应，留下一部分，未透光区域的正性光阻全部与光发生反应消失；通过控制曝光量来控制黑矩阵凸部和平坦部的厚度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)在本发明的彩膜基板的制作方法中，通过黑矩阵与棱镜膜的配合使光经过棱镜膜时能够增大光的出射角度，从而提高了彩膜基板的视角；

2)棱镜膜覆盖在黑矩阵的平坦部可使光在该处的传播路径发生改变，从而改善现有技术中黑矩阵边缘处由于液晶倒向紊乱而导致的漏光现象；

3)由于该黑矩阵与棱镜膜的配合使黑矩阵具有更好的遮光效果，因此大大地提高了背光的利用率和光射出彩膜基板的亮度。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的彩膜基板的制作方法的流程图；

图2是根据本发明的彩膜基板的棱镜膜的制作方法的流程图；

图3是黑矩阵的结构示意图；

图4是在图3所示的黑矩阵上形成棱镜膜材料层的示意图；

图5是在图4所示的棱镜膜材料层上形成光刻胶层的示意图；

图6是对图5所示的光刻胶层进行曝光和显影以形成棱镜膜的掩膜图形的示意图；

图7是形成的棱镜膜的结构示意图；

图8是在图7所示的棱镜膜上形成相应色阻的示意图；

图9是黑矩阵的制作方法的流程图；

图10是黑矩阵的制作方法的原理图；

图11是弧形棱镜膜的工作原理图；

图12是三角棱镜膜的工作原理图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

图1显示了根据本发明提供的彩膜基板100的制作方法的流程图。结合图1至图7所示，彩膜基板100的制作方法包括：

步骤S100：如图3所示，在基板10上形成多个间隔开的黑矩阵20，各黑矩阵20包括凸部21和位于凸部21两侧的平坦部22；

步骤S200：如图8所示，在相邻两个黑矩阵20的凸部21之间均形成棱镜膜30以使光经过棱镜膜30后能够增大光的出射角度。

在本发明的彩膜基板100的制作方法中，首先将黑矩阵20设计成带有凸部21和平坦部22的“凸”字状，随后在相邻的黑矩阵20的凸部21之间形成棱镜膜30的结构，通过黑矩阵20与棱镜膜30的配合一方面使光经过棱镜膜30时能够增大光的出射角度，另一方面棱镜膜30覆盖在黑矩阵20的平坦部22可使光在该处的传播路径发生改变，从而改善现有技术中黑矩阵边缘处由于液晶倒向紊乱而导致的漏光现象。本发明通过黑矩阵20与棱镜膜30的结构的配合，利用光学透镜原理，有效地提高了彩膜基板100的视角，同时改善了彩膜基板100的漏光现象，大大地提高了光的利用率和光射出彩膜基板100的亮度。

图2显示了根据本发明的彩膜基板100的棱镜膜30的制作流程图。结合图2至图7所示，棱镜膜30的制作方法包括以下步骤：

步骤S201：如图4所示，在形成各黑矩阵20后涂布棱镜膜材料40，涂布的棱镜膜材料40与凸部21的顶端平齐；

步骤S202：如图5所示，在棱镜膜材料40上涂布光刻胶层50；

步骤S203：如图6所示，光源70通过光罩A对光刻胶层50进行曝光以在光刻胶层50上形成棱镜膜30的掩膜图形51；

步骤S204：如图7所示，采用离子束蚀刻的方法，同时以掩膜图形51为参照对棱镜膜材料40进行蚀刻以使掩膜图形51形成在棱镜膜材料40上；

步骤S205：除去棱镜膜材料上的光刻胶从而得到棱镜膜30。

在该方案中，首先涂布棱镜膜材料40，棱镜膜材料40优选为柔性聚酯薄膜；其次，涂布光刻胶层50，光刻胶层50优选采用正性光阻材料；然后采用紫外光光源70通过光罩A对光刻胶层50进行照射，该光罩A采用灰度掩膜技术在其基板上形成棱镜膜30的结构的图案，光经过光罩A后，该图案被曝光到光刻胶层50上，从而在光刻胶层50上形成了网格状的掩膜图形51，再经热处理(温度约为160℃)过程，将掩膜图形51的外轮廓稳固化，从而形成稳固的网格状掩膜图形；随后，通过控制离子束的能量来控制蚀刻的深度，从而在棱镜膜材料40上形成所需的棱镜膜30的结构；最后，使用相应的酸性液体去除光刻胶即可完成棱镜膜30的制作。

根据本发明，如图7所示，各棱镜膜30包括至少部分覆盖平坦部22的弧形透镜膜31和位于相邻两个弧形透镜膜31之间的三角棱镜膜32。弧形透镜膜31和三角棱镜膜32均可使光通过该处时的光线发生折射，即通过设置适合的弧形透镜膜31和三角棱镜膜32的结构来使光在该处收敛或发散，从而减小或提高彩膜基板100的视角。

优选地，如图7所示的实施例中，弧形透镜膜31完全覆盖平坦部22。弧形透镜膜31完全覆盖黑矩阵20的平坦部22。结合图11所示，当平坦部22处未设置弧形透镜31时，光线a沿光线a’的方向射入人眼，因此在平坦部22的边缘处出现漏光现象；而当平坦部22处设置弧形透镜31时，光线a经弧形透镜膜31射入平坦部22的边缘时，光线a发生偏折形成光线a”，从而使光线a完全被平坦部22遮挡，大大地减小了平坦部22处的漏光现象。

还优选地，如图12所示的实施例中，三角棱镜膜32的截面形状为等腰三角形。通过这种设置使光线b在该三角棱镜膜32处的偏折角度一致，从而使光线b经过三角棱镜膜32时更均匀。优选地，该等腰三角形的顶角角度为50度至60度。

回到图7，棱镜膜30的外缘与凸部21的顶端平齐。该设置一方面便于后续在棱镜膜30上继续形成相应的色阻80，另一方面通过结合形成的色阻80的厚度与棱镜膜30的厚度的比例，可减少光在经过相应的色阻80时后形成的混光现象，从而避免形成的图像色彩不均。

根据本发明，如图8所示的实施例中，在形成各棱镜膜30后还包括在各棱镜膜30上形成相应颜色的色阻80。该色阻80用于实现彩膜基板100的画面显示，通过调整色阻80的厚度与棱镜膜30的厚度的比例来具体调配出光的效果。

优选地，色阻80的折射率、与色阻80相对应的棱镜膜30的折射率以及空气的折射率依次减小。这种设置使光在沿色阻80至棱镜膜30的传播方向上逐渐发散，从而使光射出彩膜基板100时具有更大的出射角度。

根据本发明，图9显示了根据本发明的彩膜基板100的黑矩阵20的制作方法的流程图。结合图10所示，该黑矩阵20的制作方法包括以下步骤：

步骤S101：在基板10上涂覆黑矩阵材料层60；

步骤S102：在黑矩阵材料层60上涂覆光刻胶层70；

步骤S103：采用半曝光技术对光刻胶层70进行曝光和显影；

步骤S104：继续对光刻胶层进行蚀刻以得到黑矩阵20。

该方案中的光刻胶层70可采用正性光阻，利用半曝光技术，采用光罩B对光刻胶层70进行曝光，光罩B的全透光区域B1的正性光阻未与光发生反应，全部留下；半透光区域B2的正性光阻与光部分发生反应，留下一部分，未透光区域B3的正性光阻全部与光发生反应消失；通过控制曝光量来控制黑矩阵20的凸部21和平坦部22的厚度。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明的范围和精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (10)

1.一种彩膜基板的制作方法，包括：

在基板上形成多个间隔开的黑矩阵，各所述黑矩阵包括凸部和位于所述凸部两侧的平坦部；

在相邻两个所述黑矩阵的凸部之间均形成棱镜膜以使光经过所述棱镜膜后能够增大光的出射角度。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述棱镜膜的制作方法包括以下步骤：

在形成各所述黑矩阵后涂布棱镜膜材料，涂布的所述棱镜膜材料与所述凸部的顶端平齐；

在所述棱镜膜材料上涂布光刻胶层；

光源通过光罩对所述光刻胶层进行曝光以在所述光刻胶层上形成所述棱镜膜的掩膜图形；

采用离子束蚀刻的方法，同时以所述掩膜图形为参照对所述棱镜膜材料进行蚀刻以使所述掩膜图形形成在所述棱镜膜材料上；

除去所述棱镜膜材料上的光刻胶从而得到所述棱镜膜。

3.根据权利要求1或2所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，各所述棱镜膜包括至少部分覆盖所述平坦部的弧形透镜膜和位于相邻两个所述弧形透镜膜之间的三角棱镜膜。

4.根据权利要求3所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述弧形透镜膜完全覆盖所述平坦部。

5.根据权利要求3所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述三角棱镜膜的截面形状为等腰三角形。

6.根据权利要求1或2所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述棱镜膜的外缘与所述凸部的顶端平齐。

7.根据权利要求1或2所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述棱镜膜由柔性的聚酯薄膜形成。

8.根据权利要求1或2所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，在形成各所述棱镜膜后还包括在各所述棱镜膜上形成相应颜色的色阻。

9.根据权利要求8所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述色阻的折射率、与所述色阻相对应的棱镜膜的折射率以及空气的折射率依次减小。

10.根据权利要求1或2所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵的制作方法包括：

在基板上涂覆黑矩阵材料层；

在所述黑矩阵材料层上涂覆光刻胶层；

采用半曝光技术对所述光刻胶层进行曝光和显影；

继续对光刻胶层进行蚀刻以得到所述黑矩阵。