彩色滤光片及其制备方法、彩色电子纸与流程

1.本发明涉及彩色电子纸技术领域，特别是一种彩色滤光片及其制备方法、彩色电子纸。


背景技术：

2.电子纸是一种新型的显示材料，基于电泳原理的双稳态显示技术，用途广泛，具有超低能耗、薄如纸张、可以弯曲和类似书本的清晰度等优越性能，通过颜色的黑白、深浅变化来表现文字和图画，显示效果与真实的纸质书籍非常类似。目前电子纸显示屏广泛应用于电子阅读器、电子价格牌、智能卡、手表、手机、工业仪器、仪表、动态显示广告牌以及媒介产品等领域。
3.现有技术中有一种通过施加彩膜实现电子纸彩色显示的技术，在该技术方案中需要在子像素的观看侧设置彩色滤光片(color filter)实现了彩色电子纸显示的功能。在所述彩色滤光片的制程中需要制备一层保护层，以填充保护色阻之间的间隙，但是色阻与基板之间具有较大段差，保护层无法精准填满所有间隙，导致所述彩色滤光片的厚度不均，并且未被保护层填满的地方其反射率容易产生差异，从而影响彩色电子纸出现显示不良现象。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种彩色滤光片及其制备方法、彩色电子纸，以解决现有技术中由于保护层无法精准填满色阻之间的间隙而导致彩色电子纸出现显示不良的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种彩色滤光片，所述彩色滤光片有若干像素单元，每一像素单元中设有至少两个子像素以及围绕所述子像素的填充区。
6.所述彩色滤光片包括若干色阻颗粒、若干支撑柱以及保护层。所述色阻颗粒设于一基板上，并位于所述子像素中。所述支撑柱设于所述基板上，并位于所述填充区中。所述保护层覆盖所述色阻颗粒和所述支撑柱。
7.进一步地，所述子像素包括滤光子像素和透明子像素，每一像素单元都设有所述滤光子像素和所述透明子像素。所述色阻颗粒对应于所述滤光子像素。所述透明子像素中设有所述支撑柱。
8.进一步地，所述支撑柱在所述填充区中的分布密度小于或等于其在所述透明子像素中的分布密度。
9.进一步地，所述支撑柱包括第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱的体积小于所述第二支撑柱的体积。
10.进一步地，所述第一支撑柱与所述第二支撑柱间隔排布在所述基板上。
11.进一步地，所述第二支撑柱设于所述透明子像素中，所述第一支撑柱环绕所述第二支撑柱排布。
12.进一步地，所述色阻颗粒的厚度小于或等于所述支撑柱的厚度。
13.本发明中还提供一种彩色滤光片的制备方法，所述彩色滤光片的制备方法中包括以下步骤：提供一基板，所述基板具有若干像素单元，每一像素单元中设有至少两个子像素以及围绕所述子像素的填充区；在所述子像素中的基板上形成色阻颗粒；在所述填充区中的基板上形成支撑柱；在所述基板上形成覆盖所述色阻颗粒和所述支撑柱的保护层。
14.进一步地，所述子像素包括滤光子像素和透明子像素，在所述滤光子像素中形成所述色阻颗粒，在所述透明子像素中形成所述支撑柱。
15.本发明中还提供一种彩色电子纸，所述彩色电子纸包括如上所述的彩色滤光片。
16.本发明的优点是：本发明的一种彩色滤光片，通过在基板上制备支撑柱从而增加所述保护层与膜层之间的接触面积。接触面积的增加便可在制备过程中通过液态的保护层的表面张力和分子间的作用力吸附在所述支撑柱的表面上，从而提高所述保护层的聚集性以及膜层固化后的厚度，进而也能提高光线在彩色滤光片中反射的均匀性及彩色电子纸整体透光率，提高彩色电子纸的亮度及显示效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。
18.图1为本发明实施例1中彩色滤光片的单个像素单元的平面结构示意图；
19.图2为图1中彩色滤光片沿aa’线剖开的剖面结构示意图；
20.图3为本发明实施例1中彩色滤光片的优选平面结构示意图；
21.图4为本发明实施例1中彩色滤光片制备方法的流程示意图；
22.图5为本发明实施例1中步骤s10后彩色滤光片的层状结构示意图；
23.图6为本发明实施例1中步骤s20后彩色滤光片的层状结构示意图；
24.图7为本发明实施例2中彩色滤光片的单个像素单元的平面结构示意图；
25.图8为图7中彩色滤光片沿aa’线剖开的剖面结构示意图；
26.图9为本发明实施例2中彩色滤光片的优选平面结构示意图；
27.图10为本发明实施例2中彩色滤光片的优选平面结构示意图。
28.图中部件表示如下：
29.彩色滤光片100；像素单元1；
30.子像素11；滤光子像素11a；
31.透明子像素11b；填充区12；
32.基板110；色阻颗粒120；
33.红色滤光颗粒r；绿色滤光颗粒g；
34.蓝色滤光颗粒b；支撑柱130；
35.第一支撑柱131；第二支撑柱132；
36.保护层140。
具体实施方式
37.以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，证明本发明可以实施，所述发明实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的发明实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
38.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
39.此外，以下各发明实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定发明实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中间部件，所述部件置于所述中间部件上，且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”、或“连接至”另一个部件。
41.实施例1
42.本发明实施例中提供了一种彩色电子纸，所述彩色电子纸中包括显示膜层和彩色滤光片100，其显示膜层用于提供显示光源，而所述彩色滤光片100用于将单一颜色的显示光源过滤彩色光源，从而实现彩色显示。所述彩色电子纸可以应用于电子阅读器、电子价格牌、智能卡、手表、仪表、动态显示广告牌等显示设备上。
43.所述彩色滤光片100中阵列排布了若干像素单元1，如图1所示，每一像素单元1中具有4个子像素11和一填充区12。所述子像素11阵列排布在所述像素单元1中，所述填充区12环绕连接每一个子像素11。所述子像素11包括3个滤光子像素11a以及1个透明子像素11b。所述滤光子像素11a能够过滤所述显示模组所发出的光线，改变其颜色。所述透明子像素11b则能够直接透射出所述显示模组所发出的光线，不改变其颜色。
44.如图2所示，所述彩色滤光片100中包括一基板110、若干色阻颗粒120、若干支撑柱130以及保护层140。
45.所述色阻颗粒120设于所述基板110的一表面上，其包括红色滤光颗粒r、绿色滤光颗粒g以及蓝色滤光颗粒b。如图1所示，每一像素单元1中都设有1个红色滤光颗粒r、1个绿色滤光颗粒g以及1个蓝色滤光颗粒b，并且每一个滤光子像素11a中对应设有一色阻颗粒120。所述彩色滤光片100通过所述色阻颗粒120将显示模层所发出的光线过滤成彩色的光线。
46.如图1和图2所示，所述支撑柱130设于所述基板110上，并均匀分布在所述填充区12和所述透明子像素11b中。所述保护层140覆盖在所述色阻颗粒120和所述支撑柱130上，并填充所述色阻颗粒120与所述支撑柱130之间的空隙和相邻两个支撑柱130之间的空隙，均匀包覆每一支撑柱130和每一色阻颗粒120的裸露面，将所述彩色滤光片100的表面平坦
化。
47.具体的，为提高所述透明子像素11b中光线的反射率及所述彩色滤光片100的整体透光率，所述支撑柱130与所述保护层140均采用透明无色的材料。制备所述保护层140时，液态的保护层140在能够充分填充部件间空隙的同时通过表面张力和分子间的作用力依附在所述支撑柱130的表面上，从而提高所述保护层140的聚集性，进而提高所述保护层140固化后的厚度，改善所述彩色滤光片100的表面平坦度。
48.进一步地，所述透明子像素11b中所述支撑柱130的分布密度与所述填充区12中所述支撑柱130的分布密度相同或不同。优选地，由于单个透明子像素11b的填充面宽度大于网格形填充区12的单条边框宽度，为增加所述透明子像素11b中的填充效果，如图3所示，所述透明子像素11b中所述支撑柱130的分布密度大于所述填充区12中的所述支撑柱130的分布密度。
49.本发明实施例中还提供一种彩色滤光片100的制备方法，用以制备如上所述的彩色滤光片100。所述彩色滤光片100的制备方法中的工艺流程如图4所示，其包括以下步骤：
50.步骤s10)在一基板110上形成色阻颗粒120：
51.准备一基板110，所述基板110为玻璃基板110。所述基板110具有若干像素单元1，每一像素单元1中设有至少两个子像素11以及围绕所述子像素11的填充区12，所述子像素11包括滤光子像素11a和透明子像素11b。
52.在所述基板110的一表面上通过色阻制成依次制成红色滤光颗粒r、绿色滤光颗粒g和蓝色滤光颗粒b，形成如图5所示的色阻颗粒120。其中，每一像素单元1中都具有一红色滤光颗粒r、一绿色滤光颗粒g和一蓝色滤光颗粒b，并且每一个色阻颗粒120都位于一滤光子像素11a中。
53.步骤s20)在所述基板110上形成支撑层：
54.在所述填充区12和所述透明子像素11b中的基板110上涂布透明无色的光敏材料，并通过曝光、显影等工艺将该层光敏材料图案化，形成如图6中所示的支撑柱130。其中，所述支撑柱130的厚度大于或等于所述色阻颗粒120的厚度。优选地，所述支撑柱130的厚度大于所述色阻颗粒120的厚度0.2微米。
55.步骤s30)在所述基板110上形成保护层140：
56.在所述基板110上涂布透明无色的热敏材料，所述热敏材料填充所述支撑柱130与所述色阻颗粒120之间的空隙和相邻两个支撑柱130之间的空隙，覆盖每一个色阻颗粒120和支撑柱130的裸露面。通过高温加热将该层热敏材料固化，形成如图2中所述的保护层140，完成所述彩色滤色片的制备。
57.在本发明实施例中，通过在涂布保护层的基板上增加支撑柱从而增加所述保护层与膜层之间的接触面积。在保护层的制备过程中，液态的保护层便可通过表面张力和分子间的作用力吸附在所述支撑柱的表面上，从而提高所述保护层的聚集性，并提高所述保护层固化后的厚度，改善所述彩色滤光片厚度的均一性，进而提高彩色滤光片的整体透光率，也能使彩色电子纸中的光线反射更加均匀，提高彩色电子纸的显示效果。
58.实施例2
59.本发明实施例中提供了一种彩色电子纸，所述彩色电子纸中包括显示膜层和彩色滤光片100，其显示膜层用于提供显示光源，而所述彩色滤光片100用于将单一颜色的显示
光源过滤彩色光源，从而实现彩色显示。所述彩色电子纸可以应用于电子阅读器、电子价格牌、智能卡、手表、仪表、动态显示广告牌等显示设备上。
60.所述彩色滤光片100中阵列排布了若干像素单元1，如图7所示，每一像素单元1中具有4个子像素11和一填充区12。所述子像素11阵列排布在所述像素单元1中，所述填充区12环绕连接每一个子像素11。所述子像素11包括3个滤光子像素11a以及1个透明子像素11b。所述滤光子像素11a能够过滤所述显示模组所发出的光线，改变其颜色。所述透明子像素11b则能够直接透射出所述显示模组所发出的光线，不改变其颜色。
61.如图8所示，所述彩色滤光片100中包括一基板110、若干色阻颗粒120、若干支撑柱130以及保护层140。
62.所述色阻颗粒120设于所述基板110的一表面上，其包括红色滤光颗粒r、绿色滤光颗粒g以及蓝色滤光颗粒b。如图7所示，每一像素单元1中都设有1个红色滤光颗粒r、1个绿色滤光颗粒g以及1个蓝色滤光颗粒b，并且每一个滤光子像素11a中对应设有一色阻颗粒120。所述彩色滤光片100通过所述色阻颗粒120将显示模层所发出的光线过滤成彩色的光线。
63.如图7和图8所示，所述支撑柱130设于所述基板110上，并均匀分布在所述填充区12和所述透明子像素11b中。所述保护层140覆盖在所述色阻颗粒120和所述支撑柱130上，并填充所述色阻颗粒120与所述支撑柱130之间的空隙和相邻两个支撑柱130之间的空隙，均匀包覆每一支撑柱130和每一色阻颗粒120的裸露面，将所述彩色滤光片100的表面平坦化。
64.其中，所述支撑柱130包括第一支撑柱131和第二支撑柱132，所述第二支撑柱132的体积大于所述第一支撑柱131的体积。如图7所示，所述第一支撑柱131与所述第二支撑柱132依次间隔排布在所述填充区12和所述透明子像素11b中。
65.具体的，为提高所述透明子像素11b中光线的反射率及所述彩色滤光片100的整体透光率，所述支撑柱130与所述保护层140均采用透明无色的材料。制备所述保护层140时，液态的保护层140在能够充分填充部件间空隙的同时通过表面张力和分子间的作用力依附在所述支撑柱130的表面上，从而提高所述保护层140的聚集性，进而提高所述保护层140固化后的厚度，改善所述彩色滤光片100的平坦度。
66.由于单个透明子像素11b的填充面宽度大于网格形填充区12的单条边框宽度，为增加所述透明子像素11b中的填充效果，如图9所示，将所述第一支撑柱131设于所述填充区12中，将所述第二支撑柱132设于所述透明子像素11b中。优选地，如图10所示，所述第二支撑柱132位于所述透明子像素11b的中间区域，所述第一支撑柱131延伸分布至所述透明子像素11b边缘区域并围绕位于中间区域的第二支撑柱132，从而形成过渡效果，进一步提高所述保护层140的填充效果。
67.以上均为本发明实施例中支撑柱的优选分布方式，其层状结构和制备方法与均匀分布支撑柱的彩色滤光片相似，因此不在此做过多赘述。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
68.在本发明实施例中，通过在涂布保护层的基板上增加支撑柱从而增加所述保护层与膜层之间的接触面积。在保护层的制备过程中，液态的保护层便可通过表面张力和分子
间的作用力吸附在所述支撑柱的表面上，从而提高所述保护层的聚集性，并提高所述保护层固化后的厚度，改善所述彩色滤光片厚度的均一性，进而提高彩色滤光片的整体透光率，也能使彩色电子纸中的光线反射更加均匀，提高彩色电子纸的显示效果。
69.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。