本发明公开一种亲水性聚酯薄膜及其制备方法、以及显示装置，所述亲水性聚酯薄膜包括支撑膜层和设于所述支撑膜层的至少一侧的亲水膜层，所述支撑膜层的材质为聚酯，所述亲水膜层的平均相畴尺寸为10～400nm，所述亲水膜层包括第一功能相和第二功能相；其中，所述第一功能相包括水分散型树脂和第一交联剂；所述第二功能相包括水溶性树脂和第二交联剂，所述水溶性树脂的支链或主链侧基上含有羟基或羧基；所述水分散型树脂、第一交联剂、水溶性树脂和第二交联剂的质量份数分别为10～40份、0.1～4份、20～60份和0.1～3份。本发明提供的亲水性聚酯薄膜具有优异的亲水性，结构稳定性、粘结性良好，而且亲水性能稳定。