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一种透明显示面板、制备方法及显示装置与流程

时间:2022-01-23 阅读: 作者:专利查询

一种透明显示面板、制备方法及显示装置与流程

1.本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种透明显示面板、制备方法及显示装置。


背景技术:

2.随着显示技术的发展,透明显示面板作为一种新奇的显示手段被提出,这种透明显示面板既可以从面板正面看到显示的图像,又可以透过面板看到透明显示面板背面的物体。透明显示面板具有许多潜在的应用,例如建筑物或汽车的窗户、商场里的展示窗。除了这些大型设备的应用以外,诸如手持式平板电脑的小型设备也可得益于透明显示面板。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供一种透明显示面板、制备方法及显示装置,用以实现透明显示。
4.本发明实施例提供了一种透明显示面板,包括多个子像素,还包括:
5.衬底基板;
6.导光基板,与所述衬底基板相对设置,且所述导光基板包括相互间隔设置的多个入光区域和多个出光区域;其中,一个所述子像素包括一个所述入光区域和一个所述出光区域;
7.液晶层,位于所述衬底基板和所述导光基板之间;
8.承载层,位于所述衬底基板与所述液晶层之间,且所述承载层包括多个凹陷结构;其中,一个所述子像素包括一个所述凹陷结构;
9.反射层,位于所述承载层与所述液晶层之间,且所述反射层包括多个反射结构;其中,一个所述凹陷结构在所述衬底基板的正投影覆盖一个所述反射结构在所述衬底基板的正投影;
10.同一所述子像素中,所述反射结构用于在所述导光基板的入光区域的入射光通过所述液晶层入射到所述反射结构上时,反射所述入射光得到出射光,使所述出射光穿过所述导光基板的所述出光区域出射。
11.在一些示例中,所述凹陷结构在平行于所述子像素的行方向上且在垂直于所述衬底基板的方向上的截面为三角形。
12.在一些示例中,所述三角形具有依次连接的第一边、第二边以及第三边;其中,所述第一边和所述第二边为所述凹陷结构的侧边处,所述第三边为所述凹陷结构的开口处;
13.所述第二边的长度大于所述第一边的长度,且所述第二边与所述第三边之间的夹角为20~40度。
14.在一些示例中,所述承载层包括间隔设置的多个子承载层;其中,一个所述子像素包括一个所述子承载层,且所述子承载层在所述衬底基板的正投影覆盖所述凹陷结构在所述衬底基板的正投影。
15.在一些示例中,所述承载层的材料为具有遮光性能的光刻胶。
16.在一些示例中,所述透明显示面板还包括:位于所述衬底基板与所述承载层之间
的晶体管层,位于所述晶体管层与所述承载层之间的驱动电极层;其中,所述晶体管层包括多个薄膜晶体管;所述驱动电极层包括多个透明像素电极;
17.一个所述子像素包括一个所述薄膜晶体管和一个所述透明像素电极,且同一所述子像素中的所述薄膜晶体管和所述透明像素电极相互电连接。
18.在一些示例中,同一所述子像素中,所述子承载层在所述衬底基板的正投影覆盖所述薄膜晶体管在所述衬底基板的正投影;和/或,
19.同一所述子像素中,所述透明像素电极在所述衬底基板的正投影覆盖所述子承载层在所述衬底基板的正投影。
20.在一些示例中,所述显示面板还包括:位于所述反射层与所述液晶层之间的第一平坦层;其中,所述第一平坦层覆盖所述衬底基板和所述承载层,并且填充入所述凹陷结构。
21.在一些示例中,所述导光基板包括:位于所述液晶层背离所述衬底基板一侧的导光板,位于所述导光板与所述液晶层之间的取光层,位于所述取光层与所述液晶层之间的透明公共电极层,位于所述透明公共电极层与所述液晶层之间的黑矩阵层以及位于所述导光板一侧的光源结构;其中,所述取光层包括间隔设置的多个开口;一个所述开口在所述衬底基板的正投影位于一个所述入光区域内;
22.所述黑矩阵层在所述衬底基板的正投影与所述出光区域之间的间隙在所述衬底基板的正投影交叠,且所述黑矩阵层在所述衬底基板的正投影与所述入光区域在所述衬底基板的正投影不交叠。
23.本发明实施例提供了一种上述透明显示面板的制备方法,包括:
24.在所述衬底基板上形成所述承载层;
25.在所述承载层背离所述衬底基板一侧形成反射层;
26.在所述衬底基板与所述导光基板之间形成所述液晶层后进行对盒;
27.其中,所述衬底基板包括多个子像素;所述导光基板包括相互间隔设置的多个入光区域和多个出光区域;所述承载层包括多个凹陷结构;所述反射层包括多个反射结构;其中,一个所述子像素包括一个所述入光区域、一个所述出光区域以及一个所述凹陷结构;且一个所述凹陷结构在所述衬底基板的正投影覆盖一个所述反射结构在所述衬底基板的正投影;以及,同一所述子像素中,所述反射结构用于在所述导光基板的入光区域的入射光通过所述液晶层入射到所述反射结构上时,反射所述入射光得到出射光,使所述出射光穿过所述导光基板的所述出光区域出射。
28.在一些示例中,所述在所述衬底基板上形成所述承载层,具体包括:
29.采用具有遮光性能的光刻胶,在所述衬底基板上形成承载薄膜层;
30.采用第一掩膜版对所述承载薄膜层进行曝光和显影,形成间隔设置的多个子承载层;其中,一个所述子像素包括一个所述子承载层;
31.采用第二掩膜版对各所述子承载层进行多次不同曝光光强的曝光,并在显影后在各所述子承载层上形成所述凹陷结构。
32.在一些示例中,所述采用第二掩膜版对各所述子承载层进行多次不同光强的曝光,具体包括:
33.将具有相互间隔设置的多个狭缝的第二掩膜版设置于所述承载层背离所述衬底
基板的一侧;其中一个所述子承载层对应一个所述狭缝;
34.采用设定步进,沿所述子像素的行方向控制所述第二掩膜版移动,并按照曝光光强依次增大的条件,在所述第二掩膜版每次移动停止后进行曝光;
35.对曝光后的所述衬底基板进行显影,在各所述子承载层上形成所述凹陷结构。
36.本发明实施例还提供了一种显示装置,包括上述透明显示面板。
37.本发明有益效果如下:
38.本发明实施例提供的透明显示面板、制备方法及显示装置,通过设置具有凹陷结构的承载层,并在承载层面向液晶层的一侧设置反射层,可以使导光基板入射到反射结构上的光进行反射后通过出光区域出射。从而可以使液晶显示面板实现透明显示的效果。
附图说明
39.图1为本发明实施例中的透明显示面板的俯视结构示意图;
40.图2a为图1所示的透明显示面板沿aa’方向上的一些剖视结构示意图;
41.图2b为图1所示的透明显示面板沿aa’方向上的另一些剖视结构示意图;
42.图3为图1所示的透明显示面板沿aa’方向上的又一些剖视结构示意图;
43.图4为本发明实施例中的制备方法的流程图;
44.图5a为图1所示的透明显示面板沿aa’方向上的又一些俯视结构示意图;
45.图5b为图1所示的透明显示面板沿aa’方向上的又一些俯视结构示意图;
46.图6为本发明实施例中的第二掩膜版的一些俯视结构示意图;
47.图7a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的一些俯视结构示意图;
48.图7b为图7a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图;
49.图8a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的另一些俯视结构示意图;
50.图8b为图8a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图;
51.图9a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的又一些俯视结构示意图;
52.图9b为图9a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图;
53.图10a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的又一些俯视结构示意图;
54.图10b为图10a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图;
55.图11a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的又一些俯视结构示意图;
56.图11b为图11a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图;
57.图12a为本发明实施例中的第二掩膜版和衬底基板的又一些俯视结构示意图;
58.图12b为图12a所示的俯视结构示意图沿aa’方向上的剖视结构示意图。
具体实施方式
59.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
60.除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具
有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
61.需要注意的是,附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
62.液晶显示(liquid crystal display,lcd)面板具有色域高、画质好、轻薄化、低功耗等优点,以广泛应用于平板电脑、电视、手机和车载显示器等电子显示产品中。然而,通常情况下,液晶显示面板一般包括液晶显示基板和背光源,由于背光源的存在,导致液晶显示面板应用于透明显示时存在的阻碍较大。
63.有鉴于此,本发明实施例提供一种透明显示面板,如图1至图2b所示,可以包括:
64.衬底基板100,包括多个子像素spx;
65.导光基板200,与衬底基板100相对设置,且导光基板200包括相互间隔设置的多个入光区域rg和多个出光区域cg;其中,一个子像素spx包括一个入光区域rg和一个出光区域cg;
66.液晶层300,位于衬底基板100和导光基板200之间;
67.承载层110,位于衬底基板100与液晶层300之间,且承载层110包括多个凹陷结构112;其中,一个子像素spx包括一个凹陷结构112;
68.反射层130,位于承载层110与液晶层300之间,且反射层130包括多个反射结构131;其中,一个凹陷结构112在衬底基板100的正投影覆盖一个反射结构131在衬底基板100的正投影;
69.同一子像素spx中,反射结构131用于在导光基板200的入光区域rg的入射光通过液晶层300入射到反射结构131上时,反射入射光得到出射光,使出射光穿过导光基板200的出光区域cg出射。示例性地,参考图2a,通过控制子像素spx中的液晶层300中的液晶分子的偏转状态,可以控制液晶层300的折射率,进而可以使入射到导光基板200中的光s1,通过入光区域rg折射形成光s2,光s2进入液晶层300后形成光s3,光s3射出液晶后形成光s4,光s4入射到反射结构131上,通过反射结构131的反射作用,将光s4进行反射得到反射光s5,反射光s5通过液晶层、出光区域cg,导光基板200后出射。这样可以实现图像显示效果。可以理解的是,图2a中的光路仅作示意。
70.本发明实施例提供的上述透明显示面板,通过设置具有凹陷结构的承载层,并在承载层面向液晶层的一侧设置反射层,可以使导光基板入射到反射结构上的光进行反射后通过出光区域出射。从而可以使液晶显示面板实现透明显示的效果。
71.示例性地,承载层110具有遮光效果。这样一来,参考图3,通过控制子像素spx中的液晶层300中液晶分子的偏转状态,可以改变液晶层300的折射率,进而可以使入射到导光基板200中的光s1,通过入光区域rg折射形成光s2,光s2进入液晶层300后形成光s9,光s9射出液晶后形成光s10,光s10入射到承载层110上,通过承载层110的遮光作用,可以避免光s5经过出光区域cg出射,从而可以形成黑画面。可以理解的是,图3中的光路仅作示意。
72.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,凹陷结构112在平行于子像素spx的行方向f1上且在垂直于衬底基板100的方向f3上的截面为三角形。示例性地,三角形具有依次连接的第一边l1、第二边l2以及第三边l3;其中,第一边l1和第二边l2为凹陷结构112的侧边处,第三边l3为凹陷结构112的开口处;第二边l2的长度大于第一边l1的长度,且第二边l2与第三边l3之间的夹角β为20~40度。例如,夹角β可以为25~35度。例如,夹角β可以为28~32度。例如,夹角β可以为20度。夹角β也可以为25度。夹角β也可以为28度。夹角β也可以为30度。夹角β也可以为32度。夹角β也可以为35度。夹角β也可以为40度。需要说明的是,可以通过调整夹角β的角度,来调整光s3的反射角度,以使光s3可以通过出光区域cg出射。当然,在实际应用中,夹角β的具体数值可以根据实际应用的需求进行设计确定,在此不作限定。
73.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1与图2a所示,可以仅在凹陷结构112的第二边l2上设置反射结构131。这样可以降低反射结构的设置面积,在凹陷结构112不发挥反射功能的位置不设置反射结构,减少杂散光的产生。或者,如图2b所示,也可以在凹陷结构112的第一边l1和第二边l2上均设置反射结构131。这样可以降低工艺制备难度。
74.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,子像素阵列排布。例如,子像素沿行方向f1和列方向f2均匀排列。进一步地,透明显示面板可以包括:阵列排布的多个像素单元。每个像素单元包括多个子像素。示例性地,像素单元可以包括红色子像素,绿色子像素以及蓝色子像素,这样可以通过红绿蓝进行混色,以实现彩色显示。或者,像素单元也可以包括红色子像素,绿色子像素、蓝色子像素以及白色子像素,这样可以通过红绿蓝白进行混色,以实现彩色显示。当然,在实际应用中,像素单元中的子像素的发光颜色可以根据实际应用环境来设计确定,在此不作限定。示例性的,每一个子像素即构成一个像素,即每个子像素显示的颜色相同,这样设计可以实现单色显示并增加显示面板的分辨率。
75.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,承载层110可以包括间隔设置的多个子承载层111;其中,一个子像素spx包括一个子承载层111,且子承载层111在衬底基板100的正投影覆盖凹陷结构112在衬底基板100的正投影。这样通过设置子承载层111,不仅可以遮挡由衬底基板100一侧入射到反射结构131上的光,还可以通过子承载层111之间的间隙实现透明显示的效果。
76.示例性地,为了使承载层110可以实现遮光效果,在具体实施时,在本发明实施例中,可以使承载层110的材料为具有遮光性能的材料。例如,可以使承载层110的材料为具有遮光性能的光刻胶。例如,可以使承载层110的材料为黑色光刻胶。当然,在实际应用中,承载层110的材料可以根据实际应用的需求进行设计确定,在此不作限定。
77.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,透明显示面板还可以包括:位于衬底基板100与承载层110之间的晶体管层140,位于晶体管层140与承载层110之间的驱动电极层150;其中,晶体管层140包括多个薄膜晶体管;驱动电极层150包括多个透明像素电极151;一个子像素spx包括一个薄膜晶体管和一个透明像素电极151,且同一子像素spx中的薄膜晶体管和透明像素电极151相互电连接。需要说明的是,薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极。例如,晶体管层140还可以包括多条栅线和数据线,一行子像素spx的薄膜晶体管的栅极电连接一条栅线,一列子像素spx的薄膜晶体管的源极电连接一条数据线,以及每一个子像素spx中的薄膜晶体管的漏极与透明像素电极151电连接。
78.优选的,在本发明实施例中,透明像素电极151的材料可以为透明导电材料,例如氧化铟锡(ito)材料、氧化铟锌(izo)材料、碳纳米管或石墨烯等,在此不作限定。
79.优选的,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,同一子像素spx中,子承载层111在衬底基板100的正投影覆盖薄膜晶体管在衬底基板100的正投影。这样可以降低薄膜晶体管对透过透明显示面板观看物体使造成的观看效果不佳的问题。
80.优选的,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,同一子像素spx中,透明像素电极151在衬底基板100的正投影覆盖子承载层111在衬底基板100的正投影。优选的,同一子像素spx中,透明像素电极151在衬底基板100的正投影覆盖入光区域rg。这样可以最大程度的控制液晶分子进行偏转。
81.为了避免凹陷结构112对液晶分子的排列造成影响,优选的,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,显示面板还可以包括:位于反射层130与液晶层300之间的第一平坦层160;其中,第一平坦层160覆盖衬底基板100和承载层110,并且填充入凹陷结构112。进一步地,显示面板还可以包括:位于第一平坦层160与液晶层300之间的第一配向层170;其中,第一配向层170覆盖衬底基板100。这样一来,可以通过第一平坦层160实现平坦效果。从而在形成第一配向层170时,可以降低摩擦第一配向层170时,凹陷结构112对第一配向层170造成的不利影响。以及,由于凹陷结构的存在,若不设置第一平坦层160,则会使液晶紊乱,造成漏光,通过设置第一平坦层160,并进行整面覆盖,可以呈现平坦化。
82.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,导光基板200包括:位于液晶层300背离衬底基板100一侧的导光板210,位于导光板210与液晶层300之间的取光层220,以及位于取光层220与液晶层300之间的透明公共电极层240,位于透明公共电极层240与液晶层300之间的黑矩阵层230以及位于导光板210一侧的光源结构250;其中,取光层220包括间隔设置的多个开口;一个开口在衬底基板100的正投影位于一个入光区域rg内;黑矩阵层230在衬底基板100的正投影与出光区域cg之间的间隙在衬底基板100的正投影交叠,且黑矩阵层230在衬底基板100的正投影与入光区域rg在衬底基板100的正投影不交叠。
83.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,透明显示面板还可以包括彩膜层290。示例性地,彩膜层290在导光板210的正投影与出光区域cg交叠。优选的,彩膜层290在导光板210的正投影与出光区域cg重叠。示例性地,红色子像素中的彩膜层290可以采用红色彩膜层。绿色子像素中的彩膜层290可以采用绿色彩膜层。蓝色子像素中的彩膜层290可以采用蓝色彩膜层。示例性地,彩膜层290可以为无色透明膜层,例如透明树脂等。
84.优选的,在本发明实施例中,如图2a与图2b所示,取光层220与导光板210之间还可以设置刻蚀阻挡层。示例性地,刻蚀阻挡层的材料可以为铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide,igzo)。这样一来,在后面刻蚀时,可以防止挡光板表面被刻蚀,使得导光板210表面粗糙,发生漫反射。
85.优选的,在本发明实施例中,如图2a与图2b所示,取光层220与透明公共电极层240之间还设置有辅助层264。并且,辅助层264在导光板210的正投影与取光层220在导光板210的正投影交叠。进一步地,辅助层264在导光板210的正投影与取光层220在导光板210的正投影重叠。辅助层264的作用是防止刻蚀和剥离工艺对取光层220的上表面造成损伤。示例性地,辅助层264的材料可以包括sio2。当然,也可以采用其他材料制备辅助层264,这可以根据实际应用的需求进行设计确定,在此不作限定。
86.优选的,在本发明实施例中,如图2a与图2b所示,辅助层264与透明公共电极层240之间还设置有第三平坦层263。并且,第三平坦层263覆盖导光板210、取光层220以及辅助层264,并且填充入取光层220的开口中。这样一来,可以通过第三平坦层263实现平坦效果。从而在形成透明公共电极层240时,可以降低取光层220的开口对透明公共电极层240造成的不利影响。
87.优选的,在本发明实施例中,如图2a与图2b所示,透明公共电极层240与黑矩阵层230之间还设置有介质层265。并且,介质层265覆盖透明公共电极层240。介质层265可以增加黑矩阵层230的粘附性,并且将黑矩阵层230与透明公共电极层240绝缘,防止黑矩阵层230对液晶感受电场造成干扰。示例性地,介质层265的材料可以包括sio2。当然,也可以采用其他材料制备介质层265,这可以根据实际应用的需求进行设计确定,在此不作限定。
88.优选的,在本发明实施例中,如图2a与图2b所示,黑矩阵层230与液晶层300之间还设置有第二平坦层262,这样可以防止段差引起的液晶紊乱,避免漏光或者其他显示异常。
89.需要说明的是,通过薄膜晶体管导通和截止,可以向透明像素电极151输入不同的数据电压,这样使得透明像素电极151和透明公共电极层之间的电场可以不同,从而可以控制液晶偏转程度不同,实现出光以及实现不同灰阶的亮度。进一步地,可以通过设置第一平坦层160和第二平坦层262,以在采用不同灰阶显示时,控制出光方向一致。结合图5a所示,θ1为光s2的折射角,θ2为光s3的折射角,θ3为光s4的折射角,n1为光线进入液晶层300前所处介质环境的折射率,n2为液晶层300的折射率,n3为第一平坦层160的折射率。则可以满足如下公式:n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)=n3*sin(θ3)。其中,n1和θ1是固定的。液晶层可以等效为多层介质的平行平板,则n2不是定值。而n3和θ3是固定的。因此可以使最终的出光角度为定值,从而可以使出光方向一致。
90.在具体实施时,在本发明实施例中,取光层220的折射率可以小于导光板210的折射率。示例性地,取光层220的折射率可以为1.20~1.30。导光板210的折射率可以为1.50~1.60。例如,取光层220的折射率可以为1.20,导光板210的折射率可以为1.50。或者,取光层220的折射率可以为1.25,导光板210的折射率可以为1.56。或者,取光层220的折射率可以为1.30,导光板210的折射率可以为1.60。在实际应用中,可以根据实际应用的需求设计确定取光层220和导光板210的折射率,在此不作限定。
91.在具体实施时,第二平坦层262可以等于或者近似等于导光板210的折射率,以便使导光板210的光有效进入入光区域rg中。例如,当导光板210的折射率为1.50时,第二平坦层262的折射率可以为1.50,也可以为1.52,也可以为1.55,第二平坦层262折射率也可以随着光波长变化而在1.52
±
0.05范围内变化。
92.在具体实施时,在本发明实施例中,如图1至图2b所示,导光基板200还可以包括:位于透明公共电极层240与液晶层300之间的第二配向层280。并且,光源结构250可以向导光板210出射偏振光。示例性地,光源结构250可以led光源。
93.优选的,在具体实施时,在本发明实施例中,透明公共电极层240的材料可以为透明导电材料,例如氧化铟锡(ito)材料、氧化铟锌(izo)材料、碳纳米管或石墨烯等,在此不作限定。
94.在具体实施时,在本发明实施例中,第一配向层170和第二配向层280之间还可以设置有支撑部,这样一来可以通过支撑部将封装液晶层300的空间支持起来。进一步地,子
承载层111在衬底基板100的正投影可以覆盖支持部在衬底基板100的正投影。
95.本发明实施例提供了上述透明显示面板的制备方法,如图4所示,可以包括如下步骤:
96.s410、在衬底基板100上形成承载层110;
97.s420、在承载层110背离衬底基板100一侧形成反射层130;
98.s430、在衬底基板100与导光基板200之间形成液晶层300后进行对盒;
99.其中,衬底基板100包括多个子像素spx;导光基板200包括相互间隔设置的多个入光区域rg和多个出光区域cg;承载层110包括多个凹陷结构112;反射层130包括多个反射结构131;其中,一个子像素spx包括一个入光区域rg、一个出光区域cg以及一个凹陷结构112;且一个凹陷结构112在衬底基板100的正投影覆盖一个反射结构131在衬底基板100的正投影;以及,同一子像素spx中,反射结构131用于在导光基板200的入光区域rg的入射光通过液晶层300入射到反射结构131上时,反射入射光得到出射光,使出射光穿过导光基板200的出光区域cg出射。
100.在具体实施时,在本发明实施例中,在衬底基板100上形成承载层110,具体可以包括:
101.采用具有遮光性能的光刻胶,在衬底基板100上形成承载薄膜层;
102.采用第一掩膜版对承载薄膜层进行曝光和显影,形成间隔设置的多个子承载层111;其中,一个子像素spx包括一个子承载层111;
103.采用第二掩膜版对各子承载层111进行多次不同曝光光强的曝光,并在显影后在各子承载层111上形成凹陷结构112。
104.示例性地,采用第二掩膜版对各子承载层111进行多次不同光强的曝光,具体包括:
105.将具有相互间隔设置的多个狭缝11的第二掩膜版10设置于承载层110背离衬底基板100的一侧;其中,如图6所示,一个子承载层111对应一个狭缝11;
106.采用设定步进,沿子像素spx的行方向控制第二掩膜版移动,并按照曝光光强依次增大的条件,在第二掩膜版每次移动停止后进行曝光;
107.对曝光后的衬底基板100进行显影,在各子承载层111上形成凹陷结构112。
108.示例性地,设定步进可以为每次控制第二掩膜版移动1~3微米。例如,设定步进可以为每次控制第二掩膜版移动1微米。设定步进也可以为每次控制第二掩膜版移动2微米。设定步进也可以为每次控制第二掩膜版移动3微米。当然,设定步进可以根据实际应用的需求进行设计确定,在此不作限定。
109.下面结合图2a,通过具体实施例,对本发明实施例提供的上述制备方法进行说明。本发明实施例提供的上述制备方法可以包括如下步骤:
110.(1)在衬底基板100(例如、玻璃基板)上形成晶体管层140。其中,本发明中的薄膜晶体管可以为金属氧化物半导体场效应(metal oxide semiconductor,mos)晶体管。在实际应用中,可以采用形成mos晶体管的工艺形成本发明实施例中的薄膜晶体管,具体过程在此不作赘述。
111.(2)采用构图工艺,通过ito材料在晶体管层140背离衬底基板100一侧形成多个透明像素电极151。示例性地,可以使透明像素电极层140的厚度为10~80纳米。例如,可以使
透明像素电极层的厚度为10纳米、40纳米、70纳米、80纳米。优选地,可以使透明像素电极层的厚度为70纳米。
112.(3)采用具有遮光性能的光刻胶,在衬底基板100上形成覆盖衬底基板100的承载薄膜层。示例性地,承载薄膜层在垂直于衬底基板100方向上的厚度可以为4~8微米。例如,承载薄膜层在垂直于衬底基板100方向上的厚度可以为4微米、6微米、8微米。优选地,承载薄膜层在垂直于衬底基板100方向上的厚度可以为6微米。
113.(4)采用第一掩膜版对承载薄膜层进行曝光和显影,形成间隔设置的多个子承载层111。示例性地,可以使子承载层111的厚度为6微米。
114.(5)将具有相互间隔设置的多个狭缝的第二掩膜版设置于承载层110背离衬底基板100的一侧。其中,狭缝的宽度可以为2微米。
115.(6)根据每次控制第二掩膜版移动2微米的设定步进,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动,并按照曝光光强依次减小的条件,在第二掩膜版11每次移动停止后进行曝光。其中,可以控制第二掩膜版移动5次。例如,如图7a与图7b所示,在将第二掩膜版设置于衬底基板100上后,采用曝光光强为g6的光进行曝光。之后,如图8a与图8b所示,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动2微米,采用曝光光强为g5的光进行曝光。之后,如图9a与图9b所示,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动2微米,采用曝光光强为g4的光进行曝光。之后,如图10a与图10b所示,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动2微米,采用曝光光强为g3的光进行曝光。之后,如图11a与图11b所示,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动2微米,采用曝光光强为g2的光进行曝光。之后,如图12a与图12b所示,沿子像素spx的行方向f1控制第二掩膜版10移动2微米,采用曝光光强为g1的光进行曝光。其中,g6》g5》g4》g3》g2》g1。
116.(7)对曝光后的衬底基板100进行显影,从而可以使子承载层111形成如图2a所示的三角形状的凹陷结构112。
117.(8)采用构图工艺在承载层110背离衬底基板100一侧形成反射层130中的反射结构131。其中,反射层130的材料可以为金属材料,例如,al、ag、mo等,在此不作限定。示例性地,可以在第二边l2上形成反射结构131,并且,反射结构131在平行于第二边l2的方向上的宽度可以为12微米。
118.(9)在反射层130背离衬底基板100一侧形成第一平坦层160,这样可以降低凹陷结构112对液晶分子排列的影响。示例性地,位于子承载层111上的第一平坦层160的厚度可以为1微米,其余位置处的第一平坦层160可以采用填充的方式以使第一平坦层背离衬底基板一侧的表面尽可能平整。例如,填充于子承载层111之间的间隙中的第一平坦层160的厚度可以为7微米。
119.(10)在第一平坦层160背离衬底基板100一侧形成第一配向层170。
120.(11)采用igzo材料,在导光板210上形成覆盖导光板210的刻蚀阻挡层261。示例性地,导光板的厚度设置为0.5毫米。刻蚀阻挡层261的厚度设置为0.08微米。
121.(12)采用构图工艺在刻蚀阻挡层背离导光板210一侧形成取光层220。其中,取光层220的材料可以包括光刻胶以及分散于光刻胶中的sio2。示例性地,取光层220的厚度可以为0.8微米。
122.并且,还可以采用sio2材料,在取光层220上形成辅助层264,这样可以防止刻蚀和
剥离工艺对取光层220的上表面造成损伤。示例性地,辅助层264的厚度可以为0.1微米。
123.(13)在辅助层264背离导光板210一侧形成第三平坦层263。第三平坦层263覆盖导光板210、取光层220以及辅助层264,并且填充入取光层220的开口中。示例性地,位于辅助层264上的第三平坦层263的厚度可以为1.2微米,其余位置处的第三平坦层263可以采用填充的方式以使第三平坦层263背离导光板210一侧的表面尽可能平整。例如,填充入取光层220的开口中的第三平坦层263的厚度可以为2.1微米。
124.(14)采用ito材料,在第三平坦层263背离导光板210一侧形成透明公共电极层240。示例性地,透明公共电极层240的厚度可以为0.07微米。
125.(15)采用sio2材料,在透明公共电极层240背离导光板210一侧形成介质层265。示例性地,介质层265的厚度可以为0.12微米。
126.(16)采用构图工艺在介质层265背离导光板210一侧形成黑矩阵层230。这样可以防止漏光,也就是说,通过设置黑矩阵层230,不仅可以遮挡由于反射层130表面不平整而反射出的杂质光,还可以遮挡由于液晶分子的作用导致的杂散光。示例性地,黑矩阵层230的厚度可以为1微米。
127.(17)在黑矩阵层230背离导光板210一侧形成第二平坦层262。示例性地,位于黑矩阵层230上的第二平坦层262的厚度可以为1微米,其余位置处的第二平坦层262可以采用填充的方式以使第二平坦层262背离导光板一侧的表面尽可能平整。
128.(18)在第二平坦层262背离导光板210一侧形成第二配向层280。
129.(19)在衬底基板100与导光基板200之间形成液晶层300后进行对盒。优选的,液晶层300的厚度为30微米。
130.需要说明的是步骤(1)~(10)可以与步骤(11)~(18)是独立进行的,在此并不限定步骤(1)~(10)可以与步骤(11)~(18)的先后顺序。
131.下面给出一个涉及到具体结构和尺寸关系的实施例:结合图5b所示,表1示出了:液晶层300的厚度h1(微米),刻蚀阻挡层261的厚度h2(微米),取光层220的厚度h3(微米),辅助层264的厚度h4(微米),位于辅助层264上的第三平坦层263的厚度h5(微米),透明公共电极层240的厚度h6(微米),介质层265的厚度h7(微米),黑矩阵层230的厚度h8(微米),位于黑矩阵层230上的第二平坦层262的厚度h9(微米),位于子承载层111上的第一平坦层160的厚度h10(微米),于子承载层111的厚度h11(微米),透明像素电极151的厚度h12(微米)。
132.h1h2h3h4h5h6h7h8h9h10h11h12300.080.80.11.20.070.1211160.07
133.表1
134.结合图5b所示,表2示出了:刻蚀阻挡层261的折射率n261,取光层220的折射率n220,辅助层264的折射率n264,第三平坦层263的折射率n263,透明公共电极层240的折射率n240,介质层265的折射率n265,第二平坦层262的折射率n262,第一平坦层160的折射率n160。需要说明的是,第一平坦层160、第二平坦层262、第三平坦层263可以选用相同的材料,且其折射率随着光波长变化而在1.52
±
0.05范围内变化;需要说明的是,除表2中列出的膜层,其余膜层的折射率可以不作考虑。
135.n261n220n264n263n240n265n262n1601.51.251.521.521.51.521.521.52
136.表2
137.结合图5b所示,表3示出了:液晶层300在f3方向上的厚度h1(微米),入光区域rg中的开口在f1方向上的宽度d(微米),夹角β,反射结构131沿第二边l2的长度ls(微米),在f1方向上的反射结构131在衬底基板100的正投影的左侧与入光区域rg在衬底基板100的正投影的左侧之间的距离lm(微米),显示面板显示255灰阶(以0~255灰阶为例)时的光效l255(光效可以定义为在一个无彩膜层290的子像素spx中,从该子像素出射的光强与从导光板进入该子像素入光区域rg的光强之比),显示面板显示0灰阶(以0~255灰阶为例)时的光效l0,显示面板的对比度cr(即l255/l0),显示面板的分辨率ppi,一个子像素中的黑矩阵层230在衬底基板的正投影的左侧区域在f1方向上的宽度ns1(微米,即一个子像素中的黑矩阵层230在衬底基板的正投影的左侧区域与入光区域rg在衬底基板100的正投影的左侧之间的第一距离ns11与第二距离ns12之间的差值),入光区域rg在f1方向上的宽度cs(微米)。示例性地,一个子像素中的黑矩阵层230在衬底基板的正投影的右侧区域的宽度ns2可以设置为20~50微米。例如,ns2可以为20微米,ns2也可以为30微米,ns2也可以为50微米。
[0138][0139]
表3
[0140]
入光区域rg中的开口在f1方向上的宽度d可以随着与光源结构250的距离变大而
逐渐增大,以使导光板的出光均匀。在rg中的开口在f1方向上的宽度d变化时,可以通过上述表中参数对子像素spx的结构尺寸进行调整,而夹角β不需要调整,以使不同出光区域cg对应255灰阶的光强一致或近似一致,提升了显示面板的显示均匀性。
[0141]
需要说明的是,表1、表2表3限定的各个技术特征的位置及折射率仅是举例说明,对本发明一些实施例公开的显示面板进行设计时,可以不限于上述尺寸和折射率。
[0142]
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述透明显示面板。该显示装置解决问题的原理与前述透明显示面板相似,因此该显示装置的实施可以参见前述透明显示面板的实施,重复之处在此不再赘述。
[0143]
在具体实施时,在本发明实施例中,显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不做赘述,也不应作为对本发明的限制。
[0144]
本发明实施例提供的透明显示面板、制备方法及显示装置,通过设置具有凹陷结构的承载层,并在承载层面向液晶层的一侧设置反射层,可以使导光基板入射到反射结构上的光进行反射后通过出光区域出射。从而可以使液晶显示面板实现透明显示的效果。
[0145]
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。