CN102768424B - 双视角显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双视角显示面板及其制造方法，属于显示领域。其中，该双视角显示面板的制造方法包括：提供一透明基板；在所述透明基板上形成由遮光层组成的光栅；在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层；在所述透明调节层上依次形成像素层和透明导电层。本发明的技术方案能够优化双视可视视角，并避免基板减薄带来的产品良率问题。

Description

双视角显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是指一种双视角显示面板及其制造方法。

背景技术

双视角（也称为双视像）显示是指在不同角度显示不同的影像，即使用者可以从显示屏的不同角度看到不同的影像。举例来说，双视角显示可以应用在车用显示器上。通过双视角显示器，可使车内不同座位的乘客通过同一部显示器分别看到不同的影像，这样不需要对每位乘客提供各自的显示器，因此可节省显示器设置的成本以及减少车内空间的占用。

如图1所示，现有的双视角液晶显示器的结构为包括：第一基板11、液晶层12、像素层13、第二基板14、图案化遮蔽层15以及透明基板16，其中图案化遮蔽层15包括不透明的遮蔽层图案151、152、153和154。此结构的双视角液晶显示器通过图案化遮蔽层15的作用来产生双视角的显示效果。

但是上述结构的双视角液晶显示器的图案化遮蔽层15贴附在第二基板14上，与像素层13的距离较远，导致双视可视角度比较小，影响了用户体验。为了增大双视可视角度，现有技术中一般通过减薄第二基板14来优化双视可视视角，但是降低第二基板14的厚度，会导致在生产过程中出现基板的平整度下降、基板裂开、灌晶失败等问题，严重影响了产品的良率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双视角显示面板及其制造方法，能够优化双视可视视角，并避免基板减薄带来的产品良率问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种双视角显示面板的制造方法，包括：

提供一透明基板；

在所述透明基板上形成由遮光层组成的光栅；

在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层；

在所述透明调节层上依次形成像素层和透明导电层。

进一步地，所述在所述透明基板上形成由遮光层组成的光栅包括：

利用同一张掩膜板在所述基板上同时形成所述光栅和所述像素层的对位标记。

进一步地，所述遮光层为黑色金属层、或有机材料层、或有机材料与反光材料组成的叠加层。

进一步地，所述在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层包括：

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行热固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行紫外光固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行紫外光预固化，再进行热固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上使用化学气相沉积工艺沉积非金属透明材料，形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上使用溅射工艺沉积金属透明材料，形成所述透明调节层。

进一步地，所述透明调节层的厚度为0-500um。

进一步地，所述在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层之前还包括：

获取设定的所述像素层的子像素的宽度和所述光栅的开口大小；

根据所述子像素的宽度和所述光栅的开口大小确定所述透明调节层的厚度。

进一步地，通过以下公式确定所述光栅与所述像素层的距离即所述透明调节层的厚度h：

$h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)};$

其中，所述像素层的每一子像素由彩色滤光单元和黑矩阵组成，每一黑矩阵的宽度为m，每一彩色滤光单元的宽度为p，每一子像素的宽度Ps=p+m，所述光栅的开口大小为a。

进一步地，h=Ps/4。

本发明实施例还提供了一种双视角显示面板，包括：

透明基板；

位于所述透明基板上的由遮光层组成的光栅；

位于形成有所述光栅的透明基板上的透明调节层；

位于所述透明调节层上的像素层和透明导电层。

进一步地，所述光栅与所述像素层的距离即所述透明调节层的厚度

$h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)};$

其中，所述像素层的每一子像素由彩色滤光单元和黑矩阵组成，每一黑矩阵的宽度为m，每一彩色滤光单元的宽度为p，每一子像素的宽度Ps=p+m，所述光栅的开口大小为a。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，在透明基板上形成由遮光层组成的光栅，之后在形成有光栅的透明基板上形成透明调节层，在透明调节层上形成像素层。本发明的技术方案中，双视角显示面板的光栅位于基板内侧，与像素层通过透明调节层相隔，通过调整透明调节层的厚度可以调整光栅与像素层之间的距离，从而优化双视可视视角，并且本发明不用减薄基板，避免了基板减薄带来的产品良率问题。

附图说明

图1为现有技术中的双视角液晶显示器的结构示意图；

图2为本发明实施例的双视角显示面板的结构示意图；

图3为本发明实施例的双视角显示面板的可视区域示意图；

图4为本发明实施例的双视角显示面板的视角示意图；

图5~图10为本发明实施例的双视角显示面板的制造方法的流程示意图。

附图标记

11第一基板              12液晶层

13像素层                14第二基板

15图案化遮蔽层          151、152、153、154遮蔽层图案

16、17透明基板          18光栅

19透明调节层            20透明导电层

21背光源                22下基板

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中一般通过减薄第二基板来优化双视可视视角，但是降低第二基板的厚度，会导致在生产过程中出现基板的平整度下降、基板裂开、灌晶失败等问题，严重影响了产品的良率的问题，提供一种双视角显示面板及其制造方法，能够优化双视可视视角，并避免基板减薄带来的产品良率问题。

本发明实施例的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一透明基板17；

在透明基板17上形成由遮光层组成的光栅18；

在形成有光栅18的透明基板17上形成透明调节层19；

在透明调节层19上依次形成像素层13和透明导电层20。

本发明实施例的双视角显示面板的制造方法，在透明基板上形成由遮光层组成的光栅，之后在形成有光栅的透明基板上形成透明调节层，在透明调节层上形成像素层。本发明的技术方案中，双视角显示面板的光栅位于基板内侧，与像素层通过透明调节层相隔，通过调整透明调节层的厚度可以调整光栅与像素层之间的距离，从而优化双视可视视角，并且本发明不用减薄基板，避免了基板减薄带来的产品良率问题。

经过上述步骤后，可以形成如图2所示的本发明实施例的双视角显示面板，包括：

透明基板17；

位于透明基板17上的由遮光层组成的光栅18；

位于形成有光栅18的透明基板17上的透明调节层19；

位于透明调节层19上的像素层13和透明导电层20。

本发明实施例的双视角显示面板，双视角显示面板的光栅位于基板内侧，与像素层通过透明调节层相隔，通过调整透明调节层的厚度可以调整光栅与像素层之间的距离，从而优化双视可视视角，并且本发明不用减薄基板，避免了基板减薄带来的产品良率问题。

图3为本发明实施例的双视角显示面板的可视区域示意图，如图3所示，背光源21发出的光线经光栅18后，形成左右可视区域，同时也形成多个可同时看见左右图像的串扰区域。若能将左右可视区域尽可能增大，则串扰区域也相应减小。

其中，可视区域的大小与光栅开口、光栅放置高度具有一定关系，因此本发明提供一种设计方案，对双视角显示面板的结构进行设计，以使得最大化可视区域。图4为本发明实施例的双视角显示面板的视角示意图，如图4所示，双视角显示面板的左右可视角是对称的，而光栅对称中心的光栅开口中心轴与像素层18竖直中心轴的黑矩阵是对齐的，这样可以保证左右视角的对称视角。

如图4所示，像素层的每一子像素由彩色滤光单元和黑矩阵组成，其中，每一黑矩阵的宽度为m，每一彩色滤光单元的宽度为p，每一子像素的宽度Ps=p+m，光栅的开口大小为a，光栅与像素层的距离即透明调节层的厚度为h，透明基板的折射率为n，双视角显示面板的有效可视角度为（α₁-β₁），

由折射定律可知，sin(90°-α₁)=nsinα₂            (1)

                sin(90°-β₁)=nsinβ₂            (2)

                而tanα₂=(a-m)/2/h=(a-m)/2h      (3)

tanβ₂=（m+p-(a-m)/2）/h=(3m+2p-a)/2h        (4)

因此，有 $\cos {\mathrm{\α}}_1=n\sin {\mathrm{\α}}_2=\frac{n(a-m)}{\sqrt{{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2}}---\left(5\right)$

$\cos {\mathrm{\β\α}}_1=n\sin {\mathrm{\β\α}}_2=\frac{n(3m+2p-a)}{\sqrt{{(3m+2p-a)}^2+{\left(2h\right)}^2}}---\left(6\right)$

其中，透明基板为玻璃或有机材料制成，折射率n在1-1.5之间，为简化计算，令n为1，则

$\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\β}}_1)=\sin {\mathrm{\α}}_1\mathrm{con}{\mathrm{\β}}_1-\cos {\mathrm{\α}}_1\sin {\mathrm{\β}}_1$

$=\frac{2h}{\sqrt{{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2}}\frac{3m+2p-a}{\sqrt{{(3m+2p-a)}^2+{\left(2h\right)}^2}}-\frac{a-m}{\sqrt{{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2}}\frac{2h}{\sqrt{{(3m+2p-a)}^2+{\left(2h\right)}^2}}$

$=\frac{4(2m+p-a)h}{\sqrt{{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2\sqrt{{(3m+2p-a)}^2+{\left(2h\right)}^2}}}$

$=\frac{4m+2p-2a}{\sqrt{\frac{{(a-m)}^2{(3m+2p-a)}^2}{{\left(2h\right)}^2}+{(3m+2p-a)}^2+{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2}}---\left(7\right)$

对于函数

$f\left(h\right)=\frac{{(a-m)}^2{(3m+2p-a)}^2}{{\left(2h\right)}^2}+{\left(2h\right)}^2---\left(8\right)$

由数学函数知识，易知，

当（a-m）(3m+2p-a)=(2h)²时，f(h)有最小值，而sin(α₁-β₁)有最大值。

此时，

$\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\β}}_1)=\frac{4m+2p-2a}{\sqrt{\frac{{(a-m)}^2{(3m+2p-a)}^2}{{\left(2h\right)}^2}+{(3m+2p-a)}^2+{(a-m)}^2+{\left(2h\right)}^2}}$

$=\frac{4m+2p-2a}{\sqrt{{((3m+2p-a)+(a-m))}^2}}=\frac{4m+2p-2a}{(2m+2P)}=\frac{2m+p-a}{m+p}---\left(9\right)$

而亚像素点距Ps=p+m

因此，有

$\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\β}}_1)=\frac{2m+p-a}{m+p}=\frac{\mathrm{Ps}+m-a}{\mathrm{Ps}}=1+\frac{m-a}{\mathrm{Ps}}---\left(10\right)$

此时

$h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)}---\left(11\right)$

因此，由公式（10）可知，对于设定的显示面板来说，Ps为定值，适当增大黑矩阵宽度m，减小开口a，可增大可视角度。

由公式（8）(11)可知，当光栅放置高度h为或满足其它光学条件下，与此值越接近时，可视视角能最优化。

而中心串扰角度为2(90°-α₁)

因此，光栅开口a减小，黑矩阵宽度m增大，中心串扰角度会减小。而h的减小会一定程度上增加中心串扰角度。

而 $h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)}\≤\frac{1}{2}\left(\frac{(a-m)+(\mathrm{Ps}+m-a)}{2}\right)=\frac{\mathrm{Ps}}{4},$

综上所述，取h=Ps/4附近时，可获得较大的单边可视视角和较小的中心串扰角度。因此，在生产设定的双视角显示面板时，光栅的放置高度的取值（即透明调节层的厚度）应尽可能靠近Ps/4。

下面结合图5~图10对本发明的双视角显示面板的制造方法进行详细说明：

步骤1：如图5所示，提供一透明基板17，在进行制作之前，可以对透明基板17先进行清洗，透明基板17的材质可以为玻璃或者有机材料；

步骤2：如图6所示，用一张掩膜板（mask）在透明基板17上形成由遮光层组成的光栅18，特别需注意的是，该mask不仅包括制作光栅的图形，还含有制作显示面板所需的工艺标记（mark）如PI（聚酰亚胺）mark，seal（封口）mark,cutting（切割）mark等，也含有mask和mask载台、玻璃基台的对位mark,同时含有形成像素层所需的黑矩阵、彩色滤光单元的层对位mark。

现有技术中一般是在形成像素层时同时形成制作显示面板所需的上述工艺标记，如果本发明实施例也在形成像素层时形成制作显示面板所需的上述工艺标记，那么这些工艺标记可能会影响到光栅开口区域的显示，因此，本实施例在形成光栅的同时形成上述工艺标记。

其中，遮光层选用不透光的材料，遮光层可以为黑色金属层如Cr；或者遮光层采用与黑矩阵一样的有机材料。进一步地，遮光层还可以为有机材料层和反射层的叠加层，反射层可以对光线进行反射，提高光线的透过率和利用率，从而提升双视角显示面板的显示亮度。其中，反射层可以选用Al；

步骤3：如图7所示，在形成有光栅18的透明基板17上通过刮涂或旋涂的方式形成透明调节层19，

形成透明调节层19的方式包括：

在形成有光栅18的透明基板17上刮涂或旋涂透明材料，对透明材料进行热固化形成透明调节层19；或

在形成有光栅18的透明基板17上刮涂或旋涂透明材料，对透明材料进行紫外光固化形成透明调节层19；或

在形成有光栅18的透明基板17上刮涂或旋涂透明材料，对透明材料进行紫外光预固化，再进行热固化形成透明调节层19；或

在形成有光栅18的透明基板17上使用化学气相沉积工艺沉积非金属透明材料，形成透明调节层19；或

在形成有光栅18的透明基板17上使用溅射工艺沉积金属透明材料，形成透明调节层19。

该透明调节层19可调节光栅18和像素层13之间的距离，该透明调节层19的厚度可以为0-500um，具体地，该透明调节层19的厚度可以由上述本发明的设计方案确定。透明调节层19所采用的材料可以为绝缘材料或者金属材料，如果光栅18所采用的材料为绝缘材料时，透明调节层19可以采用金属材料，这样能够使得透明调节层19的平整度更高；

步骤4：如图8所示，在透明调节层19上按常规工艺形成组成像素层13的黑矩阵（BM）和彩色滤光单元（RGB）。特别需注意的是，形成黑矩阵所用mask,可去掉原有的周边工艺mark,但需保留黑矩阵和光栅的对位mark，并需保证该对位mark所在设计位置不影响RGB层和光栅的对位mark；

步骤5：如图9所示，在像素层13上形成透明导电层20，其中，透明导电层20可以选用ITO；

步骤6：如图10所示，经过常规的PI rubbing（摩擦取向），seal胶印刷，将下基板22与形成有光栅18、透明调节层19、像素层13、透明导电层20的基板17进行对盒，并进行灌晶工艺即可形成如图10所示的双视角显示面板。

本实施例的双视角显示面板的制造方法，双视角显示面板的光栅位于基板内侧，与像素层通过透明调节层相隔，根据设定的显示面板参数调整透明调节层的厚度，可以使得双视可视视角达到最优；并且本发明不用减薄基板，避免了基板减薄带来的产品良率问题。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双视角显示面板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一透明基板；

在所述透明基板上形成由遮光层组成的光栅；

在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层；

在所述透明调节层上依次形成像素层和透明导电层；

所述在所述透明基板上形成由遮光层组成的光栅包括：

利用同一张掩膜板在所述基板上同时形成所述光栅和所述像素层的对位标记。

2.根据权利要求1所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，所述遮光层为黑色金属层、或有机材料层、或有机材料与反光材料组成的叠加层。

3.根据权利要求1所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，所述在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层包括：

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行热固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行紫外光固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上刮涂或旋涂透明材料，对所述透明材料进行紫外光预固化，再进行热固化形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上使用化学气相沉积工艺沉积非金属透明材料，形成所述透明调节层；或

在形成有所述光栅的透明基板上使用溅射工艺沉积金属透明材料，形成所述透明调节层。

4.根据权利要求3所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，所述透明调节层的厚度为0-500um。

5.根据权利要求4所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，所述在形成有所述光栅的透明基板上形成透明调节层之前还包括：

获取设定的所述像素层的子像素的宽度和所述光栅的开口大小；

根据所述子像素的宽度和所述光栅的开口大小确定所述透明调节层的厚度。

6.根据权利要求5所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，通过以下公式确定所述光栅与所述像素层的距离即所述透明调节层的厚度h：

$h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)};$

其中，所述像素层的每一子像素由彩色滤光单元和黑矩阵组成，每一黑矩阵的宽度为m，每一彩色滤光单元的宽度为p，每一子像素的宽度Ps=p+m，所述光栅的开口大小为a。

7.根据权利要求6所述的双视角显示面板的制造方法，其特征在于，h=Ps/4。

8.一种双视角显示面板，其特征在于，包括：

透明基板；

位于所述透明基板上的由遮光层组成的光栅；

位于形成有所述光栅的透明基板上的透明调节层；

位于所述透明调节层上的像素层和透明导电层；

所述光栅和所述像素层的对位标记为利用一张掩膜板同时形成。

9.根据权利要求8所述的双视角显示面板，其特征在于，所述光栅与所述像素层的距离即所述透明调节层的厚度

$h=\frac{1}{2}\sqrt{(a-m)(\mathrm{Ps}+m-a)};$

其中，所述像素层的每一子像素由彩色滤光单元和黑矩阵组成，每一黑矩阵的宽度为m，每一彩色滤光单元的宽度为p，每一子像素的宽度Ps=p+m，所述光栅的开口大小为a。

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