CN103913888B - 一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示领域，公开了一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制造方法，所述彩膜基板包括：透明基板；光电转换模块，设置于所述透明基板上，用于将从所述透明基板入射的光线转换为电能。所述显示装置包括所述彩膜基板。本发明在透明基板上设有光电转换模块，可以将从透明基板入射的光线转换为电能，从而可以将射入显示面板的太阳光转化为电能，由于太阳能比较充足，可以满足显示面板的需要，可以延长显示面板的使用时间。

Description

一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制造方法

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制造方法。

背景技术

现有显示器件，尤其像手机这类可携带的，屏幕越做越大，应用软件越来越多，功耗的陡增，造成每天需要充电。经常有因为担心没电而不敢多用的现象。

因此，如何实现显示装置在闲置阶段自充电成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有的显示器的电能不能满足显示面板的需要，本发明提供了一种彩膜基板、显示装置及彩膜基板的制造方法。

本发明采用的技术方案是：一种彩膜基板，包括：

透明基板；

光电转换模块，设置于所述透明基板上，用于将从所述透明基板入射的光线转换为电能。

本发明还提供了一种显示装置，包括所述的彩膜基板。

本发明还提供了一种彩膜基板的制造方法，包括：

形成一透明基板；

在所述透明基板上形成一将从所述透明基板入射的光线转换为电能的光电转换模块；

形成黑矩阵和色阻层。

本发明的有益效果是：本发明在透明基板上设有光电转换模块，可以将从透明基板入射的光线转换为电能，从而可以将射入显示面板的太阳光转化为电能，由于太阳能比较充足，可以满足显示面板的需要，可以延长显示面板的使用时间。

附图说明

图1为本发明一种实施例的彩膜基板的结构示意图；

图2为图1的A1-A1处的截面图；

图3为本发明一种实施例的光电转换模块的第一状态示意图；

图4为本发明一种实施例的光电转换模块的第二状态示意图；

图5为本发明一种实施例的可控遮挡层的第一状态示意图；

图6为本发明一种实施例的可控遮挡层的第二状态示意图；

图7为本发明一种实施例的彩膜基板的制造方法的流程图；

图8为本发明第二种实施例的彩膜基板的制造方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、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。

如图1和2所示，为本发明一种实施例的彩膜基板的结构示意图，该彩膜基板可以用于和一阵列基板形成一显示面板，也可以在彩膜基板上设置阵列用于形成显示面板，在此不作限定。所述彩膜基板包括：

透明基板1；

光电转换模块，设置于所述透明基板1上，用于将从所述透明基板1入射的光线转换为电能。

本发明在透明基板上设有光电转换模块，可以将从透明基板入射的光线转换为电能，从而可以将射入显示面板的太阳光转化为电能，由于太阳能比较充足，可以满足显示面板的需要，大大延长了显示面板的使用时间。

再次参阅图2，所述彩膜基板还包括：黑矩阵2，黑矩阵设置在所述透明基板1上，以形成黑矩阵区域，从而将所述透明基板分割成透光区域和不透光区域，不透光区域对应黑矩阵位置；所述光电转换模块位于所述黑矩阵2和所述透明基板1之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内。由于光电转换模块位于黑矩阵所在的区域内，该区域为不透光区域，从而不会对显示区域的开口率造成损失。

本实施例的彩膜基板还包括由不透光的金属导电层形成的黑矩阵2，所述光电转换模块包括：

位于所述透明基板1和黑矩阵2之间的透明电极8；

由所述黑矩阵2形成的第一电极；和

位于透明电极8和第一电极之间PN结9。

本实施例的光电转换模块采用PN结来实现，可以将经由基板进入的太阳光转化为电能，以满足显示的需要。当然，本发明的光电转换模块还可以采用其他能够实现将光能转换为电能的结构来实现。

再次参阅图2，本实施例的彩膜基板，还包括：

一可控遮挡层，位于所述光电转换模块和所述透明基板之间；

控制单元，用于控制所述可控遮挡层在透光的第一状态和不透光的第二状态之间进行转换。

本实施例的可控遮挡层具有透光的第一状态和不透光的第二状态，并设置在所述光电转换模块和透明基板之间，当在透光的第一状态时，光线可以从透明基板进入光电转换模块中，从而可以使得PN结形成电能。当在不透光的第二状态时，光线不能进入光电转换模块中，PN结不进行工作。本实施例还通过控制单元来对可控遮挡层进行控制，从而可以实现可控遮挡层在第一状态和第二状态之间进行切换。本实施例的控制单元包括一开关层5，开关层5优选由透明电极形成，并与可控遮挡层相连接，用于向可控遮挡层施加驱动信号。

由于进入PN结的光线可以进行控制，此时，可以根据需要进行充电。当显示面板处于非工作状态或者所述显示面板的驱动电源的电量低于预设阈值时，例如预设值为满电量的5%-10%，控制所述可控遮挡层处于透光的第一状态。当显示面板在进行显示时，PN结进行工作会影响到显示效果，此时需要PN结停止工作，可以将可控遮挡层设置为不透光的第二状态。当显示面板处于非显示状态时，PN结进行工作就不会影响到显示，可以将可控遮挡层设置为处于透光的第一状态。如果出现显示面板的驱动电源的电量低于预设阈值时，考虑到显示面板的显示更为迫切，此时，立即将可控遮挡层设置为处于透光的第一状态，使得PN结进行工作。

如图3和4所示，为本实施例的光电转换模块形成电能的过程，PN结因光照而产生电荷，分别由透明电极8和第一电极将电荷传输收集，直接给器件的电池充电。由于需要采用黑矩阵来形成第一电极，黑矩阵优选地采用金属材料制成。本实施例的彩膜基板在使用时可以利用该电能进行工作。图3为未形成电能的结构示意图，可控遮挡层处于不透光的第二状态，太阳光线经过透明基板后被可控遮挡层遮挡住，此时，PN结不进行工作。图4为形成电能的结构示意图，可控遮挡层处于透光的第一状态，太阳光线经过透明基板射入，此时，PN结进行工作，将正负电荷分别形成的透明电极8和黑矩阵2上，从而使得透明电极和黑矩阵之间形成电压差，从而可以输出电能。本实施例的PN结一侧的电极采用黑矩阵来代替，从而减少形成电极的工艺，减少了工艺步骤。当然，该第一电极也可以采用单独的电极层形成，此时就需要多出形成电极层的步骤。此时的黑矩阵既可以采用树脂等不导电材质形成，也可以采用金属材质形成。

如图5、6所示，为本发明一种实施例的可控遮挡层的结构示意图，本实施例的可控遮挡层包括电子墨水层6，所述电子墨水层6设置在所述透明基板和光电转换模块之间。电子墨水选用透射型Gyricon多色球，包括透明球61和设置在透明球中的间隔设置的两个挡光层62，两个挡光层之间形成通道63，当所述挡光层在第一方向设置时，阻挡住光线进入PN结，当挡光层在第二方向设置时，两个挡光层之间的通道可以使得光线进入PN结，从而可以控制光线进入或者不进入PN结中。本实施例的电子墨水控制光线进入或者不进入PN结是利用电场作用，通过定向旋转实现的。当透明通道相对显示区域设置时，球看上去是透明的；而当阻挡层平行于显示区域时，球看上去是黑色的。

请参阅图2，本实施例的控制单元包括一与电子墨水层相连接的透明电极层8，所述透明电极层用于根据施加的电压来驱动所述电子墨水层进行相应的工作。本实施例的透明电极8设置在所述透明基板1和PN结9之间，用于向电子墨水层提供驱动电压。为了防止电子墨水层和透明电极之间的接触，在两者之间还形成第一绝缘层7。本实施例还在黑矩阵之间形成第二绝缘层10。绝缘层可以采用氧化硅，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料。本实施例的透明电极8设置在透明基板1和PN结9之间，也可以设置在PN结和黑矩阵之间，可以根据需要进行设置。本实施例还在黑矩阵2上形成色阻层3，以形成彩膜层。本实施例的色阻层3平铺在黑矩阵上，在透光区域和不透光区域都形成有色阻。当然，也可以在不透光区域形成色阻，在黑矩阵对应区域的色阻刻蚀掉。形成色阻层3之后，在色阻层3上再形成PI（导向）层4。色组层一般为RGB，也可以为RGBW、RGBY、RGBYW等，在此不作限定。

本发明还提供了一种显示装置，该显示装置使用了如上述实施例所述的任意一种彩膜基板。所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、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。

如图7所示，为本发明第一种实施例的彩膜基板的制造方法的流程图，本实施例的彩膜基板的制造方法，包括：

步骤S100：形成一透明基板；

步骤S200：在所述透明基板上形成一将从所述透明基板入射的光线转换为电能的光电转换模块。

步骤S300：形成黑矩阵和色阻层。

本发明的彩膜基板在透明基板上设有光电转换模块，可以将从透明基板入射的光线转换为电能，从而可以将射入显示面板的太阳光转化为电能，由于太阳能比较充足，可以满足显示面板的需要，延长了显示面板的使用时间。

步骤S200中，形成的所述光电转换模块设置在黑矩阵和所述透明基板之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内。由于光电转换模块位于黑矩阵所在的区域内，该区域为不透光区域，从而不会对显示区域的开口率造成损失。

所述形成的所述光电转换模块设置在黑矩阵和所述透明基板之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内的步骤，进一步包括：

在所述透明基板上形成位于所述黑矩阵所在的区域内的透明电极；

在所述透明电极上形成位于所述黑矩阵所在的区域内PN结；

在所述PN结上形成由不透光的金属导电层组成的黑矩阵。

所述透明电极和/或PN结采用与黑矩阵相同的掩模工艺形成。

本实施例形成的光电转换模块由PN结和位于PN结两侧的透明电极和黑矩阵组成，透明电极和PN结都形成在黑矩阵所在的区域，使得形成的PN结和透明电极不会影响到显示时的开口率。为了节省工艺，并且至少一个采用与黑矩阵相同的掩模工艺形成，可以共用一个掩模板。

如图8所示，为本发明第二种实施例的彩膜基板的制造方法的流程图，本实施例的彩膜基板的制造方法与第一种实施例基本相同区别是，还包括：

步骤400：形成一位于所述光电转换模块和所述透明基板之间的电子墨水层以及形成一与所述电子墨水层相连接的透明电极层。

所述电子墨水层和/或透明电极层位于所述黑矩阵所在的区域内。

以下结合一具体实施例对本发明的彩膜基板的制造方法进行详细说明：

步骤1、在基板1上沉积透明电极层，可以利用掩膜工艺形成同黑矩阵布局相同的版图，材料优选ITO或IZO等；

步骤2、在完成前述步骤的基板上平铺电子墨水，利用掩膜工艺形成同黑矩阵布局相同的版图。材料优选透射型Gyricon多色球。

步骤3、在完成前述步骤的基板上沉积绝缘层，材料优选透明绝缘的氧化硅，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料，也可以是上述多种绝缘材料的多层组合。

步骤4、在完成前述步骤的基板上沉积透明导电层，利用掩膜工艺形成同黑矩阵布局相同的版图。材料优选ITO或IZO等；

步骤5、在完成前述步骤的基板上顺序沉积PN结，利用掩膜工艺形成同黑矩阵布局相同的版图。材料优选掺杂的非晶半导体材料。

步骤6、在完成前述步骤的基板上沉积黑矩阵，利用掩膜工艺形成相应的版图。材料优选阻光性好的金属材料。

步骤7、在完成前述步骤的基板上沉积绝缘层，利用掩膜工艺形成相应的版图，目的是减少段差，为之后的RGB沉积提供平整的平面。材料优选透明绝缘的氧化硅，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料，也可以是上述多种绝缘材料的多层组合。

步骤8、在完成前述步骤的基板上顺序沉积RGB3三种颜色，利用掩膜工艺形成相应版图；

步骤9、在完成前述步骤的基板上涂抹PI（导向层），并刻蚀出所需凹槽。

上述技术方案通过在彩膜基板的透明基板上设有光电转换模块，可以将从透明基板入射的光线转换为电能，从而可以将射入显示面板的太阳光转化为电能，由于太阳能比较充足，可以满足显示面板的需要，延长了显示面板的使用时间。

本发明的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板包括：

透明基板；

光电转换模块，设置于所述透明基板上，用于将从所述透明基板入射的光线转换为电能；

可控遮挡层，位于所述光电转换模块和所述透明基板之间；

控制单元，用于控制所述可控遮挡层在透光的第一状态和不透光的第二状态之间进行转换。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括黑矩阵，所述光电转换模块位于所述黑矩阵和所述透明基板之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内。

3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵由不透光的金属导电层形成。

4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述光电转换模块包括：

位于所述透明基板和黑矩阵之间的透明电极；

由所述黑矩阵形成的第一电极；和

位于透明电极和第一电极之间PN结。

5.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述可控遮挡层包括电子墨水层，所述电子墨水层设置在所述透明基板和光电转换模块之间。

6.根据权利要求5所述的彩膜基板，其特征在于，所述控制单元包括一与电子墨水层相连接的透明电极层，所述透明电极层用于根据施加的电压来驱动所述电子墨水层进行相应的工作。

7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任何一项所述的彩膜基板。

8.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括：

形成一透明基板；

在所述透明基板上形成一将从所述透明基板入射的光线转换为电能的光电转换模块；

形成黑矩阵和色阻层；

所述方法还包括：

形成一位于所述光电转换模块和所述透明基板之间的电子墨水层；

形成一与所述电子墨水层相连接的透明电极层。

9.根据权利要求8所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，

形成的所述光电转换模块设置在黑矩阵和所述透明基板之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内。

10.根据权利要求9所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，所述形成的所述光电转换模块设置在黑矩阵和所述透明基板之间，且位于所述黑矩阵所在的区域内的步骤，进一步包括：

在所述透明基板上形成位于所述黑矩阵所在的区域内的透明电极；

在所述透明电极上形成位于所述黑矩阵所在的区域内PN结；

在所述PN结上形成由不透光的金属导电层组成的黑矩阵。

11.根据权利要求8所述的彩膜基板的制造方法，所述电子墨水层和/或透明电极层位于所述黑矩阵所在的区域内。