CN104051670A - 一种显示面板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板，包括基板、显示器件以及位于所述基板和显示器件之间的光汇聚层和光吸收层，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。本发明使得外界光在器件内部的反射得到了有效的降低，同时确保了器件内部的发光不被阻挡，即器件的亮度不被衰减，这与传统的贴偏光片的方法相比，亮度明显提高；本发明还节约了生产成本，减小显示面板的厚度，同时降低了贴偏光片带来的良率下降的风险。

Description

一种显示面板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板及其制作方法、显示装置。
背景技术
由于显示面板观察面一侧的基板通常采用透明玻璃基板，因此外部环境光会从透明的基板进入显示面板内部，进而被显示面板内部的金属电极等反射出来，造成现实面板的对比度下降。以有机电致发光器件(OrganicLight Emitting Diode，OLED)显示面板为例，有机发光电致器件一般由阳极、阴极以及夹在两者之间的有机发光功能层构成，按其出光方向可以分为底发射型和顶发射型有机发光器件。对于底发射型有机电致发光器件，由于其顶电极通常采用反射性高的金属材料，因此，外界光会从透明的底电极进入显示器件内部，由于顶电极的反射作用，会把摄入到显示器件内部的外界光反射出来。这种从器件内部反射出来的外界光，在显示装置中，特别是黑色显示的情况下，会造成对比度大大降低，并且将引起在金属电极的观察面(反射面)映入周围像，而使得显示画面的可看性降低。
作为防止该种由于金属电极的反射造成的显示质量低下的简便方法，有的采用将LCD所使用的偏光层配置于透明玻璃基板，即组件的观察面(光出射面)的方法，如日本专利文献-特开平7-142170公开了在组件的出光面侧配置偏光层，可由该偏光层遮蔽从组件外部射入至组件内的光，再由背面侧的金属电极反射，并再次从组件射出。即从组件外部通过偏光层而射入组件内的外界光，为与偏光层的偏光方向平行的直线偏光，该直线偏光经金属电极反射后，其偏光方向作为90°反向。于是，金属电极的反射光的偏光方向，由于与偏光层的偏光方向不同，因此不能通过偏光层，从而受到遮断。
以这种方法设置偏光层，防止光射出面上的反射光射出，可抑制对比度的降低。但是，由于在组件的光射出侧存在偏光层，因此从发光层的光若不通过偏光层，则无法向外输出。而偏光层只能使发光层出射光中与偏光层的偏光方向平行的光通过，因此，出射光中的大部分不能通过该偏光层，从而降低了发光的利用效率。此外，偏光层不但增加了显示面板的制作工艺流程，而且还增加了显示面板的厚度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种显示面板及其制作方法、显示装置。
根据本发明一方面，其提供了一种显示面板，包括基板、显示器件以及位于所述基板和显示器件之间的光汇聚层和光吸收层，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
其中，所述光汇聚层包括阵列分布的多个微透镜。
其中，所述微透镜为半球形状，包括顶面和底面，所述底面为球面，所述顶面为圆形平面。
其中，所述阵列分布的多个微透镜之间的间距大于一个微透镜的直径。
其中，所述微透镜采用透明不吸光材料制成。
其中，所述微透镜采用聚丙烯酸类树脂、烯丙类树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、纤维树脂、聚苯乙烯类树脂中的一种或几种的混合材料。
所述显示面板还包括平坦层，所述微透镜嵌入在所述平坦层内部，且所述平坦层的折射率小于微透镜材料的折射率。
其中，所述光吸收层位于所述微透镜的焦点位置。
其中，所述光吸收层的面积小于微透镜的面积。
其中，所述光吸收层采用炭黑、黑色树脂、缺一个氧原子的黑色钛系化合物中的一种或几种混合而成。
所述显示面板还包括光散射层，其位于所述光吸收层的外界光入射方向，用于对显示面板内部发出的光进行散射。
其中，所述光散射层采用掺杂有散射粒子的透明材料制成。
其中，所述光散射层的面积与所述光吸收层相同。
根据本发明第二方面，其提供了一种显示装置，其包括如上所述的显示面板。
根据本发明第三方面，其提供了一种显示面板的制作方法，其包括：在基板和显示器件之间形成光汇聚层和光吸收层；其中，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
其中，在基板和显示器件之间形成光汇聚层和光吸收层包括：
在基板上形成光汇聚层；
在光汇聚层上方的外界光汇聚处形成光吸收层；
制作显示器件。
其中，在基板上形成光汇聚层包括：
在基板上形成第一平坦层；
在第一平坦层内形成阵列分布的多个微透镜；
在微透镜上方形成第二平坦层。
其中，所述微透镜采用透明不吸光材料，且其折射率大于平坦层的折射率。
其中，所述在光汇聚层上方的外界光汇聚处形成光吸收层具体包括：
在每个所述微透镜的焦点位置处形成面积小于所述微透镜的光吸收层。
所述方法还包括：
在所述光吸收层上形成面积与光吸收层相等的光散射层，所述光散射层采用掺杂有散射粒子的透明材料制成。
本发明通过在基板和显示器件之间形成由多个微透镜形成的光汇聚层，并在所述微透镜的光汇聚处形成吸收层，使得外界光在通过所述微透镜时汇聚在所述吸收层处，被所述吸收层所吸收，达到了阻挡外界光反射对显示器造成的不良影响；同时，本发明还在吸收层上形成散射层，由于散射层的存在，使得照射到吸收层上的显示器件的内部光被散射层所散射，而不被吸收层所吸收，被散射层散射的光经过散射后又被射出到器件外部。综上，本发明提出的显示面板使得外界光在器件内部的反射得到了有效降低，同时确保了器件内部的发光不被阻挡，即器件的亮度不被衰减，与传统的贴偏光片的方案相比，亮度明显提高，且减小了显示面板的厚度，同时降低了贴偏光片带来的良率下降的风险，节约了成本。
附图说明
图1为本发明第一实施例中显示面板的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中显示面板的结构示意图；
图3(a)～(c)为本发明中外界光和内部光经过微透镜、光吸收层、光散射层时的光路示意图；
图4为本发明实施例中显示面板的制作方法流程图；
图5(a)～(f)为本发明实施例中显示面板的制作工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1示出了本发明第一实施例提出的一种显示面板结构示意图。如图1所示，其包括基板101、显示器件102以及位于所述基板101和显示器件102之间的光汇聚层103和光吸收层104，所述光汇聚层103和光吸收层104沿外界光的入射方向依次排布，所述光汇聚层103用于汇聚外界光，所述光吸收层104位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
本发明中所述的显示面板可以为液晶显示面板或OLED显示面板，其中的显示器件为液晶显示器件或OLED显示器件。
本发明中所提到的外界光为从显示面板外部进入到显示面板内部的光。由于显示面板的观察者一侧通常采用透明玻璃基板制成，因此外界光通常是从观察者一侧进入到显示面板内部的。此外，本发明中提到的内部光有两种含义：其一、若显示面板为液晶显示面板，则所述内部光为背光源经过显示器件出射的光，其方向与所述外界光的方向相反；其二、若所述显示面板为OLED显示面板，则所述内部光为所述OLED显示器件发出的光，其方向也与所述外界光的方向相反。
其中，所述光汇聚层103设置在基板101和显示器件之间，用于汇聚入射至显示面板内部的外界光，其包括阵列分布的多个微透镜1031；所述微透镜1031采用透明不吸光的材料制成，其为半球形状，包括顶面和底面，所述底面为球面，所述顶面为圆形平面；其中，所述微透镜1031沿外界光的入射方向呈下半球形状，即所述外界光从微透镜的底面入射，并从所述顶面出射出去。所述多个微透镜嵌入在所述基板101上表面的平坦层105内部，且每个微透镜的顶面位于同一平面，且每个微透镜的形状和大小相同；所述平坦层105的折射率小于微透镜的折射率，这样可以使得从基板101下方进入的外界光经过平坦层105入射至微透镜后，汇聚在所述微透镜的光汇聚点F处，所述光汇聚点F即为所述微透镜的焦点所在，如图3(a)所示。可选地，所述平坦层105的折射率介于1.4至1.6之间，所述微透镜材料1031的折射率介于1.65至2.0之间。
可选地，所述阵列分布的多个微透镜1031之间的间距最好大于一个微透镜的直径，以免造成遮光；此外，所述微透镜1031的直径小于一个子像素的长和宽，最好在一个子像素下面制作5-20个微透镜。
可选地，所述微透镜1031采用透明不吸光材料制成，例如可以选自以下材料中的一种或几种的混合材料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、局甲基丙烯酸环己酯等的聚丙烯酸类树脂，聚二甘醇双烯丙基碳酸酯、聚碳酸酯等的烯丙类树脂，甲基丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、纤维树脂、聚苯乙烯类树脂等。
所述光吸收层104位于所述微透镜1031的焦点位置处，用于吸收汇聚在所述微透镜1031焦点处的外界光。所述光吸收层材料采用黑矩阵遮光材料，例如炭黑、黑色树脂、缺一个氧原子的黑色钛系化合物等；所述光吸收层104可以是长方形正方形、圆形等，其面积远小于所述微透镜1031的顶面面积，最好为所述微透镜1031的四分之一左右，光吸收层厚度为5～50nm，如果光吸收层厚度太薄，达不到吸收光的效果，如果太厚，会增加器件的厚度。从图1可以看出，所述光吸收层104也嵌入在平坦层内部，只有在每个微透镜1031焦点位置处制作有所述光吸收层104，且光吸收层104的面积远小于微透镜的面积，因此对于从显示器件102出射的内部光的影响不大。由于所述光吸收层104设置于每个微透镜1031的焦点处，因此微透镜1031的焦距不易过长，否则会造成显示面板的厚度增加。
图2示出了本发明第二实施例提出的一种显示面板的结构示意图。如图2所示，其在第一实施例的基础上，增设了光散射层106，所述光散射层106位于光吸收层104的外界光入射方向上，其可以与所述光吸收层104接触设置，或者它们之间具有一定的隔离层，只要所述光散射层106能够挡在在光吸收层104上方，将照射至光吸收层104的显示器件内部光进行散射即可，目的是为了照射至光吸收层的部分内部光不被光吸收层104所吸收，以免降低器件的出光率以及亮度。
所述光散射层106由掺杂有散射粒子的透明材料制成，如掺杂有散射粒子的透明树脂等制成，其大小与所述光吸收层大小相当，以完全遮挡所述吸收层为准，其厚度也可以与所述光吸收层相当，当然，也可以更薄，只要能够达到散射内部光的目的即可。所述光散射层106与光吸收层104均制作在微透镜的焦点位置，如图3(c)所示，这样光散射层106与光吸收层104的面积可以做到很小，远小于微透镜1031的上表面面积，可以避免器件内部过多的发射光被改变路径，如图3(b)所示。与此同时，即使有一部分显示器件内部光照到光吸光层104上，但由于上方的光散射层106的存在，这部分光也不会被吸收，而是经过几次散射又射出器件外部。
所述散射层的折射率介于1至3之间，所述散射粒子可以为无机材料、有机材料，或者是有机材料和无机材料的组合。
可选地，所述显示器件102可以是液晶显示器件、底发射型的OLED显示器件或顶发射型的OLED显示器件等。
本发明提出的显示面板，通过制作具有多个微透镜的光汇聚层，并在微透镜的光会聚位置处制作吸收层，目的是用于吸收进入器件内部的外界光，防止外界光经器件顶电极反射后，造成对比度下降，以及显示画面画质降低等问题；此外，还在吸收层上方再制作散射层，目的是防止从器件内部出射的光被吸收层所吸收，增大器件内部光的出光率，确保器件内部发出的光不被遮挡。
本发明还提出了一种显示装置，其包括如上所述的显示面板。可选地，所述显示装置为底发射型的OLED显示装置。
本发明还提出了一种显示面板的制作方法，其包括：在基板和显示器件之间形成光汇聚层和光吸收层；其中，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
下面通过具体的实施例详细介绍本发明提出的显示面板的制作方法。
图4示出了本发明实施例提出的一种显示面板的制作方法流程图。图5示出了本发明实施例提出的一种显示面板的制作工艺流程图。如图4和5所示，该方法包括：
步骤401：提供基板101，所述基板可以是TFT阵列基板，也可以是玻璃基板；
步骤402：在基板101上形成光汇聚层103；所述光汇聚层103包括阵列分布的多个微透镜1031；
可选地，具体工艺如下：
步骤4021：在基板101上形成第一平坦层1051，对其进行图形化形成阵列分布的凹槽，所述凹槽的形状与所要制作的微透镜的形状相同，如图5(a)所示；
步骤4022：在所述第一平坦层1051上形成的凹槽内利用光刻胶热熔法、化学气象沉积法、喷墨打印等方法形成阵列分布的多个微透镜1031，所述多个微透镜1031为半球形状，包括顶面和底面，所述底面为球面，所述顶面为圆形平面，且每个微透镜的大小形状相同，其顶面位于同一平面，如图5(b)所示；所述微透镜1031采用透明不吸光的材料形成，例如可以选自以下材料中的一种或几种的混合材料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、局甲基丙烯酸环己酯等的聚丙烯酸类树脂，聚二甘醇双烯丙基碳酸酯、聚碳酸酯等的烯丙类树脂，甲基丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、纤维树脂、聚苯乙烯类树脂等。所述微透镜1031选用材料的折射率需要大于平坦层材料的折射率；
步骤4023：在微透镜1031上方形成第二平坦层1052，其厚度最好与所述微透镜1031顶面到其焦点的距离相等，以使得在所述第二平坦层1052上表面形成的光吸收层104正好处于微透镜1031的焦点位置，如图5(c)所示。
步骤403：在所述第二平坦层1052上形成光吸收层104，使得光吸收层104位于所述微透镜的焦点位置；
具体工艺为：
在每个所述微透镜1031的焦点位置，采用沉积法或者喷涂等溶液法形成面积远小于所述微透镜的光吸收层104，如图5(d)所示。
所述光吸收层厚度为5～50nm，光吸收层材料可以为遮光材料，例如炭黑、黑色树脂、缺一个氧原子的黑色钛系化合物等；所述光吸收层将从器件外部进入的外界光在微透镜焦点处被吸收，防止外界光经器件顶电极反射，造成对比度下降，以及显示画面画质降低等问题。
步骤404：在所述光吸收层104上方形成光散射层106，所述光散射层106的面积与所述光吸收层104大致相同；
具体工艺为：
利用掩膜板在光吸收层104上方形成面积与光吸收层104大致相同的光散射层106；
在所述光散射层106上形成第三平坦层1053，如图5(e)所示。
所述光散射层106可采用掺杂有散射粒子的透明材料制成，如透明树脂等。所述散射粒子包括有机材料、无机材料以及两者的组合材料。制作光散射层的目的是为了照射至光吸收层的部分内部光不被光吸收层所吸收，以免降低器件的出光率以及亮度。
步骤405：在所述第三平坦层1053上方制作显示器件102，完成整个显示面板的制作，如图5(f)所示。
本发明采用微透镜与吸收层和散射层结合的方案，使得外界光在器件内部的反射得到了有效的降低，同时确保了器件内部的发光不被阻挡，即器件的亮度不被衰减，这与传统的贴偏光片的方法相比，亮度明显提高；本发明还节约了生产成本，减小显示面板的厚度，同时降低了贴偏光片带来的良率下降的风险。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种显示面板，包括基板、显示器件以及位于所述基板和显示器件之间的光汇聚层和光吸收层，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中，所述光汇聚层包括阵列分布的多个微透镜。
3.如权利要求2所述的显示面板，其中，所述微透镜为半球形状，包括顶面和底面，所述底面为球面，所述顶面为圆形平面。
4.如权利要求2所述的阵列面板，其中，所述阵列分布的多个微透镜之间的间距大于一个微透镜的直径。
5.如权利要求2-4任一项所述的显示面板，其中，所述微透镜采用透明不吸光材料制成。
6.如权利要求5所述的显示面板，其中，所述微透镜采用聚丙烯酸类树脂、烯丙类树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、纤维树脂、聚苯乙烯类树脂中的一种或几种的混合材料制成。
7.如权利要求2-4、6任一项所述的显示面板，其还包括平坦层，所述微透镜嵌入在所述平坦层内部，且所述平坦层材料的折射率小于微透镜材料的折射率。
8.如权利要求2-4、6任一项所述的显示面板，其中，所述光吸收层位于所述微透镜的焦点位置。
9.如权利要求8所述的显示面板，其中，所述光吸收层的面积小于微透镜的面积。
10.如权利要求1-4、6、9任一项所述的显示面板，其中，所述光吸收层采用炭黑、黑色树脂、缺一个氧原子的黑色钛系化合物中的一种或几种混合而成。
11.如权利要求1-4、6、9任一项所述的显示面板，其还包括光散射层，其位于所述光吸收层的外界光入射方向，用于对显示器件内部光进行散射。
12.如权利要求11所述的显示面板，其中，所述光散射层采用掺杂有散射粒子的透明材料制成。
13.如权利要求11所述的显示面板，其中，所述光散射层的面积与所述光吸收层相同。
14.一种显示装置，其包括如权利要求1-13任一项所述的显示面板。
15.一种显示面板的制作方法，其包括：在基板和显示器件之间形成光汇聚层和光吸收层；其中，所述光汇聚层和光吸收层依次沿外界光的入射方向排布，所述光汇聚层用于汇聚外界光，所述光吸收层位于所述外界光的汇聚处，用于吸收所汇聚的外界光。
16.如权利要求15所述的显示面板的制作方法，其中，在基板和显示器件之间形成光汇聚层和光吸收层包括：
在基板上形成光汇聚层；
在光汇聚层上方的外界光汇聚处形成光吸收层；
制作显示器件。
17.如权利要求16所述的显示面板的制作方法，其中，在基板上形成光汇聚层包括：
在基板上形成第一平坦层；
在第一平坦层内形成阵列分布的多个微透镜；
在微透镜上方形成第二平坦层。
18.如权利要求17所述的显示面板的制作方法，其中，所述微透镜采用透明不吸光材料，且其折射率大于平坦层的折射率。
19.如权利要求16所述的显示面板的制作方法，其中，所述在光汇聚层上方的外界光汇聚处形成光吸收层具体包括：
在每个所述微透镜的焦点位置处形成面积小于所述微透镜的光吸收层。
20.如权利要求15-19任一项所述的显示面板的制作方法，其还包括：
在所述光吸收层上形成面积与光吸收层相同的光散射层，所述光散射层采用掺杂有散射粒子的透明材料制成。
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