CN105070728B - 一种显示基板及其制备方法、透明显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及透明显示技术领域,公开了一种显示基板及其制备方法、透明显示装置。该显示基板包含多个像素区域,每个像素区域包括多个子像素区域,其特征在于,还包括:基板,依次设置在基板上且位于子像素区域的第一金属层、钝化层及第二金属层,其中,第一金属层及第二金属层均为半透半反射的金属层,且位于同一个像素区域的多个子像素区域的钝化层厚度不同;第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,法泊腔根据钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。在上述技术方案中,通过形成的法泊腔使得显示装置不需要使用彩色滤光片,通过显示基板即可实现选择不同颜色的光线透过,简化了显示装置的结构,提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及透明显示技术领域,尤其涉及一种显示基板及其制备方法、透明显示装置。
背景技术
带通滤光片是指一定的波段内,只有中间一小段是高透射率的通带,而在通带的两侧是高反射率的截止带,如图1所示,图1表征滤光片特征的主要参数有:
λ0-中心波长或称峰值波长;
Tmax-中心波长的透射率,也即峰值透射率;
2Δλ-透射率为降值透射率一半的波长宽度,也即通半宽度,或用2Δλ/λ0表示相对半宽度。
通常,带通滤光片可以有两种结构形式,一种是由一个长波通膜系和一个短波通膜系的重叠通带波段形成带通滤光片的通带。这种结构得到的光谱特性是:可以获得较宽的截止带和较深的截止度,但不容易获得较窄的通带,所以常用于获得宽带通滤光片。第二种是Fabry-Perot干涉仪形成的滤光膜系,这种结构得到的光谱特性是:可以获得较窄的通带,但截止带宽度通常也比较窄,截止度也不深,所以大多数情况下都需要配合使用截止滤光片来拓宽截止带和增加截止深度,因此,现有技术中提供的带通滤光片的光线的透过率较低,而且在透明显示装置中增加滤光片造成整个显示装置结构复杂,需要较多的制作工艺,影响显示装置的制作效率。
发明内容
本发明提供了一种显示基板及其制备方法、透明显示装置,用以简化显示装置的结构,提高制造效率。
本发明提供了一种显示基板,该显示基板包含多个像素区域,每个所述像素区域包括多个子像素区域,还包括:基板,依次设置在所述基板上且位于所述子像素区域的第一金属层、钝化层及第二金属层,其中,所述第一金属层及所述第二金属层均为半透半反射的金属层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;
所述第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。
在上述技术方案中,通过采用第一金属层、第二金属层以及不同厚度的钝化层形成法泊腔,法泊腔根据钝化层的厚度可以允许不同波长的光线透过,从而使得显示装置无需使用彩膜滤光片,直接通过显示基板上的结构即可实现允许不同的光线通过,减少了显示装置的结构。
优选的,每个所述像素区域包括三个子像素区域,对应三个所述子像素区域的钝化层分别具有第一厚度、第二厚度及第三厚度,且所述第一厚度钝化层对应的子像素区域允许红色光透过,所述第二厚度钝化层对应的子像素区域允许绿色光透过,所述第三厚度钝化层对应的子像素区域允许蓝色光透过。
优选的,所述钝化层的厚度满足以下公式:d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,其中,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。
优选的,所述第二金属层为银,且所述第二金属层的厚度为35~45nm。
优选的,所述钝化层为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2中的任一材料制作的钝化层。选择不同介电材料制作钝化层。
优选的,所述第一金属层为银;且所述第一金属层的厚度为35~45nm。
优选的,所述第二金属层包括多个间隔设置的金属条,且所述多个金属条之间具有允许光线透过的间隙。
本发明还提供了一种显示基板的制备方法,该方法包括以下步骤:
提供一基板;
在所述基板上的像素区域形成第一金属层;
在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;
在钝化层上形成第二金属层;且第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。
在上述技术方案中,通过采用第一金属层、第二金属层以及不同厚度的钝化层形成法泊腔,法泊腔根据钝化层的厚度可以允许不同波长的光线透过,从而使得显示装置无需使用彩膜滤光片,直接通过显示基板上的结构即可实现允许不同的光线通过,减少了显示装置的结构。
优选的,所述在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同具体为:
使用同一张掩膜板在第一位置,沉积时间t1,得到第一厚度的钝化层;
在第二位置,沉积时间t2,得到第二厚度的钝化层;
在第三位置,沉积时间t3,得到第三厚度的钝化层。形成不同厚度的钝化层。
优选的,所述钝化层的厚度满足以下公式:
d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,其中,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。
优选的,所述钝化层的材料为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2中的任一种。采用不同介电材料制作钝化层。
优选的,所述第二金属层包括多个间隔设置的金属条,且所述多个金属条之间具有允许光线透过的间隙。
本发明还提供了一种透明显示装置,包括上述任一项所述的显示基板。
在上述技术方案中,通过采用第一金属层、第二金属层以及不同厚度的钝化层形成法泊腔,法泊腔根据钝化层的厚度可以允许不同波长的光线透过,从而使得显示装置无需使用彩膜滤光片,直接通过显示基板上的结构即可实现允许不同的光线通过,减少了显示装置的结构,提高了制作效率,且能够实现透明显示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的带通滤波片特性示意图;
图2为本发明实施例提供的显示基板的结构示意图;
图3a~图3e为本发明实施例提供的显示基板的制备流程图;
图4a~图4c为本发明实施例提供的钝化层的制备流程图。
附图标记:
1-基板 2-薄膜晶体管 21-栅极
22-栅极绝缘层 23-有源层 24-源极
25-漏极 3-第一金属层 4-第二金属层
5-钝化层 51-第一厚度的钝化层 52-第二厚度的钝化层
53-第三厚度的钝化层 6-掩膜板
具体实施方式
为了使得透明显示装置获得较窄的色域,以及较高的透射率,本发明实施例提供了一种显示基板及其制备方法、透明显示装置,在本发明的技术方案中,通过采用不同的钝化层实现滤光,并且通过第二金属层之间的间隙使得光线通过,从而提高了显示基板的透光性。为了方便对本发明技术方案的理解,下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
如图2及图4c所示,图2为本发明实施例提供的显示基板的结构示意图,图4c示出了形成后的钝化层5的结构示意图。
本发明实施例提供了一种显示基板,该显示基板包括:包含多个像素区域,每个所述像素区域包括多个子像素区域,还包括:基板,依次设置在所述基板上且位于所述子像素区域的第一金属层、钝化层及第二金属层,其中,所述第一金属层及所述第二金属层均为半透半反射的金属层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;
所述第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。
在本发明的技术方案中,通过采用第一金属层3、第二金属层4以及不同厚度的钝化层5形成法泊腔,法泊腔根据钝化层5的厚度可以允许不同波长的光线透过,从而使得显示装置无需使用彩膜滤光片,直接通过显示基板上的结构即可实现允许不同的光线通过,减少了显示装置的结构,且能够实现透明显示。
为了方便理解本发明实施例提供的显示基板的结构以及原理,下面结合具体的实施例对其结构进行说明。
在本实施例中,选取每个像素区域包括三个子像素区域,对应三个子像素区域的钝化层分别具有第一厚度、第二厚度及第三厚度,且第一厚度钝化层对应的子像素区域允许红色光透过,第二厚度钝化层对应的子像素区域允许绿色光透过,第三厚度钝化层对应的子像素区域允许蓝色光透过。
应当理解的是,本实施例提供的显示基板的非显示区域还设置了薄膜晶体管2,该薄膜晶体管2与现有技术中的薄膜晶体管2的结构相同,其包括:栅极21;设置在所述栅极21上的栅极绝缘层22;设置在所述栅极绝缘层22上的有源层23;设置在所述有源层23上的源极24和漏极25,其中,所述源极24和漏极25之间具有沟道。该结构与现有技术中的薄膜晶体管2的结构相同,在此不对其进行详细的描述。其中,第一金属层3与与漏极25同层设置,钝化层5覆盖到源极24及漏极25上。
基于上述原理,本实施例提供的显示基板通过第一金属层3、第二金属层4作为金属层,钝化层5作为介质层,从而在显示基板的像素区域制作的第一金属层3、钝化层5以及第二金属层4形成法泊腔结构。使得显示基板可以有选择的透光。在具体制作时,钝化层5制作形成第一厚度的钝化层51、第二厚度的钝化层52及第三厚度的钝化层53,三种厚度的钝化层5与对应的第一金属层3及第二金属层4形成法泊腔,并且使得形成的法泊腔能够允许红绿蓝三种波长的光线通过,从而使得实现显示基板有选择的透光。
其中的钝化层5在形成时,通过PECVD工艺直接在第一金属层3上形成;并且在具体形成时,通过沉积不同的时间形成不同的厚度,在具体形成时,钝化层的厚度满足以下公式:d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。如:红光对应的波长为760~622nm,蓝光对应的波长为450~435nm、绿光对应的波长为577~492nm。则相对应的制作钝化层时,第一厚度的钝化层51满足以下公式:d1=m*700nm/2n;如:若选取m=1,n=1.938(Si3N4折射率,其折射率一般为1.3~2.1,此处选取1.938),则,R像素对应的钝化层厚度d1=180.6nm,同理,G像素和B像素对应的钝化层5的厚度分别为d2=140.9nm,d3=112.4nm。并且在具体制作时,钝化层5的材质可以为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2等中的任意一种。较佳的,钝化层5为Si3N4材质制作的钝化层5;并且在三种不同厚度的钝化层5制作时,三种不同厚度的钝化层5在不同的位置设置,并且三种不同厚度的钝化层5分别对应红色子像素、蓝色子像素及绿色子像素。
本实施例提供的第一金属层3及第二金属层4具有半透半反功能,且第一金属层3及第二金属层4均可以采用不同的金属设置,只需具有上述功能即可,较佳的,第一金属层3及第二金属层4均可以采用银材料制作而成,并且在制作时,第一金属层3及第二金属层4的厚度均为35~45nm,如35nm、38nm、40nm、42nm、45nm。从而保证了第一金属层3及第二金属层4能够具有较好的透光性。
其中的第二金属层4包括多个间隔设置的金属条,且所述多个金属条之间具有间隙。即第二金属层4采用间隔设置的方式,相邻的金属条之间存在间隙,在具体使用时,金属条之间的间隙对应的钝化层5及第一金属层3,由于缺少第二金属层4,从而无法形成法泊腔,因此,间隙对应的第一金属层3及钝化层5没有滤光作用,从所述间隙照射出的光线为白光。并且第二金属层4反射回来的的光线(无法从第二金属层4照射出去的光线)在钝化层5内传播到该间隙的位置,并从该间隙内射出,从而提高了光线的利用率,以及提高了整个透明显示装置的透射率。
通过上述描述可以看出,本实施例提供的显示基板通过采用第一金属层3、第二金属层4及不同厚度的钝化层5形成法泊腔,从而实现获取较窄的色域,同时,通过采用第二金属层4之间设置slit(间隙)结构,从而有效的提高了整个透明显示装置的透光率。
此外,本发明实施例还提供了一种显示基板的制备方法,该方法包括以下步骤:
提供一基板;
在基板上的像素区域形成第一金属层;
在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;
在钝化层上形成第二金属层;且第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。
本发明为上述具体实施例提供的显示基板对应的制备方法,通过该方法制备的显示基板可以实现允许不同颜色的光线通过。为了方便对本发明实施例提供的显示基板的制备方法的理解,下面结合附图以及具体的实施例对其结构进行详细的说明。
步骤一、如图3a和图3b所示,在基板1上形成薄膜晶体管2。
具体的,如图3a所示,首先在基板1上形成栅极21;之后如图3b所示,在栅极21上形成栅极绝缘层22,在栅极绝缘层22上形成有源层23,在有源层23上形成源极24和漏极25。
步骤二、如图3c所示,在基板上位于像素区的位置形成第一金属层3;
具体的,如图3c所示,通过刻蚀工艺在薄膜晶体管2上形成第一金属层3,在具体制作时,第一金属层3可以采用银材料制作而成,且厚度为40nm。
步骤三、如图3d所示,在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;
具体的如图4a~图4c所示,形成的钝化层5包括第一厚度的钝化层51、第二厚度的钝化层52及第三厚度的钝化层53,在具体制作时,
如图4a所示,使用一张掩膜板6在第一位置,沉积时间t1,沉积厚度为d1的第一厚度的钝化层51;
如图4b所示,在第二位置,沉积时间t2,沉积厚度为d2的第二厚度的钝化层52;
如图4c所示,在第三位置,沉积时间t3,沉积厚度为d3的第三厚度的钝化层53。
在具体制作时,通过沉积速度相同,通过控制沉积的时间t1、t2及t3来控制形成的钝化层的厚度。
具体的,在第一金属层3上利用PECVD工艺沉积一层厚度不等的钝化层5,与R、G、B三种子像素对应的钝化层的厚度不同。具体的,钝化层的厚度满足以下公式:d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。如:红光对应的波长为760~622nm,蓝光对应的波长为450~435nm、绿光对应的波长为577~492nm。则相对应的制作钝化层时,第一厚度的钝化层51满足以下公式:d1=m*700nm/2n;如:若选取m=1,n=1.938(Si3N4折射率,其折射率一般为1.3~2.1,此处选取1.938),则,R像素对应的钝化层厚度d1=180.6nm,同理,G像素和B像素对应的钝化层5的厚度分别为d2=140.9nm,d3=112.4nm。并且在具体制作时,钝化层5的材质可以为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2等中的任意一种。较佳的,钝化层5为Si3N4材质制作的钝化层5;并且在三种不同厚度的钝化层5制作时,三种不同厚度的钝化层5在不同的位置设置,并且三种不同厚度的钝化层5分别对应红色子像素、蓝色子像素及绿色子像素。
步骤四、如图3e所示,在钝化层上形成第二金属层;且第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过。
具体的如图3e所示,在形成的钝化层5上制作第二金属层4,且制作的第二金属层4具有slit结构(间隙),slit结构;根据pixel pitch(像素间距)选择slit数,以及W/S(W为金属,S为间隙)。例如:pixel pitch=53.7nm时,可选5个slit,W/S=2.7/5.0nm。该层材料可选银,厚度40nm。
本发明还提供了一种透明显示装置,包括上述任一项所述的显示基板。
在本发明的技术方案中,通过采用第一金属层、第二金属层以及不同厚度的钝化层形成法泊腔,法泊腔根据钝化层的厚度可以允许不同波长的光线透过,从而使得显示装置无需使用彩膜滤光片,直接通过显示基板上的结构即可实现允许不同的光线通过,减少了显示装置的结构。
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。
Claims (11)
1.一种显示基板,包含多个像素区域,每个所述像素区域包括多个子像素区域,其特征在于,还包括:基板,依次设置在所述基板上且位于所述子像素区域的第一金属层、钝化层及第二金属层,其中,所述第一金属层及所述第二金属层均为半透半反射的金属层,且位于同一个所述像素区域的多个所述子像素区域的钝化层厚度不同;所述第二金属层包括多个间隔设置的金属条,且所述多个金属条之间具有允许光线透过的间隙;
所述第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过;
还包括:薄膜晶体管,其中,
所述第一金属层与薄膜晶体管的漏极同层设置,钝化层覆盖到薄膜晶体管的源极及漏极上。
2.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,
每个所述像素区域包括三个子像素区域,对应三个所述子像素区域的钝化层分别具有第一厚度、第二厚度及第三厚度,且所述第一厚度钝化层对应的子像素区域允许红色光透过,所述第二厚度钝化层对应的子像素区域允许绿色光透过,所述第三厚度钝化层对应的子像素区域允许蓝色光透过。
3.如权利要求2所述的显示基板,其特征在于,所述钝化层的厚度满足以下公式:
d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。
4.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述第二金属层为银,且所述第二金属层的厚度为35~45nm。
5.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述钝化层为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2中的任一材料制作的钝化层。
6.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述第一金属层为银;且所述第一金属层的厚度为35~45nm。
7.一种显示基板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一基板;
在所述基板上的像素区域形成第一金属层;
在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个子像素区域的钝化层厚度不同;
在钝化层上形成第二金属层,使第一金属层、钝化层及第二金属层构成法泊腔,所述法泊腔根据所述钝化层厚度的不同允许不同波长的光透过;所述第二金属层包括多个间隔设置的金属条,且所述多个金属条之间具有允许光线透过的间隙;其中,
所述第一金属层与薄膜晶体管的漏极同层设置,钝化层覆盖到薄膜晶体管的源极及漏极上。
8.如权利要求7所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述在第一金属层上形成钝化层,且位于同一个所述像素区域的多个子像素区域的钝化层厚度不同,包括:
使用同一张掩模板在第一位置,沉积时间t1,得到第一厚度的钝化层;
在第二位置,沉积时间t2,得到第二厚度的钝化层;
在第三位置,沉积时间t3,得到第三厚度的钝化层。
9.如权利要求8所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述钝化层的厚度满足以下公式:
d=m*λ/2n;其中,m为奇数,n为钝化层折射率,λ为该厚度的钝化层对应的子像素区域允许通过的光线的波长。
10.如权利要求8所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述钝化层的材料为MgF2、SiO2、Si3N4、TiO2中的任一种。
11.一种透明显示装置,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述的显示基板。
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