CN105093772B - 显示基板及其制作方法、显示装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示基板及其制作方法、显示装置及其制作方法，该显示基板包括：基底、形成在所述基底上的导电薄膜层和形成在所述导电薄膜层之上的绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；还包括形成在所述网格图形的各个网眼内电致变色材料。本发明提供的显示基板，可以通过在导电薄膜层上施加电压的方式使电致变色材料形成到各个像素对应的位置处，而无需制作挡墙，相比与传统的挡墙工艺与喷墨打印工艺联合的方式，制作难度大幅降低。

Description

显示基板及其制作方法、显示装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制作方法、显示装置及其制作方法。
背景技术
电致变色是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现颜色的可逆变色现象。目前电致变色材料被广泛地应用在众多领域:灵巧窗(可以用来调节光线强度，减少热辐射)，及无炫汽车后视镜防炫目。在显示方面主要应用于智能标签等低端产品以及电纸书等，具有不需背光、节能等特点。
目前有源(AM)电致变色器件为防止像素间串扰普遍采用像素挡墙来隔离电致变色材料，通常将挡墙工艺与喷墨打印工艺联合使用来形成图案化的电致变色材料层，这种制作工艺复杂，难度较大。
发明内容
本发明的一个目的在于降低图案化的电致变色材料层的制作难度。
第一方面，本发明提供了一种显示基板，包括：基底、形成在所述基底上的导电薄膜层和形成在所述导电薄膜层之上的绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；
还包括形成在所述网格图形的各个网眼内电致变色材料。
进一步的，所述网格图形为遮光矩阵图形。
进一步的，所述网格图形还包括形成在所述遮光矩阵图形上的绝缘层图形，所述绝缘层图形在导电薄膜层上的投影与所述遮光矩阵图形在导电薄膜层上的投影重合。
进一步的，还包括：制作在所述网格图形上的隔垫物图形。
第二方面，本发明提供了一显示基板的制作方法，包括：
在基底上沉积导电薄膜层；
在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；
在所述导电薄膜层施加电压使电致变色材料形成到所述网格图形的各个网眼内。
进一步的，所述在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形，包括：
采用绝缘的遮光材料在所述导电薄膜层上形成绝缘的遮光矩阵图形。
进一步的，所述在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形，还包括：
形成位于遮光矩阵图形上的绝缘层图形，所形成的绝缘层图形在所述导电薄膜层上的投影与所形成的遮光矩阵图形在所述导电薄膜层上的投影重合。
进一步的，所述在所述导电薄膜层施加电压使电致变色材料形成到所述网格图形的各个网眼内包括：在所述导电薄膜层施加电压使导电薄膜层作为工作电极，使电致变色材料电化学沉积到所述网格图形的各个网眼内。
进一步的，电化学沉积的电压为1-5V。
进一步的，所述在所述导电薄膜层施加电压，使电致变色材料电化学沉积到所述网格图形的各个网眼内，包括：
将形成有导电薄膜层和网格图形的基板放入到混合有电致变色材料的聚合物单体的溶液内，在所述导电薄膜层施加电压，使电致变色材料电化学沉积到所述网格图形的各个网眼内。
第三方面，本发明提供了另一种显示基板的制作方法，其特征在于，包括：
在基底上形成薄膜晶体管阵列、像素电极图形和显示信号线图形，所述薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管分别与所述像素电极图形中的各个像素电极块以及显示信号线图形中的显示信号线相连；
通过所述显示信号线图形中的显示信号线在像素电极图形中的像素电极施加电压，使电致变色材料形成在各个像素电极块上。
进一步的，所述通过所述显示信号线图形中的显示信号线在像素电极图形中的像素电极施加电压，使电致变色材料形成在各个像素电极块上，包括：
在像素电极图形中的像素电极块上施加电压，使电致变色材料电化学沉积到各个像素电极块上。
进一步的，电化学沉积的电压为1-5V。
进一步的，所述在像素电极图形中的像素电极块上施加电压，使电致变色材料电化学沉积到各个像素电极块上，包括：
将形成有薄膜晶体管阵列、像素电极图形和显示信号线图形的基板放入混合有电致变色材料的聚合物单体的溶液内，通过所述显示信号线图形中的显示信号线在像素电极图形中的像素电极施加电压使各个像素电极块作为工作电极，使电致变色材料沉积到各个像素电极块上。
第四方面，本发明提供了一种显示装置的制作方法，包括将第一显示基板和第二显示基板对盒封装的步骤，其中一个显示基板为第一方面任一项所述的显示基板或者为第三方面任一项所述的方法制作的显示基板。
进一步的，将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装的步骤包括：
在所述第一显示基板或者所述第二显示基板上涂覆留有缺口的封框胶墙；
将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒，并经过所述缺口向所述第一基板和所述第二基板之间注入电解液；
将所述缺口封平。
进一步的，将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装之前，所述方法还包括：在没有形成电致变色材料的显示基板上形成离子存储层。
第五方面，本发明提供了一种显示装置，所述显示装置包括对盒封装的第一显示基板和第二显示基板；
其中一个显示基板为第一方面任一项所述的显示基板或者为第三方面任一项所述的方法制作的显示基板。
进一步的，还包括在没有形成电致变色材料的显示基板上形成的离子存储层。
本发明提供的显示基板，可以通过在导电薄膜层上施加电压的方式使电致变色材料形成到各个像素对应的位置处，而无需制作挡墙，相比与传统的挡墙工艺与喷墨打印工艺联合的方式，制作难度大幅降低。
附图说明
图1本发明实施例一提供的显示基板的结构示意图；
图2-图4为实施例一提供的显示基板制作的工艺流程图；
图5为实施例二提供的显示基板的结构示意图；
图6为本发明提供的一种显示装置的结构示意图；
图7为本发明提供的另一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
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中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例一提供的显示基板可以为显示面板的盖板，具体来说，可以为制作有公共电极而不是像素电极的一个基板，该显示基板包括：
基底、形成在所述基底上的导电薄膜层和形成在所述导电薄膜层之上的绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；
还包括形成在所述网格图形的各个网眼内电致变色材料。
本发明提供的显示基板，以通过在导电薄膜层上施加电压的方式使电致变色材料形成到各个像素对应的位置处，而无需制作挡墙，相比与传统的挡墙工艺与喷墨打印工艺联合的方式，制作难度大幅降低。
另一方面，本发明还提供了显示基板的制作方法，该方法可以用于制作上述的显示基板，该方法中不制作挡墙，而是通过在导电薄膜层上不希望形成电致变色材料的区域(像素之间的区域)形成绝缘的网格图形，并在该导电薄膜层施加电压使电致变色材料在电场力的作用下形成到各个网眼内(每一个网眼对应于一个像素)。相比与现有技术中利用挡墙工艺和喷墨打印工艺相结合的方式制作图案化的电致变色材料层的方式，能够大大降低制作难度。
下面结合附图对本发明实施例一提供的显示基板及其制作方法进行说明：
参见图1，本发明实施例一提供的显示基板的结构可以包括：基底110、形成在基底110上的导电层薄膜120以及形成在导电层薄膜120之上的网格图形130以及形成在网格图形130的各个网眼内电致变色材料140。本发明实施例一提供的显示基板可以在不制作挡墙的情况下制作，下面结合图2-4进行说明。
该制作方法可以具体包括如下步骤：
步骤S11，在基底上沉积导电薄膜层；在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；参见图2和图3，经步骤S1得到的结构包括基底110、形成在基底110上的导电层薄膜120以及形成在导电层薄膜120之上的网格图形130。
步骤S12，将形成有导电薄膜层和网格图形的基板放入到电致变色材料溶液池内，将所述导电薄膜层作为工作电极进行电化学沉积，将电致变色材料沉积到所述网格图形的各个网眼内。为经步骤S12得到的结构的示意图可以参见图1，与图2或3相比，还包括形成在网格图形130的各个网眼内电致变色材料块140。由于每一个网眼对应于一个像素，则所形成的每一个电致变色材料块140的大小与一个像素的大小相适应。
上述的制作方法，以导电薄膜层作为工作电极并使用绝缘的网格图形进行遮挡，使得电致变色材料仅在网眼内沉积，这样就通过电化学沉积的方式形成图案化的电致变色材料层。而通过对包含实施例一中的显示基板的显示装置进行的两次实验(第一次实验中在两个相邻的像素之间施加相同的像素电压，施加像素电压的时长为5-10分钟；第二次实验中在两个相邻的像素之间施加相同的像素电压，施加像素电压的时长为5-10分钟)，本发明的发明人发现，通过上述的方法制作的显示基板中不存在串扰现象。可见本发明实施例一中的显示基板制作方法所制作的显示基板，能够避免像素之间的串扰且相比与现有技术中利用挡墙工艺和喷墨打印工艺相结合的方式制作图案化的电致变色材料层的方式，能够大大降低制作难度。
这里的导电薄膜层可以具体是指公共电极(具体材料可以为氧化铟锡，沉积的厚度可以为400～1500埃，优选为1350埃)。这样在步骤S11中所沉积的导电薄膜层无需图案化，可以为一大块平板结构。后续在步骤S12中，可以在该成平板结构的导电薄膜层上施加电压使该导电层薄膜作为工作电极实现电化学沉积。
进一步的，在上述的步骤S11中，在导电薄膜层上所形成的绝缘的网格图形可以具体为遮光矩阵图形，由于在制作上述的显示基板时，一般都会制作遮光矩阵图形，采用遮光矩阵图形作为上述的网格图形可以减少制作工艺的复杂度。此时，上述的制作方法中，在在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形可以具体为：采用绝缘的遮光材料在所述导电薄膜层上形成绝缘的遮光矩阵图形。这里绝缘的遮光材料可以是指颜色比较深比如黑色的绝缘材料。
在具体实施时，在导电薄膜层上所形成的绝缘的网格图形除了上述的遮光矩阵图形之外，还可以包括投影与上述的遮光矩阵图形在导电薄膜层上的投影相同的绝缘层图形，该绝缘层图形的材料可以具体为氮化硅、氧化硅等。该绝缘层图形层叠设置在所述遮光矩阵图形上。这样可以进一步增加对网格图形下方的导电层薄膜所产生的电场的屏蔽能力，避免电致变色材料形成在网格图形上。此时，在相应的制作方法中，还可以包括：形成位于遮光矩阵图形上的绝缘层图形，所形成的绝缘层图形在所述导电薄膜层上的投影与所形成的遮光矩阵图形在所述导电薄膜层上的投影重合。
具体来说，可以首先在导电薄膜层层沉积绝缘的遮光材料，之后单独沉积一层氮化硅之类的绝缘层材料，之后采用同一图案化工艺对沉积的遮光材料和绝缘材料进行图案化得到遮光矩阵图形和绝缘层图形。
在具体实施时，步骤S12的具体工艺可以参见图4，将形成有导电薄膜层和网格图形的基板100放入到电致变色材料溶液池400内，并在导电薄膜层施加电压使导电薄膜层作为工作电极进行电化学沉积，同时在电致变色材料溶液池内插入对电极200(比如铂)和参比电极300(比如银或者甘汞)，之后对各个电极施加电压完成相应的电化学沉积。
在具体实施时，上述的电致变色材料溶液池内的电致变色材料溶液可以是指混合有电致变色材料的聚合物单体的溶液。具体来说，这里的聚合物单体为用于形成电致变色材料层的化合物，比如苯胺单体，噻吩单体等，浓度可以为0.05～5mol/l，电解液则可以为融有高氯酸锂的碳酸丙烯酯溶液，相应的，进行电化学沉积的电压可以为1-5V。
在实际应用中，上述的网格图形之上还可以包括隔垫物图形，以将该显示基板与另一显示基板分离，此时上述的制作方法中，还应包括在网格图形上方制作隔垫物图形的步骤。
不难理解的是，在实际应用中，通过施加电压的方式使电致变色材料沉积到相应的网眼内的方式并不仅限于电化学沉积，只要能够通过施加电压的方式使电致变色材料沉积到相应的网眼内，相应的技术方案均可以解决本发明所要解决的基本问题，相应的技术方案也应该落入本发明的保护范围。
实施例二
本发明实施例二提供的显示基板为阵列基板，参见图5，该阵列基板包括基底510以及形成在基底上的薄膜晶体管阵列(图中未示出)、形成在薄膜晶体管阵列上方的钝化层520，形成在钝化层上方的像素电极图形(图5中示出了其中的两个像素电极块530)和显示信号线图形(图中未示出)，以及形成在像素图形中的各个像素电极块530上的电致变色材料540，在相邻的两个像素电极块530中一个像素电极块530的上方的电致变色材料540与另一个像素电极块530上方的电致变色材料540之间没有形成有挡墙。
该显示基板同样可以在不制作挡墙的情况下制作，具体来说，可以包括如下步骤：
步骤S21，在基底上形成薄膜晶体管阵列、像素电极图形和显示信号线图形，所述薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管分别与所述像素电极图形中的各个像素电极块以及显示信号线图形中的显示信号线相连；
步骤S22，通过所述显示信号线图形中的显示信号线在像素电极图形中的像素电极施加电压，使电致变色材料形成在各个像素电极块上。
本发明实施例二提供的制作方法通过在像素电极块上施加电压，使得电致变色材料仅在像素电极块处形成，同样在不制作挡墙的情况下完成了电致变色材料层的制备。本发明的发明人对包含实施例二提供的显示基板的显示装置做了与实施例一中的相似的实验，同样发现本发明实施二中的显示基板制作方法所制作的显示基板，也能够避免像素之间的串扰，且相比与现有技术中利用挡墙工艺和喷墨打印工艺相结合的方式制作图案化的电致变色材料层的方式，能够大大降低制作难度。
在具体实施时，上述的步骤S22可以与上述的步骤S21一致，具体通过如下方式实现：将形成薄膜晶体管阵列、像素电极图形和显示信号线图形的基板放入到电致变色材料溶液内，在所述显示信号线图形中的显示信号线上施加电压使像素电极图形中的像素电极作为工作电极进行电化学沉积，使电致变色材料沉积到所述像素电极图形的各个像素电极块上。
在具体实施时，可以在显示信号线中的栅线上施加相应的电压使各个薄膜晶体管导通，使像素电极与数据线相连，并在数据线上施加电压，使各个像素电极带电。另外，涉及到电化学沉积的一些具体参数(比如沉积电压、电致变色材料溶液的成分、所采用的参比电极和对电极的材质等)可以与实施一的步骤S12中的相应参数一致，在此不再详细说明。
另一方面，本发明提供一种显示装置的制作方法，该方法包括将第一显示基板和第二显示基板对盒封装的步骤，其中一个显示基板为实施例一所述的显示基板或者为实施例二中的制作方法制作的显示基板。
本发明提供的显示装置的制作方法，不制作挡墙，而是通过在像素电极或者公共电极(实施例中的导电薄膜层)使电致变色材料形成到各个像素内形成图案化的电致变色材料层，相比与现有技术中利用挡墙工艺和喷墨打印工艺相结合的方式制作图案化的电致变色材料层的方式，能够大大降低制作难度。
在具体实施时，对所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装的步骤可以具体包括：
在所述第一显示基板或者所述第二显示基板上涂覆留有缺口的封框胶墙；
将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒，并经过所述缺口向所述第一基板和所述第二基板之间注入电解液；
将所述缺口封平。
具体来说，在注入电解液的过程可以在真空环境下完成，真空环境的真空度为3～40pa。
进一步的，这里的电解液可以为碳酸丙烯酸酯(浓度可以为1mol/l)和高氯酸锂(浓度可以为99.9％)。
在具体实施时，在将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装之前，所述方法还可以包括：在其中一个显示基板上喷洒隔垫物。具体来说，如果是将第一显示基板贴合到平行放置的第二显示基板上，则可以将隔垫物喷洒到第二显示基板上，反之，则如果是将第二显示基板贴合到平行放置的第一显示基板上，则可以将隔垫物喷洒到第一显示基板上。另外，如果第一显示基板或者第二显示基板上本身制作有隔垫物，在上述的制作过程中，也可以不喷洒隔垫物。
在具体实施时，将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装之前，上述的方法还可以包括：在没有沉积电致变色材料的显示基板上形成离子存储层。其中，这里的离子存储层可以通过旋涂V2O5或者TiO2的方式制作，旋涂的速度可以在100rpm～6000rpm之间，厚度可以为10-100nm。优选为20nm。
再一方面，本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括对盒封装的第一显示基板和第二显示基板；其中一个显示基板为实施例一所述的显示基板或者为实施例二中的制作方法制作的显示基板。该显示装置可以采用上述的显示装置制作方法制作。该显示装置中，每一个电致变色材料块对应于一个像素，且不包括用于阻隔各个电致变色材料块的挡墙。这样就能够通过简单的工艺制作。
在具体实施时，上述的显示装置中，还可以包含在没有形成电致变色材料的显示基板上形成的离子存储层。
参见图6，当第一显示基板为上述的实施例一所述的显示基板时，该显示装置可以包括：第一显示基板100和第二显示基板500，其中，第一显示基板100为图3中所述的显示基板，第二显示基板500则为上表面形成有离子存储层600的显示基板，在第一显示基板100和第二显示基板500之间还包括有隔垫物700，用于将第一显示基板100和第二显示基板500间隔开。还包括形成在第一显示基板100和第二显示基板500之间的电解液800。
参见图7，当第二显示基板为上述实施例二所述的显示基板时，该显示装置可以包括：第一显示基板100和第二显示基板500，其中，第二显示基板100为图5中所述的显示基板，第一显示基板100则为下表面形成有离子存储层600的显示基板，在第一显示基板100和第二显示基板500之间还包括有隔垫物700，用于将第一显示基板100和第二显示基板500间隔开，还包括形成在第一显示基板100和第二显示基板500之间的电解液800。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但是，本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种显示基板，其特征在于，包括：基底、形成在所述基底上的导电薄膜层和形成在所述导电薄膜层之上的绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；
还包括形成在所述网格图形的各个网眼内的电致变色材料图形；
其中，
所述导电薄膜层为一大块平板结构；所述网格图形为遮光矩阵图形。
2.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述网格图形还包括形成在所述遮光矩阵图形上的绝缘层图形，所述绝缘层图形在导电薄膜层上的投影与所述遮光矩阵图形在导电薄膜层上的投影重合。
3.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括：制作在所述网格图形上的隔垫物图形。
4.一种显示基板的制作方法，其特征在于，包括：
在基底上沉积导电薄膜层；
在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形；所述网格图形中的每一个网眼与一个像素相匹配；
在所述导电薄膜层施加电压使电致变色材料形成到所述网格图形的各个网眼内；
其中，
所述导电薄膜层为一大块平板结构；所述在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形，包括：
采用绝缘的遮光材料在所述导电薄膜层上形成绝缘的遮光矩阵图形。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述导电薄膜层上形成绝缘的网格图形，还包括：
形成位于遮光矩阵图形上的绝缘层图形，所形成的绝缘层图形在所述导电薄膜层上的投影与所形成的遮光矩阵图形在所述导电薄膜层上的投影重合。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述导电薄膜层施加电压使电致变色材料形成到所述网格图形的各个网眼内包括：在所述导电薄膜层施加电压使导电薄膜层作为工作电极，使电致变色材料电化学沉积到所述网格图形的各个网眼内。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，电化学沉积的电压为1-5V。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述导电薄膜层施加电压，使电致变色材料电化学沉积到所述网格图形的各个网眼内，包括：
将形成有导电薄膜层和网格图形的基板放入到混合有电致变色材料的聚合物单体的溶液内，在所述导电薄膜层施加电压，使电致变色材料沉积到所述网格图形的各个网眼内。
9.一种显示装置的制作方法，其特征在于，包括将第一显示基板和第二显示基板对盒封装的步骤，其中一个显示基板为如权利要求1-3任一项所述的显示基板。
10.如权利要求9所述的显示装置的制作方法，其特征在于，将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装的步骤包括：
在所述第一显示基板或者所述第二显示基板上涂覆留有缺口的封框胶墙；
将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒，并经过所述缺口向所述第一显示基板和所述第二显示基板之间注入电解液；
将所述缺口封平。
11.如权利要求9所述的显示装置的制作方法，其特征在于，将所述第一显示基板和所述第二显示基板对盒封装之前，所述方法还包括：在没有形成电致变色材料的显示基板上形成离子存储层。
12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括对盒封装的第一显示基板和第二显示基板；
其中一个显示基板为如权利要求1-3任一项所述的显示基板。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，还包括在没有形成电致变色材料的显示基板上形成的离子存储层。
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