CN105161022A - 显示器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了显示器及其制作方法。显示器包括：相对设置的TFT基板以及彩膜基板，TFT基板包括：呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元均包括一个第一TFT元件以及一个第二TFT元件，像素单元中第一TFT元件与第二TFT元件之外的透光区域为显示区；设置在TFT基板朝向彩膜基板一侧表面的透明参考电位层，透明参考电位层位于所述显示区之上；设置在参考电位层上的不透明形变层，形变层的表面覆盖有氧化层，氧化层用于将形变层与参考电位层绝缘；其中，形变层用于根据其与参考电位层的电压差，以其与TFT基板的连接部分为轴发生弹性形变，以改变形变层对显示区的覆盖面积。该显示器结构较为简单，在工艺流程上易于实现，制作成本低。

Description

显示器及其制作方法

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及显示设备领域，尤其涉及一种显示器及该显示器的制作方法。

背景技术

随着终端设备的普及，应用于终端设备上的各种显示技术也不断发展。除了普遍使用的液晶显示器之外，现有技术中还存在有其他非液晶显示器。

现有技术中的一种显示器可以在像素区上设置一个形变层，并通过控制电压来改变形变层对像素区的覆盖面积，从而实现了对像素区透光率的控制。这种显示器虽然无需采用液晶材料，相对于传统的液晶显示器，结构上要简单许多。但是，在其像素区上仍然需要依次制作参考电位层，绝缘层和形变层等结构，制作工艺还是较为复杂，成本较高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望能够提供一种结构简单的显示方案。为了实现上述一个或多个目的，本申请实施例提供了一种显示器及该显示器的制作方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种显示器，该显示器包括：

相对设置的TFT基板以及彩膜基板，所述TFT基板包括：呈阵列排布的多个像素单元，每个所述像素单元均包括一个第一TFT元件以及一个第二TFT元件，所述像素单元中所述第一TFT元件与第二TFT元件之外的透光区域为显示区；

设置在所述TFT基板朝向所述彩膜基板一侧表面的透明参考电位层，所述透明参考电位层位于所述显示区之上；设置在所述参考电位层上的不透明形变层，所述形变层的表面覆盖有氧化层，所述氧化层用于将所述形变层与所述参考电位层绝缘；

其中，所述第一TFT元件的输出电极与所述参考电位层电连接；所述第二TFT元件的输出电极与所述形变层电连接；所述形变层用于根据其与所述参考电位层的电压差，以其与所述TFT基板的连接部分为轴发生与所述电压差对应程度的弹性形变，以改变所述形变层对所述显示区的覆盖面积。

第二方面，本申请实施例提供了一种显示器的制作方法，该方法包括：

提供TFT基板，所述TFT基板包括：多个第一TFT元件、多个第二TFT元件以及覆盖于所述第一TFT元件和所述第二TFT元件之上的透明平坦层；

在所述透明平坦层内形成与所述第一TFT元件的输出电极贯通的第一通孔以及与所述第二TFT元件的输出电极贯通的第二通孔；

在所述透明平坦层之上形成参考电位层，所述参考电位层通过所述第一通孔与所述第一TFT元件的输出电极电连接；

在所述参考电位层上形成形变层，所述形变层通过所述第二通孔与所述第二TFT元件的输出电极电连接；

在所述形变层的表面形成氧化层，所述氧化层用于将所述形变层与所述参考电位层绝缘；

提供一彩膜基板，将所述彩膜基板与所述TFT基板贴合，所述形变层以及参考电位层位于所述彩膜基板与所述TFT基板之间；

其中，所述形变层能够以其与所述TFT基板的连接部分为轴发生不同程度的弹性形变，以改变其对所述第一TFT元件与所述笫二TFT元件之外的显示区的覆盖面积。

本申请实施例提供的显示器及其制作方法，首先可以在TFT基板和彩膜基板之间设置参考电位层和形变层，并在形变层表面形成氧化层，以使其与参考电位层绝缘。然后可以通过参考电位层和形变层之间的电压差来使得形变层发生弹性形变，从而改变其对显示区的覆盖面积，以实现对显示区出射光线的控制。由于本申请实施例中的显示器结构较为简单，不需要在参考电位层和形变层之间设置额外的绝缘层，也不需要液晶显示器中的配向膜、偏光片等结构，因此在工艺流程上易于实现，制作成本低。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请显示器的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例中一个像素单元的电路结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种显示器的显示原理示意图；

图4-图7是本申请实施例提供的一种显示器的制作方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了本申请显示器的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例的显示器10包括：TFT基板11和彩膜基板12，并且TFT基板11和彩膜基板12相对设置。TFT基板11包括：第一基板111以及设置于第一基板111面向彩膜基板12一侧表面上的、呈阵列排布的多个像素单元。为了便于理解，可以进一步参考图2，其示出了本实施例中一个像素单元的电路结构示意图。如图2所示，一个像素单元可以包括一个第一TFT元件13以及一个第二TFT元件14，并且像素单元中除第一TFT元件13与第二TFT元件14之外的透光区域可以作为显示区。可选地，TFT基板11还可以包括覆盖于所述第一TFT元件13以及第二TFT元件14之上的透明平坦层112。

显示器10还包括有设置在TFT基板11朝向彩膜基板12一侧表面的透明参考电位层15。由于TFT基板11中与彩膜基板最接近的一层为透明平坦层112，因此透明参考电位层15可以设置于透明平坦层112朝向彩膜基板12一侧的表面上。在本实施例中，该透明参考电位层15可以位于上述显示区之上。也就是说，透明参考电位层15没有覆盖TFT基板11朝向彩膜基板12一侧的整个表面，而是呈阵列状地覆盖在TFT基板11的每个显示区之内。在参考电位层15上，还可以设置有不透明的形变层16。形变层16的表面可以覆盖有氧化层，这个氧化层可以用于将形变层16与参考电位层15绝缘。

在本实施例中，第一TFT元件13可以包括控制电极131、输入电极132和输出电极133。其中，输出电极133可以与上述参考电位层15电连接。可选地，控制电极131、输入电极132和输出电极133可以分别是第一TFT元件13的栅极、源极和漏极。第二TFT元件14也可以包括控制电极141、输入电极142和输出电极143。其中，输出电极143可以与上述形变层16电连接。可选地，控制电极141、输入电极142和输出电极143可以分别是第二TFT元件14的栅极、源极和漏极。

在本实施例中，第一TFT元件13和第二TFT元件14可以作为开关元件。当分别在二者的控制电极131和控制电极141上施加高电压时，第一TFT元件13和第二TFT元件14可以处于导通状态。此时，如果在输入电极132和输入电极142上分别施加不同的电压，则输出电极133和输出电极143可以分别输出不同的电压。相应的，参考电位层15和形变层16上被施加了不同的电压。此时，形变层16可以根据其与参考电位层15之间的电压差，以其与TFT基板11的连接部分为轴发生与上述电压差对应程度的弹性形变，从而可以改变形变层16对上述显示区的覆盖面积。

如图2所示，参考电位层15和形变层16可以分别与第一TFT元件13和第二TFT元件14电连接。通过在扫描线S上施加电压信号可以同时控制第一TFT元件13和第二TFT元件14的开关状态。当在扫描线S上施加高压信号时，可以分别通过数据线D1和D2在第一TFT元件13和第二TFT元件14的输入电极上输入不同的电压信号。这样，第一TFT元件13和第二TFT元件14的输出电极可以分别将不同的电压信号施加在参考电位层15和形变层16上。由于形变层16的一端固定在TFT基板11上，而另一端可以自由活动，因此形变层16可以以其固定端为轴，发生与其所受到的外力相关的弹性形变，从而改变其对显示区的覆盖面积。在本实施例中，形变层16所受到的外力可以是参考电位层15和形变层16之间的电压差所形成的电场力。

下面结合图3详细说明本实施例中显示器的显示原理。图3示出了本申请实施例的一种显示器的控制原理示意图。在图3中，TFT基板11所包括的三个像素单元分别处于不同的透光状态。对于左边的像素单元来说，其参考电位层15和形变层16上均未施加电压，因此形变层16未受到任何外力，可以保持其初始状态，使得背光可以部分通过该像素单元。对于中间的像素单元来说，其参考电位层15和形变层16上被施加了极性相反的电压，因此二者之间产生相互吸引的电场力。形变层16可以在这个电场力的作用下发生向参考电位层15表面靠近的弹性形变，并完全覆盖在参考电位层15表面，使得背光光线无法通过该像素单元。对于右边的像素单元来说，其参考电位层15和形变层16上被施加了极性相同的电压，因此二者之间产生相互排斥的电场力。形变层16可以在这个电场力的作用下发生远离参考电位层15的弹性形变，并不再遮挡参考电位层15，使得背光光线可以完全通过该像素单元。由上可见，通过改变参考电位层15和形变层16之间的电位差，可以在二者之间形成不同强度的电场，导致形变层16可以根据所受到的不同强度的电场力发生不同程度的弹性形变，从而改变其对参考电位层15的遮挡程度。这样，就可以控制TFT基板11中每个像素单元的透光率即灰度，从而可以实现对图像的显示。

需要说明的是，当形变层16完全覆盖在参考电位层15的表面时，形变层16的面积应该能够遮挡住全部显示区，使得背光光线完全无法穿过显示区，从而达到较好的黑色显示效果，提高显示器的对比度。

在本实施例的一个可选实现方式中，形变层16的材料可以为金属材料，上述氧化层的材料可以为该金属材料的氧化物。例如，金属材料可以是钛、铜或银中的一种。在一种可能的实现方式中，形变层16的材料可以为铝，则氧化层的材料为氧化铝。由于氧化铝的物理和化学性能稳定，绝缘性好，因此能够确保形变层16和参考电位层15之间的良好绝缘。

在本实施例的一个可选实现方式中，形变层16所处的空间为常压空间。在本实施例中，由于形变层16的表面上覆盖有性质十分稳定的氧化层，不存在因为氧化而发生老化的问题，因此其处于常压空间中即可正常工作。由于将形变层16设置于真空或低压环境中是非必要的，因此可以进一步简化本实施例中显示器的制作工艺，降低生产成本。

在本实施例中的彩膜基板12可以包括第二基板121以及设置于第二基板121面向TFT基板11一侧表面上的彩膜层122和黑矩阵123。彩膜层122对应的区域是TFT基板11上的显示区，而黑矩阵123对应的区域则为不透光的非显示区。可选地，本实施例中的彩膜基板12还可以包括设置于第二基板121朝向TFT基板11一侧表面的透明平坦层124，该平坦层124可以用于保护彩膜基板12的色阻材料。也就是说，彩膜层122可以被设置于第二基板121和平坦层124之间。这样，平坦层124就可以实现对彩膜层122的保护作用。

在本实施例的一个可选实现方式中，TFT基板11与彩膜基板12之间设置有支撑部件17。可选地，支撑部件17的形状可以为圆柱结构、立方体结构、球体结构、椎体结构和棱台结构中的任意一种。支撑部件17可以被设置于显示器10的非显示区域内，以避免其对显示区的遮挡。当形变层16发生最大形变时，支撑部件17的厚度大于形变层16最高点与TFT基板11上表面之间的距离。也就是说，支撑部件17可以用于确保TFT基板11和彩膜基板12之间有足够的距离，而不会对形变层16的弹性形变程度产生任何限制。

在本实施例的一个可选实现方式中，显示器10还可以包括：覆盖形变层16与TFT基板11的连接部分的保护层18，该保护层18用于固定上述连接部分。为了使形变层16与TFT基板11的连接更加稳固，以避免形变层16在形变的过程中发生脱落，可以进一步在二者的连接部分上覆盖一个保护层18。该保护层18可以为粘附性高的材料，如二氧化硅等。

可选地，形变层16的厚度可以大于等于1nm，小于等于10000nm，其具体厚度可以根据所需要的形变程度来设定。

本申请实施例提供的显示器，首先可以在TFT基板和彩膜基板之间设置参考电位层和形变层，并在形变层表面形成氧化层，以使其与参考电位层绝缘。然后可以通过参考电位层和形变层之间的电压差来使得形变层发生弹性形变，从而改变其对显示区的覆盖面积，以实现对显示区出射光线的控制。由于本申请实施例中的显示器结构较为简单，不需要在参考电位层和形变层之间设置额外的绝缘层，也不需要液晶显示器中的配向膜、偏光片等结构，因此在工艺流程上易于实现，制作成本低。

下面结合图4-图7，对本申请实施例提供的一种显示器的制作方法做详细说明。

首先，在步骤S1中，如图4所示，可以提供一个TFT基板11。TFT基板11包括：第一基板111以及设置于第一基板111上表面的、呈阵列排布的多个第一TFT元件13、多个第二TFT元件14以及覆盖于第一TFT元件13和第二TFT元件14之上的透明平坦层112。在本实施例中，透明平坦层112可以是绝缘的透明层。

接着，在步骤S2中，如图5所示，可以在透明平坦层112内形成与第一TFT元件13的输出电极133贯通的第一通孔134以及与第二TFT元件14的输出电极143贯通的第二通孔144。具体可以通过光刻或激光刻蚀等制作工艺形成第一通孔134和第二通孔144。

继而，在步骤S3中，如图6所示，可以在透明平坦层112之上形成参考电位层15，该参考电位层15通过第一通孔134与第一TFT元件13的输出电极133电连接。

具体地，可首先在透明平坦层112上表面形成整层的透明导电层。在此过程中，透明导电层的材料可以沉积在第一通孔134内，以实现与输出电极133的电连接。然后可以通过光刻工艺对上述透明导电层进行刻蚀，形成特定形状的参考电位层15。在本实施例中，参考电位层15位于TFT基板11的显示区之上。

之后，在步骤S4中，如图7所示，在参考电位层15上形成形变层16，该形变层16可以通过第二通孔144与第二TFT元件14的输出电极143电连接。并在形变层16的表面形成氧化层，该氧化层用于将形变层16与参考电位层15绝缘。

具体地，可以首先在参考电位层15上覆盖光刻胶层。在光刻胶固化后，在光刻胶层上形成形变层16。可选地，可以通过镀膜以及刻蚀工艺形成特定形状的形变层16。在镀膜时，形变层16的材料会填充第二通孔144，进而实现形变层16与所述第二TFT元件14的输出电极143的电连接。在去除光刻胶后，形变层16的一端可以通过与第二通孔144连接的部分被固定，使得形变层16的其他部分可以以固定部分为轴，发生不同程度的弹性形变，从而改变其对TFT基板11中显示区的覆盖面积。

在本实施例中，在形成形变层16之后，还可以进一步使形变层16的表面发生氧反应，以形成氧化层。该氧化层可以用于将形变层16与参考电位层15绝缘。具体地，可以将形变层16置于高温(如400℃)腔体内，然后在腔体内通入氧气，使形变层16的表面能够发生氧化反应。可选地，整个氧化过程的时间可以大于等于1秒，小于等于1000秒。

可选地，为了使得形变层16在TFT基板11上连接更加稳固，可以在其与TFT基板11固定连接的部分上形成保护层18。保护层18可以为二氧化硅层，可通过沉积镀膜与刻蚀工艺形成。

最后，在步骤S5中，提供一彩膜基板12，将彩膜基板12与TFT基板11贴合，上述形变层16以及参考电位层15位于彩膜基板12与TFT基板11之间。具体可以在基板的四周涂上混合有间隔子(sealspacer)框胶，然后将两个基板进行贴合。在本实施例中，彩膜基板12可以包括第二基板121以及设置于第二基板121面向TFT基板11一侧表面上的彩膜层122和黑矩阵123。可选地，本实施例中的彩膜基板12还可以包括设置于第二基板121朝向TFT基板11一侧表面的透明平坦层124。可选地，TFT基板11与彩膜基板12之间还可以设置有支撑部件17。最终形成的显示器结构如图1所示。

在本实施例的一个可选实现方式中，可以在常压、真空或低压环境下，将彩膜基板12与TFT基板11进行贴合。其中，常压或低压环境可以为充满抑制氧化气体的环境。可选地，抑制氧化气体可以为氮气、或是任意一种惰性气体、或多种惰性气体的混合气体、或氮气与一种或是多种惰性气体的混合气体。

通过上述描述可知，本实施例提供的显示器的制作方法，通过在TFT基板上形成参考电位层和形变层，并在形变层表面形成氧化层，以使其与参考电位层绝缘，就可以得到显示器。在制作过程中，不需要在参考电位层和形变层之间设置额外的绝缘层，也不需要液晶显示器中的配向膜、偏光片等结构，因此在工艺流程上易于实现，制作成本低。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种显示器，其特征在于，包括：

相对设置的TFT基板以及彩膜基板，所述TFT基板包括：呈阵列排布的多个像素单元，每个所述像素单元均包括一个第一TFT元件以及一个第二TFT元件，所述像素单元中所述第一TFT元件与第二TFT元件之外的透光区域为显示区；

设置在所述TFT基板朝向所述彩膜基板一侧表面的透明参考电位层，所述透明参考电位层位于所述显示区之上；设置在所述参考电位层上的不透明形变层，所述形变层的表面覆盖有氧化层，所述氧化层用于将所述形变层与所述参考电位层绝缘；

其中，所述第一TFT元件的输出电极与所述参考电位层电连接；所述第二TFT元件的输出电极与所述形变层电连接；所述形变层用于根据其与所述参考电位层的电压差，以其与所述TFT基板的连接部分为轴发生与所述电压差对应程度的弹性形变，以改变所述形变层对所述显示区的覆盖面积。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述形变层的材料为金属材料，所述氧化层的材料为所述金属材料的氧化物。

3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，所述形变层的材料为铝，所述氧化层的材料为氧化铝。

4.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述形变层所处的空间为常压空间。

5.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，还包括：

设置在所述彩膜基板朝向所述TFT基板一侧表面的透明平坦层，所述平坦层用于保护所述彩膜基板的色阻材料。

6.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述TFT基板与所述彩膜基板之间设置有支撑部件，所述形变层发生最大形变时，所述支撑部件的厚度大于所述形变层最高点与所述TFT基板上表面之间的距离。

7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述支撑部件形状为圆柱结构、立方体结构、球体结构、椎体结构或棱台结构。

8.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，还包括：

覆盖所述连接部分的保护层，所述保护层用于固定所述连接部分。

9.根据权利要求1至8任一项所述的显示器，其特征在于，所述形变层的厚度为大于等于1nm，小于等于10000nm。

10.一种显示器的制作方法，其特征在于，包括：

提供TFT基板，所述TFT基板包括：多个第一TFT元件、多个第二TFT元件以及覆盖于所述第一TFT元件和所述第二TFT元件之上的透明平坦层；

在所述透明平坦层内形成与所述第一TFT元件的输出电极贯通的第一通孔以及与所述第二TFT元件的输出电极贯通的第二通孔；

在所述透明平坦层之上形成参考电位层，所述参考电位层通过所述第一通孔与所述第一TFT元件的输出电极电连接；

在所述参考电位层上形成形变层，所述形变层通过所述第二通孔与所述第二TFT元件的输出电极电连接；

在所述形变层的表面形成氧化层，所述氧化层用于将所述形变层与所述参考电位层绝缘；

提供一彩膜基板，将所述彩膜基板与所述TFT基板贴合，所述形变层以及参考电位层位于所述彩膜基板与所述TFT基板之间；

其中，所述形变层能够以其与所述TFT基板的连接部分为轴发生不同程度的弹性形变，以改变其对所述第一TFT元件与所述笫二TFT元件之外的显示区的覆盖面积。

11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在所述形变层的表面形成氧化层时，氧化时间大于等于1秒，小于等于1000秒。

12.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在常压、真空或低压环境下，将所述彩膜基板与所述TFT基板贴合。

13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述常压或低压环境为充满抑制氧化气体的环境。