CN108919553B - 一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法，该显示面板包括第一基板和第二基板、及液晶层；第一基板上设有呈阵列分布的多个子区域，每一子区域包括显示单元和光学传感单元，显示单元与光学传感单元在第一基板上交替设置；每一光学传感单元包括驱动电极、与驱动电极电连接的第一开关、偏振层、及设置于偏振层的远离液晶层的一侧的光电感应器件及读出电路；每一显示单元包括显示电极、及与显示电极电连接的第二开关。本发明提供的显示面板、显示装置及显示面板的制作方法，能够使得显示与拍摄共享同一个光路系统，能够保证虚拟图像与显示场景的高度融合。

Description

一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法。

背景技术

微显示领域相关技术主要包括硅基液晶、硅基OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)及MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)、硅基液晶LCOS显示技术等，而硅基液晶LCOS显示技术较为成熟，硅基液晶LCOS显示技术是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)与CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路有机结合的反射型新型显示技术，LCOS作为新型显示器件具备大屏幕、高亮度、高分辨率、省电等诸多优势，其应用产品被广大消费者和业内人士看好。

硅基液晶LCOS显示面板通常由三层结构组成，最上面是透明的ITO导电基板，中间层是液晶层，最下面是半导体硅片，半导体硅片上设有像素电极。每个像素单元包括行电极、列电极及像素电极，在像素电极与上基板透明ITO电极间加载电压，即可导致液晶排列方向发生改变，从而实现入射光的灰度。其中单色芯片通过时分驱动方式实现彩色显示，而彩色显示芯片则是通过彩色滤光片实现彩色显示。

目前，已有智能眼镜采用LCOS微显示技术实现图像显示。在智能眼镜中集成拍摄功能，即可实现实时拍摄眼镜前方的现场画面，由于与人眼的观看角度的高度一致性，因而为增强现实技术提供了很好的技术平台。

拍摄相机中通常设置PL镜(偏光镜)，主要通过过滤反射光线，增加成像反差。其工作原理是选择性地过滤来自某个方向的光线。通过过滤掉漫反射中的许多偏振光，从而减弱天空中光线的强度，把天空压暗，并增加蓝天和白云之间的反差。具体实拍时要看着取景器并旋转前镜，取景器中天空最暗时的效果最明显，最暗与最亮相差90度。亦可根据需要转到最暗与最亮间的任意角度。拍摄相机中的PL镜也可以有效减弱或者消除非金属表面的反光，这种反射光是典型的偏振光(金属表面反射回的光线不是偏振光，偏光镜对其不起作用)，通过调整偏光镜就可以滤掉这一部分的反光，从而改善被摄物体的画质，并提高画面的清晰度。例如，通过使用偏光镜，可以减弱水面的反光，从而清晰的拍摄到水中的鱼。在拍摄这样的场景时，光源的投射角度与相机拍照的角度要趋近一致，并且其最大的偏折角度需介于30～40度之间。使用的时候可以通过慢慢转动滤镜前组的镜片来进行调整，力求把景物表面的反光降到最低程度。

目前的智能眼镜中，采用的是独立的微显示和拍摄芯片，从而独立的完成拍摄和显示功能，存在的问题在于，显示和拍摄物体不一致，降低了虚拟图像与显示场景的融合度，因此，需要对空间位置进行进一步矫正，对于产品的设计和加工造成了难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法，能够使得显示与拍摄共享同一个光路系统，能够保证虚拟图像与显示场景的高度融合。

本发明所提供的技术方案如下：

一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板、及设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中所述第一基板上设有呈阵列分布的多个子区域，每一子区域包括显示单元和光学传感单元，且所述显示单元与所述光学传感单元在所述第一基板上交替设置；

每一所述光学传感单元包括用于驱动液晶偏转的驱动电极、与所述驱动电极电连接的用于控制所述驱动电极上所施加的信号的第一开关、用于对透过所述液晶层的光起偏振作用的偏振层、及设置于所述偏振层的远离所述液晶层的一侧的用于将光信号转换为电信号的光电感应器件及用于将所述光电感应器件所感应电信号读出的读出电路；

每一所述显示单元包括用于驱动液晶偏转的显示电极、及与所述显示电极电连接的用于控制所述显示电极上所施加的信号的第二开关。

进一步的，所述光学传感单元为CMOS光传感器单元，其中，所述第一基板上设有多个第一信号线和多个第二信号线；

所述第一开关为第一MOS管，所述第一MOS管与所述第一信号线和所述驱动电极电连接，所述第一MOS管为NMOS管、PMOS管或CMOS管；

所述读出电路为CMOS读出电路，所述光电感应器件包括第二MOS管，所述CMOS读出电路包括第三MOS管，所述第二MOS管与所述第三MOS管连接，所述第三MOS管与所述第二信号线电连接。

进一步的，所述显示单元为LCOS显示控制单元；

所述第一基板上设有交叉设置的多个栅线和多个数据线，所述第二开关为CMOS管，包括第四MOS管和第五MOS管，所述第四MOS管和第五MOS管中的一个MOS管为PMOS管，另一个MOS管为NMOS管，且所述第四MOS管的栅极连接所述栅线，所述第四MOS管的源极连接所述数据线，所述第四MOS管的漏极连接所述第五MOS管的源极，所述第五MOS管的漏极连接所述显示电极。

进一步的，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的栅极同层设置；

所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的源极、漏极同层设置。

进一步的，各所述子区域内的所述光学传感单元与所述显示单元集成设置于同一芯片上。

进一步的，所述显示电极为反射电极，且所述显示单元所正对的所述液晶层的厚度H1为所述光学传感单元所正对的所述液晶层的厚度H2的一半；

所述显示单元还包括设置于所述显示电极的远离所述液晶层一侧的树脂层，所述树脂层在靠近所述液晶层的一侧形成包括多个透镜单元的透镜结构，所述反射电极位于所述透镜结构的靠近所述液晶层的一侧，并与所述透镜结构的曲面贴合。

进一步的，所述偏振层为光栅式偏振结构，包括等间距间隔排列、且相互平行设置的多个栅极条。

一种显示装置，包括如上所述的显示面板，所述显示装置还包括设置在所述第二基板的远离所述第一基板的一侧的偏光片，且所述第二基板上设有滤光膜，所述滤光膜包括正对所述显示单元的第一区域和正对所述光学传感单元的第二区域，且所述滤光膜在所述第一区域和所述第二区域的透过光波长相同。

一种显示面板的制作方法，用于制作如上所述的显示面板，所述方法包括：

提供第一基板的衬底基板，在所述第一基板的衬底基板上形成所述显示单元和光学传感单元；

提供第二基板，将所述第一基板与所述第二基板对盒形成所述显示面板。

进一步的，所述方法中，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的栅极采用同一次构图工艺形成；所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、第五MOS管的源极、漏极采用同一次构图工艺形成。

本发明所带来的有益效果如下：

上述方案中，通过在显示面板的第一基板上阵列分布多个子区域，且每一子区域包括显示单元和光学传感单元，且显示单元和光学传感单元交替设置在第一基板上，从而将显示单元与光学传感单元集成设置，使得显示单元与光学传感单元能够共用液晶层，其中显示单元上方的液晶层实现显示功能，而光学传感单元为了实现调光功能，在所述光学传感单元中设置有偏振层，可改善拍摄效果，从而实现显示与拍摄共享同一个光路系统，能够保证虚拟图像与显示场景的高度融合。

附图说明

图1表示本发明实施例中所提供的显示面板中一个子区域的断面结构示意图；

图2表示本发明实施例中所提供的显示面板中显示单元与光学传感单元的空间排布示意图。

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的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中智能眼镜等微显示技术中拍摄与显示独立设置，导致显示和拍摄物体不一致，降低虚拟图像与显示场景的融合度的技术问题，本发明提供了一种显示面板、显示装置及显示面板的制作方法，可以使得显示与拍摄共享同一个光路系统，保证虚拟图像与显示场景的高度融合。

如图1和图2所示，本发明实施例所提供的显示面板包括相对设置的第一基板100和第二基板200、及设置于所述第一基板100和所述第二基板200之间的液晶层300；其中，所述第一基板100上设有呈阵列分布的多个子区域，每一子区域包括显示单元10和光学传感单元20，且所述显示单元10与所述光学传感单元20在所述第一基板100上交替设置；

每一所述光学传感单元20包括用于驱动液晶偏转的驱动电极401、与所述驱动电极401电连接的用于控制所述驱动电极401上所施加的信号的第一开关402、用于对透过所述液晶层300的光起偏振作用的偏振层600、及设置于所述偏振层的远离所述液晶层300的一侧的用于将光信号转换为电信号的光电感应器件及用于将所述光电感应器件所感应电信号读出的读出电路403；

每一所述显示单元10包括用于驱动液晶偏转的显示电极501、及与所述显示电极501电连接的用于控制所述显示电极501上所施加的信号的第二开关502。

上述方案中，在第一基板100上阵列分布多个子区域，每一子区域内设置一所述显示单元10和一所述光学传感单元20，所述显示单元10和所述光学传感单元20交替地排列；在第一基板100上对盒设置所述第二基板200，并在两基板之间设置液晶层300，这样，所述显示单元10与所述光学传感单元20可共用液晶盒，每一所述显示单元10中，通过所述第二开关502，控制向所述显示电极501上施加的电信号，来控制所述显示单元10所正对的液晶偏转，以实现显示功能；在每一所述光学传感单元20中，利用所述光电感应器件及所述读出电路403，实现拍摄功能，且通过所述第一开关402，控制向所述驱动电极401上施加的电信号，以控制所述光学传感单元20所正对的液晶偏转，由于设置有所述偏光层，液晶层300与偏光层600配合可起到PL镜的功能，实现调光作用，而改善拍摄效果，从而实现显示与拍摄共享同一个光路系统，能够保证虚拟图像与显示场景的高度融合。

需要说明的是，在上述方案中，所述显示面板可通过驱动IC的控制，单独实现拍摄功能、单独实现显示功能、或者同时实现显示和拍摄功能。

以下说明本发明所提供的显示面板的优选实施例。

在本发明所提供的优选实施例中，所述光学传感单元20优选的采用CMOS光传感器单元，也就是，在所述第一基板100上集成设置CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)光传感器。

所述光学传感单元20采用CMOS光传感器时，所述第一基板100上设有与驱动IC连接的多个第一信号线和多个第二信号线(图中未示意出)；

如图1所示，所述第一开关402为第一MOS管，所述第一MOS管与所述第一信号线和所述驱动电极401连接，用于控制所述第一信号线向所述驱动电极401上施加的电信号，以控制液晶偏转，实现调光功能；

所述读出电路403为CMOS读出电路，与所述光电感应器件和所述第二信号线连接，用于读出所述光电感应器件所感应的信号，并通过所述第二信号线发送至驱动IC，以实现拍摄功能。

其中，在上述方案中，所述第一MOS管可以为NMOS管、PMOS管或CMOS管，如图所示，在一示例性的实施例中，所述第一MOS管为PMOS管。

并且，在一示例性的实施例中，所述第一MOS管的源极与所述第一信号线连接，所述MOS管的漏极与所述驱动电极401电连接。

此外，在一示例性的实施例中，所述光电感应器件包括第二MOS管4031，所述CMOS读出电路包括第三MOS管4032，所述第二MOS管4031的源极与所述光电感应器件连接，所述第二MOS管4031的漏极与所述第三MOS管4032的源极连接，所述第三MOS管4032的栅极与所述第二信号线电连接。

在上述方案中，所述第二MOS管4031和所述第三MOS管4032中，可以一个MOS管是NMOS管，另一个MOS管是PMOS管，如图所示，在一示例性的实施例中，所述第二MOS管4031为NMOS管，所述第三MOS管4032为PMOS管。

在本发明所提供的优选实施例中，优选的，如图1所示，所述偏振层600为光栅式偏振结构，包括等间距间隔排列、且相互平行设置的多个栅极条601。示例性的，所述偏振层600可以由铝(Al)栅极条与二氧化硅(SiO₂)平坦层602组成，实现偏光功能。并且，如图1所示，所述光栅式偏振结构设置在液晶层300和第一开关402之间，所述二氧化硅平坦层602上设有过孔，所述驱动电极401通过所述过孔与第一MOS管实现电连接。

当然可以理解的是，在实际应用中，所述偏振层600也可以利用其他偏光结构来实现，对此并不进行限定。

此外，在本发明所提供的优选实施例中，如图1所示，所述显示单元10优选的采用LCOS显示控制单元，也就是，在所述第一基板100上集成设置LCOS显示控制芯片。

所述显示单元10为所述LCOS显示控制单元时，所述第一基板100上设有交叉设置的多个栅线和多个数据线(图中未示意出)，所述第二开关502可以采用MOS管实现，所述第二开关502与所述栅线、所述数据线和所述显示电极501连接，用于控制所述第二信号线向所述驱动电极401上施加的电信号，以控制液晶偏转，实现显示功能。

在一优选的实施例中，如图1所示，所述第二开关502采用CMOS管，包括第四MOS管5021和第五MOS管5022，所述第四MOS管5021和第五MOS管5022中的一个MOS管为PMOS管，另一个MOS管为NMOS管。如图所示，在一示例性的实施例中，所述第四MOS管5021为NMOS管，所述第五MOS管5022为PMOS管。

并且，在一示例性的实施例中，所述第四MOS管5021的栅极连接所述栅线，所述第四MOS管5021的源极连接所述数据线，所述第四MOS管5021的漏极连接所述第五MOS管5022的源极，所述第五MOS管5022的漏极连接所述显示电极501。

需要说明的是，在其他实施例中，所述第二开关502也可以采用NMOS管或者PMOS管，对此并不进行限定。

此外，在上述本发明所提供的优选实施例中，所述显示单元10为所述LCOS显示控制单元时，所述显示电极501为反射电极，且所述显示单元10所正对的所述液晶层300的厚度H1为所述光学传感单元20所正对的所述液晶层300的厚度H2的一半。

上述方案中，由于LCOS显示控制单元10为反射显示，光程为液晶盒厚的二倍，因此，所述显示面板中，所述显示单元10所述显示单元10所正对的所述液晶层300的厚度H1为所述光学传感单元20所正对的所述液晶层300的厚度H2的一半，使得光学传感单元20的液晶盒厚为LCOS显示控制单元10的二倍，保证光程相同，通过设计可同时达到最优调光效果。

此外，如图1所示，在本发明所提供的优选实施例中，所述显示单元10为所述LCOS显示控制单元时，所述显示单元10还可以包括设置于所述显示电极501的远离所述液晶层300一侧的树脂层700，所述树脂层700在靠近所述液晶层300的一侧形成包括多个透镜单元的透镜结构，所述反射电极位于所述透镜结构的靠近所述液晶层300的一侧，并与所述透镜结构的曲面贴合。

采用上述方案，通过设置所述树脂层700可以形成透镜结构，使得所述反射电极所反射的光线呈散射状，以利于实现显示功能。

此外，在上述所提供的优选实施例中，所述显示单元10采用LCOS显示控制单元10，所述光学传感单元20采用CMOS光传感器单元，可以将各所述子区域的所述LCOS显示控制单元10与所述CMOS光传感器单元集成设置于同一芯片上，也就是说，所述LCOS显示控制单元10与所述CMOS光传感器单元位于同一个半导体硅片上。

并且，在空间排布上，CMOS光传感器单元与LCOS显示控制单元10交替排列，各子区域内的CMOS光传感器单元形成CMOS光传感阵列，各子区域内的LCOS显示控制单元10形成LCOS显示阵列，且CMOS光传感阵列的第一信号线和第二信号线与驱动IC连接，LCOS显示阵列的栅线和数据线与驱动IC连接，且CMOS光传感阵列的第一信号线和第二信号线、及LCOS显示阵列的栅线和数据线各自独立。

在上述所提供的优选实施例中，所述第一MOS管、所述第二MOS管4031、所述第三MOS管4032、所述第四MOS管5021、所述第五MOS管5022的栅极同层设置；所述第一MOS管、所述第二MOS管4031、所述第三MOS管4032、所述第四MOS管5021、所述第五MOS管5022的源极、漏极同层设置。

采用上述方案，CMOS光传感器单元中的各MOS管，与LCOS显示控制单元10中的各MOS管可以在制作过程中，采用同一次构图工艺来形成同层设置的源极、漏极、栅极等各膜层，以简化制程。

此外，在本发明所提供的实施例中，还提供了一种显示装置，如图所示，该显示装置包括本发明实施例所提供的显示面板。

其中，如图1所示，所述显示装置还包括设置在所述第二基板200的远离所述第一基板100的一侧的偏光片800，且所述第二基板200上设有滤光膜，所述滤光膜包括正对所述显示单元10的第一区域和正对所述光学传感单元20的第二区域，且所述滤光膜在所述第一区域和所述第二区域的透过光波长相同。

上述方案种，所述第二基板200为彩膜基板，可以设置滤光膜，来实现彩色显示，其中，光学传感单元20与显示单元10使用相同波长的滤色膜，且优选的采用典型的delta(三角形)结构的彩色子像素结构。以滤色膜包括R、G、B三种颜色为例，所述光学传感单元20与显示单元10在空间上的排列方式如图2所示，图2中T表示光学传感单元20，R、G、B表示滤色膜对应于显示单元10的三种颜色。

此外，本发明实施例中还提供了一种显示面板的制作方法，用于制作本发明实施例所提供的显示面板，所述方法包括：

提供第一基板100的衬底基板，在所述第一基板100的衬底基板上形成所述显示单元10和光学传感单元20；

提供第二基板200，将所述第一基板100与所述第二基板200对盒形成所述显示面板。

需要说明的是，在上述方法中，在所述第一基板100的衬底基板上形成所述显示单元10和光学传感单元20，可以包括：

当所述显示单元10为LCOS显示控制单元10，所述光学传感单元20为CMOS光学传感单元20时，将各子区域内的LCOS显示控制单元10和CMOS光学传感单元20集成设置于同一芯片上，再将该芯片设置于第一基板100的衬底基板上。

此外，在上述方法中，当所述显示单元10为LCOS显示控制单元10，所述光学传感单元20为CMOS光学传感单元20时，所述LCOS显示控制单元10中的MOS管与所述CMOS光学传感单元20中的MOS管中各相同结构的膜层可以通过同一次构图工艺来形成，例如，

所述第一MOS管、所述第二MOS管4031、所述第三MOS管4032、所述第四MOS管5021、所述第五MOS管5022的栅极采用同一次构图工艺形成；

所述第一MOS管、所述第二MOS管4031、所述第三MOS管4032、所述第四MOS管5021、第五MOS管5022的源极、漏极采用同一次构图工艺形成。

需要说明的是，对于MOS管的栅极、源极和漏极的具体形成工艺可采用现有技术中的MOS管形成工艺，为本领域常规技术，对此不再进行赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种显示面板，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板、及设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中所述第一基板上设有呈阵列分布的多个子区域，每一子区域包括显示单元和光学传感单元，且所述显示单元与所述光学传感单元在所述第一基板上交替设置，一个所述显示单元对应所述显示面板的一个子像素位置；

每一所述光学传感单元包括用于驱动液晶偏转的驱动电极、与所述驱动电极电连接的用于控制所述驱动电极上所施加的信号的第一开关、用于对透过所述液晶层的光起偏振作用的偏振层、及设置于所述偏振层的远离所述液晶层的一侧的用于将光信号转换为电信号的光电感应器件及用于将所述光电感应器件所感应电信号读出的读出电路，所述偏振层为光栅式偏振结构，包括等间距间隔排列、且相互平行设置的多个栅极条；

每一所述显示单元包括用于驱动液晶偏转的显示电极、及与所述显示电极电连接的用于控制所述显示电极上所施加的信号的第二开关，所述显示电极为反射电极，且所述显示单元所正对的所述液晶层的厚度H1为所述光学传感单元所正对的所述液晶层的厚度H2的一半；

所述显示单元为LCOS显示控制单元；

所述第一基板上设有交叉设置的多个栅线和多个数据线，所述第二开关为CMOS管，包括第四MOS管和第五MOS管，所述第四MOS管和第五MOS管中的一个MOS管为PMOS管，另一个MOS管为NMOS管，且所述第四MOS管的栅极连接所述栅线，所述第四MOS管的源极连接所述数据线，所述第四MOS管的漏极连接所述第五MOS管的源极，所述第五MOS管的漏极连接所述显示电极；

所述光学传感单元为CMOS光传感器单元，其中，所述第一基板上设有多个第一信号线和多个第二信号线；

所述第一开关为第一MOS管，所述第一MOS管与所述第一信号线和所述驱动电极电连接，所述第一MOS管为NMOS管、PMOS管或CMOS管；

所述读出电路为CMOS读出电路，所述光电感应器件包括第二MOS管，所述CMOS读出电路包括第三MOS管，所述第二MOS管与所述第三MOS管连接，所述第三MOS管与所述第二信号线电连接；

所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的栅极同层设置；

所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的源极、漏极同层设置。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

各所述子区域内的所述光学传感单元与所述显示单元集成设置于同一芯片上。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述显示单元还包括设置于所述显示电极的远离所述液晶层一侧的树脂层，所述树脂层在靠近所述液晶层的一侧形成包括多个透镜单元的透镜结构，所述反射电极位于所述透镜结构的靠近所述液晶层的一侧，并与所述透镜结构的曲面贴合。

4.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的显示面板，所述显示装置还包括设置在所述第二基板的远离所述第一基板的一侧的偏光片，且所述第二基板上设有滤光膜，所述滤光膜包括正对所述显示单元的第一区域和正对所述光学传感单元的第二区域，且所述滤光膜在所述第一区域和所述第二区域的透过光波长相同。

5.一种显示面板的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1 至 3 任一项所述的显示面板，所述方法包括：

提供第一基板的衬底基板，在所述第一基板的衬底基板上形成所述显示单元和光学传感单元；

提供第二基板，将所述第一基板与所述第二基板对盒形成所述显示面板。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的显示面板，

所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管的栅极采用同一次构图工艺形成；

所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS 管、第五MOS管的源极、漏极采用同一次构图工艺形成。

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