CN109683364B - 显示基板、显示装置、显示基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示基板、显示装置、显示基板的制造方法，属于显示技术领域，其可至少部分解决现有的液晶显示面板内集成光电转换层时光电转换效率低的问题。本发明的显示基板包括基底、基底上划分有像素出光区和非出光区，在基底的一侧设置有光电转换层，光电转换层在基底上的正投影位于非出光区内，光电转换层背向基底的一侧设置有偏振结构，基底背向偏振结构的侧面为显示面。

Description

显示基板、显示装置、显示基板的制造方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板、一种显示装置、一种显示基板的制造方法。

背景技术

现有技术中已有将光电转换层集成在液晶显示面板中的彩膜基板中的方案。即将光电转换层集成在彩膜基板的朝向液晶层的一侧，在彩膜基板背离液晶层的一侧贴附偏光片。如此构成的液晶显示面板既能实现液晶显示，又能利用自然环境中的太阳光或者灯光等环境光实现发电，从而实现降低功耗的目的。为了不影响显示，光电转换层通常设置在彩膜基板的黑矩阵所对应的区域。

现有技术中至少存在如下问题：环境光需要经过偏光片之后才能到达光电转换层，而偏光片会造成光线的损失，如此环境光的利用率低。

发明内容

本发明至少部分解决现有的液晶显示面板内集成光电转换层后环境光利用率低的问题，提供一种显示基板、一种显示装置、一种显示基板的制造方法。

根据本发明第一方面，提供一种显示基板，包括第一基底、第一基底上划分有像素出光区和非出光区，在第一基底的一侧设置有光电转换层，光电转换层在第一基底上的正投影位于非出光区内，光电转换层背向第一基底的一侧设置有偏振结构，第一基底背向偏振结构的侧面为显示面。

可选地，偏振结构为线栅式偏振片。

可选地，线栅式偏振片的光栅遮光区宽度D1满足50≤D1≤80

nm，光栅的相邻遮光区的中心距D2满足100≤D2≤160nm。

可选地，线栅式偏振片的占空比为50％。

可选地，线栅式偏振片的材料为反光材料。

可选地，在线栅式偏振片背离第一基底的一侧还设置有彩色滤光膜和黑矩阵。

可选地，光电转换层在第一基底上的正投影呈条形或网格形。

可选地，在光电转换层背离第一基底的表面上设置有第一平坦化层，偏振结构位于第一平坦化层的背离第一基底的表面上。

根据本发明第二方面，提供一种显示装置，包括本发明第一方面的显示基板。

根据本发明第三方面，提供一种如本发明第一方面的显示基板的制造方法，包括：

在第一基底上形成光电转换层，其中，第一基底上划分有像素出光区和非出光区，光电转换层在第一基底上的正投影位于非出光区内；

在光电转换层背向第一基底的一侧形成偏振结构；

其中，第一基底背向偏振结构的侧面为显示面。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种显示基板参与构成的显示面板结构示意图；

图2a和图2b为本发明的实施例的显示基板中光电转换层的图案；

图3为本发明的实施例的显示基板的制造方法的流程图；

图4a-图4e为本发明的实施例的显示基板在制造的不同阶段的剖面图；

其中，附图标记为：11、第一基底；12、光电转换层；121、第一电极；122、PN结；123、第二电极；13、第一平坦化层；14、偏振结构；15、第二平坦化层；16、黑矩阵；17、彩色滤光膜；18、第三平坦化层；19、支撑柱；1a、公共电极；21、第二基底； 22、像素电极。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在本发明中，两结构“同层设置”是指二者是由同一个材料层形成的，故它们在层叠关系上处于相同层中，但并不代表它们与第一基底间的距离相等，也不代表它们与第一基底间的其它层结构完全相同。

在本发明中，“构图工艺”是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步；当然，“构图工艺”也可为压印工艺、喷墨打印工艺等其它工艺。

实施例1：

本实施例提供一种显示基板，参见图4e，包括第一基底11、第一基底11上划分有像素出光区和非出光区，在第一基底11的一侧设置有光电转换层12，光电转换层12在第一基底11上的正投影位于非出光区内，光电转换层12背向第一基底11的一侧设置有偏振结构14，第一基底11背向偏振结构14的侧面为显示面。

像素出光区，即用于显示的光能从这个区域射出的区域，例如包括彩色滤光膜17对应的区域。非像素出光区即用于显示的光不能从这个区域射出的区域，例如包括黑矩阵16对应的区域。

光电转换层12即将光能转化为电能的结构，例如是太阳能电池。图4e中示出了光电转换层12中的第一电极121、PN结、第二电极123。它们构成了二极管结构。当环境光照射在PN结上时，环境光在PN结122激发空穴-电子对(光生载流子)。在PN结 122内建电场作用下，这些被光激发的空穴和电子分别运动到PN 结的两侧，在第一电极121和第二电极123之间产生电势差。当第一电极121与第二电极123之间接负载后，便会在负载中产生电流。

光电转换层12在第一基底11上的正投影位于非出光区内，这样不会对正常的显示造成影响。偏振结构14即形成偏振光的结构，例如偏光片。光电转换层12背向第一基底11的一侧设置有偏振结构14，第一基底11背向偏振结构14的侧面为显示面。即用于显示的光是穿过偏振结构14、依次经光电转换层12之间的间隙、第一基底11而射出。如将这种显示基板应用与显示面板中，光电转换层12和偏振结构14都是在显示面板内侧的。环境光经第一基底11后直达光电转换层12，而无需经过偏振结构14。如此避免了偏振结构14对环境光的减损，而传统偏振片对光的损失约为55％，理论上环境光的利用率相较于现有技术能够提升约 55％。

进一步地，在光电转换层12朝向第一基底11的表面上还可以设置减反射层，以及在光电转换层12背向第一基底11的表面上还可以设置漫反射层。从而进一步提高光线的利用率。

可选地，偏振结构14为线栅式偏振片。如此设置是因为线栅式偏振片可以通过半导体工艺制作在光电转换层12上，便于偏振结构14与光电转换层12的集成。

线栅式偏振片的线栅周期应当小于需要透过的光的波长，线栅周期决定了能够起偏的最小波长。线栅周期P可以由如下公式确定：λ＝P(n+sinθ)/m，其中，θ表示入射角，λ表示入射波长， P表示光栅周期，m表示开传播的衍射光的衍射级，n表示第一基底11的折射率。线栅周期越小，允许的入射光的入射角度范围越大，TM波透过率和消光比也随之增加。可通过调整线栅式偏振片的占空比(是透光区域宽度与遮光区域宽度的比吗)来倒带消光比与透过率之间的平衡。例如当需要很高的消光比，但对TM波透过率要求不高时，可以增大占空比。

以下为基于线栅式偏振片的偏振特性、透光特性、需要透过的光的波长范围、制作工艺要求做出的优选设计。优选地，线栅式偏振片的光栅遮光区宽度D1满足50≤D1≤80nm，光栅的相邻遮光区的中心距D2满足100≤D2≤160nm。优选地，线栅式偏振片的占空比为50％。线栅式偏振片由交替的光栅遮光区与光栅透光区构成。特别地，上述参数D1为单个光栅透光区的宽度。

可选地，线栅式偏振片的材料为反光材料。即在线栅式偏振片的遮光区域为反光区域，进一步可以增大光电转换层12对光的利用率。可选的材料例如为银或铝。

可选地，在线栅式偏振片背离第一基底11的一侧还设置有彩色滤光膜17和黑矩阵16。彩色滤光膜17在第一基底11上的正投影构成像素出光区，非出光区包括黑矩阵16在第一基底11上的正投影。若彩色滤光膜17与黑矩阵16有搭接，那么彩色滤光膜 17与黑矩阵16非搭接的区域构成像素出光区。即该显示基板为彩膜基板。当然，该显示基板也可以是集成有驱动晶体管阵列的阵列基板，此时该显示基板构成的显示面板例如是双面显示的透明显示面板。

可选地，参见图2 a和图2b，光电转换层12在第一基底11上的正投影呈条形或网格形。如此设置是与显示面板中像素的分布相适应。

可选地，在光电转换层12背离第一基底11的表面上设置有第一平坦化层13，偏振结构14位于第一平坦化层13的背离第一基底11的表面上。第一平坦化层13可以是单层结构，例如是由硅的氮化物或树脂构成。硅的氮化物同时可以起到保护光电转换层12的作用。当然第一平坦化层13也可是多层结构，例如铺设在光电转换层12上的硅的氮化物以及铺设在硅的氮化物远离光电转换层12一侧的树脂。

实施例2：

本实施例提供一种显示装置，包括本发明实施例1的显示基板。

具体的，该显示装置可为液晶显示面板、有机发光二极管 (OLED)显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

图1显示的是液晶显示面板，其中第二基底21上设置有像素电极22，第一基板上彩色滤光膜17背离第一基底11一侧还设置有第三平坦化层18、支撑柱19、公共电极1a。在公共电极1a与像素电极22之间设置有液晶层。

实施例3：

本实施例提供一种实施例1的显示基板的制造方法。参见图 3，该制造方法包括以下步骤。

在第一基底11上形成光电转换层12，其中，第一基底11上划分有像素出光区和非出光区，光电转换层12在第一基底11上的正投影位于非出光区内；在光电转换层12背向第一基底11的一侧形成偏振结构14；其中，第一基底11背向偏振结构14的侧面为显示面。

以下为该制造方法的一个具体的实例。

第一步，在第一基底11(例如是玻璃基底)上利用构图工艺形成第一电极121(材料为ITO)、PN结122、第二电极123(材料为ZnO)。其中第一电极121和第二电极123的构图工艺中可以使用相同的掩模版，第一电极121和第二电极123还包括与之相连的引线(未示出)，目的是为了将光电流引出。

第二步，形成第一平坦化层13。首先形成覆盖光电转换层12 的硅的氮化物层，目的是隔绝水和氧。随后采用树脂对有光电转换层12和无光电转换层12的区域的上表面进行平坦化。

第三步，在平坦化层上采用纳米压印技术形成线栅式偏振片。此时产品形态参见图4a。

第四步，形成覆盖线栅式偏振片的第二平坦化层15，具体采用硅的氮化物。此时产品形态参见图4b。

第五步，在第二平坦化层15上形成彩色滤光膜17、黑矩阵 16、以及覆盖在彩色滤光膜17和黑矩阵16上的第三平坦化层18。第三平坦化层18采用树脂。此时产品形态参见图4c。

第六步，如图4d所示，在第三平坦化层18上形成支撑柱19。

第七步，如图4e所示，在第三平坦化层18的支撑柱19之外的区域形成公共电极1a(材料为ITO)。形成公共电极1a的步骤中可采用构图工艺。

进一步优选的，可采用不同颜色的彩色滤光膜17互相交叠的方式形成黑矩阵16，而无需设置专门的结构形成黑矩阵16。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种显示基板，包括第一基底、第一基底上划分有像素出光区和非出光区，其特征在于，在第一基底的一侧设置有光电转换层，光电转换层在第一基底上的正投影位于非出光区内，光电转换层背向第一基底的一侧设置有偏振结构，第一基底背向偏振结构的侧面为显示面；

所述偏振结构为线栅式偏振片，所述线栅式偏振片的材料采用反光材料；所述线栅式偏振片的材料为银或铝；

在所述光电转换层朝向所述第一基底的表面上设置有减反射层，以及在所述光电转换层背向所述第一基底的表面上设置有漫反射层。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，线栅式偏振片的光栅遮光区宽度D1满足50≤D1≤80nm，光栅的相邻遮光区的中心距D2满足100≤D2≤160nm。

3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，线栅式偏振片的占空比为50％。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，在线栅式偏振片背离第一基底的一侧还设置有彩色滤光膜和黑矩阵。

5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，光电转换层在第一基底上的正投影呈条形或网格形。

6.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，在光电转换层背离第一基底的表面上设置有第一平坦化层，偏振结构位于第一平坦化层的背离第一基底的表面上。

7.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-6任意一项所述的显示基板。

8.一种如权利要求1-6中任一所述显示基板的制造方法，其特征在于，包括：

在第一基底上形成光电转换层，其中，第一基底上划分有像素出光区和非出光区，光电转换层在第一基底上的正投影位于非出光区内；

在光电转换层背向第一基底的一侧形成偏振结构；

其中，第一基底背向偏振结构的侧面为显示面。

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