CN112771424B - 导光基板及其制备方法、对向基板、液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种导光基板的制备方法，包括：提供第一衬底基板，在所述第一衬底基板的一侧表面上形成界面保护层层；所述第一衬底基板包括多个取光口区域和除所述多个取光口区域之外的非取光口区域；在所述第一衬底基板的形成有所述界面保护层的一侧形成光栅结构层；去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分，得到与所述多个取光口区域一一对应的多个取光光栅单元；去除所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分。

Description

导光基板及其制备方法、对向基板、液晶显示装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光基板及其制备方法、对向基板、液晶显示装置。
背景技术
在液晶显示领域中，利用液晶光栅的衍射实现显示的液晶显示装置，其工作原理为通过对液晶层施加电压驱动信号，使得液晶层形成液晶光栅，利用液晶光栅的衍射，使得光线出射，从而实现显示。通过改变施加在液晶层上的驱动电压信号改变液晶光栅的衍射效率，实现不同灰阶的显示。上述液晶显示装置不需要设置偏振片，因而光线透过率较高。
发明内容
第一方面，提供一种导光基板的制备方法，包括：提供第一衬底基板，在所述第一衬底基板的一侧表面上形成界面保护层；所述第一衬底基板包括多个取光口区域和除所述多个取光口区域之外的非取光口区域；在所述第一衬底基板的形成有所述界面保护层的一侧形成光栅结构层；去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分，得到与所述多个取光口区域一一对应的多个取光光栅单元；去除所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分。
在一些实施例中，所述在所述第一衬底基板的一侧表面上形成界面保护层的步骤之后，还包括：图案化所述界面保护层，去除所述界面保护层中对应所述多个取光口区域的部分。
在一些实施例中，所述图案化所述界面保护层，去除所述界面保护层中对应所述多个取光口区域的部分的步骤中，以及所述去除所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，采用湿法刻蚀工艺对所述界面保护层的相应部分进行去除。
在一些实施例中，所述界面保护层的材料为金属、金属合金或金属氧化物。
在一些实施例中，在所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，在所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分被完全去除时，所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分中，未被所述光栅结构层遮盖的部分的厚度大于或等于0。
在一些实施例中，采用刻蚀工艺对所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分进行去除；在所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，对所述光栅结构层的材料进行刻蚀与对所述界面保护层的材料进行刻蚀的刻蚀选择比大于或等于10。
在一些实施例中，所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，采用干法刻蚀工艺对所述光栅结构层中的相应部分进行去除。
在一些实施例中，所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤，包括：在所述光栅结构层中对应所述取光口区域的部分远离所述第一衬底基板的一侧形成保护胶层，使所述保护胶层覆盖所述光栅结构层中对应所述取光口区域的部分；去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分；去除所述保护胶层。
第二方面，提供一种导光基板，包括：第一衬底基板，所述第一衬底基板包括多个取光口区域和除所述多个取光口区域之外的非取光口区域；设置在所述第一衬底基板的一侧表面上的多个界面保护结构，所述多个界面保护结构与所述多个取光口区域一一对应；设置于所述多个界面保护结构远离所述第一衬底基板一侧的多个取光光栅单元，所述多个取光光栅单元与所述多个界面保护结构一一对应。
在一些实施例中，导光基板还包括：覆盖在所述多个取光光栅单元上的平坦层；设置于所述平坦层远离所述第一衬底基板的一侧的第一缓冲层；设置于所述第一缓冲层远离所述第一衬底基板的一侧的第二缓冲层；其中，所述第一缓冲层的材料与所述第二缓冲层的材料不同。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的折射率介于所述平坦层的折射率与所述第二缓冲层的折射率之间。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的材料为氧化物，所述第二缓冲层的材料为氮化物，且所述第一缓冲层的材料与所述第二缓冲层的材料包含相同的元素。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的材料为氧化硅，所述第二缓冲层的材料为氮化硅。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的厚度为0.3μm，所述第二缓冲层的厚度为0.1μm，所述平坦层的厚度为0.825μm。
在一些实施例中，导光基板还包括：设置于所述第二缓冲层远离所述第一衬底基板一侧的像素驱动结构，所述像素驱动结构包括多个薄膜晶体管；设置于所述像素驱动结构远离所述第一衬底基板的一侧的像素电极层；设置于所述像素电极层远离所述第一衬底基板的一侧的公共电极层；所述第二缓冲层的致密度高于所述平坦层的致密度，且第二缓冲层的致密度高于所述第一缓冲层的致密度。
第三方面，提供一种液晶显示装置，包括:如第二方面所述的导光基板；与所述导光基板相对设置的对向基板；设置于所述导光基板和所述对向基板之间的液晶层；其中，所述对向基板包括：第二衬底基板；设置于所述第二衬底基板靠近所述导光基板的一侧的黑矩阵层；其中，所述黑矩阵层具有多个开口，所述黑矩阵层在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元在所述第一衬底基板上的正投影。所述液晶层被配置为在电场作用下，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从所述导光基板中出射的光线入射至所述黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域。
在一些实施例中，所述对向基板还包括：设置于所述黑矩阵层远离所述第二衬底基板的一侧的有机透射层；设置于所述黑矩阵层靠近所述第二衬底基板的一侧的第三缓冲层；其中，所述第三缓冲层的内应力的方向与所述有机透射层的内应力的方向相反。
在一些实施例中，所述第三缓冲层的材料为氮化硅。
在一些实施例中，所述有机透射层的厚度为15μm～20μm，所述第三缓冲层的厚度为0.5μm～1μm。
在一些实施例中，所述对向基板还包括：设置于所述第三缓冲层与所述黑矩阵层之间的粘接层。
在一些实施例中，所述粘接层的材料为二氧化硅，所述粘接层的厚度为0.3μm。
第四方面，提供一种导光基板，包括：第一衬底基板；设置于所述第一衬底基板一侧的多个取光光栅单元；覆盖在所述多个取光光栅单元上的平坦层；设置于所述平坦层远离所述第一衬底基板一侧的第一缓冲层；设置于所述第一缓冲层远离所述第一衬底基板一侧的第二缓冲层；其中，所述第一缓冲层的材料与所述第二缓冲层的材料不同。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的折射率介于所述平坦层的折射率与所述第二缓冲层的折射率之间。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的材料为氧化物，所述第二缓冲层的材料为氮化物，且所述第一缓冲层的材料和第二缓冲层的材料包含相同的元素。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的材料为氧化硅，所述第二缓冲层的材料为氮化硅。
在一些实施例中，所述第一缓冲层的厚度为0.3μm，所述第二缓冲层的厚度为0.1μm，所述平坦层的厚度为0.825μm。
在一些实施例中，导光基板还包括，设置于所述第二缓冲层远离所述第一衬底基板一侧的像素驱动结构，所述像素驱动结构包括多个薄膜晶体管；设置于所述像素驱动结构远离所述第一衬底基板一侧的像素电极层；设置于所述像素电极层远离所述第一衬底基板一侧的公共电极层；所述第二缓冲层的致密度高于所述平坦层的致密度，且高于所述第一缓冲层的致密度。
第五方面，提供一种液晶显示装置，包括：如第三方面中任一项所述的导光基板；与所述导光基板相对设置的对向基板；设置于所述导光基板和所述对向基板之间的液晶层；其中，所述对向基板包括：第二衬底基板；设置于所述第二衬底基板靠近所述导光基板的一侧的黑矩阵层；其中，所述黑矩阵层具有多个开口，所述黑矩阵层在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元在第一衬底基板上的正投影；其中，所述液晶层被配置为在电场作用下，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域。
第六方面，提供一种对向基板，包括：第二衬底基板；设置于所述第二衬底基板的一侧的有机透射层；设置于所述第二衬底基板和所述有机透射层之间的第三缓冲层；其中，所述第三缓冲层的内应力的方向与所述有机透射层的内应力的方向相反。
在一些实施例中，所述第三缓冲层的材料为氮化硅。
在一些实施例中，所述有机透射层的厚度为15μm～20μm，所述第三缓冲层的厚度为0.5μm～1μm。
在一些实施例中，对向基板还包括：设置于所述有机透射层与所述第三缓冲层之间的粘接层。
在一些实施例中，所述粘接层的材料为二氧化硅，所述粘接层的厚度为0.3μm。
在一些实施例中，对向基板还包括：设置于所述有机透射层靠近所述第二衬底基板的一侧的黑矩阵层，所述黑矩阵层具有多个开口。
第七方面，提供一种液晶显示装置，包括：导光基板；如第六方面所述的对向基板；设置于所述导光基板和所述对向基板之间的液晶层；其中，所述导光基板包括：第一衬底基板；设置于所述第一衬底基板朝向所述对向基板的一侧的多个取光光栅单元；覆盖在所述多个取光光栅单元上的平坦层；设置于所述平坦层背向所述第一衬底基板的一侧的像素驱动结构，所述像素驱动结构包括多个薄膜晶体管；设置于所述像素驱动结构背向所述第一衬底基板的一侧的像素电极层；设置于所述像素电极层背向所述第一衬底基板的一侧的公共电极层。所述对向基板与所述导光基板相对设置；其中，所述黑矩阵层在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元在所述第一衬底基板上的正投影。所述液晶层被配置为在电场作用下，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为根据相关技术的一种液晶显示装置的一种示意图；
图1B为根据相关技术的一种液晶显示装置的另一种示意图；
图2A～2C为根据相关技术的导光基板的制备方法的一种步骤示意图；
图3A为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的一种流程图；
图3B为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的另一种流程图；
图3C为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的再一种流程图；
图4A～4H为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的一种各步骤示意图；
图5为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的又一种流程图；
图6A～6I为根据本公开的一些实施例的导光基板的制备方法的另一种各步骤示意图；
图7为根据本公开的一些实施例的导光基板的一种示意图；
图8A为根据本公开的一些实施例的导光基板中第一缓冲层的厚度与第一全反射漏光率的关系曲线图；
图8B为根据本公开的一些实施例的导光基板中第二缓冲层的厚度与第二全反射漏光率的关系曲线图；
图9为根据本公开的一些实施例的液晶显示装置的一种示意图；
图10为根据相关技术的一种液晶显示装置中对向基板发生翘曲的示意图；
图11为根据本公开的一些实施例的导光基板的一种示意图；
图12为根据本公开的一些实施例的液晶显示装置的另一种示意图；
图13为根据本公开的一些实施例的对向基板的一种示意图；
图14为根据本公开的一些实施例的液晶显示装置的再一种示意图；
图15为根据本公开的一些实施例的液晶显示装置的又一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在相关技术中，如图1A和图1B所示，液晶显示装置100包括：相对设置的导光基板1和对向基板2，以及设置于导光基板1和对向基板2之间的液晶层3。
其中，导光基板1包括第一衬底基板11、多个取光光栅单元12、平坦层13、像素驱动结构14，像素电极层14b、绝缘层14d和公共电极层14c。其中，所述多个取光光栅单元12设置于第一衬底11的一侧表面上；平坦层13覆盖在所述多个取光光栅单元12上。
对向基板2包括第二衬底基板21、黑矩阵层22和滤光层23。其中，黑矩阵层22具有多个开口，滤光层23包括多个滤光色阻23a，所述多个滤光色阻23a分别设置于黑矩阵层22具有的多个开口所形成的出光区域。黑矩阵层22在第一衬底基板11上的正投影覆盖与所述多个取光光栅单元12在第一衬底基板11上的正投影。
液晶显示装置100还包括设置于第一衬底基板11的一端的光源4，光源4为液晶显示装置100提供显示所需要的光线。光源4发出的光线入射至第一衬底基板11中，在第一衬底基板11中全反射传播。所述多个取光光栅单元12被配置为将在第一衬底基板11中全反射传播的光线以准直角度(如图1A所示，多个取光光栅单元12出射的光线与法线的夹角在设定范围内，其中，法线垂直于第一衬底基板11的表面，示例性地，设定范围为(-5°，5°)、(-7°，7°)、(-10°，10°)等)取出。
在一些实施例中，如图1B所示，通过像素驱动结构14向像素电极层14b施加驱动信号，使像素电极层14b与公共电极层14c之间产生电压，通过该电压驱动液晶层3中的液晶分子发生偏转，使液晶层3形成液晶光栅，利用液晶光栅对光线的衍射作用，将光线投射至滤光层23，进而光线透过滤光层23射出，此时，液晶显示装置100为亮态。通过控制施加在液晶层3上的电压的大小，使得液晶光栅对光线的衍射效率发生改变，进而改变透过滤光层23的光线的强度，从而实现不同灰阶的显示。
在另一些实施例中，如图1A所示，像素驱动结构14停止向像素电极层14b施加驱动信号，像素电极层14b与公共电极层14c停止对液晶层3施加电压，液晶层3中的液晶分子恢复初始取向，从所述多个取光光栅单元12出射的准直光线经液晶层3不发生衍射，而是直接投射至黑矩阵层22，被黑矩阵层22遮挡，此时，液晶显示装置100为暗态。
上述液晶显示装置100中，第一衬底基板11的对应所述多个取光光栅单元12的区域为取光口区域A，除取光口区域A之外的区域为非取光口区域B。理想情况下，要求在第一衬底基板11中全反射传播的光线经由所述多个取光光栅单元12，从取光口区域A出射，而不从非取光口区域B出射。
在相关技术中，在液晶显示装置100所包括的导光基板1进行制备的过程中，会对第一衬底基板11的设置有所述多个取光光栅单元12的一侧表面造成损伤，导致第一衬底基板11的非取光口区域B的出现漏光现象，请参见图2A～图2C，相关技术中的制备工艺如下：
S1、如图2A所示，提供第一衬底基板11，第一衬底基板11包括多个取光口区域A和除多个取光口区域A之外的非取光口区域B。
S2、如图2B所示，在第一衬底基板11的一侧表面上形成光栅结构层12-2。
S3、如图2C所示，去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域的部分，得到与多个取光口区域一一对应的多个取光光栅单元12。
在S3中，通常采用刻蚀工艺对光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分进行去除，在对光栅结构层中12-2对应非取光口区域B的部分进行刻蚀的过程中，会同时刻蚀第一衬底基板11表面的非取光口区域B的未被光栅结构层12-2遮盖的部分，使得第一衬底基板11的非取光口区域B出现多个凹坑，具有光栅形状的结构，这样会有部分光线通过第一衬底基板11的非取光口区域B出射，造成严重漏光，影响液晶显示装置的显示效果。
本公开的发明人经过测试，采用上述制备工艺制备得到的导光基板1的对应非取光口区域B的区域的漏光率(从导光基板1中对应非取光口区域B的区域出射的光线的量与在第一衬底基板11中传输的全部的光线的量的比值)为13％。
基于此，本公开的一些实施例还提供一种导光基板的制备方法，如图3A所示，导光基板的制备方法包括：
S1、如图4A所示，提供第一衬底基板11，在第一衬底基板11的一侧表面上形成界面保护层16；第一衬底基板11包括多个取光口区域A和除多个取光口区域A之外的非取光口区域B。
在上述步骤中，示例性的，第一衬底基板11为玻璃基板、亚克力胶板等具有导光功能的基板。
S2、如图4D所示，在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅结构层12-2。
S3、如图4G所示，去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域的部分，得到与多个取光口区域A一一对应的多个取光光栅单元12。
S4、如图4H所示，去除界面保护层16中对应所述非取光口区域B的部分。
采用上述导光基板的制备方法，在第一衬底基板11的表面形成界面保护层16，接着在形成有界面保护层16的一侧形成光栅结构层12-2，这样在去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分的过程中，由于界面保护层16覆盖在第一衬底基板11上，对第一衬底基板11起到了保护作用，因此避免了对第一衬底基板11的表面上对应非取光口区域B的部分造成损伤，使得第一衬底基板11的表面上对应非取光口区域B的部分为光滑界面，从而减少了第一衬底基板11非取光口区域B的漏光现象的发生，使得更多光线从多个取光口区域A的多个取光光栅单元12中以准直的角度出射，进而提高了导光基板的出光效果。
在一些实施例中，如图3B所示，在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅结构层12-2的S2，包括：
S21、如图4B所示，在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅材料薄膜12-1。
S22、如图4C所示，在光栅材料薄膜12-1背向第一衬底基板11的一侧形成具有光栅图案的掩膜层17。
在一些示例中，具有光栅图案的掩膜层17采用纳米压印工艺制备，在制备过程中，将具有光栅图案的压印胶作为所需要的掩膜层17压印在光栅材料薄膜12-1的表面上。采用纳米压印工艺制备具有光栅图案的掩膜层17制备精度较高，有利于提高后续制备得到的光栅结构层12-2的精度。在另一些示例中，具有光栅图案的掩膜层17采用光刻工艺形成，在制备过程中，通过涂覆光刻胶、曝光、显影的步骤制备得到具有光栅图案的掩膜层17。
S23、如图4D所示，以具有光栅图案的掩膜层17为掩膜，图案化光栅材料薄膜12-1，使光栅材料薄膜12-1具有光栅图案，形成光栅结构层12-2。
在一些实施例中，如图3C所示，S3包括：
S31、如图4E所示，在光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分背向第一衬底基板11的一侧形成保护胶层18，使保护胶层18覆盖光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分。
S32、如图4F所示，去除光栅结构层12-2对应非取光口区域B的部分。
在一些实施例中，在上述S32中，采用干法刻蚀工艺对光栅结构层12-2中的相应部分进行去除。
采用干法刻蚀对光栅结构层12-2进行刻蚀，通过控制光栅结构层12-2和界面保护层16的刻蚀选择比，可以在有效的去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分的同时，减少对界面保护层16造成的伤害，从而有效保护第一衬底基板11。
S33、如图4G所示，去除保护胶层18。
在S33中，示例性地，去除保护胶层18的方式可采用剥离的方式，将保护胶层18从光栅结构层12-2上剥离，这样可以降低在操作过程对光栅结构层12-2所造成的影响。
上述实施例中，通过形成保护胶层18，使得保护胶层18覆盖光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分，在去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分的过程中，保护胶层18对光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分起到了保护作用，使得光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分不会受到刻蚀等影响，并且，在最后将保护胶层18去除，留下光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分，得到与多个取光口区域A一一对应的多个取光光栅单元12。
在另一些实施例中，如图5所示，本公开的一些实施例提供另一种导光基板的制备方法，包括：
S1’、如图6A所示，提供第一衬底基板11，在第一衬底基板11的一侧表面上形成界面保护层16；第一衬底基板11包括多个取光口区域A和除多个取光口区域A之外的非取光口区域B。
S2’、如图6B所示，图案化界面保护层16，去除界面保护层16中对应多个取光口区域的部分。
S3’、如图6E所示，在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅结构层12-2。
S4’、如图6H所示，去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域的部分，得到与多个取光口区域A一一对应的多个取光光栅单元12。
S5’、如图6I所示，去除界面保护层16中对应非取光口区域B的部分。
在上述实施例中，在第一衬底基板11的一侧表面上形成界面保护层16之后，将界面保护层16中对应多个取光口区域A的部分去除，可以使光栅结构层12-2直接形成在第一衬底基板11的取光口区域A的表面上，避免界面保护层16对取光口区域A的出光量造成影响，使得从所述多个取光光栅单元12出射的光线更强。
在一些实施例中，上述在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅结构层12-2的S3’，包括：
S3’1、如图6C所示，在第一衬底基板11的形成有界面保护层16的一侧形成光栅材料薄膜12-1。
S3’2、如图6D所示，在光栅材料薄膜12-1背向第一衬底基板11的一侧形成具有光栅图案的掩膜层17。
在一些示例中，具有光栅图案的掩膜层17采用纳米压印工艺制备，或者采用光刻工艺形成，具体可参见上面对于S22的描述，此处不再重复。
S3’3、如图6E所示，以具有光栅图案的掩膜层17为掩膜，图案化光栅材料薄膜12-1，使光栅材料薄膜12-1具有光栅图案，形成光栅结构层12-2。
在一些实施例中，去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域的部分，得到与多个取光口区域A一一对应的多个取光光栅单元12的S4’包括：
S4’1、如图6F所示，在光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分背向第一衬底基板11的一侧形成保护胶层18，使保护胶层18覆盖光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分。
S4’2、如图6G所示，去除光栅结构层12-2对应非取光口区域B的部分。
S4’3、如图6H所示，去除保护胶层18。
上述实施例中，通过形成保护胶层18，使得保护胶层18覆盖光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分，在去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分的过程中，保护胶层18对光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分起到了保护作用，使得光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分不会受到刻蚀等影响，并且，在最后将保护胶层18去除，留下光栅结构层12-2中对应取光口区域A的部分，得到与多个取光口区域A一一对应的多个取光光栅单元12。
在一些实施例中，如图4F和图6G所示，在去除光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分的步骤中，在光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分被完全去除时，界面保护层中16对应非取光口区域的部分中，未被光栅结构层遮盖的部分的厚度d大于或等于0。
上述步骤中，在对光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分进行去除时，也会对界面保护层16中对应非取光口区域B的部分中未被光栅结构层12-2遮盖的部分造成轻度刻蚀，在光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分被完全去除时，界面保护层16未被光栅结构层12-2遮盖的部分的厚度d大于或等于0，也就是说此刻的第一衬底基板11表面的非取光口区域B还覆盖有界面保护层16，确保了第一衬底基板11的表面不会被刻蚀。
在一些实施例中，如图4F和图6G所示，采用刻蚀工艺对光栅结构层中对应非取光口区域的部分进行去除；在去除光栅结构层中对应非取光口区域的部分的步骤中，对光栅结构层的材料进行刻蚀与对界面保护层的材料进行刻蚀的刻蚀选择比大于或等于10。
刻蚀选择比为被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率的比，因此光栅结构层12-2的材料进行刻蚀与对界面保护层16的材料进行刻蚀的刻蚀选择比的值较大时，对光栅结构层12-2和界面保护层16同时进行刻蚀时，对光栅结构层12-2和界面保护层16进行刻蚀时的刻蚀速率差异越大。将光栅结构层12-2的材料和界面保护层16的材料的刻蚀选择比设置为大于或等于10，可以确保光栅结构层12-2的刻蚀速率大于对界面保护层16的刻蚀速率，这样在光栅结构层12-2中对应非取光口区域B的部分被完全去除时，界面保护层16中对应非取光口区域B的部分中，未被光栅结构层12-2遮盖的部分的厚度大于或等于0，确保界面保护层16对第一衬底基板11表面的保护作用。
在一些实施例中，参见图6B，在图案化界面保护层16，去除界面保护层16中对应所述多个取光口区域A的部分的步骤中，采用湿法刻蚀工艺对界面保护层16的相应部分进行去除。在另一些实施例中，参见图4H和6I，在去除界面保护层16中对应非取光口区域B的部分的步骤中，采用湿法刻蚀工艺对界面保护层16的相应部分进行去除。
上述实施例中，采用湿法刻蚀工艺去除界面保护层16，需要利用刻蚀液对界面保护层16进行腐蚀，选择对第一衬底基板11的表面无影响的刻蚀液，在去除界面保护层16时，第一衬底基板11的表面不会被刻蚀，确保了第一衬底基板11的表面的平整度。并且，采用湿法刻蚀工艺简单，生产效率高。
示例性地，在第一衬底基板11为玻璃基板的情况下，对界面保护层16进行湿法刻蚀的刻蚀液为酸系刻蚀液，酸系刻蚀液不会对玻璃基板产生化学刻蚀。
在一些实施例中，界面保护层16的材料为金属、金属合金或金属氧化物等。示例性地，界面保护层16的材料为金属，例如铝、铜等；或者，界面保护层16的材料为金属合金，例如AlNd(钕化铝)等；或者，界面保护层16的材料为金属氧化物，例如ITO(Indium TinOxides，氧化铟锡)、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxides，铟镓锌氧化物)、IZO(IndiumZinc Oxides，铟锌氧化物)等。
上述实施例中，选用金属、金属合金或金属氧化物等材料作为界面保护层16的材料，这样光栅结构层12-2的材料与界面保护层16的材料的刻蚀选择比较高，这样在对光栅结构层12-2进行刻蚀时，可以降低对界面保护层16的刻蚀的程度，从而可以更有效地保护第一衬底基板11。
在一些示例中，光栅结构层的材料为氮化硅，界面保护层的材料为IGZO，氮化硅与IGZO的刻蚀选择比约为50:1，在对光栅结构层12-2和界面保护层16同时进行刻蚀时，界面保护层16仅会受到轻度刻蚀，确保了第一衬底基板11的表面不会被刻蚀。
作为一种可能的设计，在本公开所提供的导光基板的制备方法中，在第一衬底基板11为玻璃基板，界面保护层16的材料为IGZO的情况下，采用湿法刻蚀工艺对界面保护层16的相应部分进行去除时，对界面保护层16进行湿法刻蚀的刻蚀液为酸系刻蚀液，示例性地，该酸系刻蚀液的成分为：硫酸、硝酸、添加剂和水，各成分的体积比为：硫酸：硝酸：添加剂：水等于8：4.5：2：76。这样，在利用该酸系刻蚀液对界面保护层16的相应部分进行去除时，第一衬底基板11不会受到化学刻蚀，所得到的第一衬底基板11的表面上对应非取光口区域B的部分平整度良好，从而有效减少漏光。
本公开的发明人经过测试，采用本公开提供的导光基板的制备方法制备的导光基板的对应非取光口区域B的区域的漏光率(从导光基板1中对应非取光口区域B的区域出射的光线的量与在第一衬底基板11中传输的全部的光线的量的比值)为0.8％，可见采用上述制备方法所制备的导光基板的漏光量得到大幅度的降低。
本公开的一些实施例还提供一种导光基板1’，如图7所示，导光基板1’包括：第一衬底基板11、多个界面保护结构16a和多个取光光栅单元12。
第一衬底基板11包括多个取光口区域A和除多个取光口区域A之外的非取光口区域B。
在上述导光基板1’中，设置于导光基板1’一侧的光源4所发光的光线中，至少一部分光线能够由第一衬底基板11的侧面入射至第一衬底基板11内部，并且能够在第一衬底基板11内部发生全反射，从而光线能够由导光基板1’的近光源端传播至远光源端。在一些实施例中，第一衬底基板11的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、亚克力板材等能够传导光线且能够使光线发生全反射的材料中的任一种。
所述多个界面保护结构16a设置在第一衬底基板11的一侧表面上，所述多个界面保护结构16a与所述多个取光口区域A一一对应。此处“一一对应”是指：所述多个界面保护结构16a的数量与所述多个取光口区域A的数量相同，所述多个界面保护结构16a在第一衬底基板11上的正投影与第一衬底基板11的表面上对应所述多个取光口区域A的区域基本重合，其中基本重合是指重叠面积为取光口区域面积的80％以上(例如80％、85％、90％、95％等)。
所述多个取光光栅单元12设置于所述多个界面保护结构16a背向第一衬底基板11一侧，所述多个取光光栅单元12与所述多个界面保护结构16a一一对应。
所述多个取光光栅单元12被配置为将在第一衬底基板11中传播的光线以准直的角度耦合出射。其中，所提及的“准直的角度”是指，从所述多个取光光栅单元12出射的光线与法线的夹角在设定范围内，其中，法线垂直于第一衬底基板11的表面，示例性地，设定范围为(-5°，5°)、(-7°，7°)、(-10°，10°)等。
上述导光基板1’包括与多个取光光栅单元12一一对应的多个界面保护结构16a，也就是说，导光基板1’是采用本公开所提供的导光基板的制备方法制备得到的，制备流程为在第一衬底基板11的表面形成界面保护层16，去除界面保护层16中对应所述非取光口区域B的部分，得到多个界面保护结构16a。在界面保护层16的作用下，第一衬底基板11的表面对应非取光口区域B的部分不会受到损坏，从而减少了第一衬底基板11非取光口区域B的漏光现象的发生，保证了更多光线从所述多个取光口区域A的所述多个取光光栅单元12中以准直的角度出射，进而提高了导光基板的出光效果。
在一些实施例中，如图7所示，导光基板1’还包括覆盖在所述多个取光光栅单元12上的平坦层13。
本公开的发明人经研究发现，要使第一衬底基板11中全反射传播的光线经所述多个取光光栅单元12从所述多个取光口区域A出射，而不从非取光口区域B出射，就要求覆盖在非取光口区域B上的平坦层13具有一定的锁光能力，即要求平坦层13能够使得光线在第一衬底基板11和平坦层13接触的界面上发生全反射，而不会从第一衬底基板11朝向平坦层13的表面出射。这需要平坦层13的折射率小于第一衬底基板11的折射率，并且平坦层13的厚度要达到设定厚度，以使在第一衬底基板11的非取光口区域B，光线投射到第一衬底基板11和平坦层13接触的界面上能够实现全反射，而不会从第一衬底基板11的非取光口区域B出射。
然而，在相关技术中，在采用折射率较低的材料进行平坦层13的制备时，由于材料特性的限制使得平坦层13的厚度无法达到设定厚度，造成平坦层13的锁光能力较差。示例性地，第一衬底基板11的折射率为1.5，平坦层13的折射率为1.25，在第一衬底基板11中传播的光线中，在投射到第一衬底基板11与平坦层13的接触界面上的光线的入射角为65°的情况下，平坦层13的厚度需要达到900nm，才能有效地阻止光线出射。而由于折射率较低的材料的粘性一般较低，在进行平坦层13的制备时，其厚度无法达到设定厚度，平坦层13的最高厚度只能达到825nm左右，造成平坦层13的锁光能力较差，使得在第一衬底基板11的非取光口区域B，有一部分光线不会在第一衬底基板11内发生全反射，而会透过第一衬底基板11的非取光口区域B及平坦层13中对应非取光口区域B的部分出射，造成导光基板1’的对应非取光口区域B的区域漏光，影响应用该导光基板1’的液晶显示装置的显示效果。
在一些实施例中，如图7所示，导光基板1’还包括：第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，其中，第一缓冲层15a设置于平坦层13远离第一衬底基板11的一侧，第二缓冲层15b设置于第一缓冲层15a远离第一衬底基板11的一侧；第一缓冲层15a的材料与第二缓冲层15b的材料不同。
上述实施例中，通过设置不同材料的第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，在平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b的共同作用下，在第一衬底基板11中传播的光线投射到第一衬底基板11与平坦层13接触的界面时，其中的大部分光线能够发生全反射，反射回第一衬底基板11中，另一部分没有发生全反射的光线透过平坦层13投射至第一缓冲层15a与平坦层13接触的界面，在第一缓冲层15a的作用下，该部分光线中的大部分光线发生反射，反射回第一衬底基板11中，另一部分光线透过第一缓冲层15a投射至第二缓冲层15b与第一缓冲层15a接触的界面，能够被反射回第一衬底基板11，从而平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成了多层反射膜，可以将从第一衬底基板11的非去光口区域B出射的光线反射回第一衬底基板11中，而不会射出导光基板1’，从而降低了导光基板1’的对应非取光口区域B的区域漏光量。
这样，本公开提供的导光基板1’，通过设置第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，使得在第一衬底基板11中传播的光线中，因平坦层13的厚度不足而从第一衬底基板11的非取光口区域B漏出的部分光线，能够发生多次反射，被反射回第一衬底基板11。这样就解决了由于平坦层13的厚度不足造成的锁光能力较差的问题，相当于利用第一缓冲层15a和第二缓冲层15b对平坦层13的厚度进行了补偿，平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成的层叠结构相对于单纯的平坦层13，锁光能力提升，避免了导光基板1’的对应非取光口区域B的区域漏光现象的发生。
进一步的，由于平坦层13第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成的层叠结构的锁光能力相对于单纯的平坦层13，锁光能力得以提高，能够使更多光线通过所述多个取光光栅单元12以准直的角度出射，导光基板1’的光线利用率得以提高。
在一些实施例中，第一缓冲层15a的折射率介于平坦层13的折射率与第二缓冲层15b的折射率之间。
在一些实施例中，第一缓冲层15a的材料为氧化物，第二缓冲层15b的材料为氮化物，且第一缓冲层15a的材料和第二缓冲层15b的材料包含相同的元素。
示例性地，第一缓冲层的材料为氧化硅，第二缓冲层的材料为氮化硅。
在一些示例中，对于第一子缓冲层15a的厚度和第二缓冲层15b的厚度的设定，采用如下方式：
1、首先完成导光基板1’的第一衬底基板11、多个取光光栅单元12和平坦层13的制备。
2、通过测试，得到在平坦层13远离第一衬底基板11的表面上制备的第一缓冲层15a和厚度与第一出光量的对应关系数据，从该对应关系数据中，选取第一出光量最低时所对应的厚度作为最终所要制备得到的导光基板1’中第一缓冲层15a的厚度。此处的“第一出光量”指的是从第一衬底基板11的非取光口区域B出射，并经由平坦层和第一缓冲层15a的对应非取光口区域B的部分，从第一缓冲层15a远离第一衬底基板11的一侧射出的光线的量，在测量过程中，光线的入射角度为固定值，例如入射角度为65度。
示例性地，分别设置第一缓冲层15a的厚度为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm……，分别对这些厚度下的第一缓冲层15a所对应的第一出光量进行测试，得到多组第一缓冲层15a的厚度与第一出光量的对应关系数据。进一步地，可以根据对应关系数据拟合得到第一缓冲层15a的厚度与第一出光量的对应关系曲线，选取第一出光量最低的情况下所对应的厚度作为第一缓冲层15a的厚度。
3、在平坦层13远离第一衬底基板11的表面上进行第一缓冲层15a的制备，第一缓冲层15a的厚度为所选取的第一出光量最低时所对应的厚度。
4、通过测试，得到在第一缓冲层15a远离第一衬底基板11的表面上制备的第二缓冲层15b和厚度与第二出光量的对应关系数据，从该对应关系数据中选取第二出光量最低时所对应的厚度作为最终所要制备得到的导光基板1’中第二缓冲层15b的厚度。此处的“第二出光量”指的是从第一衬底基板11的非取光口区域B出射，并经由平坦层、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b的对应非取光口区域B的部分，从第二缓冲层15b远离第一衬底基板11的一侧射出的光线的量，在测量过程中，光线的入射角度与上述在第一缓冲层15a和厚度与第一出光量的对应关系数据的测量过程中的光线的入射角度保持一致。
5、在第一缓冲层15a远离第一衬底基板11的表面上进行第二缓冲层15b的制备，第二缓冲层15b的厚度为所选取的第二出光量最低时所对应的厚度。
通过上述设置，可以使得第一缓冲层15a和第二缓冲层15b的锁光能力均更优，使得导光基板1’的漏光量更小。
示例性地，如图8A和图8B所示，本公开的发明人通过仿真，得到了在第一缓冲层15a的材料为氧化硅，第二缓冲层15b的材料为氮化硅的情况下，第一缓冲层15a的厚度与第一全反射漏光率的对应关系曲线，及第二缓冲层15b的厚度与第二全反射漏光率的对应关系曲线。
其中，如图8A所示，对于第一缓冲层15a的厚度与第一全反射漏光率的对应关系曲线，“第一全反射漏光率”是指：第一出光量与在第一衬底基板11中传输的全部的光线的量的比值。
由上述第一缓冲层15a的厚度与第一全反射漏光率的对应关系曲线可以看出，在第一缓冲层15a的厚度为300nm左右时，第一全反射漏光率最低，因此，可以将第一缓冲层15a的厚度设置为300nm。
如图8B所示，在第一缓冲层15a的厚度为300nm的情况下，通过仿真得到第二缓冲层15b的厚度与第二全反射漏光率的对应关系曲线。此处，“第二全反射漏光率”是指，第二出光量与在第一衬底基板11中传输的全部的光线的量的比值。
由上述第二缓冲层15b的厚度与第二全反射漏光率的对应关系曲线可以看出，在第二缓冲层15b的厚度为100nm左右时，第二全反射漏光率最低，因此，可以将第二缓冲层15b的厚度设置为100nm。
经过上述仿真可以得到：在第一缓冲层15a的厚度为300nm，第二缓冲层15b的厚度为100nm的情况下，导光基板1’的第二全反射漏光率小于0.1％，即可以将平坦层13、第一缓冲层15a及第二缓冲层15b三者的层叠结构的锁光能力控制在99.9％以上。
并且，由于导光基板1’中设置有第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，使得平坦层13和第一缓冲层15、第二缓冲层15b的层叠结构的锁光能力得以提升，相当于对平坦层13的厚度进行了补偿，因此在保证平坦层13和第一缓冲层15、第二缓冲层15b的层叠结构的锁光能力不下降的前提下，平坦层13的厚度得以减小。示例性地，平坦层13的厚度为600nm～825nm，例如为825nm。这样，在进行平坦层13的制备时，由于所要制备的平坦层13的厚度减小，因此可以降低平坦层13的制备工艺难度。
在一些实施例中，如图7所示，导光基板1’还包括：像素驱动结构14、像素电极层14b、绝缘层14d及公共电极层14c。像素驱动结构14设置于第二缓冲层15b背向第一衬底基板11的一侧；像素电极层14b设置于像素驱动结构14背向第一衬底基板11的一侧；绝缘层14d设置于像素电极层14b背向第一衬底基板11的一侧；公共电极层14c设置于绝缘层14d背向第一衬底基板11的一侧。
像素驱动结构14包括多个薄膜晶体管14a，像素电极层14b包括多个像素电极，所述多个薄膜晶体管14a被配置为向分别所述多个像素电极施加驱动信号，以使像素电极层14b的多个像素电极与公共电极层14c之间产生电压。通过该电压驱动液晶显示装置的液晶层中的液晶分子发生偏转，以使液晶显示装置进行显示。
基于上述导光基板1’的结构，在一些实施例中，导光基板1’的第二缓冲层15b的致密度高于平坦层13的致密度，且第二缓冲层15b的致密度高于所述第一缓冲层15a的致密度。由于第二缓冲层15b的致密度较高，致密性良好，因此可以有效防止平坦层13中的氢离子、氧离子等离子渗透入多个薄膜晶体管14a而影响其性能，保证了多个薄膜晶体管14a能够不受影响，正常工作。在第一子缓冲层15a的材料为氮化硅的情况下，氮化硅材料的密度高，致密性较好，因而可以更加有效地防止离子渗透，保证多个薄膜晶体管14a的正常工作。
本公开的一些实施例还提供一种液晶显示装置200，如图9所示，液晶显示装置200包括：相对设置的导光基板1’和对向基板2’，设置于导光基板1’和对向基板2之间的液晶层3。
其中，导光基板1’为如本公开上述实施例所提供的导光基板1’，导光基板1’的具体结构可参见上述实施例中的相关描述，此处不再重复叙述。
对向基板2’包括：第二衬底基板21和黑矩阵层22，黑矩阵层22设置于所述第二衬底基板21靠近导光基板1’的一侧，其中，黑矩阵层22具有多个开口，黑矩阵层22在第一衬底基板11上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元12在第一衬底基板11上的正投影。
在一些实施例中，对向基板2’还包括滤光层23，滤光层23包括多个滤光色阻23a，所述多个滤光色阻23a分别设置于黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域
液晶层3设置于导光基板1’和对向基板2’之间，其中，液晶层3被配置为在电场作用下，将从导光基板1’中出射的光线入射至黑矩阵层22；或者，将从导光基板中1’出射的光线入射至所述黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域。
在一些实施例中，液晶层3在受到电场作用的情况下，形成液晶光栅，利用液晶光栅的衍射作用，将从导光基板1’中出射的光线入射至所述黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，从而液晶显示装置200实现显示。
在另一些实施例中，液晶层3在受到电场作用的情况下，形成液晶棱镜或者液晶透镜中的一种，利用液晶棱镜或者液晶透镜的折射作用，将从导光基板1’中出射的光线入射至所述黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，从而液晶显示装置200实现显示。
由于本公开实施例所提供的导光基板1’在制备过程中，通过设置界面保护层16，第一衬底基板11的表面对应非取光口区域B的部分不会受到损坏，从而减少了第一衬底基板11非取光口区域B的漏光现象的发生，并且，由于平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成的层叠结构对第一衬底基板11的非取光口区域B的锁光能力较强，因此光线从导光基板1’中对应非多个取光光栅单元12的区域出射的几率较低，漏光量较低，光线利用率得以提高。
这样，在液晶显示装置200处于亮态时，从导光基板1’中有更多光线通过液晶层3出射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，例如，有更多光线入射至多个滤光色阻23a上，显示效果更好。
在液晶显示装置200处于暗态时，光线从导光基板1’中对应多个取光光栅单元12的区域出射，被黑矩阵层22吸收，实现暗态，减轻了光线从导光基板1’中对应非取光口区域B的区域漏出，而入射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，例如多个滤光色阻23a上而造成的暗态显示不均现象。
并且，上述液晶显示装置200利用液晶层3在电场作用下对光线出射方向的改变来实现显示，不需要设置偏光片，这样就可以提高液晶显示装置200的透过率，使得液晶显示装置200适用于对透过率要求较高的透明显示技术领域中，例如可以应用在利用透明显示装置的AR(Augmented Reality、增强现实)设备中。
在一些实施例中，如图9所示，液晶显示装置200还包括设置于液晶层3两侧的第一配向层3a和第二配向层3b，被配置为使液晶层3所包括的多个液晶分子按照预设方向整齐排列。
在一些实施例中，如图9所示，液晶显示装置200还包括：设置于导光基板1’的第一衬底基板11一端的光源4，被配置为为液晶显示装置200提供显示所需要的光线。
在一些实施例中，请再次参见9，液晶显示装置200还包括：设置于导光基板1’的第一衬底基板11设置有光源4的一端的准直灯罩5，及设置于准直灯罩5和第一衬底基板11之间的胶合层7。准直灯罩5罩设在光源4的上方或周围，被配置为将光源4发出的光线进行汇聚，并使这些光线耦合至第一衬底基板11的靠近光源4的侧面。胶合层7被配置为将准直灯罩5固定于第一衬底基板11的靠近光源4的侧面。
作为一种可能的设计，液晶显示装置200还包括：设置于第一衬底基板11的远离光源4的一端的第一反射片6a，以及设置于光源4背向准直灯罩5的一侧的第二反射片6b。第一反射片6a和第二反射片6b具有反射光线的作用，第一反射片6a可以将传播至第一衬底基板的远离光源4的一端的光线反射回第一衬底基板11中，第二反射片6b可以将光源4发出的远离准直灯罩5的光线反射至准直灯罩5中，这样可以减少光线损失，提高光线的利用率。
在一些实施例中，如图9所示，在液晶显示装置200中，对向基板2’还包括有机透射层24和第三缓冲层25，其中，有机透射层24设置于黑矩阵层22远离第二衬底基板21的一侧，第三缓冲层25设置于黑矩阵层靠近第二衬底基板21的一侧的。其中，第三缓冲层25的内应力的方向与有机透射层24的内应力的方向相反。
液晶层3在电场作用下，将从导光基板1’中出射的光线透过有机透射层24，入射至所述黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，从而使得液晶显示装置200实现显示。
本公开的发明人经研究发现，液晶层3与黑矩阵层22的距离越大，在液晶层3受到电场作用时，投射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域的光线越多，从而液晶显示装置200的显示亮度越高。在液晶层3和黑矩阵层22之间设置有机透射层24，可以增大液晶层3与黑矩阵层22之间的距离，从而使更多光线投射至黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域，液晶显示装置200的显示亮度得以增强。
然而，在有机透射层24的厚度较高的情况下，有机透射层24的内应力也会随之升高，在进行有机透射层24的制备时，通常在高温环境下进行，在将有机透射层24制备好之后，有机透射层24的温度会下降，在内应力的作用下有机透射层24发生严重收缩，而由于第二衬底基板21要与黑矩阵层22、有机透射层24紧密贴合，在有机透射层23产生较大的收缩后，第二衬底基板21也会随之变形，导致对向基板2’发生翘曲现象。
本公开的发明人经过测试，在对向基板2’中没有设置第三缓冲层25的情况下，得到对向基板2’的翘曲量为2.5mm。此处，如图10所示，翘曲量是指，对向基板2’的中间部分所确定的平行于参考平面O的平面M，与对向基板2’的两端翘起部分所确定的平行于参考平面O的平面N，之间的垂直距离L；其中，参考平面O为对向基板2’未发生翘曲时所确定的平面。
而如果将有机透射层24的厚度降低，其对液晶显示装置200的显示亮度的提升就会减弱。
因此，本公开提供的显示装置200的对向基板2’中，在黑矩阵层22与第二衬底基板21之间设置第三缓冲层25，且第三缓冲层25的内应力的方向与有机透射层24的内应力的方向相反，这样第三缓冲层25对于第二衬底基板21和黑矩阵层22的作用力，与有机透射层24对于黑矩阵层22的作用力就会抵消或部分抵消，从而使得第二衬底基板21的变形程度降低，进而使得对向基板2’的翘曲程度减轻。
在一些实施例中，第三缓冲层25的材料为氮化硅。在一些实施例中，第三缓冲层25的制备工艺采用化学气相沉积工艺，在进行第三缓冲层25的制备时，通过对第三缓冲层25的材料的晶格参数进行调整，使得所形成的第三缓冲层25具有与有机透射层24的内应力反向的内应力。
示例性的，在第三缓冲层25的材料为氮化硅的情况下，采用化学气相沉积工艺进行第三缓冲层25的制备，在沉积过程中，向反应腔室内通入SiH4(甲硅烷)与NH3(氨气)，通过调整SiH4与NH3的气体含量，来调整氮化硅材料的晶格参数，形成具有与有机透射层24的内应力反向的内应力的第三缓冲层25。
在一些实施例中，对于有机透射层24的厚度的设置需要考虑两个方面因素：一方面是在液晶显示装置200中时，有机透射层24的厚度越大，液晶层3与黑矩阵层22之间的距离越大，使得有更多光线经由有机透射层24投射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，这样可以提高液晶显示装置200的发光强度。另一方面是有机透射层24的厚度越大，其内应力越高，会导致对向基板2’发生翘曲，因此有机透射层24的厚度需要设定在合理范围内。示例性地，有机透射层24的厚度为15μm～20μm。
在一些实施例中，为了使得第三缓冲层25对于第二衬底基板21和黑矩阵层22的作用力，与有机透射层24对于黑矩阵层22的作用力的更好地抵消，从而有效改善对向基板2’的翘曲现象，第三缓冲层25需要具有合适厚度。示例性地，在第三缓冲层25的材料为氮化硅的情况下，第三缓冲层25的厚度为0.5μm～1μm。
在一些实施例中，请再次参见图9，对向基板2’还包括设置于黑矩阵层22与第三缓冲层25之间的粘接层26。
在黑矩阵层22与第三缓冲层25之间设置粘接层26可以增强黑矩阵层22与第三缓冲层25之间的结合力，防止在黑矩阵层22与第三缓冲层25直接接触时，因结合不稳固所导致的第三缓冲层25起皮(peeling)或剥落现象的出现。
在一些示例中，粘接层26的材料为二氧化硅。二氧化硅具有较强的粘接性，可以增强透射层24与第三缓冲层25之间的结合力。
在一些实施例中，本公开的发明人经过测试，在有机透射层24的厚度为22μm，第三缓冲层25的厚度为100nm，粘接层26的厚度为300nm的情况下，得到对向基板2’的翘曲量小于0.1mm，可见，通过设置第三缓冲层25能够显著改善对向基板2’的翘曲现象。
因此，本公开提供的液晶显示装置200中，由于对向基板2’的翘曲量较小，液晶显示装置200的整体的平整性较高，产品质量得以提高。
如图11所示，本公开的一些实施例还提供了一种导光基板1”。
(1)导光基板1”包括：
第一衬底基板11；
设置于第一衬底基板11一侧的多个取光光栅单元12；
覆盖在多个取光光栅单元12上的平坦层13；
设置于平坦层13远离第一衬底基板11一侧的第一缓冲层15a；
设置于第一缓冲层15a远离第一衬底基板11一侧的第二缓冲层15b；
其中，第一缓冲层15a的材料与第二缓冲层15b的材料不同。
(2)根据(1)所述的导光基板1”，其中，第一缓冲层15a的折射率介于平坦层13的折射率与第二缓冲层的折射率之间。
(3)根据(1)所述的导光基板1”，其中，第一缓冲层15a的材料为氧化物，第二缓冲层15b的材料为氮化物，且第一缓冲层15a的材料和第二缓冲层15b的材料包含相同的元素。
(4)根据(3)所述的导光基板1”，其中，第一缓冲层15a的材料为氧化硅，第二缓冲层15b的材料为氮化硅。
(5)根据(4)所述的导光基板1”，其中，第一缓冲层15a的厚度为0.3μm，第二缓冲层15b的厚度为0.1μm，平坦层13的厚度为0.825μm。
(4)根据(1)～(5)所述的导光基板1”，其中，导光基板1”还包括：
设置于第二缓冲层15b远离所述第一衬底基板11一侧的像素驱动结构14，所述像素驱动结构14包括多个薄膜晶体管14a；
设置于像素驱动结构14远离所述第一衬底基板11一侧的像素电极层14b；
设置于像素电极层14b远离第一衬底基板11一侧的公共电极层14c；
第二缓冲层15b的致密度高于平坦层13的致密度，且高于第一缓冲层15a的致密度。
在一些实施例中，导光基板1”还包括：设置于像素电极层14b和公共电极层14c之间的绝缘层14d。
如图12所示，本公开的一些实施例还提供一种液晶显示装置300，包括：导光基板1”、对向基板2和液晶层3。
导光基板1”为如上述实施例中的的导光基板1”。
对向基板2与导光基板1”相对设置，其中，对向基板2包括：
第二衬底基板21；
设置于第二衬底基板21靠近导光基板1”的一侧的黑矩阵层22；
其中，黑矩阵层22具有多个开口，黑矩阵层22在所述第一衬底基板11上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元12在所述第一衬底基板11上的正投影。
液晶层设置于导光基板1”和对向基板2之间，其中，液晶层3被配置为在电场作用下，将从导光基板1”中出射的光线入射至黑矩阵层22；或者，将从导光基板1”中出射的光线入射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域。
上述液晶显示装置300所包括的导光基板1”中设置有第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，从而平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成的层叠结构的锁光能力提高，使得导光基板1”漏光量较低，光线利用率较高。这样在液晶显示装置300处于暗态时，减轻了暗态显示不均现象，在液晶显示装置300处于亮态时，显示亮度得以提升。
在一些实施例中，请再次参见图12，液晶显示装置300还包括第一配向层3a、第二配向层3b、光源4、准直灯罩5、胶合层7、第一反射片6a和第二反射片6b，关于上述各部件的结构、设置方式以及功能可参见对于液晶显示装置200中相关内容的说明。
如图13所示，本公开的一些实施例还提供一种对向基板2’。
(1)对向基板2’包括：
第二衬底基板21；
设置于第二衬底基板21的一侧的有机透射层24；
设置于第二衬底基板21和有机透射层24之间的第三缓冲层25；
其中，第三缓冲层25的内应力的方向与有机透射层24的内应力的方向相反。
(2)根据(1)所述的对向基板2’，其中，第三缓冲层25的材料为氮化硅。
(3)根据(2)所述的对向基板2’，其中，有机透射层24的厚度为15μm～20μm，第三缓冲层25的厚度为0.5μm～1μm。
(4)根据(1)～(3)所述的对向基板2’，对向基板2’还包括：设置于有机透射层24与第三缓冲层25之间的粘接层26。
(5)根据(4)所述的对向基板2’，其中，粘接层26的材料为二氧化硅，粘接层26的厚度为0.3μm。
(6)根据(1)～(5)所述的对向基板2’，对向基板2’还包括：设置于有机透射层24靠近第二衬底基板21的一侧的黑矩阵层22，黑矩阵层22具有多个开口。
如图14所示，本公开的一些实施例还包括一种液晶显示装置400，包括：导光基板1、对向基板2’和液晶层3。
导光基板1包括：
第一衬底基板11；
设置于第一衬底基板11朝向对向基板2’的一侧的多个取光光栅单元12；
覆盖在多个取光光栅单元12上的平坦层13；
设置于平坦层13背向第一衬底基板11的一侧的像素驱动结构14，所述像素驱动结构14包括多个薄膜晶体管14a；
设置于像素驱动结构14背向第一衬底基板11的一侧的像素电极层14b；
设置于像素电极层14b背向第一衬底基板11的一侧的公共电极层14c。
对向基板2’与导光基板1相对设置，其中，黑矩阵层22具有多个开口，所述黑矩阵层22在第一衬底基板11上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元12在第一衬底基板11上的正投影。
液晶层设置于导光基板1和对向基板2’之间，其中，液晶层3被配置为在电场作用下，将从导光基板1中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从导光基板1中出射的光线入射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域。
在上述液晶显示装置400中，由于对向基板2’包括有机透射层24和第三缓冲层25，且第三缓冲层25的内应力的方向与有机透射层24的内应力的方向相反，使得对向基板2’的翘曲量降低，因此液晶显示装置400的整体的平整性较高，产品质量较好，并且，由于对向基板2’设置有机透射层24，因此液晶层3在电场作用下时，能够将更多从导光基板1中出射的光线入射至黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域，提高了液晶显示装置400的显示亮度。
在一些实施例中，请再次参见图14，液晶显示装置400还包括第一配向层3a、第二配向层3b、光源4、准直灯罩5、胶合层7、第一反射片6a和第二反射片6b，关于上述各部件的结构、设置方式以及功能可参见对于液晶显示装置200中相关内容的说明。
如图15所示，本公开的一些实施例还提供一种液晶显示装置500，包括：导光基板1”、对向基板2’和液晶层3。其中，导光基板1”为本公开实施例所提供的导光基板1”，对向基板2’为本公开实施例所提供的对向基板2’，导光基板1”与对向基板2’相对设置。液晶层3设置于导光基板1”和对向基板2’之间，其中，液晶层3被配置为在电场作用下，将从导光基板1”中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从导光基板1”中出射的光线入射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域。
上述液晶显示装置500所包括的导光基板1”中设置有第一缓冲层15a和第二缓冲层15b，从而平坦层13、第一缓冲层15a和第二缓冲层15b组成的层叠结构的锁光能力提高，使得导光基板1”漏光量较低，光线利用率较高。这样在液晶显示装置500处于暗态时，减轻了暗态显示不均现象，在液晶显示装置500处于亮态时，显示亮度得以提升。
并且，由于对向基板2’包括有机透射层24和第三缓冲层25，且第三缓冲层25的内应力的方向与有机透射层24的内应力的方向相反，使得对向基板2’的翘曲量降低，因此液晶显示装置500的整体的平整性较高，产品质量较好，并且，由于对向基板2’设置有机透射层24，因此在液晶层3受到电场作用时，能够将更多从导光基板1中出射的光线入射至黑矩阵层22所具有的多个开口形成的出光区域，提高了液晶显示装置500的显示亮度。
在一些实施例中，如图15所示，上述液晶显示装置500还包括第一配向层3a、第二配向层3b、光源4、准直灯罩5、胶合层7、第一反射片6a和第二反射片6b，关于上述各部件的结构、设置方式以及功能可参见上面相关内容的说明，此处不再重复。
在一些实施例中，上述液晶显示装置300中的导光基板1”，液晶显示装置400中的导光基板1，以及液晶显示装置500中的导光基板1”均采用本公布提供的制备方法得到，在制备过程中，由于界面保护层16覆盖在第一衬底基板11上，对第一衬底基板11起到了保护作用，避免了对第一衬底基板11的表面上对应非取光口区域B的部分造成损伤，使得第一衬底基板11的表面上对应非取光口区域B的部分为光滑界面，从而减少了第一衬底基板11非取光口区域B的漏光现象的发生，并且保证了更多光线从多个取光口区域A的多个取光光栅单元12中以准直的角度出射，从而提高了液晶显示装置300、液晶显示装置400、液晶显示装置500的显示效果。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种导光基板的制备方法，包括：
提供第一衬底基板，在所述第一衬底基板的一侧表面上形成界面保护层；所述第一衬底基板包括多个取光口区域和除所述多个取光口区域之外的非取光口区域；
在所述第一衬底基板的形成有所述界面保护层的一侧形成光栅结构层；
去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分，得到与所述多个取光口区域一一对应的多个取光光栅单元；其中，采用刻蚀工艺对所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分进行去除，对所述光栅结构层的材料进行刻蚀与对所述界面保护层的材料进行刻蚀的刻蚀选择比大于或等于10；
去除所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分。
2.根据权利要求1所述的导光基板的制备方法，其中，所述在所述第一衬底基板的一侧表面上形成界面保护层的步骤之后，还包括：
图案化所述界面保护层，去除所述界面保护层中对应所述多个取光口区域的部分。
3.根据权利要求2所述的导光基板的制备方法，其中，所述图案化所述界面保护层，去除所述界面保护层中对应所述多个取光口区域的部分的步骤中，以及所述去除所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，采用湿法刻蚀工艺对所述界面保护层的相应部分进行去除。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的导光基板的制备方法，其中，所述界面保护层的材料为金属、金属合金或金属氧化物。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的导光基板的制备方法，其中，在所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，在所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分被完全去除时，所述界面保护层中对应所述非取光口区域的部分中，未被所述光栅结构层遮盖的部分的厚度大于或等于0。
6.根据权利要求5所述的导光基板的制备方法，其中，所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤中，采用干法刻蚀工艺对所述光栅结构层中的相应部分进行去除。
7.根据权利要求1所述的导光基板的制备方法，其中，所述去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分的步骤，包括：
在所述光栅结构层中对应所述取光口区域的部分远离所述第一衬底基板的一侧形成保护胶层，使所述保护胶层覆盖所述光栅结构层中对应所述取光口区域的部分；
去除所述光栅结构层中对应所述非取光口区域的部分；
去除所述保护胶层。
8.一种导光基板，包括：
第一衬底基板，所述第一衬底基板包括多个取光口区域和除所述多个取光口区域之外的非取光口区域；
设置在所述第一衬底基板的一侧表面上的多个界面保护结构，所述多个界面保护结构与所述多个取光口区域一一对应；
设置于所述多个界面保护结构远离所述第一衬底基板一侧的多个取光光栅单元，所述多个取光光栅单元与所述多个界面保护结构一一对应。
9.根据权利要求8所述的导光基板，还包括：
覆盖在所述多个取光光栅单元上的平坦层；
设置于所述平坦层远离所述第一衬底基板的一侧的第一缓冲层；
设置于所述第一缓冲层远离所述第一衬底基板的一侧的第二缓冲层；
其中，所述第一缓冲层的材料与所述第二缓冲层的材料不同。
10.根据权利要求9所述的导光基板，其中，所述第一缓冲层的折射率介于所述平坦层的折射率与所述第二缓冲层的折射率之间。
11.根据权利要求9所述的导光基板，其中，所述第一缓冲层的材料为氧化物，所述第二缓冲层的材料为氮化物，且所述第一缓冲层的材料与所述第二缓冲层的材料包含相同的元素。
12.根据权利要求11所述的导光基板，其中，所述第一缓冲层的材料为氧化硅，所述第二缓冲层的材料为氮化硅。
13.根据权利要求12所述的导光基板，其中，所述第一缓冲层的厚度为0.3μm，所述第二缓冲层的厚度为0.1μm，所述平坦层的厚度为0.825μm。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的导光基板，还包括，设置于所述第二缓冲层远离所述第一衬底基板一侧的像素驱动结构，所述像素驱动结构包括多个薄膜晶体管；
设置于所述像素驱动结构远离所述第一衬底基板的一侧的像素电极层；
设置于所述像素电极层远离所述第一衬底基板的一侧的公共电极层；
所述第二缓冲层的致密度高于所述平坦层的致密度，且第二缓冲层的致密度高于所述第一缓冲层的致密度。
15.一种液晶显示装置，包括：
如权利要求8～14中任一项所述的导光基板；
与所述导光基板相对设置的对向基板；
其中，所述对向基板包括：
第二衬底基板；
设置于所述第二衬底基板靠近所述导光基板的一侧的黑矩阵层；
其中，所述黑矩阵层具有多个开口，所述黑矩阵层在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述多个取光光栅单元在所述第一衬底基板上的正投影；
设置于所述导光基板和所述对向基板之间的液晶层；
其中，所述液晶层被配置为在电场作用下，将从所述导光基板中出射的光线入射至黑矩阵层；或者，将从所述导光基板中出射的光线入射至所述黑矩阵层所具有的多个开口形成的出光区域。
16.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其中，所述对向基板还包括：
设置于所述黑矩阵层远离所述第二衬底基板的一侧的有机透射层；
设置于所述黑矩阵层靠近所述第二衬底基板的一侧的第三缓冲层；
其中，所述第三缓冲层的内应力的方向与所述有机透射层的内应力的方向相反。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其中，所述第三缓冲层的材料为氮化硅。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述有机透射层的厚度为15μm～20μm，所述第三缓冲层的厚度为0.5μm～1μm。
19.根据权利要求16～18中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述对向基板还包括：
设置于所述第三缓冲层与所述黑矩阵层之间的粘接层。
20.根据权利要求19所述的液晶显示装置，其中，所述粘接层的材料为二氧化硅，所述粘接层的厚度为0.3μm。
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