CN114280831A - 显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一开关元件、一金属层以及一像素电极。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置在第一基板和第二基板之间，且液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶。开关元件设置在第一基板的一内表面和液晶层之间。金属层设置在开关元件和液晶层之间，且金属层至少部分覆盖开关元件。像素电极设置在第一基板的内表面和液晶层之间，像素电极电连接开关元件，且像素电极和金属层电绝缘。

Description

显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示面板，特别是涉及一种透明显示面板。

背景技术

透明显示面板(transparent display panel)能够让环境中的光线穿透，在显示影像或未显示影像的状况下，使用者能看到面板另一侧的背景。由于透明显示面板所具有的特性，透明显示面板被广泛地应用于各种不同的场所中，可作为智能窗户或车用玻璃等。然而，如何提升透明显示面板的对比度以提升显示效果仍为此领域研发人员亟欲解决的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提升透明显示面板的对比度以提升显示效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一开关元件、一金属层以及一像素电极。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置在第一基板和第二基板之间，且液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶。开关元件设置在第一基板的一内表面和液晶层之间。金属层设置在开关元件和液晶层之间，且金属层至少部分覆盖开关元件。像素电极设置在第一基板的内表面和液晶层之间，像素电极电连接开关元件，且像素电极和金属层电绝缘。

为解决上述技术问题，本发明提供一种显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一开关元件、一金属层以及一像素电极。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置在第一基板和第二基板之间，且液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶。开关元件设置在第一基板的一内表面和液晶层之间。金属层设置在开关元件和液晶层之间，且金属层至少部分覆盖开关元件。像素电极设置在第一基板的内表面和液晶层之间，且像素电极电连接开关元件及金属层。

在本发明的显示面板中，金属层至少部分覆盖开关元件，因此，当光线从第二基板进入显示面板时会被金属层反射，可避免光线照射到开关元件，进而避免开关元件发生光漏电的问题。此外，在画面显示模式下，金属层可将光线反射到第二基板，以增加画面显示的光线，可增加画面的亮度和/或对比度，进而提升显示效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例的显示面板的剖面示意图。

图2为第一实施例的显示面板的第一基板和第二基板的示意图。

图3为本发明第二实施例的显示面板的剖面示意图。

图4为本发明第三实施例的显示面板的剖面示意图。

图5为本发明第四实施例的显示面板的剖面示意图。

图6为本发明第五实施例的显示面板的剖面示意图。

图7为本发明第六实施例的显示面板的剖面示意图。

图8为本发明第七实施例的显示面板的剖面示意图。

图9为本发明第八实施例的显示面板的剖面示意图。

附图标记说明：10-显示面板；100-第一基板；1000、1020-内表面；1002、1022-外表面；102-第二基板；104-液晶层；106-开关元件；106C-半导体层；106D-漏极；106G-栅极；106S-源极；108-金属层；110-像素电极；112-栅极绝缘层；114-掺杂层；116-蚀刻停止层；118-绝缘层；120-共同电极；122-彩色滤光片；124-间隙物；DL-数据线；GL-扫描线；OP1、OP2、OP3-开口。

具体实施方式

为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的优选实施例，并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，附图均为简化的示意图，因此，仅显示与本发明有关的元件与组合关系，以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述，而实际的元件与布局可能更为复杂。另外，为了方便说明，本发明的各附图中所示的元件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。

请参考图1和图2，图1为本发明第一实施例的显示面板的剖面示意图，而图2为第一实施例的显示面板的第一基板和第二基板的示意图。本实施例的显示面板10可例如是一透明显示面板，如图1，显示面板10包括一第一基板100、一第二基板102、一液晶层104、一开关元件106、一金属层108以及一像素电极110。第一基板100和第二基板102相对设置，第一基板100具有一内表面1000和相对于内表面1000的一外表面1002，而第二基板102具有一内表面1020和相对于内表面1020的一外表面1022，且液晶层104设置在第一基板100的内表面1000和第二基板102的内表面1020之间。第一基板100及第二基板102可为透明的硬质基板或透明的可挠式基板，但不以此为限。举例而言，第一基板100及第二基板102可为玻璃基板。

在本实施例中，第一基板100是作为薄膜晶体管基板。如图2，显示面板10包括多条扫描线GL、多条数据线DL、多个开关元件106及多个像素电极110，而这些元件可设置在图1的第一基板100的内表面1000和液晶层104之间。扫描线GL可和数据线DL交错并定义出多个子像素SP，每个子像素SP可具有至少一开关元件106，且开关元件106和一扫描线GL、一数据线DL以及一像素电极110电连接。

本实施例的开关元件106可以是薄膜晶体管。如图1，开关元件106可包括一栅极106G、一栅极绝缘层112、一半导体层106C、两掺杂层114、一蚀刻停止层116、一源极106S及一漏极106D。栅极106G设置在第一基板100的内表面1000上，且扫描线GL电连接栅极106G，以对栅极106G提供用以控制薄膜晶体管的开关信号，进而控制显示画面更新。在本实施例中，栅极106G和扫描线GL可以是由一第一金属层所形成，但不以此为限。栅极绝缘层112设置在第一基板100的内表面1000上并覆盖栅极106G。

半导体层106C设置在栅极绝缘层112上并与栅极106G重叠。半导体层106C可例如是非晶硅、多晶硅或金属氧化物(如铟镓锌氧化物)。掺杂层114及蚀刻停止层116设置在半导体层106C上，且掺杂层114可设置在蚀刻停止层116的两侧上。掺杂层114可例如是N型或P型的掺杂半导体层，而本实施例的掺杂层114是N型掺杂的非晶硅层。蚀刻停止层116可包括绝缘材料。

源极106S及漏极106D设置在掺杂层114上，源极106S和漏极106D之间以及两掺杂层114之间具有一开口OP1，且开口OP1暴露出蚀刻停止层116的部分表面。此外，数据线DL电连接源极106S，以对源极106S提供画面灰阶信号。在本实施例中，源极106S、漏极106D和数据线DL可以是由一第二金属层所形成，但不以此为限。第一金属层和第二金属层可以是铝、铜、钛、钨等单一金属层或者是钼/铝/钼、钛/铝/钛、钛/铜/钛、钛/铜…等复合金属层，本发明不以此为限。

如图1，显示面板10包括一绝缘层118设置在开关元件106和金属层108之间以及设置在第一基板100的内表面1000和像素电极110之间。绝缘层118设置在源极106S和漏极106D上并填入开口OP1，且绝缘层118包括一开口OP2暴露出开关元件106的漏极106D的部分表面。栅极绝缘层112和绝缘层118包括绝缘材料，如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限。另一方面，像素电极110设置在绝缘层118上并通过开口OP2电连接开关元件106的漏极106D，如图1，像素电极110填入开口OP2和漏极106D连接。

此外，金属层108设置在开关元件106和液晶层104之间，金属层108直接设置在绝缘层118的表面上，并可和绝缘层118的表面直接接触。如图1和图2，金属层108至少部分覆盖开关元件106，而在本实施例中，金属层108可完全覆盖开关元件106。此外，本实施例的金属层108和像素电极110彼此分离并且电绝缘，且金属层108是浮接(floating)的。金属层108可以是铝、银、铜、钛、钨等单一金属层或者是钼/铝/钼、钛/铝/钛、钛/铜/钛、钛/铜…等复合金属层，本发明不以此为限。

由于金属层108是不透光的材料并至少部分覆盖开关元件106，因此，当光线从第二基板102进入显示面板10时会被金属层108反射，可避免光线照射到开关元件106，进而避免开关元件106发生光漏电的问题。此外，显示面板10可选择性的包括一遮蔽金属层和一缓冲层(未绘示)设置在开关元件106和第一基板100的内表面1000之间，缓冲层设置在栅极106G下且遮蔽金属层设置在缓冲层和第一基板100之间。因此，当光线从第一基板100进入显示面板10时会被遮蔽金属层反射，可避免光线照射到开关元件106，进而避免开关元件106发生光漏电的问题。

此外，在画面显示模式下，金属层108可将光线反射到第二基板102，以增加画面显示的光线，可增加画面的亮度和/或对比度，进而提升显示效果。另外，由于扫描线GL和数据线DL也是金属材料，因此扫描线GL和数据线DL也可提供上述功效。

在本实施例中，第二基板102是作为彩色滤光片基板。如图1和图2，显示面板10包括一共同电极120和多个彩色滤光片122设置在第二基板102的内表面1020和液晶层104之间。共同电极120和彩色滤光片122设置在第二基板102的内表面1020上，且共同电极120覆盖彩色滤光片122。在本实施例中，彩色滤光片122对应像素电极110并设置在像素电极110的上方。彩色滤光片122可具有相同或不同的颜色，如红色、蓝色、绿色等。像素电极110和共同电极120包括透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)，但不限于此。

在本实施例中，第二基板102上可省略设置黑色矩阵层，因此，金属层108、扫描线GL和/或数据线DL可将光线反射到第二基板102以增加画面显示的光线，且子像素SP能够具有较高的开口率，进而提升显示面板10的显示效果。

如图1，显示面板10包括液晶层104及一间隙物124设置在第二基板102的内表面1020和第一基板100的内表面1000之间。间隙物124用于支撑第一基板100和第二基板102，且间隙物124可包括光阻材料，但不以此为限。在本发明中，液晶层104包括聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal，PDLC)、聚合物网络液晶(polymer network liquidcrystal，PNLC)或胆固醇液晶(cholesteric liquid crystal，CHLC)，且液晶层104的厚度可小于或等于10微米。

通过共同电极120和像素电极110所产生的电场可使液晶层104呈现透态或雾态，因此，本发明的显示面板10可应用在透明显示器中，且显示面板10具有大可视角的优点。通过使用PDLC、PNLC或CHLC，本发明的显示面板10在第一基板100和第二基板102上可省略设置偏光片，并且，不需为了形成具有凹凸结构(为了提供散射效果)的金属层108而在第一基板100的开关元件106上额外设置厚度较厚的另一绝缘层。因此，在本发明中，金属层108是直接设置在绝缘层118上而非设置在厚度较厚的另一绝缘层上，进而可缩减显示面板10的厚度。

在液晶层104包括聚合物分散液晶或聚合物网络液晶的实施例中，在形成液晶层104时需对液晶曝光使聚合物产生反应。在本发明中，由于第二基板102上并未设置黑色矩阵层，因此可提高开口率，进而提升对液晶曝光时聚合物反应的效率。

在液晶层104包括聚合物分散液晶的实施例中，当共同电极120和像素电极110施加电压时，液晶朝向单一方向排列使光线能通过液晶层104，此时液晶层104呈现透态，因此使用者可看到显示面板10提供的显示画面并可看到环境中的背景。另当共同电极120和像素电极110未施加电压时，液晶朝向各方向排列使光线在液晶层104中散射，此时液晶层104呈现雾态。在雾态下，从环境中进入到显示面板10的光线可部分穿透且部分散射，显示面板10的显示画面或环境中的背景呈现雾态，因此雾态的显示面板10可提供隐私、隔热、显示等效果。当液晶层104的厚度增加时，所包含的聚合物分散液晶的量越多，可使雾态效果更为明显。

在液晶层104包括聚合物网络液晶的实施例中，当共同电极120和像素电极110未施加电压时，液晶朝向单一方向排列使光线能通过液晶层104，此时液晶层104呈现透态。另当共同电极120和像素电极110施加电压时，液晶朝向各方向排列使光线在液晶层104中散射，此时液晶层104呈现雾态。当液晶层104的厚度增加时，所包含的聚合物分散液晶的量越多，可使雾态效果更为明显。

在液晶层104包括胆固醇液晶的实施例中，当共同电极120和像素电极110未施加电压时，液晶朝单一方向螺旋状排列使液晶层104具平面状态(planar state)，此时部分光线可通过液晶层104且液晶还可反射特定波长的光线，因此，液晶层104呈现微透态，因此使用者可看到显示面板10提供的显示画面并可看到环境中的背景。另外，由于胆固醇液晶可通过调整螺距来反射特定波长的光线(如红光、蓝光、绿光等)，因此在一些实施例中，可不需在第二基板102上设置彩色滤光片122。

当共同电极120和像素电极110施加较小电压时，液晶朝向各方向排列使液晶层104具焦点圆锥状态(focal conic state)，此时光线在液晶层104中散射使液晶层104呈现雾态。在雾态下，从环境中进入到显示面板10的光线可部分穿透且部分散射，显示面板10的显示画面或环境中的背景呈现雾态，因此雾态的显示面板10可提供隐私、隔热、显示等效果。

当共同电极120和像素电极110施加更高的电压时，液晶全部呈垂直排列使液晶层104具垂直状态(homeotropic state)，此时光线可全通过液晶层104，因此，液晶层104呈现全透态，因此使用者可看到显示面板10提供的显示画面并可看到环境中的背景。

本发明的显示面板并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例，然为了简化说明并突显各实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。

请参考图3，其为本发明第二实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第一实施例(如图1)不同的地方在于，本实施例的显示面板10是单色的显示面板，因此本实施例的显示面板10并不包括第一实施例中的彩色滤光片122，然而本实施例的显示面板10亦可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图4，其为本发明第三实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第一实施例(如图1)不同的地方在于，本实施例的金属层108包括一开口OP3，且开口OP3设置在开关元件106的栅极106G的上方并穿透金属层108以暴露出绝缘层118的部分表面。在金属层108设置开口OP3可提升开关元件106的电性控制能力。此外，本实施例的显示面板10亦可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图5，其为本发明第四实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第三实施例(如图4)不同的地方在于，本实施例的显示面板10是单色的显示面板，因此本实施例的显示面板10并不包括第三实施例中的彩色滤光片122。此外，本实施例的显示面板10可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图6，其为本发明第五实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第一实施例(如图1)不同的地方在于，本实施例的像素电极110电连接开关元件106及金属层108，且像素电极110和金属层108直接接触。在本实施例中，金属层108和像素电极110皆可接收来自漏极106D的信号。

以液晶层104包括聚合物分散液晶为例，当共同电极120和像素电极110施加电压时，共同电极120和金属层108亦施加电压，共同电极120和金属层108之间的液晶亦呈现透态，而从环境中进入到显示面板10的光线可穿透液晶层104并可被金属层108所反射。由于金属层108上的液晶是透态，因此能更有效地增加画面的亮度和/或对比度，进而更有效地提升显示效果。此外，本实施例的显示面板10亦可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图7，其为本发明第六实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第五实施例(如图6)不同的地方在于，本实施例的显示面板10是单色的显示面板，因此本实施例的显示面板10并不包括第五实施例中的彩色滤光片122。此外，本实施例的显示面板10亦可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图8，其为本发明第七实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第五实施例(如图6)不同的地方在于，本实施例的金属层108包括开口OP3，且开口OP3设置在开关元件106的栅极106G的上方并穿透金属层108以暴露出绝缘层118的部分表面。在金属层108设置开口OP3可提升开关元件106的电性控制能力。此外，本实施例的显示面板10亦可提供如第一实施例所述的其余功效。

请参考图9，其为本发明第八实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例和第七实施例(如图8)不同的地方在于，本实施例的显示面板10是单色的显示面板，因此本实施例的显示面板10并不包括第七实施例中的彩色滤光片122。此外，本实施例的显示面板10可提供如第一实施例所述的其余功效。

综上所述，本发明的显示面板可以是透明显示面板，其中液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶，通过共同电极和像素电极所产生的电场可使液晶层呈现透态或雾态，本发明的显示面板具有大可视角的优点。本发明的显示面板在第一基板和第二基板上可省略设置偏光片，并且，不需为了形成具有凹凸结构(为了提供散射效果)的金属层而在开关元件上额外设置厚度较厚的绝缘层，进而可缩减显示面板的厚度。

此外，在本发明的显示面板中，金属层至少部分覆盖开关元件，因此，当光线从第二基板进入显示面板时会被金属层反射，可避免光线照射到开关元件，进而避免开关元件发生光漏电的问题。此外，第二基板并未设置黑色矩阵层，因此，金属层、扫描线和/或数据线可将光线反射到第二基板以增加画面显示的光线，且子像素能够具有较高的开口率，进而提升显示面板的显示效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第二基板，相对于所述第一基板设置；

一液晶层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间，且所述液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶；

一开关元件，设置在所述第一基板的一内表面和所述液晶层之间；

一金属层，设置在所述开关元件和所述液晶层之间，且所述金属层至少部分覆盖所述开关元件；以及

一像素电极，设置在所述第一基板的所述内表面和所述液晶层之间，所述像素电极电连接所述开关元件，且所述像素电极和所述金属层电绝缘。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素电极和所述金属层彼此分离。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述金属层包括一开口，所述开口设置在所述开关元件的一栅极的上方。

4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括一绝缘层设置在所述开关元件和所述金属层之间以及设置在所述第一基板的所述内表面和所述像素电极之间，其中所述绝缘层包括一开口暴露出所述开关元件的一漏极，且所述像素电极通过所述开口电连接所述漏极。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括一彩色滤光片设置在所述第二基板的一内表面和所述液晶层之间，且所述彩色滤光片设置在所述像素电极的上方。

6.一种显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第二基板，相对于所述第一基板设置；

一液晶层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间，且所述液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或胆固醇液晶；

一开关元件，设置在所述第一基板的一内表面和所述液晶层之间；

一金属层，设置在所述开关元件和所述液晶层之间，且所述金属层至少部分覆盖所述开关元件；以及

一像素电极，设置在所述第一基板的所述内表面和所述液晶层之间，且所述像素电极电连接所述开关元件及所述金属层。

7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述像素电极和所述金属层直接接触。

8.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述金属层包括一开口，所述开口设置在所述开关元件的一栅极的上方。

9.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，还包括一绝缘层设置在所述开关元件和所述金属层之间以及设置在所述第一基板的所述内表面和所述像素电极之间，其中所述绝缘层包括一开口暴露出所述开关元件的一漏极，且所述像素电极通过所述开口电连接所述漏极。

10.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，还包括一彩色滤光片设置在所述第二基板的一内表面和所述液晶层之间，且所述彩色滤光片设置在所述像素电极的上方。

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