本發明涉及顯示技術領域,特別涉及一種顯示面板及其制造方法、顯示裝置。
背景技術:
隨著顯示技術領域的發展,各種具有顯示功能的產品出現在日常生活中,例如手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等,這些產品都無一例外的需要裝配顯示面板,由于反射型的顯示面板具有成本低,反射率高的優點,反射型的顯示面板已成為顯示領域的研究熱點。
相關技術中,反射型的顯示面板通常包括承載玻璃,半球形反射膜,上電極,帶有黑色帶電粒子的墨水,下電極和驅動背板,其中,半球形反射膜和上電極依次形成在玻璃上,上電極和下電極相對設置,兩者之間填充有帶有黑色帶電粒子的墨水。當上電極加負電壓,下電極加正電壓時,帶負電的黑色帶電粒子會被吸附到下電極附近,入射光線從承載玻璃側照射時,從光密介質(半球形反射膜和上電極)進入光疏介質(墨水)時,入射光線會發生全反射,此時顯示面板的顯示狀態為亮態;當上電極加正電壓,下電極加負電壓時,帶負電的黑色帶電粒子會被吸附到上電極附近,將半球形反射膜上的上電極包裹,入射光線從承載玻璃側照射時,會被黑色帶電粒子吸收,此時顯示面板的顯示狀態為暗態。
相關技術中的反射型的顯示面板,需要在承載玻璃上進行納米壓印工藝形成半球形反射膜,再在半球形反射膜上形成上電極,制造難度大且工藝比較復雜。
技術實現要素:
為了解決相關技術中反射型的顯示面板制造難度大且工藝比較復雜的問題,本發明實施例提供了一種顯示面板及其制造方法、顯示裝置。所述技術方案如下:
第一方面,提供了一種顯示面板,包括:
襯底基板;
在所述襯底基板上設置有多個半球狀凹槽,所述半球狀凹槽內填充有反射材料,所述反射材料的折射率大于所述襯底基板的折射率;
在設置有所述反射材料的襯底基板上設置有至少一個電致變色單元;
其中,每個所述電致變色單元包括:
兩個透明電極和設置在所述兩個透明電極之間的電致變色材料。
可選的,所述至少一個電致變色單元包括多個電致變色單元,所述多個電致變色單元陣列排布在設置有所述反射材料的襯底基板上。
可選的,所述多個電致變色單元中位于電致變色材料一側的透明電極電連接,位于所述電致變色材料另一側的透明電極間隔設置。
可選的,所述多個電致變色單元中位于電致變色材料一側的透明電極為一體結構。
可選的,所述多個電致變色單元中任意兩個電致變色單元均間隔設置。
可選的,所述電致變色材料呈非透明狀態時,所述電致變色材料的顏色為黑色。
可選的,設置有所述至少一個電致變色單元的襯底基板上還設置有保護層。
可選的,所述反射材料為氧化鋅;
或者,所述反射材料為氧化鋅與硫的復合材料。
第二方面,提供了一種顯示裝置,包括第一方面任一所述的顯示面板。
可選的,所述顯示裝置還包括:
前置光源,所述前置光源位于所述顯示面板入光側的至少一端。
第三方面,提供了一種顯示面板的制造方法,包括:
在襯底基板上形成多個半球狀凹槽;
在所述半球狀凹槽內填充反射材料,所述反射材料的折射率大于所述襯底基板的折射率;
在形成有所述反射材料的襯底基板上形成至少一個電致變色單元;
其中,每個所述電致變色單元包括:
兩個透明電極和形成在所述兩個透明電極之間的電致變色材料。
可選的,所述在襯底基板上形成多個半球狀凹槽,包括:
在所述襯底基板上形成掩膜圖形,所述掩膜圖形包括多個陣列排布的圓形鏤空區域;
對形成有所述掩膜圖形的襯底基板進行刻蝕,使所述在襯底基板上形成多個半球狀凹槽;
剝離所述掩膜圖形。
可選的,所述掩膜圖形的材質為鉻金屬;
所述刻蝕為各向同性的濕法刻蝕。
可選的,所述電致變色材料呈非透明狀態時,所述電致變色材料的顏色為黑色。
可選的,在形成有所述反射材料的襯底基板上形成至少一個電致變色單元之后,所述方法還包括:
在形成有所述至少一個電致變色單元的襯底基板上形成保護層。
本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
本發明實施例提供的顯示面板及其制造方法、顯示裝置,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,相較于現有的顯示面板,本發明實施例提供的顯示面板無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例提供的一種顯示面板的結構示意圖;
圖2是本發明實施例提供的一種顯示面板的結構示意圖;
圖3-1是本發明實施例提供的另一種顯示面板的結構示意圖;
圖3-2是本發明實施例提供的一種電致變色單元的排列結構示意圖;
圖4是本發明實施例提供的一種電致變色材料的化學結構圖;
圖5-1是本發明實施例提供的一種顯示面板的工作原理圖;
圖5-2是本發明實施例提供的一種顯示面板的工作原理圖;
圖5-3是本發明實施例提供的一種顯示面板的顯示圖案示意圖;
圖5-4是本發明實施例提供的一種顯示面板的顯示圖案示意圖;
圖6是本發明實施例提供的一種顯示裝置的結構原理圖;
圖7是本發明實施例提供的一種顯示面板的制造方法流程圖;
圖8-1是本發明實施例提供的一種顯示面板的制造方法流程圖;
圖8-2是本發明實施例提供的一種在襯底基板上形成半球狀凹槽的工藝流程示意圖;
圖8-3是本發明實施例提供的一種掩膜圖形示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
本發明實施例提供了一種顯示面板10,如圖1所示,包括:
襯底基板101。
在該襯底基板101上設置有多個半球狀凹槽H,該半球狀凹槽H內填充有反射材料1011,該反射材料1011的折射率大于該襯底基板101的折射率。
在設置有反射材料1011的襯底基板101上設置有至少一個電致變色單元102。其中,每個所述電致變色單元102包括:
兩個透明電極和設置在兩個透明電極之間的電致變色材料1021,該兩個透明電極可以包括第一透明電極1022和第二透明電極1023。
實際應用中,在該兩個透明電極上加載第一電壓時,電致變色材料呈透明狀態,使入射光線從該電致變色材料透射至反射材料,并由反射材料對入射光線進行全反射,在該兩個透明電極上加載第二電壓時,電致變色材料呈非透明狀態,將入射光線吸收,該入射光線從電致變色單元上遠離所述襯底基板的一側入射。
綜上所述,本發明實施例提供的顯示面板,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,相較于現有的顯示面板,本發明實施例提供的顯示面板無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單。
需要說明的是,該反射材料1011是一種折射率較高的透明無機材料或有機材料,該反射材料1011的折射率通常不低于1.6,可選的,該反射材料1011可以為氧化鋅,或者,該反射材料1011可以為氧化鋅與硫的復合材料等。而襯底基板101的制作材料可以包括玻璃、石英以及塑料等透明材料,優選為玻璃,在制作該襯底基板101時,可以選擇折射率低于1.5的制作材料,也即是保證反射材料1011的折射率大于該襯底基板101。
進一步的,如圖1所示,至少一個電致變色單元可以包括多個電致變色單元102,該多個電致變色單元102陣列排布在設置有反射材料1011的襯底基板101上,本發明實施例以在襯底基板101上設置兩個電致變色單元102為例進行說明。
陣列排布在設置有反射材料1011的襯底基板101上的多個電致變色單元102可以有多種排布結構,本發明實施例以以下兩種排布結構為例進行說明:
第一種排布結構,如圖2所示,多個電致變色單元中位于電致變色材料一側的第一透明電極1022電連接,位于電致變色材料另一側的第二透明電極1023間隔設置,需要說明的是,該排布結構也可以將第一透明電極1022間隔設置,第二透明電極1023電連接,本發明實施例以圖2所示的排布結構為例進行說明,對位于電致變色材料一側的透明電極電連接,位于電致變色材料另一側的透明電極間隔設置中的透明電極的位置不做限定,電致變色材料1021間隔設置。可選的,如圖2所示,多個電致變色單元102中位于電致變色材料1021一側的第一透明電極1022電連接,該第一透明電極1022可以為一體結構,即可以是一整塊透明電極,或者,該第一透明電極1022也可以是間隔設置的,任意兩個第一透明電極1022之間通過連接線電連接。在實際應用中,為了保證顯示面板的顯示效果,對透明電極以及電致變色材料進行間隔設置時,間距盡可能縮小,保證間隔設置的透明電極以及電致變色材料與相鄰電致變色單元中的透明電極以及電致變色材料絕緣即可。
第二種排布結構,如圖3-1所示,多個電致變色單元102中任意兩個電致變色單元102均間隔設置,即是如圖3-2所示,多個電致變色單元102在顯示面板上呈矩陣狀排布。在實際應用中,為了保證顯示面板的顯示效果,對電致變色單元進行間隔設置時,間距盡可能縮小,保證間隔設置的電致變色單元與相鄰電致變色單元絕緣即可。
具體的,本發明實施例通過改變電致變色單元102中的電致變色材料1021的顏色狀態可以實現每個電致變色單元102的亮態和暗態兩種顯示狀態,包括:
可選的,該電致變色材料1021可以為金屬氧化物或有機化合物等,本發明實施例以化學結構如圖4所示的電致變色材料為例進行說明。
第一種顯示狀態,如圖5-1所示,在兩個透明電極上加載第一電壓時,該電致變色材料1021呈透明狀態,可以使入射光線λ從該電致變色材料1021透射至反射材料1011,由于反射材料1011的折射率大于襯底基板101的折射率,當入射光線λ的入射角θ大于等于臨界角(sinθ≥襯底基板的折射率/反射材料的折射率)時,反射材料1011可以對入射光線λ進行全反射,此時,電致變色單元102的顯示狀態為亮態。需要說明的是,該第一電壓可以為0伏,例如,此時,兩個透明電極可以全部接地,或者兩者加載相等的電壓使得壓差相等。
第二種顯示狀態,如圖5-2所示,在兩個透明電極上加載第二電壓時,該電致變色材料1021呈非透明狀態,可以將入射光線λ吸收,此時電致變色單元102的顯示狀態為暗態。可選的,當電致變色材料1021呈非透明狀態時,該電致變色材料的顏色可以為黑色,本發明實施例對電致變色材料1021呈非透明狀態時的顏色不做限定,優選為黑色。需要說明的是,以當電致變色材料1021呈非透明狀態時,該電致變色材料的顏色為黑色為例進行說明,即采用如圖4所示的有機化合物作為電致變色材料,在兩個透明電極上加載第二電壓時,隨著第二電壓的增大,電致變色材料1021從透明狀態逐漸變為黑色,此時入射光線λ被吸收的比例增大,顯示面板10的顯示狀態逐漸從亮態向暗態轉換,當第二電壓達到3伏時,電致變色材料1021完全變成黑色,此時入射光線λ被完全吸收,電致變色單元102的顯示狀態為暗態。
在實際應用中,通過控制電致變色單元102的顯示狀態,可以在如圖3-2所示的顯示面板上實現如圖5-3、如圖5-4等圖案的顯示。
需要說明的是,該入射光線λ從電致變色單元102遠離襯底基板101的一側入射。
具體的,在兩個透明電極上加載電壓時,一方面可以通過無源矩陣電極驅動控制電壓,具體的,在排布兩個透明電極時,可以使第一透明電極的陣列排布方向與第二透明電極的陣列排布方向垂直,可以通過行列選址線選擇電致變色單元,控制每個電致變色單元的電壓。另一方面可以通過有源驅動控制電壓,兩個透明電極中可以至少有一個透明電極與薄膜晶體管(英文:Thin Film Transistor;簡稱:TFT)開關電連接,通過TFT開關控制電壓。
可選的,如圖1所示,顯示面板10上設置有至少一個電致變色單元102的襯底基板101上還可以設置有保護層103,該保護層103可以起到保護電致變色單元的目的,使電致變色單元不易被磨損,從而可以增加顯示面板的使用壽命。
綜上所述,本發明實施例提供的顯示面板,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,可以通過控制電壓改變電致變色單元中的電致變色材料的顏色狀態從而實現顯示面板的亮態和暗態兩種顯示狀態,相較于現有的顯示面板,本發明實施例提供的顯示面板無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單,將反射材料填充在襯底基板的半球狀凹槽內,可以減小顯示面板的厚度,并且用電致變色材料取代了黑色粒子,避免了黑色粒子的團聚現象,提高了顯示面板的顯示性能。
本發明實施例提供了一種顯示裝置,該顯示裝置包括本發明實施例提供的顯示面板,該顯示面板可以為如圖1至3-1任一所示的顯示面板10。
可選的,如圖6所示,該顯示裝置還可以包括前置光源20,該前置光源20位于顯示面板入光側的至少一端。需要說明的是,入光側為電致變色單元102遠離襯底基板101的一側。當顯示裝置處于有光的環境中時,該顯示裝置可以將環境光作為入射光線,當顯示裝置處于黑暗的環境中時,可以開啟前置光源20,為顯示裝置提供入射光線。在實際應用中,可以在顯示裝置中設置光傳感器,利用光傳感器對環境光的強度進行判斷,當環境光的強度大于等于一定的閾值時,顯示裝置可以將環境光作為入射光線;當環境光的強度小于一定的閾值時,顯示裝置開啟前置光源,利用前置光源為顯示裝置提供入射光線。
在具體實施時,本發明實施例提供的顯示裝置可以為手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。
綜上所述,本發明實施例提供的顯示裝置,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,相較于現有的顯示裝置,本發明實施例提供的顯示裝置無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單。
本發明實施例提供了一種顯示面板的制造方法,如圖7所示,包括:
步驟301、在襯底基板上形成多個半球狀凹槽。
步驟302、在該半球狀凹槽內填充反射材料,該反射材料的折射率大于襯底基板的折射率。
步驟303、在形成有反射材料的襯底基板上形成至少一個電致變色單元。其中,每個所述電致變色單元包括:兩個透明電極和形成在所述兩個透明電極之間的電致變色材料。
實際應用中,在該兩個透明電極上加載第一電壓時,電致變色材料呈透明狀態,使入射光線從該電致變色材料透射至反射材料,并由反射材料對入射光線進行全反射,在該兩個透明電極上加載第二電壓時,電致變色材料呈非透明狀態,將入射光線吸收,該入射光線從電致變色單元上遠離所述襯底基板的一側入射。
綜上所述,本發明實施例提供的顯示面板的制造方法,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,相較于現有的顯示面板,本發明實施例提供的顯示面板無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單。
本發明實施例提供了一種顯示面板的制造方法,如圖8-1所示,包括:
步驟401、提供襯底基板。
可選的,該襯底基板的制作材料包括玻璃、石英以及塑料等透明材料,優選為玻璃。
步驟402、在襯底基板上形成多個半球狀凹槽。
具體的,圖8-2是在襯底基板上形成多個半球狀凹槽的工藝流程示意圖,如圖8-2所示,工藝流程包括:
S1、在襯底基板101上形成掩膜圖形104,該掩膜圖形104可以包括多個陣列排布的圓形鏤空區域。
具體的,可以在襯底基板101上通過沉積、涂敷、濺射等多種方式中的其中一種形成掩膜層,可選的,該掩膜層的材質可以為鉻金屬,然后對該掩膜層通過一次構圖工藝形成掩膜圖形104,該一次構圖工藝可以包括:光刻涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離。需要說明的是,本發明實施例對掩膜層的材質不做限定。
可選的,如圖8-3所示,掩膜圖形上多個陣列排布的圓形鏤空區域可以是不連續的,本發明實施例對掩膜圖形上多個陣列排布的圓形鏤空區域是否連續不做限定。
S2、對形成有掩膜圖形104的襯底基板101進行刻蝕,使在襯底基板101上形成多個半球狀凹槽H。
具體的,對形成有掩膜圖形104的襯底基板101進行刻蝕時,可以采用各向同性的濕法刻蝕,在襯底基板101上通過刻蝕形成多個半球狀凹槽H,刻蝕液可以為硝酸和氫氟酸的混合液(HNO3-HF-H2O),可選的,也可以采用干法刻蝕工藝對形成有掩膜圖形104的襯底基板101進行刻蝕,本發明實施例對刻蝕方法不做限定。
S3、剝離該掩膜圖形104。
步驟403、在半球狀凹槽內填充反射材料,該反射材料的折射率大于襯底基板的折射率。
需要說明的是,在半球狀凹槽內填充的反射材料是一種折射率較高的透明無機材料或有機材料,該反射材料的折射率通常不低于1.6,可選的,該反射材料可以為氧化鋅,或者,該反射材料可以為氧化鋅與硫的復合材料等。而襯底基板的制作材料可以包括玻璃、石英以及塑料等透明材料,優選為玻璃,在制作該襯底基板時,可以選擇折射率低于1.5的制作材料,也即是保證反射材料的折射率大于該襯底基板。
步驟404、在形成有反射材料的襯底基板上形成至少一個電致變色單元,其中,每個電致變色單元包括:兩個透明電極和形成在所述兩個透明電極之間的電致變色材料。
具體的,本發明實施例通過改變電致變色單元中的電致變色材料的顏色狀態可以實現每個電致變色單元的亮態和暗態兩種顯示狀態,包括:
第一種顯示狀態,如圖5-1所示,在兩個透明電極上加載第一電壓時,該電致變色材料1021呈透明狀態,可以使入射光線λ從該電致變色材料1021透射至反射材料1011,由于反射材料1011的折射率大于襯底基板101的折射率,當入射光線λ的入射角θ大于等于臨界角(sinθ≥襯底基板的折射率/反射材料的折射率)時,反射材料1011可以對入射光線λ進行全反射,此時,電致變色單元102的顯示狀態為亮態。需要說明的是,該第一電壓的大小可以為0伏,例如,此時,兩個透明電極可以全部接地,或者兩者加載相等的電壓使得壓差相等。
第二種顯示狀態,如圖5-2所示,在兩個透明電極上加載第二電壓時,該電致變色材料1021呈非透明狀態,可以將入射光線λ吸收,此時電致變色單元102的顯示狀態為暗態。可選的,當電致變色材料1021呈非透明狀態時,該電致變色材料的顏色可以為黑色,本發明發實施例對電致變色材料1021呈非透明狀態時的顏色不做限定,優選為黑色。需要說明的是,以當電致變色材料1021呈非透明狀態時,該電致變色材料的顏色為黑色為例進行說明,即采用如圖4所示的有機化合物作為電致變色材料,在兩個透明電極上加載第二電壓時,隨著第二電壓的增大,電致變色材料1021從透明狀態逐漸變為黑色,此時入射光線λ被吸收的比例增大,顯示面板10的顯示狀態逐漸從亮態向暗態轉換,當第二電壓達到3伏時,電致變色材料1021完全變成黑色,此時入射光線λ被完全吸收,電致變色單元102的顯示狀態為暗態。
在實際應用中,通過控制電致變色單元102的顯示狀態,可以實現黑底白字或者白底黑字等黑白圖像的顯示,例如可以在顯示面板上實現如圖5-3、圖5-4等圖案的顯示。這種顯示方式可以應用在電子書中,產生良好的視覺效果。
需要說明的是,該入射光線λ從電致變色單元遠離襯底基板的一側入射。
具體的,在兩個透明電極上加載電壓時,一方面可以通過無源矩陣電極驅動控制電壓,具體的,在排布兩個透明電極時,可以使第一透明電極的陣列排布方向與第二透明電極的陣列排布方向垂直,可以通過行列選址線選擇電致變色單元,控制每個電致變色單元的電壓。另一方面可以通過有源驅動控制電壓,兩個透明電極中可以至少有一個透明電極與薄膜晶體管(英文:Thin Film Transistor;簡稱:TFT)開關電連接,通過TFT開關控制電壓。
需要說明的是,在制造至少一個電致變色單元的過程中,多個電致變色單元的同一層級可以通過一次工藝形成,例如,通過一次工藝(例如構圖工藝)在襯底基板上形成多個電致變色單元的第一透明電極,再通過一次工藝(如涂覆工藝)形成多個電致變色單元的電致變色材料,然后再通過一次工藝(例如構圖工藝)在電致變色材料上形成多個電致變色單元的第二透明電極。上述制造方法只是示意性說明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。其中,一次構圖工藝包括光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕和光刻膠剝離等工藝。
步驟405、在形成有至少一個電致變色單元的襯底基板上形成保護層。
需要說明的是,如圖1所示,在形成有至少一個電致變色單元102的襯底基板101上形成保護層103,可以保護電致變色單元,使電致變色單元不易被磨損,從而可以增加顯示面板的使用壽命。
綜上所述,本發明實施例提供的顯示面板的制造方法,通過在襯底基板上設置的半球狀凹槽內填充反射材料,并在設置有反射材料的襯底基板上設置電致變色單元,該電致變色單元包括兩個透明電極以及設置在兩個透明電極之間的電致變色材料,可以通過控制電壓改變電致變色單元中的電致變色材料的顏色狀態從而實現顯示面板的亮態和暗態兩種顯示狀態,相較于現有的顯示面板的制造方法,本發明實施例提供的顯示面板無需進行納米壓印工藝,因此,制造難度低,工藝比較簡單,將反射材料填充在襯底基板的半球狀凹槽內,可以減小顯示面板的厚度,并且用電致變色材料取代了黑色粒子,避免了黑色粒子的團聚現象,提高了顯示面板的顯示性能。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,上述描述的顯示面板的制造方法的具體工作過程,可以參考前述裝置實施例中的對應過程,在此不再贅述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。