显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置。

背景技术：

液晶显示技术已经成为市场主流显示技术，在像素分辨率、响应时间、屏幕尺寸等多个方面能够满足人们的需求，但是在一些特殊的显示环境下，人们需要特殊的显示模式以满足特定的需求，例如在办公环境中或者车载显示环境中，人们需要限制显示屏的观测角度，达到防窥或者车用显示防倒影的目的。

现有的防窥显示技术是通过在显示面板上贴附特殊的防窥膜材来实现，成本不但比较高，防窥膜材的品质不易控制，而且还会增加显示模组的整体厚度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置，能够以较低的成本实现显示装置的防窥显示。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种显示基板，包括：

衬底基板；

位于所述衬底基板上的显示功能层；

位于所述衬底基板背离所述显示功能层一侧的光学结构，所述光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射。

进一步地，所述光学结构与所述衬底基板直接接触。

进一步地，经所述光学结构出射的光线在第一平面上的出射角度小于阈值Θ；

所述光学结构包括：

多个间隔设置的遮光图形，所述遮光图形的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一平面垂直。

进一步地，所述光学结构还包括：

填充在相邻遮光图形之间的透光图形。

进一步地，所述遮光图形的高度为h，相邻遮光图形之间的间距为b，其中，Θ＝arctan(b/h)。

进一步地，所述显示基板包括多个像素区域，所述遮光图形的宽度为a，每一像素区域的宽度为d，a+b的值不小于d不大于2d。

本发明实施例还提供了一种显示基板的制作方法，包括：

提供一衬底基板；

在所述衬底基板上形成显示功能层；

在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构，所述光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射。

进一步地，所述在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构包括：

直接在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧表面上形成所述光学结构。

进一步地，经所述光学结构出射的光线在第一平面上的出射角度小于阈值Θ；所述在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构包括：

在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成遮光层；

对所述遮光层进行构图，形成多个间隔设置的遮光图形，所述遮光图形的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一平面垂直。

进一步地，形成多个间隔设置的遮光图形之后，所述方法还包括：

在相邻遮光图形之间填充透光材料。

本发明实施例还提供了一种显示面板，包括如上所述的显示基板。

进一步地，所述显示面板为液晶显示面板，所述显示面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，

所述显示基板为彩膜基板，所述光学结构位于所述彩膜基板背向所述阵列基板的一侧；或

所述显示基板为阵列基板，所述光学结构位于所述阵列基板背向所述彩膜基板的一侧。

进一步地，所述显示面板还包括：

位于所述显示面板入光侧的第一偏振片和位于所述显示面板出光侧的第二偏振片；

在所述显示基板为液晶显示面板的彩膜基板时，所述光学结构位于所述彩膜基板和所述第二偏振片之间；

在所述显示基板为液晶显示面板的阵列基板时，所述光学结构位于所述阵列基板和所述第一偏振片之间。

进一步地，在所述光学结构位于所述彩膜基板和所述第二偏振片之间时，所述光学结构与所述彩膜基板和所述第二偏振片均直接接触；

在所述光学结构位于所述阵列基板和所述第一偏振片之间时，所述光学结构与所述阵列基板和所述第二偏振片均直接接触。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，将光学结构集成在显示基板上，光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射，通过显示基板自身即可实现防窥效果，从而无需再在显示基板上贴附防窥膜材，能够减低显示装置的成本，同时规避由贴附防窥膜材带来的问题。

附图说明

图1为本发明实施例通过光学结构实现防窥显示的示意图；

图2为本发明实施例显示基板包括多个像素区域的示意图；

图3-图6为本发明实施例制作光学结构的流程示意图；

图7为本发明实施例显示装置的结构示意图。

附图标记

1背光源 2第一偏振片 3阵列基板 4、6取向层

5封框胶 7黑矩阵 8彩膜基板 9光学结构

10第二偏振片 91透光图形 92遮光图形 93遮光层

11衬底基板 12掩膜板 13像素区域

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中是通过在显示面板上贴附特殊的防窥膜材来实现防窥显示，成本不但比较高，防窥膜材的品质不易控制，而且还会增加显示模组的整体厚度的问题，提供一种显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置，能够以较低的成本实现显示装置的防窥显示。

实施例一

本实施例提供一种显示基板，包括：

衬底基板；

位于所述衬底基板上的显示功能层；

位于所述衬底基板背离所述显示功能层一侧的光学结构，所述光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射。

本实施例中，将光学结构集成在显示基板上，光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射，通过显示基板自身即可实现防窥效果，从而无需再在显示基板上贴附防窥膜材，能够减低显示装置的成本，同时规避由贴附防窥膜材带来的问题。

在本实施例的显示基板应用于车载显示时，由于显示基板出射光线的可视角度范围较小，因此，还能够防止显示基板的显示画面在汽车前窗玻璃上形成倒影，避免影响驾驶员的视线。

现有技术在显示面板上贴附防窥膜材时，为了避免对防窥膜材造成损伤，因此，需要在防窥膜材的两侧均设置保护树脂层，保护树脂层的厚度为100μm～250μm，而防窥膜材的厚度为100μm～120μm，这样将会导致显示模组的整体厚度比较大。而本实施例中，将光学结构直接设置在衬底基板上，与衬底基板直接接触，衬底基板就可以起到保护光学结构的作用，不需要再在衬底基板和光学结构之间设置保护树脂层，因此，可以大大降低显示模组的整体厚度。

其中，光学结构可以采用多种光线调制器件来实现，比如液晶盒或光栅结构。为了降低成本，本实施例中，光学结构可以通过形成在显示基板上的多个遮光图形来实现，如图1所示，其中，由显示基板出射的光线1会受到遮光图形的影响不能射出，而由显示基板出射的光线2能够不受遮光图形的影响直接射出，由此，通过遮光图形92可以控制显示基板光线的出射方向。

具体地，如图1所示，所述光学结构包括：

多个间隔设置的遮光图形92，所述遮光图形92的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一平面垂直。

进一步地，光学结构还包括：

填充在相邻遮光图形之间的透光图形91。

本实施例中，光学结构包括多个延伸方向为第二方向的遮光图形，这样，经过光学结构出射的光线在与第二方向垂直的第一平面上的出射角度就会受到遮光图形的影响而减小，使得经光学结构出射的光线在第一平面上的出射角度小于阈值Θ，从而在第一平面上实现防窥显示。

进一步地，如图1所示，所述遮光图形的高度为h，相邻遮光图形之间的间距为b，其中，Θ＝arctan(b/h)，这样通过设计遮光图形的高度和相邻遮光图形之间的间距可以调整显示基板出射光线的角度。

进一步地，所述显示基板包括多个像素区域，所述遮光图形的宽度为a，如图2所示，每一像素区域13的宽度为d，a+b的值不小于d不大于2d。如果遮光图形的周期设计的过大，防窥效果会比较差，如果遮光图形的周期设计的过小，又会影响显示基板的显示效果，因此，优选地，a+b的值介于1-2倍的像素区域宽度之间。

其中，遮光图形可以采用现有的黑矩阵材料来制作，为了给后续制程提供平坦的表面，在遮光图形之间还填充有透光材料，透光材料可以采用二氧化硅或氮化硅等无机材料，也可以采用透明树脂等有机材料，透光图形的厚度等于遮光图形的厚度。

实施例二

本实施例提供了一种显示基板的制作方法，包括：

提供一衬底基板；

在所述衬底基板上形成显示功能层；

在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构，所述光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射。

本实施例中，将光学结构制作在显示基板上，光学结构仅允许预设视角范围内的光线出射，通过显示基板自身即可实现防窥效果，从而无需再在显示基板上贴附防窥膜材，能够减低显示装置的成本，同时规避由贴附防窥膜材带来的问题。

在本实施例制作的显示基板应用于车载显示时，由于显示基板出射光线的可视角度范围较小，因此，还能够防止显示基板的显示画面在汽车前窗玻璃上形成倒影，避免影响驾驶员的视线。

进一步地，所述在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构包括：

直接在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧表面上形成所述光学结构，即形成的光学结构与衬底基板直接接触。

现有技术在显示面板上贴附防窥膜材时，为了避免对防窥膜材造成损伤，因此，需要在防窥膜材的两侧均设置保护树脂层，保护树脂层的厚度为100μm～250μm，而防窥膜材的厚度为100μm～120μm，这样将会导致显示模组的整体厚度比较大。而本实施例中，将光学结构直接制作在衬底基板上，与衬底基板直接接触，衬底基板就可以起到保护光学结构的作用，不需要再在衬底基板和光学结构之间制作保护树脂层，因此，可以大大降低显示模组的整体厚度。

其中，光学结构可以采用多种光线调制器件来实现，比如液晶盒或光栅结构。为了降低成本，本实施例中，光学结构可以通过形成在显示基板上的多个遮光图形来实现，如图1所示，其中，由显示基板出射的光线2会受到遮光图形的影响不能射出，而由显示基板出射的光线1能够不受遮光图形的影响直接射出，由此，通过遮光图形可以控制显示基板光线的出射方向。

具体地，在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构包括：

在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成遮光层；

对所述遮光层进行构图，形成多个间隔设置的遮光图形，所述遮光图形的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一平面垂直。

进一步地，形成多个间隔设置的遮光图形之后，制作方法还包括：

在相邻遮光图形之间填充透光材料。

这样，经过光学结构出射的光线在与第二方向垂直的第一平面上的出射角度就会受到遮光图形的影响而减小，使得经光学结构出射的光线在第一平面上的出射角度小于阈值Θ，从而在第一平面上实现防窥显示。

如图1所示，遮光图形的高度为h，相邻遮光图形之间的间距为b，其中，Θ＝arctan(b/h)，这样在制作光学结构时，通过所需要的显示基板出射光线的角度可以调整遮光图形的高度和相邻遮光图形之间的间距。

具体地，如图3-图6所示，在所述衬底基板背离所述显示功能层的一侧形成光学结构包括以下步骤：

步骤1：如图3所示，在衬底基板11上形成遮光层93；

其中，衬底基板11的另一侧形成有显示功能层，本步骤是在衬底基板11未形成有显示功能层的一侧形成遮光层93，遮光层93具体地可以采用黑色的感光材料制成。

步骤2：如图4所示，利用掩膜板12对遮光层93进行曝光；

其中，掩膜板12包括有透光区域和不透光区域，其中，不透光区域对应于遮光图形92。

步骤3：如图5所示，对曝光后的遮光层93进行显影，形成多个间隔设置的遮光图形92；

步骤4：如图6所示，在相邻遮光图形92之间填充透光材料，形成透光图形91。

透光材料可以采用二氧化硅或氮化硅等无机材料，也可以采用透明树脂等有机材料，透光图形91的厚度等于遮光图形92的厚度，通过透光图形91的设置可以给后续制程提供平坦的表面。

实施例三

本实施例提供了一种显示面板，包括如上所述的显示基板。

进一步地，所述显示面板为液晶显示面板，所述显示面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，在所述显示基板为彩膜基板时，所述光学结构位于所述彩膜基板背向所述阵列基板的一侧；在所述显示基板为阵列基板时，所述光学结构位于所述阵列基板背向所述彩膜基板的一侧，即光学结构位于显示面板的入光侧或出光侧。

在显示面板为液晶显示面板时，所述显示面板还包括：位于所述显示面板入光侧的第一偏振片和位于所述显示面板出光侧的第二偏振片；在所述显示基板为液晶显示面板的彩膜基板时，所述光学结构位于所述彩膜基板和所述第二偏振片之间；在所述显示基板为液晶显示面板的阵列基板时，所述光学结构位于所述阵列基板和所述第一偏振片之间。

其中，在所述光学结构位于所述彩膜基板和所述第二偏振片之间时，所述光学结构与所述彩膜基板和所述第二偏振片均直接接触；

在所述光学结构位于所述阵列基板和所述第一偏振片之间时，所述光学结构与所述阵列基板和所述第二偏振片均直接接触。

现有技术在显示面板上贴附防窥膜材时，为了避免对防窥膜材造成损伤，因此，需要在防窥膜材的两侧均设置保护树脂层，保护树脂层的厚度为100μm～250μm，而防窥膜材的厚度为100μm～120μm，这样将会导致显示模组的整体厚度比较大。

而本实施例中，将光学结构设置在彩膜基板和第二偏振片之间，与彩膜基板和第二偏振片均直接接触，这样彩膜基板和第二偏振片就可以起到保护光学结构的作用，不需要再在光学结构两侧制作保护树脂层，因此，可以大大降低显示面板的整体厚度。或者将光学结构设置在阵列基板和第一偏振片之间，与阵列基板和第一偏振片均直接接触，这样阵列基板和第一偏振片就可以起到保护光学结构的作用，不需要再在光学结构两侧制作保护树脂层，因此，可以大大降低显示面板的整体厚度。相较于现有技术，显示面板的整体厚度可以下降200μm～500μm，从而更有利于实现显示产品的轻薄化。

实施例四

本实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。所述显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。

在本实施例的显示装置应用于车载显示时，由于显示装置出射光线的可视角度范围较小，因此，还能够防止显示装置的显示画面在汽车前窗玻璃上形成倒影，避免影响驾驶员的视线。

在显示装置为液晶显示装置时，显示装置除包括显示面板外，显示装置还包括：位于所述显示面板入光侧的第一偏振片和位于所述显示面板出光侧的第二偏振片；在所述显示基板为液晶显示面板的彩膜基板时，所述光学结构位于所述彩膜基板和所述第二偏振片之间；在所述显示基板为液晶显示面板的阵列基板时，所述光学结构位于所述阵列基板和所述第一偏振片之间。

一具体实施例中，如图7所示，显示装置包括显示面板、背光源1和第一偏振片2、第二偏振片10，其中显示面板包括对向设置的阵列基板3、彩膜基板8和封框胶5，彩膜基板8上设置有黑矩阵7和取向层6，阵列基板3上设置有取向层4和薄膜晶体管阵列(未图示)，第一偏振片2位于阵列基板3和背光源1之间，第二偏振片10位于彩膜基板8背向阵列基板3的一侧，本实施例中，在第二偏振片10和彩膜基板8之间设置有光学结构9，这样在显示面板的光线出射光学结构9时，光学结构9仅允许预设视角范围内的光线出射，通过显示装置自身即可实现防窥效果，从而无需再另外贴附防窥膜材，能够减低显示装置的成本，同时规避由贴附防窥膜材带来的问题。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。