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：

现有技术提出一种显示装置，包括上下对盒设置的基板和位于基板之间的液晶层，在下基板靠近液晶层的一侧设置有波导层，波导层的折射率大于下基板的折射率，波导层靠近液晶层的一侧设置有多个间隔设置的透光绝缘图形，在透光绝缘图形上设置有电极，显示装置还包括侧入式准直背光源，侧入式准直背光源发出的准直光线能够以一定角度(大于布儒斯特角)入射波导层中。在不对电极施加电信号时，液晶层的折射率小于波导层的折射率，侧入式准直背光源发出的准直光线进入波导层后，光束在光密介质与光疏介质的交界面发生全发射沿着波导层延伸的方向传播，显示装置呈现为暗态；在对电极施加电信号后，电极之间的电场驱动液晶偏转，液晶层的折射率变大，当与波导层交界处的液晶层的折射率大于波导层折射率时，光线将从波导层进入液晶层，显示装置呈现为亮态。

侧入式准直背光源发出的准直光线是从波导层靠近背光源的一侧传输至波导层远离背光源的一侧，在对电极施加电信号，光线从波导层进入液晶层后，传输至波导侧远离背光源一侧的光线将会减少，使得在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，在波导层远离背光源的一侧，甚至可能会出现接近暗态的情况，导致显示装置的显示效果较差。

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，能够使得显示装置的出光效率比较均匀，改善显示装置的显示效果。

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：

波导层；

位于所述波导层上的透光绝缘图形，所述透光绝缘图形的折射率小于所述波导层的折射率，所述透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，所述第一部分和所述第二部分的延伸方向相同且交替设置，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度，所述第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)；

位于所述透光绝缘图形的第一部分上的电极。

进一步地，所述电极在所述波导层上的正投影与所述第一部分在所述波导层上的正投影完全重合。

进一步地，所述第一部分在垂直于延伸方向上的宽度与所述第二部分在垂直于延伸方向上的宽度相等。

进一步地，所述波导层为衬底基板；或

所述波导层为形成在衬底基板上的氮化硅层。

本发明实施例还提供了一种显示基板的制作方法，包括：

形成波导层；

在所述波导层上形成透光绝缘图形，所述透光绝缘图形的折射率小于所述波导层的折射率，所述透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，所述第一部分和所述第二部分的延伸方向相同且交替设置，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度，所述第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)；

在所述透光绝缘图形的第一部分上形成电极。

进一步地，形成所述透光绝缘图形和所述电极包括：

在波导层上形成透光绝缘层和导电层；

对所述导电层进行刻蚀，形成所述电极的图形；

以所述电极为掩膜，对所述透光绝缘层进行刻蚀，刻蚀掉未被所述电极覆盖的所述透光绝缘层的一部分，形成所述透光绝缘图形。

进一步地，所述导电层为采用Mo，对所述导电层进行刻蚀，形成所述电极的图形包括：

对所述导电层进行干刻，形成所述电极的图形；

以所述电极为掩膜，对所述透光绝缘层进行刻蚀包括：

对所述透光绝缘层进行干刻，形成所述透光绝缘图形。

进一步地，所述形成波导层包括：

提供一衬底基板，在所述衬底基板上沉积一层氮化硅材料形成所述波导层。

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，还包括与所述显示基板对盒设置的对向基板，以及位于所述显示基板和所述对向基板之间的液晶层，所述波导层的折射率介于所述液晶层的正常折射率n_o与反常折射率n_e之间。

进一步地，所述液晶层为蓝相液晶层。

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。

进一步地，还包括设置在所述波导层的侧面的至少一个准直背光源，所述准直背光源发出的准直光线入射所述波导层的入射角大于布儒斯特角。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，在电极上施加信号后，液晶层的折射率变大，当液晶层的折射率大于波导层折射率时，光线将从波导层进入液晶层，但是由于波导层与液晶层之间还存在厚度较小的透光绝缘图形(即第二部分)，而透光绝缘图形的折射率小于波导层的折射率，因此，会有部分光线在透光绝缘图形与波导层之间的交界处发生全反射，而不是全部进入液晶层，从而能够减少从波导层进入液晶层的光线，增加传输至波导层远离背光源一侧的光线，避免在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，使得显示装置的出光效果比较均匀，改善显示装置的显示效果；另外，如果第一部分之间间隔处不存在透光绝缘图形，则在对透过绝缘层进行刻蚀时往往需要对间隔处的透光绝缘层进行过刻以去除间隔处的全部透光绝缘层，导致透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差较大，而本实施例中第一部分之间还保留有第二部分，这样在利用刻蚀工艺去除第一部分之间间隔处的部分透光绝缘层时，不需要进行过刻以去除第一部分之间的全部透光绝缘层，从而能够降低透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差。

附图说明

图1为现有显示面板的结构示意图；

图2-图4为本发明实施例制作光栅结构和电极的示意图；

图5为本发明一具体实施例显示面板的结构示意图；

图6为本发明另一具体实施例显示面板的结构示意图。

附图标记

1 衬底基板 2 封框胶 3 液晶层

4 衬底基板 5、6 保护层 7 透光绝缘图形 8 电极

9 准直背光源

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。

如图1所示，现有的显示装置包括上下对盒设置的衬底基板1、4和位于衬底基板1、4之间的液晶层3，在衬底基板1靠近液晶层3的一侧可以设置有波导层，波导层的折射率大于衬底基板1的折射率，或者如图1所示，直接将衬底基板1作为波导层，衬底基板1靠近液晶层3的一侧设置有多个间隔设置的透光绝缘图形7，在透光绝缘图形7上设置有电极8，显示装置还包括侧入式准直背光源9，侧入式准直背光源9发出的准直光线能够以一定角度(大于布儒斯特角)入射衬底基板1中。在不对电极8施加电信号时，液晶层3的折射率小于衬底基板1的折射率，准直背光源9发出的准直光线进入衬底基板1后，光束在光密介质与光疏介质的交界面发生全发射沿着衬底基板1延伸的方向传播，显示装置呈现为暗态；在对电极8施加电信号后，电极8之间的电场驱动液晶偏转，液晶层3的折射率变大，当与衬底基板1交界处的液晶层3的折射率大于衬底基板1折射率时，光线将从衬底基板1进入液晶层3，显示装置呈现为亮态。

如图1所示，准直背光源9发出的准直光线是从衬底基板1靠近准直背光源9的一侧传输至衬底基板1远离准直背光源9的一侧，在对电极8施加电信号，光线从衬底基板1进入液晶层3后，传输至衬底基板1远离准直背光源9一侧的光线将会减少，使得在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，在衬底基板1远离准直背光源9的一侧，甚至可能会出现接近暗态的情况，导致显示装置的显示效果较差。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供一种显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置，能够使得显示装置的出光效率比较均匀，改善显示装置的显示效果。

本实施例提供一种显示基板，包括：

波导层；

位于所述波导层上的透光绝缘图形，所述透光绝缘图形的折射率小于所述波导层的折射率，所述透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，所述第一部分和所述第二部分的延伸方向相同且交替设置，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度，所述第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)；

位于所述透光绝缘图形的第一部分上的电极。

本实施例中，透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，在电极上施加信号后，液晶层的折射率变大，当液晶层的折射率大于波导层折射率时，光线将从波导层进入液晶层，但是由于波导层与液晶层之间还存在厚度较小的透光绝缘图形(即第二部分)，而透光绝缘图形的折射率小于波导层的折射率，因此，会有部分光线在透光绝缘图形与波导层之间的交界处发生全反射，而不是全部进入液晶层，从而能够减少从波导层进入液晶层的光线，增加传输至波导层远离背光源一侧的光线，避免在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，使得显示装置的出光效果比较均匀，改善显示装置的显示效果；另外，如果第一部分之间间隔处不存在透光绝缘图形，则在对透过绝缘层进行刻蚀时往往需要对间隔处的透光绝缘层进行过刻以去除间隔处的全部透光绝缘层，导致透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差较大，而本实施例中第一部分之间还保留有第二部分，这样在利用刻蚀工艺去除第一部分之间间隔处的部分透光绝缘层时，不需要进行过刻以去除第一部分之间的全部透光绝缘层，从而能够降低透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差。

优选地，电极在所述波导层上的正投影与所述第一部分在所述波导层上的正投影完全重合，这样能够以电极为掩模对透光绝缘层进行刻蚀形成透光绝缘图形，不需要额外的掩模板来制作透光绝缘图形，能够简化制作工艺，提高生产效率。

优选地，所述第一部分在垂直于延伸方向上的宽度与所述第二部分在垂直于延伸方向上的宽度相等，这样能够使得显示装置的出光效率比较均匀，改善显示装置的显示效果。

其中，波导层可以是在衬底基板上专门制作的膜层，比如在衬底基板上形成一层氮化硅层，将氮化硅层作为波导层，也可以是由衬底基板来直接充当波导层。

一具体实施例中，如图5所示，可以由衬底基板1来直接充当波导层，如图5所示，显示基板包括：充当波导层的衬底基板1；形成在衬底基板1上的透光绝缘图形7，透光绝缘图形7可以采用有机树脂来制作；位于透光绝缘图形7的第一部分上的电极8；透光绝缘图形7的折射率小于衬底基板1的折射率，透光绝缘图形7包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，第一部分和第二部分的延伸方向相同且交替设置，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)，如果第二部分的厚度太厚，比如与第一部分的厚度相差不大，则可能导致光线无法从衬底基板1进入液晶层3。

在不向电极8施加电信号时，液晶层3的折射率小于衬底基板1的折射率，侧入式准直背光源发出的准直光线进入衬底基板1后，光束在光密介质与光疏介质的交界面发生全发射沿着衬底基板1延伸的方向传播，显示装置呈现为暗态；在向电极8施加电信号后，液晶层3的折射率逐渐变大，当液晶层3的折射率大于衬底基板1的折射率时，光线本来将从衬底基板1进入液晶层3，但如图5所示，本实施例的显示面板中，由于相邻的第一部分之间仍存在有厚度较薄的第二部分，而第二部分的折射率小于衬底基板1的折射率，因此，会有部分光线在第二部分与衬底基板1之间的交界处发生全反射，而不是全部经第二部分进入液晶层3，从而能够减少从衬底基板1进入液晶层3的光线，增加传输至远离背光源一侧的光线，避免在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，使得显示装置的出光效果比较均匀，改善显示装置的显示效果。并且由于第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)，这样可以保证光线在第二部分与衬底基板1的交界处不会全部发生全反射，仍会有部分光线经第二部分传入液晶层3中。

本实施例提供了一种显示基板的制作方法，包括：

形成波导层；

在所述波导层上形成透光绝缘图形，所述透光绝缘图形的折射率小于所述波导层的折射率，所述透光绝缘图形包括厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，所述第一部分和所述第二部分的延伸方向相同且交替设置，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度，所述第二部分的厚度不超过可见光的波长/(2*透光绝缘图形的折射率)；

在所述透光绝缘图形的第一部分上形成电极。

本实施例中，将透光绝缘图形形成为厚度不同的多个第一部分和多个第二部分，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，在电极上施加信号后，液晶层的折射率变大，当液晶层的折射率大于波导层折射率时，光线将从波导层进入液晶层，但是由于波导层与液晶层之间还存在厚度较小的透光绝缘图形(即第二部分)，而透光绝缘图形的折射率小于波导层的折射率，因此，会有部分光线在透光绝缘图形与波导层之间的交界处发生全反射，而不是全部进入液晶层，从而能够减少从波导层进入液晶层的光线，增加传输至波导层远离背光源一侧的光线，避免在光线的传输方向上出现出光效率逐渐降低的情况，使得显示装置的出光效果比较均匀，改善显示装置的显示效果；另外，如果第一部分之间间隔处不存在透光绝缘图形，则在对透过绝缘层进行刻蚀时往往需要对间隔处的透光绝缘层进行过刻以去除间隔处的全部透光绝缘层，导致透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差较大，而本实施例中第一部分之间还保留有第二部分，这样在利用刻蚀工艺去除第一部分之间间隔处的部分透光绝缘层时，不需要进行过刻以去除第一部分之间的全部透光绝缘层，从而能够降低透光绝缘图形与电极之间的关键尺寸偏差。

进一步地，形成所述透光绝缘图形和所述电极包括：

在波导层上形成透光绝缘层和导电层；

对所述导电层进行刻蚀，形成所述电极的图形；

以所述电极为掩膜，对所述透光绝缘层进行刻蚀，刻蚀掉未被所述电极覆盖的所述透光绝缘层的一部分，形成所述透光绝缘图形。

进一步地，所述导电层为采用Mo，这样可以通过干刻工艺形成电极，而干刻工艺的精度比湿法刻蚀的精度高，能够形成对精度要求比较高的电极的图形，之后可以以电极为掩模通过干刻工艺形成透光绝缘图形。对所述导电层进行刻蚀，形成所述电极的图形包括：

对所述导电层进行干刻，形成所述电极的图形；

以所述电极为掩膜，对所述透光绝缘层进行刻蚀包括：

对所述透光绝缘层进行干刻，形成所述透光绝缘图形。

具体地，如图2-图4所示，本实施例的显示基板的制作方法包括以下步骤：

步骤1、如图2所示，提供一衬底基板1，在所述衬底基板1上沉积一层有机树脂层；

其中，可以在衬底基板1上沉积一层氮化硅材料来作为波导层，也可以直接将衬底基板1充当波导层，本实施例中，直接将衬底基板1充当波导层。有机树脂层的折射率需要小于衬底基板1的折射率。

步骤2、如图3所示，在有机树脂层上形成电极8的图形；

可以先沉积一层导电层，然后通过干刻或者湿刻工艺形成电极8的图形，优选地，采用Mo来形成电极8，这样可以通过干刻工艺形成电极，而干刻工艺的精度比湿法刻蚀的精度高，能够形成对精度要求比较高的电极8的图形。

步骤3、如图4所示，以电极8为掩膜，对有机树脂层进行干刻，刻蚀掉未被电极8覆盖的有机树脂层的一部分，形成透光绝缘图形7。

其中，透光绝缘图形7位于电极8下的部分的厚度大于透光绝缘图形7未被电极8覆盖的部分的厚度。

经过上述步骤1-3即可制作得到本实施例的显示基板。在利用干刻工艺去除电极之间的部分有机树脂层时，不需要进行过刻以去除电极之间的全部有机树脂层，从而能够降低透光绝缘图形7与电极8之间的关键尺寸偏差。

本实施例还提供了一种显示面板，如图5所示，包括如上所述的显示基板，还包括与所述显示基板对盒设置的对向基板4，以及位于所述显示基板和所述对向基板4之间的液晶层3，所述波导层的折射率介于所述液晶层3的正常折射率n_o与反常折射率n_e之间。其中，可以直接将衬底基板1充当波导层，也可以在衬底基板1上形成氮化硅层，将氮化硅层充当波导层。

其中，在对向基板4背向衬底基板1的一侧还可以设置有保护层5，在衬底基板1背向对向基板4的一侧还可以设置有保护层6，衬底基板1和对向基板4通过封框胶2封装在一起。

进一步地，所述液晶层3为蓝相液晶层，由于本实施例中光线是从衬底基板1以及透光绝缘图形7中进入到液晶层3中，因此，如果在衬底基板1以及透光绝缘图形7与液晶层3之间设置取向层，将会影响光线的传输，所以液晶层优选采用不需要取向层的蓝相液晶层，并且采用蓝相液晶层还可以大大简化显示面板的制作流程。

本实施例还提供了一种显示装置，如图5所示，包括如上所述的显示面板，还包括设置在显示面板入光侧的准直背光源9。

优选地，如图6所示，可以在波导层的侧面设置多个准直背光源9，这样一方面可以提高显示装置的亮度，另一方面可以使得显示装置在出光面各个区域的出光效率更加均匀。

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。

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。