一种显示面板及显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示面板及显示装置。

背景技术：

继高清之后，3D显示技术已经成为显示设备下一个重心。相比2D显示，3D更加立体逼真，使观众有身临其境的感觉。

目前的3D技术可以分为眼镜式和裸眼式两种，其中眼镜式3D技术可分为色差式、快门式和偏光式。

其中，色差式3D技术由旋转的滤光轮分出光谱信息，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产生出两幅图像，人的每只眼睛都看见不同的图像，产生3D效果，其实现成本低廉，但是由于3D画面效果较差，基本已被淘汰。

快门式3D技术主要是通过提高画面的快速刷新速率(至少要达到120Hz)来实现3D效果。当3D信号输入到显示设备后，图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到立体影像。快门式3D技术如果刷新速率低，图像会有闪烁感，容易引起眩晕。而且，快门式3D技术由于采用主动式眼镜，所以成本和售价较高。

偏光式3D也叫偏振式3D技术，眼镜价格也较为便宜，目前3D电影院、3D液晶电视等大多采用的是偏光式3D技术。偏光式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，先通过把图像分为垂直向偏振光和水平向偏振光两组画面，然后3D眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片，这样人的左右眼就能接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。偏光式3D技术容易实现，立体图像没有闪烁感，不会引起眩晕；但存在分辨率低和亮度低的缺陷，影响了其在高端显示领域的应用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示面板及显示装置，可以解决偏光式3D显示存在的分辨率低和亮度低的问题。

本发明实施例提供了一种显示面板，包括基板，还包括位于所述基板之上的显示结构，所述显示结构包括多个子像素单元，每个所述子像素单元包括分别产生不同偏振方向的偏振光的至少两个自发光子单元。

可选地，所述每个子像素单元中的自发光子单元分为两组，每组至少包括一个自发光子单元，所述自发光子单元所产生的偏振光为线偏振光，所述每个子像素单元中的两组自发光子单元所产生的偏振光的偏振方向相互正交。

可选地，所述显示结构还包括位于所述多个子像素单元出光方向之上的圆偏振光转换层，所述圆偏振光转换层用于将所述自发光子单元产生的线偏振光转换为圆偏振光。

可选地，所述圆偏振光转换层为1/4波长相位补偿膜。

可选地，所述自发光子单元包括自发光部件和设置在所述自发光部件出光侧的线偏振光转换部件，所述线偏振光转换部件将所述自发光部件发出的光转换为线偏振光。

可选地，所述自发光部件包含微发光二极管LED。

可选地，所述线偏振光转换部件包含金属线栅。

可选地，所述金属线栅为纳米周期金属线栅，所述每个子像素单元中的两组自发光子单元中的金属线栅相互垂直，以产生偏振方向相互正交的偏振光。

可选地，所述微LED为白光微LED，所述线偏振光转换部件出光方向的一侧还设置有与所属子像素单元的颜色对应的红绿蓝RGB单色滤光片；或者

所述微LED为与所属子像素单元的颜色对应的RGB单色微LED。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任意一项的显示面板。

本发明实施例中，由于每个子像素单元采用分别产生不同偏振方向的偏振光的至少两个自发光子单元，3D显示时，可以使得每个子像素同时产生至少两个方向的偏振光，可以实现像2D显示一样的高PPI(Pixels Per Inch，每英寸的像素数目)和高亮度。

进一步地，通过采用圆偏振光转换层，将线偏振光转换成圆偏振光，这样，观众在观看3D图像时，对观看角度没有严格限制，也即观看角度变化对观看没有影响。

进一步地，自发光部件包含微LED，由于微LED尺寸可以很小，发光效率和亮度很高，可以实现高PPI高亮度的轻薄3D彩色显示。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的显示面板示意图；

图2为本发明实施例的子像素单元示意图；

图3(a)和图3(b)为本发明实施例的微LED和金属线栅示意图；

图4为微LED驱动电路示意图；

图5为本发明实施例的白光微LED加RGB滤光片示意图；

图6为本发明实施例的微LED生长时各层组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例的显示面板，包括基板10，还包括位于所述基板之上的显示结构20。

所述显示结构20包括多个子像素单元21，每个所述子像素单元包括分别产生不同偏振方向的偏振光的至少两个自发光子单元。

如图2所示，子像素单元21根据所显示的颜色不同，可分为红、绿、蓝三种颜色的子像素单元，分别位于相应的子像素位置。红、绿、蓝三种颜色子像素单元21的组合用于显示一个像素。在图2的例子中，所述子像素单元21包括两个自发光子单元22。在其他的例子中，也可以包括两个以上的自发光子单元22。

本发明实施例中，由于每个子像素单元21采用分别产生不同偏振方向的偏振光的至少两个自发光子单元22，3D显示时，可以使得每个子像素同时产生至少两个方向的偏振光，可以实现像2D显示一样的高PPI和高亮度。

其中，所述每个子像素单元21中的自发光子单元22可分为两组，每组至少包括一个自发光子单元22，所述自发光子单元22所产生的偏振光为线偏振光，所述每个子像素单元21中的两组自发光子单元22所产生的偏振光的偏振方向相互正交。

其中，两组自发光子单元22所产生的偏振光可以分别是垂直方向和水平方向，如图2所示。

在实际应用时，2D显示时，可以只开启每个子像素单元21中的一组自发光子单元22，另一组备用，出现故障时用来替换，可以提高2D显示的寿命和可靠性。3D显示时，每个子像素单元21中的两组自发光子单元22均开启，分别显示两个方向的偏光图像，佩戴偏光眼镜的左右眼可以看见不同的图像画面，从而实现偏光3D彩色显示。

上述开启一组或两组自发光子单元22时，如果组中包含多个自发光子单元22，可以是全部或部分开启。当开启组中部分自发光子单元22时，未开启的自发光子单元22可以作为备用，出现故障时用来替换。

如图1所示，所述显示结构20还可包括位于所述多个子像素单元21出光方向之上的圆偏振光转换层23，所述圆偏振光转换层23用于将所述自发光子单元22产生的线偏振光转换为圆偏振光。

通过采用圆偏振光转换层23，将线偏振光转换成圆偏振光，这样，观众在观看3D图像时，对观看角度没有严格限制，也即观看角度变化对观看没有影响。

其中，相互正交的线偏振光，进入圆偏振光转换层23，可以分别转换成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。

其中，所述圆偏振光转换层23可以是1/4波长相位补偿膜(retardation film)。该相位补偿膜分为延伸型和涂布型，其中延伸型多属于窄波域，以叠层方式来达到宽波域的要求，可用聚碳酸酯经过成膜、高精度拉伸形成。为了提高显示的对比度和视角特性，可以采用两层或多层不同的高分子膜层压而形成。

所述自发光子单元22可包括自发光部件和设置在所述自发光部件出光侧的线偏振光转换部件，所述线偏振光转换部件将所述自发光部件发出的光转换为线偏振光。

其中，所述自发光部件可包含微(Micro)LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。所述线偏振光转换部件包含金属线栅。

如图3(a)和图3(b)所示，本实施例中，微LED从下至上，可包含第一电极31、P型半导体层32、多量子阱(MQWs)有源层33，N型半导体层34和第二电极35。微LED的出光侧设置有金属线栅36。

本实施例中，所述金属线栅36为纳米周期金属线栅，所述每个子像素单元21中的两组自发光子单元22中的金属线栅36相互垂直，以产生偏振方向相互正交的偏振光。

其中，图3(a)表示金属线栅36产生垂直方向的偏振光，图3(b)表示金属线栅36产生水平方向的偏振光。

由于微LED尺寸可以很小，现有像素间距(pixel pitch)约为60-300um，微LED芯片可以做到大小1-20um，厚度3-8um，可以实现高PPI、轻薄的3D显示。同OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)类似为主动寻址发光，但光效高且器件制作在驱动电路上方，像素发光面积更大，可以实现比OLED更高的PPI。

微LED的I-V(电流-电压)特性曲线呈非线性关系，当微LED两端电压发生微小波动时，流过微LED的电流将发生剧烈的变化，因此微LED对驱动电路提供的电流稳定性要求较高。由于电流不可稳定储存，而电压可以由电容暂时储存，所以由一个TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)将储存的电压转换为电流，如图4，该驱动电路包括两个TFT，其中一个为驱动(Driver)TFT，另一个为开关(Switch)TFT，该驱动电路还包括一电容Cs。其中，将Driver TFT栅极电压转换为流经该TFT的电流，该TFT与微LED为串联结构，即该TFT电流也就是微LED工作时候的电流。Driver TFT栅极电压为数据电压，来自于数据(Data)线，但是Data线上有很多行的信号，所以Switch TFT选择性的将Data信号接入到Driver TFT的栅极，而扫描(Scan)信号为Switch TFT的栅极信号，Driver TFT的栅极电压由电容Cs保持，防止漂移。

所述微LED可以为白光微LED或者为与所属子像素单元的颜色对应的RGB(红绿蓝)单色微LED。

如图5所示，当所述微LED为白光微LED37时，为所述线偏振光转换部件出光方向的一侧还设置有与所属子像素单元的颜色对应的RGB单色滤光片38。

下面以采用微LED作为显示面板的自发光部件，纳米周期金属线栅作为线偏振光转换部件为例，说明显示面板的制作过程：

步骤1，预先在其他衬底上生长完成微LED；

其中，微LED生长工艺同传统LED工艺，顺序沉积各层材料。以图6为例，从下往上依次为蓝宝石衬底层，GaN缓冲层，N型GaN层，包含多个周期的多量子阱(MQW)有源层，P型GaN接触层，电流扩展层和P型电极。制作过程可包括：ICP(Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer，感应耦合等离子体)刻蚀沟槽至蓝宝石等衬底上，在外延片上隔离出分离的长条形半导体器件平台，在平台上ICP刻蚀确立像素单元尺寸，剥离工艺在P型GaN接触层上制作电流扩展层；通过热沉积在N型GaN层和P型GaN接触层上制作电极。

步骤2，在微LED表面制作纳米周期金属线栅；

其中，金属线栅通过纳米压印工艺制作，包括：

(1)将金属层设置于微LED表面，其中，可选择铝、铜、钼等适于光刻的金属；

(2)在金属层上涂布光刻胶；

(3)将硬模板设置于光刻胶之上，进行纳米压印，通过加热或者UV固化(即紫外固化)使光刻胶固化成形；

(4)将硬模板取下，对金属层进行刻蚀；

(5)对刻蚀后的金属层涂布保护层，该保护层可以是二氧化硅等不导电介质。

步骤3，将设置有纳米周期金属线栅的微LED转印到基板上；

如果该微LED是白光微LED，则在所述金属线栅之上，设置与所属子像素单元的颜色对应的RGB单色滤光片。

步骤4，在所有微LED之上，设置1/4波长相位补偿膜。

其中，可用高分子聚合物(例如聚碳酸酯)涂覆于设置有纳米周期金属线栅的微LED之上，为了提高显示的对比度和视角特性，可以采用两层或多层不同的高分子膜层作为1/4波长相位补偿膜。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述显示面板。

综上所述，本发明实施例中，由于每个子像素单元采用分别产生不同偏振方向的偏振光的至少两个自发光子单元，3D显示时，可以使得每个子像素同时产生至少两个方向的偏振光，可以实现像2D显示一样的高PPI和高亮度。进一步地，通过采用圆偏振光转换层，将线偏振光转换成圆偏振光，这样，观众在观看3D图像时，对观看角度没有严格限制，也即观看角度变化对观看没有影响。进一步地，通过采用微LED，由于微LED尺寸可以很小，发光效率和亮度很高，可以实现高PPI高亮度的轻薄3D彩色显示。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。