显示面板、显示装置及3D打印系统的制作方法

文档序号:15693809发布日期:2018-10-19 18:42阅读:130来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,更具体地,涉及一种显示面板、显示装置及3d打印系统。



背景技术:

现有的显示装置技术中,显示面板主要分为液晶显示面板和有机自发光显示面板两种主流的技术。其中,液晶显示面板通过在像素电极和公共电极上施加电压,形成能够控制液晶分子偏转的电场,进而控制光线的透过实现显示面板的显示功能;有机自发光显示面板采用有机电致发光材料,当有电流通过有机电致发光材料时,发光材料就会发光,进而实现了显示面板的显示功能。

图1为相关技术中显示面板膜层结构图。如图1所示,对于液晶显示面板来说,显示面板包括阵列基板101′和对置基板102′,在阵列基板101′和对置基板102′之间设置有液晶层103′,对置基板102′中包括第一基板1021′和黑矩阵bm′,黑矩阵bm′位于第一基板1021′靠近阵列基板101′一侧,黑矩阵bm′具有多个开口k′,黑矩阵bm′将显示面板划分为多个像素p′,一个像素p′包括一个开口k′。阵列基板101′包括第二基板1011′和薄膜晶体管(图中未示出),薄膜晶体管位于第二基板1011′靠近对置基板102′一侧,光线穿透阵列基板101′和液晶层103′,从开口k′所在的位置出射实现像素p′发光。现有技术中,显示面板存在漏光现象,如图1所示,像素p1′与像素p2′相邻,当像素p1′不发光,而像素p2′发光时,部分光线可能会从像素p2′的侧向漏出,穿透阵列基板和液晶层从像素p1′对应的开口k′出射,导致像素p1′漏光。

因此,提供一种能够减少侧向漏光的显示面板、显示装置及3d打印系统,是本领域亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种显示面板、显示装置及3d打印系统,解决了减少侧向漏光的技术问题。

第一方面,本发明提供了一种显示面板,包括:

显示区域和非显示区域,显示区域包括多个像素;

阵列基板、液晶分子层和对置基板,液晶分子层位于阵列基板和对置基板之间;

在相邻的两个像素之间设置有遮光部,遮光部包括第一遮光部和第二遮光部,第一遮光部位于对置基板,第二遮光部位于阵列基板;其中,

第一遮光部在第二遮光部所在平面的正投影覆盖第二遮光部。

第二方面,基于同一发明构思,本发明提供了一种显示装置,包括本发明提出的任意一种显示面板。

第三方面,基于同一发明构思,本发明提供了一种3d打印系统,包括本发明提出的任意一种显示面板。

与现有技术相比,本发明提供的显示面板、显示装置及3d打印系统,至少实现了如下的有益效果:

本发明提供的显示面板中在相邻的两个像素之间设置第一遮光部和第二遮光部,第二遮光部和第一遮光部共同作用实现对像素向侧向出射的光线的遮挡,降低了显示面板侧向漏光的风险。对于应用于3d打印技术的显示面板来说,减少侧向漏光能够提升3d打印的效果。

当然,实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为相关技术中显示面板膜层结构图;

图2为本发明实施例提供的显示面板俯视示意图;

图3为本发明实施例提供的显示面板膜层结构示意图;

图4为相关技术显示面板中像素侧向漏光原理简化示意图;

图5为本发明提供的显示面板中像素侧向漏光原理简化示意图;

图6为本发明实施例提供的显示面板膜层结构一种可选实施方式示意图;

图7为本发明实施例提供的显示面板膜层结构一种可选实施方式示意图;

图8为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图;

图9为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图;

图10为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图;

图11为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图;

图12为本发明实施例提供的显示装置结构示意图;

图13为本发明实施例提供的3d打印系统示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

3d打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制作出实体产品,广泛的应用于医疗、教育、消费品以及工业等诸多领域。传统的3d打印技术一般是通过单个紫外激光器进行逐点打印,打印时间漫长,工作效率较慢。

相关技术中,采用液晶显示面板作为3d打印的光罩,显示面板上呈现出预备打印的图像,光源发射出的光透过液晶显示面板,照射到感光材料上固化目标部分的感光材料。液晶显示面板上的图像可以通过灰阶控制液晶偏转产生透过率差异,从而使得固化的感光材料产生不同的形状,实现3d打印的功能。将显示面板应用到3d打印技术中时,由于感光材料对光强变化敏感,所以显示面板侧向漏光产生的影响被放大,像素边缘漏出的光也会对感光材料产生作用,从而影响3d打印的效果。基于此,发明人对显示面板中的结构进行设计,以减少显示面板侧向漏光问题。

图2为本发明实施例提供的显示面板俯视示意图。图3为本发明实施例提供的显示面板膜层结构示意图。

如图2所示,显示面板包括:显示区域aa和非显示区域ba,显示区域aa包括多个像素p。

如图3所示,显示面板包括:阵列基板101、液晶分子层103和对置基板102,液晶分子层103位于阵列基板101和对置基板102之间;在相邻的两个像素p之间设置有遮光部zb,遮光部zb包括第一遮光部zb1和第二遮光部zb2,第一遮光部zb1位于对置基板102,第二遮光部zb2位于阵列基板101;其中,第一遮光部zb1在第二遮光部zb2所在平面的正投影覆盖第二遮光部zb2。其中,对置基板102包括第一基板1021,第一遮光部zb1可以位于第一基板1021靠近液晶分子层103一侧,阵列基板101包括衬底基板1011,衬底基板1011可以位于第二遮光部zb2远离液晶分子层103一侧。本发明中如图3示意出相邻的两个像素p1和像素p2。示意性的,第一遮光部zb1能够遮挡像素p2侧向由液晶层103出射后射向像素p1方向的光线,第二遮光部zb2能够遮挡部分像素p2侧向由阵列基板101的衬底基板1011出射后射向像素p1方向的光线。其中,当像素p1不发光,而像素p2发光时,能够防止射向像素p1的光线导致像素p1发光影响显示效果;当像素p1和像素p2都发光时,能够防止射向像素p1的光线导致像素p1亮度变大,而影响显示效果。可选的,在像素p1的四周设置第一遮光部和第二遮光部,则在像素p1发光时遮光部能够遮挡像素p1四周由侧向射向像素p1的光线。防止侧向漏光对像素p1的发光产生影响。

应用于3d打印技术中时,显示面板中的像素根据打印的图案进行显示,3d打印技术中的感光材料对光线敏感。当打印图案中像素p1不发光,而像素p2发光时,第一遮光部和第二遮光部能够防止射向像素p1的光线导致像素p1发光,避免像素p1对应的感光材料固化,而影响3d打印最终产品的形状;当像素p1和像素p2都发光时,能够防止射向像素p1的光线导致像素p1亮度变大,避免像素p1对应的感光材料过度曝光,而影响3d打印最终产品的尺寸。

本发明提供的显示面板中在相邻的两个像素之间设置第一遮光部和第二遮光部,第二遮光部和第一遮光部共同作用实现对像素向侧向出射的光线的遮挡,降低了显示面板侧向漏光的风险。对于应用于3d打印技术的显示面板来说,减少侧向漏光能够提升3d打印的效果。

图4为相关技术显示面板中像素侧向漏光原理简化示意图。图5为本发明提供的显示面板中像素侧向漏光原理简化示意图。

在相关技术中,如图4所示,在截面视图中像素p′的长度为l,黑矩阵bm′的厚度为b,对置基板102′的厚度为d1(不包括第一基板1021′的厚度),液晶层103′的厚度为d2,显示面板中异常光的角度是指在截面示意图中由侧向射向像素的光线与截面示意图中的竖直方向e形成的夹角。异常光的最大角度是异常光的角度的最大值。在相关技术中,仅通过黑矩阵bm′遮挡异常光,异常光(侧向漏光)的最大角度为α,理论上,即光线方向与截面示意图中的竖直方向e的夹角小于等于α时,光线就能从像素出射。采用本发明技术方案后,如图5所示,在截面视图中像素p的长度为l,假定第一遮光部zb1的厚度与相关技术中黑矩阵bm′的厚度相同为b,对置基板102的厚度为d1(不包括第一基板1021的厚度),液晶层103的厚度为d2,本发明中通过第一遮光部和第二遮光部共同遮挡异常光,在忽略第二遮光部zb2厚度的情况下,异常光(侧向漏光)的最大角度为β,实际中,位于阵列基板101中的第二遮光部zb2也具有一定的厚度,所以,d1+d2>>b,则β<<α,由此可见,本发明中能够从像素出射的异常光的角度比较小,即光线方向与截面示意图中的竖直方向e的夹角小于β时,才能从像素出射,如图5所示,沿图中f方向上,对于侧向距像素p的距离越远,且向像素p出射的光线与竖直方向e形成的夹角大于β的光线均会被第二遮光部遮挡不能从像素p出射(如图5中的带箭头虚线所示),可见本发明提供的显示面板能有效减少侧向漏光。

进一步的,第一遮光部在第二遮光部所在平面的正投影面积为m1,第二遮光部的面积为m2,其中,0.7≤m2/m1≤1。可选的,m2/m1=0.8,m2/m1=0.9,或者m2/m1=0.95。该实施方式中,第二遮光部的面积可以与第一遮光部的投影面积相等,或者第二遮光部的面积稍小于第一遮光部的投影面积,在保证第一遮光部投影面积大小不变的情况下,第二遮光部的面积越大,对遮挡像素侧向漏光的能力越强。

图6为本发明实施例提供的显示面板膜层结构一种可选实施方式示意图。如图6所示,第一遮光部zb1在第二遮光部zb2所在平面的正投影与第二遮光部zb2重合。在显示面板中,第一遮光部位于对置基板中,第一遮光部位于相邻的两个像素之间,可以作为间隔像素的结构,区分出显示面板中的像素,例如第一遮光部可以为黑矩阵,第一遮光部在显示面板中占据面积越小,则显示面板中开口率越大,第一遮光部在第二遮光部所在平面的正投影与第二遮光部重合。保证设置第二遮光部减少侧向漏光的同时,对显示面板的开口率没有影响。另外,第一遮光部和第二遮光部相当于面积大小相同,在显示面板制作时,可以采用相同的掩膜板制作第一遮光部和第二遮光部,简化了制作工艺。

进一步的,继续参考图6所示,在一种可选的实施方式中,任意相邻的两个像素p之间均设置有遮光部。该实施方式能够降低显示面板中所有像素的侧向漏光风险,应用于3d打印技术中能够提升3d打印的效果。

本发明中,第一遮光部和第二遮光部的厚度可以相同也可以不同。继续参考图3所示,在垂直于显示面板板面所在平面的方向x上,第二遮光部zb2的厚度为d2,第一遮光部zb1的厚度为d1,其中,0<d2<d1。第二遮光部设置在阵列基板中,根据图4和图5所示的原理,在忽略计算第二遮光部的厚度时,本发明中侧向漏光的角度β就远小于相关技术中侧向漏光的角度α,在计算中加上第二遮光部的厚度后,本发明中侧向漏光的角度β会更小,也即本发明中侧向漏光的风险更低。同时,设置厚度较薄的第二遮光部对阵列基板厚度影响较小,不影响显示面板薄型化。设置第二遮光部的厚度较薄,当第二遮光部距液晶分子层较近时,能够降低第二遮光部对驱动液晶分子偏转的电场的干扰,保证液晶分子偏转率。

可选的,1/3≤d2/d1<1。该实施方式保证第二遮光部厚度较薄对显示面板整体厚度影响较小,同时,保证第二遮光部的厚度满足遮光性能,保证防止像素侧向漏光。

可选的,本发明中第一遮光部和第二遮光部的制作材料可以相同也可以不同。设置第二遮光部与第一遮光部的材料相同,在显示面板制作时选取一种遮光材料可以同时用来制作第一遮光部和第二遮光部,节省材料筛选时间,简化工艺。可选的,遮光部的制作材料可以包括铬、氧化铬、氮化铬、黑色有机材料、改性有机材料或者光致变色材料等吸光材料,吸光材料均能够吸收侧向出射的光线有效防止侧向漏光。

在一种实施方式中,图7为本发明实施例提供的显示面板膜层结构一种可选实施方式示意图。如图7所示,第一遮光部zb1位于对置基板102靠近阵列基板101的一侧,第一遮光部zb1包括黑矩阵bm,黑矩阵bm位于第一基板1021靠近液晶分子层103一侧。黑矩阵bm限定出显示面板中的多个像素p,在黑矩阵bm之上还可以设置有平坦化层或者保护层等结构层。第一遮光部包括黑矩阵,在黑矩阵下方设置与其对应的第二遮光部,黑矩阵和第二遮光部共同作用遮挡像素的侧向漏光。黑矩阵作为第一遮光部,在对置基板制作过程中不需要增加额外的工艺制程。

可选的,在对置基板102中不设置色阻层。在显示面板应用于3d打印技术中时,显示面板的出光侧采用统一的光源,不需要对像素做三基色的区分设计,也能够避免光线穿透色阻层而影响穿透率。

本发明中第二遮光部在显示面板中的具体膜层位置包括多种情况。本发明提供的显示面板中,阵列基板为多膜层结构,包括衬底基板和位于衬底基板之上的薄膜晶体管,其中,薄膜晶体管作为驱动像素的开关器件。第二遮光部在阵列基板中的膜层位置,可以位于薄膜晶体管之上或者位于薄膜晶体管与衬底基板之间。下述实施例将进行详细举例说明。

在一种实施方式中,图8为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图。如图8所示,阵列基板101包括:衬底基板1011和位于衬底基板1011之上的多个薄膜晶体管t,第二遮光部zb2位于薄膜晶体管t靠近液晶分子层103的一侧。其中,薄膜晶体管t包括有源层t1、栅极t2、源极t3和漏极t4,图8中仅是顶栅结构的薄膜晶体管进行示意性表示,本发明提供的显示面板中薄膜晶体管也可以是底栅结构。该实施方式中,在相邻的像素之间设置第一遮光部和第二遮光部,能够降低像素侧向漏光风险。将第二遮光部设置在薄膜晶体管远离衬底基板一侧,薄膜晶体管制作工艺较复杂,例如源极和漏极需要通过过孔连接到有源层,有源层还需要导电化处理等工艺。在阵列基板制作时,完成了薄膜晶体管工艺制程之后再制作第二遮光部,不改变薄膜晶体管的工艺制程,制作简单。

在另一种实施方式中,阵列基板包括:衬底基板和位于衬底基板之上的多个薄膜晶体管,第二遮光部位于薄膜晶体管靠近液晶分子层的一侧;在第二遮光部靠近液晶分子层一侧设置有隔离层。图9为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图。如图9所示,仅示意出显示面板中的阵列基板的部分结构,阵列基板包括衬底基板1011和位于衬底基板1011之上的薄膜晶体管,薄膜晶体管包括有源层t1、栅极t2、源极t3和漏极t4,第二遮光部zb2位于薄膜晶体管t之上。显示面板还包括隔离层1012,隔离层1012位于第二遮光部zb2靠近液晶分子层(未示出)的一侧。图9以底栅结构的薄膜晶体管为例,在显示面板中还包括数据线d,数据线d可以与薄膜晶体管的源极t3和漏极t4采用同一膜层制备,在第二遮光部zb2和薄膜晶体管之间还可以设置有像素电极1013和公共电极1014,其中,像素电极1013可以与薄膜晶体管的漏极t4连接。该实施方式中,在第二遮光部之上再制作一层隔离层,隔离层的设置能够将液晶分子层中的液晶分子与第二遮光部隔绝开,避免第二遮光部的制作材料对液晶分子造成污染影响性能。同时,隔离层制作在第二遮光部之上,也可以起到平坦化的作用,为后续涂布配向膜的工艺提供一个平坦的表面。

在另一种实施方式中,图10为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图。如图10所示,仅示意出显示面板中的阵列基板,阵列基板101还包括像素电极1013和公共电极1014,像素电极1013连接到薄膜晶体管的漏极t4。第二遮光部zb2位于公共电极1014靠近薄膜晶体管一侧。该实施方式中,一个像素包括一个像素电极,像素电极需要连接到薄膜晶体管的源极或者漏极上,通过薄膜晶体管向像素电极上施加电压。可以在完成薄膜晶体管的源极和漏极的制作工艺之后制作第二遮光部,或者在完成制作像素电极后制作第二遮光部,最后制作公共电极,这样第二遮光部设置在公共电极远离液晶分子层一侧,能够做到第二遮光部与液晶分子的隔离,避免第二遮光部对液晶分子造成污染。

另外,该实施方式中,相当于在像素电极和公共电极之间增加了一个膜层(第二遮光部),使得像素电极和公共电极之间的间距变大,像素电极和公共电极之间需要形成较强的电场来驱动液晶偏转。可选的,第二遮光部zb2包括高阻材料,高阻材料的方阻大于等于1014ω。采用高阻材料以避免第二遮光部的设置对像素电极和公共电极之间形成的电场产生影响。

在另一种实施方式中,图11为本发明实施例提供的显示面板膜层结构另一种可选实施方式示意图。如图11所示,仅示意出显示面板中的阵列基板,阵列基板包括衬底基板1011和位于衬底基板1011之上的多个薄膜晶体管,第二遮光部zb2位于衬底基板1011和薄膜晶体管之间。该实施方式中,在薄膜晶体管的工艺制程之间制作第二遮光部zb2,以实现减少像素侧向漏光。阵列基板制作时第二遮光部的制作,不改变原有的薄膜晶体管的工艺制程,制作简单。

可选的,如图11所示,阵列基板1011还包括平坦化层1015,平坦化层1015位于第二遮光部zb2靠近薄膜晶体管t一侧。阵列基板制作时,首先在衬底基板1011上制作第二遮光部zb2,然后在第二遮光部zb2上制作一层平坦化层1015,然后在平坦化层1015之上制作薄膜晶体管的制成,保证薄膜晶体管制作的平坦的表面之上。

上述图9、图10和图11对应的实施例附图中仅以底栅结构的薄膜晶体管为例进行说明,可选的,本发明中薄膜晶体管也可以是顶栅结构。上述附图中公共电极1014和像素电极1013也仅是示意性表示,在一个像素中公共电极1014为具有开口的结构,像素电极为整面的结构,实际中也可以是公共电极为整面结构,而像素电极为具有开口的结构。

基于同一发明构思本发明还提供一种显示装置,图12为本发明实施例提供的显示装置结构示意图,如图12所示,显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板100,显示面板100包括阵列基板101、液晶分子层103和对置基板102,在相邻的两个像素p之间设置有遮光部zb,遮光部zb包括第一遮光部zb1和第二遮光部zb2,第一遮光部zb1位于对置基板102,第二遮光部zb2位于阵列基板101。显示装置还包括背光模组200,背光模组200位于阵列基板101远离液晶分子层103一侧。

背光模组200可以为常规液晶显示面板中的直下式背光模组或者侧入式背光模组,或者背光模组200可以为应用于3d打印技术中的背光模组。背光模组200包括背光源,背光源的波长为385nm-420nm。可选的,背光源包括多个点阵设置的背光源,背光源出射光线的波长可以为385nm、405nm或420nm。

本发明提供的显示装置能够有效减少像素侧向漏光。

基于同一发明构思本发明还提供一种3d打印系统,图13为本发明实施例提供的3d打印系统示意图。如图13所示,3d打印系统本发明实施例提供的显示面板100。3d打印系统还包括位于试剂槽13a内的液态感光材料以及承载装置13b。其中,液态感光材料可以为液态感光树脂。显示装置10为上述实施例的显示装置,包括上述实施例的显示面板100。

显示装置显示待打印目标的不同截面的图像;从图像中的射出的光束用于使得液态的感光材料的预设区域固化。从图像中对应射出的光线波长为385nm-420nm近紫外短波波段。承载装置13b位于液态的感光材料内,固化后的感光材料固定在承载装置13b上,承载装置13b用于基于显示面板的显示时序在第一方向上y移动,第一方向y与显示面板的光束出射方向相同。如图13所示,显示面板100可以位于液态感光材料正下方,竖直向上照射,其他实施方式中,还可以位于液态感光材料的正上方,竖直向下照射,或是位于液态感光材料的侧面,水平照射。不同照射方向需要对应设置承载装置13b的移动方向。

通过上述实施例可知,本发明提供的显示面板、显示装置及3d打印系统,至少实现了如下的有益效果:

本发明提供的显示面板中在相邻的两个像素之间设置第一遮光部和第二遮光部,第二遮光部和第一遮光部共同作用实现对像素向侧向出射的光线的遮挡,降低了显示面板侧向漏光的风险。对于应用于3d打印技术的显示面板来说,减少侧向漏光能够提升3d打印的效果。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

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