阵列基板及其制作方法、3D显示装置

摘要

本发明涉及显示技术领域，公开了一种阵列基板，包括：衬底基板及位于衬底基板上的像素阵列层，还包括：由若干间隔有预定距离的挡光条形成的用于3D显示的光栅层，光栅层位于像素阵列层背离衬底基板一侧，或位于衬底基板面向像素阵列一侧，或位于衬底基板背离像素阵列一侧，挡光条用于将通过衬底基板射向像素阵列层的光线反射。本发明中将光栅层设置在阵列基板的背向像素阵列层的一侧，且光栅层的挡光条能够将通过衬底基板射向像素阵列层的光线反射。即在显示时，背光源发出的且未透过的光栅层的光被反射回背光源，由于背光源通常具有使光漫反射的导光板，导光板将反射回背光源的光再次反射使光透过光栅层，从而提高显示亮度。

权利要求

1.一种阵列基板，包括：衬底基板及位于所述衬底基板上的像素阵列层，其特征在于，还包括：由若干间隔有预定距离的挡光条形成的用于3D显示的光栅层，所述挡光条用于将通过所述衬底基板射向所述像素阵列层的光线反射，所述光栅层位于所述衬底基板面向所述像素阵列一侧，所述像素阵列层包括像素电极层和位于所述像素电极层背离所述衬底基板一侧的取向层，所述光栅层位于所述像素电极层和取向层之间，所述光栅层和取向层之间还具有隔垫层。

2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述挡光条由反光材料制成。

3.一种3D显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～2中任一项所述的阵列基板。

4.一种阵列基板制作方法，其特征在于，包括：

在衬底基板的一侧形成像素阵列层中的像素电极层的图形；

在所述像素电极层背离所述衬底基板的一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形；

在所述光栅层背离所述衬底基板的一侧形成取向层；

在所述光栅层和取向层之间形成有隔垫层。

5.一种阵列基板制作方法，其特征在于，包括：

在衬底基板一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形；

在所述光栅层背离所述衬底基板的一侧形成像素阵列层；

在所述光栅层和所述像素阵列层之间形成有隔垫层。

说明书

阵列基板及其制作方法、3D显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及3D显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板及其制作方法、3D显示装置。

背景技术

[0002] 目前比较成熟的光栅裸眼3D技术，其基本结构为在显示屏的上偏光片外侧贴附一层光栅层，通过该光栅层将显示屏中像素发出的光分别输出给观看者的左、右眼，从而产生立体视觉效果。现有裸眼3D显示装置的结构如图1和图2所示，图1中示出的显示装置包括由位于彩膜基板2上方的上偏光片1、位于阵列基板下方的下偏光片4、以及彩膜基板2和阵列基板3对盒形成的显示屏，彩膜基板2和阵列基板3之间为液晶层7。在上偏光片1的上方设置了光栅基板5，光栅基板5上方形成有光栅层6，光栅层6作为视差挡板，以在显示装置的视区内形成左、右眼视区。图2中示出的显示装置与图1中显示装置的结构相类似，只是将光栅层6设置在了上偏光片1和光栅基板5之间，同样能够实现裸眼3D显示。其中，光栅基板5可以为玻璃或塑料。

[0003] 在实际应用过程中发现，上述裸眼3D显示技术存在以下问题：

[0004] （1）因为增加了光栅基板，光线的透过率较低，显示装置的亮度较低，同时因光栅基板的存在，显示装置整体厚度增加；

[0005] （2）光栅区域需要与像素区域对位，在制备工艺中，形成有光栅层的光栅基板与显示屏对位贴合困难，良品率较低，同时光栅与阵列基板上像素对位精度低也将极大影响显示装置的显示效果；另外需要有专门的对位贴合制作工序，所以引起显示装置成本较高；

[0006] （3）光栅会挡住一部分光线不透显示装置，导致整个显示装置的亮度较暗。

[0007] 为了解决上述问题，另一种方案中可以将光栅层6直接制作于彩膜基板2之上，即光栅层6位于彩膜基板2和上偏光片1之间，如图3所示，显示屏的彩膜基板2以下的层级结构与图1和图2中显示屏层的彩膜基板2以下的层级结构相同。该方案中只是减少了光栅基板，将光栅层6做在了彩膜基板2和上偏光片1之间，这样能够解决上述（1）和（2）的问题，但是该种结构中，整个显示装置的亮度仍然无法改善。

发明内容

[0008] （一）要解决的技术问题

[0009] 本发明要解决的技术问题是：如何提高3D显示装置的亮度。

[0010] （二）技术方案

[0011] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阵列基板，包括：衬底基板及位于所述衬底基板上的像素阵列层，还包括：由若干间隔有预定距离的挡光条形成的用于3D显示的光栅层，所述光栅层位于所述像素阵列层背离所述衬底基板一侧，或所述光栅层位于所述衬底基板面向所述像素阵列一侧，或所述光栅层位于所述衬底基板背离所述像素阵列一侧，所述挡光条用于将通过所述衬底基板射向所述像素阵列层的光线反射。

[0012] 其中，所述像素阵列层包括像素电极层和位于所述像素电极层背离所述衬底基板一侧的取向层，所述光栅层位于所述像素阵列层背离所述衬底基板一侧具体为：所述光栅层位于所述像素电极层和取向层之间。

[0013] 其中，所述光栅层位于所述衬底基板背离所述像素阵列层一侧，所述挡光条包括：遮光层和反光层，所述遮光层位于衬底基板和所述反光层之间，且所述反光层在所述衬底基板上的投影被所述遮光层在所述衬底基板上的投影覆盖。

[0014] 其中，所述挡光条由反光材料制成。

[0015] 其中，还包括：位于所述挡光条背离所述像素阵列层一侧的偏光片。

[0016] 其中，还包括：位于所述衬底基板背离所述像素阵列层一侧的偏光片，所述光栅层位于所述衬底基板背离所述像素阵列层一侧具体为：所述光栅层位于所述偏光片背离所述像素阵列层的一侧。

[0017] 其中，所述挡光条包括：遮光层和反光层，所述遮光层位于所述偏光片和所述反光层之间，且所述反光层在所述衬底基板上的投影被所述遮光层在所述衬底基板上的投影覆盖。

[0018] 本发明还提供了一种3D显示装置，包括上述任一项所述的阵列基板。

[0019] 本发明还提供了一种阵列基板制作方法，包括在衬底基板一侧的表面形成像素阵列层，还包括：在所述衬底基板另一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形。

[0020] 其中，所述在所述衬底基板另一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形的步骤具体包括：

[0021] 在所述衬底基板另一侧的表面直接形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形。

[0022] 其中，还包括在所述光栅层的图形表面形成偏光片。

[0023] 其中，所述在所述衬底基板另一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形的步骤具体包括：

[0024] 在所述衬底基板另一侧的表面形成偏光片；

[0025] 在所述偏光片的表面形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形。

[0026] 本发明还提供了一种阵列基板制作方法，包括：

[0027] 在衬底基板的一侧形成像素阵列层中的像素电极层的图形；

[0028] 在所述像素电极层背离所述衬底基板的一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形；

[0029] 在所述光栅层背离所述衬底基板的一侧形成取向层。

[0030] 本发明还提供了一种阵列基板制作方法，包括：

[0031] 在所述衬底基板一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形；

[0032] 在所述光栅层背离所述衬底基板的一侧形成像素阵列层。

[0033] （三）有益效果

[0034] 本发明中将光栅层设置在像素阵列层背离所述衬底基板一侧，或所述衬底基板面向所述像素阵列一侧，或所述衬底基板背离所述像素阵列一侧，且光栅层的挡光条能够将通过衬底基板射向像素阵列层的光线反射。即在显示时，背光源发出的且未透过的光栅层的光被反射回背光源，由于背光源通常具有使光漫反射的导光板，导光板将反射回背光源的光再次反射使光透过光栅层，从而提高显示亮度。

附图说明

[0035] 图1是现有技术中的一种裸眼3D显示装置的结构示意图；

[0036] 图2是现有技术中的另一种裸眼3D显示装置的结构示意图；

[0037] 图3是现有技术中的又一种裸眼3D显示装置的结构示意图；

[0038] 图4是本发明实施例的一种阵列基板的结构示意图；

[0039] 图5是本发明实施例的另一种阵列基板的结构示意图；

[0040] 图6是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0041] 图7是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0042] 图8是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0043] 图9是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0044] 图10是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0045] 图11是图10中阵列基板形成3D显示装置后3D显示原理图；

[0046] 图12是本发明实施例的又一种阵列基板的结构示意图；

[0047] 图13是包括图5中阵列基板的显示装置结构示意图。

具体实施方式

[0048] 本发明的阵列基板包括：衬底基板及位于所述衬底基板上的像素阵列层，为了使在显示时为透过光栅层的光能够被反射至背光源，再次被背光源反射使反射后的光透过光栅层，从而提高显示亮度，还包括：由若干间隔有预定距离的挡光条形成的用于3D显示的光栅层，所述光栅层位于所述像素阵列层背离所述衬底基板一侧，或所述光栅层位于所述衬底基板面向所述像素阵列一侧，或所述光栅层位于所述衬底基板背离所述像素阵列一侧，所述挡光条用于将通过所述衬底基板射向所述像素阵列层的光线反射。光栅层用于将显示屏中像素发出的光分别输出给观看者的左、右眼，从而产生3D视觉效果，实现裸眼3D显示。下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0049] 实施例1

[0050] 本实施例提供的阵列基板如图4所示，包括：衬底基板100（玻璃基板或石英材料的透明基板）及位于衬底基板100上方的像素阵列层200，还包括：位于衬底基板100下方的由若干间隔有预定距离的挡光条形成的光栅层。

[0051] 本实施例中，挡光条包括：遮光层410和反光层420，遮光层410位于衬底基板100和所述反光层420之间。由于要达到较好3D显示视角，挡光条的宽度及间距都已事先设定，为了不影响3D显示视角，反光层420的在衬底基板100上的投影被遮光层410在衬底基板100上的投影覆盖。

[0052] 优选地，将遮光层410直接形成在衬底基板100的下表面，反光层420形成在遮光层410的下表面。这样可以不需要光栅基板，增加了光的透过率。直接形成时，采用构图工艺（通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）将遮光层410形成在衬底基板
100下表面，将反光层420形成在遮光层410的下表面，相对于贴合工艺，提高了光栅层与像素阵列层200中亚像素的对位精度。

[0053] 制作该阵列基板的步骤包括：在衬底基板100一侧的表面形成像素阵列层200，在所述衬底基板另一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的光栅层的图形。具体包括：

[0054] 衬底基板100一侧的表面（图中为上表面）形成像素阵列层200；

[0055] 在衬底基板100另一侧的表面（图中为下表面）形成不透明的遮光材料薄膜，该材料可以采用不透光黑色树脂；

[0056] 通过构图工艺形成挡光条的遮光层410的图形；

[0057] 继续形成反光材料薄膜，可以是金属材料；

[0058] 通过构图工艺形成挡光条的反光层420的图形，且使反光层420在衬底基板100上的投影被遮光层410在衬底基板100上的投影覆盖。

[0059] 本实施例中，形成遮光层410和反光层420也可以通过一次构图工艺形成，即在衬底基板100另一侧的表面依次形成不透明的遮光材料薄膜和反光材料薄膜；通过构图工艺形成挡光条的遮光层410和反光层420的图形。另外，本实施例中，对在衬底基板100的表面形成像素阵列层200和光栅层的顺序不做限制。

[0060] 本实施例中，将光栅层制作在衬底基板100的下方，在3D显示时，光栅层中的反光层420能够将未透过在光栅层的光反射回背光源，再由背光源中的导光板漫反射，使漫反射的光能够通过光栅层，从而增大了显示装置的亮度。

[0061] 实施例2

[0062] 对于液晶显示装置，衬底基板100下方还需要下偏光片，因此，在实施例1的基础上，本实施例的阵列基板还包括形成在挡光条背离像素阵列层一侧的偏光片。如图5所示，偏光片300形成在反光层420的下方。制作时，在实施例1中制作流程基础上在反光层420下方直接形成偏光片300。只要保证在制作偏光片300之前形成反光层420即可。

[0063] 当然，如图6所示，偏光片300也可以形成在挡光条的遮光层410和衬底基板100之间，即将遮光层410直接形成在偏光片300的下表面，反光层420形成在遮光层410的下表面。

[0064] 制作时，包括步骤：

[0065] 衬底基板100一侧的表面（图中为上表面）形成像素阵列层200；

[0066] 在衬底基板100另一侧的表面（图中为下表面）形成偏光片300；

[0067] 在偏光片300的下表面形成不透明的遮光材料薄膜，可以是黑色树脂材料；

[0068] 通过构图工艺形成挡光条的遮光层410的图形；

[0069] 形成反光材料薄膜，可以是金属材料；

[0070] 通过构图工艺形成挡光条的反光层420的图形，且使反光层420在衬底基板100上的投影被遮光层410在衬底基板100上的投影覆盖。

[0071] 本实施例中，形成遮光层410和反光层420也可以通过一次构图工艺形成，即在偏光片300的下表面依次形成不透明的遮光材料薄膜和反光材料薄膜；通过构图工艺形成挡光条的遮光层410和反光层420的图形。另外，本实施例中对在衬底基板100的表面形成像素阵列层200和光栅层的顺序不做限制。

[0072] 本实施例和实施例1具有相似的有益效果，此处不再赘述。

[0073] 实施例3

[0074] 本实施例的阵列基板如图7所示，包括：衬底基板100（玻璃基板或石英材料的透明基板）及位于衬底基板100上方的像素阵列层200，还包括：位于衬底基板100下方的由若干间隔有预定距离的挡光条400＇形成的光栅层。

[0075] 本实施例中，挡光条400＇由反光材料制成。优选地，将挡光条400＇直接形成在衬底基板100的下表面，这样可以不需要光栅基板，增加了光的透过率。直接形成时，采用构图工艺（通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）将挡光条400＇形成在衬底基板100下表面，相对于贴合工艺，提高了光栅层与像素阵列层200中亚像素的对位精度。

[0076] 制作该阵列基板的步骤包括：在衬底基板100一侧的表面形成像素阵列层200，在所述衬底基板另一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的光栅层的图形。具体包括：

[0077] 衬底基板100一侧的表面（图中为上表面）形成像素阵列层200；

[0078] 在衬底基板100另一侧的表面（图中为下表面）形成反光材料薄膜，该材料可以为金属材料；

[0079] 通过构图工艺形成挡光条400＇的图形；

[0080] 本实施例中，对在衬底基板100的表面形成像素阵列层200和光栅层的顺序不做限制。

[0081] 本实施例中，直接用反光材料制作挡光条400＇，不但达到了实施例1的提高显示装置亮度的有益效果，而且相对实施例1，节省了制作工艺，降低了成本。

[0082] 实施例4

[0083] 对于液晶显示装置，衬底基板100下方还需要下偏光片，因此，在实施例3的基础上，本实施例的阵列基板还包括形成在挡光条400＇背离像素阵列层一侧的偏光片。如图8所示，偏光片300形成在挡光条400＇的下方。制作时，在实施例3中制作流程基础上在挡光条400＇下方直接形成偏光片300。只要保证在制作偏光片300之前形成挡光条400＇即可。

[0084] 当然，如图9所示，偏光片300也可以形成在挡光条400＇和衬底基板100之间，即将挡光条400＇直接形成在偏光片300的下表面。

[0085] 制作时，包括步骤：

[0086] 衬底基板100一侧的表面（图中为上表面）形成像素阵列层200；

[0087] 在衬底基板100另一侧的表面（图中为下表面）形成偏光片300；

[0088] 在偏光片300的下表面形成反光材料薄膜，可以是金属材料；

[0089] 通过构图工艺形成挡光条400＇的图形。

[0090] 本实施例中对在衬底基板100的表面形成像素阵列层200和光栅层的顺序不做限制。

[0091] 本实施例和实施例3具有相似的有益效果，此处不再赘述。

[0092] 实施例5

[0093] 本实施例的阵列基板如图10所示，包括：衬底基板100（玻璃基板或石英材料的透明基板）及位于衬底基板100上方的像素阵列层200。还包括：位于衬底基板100和像素阵列层200之间的由若干间隔有预定距离的挡光条400＇形成的光栅层。本实施例中，像素阵列层200包括衬底基板100上形成的薄膜晶体管的各层（包括：栅极、栅绝缘层、有源层、源漏层）、像素电极层、钝化层和取向层等。

[0094] 本实施例中，挡光条400＇由反光材料制成。优选地，将挡光条400＇直接形成在衬底基板100的上表面。直接形成时，采用构图工艺（通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）将挡光条400＇形成在衬底基板100上表面，相对于贴合工艺，提高了光栅层与像素阵列层200中亚像素的对位精度。

[0095] 如图11及下述公式（1）～（4）所示，为了保持光栅层与彩膜基板的距离h使观看者在合适的观看距离s内看清画面，光栅层的挡光条400＇和像素阵列层200之间还间隔有隔垫层900，以增大h。由公式(3)可知，当阵列基板上每英寸所拥有的像素数目（Pixels per inch，PPI）达到足够大（如：2000以上）时，即Subp变小，也可以不需要格外增加隔垫层或增加像素阵列层200中栅绝缘层钝化层的厚度，也能在合适的观看距离内看到清晰的画面。

[0096]

[0097]

[0098]

[0099]

[0100] 其中，P为栅距，Subp为亚像素尺寸，l为瞳距，h为光栅离彩膜基板的距离，s为观看距离。

[0101] 制作该阵列基板的步骤包括：

[0102] 在衬底基板100一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条400＇排列成的光栅层的图形。具体包括：

[0103] 在衬底基板100一侧的表面（图中为上表面）形成反光材料薄膜，该材料可以为金属材料；

[0104] 通过构图工艺形成挡光条400＇的图形。

[0105] 在光栅层背离衬底基板100的一侧形成像素阵列层200。

[0106] 当然还可以在形成像素阵列层200之前在光栅层上形成隔垫层900。

[0107] 本实施例中，将光栅层制作在衬底基板100和像素电极层200之间，在3D显示时，光栅层中的挡光条400＇能够将未透过在光栅层的光反射回背光源，再由背光源中的导光板漫反射，使漫反射的光能够通过光栅层，从而增大了显示装置的亮度。

[0108] 实施例6

[0109] 本实施例的阵列基板如图12所示，包括：衬底基板100（玻璃基板或石英材料的透明基板）及位于衬底基板100上方的像素阵列层。本实施例中，像素阵列层包括衬底基板100上形成的薄膜晶体管的各层（包括：栅极、栅绝缘层、有源层、源漏层）、像素电极层201、钝化层和取向层202等。还包括：位于像素电极层201和取向层202之间的由若干间隔有预定距离的挡光条400＇形成的光栅层。

[0110] 本实施例中，挡光条400＇由反光材料制成。优选地，将挡光条400＇直接制作在像素电极层201的上方。直接形成时，采用构图工艺（通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）将挡光条400＇形成在像素电极层201的上方，相对于贴合工艺，提高了光栅层与像素阵列层的对位精度。

[0111] 为了保持光栅层与彩膜基板的距离使观看者在合适的观看距离内看清画面，光栅层的挡光条400＇和取向层202之间还间隔有隔垫层900。与实施例3中原理相同，当阵列基板上每英寸所拥有的像素数目（Pixels per inch，PPI）达到足够大时，在不需要隔垫层900的情况下也能在合适的观看距离内看到清晰的画面。

[0112] 制作该阵列基板的步骤包括：

[0113] 在衬底基板100的一侧形成像素阵列层中的像素电极层201的图形。

[0114] 在像素电极层201背离衬底基板100的一侧形成由若干间隔有预定距离的挡光条排列成的用于3D显示的光栅层的图形。具体包括：

[0115] 在像素电极层201一侧的表面（图中为上方）形成反光材料薄膜，该材料可以为金属材料；

[0116] 通过构图工艺形成挡光条400＇的图形。

[0117] 在光栅层背离衬底基板100的一侧（光栅层上方）形成取向层202。

[0118] 当然还可以在形成光栅层之前在像素电极层201上形成隔垫层900。

[0119] 本实施例中，将光栅层制作在像素阵列层的像素电极层201和取向层202之间，在3D显示时，光栅层中的挡光条400＇能够将未透过在光栅层的光反射回背光源，再由背光源中的导光板漫反射，使漫反射的光能够通过光栅层，从而增大了显示装置的亮度。

[0120] 实施例7

[0121] 本实施例提供了一种3D显示装置，包括上述实施例1～实施例6在任一项所述的阵列基板。如图13所示，为包括实施例2中的一种阵列基板的3D显示装置，阵列基板下方为背光源700，上方为彩膜基板500（彩膜基板500上还设有上偏光片600），阵列基板和彩膜基板600之间为液晶层800。

[0122] 该3D显示装置可以为：液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

[0123] 以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。