一种透明显示装置的制作方法

1.本发明涉及透明显示技术领域，尤其涉及一种透明显示装置。


背景技术：

2.随着技术的发展，透明显示逐渐步入人们的生活，透明冰箱、透明橱窗、交通指示牌、透明手表、透明车载显示等，应用前景广阔。
3.然而，现有技术中，如液晶显示、有机半导体发光二极管显示在进行透明显示时透过率较低，液晶显示透过率最高在20％左右，有机发光显示虽然透过率可以到60％以上，但亮度衰减和寿命问题明显。电致变色显示和电润湿显示虽然透过率相对较高，但响应速度都比较慢，需要几十或上百毫秒。而且大多数透明显示是只有在施加电压时才呈现透明态，平时为不透明态。因而，对平时透明、透明度高的新型透明显示技术需求明显。尤其是车载、智能穿戴方面的应用。
4.但现有技术的透明显示装置，存在因金属反光导致的对比度偏低的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种透明显示装置，以改善透明显示装置存在因金属反光导致的对比度偏低的问题。
6.本发明实施例提供一种透明显示装置，具有液晶盒，所述液晶盒包括：相对设置的第一透明基板和第二透明基板，以及位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶层；
7.所述第一透明基板面向所述液晶层的一侧设置有信号线，以及位于所述信号线面向所述液晶层一侧的遮光图案，其中，所述遮光图案在所述第一透明基板的正投影覆盖所述信号线在所述第一透明基板的正投影。
8.在一种可能的实施方式中，所述透明显示装置包括：位于所述液晶盒侧面的侧光源，以及混合于所述液晶层中的聚合物，所述液晶盒复用作第一导光板；
9.所述信号线包括延伸方向与所述侧光源入光方向垂直的第一信号线；
10.所述遮光图案包括延伸方向与所述第一信号线延伸方向相同的第一遮光图案，所第一遮光图案在所述第一透明基板的正投影覆盖所述第一信号线在所述第一透明基板的正投影。
11.在一种可能的实施方式中，所述液晶盒包括：与所述第一信号线同层且与所述第一信号线绝缘的第一电容电极，位于所述第一电容电极背离所述液晶层一侧的公共电极引线，以及位于所述第一电容电极背离所述公共电极引线一侧的公共电极，所述公共电极通过所述第一电容电极与所述公共电极引线导通；
12.所述遮光图案还包括由所述第一遮光图案向垂直于所述第一信号线延伸方向延伸出的第一延伸部，所述第一延伸部在所述第一透明基板的正投影覆盖所述第一电容电极在所述第一透明基板的正投影。
13.在一种可能的实施方式中，所述第一信号线为栅线；所述液晶盒包括：与所述第一信号线同层且与所述第一信号线连接的栅极；
14.所述遮光图案包括由所述第一遮光图案向垂直于所述第一信号线延伸方向延伸出的第二延伸部，其中，所述第二延伸部在所述第一透明基板的正投影覆盖栅极在所述第一透明基板的正投影，所述第二延伸部与所述第一延伸部分别位于所述第一遮光图案的不同侧。
15.在一种可能的实施方式中，所述液晶盒包括：位于所述第一透明基板的源极和漏极，所述源极、漏极与所述第一信号线位于不同层；
16.所述遮光图案包括由所述第一遮光图案向垂直于所述第一信号线延伸方向的一侧延伸出的第三延伸部，其中，所述第三延伸部在所述第一透明基板的正投影覆盖所述漏极在所述第一透明基板的正投影，所述第三延伸部与所述第二延伸部位于所述第一遮光图案的同一侧。
17.在一种可能的实施方式中，所述信号线还包括延伸方向与第一信号线延伸方向垂直且位于相邻两个像素之间的第二信号线和第三信号线；所述第二信号线在背离所述第三信号线一侧具有沿平行于所述第一信号线延伸方向延伸出的凸出部；
18.所述遮光图案还包括由所述第一延伸部沿平行于所述第一信号线延伸方向延伸出的第四延伸部，所述第四延伸部在所述第一透明基板的正投影覆盖所述凸出部在所述透明基板的正投影。
19.在一种可能的实施方式中，所述遮光图案包括延伸方向与所述第三信号线延伸方向平行的第二遮光图案；
20.所述第二遮光图案在所述第一透明基板的正投影覆盖所述第二信号线在所述第一透明基板的正投影，覆盖所述第三信号线在所述第一透明基板的正投影，以及覆盖所述第二信号线和所述第三信号线之间的间隙。
21.在一种可能的实施方式中，所述第一透明基板设置有：依次位于所述第一信号线的背离所述第一透明基板一侧的栅极绝缘层、有源层、刻蚀阻挡层、钝化保护层、第一透明电极层、第一配向膜层；其中，所述第三信号线位于所述刻蚀阻挡层和所述钝化保护层之间，所述第二信号线与所述第三信号线位于同一层。
22.在一种可能的实施方式中，所述遮光图案位于所述第一透明电极层和所述第一配向膜层之间；
23.或者，所述钝化保护层与所述透明电极层之间还设置有平坦化层；所述遮光图案位于所述钝化保护层与所述平坦化层之间。
24.在一种可能的实施方式中，所述第二透明基板的面向所述第一透明基板的一侧还依次设置有光学透明层、第二电极层、第二配向膜层；其中，所述光学透明层在与所述遮光图案对应的位置设置有凹槽，以使所述第二配向膜层的面向所述液晶层的表面具有凹陷。
25.本发明实施例有益效果如下：本发明实施例中，第一透明基板面向液晶层的一侧设置有信号线，以及位于信号线面向液晶层一侧的遮光图案，可以对信号线所在的位置进行遮光，从而可以有效降低暗态亮度，提升对比度，而且，相比于在第二透明基板设置遮光图案，即，信号线所在基板与遮光图案不在同一基板的情形，本发明实施例可以避免因第一透明基板和第二透明基板对盒误差导致遮挡不佳的问题，同时透过率可以进一步提升。
附图说明
26.图1为图3沿虚线a处的截面示意图；
27.图2为图3沿虚线b处的截面示意图；
28.图3为本发明实施例提供的一种信号线的分布示意图；
29.图4a为图3中的第一信号线所在层的膜层示意图；
30.图4b为第二信号线所在层的膜层示意图；
31.图4c为本发明实施例提供的仅在垂直于光路方向上设置有遮光图案的示意图；
32.图5为本发明实施例提供的在各信号线均设置有遮光图案的示意图；
33.图6为本发明实施例提供的透明显示装置结构示意图之一；
34.图7为本发明实施例提供的侧光源的分布示意图；
35.图8为本发明实施例提供的透明显示装置结构示意图之二；
36.图9为本发明实施例提供的透明显示装置结构示意图之三。
具体实施方式
37.为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
38.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公开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。
39.为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
40.参见图1，本发明实施例提供一种透明显示装置，具有液晶盒，液晶盒包括：相对设置的第一透明基板10和第二透明基板20，以及位于第一透明基板10和第二透明基板20之间的液晶层30；
41.第一透明基板10面向液晶层30的一侧设置有信号线11，以及位于信号线11面向液晶层30一侧的遮光图案18，其中，遮光图案18在第一透明基板10的正投影覆盖信号线11在第一透明基板10的正投影。具体的，信号线11的材质可以为金属。
42.本发明实施例中，第一透明基板10面向液晶层30的一侧设置有信号线11，以及位于信号线11面向液晶层30一侧的遮光图案18，可以对信号线11所在的位置进行遮光，从而可以有效降低暗态亮度，提升对比度，而且，相比于在第二透明基板设置遮光图案，即，信号线所在基板与遮光图案不在同一基板的情形，本发明实施例可以避免因第一透明基板和第
二透明基板对盒误差导致遮挡不佳的问题，同时透过率可以进一步提升。
43.具体的，第一透明基板10设置有：依次位于第一信号线111的背离第一透明基板10一侧的栅极绝缘层12、有源层13、刻蚀阻挡层14、钝化保护层15、第一透明电极层16、第一配向膜层191；其中，第三信号线112位于刻蚀阻挡层14和钝化保护层15之间。具体的，第二透明基板20面向液晶层30的一侧设置有第二透明电极层21，以及位于第二透明电极层21的背离所述第二透明基板20一侧的第二配向膜层192。具体的，结合图2所示，第二透明电极层21在第三信号线112以及晶体管所在区域设置有镂空区域，减少交叠电容和寄生电容的产生。
44.在具体实施时，参见图1、图2、图3、图4a、图4b和图4c所示，其中，图3为本发明实施例提供的一种信号线的分布示意图，图1为图3在虚线a处的截面示意图，图2为图3在虚线b处的截面示意图，图4a为图3中的第一信号线所在层的膜层示意图，图4b为第二信号线所在层的膜层示意图，图4c为遮光图案示意图，信号线11可以包括第一信号线111，第二信号线118，以及第三信号线112，其中，第二信号线118和第三信号线112的延伸方向相同，可以位于同一层，第一信号线111和第三信号线112的延伸方向相互垂直，例如，第一信号线111沿第一方向延伸(第一方向例如为图3中的竖向)，第三信号线112沿第二方向延伸(第二方向例如为图3中的横向)。第一信号线111具体可以为栅线，第二信号线118具体可以为电容提供信号的信号线，第三信号线112具体可以为数据线。第一信号线111与第三信号线112交叉分布，限定出多个像素，相邻两列像素之间可以设置有一第二信号线118和一第三信号线112。具体的，结合图4a所示，第一信号线111所在层具有可以设置有沿第一方向(如图3中的横向)延伸的第一信号线111，以及由所述第一信号线111沿第二方向(如图3中的竖向)延伸出的栅极113，以及延伸方向与第一信号线111延伸方向相同的第一电容电极116。具体的，结合图4b所示，第二信号线118所在膜层具体可以包括沿第二方向(如图3中的竖向)延伸的第二信号线118、第三信号线112，由第二信号线118沿平行于第一信号线111延伸方向延伸出的凸出部1180，由第三信号线112沿平行于第一信号线111延伸方向延伸出的源极114，沿第二方向延伸的漏极115，以及由漏极115的一端沿平行于第一方向延伸出的第二电容电极117，以及第一过渡电极119。其中，第一电容电极116与第二电容电极117相对，形成一电容。第一电容电极116通过过孔与过渡电极119导通，并由过渡电极119通过过孔与第一透明电极层16同层的第二过渡电极(图中未示出)导通，第二过渡电极通过过孔与第二信号线118的凸出部1180导通，以实现通过第二信号线118为第一电容电极117提供信号。
45.在具体实施时，本发明实施例提供的透明显示装置，可以设置有光源，也可以不设置光源，不设置光源时，可以通过外界环境光实现透明黑白显示；设置有光源时，可以通过设置有出射红、绿、蓝三色光源，实现彩色显示。具体的，透明显示装置设置光源时，光源可以设置在液晶盒的侧面，可以通过对液晶盒本身膜层的选取，实现使液晶盒作为一个导光板；具体的，透明显示装置设置光源时，透明显示装置还可以在第一透明基板10的下方设置单独的导光板，光源具体可以设置在导光板的侧面。本发明实施例，通过在设置信号线的第一透明基板设置遮光图案，均可以改善设置有光源或不设置光源的透明显示装置存在的金属反光问题。
46.在具体实施时，参见图3、图4c、图5、图6、和图7所示，透明显示装置包括：位于液晶盒侧面的侧光源5，以及混合于液晶层30中的聚合物31，液晶盒复用作第一导光板；信号线11包括延伸方向与侧光源5入光方向垂直的第一信号线111；相应的，遮光图案18包括延伸
方向与第一信号线111延伸方向相同的第一遮光图案181，第一遮光图案181在第一透明基板10的正投影覆盖第一信号线111在第一透明基板10的正投影。本发明实施例中，透明显示装置包括设置于液晶盒侧面的侧光源5，液晶层30中还混合有聚合物31，液晶盒复用作第一导光板，即，透明显示装置为基于聚合物稳定液晶制作的透明波导显示装置，在透明度、响应速度、彩色显示、等方面优势明显，液晶盒本身既可以做导光板，同时也可以进行显示，光源从侧面入射，不需要显示时，液晶盒呈现透明状态，如同玻璃一样(透明度80～90％)，不需要电能；当需要显示时，对指定区域施加电压，液晶相应进行偏转，受到聚合物的影响，取向混乱，散射出光，从而实现显示，受到聚合物的影响，显示响应速度很快，可以达到1～2ms左右，该种显示装置存在因信号线反光导致的对比度偏低的问题较明显的问题，本发明通过在第一透明基板(也即阵列基板)上对应信号线的位置制作遮光图案，覆盖反光的信号线，从而可有效降低暗态亮度，提升对比度。而且，本发明实施例中，仅在与光路垂直的方向设置遮挡图案，可在改善对比度的基础上，进一步提升透过率，该方案可行性强，可实现改善对比度、保持高透过率的效果。
47.在具体实施时，结合图3和图4c所示，液晶盒包括：与第一信号线111同层且与第一信号线111绝缘的第一电容电极116；遮光图案18还包括由第一遮光图案181向垂直于第一信号线111延伸方向延伸出的第一延伸部183，第一延伸部183在第一透明基板10的正投影覆盖第一电容电极116在第一透明基板10的正投影。本发明实施例中，遮光图案18还包括第一延伸部183，进而可以对第一电容电极116进行遮光，进一步改善透明显示装置因金属走线的反光导致对比度低的问题。
48.具体的，第一电容电极116可以位于第一信号线111与第三信号线112交叉的位置周边，每一交叉位置对应有一第一电容电极116，第一电容电极116在第一透明基板10的正投影可以为条形，延伸方向可以与第一信号线111的延伸方向相同。具体的，第一电容电极116与第一信号线111同层，延伸方向相同，二者之间具有间隙，以实现第一电容电极116与第一信号线111的相互绝缘。
49.在具体实施时，结合图3和图4c所示，第一信号线111为栅线；液晶盒包括：与第一信号线111同层且与第一信号线111连接的栅极113；遮光图案18包括由第一遮光图案181向垂直于第一信号线111延伸方向延伸出的第二延伸部184，其中，第二延伸部184在第一透明基板10的正投影覆盖栅极113在第一透明基板10的正投影，第二延伸部184与第一延伸部183分别位于第一遮光图案181的不同侧。本发明实施例中，遮光图案18还包括第二延伸部184，进而可以对栅极113进行遮光，进一步改善透明显示装置因金属走线的反光导致对比度低的问题。
50.在具体实施时，结合图3和图4c所示，液晶盒包括：位于第一透明基板10的源极114和漏极115，源极114、漏极115与第一信号线111位于不同层，源极114、漏极115具体可以和第三信号线112位于同一层；遮光图案18包括由第一遮光图案181向垂直于第一信号线111延伸方向的一侧延伸出的第三延伸部185，其中，第三延伸部185在第一透明基板10的正投影覆盖漏极115在第一透明基板10的正投影，第三延伸部185与第二延伸部184位于第一遮光图案181的同一侧。
51.具体的，第二信号线118在背离第三信号线112一侧具有沿平行于第一信号线111延伸方向延伸出的凸出部1180；遮光图案18还包括由第一延伸部183沿平行于第一信号线
111延伸方向延伸出的第四延伸部186，第四延伸部186在第一透明基板10的正投影覆盖凸出部1180在透明基板的正投影。具体的，第四延伸部186与第一延伸部183可以为一体结构，以简化遮光图案18的制作工艺。本发明实施例中，遮光图案18还包括第三延伸部185以及第四延伸部186，进而可以对漏极115以及凸出部1180进行遮光，进一步改善透明显示装置因金属走线的反光导致对比度低的问题。
52.具体的，第一延伸部183、第二延伸部184、第三延伸部185、第四延伸部186在第一透明基板10的正投影为矩形，在平行于第一信号线111的延伸方向上，第一延伸部183的延伸长度大于第二延伸部184的延伸长度，第二延伸部184的延伸长度大于第三延伸部185的延伸长度；在垂直于第一信号线111的延伸方向上，第一延伸部183的延伸长度大于第三延伸部185的延伸长度，第三延伸部185的延伸长度大于第二延伸部184的延伸长度。
53.需要说明的是，本发明实施例中，光源入射方向与驱动线(例如，第一信号线，具体的，如gate线)垂直，gate线对光会有明显反射，为此优先对gate线及与gate线平行的金属线和结构进行遮挡，如此既可以降低金属反射的影响，又可保持高透过率。如果光源入射方向与数据线(data线)垂直，则优先对data线及与data线平行的金属线及结构进行遮挡。
54.在具体实施时，信号线11还包括延伸方向与第一信号线111延伸方向垂直且位于相邻两个像素之间的第二信号线118和第三信号线112；遮光图案18包括延伸方向与第三信号线112延伸方向平行的第二遮光图案182，第二遮光图案182在第一透明基板10的正投影覆盖第三信号线112在第一透明基板10的正投影，覆盖第三信号线118在第一透明基板10的正投影，以及覆盖第二信号线118和第三信号线112之间的间隙。本发明实施例中，遮光图案18还包括第二遮光图案182，进而可以对第三信号线112进行遮光，进一步改善透明显示装置因金属走线的反光导致对比度低的问题。
55.在具体实施时，结合图1和图2所示，遮光图案18位于第一透明电极层16和第一配向膜层191之间。在具体制作时，可以在制作完成于第一透明电极层16之后，形成遮光图案18，之后，再形成第一配向膜层191。具体的，在像素电极(第一电极层16)制作完成后，在对应有金属导线的位置处，制作黑色遮光图案18，遮光图案18的光透过率一般需要在10％以下，最好在1％以下；遮光图案18的宽度需要在线宽的基础上考虑光刻机台的对位精度，遮光图案18线度≥金属线宽 光刻机台对位精度*2 遮挡安全距离；遮光图案18厚度需要考虑液晶盒厚，一般关系为：遮光图案18厚度≤液晶盒厚
–
金属线与像素处的段差
–
遮光图案18与上基板(具体的，可以与第二配向膜层192下表面)的安全距离。
56.在具体实施时，结合图8所示，钝化保护层15与第一透明电极层16之间还设置有平坦化层17；遮光图案18位于钝化保护层15与平坦化层17之间。本发明实施例中，当液晶盒厚较小，例如，小于3um，按图1和图2所示透明显示装置的流程制作的遮光图案厚度可能不足以阻挡金属线(包括信号线)反射，此时可在制作第一透明电极层16之前先制作遮光图案18，而后制作平坦化层17，降低遮光图案18高度对液晶盒厚的依赖。平坦化层17优先选择光学透明材料，可以是有机材料或无机材料，具体的，可以为有机材料。如此，遮光图案18的宽度要求可与图1和图2所示透明显示装置要求的遮光图案18一致，但厚度则考虑遮光效果即可，具体的，可以是透光度在1％以下。
57.在具体实施时，参见图9所示，第二透明基板20的面向第一透明基板10的一侧还设置有光学透明层22，光学透明层22在与遮光图案18对应的位置设置有凹槽220，以使第二配
向膜层192的面向液晶层30的表面形成有相应的凹陷区域。本发明实施例中，当液晶盒厚较小，如3um以下，按图1和图2所示透明显示装置的流程制作的遮光图案18厚度可能不足以阻挡金属线反射，为保证遮光图案18有一定的厚度，此时可在第二透明基板20上制作一定厚度的光学透明层22，厚度可以在1um～5um，具体的，可以为2um，然后在对应遮光图案18和光刻隔垫物4进行挖槽，以提升此处两基板的间距，达到遮光效果和小盒厚的目的。
58.具体的，为了更清楚地理解本发明实施例提供的透明显示装置的结构，以下以图1和图2所示的基于聚合物稳定液晶(pslc)的透明显示液晶盒为例，对本发明实施例提供的透明显示装置的制作流程进行如下说明：
59.在上基板(也即第二透明基板20)制作对位标记层、沉积第二透明电极层21，首选高透明导电材料，如氧化铟锡ito，厚度一般在50nm～200nm之间。为降低器件负载，可以在上基板电极与下基板的导线交叠处进行部分镂空处理，减少交叠和寄生电容的产生；
60.在ito电极上制作光刻隔垫物4(ps)，之后在涂覆液晶配向层，作为第二配向膜层192，并通过摩擦或光配向技术完成配向；
61.在下基板(也即第一透明基板10)上分别顺序制作栅极线层(包括第一信号线111，栅极113，第一电容电极116)、栅极绝缘层12、有源层13、刻蚀阻挡层14、数据线层(包括第三信号线112，源极114，漏极115)、钝化保护层15、第一电极层16、遮光图案18，并对部分功能层通过光刻、显影进行图案化，遮光图案18在此处的厚度≤液晶盒厚
–
金属线与像素处的段差
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遮光图案18与上基板的安全距离，一般遮光图案18与上基板的安全距离在0.3um-1.0um，具体的，可以为0.5um；遮光图案18的宽度一般≥金属线宽 光刻机台对位精度*2 遮挡安全距离，遮挡安全距离是为了确保遮光图案18可以将金属层完整覆盖而设计，需要考虑金属层与遮光图案18之间各膜层厚度的影响，一般设置为0.3um-2.0um，具体的，可以为1.0um，阵列基板制作完成后在上边涂覆液晶配向层，作为第一配向膜层191，并通过摩擦或光配向技术完成配向；
62.上、下基板中间的液晶层30由至少三组分构成，一种或多种液晶分子，一种或多种可光聚合的单体分子(如含有乙烯基的单体)，以及光引发剂。可聚合单体和液晶分子之间的相容性要比较好，液晶混合物中，可聚合单体的比例一般在10％以下，优选在的3％～9％。液晶分子的介电常数差较大的材料为佳。入光的方向与液晶层配向的方向垂直；
63.上下基板制作完成后，可通过液晶滴下(odf)或vif工艺滴灌液晶后对盒，从而完成液晶盒制作。
64.在灌晶完成后，通过增加uv mask，进行选择性紫外(uv)光照射，使其中的光敏液晶分子聚合形成聚合物网络，最终形成聚合物稳定的液晶(pslc)，也可通过热聚合或红外聚合等方式形成高分子。液晶分子聚合后，液晶盒制作完成。液晶盒厚度范围在2μm～10μm，其中为了平衡驱动电压的要求，以3μm～6μm为佳。
65.本发明实施例有益效果如下：本发明实施例中，第一透明基板10面向液晶层30的一侧设置有信号线11，以及位于信号线11面向液晶层30一侧的遮光图案18，可以对信号线11所在的位置进行遮光，从而可以有效降低暗态亮度，提升对比度，而且，相比于在第二透明基板设置遮光图案，即，信号线所在基板与遮光图案不在同一基板的情形，本发明实施例可以避免因第一透明基板和第二透明基板对盒误差导致遮挡不佳的问题，同时透过率可以进一步提升。
66.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。