一种反射显示模组及其制备方法与流程

1.本公开涉及反射显示技术领域，特别涉及一种反射显示模组及其制备方法。


背景技术：

2.反射显示类产品近年来应用场景越来越广，例如e-ink、电子纸、以及利用金属高反射率制备的常规反射显示器件等，但是目前的反射类显示产品通常只能显示黑色、白色以及不同灰阶的灰色，无法进行彩色显示，同时其显示亮度对视角的依赖性很大，影响用户的使用体验。


技术实现要素：

3.本公开实施例的目的在于提供一种反射显示模组及其制备方法，用以解决现有技术中反射类显示产品无法进行彩色显示，显示亮度对视角的依赖性大的问题。
4.本公开的实施例采用如下技术方案：一种反射显示模组，至少包括：基板；设置在基板一侧表面上的驱动功能层；设置在所述驱动功能层远离所述基板一侧表面的反射层；其中，所述反射层至少包括：设置在所述驱动功能层远离所述基板一侧表面的第一折射层；设置在所述第一折射层远离所述驱动功能层一侧表面的第二折射层，所述第二折射层的折射率大于所述第一折射层的折射率；设置在所述第二折射层远离所述第一折射层一侧表面的荧光转换层，所述荧光转换层具有多个发光区域，每个所述发光区域均对应一个像素显示区域，每个所述发光区域内设置有用于发出所述发光区域对应的像素显示区域颜色的光线的荧光材料。
5.在一些实施例中，所述第一折射层远离所述驱动功能层一侧的表面设置有多个均匀分布的凹陷结构，所有所述凹陷结构的凹陷程度相同；所述第二折射层设置在所述凹陷结构内并覆盖所述凹陷结构远离所述驱动功能层一侧的表面；所述凹陷结构内填充有所述荧光材料以形成所述荧光转换层。
6.在一些实施例中，所述第二折射层靠近所述荧光转换层的一侧表面经过粗糙处理。
7.在一些实施例中，还包括：设置在所述第二折射层和所述荧光转换层之间的表面粗糙处理膜层，所述表面粗糙处理膜层与所述第二折射层由相同材料制成，并且所述表面粗糙处理膜层靠近所述荧光转换层的一侧表面经过粗糙处理。
8.在一些实施例中，所述像素显示区域的颜色至少包括红色、绿色和蓝色；与绿色像素显示区域对应的所述凹陷结构中填充的所述荧光材料为第一荧光材料，所述第一荧光材料在吸收环境光之后发出绿色光线；与红色像素显示区域对应的所述凹陷结构中填充的所述荧光材料为第二荧光材料，所述第二荧光材料在吸收环境光之后发出红色光线；与蓝色像素显示区域对应的所述凹陷结构中不填充荧光材料。
9.在一些实施例中，与蓝色像素显示区域对应的所述凹陷结构中填充有散射粒子材料。
10.在一些实施例中，还包括：设置在所述驱动功能层和所述第一折射层之间的平坦层。
11.在一些实施例中，还包括：设置在所述荧光转换层远离所述第二折射层一侧表面的保护层和像素电极层。
12.在一些实施例中，还包括：彩色遮光盖板，所述彩色遮光盖板与所述像素电极层相对设置，并且在所述彩色遮光盖板与所述像素电极层之间填充液晶。
13.本公开实施例还提供一种如上述的反射显示模组的制备方法，包括：在基板一侧制作驱动功能层；在所述驱动功能层远离所述基板一侧表面制作第一折射层；在所述第一折射层远离所述驱动功能层一侧表面制作第二折射层，所述第二折射层的折射率大于所述第一折射层的折射率；在所述第二折射层远离所述第一折射层一侧表面制作荧光转换层，所述荧光转换层具有多个发光区域，每个所述发光区域均对应一个像素显示区域，每个所述发光区域内设置有用于发出所述发光区域对应的像素显示区域颜色的光线的荧光材料。
14.在一些实施例中，在所述驱动功能层远离所述基板一侧表面制作第一折射层之后，还包括：通过纳米压印在所述第一折射层表面形成均匀分布的多个凹陷结构；在所述凹陷结构内制作所述第二折射层和所述荧光转换层。
15.在一些实施例中，在所述凹陷结构内制作所述第二折射层，包括：通过气相沉积在所述凹陷结构内制作所述第二折射层；通过干刻方式对所述第二折射层远离所述第一折射层的一侧表面进行粗糙处理。
16.在一些实施例中，在所述第二折射层远离所述第一折射层一侧表面制作荧光转换层之后，还包括：在所述荧光转换层远离所述第二折射层一侧表面制作保护层和像素电极层。
17.本公开实施例的有益效果在于：利用两个具有不同折射率的折射层配合荧光材料实现环境光与彩光之间的转换和反射，使反射显示模组具有更高的色域，达到彩色显示的目的，并且利用荧光材料类自然光的发光效果，使彩色光线的出光角度更广，降低其亮度对视角依赖的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本公开第一实施例中反射显示模组的层级结构示意图；
20.图2为本公开第一实施例中第一种荧光材料在自然光下的吸收光谱；
21.图3为本公开第一实施例中第二种荧光材料在自然光下的吸收光谱；
22.图4为本公开第一实施例中荧光材料出射的红光与自然光中红光之间中心波长的强度对比情况；
23.图5为本公开第一实施例中反射显示模组的另一种层级结构示意图；
24.图6为本公开第二实施例中反射显示模组的制备方法的流程图；
25.图7为本公开第二实施例中反射显示模组的另一种层级结构示意图。
具体实施方式
26.此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
27.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
28.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
29.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
30.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
31.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
32.此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
33.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
34.反射显示类产品近年来应用场景越来越广，其主要实现原理为将原有液晶显示设备的透光方式由透射式调整为反射式，充分利用环境光作为液晶显示模组的光源，通过反射的形式实现内容显示，例如e-ink、电子纸、以及利用金属高反射率制备的常规反射显示器件等。但是目前的反射类显示产品通常只能显示黑色、白色以及不同灰阶的灰色，无法进行彩色显示，同时其显示亮度对视角的依赖性很大，影响用户的使用体验。
35.目前的反射类显示器件通常会在array基板制作凸点结构(一般为半圆形凸点)，并在凸点结构上形成反射金属层实现光线反射和均匀出光的效果，但是凸点结构一般由光刻工艺结合热回流工艺形成，对材料和工艺要求非常高，并且需要控制极短的等待时间，其制作工艺直接影响显示器件的显示效果和视角特性。
36.为了解决上述问题，本公开第一实施例提供了一种反射显示模组，其利用两个具有不同折射率的折射层配合荧光材料实现环境光与彩光之间的转换和反射，使反射显示模组具有更高的色域，达到彩色显示的目的，并且利用荧光材料类自然光的发光效果，使彩色光线的出光角度更广，降低其亮度对视角依赖的问题。
37.图1示出了本实施例中反射显示模组的层级结构示意图。如图1所示，反射显示模组主要包括基板10、驱动功能层20以及反射层30，即对应于液晶显示模组中tft背板一侧的模组结构，反射显示模组还应当包括具有彩色滤光膜(cf)的彩色遮光盖板一侧，并且在tft背板和cf盖板之间填充有液晶层(图1中未示出)。具体地，基板10可以为玻璃衬底或其他具
有相同功能的刚性衬底，由于反射显示模组不需要实现背光源的光线透射，因此基板10可以由不透明的材料制成。在基板10的一侧表面上设置有驱动功能层20，用于实现tft相关层级的制作和功能，主要包括缓冲层buffer、有源层gi、栅极绝缘层pln、栅极层gate、层间绝缘层ild、有源金属层ito等层级，其均可基于现有技术中tft相关层级的制作工艺进行制备，本实施例不进行具体说明。应当注意的是，图1中并未标记出驱动功能层20中的所有层级结构，例如栅极层gate、有源金属层等，
38.在驱动功能层20远离基板10一侧的表面(即图1中驱动功能层20的上表面)设置有反射层30，用以实现环境光的反射，使显示模组呈现显示内容。具体地，反射层30主要包括设置在驱动功能层20远离基板10一侧表面的第一折射层31，设置在第一折射层31远离驱动功能层20一侧表面的第二折射层32以及设置在第二折射层32远离第一折射层31一侧表面的荧光转换层33。
39.其中，第二折射层32的折射率大于第一折射层31，使光线在从高折射率的介质中射入至低折射率的介质中时发生全反射，即，光线从第二折射层32射入第一折射层31，并在二者交界的表面发生全反射，使反射回的光线从第二折射层32再射入至荧光转换层33中。在一些实施例中，第一折射层31的折射率通常可以设置在1.5左右，对应可以选用具有相应折射率的树脂材料进行第一折射层31的制作；第二折射层32的折射率则在1.8左右，对应可以选用三氧化二铝(al2o3)或氮化硅(sin)等材料进行第二折射层32的制作，当然也可以选用其他具有相应折射率的透光性能的材料进行制作，本实施例不进行限制。
40.荧光转换层33主要用于吸收射入的环境光(通常为白光)中的高能量短波，并出射低能量的长波，通常为吸收蓝色光，并出射绿色光或红色光。现有常用的荧光材料能够覆盖380nm至780nm的自然光，图2和图3示出了两种荧光材料在自然光下的吸收光谱，其中，图2和3中的实线均为白光光谱，虚线则表示荧光材料出射光的光谱，可以看到，图2所示的第一种荧光材料主要吸收在380nm至500nm的波，其对应出射的光为绿色的光，而图3所示的第二种荧光材料则主要吸收400nm至600nm的波，对应出射的光为红色的光，并且两种荧光材料的吸收强度都很高，对环境自然光都能有较好的转化率。另外，在使用白色led背光源时，荧光材料进行彩色光显示时同样具有很好的转换效果，图4示出了荧光材料出射的红光与自然光中红光之间中心波长的强度对比情况，其中虚线为领域内红光的参考中心波长强度，实线为荧光材料出射的用光的中心波长强度，并基于图4所示可知，荧光材料所出射的光所呈现的颜色与自然光中相应颜色光所呈现的颜色效果之间没有发生明显的变化，即不会出现明显的颜色深浅上的变化，以保证反射显示模组所呈现的颜色更贴近真实，提升显示模组显示效果。
41.在实际实现时，可以将荧光转换层33划分为多个发光区域，每个发光区域均对应一个像素显示区域，每个像素显示区域可对应显示面板的一个像素或相邻的几个像素，具体可根据显示效果的需求进行设置，每个发光区域内设置用于发出相应像素显示区域待显示的光线的荧光材料，以实现在不同像素显示区域呈现不同颜色。需要注意的是，本实施例中的荧光材料目前可以实现红光和绿光的出射，而对于蓝光来说，目前荧光材料无法实现基于自然光转换出射成蓝色光的效果，因此用于呈现蓝色的像素显示区域所对应的荧光转换层33的发光区域内可以不进行荧光材料的设置，通过蓝色滤光片以及全反射效果，实现蓝色的显示，当然也可以使用其他可以呈现蓝光的方式，本实施例不进行限制。另外，像素
显示区域的设计一般按照r(red，红)、g(green，绿)以及b(blue，蓝)的排布方式进行，在实际使用时也可根据rgbw(white，白)的方式进行排布，此时，白色像素显示区域对应的荧光转换层33的发光区域内不进行荧光材料的设置，使环境光入射后直接进行全反射，实现反射显示模组的反射率的提升，达到更好的显示效果。
42.在一些实施例中，如图5所示，第一折射层31靠近驱动功能层20一侧的表面为平面，而远离驱动功能层20一侧的表面则设置有多个均匀分布的凹陷结构311，并且所有凹陷结构311的凹陷程度相同。相应地，第二折射层32则在凹陷结构311内远离驱动功能层20一侧的表面进行设置，相当于在凹陷结构底部进行制作，随后在凹陷结构311内进行荧光材料的填充以形成荧光转换层33，以实现对光线的反射和转换。需要注意的是，图5中示出的凹陷结构的横截面形状为类凹透镜的形状，通过具有弧度的底面实现光线良好的反射效果，并且提升显示模组的可视角度，在实际进行制作时，也可使凹陷结构311呈现其他形状，只要对应可以实现相同功能即可。
43.进一步地，在凹陷结构311中进行荧光材料填充时，在与绿色像素显示区域对应的凹陷结构311中填充第一荧光材料，该第一荧光材料在吸收环境光之后发出绿色光线；在与红色像素显示区域对应的凹陷结构311中填充第二荧光材料，该第二荧光材料在吸收环境光之后发出红色光线；而在与蓝色像素显示区域对应的凹陷结构311中不进行荧光材料的填充，其主要通过彩色了光片进行蓝色光线的产生。需要注意的是，通过荧光材料产生的红色和绿色光线具有更大的可视角，而使用彩色滤光片可能无法达到与荧光材料相同的显示效果，因此可以在与蓝色像素显示区域对应的凹陷结构311中填充散射粒子材料，例如包含二氧化钛(tio2)材料的透明树脂材料，进而达到提高蓝色光线的可视角，使最终显示出的画面效果达到白平衡。另外，若像素显示区域包括白色，则在与白色显示像素区域对应的凹陷结构311中不进行任何材料的填充，仅通过第一折射层31和第二折射层32进行光线的全反射即可。
44.在一些实施例中，可以在第二折射层31靠近荧光转换层33一侧的表面进行粗糙处理，进而提升光线实现反射时的随机性，进而增加荧光材料的转换效率，实现更优的出光效果。在实际进行第二折射层32制作时，可能因其层级厚度较薄，无法直接在表面进行粗糙处理，此时还可以在第二折射层31靠近荧光转换层33一侧的表面上独立设置一层表面粗糙处理层(图中未示出)，该表面粗糙处理层与第二折射层32使用同种材料制成，并且表面粗糙处理层靠近荧光转换层33一侧的表面进行了粗糙处理，提升光线实现反射时的随机性，进而增加荧光材料的转换效率，实现更优的出光效果。
45.在一些实施例中，如图5所示，驱动功能层20与第一折射层31之间还设置有平坦层40，其可以由高平坦性材料制作而成，例如sog材料，用以降低驱动功能层20的表面段差，便于后续第一折射层31的制作，减小因平坦性差导致的反射率降低的问题。
46.进一步地，图5所示的反射显示模组的示意图中还包括设置在荧光转换层33远离第二折射层32一侧的保护层51和像素电极层52等，其中电极层52通过过孔的形式与驱动功能层20中的有源层连接。另外，与图5所示的结构对应的还应当具有设置有彩色滤光片的彩色遮光盖板一侧(图中未示出)，在彩色遮光盖板和像素电极层之间填充液晶，形成基于环境光反射实现显示的液晶显示模组。本实施例中的彩色遮光盖板在设计实现时，与红色和绿色像素显示区域对应的位置可以不进行彩色滤光片的设置，通过荧光材料进行彩色光显
示即可，其余结构可以与现有技术中彩色遮光盖板的设置相同，本实施例在此不进行详细赘述。
47.本实施例利用两个具有不同折射率的折射层配合荧光材料实现环境光与彩光之间的转换和反射，使反射显示模组具有更高的色域，达到彩色显示的目的，并且利用荧光材料类自然光的发光效果，使彩色光线的出光角度更广，降低其亮度对视角依赖的问题。
48.本公开的第二实施例提供了一种第一实施例所提供的反射显示模组的制备方法，其流程图如图6所示，主要包括步骤s10至s40：
49.s10，在基板一侧制作驱动功能层；其中，驱动功能层的具体层级在第一实施例中已经进行了说明，其制备方式可以直接使用现有技术中相关的制备方式，本实施例在此不进行赘述；
50.s20，在驱动功能层远离基板一侧表面制作第一折射层；第一折射层可以选用折射率在1.5左右的树脂材料；
51.s30，在第一折射层远离驱动功能层一侧表面制作第二折射层，第二折射层的折射率大于第一折射层的折射率；第二折射层可以通过pecvd的方式进行制作，材料可以选用折射率在1.8左右的al2o3或sin等材料；
52.s40，在第二折射层远离第一折射层一侧表面制作荧光转换层，荧光转换层具有多个发光区域，每个发光区域均对应一个像素显示区域，每个发光区域内设置有用于发出发光区域对应的像素显示区域颜色的光线的荧光材料。
53.在一些实施例中，还可以在驱动功能层制备完成之后在其上形成一层平坦层，便于进行后续反射层制作，其可以选用高平坦性的sog材料，其在5μm的厚度下平坦性可以达到30-80nm左右。
54.在一些实施例中，第一折射层制作完毕后，在其表面通过纳米压印形成均匀分布有凹陷结构的表面，其深宽比在1:15至1:1.1之间，对应第二折射层和荧光材料均制备在凹陷结构内。
55.在一些实施例中，在制备完第二折射层之后，可通过干刻方式使其内部形成粗糙表面，增加反射光的均一性和荧光转换率。
56.在一些实施例中，在荧光转换层上继续制备保护层和像素电极层。具体地，保护层可以包括刻蚀阻挡层buffer、平坦层、金属线栅层等，其制备方式可以直接使用现有技术，本实施例不进行限制。在进行像素电极层制作时，需制作过孔，在制作过孔时需要包括过孔避开凹陷结构位置。
57.之后，可以进行cf盖板制作，主要包括oc、com电极以及ps层等，最后进行对盒和液晶填充，形成如图5所示的反射显示模组结构。
58.在实际制作时，可以在制备驱动功能层之后优先进行像素电极层的制作，然后将反射层制备在像素电极上方，如图7所示，此时可以缩短反射光的路径，提高光效，并且可以降低深孔刻蚀的厚度，无需考虑过孔设置与凹陷结构之间位置关系，实现制作工艺简化。
59.本实施例利用两个具有不同折射率的折射层配合荧光材料实现环境光与彩光之间的转换和反射，使反射显示模组具有更高的色域，达到彩色显示的目的，并且利用荧光材料类自然光的发光效果，使彩色光线的出光角度更广，降低其亮度对视角依赖的问题。
60.以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，
本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。