显示面板的制作方法

1.本发明涉及一种显示技术，尤其涉及一种显示面板。


背景技术：

2.显示装置为了满足多人观赏的需求，一般都具有广视角的显示效果。然而，在某些特殊场合下，需浏览私人网页、机密信息或个人帐密的输入时，广视角的显示效果反而容易让显示画面被有心人从旁窥视而造成信息的外泄。为了达到暂时防窥的效果，一种在显示面板前方设置光控制膜(light control film，lcf)以滤除大视角光线的方案被提出。无需防窥时，再以手动的方式将光控制膜自显示面板前方移除。这种光控制膜虽具有防窥效果，但其操作便利性仍有待改善。也因此，另一种搭载视角切换器的防窥显示装置被提出。其中，视角切换器虽然可通过电控的方式切换不同的视角范围来实现可电控切换的防窥效果，但此视角切换器的设置会增加显示装置的整体厚度和生产成本。


技术实现要素：

3.本发明是针对一种显示面板，其不同显示模式的切换极为便利，且具有较轻薄的外观和成本优势。
4.根据本发明的实施例，显示面板包括第一基板、第二基板、多个像素结构以及液晶层。第二基板与第一基板相对设置。这些像素结构各自具有第一显示区和第二显示区。每一个像素结构包括第一主动元件、第二主动元件、第一子像素电极、第二子像素电极、第一共电极和第二共电极。第一子像素电极和第一共电极设置在第一基板上，且位于第一显示区内。第一子像素电极电性连接第一主动元件。第二子像素电极与第二共电极分别设置在第一基板与第二基板上，且位于第二显示区内。第二子像素电极电性连接第二主动元件，并且电性绝缘于第一子像素电极。液晶层设置在第一基板与第二基板之间，并具有设置于第一显示区的第一部分以及设置于第二显示区的第二部分。第一子像素电极与第一共电极用于驱使液晶层的第一部分转动。第二子像素电极与第二共电极用于驱使液晶层的第二部分转动。
5.在根据本发明的实施例的显示面板中，第一子像素电极具有多个第一指状部。第一共电极具有多个第二指状部。这些第一指状部与这些第二指状部交替排列，且第一子像素电极与第一共电极共平面。
6.在根据本发明的实施例的显示面板中，第一子像素电极具有多个缝隙，且第一共电极在第一基板上的正投影部分重叠于多个缝隙在第一基板上的正投影。
7.在根据本发明的实施例的显示面板中，第二共电极具有重叠于第二子像素电极的开口。
8.在根据本发明的实施例的显示面板中，每一个像素结构还包括凸出结构，设置于第二基板上，且位于第二显示区内。第二共电极重叠于凸出结构。
9.在根据本发明的实施例中，显示面板适于操作在第一显示模式或第二显示模式。
当显示面板操作在第一显示模式时，第一主动元件被致能。当显示面板操作在第二显示模式时，第一主动元件被禁能，且第二主动元件被致能。
10.在根据本发明的实施例的显示面板中，当显示面板操作在第一显示模式时，第二主动元件被致能。
11.在根据本发明的实施例的显示面板中，当显示面板以第一显示模式操作时，在视角控制方向上具有第一可视角范围。当显示面板以第二显示模式操作时，在视角控制方向上具有第二可视角范围，且第二可视角范围小于第一可视角范围。
12.在根据本发明的实施例中，显示面板还包括第一配向层和第二配向层。第一配向层设置在液晶层与第一基板之间，且在第一显示区和第二显示区具有相同的配向方向。第二配向层设置在液晶层与第二基板之间，且在第一显示区和第二显示区具有相同的配向方向。
13.在根据本发明的实施例中，显示面板还包括第一偏光层和第二偏光层。第一偏光层与第二偏光层分别设置在液晶层的相对两侧。第一偏光层的穿透轴垂直于第二偏光层的穿透轴，且第一配向层的配向方向与第二配向层的配向方向平行或垂直于第一偏光层的穿透轴。
14.基于上述，在本发明的一实施例的显示面板中，像素结构具有两个彼此电性独立的子像素电极。液晶层重叠于这两个子像素电极的两个部分在不同的子像素电极和共电极的配置组合下分别是以不同的驱动模式来操作并产生不同的可视角范围，从而增加不同显示模式间的切换便利性。另一方面，本实施例的显示面板无需设置额外的光学膜片或视角切换器即可具有视角范围的可调变性，因此还可具有较为轻薄的外观和较佳的成本优势。
附图说明
15.图1是本发明的第一实施例的显示面板的俯视示意图；
16.图2是图1的显示面板的剖视示意图；
17.图3a是图1的第一子像素电极的放大示意图；
18.图3b是图1的第二子像素电极的放大示意图；
19.图3c是图1的第二共电极的放大示意图；
20.图4是图1的显示面板操作在第二显示模式时的光强度分布图；
21.图5a及图5b是图1的显示面板分别操作在第一显示模式和第二显示模式的示意图；
22.图6是图1的显示面板以另一种实施方式操作在第一显示模式的示意图；
23.图7是本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图；
24.图8是本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。
25.附图标记说明
26.10、11、12：显示面板；
27.101：第一基板；
28.102：第二基板；
29.110：栅绝缘层；
30.120、130：绝缘层；
31.141：第一配向层；
32.141ad1、141ad2、142ad1、142ad2：配向方向
33.142：第二配向层；
34.150：液晶层；
35.151：第一部分；
36.152：第二部分；
37.161：第一偏光层；
38.162：第二偏光层；
39.190：凸出结构；
40.ce1、ce1a：第一共电极；
41.ce1f：第二指状部；
42.ce2、ce2a：第二共电极；
43.da1：第一显示区；
44.da2：第二显示区；
45.de：漏极；
46.dl：数据线；
47.ge：栅极；
48.gl1：第一扫描线；
49.gl2：第二扫描线；
50.op：开口；
51.pa：像素区；
52.pe1、pe1a：第一子像素电极；
53.pe1f：第一指状部；
54.pe2：第二子像素电极；
55.px、px-a、px-b：像素结构；
56.sc：半导体图案；
57.se：源极；
58.st：缝隙；
59.t1：第一主动元件；
60.t2：第二主动元件；
61.ta1、ta2：穿透轴；
62.vr1：第一可视角范围；
63.vr2：第二可视角范围；
64.x、y、z：方向。
具体实施方式
65.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
66.图1是本发明的第一实施例的显示面板的俯视示意图。图2是图1的显示面板的剖
视示意图。图3a是图1的第一子像素电极的放大示意图。图3b是图1的第二子像素电极的放大示意图。图3c是图1的第二共电极的放大示意图。图4是图1的显示面板操作在第二显示模式时的光强度分布图。图5a及图5b是图1的显示面板分别操作在第一显示模式和第二显示模式的示意图。图6是图1的显示面板以另一种实施方式操作在第一显示模式的示意图。为清楚呈现起见，图1省略图2的第二基板102、绝缘层120、绝缘层130、第一配向层141、第二配向层142、液晶层150、第一偏光层161以及第二偏光层162。
67.请参照图1及图2，显示面板10包括第一基板101、第二基板102、多个像素结构px和液晶层150。这些像素结构px设置在第一基板101上。液晶层150设置在第一基板101与第二基板102之间。在本实施例中，第一基板101例如是像素电路基板，此像素电路基板可包括多条数据线dl和多条扫描线。这些数据线dl沿着方向x排列，并且在方向y上延伸。这些扫描线沿着方向y排列，并且在方向x上延伸。这些数据线dl与这些扫描线相交并定义出多个像素区pa，且这些像素区pa内分别设有这些像素结构px。
68.在本实施例中，这些扫描线例如包括多条第一扫描线gl1和多条第二扫描线gl2，且这些第一扫描线gl1与这些第二扫描线gl2沿着方向y交替排列。基于导电性的考量，扫描线和数据线dl一般是选用金属材料(例如：钼、铝、铜、镍、或上述的组合)制作而成，但不以此为限。
69.像素结构px包括第一主动元件t1、第二主动元件t2、第一子像素电极pe1、第一共电极ce1、第二子像素电极pe2和第二共电极ce2。第一子像素电极pe1和第二子像素电极pe2彼此电性独立。第一主动元件t1电性连接多条第一扫描线gl1的其中一条、多条数据线dl的其中一条以及对应的第一子像素电极pe1。第二主动元件t2电性连接多条第二扫描线gl2的其中一条、多条数据线dl的其中一条以及对应的第二子像素电极pe2。更具体地说，像素结构px的第一子像素电极pe1的电位和第二子像素电极pe2的电位可分别经由第一主动元件t1和第二主动元件t2来控制。在本实施例中，同一像素结构px的第一子像素电极pe1和第二子像素电极pe2可电性连接至同一条数据线dl，但不以此为限。在其他实施例中，同一像素结构px的两个子像素电极可分别电性连接至不同的数据线dl。
70.在本实施例中，像素结构px的子像素电极和共电极例如是光穿透式电极，而光穿透式电极的材料包括金属氧化物(例如：铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少两者的堆叠层)，但不以此为限。在其他实施例中，像素结构px的子像素电极也可以是反射式电极，而反射式电极的材料包括金属、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其他合适的材料、或是金属材料与其他导电材料的堆叠层。在本实施例中，第一主动元件t1和第二主动元件t2例如是非晶硅(amorphous silicon，a-si)薄膜晶体管(thin film transistor，tft)，但不以此为限。在其他实施例中，像素结构px的主动元件也可以是多晶硅(polysilicon)薄膜晶体管、或金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor，mos)晶体管。
71.举例来说，形成第一主动元件t1和第二主动元件t2的方法可包括以下步骤：于第一基板101上依序形成栅极ge、栅绝缘层110、半导体图案sc、源极se和漏极de，但不以此为限。半导体图案sc在垂直第一基板101的方向(例如方向z)上重叠于栅极ge。源极se与漏极de重叠于半导体图案sc，并且与半导体图案sc的不同两区电性连接。在本实施例中，栅极ge可选地设置于半导体图案sc的下方，以形成底部栅极型薄膜晶体管(bottom-gate tft)，但
本发明不以此为限。在其他实施例中，栅极ge也可设置在半导体图案sc的上方，以形成顶部栅极型薄膜晶体管(top-gate tft)。需说明的是，栅极ge、源极se、漏极de、半导体图案sc以及栅绝缘层110分别可由任何所属技术领域的技术人员所周知的用于显示面板的任一栅极、任一源极、任一漏极、任一半导体图案以及任一栅绝缘层来实现，且栅极ge、源极se、漏极de、半导体图案sc以及栅绝缘层110分别可通过任何所属技术领域的技术人员所周知的任一方法来形成，故于此不加以赘述。
72.在本实施例中，像素结构px具有第一显示区da1和第二显示区da2。像素结构px的第一子像素电极pe1和第一共电极ce1位于第一显示区da1内，而像素结构px的第二子像素电极pe2和第二共电极ce2位于第二显示区da2内。特别注意的是，液晶层150位在第一显示区da1的第一部分151和位在第二显示区da2的第二部分152是以不同的驱动模式进行操作。举例来说，在本实施例中，液晶层150的第一部分151是以边缘场切换(fringe field switching，ffs)模式进行驱动，而其第二部分152是以电控双折射(electrically controlled birefringence，ecb)模式进行驱动，但不以此为限。
73.因此，像素结构px的第一子像素电极pe1和第一共电极ce1设置在第一基板101上。第一共电极ce1与第一主动元件t1之间设有绝缘层120。第一共电极ce1与第一子像素电极pe1之间设有另一绝缘层130，且第一子像素电极pe1贯穿绝缘层120和绝缘层130以电性连接第一主动元件t1的漏极de。请同时参照图3a及图3b，在本实施例中，第一子像素电极pe1具有多个缝隙st，且第一共电极ce1在第一基板101上的正投影部分重叠于这些缝隙st在第一基板101上的正投影。绝缘层120和绝缘层130的材质可包括无机绝缘材料(例如：氧化硅或氮化硅)，但不以此为限。
74.不同于第一显示区da1内的电极配置，像素结构px位在第二显示区da2内的第二子像素电极pe2和第二共电极ce2则是分别设置在第一基板101和第二基板102上。第二子像素电极pe2设置在绝缘层120和绝缘层130上，并且贯穿绝缘层120以电性连接第二主动元件t2的漏极de。请参照图1、图2及图3c，第二共电极ce2具有在垂直第一基板101的方向(例如方向z)上重叠于第二子像素电极pe2的开口op。举例来说，在本实施例中，第二共电极ce2的开口op于第一基板101上的正投影轮廓为圆形，但不以此为限。在其他实施例中，第二共电极ce2的开口op于第一基板101上的正投影轮廓也可以是菱形、方形、正多边形、或其他合适的形状。
75.在本实施例中，液晶层150的多个液晶分子(未示出)在未受电场驱动时是以平行于第一基板101和第二基板102的方式排列。也就是说，显示面板10还可包括第一配向层141和第二配向层142。第一配向层141设置在液晶层150与第一基板101之间。第二配向层142设置在液晶层150与第二基板102之间。在本实施例中，第一配向层141的配向方向是反向平行(antiparallel)于第二配向层142的配向方向。此处配向层的配向方向例如是配向制程中绒毛布在配向层表面上的摩刷(rubbing)方向。举例来说，在本实施例中，第一配向层141的配向方向和第二配向层142的配向方向大致上可平行于数据线dl的延伸方向(例如方向y)，但不以此为限。
76.显示面板10还包括第一偏光层161和第二偏光层162。这两个偏光层分别设置在液晶层150的相对两侧。例如：第一偏光层161和第二偏光层162可分别设置在第一基板101和第二基板102彼此背离的两个表面上，但不以此为限。特别注意的是，第一偏光层161和第二
偏光层162分别具有穿透轴ta1和穿透轴ta2，且第一配向层141的配向方向(例如配向方向141ad1)和第二配向层142的配向方向(例如配向方向142ad1)平行或垂直于第一偏光层161的穿透轴ta1(或第二偏光层162的穿透轴ta2)。
77.先说明的是，本实施例的显示面板10适于操作在第一显示模式或第二显示模式。当显示面板10操作在第一显示模式时，其在垂直于配向层的配向方向(例如方向x)上具有第一可视角范围vr1(如图5a所示)。当显示面板10操作在第二显示模式时，其在垂直于配向层的配向方向上具有第二可视角范围vr2(如图5b所示)，且第二可视角范围vr2小于第一可视角范围vr1。也就是说，显示面板10在垂直于配向层的配向方向上具有视角范围的可调变性。因此，与配向层的配向方向垂直的方向(例如方向x)可定义为显示面板10的视角控制方向，而第一显示模式和第二显示模式例如分别是非防窥显示模式和防窥显示模式。
78.请同时参照图5a，当显示面板10操作在第一显示模式时，第一主动元件t1和第一子像素电极pe1被致能，且第一子像素电极pe1与第一共电极ce1间所产生的边缘电场会驱使液晶层150的第一部分151的大部分液晶分子(未示出)在平行于第一基板101的平面(例如xy平面)上转动。此时，像素结构px的第一显示区da1在视角控制方向(即方向x)上具有较大的第一可视角范围vr1。特别注意的是，在本实施例中，当显示面板10操作在第一显示模式时，第二主动元件t2可选地被致能，以提升显示面板10在第一可视角范围vr1内的总出光亮度。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，当显示面板10操作在第一显示模式时，第二主动元件t2和第二子像素电极pe2可被禁能(如图6所示)，以提升显示面板10在第一可视角范围vr1内不同视角的亮度均匀性。
79.请同时参照图5b，当显示面板10操作在第二显示模式时，第一主动元件t1和第一子像素电极pe1被禁能，且第二主动元件t2和第二子像素电极pe2被致能。此时，位于第二显示区da2内的第二子像素电极pe2与第二共电极ce2间所产生的电场会驱使液晶层150的第二部分152的大部分液晶分子(未示出)以偏离xy平面的方式转动。在本实施例中，由于第二共电极ce2具有重叠于第二子像素电极pe2的开口op，可避免液晶层150的第二部分152被驱动时在视角控制方向上的大视角产生漏光现象，并且具有较小的第二可视角范围vr2(如图4中沿着水平方向的可视角范围)。
80.换句话说，在本实施例中，液晶层150位于第一显示区da1的第一部分151和位于第二显示区da2的第二部分152是利用不同的子像素电极和共电极的配置组合来实现不同驱动模式的操作，进而让显示面板10在第一显示区da1和第二显示区da2具有不同的可视角范围。因此，通过像素结构px的第一主动元件t1或第二主动元件t2的致能与否即可改变显示面板10的可视角范围，从而增加其不同显示模式的切换便利性。从另一观点来说，显示面板10无需设置额外的光学膜片(例如光控制膜lcf)和视角切换器即可具有视角范围的可调变性。因此，其还具有较为轻薄的外观和较佳的成本优势。
81.特别说明的是，在本实施例中，配向层在第一显示区da1和第二显示区da2具有相同的配向方向。例如：第一配向层141在第一显示区da1和第二显示区da2分别具有配向方向141ad1和配向方向141ad2，且配向方向141ad1相同于配向方向141ad2。相似地，第二配向层142在第一显示区da1和第二显示区da2分别具有配向方向142ad1和配向方向142ad2，且配向方向142ad1相同于配向方向142ad2。据此，可避免增加配向制程的复杂度。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，为了进一步扩大第一显示区da1的第一可视角范围vr1和第二
显示区da2的第二可视角范围vr2的差异，配向层在第一显示区da1和第二显示区da2也可具有不同的配向方向。
82.以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。
83.图7是本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图。请参照图7，本实施例的显示面板11与图2的显示面板10的差异在于：显示面板11的第二共电极ce2a不具有图2的第二共电极ce2的开口op。因此，当第二主动元件t2被致能时，为了在第二子像素电极pe2和第二共电极ce2a之间产生偏离方向z(即垂直第一基板101的方向)的电场分量，显示面板11的像素结构px-a还可包括凸出结构190。凸出结构190设置在第二基板102上，且位于第二显示区da2内。特别注意的是，此凸出结构190在垂直第一基板101的方向上重叠于第二子像素电极pe2。
84.图8是本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。请参照图8，本实施例的显示面板12与图2的显示面板10的差异在于：显示面板12的显示介质层150的第一部分151是以共面切换(in-plane switching，ips)模式进行驱动。举例来说，在本实施例中，像素结构px-b的第一子像素电极pe1a具有多个第一指状部pe1f，第一共电极ce1a具有多个第二指状部ce1f。这些第一指状部pe1f与这些第二指状部ce1f交替排列，且第一子像素电极pe1a与第一共电极ce1a共平面。由于本实施例的液晶层150在第一显示区da1和第二显示区da2的驱动方式相似于图2的显示面板10，因此，详细的说明请参见前述实施例的相关段落，于此便不再赘述。
85.纵上所述，在本发明的一实施例的显示面板中，像素结构具有两个彼此电性独立的子像素电极。液晶层重叠于这两个子像素电极的两个部分在不同的子像素电极和共电极的配置组合下分别是以不同的驱动模式来操作并产生不同的可视角范围，从而增加不同显示模式间的切换便利性。另一方面，本实施例的显示面板无需设置额外的光学膜片或视角切换器即可具有视角范围的可调变性，因此还可具有较为轻薄的外观和较佳的成本优势。
86.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。