显示面板及其制备方法和投影系统与流程

本公开涉及显示，尤其涉及一种显示面板及其制备方法和投影系统。

背景技术：

1、随着显示技术的快速发展，人们对显示技术的要求越来越高，目前微型投影技术开始走向市场，广泛应用于个人消费领域和商务场合，具有广阔的发展前景。

2、lcos(liquid crystal on silicon，硅基液晶)投影技术是一种新型的反射式液晶投影技术。为了实现红绿蓝显示，目前lcos投影方案主要包括单片式lcos投影方案和三片式lcos投影方案。其中，三片式lcos投影方案整体体积偏大，不利于器件小型化发展。单片式lcos投影方案目前主要包括彩膜和色轮进行时域分色两种方式。但是，常规的彩膜透过率较低，光效损耗约60％-70％。色轮由于帧频影响会带来显示效果的劣化，也会降低投影系统的光效。因此，如何提高投影系统的光学效率、减小投影系统的体积，是本领域研发人员研究的重要课题之一。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、在一个方面，提供一种显示面板，其中，包括：第一基板；和所述第一基板相对设置的第二基板；设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

2、设置在所述第一基板朝向所述第二基板一侧的反射层；和

3、设置在所述反射层远离所述第一基板一侧的超表面分光结构层，所述超表面分光结构层包括周期性排列的多个超表面分光单元，至少一个所述超表面分光单元包括多个超表面分光汇聚结构，

4、其中，所述超表面分光单元用于：将经所述反射层反射的白光分离成多个单色光，并经所述超表面分光汇聚结构将所述多个单色光汇聚至所述显示面板的多个子像素所在的区域。

5、根据一些示例性的实施例，所述超表面分光结构层在所述第一基板上的正投影落入所述反射层在所述第一基板上的正投影内。

6、根据一些示例性的实施例，所述超表面分光单元包括周期性排列的多个超表面纳米柱和填充于所述多个所述超表面纳米柱之间的间隙中的填充层，其中，所述超表面纳米柱为旋转对称性柱状结构。

7、根据一些示例性的实施例，所述超表面分光结构层具有透镜相位ψlens(x，y，f，λ)，所述透镜相位ψlens(x，y，f，λ)满足方程式(1)：

8、

9、其中，x，y为所述超表面分光结构层所在平面构建的二维坐标系中的坐标位置，λ为光的波长，f为所述超表面分光结构层的等效透镜的焦距；

10、所述显示面板还包括位于所述超表面分光结构层和所述液晶层之间的第一取向层，所述第一取向层具有第一厚度，其中，

11、所述等效透镜的焦距f等于所述第一厚度。

12、根据一些示例性的实施例，所述超表面纳米柱的材料的折射率大于所述填充层的材料的折射率。

13、根据一些示例性的实施例，所述超表面纳米柱的材料的折射率大于等于1.5；和/或，

14、所述填充层的材料的折射率大于等于1，且小于等于1.3。

15、根据一些示例性的实施例，所述超表面分光结构层具有偏转相位ψd(x，y，λ)，所述偏转相位ψd(x，y，λ)满足方程式(2)：

16、

17、其中，θ为波长为λ的光束在x轴上的离轴角度，其中，x轴为所述超表面分光结构层所在平面构建的二维坐标系中的横向坐标轴。

18、根据一些示例性的实施例，所述超表面纳米柱在所述第一基板上的正投影具有第一投影形状，所述第一投影形状为圆形、正方形或长方形中的至少一种。

19、根据一些示例性的实施例，在至少一个所述超表面分光单元中，多个所述超表面纳米柱的所述第一投影形状不完全相同；以及，多个所述超表面纳米柱在出光方向上的厚度相同。

20、根据一些示例性的实施例，在至少一个所述超表面分光单元中，多个所述超表面纳米柱的所述第一投影形状相同；以及，多个所述超表面纳米柱在出光方向上的厚度不完全相同。

21、根据一些示例性的实施例，在至少一个所述超表面分光汇聚结构中，所述超表面纳米柱的周期≤λ/2，其中，λ为所述超表面分光汇聚结构透过的光的波长范围。

22、根据一些示例性的实施例，所述超表面分光结构层还包括基底部，多个所述超表面分光单元位于所述基底部远离所述反射层的一侧。

23、根据一些示例性的实施例，所述反射层的材料包括al；和/或，

24、所述基底部的材料包括sio2；和/或，

25、所述超表面纳米柱的材料包括tio2、sinx、ganx中的一种。

26、根据一些示例性的实施例，所述显示面板还包括：位于所述液晶层和所述第二基板之间的公共电极；和位于所述反射层靠近所述第一基板一侧的遮光层；以及位于所述遮光层靠近所述第一基板一侧的驱动电路层。

27、在另一方面，提供一种显示面板的制备方法，其中，包括：

28、提供第一基板；

29、在第一基板上形成反射层；

30、在所述反射层远离所述第一基板的一侧形成基底部；

31、在所述基底部远离所述第一基板的一侧依次形成超表面分光结构材料层、第一掩膜层和刻蚀胶层；

32、对所述刻蚀胶层执行构图工艺，形成图案；

33、采用刻蚀工艺，将刻蚀胶层上的图案转移到所述第一掩膜层上，去除所述刻蚀胶层；

34、继续采用刻蚀工艺，将所述第一掩膜层上的图案转移到所述超表面分光结构材料层上，去除所述第一掩膜层，得到多个超表面纳米柱；

35、在多个所述超表面纳米柱的间隙中填充胶材，作为多个超表面结构单元的填充层，以形成超表面分光结构层，从而形成包含第一基板、反射层和超表面分光结构层的第一部分；

36、所述方法还包括：

37、提供第二基板；

38、在所述第二基板上形成液晶盒，以形成包含第二基板和液晶盒的第二部分；

39、将所述第一部分和所述第二部分对位贴合，以形成显示面板。

40、在又一方面，提供一种投影系统，其中，所述投影系统包括如上任一项所述的显示面板。

41、根据一些示例性的实施例，所述投影系统还包括：光源、准直镜头、偏振片、偏振分束器和投影镜头组；

42、所述光源发出的光依次经过所述准直镜头、所述偏振片和所述偏振分束器进入所述显示面板，以形成入射光；

43、所述入射光经所述显示面板的反射、分光和聚焦之后，形成出射光；以及

44、所述出射光依次经过所述偏振分束器和所述投影镜头组，以形成投影影像。

45、根据一些示例性的实施例，所述投影系统的出射光的发散角小于等于20°。

46、根据一些示例性的实施例，所述光源包括白光led光源、rgb led光源或激光二极管光源中的至少一种。

技术特征：

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述超表面分光结构层在所述第一基板上的正投影落入所述反射层在所述第一基板上的正投影内。

3.根据权利要求1或2所述的显示面板，其中，所述超表面分光单元包括周期性排列的多个超表面纳米柱和填充于所述多个超表面纳米柱之间的间隙中的填充层，其中，所述超表面纳米柱为旋转对称性柱状结构。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示面板，其中，所述超表面分光结构层具有透镜相位ψlens(x，y，f，λ)，所述透镜相位ψlens(x，y，f，λ)满足方程式(1)：

5.根据权利要求3所述的显示面板，其中，所述超表面纳米柱的材料的折射率大于所述填充层的材料的折射率。

6.根据权利要求3或5所述的显示面板，其中，所述超表面纳米柱的材料的折射率大于等于1.5；和/或，

7.根据权利要求1-6中任一项所述的显示面板，其中，所述超表面分光结构层具有偏转相位ψd(x，y，λ)，所述偏转相位ψd(x，y，λ)满足方程式(2)：

8.根据权利要求3-7中任一项所述的显示面板，其中，所述超表面纳米柱在所述第一基板上的正投影具有第一投影形状，所述第一投影形状为圆形、正方形或长方形中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其中，在至少一个所述超表面分光单元中，多个所述超表面纳米柱的所述第一投影形状不完全相同；以及，多个所述超表面纳米柱在出光方向上的厚度相同。

10.根据权利要求8所述的显示面板，其中，在至少一个所述超表面分光单元中，多个所述超表面纳米柱的所述第一投影形状相同；以及，多个所述超表面纳米柱在出光方向上的厚度不完全相同。

11.根据权利要求3-10中任一项所述的显示面板，其中，在至少一个所述超表面分光汇聚结构中，所述超表面纳米柱的周期≤λ/2，其中，λ为所述超表面分光汇聚结构透过的光的波长范围。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的显示面板，其中，所述超表面分光结构层还包括基底部，多个所述超表面分光单元位于所述基底部远离所述反射层的一侧。

13.根据权利要求12所述的显示面板，其中，所述反射层的材料包括al；和/或，

14.根据权利要求1-13中任一项所述的显示面板，其中，所述显示面板还包括：位于所述液晶层和所述第二基板之间的公共电极；位于所述反射层靠近所述第一基板一侧的遮光层；以及位于所述遮光层靠近所述第一基板一侧的驱动电路层。

15.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括：

16.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括如权利要求1-14中任一项所述的显示面板。

17.根据权利要求16所述的投影系统，其中，所述投影系统还包括：光源、准直镜头、偏振片、偏振分束器和投影镜头组；

18.根据权利要求16或17所述的投影系统，其中，所述投影系统的出射光的发散角小于等于20°。

19.根据权利要求17所述的投影系统，其中，所述光源包括白光led光源、rgb led光源或激光二极管光源中的至少一种。

技术总结提供了一种显示面板及其制备方法和投影系统。显示面板包括：第一基板；和第一基板相对设置的第二基板；设置在第一基板和第二基板之间的液晶层；设置在第一基板朝向第二基板一侧的反射层；和设置在反射层远离第一基板一侧的超表面分光结构层，超表面分光结构层包括周期性排列的多个超表面分光单元，至少一个超表面分光单元包括多个超表面分光汇聚结构，其中，超表面分光单元用于：将经反射层反射的白光分离成多个单色光，并经超表面分光汇聚结构将多个单色光汇聚至显示面板的多个子像素所在的区域。技术研发人员：彭玮婷,赖芸,王维受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11