一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置製造方法
2023-04-24 08:13:31 1
一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置。本發明所述陣列基板，包括設置在基板上的多個像素單元，其中，所述陣列基板還包括有分光層，所述分光層包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射以形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。本發明通過結構改進，使顯示面板無需彩色濾光片，也能夠使顯示裝置實現彩色圖像顯示。
【專利說明】一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及顯示【技術領域】，尤其是指一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置。
【背景技術】
[0002]現有市場上的顯示器通常為薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-1XD，Thin Filmtransistor liquid crystal display),包括顯示面板及背光模組兩部分。
[0003]通常TFT-1XD的顯示面板包括:陣列基板、彩膜基板和填充在所述陣列基板和所述彩膜基板之間的液晶層。利用陣列基板上各薄膜電晶體的電場變化，使液晶層上的液晶分子發生偏轉，藉以改變通過液晶層光線的偏極性，並通過上、下偏光片決定液晶顯示器的顯示像素的明暗狀態，再通過彩膜基板形成每個像素的紅、綠和藍三色，這些能夠發出紅、綠和藍三色的像素則構成了液晶顯示器的圖像顯示顏色。
[0004]其中，彩膜基板包括彩色濾光片，利用彩色濾光片進行濾光，僅產生紅、綠和藍三基色，再將該三基色以不同比例混合而產生不同顏色的色彩，使液晶顯示器呈現彩色。
[0005]因此，現有技術的液晶顯示器中，彩色濾光片是彩膜基板也是液晶顯示器的關鍵組件，然而卻也是液晶顯示器中成本最高的組件，若能夠開發出一種無需彩色濾光片的液晶顯示器，則能夠達到大大降低成本的目的。
【發明內容】
[0006]根據以上，本發明技術方案的目的是提供一種陣列基板、顯示面板及其顯示裝置，通過結構改進，使顯示面板無需彩色濾光片，也能夠使顯示裝置實現彩色圖像顯示。
[0007]本發明提供一種陣列基板，包括基板和設置在基板上的多個像素單元，其中，所述陣列基板還包括有分光層，所述分光層包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射以形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
[0008]優選地，上述所述的陣列基板，其中，每一個所述第一稜鏡單元與一個所述像素單元對應。
[0009]優選地，上述所述的陣列基板，所述像素單元至少包括三個子像素單元，用於依據所述像素單元的三個所述子像素單元的設定顏色和設定區域對所透過光線進行顏色折射。
[0010]優選地，上述所述的陣列基板，三個所述子像素單元的顏色分別對應為紅色、綠色和藍色。
[0011]優選地，上述所述的陣列基板，所述分光層直接貼附在所述基板上，或者所述分光層與所述基板之間還設置有偏光片。
[0012]本發明還提供一種顯示面板，包括上偏光片、下偏光片及依次設置在所述上偏光片與所述下偏光片之間的液晶層及陣列基板，所述陣列基板包括多個像素單元，其中，所述顯示面板還包括分光層，包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
[0013]優選地，上述所述的顯示面板，所述分光層貼附在所述陣列基板與所述液晶層相背對的一面上，所述下偏光片貼附在所述分光層上。
[0014]優選地，上述所述的顯示面板，所述下偏光片貼附在所述陣列基板與所述液晶層相背對的一面上，所述分光層貼附在所述下偏光片上。
[0015]本發明還提供一種顯示裝置，包括背光源，還包括如上所述的顯示面板。
[0016]優選地，上述所述的顯示裝置，所述背光源包括光源和光線折射層，所述光線折射層設置於所述光源和所述顯示面板之間，用於將所述光源發出光線的傳輸方向轉換為垂直於所述下偏光片。
[0017]優選地，上述所述的顯示裝置，所述光線折射層上包括有多個第二稜鏡單元。
[0018]本發明具體實施例上述技術方案中的至少一個具有以下有益效果:
[0019]利用分光層的分光作用，依據陣列基板上像素單元的尺寸與面積，將來自光源的光進行折射以形成多種顏色光線，使經過分光層上第一稜鏡單元的分光之後，光線傳輸至陣列基板時，所分割的顏色恰好與陣列基板的像素單元的顏色與所設定區域大小相對應，因此無需採用濾光彩膜，也能夠使顯示面板呈現出不同顏色構成的彩色圖像顯示，達到降低顯示面板及顯示裝置製造成本的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述顯示面板的第一實施例的結構示意圖；
[0021]圖2本發明利用分光層上稜鏡單元進行顏色分割，形成與陣列基板各子像素單元所對應顏色的原理示意圖；
[0022]圖3所述分光層上稜鏡單元的結構示意圖；
[0023]圖4為本發明所述顯示面板的第二實施例的結構示意圖；
[0024]圖5為本發明所述顯示裝置的第一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本發明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0026]本發明提供一種陣列基板，包括基板和設置在基板上的多個像素單元，所述陣列基板還包括有分光層，所述分光層包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射以形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
[0027]其中，每一個第一稜鏡單元與一個像素單元對應。
[0028]每一個像素單元至少包括三個子像素單元，每個子像素單元對應一定顏色的光。
[0029]其中，三個子像素單元可以分別對應紅色光、綠色光和藍色光。
[0030]優選地，每個像素單元還可以包括四個子像素單元，四個像素單元分別對應紅色光、綠色光、藍色光和白色光，在白色光處可以不設置稜鏡，直接使背光源的光通過，以此方式可以增加顯示的亮度。
[0031]本發明所述陣列基板，通過設置分光層，利用稜鏡的分光作用，依據陣列基板上像素單元的尺寸與面積，將來自光源的光進行折射以形成多種顏色光線，使經過分光層上第一稜鏡單元的分光之後，光線傳輸至陣列基板時，所形成的顏色恰好與陣列基板的像素單元的設定顏色與所設定區域大小相對應，因此採用本發明所述陣列基板的顯示面板，無需設置濾光彩膜，也能夠呈現出不同顏色構成的彩色圖像顯示。
[0032]本發明還提供一種顯示面板，包括上偏光片、下偏光片及依次設置在所述上偏光片與所述下偏光片之間的液晶層及陣列基板，所述陣列基板包括多個像素單元，其中，所述顯示面板還包括分光層，設置有多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射以形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
[0033]本發明所述顯示面板，利用稜鏡的分光作用，依據陣列基板上像素單元的尺寸與面積，將來自光源的光進行折射以形成多種顏色的光線，使經過分光層上第一稜鏡單元的分光之後，光線傳輸至陣列基板時，所形成的顏色恰好與陣列基板的像素單元所設定區域大小相對應，因此無需採用濾光彩膜，也能夠使顯示面板呈現出不同顏色構成的彩色圖像顯不O
[0034]通常，在顯示面板的陣列基板上，每一像素單元由紅色R、綠色G和藍色B三種顏色的子像素單元構成，因此具體地所述分光層的第一稜鏡單元用於依據三個子像素單元的顏色對所透過光線進行折射以形成多種顏色的光線，將所透過光線折射形成為R、G和B三種顏色，且當光線傳輸至陣列基板時，每一顏色與一子像素單元的像素區域相對應。
[0035]以下結合圖1至圖4對本發明具體實施例所述陣列基板及顯示面板的具體結構及工作原理進行詳細說明。
[0036]參閱圖1，本發明所述顯示面板的第一實施例中，所述顯示面板包括上偏光片10、下偏光片20以及依次設置於上偏光片10與下偏光片20之間的液晶層30和陣列基板40,其中液晶層30在圖1中僅指示了其所佔用的空間部分，未明確顯示其具體結構形式，由於該液晶層30的結構為本領域技術人員所熟知技術，且該部分結構並非為本發明技術方案的重點，在此不詳細說明。
[0037]此外，根據圖1，本發明第一實施例所述顯示面板中，還包括分光層50，具體地，所述分光層50可以貼附於陣列基板40上,且位於與液晶層30相背對的一面,所述下偏光片20貼附在分光層50上；另外,上偏光片10貼附於一玻璃基板60上,其中玻璃基板60與陣列基板40相對盒構成為液晶層30。
[0038]圖1所示結構的顯示面板，利用背光源向顯示面板提供光源，當所發出自然光傳輸至顯不面板，通過下偏光片20後，只剩下振動方向與下偏光片20的偏光軸相同的光,形成為線偏光，線偏振光經過液晶層30後由上偏光片10射出；此外，當線偏振光通過液晶層30時，利用陣列基板40上各薄膜電晶體的電場變化，使液晶層30上的液晶分子發生偏轉，藉以改變通過液晶層30光線的偏極性，使顯示器的顯示像素呈現不同的明暗狀態。
[0039]進一步地，所述顯示面板利用分光層50，將經過下偏光片20後的線偏振光進行顏色折射，形成為RGB三色，且分光層50上的每一稜鏡單元51對應陣列基板40上的一個像素單元，在經過分光層50之後，光線傳輸至陣列基板40時，每一顏色對應一個子像素單元，且各不同顏色之間通過陣列基板40上的黑色矩陣所分隔。
[0040]除上述實現方式之外，當像素單元形成為RGBW結構時，所述分光層50也可以設置為能夠形成紅色、綠色、藍色和白色的結構。具體地，通過對應區域設置稜鏡單元51形成為RGB三色，通過對應區域不設置稜鏡單元51，而是使白光直接透過，且傳輸至陣列基板上像素單元的白色對應區域，從而形成為RGBW四種顏色。
[0041]正如本領域技術人員所熟知的，本發明中，所述陣列基板40設置有多個像素單元，每個像素包括至少一個薄膜電晶體，其結構與工作原理與現有技術的陣列基板相同，在此不作詳細描述。上述所提及的陣列基板40中的基板則是指包括玻璃襯底及設置在其上的多個像素單元的所有構成部分。
[0042]所述分光層50的結構示意圖如圖1所示，其工作原理說明如下:
[0043]如圖2所示為本發明利用稜鏡單元51 (第一稜鏡單元)進行顏色折射，形成與陣列基板40各子像素單元所對應顏色的原理示意圖；
[0044]所述稜鏡單元51可形成為三稜鏡，如圖3的結構示意圖，根據三稜鏡能夠對複色光產生色散作用原理:不同波長的單色光在介質中傳播時，由於受到介質的作用不同，傳播速度會比真空中小，且各單色光由于波長不同在介質中的傳播速度也各不相同。在正常色散的情況下，由柯希方程的經驗公式:n=a+b/X 2(其中η為折射率，a和b分別為與稜鏡材料有關的常數，也叫色散常數，λ為波長)可知，波長值越大，反而在介質傳輸的折射率越小，在可見光區域中，由於紅光的波長值最大，因而在三稜鏡該介質中傳輸的折射率最小，而紫光由于波長值最小，在三稜鏡該介質中傳輸的折射率最大。
[0045]此外由公式V= λ f(其中V為光在介質中的傳輸速度，λ為波長，f為頻率)和n=c/V (其中η為折射率，c為光在真空中的傳輸速度，V為光在介質中的傳輸速度)也可得出，對於同波源的一束平行光(如白光)，由于波源的頻率f由波源決定，是相同的，當這樣的一束白光射入三稜鏡時，由於紅光波長值最大，在三稜鏡介質中的傳播速度最大，因而介質的折射率最小，即偏向角最小；而紫光的波長值最小，在三稜鏡中的傳播速度最小，因而介質的折射率最大，偏向角最大。
[0046]而由於組成白光的各單色光的波長是按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序依次減小，由前面關于波長與折射率關係的分析，依據該一原理，介質的折射率依次增大，偏向角也依次增大，即向三稜鏡底面偏折依次增大，如圖2，入射白光經三稜鏡折射後產生的出射光線分散為七種顏色的單色光線，可以在移動光屏上形成紅光在最上方，紫光在最下方的七色光譜。
[0047]基於上述原理，當設置於三稜鏡前方用於接收從三稜鏡所射出光線的移動光屏距離三稜鏡的距離固定時，通過選定稜鏡單元的兩個傾斜角度α和β (如圖3所示)和折射率等，可以獲得某一種或幾種顏色的光線，當改變三稜鏡距離移動光屏的距離而向接近或遠離三稜鏡移動時，可以改變投射至移動光屏上相應顏色的寬度。
[0048]同理，當將上述原理應用於本發明，要求陣列基板40上各像素單元所接收稜鏡單元51光線的顏色和面積一定時，通過設定稜鏡單元51與陣列基板40的像素單元之間的距離，以及選定稜鏡單元51的傾斜角度α和β、折射率等，則可以使相應的子像素單元獲得具有一定面積和顏色的光線，且各個顏色之間利用陣列基板40上的黑色矩陣分隔。
[0049]此外，本發明還提供第二實施例結構的顯示面板，如圖4所示，與第一實施例相同，第二實施例所述顯示面板包括上偏光片10、下偏光片20以及依次設置於上偏光片10與下偏光片20之間的液晶層30和陣列基板40,此外還包括分光層50,但與第一實施例不同，第二實施例中，所述下偏光片20直接貼附在所述陣列基板40與所述液晶層30相背對的一面上，而所述分光層50貼附在所述下偏光片20上。
[0050]在第二實施例中，利用所述分光層50的設置，在顯示面板接收光源所發出自然光轉換為線偏振光之前，將光線進行折射，分為RGB三色，使所形成的各顏色光線經過下偏光片20轉換為線偏振光之後，傳輸至陣列基板40時，每一顏色對應一個子像素單元，且各不同顏色之間通過陣列基板40上的黑色矩陣所分隔。
[0051]其中，第二實施例中，利用分光層50上的稜鏡單元51使所透過光線產生折射，形成與陣列基板40各子像素單元所對應顏色的原理，與第一實施例相同，在此不再贅述。
[0052]本發明具體實施例另一方面還提供一種具有上述顯示面板的顯示裝置，包括背光源，通過背光源為顯示面板提供顯示圖像所用光線。如圖5為本發明所述顯示裝置採用第一實施例所述顯示面板時的結構示意圖，在本發明所述顯示裝置中，所述背光源包括光源70和光線折射層71，其中該光線折射層71設置於所述光源70和顯示面板之間，用於將所述光源70發出光線的傳輸方向轉換為垂直於所述下偏光片20。
[0053]具體地，所述光線折射層71上包括多個稜鏡單元72 (第二稜鏡單元)，利用稜鏡對光線的折射作用，使經過稜鏡單元70後光線轉換方向，在入射至下偏光片20之前垂直於下偏光片20，這樣將光源70所發出的分散光線儘量集中豎直向上傳播，以充分利用光源70所發出光線用於圖像顯示。
[0054]本領域技術人員應該了解能夠使光線轉換為豎直向上時稜鏡單元的具體結構，在此不詳細描述。
[0055]同樣，本發明所述顯示裝置中，所述顯示面板也可以形成為圖4所示第二實施例的結構，其中所述背光源也可以包括如圖5所示的光源70和光線折射層71，用於將所述光源70發出光線的傳輸方向轉換為垂直於所述下偏光片20。
[0056]本發明具體實施例所述顯示面板和顯示裝置，利用稜鏡的分光作用，依據陣列基板上像素單元的尺寸與面積，將來自光源的光進行折射形成多種顏色，這樣經過分光層上第一稜鏡單元的分光之後，光線傳輸至陣列基板時，所形成的顏色恰好與陣列基板的像素單元的設定顏色與所設定區域大小相對應，因此無需採用濾光彩膜，也能夠使顯示面板呈現出不同顏色構成的彩色圖像顯示，達到降低顯示面板及顯示裝置製造成本的目的。
[0057]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種陣列基板，包括基板和設置在基板上的多個像素單元，其特徵在於，所述陣列基板還包括有分光層，所述分光層包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射以形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
2.如權利要求1所述的陣列基板，其特徵在於，每一個所述第一稜鏡單元與一個所述像素單元對應。
3.如權利要求1所述的陣列基板，其特徵在於，所述像素單元至少包括三個子像素單元，用於依據所述像素單元的三個所述子像素單元的設定顏色和設定區域對所透過光線進行顏色折射。
4.如權利要求3所述的陣列基板，其特徵在於，三個所述子像素單元的顏色分別對應為紅色、綠色和藍色。
5.如權利要求1所述的陣列基板，其特徵在於，所述分光層直接貼附在所述基板上，或者所述分光層與所述基板之間還設置有偏光片。
6.—種顯不面板,包括上偏光片、下偏光片及依次設置在所述上偏光片與所述下偏光片之間的液晶層及陣列基板，所述陣列基板包括多個像素單元，其特徵在於，所述顯示面板還包括分光層，包括多個第一稜鏡單元，用於對所透過光線進行折射形成多種顏色光線，使每一所述像素單元所接收透過所述第一稜鏡單元光線的顏色和面積與所述像素單元設定的顏色和面積對應。
7.如權利要求6所述的顯示面板，其特徵在於，所述分光層貼附在所述陣列基板與所述液晶層相背對的一面上，所述下偏光片貼附在所述分光層上。
8.如權利要求6所述的顯示面板，其特徵在於，所述下偏光片貼附在所述陣列基板與所述液晶層相背對的一面上，所述分光層貼附在所述下偏光片上。
9.一種顯示裝置，包括背光源，其特徵在於，還包括如權利要求6至8任一項所述的顯示面板。
10.如權利要求9所述的顯示裝置，其特徵在於，所述背光源包括光源和光線折射層，所述光線折射層設置於所述光源和所述顯示面板之間，用於將所述光源發出光線的傳輸方向轉換為垂直於所述下偏光片。
11.如權利要求10所述的顯示裝置，其特徵在於，所述光線折射層上包括有多個第二稜鏡單元。
【文檔編號】G02F1/1335GK103487983SQ201310424297
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】楊亞鋒 申請人:京東方科技集團股份有限公司