彩膜基板及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及显示【技术领域】，公开了一种彩膜基板及显示装置，所述彩膜基板包括由黑矩阵限定的多个透光像素区域，所述像素区域在其中一个侧边或相邻两个侧边的延伸方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得较短侧边的长度大于预设值。从而在分辨率不变的情况下，通过设置像素区域包括多个亚像素单元，增加了像素区域的宽度，增大了相邻黑矩阵之间的间隔距离，将其用于高分辨率的透明显示时，不会出现光的干涉和衍射，从而克服了透过显示屏看后方的背景存在重影的问题。
【专利说明】
彩膜基板及显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，特别是涉及一种彩膜基板及显示装置。
【背景技术】
[0002]近来，随着信息技术的发展，透明显示技术，尤其是高分辨率的透明显示技术，愈发引起人们的关注。透明显示器具有一定程度的穿透性，施加电压时可在显示屏上显示信息，在不施加电压时可透过显示屏看到后方的背景，适用于建筑与车辆窗户及商店橱窗。除原有的显示功能外，更具备提供资讯等未来显示器特色，因此受到市场关注，未来可能会取代部分使用不透明显示器的市场，包括建筑用、广告用、公共用等。
[0003]现有的显示面板用于透明显示时，在不施加电压时，像素区域为透明状态，从而可以透过显示屏看到后方的背景。其中，显示面板的像素区域通过横纵交叉且不透光的驱动线来限定，在驱动线的交叉处设置对应每个像素区域的开关(如薄膜晶体管)，从而可以通过扫描的方式逐行打开每行显示区域的开关，并通过该开关传输像素电压至像素区域，控制像素区域显示相应的像素数据(包括灰阶和颜色)。
[0004]但对于高分辨率的透明显示器，相邻的驱动线之间的间隔距离较小，在进行透明显示时，会出现光的干涉和衍射，使得看到的显示屏后方的背景存在重影现象。
[0005]薄膜晶体管液晶显不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射、制造成本相对较低等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位，将其作为透明显示器，具有较好的市场价值。
[0006]TFT-LCD的主体结构为对盒的阵列基板和彩膜基板，在阵列基板和彩膜基板之间填充有液晶分子。在阵列基板上形成有横纵交叉的栅线和数据线，限定多个第二像素单元，其中，每个第二像素单元包括多个相邻的子像素单元，每个子像素单元包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)和像素电极。TFT的漏电极和像素电极电性连接，源电极和数据线电性连接，栅电极和栅线电性连接。每一条栅线用于打开每行像素单元的薄膜晶体管，每一条数据线通过每列子像素单元的薄膜晶体管向像素电极传输像素电压，像素电极与公共电极配合，形成驱动液晶分子偏转的驱动电场，实现特定灰阶的显示。如图1所示，彩膜基板包括黑矩阵5和多个第一像素单元1，黑矩阵5限定多个像素区域6，第一像素单元I包括多个相邻且透射不同颜色光线的亚像素单元(如红色亚像素单元2、绿色亚像素单元3和蓝色亚像素单元4)，每个亚像素单元位于对应的像素区域6中，且位置一一对应，所述亚像素单元与阵列基板的子像素单元的位置一一对应，用于实现彩色显示。
[0007]对于阵列基板，现有技术中会采用相邻子像素单元共用栅线或数据线(具体原理将在【具体实施方式】部分描述)的方法，来减少驱动芯片的使用，同时通过上述方法可以增加驱动线之间的间隔距离。但发明人在实际应用过程中发现，即使采用上述方法，在高分辨率的透明显示器时，仍存在透明显示看到的显示屏后方的背景存在重影的现象。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种彩膜基板及显示装置，用以解决高分辨透明显示技术中，会存在透过显示屏看到的后方背景存在重影现象的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供一种彩膜基板，包括黑矩阵和多个第一像素单元，所述黑矩阵限定多个第一像素区域，所述第一像素单元包括多个相邻的且透射不同颜色光线的亚像素单元，所述亚像素单元位于所述第一像素区域中，其中，所述第一像素区域为透光区域，所述第一像素区域包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，所述第一侧边和第二侧边相邻；
[0010]每个第一像素区域中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或
[0011]在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得第一侧边和第二侧边中较短的侧边的长度大于预设值。
[0012]如上所述的彩膜基板，优选的是，每个第一像素区域中，相邻亚像素单元之间的间距小于黑矩阵的线宽。
[0013]如上所述的彩膜基板，优选的是，每个第一像素区域中，相邻亚像素单元之间的间距小于5um。
[0014]如上所述的彩膜基板，优选的是，所述第一侧边的长度小于第二侧边的长度；
[0015]每个第一像素区域中，仅在所述第一侧边延伸的第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元。
[0016]如上所述的彩膜基板，优选的是，每个第一像素区域包括两个相邻的亚像素单元。
[0017]如上所述的彩膜基板，优选的是，所述亚像素单元与所述第一像素区域的形状相同。
[0018]如上所述的彩膜基板，优选的是，所述亚像素单元与所述第一像素区域为长方形；
[0019]所述亚像素单元的宽度延伸方向平行于所述第一像素区域的宽度延伸方向。
[0020]本发明还提供一种显示装置，包括彩膜基板，所述彩膜基板包括黑矩阵和多个第一像素单元，所述黑矩阵限定多个像素区域，所述第一像素单元包括多个相邻的且透射不同颜色光线的亚像素单元，所述亚像素单元位于所述第一像素区域中，其中，所述第一像素区域为透光区域，所述第一像素区域包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，所述第一侧边和第二侧边相邻；
[0021]每个第一像素区域中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或
[0022]在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得第一侧边和第二侧边中较短的侧边的长度大于预设值。
[0023]如上所述的显示装置，优选的是，所述第一像素区域的第一侧边的长度小于第二侧边的长度，每个第一像素区域仅在第一侧边延伸的第一方向上包括两个相邻的亚像素单元;
[0024]所述显示装置还包括阵列基板，所述阵列基板包括横纵交叉的栅线和数据线，以及多个第二像素单元，所述栅线和数据线限定多个第二像素区域，所述第二像素区域为透光区域，每个第二像素单元包括两个相邻的子像素单元；
[0025]所述第二像素区域与彩膜基板的第一像素区域的位置对应，所述子像素单元与彩膜基板的亚像素单元的位置对应。
[0026]如上所述的显示装置，优选的是，相邻数据线之间的距离小于相邻栅线之间的距离；
[0027]每个第二像素区域中，仅在栅线的延伸方向上包括相邻的两个子像素单元；
[0028]在栅线的延伸方向上，相邻第二像素区域中相邻的两个子像素单元共用一条数据线，相邻第二像素区域中间隔的两个子像素单元共用一条栅线。
[0029]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0030]上述技术方案中，设置彩膜基板上的像素区域在其中一个侧边或相邻两个侧边的延伸方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得较短侧边的长度大于预设值。从而在分辨率不变的情况下，增加了像素区域的宽度，增大了相邻黑矩阵之间的间隔距离，将其用于高分辨率的透明显示时，不会出现光的干涉和衍射，从而克服了透过显示屏看后方的背景存在重影的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0032]图1表示现有技术中彩膜基板的结构示意图；
[0033]图2表不本发明实施例中彩膜基板的结构不意图一；
[0034]图3表示本发明实施例中彩膜基板的结构示意图二 ；
[0035]图4表示本发明实施例中阵列基板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]对于彩膜基板，其像素区域通过横纵交叉的黑矩阵来限定，每个像素区域对应一个亚像素单元(透射特定颜色的光线)。在具有高分辨率的透明显示技术中，当透过显示屏观察后方的物体时，由于像素区域的宽度较小，从显示屏后方透过彩膜基板的像素区域的光线会出现光的干涉和衍射，使得看到的显示屏后方的背景存在重影现象。
[0037]针对上述技术问题，本发明提供一种彩膜基板，其包括多个透光的像素区域，每个像素区域包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，所述第一侧边和第二侧边相邻。并设置每个像素区域中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或，在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得所述第一侧边和第二侧边中较短侧边的长度大于预设值。相对于现有技术中每个像素区域对应一个亚像素单元，本发明的技术方案在分辨率不变的情况下，通过设置像素区域包括多个亚像素单元，增加了像素区域的宽度，增大了相邻黑矩阵之间的间隔距离，将其用于高分辨率的透明显示时，从显示屏后方透过像素区域的光线不会出现光的干涉和衍射，从而克服了透过显示屏看后方的背景存在重影的问题。
[0038]需要说明的是，第一像素区域为透光区域，是指整个第一像素区域均具有一定的透光率，没有完全不透光的部分。当第一像素区域的第一侧边和第二侧边等长时，需要使得所述第一侧边和第二侧边的长度均大于所述预设值。
[0039]下面将结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040]如图2和图3所示，本发明提供一种彩膜基板，其包括黑矩阵5和多个第一像素单元I。黑矩阵5为不透光材料，限定多个第一像素区域6。第一像素单元I包括多个相邻的且透射不同颜色光线的亚像素单元，具体可以包括红色亚像素单元2、绿色亚像素单元3和蓝色亚像素单元4，当然还可以包括其他颜色的亚像素单元，如黄色亚像素单元、洋红亚像素单元。亚像素单元2、3、4位于第一像素区域6中。
[0041]现有技术中，第一像素区域6通常为长方形，如图2和3所示，当然也可以为平行四边形、正方形、菱形或其他形状。
[0042]本实施例中第一像素区域6为透光区域，包括沿第一方向延伸的第一侧边61和沿第二方向延伸的第二侧边62，第一侧边61和第二侧边62相邻。每个第一像素区域6中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或，在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得第一侧边61和第二侧边62中较短侧边的长度大于预设值，从而限定第一像素区域6的黑矩阵5之间的间隔距离大于预设值，以保证透过第一像素区域6的光线不会出现光的干涉和衍射。
[0043]本实施例中所述预设值为65 μ m。
[0044]本发明的技术方案在分辨率不变的情况下，通过设置像素区域包括多个亚像素单元，增加了像素区域的宽度，增大了相邻黑矩阵之间的间隔距离，将其用于高分辨率的透明显示时，不会出现光的干涉和衍射，从而克服了透过彩膜基板看显示屏后方的背景存在重影的问题。
[0045]由于至少两个相邻的亚像素单元位于同一第一像素区域6中，相对现有技术缺省了同一第一像素区域6中相邻亚像素单元之间的黑矩阵5，结合图1和图2所示。例如:当两个亚像素单元(如图2中的红色亚像素单元2和绿色亚像素单元3、蓝色亚像素单元4和红色亚像素单元2、绿色亚像素单元3和蓝色亚像素单元4)位于同一第一像素区域6中时，所述两个亚像素单元之间缺省了黑矩阵5。进一步地，由于缺省了一部分黑矩阵，在相同分辨率下，可以增加亚像素单元2、3、4的宽度，最好保证每个亚像素单元的形状和大小相同，使得第一像素区域6中，相邻亚像素单元之间的间距小于黑矩阵5的线宽。具体的，可以设置第一像素区域6中，相邻亚像素单元之间的间距小于5um，防止亚像素单元产生漏光。同时，由于整个第一像素区域6均为透光区域，也不会在第一像素区域6中的相邻亚像素单元之间形成狭缝，造成光的干涉和衍射。
[0046]在一个具体的实施方式中，第一像素区域6的第一侧边61的长度小于第二侧边62的长度，从而可以仅在第一侧边61延伸的第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元。一般地，每个第一像素区域6仅包括两个相邻的亚像素单元，就可以满足第一侧边61的长度大于65 μ m的要求。例如:第一像素区域6为长方形或平行四边形时，第一侧边61为第一像素区域6的宽边，第二侧边62为第一像素区域6的长边，则第一像素区域6中的两个亚像素单元可以沿其宽度的延伸方向上排布。
[0047]优选地，所述亚像素单元与第一像素区域6的形状相同，以增加第一像素区域6的开口率。
[0048]通常亚像素单元2、3、4与第一像素区域6为长方形，如图2和3所示。则第一像素区域6的第一侧边61为宽边,第二侧边62为长边,第一方向为第一像素区域6的宽度延伸方向，第二方向为第一像素区域6的长度延伸方向。进一步地，设置亚像素单元2、3、4的宽度延伸方向平行于第一像素区域6的宽度延伸方向，能够进一步增加第一像素区域6的开口率。具体的，当第一像素区域6包括两个相邻的亚像素单元时，如图2中相邻的亚像素单元2和亚像素单元3、相邻的亚像素单元4和亚像素单元2、相邻的亚像素单元3和亚像素单元4，第一像素区域6中，亚像素单元2和亚像素单元3的宽度延伸方向平行于第一像素区域6的宽度延伸方向，亚像素单元4和亚像素单元2的宽度延伸方向平行于第一像素区域6的宽度延伸方向，亚像素单元3和亚像素单元4的宽度延伸方向平行于第一像素区域6的宽度延伸方向。
[0049]本发明还提供一种显示装置，尤其是透明显示装置，其包括彩膜基板和阵列基板，其中，彩膜基板采用如上的彩膜基板。
[0050]由于彩膜基板的第一像素区域为透光区域，且第一像素区域的最小宽度大于预设值，当透过透明显示装置的显示屏看后方的背景时，透过第一像素区域的光线不会发生光的干涉和衍射，使得看到的显示屏后方的背景不会出现重影，提高了透明显示装置的显示质量。
[0051]其中，如图4所示，阵列基板包括横纵交叉的栅线70和数据线80，以及多个第二像素单元10，栅线70和数据线80限定多个第二像素区域60，第二像素单元10包括多个相邻的子像素单元，如图4中的第一子像素单元20、第二子像素单元30和第三子像素单元40。其中，阵列基板的子像素单元位于第二像素区域60中，与彩膜基板的亚像素单元的位置——对应，。
[0052]优选地，彩膜基板上，第一像素区域6的第一侧边61的长度小于第二侧边62的长度，第一像素区域6在第一侧边61的延伸方向上包括两个相邻的亚像素单元。对应的，设置阵列基板的第二像素区域60也为透光区域，包括两个相邻的子像素单元，且第二像素区域60与彩膜基板的第一像素区域6的位置对应，阵列基板的子像素单元与彩膜基板的亚像素单元的位置一一对应。从而当透过透明显示装置的显示屏看后方的背景时，透过阵列基板的光线也不会发生光的干涉和衍射，使得看到的显示屏后方的背景完全不会出现重影，进一步提高了透明显示装置的显示质量。
[0053]由于阵列基板上相邻数据线80之间的距离小于相邻栅线70之间的距离，则第二像素区域60中的两个子像素单元沿栅线70的延伸方向排布，如图4所示。
[0054]进一步地，为了减少阵列基板的驱动芯片，可以设置在栅线70的延伸方向上，相邻第二像素区域60中相邻的两个子像素单元共用一条数据线80，相邻第二像素区域60中间隔的两个子像素单元共用一条栅线70。具体的，当阵列基板为薄膜晶体管阵列基板时，在栅线70的延伸方向上，相邻第二像素区域60中相邻的两个子像素单元对应的开关薄膜晶体管11的源电极与同一条数据线80电性连接，相邻第二像素区域60中间隔的两个子像素单元对应的开关薄膜晶体管11的栅电极与同一条栅线70电性连接。
[0055]结合图4所示，本实施例中阵列基板的具体驱动原理为:
[0056]通过栅线70逐行打开每行子像素单元对应的开关薄膜晶体管11，然后通过数据线80向每列子像素单元传输像素数据。
[0057]定义栅线70的扫描顺序为从上到下，数据线80的扫描顺序为从左到右。
[0058]每行子像素单元的具体驱动过程为:
[0059]首先通过一条栅线70打开每行子像素单元中序号为偶数的子像素单元对应的开关薄膜晶体管11，然后再通过相邻的另一条栅线70打开每行子像素单元中序号为奇数的子像素单元对应的开关薄膜晶体管11。
[0060]每列子像素单元的具体驱动过程为:
[0061]当每行子像素单元中序号为偶数的子像素单元对应的开关薄膜晶体管11打开时，通过以逐列扫描数据线80的方式向偶数列子像素单元传输像素数据。
[0062]当每行子像素单元中序号为奇数的子像素单元对应的开关薄膜晶体管11打开时，通过以逐列扫描数据线80的方式向奇数列子像素单元传输像素数据。
[0063]本发明的技术方案中，彩膜基板包括多个透光的像素区域，所述像素区域在其中一个侧边或相邻两个侧边的延伸方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得较短侧边的长度大于预设值。从而在分辨率不变的情况下，增加了像素区域的宽度，增大了相邻黑矩阵之间的间隔距离，将其用于高分辨率的透明显示时，不会出现光的干涉和衍射，从而克服了透过显示屏看后方的背景存在重影的问题，提高了高分辨率透明显示装置的显示质量。
[0064]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种彩膜基板，包括黑矩阵和多个第一像素单元，所述黑矩阵限定多个第一像素区域，所述第一像素单元包括多个相邻的且透射不同颜色光线的亚像素单元，所述亚像素单元位于所述第一像素区域中，其特征在于，所述第一像素区域为透光区域，所述第一像素区域包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，所述第一侧边和第二侧边相邻； 每个第一像素区域中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得第一侧边和第二侧边中较短的侧边的长度大于预设值。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，每个第一像素区域中，相邻亚像素单元之间的间距小于黑矩阵的线宽。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，每个第一像素区域中，相邻亚像素单元之间的间距小于5um。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一侧边的长度小于第二侧边的长度； 每个第一像素区域中，仅在所述第一侧边延伸的第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，每个第一像素区域包括两个相邻的亚像素单元。
6.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述亚像素单元与所述第一像素区域的形状相同。
7.根据权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述亚像素单元与所述第一像素区域为长方形； 所述亚像素单元的宽度延伸方向平行于所述第一像素区域的宽度延伸方向。
8.—种显示装置，包括彩膜基板，所述彩膜基板包括黑矩阵和多个第一像素单元，所述黑矩阵限定多个像素区域，所述第一像素单元包括多个相邻的且透射不同颜色光线的亚像素单元，所述亚像素单元位于所述第一像素区域中，其特征在于，所述第一像素区域为透光区域，所述第一像素区域包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，所述第一侧边和第二侧边相邻； 每个第一像素区域中，在所述第一方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，和/或在所述第二方向上包括至少两个相邻的亚像素单元，使得第一侧边和第二侧边中较短的侧边的长度大于预设值。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述第一像素区域的第一侧边的长度小于第二侧边的长度，每个第一像素区域仅在第一侧边延伸的第一方向上包括两个相邻的亚像素单元； 所述显示装置还包括阵列基板，所述阵列基板包括横纵交叉的栅线和数据线，以及多个第二像素单元，所述栅线和数据线限定多个第二像素区域，所述第二像素区域为透光区域，每个第二像素单元包括两个相邻的子像素单元； 所述第二像素区域与彩膜基板的第一像素区域的位置对应，所述子像素单元与彩膜基板的亚像素单元的位置对应。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，相邻数据线之间的距离小于相邻栅线之间的距离； 每个第二像素区域中，仅在栅线的延伸方向上包括相邻的两个子像素单元； 在栅线的延伸方向上，相邻第二像素区域中相邻的两个子像素单元共用一条数据线，相邻第二像素区域中间隔的两个子像素单元共用一条栅线。
【文档编号】G02F1/1335GK104181725SQ201410386896
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】马新利 申请人:京东方科技集团股份有限公司