显示面板结构的制作方法

文档序号:11249878阅读:1274来源:国知局
显示面板结构的制造方法与工艺

本发明是关于一种显示面板结构,尤指一种广色域显示面板结构。



背景技术:

随着科技的发展和人们对于显示产品色彩效果的与日俱增的要求,液晶显示面板也朝着提升色域(colorgamut)的方向发展,亦即增加使人眼所能识别出的颜色,色域愈广代表的是人眼可辨识的颜色覆盖率愈高,因此广色域也成为显示面板显示质量的一种指标。

现有技术中用以提升面板色域的方法是利用背光膜材中内含的量子点膜材(quantumdotfilm),以蓝光led激发量子点膜材产生窄带宽的激发光源,而形成广色域的光学表现。然而,由于一般量子点膜材含镉(cd),具有毒性,会对环境造成伤害,因此如何在广色域的显示技术需求与无毒环保的世界潮流间取得平衡,甚至双赢,是业界仍在努力的目标之一。



技术实现要素:

因此,本发明目的在于提供一种显示面板,可在不使用背光量子点膜材的情况下得到广色域的表现。

本发明具体提供一种显示面板结构,包括:一背光元件;一液晶层;第一光调变元件,位于液晶层相对于背光元件的相反侧,用以在光进入液晶层之后调整其光学特性;第二光调变元件,位于液晶层与背光元件之间,用以在光进入液晶层之前调整其光学特性。其中,第一光调变元件和/或第二光调变元件包含一色域增进层,色域增进层包含至少一吸收材料,吸收材料在波长570-600nm间的穿透频谱比波长450nm间的穿透频谱低10%以上,且比波长650nm间的穿透频谱低15%以上。

较佳者,吸收材料在波长570-600nm间的穿透频谱比波长450nm间的穿透频谱低20%以上,且比波长650nm间的穿透频谱低25%以上。

根据本发明的一实施例,第一光调变元件包括一补偿膜,位于液晶层上,以及色域增进偏光板,位于补偿膜上,且第二光调变元件包括一金属线栅偏光板。

根据本发明的一实施例,第一光调变元件的补偿膜为单侧补偿膜。

根据本发明的一实施例,第二光调变元件包括一补偿膜,位于液晶层上,以及色域增进偏光板,位于补偿膜上,且第一光调变元件包括一金属线栅偏光板。

根据本发明的一实施例,第二光调变元件的补偿膜为单侧补偿膜。

根据本发明的一实施例,单侧补偿膜的液晶设计参数lc位相差值delta_nd于300~370nm的范围下,r0在50~100nm之间,而rth在200~350nm之间,其中,r0=(nx-ny)×d;而rth=((nx+ny)/2-nz)×d,其中nx,ny与nz分别代表补偿膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射系数,d代表补偿膜的厚度。

根据本发明的一实施例,吸收材料分布于色域增进偏光板的一黏着剂层材料中。

根据本发明的另一实施例,吸收材料分布于色域增进偏光板的一黏着剂层与一保护层之间。

附图说明

图1为根据本发明显示面板结构示意图。

图2为根据本发明一实施例的显示面板结构的剖面示意图。

图3为一提供本发明色域增进偏光板的偏光板组件结构的剖面示意图。

图4a为根据本发明一实施例的一提供本发明色域增进偏光板的偏光板元件结构的剖面示意图。

图4b为根据本发明另一实施例的吸收材料在显示面板结构中的分布示意图。

图5为可用于本发明显示面板结构中的金属线栅偏光板的一实例的剖面示意图。

图6为根据本发明另一实施例的显示面板结构的剖面示意图。

图7为本发明显示面板结构色域增进效果的曲线示意图。

【符号说明】

11液晶层12第一光调变元件

13第二光调变元件14背光元件

21补偿膜22色域增进偏光板

23金属线栅偏光板30偏光基体

31保护层32保护层

33表面保护膜34黏着剂层

35离型膜36吸收材料

50透明基板51金属线

61金属线栅偏光板62补偿膜

63色域增进偏光板

具体实施方式

以下,将通过下列实施例对本发明做更详细的说明。然而须注意的是,下列关于本发明的较佳实施例的描述仅作为描述与说明的目的,非用以限制本发明。

请参阅图1,根据本发明的显示面板结构包括一彩色滤光片基板(图未示)与一薄膜晶体管基板(图未示)夹持一液晶层11,液晶层11受一外加电场控制而改变液晶构形,以控制通过不同液晶区域的光量;第一光调变元件12,位于液晶层11的一侧,用以在光进入液晶层之后调整其光学特性;第二光调变元件13,位于液晶层11的另一侧,用以在光进入液晶层11之前调整其光学特性,例如用以将通过的光(具有任一方向的极化光)转换成特定方向的偏极光;以及一背光元件14,位于第二光调变元件13的相对于液晶层11的相反侧,用以提供显示用的背光。其中,第一光调变元件12和/或第二光调变元件13包含一色域增进层,色域增进层包含至少一吸收材料,其在波长570-600nm间的穿透频谱比波长450nm间的穿透频谱低10%以上,即t(570nm~600nm)<0.9*t(450nm),较佳低15%以上,更加低20%以上。且比波长650nm间的穿透频谱低15%以上,即t(570nm~600nm)<0.85*t(650nm),较佳低20%以上,更加低25%以上。

在本发明的一实施例中,色域增进层还包含至少一吸收材料,吸收材料的主要吸收波长为560~610nm,更佳为570-600nm,最佳为580-590nm。另外,上述吸收材料例如可为一种染料(dye)、颜料(pigment)、或其他可吸收光波段的材料。

本发明的显示面板举例而言可为扭转向列(tn)显示面板、横向电场效应(ips)显示面板、或垂直配向(va)显示面板,因此,液晶层11可相对应为tn、ips或va液晶盒(cell)。

在本发明的实施方式下,背光元件14所发出的背光不需要使用配合量子点膜材激发的蓝光,可使用一般的白光背光源。当然,也可以视其它设计需求而使用不同的背光源,或者与其它有助于提升色域的技术组合使用。在一实施例中薄膜晶体管基板较彩色滤光片基板邻近背光元件14。

图2显示本发明的一实施例的显示面板结构的剖面示意图,其中,第一光调变元件12包括一补偿膜21,位于液晶层11上,以及一色域增进偏光板(colorgamutenhancepolarizer)22,位于补偿膜21上。第二光调变元件13包括一金属线栅偏光板23。其中,色域增进偏光板22为一包含有如图1说明中所述的吸收材料的偏光板,同时具有偏光与色域增进的功能,色域增进偏光板22的组成结构细节将于稍后配合图3加以说明。

图3显示一根据本发明的偏光板,包括一偏光基体30,用以使光线由非偏极光变成偏极光;一上方保护层31和一下方保护层32,用以支撑保护偏光基体30;一表面保护膜33,用以保护偏光基体30;一黏着剂层34,用以黏贴偏光基体30至前述液晶层;以及一离型膜35,用以保护黏着剂层34。使用时将表面保护膜33与离型膜35撕离,并透过黏着剂层34黏贴至显示面板上。

在上述实施例中,偏光基体30的材料可为聚乙烯醇(pva)树脂膜,其可通过皂化聚醋酸乙烯树脂制得。保护层31和32材料例如为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,pmma)、三聚醋酸纤维素(triacetylcellulose,tac)、丙烯酸树脂膜、聚芳香羟树脂膜、聚醚树脂膜、环聚烯烃树脂膜(例如聚冰片烯树脂膜)、聚酯(polyethyleneterephthalate,pet)、聚丙稀(polypropylene,pp)、环烯烃聚合物(cycloolefinpolymer,cop)、聚碳酸酯(polycarbonate,pc)以及上述任意组合所组成的一族群;表面保护膜33材料例如为聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet);离型膜35材料例如为聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)等。上述材料实例仅为举例之用,熟习此技艺的人士可视实际需求而为适当选用,并不因此影响或限制本发明的实施与保护范围。

其中,色域增进偏光板中的吸收材料36可以掺入的型式与黏着剂层34一并形成分布于黏着剂层34中,如图4a所示,或以独立膜层型式提供于黏着剂层34与下方保护层32间,例如先涂布、喷洒或其它成膜方式形成在下方保护层32表面上,再于其上加上黏着剂层34,如图4b所示。另外,除了前述两方式外,吸收材料36也可掺入或在延伸成膜时掺入至偏光板内的适合的光学膜层中,如保护层31、32或偏光基体30中达到提升色域的效果。当掺入黏着剂层34或其他光学膜层中时,其浓度范围(或重量百分比)在0.1%~5.0%之间,较佳为0.1%~1.0%之间。若为独立膜层型式,其厚度范围在0.1um~5um之间,较佳为0.1um~1um之间。

在一实施例中,偏光板组件中可包含其它结构类型的光学层,例如可为对光学的增益、配向、补偿、转向、直交、扩散、保护、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所帮助的层,可例如为具有控制视角补偿或双折射(birefraction)等特性的配向液晶层、易接合处理层、硬涂层、抗反射层、防黏层、扩散层、防眩层等各种表面处理层。

在本实施例中,偏光板23为一金属线栅偏光板(wire-gridpolarizer;wgp),相对于光学膜偏光板具有薄化、透过率高及增加光利用效率的功能。此外,为顺应金属栅栏偏光板的特性,补偿膜21较佳为单侧补偿膜,即本发明显示面板结构只须在第一光调变元件12中配置一层补偿膜,换言之,在第二光调变元件13的金属线栅偏光板23与液晶层11中未配置其它补偿膜。因此,在本发明中因仅需单侧补偿膜21而有显示面板结构薄化的效果。

如图5所示,金属线栅偏光板是将金属线配置于一透明基板上做成,金属线平行相间排列成光栅,金属线中的电子只能沿导线运动,当光照射在金属线栅偏光板上时,光波电向量在金属线方向的振动会被金属线中的电子吸收,垂直金属线方向的光波电向量就能通过,这样只有沿导线纵向的光子被吸收,而横向的光子未被吸收,从而达到偏振效果。除了以金属线做成平行相间排列的光栅之外,亦可用光学蚀刻的方法,在沉积有金属薄膜的基底上蚀刻出所需宽度的导线,在一实施例中,也可以以纳米压印的方式形成金属线。在本实施例中的金属线栅偏光板的金属线51的间距g为纳米等级(10-200nm)。其高度h为50-1000nm。使用的金属可为铝、银、金、铅、铜等,尤以铝为佳;透明基板50的材料可为玻璃,在一实施例中,金属线可形成于薄膜晶体管基板之上。

另外,补偿膜21的材料选用,以垂直配向(va)液晶设计参数为参考,例如使液晶位相差值lcdelta_nd设计在300~370nm的范围下,使其x,y平面位相差值r0在50~100nm之间,较佳70-100nm之间,而x,y,z立体位相差值rth在200~350nm之间,较佳270-320nm之间。其中,r0=(nx-ny)×d;而rth=((nx+ny)/2-nz)×d,其中nx,ny与nz分别代表补偿膜21在x轴、y轴与z轴的三度空间折射系数,d代表补偿膜21的厚度。此时可具有与原面板双边补偿膜相当或更佳的视角表现,此单侧光学补偿膜21材料可为三醋酸纤维素(tac)、环烯烃聚合物(cop)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、液晶材料或复合型材料搭配而成。

图6为根据本发明另一实施例的显示面板结构的剖面示意图。其中,第一光调变元件12包括一金属线栅偏光板61,位于液晶层11上,第二光调变元件13包括一补偿膜62、以及一色域增进偏光板(colorgamutenhancepolarizer)63,位于补偿膜62上。其中,色域增进偏光板63为一包含有如图1说明中所述的吸收材料的偏光板,同时具有偏光与色域增进的功能,色域增进偏光板63的组成结构可如图3和图4a、4b所示;补偿膜62的设计可参考前一实施例补偿膜21的设计,在此不再赘述。在一实施例中,金属线栅偏光板61的金属线可形成于彩色滤光片基板之上。

图7显示本发明显示面板在各种不同标准下的色域的变化情况示意图,其中x轴为色度x,y轴为色度y。图中所采用标准包括国际照明委员会cie(internationalcommissiononillumination)1931、美国国家电视系统委员会(nationaltelevisionsystemcommittee)、数位影院电影主控系统dci(digitalcinemainitiatives)-p3、bt2020(itu-rrecommendationbt.2020色域空间)、一般面板(panel)、以及使用cgep的面板(panel(cgep))。使根据上述本发明所发展出的显示面板,在不需要量子点膜材的情况下,可有效提升色域达10%以上。例如ntsc色域可提升达约25%,dci-p3色域可提升达约27%,bt2020色域可提升达约19%。若使用cgep搭配wgp作为上下偏光板,则除了可有效提升色域达10%以上之外,可达30%穿透率以及广视角表现。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

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