多层显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及多层显示装置。

背景技术：

液晶显示屏由阵列基板、彩膜基板以及夹设在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层构成，在给液晶显示屏施加电流后，电流会使液晶层中的液晶重新排列以达到成像的目的，液晶显示屏具有耗电量低、体积小、辐射低等优点。液晶显示屏通常为单一显示模式，为了丰富液晶显示屏的显示效果，目前设计出多层显示装置。

然而，目前的多层显示装置仍有待改进。

技术实现要素：

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，多层显示装置存在显示效果单一、亮度低以及色偏严重的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于目前的多层显示方式存在诸多缺陷导致的。具体的，目前的多层显示通常包括以下两种方式：方式一为传统的红绿蓝三原色(rgb)显示结合透明显示，该方式显示效果单一，且透明显示成本较高，有悖于多层显示装置显示效果丰富、成本低的发展要求。方式二为传统的rgb显示结合传统的rgb显示，该方式虽然显示效果丰富，但由于两层显示面板重叠在一起，透光率大大降低，导致多层显示装置亮度较低，且上层显示面板中的子像素与下层显示面板中颜色相同的子像素一一对应设置，例如，上层的红色(r)子像素与下层的r子像素对应设置，透过下层r子像素的光会射到上层的r子像素处，以及上层中与r子像素相邻的绿色(g)子像素处和蓝色(b)子像素处，导致色偏严重，影响多层显示装置的显示效果。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种多层显示装置。该多层显示装置包括：多个显示单元，多个所述显示单元层叠设置，每个所述显示单元包括对盒设置的彩膜基板以及阵列基板，所述彩膜基板和所述阵列基板之间夹设有液晶层，每个所述显示单元包括多个阵列排布的像素单元，所述像素单元包括第一子像素以及第二子像素，所述第一子像素为白色，所述第二子像素包括多种颜色，任意一个所述显示单元中的所述第二子像素，在其余显示单元中的正投影，均覆盖所述其余显示单元中的所述第一子像素。由此，一方面，该多层显示装置中的多个显示单元可显示不同的图像，并通过叠加产生混合的图像效果，使得该多层显示装置具有丰富的显示效果，另一方面，上述像素设计可增加光线的透过率以及减少色偏，提高该多层显示装置的亮度以及显示品质。

根据本发明的实施例，每个所述显示单元中的所述像素单元中的多个子像素均排列成一行，多个所述显示单元中的所述像素单元中的所述子像素的排布一致，每个所述显示单元中相邻两个所述第二子像素之间被所述第一子像素间隔开，位于相邻两个所述显示单元中的两个所述像素单元之间错开一个所述子像素的位置。由此，可以令上下层的第二子像素交错排列，使得该多层显示装置可以同时显示多个显示单元显示的图像，且透过下层第二子像素的光线可从上层的第一子像素射出，增大光线的透过率以及减少色偏，提高该多层显示装置的亮度以及显示品质。

根据本发明的实施例，该多层显示装置包括两个所述显示单元，每个所述显示单元中，位于同一个所述像素单元内且相邻的两个所述第二子像素之间，均被一个所述第一子像素间隔开。由此，该双层显示装置具有丰富的显示效果，同时具有较高的显示亮度以及较高的显示品质。

根据本发明的实施例，所述第二子像素的颜色包括红色、绿色或蓝色。由此，利用红色、绿色、蓝色子像素可显示不同的颜色，以使显示单元显示不同的图像。

根据本发明的实施例，每个所述显示单元中的所有与所述第一子像素相连的数据线连接至同一个端口。由此，每个显示单元中，可以同时向所有的第一子像素施加电压，共同驱动，可节省功率，减少驱动ic，降低成本。

根据本发明的实施例，相邻两个所述显示单元之间具有胶框。由此，可以使该多层显示装置具有较高的显示品质。

根据本发明的实施例，相邻两个所述显示单元之间设置有导光板，所述导光板通过光学粘结胶贴附在两个所述显示单元上，所述导光板的出光侧具有阵列排布的导光单元，所述导光单元包括内凹型结构。由此，可以进一步减少色偏，进一步提高该多层显示装置的显示品质。

根据本发明的实施例，所述导光单元包括一个凹坑，所述凹坑与所述像素单元一一对应，所述凹坑的横截面积与所述像素单元的横截面积相同。由此，经过该导光板的光线可以聚集到一个像素单元的大小而发出，令通过下层像素单元的光不发散，直接透过上层像素单元，进一步减少色偏。

根据本发明的实施例，所述导光单元包括多个凹坑，所述凹坑与所述像素单元中的所述子像素一一对应，所述凹坑的横截面积与所述子像素的横截面积相同。由此，经过该导光板的光线可以聚集到一个子像素的大小而发出，令通过下层子像素的光不发散，直接透过上层的子像素，进一步减少色偏。

根据本发明的实施例，该多层显示装置进一步包括：一个背光源，所述背光源为直下式面光源，所述背光源设置在靠近多个所述显示单元的所述阵列基板的一侧。由此，可以为该多层显示装置提供光源，使得该多层显示装置实现显示。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的多层显示装置的爆炸图；

图2显示了根据本发明一个实施例的多层显示装置的结构示意图；

图3显示了根据本发明一个实施例的多层显示装置中子像素的电连接示意图；

图4显示了根据本发明一个实施例的导光板的俯视图；以及

图5显示了根据本发明一个实施例的导光板中凹坑的结构示意图。

附图标记说明：

100：显示单元；110：阵列基板；120：液晶层；130：彩膜基板；131：第一色阻块；132：第二色阻块；200：光学粘结胶；300：导光板；310：导光单元；400：背光源；10：第一子像素；20：第二子像素。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种多层显示装置。根据本发明的实施例，参考图1，该多层显示装置包括：多个显示单元100，多个显示单元100层叠设置，每个显示单元100包括对盒设置的阵列基板110以及彩膜基板130，阵列基板110和彩膜基板130之间夹设有液晶层120，每个显示单元100包括多个阵列排布的像素单元，像素单元包括第一子像素10以及第二子像素20(如图1中所示出的虚线部分)，第一子像素10为白色，也即是说，彩膜基板130中位于第一子像素10所在区域的第一色阻块131为白色，第二子像素20包括多种颜色，也即是说，彩膜基板130中位于第二子像素20所在区域的第二色阻块132包括多种颜色，任意一个显示单元100中的第二子像素20，在其余显示单元100中的正投影，均覆盖其余显示单元100中的第一子像素10。由此，一方面，该多层显示装置中的多个显示单元可显示不同的图像，并通过叠加产生混合的图像效果，使得该多层显示装置具有丰富的显示效果，另一方面，上述像素设计可增加光线的透过率以及减少色偏，提高该多层显示装置的亮度以及显示品质。

为了便于理解，下面首先对根据本发明实施例的多层显示装置进行简单说明：

如前所述，目前的多层显示较常用的为传统rgb显示结合传统rgb显示的方式，该方式上层的子像素与下层颜色相同的子像素一一对应设置，也即是说，上层的r子像素与下层的r子像素对应设置，由于上层的r子像素显示颜色(红色)，因此，透过下层r子像素的光再透过上层r子像素时，透过率较低，影响多层显示装置的显示亮度。此外，透过下层r子像素的光会射到上层的r子像素处，以及射到与上层r子像素相邻的g子像素处和b子像素处，导致透过上层g子像素和b子像素的光中掺杂有红色的光，造成色偏现象，影响多层显示装置的显示品质。

根据本发明的实施例，该多层显示装置包括多个显示单元，每个显示单元中的像素单元包括第一子像素和第二子像素，第一子像素为白色，第二子像素包括多种颜色，且任意一个显示单元中的第二子像素，在其余显示单元中的正投影，均覆盖其余显示单元中的第一子像素，也即是说，在多个显示单元层叠的方向上，与第二子像素相对应的均为第一子像素，由此，在该多层显示装置工作时，透过第二子像素的光可透过与之对应的第一子像素而呈现第二子像素的颜色，或者透过第一子像素的光可透过第二子像素而呈现第二子像素的颜色，显著提高光线的透过率，提高多层显示装置的显示亮度，且下层显示单元中透过第二子像素的光会射到上层显示单元中的第一子像素处，以及射到上层显示单元中与第一子像素相邻的子像素处，例如，参考图1，下层显示单元100c中的第一个第二子像素20可以为r子像素，透过显示单元100c中的r子像素的光射到显示单元100b中与之对应的白色(w)子像素处，以及射到该w子像素两侧的r子像素处和w子像素处，透过该w子像素的光继续射到显示单元100a中与之对应的w子像素处，最终呈现红色，可以有效减少色偏，提高多层显示装置的显示品质，并且多个显示单元可以显示不同的图像，通过叠加后显示混合的图像效果，使得多层显示装置具有丰富的显示效果。

下面根据本发明的具体实施例，对该多层显示装置的各个结构进行详细说明：

关于每个像素单元中第二子像素的具体颜色以及个数不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际颜色的需要进行设计。例如，根据本发明的实施例，第二子像素20的颜色可以包括红色、绿色或蓝色，也即是说，每个显示单元100中的像素单元可以包括r、g、b以及w四种子像素。由此，利用红色、绿色、蓝色子像素可显示不同的颜色，以使显示单元显示不同的图像，利用白色子像素且在多个显示单元层叠设置的方向上，令与红色、绿色、蓝色子像素相对应的均为白色子像素，可以增加红色、绿色、蓝色子像素的透光率以及减少色偏，提高多层显示装置的显示亮度以及显示品质。

根据本发明的实施例，每个显示单元中的像素单元中的多个子像素均可以排列成一行，且多个显示单元中每个像素单元中的第二子像素的排列顺序一致。需要说明的是，“多个显示单元中每个像素单元中的第二子像素的排列顺序一致”仅指多个不同颜色的第二子像素的排列顺序，不涉及第一子像素的排布。具体的，以第二子像素的颜色包括红色、绿色、蓝色为例进行说明，若一个显示单元中的第二子像素按照rgb的顺序排列，则其余显示单元中的第二子像素也按照rgb的顺序排列，且在多个显示单元层叠设置的方向上，与r、g、b子像素相对应的均为w子像素。由此，该多层显示装置可以同时显示多个显示单元显示的图像，且透过下层第二子像素的光线可从上层的第一子像素射出，增大光线的透过率以及减少色偏，提高该多层显示装置的亮度以及显示品质。

关于每个显示单元中各子像素的排列顺序不受特别限制，只要在多个显示单元层叠设置的方向上，与第二子像素相对应的均为第一子像素即可。例如，根据本发明的实施例，该多层显示装置可以为双层显示装置，也即是说，该多层显示装置可以包括两个显示单元，第一个显示单元中的子像素可以按照rgbwww排列，第二个显示单元中的子像素可以按照wwwrgb排列，即上下两层显示单元中第二子像素的排列顺序一致(均为rgb的顺序)，且在两个显示单元层叠设置的方向上，与第二子像素相对应的均为第一子像素，上述像素设计可以显著提高透光率以及有效减少色偏。

具体的，透过第二个显示单元中r子像素的光会射到第一个显示单元中与之对应的w子像素处，以及射到第一个显示单元中与该w子像素相邻的b子像素处和w子像素处。而现有技术rgb显示结合rgb显示的方式中，透过下层r子像素的光会射到上层的r子像素处，以及射到上层与r子像素相邻的g子像素处和b子像素处，本实施例相对于现有技术，不仅显著提高了透光率，还可以有效减少色偏，从而提高该双层显示装置的显示亮度以及显示品质。需要说明的是，本实施例的像素设计可以应用于分辨率较高的双层显示装置中。

根据本发明的优选实施例，多个显示单元100中的像素单元中的子像素的排布一致，每个显示单元100中相邻两个第二子像素20之间可以被第一子像素10间隔开，且位于相邻两个显示单元100中的两个像素单元之间错开一个子像素的位置。由此，可以令上下层的第二子像素交错排列，使得该多层显示装置可以同时显示多个显示单元显示的图像，且透过下层第二子像素的光线可从上层的第一子像素射出，增大光线的透过率以及减少色偏，提高该多层显示装置的亮度以及显示品质。需要说明的是，“位于相邻两个显示单元100中的两个像素单元之间错开一个子像素的位置”是指，位于第一个显示单元中的像素单元在第二个显示单元上的正投影，与第二个显示单元中与上述像素单元相对应的像素单元之间的距离为一个子像素的大小。由此，可以实现上下层显示单元中子像素的交错排列，以便透过下层子像素的光能够高透过率的透过上层子像素。

具体的，参考图2，以双层显示装置为例，也即是说，该多层显示装置可以包括两个显示单元100，两个显示单元100中像素单元中子像素的排布一致，且每个显示单元100中位于同一个像素单元内且相邻的两个第二子像素(r、g、b子像素)之间，均被一个第一子像素(w子像素)间隔开：显示单元100b和显示单元100a中像素单元中子像素的排布一致，均可以为rwgwbw，上述像素设计中相邻两个第二子像素之间，例如，r和g之间，或者，g和b之间，均被一个w子像素间隔开，且位于显示单元100a中的rwgwbw像素单元，与位于显示单元100b中的rwgwbw像素单元之间错开一个w子像素的位置，使得显示单元100a中像素单元中的r、g、b子像素，与显示单元100b中像素单元中的r、g、b子像素，均错开一个w子像素的位置，从而在多个显示单元层叠设置的方向上，实现与第二子像素相对应的均为第一子像素，从而使得该双层显示装置具有较高的显示亮度以及较高的显示品质。

具体的，透过显示单元100b中r子像素的光会射到显示单元100a中与之对应的w子像素处，以及射到显示单元100a中与该w子像素相邻的r子像素处和b子像素处，相对于现有技术，不仅显著提高了透光率，还可以有效减少色偏，从而提高该双层显示装置的显示亮度以及显示品质。

根据本发明的实施例，每个显示单元100中所有的与第一子像素10相连的数据线均连接至同一个端口。由此，每个显示单元中，可以同时向所有的第一子像素施加电压，共同驱动，可节省功率，减少驱动ic，降低成本。具体的，参考图3，以双层显示装置为例，每个显示单元中用于控制子像素的数据线设置在阵列基板110上，每个显示单元中所有的w子像素的数据线连接在一起，由数据线s4同时向所有的w子像素输入电压，实现对所有w子像素的共同驱动，每个显示单元中的r、g、b子像素分别由单独的数据线输入电压，例如，r子像素与数据线s1连接，g子像素与数据线s2连接，b子像素与数据线s3连接，也即是说，每个显示单元中的r、g、b子像素可以采用现有的数据线连接方式进行驱动，所有的w子像素的数据线连接在一起共同驱动，节省功率，降低成本，且兼容性好。

根据本发明的实施例，该多层显示装置中，相邻两个显示单元之间具有胶框。也即是说，相邻两个显示单元之间可以通过胶框连接，通过胶框将相邻两个显示单元架空并固定，以实现多个显示单元的层叠设置，且相邻两个显示单元之间为空气，透过下层显示单元的光线可以直接透过空气射入到上层显示单元中。根据本发明的实施例，相邻两个显示单元之间存在一定的距离，使得不同显示单元显示的图像之间存在一定的景深，从而可以实现3d显示效果。发明人发现，当相邻两个显示单元之间距离过大时，会产生色偏现象，当相邻两个显示单元之间的距离过小时，3d显示效果会不明显，关于相邻两个显示单元之间的具体距离，可以根据不同产品对视觉效果的要求进行设计。例如，根据本发明的具体实施例，相邻两个显示单元之间的距离可以为10-20mm，由此，相邻两个显示单元之间的距离适中，可以呈现具有3d显示效果的图像，且可以有效减少色偏。

根据本发明的实施例，为了进一步减少色偏，可以在相邻两个显示单元之间设置导光板，导光板通过光学粘结胶贴附在两个显示单元上，且导光板的出光侧具有阵列排布的导光单元，导光单元可以包括内凹型结构。由此，透过下层显示单元的光经过导光板时，可以利用具有内凹型结构的导光单元对光线进行聚集，以令透过下层像素单元的光直接射入上层与之对应的像素单元中，从而可以进一步减少色偏，进一步提高多层显示装置的显示品质。

根据本发明的实施例，参考图2，该多层显示装置可以为双层显示装置，显示单元100b和显示单元100a之间设置有导光板300，导光板300通过光学粘结胶200分别贴附在显示单元100b和显示单元100a上，导光板300的出光侧具有阵列排布的导光单元310(如图4所示)，导光单元310可以包括内凹型结构(如图5所示)，通过导光板300的光线在导光单元310处会发生聚集，使得透过导光板的光线不发散，直接透过上层的像素单元，进一步减少色偏，进一步提高双层显示装置的显示品质。

关于光学粘结胶的具体种类不受特别限制，只要满足透明且具有良好的粘结性即可，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。例如，根据本发明的实施例，光学粘结胶可以为光学透明树脂胶(ocr)或者光学胶(oca)。

根据本发明的实施例，导光板300的厚度可以根据不同产品对视觉效果的要求进行设计。例如，根据本发明的具体实施例，导光板300的厚度可以为5-20mm，由此，导光板的厚度适中，可以呈现具有3d显示效果的图像，且可以有效减少色偏。

根据本发明的实施例，导光单元310可以包括一个凹坑，凹坑与像素单元一一对应，且凹坑的横截面积与像素单元的横截面积相同。由此，经过该导光板的光线可以聚集到一个像素单元的大小而发出，令通过下层像素单元的光不发散，直接透过上层像素单元，进一步减少色偏，提高多层显示装置的显示品质。

根据本发明的实施例，为了进一步减少色偏现象，导光单元310还可以包括多个凹坑，凹坑与像素单元中的子像素一一对应，且凹坑的横截面积与子像素的横截面积相同。由此，经过该导光板的光线可以聚集到一个子像素的大小而发出，令通过下层子像素的光不发散，直接透过上层的子像素，可以进一步减少色偏，提高多层显示装置的显示品质。

根据本发明的实施例，参考图2，该多层显示装置还可以包括一个背光源400，背光源400可以为直下式面光源，且背光源400设置在靠近多个显示单元100的阵列基板的一侧。由此，可以为该多层显示装置提供光源，使得该多层显示装置实现显示。

综上，根据本发明实施例的多层显示装置，通过在各个显示单元中设置w子像素，并在多个显示单元层叠设置的方向上，令与第二子像素(r、g、b子像素)相对应的均为w子像素，使得该多层显示装置在工作时，透过下层第二子像素的光射到上层的w子像素处，以及射到上层与该w子像素相邻的第二子像素处和w子像素处，可以显著提高透光率以及有效减少色偏，提高多层显示装置的显示亮度以及显示品质，且可以显示多个显示单元叠加后的图像，具有丰富的显示效果，且在相邻两个显示单元之间设置具有内凹型结构导光单元的导光板，导光单元位于导光板的出光侧，对经过导光板的光线进行聚集，令通过下层像素单元的光不发散，直接射入上层像素单元中，可以进一步减少色偏，提高多层显示装置的显示品质。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。