显示面板及显示装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种显示面板及显示装置，属于显示技术领域。其中，显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧设置有第一光学膜，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，使得所述第一光学膜能够将入射的白光分成多个不同颜色的单色光。本实用新型的技术方案能够降低显示装置的光效损失，提高显示装置的出光效率。
【专利说明】
显示面板及显示装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及显示技术领域，特别是指一种显示面板及显示装置。
【背景技术】
[0002]薄膜晶体管液晶显不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。
[0003]彩色滤光片是液晶显示器中的重要组件，在液晶显示器中，背光模组发射的光经过彩色滤光片的处理，而呈现出彩色的画面。现有的液晶显示器多采用传统的有机颜料或者染料来制作彩色滤光片，利用不同色阻滤光的原理，将白光转化为R(红)G(绿)B(蓝)三基色，但是现有彩色滤光片出射的三基色透射光效率很低，光效损失在60-70 %左右，尤其是色纯度越高，光效损失越严重。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种显示面板及显示装置，能够降低显示装置的光效损失，提高显示装置的出光效率。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供技术方案如下:
[0006]—方面，提供一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧设置有第一光学膜，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，使得所述第一光学膜能够将入射的白光分成多个不同颜色的单色光。
[0007]进一步地，所述入射的白光为平行光。
[0008]进一步地，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的凹槽。
[0009]进一步地，所述凹槽为长方体凹槽、锥形凹槽、半球形凹槽或半椭球形凹槽。
[0010]进一步地，所述显示面板还包括:
[0011]形成在所述第一光学膜出光侧的包括有多个镂空部的黑矩阵图形，其中，每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过。
[0012]进一步地，所述显示面板还包括:
[0013]形成在所述黑矩阵图形和所述第一光学膜之间的平坦层。
[0014]进一步地，所述显示面板还包括:
[0015]能够扩大单色光发散角度的第二光学膜，所述第二光学膜位于所述黑矩阵图形和所述第二基板之间或位于所述第二基板背向所述第一基板的一侧。
[0016]进一步地，所述第二光学膜为扩散膜或宽视角膜。
[0017]进一步地，所述显示面板还包括:
[0018]设置在所述第一光学膜出光侧、能够调整单色光出射方向的第四光学膜。
[0019]进一步地，所述显示面板为液晶显示面板。
[0020]进一步地，所述显示面板为OLED显示面板，所述第一基板为OLED阵列基板或封装基板，所述OLED阵列基板上形成有白光发光层，所述第一光学膜位于所述白光发光层的出光侧。
[0021]进一步地，所述显示面板还包括:
[0022]设置在所述白光发光层与所述第一光学膜之间的第三光学膜，所述第三光学膜能够将所述白光发光层出射的发散光线转换为平行光。
[0023]本实用新型实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。
[0024]进一步地，在所述显示面板为液晶显示面板时，所述显示装置还包括为所述液晶显示面板提供平行光光源的背光模组。
[0025]本实用新型的实施例具有以下有益效果:
[0026]上述方案中，在显示面板内设置有第一光学膜，第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，白光经过纳米级的微结构时光线发生衍射和干涉，产生光的色散，从而将入射的白光分成多个不同颜色的单色光，采用本实施例的第一光学膜，可以代替彩色滤光片实现彩色显示，并且由于本实施例是将白光分成多个不同颜色的单色光，而不是将白光中其他颜色滤除而得到单色光，因此能够降低显示装置的光效损失，极大地提高显示装置的出光效率。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型一实施例显示装置的结构示意图；
[0028]图2为本实用新型另一实施例显示装置的结构示意图；
[0029]图3为本实用新型实施例中第一光学膜将白光分成红光、绿光和蓝光等单色光的示意图；
[0030]图4为本实用新型实施例第一光学膜的结构示意图；
[0031]图5为本实用新型实施例第一光学膜将白光分成红光、绿光和蓝光等单色光后，单色光色散后的示意图；
[0032]图6为本实用新型实施例黑矩阵图形与单色光的位置相匹配的示意图；
[0033]图7为本实用新型再一实施例显示装置的结构示意图。
[0034]附图标记
[0035]I偏光片 2第一光学膜 3第一基板 4黑矩阵图形
[0036]5封框胶 6第二基板 7第二光学膜8第三光学膜
[0037]9平坦层 21红光22绿光23蓝光24黑色光
【具体实施方式】
[0038]为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0039]本实用新型的实施例针对现有技术中彩色滤光片出射的三基色透射光效率很低，光效损失在60-70%左右的问题，提供一种显示面板及显示装置，能够降低显示装置的光效损失，提尚显不装置的出光效率。
[0040]实施例一
[0041]本实施例提供一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧设置有第一光学膜，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，使得所述第一光学膜能够将入射的白光分成多个不同颜色的单色光。
[0042]本实施例在显示面板内设置有第一光学膜，第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，白光经过纳米级的微结构时光线发生衍射和干涉，产生光的色散，从而将入射的白光分成多个不同颜色的单色光，采用本实施例的第一光学膜，可以代替彩色滤光片实现彩色显示，并且由于本实施例是将白光分成多个不同颜色的单色光，而不是将白光中其他颜色滤除而得到单色光，因此能够降低显示装置的光效损失，极大地提高显示装置的出光效率。
[0043]进一步地，所述入射的白光为平行光。
[0044]具体地，上述微结构可以为凹槽，即第一光学膜上形成有多个纳米级的凹槽，白光平行光经过纳米级的凹槽时光线发生衍射和干涉，产生光的色散，从而将入射的白光分成多个不同颜色的单色光。但微结构并不限定于采用凹槽，微结构还可以为凸起或其他结构，只要能够满足第一光学膜将入射的白光分成多个不同颜色的单色光即可。
[0045]具体实施例中，凹槽的形状可以为长方体凹槽、锥形凹槽、半球形凹槽或半椭球形凹槽。
[0046]进一步地，所述显示面板还包括:
[0047]形成在所述第一光学膜出光侧的包括有多个镂空部的黑矩阵图形，其中，每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过。黑矩阵图形与由白光分成的多个不同颜色的单色光的位置相匹配，使得每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过，这样通过对黑矩阵图形进行设计，就可以得到需要的多个不同颜色的单色光。
[0048]进一步地，所述显示面板还包括:
[0049]形成在所述黑矩阵图形和所述第一光学膜之间的平坦层。这样，黑矩阵图形与第一光学膜之间间隔有平坦层，可以提供给由白光分出的多个单色光足够的发散距离。
[0050]进一步地，由于由白光分出的多个单色光的视角比较小，所述显示面板还包括:
[0051]能够扩大单色光发散角度的第二光学膜，所述第二光学膜位于所述黑矩阵图形和所述第二基板之间或位于所述第二基板背向所述第一基板的一侧，第二光学膜能够扩大单色光的发散角度，从而扩大显示装置的视角。
[0052]具体地，第二光学膜可以为扩散膜或宽视角膜。进一步地，第二光学膜还可以为其他能够扩大单色光发散角度的光学结构。
[0053]进一步地，因为入射第一光学膜的光为平行光，为保证经第一光学膜的单色光的出射方向与像素电极对应，显示面板还包括:
[0054]设置在所述第一光学膜出光侧、能够调整单色光出射方向的第四光学膜。
[0055]第四光学膜可以由多个折射率不同的介质层组成，在界面处造成折射率的差异，从而调整单色光的出射方向，第四光学膜还可以由微棱镜组成。进一步地，还可以通过微结构的槽面形态控制单色光的出射方向。
[0056]具体实施例中，显示面板为液晶显示面板，第一基板为阵列基板或彩膜基板。
[0057]另一具体实施例中，所述显示面板为OLED显示面板，所述第一基板为OLED阵列基板或封装基板，所述OLED阵列基板上形成有白光发光层，所述第一光学膜位于所述白光发光层的出光侧。
[0058]进一步地，在显示面板为OLED显示面板时，由于第一光学膜仅能将白光平行光分成多个不同颜色的单色光，因此，所述显示面板还包括:
[0059]设置在所述白光发光层与所述第一光学膜之间的第三光学膜，所述第三光学膜能够将所述白光发光层出射的发散光线转换为平行光。具体应用中，第三光学膜可以为棱镜膜或其他光学结构，只要能够将发散光线转换为平行光即可。
[0060]实施例二
[0061]本实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的显示面板。所述显示装置可以为:液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
[0062]进一步地，在所述显示面板为液晶显示面板时，由于第一光学膜仅能将白光平行光分成多个不同颜色的单色光，因此，所述显示装置还包括为所述液晶显示面板提供平行光光源的背光模组。
[0063]其中，上述背光模组可以直接包括平行光光源，或者包括普通发散光源与第三光学膜的组合。
[0064]实施例三
[0065]如图1所示，本实施例的显示装置包括相对设置的第一基板3和第二基板6，第一基板3和第二基板6通过封框胶5封装，在第一基板3和第二基板6之间设置有液晶层。在第一基板3和第二基板6上均贴附有偏光片I，其中，如果入射光为偏振光时，则贴附在第一基板3上的偏光片可以省去。
[0066]进一步地，显示装置还包括为液晶显示面板提供平行光光源的背光模组，背光模组包括平行光光源，或者包括普通发散光源与第三光学膜的组合。在背光模组包括普通发光光源时，普通发光光源可以采用LED(发光二极管)或0LED(有机电致发光二极管)，第三光学膜可以为棱镜膜或其他光学结构，只要能够将普通发光光源出射的发散光线转换为平行光即可。
[0067]如图1所示，在第一基板3朝向第二基板6的一侧设置有第一光学膜2，第一光学膜2可以采用透明绝缘材料制成，第一光学膜2的折射率可以与第一基板3的折射率大致相同，在1.5左右。第一光学膜3上形成有多个纳米级的微结构，使得第一光学膜2能够将入射的白光平行光分成多个不同颜色的单色光，如图3所示，第一光学膜2能够将入射的白光平行光分成红光、蓝光和绿光等单色光。
[0068]具体地，如图4所示，在第一光学膜2上形成有多个纳米级的凹槽，凹槽具体可以为长方体凹槽、锥形凹槽、半球形凹槽或半椭球形凹槽。通过对凹槽的长度L和深度H进行设计，可以使得第一光学膜2将入射的白光平行光分成需要的多个单色光，还可以通过对凹槽的长度L和深度H进行设计，来实现需要的出射光方向。进一步地，出射光方向还可以通过不同介质层的设置产生折射率差异来控制，更可以通过微棱镜来控制。
[0069]第一光学膜2将白光平行光分成的单色光色散后的示意图如图5所示，可以看出，光的色散波长分布是连续的彩色光，并且单色光的宽窄不易单独选取使用，需要匹配黑矩阵图形来对应纯色光的出射，从而实现高色域的显示装置。进一步地，如图1所示，显示装置还包括设置在第一光学膜2出光侧的黑矩阵图形4，通过对黑矩阵图形进行设计，如图6所示，使黑矩阵图形与由白光分成的多个不同颜色的单色光的位置相匹配，使得每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过，这样从黑矩阵图形的镂空部就可以仅出射需要的纯色光。具体地，取出的红光的波长范围为630nm-780nm，代表波长700nm;取出的绿光的波长范围为500-570nm，代表波长550nm ；取出的蓝光的波长范围为420_470nm，代表波长470nm。
[0070]本实施例中，如果通过黑矩阵图形取出的不同波长的单色光的亮度不均匀，可以采用亮度修正方法，通过调整驱动液晶的像素电压来实现灰度的相应匹配。
[0071 ]本实施例中，黑矩阵图形4与第一光学膜2之间还设置有平坦层9，由于由白光分成的多个不同颜色的单色光的初始发散角度都比较小，因此，平坦层9的厚度可以提供给多个单色光足够的发散距离。如果还需要更大的发散距离，可以通过调整平坦层9的厚度来达到需要的发散距离，从而获得需要的单色光宽度。
[0072]进一步地，由于由白光平行光分出的多个单色光的视角比较小，如图2所示，显示装置还包括位于黑矩阵图形4背向第一光学膜2的一侧的第二光学膜7，第二光学膜7能够扩大单色光的发散角度，从而扩大显示装置的视角。第二光学膜7可以设置在第一基板3或第二基板6上，只要位于黑矩阵图形4背向第一光学膜2的一侧即可。具体地，第二光学膜7可以为扩散膜或宽视角膜，进一步地，第二光学膜7还可以为其他能够扩大单色光发散角度的光学结构，比如具有扩大视角功能的偏振片、液晶膜层、折射率递变材料、凹透镜微结构等，其中液晶膜层可以采用固定排列的盘状液晶或固定排列的其他类液晶。
[0073]本实施例在第一基板朝向第二基板的一侧设置有第一光学膜，第一光学膜上形成有多个纳米级的凹槽，白光平行光经过纳米级的凹槽时光线发生衍射和干涉，产生光的色散，从而将入射的白光分成多个不同颜色的单色光，采用本实施例的第一光学膜，可以代替彩色滤光片实现彩色显示，并且由于本实施例是将白光分成多个不同颜色的单色光，而不是将白光中其他颜色滤除而得到单色光，因此能够降低显示装置的光效损失，极大地提高显示装置的出光效率。
[0074]实施例四
[0075]如图7所示，本实施例的显示装置包括相对设置的第一基板3和第二基板6，第一基板3和第二基板6通过封框胶5封装，其中，第二基板6为封装基板，第一基板3为OLED阵列基板，OLED阵列基板上形成有白光发光层，显示装置还包括设置在白光发光层出光侧的第三光学膜8，第三光学膜8能够将白光发光层出射的白光发散光线转换为白光平行光。具体应用中，第三光学膜可以为棱镜膜或其他光学结构，只要能够将发散光线转换为平行光即可。
[0076]如图7所示，在第一基板3朝向第二基板6的一侧设置有第一光学膜2，第二光学膜2位于第三光学膜8背向白光发光层的一侧，第一光学膜2可以采用透明绝缘材料制成，第一光学膜2的折射率可以与第一基板3的折射率大致相同，在1.5左右。第一光学膜3上形成有多个纳米级的微结构，使得第一光学膜2能够将入射的白光平行光分成多个不同颜色的单色光，如图3所示，第一光学膜2能够将入射的白光平行光分成红光、蓝光和绿光等单色光。
[0077]具体地，如图4所示，在第一光学膜2上形成有多个纳米级的凹槽，凹槽具体可以为长方体凹槽、锥形凹槽、半球形凹槽或半椭球形凹槽。通过对凹槽的长度L和深度H进行设计，可以使得第一光学膜2将入射的白光平行光分成需要的多个单色光，还可以通过对凹槽的长度L和深度H进行设计，来实现需要的出射光方向。进一步地，出射光方向还可以通过不同介质层的设置产生折射率差异来控制，更可以通过微棱镜来控制。
[0078]第一光学膜2将白光平行光分成的单色光色散后的示意图如图5所示，可以看出，光的色散波长分布是连续的彩色光，并且单色光的宽窄不易单独选取使用，需要匹配黑矩阵图形来对应纯色光的出射，从而实现高色域的显示装置。进一步地，如图7所示，显示装置还包括设置在第一光学膜2出光侧的黑矩阵图形4，通过对黑矩阵图形进行设计，如图6所示，使黑矩阵图形与由白光分成的多个不同颜色的单色光的位置相匹配，使得每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过，这样从黑矩阵图形的镂空部就可以仅出射需要的纯色光。具体地，取出的红光的波长范围为630nm-780nm，代表波长700nm;取出的绿光的波长范围为500-570nm，代表波长550nm ；取出的蓝光的波长范围为420_470nm，代表波长470nm。
[0079]本实施例中，如果通过黑矩阵图形取出的不同波长的单色光的亮度不均匀，可以采用亮度修正方法，通过调整像素电压来实现灰度的相应匹配。
[0080]本实施例中，黑矩阵图形4与第一光学膜2之间还设置有平坦层9，由于由白光分成的多个不同颜色的单色光的初始发散角度都比较小，因此，平坦层9的厚度可以提供给多个单色光足够的发散距离。如果还需要更大的发散距离，可以通过调整平坦层9的厚度来达到需要的发散距离，从而获得需要的单色光宽度。
[0081]进一步地，由于由白光平行光分出的多个单色光的视角比较小，如图7所示，显示装置还包括位于黑矩阵图形4背向第一光学膜2的一侧的第二光学膜7，第二光学膜7能够扩大单色光的发散角度，从而扩大显示装置的视角。第二光学膜7可以设置在第一基板3或第二基板6上，只要位于黑矩阵图形4背向第一光学膜2的一侧即可。具体地，第二光学膜7可以为扩散膜或宽视角膜，进一步地，第二光学膜7还可以为其他能够扩大单色光发散角度的光学结构，比如具有扩大视角功能的偏振片、液晶膜层、折射率递变材料、凹透镜微结构等，其中液晶膜层可以采用固定排列的盘状液晶或固定排列的其他类液晶。
[0082]本实施例在第一基板朝向第二基板的一侧设置有第一光学膜，第一光学膜上形成有多个纳米级的凹槽，白光平行光经过纳米级的凹槽时光线发生衍射和干涉，产生光的色散，从而将入射的白光分成多个不同颜色的单色光，采用本实施例的第一光学膜，可以代替彩色滤光片实现彩色显示，并且由于本实施例是将白光分成多个不同颜色的单色光，而不是将白光中其他颜色滤除而得到单色光，因此能够降低显示装置的光效损失，极大地提高显示装置的出光效率。
[0083]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，其特征在于，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧设置有第一光学膜，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的微结构，使得所述第一光学膜能够将入射的白光分成多个不同颜色的单色光。2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述入射的白光为平行光。3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一光学膜上形成有多个纳米级的凹槽。4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述凹槽为长方体凹槽、锥形凹槽、半球形凹槽或半椭球形凹槽。5.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括: 形成在所述第一光学膜出光侧的包括有多个镂空部的黑矩阵图形，其中，每一镂空部仅允许一种颜色的单色光透过。6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括: 形成在所述黑矩阵图形和所述第一光学膜之间的平坦层。7.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括: 能够扩大单色光发散角度的第二光学膜，所述第二光学膜位于所述黑矩阵图形和所述第二基板之间或位于所述第二基板背向所述第一基板的一侧。8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述第二光学膜为扩散膜或宽视角膜。9.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括: 设置在所述第一光学膜出光侧、能够调整单色光出射方向的第四光学膜。10.根据权利要求1-9中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板。11.根据权利要求1-9中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为OLED显示面板，所述第一基板为OLED阵列基板或封装基板，所述OLED阵列基板上形成有白光发光层，所述第一光学膜位于所述白光发光层的出光侧。12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括: 设置在所述白光发光层与所述第一光学膜之间的第三光学膜，所述第三光学膜能够将所述白光发光层出射的发散光线转换为平行光。13.—种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的显示面板。14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，在所述显示面板为液晶显示面板时，所述显示装置还包括为所述液晶显示面板提供平行光光源的背光模组。
【文档编号】G02F1/1335GK205485174SQ201620017318
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】赵文卿, 陈小川, 冯鸿博, 王倩, 高健, 卢鹏程, 牛小辰, 许睿
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司