本實用新型涉及顯示技術領域,具體涉及一種顯示基板及包括該顯示基板的顯示面板。
背景技術:
目前,由于液晶顯示器具有體積小、功耗低、無輻射等特點,已成為目前平板顯示裝置中的主流產品。液晶顯示器主要包括對盒設置的陣列基板和彩膜基板,以及背光源等,其中彩膜基板是液晶顯示器的重要組成部分,也是影響顯示效果的關鍵組件。
圖1所示為現有技術中的彩膜基板的結構示意圖。通常,液晶顯示器中的彩膜基板包括紅綠藍(RGB)三原色彩膜層。一方面,背光源發出的光線透過彩膜層后能夠實現圖像的彩色化;另一方面,彩膜層還同時對背光源發出的光線產生色阻,即對背光源發出的光線會有阻礙,使得背光源發出的光線不能完全透過彩膜層,導致光線透過率較低,從而影響液晶顯示裝置的顯示效果。另外,由于光線透過彩膜層時并沒有選擇性,各波長的光都有一定程度的透過,拉低了液晶顯示器的色域。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種顯示基板和顯示面板,以解決現有技術中的問題。
為實現上述目的,作為本實用新型的第一個方面,提供一種顯示基板,包括襯底基板和設置在所述襯底基板上的透光層,其中,所述顯示基板還包括增透層,所述增透層由折射率大于所述透光層的折射率的透明材料制成,且所述增透層設置在所述透光層的出光側。
優選地,所述增透層的厚度與所述透光層出射的光線的波長之間滿足以下關系式:
D=n*λ/4,
其中,D為所述增透層的厚度;
n為奇數;
λ為所述透光層出射的光線的波長。
優選地,所述顯示基板為彩膜基板,所述透光層為彩膜層,所述彩膜層被劃分為多個像素單元,每個所述像素單元被劃分為多個亞像素單元,每個所述亞像素單元內設置有一個色阻塊,且同一個所述像素單元內的多個所述色阻塊的顏色互不相同,所述增透層包括多個與所述色阻塊一一對應的增透單元。
優選地,所述增透層位于所述彩膜層和所述襯底基板之間或所述襯底基板位于所述增透層和所述彩膜層之間。
優選地,所述色阻塊包括紅色色阻塊、綠色色阻塊和藍色色阻塊,
與所述紅色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度DR=n*λ’R/4,其中λ’R為690nm;
與所述綠色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度DG=n*λ’G/4,其中λ’G為535.5nm;
與所述藍色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度DB=n*λ’B/4,其中λ’B為467.5nm。
優選地,所述顯示基板還包括設置在所述襯底基板上的黑矩陣,所述增透層的厚度小于或者等于所述黑矩陣的厚度。
優選地,所述黑矩陣的厚度為
優選地,所述顯示基板還包括設置在所述彩膜層的背離所述襯底基板的表面上的保護層和設置在所述保護層上的隔墊物。
優選地,所述顯示基板還包括設置在所述襯底基板的背離所述彩膜層的表面上的靜電防護層,所述靜電防護層由氧化銦錫材料制成。
優選地,所述顯示基板為陣列基板,所述透光層為平坦化層。
作為本實用新型的第二個方面,提供一種顯示面板,所述顯示面板包括顯示基板,所述顯示基板包括前文所述的顯示基板。
本實用新型提供的顯示基板設置增透層,并選用折射率大于透光層的折射率的材料制成增透層,根據增透原理能夠增強光線的透過率,解決了現有技術中背光源發出的光線被阻礙導致透過率低的問題,有效地提高了液晶顯示裝置的顯示效果。本實用新型提供的顯示面板具有色域高、顯示效果佳的優勢。
附圖說明
附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型,但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
圖1為現有技術中彩膜基板的結構示意圖;
圖2為增透原理中光線損耗發生原理圖;
圖3為本實用新型中的薄膜增透相位原理圖;
圖4為本實用新型的顯示基板的一種結構示意圖;
圖5為本實用新型的顯示基板為彩膜基板時的第一種實施方式結構示意圖;
圖6為本實用新型的顯示基板為彩膜基板時的第二種實施方式結構示意圖;
圖7為本實用新型的顯示基板為彩膜基板時的第三種實施方式結構示意圖;
圖8為本實用新型的顯示基板為陣列基板時的一種結構示意圖;
圖9為本實用新型的顯示面板的結構示意圖。
10、襯底基板;11、黑矩陣;12、透光層;121、彩膜層;122、平坦化層;13、增透層;14、保護層;15、隔墊物;16、靜電防護層;17、上偏光片;20、光源;21、下偏光片;22、TFT基板;23、液晶。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型,并不用于限制本實用新型。
由于本實用新型提供的顯示基板增強光線透過率的具體實施方式是基于增透原理實現的,為使本領域技術人員能夠更清楚的理解本實用新型的具體實施方式,首先結合圖2和圖3對增透原理介紹如下。
折射率較小(光在其中傳播速度較大)的介質叫做光疏介質,折射率較大(光在其中傳播速度較小)的介質叫做光密介質。當光線由空氣進入薄膜和由薄膜進入玻璃時,即光線由光疏介質進入到光密介質,前后兩次的光反射現象均會對入射光造成光損失,當薄膜厚度設計為某類光波長的1/4的時候,圖2中的反射光線1、反射光線2就會由于相位差正好為π/2而產生相互抵消的作用,由于能量守恒,如圖3所示,透射光I對應波A,透射光II對應波B,透射光I和透射光II會產生互補效應,從而實現增強透過率的目的。
關于光損失的說明,如圖2所示,光線S由折射率為n0的物質射入到折射率為n1的物質中,圖中可以看出,入射角為i,折射角為r,由于折射率的差異,光線在透過兩者界面時,會有部分光線的反射,形成如圖2中的反射光線1。當光線S由折射率為n1的物質入射到折射率為n2的物質時,在折射率為n1的物質和折射率為n2的物質交界面上發生二次反射,經折射率為n1的物質和折射率為n0的物質的交界面折射后形成反射光線2,反射光線1和反射光線2是造成光損失的主要原因,而后面反射光線3和透射光線Ⅲ等經過了多次折射和反射后形成,其光線強度很弱可以忽略不計。
可以理解的是,入射光線在光疏介質中前進,遇到光密介質界面時,在掠射或者垂直入射兩種情況下,在反射過程中產生半波損失,這只是對光的電場強度矢量的振動而言。如果入射光線在光密介質中前進,遇到光疏介質的界面時,不產生半波損失。無論是掠射或者垂直入射,折射光的振動方向相對于入射光的振動方向不會發生半波損失。因此,1/4波長的厚度就可以使得光線達到抵消的目的,根據能量守恒,抵消的部分沒有消失而是透過。
基于以上原理,作為本實用新型的第一個方面,如圖4所示,提供一種顯示基板,包括襯底基板10和設置在襯底基板10上的透光層12,其中,所述顯示基板還包增透層13,增透層13由折射率大于透光層12的折射率的透明材料制成,且增透層13設置在透光層12的出光側。
本實用新型提供的顯示基板,通過設置增透層,并選用折射率大于透光層的折射率的材料制成增透層,根據增透原理能夠增強光線的透過率,解決了現有技術中背光源發出的光線被阻礙導致透過率低的問題,有效地提高了液晶顯示裝置的顯示效果。
增透層13設置在透光層12的出光側,根據前文所述的增透原理,增透層13的厚度與透光層12透過的光線的波長正相關,即透光層12透過的光線的波長越長,增透層13的厚度需要設置的越厚。具體地,增透層13的厚度與透光層12出射的光線的波長之間滿足以下關系式:
D=n*λ/4,
其中,D為增透層13的厚度;
n為奇數;
λ為透光層12出射光線的波長。
作為一種具體地實施方式,當所述顯示基板為彩膜基板時,透光層12可以為彩膜層121,具體地,彩膜層121被劃分為多個像素單元,每個所述像素單元被劃分為多個亞像素單元,每個所述亞像素單元內設置有一個色阻塊,且同一個所述像素單元內的多個所述色阻塊的顏色互不相同。
可以理解的是,前文所述的增透層13的折射率大于透光層12的折射率,具體地,增透層13的折射率大于所述色阻塊的折射率。
增透層13設置在彩膜層121的出光側,作為一種優選地實施方式,增透層13位于彩膜層121和襯底基板10之間,如圖5所示,在所述彩膜基板的襯底基板10的同側依次設置增透層13和彩膜層121,且增透層13選用的是折射率大于所述色阻塊的折射率的材料制成,根據增透原理,光線由光疏介質進入光密介質,即由彩膜層121中小折射率的色阻塊進入到大折射率的增透層13中,增強了光線的透過率。
作為另一種優選地實施方式,襯底基板10位于增透層13和彩膜層121之間,如圖6所示,在所述彩膜基板的兩側設置增透層13和彩膜層121,增透層13的折射率大于彩膜層121中所述色阻塊的折射率,同時還大于襯底基板10的折射率,當光線由彩膜層121經襯底基板10進入到增透層13時,根據增透原理,光線由光疏介質進入光密介質,由于增透層13的設置,增強了光線的透過率。
在實際應用中,增透層13無論是與彩膜層121同側設置還是異側設置,都可以增強光線的透過率。對于襯底基板10位于增透層13和彩膜層121之間這種實施方式,相對于增透層13位于彩膜層121和襯底基板10之間這種實施方式而言具有工藝難度低,較易成型的優勢。
可以理解的是,所述色阻塊的折射率約在1.6左右,玻璃材質的折射率一般在1.5左右,優選地,增透層13應選用折射率在1.6以上的材質。
進一步優選地,增透層13的制作材料可以選用多種容易成型的透明的材料,例如透光效果較好且價格適宜的光刻膠,因此可以選用折射率較大的透明光刻膠作為增透層13的制作材料。目前光刻膠的折射率多樣化,大折射率的光刻膠較常見,例如德國MicroResis的AZ5214型號的光刻膠折射率在1.7左右,可以滿足使用條件。
進一步具體地,增透層13可以包括多個與所述色阻塊一一對應的增透單元,所述增透單元的厚度和所述增透單元對應的所述色阻塊透過的光線的波長正相關。
應當理解的是,每個所述增透單元對應一個所述色阻塊,由于一個所述像素單元中有多個不同顏色的所述色阻塊,而又根據前文所述的增透原理可知,所述增透單元與透過所述色阻塊的光線的波長正相關。透過所述色阻塊的光線的波長越長,則與該色阻塊對應的所述增透單元設置的厚度越厚。
優選地,至少一個所述增透單元的厚度和所述增透單元對應的所述色阻塊出射的光線的波長之間滿足以下關系式:
D1=n*λ1/4,
其中,D1為所述增透單元的厚度;
n為奇數;
λ1為所述增透單元對應的所述色阻塊出射的光線的波長。
可以理解的是,可以只設置一個所述增透單元的厚度滿足所述關系式D1=n*λ1/4,這樣在所述彩膜基板中,只有透過該增透單元的光線得到增強,也可以設置多個所述增透單元的厚度滿足所述關系式D1=n*λ1/4,還可以只設置所述彩膜基板上某一種顏色的所述色阻塊對應的所述增透單元滿足所述關系式D1=n*λ1/4,或設置所述彩膜基板上全部所述色阻塊對應的所述增透單元均滿足所述關系式D1=n*λ1/4,其中,D1為所述增透單元的厚度,n為奇數,λ1為所述增透單元對應的所述色阻塊出射的光線的波長。
進一步優選地,所述色阻塊包括紅色色阻塊、綠色色阻塊和藍色色阻塊。
通常所述彩膜基板上的所述色阻塊的顏色為紅色、綠色和藍色,因此所述色阻塊可以分為所述紅色色阻塊、綠色色阻塊和藍色色阻塊,與所述紅色色阻塊對應的所述增透單元的厚度滿足關系式DR=n*λR/4,其中DR為與所述紅色色阻塊對應的所述增透單元的厚度,n為奇數,λR為透過紅色濾光單元的光線的波長,λR的范圍為大于或者等于620nm且小于或者等于760nm;與所述綠色色阻塊對應的所述增透單元的厚度滿足關系式DG=n*λG/4,其中DG為與所述綠色色阻塊對應的所述增透單元的厚度,n為奇數,λG為透過綠色濾光單元的光線的波長,λG的范圍為大于或者等于505nm且小于或者等于566nm;與所述藍色色阻塊對應的所述增透單元的厚度滿足關系式DB=n*λB/4,其中DB為與所述藍色色阻塊對應的所述增透單元的厚度,n為奇數,λB為透過藍色濾光單元的光線的波長,λB的范圍為大于或者等于460nm且小于或者等于475nm。
為了能夠使得透過所述色阻塊的光線在其波長范圍內均有很好的透過效果,通常選擇中心波長。
例如,與所述紅色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度DR=n*λ’R/4,其中λ’R為690nm,λ’R為透過所述紅色色阻塊的光線波長的中心值。
與所述綠色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度D G=n*λ’G/4,其中λ’G為535.5nm,λ’G為透過所述綠色色阻塊的光線波長的中心值。
與所述藍色色阻塊所對應的所述增透單元的厚度D B=n*λ’B/4,其中λ’B為467.5nm,λ’B為透過所述藍色色阻塊的光線波長的中心值。
通過選擇光線波長的中心值作為所述增透單元厚度設置的優選實施方式,可以使得光線的透過率最好,且還可以使得位于光線波長的中心值兩側的波長的光線也有較好的透過率。
作為再一種優選地實施方式,所述彩膜基板還包括設置在襯底基板10上的黑矩陣11,增透層13的厚度小于或者等于黑矩陣11的厚度。
可以理解的是,黑矩陣11能夠對與所述彩膜基板對盒設置的陣列基板上的金屬走線進行遮擋,提高顯示對比度,當在襯底基板10與彩膜層121之間設置增透層13時,為了防止漏光,需要將黑矩陣11的厚度設置的高于增透層13的厚度。
進一步優選地,黑矩陣11的厚度通常可以設置為
如圖7所示,所述彩膜基板還包括設置在彩膜層121的背離襯底基板10的表面上的保護層14和設置在保護層14上的隔墊物15。其中,保護層14的折射率約為1.5左右。
優選地,所述彩膜基板還包括設置在襯底基板10的背離彩膜層121的表面上的靜電防護層16,靜電防護層16由氧化銦錫材料制成。
需要說明的是,圖6中所示的彩膜基板的襯底基板10上設置有一層靜電防護層16,該靜電防護層16通常由氧化銦錫(ITO)材料制成,這種帶有靜電防護層16的所述彩膜基板的結構尤其適用于IPS(In-Plane Switching,平面轉換)顯示模式,靜電防護層16所起的作用主要是防止靜電對液晶盒產生不良的影響。圖6僅為便于描述IPS模式下的彩膜基板的改進提供的結構示意圖,應當理解的是,對于其他顯示模式的彩膜基板,完全可以不設置靜電防護層16。
關于所述彩膜基板的制作工藝可以簡單描述如下:
在襯底基板10上形成黑矩陣11;
在襯底基板10上對應形成彩膜層121的區域且位于彩膜層121的出光側制作增透層13;
形成彩膜層121;
在彩膜層121背離襯底基板10的表面上形成保護層14。
其中,當增透層13設置在彩膜層121和襯底基板10之間時,彩膜層121形成在增透層上方;當襯底基板10設置在彩膜層121和增透層13時,彩膜層121形成在襯底基板10上。
作為另一種具體地實施方式,當所述顯示基板為陣列基板時,如圖8所示,透光層12可以為平坦化層122。
具體地,當所述顯示基板為所述陣列基板時,透光層12可以為平坦化層122,此時,增透層13設置在平坦化層122的出光側,且增透層13的折射率大于平坦化層122的折射率,增透層13的厚度與平坦化層122出射的光線的波長正相關,且滿足以下關系式:
D2=n*λ2/4,
其中,D2為增透層13的厚度;
n為奇數;
λ2為平坦化層122出射的光線的波長。
需要說明的是,當所述顯示基板為所述陣列基板,且將彩膜層設置在所述陣列基板上時,所述增透層可以設置在所述彩膜層的出光側。所述增透層的厚度仍然滿足前文所述彩膜基板上增透層13的厚度與透過彩膜層121的光線的波長之間的關系式。所述增透層的具體設置以及與所述色阻塊之間的關系參照前文所述的當所述顯示基板為所述彩膜基板時的具體實施方式,此處不再贅述。
本實用新型提供的顯示基板,通過根據增透原理增加增透層的設置,將增透層的厚度設置的與透過色阻塊的光線的波長相關,或與透過平坦化層的光線的波長相關,增透層的設置降低了顯示基板透過的光線的損耗,有效地增強了透過顯示基板的光線的透過率,且對色域也有良好的提升作用。
作為本實用新型的第二個方面,提供一種顯示面板,所述顯示面板包括顯示基板,所述顯示基板為前文所述的顯示基板。
由前文所述可知,所述顯示基板可以是彩膜基板,也可以是陣列基板。
優選地,以前文所述的顯示基板是所述彩膜基板為例,圖9所示的顯示面板包括對盒設置的彩膜基板和陣列基板,所述彩膜基板和所述陣列基板之間設置有液晶23,其中光源20發出的光先經過下偏光片21、TFT基板22后進入到所述彩膜基板中的增透層13,由于增透層13的設置,光線經增透層13射出后的透過率增強,最終從上偏光片17射出。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式,然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。