CN103235440A - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板及显示装置，涉及显示领域。所述显示面板，在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片；所述反射式滤光片反射波长小于预定值的光，并透射波长大于等于所述预定值的光。所述显示面板及显示装置，通过在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片，以对波长小于预定值的光反射并对波长大于等于所述预定值的光透射，从而避免了该部分被反射的光线被彩色滤光片吸收，从而提高了背光源发出的光的利用率，有利于降低背光源的功率或增加亮度。

Description

一种显示面板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

现有的液晶显示面板结构如图1所示，包括从上至下依次设置的上偏光片111、上基板121、彩色滤光片层130、公共电极层140、上取向层151、液晶层160、下取向层152、像素电极层170、下基板122和下偏光片112。其中，彩色滤光片层包括：蓝色滤光片131、绿色滤光片132和红色滤光片133；像素电极层170包括多个像素电极。

上述现有方案的缺陷在于，从背光源发出的光线经过绿色滤光片132和红色滤光片133之后大部分光线被吸收，只有少部分光线能透过，因此，造成背光源发出的光的利用率较低。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种显示面板及显示装置，以提高背光源发出的光的利用率。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种显示面板，在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片；

所述反射式滤光片反射波长小于预定值的光，透射波长大于等于所述预定值的光。

其中，所述反射式滤光片设置在公共电极层的上方。

其中，所述反射式滤光片设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片和绿色滤光片的下方；

所述预定值大于470纳米，小于等于500纳米。

其中，所述彩色滤光片层的蓝色滤光片的下方还设置有透光片；

所述透光片与所述反射式滤光片同层设置，采用透明材料。

其中，所述反射式滤光片设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片的下方；

所述预定值大于530纳米，小于等于620纳米。

其中，所述彩色滤光片层的蓝色滤光片和绿色滤光片的下方还设置有透光片；

所述透光片与所述反射式滤光片同层设置，采用透明材料。

其中，所述反射式滤光片包括：第一反射式滤光片和第二反射式滤光片；

所述第一反射式滤光片，设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片的下方，对波长小于第一预定值的光反射，对波长大于等于所述第一预定值的光透射；

所述第一预定值大于530纳米，小于等于620纳米；

所述第二反射式滤光片，设置在所述彩色滤光片层的绿色滤光片的下方，对波长小于第二预定值的光反射，对波长大于等于所述第二预定值的光透射；

所述第二预定值大于470纳米，小于等于500纳米。

其中，所述反射式滤光片的主膜系如下：

${\left(\frac{H}{2}L\frac{H}{2}\right)}^M;$

其中，相邻的两个H/2组成H，H表示第一膜层，H/2表示与所述第一膜层的折射率相同的第二膜层，所述第二膜层的厚度是所述第一膜层厚度的一半，L表示第三膜层，M表示周期数。

其中，所述第一膜层的折射率高于所述第三膜层的折射率。

其中，所述第一膜层的厚度h和所述第三膜层的厚度l的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ\λ}=2\mathrm{\Δg}{\mathrm{\λ}}_0=\frac{{4\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\π}}{\sin }^{-1}\left(\frac{n_H-n_L}{n_H+n_L}\right);\\ \frac{\mathrm{\Δ\λ}}{2}+{\mathrm{\λ}}_0=\mathrm{\λ};\\ l=h=\frac{{\mathrm{\λ}}_0}{4};\end{array}\right.$

其中，Δλ表示截止带的宽度，λ₀表示截止带中心波长，n_H表示第一膜层的折射率，n_L表示第三膜层的折射率，λ表示所述预定值。

其中，所述周期数M的计算公式如下：

$T_R=\frac{{16n}_0{n}_g}{{\left(\frac{n_H}{n_L}\right)}^{2M}\{{(n_0+n_g)}^2+{(\frac{n_0{n}_g}{n_H}-n_H)}^2\}};$

其中，T_R表示所述反射式滤光片在截止带中心波长处的透过率，n₀表示所述反射式滤光片的上基底的折射率，n_g表示所述反射式滤光片的下基底的折射率，n_H表示第一膜层的折射率，n_L表示第三膜层的折射率。

本发明还提供一种显示装置，其包括所述的显示面板。

（三）有益效果

本发明所述显示面板及显示装置，通过在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片，以对波长小于预定值的光反射并对波长大于等于所述预定值的光透射，从而避免了该部分被反射的光线被彩色滤光片吸收，从而提高了背光源发出的光的利用率，有利于降低背光源的功率或增加亮度。

附图说明

图1是现有的液晶显示面板结构示意图；

图2是本发明实施例1的液晶显示面板结构示意图；

图3是本发明实施例1所述彩色滤光片的膜层结构示意图；

图4是本发明实施例1所述液晶显示面板提高光的利用率的原理示意图；

图5是本发明实施例2所述液晶显示面板的结构示意图；

图6是本发明实施例3所述液晶显示面板的结构示意图；

图7是本发明实施例4所述液晶显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，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。

本发明的设计原理是，在光线到达彩色滤光片之前，将一部分本应该被吸收的波段的光，反射到背光源里重新利用，从而实现提高光的利用率。以下结合附图和实施例对本发明方案进行详细说明。

实施例1

图2是本发明实施例1所述液晶显示面板的结构示意图，如图2所示，所述液晶显示面板中，在彩色滤光片层230和公共电极层240之间设置有反射式滤光片281。所述反射式滤光片281反射波长小于预定值的光，并透射波长大于等于所述预定值的光。

优选地，所述预定值可以设置为500nm。根据可见光的波长信息（蓝色光波长430-470nm，绿色光波长500-530nm，红色光波长620-770nm，黄色光波长560-590nm）可知，当将所述预定值设置为500nm时，所述反射式滤光片281可以实现对蓝光的反射。另外，根据所述可见光的波长信息，为了提高蓝光的利用率，还可以将所述预定值设置为470nm至500nm之间的其他值，比如480nm等。

参见图2，本实施例中所述反射式滤光片281设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片232和绿色滤光片233的下方。现有方案中，当蓝色光经过红色滤光片和绿色滤光片，其大部分被吸收，因此造成光的浪费；而通过设置所述反射式滤光片281，可以有效对蓝色光进行反射，被反射的蓝色回到背光源后重新被利用，其最终可以通过未被所述反射式滤光片281遮挡的蓝色滤光片231透射出。

其中，所述反射式滤光片281还可以仅设置在所述红色滤光片232的下方，或者，仅设置在所述绿色滤光片233的下方，或者设置在所述红色滤光片232和绿色滤光片233的部分区域的下方。当这样设置时，蓝光的利用率也可以得到一定程度的提高。

参见图2，本实施例中，所述彩色滤光片层230的蓝色滤光片231的下方还设置有透光片282。所述透光片282与所述反射式滤光片281同层设置，采用透明材料，比如采用玻璃等。另外，如果加工工艺允许，在所述蓝色滤光片231的下方还可以不设置任何填充材料，以节省成本。

另外，本实施例中，所述彩色滤光片层230的上方还依次设置有上基板221、上偏振片211，所述公共电极层240的下方还依次设置有上取向层251、液晶层260、下取向层252、由多个像素电极构成的像素电极层270、下基板222和下偏振片212。

图3是本发明实施例1所述彩色滤光片的膜层结构示意图，如图3所示，所述彩色滤光片281的主膜系如下：

${\left(\frac{H}{2}L\frac{H}{2}\right)}^M;$

其中，H表示第一膜层，H/2表示与所述第一膜层的折射率相同的第二膜层，所述第二膜层的厚度是所述第一膜层厚度的一半，L表示第三膜层，M表示周期数。其中，所述第一膜层H的折射率高于所述第三膜层L的折射率。

假设周期数M为3，则所述反射式滤光片281从上至下依次为H/2，L，H，L，H，L，H/2，即依次为第二膜层，第三膜层，第一膜层，第三膜层，第一膜层，第三膜层，第二膜层。

本实施例中，所述第一膜层和第三膜层的厚度相同，均为截止带中心波长的1/4，具体地，所述第一膜层和第三膜层的厚度计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ\λ}=2\mathrm{\Δg}{\mathrm{\λ}}_0=\frac{{4\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\π}}{\sin }^{-1}\left(\frac{n_H-n_L}{n_H+n_L}\right);\\ \frac{\mathrm{\Δ\λ}}{2}+{\mathrm{\λ}}_0=\mathrm{\λ};\\ l=h=\frac{{\mathrm{\λ}}_0}{4};\end{array}\right.$

其中，Δλ表示截止带的宽度，λ₀表示截止带中心波长，n_H表示第一膜层的折射率，n_L表示第三膜层的折射率，λ表示所述预定值，h表示所述第一膜层的厚度，l表示所述第三膜层的厚度。

假设当所述预定值为500nm，所述第一膜层采用二氧化钛（折射率为2.1），所述第三膜层采用二氧化硅（折射率为1.46）时，利用上述公式可以计算得到λ₀=448.4nm，Δλ=103.2nm，h=l=112.1nm。

所述周期数M的计算公式如下：

$T_R=\frac{{16n}_0{n}_g}{{\left(\frac{n_H}{n_L}\right)}^{2M}\{{(n_0+n_g)}^2+{(\frac{n_0{n}_g}{n_H}-n_H)}^2\}};$

其中，T_R表示所述反射式滤光片在截止带中心波长处的透过率，n₀表示所述反射式滤光片的上基底的折射率，n_g表示所述反射式滤光片的下基底的折射率。本实施例中，所述上基底的折射率即为所述彩色滤光层230的折射率，所述下基底的折射率的即为所述公共电极层240的折射率。

图4是本发明实施例1所述液晶显示面板提高光的利用率的原理示意图，如图4所示，光源310发出的光线，经导光板320、扩散膜330、棱镜膜340传播，以白光350射入到液晶屏的反射式滤光片281上，白光350中的红光分量351和绿光分量352从所述反射式滤光片281透射，蓝光分量353被反射回到反射片360处，又被反射回液晶屏，最终从未设置所述反射式滤光片281的蓝色滤光片231处透射过去。这样，光源发出的蓝色光避免了被红色滤光片232和铝滤光片233吸收，利用率得到提高。

采用本发明的液晶显示面板后，如果不改变光源LED灯的色度，那么液晶屏上显示的图象将会偏蓝。为了调整液晶屏画面白点，需要降低LED灯中蓝色光的分量达到降低功率的目的，或者增加红、绿色光的分量，达到提高亮度的目的。

实施例2

图5是本发明实施例2所述液晶显示面板的结构示意图，如图5所示，本实施例所述液晶显示面板与实施例1所述液晶显示面板基本相同，其不同之处在于，本实施例中，反射式滤光片581设置在公共电极层540和上取向层551之间，并且所述反射式滤光片581设置在红色滤光片532和蓝色滤光片533的下方。同时，与所述反射式滤光片581同层设置有透光片582，所述透光片582设置在蓝色滤光片的投影区域内。

另外，所述公共电极层540的上方依次设置有彩色滤光片层530、上基板521、上偏振片511，所述取向层550的下方还依次设置有液晶层560、下取向层552、由多个像素电极构成的像素电极层570、下基板522和下偏振片512，不再赘述。

实施例3

图6是本发明实施例3所述液晶显示面板的结构示意图，如图6所示，本实施例所述液晶显示面板与实施例1所述液晶显示面板基本相同，其他不同之处在于，本实施例中，反射式滤光片681仅设置在红色滤光片632的下方。本实施例中，所述预定值大于530纳米，小于等于620纳米，根据可见光波长信息可以知道，该反射式滤光片681能够同时对蓝色光和绿色光进行反射，从而能够同时避免蓝色光和绿色光被红色滤光片632吸收，有利于提高光的利用率。

同时，与所述反射式滤光片681同层设置有透光片682，所述透光片682设置在蓝色滤光片631和绿色滤光片633的下方。

另外，所述彩色滤光片层630的上方还依次设置有上基板621、上偏振片611，所述公共电极层640的下方还依次设置有上取向层651、液晶层660、下取向层652、由多个像素电极构成的像素电极层670、下基板622和下偏振片612。不再赘述。

实施例4

图7是本发明实施例4所述液晶显示面板的结构示意图，如图7所示，本实施例所述液晶显示面板与实施例1所述液晶显示面板基本相同，其他不同之处在于，本实施例中，反射式滤光片包括：第一反射式滤光片781和第二反射式滤光片783。所述第一反射式滤光片781，设置在所述彩色滤光片层730的红色滤光片732的下方，对波长小于第一预定值的光反射，对波长大于等于所述第一预定值的光透射，所述第一预定值大于530纳米，小于等于620纳米。所述第二反射式滤光片783，设置在所述彩色滤光片层730的绿色滤光片733的下方，对波长小于第二预定值的光反射，对波长大于等于所述第二预定值的光透射，所述第二预定值大于470纳米，小于等于500纳米。

根据可见光波长信息可以知道，该反射式滤光片中第一反射式滤光片781能够同时对蓝色光和绿色光进行反射，第二反射式滤光片783能够对蓝色光进行反射，相比上一实施例，可以进一步避免原本经过绿色滤光片733的蓝色光被吸收，更加有利于提高光的利用率。

同时，与所述反射式滤光片同层设置有透光片782，所述透光片782设置在蓝色滤光片731的下方。

另外，所述彩色滤光片层730的上方还依次设置有上基板721、上偏振片711，所述公共电极层740的下方还依次设置有上取向层751、液晶层760、下取向层752、由多个像素电极构成的像素电极层770、下基板722和下偏振片712。不再赘述。

需要说明的是，除了将所述反射式滤光片设置于上述四个实施例所述位置处，还可以将其设置在彩色滤光片层的下方的其他位置处，比如设置在下取向层与TFT层之间等。

另外，本发明所述显示面板还可以是除液晶显示面板之外的其他显示面板，比如等离子显示面板，当应用于其他显示面板时，其设置原理与上述实施例相类似，不再赘述。

实施例5

本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括上述任意一种显示面板。所述显示装置可以为：液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本发明实施例所述显示面板及显示装置，通过在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片，以对波长小于预定值的光反射并对波长大于等于所述预定值的光透射，从而避免了该部分被反射的光线被彩色滤光片吸收，从而提高了背光源发出的光的利用率，有利于降低背光源的功率或增加亮度。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (12)

1.一种显示面板，其特征在于，在彩色滤光片层的下方设置有反射式滤光片；

所述反射式滤光片反射波长小于预定值的光，透射波长大于等于所述预定值的光。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述反射式滤光片设置在公共电极层的上方。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述反射式滤光片设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片和绿色滤光片的下方；

所述预定值大于470纳米，小于等于500纳米。

4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述彩色滤光片层的蓝色滤光片的下方还设置有透光片；

所述透光片与所述反射式滤光片同层设置，采用透明材料。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述反射式滤光片设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片的下方；

所述预定值大于530纳米，小于等于620纳米。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述彩色滤光片层的蓝色滤光片和绿色滤光片的下方还设置有透光片；

所述透光片与所述反射式滤光片同层设置，采用透明材料。

7.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述反射式滤光片包括：第一反射式滤光片和第二反射式滤光片；

所述第一反射式滤光片，设置在所述彩色滤光片层的红色滤光片的下方，对波长小于第一预定值的光反射，对波长大于等于所述第一预定值的光透射；

所述第一预定值大于530纳米，小于等于620纳米；

所述第二反射式滤光片，设置在所述彩色滤光片层的绿色滤光片的下方，对波长小于第二预定值的光反射，对波长大于等于所述第二预定值的光透射；

所述第二预定值大于470纳米，小于等于500纳米。

8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述反射式滤光片的主膜系如下：

${\left(\frac{H}{2}L\frac{H}{2}\right)}^M;$

其中，H表示第一膜层，H/2表示与所述第一膜层的折射率相同的第二膜层，所述第二膜层的厚度是所述第一膜层厚度的一半，L表示第三膜层，M表示周期数。

9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，

所述第一膜层的折射率高于所述第三膜层的折射率。

10.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第一膜层的厚度h和所述第三膜层的厚度l的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ\λ}=2\mathrm{\Δg}{\mathrm{\λ}}_0=\frac{{4\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\π}}{\sin }^{-1}\left(\frac{n_H-n_L}{n_H+n_L}\right);\\ \frac{\mathrm{\Δ\λ}}{2}+{\mathrm{\λ}}_0=\mathrm{\λ};\\ l=h=\frac{{\mathrm{\λ}}_0}{4};\end{array}\right.$

其中，Δλ表示截止带的宽度，λ₀表示截止带中心波长，n_H表示第一膜层的折射率，n_L表示第三膜层的折射率，λ表示所述预定值。

11.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述周期数M的计算公式如下：

$T_R=\frac{{16n}_0{n}_g}{{\left(\frac{n_H}{n_L}\right)}^{2M}\{{(n_0+n_g)}^2+{(\frac{n_0{n}_g}{n_H}-n_H)}^2\}};$

其中，T_R表示所述反射式滤光片在截止带中心波长处的透过率，n₀表示所述反射式滤光片的上基底的折射率，n_g表示所述反射式滤光片的下基底的折射率，n_H表示第一膜层的折射率，n_L表示第三膜层的折射率。

12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的显示面板。

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