CN103529592B - 一种液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置；其包括阵列基板、彩膜基板、背光模组；所述阵列基板内设置多个阵列基板透光单元和多个微透点，各所述微透点分别与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。本发明采用阵列基板内设置多个微透点的设计，可有效提高彩膜基板透光单元内的光透过率；采用在所述阵列基板透光单元处对应设置微透点的设计，可利用凸透镜原理，对经由背光模组发射进入阵列基板透光单元的光线进行汇聚，使处于所述彩膜基板透光单元范围之外的部分光线利用微透点的高折射率进行折射，并汇聚于所述彩膜基板透光单元的范围之内，从而有效避免光损失，提高液晶显示装置的整体亮度。

Description

一种液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置。

背景技术

目前，对于现有的液晶显示装置而言尤其对于中小尺寸高PPI的产品；其具有向高精细化方向快速发展的趋势，这就要求像素单元越做越小，相应的彩膜基板的开口率也变得很小，这就必然导致彩膜基板透光单元与相对应的位于阵列基板上的阵列基板透光单元之间的范围差越来越大，也就是阵列基板的开口率相对彩膜基板的开口率越来越大；这会造成一部分经由阵列基板透光单元进入阵列基板的光线因为得不到很好的利用而损失掉，使得通过阵列基板透光单元有效传递给彩膜基板透光单元的光线很少；这会严重影响液晶显示装置的显示亮度；从而影响显示效果；因此，如何有效提高显示装置的透射率，从而使避免光线损失，以提高显示亮度；是目前急需解决的问题。

针对以上问题，本发明急需提供一种新的液晶显示装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置通过阵列基板内设置多个微透点实现提高彩膜基板透光单元的光透过率的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种液晶显示装置，包括阵列基板、彩膜基板、背光模组；所述阵列基板内设置多个阵列基板透光单元和多个微透点，各所述微透点分别与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。

进一步地，所述阵列基板透光单元形成于所述阵列基板内的功能层上。

进一步地，所述彩膜基板底端设有多个黑矩阵和形成于各所述黑矩阵之间的多个彩膜基板透光单元；各所述彩膜基板透光单元与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。

进一步地，各所述微透点对应设置在所述阵列基板透光单元之上；相邻两所述微透点之间呈间隔设置。

进一步地，所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面；所述基体四周具有圆弧折射面；所述圆弧折射面底端设置于阵列基板透光单元边沿之上；所述平透射面与所述彩膜基板透光单元相匹配。

进一步地，所述阵列基板内还设有平坦层；该平坦层上端设有找平顶面，下端设有对应填充在各所述微透点之间的尖楞。

进一步地，各所述阵列基板透光单元对应围设在各所述微透点四周；相邻两所述微透点之间呈连续设置。

进一步地，所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面；所述基体四周具有圆弧折射面；相邻两所述微透点的圆弧折射面之间形成阵列基板透光单元边沿。

进一步地，所述阵列基板内还设有平坦层；该平坦层上端设有找平顶面，下端设有对应填充在所述阵列基板透光单元边沿内的尖凸部。

进一步地，所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数。

进一步地，所述阵列基板还包括衬底基板和设置在所述平坦层上的电极结构层。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

1、本发明采用阵列基板内设置多个微透点的设计，可有效提高彩膜基板透光单元的光透过率；由于现有的液晶显示装置中，位于所述彩膜基板上的彩膜基板透光单元具有越做越小的趋势，因此，采用在所述阵列基板透光单元处对应设置微透点的设计，可利用凸透镜原理，对经由背光模组发射进入阵列基板透光单元的光线进行汇聚，使处于所述彩膜基板透光单元范围之外的部分光线利用微透点的高折射率进行折射，并汇聚于所述彩膜基板透光单元的范围之内，从而有效避免光损失，提高液晶显示装置的整体亮度。且该种经由微透点的液晶显示装置的结构简单，制造工艺也相对简单，在保证产品低成本的前提下有效提高其质量。

2、本发明所述微透点采用在具有圆弧折射面的基体上设置平透射面的设计，可使位于所述彩膜基板透光单元的范围外的光线在进入微透点后，全部被圆弧折射面折射，使这部分光线可以在所述彩膜基板透光单元所涵盖的范围内进行汇聚，从而在彩膜基板透光单元的范围足够小的前提下也能有效保证所有光线全部经由彩膜基板透光单元透射出去；同时，平透射面可使原处于所述彩膜基板透光单元范围内的部分光线在射出时不发生折射，有效确保该部分光线顺利进入彩膜基板透光单元；进一步减小了光损失，使相对小的彩膜基板透光单元也同样具有高透过率；为液晶显示装置的向高精细化发展提供了有利保障。

3、本发明中所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数，因此，可以避免光线因进入平坦层而造成的光损失；保证射到各微透点基体的圆弧折射面上的光线全部经圆弧折射面折射而汇聚，从而确保使该部分光线经由圆弧折射面进入平坦层后不会再次发生折射，确保了这部分光线可以顺利的进入所述彩膜基板透光单元，有效避免了光线损失，更好地保证了光线汇聚效果。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图（剖视图）；

图2是本发明实施例一中所述微透点的结构示意图（俯视图）；

图3是本发明实施例一中的光路示意图；

图4是本发明实施例二的结构示意图（剖视图）；

图5是本发明实施例二中所述微透点的结构示意图（俯视图）。

具体实施方式

实施例一:

参见图1、图2所示，本实施例中的一种液晶显示装置，包括阵列基板1、彩膜基板2、背光模组（属现有技术，图中未显示）以及密封于所述阵列基板与彩膜基板之间的液晶层3，所述背光模组安装在所述阵列基板下端，所述彩膜基板通过隔垫物（属现有技术，图中未显示）以及四周的封框胶（属现有技术，图中未显示）与位于其下方的所述阵列基板真空对合安装；所述阵列基板内设置多个阵列基板透光单元4和多个微透点5，各所述微透点分别与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。

本发明采用阵列基板内设置多个微透点的设计，可有效提高彩膜基板透光单元的光透过率；由于现有的液晶显示装置中，彩膜基板透光单元具有越做越小的趋势，因此，采用在所述阵列基板透光单元处对应设置微透点的设计，可利用凸透镜原理，对经由背光模组发射进入阵列基板透光单元的光线进行汇聚，使处于所述彩膜基板透光单元范围之外的部分光线利用微透点的高折射率进行折射，并汇聚于所述彩膜基板透光单元的范围之内，从而有效避免光损失，提高液晶显示装置的整体亮度。且该种经由微透点的液晶显示装置的结构简单，制造工艺也相对简单，在保证产品低成本的前提下有效提高其质量。

本实施例中所述阵列基板透光单元形成于所述阵列基板内的功能层上。现有技术中，所述阵列基板通常包括衬底基板和通过构图工艺形成于该衬底基板上的功能层；所述功能层包括多个具有栅极、源极、漏极和有源层的薄膜晶体管（属现有技术，图中未显示）。当然各所述薄膜晶体管可以均为底栅式结构的薄膜晶体管，也可以均为顶栅式结构的薄膜晶体管，或者所述功能层中即包括底栅式结构的薄膜晶体管又包括顶栅式结构的薄膜晶体管。其中，所述阵列基板内还包括栅线，用于连接各薄膜晶体管的栅极；还包括数据线，用于连接各薄膜晶体管的源极；所述阵列基板透光单元由多条所述数据线与多条所述栅线呈交错设置分隔围设而成；也就是说各阵列基板透光单元边沿6是由两条相邻的所述数据线与两条相邻的所述栅线交错围设而成；而构成功能层的多个薄膜晶体管均分处于各阵列基板透光单元的范围内。本实施例中所述的阵列基板透光单元其具体结构属于现有技术，此处不再过多赘述。

在制造所述阵列基板时，通常在衬底基板上通过一次构图工艺形成薄膜晶体管的栅极与栅线；再制作栅极绝缘层和有源层，再通过一次构图工艺形成薄膜晶体管的源极与数据线以及薄膜晶体管的漏极；，为了防止电极周边及晶体管附近由于电场不规则导致液晶排列异常产生的漏光现象，这就需要设置在所述彩膜基板上的黑矩阵8对应将所述数据线、栅线以及薄膜晶体管的源极、漏极、栅极和有源层全部遮挡，以便保证显示效果；具体地说，位于下方的多条栅线呈间隔顺序排列，位于上方的多条数据线也呈间隔顺序排列，且多条所述栅线与多条所述数据线呈交错分隔设置，所分隔形成的多个区域即为本实施例中所述的阵列基板透光单元；而与其对应的彩膜基板上黑矩阵包围的透光区域为彩膜基板的透光单元，为了防止面板在暗态时漏光，黑矩阵的透光单元小于阵列基板的透光单元。

本实施例中所述彩膜基板包括顶板9，在该顶板底端设有呈间隔设置的多个黑矩阵和形成于各所述黑矩阵之间的多个彩膜基板透光单元10；各所述彩膜基板透光单元与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。本实施例中所述彩膜基板透光单元内设置有使光线具有颜色的子像素单元（图中未显示）；该子像素单元可以是红色、绿色或蓝色其中之一。通过所述阵列基板透光单元透射出的光线对应射入彩膜基板透光单元，并通过子像素单元进行颜色设置，颜色设置后的光线最终通过彩膜基板透光单元射出，形成彩色显示。

本实施例中各所述微透点对应设置在所述阵列基板透光单元之上；相邻两所述微透点之间呈间隔设置。

本实施例中所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面11；所述基体四周具有圆弧折射面12；所述基体底部设有形状、尺寸与所述阵列基板透光单元相匹配的用于填充阵列基板透光单元的填充块13，所述圆弧折射面底端设置于所述阵列基板透光单元边沿之上；所述平透射面的形状、尺寸与所述彩膜基板透光单元相匹配。本实施例中所述微透点整体采用透光树脂材料制成。

以图3（图中箭头为光线，箭头方向即光线的方向）所示的光路示意图进行说明，本发明所述微透点采用在具有圆弧折射面的基体上设置平透射面的设计，可使位于所述彩膜基板透光单元的范围外的光线在进入微透点后，全部被圆弧折射面折射，使这部分光线可以在所述彩膜基板透光单元所涵盖的范围内进行汇聚，从而在彩膜基板透光单元的范围较小的前提下也能有效保证所有光线全部经由彩膜基板透光单元透射出去；同时，平透射面可使原处于所述彩膜基板透光单元范围内的部分光线在射出时不发生折射，有效确保该部分光线顺利进入彩膜基板透光单元；进一步减小了光损失，使相对小的彩膜基板透光单元也同样具有高透过率；为液晶显示装置向高精细化发展提供了有利保障。

参见图1所示，本实施例中所述阵列基板内还设有平坦层14；该平坦层采用透光绝缘材料制成，其上端设有找平顶面15，下端设有对应填充在各所述微透点之间的尖楞16。所述尖楞具有与所述基体的圆弧折射面相适应的圆弧内凹面。所述找平顶面与所述平透射面呈平行设置。本实施例中所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数。

本实施例中所述阵列基板还包括下部的衬底基板17和设置在所述平坦层上的电极结构层。本实施例中所述电极结构层包括位于所述平坦层的所述找平顶面上的面电极层，位于所述面电极层上的层间电介质层18以及位于该层间电介质层上的由多条呈梳状排布的条电极19组成的条电极层；其中，所述面电极层和所述条电极层均为透明电极材料制成；所述面电极层与所述薄膜晶体管的漏极连接；本实施例中所述电极结构层的具体结构和制造方法均属于本领域的公知技术，因此不再过多赘述。本实施例中所述顶板和所述衬底基板均为透明玻璃板。另外需要注意的是，本发明不限于上述由面电极、层间电介质层及条电极组成的电极结构，同样适用于TN(Twisted-Nematic,扭曲向列)模式和IPS(InPlaneSwitching,面内开关)等模式，其微透点的结构与上述结构类似，平坦层结构位于微透点结构之上，相应的电极结构位于平坦层之上。具体结构在此不再赘诉。

本实施例中所述阵列基板的制作过程如下：在所述衬底基板上通过构图工艺分别形成具有栅极、有源层、源极、漏极的功能层以及栅线、数据线，初步形成薄膜晶体管的基本结构，以形成阵列基板透光单元的雏形；

在功能层上涂覆由透光树脂材料制成的微透结构层；并通过构图工艺形成多个与所述阵列基板透光单元相对应的微透点；

在微透结构层上涂覆由透光绝缘材料制成的平坦层；该平坦层将功能层及所有微透点完全覆盖；

本发明中所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数，具体的，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的材料，此处不再详述。因此，可以避免光线因进入平坦层而造成的光损失；保证射到各微透点基体的圆弧折射面上的光线全部经圆弧折射面折射而汇聚，从而确保使该部分光线经由圆弧折射面进入平坦层后不会再次发生折射，确保了这部分光线可以顺利的进入所述彩膜基板透光单元，有效避免了光线损失，更好地保证了光线汇聚效果。

本实施例中所述彩膜基板透光单元的长度为13um，所述微透点的厚度为4um，所述圆弧折射面的圆弧半径为4um，所述微透点的折射率为1.5,所述平坦层的折射率为1，所述液晶层的厚度为4.6um，所述黑矩阵的长度为3.5um，所述平透射面长度为17.5um，所述基体的长度为20um；有上述参数可知本发明的所述液晶显示装置的光透过率被提升了（17.5um-13um）/13umx100%=34.6%（上述各数值仅是一个实例，不限于上述数值）。

实施例二：

本实施例中的技术方案是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

参见图4所示，本实施例还提供了一种液晶显示装置，其各所述阵列基板透光单元101对应围设在各所述微透点102四周；相邻两所述微透点之间呈连续设置。

本实施例中所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面103；所述基体四周具有圆弧折射面104；相邻两所述微透点的圆弧折射面之间形成阵列基板透光单元边沿105；所述基体底部形状、尺寸与所述阵列基板透光单元相匹配；所述平透射面的形状、尺寸与所述彩膜基板透光单元相匹配。

本实施例中所述阵列基板透光单元边沿为具有尖槽106的金属层；相对应的所述阵列基板透光单元边沿形成于相邻各所述微透点之间。由于所述阵列基板透光单元边沿为不透光的金属层（主要由数据线和栅线构成），因此，所述阵列基板透光单元边沿具有的圆弧内凹面可以起到反射层的作用，即进入阵列基板透光单元的部分光线射到所述圆弧内凹面上发生反射，反射后的光线再经所述基体的圆弧折射面折射出去；可使尽可能多的位于所述彩膜基板透光单元范围外的光线发生折射并汇聚，可进一步确保光线的汇聚效果，从而更好地阻止光线损失，提高亮度。

本实施例中所述阵列基板内还设有平坦层107；该平坦层采用透光绝缘材料制成，其上端设有找平顶面108，下端设有对应填充在相邻两所述微透点之间所述阵列基板透光单元边沿内的尖凸部109，也就是说，该尖凸部与所述尖槽对应匹配设置，所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数。

本实施例中所述阵列基板的制作过程如下：

在所述衬底基板上通过构图工艺分别形成具有栅极、有源层、源极、漏极的功能层，初步形成薄膜晶体管的基本结构；

在功能层上涂覆由透光树脂材料制成的微透结构层；并通过构图工艺形成多个连续设置的微透点；

微透结构层上设置金属层，并通过构图工艺形成多条位于各微透点之间的数据线、栅线，以形成阵列基板透光单元的雏形；

在微透结构层上涂覆由透光绝缘材料制成的平坦层；该平坦层将功能层、栅线、数据线及所有微透点完全覆盖；

最后在所述平坦层上通过光刻工艺制作电极结构层。

本发明的实施例中所称的构图工艺包括光刻胶涂布、掩模、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等部分或全部工艺，光刻胶以正性光刻胶为例，但是这并非对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括阵列基板、彩膜基板、背光模组；其特征在于：所述阵列基板内设置多个阵列基板透光单元和多个微透点，各所述微透点分别与各所述阵列基板透光单元一一对应设置；所述阵列基板内还设有平坦层，所述平坦层的折射系数小于微透点的折射系数。

2.如权利要求1所述液晶显示装置，其特征在于：所述阵列基板透光单元形成于所述阵列基板内的功能层上。

3.如权利要求2所述液晶显示装置，其特征在于：所述彩膜基板底端设有多个黑矩阵和形成于各所述黑矩阵之间的多个彩膜基板透光单元；各所述彩膜基板透光单元与各所述阵列基板透光单元一一对应设置。

4.如权利要求3所述液晶显示装置，其特征在于：各所述微透点对应设置在所述阵列基板透光单元之上；相邻两所述微透点之间呈间隔设置。

5.如权利要求4所述液晶显示装置，其特征在于：所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面；所述基体四周具有圆弧折射面；所述圆弧折射面底端设置于阵列基板透光单元边沿之上；所述平透射面与所述彩膜基板透光单元相匹配。

6.如权利要求5所述液晶显示装置，其特征在于：所述平坦层上端设有找平顶面，下端设有对应填充在各所述微透点之间的尖楞。

7.如权利要求3所述液晶显示装置，其特征在于：各所述阵列基板透光单元对应围设在各所述微透点四周；相邻两所述微透点之间呈连续设置。

8.如权利要求7所述液晶显示装置，其特征在于：所述微透点包括基体和设置在该基体上端的平透射面；所述基体四周具有圆弧折射面；相邻两所述微透点的圆弧折射面之间形成阵列基板透光单元边沿。

9.如权利要求8所述液晶显示装置，其特征在于：所述平坦层上端设有找平顶面，下端设有对应填充在所述阵列基板透光单元边沿内的尖凸部。

10.如权利要求6或9所述液晶显示装置，其特征在于：所述阵列基板还包括衬底基板和设置在所述平坦层上的电极结构层。