CN106990596A - 彩膜基板和液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩膜基板和液晶显示器。该彩膜基板包括：基板、沿平行基板方向并设置在基板上方的遮光矩阵以及多个色阻单元，所述遮光矩阵和所述多个色阻单元在所述基板上的投影相接且不相交；其中，所述遮光矩阵包括多个光反射单元以及多个光吸附单元，所述多个光反射单元用于反射光线并设置在所述基板上方，所述多个光吸附单元用于吸收光线并设置在所述光反射上。该方案将遮光矩阵设计为具有一面反射光线、一面吸收光线的结构，可使背光模组出射的光线在经过遮光矩阵时可将该部分光线再次反射进入背光系统，从而使光线得到循环利用，降低背光损耗，提升背光资源的利用率。

Description

彩膜基板和液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示面板制作领域，特别是涉及一种彩膜基板和液晶显示器。
背景技术
在信息社会的当代，作为可视信息传输媒介的显示器的重要性在进一步加强，为了在未来占据主导地位，显示器正朝着更轻、更薄、更低能耗、更低成本以及更好图像质量的趋势发展。
显示技术的核心在于再现人眼对于真实世界的认知，目前主流的显示技术包括LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)和OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)，在颜色还原、可视角、对比度、亮暗态控制以及可靠性等方面具有不同的优势。其中LCD显示技术具有较长的发展历史，具备工艺成熟、成本较低、可靠性较高等优势。但是相对于自发光的OLED显示技术，LCD的任意显示像素的亮度并不能以像素级别进行控制，其主要原理是通过整面或者大面积的全亮背光提供照明，然后通过TFT(Thin FilmTransistor，薄膜晶体管)控制驱动液晶，作为光阀实现子像素级别的亮度调制。在任意显示画面，背光必须以整面或者大面积点亮的方式提供照明，然后依次通过偏光片、阵列基板、液晶层、彩膜基板，最终形成可观察到的显示画面。其中，背光功耗占整个显示面板功耗的80％左右，但是其中又有超过90％以上的光线被阻挡或者吸儿未收未能贡献有效的显示亮度，使得目前LCD与OLED显示器在相当的系统功耗下缺乏优势。在可预期的将来，随着OLED发光器件量子效率的持续改善，LCD技术将面临重大的挑战，必须寻求相应的突破口。
目前持续改善的方向也主要从上述各个环节进行改善，偏光片方面通过采用反射性偏光片使得透过率提高，液晶层主要通过采用高穿透性的液晶以及新型电极结构来改善，色阻主要通过搭配背光频谱等改善。但阵列基板的金属电极难以通过采用高阻率的透明电极取代，而彩膜基板侧的遮光矩阵吸收是防止颜色串扰和改善大视角色偏的关键环节，需要另辟蹊径。
因此，现有技术存在缺陷，急需改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的彩膜基板和液晶显示器。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种彩膜基板，包括：一基板、沿平行所述基板方向并设置在所述基板上方的遮光矩阵以及多个色阻单元，所述遮光矩阵和所述多个色阻单元在所述基板上的投影相接且不相交；其中，所述遮光矩阵包括多个光反射单元以及多个光吸附单元，所述多个光反射单元用于反射光线并设置在所述基板上方，所述多个光吸附单元用于吸收光线并设置在所述光反射单元上。
在一些实施例中，所述遮光矩阵位于所述基板上，所述多个色阻单元位于所述基板上，所述遮光矩阵将所述多个色阻单元间隔开
在一些实施例中，所述遮光矩阵以及多个色阻单元上设置有第一平坦层。
在一些实施例中，所述多个色阻单元的厚度大于所述遮光矩阵的厚度。
在一些实施例中，所述多个色阻单元位于所述基板上，且相邻两个色阻单元之间存在间隔，从而在所述多个色阻单元之间形成多个间隔区；所述基板上设置有第二平坦层，第二平坦层覆盖所述多个色阻单元及所述间隔区；所述遮光矩阵位于第二平坦层上且覆盖所述间隔区；所述遮光矩阵和所述第二平坦层上设置有第三平坦层。
在一些实施例中，所述光吸附单元的制备材料为吸光性金属氧化物。
在一些实施例中，所述光吸附单元的制备材料为吸光性光阻。
在一些实施例中，所述多个色阻单元包括沿平行所述基板方向顺序排列的红色色阻单元、绿色色阻单元以及蓝色色阻单元。
在一些实施例中，所述多个光反射单元的制备材料为高反射性金属材料。
相应的，本发明实施例还提供一种液晶显示器，包括：
背光模组；
彩膜基板，其位于背光模组具有出光面的一侧，且所述彩膜基板与所述背光模组之间设置有第一偏光片；
液晶层，其位于所述彩膜基板远离所述背光模组的一侧；
阵列基板，其位于所述液晶层远离所述彩膜基板的一侧，且所述阵列基板远离所述液晶层的一侧设置有第二偏光片；
其中，所述彩膜基板为权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，所述背光模组靠近所述彩膜基板具有基板的一侧，以使彩膜基板中的光反射单元可将背光模组发射到其表面的光线反射回去。
相较于现有的彩膜基板，本发明实施例提供的彩膜基板包括：基板、沿平行基板方向并设置在基板上方的遮光矩阵以及多个色阻单元，所述遮光矩阵和所述多个色阻单元在所述基板上的投影相接且不相交；其中，所述遮光矩阵包括光反射单元以及光吸附单元，所述光反射单元用于反射光线并设置在所述基板上方，所述光吸附单元用于吸收光线并设置在所述光反射上。该方案将遮光矩阵设计为具有一面反射光线、一面吸收光线的结构，可使背光模组出射的光线在经过遮光矩阵时可将该部分光线再次反射进入背光系统，从而使光线得到循环利用，降低背光损耗，提升背光资源的利用率。
附图说明
图1为本发明优选实施例中液晶显示器的一种结构示意图。
图2为本发明优选实施例中背光模组的一种结构示意图。
图3为本发明优选实施例中彩膜基板的一种结构示意图。
图4为本发明优选实施例中彩膜基板的另一种结构示意图。
图5为本发明优选实施例中彩膜基板的又一种结构示意图。
图6为本发明优选实施例中液晶显示器的另一种结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在附图中，组件相似的模块是以相同标号表示。
此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
参阅图1，图1为本发明优选实施例中液晶显示器的结构示意图。如图1所示，本优选实施例的液晶显示器，包括：
背光模组10；
彩膜基板30，其位于背光模组10具有出光面11的一侧，且彩膜基板30与背光模组10之间设置有第一偏光片20；
液晶层40，其位于彩膜基板20远离背光模组10的一侧；
阵列基板50，其位于液晶层40远离彩膜基板20的一侧，且阵列基板50远离液晶层40的一侧设置有第二偏光片60。
在一些实施例中，参考图2，图2为本发明优选实施例中背光模组的一种结构示意图。如图2所示，该背光模组10包括导光板12、设置在导光板12侧边的光源13以及设置在导光板12背面的反射片14。其中，背光模组10的出光面11位于导光板12远离反射片14的一侧。
其中，光源13可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。
在一些实施例中，第一偏光片20的基本结构可包括：最中间的PVA(聚乙烯醇)，两层TAC(三醋酸纤维素)，PSA film(压敏胶)，Release film(离型膜)和Protective film(保护膜)。其中，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行防护。
相应地，第二偏光片60的基本结构也可包括：最中间的PVA、两层TAC、压敏胶、离型膜及保护膜。
参考图3，图3为本发明优选实施例中彩膜基板的一种结构示意图。如图3所示，在本发明实施例中，彩膜基板30包括基板31、沿平行基板31的方向(设置方向)并设置在基板31上方的遮光矩阵32以及多个色阻单元33。该遮光矩阵32和多个色阻单元33在基板31上的投影相接且不相交。其中，遮光矩阵32包括多个光反射单元321以及多个光吸附单元322，该多个光反射单元321用于反射光线并设置在基板31的上方，多个光吸附单元322用于吸收光线并设置在光反射单元321上。
在本发明实施例中，背光模组10靠近彩膜基板30具有基板31的一侧(也即光反射单元321靠近背光模组10侧，而光吸附单元靠近液晶层40侧)，以使彩膜基板30中的光反射单元321可将背光模组30发射到其(光反射单元321)表面的光线反射回去，从而进入背光模组10中实现光线的循环利用。
在一些实施例中，基板31可以为透明玻璃。多个光反射单元322可的制备材料为高反射性金属材料，如Al、Ag等。而光吸附单元322可为吸光性的光阻，或者可为吸光性的金属氧化物(如MoOX)等。
实际应用中，多个色阻单元33在彩膜基板30中的位置可以多样化。可选地，参考图4，图4为本发明优选实施例中彩膜基板的另一种结构示意图。如图4所示，遮光矩阵32设置在基板31的上表面上，多个色阻单元33位于基板31的上表面，遮光矩阵32将多个色阻单元33间隔开，且相互之间恰好契合不存在间隙。
在一些实施方式中，该多个色阻单元33可包括沿平行该基板31方向顺序排列的红色色阻单元、绿色色阻单元以及蓝色色阻单元。
实际应用中，该遮光矩阵32以及多个色阻单元33上设置有第一平坦层34。其中，该第一平坦层34的制备材料可以为SiOX或SiNX等。
如图4所示，在一些实施方式中，该多个色阻单元33的厚度可大于遮光矩阵32的厚度。当然，在一些实施方式中，该多个色阻单元33的厚度还可小于或等于遮光矩阵32的厚度。本发明对此不做具体限定。
具体实施过程中，遮光矩阵32可通过蒸镀、溅射等方式制备于基板31上，并通过光刻工艺刻蚀而成。色阻单元33可通过CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)技术在基板31上沉积色阻材料，然后经黄光工艺、刻蚀工艺等形成多个色阻单元33。在一些实施方式中，可通过CVD技术制备平坦层24。
可选地，参考图5，图5为本发明优选实施例中彩膜基板的另一种结构示意图。如图5所示，多个色阻单元33位于基板31上，且相邻两个色阻单元33之间存在间隔，从而在多个色阻单元33之间形成多个间隔区A。该基板31上设置有第二平坦层35，且第二平坦层35覆盖多个色阻单元33及所述多个述间隔区A。遮光矩阵32位于第二平坦层35上且覆盖该多个间隔区A；遮光矩阵32和第二平坦层35上设置有第三平坦层36。
其中，该第一平坦层35的制备材料可以为SiOX或SiNX等。该第二平坦层36的制备材料也可以为SiOX或SiNX等。
在本发明实施例中，彩膜基板30、液晶层40以及阵列基板50可构成一液晶显示面板。实际应用中，彩膜基板30与阵列基板50之间设置有支撑柱，并位于非显示区域。
参考图6，图6为本发明优选实施例中液晶显示器的另一种结构示意图。如图6所示，背光模组10发射的出射光线依次透过第一偏光片20、基板31、色阻单元33、平坦层34、液晶层40、阵列基板50以及偏光片60后射出至外界，形成画面。
而部分出射光线透过第一偏光片20、基板31后到达光反射单元321的外表面，由于光反射单元321的光反射特性将其表面的光线反射回背光模组10中，该部分光线经反射片14反射再次从背光模组发射出去，如此循环，直至该部分光线从色阻单元33穿透出去。
另外，部分出射光线依次透过第一偏光片20、基板31、色阻单元33、平坦层34及液晶层40后，到达阵列基板50后被其反射回至彩膜基板30侧，由与彩膜基板30中光吸附单元322的吸光特性，将该部分光线吸收，以减少液晶层40中的光线串扰。
由上可知，本发明实施例提供的液晶显示装置，通过将液晶显示面板结构中的阵列基板和彩膜基板倒置，使彩膜基板朝向背光模组，并通过采用一面反射光线、一面吸收光线的遮光矩阵结构替代纯吸收光线的黑色矩阵，使得背光的出射光线经过遮光区域时能够再次反射进入背光模组中以得到循环利用，能够避免光线被吸收的损失，降低背光损耗，提升背光资源的利用率。同时阵列基板和彩膜基板倒置的结构避免了遮光矩阵中多个光反射单元的反射作用所导致的环境光反射以及液晶盒内的光线串扰问题，提升了液晶面板的显示效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：一基板、沿平行所述基板方向并设置在所述基板上方的遮光矩阵以及多个色阻单元，所述遮光矩阵和所述多个色阻单元在所述基板上的投影相接且不相交；其中，所述遮光矩阵包括多个光反射单元以及多个光吸附单元，所述多个光反射单元用于反射光线并设置在所述基板上方，所述多个光吸附单元用于吸收光线并设置在所述光反射单元上。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述遮光矩阵位于所述基板上，所述多个色阻单元位于所述基板上，所述遮光矩阵将所述多个色阻单元间隔开。
3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述遮光矩阵以及多个色阻单元上设置有第一平坦层。
4.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个色阻单元的厚度大于所述遮光矩阵的厚度。
5.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个色阻单元位于所述基板上，且相邻两个色阻单元之间存在间隔，从而在所述多个色阻单元之间形成多个间隔区；所述基板上设置有第二平坦层，第二平坦层覆盖所述多个色阻单元及所述间隔区；所述遮光矩阵位于第二平坦层上且覆盖所述间隔区；所述遮光矩阵和所述第二平坦层上设置有第三平坦层。
6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个光吸附单元的制备材料为吸光性金属氧化物。
7.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个光吸附单元的制备材料为吸光性光阻。
8.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个色阻单元包括沿平行所述基板方向顺序排列的红色色阻单元、绿色色阻单元以及蓝色色阻单元。
9.如权利要求1-8任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述多个光反射单元的制备材料为高反射性金属材料。
10.一种液晶显示器，其特征在于，包括：
背光模组；
彩膜基板，其位于背光模组具有出光面的一侧，且所述彩膜基板与所述背光模组之间设置有第一偏光片；
液晶层，其位于所述彩膜基板远离所述背光模组的一侧；
阵列基板，其位于所述液晶层远离所述彩膜基板的一侧，且所述阵列基板远离所述液晶层的一侧设置有第二偏光片；
其中，所述彩膜基板为权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，所述背光模组靠近所述彩膜基板具有基板的一侧，以使彩膜基板中的光反射单元可将背光模组发射到其表面的光线反射回去。
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