CN107065293A - 一种分光结构、显示面板及分光结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分光结构、显示面板及分光结构的制备方法，所述分光结构包括第一基底、第二基底以及位于第一基底和第二基底之间的具有两个液晶层的胆甾相液晶，两个液晶层分别至少具有两种螺距，该分光结构划分为三个单元，每个单元内的两个液晶层的螺距不同，每个单元能够使一种颜色的光透射，并反射其他两种颜色的光，且三个单元能够透射的光各不相同，这样，当分光结构与背光模组配合使用时，分光结构的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种分光结构、显示面板及分光结构的制备方法。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)包括背光模组和液晶显示面板(Panel)，背光模组用于从液晶显示面板后方向前方发出均匀的白光，光透过液晶显示面板即可被人眼看到。液晶显示面板包括阵列基板和彩膜基板，彩膜基板上每个子像素处设有相应颜色的彩色滤光片，透过彩色滤光片的白光会变成相应颜色的光，从而实现显示。
每个子像素处只能使单一波长的光通过，另外两种波长的光被过滤掉，例如，设置有红色滤光片的子像素使红光通过，将绿光和蓝光过滤掉；设置有绿色滤光片的子像素使绿光通过，将红光和蓝光过滤掉；设置有蓝色滤光片的子像素使蓝光通过，将红光和绿光过滤掉。这样，导致液晶显示面板对背光的光能利用率较低，背光功耗较大，液晶显示器整体亮度较暗。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种分光结构、显示面板及分光结构的制备方法，用以至少部分解决背光的光能利用率低的问题。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
本发明提供一种分光结构，包括第一基底和第二基底，以及位于所述第一基底和第二基底之间的胆甾相液晶，所述胆甾相液晶包括层叠设置的第一液晶层和第二液晶层，所述第一液晶层和第二液晶层分别至少具有两种螺距；所述分光结构划分为多个第一单元、第二单元和第三单元，所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同；
所述第一单元用于反射第二颜色的光和第三颜色的光，并透射第一颜色的光；所述第二单元用于反射第一颜色的光和第三颜色的光，并透射第二颜色的光；所述第三单元用于反射第一颜色的光和第二颜色的光，并透射第三颜色的光。
优选的，所述第一颜色的光为红光，所述第二颜色的光为绿光，所述第三颜色的光为蓝光。
进一步的，所述分光结构还包括多个挡墙，所述挡墙用于分别分隔所述第一单元和所述第二单元、所述第二单元和所述第三单元、所述第三单元和所述第一单元。
本发明提供的分光结构包括第一基底、第二基底以及位于第一基底和第二基底之间的具有两个液晶层的胆甾相液晶，两个液晶层分别至少具有两种螺距，该分光结构划分为三个单元，每个单元内的两个液晶层的螺距不同，每个单元能够使一种颜色的光透射，并反射其他两种颜色的光，且三个单元能够透射的光各不相同，这样，当分光结构与背光模组配合使用时，分光结构的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
本发明还提供一种显示面板，包括阵列基板、彩膜基板、背光模组和如前所述的分光结构，所述分光结构位于所述背光模组与所述阵列基板之间；
所述第一单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的红色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内，所述第二单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的绿色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内，所述第三单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的蓝色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内。
优选的，所述第一基底相较于所述第二基底远离所述背光模组，所述第一液晶层相较于所述第二液晶层邻近所述第一基底；
所述第一单元中的第一液晶层用于反射蓝光，所述第一单元中的第二液晶层用于反射绿光，所述第一单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射红光；
所述第二单元中的第一液晶层用于反射蓝光，所述第二单元中的第二液晶层用于反射红光，所述第二单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射绿光；
所述第三单元中的第一液晶层用于反射绿光，所述第三单元中的第二液晶层用于反射红光，所述第三单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射蓝光。
优选的，所述第一单元中的第一液晶层具有第一螺距，所述第一单元中的第二液晶层具有第二螺距，所述第一螺距小于所述第二螺距；
所述第二单元中的第一液晶层具有所述第一螺距，所述第二单元中的第二液晶层具有第三螺距，所述第一螺距小于所述第三螺距；
所述第三单元中的第一液晶层具有所述第二螺距，所述第三单元中的第二液晶层具有所述第三螺距，所述第二螺距小于所述第三螺距。
优选的，所述第一螺距为260-320nm；所述第二螺距为340-380nm；所述第三螺距为400-480nm。
进一步的，所述显示面板还包括增透膜，所述增透膜位于所述背光模组与所述分光结构之间。
本发明提供的显示面板包括分光结构、阵列基板、彩膜基板和背光模组，分光结构位于背光模组与阵列基板之间，分光结构的三个单元分别与彩膜基板上的R、G、B三个子像素相对应，每个单元内的两个液晶层的螺距不同，每个单元能够使一种颜色的光透射，并反射其他两种颜色的光，且三个单元能够透射的光各不相同。这样，背光模组发出的背光在进入各子像素之前，先进入分光结构，分光结构的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
本发明还提供一种分光结构的制备方法，所述方法用于制备如前所述的分光结构，所述方法包括：
在第一基底上涂覆聚酰亚胺溶液并取向；
在所述第一基底上依次涂覆第一液晶层和第二液晶层，分别使用紫外光掩膜板遮挡所述第一液晶层和所述第二液晶层的不同区域，并照射紫外光，以使所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同；
涂覆封框胶，并将第二基底与所述第一基底对盒并固化。
优选的，所述在所述第一基底上依次涂覆第一液晶层和第二液晶层，分别使用紫外光掩膜板遮挡所述第一液晶层和所述第二液晶层的不同区域，并照射紫外光，以使所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同，具体包括：
涂覆第一液晶层，并使用第一紫外光掩膜板遮挡第三区域，持续照射紫外光第一时长，以使第一区域和第二区域内所述第一液晶层的液晶分子的螺距为第一螺距；
使用第二紫外光掩膜板遮挡所述第一区域和第二区域，持续照射紫外光第二时长，以使所述第三区域内所述第一液晶层的液晶分子的螺距为第二螺距；
涂覆第二液晶层，并使用第三紫外光掩膜板遮挡所述第一区域，持续照射紫外光第三时长，以使所述第二区域和第三区域内所述第二液晶层的液晶分子的螺距为第三螺距；
使用第四紫外光掩膜板遮挡所述第二区域和第三区域，持续照射紫外光所述第二时长，以使所述第一区域内所述第二液晶层的液晶分子的螺距为第二螺距；
其中，所述第一时长大于所述第二时长大于所述第三时长。
本发明分光结构的制备方法，工艺简单，易于实现。当分光结构与背光模组配合使用时，分光结构的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的分光结构的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的显示面板的结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的分光结构的制备流程图之一；
图4为本发明实施例3提供的分光结构的制备流程图之二。
图例说明：
1、分光结构 2、阵列基板 3、彩膜基板 4、液晶层
5、背光模组 6、增透膜 11、第一基底 12、第二基底
13、胆甾相液晶 14、挡墙 131、第一液晶层 132、第二液晶层
101、第一单元 102、第二单元 103、第三单元
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明实施例1提供一种分光结构1，分光结构1包括第一基底11和第二基底12，以及位于第一基底11和第二基底12之间的胆甾相液晶13，胆甾相液晶13包括层叠设置的第一液晶层131和第二液晶层132，第一液晶层131至少具有两种螺距，第二液晶层132也至少具有两种螺距。分光结构1划分为多个第一单元101、第二单元102和第三单元103，在本发明实施例中，以一个第一单元101、一个第二单元102和一个第三单元103为例示意性说明。
第一单元101、第二单元102和第三单元103中第一液晶层131的螺距与第二液晶层132的螺距不同。第一单元101用于反射第二颜色的光和第三颜色的光，并透射第一颜色的光。第二单元102用于反射第一颜色的光和第三颜色的光，并透射第二颜色的光。第三单元103用于反射第一颜色的光和第二颜色的光，并透射第三颜色的光。
胆甾相液晶13的液晶分子呈扁平状，排列成层，沿层的法线方向排列成螺旋状结构，层内液晶分子相互平行，液晶分子的长轴平行于层平面，不同层的液晶分子的长轴的方向稍有变化。胆甾相液晶13的螺距约为200-500nm，与可见光的波长为同一量级，螺距能够随外界温度、电场条件不同而改变，因此，可以通过调节螺距实现对光的调制。
优选的，第一基底11和第二基底12为柔性基底。
本发明提供的分光结构1包括第一基底11、第二基底12以及位于第一基底11和第二基底12之间的具有两个液晶层的胆甾相液晶13，两个液晶层分别至少具有两种螺距，该分光结构1划分为三个单元，每个单元内的两个液晶层的螺距不同，每个单元能够使一种颜色的光透射，并反射其他两种颜色的光，且三个单元能够透射的光各不相同，这样，当分光结构1与背光模组配合使用时，分光结构的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构1上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
优选的，第一颜色的光为红光，第二颜色的光为绿光，第三颜色的光为蓝光。也就是说，如图1所示，第一单元101能够反射绿光和蓝光，而透射红光；第二单元102能够反射红光和蓝光，而透射绿光；第三单元103能够反射红光和绿光，而透射蓝光。
通过控制胆甾相液晶13中各液晶层的螺距的大小，可以控制各液晶层反射多长的波长范围的光(即控制反射的光的颜色)。液晶层的螺距较大时，该液晶层可以反射红光；液晶层的螺距较小时，该液晶层可以反射绿光；液晶层的螺距适中时，该液晶层可以反射蓝光。胆甾相液晶13可以利用UV(紫外线)光照射液晶分子形成，通过控制UV光照射的时长，可以控制液晶层的螺距。
进一步的，如图1所示，分光结构1还可以包括多个挡墙14，挡墙14用于分别分隔第一单元101和102第二单元、第二单元102和103第三单元、第三单元103和第一单元101。
实施例2
本发明实施例2提供一种显示面板，如图2所示，所述显示面板包括：阵列基板2、彩膜基板3、背光模组5和如前所述的分光结构1，阵列基板2和彩膜基板3之间设置有液晶层4，背光模组5位于阵列基板2远离液晶层4的一侧，分光结构1位于背光模组5与阵列基板2之间，也就是说，分光结构1设置在阵列基板2的一侧，液晶层4设置在阵列基板2的另一侧。
彩膜基板3包括红色子像素R，绿色子像素G和蓝色子像素B，分光结构1的第一单元101在阵列基板2上的投影落入彩膜基板3的红色子像素R在阵列基板2上的投影范围之内，即分光结构1的第一单元101与红色子像素R一一对应；分光结构1的第二单元102在阵列基板2上的投影落入彩膜基板3的绿色子像素G在阵列基板2上的投影范围之内，即分光结构1的第二单元102与绿色子像素G一一对应；分光结构1的第三单元103在阵列基板2上的投影落入彩膜基板3的蓝色子像素B在阵列基板2上的投影范围之内，即分光结构1的第三单元103与蓝色子像素B一一对应。
如图2所示，分光结构1的第一基底11相较于第二基底12远离背光模组5，第一液晶层131相较于第二液晶层132邻近第一基底11，也就是说，分光结构1的第一基底11相较于第二基底12更邻近阵列基板2。
所述显示面板还可以包括增透膜6，增透膜6位于背光模组5与分光结构1之间，即增透膜6设置在分光结构1的第二基底12邻近背光模组5的一侧。通过设置增透膜6，可以进一步提高背光的光能利用率，从而进一步提高显示面板的亮度。
结合图1和图2所示，分光结构1的第一单元101中的第一液晶层131用于反射蓝光，第一单元101中的第二液晶层132用于反射绿光，第一单元101中的第一液晶层131和第二液晶层132用于透射红光。分光结构1的第二单元102中的第一液晶层131用于反射蓝光，第二单元102中的第二液晶层132用于反射红光，第二单元102中的第一液晶层131和第二液晶层132用于透射绿光。分光结构1的第三单元103中的第一液晶层131用于反射绿光，第三单元103中的第二液晶层132用于反射红光，所述第三单元103中的第一液晶层131和第二液晶层132用于透射蓝光。
具体的，分光结构1的第一单元101中的第一液晶层131具有第一螺距d1，第一单元101中的第二液晶层132具有第二螺距d2，第一螺距d1小于第二螺距d2。分光结构1的第二单元102中的第一液晶层131具有第一螺距d1，第二单元102中的第二液晶层132具有第三螺距d3，第一螺距d1小于第三螺距d3。分光结构1的第三单元103中的第一液晶层131具有第二螺距d2，第三单元103中的第二液晶层132具有第三螺距d3，第二螺距d2小于第三螺距d3。
优选的，第一螺距d1为260-320nm，第二螺距d2为340-380nm，第三螺距d3为400-480nm。
本发明提供的显示面板包括分光结构1、阵列基板2、彩膜基板3和背光模组5，分光结构1位于背光模组5与阵列基板2之间，分光结构1的三个单元分别与彩膜基板3上的R、G、B三个子像素相对应，每个单元内的两个液晶层的螺距不同，每个单元能够使一种颜色的光透射，并反射其他两种颜色的光，且三个单元能够透射的光各不相同。这样，背光模组5发出的背光在进入各子像素之前，先进入分光结构1，分光结构1的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构1上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
实施例3
本发明实施例3还提供一种分光结构的制备方法，所述方法用于制备实施例1的分光结构1。结合图1和图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤31，在第一基底11上涂覆聚酰亚胺(PI)溶液并取向。
具体的，可以通过摩擦等方式对PI液进行取向。优选的，第一基底11为柔性基底。
步骤32，在第一基底11上依次涂覆第一液晶层131和第二液晶层132，分别使用紫外光掩膜板遮挡第一液晶层131和第二液晶层132的不同区域，并照射紫外光，以使第一单元101、第二单元102和第三单元103中第一液晶层131的螺距与第二液晶层132的螺距不同。
具体的，需要利用4张UV掩膜板通过掩膜工艺，分别在第一单元101、第二单元102和第三单元103中形成第一液晶层131的螺距和第二液晶层132的螺距，其具体流程后续结合附图4再详细描述。
步骤33，涂覆封框胶，并将第二基底12与第一基底11对盒并固化。
具体的，在显示面板的非显示区域涂覆封框胶，将第二基底12与第一基底11对盒后，利用UV光照射，以使封框胶固化。
以下结合图4，对形成第一液晶层131的螺距和第二液晶层132的螺距的流程进行详细说明。如图4所示，所述步骤32包括以下步骤：
步骤321，涂覆第一液晶层131，并使用第一紫外光掩膜板遮挡第三区域，持续照射紫外光第一时长t1，以使第一区域和第二区域内第一液晶层131的液晶分子的螺距为第一螺距d1。
具体的，可以选用小于10mW的UV光源照射第一液晶层131和第二液晶层132。第一区域为与彩膜基板3的红色子像素R对应的区域，第二区域为与彩膜基板3的绿色子像素G对应的区域，第三区域为与彩膜基板3的蓝色子像素B对应的区域。
步骤322，使用第二紫外光掩膜板遮挡第一区域和第二区域，持续照射紫外光第二时长t2，以使第三区域内第一液晶层131的液晶分子的螺距为第二螺距d2。
具体的，第二时长t2<第一时长t1，第二螺距d2<第一螺距d1。
步骤323，涂覆第二液晶层132，并使用第三紫外光掩膜板遮挡所述第一区域，持续照射紫外光第三时长t3，以使所述第二区域和第三区域内第二液晶层132的液晶分子的螺距为第三螺距d3。
具体的，第三时长t3<第二时长t2，第三时长t3大于10分钟，第三螺距d3<第二螺距d2。
步骤324，使用第四紫外光掩膜板遮挡第二区域和第三区域，持续照射紫外光所述第二时长t2，以使第一区域内第二液晶层132的液晶分子的螺距为第二螺距d2。
需要说明的是，步骤321和步骤322的执行顺序不限，步骤323和步骤324的执行顺序不限。
利用本发明实施例3的方法制备分光结构1，工艺简单，易于实现。当分光结构1与背光模组5配合使用时，分光结构1的每个单元都可以将两种不同颜色的光反射回背光模组，使其再次反射至分光结构1上，这部分再次反射的光可以重复利用，从而降低背光的功耗、提高背光光能的利用率，相应的，可以增加透过率，提高显示面板的亮度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种分光结构，其特征在于，包括第一基底和第二基底，以及位于所述第一基底和第二基底之间的胆甾相液晶，所述胆甾相液晶包括层叠设置的第一液晶层和第二液晶层，所述第一液晶层和第二液晶层分别至少具有两种螺距；所述分光结构划分为多个第一单元、第二单元和第三单元，所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同；
所述第一单元用于反射第二颜色的光和第三颜色的光，并透射第一颜色的光；所述第二单元用于反射第一颜色的光和第三颜色的光，并透射第二颜色的光；所述第三单元用于反射第一颜色的光和第二颜色的光，并透射第三颜色的光。
2.如权利要求1所述的分光结构，其特征在于，所述第一颜色的光为红光，所述第二颜色的光为绿光，所述第三颜色的光为蓝光。
3.如权利要求1或2所述的分光结构，其特征在于，所述分光结构还包括多个挡墙，所述挡墙用于分别分隔所述第一单元和所述第二单元、所述第二单元和所述第三单元、所述第三单元和所述第一单元。
4.一种显示面板，其特征在于，包括阵列基板、彩膜基板、背光模组和如权利要求2或3所述的分光结构，所述分光结构位于所述背光模组与所述阵列基板之间；
所述第一单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的红色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内，所述第二单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的绿色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内，所述第三单元在所述阵列基板上的投影落入所述彩膜基板的蓝色子像素在所述阵列基板上的投影范围之内。
5.如权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第一基底相较于所述第二基底远离所述背光模组，所述第一液晶层相较于所述第二液晶层邻近所述第一基底；
所述第一单元中的第一液晶层用于反射蓝光，所述第一单元中的第二液晶层用于反射绿光，所述第一单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射红光；
所述第二单元中的第一液晶层用于反射蓝光，所述第二单元中的第二液晶层用于反射红光，所述第二单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射绿光；
所述第三单元中的第一液晶层用于反射绿光，所述第三单元中的第二液晶层用于反射红光，所述第三单元中的第一液晶层和第二液晶层用于透射蓝光。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第一单元中的第一液晶层具有第一螺距，所述第一单元中的第二液晶层具有第二螺距，所述第一螺距小于所述第二螺距；
所述第二单元中的第一液晶层具有所述第一螺距，所述第二单元中的第二液晶层具有第三螺距，所述第一螺距小于所述第三螺距；
所述第三单元中的第一液晶层具有所述第二螺距，所述第三单元中的第二液晶层具有所述第三螺距，所述第二螺距小于所述第三螺距。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第一螺距为260-320nm；所述第二螺距为340-380nm；所述第三螺距为400-480nm。
8.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，还包括增透膜，所述增透膜位于所述背光模组与所述分光结构之间。
9.一种分光结构的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1所述的分光结构，所述方法包括：
在第一基底上涂覆聚酰亚胺溶液并取向；
在所述第一基底上依次涂覆第一液晶层和第二液晶层，分别使用紫外光掩膜板遮挡所述第一液晶层和所述第二液晶层的不同区域，并照射紫外光，以使所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同；
涂覆封框胶，并将第二基底与所述第一基底对盒并固化。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述第一基底上依次涂覆第一液晶层和第二液晶层，分别使用紫外光掩膜板遮挡所述第一液晶层和所述第二液晶层的不同区域，并照射紫外光，以使所述第一单元、第二单元和第三单元中所述第一液晶层的螺距与第二液晶层的螺距不同，具体包括：
涂覆第一液晶层，并使用第一紫外光掩膜板遮挡第三区域，持续照射紫外光第一时长，以使第一区域和第二区域内所述第一液晶层的液晶分子的螺距为第一螺距；
使用第二紫外光掩膜板遮挡所述第一区域和第二区域，持续照射紫外光第二时长，以使所述第三区域内所述第一液晶层的液晶分子的螺距为第二螺距；
涂覆第二液晶层，并使用第三紫外光掩膜板遮挡所述第一区域，持续照射紫外光第三时长，以使所述第二区域和第三区域内所述第二液晶层的液晶分子的螺距为第三螺距；
使用第四紫外光掩膜板遮挡所述第二区域和第三区域，持续照射紫外光所述第二时长，以使所述第一区域内所述第二液晶层的液晶分子的螺距为第二螺距；
其中，所述第一时长大于所述第二时长大于所述第三时长。
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