CN108196390A - 彩膜基板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板，包括衬底基板和彩膜层，还包括设置在所述衬底基板和彩膜层之间的第一膜层和第二膜层；相对于第一膜层，所述第二膜层靠近所述衬底基板；所述第一膜层的出光面与所述彩膜层之间形成一夹角，且所述第一膜层和衬底基板的折射率均小于所述第二膜层的折射率。本发明还公开了一种显示装置。本发明提出的彩膜基板和显示装置，能够提高色域。

Description

彩膜基板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种彩膜基板和显示装置。
背景技术
目前，彩色液晶显示装置已经越来越广泛的应用到人们的生活和生产之中，其中，液晶显示装置的彩色显示特性、视角特性是人们越来越关注的重要显示指标。
在彩色显示特性方面，现有液晶显示装置采用的一种技术手段是设置树脂材料制作的彩色滤光片来实现彩色显示特性。彩色滤光片上的每一个彩色亚像素对应一种颜色，通常是红、绿、蓝三基色，当背光源发出光谱范围覆盖红、蓝、绿三种颜色的光线时，由于树脂材料的滤光作用，一个颜色的彩色亚像素允许对应颜色的光透过而吸收另外两种颜色的光，从而实现液晶显示装置的彩色显示特征。
但是，本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：
在采用现有的彩色滤光片结构时，出射光的色域主要是由材料本身的性质决定的，因此难以对其色域进行提升。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的之一，在于提出一种彩膜基板和显示装置，能够提高色域。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提供了一种彩膜基板，包括衬底基板和彩膜层，还包括设置在所述衬底基板和彩膜层之间的第一膜层和第二膜层；相对于第一膜层，所述第二膜层靠近所述衬底基板；所述第一膜层的出光面与所述彩膜层之间形成一夹角，且所述第一膜层和衬底基板的折射率均小于所述第二膜层的折射率。
可选的，所述第一膜层和第二膜层与亚像素一一对应设置。
可选的，所述第一膜层在垂直于彩膜基板的平面内的截面为等腰三角形。
可选的，所述第一膜层和第二膜层的数量均为至少2层，且所述第一膜层和第二膜层交替设置。
可选的，所述第二膜层的出光面平行于所述衬底基板的表面。
可选的，靠近所述衬底基板的第二膜层的出光面与所述衬底基板的入光面为同一平面。
可选的，所述第一膜层的出光面与所述第二膜层的入光面为同一平面，和/或，所述第二膜层的出光面与所述衬底基板的入光面为同一平面。
可选的，所述第一膜层和第二膜层的边缘部位在所述彩膜层上的投影位于彩膜层的黑矩阵中。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种显示装置，包括如前任一项所述的彩膜基板。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的彩膜基板和显示装置，通过在彩膜基板中增设第一膜层和第二膜层，并将第一膜层的出射面设置为斜面，同时合理设置衬底基板、第一膜层和第二膜层的折射率，使得波长较短的光因为全反射而被吸收掉，从而使颜色饱和度增加，提高色域，提高显示装置的色彩展现能力。
附图说明
图1为本发明提供的彩膜基板的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的彩膜基板的另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的彩膜基板的另一个实施例中入射光的光路示意图；
图4为本发明提供的彩膜基板实施例与现有技术中彩膜基板的光谱对比示意图；
图5为本发明提供的显示装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明实施例的第一个方面，提供了一种彩膜基板的一个实施例，能够提高色域。如图1所示，为本发明提供的彩膜基板的一个实施例的结构示意图。
所述彩膜基板10，包括衬底基板11和彩膜层12，设置在所述衬底基板11和彩膜层12之间的第一膜层13和第二膜层14；相对于第一膜层13，所述第二膜层14靠近所述衬底基板11；所述第一膜层13的出光面与所述彩膜层12之间形成一夹角，且所述第一膜层13和衬底基板11的折射率均小于所述第二膜层14的折射率。
这里，参考图3中的光路示意图，当入射光从彩膜层12进入第一膜层13后，在第一膜层13的出射面上产生折射，使入射光内部不同波长的光分散开，并以一定角度在第二膜层14中传播。当达到衬底基板11上时，由于衬底基板11相对于第二膜层14为光疏介质，此时，折射率较高的光(即波长较短的光)在衬底基板11和第二膜层14的交界面上若满足全反射要求，则形成全反射，即折射率较高的光被反射回来，不再出射出去，使得仅有波长较长的不被全反射的光出射出去，从而使颜色饱和度增加，提高色域，提高显示装置的色彩展现能力。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的彩膜基板，通过在彩膜基板中增设第一膜层和第二膜层，并将第一膜层的出射面设置为斜面，同时合理设置衬底基板、第一膜层和第二膜层的折射率，使得波长较短的光因为全反射而被吸收掉，从而使颜色饱和度增加，提高色域，提高显示装置的色彩展现能力。
通过前述分析可以知道，所述第一膜层13的出光面可以是相对于所述彩膜层12的一个斜面，即可基于全反射原理提高色域；为了使左右观察效果一致，可将第一膜层13的出光面设置为对称两个斜面，即所述第一膜层13在垂直于彩膜基板10的平面内的截面为等腰三角形，如图1所示。
可选的，为了使彩膜基板中每个亚像素的出射光均能得到更好的色域，可以将所述第一膜层13和第二膜层14与亚像素一一对应设置，即一个R、G或B对应设置1对所述第一膜层13和第二膜层14，从而使每个亚像素R、G、B的出射光均能获得更好的色域。
可选的，参考图1，所述第一膜层13的出光面与所述第二膜层14的入光面为同一平面，使从第一膜层13出射的光能够在二者交界处进一步形成折射，从而获得更好的色域；同时，将所述第一膜层13的出光面与所述第二膜层14的入光面设置为同一平面，可以尽量减小彩膜基板的厚度，使显示装置整体厚度不易受到增设的第一膜层和第二膜层的影响。
可选的，参考图1，所述第二膜层14的出光面平行于所述衬底基板11的表面，使在第二膜层14中传输的波长较短的光在第二膜层14的出光面上能够较好地形成全反射；同时，使得第二膜层14的最薄处与第一膜层13的最厚处相对应，使第二膜层14能将第一膜层13的厚度差抹平，能够尽量减小整体厚度。
可选的，参考图1，所述第二膜层14的出光面与所述衬底基板11的入光面为同一平面，使从第二膜层14出射的波长较短的光能够在二者交界处形成全反射，从而获得更好的色域；同时，将所述第二膜层14的出光面与所述衬底基板11的入光面设置为同一平面，可以尽量减小彩膜基板10的厚度，使显示装置整体厚度不易受到增设的第一膜层和第二膜层的影响。
可选的，参考图1，所述第一膜层13和第二膜层14的边缘部位在所述彩膜层12上的投影位于其黑矩阵121中，使得从彩膜层12出射的光能够尽量被所述第一膜层13和第二膜层14作用，从而更好地提高色域。
本发明实施例还提供了所述彩膜基板的另一个实施例，能够提高色域。如图2所示，为本发明提供的彩膜基板的另一个实施例的结构示意图。
所述彩膜基板10，包括衬底基板11和彩膜层12，设置在所述衬底基板11和彩膜层12之间的第一膜层13和第二膜层14；所述第一膜层13和第二膜层14均为2层，且所述第一膜层13和第二膜层14交替设置；相对于第一膜层13，与其对应的第二膜层14靠近所述衬底基板11；所述第一膜层13的出光面与所述彩膜层12之间形成一夹角，且所述第一膜层13和衬底基板11的折射率均小于所述第二膜层14的折射率。
参考图3，光从彩膜层出射后，首先进入第一层第一膜层13，光线与交界面垂直，沿着原光路前进；光传播到第一膜层13和第二膜层14的交界面时，光线与交界面非垂直；因第一膜层13的折射率n1低于第二膜层14的折射率n2，该光线内部各单色光分散开，其中折射率高的单色光偏离原光路最多，并且，在经过下一组第一膜层13和第二膜层14后，光线进一步偏离；由于衬底基板11的折射率n3低于第二膜层14的折射率n2，当折射率高的单色光的光路偏转到一定角度，在第二膜层14与衬底基板11交界面发生全反射；这样，通过这种结构，减少光线中高折射率部分(即短波长)，参见图4，曲线A为现有技术彩膜基板的光谱，曲线B为本发明实施例的彩膜基板的光谱，可以看到，光谱的半波宽减小：w2<w1，颜色饱和度增加，色域提高。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的彩膜基板，通过在彩膜基板中增设第一膜层和第二膜层，并将第一膜层的出射面设置为斜面，同时合理设置衬底基板、第一膜层和第二膜层的折射率，使得波长较短的光因为全反射而被吸收掉，从而使颜色饱和度增加，提高色域，提高显示装置的色彩展现能力。并且，通过分别增设一层第一膜层和第二膜层，使得提高色域的效果进一步提高。
通过前述分析可以知道，所述第一膜层13的出光面可以是相对于所述彩膜层12的一个斜面，即可基于全反射原理提高色域；为了使左右观察效果一致，可将第一膜层13的出光面设置为对称两个斜面，即所述第一膜层13在垂直于彩膜基板10的平面内的截面为等腰三角形，如图2所示。
可选的，以此第一膜层13和第二膜层14作为一个基础单元，本发明实施例提供的彩膜基板中需要至少一个这样的基础单元，其数量可根据实际需要进行设定。
可选的，所述第二膜层14的折射率与第一膜层13和衬底基板11的折射率之间的差异越到，色域提高的效果则越明显，因此，所述折射率可根据实际需要并根据试验数据来进行设定，在此不做具体限定。
可选的，参考图2，为了使彩膜基板中每个亚像素的出射光均能得到更好的色域，可以将所述第一膜层13和第二膜层14与亚像素一一对应设置，即一个R、G或B对应设置2对所述第一膜层13和第二膜层14，从而使每个亚像素R、G、B的出射光均能获得更好的色域。
可选的，参考图1，所述第二膜层14的出光面平行于所述衬底基板11的表面，使在第二膜层14中传输的波长较短的光在第二膜层14的出光面上能够较好地形成全反射；同时，使得第二膜层14的最薄处与第一膜层13的最厚处相对应，使第二膜层14能将第一膜层13的厚度差抹平，能够尽量减小整体厚度。此外，所述第一膜层13的最厚处与最薄处之间的差异越大色域提高的效果越明显，因此，可根据实际需要并根据试验数据来进行设定，在此不做具体限定。
可选的，参考图2，所述第一膜层13的出光面与所述第二膜层14的入光面为同一平面，使从第一膜层13出射的光能够在二者交界处进一步形成折射，从而获得更好的色域；同时，将所述第一膜层13的出光面与所述第二膜层14的入光面设置为同一平面，可以尽量减小彩膜基板的厚度，使显示装置整体厚度不易受到增设的第一膜层和第二膜层的影响。
可选的，参考图2，靠近所述衬底基板11的第二膜层14的出光面与所述衬底基板11的入光面为同一平面，使从第二膜层14出射的波长较短的光能够在二者交界处形成全反射，从而获得更好的色域；同时，将所述第二膜层14的出光面与所述衬底基板11的入光面设置为同一平面，可以尽量减小彩膜基板10的厚度，使显示装置整体厚度不易受到增设的第一膜层和第二膜层的影响。
可选的，参考图2，当所述第二膜层14的出光方向为第一膜层13时，所述第二膜层14的出光面，以及，与其相邻的且位于其出光方向上的第一膜层13的入射面，为同一平面，从而能够使从第二膜层14出射的波长较短的光也能够在一定程度上在第一膜层13和第二膜层14的交界处形成全反射(因为第一膜层13的折射率低于第二膜层14的折射率)，从而获得更好的色域；同时，将所述第二膜层14的出光面与所述第一膜层13的入光面设置为同一平面，可以尽量减小彩膜基板10的厚度，使显示装置整体厚度不易受到增设的第一膜层和第二膜层的影响。
可选的，参考图2，所述第一膜层13和第二膜层14的边缘部位在所述彩膜层12上的投影位于彩膜层12的黑矩阵121中，使得从彩膜层12出射的光能够尽量被所述第一膜层13和第二膜层14作用，从而更好地提高色域。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种显示装置的一个实施例，能够提高色域。如图5所示，为本发明提供的显示装置的一个实施例的结构示意图。
所述显示装置，包括如前所述的彩膜基板的任一实施例。
需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的显示装置，通过在彩膜基板中增设第一膜层和第二膜层，并将第一膜层的出射面设置为斜面，同时合理设置衬底基板、第一膜层和第二膜层的折射率，使得波长较短的光因为全反射而被吸收掉，从而使颜色饱和度增加，提高色域，提高显示装置的色彩展现能力。
可选的，如图5所示，所述显示装置还包括阵列基板20和夹设在彩膜基板10和阵列基板20之间的液晶层30；所述阵列基板20包括基板21和薄膜晶体管(TFT)22，所述薄膜晶体管22的设置位置与所述黑矩阵121一一对应。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种彩膜基板，包括衬底基板和彩膜层，其特征在于，还包括设置在所述衬底基板和彩膜层之间的第一膜层和第二膜层；相对于第一膜层，所述第二膜层靠近所述衬底基板；所述第一膜层的出光面与所述彩膜层之间形成一夹角，且所述第一膜层和衬底基板的折射率均小于所述第二膜层的折射率。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层与亚像素一一对应设置。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一膜层在垂直于彩膜基板的平面内的截面为等腰三角形。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层的数量均为至少2层，且所述第一膜层和第二膜层交替设置。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二膜层的出光面平行于所述衬底基板的表面。
6.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，靠近所述衬底基板的第二膜层的出光面与所述衬底基板的入光面为同一平面。
7.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一膜层的出光面与所述第二膜层的入光面为同一平面，和/或，所述第二膜层的出光面与所述衬底基板的入光面为同一平面。
8.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层的边缘部位在所述彩膜层上的投影位于彩膜层的黑矩阵中。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的彩膜基板。
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