CN109828407A - 彩色滤光片基板、显示装置和背光式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种彩色滤光片基板，包括：透明基板，具有内表面和作为出光面的外表面；彩色滤光片层，位于所述透明基板的邻近所述内表面的一侧；其中，所述出光面形成有多个扩散结构；多个所述扩散结构凹设于所述出光面。本发明实施例还公开一种显示装置和一种背光式显示装置。

Description

彩色滤光片基板、显示装置和背光式显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩色滤光片基板、一种显示装置和一种背光式显示装置。

背景技术

随着液晶显示器(LCD)的屏幕逐渐向大尺寸趋势发展，液晶显示器的视角特性逐渐成为衡量液晶显示器颜色优劣的一项重要指标，一般而言，VA(Vertical Alignment，垂直配向技术)型液晶显示器的视角色度偏差(color difference)会因为液晶晶体的双折射效应不同，从而比IPS(In-Plane Switching，平面转换技术)型液晶显示器的视角色度偏差大，造成VA型液晶显示器在大视角的情况下，画面较IPS型液晶显示器容易有泛白(colorwash-out)的情况发生，

因此，视角补偿技术对于VA型液晶显示器而言，显得相当的重要。一般而言，VA型液晶显示器会用多区域(multi-domain)像素设计技术来达到视角补偿的目的，其中更可分为4-domain、、8-domain或8 domain以上的像素补偿。而采用multi-domain画素设计技术，必须在一个子像素内多分一个子域，且必须设定为不同液晶操作电压，通常分为亮区以及暗区，然而，为了实现分区控制，必须多设计一个分压电容或是多设计一个主动开关元件例如TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)来独立控制，从而导致整体像素的开口率会因此而下降。

另一种视角补偿技术，则采用特殊的视角算法，将显示器邻近的像素进行视角分析，在不影响正视角的gamma特性下，重新排列像素的亮暗分布，来优化显示器的视角特性。利用算法来补偿视角的技术，由于不需要特别的像素设计，不会降低像素的开口率，可以有较佳的显示器穿透率。但是由于使用了整个像素为单位来达到亮区以及暗区的关系，在画质上容易产生颗粒感，导致画质不佳。

因此，在相关技术的基础上，急需提出一种视角补偿技术，不论液晶显示器的尺寸大小如何，都可以改善液晶显示器的视角特性，降低色偏，弥补相关技术的不足。

发明内容

本发明实施例提供一种彩色滤光片基板、一种显示装置和一种背光式显示装置，可以优化液晶显示器视角画质，降低色偏。

一方面，本发明实施例提供的一种彩色滤光片基板，包括：透明基板，具有内表面和作为出光面的外表面；彩色滤光片层，位于所述透明基板的邻近所述内表面的一侧；其中，所述出光面形成有多个扩散结构；多个所述扩散结构凹设于所述出光面。

在本发明的一个实施例中，所述彩色滤光片层包括呈阵列排布的多个滤光区域，每一个所述滤光区域对应的所述扩散结构的数目不少于十个。

在本发明的一个实施例中，所述彩色滤光片基板还包括：网格型偏振片，设置在所述透明基板的所述内表面和所述彩色滤光片层之间。

在本发明的一个实施例中，多个所述扩散结构为通过激光打点的方式形成于所述出光面。

另一方面，本发明实施例提供的一种显示装置，包括：阵列基板；如前述任意一项实施例所述的彩色滤光片基板；液晶层，设置在所述阵列基板和所述彩色滤光片基板之间；指向性光源装置，设置在所述阵列基板远离所述彩色滤光片基板的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述阵列基板包括：第二透明基板；像素层，位于所述第二透明基板和所述液晶层之间；以及第二网格型偏振片，设置在所述第二透明基板远离所述像素层的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述指向性光源装置的出射光线与所述指向性光源装置的出光面的法线之间的夹角取值范围为-30度至30度。

在本发明的一个实施例中，所述指向性光源装置包括：电路板；多个发光二极管，设置在所述电路板上；多个透镜结构，设置在多个所述发光二极管远离所述电路板的一侧且覆盖多个所述发光二极管；聚光膜，设置在多个所述透镜结构远离多个所述发光二极管的一侧；以及扩散片，设置在多个所述透镜结构和所述聚光膜之间。

再一方面，本发明实施例提供的一种背光式显示装置，包括：第一基板；第二基板；显示介质层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间；指向性背光源装置，设置在所述第一基板远离所述显示介质层的一侧；其中，所述第一基板包括像素层；其中，所述第二基板远离所述显示介质层的表面为出光面，且所述出光面凹设形成有多个扩散结构。

上述实施例：通过对显示装置结构的重新设计，可以优化液晶显示器的视角画质，降低色偏，且不需要设计像素的域而牺牲像素的开口率，以及不需要像素亮暗点补偿，因而无画质劣化风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明一个实施例中的一种彩色滤光片基板的局部结构示意图；

图1B为图1A所示彩色滤光片基板中的透明基板与彩色滤光片层的局部对应关系示意图；

图2为本发明另一实施例中的一种显示装置的局部结构示意图；

图3为本发明再一实施例中的一种背光式显示装置的局部结构示意图；

图4为本发明实施例与相关技术的gamma曲线对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

由于VA型LCD的液晶在液晶盒内为垂直排列，亦即LCD上下玻璃的法线方向与液晶在暗态时的长轴方向互相平行，在外加电压时，液晶会开始倾倒，使得液晶会与上下玻璃呈现一个角度，由于液晶的非等相性，使得左右侧视角的光产生不同的相位差，造成液晶在不同视角时，会有不同的亮色度，造成侧看的画质相比正视时的差异较大。有鉴于此，本发明下述实施例提出相关技术方案以克服该技术问题。

如图1A所示，本发明一个实施例提供了一种彩色滤光片基板10，主要包括：透明基板11和彩色滤光片层13。

其中，透明基板11具有内表面111和外表面113，外表面113例如作为出光面113。彩色滤光片层13例如位于透明基板11的邻近内表面111的一侧；其中，出光面113例如形成有多个扩散结构1131。多个扩散结构1131例如用于将正向光部分重新散射至侧方向。

如图1B所示，彩色滤光片层13例如包括呈阵列排布的多个滤光区域131(如图1B中相互交叉的虚线之间形成的多个区域)，多个滤光区域131例如包括红色滤光区域、绿色滤光区域和蓝色滤光区域中的一种或多种，每一个滤光区域131正上方(如图1A所示的正上方)所对应的扩散结构1131的数目例如不少于十个，以达到较好的将正向光部分重新散射至侧方向的效果；如图1B中所示，每个滤光区域131对应的扩散结构1131的数目例如为12个。

再参见图1A，多个扩散结构1131例如分别凹设于出光面113。具体地，多个扩散结构1131例如分别为凹槽。扩散结构1131例如均匀设置在多个滤光区域131的正上方。

承上述，彩色滤光片基板10例如还包括：网格型偏振片15。网格型偏振片15例如设置在透明基板11的内表面111和彩色滤光片层13之间，具体地，网格型偏振片15例如为贴在透明基板11的内表面111上的一层网格型偏振膜。

多个扩散结构1131例如为通过激光打点的方式形成于出光面113。采用激光打点方式形成的多个扩散结构1131可以实现较小体积，且可以通过编程实现对整个形成过程的控制，且比较节省最终制成的透明基板11的制作成本。

再者，彩色滤光片基板10例如还包括：公共电极层17，公共电极层17例如设置在彩色滤光片层13远离所述出光面的一侧。公共电极层17例如是由透明导电材料制成的，所述透明导电材料例如为ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)材料等。

在此值得一提的是，多个扩散结构1131并不局限于本发明实施例所述的形成于透明基板11的出光面113上，多个扩散结构1131例如还可以形成于彩色滤光片基板10的其他组成部分的表面上。多个扩散结构1131的形成方式也并不局限于本发明实施例所述的通过激光打点的方式形成，其还可以是其他方式例如蚀刻方式形成的。多个扩散结构1131的形状也并不局限于本发明实施例所述的凹槽结构，其还可以是其他可以达到散射光线的扩散结构。

如图1A所示，本发明前述一个实施例通过在出光面113形成有多个扩散结构1131，可以实现将从彩色滤光片基板10远离出光面113一侧射入的指向性光线Li例如大部分为近似正向光(垂直于入射面)的光线部分重新扩散至侧方向得到出射光线Lo，以增强视角特性。

如图2所示，本发明另一实施例提供了一种显示装置20，主要包括：阵列基板21、彩色滤光片基板23、液晶层25和指向性光源装置27。

其中，彩色滤光片基板23例如为如前述实施例所述的彩色滤光片基板10，彩色滤光片基板10的具体结构和功能细节可参考前述实施例的描述，在此不再赘述。

液晶层25例如设置在阵列基板21和彩色滤光片基板23之间。具体地，液晶层25例如填充有显示介质例如多个液晶分子。

指向性光源装置27例如设置在阵列基板21远离彩色滤光片基板23的一侧。具体地，指向性光源装置27所发出光线的出射面例如邻近阵列基板21设置，从而可以为由阵列基板21、彩色滤光片基板23和液晶层25以及其他常用组成部分组成的液晶显示面板提供光源，配合液晶显示面板驱动液晶层25的显示介质例如多个液晶分子转向以显示需要显示的画面。

阵列基板21例如包括：第二透明基板211、像素层213和第二网格型偏振片215。

其中，像素层213例如位于第二透明基板211和液晶层25之间。具体地，像素层213例如包括多个子像素结构，多个所述子像素结构例如与彩色滤光片基板23的多个所述滤光区域一一对应，每一个子像素结构例如包括子像素电极和主动开关元件例如TFT(薄膜晶体管)，每一个子像素电极例如是由透明导电材料制成的，所述透明导电材料例如为ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)材料。再者，以RGB全彩液晶显示装置而言，单个子像素结构例如是红色(R)像素、绿色(G)像素或蓝色(B)像素。

第二网格型偏振片215例如设置在第二透明基板211远离像素层213的一侧。

指向性光源27的出射光线La例如与指向性光源27的出光面2701的法线b之间的夹角α取值范围例如为-30度(对应出射光线La位于图2中的法线b的左侧)至30度(对应出射光线La位于图2中的法线b的右侧)。当然，指向性光源装置27的出射光线La与出光面2701的法线b之间的夹角α取值范围还可以进一步设置为-15度至15度。典型地，指向性光源装置27的大部分出射光线La垂直于出光面2701，也即指向性光源装置27的大部分出射光线La为正向光，平行于法线b。

承上述，指向性光源装置27例如包括：电路板271、多个发光二极管273、多个透镜结构275、聚光膜277和扩散片279。

多个发光二极管273例如设置在电路板271上。具体地，多个发光二极管273例如为封装好的LED芯片。多个发光二极管273所在空间的底部及侧壁(如图2所示的底部和侧壁)例如为反射面，具体地，所述反射面例如可以为经过镜面处理的表面、或者贴装或涂布有反射材料的表面，多个发光二极管273所在空间当然也并不局限于如图2所示的倒梯形结构还可以是矩形结构或其他合适的结构。

多个透镜结构275例如设置在多个发光二极管273远离电路板271的一侧且覆盖多个发光二极管273。具体地，多个透镜结构275例如用于聚光，提高光利用效率。再者，多个发光二极管273例如是构成行列排布的发光二极管阵列，而单个透镜结构275例如是对应一个发光二极管273，也可以是对应一列或一行发光二极管273。

聚光膜277例如设置在透镜结构275远离多个发光二极管273的一侧。具体地，聚光膜277例如包括增亮膜BEF(Brightness Enhancement Film，棱镜膜)。进一步地，聚光膜277例如为双层膜结构，一层为增亮膜BEF，一层为反射型偏光增亮膜DBEF(dual brightnessenhancement film)。聚光膜277通过利用光线折射原理来重复利用和依靠其高通过率与棱镜作用将全方位角度(与聚光膜277的法线之间的夹角)的光束聚集成角度较窄的光束，以提高中间(与聚光膜277的法线之间的夹角较小)角度的亮度，但依据能量守恒定理，除中间角度的亮度，其他(与聚光膜277的法线之间的夹角较大)角度的亮度将减弱。

扩散片279例如设置在多个透镜结构275和聚光膜277之间。扩散片279与多个发光二极管273之间预留一定的空间，可以提高了亮度均匀性。

指向性光源装置27因其上述结构，可以具有：高灰度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易化等特点。

如图4所示，曲线C1为相关技术的侧视60度的gamma曲线，曲线C2为通过本发明前述图2所示实施例的技术方案得到的侧视60度的gamma曲线，曲线C0为正视也即垂直于显示装置20看过去得到的gamma曲线。可见本发明前述图2所示实施例的技术方案的技术效果更好，相比相关技术侧视60度时与正视时的色偏有很大改善，也即本发明前述图2所示实施例的技术方案能够降低色偏，增强视角特性。

本发明前述另一实施例通过设计指向性光源装置27可以调整指向性光源装置27的出射光线La的指向性，使其大部分出射光线La都是垂直于出光面2701的正向光，如此指向性光源装置27发出的大部分光线在经过所述液晶显示面板尤其是经过液晶层内液晶分子的光都是等相的，如此一来，显示装置20的视角特性就不会受到液晶层内液晶分子的非等相性太多影响；然后这些光线在经过彩色滤光片基板23的所述扩散结构时可以部分重新散射至侧方向得到出射光线Lc，从而显示装置20可以实现较好的视角特性，优化视角画质，降低色偏。且本发明另一实施例的技术方案相比多区域像素设计进行视角补偿的方案，不需要牺牲像素的开口率；以及相比采用特殊的视角算法进行视角补偿的方案不需要像素亮暗点补偿，因而无画质劣化风险。

如图3所示，本发明再一实施例提供了一种背光式显示装置30，主要包括：第一基板31、第二基板33、显示介质层35和指向性背光源装置37。

其中，显示介质层35例如设置在第一基板31和第二基板33之间。

指向性背光源装置37例如设置在第一基板31远离显示介质层35的一侧。

第一基板31例如包括像素层311和透明基板313。具体地，像素层311例如包括多个子像素结构，每一个子像素结构例如包括子像素电极和主动开关元件例如TFT(薄膜晶体管)，每一个子像素电极例如是由透明导电材料制成的，所述透明导电材料例如为ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)材料。

第二基板33例如远离显示介质层35的表面331为出光面331，且出光面331凹设形成有多个扩散结构3311。

第一基板31、第二基板33、显示介质层35和指向性背光源装置37例如可以分别采用前述另一实施例所述的阵列基板21、彩色滤光片基板23、液晶层25和指向性光源装置27；而阵列基板21、彩色滤光片基板23、液晶层25和指向性光源装置27的具体结构和功能细节请参考前述实施例的描述，在此不再赘述。在此值得一提的是，在其他一些实施例中，第一基板31也可以通过前述另一实施例所述的阵列基板21加上彩色滤光片层13得到，此时第二基板33通过前述另一实施例所述的彩色滤光片基板23去掉彩色滤光片层13得到，以及显示介质层35和指向性背光源装置37例如仍然可以分别采用前述另一实施例所述的液晶层25和指向性光源装置27，如此一来，以形成COA(color filter on array)型背光式显示装置30。

因和本发明另一实施例提供的显示装置20具有相似的结构特征，本发明再一实施例的背光式显示装置30也可以实现较好的视角特性，优化视角画质，降低色偏。且相比多区域像素设计进行视角补偿的方案不需要牺牲像素的开口率，以及相比采用特殊的视角算法进行视角补偿的方案不需要像素亮暗点补偿，因而无画质劣化风险。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种彩色滤光片基板，其特征在于，包括：

透明基板，具有内表面和作为出光面的外表面；以及

彩色滤光片层，位于所述透明基板的邻近所述内表面的一侧；

其中，所述出光面形成有多个扩散结构；

多个所述扩散结构凹设于所述出光面。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述彩色滤光片层包括呈阵列排布的多个滤光区域，每一个所述滤光区域对应的所述扩散结构的数目不少于十个。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述彩色滤光片基板还包括：

网格型偏振片，设置在所述透明基板的所述内表面和所述彩色滤光片层之间。

4.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，多个所述扩散结构为通过激光打点的方式形成于所述出光面。

5.一种显示装置，其特征在于，包括：

阵列基板；

如权利要求1至4任意一项所述的彩色滤光片基板；

液晶层，设置在所述阵列基板和所述彩色滤光片基板之间；

指向性光源装置，设置在所述阵列基板远离所述彩色滤光片基板的一侧。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板包括：

第二透明基板；

像素层，位于所述第二透明基板和所述液晶层之间；以及

第二网格型偏振片，设置在所述第二透明基板远离所述像素层的一侧。

7.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述指向性光源装置的出射光线与所述指向性光源装置的出光面的法线之间的夹角取值范围为-30度至30度。

8.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述指向性光源装置包括：

电路板；

多个发光二极管，设置在所述电路板上；

多个透镜结构，设置在多个所述发光二极管远离所述电路板的一侧且覆盖多个所述发光二极管；

聚光膜，设置在多个所述透镜结构远离多个所述发光二极管的一侧；以及

扩散片，设置在多个所述透镜结构和所述聚光膜之间。

9.一种背光式显示装置，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板；

显示介质层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间；

指向性背光源装置，设置在所述第一基板远离所述显示介质层的一侧；

其中，所述第一基板包括像素层；

其中，所述第二基板远离所述显示介质层的表面为出光面，且所述出光面凹设形成有多个扩散结构。