CN110187547B - 一种显示面板、显示装置及车载显示系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种显示面板、显示装置及车载显示系统，显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层；阵列基板包括第一衬底基板，第一衬底基板面向液晶层一侧具有交叉且绝缘设置的多条第一信号线和多条第二信号线，以及设置在第一信号线和第二信号线的交叉区域的薄膜晶体管；第一信号线和第二信号线限定出子像素区域，薄膜晶体管的有源层部分位于子像素区域内；彩膜基板包括第二衬底基板，第二衬底基板面向液晶层的一侧设置有遮光层；遮光层的图案包括第一部分和第二部分；第二部分在第一衬底基板上的正投影和有源层位于子像素区域内的部分在第一衬底基板上的正投影相交叠。

Description

一种显示面板、显示装置及车载显示系统

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板、显示装置及车载显示系统。

背景技术

在现有技术中，为了将液晶显示面板的阵列基板上不同颜色的子像素分割，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色，通常会在液晶显示面板的彩膜基板面向阵列基板的一侧设置黑色矩阵(BM)，以对位于各子像素区域交界处的数据线、扫描线等信号线进行遮挡。

但实际上，薄膜晶体管外露在子像素区域内的有源层部分对光线也会有反射作用，因此该部分也会导致漏光，特别是应用在高亮环境下的液晶显示面板，有源层漏光现象更为明显，显示效果极差。

申请内容

本申请实施例提供一种显示面板、显示装置及车载显示系统，用于解决现有技术中显示面板的有源层漏光导致显示效果差的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种显示面板，所述显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；

所述阵列基板包括第一衬底基板，所述第一衬底基板面向所述液晶层一侧具有交叉且绝缘设置的多条第一信号线和多条第二信号线，以及设置在所述第一信号线和所述第二信号线的交叉区域的薄膜晶体管；所述第一信号线和所述第二信号线限定出子像素区域，所述薄膜晶体管的有源层部分位于所述子像素区域内；

所述彩膜基板包括第二衬底基板，所述第二衬底基板面向所述液晶层的一侧设置有遮光层；所述遮光层的图案包括第一部分和第二部分；所述第一信号线和所述第二信号线在所述第一衬底基板上的正投影位于所述第一部分在所述第一衬底基板上的正投影内；所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影和所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影相交叠。

一种可能的设计中，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影完全覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

一种可能的设计中，在所述有源层位于所述子像素区域内的部分的中心位置指向该部分的任意边缘位置的方向上，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影与所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影的同侧边缘之间的距离为0～3微米。

一种可能的设计中，所述第二部分的形状和所述有源层位于所述子像素区域内的部分的形状相同。

一种可能的设计中，所述有源层的形状呈“U”字型，所述“U”的两个顶端分别与所述薄膜晶体管的源极和漏极电连接，所述“U”的底端和一侧端位于所述子像素区域内。

一种可能的设计中，所述遮光层的厚度为1～1.5微米。

一种可能的设计中，在每一种显示颜色的子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

一种可能的设计中，所述子像素区域包括红色子像素区域、绿色子像素区域、蓝色子像素区域以及白色子像素区域中的至少一种；在部分显示颜色的子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

一种可能的设计中，当所述子像素区域包括红色子像素区域和绿色子像素区域时，至少在红色子像素区域和/或绿色子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

一种可能的设计中，当所述子像素区域包括绿色子像素区域和白色子像素区域时，至少在白色子像素区域和/或绿色子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

一种可能的设计中，所述显示面板还包括：

上偏光片，设置在所述彩膜基板远离所述液晶层的一侧；

下偏光片，设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧；

背光，设置在所述下偏光片远离所述阵列基板的一侧。

第二方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括如本申请实施例第一方面或者第一方面任一种可能的设计中所述的显示面板。

第三方面，本申请实施例提供一种车载显示系统，包括挡风玻璃，以及如本申请实施例第二方面所述的显示装置；

所述显示装置用于显示图像，所述图像形成光束，并投射在所述挡风玻璃上。

本申请有益效果如下：

采用本申请实施例技术方案在彩膜基板的第二衬底基板面向液晶层的一侧设置遮光层，可以在将阵列基板上不同颜色的子像素分割，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色的同时，还可以对外露在子像素区域内的薄膜晶体管的有源层部分进行遮挡，解决外露在子像素区域内的有源层部分导致的漏光问题，提高显示面板的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本申请内容。

图1为本申请实施例中一种可能的显示面板的结构示意图；

图2为本申请实施例中图1所示显示面板中的阵列基板的结构示意图；

图3为本申请实施例中图1所示显示面板中的彩膜基板上的遮光层的结构示意图；

图4为本申请实施例中图3所示遮光层在图2所示阵列基板上的投影示意图；

图5为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图6为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图7为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图8为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图9为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图10为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图11为本申请实施例中遮光层在阵列基板上的另一种可能的投影示意图；

图12为本申请实施例中另一种可能的显示面板的结构示意图；

图13为本申请实施例中一种可能的显示装置的示意图；

图14为本申请实施例中一种可能的车载显示系统的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本申请实施例提供的显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要理解的是，在本申请实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本申请实施例的描述中“多个”，是指两个或两个以上。

本申请实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

通常，液晶显示面板包括相对设置的彩膜基板(CF基板)和阵列基板(TFT基板)，彩膜基板和阵列基板之间填充有液晶层。彩膜基板和阵列基板上设置有相互对应的像素电极，当在像素电极上施加电压时，液晶层中的液晶分子就会发生偏转，从而改变液晶层的透光性并显示图像。

阵列基板上的像素结构包括多条数据线和多条扫描线，以及多条数据线和多条扫描线交叉形成的多个子像素区域。每个子像素区域中均设置有薄膜晶体管和像素电极。

为了将阵列基板上不同颜色的子像素分割，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色，现有技术会在彩膜基板面向阵列基板的一侧设置黑色矩阵(BM)，黑色矩阵在俯视状态下可以覆盖阵列基板上各数据线和扫描线，能够遮挡数据线或扫描线的反射的光。

但是，在具体实施时，薄膜晶体管的有源层(poly)有一部分位于子像素区域内，该部分对光线也会有反射作用。因此子像素区域内的薄膜晶体管的有源层部分也会导致漏光。

特别是应用在抬头显示或平视显示器(Head up display，HUD)中，有源层漏光更为严重。这是因为HUD的主要应用是将行车需要的图像信息投射到实际行车环境中，因此对穿透率(transmittance，TR)和对比度(contrast ratio，CR)有严格要求，以保证高亮环境光下图像信息的可读性。出于穿透率考虑，HUD的NTSC(由(美国)国家电视标准委员会(National Television Standards Committee，NTSC)制定的色彩饱和度标准)通常低于消费品及普通车载，目前主流HUD的NTSC为45％，相应的CF RGB膜层较薄。因此，相比常规高NTSC的产品，产品的poly漏光十分明显。

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请实施例提供一种显示面板。请参见图1，该显示面板包括相对设置的阵列基板3和彩膜基板4，以及设置在阵列基板3和彩膜基板4之间的液晶层5。

阵列基板3包括第一衬底基板，第一衬底基板面向液晶层一侧具有交叉且绝缘设置的多条第一信号线31和多条第一信号线32，如图2所示。第一信号线31和第一信号线32限定出子像素区域33。第一信号线31和第一信号线32的交叉区域设置有薄膜晶体管(图2未示出)，薄膜晶体管的有源层34部分位于子像素区域33内。

彩膜基板4包括第二衬底基板，第二衬底基板面向所述液晶层的一侧设置有遮光层45，遮光层45的图案包括第一部分45a和第二部分45b，如图3所示。

图4为遮光层45在第一衬底基板上的投影示意图。结合参照图2、图3以及图4，第一信号线31和第一信号线32在第一衬底基板上的正投影位于遮光层45的第一部分45a在第一衬底基板上的正投影内；遮光层45的第二部分45b在第一衬底基板上的正投影和薄膜晶体管的有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影相交叠。

本申请实施例在彩膜基板4的第二衬底基板面向液晶层的一侧设置遮光层45，且遮光层45的图案包括第一部分45a和第二部分45b。其中，第一信号线31和第一信号线32在第一衬底基板上的正投影位于遮光层45的第一部分45a在第一衬底基板上的正投影内，这样可以保证将阵列基板3上不同颜色的子像素分割，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色；遮光层45的第二部分45b在第一衬底基板上的正投影和薄膜晶体管的有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影相交叠，这样可以对薄膜晶体管的有源层34位于子像素区域33内的部分导致的漏光进行遮挡，解决了外露在子像素区域内的有源层部分导致的漏光问题，提高了显示面板的显示效果。

可选的，遮光层45的第一部分45a具体为用于分割阵列基板3上不同颜色的子像素的黑色矩阵，遮光层45的第一部分45a和第二部分45b为一体结构。这样，在制作该显示面板时，只是需要在原有的制作黑色矩阵的工序中，修改掩模图案就可以实现该遮光层45，工艺简单，成本低且易实施。

可选的，为了提高方案的灵活性，在本申请实施例中，遮光层45的第二部分45b在第一衬底基板上的正投影可以部分覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影，如图4所示；第二部分45b在第一衬底基板上的正投影也可以完全覆盖有源层34位于所述子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影，如图5所示，本申请实施例对此不做具体限制。

在本文接下来的描述中，主要以第二部分45b在第一衬底基板上的正投影完全覆盖有源层34位于所述子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影为例，进行详细说明。

可选的，考虑到遮光层面积太小会导致遮光效果较差，太大又会牺牲较多的像素开口率，因此在本申请实施例中，可以在第一方向上，限制第二部分45b在第一衬底基板上的正投影与有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影的同侧边缘之间的距离为0～3微米。其中，所述第一方向可以为从有源层34位于子像素区域33内的部分的中心位置指向远离所述中心位置的任一方向；所述同侧边缘指有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影在所述第一方向上的第一边缘部分，以及第二部分45b在第一衬底基板上的正投影在所述第一方向上靠近该第一边缘部分的第二边缘部分。

在具体实施时，同侧边缘之间的实际距离可参考阵列基板3和彩膜基板4的实际对位能力而定，本申请不做具体限制。

例如图6所示，对用虚线圆圈出的部分进行了放大示意。假设第一方向为从有源层34位于子像素区域33内的部分的中心位置指向该部分的下边缘方向，则第一边缘部分m1和第二边缘部分m2的距离为L1，；假设第一方向为从有源层34位于子像素区域33内的部分的中心位置指向该部分的右边缘方向，则第一边缘部分m3和第二边缘部分m4的距离为L2，例如L1＝1.5微米，L2＝2微米，L1和L2均在0～3微米范围内。

本实施方式，将第二部分45b在第一衬底基板上的正投影与有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影的同侧边缘之间的距离设置为0～3微米，可以更好地保证第二部分45b在第一衬底基板上的正投影可以完全覆盖有源层34位于所述子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影，提高第二部分45b对有源层34位于子像素区域33内的部分的遮光效果，同时尽可能地减小对像素开口率的影响。

可选的，如图2所示，有源层34的形状呈“U”字型，“U”的两个顶端分别与薄膜晶体管的源极和漏极电连接，“U”的底端和一侧端位于子像素区域33内。请参见图7，第二部分45b的形状和有源层34位于子像素区域33内的部分的形状相同，也呈“U”字型。

当然，在具体实施时，有源层34的形状还可以是其它形式，本申请实施例对此不做限制。

通过本实施方式，将第二部分45b的形状和有源层34位于子像素区域33内的部分的形状设置相同，可以在保证第二部分45b对有源层34位于子像素区域33内的部分的遮光效果的前提下，节省第二部分45b的材料，降低成本。

可选的，考虑到遮光层厚度太薄会导致遮光效果较差，太厚又容易导致工艺出错，比如影响阵列基板3和彩膜基板4的对位，因此在本申请实施中，可以将遮光层的厚度设置为1～1.5微米，以在保证第二部分45b对有源层34遮光效果的同时，避免对制作工艺产生不良影响，使得阵列基板3和彩膜基板4的对位。

可选的，在本申请实施例中，在每一种显示颜色的子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。

例如图8所示，当显示面板为RGB面板时，在R子像素区域、G子像素区域以及B子像素区域中的每种显示颜色的子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。

又例如图9所示，当显示面板为RGBW面板时，在R子像素区域、G子像素区域、B子像素区域以及W子像素区域中的每种显示颜色的子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。

通过本实施方式，可以保证所有显示颜色的子像素区域33内的有源层34的部分都可以被第二部分45b遮挡，提高遮光效果。

可选的，在部分显示颜色的子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。

一般来说，各子像素区域的透过率高低排序为：W子像素区域＞G子像素区域＞R子像素区域＞B子像素区域；因此，在没有第二部分45b对有源层34位于子像素区域33内的部分遮挡的情况下，各子像素区域的漏光程度排序也是：W子像素区域＞G子像素区域＞R子像素区域＞B子像素区域。鉴于此，当显示面板对对比度要求较高而对透过率要求较低时(需要纯黑画面漏光程度最小)，可以如图8、图9所示，对所有显示颜色的子像素区域33内的有源层34部分进行遮挡；而当显示面板对对比度要求较低而对透过率要求较高时，可以只选择遮挡部分显示颜色的子像素区域33内的有源层34部分。

比如，当子像素区域33包括R子像素区域33和G子像素区域33时，至少在R子像素区域33和/或G子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。例如图10所示，如果是RGB显示面板，仅对G子像素区域和R子像素区域内的有源层34部分进行遮挡。

又如，当子像素区域33包括G子像素区域33和W子像素区域33时，至少在W子像素区域33和/或G子像素区域33内，第二部分45b在第一衬底基板上的正投影覆盖有源层34位于子像素区域33内的部分在第一衬底基板上的正投影。例如图11所示，如果是RGBW显示面板，仅对G子像素区域和W子像素区域内的有源层34部分进行遮挡。

可选的，请参见图12，在本申请实施例中的显示面板还可以包括：

上偏光片6，设置在彩膜基板4远离液晶层5的一侧；

下偏光片7，设置在阵列基板3远离液晶层5的一侧；

背光8，设置在下偏光片7远离阵列基板3的一侧。

应当说明的是，对于该显示面板的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本申请的限制。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供一种显示装置，如图13所示，包括如本申请实施例上述的显示面板。

该显示装置可以为：手机、抬头显示器、平视显示器、平板电脑、电视机、显示器、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。

对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本申请的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供一种车载显示系统，如图14所示，包括挡风玻璃(A)，以及如本申请实施例上述的显示装置(B)。

其中，显示装置用于显示图像，图像形成光束，并投射在挡风玻璃上。

当然，在具体实施时，车载显示系统还可以有其它组成部分，比如图14所示的平面反射镜(C)和凹面镜(D)。对于车载显示系统的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本申请的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

采用本申请实施例技术方案在彩膜基板的第二衬底基板面向液晶层的一侧设置遮光层，可以在将阵列基板上不同颜色的子像素分割，遮挡色彩的空隙，防止漏光或者混色的同时，还可以对外露在子像素区域内的薄膜晶体管的有源层部分进行遮挡，解决外露在子像素区域内的有源层部分导致的漏光问题，提高显示面板的显示效果。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；

所述阵列基板包括第一衬底基板，所述第一衬底基板面向所述液晶层一侧具有交叉且绝缘设置的多条第一信号线和多条第二信号线，以及设置在所述第一信号线和所述第二信号线的交叉区域的薄膜晶体管；所述第一信号线和所述第二信号线限定出子像素区域，所述子像素区域包括红色子像素区域、绿色子像素区域、蓝色子像素区域以及白色子像素区域中的至少一种，所述薄膜晶体管的有源层部分位于所述子像素区域内；

所述彩膜基板包括第二衬底基板，所述第二衬底基板面向所述液晶层的一侧设置有遮光层；所述遮光层的图案包括第一部分和第二部分；所述第一信号线和所述第二信号线在所述第一衬底基板上的正投影位于所述第一部分在所述第一衬底基板上的正投影内；仅在部分显示颜色的子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影完全覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，在所述有源层位于所述子像素区域内的部分的中心位置指向该部分的任意边缘位置的方向上，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影与所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影的同侧边缘之间的距离为0～3微米。

4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二部分的形状和所述有源层位于所述子像素区域内的部分的形状相同。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述有源层的形状呈“U”字型，所述“U”的两个顶端分别与所述薄膜晶体管的源极和漏极电连接，所述“U”的底端和一侧端位于所述子像素区域内。

6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述遮光层的厚度为1～1.5微米。

7.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，当所述子像素区域包括红色子像素区域和绿色子像素区域时，至少在红色子像素区域和/或绿色子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，当所述子像素区域包括绿色子像素区域和白色子像素区域时，至少在白色子像素区域和/或绿色子像素区域内，所述第二部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述有源层位于所述子像素区域内的部分在所述第一衬底基板上的正投影。

9.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括：

上偏光片，设置在所述彩膜基板远离所述液晶层的一侧；

下偏光片，设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧；

背光，设置在所述下偏光片远离所述阵列基板的一侧。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的显示面板。

11.一种车载显示系统，其特征在于，包括挡风玻璃，以及如权利要求10所述的显示装置；

所述显示装置用于显示图像，所述图像形成光束，并投射在所述挡风玻璃上。