CN110596940A - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种显示面板和显示装置,显示面板包括多种颜色的子像素,以及多种结构的上偏光单元;所述多种结构的上偏光单元与所述多种颜色的子像素一一对应设置,以提高每种颜色的透射光透过相同颜色的子像素对应的上偏光单元的穿透率。本申请中的上偏光单元提高了每个颜色的子像素对应的相同颜色透射光的穿透率,使得显示面板的每一种单色透射光的穿透率都较高,进而提高了显示面板整体的光穿透效果。
Description
技术领域
本申请涉及显示面板技术领域,尤其涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
目前,液晶显示器由背光模组和液晶盒两部分组成。其中背光模组包括背光源、导光板、扩散片等,液晶盒包括下偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)玻璃、上偏光片等组成,而传统的偏光片为吸收型的,只允许正交单一偏振方向的光通过,另一偏振方向的光被吸收掉,使得整体的背光透过率大大下降。背光源经过各层介质吸收或反射后,光能损耗达到95%,且穿透损失主要是因为偏光片的吸收。另外,传统的偏光片的材质包含保护层、聚乙烯醇(PVA)层、三醋酸纤维素(TAC)层、压敏胶(PSA)、补偿膜和离型膜,相对特殊场合的显示器件,需要更加严苛的信耐性需求,容易发生偏光片失效的风险。
随着纳米压印技术的发展,人们已经开始制备亚波长光栅结构,来达到对可见光波长范围的光的偏振作用,所谓亚波长光栅是指光栅周期远小于入射光波长的光栅,亚波长光栅结构对于横向磁场(Transverse Magnetic,TM)和横向电场(Transverse Electric,TE)态光场具有很高的消光比,能够显著地透过垂直于金属线排列方向的TM光而反射平行于金属线排列方向的TE光,使得其可以作为高透过率的偏光片结构使用。亚波长线栅偏光片相比于传统的偏光片具有高透过率和高对比度的优点,但是其在应用到液晶显示器中时不能同时满足RGB(红绿蓝)三基色的最佳穿透率,从而影响了液晶显示器的整体光穿透效果。
发明内容
本申请实施例提供一种显示面板和显示装置,以解决显示面板不能同时满足不同颜色的透射光的穿透率均较佳而引起液晶显示器的整体光穿透效果差的问题。
本申请实施例提供了一种显示面板,包括多种颜色的子像素,以及多种结构的上偏光单元;所述多种结构的上偏光单元与所述多种颜色的子像素一一对应设置,以提高每种颜色的透射光透过相同颜色的子像素对应的上偏光单元的穿透率。
可选的,所述显示面板还包括多种结构的下偏光单元;所述多种结构的下偏光单元与所述多种颜色的子像素一一对应设置;所述上偏光单元和所述下偏光单元分别位于对应的子像素的两侧;或者,所述上偏光单元和所述下偏光单元位于对应的子像素的同一侧,且所述上偏光单元靠近所述子像素设置。
可选的,所述上偏光单元和对应的下偏光单元的结构相同,且透光轴相互垂直。
可选的,所述上偏光单元为亚波长纳米光栅结构;且所述多种结构的上偏光单元的光栅周期、光栅占空比和光栅高度中至少有一个不相同。
可选的,所述光栅周期为120~500纳米;所述光栅占空比为0.3~0.7;所述光栅高度为100~300纳米。
可选的,所述上偏光单元和所述下偏光单元在垂直于所述显示面板方向上的投影均完全覆盖对应的子像素在垂直于所述显示面板方向上的投影。
可选的,所述多种颜色的子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;所述多种结构的上偏光单元包括第一上偏光单元、第二上偏光单元和第三上偏光单元;
所述第一上偏光单元对应所述红色子像素设置,红色透射光透过所述第一上偏光单元的穿透率大于绿色透射光和蓝色透射光透过所述第一上偏光单元的穿透率;
所述第二上偏光单元对应所述绿色子像素设置,绿色透射光透过所述第二上偏光单元的穿透率大于红色透射光和蓝色透射光透过所述第二上偏光单元的穿透率;
所述第三上偏光单元对应所述蓝色子像素设置,蓝色透射光透过所述第三上偏光单元的穿透率大于红色透射光和绿色透射光透过所述第三上偏光单元的穿透率。
可选的,所述第一上偏光单元、所述第二上偏光单元和所述第三上偏光单元均为亚波长纳米光栅结构;所述第一上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.6,光栅高度为260纳米;所述第二上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.5,光栅高度为260纳米;所述第三上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.5,光栅高度为270纳米。
可选的,所述显示面板还包括相对设置的第一基板和第二基板,所述多种颜色的子像素设置在所述第一基板靠近所述第二基板的一侧;所述多种结构的上偏光单元设置在所述多种颜色的子像素靠近所述第二基板的一侧,所述多种结构的下偏光单元设置在所述第二基板远离所述第一基板的一侧。
本申请实施例还提供了一种显示装置,包括上述的显示面板和与所述显示面板对应设置的背光模组;所述背光模组用于向所述显示面板提供所述透射光的光源。
本申请的有益效果为:本申请中提供了用于显示面板的多种结构的上偏光单元,且多种上偏光单元与多种颜色的子像素一一对应设置,根据不同颜色的子像素设计对应的上偏光单元的结构,可以提高每一种颜色的透射光透过相同颜色的子像素对应的上偏光单元的穿透率,从而保证每个颜色的子像素对应的相同颜色透射光均具有高的穿透率,即显示面板的每一种单色透射光(例如红色、绿色和蓝色三基色光)的穿透率都较高,进而提高了显示面板整体的光穿透效果;本申请的上偏光单元为亚波长纳米光栅结构,可以针对不同颜色的子像素分别选择具有较佳透过率和消光比的亚波长纳米光栅结构作为上偏光单元,以确保每一种颜色的透射光在透过相同颜色的子像素对应的上偏光单元时具有较高的穿透率,以提高显示面板整体的光穿透效果。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的一种显示面板的部分结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种显示面板的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种显示面板的部分结构示意图;
图4为是示例性的半波长纳米光栅偏光原理示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种显示面板的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种显示面板的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的,并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现,并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。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。在本申请的描述中,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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指,否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是,这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在,而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步说明。
如图1和图2所示,本申请实施例提供了一种显示面板1,包括相对设置的第一基板2和第二基板3,多种颜色的子像素4(色阻层),多种结构的上偏光单元5,以及多种结构的下偏光单元6;多种颜色的子像素4设置在第一基板2靠近第二基板3的一侧;多种结构的上偏光单元5设置在多种颜色的子像素4靠近第二基板3的一侧,多种结构的下偏光单元6设置在第二基板3远离第一基板2的一侧;多种结构的上偏光单元5和多种结构的下偏光单元6均与多种颜色的子像素4一一对应设置,上偏光单元5和对应的下偏光单元6的结构相同,且透光轴相互垂直;其中,每个上偏光单元5的结构根据对应的子像素4的颜色(每种颜色的子像素4对应固定波长范围的透射光)来设计,可以提高每种颜色的透射光透过相同颜色的子像素4对应的上偏光单元5的穿透率。
具体的,第一基板2和第二基板3之间还设有液晶层7,光源从第二基板3侧射向液晶层7和第一基板2;下偏光单元6位于第二基板3上,用于将光源转换为偏振光,上偏光单元5位于液晶层7远离第二基板3的一侧,用于解析经液晶层7电调制后的偏振光,以形成明暗对比,从而产生显示画面。
具体的,第一基板2和第二基板3可以为玻璃衬底基板;多种颜色的子像素4设置在第一基板2靠近液晶层7的一侧,多种颜色的子像素4靠近液晶层7的一侧还设有保护层8,多种结构的上偏光单元5设置在保护层8上,当然,多种结构的上偏光单元5还可以设置在第一基板2远离液晶层7的一侧,此处不做限制;任意相邻的两个子像素4之间设有遮光层(黑色矩阵),且子像素4部分覆盖在遮光层上;第二基板3靠近液晶层7的一侧还设有TFT阵列层17。
具体的,第一基板2为彩膜基板的衬底基板,对应的第二基板3为阵列基板的衬底基板,当然,多种颜色的子像素4还可以设置在第二基板3靠近液晶层7的一侧,此时,上偏光单元5位于第一基板2靠近液晶层7的一侧或者位于第一基板2远离液晶层7的一侧,第一基板2为公共基板的衬底基板,第二基板3为COA(CF on Array,彩色滤光片贴附于阵列基板侧)型阵列基板的衬底基板。
本实施例中,提供了多种结构的上偏光单元5,且多种结构的上偏光单元5与多种颜色的子像素4一一对应设置,根据不同颜色的子像素4设计对应的上偏光单元5的结构,可以提高每一种颜色的透射光(不同颜色的透射光即不同波长范围的透射光)透过相同颜色的子像素4对应的上偏光单元5的穿透率,从而保证每个颜色的子像素4对应的相同颜色透射光均具有高的穿透率,使得显示面板的每一种单色的透射光(例如红色、绿色和蓝色三基色光)的穿透率提高了,进而提高了显示面板1整体的光穿透效果;本申请中的下偏光单元6与对应的上偏光单元5的透光轴垂直,保证了良好的偏光效果,且下偏光单元6与对应的上偏光单元5的结构相同,故多种结构的下偏光单元6也可以分别提高不同波长范围的光源的穿透率,使得不同波长范围的光源透过下偏光片时均具有较高穿透率,有利于提高显示面板1整体的光穿透效果。
本实施例可选的,上偏光单元5和下偏光单元6在垂直于显示面板1方向上的投影均完全覆盖对应的子像素4在垂直于显示面板1方向上的投影。具体的,任意相邻的两个上偏光单元5互相不重叠;任意相邻的两个下偏光单元6互相不重叠,且任意相邻的两个下偏光单元6相邻接。
本实施例中,多种结构的下偏光单元6可以覆盖整个显示区,保证了射向第二基板3方向不同位置的光源都可以射到下偏光单元6上,并经下偏光单元6转换为偏振光,避免了光源直接进入液晶层7产生光学串扰;多种结构的上偏光单元5覆盖整个子像素4所在的区域,可以保证从液晶层7射向多种颜色的子像素4的调制后的偏振光均有对应的上偏光片进行解析,保证了显示面板1的显示效果。
本实施例可选的,多种颜色的子像素4包括红色子像素9、绿色子像素10和蓝色子像素11;多种结构的上偏光单元5包括第一上偏光单元12、第二上偏光单元13和第三上偏光单元14;第一上偏光单元12对应红色子像素9设置,红色透射光透过第一上偏光单元12的穿透率大于绿色透射光和蓝色透射光透过第一上偏光单元12的穿透率;第二上偏光单元13对应绿色子像素10设置,绿色透射光透过第二上偏光单元13的穿透率大于红色透射光和蓝色透射光透过第二上偏光单元13的穿透率;第三上偏光单元14对应蓝色子像素11设置,蓝色透射光透过第三上偏光单元14的穿透率大于红色透射光和绿色透射光透过第三上偏光单元14的穿透率。
本实施例中,第一上偏光单元12、第二上偏光单元13和第三上偏光单元14分别针对红色透射光、绿色透射光和蓝色透射光设计,使得每一种颜色的透射光透过相同颜色的子像素4对应的上偏光单元5的穿透率较其他颜色的透射光大,即不同的上偏光单元5针对不同波长范围的透射光设计,使得不同结构的上偏光单元5具有波长级别的差异,在保证偏光效果的基础上还保证了显示面板1的红色、绿色和蓝色三种单色透射光均具有较佳的穿透率,提高了显示面板1整体的光穿透效果。
如图3至图5所示,本申请实施例还提供了一种显示面板1,与上述实施例不同的在于,上偏光单元5和下偏光单元6为亚波长纳米光栅结构;且多种结构的上偏光单元5的光栅周期、光栅占空比(光栅宽度与光栅周期的比值)和光栅高度中至少有一个不相同。
具体的,亚波长纳米光栅结构的材料包括金属或金属氧化物,例如铝。
具体的,亚波长纳米光栅结构采用纳米压印技术制备得到。
具体的,光栅周期为120~500纳米;光栅占空比为0.3~0.7;光栅高度为100~300纳米。
本实施例中,如图4所示,亚波长纳米光栅结构具有高效的选择性透过TM偏振(偏振方向垂直于线栅方向,即p光)的光分量,而反射掉TE偏振(偏振方向平行于线栅方向,即s光)的光分量的特性,采用亚波长纳米光栅结构作为偏光片具有良好的偏振效应,且本实施例针对不同颜色的子像素4可以分别选择具有较佳单色透过率和消光比的亚波长纳米光栅结构作为上偏光单元5,在保证偏光效果的基础上,确保每一种颜色的透射光在透过相同颜色的子像素4对应的上偏光单元5时具有较高的穿透率,以提高显示面板1整体的光穿透效果。
本实施例可选的,如图3所示,多种颜色的子像素4包括红色子像素9、绿色子像素10和蓝色子像素11;多种结构的上偏光单元5包括第一上偏光单元12、第二上偏光单元13和第三上偏光单元14;第一上偏光单元12、第二上偏光单元13和第三上偏光单元14均为亚波长纳米光栅结构;第一上偏光单元12的光栅周期(a1)为200纳米,光栅占空比为0.6(对应的光栅宽度b1为120纳米),光栅高度(c1)为260纳米;第二上偏光单元13的光栅周期(a2)为200纳米,光栅占空比为0.5(对应的光栅宽度b2为100纳米),光栅高度(c2)为260纳米;第三上偏光单元14的光栅周期(a3)为200纳米,光栅占空比为0.5(对应的光栅宽度b3为100纳米),光栅高度(c3)为270纳米。
具体的,红色透射光透过第一上偏光单元12的穿透率大于绿色透射光和蓝色透射光透过第一上偏光单元12的穿透率;绿色透射光透过第二上偏光单元13的穿透率大于红色透射光和蓝色透射光透过第二上偏光单元13的穿透率;蓝色透射光透过第三上偏光单元14的穿透率大于红色透射光和绿色透射光透过第三上偏光单元14的穿透率。
本实施例中,第一上偏光单元12、第二上偏光单元13和第三上偏光单元14的光栅周期、光栅占空比和光栅高度中至少有一个不相同,使得红色透射光、绿色透射光和蓝色透射光分别透过相同颜色的子像素4和对应的上偏光单元5时均具有较高的穿透率,提高了显示面板1整体的光穿透效果;并且,当多种结构的上偏光单元5设置在多种颜色的子像素4靠近液晶层7的一侧时,多种结构的上偏光单元5还具有对不同波长范围(不同颜色)的光选择性透过的效果,加强了子像素4的滤光效果。
如图6所示,本申请实施例还提供了一种显示面板1,与上述实施例不同的在于,每个子像素4对应的下偏光单元6的结构都相同。具体的,下偏光单元6的结构无差异化设计,可以为普通的偏光片,也可以为无差异化的纳米光栅偏光片,例如半波长纳米光栅结构;由于下偏光单元6的作用不同于上偏光单元5,对提高单色透射光的透光率起主导作用的是上偏光单元5,针对不同颜色的子像素4设计不同的上偏光单元5的结构可以大大提高每个单色透射光的透光率,在此基础上,下偏光片无差异化设计可以节约成本,提高下偏光单元6的制备效率。
如图7所示,本申请实施例还提供了一种显示装置15,包括上述的显示面板1和与显示面板1对应设置的背光模组16;背光模组16用于向显示面板1提供透射光的光源。
具体的,背光模组16设置在第二基板3远离第一基板2的一侧,使得光源从第二基板3侧射入,从第一基板2侧出光。
具体的,下偏光单元6位于第二基板3和背光模组16之间;第二基板3靠近液晶层7的一侧还设有TFT阵列层17。
具体的,显示面板1包括彩膜基板和阵列基板,第一基板2为彩膜基板的衬底基板,第二基板3为阵列基板的衬底基板;当然显示面板1还可以为COA型显示面板1,即子像素4设置在阵列基板侧。
本实施例中,由于下偏光单元6选择性的透过TM偏振(偏振方向垂直于线栅方向,即p光)的光分量,而反射掉TE偏振(偏振方向平行于线栅方向,即s光)的光分量,将下偏光单元6设置在第二基板3靠近背光模组16的一侧,使得被下偏光片反射的TE偏振光可以射回背光模组16,反射回的TE偏振光被背光模组16消偏后经背光模组16中的反射层重新反射向下偏光单元6,实现光能反复利用,增强了背光的光效利用。
综上所述,虽然本申请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申请,本领域的普通技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种显示面板,其特征在于,包括多种颜色的子像素,以及多种结构的上偏光单元;所述多种结构的上偏光单元与所述多种颜色的子像素一一对应设置,以提高每种颜色的透射光透过相同颜色的子像素对应的上偏光单元的穿透率。
2.如权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括多种结构的下偏光单元;所述多种结构的下偏光单元与所述多种颜色的子像素一一对应设置;所述上偏光单元和所述下偏光单元分别位于对应的子像素的两侧;或者,所述上偏光单元和所述下偏光单元位于对应的子像素的同一侧,且所述上偏光单元靠近所述子像素设置。
3.如权利要求2所述的显示面板,其特征在于,所述上偏光单元和对应的下偏光单元的结构相同,且透光轴相互垂直。
4.如权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述上偏光单元为亚波长纳米光栅结构;且所述多种结构的上偏光单元的光栅周期、光栅占空比和光栅高度中至少有一个不相同。
5.如权利要求4所述的显示面板,其特征在于,所述光栅周期为120~500纳米;所述光栅占空比为0.3~0.7;所述光栅高度为100~300纳米。
6.如权利要求2所述的显示面板,其特征在于,所述上偏光单元和所述下偏光单元在垂直于所述显示面板方向上的投影均完全覆盖对应的子像素在垂直于所述显示面板方向上的投影。
7.如权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述多种颜色的子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;所述多种结构的上偏光单元包括第一上偏光单元、第二上偏光单元和第三上偏光单元;
所述第一上偏光单元对应所述红色子像素设置,红色透射光透过所述第一上偏光单元的穿透率大于绿色透射光和蓝色透射光透过所述第一上偏光单元的穿透率;
所述第二上偏光单元对应所述绿色子像素设置,绿色透射光透过所述第二上偏光单元的穿透率大于红色透射光和蓝色透射光透过所述第二上偏光单元的穿透率;
所述第三上偏光单元对应所述蓝色子像素设置,蓝色透射光透过所述第三上偏光单元的穿透率大于红色透射光和绿色透射光透过所述第三上偏光单元的穿透率。
8.如权利要求7所述的显示面板,其特征在于,所述第一上偏光单元、所述第二上偏光单元和所述第三上偏光单元均为亚波长纳米光栅结构;所述第一上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.6,光栅高度为260纳米;所述第二上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.5,光栅高度为260纳米;所述第三上偏光单元的光栅周期为200纳米,光栅占空比为0.5,光栅高度为270纳米。
9.如权利要求2所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括相对设置的第一基板和第二基板,所述多种颜色的子像素设置在所述第一基板靠近所述第二基板的一侧;所述多种结构的上偏光单元设置在所述多种颜色的子像素靠近所述第二基板的一侧,所述多种结构的下偏光单元设置在所述第二基板远离所述第一基板的一侧。
10.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的显示面板和与所述显示面板对应设置的背光模组;所述背光模组用于向所述显示面板提供所述透射光的光源。
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