CN111308775A - 显示基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示基板、显示面板和显示装置，本发明所述显示基板通过增设第一功能层、第二功能层及第一偏振层能实现将原有背光模组的光学膜片及光路系统整合至显示基板上；所述显示装置通过采用本发明所述显示基板并在所述显示基板上增设光学层，能实现显示装置或显示设备的薄型化及轻量化，并能提高光源模组信赖性。

Description

显示基板、显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示面板技术领域，尤其涉及显示基板、显示面板和显示装置。

背景技术

随着数字科技的发展，液晶显示产品已广泛的应用在日常生活的各个层面中，对液晶显示装置的薄型化、轻量化要求也逐步提高。

然而，现有液晶显示装置通常采用“液晶显示面板+背光模组”的架构。图1为现有液晶显示装置的结构示意图。如图1所示，现有显示装置包括显示面板20和向显示面板20提供外部光的背光模组10。其中，所述显示面板20包括由阵列基板21、对置基板22和液晶层23构成的液晶盒以及位于所述液晶盒相对两侧的第一偏光片24和第二偏光片25。所述背光模组10包括背光源11、导光板12、散射层13、反射层14、扩散片15、第一棱镜片16和第二棱镜片17。

可见，在现有显示装置的架构中，背光模组10的组装工序复杂，且不利于实现液晶显示装置的轻量化和薄型化。

因此，亟需提供一种能有效能简化组装工序并能实现显示设备的轻量化和薄型化的显示基板、显示面板和显示装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种显示基板、显示面板和显示装置；所述显示基板通过增设第一功能层、第二功能层及一第一偏振层，能实现对穿透所述显示基板的光的进行调整，最终实现显示面板和显示装置的轻量化和薄型化。

为解决上述问题，本发明显示基板、显示面板和显示装置采取了以下技术方案。

本发明提供一种显示基板，包括第一衬底基板及设置在所述第一衬底基板上的一功能器件层，所述显示基板还包括：一第一功能层，设置于所述第一衬底基板上并位于所述第一衬底基板与所述功能层器件层之间；以及，一第二功能层，设置于所述第一功能层上并位于所述第一功能层与所述功能器件层之间；经由所述第一衬底基板入射的光在所述第一功能层与所述第二功能层的接触界面处发生漫反射和折射。

进一步，所述第一功能层在朝向所述第二功能层的表面上阵列排布多个光学结构，经由所述第一衬底基板入射的光经所述光学结构汇聚并漫反射至所述第二功能层。

进一步，所述光学结构为棱形结构或梯形结构，所述光学结构的厚度为L1,所述光学结构的最大宽度为L2，则L1≥0.5L2。

进一步，所述第一衬底基板具有第一折射率a，所述第一功能层具有第二折射率b，所述第二功能层具有第三折射率c，则a、c及b满足以下关系：a≥c>b。

进一步，所述显示基板还包括一第一偏振层，所述第一偏振层设置于所述第二功能层上并位于所述第二功能层和所述功能器件层之间并包括复数个线栅偏振器。

本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括任一项所述的显示基板，以及与所述显示基板相对设置的一对置基板。

进一步，所述对置基板包括一第二衬底基板，以及设置于所述第二衬底基板上的一第二偏振层。

本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括任一项所述的显示基板，或者任一项所述的显示面板。

进一步，所述显示装置还包括一光学层，所述光学层设置于所述第一衬底基板背离所述功能器件层的表面上；一外部光经由所述光学层全反射后入射至所述第一衬底基板。

进一步，所述光学层包括：复数个散射结构，所述复数个散射结构阵列排布在所述第一衬底基板背离所述第一功能层的表面上，所述外部光经由所述复数个散射结构散射后入射至所述第一衬底基板；以及，一反射层，设置于所述散射结构上并覆盖所述复数个散射结构及所述第一衬底基板背离所述第一功能层的表面，所述外部光经由所述反射层全反射后入射至所述第一衬底基板。

进一步，所述显示装置还包括一用于向所述显示面板提供外部光的光源模组，所述光源模组包括：一光源，设置在所述显示面板或所述显示基板的侧面，用于向所述显示面或所述显示基板提供给外部光；以及，一扩散层，设置在所述光源与所述显示面板或所述显示基板之间，用于缩短所述光源的混光距离。

本发明所述显示基板、显示面板和显示装置的有益效果在于：

本发明所述显示基板通过设置第一功能层和第二功能层，能使穿透所述显示基板的光进行汇集和调整，能达到现有背光模组中的光学功能膜层或光路系统的效果；通过采用线栅偏振器(WGP)，本发明所述显示基板能实现将偏光板置于显示基板上的目的；本发明所述显示装置通过采用所述显示基板及在显示基板上增设光学层，能达到将现有背光模组中的光学功能膜层或光路系统整合至显示面板上，能用于显示面板或显示装置的薄型化和轻量化，并且还能用于改善现有背光模组信赖性较差的问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为现有液晶显示装置的结构示意图。

图2为本发明所述显示基板的结构示意图。

图3为所述显示基板的光路图，其中带箭头虚线示意光。

图4为本发明所述显示面板的结构示意图。

图5为本发明所述显示装置的结构示意图。

图6为所述显示装置中的显示基板中的光路图，其中带箭头虚线示意光。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。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所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

图2为本发明所述显示基板的结构示意图，图3为所述显示基板的光路图，其中带箭头虚线示意光。本发明提供一种显示基板100，以下将结合图2和图3详细描述本发明所述显示基板100的结构。

如图2所示，所述显示基板100包括第一衬底基板110、设置在所述第一衬底基板110上的一功能器件层150、设置在所述第一功能层120上并位于所述第一功能层120和所述功能器件层150之间的一第一功能层120、设置于所述第一功能层120并位于所述第一功能层120和所述功能器件层150之间的一第二功能层130。其中，经由所述第一衬底基板110入射的光在所述第一功能层120与所述第二功能层130的接触界面处发生漫反射和折射。

通过设置第一功能层120和第三功能层140，本发明所述显示基板100能使穿透所述显示基板100的光变得集中化和均匀化，达到现有背光模组中的光学功能膜层或光路系统的效果。

其中，所述第一衬底基板110被配置为接收光或者允许光线穿透。具体地，所述第一衬底基板110能起到导光作用，能对进入其中的光起到扩展的效果。

在具体实施时，所述第一衬底基板110选用玻璃衬底基板或透明的柔性衬底基板，由其代替现有技术中专门的导光板，能够省去额外设置导光板，减薄液晶显示器的厚度。所述第一衬底基板110的材料包括但不限于聚酰亚胺。

如图2和图3所示，所述第一功能层120在朝向所述第二功能层130的表面上阵列排布多个光学结构121，经由所述第一衬底基板110入射的光经所述光学结构121汇聚并漫反射至所述第二功能层130。或者称，所述光学结构121被配置成对经所述第一衬底基板110进入的光进行漫反射和折射，从而能使光汇集且均匀分布。

如图2和图3所示，所述光学结构121为棱形结构或梯形结构，并且所述光学结构121的厚度为L1,所述光学结构121的最大宽度为L2，则L1≥0.5L2。通过控制所述光学结构121的尺寸或形状，能调整所述光学结构121对经由所述第一衬底基板110入射的光的漫反射和折射和效果，从而能调整经由所述第一衬底基板110入射的光的均匀程度和集中程度。

在其它实施例中，所述光学结构121还能采用其它透镜结构。

如图2和图3所示，所述第二功能层130填充相邻所述光学结构121之间并覆盖所述光学结构121和所述第一功能层120。

具体地，所述第一衬底基板110具有第一折射率a，所述第一功能层120具有第二折射率b，所述第二功能132层具有第三折射率c，则a、c及b满足以下关系：a≥c>b。也就是说，所述第一衬底基板110的折射率大于或等与所述第二功能层130的折射率，并且所述第二功能层130的折射率大于所述第一功能层120的折射率。

通过调整所述第一衬底基板110、所述第一功能层120以及所述第二功能层130的折射率，本发明所述显示基板100能控制经由所述第一衬底基板110入射的光在所述显示基板100内的调整情况，调整经所述显示基板100穿出的光的均匀程度和集中程度。

具体地，所述第一功能层120能通过制备用于形成所述第一功能层120的功能膜层并将所述功能膜层图案化的过程得到。所述第二功能层130的能通过化学气相沉积成膜工艺制备。其中所述用于形成所述第一功能层120的功能膜层能通过磁控溅射方法形成，所述功能膜层图案化能采用纳米压印及干法刻蚀工艺。

在具体实施时，所述第一功能层120能通过控制磁控溅射的速度，实现采用低速、中速、高速的分步成膜工艺制备。在其它实施例中，所述第一功能层120还能采用真空热蒸镀法制备。

具体地，所述显示基板100还包括一第一偏振层140，所述第一偏振层140设置在所述第二功能层130上并位于所述第二功能层130和所述功能器件层150之间并包括复数个线栅偏振器(Wire Grid Polarizer，WGP)141。

通过设置所述第一偏振层140，能将经经由所述第一衬底基板110入射的光在特定方向上偏振，并且可将偏振光提供到所述功能器件层150。

如图2所示，第一偏振层140包括阵列排布的复数个线栅偏振器141。所述线栅偏振器141可由彼此平行延伸的精细金属布线的规则阵列形成，并且金属布线的间隔不超过入射光波长。

通过设置所述线栅偏振器141能取代传统的偏光片，还能使穿透所述线栅偏振器141的光线可达到143％，光学增益系数达到1.68。可见，所述线栅偏振器141相具有较好的光回收效率，可增加穿透所述显示基板100的光的亮度。

在具体实施时，所述显示基板100可包括设置在第一偏振层140和所述功能器件层150之间的至少一钝化层或层间介电层。所述钝化层或所述层间介电层可使第一偏振层140与所述功能器件层150彼此绝缘。

在具体实施时，所述第一偏振层140能通过制备一金属膜层并将所述金属膜层图案化的过程形成。其中，制备用于形成所述第一偏振层140的金属膜层的方法属于本领域的常规技术手段，此处不再赘述。

在本实施例中，将形成所述第一偏振层140的金属膜层的图案化能通过纳米压印及干法刻蚀工艺方法实现。在其它实施例中，所述第一偏振层140可通过由光刻执行的图案化容易地被形成。

在具体实施时，所述第一偏振层140选自铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、铁(Fe)和/或镍(Ni)中的一种或多种。

具体地，所述功能器件层150包括阵列排布的多个功能器件，所述功能器件可以为用于开关或显示驱动的薄膜晶体管，或者为用于滤色的滤色器。

在本实施例中，所述功能器件层150为一薄膜晶体管层，也就是说，所述功能器件为薄膜晶体管。在具体实施时，所述功能器件层能通过成膜、曝光、显影及刻蚀工艺过程制作。

通过设置所述第一功能层120、所述第二功能层130及所述第一偏振层140，能使由所述第一衬底基板110射入所述第一光学层130的光在所述第一功能层120和第二功能层130的接触面发生漫反射和折射，使透过所述显示基板100的光均匀且集中，最终能达到现有背光模组中光学膜片或光路系统的作用，能用于实现显示面板和显示装置的薄型化和轻量化设计。

图4为本发明所述显示面板的结构示意图。如图4所示，本发明提供一种显示面板，所述显示面板包括本发明所述的显示基板100、及与所述显示基板100对盒子设置的一对置基板300以及位于所述显示基板100和所述对置基板300之间的液晶200。

通过采用本发明所述显示基板100，本发明所述显示面板能对经所述显示基板100进入所述显示面板的光进行调整，使所述经所述显示基板100进入所述显示面板的光更加均匀化和集中化，从而达到现有背光模组中的光学膜片或光路系统的效果，从而能用于实现显示装置或显示模组的薄型化和轻量化设计。

如图4所示，所述对置基板300包括一第二衬底基板310，以及设置于所述第二衬底基板310上的第二偏振层320。

在本实施例中，所述第二偏振层320包括多个线栅偏振器321。

如图4所示，所述对置基板300还包括一彩色滤光层330，所述彩色滤光层330设置在所述第二偏光层320背离所述第二衬底基板310的一面上。

在具体实施时，所述对置基板300能通过成膜、曝光及显影等工艺过程制作。

图5是本发明所述显示装置的结构示意图。如图5所示，本发明提供一种显示装置，本发明所述显示装置包括本发明所述的显示面板或本发明所述的显示基板100。

如图5和图6所示，所述显示装置还包括光学层500，所述光学层500设置于所述第一衬底基板110背离所述功能器件层150的表面上，一外部光经由所述光学层500全反射后入射至所述第一衬底基板110。或者称，所述光学层500被配置成将经所述第一衬底基板110进入的光进行全反射并反射至所述第一衬底基板110上。

如图5和图6所示，所述光学层500包括复数个散射结构510以及一反射层520。

如图5和图6所示，所述复数个散射结构510阵列排布在所述第一衬底基板110背离所述第一功能层120的表面上，所述外部光经由所述复数个散射结构510散射后入射至所述第一衬底基板110。

通过设置所述散射结构510，可以反射距离较为远的平行光以及破坏外部光在反射层520内的全反射以将外部光从第一衬底基板110表面均匀射出，有利于提高所述显示基板100的出光的立体感和均匀性。

如图5和图6所示，所述反射层520设置于所述散射结构510上并覆盖所述复数个散射结构510及所述第一衬底基板110背离所述第一功能层120的表面，所述外部光经由所述反射层520全反射后入射至所述第一衬底基板110。

如图6所示，所述反射层520能将由所述第一衬底基板110穿出的外部光全反射回所述第一衬底基板110内，使其能全部由所述第一衬底基板110的朝向第一功能层120的一侧穿出，增加了所述第一衬底基板110的出光亮度；同时，外部光经所述反射层520的多次反射能沿着所述光学层500的长度方向行进，使外部光在光学层500内均匀分布和出射，进而有益于外部光由所述第一衬底基板110均匀出射达到类似“面光源”出光效果。

具体地，所述反射层520为金属反射层。即，所述反射层520由金属膜层构成。也就是说，所述反射层520由一层或多层金属膜层层叠形成。

在本实施例中，所述形成所述反射层520的金属选自铝(Al)或银(Ag)。具体实施时，所述反射层520能通过采用PVD工艺沉积的方式形成。

如图5所示，所述显示装置还包括一光源模组400，所述光源模组400设置在所述显示面板或所述显示基板100的侧面，用于向所述显示面板或所述显示基板100提供所述外部光。

具体地，所述光源模组400设置在所述第一衬底基板110的侧面，并且所述光源模组400的光线能由所述第一衬底基板110进入所述显示面板或所述显示基板100内。

请继续参考图5，所述光源模组400包括用于提供外部光的光源410以及位于所述光源410和所述显示面板或所述显示基板100之间的扩散层420。通过设置所述扩散层420，能缩短光源410的混光距离。

在具体实施时，所述光源410可以选用侧入式光源，例如但不限于LED灯条。所述扩散层420的材料选自PP塑料、PET塑料或HDPE塑料中的一种或多种。

如图6所示，所述光源410的提供的外部光由所述第一衬底基板110进入所述显示基板100内；所述进入所述显示基板100内的外部光经过所述光学层500的散射和全反射后全部经由所述第一衬底基板110穿出并进入所述第一功能层120内；所述外部光在所述第一功能层120和所述第二功能层130的界面发生折射和漫反射后经第二功能层130射出；所述外部光经所述显示基板100出射时，光分布均匀且集中，以类似“面光源”发射效果，提供给所述液晶层200。

可见，通过采用本发明所述显示基板100及在所述显示基板100增设光学层500，本发明所述显示装置能将现有背光模组中的光学膜片和光路系统整合至所述显示面板上，能实现显示设备或显示装置的轻量化和薄型化，还能解决现有背光模组存在的信赖性较差的问题。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的显示基板、显示面板和显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种显示基板，包括第一衬底基板及设置在所述第一衬底基板上的一功能器件层，其特征在于，所述显示基板还包括：

一第一功能层，设置于所述第一衬底基板上并位于所述第一衬底基板与所述功能层器件层之间；以及，

一第二功能层，设置于所述第一功能层上并位于所述第一功能层与所述功能器件层之间；

经由所述第一衬底基板入射的光在所述第一功能层与所述第二功能层的接触界面处发生漫反射和折射。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一功能层在朝向所述第二功能层的表面上阵列排布多个光学结构，经由所述第一衬底基板入射的光经所述光学结构汇聚并漫反射至所述第二功能层。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述光学结构为棱形结构或梯形结构，所述光学结构的厚度为L1,所述光学结构的最大宽度为L2，则L1≥0.5L2。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一衬底基板具有第一折射率a，所述第一功能层具有第二折射率b，所述第二功能层具有第三折射率c，则a、c及b满足以下关系：a≥c>b。

5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括一第一偏振层，所述第一偏振层设置于所述第二功能层上并位于所述第二功能层和所述功能器件层之间并包括复数个线栅偏振器。

6.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-5中任一项所述的显示基板，以及与所述显示基板相对设置的一对置基板。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述对置基板包括一第二衬底基板，以及设置于所述第二衬底基板上的一第二偏振层。

8.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-5中任一项所述的显示基板，或者权利要求6-7中任一项所述的显示面板。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括一光学层，所述光学层设置于所述第一衬底基板背离所述功能器件层的表面上；一外部光经由所述光学层全反射后入射至所述第一衬底基板。

10.根据权利要求9所述的显示基板，其特征在于，所述光学层包括：

复数个散射结构，所述复数个散射结构阵列排布在所述第一衬底基板背离所述第一功能层的表面上，所述外部光经由所述复数个散射结构散射后入射至所述第一衬底基板；以及，

一反射层，设置于所述散射结构上并覆盖所述复数个散射结构及所述第一衬底基板背离所述第一功能层的表面，所述外部光经由所述反射层全反射后入射至所述第一衬底基板。

11.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括一用于向所述显示面板提供外部光的光源模组，所述光源模组包括：

一光源，设置在所述显示面板或所述显示基板的侧面，用于向所述显示面或所述显示基板提供给外部光；以及，

一扩散层，设置在所述光源与所述显示面板或所述显示基板之间，用于缩短所述光源的混光距离。

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