CN206431394U - 一种彩膜基板、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种彩膜基板、显示面板及显示装置。一方面，该彩膜基板包括：衬底基板；黑色矩阵，位于所述衬底基板上；所述衬底基板上设置有多个凹槽，所述多个凹槽位于所述衬底基板上远离所述黑色矩阵的一侧，所述凹槽在所述衬底基板上的垂直投影位于对应的所述黑色矩阵在所述衬底基板上的垂直投影内。在本实用新型中，由于折射光线的覆盖区域更大，进而使原本被黑色矩阵遮挡的全部折射光线中的部分折射光线不再被黑色矩阵遮挡，从而使不被遮挡的该部分折射光线可以进入液晶盒，提高了外界光进入液晶盒的比例，提升了显示器的显示效果。

Description

一种彩膜基板、显示面板及显示装置

【技术领域】

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板、显示面板及显示装置。

【背景技术】

液晶显示器以体积小，重量轻，低辐射等优点广泛应用于各种领域。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是目前使用最多的平板显示器之一，液晶面板是液晶显示器的核心组成部分。液晶面板通常是由彩膜基板(Color Filter，CF)、阵列基板以及配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，其工作原理是通过在至少一片基板上的电极施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，调整入射到液晶层的光的偏振，使液晶面板显示图像。

对于全反射液晶显示器和半反射液晶显示器，由于自身没有光源，需要依赖外界光线进入到液晶盒后才能显示图像，并且外界光线需要在彩膜基板上发生折射后才可以进入液晶盒，全反射液晶显示器和半反射液晶显示器想要达到更好的显示效果，需要降低外界光线在彩膜基板上进行反射和折射时反射光比例，提高折射光的比例。而非反射液晶显示器中自带光源，可以不需要外界光线进入到液晶盒也能显示图像，但是，当外界光线较强时，外界光线经过反射后的反射光也较多，则会导致用户看不清楚液晶显示器显示的图像，因此非反射液晶显示器想要达到更好的显示效果，需要降低外界光线在彩膜基板上进行反射和折射时反射光比例，提高折射光的比例。

现有技术中，为了防止不同颜色的色阻之间的混色，液晶显示器中在彩膜基板内侧设置黑色矩阵层，而黑色矩阵层会阻挡发生折射的外界光线进入液晶盒，发生反射的外界光线的比例较高，使发生折射的外界光线进入液晶盒的比例降低，导致上述三类显示器的显示效果较差。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型提供了一种彩膜基板、显示面板及显示装置，用以解决现有技术中显示器的显示效果较差的问题。

一方面，本实用新型实施例提供了一种彩膜基板，包括：

衬底基板；

黑色矩阵，位于所述衬底基板上；

所述衬底基板上设置有多个凹槽，所述多个凹槽位于所述衬底基板上远离所述黑色矩阵的一侧，所述凹槽在所述衬底基板上的垂直投影位于对应的所述黑色矩阵在所述衬底基板上的垂直投影内。

进一步地，所述凹槽的截面的图形为圆弧形；或者，

所述凹槽的截面的图形为梯形，且所述凹槽的开口侧对应所述梯形中两条平行边中更长的一条边。

进一步地，所述凹槽内设置有透明介质层。

进一步地，所述透明介质层的折射率小于衬底基板的折射率。

进一步地，所述透明介质层为无机材料。

进一步地，所述黑色矩阵的宽度大于或者等于6.5微米。

进一步地，所述凹槽为化学刻蚀槽；或者，

所述凹槽为光刻蚀槽。

进一步地，还包括：

色阻层，位于所述衬底基板设置有黑色矩阵的一侧表面上；

透明导电膜，位于所述色阻层上；

配向膜，位于所述透明导电膜上。

进一步地，还包括：

色阻层，位于所述衬底基板设置有黑色矩阵的一侧表面上；

配向膜，位于所述色阻层上。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种显示面板，包括：

阵列基板；

上述实施方式中任一所述的彩膜基板；

液晶层；

其中，所述彩膜基板和所述阵列基板相对设置，所述液晶层设置在所述彩膜基板和所述阵列基板之间。

再一方面，本实用新型实施例提供了一种显示装置，包括上述所述的显示面板。

上述技术方案中具有如下有益效果：

本实用新型实施例中，在衬底基板上设置有多个凹槽，且多个凹槽位于衬底基板上远离所述黑色矩阵的一侧，凹槽在衬底基板上的垂直投影位于对应的黑色矩阵在衬底基板上的垂直投影内，由于设置的多个凹槽使衬底基板的表面发生形变，从而使外界光线在入射方向不变的情况下，法线的方向发生改变，此时法线的方向不再垂直于衬底基板表面的水平方向，而是向衬底基板的边缘方向发生偏折，根据光线的反射和折射原理，本实用新型实施例中外界光线在凹槽处发生折射时，相比于现有技术中外界光线在相同位置发生折射时，本实用新型中折射光线的覆盖区域更大，进而使原本被黑色矩阵遮挡的折射光线中的可以有部分折射光线不再被黑色矩阵遮挡，因此这部分不被遮挡的折射光线可以进入液晶盒，针对全反射液晶显示器和半反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，因此提高了全反射液晶显示器和半反射液晶显示器的显示效果；针对非反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，降低了外界光线在彩膜基板上进行反射和折射时反射光比例，因此也提高了非反射液晶显示器的显示效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种彩膜基板的截面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种彩膜基板的俯视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种彩膜基板的截面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种光线折射原理示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种光线折射原理示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种彩膜基板的截面示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种彩膜基板的截面示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种显示面板。

【具体实施方式】

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

下面对可行的实现方案进行详细阐述。

如图1所示，为本实用新型提供的一种彩膜基板的截面图，该彩膜基板包括：

衬底基板11；

黑色矩阵12，位于衬底基板11上；

衬底基板11上设置有多个凹槽13，多个凹槽13位于衬底基板11上远离黑色矩阵12的一侧，凹槽13在衬底基板11上的垂直投影位于对应的黑色矩阵12在衬底基板11上的垂直投影内。

请参考图2，其为本实用新型提供的一种彩膜基板的俯视图，如图2所示，黑色矩阵12是网格状的，黑色矩阵12上设置有多个凹槽13，黑色虚线内的区域是色阻，在图2所示的实施例中，凹槽13为椭圆状，然而本实用新型在其他的实施例中，凹槽13的形状并不局限于此，还可以为条形、矩形、多边形、圆形等。

在本实用新型实施例中，为了避免凹槽覆盖面积过大而影响彩膜基板的平整度以及显示效果，且兼顾需要提高衬底基板上光线的进入比例，可以将凹槽13设置成在衬底基板11上的垂直投影位于对应的黑色矩阵12在衬底基板11上的垂直投影内，相当于凹槽13的覆盖区域落于黑色矩阵12的覆盖区域内。实际应用中，在黑色矩阵12的覆盖区域内，凹槽13的具体布设位置和布设数量可以根据实际需求确定。

本实用新型实施例中，在衬底基板上设置有多个凹槽，且多个凹槽位于衬底基板上远离所述黑色矩阵的一侧，凹槽在衬底基板上的垂直投影位于对应的黑色矩阵在衬底基板上的垂直投影内，由于设置的多个凹槽使衬底基板的表面发生形变，从而使外界光线在入射方向不变的情况下，法线的方向发生改变，此时法线的方向不再垂直于衬底基板表面的水平方向，而是向衬底基板的边缘方向发生偏折，根据光线的反射和折射原理，本实用新型实施例中外界光线在凹槽处发生折射时，相比于现有技术中外界光线在相同位置发生折射时，本实用新型中折射光线的覆盖区域更大，进而使原本被黑色矩阵遮挡的折射光线中的可以有部分折射光线不再被黑色矩阵遮挡，因此这部分不被遮挡的折射光线可以进入液晶盒，针对全反射液晶显示器和半反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，因此提高了全反射液晶显示器和半反射液晶显示器的显示效果；针对非反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，降低了外界光线在彩膜基板上进行反射和折射时反射光比例，因此也提高了非反射液晶显示器的显示效果。

在一个可行的实施方案中，如图1所示，凹槽13的截面的图形可以为圆弧形；或者，如图3所示，凹槽13的截面的图形也可以为梯形，且凹槽的开口侧对应梯形中两条平行边中更长的一条边。

以图1中的圆弧形凹槽为例，如图4所示，外界光线133在照射到圆弧形凹槽时，该外界光线133与法线131的夹角为的α，即入射角为α，折射光线132与法线的夹角为β，即折射角为β，两条折射光线132之间的区域为两条折射光线132的覆盖区域，并且，两条折射光线132的覆盖区域大于两条外界光线133的覆盖区域。

现有技术中，外界光线133仍然使用图4所示的入射方向，外界光线133的入射方向与衬底基板表面的水平面垂直，因此，外界光线133的入射角和折射角均为0°，进而两条外界光线133折射产生的折射光线的覆盖区域等于两条外界光线133的覆盖区域，折射光线132会被黑色矩阵遮挡。而本实用新型实施例中两条折射光线132的覆盖区域大于现有技术中两条外界光线133折射产生的折射光线的覆盖区域，因此会有部分折射光线132没有被黑色矩阵遮挡。可见，在黑色矩阵的覆盖区域、外界光线、入射方向相同的情况下，本实用新型实施例中两条折射光线132的覆盖区域更大，因此本实用新型实施例中进入液晶盒的折射光线多于现有技术中进入液晶盒的折射光线，所以，本实用新型实施例可以减少落入黑色矩阵的折射光线，从而提高了外界光进入液晶盒的比例，提升显示器的显示效果。当然，在改变外界光线133的入射方向后，其产生的效果与上述效果相同或相似，在此不再一一赘述。

在一个可行的实施方案中，如图5所示，为了避免灰尘落入凹槽13后影响衬底基板11的透光率，在凹槽13内设置有透明介质层15，在凹槽13内设置透明介质层15后，使衬底基板的表面较为平整，从而避免灰尘落入凹槽13后影响衬底基板11的透光率。

在一个可行的实施方案中，如图5所示，为了使外界光线可以进入衬底基板11，因此，该透明介质层15的折射率小于衬底基板11的折射率。由于外界光线进入衬底基板的路径是：空气—透明介质层—衬底基板，且外界光线进入透明介质层15是垂直入射，因折射角为零导致光路并未发生改变，光线在透明介质15和衬底基板11之间发射折射后光路会发生改变，因此透明介质层15折射率需要小于衬底基板。当外界光线133从空气进入透明介质层15时，由于外界光线133是垂直照射透明介质层15的，因此折射光线的方向与外界光线133的入射方向相同，然后折射光线按照外界光线133的入射方向继续传播，直至照射到衬底基板11再次发生折射，折射光线在衬底基板11上再次发生折射时的折射方式和原理与上述外界光线133直接在衬底基板11上发生折射时的折射方式和原理相同，在此不再一一赘述。

衬底在一个可行的实施方案中，该透明介质层可以利用无机材料实现，例如透明氧化铟锡等。具体地，由于透明氧化铟锡是导体，且液晶显示面板中的像素电极、公共电极通常采用透明氧化铟锡，因此，透明介质层为透明氧化铟锡无需增加新材料；此外，透明氧化铟锡作为透明介质填充在凹槽还能防止静电。

在一个可行的实施方案中，黑色矩阵的宽度大于或者等于6.5微米。

在一个可行的实施方案中，衬底基板11上设置的多个凹槽13为化学刻蚀槽，即可以利用化学刻蚀工艺制作凹槽13。或者，衬底基板11上设置的多个凹槽13也可以为光刻蚀槽，即可利用光刻蚀工艺制作凹槽13。本领域技术人员可以理解，衬底基板11上设置的多个凹槽13还可以通过其他刻蚀手段或处理方法获得，在此不再一一赘述。

在一个可行的实施方案中，如图6所示，图6是本实用新型实施例提供的另一种彩膜基板的截面示意图，该彩膜基板还包括：

色阻层14，位于衬底基板11设置有黑色矩阵12的一侧表面上；

透明导电膜16，位于色阻层上14；

配向膜17，位于透明导电膜上16。

具体的，色阻层14包括红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻。

在扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)显示模式中，公共电极在彩膜基板上，像素电极在阵列基板(阵列基板与彩膜基板相对设置)上，公共电极和像素电极形成的电场垂直水平面，其中，透明导电膜16中包含公共电极。

在一个可行的实施方案中，彩膜基板的色阻层14上还设置有保护层(overcoating，OC)，透明导电膜16设置在保护层上，该保护层设置在色阻层14和透明导电膜16之间，它主要起到保护色阻层14，使色阻层14表面光滑、平坦的作用。

在另一个可行的实施方案中，如图7所示，图7是本实用新型实施例提供的另一种彩膜基板的截面示意图，该彩膜基板还包括：

色阻层14，位于衬底基板设置有黑色矩阵12的一侧表面上；

配向膜17，位于色阻层14上。

在平面转换(In-Plane Switching，IPS)显示模式和边缘场开关技术(FringeField Switching，FFS)中，当彩膜基板用作显示面板时，如果彩膜基板上没有设置透明导电膜，则公共电极和像素电极需要设置在与彩膜基板相对设置的阵列基板上。

在一个可行的实施方案中，彩膜基板的色阻层14上还有保护层，配向膜18设置在保护层上，该保护层设置在色阻层14和配向膜17之间，它主要起到保护色阻层14，使色阻层14表面光滑、平坦的作用。

本实用新型实施例还提供一种显示面板，如图8所示，该显示面板包括：阵列基板18；上述实施方式中的彩膜基板19和液晶层20；其中，彩膜基板19和阵列基板18相对设置，液晶层20设置在彩膜基板19和阵列基板18之间。

本实用新型实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板。

需要说明的是，本实用新型实施例中所涉及的显示装置可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机等。

针对现有技术中为了防止不同颜色的色阻之间的混色，液晶显示器中在彩膜基板内侧设置黑色矩阵层，但是，该黑色矩阵层会阻挡外界光线进入液晶盒，从而降低外界光线进入液晶盒的比例，影响显示器的显示效果的问题，即由于在彩膜基板内侧设置黑色矩阵层后，当外界光线垂直照射到位于彩膜基板衬底上远离黑色矩阵的一侧时，由于彩膜基板上的衬底基板的折射率大于空气的折射率，衬底基板上与黑色矩阵相对应的位置处会发生折射现象，且此时法线垂直于衬底基板表面的水平面，折射光线的入射方向也垂直于衬底基板表面的水平，因此折射光线多数会落于黑色矩阵上，黑色矩阵阻挡了外界光线进入液晶盒，从而降低外界光线进入液晶盒的比例，本实用新型实施例提供了相应的解决思路：改变法线的垂直方向，使法线的垂直方向不再垂直于原来衬底基板的表面的水平面，即改变原外界光线照射衬底基板时的入射角，使得折射光线覆盖的区域变大，降低折射光线落于黑色矩阵内的概率，原本被黑色矩阵遮挡的光线会由于折射光线覆盖的区域的变大，部分折射光线不会被黑色矩阵遮挡，使该部分折射光线可以进入液晶盒。

在上述思路的引导下，本使用新型实施例在衬底基板上设置有多个凹槽，且多个凹槽位于衬底基板上远离黑色矩阵的一侧，凹槽在衬底基板上的垂直投影位于对应的黑色矩阵在衬底基板上的垂直投影内，由于设置的多个凹槽使衬底基板的表面发生形变，从而使外界光线在入射方向不变的情况下，法线的方向发生改变，此时法线的方向不再垂直于衬底基板表面的水平方向，而是向衬底基板的边缘方向发生偏折，根据光线的反射和折射原理，本实用新型实施例中外界光线在凹槽处发生折射时，相比于现有技术中外界光线在相同位置发生折射时，本实用新型中折射光线的覆盖区域更大，进而使原本被黑色矩阵遮挡的折射光线中的可以有部分折射光线不再被黑色矩阵遮挡，因此这部分不被遮挡的折射光线可以进入液晶盒，针对全反射液晶显示器和半反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，因此提高了全反射液晶显示器和半反射液晶显示器的显示效果；针对非反射液晶显示器，由于提高了折射光进入液晶盒的比例，降低了外界光线在彩膜基板上进行反射和折射时反射光比例，因此也提高了非反射液晶显示器的显示效果。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：

衬底基板；

黑色矩阵，位于所述衬底基板上；

所述衬底基板上设置有多个凹槽，所述多个凹槽位于所述衬底基板上远离所述黑色矩阵的一侧，所述凹槽在所述衬底基板上的垂直投影位于对应的所述黑色矩阵在所述衬底基板上的垂直投影内。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，

所述凹槽的截面的图形为圆弧形；或者，

所述凹槽的截面的图形为梯形，且所述凹槽的开口侧对应所述梯形中两条平行边中更长的一条边。

3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述凹槽内设置有透明介质层。

4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明介质层的折射率小于所述衬底基板的折射率。

5.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明介质层为无机材料。

6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑色矩阵的宽度大于或者等于6.5微米。

7.根据权利要求1至6中任一所述的彩膜基板，其特征在于，

所述凹槽为化学刻蚀槽；或者，

所述凹槽为光刻蚀槽。

8.根据权利要求1至6中任一所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：

色阻层，位于所述衬底基板设置有所述黑色矩阵的一侧表面上；

透明导电膜，位于所述色阻层上；

配向膜，位于所述透明导电膜上。

9.根据权利要求1至6中任一所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：

色阻层，位于所述衬底基板设置有所述黑色矩阵的一侧表面上；

配向膜，位于所述色阻层上。

10.一种显示面板，其特征在于，包括：

阵列基板；

权利要求1至9中任一所述的彩膜基板；

液晶层；

其中，所述彩膜基板和所述阵列基板相对设置，所述液晶层设置在所述彩膜基板和所述阵列基板之间。

11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的显示面板。