CN107632448A - 一种显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板，所述显示面板包括沿出光方向依次设置第一基底、折射率调节结构和第二基底，通过在第一基底上形成第一黑矩阵，第一黑矩阵包括第一遮光部和第一开口，在第二基底上形成第二黑矩阵，第二黑矩阵包括第二遮光部和第二开口，且第一遮光部遮挡第二开口，第二遮光部遮挡第一开口，使在显示面板未加电时，光线无法透过显示面板，在显示面板未加电时，折射率调节结构能够调节第一开口向与该第一开口相邻的第二开***出的光线的光强。本发明提供的显示面板不需要额外设置偏光片，因此不但可以提高背光源的利用率，相应提高显示画面的亮度，还可以简化显示面板的结构，相应节约制造成本。

Description

一种显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板。
背景技术
现有的液晶显示装置(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)包括沿出光方向依次设置的背光源、下偏光片、阵列基板、液晶层、彩膜基板和上偏光片，上偏光片只允许第一方向的光线透过，下偏光片只允许第二方向的光线透过，且第一方向和第二方向相互垂直。当阵列基板和彩膜基板未加电时，光线无法同时通过下偏光片和上偏光片，显示装置为暗态。当阵列基板和彩膜基板加电时，阵列基板和彩膜基板可以驱动液晶层内的液晶分子偏转，不同偏转的液晶分子可以使光线发生不同角度的扭转，不同扭转角度的光线从上偏光片出射的光强不同，不同的光强能够形成相应的显示画面。
但是，由于显示装置包括下偏光片和上偏光片，所以导致显示装置对背光源的利用率较低，从而使显示画面的亮度较低，进而影响显示装置的显示效果。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种显示面板，用以至少部分解决现有显示画面的亮度较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种显示面板，包括沿出光方向依次设置的第一基底和第二基底，所述第一基底上形成有第一黑矩阵，所述第一黑矩阵包括第一遮光部和第一开口，所述第二基底上形成有第二黑矩阵，所述第二黑矩阵包括第二遮光部和第二开口，所述第一遮光部遮挡所述第二开口，所述第二遮光部遮挡所述第一开口；
所述显示面板还包括折射率调节结构，所述折射率调节结构位于所述第一基底和所述第二基底之间，用于调节所述第一开口向与所述第一开口相邻的所述第二开***出的光线的光强。
优选的，所述第一开口的中心位置到与所述第一开口相邻两侧的所述第二开口的中心位置的距离相等，所述折射率调节结构用于调节所述第一开口向与所述第一开口相邻两侧的所述第二开***出的光线的光强。
优选的，所述折射率调节结构包括第一电极、第二电极和液晶层，所述液晶层位于所述第一基底与所述第二基底之间，所述第一电极位于所述第一基底上，所述第二电极位于所述第二基底上，所述第一电极和所述第二电极用于驱动所述液晶层内液晶分子偏转，以调节所述液晶层的折射率。
优选的，所述第一黑矩阵位于所述第一基底邻近所述第二基底的一侧，所述第一电极位于所述第一黑矩阵远离所述第一基底的一侧；
所述第二黑矩阵位于所述第二基底邻近所述第一基底的一侧，所述第二电极位于所述第二黑矩阵远离所述第二基底的一侧。
优选的，所述第一电极为面状电极，所述第二电极为条状电极。
优选的，从所述第一位置至与所述第一开口相邻的所述第二开口的中心位置，所述第二电极的电压逐渐减小，其中，所述第一位置为所述第二遮光部上与所述第一开口的中心位置相对应的位置。
优选的，所述第二电极在所述第二基底上均匀分布。
优选的，所述第二基底包括第一区域和第二区域，所述第一区域相比于所述第二区域邻近第一位置，所述第一区域内相邻的第二电极的间距小于所述第二区域内相邻的第二电极的间距，其中，所述第一位置为所述第二遮光部上与所述第一开口的中心位置相对应的位置。
优选的，从所述第一位置至与所述第一开口相邻的所述第二开口的中心位置，所述第一区域内的第二电极的电压逐渐增大，所述第二区域内的第二电极的电压逐渐减小。
优选的，所述液晶层为蓝相液晶。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种显示面板，所述显示面板包括沿出光方向依次设置第一基底、折射率调节结构和第二基底，通过在第一基底上形成第一黑矩阵，第一黑矩阵包括第一遮光部和第一开口，在第二基底上形成第二黑矩阵，第二黑矩阵包括第二遮光部和第二开口，且第一遮光部遮挡第二开口，第二遮光部遮挡第一开口，使在显示面板未加电时，光线无法透过显示面板，即显示面板为暗态，在显示面板未加电时，折射率调节结构能够调节第一开口出射的光线的方向，控制第一开口出射的光线从与该第一开口相邻的第二开***出的光线的数量，相应调节该第二开口出射的光线的光强，即显示面板为亮态。本发明实施例提供的显示面板不需要额外设置下偏光片和上偏光片，因此不但可以提高背光源的利用率，相应提高显示画面的亮度，还可以简化显示面板的结构，相应节约制造成本。
附图说明
图1为本实施例提供的未加电状态下的显示面板的示意图；
图2为本实施例提供的加电状态下的显示面板的示意图一；
图3为图2中部分折射率调节结构5的等效结构示意图；
图4为本实施例提供的加电状态下的显示面板的示意图二；
图5为图4中部分折射率调节结构5的等效结构示意图。
图例说明：
1、第一基底 2、第二基底 3、第一黑矩阵 31、第一遮光部
32、第一开口 4、第二黑矩阵 41、第二遮光部 42、第二开口
5、折射率调节结构 51、第一电极 52、第二电极 521、第一部分
522、第二部分 523、第三部分 524、第四部分 53、液晶层
54、第一区域 55、第二区域 61、第一平坦化层 62、第二平坦化层
7、第二透镜结构 71、第三透镜 72、第四透镜 8、像素单元
9、第一透镜结构 91、第一透镜
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种显示面板进行详细描述。
本发明实施例提供一种显示面板，结合图1至图5所示，所述显示面板包括沿出光方向依次设置的第一基底1、折射率调节结构5和第二基底2，第一基底1上形成有第一黑矩阵3，第一黑矩阵3包括第一遮光部31和第一开口32，第二基底2上形成有第二黑矩阵4，第二黑矩阵4包括第二遮光部41和第二开口42，第一遮光部31遮挡第二开口42，第二遮光部41遮挡第一开口32，折射率调节结构5用于调节第一开口31向与第一开口31相邻的第二开口42射出的光线的光强。
具体的，当显示面板未加电时，由于第一遮光部31遮挡第二开口42，且第二遮光部41遮挡第一开口32，因此，光线无法透过显示面板。当显示面板加电时，折射率调节结构5能够调节第一开口32出射的光线的方向，相应控制第一开口32出射的光线从与该第一开口32相邻的第二开口42射出的光线的数量，相应调节第二开口42出射光线的光强。
本发明实施例提供的显示面板，沿出光方向依次设置第一基底1、折射率调节结构5和第二基底2，通过在第一基底1上形成第一黑矩阵3，第一黑矩阵3包括第一遮光部31和第一开口32，在第二基底2上形成第二黑矩阵4，第二黑矩阵4包括第二遮光部41和第二开口42，且第一遮光部31遮挡第二开口42，第二遮光部41遮挡第一开口32，使在显示面板未加电时，光线无法透过显示面板，即显示面板为暗态，在显示面板未加电时，折射率调节结构5能够调节第一开口32出射的光线的方向，控制第一开口32出射的光线从与该第一开口32相邻的第二开口42射出的光线的数量，相应调节该第二开口42出射的光线的光强，即显示面板为亮态。本发明实施例提供的显示面板不需要额外设置下偏光片和上偏光片，因此不但可以提高背光源的利用率，相应提高显示画面的亮度，还可以简化显示面板的结构，相应节约制造成本。
需要说明的是，折射率调节结构5可以控制第一开口32出射的光线从与该第一开口32相邻一侧的第二开口42射出，还可以控制第一开口32出射的光线从与该第一开口32相邻两侧的第二开口42射出。本发明实施例是以折射率调节结构5控制第一开口32出射的光线从与该第一开口32相邻两侧的第二开口42射出为例进行说明的，该方案中从第二开口42射出的光线的数量较多，更佳的提高显示画面的亮度。
优选的，第一开口32的中心位置到与该第一开口32相邻两侧的第二开口42的中心位置的距离相等。也就是说，第一开口32的中心位置与第二遮光部41的中心位置相对应，这样，第一开口32向与该第一开口32相邻两侧的第二开口42射出的光线的数量相同，即相邻两个第二开口42出射的光线的光强相同，提高显示画面的亮度均匀性。
以下结合图1至图5对折射率调节结构5的具体结构进行详细说明。
结合图1和图2所示，折射率调节结构5可以包括第一电极51、第二电极52和液晶层53，液晶层53位于第一基底1与第二基底2之间，第一电极51位于第一基底1上，第二电极52位于第二基底2上，第一电极51和第二电极52用于驱动液晶层53内液晶分子偏转，以调节液晶层53的折射率。
具体的，当显示面板未加电时，液晶层53内的液晶分子处于初始状态，即液晶层53内的液晶分子对光线的折射角度较小，本发明实施例以处于初始状态的液晶分子对光线的折射角为θ1为例进行说明。为保证第二遮光部41完全遮挡从第一开口32出射的光线，第二遮光部41的宽度b应该满足公式(1)：
b≥a+2*d*tanθ1 (1)
其中，a为第一开口32的宽度，d为第一基底1与第二基底2之间的距离(即盒厚)，θ1为光线的折射角。当显示面板加电时，第一电极51和第二电极52对液晶层53施加垂直电场，垂直电场使液晶层53内的液晶分子发生偏转产生双折射现象，即液晶层53将的一部分光线可以向与电场方向(即Y方向)垂直的方向(即X方向)偏折，相应使光线入射至加电状态下的液晶层53对光线的折射角θ2大于未加电状态下的液晶层53对光线的折射角θ1，相应第一开口32发出射出的部分光线可以从第二开口42射出。
优选的，液晶层53为蓝相液晶。如图1所示，处于初始状态的蓝相液晶为圆形，圆形的蓝相液晶各向同性，对光线的折射角度较小，如图2所示，在第一电极51与第二电极52之间的电场的作用下，蓝相液晶被拉伸为椭圆形，椭圆形的蓝相液晶各向异性具有双折射的特性，对光线的折射角度较大，即更佳的使光线向X方向偏折，相应较多的光线可以从第二开口42射出，更佳的提高显示画面的亮度。
优选的，相邻两第二开口42的中心位置的间距P为30-300um。为提高显示画面的亮度，优选的，第一开口32的宽度a为3-20um。
结合图1和图2所示，第一黑矩阵3可以位于第一基底1邻近第二基底2的一侧，第一电极51可以位于第一黑矩阵3远离第一基底1的一侧，第二黑矩阵4可以位于第二基底2邻近第一基底1的一侧，第二电极52可以位于第二黑矩阵4远离第二基底2的一侧。这样，第一电极51和第二电极52与液晶层53的距离较近，第一电极51和第二电极52形成的电场可以更佳的对液晶层53内的液晶分子进行拉伸。
当然，第一电极51位于第一黑矩阵3邻近第一基底1的一侧，和/或，第二电极52位于第二黑矩阵4邻近第二基底2的一侧也是可行的。
由于第一黑矩阵3和第二黑矩阵4具有一定的厚度，导致第一电极51在第一黑矩阵3的表面存在段差，第二电极52在第二黑矩阵4的表面存在段差，段差会影响第一电极51和第二电极52所形成的电场的均匀性。为减小第一电极51和第二电极52的段差，结合图1和图2所示，第一电极51与第一黑矩阵3之间设置有第一平坦化层61，第二电极52与第二黑矩阵4之间设置有第二平坦化层62。
优选的，第一电极51为面状电极，第二电极52为条状电极，这样，可以通过控制各第二电极52的电压，控制各第二电极52与第一电极51之间的电场强度，以控制各第二电极52与第一电极51之间的液晶分子对光线的折射角度，使从第一开口32沿不同方向出射的光线均可以从第二开口42出射，更佳的提高显示画面的亮度。
需要说明的是，第一电极51为条状电极，第二电极52为面状电极也是可行的。
以下结合图1至图5对第二电极52的两种优选结构和驱动方式进行详细说明。
结合图1和图2所示，第二遮光部41的中心位置为第一位置E，第二开口42的中心位置为第二位置F，从第一位置E至相邻的第二位置F，第二电极52的电压逐渐减小。
具体的，本发明实施例是以从第一位置E至相邻两侧的第二位置F为例进行说明的。
相邻两第二开口42的中心位置的间距P为一个像素单元8的宽度，像素单元8的中心位置对应第一位置E，像素单元8的边缘位置对应与第一位置E相邻两侧的第二位置F。本发明实施例是以一个像素单元8中从第一位置E至第二位置F，第二电极52依次包括第一部分521、第二部分522、第三部分523和第四部分524为例进行说明的。第一部分521的电压V1＞第二部分522的电压V2＞第三部分523的电压V3＞第四部分524的电压V4，相应第一部分521与第一电极51之间的垂直电场E1＞第二部分522与第一电极51之间的垂直电场E2＞第三部分523与第一电极51之间的垂直电场E3＞第四部分524与第一电极51之间的垂直电场E4。
克尔效应公式(2)：n＝KE2 (2)
其中，n为液晶分子的折射率，K为克尔系数，E为电场的强度，根据公式(2)可知，垂直电场的强度E越大，液晶分子沿Y方向的折射率n越大。由于液晶分子具有各向异性，液晶分子沿Y方向的折射率n越大，相应液晶分子沿X方向的折射率n越小。
光程的公式(3)：φ＝n*d (3)
其中，φ为光线的光程，n为液晶的折射率，d为第一基底1和第二基底2之间的间距(即盒厚)，根据公式(3)可知，液晶分子沿X方向的折射率n越小，光线在X方向的光程越小，即在X方向上，光线在第一部分521与第一电极51之间区域的光程φ1＜光线在第二部分522与第一电极51之间区域的光程φ2＜光线在第三部分523与第一电极51之间区域的光程φ3＜光线在第四部分524与第一电极51之间区域的光程φ4。根据像素单元8内光程的分布，可以将像素单元8内的折射率调节结构5等效为如图3所示的第一透镜结构9，第一透镜结构9包括对称设置的两个第一透镜91，第一透镜91为直角三角形，从第一透镜结构9的中心位置至边缘位置，第一透镜91的高度逐渐增大。从第一透镜结构9的中心位置至边缘位置，第一透镜91表面出射的光线的折射角度逐渐增大(即折射角θ4大于折射角θ3)，使从第一开口32出射的光线向X方向的偏折角度较大，相应较多的光线可以从第二开口42射出，更佳的提高显示画面的亮度。
优选的，第二电极52在第二基底2上均匀分布，这样，各第一开口32发出的光线均能够较多的从该第一开口32相邻两侧的第二开口42射出，进一步提高显示画面的亮度。
如图4所示，第二电极52的另一种结构和驱动方式为，所述第二基底2包括第一区域54和第二区域55，第一区域54相比于第二区域55邻近第一位置E，第一区域54内相邻的第二电极52的间距小于第二区域55内相邻的第二电极52的间距。从第一位置E至第二位置F，第一区域54内的第二电极52的电压逐渐增大，第二区域55内的第二电极52的电压逐渐减小。
具体的，像素单元8包括一个第一区域54和两个第二区域55，第一区域54位于像素单元8的中心区域，第二区域55位于第一区域54的两侧，第一区域54的宽度w1小于第二区域55的宽度w2。
可以根据上述公式(2)和公式(3)得出像素单元8内光程的分布，相应可以根据像素单元8内光程的分布将像素单元8内的折射率调节结构5等效为如图5所示的第二透镜结构7，第二透镜结构7可以包括第三透镜71和两个第四透镜72，两个第四透镜72对称设置于第三透镜71的两侧，由于第三透镜71为凸透镜，且尺寸较小，因此，第一开口32中心区域射出的光线可以经第三透镜71发生衍射，衍射后的光线更佳的向X方向偏折，相应提高从第一开口32的中心区域向相邻的第二开口42射出的光线的数量，更佳的提高显示画面的亮度。
需要说明的是，本发明实施例未对第一区域54的宽度进行限定，第一区域54的宽度需要根据实际的像素结构进行设定。本领域技术人员可知，任何使第一开口32发出的光线从第二开口42射出的第二电极52的结构和驱动方式，均在本发明实施例的保护范围之内。
本发明实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括背光源和如上述所述的显示面板，背光源位于第一基底1远离第二基底2的一侧，用于向显示面板提供光源。
所述显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、数码相框等任何具有液晶显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示面板，包括沿出光方向依次设置的第一基底和第二基底，其特征在于，所述第一基底上形成有第一黑矩阵，所述第一黑矩阵包括第一遮光部和第一开口，所述第二基底上形成有第二黑矩阵，所述第二黑矩阵包括第二遮光部和第二开口，所述第一遮光部遮挡所述第二开口，所述第二遮光部遮挡所述第一开口；
所述显示面板还包括折射率调节结构，所述折射率调节结构位于所述第一基底和所述第二基底之间，用于调节所述第一开口向与所述第一开口相邻的所述第二开***出的光线的光强。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一开口的中心位置到与所述第一开口相邻两侧的所述第二开口的中心位置的距离相等，所述折射率调节结构用于调节所述第一开口向与所述第一开口相邻两侧的所述第二开***出的光线的光强。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述折射率调节结构包括第一电极、第二电极和液晶层，所述液晶层位于所述第一基底与所述第二基底之间，所述第一电极位于所述第一基底上，所述第二电极位于所述第二基底上，所述第一电极和所述第二电极用于驱动所述液晶层内液晶分子偏转，以调节所述液晶层的折射率。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一黑矩阵位于所述第一基底邻近所述第二基底的一侧，所述第一电极位于所述第一黑矩阵远离所述第一基底的一侧；
所述第二黑矩阵位于所述第二基底邻近所述第一基底的一侧，所述第二电极位于所述第二黑矩阵远离所述第二基底的一侧。
5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极为面状电极，所述第二电极为条状电极。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，从第一位置至与所述第一开口相邻的所述第二开口的中心位置，所述第二电极的电压逐渐减小，其中，所述第一位置为所述第二遮光部上与所述第一开口的中心位置相对应的位置。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第二电极在所述第二基底上均匀分布。
8.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第二基底包括第一区域和第二区域，所述第一区域相比于所述第二区域邻近第一位置，所述第一区域内相邻的第二电极的间距小于所述第二区域内相邻的第二电极的间距，其中，所述第一位置为所述第二遮光部上与所述第一开口的中心位置相对应的位置。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，从所述第一位置至与所述第一开口相邻的所述第二开口的中心位置，所述第一区域内的第二电极的电压逐渐增大，所述第二区域内的第二电极的电压逐渐减小。
10.根据权利要求3-9任一项所述的显示面板，其特征在于，所述液晶层为蓝相液晶。
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