CN217112781U - 光学薄膜、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及显示技术领域，公开一种光学薄膜、显示面板及显示装置。该光学薄膜包括沿第一方向依次叠置的第一基层、透明薄膜层和第二基层；透明薄膜层分散有相互平行的吸光材料，吸光材料具有二色向性；每个吸光材料的长轴沿第二方向延伸，第二方向与所述第一方向之间形成夹角θ，0°<θ<45°。上述吸光材料可以吸收某一偏振方向的光线，达到偏光效果。将该光学薄膜应用到车载仪表显示屏等车载显示装置时，设定第二方向为显示屏上侧向下侧倾斜的方向，该光学薄膜可以吸收该类车载显示装置出光方向向上的光线，防止该部分光线投射到挡风玻璃并反射到驾驶员眼中影响驾驶。由于该吸光材料无固定周期性结构，所以光学薄膜也没有摩尔纹的困扰。

Description

光学薄膜、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，特别涉及一种光学薄膜、显示面板及显示装置。

背景技术

汽车已经成为人类日常交通的主要工具，车载中控或者仪表显示器是车辆安全行驶和经济行驶不可缺少的装置，是驾驶员与车辆进行信息交流的重要界面。

在行车过程中，车载仪表显示屏等车载显示装置发出的光线会部分出射到挡风玻璃上，该部分光线可能被挡风玻璃反射进入驾驶员的眼睛，对驾驶员的视线造成干扰，影响驾驶，存在安全隐患。为了解决这个问题，目前在车载中控或者仪表显示器上，会加入一张上下收光的LCF(Light Control Film，光各向异性膜)或者ALCF(All Light ControlFilm，光线控制膜)。常用的LCF或者ALCF收光的本质是通过类似于百叶窗结构的光栅来改变光线的出射角度，进而防止光线投影到挡风玻璃并发生反射，其价格比较昂贵，且由于光栅一般具有固定的周期性结构，存在摩尔纹的困扰。

实用新型内容

本实用新型公开了一种光学薄膜、显示面板及显示装置，用于实现偏光效果的同时消除摩尔纹困扰。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种光学薄膜，包括：沿第一方向依次叠置的第一基层、透明薄膜层和第二基层；

所述透明薄膜层分散有相互平行的吸光材料，所述吸光材料具有二色向性；每个所述吸光材料的长轴沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向之间形成夹角θ，0°<θ<45°。

可选地，所述第一基层朝向所述第二基层的表面设置有第一配向膜，所述第二基层朝向所述第一基层的表面设置有第二配向膜，所述第一配向膜和所述第二配向膜用于对所述吸光材料进行配向。

可选地，所述透明薄膜层内还分散有液晶分子，每个所述液晶分子的长轴沿所述第二方向延伸。

可选地，所述吸光材料为染料分子。

可选地，10°<θ<30°。

可选地，所述透明薄膜层的材质为高分子聚合物。

可选地，所述第一基层的材质为PET、TAC或玻璃；和/或，所述第二基层的材质为PET、TAC或玻璃。

一种显示面板，包括面板组件以及上述技术方案提供的任一种所述的光学薄膜，所述光学薄膜设置于所述面板组件的出光侧；

所述面板组件包括与所述光学薄膜接触的第一偏光片，垂直于所述第一偏光片的透过轴的面与所述第二方向呈夹角α，10°<α<30°。

可选地，所述面板组件还包括对盒设置的彩膜基板和阵列基板，,所述彩膜基板与所述阵列基板之间设置有液晶盒，所述第一偏光片设置于所述彩膜基板背离所述阵列基板的一侧；

所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧设置有驱动电极，所述彩膜基板朝向所述阵列基板的表面依次叠置有彩膜层、黑矩阵层和电极层。

一种显示装置，包括上述技术方案提供的任一种显示面板。

本实用新型的有益效果如下：

该光学薄膜中的吸光材料具有二色性，则该吸光材料可以吸收某一特定偏振方向的光线，从而可以控制不同角度的光线在穿过光学薄膜时有不同的出光效果，可以满足偏光需求。将该光学薄膜应用到车载仪表显示屏等车载显示装置时，设定第二方向为显示屏上侧向下侧倾斜的方向，该光学薄膜可以吸收该类车载显示装置出光方向向上的光线，防止该部分光线投射到防风玻璃并反射到驾驶员眼中影响驾驶。由于该吸光材料无固定周期性结构，所以光学薄膜也没有摩尔纹的困扰。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种光学薄膜的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光学薄膜对光线的偏光效果示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种光学薄膜的结构示意图；

图4a至图4c本实用新型实施例提供的又一种光学薄膜的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图6为图5中A面的剖面结构示意图；

图7为图5中B面的剖面结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种显示面板的主视图；

图9为外界光线照射到本实用新型实施例提供的一种显示面板的光路示意图。

图标：11-第一基层；12-透明薄膜层；121-吸光材料；122-液晶分子；13- 第二基层；14-第一配向膜；15-第二配向膜；2-面板组件；21-第一偏光片；22- 彩膜基板；23-阵列基板；24-液晶盒；25-彩膜层；26-黑矩阵层；27-电极层； 28-驱动电极。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，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，而非旨在限制本申请。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。应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二等来描述方向，但这些方向不应限于这些术语。这些术语仅用来将方向彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一方向也可以被称为第二方向，类似地，第二方向也可以被称为第一方向。附图中各部件的形状和大小不反映光学薄膜的真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。

本实用新型实施例提供一种光学薄膜，该光学薄膜可以应用到显示面板上，以根据需要降低某个方向的光线亮度。

如图1所示，该光学薄膜包括第一基层11、透明薄膜层12和第二基层13，第一基层11、透明薄膜层12和第二基层13沿第一方向依次叠置。此处的第一方向指的是垂直于显示面板出光面的方向，相当于显示面板出光面的法线方向。透明薄膜层12内分散有相互平行的吸光材料121，每个吸光材料121的长轴沿第二方向延伸，该吸光材料121具有二色向性；其中，第二方向与第一方向之间形成夹角θ，θ大于0°且小于45°。

此处的吸光材料121具有二色向性，指的是该吸光材料121对偏振方向不同的光线具有不同的透过率。具体而言，吸光材料121类似柱形，具有相对的长轴。本实用新型实施例所提供的吸光材料121被设定为，偏振方向与吸光材料121长轴方向一致的光线会被吸光材料121吸收，偏振方向与吸光材料121 长轴方向不一致的光线会部分透过或全部透过吸光材料121。当光线穿过透明薄膜层12，吸光材料121相当于对不同偏振方向的光线进行选择，从而达到偏光的效果。

具体地，本实用新型实施例中，将吸光材料121按照长轴沿第二方向延伸的方式分布，使得所有的吸光材料121保持同样的偏光效果。

当将该光学薄膜应用到显示屏等的出光面处，如图2所示，显示屏发出的光线(以光线m和光线n举例)具有不同的出光角度，每个光线的偏振方向垂直于该光线的出光方向，所有光线的偏振方向所在平面相互平行。不同角度的出射光线在经过透明薄膜层12时，吸光材料121会吸收偏振方向平行于第二方向的光线(以光线m示例，该光线m相当于垂直于吸光材料121的长轴方向)，偏振方向垂直于第二方向的光线(以光线n示例，该光线n相当于平行于吸光材料121的长轴方向)则可以正常穿过光学薄膜，其他偏振方向的光线 (此处未示出，该部分光线相当于与吸光材料121的长轴方向之间形成锐角) 会部分穿过光学薄膜。在观察侧，垂直于吸光材料121长轴方向的光线的出光方向侧(M所在区域)几乎不会有光线射出，其他角度的光线的出光方向侧(例如N所在区域)的视角则不会被影响。

在使用时，选用合适的角度将光学薄膜贴附到显示面板上，使得吸光材料 121的长轴的倾斜方向可以使吸光材料121可以对某一特定方向的光线进行吸收，达到偏光效果。将该光学薄膜应用到车载仪表显示屏等车载显示装置时，设定第二方向为显示屏上侧向下侧倾斜的方向，该光学薄膜可以吸收该类车载显示装置出光方向向上的光线，防止该部分光线投射到挡风玻璃并反射到驾驶员眼中影响驾驶。由于该吸光材料121无固定周期性结构，所以该光学薄膜也没有摩尔纹的困扰。

在一种具体的实施方式中，上述吸光材料121可以选择染料分子，当然该染料分子具有二色性。该染料分子的特点在于吸收沿相对于染料分子的长轴和短轴其中任一轴的平行方向振荡的光，而透射沿相对于染料分子的长轴和短轴其中任一轴的垂直方向振荡的光。本实用新型实施例中，将此处的染料分子设定为，其能够吸收偏振方向垂直于其长轴方向的光线，同时部分透过或全部透过其他偏振方向的光线。

此外，染料分子还具有成本低廉的优势，能够为生产厂家降低成本，具有较强的可推广性。

其中，根据车载仪表显示屏等车载显示装置的需要，第二方向与第一方向之间形成夹角θ优选设置为10-30°，该角度范围是对光学薄膜应用场景的进一步限定。

为了将吸光材料121依照其长轴方向沿第二方向延伸的方式分散在透明薄膜层12内，可以选用多种实施方式。

在一些实施例中，透明薄膜层12选用PVA(polyvinyl alcohol，聚乙烯醇)，将吸光材料121分散到该透明薄膜层12内后，拉伸该透明薄膜层12，透明薄膜层12的材料分子被拉伸，驱使分散在透明薄膜层12内吸光材料121的分布状态发生改变，最终使吸光材料121的长轴方向沿第二方向延伸，呈现图1所示的分布状态。

在另一些实施例中，如图3所示，在第一基层11朝向第二基层13的表面设置第一配向膜14，在第二基层13朝向第一基层11的表面设置第二配向膜 15，第一配向膜14和第二配向膜15用于对吸光材料121进行配向，使得分散在透明薄膜层12内吸光材料121的长轴方向平行于第二方向，然后将结构固化。其中，第一配向膜14和第二配向膜15的材质可以选择PI(Polyimid，聚酰亚胺)。

在再一些实施例中，如图4b至图4c所示，透明薄膜层12内还分散有液晶分子122，每个液晶分子122的长轴沿第二方向延伸。每个液晶分子122也具有长轴，且其长轴方向与吸光材料121的长轴方向一致，使得液晶分子122 与吸光材料121保持平行。在制备时，可以先对透明薄膜层12内液晶分子122 进行定向配向并固化，并通过液晶分子122的形态分布影响吸光材料121的状态布局，进而使得吸光材料121按照液晶分子122的形态分布调整形态，最终使得吸光材料121保持与液晶分子122相同的形态分布后固化，呈现图4b至图4c所示的状态。图4a和图4b中液晶分子122与吸光材料121分布较为规律，图4c中液晶分子122与吸光材料121分布不规律，本申请对此并不做限定，在生产制备时可以根据需要进行调整。

本实用新型实施例中，透明薄膜层12的材质为高分子聚合物，高分子聚合物有利于吸光材料121分散形成的工艺制备。高分子聚合物的材质不做限定，但是必须具有透明的特性，便于光线穿过。

第一基层11的材质可以为PET(Plythylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、TAC(Triacetyl Cellulose，三醋酸纤维素)、玻璃或其他材料；和/ 或，第二基层13的材质可以为PET、TAC、玻璃或其他材料。当第一基层11 和/或第二基层13选择玻璃材质时，具体可以选用UTG(Ultra Thin Glass，超薄玻璃)，有利于减小整个光学薄膜的厚度。应当理解，本文中使用的术语“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，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

基于上述光学薄膜，本实用新型实施例还提供一种显示面板，如图5所示，该显示面板具体包括面板组件2以及上述实施例中提供的任意一种光学薄膜。光学薄膜设置于面板组件2的出光侧。且面板组件2包括与光学薄膜接触的第一偏光片21，第一偏光片21的透过轴Q-Q的方向垂直于第一方向，且沿Y方向延伸。如图5所示，定义方向X、方向Y以及方向Z，此处的方向Z相当于上述第一方向，并对该显示面板的方位进行上、下、左、右的定义。其中，左右方向平行于X方向，上下方向平行于Y方向。

在具体设置时，可以将光学薄膜设置为第一基层11接触第一偏光片21，也可以将光学薄膜设置为第二基层13接触第一偏光片21。此处以第二基层13 接触第一偏光片21为例进行举例说明。垂直于第一偏光片21的透过轴Q-Q的方向的面与第二方向呈夹角α，10°<α<30°。在图5中，第一偏光片21的透过轴Q-Q的方向平行于Y方向，由于第一偏光片21的偏光作用，相当于自面板组件2出射光线的偏振方向平行于Y方向与Z方向所形成的平面。

在一些实施例中，该显示面板为液晶面板，以图5中A面剖切该显示面板可以得到图6所示的剖面结构示意图，以图5中B面剖切该显示面板可以得到图7所示的剖面结构示意图。结合图6和图7，面板组件2还包括对盒设置的彩膜基板22和阵列基板23，在彩膜基板22与阵列基板23之间还设置有液晶盒24，第一偏光片21设置于彩膜基板22背离阵列基板23的一侧，光学薄膜相当于设置于彩膜基板22一侧。阵列基板23朝向彩膜基板22的一侧设置有驱动电极28，驱动电极28可以驱动液晶盒24内的液晶发生形态改变，以使背光源的光线穿过。彩膜基板22朝向阵列基板23的表面依次叠置有彩膜层25、黑矩阵层26和电极层27。其中，彩膜层25用于实现光源彩色化。应当理解，在阵列基板23一侧还设置有第二偏光片，此处未示出。

此处，光学薄膜以图1中所示的结构为例，在图6视角下，透明薄膜层12 内的吸光材料121的长轴与Z轴呈夹角θ，而在图7视角下，透明薄膜层12 内的吸光材料121的长轴平行于Z轴。面板组件2出光面发出的光线平行于第一偏光片21的透过轴方向Q-Q(即平行于Y方向与Z方向所形成的平面)。以图6中示出的光线m和光线n为例，光线m的出光方向垂直于第二方向，光线m的偏振方向平行于吸光材料121的长轴方向，该光线m会被吸光材料 121吸收，使得该光线m出光方向侧(即显示面板的上侧)出光率降低；而光线n的出光方向平行于第二方向，光线n的偏振方向垂直于吸光材料121的长轴方向，该光线n可以顺利透明薄膜层12，使得该光线n出光方向侧(即显示面板的下侧)正常出光。同时，其他方向的光线可以部分透过透明薄膜层12，不影响显示。对于观察显示面板的观察者来讲，相当于显示面板的上侧窄视角亮度，而其他侧(左侧、右侧以及下侧)正常视角亮度。

一般地，显示面板具体为汽车的中控显示屏时，如图8所示，用户可能自显示面板的左侧、右侧以及下侧观看，吸光材料121这样的分布不会影响显示面板左侧、右侧以及下侧发出的光线，也就不会影响用户正常观看显示面板的图像显示。且显示面板正常显示的光线经过依次透明薄膜层12，光线的透过率与现有技术相当，不会影响用户正常观看。同时，面板组件2向上侧发出的光线会被吸光材料121大部分吸收，面板组件2发出的光线不会投影到挡风玻璃上并反射到驾驶员眼睛中，避免影响驾驶员驾驶车辆，提高驾驶安全性。

本实用新型实施例所提供的显示面板中的光学薄膜还有利于显示面板的防反射。如图9所示，当外界光线照射到显示面板，首先会被光学薄膜的第一基层11的表面反射一部分光线a，其他进入透明薄膜层12，透明薄膜层12的透过率大概为60-80％，光线损失一部分；穿过透明薄膜层12的光线被第二基层13朝向第一基层11的表面反射一部分光线b，该部分光线b再次经过透明薄膜层12，光线b相当于两次经过透明薄膜层12，其出射率至少降低至36-64％；其他光线进入面板组件2，被彩膜基板22背离阵列基板23的表面反射后经光学薄膜后出射光线c，光线c也相当于两次经过透明薄膜层12，透过率降低至 36-64％；剩余光线进入面板组件2的液晶盒24内，被吸收反射后出射光线d，该光线d也相当于两次经过透明薄膜层12，其出射率至少降低至36-64％。可以看出，外界光线除光线a外的其他光线，都会两次经过透明薄膜层12，被吸收后出射率大大降低，相当于降低了外界光线的反射率。

并且，显示面板的黑矩阵区和可视区的反射光经过两次吸光材料121的吸收，差异会降低，一体黑效果更佳。

应当理解，此处的显示面板示例为液晶显示面板，还可以是二极管发光显示面板或有机电致发光显示面板，光学薄膜都可适用，其性能优秀可量产性高，有利于推广使用，发展前景良好。

基于上述显示面板，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显示面板。应当理解，当显示面板为液晶显示面板时，由于液晶显示面板为非主动发光技术，需要为液晶显示面板提供背光，因此显示装置还包括有背光模组，此处不再对该常规技术进行介绍。

本实用新型实施例提供的显示装置可以为应用于汽车、飞机等车载显示装置，如具体可以为车载后视镜显示、车载中控显示等。本实用新型实施例对此不作特殊限定。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光学薄膜，其特征在于，包括：沿第一方向依次叠置的第一基层、透明薄膜层和第二基层；

所述透明薄膜层分散有相互平行的吸光材料，所述吸光材料具有二色向性；每个所述吸光材料的长轴沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向之间形成夹角θ，0°<θ<45°。

2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一基层朝向所述第二基层的表面设置有第一配向膜，所述第二基层朝向所述第一基层的表面设置有第二配向膜，所述第一配向膜和所述第二配向膜用于对所述吸光材料进行配向。

3.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述透明薄膜层内还分散有液晶分子，每个所述液晶分子的长轴沿所述第二方向延伸。

4.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述吸光材料为染料分子。

5.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，10°<θ<30°。

6.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述透明薄膜层的材质为高分子聚合物。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一基层的材质为PET、TAC或玻璃；和/或，所述第二基层的材质为PET、TAC或玻璃。

8.一种显示面板，其特征在于，包括面板组件以及如权利要求1-7中任一项所述的光学薄膜，所述光学薄膜设置于所述面板组件的出光侧；

所述面板组件包括与所述光学薄膜接触的第一偏光片，垂直于所述第一偏光片的透过轴的面与所述第二方向呈夹角α，10°<α<30°。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述面板组件还包括对盒设置的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板与所述阵列基板之间设置有液晶盒，所述第一偏光片设置于所述彩膜基板背离所述阵列基板的一侧；所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧设置有驱动电极，所述彩膜基板朝向所述阵列基板的表面依次叠置有彩膜层、黑矩阵层和电极层。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的显示面板。

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