Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. CN109597239 - Optical film layer and display device

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ ZH ]
光学膜层和显示装置


技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及一种光学膜层和显示装置。
背景技术
现行大尺寸液晶显示面板通常采用VA(Vertical Alignment,垂直排列)液晶面板或者IPS(In-Plane Switching,平面转换)液晶面板,VA型液晶面板相较于IPS液晶面板存在较高的生产效率及低制造成本得优势,但光学性质上相较于IPS液晶面板存在较明显得光学性质缺陷,尤其是大尺寸面板在商业应用方面需要较大的视角呈现。例如,VA型液晶面板驱动在大视角亮度随电压快速饱和而造成视角画质对比及色偏相较于正视画质品质恶化严重,产生视角色偏。
因此,现有的VA型液晶面板存在大视角画质对比及色偏相较于正视画质品质恶化严重,产生视角色偏的问题。
发明内容
基于此,有必要提供一种能够改善显示面板的大视角色偏的光学膜层和显示装置。
为了实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种光学膜层,包括:
单光轴各向异性光学层,所述单光轴各向异性光学层的一侧上形成有多个凹槽;
各向同性光学层,包括板状部和贴合在所述板状部一侧上的多个与所述凹槽形状、尺寸相匹配的凸起结构,所述各向同性光学层的折射率大于所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率。
在其中一个实施例中,所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率为1.0-2.5;和/或,所述各向同性光学层的折射率为1.0-2.5。
在其中一个实施例中,所述各向同性光学层的折射率与所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率之差为0.01-2。
在其中一个实施例中,所述凸起结构为三棱柱结构,且三棱柱结构的一侧面贴合所述板状部延伸,多个所述凸起结构的延伸方向平行,相邻的两个凸起结构间隔设置。
在其中一个实施例中,所述凸起结构为三棱锥结构,多个所述凸起结构呈二维矩阵阵列排布,相邻的两个凸起结构间隔设置。
在其中一个实施例中,所述单光轴各向异性光学层的材料包括向列相液晶分子材料。
一种光学膜层,包括:
单光轴各向异性光学层,所述单光轴各向异性光学层的一侧上形成有多个凹槽;
各向同性光学层,包括板状部和贴合在所述板状部一侧上的多个与所述凹槽形状、尺寸相匹配的凸起结构,所述各向同性光学层的折射率大于所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率;
其中,所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率为1.0-2.5,所述各向同性光学层的折射率为1.0-2.5;
所述各向同性光学层的折射率与所述单光轴各向异性光学层的非常光折射率之差为0.01-2。
为了实现本发明的目的,本发明还采用如下技术方案:
一种显示装置,包括:
背光模组,用于提供入射光;
显示面板,置于所述背光模组上方,用于接收所述入射光并显示画面;
其中,所述显示面板包括:
相对设置的第一基板和第二基板;
设置在所述第一基板上远离所述第二基板一侧的第一光栅层;
设置在所述第一基板和所述第二基板之间的显示层;
设置在所述显示层和所述第二基板之间的第二光栅层;
设置在所述第二光栅层和所述第二基板之间的如权利要求1-7任一项所述的光学膜层,所述单光轴各向异性光学层设置在所述第二光栅层侧;
设置在所述光学膜层和所述第二基板之间的光阻层,或者设置在所述第一基板和所述显示层之间的光阻层。
在其中一个实施例中,所述第一光栅层包括形成在所述第一基板上的多个条形的金属层,多个所述金属层间隔且平行设置;和/或所述第二光栅层包括透明基板和形成在所述透明基板上的多个条形的金属层,多个所述金属层间隔且平行设置。
在其中一个实施例中,所述第一光栅层金属层的宽度为50nm-150nm,金属层的厚度为100nm-200nm,相邻的两个所述金属层的间距为100nm-200nm;所述第二光栅层金属层的宽度为50nm-150nm,金属层的厚度为100nm-200nm,相邻的两个所述金属层的间距为100nm-200nm。
在其中一个实施例中,所述光阻层设置在所述光学膜层和所述第二基板之间,所述显示面板还包括:
设置在所述显示层和所述第二光栅层之间的补偿膜层;和/或
设置在所述显示层和所述第一基板之间的补偿膜层。
在其中一个实施例中,所述光阻层设置在所述第一基板和所述显示层之间;所述显示面板还包括:
设置在所述显示层和所述第二光栅层之间的补偿膜层;和/或
设置在所述光阻层和所述第一基板之间的补偿膜层。
上述光学膜层,包括单光轴各向异性光学层和各向同性光学层,单光轴各向异性光学层的一侧上形成有多个凹槽;各向同性光学层包括板状部和贴合在板状部一侧上的多个与凹槽形状、尺寸相匹配的凸起结构,各向同性光学层的折射率大于单光轴各向异性光学层的非常光折射率,单光轴各向异性光学层和各向同性光学层在凸起结构的交接面具有光由光疏介质射向光密介质而产生折射的作用,由此,光学膜层使正视角光型能量分配大视角,改善视角色偏。
上述显示装置,包括指向性高的背光光型输出的背光模组,以及具有大视角且色偏得到改善、薄型化的显示面板。其中,显示面板一方面通过光学膜层的设置,能将正视角的光型能量分配到大视角,解决显示面板的大视角色偏问题;另一方面,由于第一光栅层和第二光栅层均能够使自然光变成偏振光,而替代厚度较厚的偏光板,而使显示面板的厚度较薄,从而显示装置体积轻薄、显示色偏率低且具有高的显示效率,能够提高用户的体验度。
附图说明
图1为一实施方式的光学膜层的结构示意图;
图2为非与光前进方向垂直的交接面产生折射效应的示意图;
图3为一实施方式的各向同性光学层的立体结构示意图;
图4为对应图3的各向同性光学层的横截面结构示意图;
图5为另一实施方式的各向同性光学层的立体结构示意图;
图6为对应图5的各向同性光学层的横截面结构示意图;
图7为一实施方式的显示装置的结构示意图;
图8为图7所示的显示装置的背光模组的结构示意图;
图9为图7所示的显示装置中一实施例的显示面板的结构示意图;
图10为图7所示的显示装置中一实施例的显示面板的结构示意图;
图11为一实施例的第一光栅层的结构示意图;
图12为对应图9另一实施方式的显示面板的结构示意图;
图13为对应图9另一实施方式的显示面板的结构示意图;
图14为对应图9另一实施方式的显示面板的结构示意图;
图15为对应图10另一实施方式的显示面板的结构示意图;
图16为对应图10另一实施方式的显示面板的结构示意图;
图17为对应图10另一实施方式的显示面板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
参见图1,图1为本实施例中的光学膜层的结构示意图。
在本实施例中,光学膜层250包括单光轴各向异性光学层251和各向同性光学层252。
其中,单光轴各向异性光学层251具有光学各向异性,具备非常光折射率ne 1 和寻常光折射率no 1 ,在一个实施例中,单光轴各向异性光学层251为正型单光轴性光学层,ne 1 >no 1 。非寻常光折射率ne 1 为单光轴各向异性光学层251当光线偏振方向与光轴平行的等效折射率;寻常光折射率no 1 为单光轴各向异性光学层251当光线偏振方向与光轴垂直的等效折射率,当光通过单光轴各向异性光学层251会产生双折射现象。具体地,建立xyz坐标系,nx为单光轴各向异性光学层251在x方向的折射率,ny为单光轴各向异性光学层251在y方向的折射率,nz为单光轴各向异性光学层251在z方向的折射率,z方向为单光轴各向异性光学层251的膜厚的延伸方向(垂直于各向同性光学层252的出光面),ne 1 =nx>no 1 =ny或者ne 1 =ny>no 1 =nx,no 1 =nz。在一个实施例中,单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 为1.0-2.5。在一个实施例中,单光轴各向异性光学层251的材料包括但不限于向列相液晶分子材料。
其中,各向同性光学层252具有光学各向同性,各方向的折射率相同。在一个实施例中,各向同性光学层252的折射率ns 2 为1.0-2.5。在一个实施例中,各向同性光学层252的材料为各向同性的折射率材料,可以是光阻上做平坦化结构涂布的有机透明材料或者无机透明材料。
具体地,各向同性光学层252的折射率ns 2 大于单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 。具体地,各向同性光学层252的折射率ns 2 与单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 之差为0.01-2。当ns 2 和ne 1 之差越大,越容易将正视光能量分配到大视角。在一个实施例中,单光轴各向异性光学层251的寻常光折射率no 1 为0/180degree方向的折射率,单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 为90/270degree方向的折射率。在一个实施例中,单光轴各向异性光学层251的寻常光折射率no 1 为90/270degree方向的折射率,单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 为0/180degree方向的折射率。其中,0/180degree方向和90/270degree方向构成的面平行于各向同性光学层252的出光面。
在本发明实施例中,单光轴各向异性光学层251的一侧上形成有多个凹槽,各向同性光学层252包括板状部2521和贴合在板状部2521一侧上的多个与凹槽形状、尺寸相匹配的凸起结构2522。由于各向同性光学层252的折射率ns 2 大于单光轴各向异性光学层251的非常光折射率ne 1 ,因此凸起结构2522的入光面形成非与光前进方向垂直的交接面,该非与光前进方向垂直的交接面产生折射效应(参见图2),让光行进产生角度变化。具体地,凸起结构呈周期性排列,即由凸起结构构建的折射部呈周期性排列。
在一个实施例中,参见图3,凸起结构2522为三棱柱结构,三棱柱结构具有多个侧面,且三棱柱结构的一侧面贴合板状部2521延伸,多个凸起结构2522的延伸方向平行,相邻的两个凸起结构2522间隔设置。具体地,请一并参见图4,贴合板状部2521的侧面的宽度为Lx 1 ,相邻的两个凸起结构2522贴合板状部2521的侧面的中心之间的距离为Px 1 ,Px 1 ≥Lx 1 ,当Px 1 =Lx 1 时,相邻的两个凸起结构贴合设置。凸起结构2522的厚度为d 1 ,各向同性光学层252的厚度为D 1 ,d 1 不为0,且D 1 ≥d 1
在一个实施例中,参见图5,凸起结构2522为三棱锥结构,多个凸起结构2522呈二维矩阵阵列排布,相邻的两个凸起结构2522间隔设置,以更有效的将正视角光能量分配到二维方向,使得全视角观赏更加匀。具体地,请一并参见图6,在x方向上,贴合板状部2521的侧面的宽度为Lx 2 ,相邻的两个凸起结构2522贴合板状部2521的侧面的中心之间的距离为Px 2 ,Px 2 ≥Lx 2 ,当Px 2 =Lx 2 时,相邻的两个凸起结构在x方向上贴合设置。在y方向上,贴合板状部2521的侧面的宽度为Ly 2 ,相邻的两个凸起结构2522贴合板状部2521的侧面的中心之间的距离为Py 2 ,Py 2 ≥Ly 2 ,当Py 2 =Ly 2 时,相邻的两个凸起结构在y方向上贴合设置。凸起结构2522的厚度为d 2 ,各向同性光学层252的厚度为D 2 ,d 2 不为0,且D 2 ≥d 2
本实施例提供的光学膜层,包括单光轴各向异性光学层251、各向同性光学层252,当光通过单光轴各向异性光学层251的非常光折射率为ne 1 ,该光通过各向同性光学层252的折射率为ns 2 ,由于ns 2 >ne 1 ,单光轴各向异性光学层251和各向同性光学层252的交接面看到的是光由光疏介质射向光密介质而产生折射的作用,由此,光学膜层使正视角光型能量分配大视角的光学现象,改善视角色偏。
参见图7,图7为本实施例中的显示装置的结构示意图。
在本实施例中,显示装置10包括背光模组100和显示面板200。其中,背光模组100提供准直出光背光光源(collimate light emitting BL),以使光的能量集中在正视角输出。
在本发明实施例中,参见图8,背光模组100具有指向性高的背光光型输出,包括反射片110、导光板120、棱镜膜130及LED光源140,反射片110与导光板120、棱镜膜130依次层叠,导光板120具有入光面121,LED光源140与入光面121相对设置,导光板120靠近反射片110的一侧开设有条形的第一凹槽122,第一凹槽122的截面呈V形,第一凹槽122的延伸方向与LED光源140的出光方向垂直,导光板120靠近棱镜膜130的一侧开设有条形的第二凹槽123,第二凹槽123的截面呈V形,第二凹槽123的延伸方向与LED光源140的出光方向平行。进一步地,棱镜膜130的棱镜一侧层叠在导光板120上。
在本发明实施例中,参见图9和图10,图9和图10为本实施例中的显示面板的结构示意图。
本实施例中,显示面板200包括第一光栅层210、第一基板220、显示层230、第二光栅层240、光学膜层250、光阻层260以及第二基板270。
具体地,第一基板220和第二基板270相对设置;第一光栅层210设置在第一基板220上远离第二基板270一侧;显示层230设置在第一基板220和第二基板270之间;第二光栅层240设置在显示层230和第二基板270之间;光学膜层250设置在第二光栅层240和第二基板270之间,其中,单光轴各向异性光学层设置在第二光栅层240侧;光阻层260设置在光学膜层250和第二基板270之间,或者设置在第一基板220和显示层230之间。
即,在一实施例中,参见图9,显示面板200包括依次叠层设置的第一光栅层210、第一基板220、显示层230、第二光栅层240、光学膜层250、光阻层260以及第二基板270;在另一个实施例中,参见图10,显示面板200包括依次叠层设置的第一光栅层210、第一基板220、光阻层260、显示层230、第二光栅层240、光学膜层250以及第二基板270。
在本发明实施例中,第一光栅层210设置在第一基板220上远离第二基板270一侧,第一光栅层210能够将自然光变成偏振光。其中,第一光栅层210的厚度一般小于20μm。
具体地,参见图11,第一光栅层210包括透明基板2101和形成在透明基板2101上的多个条形的金属层2102,多个金属层2102间隔且平行设置。透明基板2101包括但不限于玻璃基板、硅胶基板、二氧化硅基板、氮化硅基板、聚甲基丙烯酸甲酯基板及聚对苯二甲酸乙二酯基板中的一种。金属层2102包括但不限于金、铝及铜。金属层2102形成在透明基板2101上,多个金属层2102沿一直线间隔并均匀排布,且多个金属层2102的延伸方向相互平行,而形成光栅。进一步地,金属层2102的宽度为50nm-150nm;金属层2102的厚度为100nm-200nm;相邻的两个金属层2102的间距为100nm-200nm。
在本发明实施例中,第一光栅层210分为振动方向与金属层的延伸方向垂直的电磁波及振动方向与金属层的延伸方向平行的电磁波,第一光栅层210会吸收或者反射电磁波振动分量与金属层延伸方向平行的电磁波分量,只有电磁波振动分量与金属层延伸方向垂直的电磁波分量穿透,获得与偏光板相同的作用,仅通过垂直于偏光板拉伸方向的偏振光。
具体地,光由水平偏振(电场振动方向0/180degree方向)及垂直偏振(电场振动方向90/270degree方向)构成,第一光栅层210对于偏振光具备吸收跟穿透的作用。当第一光栅层210的金属层的排布方向平行于0/180degree方向时,第一光栅层210的金属层的延伸方向平行于90/270degree方向,预计水平偏振光可以通过第一光栅层210;当第一光栅层210的金属层的排布方向平行于90/270degree方向时,第一光栅层210的金属层的延伸方向平行于0/180degree方向,预计垂直偏振光可以通过第一光栅层210。由此,第一光栅层210可以取代传统结构中的下偏光板,使显示面板200的厚度较薄。
本发明实施例中,第一基板220与第二基板270相对设置,第一基板220和第二基板270的材料不做限制,具体可以选用玻璃基板。显示层230包括液晶材料层和设置在液晶材料层上下表面上的电极层,其中,电极层的材料优选为氧化铟锡。
本发明实施例中,第二光栅层240包括透明基板和形成在透明基板上的多个条形的金属层,多个金属层间隔且平行设置。透明基板包括但不限于玻璃基板、硅胶基板、二氧化硅基板、氮化硅基板、聚甲基丙烯酸甲酯基板及聚对苯二甲酸乙二酯基板中的一种。金属层包括但不限于金、铝及铜。金属层形成在透明基板上,多个金属层沿一直线间隔并均匀排布,且多个金属层的延伸方向相互平行,而形成光栅。进一步地,金属层的宽度为50nm-150nm;金属层的厚度为100nm-200nm;相邻的两个金属层的间距为100nm-200nm。进一步地,第二光栅层240与光学膜层250的第一光栅层210相对设置,即第二光栅层240的多个金属层与第一光栅层210的多个金属层相对应。
第二光栅层240与第一光栅层210对应设置,且结构和功能相似,对于偏振光具备吸收跟穿透的作用,可以取代传统结构中的上偏光板,使显示面板200的厚度较薄。
当第二光栅层240的金属层的排布方向平行于0/180degree方向时,第二光栅层240的金属层的延伸方向平行于90/270degree方向,预计水平偏振光可以通过第二光栅层240,该水平偏振光通过单光轴各向异性光学层251的非常光折射率为ne 1 ,该水平偏振光通过各向同性光学层252的折射率为ns 2 ,由于ns 2 >ne 1 ,单光轴各向异性光学层251和各向同性光学层252的交接面看到的是水平偏振光由光疏介质射向光密介质而产生折射的作用,使正视角光型能量分配大视角的光学现象。
当第二光栅层240的金属层的排布方向平行于90/270degree方向时,当第二光栅层240的金属层的延伸方向平行于0/180degree方向。预计垂直偏振光可以通过当第二光栅层240,该垂直偏振光通过单光轴各向异性光学层251的非常光折射率为ne 1 ,该垂直偏振光通过各向同性光学层252的折射率为ns 2 ,由于ns 2 >ne 1 ,单光轴各向异性光学层251和各向同性光学层252的交接面看到的是垂直偏振光由光疏介质射向光密介质而产生折射的作用,使正视角光型能量分配大视角的光学现象。
本发明实施例中,光学膜层250参见上一实施例的相关描述,在此不再赘述。光学膜层250能够将正视角光型能量分配大视角,改善视角色偏。
本发明实施例中,光阻层260用于为显示面板提供色相,使显示面板形成彩色的显示画面。光阻层260可以设置在第二光栅层240和第二基板270之间,或者也可以设置在第一基板220和显示层230之间。
请一并参见图12-图14(图中网格层为补偿膜层),在一个实施例中,当光阻层260设置在第二光栅层240和第二基板270之间时,显示面板还可以包括:设置在显示层230和第二光栅层240之间的补偿膜层;和/或设置在显示层230和第一基板220之间的补偿膜层。
请一并参见图15-图17(图中网格层为补偿膜层),在一个实施例中,当光阻层260设置在第一基板220和显示层230之间时,显示面板还可以包括:设置在显示层230和第二光栅层240之间的补偿膜层;和/或设置在光阻层260和第一基板220之间的补偿膜层。
需要说明的是,显示面板200不限于上述层叠结构,不同层可以根据不同需求增加特殊功能的材料,例如,在单功能膜层中增加其他功能材料,而得到多功能膜层。另外,显示面板200中各个膜层的层叠顺序可以根据所需要的功能进行改变,同时,还可以根据需要加入其他功能膜层等等。
本实施例提供的显示装置10,包括指向性高的背光光型输出的背光模组100,以及具有大视角且色偏得到改善、薄型化的显示面板200。其中,显示面板200一方面通过光学膜层250的设置,能将正视角的光型能量分配到大视角,解决显示面板200的大视角色偏问题,而不需要将各子像素划分为主像素及次像素结构,避免了再设计金属走线或薄膜晶体管元件来驱动次像素以及可透光开口区牺牲,从而具有高的面板透率,增加了出光能量,可以达到节能的效益,同时维持了显示面板200的显示解析度和驱动频率;另一方面,第一光栅层210和第二光栅层240均能够使自然光变成偏振光,而替代厚度较厚的偏光板,而使显示面板200的厚度较薄,从而显示装置10体积轻薄、显示色偏率低且具有高的显示效率,能够提高用户的体验度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。