一種三棱鏡板和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三棱鏡板和顯示裝置，屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，其可解決現(xiàn)有的彩膜基板的彩膜與光源較難完全匹配從而導(dǎo)致較難實(shí)現(xiàn)高色域顯示的問題。本發(fā)明的三棱鏡板由多個(gè)相鄰且并排設(shè)置的三棱鏡拼接而成，除一端的一個(gè)三棱鏡外，其他每個(gè)三棱鏡的一條棱與相鄰三棱鏡的底面相連接。本發(fā)明的顯示裝置包括液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括像素陣列，每個(gè)像素包括多個(gè)子像素，所述顯示裝置還包括上述三棱鏡板，所述三棱鏡板設(shè)于液晶顯示面板的入光面外，用于將射到三棱鏡板入光面的光線折射以形成不同顏色的光，并使不同顏色的光分別射向相應(yīng)的子像素的位置。本發(fā)明可用于提高顯示裝置的顯示色域，且因采用無彩膜設(shè)計(jì)，光能損失少，具有節(jié)能效果。
【專利說明】—種三棱鏡板和顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三棱鏡板和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示器以其優(yōu)良的品質(zhì)而獲廣泛應(yīng)用，其包括背光模組和顯示面板兩個(gè)部分。一般地，顯示面 板包括陣列基板和彩膜基板。彩膜基板分為多個(gè)RGB (紅綠藍(lán))子像素，每個(gè)子像素處設(shè)有相應(yīng)顏色的彩膜(即彩色濾光片，Color Filter)，透過彩膜的白光會(huì)變成相應(yīng)顏色的光。通過控制液晶的偏轉(zhuǎn)程度從而控制各子像素處的透光量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彩色顯不O
[0003]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題:彩膜將光過濾成所需的顏色，但彩膜與光源存在匹配的問題，彩膜與光源匹配不好，將會(huì)把光線中可表現(xiàn)的顏色濾掉，成為實(shí)現(xiàn)高色域顯示的瓶頸。另外，彩膜的存在一定程度上降低了液晶屏的光透過率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題包括，針對(duì)現(xiàn)有的彩膜基板的彩膜與光源較難完全匹配從而導(dǎo)致較難實(shí)現(xiàn)高色域顯示的問題，提供一種三棱鏡板和顯示裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)高色域顯示。
[0005]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種三棱鏡板，所述三棱鏡板由多個(gè)相鄰且并排設(shè)置的三棱鏡拼接而成，除一端的一個(gè)三棱鏡外，其它每個(gè)三棱鏡的一條棱與相鄰三棱鏡的底面相連接。
[0006]本發(fā)明的三棱鏡板由多個(gè)三棱鏡拼接而成，每個(gè)三棱鏡對(duì)光線均具有分光作用，光線經(jīng)過三棱鏡后形成多種顏色的光束。將本發(fā)明的三棱鏡板運(yùn)用到顯示裝置中，上述顏色的光束可與液晶顯示面板上的相應(yīng)位置的子像素對(duì)應(yīng)，從而在液晶顯示面板的各子像素處不再需要設(shè)置彩膜，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更高色域的顯示。
[0007]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種顯示裝置，包括液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括像素陣列，每個(gè)像素包括多個(gè)子像素，其中，所述顯示裝置還包括上述三棱鏡板，所述三棱鏡板設(shè)于液晶顯不面板的入光面外，用于將射到三棱鏡板入光面的光線折射以形成不同顏色的光，并使不同顏色的光分別射向相應(yīng)的子像素所在的位置。
[0008]本發(fā)明的顯示裝置包括三棱鏡板，其把背光源的光線進(jìn)行折射并形成多種顏色的光束，上述顏色的光束可與液晶顯示面板上的相應(yīng)位置的子像素對(duì)應(yīng)，從而在液晶顯示面板的各子像素處不再需要設(shè)置彩膜，進(jìn)而解決了彩膜與光源較難完全匹配的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)更高色域的顯示，同時(shí)也提高了液晶屏的光透過率。
[0009]優(yōu)選的是，所述液晶顯示面板包括第一基板、第二基板和黑矩陣，所述黑矩陣設(shè)于第一基板的出光面上或第二基板的入光面上，所述黑矩陣用于遮擋未射入各所述子像素的所在的位置的其他顏色的光。
[0010]優(yōu)選的是，所述三棱鏡板在液晶面板上的投影面積至少與液晶顯示面板的顯示區(qū)域重合。
[0011]優(yōu)選的是，每個(gè)所述三棱鏡的軸向均與所述液晶顯示面板的入光面平行。
[0012]優(yōu)選的是，所述顯示裝置還包括第一偏光片和第二偏光片，所述液晶顯示面板的入光面設(shè)有所述第一偏光片，出光面設(shè)有所述第二偏光片，第一偏光片的透振方向與第二偏光片的透振方向垂直，每個(gè)所述三棱鏡的軸向和第一偏光片的透振方向相同。
[0013]優(yōu)選的是，所述顯示裝置還包括光柵，所述光柵設(shè)于三棱鏡板的入光面外，光柵透光條的長(zhǎng)度方向與三棱鏡軸向相同。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述光柵的遮光條由反射材料制成。
[0015]更進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述反射層的材料是金屬銀。
[0016]優(yōu)選的是,所述射到三棱鏡板入光面的光線為來自背光源的光或太陽光。
[0017]優(yōu)選的是,所述三棱鏡板的入光側(cè)表面設(shè)有光導(dǎo)層，所述光導(dǎo)層用于將射到三棱鏡板入光面的光線沿同一方向射向三棱鏡板的入光面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的三棱鏡板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的白色光線經(jīng)過三棱鏡折射的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1的白色光線經(jīng)三棱鏡折射后的光線與子像素對(duì)應(yīng)的示意圖。
[0022]其中附圖標(biāo)記為:1、背光源；2、三棱鏡板；21、三棱鏡；3、第一基板；4、第二基板；71、紅色光束；72、橙色光束；73、黃色光束；74、綠色光束；75、青色光束；76、藍(lán)色光束；77、紫色光束；8、第一子像素；9、第二子像素；10、第三子像素；11、黑矩陣；12、光柵。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]如圖2所示，本實(shí)施例提供一種三棱鏡板2，三棱鏡板2優(yōu)選由石英玻璃等透明無色透明晶體制成，也可采用其他如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)等有機(jī)材料制作三棱鏡板2。所述三棱鏡板2由多個(gè)相鄰且并排設(shè)置的三棱鏡21拼接而成，除一端的一個(gè)三棱鏡21外，其它每個(gè)三棱鏡21的一條棱與相鄰三棱鏡21的底面相連接。制作三棱鏡板2時(shí)，可對(duì)每個(gè)三棱鏡21的其中的一個(gè)棱進(jìn)行處理，使其形成一個(gè)側(cè)面，也即整個(gè)三棱鏡21看上去像一個(gè)其中一個(gè)側(cè)面特別窄小的四棱柱。將所述多個(gè)三棱鏡21相鄰并排設(shè)置，每個(gè)三棱鏡21的頂端面與相鄰的三棱鏡21的底端面相接觸，采用一體成型的方式將多個(gè)三棱鏡21進(jìn)行拼接從而形成三棱鏡板2。
[0026]如圖3所示，光線(圖3中箭頭所示)經(jīng)過三棱鏡21后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，也即三棱鏡21具有分光作用。其中，白色光線經(jīng)過三棱鏡21后將產(chǎn)生紅色光束71、橙色光束72、黃色光束73、綠色光束74、青色光束75、藍(lán)色光束76和紫色光束77。
[0027]本實(shí)施例的三棱鏡板2由多個(gè)三棱鏡21拼接而成，每個(gè)三棱鏡21對(duì)光線均具有分光作用，光線經(jīng)過三棱鏡21后形成多種顏色的光束。將本實(shí)施例的三棱鏡板2運(yùn)用到液晶顯示裝置中，上述顏色的光束可與液晶顯示面板上的相應(yīng)位置的子像素對(duì)應(yīng)，從而在液晶顯示面板的各子像素處不再需要設(shè)置彩膜，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更高色域的顯示。
[0028]本實(shí)施例還提供一種顯示裝置,如圖1和圖2以及圖4所示,包括液晶顯示面板和背光源1，所述液晶顯示面板包括像素陣列，其中每個(gè)像素可包括多個(gè)子像素，所述顯示裝置還包括上述三棱鏡板2，所述三棱鏡板2設(shè)于所述液晶顯示面板的入光面外(也即所述三棱鏡板2設(shè)于靠近背光源I的第一基板3的入光面外)，為了使驅(qū)動(dòng)液晶分子的電路簡(jiǎn)單一些，優(yōu)選的，每個(gè)所述三棱鏡21的軸向均與所述液晶顯示面板的入光面平行。所述三棱鏡板2用于將射到三棱鏡板2入光面的光線(即來自背光源I的光線)折射以形成不同顏色的光，并使不同顏色的光分別射向相應(yīng)的子像素所在的位置。
[0029]以每個(gè)像素包括三個(gè)子像素為例，即每個(gè)像素包括第一子像素8、第二子像素9和第三子像素10，背光源I的光線經(jīng)過所述三棱鏡板2后將發(fā)生折射，形成的彩色光束包括紅色光束71、綠色光束74和藍(lán)色光束76，其中紅色光束71射向第一子像素8的位置，綠色光束74射向第二子像素9的位置，藍(lán)色光束76射向第三子像素10的位置。
[0030]下面以三棱鏡21的頂角為60度為例進(jìn)行說明，三棱鏡21的材料選用石英玻璃，可見光在該種材料中的折射率為1.4?1.5，光線的入射角選擇為45°，通過折射定律計(jì)算，折射后出射角大約在45°?53°之間，通過試驗(yàn)在上述角度范圍內(nèi)調(diào)整三棱鏡21的安放角度，使得出射光線與液晶顯示面板垂直，再調(diào)整三棱鏡板2與液晶顯示面板的距離，改變出射光線的光譜區(qū)域的范圍大小，從而使所需顏色(如紅、綠和藍(lán)三種顏色)光譜區(qū)域范圍和各子像素重合。必要情況下，還可根據(jù)所需顏色的光譜范圍對(duì)子像素的大小做適當(dāng)?shù)男拚?br> [0031]也就是說，根據(jù)實(shí)際情況可通過選擇合適的三棱鏡21的頂角角度及其安放角度，以及通過調(diào)整三棱鏡板2與液晶顯示面板的距離，從而調(diào)整經(jīng)過三棱鏡21折射后的各種顏色的光線在與三棱鏡板2相平行的液晶顯示面板上的光譜區(qū)域范圍，以使所選用的光譜區(qū)域范圍中的所需各顏色的光的光譜區(qū)域范圍與預(yù)設(shè)的像素區(qū)域重合(如將紅、綠和藍(lán)三種顏色的范圍與相應(yīng)的紅、綠和藍(lán)三種顏色的子像素大小范圍相重合)。
[0032]為保證上述三棱鏡21的安放角度，可以通過設(shè)計(jì)合適的三棱鏡板2的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及支撐方式等來實(shí)現(xiàn)。比如，在制作三棱鏡板2時(shí)，對(duì)每個(gè)三棱鏡21的其中的一個(gè)棱進(jìn)行處理，使其形成一個(gè)側(cè)面，該側(cè)面以及與其相對(duì)的側(cè)面的位置關(guān)系可根據(jù)上述安放角度進(jìn)行選擇，也即整個(gè)三棱鏡21看上去像一個(gè)其中一個(gè)側(cè)面特別窄小的四棱柱。將所述多個(gè)三棱鏡21相鄰并排設(shè)置，每個(gè)三棱鏡21的頂端面與相鄰的三棱鏡21的底端面相接觸，采用一體成型的方式將多個(gè)三棱鏡21進(jìn)行拼接從而形成三棱鏡板2。
[0033]對(duì)于所選用的光譜區(qū)域范圍內(nèi)的不需要用于顯示的光譜區(qū)域(限于黃紫等色彩飽和度較高部分)用黑矩陣11進(jìn)行遮蔽，黑矩陣11 一般不超過1/2子像素大小，從而使得所需要的各顏色的光線射向?qū)?yīng)的各子像素的位置。
[0034]這樣，通過準(zhǔn)確控制液晶盒內(nèi)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)程度，即可控制每個(gè)子像素準(zhǔn)確顯示所需要的顏色，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彩色顯示。也就是說，不再需要在子像素處設(shè)置相應(yīng)顏色的彩膜，在解決光源與彩膜較難完全匹配的問題，同時(shí)提高光線通過子像素時(shí)的透過率。
[0035]可以理解的是，每個(gè)像素還可以包括三個(gè)以上的子像素，以對(duì)應(yīng)紅綠藍(lán)顏色以外的顏色，即和橙、青、紫、黃色中的顏色分別保持對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)更高色域的顯示，但是相應(yīng)的配色算法和驅(qū)動(dòng)電路也更為復(fù)雜。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述液晶顯示面板包括第一基板3、第二基板4和黑矩陣11，所述黑矩陣11設(shè)于第一基板3的出光面上或第二基板4的入光面上(附圖中未示出此種情況)，所述黑矩陣11用于遮擋未射入各所述子像素位置的其他顏色的光，以防止混色，同時(shí)增加顏色的純度，從而提高顯示裝置顯示時(shí)圖像的對(duì)比度。
[0037]優(yōu)選的，所述三棱鏡板2在液晶顯示面板上的投影至少與液晶顯示面板的顯示區(qū)域重合，以保證顯示裝置的顯示品質(zhì)。
[0038]優(yōu)選的，所述顯示裝置還包括第一偏光片和第二偏光片，所述液晶顯示面板的入光面設(shè)有所述第一偏光片，出光面設(shè)有所述第二偏光片，第一偏光片的透振方向與第二偏光片的透振方向垂直，每個(gè)所述三棱鏡21的軸向和第一偏光片的透振方向相同。之所以使每個(gè)所述三棱鏡21的軸向和第一偏光片的透振方向相同,是因?yàn)楣饩€經(jīng)過三棱鏡板2后是偏振光，其透振方向和三棱鏡21的軸向相同，此時(shí)才可以保證經(jīng)過三棱鏡板2的光可以射出液晶顯示面板。
[0039]優(yōu)選的，所述顯示裝置還包括光柵12，所述光柵設(shè)于三棱鏡板2的入光面外，光柵12透光條的長(zhǎng)度方向與三棱鏡21軸向相同。也就是說，如圖4所不,光柵12可設(shè)于三棱鏡21入光面上，也可制作成一光柵12層,設(shè)置于背光源I和三棱鏡板2之間。
[0040]設(shè)置光柵有兩個(gè)方面的目的，一是通過調(diào)整光柵12在三棱鏡21的入光表面的位置，調(diào)整背光源I的光線經(jīng)過三棱鏡21折射后形成的多種彩色光線照射方向，從而調(diào)整照射到液晶顯示面板上的位置，以使每一個(gè)顏色的光束照射到與其對(duì)應(yīng)的子像素上，進(jìn)而形成R、G、B (紅色、綠色、藍(lán)色)相間的像素陣列或R、G、B、Y (紅色、綠色、藍(lán)色、黃色)以及更多種顏色相間的像素陣列。同時(shí)光柵12位置規(guī)律的變化，可使子像素的顏色區(qū)域規(guī)律變化，同一子像素的區(qū)域?qū)?yīng)同一種顏色，各子像素的區(qū)域?qū)?yīng)的顏色相間，而不會(huì)形成單色條紋。二是通過調(diào)整光柵12透光條的寬度以形成較窄的光束，使背光源I的光線經(jīng)過三棱鏡21后形成的彩色區(qū)域不會(huì)過寬，同時(shí)也減少顏色的交疊區(qū)域。
[0041]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述光柵12的遮光條由反射材料制成。
[0042]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述反射材料是金屬銀。
[0043]可以理解的是，也可以在背光源I和三棱鏡板2之間設(shè)置一反射層，反射層上的反射區(qū)域和光柵12的遮光條區(qū)域保持對(duì)應(yīng)。所述反射層的材料也采用金屬銀，當(dāng)然也可以采用鋁等其他能夠?qū)⒐饩€反射的材料也是可行的。采用由反射材料制成的遮光條或設(shè)置反射層后可以對(duì)沒有進(jìn)入三棱鏡21的背光源I的光線進(jìn)行反射，以便于將上述光線重新利用，從而提高背光源I光線的利用率。
[0044]當(dāng)所述射到三棱鏡入光面的光線方向比較復(fù)雜時(shí)，所述三棱鏡板2的入光側(cè)表面可優(yōu)選設(shè)置一光導(dǎo)層。光導(dǎo)層能使射到三棱鏡板2入光面的光線沿同一方向射向三棱鏡板2的入光面，從而避免光線之間相互干擾。
[0045]本實(shí)施例中的顯示裝置，如上所述，所述射到三棱鏡板2入光面的光線優(yōu)選為來自背光源I的光，所述背光源I的光源可以是白光發(fā)光二極管，當(dāng)然也可以是其他能表現(xiàn)多種顏色的光源。能夠理解的是，所述射到三棱鏡板2入光面的光線也可優(yōu)選為來自太陽的光，并且因?yàn)樘柟夂卸鄠€(gè)波長(zhǎng)的光線，通過對(duì)其經(jīng)過三棱鏡板2折射后的彩色光束進(jìn)行調(diào)整(其調(diào)整與上述使用背光源的情形對(duì)三棱鏡21頂角角度以及安放角度等參數(shù)的調(diào)整的原理相同，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述)，結(jié)合準(zhǔn)確控制液晶盒內(nèi)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)角度，從而控制每個(gè)子像素準(zhǔn)確顯示所需要的顏色，進(jìn)而使顯示的效果更接近真實(shí)的自然色彩。
[0046]本實(shí)施例中的顯示裝置還應(yīng)當(dāng)包括如驅(qū)動(dòng)電路單元等已知的其他結(jié)構(gòu)，在此不再詳細(xì)描述。本實(shí)施例中的顯示裝置為液晶顯示裝置，還可以為:手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0047]本實(shí)施例的顯示裝置包括三棱鏡板2，其把背光源I的光線進(jìn)行折射并形成多種顏色的光束，上述顏色的光束可與液晶顯示面板上的相應(yīng)位置的子像素對(duì)應(yīng)，從而在液晶顯示面板的各子像素處不再需要設(shè)置彩膜，進(jìn)而解決了彩膜與光源較難完全匹配的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)更高色域的顯示，同時(shí)也提高了液晶屏的光透過率，并且因采用無彩膜設(shè)計(jì)，光能損失少，可以達(dá)到節(jié)能效果。
[0048]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三棱鏡板，其特征在于，所述三棱鏡板由多個(gè)相鄰且并排設(shè)置的三棱鏡拼接而成，除一端的一個(gè)三棱鏡外，其它每個(gè)三棱鏡的一條棱與相鄰三棱鏡的底面相連接。
2.—種顯示裝置，包括液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括像素陣列，每個(gè)像素包括多個(gè)子像素，其特征在于，所述顯示裝置還包括如權(quán)利要求1所述的三棱鏡板，所述三棱鏡板設(shè)于液晶顯示面板的入光面外，用于將射到三棱鏡板入光面的光線折射以形成不同顏色的光，并使不同顏色的光分別射向相應(yīng)的子像素所在的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述液晶顯示面板包括第一基板、第二基板和黑矩陣，所述黑矩陣設(shè)于第一基板的出光面上或第二基板的入光面上，用于遮擋未射入各所述子像素所在的位置的其他顏色的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述三棱鏡板在液晶面板上的投影至少與液晶顯示面板的顯示區(qū)域重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，每個(gè)所述三棱鏡的軸向均與所述液晶顯示面板的入光面平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置還包括第一偏光片和第二偏光片，所述液晶顯示面板的入光面設(shè)有所述第一偏光片，出光面設(shè)有所述第二偏光片，第一偏光片的透振方向與第二偏光片的透振方向垂直，每個(gè)所述三棱鏡的軸向和第一偏光片的透振方向相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置還包括光柵，所述光柵設(shè)于三棱鏡板的入光面外，光柵透光條的長(zhǎng)度方向與三棱鏡軸向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，所述光柵的遮光條由反射材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于，所述反射層的材料是金屬銀。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述射到三棱鏡板入光面的光線為來自背光源的光或太陽光。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述三棱鏡板的入光側(cè)表面設(shè)有光導(dǎo)層，所述光導(dǎo)層用于將射到三棱鏡板入光面的光線沿同一方向射向三棱鏡板的入光面。
【文檔編號(hào)】G02B5/04GK103969719SQ201410146564
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】趙洪宇, 王丹, 李承珉, 鄒斌, 浩育濤, 郭俊杰, 呂金庫 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司