液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置。
背景技术：
目前背光模组的设计主要考虑出光的均匀性，例如采用类三角形(类三角形，就是类似于三角形的形状，包括三角形和三角形的变形以及相关形)棱镜结构使背光板特定位置出光，可利用棱镜的全反射使光线主要从液晶面板开口区域射出。采用小角度的全反射小角度发光，其主要应用环境是光源侧置的背光板。如图1所示，光源发出的一小角度光，从下部棱镜11进入上部棱镜12后，经过上部棱镜12全反面的反射，然后从上部液晶面板13开口处射出。虽然，图1中的背光板能够实现小角度特定区域出光(主要为光源为侧置的情况)，然而，由于该技术主要采用全反射将光束调制到液晶面板的开口区域，实际上会有部分光线进入非像素区(非开口区)，导致部分光线会被黑矩阵和各膜层吸收，不利于光的有效利用。

发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种液晶显示装置，通过改变光线的传输路径，有效减少进入到非像 素区的光线。根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示装置，包括:发光源；导光板的出光面，导光板的出光面包括:至少一个凹槽；基板，包括:第一面和与第一面相对的第二面，第二面上的显示区域分为像素区和至少一个非像素区；其中，直下式的发光源产生的、进入到导光板的出光面的部分光线，依次经凹槽、导光板与基板之间的间隙折射后，从第一面折射入基板内，然后进入到像素区。由上述技术方案可知，本发明的实施例具有如下有益效果:在导光板的出光面上设置凹槽，使得直下式的发光源产生的、进入到导光板的出光面里的直下式的发光源的部分光线，在经过凹槽折射后，可按照预定的传播方向在导光板的出光面外传播，将光线折射至像素区。这样一方面避免了由于光线在非像素区的吸收，所造成的光量损失和对半导体区电学性能的不良影响；另一方面有利于黑矩阵线宽的细化，从而提高液晶面板的开口率和透过率。


图1表示现有技术中液晶显示装置背光板模组小角度特定位置出光装置的小角度范围出光示意图；图2表示本发明的一个实施例中液晶显示装置的结构示意图；图3表不本发明的一个实施例中凹槽内介质相对于导光板的出光面为光疏介质时的光线传播示意图4表不本发明的一个实施例中凹槽内介质相对于导光板的出光面为光密介质时的光线传播示意图。
具体实施例方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。参见图2 4，在本发明的一个实施例中该液晶显示装置包括:发光源(图中未示出)；导光板的出光面1，该导光板的出光面I包括:至少一个凹槽2 ；基板4，包括:第一面和与第一面相对的第二面，该第二面上的显示区域分为像素区6和至少一个非像素区5 ；其中，该发光源产生的、进入到导光板的出光面的部分光线，依次经过凹槽2、导光板的出光面I与基板4之间的间隙3折射后，从基板4的第一面折射入基板4内，然后进入到像素区6。可选地，发光源为产生垂直于导光板的出光面I的光线的光源。优选地，发光源为直下式背 光源，直下式背光源所产生的光线正好垂直于导光板的出光面1，故不再需要任何将发光源的非垂直于导光板的出射光偏转为正好垂直于导光板的出光面I的光线的偏转装置。在本发明的一个实施例中，凹槽2的截面为类三角形。可选地，凹槽2的截面为等
腰三角形。在本发明的一个实施例中，凹槽2的底边的长度与非像素区5的长度Ltl相等，凹槽2的底边的中心线与非像素区5的中心线重合。下面通过两个具体的实施方式来介绍液晶显示装置的结构，实施例均以发光源为直下式背光源为例进行介绍，但并不作为限定。其中实施方式一中凹槽2内的介质相对于导光板的出光面I为光疏介质，实施方式二中凹槽2内的介质相对于导光板的出光面I为光密介质。在本实施例中折射率较小(光在其中传播速度速较大)的介质可称为光疏介质，折射率较大(光在其中传播速度速较小)的介质可称为光密介质。光疏介质与光密介质相t匕，它的光速大，绝对折射率小，光在两种介质间传播时，在光疏介质，光线与法线的夹角比光密介质光线与法线的夹角大。当然可以理解的是，光疏介质和光密介质是相对而言的。如空气的折射率为1，水的折射率为1.33，玻璃的折射率是1.5，则水对空气而言为光密介质，水对玻璃而言又是光疏介质。实施方式一具体地，当凹槽2内的介质相对于导光板的出光面I为光疏介质时，也就是，凹槽2内的介质的折射率N2小于导光板的出光面I的折射率N1， 此时有下列关系式成立。L ^ L0Θ j = αN2Sin ( Θ j+ Θ 2) = N2Sin Θ j
N2Sin θ 2 = N3Sin θ 3 = N4Sin θ 40.5Ltan α tan θ 2+D3tan θ 3+D4tan θ 4 ^ 0.5L0如果不要求全部(或者几乎全部)光进入像素区，则有下列关系式:L ^ L0θχ=αN2Sin ( θ χ+ Θ 2) = N2Sin θ χN2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4O < 0.5Ltan a tan Θ 2+D3tan θ 3+D4tan θ 4 < 0.5L0其中L表示凹槽2的底边宽度，L0表示非像素区的宽度，α表示凹槽2的截面的底角，N1表不导光板的出光面I的折射率，N2表不凹槽2的介质的折射率,N3表不导光板的出光面I与基板4之间的间隙3的介质的折射率，N4表示基板4的折射率，Θ i表示光线在导光板的出光面I的入射角，可选地，该入射角为垂直于导光板的出光面I的入射角，92表示光线在凹槽2的介质到间隙3的介质的入射角，Θ 3表示光线在间隙3的介质到基板4的入射角，Θ 4表示光线在间隙3的介质到基板4的折射角，D3、D4分别表示间隙3和基板4的厚度。以凹槽2中的介质为空气为例，凹槽2内的介质的折射率N2小于导光板的出光面I的折射率N1,直下式的发光源产生的、进入到导光板的出光面的部分光线,在凹槽2内发生折射，并连续经过导光板的出光面I与基板4之间的间隙3及基板4的折射，将本应射向非像素区5的光线以发散的形式折射至像素区6，参见图4。可选地，导光板的出光面I的折射率N1为1.40，基板4的折射率N4为1.50 ;凹槽2和间隙3的介质均为空气介质(常温常压条件下取折射率N2=N3=L 00);凹槽2的底边的宽度L和非像素区的宽度Ltl均取35um，凹槽2的截 面的底角为3° ( α =3° );基板4的厚度D4为2500um，间隙3的厚度D3为lOOum。如图4所示，可以实现由凹槽2射出的光线几乎全部进入到像素区6。实施方式二当凹槽2内的介质相对于导光板的出光面I为光密介质时，即凹槽2内的介质的折射率N2大于导光板的出光面I的折射率N1,有下列关系式:L ^ L0Θ j = αN2Sin ( Θ 厂 Θ 2) = N1Sin Θ jN2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4Dgtan Θ 3+D4tan Θ 4 ^ L0如果不要求全部(或者几乎全部)光进入像素区，则有下列关系式:L ^ L0Θ j = αN2Sin ( Θ 厂 Θ 2) = N1Sin Θ jN2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4O < Dgtan Θ 3+D4tan Θ 4 < L0L表示凹槽2的底边的宽度，Ltl表示非像素区的宽度，α表示凹槽2的截面的底角，N1表不导光板的出光面I的折射率，N2表不凹槽2的介质的折射率,N3表不导光板的出光面I与基板4之间的间隙3的介质的折射率,N4表不基板4的折射率，Θ I表不导光板的出光面的入射角，可选地，该入射角为垂直于导光板的出光面I的入射角，92表示凹槽2的介质到间隙3的介质的入射角，03表示间隙3的介质到基板4的入射角，04表示间隙3的介质到基板4的折射角，D3、D4分别表示间隙3和基板4的厚度，参见图4。以凹槽2内填充折射率大于导光板的出光面I的介质为例，参见图4，在本发明的另一实施例中，直下式的发光源产生的、进入到导光板的出光面的部分光线，在凹槽2内发生折射，并连续经过导光板的出光面I与基板4之间的间隙3及基板4的折射，将本应射向非像素区5的光线以汇聚的形式折射至像素区6。可以实现由凹槽2折射出的光线几乎全部进入到像素区6。可选地，基板4的折射率N4为1.50，基板4的厚度D4为2500um ；间隙3的介质为空气，折射率N3=L 00，间隙3d厚度D3为IOOum;凹槽2内的介质的折射率N2为1.75，凹槽2的底边宽L和非像素区线宽Ltl均取35um，凹槽2的截面底角为5° ( α =5° );导光板的出光面I的折射率N1为1.49。由上述技术方案可知，本发明的实施例具有如下有益效果:在导光板的出光面上设置凹槽，使得直下式的发光源产生的、进入到导光板的出光面里的直下式的发光源的部分光线，在经过凹槽折射后，可按照预定的传播方向在导光板的出光面外传播，将光线折射至像素区。这样一方面避免了由于光线在非像素区的吸收，所造成的光量损失和对半导体区电学性能的不良影响；另一方面有利于黑矩阵线宽的细化，从而提高液晶面板的开口率和透过率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括: 发光源； 导光板的出光面，所述导光板的出光面包括:至少一个凹槽； 基板，包括:第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面上的显示区域分为像素区和至少一个非像素区； 其中，所述发光源产生的、进入到所述导光板的出光面的部分光线，依次经所述凹槽、所述导光板与所述基板之间的间隙折射后，从所述基板的所述第一面折射入所述基板内，然后进入到所述像素区。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述凹槽的截面为类三角形。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述凹槽的截面为等腰三角形。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述凹槽的底边的长度与所述非像素区的长度相等，所述凹槽的底边的中心线与所述非像素区的中心线重合。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述凹槽内的介质的折射率小于所述导光板的出光面的折射率，其中所述发光源产生的、进入到所述导光板的出光面里的部分光线，在所述凹槽内发生折射，并连续经过所述导光板的出光面与所述基板之间的间隙及所述基板的折射，将本应射向所述非像素区的光线中得至少一部分以发散的形式折射至所述像素区。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，当所述凹槽内的介质的折射率小于导光板的出光面的折射率时，满足下列公式: L^L0 Q1=Ct N2Sin ( θ 1+ Θ 2) = N2Sin θ χ N2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4 0.5Ltan a tan Θ 2+D3tan θ 3+D4tan θ 4 ≥ 0.5L0 其中L表示凹槽的底边宽度，Ltl表示非像素区的宽度，α表示凹槽的截面的底角，N1表不导光板的出光面的折射率，N2表不凹槽的介质的折射率，N3表不导光板的出光面与基板之间的间隙内介质的折射率，N4表不基板的折射率，Θ I表不光线在导光板的出光面的入射角，θ2表示光线从凹槽的介质到间隙的介质的入射角，03表示光线从间隙的介质到基板的入射角，Θ 4表示光线从间隙的介质到基板的折射角，D3、D4分别表示间隙和基板的厚度。
7.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，当所述凹槽内的介质的折射率小于导光板的出光面的折射率时，满足下列公式: L≈L0 Q1=Ct N2Sin ( θ χ+ Θ 2) = N2Sin θ χ N2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4 O < 0.5Ltan a tan Θ 2+D3tan θ 3+D4tan θ 4 < 0.5L0 其中L表示凹槽的底边宽度，Ltl表示非像素区的宽度，α表示凹槽的截面的底角，N1表不导光板的出光面的折射率，N2表不凹槽的介质的折射率，N3表不导光板的出光面与基板之间的间隙内介质的折射率，N4表不基板的折射率，Θ I表不光线在导光板的出光面的入射角，θ2表示光线从凹槽的介质到间隙的介质的入射角，03表示光线从间隙的介质到基板的入射角，Θ 4表示光线从间隙的介质到基板的折射角，D3、D4分别表示间隙和基板的厚度。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述凹槽内的介质的折射率大于所述导光板的出光面的折射率，其中所述发光源产生的、进入到所述导光板的出光面里的部分光线，在所述凹槽内发生折射，并连续经过所述导光板的出光面与基板之间的间隙及所述基板的折射，将本应射向所述非像素区的光线以汇聚的形式折射至所述像素区。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，当凹槽内的介质的折射率大于导光板的出光面的折射率时，满足以下公式: L^L0 Q1=CtN2sin ( Q1-Q2) = N1Sin θ χ N2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4 D3tan Θ 3+D4tan Θ 4 ^ L0 L表示凹槽的底边的宽度，Ltl表示非像素区的宽度，α表示凹槽的截面的底角，N1表示导光板的出光面的折射率，N2表不凹槽的介质的折射率，N3表不导光板的出光面与基板之间的间隙内介质的折射率，N4表不基板的折射率，Θ丨表不导光板的出光面的入射角，92表示从凹槽的介质到间隙的介质的入射角，93表示从间隙的介质到基板的入射角，θ4表示从间隙的介质到基板的折射角，D3、D4分别表示间隙和基板的厚度。
10.根据权利要求8 所述的液晶显示装置，其特征在于，当凹槽内的介质的折射率大于导光板的出光面的折射率时，满足以下公式: L^L0 B1=ON2Sin ( θ「Θ 2) = N1Sin Θ j N2Sin Θ 2 = N3Sin Θ 3 = N4Sin Θ 4O < Dgtan Θ 3+D4tan Θ 4 < L0 L表示凹槽的底边的宽度，Ltl表示非像素区的宽度，α表示凹槽的截面的底角，N1表示导光板的出光面的折射率，N2表不凹槽的介质的折射率，N3表不导光板的出光面与基板之间的间隙内介质的折射率，N4表不基 板的折射率，Θ丨表不导光板的出光面的入射角，92表示从凹槽的介质到间隙的介质的入射角，93表示从间隙的介质到基板的入射角，θ4表示从间隙的介质到基板的折射角，D3、D4分别表示间隙和基板的厚度。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，包括发光源；导光板的出光面，所述导光板的出光面包括至少一个凹槽；基板，包括第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面上的显示区域分为像素区和至少一个非像素区；其中，所述发光源产生的、进入到所述导光板的出光面的部分光线，依次经所述凹槽、所述导光板与所述基板之间的间隙折射后，从所述基板的所述第一面折射入所述基板内，然后进入到所述像素区，通过改变光线的传输路径，有效减少进入到非像素区的光线。
文档编号G02F1/13357GK103207475SQ20131002574
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者周伯柱, 郑载润, 吴代吾, 王世凯, 江建明, 王建伟 申请人:合肥京东方光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司