阵列基板、显示面板和显示装置.pdf

本发明提供一种阵列基板，所述阵列基板包括透明基板和贴在所述透明基板上的偏光片，所述偏光片包括与所述透明基板接触的第一保护层，所述第一保护层和所述透明基板之间满足公式在设计本发明所提供的阵列基板时，无需考虑对偏光片的材料进行改进，只需要调节第一保护层的厚度或者第一保护层的材料即可确保最终形成的阵列基板在受到应力的情况下光弹性双折射率变化为零(或者接近于零)，从而可以消除或降低最终形成的液晶显示面板因光弹性双折射而产生的漏光现象。本发明还提供一种显示面板和一种显示装置。

1.  一种阵列基板，所述阵列基板包括透明基板和贴在所述透明基板上的偏光片，所述偏光片包括与所述透明基板接触的第一保护层，其特征在于，所述第一保护层和所述透明基板之间满足如下公式(1)：
C=C100ρ100d100ρ100d100+ρ200d200+C200ρ200d200ρ100d100+ρ200d200=0---(1)]]>
其中，C为综合光弹性系数；
C₁₀₀为透明基板的光弹性系数，C₁₀₀具有第一预定值；
ρ₁₀₀为透明基板的密度，ρ₁₀₀具有第二预定值；
d₁₀₀为所述透明基板的厚度，d₁₀₀具有第三预定值；
C₂₀₀为所述第一保护层的光弹性系数；
ρ₂₀₀为所述第一保护层的密度；
d₂₀₀为所述第一保护层的厚度。

2.  根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一保护层厚度不超过第四预定值，制成所述第一保护层的材料为基体材料和添加剂的混合物，以使得所述第一保护层的光弹性系数满足所述公式(1)。

3.  根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述基体材料为三醋酸纤维素或环烯烃共聚物，所述添加剂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氯乙酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯和甲基丙烯酸五氟苯酯中的任意一种。

4.  根据权利要求1至3中任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述透明基板的光弹性常数为(0.5～3)×10^-12Pa^-1。

5.  根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述偏光片还包括第二保护层和夹在所述第一保护层与所述第二保护层之间的偏光层，所述偏光层的材料为聚苯乙烯改性的三醋酸纤维素或者环烯烃共聚物。

6.  根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述透明基板的厚度为100～300μm，所述第一保护层的厚度为65～85μm。

7.  一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括如权利要求1至6中任意一项所述的阵列基板。

8.  根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括像素电路，所述像素电路设在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。

9.  根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括彩膜层，所述彩膜层设置在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。

10.  一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求7至9中任意一项所述的显示面板。

阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置领域，具体地，涉及一种阵列基板、一种包括所述阵列基板的显示面板和一种包括所述显示面板的显示装置。
背景技术
双折射是光束入射到各向异性的晶体后分解为两束沿不同方向折射的光的现象，分解后的两束光为振动方向互相垂直的线偏振光。光学聚合物的双折射主要包括取向双折射和光弹性双折射两种。其中，光弹性双折射是由聚合物的弹性变形而引起的双折射。在光学部件的使用过程中，如果光学部件的温度发生变化，那么光学部件的体积会发生收缩，从而在材料中产生弹性变形，材料的弹性变形会引起光弹性双折射。
在液晶显示面板的制造和使用的过程中会受到应力的作用，使液晶显示面板产生弹性变形，因此，液晶显示面板的光弹性双折射率会发生改变，从而会导致漏光现象的产生。
在现有技术中，通常通过改变形成液晶显示面板的偏光片或保护层的树脂材料的主链取向或者去除弹性变形来降低光学树脂的双折射性，但是这样会大大降低生产效率。
因此，如何通过简单的方法消除光学双折射性成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板、一种包括所述阵列基板的显示面板和一种包括所述显示面板的显示装置，所述阵列基板不具有光学双折射性。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种阵列基 板，所述阵列基板包括透明基板和贴在所述透明基板上的偏光片，所述偏光片包括与所述透明基板接触的第一保护层，其中，所述第一保护层和所述透明基板之间满足如下公式(1)：
C=C100ρ100d100ρ100d100+ρ200d200+C200ρ200d200ρ100d100+ρ200d200=0---(1)]]>
其中，C为综合光弹性系数；
C₁₀₀为透明基板的光弹性系数，C₁₀₀具有第一预定值；
ρ₁₀₀为透明基板的密度，ρ₁₀₀具有第二预定值；
d₁₀₀为所述透明基板的厚度，d₁₀₀具有第三预定值；
C₂₀₀为所述第一保护层的光弹性系数；
ρ₂₀₀为所述第一保护层的密度；
d₂₀₀为所述第一保护层的厚度。
优选地，所述第一保护层厚度不超过第四预定值，制成所述第一保护层的材料为基体材料和添加剂的混合物，以使得所述第一保护层的光弹性系数满足所述公式(1)。
优选地，所述基体材料为三醋酸纤维素或环烯烃共聚物，所述添加剂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氯乙酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯和甲基丙烯酸五氟苯酯中的任意一种。
优选地，所述透明基板的光弹性常数为(0.5～3)×10^-12Pa^-1。
优选地，所述偏光片还包括第二保护层和夹在所述第一保护层与所述第二保护层之间的偏光层，所述偏光层的材料为聚苯乙烯改性的三醋酸纤维素或者环烯烃共聚物。
优选地，所述透明基板的厚度为100～300μm，所述第一保护层的厚度为65～85μm。
作为本发明的另一个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括本发明所提供的上述阵列基板。
优选地，所述阵列基板包括像素电路，所述像素电路设在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。
优选地，所述阵列基板包括彩膜层，所述彩膜层设置在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。
作为本发明的还一个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括本发明所提供的上述显示面板。
在设计本发明所提供的阵列基板时，无需考虑对偏光片的材料进行改进，只需要调节第一保护层的厚度或者第一保护层的材料即可确保最终形成的阵列基板在受到应力的情况下光弹性双折射率变化为零(或者接近于零)，从而可以消除或降低最终形成的显示面板因光弹性双折射而产生的漏光现象。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所提供的阵列基板的剖视示意图。
附图标记说明
100：透明基板  200：第一保护层
300：偏光层    400：第二保护层
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种阵列基板，如图1所示，所述阵列基板包括透明基板100和贴在该透明基板100上的第一保护层200，其中，第一保护层200和透明基板100之间满足如下公式(1)：
C=C100ρ100d100ρ100d100+ρ200d200+C200ρ200d200ρ100d100+ρ200d200=0---(1)]]>
其中，C为综合光弹性系数；
C₁₀₀为透明基板的光弹性系数，C₁₀₀具有第一预定值；
ρ₁₀₀为透明基板的密度，ρ₁₀₀具有第二预定值；
d₁₀₀为所述透明基板的厚度，d₁₀₀具有第三预定值；
C₂₀₀为所述第一保护层的光弹性系数；
ρ₂₀₀为所述第一保护层的密度；
d₂₀₀为所述第一保护层的厚度。
需要指出的是，此处的C＝0是一种理想的情况，在工业生产中有可能达不到该理想情况。因此，在工业生产中，只要使得|C|无限接近于0即可。
在本领域中，通常利用以下公式(2)来计算阵列基板的光弹性双折射变化率：
Δn_ph＝C×σ  (2)
其中，Δn_ph为材料的双折射变化率；
C为阵列基板的光弹性系数；
σ为阵列基板的应力。
如公式(1)中所示，阵列基板的综合光弹性系数C为零，因此，无论阵列基板内部是否存在应力，阵列基板的光弹性双折射都是零。
在设计阵列基板时，透明基板100是由设计人员预先选定的，因此，透明基板的光弹性系数C₁₀₀、透明基板100的密度ρ₁₀₀、透明基板的厚度d₁₀₀是已知的。
第一保护层200的密度ρ₂₀₀和该第一保护层的光弹性系数C₂₀₀都是由第一保护层200的材料所确定的。也就是说，只要确定了第一保护层200的材料是确定的，那么就可以确定第一保护层200的密度ρ₂₀₀和该第一保护层的光弹性系数C₂₀₀。
通过上述关系式(1)可以获得第一保护层200的厚度d₂₀₀、第一保护层200的密度ρ₂₀₀与其光弹性系数C₂₀₀之间的关系。得知了上述三者的关系之后，可以按照如下方式设计所述阵列基板：
S1、利用现有的用于制作第一保护层200的材料的光弹性系数和密度计算该材料制成的第一保护层的厚度；
S2、判断上述厚度是否超过预定值，如果超过预定值则表明第一保护层过厚，如果上述厚度未过厚的话，则利用上述材料制作具有上述厚度的第一保护层；如果上述厚度过厚，则需要通过提高第一保护层的光弹性系数来降低厚度，此时需要对现有的用于制作第一保护层的材料进行改性，得到改性后的材料；
S3、利用改性后的材料的的光弹性系数和密度计算该改性后的材料制成的第一保护层的厚度。
重复上述三个步骤，直至得到厚度未超过预定值的第一保护层为止，从而确定了制作偏光片中第一保护层的材料。
容易理解的是，在本发明中，所述偏光片应当具有液晶显示装置中偏光片的功能。因此，所述偏光片应当包括偏光层300，偏光层300设置在第一保护层200上，第一保护层200的主要作用有两个，一个是与透明基板100配合防止漏光的产生，另一个作用则是对偏光层300进行防水保护。并且，第一保护层200和偏光层300都是由有机材料制成，在透明基板100上先设置第一保护层200还可以增加偏光层300贴附的牢固程度。
总之，在设计本发明所提供的阵列基板时，无需考虑对偏光片中其他膜层(例如，偏光层300以及下文中将提到的第二保护层400)的材料进行改进，只需要调节第一保护层200的厚度d₂₀₀或者选择第一保护层的材料即可确保最终形成的阵列基板在受到应力的情况下光弹性双折射率变化为零(或者接近于零)，从而可以消除或降低最终形成的液晶显示面板因光弹性双折射而产生的漏光现象。
在本发明中，对透明基板100的具体材料并没有限定，例如，透明基板100可以为玻璃基板，也可以为其他透明材料制成的基板。本领域技术人员应当理解的是，上文中所述的“第一预定值”、“第二预定值”和“第三预定值”均是设计人员在设计阵列基板的过程中预先确定的。这些值取决于阵列基板所应用的场合、材料供应商的情况等等，也就是说，对于设计人员而言，上述预定值均是已知的。
如上文中所述，在设计阵列基板时，可以设定第一保护层200的厚度范围，即，在本发明中，第一保护层200的厚度不超过第四预 定值。设定的第四预定值之后，执行上文中所述的步骤S1至步骤S3，即可通过调节制作第一保护层200的材料，从而获得厚度不超过第四预定值的第一保护层200。制成所述第一保护层的材料为基体材料和添加剂的混合物。设计人员可以选择光弹性系数已知的基体材料和添加剂，通过将二者按照预定的比例混合可以获得具有光弹性系数C₂₀₀和密度ρ₂₀₀的材料。
在本发明中，可以选用三醋酸纤维素作为基体材料，相应地，所述添加剂可以选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氯乙酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯和甲基丙烯酸五氟苯酯中的任意一种。
表1中给出了上述各种玻璃基板、偏光板膜层材料及添加剂的光弹性系数。
表1

在偏光板的制作过程中优选的使用负光弹性系数的单体如表1中列出的单体，但不限于此表，任何负性光弹性系数的可用于偏光板基材改性的通过化学或物理添加的方式来改性TAC、0TAC、COP或者0-COP等可用于偏光板膜材的聚合物。(本提案不仅限于TAC及COP聚合物，任意可用于偏光板的膜材均适用)
添加相反符号的光弹性双折射来抵消任一种基体聚合物的双折射中的一种。
在本发明中，透明基板100的厚度可以为100～300μm，偏光片的厚度为15-25μm，第一保护层200的厚度为65-85μm。所述透明基板的光弹性常数可以为(0.5～3)×10^-12Pa^-1。作为本发明的一种优选实施方式，所述透明基板的光弹性常数C₁₀₀为3.0×10^-12Pa^-1。相应地，所述偏光片的材料通常可以为聚苯乙烯改性的TAC材料或者COP材料，其光弹性系数为-9.1×10^-12Pa^-1。在这种情况中，透明基板100的厚度可以为200μm，偏光片的厚度为15-25μm，保护层的厚度为70.0μm。
如上文中所述，为了保证偏光片的正常功能，该偏光片包括偏光层300，为了保护偏光层300不被磨损并且防止水分进入偏光层300，优选地，所述偏光片还可以包括第二保护层400，偏光层300夹在第一保护层200与第二保护层400之间。在本发明中，对偏光层300的具体材料并没有特殊的限制，例如，偏光层300的材料可以为聚苯乙烯改性的三醋酸纤维素或者环烯烃共聚物。
在本发明中，对第二保护层400的材料也没有特殊的限制，例如，第二保护层400的材料可以与第一保护层200的材料相同。或者，第二保护层400的材料可以为TAC材料。
作为本发明的另一个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板，所述阵列基板为本发明所提供的上述阵列基板。
容易理解的是，所述显示面板为液晶显示面板。
由于所述阵列基板的综合光弹性系数C为零，因此，即使在所述显示面板受到应力的作用的情况下，光弹性双折射率变化仍然接近于零，从而可以大幅降低所述显示面板的漏光。
如上文中所述显示面板的阵列基板可以包括像素电路，所述像素电路设在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。换言之，所述第一保护层和所述像素电路分别设置在所述透明基板的两侧。
此处所述的像素电路是指阵列基板上的用于实现显示功能的电路。像素电路包括栅线、数据线、薄膜晶体管、公共电极线、公共电极和像素电极。像素电路的设置方式是本领域中所公知的，这里不再赘述。
如上文中所述，所述阵列基板还可以包括彩膜层，所述彩膜层设 置在所述透明基板上未设所述第一保护层的表面上。换言之，所述彩膜层和所述第一保护层分别设置在所述透明基板的两侧。所述彩膜层包括红、绿、蓝三种颜色的色阻块，或者，彩膜层还可以包括除红、绿、蓝之外的第四种颜色的色阻块，第四种颜色可以为黄色、青色等。如何设置彩膜层是本领域所公知的，这里不再赘述。
作为本发明的再一个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，其中所述显示面板为本发明所提供的上述显示面板。
由于阵列基板的综合光弹性系数为零，因此，所述显示装置漏光几率被大大降低。
在本发明中，所述显示装置可以是手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、导航仪等电子设备。
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。