CN102981267B - 一种显示面板以及电润湿显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示设备领域，具体涉及一种显示面板以及电润湿显示设备。本发明提供的显示面板，包括像素电极基板、公共电极基板、多个像素电极、介电层和阻隔板，所述多个像素电极间隔设置在所述像素电极基板上，所述介电层设置在所述像素电极基板上并使得所述像素电极埋设于其内，所述阻隔板位于相邻像素电极之间，该显示面板还包括有能够吸收紫外光的非极性液体以及含量子点的极性液体，在相邻阻隔板围成的空间内，所述非极性液体和极性液体在所述介电层上依次设置。一种包括上述显示面板的电润湿显示设备。该电润湿显示设备具有较高的发光纯度、较高的亮度，显示品质高。

Description

一种显示面板以及电润湿显示设备

技术领域

本发明属于显示设备领域，具体涉及一种显示面板以及电润湿显示设备。

背景技术

电润湿（Electrowetting）现象是利用油与水之间的界面存在固有的自然力，使用一种可以把水从表面排除、以油膜作为介质的高疏水材料，形成分离的油相和水相的方法。其中，抗水表面的润湿效果可以通过改变电压来改变界面属性，使原先抗水的表面变得更亲水（或者说润湿），故名电润湿。电润湿显示设备（Electrowetting Display）就是利用电润湿现象或电化毛细管（Electrocapillary）现象，当液体受到电场作用而改变液体的表面自由能（Free Surface Energy），使得液体的分布面积改变。

图1是现有技术中电润湿显示设备的剖视图。如图1所示，其包括：彼此相对设置的像素电极基板1和公共电极基板2，在公共电极基板2上设置有公共电极8；在像素电极基板1上依次设置有多个像素电极3以及具有疏水性性质表面的介电层4，介电层4上位于任意相邻像素电极3之间设置有亲水性阻隔板5，该阻隔板5将相对设置的像素电极基板1和公共电极基板2划分为多个子像素区域，含有红色染料、绿色染料、蓝色染料的非极性染色液体6分别设置于各个子像素区域中，非极性染色液体6与公共电极8之间设置有透明的极性液体7。

在现有的电润湿显示设备中，非极性染色液体6通过在油等非极性液体中添加相应色彩的油溶性染料或颜料制得，该油溶性染料或颜料本身并不发光，并且亮度很暗，使得现有的电润湿显示设备的色域较小、亮度较低，显示画面品质不佳。

申请号为201220063851.7的中国专利中公开了一种“电润湿显示设备”，该设备利用量子点受外来能量激发而发出可见光的特性，通过将油溶性的量子点溶解于甲苯等非极性液体中，使该设备的亮度提高到50-80%，但是油溶性量子点溶解于非极性溶剂的能力差，因此并不能完全发挥量子点受激发光的优点；同时，在实现暗态模式时，该设备需在非极性液体的下方设置紫外光阻隔膜来吸收紫外光，以防止内聚到其上方的量子点因受激而产生可见光。紫外光阻隔膜的设置，使得该设备的结构变得复杂，增加了制作工艺步骤，也相应地增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中电润湿显示设备的上述不足，提供一种显示面板以及电润湿显示设备，该显示设备具有较高的发光纯度、较高的亮度，显示品质很高。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该显示面板，包括像素电极基板、公共电极基板、多个像素电极、介电层和阻隔板，所述多个像素电极间隔设置在所述像素电极基板上，所述介电层设置在所述像素电极基板上并使得所述像素电极埋设于其内，所述阻隔板位于相邻像素电极之间，该显示面板还包括有能够吸收紫外光的非极性液体以及含量子点的极性液体，在相邻阻隔板围成的空间内，所述非极性液体和极性液体在所述介电层上依次设置。

优选的是，该显示面板还包括有公共电极，所述公共电极设于所述公共电极基板上，所述阻隔板的一端与所述介电层接触，另一端与所述公共电极接触；所述阻隔板具有亲水性的表面。

优选的是，所述阻隔板采用亲水性的光刻胶材料形成，位于同一像素电极四周的阻隔板在所述介电层上围成的面积大于所述像素电极的面积。

其中，所述非极性液体采用油作为非极性溶剂，所述油中溶解有用于吸收或阻挡紫外光的材料。

所述极性液体采用水作为极性溶剂，所述水中含有的量子点为水溶性量子点。

优选的是，所述量子点为红色量子点、绿色量子点或蓝色量子点，所述红色量子点的发光核的直径为5.0-5.5nm，所述绿色量子点的发光核的直径为3.0-3.5nm，所述蓝色量子点的发光核的直径为2.0-2.5nm。

优选的是，所述介电层具有疏水性的表面。进一步优选的是，所述介电层包括基层和设于所述基层上的疏水性材料层，所述疏水性材料层由含氟类的疏水性高分子形成，该疏水性材料层的厚度范围为1-10nm；或者，所述介电层采用疏水性材料制成，所述疏水性材料采用聚对二甲苯、氧化硅，氮化硅、聚二氟乙烯，锆钛酸铅或钛酸钡锶中的一种，该介电层的厚度范围为0.1-1μm。

优选的是，所述公共电极基板远离像素电极基板的一侧还设置有紫外光阻隔层，用于吸收波长为300-400nm的紫外光，而能使可见光透过。

一种电润湿显示设备，包括电润湿显示面板，所述电润湿显示面板采用上述的显示面板。

优选的是，该设备还包括背光单元，所述背光单元包括用于发出紫外光的光源，所述光源所发出的紫外光的波长为350-400nm。

本发明的有益效果是：本发明电润湿显示设备的显示材料采用水溶性量子点溶解于水等极性溶剂中，能溶解更多的量子点，使得该电润湿显示设备具有较高的发光纯度、较大的色域和较高的亮度，显示品质高。

附图说明

图1为现有技术电润湿显示设备中显示面板的剖视图；

图2为本发明实施例电润湿显示设备中显示面板剖视图；

图3为图2中显示面板在不加电压作用下的局部剖视图；

图4为图2中显示面板在施加电压作用下的局部剖视图。

图中：1－像素电极基板；2－公共电极基板；3－像素电极；4－介电层；5－阻隔板；6－非极性染色液体；7－极性液体；8－公共电极；9－背光单元；

11－像素电极基板；12－公共电极基板；13－像素电极；14－介电层；15－含紫外光吸收材料的非极性液体；16－阻隔板；17－含量子点的极性液体；17RQ－红色量子点；17GD－绿色量子点；17BQ－蓝色量子点；18－公共电极；19－紫外光阻隔层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明显示面板以及电润湿显示设备作进一步详细描述。

一种显示面板，包括像素电极基板、公共电极基板、多个像素电极、介电层和阻隔板，所述多个像素电极间隔设置在所述像素电极基板上，所述介电层设置在所述像素电极基板上并使得所述像素电极埋设于其内，所述阻隔板位于相邻像素电极之间，该显示面板还包括有能够吸收紫外光的非极性液体以及含量子点的极性液体，在相邻阻隔板围成的空间内，所述非极性液体和极性液体在所述介电层上依次设置。

一种电润湿显示设备，包括电润湿显示面板，所述电润湿显示面板采用上述的显示面板。

如图2所示，本实施例中，该显示面板包括：相对设置的像素电极基板11和公共电极基板12，图案化的透明像素电极13间隔设置于像素电极基板11上，具有疏水性性质表面的介电层14设置于图案化像素电极13上；透明公共电极18设置于公共电极基板12上。

在像素电极基板11和公共电极基板12之间，还设置有图案化的亲水性阻隔板16，该阻隔板16竖直设置于介电层上14，并延伸至与公共电极18接触。任意相邻的阻隔板在像素电极基板11和公共电极基板12之间定义出多个子像素区域，含有量子点的极性液体17以及含有紫外光吸收材料的非极性液体15设置于各个子像素区域中，含量子点的极性液体17与含有紫外光吸收材料的非极性液体15互不相溶，且含量子点的极性液体17紧邻公共电极18，即含量子点的极性液体17位于含有紫外光吸收材料的非极性液体15的上方，由于所述阻隔板16的一端与所述介电层14接触，另一端与所述公共电极18接触，因此能防止相邻子像素区域中的含量子点的极性液体17混合。

这里，为了保证内聚时含有紫外光吸收材料的非极性液体15能向固定的位置运动，像素电极的面积应小于子像素区域的面积。如图2所示，位于同一像素电极13四周的阻隔板16在所述介电层14上围成的面积大于所述像素电极的面积。

量子点（Quantum Dot,简称QD）是一种新型的荧光材料，与传统的有机染料分子相比具有多种优势，其中最大的优点就是颜色可调，单一种类的量子点就能够根据其尺寸变化产生不同颜色的单色光，甚至白光。典型的量子点包括发光核、形成于所述发光核外的半导体壳以及形成于半导体壳外的有机配位体。量子点是半径小于或接近于激子波尔半径的半导体纳米晶体，是一种准零维的纳米材料，量子点三个维度的尺寸均为1-10nm，外观恰似一个极小的点状物。量子点内部的电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子限域效应（quantum confinement effect）特别显著。由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构。而且，不同尺寸的量子点，电子和空穴被量子限域的程度不一样，分子特性的分立能级结构也因量子点的尺寸不同而不同。因此，在受到外来能量激发后，不同尺寸的量子点将发出不同波长的荧光，也就是各种颜色的可见光。另外，由于量子点受激发射的波长与只与量子点的能级结构（量子点发光核的尺寸）有关，因此发射的波长半高宽（FWHM）很窄，发光纯度很高，发射光谱单色性好，稳定性高。

在本实施例中，含有量子点的极性液体17中的量子点为水溶性量子点，极性溶剂采用水。量子点分别为发光核的直径为5.0-5.5nm的红色发光核的量子点（简称红色量子点17RQ）、发光核的直径为3.0-3.5nm的含绿色发光核的量子点（简称绿色量子点17GQ）和发光核的直径为2.0-2.5nm的含蓝色发光核的量子点（简称蓝色量子点17BQ），即将水溶性的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点溶于水等极性溶剂中构成含有量子点的极性液体17。优选地，含有量子点的非极性液体由具有CdSe/ZnS（发光核/半导体壳）结构的量子点均匀分散于水中构成，并且优选红色量子点发光核直径为5.2nm，绿色量子点发光核直径为3.3nm，蓝色量子点发光核直径为2.5nm。其中，红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点吸收紫外光（UV），分别发出红色可见光、绿色可见光和蓝色可见光。也就是说，当波长约为350-400nm的紫外光发射至红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点并且该紫外光被其吸收时，中心波长为610nm的红色可见光、中心波长为530nm的绿色可见光和中心波长为480nm的蓝色可见光将被发射出来。

在本实施例中，所述阻隔板16具有亲水性的表面，该亲水性阻隔板采用亲水性的光刻胶材料形成。进一步的，所述含有红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点的非极性液体可以依次间隔排列形式填充到所述阻隔板16围成的空间内（即子像素区域内）；当然，所述含有红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点的非极性液体也可以根据显示需要采用其他的排列形式分别填充到所述阻隔板16围成的空间内，例如：条状排列、三角排列或马赛克排列等。同时，根据显示需要也可以填充含有其他颜色的量子点的非极性液体，并不局限于本实施例中含有红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点的非极性液体。

其中，含量子点的极性液体17与介电层14之间设置的含有紫外光吸收材料的非极性液体15中，非极性液体的主要成分为油等非极性溶剂，其中溶解有用于吸收或阻挡紫外光的材料。该非极性液体可吸收发射至其上的紫外光，使得位于其上方的水溶性量子点不能受激而产生可见光。

所述介电层14具有疏水性的表面，为使介电层14具有疏水性的表面，可以采用方式一：所述介电层采用疏水性的材料制成，形成介电层的疏水性的材料包括聚对二甲苯（parylene）、氧化硅（SiOx）、氮化硅（SiNx）、聚二氟乙烯、锆钛酸铅（PZT）或钛酸钡锶（BST）中的一种，该介电层14的厚度范围为0.1-1μm；或者，可以采用方式二：在所述介电层上设置疏水性材料层（图2中未示出），使该介电层14具有疏水性的表面，该疏水性材料层可以采用包括含氟类的疏水性高分子，该疏水性材料层的厚度范围为1-10nm。

在本实施例中，位于公共电极基板12上的公共电极18为透明的，形成公共电极18的材料包括氧化铟锡（ITO）或氧化铟锌（IZO）中的一种，公共电极18的厚度范围为0.1-1μm。同样的，位于像素电极基板11上的图案化的像素电极层13也为透明的，形成像素电极13的材料包括氧化铟锡（ITO）或氧化铟锌（IZO）中的一种，像素电极13的厚度范围为0.1-1μm。

在本实施例中，所述公共电极基板12远离像素电极基板11的一侧还设置有紫外光阻隔层19。该紫外光阻隔层19能阻隔从像素电极基板穿过的紫外光，并且紫外光阻隔层19由以聚酯材料为主要成分，并辅以含有用于吸收或阻挡紫外光的聚合物构成。该紫外光阻隔层对于波长为300-400nm的紫外光具有很强的吸收性，但是对于可见光基本不吸收。

一种包括上述显示面板的电润湿显示设备，还包括背光单元9，所述背光单元发出的光源为紫外光，所述紫外光的波长为350-400nm。

如图2所示，背光单元包括具有作为光源的多个紫外线灯，以及光导向和散射元件。所述光源发出波长为350-400nm的紫外光，光导向和散射元件朝着显示面板的后表面（即设置像素电极基板的一侧）传播来自紫外线灯的紫外光，同时也对紫外光进行散射以使其均匀地分布。

下面以红色子像素区域为例，具体说明本实施例提供的电润湿显示设备的工作过程，具体如下：

如图3所示，所述公共电极18和所述像素电极13之间不加电压时，含有紫外光吸收材料的非极性液体15均匀分布于子像素区域中，背光单元9发出的紫外光自像素电极基板11入射至含有紫外光吸收材料的非极性液体15中被吸收，不能到达其上方的含有红色量子点17RQ的极性液体中，因而紫外光无法激发红色量子点17RQ发出红色可见光，此时该子像素区域为暗态显示。同理可知，含有绿色量子点17GQ的极性液体的子像素区域、含有蓝色量子点17BQ的极性液体的子像素区域在不加电压时相应地也为暗态显示。

如图4所示，所述公共电极18和所述像素电极13之间施加电压时，由于介电层14具有疏水性表面，阻隔板16具有亲水性表面，因此，公共电极18与像素电极层13之间形成的电场使处于介电层14上方的含紫外光吸收材料的非极性液体15的表面自由能发生变化，使得含紫外光吸收材料的非极性液体15的分布面积改变。即，含有紫外光吸收材料的非极性液体15受到电润湿作用力影响，内聚于介电层14上方远离像素电极13的区域，因此背光单元9发出的紫外光通过没有含有紫外光吸收材料的非极性液体15覆盖的区域，得以进入含有水溶性红色量子点17RQ的极性液体中，并且激发红色量子点发出红色可见光，该红色可见光自公共电极基板12以及紫外线阻隔层19出射，使该电润湿显示设备的对应子像素区域显示红色。具体的，当含有直径为5.0-5.5nm的发光核的红色量子点17RQ吸收紫外光后，发出中心波长为610nm的红色可见光。同理，当含有直径为3.0-3.5nm的发光核的绿色量子点17GQ吸收紫外光后，相应发出中心波长为530nm的绿色可见光，使该电润湿显示设备的对应子像素区域显示绿色；当含有直径为2.0-2.5nm的发光核的蓝色量子点17BQ吸收紫外光后，相应发出中心波长为480nm的蓝色可见光，使该电润湿显示设备的对应子像素区域显示蓝色。在电润湿显示设备的工作过程中，通过红色可见色、绿色可见色、蓝色可见色的混光，即可使得该电润湿显示设备的对应像素区域显示相应彩色画面。

经有关试验证明，水溶性的量子点在极性溶剂（例如：水）中的溶解率大于油溶性的量子点在非极性溶剂（例如：油）中的溶解率，因此，本实施例显示面板的极性溶剂中能溶解更多的量子点，由于量子点的发射峰半高宽较窄（<20nm），发光纯度较高，因此使得该电润湿显示设备色域很大；另外，由于量子点受激可以主动发光，并且量子产额很高，可以达到90%以上，因此该电润湿显示设备可以达到较高的亮度，显示品质很高。同时，该电润湿显示设备结构简单，简化了制备工艺，降低了成本。

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。

Claims (11)

1.一种显示面板，包括像素电极基板、公共电极基板、多个像素电极、介电层和阻隔板，所述多个像素电极间隔设置在所述像素电极基板上，所述介电层设置在所述像素电极基板上并使得所述像素电极埋设于其内，所述阻隔板位于相邻像素电极之间，其特征在于，该显示面板还包括有能够吸收紫外光的非极性液体以及含量子点的极性液体，在相邻阻隔板围成的空间内，所述非极性液体和极性液体在所述介电层上依次设置。 

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该显示面板还包括有公共电极，所述公共电极设于所述公共电极基板上，所述阻隔板的一端与所述介电层接触，另一端与所述公共电极接触；所述阻隔板具有亲水性的表面。 

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述阻隔板采用亲水性的光刻胶材料形成，位于同一像素电极四周的阻隔板在所述介电层上围成的面积大于所述像素电极的面积。 

4.根据权利要求1-3之一所述的显示面板，其特征在于，所述非极性液体采用油作为非极性溶剂，所述油中溶解有用于吸收或阻挡紫外光的材料。 

5.根据权利要求1-3之一所述的显示面板，其特征在于，所述极性液体采用水作为极性溶剂，所述水中含有的量子点为水溶性量子点。 

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述量子点为红色量子点、绿色量子点或蓝色量子点，所述红色量子点的发光核的直径为5.0-5.5nm，所述绿色量子点的发光核的直径为 3.0-3.5nm，所述蓝色量子点的发光核的直径为2.0-2.5nm。 

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述介电层具有疏水性的表面。 

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述介电层包括基层和设于所述基层上的疏水性材料层，所述疏水性材料层由含氟类的疏水性高分子形成，该疏水性材料层的厚度范围为1-10nm；或者，所述介电层采用疏水性材料制成，所述疏水性材料采用聚对二甲苯、氧化硅、氮化硅、聚二氟乙烯、锆钛酸铅或钛酸钡锶中的一种，该介电层的厚度范围为0.1-1μm。 

9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述公共电极基板远离像素电极基板的一侧还设置有紫外光阻隔层，用于吸收波长为300-400nm的紫外光，而能使可见光透过。 

10.一种电润湿显示设备，包括电润湿显示面板，其特征在于，所述电润湿显示面板采用权利要求1-9任一所述的显示面板。 

11.根据权利要求10所述的电润湿显示设备，其特征在于，该设备还包括背光单元，所述背光单元包括用于发出紫外光的光源，所述光源所发出的紫外光的波长为350-400nm。