CN104849911B - 显示基板、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示基板、显示面板及显示装置。所述显示基板包括多种发光单元，每种发光单元由上转换材料制成，用于在光线照射在其上时，发出相应颜色的光。上述显示基板可以降低成本，显示更广的色域和更高的色彩饱和度，以及可以实现更高的光利用率，从而可以降低功耗，此外，还可以降低或避免漏光。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示基板、显示面板及显示装置。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，以下简称为TFT-LCD)主要包括背光源和显示面板，所述背光源发出光线，所述显示面板根据所述背光源发出的光线，通过调节光在显示面板中的透过率，实现显示。
所述显示面板一般包括阵列基板和彩膜基板，以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。一般地，阵列基板上包括薄膜晶体管、像素电极等器件，彩膜基板上包括彩色滤光片、公共电极等器件。其中，所述像素电极和公共电极之间产生电场，使液晶分子偏转，从而调节光线在显示面板中的透过率，即调节显示的亮度；所述彩色滤光片用于使各子像素显示特定颜色(一般TFT-LCD中，子像素分别显示红色、绿色和蓝色)，从而使每个像素单元能显示相应的颜色，使所述TFT-LCD实现彩色显示。
上述TFT-LCD中，制备彩色滤光片的主要材料是树脂片，其制备成本较高。同时，所述彩色滤光片会吸收与其不同色的光线，使光线在所述树脂片中的透过率较低，这样就使TFT-LCD的光利用率较低，从而会导致显示的亮度较低，或者导致TFT-LCD的功耗较大。此外，上述现有TFT-LCD中，由背光源提供光线，这样使TFT-LCD显示的色域和色彩饱和度较小，还容易产生漏光。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示基板、显示面板及显示装置，其可以降低成本，提高光的利用率，从而降低功耗，同时还可以降低或避免漏光。
为实现本发明的目的而提供一种显示基板，其包括多种发光单元，每种发光单元由上转换材料制成，用于在光线照射在其上时，发出相应颜色的光。
其中，所述发光单元为三种，所述三种发光单元分别发出红色、绿色和蓝色的光。
其中，发出红色光的发光单元包括第一上转换材料形成的纳米颗粒，所述第一上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ce3+，利用谷氨酸作为烧结剂烧结形成。
其中，发出绿色光的发光单元包括第二上转换材料形成的纳米颗粒，所述第二上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ho3+，利用柠檬酸作为烧结剂烧结形成。
其中，发出蓝色光的发光单元包括第三上转换材料形成的纳米颗粒，所述第三上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Tm3+，利用尿素作为烧结剂烧结形成。
其中，所述显示基板还包括：
衬底基板，所述发光单元形成在所述衬底基板上；
黑矩阵，所述黑矩阵形成在所述衬底基板上，且所述黑矩阵将每个发光单元分隔；
保护层，所述保护层形成在所述发光单元上。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括本发明提供的上述显示基板。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括本发明提供的上述显示面板。
其中，所述显示装置包括背光源，所述背光源向发光单元发出光线，该光线照射在发光单元上，使其发出相应颜色的光。
其中，所述背光源包括红外光源。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的显示基板，其包括采用上转换材料制备的发光单元，并通过该发光单元实现彩色显示，从而无需设置彩色滤光片；与现有通过彩色滤光片实现彩色显示的技术方案相比，其制备成本更低；并且，由于通过自发光实现彩色显示，其能显示的色域更广，色彩饱和度更高；以及，由于无需经过彩色滤光片的过滤，对光线的利用率更高，从而可以降低功耗；此外，还可以降低或避免漏光。
本发明提供的显示面板，其采用本发明提供的上述显示基板，可以降低成本，显示更广的色域和更高的色彩饱和度，以及可以实现更高的光利用率，从而可以降低功耗，此外，还可以降低或避免漏光。
本发明提供的显示装置，其采用本发明提供的上述显示面板，可以降低成本，显示更广的色域和更高的色彩饱和度，以及可以实现更高的光利用率，从而可以降低功耗，此外，还可以降低或避免漏光。
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为本发明实施方式提供的显示基板的示意图；
图2为发红光的发光单元的示意图；
图3为发绿光的发光单元的示意图；
图4为发蓝光的发光单元的示意图；
图5为制备显示基板的流程图；
图6为本发明实施方式提供的显示面板的示意图；
图7为本发明实施方式提供的显示装置的示意图；
图8为背光源为侧入式结构的示意图；
图9为背光源为直下式结构的示意图。
其中，附图标记：
1：显示基板；2：阵列基板；3：液晶层；10、10a、10b、10c：发光单元；11：衬底基板；12：黑矩阵；13：保护层；40：背光源；41：光源；42：导光板；51：红色光；52：绿色光；53：蓝色光；60：照射至发光单元上的光；
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。
本发明提供一种显示基板的实施方式，图1为本发明实施方式提供的显示基板的示意图。如图1所示，在本实施方式中，所述显示基板1包括多种发光单元10，每种发光单元10由上转换材料制成，用于在光线照射在其上时，发出相应颜色的光。
上转换材料是一种反斯托克效应的发光材料，其可以在一具有第一波长的光的激励下发光，且其发光的波长小于所述第一波长。本实施方式中，采用上转换材料制备发光单元10，来实现彩色显示，从而无需设置彩色滤光片。
与现有的采用彩色滤光片实现彩色显示的技术方案相比，首先，其制备成本更低；其次，所述发光单元10为自发光，未经过滤光片的过滤，这可以使显示的色域更广，色彩饱和度更高；其三，所述发光单元10为自发光，即其实现显示的光由表层发出，而不是背光源所发出的光，这样就可以降低或避免漏光；其四，省去了彩色滤光片，就降低了光线被过滤的幅度，这使其对光线的利用率更高，从而可以降低功耗。
一般地，如图1所示，所述发光单元为三种，分别为10a、10b和10c，所述三种发光单元10a、10b和10c分别发出红色、绿色和蓝色的光；通过红色、绿色和蓝色的光以不同的比例混合，可以实现全色谱的彩色显示。
具体地，发出红色光的发光单元10a包括第一上转换材料形成的纳米颗粒，所述第一上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ce3+，利用谷氨酸作为烧结剂烧结形成。如图2所示，所述发光单元10a在照射至其上的光线60的激发下，发出红色光51。
发出绿色光的发光单元10b包括第二上转换材料形成的纳米颗粒，所述第二上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ho3+，利用柠檬酸作为烧结剂烧结形成。如图3所示，所述发光单元10b在照射至其上的光线60的激发下，发出绿色光52。
发出蓝色光的发光单元10c包括第三上转换材料形成的纳米颗粒，所述第三上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Tm3+，利用尿素作为烧结剂烧结形成。如图4所示，所述发光单元10c在照射至其上的光线60的激发下，发出蓝色光53。
在本实施方式中，如图1所示，所述显示基板还包括：衬底基板11，所述发光单元10形成在所述衬底基板11上；黑矩阵12，所述黑矩阵12形成在所述衬底基板11上，且所述黑矩阵12将每个发光单元10分隔；保护层13，所述保护层13形成在所述发光单元10上，用于保护所述发光单元10，避免其结构被破坏。
具体地，在制备所述显示基板1时，如图5所示，首先，通过光刻工艺在衬底基板11上形成黑矩阵12，并且，所述黑矩阵12分隔出多个空间；其次，通过转印、打印等方法将相应的上转换纳米颗粒转移到衬底基板11的位于黑矩阵12所分隔的空间内的区域，以形成发红光的发光单元10a、发绿光的发光单元10b和发蓝光的发光单元10c，上述过程中，每个空间内形成一个发光单元10；最后，通过旋涂或刮涂工艺在发光单元10表面形成保护层13。
本发明实施方式提供的显示基板，其包括采用上转换材料制备的发光单元10，并通过该发光单元10实现彩色显示，从而无需设置彩色滤光片；与现有通过彩色滤光片实现彩色显示的技术方案相比，其制备成本更低；并且，由于通过自发光实现彩色显示，其能显示的色域更广，色彩饱和度更高；以及，由于无需经过彩色滤光片的过滤，对光线的利用率更高，从而可以降低功耗；此外，还可以降低或避免漏光。
本发明还提供一种显示面板的实施方式，图6为本发明实施方式提供的显示面板的示意图。如图6所示，在本实施方式中，所述显示面板包括本发明上述实施方式提供的显示基板。
可以理解，除上述实施方式提供的显示基板外，所述显示面板还包括阵列基板2，所述阵列基板1与上述显示基板1对盒，且二者之间设置有液晶层3。
本发明实施方式提供的显示面板，其采用本发明上述实施方式提供的显示基板，可以降低成本，显示更广的色域和更高的色彩饱和度，以及可以实现更高的光利用率，从而可以降低功耗，此外，还可以降低或避免漏光。
本发明还提供一种显示装置的实施方式，图7为本发明实施方式提供的显示装置的示意图。如图7所示，在本实施方式中，所述显示装置包括本发明上述实施方式提供的显示面板。
在本实施方式中，所述显示装置包括背光源40，所述背光源40向发光单元10发出光线60，该光线60照射在发光单元10上，使其发出相应颜色的光。如图8所示，所述背光源40包括光源41、导光板42和光学膜层(图中未示出)，在图8中，所述背光源40为侧入式结构，即光源41位于导光板42的侧面。当然，除图8所示的侧入式结构外，所述背光源40也可以为侧入式结构，即光源40位于导光板42的下部，如图9所示。
优选地，所述背光源40包括红外光源，即所述光源41发出红外光，照射在发光单元10上，所述发光单元10根据照射至其上的红外光，发出各种颜色的光；例如，发红光的发光单元10a在红外光的激励下，发出红色光，发绿光的发光单元10b在红外光的激励下，发出绿色光，发蓝光的发光单元10c在红外光的激励下，发出蓝色光。由于红外光为不可见光，因此观看者完全看不到由背光源40所发出的光，而只会看到发光单元10发出的光，这样可以完全避免漏光。同时，由于红外光的波长较长，其在导光板42、光学膜材，以及在阵列基板、液晶层等结构中的透过率更高，这样就进一步提高了光线在显示装置中的透过率，即进一步提高光的利用率，从而可以降低功耗。
本发明实施方式提供的显示装置，其采用本发明上述实施方式提供的显示面板，可以降低成本，显示更广的色域和更高的色彩饱和度，以及可以实现更高的光利用率，从而可以降低功耗，此外，还可以降低或避免漏光。
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 (5)
1.一种显示基板，其特征在于，包括多种发光单元，每种发光单元由上转换材料制成，用于在光线照射在其上时，发出相应颜色的光；其中，所述发光单元为三种，所述三种发光单元分别发出红色、绿色和蓝色的光；
发出红色光的发光单元包括第一上转换材料形成的纳米颗粒，所述第一上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ce3+，利用谷氨酸作为烧结剂烧结形成；
发出绿色光的发光单元包括第二上转换材料形成的纳米颗粒，所述第二上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Ho3+，利用柠檬酸作为烧结剂烧结形成；
发出蓝色光的发光单元包括第三上转换材料形成的纳米颗粒，所述第三上转换材料采用NaF作为基质，并掺杂Y3+、Yb3+、Tm3+，利用尿素作为烧结剂烧结形成；
所述显示基板还包括：
衬底基板，所述发光单元形成在所述衬底基板上；
黑矩阵，所述黑矩阵形成在所述衬底基板上，且所述黑矩阵将每个所述发光单元分隔；
保护层，所述保护层形成在所述发光单元上。
2.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1所述的显示基板。
3.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求2所述的显示面板。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括背光源，所述背光源向发光单元发出光线，该光线照射在发光单元上，使其发出相应颜色的光。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述背光源包括红外光源。
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