CN104932136A - 彩膜基板及其制作方法、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩膜基板,包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,每个子像素区域内均设置有一个填充腔,至少所述填充腔的顶壁是透明的,所述填充腔内填充有量子点,所有填充腔内的量子点的材料相同,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同,以使得任意一个像素单元中,不同子像素区域中的填充腔内的量子点被激发后能够发出颜色互不相同的光。相应地,本发明还提供一种彩膜基板的制作方法、一种显示面板和一种显示装置。本发明能够使得显示画面的色域更广,简化制作工艺。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体涉及一种彩膜基板及其制作方法、一种包括所述彩膜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
目前,一般的液晶显示器采用白色的发光件作为光源,在彩膜基板的每个像素单元的多个子像素区域分别设置不同颜色的色阻块,如图1所示,可以分别设置红、绿、蓝三种颜色的色阻块1,通过色阻块1的滤光作用,发出相应颜色的光线,通过混光效果实现彩色显示,但是这种发光效率有限,光透过率和亮度受到限制,从而使得色域较低。
量子点是一种新颖的半导体纳米材料,具有很多独特的纳米性质,量子点的发射光谱窄而对称,颜色可调,光化学稳定性高,荧光寿命长,因此,在实现广色域显示上,量子点有着长远的应用。现有技术中提出一种在色阻块中掺杂一定量的量子点,以提高色域,但是,这种方式可能会出现量子点分布不均匀的情况,影响色域,并且,掺杂量子点后,对色阻块材料的曝光和显影会受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩膜基板及其制作方法、一种包括该彩膜基板的显示面板和一种包括该显示面板的显示装置,以提高显示装置的色域。
为了实现上述目的,本发明提供一种彩膜基板,包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,每个子像素区域内均设置有一个填充腔,至少所述填充腔的顶壁是透明的,所述填充腔内填充有量子点,所有填充腔内的量子点的材料相同,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同,以使得不同子像素区域中的填充腔内的量子点被激发后能够发出颜色互不相同的光。
优选地,所述彩膜基板包括衬底、设置在该衬底上的黑矩阵和透明封装胶层,每个子像素区域的边界处均设置有所述黑矩阵,所述黑矩阵、所述透明封装胶层和所述衬底围成所述填充腔。
优选地,所述量子点的材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
优选地,每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域,所述量子点的材料为硒化镉,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[3.5nm,4.5nm]之间。
优选地,至少在所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域的填充腔内设置有介孔材料,所述介孔材料具有多个孔道,所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域的填充腔内的量子点填充在相应的介孔材料的孔道内,同一个填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,且绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径。
优选地,在所述红色子像素区域、蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域内的填充腔内均设置有所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的量子点填充在红色子像素区域对应的介孔材料的孔道内。
相应地,本发明还提供一种彩膜基板的制作方法,所述彩膜基板包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,所述制作方法包括:
S1、在每个子像素区域形成具有开口的填充腔;
S2、在每个子像素区域的填充腔内填充量子点,其中,所有填充腔内的量子点的材料相同,并且,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中,不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同;
S3、形成所述填充腔的顶壁,至少所述填充腔的顶壁是透明的。
优选地,所述步骤S1包括:在衬底上每个子像素区域的边界处形成黑矩阵;
所述步骤S3包括:形成透明封装胶层。
优选地,所述量子点材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
优选地,每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域,所述步骤S2包括:
S21、在蓝色子像素区域和绿色子像素区域的填充腔内分别形成介孔材料,所述介孔材料具有多个孔道,位于同一填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,并且,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径;
S22、将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔内;
S23、将多个第二粒径的量子点填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第二粒径,并小于所述第一粒径;
S24、将多个第三粒径的量子点填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第三粒径,并小于所述第二粒径。
优选地,所述步骤S21还包括:在红色子像素区域内的填充腔内设置所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第一粒径;
所述步骤S22还包括:将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔的介孔材料的孔道中。
优选地,所述步骤S21包括:
S21a、在每个子像素区域的填充腔内加入模板剂材料,以在每个填充腔内形成多个核体,并使得同一个填充腔内多个核体的直径相同,红色子像素区域的填充腔内的核体的直径大于或等于所述第一粒径,绿色子像素区域的填充腔内的核体的直径大于或等于所述第二粒径、并小于所述第一粒径,蓝色子像素区域的填充腔内核体的直径大于或等于所述第三粒径、并小于所述第二粒径;
S21b、在所述核体的表面形成透明壳体;
S21c、去除所述核体,保留所述透明壳体,每个填充腔内的多个透明壳体形成所述介孔材料。
优选地,所述步骤S21b包括:加入含硅材料,所述含硅材料与所述模板剂材料能够反应生成二氧化硅,以形成所述透明壳体。
优选地,所述模板剂材料包括乙烯吡络烷酮和十六烷基三甲溴化铵,所述含硅材料包括正硅酸乙酯。
优选地,所述步骤S22包括:
S22a、将多个第一粒径的量子点加入能够使得该多个第一粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第一悬浊液;
S22b、将所述第一悬浊液填充至红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
优选地,所述步骤S23包括:
S23a、将多个第二粒径的量子点加入能够使得该多个第二粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第二悬浊液;
S23b、将所述第二悬浊液填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
优选地,所述步骤S24包括:
S24a、将多个第三粒径的量子点加入能够使得该多个第三粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第三悬浊液;
S24b、将所述第三悬浊液填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
优选地,所述制作方法还包括:
分别蒸干位于填充腔内的所述第一悬浊液、第二悬浊液和第三悬浊液中的溶剂。
优选地,所述量子点的材料为硒化镉,所述第一粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,所述第二粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,所述第三粒径在[3.5nm,4.5nm]之间。
相应地,本发明还提供一种显示面板,包括本发明提供的上述彩膜基板。
相应地,本发明还提供一种显示装置,包括本发明提供的上述显示面板和背光源,该背光源用于发射单一波长的光线。
优选地,所述背光源所发射的光线为蓝光或紫光。
由于量子点具有激发光谱宽、发射光谱窄而对称的特性,可以将背光源的光高效地转化为所需要光,并且,量子点具有较大的斯托克斯位移,因此,使用在彩膜基板的子像素区域设置量子点可以使得显示装置的色域更广,饱和度更高。另外,每个子像素区域内设置填充腔,量子点是填充在所述填充腔内的,无需在彩膜基板上制作色阻块,从而简化了制作工艺,且量子点的分布更加均匀,色域提高得更明显。
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是现有的彩膜基板的结构示意图;
图2是本发明的实施例中彩膜基板的结构示意图;
图3是本发明的实施例中彩膜基板的制作方法示意图;
图4是本发明的实施例中在衬底上形成黑矩阵后的俯视图;
图5-图8是向每个子像素区域填充量子点的过程示意图;
图9是形成模板剂和含硅材料形成孔道的示意图。
其中,附图标记为:1、色阻块;2、黑矩阵;3、量子点;4、封装胶层;5、介孔材料;6、衬底;7、核体;8、透明壳体。
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。
作为本发明的第一个方面,提供一种彩膜基板,包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,其中,每个子像素区域内均设置有一个填充腔,至少所述填充腔的顶壁是透明的,所述填充腔内填充有量子点3(如图2所示),所有的填充腔内所填充的量子点的材料相同,同一个填充腔内的量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中不同子像素区域中的填充腔内的量子点3的粒径不同,以使得任意一个像素单元中,不同子像素区域中的填充腔内的量子点被激发后能够发出颜色互不相同的光线。
由于量子点具有激发光谱宽、发射光谱窄而对称的特性,可以将背光源的光高效地转化为所需要光,并且,量子点具有较大的斯托克斯位移,即,从背光源中吸收的能量大于辐射的能量,从而避免发射光谱和激发光谱的重叠,提高发射光线的纯度。量子点具有尺寸效应,其发射光谱可以通过量子点的尺寸大小来控制。因此,使用在彩膜基板的子像素区域设置量子点可以使得显示装置的色域更广,饱和度更高。另外,现有技术在色阻块中掺杂一定量子点的方式会出现量子点分布不均匀的现象,并影响形成色阻块时的曝光显影工艺,而本发明中,每个子像素区域内设置填充腔,量子点是填充在所述填充腔内的,无需在彩膜基板上制作色阻块,从而简化了制作工艺,且量子点的分布更加均匀,色域提高得更明显。
用于激发量子点的光为单一波长的光,具体可以使用波长较短、能量较高的蓝光或紫光。
在本发明中,填充腔可以具有不同的形式,例如,在衬底基板上刻蚀形成凹槽结构,在凹槽内填充量子点3后再形成透明的顶壁。作为本发明的一种具体实施方式,如图2所示,所述彩膜基板包括衬底6、设置在该衬底6上的黑矩阵2和透明封装胶层4,每个子像素区域的边界处均设置有黑矩阵2,黑矩阵2、透明封装胶层4和衬底6围成所述填充腔。在显示装置中,彩膜基板和阵列基板相对设置,阵列基板上设置有数据线、栅线以及薄膜晶体管,黑矩阵2可以对数据线、栅线和薄膜晶体管起到遮挡作用,因此,利用黑矩阵2和透明封装胶层4形成所述填充腔的方式无需再利用其它刻蚀等步骤单独制作填充腔,简化了制作工艺。
具体地,所述量子点的材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
在本发明中,对每个像素单元的多个子像素区域的颜色不作限定,例如每个像素单元可以包括红、绿、蓝三种颜色的子像素区域,或者,每个像素单元可以包括红、绿、蓝、黄四种颜色的子像素区域,也可以为其他的设置方式。
作为本发明的一种具体实施方式,每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域,所述量子点的材料为硒化镉,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[3.5nm,4.5nm]之间。例如,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为1.5nm,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为2.5nm,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为3.5nm。或者,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为2.4nm,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为3.4nm,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为4.4nm。优选地,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为2nm,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为3nm,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径为4nm。
可以理解的是,当每个像素单元包括其他颜色的子像素区域时,可以相应地对量子点的粒径进行调节,以使得每个子像素区域的量子点受到背光源的光线激发后发射相应颜色的光线。而由于量子点所发射的光的能量小于激发量子点的光的能量,用于激发量子点的背光源的光线可以为能量较高的蓝光或紫光。
在制作所述彩膜基板时,为了便于在每个填充腔内填充量子点,可以在所述填充腔内形成介孔材料,将量子点填充至所述介孔材料的孔道中,量子点填充完毕后,可以通过化学方法去除介孔材料,也可以保留所述介孔材料。介孔材料是指,孔径介于2~50nm之间的一类多孔材料,具有极高的比表面积、狭窄的孔径分布、孔径大小可调等特点。
具体地,至少在所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域内的填充腔内设置有介孔材料,所述介孔材料具有多个孔道,所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域的填充腔内的量子点填充在相应的介孔材料的孔道内,同一个填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,且绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径。
因此,在制作所述彩膜基板时,可以首先将第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔内,然后将第二粒径的量子点填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内,再将第三粒径的量子点填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内。可以理解的是,第一粒径大于第二粒径,第二粒径大于第三粒径。由于绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于第一粒径,蓝色子像素区域的填充腔内介孔材料的孔道内径小于第二粒径。因此,向红色子像素区域的填充腔内填充量子点时,第一粒径的量子点不会落入蓝色子像素区域或绿色子像素区域,向绿色子像素区域的填充腔内填充量子点时,第二粒径的量子点不会落如蓝色子像素区域的填充腔,以使得每个子像素区域的填充腔内的量子点粒径相同。
当然,也可以在红色子像素区域、绿色子像素区域和蓝色子像素区域的填充腔内均设置所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的量子点填充在红色子像素区域的介孔材料的孔道内。可以理解的是,红色子像素区域对应的介孔材料的孔道内径应大于或等于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径。
当所述彩膜基板制作完成后,可以保留所述介孔材料,可以去除所述介孔材料,需要说明的是,制作所述介孔材料的材料是透明的,以防止显示画面是对光线产生遮挡。
作为本发明的第二个方面,提供一种彩膜基板的制作方法,所述彩膜基板包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,如图3所示,所述制作方法包括:
S1、在每个子像素区域形成具有开口的填充腔;
S2、在每个子像素区域的填充腔内的填充量子点,其中,所有的填充腔内所填充的量子点的材料相同,并且,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中,不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同,以使得任意一个像素单元中,不同子像素区域的填充腔内的量子点被激发后能够发出颜色互不相同的光;
S3、形成所述填充腔的顶壁,至少所述填充腔的顶壁是透明的。
具体地,步骤S1包括:在衬底6上每个子像素区域的边界处形成黑矩阵2,如图4所示。步骤S3包括:形成透明封装胶层,从而通过步骤S2在每个填充腔内填充量子点后,透明的封装胶层将量子点封装在相应的子像素区域内。
具体地,所述量子点材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
作为本发明的一种具体实施方式,每个像素单元包括红色子像素区域(如图5至图8中所示的R区域)、蓝色子像素区域(如图5至图8中所示的B区域)和绿色子像素区域(如图5至图8中所示的G区域),步骤S2包括:
S21、在蓝色子像素区域和绿色子像素区域的填充腔内分别形成介孔材料5,介孔材料5具有多个孔道,位于同一填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,并且,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径;
S22、将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔内;
S23、将多个第二粒径的量子点填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第二粒径,并小于所述第一粒径(如图7所示);
S24、将多个第三粒径的量子点填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第三粒径,并小于所述第二粒径(如图8所示)。
对于同一材料的量子点,随着粒径的减小,受到光激发后所发射的光线的波长逐渐减小,即所发射的光线的颜色由红向蓝偏移。当每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域时,红色子像素区域内的量子点的粒径最大,蓝色子像素区域内的量子点的粒径最小。即,所述第一粒径大于所述第二粒径,所述第二粒径大于所述第三粒径。因此,向红色子像素区域的填充腔内填充第一粒径的量子点时,蓝色子像素区域和绿色子像素区域的介孔材料的孔道内径均小于所述第一粒径,从而防止第一粒径的量子点落至蓝色子像素区域或绿色子像素区域。可以理解的是,在步骤S22和步骤S23之间以及步骤S23和步骤S24之间可以包括:将未填充到介孔材料的孔道中的量子点回收。从而步骤S23中填充第二粒径的量子点时,第二粒径的量子点可以顺利地填充至绿色子像素区域对应的介孔材料的孔道内,并且,由于红色子像素区域的填充腔内已充满第一粒径的量子点,且蓝色子像素区域所对应的介孔材料的孔道内径小于第二粒径,因此,第二粒径的量子点也不会落入红色子像素区域或蓝色子像素区域。同理,第三粒径的量子点也可以顺利地填充至蓝色子像素区域的介孔材料的孔道中,而不会落入红色子像素区域或绿色子像素区域。
红色子像素区域内的填充腔内也可以设置所述介孔材料,所述步骤S21还可以包括:在红色子像素区域内的填充腔内设置所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第一粒径;所述步骤S22包括:将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔的介孔材料的孔道中。
介孔材料的制作方法可以有多种,例如,模板法,溶胶-凝胶法、层层自组装法等。在本发明可以通过膜板法来制作所述介孔材料,即,以聚合物颗粒(如离子交换树脂和高分子乳胶颗粒)作为模板,加入无机离子(如金属颗粒和金属氧化物),通过表面反应或表面沉积形成核壳结构,然后除去模板,得到所述介孔材料。
具体地,所述步骤S21可以包括:
S21a、在每个子像素区域的填充腔内加入模板剂材料,以在每个填充腔内形成多个核体7(如图9所示),并使得同一个填充腔内多个核体7的直径相同,红色子像素区域的核体7的直径大于或等于所述第一粒径,绿色子像素区域的核体7大于或等于所述第二粒径、并小于所述第一粒径,蓝色子像素区域的核体7的直径大于或等于所述第三粒径、并小于所述第二粒径;
S21b、在核体7的表面形成透明壳体8;
S21c、去除核体7,保留透明壳体8,每个填充腔内的透明壳体8形成所述介孔材料。
所述核体是指模板剂材料形成的模板,可以起到对壳体的支撑作用,使得壳体形成在所述核体的表面,当核体被去除后,即可形成中空的壳体。
具体地,所述步骤S21b包括:加入含硅材料,所述含硅材料与所述模板剂材料能够反应生成二氧化硅,以形成所述透明壳体,步骤S21c包括去除所述核体,去除所述核体的方法可以通过煅烧或化学溶解的方法去除。在填充完量子点后可以去除介孔材料,也可以保留介孔材料,由于介孔材料是透明的,即使不去除介孔材料,也不会对光线产生遮挡。
介孔材料(在本发明中为介孔二氧化硅)的形成包括两个阶段;一是有机-无机液晶相(介观结构)的生成:该过程是利用具有双亲性质(含有亲水和疏水基团)的表面活性剂有机分子与可聚合无机单体分子或聚合物(无机源)在一定的合成环境下自组装生成有机物与无机物的液晶织态结构相,而此结构相具有纳米尺寸的晶格参数;二是介孔二氧化硅材料的生成过程:利用高温热处理或其他物理化学方法去除有机模板剂(表面活性剂),所留下的空间就是孔道。
核体的直径(即介孔二氧化硅的孔道内径)可以根据模板剂材料的分子结构而确定,例如,在酸性条件下,随着表面活性剂链长的增长,介孔二氧化硅的孔道内径增大。
具体地,所述模板剂材料包括乙烯吡络烷酮(PVP)和十六烷基三甲溴化铵(CTAB),所述含硅材料包括正硅酸乙酯(TEOS)。如图9中的A至D所示,乙烯吡络烷酮(PVP)形成核体7,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)附在核体7结构上连接含硅材料形成二氧化硅(SiO2)壳结构,去除核体7后,二氧化硅的壳体形成中空的孔道。
如图5至图8所示,介孔材料5包括多个孔道,孔道可以为直立状、有序地排列,也可以为非直立状、无序地排列,为了便于直观地看出量子点在孔道中的填充情况,图5至图8示意性地表示出孔道为直立的情况,这并不构成对本发明的限制。
进一步具体地,所述步骤S22可以包括:
S22a、将多个第一粒径的量子点加入能够使得该多个第一粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第一悬浊液;
S22b、将所述第一悬浊液填充至红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
所述步骤S23可以包括:
S23a、将多个第二悬浊液的量子点加入能够使得该多个第二悬浊液的量子点分散开的溶剂中,形成第二悬浊液;
S23b、将所述第二悬浊液填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
所述步骤S24可以包括:
S24a、将多个第三粒径的量子点加入能够使得该多个第三粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第三悬浊液;
S24b、将所述第三悬浊液填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
所述溶剂可以为有机溶剂,如乙醇、丙酮等,也可以为无机溶剂,例如水,只要可以将量子点在溶剂中均匀分散开即可,从而将不同粒径的量子点均匀填充至相应区域介孔材料的孔道中。
进一步地,将第一悬浊液、第二悬浊液和第三悬浊液分别填充至各自相应的介孔材料的孔道中后,所述制作方法还包括:S25、分别蒸干位于填充腔内的所述第一悬浊液、第二悬浊液和第三悬浊液中的溶剂,保留第一粒径的量子点、第二粒径的量子点和第三粒径的量子点。
作为本发明的一种具体实施方式,所述量子点的材料为硒化镉,所述第一粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,所述第二粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,所述第三粒径在[3.5nm,4.5nm)之间。
作为本发明的第三个方面,提供一种显示面板,该显示面板包括本发明所提供的上述彩膜基板。由于彩膜基板的每个子像素区域设置填充腔,填充腔内填充有量子点,无需设置彩色的色阻块,因此,使用量子点的彩膜基板可以使得显示面板所显示画面的色域更广,饱和度更高,同时简化了产品的制作工艺。
作为本发明的第四个方面,提供一种显示装置,该显示装置包括本发明所提供的上述显示面板和背光源,该背光源用于发射单一波长的光线。
具体地,所述背光源所发射的光线为蓝光或紫光,通过设置不同粒径的量子点,可以在背光源的激发下发射不同波长的光线,且所发射光线的波长大于激发光线的波长。
本发明的显示装置可以为液晶电视、液晶显示器、平板电脑、数码相框、手机等任何具有显示功能的产品或部件。
由于显示面板的显示色域更广,饱和度更高,因此,本发明的显示装置的显示效果更好,并且由于量子点的荧光寿命比有机荧光染料的荧光寿命更长,从而延长显示装置的使用寿命。
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 (22)
1.一种彩膜基板,包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,其特征在于,每个子像素区域内均设置有一个填充腔,至少所述填充腔的顶壁是透明的,所述填充腔内填充有量子点,所有填充腔内的量子点的材料相同,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同,以使得不同子像素区域中的填充腔内的量子点被激发后能够发出颜色互不相同的光。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板,其特征在于,所述彩膜基板包括衬底、设置在该衬底上的黑矩阵和透明封装胶层,每个子像素区域的边界处均设置有所述黑矩阵,所述黑矩阵、所述透明封装胶层和所述衬底围成所述填充腔。
3.根据权利要求1或2所述的彩膜基板,其特征在于,所述量子点的材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板,其特征在于,每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域,所述量子点的材料为硒化镉,位于蓝色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,位于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,位于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径在[3.5nm,4.5nm]之间。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板,其特征在于,至少在所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域的填充腔内设置有介孔材料,所述介孔材料具有多个孔道,所述蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域的填充腔内的量子点填充在相应的介孔材料的孔道内,同一个填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,且绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于红色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径小于绿色子像素区域的填充腔内的量子点的粒径。
6.根据权利要求5所述的彩膜基板,其特征在于,在所述红色子像素区域、蓝色子像素区域和所述绿色子像素区域内的填充腔内均设置有所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的量子点填充在红色子像素区域对应的介孔材料的孔道内。
7.一种彩膜基板的制作方法,所述彩膜基板包括多个像素单元,每个像素单元包括多个子像素区域,其特征在于,所述制作方法包括:
S1、在每个子像素区域形成具有开口的填充腔;
S2、在每个子像素区域的填充腔内填充量子点,其中,所有填充腔内的量子点的材料相同,并且,同一个填充腔内量子点的粒径相同,在任意一个像素单元中,不同子像素区域中的填充腔内的量子点的粒径不同;
S3、形成所述填充腔的顶壁,至少所述填充腔的顶壁是透明的。
8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S 1包括:在衬底上每个子像素区域的边界处形成黑矩阵;
所述步骤S3包括:形成透明封装胶层。
9.根据权利要求7或8所述的制作方法,其特征在于,所述量子点材料包括硒化镉、硫化镉、碲化镉和硒化锌中的任意一种。
10.根据权利要求7或8所述的制作方法,其特征在于,每个像素单元包括红色子像素区域、蓝色子像素区域和绿色子像素区域,所述步骤S2包括:
S21、在蓝色子像素区域和绿色子像素区域的填充腔内分别形成介孔材料,所述介孔材料具有多个孔道,位于同一填充腔内的介孔材料的孔道内径相同,并且,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径;
S22、将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔内;
S23、将多个第二粒径的量子点填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第二粒径,并小于所述第一粒径;
S24、将多个第三粒径的量子点填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中,其中,蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第三粒径,并小于所述第二粒径。
11.根据权利要求10所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S21还包括:在红色子像素区域内的填充腔内设置所述介孔材料,红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道内径大于或等于所述第一粒径;
所述步骤S22还包括:将多个第一粒径的量子点填充至红色子像素区域的填充腔的介孔材料的孔道中。
12.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S21包括:
S21a、在每个子像素区域的填充腔内加入模板剂材料,以在每个填充腔内形成多个核体,并使得同一个填充腔内多个核体的直径相同,红色子像素区域的填充腔内的核体的直径大于或等于所述第一粒径,绿色子像素区域的填充腔内的核体的直径大于或等于所述第二粒径、并小于所述第一粒径,蓝色子像素区域的填充腔内核体的直径大于或等于所述第三粒径、并小于所述第二粒径;
S21b、在所述核体的表面形成透明壳体;
S21c、去除所述核体,保留所述透明壳体,每个填充腔内的多个透明壳体形成所述介孔材料。
13.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S21b包括:加入含硅材料,所述含硅材料与所述模板剂材料能够反应生成二氧化硅,以形成所述透明壳体。
14.根据权利要求13所述的制作方法,其特征在于,所述模板剂材料包括乙烯吡络烷酮和十六烷基三甲溴化铵,所述含硅材料包括正硅酸乙酯。
15.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S22包括:
S22a、将多个第一粒径的量子点加入能够使得该多个第一粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第一悬浊液;
S22b、将所述第一悬浊液填充至红色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
16.根据权利要求15所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S23包括:
S23a、将多个第二粒径的量子点加入能够使得该多个第二粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第二悬浊液;
S23b、将所述第二悬浊液填充至绿色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
17.根据权利要求16所述的制作方法,其特征在于,所述步骤S24包括:
S24a、将多个第三粒径的量子点加入能够使得该多个第三粒径的量子点分散开的溶剂中,形成第三悬浊液;
S24b、将所述第三悬浊液填充至蓝色子像素区域的填充腔内的介孔材料的孔道中。
18.根据权利要求17所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:
分别蒸干位于填充腔内的所述第一悬浊液、第二悬浊液和第三悬浊液中的溶剂。
19.根据权利要求10所述的制作方法,其特征在于,所述量子点的材料为硒化镉,所述第一粒径在[1.5nm,2.5nm)之间,所述第二粒径在[2.5nm,3.5nm)之间,所述第三粒径在[3.5nm,4.5nm]之间。
20.一种显示面板,其特征在于,包括权利要求1至6中任意一项所述的彩膜基板。
21.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求20所述的显示面板和背光源,该背光源用于发射单一波长的光线。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其特征在于,所述背光源所发射的光线为蓝光或紫光。
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