CN105044974B - 彩色滤光层、显示基板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩色滤光层、显示基板及显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的显示装置中光源的利用率低的问题。本发明的彩色滤光层，其包括基底，设置在基底上的彩色滤光片，所述彩色滤光片包括红光单元、绿光单元、蓝光单元；其中，所述红光单元包括：红色量子点层；所述红色量子点层，用于在蓝光的激发下发出红光；所述绿光单元包括：绿色量子点层；所述绿色量子点层，用于在蓝光激发下发出绿光；所述蓝光单元未覆盖有量子点层，用于透射蓝光；所述彩色滤光层还包括设置在所述彩色滤光片上方的平坦化层，以及平坦化层上方、且至少位于与所述红光单元和所述绿光单元对应的滤波层；所述滤波层，用于将除蓝光以外的光滤除。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩色滤光层、显示基板及显示装置。
背景技术
量子点(Quantum Dot)是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构，这种约束可以归结于静电势(由外部的电极，掺杂，应变，杂质产生)，两种不同的半导体材料的界面(例如：在自组量子点中)，半导体的表面(例如：半导体纳米晶体)，或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱，所对应的波函数在空间上位于量子点中，但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有数量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对，即所带的电量是元电荷的整数倍。
量子点，又可称为纳米晶，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，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，受激发后可以发射荧光。基于量子效应，量子点在太阳能电池、发光器件、光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。现有技术中已有许多不同的方法来制造量子点，并已经开发出量子点的显示产品。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的显示产品，通常采用白光发光二极管背光源与普通的彩色滤光层配合形成彩色显示，但是该种彩色显示方式光源的利用率低，并且显示器的色域窄。
发明内容
本发明所要解决的技术问题包括，针对现有的显示装置存在上述的问题，提供一种提高光源利用率的彩色滤光层、显示基板及显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种彩色滤光层，其包括基底，设置在基底上的彩色滤光片，所述彩色滤光片包括红光单元、绿光单元、蓝光单元；其中，
所述红光单元包括：红色量子点层；所述红色量子点层，用于在蓝光的激发下发出红光；
所述绿光单元包括：绿色量子点层；所述绿色量子点层，用于在蓝光激发下发出绿光；
所述蓝光单元未覆盖有量子点层，用于透射蓝光；
所述彩色滤光层还包括设置在所述彩色滤光片上方的平坦化层，以及平坦化层上方、且至少位于与所述红光单元和所述绿光单元对应的滤波层；所述滤波层，用于将除蓝光以外的光滤除。
优选的是，所述红光单元还包括：位于所述基底与所述红色量子点层之间的第一蓝光滤波层；所述第一蓝光滤波层，用于滤除透过所述红色量子点层的蓝光且透过红光；
所述绿光单元还包括：位于所述基底与所述绿色量子点层之间的第二蓝光滤波层；所述第二蓝光滤波层，用于滤除透过所述绿色量子点层的蓝光且透过绿光。
进一步优选的是，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层均为光栅结构；其中，
所述第一蓝色滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为230nm，透光区的宽度为110nm；
所述第二蓝色滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为170nm，透光区的宽度为90nm。
进一步优选的是，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的厚度均为50～500nm。
进一步优选的是，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的厚度均200nm。
进一步优选的是，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的材料为：银、铂、铝、铜中的任意一种。
优选的是，所述滤波层为光栅结构；其中，
所述滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为110nm，透光区的宽度为90nm。
优选的是，所述滤波层的厚度为50～500nm。
进一步优选的是，所述滤波层的厚度为200nm。
优选的是，所述滤波层的材料为：银、铂、铝、铜中的任意一种。
优选的是，所述红色量子点层和所述绿色量子点层的厚度均为2～10um。
进一步优选的是，所述红色量子点层和所述绿色量子点层的厚度均4um。
优选的是，所述彩色滤光层还包括设置在所述红光单元、所述绿光单元、所述蓝光单元的任意两者之间黑矩阵；
所述黑矩阵，用于遮挡所述红光单元、所述绿光单元、所述蓝光单元之间缝隙所漏的光。
优选的是，所述彩色滤光层还包括位于所述彩色滤光片出光面侧的防反射层，所述防反射层用于防止外界环境光反射。
进一步优选的是，所述防反射层为λ/4波片。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示基板，其包括上述的彩色滤光层。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述的显示基板。
本发明具有如下有益效果：
若将本发明中的彩色滤光层应用至显示装置中，显示装置包括发射蓝光的背光源，其中，彩色滤光层中滤波层较量子点所在层更靠近背光源设置，当背光源所发射的蓝光照射至彩色滤光层中的红色量子点层和绿色量子点层时，红色量子点层发出红光，绿色量子点层发出绿光，红光和绿光是发散的光，有一部分光将会沿背离背光源的方向发射出去，还有一部分光则会朝向背光源的方向发射，而在本发明中的彩色滤光层中增设了滤波层，该滤波层只允许蓝光透过，其他颜色的光将被滤除，也就是按照原路被反射回去；也就是说，此时朝向背光源的方向发射红光和绿光则会被反射回去，从而避免了光源的浪费，大大提高了光源的利用率。
附图说明
图1为本发明的实施例1的彩色滤光层的示意图；
图2为图1的彩色滤光层中滤波层的俯视图；
图3为本发明的实施例2的彩色滤光层的示意图；
图4为图3的彩色滤光层中第一蓝光滤波层和第二蓝光滤波层的俯视图。
其中附图标记为：1、基底；2、平坦化层；3、滤波层；11、红色量子点层；12、绿色量子点层；13、黑矩阵；14、第一蓝光滤波层；15、第二蓝光滤波层；101、红光单元；102、绿光单元；103、蓝光单元。
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作进一步详细描述。
本发明实施例中所指的“上方”或“上”并非是指方位上两者位于另一者的上方，而是指一者的制备顺序在另一者之后，则称之一者位于另一者的上方。
实施例1：
如图1和2所示，本实施例提供一种彩色滤光层，其包括基底1、设置在基底1上的彩色滤光片、设置在彩色滤光片所在层上方的平坦化层2，以及设置在平坦化层2上方的滤波层3；其中，本实施例的彩色滤光片包括红光单元101、绿光单元102、蓝光单元103，且三者交替设置；所述红光单元101包括：红色量子点层11；该红色量子点层11用于在蓝光B的激发下发出红光R；所述绿光单元102包括：绿色量子点层12；该绿色量子点层12用于在蓝光B激发下发出绿光G；所述蓝光单元103未覆盖量子点层，用于透射蓝光B；本实施例中的滤波层3至少位于与所述红光单元101和所述绿光单元102对应的位置，该滤波层3用于将除蓝光B以外的光滤除；也就是说该滤波层3只允许蓝光B透光，将红光R、绿光G等其他颜色的按照原路反射回去。
具体的，若将本实施例中的彩色滤光层应用至显示装置中，显示装置包括发射蓝光B的背光源，其中，彩色滤光层中滤波层3较量子点所在层更靠近背光源设置，当背光源所发射的蓝光B照射至彩色滤光层中的红色量子点层11和绿色量子点层12时，红色量子点层11发出红光R，绿色量子点层12发出绿光G，红光R和绿光G是发散的光，有一部分光将会沿背离背光源的方向发射出去，还有一部分光则会朝向背光源的方向发射，而在本实施例中的彩色滤光层中增设了滤波层3，该滤波层3只允许蓝光B透过，其他颜色的光将被滤除，也就是按照原路被反射回去；也就是说，此时朝向背光源的方向发射红光R和绿光G则会被反射回去，从而避免了光源的浪费，大大提高了光源的利用率。
在此需要说明的是，在本实施例的彩色滤光层中，蓝光单元103并没有设置量子点层，来自背光源的光基本上可以完全通过蓝光单元103，而且滤波层是用于滤除蓝光B以外的光的，在蓝光单元103位置也没有其他颜色的光，因此在蓝光单元103对应的位置也没有必要设置滤波层3，故在本实施例中优选仅在红光单元101和绿光单元102对应的位置设置滤波层3。本实施例中的平坦化层2不仅用于平坦化的作用，而且还用做防止滤波层3的材料污染量子点层的材料。
其中，上述滤波层3采用光栅结构，光栅结构包括遮光区(条状部)和透光区(开口部)；优选遮光区的宽度d1为110nm，透光区的宽度d2为90nm。之所以将光栅结构的遮光区和透光区的宽度如此设置是因为，这样可以仅让蓝光B透过，其它颜色的光无法透过，同时反射红光R和绿光G。该滤波层3的厚度为50～500nm，优选为200nm。当然也可以根据具体情况具体设定滤波层3的厚度。该滤波层3的材料为银、铂、铝、铜中的任意一种。
其中，上述的红色量子点层11和绿色量子点层12的厚度均为2～10um，两者均优选为4um。当然也是可以根据具体情况具体限定的。
优选的，为了防止外界环境光反射，所述彩色滤光层还包括位于所述彩色滤波片出光面侧的防反射层，用于防止外界环境光反射。进一步的，防反射层为λ/4波片。
优选的，本实施例中彩色滤光层还包括黑矩阵13，其中黑矩阵13设置在红光单元101、绿光单元102、蓝光单元103中每两者的之间，用于遮挡所述红光单元101、所述绿光单元102、所述蓝光单元103所漏的光。黑矩阵13优选先制备在基底1上，将彩色滤光层分割出多个发光单元(也就红光单元101、绿光单元102、蓝光单元103)。黑矩阵13的设置方式与现有的大致相同，在此不再详细描述。
综上所述，本实施例所提供了彩色滤光层的光源利用率较高。
实施例2：
如图3和4所示，本实施例提供一种彩色滤光层，该彩色滤光层与实施例1中的所述的彩色滤光层的结构大致相同，区别在于红光单元101和绿光单元102的结构。
具体的，本实施例中的红光单元101包括依次设置在基底1上的第一蓝光滤波层14和红色量子点层11；绿光单元102包括依次设置在基底1上方的第二蓝光滤波层15和绿色量子点层12。其中，第一蓝光滤波层14用于滤除透过所述红色量子点层11的蓝光B；第二蓝光滤波层15用于滤除透过所述绿色量子点层12的蓝光B。
之所以在基底1和红色量子点之间设置第一蓝光滤波层14的原因是，当背光源所发射出的蓝光B照射至红色量子点层11时，红色量子点层11被激发后发出红光R，但是照射至红色量子点层11的蓝光B并不能完全被利用，势必会存在部分蓝光B从红色量子点层11照射出来，从而导致影响红光R的纯度；故在本实施例中设置第一蓝光滤波层14，此时第一蓝光滤波层14可以将透过红色量子点层11的蓝光B滤除，使蓝光B原路反射回去，仅允许红光R透射出去。
同理，第二蓝光滤波层15可以将从绿色量子点层12照射出来的蓝光B滤除，使蓝光B原路反射回去，仅允许绿光G透射出去。
由此可知，本实施例的彩色滤光层，不仅具有实施例1中所述的滤波层3，可以将红色量子点层11被蓝光激发出的红光R和绿色量子点层12被蓝光激发出的绿光G，在朝向背光源的方向发射的光线反射回去；而且还增设第一蓝光滤波层14和第二蓝光滤波层15，用以防止蓝光B从红光单元101和绿光单元102所在位置透射出去而影响红光R和绿光G的纯度，故本实施例的彩色滤光层光源利用率较高，且滤光效果更好。
其中，本实施例的所述第一蓝光滤波层14和所述第二蓝光滤波层15均为光栅结构；其中，光栅结构包括遮光区(条状部)和透光区(开口部)；优选第一蓝光滤波层14的光栅结构的遮光区d3的宽度为230nm，透光区的宽度d4为110nm；之所以将第一蓝光滤波层14的光栅结构的遮光区和透光区的宽度如此设置是因为，这样可以仅让红光R透过，其它颜色的光(主要是蓝光B)无法透过。所述第二蓝色滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为170nm，透光区的宽度为90nm。之所以将第二蓝光滤波层15的光栅结构的遮光区和透光区的宽度如此设置是因为，这样可以仅让绿光G透过，其它颜色的光(主要是蓝光B)无法透过。所述第一蓝光滤波层14和所述第二蓝光滤波层15的厚度均为50～500nm，优选两者均为200nm。所述第一蓝光滤波层14和所述第二蓝光滤波层15的材料为：银、铂、铝、铜中的任意一种。
优选的，本实施例的彩色滤光层还包括位于所述彩色滤波片出光面侧的防反射层，由于第一蓝光滤波层14和第二蓝光滤波层15会反射蓝光B，此时防反射层能够防止该蓝光B和来自外界环境的光反射影响显示效果。进一步的，防反射层为λ/4波片。
本实施例的彩色滤光层的其他结构是与实施例1相同的，在此不再重复描述。
综上所述，本实施例的彩色滤光层可以提高光源利用率，且滤光效果较优。
实施例3：
本实施例提供给了一种显示基板和一种显示装置；其中显示基板包括实施例1或2所述的彩色滤光层；该显示基板可以是彩膜基板也可以是COA(color filter on array)基板。
本实施例所提供的显示装置包括上述显示基板，故本实施例的显示装置的显示效果更好。
该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
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 (12)
1.一种彩色滤光层，其包括基底，设置在基底上的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光片包括红光单元、绿光单元、蓝光单元；其中，
所述红光单元包括：红色量子点层；所述红色量子点层，用于在蓝光的激发下发出红光；
所述绿光单元包括：绿色量子点层；所述绿色量子点层，用于在蓝光激发下发出绿光；
所述蓝光单元未覆盖有量子点层，用于透射蓝光；
所述彩色滤光层还包括设置在所述彩色滤光片上方的平坦化层，以及平坦化层上方、且至少位于与所述红光单元和所述绿光单元对应的滤波层；所述滤波层，用于将除蓝光以外的光滤除。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光层，其特征在于，所述红光单元还包括：位于所述基底与所述红色量子点层之间的第一蓝光滤波层；所述第一蓝光滤波层，用于滤除透过所述红色量子点层的蓝光且透过红光；
所述绿光单元还包括：位于所述基底与所述绿色量子点层之间的第二蓝光滤波层；所述第二蓝光滤波层，用于滤除透过所述绿色量子点层的蓝光且透过绿光。
3.根据权利要求2所述的彩色滤光层，其特征在于，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层均为光栅结构；其中，
所述第一蓝色滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为230nm，透光区的宽度为110nm；
所述第二蓝色滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为170nm，透光区的宽度为90nm。
4.根据权利要求2所述的彩色滤光层，其特征在于，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的厚度均为50～500nm。
5.根据权利要求4所述的彩色滤光层，其特征在于，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的厚度均200nm。
6.根据权利要求2所述的彩色滤光层，其特征在于，所述第一蓝光滤波层和所述第二蓝光滤波层的材料为：银、铂、铝、铜中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的彩色滤光层，其特征在于，所述滤波层为光栅结构；其中，
所述滤波层的光栅结构的遮光区的宽度为110nm，透光区的宽度为90nm。
8.根据权利要求1所述的彩色滤光层，其特征在于，所述滤波层的厚度为50～500nm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的彩色滤光层，其特征在于，所述彩色滤光层还包括位于所述彩色滤光片出光面侧的防反射层，所述防反射层用于防止外界环境光反射。
10.根据权利要求9所述的彩色滤光层，其特征在于，所述防反射层为λ/4波片。
11.一种显示基板，其特征在于，所述显示基板包括权利要求1-10中任一项所述的彩色滤光层。
12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求11所述的显示基板。
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