CN105929591B - 量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置。该量子点显示基板包括黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间，所述量子点显示基板还包括：第一衬底基板和位于所述第一衬底基板一侧的第一光学层和第二光学层，所述第一光学层位于所述第二光学层的远离所述第一衬底基板的一侧；所述第一光学层，用于对入射光进行准直处理形成准直光，并将所述准直光输出至第二光学层；所述第二光学层，用于调整准直光的出光方向形成出射光，并使出射光照射至所述黑矩阵图形上。本发明避免了出射光照射至量子点图形上，从而使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。

Description

量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置。
背景技术
随着薄膜场效应晶体管液晶显示装置(TFT-LCD Display)技术的发展和工业技术的进步，液晶显示装置的生产成本降低且制造工艺的日益完善，液晶显示装置已经取代了阴极射线管显示装置成为平板显示领域的主流技术，且由于其本身所具有的优点,在市场和消费者心中成为理想的显示装置。
随着显示技术的发展，量子点(Quantum Dot，简称：QD)显示装置的应用越来越广泛。量子点显示装置可包括红色量子点图形和绿色量子点图形。
现有技术中，量子点显示装置在进行暗态(L0)显示时，外界的自然光照射到量子点图形上时，由于自然光中包含有蓝色光，因此红色量子点图形有蓝光经过时会散射红色光，绿色量子点图形有蓝光经过时会散射绿色光，散射的红色光和绿色光使得量子点显示装置发出黄色光，从而使得量子点显示装置无法进行真正的暗态(L0)显示。
发明内容
本发明提供一种量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置，用于使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。
为实现上述目的，本发明提供了一种量子点显示基板，包括黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间，所述量子点显示基板还包括：第一衬底基板和位于所述第一衬底基板一侧的第一光学层和第二光学层，所述第一光学层位于所述第二光学层的远离所述第一衬底基板的一侧；
所述第一光学层，用于对入射光进行准直处理形成准直光，并将所述准直光输出至第二光学层；
所述第二光学层，用于调整准直光的出光方向形成出射光，并使出射光照射至所述黑矩阵图形上。
可选地，所述入射光为环境光。
可选地，所述第一光学层包括多个凸透镜结构。
可选地，所述凸透镜结构的凸面朝向所述第二光学层设置。
可选地，所述第一光学层还包括第一基体层，多个所述凸透镜结构位于所述第一基体层内。
可选地，多个所述凸透镜结构均匀分布。
可选地，所述第二光学层包括多个光波导结构；
所述光波导结构，用于对准直光进行全反射处理形成出射光，并使出射光照射至黑矩阵图形上。
可选地，所述第二光学层还包括第二基体层，所述第二基体层覆盖所述光波导结构。
可选地，所述光波导结构为弧形结构。
可选地，所述光波导结构的纵截面的弧线向所述光波导结构的内部弯曲。
可选地，所述量子点图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧或不同侧，所述黑矩阵图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧或不同侧；
所述量子点图形位于所述光波导结构的远离所述第一光学层的一侧，所述光波导结构和所述量子点图形一一对应设置。
可选地，所述量子点图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧，所述光波导结构位于所述量子点图形之上。
可选地，所述量子点图形为红色量子点图形或者绿色量子点图形。
为实现上述目的，本发明提供了一种量子点显示装置，包括：相对设置的阵列基板和上述量子点显示基板。
为实现上述目的，本发明提供了一种量子点显示基板的制造方法，包括：
在第一衬底基板上形成黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间；
在第一衬底基板的一侧形成第二光学层；
在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一光学层，所述第一光学层用于对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层用于调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上。
可选地，所述第二光学层包括第二基体层和多个光波导结构；
所述在第一衬底基板的一侧形成第二光学层包括：
在第一衬底基板的一侧形成多个光波导结构；
在光波导结构之上形成第二基体层。
可选地，所述第一光学层包括第一基体层和多个凸透镜结构；
所述在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一光学层包括：
在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一基体层；
在第一基体层内形成多个凸透镜结构。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置的技术方案中，第一光学层对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上，避免了出射光照射至量子点图形上，从而使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种量子点显示基板的结构示意图；
图2为图1中第二光学层的光路示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种量子点显示装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种量子点显示基板的制造方法的流程图；
图5a为实施例三中形成黑矩阵图形的示意图；
图5b为实施例三中形成保护层的示意图；
图5c为实施例三中形成第一偏光片的示意图；
图5d为实施例三中形成量子点图形的示意图；
图5e为实施例三中形成光波导结构的示意图；
图5f为实施例三中形成第二基体层的示意图；
图5g为实施例三中形成第一基体层的示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置进行详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种量子点显示基板的结构示意图，如图1所示，该量子点显示基板包括黑矩阵图形3和量子点图形4，量子点图形3位于黑矩阵图形3之间，该量子点显示基板还包括：第一衬底基板1和位于第一衬底基板1一侧的第一光学层21和第二光学层22，第一光学层21位于第二光学层22的远离第一衬底基板1的一侧。第一光学层21用于对入射光进行准直处理形成准直光，并将准直光输出至第二光学层22。第二光学层22用于调整准直光的出光方向形成出射光，并使出射光照射至黑矩阵图形3上。
本实施例中，入射光可以为环境光。
本实施例中，准直光可以为平行光。
本实施例中，第一光学层21包括多个凸透镜结构211。凸透镜结构211的凸面朝向第二光学层22设置。进一步地，该第一光学层21还包括第一基体层212，多个凸透镜结构211位于第一基体层212内。凸透镜结构211可对入射光进行准直处理形成准直光，并将准直光通过第一基体层212输出至第二光学层22。优选地，多个凸透镜结构211均匀分布，图中仅以两个凸透镜结构211为例进行描述。优选地，凸透镜结构211的折射率大于第一基体层212的折射率。优选地，凸透镜结构211的材料包括但不限于树脂，第一基体层211的材料包括但不限于氧化硅或者氮氧化硅，其中，氧化硅可以为二氧化硅。。
本实施例中，第二光学层22包括多个光波导结构221。光波导结构221用于对准直光进行全反射处理形成出射光，并使出射光照射至黑矩阵图形3上。优选地，光波导结构221为弧形结构。如图1和图2所示，优选地，光波导结构221的纵截面的弧线向光波导结构221的内部弯曲，也就是说，光波导结构221的纵截面的弧线向光波导结构221的内部凹进。进一步地，第二光学层22还包括第二基体层222，第二基体层222覆盖光波导结构221。优选地，第二基体层222为平坦层。优选地，光波导结构221的材料包括但不限于树脂，第二基体层222的材料包括但不限于氧化硅或者氮氧化硅，其中，氧化硅可以为二氧化硅。
光波导结构221的弧面上每个点的弧度设置为设定弧度，从而使得准直光经过该点的全反射形成的出射光能够照射至黑矩阵图形3上，优选地，使得准直光经过该点的全反射形成的出射光能够照射至黑矩阵图形3的中心位置。综上所述，光波导结构221的弧面上每个点的设定弧度能够使得全反射后形成的出射光照射至黑矩阵图形3上即可。
图2为图1中第二光学层的光路示意图，如图2所示，当准直光照射到光波导结构221的弧面上，准直光在光波导结构221的弧面上发生全反射形成出射光，出射光照射至黑矩阵图形3上。根据全反射的光学原理，n1sinθ＝n2sin90°，则n1sinθ＝n2，其中，n1为第二基体层222的折射率，n2为光波导结构221的折射率，θ为准直光的入射角，本实施例中，θ≥45°。
本实施例中，量子点图形4与第一光学层21位于第一衬底基板1的同侧，黑矩阵图形3与第一光学层21位于第一衬底基板1的同侧。量子点图形4可以为红色量子点图形42或者绿色量子点图形412。进一步地，黑矩阵图形3还可以形成非量子点像素区域5，如图1所示，该非量子点像素区域5中不设置任何像素图形；或者该非量子点像素区域5中可以设置蓝色像素图形，该蓝色像素图形为蓝色树脂图形，并非为蓝色量子点图形。量子点图形4位于光波导结构221的远离第一光学层21的一侧，光波导结构221和量子点图形4一一对应设置。具体地，黑矩阵图形3位于第一衬底基板1之上；黑矩阵图形3上设置有保护层6，该保护层6覆盖黑矩阵图形3，优选地，保护层6为平坦层；量子点显示基板还包括第一偏光片7，第一偏光片7位于黑矩阵图形3的上方，具体地，第一偏光片7位于保护层6之上；量子点图形4位于第一偏光片7之上；光波导结构221位于所述量子点图形4之上；第一基体层211位于第二基体层222之上。进一步地，光波导结构221还位于非量子点像素区域5中，若该非量子点像素区域5中不设置任何像素图形，则位于非量子点像素区域5中的光波导结构221位于第一偏光片7之上。
如图1所示，入射光从第一光学层21的远离第二光学层22的一侧入射，出射光从第二光学层22的远离第一光学层21的一侧出射。
如图1所示，量子点图形4之间形成有空隙，该空隙与黑矩阵图形3对应设置。光波导结构221生成的出射光可通过该空隙照射至黑矩阵图形3上。
本实施例中，当该量子点显示基板与对置基板相对设置形成显示装置时，则第一衬底基板1的一侧指的是第一衬底基板1的远离对置基板的一侧。优选地，量子点显示基板可以为彩膜基板，对置基板可以为阵列基板。
在实际应用中，可选地，量子点图形与第一光学层位于第一衬底基板的不同侧，此种情况未具体画出；可选地，黑矩阵图形与第一光学层位于第一衬底基板不同侧，此种情况未具体画出。
本实施例中量子点显示基板中各个结构之间的位置关系包括但不限于上述位置关系。在实际应用中，量子点显示基板中的各个结构的位置可根据需要进行变更，此处不再一一列举。
本实施例提供的量子点显示基板的技术方案中，第一光学层对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上，避免了出射光照射至量子点图形上，从而使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。本实施例的量子点显示基板实现了真彩色、宽色域和高透过率的显示。
图3为本发明实施例二提供的一种量子点显示装置的结构示意图，如图3所示，该量子点显示装置可包括：相对设置的阵列基板和量子点显示基板。
本实施例中，优选地，量子点显示基板为彩膜基板，则量子点显示基板和阵列基板之间设置有液晶层8。其中，阵列基板可包括第二衬底基板9和位于第二衬底基板9的靠近量子点显示基板一侧的阵列结构10，第二衬底基板9的远离量子点显示基板的一侧设置有第二偏光片11。其中，阵列结构10包括栅线和数据线，栅线和数据线限定出像素单元，像素单元包括薄膜晶体管和像素电极，阵列结构10的具体结构在图中未具体画出。进一步地，该量子点显示基板还包括第二偏光片11，第二偏光片11位于第二衬底基板9的远离量子点显示基板的一侧。
进一步地，该量子点显示装置还包括背光源12，背光源12位于第二衬底基板9的远离量子点显示基板的一侧。背光源12为蓝光光源，例如：蓝光LED。背光源12发出的蓝光经过红色量子点图形42时，红色量子点图形42发出红色光；背光源12发出的蓝光经过绿色量子点图形41时，绿色量子点图形41发出绿色光；背光源12发出的蓝光直接经过非量子点像素区域5，以使非量子点像素区域5发出蓝色光。
本实施例中，量子点显示基板可采用上述实施例一提供的量子点显示基板，此处不再具体描述。
本实施例提供的量子点显示装置的技术方案中，第一光学层对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上，避免了出射光照射至量子点图形上，从而使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。本实施例的量子点显示装置实现了真彩色、宽色域和高透过率的显示。
本发明实施例三提供了一种量子点显示基板的制造方法，该方法包括：
步骤101、在第一衬底基板上形成黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间。
步骤102、在第一衬底基板的一侧形成第二光学层。
具体地，第二光学层包括第二基体层和多个光波导结构，则步骤102可包括：在第一衬底基板的一侧形成多个光波导结构；在光波导结构之上形成第二基体层。
步骤103、在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一光学层，所述第一光学层用于对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层用于调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上。
具体地，第一光学层包括第一基体层和多个凸透镜结构，则步骤103可包括：在第一衬底基板的一侧形成多个光波导结构；在光波导结构之上形成第二基体层。
下面通过一个具体的例子对本发明实施例三提供的量子点显示基板的制造方法进行具体描述。图4为本发明实施例三提供的一种量子点显示基板的制造方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
步骤201、在第一衬底基板的一侧形成黑矩阵图形。
图5a为实施例三中形成黑矩阵图形的示意图，如图5a所示，通过构图工艺在第一衬底基板1的一侧形成黑矩阵图形3。
步骤202、在黑矩阵图形之上形成保护层。
图5b为实施例三中形成保护层的示意图，如图5b所示，在黑矩阵图形3之上沉积保护层6。
步骤203、在保护层之上形成第一偏光片。
图5c为实施例三中形成第一偏光片的示意图，如图5c所示，在保护层6上形成第一偏光片7。
步骤204、在第一偏光片之上形成量子点图形。
图5d为实施例三中形成量子点图形的示意图，如图5d所示，通过构图工艺在第一偏光片7之上形成量子点图形4。优选地，量子点图形4可以为红色量子点图形42或者绿色量子点图形41。
步骤205、在量子点图形之上形成多个光波导结构。
图5e为实施例三中形成光波导结构的示意图，如图5e所示，通过构图工艺在量子点图形4之上形成光波导结构221。黑矩阵图形3围绕量子点图形4形成量子点像素区域。进一步地，黑矩阵图形3还可以形成非量子点像素区域5，则非量子点像素区域5中也形成有光波导结构221，此时，光波导结构221位于第一偏光片7之上。
步骤206、在光波导结构之上形成第二基体层。
图5f为实施例三中形成第二基体层的示意图，如图5f所示，在光波导结构221之上沉积第二基体层222。光波导结构221和第二基体层222形成第二光学层22。
步骤207、在第二基体层之上形成第一基体层。
图5g为实施例三中形成第一基体层的示意图，如图5g所示，在第二基体层222之上沉积第一基体层212。
步骤208、在第一基体层内形成多个凸透镜结构。
如图1所示，对第一基体层212进行构图工艺形成空白结构，该空白结构为凸透镜结构211。在实际应用中，可选地，该空白结构中还以填充凸透镜图形以形成凸透镜结构211。第一基体层212和凸透镜结构211形成第一光学层21。
本实施例中各步骤可根据量子点显示基板中各结构的改变而进行相应的变更，此处不再具体描述。
本实施例提供的量子点显示基板的制造方法可用于制造上述实施例一提供的量子点显示基板。
本实施例提供的量子点显示基板的制造方法的技术方案中，第一光学层对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上，避免了出射光照射至量子点图形上，从而使得量子点显示装置能够进行真正的暗态显示。本实施例的量子点显示基板实现了真彩色、宽色域和高透过率的显示。
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 (17)

1.一种量子点显示基板，包括黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间，其特征在于，所述量子点显示基板还包括：第一衬底基板和位于所述第一衬底基板一侧的第一光学层和第二光学层，所述第一光学层位于所述第二光学层的远离所述第一衬底基板的一侧；
所述第一光学层，用于对入射光进行准直处理形成准直光，并将所述准直光输出至第二光学层；
所述第二光学层，用于调整准直光的出光方向形成出射光，并使出射光照射至所述黑矩阵图形上。
2.根据权利要求1所述的量子点显示基板，其特征在于，所述入射光为环境光。
3.根据权利要求1所述的量子点显示基板，其特征在于，所述第一光学层包括多个凸透镜结构。
4.根据权利要求3所述的量子点显示基板，其特征在于，所述凸透镜结构的凸面朝向所述第二光学层设置。
5.根据权利要求3所述的量子点显示基板，其特征在于，所述第一光学层还包括第一基体层，多个所述凸透镜结构位于所述第一基体层内。
6.根据权利要求3所述的量子点显示基板，其特征在于，多个所述凸透镜结构均匀分布。
7.根据权利要求1所述的量子点显示基板，其特征在于，所述第二光学层包括多个光波导结构；
所述光波导结构，用于对准直光进行全反射处理形成出射光，并使出射光照射至黑矩阵图形上。
8.根据权利要求7所述的量子点显示基板，其特征在于，所述第二光学层还包括第二基体层，所述第二基体层覆盖所述光波导结构。
9.根据权利要求7所述的量子点显示基板，其特征在于，所述光波导结构为弧形结构。
10.根据权利要求9所述的量子点显示基板，其特征在于，所述光波导结构的纵截面的弧线向所述光波导结构的内部弯曲。
11.根据权利要求7所述的量子点显示基板，其特征在于，所述量子点图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧或不同侧，所述黑矩阵图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧或不同侧；
所述量子点图形位于所述光波导结构的远离所述第一光学层的一侧，所述光波导结构和所述量子点图形一一对应设置。
12.根据权利要求11所述的量子点显示基板，其特征在于，所述量子点图形与所述第一光学层位于所述第一衬底基板的同侧，所述光波导结构位于所述量子点图形之上。
13.根据权利要求1至12任一所述的量子点显示基板，其特征在于，所述量子点图形为红色量子点图形或者绿色量子点图形。
14.一种量子点显示装置，其特征在于，包括：相对设置的阵列基板和权利要求1至13任一所述的量子点显示基板。
15.一种量子点显示基板的制造方法，其特征在于，包括：
在第一衬底基板上形成黑矩阵图形和量子点图形，所述量子点图形位于所述黑矩阵图形之间；
在第一衬底基板的一侧形成第二光学层；
在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一光学层，所述第一光学层用于对入射光进行准直处理形成准直光并将准直光输出至第二光学层，第二光学层用于调整准直光的出光方向形成出射光并使出射光照射至黑矩阵图形上。
16.根据权利要求15所述的量子点显示基板的制造方法，其特征在于，所述第二光学层包括第二基体层和多个光波导结构；
所述在第一衬底基板的一侧形成第二光学层包括：
在第一衬底基板的一侧形成多个光波导结构；
在光波导结构之上形成第二基体层。
17.根据权利要求15所述的量子点显示基板的制造方法，其特征在于，所述第一光学层包括第一基体层和多个凸透镜结构；
所述在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一光学层包括：
在所述第二光学层的远离第一衬底基板的一侧形成第一基体层；
在第一基体层内形成多个凸透镜结构。
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