CN106094339A - 显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示面板和显示装置。该显示面板至少包括光源和彩膜层，所述光源至少包括短波光谱的蓝光，所述彩膜层包括能通过蓝光的蓝色滤光片，以及能吸收蓝光并激发出波长不短于蓝光波长的至少一个不同于蓝色的滤光片，多个不同颜色的所述滤光片能提供构成白光的多个灰阶色彩。该显示面板通过优化蓝绿光背光光谱，并配合具有量子点的滤光片的彩膜层，实现R、G、B高色域、高光效、高色纯度的显示，并且可以降低功耗。

Description

显示面板和显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，平板显示装置已经成为主流，LCD(Liquid CrystalDisplay：液晶显示装置)和OLED((Organic Light-Emitting Diode:有机发光二极管)显示装置更是成为广泛应用的典型代表。
目前，已经量产的OLED高分辨率全彩显示面板，通常采用WOLED(White OLED)基板加彩膜基板贴合的方式形成整体结构，通过电流驱动调节WOLED的发光强度和灰阶，进而通过彩膜层(至少包括三色滤光片)形成彩色显示。受到传统三色滤光片颜料与WOLED背光光谱匹配的限制，如图1所示，由于传统滤光片的透过光谱色纯度较低，如蓝、绿、红透过光谱发光线宽一般为50-80nm(线宽是指RGB透过光谱的半高宽，即纵坐标RGB透过光谱上强度是最大值的一半，例如图1中当B透射光谱强度为0.5时所对应的两个横坐标的差值为50-80nm)，导致产品色域一般仅为NTSC70％～80％(CIE 1931)，亟需开发高效滤光以及滤光色纯度高的彩膜技术，提升色域和显示色彩质量，满足显示产品市场面向广大客户受众的视觉体验需求。
量子点是一种新材料，其具有发光波长可调节、发光色纯度高、高效发光的特点，目前正研究将其应用到液晶显示屏的背光源以提高液晶显示装置的色域，但是如何进一步利用和开发量子点来实现高色域、高质量全彩显示还需长足的努力，也成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种显示面板和显示装置，该显示面板至少能部分解决色域低、色彩纯度和光效的问题。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该显示面板，至少包括光源和彩膜层，所述光源至少包括短波光谱的蓝光，所述彩膜层包括能通过蓝光的蓝色滤光片，以及能吸收蓝光并激发出波长不短于蓝光波长的至少一个不同于蓝色的滤光片，多个不同颜色的所述滤光片能提供构成白光的多个灰阶色彩。
优选的是，所述光源包括蓝绿光，不同于蓝色的滤光片包括绿色滤光片和红色滤光片，所述绿色滤光片中设置有绿色量子点，所述红色滤光片中设置有红色量子点，所述光源中的蓝光能通过所述蓝色滤光片，所述光源中的蓝光能被所述绿色滤光片中的绿色量子点吸收并激发发出绿光并与所述光源中的绿光一起通过所述绿色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能被所述红色滤光片中的红色量子点吸收并激发发出红光。
优选的是，所述光源包括蓝绿光，不同于蓝色的滤光片包括绿色滤光片和红色滤光片，所述红色滤光片中设置有红色量子点，所述光源中的蓝光能通过所述蓝色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能通过所述绿色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能被所述红色滤光片中的红色量子点吸收并激发发出红光。
优选的是，所述光源中蓝光和绿光的相对发光强度峰值比大于2：1，所述红色滤光片中的红色量子点能完全吸收所述光源中照射到所述红色滤光片部分的蓝光和绿光。
优选的是，所述光源的发光峰位为：蓝色为440nm～460nm，绿色为510nm～540nm；发光线宽为：<100nm；发光效率为：>20lm/W。
优选的是，所述红色滤光片中红色量子点的发光峰位为：625nm～665nm，发光线宽为：<40nm。
优选的是，所述光源的电流密度范围为0.1mA/cm2～1000mA/cm2。
优选的是，所述红色滤光片中红色量子点的浓度范围为：5％～80％，厚度范围为：50nm～50μm。
优选的是，所述光源为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的有机电致发光器件形成，或者为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的量子点电致发光二极管形成，或者为蓝光无机LED激发绿色荧光材料组成的蓝绿光源。
优选的是，所述蓝色滤光片、所述绿色滤光片和所述红色滤光片采用光刻工艺或印刷工艺制备形成。
一种显示装置，包括上述的显示面板。
本发明的有益效果是：该显示面板通过优化蓝绿光背光光谱，并配合具有量子点材料的滤光片的彩膜层，实现R、G、B高色域、高光效、高色纯度的显示，与现有WOLED背光加彩膜层的显示装置相比，可以起到降低功耗、提升色域的效果。
附图说明
图1为现有技术中彩膜层与背光光谱匹配的示意图；
图2为本发明实施例1中显示面板的简化结构示意图；
图3为图2中光源的光谱图；
图4为图2中显示面板的彩膜层与光谱匹配的说明图；
图5为图4中显示面板的彩膜层光谱与背光光谱匹配得到的效果图；
图6为图5中显示面板的像素发光光谱得到计算色域的说明图；
图7为本发明实施例2中显示面板的简化结构示意图；
图中：
1－彩膜层；11－蓝色滤光片；12－绿色滤光片；120－绿色量子点；13－红色滤光片；130－红色量子点；
2－光源；21－发光层；22－阵列基板；220－发光层驱动用薄膜晶体管。
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和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种显示面板，该显示面板从量子点彩膜技术、与量子点彩膜相匹配的蓝绿光背光光谱匹配入手，实现高色域、高质量全彩显示。
该显示面板至少包括光源和彩膜层，其中，光源至少包括短波光谱的蓝光，彩膜层包括能通过蓝光的蓝色滤光片，以及能吸收蓝光并激发出波长不短于蓝光波长的至少一个不同于蓝色的滤光片，多个不同颜色的滤光片能提供构成白光的多个灰阶色彩。通过光源和彩膜层的配合，获得较好色域和色彩质量的显示面板。
如图2所示，该显示面板中光源2包括阵列基板22和设置于阵列基板22上方的发光层21，阵列基板22中设置有发光层驱动用薄膜晶体管220，用于驱动发光层21发出蓝绿光，彩膜层包括蓝色滤光片11、绿色滤光片12和红色滤光片13，绿色滤光片12中设置有绿色量子点120，红色滤光片13中设置有红色量子点130，光源2中的蓝光能通过蓝色滤光片11；光源2中的蓝光被绿色滤光片12中的绿色量子点120吸收并激发出绿光，并与光源2中的绿光一起通过绿色滤光片12(蓝光会被未添加绿色量子点120的绿色滤光片12吸收)；光源2中的蓝光和绿光被红色滤光片13中的红色量子点130吸收并激发出红光。即在除蓝色滤光片11之外的彩膜层中设置量子点，通过蓝绿光源+绿色量子点120/红色量子点130，提升色域和色彩质量。
其中，绿色滤光片12中绿色量子点120和红色滤光片13中红色量子点130的浓度范围为：5％～80％，厚度范围为：50nm～50μm。通过调节绿色滤光片12和红色滤光片13中量子点的浓度，提升RGB的色域和色彩质量。
其中，绿色量子点120和红色量子点130的发光量子效率>80％，包括：II-VI族元素半导体纳米晶、II-III-VI族元素半导体纳米晶、III-V族元素半导体纳米晶、I-III-VI族元素半导体纳米晶，或者Cu、Mn、Ag、Ce、Tb、Ho、Yb、Nd等中的至少一种过渡金属或稀土金属离子掺杂的II-VI族元素半导体纳米晶、II-III-VI族元素半导体纳米晶、III-V族元素半导体纳米晶、I-III-VI族元素半导体纳米晶、钙钛矿纳米晶，以及碳点中的至少一种半导体纳米晶。
如图3示出了本实施例中光源的光谱图，光源中蓝光和绿光的相对发光强度峰值比大于2：1，红色滤光片13中的红色量子点130能完全吸收光源中照射到红色滤光片13部分的蓝光和绿光(而不会吸收蓝色滤光片11射出的蓝光)。在该光源的相对发光强度峰值比条件下，红色滤光片13能刚好完全吸收光源2中所有的蓝光和绿光，保证较大的光利用率。
本实施例的显示面板中，构成蓝绿光的光源2为串联结构的蓝光有机电致发光器件和绿光有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，或为串联结构的蓝光量子点电致发光二极管和绿光量子点电致发光二极管(QuantumDot Light-Emitting Diode，简称QLED)。即，将独立的蓝光有机电致发光器件和绿光有机电致发光器件串联(有机电致发光器件的正极与负极连接)形成光源2，或将独立的蓝光量子点电致发光二极管和绿光量子点电致发光二极管串联(量子点电致发光二极管的正极与负极连接)形成光源2，或将独立的有机电致发光器件与独立的量子点电致发光二极管串联(量子点电致发光二极管的正极与负极连接)形成光源2。当然，根据图2，光源2可以或者为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的有机电致发光器件形成，或者为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的量子点电致发光二极管形成，或者为蓝光无机LED激发绿色荧光材料组成的蓝绿光源形成。图2中，有串联结构的有机电致发光器件或量子点电致发光二极管中，蓝光发光层和绿光发光层共用两侧的空穴功能层和电子功能层。上述光源2中，通过调节电流密度范围，提升RGB的色域和色彩质量，提高光利用率的效果，光源的电流密度范围为0.1mA/cm2～1000mA/cm2。
光源2作为显示面板的蓝绿背光，在如图3所示的光源的蓝绿背光光谱中不包含红色光谱。在蓝绿光OLED或QLED等发光器件结构上，与包括三基色的白光OLED发光器件相比较，减少了红色发光部分，因此可减小了背光光源的厚度，可降低背光光源的驱动电压，相应降低了显示面板的功耗，同时简化背光光源制作工艺并降低了背光光源的成本。
蓝绿背光光谱指标如图4所示，为了获得较佳的色域效果，优选彩膜层的光谱与作为背光的蓝绿背光的光谱匹配，具有蓝绿光谱的光源的发光峰位为：蓝色为440nm～460nm，绿色为510nm～540nm；发光线宽为：<100nm；发光效率为：>20lm/W；优选发光峰位：蓝色为450nm，绿色为520nm；相应的，绿色滤光片12中的绿色量子点120发光峰位为：510nm～540nm，即与蓝绿背光光谱中绿色峰位相同；相应的，红色滤光片13中红色量子点130的发光峰位为：625nm～665nm，发光线宽为：<40nm，从而保证较大的光利用率。
在与蓝绿背光光谱相匹配量子点的彩膜层光谱的条件下，蓝色滤光片11将只透过蓝绿背光中的蓝色光形成蓝色像素的出光；绿色滤光片12透过蓝绿背光中绿色光，且绿色滤光片12中绿色量子点120完全吸收蓝绿背光中的蓝色光，并将蓝光转化成绿光(绿色量子点120吸收能量能自身发绿光)，提升了背光利用效率，即背光中的绿光和绿色滤光片12中量子点发光共同形成绿色像素的出光；红色滤光片13可完全吸收蓝绿背光中的蓝光和绿光，并将蓝绿光转化成红光(红色量子点130吸收能量能发红光)。相对于现有的蓝色背光，本实施例的蓝绿背光中的绿光可增加红色滤光片13量子点的激发能量，起到光效补偿作用，同时形成红色像素发光。可见，设置蓝绿背光以及与其光谱匹配的具有量子点的滤光片的彩膜层的显示面板，与WOLED+传统彩膜层相比，可显著提高背光利用率以及彩膜光效。
本实施例中的显示面板，蓝绿背光以及与背光光谱相匹配的具有量子点的滤光片的彩膜层，其出光达到的技术效果如图5所示：蓝色像素发光光谱的线宽<50nm，发光峰位～460nm；绿色像素发光光谱线宽<40nm，发光峰位～520nm；红色像素发光光谱的线宽<40nm，发光峰位～640nm。相应的，各色像素发光光谱色坐标如图6所示，其中：红色R(0.70，0.30)，绿色G(0.12，0.76)，蓝色B(0.14，0.12)，计算色域为NTSC114％(CIE 1931)。
从图6可以看出，实施例1显示面板的色域面积明显大于NTSC(CIE 1931)标准色域面积，说明该显示面板可显示更加丰富的色彩；同时，色域越大，相应的，RGB的色纯度越高，可显示更加明锐的色彩，这将充分满足人们对产品的视觉享受需求。由于QLED形成的蓝绿背光光谱中：蓝色发光光谱的线宽<30nm，即通过改善蓝绿背光中蓝色发光的色纯度，还可以进一步提升色域。
其中，蓝色滤光片11、绿色滤光片12和红色滤光片13采用光刻工艺或印刷工艺制备形成。目前印刷工艺逐步完善成熟，能保证良率；而且，各色滤光片采用相同的工艺形成，能进一步保证彩膜层的一致性。
本实施例的显示面板，通过优化蓝绿光背光光谱，并配合蓝色滤光片11以及具有绿色量子点120的绿色滤光片12和具有红色量子点130的红色滤光片13，通过调节背光光源中发光层的电流密度及优化量子点彩膜浓度和厚度，实现R、G、B高色域、高光效、高色纯度的显示，同时拟计算提升色域NTSC>110％(CIE 1931)，与现有WOLED背光加彩膜层的显示装置相比，还可以起到降低功耗的效果。
实施例2：
本实施例提供一种显示面板，该显示面板从量子点彩膜技术、与量子点彩膜相匹配的蓝绿光背光光谱匹配入手，实现高色域、高质量全彩显示。
与实施例1不同的是，该显示面板的彩膜层中仅在红色滤光片13中设置了红色量子点130，而在绿色滤光片12中未设置绿色量子点。绿色滤光片12中的颜料通过吸收蓝绿背光光源中的蓝光，透过蓝绿背光光源中的绿光实现绿色像素发光。相对实施例1绿色滤光片12层的蓝光利用率降低，但是简化了量子点彩膜结构，成本降低。
如图7所示，该显示面板的光源包括蓝绿光，彩膜层包括蓝色滤光片11、绿色滤光片12和红色滤光片13，红色滤光片13中设置有红色量子点130，光源中的蓝光能通过蓝色滤光片11，光源中的蓝光和绿光能通过绿色滤光片12，光源中的蓝光和绿光能激发红色滤光片13中的红色量子点130发出红光。通过蓝绿光背光+红色量子点130，来达到提升色域和色彩质量的效果。
优选的是，蓝色滤光片11以及绿色滤光片12和红色滤光片13采用印刷或光刻工艺制备形成。目前印刷工艺逐步完善成熟，能保证良率。
本实施例中显示面板的其他结构和参数与实施例1中显示面板对应的结构和参数相同，这里不再详述。
本实施例的显示面板，通过优化蓝绿背光光谱，采用与实施例1不同的不连续的蓝绿背光光谱，即提高蓝绿背光中蓝色光谱的色纯度，优选的蓝色光谱发光线宽≤30nm，同时蓝绿背光中绿色光谱和蓝色光谱无交叠区域，相应地，调整蓝绿背光中蓝、绿色光谱的发光峰位，并配合蓝色滤光片11、绿色滤光片12及具有红色量子点130的红色滤光片13，可达到的R、G、B三色无交叠的像素发光光谱，即可避免实施例1中在蓝色像素发光光谱与绿色像素发光光谱的交叠区域(在图5中发光波长460nm～550nm附近)；这里，蓝色发光光谱与绿色发光光谱交叠区域不会有红光发光光谱输出。究其根本，交叠原因在于蓝绿背光中蓝绿光谱连续，且蓝色滤光片11透过的光谱发光线宽较宽(>50nm)导致，可通过调整蓝绿背光中蓝色发光光谱的线宽和蓝绿光谱发光峰位改进。
本实施例的显示面板，通过优化蓝绿光背光光谱，并配合蓝色滤光片、绿色滤光片和具有红色量子点的红色滤光片，通过调节背光光源中发光层的电流密度及优化量子点彩膜浓度和厚度，实现R、G、B高色域、高光效、高色纯度的显示，与现有WOLED背光加彩膜层的显示装置相比，还可以起到降低功耗的效果。
实施例3：
本实施例提供一种包括实施例1或实施例2中的显示面板的显示装置。
该显示装置可以为：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。
该显示装置色域佳、显示效果好，且功耗低。
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，至少包括光源和彩膜层，其特征在于，所述光源至少包括短波光谱的蓝光，所述彩膜层包括能通过蓝光的蓝色滤光片，以及能吸收蓝光并激发出波长不短于蓝光波长的至少一个不同于蓝色的滤光片，多个不同颜色的所述滤光片能提供构成白光的多个灰阶色彩。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述光源包括蓝绿光，不同于蓝色的滤光片包括绿色滤光片和红色滤光片，所述绿色滤光片中设置有绿色量子点材料，所述红色滤光片中设置有红色量子点，所述光源中的蓝光能通过所述蓝色滤光片，所述光源中的蓝光能被所述绿色滤光片中的绿色量子点吸收并激发发出绿光并与所述光源中的绿光一起通过所述绿色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能被所述红色滤光片中的红色量子点吸收并激发发出红光。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述光源包括蓝绿光，不同于蓝色的滤光片包括绿色滤光片和红色滤光片，所述红色滤光片中设置有红色量子点，所述光源中的蓝光能通过所述蓝色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能通过所述绿色滤光片，所述光源中的蓝光和绿光能被所述红色滤光片中的红色量子点吸收并激发发出红光。
4.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述光源中蓝光和绿光的相对发光强度峰值比大于2：1，所述红色滤光片中的红色量子点能完全吸收所述光源中照射到所述红色滤光片部分的蓝光和绿光。
5.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述光源的发光峰位为：蓝色为440nm～460nm，绿色为510nm～540nm；发光线宽为：<100nm；发光效率为：>20lm/W。
6.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述红色滤光片中红色量子点的发光峰位为：625nm～665nm，发光线宽为：<40nm。
7.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述光源的电流密度范围为0.1mA/cm2～1000mA/cm2。
8.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述红色滤光片中红色量子点的浓度范围为：5％～80％，厚度范围为：50nm～50μm。
9.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述光源为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的有机电致发光器件形成，或者为包括具有串联结构的蓝光发光层和绿光发光层的量子点电致发光二极管形成，或者为蓝光无机LED激发绿色荧光材料组成的蓝绿光源。
10.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述蓝色滤光片、所述绿色滤光片和所述红色滤光片采用光刻工艺或印刷工艺制备形成。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的显示面板。
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