CN108107622B - 可控开关光学膜与液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可控开关光学膜与液晶显示器。本发明的可控开关光学膜包括透明衬底及设于所述透明衬底上的数层纳米线薄膜，所述数层纳米线薄膜包括交替层叠设置的数层氧化钨纳米线薄膜与数层银纳米线薄膜，其中最外侧的两层纳米线薄膜均为银纳米线薄膜；该可控开关光学膜具有可控开关的性能，在通电时具有滤光功能，能够对背光中的某波段杂光进行滤除，提高背光纯度，实现液晶显示器的广色域显示，在断电时失去滤光能力，呈现为透明薄膜，不影响液晶显示器的正常显示；因此可以通过通电与否来控制可控开关光学膜是否具有滤光功能，实现液晶显示器在普通显示与广色域显示之间的转换，从而实现较好的视觉效果。

Description

可控开关光学膜与液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种可控开关光学膜与液晶显示器。
背景技术
近年来，TFT-LCD行业中的广色域技术是面板色彩显示发展的重要趋势。广色域的实现主要依靠背光源以及RGB色阻、OLED、QD、Q-LED、QD-CF等新显色技术实现。但目前主要起到显色作用的仍然是由RGB色阻构成的彩色滤光片(CF)。用于实现广色域技术的背光源及RGB色阻，都存在色纯度不够的问题。背光源中的杂光以及RGB三色谱图交叠的部分，都会显著影响色纯度，使面板的原色不纯，显示色彩不逼真，在一定程度上影响了面板的显示品质。
近期热度较高的纯色及广色域技术是LG提出的nanocell TV，通过使用特殊材料控制光透过波长，剔除不必要的色光波段，从而达到广色域；LAP(Light AbsorptionPolarize)技术也是比较前沿的广色域技术；除了这两种前沿的广色域技术，常见的将RGB色阻颜色纯化、色浓度加深也是目前行业普遍使用的提高色域方法。
广色域化使得显示颜色更加鲜艳，更加接近事物真实颜色，这种趋势似乎成为显示行业不断追求的目标，颜色越深，越鲜艳，的确越接近物体本身的自然色，但当显示屏在不同环境下呈现出鲜艳的色彩时，人眼却不是任何时候都能舒适地接受这种鲜艳颜色的刺激。在白天与夜晚，人眼对相同的鲜艳颜色的感知相差甚远，在夜间，人眼感受到的这种鲜艳色彩反而给人带来不适感。
三氧化钨是一种用来制作电致变色智能窗的原料，通过对电压的调节实现其透光性能及颜色的变化。W18O49也是氧化钨类物质中与三氧化钨具有相似性能的材料，通过与其他材料复合及自组装，W18O49可以实现在外界电压控制下穿透率和颜色的变化，是一种更加智能、利用价值更高的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控开关光学膜，在通电时具有滤光功能，实现液晶显示器的广色域显示，在断电时失去滤光能力，呈现为透明薄膜，不影响液晶显示器的正常显示。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示器，含有上述可控开关光学膜，能够在普通显示与广色域显示之间转换，实现较好的视觉效果。
为实现上述目的，本发明提供一种可控开关光学膜，包括透明衬底及设于所述透明衬底上的数层纳米线薄膜，所述数层纳米线薄膜包括交替层叠设置的数层氧化钨纳米线薄膜与数层银纳米线薄膜，其中最外侧的两层纳米线薄膜均为银纳米线薄膜。
所述氧化钨纳米线薄膜包括平行排列的数根氧化钨纳米线；所述银纳米线薄膜包括平行排列的数根银纳米线；
被氧化钨纳米线薄膜间隔开的相邻的两层银纳米线薄膜中，银纳米线的延伸方向相互垂直；
被银纳米线薄膜间隔开的相邻的两层氧化钨纳米线薄膜中，氧化钨纳米线的延伸方向相互垂直。
所述数层纳米线薄膜中氧化钨纳米线与银纳米线的质量比为氧化钨纳米线：银纳米线＝4:10～40。
所述银纳米线的直径为30nm～80nm，所述氧化钨纳米线的直径小于5nm。
所述透明衬底为硬质衬底或者柔性衬底；所述柔性衬底为PET薄膜或者PI薄膜。
所述氧化钨纳米线薄膜的层数为1～20层，所述银纳米线薄膜的层数为2～21层。
所述可控开关光学膜的穿透波段为400nm-500nm，所述可控开关光学膜能够对550nm-600nm波段的黄光进行滤除。
本发明还提供一种液晶显示器，包括：背光模组及设于所述背光模组上方的液晶显示面板，所述背光模组中设有上述可控开关光学膜。
所述背光模组包括从下至上依次层叠设置的反射板、光源、第一扩散板、扩散片、增亮膜、第二扩散板；所述背光模组设于所述光源、第一扩散板、扩散片、增亮膜、第二扩散板中的任意两个相邻结构层之间或者设于所述第二扩散板上方的上述可控开关光学膜。
所述背光模组包括白色光源、设于所述白色光源上方的可控开关光学膜、设于所述可控开关光学膜上方的量子点薄膜，所述量子点薄膜含有红光量子点与绿光量子点，所述可控开关光学膜的穿透波段为400nm-500nm，即所述可控开关光学膜显色为蓝色。
本发明的有益效果：本发明的可控开关光学膜通过对氧化钨纳米线与银纳米线的直径大小、膜层数、组装方式进行控制，可以获得对特定波段的光进行滤除的能力，应用于液晶显示器时能够滤除背光中某波段的杂光，实现液晶显示器的广色域显示；该可控开关光学膜具有可控开关的性能，在通电时具有滤光功能，能够实现液晶显示器的广色域显示，在断电时失去滤光能力，呈现为透明薄膜，不影响液晶显示器的正常显示；因此可以通过通电与否来控制可控开关光学膜是否具有滤光功能，实现液晶显示器在普通显示与广色域显示之间的转换，从而实现较好的视觉效果。采用柔性衬底时所述可控开关光学膜具有较好的柔性，在经过1500次以上的弯曲后依然保持很高的电导率以及电致变色性能。本发明的液晶显示器含有上述可控开关光学膜，能够在普通显示与广色域显示之间转换，实现更好的视觉效果。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的可控开关光学膜的剖视示意图；
图2为本发明的可控开关光学膜的俯视示意图；
图3为本发明的可控开关光学膜的一种可能的穿透光谱图；
图4为现有的蓝色背光的光谱图；
图5为本发明的液晶显示器的第一实施例的结构示意图；
图6为本发明的液晶显示器的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1-图2，本发明提供一种可控开关光学膜10，包括透明衬底11及设于所述透明衬底11上的数层纳米线薄膜，所述数层纳米线薄膜包括交替层叠设置的数层氧化钨纳米线薄膜13与数层银纳米线(Ag NWs)薄膜12，其中最外侧的两层纳米线薄膜均为银纳米线薄膜12。
具体的，所述氧化钨的分子式为W18O49。
具体的，所述氧化钨纳米线薄膜13包括平行排列的数根氧化钨纳米线131；所述银纳米线薄膜12包括平行排列的数根银纳米线121；
被氧化钨纳米线薄膜13间隔开的相邻的两层银纳米线薄膜12中，银纳米线121的延伸方向相互垂直；
被银纳米线薄膜12间隔开的相邻的两层氧化钨纳米线薄膜13中，氧化钨纳米线131的延伸方向相互垂直。
具体的，所述氧化钨纳米线薄膜13与银纳米线薄膜12分别利用朗格缪尔-布吉特法(Langmuir-Blodgett)采用氧化钨纳米线131与银纳米线121通过自组装方式形成。
具体的，所述银纳米线薄膜12起到导电作用，所述氧化钨纳米线薄膜13在两侧电压的作用下产生电致变色。
本发明的可控开关光学膜10中，每层氧化钨纳米线薄膜13两侧均设有两层银纳米线薄膜12，通过对氧化钨纳米线薄膜13两侧的银纳米线薄膜12进行通电，在氧化钨纳米线薄膜13两侧形成电压，使氧化钨纳米线薄膜13具有对特定波段的光进行滤除的能力，实现电致变色效果，由于氧化钨纳米线薄膜13具有滤光功能，使得整个可控开关光学膜10具有滤光功能，能够吸收过滤背光中某波段的杂光，提升背光纯度，进而提高液晶显示器色域。
本发明的可控开关光学膜10具有可控开关的性能，所述可控开关光学膜10不通电即所述银纳米线薄膜12不通电时，所述可控开关光学膜10不具有滤光功能，呈现为透明薄膜，背光可以直接从所述可控开关光学膜10中透过，使液晶显示器实现普通显示；所述可控开关光学膜10通电即所述银纳米线薄膜12通电时，所述可控开关光学膜10具有滤光功能，能够对背光中的某波段杂光进行滤除，提高背光纯度，使液晶显示器实现广色域显示。例如，可以在白天对可控开关光学膜10通电，使可控开关光学膜10具有滤光功能，液晶显示器实现广色域显示，使人眼能感受到鲜艳的色彩；在夜间对可控开关光学膜10断电，使可控开关光学膜10不具有滤光功能，液晶显示器实现普通显示，防止人眼对过于鲜艳的色彩感到不适。因此，本发明的可控开关光学膜10在液晶显示器中的应用可以实现液晶显示器在普通显示与广色域显示之间的转换，实现较好的视觉效果。
具体的，所述银纳米线121的直径为30nm～80nm，所述氧化钨纳米线131的直径小于5nm。
具体的，所述透明衬底11为硬质衬底或者柔性衬底。
由于银纳米线121与氧化钨纳米线131本身的耐弯折性能非常好，弯折后对可控开关光学膜10的导电性及电致变色性能影响非常小，因此透明衬底11为柔性衬底的可控开关光学膜10可以应用在柔性LCD、OLED等柔性设备上。
优选的，所述柔性衬底为透光率较好的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜或者PI(聚酰亚胺)薄膜。
所述透明衬底11为柔性衬底时，本发明的可控开关光学膜10具有较好的柔性，在经过1500次以上的弯曲后，其电导率仍然很高(弯曲前后电阻相对变化ΔR/R<10％))，电致变色性能仍保持在90％以上。
由于液晶显示器的背光通常为蓝光，因此可控制所述可控开关光学膜10的穿透波段(即显色波段)为蓝光波段，并且使所述可控开关光学膜10能够对混合于蓝色背光内且位于蓝光波段左右的杂光进行滤除，以实现蓝色背光的纯化。
具体的，所述可控开关光学膜10的穿透波段与滤光波段由数层纳米线薄膜中氧化钨纳米线131的含量(即质量百分比)决定，因此可根据需要的出光颜色及滤光波段，通过调控所述数层纳米线薄膜中氧化钨纳米线131与银纳米线121的质量比来达到使用要求。
当所述数层纳米线薄膜中氧化钨纳米线131与银纳米线121的质量比为氧化钨纳米线131：银纳米线121＝4:10～40时，如图3所示，所述可控开关光学膜10的穿透波段为400nm-500nm，所述可控开关光学膜10能够对550nm-600nm波段特别是570nm-580nm波段的黄光进行滤除。
由于氧化钨纳米线薄膜13的层数太多会降低可控开关光学膜10的穿透率，影响背光效率，因此通常将所述氧化钨纳米线薄膜13的层数控制在1～20层，从而所述银纳米线薄膜12的层数控制为2～21层。
图4为现有的蓝色背光的光谱图，该蓝色背光由YAG荧光粉产生，从图4中可以看出，该蓝色背光内混有杂光，例如570nm-580nm波段(方框所示)的黄光，采用本发明的可控开关光学膜10可以有效的将该波段的黄光滤除，有效提高蓝色背光的纯度，进而提升液晶显示器色域。
请参阅图5与图6，基于上述可控开关光学膜10，本发明提供一种液晶显示器，包括：背光模组100及设于所述背光模组100上方的液晶显示面板200，所述背光模组100中设有上述可控开关光学膜10。
图5为本发明的液晶显示器的第一实施例的结构示意图，该第一实施例中，所述背光模组100为普通的直下式背光模组，具体的，所述背光模组100包括从下至上依次层叠设置的反射板20、光源30、第一扩散板41、扩散片50、增亮膜60、第二扩散板42；所述背光模组100还包括设于所述光源30、第一扩散板41、扩散片50、增亮膜60、第二扩散板42中的任意两个相邻结构层之间或者设于所述第二扩散板42上方的上述可控开关光学膜10。
具体的，所述第一扩散板41的作用一方面在于对光源30进行模糊化处理，另一方面在于支撑其上方的光学膜片；所述扩散片50的主要作用在于将光源30进行均匀化处理；所述第二扩散板42的作用一方面在于对光源30进行进一步均匀化处理，另一方面在于保护其下方的光学膜片不受液晶显示面板200或其他外界物质刮伤。
具体的，所述光源30为YAG荧光粉光源。
图6为本发明的液晶显示器的第二实施例的结构示意图，该第二实施例中，所述背光模组100为量子点背光模组，具体的，所述背光模组100包括白色光源71、设于所述白色光源71上方的可控开关光学膜10、设于所述可控开关光学膜10上方的量子点薄膜72，所述量子点薄膜72含有红光量子点与绿光量子点，所述可控开关光学膜10的穿透波段为400nm-500nm，即所述可控开关光学膜10显色为蓝色，所述量子点背光模组的工作模式为：白色光源71发出的白光穿过所述可控开关光学膜10变为蓝光，所述蓝光进入量子点薄膜72，激发量子点薄膜72中的红光量子点与绿光量子点发出红光与绿光，所述红光、绿光与蓝色背光混合后形成白光射出，由于该白光由色纯度非常高的红光、绿光与蓝光组成，因此可以实现液晶显示器的广色域，提升显示画面的色饱和度。
综上所述，本发明提供一种可控开关光学膜与液晶显示器。本发明的可控开关光学膜通过对氧化钨纳米线与银纳米线的直径大小、膜层数、组装方式进行控制，可以获得对特定波段的光进行滤除的能力，应用于液晶显示器时能够滤除背光中某波段的杂光，实现液晶显示器的广色域显示；该可控开关光学膜具有可控开关的性能，在通电时具有滤光功能，能够实现液晶显示器的广色域显示，在断电时失去滤光能力，呈现为透明薄膜，不影响液晶显示器的正常显示；因此可以通过通电与否来控制可控开关光学膜是否具有滤光功能，实现液晶显示器在普通显示与广色域显示之间的转换，从而实现较好的视觉效果。采用柔性衬底时所述可控开关光学膜具有较好的柔性，在经过1500次以上的弯曲后依然保持很高的电导率以及电致变色性能。本发明的液晶显示器含有上述可控开关光学膜，能够在普通显示与广色域显示之间转换，实现更好的视觉效果。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种可控开关光学膜(10)，其特征在于，包括透明衬底(11)及设于所述透明衬底(11)上的数层纳米线薄膜，所述数层纳米线薄膜包括交替层叠设置的数层氧化钨纳米线薄膜(13)与数层银纳米线薄膜(12)，其中最外侧的两层纳米线薄膜均为银纳米线薄膜(12)；
所述氧化钨纳米线薄膜(13)包括平行排列的数根氧化钨纳米线(131)；所述银纳米线薄膜(12)包括平行排列的数根银纳米线(121)；
所述数层纳米线薄膜中氧化钨纳米线(131)与银纳米线(121)的质量比为氧化钨纳米线(131)：银纳米线(121)＝4:10～40；
所述可控开关光学膜(10)的穿透波段为400nm-500nm，所述可控开关光学膜(10)能够对550nm-600nm波段的黄光进行滤除。
2.如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)，其特征在于，被氧化钨纳米线薄膜(13)间隔开的相邻的两层银纳米线薄膜(12)中，银纳米线(121)的延伸方向相互垂直；
被银纳米线薄膜(12)间隔开的相邻的两层氧化钨纳米线薄膜(13)中，氧化钨纳米线(131)的延伸方向相互垂直。
3.如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)，其特征在于，所述银纳米线(121)的直径为30nm～80nm，所述氧化钨纳米线(131)的直径小于5nm。
4.如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)，其特征在于，所述透明衬底(11)为硬质衬底或者柔性衬底；所述柔性衬底为PET薄膜或者PI薄膜。
5.如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)，其特征在于，所述氧化钨纳米线薄膜(13)的层数为1～20层，所述银纳米线薄膜(12)的层数为2～21层。
6.一种液晶显示器，其特征在于，包括：背光模组(100)及设于所述背光模组(100)上方的液晶显示面板(200)，所述背光模组(100)中设有如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述背光模组(100)包括从下至上依次层叠设置的反射板(20)、光源(30)、第一扩散板(41)、扩散片(50)、增亮膜(60)、第二扩散板(42)；所述背光模组(100)还包括设于所述光源(30)、第一扩散板(41)、扩散片(50)、增亮膜(60)、第二扩散板(42)中的任意两个相邻结构层之间或者设于所述第二扩散板(42)上方的如权利要求1所述的可控开关光学膜(10)。
8.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述背光模组(100)包括白色光源(71)、设于所述白色光源(71)上方的可控开关光学膜(10)、设于所述可控开关光学膜(10)上方的量子点薄膜(72)，所述量子点薄膜(72)含有红光量子点与绿光量子点，所述可控开关光学膜(10)的穿透波段为400nm-500nm，即所述可控开关光学膜(10)显色为蓝色。
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