CN108303818A - 一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置。所述基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置包括量子点彩膜液晶显示面板和蓝光偏光背光源，量子点彩膜液晶显示面板包括阵列基板、上基板以及夹持于阵列基板和上基板之间的液晶层，量子点彩膜液晶显示面板还包括：上偏光片，位于上基板背离液晶层的一侧；量子点彩膜，位于上偏光片背离液晶层的一侧；量子点彩膜包括受激发产生不同波长的光的多个子区域，其与量子点彩膜液晶显示面板的多个子像素位置一一对应，所述蓝光偏光背光源位于所述量子点彩膜液晶显示面板外部且靠近阵列基板的一侧。本发明提高背光利用率的同时提高显示装置的亮度，有效缓解量子点彩膜像素之间的串扰。

Description

一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示应用技术领域，特别涉及一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置。
背景技术
量子点(Quantum Dot)其实是一种纳米级别的半导体，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化，因而通过调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色，由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴(Electron hole)的特性，这一特性使之类似于自然界中的原子或分子，因而被称为量子点。
量子点技术在平板显示应用中涉及到波长转换。通常，蓝色的入射光由于量子点的特性经过量子点层时可转化为红色和绿色，由此得到的红、绿、蓝三种显色原色的纯度更高，且相对于现有的彩色滤光片显色效果更好。将量子点制作成彩色滤光膜，由于量子效率高，使得显示屏幕最终的亮度高于传统的彩色滤光片。在中国专利CN102944943A的技术方案中，对量子点制作彩色滤光膜有详细的描述。中国专利CN102944943A所描述的结构采取传统自然光作为背光源，并预计最终的亮度提升效果相较于传统的平板显示屏幕高出300％。一个限制该技术方案应用的因素是量子点彩膜厚度较厚情况下不同像素发出的光线间的串扰，当入射光的角度分布宽时，光线交叉严重，降低显示画质。
如果采用偏振光背光源与量子点彩膜液晶模组组成显示装置，屏幕的最终亮度会在中国专利CN102944943A的技术方案基础上再次提升200％。同时，由于偏振背光源的发光角度分布较窄，可以缓解相邻的量子点彩膜像素之间的串扰。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的以上技术问题，提出一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置。
本发明采用以下技术方案：
一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，所述基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置包括量子点彩膜液晶显示面板和蓝光偏光背光源，所述量子点彩膜液晶显示面板包括阵列基板、上基板以及夹持于所述阵列基板和所述上基板之间的液晶层，所述量子点彩膜液晶显示面板还包括：
上偏光片，所述上偏光片位于所述上基板背离所述液晶层的一侧；以及
量子点彩膜，所述量子点彩膜位于所述上偏光片背离所述液晶层的一侧；其中，所述量子点彩膜包括受激发产生不同波长的光的多个子区域，所述多个子区域与所述量子点彩膜液晶显示面板的多个子像素位置一一对应，所述蓝光偏光背光源位于所述量子点彩膜液晶显示面板外部且靠近阵列基板的一侧。
优选地，所述蓝光偏光背光源包括：导光板、设置在所述导光板的靠近入光面一侧的光源、以及偏振分离层，所述偏振分离层与所述导光板基本上尺寸一致地设置在所述导光板的所述出光面一侧。
优选地，所述量子点彩膜液晶显示面板还包括位于所述量子点彩膜的非蓝色子像素之上涂覆的抗干扰涂层。
优选地，所述抗干扰涂层对波长范围在400nm-480nm的光的吸收率大于95％，对波长范围在500nm-700nm的光的吸收率小于2％。
优选地，所述抗干扰涂层为金属纳米颗粒或核壳结构的纳米颗粒。
优选地，所述金属纳米颗粒为颗粒直径为30nm-50nm的银纳米颗粒。
优选地，所述核壳结构中的核材质和壳材质中至少一种为金属或半导体材质。
优选地，所述偏振分离层包括基底层和双折射层，所述基底层位于所述导光板和所述双折射层之间，所述基底层的上表面具有微型棱镜结构，所述微型棱镜结构的延伸方向与所述入光面平行，所述双折射层的上表面为基本光滑的平面，所述双折射层的光轴方向基本上平行于所述微型棱镜结构的延伸方向。
优选地，所述蓝光偏光背光源为发出中心波长为455nm的蓝色发光二极管。
优选地，所述量子点彩膜液晶显示面板还包括下偏光片，所述下偏光片位于所述阵列基板背离所述液晶层的一侧。
优选地，所述量子点彩膜液晶显示面板包括多个依次重复排布的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素，所述红色子像素与所述量子点彩膜的红色子区域位置相对应，所述绿色子像素与所述量子点彩膜的绿色子区域位置相对应，所述蓝色子像素与所述量子点彩膜的透明区域位置相对应。
本发明的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，提高背光利用率的同时显著提高显示装置的亮度，同时有效缓解量子点彩膜像素之间的串扰。
附图说明
通过参照本发明的实施方案的图示说明可以更好地理解本发明，在附图中：
图1是本发明具体实施例的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置的整体结构示意图；
图2是本发明具体实施例中量子点彩膜液晶显示面板在量子点彩膜的非蓝色子像素之上涂覆抗干扰涂层的结构示意图；
图3是本发明具体实施例中抗干扰涂层为银纳米颗粒时不同银纳米颗粒直径所对应的吸收峰值和吸收波峰宽度；
图4是本发明具体实施例中所采用的抗干扰涂层的吸收-波长曲线。
具体实施方式
在以下的描述中，为了达到解释说明的目的以对本发明有一个全面的认识，阐述了大量的具体细节，然而，很明显的，对本领域技术人员而言，无需这些具体细节也可以实现本发明。本发明所列举的说明性的示例实施方案仅为了说明，并不对本发明造成限制。因此，本发明的保护范围并不受具体实施方案所限，仅以所附的权利要求书的范围为准。
下面结合附图对本发明具体实施例的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置做具体描述。
图1是本发明具体实施例的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置的整体结构示意图，如图1所示，本发明具体实施例的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置包括量子点彩膜液晶显示面板和蓝光偏光背光源80，量子点彩膜液晶显示面板包括阵列基板10、上基板20以及夹持于阵列基板10和上基板20之间的液晶层30，量子点彩膜液晶显示面板还包括：上偏光片50，上偏光片50位于上基板20背离液晶层30的一侧；量子点彩膜60，量子点彩膜60位于上偏光片50背离液晶层30的一侧。量子点彩膜60包括受激发产生不同波长的光的多个子区域，多个子区域与量子点彩膜液晶显示面板的多个子像素位置一一对应。蓝光偏光背光源80位于量子点彩膜液晶显示面板外部且靠近阵列基板10的一侧，蓝光偏光背光源80包括：导光板82、设置在导光板82的靠近入光面一侧的光源81、以及偏振分离层83，偏振分离层83与导光板82基本上尺寸一致地设置在导光板82的出光面一侧。
本发明具体实施例中，因采用的背光源为偏光背光源，因此可以省去阵列基板10背离液晶层30的外侧贴附的下偏光片，从而节省整体液晶显示装置的成本；但不限于此，为了达到进入到量子点彩膜液晶显示面板中的背光的偏振状态更均一，如图1所示，本发明具体实施例中，量子点彩膜液晶显示面板也可以设置下偏光片40，下偏光片40位于阵列基板10背离液晶层30的一侧。
图2是本发明具体实施例中量子点彩膜液晶显示面板在量子点彩膜的非蓝色子像素之上涂覆抗干扰涂层的结构示意图，如图2所示，优选地，本发明具体实施例中的量子点彩膜液晶显示面板还包括位于量子点彩膜60的非蓝色子像素之上涂覆的抗干扰涂层。本发明具体实施例中，子像素例如包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色，分别对应量子点彩膜的红(R)、绿(G)、蓝(B)区域，如图2所示，其中的非蓝色子像素(即红(R)和绿(G)区域子像素)之上均涂覆抗干扰涂层70，而对应的蓝(B)区域则并未涂覆抗干扰涂层70。
本发明具体实施例中，抗干扰涂层70对波长范围在400nm-480nm的光有显著吸收，其吸收率大于95％，对波长在500nm-700nm范围的光的吸收率小于2％。优选地，抗干扰涂层70为金属纳米颗粒或核壳结构的纳米颗粒。例如，当选用金属纳米颗粒时，例如其选用颗粒直径为30nm-50nm的银纳米颗粒。当选用核壳结构的纳米颗粒时，优选地，核壳结构中的核材质和壳材质中至少一种为金属或半导体材质，例如，核壳结构的纳米颗粒中的核材质为硒化镉，壳材质为硫化锌；或者，核材质为硒化镉，壳材质为硫化镉；或者，核材质为硫化镉，壳材质为硫化锌。本发明中的抗干扰涂层70不受以上材料的限制，只要是能满足对波长范围在400nm-480nm的光有显著吸收，并且对波长在500nm-700nm范围的光的吸收率较小的材料涂层均可，不再赘述。
本发明具体实施例中，优选地，偏振分离层83包括基底层831和双折射层832，基底层831位于导光板82和双折射层832之间，基底层831的上表面具有微型棱镜结构，微型棱镜结构的延伸方向与入光面平行，双折射层832的上表面为基本光滑的平面，双折射层832的光轴方向基本上平行于微型棱镜结构的延伸方向。微型棱镜可以为横截面为等腰三角形、斜三角形、顶角为倒角的近似等腰三角形、顶角为倒角的近似斜三角形等多种结构。
本发明具体实施例中，优选地，蓝光偏光背光源80为发出中心波长为455nm的蓝色发光二极管。优选地，量子点彩膜液晶显示面板包括多个依次重复排布的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素，红色子像素与量子点彩膜的红色子区域位置相对应，绿色子像素与量子点彩膜的绿色子区域位置相对应，所述蓝色子像素与量子点彩膜的蓝色子区域位置相对应，优选地，本发明中量子点彩膜的蓝色子区域设置为透明区域。但本发明不限于此，量子点彩膜液晶显示面板的子像素也可以采用其他子像素颜色及其他多种子像素排布方式，同时根据不同的子像素颜色和排布需要在对应的量子点彩膜上相应设定分别对应的子区域即可。优选地，本发明具体实施例中，若量子点彩膜液晶显示面板中包括有蓝色的子像素，则量子点彩膜与蓝色子像素相对应的区域优选地设置为透明区域，以便于充分利用蓝光背光，但也可以根据需要设置为激发蓝光的量子点材料，不再赘述。另外，本发明中的背光源也可以采用除蓝色发光二极管以外的其他光源，只要是能激发量子点彩膜而产生液晶显示面板对应的子像素所需波段的光的光源均可，不做限制。
现有液晶显示模组通常使用彩膜玻璃滤光产生彩色效果，进入液晶层的光为白光，通过彩色滤光片实现对通过波段之外的光进行吸收。对于红绿蓝三原色像素的模组结构，光线经过滤光层时会产生2/3的损失，这是屏幕亮度低的一个重要因素。使用量子点滤光膜，其彩色的实现依靠的是量子点的波长转换，即吸收蓝光光子，转化为红光或绿光，避免吸收损失，相对于传统的彩色滤光片其可以实现3倍的亮度提升。进一步的，当光源为偏振光背光源时，入射光即为线偏光，避免了自然光在起偏时的损失，从而使得亮度在此基础上进一步有2倍的提升。使用白光的偏振背光源，由于偏振层的材料存在色散，使得出射的线偏光存在色散，当使用蓝光LED为偏光背光源的入射光源时，因为波段集中，有效地避免了偏振层材料色散的影响。
现有量子点彩膜中，由于量子点彩膜的厚度较厚，穿过液晶层之后的光线，在经过较厚的量子点彩色滤光膜时，像素之间存在严重的串扰(cross talk)现象，影响显示装置的分辨率。而本发明所采用的蓝光偏光背光源的出射光线角度更集中，大大降低串扰(cross talk)所带来的不利影响。
图3是本发明具体实施例中抗干扰涂层为银纳米颗粒时不同银纳米颗粒直径所对应的吸收峰值和吸收波峰宽度，图4是本发明具体实施例中所采用的抗干扰涂层的吸收-波长曲线，结合图3和图4所示，由于放置于上偏光片50之上的量子点彩膜60容易受外界环境光的影响而激发其他不需要波段的光产生，为避免产生该不利影响，在红、绿色量子点像素位置的外侧加涂纳米颗粒层，本发明具体实施例中，抗干扰涂层为银纳米颗粒，不同的银纳米颗粒直径所对应的吸收峰值和吸收波峰宽度也有所不同，本发明具体实施例中，特定的针对350nm-480nm波段的环境光产生吸收，优选地，针对400nm-480nm波段的环境光产生吸收。纳米涂层可以采用特定颗粒的金属纳米粒子，如颗粒直径范围在30nm-50nm的球状银纳米粒子或其他尺寸合适的金属纳米粒子。本发明使用蓝光LED作为偏振背光源的入射光，入射光和出射光的波段窄，显著地减弱了双折射层的材料色散带来的出射光色散。量子点彩膜的像素中的非蓝光像素最外层涂有抗干扰涂层，防止环境光线射入液晶显示装置内部而激发量子点，解决外部自然光对量子点激发所导致的对比度下降和色偏等的问题，本发明可根据实际需要得到不受色散影响的偏光背光源。
本发明的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，提高背光利用率的同时显著提高显示装置的亮度，同时有效缓解量子点彩膜像素之间的串扰。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，所述基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置包括量子点彩膜液晶显示面板和蓝光偏光背光源，所述量子点彩膜液晶显示面板包括阵列基板、上基板以及夹持于所述阵列基板和所述上基板之间的液晶层，所述量子点彩膜液晶显示面板还包括：
上偏光片，所述上偏光片位于所述上基板背离所述液晶层的一侧；以及
量子点彩膜，所述量子点彩膜位于所述上偏光片背离所述液晶层的一侧；
其中，所述量子点彩膜包括受激发产生不同波长的光的多个子区域，所述多个子区域与所述量子点彩膜液晶显示面板的多个子像素位置一一对应，所述蓝光偏光背光源位于所述量子点彩膜液晶显示面板外部且靠近阵列基板的一侧。
2.根据权利要求1所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述蓝光偏光背光源包括：导光板、设置在所述导光板的靠近入光面一侧的光源、以及偏振分离层，所述偏振分离层与所述导光板基本上尺寸一致地设置在所述导光板的所述出光面一侧。
3.根据权利要求1或2所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述量子点彩膜液晶显示面板还包括位于所述量子点彩膜的非蓝色子像素之上涂覆的抗干扰涂层。
4.根据权利要求3所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述抗干扰涂层对波长范围在400nm-480nm的光的吸收率大于95％，对波长范围在500nm-700nm的光的吸收率小于2％。
5.根据权利要求3所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述抗干扰涂层为金属纳米颗粒或核壳结构的纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述金属纳米颗粒为颗粒直径为30nm-50nm的银纳米颗粒。
7.根据权利要求5所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述核壳结构中的核材质和壳材质中至少一种为金属或半导体材质。
8.根据权利要求2所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述偏振分离层包括基底层和双折射层，所述基底层位于所述导光板和所述双折射层之间，所述基底层的上表面具有微型棱镜结构，所述微型棱镜结构的延伸方向与所述入光面平行，所述双折射层的上表面为基本光滑的平面，所述双折射层的光轴方向基本上平行于所述微型棱镜结构的延伸方向。
9.根据权利要求1所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述蓝光偏光背光源为发出中心波长为455nm的蓝色发光二极管。
10.根据权利要求1所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述量子点彩膜液晶显示面板还包括下偏光片，所述下偏光片位于所述阵列基板背离所述液晶层的一侧。
11.根据权利要求1所述的基于蓝光偏光背光源的量子点彩膜液晶显示装置，其中所述量子点彩膜液晶显示面板包括多个依次重复排布的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素，所述红色子像素与所述量子点彩膜的红色子区域位置相对应，所述绿色子像素与所述量子点彩膜的绿色子区域位置相对应，所述蓝色子像素与所述量子点彩膜的透明区域位置相对应。
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