CN108761894A - 一种彩膜基板、其制备方法、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示领域，特别涉及一种彩膜基板、其制备方法、显示面板及显示装置。所述彩膜基板，包括衬底基板和黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个亚像素，所述多个亚像素包括红色亚像素、绿色亚像素和蓝色亚像素，所述红色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除绿光的第一滤光层和设置于所述第一滤光层上的量子点层；所述绿色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除红光的第二滤光层和设置于所述第二滤光层上的所述量子点层；所述蓝色亚像素未设置量子点层，用于透射蓝光；所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下同时发射红光和绿光。所述彩膜基板在蓝光背光源的激发下实现了三色显示。量子点层仅使用一种量子点，简化了工艺。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种彩膜基板、其制备方法、显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，人们对于显示装置的画面质量(例如色域)的要求也越来越高。通常的显示装置需要通过彩膜基板来实现全彩显示。例如：液晶显示装置可以包括阵列基板、彩膜基板、填充在阵列基板和彩膜基板之间的液晶以及背光源。
其中，彩膜基板可以包括衬底基板，该衬底基板上由黑矩阵限定出多个亚像素，现有采用量子点的彩膜基板中，亚像素根据涂布的量子点不同分为红色亚像素、蓝色亚像素和绿色亚像素。不同的亚像素内分别形成对应的量子点层。当受到蓝光照射时，三种量子点受到蓝光激发分别发射出红光、蓝光和绿光。该种彩膜基板需要分别打印三色量子点墨水，制备工艺复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种彩膜基板、其制备方法、显示面板及显示装置，仅使用一种量子点，达到显示三种颜色的效果，不但保持了窄带发射和高色域的显色优势，而且简化了工艺。
本发明提供了一种彩膜基板，包括衬底基板和位于所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个亚像素，所述多个亚像素包括红色亚像素、绿色亚像素和蓝色亚像素，所述红色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除绿光的第一滤光层和设置于所述第一滤光层上的量子点层；
所述绿色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除红光的第二滤光层和设置于所述第二滤光层上的所述量子点层；
所述蓝色亚像素未设置量子点层，用于透射蓝光；
所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下同时发射红光和绿光。
优选地，所述量子点为表面连接有铕配合物的绿光量子点。
优选地，所述绿光量子点表面还连接有不同于所述铕配合物的第一配合物，所述铕配合物的数量与绿光量子点表面连接的所有配合物数量之比大于等于50％且小于100％。
优选地，所述铕配合物的配体为含有巯基端链的β-二酮、含有巯基端链的羟基萘啶、含有巯基端链的邻苯二甲酸、或者含有巯基端链的乙酰苯酚类有机物。
优选地，所述铕配合物的配体为式(II)～(IV)所示化合物中的任意一种：
优选地，所述绿光量子点为CdSe/CdS、CdSe/ZnS、LnP或者CsPbBrxI3-x量子点，其中2≤x≤3。
本发明提供了一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
在所述第一像素区域内形成用于滤除绿光的第一滤光层，在所述第一滤光层上形成量子点层，形成红色亚像素；
在所述第二像素区域内形成用于滤除红光的第二滤光层，在所述第二滤光层上形成所述量子点层，形成绿色亚像素；所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下发射红光和绿光。
本发明提供了一种显示面板，包括上述技术方案所述的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的蓝光背板。
优选地，所述彩膜基板和蓝光背板之间设置有布拉格反射滤波层，所述布拉格反射滤波层用于反射红光和绿光，并透过透射蓝光。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示面板。
与现有技术相比，本发明的彩膜基板中，用于发光的量子点层仅包括一种量子点，该量子点在蓝光激发同时下发射红光和绿光；通过滤光层的作用，可以在红色亚像素内发射红光，在绿色亚像素内发射绿光。而蓝色亚像素不设置量子点层，用于透射蓝光。因此，所述彩膜基板在蓝光背光源的激发下实现了三色显示。由于量子点层仅使用一种量子点，因此简化了制备工艺。进一步的，所述量子点在蓝光激发下，能同时发出两条窄带的红光和绿光，配合透射的蓝光，实现了三色高色域显示。
附图说明
图1表示本发明一实施例公开的彩膜基板的结构示意图；
图2表示CdSe/CdS的光谱图；
图3表示结构式如(V)所示的铕配合物的光谱图；
图4表示表面连接有铕配合物的绿光量子点的光谱图；
图5表示表面连接有铕配合物的绿光量子点的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的实施例公开了一种彩膜基板，如图1所示，包括衬底基板1和位于所述衬底基板上的黑矩阵2，所述黑矩阵限定出多个亚像素，所述多个亚像素包括红色亚像素3、绿色亚像素4和蓝色亚像素5，所述红色亚像素3包括设置于所述衬底基板上的用于滤除绿光的第一滤光层3-1和设置于所述第一滤光层上的量子点层6；
所述绿色亚像素4包括设置于所述衬底基板上的用于滤除红光的第二滤光层4-1和设置于所述第二滤光层上的所述量子点层6；
所述蓝色亚像素5未设置量子点层，用于透射蓝光；
所述量子点层6仅包括一种量子点7，所述量子点7在蓝光激发下同时发射红光和绿光。
在本发明中，红色亚像素和绿色亚像素中的量子点层仅包括一种量子点，所述量子点受蓝光激发，可以发射红光和绿光，经过滤光层作用，实现红色亚像素发射红光，绿色亚像素发射绿光；而且，本发明中的蓝色亚像素不设置量子点层，直接用于透射蓝光。由此，彩膜基板实现了三色显示。
由于本发明的彩膜基板中量子点层仅包括一种量子点，因此制备方法简单。
在本发明中，优选地，所述量子点为表面连接有铕配合物的绿光量子点。所述铕配合物可以在蓝光激发下发射红光，而且其不影响绿光量子点发射绿光，通过调节铕配合物在绿光量子点表面的连接数量，可控制量子点的发光情况。
优选地，所述铕配合物的配体为含有巯基端链的β-二酮、含有巯基端链的羟基萘啶、含有巯基端链的邻苯二甲酸、或者含有巯基端链的乙酰苯酚类有机物。所述铕配合物的配体中，巯基用于与绿光量子点表面的其他配体进行置换，从而使铕配合物结合到绿光量子点上；二酮基团、羧基或者羟基用于与铕形成稳定的配合物。
优选地，所述铕配合物的配体为式(II)～(IV)所示化合物中的任意一种：
其中配体为(II)所示化合物时，形成的铕配合物的结构式如(V)所示：
所述铕配合物的制备方法优选为：
将配体与EuCl3在乙醇中反应，pH值条件为7～8，得到铕配合物。
在本发明中，所述绿光量子点优选为CdSe/CdS、CdSe/ZnS、LnP或者CsPbBrxI3-x型钙钛矿型量子点，其中2≤x≤3。
所述绿光量子点表面通常连接有不同于所述铕配合物的第一配合物，所述第一配合物为油酸-油胺或者烷基氧膦。当铕配合物通过置换的方法，替换掉部分或者全部第一配合物，结合到绿光量子壳体上后，得到在蓝光激发下能够同时发射窄带红光和绿光的量子点。所述绿光量子点能量高，可激发所述铕配合物更好的发射红光。
优选地，所述铕配合物的数量与绿光量子点表面连接的所有配合物数量之比大于等于50％且小于100％。
所述表面连接有铕配合物的绿光量子点的制备方法优选为：
将表面带有第一配合物的绿光量子点溶于有机溶剂中，加入铕配合物，得到表面连接有铕配合物的绿光量子点。
图2表示CdSe/CdS的光谱图，图3表示结构式如(V)所示的铕配合物的光谱图，图4表示表面连接有铕配合物的绿光量子点的光谱图，其中铕配合物结构式如(V)所示，绿光量子点为CdSe/CdS。
由图2～4可知，表面连接有铕配合物的绿光量子点在蓝光激发下，能同时发射红光和绿光，而且两者均为半峰宽很窄的发射光。
图5为表面连接有铕配合物的绿光量子点的结构示意图，其中铕配合物结构式如(V)所示，绿光量子点为CdSe/CdS。
在本发明中，所述蓝色像素亚像素未设置量子点层，用于透射蓝光。具体的，所述蓝色亚像素包括设置于衬底基板上透明树脂层或调整蓝光光谱的色阻层。
本发明的实施例公开了一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
在所述第一像素区域内形成用于滤除绿光的第一滤光层，在所述第一滤光层上形成量子点层，形成红色亚像素；
在所述第二像素区域内形成用于滤除红光的第二滤光层，在所述第二滤光层上形成所述量子点层，形成绿色亚像素；所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下发射红光和绿光。
其中，所述第三像素区域不形成量子点层和滤光层，用于直接透射蓝光，形成蓝色亚像素。
或者，所述第三像素区域还可以形成滤光层，用于滤除蓝光部分波段，形成蓝色亚像素。
在本发明的彩膜基板的制备过程中，红色亚像素和绿色亚像素仅需要沉积同一种量子点层即可，简化了制备方法。
所述量子点的选择在上述技术方案已经描述清楚，在此不再赘述。
所述第三像素区域还可以形成透明树脂层，用于透射蓝光，形成蓝色亚像素。
本发明的实施例公开了一种显示面板，包括上述技术方案所述的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的蓝光背板。
所述蓝光背板用于发射蓝光，优选的所述蓝光背板上设置多个蓝光发光单元。
优选地，所述彩膜基板和蓝光背板之间设置有布拉格反射滤波层，所述布拉格反射滤波层用于反射红光和绿光，并透过透射蓝光。
经过添加布拉格反射滤波层，可以调整对于蓝光的反射率或透过率，提高蓝光利用率，最终得到高色域的三色显示。
所述显示面板可以是OLED面板，液晶面板或者微缩显示面板。
本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述技术所述的显示面板。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的彩膜基板及其制备方法行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)铕配合物的制备
式(II)所示的配体，与1/3当量的EuCl3·6H2O在乙醇中回流，加入少量NaOH调节pH至8左右，离心分离得到式(V)所示的铕配合物。
2)稀土配体置换
将表面带有油酸-油胺配合物的CdSe/CdS量子点溶于甲醇-氯仿体系，配成约10mg/mL的溶液，缓慢加入式(V)所示的铕配合物浓度为5mg/mL的甲醇溶液并不断搅拌，最后得到稀土配合物配体置换的量子点，如图5所示。
3)彩膜基板制备
在透明玻璃衬底上通过构图工艺形成黑矩阵，黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
在所述第一像素区域内形成用于滤除绿光的第一滤光层，将上述制备的量子点以25wt％的固含量溶于含有一定比例的丙烯酸丁酯(聚合单体，55wt％)、烷基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂1，2wt％)、丙二醇(表面活性剂2，2wt％)、偶氮二异丁腈(引发剂，1wt％)、对二甲苯(溶剂，15wt％)的混合体系中，通过喷墨打印的方式在第一滤光层上形成量子点层，然后减压抽干，并在70℃下在氮气氛围下固化30min，形成红色亚像素；
在所述第二像素区域内形成用于滤除红光的第二滤光层，将上述制备的量子点以25wt％的固含量溶于含有一定比例的丙烯酸丁酯(聚合单体，55wt％)、烷基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂1，2wt％)、丙二醇(表面活性剂2，2wt％)、偶氮二异丁腈(引发剂，1wt％)、对二甲苯(溶剂，15wt％)的混合体系中，通过喷墨打印的方式在第二滤光层上形成量子点层，然后减压抽干，并在70℃下在氮气氛围下固化30min，形成绿色亚像素；
所述第三像素区域不形成滤光层和量子点层，用于透射蓝光，形成蓝色亚像素。
4)背光+彩膜贴合
将彩膜基板量子点层朝向背光方向贴合至蓝光背板上，贴合封装形成全彩量子点彩膜面板。
实施例2
1)铕配合物的制备
式(II)所示的配体，与1/3当量的EuCl3·6H2O在乙醇中回流，加入少量NaOH调节pH至8左右，离心分离得到式(V)所示的铕配合物。
2)稀土配体置换
将表面带有油酸-油胺配合物的CdSe/CdS量子点溶于甲醇-氯仿体系，配成约10mg/mL的溶液，缓慢加入式(V)所示的铕配合物浓度为5mg/mL的甲醇溶液并不断搅拌，最后得到稀土配合物配体置换的量子点，如图5所示。
3)彩膜基板制备
在透明玻璃衬底上通过构图工艺形成黑矩阵，黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
在所述第一像素区域内形成用于滤除绿光的第一滤光层，将上述制备的量子点以25wt％的固含量溶于含有一定比例的丙烯酸丁酯(聚合单体，55wt％)、烷基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂1，2wt％)、丙二醇(表面活性剂2，2wt％)、偶氮二异丁腈(引发剂，1wt％)、对二甲苯(溶剂，15wt％)的混合体系中，通过喷墨打印的方式在第一滤光层上形成量子点层，然后减压抽干，并在70℃下在氮气氛围下固化30min，形成红色亚像素；
在所述第二像素区域内形成用于滤除红光的第二滤光层，将上述制备的量子点以25wt％的固含量溶于含有一定比例的丙烯酸丁酯(聚合单体，55wt％)、烷基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂1，2wt％)、丙二醇(表面活性剂2，2wt％)、偶氮二异丁腈(引发剂，1wt％)、对二甲苯(溶剂，15wt％)的混合体系中，通过喷墨打印的方式在第二滤光层上形成量子点层，然后减压抽干，并在70℃下在氮气氛围下固化30min，形成绿色亚像素；
所述第三像素区域形成滤光层，滤除蓝光部分波段，形成蓝色亚像素。
4)背光+彩膜贴合
将彩膜基板量子点层朝向背光方向贴合至蓝光背板上，所述彩膜基板和蓝光背板之间设置有布拉格反射滤波层，其中R像素中的布拉格反射层对蓝光透过率高，对红光反射率高，G像素中布拉格反射层对蓝光透过率高，对绿光反射率高，贴合封装形成全彩量子点彩膜面板。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种彩膜基板，包括衬底基板和位于所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个亚像素，所述多个亚像素包括红色亚像素、绿色亚像素和蓝色亚像素，其特征在于，所述红色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除绿光的第一滤光层和设置于所述第一滤光层上的量子点层；
所述绿色亚像素包括设置于所述衬底基板上的用于滤除红光的第二滤光层和设置于所述第二滤光层上的所述量子点层；
所述蓝色亚像素未设置量子点层，用于透射蓝光；
所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下同时发射红光和绿光。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述量子点为表面连接有铕配合物的绿光量子点。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述绿光量子点表面还连接有不同于所述铕配合物的第一配合物，所述铕配合物的数量与绿光量子点表面连接的所有配合物数量之比大于等于50％且小于100％。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述铕配合物的配体为含有巯基端链的β-二酮、含有巯基端链的羟基萘啶、含有巯基端链的邻苯二甲酸、或者含有巯基端链的乙酰苯酚类有机物。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述铕配合物的配体为式(II)～(IV)所示化合物中的任意一种：
6.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述绿光量子点为CdSe/CdS、CdSe/ZnS、LnP或者CsPbBrxI3-x型钙钛矿量子点，其中2≤x≤3。
7.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；；
在所述第一像素区域内形成用于滤除绿光的第一滤光层，在所述第一滤光层上形成量子点层，形成红色亚像素；
在所述第二像素区域内形成用于滤除红光的第二滤光层，在所述第二滤光层上形成所述量子点层，形成绿色亚像素；所述量子点层仅包括一种量子点，所述量子点在蓝光激发下发射红光和绿光。
8.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～6中任意一项所述的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的蓝光背板。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板和蓝光背板之间设置有布拉格反射滤波层，所述布拉格反射滤波层用于反射红光和绿光，并透过透射蓝光。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的显示面板。
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