CN108831317B - 显示装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置及其制备方法，属于显示技术领域。其中显示装置包括背光单元和彩色滤光单元；所述背光单元包括发光二极管LED阵列，所述LED阵列包括多个LED；所述彩色滤光单元包括多个黑矩阵以及形成在所述相邻黑矩阵之间的空隙中的多个像素层；一个所述LED对应一个所述像素层。该显示装置中通过LED阵列替代液晶光阀来实现背光的分像素控制，从而使LED发出的背光不经过液晶光阀直接达到彩色滤光单元，从而避免了由于液晶光阀漏光而导致的显示装置对比度较低的问题，进而该显示装置具有较好的显示效果。

Description

显示装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，显示设备广泛应用于消费者的日常生活和工作中，液晶显示装置是近年来应用较为广泛的显示装置。参见图1，其示出了一种液晶显示装置的结构，如图1所示，该液晶显示装置包括：背光单元，彩色滤光单元以及设置在背光单元和彩色滤光单元之间的液晶光阀X。背光单元包括反射片1a、位于反射片1a上方的导光板2a、位于导光板2a侧边的LED4a(发光二极管，Light Emitting Diode)、以及位于导光板2a上方的准直膜片3a。彩色滤光单元包括多个黑矩阵5a以及形成在相邻黑矩阵之间的空隙中的多个像素层6a；且每个空隙中的像素层6a为红色像素层、绿色像素层或者蓝色像素层。背光单元用于发出背光，液晶光阀X用于控制到达彩色滤光单元的每个像素层5a的背光的量，彩色滤光单元则将背光转换为红、绿、蓝彩色显示。
然而，液晶光阀存在漏光问题，即使在液晶光阀处于关闭状态下仍然会使背光达到像素层，导致液晶显示装置的对比度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种显示装置及其制备方法，用于解决上述显示装置对比度较低的问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括背光单元和彩色滤光单元；
所述背光单元包括发光二极管LED阵列，所述LED阵列包括多个LED；
所述彩色滤光单元包括多个黑矩阵以及形成在所述相邻黑矩阵之间的空隙中的多个像素层；
一个所述LED对应一个所述像素层。
可选地，所述背光单元还包括第一柔性基底，所述彩色滤光单元还包括第二柔性基底；
所述第一柔性基底和所述第二柔性基底相对设置；
所述LED阵列和所述黑矩阵分别设置在所述第一柔性基底和所述第二柔性基底相对的表面上。
可选地，所述像素层为量子点像素层。
可选地，所述第二柔性基底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜以及设置在所述PET膜上的水氧阻隔涂层。
可选地，所述彩色滤光单元还包括：设置在所述第二柔性基底和所述黑矩阵之间的蓝光吸收层；
所述像素层包括蓝色像素层、红色像素层和绿色像素层；
所述蓝光吸收层与所述蓝色像素层相对应的位置处具有通孔。
可选地，所述彩色滤光单元还包括：以及设置在所述黑矩阵远离所述第二柔性基底一侧的保护层。
可选地，所述LED阵列中，相邻两个所述LED之间具有空隙，相邻两个所述LED之间的空隙内设置有反射层。
可选地，所述反射层包括具有反射作用的纳米颗粒。
第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置的制备方法，包括：
在第一柔性基底上形成LED阵列，所述LED阵列包括多个LED；
在第二柔性基底上形成多个黑矩阵，并在所述相邻黑矩阵之间的空隙中形成多个像素层；
使所述LED阵列远离所述第一柔性基底的一侧与所述黑矩阵远离所述第二柔性基底的一侧贴合，并使一个所述LED对应一个所述像素层。
可选地，采用喷墨打印的方法在所述相邻黑矩阵的空隙中形成所述像素层。
可选地，利用光学胶，并采用真空贴合工艺使所述LED阵列远离所述第一柔性基底的一侧与所述黑矩阵远离所述第二柔性基底的一侧贴合。
第三方面，本发明实施例提供了一种显示设备，包括上述的显示装置。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明实施例提供的显示装置中的背光单元包括LED阵列，并且LED阵列中的每个LED对应彩色滤光单元中黑矩阵的一个空隙，即每个LED对应控制一个像素层。因此，本发明实施例提供的显示装置中，通过分别控制每个LED所发出的背光的量即可控制到达每个像素层的背光的量，不需要设置液晶光阀，从而避免了由于液晶光阀漏光而导致的显示装置对比度较低的问题，提高显示设备的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为现有的液晶显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的显示装置中彩色滤光单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的显示装置的制备方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的显示装置的制备方法中背光单元的制备过程示意图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的制备方法中彩色滤光单元的制备过程示意图。
图中附图标记分别表示：
1a-现有液晶显示装置的反射片；
2a-现有液晶显示装置的导光板；
3a-现有液晶显示装置的准直膜片；
4a-现有液晶显示装置的LED；
5a-现有液晶显示装置的黑矩阵；
6a--现有液晶显示装置的像素层；
X-现有液晶显示装置的液晶光阀；
1-背光单元；
11-LED阵列；
12-第一柔性基底；
13-反射层；
14-控制电路；
2-彩色滤光单元；
21-黑矩阵；
22-像素层；
221-蓝色像素层；
222-红色像素层；
223-绿色像素层；
23-第二柔性基底；
24-蓝光吸收层；
25-保护层。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
液晶显示装置是目前应用较为广泛的显示装置。如图1所示，液晶显示装置中通过液晶光阀X来实现背光的分像素控制，即对到达彩色滤光单元的每个像素层6a的背光的量分别进行控制，具体原理在于，通过控制液晶分子的排列方向来控制背光通过的量，从而控制到达像素层6a的背光的量。由于液晶分子存在一定的预倾角，因此液晶光阀X存在漏光的问题，即使在液晶光阀X处于关闭的状态下仍然会有背光通过，从而使得液晶显示装置所能达到的最小亮度值较高，使得液晶显示装置的对比度较低。
基于以上所述，本发明实施例提供了一种具有高对比度的显示装置及其制备方法。
下面，首先对本发明实施例提供的显示装置及其制备方法进行说明。
参见图2，其为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。如图2所示，该显示装置包括背光单元1和彩色滤光单元2。
其中，背光单元1包括发光二极管LED阵列11，LED阵列11包括多个LED；彩色滤光单元2包括多个黑矩阵21以及形成在相邻黑矩阵21之间的空隙中的多个像素层22；一个LED对应一个像素层22。
由于LED阵列11中的每个LED对应彩色滤光单元2中黑矩阵21的一个空隙，因此每个LED对应控制一个像素层22，从而通过分别控制每个LED所发出的背光的量即可控制到达每个像素层22的背光的量，不需要通过液晶光阀来实现背光的分像素控制。由于LED发出的背光不经过液晶光阀而直接达到彩色滤光单元2，使得本发明实施例提供的显示装置在暗场下无背光，从而避免了由于液晶光阀漏光而导致的显示装置对比度较低的问题，提高显示装置的对比度，提高显示装置的显示效果。
可以理解的是，本发明实施例中，LED为Micro LED，每个LED的尺寸与显示装置每个像素的尺寸基本一致。
本发明实施例中，LED可以为蓝光LED，例如可以为以InGaN、ZnSe为发光材料的蓝光LED，也可以为紫外光LED或者白光LED。
当LED为白光LED时，彩色滤光单元2中的像素层22可以为色阻型像素层22。色阻型像素层22将背光转换成彩色显示的原理在于(参见图3)：红色像素层222仅允许红色的光透过，绿色像素层223仅允许绿色的光透过，蓝色像素层221仅允许蓝色的光透过。
当LED为蓝光LED和紫外光LED时，彩色滤光单元2中的像素层22可以为光转换型像素层22。光转换型像素层22将背光转换成彩色显示的原理在于(参见图3)：光转换型像素层22中具有荧光粉或者量子点等可在紫外光或者蓝光的背光激发下发射出红光、绿光或者蓝光的物质。具体来说，红色像素层222在背光的激发下发射出红光；绿色像素层223在背光的激发下发射出绿光；蓝色像素层221中，当背光为蓝光时，背光直接透过，当激发光为紫外光时，在紫外光的激发下发出蓝光。
举例来说，可在背光激发下发出红光和绿光的量子点材料可以为InP、钙钛矿量子点、或者DdSe等。
对于上述以蓝光作为背光，蓝色像素层221使蓝光直接通过的情况来说，蓝色像素层221中可以含有散射粒子，例如二氧化硅或者二氧化锆等。散射粒子的粒径可以为10纳米～200纳米，例如10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、65纳米、70纳米、75纳米、80纳米、85纳米、90纳米、95纳米、100纳米、105纳米、110纳米、115纳米、120纳米、125纳米、130纳米、135纳米、140纳米、145纳米、155纳米、160纳米、165纳米、170纳米、175纳米、180纳米、185纳米、190纳米、195纳米或者200纳米等。
本发明实施例中，黑矩阵21的厚度可以为5微米～8微米，例如5微米、5.5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米等。
进一步地，如图2所示，本发明实施例提供的显示装置中，背光单元1还可以包括第一柔性基底12，彩色滤光单元2还包括第二柔性基底23，并且，第一柔性基底12和第二柔性基底23相对设置，LED阵列11和黑矩阵21分别设置在第一柔性基底12和第二柔性基底23相对的表面上。采用柔性基底使背光单元1和彩色滤光单元2柔性化，便于背光单元1和彩色滤光单元2的组装，有利于提升显示装置的稳定性，并且能够使显示装置适用范围更广。
可以理解的是，上述第一柔性基底12和第二柔性基底23均为透明基底，具体材质本发明实施例不作特殊限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，PET)，聚酰亚胺(Polyimide，PI)等。第一柔性基底12和第二柔性基底23的材质可以相同。也可以不相同。
本发明实施例中，第一柔性基底12和第二柔性基底23的厚度没有特殊限制，可以为50微米～100微米，例如50微米、55微米、60微米、65微米、70微米、75微米、80微米、85微米、90微米、95微米、100微米等。
当像素层22采用量子点像素层时，由于量子点材料对水和氧气较为敏感，水和氧气的存在会导致量子点失效，因此，此时第二柔性基底23可以采用具有水氧阻隔的柔性基底。示例地，第二柔性基底23可以包括PET膜以及设置在PET膜上的水氧阻隔涂层，其中，水氧阻隔涂层包括但不限于氧化铝涂层。可以在PET膜的一个表面上设置水氧阻隔涂层，也可以在PET膜的两个表面上均设置水样阻隔涂层。
当然，本领域技术人员也可根据实际需要采用透明刚性基底，例如玻璃基底、二氧化硅基底等代替上述第一柔性基底12和/或第二柔性基底23。
进一步地，本发明实施例提供的显示装置中，彩色滤光单元2还可以包括：设置在第二柔性基底23和黑矩阵21之间的蓝光吸收层24。其中，蓝光吸收层24与蓝色像素层22相对应的位置处具有通孔。
可以理解的是，蓝光吸收层24主要是针对以蓝光LED作为背光光源的情况而设置。达到红色像素层222和绿色像素层223的蓝光不能全部用于激发量子点(或者荧光粉)，会有一部分光直接透过像素层22，从而使得显示装置整体的显示效果偏蓝，因此，设置蓝光吸收层24可以将透过红色像素层222和绿色像素层223的蓝光吸收，而在蓝光吸收层24与蓝色像素层22相对应的位置处设置通孔，则是为了不影响蓝光通过蓝色像素层22。
本发明实施例中，彩色滤光单元2还可以包括设置在黑矩阵21远离第二柔性基底23一侧的保护层25。保护层25的设置有利于提高显示装置的稳定性，使显示装置适用的范围更广。对于采用柔性基底的情况来说，保护层25应同样为柔性，其材质可以为PI。保护层25的厚度可以为5微米～50微米，例如5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、或者50微米等。
进一步地，如图2所示，本发明实施例提供的显示装置中，LED阵列11中相邻两个LED之间具有空隙，并且相邻两个LED之间的空隙内设置有反射层13。设置反射层13，一方面可以分隔相邻的LED，实现LED与像素层22之间的一对一控制，减少LED之间的相互干扰；另一方面，使每个LED的发出的光尽可能多的射向与其对应的像素层22。在一种可能的实现方式中，反射层13的尺寸与黑矩阵21的尺寸相同。
本发明实施例中，反射层13可以包括对光具有反射作用的纳米颗粒。其中，对光具有反射作用的纳米颗粒可以为纳米氧化锌颗粒，纳米氧化钛颗粒、纳米氧化铝颗粒、纳米二氧化硅颗粒等。在一种可能的实现方式中，上述对光具有反射作用的纳米颗粒的粒径可以为100纳米～500纳米，例如100纳米、150纳米、200纳米、250纳米、300纳米、350纳米、400纳米、450纳米、500纳米等。在一种可能的实现方式中，反射层13由对光具有反射作用的纳米颗粒和光刻胶的混合物形成。
进一步地，如图2所示，本发明实施例提供的显示装置中，背光单元1还包括LED阵列11的控制电路14，通过控制电压或者电流来控制LED的发光强度。对于背光单元1包括第一柔性基底12的情况来说，上述控制电路14设置在LED阵列11和第一柔性基底12之间。
下面以LED阵列11设置在第一柔性基底12上，黑矩阵21设置在第二柔性基底23上为例，对本发明实施例提供的显示装置的制备方法进行说明。
参见图4，其为本发明实施例提供的一种显示装置的制备方法的流程图。如图4所示，该制备方法包括：
步骤S1，在第一柔性基底12上形成LED阵列11，LED阵列11包括多个LED；
步骤S2，在第二柔性基底23上形成多个黑矩阵21，并在相邻黑矩阵21的空隙中形成多个像素层22；
步骤S3，使LED阵列11远离第一柔性基底12的一侧与黑矩阵21远离第二柔性基底23的一侧贴合，并使一个LED对应一个像素层22。
进一步地，本发明实施例提供的制备方法中，可通过巨量转移技术在第一柔性基底上形成LED阵列11。示例地，通过光刻的方法在第一柔性基底12(例如PI基板)上进行氧化物薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的制备，得到TFT基板，形成控制电路14；在另外的基板上形成单色LED晶片的阵列；之后在TFT基板上涂胶，在采用巨量转移技术将上述的单色LED晶片的阵列转移至控制电路14上。
如上文所述，LED阵列11中相邻两个LED之间具有空隙，本发明实施例提供的制备方法中还包括在相邻两个LED之间的空隙中形成反射层13的步骤。如图5所示，可以将微米铝颗粒或者其他反射粒子与光刻胶的混合物涂覆在第一柔性基底上，经过曝光、显影后形成反射层13。
进一步地，本发明实施例提供的制备方法中，黑矩阵21可通过黑色染料和光刻胶的混合物经曝光、显影形成。用于制备黑矩阵21的光刻胶可以为正性光刻胶，也可以为负性光刻胶。
如图6所示，对于设置蓝光吸收层24的彩色滤光单元2来说，在形成黑矩阵21之前，需先在第二柔性基底23上形成蓝光吸收层24，再在蓝光吸收层24上形成黑矩阵21。蓝光吸收层24可由蓝光吸收剂和光刻胶的混合物经曝光、显影形成。
如图6所示，可通过喷墨打印工艺在相邻黑矩阵21的空隙中形成像素层22，以量子点像素层为例，通过喷墨打印设备使墨水以微小液滴的形式进入到相邻黑矩阵21的空隙中，使墨水固化后即形成像素层22。制备量子点像素层的墨水可以包括光固化树脂、光引发剂以及量子点或者散射粒子。采用喷墨打印工艺制备像素层22具有工艺简单、成本低的优点。
本发明实施例中，也可通过光刻的方法制备像素层22。
对于设置保护层25的显示装置来说，保护层25可通过光学胶(Optical ClearAdhesive，OCA)与黑矩阵21粘贴在一起。
进一步地，本发明实施例提供的制备方法中，可利用光学胶，并采用真空贴合工艺使LED阵列11远离第一柔性基底12的一侧与黑矩阵21远离第二柔性基底23的一侧贴合。举例来说，如图2和图6所示，对于设置保护层25的彩色滤光单元2来说，将彩色滤光单元2和背光单元1置于真空对位贴合装置中，采用喷墨打印或者滴液滴的方式向保护层25上涂覆光学胶，之后抽真空，使彩色滤光单元2和背光单元1对位贴合，贴合后，通过加热或者UV曝光使光学胶固化从而得到本发明实施例提供的显示装置。
由于本发明实施例提供的显示装置中，通过LED阵列11替代现有的液晶光阀来实现背光的分像素控制，从而使LED发出的背光不经过液晶光阀直接达到彩色滤光单元2，从而避免了由于液晶光阀漏光而导致的显示装置对比度较低的问题，因此，本发明实施例提供的显示设备具有较高的对比度，具有更好的显示效果。
本发明实施例中的显示装置具体可以为电视、笔记本电脑屏幕、平板电脑、手机等任何具有显示功能的产品或者部件。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种显示装置，其特征在于，包括背光单元(1)和彩色滤光单元(2)；
所述背光单元(1)包括发光二极管LED阵列(11)、第一柔性基底(12)，所述LED阵列(11)包括多个LED；
所述彩色滤光单元(2)包括多个黑矩阵(21)、第二柔性基底(23)、设置在所述第二柔性基底(23)和所述黑矩阵(21)之间的蓝光吸收层(24)以及形成在所述相邻黑矩阵(21)之间的空隙中的多个像素层(22)，所述第一柔性基底(12)和所述第二柔性基底(23)相对设置，所述LED阵列(11)和所述黑矩阵(21)分别设置在所述第一柔性基底(12)和所述第二柔性基底(23)相对的表面上，所述像素层(22)包括蓝色像素层(221)、红色像素层(222)和绿色像素层(222)，所述蓝光吸收层(24)与所述蓝色像素层(22)相对应的位置处具有通孔，所述蓝光吸收层(24)用于吸收透过所述红色像素层(222)和所述绿色像素层(223)的蓝光；
一个所述LED对应一个所述像素层(22)。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述像素层(22)为量子点像素层。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第二柔性基底(23)包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜以及设置在所述PET膜上的水氧阻隔涂层。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩色滤光单元还包括：设置在所述黑矩阵(21)远离所述第二柔性基底(23)一侧的保护层(25)。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述LED阵列(11)中，相邻两个所述LED之间具有空隙，相邻两个所述LED之间的空隙内设置有反射层(13)。
6.一种显示装置的制备方法，其特征在于，包括：
在第一柔性基底(12)上形成LED阵列(11)、第一柔性基底(12)，所述LED阵列(11)包括多个LED；
在第二柔性基底(23)上形成多个黑矩阵(21)、第二柔性基底(23)、设置在所述第二柔性基底(23)和所述黑矩阵(21)之间的蓝光吸收层(24)，并在所述相邻黑矩阵(21)之间的空隙中形成多个像素层(22)，所述第一柔性基底(12)和所述第二柔性基底(23)相对设置，所述LED阵列(11)和所述黑矩阵(21)分别设置在所述第一柔性基底(12)和所述第二柔性基底(23)相对的表面上，所述像素层(22)包括蓝色像素层(221)、红色像素层(222)和绿色像素层(222)，所述蓝光吸收层(24)与所述蓝色像素层(22)相对应的位置处具有通孔，所述蓝光吸收层(24)用于吸收透过所述红色像素层(222)和所述绿色像素层(223)的蓝光；
使所述LED阵列(11)远离所述第一柔性基底(12)的一侧与所述黑矩阵(21)远离所述第二柔性基底(23)的一侧贴合，并使一个所述LED对应一个所述像素层(22)。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用喷墨打印的方法在所述相邻黑矩阵(21)的空隙中形成所述像素层(22)。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，利用光学胶，并采用真空贴合工艺使所述LED阵列(11)远离所述第一柔性基底(12)的一侧与所述黑矩阵(21)远离所述第二柔性基底(23)的一侧贴合。
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