CN109212813B - 彩膜基板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种彩膜基板、显示装置。该彩膜基板，包括：第一衬底基板；彩膜层，设置在所述第一衬底基板上，包括第一图案和第二图案，所述第二图案的材料包括量子点，所述第一图案被配置为使激发光通过所述第一图案后出射第一颜色光，所述第二图案被配置为使激发光通过所述第二图案后出射第二颜色光，第一滤光膜，设置在所述第一衬底基板和所述彩膜层之间，被配置为反射部分所述第一颜色光并通过所述第二颜色光。该彩膜基板可提高的光效。

Description

彩膜基板、显示装置
技术领域
本公开至少一实施例涉及一种彩膜基板、显示装置。
背景技术
目前量子点作为提升色域的一种手段，已经逐渐从理论走向了应用，例如比较有代表性的是富士胶片(FUJI film)提供的量子点膜以及量子点视觉(QD Vision)提供的量子棒和量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)等。
发明内容
本公开的至少一实施例涉及一种彩膜基板、显示装置，可提高光效。
本公开的至少一实施例提供一种彩膜基板，包括：
第一衬底基板；
彩膜层，设置在所述第一衬底基板上，包括第一图案和第二图案，所述第二图案的材料包括量子点，所述第一图案被配置为使激发光通过所述第一图案后出射第一颜色光，所述第二图案被配置为使激发光通过所述第二图案后出射第二颜色光，
第一滤光膜，设置在所述第一衬底基板和所述彩膜层之间，被配置为反射部分所述第一颜色光并通过所述第二颜色光。
本公开的至少一实施例提供一种显示装置，包括本公开至少一实施例提供的彩膜基板。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为一种TFT-LCD结构示意图；
图2为另一种TFT-LCD结构示意图；
图3为本公开一实施例提供的一种彩膜基板和包含该彩膜基板的TFT-LCD结构示意图；
图4为本公开另一实施例提供的一种彩膜基板和包含该彩膜基板的TFT-LCD结构示意图；
图5为本公开另一实施例提供的一种彩膜基板和包含该彩膜基板的TFT-LCD结构示意图；
图6为包含本公开实施例提供的彩膜基板的TFT-LCD的在不同波长处的反射率示意图；
图7为本公开另一实施例提供的一种彩膜基板和包含该彩膜基板的TFT-LCD结构示意图；
图8为本公开另一实施例提供的一种彩膜基板和包含该彩膜基板的TFT-LCD结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1示出了一种薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD)的结构示意图。如图1所示，TFT-LCD的显示装置包括彩膜基板10、阵列基板30和夹设在彩膜基板10和阵列基板30之间的液晶LC。彩膜基板10包括黑矩阵102和彩膜(Color Filter，CF)层103，彩膜层103可包括第一图案1031、第二图案1032和第三图案1033。第一图案1031、第二图案1032和第三图案1033中至少之一的材料包括量子点(Quantum Dot，QD)。背光401为TFT-LCD的显示装置提供光源，激发光通过第一图案1031后可出射第一颜色光，激发光通过第二图案1032后可出射第二颜色光，激发光通过第三图案1033后可出射第三颜色光。阵列基板30包括第三衬底基板301，在阵列基板30(第三衬底基板301)远离液晶LC的一侧可设置有下偏振片302，彩膜基板10远离LC的一侧可设置有上偏振片122。
从图1可以看出，偏振光从阵列基板侧经过下偏振片302起偏，经过液晶旋转后变成另一方向的偏振光，然后从上偏振片122出射。但是采用量子点彩膜(QD CF)后，QD会将入射光吸收后重新发射，发射光属于圆偏振光。因此无论液晶如果偏转，都会有一部分光从CF侧出射，这就是所谓的“退偏“现象。
图2示出了另一种TFT-LCD的结构示意图。如图2所示，为了改善退偏现象，可将上偏振片集成在显示装置内部。例如，可将QD CF形成在上偏振片远离下偏振片的一侧(即，光先经过上偏振片，再经过彩膜层)。例如，显示装置可包括中间基板20，中间基板20可包括第二衬底基板201和上偏振片202。例如，可采用金属网格偏振片(Wire Grid Polarizer，WGP)，WGP可以做到非常薄，实现上偏振片在显示装置内部的集成。但因为QD发光为向各个方向都在发射(例如，向上向下都发射)，会造成QD CF的效率偏低。
图2所示的QD CF LCD在中间基板20承载上偏振片202，可解决QD的退偏问题，但QD没有吸收的蓝光会继续出射，造成浪费，降低QD的光效。而且QD向下发出的光也没有得到利用。
如图3所示，本公开至少一实施例提供一种彩膜基板，包括：
第一衬底基板101；
彩膜层103，设置在第一衬底基板101上，包括第一图案1031和第二图案1032，第二图案1032的材料包括量子点，第一图案1031被配置为使激发光通过第一图案1031后出射第一颜色光01，第二图案1032被配置为使激发光通过第二图案1032后出射第二颜色光02，
第一滤光膜104，设置在第一衬底基板101和彩膜层103之间，被配置为反射部分第一颜色光01并通过第二颜色光02。
例如，第一颜色光为蓝光，第二颜色光为绿光。
本公开至少一实施例提供的彩膜基板，经过彩膜层103后向上的第一颜色光的一部分可被第一滤光膜104反射，被反射的第一颜色光可被第二图案1032再利用，从而，提高光效。第一颜色光没被第一滤光膜104反射的部分可透过第一滤光膜104以利于显示。本公开至少一实施例提供的彩膜基板，可为高效率的量子点彩膜结构。第一滤光膜104的设置，在实现光学效率提高的同时，还可以起到封装和保护QD的作用。例如，彩膜基板设置第一滤光膜104后，对于包括该彩膜基板的显示装置的对比度，亮度均一性，色域影响不大。
例如，可采用在树脂(例如光刻胶)中掺入量子点形成QD CF层。本公开的实施例提供的彩膜基板，可进一步提高面板(panel)厂能够工艺兼容的量子点在色域提升中的应用。
如图3所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，彩膜层103还包括第三图案1033，第三图案1033的材料包括量子点，第三图案1033被配置为使激发光通过第三图案1033后出射第三颜色光03，第一滤光膜104还被配置为通过第三颜色光。例如，第三颜色光为红光。第一滤光膜104的设置，可反射部分第一颜色光，反射第一颜色光可被第三图案利用，从而，可提高光效。
例如，激发光可由背光401提供。激发光可具有较高的能量，以激发第二图案和/或第三图案中的量子点发光。例如，激发光可具有较短的波长，例如，激发光的波长可小于第二颜色光和第三颜色光的波长。例如，激发光的波长可小于等于第一颜色光的波长。当激发光的波长小于第一颜色光的波长时，第一图案可包括量子点，激发光可激发第一图案中的量子点发光(发第一颜色光)。例如，背光可采用蓝光，从而，第一图案1031可采用透明的树脂层形成，不添加量子点，从而可以节省量子点材料，但不限于此。例如，还可以调整背光波长，在第一图案1031中添加量子点。
本公开的实施例中，以激发光为第一颜色光为例进行说明。当背光401采用蓝光时，第一滤光膜104的设置，可解决第一颜色光(例如蓝光)在第二图案和/或第三图案中吸收不完全透过QD残余的问题，以提高光效。
第一滤光膜104功能为实现第一颜色光(例如蓝光)部分反射，第二颜色(例如绿光)和/或第三颜色光(例如红光)全部通过，旨在提高第一颜色光(例如蓝光)多次对第二图案和/或第三图案进行激发；提高出光效率。因蓝光太强，可实现部分出射，结合红绿，容易匹配出白点。
如图4所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，第一滤光膜104可包括折射率不同的至少两个光学膜层。例如，各光学膜层的材料可包括SiOx，Al2O3、MgF、SiNy、Ti3O5、ZrO2，Nb2O5或Ta2O5，其中，x和y可取任意大于零的数。例如，各光学膜层的厚度范围可在10-65nm。例如，各光学膜层的折射率范围在1.3-2.6。
如图4所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，第一滤光膜104可包括至少一个光学膜层组1040，各光学膜层组1040可包括第一折射率层10402和第二折射率层10401，第一折射率层10402的折射率大于第二折射率层10401的折射率。光学膜层组1040可设置一个，也可设置多个，例如可设置成百上千个，本公开的实施例对此不作限定。第一滤光膜104可形成在第一衬底基板101上。例如，各光学膜层组1040中，可第一折射率层10402比第二折射率层10401更靠近背光。例如，各光学膜层中，折射率变化界面光线可发生光学相消或者增透。第一折射率层10402和第二折射率层10401的界面可作为反射界面。
因光程与光学膜层的折射率成正比，与光学膜层的厚度成正比，故而，可通过调整光学膜层的折射率和厚度来获得需要的光程。
如图4所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，第一折射率层10402的折射率范围在2.1～2.6，第二折射率层10401的折射率范围在1.3-1.8。例如，第二折射率层材料包括SiOx，Al2O3或MgF，第一折射率层材料包括SiNy、ZrO2、Ti3O5、Nb2O5或Ta2O5。
如图4所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，第一折射率层10402的折射率可在2.3左右，可采用氮化硅膜，第二折射率层10401的折射率可在2.0左右，可采用氮化硅膜，即，可采用双层氮化硅膜作为第一滤光膜104。
如图5所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，包括三个光学膜层1041、1042和1043。例如，从靠近第一衬底基板101到远离第一衬底基板101的方向上，光学膜层包括第一光学膜1041、第二光学膜1042和第三光学膜1043，第一光学膜1041的折射率可小于2.0，第二光学膜1042的折射率可为1.45-1.5，第三光学膜1043的折射率可大于2.35。例如，第一光学膜1041和第三光学膜1043可采用SiNy膜，第二光学膜1042可采用SiOx膜。第一光学膜1041和第二光学膜1042可形成一个光学膜层组1040。例如，从靠近第一衬底基板101到远离第一衬底基板101的方向上，各光学膜层的折射率还可逐渐增大。
如图6所示，为上述实施例提供的包括双层氮化硅膜和三层膜结构(SiNy/SiOx/SiNy)的第一滤光膜的彩膜基板在不同波长下的反射率曲线，从图6中可以看出，在蓝光波长段(455nm-492nm)，包含双层氮化硅膜作为第一滤光膜104的显示装置的反射率约在8％-14％，而在绿光波段(492nm-577nm)和在红光波段(622nm-770nm)的反射率均小于5％。本实施例提供的彩膜基板可以达到反射蓝光，透过绿光和红光的效果。
如图5所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，第一滤光膜可采用其他形式的三层膜结构(SiNy/SiOx/SiNy)，例如，可调整各层的膜厚，也能获得反射蓝光，透过绿光和红光的效果。各示例如下表所示。
表一、三层膜结构的第一滤光膜的厚度及其效果
Figure BSA0000147387000000061
上表中，TR@450表示在450nm(蓝光)的光波处的透过率，TR@550表示在550nm(绿光)的光波处的透过率，从表中可以看出，包含第一滤光膜104的显示装置的在450nm处的反射率可达30％-47％，在550nm处的反射率均小于10％。即，不同厚度的各光学膜层均可以获得反射蓝光，透过绿光和红光的效果。
如图7所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，为了减少外界光的反射，在第一衬底基板101设置彩膜层103的相反侧的表面上，还可设置蓝紫光吸收层106，蓝紫光吸收层106被配置为吸收外界光中的蓝光和紫外光。例如，蓝紫光吸收层106可根据功用制作，也可采用通常的具有吸收蓝光和紫外光的光学膜层。例如，蓝紫光吸收层106可采用单层或多层膜形成，蓝紫光吸收层106的材料可包括氧化钛。例如，紫光吸收层106对于从显示装置出射的光基本无影响或影响不大。
如图8所示，根据本公开一实施例提供的彩膜基板，还包括设置在彩膜层103上的第二滤光膜105，第二滤光膜105设置在彩膜层103远离第一衬底基板101的一侧，并被配置为通过第一颜色光，反射第二颜色光。例如，第二滤光膜105还可被配置为反射第三颜色光。经过彩膜层103后向下的第二颜色光和/或第三颜色光可被第二滤光膜105反射，被反射的光可被第二图案1032和/或第三图案1033再利用，从而，可解决QD向下发射的光的损耗问题，可将第二颜色光和/或第三颜色光反射回上方，有效利用了QD向下发出的光，可提高光效。第二滤光膜105的设置，在实现光学效率提高的同时，还可以起到封装和保护QD的作用。例如，如上所述，第一颜色光为蓝光，第二颜色光为绿光，第三颜色光为红光。
例如，第二滤光膜105可根据功用制作，例如，可采用通常的具有吸收蓝光并反射绿光和红光的光学膜层。
本公开至少一实施例提供一种显示装置，如图3-5、7-8任一所示，包括本公开至少一实施例提供的任一彩膜基板10。
需要说明的是，本公开实施例提供的显示装置中，根据本公开至少一实施例提供一种显示装置，第二滤光膜105还可不设置在第一衬底基板101上，而是设置在第二衬底基板201上，从而，中间基板20可作为滤光基板。从而，滤光基板包括第二衬底基板201和设置在第二衬底基板201上的上偏振片202和第二滤光膜105，第二滤光膜105被配置为通过第一颜色光，反射第二颜色光。例如，第二滤光膜105还被配置为反射第三颜色光。
例如，显示装置可以为：液晶显示面板、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。
例如，第一衬底基板101、第三衬底基板103可采用玻璃基板，但不限于此。第二衬底基板102可采用玻璃基板或柔性基板，但不限于此。
本公开的实施例中，以第一颜色光为蓝光，第二颜色光为绿光，第三颜色光为红光为例进行说明，但不限于此。彩膜层包括的量子点可采用通常材料采用通常方法制作。不同折射率的光学膜层可通过制作工艺的调节来制作。同一材料在不同制作工艺下可具有不同的折射率。光学膜层的制作可参见通常设计。量子点彩膜层和金属网格偏振片可采用通常工艺制作。
有以下几点需要说明：
(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一附图标记代表同一含义。
(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(4)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种彩膜基板，包括：
第一衬底基板；
彩膜层，设置在所述第一衬底基板上，包括第一图案和第二图案，所述第二图案的材料包括量子点，所述第一图案被配置为使激发光通过所述第一图案后出射第一颜色光，所述第二图案被配置为使所述激发光通过所述第二图案后出射第二颜色光且被配置为被第一颜色光激发以出射第二颜色光，
第一滤光膜，设置在所述第一衬底基板和所述彩膜层之间，被配置为反射部分所述第一颜色光且通过部分第一颜色光并通过所述第二颜色光。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其中，所述第一滤光膜包括折射率不同的至少两个光学膜层。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其中，各光学膜层的材料包括SiOx，Al2O3、MgF、SiNy、Ti3O5、ZrO2，Nb2O5或Ta2O5。
4.根据权利要求2所述的彩膜基板，其中，各光学膜层的折射率范围在1.3-2.6。
5.根据权利要求2所述的彩膜基板，其中，各光学膜层的厚度范围在10-65nm。
6.根据权利要求1所述的彩膜基板，其中，所述第一滤光膜包括至少一个光学膜层组，所述光学膜层组包括第一折射率层和第二折射率层，所述第一折射率层的折射率大于所述第二折射率层的折射率。
7.根据权利要求6所述的彩膜基板，其中，所述第一折射率层的折射率范围在2.1～2.6，所述第二折射率层的折射率范围在1.3-1.8。
8.根据权利要求6所述的彩膜基板，其中，所述第一折射率层材料包括SiNy、ZrO2、Ti3O5、Nb2O5或Ta2O5，所述第二折射率层材料包括SiOx，Al2O3或MgF。
9.根据权利要求2所述的彩膜基板，其中，从靠近所述第一衬底基板到远离所述第一衬底基板的方向上，所述光学膜层的折射率逐渐增大。
10.根据权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，其中，所述彩膜层还包括第三图案，所述第三图案的材料包括量子点，所述第三图案被配置为使所述激发光通过所述第三图案后出射第三颜色光，所述第一滤光膜还被配置为通过第三颜色光。
11.根据权利要求10所述的彩膜基板，其中，所述第一颜色光为蓝光，所述第二颜色光为绿光，所述第三颜色光为红光。
12.根据权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，在所述第一衬底基板远离所述彩膜层的一侧的表面上，还设置蓝紫光吸收层，其中，所述蓝紫光吸收层被配置为吸收外界光中的蓝光和紫外光。
13.根据权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，还包括设置在所述彩膜层上的第二滤光膜，其中，所述第二滤光膜设置在所述彩膜层远离所述第一衬底基板的一侧，并被配置为通过所述第一颜色光，反射所述第二颜色光。
14.根据权利要求13所述的彩膜基板，其中，所述第二滤光膜还被配置为反射第三颜色光。
15.一种显示装置，包括权利要求1-14任一项所述的彩膜基板。
16.一种显示装置，包括滤光基板和权利要求1-12任一项所述的彩膜基板，其中，所述滤光基板设置在所述彩膜层远离所述第一衬底基板的一侧，并包括第二衬底基板和其上的第二滤光膜，所述第二滤光膜被配置为通过所述第一颜色光，反射所述第二颜色光。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述第二滤光膜还被配置为反射第三颜色光。
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