CN109669301A - 量子点彩膜基板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量子点彩膜基板和显示装置。该量子点彩膜基板包括基板、设置在基板上的一个或多个量子点膜层单元，量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在纳米多孔框架上的量子点。由于量子点膜层单元受激发可以产生不同波长的光以对应不同的像素单元的颜色，由此可以实现彩色效果的控制，同时提高光源利用率；同时，由于量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在纳米多孔框架上的量子点，通过纳米多孔框架可以有序调节与控制量子点的排布情况、量子点的大小，使得量子点更加均匀稳定、有序，从而有效调控发光光谱、色彩的排布和色彩的均匀性，扩宽色域，实现更好的颜色显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种量子点彩膜基板和显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量和色彩效果要求也越来越高。显示装置通常利用彩色滤光片(Colour Filter)来达到全彩的效果。示例性的彩色滤光片通常由玻璃基板、黑色矩阵、彩色层组成，通常采用LED(Light Emitting Diode，白光发光二极管)背光源与彩色滤光片配合来形成彩色显示。然而，该种彩色显示方式光源利用率低，并且显示器的色域窄。
因此，示例性的彩色滤光片存在光源利用率低，并且显示器的色域窄的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高光源利用率、扩宽色域的量子点彩膜基板和显示装置。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种量子点彩膜基板，包括：
基板；
设置在所述基板上的一个或多个量子点膜层单元，多个量子点膜层单元受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在所述纳米多孔框架上的量子点。
在其中一个实施例中，所述纳米多孔框架为小孔多孔二氧化硅框架，所述小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞，所述量子点填充在所述孔洞中。
在其中一个实施例中，所述孔洞的直径大小为1nm-7nm。
在其中一个实施例中，所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁。
在其中一个实施例中，所述孔洞的壁厚为1nm-2nm。
在其中一个实施例中，所述量子点包括砷化镓纳米材料、氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料中的一种或多种。
一种量子点彩膜基板，包括：
基板；
设置在所述基板上的一个或多个量子点膜层单元，多个量子点膜层单元受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在所述纳米多孔框架上的量子点；
其中，所述纳米多孔框架为小孔多孔二氧化硅框架，所述小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞，所述量子点填充在所述孔洞中；所述孔洞的直径大小为1nm-7nm；所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁；所述孔洞的壁厚为1nm-2nm；所述量子点包括砷化镓纳米材料、氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料中的一种或多种。
一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的量子点彩膜基板。
在其中一个实施例中，所述显示装置还包括：
背光源；
置于所述背光源上方的控制背板和显示层；
其中，所述显示层设置在所述控制背板上，所述量子点彩膜基板设置在所述显示层上；或者，所述量子点彩膜基板设置在所述控制背板上，所述显示层设置在所述量子点彩膜基板上。
在其中一个实施例中，所述背光源为蓝光背光源。
上述量子点彩膜基板，由于量子点膜层单元受激发可以产生不同波长的光以对应不同的像素单元的颜色，由此可以实现彩色效果的控制，提高光源利用率；同时，由于量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在纳米多孔框架上的量子点，通过纳米多孔框架可以有序调节与控制量子点的排布情况、量子点的大小，使得量子点更加均匀稳定、有序，从而调控发光光谱、色彩的排布和色彩的均匀性，扩宽色域，实现更好的颜色显示效果。
上述显示装置，能够调控显示的发光光谱、色彩的排布以及色彩的均匀性，具有高的光源利用率和宽色域，具有鲜明的彩色显示效果，能够提高用户的体验性。
附图说明
图1为一实施方式的量子点彩膜基板的结构示意图；
图2为对应图1量子点膜层单元中纳米多孔框架的结构示意图；
图3为对应图2纳米多孔框架的局部结构示意图；
图4为对应图2纳米多孔框架的局部结构示意图；
图5为对应图2纳米多孔框架的局部结构示意图；
图6为一实施方式的显示装置的结构示意图；
图7为一实施方式的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可选的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参见图1，图1为本实施例中的量子点彩膜基板的结构示意图。
在本实施例中，量子点彩膜基板100包括基板101、设置在基板101上的多个量子点膜层单元102(图1以两个量子点膜层单元为例)。多个量子点膜层单元102受激发产生不同波长的光，量子点膜层单元102包括纳米多孔框架102a(参见图2)和设置在纳米多孔框架102a上的量子点。
在本发明实施例中，基板101可以但不限于玻璃基板、塑料基板中的一种。在一个实施例中，玻璃基板可以为无碱硼硅酸盐超薄玻璃，无碱硼硅酸盐玻璃具有较高的物理特性、较好的耐腐蚀性能、较高的热稳定性以及较低的密度和较高的弹性模量。
在本发明实施例中，一个或多个量子点膜层单元102设置在基板101上，不同的量子点膜层单元102受激发产生不同波长的光，可以对应不同的像素单元，且量子点膜层单元102受激发产生的光与对应的像素单元的颜色相同。其中，不同的量子点膜层单元102可以依次交替排列，由此，可实现不同颜色依次排列的效果；量子点膜层单元的数量可以根据实际应用中对应的像素单元的个数进行设置。
例如，当像素单元的颜色分别为红色和绿色且入射光为蓝光光源时，量子点彩膜基板100上可以对应设置激发红光的量子点膜层单元和激发绿光的量子点膜层单元，具体地，与红色的像素单元对应的量子点膜层单元由红色量子点材料形成，与绿色的像素单元对应的量子点膜层单元由绿色量子点材料形成，而与蓝色的像素单元可以对应的为透明区域，从而，红色量子点材料和绿色量子点材料分别在蓝光光源的激发下，发出红光和绿光；而透明区域出射蓝光光源。
由此，当光入射量子点彩膜基板100时，可以产生不同颜色的光，实现彩色效果。并且，通过激发光与光源的结合，可以增加光强，因此可以在低光强光源的情况下获得高光强发光显示，从而提高光的利用率。
具体地，量子点膜层单元102包括纳米多孔框架102a和设置在纳米多孔框架102a上的量子点。其中，纳米多孔框架102a为自组装的小孔多孔二氧化硅框架，纳米多孔框架102a中设置有量子点。具体地，参见图3和图4，小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞102b，孔洞102b内填充有量子点102c。多个孔洞102b有规律的对齐排布。
自组装的小孔多孔二氧化硅框架具有有序的结构，利用该有序的结构填充量子点，可以实现量子点的规则排序，调整与控制量子点的排布情况，同时，小孔能够使得量子点分布更加均匀而实现发光颜色的均匀性，还可以控制量子点的大小从而实现不同发光颜色的调整。由此，通过小孔多孔二氧化硅框架的设置，能够实现发光颜色均匀性的调控，提高光源利用率，并扩宽色域，实现更好的颜色显示效果。其中，自组装的小孔多孔二氧化硅框架可以通过采用溶胶-凝胶法制备，具体地，将Si(OR)4转换成Si(OR)3Si-OH，同时，将表面活性剂胶束合成圆柱形的胶束，通过自组装技术排列成六角形排列的胶束组，将胶束组和Si(OR)3Si-OH通过协同装配技术自组装形成有机/无机混杂的小孔结构材料，然后通过干燥和煅烧最终获得小孔多孔二氧化硅框架。
在一个实施例中，小孔多孔二氧化硅框架的孔洞102b的直径R大小为1nm-7nm，以实现量子点大小的可调性。可选地，小孔多孔二氧化硅框架的孔洞102b的直径R大小为1nm-2nm。在一个实施例中，孔洞102b的内壁为二氧化硅孔壁(参见图5)，孔洞的壁厚W为1nm-2nm，由此，使得框架更加稳定，量子点彩膜基板100的稳定性更高。
其中，量子点包括但不限于III-V族化合物半导体材料纳米材料，III-V族化合物半导体材料包括砷化镓；量子点还包括但不限于氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料中的一种或多种。在一个实施例中，量子点采用砷化镓、氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料、硅锗纳米材料(SiGe)作为客体填充在框架上，使得羟基(-OH)功能组在孔洞102b表面转变成介孔氧化硅(参见图5)的框架部分。
本实施例提供的量子点彩膜基板，由于量子点膜层单元受激发可以产生不同波长的光以对应不同的像素单元的颜色，由此可以实现彩色效果的控制，提高光源利用率；同时，由于量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在纳米多孔框架上的量子点，通过纳米多孔框架可以有序调节与控制量子点的排布情况、量子点的大小，使得量子点更加均匀稳定、有序，从而调控发光光谱、色彩的排布和色彩的均匀性，扩宽色域，实现更好的颜色显示效果。
本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上实施例所述的量子点彩膜基板100。其中，显示装置可以是TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶管液晶显示装置)液晶显示装置，也可以是电致发光显示装置，例如OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)器件、QLED(Quantum Dot Light EmittingDiodes，量子点发光二极管)器件中的一种。
在一个实施例中，显示装置为TFT-LCD。
显示装置10包括量子点彩膜基板100、背光源110、置于背光源110上方的控制背板120以及显示层130。其中，液晶显示层130可以包括但不限于在靠近背光源侧的第一电极层、与第一电极相对设置的第二电极以及设置在第一电极层和第二电极层之间的液晶显示层。
在一个实施例中，参见图6，显示层130设置在控制背板120上，量子点彩膜基板100设置在显示层130上(其中，量子点膜层单元位于光源侧)。在另一个实施例中，参见图7，量子点彩膜基板100设置在控制背板120上，显示层130设置在量子点彩膜基板100上(其中，量子点膜层单元位于光源侧)。
以量子点彩膜基板100设置在显示层130上为例进行解释说明。在一个实施例中，若背光源为蓝光背光源，则量子点彩膜基板100的量子点膜层单元分别对应控制背板120上的红色像素单元(对应的量子点膜层单元为红色量子点)、绿色像素单元(对应的量子点膜层单元为绿色量子点)以及蓝色像素单元，其中，对应蓝色像素单元的量子点膜层单元可以省略作为透明区域。则，当蓝光背光源出射时，蓝光通过控制面板120和显示层130到达量子点彩膜基板100上对应的单元，激发红色量子点的量子点膜层单元出射红光，激光绿色量子点的量子点膜层单元出射绿光，而蓝光经过透明区域时仍然以蓝光出射，由此产生与对应像素单元相应的色彩，实现显示装置的彩色化。
本实施例提供的显示装置，能够调控显示的发光光谱、色彩的排布以及色彩的均匀性，具有高的光源利用率和宽色域，具有鲜明的彩色显示效果，能够提高用户的体验性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种量子点彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
设置在所述基板上的一个或多个量子点膜层单元，多个量子点膜层单元受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在所述纳米多孔框架上的量子点。
2.根据权利要求1所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述纳米多孔框架为小孔多孔二氧化硅框架，所述小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞，所述量子点填充在所述孔洞中。
3.根据权利要求2所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述孔洞的直径大小为1nm-7nm。
4.根据权利要求2所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁。
5.根据权利要求2所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述孔洞的壁厚为1nm-2nm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述量子点包括砷化镓纳米材料、氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料中的一种或多种。
7.一种量子点彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
设置在所述基板上的一个或多个量子点膜层单元，多个量子点膜层单元受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层单元包括纳米多孔框架和设置在所述纳米多孔框架上的量子点；
其中，所述纳米多孔框架为小孔多孔二氧化硅框架，所述小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞，所述量子点填充在所述孔洞中；所述孔洞的直径大小为1nm-7nm；所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁；所述孔洞的壁厚为1nm-2nm；所述量子点包括砷化镓纳米材料、氮化镓纳米材料、硅纳米材料、锗纳米材料中的一种或多种。
8.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-7任一项所述的量子点彩膜基板。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：
背光源；
置于所述背光源上方的控制背板和显示层；
其中，所述显示层设置在所述控制背板上，所述量子点彩膜基板设置在所述显示层上；或者，所述量子点彩膜基板设置在所述控制背板上，所述显示层设置在所述量子点彩膜基板上。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述背光源为蓝光背光源。
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