CN109860263A - 显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示面板和显示装置。该显示面板包括控制背板、发光单元、封装层以及光传感器阵列，发光单元包括量子点膜层。由于量子点膜层受激发可以产生不同波长的光以实现彩色效果的控制，提高光源利用率；由于量子点膜层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；由此，光传感器阵列和量子点膜层结合，能够获得质量更高、色彩更丰富的感测图像。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着图像感测技术的不断发展，人们对图像显示效果的要求越来越高。用于图像感测的显示面板通常设置有发光层，为图像感测提供光源。发光层的发光质量在很大程度上影响着图像的显示效果。然而，示例性的发光层通常发光不均匀且光源利用率低、色域窄，使得感测后图像的显示色彩单一，显示质量差，由此降低了用户的体验。
因此，示例性的图像显示面板存在由于发光不均匀且光源利用率低、色域窄，使得感测后图像的显示色彩单一，显示质量差的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高发光均匀性及光源利用率、扩宽色域的显示面板和显示装置。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种显示面板，包括：
控制背板；
发光单元，设置在所述控制背板上；
封装层，设置在所述发光单元上；以及
光传感器阵列，设置在所述发光单元和所述封装层之间，或者设置在所述控制背板和所述发光单元之间；
其中，所述发光单元包括量子点膜层，所述量子点膜层受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层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，所述光传感器阵列为空穴型半导体-本征半导体-电子型半导体结构的光电二极管阵列。
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。
在其中一个实施例中，所述显示面板还包括设置在所述封装层上的偏光板。
一种显示面板，包括：
控制背板；
发光单元，设置在所述控制背板上；
封装层，设置在所述发光单元上；以及
光传感器阵列，设置在所述发光单元和所述封装层之间，或者设置在所述控制背板和所述发光单元之间；
其中，所述发光单元包括量子点膜层，所述量子点膜层受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层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；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；
所述光传感器阵列为空穴型半导体-本征半导体-电子型半导体结构的光电二极管阵列。
一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的显示面板。
上述显示面板，包括控制背板、发光单元、封装层以及光传感器阵列，发光单元包括量子点膜层。由于量子点膜层受激发可以产生不同波长的光以实现彩色效果的控制，提高光源利用率；由于量子点膜层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；由此，光传感器阵列和量子点膜层结合，能够获得质量更高、色彩更丰富的感测图像。
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，具有质量更高、色彩更丰富的感测图像，能够提高用户的体验性。
附图说明
图1为一实施方式的显示面板的结构示意图；
图2为一实施方式的显示面板的结构示意图；
图3为对应图1或图2发光单元中量子点膜层的纳米多孔框架的结构示意图；
图4为对应图3纳米多孔框架的局部结构示意图；
图5为对应图3纳米多孔框架的局部结构示意图；
图6为对应图3纳米多孔框架的局部结构示意图；
图7为对应图1或图2的发光单元的结构示意图；
图8为对应图1或图2的另一种发光单元的结构示意图。
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和图2，图1和图2为本实施例中的显示面板的结构示意图。
在本实施例中，显示面板10包括控制背板110、设置在控制背板110上的一个或多个发光单元120(图1和图2以一个发光单元为例)、设置在发光单元120上的封装层130以及光传感器阵列140。光传感器阵列140可以设置在发光单元120和封装层130之间(参见图1)，或者设置在控制背板110和发光单元120之间(参见图2)。
在本发明实施例中，控制背板110设置为控制发光单元120的发光状态。其中，发光状态包括发光单元120的发光程度以及光的颜色状态。在一个实施例中，控制背板110包括基板以及设置在基板上的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)像素阵列。其中，基板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。在一个实施例中，基板可以是柔性基板，例如黄色的聚酰亚胺(Polyimide，PI)薄膜或透明的PI薄膜。
在本发明实施例中，一个或多个发光单元120设置在控制背板110上，发光单元120设置为发射一种或多种颜色的光，对应不同的像素，实现彩色效果。其中，不同的发光单元120可以依次交替排列，由此，可实现不同颜色依次排列的效果；发光单元120的数量可以根据实际应用中像素阵列中的像素个数进行设置。在一个实施例中，发光单元120可以设置为顶发射，发光单元120发射的光将射向指纹处，由此指纹将光反射至光传感器阵列140。
其中，发光单元120包括量子点膜层201。量子点膜层201受激发产生不同波长的光，量子点膜层201包括纳米多孔框架201a(参见图3)和设置在纳米多孔框架201a上的量子点。在一个实施例中，纳米多孔框架201a为自组装的小孔多孔二氧化硅框架，纳米多孔框架201a中设置有量子点。具体地，参见图4和图5，小孔多孔二氧化硅框架上设置有孔洞201b，孔洞201b内填充有量子点201c。多个孔洞201b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洞201b的直径R大小为1nm-7nm，以实现量子点大小的可调性。在一个实施例中，孔洞201b的内壁为二氧化硅孔壁(参见图6)，孔洞的壁厚W为1nm-2nm，由此，使得框架更加稳定，显示面板10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)功能组在孔洞201b表面转变成介孔氧化硅(参见图6)的框架部分。
在本发明实施例中，发光单元120可以是单功能的单层结构，仅包括量子点膜层201；也可以是多层结构，例如，还包括相对设置的第一电极202和第二电极203，量子点膜层201设置在第一电极202和第二电极203之间(参见图7)；或者根据实际需求增加其他功能层，例如可以包括依次设置在第一电极202上的空穴注入层204、空穴传输层205、量子点膜层201、电子传输层206、电子注入层207以及第二电极203等功能层(参见图8)。
在本发明实施例中，封装层130设置在发光单元120上，能够用于防止发光单元120受环境的影响，隔绝氧气和湿气，从而提高发光单元120发光的稳定性以及使用寿命。封装层130为透光层，可以是单层结构，也可以是多层的叠合；可以是基板，也可以是薄膜。封装层130的材料不受限定，例如可以是无机材料层，包括但不限于硅氧化物、硅氮化物等，可以作为水/氧的有效阻挡层；也可以是有机材料层，包括但不限于高分子聚合物、树脂等材料，可以作为柔性封装层。
在本发明实施例中，光传感器阵列140设置在发光单元120和封装层130之间，或者设置在控制背板110和发光单元120之间。在一个实施例中，光传感器阵列140设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与指纹相对应的图像信息。具体地，利用发光单元120发射的光作为光源，当光源碰到指纹波峰的地方，会形成较强的反射光；若是碰到指纹波谷的地方，则形成较弱的反射光。光传感器阵列140利用所读到的信号强弱，可以重建指纹的形状。由于发光单元120的光具有稳定性好、发光均匀以及色域宽的特点，使得最终在显示面板上显示的感测图像质量更高、色彩更丰富。
其中，光传感器阵列140中各光传感器的大小和数量可以根据实际产品的需求进行选择设定。多个光传感器可以呈行列矩阵排布。当光传感器阵列140设置在发光单元120和封装层130之间时，光传感器的设置位置不受限定；当光传感器阵列140设置在控制背板110和发光单元120之间时，光传感器可以设置在发光单元120的透光区域的投影处，以获得更多的反射光。
在一个实施例中，光传感器阵列140为空穴型(P型)半导体-本征半导体(Intrinsic semiconductor)-电子型(N型)半导体结构的光电二极管阵列，即PIN型光电二极管阵列，从而具有更高的光学利用率，能够提高光信息传递的质量。PIN型光电二极管包括从控制背板110方向起依次排布的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
在本发明实施例中，显示面板10还可以包括设置在封装层130上的偏光板。通过偏光板，可以将发光单元120发射的直线光用偏光的成分加以分离，其中一部分使其通过，另一部分则吸收、反射、散射等作用使其隐蔽，由此通过分色减压控制图像的显示效果。
需要说明的是，显示面板10不限于上述层叠结构，不同层可以根据不同需求增加特殊功能的材料，例如，在单功能膜层中增加其他功能材料，而得到多功能膜层。另外，显示面板10中各个膜层的层叠顺序可以根据所需要的功能进行改变，同时，还可以根据需要加入其他功能膜层等等。
本实施例提供的显示面板，由于量子点膜层受激发可以产生不同波长的光以实现彩色效果的控制，提高光源利用率；由于量子点膜层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；由此，光传感器阵列和量子点膜层结合，能够获得质量更高、色彩更丰富的感测图像。
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显示面板10。该显示装置，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，具有质量更高、色彩更丰富的感测图像，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)
1.一种显示面板，其特征在于，包括：
控制背板；
发光单元，设置在所述控制背板上；
封装层，设置在所述发光单元上；以及
光传感器阵列，设置在所述发光单元和所述封装层之间，或者设置在所述控制背板和所述发光单元之间；
其中，所述发光单元包括量子点膜层，所述量子点膜层受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层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所述的显示面板，其特征在于，所述光传感器阵列为空穴型半导体-本征半导体-电子型半导体结构的光电二极管阵列。
3.根据权利要求1所述的显示面板，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。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的直径大小为1nm-7nm。
5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁。
6.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的壁厚为1nm-2nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的显示面板，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。
8.根据权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述封装层上的偏光板。
9.一种显示面板，其特征在于，包括：
控制背板；
发光单元，设置在所述控制背板上；
封装层，设置在所述发光单元上；以及
光传感器阵列，设置在所述发光单元和所述封装层之间，或者设置在所述控制背板和所述发光单元之间；
其中，所述发光单元包括量子点膜层，所述量子点膜层受激发产生不同波长的光，所述量子点膜层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；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；
所述光传感器阵列为空穴型半导体-本征半导体-电子型半导体结构的光电二极管阵列。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-9任一项所述的显示面板。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111129333A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | Qled器件、显示装置及qled器件的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100001639A1 (en) * | 2008-07-06 | 2010-01-07 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Organic light-emitting display apparatus |
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| CN107068726A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-18 | 上海天马微电子有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
| CN107689388A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-02-13 | 惠科股份有限公司 | 一种显示面板及其制造方法 |
-
2019
- 2019-03-01 CN CN201910155096.1A patent/CN109860263A/zh active Pending
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