CN110262114A - 一种彩膜基板、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示设备技术领域，公开了一种彩膜基板、显示面板及显示装置，该彩膜基板包括第一基板、滤光层、量子点层及散射层；滤光层位于第一基板的入光侧，包括多个滤光单元，每个滤光单元至少包括红光滤光机构、绿光滤光机构及蓝光滤光结构；量子点层位于滤光层的入光侧，包括与滤光单元一一对应的量子点单元，每个量子点单元包括与红光滤光结构对应的红光量子点结构、与绿光滤光结构对应的绿光量子点结构及与蓝光滤光结构对应的透明结构，红光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发红光的量子点，绿光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发绿光的量子点；散射层位于滤光层与量子点层之间，设置有散射粒子。该彩膜基板可以提高显示面板的光透过率。
Description
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种彩膜基板、显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，出现了各种各样的显示装置，其中，量子点(Quantum Dot，QD)显示装置为一种新型的显示装置。
现有技术中量子点显示装置的结构可以如图1所示，量子点显示装置包括量子点显示面板和蓝光背光源01。量子点显示面板包括相对设置的彩膜基板02和阵列基板03、以及位于彩膜基板02与阵列基板03之间的液晶层04。彩膜基板02上设置有滤光层05以及位于滤光层05的入光侧的量子点层06。滤光层05包括红光滤光结构051、绿光滤光结构052和蓝光滤光结构053，量子点层06包括与红光滤光结构051对应的红光量子点结构061和与绿光滤光结构052对应的绿光量子点结构062。蓝光背光源01发射出的蓝光射入量子点层06，红光量子点结构061中的量子点091吸收短波长的蓝光并激发出长波长的红光，绿光量子点结构062中的量子点092吸收短波长的蓝光并激发出长波长的绿光，在未设置量子点结构的透明结构063蓝光直接穿过，红光、绿光和蓝光分别经过相应颜色的滤光结构从量子点显示面板射出。
而在现有技术中为了提高量子点吸收蓝色光线的吸收率，会在量子点层06中添加散射粒子08。添加散射粒子后的量子点层加厚并且添加的散射粒子对蓝光进行散射，有效的增加了蓝光在量子点层内的光程和路径，提高了蓝光入射到量子点的几率，从而能够增加蓝光被量子点吸收的效率，进而能够增加蓝光转化为红光和绿光的光转化率。但是，在量子点层中添加散射粒子能够增加蓝光在量子点层内的光程和路径的同时，也会相应增加激发出的红光和绿光在量子点层内的光程和路径，由于量子点对于长波长的光线也有一定的吸收率(红色量子点结构中的量子点吸收红光，绿色量子点结构中的量子点吸收绿光)，所以，在量子点层中添加散射粒子也能够提高激发出的红光和绿光入射到相应的量子点的几率，从而增加了激发出的红光和绿光的内部吸收率，进而导致降低了显示面板的透光率。
发明内容
本发明提供了一种彩膜基板、显示面板及显示装置，上述彩膜基板通过在量子点层与滤光层之间单独设置散射层，能够减少激发出的红光和绿光的内部吸收率，进而提高显示面板的光透过率。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种彩膜基板，包括第一基板、设置于所述第一基板上的滤光层、量子点层以及散射层；
所述滤光层位于所述第一基板的入光侧，包括多个滤光单元，每个所述滤光单元至少包括红光滤光机构、绿光滤光机构及蓝光滤光结构；
所述量子点层位于所述滤光层的入光侧，包括与所述滤光单元一一对应的量子点单元，每个所述量子点单元包括与所述红光滤光结构对应的红光量子点结构、与所述绿光滤光结构对应的绿光量子点结构以及与所述蓝光滤光结构对应的透明结构，所述红光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发红光的量子点，所述绿光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发绿光的量子点；
所述散射层位于所述滤光层与所述量子点层之间，所述散射层中设置有散射粒子。
上述彩膜基板，包括第一基板、滤光层、量子点层以及散射层，滤光层位于第一基板的入光侧，量子点层位于滤光层的入光侧，散射层位于滤光层与量子点层之间，散射层中设置有散射粒子，当蓝光从入光侧射入到量子点层中时，红光量子点结构中的量子点能够吸收蓝光激发出红光，绿光量子点结构中的量子点能够吸收蓝光激发出绿光，透明结构中蓝光直接透过，不发生光线的转换，而由于量子点层与滤光层之间单独设置散射层，从红光量子点结构、绿光量子点结构以及透明结构中透过的蓝光，入射到散射层内时，能够被散射层中的散射粒子散射，部分蓝光重新射回到量子点层中，能够增大蓝光射入到量子点中的几率，增大蓝光的吸收率，进而提高蓝光转化为红光和绿光的转化率，与现有技术相比，本发明实施例提供的彩膜基板不需要在量子点层中添加散射粒子，量子点层的厚度会减小，且单独散射层使激发出的红光和绿光散射到量子点层中的程度减弱，减小了激发出的红光和绿光在量子点层中的光程，进而可以减少激发出的红光和绿光的内部吸收率，提高显示面板的光透过率。
可选地，所述量子点层的厚度为1μm-5μm。
可选地，所述散射层的厚度为1μm-5μm，所述散射层中散射粒子的浓度为1％-5％。
可选地，所述散射层包括树脂材料以及设置于所述树脂材料中的散射粒子。
可选地，所述散射粒子均匀分布于所述树脂材料中。
可选地，所述散射粒子的材料为二氧化钛。
可选地，所述量子点层背离所述散射层的一侧设置有金属线栅偏振器。
可选地，所述量子点层背离所述散射层的一侧形成有平坦层，所述金属线栅偏振器设置于所述平坦层上。
可选地，所述平坦层与所述金属线栅偏振器之间设置有黏附层。
本发明还提供一种显示面板，包括上述技术方案中提供的任意一种彩膜基板，还包括与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层。
可选地，所述阵列基板背离所述彩膜基板的一侧设置有下偏光片。
本发明还提供一种显示装置，包括上述技术方案中提供的任意一种显示面板，还包括位于所述显示面板入光侧的蓝光背光源。
附图说明
图1为现有技术中显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种彩膜基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
图标：
01-蓝光背光源；02-彩膜基板；03-阵列基板；04-液晶层；05-滤光层；051-红光滤光结构；052-绿光滤光结构；053-蓝光滤光结构；06-量子点层；061-红光量子点结构；062-绿光量子点结构；063-透明结构；07-应力防止层；08-散射粒子；091、092-量子点；010-金属线栅偏振器；011-平坦层；012-第一基板；
1-第一基板；2-滤光层；21-红光滤光结构；22-绿光滤光结构；23-蓝光滤光结构；3-量子点层；31-红光量子点结构；32-绿光量子点结构；311、321-量子点；33-透明结构；4-散射层；41-散射粒子；5-金属线栅偏振器；6-平坦层；7黏附层；8-阵列基板；81-下偏光片；9-液晶层；10-蓝光背光源；11-绝缘层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2，本发明提供一种彩膜基板，包括第一基板1、设置于第一基板1上的滤光层2、量子点层3以及散射层4；
滤光层2位于第一基板1的入光侧，包括多个滤光单元，每个滤光单元至少包括红光滤光机构、绿光滤光机构及蓝光滤光结构23；
量子点层3位于滤光层2的入光侧，包括与滤光单元一一对应的量子点单元，每个量子点单元包括与红光滤光结构21对应的红光量子点结构31、与绿光滤光结构22对应的绿光量子点结构32以及与蓝光滤光结构23对应的透明结构33，红光量子点结构31中添加有能够吸收蓝光激发红光的量子点311，绿光量子点结构32中添加有能够吸收蓝光激发绿光的量子点322；
散射层4位于滤光层2与量子点层3之间，散射层4中设置有散射粒子41。
上述发明实施例提供的彩膜基板中，包括第一基板1、滤光层2、量子点层3以及散射层4，滤光层2位于第一基板1的入光侧，量子点层3位于滤光层2的入光侧，散射层4位于滤光层2与量子点层3之间，散射层4中设置有散射粒子41，当蓝光A从入光侧射入到量子点层3中时，红光量子点结构31中的量子点311能够吸收蓝光激发出红光，绿光量子点结构32中的量子点322能够吸收蓝光激发出绿光，透明结构33中蓝光直接透过，不发生光线的转换，而由于量子点层3与滤光层2之间单独设置散射层4，从红光量子点结构31、绿光量子点结构32以及透明结构33中透过的蓝光，入射到散射层4内时，能够被散射层4中的散射粒子41散射，部分蓝光重新射回到量子点层3中，能够增大蓝光射入到量子点中的几率，增大蓝光的吸收率，进而提高蓝光转化为红光和绿光的光转化效率，与现有技术相比，本发明实施例提供的彩膜基板不需要在量子点层3中添加散射粒子41，量子点层3的厚度会减小，且单独散射层4使激发出的红光和绿光散射到量子点层3中的程度减弱，减小了激发出的红光和绿光在量子点层3中的光程，进而可以减少激发出的红光和绿光的内部吸收率，提高显示面板的光透过率。
需要说明的是，现有技术中影响显示面板光透过率的因素有：蓝光的吸收率、量子点的光转化效率、各膜层厚度等。具体地，蓝光的吸收率包括两部分，第一部分是被红光量子点结构与绿光量子点结构中的量子点吸收，第二部分是被非量子点材料(散射粒子或者胶体)吸收，而只有被量子点吸收的那一部分才能转化为长波长的红光和绿光，得到量子点的光转化效率。
现有技术中，量子点层中添加的散射粒子的浓度约为5％-15％(一般为10％)，量子点的浓度约为10％-40％(一般为30％)，量子点层的厚度一般约为3μm-10μm(一般为5μm)。而在具体的实验数据中，当量子点层中不添加散射粒子时，蓝光的吸收率约为45％，量子点的光转化效率约为7.5％；在量子点层中添加散射粒子时，蓝光吸收率约为90％，量子点的光转化效率约为13％，整体改善效率是不加散射粒子时的两倍左右，并且，通过测试降低量子点层中的散射粒子浓度，蓝光吸收率会降低到80％，但是光转换效率会增加到16％，造成这种现象的原因是由于在量子点层中散射粒子散射的光比例过高，蓝光转化的红光和绿光经过散射粒子的散射，导致量子点对红光和绿光的内部吸收增加，造成量子点的光转化率降低，而本发明实施例中，为了减少量子点层对转换的红光和绿光的内部吸收率，且维持对蓝光散射的效果，采用在量子点层和滤光层之间单独设置散射层，单独设置的散射层能够提高显示面板的光透过率。
具体地，本发明实施例提供的彩膜基板中，量子点层3的厚度可以设置为1μm-5μm，例如，可以将量子点层3的厚度设置为2μm。相对现有技术量子点层的厚度减小，能够提高显示面板的光透过率，并且能够减小了激发出的红光和绿光在量子点层3中的光程，进而可以减少激发出的红光和绿光的内部吸收率，进一步提高显示面板的光透过率。
具体地，散射层4的厚度可以为1μm-5μm，散射层4中散射粒子41的浓度可以为1％-5％。例如，可以将散射层4中散射粒子41的浓度设置为2％。现有技术中，将散射粒子添加在量子点层中，会增加蓝光的吸收率，增加的部分包括量子点对蓝光的吸收以及散射粒子、胶体对蓝光的吸收，而本发明实施例中，将散射层单独成膜，减少散射粒子的浓度时，能够降低激发出的红光与滤光的内部吸收率，虽然降低了蓝光的吸收率，但是也降低了蓝光被散射粒子吸收的比例，增大蓝光被量子点吸收的比例，提高了蓝光的利用效率，且提高量子点的光转换效率，在具体地实验数据中，散射层4的厚度为1μm-5μm，散射层4中散射粒子41的浓度为1％-5％时，蓝光的利用效率会改善约15％以上，能够增加显示面板的光透射率。
具体地，量子点层3中包围量子点的材料为透明胶材，因为量子点为纳米级别的球体，在制作量子点层3时，需要先将量子点颗粒放入透明胶材溶液中搅拌，然后涂布、固化成膜。在一种实施方式中，红光量子点结构31和绿光量子点结构32中量子点均匀分布于胶体34中，提高蓝光射入量子点的几率。量子点也可以不均匀的分布于胶体中，在这里不做显示，根据实际情况而定。
上述发明实施例中，具体地，散射层4包括树脂材料42以及设置于树脂材料中的散射粒子41。
可选地，散射粒子41均匀分布于树脂材料42中，有利于蓝光的散射效果，增加蓝光的吸收率。
可选地，散射粒子41的材料可以为二氧化钛。
上述发明实施例中，如图3所示，为了实现检偏的功能，量子点层3背离散射层4的一侧还设置有金属线栅偏振器5。且相比于现有技术中的偏光片，金属线栅偏振器5还能增大蓝光的透过率。
上述发明实施例中，由于制作金属线栅偏振器5的工序需要平坦化，量子点层3背离散射层4的一侧还形成有平坦层6，金属线栅偏振器5设置于平坦层6上。具体地，平坦层为有机绝缘膜(OC/FOC)。现有技术中，如图1所示，由于金属线栅偏振器010需要设置在平坦层011上，而设置平坦层011会产生应力，为了抵消应力，避免应力导致显示面板有弯曲，会在第一基板012与滤光层05之间设置应力防止层07，而本发明实施例中由于散射层4单独成层，在制作时可以使散射层4用来替代应力防止层的作用，并且取消现有技术中的应力防止层，还能够减小显示面板的厚度，提高光的透过率。
为了增加金属线栅偏振器5与相邻膜层的黏附力，金属线栅偏振器5与相邻膜层之间设置有黏附层7，如图3所示，平坦层6与金属线栅偏振器5之间设置有黏附层7。具体地，黏附层7为无机绝缘膜(SiNx/SiO2)。为了防止金属线栅偏振器对显示面板液晶层的影响，金属线栅偏振器5背离平坦层6的一侧设置有绝缘层11。
本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述技术方案中提供的任意一种彩膜基板，还包括与彩膜基板相对设置的阵列基板8以及位于彩膜基板与阵列基板8之间的液晶层9。
具体地，阵列基板8背离彩膜基板的一侧设置有下偏光片81。彩膜基板上的金属线栅偏振器5与下偏光片81配合检偏作用，实现对显示面板的亮度控制。下偏光片81也可以用金属线栅偏振器代替。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案中提供的任意一种显示面板，还包括位于显示面板入光侧的蓝光背光源10，如图3所示。蓝光背光源10为显示面板提供光源。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种彩膜基板，其特征在于，包括第一基板、设置于所述第一基板上的滤光层、量子点层以及散射层；
所述滤光层位于所述第一基板的入光侧，包括多个滤光单元，每个所述滤光单元至少包括红光滤光机构、绿光滤光机构及蓝光滤光结构；
所述量子点层位于所述滤光层的入光侧，包括与所述滤光单元一一对应的量子点单元，每个所述量子点单元包括与所述红光滤光结构对应的红光量子点结构、与所述绿光滤光结构对应的绿光量子点结构以及与所述蓝光滤光结构对应的透明结构，所述红光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发红光的量子点，所述绿光量子点结构中添加有能够吸收蓝光激发绿光的量子点；
所述散射层位于所述滤光层与所述量子点层之间，所述散射层中设置有散射粒子。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述量子点层的厚度为1μm-5μm。
3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述散射层的厚度为1μm-5μm，所述散射层中散射粒子的浓度为1％-5％。
4.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述散射层包括树脂材料以及设置于所述树脂材料中的散射粒子。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述散射粒子均匀分布于所述树脂材料中。
6.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述散射粒子的材料为二氧化钛。
7.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述量子点层背离所述散射层的一侧设置有金属线栅偏振器。
8.根据权利要求7所述的彩膜基板，其特征在于，所述量子点层背离所述散射层的一侧形成有平坦层，所述金属线栅偏振器设置于所述平坦层上。
9.根据权利要求8所述的彩膜基板，其特征在于，所述平坦层与所述金属线栅偏振器之间设置有黏附层。
10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，还包括与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层。
11.根据权利要求10所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板背离所述彩膜基板的一侧设置有下偏光片。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10或11所述的显示面板，还包括位于所述显示面板入光侧的蓝光背光源。
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