CN110471210B - 彩膜基板、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种彩膜基板、显示面板及显示装置。该一种彩膜基板，包括：光致发光层和光路调节层；光致发光层包括多个光致发光单元，每一光致发光单元用于接收背光，并发出激发光；光路调节层位于光致发光层的入光侧，光路调节层用于增大背光进入光致发光层的入射角。本申请实施例在光致发光层的入光侧增加光路调节层，以将正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，即增大光强较强的背光部分进入光致发光层的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层内的传播光程，提高了背光吸收率，进而增加光致发光层的激发光强度。

Description

彩膜基板、显示面板及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种彩膜基板、显示面板及显示装置。
背景技术
光致发光是指用紫外光、可见光或红外光激发光致发光介质而产生的发光现象。光致发光大致经历吸收背光、传递能量和发射激发光等三个主要过程。背光的吸收和激发光的发射均发生在能级之间的跃迁，都经过激发态；而能量传递则是由于激发态的运动。
可见，背光吸收效率是影响光致发光效率的重要因素之一。但现有技术中，光致发光介质的背光吸收效率普遍比较低下，导致光致发光效率低。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种彩膜基板、显示面板及显示装置，用以解决现有技术存在光致发光介质的背光吸收率较低的技术问题。
第一个方面，本申请实施例提供了一种彩膜基板，包括：光致发光层和光路调节层；
光致发光层包括多个光致发光单元，每一光致发光单元用于接收背光，并发出激发光；
光路调节层位于光致发光层的入光侧，光路调节层用于增大背光进入光致发光层的入射角。
第二个方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括：背光层，可控偏振模组，以及如上述第一个方面提供的彩膜基板；
背光层位于彩膜基板中光路调节层的入光侧；
可控偏振模组位于背光层与彩膜基板之间。
第三个方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：如上述第二个方面提供的显示面板。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：在光致发光层的入光侧增加光路调节层，以将正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，即增大光强较强的背光部分进入光致发光层的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层内的传播光程，提高了背光吸收率，进而增加光致发光层的激发光强度。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的彩膜基板的实施方式一的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的彩膜基板的实施方式二的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的彩膜基板的实施方式三的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的彩膜基板的实施方式四的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的彩膜基板的实施方式五的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的显示面板的实施方式一的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的显示面板的实施方式二的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的对比例1的光路示意图；
图9为本申请实施例提供的对比例2的光路示意图；
图10为本申请实施例提供的对比例1的仿真背光吸收率曲线图；
图11为本申请实施例提供的对比例2的仿真背光吸收率曲线图；
图12为本申请实施例提供的对比例1和对比例2的仿真背光吸收率曲线进行比较图；
图13为本申请实施例提供的对比例3的背光与激发光的仿真光场强度对比图；
图14为本申请实施例提供的对比例4的背光与激发光的仿真光场强度对比图；
图中，
100-彩膜基板；
110-光路调节层；111-光栅层；111a-光栅；112-透光平坦层；
120-光致发光层；120a-光致发光单元；120b-背光通孔；120c-折射率匹配单元；
130-黑色矩阵；
140-滤光层；
200-可控偏振模组；
210-偏振层；220-电路控制层；230-液晶封装层；240-检偏层；
300-背光层。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本申请的发明人进行研究发现，背光源采用正对光致发光介质的布置方式，以使发出的背光更多地进入光致发光介质用于光致发光。背光主要以正射、或与正射呈小角度偏移的光路进入光致发光介质，这部分背光的光强最大，最利于光致发光，但由于这部分背光是以正射或接近正射的光路进入光致发光介质，所以背光在光致发光介质内传播的光程受光致发光介质尺寸的限制，阻碍了背光吸收效率的提高。
本申请提供的彩膜基板、显示面板及显示装置，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供一种彩膜基板100，该彩膜基板100的结构示意图如图1所示，包括：光致发光层120和光路调节层110；
光致发光层120包括多个光致发光单元120a，每一光致发光单元120a用于接收背光，并发出激发光；
光路调节层110位于光致发光层120的入光侧，光路调节层110用于增大背光进入光致发光层120的入射角。
上述方案在光致发光层120的入光侧增加光路调节层110，以将正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，即增大光强较强的背光部分进入光致发光层120的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层120内的传播光程，提高背光吸收率，进而增加光致发光层120的激发光强度。
本申请的发明人考虑到，光路调节层110需要具备能使背光顺利通过，以及能够实现调节背光进入光致发光层120的入射角，等特性；同时，光路调节层110还需要与光致发光层120或其他结构形成良好的物理连接关系，使本申请提供的彩膜基板100便于生产和使用。为此，本申请为光路调节层110提供如下一种可能的实现方式：
如图2所示，本申请实施例的光路调节层110包括光栅层111和透光平坦层112；
光栅层111设置于透光平坦层112中；
光栅层111的出光面与透光平坦层112的出光面齐平，和/或，光栅层111的入光面与透光平坦层112的入光面齐平；
透光平坦层112的出光面和光栅层111的出光面，与光致发光层120的入光面相贴合，且光栅层111与光致发光单元120a相对应。
上述方案中，光栅层111用于将背光正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，具体是使背光经过光栅层111时发生衍射，增大光强较强的背光部分进入光致发光层120的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层120内的传播光程，提高背光吸收率。其中，光栅层111的出光面与光致发光层120的入光面相贴合，为避免光栅层111与光致发光层120之间出现其他光传播介质，降低干扰，保证背光入射角的调节精度。光栅层111与光致发光单元120a相对应，为了使经过光栅层111调节后的背光能顺利且充分地进入对应的光致发光单元120a，减少光损。
透光平坦层112可选用可凝固的透明液态胶，例如热固化或紫外光固化的透明胶，不阻碍背光的通过，可作为光栅层111的基底，便于将光栅层111与光致发光层120或其他结构形成良好的物理连接关系，利于彩膜基板100成型，也便于彩膜基板100的安装及使用。
可选的，光栅层111的出光面与透光平坦层112的出光面齐平，即通过透光平坦层112将光栅层111与光致发光层120固定连接。
可选的，光栅层111的入光面与透光平坦层112的入光面齐平，即通过透光平坦层112将光栅层111与光致发光层120入光侧的其他组件(例如产生背光的背光层300，或是液晶层等等)固定连接。
本申请的发明人考虑到，若光栅层111采用整体结构，背光经过光栅时没有约束，难免存在一些背光无法进入光致发光单元120a的情况，即存在一定的光损，影响背光吸收效率。为此，本申请为光栅层111提供如下一种可能的实现方式：
请再次参阅图2，本申请实施例的光栅层111包括多个呈阵列排布的光栅111a，
每个光致发光单元120a的入光面与至少一个光栅111a的出光面相贴合；
光栅111a沿第一方向的尺寸，小于背光的波长，且小于光致发光单元120a沿第一方向的尺寸，第一方向为平行于光致发光层120的方向。
上述方案将光栅层111单元化，即对通过的背光起到约束作用，减少光损；还可以使每个光栅111a的背光入射角的调节角度存在不同，具体的，每个光致发光单元120a至少对应一个光栅111a，每个光栅111a根据自身与对应光致发光单元120a的相对位置而具有独立的背光入射角的调节角度，使得整体背光入射角的调节精度更高，进一步提高了背光吸收效率。
每个光栅111a平行于光致发光层120方向的尺寸小于背光的波长，且小于光致发光单元120a沿平行于光致发光层120方向的尺寸，采用如此结构是为了保证背光在光栅111a内能够发生衍射。
本申请的发明人考虑到，采用不同种类或颜色的背光配合对应的光致发光介质，可以产生不同颜色的激发光，从而实现彩膜基板100的显色。但是，背光的颜色不同，背光的相应特性不同，对光栅111a的材质、周期或占空比等参数要求也不同。为此，本申请为光栅111a提供如下一种可能的实现方式：
若背光为蓝原色光，则光栅111a为二氧化钛、氮化硅、氧化铟锡或硅材质，周期为200～300nm，占空比为0.1～0.9。
众所周知，R(Red，红)G(Green，绿)B(Blue，蓝)三原色经过一定的配比可以合成自然界中绝大部分色彩，在显示领域，通常基于三原色(红、绿、蓝)调色基本原理实现全彩显示。本实施例提供的彩膜基板100也可以实现全彩色化调色，例如，若背光使用UV(紫外光)，配合红、绿、蓝三原色光致发光介质，以激发出红、绿、蓝三原色光，进而实现RGB三色配比。
本申请的发明人考虑到，在前述全彩色化调色的基础上，若背光使用蓝原色光，则需要再搭配光致发光介质即可激发出红原色光和绿原色光，以此类推。直接采用红、绿、蓝三原色光任一种作为背光的情况下，可以考虑将部分背光直接引出，与经过光致发光介质激发产生的另外两种原色光进行混色。为此，本申请为光致发光层120提供如下一种可能的实现方式：
如图3所示，本申请实施例的光致发光层120还包括多个呈阵列排布的背光通孔120b，每个背光通孔120b至少与一个光致发光单元120a并列布置；
或，背光通孔120b内填充有透明导光材料。
上述方案在光致发光层120增加了背光通孔120b结构，或者在背光通孔120b中设置有例如透明树脂等透明导光材料，以使部分背光可以直接通过，与经过光致发光介质激发产生的激发光混色。可实现前述全彩色化调色，而且背光通孔120b内无需配置光致发光介质，节约了成本，也提高了背光的利用率。
可选的，每个背光通孔120b与一个光致发光单元120a并列布置，此时，可实现背光与一种激发光的混色。例如，蓝原色背光与激发出的红原色激发光或绿原色激发光混色。
可选的，每个背光通孔120b与两个光致发光单元120a并列布置，此时，可实现背光与两种激发光的混色。例如，蓝原色背光与激发出的红原色激发光和绿原色激发光混色。
以此类推，背光通孔120b与光致发光单元120a的组合方式还可以继续延伸，在此不再赘述。
本申请的发明人考虑到，由于背光经过光栅111a后，会产生衍射：与正射呈小角度偏移的背光会在大角度处产生衍射级次，同时，与正射呈大角度偏移的背光会在较小角度处产生衍射级次。由于光场随角度分布不均衡，光致发光介质的激发光光场与背光光场相差较大，这将影响混色精度。为此，本申请为背光通孔120b提供如下一种可能的实现方式：
如图4所示，本申请实施例的背光通孔120b内具有折射率匹配单元120c，每个折射率匹配单元120c的入光面与至少一个光栅111a的出光面相贴合。
上述方案中，折射率匹配单元120c与光栅111a共同作用，使通过光致发光层120的部分背光的光场重新分布，尽量与光致发光层120发出的激发光的光场相匹配，以提高背光与激发光的混色精度。
本申请的发明人考虑到，不同材质的光传播介质可对背光的衍射产生影响，为保证通过光致发光层120的部分背光的光场能够顺利地重新分布，需要对折射率匹配单元120c的选材提出约束。为此，本申请为折射率匹配单元120c提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的折射率匹配单元120c的折射率小于光栅层111的折射率，且折射率匹配单元120c的折射率大于透光平坦层112的折射率。
可选的，若背光为蓝原色光，则折射率匹配单元120c可采用折射率为1.67左右的SiNx材料(其中x可取值1.3≤x≤1.5)，以实现蓝原色背光的衍射，进而实现背光光场的重新分布，与激发光的光场相匹配。
本申请的发明人考虑到，背光或激发光在光致发光层120内可能会发生串扰，影响彩膜基板100的显色效果。为此，本申请为彩膜基板100提供如下一种可能的实现方式：
如图4所示，本申请实施例的彩膜基板100还包括黑色矩阵130，黑色矩阵130用于填充在各光致发光单元120a之间和光致发光单元120a与背光通孔120b之间的界限。
上述方案采用黑色矩阵130将光致发光层120内的各光致发光单元120a、及背光通孔120b进行隔离，使每个光致发光单元120a内的背光和激发光，以及每个背光通孔120b内的背光得到约束，避免与其他光致发光单元120a或背光通孔120b内的光发生串扰，保证彩膜基板100的显色精度。
本申请的发明人考虑到，一些情况下，由光致发光单元120a发出的激发光存在一定的色偏，影响彩膜基板100的显色质量；另外环境光可能会对光致发光单元120a造成误激发，产生不必要的杂色光，同样影响彩膜基板100的显色质量。为此，本申请为彩膜基板100提供如下一种可能的实现方式：
如图5所示，本申请实施例的彩膜基板100还包括滤光层140，滤光层140位于光致发光层120的出光侧；
和/或，光致发光单元120a为量子点发光单元；
若背光为蓝原色光，则量子点为硒化镉、磷化铟、铜铟硫或钙钛矿材质。
上述方案在光致发光层120的出光侧设置滤光层140，一方面可以对光致发光单元120a发出的激发光进行修正，另一方面可以减少环境光对光致发光单元120a的误激发，保证了彩膜基板100的显色质量。
可选的，光致发光单元120a可采用荧光粉或量子点(QD：Quantum Dots)。
其中，量子点具有电致发光与光致发光的效果，受激后可以发射荧光，发光颜色由材料和尺寸决定，因此可通过调控量子点粒径大小来改变其不同发光的波长。具体的，当量子点粒径越小，发光颜色越偏蓝色；当量子点越大，发光颜色越偏红色。量子点的化学成分多样，发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区。而且具有高能力的吸光-发光效率、很窄的半高宽、宽吸收频谱等特性，因此拥有很高的色彩纯度与饱和度。且结构简单，薄型化，可卷曲，非常适用于当今显示领域的应用。
可选的，当背光为蓝原色光时，量子点材料包括但不限于硒化镉、磷化铟、铜铟硫、钙钛矿中的至少一种。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种显示面板，该显示面板的结构示意图如图6所示，该显示面板包括：背光层300，可控偏振模组200，以及如上述实施例提供的任一种彩膜基板100；
背光层300位于彩膜基板100中光路调节层110的入光侧；
可控偏振模组200位于背光层300与彩膜基板100之间。
上述方案中，背光层300用于发出背光，以使彩膜基板100发生光致发光显色；可控偏振模组200用于对背光实现起偏，形成线偏振光，并对线偏振光的偏振进行调控，实现对背光灰阶控制，即根据显示需要调节背光的明暗。
本申请的发明人考虑到，基于三原色(红、绿、蓝)调色基本原理，本实施例提供的显示面板可以配合前述实施例提供的彩膜基板100实现全彩显示。为此，本申请为背光层300提供如下一种可能的实现方式：
若背光层300为第一原色光激发层，则光致发光层120的光致发光单元120a分别为第二原色光致发光单元和第三原色光致发光单元；
若述背光为第一原色光，则激发光分别为第二原色光和第三原色光。
上述方案中，第一原色光、第二原色光及第三原色光分别为红、绿、蓝三原色中的一种。
可选的，若背光为蓝原色光，则光致发光材料包括但不限于硒化镉、磷化铟、铜铟硫、钙钛矿等，以对应激发出红原色光与绿原色光。
本申请的发明人考虑到，对背光的灰阶控制，最好能成本较低，易于实现。为此，本申请为可控偏振模组200提供如下一种可能的实现方式：
如图7所示，本申请实施例的可控偏振模组200包括：
偏振层210，位于背光层300靠近光路调节层110的一侧；
电路控制层220，位于偏振层210远离背光层300的一侧；
液晶封装层230，位于电路控制层220远离偏振层210的一侧；
检偏层240，位于液晶封装层230远离偏振层210的一侧，且与光路调节层110相贴合。
上述方案中，偏振层210用于对背光起偏，形成线偏振光，可选的，偏振层210可采用偏光片；电路控制层220用于调控液晶封装层230的液晶状态；液晶封装层230通过改变自身状态，实现对线偏振光的偏振调控；检偏层240用于检偏，可与偏振层210和液晶封装层230构成灰阶控制系统，可选的，检偏层240可采用金属线栅偏振片。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：如上述实施例提供的任一种显示面板。
下面通过四组对比例对以上方案进行验证。
对比例1和对比例2用于验证光路调节层110对光致发光层120的背光吸收率的影响，具体如下：
对比例1：背光采用蓝原色光，光致发光单元120a采用量子点单元，无光路调节层110。
对比例2：背光采用蓝原色光，光致发光单元120a采用量子点单元，光路调节层110采用光栅111a。
对比例1的背光入射光路示意图如图8所示(图中箭头表示光路方向)，此时蓝原色背光在量子点内的传播长度L1＝HQD，而光程S1＝L1×nQD。其中，HQD为量子点单元的厚度，nQD为量子点单元的折射率。
对比例2的背光入射光路示意图如图9所示(图中箭头表示光路方向)，此时由于蓝色背光进入量子点之前光路被光栅111a调节，进而产生了其他角度的入射光，导致部分入射光的传播长度L2＞HQD，进而蓝色背光在量子点中的光程S2＝L2×nQD，明显S2＞S1，吸收率有所提升。
随机选取量子点厚度为5μm(微米)，利用FDTD(Finite-Difference Time-Domain，时域有限差分法)分别对对比例1和对比例2进行仿真，得到不同入射角度的背光相对强度和背光吸收率，具体对比例1的仿真参数如表1，对比例2的仿真参数如表2：
表1
入射光路与正射光路的夹角(°) 背光相对强度 背光吸收率(％)
0 1.000 87
5 0.971 87.1
10 0.860 87.3
15 0.712 87.8
20 0.545 88.4
25 0.350 89.2
30 0.175 90.2
35 0.057 91.3
40 0 92.5
表2
入射光路与正射光路的夹角(°) 背光相对强度 背光吸收率(％)
0 1.000 87.5
5 0.971 89.4
10 0.860 88.8
15 0.712 89.4
20 0.545 89.5
25 0.350 89.7
30 0.175 90.1
35 0.057 90.5
40 0 91.2
对比例1的仿真背光吸收率曲线如图10所示，图中的吸收率表示背光吸收率，图中的角度表示入射光路与正射光路之间的夹角，后图相同，不再复述。可见，背光吸收率随入射光路与正射光路之间的夹角增加，呈现增大趋势，这正是由于蓝原色光在量子点内随角度增大而光程增加的结果。
对比例2的仿真背光吸收率曲线如图11所示。可见，在入射光路与正射光路夹角较小(例如5°左右)时，量子点的背光吸收率出现了一个跳跃式增幅，这是因为这部分背光的光强较强，并且经过光栅111a调节了背光的入射角，增大了此部分背光在量子点内的光程，所以背光吸收率出现跳跃式增幅。
将对比例1和对比例2的仿真背光吸收率曲线进行比较，如图12所示，图中的无光栅和有光栅分别表示对比例1和对比例2。可以明显看出，当背光的入射光路与正射光路的夹角较小时，对比例2中量子点的背光吸收率明显大于对比例1中量子点的背光吸收率。尽管在背光的入射光路与正射光路的夹角较大时，对比例1的量子点背光吸收率大于对比例2的量子点背光吸收率，但由于背光的角度分布特性，在小夹角(背光的入射光路与正射光路的夹角)背光的光强大于大夹角光强。
根据量子点的总吸收等于各角度的背光光强与量子点各角度的吸收率的乘积，可以推得量子点的平均吸收率AQD的计算公式，
即
Figure BDA0002176307580000121
公式(1)中，i为自然数、表示取值序号，IBi表示处于第i个取值夹角(背光的入射光路与正射光路的夹角)的背光相对强度，[i]表示取值的个数。
将表1和表2中的参数分别代入公式(1)，得到下述AQD和AGRA&QD：
Figure BDA0002176307580000131
Figure BDA0002176307580000132
可得，对比例1中量子点的平均吸收率AQD＝45.5％，对比例2中量子点的平均吸收率为AGRA&QD＝46.2％。显而易见，对比例2中量子点的平均吸收率大于对比例1中量子点的平均吸收率。由此可以证明，将正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，即增大光强较强的背光部分进入光致发光层120的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层120内的传播光程，提高背光吸收率，进而增加光致发光层120的激发光强度。
对比例3和对比例4用于验证折射率匹配单元120c对背光光场与激发光光场之间偏差的影响，具体如下：
对比例3：背光采用蓝原色光，光致发光单元120a采用量子点单元，光致发光层120具有背光通孔120b，背光通孔120b内无折射率匹配单元120c。
对比例4：背光采用蓝原色光，光致发光单元120a采用量子点单元，光致发光层120具有背光通孔120b，背光通孔120b内具有折射率匹配单元120c。
随机选取量子点厚度为5μm，还是利用FDTD分别对对比例3和对比例4进行仿真，得到不同入射角度的背光相对强度及对应的激发光相对强度，具体对比例3的仿真参数如表3，对比例4的仿真参数如表4：
表3
Figure BDA0002176307580000133
Figure BDA0002176307580000141
表4
Figure BDA0002176307580000142
Figure BDA0002176307580000151
对比例3的仿真光场对比如图13所示，图中的相对强度指激发光或蓝原色背光的强度相对于预设的基准光强度的相对数值，后图相同，不再复述，无折射率匹配的背光相对强度的曲线指未经过光栅111a和折射率匹配单元120c的蓝原色背光的光场曲线，可见，蓝原色背光的光场曲线相对突出，量子点单元的激发光光场曲线相对平坦，即背光光场与激发光光场偏差较大。
对比例4的仿真光场对比如图14所示，经折射率匹配的背光相对强度的曲线指经过光栅111a和折射率匹配单元120c的蓝原色背光的光场曲线，可见，经光栅111a与折射率匹配单元120c共同调整后的蓝原色背光的光场曲线相对平缓了许多，即背光光场与激发光光场偏差有一定的缩小。
下面利用平均偏差衡量背光光场与激发光光场的偏差程度：
Figure BDA0002176307580000161
公式(2)中i为自然数、表示取值序号，IBLUi表示处于第i个取值夹角(背光的入射光路与正射光路的夹角)的背光相对强度，IQDi表示与第i个取值背光对应的量子点激发光相对强度，[i]表示取值个数。
将表3和表4中的参数分别代入公式(2)，得到下述ΔI1和ΔI2：
Figure BDA0002176307580000162
Figure BDA0002176307580000163
可得，对比例3的偏差为ΔI1＝0.324，对比例4的偏差为ΔI2＝0.297，显而易见，ΔI2＜ΔI1。由此可以证明，经过本申请的光栅111a和折射率匹配单元120c的结合，可以使出射的蓝原色背光的光场与量子点单元发出的激发光的光场之间的偏差减小，实现背光与激发光的光场匹配。
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
1、在光致发光层120的入光侧增加光路调节层110，以将正射、或与正射呈小角度偏移的背光光路调节为与正射呈大角度偏移的背光光路，即增大光强较强的背光部分进入光致发光层120的入射角，进而增大光强较强的背光部分在光致发光层120内的传播光程，提高了背光吸收率，进而增加光致发光层120的激发光强度；
2、将光栅层111单元化，即对通过的背光起到约束作用，减少光损；还可以使每个光栅111a的背光入射角的调节角度存在不同，每个光栅111a根据自身与对应光致发光单元120a的相对位置而具有独立的背光入射角的调节角度，使得整体背光入射角的调节精度更高，进一步提高了背光吸收效率；
3、在光致发光层120增加了背光通孔120b结构，以使部分背光可以直接通过，与经过光致发光介质激发产生的激发光混色。可实现前述全彩色化调色，而且背光通孔120b内无需配置光致发光介质，节约了成本，也提高了背光的利用率；
4、在背光通孔120b内设置折射率匹配单元120c，使得部分背光在通过光栅111a和背光通孔120b的过程中，经光栅111a和折射率匹配单元120c共同作用后光场重新分布，实现激发光光场与背光光场的光场匹配，提高了背光与激发光的混色精度；
5、采用黑色矩阵130将光致发光层120内的各光致发光单元120a、及背光通孔120b进行隔离，使每个光致发光单元120a内的背光和激发光，以及每个背光通孔120b内的背光得到约束，避免与其他光致发光单元120a或背光通孔120b内的光发生串扰，保证彩膜基板100的显色精度；
6、在光致发光层120的出光侧设置滤光层140，一方面可以对光致发光单元120a发出的激发光进行修正，另一方面可以减少环境光对光致发光单元120a的误激发，保证了彩膜基板100的显色质量。
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种彩膜基板(100)，其特征在于，包括：光致发光层(120)和光路调节层(110)；
所述光致发光层(120)包括多个光致发光单元(120a)，每一所述光致发光单元(120a)用于接收背光，并发出激发光；
所述光路调节层(110)位于所述光致发光层(120)的入光侧，所述光路调节层(110)用于增大背光进入所述光致发光层(120)的入射角；
所述光路调节层(110)包括光栅层(111)和透光平坦层(112)；
所述光栅层(111)设置于所述透光平坦层(112)中；
所述光栅层(111)的出光面与所述透光平坦层(112)的出光面齐平，和/或，所述光栅层(111)的入光面与所述透光平坦层(112)的入光面齐平；
所述透光平坦层(112)的出光面和所述光栅层(111)的出光面，与所述光致发光层(120)的入光面相贴合，且所述光栅层(111)与所述光致发光单元(120a)相对应。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述光栅层(111)包括多个呈阵列排布的光栅(111a)，
每个所述光致发光单元(120a)的入光面与至少一个所述光栅(111a)的出光面相贴合；
所述光栅(111a)沿第一方向的尺寸，小于所述背光的波长，且小于所述光致发光单元(120a)沿所述第一方向的尺寸，所述第一方向为平行于所述光致发光层(120)的方向。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板(100)，其特征在于，
若所述背光为蓝原色光，则所述光栅(111a)为二氧化钛、氮化硅、氧化铟锡或硅材质，周期为200～300nm，占空比为0.1～0.9。
4.根据权利要求1、2或3所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述光致发光层(120)还包括多个呈阵列排布的背光通孔(120b)，每个所述背光通孔(120b)至少与一个所述光致发光单元(120a)并列布置；
或，所述背光通孔(120b)内填充有透明导光材料。
5.根据权利要求4所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述背光通孔(120b)内具有折射率匹配单元(120c)，每个所述折射率匹配单元(120c)的入光面与至少一个所述光栅(111a)的出光面相贴合。
6.根据权利要求5所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述折射率匹配单元(120c)的折射率小于所述光栅层(111)的折射率，且所述折射率匹配单元(120c)的折射率大于所述透光平坦层(112)的折射率。
7.根据权利要求4所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述彩膜基板(100)还包括黑色矩阵(130)，所述黑色矩阵(130)用于填充在各所述光致发光单元(120a)之间和所述光致发光单元(120a)与所述背光通孔(120b)之间的界限。
8.根据权利要求1所述的彩膜基板(100)，其特征在于，所述彩膜基板(100)还包括滤光层(140)，所述滤光层(140)位于所述光致发光层(120)的出光侧；
和/或，所述光致发光单元(120a)为量子点发光单元；
若所述背光为蓝原色光，则所述量子点为硒化镉、磷化铟、铜铟硫或钙钛矿材质。
9.一种显示面板，其特征在于，包括：背光层(300)，可控偏振模组(200)，以及如上述权利要求1-8中任一项所述的彩膜基板(100)；
所述背光层(300)位于所述彩膜基板(100)中光路调节层(110)的入光侧；
所述可控偏振模组(200)位于所述背光层(300)与所述彩膜基板(100)之间。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，
若所述背光层(300)为第一原色光激发层，则所述光致发光层(120)的所述光致发光单元(120a)分别为第二原色光致发光单元和第三原色光致发光单元；
若所述背光为第一原色光，则所述激发光分别为第二原色光和第三原色光。
11.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述可控偏振模组(200)包括：
偏振层(210)，位于所述背光层(300)靠近所述光路调节层(110)的一侧；
电路控制层(220)，位于所述偏振层(210)远离所述背光层(300)的一侧；
液晶封装层(230)，位于所述电路控制层(220)远离所述偏振层(210)的一侧；
检偏层(240)，位于所述液晶封装层(230)远离所述偏振层(210)的一侧，且与所述光路调节层(110)相贴合。
12.一种显示装置，其特征在于，包括：如上述权利要求9～11中任一项所述的显示面板。
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