CN110515151B - 一种导光结构及其制备方法、前置光源及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的一种导光结构及其制备方法、前置光源及显示面板。该导光结构,包括:层叠设置的导光板、散射层、量子点层、反射层;其中,所述导光板上设置有取光网点,用于吸收第一光线,并将入射至所述取光网点的第一光线导出至所述导光结构的各层;所述量子点层包括:分布在所述散射层上的多个量子点单元,用于吸收所述第一光线,激发产生白光;所述反射层包括:与所述量子点单元一一对应设置多个反射单元,用于将所述量子点层产生的白光进行反射。本发明实施例中导光板可以将第一光线导出至导光结构的各层,激发量子点生成白光,在反射层的反射下能够使导光结构反向出光,并且提高导光结构的对比度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及导光结构及其制备方法、前置光源及显示面板。
背景技术
目前,对于显示装置日益增长的需求催生了各种显示装置,如液晶显示、等离子显示、有机发光显示、反射显示器件等。
其中,现有的反射显示器件,在暗态环境下,无法解决显示清楚的问题,需要引入前置光源器件,实现暗环境显示;现有的前置光源器件包括:侧入式前置光源和直下式前置光源,现有的侧入式前置光源,无法解决反向出光问题,对比度低;而现有的直下式前置光源,由于走线排布,开口率降低,影响反射率。
发明内容
本发明提供一种导光结构,以解决现有显示装置的无法解决反向出光及对比度低的问题。
本发明一方面提供了一种导光结构,包括:层叠设置的导光板、散射层、量子点层、反射层;
其中,所述导光板上设置有取光网点,用于对入射至所述导光板上的第一光线进行反射,并通过所述取光网点将所述第一光线导出至与所述导光板相邻的各层;
所述散射层,用于对导光板输出的第一光线进行散射;
所述量子点层,包括分布在所述散射层的多个量子点单元,用于吸收所述第一光线,激发产生白光;
所述反射层,包括与所述量子点单元一一对应设置多个反射单元,用于将所述量子点层产生的白光进行反射。可选的,所述取光网点设置在所述导光板朝向所述散射层的一侧,所述取光网点为光栅。
可选的,所述取光网点设置在所述导光板背离所述散射层的一侧,所述取光网点为凸起结构。
可选的,所述导光结构还包括:吸光层;所述吸光层设置在所述反射层远离所述量子点层的一侧,用于将入射至所述吸光层的光线进行吸收。
可选的,所述吸光层包括:多个与所述反射单元一一对应设置的多个黑矩阵。
可选的,在所述吸光层背离所述反射层的一侧设置第一阻断层;在所述导光板背离所述散射层的一侧设置第二阻断层;所述第一阻断层和所述第二阻断层均用于吸收所述第一光线。
可选的,所述取光网点的密度从所述导光板的近光侧向出光侧的方向变大。
可选的,所述反射单元在所述散射层上的正投影的面积大于所述量子点单元在所述散射层上的正投影的面积。
可选的,所述黑矩阵在所述散射层上的正投影的面积大于所述反射单元在所述散射层上的正投影的面积。
可选的,所述量子点单元包括红量子点、绿量子点和蓝量子点。
本发明第二方面在于提供一种前置光源,包括光源元件和如上述任意一项所述的导光结构;
所述光源元件设置在所述导光结构的侧面;所述光源元件的出光方向朝向所述导光结构。
本发明第三方面在于提供一种显示装置,包括如上述所述的前置光源及显示面板;
所述显示面板设置在所述导光组件的一侧;所述导光组件产生的白光射向所述显示面板。
本发明第四方面在于提供一种导光结构的制备方法,包括:
在第一阻断层上制备吸光层;
在所述吸光层远离所述第一阻断层的一侧制备反射层;
在所述反射层远离所述吸光层的一侧制备量子点层,并在所述吸光层、
所述反射层及所述量子点层的空隙涂覆透明保护层;
在第二阻断层上制备导光板,并在所述导光板上形成取光网点;
在所述导光板远离所述第二阻断层的一侧制备散射层;
将所述散射层和所述透明保护层进行贴合,得到所述导光结构。
本发明实施例提供的一种导光结构,包括:层叠设置的导光板、散射层、量子点层、反射层;其中,所述导光板上设置有取光网点,用于吸收第一光线,并将入射至所述取光网点的第一光线导出至所述导光结构的各层;所述量子点层包括:分布在所述散射层上的多个量子点单元,用于吸收所述第一光线,激发产生白光;所述反射层包括:与所述量子点单元一一对应设置多个反射单元,用于将所述量子点层产生的白光进行反射。本发明实施例中导光板可以将第一光线导出至导光结构的各层,激发量子点生成白光,在反射层的反射下能够使导光结构反向出光,并且提高导光结构的对比度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种导光结构的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种导光板的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种导光板的俯视结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种前置光源的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种导光结构制备方法的步骤流程图。
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作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。
实施例一
参照图1,示出了一种导光结构10,该导光结构10包括:
层叠设置的导光板11、散射层12、量子点层13、反射层14;
其中,参照图2,所述导光板11上设置有取光网点111,用于对入射至所述导光板11上的第一光线进行反射,并通过所述取光网点111将所述第一光线导出至与所述导光板11相邻的各层;
在本发明实施例中,导光板11接收外部光源射入的第一光线,然后通过导光板11的反射,反射至取光网点111的光线射出至导光板11相邻的散射层12和第二阻挡层。
所述散射层12,用于对导光板11输出的第一光线进行散射;
所述量子点层12包括:分布在所述散射层12上的多个量子点单元121,用于吸收所述第一光线,激发产生白光。
所述反射层14包括:与所述量子点单元121一一对应设置多个反射单元141,用于将所述量子点层13产生的白光进行反射。
其中,反射层反射的所述白光穿过所述散射层及所述导光板射出所述导光结构。
在本发明实施例中,第一光线包括:紫外光线;其中,第一光线从取光网点111射出后,通过散射层进行散射,使第一光线变的更加均匀,然后第一光线射向量子点层,激发量子点层的红、绿和蓝量子点,产生白光射向反射层,白光在反射层14的反射下,穿过散射层向导光板方向射出。
参照图2,所述取光网点111设置在所述导光板11朝向所述散射层12的一侧,所述取光网点111为光栅。
在本发明实施例中,参照图2,当第一光线满足全导光板的全反射角传播时,在没有取光网点111,第一光线在导光板11内正常传播,在取光网点111即光栅处,第一光线A1-A3,射出导光板11。
在本发明实施例中,设置导光板的全反射角为60°-80°,相邻光栅111在入光侧a指向出光侧b的方向上的距离X为170nm-200nm,其中,导光板的在入光侧指向出光侧的方向上的长度Y为40mm-60mm,取光网点在入光侧指向出光侧的方向上的长度Z为180μm-250μm。
参照图3,所述取光网点111设置在所述导光板11背离所述散射层12的一侧,所述取光网点111为凸起结构。
在本发明实施例中,参照图3,当第一光线满足全导光板的全反射角传播时,在没有取光网点(凸起结构)111,第一光线在导光板11内正常传播,在取光网点(凸起结构)111处,第一光线B2经凸起结构,反向射出导光板11。
在本发明实施例中,参照图4,所述取光网点111的密度从所述导光板11的近光侧a向出光侧b的方向变大。
在本发明实施例中,当需要导光板11的导光效率为1%时,取光网点111的排布公式为Xn=0.7+69.3*(1-0.99n-1),其中n为取光网点的个数,Xn为取光网点距离最左端入光口距离,如图4所示,排布布公式和示意图表明,随着取光网点111远离入光侧,取光网点排布更加密集。其中,Xn取1、2、3....等整数,则取光网点距离最左端入光口距离实际值为Xn*相邻取光网点之间的距离X。n可以根据排布公式计算后取整数。在本发明实施例中,取光网点的排布方式也可以根据取光效率的需要,设置其他排布方式,在此不加以限定。
在本发明实施例中,所述导光结构10还包括:吸光层15;所述吸光层15设置在所述反射层14远离所述量子点层13的一侧,用于将入射至所述吸光层15的光线进行吸收。
在本发明实施例中,所述吸光层15包括:多个与所述反射单元141一一对应设置的多个黑矩阵151。
在本发明实施例中,在所述吸光层15背离所述反射层14的一侧设置第一阻断层16;在所述导光板11背离所述散射层12的一侧设置第二阻断层17;所述第一阻断层16和所述第二阻断17层均用于吸收所述第一光线。
其中,第一阻断层和第二阻断层的材料均为TiO2或BK7等硅酸盐玻璃,用于阻断未被量子点层吸收的第一光线,其中,第一组断层避免第一光线射出至外环境被人眼吸收,第二阻断层避免第一光线进入导光结构配合使用的显示面板内,影响显示面板的显示效果。
在本发明实施例中,还有一部分第一光线未激发量子点层12,然后第一光线射向反射层,会经反射层反射,第一光线穿过散射层和导光层射向第二阻断层,被第二阻断层吸收,避免射向显示面板。
其中,第一阻断层和第二阻断层为高透光材料,可以保证可见光的透过。
在本发明实施例中,所述反射单元141在所述散射层12上的正投影的面积大于所述量子点单元121在所述散射层12上的正投影的面积。
在本发明实施例中,反射单元141在所述散射层12上的正投影的面积大于所述量子点单元121在所述散射层12上的正投影的面积,能够保证量子点单元产生的白光最大化的被反射单元进行反射,但是为保证开口率,避免反射单元过大,因此限定反射单元的面积比量子点单元的面积大5%-10%。
在本发明实施例中,反射单元的材料为铝或银等镜面反射材料。其中,反射单元的厚度为100nm-200nm。
其中,反射单元141可以时量子点单元121向反射单元发射的白光向反方向反射,提高导光结构的亮度。
在本发明实施例中,所述黑矩阵151在所述散射层12上的正投影的面积大于所述反射单元141在所述散射层12上的正投影的面积。
在本发明实施例中,黑矩阵151可以起到吸光的作用,避免环境光入射至反射单元发生反射,使导光结构的外侧形成亮点。在本发明实施例中,选择设置黑矩阵,使导光结构的对比度小于25%。
在本发明实施例中,由于黑矩阵要遮挡反射单元,因此选择黑矩阵在所述散射层12上的正投影的面积大于所述反射单元141在所述散射层12上的正投影的面积。为保证开口率,使黑矩阵的在所述散射层12上的正投影的面积比反射单元141在所述散射层12上的正投影的面积大5%-10%。
在本发明实施例中,相邻黑矩阵之间的距离为200μm-220μm,保证导光结构在使用时的对比度为1.00032~1.00035:1,实现暗点不可视。
在本发明实施例中,所述量子点单元121包括红量子点1211、绿量子点1212和蓝量子点1213。
在本发明实施例中,红量子点1211、绿量子点1212和蓝量子点1213的材料包括:硒化镉、磷化铟、铜铟硫、钙钛矿等。
在本发明实施例中,量子点单元的长度为2μm-4μm。例如,取量子点单元的长度为3μm,当显示面板的像素大小为211μm时,此时,显示面板的开口率为:(211-3)*(211-3)/211/211=97.2%。在本发明实施例中,可根据像素的大小,选择适合大小的量子点单元,来保证显示面板的开口率,在此不加以限定。
在本发明实施例中,在黑矩阵、反射单元和量子点单元之间的空隙设置透明保护层18,用于保护黑矩阵、反射单元和量子点单元。
本发明实施例提供的一种导光结构,包括:层叠设置的导光板、散射层、量子点层、反射层;其中,所述导光板上设置有取光网点,用于吸收第一光线,并将入射至所述取光网点的第一光线导出至所述导光结构的各层;所述量子点层包括:分布在所述散射层上的多个量子点单元,用于吸收所述第一光线,激发产生白光;所述反射层包括:与所述量子点单元一一对应设置多个反射单元,用于将所述量子点层产生的白光进行反射。本发明实施例中导光板可以将第一光线导出至导光结构的各层,激发量子点生成白光,在反射层的反射下能够使导光结构反向出光,并且提高导光结构的对比度。
实施例二
参照图5,示出了本发明实施例提供一种前置光源,包括光源元件20和如实施例一任意一项所述的导光结构10;
在本发明实施例中,所述光源元件20设置在所述导光结构10的侧面;所述光源元件20的出光方向朝向所述导光结构10。
在本发明实施例中,提供的前置光源是一种侧入式前置光源,其中,光源元件20发出的光线入射至导光板11,在导光板11中遇到取光网点111后射出。
在本发明实施例中,导光板11的入光侧为靠近光源元件20的一端,出光侧为远离光源元件20的一侧。
本发明实施例提供的侧入式前置光源,可以使前置光源反向出光,并且提高了显示面板的对比度和开口率。
实施例三
参照图6,示出了本发明实施例的一种显示装置,包括如实施例二的前置光源及显示面板30;
所述显示面板30设置在所述导光组件10的一侧;所述导光组件10产生的白光射向所述显示面板30。
在本发明实施例中,显示面板30与设置在第二阻断层17远离导光板的一侧,前置光源10产生的白光照向显示面板30,使显示面板可以在暗环境下可以显示。
其中,第二组断层将入射至第二阻断层的第一光线(紫外光)进行吸收,可以防止紫外光射向显示面板30,影响显示面板的显示效果。
在本发明实施例中,显示面板为反射型显示面板。
本发明实施例提供的显示装置,可以使显示装置在暗环境下进行显示,并且不会有第一光线射入显示面板,影响显示面板的显示效果。
实施例四
参照图7,示出本发明实施例提供的一种导光结构的制备方法的步骤流程图;该制备方法应用于实施例一中的导光结构,该制备方法,具体包括以下步骤:
步骤S1,在第一阻断层上制备吸光层。
在本发明实施例中,第一阻断层为高透光材料,并且可以吸收第一光线(紫外光线),其中,吸光层包括多个黑矩阵。
步骤S2,在所述吸光层远离所述第一阻断层的一侧制备反射层。
在本发明实施例中,在黑矩阵上制备反射层,其中,反射层包括多个反射单元,其中,反射单元在黑矩阵上的投影落入黑矩阵内。
步骤S3,在所述反射层远离所述吸光层的一侧制备量子点层,并在所述吸光层、所述反射层及所述量子点层的空隙涂覆透明保护层。
在本发明实施例中,量子点层包括:多个量子点单元,每个量子点单元包括:红、绿、蓝量子点。
步骤S4,在第二阻断层上制备导光板,并在所述导光板上形成取光网点。
在所在本发明实施例中,取光网点:包括光栅或凸起。作用是将入射至取光网点的第一光线射出。
步骤S5,述导光板远离所述第二阻断层的一侧制备散射层。
在本发明实施例中,选择涂覆的方式在第二阻断层上制备散射层。其中,第二阻断层和第一阻断层的材料及作用相同。
步骤S6,将所述散射层和所述透明保护层进行贴合,得到所述导光结构。
在本发明实施例中通过将步骤S1-S5制备的各层进行贴合,得到所需要的导光结构。
本发明实施例提供的一种导光结构的制备方法,包括:在第一阻断层上制备吸光层;在所述吸光层远离所述第一阻断层的一侧制备反射层;在所述反射层远离所述吸光层的一侧制备量子点层;在所述吸光层、所述反射层及所述量子点层的空隙涂覆透明保护层;在第二阻断层上制备导光板;在所述导光板上形成取光网点;在所述导光板远离所述第二阻断层的一侧制备散射层;将所述散射层和所述透明保护层进行贴合,得到所述导光结构。通过本发明实施例中制备的导光结构中的导光板可以将第一光线导出至导光结构的各层,激发量子点生成白光,在反射层的反射下能够使导光结构反向出光,并且提高导光结构的对比度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种导光结构的制备方法,其特征在于,包括:
在第一阻断层上制备吸光层;
在所述吸光层远离所述第一阻断层的一侧制备反射层;其中,所述反射层包括至少一个反射单元;
在所述反射层远离所述吸光层的一侧制备量子点层,并在所述吸光层、所述反射层及所述量子点层的空隙涂覆透明保护层;其中,所述量子点层至少包括一个量子点单元;
在第二阻断层上制备导光板,并在所述导光板上形成取光网点;
在所述导光板远离所述第二阻断层的一侧制备散射层;
将所述散射层和所述透明保护层进行贴合,得到所述导光结构;
其中,所述取光网点的密度从所述导光板的近光侧向出光侧的方向变大;
其中,所述反射单元在所述散射层上的正投影的面积大于所述量子点单元在所述散射层上的正投影的面积的5%-10%。
2.一种导光结构,其特征在于,所述导光结构采用如权利要求1所述的制备方法得到。
3.根据权利要求2所述的导光结构,其特征在于,所述取光网点设置在所述导光板朝向所述散射层的一侧,所述取光网点为光栅。
4.根据权利要求2所述的导光结构,其特征在于,所述取光网点设置在所述导光板背离所述散射层的一侧,所述取光网点为凸起结构。
5.根据权利要求2所述的导光结构,其特征在于,所述导光结构还包括:吸光层;所述吸光层设置在所述反射层远离所述量子点层的一侧,用于将入射至所述吸光层的光线进行吸收。
6.根据权利要求5所述的导光结构,其特征在于,所述吸光层包括:多个与所述反射单元一一对应设置的黑矩阵。
7.根据权利要求5所述的导光结构,其特征在于,在所述吸光层背离所述反射层的一侧设置第一阻断层;在所述导光板背离所述散射层的一侧设置第二阻断层;所述第一阻断层和所述第二阻断层均用于吸收第一光线。
8.根据权利要求6所述的导光结构,其特征在于,所述黑矩阵在所述散射层上的正投影的面积大于所述反射单元在所述散射层上的正投影的面积。
9.根据权利要求3所述的导光结构,其特征在于,所述量子点单元包括红量子点、绿量子点和蓝量子点。
10.一种前置光源,其特征在于,包括光源元件和如权利要求2-9任意一项所述的导光结构;
所述光源元件设置在所述导光结构的侧面;所述光源元件的出光方向朝向所述导光结构。
11.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求10所述的前置光源及显示面板;
所述显示面板设置在所述导光结构的一侧;所述导光结构产生的白光射向所述显示面板。
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