CN110579905A

CN110579905A - 显示装置

Info

Publication number: CN110579905A
Application number: CN201910874199.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡旻锦; 詹钧翔; 范铎正; 蔡庭玮; 杜宜轩
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2019-12-17
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: TW202032228A; CN110579905B; TWI691765B

Abstract

一种显示装置，包括显示面板、光源、荧光粉膜及量子点膜。荧光粉膜及量子点膜设置于光源与显示面板之间。荧光粉膜具有荧光粉，荧光粉膜的荧光粉的重量百分比为Cp，而10％≤Cp≤25％。量子点膜的厚度为T1，而80μm≤T1≤120μm。量子点膜具有钙钛矿量子点材料，量子点膜的钙钛矿量子点材料的重量百分比为Cq，而0.7％≤Cq≤1.2％。

Description

显示装置

技术领域

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种包括钙钛矿量子点材料的显示装置。

背景技术

量子点(Quantum Dot)是在把内部电子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势、两种不同半导体材料的介面、半导体的表面或者上述三者的结合。因此，量子点具有独特的光电特性，例如：量子点在接受到激发光时，会根据其直径大小，发出各种不同颜色的高纯度单色光，量子点材料常应用于显示装置中。

发明内容

本发明提供一种显示装置，兼具高亮度及高色彩覆盖率。

本发明的一种显示装置，包括显示面板、光源、荧光粉膜及量子点膜。显示面板包括第一基板、设置于第一基板的对向的第二基板、设置于第一基板与第二基板之间的非自发光显示介质以及设置于第一基板或第二基板上的彩色滤光层。彩色滤光层具有第一颜色图案、第二颜色图案及第三颜色图案。光源发出第一色光，第一色光通过荧光粉膜与量子点膜的一者之后转换为第一混合色光。第一混合色光通过荧光粉膜与量子点膜的另一者之后转换为第二混合色光。第二混合色光包括绿光，绿光的光谱具有一波峰，波峰对应的波长为λ₀，520nm≤λ₀≤535nm，且绿光的光谱的半高宽小于或等于25nm。

本发明的一种显示装置，包括显示面板、光源、反射器及波长转换膜。显示面板包括第一基板、设置于第一基板的对向的第二基板、设置于第一基板与第二基板之间的非自发光显示介质以及设置于第一基板或第二基板上的彩色滤光层。彩色滤光层具有第一颜色图案、第二颜色图案及第三颜色图案。波长转换膜具有荧光粉及钙钛矿量子点材料。波长转换膜设置于显示面板与反射器之间，且与光源分离。光源发出第一色光，而第一色光通过波长转换膜之后转换为一混合色光。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的显示装置10的示意图。

图2为本发明一实施例的发光二极管芯片211的第一色光L0的光谱、被荧光粉膜220转换出的第二色光的光谱、被量子点膜250转换出的第三色光的光谱，第一颜色图案140R的穿透光谱、第二颜色图案140G的穿透光谱及第三颜色图案140B的穿透光谱。

图3为CIE 1976色度图，其中线段S₁₀代表本发明一实施例的显示装置10的色域，而线段S_Rec.2020代表Rec.2020的标准色域。

图4为在各种荧光粉膜220的荧光粉222的重量百分比Cp、各种量子点膜250的钙钛矿量子点材料252的重量百分比Cq及各种量子点膜250的厚度T1的条件下所获得的本发明一实施例的显示装置10的白点色座标(Wx,Wy)及亮度。

图5为本发明一实施例的显示装置10及比较例1～3的显示装置的光学数据。

图6为本发明另一实施例的显示装置10A的示意图。

图7为本发明又一实施例的显示装置20的示意图。

图8为本发明再一实施例的显示装置20A的示意图。

图9为本发明一实施例的显示装置30的示意图。

图10为本发明另一实施例的显示装置30A的示意图。

图11为本发明又一实施例的显示装置40的示意图。

图12为本发明再一实施例的显示装置40A的示意图。

其中，附图标记：

10、10A、20、20A、30、30A、40、40A：显示装置

100：显示面板

110：第一基板

120：第二基板

130：非自发光显示介质

140：彩色滤光层

140R：第一颜色图案

140G：第二颜色图案

140B：第三颜色图案

150：像素阵列层

160、170：偏光片

200：背光模块

210：光源

211：发光二极管芯片

212：封装体

220：荧光粉膜

221、251、291：透光基材

222：荧光粉

230：反射器

240：导光板

241：第一表面

242：第二表面

243：侧面

250：量子点膜

252：钙钛矿量子点材料

260：扩散片

270：棱镜片

280：增亮膜

290：波长转换膜

FWHM：半高宽

L0：第一色光

L1、L2：混合色光

S_LED、Sp、Sq、S_CFR、S_CFG及S_CFB：曲线

S₁₀、S_Rec.2020：线段

T1、T2：厚度

λ₀：波长

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理和/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”可为二元件间存在其它元件。

本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

图1为本发明一实施例的显示装置10的示意图。请参照图1，显示装置10包括显示面板100。显示面板100包括第一基板110、第二基板120、非自发光显示介质130及彩色滤光层140。第二基板120设置于第一基板110的对向。非自发光显示介质130设置于第一基板110与第二基板120之间。彩色滤光层140设置于第一基板110或第二基板120上。

举例而言，在本实施例中，非自发光显示介质130可以是液晶，而第一基板110及第二基板120上可分别设有偏光片160及偏光片170，但本发明不以此为限。在本实施例中，彩色滤光层140具有第一颜色图案140R、第二颜色图案140G及第三颜色图案140B。举例而言，第一颜色图案140R、第二颜色图案140G及第三颜色图案140B可以分别是红色图案、绿色图案及蓝色图案，但本发明不以此为限。

显示面板100更包括像素阵列层150，用以驱动非自发光显示介质130。举例而言，在本实施例中，像素阵列层150及彩色滤光层140可选择性地分别设置于第一基板110及第二基板120上。然而，本发明不限于此，根据其它实施例，像素阵列层150及彩色滤光层140也可设置于同一基板上，亦即，像素阵列层150及彩色滤光层140也可设置于第一基板110或第二基板120上。

除了显示面板100外，显示装置10更包括背光模块200。背光模块200包括光源210。在本实施例中，光源210可选择性地包括发光二极管芯片211及封装体212，其中发光二极管芯片211设置于封装体212内。光源210用以发出第一色光L0。举例而言，在本实施例中，第一色光L0包括一蓝光。

背光模块200更包括荧光粉膜220。荧光粉膜220具有透光基材221以及混入透光基材221中的荧光粉222。荧光粉膜220大致上设置于光源210与显示面板100之间。举例而言，在本实施例中，荧光粉膜220可选择性设置于发光二极管芯片211上，且发光二极管芯片211及荧光粉膜220皆设置于封装体212内。也就是说，在本实施例中，荧光粉膜220、发光二极管芯片211及封装体212可整合为一发光元件。然而，本发明不以此为限，根据其它实施例，荧光粉膜220也可设置于其它适当位置，以下将于后续段落配合其它附图举例说明。

光源210发出第一色光L0，第一色光L0通过荧光粉膜220与量子点膜250的一者之后转换为第一混合色光L1。举例而言，在本实施例中，发光二极管芯片211发出的第一色光L0通过荧光粉膜220之后转换为第一混合色光L1。详细来说，第一色光L0通过荧光粉膜220后，部分的第一色光L0(例如：蓝光)被荧光粉222转换为第二色光(例如：红光；未示出)，另一部分的第一色光L0未被转换而维持原本的颜色(例如：蓝色)，被转换出的第二色光(例如：红光)与未被转换的另一部分的第一色光L0(例如：蓝光)混合成第一混合色光L1(例如：洋红光)。

举例而言，在本实施例中，荧光粉膜220的透光基材221的材质可以是树脂(resin)；荧光粉222的材质可以是氟硅酸钾(KSF)荧光体。但本发明不以此为限，透光基材221的材质和/或荧光粉222的材质也可以是其它适当材料。

背光模块200还包括量子点膜250。量子点膜250大致上设置于光源210与显示面板100之间。在本实施例中，背光模块200更包括反射器230，其中量子点膜250设置于显示面板100与反射器230之间。

举例而言，在本实施例中，背光模块200可选择性地包括导光板240。导光板240具有第一表面241、第二表面242及侧面243，其中第一表面241较第二表面242靠近显示面板100，侧面243连接于第一表面241与第二表面242之间，而光源210设置于导光板240的侧面243旁。也就是说，本实施例的背光模块200可选择性地是侧入式背光模块。在侧入式背光模块中，而量子点膜250可设置于导光板240的第一表面241上，但本发明不以此为限。

在本实施例中，除了量子点膜250外，背光模块200还可包括其它光学膜片。举例而言，在本实施例中，背光模块200的其它光学膜片可包括扩散片260，而量子点膜250可选择性地设置于扩散片260与导光板240之间。此外，在本实施例中，背光模块200的其它光学膜片还可包括棱镜片270及增亮膜280，其中扩散片260、棱镜片270及增亮膜280可依序堆叠于导光板240的第一表面241上。

需说明的是，上述背光模块200所包括的光学膜片的种类、数量及其排列方式仅是用以举例说明本发明而非用以限制本发明，背光模块200所包括的光学膜片的种类、数量及其排列方式可视实际需求做其它适当的设计。另外，量子点膜250的设置位置也不限于扩散片260与导光板240之间；在量子点膜250不易过度受到光源210所产生之废热影响的前提下，量子点膜250也可设置于其它适当位置。

量子点膜250具有透光基材251以及混入透光基材251中的钙钛矿量子点材料252。第一混合色光L1通过荧光粉膜220与量子点膜250的另一者之后转换为第二混合色光L2。在本实施例中，第一混合色光L1通过量子点膜250之后转换为第二混合色光L2。具体而言，第一混合光L1通过量子点膜250后，部分的第一混合色光L1(例如：洋红光)被荧光粉222转换为第三色光(例如：绿光；未示出)，另一部分的第一混合色光L1未被转换而维持原本的颜色(例如：洋红色)，被转换出的第三色光(例如：绿光)与未被转换的另一部分的第一混合色光L1(例如：洋红光)混合成第二混合色光L2(例如：白光)。举例而言，在本实施例中，钙钛矿(perovskite)量子点材料252可以是由CsPbBr3所表示的化合物，但本发明不以此为限。

图2示出本发明一实施例的发光二极管芯片211之第一色光L0的光谱、被荧光粉膜220转换出的第二色光的光谱、被量子点膜250转换出的第三色光的光谱，第一颜色图案140R的穿透光谱、第二颜色图案140G的穿透光谱及第三颜色图案140B的穿透光谱，分别以曲线SLED、曲线Sp、曲线Sq、曲线SCFR、曲线SCFG及曲线SCFB表示。

图3为CIE 1976色度图，其中线段S10代表本发明一实施例的显示装置10的色域，而线段S_Rec.2020代表Rec.2020的标准色域。

图4列出在各种荧光粉膜220的荧光粉222的重量百分比Cp、各种量子点膜250的钙钛矿量子点材料252的重量百分比为Cq及各种量子点膜250的厚度T1的条件下所获得的本发明一实施例的显示装置10的白点色座标(Wx,Wy)及亮度。

图5示出本发明一实施例的显示装置10及比较例1～3的显示装置的光学数据。

请参照图1、图2、图3、图4及图5，被量子点膜250转换出的第三色光(例如：绿光)的光谱Sq具有波峰，所述波峰对应的波长为λ₀，520nm≤λ₀≤535nm，且第三色光的光谱的半高宽FWHM小于或等于25nm；荧光粉膜220的荧光粉222的重量百分比为Cp，而10％≤Cp≤25％；量子点膜250的厚度为T1，而80μm≤T1≤120μm；量子点膜250的钙钛矿量子点材料252的重量百分比为Cq，而0.7％≤Cq≤1.2％。藉此，显示装置10能在具有符合规范的白点色座标(即Wx＝0.31±0.01及Wy＝.0.33±0.01)的前提下兼具高色彩覆盖率及高亮度。

请参照图1、图4及图5，举例而言，在一较佳的实施例中，被量子点膜250转换出的第三色光(例如：绿光)的光谱Sq具有波峰，所述波峰对应的波长为λ₀，λ₀≤＝525nm，且第三色光之光谱的半高宽FWHM＝22nm，荧光粉膜220的荧光粉222的重量百分比Cp＝18％，量子点膜250的钙钛矿量子点材料252的重量百分比Cq＝0.7％，量子点膜250的厚度T1＝87μm，而显示装置10能在具有符合规范的白点色座标(即Wx＝0.3000及Wy＝0.3346)的前提下兼具高色彩覆盖率90.3％及高亮度411.1nit，但本发明不以此为限。

请参照图1及图5，比较例1的显示装置与本实施例的显示装置10的类似，两者的差异在于：比较例1的显示装置是将红色荧光粉(例如：KSF)及绿色荧光粉(例如：β-SiAlON)混合并置于封装体212中，且比较例1的显示装置不包括本实施例的量子点膜250；比较例2及比较例3的显示装置与本实施例的显示装置10的类似，其差异在于：比较例2及比较例3的显示装置是将绿色量子点材料与红色荧光粉混合在同一膜材且将所述膜材设置于封装体212外，比较例2的绿色量子点材料包括镉(Cd)，而比较例3的绿色量子点材料包括磷化铟(InP)。

图5的实验数据可证，相较于比较例1、比较例2或比较例3，本实施例的显示装置10能在具备符合规范的白点色座标(0.3000,0.3346)的前提下兼具高光学效率104％及高色彩覆盖率90.3％。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图6为本发明另一实施例的显示装置10A的示意图。请参照图1及图6，图1的显示装置10与图6的显示装置10A类似，两者的差异在于：图1的显示装置10的背光模块200为侧入式，图6的显示装置10A的背光模块200为直下式，且图6的量子点膜250的位置与图1的量子点膜250的位置不同。

请参照图6，具体而言，在本实施例中，光源210设置于扩散片260与反射器230之间，量子点膜250设置于扩散片260上且位于显示面板100与扩散片260之间。

图7为本发明又一实施例的显示装置20的示意图。请参照图1及图7，图7的显示装置20与图1的显示装置10类似，两者的差异在于：在图7的实施例中，荧光粉膜220与光源210分离，而荧光粉膜220及量子点膜250为独立的两膜材。在本实施例中，量子点膜250及荧光粉膜220设置于显示面板100与反射器230之间，量子点膜250及荧光粉膜220设置于导光板240的第一表面241上，且量子点膜250及荧光粉膜220可位于扩散片260与导光板240之间。

图8为本发明再一实施例的显示装置20A的示意图。请参照图7及图8，图7的显示装置20与图8的显示装置20A类似，两者的差异在于：图7的显示装置20的背光模块200为侧入式，图8的显示装置20A的背光模块200为直下式，而图8的量子点膜250及荧光粉膜220的位置与图7的量子点膜250及荧光粉膜220的位置不同。

请参照图8，具体而言，在本实施例中，光源210设置于扩散片260与反射器230之间，量子点膜250及荧光粉膜220设置于扩散片260上且位于显示面板100与扩散片260之间。

图9为本发明一实施例的显示装置30的示意图。请参照图7及图9，图7的显示装置20与图9的显示装置30类似，两者的差异如下述。在图7的实施例中，荧光粉膜220设置于量子点膜250与反射器230之间。但，在图9的实施例中，量子点膜250设置于荧光粉膜220与反射器230之间。

图10为本发明另一实施例的显示装置30A的示意图。请参照图8及图10，图8的显示装置20A与图10的显示装置30A类似，两者的差异如下述。在图8的实施例中，荧光粉膜220设置于量子点膜250与反射器230之间。但，在图10的实施例中，量子点膜250设置于荧光粉膜220与反射器230之间。

图11为本发明又一实施例的显示装置40的示意图。请参照图1及图11，图1的显示装置10与图11的显示装置40类似，两者的差异在于：在图11的实施例中，荧光粉222及钙钛矿量子点材料252混合于一透光基材291内，以形成一波长转换膜290。波长转换膜290设置于显示面板100与反射器230之间，且与光源210分离。

光源210发出第一色光L0(例如：蓝光)，而第一色光L0通过波长转换膜290之后分别被荧光粉222及钙钛矿量子点材料252转换为第二色光(例如：红光；未示出)及第三色光(例如：绿光；未示出)，第二色光(例如：红光；未示出)及第三色光(例如：绿光；未示出)混合成一混合色光L2(例如：白光)。

类似于图1的实施例，波长转换膜290的荧光粉222的重量百分比为Cp，而10％≤Cp≤25％；波长转换膜290的厚度为T2，而80μm≤T2≤120μm；波长转换膜290的钙钛矿量子点材料252的重量百分比为Cq，而0.7％≤Cq≤1.2％；混合色光L2包括一绿光，绿光的光谱具有波峰，所述波峰对应的波长为λ₀，520nm≤λ₀≤535nm，且所述绿光的光谱的半高宽小于或等于25nm。

图12为本发明再一实施例的显示装置40A的示意图。请参照图11及图12，图11的显示装置40与图12的显示装置40A类似，两者的差异在于：图11的显示装置40的背光模块200为侧入式，图12的显示装置40A的背光模块200为直下式，而图11的波长转换膜290的位置与图12的波长转换膜290的位置不同。

具体而言，在图11的实施例中，波长转换膜290可选择性地设置于导光板240的第一表面241上，且波长转换膜290位于显示面板100与导光板240之间；在图12的实施例中，光源210设置于扩散片260与反射器230之间，波长转换膜290设置于扩散片260上且位于显示面板100与扩散片260之间。

图6至图12的显示装置10A、20、20A、30、30A具有与图1的显示装置10类似的功效及优点，于此便不再重述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置于该第一基板的对向；

一非自发光显示介质，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及

一彩色滤光层，设置于该第一基板或该第二基板上，且具有一第一颜色图案、一第二颜色图案及一第三颜色图案；

一光源；

一荧光粉膜，设置于该光源与该显示面板之间；以及

一量子点膜，设置于该光源与该显示面板之间，其中，

该荧光粉膜具有一荧光粉，该荧光粉膜的该荧光粉的重量百分比为Cp，而10％≤Cp≤25％；

该量子点膜的厚度为T1，而80μm≤T1≤120μm；

该量子点膜具有一钙钛矿量子点材料，该量子点膜的该钙钛矿量子点材料的重量百分比为Cq，而0.7％≤Cq≤1.2％；

该光源发出一第一色光，该第一色光通过该荧光粉膜与该量子点膜的一者之后转换为一第一混合色光，且该第一混合色光通过该荧光粉膜与该量子点膜的另一者之后转换为一第二混合色光，其中该第二混合色光包括一绿光，该绿光的一光谱具有一波峰，该波峰对应的波长为λ₀，520nm≤λ₀≤535nm，且该绿光的该光谱的半高宽小于或等于25nm。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该光源包括一发光二极管芯片及一封装体，且该发光二极管芯片及该荧光粉膜设置于该封装体内。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一反射器，其中该量子点膜设置于该显示面板与该反射器之间。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一侧面，其中该第一表面较该第二表面靠近该显示面板，该侧面连接于该第一表面与该第二表面之间，该光源设置于该导光板的该侧面旁，而该量子点膜设置于该导光板的该第一表面上。

5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一扩散片，其中该光源设置于该扩散片与该反射器之间，而该量子点膜设置于该扩散片上。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该荧光粉膜与该光源分离。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一反射器，其中该量子点膜及该荧光粉膜设置于该显示面板与该反射器之间。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一侧面，其中该第一表面较该第二表面靠近该显示面板，该侧面连接于该第一表面与该第二表面之间，该光源设置于该导光板的该侧面旁，而该量子点膜及该荧光粉膜设置于该导光板的该第一表面上。

9.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该荧光粉膜设置于该量子点膜与该反射器之间。

10.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该量子点膜设置于该荧光粉膜与该反射器之间。

11.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一扩散片，其中该光源设置于该扩散片与该反射器之间，而该量子点膜及该荧光粉膜设置于该扩散片上。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置于该第一基板的对向；

一光源；

一反射器；以及

一波长转换膜，具有一荧光粉及一钙钛矿量子点材料，其中该波长转换膜设置于该显示面板与该反射器之间，且与该光源分离；

该光源发出一第一色光，而该第一色光通过该波长转换膜之后转换为一混合色光。

13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，该波长转换膜的该荧光粉的重量百分比为Cp，而10％≤Cp≤25％；该波长转换膜的厚度为T2，而80μm≤T2≤120μm；该波长转换膜的该钙钛矿量子点材料的重量百分比为Cq，而0.7％≤Cq≤1.2％；该混合色光包括一绿光，该绿光的一光谱具有一波峰，该波峰对应的波长为λ₀，520nm≤λ₀≤535nm，且该绿光的该光谱的半高宽小于或等于25nm。

14.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一侧面，其中该第一表面较该第二表面靠近该显示面板，该侧面连接于该第一表面与该第二表面之间，该光源设置于该导光板的该侧面旁，而该波长转换膜设置于该导光板的该第一表面上。

15.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一扩散片，其中该光源设置于该扩散片与该反射器之间，而该波长转换膜设置于该扩散片上。