CN110703484A - 一种量子点显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种量子点显示器，包括沿背向出光方向设置的：上偏光片，显示面板，下偏光片，量子点膜；上偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第一角度，以吸收垂直偏振光；下偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第二角度，以吸收水平偏振光。本发明通过调整偏光片的微结构，控制偏光片吸收无扩散效果的偏振光，透过有扩散效果的偏振光，最终达到扩散蓝光的效果。本发明量子点显示器可以有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的普遍问题，实现高亮度、大视角、低色偏的效果。

Description

一种量子点显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种视角优化的量子点显示器。
背景技术
随着半导体技术以及显示技术的迅猛发展，具有高画质、高空间利用效率、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括背板(Back Plate，简称BP)、液晶显示面板(Panel)及背光模组(Back Light Unit，简称BLU)。液晶显示面板通常是由一彩膜(Color Filter，简称CF)基板、一薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)阵列基板以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer，简称LCL)所构成。背板远离TFT阵列基板的一侧贴附有偏光片(Polarizer，简称POL)。液晶显示面板通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否，并藉由偏光片实现光路的穿透与阻挡，达到显示画面的目的。背光模组通常以发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)作为背光源。
随着显示技术的蓬勃发展，高色域已经成为一个重要发展方向。高色域意味着显示画面具有更加丰富多彩的色彩，具有更强的色彩展现能力。对于液晶显示器，由于其显示面板本身不发光，因此提升色域需要从背光着手，即提高背光的纯度，特别是三原色光(红光、绿光及蓝光)的纯度。
量子点显示器(Quantum Dot-Open Cell，简称QD-OC)属于创新半导体纳米晶体技术，可以准确输送光线，高效提升显示屏的色域值以及视角，让色彩更加纯净鲜艳，使色彩表现更具张力。其核心是直径在2-10纳米之间的量子点受到光电刺激时会根据量子点直径的大小不同而激发出不同颜色的单色光，因此，相比原来的显示技术来说，量子点显示的RGB三原色会更加纯净。例如，2nm大小的量子点可吸收长波的红色，显示出蓝色；8nm大小的量子点可吸收短波的蓝色，呈现出红色。采用该技术的液晶显示器不仅能产生色域范围更广的动态色彩，还能在画质中展现真实的色板，超越了传统意义上的背光技术。
但通过量子点进行显色的话，由于目前的量子点只负责产生绿光和红光，因此须将原背光模组中的白光LED背光源换成蓝光LED背光源。而研究发现，由于量子点红绿光视角极大，普通蓝光LED背光源搭配QD-OC，会造成大视角的色偏。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种量子点显示器，可以提高蓝光的视角，改善量子点显示器大视角色偏的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种量子点显示器，包括显示面板；所述量子点显示器还包括沿背向出光方向设置的：上偏光片，配置于所述显示面板的上方；下偏光片，配置于所述显示面板的下方；量子点膜，配置于所述下偏光片的下方；所述上偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第一角度，以吸收垂直偏振光；所述下偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第二角度，以吸收水平偏振光，其中，所述第二角度大于所述第一角度，所述垂直偏振光的光扩散效果大于所述水平偏振光的光扩散效果。
本发明的优点在于：本发明通过对偏光片的吸光轴与偏振光方向之间的关系进行限制，调整偏光片的微结构，控制偏光片吸收无扩散效果的偏振光，透过有扩散效果的偏振光，最终达到扩散蓝光的效果。从而本发明量子点显示器可以有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的普遍问题，实现高亮度、大视角、低色偏的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1A为本发明量子点显示器的第二偏光片吸光轴设置及入射光扩散模拟模型示意图；
图1B为水平偏振光扩散模拟模型；
图1C为垂直偏振光扩散模拟模型；
图2A为本发明量子点显示器的第一实施例的部分膜层结构示意图；
图2B为本发明量子点显示器的第二实施例的部分膜层结构示意图；
图2C为本发明量子点显示器的第三实施例的部分膜层结构示意图；
图3A为本发明量子点显示器的第四实施例的部分膜层结构示意图；
图3B为本发明量子点显示器的第五实施例的部分膜层结构示意图；
图3C为本发明量子点显示器的第六实施例的部分膜层结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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元件或具有相同或类似功能的元件。本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”“第二”“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、内、外、侧面等，仅是参考附图的方向。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。此外，本发明在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。
本发明利用瑞利散射模型对于偏振光的不同扩散作用，将具有扩散效果的偏振光应用于量子点显示器中，改善大视角色偏，提升视觉品味。本发明量子点显示器，包括显示面板；所述量子点显示器还包括沿背向出光方向设置的：上偏光片，配置于所述显示面板的上方；下偏光片，配置于所述显示面板的下方；量子点膜，配置于所述下偏光片的下方；所述上偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第一角度，以吸收垂直偏振光；所述下偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第二角度，以吸收水平偏振光，其中，所述第二角度大于所述第一角度，所述垂直偏振光的光扩散效果大于所述水平偏振光的光扩散效果。其中，吸光轴的方向即为偏光片的偏光角度，在吸光轴平行位置的光线都会被偏光片吸收掉，而在吸光轴垂直位置的光线可以穿透过去。优选的，所述第一角度为0度，所述第二角度为90度。本发明通过对偏光片的吸光轴与偏振光方向之间的关系进行限制，调整偏光片的微结构，控制偏光片吸收无扩散效果的偏振光，透过有扩散效果的偏振光，最终达到扩散蓝光的效果。从而本发明量子点显示器可以有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的普遍问题，实现高亮度、大视角、低色偏的效果。
所述显示面板可以包括阵列基板，以及配置于阵列基板上方的彩膜基板；所述上偏光片配置于所述彩膜基板上方，所述下偏光片配置于所述阵列基板下方；通过限制阵列基板侧偏光片的偏光方向为90度(即下偏光片的吸光轴与水平偏振光平行)，彩膜基板侧偏光片的偏光方向为0度(即上偏光片的吸光轴与垂直偏振光平行)，可以有效提高量子点显示器偏光片亮度，有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的问题。
所述量子点膜包括发光核、无机保护壳层以及有机层。所述发光核中绿光材料包括ZnCdSe2、InP、Cd2SSe的一种或多种组合；所述发光核中红光材料包括CdSe、Cd2SeTe、InAs的一种或多种组合；所述无机保护壳层材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO的一种或多种组合；所述有机层采用透明树脂材料。所述量子点膜还可以包括其它高稳定性复合量子点(例如水凝胶装载QD结构、QD@MOFs、CdSe-SiO2等)。所述量子点膜还可以包括具有荧光偏振性质的II-VIA量子点纳米棒、III-VA量子点纳米棒、Dot-in-rod量子点核壳结构纳米棒、双发射量子点材料、三发射量子点材料，以及钙钛矿量子点等。
优选的，本发明量子点显示器还包括：用于对入射光进行扩散的多个扩散粒子。通过调整偏光片的微结构可以有效提高量子点显示器亮度，通过扩散粒子可以提高光扩散功能。扩散粒子可以混合在量子点膜的膜层内，也可以置于量子点膜外的树脂体系中，以提高光扩散功能。高光效的量子点显示器结合光扩设计，可以使得量子点显示器实现高亮度、大视角、低色偏的效果更佳。扩散粒子的材料为有机材料或无机材料，扩散粒子的尺度为纳米级或微米级，扩散粒子各向同性及各向异性均可。
更优选的，本发明量子点显示器还可以进一步增设反射式偏光增亮膜(DualBrightness Enhancement Film，简称DBEF)。DBEF将部分水平偏振光转化成垂直偏振光，进一步提高了偏光片的透过率，同时保持了扩散效果。高光效的量子点显示器结合光扩以及增亮膜设计，可以使得量子点显示器实现高亮度、大视角、低色偏的效果更佳。
请参考图1A-1C，其中图1A为本发明量子点显示器的下偏光片吸光轴设置及入射光扩散模拟模型示意图，图1B为水平偏振光扩散模拟模型，图1C为垂直偏振光扩散模拟模型。本实施例示意出量子点显示器的下偏光片12，量子点显示器还包括扩散粒子13。
本发明利用瑞利散射模型对于偏振光的不同扩散作用，将具有扩散效果的偏振光应用于量子点显示器中，改善大视角色偏，提升视觉品味。具体的，入射光(自然光)可分为水平(观察角度为0度)和垂直(观察角度为90度)两个方向的偏振光，以水平偏振光111为x轴，以垂直偏振光112为z轴，以光波前进方向113为y轴，定义一空间直角坐标系，如图1A所示。散射光强度ix与观察角度θ的关系为：ix＝((α2·π2·E2)/(λ2·r2))·sin2θ；其中，α为散射光方向，E散射光能量，λ为入射光波长，r为扩散粒子半径。
扩散粒子13对于两种偏振光的偏振作用大不相同：水平偏振光111通过扩散粒子13后几乎无扩散效果，即水平偏振光111通过扩散粒子13后在z-x平面的光扩散强度接近于0，如图1B所示；垂直偏振光112通过扩散粒子13后扩散光型为球形，具有良好的光扩散效果，如图1C所示。即，所述垂直偏振光112的光扩散效果大于所述水平偏振光111的光扩散效果。通过对偏光片的吸光轴与偏振光方向之间的关系进行限制，使偏光片只吸收无扩散效果的偏振光，透过有扩散效果的偏振光，最终达到扩散蓝光的效果。
请继续参考图1A，本实施例示意出量子点显示器的下偏光片12，其吸光轴与入射光中的垂直偏振光112呈90度(即吸光轴与水平偏振光111平行)，以吸收水平偏振光111，并透过垂直偏振光112；扩散效果较好的垂直偏振光112能透过下偏光片12，因此入射光通过下偏光片12后的扩散效果便能够体现出来。相应的，本实施例的量子点显示器的上偏光片(未示于图中)，其吸光轴与入射光中的垂直偏振光112呈0度(即吸光轴与垂直偏振光112平行)，以吸收垂直偏振光112，并透过水平偏振光111；扩散效果较好的垂直偏振光112被吸收，因此入射光通过上偏光片后无偏振效果。也即，通过对偏光片的吸光轴与偏振光方向之间的关系进行限制，调整偏光片的微结构，控制偏光片吸收无扩散效果的偏振光，透过有扩散效果的偏振光，最终达到扩散蓝光的效果。从而本发明量子点显示器可以有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的普遍问题，实现高亮度、大视角、低色偏的量子点显示器。
请参考图2A-2C，其中图2A为本发明量子点显示器的第一实施例的部分膜层结构示意图，图2B为本发明量子点显示器的第二实施例的部分膜层结构示意图，图2C为本发明量子点显示器的第三实施例的部分膜层结构示意图。
如图2A所示，本实施例中量子点显示器的部分膜层结构包括沿出光方向依次设置的：阻水氧层(Barrier Layer)21a、量子点膜22a、下偏光片23a、显示面板27a以及上偏光片28a。阻水氧层21a配置于量子点膜22a下方，下偏光片23a配置于量子点膜22a上方，用于对入射光进行扩散的多个扩散粒子20a配置于量子点膜22a中。也即，扩散粒子混合在量子点膜的膜层内，以提高光扩散功能。下偏光片23a与量子点膜22a之间还可以配置有保护层24a。
进一步的，显示面板27a配置于下偏光片23a上方，上偏光片28a配置于显示面板27a的上方。具体的，下偏光片23a上设置显示面板27a的阵列基板，显示面板27a的与阵列基板相对的一面设置有彩膜基板，彩膜基板上设置上偏光片28a，这些膜层结构的设置及工作原理可参阅现有技术，此处不再赘述。但与现有技术不同的是，本实施例的下偏光片23a的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第二角度，以吸收水平偏振光；本实施例的上偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第一角度，以吸收垂直偏振光。因此本发明量子点显示器可以有效提高蓝光的视角，改善大视角色偏的普遍问题，实现高亮度、大视角、低色偏的效果。
如图2B所示，与图2A所示实施例的不同之处在于，本实施例中量子点显示器的部分膜层结构包括沿出光方向依次设置的：阻水氧层21b、量子点膜22b、扩散层29b以及下偏光片23b。阻水氧层21b配置于量子点膜22b下方，扩散层29b配置于量子点膜22b上方，下偏光片23b配置于扩散层29b上方，用于对入射光进行扩散的多个扩散粒子20b配置于扩散层29b中。也即，扩散粒子置于量子点膜外的树脂体系中，以提高光扩散功能。下偏光片23b与量子点膜22b之间还可以配置有保护层24b。
如图2C所示，与图2A所示实施例的不同之处在于，本实施例中量子点显示器的部分膜层结构包括沿出光方向依次设置的：扩散层29c、量子点膜22c以及下偏光片23c。扩散层29c配置于量子点膜22c下方，下偏光片23c配置于量子点膜22c上方，用于对入射光进行扩散的多个扩散粒子20c配置于扩散层29c中。也即，扩散粒子置于量子点膜外的树脂体系中，以提高光扩散功能；同时配置于量子点膜22c下方的扩散层29c还替代了阻水氧层，对量子点膜进行保护。下偏光片23c与量子点膜22c之间还可以配置有保护层24c。
请参考图3A-3C，其中图3A为本发明量子点显示器的第四实施例的部分膜层结构示意图，图3B为本发明量子点显示器的第五实施例的部分膜层结构示意图，图3C为本发明量子点显示器的第六实施例的部分膜层结构示意图。
如图3A所示，与图2A所示实施例的不同之处在于，本实施例中量子点显示器的膜层结构还包括：设置在量子点膜22a与下偏光片23a之间的反射式偏光增亮膜31a。反射式偏光增亮膜31a可以将部分水平偏振光转化成垂直偏振光，进一步提高了偏光片的透过率，同时保持了扩散效果。
如图3B所示，与图2B所示实施例的不同之处在于，本实施例中量子点显示器的膜层结构还包括：设置在扩散层29b与下偏光片23b之间的反射式偏光增亮膜31b。反射式偏光增亮膜31b可以将部分水平偏振光转化成垂直偏振光，进一步提高了偏光片的透过率，同时保持了扩散效果。
如图3C所示，与图2C所示实施例的不同之处在于，本实施例中量子点显示器的膜层结构还包括：设置在量子点膜22c与下偏光片23c之间的反射式偏光增亮膜31c。反射式偏光增亮膜31c可以将部分水平偏振光转化成垂直偏振光，进一步提高了偏光片的透过率，同时保持了扩散效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点显示器，包括显示面板；其特征在于，所述量子点显示器还包括：
上偏光片，配置于所述显示面板的上方；
下偏光片，配置于所述显示面板的下方；
量子点膜，配置于所述下偏光片的下方；
所述上偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第一角度，以吸收垂直偏振光；
所述下偏光片的吸光轴与入射光中的垂直偏振光呈第二角度，以吸收水平偏振光，其中，所述第二角度大于所述第一角度，所述垂直偏振光的光扩散效果大于所述水平偏振光的光扩散效果。
2.如权利要求1所述的量子点显示器，其特征在于，所述第一角度为0度，所述第二角度为90度。
3.如权利要求1所述的量子点显示器，其特征在于，所述量子点显示器还包括：用于对入射光进行扩散的多个扩散粒子。
4.如权利要求3所述的量子点显示器，其特征在于，所述多个扩散粒子配置于所述量子点膜中，所述量子点膜下方设置有阻水氧层。
5.如权利要求4所述的量子点显示器，其特征在于，所述量子点显示器进一步包括：设置在所述量子点膜与所述下偏光片之间的反射式偏光增亮膜。
6.如权利要求3所述的量子点显示器，其特征在于，所述多个扩散粒子配置于一扩散层中；
所述扩散层设置在所述量子点膜上方，所述量子点膜下方设置有阻水氧层；或
所述扩散层设置在所述量子点膜下方。
7.如权利要求6所述的量子点显示器，其特征在于，所述量子点显示器进一步包括：反射式偏光增亮膜；
当所述扩散层设置在所述量子点膜上方时，所述反射式偏光增亮膜设置在所述扩散层上方；
当所述扩散层设置在所述量子点膜下方时，所述反射式偏光增亮膜设置在所述量子点膜上方。
8.如权利要求3所述的量子点显示器，其特征在于，所述扩散粒子材料为有机材料或无机材料，所述扩散粒子的尺度为纳米级或微米级。
9.如权利要求1所述的量子点显示器，其特征在于，所述量子点膜包括发光核、无机保护壳层以及有机层。
10.如权利要求9所述的量子点显示器，其特征在于，所述发光核中绿光材料包括ZnCdSe2、InP、Cd2SSe的一种或多种组合；所述发光核中红光材料包括CdSe、Cd2SeTe、InAs的一种或多种组合；所述无机保护壳层材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO的一种或多种组合；所述有机层采用透明树脂材料。
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