CN111105721B - 滤光器基板和包括滤光器基板的显示设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种滤光器基板及一种包括滤光器基板的显示设备。滤光器基板包括：基板；在基板上的第一滤色器；在基板上的第二滤色器，第二滤色器与第一滤色器间隔开；在第一滤色器上的第一颜色转换元件，第一颜色转换元件将入射光转换为第一颜色的光；在第二滤色器上的第二颜色转换元件，第二颜色转换元件将入射光转换为第二颜色的光；黑矩阵，位于第一颜色转换元件和第二颜色转换元件之间且位于第一滤色器和第二滤色器之间。

Description

滤光器基板和包括滤光器基板的显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0129334号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
一个或多个实施例涉及滤光器基板和包括该滤光器基板的显示设备。
背景技术
随着诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、大型电视(TV)等各种电子设备的发展，已经开发了各种显示设备以应用于电子设备。例如，市场上广泛使用的显示设备可以包括液晶显示(LCD)装置，其包括背光单元和从每个像素区域发射不同颜色的光的有机发光显示设备。
发明内容
除了上述显示设备之外，正在开发使用量子点的量子点显示设备。一个或多个实施例包括滤光器基板和包括所述滤光器基板的显示设备，所述滤光器基板包括用于将预定颜色的光转换为不同颜色的光的元件，所述显示设备例如是量子点显示设备。然而，以上技术特征是示例性的，并且本公开的范围不限于此。
附加的各方面在随后的描述中将被部分地阐述，并且从描述中将部分地是显而易见的，或者可以通过实践所呈现的实施例来获悉。
根据一个或多个实施例，滤光器基板包括：基板；在所述基板上的第一滤色器；在所述基板上的第二滤色器，所述第二滤色器与所述第一滤色器间隔开；在所述第一滤色器上的第一颜色转换元件，所述第一颜色转换元件将入射光转换为第一颜色的光；在所述第二滤色器上的第二颜色转换元件，所述第二颜色转换元件将入射光转换为第二颜色的光；位于所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件之间、以及位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间的黑矩阵。
所述滤光器基板还可以包括布置在所述第一颜色转换元件和所述第一滤色器之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二滤色器之间的第一阻挡层。
所述滤光器基板还可以包括：在所述第一颜色转换元件上的第一涂层元件，所述第一涂层元件是疏水的；在所述第二颜色转换元件上的第二涂层元件，所述第二涂层元件是疏水的。
所述第一涂层元件可以与所述第二涂层元件间隔开。
所述滤光器基板还可以包括布置在所述第一颜色转换元件和所述第一涂层元件之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二涂层元件之间的第二阻挡层。
所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个可以包括量子点。
所述滤光器基板还可以包括覆盖所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件的外涂层。
根据一个或多个实施例，一种显示设备包括：发射颜色光的光源基板；和面向所述光源基板的滤光器基板，其中，所述滤光器基板包括：基板；第一颜色转换元件，所述第一颜色转换元件被配置为将从所述光源基板发射的光转换为第一颜色的光；第二颜色转换元件，所述第二颜色转换元件被配置为将从所述光源基板发射的光转换为第二颜色的光，所述第二颜色转换元件与所述第一颜色转换元件相邻；在已经穿过所述第一颜色转换元件的所述光的路径上的第一滤色器；在已经穿过所述第二颜色转换元件的所述光的路径上的第二滤色器；位于所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件之间、以及位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间的黑矩阵。
所述滤光器基板还可以包括分别在所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件上的第一涂层元件和第二涂层元件。
所述光源基板可以包括：基板；以及在所述基板上的多个二极管，所述多个二极管发射蓝光。
所述光源基板还可以包括电连接到所述多个二极管的像素电路，所述像素电路包括薄膜晶体管。
所述多个二极管中的每一个可以包括有机发光二极管或无机发光二极管。
所述多个二极管中的每一个可以包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层，并且所述光源基板可以包括像素限定层，所述像素限定层包括对应于所述第一电极的开口，其中所述像素限定层中的所述开口的宽度等于或大于对应于所述开口的所述第一涂层元件和所述第二涂层元件中的一个的宽度。
所述滤光器基板还可以包括：布置在所述第一颜色转换元件和所述第一滤色器之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二滤色器之间的第一阻挡层。
所述黑矩阵的面向所述基板的第一表面与所述基板分离，所述第一阻挡层被布置在其间。
所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个可以包括在远离所述基板的方向上逐渐变细的侧表面。
所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个可以包括量子点。
所述滤光器基板还可以包括与所述第一颜色转换元件或所述第二颜色转换元件相邻布置的透射元件，所述透射元件透射从所述光源基板发射的所述光，其中所述第一颜色转换元件、所述第二颜色转换元件和所述透射元件中的至少一个还可以包括散射颗粒。
从所述基板到所述黑矩阵的高度可以大于所述第一颜色转换元件距所述基板的高度或所述第二颜色转换元件距所述基板的高度。
所述滤光器基板还可以包括覆盖所述第一颜色转换元件、所述第二颜色转换元件和所述黑矩阵的外涂层。
附图说明
从以下结合附图对实施例的描述中，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：
图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7是表示根据实施例的制造滤光器基板的过程的剖视图；
图8是根据实施例的滤光器基板的剖视图；
图9是根据另一个实施例的滤光器基板的剖视图；
图10是根据另一个实施例的滤光器基板的剖视图；
图11是根据实施例的显示设备的剖视图；
图12是图11的像素电路的等效电路图；
图13是根据另一个实施例的显示设备的剖视图；和
图14是根据另一个实施例的显示设备的剖视图。
具体实施方式
现在将对实施例进行详细参考，其示例在附图中被示出，其中，相同的附图标记始终表示相同的元件。在这方面，本实施例可以具有不同的形式，并且不应该被解释为限于本文阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图来描述实施例，以解释本说明书的各方面。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。在整个公开内容中，表达“a、b和c中的至少一个”指示仅a、仅b、仅c、a和b、a和c、b和c、所有a、b和c、或其变体。
由于本公开允许各种改变和许多实施例，因此将在附图中示出并在书面描述中详细描述特定实施例。参考用于说明一个或多个实施例的附图，以便获得对其充分理解、其优点和实施所实现的目标。然而，实施例可以具有不同的形式，并且不应该被解释为限于本文阐述的描述。
以下将参考附图更详细地描述示例实施例。无论图号如何，相同或相应的那些组件都被赋予相同的附图标记，并且省略多余的解释。
虽然诸如“第一”、“第二”等术语可以被用于描述各种组件，但是这些组件不限于上述术语。上述术语仅被用于将一个组件与另一个组件区分开。例如，文中所述的黑矩阵的面向基板的第二表面也可以被称为第一表面。
除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数使用的表达包括复数的表达。
在本说明书中，应理解，术语“包括”、“具有”和“包含”旨在表示在本说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在，并且不旨在排除可能存在或可以添加的一个或多个其他特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的可能性。
应当理解，当层、区域或组件被称为“形成在”另一层、区域或组件“上”时，它可以直接或间接地形成在该另一层、区域或组件上。也就是说，例如，可以存在中间的层、区域或组件。
为了便于解释，可以夸大附图中的组件的尺寸。换句话说，由于为了便于解释而任意地图示出了附图中的组件的尺寸和厚度，所以以下实施例不限于此。
当某个实施例可以被不同地实现时，可以与所描述的顺序不同地执行特定的过程顺序。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。
在下面的实施例中，当层、区域或元件等被称为“连接”时，将理解它们可以直接连接或者可以在层、区域或元件之间存在中间部分。例如，当层、区域或元件等被称为“电连接”时，它们可以直接电连接，或者层、区域或元件可以间接电连接并且可以存在中间部分。
图1至图7是示出根据实施例的制造滤光器基板的过程的剖视图。
参见图1，在基板110(下文中，被称为第一基板)上形成滤色器层120。滤色器层120被布置在第一基板110的第一表面110A上。滤色器层120可以包括分别位于第一区域A1、第二区域A2、和第三个区域A3中的第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123。第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3可以表示第一基板110的部分区域。也就是说，可以理解第一基板110包括第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3。第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3彼此间隔开，并且因此第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123可以彼此间隔开。
第一基板110可以包括透明玻璃材料或透明树脂材料。作为实施例，第一基板110可以是主要包括SiO2的透明玻璃基板。作为另一个实施例，第一基板110可以包括聚合物树脂。聚合物树脂可以包括聚醚砜(PES)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚亚砜硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丙酸纤维素(CAP)等，并且聚合物树脂可以是透明的。第一基板110可以具有包括聚合物树脂的单层或多层结构。作为实施例，具有多层结构的第一基板110可以包括包含聚合物树脂的层和包含无机绝缘层、粘合层等的附加层。
第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123可以分别在第一基板110的第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中被图案化。
例如，包括第一颜色(例如，红色)的颜料或染料的第一光敏颜色层被形成在第一基板110上，然后被图案化以获得第一区域A1中的第一滤色器121。之后，包括第二颜色(例如，绿色)的颜料或染料的第二光敏颜色层(未示出)被形成在第一基板110上，然后被图案化以获得第二区域A2中的第二滤色器122。另外，包括第三颜色(例如，蓝色)的颜料或染料的第三光敏颜色层(未示出)被形成在第一基板110上，然后被图案化以获得第三区域A3中的第三滤色器123。
参见图2，在其上布置了第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123的第一基板110上形成第一阻挡层130。第一阻挡层130可以防止从第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123放气。第一阻挡层130可以包括无机材料。例如，第一阻挡层130可以包括无机绝缘材料，诸如氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)和/或氧化硅(SiOx)。替代地，第一阻挡层130可以包括有机绝缘材料，或无机绝缘材料和有机绝缘材料。
在那之后，可以在第一阻挡层130上形成第一折射率层140。第一折射率层140是具有第一折射率的层，并且可以提高穿过将在后面描述的颜色转换透射层150(参见图3)的光的发光效率。第一折射率可以小于将在稍后描述的下一个处理中将被布置的颜色转换透射层150中的透射元件153以及第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152中的每个的折射率。因此，可以引起显示设备中的全反射，并且因此可以提高发光效率。在这方面，稍后将描述细节。
第一折射率层140可以包括无机材料或有机材料。第一折射率层140的第一折射率可以小于约1.4。例如，第一折射率层140的第一折射率可以为约1.2或更小。颜色转换透射层150的透射元件153以及第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152中的每一个(参见图3)的折射率可以是约1.4或更大，例如，1.4到1.7的范围。在一些实施例中，可以省略第一折射率层140。
参见图3，颜色转换透射层150被形成在第一阻挡层130和/或第一折射率层140上。颜色转换透射层150可以包括第一区域A1中的第一颜色转换元件151、第二区域A2中的第二颜色转换元件152、和第三区域A3中的透射元件153。第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153可以彼此间隔开。
第一颜色转换元件151可以与第一滤色器121重叠，第二颜色转换元件152可以与第二滤色器122重叠，并且透射元件153可以与第三滤色器123重叠。因此，第一滤色器121和第二滤色器122之间的间隙可以在空间上连接到第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152之间的间隙。同样，第二滤色器122和第三滤色器123之间的间隙可以在空间上连接到第二颜色转换元件152和透射元件153之间的间隙。虽然未在图3中示出，但是第三滤色器123和第一滤色器121之间的间隙可以在空间上连接到透射元件153和第一颜色转换元件151之间的间隙。
第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153可以单独地形成。
第一颜色转换元件151可以包括光敏材料M1和量子点154，量子点154将入射到第一颜色转换元件151的入射光转换成第一颜色的光(例如，红光)。光敏材料M1可以包括树脂，例如丙烯酸基材料。可以通过布置包括光敏材料M1和量子点154的层然后曝光和显影该层来获得第一颜色转换元件151。
包括在第一颜色转换元件151中的每个量子点154可以将入射到第一颜色转换元件151的入射光(例如，蓝光)转换成红光。作为实施例，红光可以具有在从约620nm至约750nm的范围内的峰值波长。
第二颜色转换元件152可以包括光敏材料M2和量子点155，量子点155将入射到第二颜色转换元件152的入射光转换成第二颜色的光(例如，绿光)。光敏材料M2可以包括树脂，例如丙烯酸基材料。可以通过布置包括光敏材料M2和量子点155的层然后曝光和显影该层来获得第二颜色转换元件152。
包括在第二颜色转换元件152中的每个量子点155可以将入射到第二颜色转换元件152的入射光(例如，蓝光)转换成绿光。作为实施例，绿光可以具有在从约490nm至约570nm的范围内的峰值波长。
分别包括在第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152中的每个量子点154和155可以具有颜色结构或核-壳结构。作为实施例，量子点154和155可以各自包括核，该核包括选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、InAs、ZnSe、ZnO、ZnTe、InP、GaP、InGaN和InN中的一种。作为另一个实施例，量子点154和155可以各自包括核和围绕核的壳。壳可以包括选自ZnS、ZnSe、GaP和GaN中的任何一种。
第一颜色转换元件151中的量子点154可以具有与第二颜色转换元件152中的量子点155的尺寸不同的尺寸。由于量子点随着其尺寸减小而发射相对较短波长的光，所以第二颜色转换元件152中的量子点155可以具有比第一颜色转换元件151中的量子点154的尺寸更小的尺寸。
透射元件153可以包括透射入射光的光敏材料M3。例如，已经穿过透射元件153的光可以具有与到透射元件153的入射光(例如，蓝光)相同的颜色。
可以通过形成包括光敏材料M3的层然后曝光和显影该层来获得透射元件153。光敏材料M3可以包括树脂，例如丙烯酸基材料。
透射元件153可以包括分散在光敏材料M3中的散射颗粒156。例如，透射元件153可以包括散射颗粒156，诸如氧化钛(TiO2)。
作为实施例，第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和/或透射元件153可以分别具有比第一滤色器121、第二滤色器122和第三滤色器123的厚度更大的厚度。作为实施例，第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和/或透射元件153可以各自具有约4μm至约10μm的厚度，例如，约6μm至约8μm。
第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和/或透射元件153可以各自具有梯形形状，该梯形形状具有在远离第一基板110的方向上减小的宽度，如图3中所示。第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和/或透射元件153的侧表面可以在远离第一基板110的方向上逐渐变细。
除了量子点154和155之外，第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152中的至少一个还可以包括诸如氧化钛的散射颗粒157和158。
参见图4，在颜色转换透射层150上形成第二阻挡层160。第二阻挡层160可以防止从第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153放气。第二阻挡层160可以包括无机材料。例如，第二阻挡层160可以包括诸如氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)和/或氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料。另外，第二阻挡层160可以包括有机绝缘材料。
第二阻挡层160可以被完全布置在第一基板110上以覆盖颜色转换透射层150。第二阻挡层160可以与设置在第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3之中的两个相邻区域之间的第一折射率层140接触。关于此，图4示出第二阻挡层160接触设置在第一区域A1和第二区域A2之间以及设置在第二区域A2和第三区域A3之间的第一折射率层140。作为另一个实施例，当省略第一折射率层140时，第二阻挡层160可以直接接触设置在第一区域A1和第二区域A2之间的第一阻挡层130。
参见图5，在第二阻挡层160上形成疏水涂层170。疏水涂层170可以包括位于第一区域A1中的第一涂层元件171、位于第二区域A2中的第二涂层元件172、以及位于第三区域A3中的第三涂层元件172。第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173中的每一个可以包括疏水材料，例如氟基材料。
第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173可以被图案化以分别对应于第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3。第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173可以彼此间隔开。
第一涂层元件171的宽度W3a可以等于或大于第一颜色转换元件151的第一表面151A的宽度W2a。第二涂层元件172的宽度W3b可以等于或大于第二颜色转换元件152的第一表面152A的宽度W2b。类似地，第三涂层元件173的宽度W3c可以等于或大于透射元件153的第一表面153A的宽度W2c。这里，第一颜色转换元件151的第一表面151A与第一颜色转换元件151的第二表面151B相对，其中第二表面151B面对第一基板110。第二颜色转换元件152的第一表面152A与第二颜色转换元件152的第二表面152B相对，其中第二表面152B面对第一基板110，并且透射元件153的第一表面153A与透射元件153的第二表面153B相对，其中第二表面153B面对第一基板110。
第一颜色转换元件151的第二表面151B的宽度W2d可以等于或小于第一滤色器121的宽度W1a。关于此，图5示出了第一颜色转换元件151的第二表面151B的宽度W2d等于第一滤色器121的宽度W1a。如后面参考图8所述，当光穿过第一滤色器121时，可以改善已经穿过第一颜色转换元件151的光的色纯度。作为比较示例，当第一颜色转换元件151中的第二表面151B的宽度W2d大于第一滤色器121的宽度W1a并且第一颜色转换元件151不与第一滤色器121部分重叠时，已经穿过第一颜色转换元件151的一些光通过第一基板110发射到外部而不穿过第一滤色器121，并且因此从第一区域A1发射的第一颜色的光(例如，红光)的色纯度可能降级。
类似地，第二颜色转换元件152的第二表面152B的宽度W2e可以等于或小于第二滤色器122的宽度W1b。透射元件153的第二表面153B的宽度W2f可以等于或小于第三滤色器123的宽度W1c。关于此，图5示出第二颜色转换元件152的第二表面152B的宽度W2e等于第二滤色器122的宽度W1b，以及透射元件153的第二表面153B的宽度W2f等于第三滤色器123的宽度W1c。
参见图6，形成黑矩阵180。黑矩阵180被布置在第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3之中的两个相邻区域之间。可以通过喷墨方法形成黑矩阵180。由于通过喷墨方法形成黑矩阵180，因此不需要执行额外的掩模工艺和/或光刻工艺。因此，可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。
因为滤色器层120的厚度大于第一阻挡层130、第一折射率层140和第二阻挡层160的总厚度，所以滤色器层120中的两个相邻滤色器之间的间隙(下文中，被称为第一间隙)在空间上连接到颜色转换透射层150中的两个相邻元件之间的间隙(下文中，被称为第二间隙)。因此，用于形成黑矩阵180的材料可以同时填充第一间隙和第二间隙二者。黑矩阵180可以与颜色转换透射层150中的相邻元件的侧表面重叠。例如，第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153中的每一个的侧表面可以是完全被黑矩阵180的侧表面覆盖。黑矩阵180的侧表面可以同时覆盖颜色转换透射层150中的元件的侧表面和滤色器层120中的滤色器的侧表面。黑矩阵180的第二表面180B可以直接接触第二阻挡层160。也就是说，黑矩阵180的第二表面180B可以与第一基板110的第一表面110A分开预定距离，并且第一阻挡层130和第二阻挡层160以及第一折射率层140可以被布置在黑矩阵180的第二表面180B和第一基板110的第一表面110A之间。
已经穿过第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153中的每一个的光可以在所有方向上行进。例如，从第一颜色转换元件151发射的第一颜色(例如，红光)的光可以朝向第二颜色转换元件152或透射元件153行进。在这种情况下，黑矩阵180可以阻挡朝向第二颜色转换元件152或透射元件153行进的光。类似地，黑矩阵180可以阻挡从第二颜色转换元件152发射的第二颜色(例如，绿光)的光朝向第一颜色转换元件151或透射元件153行进。此外，黑矩阵180可以阻挡从透射元件153发射的第三颜色的光朝向与透射元件153相邻的第一颜色转换元件151或第二颜色转换元件152行进。
具有疏水性的第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173可以在黑矩阵180的形成过程期间控制包括在黑矩阵180中的材料的流动。例如，包括在黑矩阵180中的材料可以不被形成在第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173上方。黑矩阵180的第一表面180A的位置和/或宽度可以由第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173控制。可以根据第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173的表面的高度来确定黑矩阵180的高度，例如，从第一基板110的第一表面110A到黑矩阵180的第一表面180A的高度H0。例如，黑矩阵180的第一表面180A可以被设置在与第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173中的每一个相同的平面上。
从第一基板110到黑矩阵180的高度H0可以大于从第一基板110到颜色转换透射层150中的每个元件的高度H1、H2或H3。黑矩阵180距第一基板110的高度H0，即黑矩阵180的第一表面180A距第一基板110的第一表面110A的高度H0，可以与疏水涂层170中的每个涂层元件距第一基板110的高度H4、H5或H6基本相同。这里，黑矩阵180距第一基板110的高度H0基本上等于疏水涂层170中的每个涂层元件距第一基板的高度可以意指：黑矩阵180距第一基板110的高度H0与第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173之一距第一基板110的高度H4、H5或H6不同为±15％或更少，例如±10％或更少。
黑矩阵180的宽度可以取决于颜色转换透射层150的元件。例如，如上面参考图3所述，当第一颜色转换元件151、第二颜色转换元件152和透射元件153各自均具有梯形横截面且该梯形横截面具有在远离第一基板110的方向上减小的宽度时，黑矩阵180的至少一部分可以具有反向梯形横截面，该反向梯形横截面具有在远离第一基板110的方向上增加的宽度。
参见图7，在第一基板110上方形成外涂层190。外涂层190被完全形成为覆盖第一基板110上的元件或层。外涂层190可以包括诸如树脂之类的有机材料，并且有机材料可以是透明的。外涂层190可以覆盖可能发生在黑矩阵180的第一表面180A与第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173之间的台阶(或不规则性)。外涂层190的第一表面190A可以基本上是平坦的。作为实施例，外涂层190可以具有约1μm至约4μm的厚度。
图8是示出根据实施例的滤光器基板100的概念的透视图。
参见图8，外涂层190的第一表面190A对应于光通过其入射到滤光器基板100的入射表面，并且第一基板110的第二表面110B可以对应于从滤光器基板100发射的光的出射表面。
入射到滤光器基板100的蓝光LB可以在穿过布置在第一区域A1中的第一颜色转换元件151的同时被转换成红光LR。例如，第一颜色转换元件151的量子点吸收蓝光LB，即入射光，然后可以发射比入射光的波长长的第一波长带的红光LR。入射到第一颜色转换元件151并且未被量子点转换的蓝光被发射到外部，从第一区域A1发射的光的色纯度可能降级。然而，根据实施例，透射第一波长带(例如，红光的波长带)的光的第一滤色器121被布置成与第一颜色转换元件151重叠，并且如上所述，黑矩阵180被插入在第一滤色器121和相邻滤色器(例如，第二滤色器122)之间以及被插入在第一颜色转换元件151和相邻元件(例如，第二颜色转换元件152)之间，因此可以防止具有除第一波长带之外的波长带的光在穿过滤光器基板100之后发射到外部。
类似地，入射到滤光器基板100的蓝光LB可以在穿过布置在第二区域A2中的第二颜色转换元件152的同时被转换成绿光LG。第二颜色转换元件152的量子点吸收蓝光LB，即入射光，并且可以发射比入射光的波长长的第二波长带的绿光LG。由于透射第二波长带(例如，绿光的波长带)的光的第二滤色器122被布置成与第二颜色转换元件152重叠，并且黑矩阵180被布置为包围第二颜色转换元件152，所以可以防止具有除第二波长带之外的波长带的光在穿过滤光器基板100之后发射到外部。
入射到透射元件153的蓝光LB可以在穿过透射元件153之后被发射到外部。通过包括在透射元件153中的散射颗粒可以改善穿过透射元件153的蓝光LB的光学效率。
第三滤色器123被布置成与透射元件153重叠，并且已经穿过透射元件153的蓝光LB可以在穿过第三滤色器123之后被发射到外部。已经穿过透射元件153的蓝光LB透射通过第三滤色器123，该第三滤色器123透射第三波长带(例如，蓝光的波长带)的光，并且黑矩阵180围绕第三滤色器123和透射元件153，因此可以改善从滤光器基板100的第三区域A3发射的蓝光LB的色纯度。
蓝光LB可以在第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中朝向滤光器基板100入射，并且已经穿过滤光器基板100的光可以具有各种颜色。例如，第一区域A1可以发射红光LR，第二区域A2可以发射绿光LG，以及第三区域A3可以发射蓝光LB。因此，第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3可以分别被理解为红色、绿色和蓝色像素区域。
图8中示出的滤光器基板100可以通过上面参考图1至图7描述的过程来制造。在滤光器基板100中，未被黑矩阵180覆盖的区域可以对应于从中发射光的区域，即发光区域。在滤光器基板100中发光的发光区域的面积可以取决于黑矩阵180(亦为图11、图13和图14中的“BM”)。由于黑矩阵180由第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173控制，因此滤光器基板100的孔径比可以取决于第一涂层元件171、第二涂层元件172和第三涂层元件173。
图9是根据另一个实施例的滤光器基板100'的剖视图。鉴于疏水涂层170'中的涂层元件，图9的滤光器基板100'与上面参照图1至图8描述的滤光器基板100不同，并且将在下面描述差异。与图8的滤光器基板100不同，在图9的滤光器基板100'中，省略了第一折射率层，但作为另一个实施例，第一折射率层140可以被布置在第一阻挡层130上。
参见图9，第一涂层元件171'、第二涂层元件172'和第三涂层元件173'的宽度可以小于颜色转换透射层150中的元件的宽度。第一涂层元件171'的宽度W3a'可以小于第一颜色转换元件151的第一表面151A的宽度W2a。第二涂层元件172'的宽度W3b'可以小于第二颜色转换元件152的第一表面152A的宽度W2b。第三涂层元件173'的宽度W3c'可以小于透射元件153的第一表面153A的宽度W2c。
黑矩阵180位于第一涂层元件171'、第二涂层元件172'和第三涂层元件173'之中的相邻涂层元件之间。由于可以通过第一涂层元件171'、第二涂层元件172'和第三涂层元件173'调节黑矩阵180的宽度，所以黑矩阵180的端部可以分别与第一颜色转换元件151和第二颜色转换元件152以及透射元件153的边缘重叠。
图10是根据另一个实施例的滤光器基板100”的透视图。图10的滤光器基板100”与上面参照图1至图8描述的滤光器基板100在颜色转换透射层150'的元件方面不同，并且下面将描述差异。与图8的滤光器基板100不同，在图10的滤光器基板100”中，省略了第一折射率层，但作为另一个实施例，第一折射率层140可以被布置在第一阻挡层130上。
参见图10，根据每个元件中包括的光敏材料的种类，颜色转换透射层150'的元件可以各自具有横截面，该横截面在远离第一基板110的方向上具有增加的宽度。
第一颜色转换元件151'可以具有在远离第一基板110的方向上(例如，在与图8中所示的第一颜色转换元件151中的侧表面的变细方向相反的方向上)变细的侧表面。第二颜色转换元件152'也可以具有在远离第一基板110的方向上逐渐变细的侧表面，并且透射元件153'也可以具有在远离第一基板110的方向上逐渐变细的侧表面。在黑矩阵180中，与颜色转换透射层150'中的每个元件的侧表面相对应的部分可以具有横截面，该横截面在远离第一基板110的方向上具有减小的宽度。
图11是根据实施例的显示设备1的剖视图。图12是图11的像素电路的等效电路图。
参见图11，显示设备1可以包括滤光器基板100和面向滤光器基板100的光源基板200。图11示出了上面参照图8描述的滤光器基板100，但不限于此。作为另一个实施例，显示设备1可以包括根据图8至图10中所图示的实施例之一的滤光器基板，或由其修改的另一滤光器基板。以上描述了滤光器基板100的特性，并且因此下面将描述光源基板200。
光源基板200是自发光基板并且可以包括二极管230。光源基板200可以包括基板210(下文中，被称为第二基板)、布置在基板210上的像素电路PC和电连接到像素电路PC的二极管230。像素电路PC和二极管230可以被布置在每个像素区域中，例如，第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中的每一个中。
第二基板210可以包括玻璃材料或树脂材料。如图12中所示，像素电路PC可以包括第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2、存储电容器Cst、以及电连接第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2以及存储电容器Cst的布线。参考图12，第二薄膜晶体管T2是开关薄膜晶体管并且连接到扫描线SL和数据线DL，并且可以根据从扫描线SL输入的开关电压将从数据线DL输入的数据电压传送到第一薄膜晶体管T1。存储电容器Cst连接到第二薄膜晶体管T2和驱动电压线PL，并且可以存储与从第二薄膜晶体管T2传送的电压和提供给驱动电压线PL的第一电源电压ELVDD之间的差异相对应的电压。
第一薄膜晶体管T1是连接在驱动电压线PL和二极管230的阳极之间的驱动薄膜晶体管。存储电容器Cst连接在驱动电压线PL和第一薄膜晶体管T1的控制电极之间。第一薄膜晶体管T1可以控制与存储电容器Cst中存储的电压值对应的来自驱动电压线PL在二极管230中流动的驱动电流。二极管230可以根据驱动电流发射预定亮度的光。二极管230的第二电极(例如，阴极)可以接收第二电源电压ELVSS。图12图示出了像素电路PC包括两个薄膜晶体管T1和T2和一个存储电容器Cst，但是一个或多个实施例不限于此。薄膜晶体管的数量和存储电容器的数量可以依据像素电路PC的设计而变化。
返回参见图11，像素电路PC可以被绝缘层222覆盖。二极管230的第一电极231可以经由形成在绝缘层222中的接触孔而被连接到像素电路PC。
二极管230可以是有机发光二极管(OLED)。二极管230可以包括第一电极231、发射层232和第二电极233。
第一电极231可以是布置在第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中的每一个中的岛状电极。第一电极231是反射电极并且可以包括反射层，该反射层包括银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)或其化合物。作为另一个实施例，第一电极231还可以包括在反射层上方/下方的导电氧化物层，其中导电氧化物层可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、铟氧化物(In2O3)、氧化铟镓(IGO)等。
覆盖第一电极231的边缘的像素限定层PDL可以被布置在第一电极231上。像素限定层PDL包括分别对应于第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3的第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3。第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3对应于布置在其下方的多个第一电极231，并且每个第一电极231的中心可以通过对应的开口而被暴露。
像素限定层PDL可以包括有机绝缘材料，例如，聚酰亚胺、六甲基二硅氧烷(HMDSO)等。替代地，像素限定层PDL可以包括无机绝缘材料。替代地，像素限定层PDL可以包括无机绝缘材料和有机绝缘材料。
发射层232可以是有机发射层。发射层232可以发射蓝光。发射层232可以被布置在每个像素区域中，并且每个像素区域可以发射蓝光。作为另一个实施例，发射层232可以整体被布置以对应于多个像素区域。在这种情况下，发射层232可以覆盖位于两个相邻像素区域之间的像素限定层PDL的上表面。
发射层232可以包括低分子量有机材料或聚合物材料。尽管未在附图中示出，但是(一个或多个)功能层可以进一步被布置在发射层232的上方和/或下方。例如，空穴注入层(HIL)和/或空穴传输层(HTL)可以进一步被布置在发射层232下方。电子传输层(ETL)和/或电子注入层(EIL)可以被布置在发射层232上方。
可以整体地提供第二电极233以覆盖多个发射层232。第二电极233是包括具有低功函数的导电材料的透射电极。例如，第二电极233可以包括(半)透明层，所述(半)透明层包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、锂(Li)、钙(Ca)或它们的合金。替代地，第二电极233还可以包括在包括上述材料的(半)透明层上的包含ITO、IZO、ZnO或In2O3的层。
二极管230可以被封装层240覆盖。封装层240可以包括至少一个无机封装层和至少一个有机封装层。图11示出了封装层240包括第一无机封装层241和第二无机封装层243以及布置在第一无机封装层241和第二无机封装层243之间的有机封装层242。
第一无机封装层241和第二无机封装层243可以包括来自氧化铝、氧化钛、氧化钽、氧化铪、氧化锌、氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的一种或多种无机绝缘材料，并且有机封装层242可以包括聚合物基材料。聚合物基材料可以包括丙烯酸基树脂、环氧基树脂、聚酰亚胺、聚乙烯等。
封装层240可以具有基本上平坦的上表面，并且如图11中所示，封装层240的上表面可以与滤光器基板100的外涂层190的上表面平行。作为实施例，封装层240的上表面可以与外涂层190的上表面直接接触。替代地，粘合剂层可以被布置在封装层240的上表面和外涂层190之间，用于连接封装层240和外涂层190。
作为实施例，对应于第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中的每一个的二极管230可以发射蓝光。从光源基板200发射的蓝光可以在穿过滤光器基板100之后被提供为红光LR、绿光LG和蓝光LB。如上所述，在对应于红色像素区域的第一区域A1中，滤光器基板100的孔径比可以取决于第一涂层元件171的宽度。
分别与第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3相对应的第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3中的每一个的宽度可以大于滤光器基板100中的每个涂层元件的尺寸，使得从光源基板200发射的光(例如，蓝光)可以被充分地提供给滤光器基板100。例如，第一开口OP1的宽度可以大于第一涂层元件171的宽度。第二开口OP2的宽度和第三开口OP3的宽度可以分别大于第二涂层元件172的宽度和第三涂层元件173的宽度。
描述了图11的显示设备1的光源基板200包括OLED，但是一个或多个实施例不限于此。显示设备1的光源基板200可以包括无机发光二极管，如稍后将参考图13和图14描述的。
图13是根据另一个实施例的显示设备1'的透视图。
参见图13，显示设备1'可以包括滤光器基板100和面向滤光器基板100的光源基板200'。图13示出了上面参照图8描述的滤光器基板100，但不限于此。作为另一个实施例，显示设备1'可以包括根据图8至图10中所图示的实施例之一的滤光器基板，或由其修改的另一滤光器基板。以上描述了滤光器基板100的特性，并且因此下面将描述光源基板200'。
在图13的光源基板200'中，来自第二基板210和像素限定层PDL的堆叠结构与参考图11和图12所图示的相同。在下文中，将在下面描述光源基板200'与光源基板200的不同之处。
二极管230'可以包括第一电极231、第二电极233和布置在第一电极231和第二电极233之间的发射层250。布置在第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3中的每一个中的二极管230'可以发射蓝光。发射层250可以包括第一半导体层251、第二半导体层253和设置在第一半导体层251和第二半导体层253之间的中间层252。
第一半导体层251可以包括例如p型半导体层。p型半导体层可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，例如，GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN和AlInN之一，并且可以掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的p型掺杂剂。
第二半导体层253可以包括例如n型半导体层。n型半导体层可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，例如，选自GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN和AlInN，并且可以掺杂有诸如Si、Ge和Sn的n型掺杂剂。一个或多个实施例不限于上述示例，即，第一半导体层251可以包括n型半导体层，并且第二半导体层253可以包括p型半导体层。
中间层252是电子和空穴复合的区域，并且当电子和空穴重新组合时，能级转变为较低能级以产生具有与转变的能级相对应的波长的光(例如，蓝光)。中间层252可以包括例如具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，并且可以具有单个量子阱结构或多量子阱(MQW)结构。而且，中间层252可以具有量子线结构或量子点结构。
发射层250可以经由第一电极焊盘254连接到第一电极231，并且可以经由第二电极焊盘256连接到第二电极233。在制造光源基板200'的过程中，发射层250可以是通过单独工艺获得的子二极管，并且可以被布置在每个第一电极231上。
可以在第二电极233上形成保护层260。保护层260可以覆盖第二电极233并且可以包括无机绝缘材料和/或有机绝缘材料。保护层260可以是粘合剂层。例如，保护层260可以包括具有粘合力的无机绝缘材料和/或有机绝缘材料，并且在这种情况下可以将滤光器基板100连接到光源基板200'。
图13的发射层250是垂直型子二极管，其中第一电极焊盘254和第二电极焊盘256彼此相对地布置，但是一个或多个实施例不限于此。如稍后将参考图14描述的那样，发射层250可以是水平型或翻转型的子二极管。
图14是根据另一个实施例的显示设备1”的剖视图。
参见图14，显示设备1”可以包括滤光器基板100和面向滤光器基板100的光源基板200”。图14示出了上面参照图8描述的滤光器基板100，但不限于此。作为另一个实施例，显示设备1”可以包括根据图8至图10中所示的实施例之一的滤光器基板，或由其修改的另一滤光器基板。以上描述了滤光器基板100的特性，并且因此下面将描述光源基板200”。
光源基板200”的发射层250'可以具有水平型或翻转型的子二极管结构。例如，发射层250'可以包括第一半导体层251、第二半导体层253、以及设置在第一半导体层251和第二半导体层253之间的中间层252。第一电极焊盘254'被布置在第一半导体层251上并且第二电极焊盘256'被布置在第二半导体层253上，并且第一电极焊盘254'和第二电极焊盘256'可以朝向相同的方向延伸。
第一电极焊盘254'可以连接到布置在绝缘层222上的第一电极231，第二电极焊盘256'可以连接到布置在绝缘层222上的第二电极233'。与以上参照图11和图13描述的第二电极233不同，图14中所示的第二电极233'可以与第一电极231分开地被布置在绝缘层222上。第二电极233'的边缘可以被像素限定层PDL覆盖。
二极管230”可以被保护层260覆盖。保护层260可以包括无机绝缘材料和/或有机绝缘材料。保护层260可以是粘合剂层。例如，保护层260可以包括具有粘合力的无机绝缘材料和/或有机绝缘材料，并且在这种情况下可以将滤光器基板100连接到光源基板200”。
根据一个或多个实施例的滤光器基板，可以通过使用黑矩阵来改善色纯度，并且可以防止颜色混合。而且，可以通过使用疏水涂层元件来精确地调整相邻区域之间的黑矩阵的位置。另外，通过使用滤光器基板，显示设备可以从不同的像素区域发射不同颜色的光。
应当理解，本文描述的实施例应仅被认为是描述性意识，而不是为了限制的目的。对每个实施例中的特征或方面的描述通常应当被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。
虽然已经参考附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (18)

1.一种滤光器基板，其中，所述滤光器基板包括：
基板；
在所述基板上的第一滤色器；
在所述基板上的第二滤色器，所述第二滤色器与所述第一滤色器间隔开；
在所述第一滤色器上的第一颜色转换元件，所述第一颜色转换元件将入射光转换为第一颜色的光；
在所述第二滤色器上的第二颜色转换元件，所述第二颜色转换元件将入射光转换为第二颜色的光；
黑矩阵，位于所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件之间、以及位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间；
在所述第一颜色转换元件上的第一涂层元件，所述第一涂层元件是疏水的；和
在所述第二颜色转换元件上的第二涂层元件，所述第二涂层元件是疏水的。
2.根据权利要求1所述的滤光器基板，其中，所述滤光器基板还包括第一阻挡层，布置在所述第一颜色转换元件和所述第一滤色器之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二滤色器之间。
3.根据权利要求1所述的滤光器基板，其中，所述第一涂层元件与所述第二涂层元件间隔开。
4.根据权利要求1所述的滤光器基板，其中，所述滤光器基板还包括第二阻挡层，布置在所述第一颜色转换元件和所述第一涂层元件之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二涂层元件之间。
5.根据权利要求1所述的滤光器基板，其中，所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个包括量子点。
6.根据权利要求1所述的滤光器基板，其中，所述滤光器基板还包括外涂层，所述外涂层覆盖所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件。
7.一种显示设备，其中，所述显示设备包括：
发射颜色光的光源基板；和
面向所述光源基板的滤光器基板，
其中所述滤光器基板包括：
基板；
第一颜色转换元件，所述第一颜色转换元件被配置为将从所述光源基板发射的光转换为第一颜色的光；
第二颜色转换元件，所述第二颜色转换元件被配置为将从所述光源基板发射的光转换为第二颜色的光，所述第二颜色转换元件与所述第一颜色转换元件相邻；
第一滤色器，在已经穿过所述第一颜色转换元件的所述光的路径上；
第二滤色器，在已经穿过所述第二颜色转换元件的所述光的路径上；
黑矩阵，位于所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件之间、以及位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间；
在所述第一颜色转换元件上的第一涂层元件，所述第一涂层元件是疏水的；和
在所述第二颜色转换元件上的第二涂层元件，所述第二涂层元件是疏水的。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述光源基板包括：
基板；和
在所述基板上的多个二极管，所述多个二极管发出蓝光。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述光源基板还包括电连接到所述多个二极管的像素电路，所述像素电路包括薄膜晶体管。
10.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述多个二极管中的每一个包括有机发光二极管或无机发光二极管。
11.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述多个二极管中的每一个包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层，和
所述光源基板包括像素限定层，所述像素限定层包括对应于所述第一电极的开口，其中所述像素限定层中的所述开口的宽度等于或大于对应于所述开口的所述第一涂层元件和所述第二涂层元件中的一个的宽度。
12.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述滤光器基板还包括第一阻挡层，布置在所述第一颜色转换元件和所述第一滤色器之间以及在所述第二颜色转换元件和所述第二滤色器之间。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述黑矩阵的面向所述基板的第一表面与所述基板分离，所述第一阻挡层被布置在其间。
14.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个包括在远离所述基板的方向上逐渐变细的侧表面。
15.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述第一颜色转换元件和所述第二颜色转换元件中的每一个包括量子点。
16.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述滤光器基板还包括与所述第一颜色转换元件或所述第二颜色转换元件相邻布置的透射元件，所述透射元件透射从所述光源基板发射的所述光，
其中所述第一颜色转换元件、所述第二颜色转换元件和所述透射元件中的至少一个还包括散射颗粒。
17.根据权利要求7所述的显示设备，其中，从所述基板的上表面到所述黑矩阵的上表面的高度大于所述第一颜色转换元件的上表面距所述基板的上表面的高度或所述第二颜色转换元件的上表面距所述基板的上表面的高度。
18.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述滤光器基板还包括覆盖所述第一颜色转换元件、所述第二颜色转换元件和所述黑矩阵的外涂层。
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