CN111458936A - 一种发光模组和显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光模组和显示面板。该发光模组包括光源、量子点层和功能层；光源用于出射第一颜色光；量子点层位于光源的出光侧，量子点层包括第一量子点材料和/或第二量子点材料，第一量子点材料吸收第一颜色光，出射第二颜色光，第二量子点材料吸收第一颜色光，出射第三颜色光，且第二颜色光和第三颜色光的波长均大于第一颜色光的波长；功能层位于量子点层背离光源的一侧，功能层包括阵列排布的微纳结构，功能层用于使经过第一量子点材料和/或第二量子点材料后透射的第一颜色光发生反射，并再次入射至第一量子点材料和/或第二量子点材料。在本发明实施例中提高了光源的利用效率，实现了对发光模组中泄露的蓝色光的过滤。

Description

一种发光模组和显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光模组和显示面板。

背景技术

量子点(Quantum Dot)是一种纳米级别的半导体，通过对量子点激发会发出特定频率的光，且发出的光的频率会随着半导体尺寸的改变而变化，因而可通过调节纳米半导体的尺寸控制量子点发出的光的颜色。量子点显示是一种应用量子点作为显示面板的一部分来产生特定频率的光以提供可调原色并提高屏幕效率和性能的装置。量子点的光致发光特性运用于显示技术与传统的液晶显示技术相同，量子点显示需要蓝光激发量子点薄膜中的红绿量子点得到白色光源，或需要深紫外光激光量子点薄膜中的红绿蓝量子点得到白色光源。由于量子点激发的光源发光峰窄，色纯度更高，能够实现更宽广的全色域显示，最真实还原图像色彩。

现有技术中为了实现量子点显示面板的亮度和照度要求，在一定的量子点发光效率的条件下，需要足够浓度和厚度的量子点膜层吸收蓝光并转换成满足亮度需求的红光和绿光，这样的方案使整体显示装置厚度较大，量子点用量过多。在一定浓度的条件下，如果减薄了量子点薄膜的厚度即减少了量子点的用量，即减薄量子点膜层厚度，会导致一部分蓝光泄露出来，使整体显示模组的显示质量下降，饱和度下降，对比度下降。

发明内容

本发明实施例提供一种发光模组和显示面板，提高了光源的利用率，减少蓝光波段光线的出射。

本发明实施例提供了一种发光模组，包括：光源、量子点层和功能层；

所述光源用于出射第一颜色光；

所述量子点层位于所述光源的出光侧，所述量子点层包括第一量子点材料和/或第二量子点材料，所述第一量子点材料吸收所述第一颜色光，出射第二颜色光，所述第二量子点材料吸收所述第一颜色光，出射第三颜色光，且所述第二颜色光和所述第三颜色光的波长均大于所述第一颜色光的波长；

所述功能层位于所述量子点层背离所述光源的一侧，所述功能层包括阵列排布的微纳结构及其基底，所述功能层用于使经过所述第一量子点材料和/或第二量子点材料后透射的第一颜色光发生反射，并再次入射至所述第一量子点材料和/或第二量子点材料。

可选的，微纳结构包括周期交替排布的第一介质和第二介质。

可选的，第二介质为棱柱形、圆柱形或球形结构。

可选的，所述第一介质为空气，所述第二介质为氧化锌、氧化钛等复合半导体材料或聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或其他高折射率透光材料。

可选的，所述基底为第二介质同种材料或其他透光材料。

可选的，所述微纳结构的厚度为L1，其中，200nm≤L1≤1000nm。

可选的，所述量子点层包括量子点和散射粒子。

可选的，所述散射粒子为PMMA或聚偏二氟乙烯PVDF聚合物。

本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述任一所述的发光模组；

所述显示面板包括多个阵列排布的像素单元，每个所述像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；

沿垂直于所述显示面板出光面的方向，所述量子点层覆盖所述第二子像素的区域设置有所述第一量子点材料，所述量子点层覆盖所述第三子像素的区域设置有所述第二量子点材料；所述功能层包括多个无微纳结构的区域，所述无微纳结构的区域覆盖所述第一子像素所在的区域。

本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述任一所述的发光模组，所述量子点层包括第一量子点材料和第二量子点材料；还包括：

设置于所述发光模组出光侧的阵列基板、彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。

可选的，所述发光模组为所述显示面板的背光模组。

本发明实施例中，通过在光源的出光侧设置量子点层，利用量子点层的第一量子点材料吸收光源出射的第一颜色光，出射第二颜色光，第二量子点材料对吸收光源出射的第一颜色光出射第三颜色光。在量子点层背离光源的一侧设置功能层对部分未被充分吸收而透过量子点层的第一颜色光反射至量子点层，这部分第一颜色光再一次被量子点层吸收并出射第二颜色光或第三颜色光。本发明主要通过引入功能层实现对第一颜色光的高反射，从而提高量子点层的利用率以及其对第一颜色激发光的转换效率，从而提高显示效果，也能减少高能量蓝光对视觉的负面影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种发光模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一发光模组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的微纳结构的结构示意图；

图4为图3中微纳结构的结构示意图沿AB线的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图6为图5中沿显示面板中CD线的剖面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种发光模组的结构示意图，如图1所示，发光模组包括光源10、量子点层20和功能层30；光源10用于出射第一颜色光X1；量子点层20位于光源10的出光侧，量子点层20包括第一量子点材料201和/或第二量子点材料202，第一量子点材料201吸收第一颜色光X1，出射第二颜色光X2，第二量子点材料202吸收第一颜色光X1，出射第三颜色光X3，且第二颜色光X2和第三颜色光X3的波长均大于第一颜色光X1的波长；功能层30位于量子点层20背离光源10的一侧，功能层30包括阵列排布的微纳结构301和基底304，功能层30用于使经过第一量子点材料201和/或第二量子点材料202后透射的第一颜色光X1发生反射，并再次入射至第一量子点材料201和/或第二量子点202材料。

如图1所示，图1示例性表示量子点层20包括第一量子点材料201和第二量子点材料202，当光源10出射第一颜色光X1到达量子点层20的第一量子点材料201和第二量子点材料202时，光源10出射的第一颜色光X1被第一量子点材料201吸收且激发第一量子点材料201出射第二颜色光X2，当光源10出射第一颜色光X1到达量子点层20的第二量子点材料202时，光源10出射的第一颜色光X1被第二量子点材料202吸收且激发第二量子点材料202出射第三颜色光X3。图2为本发明实施例提供的为本发明实施例提供的另一种发光模组的结构示意图，如图2所示，图示例性表示量子点层20只包括第一量子点材料201，当量子点层20包括的是第一量子点材料201，光源出射的第一颜色光X1经过量子点层20后，第一颜色光X1被第一量子点材料201吸收，激发第一量子点材料201出射第二颜色光X2。也可以设置量子点层20只包括第二量子点材料202，发光模组的量子点层20只包括第二量子点材料202的原理与只包括第一量子点材料201的原理相同，当量子点层20包括的是第二量子点材料202，光源10出射的第一颜色光X1经过量子点层20后，第一颜色光X1被第二量子点材料吸收202，激发第二量子点材料202出射第三颜色光X3。

当光源10出射的第一颜色光X1经过量子点层20后，由于部分第一颜色光X1会透过量子点层20到达功能层30，通过在功能层30设置阵列排布的微纳结构301，当第一颜色光X1透过量子点20层到达功能层30时，功能层30的微纳结构301对经过量子点层20的第一颜色光X1进行反射，并再次入射至量子点层20，使透射过量子点层20的第一颜色光X1再次到达量子点层20，并通过量子点层20的第一量子点材料201和/或第二量子点材料202对再次入射的第一颜色光X1进行利用，实现了对透过的第一颜色光X1再利用激发，提高光源10的利用率。

需要说明的是，当量子点层20包括第一量子点材料201和第二量子点材料202时，本发明实施例不对量子点层20包括的第一量子点材料201和第二量子点材料202的具体排布位置进行限定，可以选择第一量子点材料201和第二量子点材料202如图1所示间隔排布，也可以根据发光模组的具体功能进行排布。

进一步的，光源10出射的第一颜色光X1为的蓝光，通过光源10出射的蓝光激发量子点层20的第一量子点材料201和/或第二量子点材料202，使得第一量子点材料201在蓝光激发下产生第二颜色光X2，其中第二颜色光X2可以为红光，第二量子点材料202在蓝光激发下产生第三颜色光X3，其中第三颜色光可以为绿光。

本发明实施例，通过在光源的出光侧设置量子点层，利用量子点层的第一量子点材料吸收光源出射的第一颜色光出射第二颜色光，第二量子点材料对吸收光源出射的第一颜色光出射第三颜色光。在量子点层背离光源的一侧设置功能层对部分透过量子点层的第一颜色光进行反射至量子点层，一方面实现光源的有效利用，另一方面减少了影响人体健康的蓝光的出射，可以一定程度上缓解用户的观看疲劳，减少对用户健康的损伤。

可选的，如图3所示，图3为本发明实施例提供的微纳结构的结构示意图，图4为为图3中沿AB线的剖面结构示意图，如图3和图4所示，微纳结构包括周期交替排布的第一介质302、第二介质303。

功能层30还包括基底304，其中，基底304的材料可以和第二介质303材料相同，也可以为其他透光材料。

需要说明的是，当光源出射的第一颜色光部分透过量子点层到达微纳结构301时，微纳结构301可以实现对第二颜色光X2和第三颜色光X3透射，对第一颜色光X1反射，避免部分透过量子点层20的第一颜色光X1泄漏对人眼造成的伤害。

进一步的，设置微纳结构的周期只要满足对第一颜色的光进行反射，对第二颜色的光和第三颜色的光进行透射即可，本发明实施例不对微纳结构的周期范围进行具体限定。

进步一的，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光的波长范围在380nm～780nm，也就是可见光波段。

可选的，继续参见图3，图3示例性的表示第二介质303为圆柱形，第二介质303也可以为棱柱形、圆柱形或球形结构，本发明实施例不对第二介质的具体结构进行限定。

当光源10出射的第一颜色光X1经过量子点层20后部分第一颜色光X1透过量子点层20到达功能层30，第一颜色光X1在功能层30的微纳结构301处会被反射，重新进入量子点层20，再次进入量子点层20的第一颜色光X1会再被量子点层20吸收，发出第二颜色光X2和/或第三颜色光X3。

设置微纳结构301的第二介质303为棱柱形、圆柱形或球形结构，能够高效地反射透过量子点层20的第一颜色光X1，重新进入量子点层20，再次进入量子点层20的第一颜色光X1会被量子点层20再吸收，发出第二颜色光X2和/或第三颜色光X3，减少了第一颜色光X1的透过，提高发光模组的饱和度和对比度，也充分地利用量子点的发光性能，减少量子点用量，减小发光模组的厚度。

需要说明的是，微纳结构301的排布形式可以是方形、菱形、蜂窝式的规则排列，也可以是不规则排列的阵列，本发明实施例不对微纳结构301的排布形式进行限定。

可选的，继续参见图3和图4，如图3和图4所示，第一介质302可以为空气，第二介质303可以为氧化锌、氧化钛等复合半导体材料或聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，基底304可以为第二介质相同材料或其他透光材料。

通过设置微纳结构301包括周期交替排布的第一介质302和第二介质303，且第一介质302为空气，第二介质303为氧化锌、氧化钛等复合半导体材料或聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，基底介质为第二介质相同材料或其他透光材料，当透过量子点层20的第一颜色光X1到达微纳结构301后，会在微纳结构301表面发生反射。此时，该微纳结构301可以实现对380nm-500nm波段的光线的反射，也即可以将蓝光波段的光线滤出。

在制备微纳结构301时，除对其中的微纳结构301的形状和周期等进行设计外，还需合理选择微纳结构的材质。微纳结构301材料一般优选采用介电常数较大的、易于加工的半导体材料例如氧化锌、或透明聚合物例如聚二甲基硅氧烷或PMMA等制备。在确定材料的基础上，可以分析确定该材料的介电常数，基于基底304的材料参数，再通过调控其形状、周期、尺寸等结构参数来优化获得滤出蓝光波段光线的微纳结构301。

可选的，继续参见图3，微纳结构301的厚度为L1，其中，200nm≤L1≤1000nm。

在传统量子点显示器的结构中，从光源10出射的蓝光会直接入射到量子点层20，由于现有技术的限制，量子点层20不能充分利用从光源10出射的蓝光，因此会存在蓝光泄露的现象。通过在量子点层20背离光源10一侧设置功能层30，功能层20的微纳结构301会对透射过量子点层20的蓝光进行反射，设置微纳结构301的厚度为L1，且L1满足200nm≤L1≤1000nm，基于基底304的材料，结合微纳结构301的周期、材料以及厚度，可以实现对透射蓝光的全反射，一方面可以避免泄漏的蓝光对人眼造成的伤害，另一方面可以提高光源的利用率，减小成本。

可选的，继续参见图1，量子点层20包括量子点21和散射粒子22，其中，散射粒子22可以为PMMA或聚偏二氟乙烯PVDF聚合物。

量子点层20是一层包含有量子点21和散射粒子22的薄膜层，散射粒子22可以为PMMA、聚偏二氟乙烯PVDF等聚合物，散射粒子22大约占5％。散射粒子22的作用是增强在光源量子点层内部的光程，提高量子点对光源的吸收，从而更好地利用量子点的荧光性能，提高出光量。

在上述实施例的基础上，图5是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图6为沿图5中CD线的剖面结构示意图，如图5和图6所示，显示面板包括上述任一实施例所述的发光模组100；显示面板还包括多个阵列排布的像素单元70，每个像素单元70包括第一子像素71、第二子像素72和第三子像素73；沿垂直于显示面板出光面的方向，量子点层20覆盖第一子像素71的区域无量子点材料，量子点层20覆盖第二子像素72的区域设置有第一量子点材料201，量子点层20覆盖第三子像素73的区域设置有第二量子点材料202；功能层30包括多个无微纳结构的区域300，无微纳结构的区域300覆盖第一子像素71所在的区域。

图7是本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图，如图7所示，显示面板包括上述任一实施例所述的发光模组，量子点层20包括第一量子点材料201和第二量子点材料202；还包括：设置于发光模组100出光侧的阵列基板40、彩膜基板50以及设置于阵列基板40和彩膜基板50之间的液晶层60。

可选的，发光模组100为显示面板的背光模组。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发光模组，其特征在于，包括光源、量子点层和功能层；

所述光源用于出射第一颜色光；

所述量子点层位于所述光源的出光侧，所述量子点层包括第一量子点材料和/或第二量子点材料，所述第一量子点材料吸收所述第一颜色光，出射第二颜色光，所述第二量子点材料吸收所述第一颜色光，出射第三颜色光，且所述第二颜色光和所述第三颜色光的波长均大于所述第一颜色光的波长；

所述功能层位于所述量子点层背离所述光源的一侧，所述功能层包括阵列排布的微纳结构及其基底，所述功能层用于使经过所述第一量子点材料和/或第二量子点材料后透射的第一颜色光发生反射，并再次入射至所述第一量子点材料和/或第二量子点材料。

2.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述微纳结构包括周期交替排布的第一介质、第二介质。

3.根据权利要求2所述的发光模组，其特征在于，所述第二介质为棱柱形、圆柱形或球形结构。

4.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述第一介质为空气，所述第二介质为氧化锌、氧化钛等复合半导体材料或聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA等高折射率透光材料。

5.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述微纳结构的厚度为L1，其中，200nm≤L1≤1000nm。

6.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述量子点层包括量子点和散射粒子。

7.根据权利要求6所述的发光模组，其特征在于，所述散射粒子为PMMA 或聚偏二氟乙烯PVDF聚合物。

8.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的发光模组；

所述显示面板包括多个阵列排布的像素单元，每个所述像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；

沿垂直于所述显示面板出光面的方向，所述量子点层覆盖所述第一子像素的区域无量子点材料，所述量子点层覆盖所述第二子像素的区域设置有所述第一量子点材料，所述量子点层覆盖所述第三子像素的区域设置有所述第二量子点材料；所述功能层包括多个无微纳结构的区域，所述无微纳结构的区域覆盖所述第一子像素所在的区域。

9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的发光模组，所述量子点层包括第一量子点材料和第二量子点材料；还包括：

设置于所述发光模组出光侧的阵列基板、彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。

10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述发光模组为所述显示面板的背光模组。

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