CN112946946A

CN112946946A - 彩膜基板及其制备方法、显示装置

Info

Publication number: CN112946946A
Application number: CN202110152553.9A
Authority: CN
Inventors: 彭钊
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-06-11

Abstract

本申请公开了一种彩膜基板及其制备方法、显示装置，所述彩膜基板包括一衬底基板以及依次排列设置于所述衬底基板上的多个像素单元，每一像素单元包括四种不同的子像素单元；所述彩膜基板还包括设置于所述子像素单元之间的遮光矩阵；其中，在所述的四种不同的子像素单元中具有三种子像素单元，分别采用不同的量子点发光材料，并且所述的三种子像素单元在蓝色背光下发出不同颜色的光。将不同量子点发光材料与蓝色背光结合，在保证了透明显示的产品的透明度的同时，提升了背光利用率以及色域，解决了现有的透明显示的产品的透明度与色域均不佳的问题。

Description

彩膜基板及其制备方法、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种彩膜基板、所述彩膜基板的制备方法以及包括有所述彩膜基板的显示装置。

背景技术

透明显示是指含有一定程度穿透性，能显示画面后方背景的显示器，能同时得到显示器和背景效果的显示器。在展示橱窗，自动贩售机，汽车车窗，眼镜玻璃，透明数位看牌，电视，冰箱门，水族馆、博物馆、高级餐厅信息等场景都有广泛应用。

传统的LCD透明显示为了追求其显示的透明效果，会极大的牺牲了色阻像素面积，例如：将传统的RGB色阻排列变成RGBW，本质上，RGB色阻属于单色滤光的作用，存在一定能量的损失；而W区域属于透明光阻材料，故白色背光会直接透过，整个面板实际的RGB色阻面积会大量的减少，从而导致显示的色域降低，难以达到透明度与色域之间的平衡，使得现有的透明显示产品的透明度与色域均不佳。

因此，针对目前存在的缺陷，急需进行改进。

发明内容

本申请的目的在于提供一种彩膜基板及其制备方法、显示装置，通过将不同的量子点发光材料与蓝色背光结合，在保证了透明显示的产品的透明度的同时，提升了背光利用率以及色域，解决了现有的透明显示的产品的透明度与色域均不佳的问题。

本申请提供一种彩膜基板，包括一衬底基板以及依次排列设置于所述衬底基板上的多个像素单元，每一像素单元包括四种不同的子像素单元；所述彩膜基板还包括设置于所述子像素单元之间的遮光矩阵；其中，在所述的四种不同的子像素单元中具有三种子像素单元，分别采用不同的量子点发光材料，并且所述的三种子像素单元在蓝色背光下发出不同颜色的光。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述的四种不同的子像素单元包括第一子像素单元、第二子像素单元、第三子像素单元以及第四子像素单元；所述第一子像素单元在所述蓝色背光下发出蓝色光，所述第二子像素单元在所述蓝色背光下发出红色光，所述第三子像素单元在所述蓝色背光下发出绿色光，所述第四子像素单元在所述蓝色背光下发出白色光。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述的四种不同的子像素单元的材料包括树脂材料，所述树脂材料为酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式丙烯酸树脂或环烯烃树脂中的至少一种；其中，所述第二子像素单元、所述第三子像素单元以及所述第四子像素单元中分别采用不同的量子点发光材料。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一子像素单元为透明材料；所述第二子像素单元为红色量子点发光材料，所述红色量子点发光材料包括：Ag₂S量子点、PbS量子点以及CuInS₂量子点；所述第三子像素单元为绿色量子点发光材料，所述绿色量子点发光材料包括：CdSe量子点、ZnSe量子点以及CdZnSe量子点；所述第四子像素单元为红绿量子点发光材料，所述红绿量子点发光材料包括：CdSe-ZnS量子点、CsPbBr₃量子点、CsPbI₃量子点以及CsPbCl₃量子点。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一子像素单元的厚度大于或等于1um，所述第二子像素单元、所述第三子像素单元以及所述第四子像素单元的厚度均大于或等于2um。

可选的，在本申请的一些实施例中，在所述的三种子像素单元中，所述量子点发光材料中量子点的质量分数大于或等于5％。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述彩膜基板还包括：第一保护层，所述第一保护层设置于所述像素单元与所述衬底基板之间，并且覆盖所述衬底基板；第二保护层，所述第二保护层设置于所述像素单元远离所述衬底基板的一侧，并且覆盖所述像素单元以及所述遮光矩阵；公共电极，所述公共电极设置于所述第二保护层远离所述衬底基板的一侧。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一保护层以及所述第二保护层为透明材料，所述透明材料的消光系数趋近于零；所述第一保护层以及所述第二保护层的厚度均大于或等于1um。

相应的，本申请还提供一种上述实施例所述的彩膜基板的制备方法，所述彩膜基板的制备方法包括如下步骤：提供一衬底基板，并在所述衬底基板上沉积有机透明材料，形成第一保护层；在所述第一保护层上沉积遮光材料，形成遮光矩阵；在所述遮光矩阵中依次沉积不同的色阻材料，形成多个像素单元；其中每一像素单元均包括四种不同的子像素单元，并在所述的四种不同的子像素单元中具有三种子像素单元采用不同的量子点发光材料；在所述遮光矩阵与所述像素单元远离所述衬底基板的一侧沉积有机透明材料，形成第二保护层；在所述第二保护层上沉积电极材料，形成公共电极。

相应的，本申请还提供一种显示装置，包括上述实施例所述的彩膜基板，所述显示装置还包括：阵列基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置；液晶层，所述液晶层设置于所述阵列基板与所述彩膜基板之间；背光源，所述背光源设置于所述阵列基板远离所述彩膜基板的一侧，并且所述背光源所发出的光为蓝色背光。

相较于现有技术，本申请彩膜基板通过将一部分子像素单元采用不同的量子点发光材料，从而可以在蓝色背光下形成不同颜色的子像素单元；同时将另一部分子像素单元采用透明材料，可以有效地提高所述彩膜基板在暗态下的透明度，在蓝色背光的激发下，所述透明的子像素单元可以发出与蓝色背光相同的颜色，其他子像素单元则可以在蓝色背光的激发下，分别发出红色光、绿色光以及白色光，提高了所述彩膜基板在亮态下的背光利用率；不同的子像素单元采用不同的量子点发光材料，通过改变所述量子点发光材料的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区，提高所述彩膜基板的色域，解决了现有的透明显示的产品的透明度与色域均不佳的问题，提升了所述透明显示产品的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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他的附图。

图1是本申请实施例中所述彩膜基板的结构示意图；

图2A至图2E是本申请实施例中所述彩膜基板的部分结构示意图；

图3是本申请实施例中所述彩膜基板的制备流程示意图；

图4是本申请实施例中所述显示装置的结构示意图。

主要附图标记说明：

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”和“右”可以是装置实际使用或工作状态的方向，也可以是参考附图中的图面方向，还可以是指相对的两个方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

具体地，请参阅图1，本申请提供一种彩膜基板100，包括一衬底基板110以及依次排列设置于所述衬底基板110上的多个像素单元120，所述像素单元120包括四种不同的子像素单元121；所述彩膜基板100还包括设置于所述子像素单元121之间的遮光矩阵130；其中，所述任意三种子像素单元121中混合有不同的量子点发光材料，并且在蓝色背光下发出不同颜色的光。本申请中所述彩膜基板100还包括：第一保护层140，所述第一保护层140设置于所述像素单元120与所述衬底基板110之间，并且覆盖所述衬底基板110；第二保护层150，所述第二保护层150设置于所述像素单元120远离所述衬底基板110的一侧，并且覆盖所述像素单元120以及所述遮光矩阵130；公共电极160，所述公共电极160设置于所述第二保护层150远离所述衬底基板110的一侧。

在本申请一实施例中，每一所述像素单元120包括依次排列的四种不同的子像素单元121，分别为第一子像素单元1211、第二子像素单元1212、第三子像素单元1213以及第四子像素单元1214；所述第一子像素单元1211在蓝色背光下发出蓝色光，所述第二子像素单元1212在蓝色背光下发出红色光，所述第三子像素单元1213在蓝色背光下发出绿色光，所述第四子像素单元1214在蓝色背光下发出白色光。所述子像素单元121的材料包括树脂材料，所述树脂材料优选为酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式丙烯酸树脂或环烯烃树脂中的至少一种，也可以为其他透明树脂材料；其中，所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214中分别采用不同的量子点发光材料。本领域技术人员可以理解的是，在实际制作时，所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214分别是在聚甲基丙烯酸甲酯、树脂以及聚苯乙烯中的至少一种材料中添加有不同的量子点，从而得到不同的量子点发光材料，由于聚甲基丙烯酸甲酯、树脂以及聚苯乙烯为透明有机材料，而不同的量子点在蓝色背光的激发下可以发出不同颜色的光，因此混合有不同的量子点的所述子像素单元121可以分别发出不同颜色的光，例如：红色光、绿色光以及白色光。

进一步地，所述第一子像素单元1211为透明材料，优选地，所述第一子像素单元1211的材料为聚苯乙烯且为非量子点材料。所述第二子像素单元1212为红色量子点发光材料，所述红色量子点发光材料包括：Ag₂S量子点、PbS量子点以及CuInS₂量子点；即所述第二子像素单元1212的材料包括在树脂材料中添加有Ag₂S量子点、PbS量子点以及CuInS₂量子点中的至少一种所形成的混合材料，例如：所述第二子像素单元1212的材料为在聚甲基丙烯酸甲酯中添加Ag₂S量子点后形成的混合材料。所述第三子像素单元1213为绿色量子点发光材料，所述绿色量子点发光材料包括：CdSe量子点、ZnSe量子点以及CdZnSe量子点；即所述第三子像素单元1213的材料包括在树脂材料中添加有CdSe量子点、ZnSe量子点以及CdZnSe量子点中的至少一种所形成的混合材料，例如：所述第三子像素单元1213的材料为在聚碳酸酯中添加CdZnSe量子点后形成的混合材料。所述第四子像素单元1214为红绿量子点发光材料，所述红绿量子点发光材料包括：CdSe-ZnS量子点、CsPbBr₃量子点、CsPbI₃量子点以及CsPbCl₃量子点；即所述第四子像素单元1214的材料包括在树脂材料中添加有CdSe-ZnS量子点、CsPbBr₃量子点、CsPbI₃量子点以及CsPbCl₃量子点中的至少一种所形成的混合材料，例如：所述第四子像素单元1214的材料为在聚乙烯中添加CsPbCl₃量子点后形成的混合材料。

本申请中，在具有不同的量子点发光材料的所述子像素单元121中，所述量子点的质量分数大于或等于5％，具体地，所述量子点至少在所述树脂材料中的质量分数占比大于或等于5％，这样设置，可以保证所述彩膜基板100中的所述子像素单元121的色度要求，有效地防止了因所述量子点的添加量多低而造成显示色度不高的问题。

本领域技术人员可以理解的是，量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。因此本申请所述彩膜基板100中采用量子点发光材料的所述像素单元120的发光色域更广，并且发光稳定性更高。所述第一子像素单元1211为透明材料，可以提高所述彩膜基板100的透明度，当所述彩膜基板100在蓝色背光下显示时，所述第一子像素单元1211、所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214均发光，提高了所述背光的利用率。

在本申请中，所述第一子像素单元1211的厚度大于或等于1um，并且所述第一子像素单元1211成膜的均匀性小于或等于5％，即所述第一子像素单元1211最厚的厚度或最薄的厚度与所述第一子像素单元1211的平均厚度的差值小于或等于所述第一子像素单元1211的平均厚度的5％。所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214的厚度均大于或等于2um，可以保证所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214的光转换效率，如果所述子像素单元121的厚度太薄，会导致所述子像素单元121的发光质量不高，从而达不到所述彩膜基板100的色度要求，但是所述子像素单元121的厚度也不宜过厚，过厚会导致光的透过率降低，使光线变暗。优选地，所述第一子像素单元1211的厚度为1um，所述第二子像素单元1212、所述第三子像素单元1213以及所述第四子像素单元1214的厚度均为2um。

本申请中所述第一保护层140以及所述第二保护层150为透明材料，所述透明材料的消光系数趋近于零，也就说所述第一保护层140以及所述第二保护层150的透光率趋近于100％，可以保证透过所述彩膜基板100的光的亮度，减少不必要的光亮损失，进一步提高背光的利用率；所述第一保护层140以及所述第二保护层150的厚度均大于或等于1um，一方面可以保证所述彩膜基板100的平坦度，另一方面可以有效地防止所述像素单元120受到外界环境的干涉造成不必要的损失，有效地保护所述像素单元120，提高所述彩膜基板100的稳定性。所述第一保护层140以及所述第二保护层150的材料包括氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅中的至少一种，但不限于此，还可以是其他材料。

请参阅图2A至图2E以及图3，本申请还提供一种所述彩膜基板100的制备方法，包括如下步骤：

如图2A与图3所示，步骤S1：提供一衬底基板110，并在所述衬底基板110上沉积有机透明材料，形成第一保护层140；

如图2B与图3所示，步骤S2：在所述第一保护层140上沉积遮光材料，形成遮光矩阵130；

如图2C与图3所示，步骤S3：在所述遮光矩阵130中依次沉积不同的色阻材料，形成多个包括四种不同的子像素单元121的像素单元120，并在任意三种子像素单元121中混合不同的量子点发光材料；

所述步骤S3分为步骤S31和步骤S32，所述步骤S31是：在所述遮光矩阵130中的一部分遮光矩阵130中沉积透明材料，形成第一子像素单元1211；所述步骤S32是：在所述遮光矩阵130中的其余遮光矩阵130中沉积不同的量子点发光材料，以对应形成第二子像素单元1212、第三子像素单元1213、以及第四子像素单元1214；其中在所述步骤S32中，所述的不同的量子点发光材料是通过将对应的量子点分散到对应的树脂中，然后将混合有不同量子点的树脂材料依次注入或沉积至对应的遮光矩阵130中。

如图2D与图3所示，步骤S4：在所述遮光矩阵130与所述像素单元120远离所述衬底基板110的一侧沉积有机透明材料，形成第二保护层150；

如图2E与图3所示，步骤S5：在所述第二保护层150上沉积电极材料，形成公共电极160。

在所述制备方法中，所述像素单元120与所述遮光矩阵130的制备过程包括光刻胶涂覆、掩膜版掩膜、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺，具体地，本申请不再赘述。

请参阅图4，本申请还提供一种显示装置10，包括上述任一实施例所述的彩膜基板100，所述显示装置10还包括：阵列基板200，所述阵列基板200与所述彩膜基板100相对设置；液晶层300，所述液晶层300设置于所述阵列基板200与所述彩膜基板300之间；背光源400，所述背光源400设置于所述阵列基板200远离所述彩膜基板100的一侧，并且所述背光源400所发出的光为蓝色背光。本领域技术人员可以理解的是，所述阵列基板200、所述液晶层300均为本领域常规结构，所述液晶层300通过封框胶密封于所述彩膜基板100与所述阵列基板200之间，本申请不再赘述。

本申请中彩膜基板100中的像素单元120将不同的量子点发光材料与背光源400所发出的蓝色背光结合，在保证了透明显示的产品的透明度的同时，提升了蓝色背光的利用率以及所述显示装置10的色域，解决了现有的透明显示的产品的透明度与色域均不佳的问题。

本申请提供的显示装置10的有益效果与上述实施例提供的所述彩膜基板100的有益效果相同，在此不做赘述。所述显示装置10可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，优选为透明显示的产品。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种彩膜基板100及其制备方法、显示装置10进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种彩膜基板，包括一衬底基板以及依次排列设置于所述衬底基板上的多个像素单元，其特征在于：每一像素单元包括四种不同的子像素单元；所述彩膜基板还包括设置于所述子像素单元之间的遮光矩阵；

其中，在所述的四种不同的子像素单元中具有三种子像素单元，分别采用不同的量子点发光材料，并且所述的三种子像素单元在蓝色背光下发出不同颜色的光。

2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于：所述的四种不同的子像素单元包括第一子像素单元、第二子像素单元、第三子像素单元以及第四子像素单元；

所述第一子像素单元在所述蓝色背光下发出蓝色光，所述第二子像素单元在所述蓝色背光下发出红色光，所述第三子像素单元在所述蓝色背光下发出绿色光，所述第四子像素单元在所述蓝色背光下发出白色光。

3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于：所述的四种不同的子像素单元的材料包括树脂材料，所述树脂材料为酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式丙烯酸树脂或环烯烃树脂中的至少一种；其中，所述第二子像素单元、所述第三子像素单元以及所述第四子像素单元分别采用不同的量子点发光材料。

4.如权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于：所述第一子像素单元为透明材料；

所述第二子像素单元为红色量子点发光材料，所述红色量子点发光材料包括：Ag₂S量子点、PbS量子点以及CuInS₂量子点；

所述第三子像素单元为绿色量子点发光材料，所述绿色量子点发光材料包括：CdSe量子点、ZnSe量子点以及CdZnSe量子点；

所述第四子像素单元为红绿量子点发光材料，所述红绿量子点发光材料包括：CdSe-ZnS量子点、CsPbBr₃量子点、CsPbI₃量子点以及CsPbCl₃量子点。

5.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于：所述第一子像素单元的厚度大于或等于1um，所述第二子像素单元、所述第三子像素单元以及所述第四子像素单元的厚度均大于或等于2um。

6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于：在所述的三种子像素单元中，所述量子点发光材料中量子点的质量分数大于或等于5％。

7.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于：所述彩膜基板还包括：

第一保护层，所述第一保护层设置于所述像素单元与所述衬底基板之间，并且覆盖所述衬底基板；

第二保护层，所述第二保护层设置于所述像素单元远离所述衬底基板的一侧，并且覆盖所述像素单元以及所述遮光矩阵；

公共电极，所述公共电极设置于所述第二保护层远离所述衬底基板的一侧。

8.如权利要求7所述的彩膜基板，其特征在于：所述第一保护层以及所述第二保护层为透明材料，所述透明材料的消光系数趋近于零；所述第一保护层以及所述第二保护层的厚度均大于或等于1um。

9.一种如权利要求7所述的彩膜基板的制备方法，其特征在于：所述彩膜基板的制备方法包括如下步骤：

提供一衬底基板，并在所述衬底基板上沉积有机透明材料，形成第一保护层；

在所述第一保护层上沉积遮光材料，形成遮光矩阵；

在所述遮光矩阵中依次沉积不同的色阻材料，形成多个像素单元；其中每一像素单元均包括四种不同的子像素单元，并在所述的四种不同的子像素单元中具有三种子像素单元采用不同的量子点发光材料；

在所述遮光矩阵与所述像素单元远离所述衬底基板的一侧沉积有机透明材料，形成第二保护层；

在所述第二保护层上沉积电极材料，形成公共电极。

10.一种显示装置，包括如权利要求1至8中任一项所述的彩膜基板，其特征在于：所述显示装置还包括：

阵列基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置；

液晶层，所述液晶层设置于所述阵列基板与所述彩膜基板之间；

背光源，所述背光源设置于所述阵列基板远离所述彩膜基板的一侧，并且所述背光源所发出的光为蓝色背光。