CN114514463A - 颜色转换面板 - Google Patents
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Abstract
一种颜色转换面板，其包括基板和颜色转换层。基板结合有多个间隔开的光源。颜色转换层与基板间隔开或紧密结合，并且颜色转换层包括颜色转换像素分隔壁和颜色转换像素，颜色转换像素分隔壁用于内置光源的同时以像素为单位将光源在空间上分离开，并且颜色转换像素插入到颜色转换像素分隔壁的分隔空间中。颜色转换像素具有比光源更大的面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种具有提高的颜色转换效率的颜色转换面板。
背景技术
平板显示装置是广泛使用的显示装置之一。平板显示装置是包括具有特定颜色的像素以产生和显示所需颜色的显示装置。
液晶显示装置使用颜色转换面板来形成颜色。然而，当从具有白色的背光光源发出的光通过红色、绿色和蓝色滤色器时，特定波长的光被吸收并且特定波长的光被透射以显示期望的颜色。然而，当将透射的光以产生光的背光为基准来看时，由于吸收、透射等可能会发生大量损失。目前正在积极开展研究以尽量减少这些损失。
图1a至图1c是示出根据现有技术的颜色转换面板的平面图和组合/分离截面图。
如图1a所示，现有的颜色转换面板可以包括基板100、光源200、分隔壁300、颜色转换像素400等。
在图1a至图1c的现有的颜色转换面板中，基板100用作支撑光源200和颜色转换像素分隔壁300的基板。颜色转换像素分隔壁300提供用于分离和内置颜色转换像素400的空间。并且，当颜色转换像素400从光源200接收蓝色光时，入射在像素上的蓝色光可以保持或者改变为红色光、绿色光或蓝色光，然后发射。这里，在现有的颜色转换面板中，颜色转换像素400具有与光源200相同的面积。
然而，开口率、颜色转换效率等可以根据光源200和颜色转换像素400之间的各种变量而变化。因此，现有技术的色彩转换面板在通过光源200和色彩转换像素400的优化来实现光损失的最小化方面存在不足之处。
发明内容
技术问题
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种能够通过在光源和颜色转换像素之间进行优化来最小化光损失和最大化颜色转换效率的颜色转换面板。
技术方案
用于实现该目的的本发明的颜色转换面板可以被构成为包括基板和颜色转换层。
基板可以结合有多个间隔开的光源。
颜色转换层可以与基板间隔开或紧密结合。颜色转换层可以包括颜色转换像素分隔壁和颜色转换像素。颜色转换像素分隔壁可以用于内置光源的同时以像素为单位将光源在空间上分离开。颜色转换像素可以插入到颜色转换像素分隔壁的分隔空间中。颜色转换像素可以具有比光源更大的面积。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素的面积可以是光源的面积的1.5至10倍。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素的面积可以是光源的面积的2.93至8.75倍。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素的宽度与长度之比可以为1.38至1.75。
在本发明的颜色转换面板中，当光源和颜色转换像素被构成为间隔开时，光源和颜色转换像素之间的间隔距离可以被构成为50至170μm。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素可以包括散射粒子。
本发明的颜色转换面板还可以包括与颜色转换层间隔开或紧密结合并在光发射方向上结合的滤色器层。
在本发明的颜色转换面板中，滤色器层可以包括滤色器像素分隔壁和滤色器像素。滤色器像素分隔壁可以形成在颜色转换像素分隔壁上。滤色器像素可以插入到滤色器像素分隔壁之间。
在本发明的颜色转换面板中，滤色器像素的厚度可以被构成为颜色转换像素的厚度的5％至30％。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素可以具有5至20μm的厚度。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素分隔壁和滤色器像素分隔壁可以是分别单独形成并堆叠的分离型。
在本发明的颜色转换面板中，颜色转换像素分隔壁和滤色器像素分隔壁可以是同时形成的一体型。
发明效果
根据具有这种结构的本发明的颜色转换面板，通过使颜色转换像素的面积比光源的面积大(优选为1.5至10倍)，在颜色转换像素中最大限度地对从光源发出的光进行颜色转换，从而可以最大化转换效率。
附图说明
图1a至图1c是示出根据现有技术的颜色转换面板的平面图和组合/分离截面图。
图2a至图2c是示出根据本发明的颜色转换面板的平面图和组合/分离截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明。
图2a至2c是示出根据本发明的颜色转换面板的平面图和组合/分离截面图。
如图2a至图2c所示，根据本发明的颜色转换面板可以包括基板100、光源200、颜色转换像素分隔壁310、颜色转换像素410等。
基板100用于支撑光源200、颜色转换像素分隔壁310、颜色转换像素410等，并且由玻璃或塑料材料制成，例如可以使用从由以下材料组成的组中选择的一种材料：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如，PMMA)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酸、聚乙烯醇、聚烯烃(例如，PE、PP)、聚苯乙烯、聚降冰片烯、聚马来酰亚胺、聚偶氮苯、聚酯(例如，PET、PBT)、聚芳酯、聚邻苯二甲酰亚胺、聚苯邻苯二甲酰胺、聚乙烯肉桂酸酯、聚肉桂酸酯、香豆素类聚合物、查耳酮类聚合物、芳族乙炔类聚合物、苯基马来酰亚胺共聚物、它们的共聚物、以及它们的共混物。
光源200可以向颜色转换像素410提供蓝色光(或白光)。光源200可以是阵列形式的背光单元，即，光源200凹陷在基板100中或从上表面突出并且布置成间隔开。光源可以是有机发光二极管或发光二极管。当使用发光二极管时，可以具有水平芯片、垂直芯片、倒装芯片等形式。发射的蓝色光的波长范围可以从430nm到470nm。
颜色转换像素分隔壁310可以在将光源200内置在基板100上的同时被构成为在远离基板100的方向上开口的形态。颜色转换像素分隔壁310可以以像素为单位将光源200和颜色转换像素410在空间上分离并间隔开。颜色转换像素分隔壁310可以与颜色转换像素410一起构成颜色转换层。颜色转换像素分隔壁310可以使用包括丙烯酸基或环氧基聚合物的光敏组合物。颜色转换像素分隔壁310可以通过光刻工艺具有图案化结构。
颜色转换像素分隔壁310可以形成为具有例如5至20μm的厚度。
颜色转换像素分隔壁310可以具有各种开口形状，并且可以具有例如圆形、椭圆形、三角形或矩形开口。
颜色转换像素410可以在覆盖基板100上的光源200的同时插入到颜色转换像素分隔壁310中。颜色转换像素410可以具有与颜色转换像素分隔壁310相同的厚度，例如5至20μm。
颜色转换像素410可以包括将入射光的颜色进行转换的颜色转换构件。颜色转换构件可以包括量子点。当照射能量大于量子点的带隙的波长的光时，量子点吸收入射光并进入激发态，然后可以在发射特定波长的光的同时下降到基态。在这种情况下，量子点发射与带隙对应的波长的光。量子点可能具有不同的发射波长，其取决于它们的大小。量子点越小，能够发射更短波长的光。例如，当光(例如，蓝色光)从外部入射时，颜色转换像素322可以发出波长为620nm至670nm的红色光、波长为520nm至570nm的绿色光、或在没有颜色转换的情况下照原样发射入射的蓝色光。
量子点可以选自II-VI族化合物、III-V族化合物和IV-VI族化合物、IV族元素、IV族化合物及其组合、以及它们的合金。合金可以包括上述化合物和过渡金属的合金。
II-VI族类化合物包括：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe等，III-V族类化合物包括GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNPs、InAlNAs、InAlPAs等，IV-VI族类化合物包括SbTe等。
颜色转换像素410可以包括散射粒子。散射粒子使入射到颜色转换像素410的光散射，以使发射光的正面亮度和侧面亮度均匀。散射粒子可以是无机氧化物粒子、有机粒子或它们的组合，例如BiFeO3、Fe2O3、WO3、TiO2、SiC、BaTiO3、ZnO、ZrO2、ZrO、Ta2O5、MoO3、TeO2、Nb2O5、Fe3O4、V2O5、Cu2O、BP、Al2O3、In2O3、SnO2、Sb2O3、ITO或其组合。
颜色转换像素410可以包括滤色器颜料。在这种情况下，颜色转换面板可以仅包括颜色转换像素而不包括滤色器像素。
颜色转换像素410可以具有比光源200更大的面积。
下面的表1示出了将红色转换像素410堆叠在具有相同尺寸的蓝色光源200上的实验结果。在保持相同厚度的同时改变面积进行实验。在实验中，使蓝色光源200以30mW的功耗发光。在实验中，面积被设置为宽度80μm、长度100μm的尺寸(面积为8000μm2)。在实验中，堆叠在上部的颜色转换像素410与蓝色光源200间隔150μm。在实验中，颜色转换像素410的面积以与蓝色光源200的面积相同的宽度80μm、长度100μm的尺寸为基准而变化。在该状态下，下表1示出了测量从红色颜色转换像素410发射的红色光的亮度(在左右10个、上下10个排列的总共100个颜色转换像素中测量的亮度，cd/mm2)的结果。
【表1】
如上表1所示，首先，当面积比(颜色转换像素的面积/光源的面积，％)减小时，从红色转换像素410发射的红色光的亮度(即，每单位面积的亮度)减小。
其次，可以确认：当面积比达到1.5倍时，从红色转换像素410发出的红色光亮度(2.32cd/mm2)与面积比为1倍时的亮度(1.43cd/mm2)相比增加了近60％。
第三，可以确认：当面积比超过1.5倍时，由红色转换像素410转换后的红色光的亮度随着颜色转换像素410的面积增加而增加。然而，当面积比为7倍左右时，红色光亮度停滞不前。在高于此面积比时，红色光亮度反而减小。
此外，随着面积比从1.5倍增加到4倍，红色光的亮度迅速增。然而，也确认了在面积比为4至10倍的区间，红色光亮度增加缓慢或减少。
综合以上实验结果，鉴于将颜色转换效率的显着提升按红色光亮度增加两倍以上作为基准的行业情况，将面积比1.5倍作为设定面积比的下限值会具有技术意义。
当面积比超过约8倍时，红色光亮度的增加停止，当在减小的同时达到10倍时，红色光亮度降低到2倍。因此，就色彩转换效率而言，超过10倍的面积比是没有意义的。超过10倍的面积比仅由于构成颜色转换像素的材料的消耗而导致制造成本的增加。因此，将面积比10倍作为设定面积比的上限值会具有技术意义。
随着面积比从1.5倍增加到4倍，红色光的亮度迅速增。然而，在面积比为4倍以上的区间，红色光亮度的增加缓慢或减少。因此，在考虑因颜色转换像素的大型化而导致成本增加的情况下，也可以将面积比4倍作为新的面积比设定上限值以赋予意义。
另一方面，有时对亮度为3cd/mm2以上的情况赋予技术意义。根据这个标准，2.93到8.75的面积比可能具有技术意义。在这种情况下，可以确认：颜色转换像素的宽度/长度之比在1.385到1.750的范围内。
下表2示出红色转换像素410堆叠在相同尺寸的蓝色光源200上的实验结果。在实验中，蓝色光源200与红色转换像素410的面积比相同。在实验中，蓝色光源200和红色转换像素410之间的隔开距离被改变。此时，下表2示出了从红色颜色转换像素410发射的红色光的亮度(在左右10个、上下10个排列的总共100个颜色转换像素中测量的亮度、cd/mm2)的测量值。这里，蓝色光源200以30mW的功耗发光。蓝色光源200被制造为具有80μm的宽度和100μm的长度(面积为8000μm2)。红色转换像素410具有宽度为100μm、长度为120μm的面积(面积为12000μm2)。
【表2】
如上表2所示，在红色光亮度为2以上的区间中，蓝色光源200与红色转换像素410的隔开距离示出为50至170μm。因此，在本发明中，将蓝色光源200与红色转换像素410之间的隔开距离限制为50至170μm可以被赋予技术意义。
在根据本发明的颜色转换面板中，还可以在由颜色转换像素分隔壁310和颜色转换像素410构成的颜色转换层上形成滤色器层。
滤色器层可以形成为在光发射方向上与颜色转换层隔开或紧密结合。
滤色器层可以包括滤色器像素分隔壁和集电极滤色器像素。滤色器像素分隔壁可以形成在颜色转换像素分隔壁310上。滤色器像素可以形成在颜色转换像素410上的滤色器像素分隔壁内。
滤色器像素分隔壁可以与颜色转换像素分隔壁310分别单独形成并堆叠，即，可以构成为分离型。滤色器像素分隔壁可以与颜色转换像素分隔壁同时形成，即，可以构成为一体型。在一体型的情况下，颜色转换像素分隔壁310和滤色器像素分隔壁可以构成一个分隔壁，即一体的分隔壁。
滤色器像素可以是透射红色光并吸收绿色光和蓝色光以仅发射红色光的红色光滤色器像素。滤色器像素可以是透射绿色光并吸收红色光和蓝色光以仅发射绿色光的绿色光滤色器像素。或者，滤色器像素可以是透射蓝色光并吸收红色光和绿色光以仅发射蓝色光的蓝色光滤色器像素。
滤色器像素的厚度可以是颜色转换像素410的厚度的5％至30％。
在上文中，已经通过实施例描述了本发明，这些实施例旨在示例性说明本发明。本领域技术人员将能够以其他形式改变或修改这些实施例。然而，由于本发明的范围由所附权利要求限定，因此这些变化或修改可以被解释为包含在本发明的范围内。
【附图标记说明】
100：基板200：光源
300、310：颜色转换像素分隔壁400、410：颜色转换像素。
Claims (12)
1.一种颜色转换面板，包括：
基板，其结合有多个间隔开的光源；以及
颜色转换层，其与所述基板间隔开或紧密结合，并且所述颜色转换层包括颜色转换像素分隔壁和颜色转换像素，所述颜色转换像素分隔壁用于内置所述光源的同时以像素为单位将所述光源在空间上分离开，并且所述颜色转换像素插入到所述颜色转换像素分隔壁的分隔空间中，
其中，所述颜色转换像素具有比所述光源更大的面积。
2.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素的面积是所述光源的面积的1.5至10倍。
3.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素的面积是所述光源的面积的2.93至8.75倍。
4.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素的宽度与长度之比为1.38至1.75。
5.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中，当所述光源和所述颜色转换像素被构成为间隔开时，所述光源和所述颜色转换像素之间的间隔距离为50至170μm。
6.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素包括散射粒子。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的颜色转换面板，还包括：与所述颜色转换层间隔开或紧密结合并在光发射方向上结合的滤色器层。
8.根据权利要求5所述的颜色转换面板，其中，所述滤色器层包括：
滤色器像素分隔壁，其形成在所述颜色转换像素分隔壁上；以及
滤色器像素，其插入到所述滤色器像素分隔壁之间。
9.根据权利要求8所述的颜色转换面板，其中，所述滤色器像素的厚度为所述颜色转换像素的厚度的5％至30％。
10.根据权利要求9所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素具有5至20μm的厚度。
11.根据权利要求8所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素分隔壁和滤色器像素分隔壁是分别单独形成并堆叠的分离型。
12.根据权利要求8所述的颜色转换面板，其中，所述颜色转换像素分隔壁和所述滤色器像素分隔壁是同时形成的一体型。
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