CN207851469U

CN207851469U - 显示面板及显示装置

Info

Publication number: CN207851469U
Application number: CN201721287964.4U
Authority: CN
Inventors: 吴永良
Original assignee: Xianyang Caihong Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Xianyang Caihong Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2018-09-11
Anticipated expiration: 2027-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种显示面板及显示装置。该显示面板包括：背光模块210；第一基板S1B，设置于所述背光模块210上；量子点层230，设置于所述第一基板S1B上；液晶层250；以及金属线栅偏振层WGP，设置于所述量子点薄膜230与所述液晶层250之间。本实用新型提供的显示面板，通过采用彩色量子点来替代彩色光阻，并以不同彩色的量子点分别对应不同的子像素信号，进而改善了LCD显示面板由于采用彩色光阻而造成光损失的问题。

Description

显示面板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

近年来LED因体积小、能耗低、发热小等优点已经逐步取代传统的冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,简称CCFL)，成为新一代液晶显示器(Liquid CrystalDisplay,简称LCD)的背光光源。目前LED背光的结构是利用蓝光LED去激发黄色或是红色与绿色荧光粉形成白光背光源。但是荧光粉发光效率低、光谱频宽较宽，使液晶显示器在亮度和色域遇到瓶颈。

纳米量子点为一种最新型的半导体荧光材料，具有发光效率更高、使用寿命更长和颜色纯度更好等优点，已经以光学膜的形式应用在LCD的背光模块上。请参见图1，图1为现有技术提供的一种量子点显示面板的结构示意图。该显示面板100包括蓝光LED的背光模块110、量子点层130、下偏光板P1、第一基板S1A、液晶层150、光阻层170、第二基板S2A及上偏光板P2A，其中，量子点层130设置于背光模块110与下偏光板P1A之间，藉由量子点材料成膜后搭配蓝色LED光源的背光模块结构，应用到液晶显示器当中来取代传统荧光粉来提高发光效率。

然而，由于架构上仍然需要使用吸收式的偏光片与彩色光阻，应用于LCD量子点薄膜技术还存在材料利用率不高，光学效率不高的缺点。在利用量子点高色域的优势下，如何提升发光效率成为LCD制造业者的重要课题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高发光效率的显示面板及显示装置。

本实用新型的一个实施例提供了一种显示面板，包括：

背光模块210；

第一基板S1B，设置于所述背光模块210上；

量子点层230，设置于所述第一基板S1B上；

液晶层250；以及

金属线栅偏振层WGP，设置于所述量子点层230与所述液晶层250之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述背光模块210包括蓝色LED光源211、导光板213及反射膜215，且所述反射膜215设置于所述导光板213下方。

在本实用新型的一个实施例中，所述量子点层230包括第一量子点层231A、第二量子点层233A和第三量子点层235A。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一量子点层231A为红色量子点层，所述第二量子点层233A为绿色量子点层，所述第三量子点层235A为蓝色量子点层。

在本实用新型的一个实施例中，所述量子点层230包括第一量子点层231C、第二量子点层233C和透明光阻层239A。

在本实用新型的一个实施例中，所述金属线栅偏振层WGP由铝、铜、金或银制作形成。

在本实用新型的一个实施例中，所述金属线栅偏振层WGP的周期为100nm～200nm。

在本实用新型的一个实施例中，所述金属线栅偏振层WGP的高度为50nm～150nm。

在本实用新型的一个实施例中，所述金属线栅偏振层WGP的占空比为0.3～0.7。

本实用新型的另一个实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上述任一实施例中所述的显示面板200。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)通过采用彩色量子点来替代彩色光阻，并以不同彩色的量子点分别对应不同的子像素信号，进而改善了LCD显示面板由于采用彩色光阻而造成光损失的问题；

2)通过采用金属线栅偏振层替代偏光片，能够显著地提高LCD显示面板色度的稳定性；

3)通过在导光板下方设置发射膜，来提高背光模块的光传输效率，即由于金属线栅偏振层具有其反射特性，对于由金属线栅偏振层反射的反射光经反射膜形成光的循环，增加蓝光LED对彩色量子点的激发量以提高发光效率。

附图说明

下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

图1为现有技术提供的一种量子点显示面板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种背光模块的结构示意图；

图4A为本实用新型实施例提供的一种量子点层的结构示意图；

图4B为本实用新型实施例提供的另一种量子点层的结构示意图；

图4C为本实用新型实施例提供的再一种量子点层的结构示意图；

图4D为本实用新型实施例提供的又一种量子点层的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层的光学特性示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.6的仿真示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.5的仿真示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.4的仿真示意图；

图10为本实用新型实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。

符号说明

100、200、300 显示面板；

110、210 背光模块；

211、311 蓝色LED光源；

213、313 导光板；

215、315 反射膜；

S1A、S1B、S1C 第一基板；

S2A、S2B、S2C 第二基板；

130、230、330 量子点层；

231A、231B、231C、231D 第一量子点层；

233A、233B、233C、233D 第二量子点层；

235A、235B 第三量子点层；

237A、237B 第四量子点层；

239A、239B 透明光阻层；

WGP 金属线栅偏振层；

150、250、350 液晶层；

170 光阻层；

351 第一电极；

353 液晶；

355 第二电极；

P1 下偏光板；

P2A、P2B、P2C 上偏光板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图2和图3，图2为本实用新型实施例提供的一种显示面板的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的一种背光模块的结构示意图。该显示面板包括：背光模块210、第一基板S1B、量子点层230、液晶层250以及金属线栅偏振层WGP；其中，第一基板S1B设置于背光模块210上，量子点层230设置于第一基板S1B上，金属线栅偏振层WGP设置于量子点层230与液晶层250之间。

其中，背光模块210包括蓝色LED光源211、导光板213及反射膜215；反射膜215设置于导光板213下方，蓝色LED光源211设置于导光板213侧方。

本实施例，通过在第一基板和液晶层之间设置量子点层和金属线栅偏振层，替代现有技术的下偏光板和光阻层，将现有量子点LCD面板的光源必须穿过下偏光板、光阻层和上偏光板三层吸收层结构替换为只需穿过金属线栅偏振层和上偏光板两层结构，提高发光效率。另外，在导光板下方涂覆的反射膜将与金属线栅偏振层形成光循环系统，增加蓝光LED光源对量子点层的彩色量子点的激发量，进而提高发光效率。

实施例二

请参见图4A～图4D，图4A为本实用新型实施例提供的一种量子点层的结构示意图；图4B为本实用新型实施例提供的另一种量子点层的结构示意图；图4C为本实用新型实施例提供的再一种量子点层的结构示意图；图4D为本实用新型实施例提供的又一种量子点层的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对量子点层进行详细描述如下：

请参见图4A，该量子点层230可以包括第一量子点层231A、第二量子点层233A和第三量子点层235A；其中，第一量子点层231A例如为红色量子点层，第二量子点层233A例如为绿色量子点层，第三量子点层235A例如为蓝色量子点层A。

请参见图4B，该量子点层230也可以包括第一量子点层231B、第二量子点层233B、第三量子点层235B和第四量子层237A；其中，第一量子点层231B例如为红色量子点层、第二量子点层233B例如为绿色量子点层、第三量子点层235B例如为蓝色量子点层及第四量子层237A例如为黄色量子点层。

请参见图4C，该量子点层230还可以包括第一量子点层231C、第二量子点层233C和透明光阻层239A；其中，第一量子点层231C例如为红色量子点层、第二量子点层233C例如为绿色量子点层。

请参见图4D，该量子点层230还可以包括第一量子点层231D、第二量子点层233D、透明光阻层239B和第四量子点层237B；其中，第一量子点层231D例如为红色量子点层、第二量子点层233D例如为绿色量子点层、第四量子点层237B例如为黄色量子点层。

优选地，该量子点层230中红绿蓝三原色与黄色可以利用硒化镉CdSe的核壳机构量子点CdSe/ZnS透过粒径调整达成，或者利用CdSe/ZnS量子点发红光(波长例如为620nm)与黄光波长(例如为570nm)、ZnSe/CdSe/ZnS量子点发绿光(波长例如为540nm)、ZnCdS合金量子点发蓝光(波长例如为440nm)达成。

本实施例，利用三原色或者四原色量子点分别对应子像素信号，避免了传统量子点藉由蓝光LED激发量子点薄膜产生白光以及藉由彩色光阻对应子像素信号来控制色彩时，光源必须穿过三层吸收层导致发光效率低的技术问题，最终提高发光效率。

实施例三

请参见图5～图9，图5为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层的结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层的光学特性示意图；图7为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.6的仿真示意图；图8为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.5的仿真示意图；图9为本实用新型实施例提供的一种金属线栅偏振层占空比为0.4的仿真示意图。本实施在上述实施例的基础上，重点对金属线栅偏振层进行详细描述如下：

请参见图5，金属线栅偏振层WGP可以利用铝、铜、金、银等金属制作形成。其中，金属线栅偏振层WGP的周期Pitch优选为100nm～200nm，金属线栅偏振层WGP的高度High优选为50～150nm，金属线栅偏振层WGP的占空比优选为0.3～0.7，由于金属线栅偏振层WGP具有偏光及反射的特性，因此可以很好地用来替换下偏光片以实现同样的偏振效果。

其中，需要解释的是，金属线栅偏振层WGP的占空比为金属线栅偏振层WGP的宽度Width除以金属线栅偏振层WGP的周期Pitch。

另外，根据金属线栅偏振层WGP的光学特性，穿透度会影响LCD面板的穿透度，极化度会影响LCD面板的对比度。其中，穿透度与极化度均是根据垂直穿透和平行反射两个特性确定的。请参见图6，金属线栅偏振层WGP的穿透度可以用如下公式表示：

金属线栅偏振层WGP的极化度可以用如下公式表示：

其中，Ts表示金属线栅偏振层WGP穿透度，PRE表示金属线栅偏振层WGP的极化度，T⊥表示垂直金属线栅偏振层WGP方向的穿透度，T||表示平行金属线栅偏振层WGP方向的穿透度。

请一并参见图7至图9，根据实验数据说明金属线栅偏振层各个参数的最优值选取。从图中可以看出，在不同占空比下，周期选取200nm以下，效果相对最优，但考虑目前制造能力，对于周期Pitch极限最小值无法低于 100nm，因此，最佳范围优选为100nm～200nm。同样地，在不同占空比下，高度Hight选取150nm以下，效果相对最优，但同样考虑目前制造极限能力下，因此最佳范围为50～150nm。

本实施例，由于金属线栅偏振层WGP为反射式偏光片，约50％光穿透，50％光反射，并具有单一偏振态，因此可以当做偏光片使用，且利用其反射特性，与背光模块210的反射膜215形成光的循环，增加蓝色LED光源211对彩色量子点的激发量从而提高显示面板的发光效率。

实施例四

请参见图10，图10为本实用新型实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，以量子点层包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点为例对本实用新型显示面板的工作原理进行详细描述。

具体地，显示面板300工作时，蓝色LED光源311发出的光线进入导光板313，大部分光线经过导光板313的上方出射，部分光线经过导光板313的下方出射。经过导光板313的上方出射的光线通过第一基板S1C进入量子点层330，即红色量子点层、绿色量子点层和蓝色量子点层被激发产生对应的红光、绿光和蓝光。而这些光包括振动方向垂直于金属线栅偏振层WGP的偏振光以及振动方向平行于金属线栅偏振层WGP的偏振光，振动方向垂直于金属线栅偏振层WGP的偏振光透过金属线栅偏振层WGP，振动方向平行于金属线栅偏振层WGP的偏振光被金属线栅偏振层WGP反射。被金属线栅偏振层WGP反射的偏振光经过量子点层330，继续激发量子点层330发光。透过金属线栅偏振层WGP的偏振光进入液晶层350(液晶层350例如由第一电极351、液晶353和第二电极355组成)，由扫描电路将电压施加于第一电极351和第二电极355之间以控制液晶353偏转从而改变偏振光的偏振方向，通过第二基板S2C到达上偏光板P2C，完成显示。而经过导光板313下方出射的光线通过反射膜315的反射再次进入导光板313，进而提高了导光板313的光线出射率以实现提高发光效率。

基于同一实用新型构思，本实用新型施例还提供了一种显示装置，包括本实用新型实施例提出的上述显示面板，由于该装置解决问题的原理与前述显示面板相似，因此该装置的实施例可以参见其的实施，重复之处不再赘述。

本实用新型通过新式的设计方式，具有改善彩色光阻造成光损失，提高了发光效率的优点。

综上，本文中应用了具体个例对本实用新型一种显示面板及显示装置进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims

1.一种显示面板(200)，其特征在于，包括：

背光模块(210)；

第一基板(S1B)，设置于所述背光模块(210)上；

量子点层(230)，设置于所述第一基板(S1B)上；

液晶层(250)；以及

金属线栅偏振层(WGP)，设置于所述量子点层(230)与所述液晶层(250)之间。

2.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述背光模块(210)包括蓝色LED光源(211)、导光板(213)及反射膜(215)，且所述反射膜(215)设置于所述导光板(213)下方。

3.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述量子点层(230)包括第一量子点层(231A)、第二量子点层(233A)和第三量子点层(235A)。

4.根据权利要求3所述的显示面板(200)，其特征在于，所述第一量子点层(231A)为红色量子点层，所述第二量子点层(233A)为绿色量子点层，所述第三量子点层(235A)为蓝色量子点层。

5.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述量子点层(230)包括第一量子点层(231C)、第二量子点层(233C)和透明光阻层(239A)。

6.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述金属线栅偏振层(WGP)由铝、铜、金或银制作形成。

7.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述金属线栅偏振层(WGP)的周期为100nm～200nm。

8.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述金属线栅偏振层(WGP)的高度为50nm～150nm。

9.根据权利要求1所述的显示面板(200)，其特征在于，所述金属线栅偏振层(WGP)的占空比为0.3～0.7。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1～9任一项所述的显示面板(200)。