CN216351322U - 一种滤光片、显示基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滤光片、显示基板及显示装置，滤光片包括滤光片本体和形成于滤光片本体上的光电转换元件，光电显示元件能够将照射至滤光片本体上的光束转换成电能。当光束照射在滤光片上时，允许穿过滤光片的光正常穿过滤光片，不允许穿过滤光片的光被吸收转换为电能，避免部分波长的光在穿过滤光片时被耗散掉的情况发生，避免能源浪费。

Description

一种滤光片、显示基板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种滤光片、显示基板及显示装置。

背景技术

在显示技术领域中，通常采用滤光片对背光板或发光元件发出的光进行滤光形成所需要的像素点，最后通过像素点的组合在显示屏上显示图案。

在现有技术中，从发光元件发出的光在穿过滤光片时会有至少67％的光被耗散掉，形成能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种滤光片，旨在解决现有技术中光束在穿过滤光片时部分波长的光被耗散的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种滤光片，包括：

滤光片本体；以及

形成于所述滤光片本体上的光电转换元件，所述光电转换元件能够将照射至所述滤光片本体上的光束转换成电能。

可选地，所述滤光片本体与所述光电转换元件为一体成型结构。

可选地，所述光电转换元件能够将未能穿透所述滤光片的光转换为电能。

可选地，所述光电转换区域具有相邻设置的第一区域和第二区域；

当光束照射至所述光电转换元件的滤光面时，所述第一区域和所述第二区域之间能够形成电势差。

可选地，所述第一区域包括P型区域，所述第二区域包括N型区域。

可选地，所述第一区域的滤光面积和所述第二区域的滤光面积相同。

可选地，所述光电转换元件包括至少一个二极管单元，多个所述二极管单元之间电串联连接。

可选地，所述光电转换元件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述P型区域电连接，所述第二电极与所述N型区域电连接。

本实用新型还提供了一种显示基板，包括上述的滤光片。

本实用新型还提供了一种显示装置，包括用电器件和上述的显示基板，所述滤光片能够用于向所述用电器件供电。

本实用新型提供的滤光片包括滤光片本体以及形成于滤光片本体上的光电转换元件，该光电转换元件能够将照射至滤光片本体上的光束转换成电能。当光束照射在滤光片上时，允许穿过滤光片的光正常穿过滤光片，不允许穿过滤光片的光被吸收转换为电能，避免部分波长的光在穿过滤光片时被耗散掉的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型滤光片的结构示意图；

图2为本实用新型光电转换元件的结构示意图；

图3为本实用新型光电转换元件光能转换电能原理示意图；

图4为本实用新型光电转换元件多个二极管单元连接示意图；

图5为本实用新型显示装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本申请的滤光片可以用于电视、笔记本电脑、台式电脑、手机、数码相机等多种具有显示图像信息功能的设备。由于本申请的滤光片能够将不允许穿透滤光片的波长段的光转换为电能，因此将该滤光片设置在任意一种需要滤光片的设备上，该设备都可以将照射至滤光片的光转换为电能进行收集，从而对这些电能进行再利用，提高能源的利用率。

请参阅图1-图4，本申请提供了一种滤光片用于解决上述问题，该滤光片包括：滤光片本体100以及形成于滤光片本体100的光电转换元件200，光电转换元件200能够将照射至滤光片本体上的光束转换成电能。

需要说明的是：光电转换元件200可以为具有PN结结构的半导体，当被吸收的光子照射在半导体PN结上时，会在PN结内形成空穴-电子对，而在PN结内建电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流线N区，以使P区和N区之间具有电势差，将光电转换元件200接入电路形成一个完整的电路回路，该电路在光电转换元件200具有电势差的情况下会形成电流，来对光电转换元件200中的电势差进行利用。

需要说明补充说明的是：在滤光片上形成光电转换元件200，光电转换元件200的形成材料只对滤光片不能透过的光进行吸收，不影响滤光片的滤光效果，在此基础上，光电转换元件200能将未穿透滤光片的光的进行吸收，并将吸收的光能转换为电能。即当光线照射到滤光片上时，滤光片允许通过的波长的光顺利穿过滤光片，而其他波长的光被光电转换元件吸收转换为电能。

在一些可能的实施方式中，光电转换元件200平铺于滤光片本体100的滤光面的上方，对该滤光区域不允许通过的波长的光进行提前吸收，将其转换为电能，该滤光区域允许通过的波长的光穿透光电转换元件照射至滤光片本体100的滤光面上，穿透滤光面。

具体的，在光电转换元件200的制作中，加入可以吸收特定波光的材料，使其对不能通过滤光片本体100的光进行吸收，将其转换为电能，而可以通过滤光片的波长的光正常穿过光电转换元件200照射至滤光片本体100上。

在一些可能的实施方式中，滤光片本体100成型为光电转换元件200，用于对不能穿过滤光片的波长的光进行吸收并转换为电能。

具体的，在滤光片的制作材料混入可以进行光电转换的材料，以使滤光片本体100具有光电转换性能，该材料对不允许通过滤光片波长的光进行吸收并转换为电能。

作为可选地实施方式，参阅图1，滤光片本体100与光电转换元件200为一体成型结构。

需要说明的是：在滤光片的制作材料中加入制作光电转换元件200的材料形成一种混合材料，以这种混合材料制作滤光片，使成型的滤光片本身PN结结构，能在不影响滤光片本身性能的情况下具有光电转换性能。

作为可选地实施方式，光电转换元件能够将未能穿透滤光片的光转换为电能。

作为可选地实施方式，参阅图2，光电转换元件具有相邻设置的第一区域201和第二区域202，当光束照射至光电转换元件的滤光面时，第一区域201和第二区域202之间能够形成电势差。

需要说明的是：第一区域201的滤光面和第二区域202的滤光面构成了光电转换元件的滤光面，第一区域201和第二区域202将吸收的光子转化为电子，由于光电转换元件的PN结结构形成的内建电场，电子会从电场的高电势区域流向低电势区域，从而在第一区域201和第二区域202之间形成电势差。

在一些可能的实施方式中，第一区域201和第二区域202各占滤光片本体100的一半，以使整个滤光片本体100具有光电转换性能。

在一些可能的实施方式中，滤光片本体100包括多个相邻设置的第一区域201和第二区域202，可以理解的是，第一区域201和第二区域202构成了光电转换区域。

具体的，当滤光片本体100上设置有多个光电转换区域时，多个光电转换区域之间串联连接，例如：第一光电转换区域的第二区域与第二光电转换区域的第一区域相邻设置，第二光电转换区域的第二区域与第三光电转换区域的第一区域相邻设置等；即多个光电转换区域呈整列排布。

作为可选地实施方式，参阅图2，第一区域包括P型区域，所述第二区域包括N型区域。

需要说明的是：在P型区域的制成材料中除透光材料外，还具有硅原子和三价的硼原子，在N型区域的制成材料中除透光材料外，还具有硅原子和五价磷原子，使P型区域和N型区域为PN结结构，以此在P型区域和N型区域内形成电势差，当不能穿透滤光片的光的光子照射在P型区域和N型区域时，在P型区域和N型区域内形成空穴电子对，由于PN结构内建电场(电势差)的作用下，空穴由N型区域流向P型区域，电子由P型区域流向N型区域，接通电路就可以形成电流。

在一些可能的实施方式中，在P型区域的制成材料中除透光材料外，还具有锗原子和三价的硼原子，在N型区域的制成材料中除透光材料外，还具有锗原子和五价磷原子，使P型区域和N型区域为PN结结构。

可以理解的是：硅原子还可以采用其他半导体材料代替，例如：硒原子等。

作为可选地实施方式，参阅图3，第一区域201的滤光面积和第二区域202的滤光面积相同。

需要说明的是：滤光面积的大小影响第一区域201和第二区域202吸收光子的量，滤光面积越大，吸收的光子的量就越多。

可以理解的是：第一区域201的滤光面积与第二区域202的滤光面积相等可以保证在第一区域201和第二区域202吸收的光子量相同，以使第一区域201和第二区域202之间空穴和电子的流动相对均衡，避免空穴和电子混乱流动对光电转换产生影响。

作为可选地实施方式，参阅图4，光电转换元件200包括至少一个二极管单元203，多个二极管单元203之间电串联连接。

需要说明的是：二极管单元203为一个P型半导体和N型半导体形成的PN结结构，在其界面出两侧形成了空间电荷层，具有自建电场，由于光束照射至二极管单元，在二极管单元内形成光生载流子(电子-空穴对)，P型半导体的光生电子和N型半导体的光生空穴和结区的电子空穴对(少子)扩散到PN结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结，光生电子被拉向N型半导体，光生空穴被拉向P型，即电子空穴对被内建电场分离。这导致在N型半导体边界附近有光生电子积累，在P型半导体的边界附近有光生空穴积累，它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区，此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负，此时费米能级分离，因而产生压降。

可以理解的是：光电转换元件200包括至少一个二极管单元203，可以是滤光片本身成为二极管单元203，或在滤光片的滤光面上方设置可以对不能穿透滤光片的光进行吸收的二极管单元。

在一些可能的实施方式中，光电转换元件200包括两个二极管单元203，两个二极管单元203之间电串联连接，即第一二极管单元和第二二极管单元，第一二极管单元的N端(负)与第二二极管单元的P端(正)电连接，既可以通过电线连接，也可以直接将第一二极管单元的N端与第二二极管单元的P端直接连接。

光电转换元件200包括第一电极和第二电极，第一电极与P型区域电连接，第二电极与N型区域电连接。

需要说明的是：在P型区域电连接第一电极，该电极为正极；在N型区域电连接第二电极，该电极为负极；以使光电转换元件200能够连入电路产生电流。

本实用新型还提供了一种显示基板，该显示基板包括上述的滤光片。

在一些实施例中，显示基板的背光板发出的光线照射到滤光片基板上，该滤光片基板由多个滤光片阵列排布形成，以使滤光片基板具有光电转换性能，将未能穿透滤光片基板的背光板射出光进行吸收转换为电能。

可以理解的是，多个滤光片阵列排布时，每一列或者每一排的滤光片之间的光电转换单元之间为电连接。

具体的，该显示基板的滤光片基板由多个滤光片列并列组成(或多个滤光片排并排组成)，每个滤光片列(或每个滤光片排)中含有三个滤光片，包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中第一滤光片有第一光电转换元件，第二滤光片有第二光电转换元件，第三滤光片有第三光电转换元件，其中其一光电转换元件与第二光电转换元件电连接，第二光电转换元件与第三光电转换元件电连接。

可以理解的是，由于该显示基板采用了上述滤光片实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本实用新型还提供了一种显示装置，参阅图5，该显示装置包括用电器件和上述的显示基板，该滤光片能够用于向用电器件供电。

在一些可能的实施方式中，如图5所示，显示装置的显示基板上的滤光片中的光电转换元件与蓄电池电连接，蓄电池与电源控制板电连接，电源控制板与发光元件电连接，电源控制板与外部电源电连接；显示装置的工作过程如下：启动显示装置，由外部电源向电源控制板通电，电源控制板驱动发光元件发光，发光元件的光穿照射至显示基板中的滤光片，滤光片对不能穿过滤光片的光进行吸收并转换为电能储存至蓄电池进行储存，当外部电源断电后，蓄电池向电源控制板供电，驱动发光元件发光，以使显示装置工作。通过采集未能穿过滤光片的光，将其转换为电能，避免造成能源浪费。

在一些可能的实施方式中，如图5所示，显示装置包括显示基板、蓄电池、电源控制板、发光元件和太阳能电池，其中显示基板上的滤光片中的光电转换元件与蓄电池电连接，太阳能电池也与蓄电池电连接，蓄电池与电源控制板电连接，电源控制板还连接有外部电源，电源控制板与发光元件电连接，显示装置的工作过程如下：启动显示装置，由外部电源向电源控制板供电，电源控制板驱动发光元件发光，发光元件的光穿照射至显示基板中的滤光片，滤光片对不能穿过滤光片的光进行吸收并转换为电能储存至蓄电池进行储存，当外部电源断电后，蓄电池中储存有太阳能电池和滤光片产生的电能，蓄电池向电源控制板供电，驱动发光元件发光，以使显示装置工作，太阳能电池吸收外界光能从而保证蓄电池的供电稳定性。

可以理解的是：外部电源可以是商业用电或家庭用电等，也可以是工业用电，此处的外部电源还包括其他一些可以稳定供电的设备，例如：燃油发电器、风力发电机等。

在一些可能的实施例中，滤光片可以用于向其他用电设备供电，例如：手机、笔记本电脑、手电筒等。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滤光片，其特征在于，包括：

滤光片本体；以及

形成于所述滤光片本体上的光电转换元件，所述光电转换元件能够将照射至所述滤光片本体上的光束转换成电能。

2.根据权利要求1所述的一种滤光片，其特征在于：所述滤光片本体与所述光电转换元件为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的一种滤光片，其特征在于：所述光电转换元件能够将未能穿透所述滤光片的光转换为电能。

4.根据权利要求1所述的一种滤光片，其特征在于：所述光电转换元件具有相邻设置的第一区域和第二区域；

当光束照射至所述光电转换元件的滤光面时，所述第一区域和所述第二区域之间能够形成电势差。

5.根据权利要求4所述的一种滤光片，其特征在于：所述第一区域包括P型区域，所述第二区域包括N型区域。

6.根据权利要求4所述的一种滤光片，其特征在于：所述第一区域的滤光面积和所述第二区域的滤光面积相同。

7.根据权利要求1所述的一种滤光片，其特征在于：所述光电转换元件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述P型区域电连接，所述第二电极与所述N型区域电连接。

8.根据权利要求1所述的一种滤光片，其特征在于：所述光电转换元件包括至少一个二极管单元，多个所述二极管单元之间电串联连接。

9.一种显示基板，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的滤光片。

10.一种显示装置，其特征在于：包括用电器件和权利要求9中所述的显示基板，所述滤光片能够用于向所述用电器件供电。

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