CN104503130A - 一种彩膜基板、显示面板及显示装置 - Google Patents

一种彩膜基板、显示面板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板、显示面板和显示装置，主要包括基板；在所述基板上包括呈矩阵排列的多个色阻单元；至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层。采用该方法用光感有机膜层取代了蓝色色阻，提高了蓝光的穿透率，同时通过蓝光不同的透过率可以得到不同的白点。

Description

一种彩膜基板、显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体的涉及一种彩膜基板、显示面板及显示装置。
背景技术
在显示装置中，可通过彩膜基板对入射过来的光进行有效的过滤到以达进行彩色显示的目的，如图1所示的彩膜基板，其中，彩膜基板包括玻璃衬底11、三色色阻14(RGB，red-green-bule)、黑矩阵12(BM，black martrix)和平坦层13(OC,over coating)。入射的白光透射过彩膜基板的三个滤光膜(例如R、G、B)后均会发生损失，例如，经过红色滤光膜时，只有红色光能够透过，其它光则被遮挡，造成了对入射光很大程度的衰减，很多入射光被浪费，如何有效利用入射光成为研究的热点。
对于高NTSC(National Television Standards Committee，国家电视标准委员会)产品，采用增加RGB三个滤光膜的厚度来增加入射光的出光量，但是由于RGB三个滤光膜的厚度增加了，容易导致光线穿透率。若将对RGB三个滤光膜中的B膜换成LED(Light Emitting Diode，发光二级管)，则合成光的亮度会由于LED的亮度而受到限制。
量子点，是一种由II-VI族或III-V族元素的化合物组成的纳米颗粒。当量子点的尺寸下降到某一数值的时候(10nm)，金属费米能级附近的电子能级由准连续变成离散能级，纳米半导体微粒不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽，从而引起吸收和荧光谱峰的蓝移，这种现象称为量子尺寸效应。
量子尺寸效应使得半导体量子点的光电性质产生了巨大的变化，当半导体量子点颗粒的尺寸小于激子的波尔半径时所产生的量子尺寸效应改变了半导体材料的能级结构，使之有一个连续的能带结构转变为具有分子特性的分立能级结构。利用这一现象即可在同一中反应中制备出不同粒径的半导体量子点，产生不同频率的光发射，从而可以方便的调控出多种发光颜色。
综上所述，现有技术中，高PPI(pixels per inch，像素密度)产品存在开口率越来越小，导致亮度不足的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种彩膜基板、显示面板及显示装置，用于解决现有技术中高PPI产品存在开口率越来越小，导致亮度不足的问题，
本发明实施例提供一种彩膜基板，包括：
基板；
在所述基板上包括呈矩阵排列的多个色阻单元；
至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层。
基于上述实施例中的彩膜基板，本发明实施例还提供一种显示面板，包括上述实施例中的彩膜基板、阵列基板、及位于两者之间的显示介质层。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述实施例中的显示面板和背光模组，所述背光模组为所述显示面板提供短波光。
本发明实施例提供一种彩膜基板，通过由光感有机膜层取代了现有技术中的蓝色色阻，提高了产品的透光率，同时通过调节光感有机膜层的的厚度，使得具有不同透光率可以得到不同的显示亮度，进而可以提供显示的色域。
附图说明
图1为本现有技术中的彩膜基板结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种彩膜基板结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种彩膜基板结构示意图；
图4为与图3对应的添加了量子点的彩膜基板结构示意图；
图5为与图4对应的添加了保护层的彩膜基板结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种彩膜基板结构示意图；
图7为与图6对应的添加了量子点的彩膜基板结构示意图；
图8为与图7对应的添加了保护层的彩膜基板结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种彩膜基板，包括基板；在所述基板上包括呈矩阵排列的多个色阻单元；至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层。采用该方法用光感有机膜层取代了蓝色色阻，提高了蓝光的穿透率，同时通过调整蓝光不同的透过率可以得到不同的显示亮度，进而可以提供显示的色域。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图2所述，本发明实施例提供的一种彩膜基板结构示意图，所述彩膜基板包括基板1；还包括位于所述基板上的呈矩阵排列的多个色阻单元4(图中未示出)；至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层4A。
在本发明实施例中，至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层，由于光感有机膜层对蓝光的透过率比现有技术中普通的蓝色色阻对蓝光的透过率高，所以采用光感有机膜层提高了蓝光的透过率；且光感有机膜层对蓝光的透过率与光感有机膜层的厚度呈反比，所以通过设置光感有机膜层的厚度，可以设计得到蓝光不同的透过率，通过控制蓝光不同的透过率从而可以得到不同的显示亮度，同时能够提高显示色域。
在本发明实施例中，由于光感有机膜层可以透过短波光，且该短波光优选为蓝光，由于蓝光具有400nm到500nm范围内的波长，这在可见光区域(400nm至700nm)中是较短的，且蓝光具有相对较高的能级，所以，蓝光部分到比蓝光波长长的波长的转换是从高能级跃迁到低能级，可以更容易地实现波长的转换。
在本发明实施例中，光感有机膜层可以通过蓝光，光感有机膜层对蓝光的透过率大于现有技术中普通的蓝色色阻对蓝光的透过率，第一色阻可以透过红光，第二色阻可以透过绿光，所以在显示面板以红绿蓝三原色实现彩色显示。
在本发明实施例中，以第一色阻和第二色阻为黄色色阻层来介绍见实施例1；以第一色阻是红色色阻层，第二色阻为绿色色阻层来介绍见实施例2。
进一步地，所述第一色阻的入光面一侧形成有第一量子点膜层，所述第二色阻的入光面一侧形成有第二量子点膜层；其中，第一量子点膜层中的第一量子点经过光照射后激发出红光，第二量子点膜层中的第二量子点经过光照射后激发绿光。
在本发明实施例中，第一量子点经蓝光照射后激发出红光，第二量子点经蓝光照射后激发出绿光，相应的，色阻单元中包括光感有机膜层，由于量子点可以把蓝光转换为显示时像素所需要的颜色的光，而光感有机膜层可以提高蓝光的穿透率，通过上述方法，提高背光的利用率，在液晶显示面板上三色光混合得到的白光亮度比较高，提高了液晶显示面板的色域，增强了色彩的饱和度，提高了显示面板的品质。
进一步的，在所述基板上还设置有遮光层，其中，遮光层即为黑矩阵2，在图2中，遮光层包括与色阻层对应呈网格状布置的黑矩阵。
基于本发明实施例的发明构思，根据第一色阻和第二色阻的不同色阻颜色，本发明实施例还至少包括以下几种具体的实施方式，具体参见实施例1至实施例2。
实施例1
如图3所示，本发明实施例1提供的另一种彩膜基板结构示意图，所述彩膜基板包括基板1、位于所述基板上的层矩阵排列的多个色阻单元(图中未示出)和遮光层2。其中色阻单元包括光感有机膜层4A、第一色阻4B1和第二色阻4C1，两者均为黄色色阻层。
在本发明实施例中，由于所述色阻单元中包括一个可以透过短波光的光感有机膜层，而且背光源为短波光，在实施例中优选的短波光为蓝光，而且由于光感有机膜层比现有技术中的普通蓝色色阻具有更高的透过率，现有技术相比，提高了液晶显示面板的亮度。
进一步地，如图4所示，在所述第一色阻4B1的入光面一侧形成有第一量子点膜5B，在所述第二色阻4C1的入光面一侧形成有第二量子点膜5C。
其中，第一色阻4B1入光侧的第一量子点膜5B中的第一量子点经过蓝光照射可以激发后出射红光，可以认为第一量子点为红光量子点，第二色阻4C1入光侧的第二量子点5C中的第二量子点经过蓝光照射可以激发出射绿光，可以认为第二量子点为绿光量子点，而且由于量子点发光效率高并且发射谱线窄，所以，能将短波的蓝光高效转化成接近单色光的红光或绿光，进而提高色域，提高画面的显示品质。
进一步地，由于黄色色阻层既可以透过红光，也可以透过绿光，所以在本发明实施例中，黄色色阻层代替红色色阻层和绿色色阻层，即可以保证红光和绿光的透过率，而且在彩膜基板的制作过程中，可以同步制作两个黄色色阻层，减少了制作工序，可以降低成本。
进一步地，所述光感有机膜层包括光引发剂、聚合物单体，当然还有溶剂。其中，所述光感有机膜层是由于光感材料中的光引发剂在紫外光的照射下产生自由基，从而引发单体聚合交联固化，形成薄膜。
进一步地，所述光引发剂包括苯偶酰类聚合物、烷基苯酮类聚合物或酰基磷氧化物聚合物；所述聚合物单体包括丙烯酸酯类化合物。
其中，本发明实施例中的光引发剂不局限苯偶酰类，还包括其它自由基聚合光引发剂。
另外，溶剂一般为丙二醇甲醚乙酸酯。
另外，在本发明实施例中，色阻单元包括的光感有机膜层的最小厚度可以为1.0微米，相应的，光感有机膜层的最大厚度可以达到3.0微米。由于光感有机膜层的厚度与蓝光的透过率呈反比关系，所以在实际应用中，可以根据蓝光的透过率要求设置光感有机膜层的厚度。优选地，光感有机膜层的厚度最厚不超过2.0微米，最薄不小于1.7微米。
进一步地，所述光感有机膜层的透过率为70-99％。由于光感有机膜层的厚度与蓝光的透过率呈反比的关系，所以，若光感有机膜层的厚度减小到2.5微米左右，光感有机膜层对蓝光的透过率可以达到90％～99％之间，若光感有机膜层的厚度增加到2.9微米左右，光感有机膜层对蓝光的透过率减小到75％～86％之间。
在本发明实施例中，通过对光感有机膜层厚度的设置，可以控制蓝光的透过率，由于第一色阻4B1可以透过红光，第二色阻4C1可以透过绿光，所以在显示面板上以红绿蓝三原色实现彩色显示，根据设置的光感有机膜层的厚度，控制蓝光的透过率，进而控制液晶显示屏上三色光混合成的白光的色度。
进一步地，第一量子点或第二量子点为核-壳型量子点。进一步地，所述核-壳型红光量子点和所述核壳型绿光量子点的材质可以相同也可以不同，其核材质和壳材质的组合可以选自下面三种中的一种：
所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，核-壳型量子点的壳材质为硫化锌；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化镉；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硫化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化锌。
在本发明实施例中，采用核壳型量子点对蓝光进行转化，从吸收和发射光谱来看，核壳结构的量子点具有更加优异的发光特性，能够明显减少纳米颗粒的表面缺陷，大大提高了发光效率。因此，采用核壳型红光量子点和核壳型绿光量子点利于提高发光效率。
进一步地，由于第一量子点和第二量子点的通过短波光蓝光的激发分别会在第一第一色阻4B1区能产生单色的红光，在第二色阻4C1区能产生单色的绿光，通过调整红光量子点和绿光量子点的浓度，可以控制红光和绿光的纯度。
在本发明实施例中，核壳材质的量子点的量子效率可达80％～90％，可以将背光源的短波光绝大部分转化为红光或绿光，由于光感有机膜层相比现有技术中的普通蓝色色阻可以提高对蓝光的透过率，所以在液晶显示面板上红绿蓝混合之后得到的白光亮度更高，相应的，色域更高。因为蓝光的透过率与光感有机膜层的厚度呈反比关系，量子点将背光转换为红光或绿光与量子点的材质和浓度相关，而液晶显示屏的白光亮度与红光、绿光和蓝光都有相关，所以在本发明实施例中，通过调整光感有机膜层的厚度可以改变蓝光的透过率，进而可以调整液晶显示屏的白光亮度；通过调整红光和/或绿光量子点的材质或浓度，可以改变红光和/或绿光的透过率，进而可以调整液晶显示屏的白光亮度。
本发明实施例中，由于在第一色阻4B1的入光面一侧形成有第一量子点膜5B，在所述第二色阻4C1的入光面一侧形成有第二量子点膜5C，所以提高了液晶显示屏的白光亮度，相应额提高了液晶显示屏的色域。现有技术主要是通过增加色阻厚度来提升液晶显示的色域，但这会带来穿透率的降低。本发明实施例在提高色域的同时，也提升了穿透率。
进一步地，如图5所示，本发明实施例中所述彩膜基板上包括覆盖所述色阻单元的保护层6。保护层6的作用是保护色阻单元中的光感有机膜层4A、第一色阻4B1和第二色阻4C1，同时保护层还起到了是彩膜基板表面平坦的作用。进一步地，所述保护层6为热感有机膜层，且所述热感有机膜层的材料大多采用丙烯系树脂，其中，丙烯系树脂分为热硬化型与光硬化型两种，保护层6采用的是热硬化型丙烯系树脂。
在本发明实施例中，遮光层2是的功能是遮光，目的是提供对比度，避免相连的色阻层之间混色，减少外界光的反射。遮光层的基本材料是铬金属，也可以掺杂黑色颜料(碳)的丙烯树脂。
实施例2
如图6所示，本发明实施例2提供的另一个彩膜基板结构示意图，所述彩膜基板包括基板1、位于所述基板上的层矩阵排列的多个色阻单元4(图中未示出)和遮光层2。其中色阻单元包括光感有机膜层4A、第一色阻4B2和第二色阻4C2，其中第一色阻4B2和第二色阻4C2分别为红色色阻层和绿色色阻层。
在本发明实施例中，由于所述色阻单元中包括一个可以透过短波光的光感有机膜层，而且背光源为短波光，在实施例中优选的短波光为蓝光，而且由于光感有机膜层比现有技术中的普通蓝色色阻具有更高的透过率，现有技术相比，提高了液晶显示面板的色域。
进一步地，如图7所示，在所述第一色阻4B2的入光面一侧形成有第一量子点膜5B，在所述第二色阻4C2的入光面一侧形成有第二量子点膜5C。
其中，第一色阻4B2入光侧的第一量子点膜5B中的第一量子点经过蓝光照射可以激发后出射红光，可以认为第一量子点为红光量子点，第二色阻4C2入光侧的第二量子点膜5C中的第二量子点经过蓝光照射可以激发出射绿光，可以认为第一量子点为红光量子点，而且由于量子点发光效率高并且发射谱线窄，所以，能将短波的蓝光高效转化成接近单色光的红光或绿光，进而提高色域，提高画面的显示品质。
进一步地，所述光感有机膜层包括光引发剂、聚合物单体当然还有溶剂。。其中，所述光感有机膜层是由于光感材料中的光引发剂在紫外光的照射下产生自由基，从而引发单体聚合交联固化，形成薄膜。
进一步地，所述光引发剂包括苯偶酰类聚合物、烷基苯酮类聚合物或酰基磷氧化物聚合物；所述聚合物单体包括丙烯酸酯类化合物。
其中，本发明实施例中的光引发剂不局限苯偶酰类，还包括其它自由基聚合光引发剂。
另外，溶剂一般为丙二醇甲醚乙酸酯。
另外，在本发明实施例中，色阻单元包括的光感有机膜层的最小厚度可以为1.0微米，相应的，光感有机膜层的最大厚度可以达到3.0微米。由于光感有机膜层的厚度与蓝光的透过率呈反比关系，所以在实际应用中，可以根据蓝光的透过率要求设置光感有机膜层的厚度。优选地，光感有机膜层的厚度最厚不超过2.0微米，最薄不小于1.7微米。
进一步地，所述光感有机膜层的透过率为70-99％。由于光感有机膜层的厚度与蓝光的透过率呈反比的关系，所以，若光感有机膜层的厚度减小到2.5微米左右，光感有机膜层对蓝光的透过率可以达到90％～99％之间，若光感有机膜层的厚度增加到2.9微米左右，光感有机膜层对蓝光的透过率减小到75％～86％之间。
在本发明实施例中，通过对光感有机膜层厚度的设置，可以控制蓝光的透过率，由于第一色阻4B2可以透过红光，第二色阻4C2可以透过绿光，所以在显示面板上以红绿蓝三原色实现彩色显示，根据设置的光感有机膜层的厚度，控制蓝光的透过率，进而控制液晶显示屏上三色光混合成的白光的色度。
进一步地，第一量子点或第二量子点为核-壳型量子点。
进一步地，所述核-壳型红光量子点和所述核壳型绿光量子点的材质可以相同也可以不同，其核材质和壳材质的组合可以选自下面三种中的一种：
所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，核-壳型量子点的壳材质为硫化锌；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化镉；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硫化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化锌。
在本发明实施例中，采用核壳型量子点对背光源的光进行转化，从吸收和发射光谱来看，核壳结构的量子点具有更加优异的发光特性，能够明显减少纳米颗粒的表面缺陷，大大提高了发光效率。因此，采用核壳型红光量子点和核壳型绿光量子点利于提高发光效率。
进一步地，由于红光量子点和绿光量子点的通过短波光蓝光的激发，会在第一色阻层4B2区能产生单色的红光，在第二色阻层4C2区能产生单色的绿光，通过调整红光量子点和绿光量子点的浓度，可以控制红光和绿光的纯度。
在本发明实施例中，核壳材质的量子点的量子效率可达80％～90％，可以将背光源的短波光绝大部分转化为红光或绿光，由于光感有机膜层相比现有技术中的普通蓝色色阻可以提高对蓝光的透过率，所以在液晶显示面板上红绿蓝混合之后得到的白光亮度更高，相应的，色域更高。因为蓝光的透过率与光感有机膜层的厚度呈反比关系，量子点将背光转换为红光或绿光与量子点的材质和浓度相关，而液晶显示屏的白光亮度与红光、绿光和蓝光都有相关，所以在本发明实施例中，通过调整光感有机膜层的厚度可以改变蓝光的透过率，进而可以调整液晶显示屏的白光亮度；通过调整红光和/或绿光量子点的材质或浓度，可以改变红光和/或绿光的透过率，进而可以调整液晶显示屏的白光亮度。
本发明实施例中，由于在第一色阻4B2的入光面一侧形成有第一量子点膜5B，在所述第二色阻4C2的入光面一侧形成有第二量子点膜5C，所以提高了液晶显示屏的白光亮度，相应额提高了液晶显示屏的色域。现有技术主要是通过增加色阻厚度来提升液晶显示的色域，但这会带来穿透率的降低。本发明实施例在提高色域的同时，也提升了穿透率。
进一步地，如图8所示，本发明实施例中所述色阻单元上还设置有保护层6。保护层的作用是保护色阻单元中的光感有机膜层4A、第一色阻4B2和第二色阻4C2，同时保护层还起到了是彩膜基板表面平坦的作用。进一步地，所述保护层为热感有机膜层，且所述热感有机膜层的材料大多采用丙烯系树脂，其中，丙烯系树脂分为热硬化型与光硬化型两种，保护层6采用的是热硬化型丙烯系树脂。
在本发明实施例中，遮光层2是的功能是遮光，目的是提供对比度，避免相连的色阻层之间混色，减少外界光的反射。遮光层的基本材料是铬金属，也可以掺杂黑色颜料(碳)的丙烯树脂。
实施例3
基于同一发明构思，本发明实施例3还提供一种显示面板，所述显示面板包括上述实施例任一中的彩膜基板、阵列基板、及位于两者之间的显示介质层。
实施例4
本发明实施例4还提供一种显示装置，包括实施例3中所述的显示面板和背光模组。
进一步地，所述背光模组为所述显示面板提供短波光。
优选地，背光源可以为发射蓝光的发光二级管LED。
本发明实施例中的显示装置由于显示面板包括至少一个光感有机膜层的色阻，能透过背光源所提供的短波蓝光，而且光感有机膜层对短波蓝光的透过率高于蓝色色阻对短波蓝光的透过率；显示面板还包括量子点，量子点能够将短波蓝光中的其它频率的光转化为与色阻颜色相同的光，可以提高背光的利用率与显示亮度。本发明实施例提供的显示装置，可以通过控制光感有机膜层的厚度，或者控制第一量子点的材料或浓度，或者控制第二量子点的材料或浓度，从而控制显示屏的白光色度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：
基板；
在所述基板上包括呈矩阵排列的多个色阻单元；
至少一个所述色阻单元包括一光感有机膜层。
2.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述光感有机膜层透过短波光。
3.如权利要求2所述彩膜基板，其特征在于，所述短波光为蓝光。
4.如权利要求3所述彩膜基板，其特征在于，所述色阻单元上还包括第一色阻、第二色阻；
所述第一色阻透过红光；所述第二色阻透过绿光。
5.如权利要求3所述彩膜基板，其特征在于，
在所述第一色阻入光面一侧形成有第一量子点膜，所述第一量子点膜层中的第一量子点经光照后激发出红光；
在所述第二色阻入光面一侧形成有第二量子点膜，所述第二量子点膜中的第二量子点经光照后激发绿光。
6.如权利要求5所述彩膜基板，其特征在于，所述第一色阻和所述第二色阻为黄色色阻层。
7.如权利要求4或5所述彩膜基板，其特征在于，所述第一色阻为红色色阻层，所述第二色阻为绿色色阻层。
8.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述光感有机膜层包括光引发剂和聚合物单体。
9.如权利要求8所述彩膜基板，其特征在于，所述光引发剂包括苯偶酰类聚合物、烷基苯酮类聚合物或酰基磷氧化物聚合物；
所述聚合物单体包括丙烯酸酯类化合物。
10.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述光感有机膜层的厚度为1.0-3.0微米。
11.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述光感有机膜层的厚度为1.7-2.0微米。
12.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述光感有机膜层的透过率为70-99％。
13.如权利要求5所述彩膜基板，其特征在于，所述第一量子点或第二量子点为核-壳型量子点。
14.如权利要求13所述彩膜基板，其特征在于，所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，核-壳型量子点的壳材质为硫化锌；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硒化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化镉；或者，
所述核-壳型量子点的核材质为硫化镉，所述核-壳型量子点的壳材质为硫化锌。
15.如权利要求1所述彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括覆盖所述色阻单元的保护层；所述述保护层为热感有机膜层。
16.如权利要求15所述彩膜基板，其特征在于，所述热感有机膜层材料为丙烯系树脂。
17.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～16中任一所述的彩膜基板、阵列基板、及位于两者之间的显示介质层。
18.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求17所述的显示面板和背光模组；所述背光模组为所述显示面板提供短波光。
19.如权利要求18所述显示装置，其特征在于，所述短波光为蓝光。
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