CN106292066A - 显示面板及显示模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示面板及显示模块，其中显示面板，包括第一基板、多个像素单元、多个光转换图案、第二基板以及液晶层。像素单元配置于第一基板上。光转换图案配置于第一基板上且与像素单元重叠。光转换图案的材质包括如式一的材料。ABX3(式一)，其中A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，而X代表卤素元素。第二基板设置于第一基板的对向。液晶层配置于第二基板与光转换图案之间。此外，包括上述显示面板的显示模块也被提出。
Description
技术领域
本发明是有关于一种面板及模块，且特别是有关于一种显示面板及显示模块。
背景技术
量子点(Quantum Dot)是在把内部电子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极，掺杂，应变，杂质产生)、两种不同半导体材料的介面(例如：在自组量子点中)、半导体的表面(例如：半导体纳米晶体)、或者上述三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。因此，量子点具备特别的光学特性。举例而言，量子点的放光波长范围较传统有机染料窄。为提升显示模块的色彩饱和度(colorsaturation)，有人将量子点整合在显示模块的显示面板中或整合在显示模块的背光模块中。然而，量子点的合成不易且制造困难，进而使得采用量子点的显示模块及显示面板成本居高不下。
发明内容
本发明提供一种显示面板及显示模块，易制造且成本低。
本发明的显示面板包括第一基板、多个像素单元、多个光转换图案、第二基板以及液晶层。像素单元配置于第一基板上。多个光转换图案配置于第一基板上且分别与像素单元重叠。光转换图案的材质包括如式一的钙钛矿材料。ABX3(式一)，其中A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，而X代表卤素元素。第二基板设置于第一基板的对向。液晶层配置于第二基板与光转换图案之间。
本发明的显示模块包括上述显示面板以及光源。光源适于发出具有第一波长的第一光束。显示面板配置于第一光束的传递路径上。光转换图案接收第一光束而将第一光束转换为具有第二波长的第二光束。
在本发明的一实施例中，上述的像素单元包括薄膜晶体管以及像素电极。薄膜晶体管配置于第一基板上且具有漏极。光转换图案覆盖薄膜晶体管。像素电极配置于光转换图案上且和薄膜晶体管的漏极电连接。
在本发明的一实施例中，上述的显示面板更包括滤光层。滤光层覆盖光转换图案且位于液晶层与光转换图案之间。
在本发明的一实施例中，上述的滤光层夹设于像素电极与光转换图案之间。
在本发明的一实施例中，上述的显示面板更包括配置于第一基板上的第一偏光片以及配置于第二基板上的第二偏光片。第一偏光片为线栅偏光片。
在本发明的一实施例中，上述的第一基板位于液晶层与第一偏光片之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一偏光片位于液晶层与第一基板之间。
在本发明的一实施例中，当A为有机官能时，A包括RNH3或NH3RNH3，R代表烷烃基或芳香烃基；当A为无机元素时，A包括M+，M代表周期表的ⅠA或ⅡA族元素；B包括D2+，D代表周期表的ⅠB、ⅡB、ⅧB或ⅣA族元素。
在本发明的一实施例中，上述的A包括把钠(Na+)、钾(K+)、铯(Cs+)或钡(Ba+)。上述的B包括铜(Cu2+)镍(Ni2+)、钴(Co2+)、铁(Fe2+)、锰(Mn2+)、铬(Cr2+)、镉(Cd2+)锡(Sn2+)或铅(Pb2+)。上述的X包括氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。
在本发明的一实施例中，上述的第一光束为紫外光，而第二光束为可见光。
在本发明的一实施例中，上述的多个光转换图案包括多个第一光转换图案、多个第二光转换图案以及多个第三光转换图案。第一光转换图案将紫外光转换为红光。第二光转换图案将紫外光转换为绿光。第三光转换图案将紫外光转换为蓝光。
在本发明的一实施例中，上述的光源发出的第一光束为紫外光，而滤光层为紫外光吸收层。
基于上述，本发明一实施例的显示模块及其显示面板采用易于合成的ABX3做为光转换图案的材料，因此显示模块及其显示面板具有易制造及低成本的优势。此外，由于所述光转换图案是配置在较靠近光源的第一基板上而非配置在较远离光源的第二基板上，因此光源发出的第一光束在进入液晶层之前会先被光转换图案转换为不易损伤液晶层的可见光。藉此，显示模块及其显示面板的信赖性可提升。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的显示模块的剖面示意图。
图2为本发明另一实施例的显示模块的剖面示意图。
附图标号：
100、100A：显示面板
110：第一基板
110a：承载面
120：像素单元
122：像素电极
130R、130G、130B：光转换图案
130a、160a：贯孔
140：第二基板
150：液晶层
160：绝缘层
170：滤光层
200：光源
1000、1000A：显示模块
CH：半导体图案
D：漏极
d：方向
G：栅极
GI：闸绝缘层
LUV：第一光束
LR、LG、LB：第二光束
PL1、PL1A：第一偏光片
PL2、PL2A：第二偏光片
S：源极
T：薄膜晶体管
具体实施方式
图1为本发明一实施例的显示模块的剖面示意图。请参照图1，显示模块1000包括显示面板100以及光源200。光源200适于发出具有第一波长的第一光束LUV。显示面板100配置于第一光束LUV的传递路径上。在本实施例中，光源200可选择性地发出紫外光(Ultraviolet；UV)。换言之，光源200所发出的第一光束LUV的第一波长范围可落在10纳米(nm)～400纳米。然而，本发明不限此，在其他实施例中，也可根据显示模块1000所欲显示的色彩以及光转换图案130R、130G、130B的材料特性，选用其他适当种类的光源。
请参照图1，显示面板100包括第一基板110、配置于第一基板110上的多个像素单元120、配置于第一基板110上且分别与多个像素单元120重叠的多个光转换图案130R、130G、130B、设置于第一基板110对向的第二基板140以及配置于第二基板140与光转换图案130R、130G、130B之间的液晶层150。在本实施例中，第一基板110为透光基板。举例而言，第一基板110的材质例如为玻璃。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，第一基板110也可使用其他适当材料，例如：石英、有机聚合物等。
每一像素单元120包括薄膜晶体管T以及与薄膜晶体管T电连接的像素电极122。薄膜晶体管T具有栅极G、相对于栅极G的半导体图案CH以及分别与半导体图案CH两侧电连接的源极S与漏极D。像素电极122与漏极D电连接。栅极G与半导体图案CH之间设有闸绝缘层GI。显示面板100更包括多条数据线(未绘示)以及多条扫描线(未绘示)。数据线(未绘示)与扫描线(未绘示)交错，以定义出第一基板110上的多个子像素区。多个像素单元120分别设置在所述多个子像素区内。如图1所示，在本实施例中，栅极G可选择性地位于半导体图案CH与第一基板110之间。换言之，本实施例的薄膜晶体管T可为底部栅极型薄膜晶体管(bottomgate TFT)。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，薄膜晶体管T也可为顶部栅极型薄膜晶体管(top gate TFT)或其他适当型式的薄膜晶体管。在本实施例中，像素电极122例如是透明导电层，其材质可选用金属氧化物，例如：铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆叠层，但本发明不以此为限。
请参照图1，在本实施例中，显示面板100可选择性地包括绝缘层160。绝缘层160覆盖薄膜晶体管T的一部份，且具有暴露出或未覆盖薄膜晶体管T的部分漏极D的贯孔160a。绝缘层160的材料可为无机材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二种材料的堆叠层)、有机材料或上述的组合。
多个光转换图案130R、130G、130B配置于第一基板110上且分别与多个像素单元120重叠。更精确地说，每一光转换图案130R、130G、130B与对应的一个像素电极122在第一基板110的承载面110a的法线方向d上相重叠。在本实施例中，光转换图案130R、130G、130B可配置在绝缘层160上。每一光转换图案130R、130G、130B分别覆盖对应的薄膜晶体管T且具有暴露出或未覆盖部分漏极D的贯孔130a。每一光转换图案130R、130G、130B的贯孔130a与对应的绝缘层160的一个贯孔160a相连通。每一像素电极122配置于对应的一个光转换图案130R、130G、130B上且分别填入贯孔130a、160a，以和对应的薄膜晶体管T的漏极D电连接。
光转换图案130R、130G、130B的材质包括以下式一表示的钙钛矿材料。以下式一表示的钙钛矿材料本身除了具有半导体特性外更可具有量子阱结构，量子阱结构有助于提升光转换图案130R、130G、130B的发光效率。钙钛矿材料结构的通式为ABX3(式一)，其使用钙钛矿(CaTiO3)金属化合物的晶体结构而命名，其中A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，X代表卤素元素(即VIIA族元素，例如：Cl、Br、I等)。以CaTiO3结构为例，Ca离子占据立方体晶格结构的中心，Ti离子占据立方体晶格结构的顶点，而部份的O离子位于立方体晶格结构各棱边上。在这种晶体结构中，当Ca离子半径RA，Ti离子半径RB以及O离子半径RX满足下式二时，ABX3化合物可称钙钛矿结构。其中t介于0.77～1.1。在本实施例中，当A为有机官能时，A包括RNH3或NH3RNH3，其中R代表烷烃基或芳香烃基；B包括D2+，D代表周期表的ⅠB、ⅡB、ⅧB或ⅣA族元素。举例而言，ABX3可为CH3NH3PbX3，但本发明不以此为限。另一方面，当A为无机元素时，A包括M+，其中M代表周期表的ⅠA或ⅡA族元素；B包括D2+，其中D代表周期表的ⅠB、ⅡB、ⅧB或ⅣA族元素。举例而言，A(即M+)例如为Na+,K+,Cs+,Ba+等，而B(即D2+)例如为Cu2+,Ni2+,Co2+,Fe2+,Mn2+,Cr2+,Cd2+,Sn2+,Pb2+等，但本发明不以此为限。
请参照图1，光转换图案130R、130G、130B接收光源200发出的第一光束LUV后，可将具有第一波长的第一光束LUV转换为具有第二波长的第二光束LR、LG、LB。举例而言，在本实施例中，光源200所发出的第一光束LUV例如为紫外光。光转换图案130R、130G、130B在接收第一光束LUV后，可将第一光束LUV分别转换为可见光范围的第二光束LR、LG、LB。更进一步地说，在本实施例中，光转换图案130R、130G、130B包括多个第一光转换图案130R、多个第二光转换图案130G以及多个第三光转换图案130B。第一光转换图案130R可将第一光束LUV转换为红色的第二光束LR。第二光转换图案130G将第一光束LUV转换为绿色的第二光束LG。第三光转换图案130B可将第一光束LUV转换为蓝色的第二光束LB。藉此，显示模块1000能够显示彩色画面。
在本实施例中，用以发出红光的第一光转换图案130R可由CH3NH3Br与PbI2混合而制备，其中CH3NH3Br与PbI2的摩尔分子比例如为1.7/1，但本发明不以此为限；用以发出绿光的第二光转换图案130G可由CH3NH3Br与PbBr2混合而制备，其中CH3NH3Br与PbBr2的摩尔分子比例如为1.3/1，但本发明不以此为限；用以发出蓝光的第三光转换图案130B可由CH3NH3BCl与PbBr2混合而制备，其中CH3NH3BCl与PbBr2的摩尔分子比例如为3/1，但本发明不以此为限。需说明的是，上述用以制备第一、二、三光转换图案130R、130G、130B的方式是用以举例说明本发明而非用以限制本发明，在其他实施例中，第一、二、三光转换图案130R、130G、130B也可用其他适当方式制备。
需说明的是，上述光源200发出的第一光束LUV的波长、光转换图案130R、130G、130B接收第一光束LUV后所转换出的第二光束LR、LG、LB的波长以及光转换图案130R、130G、130B的制备材料是用以举例说明本发明而非用以限制本发明。光源200发出的第一光束LUV的波长、光转换图案130R、130G、130B接收第一光束LUV后所转换出的第二光束LR、LG、LB的波长以及光转换图案130R、130G、130B的制备材料的选择，均可适实际的需求做其他不同的选择。
值得一提的是，由于钙钛矿材料ABX3为非贵金属且易于合成，故采用ABX3做为光转换图案130R、130G、130B的材料的显示模块1000及其显示面板100具有易制造及低成本的优势。此外，如图1所示，在本实施例中，由于光转换图案130R、130G、130B是配置在较靠近光源200的第一基板110上而非配置在较远离光源200的第二基板140上，因此光源200发出的第一光束LUV在进入液晶层150之前会先被光转换图案130R、130G、130B转换为不易损伤液晶层150的可见光。藉此，显示模块1000及其显示面板100更具有信赖性佳的优点。
请参照图1，在本实施例中，显示面板100可更进一步地包括滤光层170。滤光层170覆盖光转换图案130R、130G、130B且位于液晶层150与光转换图案130R、130G、130B之间。举例而言，滤光层170可选择性地夹设于像素电极122与光转换图案130R、130G、130B之间。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，滤光层170也可设置于其他适当位置，例如：像素电极122与液晶层150之间。滤光层170的材质可为氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或其他适当材料。值得注意的是，滤光层170能够吸收未被光转换图案130R、130G、130B转换而通过光转换图案130R、130G、130B的部份第一光束LUV。举例而言，光源发出的第一光束LUV为紫外光，而滤光层170为紫外光吸收层。滤光层170能够吸收未被光转换图案130R、130G、130B转换而通过光转换图案130R、130G、130B的部份紫外光。换言之，滤光层170能够阻挡可能对液晶层150造成伤害的第一光束LUV进入液晶层150，进而提升显示模块1000及其显示面板100的信赖性(reliability)。
请参照图1，显示面板100更包括配置于第一基板110上的第一偏光片PL1以及配置于第二基板140上的第二偏光片PL2。第一偏光片PL1较第二偏光片PL2靠近光源200。在本实施例中，第一偏光片PL2可选用线栅偏光片(wire grid polarizer，WGP)。第一偏光片PL1选用线栅偏光片的好处是，相较于一般的偏光片，为线栅偏光片的第一偏光片PL1不易吸收可能为紫外光的第一光束LUV，进而提升显示模块1000的光使用效率。此外，在本实施例中，第一基板110可位于液晶层150与第一偏光片PL1之间，而第二基板140可位于液晶层150与第二偏光片PL2之间。换言之，在本实施例中，第一、二偏光片PL1、PL2可为晶胞外的线栅偏光片(out-cell Wire Grid Polarizer)。然而，本发明不限于此，第一、二偏光片PL1、PL2也可设置在其他适当位置，以下利用图2举例说明之。
图2为本发明另一实施例的显示模块的剖面示意图。图2的显示模块1000A与图1的显示模块1000类似，因此相同或相对应的元件以相同或相对应的标号表示。图2的显示模块1000A与图1的显示模块1000的主要差异在于：显示模块1000A的第一、二偏光片PL1A、PL2A是设置晶胞内(in cell)，而不像显示模块1000的第一、二偏光片PL1、PL2是设置晶胞外(out cell)。以下主要就此差异处做说明，两者相同处还请参照前述说明。
显示模块1000A包括显示面板100A以及光源200。光源200适于发出具有第一波长的第一光束LUV。显示面板100A配置于第一光束LUV的传递路径上。显示面板100A包括第一基板110、配置于第一基板110上的多个像素单元120、配置于第一基板110上且与像素单元120重叠的多个光转换图案130R、130G、130B、设置于第一基板110对向的第二基板140以及配置于第二基板140与光转换图案130R、130G、130B之间的液晶层150。多个光转换图案130R、130G、130B配置于第一基板110上且分别与多个像素单元120重叠。光转换图案130R、130G、130B的材质包括以下式一表示的钙钛矿材料。钙钛矿材料结构的通式为ABX3(式一)，其中A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，X代表卤素元素(即VIIA族元素)。光转换图案130R、130G、130B接收光源200发出的第一光束LUV后，可将具有第一波长的第一光束LUV转换为具有第二波长的第二光束LR、LG、LB，进而让显示模块1000A能够显示彩色画面。
显示面板100A更包括配置于第一基板110上的第一偏光片PL1A以及配置于第二基板140上的第二偏光片PL2A。第一偏光片PL1A较第二偏光片PL2A靠近光源200。在本实施例中，第一偏光片PL1A可选用线栅偏光片(wire grid polarizer，WGP)。第二偏光片PL2A也可选择性地采用线栅偏光片，但本发明不以此为限。第一偏光片PL1A选用线栅偏光片的好处是，相较于一般的偏光片，为线栅偏光片的第一偏光片PL1A不易过度吸收可能为紫外光的第一光束LUV，进而提升显示模块1000A的光使用效率。与图1的实施例不同的是，在图2的实施例中，第一偏光片PL1A位于液晶层150与第一基板110之间。第二偏光片PL2A位于液晶层150与第二基板140之间。换言之，在本实施例中，第一、二偏光片PL1、PL2可为晶胞内的线栅偏光片(in-cell Wire Grid Polarizer)。图2的显示模块1000A及其显示面板100A具有与图1的显示模块1000及其显示面板100类似的功效及优点，于此便不再重述。
综上所述，本发明一实施例的显示模块及其显示面板采用易于合成的钙钛矿材料ABX3作为光转换图案的材料，因此显示模块及其显示面板具有易制造及低成本的优势。此外，由于所述光转换图案是配置在较靠近光源的第一基板上而非配置在较远离光源的第二基板上，因此光源发出的第一光束在进入液晶层之前会先被光转换图案转换为不易损伤液晶层的可见光。藉此，显示模块及其显示面板的信赖性可提升。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求为准。
Claims (20)
1.一种显示面板，其特征在于，包括：
一第一基板；
多个像素单元，配置于该第一基板上；
多个光转换图案，配置于该第一基板上且分别与该些像素单元重叠，其中，该些光转换图案的材质包括钙钛矿材料，ABX3，A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，而X代表卤素元素；
一第二基板，设置于该第一基板的对向；以及
一液晶层，配置于该第二基板与该些光转换图案之间。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该些像素单元包括：
多个薄膜晶体管，配置于该第一基板上且分别具有一漏极，该些光转换图案分别覆盖该些薄膜晶体管；以及
多个像素电极，分别配置于该些光转换图案上且分别和该些薄膜晶体管的该些漏极电连接。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，更包括：
一滤光层，覆盖该些光转换图案且位于该液晶层与该些光转换图案之间。
4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，该些像素单元包括：
多个薄膜晶体管，配置于该第一基板上且分别具有一漏极，该些光转换图案分别覆盖该些薄膜晶体管；以及
多个像素电极，分别配置于该些光转换图案上且分别和该些薄膜晶体管的该些漏极电连接，其中该滤光层夹设于该些像素电极与该些光转换图案之间。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，更包括：
一第一偏光片，配置于该第一基板上；以及
一第二偏光片，配置于该第二基板上，其中该第一偏光片为一线栅偏光片。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该第一基板位于该液晶层与该第一偏光片之间。
7.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该第一偏光片位于该液晶层与该第一基板之间。
8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，当A为有机官能时，A包括RNH3或NH3RNH3，R代表烷烃基或芳香烃基；当A为无机元素时，A包括M+，M代表周期表的ⅠA或ⅡA族元素；B包括D2+，D代表周期表的ⅠB、ⅡB、ⅧB或ⅣA族元素。
9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，A包括把钠、钾、铯或钡，B包括铜、镍、钴、铁、锰、铬、镉、锡或铅，以及X包括氯、溴或碘。
10.一种显示模块，其特征在于，包括：
一显示面板，包括：
一第一基板；
多个像素单元，配置于该第一基板上；
多个光转换图案，配置于该第一基板上且分别与该些像素单元重叠，其中，该些光转换图案的材质包括钙钛矿材料，ABX3，A代表有机官能基或无机元素，B代表无机元素，而X代表卤素元素；
一第二基板，设置于该第一基板的对向；以及
一液晶层，配置于该第二基板与该些光转换图案之间；
一光源，适于发出具有一第一波长的一第一光束，该显示面板配置于该第一光束的传递路径上，该些光转换图案接收该第一光束而将该第一光束转换为具有一第二波长的一第二光束。
11.如权利要求10所述的显示模块，其特征在于，该第一光束为一紫外光，而该第二光束为一可见光。
12.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，该些光转换图案包括多个第一光转换图案、多个第二光转换图案以及多个第三光转换图案，该些第一光转换图案将该紫外光转换为一红光，该些第二光转换图案将该紫外光转换为一绿光，而该些第三光转换图案将该紫外光转换为一蓝光。
13.如权利要求10所述的显示模块，其特征在于，该些像素单元包括：
多个薄膜晶体管，配置于该第一基板上且分别具有一漏极，该些光转换图案分别覆盖该些薄膜晶体管；以及
多个像素电极，分别配置于该些光转换图案上且分别和该些薄膜晶体管的该些漏极电连接。
14.如权利要求10所述的显示模块，其特征在于，该显示面板更包括：
一滤光层，覆盖该些光转换图案且位于该液晶层与该些光转换图案之间。
15.如权利要求14所述的显示模块，其特征在于，该些像素单元包括：
多个薄膜晶体管，配置于该第一基板上且分别具有一漏极，该些光转换图案分别覆盖该些薄膜晶体管；以及
多个像素电极，分别配置于该些光转换图案上且分别薄膜晶体管的该些漏极电连接，其中，该滤光层夹设于该些像素电极与该些光转换图案之间。
16.如权利要求14所述的显示模块，其特征在于，该光源发出的该第一光束为一紫外光，而该滤光层为一紫外光吸收层。
17.如权利要求10所述的显示模块，其特征在于，该显示面板，更包括：
一第一偏光片，配置于该第一基板上；以及
一第二偏光片，配置于该第二基板上，该第一偏光片较该第二偏光片靠近该光源，其中该第一偏光片为一线栅偏光片。
18.如权利要求17所述的显示模块，其特征在于，该第一基板位于该液晶层与该第一偏光片之间。
19.如权利要求17所述的显示模块，其特征在于，该第一偏光片位于该液晶层与该第一基板之间。
20.如权利要求10所述的显示模块，其特征在于，当A为有机官能时，A包括RNH3或NH3RNH3，R代表烷烃基或芳香烃基；当A为无机元素时，A包括M+，M代表周期表的ⅠA或ⅡA族元素；B包括D2+，D代表周期表的ⅠB、ⅡB、ⅧB或ⅣA族元素。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |