CN112099122A - 滤光膜以及显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种滤光膜以及显示器件，该滤光膜包括多个阵列排布的滤光单元，每个滤光单元包括红色滤光区、绿色滤光区、蓝色滤光区、红绿重叠区、绿蓝重叠区以及蓝红重叠区。该滤光膜中通过两个颜色的滤光层交叠分别形成三个交叠区作为像素间隔，其配合在白光LED器件上，能实现白光LED器件全彩化。

Description

滤光膜以及显示器件
技术领域
本发明属于半导体显示技术领域，特别涉及一种滤光膜以及显示器件。
背景技术
LED（Light Emitting Diode）目前的商业应用已经比较普遍，现有技术中，LED阵列全彩化方案主要有如下几种：
第一种方案，UV LED（紫外LED）或蓝光LED组合量子点方法来实现全彩色化。由于量子点技术目前还存在着材料稳定性不好、对散热要求高、且需要密封、寿命短等缺点；因此还无法实现批量化生产。
第二种方案，UV LED（紫外LED）或蓝光LED组合荧光粉方法来实现全彩色化。由于荧光粉需要进一步光吸收和转换，会对器件的整体响应速率及光效造成影响，而且由于荧光粉颗粒的尺寸较大，约为1-10微米，随着LED 像素尺寸不断减小，荧光粉涂覆变的愈加不均匀且影响显示质量。
第三种方案，通过控制LED中的量子阱层的材料生长的掺杂比增加发光波段的覆盖区域，控制高低不同的电流实现全色发光。但是目前该技术HIA无法保证器件具有稳定的工作性能。因此，使用受限。
第四种方案，采用RGB单色LED器件拼接技术实现，但是该技术受到拼接技术所采用的设备限制，当前尚不成熟。
第五种方案，白光LED组合带有黑色矩阵（Black Matrix）的滤光膜（图图1所示）技术（Color Filter）来实现全彩化。由于白光LED80发射的光线具有多个方向，在与黑色矩阵层91相邻的非显示方向所发出的光线上会因为黑色矩阵层具有一定的吸光性，使得LED所发出的光线部分被BM所吸收，芯片亮度降低，进而影响器件的发光效率。
因此，确有必要对LED阵列全彩化方案进行在持续开发，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种制作简单、滤光效果好的滤光膜。本发明的另一目的是提供一种设有该滤光膜的显示器件。
为了实现上述发明的一个目的，本发明一方面采用如下技术方案：一种滤光膜，包括多个阵列排布的滤光单元，每个所述滤光单元包括允许具有第一波段的波长的光线穿透的红色滤光区、允许具有第二波段的波长的光线穿透的绿色滤光区、允许具有第三波段的波长的光线穿透的蓝色滤光区、红绿重叠区、绿蓝重叠区以及蓝红重叠区，所述的红绿重叠区由部分所述红色滤光区和部分所述绿色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述红色滤光区和所述绿色滤光区，所述的绿蓝重叠区由部分所述绿色滤光区和部分所述蓝色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述绿色滤光区和所述蓝色滤光区，所述的蓝红重叠区由部分所述蓝色滤光区和部分所述红色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述蓝色滤光区和所述红色滤光区，所述的红绿重叠区仅允许第一波段和第二波段的重叠波段的波长的光线通过，所述的绿蓝重叠区仅允许第二波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过，所述的蓝红重叠区仅允许第一波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过。
上述技术方案的一种优选方案为：在所述的红绿重叠区中，所述红色滤光区设置在所述绿色滤光区的上方或底下。
上述技术方案的一种优选方案为：在所述的绿蓝重叠区中，所述绿色滤光区设置在所述蓝色滤光区的上方或底下。
上述技术方案的一种优选方案为：在所述的蓝红重叠区中，所述蓝色滤光区设置在所述红色滤光区的上方或底下。
上述技术方案的一种优选方案为：所述第一波段介于500nm至780nm之间，所述第二波段介于440nm至600nm之间，所述的红绿重叠区仅允许波长介于500nm至600nm之间的光线通过。
上述技术方案的一种优选方案为：所述第一波段介于500nm至740nm之间，所述第三波段介于380nm至490nm之间，所述的蓝红重叠区构成光线非透过区。
上述技术方案的一种优选方案为：所述第一波段介于440nm至600nm之间，所述第三波段介于380nm至490nm之间，所述的绿蓝重叠区被配置成仅允许波长介于440nm至490nm之间的光线通过。
上述技术方案的一种优选方案为：所述的红色滤光区、绿色滤光区以及蓝色滤光区的面积均相等。
上述技术方案的一种优选方案为：所述的红绿重叠区、绿蓝重叠区以及蓝红重叠的面积均相等。
为了实现上述发明的另一个目的，本发明另一方面采用如下技术方案：一种显示器件，包括阵列排布的若干白光LED以及上述技术方案中的滤光膜，每个所述的滤光单元覆盖在三个所述的白光LED的出光面上并构成一个像素单元。
其中，所述白光LE优选为OLED或Micro-LED。
本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本发明通过将两个颜色的过滤区交叠形成重叠区，该重叠区可以作为“像素间隔”，其结构简单，工艺过程简单，很容易实现同色发光波长的高度一致性；当将本发明方案的过滤膜设置在白光LED的发光面一侧时，其能够很容易实现白光阵列全彩化。
附图说明
附图1为现有技术中采用白光LED组合带有黑色矩阵的滤光膜来实现全彩化的显示器件中单个像素单元的光路示意图；
附图2为根据本发明一种实施方式中的采用白光LED组合滤光膜来实现全彩化的显示器件中单个像素单元的结构示意图；
附图3为根据本发明一种实施方式中的采用白光LED组合滤光膜来实现全彩化的显示器件中单个像素单元的光路示意图；
附图4为根据本发明另一种实施方式中的采用白光LED组合滤光膜来实现全彩化的显示器件中单个像素单元的光路示意图。
具体实施方式
为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而，各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。
除非另有说明，否则示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实现发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，不同实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等可以另外组合、分离、互换和/或重新布置。
为了描述性目的，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的关系。空间相对术语意图包括设备在使用、操作和/或制造中除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释在此使用的空间相对描述语。
本发明公开的是一种通过白光LED组合滤光膜实现全彩化的显示面板，其结构可以适用于Micro-LED、OLED等。本实施例中，该显示器件为硅基彩色微发光二极管显示器件。
请参阅图2，彩色微显示器件包括：若干个阵列排布的若干白光LED10以及滤光膜20（也可称之为滤光薄层），滤光膜20包括多个阵列排布的滤光单元。每个滤光单元覆盖在三颗白光LED10的出光面上并构成一个像素单元100。白光LED10能够基于控制条件激发不同强度的白光。滤光膜20能对白光LED10发出的白光进行红光滤光、绿光滤光及蓝光滤光，以最终呈现所需的彩色图像。
每个滤光单元包括允许具有第一波段的波长的光线穿透的红色滤光区21、允许具有第二波段的波长的光线穿透的绿色滤光区22、允许具有第三波段的波长的光线穿透的蓝色滤光区23、红绿重叠区24、绿蓝重叠区25以及蓝红重叠区26。本例中，红色滤光区21、红绿重叠区24、绿色滤光区22、绿蓝重叠区25、蓝色滤光区23依次排列、以及蓝红重叠区26依次排列。为了使得从滤光膜20射出的光均匀度高，本例中的红色滤光区21、绿色滤光区22以及蓝色滤光区23的面积均相同。红绿重叠区24、绿蓝重叠区25以及蓝红重叠26的面积均相等。
红绿重叠区24由部分红色滤光区21和部分绿色滤光区22交叠而成且用以隔离相邻的红色滤光区21和绿色滤光区22；红绿重叠区24仅允许第一波段和第二波段的重叠波段的波长的光线通过。
绿蓝重叠区25由部分绿色滤光区22和部分蓝色滤光区23交叠而成且用以隔离相邻的绿色滤光区22和蓝色滤光区23，绿蓝重叠区25仅允许第二波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过。
蓝红重叠区26由部分蓝色滤光区23和部分红色滤光区21交叠而成且用以隔离相邻的蓝色滤光区23和红色滤光区21，蓝红重叠区26仅允许第一波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过。
这样，从各个像素单元100中射出的蓝光、红光和绿光，相互之间不会干扰，通过控制可以呈现丰富的色彩变幻，作为此像素单元载体的显示器件可以对外展示处接近自然光谱的全色彩。
在按照上述技术方案设计三种重叠区结构，可通过设计选择RGB三种滤光层的可透过光波长来获得实现两种效果，具体为：
第一种方案，在设计蓝色滤光区、绿色滤光区以及红色滤光区时，可将三个滤光区的可投射光的波段设计为有部分重叠。如图3所示，在该像素单元300的滤光膜40中，每个滤光单元包括允许波长范围为500nm至780nm的光线穿透的红色滤光区41、允许波长段范围为440nm至600nm的光线穿透的绿色滤光区42、允许波长范围为380nm至490nm的光线穿透的蓝色滤光区43。这样，红绿重叠区44将仅允许波范围介于500nm至600nm之间的通过，绿蓝重叠区46将仅允许波长介于440nm至490nm之间的通过，蓝红重叠区45构成光线非透过区。当3颗白光LED30均发光时，白光经过红色滤光区41、绿色滤光区42以及蓝色滤光区43后分别呈现蓝光、红光和绿光，而经过红绿重叠区44和绿蓝重叠区45分别仅有很窄波长范围的黄光和青光被射出，而由于蓝红重叠46为光线非透过区，此处没有光线射出。
按此方案设计的滤光膜，显示各单纯色光时旁边重叠区显示重叠光色，可根据重叠处透光情况，在纯色透光区做相应的色度补偿，使纯色透光区和重叠区共同发出的光符合预期色度需求；另外，为了红绿蓝各色滤光层可通过波长有重叠时， 为了尽量减小对整体显示影响的方法，交叠部分的尺寸应设计尽量窄，而且像素尺寸越大影响越小。
第二种，如在选择红绿蓝三种滤光区时，将三种滤光区可通过光的波段范围设置成无重叠。如图4所示，在该像素单元500的滤光膜60中，红色滤光区61的可通过光的波长范围选择为 550至740nm，绿色滤光区62的可通过光的波长范围选择为450至550nm,蓝色滤光区63的可通过光的波长范围选择为380~450nm。这样设计后，由于相邻两个波段没有重叠，所以三个重叠区都将无光线投射过去。当3颗白光LED50均发光时，白光经过红色滤光区61、绿色滤光区62以及蓝色滤光区63后分别呈现蓝光、红光和绿光，而由于红绿重叠区64、绿蓝重叠区65以及蓝红重叠66为光线非透过区，此处将没有光线射出。
本案中，还也可以将各个滤光区设置为高反射型滤光，这样由相邻滤光区交叠而成的重叠区将不吸收光线，无法通过重叠区的光线将被打回，因此，此结构下的显示器中白光LED发出的光线基本无损耗，芯片亮度高，进而使得显示器件始终具有较高的发光效率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种滤光膜，包括多个阵列排布的滤光单元，其特征在于，每个所述滤光单元包括允许具有第一波段的波长的光线穿透的红色滤光区、允许具有第二波段的波长的光线穿透的绿色滤光区、允许具有第三波段的波长的光线穿透的蓝色滤光区、红绿重叠区、绿蓝重叠区以及蓝红重叠区，所述的红绿重叠区由部分所述红色滤光区和部分所述绿色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述红色滤光区和所述绿色滤光区，所述的绿蓝重叠区由部分所述绿色滤光区和部分所述蓝色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述绿色滤光区和所述蓝色滤光区，所述的蓝红重叠区由部分所述蓝色滤光区和部分所述红色滤光区交叠而成且用以隔离相邻的所述蓝色滤光区和所述红色滤光区，所述的红绿重叠区仅允许第一波段和第二波段的重叠波段的波长的光线通过，所述的绿蓝重叠区仅允许第二波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过，所述的蓝红重叠区仅允许第一波段和第三波段的重叠波段的波长的光线通过。
2.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，在所述的红绿重叠区中，所述红色滤光区设置在所述绿色滤光区的上方或底下。
3.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，在所述的绿蓝重叠区中，所述绿色滤光区设置在所述蓝色滤光区的上方或底下。
4.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，在所述的蓝红重叠区中，所述蓝色滤光区设置在所述红色滤光区的上方或底下。
5.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，所述第一波段介于500nm至780nm之间，所述第二波段介于440nm至600nm之间，所述的红绿重叠区仅允许波长介于500nm至600nm之间的光线通过。
6.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，所述第一波段介于500nm至740nm之间，所述第三波段介于380nm至490nm之间，所述的蓝红重叠区构成光线非透过区。
7.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，所述第一波段介于440nm至600nm之间，所述第三波段介于380nm至490nm之间，所述的绿蓝重叠区被配置成仅允许波长介于440nm至490nm之间的光线通过。
8.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，所述的红色滤光区、绿色滤光区以及蓝色滤光区的面积均相等。
9.根据权利要求1所述的滤光膜，其特征在于，所述的红绿重叠区、绿蓝重叠区以及蓝红重叠的面积均相等。
10.一种显示器件，包括阵列排布的若干白光LED以及如权利要求1-9中任意一项所述的滤光膜，每个所述的滤光单元覆盖在三个所述的白光LED的出光面上并构成一个像素单元。
11.根据权利要求10所述的显示器件，其特征在于，所述的白光LED为Micro-LED。
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