一种彩膜基板及显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种彩膜基板及显示装置，涉及显示技术领域，能够解决采用树脂材料构成滤光层，而导致显示色域和背光透过率低的问题。该彩膜基板划分有多个像素单元。该像素单元包括绿色亚像素、红色亚像素以及蓝色亚像素。彩膜基板包括滤光层，该滤光层包括位于绿色亚像素中的第一滤光单元、位于红色亚像素中的第二滤光单元，以及位于蓝色亚像素中的第三滤光单元。其中，构成第一滤光单元和第二滤光单元的材料包括量子点材料，第一滤光单元在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元在蓝光的激发下发红光，第三滤光单元用于透过蓝光。
【专利说明】
一种彩膜基板及显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种彩膜基板及显示装置。
【背景技术】
[0002]TFT-LCD(英文全称:Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，中文全称:薄膜晶体管液晶显示器)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近年来得到了迅速地发展，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。
[0003]TFT-1XD包括显示面板以及用于向该显示面板提供背光的背光源。其中，显示面板中设置有由红色树脂材料、绿色树脂材料以及蓝色树脂材料构成的滤光层。
[0004]现有技术中，背光源发出是用蓝色芯片激发钇铝石榴石晶体(YAG)荧光粉发出黄光与蓝光混合而成，再分别经过滤光层的红色树脂材料、绿色树脂材料、蓝色树脂材料后，白光中一部分光线被吸收，另一部分透过滤光层中不同颜色的树脂材料后形成单色光。然而，这样一来生成的单色光纯度较低，从而降低了显示色域，且由于背光源中一部分光线经过滤光层会被吸收，从而降低了背光的透过率。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种彩膜基板及显示装置，能够解决采用树脂材料构成滤光层，而导致显示色域和背光透过率低的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]本发明实施例提供一种彩膜基板，划分有多个像素单元，所述像素单元包括绿色亚像素、红色亚像素以及蓝色亚像素;所述彩膜基板包括滤光层，所述滤光层包括位于所述绿色亚像素中的第一滤光单元、位于所述红色亚像素中的第二滤光单元，以及位于所述蓝色亚像素中的第三滤光单元;其中，构成所述第一滤光单元和所述第二滤光单元的材料包括量子点材料，所述第一滤光单元在所述蓝光的激发下发绿光，所述第二滤光单元在所述蓝光的激发下发红光，所述第三滤光单元用于透过蓝光。
[0008]优选的，构成所述第三滤光单元的材料为无色透明树脂材料。
[0009]优选的，所述彩膜基板还包括衬底基板;所述滤光层位于所述衬底基板外侧。
[0010]优选的，所述彩膜基板还包括位于所述滤光层入光侧的光线选择层，用于使得所述蓝光透过的同时，阻挡红光和绿光透过。
[0011]优选的，所述光线选择层包括交替且相接触的第一条状部分和第二条状部分，所述第一条状部分和所述第二条状部分材料的折射率不同，用于透过蓝光，且对绿光和第二红光进行反射。
[0012]优选的，构成所述第一条状部分的材料包括砷化镓;构成所述第二条状部分的材料包括砷化招。
[0013]优选的，所述光线选择层为蓝色色阻层。
[0014]优选的，所述滤光层的厚度为2μηι?5μηι。
[0015]优选的，所述滤光层的表面覆盖有保护层。
[0016]本发明实施例的另一方面，提供一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括如上述所述的任意一种彩膜基板，所述显示装置还包括位于所述显示面板入光侧的发蓝光的背光源。
[0017]优选的，所述显示面板包括设置于所述滤光层靠近所述背光源的一侧的第一偏光片和第二偏光片;所述第一偏光片和所述第二偏光片异层设置。
[0018]优选的，在所述滤光层位于所述衬底基板背离所述背光源的一侧的情况下，所述彩膜基板还包括所述第一偏光片，所述第一偏光片位于所述衬底基板靠近所述滤光层一侧的。
[0019]优选的，所述显示面板还包括与所述彩膜基板相对盒的阵列基板;所述第二偏光片位于所述阵列基板靠近背光源的一侧。
[0020]本发明实施例提供一种彩膜基板及显示装置，该彩膜基板划分有多个像素单元。该像素单元包括绿色亚像素、红色亚像素以及蓝色亚像素。在此基础上，彩膜基板包括滤光层，该滤光层包括位于绿色亚像素中的第一滤光单元、位于红色亚像素中的第二滤光单元，以及位于蓝色亚像素中的第三滤光单元。其中，构成第一滤光单元和第二滤光单元的材料包括量子点材料，第一滤光单元在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元在蓝光的激发下发红光，第三滤光单元用于透过蓝光。
[0021 ]由于第一滤光单元位于绿色亚像素中的、第二滤光单元位于红色亚像素中的，第三滤光单元位于蓝色亚像素中，因此第一滤光单元在蓝光的激发下发绿光，从而可以使得绿色亚像素发出滤光，第二滤光单元在背光源的激发下发红光，从而可以使得红色亚像素发红光，所述第三滤光单元用于透过蓝光，从而可以使得蓝色亚像素发蓝光。在此情况下，在蓝光的照射下，上述像素单元能够发出由上述绿光、红光以及蓝光混合而成的白光，以进行显示。在此基础上，由于构成第一滤光单元和第二滤光单元的材料包括量子点材料，量子点材料受到激发后发出的单色光线纯度高，且上述第一滤光单元和第二滤光单元无需对作为背光源的蓝光进行滤光，从而有利于提高显示装置的色域和背光源光线的透过率。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
[0023]图1为本发明实施例提供一种彩膜基板的结构示意图；
[0024]图2为图1中沿0-0得到的彩膜基板的一种截面图；
[0025]图3为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
[0026]图4为图3中光线选择层的结构示意图。
[0027]附图标记:
[0028]01-显示面板;02-背光源；10-彩膜基板；100-像素单元；101-绿色亚像素；102-红色亚像素；103-蓝色亚像素；11-滤光层；111-第一滤光单元；112-第二滤光单元；113-第三滤光单元；12-光线选择层；121-第一条状部分；122-第二条状部分；13-第一偏光片；14-第二偏光片；15-保护层;20-衬底基板;21-封框胶;30-阵列基板。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]本发明实施例提供一种彩膜基板10，如图1所示，划分有多个像素单元100。该像素单元100包括绿色亚像素101、红色亚像素102以及蓝色亚像素103。
[0031]其中，如图2所示，彩膜基板10包括滤光层11，该滤光层11包括位于绿色亚像素101中的第一滤光单元111、位于红色亚像素102中的第二滤光单元112，以及位于蓝色亚像素103中的第三滤光单元113。
[0032]在此基础上，构成第一滤光单元111和第二滤光单元112的材料包括量子点材料，该第一滤光单元111在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元112在上述蓝光的激发下发红光，该第三滤光单元113用于透过蓝光。其中，该蓝光可以由采用该彩膜基板10构成的显示装置中的背光源提供。
[0033]需要说明的是，上述量子点材料是指，掺杂有量子点(英文全称:QuantumDot，英文简称:QD)的材料，例如在树脂材料(如光刻胶)中掺杂不同尺寸，或者不同浓度的量子点材料，以形成第一滤光单元111和第二滤光单元112。
[0034]其中，上述量子点为纳米晶体，其在三个维度的尺寸都在I?1nm之间，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子点的量子限域效应(Quantum ConfinementEffect)特别显著。由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，不同尺寸的量子点的电子和空穴被量子限域的程度不一样，分子特性的分立能级结构也因量子点的尺寸不同而不同。因此，在受到外界光线激发后，不同尺寸的量子点由于能级结构不同，激发出的光线的波长也不尽相同。所以可以对构成第一滤光单元111和构成第二滤光单元112的量子点的尺寸进行调整，使得第一滤光单元111中的量子点在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元112中的量子点在上述蓝光的激发下发红光。
[0035]或者，还可以对掺杂于上述光刻胶的量子点的浓度进行调整，使得第一滤光单元111和第二滤光单元112具有不同的光线折射率，从而使得第一滤光单元111中的量子点在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元112中的量子点在上述蓝光的激发下发红光。
[0036]此外，由于量子点受激发后发射的光线的波长只与量子点的能级结构有关，因此激发出的光线的波长半高宽(FWHM)很窄，发光纯度高，因此，采用量子点作为滤光层11的彩膜基板10应用至显示装置时，该显示装置具有很高的色域，显示品质高。
[0037]本发明实施例提供一种彩膜基板。该彩膜基板划分有多个像素单元。该像素单元包括绿色亚像素、红色亚像素以及蓝色亚像素。在此基础上，彩膜基板包括滤光层，该滤光层包括位于绿色亚像素中的第一滤光单元、位于红色亚像素中的第二滤光单元，以及位于蓝色亚像素中的第三滤光单元。其中，构成第一滤光单元和第二滤光单元的材料包括量子点材料，第一滤光单元在蓝光的激发下发绿光，第二滤光单元在蓝光的激发下发红光，第三滤光单元用于透过蓝光。
[0038]由于第一滤光单元位于绿色亚像素中的、第二滤光单元位于红色亚像素中的，第三滤光单元位于蓝色亚像素中，因此第一滤光单元在蓝光的激发下发绿光，从而可以使得绿色亚像素发出滤光，第二滤光单元在背光源的激发下发红光，从而可以使得红色亚像素发红光，所述第三滤光单元用于透过蓝光，从而可以使得蓝色亚像素发蓝光。在此情况下，在蓝光的照射下，上述像素单元能够发出由上述绿光、红光以及蓝光混合而成的白光，以进行显示。在此基础上，由于构成第一滤光单元和第二滤光单元的材料包括量子点材料，量子点材料受到激发后发出的单色光线纯度高，且上述第一滤光单元和第二滤光单元无需对作为背光源的蓝光进行滤光，从而有利于提高显示装置的色域和背光源光线的透过率。
[0039]在此基础上，为了使得上述第三滤光单元113能够透过蓝光，构成上述第三滤光单元113的材料可以为蓝色树脂材料，或者无色透明树脂材料。由于当采用蓝色树脂材料构成上述第三滤光单元113时，为了降低蓝色树脂材料对背光源发出的蓝光的滤光效果，上述蓝色树脂材料的蓝色的纯度需要与背光源提供的蓝光的纯度近似相等。然而这样一来会提高蓝色树脂材料的制备工艺，不利于生产成本的降低。因此优选的构成该第三滤光单元113的材料采用无色透明树脂材料。这样一来，背光源提供的蓝光能够透过上述无色透明树脂材料直接出射，从而避免第三滤光单元113对背光源提供的蓝光进行滤光导致光线利用率降低的问题。
[0040]进一步的，在彩膜基板10如图3所示，还包括衬底基板20的情况下，该滤光层11位于衬底基板20外侧。其中，衬底基板20外侧是指，当采用上述彩膜基板10构成的显示面板01还包括与上述彩膜基板10相对盒的阵列基板30时，上述衬底基板20背离该阵列基板30的一侧为该衬底基板20的外侧。
[0041]这样一来，一方面，可以先将分别制作好的彩膜基板10与阵列基板20相对盒以形成液晶盒，然后再在衬底基板20的外侧制作上述滤光层11，从而能够避免在制作彩膜基板10的过程中集成滤光层11的制作步骤，导致彩膜基板10制作工艺的复杂化。
[0042]另一方面，当滤光层11位于衬底基板20外侧时，在制作显示面板01的过程中，需要在滤光层11的上表面制作的薄膜层的不多，因此该滤光层11被蓝光激发后发出的红光和绿光无需再经过过多的介质而直接入射至人眼，从而能够避免上述介质对红光和绿光的吸收，导致光线利用率降低。基于此，由于滤光层11位于衬底基板20外侧时，滤光层11发出的光线能够直接入射至人眼，因此几乎不存相邻两个亚像素的光线在显示面板01内部混合的现象，所以采用如图3所示的彩膜基板10构成显示面板01中，在相邻两个亚像素之间无需设置用于隔离单色光的遮挡物。
[0043]在此基础上，为了使得制作于衬底基板20外侧的滤光层11的上表面能够平坦，且不受到外界环境中氧气和杂质的影响，优选的，在该滤光层11的表面覆盖有保护层15。其中，构成该保护层15的材料优选为无色透明树脂材料，以提高该保护层15的透过率，减少对滤光层11发出光线的吸收。此外，当上述第三滤光单元113也采用无色透明树脂材料时，该第三滤光单元113可以与上述保护层15在一次构图工艺中制备。
[0044]进一步的，为了提高光线的利用率，优选的，该彩膜基板10如图3所示，还包括位于滤光层11入光侧的光线选择层12，用于使得蓝光透过的同时，阻挡红光和绿光透过。
[0045]具体的，上述滤光层11入光侧是指，当采用上述彩膜基板10构成的显示面板01还包括如图3所示的背光源02时，背光源02发出的光线经过彩膜基板10的衬底基板20入射至滤光层11靠近该衬底基板20的一侧。因此上述滤光层11的入光侧即上述滤光层11靠近该衬底基板20的一侧。
[0046]在此情况下，当滤光层11入光侧设置有光线选择层12时，背光源02发出的蓝光可以通过上述光线选择层12入射至第一滤光单元111，以激发第一滤光单元111绿光;入射至第二滤光单元112，以激发第二滤光单元112发红光;入射至第三滤光单元113，以使得蓝光透过该第三滤光单元113。此外，该光线选择层12，可以阻挡红光和绿光透过，这样一来，能够防止第一滤光单元111发出的绿光和第二滤光单元112发出的红光向靠近衬底基板20的一侧入射，以避免向下发出的绿光和红光对背光源02发出的蓝光的纯度造成影响。
[0047]以下对上述滤光层11的设置方式进行详细的举例说明。
[0048]例如，上述光线选择层12如图4所示可以包括交替且相接触的第一条状部分121和第二条状部分122。该第一条状部分121和第二条状部分122材料的折射率不同，用于透过背光源发出的蓝光，且对第一滤光单元111绿光和第二滤光单元112发出的红光进行反射。
[0049]在此基础上，优选的，上述第一条状部分121的材料包括砷化镓(GaAs);构成所述第二条状部分的材料包括砷化招(AlAs)
[0050]又例如，上述光线选择层12可以为蓝色色阻层，从而可以透过背光源发出的蓝光，且对第一滤光单元111绿光和第二滤光单元112发出的红光进行吸收。
[0051]进一步的，上述滤光层11的厚度优选为2μηι?5μηι。当滤光层11的厚度小于2μηι时，由于滤光层11的厚度太小，从而降低了量子点的掺杂浓度，使得蓝光激发下第一滤光单元111发出的滤光和第二滤光单元112发出的红光的量太少，降低显示亮度。当滤光层11的厚度大于5μπι时，由于滤光层11的厚度较大虽然能够提高量子点的掺杂浓度，利于提高显示亮度，但是由于滤光层11厚度过大不利于显示面板超薄化设计。因此，当光层11的厚度在2μπι?5μπι的范围内，能够既有利于提高显示面板的超薄化设计，又利于提高显示亮度。
[0052]本发明实施例提供一种显示装置，如图3所示，包括显示面板01。该显示面板包括如上所述的任意一种彩膜基板10。此外，该显示装置还包括位于显示面板01入光侧的发蓝光的背光源02。
[0053]需要说明的是，上述显示装置中的彩膜基板10的结构和有益效果与前述实施例提供的彩膜基板10的结构和有益效果相同，由于前述实施例已经对上述彩膜基板10的结构和有益效果进行了详细的说明，此处不再赘述。
[0054]进一步的，为了实现画面显示，显示面板01包括异层设置第一偏光片13和第二偏光片14。其中，第一偏光片13和第二偏光片14中距离背光源02较近的偏光片，例如第二偏光片14可以对背光源02发出的光线进行起偏，从而得到线偏振光，而距离背光源02较远的偏光片，例如第一偏光片13可以将第二偏光片14透过的线偏振光继续以线偏振光的状态出射，以实现画面显示。
[0055]在此情况下，上述第一偏光片13和第二偏光片14设置于滤光层11靠近背光源02的一侧。这样一来，可以避免将滤光层11设置于第一偏光片13和第二偏光片14之间，从而使得第二偏光片14透过的线偏振光照射至滤光层11后，被该滤光层11中的量子点材料散射形成椭圆偏振光，该椭圆偏振光到达第二偏光片11后不容易从第一偏光片13出射，从而不利于显不O
[0056]以下当第一偏光片13和第二偏光片14设置于滤光层11靠近背光源02的一侧时，第一偏光片13和第二偏光片14的设置方式进行详细说明。
[0057]具体的，如图3所示，在滤光层11位于衬底基板20背离背光源的02—侧的情况下，彩膜基板10还包括上述第一偏光片13。该第一偏光片13位于衬底基板20靠近滤光层11一侧的。具体的，当上述滤光层11的入光侧设置有光线选择层12时，上述第一偏光片13可以位于光线选择层12与衬底基板20之间，以表面光线选择层12对第二偏光片14透过的线偏振光的偏振方向的影响。
[0058]基于此，在显示面板01还包括与彩膜基板10相对盒的阵列基板30时，第二偏光片14位于阵列基板靠近背光源02的一侧。具体的，可以将制作好的彩膜基板10与阵列基板30相对盒以形成液晶盒，其中，该液晶盒可以通过封框胶21进行密封。然后，在阵列基板30靠近背光源02的一侧制作上述第二偏光片14。
[0059]需要说明的是，本发明对制作上述第一偏光片13和第二偏光片14的方法不做限定，例如可以将由厂家直接提供的偏光片直接贴附于设置上述偏光片的位置。其中，该偏光片包括依次设置的压敏胶、支承层(由三醋酸纤维素构成)、偏光层(由聚乙烯醇构成)、支承层以及压敏胶。
[0060]或者又例如，在制作显示面板的过程，采用偏光片制作工艺，在预形成该偏光片的基板上，先依次涂覆金属铝薄膜层、二氧化硅层，然后依次通过涂胶、加热、压模、脱模、刻蚀以及氮化硅封装工序制备上述偏光片。由于该偏光片制作工艺中具有加热环节，因此构成滤色层11中用于掺杂量子点的树脂材料需要采用耐热性材料。此外，上述偏光片制作工艺较复杂，良品率低，因此优选上述通过贴附工艺将以制备好的偏光片贴附至设置位置的方式，对偏光片进行设置。
[0061]此外，本发明对第一偏光片13和第二偏光片14的偏振方向不做限定，例如第一偏光片13和第二偏光片14的偏振方向可以相同，或者第一偏光片13和第二偏光片14的偏振方向可以垂直。
[0062]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种彩膜基板，划分有多个像素单元，其特征在于，所述像素单元包括绿色亚像素、红色亚像素以及蓝色亚像素； 所述彩膜基板包括滤光层，所述滤光层包括位于所述绿色亚像素中的第一滤光单元、位于所述红色亚像素中的第二滤光单元，以及位于所述蓝色亚像素中的第三滤光单元； 其中，构成所述第一滤光单元和所述第二滤光单元的材料包括量子点材料，所述第一滤光单元在所述蓝光的激发下发绿光，所述第二滤光单元在所述蓝光的激发下发红光，所述第三滤光单元用于透过蓝光。2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，构成所述第三滤光单元的材料为无色透明树脂材料。3.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括衬底基板;所述滤光层位于所述衬底基板外侧。4.根据权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板还包括位于所述滤光层入光侧的光线选择层，用于使得所述蓝光透过的同时，阻挡红光和绿光透过。5.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述光线选择层包括交替且相接触的第一条状部分和第二条状部分，所述第一条状部分和所述第二条状部分材料的折射率不同，用于透过蓝光，且对绿光和第二红光进行反射。6.根据权利要求5所述的彩膜基板，其特征在于，构成所述第一条状部分的材料包括砷化镓;构成所述第二条状部分的材料包括砷化铝。7.根据权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述光线选择层为蓝色色阻层。8.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述滤光层的厚度为2μπι?5μπι。9.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述滤光层的表面覆盖有保护层。10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板，所述显示面板包括如权利要求1-9任一项所述的彩膜基板，所述显示装置还包括位于所述显示面板入光侧的发蓝光的背光源。11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括设置于所述滤光层靠近所述背光源的一侧的第一偏光片和第二偏光片;所述第一偏光片和所述第二偏光片异层设置。12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，在所述滤光层位于所述衬底基板背离所述背光源的一侧的情况下， 所述彩膜基板还包括所述第一偏光片，所述第一偏光片位于所述衬底基板靠近所述滤光层一侧的。13.根据权利要求11或12所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括与所述彩膜基板相对盒的阵列基板； 所述第二偏光片位于所述阵列基板靠近背光源的一侧。
【文档编号】G02F1/13357GK105911748SQ201610525728
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】田允允, 吕敬
【申请人】京东方科技集团股份有限公司