背光源和显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种背光源和显示装置，上述背光源包括：基底；多组量子线，设置在基底的一侧，每组量子线包括：至少一个第一量子线，用于发出第一颜色光；至少一个第二量子线，用于发出第二颜色光；至少一个第三量子线，用于发出第三颜色光；第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光混合后为白光。根据本发明的技术方案，由于量子线的厚度为纳米级，因此可以极大地降低形成背光源的厚度。并且每个量子线可以作为一个分立光源，每个分立光源发光频率限宽极窄，单色性极好，因此可以大幅提高背光源的出光色域。
【专利说明】
背光源和显不装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种背光源和一种显示装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，液晶显示器的背光源主要为侧入式，其结构主要包括导光板和设置在导光板侧边的灯条。其中，导光板一般利用光学级的亚克力/PC板材制成，在光学级的亚克力板材底面用UV(紫外光)网版印刷技术印上导光点。虽然导光板已经可以做的比较轻薄，但是由于其仍然具备1-10毫米的厚度，对显示器件日益轻薄化的发展造成了制约。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种低厚度的背光源。
[0004]为此目的，本发明提出了一种背光源，包括:
[0005]基底；
[0006]多组量子线，设置在所述基底的一侧，每组量子线包括:
[0007]至少一个第一量子线，用于发出第一颜色光；
[0008]至少一个第二量子线，用于发出第二颜色光；
[0009]至少一个第三量子线，用于发出第三颜色光；
[00? O]所述第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光混合后为白光。
[0011]优选地，所述第一量子线设置在第一凹槽中，所述第二量子线设置在第二凹槽中，所述第三量子线设置在第三凹槽中。
[0012]优选地，所述第一量子线的数量、所述第二量子线的数量、…、所述第η量子线的数量相等。
[0013]优选地，在每组量子线中，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽按照预设顺序排列。
[0014]优选地，所述第一凹槽的宽度为2nm、所述第二凹槽的宽度为5nm、所述第三凹槽的宽度为8nm。
[0015]优选地，上述背光源还包括:
[0016]第一电极，设置在所述基底的另一侧；
[0017]第一缓冲层，设置在所述基底和所述量子线之间；
[0018]第二缓冲层，设置在所述第一缓冲层远离所述量子线的一侧；
[0019]第二电极，设置在所述第二缓冲层远离所述量子线的一侧。
[0020]优选地，上述背光源还包括:
[0021]掺杂层，设置在所述第二缓冲层和所述第二电极之间。
[0022]优选地，所述第二电极包括:
[0023]沿第一方向设置的第一电极线；
[0024]多条沿第二方向设置且连接于所述第一电极线的第二电极线。
[0025]优选地，上述背光源还包括:
[0026]反射层，设置在所述背光源的侧壁。
[0027]本发明还提出了一种显示装置，包括上述背光源和设置在所述背光源出光侧的显示面板。
[0028]优选地，所述显示面板包括:
[0029]第一偏光片，设置在所述背光源的出光侧；
[0030]阵列基板，设置在所述第一偏光片远离所述背光源的一侧；
[0031]液晶层，设置在所述阵列基板远离所述第一偏光片的一侧；
[0032]分色层，设置在所述液晶层远离所述阵列基板的一侧；
[0033]保护基底，设置在所述分色层远离所述液晶层的一侧；
[0034]第二偏光片，设置在所述保护基底远离所述分色层的一侧。
[0035]优选地，所述显示面板包括:
[0036]分色层，设置在所述背光源的出光侧；
[0037]液晶层，设置在所述分色层远离所述背光源的一侧；
[0038]阵列基板，设置在所述液晶层远离所述分色层的一侧；
[0039]第三偏光片，设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧，
[0040]其中，在每组量子线之间设置有凸起结构，多个凸起结构形成自偏振光栅。
[0041 ]优选地，每个所述凸起结构的高度为10nm至150nm。
[0042]优选地，每组量子线的宽度为40nm至60nm，每组量子线之间的距离为80nm至120nmo
[0043]优选地，所述分色层为色阻层或衍射分色层。
[0044]优选地，在所述分色层为衍射分色层时，所述显示装置还包括:
[0045]光准直层，设置在所述背光源与所述显示面板之间。
[0046]通过上述技术方案，由于量子线的厚度为纳米级，因此可以极大地降低形成背光源的厚度。并且每个量子线可以作为一个分立光源，每个分立光源发光频率限宽极窄，单色性极好，因此可以大幅提高背光源的出光色域。
【附图说明】
[0047]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0048]图1示出了根据本发明一个实施例的背光源的示意图；
[0049]图2示出了根据本发明一个实施例的背光源的具体示意图；
[0050]图3示出了根据本发明一个实施例的基底和凹槽的示意图；
[0051 ]图4示出了根据本发明另一个实施例的凹槽的示意图；
[0052]图5示出了根据本发明又一个实施例的凹槽的示意图；
[0053]图6示出了根据本发明一个实施例的显示装置的示意图；
[0054]图7示出了根据本发明又一个实施例的显示装置的示意图；
[0055]图8示出了根据本发明一个实施例的自偏振光栅的局部示意图；
[0056]图9示出了根据本发明一个实施例的梯度折射率材料工作原理的示意图；
[0057]附图标号说明:
[0058]1-基底;2-量子线；3-第一电极;4-第一缓冲层;5-第二缓冲层;6-第二电极;7_掺杂层;8-凹槽;9-凸起结构；21-第一偏光片；22-阵列基板;23-液晶层;24-分色层;25-保护基底;26-第二偏光片;27-第三偏光片;28-光准直层。
【具体实施方式】
[0059]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0060]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0061]如图1和图2所示，根据本发明一个实施例的背光源，包括:
[0062]基底I;
[0063]多组量子线2，设置在基底I的一侧，每组量子线2包括:
[0064]至少一个第一量子线，用于发出第一颜色光；
[0065]至少一个第二量子线，用于发出第二颜色光；
[0066]至少一个第三量子线，用于发出第三颜色光；
[0067 ] 第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光混合后为白光。
[0068]在本实施例中，由于量子线的厚度为纳米级(例如2nm至5nm)因此可以极大地降低形成背光源的厚度。并且每个量子线可以作为一个分立光源，每个分立光源发光频率线宽极窄，单色性极好，因此可以大幅提高背光源的出光色域。
[0069]而且在与其配合的显示面板中采用衍射分色层进行分色的情况下，由于量子线发光单色性极好，可以极大地缓解衍射分色所存在的色偏、串色等问题，提高显示效果。
[0070]本实施例中，第一颜色可以为红色、第二颜色可以为绿色、第三颜色可以为蓝色。需要说明的是，除了通过三种类型的量子线分别发出三种颜色光的情况，本实施例还可以通过其他数目类型的量子线分别发出各色光，以混合得到白光。例如存在两种类型的量子线时，那么第一颜色为黄色、第二颜色为蓝色；例如存在四种类型的量子线时，那么第一颜色为红色、第二颜色为绿色、第三颜色为蓝色、第四颜色为白色。
[0071]优选地，第一量子线设置在第一凹槽中，第二量子线设置在第二凹槽中，第三量子线设置在第三凹槽中。
[0072]如图3所示，通过凹槽8，例如V形槽，形成量子线，可以形成小于1nm的极窄势阱。
[0073]在V形槽中形成量子线的工艺可以包括:
[0074]通过各向异性刻蚀技术，首先将基底(例如半导体晶体)表面蚀刻出多组截面为V形的凹槽。由于在一定的生长条件下，不同晶面有不同的生长速率，因此可以选择区域外延量子线，例如凹槽两侧具有较大的生长速率，则可在侧面形成量子线，如果在沟槽底部具有较大的生长速率，则可形成新月形量子线。
[0075]然后根据需要在V形槽中制备量子线，可以得到台状或脊形量子线。例如可以通过GaAs/AlGaAs形成量子线，通过在V形槽衬底上外延生长直接得到量子线结构。为了防止光损耗，在凹槽中不声场接触层和电极。
[0076]优选地，第一量子线的数量、第二量子线的数量和第三量子线的数量相等。
[0077]根据本实施例，由于第一凹槽的数量、第二凹槽的数量和第三凹槽的数量相等，也即第一量子线的数量、第二量子线的数量和第三量子线的数量相等，因此可以保证每种量子线出光的亮度相等，进而保证背光源整体的出光不存在色偏。
[0078]优选地，在每组量子线中，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽按照预设顺序排列。
[0079]根据本实施例，可以保证背光源每个区域的出光都不存在色偏。
[0080]如图4所示，优选地，第一凹槽的宽度为2nm、第二凹槽的宽度为5nm、第三凹槽的宽度为8nm。
[0081]根据本实施例，第一凹槽可以发出蓝光、第二凹槽可以发出绿光、第三凹槽可以发出红光。当然，这只是本发明的一种优选实施方式，实际上可以根据需要设置每个凹槽的宽度，只要三个凹槽中量子线出射光线能够合成白光即可，例如分别发出青色、品红、黄色光。
[0082]除了可以调整凹槽的宽度，还可以调整凹槽的形状，例如通过图5所示形状的凹槽，可以使得凹槽中量子线的出光方向多样化。还可以通过封装材料局部修饰量子线的表面，以调整量子线的出光方向，封装材料可以采用耐高温、不易黄化，且水氧阻隔性较好的环氧树脂材料。
[0083 ] 如图2和图3所示，优选地，上述背光源还包括:
[0084]第一电极3，设置在基底I的另一侧；
[0085]第一缓冲层4，设置在基底I和量子线2之间；
[0086]第二缓冲层5，设置在第一缓冲层4远离量子线2的一侧；
[0087]第二电极6，设置在第二缓冲层远离量子线的一侧。
[0088]本实施例中，第一电极和第二电极可以分别通以相反的电压，在第一电极和第二电极之间可以形成电场，量子线在电场的作用下发光。
[0089]优选地，第一电极为反光材料，第二电极为透明材料。
[0090]根据本实施例，第一电极可以将量子线朝第一电极发出的光线向第二电极反射，从而使得背光源整体向一个方向出光。
[0091]如图2和图3所示，优选地，上述背光源还包括:
[0092]掺杂层7，设置在第二缓冲层和第二电极之间。
[0093]由于第二电极为透明导电材料，而第二缓冲层为半导体材料，若直接将第二电极设置在第二缓冲层之上，第二电极的导电性能会受到影响。本实施例中，掺杂层可以是掺杂有导电粒子的半导体层，以保证第二电极能够良好地实现导电特性。
[0094]如图2和图3所示，优选地，第二电极6包括:
[0095]沿第一方向设置的第一电极线61;
[0096]多条沿第二方向设置且连接于第一电极线61的第二电极线62。
[0097]虽然第二电极为透明导电材料，但是其对于背光源的出光仍存在一定影响。根据本实施例设置的第二电极可以为梳子状，从而降低位于量子线出光方向的第二电极的面积，进而降低第二电极对背光源出光的影响。
[0098]第一方向可以与第二方向成一定角度(例如大于0°且小于或等于90°)，优选为垂直于第二方向。例如第一方向可以是平行于量子线长度的方向，第二方向可以是平行于量子线宽度的方向。
[0099]优选地，上述背光源还包括:
[0100]反射层，设置在背光源的侧壁，反射率大于或等于95%。
[0101 ]由于量子线存在多方向的出光，通过本实施例，可以将量子线朝背光源侧壁方向出射的光线被反射层反射，进而提高背光源的出光效率。
[0102]本发明还提出了一种显示装置，包括上述背光源和设置在背光源出光侧的显示面板。
[0103]需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为:电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0104]如图6所示，优选地，显示面板包括:
[0105]第一偏光片21，设置在背光源的出光侧；
[0106]阵列基板22，设置在第一偏光片21远离背光源的一侧；
[0107]液晶层23，设置在阵列基板22远离第一偏光片21的一侧；
[0108]分色层24，设置在液晶层23远离阵列基板22的一侧；
[0109]保护基底25，设置在分色层24远离液晶层23的一侧；
[0110]第二偏光片26，设置在保护基底25远离分色层24的一侧。
[0111]在本实施例中，可以将背光源设置在显示面板之外。
[0112]如图7所示，优选地，显示面板包括:
[0113]分色层24，设置在背光源的出光侧；
[0114]液晶层23，设置在分色层24远离背光源的一侧；
[0115]阵列基板22，设置在液晶层23远离分色层23的一侧；
[0116]第三偏光片27，设置在阵列基板22远离液晶层23的一侧，
[0117]其中，在每组量子线2之间设置有凸起结构9，多个凸起结构9形成自偏振光栅。
[0118]在本实施例中，可以将背光源设置在显示面板之中，并且通过自偏振光栅，可以保证射入分色层的光为偏振光，进而减少了一层偏光片的设置，简化了制作工艺和结构。
[0119]需要说明的是，本实施例中阵列基中的基底可以作为保护基底。
[0? 2O ]如图8所示，优选地，每个凸起结构9的高度为I OOnm至150nm。
[0121]这个高度范围内的凸起结构形成的光栅可以保证量子线出光起偏，凸起结构可以为铝等金属材料，工艺性较好。
[0122]在光栅之上还可以进一步涂覆平坦层，以便在其上设置其他结构。
[0123]优选地，每组量子线的宽度为40nm至60nm，每组量子线之间的距离为SOnm至120nmo
[0124]如图8所示，凸起结构之间设置有凹槽8，图8所示的凸起的高度和凹槽的深度只是一种示意，实际上凸起的高度和凹槽的深度的比值可以为几百至几千，在量子线之前设置一定距离的空间，便于设置凸起结构。
[0125]优选地，每组量子线的宽度为50nm、每组量子线之间的距离为lOOnm。
[0126]优选地，分色层24为色阻层或衍射分色层。
[0127]优选地，在分色层24为衍射分色层时，显示装置还包括:
[0128]光准直层28，设置在背光源与显示面板之间。
[0129]由于色阻层的分色作用实质上是滤色，例如红色色阻片会滤除白光中的蓝光和绿光，实际通过的光线仅为白光的1/3。
[0130]而衍射分色层的分色作用实质上是衍射，因此可以保证通过的光几乎全部得到利用，保证光的利用率。
[0131]由于射入衍射分色层的光要保证其约为准直光线，通过光准直层可以实现该效果，其中，光准直层包括多层透明介质层，例如图9所示，透明介质层由基底向衍射分色层的方向，折射率递减，也即η0>η1>η2>...>ηχ，χ大于2，经过光准直层之后，大部分光可以接近垂直入射分色层，并且通过多层介质层改变光路，相对于只使用两种介质层改变光路(两种介质材料差异性较大，结合面不稳定)，可以使得光路按照预定趋势变化。
[0132]以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中的背光源厚度较大，有碍于显示装置的轻薄化。通过上述实施例的技术方案，由于量子线的厚度为纳米级，因此可以极大地降低形成背光源的厚度。并且每个量子线可以作为一个分立光源，每个分立光源发光频率限宽极窄，单色性极好，因此可以大幅提高背光源的出光色域。
[0133]需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
[0134]在本发明中，术语“第一”、“第二”、…、“第η”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0135]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种背光源，其特征在于，包括: 基底； 多组量子线，设置在所述基底的一侧，每组量子线包括: 至少一个第一量子线，用于发出第一颜色光； 至少一个第二量子线，用于发出第二颜色光； 至少一个第三量子线，用于发出第三颜色光； 所述第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光混合后为白光。2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述第一量子线设置在第一凹槽中，所述第二量子线设置在第二凹槽中，所述第三量子线设置在第三凹槽中。3.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述第一量子线的数量、所述第二量子线的数量和所述第三量子线的数量相等。4.根据权利要求3所述的背光源，其特征在于，在每组量子线中，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽按照预设顺序排列。5.根据权利要求2至4中任一项所述的背光源，其特征在于，所述第一凹槽的宽度为2nm、所述第二凹槽的宽度为5nm、所述第三凹槽的宽度为8nm。6.根据权利要求1至4中任一项所述的背光源，其特征在于，还包括: 第一电极，设置在所述基底的另一侧； 第一缓冲层，设置在所述基底和所述量子线之间； 第二缓冲层，设置在所述第一缓冲层远离所述量子线的一侧； 第二电极，设置在所述第二缓冲层远离所述量子线的一侧。7.根据权利要求6所述的背光源，其特征在于，还包括: 掺杂层，设置在所述第二缓冲层和所述第二电极之间。8.—种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的背光源和设置在所述背光源出光侧的显示面板。9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括: 第一偏光片，设置在所述背光源的出光侧； 阵列基板，设置在所述第一偏光片远离所述背光源的一侧； 液晶层，设置在所述阵列基板远离所述第一偏光片的一侧； 分色层，设置在所述液晶层远离所述阵列基板的一侧； 保护基底，设置在所述分色层远离所述液晶层的一侧； 第二偏光片，设置在所述保护基底远离所述分色层的一侧。10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括: 分色层，设置在所述背光源的出光侧； 液晶层，设置在所述分色层远离所述背光源的一侧； 阵列基板，设置在所述液晶层远离所述分色层的一侧； 第三偏光片，设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧， 其中，在每组量子线之间设置有凸起结构，多个凸起结构形成自偏振光栅。11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，每个所述凸起结构的高度为10nm至150nm。12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，每组量子线的宽度为40nm至60nm，每组量子线之间的距离为80nm至120nmo13.根据权利要求11至12中任一项所述的显示装置，其特征在于，在所述分色层为衍射分色层时，所述显示装置还包括: 光准直层，设置在所述背光源与所述显示面板之间。
【文档编号】G02F1/13357GK105911754SQ201610294926
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】董瑞君, 孙海威, 王晨如, 禹璐, 陈丽莉, 吴建杰
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司