一种显示装置的制作方法

文档序号:31258359发布日期:2022-08-24 09:52阅读:55来源:国知局
一种显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域,尤其涉及一种显示装置。


背景技术:

2.发光二极管(light emitting diode,简称led)因其亮度高、响应快、高稳定性等特点被认为是未来显示技术的理想形式。为了达到像素级显示,可以将led芯片微缩化,采用mini led(mini light emitting diode,简称mini led)或micro led(micro light emitting diode,简称micro led)作为发光器件。
3.目前micro led显示装置实现全彩化的方式是蓝光micro led激发色彩转换层,这种方式可以规避三色转移良率低问题以及红绿蓝三色效率不一致的问题。目前色彩转换层的制备方式主要是光刻或喷墨打印,这两种方式制备的量色彩转换单元都为平面,从led发光特性分析,由于led发光的光强分布为朗伯分布,由于光强分布不均匀导致部分色彩转换层转换不充分造成光晕问题。


技术实现要素:

4.本实用新型一些实施例中,一种显示装置,包括:
5.驱动基板,用于提供驱动信号;
6.发光芯片,位于驱动基板上,与驱动基板电连接;
7.色彩转换基板,与驱动基板相对设置;色彩转换基板包括:
8.基材,与驱动基板相对设置;
9.压印层,位于基材面向驱动基板的一侧;压印层包括多个向基材一侧凹陷的容纳单元;一个发光芯片的出光侧对应设置一个容纳单元;
10.色彩转换层,位于部分容纳单元内;色彩转换层用于在发光芯片的出射光的激发下出射其它颜色的光;色彩转换层在中心位置的厚度小于色彩转换层在边缘位置的厚度。
11.由于发光芯片的出射的小角度光线的发光强度较大,对应于色彩转换层中厚度较小的中心区域,可以充分激发色彩转换层;而发光芯片出射的大角度光线的发光强度较小,对应于色彩转换层中厚度较大的边缘区域,由此可以进一步提高色彩转换层在边缘区域的激发效率,从而使得色彩转换层在各位置的激发效率相当,避免由于边缘位置转换不充分造成光晕问题。
12.本实用新型一些实施例中,色彩转换基板还包括:散射层。散射层位于未设置色彩转换层的容纳单元中。散射层的作用是将发光芯片出射光线进行散射,从而形成与经过色彩转换层之后激发光线相同的出光规律。
13.本实用新型一些实施例中,发光芯片采用蓝光mini led芯片或蓝光micro led芯片,色彩转换层包括:红色转换层和绿色转换层。红色转换层在蓝色光的激发下出射红色光,绿色转换层在蓝色光的激发下出射绿色光,还有一些发光芯片直接出射蓝色光,由此构成形成彩色图像的三基色光。
14.本实用新型一些实施例中,压印形成的容纳单元在中间位置的深度大于容纳单元在边缘位置的深度,从而使得形成可以容纳发光芯片的容纳腔体。色彩转换层形成在容纳单元中,与容纳单元接触的表面通常具有容纳单元相同的形状。容纳单元的中间位置深度大于边缘位置深度更加符合led芯片的出光光型。
15.本实用新型一些实施例中,容纳单元面向发光芯片一侧的表面为弧形,由此使得色彩转换层与容纳单元接触的表面,即色彩转换层离发光芯片一侧的表面也为弧形。该弧形表面可以满足余弦方程,以更加适应于led芯片出射光的朗伯分布。色彩转换层面向发光芯片一侧的表面也为弧形,弧形的色彩转换层可以包裹住发光芯片,使得发光芯片出射的大角度光也可以激发色彩转换层进行色彩转换,从而提高色彩转换层的转换效率。
16.本实用新型一些实施例中,散射层通常设置为与色彩转换层相同的形状,散射层面向发光芯片一侧的表面以及散射层背离发光芯片一侧的表面均为弧形。
17.本实用新型一些实施例中,可以适当增加色彩转换层的厚度,由于色彩转换层设置为弧形,可以将发光芯片包裹住,使得发光芯片出射的蓝色光能被色彩转换层完全转化,由此避免串扰到相邻位置,同时不需要再额外设置滤光结构。
18.本实用新型一些实施例中,在色彩转换层中分布多个微结构,发光芯片的出射光在入射到微结构之后,传播方向产生随机性改变,从而降低全反射作用。另外,在色彩转换层中分布微结构,相当于减小了色彩转换层的折射率,从而减小色彩转换层与相邻膜层之间的折射率差异,降低全反射,提高光出射效率。
19.本实用新型一些实施例中,微结构采用通孔、盲孔或中空结构。
20.本实用新型一些实施例中,色彩转换基板还包括:滤光层。滤光层位于容纳单元和色彩转换层之间;滤光层用于过滤蓝色光透射红色光和绿色光,由此可以使色彩转换层受激发射的红色光或绿色光得以出射,而未被完全转化的蓝色光被过滤,避免产生光串扰。而发光芯片出射的蓝色光由于滤光层的存在无法入射到相邻的容纳单元中,从而可以避免光线串扰。采用滤光层的结构,可以使色彩转换基板与驱动基板之间完全贴合,而不再需要将两者之间相距一定的距离,由此减小显示装置的整体厚度,有利于实现显示装置的轻薄化设计。
21.本实用新型一些实施例中,当在色彩转换基板中设置滤光层之后,对色彩转换层的厚度并没有过多限制,可以适当减薄色彩转换层的厚度,因未被转化的蓝色光可以被滤光层过滤,不会发生光串扰的问题。
22.本实用新型一些实施例中,滤光层可以采用布拉格反射层、法布里-珀罗谐振腔或者化学薄膜。
23.本实用新型一些实施例中,显示装置还包括:反射层。反射层位于驱动基板靠近发光芯片的一侧,反射层包括多个用于暴露出发光芯片的开口。由于设置了滤光层,色彩转换基板的压印层可以直接与反射层接触,以减小显示装置厚度。压印层的容纳单元在驱动基板的正投影与反射层在驱动基板的正投影存在交叠区域,由此可以向驱动基板一侧出射或反射的光线被反射层向显示装置的出光侧反射,从而提高光线的利用效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例中
所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所介绍的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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。
25.图1为相关技术中显示装置的结构示意图;
26.图2为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之一;
27.图3为本实用新型实施例提供的压印层的截面结构示意图;
28.图4为本实用新型实施例提供的压印层的平面结构示意图;
29.图5a-5b为本实用新型实施例提供的压印层的制作过程中的结构示意图;
30.图6为本实用新型实施例提供的驱动基板的平面结构示意图;
31.图7为本实用新型实施例提供的发光芯片的截面结构示意图;
32.图8为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之二;
33.图9a-9n为本实用新型实施例提供的色彩转换层和散射层的制作过程中的结构示意图;
34.图10为本实用新型实施例提供的色彩转换层的局部放大示意图;
35.图11为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之三;
36.图12为本实用新型实施例提供的布拉格反射层的结构示意图;
37.图13为本实用新型实施例提供的谐振腔的结构示意图;
38.图14为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之四。
39.其中,1-驱动基板,2-发光芯片,3-色彩转换基板,4-滤光层,5-反射层,21-n型掺杂层、22-发光层、23-p型掺杂层、24-绝缘层,25-电极,31-基材,32-色彩转换层,32r-红色转换层,32g-绿色转换层,33-压印层,34-散射层,32r
’‑
红色转换材料,32g
’‑
绿色转换材料,33
’‑
压印胶,34
’‑
散射材料,41-第一介质层,42-第二介质层,43-介质层,m-压印模具,mr-第一模具,mg-第二模具,mb-第三模具,m1-模具,s-容纳单元,sr-第一容纳单元,sg-第二容纳单元,sb-第三容纳单元,h-微结构,d-遮光性挡墙。
具体实施方式
40.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。本实用新型中所描述的表达位置与方向的词,均是以附图为例进行的说明,但根据需要也可以做出改变,所做改变均包含在本实用新型保护范围内。本实用新型的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
41.发光二极管(light emitting diode,简称led)显示技术是指以发光二极管作为显示器件的显示技术。为了达到像素级显示,可以将led芯片微缩化,采用mini led(mini light emitting diode,简称mini led)或micro led(micro light emitting diode,简称micro led)作为发光器件。其中,mini led的尺寸大于micro led,通常情况下,mini led的尺寸小于500μm,micro led的尺寸小于100μm。在具体实施时,可以根据像素分辨率需求,采用相应尺寸的发光芯片,在此不做限定。
42.由于micro led继承了传统发光二极管的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,并且具自发光无需背光源的特性,更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势,采用micro led直显技术得到大力发展。micro led未来在公共显示、tv、车载,商显、手机等方面有广阔的应用前景,是未来重要显示技术。
43.micro led显示装置的全彩显示方案中可以通过色彩转换法、三基色法、光学棱镜合成法以及通过控制发光芯片结构和尺寸发射不同波长光等方法实现。其中,利用色彩转换材料进行色彩转换被认为是最具潜力的方法之一。
44.利用色彩转换材料进行色彩转换的方式可以规避三色转移良率低问题以及红绿蓝三色效率不一致的问题。目前色彩转换层的制备方式主要是光刻或喷墨打印,这两种方式制备的量色彩转换单元都为平面,从led发光特性分析,由于led发光的光强分布为朗伯分布,由于光强分布不均匀导致部分色彩转换层转换不充分造成光晕问题。
45.图1为相关技术中显示装置的结构示意图。
46.如图1所示,显示装置包括驱动基板1、发光芯片2和色彩转换基板3。其中,色彩转换基板包括基材31和位于基材表面的色彩转换层32。
47.由图1可以看出色彩转换层32通常设置为平面,各位置的厚度均匀相等。然而发光芯片采用led芯片时,led芯片为朗伯体光源,其各位置的发光强度与光线出射角度相关,该出射角度为光线出射方向与法线的夹角。出射角度为0度时发光强度最大,而随着出射角度的增大发光强度减小。由于色彩转换层32为平面,发光芯片2的出射的小角度光线由于发光强度较大,可以充分激发色彩转换层32;而发光芯片2出射的大角度光线则无法充分激发色彩转换层32,导致色彩转换层32在中心位置和边缘位置的激发效率不同,由于边缘位置转换不充分造成光晕问题。
48.有鉴于此,本实用新型实施例提供一种显示装置,可以改善由于色彩转换层转换不充分而造成的光晕问题。
49.图2为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之一。
50.如图2所示,本实用新型实施例提供的显示装置包括:驱动基板1、发光芯片2和色彩转换基板3。
51.驱动基板1位于显示装置的底部,通常情况下其尺寸与显示装置的整体尺寸相适应,驱动基板1的尺寸略小于显示装置的尺寸。
52.在一些实施例中,显示装置也可以包括多个驱动基板1,驱动基板1之间通过拼接方式共同提供驱动信号。为了避免驱动基板1拼接带来的光学问题,相邻驱动基板1之间的拼缝尽量做到较小,甚至实现无缝拼接。
53.驱动基板1的形状与显示装置的整体形状相同,通常情况下,可以设置为矩形或方形。当显示装置为异形显示装置时,驱动基板的形状可以适应性设置为其它形状,在此不做限定。
54.驱动基板1用于提供驱动信号。通常情况下,驱动基板1可以采用电路板或阵列基板。
55.电路板可以为印刷电路板(printed circuit board,简称pcb),当应用于柔性显示时,可以采用柔性电路板(flexible printed circuit,简称fpc),在此不做限定。
56.阵列基板可以采用薄膜工艺在基板上制作薄膜晶体管(thin film transistor,
简称tft)阵列,用于驱动发光芯片。在具体实施时,可以通过沉积和刻蚀等方式在基材上制作多个tft结构,由此可以实现对发光芯片的有源驱动。
57.发光芯片2位于驱动基板1上,且与驱动基板1电连接。在本实用新型实施例中,发光芯片2用于出射单色光,再配合色彩转换基板3来实现全彩显示。
58.在一些实施例中,发光芯片2可以采用微型发光二极管芯片,微型发光二极管芯片可以为mini led芯片或micro led芯片。其中,mini led芯片和micro led芯片的尺寸均可以达到微米或次毫米量级,mini led芯片的尺寸大于micro led芯片的尺寸。在应用于不同的应用场景,对像素级别的要求不同时,可以根据实现情况采用mini led芯片或micro led芯片作为子像素。
59.发光芯片2采用mini led芯片或micro led芯片时,发光芯片2和驱动基板1通常单独制作。如果发光芯片2采用mini led芯片,则在制作好mini led芯片和驱动基板1之后,采用固晶技术将mini led芯片与驱动基板1进行键合。如果发光芯片2采用micro led芯片,则在制作好micro led芯片和驱动基板1之后,再通过巨量转移技术将micro led芯片转移至驱动基板1之上,与驱动基板1进行键合。
60.色彩转换基板3与驱动基板1相对设置,且色彩转换基板3位于发光芯片2的出光侧。
61.色彩转换基板3的尺寸与显示装置的整体尺寸相适应,色彩转换基板3的尺寸略小于显示装置的尺寸。色彩转换基板3的尺寸与驱动基板1的尺寸相当。
62.色彩转换基板3的形状与显示装置的整体形状相同,通常情况下,可以设置为矩形或方形。当显示装置为异形显示装置时,驱动基板的形状可以适应性设置为其它形状,在此不做限定。
63.如图2所示,色彩转换基板3包括:基材31、压印层33和色彩转换层32。
64.基材31与驱动基板1相对设置。基材31尺寸与显示装置的整体尺寸相适应,基材31的尺寸略小于显示装置的尺寸。
65.基材31的形状与显示装置的整体形状相同,通常情况下,可以设置为矩形或方形,在此不做限定。
66.基材31具有支撑和承载的作用,通常情况下可以采用玻璃或有机材料进行制作,在此不做限定。
67.图3为本实用新型实施例提供的压印层的截面结构示意图,图4为本实用新型实施例提供的压印层的平面结构示意图。
68.如图3和图4所示,压印层33位于基材31面向驱动基板1的一侧,压印层33包括多个向基材31一侧凹陷的容纳单元s。
69.图5a-5b为本实用新型实施例提供的压印层的制作过程中的结构示意图。
70.在具体实施时,如图5a所示,可以在基材31的表面上均匀地涂布一层压印胶33’;然后,如图5b所示,通过压印模具m在压印胶33’上进行压印,从而压印出如图3所示的容纳单元s。
71.其中,压印胶可以采用光固化胶或者热固化胶,当采用光固化胶时,压印完成后通过紫外光照射对压印胶进行固化,形成压印层33;当采用热固化胶时,压印完成后采用加热的方式对压印胶进行固化,形成压印层33,在此不做限定。
72.图6为本实用新型实施例提供的驱动基板的平面结构示意图。
73.如图4和图6所示,驱动基板1上的各发光芯片2呈阵列排布,相应地,压印层33上的各容纳单元s呈阵列排布,一个发光芯片2的出光侧对应设置一个容纳单元s,将驱动基板1和色彩转换基板3相对设置之后,可以得到如图2所示的结构。
74.在本实用新型实施例中,发光芯片2用于出射蓝色光,具体可以采用蓝光mini led芯片或蓝光micro led芯片。
75.图7为本实用新型实施例提供的发光芯片的截面结构示意图。
76.如图7所示,当发光芯片采用mini led芯片或蓝光micro led芯片时,具体可以包括:n型掺杂层21、发光层22、p型掺杂层23、绝缘层24和电极25。
77.n型掺杂层21、发光层22和p型掺杂层23叠层设置,利用led外延技术在合适的衬底上生长。其中,n型掺杂层21和p型掺杂层23可以采用gan材料分别进行n型掺杂和p型掺杂得到。
78.发光层22和p型掺杂层23暴露出部分n型掺杂层21,用于形成电极。在形成电极之前在暴露出的n型掺杂层21和p型掺杂层23的表面形成一层绝缘层24。绝缘层24用于保护非电极区域被外界环境影响以及避免电极之间发生短路。绝缘层24可以采用sio2、aln、al2o3、alon中的一种或多种材料,通过原子层沉积或者等离子体化学气相沉积等方式制作。
79.绝缘层24包括两个分别暴露出部分n型掺杂层21和部分p型掺杂层23的通孔;两个电极25分别通过两个通孔与暴露出的n型掺杂层21和p型掺杂层23接触。连接n型掺杂层21的电极为n电极,连接p型掺杂层23的电极为p电极,n电极可以采用ti/al/ni/au金属,p电极可以采用ni/au金属,制作电极的材料可以包括但不限于cr、ti、ni、au、sn、sn、al、au、pt等金属或者组合。
80.发光芯片2的两个电极与驱动基板1上对应的焊盘焊接,实现驱动基板1与发光芯片2之间的电连接。
81.为了实现全彩显示,如图2所示,本实用新型实施例在部分容纳单元s内设置色彩转换层32。色彩转换层32用于在发光芯片2的出射光的激发下出射其它颜色的光。
82.具体地,发光芯片2采用蓝光mini led芯片或蓝光micro led芯片,因此色彩转换层32包括:红色转换层32r和绿色转换层32g。红色转换层32r在蓝色光的激发下出射红色光,绿色转换层32g在蓝色光的激发下出射绿色光,还有一些发光芯片2直接出射蓝色光,由此构成形成彩色图像的三基色光。
83.在本实用新型实施例中,色彩转换层32可以采用量子点材料,量子点材料具有较高色域,量子点材料受激发射的光线的波长由量子点的组成和粒径所决定。在具体实施时,量子点材料可以选择硫化锌、氧化锌、氮化镓、硒化锌、硫化镉、硒化镓、硒化镉、碲化锌、碲化镉、砷化镓、磷化铟、碲化铅,钙钛矿性量子点中的至少一种,在此不做限定。除此之外,色彩转换层也可以采用荧光材料等其他具有相似功能的材料,在此不做限定。
84.由于发光芯片2多采用mini led芯片或micro led芯片,其发光强度满足朗伯分布,因此,在本实用新型实施例中,如图2所示,色彩转换层32在中心位置的厚度小于在边缘位置的厚度。由于发光芯片2的出射的小角度光线的发光强度较大,对应于色彩转换层32中厚度较小的中心区域,可以充分激发色彩转换层32;而发光芯片2出射的大角度光线的发光强度较小,对应于色彩转换层32中厚度较大的边缘区域,由此可以进一步提高色彩转换层
32在边缘区域的激发效率,从而使得色彩转换层在各位置的激发效率相当,避免由于边缘位置转换不充分造成光晕问题。
85.图8为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之二。
86.如图8所示,色彩转换基板3还包括:散射层34。散射层34位于未设置色彩转换层32的容纳单元s中。散射层34的作用是将发光芯片出射的蓝色光进行散射,从而形成与经过色彩转换层32之后激发光线相同的出光规律。
87.散射层34通常由透明基质和分散在透明基质中的扩散粒子组成,扩散粒子可以使入射的蓝色光各方向的散射,形成均匀的出射光线。其中,透明基质可以采用pmma、pc、ps、pp等材料,扩散粒子可以采用tio2等具有散射作用的颗粒制作,在此不做限制。
88.由此,红色转换层32r、绿色转换层32g和散射层34按照设定的顺序在容纳单元s中重复排列。其中,发光芯片2激发红色转换层32r出射红色光作为红色子像素,发光芯片2激发绿色转换层32g出射绿色光作为绿色子像素,发光芯片2经过散射层34出射蓝色光作为蓝色子像素。相邻的一个红色转换层32r及对应的发光芯片2,一个绿色转换层32g及对应的发光芯片2,和一个散射层34及对应的发光芯片2构成一个像素单元。通过控制各像素单元中不同颜色光线的配比可以实现全彩显示。
89.如图3所示,在本实用新型实施例中,压印形成的容纳单元s在中间位置的深度大于容纳单元在边缘位置的深度,从而使得形成可以容纳发光芯片的容纳腔体。容纳单元s的形状通常与压印模具的形状相同,而色彩转换层形成在容纳单元s中,与容纳单元s接触的表面通常具有容纳单元s相同的形状。容纳单元s的中间位置深度大于边缘位置深度更加符合led芯片的出光光型。
90.在一些实施例中,如图2和图8所示,容纳单元s面向发光芯片2一侧的表面为弧形,由此使得色彩转换层32与容纳单元s接触的表面,即色彩转换层32离发光芯片2一侧的表面也为弧形。在具体实施时,该弧形表面可以满足余弦方程,以更加适应于led芯片出射光的朗伯分布。
91.为了使色彩转换层32在中心位置的厚度小于边缘位置的厚度,如图2和图8所示,可以将色彩转换层32面向发光芯片2一侧的表面也设置为弧形。弧形的色彩转换层32可以包裹住发光芯片2,使得发光芯片2出射的大角度光也可以激发色彩转换层32进行色彩转换,从而提高色彩转换层的转换效率。
92.而散射层34通常设置为与色彩转换层32相同的形状,如图8所示,散射层34面向发光芯片2一侧的表面以及散射层34背离发光芯片2一侧的表面均为弧形。
93.在一些实施例中,可以适当增加色彩转换层32的厚度,由于色彩转换层32设置为弧形,可以将发光芯片包裹住,使得发光芯片出射的蓝色光能被色彩转换层32完全转化,由此避免串扰到相邻位置,同时不需要再额外设置滤光结构。
94.在具体实施时可以采用压印的方法制作出色彩转换层32和散射层34的形状。图9a-9n为本实用新型实施例提供的色彩转换层和散射层的制作过程中的结构示意图。
95.如图9a所示,在基材31的表面形成一层压印胶33’,并采用第一模具mr进行压印形成如图9b所示的多个第一容纳单元sr。接着,如图9c所示,在压印胶33’的表面形成红色转换材料32r’,使红色转换材料32r’填充到第一容纳单元sr中,如图9d所示,将第一容纳单元sr以外多余的红色转换材料32r’刮除。
96.如图9e所示,再采用第二模具mg对压印胶33’进行压印,形成如图9f所示的多个第二容纳单元sg。接着,如图9g所示,在压印胶33’的表面形成绿色转换材料32g’,使绿色转换材料32g’填充到第二容纳单元sg中,如图9h所示,将第二容纳单元sg以外多余的绿色转换材料32g’刮除。
97.如图9i所示,再采用第三模具mb对压印胶33’进行压印,形成如图9j所示的多个第三容纳单元sb。接着,如图9k所示,在压印胶33’的表面形成散射材料34’,使散射材料34’填充到第三容纳单元sb中,如图9l所示,将第三容纳单元sb以外多余的散射材料34’刮除。
98.如图9m所示,再采用模具m1对容纳单元内形成的红色转换材料32r’、绿色转换材料32g’和散射材料34’进行压印,从而形成如图9n所示的色彩转换层32和散射层34的形状。其中,色彩转换层32以及散射层34靠近压印层33一侧的弧面的曲率小于远离压印层33一侧的弧面的曲率,这样可以使色彩转换层32以及散射层34中心位置的厚度小于边缘位置的厚度。
99.图10为本实用新型实施例提供的色彩转换层的局部放大示意图。
100.如图10所示,在本实用新型实施例中,色彩转换层32中分布有多个微结构h。
101.由于量子点材料的折射率与空气及衬底材料的折射率相差较大,因而发光芯片产生的光在高折射率材料与低折射率材料界面处容易发生全反射,限制显示装置的出光效率。本实用新型实施例在色彩转换层32中分布多个微结构h,发光芯片2的出射光在入射到微结构h之后,传播方向产生随机性改变,从而降低全反射作用。另外,在色彩转换层32中分布微结构h,相当于减小了色彩转换层32的折射率,从而减小色彩转换层32与相邻膜层之间的折射率差异,降低全反射,提高光出射效率。
102.在具体实施时,色彩转换层32中的微结构h可以均匀排布或无规则排布,微结构h的尺寸在纳米量级到微米量级。上述微结构h同样可以采用压印的方式进行制作,具体地,可以采用具有突出性结构的模具压印色彩转换层32,从而形成与模具相同形状的微结构。微结构h可以采用通孔、盲孔或中空结构,当采用中空结构时需要采用在色彩转换层中注入空气等方法形成,在此不做限定。
103.如图1所示,相关技术中显示装置的色彩转换基板3与驱动基板1之间隔开一定的距离,会造成子像素之间的串扰,导致对比度、显色能力下降。目前的方法是在两个基板之间设置遮光性挡墙d,增加了工艺制程步骤,由于遮光性挡墙d的吸光作用,使得入射到遮光性挡墙d的光线损失,无法变为正向光输出。
104.有鉴于此,本实用新型实施例提供的显示装置还在容纳单元s内设置滤光层,避免光串扰,提高发光效率。图11为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之三。
105.如图11所示,色彩转换基板3还包括:滤光层4。滤光层4位于容纳单元s和色彩转换层32之间;滤光层4用于过滤蓝色光透射红色光和绿色光。
106.在本实用新型实施例中,色彩转换层32为弧形结构,在容纳单元s中形成色彩转换层32之前,先在容纳单元s的表面形成滤光层4,值得注意的是,滤光层4仅形成在设置色彩转换层32的容纳单元s中,如图11所示,设置散射层34的容纳单元s中不形成滤光层4。
107.滤光层4可以过滤蓝色光透射红色光和绿色光,由此可以使色彩转换层32受激发射的红色光或绿色光得以出射,而未被完全转化的蓝色光被过滤,避免产生光串扰。而发光芯片2出射的蓝色光由于滤光层4的存在无法入射到相邻的容纳单元s中,从而可以避免光
线串扰。采用上述滤光层4的结构,可以使色彩转换基板3与驱动基板1之间完全贴合,而不再需要将两者之间相距一定的距离,由此减小显示装置的整体厚度,有利于实现显示装置的轻薄化设计。
108.在具体实施时,上述滤光层4可以采用布拉格反射层、法布里-珀罗谐振腔或化学薄膜。图12为本实用新型实施例提供的布拉格反射层的结构示意图,图13为本实用新型实施例提供的谐振腔的结构示意图。
109.如图12所示,当滤光层采用布拉格反射层时,布拉格反射层包括交替堆叠设置的第一介质层41和第二介质层42,其中,第一介质层41和第二介质层42的厚度和折射率满足反射蓝色光透射红色光和绿色光的条件。
110.布拉格反射层利用了薄膜干涉原理,通常情况下采用高折射率和低折射率两种材料交替分布,每层介质层的光学厚度均为λ/4,通过多组介质层重复设置,可以达到设定波长高于95%的反射率。
111.滤光层4采用布拉格反射层可以将未被转化的蓝色光反回,进一步激发色彩转换层32进行色彩转换,由此提高出光效率。
112.如图13所示,当滤光层采用谐振腔时,谐振腔包括相对设置的两个介质层43,两个介质层43之间的间距以及两个介质层43之间的介质的折射率满足过滤蓝色光透射红色光和绿色光的条件。
113.法布里-珀罗谐振腔是利用光在两个介质层之间不断反射振荡,使得满足选频条件波长的光线可以溢出。因此通过设置两个介质层43之间的间距以及两个介质层43之间的介质的折射率可以实现对设定波长光线的选频。
114.除此之外,滤光层4还可以采用化学薄膜,化学薄膜可以吸收蓝色光透射红色光和绿色光,由此起到过滤蓝色光的作用。在具体实施时,滤光层4可以采用黄色染料等,在此不做限定。
115.需要说明的是,当在色彩转换基板中设置滤光层之后,对色彩转换层的厚度并没有过多限制,可以适当减薄色彩转换层的厚度,因未被转化的蓝色光可以被滤光层4过滤,不会发生光串扰的问题。
116.图14为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图之四。
117.如图14所示,显示装置还包括:反射层5。反射层5位于驱动基板1靠近发光芯片2的一侧,反射层5包括多个用于暴露出发光芯片2的开口。由于设置了滤光层4,本实用新型实施例中色彩转换基板的压印层3可以直接与反射层5接触,以减小显示装置厚度。
118.压印层3的容纳单元s在驱动基板1的正投影与反射层5在驱动基板的正投影存在交叠区域,由此可以向驱动基板1一侧出射或反射的光线被反射层5向显示装置的出光侧反射,从而提高光线的利用效率。
119.在具体实施时,反射层5可以采用金属反射层,也可以采用基材涂覆反射材料的方式进行制作,在此不做限定。
120.根据第一实用新型构思,显示装置,包括:驱动基板,位于驱动基板上的发光芯片,与驱动基板相对设置的色彩转换基板;色彩转换基板包括:基材和压印层;压印层包括多个向基材一侧凹陷的容纳单元;一个发光芯片的出光侧对应设置一个容纳单元;色彩转换层,位于部分容纳单元内;色彩转换层用于在发光芯片的出射光的激发下出射其它颜色的光;
色彩转换层在中心位置的厚度小于色彩转换层在边缘位置的厚度。由于发光芯片的出射的小角度光线的发光强度较大,对应于色彩转换层中厚度较小的中心区域,可以充分激发色彩转换层;而发光芯片出射的大角度光线的发光强度较小,对应于色彩转换层中厚度较大的边缘区域,由此可以进一步提高色彩转换层在边缘区域的激发效率,从而使得色彩转换层在各位置的激发效率相当,避免由于边缘位置转换不充分造成光晕问题。
121.根据第二实用新型构思,色彩转换基板还包括:散射层。散射层位于未设置色彩转换层的容纳单元中。散射层的作用是将发光芯片出射光线进行散射,从而形成与经过色彩转换层之后激发光线相同的出光规律。
122.根据第三实用新型构思,发光芯片采用蓝光mini led芯片或蓝光micro led芯片,色彩转换层包括:红色转换层和绿色转换层。红色转换层在蓝色光的激发下出射红色光,绿色转换层在蓝色光的激发下出射绿色光,还有一些发光芯片直接出射蓝色光,由此构成形成彩色图像的三基色光。
123.根据第四实用新型构思,压印形成的容纳单元在中间位置的深度大于容纳单元在边缘位置的深度,从而使得形成可以容纳发光芯片的容纳腔体。色彩转换层形成在容纳单元中,与容纳单元接触的表面通常具有容纳单元相同的形状。容纳单元的中间位置深度大于边缘位置深度更加符合led芯片的出光光型。
124.根据第五实用新型构思,容纳单元面向发光芯片一侧的表面为弧形,由此使得色彩转换层与容纳单元接触的表面,即色彩转换层离发光芯片一侧的表面也为弧形。该弧形表面可以满足余弦方程,以更加适应于led芯片出射光的朗伯分布。弧形的色彩转换层可以包裹住发光芯片,使得发光芯片出射的大角度光也可以激发色彩转换层进行色彩转换,从而提高色彩转换层的转换效率。
125.根据第六实用新型构思,可以适当增加色彩转换层的厚度,由于色彩转换层设置为弧形,可以将发光芯片包裹住,使得发光芯片出射的蓝色光能被色彩转换层完全转化,由此避免串扰到相邻位置,同时不需要再额外设置滤光结构。
126.根据第七实用新型构思,散射层通常设置为与色彩转换层相同的形状,散射层面向发光芯片一侧的表面以及散射层背离发光芯片一侧的表面均为弧形。
127.根据第八实用新型构思,在色彩转换层中分布多个微结构,发光芯片的出射光在入射到微结构之后,传播方向产生随机性改变,从而降低全反射作用。另外,在色彩转换层中分布微结构,相当于减小了色彩转换层的折射率,从而减小色彩转换层与相邻膜层之间的折射率差异,降低全反射,提高光出射效率。微结构采用通孔、盲孔或中空结构。
128.根据第九实用新型构思,色彩转换基板还包括:滤光层。滤光层位于容纳单元和色彩转换层之间;滤光层用于过滤蓝色光透射红色光和绿色光,由此可以使色彩转换层受激发射的红色光或绿色光得以出射,而未被完全转化的蓝色光被过滤,避免产生光串扰。而发光芯片出射的蓝色光由于滤光层的存在无法入射到相邻的容纳单元中,从而可以避免光线串扰。采用滤光层的结构,可以使色彩转换基板与驱动基板之间完全贴合,而不再需要将两者之间相距一定的距离,由此减小显示装置的整体厚度,有利于实现显示装置的轻薄化设计。
129.根据第十实用新型构思,当在色彩转换基板中设置滤光层之后,对色彩转换层的厚度并没有过多限制,可以适当减薄色彩转换层的厚度,因未被转化的蓝色光可以被滤光
层过滤,不会发生光串扰的问题。
130.根据第十一实用新型构思,滤光层可以采用布拉格反射层或法布里-珀罗谐振腔。
131.根据第十二实用新型构思,显示装置还包括:反射层。反射层位于驱动基板靠近发光芯片的一侧,反射层包括多个用于暴露出发光芯片的开口。由于设置了滤光层,色彩转换基板的压印层可以直接与反射层接触,以减小显示装置厚度。压印层的容纳单元在驱动基板的正投影与反射层在驱动基板的正投影存在交叠区域,由此可以向驱动基板一侧出射或反射的光线被反射层向显示装置的出光侧反射,从而提高光线的利用效率。
132.尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
133.显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
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