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一种阵列基板、显示面板及液晶显示器.pdf

  • 上传人:1***
  • 文档编号:6293402
  • 上传时间:2019-05-29
  • 格式:PDF
  • 页数:10
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201610094872.8

    申请日:

    2016.02.19

    公开号:

    CN105467670A

    公开日:

    2016.04.06

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/1335申请日:20160219|||公开

    IPC分类号:

    G02F1/1335; G02F1/13357

    主分类号:

    G02F1/1335

    申请人:

    京东方科技集团股份有限公司; 合肥鑫晟光电科技有限公司

    发明人:

    江亮亮; 郭磊; 戴珂; 尹傛俊; 杨峰

    地址:

    100015北京市朝阳区酒仙桥路10号

    优先权:

    专利代理机构:

    北京银龙知识产权代理有限公司11243

    代理人:

    许静; 黄灿

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    内容摘要

    本发明提供一种阵列基板、显示面板及液晶显示器。所述阵列基板上设置有透光层,所述透光层能够在背光源发出的第一颜色的光线的激发下发出第二颜色的光线,所述第二颜色的光线用于形成白光。所述液晶显示面板,包括本发明任意一项实施例所提供的阵列基板。所述液晶显示器,包括本发明任意一项实施例所提供的液晶显示面板,还包括蓝光背光源。本发明提供的阵列基板、显示面板及液晶显示器,能够减少荧光粉和蓝光芯片发热而导致的老化。

    权利要求书

    1.一种阵列基板,其特征在于,所述阵列基板上设置有透光层,所述透
    光层能够在背光源发出的第一颜色的光线的激发下发出第二颜色的光线,所述
    第二颜色的光线用于形成白光。
    2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,所述阵列基板包括有
    红色亚像素区域、绿色亚像素区域和蓝色亚像素区域,所述第一颜色的光线为
    蓝光,其中,红色亚像素区域和绿色亚像素区域对应的所述透光层中掺杂有荧
    光粉,能够在背光源的蓝光激发下发出白光。
    3.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,蓝色亚像素区域对应
    的所述透光层中掺杂有荧光粉,能够在背光源的蓝光激发下发出白光。
    4.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,蓝色亚像素区域对应
    的所述透光层中未掺杂荧光粉,能够透射背光源发出的蓝光。
    5.根据权利要求2-4中任一项所述的阵列基板,其特征在于,所述透光层
    为采用透明树脂。
    6.一种液晶显示面板,其特征在于,包括权利要求1-5中任意一项所述的
    阵列基板。
    7.根据权利要求6所述的液晶显示面板,其特征在于,还包括与所述阵
    列基板相对设置的彩膜基板,所述彩膜基板上设置有对应红色亚像素区域的红
    色滤光单元、对应绿色亚像素区域的绿色滤光单元和对应蓝色亚像素区域的蓝
    色滤光单元。
    8.根据权利要求7所述的液晶显示面板,其特征在于,在所述阵列基板
    为权利要求4所述的阵列基板时,所述蓝色滤光单元完全透射所述背光源发出
    的蓝光。
    9.一种液晶显示器,其特征在于,包括如权利要求6-8中任意一项所述的
    液晶显示面板,还包括蓝光背光源。
    10.根据权利要求9所述的液晶显示面板,其特征在于,所述蓝色背光源
    为采用蓝光发光二极管。
    11.根据权利要求9所述的液晶显示面板,其特征在于,所述蓝色背光源
    表面涂覆有用于热传导的树脂层。

    说明书

    一种阵列基板、显示面板及液晶显示器

    技术领域

    本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板、显示面板及液晶显示
    器。

    背景技术

    TFT-LCD(液晶显示器),是一种被动发光式平板显示设备,液晶屏本身不
    能发光,必须搭配背光源才能正常工作。如图2所示,背光源发出的白光,依
    次经过阵列基板201、液晶层202和彩膜基板203(ColorFilter,CF)后,最
    终每个亚像素分别发射出红/绿/蓝(Red/Green/Blue,R/G/B)三色光。与阴极
    射线管显示器(CathodeRayTube,CRT)相比,液晶显示器(LiquidCrystal
    Display,LCD)具有很多优点,如厚度较薄,功耗较低等。因此,LCD在很
    多领域都已经代替了CRT显示器。

    液晶显示器作为一种被动发光显示器,需要一个亮度均一、节能高效、轻
    薄的背光源,而白光LED(LightEmittingDiode,发光二极管)由于上述突出
    的优点,正逐步取代冷阴极荧光管(ColdCathodeFluorescentLamp,CCFL)
    技术,成为目前液晶显示器的主流背光源。仍然参照图2,LED主要以蓝光芯
    片204(BlueChip)作为激发源,表面涂覆一层荧光粉205(Phosphor),如Y
    (YAG,钇铝石榴石)粉、YR(YellowRed)粉、RG(RedGreen)粉等,荧
    光粉205固载在蓝光芯片中心。蓝光芯片加电后发射蓝光,同时激发其表面涂
    覆的荧光粉,经过两者混色后形成覆盖380~780nm可见光区域的白光光谱作
    为背光。背光源发出白光光谱的主要发射峰存在于440~450nm的蓝色尖、窄
    峰和500~650nm的黄色宽峰,分别对应蓝色芯片加电后的发射峰以及激发荧
    光粉后的发射峰。上述白光经液晶层的灰阶调控,再经过彩色滤光片表面的
    R/G/B色阻后,最终呈现出亮度可控、色彩丰富的画面。

    但目前LED采用蓝光芯片+荧光粉(BChip+Phosphor)的结构,存在的问
    题如下:荧光粉受涂覆工艺和精度限制,易造成BlueChip表面涂覆不均,影
    响发光均一性和光谱稳定性;蓝色芯片加电后容易发热,表面涂覆荧光粉后不
    利于芯片散热,同时降低了芯片和荧光粉的使用寿命,最终影响LED的使用
    寿命。

    发明内容

    有鉴于此,本发明提供一种阵列基板、显示面板及液晶显示器,能够减少
    荧光粉和蓝光芯片发热而导致的老化。

    基于上述目的本发明提供的阵列基板,设置有透光层,所述透光层能够在
    背光源发出的第一颜色的光线的激发下发出第二颜色的光线,所述第二颜色的
    光线用于形成白光。

    可选的,所述阵列基板包括有红色亚像素区域、绿色亚像素区域和蓝色亚
    像素区域,所述第一颜色的光线为蓝光,其中,红色亚像素区域和绿色亚像素
    区域对应的所述透光层中掺杂有荧光粉,能够在背光源的蓝光激发下发出白光。

    可选的,蓝色亚像素区域对应的所述透光层中掺杂有荧光粉,能够在背光
    源的蓝光激发下发出白光。

    可选的,蓝色亚像素区域对应的所述透光层中未掺杂荧光粉,能够透射背
    光源发出的蓝光。

    可选的,所述透光层为采用透明树脂。

    同时,本发明还提供一种液晶显示面板,包括本发明任意一项实施例所提
    供的阵列基板。

    可选的,还包括与所述阵列基板相对设置的彩膜基板,所述彩膜基板上设
    置有对应红色亚像素区域的红色滤光单元、对应绿色亚像素区域的绿色滤光单
    元和对应蓝色亚像素区域的蓝色滤光单元。

    可选的,在所述阵列基板蓝色亚像素区域对应的所述透光层中未掺杂荧光
    粉并能够透射背光源发出的蓝光时,所述蓝色滤光单元完全透射所述背光源发
    出的蓝光。

    进一步,本发明还提供一种液晶显示器,包括本发明任意一项实施例所提
    供的液晶显示面板,还包括蓝光背光源。

    可选的,所述蓝色背光源为采用蓝光发光二极管。

    可选的,所述蓝色背光源表面涂覆有用于热传导的树脂层。

    从上面所述可以看出,本发明所提供的阵列基板,在不增加现有阵列基板
    的工艺制程和掩膜成本下,可以克服常规背光源中荧光粉涂覆不均的问题,含
    荧光粉有机树脂涂覆在玻璃基板表面,分布均匀,发光均一性和光谱稳定性大
    大提高,提高荧光粉受蓝光激发后的发光均一性和光谱稳定性;有利于于芯片
    散热,蓝光芯片和荧光粉的稳定性提高,提高芯片寿命。本发明实施例所提供
    的阵列基板可通过光刻工艺来制作含荧光粉的有机树脂来代替PVX层,在液
    态有机树脂中掺杂荧光粉,能够大大提高荧光粉的分布均一性和发光效果;荧
    光粉远离发热的芯片,自身寿命得到提高且在显示面板中能够显著提升背光源
    发光均一性和使用寿命。

    附图说明

    图1为本发明实施例的阵列基板结构示意图;

    图2为现有技术的液晶显示面板结构示意图;

    图3为本发明一种实施例的阵列基板结构示意图;

    图4为本发明另一实施例的阵列基板结构示意图;

    图5为本发明实施例的液晶显示面板结构示意图。

    具体实施方式

    为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附
    图及具体实施例进行详细描述。

    本发明首先提供一种阵列基板,结构如图1所示,所述阵列基板101上设
    置有透光层102,所述透光层102能够在背光源发出的第一颜色的光线的激发
    下发出第二颜色的光线,所述第二颜色的光线用于形成白光。

    从上面所述可以看出,本发明所提供的阵列基板,具有透光层,能够用于
    将背光源的光线变成白光,起到了荧光粉的作用,对发光效果没有造成影响,
    且同时透光层设置在阵列基板上,远离背光源LED灯的芯片,避免影响芯片
    散热,提高芯片使用寿命。同时,透光层还可以起到钝化层(PVX)的作用。

    现有技术的阵列基板一般需要通过曝光、光刻工艺来制作,依次制备栅极
    (Gate)、有源层(ACT,ActiveLayer)、源/漏极(S/D,Source/Drain)、SiNX(氮
    化硅)钝化层、像素电极(PixelITO)等结构。本发明一种实施例中,如图3所
    示,可先将荧光粉填充到用于形成透光层301的材料中,再在阵列基板上制备
    透光层301,透光层301位于形成有栅绝缘层302和数据线303的衬底基板305
    上,像素电极304设置于透光层301上,代替现有技术中阵列基板上的PVX
    层,能够不增加阵列基板的制备工序和工艺成本。

    具体的,阵列基板表面底层通过Sputter(溅射)工艺淀积设定厚度的Gate
    层金属Al(铝)或者Mo(钼);通过光阻胶涂覆PRCoating(光阻)、曝光、
    显影、酸刻蚀、形成栅极图案;利用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVapor
    Deposition,等离子体增强化学气相沉积法)设备在上述基板表面淀积一层SiNx,
    构成栅绝缘层;通过Sputter工艺淀积S/D层金属Al或者Mo;通过光阻胶涂
    覆PRCoating、曝光、显影、酸刻蚀、形成S/D图案;利用PECVD设备在上
    述基板表面淀积一层SiNx,构成绝缘层;通过光阻胶涂覆PRCoating、曝光、
    显影、干刻蚀、形成对应BlueSub-Pixel(蓝色亚像素)的钝化层图案;利用
    涂覆设备在上述基板表面涂覆一层掺有黄色荧光粉的感光性有机树脂;通过曝
    光显影,留下红色、绿色亚像素区域的图案,形成含有黄色荧光粉的有机树脂、
    钝化层的复合绝缘层,继续淀积后续像素电极各膜层。对于相应的彩膜基板,
    在彩膜基板表面利用涂覆设备在上述基板表面涂覆一层黑矩阵,通过曝光和显
    影工艺,形成对应R/G/B亚像素的黑矩阵图案;依次在上述CF基板表面对应
    红、绿、蓝色显色区域,通过涂覆设备涂覆感光有机树脂、Mask曝光和显影、
    形成红/绿/白(R/G/W)色阻图案。采用纯蓝色LED作为背光模组,发射出的蓝
    色光依次穿透阵列基板的绝缘层:红色、绿色亚像素区域蓝光经荧光粉吸收发
    射出白光,白光经过传统控制显示灰阶的液晶层后,再经彩膜基板表面红色色
    组、绿色色阻的过滤后,发射红光和绿光;蓝光亚像素区为降低彩膜基板段差
    的白色有机树脂层,依次经过控制显示灰阶的液晶层后,发射出蓝光;最终呈
    现红、绿、蓝的全彩色显示,且蓝光亚像素和液晶显示面板整体透过率的大大
    提升。

    在本发明其它实施例中,也可先制作红、绿色亚像素区域的图案,再制作
    蓝色亚像素对应的钝化层图案。

    在本发明具体实施例中,所述第二颜色的光线可以为白光,也可以为用于
    组合成白光的单色光。

    在本发明一些实施例中,所述阵列基板包括有红色亚像素区域、绿色亚像
    素区域和蓝色亚像素区域,所述第一颜色的光线为蓝光,其中,红色亚像素区
    域和绿色亚像素区域对应的所述透光层中掺杂有荧光粉,能够在背光源的蓝光
    激发下发出白光。

    由于荧光粉是掺杂到透光层中的,能够通过掺杂过程使其在透光层中均匀
    分布,从而提高背光源第一光线转化后的发光均一性和光谱稳定性,提高显示
    效果。同时荧光粉离发光芯片较远,也避免了荧光粉因为发热而寿命降低,提
    升蓝光芯片和荧光粉的使用寿命。

    在本发明一些实施例中,蓝色亚像素区域对应的所述透光层中掺杂有荧光
    粉,能够在背光源的蓝光激发下发出白光。

    在本发明一些实施例中,蓝色亚像素区域对应的所述透光层中未掺杂荧光
    粉,能够透射背光源发出的蓝光。如图4所示,在衬底基板401上,依次设置
    有栅绝缘层402、透光层403、像素电极404,透光层403包括红色亚像素对
    应的区域4031、绿色亚像素对应的区域4032、蓝色亚像素对应的区域4033,
    其中,红色亚像素对应的区域4031和绿色亚像素对应的区域掺杂有荧光粉,
    蓝色亚像素对应的区域4033不掺杂荧光粉,能够透射背光源发出的蓝光。数
    据线405设置于透光层403和栅绝缘层402之间。

    现有技术的背光源中采用蓝光芯片,在蓝光芯片表面涂覆荧光粉,其中还
    存在如下问题:蓝光芯片发出的蓝光相当大一部分用于激发荧光粉,因此蓝光
    损失率较大;背光源白光中主要由加电激发的蓝光和受蓝光激发的荧光粉发光
    光谱组成,但是液晶显示面板中相同膜厚下的R:G:B色阻的透过率大约为3:
    9:1,蓝光色阻吸光率较红光色组和绿光色组高,蓝光的亮度经过各步骤后大
    大降低,背光白光穿透蓝光色阻后损失较大,加上人眼本身对蓝色也不敏感,
    导致蓝光透过率较低,成为制约液晶面板整体透过率提升的关键因素,进而导
    致面板整体透过率偏低,背光源功耗提升。因此如何提高蓝色亚像素的透过率
    和亮度,成为提高液晶面板的透过率的关键。

    本发明实施例的阵列基板上透光层中的蓝色亚像素区域采用透明材料制
    作,能够直接透射蓝光,降低蓝光的损失率,提高蓝光的透过率;采用本发明
    实施例的阵列基板的显示面板的透光率也能够得到提高。

    在本发明一些实施例中,所述透光层为采用透明树脂。

    在本发明一种具体实施例中,制作所述阵列基板时,先将荧光粉与透明有
    机树脂单体,如PMMA(PolymethylMethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)或者
    PC(Polycarbonate,聚碳酸酯),以一定的比例搅拌均匀;在玻璃基板表面制
    备完Gate层(栅金属层)、GI层(GateInsulator,栅绝缘层)、ACT层、S/D
    层后,待用;将混合有荧光粉的透明有机树脂涂覆在基板上;将涂覆有所述树
    脂的阵列基板烘干、曝光、显影、后烘干;通过光刻工艺制备像素电极。

    同时,本发明还提供一种液晶显示面板,包括本发明任意一项实施例所提
    供的阵列基板。

    在本发明具体实施例中,阵列基板与彩色滤光片基板经液晶填充后,真空
    贴盒成面板,并将纯蓝光LED作为背光源搭配使用。将荧光粉,例如Y粉、
    YR粉或者R/G粉填充到透明有机树脂中,通过光刻工艺制备到阵列基板玻璃
    上,代替传统的SiNx或者SiO2(二氧化硅)材料,起到钝化层的作用。透光
    层代替钝化层,使得液晶显示面板的结构能够简化。通过本发明提供的液晶显
    示面板,可以通过改善荧光粉掺入到透光层中的掺杂均匀度,克服现有技术的
    液晶显示面板背光源中荧光粉涂覆的均一性问题。

    在本发明一些实施例中,所述液晶显示面板还包括与所述阵列基板相对设
    置的彩膜基板,所述彩膜基板上设置有对应红色亚像素区域的红色滤光单元、
    对应绿色亚像素区域的绿色滤光单元和对应蓝色亚像素区域的蓝色滤光单元。

    在本发明一些实施例中,在所述阵列基板蓝色亚像素区域对应的所述透光
    层中未掺杂荧光粉并能够透射背光源发出的蓝光时,所述蓝色滤光单元完全透
    射所述背光源发出的蓝光。如图5所示,阵列基板501上设置有透光层502,
    透光层502上红色亚像素区域对应的透光层5021、绿色亚像素区域对应的透
    光层5022中掺杂有荧光粉,蓝色亚像素区域对应的透光层5023中未掺杂荧光
    粉。背光源503发出的蓝光经过液晶层504、彩膜基板505出射,红色滤光单
    元5051、绿色滤光单元5052过滤从透光层502透射产生的白光;蓝色滤光单
    元5053完全透射所述背光源503发出的蓝光。

    进一步,本发明还提供一种液晶显示器,包括本发明任意一项实施例所提
    供的液晶显示面板,还包括蓝光背光源。

    在本发明一些实施例中,所述蓝色背光源为采用蓝光发光二极管。

    以纯蓝光LED作为背光源照射液晶显示面板,阵列基板的绝缘层制备中,
    蓝色亚像素区域沉积PVX或者透明有机树脂;R和G亚像素区域则采用填充
    Y荧光粉的有机树脂,用于将蓝光转换成成白光光谱,避免了现有技术中先将
    蓝光在背光源中转换为白光、再通过彩膜基板将白光转换为蓝光的过程中造成
    的损失。此方法既可以大大提高蓝色亚像素和面板的透过率,同时不降低面板
    的色域,克服面板中蓝光亚像素发光不足的问题。为了降低彩膜基板表面的亚
    像素段差,减少Rubbing不良(摩擦划伤不良),在蓝色亚像素区域涂覆白色
    透明树脂,背光发射的蓝光经液晶层调控灰阶后,直接穿透彩膜基板,亮度和
    透过率大大提高;彩膜基板的红色亚像素和绿色亚像素区域对应制备对应的色
    阻层,下方的白光经液晶层调控灰阶后,被对应区域红色色阻、绿色色阻过滤
    后,发出正常的红光、绿光。亚像素

    下述表1、表2为本发明实施例的液晶面板色域模拟结果,其中表1为现
    有技术的液晶面板色域模拟结果,表2为本发明实施例的液晶面板色域模拟结
    果。经过对比模拟:现有技术的液晶面板色域模拟,背光采用常规蓝光芯片结
    合荧光粉,Array基板绝缘层为常规PVX层,CF基板上对应R/G/B亚像素周
    期性排布,模拟出NTSC(NationalTelevisionStandardsCommittee(美国)国家
    电视标准委员会)标准下的色域值为72.3%;Wx=0.313,Wy=0.325,CCT=6523;
    亮度归一化为9.23;其中Wx为白光沿X轴的色坐标,Wy为白光沿Y轴色
    坐标,Y为亮度模拟相对值,CCT为关联色温(CorrelatedColorTemperature)。
    本发明实施例的液晶面板色域模拟,背光采用常规蓝光LED,Array基板绝缘
    层为PVX结合掺杂有荧光粉有机树脂复合层,彩膜基板上对应R/G/B亚像素
    涂覆红色、绿色、白色色阻,模拟出NTSC标准下的色域72.3%;Wx=0.316,
    Wy=0.311,CCT=6458;亮度归一化为18.6。本发明实施例的亮度归一化值达
    到18.6,亮度提升了接近一倍,实现了高透过率、高亮度,同时又不影响面板
    的色域。

    表1


    表2


    从上面所述可以看出,本发明所提供的阵列基板,在不增加现有阵列基板
    的工艺制程和掩膜成本下,可以克服常规背光源中荧光粉涂覆不均的问题,含
    荧光粉有机树脂涂覆在玻璃基板表面,分布均匀,发光均一性和光谱稳定性大
    大提高,提高荧光粉受蓝光激发后的发光均一性和光谱稳定性;有利于于芯片
    散热,蓝光芯片和荧光粉的稳定性提高,提高芯片寿命。本发明实施例所提供
    的阵列基板可通过光刻工艺来制作含荧光粉的有机树脂来代替PVX层,在液
    态有机树脂中掺杂荧光粉,能够大大提高荧光粉的分布均一性和发光效果;荧
    光粉远离发热的芯片,自身寿命得到提高且在显示面板中能够显著提升背光源
    发光均一性和使用寿命。

    应当理解,本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明,并不
    用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特
    征可以相互组合。

    显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发
    明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及
    其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

    关 键  词:
    一种 阵列 显示 面板 液晶显示器
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