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CN107505767A - 光转换结构、背光模组、彩膜基板以及显示装置 - Google Patents

光转换结构、背光模组、彩膜基板以及显示装置 Download PDF

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CN107505767A
CN107505767A CN201710959492.0A CN201710959492A CN107505767A CN 107505767 A CN107505767 A CN 107505767A CN 201710959492 A CN201710959492 A CN 201710959492A CN 107505767 A CN107505767 A CN 107505767A
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尤杨
杨瑞智
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BOE Technology Group Co Ltd
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Abstract

应用于显示装置的光转换结构，以及包括该光转换结构的背光模组、彩膜基板和显示装置。光转换结构包括滤光结构，其包括N个交替设置的第一光学膜层和第二光学膜层，N为偶数，以第一光学膜层远离第二光学膜层的表面和第二光学膜层远离第一光学膜层的表面之一为滤光结构的入射面，另一个为出射面，第一颜色入射光被入射面反射的部分为第一反射光线，被第一光学膜层与第二光学膜层之间的界面反射的部分为第二反射光线，第一反射光线与第二反射光线的光程差满足第一颜色入射光的波长的整数倍。光转换结构可以反射部分第一颜色入射光以使该第一颜色入射光被重复利用，从而提高显示装置中发光材料的利用率。

Description

光转换结构、背光模组、彩膜基板以及显示装置
技术领域
本公开至少一个实施例涉及一种应用于显示装置的光转换结构，以及包括该光转换结构的背光模组、彩膜基板和显示装置。
背景技术
目前，越来越多的显示器中采用量子点彩膜代替传统的彩膜。量子点(QuantumDot，QD)也可以称为纳米晶，其粒径一般介于1-20nm之间，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，受激后可以发射与激发光不同颜色的光。量子点具有较大的色域和较好的色彩饱和度，能够提高画面品质。
发明内容
本公开的至少一实施例提供一种应用于显示装置的光转换结构，以及包括该光转换结构的背光模组、彩膜基板和显示装置。该光转换结构可以反射部分第一颜色入射光以使该第一颜色入射光被重复利用，从而提高显示装置中发光材料的利用率。
本公开的至少一实施例提供一种应用于显示装置的光转换结构，包括：滤光结构，包括N个交替设置的第一光学膜层和第二光学膜层，其中N为偶数，第一光学膜层的折射率大于第二光学膜层的折射率，以第一光学膜层远离第二光学膜层的表面和第二光学膜层远离第一光学膜层的表面之一为滤光结构的入射面，另一个为滤光结构的出射面，其中，第一颜色入射光被入射面反射的部分光线为第一反射光线，第一颜色入射光被第一光学膜层与第二光学膜层之间的界面反射的部分光线为第二反射光线，第一反射光线与第二反射光线的光程差满足第一颜色入射光的波长的整数倍。
例如，第一颜色入射光被出射面的面向界面的一侧反射的部分光线为第三反射光线，第一反射光线与第三反射光线的光程差满足第一颜色入射光的波长的整数倍。
例如，滤光结构包括一个第一光学膜层和第二光学膜层对，入射面为第二光学膜层远离第一光学膜层的表面，第一光学膜层的折射率为n1，厚度为d1，第二光学膜层的折射率为n2，厚度为d2，第一颜色入射光的波长为λ，第一颜色入射光射入滤光结构后满足下述公式：
2n2d2＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n2d2+2n1d1-(λ/2)＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n2d2＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
例如，滤光结构包括一个第一光学膜层和第二光学膜层对，入射面为第一光学膜层远离第二光学膜层的表面，第一光学膜层的折射率为n1，厚度为d1，第二光学膜层的折射率为n2，厚度为d2，第一颜色入射光的波长为λ，第一颜色入射光射入滤光结构后满足下述公式：
2n1d1-(λ/2)＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n1d1+2n2d2＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n1d1-3(λ/2)＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
例如，第一颜色入射光的波长范围为440nm-465nm。
例如，第一光学膜层和第二光学膜层的折射率范围为1.2-1.8。
例如，第一光学膜层和第二光学膜层的厚度范围为20nm-5000nm。
例如，第一光学膜层和第二光学膜层的材料为添加二氧化钛粒子的硅氧烷和有机树脂的至少之一。
例如，应用于显示装置的光转换结构还包括：光转换层，被配置为透过一部分第一颜色入射光，且使另一部分第一颜色入射光通过光转换层后出射至少一种其他颜色光，第一颜色入射光的波长小于其他颜色光的波长，并且，滤光结构设置在光转换层的出光侧。
例如，光转换层包括量子点材料或者荧光材料。
本公开的至少一实施例提供一种背光模组，包括：光源；设置在光源出光侧的如上述实施例中所述的应用于显示装置的光转换结构，并且，光源发出的光为第一颜色入射光。
例如，光转换层包括量子点材料。
例如，量子点材料为混合量子点材料，混合量子点材料包括混合的第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使第一颜色入射光通过光转换层后出射第二颜色光和第三颜色光。
例如，背光模组还包括：光线调整结构，设置在光转换结构远离光源的一侧以实现均匀取光。
本公开的至少一实施例提供一种彩膜基板，包括如上述实施例所述的应用于显示装置的光转换结构，光转换结构还包括：位于滤光结构入光侧的彩膜层，彩膜层包括光转换部和透光部，透光部被配置为直接透过第一颜色入射光，光转换部被配置为使第一颜色入射光通过光转换部后出射至少一种其他颜色光，第一颜色入射光的波长小于其他颜色光的波长，其中，光转换部包括量子点材料。
例如，量子点材料包括第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使第一颜色入射光通过光转换部后出射第二颜色光和第三颜色光。
例如，滤光结构包括镂空结构，镂空结构在彩膜层上的正投影落入透光部内。
本公开的至少一实施例提供显示装置，包括上述实施例中任一项所述的应用于显示装置的光转换结构。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1A为本公开一实施例的一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图；
图1B为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图；
图1C为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图；
图1D为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图；
图1E为本公开一实施例提供的滤光结构出光侧的白光的透过率示意图；
图2A为本公开一实施例的一示例提供的包括光转换结构的显示装置的局部结构示意图；
图2B为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构的局部结构示意图；
图3为本公开一实施例提供的包括实施例一中的光转换结构的背光模组的局部结构示意图；
图4为本公开一实施例提供的包括实施例一中的光转换结构的彩膜基板的局部结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在研究中，本申请的发明人发现：采用量子点彩膜的显示装置具有量子材料浓度无法提升，量子转化效率低以及无法匹配彩膜厚度等问题。
本公开的实施例提供一种应用于显示装置的光转换结构，以及包括该光转换结构的背光模组、彩膜基板和显示装置。本公开实施例提供的应用于显示装置的光转换结构包括：滤光结构，包括N个交替设置的第一光学膜层和第二光学膜层，其中N为偶数，第一光学膜层的折射率大于第二光学膜层的折射率，以第一光学膜层远离第二光学膜层的表面和第二光学膜层远离第一光学膜层的表面之一为滤光结构的入射面，另一个为滤光结构的出射面，并且，第一颜色入射光被入射面反射的部分光线为第一反射光线，第一颜色入射光被第一光学膜层与第二光学膜层之间的界面反射的部分光线为第二反射光线，第一反射光线与第二反射光线的光程差满足第一颜色入射光的波长的整数倍。该光转换结构可以反射部分第一颜色入射光以使该第一颜色入射光被重复利用，从而提高显示装置中发光材料的利用率。
下面结合附图对本公开实施例提供的应用于显示装置的光转换结构，以及包括该光转换结构的背光模组、彩膜基板和显示装置进行描述。
实施例一
本实施例提供一种应用于显示装置的光转换结构，图1A为本公开一实施例的一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图，如图1A所示，滤光结构100包括N个交替设置的第一光学膜层110和第二光学膜层120，第一光学膜层110的折射率n1大于第二光学膜层120的折射率n2。图1A以滤光结构100包括层叠设置的一个第一光学膜层和第二光学膜层对为示例，且以该第一光学膜层和第二光学膜层对沿Y方向两侧的介质的折射率均小于第一光学膜层110和第二光学膜层120的折射率为例进行描述。以第一光学膜层110远离第二光学膜层120的表面111和第二光学膜层120远离第一光学膜层110的表面121之一为滤光结构100的入射面1001，另一个为滤光结构100的出射面1003，第一颜色入射光101被入射面1001反射的部分光线为第一反射光线102，第一颜色入射光101被第一光学膜层110与第二光学膜层120之间的界面1002反射的部分光线为第二反射光线103，第一反射光线102与第二反射光线103的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍。本公开的实施例提供的滤光结构可以使第一颜色入射光的部分反射，且反射光线中的第一反射光线与第二反射光线产生干涉相长，以使滤光结构提高对第一颜色入射光的反射。
这里的出射面是指第一颜色入射光中的大部分光从滤光结构出射时的面，该出射面与入射面是平行设置的两个面。
图1A以第二光学膜层120远离第一光学膜层110的表面121为滤光结构100的入射面1001为例，且以界面1002为第一颜色入射光101由第二光学膜层120向第一光学膜层110入射时两个面的界面为例，且以第一颜色入射光101垂直入射到入射面1001(第一颜色入射光101沿Y方向传播)为例进行描述。需要说明的是，为了清楚地显示第一颜色入射光的几个反射光线的路径，图1A中示意性的对反射光线的路径作了一定偏移，实际上，在第一颜色入射光101垂直入射到入射面1001的情况下，其反射光线沿与Y方向相反的方向传播，且反射光线沿入射光线的路径返回。
例如，如图1A所示，第一颜色入射光101入射到入射面1001后，产生透射和反射现象，第一颜色入射光101被入射面1001反射的部分光线为第一反射光线102。而透射到第二光学膜层120的部分第一颜色入射光101在入射到分界面1002后再次产生透射和反射现象，第一颜色入射光101被分界面1002一次反射的部分光线为第二反射光线1031；而透射到第一光学膜层110的部分第一颜色入射光101中的一部分光线会从出射面1003出射，另一部分光线被出射面1003的面向界面1002的一侧反射，即为第三反射光线104。
例如，第二光学膜层120的厚度为d2，第一颜色入射光101的波长为λ，则第一反射光线102与第二反射光线1031的光程差为Δ1＝2n2d2。由于第一反射光线102与第二反射光线1031的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍，即Δ1＝2n2d2＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…，因此第一反射光线102与第二反射光线1031发生干涉相长，即，第一反射光线102与第二反射光线1031干涉后的光强度为极大值，以实现滤光结构对第一颜色入射光增强反射的效果。
例如，如图1A所示，第一反射光线102与第三反射光线104的光程差为Δ2＝2n2d2+2n1d1-(λ/2)，其中，由于第一光学膜层110的折射率大于位于第一光学膜层110沿Y方向两侧的介质的折射率，因此，还应考虑第一颜色入射光101在出射面1003的面向界面1002的一侧被反射时“半波损失”引起的附加光程差。由于第一反射光线102与第三反射光线104的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍，即Δ2＝2n2d2+2n1d1-(λ/2)＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…，因此第一反射光线102与第三反射光线104发生干涉相长，即，第一反射光线102与第三反射光线104干涉后的光强度为极大值，以实现滤光结构对第一颜色入射光增强反射的效果。
例如，如图1A所示，被第一光学膜层110与第二光学膜层120之间的界面1002两次反射的部分第一颜色入射光101为第二反射光线1032，第一反射光线102与第二反射光线1032的光程差为Δ3＝4n2d2。由于第一反射光线102与第二反射光线1032的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍，即Δ3＝4n2d2＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…，因此第一反射光线102与第二反射光线1032发生干涉相长，即，第一反射光线102与第二反射光线1032干涉后的光强度为极大值，以实现滤光结构对第一颜色入射光增强反射的效果。
因此，第一颜色入射光经过本实施例提供的滤光结构后既产生了透射光线，又产生了反射光线，其中的透射光线从出射面射出。而第一颜色入射光被第一光学膜层与第二光学膜层之间的界面反射的第二反射光线和/或被出射面的面向界面的一侧反射的第三反射光线，与第一颜色入射光被入射面反射的第一反射光线发生干涉相长，从而使滤光结构提高对第一颜色入射光的反射。经过该滤光结构反射的部分第一颜色入射光可被重复利用以提高显示装置中发光材料的利用率。
例如，图1B为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图，如图1B所示，以滤光结构100包括层叠设置的一个第一光学膜层和第二光学膜层对为示例进行描述，且以第一光学膜层和第二光学膜层对沿Y方向的两侧的介质的折射率均小于第一光学膜层110和第二光学膜层120的折射率为例进行描述。本示例以入射面1001为第一光学膜层110远离第二光学膜层120的表面111为例进行描述，由此可以依照上述分析得到第一颜色入射光101射入滤光结构100后满足下列公式：
2n1d1-(λ/2)＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n1d1+2n2d2＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n1d1-3(λ/2)＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
上述公式推导中考虑了第一颜色入射光101在第一光学膜层110与第二光学膜层120的界面1002以及第一光学膜层110与第一光学膜层110远离第二光学膜层120一侧的介质之间的界面发生反射时“半波损失”引起的附加光程差。
例如，当滤光结构包括层叠设置的多个第一光学膜层和第二光学膜层对时，上述光程差公式组中还会包括更多公式。
例如，图1C为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图，如图1C所示，以滤光结构100包括层叠设置的两个第一光学膜层和第二光学膜层对为示例进行描述，且以两个第一光学膜层和第二光学膜层对周边的介质的折射率均小于第一光学膜层110和第二光学膜层120的折射率为例进行描述。
本示例可依照图1A所示的第一颜色入射光101被滤光结构100反射的原理推导其满足如下公式：
2n2d2＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n2d2+2n1d1-(λ/2)＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n2d2＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
需要说明的是，上述公式中的第二个公式为第一颜色入射光101被第二个分界面1002反射的第二反射光线与第一反射光线之间的光程差满足第一颜色入射光的波长的整数倍的公式。
例如，与图1A不同的是，本示例中还包括第一颜色入射光101被第三个分界面1002反射的情况，此时，第一颜色入射光101被该第三个分界面1002反射的第二反射光线1033与第一反射光线102之间的光程差满足Δ4＝3n2d2+3n1d1-(λ/2)。
例如，本示例中还包括第一颜色入射光101被出射面1003的面向界面1002的一侧反射的情况，此时，第一颜色入射光101被反射得到的第三反射光线104与第一反射光线102之间的光程差满足Δ5＝4n2d2+4n1d1-(λ/2)。
由于，本示例中第一颜色入射光101被滤光结构100反射时的反射光线(除第一反射光线)与第一反射光线102的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍，因此光程差Δ4和Δ5还满足如下公式：
3n2d2+3n1d1-(λ/2)＝2k”’*(λ/2)，k”’＝1、2、3…；
4n2d2+4n1d1-(λ/2)＝2k””*(λ/2)，k””＝1、2、3…。
上述公式仅为滤光结构包括两个第一光学膜层和第二光学膜层对时的最主要的几个公式，还可能有其他的公式，这里不再例举，可根据之前的分析过程进行推导。
当滤光结构包括两个以上第一光学膜层和第二光学膜层对时可根据上述推导过程推导第一颜色入射光满足的公式，这里不再一一例举。
例如，图1D为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构中的滤光结构及其工作原理示意图，如图1D所示，以滤光结构100包括层叠设置的两个第一光学膜层和第二光学膜层对为示例，且以第一光学膜层110远离第二光学膜层120的一侧表面为滤光结构100的入射面为例进行描述，且以两个第一光学膜层和第二光学膜层对周边的介质的折射率均小于第一光学膜层110和第二光学膜层120的折射率为例进行描述。
本示例可依照图1C所示的第一颜色入射光101被滤光结构100反射时的反射光线(除第一反射光线)与第一反射光线102的光程差满足第一颜色入射光101的波长的整数倍，因此各光程差满足如下公式：
2n1d1-(λ/2)＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n1d1+2n2d2-(λ/2)＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n1d1-3(λ/2)＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…；
3n2d2+3n1d1-(λ/2)＝2k”’*(λ/2)，k”’＝1、2、3…；
4n2d2+4n1d1＝2k””*(λ/2)，k””＝1、2、3…。
上述公式仅为滤光结构包括两个第一光学膜层和第二光学膜层对时的最主要的几个公式，还可能有其他的公式，这里不再例举，可根据之前的分析过程进行推导。
当滤光结构包括两个以上第一光学膜层和第二光学膜层对时可根据上述推导过程推导第一颜色入射光满足的公式，这里不再一一例举。
例如，满足上述光程差的第一颜色入射光101的波长范围为440nm-465nm，即，第一颜色入射光101为蓝光，本实施例包括但不限于此。
例如，满足上述光程差的第一光学膜层110的折射率n1的范围为1.2-1.8，第二光学膜层120的折射率n1的范围为1.2-1.8，本实施例包括但不限于此。
例如，第一光学膜层110与第二光学膜层120可以是由硅氧烷、有机树脂等添加金属氧化物如TiO2粒子等或有机粒子构成，粒子粒径在10～50nm之间，本实施例包括但不限于此。
例如，满足上述光程差的第一光学膜层110和第二光学膜层120的厚度范围均为20nm-5000nm。
例如，第一光学膜层110和第二光学膜层120的厚度范围可以为145nm-363nm。
例如，图1E为本公开一实施例提供的滤光结构出光侧的白光的透过率示意图，如图1E所示，实线表示滤光结构包括一个第一光学膜层和第二光学膜层对时，滤光结构对第一颜色入射光的透过率，虚线表示滤光结构包括多个第一光学膜层和第二光学膜层对时，滤光结构对第一颜色入射光的透过率。由图1E可以看出，当白光入射到滤光结构时，第一颜色入射光(即蓝光波段)的透过率低于其他波段的透过率，即，滤光结构可以实现增强第一颜色入射光反射的效果。
例如，如图1E所示，包括多个第一光学膜层和第二光学膜层对的滤光结构比仅包括一个第一光学膜层和第二光学膜层对的滤光结构对于第一颜色入射光的透过率更低，即，包括多个第一光学膜层和第二光学膜层对的滤光结构比仅包括一个第一光学膜层和第二光学膜层对的滤光结构对第一颜色入射光的反射效果更好。
例如，图2A为本公开一实施例的一示例提供的包括光转换结构的显示装置的局部结构示意图，如图2A所示，应用于显示装置的光转换结构，还包括光转换层200，滤光结构100设置在光转换层200的出光侧，即，从光转换层200出射的光进入滤光结构100。本实施例中以光转换结构为彩膜基板中的一部分结构为例进行描述。光转换层200被配置为透过一部分第一颜色入射光101，且使另一部分第一颜色入射光101通过光转换层200后出射至少一种其他颜色光，第一颜色入射光101的波长小于其他颜色光的波长。
例如，一部分第一颜色入射光101通过光转换层200后出射第二颜色光201和第三颜色光301。
例如，光转换层200的材料包括量子点材料或者荧光材料，当第一颜色入射光101入射到光转换层200后，光转换层200的材料受到第一颜色入射光101激发而发射其他颜色的光，例如发出第二颜色光201和第三颜色光301。
例如，从光转换层200出射的第二颜色光201中还混有部分第一颜色入射光101，这部分第一颜色入射光101可被滤光结构100反射回光转换部210继续激发光转换层200的材料发射第二颜色光201和第三颜色光301。因此，本实施例提供的滤光结构可以将第一颜色入射光部分反射回光转换层中，从而使第一颜色入射光多次经过光转换层的材料以提高光转换层中发光材料的利用效率，降低例如量子点材料的使用量(例如，实现较低浓度，或者较小厚度光学转换层的匹配)，从而可以克服量子点材料浓度极限的问题。与此同时，在保证相同色域的前提下，还可以降低量子点材料的成本以及对环境的污染。此外，当第一颜色入射光为蓝光时，本实施例还可以降低显示装置中蓝光的出光率，提高用户的视觉体验。
例如，在制备工艺中，可以在基板上利用旋涂工艺制备一层特定厚度的第一折射率匹配材料(第一光学膜层)，经过前烘工艺(70～150摄氏度，1～30min)，第一折射率匹配材料得到初步的固定。然后进行旋涂工艺在第一折射率匹配材料远离基板的一侧制备第二折射率匹配材料(第二光学膜层)，经过前烘工艺，然后进行后烘工艺进行定型(70～250摄氏度，1～30min)。第一光学膜层以及第二光学膜层的折射率及厚度的数值控制，遵循上述示例给出的数值范围。另外，滤光结构还可根据不同的需求制备一个或者多个第一光学膜层和第二光学膜层对，本实施例对此不作限制。例如，滤光结构可以包括两个、三个或者更多个第一光学膜层和第二光学膜层对等。
例如，如图2A所示，本示例提供的显示装置还包括背光模组300，第一偏振片510，基板500，第二偏振片520以及液晶层600。本示例以显示装置为液晶显示装置为例进行描述，但不限于此，例如，还可以为电致发光显示装置等。
例如，如图2A所示，透射的部分第一颜色入射光101被滤光结构100反射后，其反射光线返回到液晶层600和/或背光模组300中，该部分反射光线可以在液晶层600和/或背光模组300中改变传播方向并再次入射到光转换层200中，因而，进一步提高了第一颜色入射光的利用率。
例如，第一颜色入射光101可以为蓝光，第二颜色光201可以为绿光，第三颜色光301可以为红光，本实施例包括但不限于此。例如，本实施例中的第二颜色光与第三颜色光可以互换。
例如，图2B为本公开一实施例的另一示例提供的光转换结构的局部结构示意图，如图2B所示，本示例中的滤光结构100包括两个第一光学膜层和第二光学膜层对，本示例包括但不限于此，例如，滤光结构100还可以包括三个或者更多个第一光学膜层和第二光学膜层对。
实施例二
本实施例提供一种背光模组，图3为本公开一实施例提供的包括实施例一中的光转换结构的背光模组的局部结构示意图，如图3所示，该背光模组300包括：光源310；设置在光源310出光侧的应用于显示装置的光转换结构以及光线调整结构320，光线调整结构320设置在光转换结构的出光侧以实现均匀取光。并且光源310发出的光为第一颜色入射光101。
本实施例中以背光模组300为侧入式背光模组为例进行描述，但本实施例不限于此，例如，背光模组也可以为直下式背光模组。
例如，如图3所示，背光模组300中还包括导光板340以及设置在导光板340远离光转换层200一侧的反射层330。
本实施例中光源310的出光侧指光源310发出的第一颜色入射光101进入导光板340后，从导光板340出射第一颜色入射光101时导光板340的出光侧。
例如，如图3所示，光线调整结构320可以包括将光线打散的扩散层(图中未示出)、将光线聚拢的棱镜层(图中未示出)等膜层，本实施例对此不作限制。
例如，如图3所示，光转换结构还包括位于滤光结构100与光源310之间的光转换层200，光转换层200被配置为透过一部分第一颜色入射光101，且使另一部分第一颜色入射光101通过光转换层200后出射至少一种其他颜色光，第一颜色入射光101的波长小于其他颜色光的波长。
例如，光转换层包括量子点材料或者荧光材料。
例如，如图3所示，其他颜色光包括第二颜色光201和第三颜色光301的至少之一，光转换层200包括第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料的至少之一以使第一颜色入射光101通过光转换层200后出射第二颜色光201和第三颜色光301的至少之一。
例如，量子点材料为混合量子点材料，混合量子点材料包括混合的第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使第一颜色入射光101通过光转换层200后出射第二颜色光201和第三颜色光301。
本实施例以第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料分别为红色量子点材料和绿色量子点材料，光转换层为一整层量子点层，且该量子点层中混合了红色量子点材料和绿色量子点材料，第一颜色入射光为蓝光为例进行描述，一部分蓝光入射光从量子点间隙穿过以透过光转换层出射蓝光，另一部分蓝光入射光激发量子点材料发射红光和绿光。
本实施例不限于此，例如，还可以是第一颜色入射光为蓝光，其他颜色光仅包括黄光，即，第一颜色入射光激发量子点材料发射黄光，蓝光与黄光混合形成白光。
由于，第二颜色光201以及第三颜色光301中混有部分第一颜色入射光101，因此，混有部分第一颜色入射光101的第二颜色光201以及第三颜色光301在经过滤光结构100后，第一颜色入射光101被部分返回光转换层的量子点材料中进行多次利用，从而降低例如量子点材料的使用量(例如，实现较低浓度，或者较小厚度光学转换层的匹配)，从而可以克服量子点材料浓度极限的问题。与此同时，在保证相同色域的前提下，还可以降低量子点材料的成本以及对环境的污染。
本实施例提供的采用光转换结构的背光模组与普通背光模组相比，由于采用对光转换部中的例如量子点材料激发发光的方式产生了白光，由此方式产生的白光具有很广的色域。
实施例三
本实施例提供一种彩膜基板，图4为本公开一实施例提供的包括实施例一中的光转换结构的彩膜基板的局部结构示意图，如图4所示，本实施例提供的彩膜基板400包括衬底基板410以及设置在衬底基板410上的光转换结构。光转换结构还包括：位于滤光结构100入光侧的彩膜层200，彩膜层200包括光转换部210和透光部220，透光部220被配置为直接透过第一颜色入射光101，光转换部210被配置为使第一颜色入射光212通过光转换部210后出射至少一种其他颜色光，第一颜色入射光101的波长小于其他颜色光的波长。这里的“直接透过”指第一颜色入射光101在透光部220的出射光仍为第一颜色光。
本实施例经过彩膜层200出射的不同颜色光分别对应不同颜色子像素，即，透光部220与光转换部210分别对应不同颜色子像素。
例如，光转换部包括量子点材料或者荧光材料。
例如，如图4所示，光转换部210包括第一光转换部211和第二光转换部212，第一光转换部211被配置为使第一颜色入射光101通过第一光转换部211后出射第二颜色光201，第二光转换部212被配置为使第一颜色入射光101通过第二光转换部212后出射第三颜色光301。也就是，量子点材料包括第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使第一颜色入射光101通过光转换部210后出射第二颜色光201和第三颜色光301。
例如，如图4所示，滤光结构110包括镂空结构130，镂空结构130在彩膜层200上的正投影落入透光部220内。例如，该镂空结构130可以通过掩模工艺制备。
例如，如图4所示，滤光结构100可以设置在衬底基板410与彩膜层200之间，因此，第一颜色入射光101依次经过彩膜层200、滤光结构100以及衬底基板410。本实施例包括但不限于此，例如，还可以是彩膜层设置在滤光结构与衬底基板之间，则第一颜色入射光依次经过衬底基板、彩膜层以及滤光结构。
例如，如图4所示，第一颜色入射光101经过彩膜层200的透光部220后入射到滤光结构100中，滤光结构100透射一部分第一颜色入射光101并反射另一部分第一颜色入射光101，从而可以尽量降低第一颜色入射光101的出光强度。另外，被反射的第一颜色入射光101可以返回到显示装置的液晶层和/或背光模组中，该部分第一颜色入射光101可以在液晶层和/或背光模组中改变传播方向并再次入射到彩膜层200中，因而，可以提高第一颜色入射光的利用率。
例如，如图4所示，第一颜色入射光101通过第一光转换部211后出射第二颜色光201，第一颜色入射光101通过第二光转换部212后出射第三颜色光301。从彩膜层200出射的第二颜色光201和第三颜色光301中还混有部分第一颜色入射光101，这部分第一颜色入射光101中会有一部分被滤光结构100反射回光转换部210继续激发光转换部210的材料发射第二颜色光201和第三颜色光301。因此，本实施例提供的滤光结构可以将第一颜色入射光部分反射回彩膜层中，从而使第一颜色入射光多次经过光转换部的材料以提高光转换部中发光材料的利用效率，降低例如量子点材料的使用量(例如，实现较低浓度，或者较小厚度光学转换层的匹配)，从而可以克服量子点材料浓度极限的问题。与此同时，在保证相同色域的前提下，还可以降低量子点材料的成本以及对环境的污染。
例如，滤光结构100可根据不同的需求制备一个或者多个第一光学膜层和第二光学膜层对，本实施例对此不作限制。
例如，滤光结构可以包括两个、三个或者更多个第一光学膜层和第二光学膜层对等。
实施例四
本实施例提供一种显示装置，包括实施例一提供的任一种光转换结构，采用该显示装置可以将第一颜色入射光部分反射回光转换层中，从而使第一颜色入射光多次经过光转换层的材料以提高光转换层中发光材料的利用效率，降低例如量子点材料的使用量(例如，实现较低浓度，或者较小厚度光学转换层的匹配)，从而可以克服量子点材料浓度极限的问题。与此同时，在保证相同色域的前提下，还可以降低量子点材料的成本以及对环境的污染。
例如，该显示装置可以为液晶显示装置、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示装置等显示器件以及包括该显示装置的电视、数码相机、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或者部件，本实施例不限于此。
有以下几点需要说明：
(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。
(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种应用于显示装置的光转换结构，包括：
滤光结构，包括N个交替设置的第一光学膜层和第二光学膜层，其中N为偶数，所述第一光学膜层的折射率大于所述第二光学膜层的折射率，以所述第一光学膜层远离所述第二光学膜层的表面和所述第二光学膜层远离所述第一光学膜层的表面之一为所述滤光结构的入射面，另一个为所述滤光结构的出射面，
其中，第一颜色入射光被所述入射面反射的部分光线为第一反射光线，所述第一颜色入射光被所述第一光学膜层与所述第二光学膜层之间的界面反射的部分光线为第二反射光线，所述第一反射光线与所述第二反射光线的光程差满足所述第一颜色入射光的波长的整数倍。
2.根据权利要求1所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述第一颜色入射光被所述出射面的面向所述界面的一侧反射的部分光线为第三反射光线，所述第一反射光线与所述第三反射光线的光程差满足所述第一颜色入射光的波长的整数倍。
3.根据权利要求2所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述滤光结构包括所述一个第一光学膜层和第二光学膜层对，所述入射面为所述第二光学膜层远离所述第一光学膜层的表面，所述第一光学膜层的折射率为n1，厚度为d1，所述第二光学膜层的折射率为n2，厚度为d2，所述第一颜色入射光的波长为λ，所述第一颜色入射光射入所述滤光结构后满足下述公式：
2n2d2＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n2d2+2n1d1-(λ/2)＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n2d2＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
4.根据权利要求2所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述滤光结构包括所述一个第一光学膜层和第二光学膜层对，所述入射面为所述第一光学膜层远离所述第二光学膜层的表面，所述第一光学膜层的折射率为n1，厚度为d1，所述第二光学膜层的折射率为n2，厚度为d2，所述第一颜色入射光的波长为λ，所述第一颜色入射光射入所述滤光结构后满足下述公式：
2n1d1-(λ/2)＝2k*(λ/2)，k＝1、2、3…；
2n1d1+2n2d2＝2k’*(λ/2)，k’＝1、2、3…；
4n1d1-3(λ/2)＝2k”*(λ/2)，k”＝1、2、3…。
5.根据权利要求1所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述第一颜色入射光的波长范围为440nm-465nm。
6.根据权利要求1所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述第一光学膜层和所述第二光学膜层的折射率范围为1.2-1.8。
7.根据权利要求1所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述第一光学膜层和所述第二光学膜层的厚度范围为20nm-5000nm。
8.根据权利要求1所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述第一光学膜层和所述第二光学膜层的材料为添加二氧化钛粒子的硅氧烷和有机树脂的至少之一。
9.根据权利要求1-8任一项所述的应用于显示装置的光转换结构，还包括：
光转换层，被配置为透过一部分所述第一颜色入射光，且使另一部分所述第一颜色入射光通过所述光转换层后出射至少一种其他颜色光，所述第一颜色入射光的波长小于所述其他颜色光的波长，
其中，所述滤光结构设置在所述光转换层的出光侧。
10.根据权利要求9所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述光转换层包括量子点材料或者荧光材料。
11.一种背光模组，包括：
光源；
设置在所述光源出光侧的如权利要求9或10所述的应用于显示装置的光转换结构，
其中，所述光源发出的光为所述第一颜色入射光。
12.根据权利要求11所述的背光模组，其中，所述光转换层包括量子点材料。
13.根据权利要求12所述的背光模组，其中，所述量子点材料为混合量子点材料，所述混合量子点材料包括混合的第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使所述第一颜色入射光通过所述光转换层后出射第二颜色光和第三颜色光。
14.根据权利要求11-13任一项所述的背光模组，还包括：
光线调整结构，设置在所述光转换结构远离所述光源的一侧以实现均匀取光。
15.一种彩膜基板，包括：如权利要求1-8任一项所述的应用于显示装置的光转换结构，其中，所述光转换结构还包括：位于所述滤光结构入光侧的彩膜层，所述彩膜层包括光转换部和透光部，所述透光部被配置为直接透过所述第一颜色入射光，所述光转换部被配置为使所述第一颜色入射光通过所述光转换部后出射至少一种其他颜色光，所述第一颜色入射光的波长小于所述其他颜色光的波长，其中，所述光转换部包括量子点材料。
16.根据权利要求15所述的彩膜基板，其中，所述量子点材料包括第二颜色量子点材料和第三颜色量子点材料以使所述第一颜色入射光通过所述光转换部后出射第二颜色光和第三颜色光。
17.根据权利要求15或16所述的彩膜基板，其中，所述滤光结构包括镂空结构，所述镂空结构在所述彩膜层上的正投影落入所述透光部内。
18.一种显示装置，包括权利要求1-10任一项所述的应用于显示装置的光转换结构。
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