本發(fā)明涉及到面光源和液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

白色面光源對(duì)于照明及平板顯示器都有重要的意義。在照明方面，輕薄、高效、可彎曲變形的白色面光源一直是人們追求的理想光源，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）是一種有希望的發(fā)展方向，但是發(fā)光效率及壽命、成本、材料穩(wěn)定性方面面臨諸多障礙。

在平板顯示方面，尤其是液晶顯示器，需要用到白色面光源作為背光。傳統(tǒng)的做法均為間接面光源，即采用點(diǎn)光源或者線光源經(jīng)過(guò)導(dǎo)光板及其他光學(xué)增亮膜來(lái)獲得均勻的白色面光源，其缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)效率不高，生產(chǎn)組裝流程過(guò)于復(fù)雜，并且在實(shí)現(xiàn)柔性可彎曲液晶顯示器方面成為短板。

量子點(diǎn)是顆粒尺寸在納米尺度的微小粒子。當(dāng)通電或者受一定波長(zhǎng)的光輻照時(shí)，將輻射出另一波長(zhǎng)的光線。所輻射的光的波長(zhǎng)與量子點(diǎn)的尺寸有關(guān)。選擇特定尺度的粒子和輻照源，可以得到構(gòu)成彩色顯示所需的紅、綠、藍(lán)等基礎(chǔ)顏色。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

綜上所述，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有采用OLED制作的白色面光源在發(fā)光效率、材料穩(wěn)定性以及壽命方面存在技術(shù)難題；采用間接面光源存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)效率不高，生產(chǎn)組裝流程過(guò)于復(fù)雜，不適于柔性液晶顯示器的技術(shù)不足，而提出一種白色面光源及其液晶顯示器。

為解決本發(fā)明的提出的技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案為：一種白色面光源，包括有透明基板，其特征在于：所述的透明基板的背面設(shè)有通電輻射紫外-藍(lán)光波段電磁波的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層；所述的透明基板的正面設(shè)有受所述的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層所輻射的電磁波激發(fā)形成均勻白色面光源的量子點(diǎn)膜。

所述的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層包括有位于所述透明基板上的第一電極層，位于第一電極層上的P型氧化物半導(dǎo)體層，位于P型氧化物半導(dǎo)體層上的N型氧化物半導(dǎo)體層，以及設(shè)于N型氧化物半導(dǎo)體層上的第二電極層；所述的第一電極層為透明電極，所述的第二電極層為非透明電極。

或者，所述的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層包括有位于所述透明基板上的第一電極層，位于第一電極層上的N型氧化物半導(dǎo)體層，位于N型氧化物半導(dǎo)體層上的P型氧化物半導(dǎo)體層，以及設(shè)于P型氧化物半導(dǎo)體層上的第二電極層；所述的第一電極層為透明電極，所述的第二電極層為非透明電極。

所述的P型氧化物半導(dǎo)體層和N型氧化物半導(dǎo)體層采用的氧化物為寬禁帶半導(dǎo)體氧化物，在P型氧化物半導(dǎo)體層和N型氧化物半導(dǎo)體層間施加所需工作電壓，能夠輻射紫外--藍(lán)色波段內(nèi)的光波。

所述的寬禁帶半導(dǎo)體氧化物包括：鋅氧化物，鈦氧化物，錫氧化物，鈷氧化物，鉻氧化物，鎳氧化物、鈮氧化物、鉭氧化物和釩氧化物。 典型材料包括氧化鋅，二氧化鈦，二氧化錫，三氧化二鈷，三氧化二鉻，氧化鎳，五氧化二鉭，五氧化二釩，五氧化二鈮。除這些二元氧化物外，部分三元氧化物半導(dǎo)體，其受激輻射電磁波波長(zhǎng)位于紫外-藍(lán)光范圍內(nèi)，也屬于權(quán)利主張之內(nèi)。

所述的透明基板為硬質(zhì)透明基板或柔性透明基板。

所述的量子點(diǎn)膜為包含均勻分布的可輻射藍(lán)配黃、綠配紫紅或紅配青藍(lán)雙色光線的量子點(diǎn)的薄膜，或者可輻射藍(lán)綠紅三色光線的量子點(diǎn)的薄膜（簡(jiǎn)稱為紅色量子點(diǎn)、藍(lán)色量子點(diǎn)、綠色量子點(diǎn)等）。

包含所述的白色面光源的液晶顯示器，其特征在于：所述的白色面光源的正面設(shè)有液晶顯示面板。

所述的液晶顯示面板包括有依次層疊的第一偏光片層、內(nèi)透明基板、像素驅(qū)動(dòng)層、液晶分子層、ITO電極層、紅綠藍(lán)三色油墨層、外透明基板及第二偏光片層；所述的內(nèi)透明基板和外透明基板均為硬質(zhì)透明基板或柔性透明基板。

或者，所述的液晶顯示面板包括有依次層疊的第一偏光片層、內(nèi)透明基板、像素驅(qū)動(dòng)層、液晶分子層、ITO電極層、外透明基板及第二偏光片層；所述的量子點(diǎn)膜上包含有與所述的像素驅(qū)動(dòng)層的子像素區(qū)交替并一一規(guī)則對(duì)應(yīng)的紅色量子點(diǎn)區(qū)、綠色量子點(diǎn)區(qū)和藍(lán)色量子點(diǎn)區(qū)；所述的量子點(diǎn)膜上還包含有與所述的像素驅(qū)動(dòng)層的像素單元的非透光區(qū)對(duì)應(yīng)的顏色隔離區(qū)；所述的內(nèi)透明基板和外透明基板均為硬質(zhì)透明基板或柔性透明基板。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用寬禁帶氧化物半導(dǎo)體電致發(fā)光特性以及量子點(diǎn)的高效光致發(fā)光特點(diǎn)，獲得了白色面光源。氧化物半導(dǎo)體材料制作成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，光效高，易于大面積化，可柔性彎曲。利用該白色面光源衍生的液晶顯示器具有輕薄，高效等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)需要將量子點(diǎn)膜進(jìn)一步圖案化優(yōu)化，可省去傳統(tǒng)液晶顯示器中的彩色濾光片，更進(jìn)一步提升光利用率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的白色面光源采用紅、綠、藍(lán)三基色量子點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的白色面光源采用藍(lán)、黃雙基色量子點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的液晶顯示器包含紅綠藍(lán)三色油墨層時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的液晶顯示器無(wú)紅綠藍(lán)三色油墨層時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步地說(shuō)明。

參照?qǐng)D1和圖2中所示，本發(fā)明白色面光源，包括有透明基板1，透明基板1可以為硬質(zhì)透明基板或柔性透明基板；透明基板1材料可以為玻璃或PET等材料；透明基板1的背面設(shè)有通電輻射紫外-藍(lán)光波段電磁波的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層2；所述的透明基板1的正面設(shè)有受所述的氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層2所輻射的電磁波激發(fā)形成均勻白色面光源的量子點(diǎn)膜3。

氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層2的結(jié)構(gòu)可以采用如下兩種結(jié)構(gòu)：

第1種結(jié)構(gòu)：參照?qǐng)D1所示，氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層2包括有位于所述透明基板1上的第一電極層21，位于第一電極層21上的P型氧化物半導(dǎo)體層22，位于P型氧化物半導(dǎo)體層22上的N型氧化物半導(dǎo)體層23，以及設(shè)于N型氧化物半導(dǎo)體層23上的第二電極層24；所述的第一電極層21為透明電極，所述的第二電極層24為非透明電極。當(dāng)?shù)谝浑姌O層21和第二電極層24間施加一定電壓時(shí)，P型氧化物半導(dǎo)體層22與N型氧化物半導(dǎo)體層23構(gòu)成的PN結(jié)輻射紫外-藍(lán)光波段電磁波，電磁波的頻率由氧化物半導(dǎo)體的禁帶寬度及內(nèi)部能級(jí)結(jié)構(gòu)決定。

P型氧化物半導(dǎo)體層22和N型氧化物半導(dǎo)體層23采用的氧化物為寬禁帶半導(dǎo)體氧化物。寬禁帶半導(dǎo)體氧化物包括但不限于：鋅氧化物，鈦氧化物，錫氧化物，鈷氧化物，鉻氧化物，鎳氧化物、鈮氧化物、鉭氧化物和釩氧化物。

氧化物半導(dǎo)體復(fù)合層2制作步驟為：在透明基板1的上方依次沉積第一電極層21、P型氧化物半導(dǎo)體層22、N型氧化物半導(dǎo)體層23及第二電極層24。沉積方法包括磁控濺射、化學(xué)氣相沉積以及涂覆等等。

第2種結(jié)構(gòu)：相對(duì)于第1種結(jié)構(gòu)，僅P型氧化物半導(dǎo)體層22與N型氧化物半導(dǎo)體層23位置進(jìn)行調(diào)換，結(jié)構(gòu)原理相似，在此不作重復(fù)說(shuō)明。

量子點(diǎn)膜3是通過(guò)噴涂或者打印等方法均勻形成直徑在納米尺度的量子點(diǎn)層，量子點(diǎn)例如為：硒化鎘、磷化銦等；控制量子點(diǎn)的尺寸，在紫外-藍(lán)光波段電磁波的激發(fā)下，量子點(diǎn)可以發(fā)出紅色，藍(lán)色，綠色、黃色等顏色的光。

如圖1中所示，量子點(diǎn)膜3為藍(lán)綠紅三色量子點(diǎn)的薄膜，也即由紅色，藍(lán)色，綠色三種顏色的量子點(diǎn)在空間細(xì)小尺度分布，受人眼空間分辨能力限制，目視觀察將獲得均勻的白色面光源。

如圖2中所示，量子點(diǎn)膜3為包含均勻分布的藍(lán)黃雙色量子點(diǎn)的薄膜，；在具體實(shí)施過(guò)程中，量子點(diǎn)膜3還可以是其它不同顏色的量子點(diǎn)組合的薄膜，例如：綠配紫紅，紅配青藍(lán)等等。

本發(fā)明的白色面光源在室內(nèi)外照明方面有廣泛的應(yīng)用前景。采用柔性透明基板，這種面光源的形狀可多樣化，對(duì)于汽車等曲面照明十分有利。

參照?qǐng)D3和圖4中所示，本發(fā)明的白色面光源可以作為背光，與現(xiàn)有的液晶顯示面板4疊加構(gòu)成液晶顯示器，也即是本發(fā)明的白色面光源的液晶顯示器，由上述白色面光源和設(shè)于其正面的液晶顯示面板構(gòu)成。

參照?qǐng)D3中所示，液晶顯示面板4包括有依次層疊的第一偏光片層、內(nèi)透明基板41、像素驅(qū)動(dòng)層42、液晶分子層43、ITO電極層44、紅綠藍(lán)三色油墨層45、外透明基板46及第二偏光片層47；像素驅(qū)動(dòng)層42包括被動(dòng)陣列式和含TFT驅(qū)動(dòng)電路的主動(dòng)陣列式。所述的內(nèi)透明基板41與外透明基板46之間通過(guò)環(huán)氧膠框48壓合連接；這種液晶顯示面板的工藝已經(jīng)非常成熟，在此不作詳述。根據(jù)需要，所述的內(nèi)透明基板41和外透明基板46可以均為硬質(zhì)透明基板或柔性透明基板。相較傳統(tǒng)間接面光源做背光的液晶顯示器，這種液晶顯示器的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了，省去了導(dǎo)光板、反射片、擴(kuò)散片和增光膜等，生產(chǎn)組裝流程大為簡(jiǎn)化。同時(shí)，多層膜導(dǎo)致的散射、吸收等光損失也得到降低。由于本實(shí)施例中液晶顯示面板4包含有紅綠藍(lán)三色油墨層45，對(duì)白色面光源的量子點(diǎn)膜3的量子點(diǎn)顏色組合方式無(wú)特殊要求，只要能均勻出白色光均可。

參照?qǐng)D4中所示，當(dāng)液晶顯示面板4不含紅綠藍(lán)三色油墨層時(shí)，也即液晶顯示面板4僅包括有依次層疊的第一偏光片層、內(nèi)透明基板41、像素驅(qū)動(dòng)層42、液晶分子層43、ITO電極層44、外透明基板46及第二偏光片層47構(gòu)成。由于像素驅(qū)動(dòng)層42包含有矩陣分布的若干顯示像素單元，每個(gè)顯示像素單元包括有紅色透光區(qū)421、綠色透光區(qū)422及藍(lán)色透光區(qū)423；紅色透光區(qū)421、綠色透光區(qū)422及藍(lán)色透光區(qū)423均稱為子像素區(qū)，相鄰的透光區(qū)之間設(shè)有非透光區(qū)424；圖4所示的實(shí)施例中，量子點(diǎn)膜3上包含有與所述的像素驅(qū)動(dòng)層42的像素單元紅色透光區(qū)421、綠色透光區(qū)422及藍(lán)色透光區(qū)423一一對(duì)應(yīng)的紅色量子點(diǎn)區(qū)31、綠色量子點(diǎn)區(qū)32和藍(lán)色量子點(diǎn)區(qū)33，也即是所述的量子點(diǎn)膜上包含有與所述的像素驅(qū)動(dòng)層的子像素區(qū)交替并一一規(guī)則對(duì)應(yīng)的紅色量子點(diǎn)區(qū)、綠色量子點(diǎn)區(qū)和藍(lán)色量子點(diǎn)區(qū)；量子點(diǎn)膜3上還包含有與所述的像素驅(qū)動(dòng)層42的像素單元的非透光區(qū)424對(duì)應(yīng)的顏色隔離區(qū)34。本實(shí)施例采用紅綠藍(lán)三色量子點(diǎn)面光源與液晶面板的搭配結(jié)構(gòu)，還可以省掉傳統(tǒng)液晶顯示面板上由紅綠藍(lán)三色油墨形成的彩色濾光層。一般地，這種油墨彩色濾光層會(huì)將光能損失三分之二，是導(dǎo)致液晶顯示器光能利用率低的重要原因。本實(shí)施例將紅綠藍(lán)三色量子點(diǎn)的分布區(qū)域與顯示面板上的有效透光區(qū)精確及規(guī)律對(duì)應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)光能“即時(shí)轉(zhuǎn)化、即時(shí)利用”，無(wú)須再經(jīng)過(guò)彩色濾光層的區(qū)域分色，光能利用率會(huì)大幅提升。