基于纳米结构的显示器件制造技术

本发明专利技术描述了显示器件的实施方案。显示器件包括具有光源的背光单元和液晶显示(LCD)模块。LCD模块包括磷光体膜和滤光片元件。磷光体膜配置为从光源接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分初级光以发射具有第二峰值波长的次级光。第二峰值波长不同于第一峰值波长。滤光片元件与磷光体膜光学耦合并配置为允许次级光穿过滤光片元件并阻断初级光的未转换部分穿过滤光片元件。

Display device based on Nanostructure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于纳米结构的显示器件
本专利技术涉及一种显示器件，其包括具有发光纳米结构如量子点(QD)的磷光体膜。
技术介绍
发光纳米结构(NS)如量子点(QD)代表一类磷光体，它们具有以窄线宽在单个光谱峰下发射光从而产生高饱和色的能力。可以基于NS的尺寸来调整发射波长。使用NS来产生可在显示器件(例如，液晶显示(LCD)器件、有机发光二极管(OLED)显示器件)中用作颜色下转换(downconversion)层的NS膜。发射显示器中颜色下转换层的使用可通过在光穿过彩色滤光片(filter)之前将白光、蓝光或紫外(UV)光下转换为更偏红色的光、偏绿色的光或两者来提高系统效率。颜色下转换层的这种使用可减少由于滤波引起的光能损失。由于它们的宽吸收和窄发射光谱，NS可用作转换材料。因为在约3μm-6μm的非常薄的颜色下转换层中，这样的应用所需的NS的密度非常高，所以当NS在薄NS膜中彼此紧密堆积时，使用当前的方法制备的NS会发生其光学性质的淬灭。因此，当前使用NS膜作为颜色下转换层的基于NS的显示器件存在量子产率(QY)低的问题。用来定义显示器件的图像质量的因素之一为显示器件提供的标准RGB颜色空间如Rec.2020、Rec.709、DCIP3、NTSC或sRGB的色域覆盖。图1示意了显示器件的色域覆盖的定义。在图1中，在1976CIE色坐标101a-101c之间形成的区域101表示1976CIEu’-v’色度图100上标准RGB颜色空间(例如，Rec.2020)的色域。在1976CIE色坐标102a-102c之间形成的区域102表示1976CIEu’-v’色度图100上显示器件的色域。显示器件的色域覆盖可定义为区域101和102之间的重叠区域103与区域101的比率。假定有助于图像质量的其他因素得到优化，则显示器件的色域覆盖越宽，显示器件呈现的人眼可识别的颜色范围(即，可见光谱)将越宽，并因此改善显示器件的图像质量。当前的显示器件得在实现期望的亮度(例如，高动态范围(HDR)成像标准所需的亮度)和标准RGB颜色空间的期望色域覆盖(例如，大于85％)之间作折衷。例如，为了实现超过90％的DCIP3色域覆盖，一些显示器件损失约30％的亮度。因此，使用当前的技术，为了实现比DCIP3甚至更宽的颜色空间(例如，Rec.2020)的色域覆盖，显示器件中的亮度损失将显著更高。当前显示器件存在的另一个缺点在于未转换的光通过显示器件的转换材料(例如，NS膜)的泄漏，这会不利地影响显示器件的色域覆盖。例如，一些显示器件存在不想要的蓝光通过其绿色和/或红色像素的泄漏。当从蓝光源入射到转换材料上的蓝光未被转换材料完全吸收并转换成绿光和/或红光时，可能发生这种情况。
技术实现思路
因此，需要具有改善的色域覆盖并在实现宽RGB颜色空间的期望色域覆盖与期望的亮度之间作较少折衷的显示器件。根据一个实施方案，显示器件包括具有光源的背光单元和液晶显示(LCD)模块。LCD模块包括磷光体膜和滤光片元件。磷光体膜配置为从光源接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分初级光以发射具有第二峰值波长的次级光。第二峰值波长不同于第一峰值波长。滤光片元件与磷光体膜光学耦合并配置为允许次级光穿过滤光片元件并阻断初级光的未转换部分穿过滤光片元件。根据一个实施方案，显示器件包括有机发光二极管(OLED)、磷光体膜和滤光片元件。磷光体膜配置为从OLED接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分初级光以发射具有第二峰值波长的次级光。第二峰值波长不同于第一峰值波长。滤光片元件与磷光体膜光学耦合并配置为允许次级光穿过滤光片元件并阻断初级光的未转换部分穿过滤光片元件。根据一个实施方案，显示器件包括像素阵列。像素阵列的像素包括具有量子点膜和滤光片元件的子像素。QD膜配置为接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分初级光以发射具有第二峰值波长的次级光。第二峰值波长不同于第一峰值波长。滤光片元件设置在量子点膜上并配置为允许次级光穿过滤光片元件并阻断初级光的未转换部分穿过滤光片元件。下文参考附图详细描述了本专利技术的其他特征和优点以及本专利技术的各种实施方案的结构和操作。应指出，本专利技术不限于本文描述的具体实施方案。本文仅出于示意的目的提出此类实施方案。基于本文所含的教导，其他实施方案对相关领域技术人员将是显而易见的。附图说明附图并入本文并形成说明书的一部分，示意了本专利技术的实施方案并与说明书一起还用于解释本专利技术的实施方案的原理以及使相关领域的技术人员能够实现和使用本专利技术的实施方案。图1为Rec.2020色域和显示器件的色域的CIE1976u’v’色度图。图2-3为根据一个实施方案的液晶显示(LCD)器件的分解横截面视图。图4为根据一个实施方案的有机发光二极管(OLED)显示器件的分解横截面视图。图5为根据一个实施方案的OLED显示器件的像素的分解横截面视图。图6为根据一个实施方案的纳米结构的横截面视图的示意图。图7为根据一个实施方案的纳米结构膜的示意图。通过下文结合附图给出的详细描述，本专利技术的特征和优点将变得更加明显，在附图中，相似的参考字符始终标识相应的要素。在附图中，相似的参考编号通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的要素。要素首次出现于的附图由相应参考编号中最左边的数字表示。除非另有指出，否则在整个本公开中提供的附图均不应理解为按比例绘制。具体实施方式尽管可能讨论到具体的配置和布置，但应理解，这仅出于示意性目的而进行。相关领域的技术人员应认识到，可在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本专利技术还可用于除本文具体提到的那些之外的各种其他应用中。应理解，本文示出和描述的特定实施方式为实例而非意在以任何方式限制本申请的范围。应指出，说明书中“实施方式”、“实施方案”、“示例实施方案”等的提及指示所描述的实施方案可包括特定的特征、结构或特性，但不一定每一个实施方案都包括此特定的特征、结构或特性。而且，此类表述不一定是指同一个实施方案。此外，当结合实施方案描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施方案实现这样的特征、结构或特性将在本领域技术人员的知识范围内。除非另有明确指出，否则本说明书中指示材料的量、材料比率、材料的物理性质和/或用途的所有数字均应理解为受词语“约”修饰。在实施方案中，术语“显示器件”是指允许在显示屏上可视地呈现数据的元件的布置。合适的显示屏可包括用于以视觉方式向用户显示信息的各种平坦、弯曲或其他形状的屏幕、膜、片材或其他结构。本文描述的显示器件可被包括在例如显示系统中，其涵盖液晶显示器(LCD)、电视机、计算机、移动电话机、智能电话机、个人数字助理(PDA)、游戏设备、电子阅读设备、数码相机、平板电脑、可穿戴设备、汽车导航系统等。如本文所用，术语“约”指示给定量的值在该值的基础上变化±10％。例如，“约100nm”涵盖90nm至110nm的一系列尺寸，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示器件，所述显示器件包含：/n背光单元，所述背光单元包含光源；和/n液晶显示(LCD)模块，所述模块包含：/n磷光体膜，所述磷光体膜配置为从所述光源接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分所述初级光以发射具有不同于所述第一峰值波长的第二峰值波长的次级光；和/n滤光片元件，所述滤光片元件与所述磷光体膜光学耦合，配置为允许所述次级光穿过所述滤光片元件并阻断所述初级光的未转换部分穿过所述滤光片元件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170825 US 62/550,394;20180822 US 16/108,3191.一种显示器件，所述显示器件包含：
背光单元，所述背光单元包含光源；和
液晶显示(LCD)模块，所述模块包含：
磷光体膜，所述磷光体膜配置为从所述光源接收具有第一峰值波长的初级光并转换一部分所述初级光以发射具有不同于所述第一峰值波长的第二峰值波长的次级光；和
滤光片元件，所述滤光片元件与所述磷光体膜光学耦合，配置为允许所述次级光穿过所述滤光片元件并阻断所述初级光的未转换部分穿过所述滤光片元件。


2.根据权利要求1所述的显示器件，其中所述滤光片元件配置为吸收所述初级光的未转换部分。


3.根据权利要求1-2中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件配置为散射所述初级光的未转换部分。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件设置在所述磷光体膜上。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件设置在基板上，所述基板设置在所述磷光体膜上。


6.根据权利要求1-3中任一项所述的显示器件，其中：
所述磷光体膜包含基质；和
所述滤光片元件包埋在所述基质中。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件包含不基于磷光体的材料。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件包含染料、油墨、涂料或聚合物材料。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件包含散射材料。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件包含具有氧化钛、氧化锌、硫化锌、有机硅或它们的组合的散射颗粒。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的显示器件，其中所述磷光体膜包含发光纳米结构。


12.根据权利要求1-11中任一项所述的显示器件，其中所述磷光体膜包含分段磷光体膜的阵列。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的显示器件，其中：
所述磷光体膜包含磷光体膜的阵列；
所述阵列的磷光体膜中的至少之一包含配置为发射红光的第一发光纳米结构群体；和
所述阵列的磷光体膜中的至少之一包含配置为发射绿光的第二发光纳米结构群体。


14.根据权利要求1-12中任一项所述的显示器件，其中所述磷光体膜包含：
具有配置为发射红光的第一发光纳米结构群体的第一区域；和
具有配置为发射绿光的第二发光纳米结构群体的第二区域。


15.根据权利要求1-12中任一项所述的显示器件，其中：
所述磷光体膜包含磷光体膜的阵列；
所述阵列的磷光体膜中的至少之一包含配置为发射红光的第一发光纳米结构群体；和
所述阵列的磷光体膜中的至少之一包含配置为发射绿光的第二发光纳米结构群体；和
所述阵列的磷光体膜中的至少之一包含配置为发射蓝光的第三发光纳米结构群体。


16.根据权利要求1-12中任一项所述的显示器件，其中所述磷光体膜包含：
具有配置为发射红光的第一发光纳米结构群体的第一区域；
具有配置为发射绿光的第二发光纳米结构群体的第二区域；和
具有配置为发射蓝光的第三发光纳米结构群体的第三区域。


17.根据权利要求1-16中任一项所述的显示器件，其中所述LCD模块还包含：
第一偏振滤光片，所述第一偏振滤光片配置为偏振所述初级光；
液晶溶液层，所述液晶溶液层配置为调节被偏振的初级光的偏振角度；和
第二偏振滤光片，所述第二偏振滤光片设置在所述磷光体膜和所述液晶溶液层之间，配置为控制所述被偏振的初级光从所述液晶溶液层向所述磷光体膜的透射。


18.根据权利要求1-17中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件还配置为调整所述次级光的光谱发射宽度以调节标准RGB颜色空间的色域覆盖。


19.根据权利要求1-18中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件还配置为调整所述次级光的光谱发射宽度以实现标准RGB颜色空间超过90％的色域覆盖。


20.根据权利要求1-19中任一项所述的显示器件，其中所述标准RGB颜色空间为Rec.2020颜色空间。


21.根据权利要求1-20中任一项所述的显示器件，其中所述滤光片元件还配置为调整所述次级光的光谱发射宽度，以在所述显示器件的亮度水平降低小于10％的情况下实现Rec.2020颜色空间超过90％的色域覆盖。


22.根据权利要求1-21中任一项所述的显示器件，所述显示器件还包含光学腔，其中所述光源位于所述光学腔内。


23.根据权利要求1-21中任一项所述的显示器件，所述显示器件还包含导光板，其中所述光源从外部耦合到所述导光板。


24.一种显示器件，所述显示器件包含：
有机发光二极管(OLED)；和
磷光体膜，所述磷光体膜配置为从所述OLED接收具有第一峰值波长的初级光并转换一...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·C·李，J·哈特洛弗，阚世海，陈建，
申请(专利权)人：纳米系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US