[发明专利]降频转换膜元件

说明书

技术领域

本发明涉及降频转换膜元件和包括降频转换膜元件的光学构造和照明设备。

背景技术

液晶显示器(LCD)是将单独的背光单元以及红色、绿色和蓝色滤色器用于像素以在屏幕上显示彩色图像的显示器。红色、绿色和蓝色滤色器分别将背光单元发射的白光分为红光、绿光和蓝光。红色、绿色和蓝色滤色器各自只传输较窄波段的光，并吸收可见光谱中的剩余部分，从而引起显着的光损耗。因此，需要高亮度背光单元以产生具有足够亮度的图像。可以由LCD装置显示的颜色范围称为色域，并且该颜色范围由LCD面板的背光单元和滤色器的组合光谱确定。更厚且吸光更多的滤色器会使原色更饱、色域范围(以NTSC为单位测量)更宽，并且亮度更低。

面板的原生色域可被称为可与包括白色LED的背光单元结合实现的色域面积。典型的白色LED由与黄色YAG荧光体结合的蓝色LED晶粒组成。原生色域通常在针对一些手持设备的40％NTSC至针对专用显示器的超过100％NTSC的范围内。

期望具有色域改善或功效增加的LCD面板构造。因此，近来人们非常关注包括降频转换膜构造的LCD面板构造，该降频转换膜构造使用绿色和红色量子点的组合作为荧光元件，因为它们可以显着地提高LCD面板构造的NTSC。然而，量子点对由水分和氧气引起的降解非常敏感。此外，大多数液晶显示器的量子点膜构造都使用的是基于镉的绿色和红色量子点，它们在消费品中的使用受到规范管理。

发明内容

鉴于上述内容，我们认识到在本领域中需要量子点含量低于高色域显示器中所用含量的降频转换膜。

我们已经发现，降频转换膜中的绿色或红色量子点在一些情况下可以被绿色或红色荧光体所替代。在含有红色和绿色量子点的膜中用绿色或红色荧光体代替绿色或红色量子点，有时可限制％NTSC易达度(与含有红色和绿色量子点的膜相比)，但是这种“杂化型”降频转换膜相对于驱动黄色荧光体的蓝色LED的现有标准而言，色域显着改善。在一些实施方案中，例如，当将具有窄FWHM的红色荧光体与绿色量子点一起使用时，％NTSC实际上比全量子点系统要更为改善。

此外，可以实现其他优点。例如，许多荧光体化学品对于水分和氧气具有优异的性能稳定性。此外，用绿色荧光体或红色荧光体替代绿色量子点或红色量子点中的至少一者，可以显著降低降频转换膜的镉含量。在一些情况下，例如，当绿色量子点被绿色荧光体替代时，镉含量可以降低多达75％，或者当红色量子点被红色荧光体替代时，镉含量可以降低多达25％。

在一个方面，本发明提供了一种包括量子点和荧光体的降频转换膜元件，其中(a)量子点发射出峰值波长在615nm至660nm范围内且FWHM小于50nm的红光，并且荧光体发射出峰值波长在515nm至555nm范围内且FWHM小于80nm的绿光，并具有75％或更大的内部荧光量子产率，或者(b)量子点发射出峰值波长在515nm至555nm范围内且FWHM小于40nm的绿光，荧光体发出峰值波长在615nm至645nm范围内且FWHM小于80nm的红光，并具有75％或更大的内部荧光量子产率。

在另一方面，本发明提供了包括降频转换膜元件的光学构造和照明设备。

附图说明

结合附图，参考以下对本公开的各种实施方案的详细描述，可更全面地理解本公开，其中：

图1为一个示例性光学构造的示意性侧视图；

图2A和图2B是示出实施例1的膜的亮度和色点数据的图。

图3是示出实施例3系统的系统效率与色域的关系的图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，参考了形成具体实施方式一部分的附图，并且在附图中通过举例说明的方式示出了若干具体实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，设想并可形成其它实施方案。因此，以下详细说明不被认为具有限制意义。

除非另外指明，否则本发明中使用的所有的科学和技术术语具有在本领域中所普遍使用的含义。本文提供的定义旨在有利于理解本文频繁使用的某些术语，并无限制本公开范围之意。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物理特性的数值在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员使用本文所公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。