[发明专利]使用量子点或量子片转换器的显示器

说明书

本发明涉及一种包括像素阵列的显示设备，每一像素包括具有发射具有蓝色点的光的LED器件的至少三个子像素，其中第一子像素被设计成发射具有第一色点的红光，第二子像素被设计成发射具有第二色点的绿光，其表征为，第三子像素的LED器件覆盖有设计成发射具有第四色点的光的第三波长转换层，所述第四色点使得由所述LED器件发射的未经波长转换层转换的光和被波长转换层转换的光的组合产生具有第三色点的光，其中第一、第二和第三色点定义其中包括所设色彩空间的第二色空间。

技术领域

本发明涉及具有转换层的LED显示器中的改进和设计此类显示器的方法以及制造和驱动LED显示器的像素结构和方法。

背景技术

US9728687“Quantum Platelet Converter(量子片转换器)”描述了包括将LED以发射波长发出的光转换成较长波长的光的QPC下变频器的示例性LED器件。如在图1中解说的，其对应于US9728687的图8，此类LED器件100包括LED管芯或芯片102。诸如硅酮之类的密封剂106可被布置在发射UV或蓝光的LED管芯或芯片102上。密封剂106可以用作保持一个或多个QPC下变频器108和110的基底。密封剂和QPC下变频器形成波长转换层104。QPC下变频器108可包括用于将LED芯片102发射的蓝光下变频成不同的较长光学波长(例如，红色、绿色或黄色的光)的不同QPC结构。例如，QPC下变频器108可包括用于将蓝光转换为红光的红QPC结构(108)、用于将蓝光转换为绿光的绿QPC结构(110)、用于将蓝光转换为黄光的黄QPC结构，或者上述QPC结构的两种或全部三种类型的组合。各种QPC结构可嵌入到可包括诸如硅酮之类的粘合剂材料的密封剂106中。

另外，如在对应于US9728687的图11的图2上解说的，透明层112可被置于嵌有QPC的波长转换层104和LED芯片102之间。透明层可以作为散热层以减少热对色彩转换材料102的负面影响，并且还可以通过将LED光扩散到更大的表面来作为光学峰值通量减少层，通常称为“远程荧光体”应用，如在高功率照明中。

US9865577“LED display with wavelength converting layer(具有波长转换层的LED显示器)”描述了一种像素，其中R、G和B子像素将相同的蓝、深蓝或UV LED来用于所有的红、绿和蓝子像素。蓝、深蓝或UV LED 400结合在基板102上并覆盖有波长转换层310。可以在LED 400和转换层310之间形成光/热分布层320。

本发明的图3A是根据现有技术的像素106的示意性侧视图图解。图3A对应于US9865577的图11B。如在图3A中解说的，每一微LED器件400被设计成发射深蓝(DB)色谱。不同波长转换层310可被设计成以RGB子像素布置来发射红(R)、绿(G)和蓝(B)。

当使用色彩转换材料时，通常与发射光谱相比，激发光谱越低，色彩转换材料的吸光度越好。NPL(纳米片)或QDOT的吸收截面取决于激发波长。对于特定转换材料，吸光度可存在峰值。图7示出了来自的Lumidot^TM CdSe/ZnS 610nm红色发光量子点粒子的光谱。线710代表吸收光谱。如在该附图中可看到的，在发射峰附近存在局部吸收峰730(归因于第一激发能级)，但是对于低于500nm的波长，吸光度要强得多。不同转换材料和具有不同发射峰波长的相同材料将在不同波长处显示出激发峰，但都将表现出朝向更深蓝的吸收增加。

吸收截面越小，获得全色转换所需的QDot/NPL越多。使用深蓝/UV激发源有两个优点：(1)吸收截面在较低波长处显著更大，从而显著降低了所需浓度(因子4到10甚至更多)和(2)因为所需浓度较低，再吸收的平均路径长度将减小。第二个优点解释如下：当蓝光子被吸收并转换成红色时，红光子可与另一色QDOT/NPL相遇并被再吸收。它随后有两种可能性：QDOT/NPL可重新发射红光子，或者它可被转换成热。当然，QDOT/NPL浓度的越高，被吸收的红光子转换成热的概率就增加。所以，降低色彩转换材料的浓度会增加红光子的逃逸概率。