[發(fā)明專利]包含各向異性平膠體半導(dǎo)體納米晶體的發(fā)光設(shè)備及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380025973.4
• 申請(qǐng)日: 2013-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN104302572B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 貝努瓦·馬勒;托馬斯·龐斯;埃爾莎·卡塞特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奈科斯多特股份公司
• 主分類號(hào): H05B33/14
• 分類號(hào): H05B33/14;B82Y30/00;H01L33/06;H01L33/50
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 張春媛,閻娬斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及響應(yīng)于電激勵(lì)或光激勵(lì)而發(fā)光的設(shè)備，例如，發(fā)光二極管、顯示器、電子閱讀器等。在如顯示器、電視機(jī)、移動(dòng)電話、平板電腦或計(jì)算機(jī)中可發(fā)現(xiàn)這種設(shè)備。盡管該類型的設(shè)備有了穩(wěn)定的發(fā)展，但是其仍然具有以下問題：在顯色性、對(duì)比度、亮度、能量效率和取決于觀察角度的視覺效果(impression)這些方面受到一定的限制。

背景技術(shù)

為了完整地還原顏色，一般通過添加合成至少三種互補(bǔ)色，特別是紅、綠和藍(lán)來實(shí)現(xiàn)。在色度圖中，通過與紅、綠、藍(lán)這三種顏色相關(guān)的三個(gè)坐標(biāo)形成的三角關(guān)系來形成通過混合不同比例的這三種顏色獲得的可用顏色的子集。該子集構(gòu)成所謂的色域。

大多數(shù)彩色顯示設(shè)備基于該三色原理工作：每個(gè)像素包括三個(gè)子像素：一個(gè)紅色、一個(gè)綠色和一個(gè)藍(lán)色，不同強(qiáng)度的三個(gè)子像素形成的混合色可以再現(xiàn)彩色效果。

諸如計(jì)算機(jī)LCD屏的熒光屏或背光顯示器已經(jīng)為精確的色彩再現(xiàn)提供了盡可能寬的色域。基于這個(gè)原因，為了描述盡可能寬的色域，構(gòu)成的子像素必須是盡可能飽和的顏色。如果光源接近單色，其就具有飽和色。從光譜的角度來看，這意味著光源發(fā)出的光由單個(gè)窄波段的波長(zhǎng)組成。前面已描述過，高度飽和的陰影具有鮮艷、強(qiáng)烈的顏色，而較少飽和的陰影則表現(xiàn)地更柔和且為灰色。

因此，具有發(fā)射光譜窄且從而為飽和色的光源是重要的。

例如，在彩色顯示的情況下，組成彩色的紅、綠和藍(lán)子像素必須具有使顯示系統(tǒng)的色域最大的光譜，其相當(dāng)于顯示來自視角的光譜點(diǎn)的盡可能窄的發(fā)射。

可以區(qū)別兩種類型的多色發(fā)光顯示器：

●背光顯示器，其中，通過濾色器對(duì)來自背光源的白色光進(jìn)行過濾，并且通過液晶系統(tǒng)(這些是液晶顯示器(LCD))控制白色光的強(qiáng)度，

●直接發(fā)光顯示器，其中，每個(gè)像素由對(duì)應(yīng)于三基色的至少三個(gè)子像素組成。每個(gè)子像素是獨(dú)立尋址的光發(fā)射器，其通常貫穿矩陣或復(fù)用系統(tǒng)，于是直接設(shè)置發(fā)射的光強(qiáng)。這是等離子顯示屏和諸如OLED(即，“有機(jī)發(fā)光二極管”)顯示屏的發(fā)光二極管顯示屏的情況。這些設(shè)備使用響應(yīng)于激勵(lì)的發(fā)光材料。

在LCD顯示屏中，通過由紅、綠和藍(lán)濾色器對(duì)白色初始光源的過濾來確定像素的顏色。三個(gè)子像素的光譜從而對(duì)應(yīng)于初始光源的發(fā)射光譜和使用的濾色器的透射光譜的乘積，所述初始光源通常是白色LED陣列或冷陰極熒光管。優(yōu)化初始光源或彩色濾色器的光譜的事實(shí)從而允許改進(jìn)色域。然而，白色初始光源發(fā)射的大多數(shù)光被組成顯示屏的偏振片和濾色器重吸收，或者不同層中的擴(kuò)散和波導(dǎo)效應(yīng)使所述大多數(shù)光偏轉(zhuǎn)。因此，所述大多數(shù)光不會(huì)到達(dá)觀察者，這嚴(yán)重限制了液晶顯示器的能量效率。因此，需要限制功耗以尋求色域-亮度的折衷方案。

為了在不顯著地改變?yōu)V色器和初始光源的情況下增加顯示屏的色域和亮度，最近已經(jīng)提出了在光源和像素之間增加包含膠體量子點(diǎn)的熒光膜，以修正來自光源的光通過討論的膜后的光譜并從而增加三個(gè)子像素的飽和度^4,5。然而，該方案即使改進(jìn)了色域，但是降低了顯示屏的亮度。

還提出了由綠色、紅色和藍(lán)色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器來替代濾色器，所述轉(zhuǎn)換器吸收例如初始光、藍(lán)色或紫外光，并重新發(fā)送每個(gè)轉(zhuǎn)換器的特定顏色。基于此，使用了包含熒光團(tuán)的材料，所述熒光團(tuán)吸收來自初始激勵(lì)光源的光并以較高的波長(zhǎng)重新發(fā)射它。然而，該方案在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器使用的熒光團(tuán)的穩(wěn)定性、熒光效率和光譜精度方面存在問題。

直接發(fā)射顯示器(例如，由發(fā)光二極管組成的顯示器)的能量消耗可能較低；濾色造成的損耗很少或者沒有。然而，當(dāng)使用半導(dǎo)體層(例如，OLED實(shí)例中的無機(jī)二極管或聚合物層)時(shí)，所述層中的全部?jī)?nèi)反射造成的光損失減少了到達(dá)觀察者的全部光。

在直接發(fā)射顯示器中，激勵(lì)的性質(zhì)可以是以下各種：

●電激勵(lì)，如在有機(jī)或無機(jī)發(fā)光二極管的實(shí)例中，通過電荷注入進(jìn)行激勵(lì)。

●光激勵(lì)，如在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器或等離子屏的實(shí)例中，通過吸收波長(zhǎng)短于發(fā)射波長(zhǎng)的光子進(jìn)行激勵(lì)。

已經(jīng)提出了很多發(fā)射材料以試圖覆蓋整個(gè)可見光譜。

因此，例如存在于OLED中的有機(jī)熒光團(tuán)在可見光中具有很高的光量子產(chǎn)率，通常高于90％。它們一般穩(wěn)定性差，例如由于氧化或輻射會(huì)下降，這降低了含有有機(jī)熒光團(tuán)的設(shè)備的壽命。另外，熒光光譜的寬度可以相當(dāng)寬，這不允許獲得大色域。最后，每個(gè)熒光團(tuán)的最佳激勵(lì)波長(zhǎng)可以不同，這使得將它們集成到系統(tǒng)中時(shí)會(huì)遇到常見的激勵(lì)源困難。