[發(fā)明專利]一種新型的高色域發(fā)光器件及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710306732.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN107123726A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖蔓達(dá);何睦;明天;肖慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢保麗量彩科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/50
• 分類號(hào): H01L33/50;H01L33/54
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于量子點(diǎn)半導(dǎo)體材料的高色域發(fā)光器件及其制備方法。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)是一種具有獨(dú)特光學(xué)性能的半導(dǎo)體納米材料，當(dāng)受到高能量的光或者電刺激時(shí)，量子點(diǎn)會(huì)發(fā)射出光譜非常集中、純度非常高的光，且其發(fā)光光譜的峰值波長(zhǎng)和半峰寬連續(xù)可調(diào)。利用量子點(diǎn)材料的該特殊性能，可使得平板顯示器背光中構(gòu)成白光的RGB三基色峰值接近于液晶面板中彩色濾光片的RGB三基色峰值，并且三基色的半峰寬可調(diào)節(jié)得非常窄。彩色濾光片類似于一個(gè)帶通濾波器，只允許特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光通過，其余部分則被吸收損耗了。而當(dāng)背光中三基色光的半峰寬變窄時(shí)，光通過彩色濾光片的效率就會(huì)大幅提升，從而可以提升液晶屏幕的亮度，實(shí)現(xiàn)低功耗顯示。更重要的是當(dāng)基色光的純度變高時(shí)，液晶面板可以調(diào)配出更加豐富、鮮艷的色彩，使得顯示器的畫面更加接近真實(shí)的顏色，同時(shí)對(duì)畫面的質(zhì)感和立體感都有巨大的提升。

由于量子點(diǎn)容易受氧氣和水的影響，在水氧環(huán)境中量子點(diǎn)材料很快會(huì)被氧化，造成表面缺陷急劇增加，形成光子淬滅中心，導(dǎo)致發(fā)光效率降低，因此在使用過程中量子點(diǎn)材料需要選擇良好的水氧阻隔封裝方式。現(xiàn)有的顯示器應(yīng)用量子點(diǎn)技術(shù)的主要方式有三種：量子點(diǎn)膜、量子點(diǎn)玻璃管和量子點(diǎn)LED。它們均采用藍(lán)光LED作為高能量背光源，去激發(fā)紅綠量子點(diǎn)發(fā)射出純正的紅綠光，由于藍(lán)光只是部分被吸收，故經(jīng)過量子點(diǎn)層之后出來的光是由品質(zhì)非常高的紅綠藍(lán)三基色光混合成的白光。也有少部分采用紫外光LED去激發(fā)紅綠藍(lán)三種量子點(diǎn)實(shí)現(xiàn)白光，激發(fā)過程與前一種類似。目前，市場(chǎng)上使用了量子點(diǎn)技術(shù)的液晶顯示器在色域、色彩控制的精準(zhǔn)性以及紅綠藍(lán)三基色光的色彩純度上均有十分出色的表現(xiàn)。

量子點(diǎn)膜是將量子點(diǎn)層夾在兩層阻隔膜中間，膜片鋪滿整個(gè)背光模組表面，放置在導(dǎo)光板和液晶面板之間。量子點(diǎn)膜不易受到熱的影響，然而當(dāng)量子點(diǎn)膜用在大尺寸的顯示器中時(shí)，膜片的尺寸需與電視尺寸相當(dāng)，對(duì)于量子點(diǎn)的用量就必須很高，導(dǎo)致成本偏高。同時(shí)量子點(diǎn)膜需要采用兩層阻隔膜，量子點(diǎn)膜整體會(huì)比較厚，這就需要增加背光模組的整體厚度，在小尺寸的顯示屏中量子點(diǎn)膜還不能較好的運(yùn)用。

量子點(diǎn)玻璃管是將量子點(diǎn)層密封在高硼硅玻璃中，置于屏幕邊緣上的 LED燈條和導(dǎo)光板之間。量子點(diǎn)玻璃管可以大幅降低量子點(diǎn)的用量，同尺寸大小的顯示屏該方法的量子點(diǎn)用量只有量子點(diǎn)膜的五十分之一左右。由于目前量子點(diǎn)材料的價(jià)格還比較昂貴，所以量子點(diǎn)管具有很大的成本優(yōu)勢(shì)。另外，由于高硼硅玻璃具有優(yōu)異的隔水氧性能，所以量子點(diǎn)玻璃管的水氧穩(wěn)定性大幅提升。量子點(diǎn)玻璃管也有本身的劣勢(shì)之處：封裝量子點(diǎn)的玻璃管直徑小，長(zhǎng)度與管徑比過大，加工、運(yùn)輸和使用過程中容易發(fā)生變形碎裂，并且一臺(tái)電視機(jī)需要多根量子點(diǎn)玻璃管，量子點(diǎn)電視的良率就會(huì)降低。

量子點(diǎn)LED是將量子點(diǎn)材料直接放置在藍(lán)光芯片上，封裝在LED杯罩中。相當(dāng)于是用量子點(diǎn)材料替換了原有的熒光粉材料，保持了原有的LED 封裝工藝不變，與現(xiàn)有的LED背光和照明模組結(jié)構(gòu)匹配，相對(duì)于量子點(diǎn)膜和量子點(diǎn)玻璃管這兩種已經(jīng)較為成熟的技術(shù)來說，該方法更加簡(jiǎn)單便捷，是非常有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一種方式。但是，現(xiàn)有的量子點(diǎn)LED構(gòu)造都有其自身問題。

美國(guó)專利US 8552416 B2中提出了一種量子點(diǎn)LED，是將量子點(diǎn)膠體層嵌入導(dǎo)電層，其器件結(jié)構(gòu)與OLED有些類似，也可以作為柔性器件，但是這種器件需要使用透明的導(dǎo)電材料為主體基質(zhì)，這嚴(yán)重限制了可用材料通過這種方法生產(chǎn)LED。目前，此類器件的壽命很短，達(dá)到顯示器使用的要求還有待進(jìn)一步研究。

另一個(gè)美國(guó)專利US 6501091 B1中提出了一種量子點(diǎn)LED，是將量子點(diǎn)材料直接設(shè)置在LED的主體基質(zhì)中，相對(duì)于前一種方法，該種方法的基質(zhì)材料為透明絕緣體材料，此類材料非常容易獲得。另外該方法對(duì)于調(diào)配 LED整體發(fā)光顏色的方法非常靈活。然而該方法都是將量子點(diǎn)材料直接用于LED封裝，由于缺少有效的水氧阻隔材料，同時(shí)量子點(diǎn)承受的藍(lán)光功率密度遠(yuǎn)超于量子點(diǎn)膜和量子點(diǎn)管中的功率密度，因此量子點(diǎn)LED器件的穩(wěn)定性是一個(gè)亟待解決的難題。