[發明專利]一種基于相變材料及量子點的顯示器件

有效

• 申請號: 201910816511.3
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110568692B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 童浩;常亞輝;繆向水;張建兵
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02F1/19
• 分類號: G02F1/19
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 周磊

本發明公開了一種基于相變材料及量子點的顯示器件，包括顯示單元，所述顯示單元包括多色量子點背光源和相變濾波器，所述多色量子點背光源包括基底和多色量子點發光組件，該多色量子點發光組件設置在該基底的上表面上，以用于發射復色光；所述相變濾波器包括從下至上依次設置的隔離層、第一F?P諧振腔、相變材料層和第二F?P諧振腔，在相變材料層上施加電壓進行電刺激或照射激光進行激光刺激，利用所述相變材料層在非晶態和晶態之間相互轉化時的透射率變化來對多色量子點發光組件發出的復色光進行過濾，從而獲得所需波長和強度的單色光，進而實現色彩的顯示。本發明能實現顏色的調制，能透過15％以上的一定波長可見光，有效提高透光比例。

技術領域

本發明屬于相變材料領域，更具體地，涉及一種基于相變材料及量子點的顯示器件。

背景技術

傳統的液晶顯示技術采用LED白色背光源發光，下偏振片會將LED發出的非偏振光轉化為偏振光，50％的光線被吸收，上下偏振片因材料本身的吸光，導致其透光比例約為95％；薄膜晶體管、彩色濾光膜基板玻璃以及液晶本身的透光比例也約為95％；彩色濾光膜層一般涂有紅、綠、藍三原色中的一種色彩，只能容許該色彩的光波通過彩色濾光膜層，以紅、綠、藍三原色來說，只能容許三種的其中一種通過，所以只有三分之一的光線可以穿透，彩色濾光膜層因本身的材質對光線的吸收，單色光只有約85％的透過率，因此彩色濾光膜層光線透過比例約為28％。綜合以上各種因素的影響，從LED背光源到液晶模組穿過的光線，只有大概11％可以透過，同時由于面板子像素開口率的影響，會損失50％左右的光線，最終透射來的光線僅有5％左右，效率低下。

此外，由于傳統的液晶顯示器的薄膜晶體管在介電、電極及內部接線使用銦錫氧化物(ITO)作為透明導電材料，而ITO作為一種脆性材料，僅能制備在剛性玻璃基板上，導致液晶顯示器件靈活性差、耐用程度低、意外損傷概率高。

另一方面，為了降低功耗，有人提出了反射式相變顯示器。在反射顯示器中，置于相變材料下方的鏡子將入射到顯示器上的環境光反射回來，從而有效地通過相變材料層兩次，通過調制相變材料的狀態調節反射光的特性。然而，在弱環境光下，反射式顯示器亮度低而不能使用。為此，有人提出了半反半透相變顯示器和全透射式相變顯示技術，提供的LED背光源發出的白光經過相變材料后依然有較寬的帶寬，色彩純度不高，且對比度差導致顯示效果不佳。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于相變材料及量子點的顯示器件，利用相變濾波器在非晶態和晶態之間相互轉化時具有不同的透過率，對其施加不同的電壓脈沖實現顏色的調制，能透過15％以上的一定波長可見光，有效提高透光比例。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于相變材料及量子點的顯示器件，其特征在于，包括顯示單元，所述顯示單元包括多色量子點背光源和相變濾波器，其中，

所述多色量子點背光源包括基底和多色量子點發光組件，該多色量子點發光組件設置在該基底的上表面上，以用于發射復色光；

所述相變濾波器包括從下至上依次設置的隔離層、第一F-P諧振腔、相變材料層和第二F-P諧振腔，所述隔離層設置在所述多色量子點發光組件上，所述第一F-P諧振腔和第二F-P諧振腔結構相同并且均具有相互平行的上、下金屬層，所述第一F-P諧振腔的上金屬層和第二F-P諧振腔的下金屬層分別作為相變材料層的下、上電極，以用于在相變材料層上施加電壓，通過所述相變材料層在非晶態和晶態之間相互轉化時的透射率變化來對多色量子點發光組件發出的復色光進行過濾，從而獲得所需波長和強度的單色光，進而實現色彩的顯示。

優選地，所述顯示單元設置有多個，通過多個所述多色量子點背光源和相變濾波器分別對各多色量子點發光組件發出的復色光進行過濾，從而獲得不同波長和強度的單色光，進而利用這些單色光的組合實現色彩的顯示。

優選地，所述相變材料層在晶態和非晶態之間相互轉化時，其折射率n和消光系數k也隨著變化。