[發明專利]具有光耦合層及轉換層的發光二極管

在審

• 申請號: 201980051689.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN112513724A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 弗洛瑞恩·普舍尼茨卡
• 申請（專利權）人: 科迪華公司
• 主分類號: G02F1/1334
• 分類號: G02F1/1334;G02F1/1335;G09G3/20;G09G3/32;H01L27/15
• 代理公司: 北京坦路來專利代理有限公司 11652
• 代理人: 索翌

本發明提供發光子像素和用于基于微發光二極管的顯示器的像素。還提供了制造各子像素、像素和像素陣列的方法。子像素包括雙層膜，該雙層膜包括設置在發光二極管之上的耦合層和設置在耦合層之上的發光層。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年8月9日提交的美國臨時專利申請第62/716,881號的優先權，其全部內容通過引用合并于本文。

背景技術

在顏色轉換顯示裝置中的像素包括在激發源(如發光二極管的)之上的顏色轉換層。顏色轉換層通常包括能夠將來自激發源的光轉換成不同顏色的磷光體。例如，可以使用適當的磷光體將來自藍色激發源的光轉換為紅光或綠光，以提供基于紅色、綠色和藍色(RGB)子像素的全色顯示器。然而，顏色轉換裝置的生產因若干制造上的挑戰而受到阻礙。例如，顏色轉換層中的熱敏磷光體(如量子點)暴露于激發源產生的熱量，這縮短了它們的使用壽命。另外，許多彩色顯示裝置的制造過程需要將像素或子像素分別制造出來，再融合到顯示器中。在許多情況下，這還包括根據像素或子像素的發射特性而對其進行分類和分組的分裝(binning)步驟，從而使制造過程效率低下。

發明內容

提供了用于基于發光二極管的顯示器的發光像素。還提供了制造單個像素和像素陣列的方法。

像素的一個實施方式包括：基材；所述基材上的紅色子像素；所述基材上的綠色子像素；以及所述基材上的藍色子像素。所述紅色子像素包括：第一發光二極管；第一耦合層，其設置在所述第一發光二極管之上；以及紅色發光層，其包含發紅光的量子點和散射顆粒，所述發紅光的量子點和散射顆粒設置在設置在所述第一耦合層之上的聚合物基質中。所述綠色子像素包括：第二發光二極管；第二耦合層，其設置在第二發光二極管之上；以及綠色發光層，其包含發綠光的量子點和散射顆粒，所述發綠光的量子點和散射顆粒設置在設置在所述第二耦合層之上的聚合物基質中。所述藍色子像素包括第三發光二極管。

在像素的一些實施方式中，耦合層包含設置在聚合物基質中的散射顆粒。在這些實施方式中，耦合層可以稱作光散射層。在其他實施方式中，耦合層是半球形特征，其通過提供彎曲的界面來改善發光二極管與發光層之間的光耦合，該彎曲的界面減少了相對于會發生在沒有耦合層的LED/發光層界面的光內反射的，來自LED的光的內反射。耦合層的一些實施方式是半球形的并且包含設置在聚合物基質中的散射顆粒。

一種在具有第一發光二極管、第二發光二極管和第三發光二極管的基材上形成像素的方法的一個實施方式包括：在所述第一發光二極管之上形成第一子像素限制特征；將第一成膜油墨組合物沉積在所述第一發光二極管之上的所述第一子像素限制特征之中或之上，所述第一成膜油墨組合物包含可固化有機單體；固化所述第一成膜油墨組合物以形成第一耦合層；將第一含量子點的油墨組合物沉積到所述第一子像素限制特征之中或之上，所述第一含量子點的油墨組合物包含發紅光的量子點、散射顆粒和可固化有機單體；固化所述第一含量子點的油墨組合物以形成紅色發光層，所述紅色發光層包含設置在聚合物基質中的發紅光的量子點和散射顆粒；在所述第二發光二極管之上形成第二子像素限制特征；將第二成膜油墨組合物沉積在所述第二發光二極管之上的所述第二子像素限制特征之中或之上，所述第二成膜油墨組合物包含可固化有機單體；固化所述第二成膜油墨組合物以形成第二耦合層；將第二含量子點的油墨組合物沉積在所述第二子像素限制特征之中或之上，所述第二含量子點的油墨組合物包含發綠光的量子點、散射顆粒和可固化有機單體；以及固化所述第二含量子點的油墨組合物以形成綠色發光層，所述綠色發光層包含設置在聚合物基質中發綠光的量子點和散射顆粒。在耦合層中包含散射顆粒的顯示器的實施方式中，成膜油墨除了可固化有機單體之外還將包括散射顆粒。子像素限制特征可以在上述方法中同時或依次形成。