CN107250906A - 光致发光彩色显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种光致发光彩色显示器，其包括：显示面板，其显示红色、绿色及蓝色子像素区域；激发源，其可操作以产生用于操作所述显示器的激发辐射；及光致发光材料与滤光颜料的组合层。所述组合层包括至少一种光致发光材料，例如磷光体材料或量子点，其可操作以响应于所述激发辐射而发射对应于所述显示器的红色、绿色及蓝色子像素区域的光。

Description

光致发光彩色显示器
技术领域
本发明涉及将电信号转换成彩色图像的彩色显示器，例如液晶显示器(LCD)。特定地说，本发明涉及其中使用光致发光材料来响应于来自背光的激发辐射而产生彩色光的彩色透射式显示器，此类显示器被称为光致发光彩色显示器(photoluminescence colordisplay或photoluminescent color display)。
背景技术
允许我们看见的光来自太阳能，其称为太阳电磁光谱的可见光区。此区是总光谱的极狭窄区段，可见光区是人眼可见的部分。其在波长从约440nm的极端蓝光或近紫外光到约690nm的红光或近红外光的范围内。可见光区的中间是在约555nm下的绿色。人类视觉是使得显现为白光的光实际上由加权量的所谓黑体辐射连续体组成。为产生对人类观察者显现“白色”的光，光需要具有权重为约百分之30红色(R)、百分之59绿色(G)及百分之11蓝色(B)的组分。
甚至当RGB组分颜色中的一者的量改变时，只要可调整其它两者的量来补偿，则仍可维持将光感知为白色。例如，如果使红光源移位到更长波长，那么在其它两种颜色保持不变的条件下，白光的颜色将显现更多青色。然而，可通过使绿色及蓝色的权重分别改变为不同于其原始值百分之11及百分之59的水平而恢复白平衡。人眼无法将密集的颜色分辨成白光的个别红、绿及蓝(RGB)原色组分，这是因为人类视觉***混合此三个组分以形成中间色。读者将记起，人类视觉仅记录(及/或检测)三原色，且所有其它颜色均感知为这些原色的组合。
现今使用的彩色液晶显示器(LCD)是基于由液晶(LC)单元矩阵/阵列形成的图像元素或“像素”。如已知，可通过响应于跨LC施加的电场、电压改变光的偏振角而控制通过所述LC的光的强度。对于彩色LCD，每一像素实际上由三个“子像素”组成：一个红色(R)、一个绿色(G)及一个蓝色(B)。此三个一组(triplet)子像素在一起组成称为单个像素(像素单元)的像素。人眼感知为单个白色像素的像素实际上是具有加权强度的三个一组的RGB子像素，使得三个子像素中的每一者显现为具有相同亮度。同样地，当人眼看见白色实线时，实际上显示的是一系列或一行的三个一组RGB。可通过将光源的亮度输出调谐到一组期望颜色坐标而操纵多子像素布置，由此针对大的彩色调色板提供优异的演色指数(CRI)及动态颜色选择。
在当前彩色透射式LCD技术中，使用彩色滤光片来实施此色彩调谐。常规彩色透射式LCD的操作原理是基于定位于液晶(LC)矩阵后面的明亮白光背光源及定位于所述液晶矩阵的相对侧上的彩色滤光片面板。数字切换液晶矩阵以调整来自背光源的白光到达每一像素的彩色滤光片中的每一者的强度，由此控制由RGB子像素透射的彩色光的量。离开彩色滤光片的光产生彩色图像。
典型LCD结构是其中液晶提供于两个玻璃面板之间的三明治状；一个玻璃面板含有控制跨对应于相应子像素的LC的电极施加的电压的切换元件，且另一玻璃面板含有彩色滤光片。用于控制LC矩阵的定位于结构的背面上(即面向背光源)的切换元件通常包括薄膜晶体管(TFT)阵列，其中针对每一子像素提供相应TFT。彩色滤光玻璃面板是具有分组在一起的一组原色(红色、绿色及蓝色)滤光片的玻璃板。光离开彩色滤光玻璃面板而形成图像。
如已知，LC具有依据所施加电场、电压而旋转光的偏振平面的性质。通过使用偏振滤光片且通过依据跨LC施加的电压控制光偏振的旋转程度，而针对每一红色、绿色及蓝色子像素控制由背光源供应到滤光片的白光量。透射穿过滤光片的光产生用于产生观看者在TV屏幕或计算机监视器上看见的图像的一系列颜色。
通常，用于背光的白光源包括水银填充式冷阴极荧光灯(CCFL)。CCFL管通常是玻璃且填充有惰性气体。当跨定位于管内的电极施加电压时，气体离子化，且所述离子化气体产生紫外(UV)光。继而，UV光激发涂布于玻璃管的内部上的一或多种磷光体，而产生可见光。反射体将可见光再引导到监视器且将其尽可能均匀地散布，以背光照明薄、平坦LCD。背光本身始终界定色温及可用的彩色空间，其通常为NTSC(国家电视标准会员会)要求的大约百分之75。
在已知LCD***，彩色滤光片是用于使LCD的颜色锐化的重要组件。薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的彩色滤光片由彩色滤光板上包含的三原色(RGB)组成。彩色滤光板的结构包括黑色(不透明)矩阵及树脂膜，树脂膜含有三原色染料或颜料。彩色滤光片的元件排成行而与TFT阵列式玻璃板上的单位像素一一对应。由于单元像素中的子像素过小而无法独立辨别，所以RGB元件对于人眼显现为三种颜色的混合。因此，在一些限制条件下，通过混合这些三原色可产生任何颜色。
近年来，高亮度发光二极管(LED)的发展已实现具有增强色谱的LED背光且已用来提供用于显示器的较广范围的光谱颜色。另外，当联合反馈传感器时，LED背光已允许调谐白点，而确保显示器与预定性能一致地操作。
在这些此类基于LED的背光***中，按等比例混合来自红色、绿色及蓝色(RGB)LED的光输出以产生白光。不幸地，此方法要求复杂驱动电路以恰当地控制三种不同颜色LED的强度，这是因为此是因LED中的每一者需要不同驱动条件因而需要不同电路。
替代方法是使用包括用黄色荧光磷光体涂布的单个蓝色LED芯片的白光发射LED；黄色磷光体吸收由蓝色LED发射的蓝光的部分，且接着(在称为降频转换的程序中)将所述光再发射为黄光。通过混合由黄色磷光体产生的黄光与来自蓝色LED的蓝光，可产生遍及整个可见光谱的白光。或者，可用红-绿-蓝磷光体涂布紫外光LED以产生白光；在此情况中，来自紫外光LED的能量基本上不可见，且由于其无法对所得白光贡献组分，所以其仅用作磷光体的激发源。不幸地，此类LED的白光产物无法良好匹配当前LCD中使用的彩色滤光片，且浪费大量背光强度。
美国专利US 4,830,469提出一种LCD，其使用UV光来激发红光、绿光及蓝光发射磷光体子像素，由此消除对RGB彩色滤光片的需要。此类LCD称为光致发光彩色LCD。使用发射波长360nm到370nm的UV光的水银灯作为背光，且在前衬底板上提供红光、绿光及蓝光发射磷光体。接着，由液晶矩阵调制之后的UV光入射于前板的磷光体子像素上，其作为响应而发射红光、绿光及蓝光。
美国专利US 6,844,903教示一种彩色透射式LCD，其供应波长460nm的均匀蓝光到液晶层的背面。接着，由液晶层调制之后的蓝光入射于定位于液晶层上方的磷光体材料的背表面上。第一磷光体材料在由蓝光照射时针对显示器的红色像素区域产生红光，且第二磷光体材料在由蓝光照射时针对显示器的绿色像素区域产生绿光。蓝色子像素区域上方并未沉积磷光体材料，这是因为蓝光是由背光提供。可将适合扩散体(例如，散射粉)定位于蓝色子像素区域处使得蓝色像素匹配红色及绿色像素的视角性质。
美国专利申请案US 2006/0238103及US 2006/0244367教示光致发光彩色LCD，其分别使用波长360nm到460nm的UV光及波长390nm到410nm的近蓝-UV光来激发红光、绿光及蓝光发射磷光体子像素。使用近蓝-UV背光减少由UV光引起的液晶的劣化。
光致发光彩色LCD的另一实例揭示于日本专利申请案JP 2004094039中。
美国专利US 8,947,619揭示一种光致发光彩色显示器，其包括：光致发光色素板，其具有对应于显示器的像素区域的红色、绿色及蓝色量子点材料；及波长选择性滤光片，其安置于色素板与激发源之间。波长选择性滤光片防止像素区域内产生的光返回到激发源。
本发明涉及光致发光彩色显示器，其利用光致发光材料(例如量子点、无机及有机磷光体材料)来产生子像素的不同颜色的光。所属领域中需要一种使用基于RGB光致发光的演色方案来使颜色锐化且增强图像的亮度的彩色显示器。
发明内容
本发明的实施例涉及具有增强演色的低成本、高能量转换效率彩色显示器，例如LCD。根据本发明的实施例的彩色显示器使得能够实现具有高亮度及华丽鲜明颜色范围的图像。此类增强型彩色显示器在多种电子装置中有应用，所述电子装置包含但不限于电视、监视器及计算机监视器、卫星导航***及手持式装置(例如移动电话及个人视频/音乐***)的观看屏幕。
光致发光彩色显示器可包括：显示面板，其显示红色、绿色及蓝色子像素区域；激发源，其可操作以产生用于操作所述显示器的激发辐射；及组合层。所述组合层(其可操作以发射对应于所述显示器的红色、绿色或蓝色子像素区域的光)包括至少一种光致发光材料与具有用于增强所述显示器的性能的特定光学性质的彩色滤光颜料的混合物。
根据本发明的方面，提供一种光致发光彩色显示器，其包括：显示面板，其包括多个红色、绿色及蓝色子像素区域；及激发源，其可操作以产生用于操作所述显示器的蓝光；其中所述红色子像素区域包括可操作以响应于所述蓝色激发光而发射红光的第一光致发光材料与允许蓝光及红光通过同时基本上防止绿光通过的第一彩色滤光颜料的混合物；所述绿色子像素区域包括可操作以响应于所述激发辐射而发射绿光的第二光致发光材料与允许蓝光及绿光通过同时防止红光通过的第二彩色滤光颜料的混合物；且所述蓝色子像素区域包括允许蓝光通过同时防止红光及绿光通过的第三彩色滤光颜料。
根据本发明形成的光致发光彩色显示器解决降低及/或消除不同子像素之间的“串扰”的问题且使显示器的颜色锐化。在本专利说明书的内容背景中，串扰指代来自子像素的具有不对应于所述子像素的颜色的颜色的光发射。串扰包含例如来自绿色或蓝色子像素的红光发射；来自红色或蓝色子像素的绿光发射；及来自红色或绿色子像素的蓝光发射。由于光致发光过程是各向同性的，所以光致发光产生的光是在所有方向(包含返回激发源的方向)上发射。由于激发源为所有子像素所共有，所以接着可从不同颜色的子像素发射此光，如果未检查，那么此将使显示器的性能降级。正是包含彩色滤光颜料与具有特定光学特性的光致发光材料阻挡了不对应于子像素的颜色的光的发射。
此外，包含具有特定特性的彩色滤光颜料与光致发光材料进一步消除对单独彩色滤光板的需要以使显示器的颜色锐化。此降低成本且改善制造效率。由于不需要彩色滤光板，所以不必将所述彩色滤光板与组合层精确对准使得滤光板的子像素精确覆盖组合层的对应子像素，由此改善制造效率。例如，在1080p显示器(1920x1080个像素)中，此将需要对准2,073,600个红色、绿色及蓝色子像素，此将对制造时间及成本具有显著影响。
第一彩色滤光颜料可为洋红色。在红色子像素中包含洋红色滤光颜料防止从红色子像素发射绿光。
第二彩色滤光颜料可为青色。类似地，在绿色子像素中包含青色滤光颜料防止从绿色子像素发射红光。
第三彩色滤光颜料可为蓝色。在蓝色子像素中包含蓝色滤光颜料防止从蓝色子像素发射红光及绿光。因此，蓝色子像素区域中通常不需要光致发光材料。在一些实施例中，蓝色光致发光可用来将蓝色激发光的波长转换为所需波长的蓝光。
所述光致发光材料可包括无机或有机磷光体材料或量子点材料。所述光致发光材料可包括无镉量子点。所述光致发光材料可包括量子点材料，其包括选自由以下各者组成的群组的材料：硒化镉(CdSe)；硒化镉锌(CdxZn1-xSe)；硒硫化镉锌(CdZnSeS)；硒硫化镉(CdSexS1-x)；碲化镉(CdTe)；碲硫化镉(CdTexS1-x)、硫化镉(CdS)、硫化镉锌(CdxZn1-xS)；磷化铟(InP)；磷化铟镓(InxGa1-xP)；砷化铟(InAs)；硫化铜铟(CuInS2)；硒化铜铟(CuInSe2)；硫硒化铜铟(CuInSxSe2-x)；硫化铜铟镓(CuInxGa1-xS2)；硒化铜铟镓(CuInxGa1-xSe2)；硫化铜镓(CuGaS2)；硒化铜铟铝(CuInxAl1-xSe2)；硒化铜镓铝(CuGaxAl1-xSe2)；硫化铜铟硫化锌(CuInS2xZnS1-x)；及硒化铜铟硒化锌(CuInSe2xZnSe1-x)。所述量子点材料可包括含有呈洋葱状结构的不同材料的核/壳纳米晶体。可使用沉积方法(例如接触印刷工艺)将所述量子点材料作为薄量子点层直接沉积于衬底上。
所述光致发光彩色显示器可进一步包括：液晶，其安置于所述显示面板的前板及背板之间；及电极矩阵，其界定所述显示器的红色、绿色及蓝色子像素区域，且可操作以选择性地诱发跨所述子像素区域中的所述液晶的电场以控制光透射穿过所述子像素区域。
所述光致发光材料可定位于所述背板的面上；例如，所述背板的下面或上面。或者，所述光致发光材料可定位于所述前板的面上；例如，所述前板的下面或上面。由于由液晶诱发的光偏振的程度可取决于光的波长，所以将光致发光材料定位于所述前板上可有利于操作所述红色、绿色及蓝色子像素。
所述蓝色激发光可具有在400nm到480nm的范围内的峰值发射波长。
所述红色、绿色及蓝色子像素区域可包括所述光致发光材料与彩色滤光颜料的组合层。所述光致发光彩色显示器可进一步包括偏振层，且其中所述组合层定位于所述偏振层外部。所述彩色显示器可进一步包括所述前板上的第一偏振滤光层及所述背板上的第二偏振滤光层，且其中所述第一偏振滤光层的偏振方向的定向垂直于所述第二偏振滤光层的偏振方向。
附图说明
为更好地理解本发明，现将参考附图仅以实例的方式描述本发明的实施例，在图式中：
图1是根据本发明的实施例形成的光致发光彩色LCD的示意图；
图2是图1的LCD的单位像素的示意图；
图3是图1的LCD的组合层的侧视图；
图4是根据本发明的另一实施例形成的光致发光彩色LCD的示意图；及
图5展示洋红色、青色及蓝色滤光颜料的吸收特性。
具体实施方式
本文中揭示一种经设计以改善且增强电子显示器(例如液晶显示器(LCD))的亮度及锐度的新颖演色方案。
本发明解决降低及/或消除光致发光彩色显示器中的不同颜色子像素之间的串扰的问题。根据本发明的实施例，显示器的子像素包括光致发光材料与彩色滤光颜料的混合物以至少部分降低串扰，由此使显示器的颜色锐化。
在整个本说明书中，相似元件符号用来表示相似特征。
参考图1，其展示根据本发明的实施例形成的光致发光彩色LCD 100的示意性横截面表示。LCD 100包括显示面板102及背光单元104。
背光单元104包括平面光导(波导)154，其中一或多个蓝光激发源106沿光导154的一或多个边缘定位。每一激发源106可包括蓝光发射LED(400nm到480nm)。在操作中，激发光耦合到光导154的(多个)边缘中，且由全内反射引导于光导154的整个体积内以给出遍及显示面板102的整个表面的均匀照明。如所展示且为防止光从背光单元104逸出，光导154的后面可进一步包括光反射表面156。蓝光激发源106可操作以分别激发红色光致发光子像素130及绿色光致发光子像素132。背光单元104可进一步包括光扩散平面108以确保显示面板104基本上在其整个表面上方由激发辐射均匀照射。
显示面板102包括透明(透光)前(光/图像发射)板110、透明背板112及填充前板与背板之间的体积的液晶(LC)114。前板110包括玻璃板116，所述玻璃板116在其底面(即，所述板面向LC 114的面)上具有透明共同电极平面126(例如，透明氧化铟锡ITO)。第一偏振滤光层118在前板110的上表面上。背板112包括玻璃板122，所述玻璃板122在其底面(即，所述板面向组合层160的面)上具有第二偏振滤光层124。薄膜晶体管(TFT)层120在背板112的上表面(即，所述板面向LC 114的面)上。
组合层160包括分别发射红(R)光、绿(G)光及蓝(B)光的不同颜色子像素130、132、134的阵列。TFT层120包括TFT阵列，其中晶体管对应于组合层160的每一像素单元140的每一个别颜色子像素130、132、134。通常，两个偏振滤光片118、124的偏振方向彼此垂直对准。
组合层160包括具有特定特性的涂布于玻璃(或塑料)衬底168上的光致发光材料与彩色滤光颜料的混合物。通过将组合层160定位于偏振层118及124外部，此防止光致发光材料(例如，量子点)发射的随机偏振干扰LCD模块的操作。
图2是单位像素140的示意图，其说明包括分别发射红(R)光、绿(G)光及蓝(B)光的不同颜色子像素130、132、134的阵列的组合层160。子像素130、132包括光致发光材料与彩色滤光颜料的混合物，且在操作中分别响应于来自背光单元104的蓝色激发光而发射红色(R)及绿色(G)；而子像素134仅包括彩色滤光颜料，且在操作中允许来自背光单元104的蓝光通过。组合层160用于彩色子像素光产生及彩色滤光两者以降低串扰。此方法的一个关键优点在于仅一个像素结构层是必要的，其是组合在一起以形成单个组合层160的光致发光材料(例如，磷光体或量子点)与彩色滤光颜料。
图3是图1的LCD的组合层的侧视图。RGB子像素130、132、134封装于衬底168(例如，玻璃衬底)上，而在具有组合在一起的光致发光材料与彩色滤光颜料两者的混合物的子像素130、132、134中的每一者之间具有不透明隔板/壁138。子像素130、132、134中的每一者提供在原色红(R)色、绿(G)色及蓝(B)色下的光发射及滤光。隔板138可形成为金属(例如(举例来说)铬)网格掩模，其界定子像素130、132、134且提供子像素130、132、134与单位像素140之间的不透明间隙。另外，黑色矩阵屏蔽TFT以防杂散光且防止相邻子像素/单位像素之间的串扰。为最小化来自黑色矩阵的反射，可使用Cr及CrOx的双层，但当然，所述层可包括不同于Cr及CrOx的材料。可使用包含光学光刻的方法来图案化可经溅镀沉积而下伏在光致发光材料下或上覆在光致发光材料上的黑色矩阵膜。
不同于使用红色、绿色及蓝色滤光颜料的常规RGB彩色滤光片，在本发明的组合层160中使用的滤光颜料不包含使用此类标准红色、绿色及蓝色滤光颜料。这是因为如果在红色子像素中使用红色颜料，那么此将抑制足够蓝光进入此类子像素以激发红色光致发光材料。因此，需要谨慎选择滤光颜料以允许足够蓝光(及红光)通过，而滤除其它颜色的光。在一些实施例中，在红色子像素中，将红色光致发光材料与洋红色滤光颜料混合。洋红色滤光颜料是在红色子像素中提供彩色滤光的材料，这是因为洋红色滤光颜料将吸收绿光而允许红光及蓝光通过。这允许来自背光模块的光进入红色子像素中，且激发红色光致发光材料(例如，量子点)以发射红光。当红色光致发光材料及洋红色滤光颜料的浓度足够高时，将仅从红色子像素发射红光。在一些实施例中，实例洋红色颜料的吸收特性展示于图5中。
以类似方式，标准绿色滤光颜料将不会用作绿色子像素的滤光材料。代替性地，绿色子像素将含有绿色光致发光材料及青色滤光颜料，其中青色滤光颜料用作滤光材料。由于青色滤光颜料吸收红光而使蓝光及绿光通过，因此绿色光致发光材料可由蓝光激发且发射绿光。当绿色光致发光材料及青色滤光颜料的浓度足够高时，将仅从绿色子像素发射绿光。在一些实施例中，实例青色滤光颜料的吸收特性展示于图5中。
对于蓝色子像素，当背光包括蓝色LED时无需光致发光材料。因此，针对蓝色子像素仅使用蓝色滤光颜料。蓝光将直接通过蓝色子像素且红/绿光将被阻挡。
根据本发明的实施例，LCD的子像素包括具有特定特性的光致发光材料与彩色滤光颜料的混合物。此布置解决子像素之间的串扰问题且使显示器的颜色锐化。由于光致发光过程是各向同性的，所以光致发光产生的光在所有方向(包含返回背光单元104的方向)上发射。由于背光单元104为LCD 100的所有子像素130、132、134所共有，所以一旦此光进入背光单元104，其便可接着从不同颜色的子像素发射。例如，由绿色子像素132产生的进入背光单元104的绿光接着可从红色子像素130或蓝色子像素134发射，且此发射(如果未检查)将使LCD 100的性能降级。同样地，由红色子像素130产生的进入背光单元104的红光接着可从绿色子像素132或蓝色子像素134发射，且此发射(如果未检查)将使LCD 100的性能降级。正是包含彩色滤光颜料与具有特定光学特性的光致发光材料阻挡了不对应于子像素的颜色的光的发射。例如，在绿色子像素132中包含青色滤光颜料防止从绿色子像素132发射红光。类似地，在红色子像素130中包含洋红色滤光颜料防止从红色子像素130发射绿光。
此外，包含具有特定特性的彩色滤光颜料与光致发光材料进一步消除对单独彩色滤光板的需要。此降低成本且改善制造效率。
不同类型的光致发光材料(例如量子点、无机及有机磷光体材料)可用于显示器的光致发光子像素。
量子点可包括不同材料，例如，硒化镉(CdSe)。由量子点产生的光的颜色是由与量子点的纳米晶体结构相关联的量子局限效应实现。RGB量子点可(与其它光致发光材料相比)产生纯(窄带宽)及饱和发射颜色。每一量子点的能级与量子点的大小直接相关。例如，较大量子点(例如红色量子点)可吸收且发射具有相对较低能量(即，相对较长波长)的光子。另一方面，绿色及蓝色量子点(其的大小较小)可吸收且发射具有相对较高能量(较短波长)的光子。因此，可通过谨慎选择量子点的大小而配置从RGB量子点发射的光的波长。另外，可设想使用无镉量子点及稀土(RE)掺杂氧化物胶体磷光体纳米颗粒的光致发光彩色显示器，以避免量子点中的镉的毒性。据信，使用量子点材料作为光致发光彩色显示器的子像素在其权利方面具创造性。
存在可用于组合层160的红色(R)及绿色(G)量子点的多种组合物。表1中给出适合量子点组合物的实例。
表1-实例量子点组合物的化学式
量子点材料可包括含有呈洋葱状结构的不同材料的核/壳纳米晶体。例如，表1中的上述实例材料可用作核/壳纳米晶体的核材料。
一种材料中的核纳米晶体的光学性质可通过使另一材料的外延型壳生长而更改。取决于要求，核/壳纳米晶体可具有单个壳或多个壳。可基于带隙工程选取壳材料。例如，壳材料可具有大于核材料的带隙，使得纳米晶体的壳可使光学活性核的表面与其周围介质分离。
在基于镉的量子点(例如，CdSe量子点)的情况中，可使用化学式CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS/ZnS或CdSe/ZnSe/ZnS合成核/壳量子点。类似地，对于CuInS2量子点，可使用化学式CuInS2/ZnS、CuInS2/CdS、CuInS2/CuGaS2、CuInS2/CuGaS2/ZnS等合成核/壳量子点。
除量子点之外，用于组合层160的红色及绿色子像素的光致发光材料可包括多种其它光致发光材料，包含有机及无机磷光体材料。有机磷光体的实例包含有机染料，例如红光发射染料及绿光发射染料。适合红光发射染料的实例是ADS.TM.-100RE(加拿大的美国染料源公司(American Dye Source Inc.))。适合绿光发射染料的实例是ADS.TM.-085GE(加拿大的美国染料源公司)。
另外，有机染料可选取自用于可由蓝光适当激发的可调谐染料激光的染料。有用发光染料可包含但不限于Lumogen.TM.F Red 300(红色发射体)、Lumogen.TM.Red300Nanocolorant.TM.(红色发射体)及ADS.TM.100RE(红色发射体)(加拿大的美国染料源公司)。有用绿光发射染料可包含但不限于ADS.TM.085GE(加拿大的美国染料源公司)。
还存在可用于组合层160的红色及绿色无机磷光体的多种组合物。主体材料通常是氧化物，且可包括铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐或硼酸盐，但主体材料不限于这些类别的化合物。红色及绿色磷光体例如可包括与用稀土元素(称为活化剂)掺杂的铝酸盐、硅酸盐、硫酸盐、氧化物、氯化物、氟化物及/或氮化物。活化剂可包含二价铕或铈，但活化剂不限于这些元素。掺杂剂(例如卤素)可取代地或填隙地并入到晶格中且可例如驻留在主体材料的氧晶格位点上及/或填隙于主体材料内。表2中给出适合磷光体组合物以及可激发其的波长范围的实例。
实例磷光体组合物
表2-实例磷光体组合物的化学式
存在可将RGB光致发光材料并入到组合层160中/上的多种方式。
例如，红色及绿色量子点可使用印刷工艺直接沉积于衬底168上。印刷工艺可在不使用溶剂的情况下形成薄量子点层。因此，印刷工艺可为简单的且有效的且具有高生产率。
大多数无机磷光体材料是硬物质且个别颗粒可具有多种不规则形状。将无机磷光体材料并入到塑料树脂中可为困难的，然而，已知磷光体可与丙烯酸树脂、聚酯、环氧树脂、聚合物(例如聚丙烯及高及低密度聚乙烯(HDPE、LDPE)聚合物)相容。材料可经浇铸、浸渍、涂布、挤压或模制。在一些实施例中，优选地，可使用母料以将含磷光体的材料并入到透明塑料中，接着可将所述塑料涂布到组合层160的玻璃衬底168上。实际上，还可使用用于制造LCD的滤光板的方法中的任一者(此类方法是丝网印刷、光刻及油墨印刷技术)来制造本发明组合层160。
图4是根据本发明的另一实施例形成的光致发光彩色LCD 200的示意图。图4中的元件符号表示与图1的特征相同的特征。因此，相似元件符号表示相似特征。在此实施例中，光致发光材料与彩色滤光颜料的组合层260定位于前板210的面向偏振层218的上表面上(即，在显示面板202的观看侧上)。如同先前实施例，将组合层260提供于偏振层218及224外部而确保光致发光产生的光(例如，量子点发射)的随机偏振将不会干扰LCD模块机构。
图4的布置还解决子像素之间的串扰问题且使显示器的颜色锐化。例如，由绿色子像素232产生的通过液晶214且进入背光单元204的绿光可导致其不当地从红色子像素230或蓝色子像素234发射。此发射(如果未检查)将使LCD 200的性能降级。同样地，由红色子像素230产生的通过液晶214且进入背光单元204的红光可导致其不当地从绿色子像素232或蓝色子像素234发射。此发射(如果未检查)将使LCD 200的性能降级。正是包含彩色滤光颜料与具有特定光学特性的光致发光材料阻挡了不对应于子像素的颜色的光的发射。例如，在绿色子像素232中包含青色滤光颜料防止从绿色子像素232发射红光。类似地，在红色子像素230中包含洋红色滤光颜料防止从红色子像素230发射绿光。
此外，包含具有特定特性的彩色滤光颜料与光致发光材料进一步消除对单独彩色滤光板的需要。此降低成本且改善制造效率。
将明白的是，本发明不限于所描述的特定实施例且可在本发明的范围内进行变动。例如，在一些实施例中，组合层160可直接制造于前板110或背板112上而非单独衬底168上。当将组合层160提供于背板112上时，为易于制造，可在背板112的下侧上制造组合层160。在其它布置中，其可提供于背板112的上表面上且第二偏振层124提供于组合层160的顶部上。

Claims (15)

1.一种光致发光彩色显示器，其包括：
显示面板，其包括多个红色、绿色及蓝色子像素区域；及
激发源，其可操作以产生用于操作所述显示器的蓝光；
其中所述红色子像素区域包括可操作以响应于所述蓝色激发光而发射红光的第一光致发光材料与允许蓝光及红光通过同时基本上防止绿光通过的第一彩色滤光颜料的混合物；所述绿色子像素区域包括可操作以响应于所述激发辐射而发射绿光的第二光致发光材料与允许蓝光及绿光通过同时防止红光通过的第二彩色滤光颜料的混合物；且所述蓝色子像素区域包括允许蓝光通过同时防止红光及绿光通过的第三彩色滤光颜料。
2.根据权利要求1所述的光致发光彩色显示器，其中所述第一彩色滤光颜料是洋红色。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光致发光彩色显示器，其中所述第二彩色滤光颜料是青色。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述第三彩色滤光颜料是蓝色。
5.根据任何前述权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料包括无机磷光体材料。
6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料包括有机磷光体材料。
7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料包括量子点材料。
8.根据任何前述权利要求所述的光致发光彩色显示器，且其进一步包括：
液晶，其安置于所述显示面板的前板与背板之间；及
电极矩阵，其界定所述显示器的红色、绿色及蓝色子像素区域，且可操作以选择性地诱发跨所述子像素区域中的所述液晶的电场以控制光透射穿过所述子像素区域。
9.根据权利要求8所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料定位于所述背板的面上。
10.根据权利要求8所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料定位于所述前板的面上。
11.根据任何前述权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述蓝色激发光具有在400nm到480nm的范围内的波长。
12.根据权利要求7所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料包括无镉量子点。
13.根据权利要求7所述的光致发光彩色显示器，其中所述光致发光材料包括量子点材料，所述量子点材料包括选自由以下各者组成的群组的材料：硒化镉(CdSe)；硒化镉锌(CdxZn1-xSe)；硒硫化镉锌(CdZnSeS)；硒硫化镉(CdSexS1-x)；碲化镉(CdTe)；碲硫化镉(CdTexS1-x)、硫化镉(CdS)、硫化镉锌(CdxZn1-xS)；磷化铟(InP)；磷化铟镓(InxGa1-xP)；砷化铟(InAs)；硫化铜铟(CuInS2)；硒化铜铟(CuInSe2)；硫硒化铜铟(CuInSxSe2-x)；硫化铜铟镓(CuInxGa1-xS2)；硒化铜铟镓(CuInxGa1-xSe2)；硫化铜镓(CuGaS2)；硒化铜铟铝(CuInxAl1- xSe2)；硒化铜镓铝(CuGaxAl1-xSe2)；硫化铜铟硫化锌(CuInS2xZnS1-x)；及硒化铜铟硒化锌(CuInSe2xZnSe1-x)。
14.根据任何前述权利要求所述的光致发光彩色显示器，其中所述红色、绿色及蓝色子像素区域包括所述光致发光材料与彩色滤光颜料的组合层。
15.根据权利要求14所述的光致发光彩色显示器，其进一步包括偏振层，且其中所述组合层定位于所述偏振层外部。
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