CN114512587A - 像素单元和显示面板 - Google Patents

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CN114512587A CN202210100153.8A CN202210100153A CN114512587A CN 114512587 A CN114512587 A CN 114512587A CN 202210100153 A CN202210100153 A CN 202210100153A CN 114512587 A CN114512587 A CN 114512587A
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Abstract

本发明公开了一种像素单元和显示面板，所述像素单元包括：第一子像素，所述第一子像素包括第一蓝色发光二极管和第一色转换材料，所述第一色转换材料位于所述第一蓝色发光二极管的发光侧；和第二子像素，所述第二子像素包括第二蓝色发光二极管和第二色转换材料，所述第二色转换材料位于所述第二蓝色发光二极管的发光侧；其中，所述第一蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm，所述第一色转换材料的发光波长为620nm～660nm；所述第二蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，所述第二色转换材料的发光波长为528nm～536nm。本发明分别提高了第一子像素和第二子像素的光效。

Description

像素单元和显示面板
技术领域
本发明涉及彩色显示技术领域，尤其涉及一种像素单元和显示面板。
背景技术
发光二极管技术的应用领域涵盖范围比较大，其中，发光二极管可以作为显示设备的发光器件使用，例如LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)的背光组件、投影显示设备光源、大屏幕LED显示设备以及MicroLED显示器等。
目前，适用于白光照明以及LCD背光组件中的白光发光二极管技术方案，将红、绿、蓝三基色发光二极管芯片组装在一起作为白光发光器件。然而某些基色的发光二极管耐热性可靠性和使用寿命相对较低，导致子像素的光效差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新的像素单元和包括其的显示面板。
为实现上述目的，本发明提供的一种像素单元，所述像素单元包括：
第一子像素，所述第一子像素包括第一蓝色发光二极管和第一色转换材料，所述第一色转换材料位于所述第一蓝色发光二极管的发光侧；和
第二子像素，所述第二子像素包括第二蓝色发光二极管和第二色转换材料，所述第二色转换材料位于所述第二蓝色发光二极管的发光侧；其中，
所述第一蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm，所述第一色转换材料的发光波长为620nm～660nm；所述第二蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，所述第二色转换材料的发光波长为528nm～536nm。
在一实施例中，所述像素单元还包括：
第三子像素，所述第三子像素包括第三蓝色发光二极管，所述第三蓝色发光二极管的激发波长为440nm～460nm。
在一实施例中，所述像素单元还包括：
第四子像素，所述第四子像素包括所述第四蓝色发光二极管，所述第四蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm；和
第五子像素，所述第五子像素包括所述第五蓝色发光二极管，所述第五蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm。
在一实施例中，所述像素单元还包括：
第六子像素，所述第六子像素包括所述第六蓝色发光二极管和所述第三色转换材料，所述第三色转换材料位于所述第六蓝色发光二极管的发光侧，所述第六蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，所述第三色转换材料的发光波长为620nm～660nm。
在一实施例中，所述第一子像素还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层设于所述第一色转换材料的出光侧，所述第一阻挡层用于过滤所述第一发光二极管的激发波长为460nm～468nm的蓝光；
所述第二子像素还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层设于所述第二色转换材料的出光侧，所述第二阻挡层用于过滤所述第二发光二极管的激发波长为428nm～440nm的蓝光。
在一实施例中，所述第一阻挡层设有第一截止波长，所述第二阻挡层设有第二截止波长，所述第一截止波长大于所述第二截止波长；其中，所述第一截止波长为520nm～570nm，所述第二截止波长为465nm～500nm。
在一实施例中，所述像素单元还包括保护盖板，所述保护盖板盖设于所述第一蓝色发光二极管和/或所述第二蓝色发光二极管上，所述第一阻挡层和/或所述第二阻挡层设于所述保护盖板面向所述第一蓝色发光二极管和/或所述第二蓝色发光二极管的一侧。
在一实施例中，所述像素单元包括驱动电路基板，所述驱动电路基板包括衬底，所述衬底包括蓝宝石衬底、硅衬底或者氮化镓衬底；
所述第一蓝色发光二极管设于所述衬底上，所述第一蓝色发光二极管的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者所述量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮；
所述第二蓝色发光二极管设于所述衬底上，所述第二蓝色发光二极管的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者所述量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮。
在一实施例中，所述第一色转换材料至少包括荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料；
所述第二色转换材料至少包括荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料。
为实现上述目的，本发明提供了一种显示面板，所述显示面板包括如上所述的像素单元。
本发明提供的一种像素单元和显示面板，通过在第一蓝色发光二极管的发光侧设置第一色转换材料，通过第一蓝色发光二极管对第一色转换材料激发得到第一子像素，其中，第一蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm，第一色转换材料的发光波长为620nm～660nm；在第二蓝色发光二极管的发光侧设置第二色转换材料，通过第二蓝色发光二极管对第二色转换材料激发得到第二子像素，其中，第二蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，第二色转换材料的发光波长为528nm～536nm；本发明分别提高了第一子像素的光效和第二子像素的光效，减少了第一子像素和第二子像素的蓝色发光二极管的蓝光的泄露。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明像素单元的一实施例的的结构示意图；
图2为本发明像素单元的另一实施例的结构示意图；
图3为本发明像素单元的另一实施例的结构示意图；
图4为本发明像素单元的另一实施例的结构示意图；
附图标号说明：
Figure BDA0003492112970000031
Figure BDA0003492112970000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1，本发明的第一实施例提供一种像素单元，所述像素单元至少包括：第一子像素，所述第一子像素包括第一蓝色发光二极管a1和第一色转换材料b1，所述第一色转换材料b1位于所述第一蓝色发光二极管a1的发光侧；和第二子像素，所述第二子像素包括第二蓝色发光二极管a2和第二色转换材料b2，所述第二色转换材料b2位于所述第二蓝色发光二极管a2的发光侧；其中，所述第一蓝色发光二极管a1的激发波长为460nm～468nm，所述第一色转换材料b1的发光波长为620nm～660nm；所述第二蓝色发光二极管a2的激发波长为428nm～440nm，所述第二色转换材料b2的发光波长为528nm～536nm。
具体的，像素单元可以应用于大屏LED显示设备或者MicroLED即微米发光二极管显示设备，第一子像素包括第一蓝色发光二极管a1和第一色转换材料b1，其中，第一色转换材料b1可以是荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料。第一色转换材料b1位于第一蓝色发光二极管a1的发光侧。
第二子像素包括第二蓝色发光二极管a2和第二色转换材料b2，其中，第二色转换材料b2可以是荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料。第二色转换材料b2位于第二蓝色发光二极管a2的发光侧。
当激发波长与峰值发光波长相差较小时，会导致激发转化效率不高。示例性的，采用发光波长460nm的第一蓝色发光二极管a1激发630nm峰值发光波长的量子点光致发光材料，采用发光波长460nm的第一蓝色发光二极管a1激发535nm峰值发光波长的量子点光致发光材料。可以看出，在相同的工艺填充厚度下，红色量子点的光密度比起绿色量子点的光密度更高，例如在5μm的工艺填充厚度下，红色量子点的光密度值可以达到1.3，即泄露的蓝光只占红光能量的5.012％，而同样5μm厚度下绿色量子点的光密度值只有0.8，即泄露的蓝光只占绿光能量的15.849％，给蓝光隔阻层的设计带来了额外的成本和挑战。若通过增加绿色量子点色转换层的厚度，来增加蓝光的吸收转化率，势必会造成材料的浪费和成本增加，除此以外，量子点材料本身也会吸收和隔阻自身发出的绿光，使得绿基色的光效和亮度不升反降。因此，选取的激发波长与峰值发光波长的波长差值需要大于预设阈值。
第一蓝色发光二极管a1设有激发波长，激发波长的范围为460nm至468nm，第一色转换材料b1设有发光波长，激发波长小于发光波长。其中，发光波长的范围为620nm至660nm。第一蓝色发光二极管a1通过激发波长激发发光波长的第一色转换材料b1得到第一子像素。可选的，采用460nm的激发波长激发第一色转换材料b1，第一色转换材料b1的发光波长为620nm。可选的，采用468nm的激发波长激发第一色转换材料b1，第一色转换材料b1的发光波长为660nm。
第二蓝色发光二极管a2设有激发波长，激发波长的范围为428nm至440nm。第二色转换材料b2设有发光波长，激发波长小于发光波长。其中，发光波长的范围为528nm至536nm。第二蓝色发光二极管a2通过激发波长激发发光波长的第二色转换材料b2得到第二子像素。可选的，采用428nm的激发波长激发第二色转换材料b2，第二色转换材料b2的发光波长为528nm。可选的，采用440nm的激发波长激发第二色转换材料b2，第二色转换材料b2的发光波长为536nm。同时采用第一蓝色发光二极管激发第一色转换材料和第二蓝色发光二极管激发第二色转换材料的色转换路径时，可以令两种色转换材料的用量、浓度和厚度基本一致，从而降低成本，提高良率。
参照图2，像素单元包括第一子像素和第二子像素，像素单元还包括第三子像素，其中，第三子像素包括第三蓝色发光二极管a3，第三蓝色发光二极管a3的激发波长为440nm～460nm。第三子像素还包括第一光学胶填充材料f1，第一光学胶填充材料f1位于第三蓝色发光二极管a3的发光侧。
像素单元包括驱动电路基板e，驱动电路基板e包括衬底，衬底包括蓝宝石衬底、硅衬底或者氮化镓衬底；第一蓝色发光二极管a1设于衬底上，第一蓝色发光二极管a1的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮；第二蓝色发光二极管a2设于衬底上，第二蓝色发光二极管a2的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮。
在本实施例的技术方案中，通过在第一蓝色发光二极管a1的发光侧设置第一色转换材料b1，通过第一蓝色发光二极管a1对第一色转换材料b1激发得到第一子像素，其中，第一蓝色发光二极管a1的激发波长为460nm～468nm，第一色转换材料b1的发光波长为620nm～660nm；在第二蓝色发光二极管a2的发光侧设置第二色转换材料b2，通过第二蓝色发光二极管a2对第二色转换材料b2激发得到第二子像素，其中，第二蓝色发光二极管a2的激发波长为428nm～440nm，第二色转换材料b2的发光波长为528nm～536nm；在提高第一子像素和第二子像素的光效的同时，减少第一子像素和第二子像素的蓝光的泄露。
参照图3，基于第一实施例的像素单元，提出了本发明的第二实施例，像素单元还包括：第四子像素，第四子像素包括第四蓝色发光二极管a4，所述第四蓝色发光二极管a4的激发波长为460nm～468nm；和第五子像素，所述第五子像素包括所述第五蓝色发光二极管a5，所述第五蓝色发光二极管a5的激发波长为428nm～440nm。
具体的，像素单元包括第一子像素、第二子像素、第四子像素和第五子像素，第四子像素包括第四蓝色发光二极管a4和第二光学胶填充材料f2，第二光学胶填充材料f2位于第四蓝色发光二极管a4的发光侧，第四蓝色发光二极管a4的激发波长为460nm～468nm。第二光学胶填充材料f2的设置是为了保证工程厚度一致性，除了光学胶填充材料之外，还可以采用透明垫片等材料。
第五子像素包括第五蓝色发光二极管a5和第三光学胶填充材料f3，第三光学胶填充材料f3位于第五蓝色发光二极管a5的发光侧，第五蓝色发光二极管a5的激发波长为428nm～440nm。第三光学胶填充材料f3的设置是为了保证工程厚度一致性，除了光学胶填充材料之外，还可以采用透明垫片等材料。
参照图4，像素单元还可以包括第一子像素、第六子像素、第二子像素、第四子像素和第五子像素，其中，第六子像素包括第六蓝色发光二极管a6和第三色转换材料b3，第三色转换材料b3位于第六蓝色发光二极管a6的发光侧，第六蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，第三色转换材料的发光波长为620nm～660nm。第六子像素还包括第三阻挡层c3，第三阻挡层c3设于第三色转换材料b3的出光侧。
在本实施例的技术方案中，通过在第四蓝色发光二极管a4的发光侧设置第二光学胶填充材料f2，在第五蓝色发光二极管a5的发光侧设置第三光学胶填充材料f3，保证不同的子像素之间的厚度一致，通过第一子像素、第二子像素、第四子像素和第五子像素确定像素单元。
参照图1，基于第一或第二实施例的像素单元，提出了本发明的第三实施例，第一子像素还包括第一阻挡层c1，第一阻挡层c1设于第一色转换材料b1的出光侧，所述第一阻挡层c1用于过滤所述第一发光二极管a1的激发波长为460nm～468nm的蓝光；第二子像素还包括第二阻挡层c2，第二阻挡层c2设于第二色转换材料b2的出光侧，所述第二阻挡层c2用于过滤所述第二发光二极管a2的激发波长为428nm～440nm的蓝光。
具体的，第一子像素的第一阻挡层c1设于第一色转换材料b1的出光侧，第一阻挡层c1设有第一截止波长，第一阻挡层c1用于阻止剩余的青蓝光的射出，剩余的青蓝光即第一发光二极管a1的激发波长为460nm～468nm的蓝光，提高第一子像素的色纯度。第二子像素的第二阻挡层c2设于第二色转换材料b2的出光侧，第二阻挡层c2设有第二截止波长，第二阻挡层c2用于阻止多余的蓝紫光的射出，剩余的蓝紫光即第二发光二极管a2的激发波长为428nm～440nm的蓝光，提高第二子像素的色纯度。其中，第一阻挡层c1的第一截止波长大于第二阻挡层c2的第二截止波长。可选的，像素单元的第一阻挡层c1的第一截止波长为520nm～570nm，第二阻挡层c2的第二截止波长为465nm～500nm。可选的，像素单元的第一阻挡层c1的第一截止波长为520nm，第二阻挡层c2的第二截止波长为465nm。可选的，像素单元的第一阻挡层c1的第一截止波长为570nm，第二阻挡层第二截止波长为500nm。
像素单元还包括保护盖板d，保护盖板d盖设于第一蓝色发光二极管a1和/或第二蓝色发光二极管a2上，第一阻挡层c1和/或第二阻挡层c2设于保护盖板d面向第一蓝色发光二极管a1和/或第二蓝色发光二极管a2的一侧。
在本实施例的技术方案中，通过在第一子像素的第一色转换材料b1的出光侧设置第一阻挡层c1，以及在第二子像素的第二色转换材料b2的出光侧设置第二阻挡层c2，防止未被色转换材料吸收转化的短波长从第一子像素或者第二子像素上方发出，提高第一子像素或者第二子像素的色纯度。
本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括如上实施例所述的像素单元。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种像素单元，其特征在于，所述像素单元包括：
第一子像素，所述第一子像素包括第一蓝色发光二极管和第一色转换材料，所述第一色转换材料位于所述第一蓝色发光二极管的发光侧；和
第二子像素，所述第二子像素包括第二蓝色发光二极管和第二色转换材料，所述第二色转换材料位于所述第二蓝色发光二极管的发光侧；其中，
所述第一蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm，所述第一色转换材料的发光波长为620nm～660nm；所述第二蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，所述第二色转换材料的发光波长为528nm～536nm。
2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括：
第三子像素，所述第三子像素包括第三蓝色发光二极管，所述第三蓝色发光二极管的激发波长为440nm～460nm。
3.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括：
第四子像素，所述第四子像素包括所述第四蓝色发光二极管，所述第四蓝色发光二极管的激发波长为460nm～468nm；和
第五子像素，所述第五子像素包括所述第五蓝色发光二极管，所述第五蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm。
4.如权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括：
第六子像素，所述第六子像素包括所述第六蓝色发光二极管和所述第三色转换材料，所述第三色转换材料位于所述第六蓝色发光二极管的发光侧，所述第六蓝色发光二极管的激发波长为428nm～440nm，所述第三色转换材料的发光波长为620nm～660nm。
5.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一子像素还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层设于所述第一色转换材料的出光侧，所述第一阻挡层用于过滤所述第一发光二极管的激发波长为460nm～468nm的蓝光；
所述第二子像素还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层设于所述第二色转换材料的出光侧，所述第二阻挡层用于过滤所述第二发光二极管的激发波长为428nm～440nm的蓝光。
6.如权利要求5所述的像素单元，其特征在于，所述第一阻挡层设有第一截止波长，所述第二阻挡层设有第二截止波长，所述第一截止波长大于所述第二截止波长；其中，所述第一截止波长为520nm～570nm，所述第二截止波长为465nm～500nm。
7.如权利要求5所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括保护盖板，所述保护盖板盖设于所述第一蓝色发光二极管和/或所述第二蓝色发光二极管上，所述第一阻挡层和/或所述第二阻挡层设于所述保护盖板面向所述第一蓝色发光二极管和/或所述第二蓝色发光二极管的一侧。
8.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元包括驱动电路基板，所述驱动电路基板包括衬底，所述衬底包括蓝宝石衬底、硅衬底或者氮化镓衬底；
所述第一蓝色发光二极管设于所述衬底上，所述第一蓝色发光二极管的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者所述量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮；
所述第二蓝色发光二极管设于所述衬底上，所述第二蓝色发光二极管的量子阱至少包括铟镓氮和氮化镓，或者所述量子阱至少包括铝铟镓氮和铝镓氮。
9.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一色转换材料至少包括荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料；
所述第二色转换材料至少包括荧光材料、磷光材料、量子点光致发光材料或者钙钛矿光致发光材料。
10.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括如权利要求1-9任一项所述的像素单元。
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