基于纳米结构的显示设备的制作方法

本发明涉及一种显示设备，其包括具有发光纳米结构、例如量子点(qd)的的磷光体膜。

背景技术：

发光纳米结构(ns)、诸如量子点(qd)代表一类磷光体，其能够以窄线宽在单一光谱峰值下发射光，从而产生高度饱和的色彩。可以基于ns的大小来调节发射波长。ns用于生产ns膜，其可以在显示设备(例如液晶显示器(lcd)设备、有机发光二极管(oled)显示设备、微型led显示设备、或量子点led显示设备)中被用作颜色降频变换层。在发射型显示器中使用颜色降频变换层可以通过在光线通过彩色滤光片之前将白光、蓝光或紫外(uv)光降频变换为更红的光、更绿的光或两者，从而提高系统效率。使用该颜色降频变换层可以减少由于滤光而导致的光能损失，或甚至完全消除对额外滤光的需要。

用于定义显示设备的图像质量的因素之一是显示设备所提供的标准rgb色彩空间的色域覆盖率，例如rec.2020、rec.709、dcip3、ntsc或srgb。图1示出了显示设备的色域覆盖率的定义。在图1中，在1976cie色坐标101a-101c之间形成的区域101表示1976cieu'-v'色度图100上的标准rgb色彩空间的色域(例如rec.2020)。在1976cie色坐标102a-102c之间形成的区域102表示1976cieu'-v'色度图100上的显示设备的色域。显示设备的色域覆盖率可以被定义为区域101和102之间的重叠区域103与区域101的比率。显示设备的色域覆盖率越宽，则显示设备所呈现的可被人眼识别的颜色范围(即，可见光谱)越宽。因此，在贡献于图像质量的其他因素被优化的情况下，更宽的色域改善了显示设备的图像质量。

显示设备的色域可以通过单独的子像素的色坐标来定义。在利用颜色降频变换层的显示设备中，典型而言存在单色光源。蓝色子像素由该源光组成，而绿色子像素和红色子像素具有颜色降频变换层，其分别将该源(或激发)光变换为绿色光和红色光。

为了优化使用颜色降频变换层的显示设备的色域覆盖率，透射经过颜色变换层的激发光的量在无法完全消除的情况下，需要最小化。这在使用ns膜的薄(约3-10微米)层中可能是困难的，因为在这样的层中其光密度有限。由于由qd制成的给定ns膜在更短的波长下具有更高的光学密度，因此一种用于增加激发光学吸收的方法是使用更短波长的源。然而，更短波长的光使蓝色子像素的色坐标位移，使得色域覆盖率减小。因此，通过简单地使源光的波长位移，在色域覆盖率方面具有很小的净益处。

技术实现要素：

因此，存在对通过颜色变换层中的更高吸收和更长的波长的光源光而具有改进的色域覆盖的显示设备的需求。

根据一个实施方式，显示设备包括：背光单元，其具有光源和液晶显示器(lcd)模块。所述光源被配置为发射具有第一峰值波长的初级光。所述lcd模块包括具有磷光体膜的第一子像素、和具有非磷光体膜的第二子像素。所述磷光体膜被配置为接收初级光的第一部分，并变换初级光的第一部分，以发射具有不同于第一峰值波长的第二峰值波长的次级光。所述非磷光体膜被配置为接收初级光的第二部分，并光学修正初级光的第二部分，以发射具有不同于第一峰值波长和第二峰值波长的第三峰值波长的经光学修正的初级光。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为过滤掉来自所述初级光的第二部分的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为吸收来自所述初级光的第二部分的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为阻挡来自所述初级光的第二部分的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为反射来自所述初级光的第二部分的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为衰减所述初级光的第二部分的强度。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜包括染料、印墨、涂料、或聚合物材料。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜包括散射材料。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜包括具有氧化钛、氧化锌、硫化锌、硅酮、或它们的组合的散射颗粒。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜不含发光纳米结构。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第三峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长在约450nm、或在约450nm至约440nm之间。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长在约460nm、或在约460nm至约450nm之间。

根据一个实施方式，所述第一子像素被配置为发射红光。

根据一个实施方式，所述第一子像素被配置为发射绿光。

根据一个实施方式，所述第二子像素被配置为发射蓝光。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括发光纳米结构。

根据一个实施方式，所述磷光体膜在第一峰值波长下与在450nm下的光密度相比的相对光密度为约85％至约140％之间。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括分段的磷光体膜的阵列。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括被配置为发射红光的发光纳米结构的群组。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括被配置为发射绿光的发光纳米结构的群组。

根据一个实施方式，所述lcd模块还包括：第一偏振滤光器，其被配置为使所述初级光偏振；液晶溶液层，其被配置为调整偏振的初级光的偏振角；和，第二偏振滤光器，其被布置在所述磷光体膜与所述液晶溶液层之间，被配置为控制偏振的初级光从所述液晶溶液层到所述磷光体膜的透射。

根据一个实施方式，所述显示设备还包括光学腔。光源位于所述光学腔内。

根据一个实施方式，所述显示设备还包括光导板。光源在外部耦合到光导板。

根据一个实施方式，所述显示设备包括第一子像素和第二子像素。所述第一子像素包括第一光源和磷光体膜。所述第二子像素包括第二光源和非磷光体膜。所述第一光源包括有机发光二极管(oled)、微型led或量子点led(qled)，并且被配置为发射具有第一峰值波长的初级光。所述磷光体膜光学耦合到第一光源，并且被配置为将来自第一光源的初级光变换为具有不同于第一峰值波长的第二峰值波长的次级光。所述第二光源包括oled、微型led或qled，并且被配置为发射具有第一峰值波长的初级光。所述非磷光体膜光学耦合到第二光源，并且被配置为光学修正来自第二光源的初级光，以发射具有不同于第一峰值波长和第二峰值波长的第三峰值波长的经光学修正的初级光。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜位于所述第二光源上。

根据一个实施方式，所述磷光体膜位于所述第一光源上。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为过滤掉来自第二光源的初级光的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为吸收来自第二光源的初级光的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为阻挡来自第二光源的初级光的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为反射来自第二光源的初级光的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为衰减第二光源的初级光的强度。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜包括染料、印墨、涂料、或聚合物材料。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第三峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长在约450nm、或在约450nm至约440nm之间。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长在约460nm、或在约460nm至约450nm之间。

根据一个实施方式，所述第一子像素被配置为发射红光。

根据一个实施方式，所述第一子像素被配置为发射绿光。

根据一个实施方式，所述第二子像素被配置为发射蓝光。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括发光纳米结构。

根据一个实施方式，所述磷光体膜在第一峰值波长下与在450nm下的光密度相比的相对光密度为约85％至约140％之间。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括分段的磷光体膜的阵列。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括被配置为发射红光的发光纳米结构的群组。

根据一个实施方式，所述磷光体膜包括被配置为发射绿光的发光纳米结构的群组。

根据一个实施方式，显示设备包括光源、磷光体膜和非磷光体膜。所述光源被配置为发射具有第一峰值波长的初级光。所述磷光体膜被配置为接收初级光的第一部分，并变换初级光的第一部分，以发射具有不同于第一峰值波长的第二峰值波长的次级光。所述非磷光体膜被配置为接收初级光的第二部分，并且光学修正初级光的第二部分，以发射具有不同于第一峰值波长和第二峰值波长的第三峰值波长的经光学修正的初级光。

根据一个实施方式，所述磷光体膜是显示设备的红色子像素的一部分。

根据一个实施方式，所述磷光体膜是显示设备的绿色子像素的一部分。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜是显示设备的蓝色子像素的一部分。

根据一个实施方式，所述光源包括有机发光二极管(oled)、微型led、或量子点led(qled)。

根据一个实施方式，所述光源是显示设备的背光单元的一部分。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为过滤掉来自所述初级光的第二部分的一个或多个波长。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜被配置为衰减所述初级光的第二部分的强度。

根据一个实施方式，所述非磷光体膜包括染料、印墨、涂料、或聚合物材料。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长比所述第三峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长比所述第二峰值波长短。

根据一个实施方式，所述第一峰值波长在约450nm、或在约450nm至约440nm之间。

根据一个实施方式，所述第三峰值波长在约460nm、或在约460nm至约450nm之间。

本发明的进一步的特征和优点、以及本发明的各种实施方式的结构和操作将在下文中参照附图描述。要注意的是，本发明不限于本文所述的具体实施方式。这些实施方式仅出于说明性目的而在此呈现。基于本文包含的教导，其他实施方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。

附图说明

并入本文中并形成说明书的一部分的附图示出了本实施方式，并且与说明书一起进一步用于解释本实施方式的原理，并且使本领域技术人员能够制造和使用本实施方式。

图1是rec.2020色域和显示设备的色域的的cie1976u'v'色度图。

图2-3是根据一个实施方式的液晶显示器(lcd)设备的分解截面图。

图4是根据一个实施方式的发光二极管(led)显示设备的分解截面图。

图5是根据一个实施方式的led显示设备的像素的分解截面图。

图6是根据一个实施方式的纳米结构的截面示意图。

图7是根据一个实施方式的纳米结构薄膜的示意图。

图8是示出绿色inpqd的相对光密度的图表。

本发明的特征和优点将由下述具体实施方式在结合附图时变得显而易见，贯穿其中，相同的附图标记标识相应的元件。在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。元件首次出现的附图由相应参照编号中最左侧的数字表示。除非另外指出，否则贯穿本公开提供的附图不应被解释为按比例绘制。

具体实施方式

尽管可能会讨论具体的配置和布置，但是应该理解，这仅出于说明性目的而进行。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明还可以用于除本文具体提到的那些之外的各种其他应用中。应当理解，本文示出和描述的特定实施方式是示例，并且不旨在以任意方式限制本申请的范围。

要注意的是，说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例的实施方式”等的指称表示所描述的实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施方式可不必包括特定的特征、结构或特性。此外，这些短语不必是指同一实施方式。进一步，当结合实施方式描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施方式来实现这样的特征、结构或特性将落入本领域技术人员的知识范围内。

除非另外明确指出，否则本说明书中表示材料的量、材料的比率、材料的物理性质和/或用途的所有数应理解为由“约”修饰。

在实施方式中，术语“显示设备”是指允许在显示屏上可视地表示数据的元件的布置。适合的显示屏可以包括各种平面、曲面或其他形状的屏幕、膜、片材或用于在视觉上向用户显示信息的其他结构。本文描述的显示设备可以包括在例如涵盖液晶显示器(lcd)、电视、计算机、移动电话、智能电话、个人数字助理(pda)、游戏设备、电子阅读设备、数码相机、平板电脑、可穿戴设备、汽车导航系统等的显示系统中。

本文中使用的术语“约”表示给定量的值变化该值的±10％。例如“约100nm”涵盖从90nm至110nm(包括端值)的一系列尺寸。

本文中使用的术语“基本上”表示给定量的值变化该值的±1％至±5％。

在实施方式中，术语“形成反应混合物”或“形成混合物”是指在适合于组分彼此反应并形成第三组分的条件下，在容器中将至少两种组分组合。

在实施方式中，术语“光导板”、“光导”和“光导面板”可互换使用，并且是指适合于将电磁辐射(光)从一个位置引导到另一个位置的光学部件。

在实施方式中，术语“光学耦合”是指部件被定位成使得光能够在没有实质干涉的情况下从一个部件传递到另一个部件。

本文中使用的术语“纳米结构”是指具有至少一个尺寸小于约500nm的区域或特征尺寸的结构。在一些实施方式中，纳米结构的尺寸小于约200nm、小于约100nm、小于约50nm、小于约20nm，或小于约10nm。典型地，区域或特征尺寸将沿着所述结构的最小轴。这种结构的实例包括纳米线、纳米棒、纳米管、支化纳米结构、纳米四脚架、三脚架、双脚架、纳米晶、纳米点、qd、纳米颗粒等。纳米结构可以是，例如，基本上结晶的、基本上单晶的、多晶的、非晶的或其组合。在一些实施方式中，纳米结构的三个维度中的每一个具有小于约500nm、小于约200nm、小于约100nm、小于约50nm、小于约20nm或小于约10nm的尺寸。

本文中使用的术语“qd”或“纳米晶”是指基本上单晶的纳米结构。纳米晶具有至少一个区域或特征尺寸，所述尺寸小于约500nm，并且低至小于约1nm的量级。术语“纳米晶”、“qd”、“纳米点”和“点”容易由本领域普通技术人员理解为表示类似的结构，并且在本文中可互换使用。本发明还涵盖多晶或非晶纳米晶的用途。

当指代纳米结构而使用时，术语“异质结构”是指以至少两种不同和/或可区分的材料类型为特征的纳米结构。典型地，纳米结构的一个区域包括第一材料类型，而纳米结构的第二区域包括第二材料类型。在某些实施方式中，纳米结构包含第一材料的核和第二(或第三等等)材料的至少一个壳，其中不同的材料类型例如围绕纳米线的长轴、分支纳米线的臂的长轴、或纳米晶的中心径向分布。壳可以但不必完全覆盖相邻的材料以被认为是壳、或者使得纳米结构被认为是异质结构；例如，以一种材料的核覆盖有第二材料的岛为特征的纳米晶是异质结构。在其他实施方式中，不同的材料类型分布在纳米结构内的不同位置处；例如沿着纳米线的主(长)轴、或沿着分支纳米线的臂的长轴。异质结构内的不同区域可包含完全不同的材料，或者不同区域可包含具有不同掺杂剂或不同浓度的相同掺杂剂的基础材料(例如硅)。

本文中使用的纳米结构的术语“直径”是指垂直于纳米结构的第一轴的截面直径，其中第一轴相对于第二轴和第三轴具有最大的长度差异(第二轴和第三轴是长度最接近彼此相等的两个轴)。第一轴不必是纳米结构的最长轴；例如对于盘形纳米结构，截面将是垂直于盘的短纵轴的基本上圆形的截面。在截面不是圆形的情况下，直径是该截面的长轴和短轴的平均值。对于细长或高长径比的纳米结构、例如纳米线，在垂直于纳米线的最长轴的截面上测量直径。对于球形纳米结构，通过球体的中心从一侧到另一侧测量直径。

当针对纳米结构使用时，术语“结晶”或“基本上结晶”是指纳米结构典型地在结构的一个或多个维度上显示出长程有序的事实。本领域技术人员将理解，术语“长程有序”将取决于特定纳米结构的绝对尺寸，由于单晶的有序性不能超出晶体的边界。在这种情况下，“长程有序”将是指横跨纳米结构的至少大部分尺寸的实质有序性。在一些情况下，纳米结构可以带有氧化物或其他涂层，或者可以包含核和至少一个壳。在这种情况下，应当理解氧化物、一个或多个壳、或其他涂层可以但不必显示出这种有序性(例如其可以是非晶的、多晶的或其他形式)。在这种情况下，短语“结晶”、“基本上结晶”、“基本上单晶”或“单晶”是指纳米结构的中心核(不包括涂层或壳)。本文中使用的术语“结晶”或“基本上结晶”旨在还涵盖包含各种缺陷、堆垛层错、原子取代等的结构，只要该结构显示出实质性的长程有序(例如在纳米结构或其核的至少一个轴长度的至少约80％上有序)。另外，应当理解纳米结构的核与外部之间、或核与相邻壳之间、或壳与第二相邻壳之间的界面可包含非结晶区域，并且甚至可以是非晶的。这不会使得纳米结构不是如本文所定义的结晶或基本上结晶。

当针对纳米结构使用时，术语“单晶”表示纳米结构基本上是结晶的并且基本上包含单晶。当针对包含核和一个或多个壳的纳米结构异质结构使用时，“单晶”表示核基本上是结晶的并且基本上包含单晶。

本文中使用的术语“配体”是指能够与纳米结构的一个或多个面(例如通过与纳米结构的表面的共价相互作用、离子相互作用、范德华力或其他分子相互作用)而发生相互作用(无论是弱还是强)的分子。

本文中使用的术语“量子产率”(qy)是指例如由纳米结构或纳米结构群发射的光子与吸收的光子的比率。如本领域中已知的，量子产率典型地通过使用具有已知量子产率值的充分表征的标准样品的比较方法来确定。

本文中使用的术语“主发射峰值波长”是指发射光谱显示出最高强度的波长。

本文中使用的术语“半峰全宽”(fwhm)是指光谱宽度的量度。在发射光谱的情况下，fwhm可以指峰值强度值的一半处的发射光谱的宽度。

本文中使用的术语福斯特(forster)半径在本领域中也称为福斯特距离。

术语“亮度”在本文中可互换使用，并且是指光源或照射表面的每单位面积的发光强度的光度量度。

术语“镜面反射器”、“镜面反射表面”和“反射表面”在本文中用于指代能够产生镜面反射的元件、材料和/或表面。

术语“镜面反射”在本文中用于指代当入射光照射到表面时来自表面的光(或其他类型的波)的镜面样反射。

术语“纳米结构(ns)膜”在本文中用于指代具有发光纳米结构的膜。

术语“红色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的红色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，红色波长区域可包括约620nm至约750nm的波长。

术语“绿色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的绿色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，绿色波长区域可包括约495nm至约570nm的波长。

术语“蓝色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的蓝色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，蓝色波长区域可包括约435nm至约495nm的波长。

本文提及的公开的专利、专利申请、网站、公司名称和科学文献在此通过引用的方式以其整体并入本文中，其程度如同每一者具体和单独地指出通过引用的方式而并入。本文中引用的任意参照文献与本说明书的具体教导之间的任意冲突都应以后者优先的方式解决。同样，单词或短语在本领域中理解的定义与单词或短语在本说明书中具体教导的定义之间的任意冲突都应以后者优先的方式解决。

除非另外定义，否则本文中使用的技术和科学术语具有本申请所属领域的技术人员通常理解的含义。本文中参照本领域技术人员已知的各种方法和材料。

本公开提供基于纳米结构的显示设备的各种实施方式，其有助于改善或消除当前在显示设备中实现期望的量子效率与期望的色域之间此消彼长的关系。这些各种实施方式还有助于改善显示设备的色彩平衡。

液晶显示器(lcd)设备的示例性实施方式

图2示出了根据一个实施方式的lcd显示设备200的示意性分解截面本领域普通技术人员将认识到图2中的显示设备的视图是出于说明目而示出的，并且可能未按比例绘制。根据一个实施方式，lcd显示设备200可以包括背光单元(blu)202和lcd模块204。

blu202可以包括光学腔(opticalcavity)212和耦合到光学腔212的led210(例如蓝色led、紫外led或其组合)的阵列。光学腔212可包括顶侧203、底侧205、侧壁207、以及由顶侧203、底侧205和侧壁207限定的封闭容积。led210可耦合到所述封闭容积内的底侧205的顶表面205a。led210可以被配置为提供初级光(例如蓝光、紫外光、或它们的组合)，其可以通过lcd模块204处理并且随后被传输到lcd显示设备的显示屏230并分布于其上。在一些实施方式中，led210可以包括发射主发射峰值波长在约440nm至约460nm之间的光的蓝色led。在一些实施方式中，led210可以包括发射在约430nm至约470nm之间具有一个或多个波长带、且主发射峰值波长在约440nm至约460nm之间的光的蓝色led。在一个实施方式中，led210的阵列可以包含二维led阵列，其遍布顶表面205a的区域，并且所述区域可以等于显示屏230的表面区域。

应该注意的是，虽然图2中示出了两个侧壁207，但本领域技术人员将理解，根据各种实施方式，光学腔212可包括任意数量的侧壁207。例如，光学腔212可以具有长方体形状并且可以包括与侧壁207类似的四个侧壁。光学腔212不限于长方体形状或具有其他直边形状。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据各种实施方式，光学腔212可以被配置为任意类型的几何形状、诸如但不限于圆柱形、梯形、球形或椭圆形。还应当注意的是，如图2所示的光学腔212的矩形截面形状是用于说明目的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据各种实施方式，光学腔212可以具有其他截面形状(例如梯形、长圆形、菱形)。

光学腔212的顶侧203可以被配置为光学漫射和透射层，使得来自led210的光可以通过顶侧203离开光学腔212，并且在顶侧203的顶表面203a上具有基本上均匀的亮度分布。在一个实施方式中，顶侧203可包括光学透明区域和光学半透明区域，其有策略地布置在led210上，以提供从顶侧203出射的光亮度的基本上均匀的分布。在另一实施方式中，顶侧203可包括策略性地布置的直径为不同尺寸的孔和光学半透明区域，以提供从顶侧203出射的光亮度的基本上均匀的分布。

底侧205和/或侧壁207可由一种或多种材料(例如金属、非金属和/或合金)建造，所述材料分别被配置为具有镜面反射的顶表面205a和/或镜面反射的侧壁内表面207a。例如，顶表面205a和/或侧壁内表面207a可以是具有镜面反射特性的镜面样表面。在一些实施方式中，顶表面205a和/或侧壁内表面207a可以是完全镜面反射的，或者是部分镜面反射的和部分散射的。在一些其他实施方式中，顶表面205a和/或侧壁内表面207a包括漫反射器。

在替代的实施方式中，光学腔212可包括耦合到侧壁内表面207a的镜面反射器209。镜面反射器209可以使用光学透明粘合剂耦合到侧壁内表面207a。光学透明粘合剂可包括胶带、各种胶水、聚合物组合物如硅酮等。根据各种实例，另外的光学透明粘合剂可包括：各种聚合物，包括但不限于聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙酸乙烯酯)、环氧树脂和聚氨酯；硅酮和硅酮的衍生物，包括但不限于聚苯基甲基硅氧烷、聚苯基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、氟化硅酮、以及乙烯基和氢化物取代的硅酮；由单体形成的丙烯酸类聚合物和共聚物，包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸月桂酯；基于苯乙烯的聚合物；以及用二官能单体交联的聚合物、诸如二乙烯基苯。

镜面反射顶表面205a和侧壁内表面207a、以及镜面反射器209可以实质上将来自led210的光通过底侧205和/或侧壁207的吸收最小化，并且因此实质上将光学腔212内的明度损失最小化，并增加blu202的光输出效率。

在替代的实施方式中，blu202可以进一步包括布置在光学腔212和lcd模块204之间的一个或多个亮度增强膜(bef)(未示出)。一个或多个bef可以具有反射和/或折射膜、反射偏振膜、光提取特征、光回收特征、棱镜膜、凹槽膜、带凹槽的棱镜膜、棱镜、间距、凹槽或其他适合的亮度增强特征。bef的亮度增强特征可以被配置为将初级光(例如来自光学腔212的蓝光)的一部分反射回光学腔212，从而提供初级光的回收。

lcd模块104可以被配置为将从blu202接收的光处理成期望的特性，以便传输到显示屏230并在显示屏230上分布。在一些实施方式中，lcd模块204可以包括一个或多个偏振滤光器诸如第一和第二偏振滤光器214和212、一个或多个光学透明基材诸如第一和第二光学透明基材216和218、在第一基材216上以二维阵列布置的开关设备218.1至218.6、液晶(lc)溶液层210、多个像素诸如以二维阵列布置的像素214.1和214.1、以及显示屏230。

在一些实施方式中，像素224.1可包括子像素226.1至226.3，像素224.1可包括子像素226.4至226.6。在一些实施方式中，像素224.1和224.1中的每一个可以是三色的，例如分别具有红色子像素226.1和226.4、绿色子像素226.1和226.5、以及蓝色子像素226.3和226.6。各个像素224.1和224.1中的红色、绿色和蓝色子像素226.1至226.6的排列顺序是说明性的而非限制性的。像素224.1和224.1中的每一者中的红色、绿色和蓝色子像素可以相对于彼此以任意顺序排列。在一些实施方式中，像素224.1和/或224.1可以是单色的，其具有红色、绿色或蓝色子像素226.1至226.6。图2中所示的像素和开关设备的数量是说明性的而非限制性的。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，lcd模块204可以具有任意数量的开关设备和像素。

术语“红色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的红色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，红色波长区域可包括约620nm至约750nm的波长。术语“绿色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的绿色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，绿色波长区域可包括约495nm至约570nm的波长。术语“蓝色子像素”在本文中用于指代发射在可见光谱的蓝色波长区域中具有主发射峰值波长的光的像素区域。在一些实施方式中，蓝色波长区域可包括约435nm至约495nm的波长。

来自blu202的光可以通过第一偏振滤光器214而偏振，并且偏振光可以被传输到lc溶液层220。lc溶液层220可以包括具有棒状分子的lc232，其可以用作控制来自lc溶液层220的光透射量的快门。在一些实施方式中，lc232可以以三维阵列布置。lc的三维阵列的列234.1至234.6可以由相应的开关设备228.1至228.6独立地控制。在一些实施方式中，开关设备228.1至228.6可包括晶体管、例如薄膜晶体管(tft)。通过控制lc232，可以控制从列234.1至234.6传播到各个子像素226.1至226.6的光量，并且因此控制从子像素226.1至226.6传输的光量。

取决于由相应的开关设备218.1至218.6施加到列234.1至234.6的电压，lc232可以扭转到至不同角度。通过控制lc232的扭转，可以控制穿过lc溶液层220的光的偏振角。离开lc溶液层220的光然后可以通过第二偏振滤光器222，所述第二偏振滤光器222可以相对于第一偏振滤光器214以90度定位。离开lc溶液层220并进入第二偏振滤光器222的光的偏振角可以确定多少光能够穿过第二偏振滤光器222并从第二偏振滤光器222出射。第二偏振滤光器222可以衰减光、阻挡光、或者允许光基于其偏振角而不经衰减地通过。

然后，通过lc的列234.1至234.6传播并从第二偏振滤光器222出射的部分光可以进入各个子像素226.1至226.6。这些部分的光可以通过各个子像素226.1至226.6而经历滤色阶段，以实现遍及显示屏230的光分布的期望光学特性。

在一些实施方式中，子像素226.1至226.6可以包括各自的颜色处理元件236.1至236.6(例如，磷光体膜或彩色滤光片)，其可以光学处理的进入各自的子像素226.1至226.6中的光的部分。除非另有说明，否则对像素224.1及其子像素226.1至226.3的以下讨论分别适用于像素224.2及其子像素226.4至226.6。在一些实施方式中，颜色处理元件236.1和236.2可以各自包括磷光体膜。根据一些实施方式，磷光体膜(例如，参照图7描述的ns膜700)可以包括发光纳米结构、诸如量子点(例如，参照图6描述的ns600)。磷光体膜可以是降频变换器，其中进入各自的独立子像素226.1至226.3中的光的部分(也被称为初级光)可以例如被磷光体膜中的发光纳米结构吸收，并且作为具有比初级光更低能量或更长的波长的次级光而再发射。

在一些实施方式中，红色子像素226.1可以包括具有磷光体膜的颜色处理元件236.1，其具有吸收初级光、并且发射在可见光谱的红色波长区域中具有主发射峰值波长的第一次级光的发光纳米结构。在一些实施方式中，绿色子像素226.2可以包括具有磷光体膜的颜色处理元件236.2，其具有吸收初级光、并且发射在可见光谱的绿色波长区域中具有主发射峰值波长的第二次级光的发光纳米结构。每个颜色处理元件236.1和236.2可以是在第二偏振滤光器222上或在光学透明基材(未示出)上彼此相邻放置的分段元件。每个分段元件可以以使得在相邻分段元件之间的界面处存在可忽略的间隙的方式放置，以防止初级光通过界面泄漏。在替代的实施方式中，每个颜色处理元件236.1和236.2可以是连续颜色处理元件的不同区域。

在一些实施方式中，蓝色子像素226.3的颜色处理元件236.3可以具有一个或多个非磷光体膜，其不含发光纳米结构、诸如量子点(例如，参照图6描述的ns600)，其理由在于，对于蓝色子像素226.3而言，可能不需要将来自蓝色led210的初级光进行降频变换。初级光的一部分可以用于形成从蓝色子像素226.3发射的蓝光。然而，进入蓝色子像素226.3的初级蓝光可以在从蓝色像素226.3射出之前被光学修正。光学修正可以通过颜色处理元件236.3的一个或多个非磷光体膜实施，其具有彩色滤光特性以过滤进入子像素226.3中的初级光的部分中一个或多个选定波长或波长范围。该滤光有助于修正进入蓝色子像素226.3中的初级光的强度和/或主发射峰值波长，并产生从蓝色子像素226.3发射的经光学修正的初级光。例如，该滤光可以有助于衰减强度和/或使进入蓝色子像素226.3中的初级光的主发射峰值波长位移到更长的波长。

进入蓝色子像素226.3中的初级蓝光经光学修正，使得从像素224.1发射的组合光产生对于lcd显示设备200而言期望的(例如最佳的)白点值和/或色域覆盖率，而不牺牲颜色处理元件226.1和226.2的磷光体膜的期望的(例如最佳的)光学吸收效率(即，给定膜厚度的光学密度)。在一些实施方式中，期望的白点值和/或色域覆盖率可以是高动态范围(hdr)成像标准所要求的。在一些实施方式中，期望的白点值可以标称为d65，或者ciex＝0.313并且ciey＝0.329，其中x和y是cie1931颜色空间的笛卡尔坐标。磷光体膜的期望吸收效率可以位于第一主发射峰值波长下，其比从蓝色子像素226.3发射的光的第二主发射峰值波长短，以实现期望的白点值和/或色域覆盖率。通过如上所述地使用颜色处理元件236.3的滤光特性，可以使用相同的光源(例如，led210)以提供这些第一主发射峰值波长和第二主发射峰值波长。相同的光源可以发射在约430nm至约470nm之间具有一个或多个波长或波长带、且主发射峰值波长为约440nm至460nm之间的光。第一主发射峰值波长可以是光源(例如，led210)的初级光的主发射峰值波长。如上所述，在使用颜色处理元件236.3将初级光的主发射峰值波长位移到更长的波长之后，可以获得第二主发射峰值波长。

在一些实施方式中，第一主发射峰值波长可以在约450nm、低于450nm(例如约448nm、约446nm、约444nm、约442nm、或约440nm)、在约450nm至约448nm之间、约448nm至约446nm之间、约446nm至约444nm之间、约444nm至约442nm之间、约442nm至约440nm之间、或约450nm至约440nm之间。

在一些实施方式中，第二主发射峰值波长可以大于450nm(例如在约452nm、约454nm、约456nm、约458nm、或约460nm)、在约452nm至约454nm之间、约454nm至约456nm之间、约456nm至约458nm之间、约458nm至约460nm之间、约460nm至约462nm之间、或约452nm至约462nm之间。

当进入磷光体膜中的初级光的部分(例如蓝光)被它们吸收时，可以实现期望的光学吸收效率，而不使初级光从红色和绿色子像素226.1和226.2中泄露。在一些实施方式中，磷光体膜在初级光的主发射峰值波长下与在450nm下的光学密度相比的相对光学密度大于约85％(例如约90％、约95％、约100％、约105％、约110％、约120％、约130％、或约140％)、约85％至约90％之间、约90％至约95％之间、约95％至约100％之间、约100％至约105％之间、约105％至约110％之间、约110％至约115％之间、约115％至约120％之间、约120％至约125％之间、约125％至约130％之间、约130％至约135％之间、约135％至约140％之间、或约85％至约140％之间时，实现了期望的光学吸收效率。

在一些实施方式中，颜色处理元件236.3的一个或多个非磷光体膜可以表现出光学吸收、透射、反射、和/或散射特性，但不表现出光学发射特性。可以基于它们的光学吸收、透射、反射和/或散射来选择一个或多个非磷光体膜，以在上述期望的光学修正过程中过滤一个或多个选定的波长或波长范围。在一些实施方式中，一个或多个非磷光体膜可以包括相同的光学特性。在一些实施方式中，一个或多个非磷光体膜中的每一个可以包括彼此不同的光学特性。

可以选择一个或多个非磷光体膜，使得其可以被廉价地布置在第二偏振滤光器222或光学透明基材(未示出)上。例如，所述一个或多个非磷光体膜可以包括染料(例如窄带有机excitonp491染料或excitonabs430染料)、印墨、涂料、聚合物材料、和/或可以经受喷雾、涂刷、旋涂、打印或任何其他适合的低温(例如低于100℃)沉积方法的材料。打印可以使用例如绘图仪、喷墨打印机、或丝网印刷机来进行。在一些实施方式中，一个或多个非磷光体膜可以直接布置在第二偏振滤光器222或光学透明基材(未示出)上。

在一些实施方式中，一个或多个非磷光体膜可以包括氧化钛、氧化锌、硫化锌、硅酮、或它们的组合或颗粒(例如直径约100nm至约500μm的颗粒)。在一些实施方式中，颜色处理元件236.3可以包括具有布置在其上的一个或多个非磷光体膜的基材。在一些实施方式中，颜色处理元件236.3可以是二色滤光器，其例如可以在上述光学修正的过程中，在透射对应于第二主发射波长的波长的同时，反射初级光(例如蓝光)的一个或多个选定的波长或波长范围。

在一些实施方式中，每个颜色处理元件236.1至236.3可以是布置在第二偏振滤光器222或光学透明基材(未示出)上的连续颜色处理元件的不同区域。

显示屏230可以配置以生成图像。根据一个实施方式，显示屏230可以是触摸屏显示器。lcd显示设备200还可以包括设置在lcd显示设备200中的任意相邻元件之间的一种或多种介质材料(未示出)，例如设置在光学腔212和lcd模块204之间、在lc溶液层220的任一侧上、或在lcd显示设备200的任意其他元件之间。一种或多种介质材料可包括但不限于基材、真空、空气、气体、光学材料、粘合剂、光学粘合剂、玻璃、聚合物、固体、液体、凝胶、固化的材料、光学耦合材料、折射率匹配或折射率不匹配材料、折射率梯度材料、包层或反包层材料、间隔物、环氧树脂、硅胶、硅酮、增亮材料、散射或漫射材料、反射或抗反射材料、波长选择性材料、波长选择性抗反射材料、或其他适合的介质材料。适合的材料可包括硅酮、硅酮凝胶、硅胶、环氧树脂(例如loctite^tmepoxye-30cl)、丙烯酸酯(例如3m^tmadhesive2175)。一种或多种介质材料可以作为可固化的凝胶或液体而施加，并在沉积期间或之后固化，或者在沉积之前预成型和预固化。固化方法可包括uv固化、热固化、化学固化、或本领域已知的其他适合的固化方法。可以选择折射率匹配介质材料以最小化blu202和lcd模块204的元件之间的光学损耗。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据各种实施方式，lcd显示设备200可以具有几何形状，诸如但不限于圆柱形、梯形、球形或椭圆形。lcd显示设备200不限于长方体形状或具有其他直边形状。应当注意的是，lcd显示设备200的矩形截面形状是出于说明性目的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据各种实施方式，lcd显示设备200可以具有其他截面形状(例如梯形、长圆形、菱形)。还应当注意的是，虽然光学腔212、基材216和218、偏振滤光器214和222、以及显示屏230也在图2中示出为沿x轴具有相似的尺寸，但本领域技术人员会理解，根据各种实施方式，这些组件中的每一个可以具有在一种或多种方向上彼此不同的尺寸。

图3示出了根据一个实施方式的侧光式lcd显示设备300的示意性分解截面图。lcd显示设备300可以包括blu302和lcd模块204。图3中具有与图2中的元件相同的注释的元件如上所述。

blu302可以包括led310(例如蓝色led)、导光板(lgp)312、和反射器308。blu302可以被配置为提供初级光(例如蓝光)，其可以通过lcd模块204处理并且随后被传输到显示屏230并且分布在显示屏230上。蓝色led可以在约440nm至约470nm的范围内发射。在一些实施方式中，led310可以发射主发射峰值波长在约440nm至约460nm之间的光。在一些实施方式中，led310可以发射在约430nm至约470nm之间具有一个或多个波长或波长带、且主发射峰值波长为约440nm至460nm之间的光。根据一个实施方式，蓝色led可以是例如发射波长为450nm的蓝光的ganled。

根据一些实施方式，lgp312可以包括光缆、聚合物或玻璃实心体、诸如板、膜、容器或其它结构。lgp312的大小可以取决于led310的最终应用和特性。lgp312的厚度可以与led310的厚度相容。lgp312的其它尺寸可以被设计成延伸超过led310的尺寸，并且可能是数10毫米直至数10至数100厘米的数量级。

在一些实施方式中，材料lgp312可包括聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸类聚合物树脂、玻璃、或其它适合的lgp材料。用于lgp312的适合制造方法可包括注塑、挤出或其他适合的实施方式。lgp312可以被配置为提供均匀的初级光发射，使得进入lcd模块204的初级光可以具有均匀的颜色和亮度。lgp312可在整个lgp312表面上包括基本上均匀的厚度。或者，lgp312可以具有楔形形状。在一些实施方式中，lgp312可以光学耦合到led310，并且可以物理地连接到led310或从led310上拆卸。为了物理地将lgp312连接到led310，可以使用光学透明粘合剂(未示出)。

在一些实施方式中，blu302可以包括led的阵列(未示出)，其中的每一个可以在结构和功能上类似于led310。led阵列可以与lgp312相邻，并且可以被配置为向lcd模块204提供初级光以用于处理和随后传输到显示屏230，如上面参照图2所讨论的。

在一些实施方式中，反射器308可以被配置以增加从lgp312发出的光的量。反射器308可以包括适合的材料，诸如反射镜、反射颗粒膜、反射性金属膜、或其他适合的常规反射器。在一些实施方式中，反射器308可包括白色膜。在一些实施方式中，反射器308可包括附加功能或特征，诸如散射、漫射器或亮度增强特征。

led显示设备的示例性实施方式

图4示出了根据一个实施方式所述的发光二极管(led)显示设备400的分解横截面示意图。根据一个实施方式，led显示设备400可以包括：背板418、在背板418上排列成二维阵列的多个像素424、和透射盖板430。图4中所示的像素数量是说明性的而非限制性的。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，设备400可以具有任何数量的像素。led显示设备400如果在像素424中使用基于oled的光源，则可以被称为有机发光二极管(oled)显示设备，如果在像素424中使用基于微型led的光源，则可以被称为微型led显示设备，如果在像素424中使用基于qled的光源，则可以被称为量子点led(qled)显示设备。

盖板430可以当作用于生成图像的显示屏幕，和/或可以被配置为对led显示设备400的底层结构提供环境密封。盖板430还可以被配置为光学透明基材，在其上可以布置led显示设备400的其他部件(例如电极)。在一些实施方式中，像素424可以是具有红色、绿色和蓝色子像素的三色。在一些实施方式中，像素424可以是具有红色、绿色或蓝色子像素的单色。在一些实施方式中，led显示设备400可以具有三色和单色像素424两者的组合。

led显示设备400还可以包括像素424的控制电路(未示出)。像素424可以通过开关器件、例如薄膜晶体管(tft)从而被独立地控制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据各种实施方式，led显示设备400可具有几何形状，例如但不限于圆柱形、梯形、球形或椭圆形。应当注意的是，即使在图4中示出背板418、像素阵列424和盖板430沿着x轴具有相似的尺寸，但本领域技术人员将理解，根据各种实施方式，这些部件中的每一个可以在一个或多个方向上具有彼此不同的尺寸。

图5示出了根据一个实施方式所述的led显示设备的三色像素524的分解截面图。图4的led显示设备400的一个或多个像素424可以具有与像素524类似的配置。像素524可以包括红色子像素540、绿色子像素542和蓝色子像素544。红色、绿色和蓝色子像素540、542和544的排列顺序是说明性的而非限制性的。红色、绿色和蓝色子像素540、542和544可以相对于彼此以任何顺序排列。

每个红色、绿色和蓝色子像素540、542和544可以包括光源546(例如蓝色oled、蓝色微型led、蓝色qled、uvoled、uv微型led或uvqled)、和各自的颜色处理元件550、552和554。除非另有说明，否则颜色处理元件236.1、236.2和236.3的上述讨论分别适用于颜色处理元件550、552和554。

每个光源546可被配置为提供初级光(例如蓝光、紫外光或它们的组合)，其可通过各自的红色、绿色和蓝色子像素540、542和544进行处理，然后传输到led显示设备(例如设备400)的显示屏并分布于其上。在一些实施方式中，每个光源546可以发射在约440nm至约460nm之间具有主发射峰值波长的光。在一些实施方式中，每个光源546可以发射在约430nm至约470nm之间具有一个或多个波长带、且主发射峰值波长在约440nm至约460nm之间的光

在一些实施方式中，颜色处理元件550可以包括磷光体膜，并且可以被布置在红色子像素540的光源546的发射表面上。在一些实施方式中，颜色处理元件550可以包括具有在其上布置的磷光体膜的基材，并且基材可以布置在红色子像素540的光源546的发射表面上。颜色处理元件550的磷光体膜可以具有发光纳米结构、诸如量子点(例如，参照图6描述的ns600)，其吸收来自红色子像素540的光源546的初级光、并且发射在可见光谱的红色波长区域中具有主发射峰值波长的红光。

在一些实施方式中，颜色处理元件552可以包括磷光体膜，并且可以被布置在绿色子像素542的光源546的发射表面上。在一些实施方式中，颜色处理元件552可以包括具有在其上布置的磷光体膜的基材，并且基材可以布置在绿色子像素542的光源546的发射表面上。颜色处理元件552的磷光体膜可以具有发光纳米结构、诸如qd(例如，参照图6描述的ns600)，其吸收来自绿色子像素542的光源546的初级光、并且发射在可见光谱的绿色波长区域中具有主发射峰值波长的滤光。

在一些实施方式中，颜色处理单元544可以具有一个或多个非磷光体膜，并且可以被布置在蓝色子像素544的光源546的发射表面上。在一些实施方式中，颜色处理元件554可以包括具有在其上布置的一个或多个非磷光体膜的基材，并且基材可以布置在蓝色子像素544的光源546的发射表面上。可以选择一个或多个非磷光体膜，使得其可以被廉价地布置在发射表面上。一个或多个非磷光体膜不含发光纳米结构、诸如qd(例如，参照图6描述的ns600)，其理由在于，可能不需要将来自蓝色子像素544的蓝色光源546的初级光进行降频变换。类似于颜色处理元件236.3，颜色处理元件554的一个或多个非磷光体膜可以被配置为在从蓝色像素544射出之前光学修正来自光源546的进入蓝色子像素544中的初级蓝光。因此，将进入子像素544中的初级光的一部分中的一个或多个选定的波长或波长范围进行过滤，可以修正进入蓝色子像素544中的初级光的强度和/或主发射峰值波长，并产生从蓝色子像素544发射的经光学修正的初级光。例如，该滤光可以有助于衰减强度和/或使进入蓝色子像素544中的初级光的主发射峰值波长位移到更长的波长。

进入蓝色子像素544中的初级蓝光经光学修正，使得从像素524发射的组合光产生对于led显示设备(例如设备400)而言期望的(例如最佳的)白点值和/或色域覆盖率，而不牺牲颜色处理元件550和520的磷光体膜的期望的(例如最佳的)光学吸收效率。类似于像素224.1(图2)中，期望的磷光体膜的吸收效率可以位于第一主发射峰值波长下，其比从蓝色子像素544发射的光的第二主发射峰值波长短，以实现期望的白点值和/或色域覆盖率。通过如上所述地使用颜色处理元件554的滤光特性，可以使用相同的光源546以提供这些第一主发射峰值波长和第二主发射峰值波长。使用相同的光源546可以有助于降低制造具有像素(诸如像素524)的led显示设备(例如设备400)的成本和复杂性。

第一主发射峰值波长可以是红色和绿色子像素540和542的光源546的初级光的主发射峰值波长。第二主发射峰值波长可以在蓝色子像素544中，在如上所述地使用颜色处理元件544将其初级光的主发射峰值波长位移到更长的波长后而得到。

阻挡层涂覆的纳米结构的示例性实施方式

图6示出了根据一个实施方式的阻挡层涂覆的发光纳米结构(ns)600的截面结构。在一些实施方式中，ns600的群组可以包括在磷光体膜236.1、236.2、550和/或552中。阻挡层涂覆的ns600包括ns601和阻挡层606。ns601包括核602和壳604。核602包括在吸收更高能量时发射光的半导体材料。用于核602的半导体材料的实例包括磷化铟(inp)、硒化镉(cdse)、硫化锌(zns)、硫化铅(pbs)、砷化铟(inas)、磷化铟镓(ingap)、硒化锌镉(cdznse)、硒化锌(znse)和碲化镉(cdte)。也可以使用任意其他显示出直接带隙的ii-vi、iii-v、三元或四元半导体结构。在一个实施方式中，核602还可以包括一种或多种掺杂剂，例如金属、合金，以提供一些实例。金属掺杂剂的实例可包括但不限于锌(zn)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、铬(cr)、钨(w)、钯(pd)或它们的组合。核602中存在一种或多种掺杂剂与未掺杂的ns相比，可以改善ns601的结构和光学稳定性以及qy。

根据一个实施方式，核602可以具有直径小于20nm的尺寸。在另一个实施方式中，核602可以具有直径约1nm至约5nm之间的尺寸。能够在纳米范围内调整核602的尺寸、进而调整ns601的尺寸使得在整个可见光谱中能够实现光发射覆盖。通常，较大的ns向光谱的红端发射光，而较小的ns向光谱的蓝端发射光。该效应的产生原因在于，较大的ns具有比较小的ns间隔更接近的能级。这允许ns吸收含有较少能量的光子、即那些更接近光谱红端的光子。

壳604围绕核602并被布置在核602的外表面上。壳604可以包括硫化镉(硫化镉)、硫化锌镉(zncds)、硒硫化锌(znses)和硫化锌(zns)。在一个实施方式中，壳604可以具有例如一个或多个单层的厚度604t。在其他实施方式中，壳604可以具有约1nm至约5nm之间的厚度604t。壳604可用于帮助减少与核602的晶格失配，并改善ns601的qy。壳604还可有助于钝化和去除核602上的表面陷阱态、诸如悬空键，以增加ns601的qy。表面陷阱状态的存在可提供非辐射复合中心，并且导致降低ns601的发射效率。

在替代的实施方式中，在不脱离本发明的精神和范围内，ns601可包括被布置在壳604上的第二壳、或围绕核602的多于两个壳。在一个实施方式中，第二壳可以是两个单层厚度的量级，并且典型地(但不必然)也是半导体材料。第二壳可以为核602提供保护。第二壳材料可以是硫化锌(zns)，但是在不脱离本发明的精神和范围内，也可以使用其他材料。

阻挡层606被配置以在ns601上形成涂层。在一个实施方式中，阻挡层606被布置在壳604的外表面604a上并实质上与其接触。在具有一个或多个壳的ns601的实施方式中，阻挡层606可以被布置在ns601的最外壳上并实质上与其接触。在一个示例实施方式中，阻挡层606在例如具有多个ns的溶液、组合物和/或膜中，被配置成充当ns601和一个或多个ns之间的间隔物，其中所述多个ns可以类似于ns601和/或阻挡层涂覆的ns600。在这样的ns溶液、ns组合物、和/或ns膜中，阻挡层606可以有助于防止ns601与相邻的ns聚集。ns601与相邻的ns的聚集可能导致ns601的尺寸增加，并因此减少或淬灭包括ns601的聚集ns(未示出)的光学发射特性。在进一步的实施方式中，阻挡层606为ns601提供保护以避免例如水分、空气和/或苛性环境(例如在ns的光刻加工过程中和/或在ns基设备的制造过程中使用的高温和化学品)，其可能对ns601的结构和光学性质产生不利影响。

阻挡层606包括一种或多种非晶、光学透明和/或电惰性的材料。适合的阻挡层包括无机材料，例如但不限于无机氧化物和/或氮化物。根据各种实施方式，阻挡层606的材料的示例包括al、ba、ca、mg、ni、si、ti或zr的氧化物和/或氮化物。在各种实施方式中，阻挡层606可以具有约8nm至约15nm的厚度606t。

如图6所示，根据一个实施方式，阻挡层涂覆的ns600可以另外或任选地包括多种配体或表面活性剂608。根据一个实施方式，配体或表面活性剂608可以被吸附或结合到阻挡层涂覆的ns600的外表面，例如在阻挡层606的外表面上。多种配体或表面活性剂608可以包括亲水或极性头部608a、和疏水或非极性尾部608b。亲水或极性头部608a可以结合于阻挡层606。配体或表面活性剂608的存在可以帮助在例如溶液、组合物和/或膜中，在其形成过程中将ns600和/或ns601与其他ns分离。如果ns被允许在其形成过程中聚集，则ns、诸如ns600和/或ns601的量子效率可能下降。配体或表面活性剂608也可用于对阻挡层涂覆的ns600赋予某些性质、诸如疏水性，以在非极性溶剂中提供混溶性，或提供使其他化合物结合的反应位点(例如反胶束体系)。

存在宽泛种类的可以用作配体608的配体。在一些实施方式中，配体是选自月桂酸、己酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸的脂肪酸。在一些实施方式中，配体是选自三辛基氧化膦(topo)、三辛基膦(top)、二苯基膦(dpp)、三苯基氧化膦和三丁基氧化膦的有机膦或有机氧化膦。在一些实施方式中，配体是选自十二烷基胺、油胺、十六烷基胺和十八烷基胺的胺。在一些实施方式中，配体是三辛基膦(top)。在一些实施方式中，配体是油胺。在一些实施方式中，配体是二苯基膦。

存在宽泛种类的可以用作表面活性剂608的表面活性剂。在一些实施方式中，非离子表面活性剂可以用作表面活性剂608。非离子表面活性剂的一些实例包括聚氧乙烯(5)壬基苯基醚(商品名igepalco-520)、聚氧乙烯(9)壬基苯基醚(igepalco-630)、辛基苯氧基聚(亚乙基氧基)乙醇(igepalca-630)、聚乙二醇油醚(brij93)、聚乙二醇十六烷基醚(brij52)、聚乙二醇十八烷基醚(brijs10)、聚氧乙烯(10)异辛基环己基醚(tritonx-100)和聚氧乙烯支链壬基环己基醚(tritonn-101)。

在一些实施方式中，阴离子表面活性剂也可以用作表面活性剂608。阴离子表面活性剂的一些实例包括二辛基磺基琥珀酸钠、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、单十二烷基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠和肉豆蔻基硫酸钠。

在一些实施方式中，可以合成ns601和/或600以在一个或多个不同颜色范围内、诸如红色、橙色和/或黄色的范围内发射光。在一些实施方式中，可以合成ns601和/或600以在绿色和/或黄色范围内发射光。在一些实施方式中，可以合成ns601和/或600以在蓝色、靛色、紫色和/或紫外光范围内发射光。在一些实施方式中，可以合成ns601和/或600以在约605nm至约650nm之间、在约510nm至约550nm之间、或在约300nm至约480nm之间具有主发射峰值波长。

可以合成ns601和/或600以显示高qy。在一些实施方式中，可以合成ns601和/或600以显示80％至95％之间、或85％至90％之间的qy。

因此，根据各种实施方式，可以合成ns600以使得ns601上存在的阻挡层606基本上不改变或淬灭ns601的光学发射特性。

纳米结构膜的示例性实施方式

图7示出了根据一个实施方式的ns膜700的截面图。在一些实施方式中，磷光体膜236.1、236.2、550和/或552可以类似于ns膜700。

根据一个实施方式，ns膜700可以包括多个阻挡层涂覆的核-壳ns600(图6)和基质材料710。根据一些实施方式，ns600可以嵌入或以其他方式设置在基质材料710中。如本文中使用的术语“嵌入”用于表示ns被包围或包裹在构成基质的主要组分的基质材料710内。应当注意的是，在一个实施方式中，ns600可以均匀地分布在整个基质材料710中，但是在其他实施方式中，ns600可以根据应用特定的均匀性分布函数来分布。应当注意的是，即使ns600示出具有相同的直径尺寸，本领域技术人员也将理解ns600可以具有尺寸分布。

在一个实施方式中，ns600可以包括具有在蓝色可见波长谱中、在绿色可见波长谱中、或在红色可见波长光谱中发射的尺寸的ns的均质组。在其它实施方式中，ns600可以包括具有在蓝色可见光波长光谱中发射的尺寸的第一组ns、具有在绿色可见光波长光谱中发射的尺寸的第二组ns、和具有在红色可见波长光谱中发射的尺寸的第三组ns。

基质材料710可以是能够容纳ns的任意适合的主体基质材料。适合的基质材料可以是与ns600化学和光学相容的，并且是在将ns膜700应用于设备时使用的任意周围包装材料或层。适合的基质材料可包括对初级光和次级光两者均透明的非黄变光学材料，由此允许初级光和次级光二者透过基质材料。在一个实施方式中，基质材料710可以完全包围每个ns600。在需要柔性或可模塑ns膜700的应用中，基质材料710可以是柔性的。或者，基质材料710可包括高强度的非柔性材料。

基质材料710可以包括聚合物、以及有机和无机氧化物。用于基质材料710的适合聚合物可以是本领域普通技术人员已知的可用于该目的的任意聚合物。聚合物可以是实质上半透明的或实质上透明的。基质材料710可包括但不限于：环氧树脂、丙烯酸酯、降冰片烯、聚乙烯、聚(乙烯醇缩丁醛):聚(乙酸乙烯酯)、聚脲、聚氨酯；硅酮和硅酮衍生物，包括但不限于氨基硅酮(ams)、聚苯基甲基硅氧烷、聚苯基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、倍半硅氧烷、氟化硅酮、以及乙烯基和氢化物取代的硅酮；由下述单体形成的丙烯酸类聚合物和共聚物，所述包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸月桂酯；苯乙烯基聚合物、诸如聚苯乙烯、氨基聚苯乙烯(aps)和聚(丙烯腈-乙烯-苯乙烯)(aes)；用双官能单体交联的聚合物，诸如二乙烯基苯；适合于交联配体材料的交联剂、与配体胺(例如aps或pei配体胺)结合以形成环氧基的环氧化物等。

在一些实施方式中，基质材料710包括散射微珠、诸如tio2微珠、zns微珠、或玻璃微珠，其可以改善ns膜700的光转换效率。

在另一个实施方式中，基质材料710可以具有低氧气和水分渗透性，显示出高光和化学稳定性，显示出有利的折射率，并且粘接于ns600的外表面，从而提供气密密封以保护ns600。在另一个实施方式中，基质材料710可以是可用uv或热固化方法固化的，从而促进卷对卷(roll-to-roll)加工。

根据一些实施方式，ns膜700可通过以下来形成：在聚合物(例如光刻胶)中混合ns600并在基材上浇注所述ns-聚合物混合物、将ns600与单体混合并将它们一起聚合、将ns600在溶胶-凝胶中混合以形成氧化物、或本领域技术人员已知的任意其他方法。

根据一些实施方式，ns膜700的形成可以包括膜挤出法。膜挤出法可包括：形成基质材料710和阻挡层涂覆的核-壳ns(诸如ns600)的均质混合物，将均质混合物引入顶部安装的料斗中，该料斗进料到挤出机中。在一些实施方式中，均质混合物可以是粒料的形式。膜挤出法还可包括：从狭缝模头挤出ns膜700，并使挤出的ns膜700通过冷却辊。在一些实施方式中，挤出的ns膜700可以具有小于约75μm、例如在约70μm至约40μm、约65μm的厚度至约40μm、约60μm至约40μm的范围内的厚度，或形成约50μm至约40μm。在一些实施方式中，ns膜700具有小于10μm的厚度。在一些实施方式中，ns膜700的形成可任选地包括二次加工，然后是膜挤出过程。二次加工可以包括诸如共挤出、热成型、真空成型、等离子体处理、模铸、和/或压花的工艺，以对ns膜700的顶表面提供纹理。纹理化的顶表面ns膜700可以有助于改善例如ns膜700的给定光学扩散特性和/或给定角度光学发射特性。

发光纳米结构的示例性实施方式

本文描述的是具有发光的纳米结构(ns)的各种组合物。发光纳米结构的各种特性，包括它们的吸收特性、发射特性和折射率特性，可以针对各种应用进行定制和调整。

ns的材料特性可以是基本上均质的，或者在某些实施方式中可以是非均质的。ns的光学特性可以通过它们的粒径、化学或表面组成来确定。在约1nm至约15nm之间的范围内定制发光ns尺寸的能力使得在整个光学光谱中能够实现光发射覆盖，从而提供良好的显色全面性。颗粒包封可以提供对抗化学和uv劣化剂的稳健性。

用于本文所述的实施方式的发光ns可以使用本领域技术人员已知的任意方法来制造。适合的方法和实例纳米晶公开于美国专利号7,374,807；2004年3月10日提交的美国专利申请序列号10/796,832；美国专利号6,949,206；以及2004年6月8日提交的美国临时专利申请号60/578,236，其各自的公开内容通过引用的方式以其整体并入本文。

用于本文所述的实施方式的发光ns可使用任意适合的材料制造，所述材料包括无机材料，并且更适合的是无机导体或半导体材料。适合的半导体材料可以包括美国专利申请序列号10/796,832中公开的那些，并且可包括任意类型的半导体，包括ii-vi族、iii-v族、iv-vi族和iv族半导体。适合的半导体材料可包括但不限于si、ge、sn、se、te、b、c(包括金刚石)、p、bn、bp、ba、aln、alp、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、inn、inp、inas、insb、aln、alp、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、zno、zns、znse、znte、cds、cdse、cdte、hgs、hgse、hgte、bes、bese、bete、mgs、mgse、ges、gese、gete、sus、snse、snte、pbo、pbs、pbse、pbte、cuf、cucl、cubr、cui、si3n4、ge3n4、al2o3、(al,ga,in)2(s,se,te)3、al2co、以及两种或更多种这样的半导体的适当组合。

在某些实施方式中，发光ns可以具有选自p型掺杂剂或n型掺杂剂的掺杂剂。ns也可以具有ii-vi或iii-v半导体。ii-vi或iii-v半导体ns的实例可以包括周期表中来自ii族的元素(诸如zn，cd和hg)与来自vi族的任意元素(诸如s、se、te和po)的任意组合；以及周期表中来自iii族的元素(诸如b、al、ga、in和tl)与来自v族的任意元素(诸如n、p、as、sb和bi)的任意组合。

本文中描述的发光ns还可以进一步包括共轭、缀合、缔合或连接到其表面的配体。适合的配体可包括本领域技术人员已知的任意基团，包括美国专利号8,283,412；美国专利公开号2008/0237540；美国专利公开号2010/0110728；美国专利号8,563,133；美国专利号7,645,397；美国专利号7,374,807；美国专利号6,949,206；美国专利号7,572,393；以及美国专利号7,267,875中公开的那些，其各自的公开内容通过引用的方式并入本文。使用这样的配体可以增强发光ns并入各种溶剂和基质(包括聚合物)中的能力。增加发光ns在各种溶剂和基质中的混溶性(即，经受混合而不分离的能力)可允许它们分布在整个聚合物组合物中，以使得ns不会聚集在一起，并因此不会散射光。这样的配体在本文中被描述为“可混溶性增强”配体。

在某些实施方式中，提供具有分布或嵌入在基质材料中的发光ns的组合物。适合的基质材料可以是本领域普通技术人员已知的任意材料，包括聚合物材料、有机和无机氧化物。本文中描述的组合物可以是层、包封剂、涂层、片材或膜。应当理解，在本文所述的实施方式中，在提到层、聚合物层、基质、片材或膜的情况下，这些术语可互换使用，并且如此描述的实施方式不限于任意一种类型的组合物，而是涵盖本文中描述或本领域已知的任意基质材料或层。

降频变换ns(例如在美国专利号7374807中公开的)利用定制为吸收特定波长的光、然后以第二波长发射的发光纳米结构的发射特性，由此提供增强的性能和活性源(例如led)的效率。

虽然可以使用本领域普通技术人员已知的任意方法来生成发光ns，但可以使用用于无机纳米材料磷光体的受控生长的溶液相胶体方法。参见alivisatos,a.p.,“semiconductorclusters,nanocrystals,andquantumdots,”science271:933(1996)；x.peng,m.schlamp,a.kadavanich,a.p.alivisatos,“epitaxialgrowthofhighlyluminescentcdse/cdscore/shellnanocrystalswithphotostabilityandelectronicaccessibility,”j.am.chem.soc.30:7019-7029(1997)；和c.b.murray,d.j.norris,m.g.bawendi,“synthesisandcharacterizationofnearlymonodispersecde(e＝sulfur,selenium,tellurium)semiconductornanocrystallites,”jam.chem.soc.115:8706(1993)，其公开内容通过引用的方式以其整体并入本文。

根据一个实施方式，cds这种材料由于其合成相对成熟，因此在一个实例中可以用作用于可见光降频变换的ns材料。由于使用通用的表面化学，因此也可以替代不含镉的ns。

在半导体ns中，光致发射起因于ns的能带边缘的状态。来自发光ns的带边发射与源自表面电子态的辐射和非辐射衰变通道竞争。x.peng,etal.,jam.chem.soc.30:7019-7029(1997)。其结果是，诸如悬空键的表面缺陷的存在提供非辐射复合中心，并造成降低的发射效率。钝化和去除表面陷阱态的有效且持久的方法可以是在ns的表面上外延生长无机壳材料。x.peng,etal.,jam.chem.soc.30:7019-7029(1997)。可以选择壳材料，使得电子能级相对于核材料是1型(例如具有较大的带隙，以提供将电子和空穴局限于核的电势阶)。其结果是，可以减少非辐射复合的概率。

核-壳结构可以通过向含有核ns的反应混合物添加含有壳材料的有机金属前体而获得。在该情况下，与成核事件后生长不同，核充当核心，并且壳可以从它们的表面生长。保持反应温度低以有利于将壳材料单体添加到核表面，同时防止壳材料的纳米晶的独立成核。反应混合物中存在表面活性剂，以引导壳材料的受控生长并确保溶解度。当两种材料之间存在低晶格失配时，可以获得均匀且外延生长的壳。

用于制备核-壳发光ns的实例材料可以包括但不限于：si、ge、sn、se、te、b、c(包括金刚石)、p、co、au、bn、bp、ba、aln、alp、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、inn、inp、inas、insb、aln、alp、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、zno、zns、znse、znte、cds、cdse、cdte、hgs、hgse、hgtc、bes、bcse、bcte、mgs、mgse、ges、gese、gete、sns、snse、snte、pbo、pbs、pbse、pbte、cup、cucl、cubr、cui、si3n4、ge3n4、al2o3、(al,ga,in)2(s,se,te)3、alco，并且用于本发明的实践中的壳发光ns包括但不限于(表示为核/壳)：cdse/zns、inp/zns、inp/znse、pbse/pbs、cdse/cds、cdte/cds、cdte/zns等。

用于本文所述的实施方式的发光ns可具有小于约100nm的尺寸、并低至小于约2nm的尺寸，并且本发明吸收可见光。如本文中使用的，可见光是人眼可见的波长在约380至约780纳米之间的电磁辐射。可见光可以分为各种颜色的光谱，诸如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色和紫色。蓝光可以包括波长为约435nm至约495nm之间的光，绿光可以包括波长为约495nm至570nm之间的光，并且红光可以包括波长为约620nm至约750nm之间的光。

根据各种实施方式，发光ns可以具有尺寸和组成使得它们吸收处于紫外、近红外和/或红外光谱中的光子。紫外光谱可包括约100nm至约400nm的光，近红外光谱可包括波长为约750nm至约100μm的光，并且红外光谱可包括波长为约750nm至约300μm的光。

虽然在本文所述的各种实施方式中可以使用其他适合材料的发光ns，但在某些实施方式中，ns可以是zns、inas、cdse、或它们的任意组合，以形成用于本文所述的实施方式的纳米晶群组。如上文所讨论的，在进一步的实施方式中，发光ns可以是核/壳纳米晶、例如cdse/zns、inp/znse、cdse/cds或inp/zns。

适合的发光纳米结构、制备发光纳米结构的方法(包括添加各种溶解度增强配体)可以在已公开的美国专利公开号2012/0113672中找到，其公开内容通过引用的方式以其整体并入全文。

inp量子点膜的示例性特征

图8示出绿色inpqd膜在各种来自蓝光光源(例如led210、led310、oled546、微型led546、或qled546)的初级光波长下的相对光密度的描点图。该描点图显示相对光密度随初级光波长减小而增加。也就是说，绿色inpqd膜的吸收效率随着初级光波长的缩短而提高。

显示设备的示例性特征

表1显示了在其蓝色子像素中具有450nm的长波通(lp)滤光器的显示设备(例如显示设备200、300、和/或400)的示例性特性。450nmlp滤光器可以是参照图2-5描述的颜色处理元件236.3和/或554的一个或多个非磷光体膜的示例性代表。

表1的第一列显示了由蓝光光源(例如led210、led310、oled546、微型led546、或qled546)提供的初级光的主发射峰值波长。

表1的第二列显示了模拟的显示设备在不同的主发射峰值波长下的dci-p3域覆盖率，其在其蓝色子像素中不具有450nm的长波通(lp)滤光器的情况下，或不进行参照蓝色子像素226.3和/或554及其相应的颜色处理元件236.3和/或554而如上所述地对进入其蓝色子像素中的初级光进行光学修正的情况下获得。

表1的第三列显示了显示设备在不同的主发射峰值波长下的dci-p3域覆盖率，其在其蓝色子像素中具有450nm的长波通滤光器，用于参照蓝色子像素226.3和/或554及其相应的颜色处理元件236.3和/或554而如上所述地对进入其蓝色子像素中的初级光进行光学修正。

表1的第四列和第五列分别显示了显示设备在不同的主发射峰值波长下获得的白点值x和y坐标，其中x和y是cie1931色空间的笛卡尔坐标。

使用颜色变换层和相等大小的子像素的显示设备的一个方面在于，透射通过蓝色子像素的蓝光的量远大于在绿色子像素和红色子像素中生成的绿光和红光的量。因此，显示器的白点将具有比典型的适当白点(d65，或x＝0.313和y＝0.329)低得多的x和y值。通过衰减蓝光，可以实现增加x和y值。表1中的x和y值显示，即使对于低至442nm的主发射峰值波长，450nmlp滤光器也允许传输足够的蓝光以获得适当的显示器白点。

表1的第二列和第三列的色域覆盖率之间的比较表明，对进入蓝色子像素中的初级光进行光学修正有助于提高显示设备在更短的主发射峰值波长下的色域覆盖率，而所述更短的主发射峰值波长可能在显示设备的红色子像素和绿色子像素中对于期望的磷光体膜的吸收效率而言是必要的。

表2显示了在其蓝色子像素中具有吸收染料excitonabs430的膜的另一显示设备(例如显示设备200、300、和/或400)的示例性特性。吸收染料excitonabs430的膜可以是参照图2-5描述的颜色处理元件236.3和/或554的一个或多个非磷光体膜的示例性代表。

表2的第一列和第二列类似于表1的第一列和第二列。

表2的第三列显示了该另一显示设备在在不同的主发射峰值波长下的dci-p3域覆盖率，其在其蓝色子像素中具有吸收染料excitonabs430的膜，用于参照蓝色子像素226.3和/或554及其相应的颜色处理元件236.3和/或554而如上所述地对进入其蓝色子像素中的初级光进行光学修正。

表2的第四列和第五列分别显示了该另一显示设备在不同的主发射峰值波长下获得的白点值x和y坐标，其中x和y是cie1931色空间的笛卡尔坐标。与450nmlp滤光器一样，即使对于低至442nm的主发射峰波长，excitonabs430吸收染料也允许传输足够的蓝光以获得适当的显示器白点。

表2的第二列和第三列的色域覆盖率之间的比较再次表明，对进入蓝色子像素中的初级光进行光学修正有助于提高显示设备在更短的主发射峰值波长下的色域覆盖率，而所述更短的主发射峰值波长可能在显示设备的红色子像素和绿色子像素中对于期望的磷光体膜的吸收效率而言是必要的。

要理解的是，尽管本文中已经示出和描述某些实施方式，但权利要求书不应被限于所描述和示出的特定的形式或部件的排布。在说明书中，已经公开了说明性实施方式，并且尽管采用了特定术语，但它们仅用于一般性和描述性意义，而不是出于限制的目的。根据上述教导，实施方式的修正和变化是可能的。因此要理解的是，实施方式可以以不同于具体描述的方式实施。