CN102023380B

CN102023380B - 显示装置

Info

Publication number: CN102023380B
Application number: CN201010290354.6A
Authority: CN
Inventors: 朴哉柄; 尹善泰
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2030-09-20
Also published as: JP2011070188A; JP5907651B2; KR20110032467A; CN102023380A; US20110069369A1

Abstract

本发明公开了一种显示装置，该显示装置包括第一基板和面对第一基板的第二基板。该装置还包括设置在第一基板与第二基板之间的微机电系统(MEMS)元件。该装置进一步包括设置在第一基板和第二基板之一与MEMS元件之间的颜色转换构件。提供光源以朝向第一基板发射光，其中颜色转换构件吸收来自光源的光，并通过根据所吸收的光的能量表现至少一种颜色。

Description

显示装置

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及显示装置，更具体地，本发明涉及能通过使用微机电系统(MEMS)获得图像的显示装置。

背景技术

已经采用各种类型的平板显示器作为下一代的显示装置。例如，平板显示器能通过使用微机电系统(MEMS)向使用者提供纤细但品质优良的图像。MEMS是一种微细加工技术，能够加工具有在数纳米至数微米之间的尺寸的电子器件。MEMS的使用获得了高的光效率，这已经在制造液晶显示器中取得了重大成功。

然而，使用传统MEMS的显示装置仅具有开关特性，诸如用于反射或不反射、或者打开或关闭遮挡器(shutter)。因此，必须在短时间内驱动MEMS元件数次以表现灰度和颜色。传统的显示装置包括发出至少三种颜色的光源，从而要求光源依照时分方案被依次驱动，同时，每个子像素的MEMS必须一起驱动以表现所需的颜色-结果，当其应用到大面积显示装置时，致使获得高速驱动的裕度的处理变得困难。因此，驱动裕度较窄。

因此，需要一种提供简单处理但是具有高速驱动的裕度的显示装置。

发明内容

本发明针对这些和其它需求，在本发明中，示例性实施方式提供一种与传统的显示装置相比能容易地实现颜色的显示装置。

本发明的其它特征将在以下的描述中阐述，部分将通过该描述而显而易见或者可通过实践本发明而习得。

通过仅仅示出多个具体的实施方式和实现方案，包括所构想的用于实施本发明的优选方式，本发明的其它方面、特征和优点通过以下的详细描述变得显而易见。本发明还能够通过其它和不同的实施方式来实施，其数个细节显然能在各种方面进行修改，所有的修改都不脱离本发明的精神和范围。因此，附图和文字描述应理解为本质上是说明性的，而不是限制性的。

本发明的示例性实施方式公开了一种显示装置。该装置包括第一基板和面对第一基板的第二基板。该装置还包括设置在第一基板与第二基板之间的微机电系统(MEMS)元件。该装置包括设置在第一基板和第二基板之一与MEMS元件之间的颜色转换构件。该装置进一步包括用于朝向第一基板发射光的光源。颜色转换构件配置为用于吸收所发射的光，并通过吸收所发射的光而表现与所发射的光的波长不同的至少一种颜色。

本发明的示例性实施方式公开了一种用于制造显示器的方法。该方法包括设置一个基板面对另一基板以在两个基板之间形成微机电系统(MEMS)元件。该方法还包括在各个基板之一与MEMS元件之间形成颜色转换构件。该方法还包括提供光源以发射光，其中所述颜色转换构件设置为选择性地吸收所发射的光的对于显示而言不表现的一个或多个波长。

将理解，前述的一般描述和以下的详细描述都是示例性和解释性的，目的在于提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

附图用于提供对本发明的进一步理解，包括在说明书中并构成说明书的一部分，示出了本发明的示例性实施方式，与文字描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图；

图2是图1的显示装置的像素的示例性布置的俯视平面图；

图3是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图；

图4是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

具体实施方式

公开了一种显示装置和制造显示装置的方法。在以下的描述中，出于解释的目的，阐述了很多具体细节以提供对本发明的全面了解。然而，本领域技术人员显然清楚，可以没有这些具体的细节或者可利用等效配置而实施本发明。在其它例子中，公知的结构和装置以方块图的形式示出，以避免使本发明不必要地模糊。

易于理解，当元件诸如层、膜、区域或基板被称为在另一元件“上”时，它可以直接在其它元件上或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”上，没有中间元件存在。

现在，参照图1和图2描述根据本发明的示例性实施方式的显示装置。

图1是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图，图2是图1的显示装置的像素的示例性布置的俯视平面图。

参见图1和图2，显示装置可包括显示面板100，该显示面板100包括彼此面对的下基板110和上基板210，背光单元300配置为提供光给显示面板100。

下基板110和上基板210可由透明绝缘材料诸如透明玻璃或塑料制成。

具有多个下开口91a、91b、91c和91d的开口板(aperture plate)120可形成在下基板110上。开口板120可由阻挡来自下基板110的光的材料制成，并可允许光通过多个开口91a、91b、91c和91d。

遮挡器230和遮挡器驱动构件220可形成在上基板210上，遮挡器230具有多个上开口231a、231b、231c和231d。

遮挡器230的上开口231a、231b、231c和231d的平面形状可与开口板120的下开口91a、91b、91c和91d的平面形状相同。遮挡器230可沿着平行于基板110和210的方向(基于基板的水平方向)移动，当遮挡器230位于一参考位置时，遮挡器230可遮盖相应的开口板120的下开口91a、91b、91c和91d。然而，需要指出，上开口231a、231b、231c和231d的形状可以与下开口91a、91b、91c和91d的形状不同。通过移动遮挡器230，下开口91a、91b、91c和91d和上开口231a、231b、231c和231d可彼此对应地对准。在一些实例中，下开口91a、91b、91c和91d可以被遮挡器230的不透明部分遮盖，上开口231a、231b、231c和231d以及下开口91a、91b、91c和91d的形状可以有各种改变。

遮挡器230可连接到遮挡器驱动构件220，该遮挡器驱动构件220将遮挡器230浮动地支撑在上基板210上，并能够将处于参考位置的遮挡器230沿水平方向移动。遮挡器驱动构件220可以控制遮挡器230沿左方向和右方向移动，并且可以具有弹力以在遮挡器230沿左方向和右方向移动之后使遮挡器230返回到参考位置。

每个遮挡器230可以被分离，两个或更多遮挡器230通过制造工艺的配置彼此连接。

显示面板100可以进一步包括设置在下基板110与上基板210之间的颜色转换构件400。颜色转换构件400可包括第一颜色转换构件401a、第二颜色转换构件401b、第三颜色转换构件401c和第四颜色转换构件401d。

显示面板100的每个像素P可包括第一子像素P1、第二子像素P2、第三子像素P3和第四子像素P4。

遮挡器230和遮挡器驱动构件220可形成一个MEMS元件，遮挡器230与开口板120的下开口91a、91b、91c和91d对应。

接下来，将描述MEMS元件的操作。

当遮挡器230通过遮挡器驱动构件220而位于参考位置时，遮挡器230可以遮盖下开口91a、91b、91c和91d以阻挡通过下开口91a、91b、91c和91d的光，从而由于光不可到达而形成黑色。在一些实例中，当遮挡器230通过遮挡器驱动构件220水平地移动时，上开口231a、231b、231c和231d以及下开口91a、91b、91c和91d能够对准为使得穿过下开口91a、91b、91c和91d的光可到达各个上开口231a、231b、231c和231d。结果，光会发射到上开口231a、231b、231c和231d的外部区域，并可以被识别。在一些实例中，可调整上开口231a、231b、231c和231d与下开口91a、91b、91c和91d的相应的对准程度，以显示颜色，例如灰色。可通过调整遮挡器230的水平移动的距离来控制该调整。

例如，设置在各个第一子像素P1、第二子像素P2、第三子像素P3和第四子像素P4中的遮挡器230可以被分别驱动，使得子像素可显示不同的灰色调。

背光单元300可包括光源(未示出)和支撑单元(未示出)以提供光源。根据本发明的示例性实施方式的显示装置可包括蓝光源或白光源。例如，可包括蓝色发光二极管(LED)或紫外(UV)二极管。经由配置，荧光灯诸如冷阴极荧光灯(CCFL)或外部电极荧光灯(EEFL)、或者放电灯(DL)可以替代发光二极管(LED)用作光源的实例。支撑单元可包括反射构件(未示出)以朝向下基板110引导从光源发出的光。

图2是图1的显示装置的像素的示例性布置的俯视平面图。参见图2，提供第一子像素P1以显示第一颜色，提供第二子像素P2以显示第二颜色，提供第三子像素P3以显示第三颜色，提供第四子像素P4以显示第四颜色，这些子像素可以交替地设置。

在一些实例中，作为单位像素以实现全色的第一子像素P1、第二子像素P2和第三子像素P3显示为诸如红色、绿色和蓝色、或者品红、黄色和青色的基色之一。第四子像素P4例如可显示白色。通过对单位像素增加白色的子像素，可增加亮度。经由制造工艺的配置，可以省略第四子像素P4。

包括第一子像素P1、第二子像素P2、第三子像素P3和第四子像素P4的这些子像素可以组的形式形成一个像素，且可按照行和/或列重复布置。然而，像素的布置和形状可通过配置而有各种变化。

例如，下开口91a、上开口231a和第一颜色转换构件401a可设置在第一子像素P1的区域上，下开口91b、上开口231b和第二颜色转换构件401b可以设置在第二子像素P2的区域上，下开口91c、上开口231c和第三颜色转换构件401c可以设置在第三子像素P3的区域上，下开口91d、上开口231d和第四颜色转换构件401d可以设置在第四子像素P4的区域上。

颜色转换构件400可以设置在与开口板120的各个下开口91a、91b、91c和91d相应的位置处。

颜色转换构件400可由选自聚丁二炔(polydiacetylene)、反丁炔(transacetylene)、磷光体、纳米晶体和量子点(CdSe/ZnS，CdS/ZnS，InGaP/ZnS)构成的组的一种材料制成。

例如，在第一颜色转换构件401a、第二颜色转换构件401b和第三颜色转换构件401c中，红色转换构件可包括选自CaAlSiN3:Eu、(Sr，Ca)AlSiN3:Eu、Y(V，P)O4:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu及其组合构成的组的一种材料，绿色转换构件可包括选自(Ba，Sr)2SiO4:Eu、Ca3(Sc，Mg)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce、Zn2SiO4:Mn、(Zn，A)2SiO4:Mn及其组合构成的组的一种材料。

在一些实例中，用于形成颜色转换构件400的合成物可通过在载体中分散具有受控的化学计量比的材料而制成，该载体中粘结剂树脂可利用溶剂溶解。该粘结剂树脂的实例可包括纤维素树脂诸如乙基纤维素或丙烯酸树脂，但是它们不限于此。溶剂可以是有机溶剂诸如己三醇(hexanetriol)、聚丙二醇、丁基卡必醇醋酸酯(butyl carbitol acetate)和松油醇，但是不限于此。另外，由于所述用于形成颜色转换构件400的合成物的制造是示例性的，因此，合成物的制造方法不限于此。

颜色转换构件400可以通过利用各种方法诸如光刻、丝网印刷、喷墨印刷和激光印刷来制造具有期望形状的合成物而形成。

第一颜色转换构件401a可吸收从光源入射的光L以获得能量，从而发出第一颜色L1，使得第一子像素P1可显示第一颜色L1。第二颜色转换构件401b可吸收从光源入射的光L以获得能量，从而发出第二颜色L2，使得第二子像素P2可显示第二颜色L2。第三颜色转换构件401c可吸收从光源入射的光L以获得能量，从而发出第三颜色L3，使得第三子像素P3可显示第三颜色L3。第四颜色转换构件401d可吸收从光源入射的光L以获得能量，从而发出第四颜色L4，使得第四子像素P4可显示第四颜色L4。第一颜色L1、第二颜色L2、第三颜色L3和第四颜色L4的组合可显示各种期望类型的图像。

出于说明实施方式的目的，当背光单元300仅包括蓝光源时，第一子像素P1、第二子像素P2和第三子像素P3可以是分别显示红色、绿色和蓝色的像素。在该实例中，可以省略第三子像素P3的第三颜色转换构件401c。即，可以省略颜色转换构件400中显示蓝色的颜色转换构件。在该实例中，可以省略颜色转换构件400的第三颜色转换构件401c。

出于说明实施方式的目的，当背光单元300仅包括白色光源时，可以省略第四子像素P4的第四颜色转换构件401d。即，可以省略颜色转换构件400中显示白色的颜色转换构件。

能够预期的是，可以根据光源的颜色省略一种颜色转换构件，使得可以简化显示装置的结构和制造工艺，并可以降低显示装置的制造成本。

在一些实例中，遮挡器230可以位于子像素P1、子像素P2、子像素P3和子像素P4的每一个中，并可以被设置在各个参考位置上。遮挡器230可通过设置在像素P的子像素P1、子像素P2、子像素P3和子像素P4中的遮挡器驱动构件220在水平方向上移动，使得从背光单元300发出的光可穿过下开口91a、91b、91c和91d、颜色转换构件401a、401b、401c和401d，并穿过子像素P1、P2、P3和P4的期望区域的上开口231a、231b、231c和231d，从而被显示。因此，一个像素P能够利用子像素P1、子像素P2、子像素P3和子像素P4所表现的颜色的组合来显示期望的颜色。

根据本发明的示例性实施方式，显示装置可包括配置成发射一种颜色例如蓝色或白色的一种光源，还可包括颜色转换构件400以将蓝光或白光转换成期望的颜色，使得光源可以不按照时分方案依次驱动，光源可仅通过开/关来驱动。根据本发明的示例性实施方式，可以预期，在没有与驱动光源相关的时分方案的情况下，期望的颜色可以通过每个子像素的MEMS的开/关来表现，从而可简化驱动方法。由于方法的简化，所以可应用于大面积显示装置。

接下来，将参考图3来描述根据本发明的示例性实施方式的显示装置。图3是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

参见图3，显示装置可包括显示面板100，该显示面板100包括彼此面对的下基板110和上基板210，背光单元300配置为提供光给显示面板100。

在一些实例中，具有多个下开口91a、91b、91c和91d的开口板120可形成在下基板110上。包括第一颜色转换构件401a、第二颜色转换构件401b、第三颜色转换构件401c和第四颜色转换构件401d的颜色转换构件400可形成在上基板210上，反射构件500可形成在颜色转换构件400上，可形成具有多个上开口231a、231b、231c和231d的遮挡器230和遮挡器驱动构件220。

然而，根据本发明的示例性实施方式，可提供与图1的显示装置不同的方案，其中颜色转换构件400可形成在上基板210上以及反射构件500可形成在颜色转换构件400上。可设置反射构件500从而根据光的波长透射一部分光并反射一部分光。例如，当光源是蓝光时，蓝光可被透射而其余的光可被反射，当光源是白光时，白光可被透射而其余的光可被反射。

反射构件500可配置成在颜色转换构件400吸收光源的光L之后防止反向散射，所述光L经过背光单元300、下开口91a、91b、91c和91d以及上开口231a、231b、231c和231d。在一些实例中，由所吸收的光的能量产生的第一颜色L1、第二颜色L2、第三颜色L3、第四颜色L4可从颜色转换构件400发出，使得从颜色转换构件400发出的光的效率增加，从而可提高颜色显示的品质。

根据图1和图2的示例性实施方式的各种方案可被应用到本发明。

接下来，将参照图4描述显示装置，图4是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

参见图4，显示装置可包括显示面板100，该显示面板100包括彼此面对的下基板110和上基板210，背光单元300配置为提供光给显示面板100。

在一些实例中，具有多个下开口91a、91b、91c和91d的开口板120可形成在下基板110上。多个蓝光滤光器600a、600b和600d可形成在上基板210上。包括第一颜色转换构件401a、第二颜色转换构件401b、第三颜色转换构件401c和第四颜色转换构件401d的颜色转换构件400可形成在蓝光滤光器600a、600b和600d上。具有多个上开口231a、231b、231c和231d的遮挡器230和遮挡器驱动构件220可形成在颜色转换构件400上。另外，显示装置的背光单元300可包括发射蓝光的光源。

然而，与图1的显示装置的方案不同，颜色转换构件400可形成在上基板210上，蓝光滤光器600a、600b和600d可形成在上基板210和颜色转换构件400之间。

背光单元300发射光之后，当颜色转换构件400吸收经过下开口91a、91b、91c和91d以及上开口231a、231b、231c和231d的蓝光L并将蓝光L转换成第一颜色L1、第二颜色L2和第四颜色L4时，蓝光滤光器600a、600b和600d设置为过滤包括在第一颜色L1、第二颜色L2和第四颜色L4中的蓝光，从而可提高第一颜色L1、第二颜色L2和第四颜色L4的颜色纯度，用于测定显示装置上显示的颜色的参考-即显示装置的颜色再现性可以得到提高。

根据图1和图2的示例性实施方式的各种特征可应用于本发明。

根据本发明的示例性实施方式的显示装置可包括第一基板和面对第一基板的第二基板。MEMS元件可设置在第一基板与第二基板之间。颜色转换构件可设置在第一基板和第二基板之一与MEMS元件之间。提供光源以用于朝向第一基板发射光，其中颜色转换构件吸收从光源发射的光并通过所吸收的光的能量来表现至少一种颜色。

颜色转换构件可包括选自聚丁二炔(polydiacetylene)、反丁炔(transacetylene)、磷光体、纳米晶体和量子点(CdSe/ZnS，CdS/ZnS，InGaP/ZnS)构成的组的一种材料。

MEMS元件可包括：形成在第一基板上并包括多个第一开口的光圈挡板，形成在第一基板与第二基板之间并包括多个第二开口的遮挡器，形成在第二基板上并驱动遮挡器的驱动构件。

遮挡器可在第一位置与第二位置之间水平地移动。

当遮挡器设置在第一位置时，第一开口之一可被遮挡器遮盖，当遮挡器设置在第二位置时，第一开口之一和第二开口之一可位于一列上。

如果光源可发射蓝光，则颜色转换构件可包括红色转换构件和绿色转换构件。红色转换构件可吸收蓝光并发射红光，绿色转换构件可吸收蓝光并发射绿光。不经过颜色转换构件的蓝光、由红色转换构件发出的红光以及由绿色转换构件发出的绿光可结合来显示图像。

红色转换构件可包括选自CaAlSiN3:Eu、(Sr，Ca)AlSiN3:Eu、Y(V，P)O4:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu及其组合构成的组的一种材料。

绿色转换构件可包括选自包括(Ba，Sr)2SiO4:Eu、Ca3(Sc，Mg)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce、Zn2SiO4:Mn、(Zn，A)2SiO4:Mn及其组合构成的组的一种材料。

颜色转换构件可由选自聚丁二炔(polydiacetylene)、反丁炔(transacetylene)、磷光体、纳米晶体和量子点(CdSe/ZnS，CdS/ZnS，InGaP/ZnS)构成的组的一种材料制成。

显示装置还可包括设置在第一基板与颜色转换构件之间的反射构件，反射构件可通过由光源发射的光并反射其余波长的光。

光源可发射蓝光或白光。

显示装置还可包括设置在第二基板与颜色转换构件之间的滤光器，滤光器过滤与从光源发出的光具有相同波长范围的光。

光源可发射蓝光。

光源可选自发光二极管(LED)、有机电致发光(EL)元件、无机电致发光(EL)元件、冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)、放电灯(DL)及其组合构成的组。

显然，对于本领域的技术人员来说，可以在不脱离本发明的精神或范围下对本发明进行各种修改和变化。因而，本发明意欲覆盖本发明的变型和修改，只要它们落入所附的权利要求及其等效物的范围内。

Claims

1.一种显示装置，包括显示不同颜色的第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素，所述显示装置包括：

第一基板和面对所述第一基板的第二基板；

微机电系统元件，设置在所述第一基板与所述第二基板之间；

颜色转换构件，包括设置在所述第一像素中的第一颜色转换构件、设置在所述第二像素中的第二颜色转换构件、设置在所述第三像素中的第三颜色转换构件以及设置在所述第四像素中的第四颜色转换构件，所述颜色转换构件设置在所述第一基板和所述第二基板之一与所述微机电系统元件之间；以及

光源，用于朝向所述第一基板发射光，

其中，所述颜色转换构件吸收所发射的光，并通过吸收所发射的光而表现与所发射的光的波长不同的至少一种颜色。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中

所述颜色转换构件包括选自由聚丁二炔、反丁炔、磷光体、纳米晶体和CdSe/ZnS量子点、CdS/ZnS量子点、InGaP/ZnS量子点构成的组的一种材料。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中

所述微机电系统元件包括：

开口板，形成在所述第一基板上并包括多个第一开口，

遮挡器，形成在所述第一基板与所述第二基板之间并包括多个第二开口，以及

驱动构件，形成在所述第二基板上来驱动遮挡器。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其中

所述遮挡器从第一位置到第二位置沿水平方向移动。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中

当所述遮挡器设置在所述第一位置时，所述第一开口之一被所述遮挡器遮盖，以及

当所述遮挡器设置在所述第二位置时，所述第一开口之一与所述第二开口之一位于一列上。

6.根据权利要求3所述的显示装置，其中

所述光源提供为发射蓝光，

所述颜色转换构件包括红色转换构件和绿色转换构件，

所述红色转换构件设置为吸收蓝光并发射红光，所述绿色转换构件设置为吸收蓝光并发射绿光，其中所述蓝光不通过所述颜色转换构件，所述蓝光、所述红光和所述绿光结合来显示图像。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中

所述红色转换构件包括选自由CaAlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、Y(V，P)O4：Eu、(Y，Gd)BO3：Eu及其组合构成的组的一种材料。

8.根据权利要求3所述的显示装置，其中

所述颜色转换构件由选自由聚丁二炔、反丁炔、磷光体、纳米晶体和量子点CdSe/ZnS、CdS/ZnS、InGaP/ZnS构成的组的一种材料制成。

9.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：

反射构件，设置在所述第一基板与所述颜色转换构件之间以使从所述光源发射的光通过，并反射其余波长的光。

10.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：

滤光器，设置在所述第二基板与所述颜色转换构件之间以过滤与所发射的光具有相同波长范围的光。