CN102929037A - 显示装置、显示装置制造方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示装置、显示装置制造方法和电子设备。所述显示装置包括光源部和发光层，所述光源部与各像素对应地出射激发光，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。所述电子设备设置有上述显示装置。所述显示装置制造方法包括如下步骤：形成上述光源部；并且利用量子点形成上述发光层，所述量子点被构造成基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。根据本发明，能够以简单的结构进行从所述激发光到所述发射光的波长转换。因此，能够促进光的利用效率的提高。
Description
相关申请的交叉参考
本申请包含与2011年8月8日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-172745所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及包括含有量子点（quantum dot）的发光层的显示装置、该显示装置的制造方法和配备有该显示装置的电子设备。
背景技术
通常，作为显示装置的示例已知的有：液晶显示装置、有机电致发光（electro luminescence；EL）显示装置和等离子体显示面板（plasmadisplay panel；PDP）装置等。除了这些示例之外，最近还提出了包括含有量子点的发光层的显示装置（例如，参见日本专利申请特开第2010-156899号公报）。
在上述日本专利申请特开第2010-156899号公报中，含有量子点的显示装置使用激光光源作为发出激发光的光源。对于采用这样的技术的显示装置，需要提高光的利用效率。因此，期望提出一种显示装置的方案，其能够促进光的利用效率的提高。
发明内容
鉴于上述原因，需要能够促进光的利用效率的提高的显示装置、显示装置制造方法和电子设备。
本发明实施方案的显示装置包括：光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；和发光层，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
本发明实施方案的显示装置制造方法包括如下步骤：形成光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；并且利用量子点形成发光层，所述发光层与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点被构造成基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
本发明实施方案的电子设备设置有显示装置。所述显示装置包括：光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；和发光层，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
根据本发明上述各实施方案的显示装置、显示装置制造方法和电子设备，利用所述光源部，与各所述像素对应地出射所述激发光；利用包含所述量子点的所述发光层，基于所述激发光与各所述像素对应地出射所述发射光。所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。这使得能够以简单的结构实现从所述激发光到所述发射光的波长转换。
根据本发明上述各实施方案的显示装置、显示装置制造方法和电子设备，所述发光层中所包含的所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。这使得能够以简单的结构进行从所述激发光到所述发射光的波长转换。因此，能够促进光的利用效率的提高。
需要理解的是，上文中的一般性说明和下文中的详细说明都是示例性的，且都旨在为本发明要求保护的技术提供进一步的说明。
附图说明
这里提供了附图以便进一步理解本发明，这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。这些附图图示了本发明的实施方案，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是图示了本发明实施方案的显示装置的示例性结构的示意性截面图。
图2是图示了图1中所示的激光光源的示例性具体结构的示意性立体图。
图3是图示了图1中所示的光调制元件的示例性具体结构的示意性截面图。
图4是图示了激光光源、导光板和入射侧偏振板的示例性布置结构的示意性立体图。
图5A和图5B是图示了激光束的偏振方向与入射侧偏振板的偏振轴之间的示例性关系的示意性平面图。
图6A至图6C是描绘了各种材料的量子点的尺寸与吸收光谱之间的示例性关系的特性图。
图7是用于说明图1中所示的显示装置的基本操作的示意性截面图。
图8A至图8C是用于说明量子点的作用的示意图。
图9A至图9C是用于说明量子点的作用的特性图。
图10A和图10B分别是描绘了本发明实施例和比较例的激发光及发射光的波长特性的特性图。
图11是图示了本发明实施方案的显示装置的应用例1的外观的立体图。
图12A和图12B分别是图示了分别从前侧和后侧看到的应用例2的外观的立体图。
图13是图示了应用例3的外观的立体图。
图14是图示了应用例4的外观的立体图。
图15A是应用例5处于打开状态的正视图，图15B是图15A中所示的应用例5的侧视图，图15C是应用例5处于闭合状态的正视图，图15D至图15G分别是图15C中所示的应用例5的左视图、右视图、俯视图和仰视图。
具体实施方式
下面，将参照附图来详细说明本发明的实施方案。需要注意的是，将按照下面的顺序进行说明。
1.实施方案（使用了半导体激光器、液晶元件和含有量子点的多色发光层的示例）
2.应用例（将上述显示装置应用于电子设备的示例）
3.变形例
1.实施方案
显示装置1的结构
图1示意性地图示了本发明一个实施方案的显示装置（显示装置1）的截面结构。该显示装置1包括激光光源11、反射板121、导光板122、扩散板（diffuser plate）123、光调制元件（液晶元件）14、发光层（含量子点层）15和驱动部16。需要注意的是，反射板121、导光板122和扩散板123每一者均用作光学部件。在全部的上述组件中，反射板121、导光板122、扩散板123、光调制元件14和发光层15以这样的顺序从背面到观看面（显示面或前面）层叠着。需要注意的是，激光光源11、反射板121、导光板122、扩散板123和光调制元件14的组合对应于本发明实施方案中的“（与各像素对应地出射激发光的）光源部”的具体实例。
激光光源11
在图1中所示的示例中，激光光源11设置于导光板122的一侧，并且它是向稍后将要说明的发光层15出射作为激发光的激光L0的光源。可以使用任何种类的激光光源作为该激光光源11，但例如优选使用半导体激光器。
图2是图示了由半导体激光器形成的激光光源11的示例性具体结构的示意性立体图。在该半导体激光器中，沿着图2中所示的Z轴按下面的顺序层叠有电极111n、n型基板110n、n型熔覆层112n、活性层113、p型熔覆层112p、绝缘层114、p型接触层115p和电极111p。因此，该半导体激光器具有所谓的“双异质（double hetero；DH）结构”。
电极111n是将要被注入作为载流子的电子的电极，并且例如是由诸如AuGe合金等金属材料制成的。同时，电极111p是将要被注入作为载流子的空穴的电极，并且例如是由诸如Ti/Pt/Au等金属材料制成的。
n型基板110n是由诸如n型砷化镓（n-GaAs）等半导体材料制成的基板。
p型接触层115p是由诸如p型砷化镓（p-GaAs）等半导体材料制成的接触层。绝缘层114起到电流限制层（current confining layer）的功能，并且是由诸如二氧化硅（SiO2）等绝缘材料制成的。
n型熔覆层112n是产生光或载流子（电子）的局限效应的层，并且是由用n型砷化铝镓（n-AlGaAs）或类似物制成的半导体材料形成的。同时，p型熔覆层112p是产生光或载流子（空穴）的局限效应的层，并且是由用p型砷化铝镓（p-AlGaAs）或类似物制成的半导体材料形成的。除了这些材料之外，可以使用InGaN基半导体材料、CdZnMgSSe基半导体材料或其它适合的半导体材料。
活性层113是将要从其中出射激光L0的层，并且是由诸如砷化镓（GaAs）、InGaN或CdSe等半导体材料制成的。
在上述构造而成的半导体激光器中，沿着DH结构的面内方向强烈偏振的激光（TE偏振激光）L0（在此情况下，偏振方向P1沿着X轴）从活性层113出射。该激光L0的远场图（Far Field Pattern；FFP）的长轴和短轴分别沿着Z轴和X轴。
光学部件
导光板122是这样的光学部件：其将从激光光源11入射的激光L0引导向光调制元件14（和发光层15）。
反射板121是这样的光学部件：其反射可能通过导光板122的背面（光调制元件14侧的相反侧上的表面）从导光板122出射至外部的激光L0，从而使这部分激光L0重新回到光调制元件14。
扩散板123是这样的光学部件：其将已经从导光板122射出的激光L0向光调制元件14散射，从而抑制激光L0的亮度的面内不均匀。
光调制元件14
光调制元件14是具有与各像素（在此例中为红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）对应地对从扩散板123入射的激光L0进行调制的功能的元件，并且在本实施方案中例如是由液晶元件构成的。
图3是图示了由液晶元件组成的光调制元件14的示例性具体结构的示意性截面图。在该液晶元件中，入射侧偏振板141A、基板140A、像素电极142A、液晶层143、共用电极142B、基板140B和出射侧偏振板141B按照此顺序沿着图3所示的Z轴从光入射侧（扩散板123侧）到光出射侧（发光层15侧）层叠着。
基板140A和基板140B（彼此面对的一对基板）分别是具有透光性的基板，并且是由例如玻璃基板构成的。在这些基板之中，基板140A内形成有诸如薄膜晶体管（TFT）等元件以及配线（均未图示）。
入射侧偏振板141A和出射侧偏振板141B都是这样的光学元件：其具有选择性地让入射光中所含有的特定偏振成分透过而吸收该入射光中的其它偏振成分的功能。入射侧偏振板141A和出射侧偏振板141B被布置成使得它们各自的透光轴（偏振轴）彼此正交（构成正交尼科尔（Nichol）布置）或者彼此平行（构成平行尼科尔布置）。在图3所示的示例中，例如，为了构成正交尼科尔，入射侧偏振板141A的偏振轴P21与X轴成一直线，而出射侧偏振板141B的偏振轴P22与Y轴成一直线。
像素电极142A是与各像素（或者红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）一一对应地形成的电极。同时，共用电极142B是形成于整个基板140B上从而被各个像素共用的电极。
液晶层143被夹置（并密封）于基板140A与基板140B之间（或者像素电极142A与共用电极142B之间），并且可以由任何种类的液晶材料构成。
在本实施方案中，例如，如图4中所示，入射侧偏振板141A和导光板122等每一者均具有矩形形状，该矩形形状的长边和短边分别沿着Y轴和X轴延伸。另外，在矩形的导光板122的每一边都布置有多个激光光源11。如下文中将要详细说明的那样，激光光源11和入射侧偏振板141A被布置成使得从各激光光源11出射的激光L0的偏振方向与入射侧偏振板141A的偏振轴（透光轴）基本上一致（较佳程度上的一致）。
具体地，在图5A所示的示例中，从沿着平行于上述短边的X轴布置着的多个激光光源11x的每一者中出射的激光L0的偏振方向P32x是沿着X轴的。另外，从沿着平行于上述长边的Y轴布置着的多个激光光源11y的每一者中出射的激光L0的偏振方向P32y是沿着Z轴的。此外，入射侧偏振板141A的偏振轴（透光轴）P31与X轴（及Z轴）一致。
而在图5B所示的示例中，从沿着平行于上述短边的X轴布置着的多个激光光源11x的每一者中出射的激光L0的偏振方向P32x是沿着Z轴的。另外，从沿着平行于上述长边的Y轴布置着的多个激光光源11y的每一者中出射的激光L0的偏振方向P32y是沿着Y轴的。此外，入射侧偏振板141A的偏振轴（透光轴）P31与Y轴（及Z轴）一致。
驱动部16
驱动部16控制光调制元件14的操作（光调制操作）（或者对光调制元件14进行驱动）。具体地，例如，当光调制元件14是由上述构造而成的液晶元件组成时，驱动部16按照各像素的图像信号在像素电极142A与共用电极142B间施加电压，从而控制各像素的光调制操作。以这样的方式，由液晶元件组成的光调制元件14对各像素（或者红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）进行光调制操作。
发光层15
发光层15是通过在诸如聚苯乙烯等树脂材料中形成量子点而构成的，并且发光层15是这样的层：其在从光调制元件14出射的各激光（各激发光）L0的基础上与各像素（或者红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）对应地出射某种颜色的发射光（显示光）。在此实施方案中，发光层15包括分别设置于红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B中的红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B。换言之，发光层15包括与红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B对应地按颜色编码的多色发光层（或者红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B）。另外，这些多色发光层中的量子点被构造成基于对应的激发光L0生成波长（颜色）互不相同的发射光束（或者红色发射光束、绿色发射光束和蓝色发射光束）。
这些量子点的材料的示例包括CdSe、CdS、ZnS:Mn、InN、InP、CuCl、CuBr和Si，并且各量子点的粒径（或一边的尺寸）例如为大约2nm至20nm。在各种量子点的材料中，InP或类似物作为红色发光材料的示例，CdSe或类似物作为绿色发光材料的示例，而CdS或类似物作为蓝色发光材料的示例。
例如，如图6A至图6C所示，通过改变各量子点的尺寸（粒径）R或材料组成而改变了从上述发光层15出射的各光的波长（其对应于光子能量）。这使得红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B能够生成不同波长（颜色）的发射光束（或者分别生成红色发射光束、绿色发射光束和蓝色发射光束）。
在本实施方案中，发光层15（或者红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B）中所包含的量子点被设置成基于激发光（激光）L0生成波长比激发光L0的波长更长的发射光。换言之，量子点进行了从相对较短波长的激发光L0到相对较长波长的发射光的波长转换。于是，如下文中将详细说明的那样，以简单的结构实现了从激发光L0到发射光的波长转换。
显示装置1的制造方法
例如可以通过下面的过程来制造上述显示装置1。首先，通过使用激光光源11、反射板121、导光板122、扩散板123和光调制元件14来形成与各像素对应地出射激发光（激光）L0的光源部。具体地，通过采用例如光刻技术来形成具有例如图2中所示的DH结构的半导体激光器，从而制造出激光光源11。然后，将具有上述结构的反射板121、导光板122和扩散板123按照此顺序相互结合起来，从而形成了光源部中的各光学部件。接着，在光学部件（导光板122）的各边布置激光光源11，然后再将光调制元件14结合至扩散板123的顶面，从而制造出了上述的光源部。
在此例中，例如，当光调制元件14包括具有图3中所示结构的液晶元件时，例如通过下面的过程来形成光调制元件14。首先，通过使用玻璃基板等分别形成基板140B和用作TFT基板的基板140A。然后，在基板140A的两个表面上分别形成像素电极142A和入射侧偏振板141A。此外，在基板140B的两个表面上分别形成共用电极142B和出射侧偏振板141B。接着，在将基板140A和基板140B布置为使得像素电极142A与共用电极142B彼此面对的同时，将液晶注入到由基板140A和基板140B限定的空间内，从而形成液晶层143。于是，形成了图3中所示的包括液晶元件的光调制元件14。
接着，通过利用量子点在光调制元件14的顶面上形成发光层15。具体地，在对量子点的上述材料和尺寸（粒径）进行控制的同时将量子点混入上述树脂材料等中。然后，独立地将上述混合物分别涂布至各像素（或者红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）的光调制元件14。在此情况下，需要注意的是，如上所述，量子点被形成为基于激发光L0生成波长比激发光L0的波长更长的发射光。于是，在光调制元件14上形成了发光层15（或者红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B）。通过上述的过程，完成了图1中所示的显示装置1。
显示装置1的功能效果
1.基本操作
在上述的显示装置1中，例如如图7中所示，与各像素（或者红色像素10R、绿色像素10G和蓝色像素10B）对应地从光源部（或者激光光源11、反射板121、导光板122、扩散板123和光调制元件14）出射激光L0作为激发光。基于该激发光L0，从各像素的包含量子点的发光层15出射发射光L1（红色发射光L1r、绿色发射光L1g或者蓝色发射光L1b）。
更加具体地，从激光光源11出射的激光（激发光）L0通过导光板122、反射板121和扩散板123进入光调制元件14。与各像素对应地在该光调制元件14中对激光L0进行调制，然后经调制的光L0被出射至发光层15。以这样的方式，与各像素对应地控制了出射至发光层15的激发光L0的亮度。例如，参照图7中所示的示例，在红色像素10R和绿色像素10G中，经调制的激发光L0从光调制元件14出射至红色发光层15R和绿色发光层15G。因此，红色发射光L1r和绿色发射光L1g分别从红色发光层15R和绿色发光层15G出射。同时，在蓝色像素15B中，经调制的激发光L0未从光调制元件14出射至蓝色发光层15B，并且因此未出射蓝色发射光L1b。以上述的方式，通过显示装置1显示出了图像。
与现有的普通液晶显示装置相比，使用了激光（激发光）L0和含有量子点的发光层15的上述显示装置1具有例如以下优点。由于激光L0的指向性（directivity），因此激发光L0有效地与导光板122耦合，并且不需要任何的滤色器。这减少了光损失，从而提高了显示亮度并且实现了低能耗。另外，由于自发光型显示装置的优点，因此改善了视角特性（或者抑制了视角依赖性）。此外，由于能够以短脉冲驱动激光L0并且量子点具有短的荧光寿命，所以实现了诸如数个纳秒至数百微秒的操作等高速操作。另外，这样的高速操作增强了运动图像的再现性能。例如，即使在将显示装置1应用于采用了时分型（time division type）的3D显示装置时，显示装置1也表现出卓越的运动图像再现性能。另外，使用激光光源L0作为激发光，因此发射光L1（红色发射光L1r、绿色发射光L1g或者蓝色发射光L1b）的光谱具有狭窄的半高宽（full width at halfmaximum，FWHM）。这就实现了广色域的显示器（或者色彩再现性高的显示装置）。
2.功能
在本实施方案中，在进行如上所述的显示操作中，发光层15中所含有的量子点基于激发光L0生成波长比激发光L0的波长更长的发射光L1。更加具体地，各红色发光层15R中所含有的量子点基于相对较短波长的激发光L0生成相对较长波长的红色发射光L1r（或者进行了从激发光L0到红色发射光L1r的波长转换）。各绿色发光层15G中所含有的量子点基于相对较短波长的激发光L0生成相对较长波长的绿色发射光L1g（或者进行了从激发光L0到绿色发射光L1g的波长转换）。各蓝色发光层15B中所含有的量子点基于相对较短波长的激发光L0生成相对较长波长的蓝色发射光L1b（或者进行了从激发光L0到蓝色发射光L1b的波长转换）。
在本实施方案中，因为上述功能，所以例如与进行从较长波长的激发光到较短波长的发射光的波长转换的情况（例如，利用二次谐波发生（second harmonic generation；SHG）来进行波长转换的情况）等相比，能够以更简单的结构进行从激发光L0到发射光L1的波长转换。
这里，在解释如上所述用量子点生成发射光L1的具体操作（或者从激发光L0到发射光L1的波长转换的具体操作）之前，将说明有关量子点的电子能量跃迁的原理。
首先，关于在被限制于类似量子点的极小范围内的一维区域中的自由电子的运动，该自由电子的势能“U”为0（U=0）。因此，通过下面的方程式(1)给出了薛定谔方程。
E·ψ=-h2/(8π2m)·(nabla)2ψ……(1)
在此情况下，分别通过方程式(2)和方程式(3)给出满足上述方程的波函数和电子能量。
波函数：ψ=A·sin(nπx/L)（n：1以上的整数）……(2)
电子能量：En＝(nh)2/(8mL2)（n：1以上的整数）……(3)
（其中，A：驻波的振幅的常数；L：量子点的尺寸；n：主量子数；x：电子的位置（0<x<L）；h：普朗克常数；m：电子的有效质量）
如上所述，“n”表示主量子数，并且是除0以外（等于或大于1）的整数。因此，这样的电子的能量具有如下的性质。
（A）电子的能量是由将电子限制于其内的区域的尺寸确定的，并且与该尺寸的平方成反比。
（B）电子的能量不是连续变化的，而是按照主量子数离散地变化。
关于被限制在量子点内的电子的能量变化（跃迁），从（A）中显然可知，通过制造预定尺寸的量子点来确定量子点内的电子的能量。另外，从（B）中明显可知，量子点内的电子的能量是离散地变化的，所以光的吸收能量也是离散的。
根据上述的原理，本实施方案的发光层15中所包含的各量子点通过经过各种过程（具体诸如图8A至图8C中所示的过程等）来进行生成发射光L1的操作（或者从激发光L0至发射光L1的波长转换操作）。
具体地，首先，在图8A中所示的激发过程（excitation process）期间，通过获得激发光L0的能量，位于价带中的电子“e”被激发至导带中的主量子数“n”为2以上（n≥2）（在此例中，例如n=3）的量子能级。需要注意的是，在此情况下，空穴“h”位于原来的价带中的量子能级上。接着，在图8B中所示的弛豫过程（relaxation process）期间，已经在上述激发过程中被激发至主量子数“n”为2以上（n≥2）（在此例中，例如n=3）的量子能级的电子“e”被弛豫至被称为基态的主量子数“n”为1（n=1）的量子能级。最后，在图8C中所示的复合过程（recombination process）期间，出射发射光L1（L1r、L1g或L1b），该发射光L1的波长对应于主量子数“n”为1（n=1）的量子能级与价带中的量子能级之间的能量差（该波长比激发光L0的波长更长）。
在此情况下，优选的是，在激发过程期间主量子数“n”为2以上（n≥2）的量子能级与价带中的量子能级之间的能量差基本上等于（在所需程度上等于）激发光L0的能量（例如，落入±10nm的波长范围内）。这是因为：在此情况下，含有量子点的发光层15的吸收率（尤其是对于激发光L0的吸收率）增大了，从而即使当发光层15由薄膜形成时，仍能实现高亮度的发射光。鉴于此，可以说在本实施方案中利用波长范围非常狭窄的激光作为激发光L0是较佳的。
在图9A至图9C所示的示例中，使用粒径（尺寸）R为6.0nm（R=6.0nm）的CdS作为蓝色发光层15B的量子点（参见图9A），使用粒径R为4.3nm（R=4.3nm）的CdSe作为绿色发光层15G的量子点（参见图9B），使用粒径R为4.8nm（R=4.8nm）的InP作为红色发光层15R的量子点（参见图9C）。需要注意的是，在此情况下，由于假设的是各量子点的粒径R之间没有差别的情况，所以各量子点的吸收光谱是线状光谱。在图9A至图9C所示的示例中，在主量子数“n”为2（n=2）时，波长“λ”为420nm（λ=420nm）（或者落入蓝紫色的波长范围内）。与此同时，在图9A中，在主量子数“n”为1（n=1）时，波长“λ”为461nm（λ=461nm）（或者落入蓝色光的波长范围内）。此外，在图9B中，波长“λ”为571nm（λ=571nm）（或者落入绿色光的波长范围内），而在图9C中，波长“λ”为641nm（λ=641nm）（或者落入红色光的波长范围内）。因此，实施例说明了：各红色发光层15R中的量子点基于波长“λ”为420nm（λ=420nm）的激发光L0生成了波长“λ”为641nm（λ=641nm）的红色发射光L1r。此外，各绿色发光层15G中的量子点基于波长“λ”为420nm（λ=420nm）的激发光L0生成了波长“λ”为571nm（λ=571nm）的绿色发射光L1g。另外，各蓝色发光层15B中的量子点基于波长“λ”为420nm（λ=420nm）的激发光L0生成了波长“λ”为461nm（λ=461nm）的蓝色发射光L1b。换言之，实施例说明了发光层15基于单一波长的激发光L0为相应的像素有效地生成了红色发射光L1r、绿色发射光L1g和蓝色发射光L1b。
所以，在实施例中，例如如图10A所示，红色发射光L1r、绿色发射光L1g和蓝色发射光L1b每一者的光谱呈现出高的发光强度（或高的亮度）和狭窄的FWHM。具体地，实施例所提供的积分强度大约是由图10B中所示的比较例（比较例是安装有滤色器和白色发光二极管（LED）的液晶显示装置的示例，该白色LED通过使用蓝色光激发黄色（Ye）荧光物质来生成白光）提供的积分强度的2.5倍。因此，此种狭窄的FWHM的发光光谱使得色彩表现更加明亮，并且扩展了由三原色（R、G和B）组成的色域，从而实现了更好的色彩再现性。
相反地，在图10B所示的比较例中，上述构造而成的白色LED导致了例如原始蓝色光的大约15%的光损失，并且黄色荧光物质吸收了与上述蓝色光的大约85%对应的剩余光，然后以70%的量子效率生成黄色光。在此情况下，相比于上述的实施例，从白色LED出射的白光以及通过让白光透过相应的滤色器而生成的R光、G光和B光每一者的光谱均具有低得多的亮度和更宽的FWHM。此外，在此时，相比于从白色LED中所包含的蓝色LED出射的光的积分强度，各色光的光谱显然都发生了显著的光损失。
如上所述，在本实施方案中，发光层15（或者红色发光层15R、绿色发光层15G和蓝色发光层15B）中所包含的量子点基于激发光L0生成波长比激发光L0的波长更长的发射光L1（L1r、L1g和L1b）。这就以简单的结构实现了从激发光L0到发射光L1的波长转换。因此，能够促进光的利用效率的提高。
另外，从激光光源11出射的激光L0的偏振方向与入射侧偏振板141A的偏振轴（透光轴）基本上一致。这增大了入射侧偏振板141A的透光系数，从而减少了光损失。因此，发光层15（激发光L0在进入入射侧偏振板141A之后将要进入该发光层15中）内所含有的量子点有效地生成了发射光L1。这使得显示装置1能够展现出更高的亮度和更低的能耗。
2.应用例
接着，将参照图11至图15G来说明本发明实施方案的上述显示装置的应用例。本发明实施方案的上述显示装置适用于各领域中的电子设备，包括TV装置、数码相机、笔记本电脑、诸如手机等便携终端设备、以及摄像机等。换言之，该显示装置适用于基于从外部信号源输入的图像信号或者在内部生成的图像信号来显示图像的各种领域中的电子设备。
应用例1
图11图示了应用了上述显示装置的TV装置的外观。该TV装置例如配备有包括前面板511和滤色玻璃512的图像显示屏部510，并且该图像显示屏部510是由上述显示装置构成的。
应用例2
图12A和图12B图示了应用了上述显示装置的数码相机的外观。该数码相机例如包括闪光用发光部521、显示部522、菜单键523和快门按钮524，并且该显示部522是由上述显示装置构成的。
应用例3
图13图示了应用了上述显示装置的笔记本电脑的外观。该笔记本电脑例如包括主体单元531、用于进行字母和文字等的输入操作的键盘532以及用于显示图像的显示部533，并且该显示部533是由上述显示装置构成的。
应用例4
图14图示了应用了上述显示装置的摄像机的外观。该摄像机例如包括主体单元541、设置在该主体单元541的前方侧面处且用于拍摄被拍摄对象的镜头542、拍摄开始/停止键543和显示部544。该显示部544是由上述显示装置构成的。
应用例5
图15A至图15G图示了应用了上述显示装置的手机的外观。该手机例如是通过用连接部（铰链部）730将上壳体710与下壳体720连接起来而构成的，并且例如包括显示器740、副显示器750、图片灯760和相机770。显示器740和副显示器750中的至少一者是由上述显示装置构成的。
3.变形例
至此，已经通过给出实施方案和应用例说明了本发明实施方案的技术。然而，本发明实施方案的技术不限于上述实施方案等，并且各种变形例都是可能的。
例如，在上述的实施例方案等中，已经说明了这样的情况：其中，发光层包括与各像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且各所述多色发光层中的量子点基于激发光生成不同波长的发射光束。然而，本发明实施方案的技术不限于这些情况。具体地，本技术还可以适用于发光层包括单色发光层的情况。
在上述的实施方案等中，已经说明了这样的情况：其中，与各像素对应地出射激发光的光源部是由激光光源（半导体激光器等）和光调制元件（液晶元件等）构成的。然而，光源部的结构不限于此，也可以是另一结构。
例如，激光光源不限于半导体激光器，而是可以使用其它种类的激光光源来代替。具体地，例如，可以使用Ar+气体激光源（振荡波长为457nm）。另外，可以通过利用二次谐波发生器（SHG）对从半导体激光光源或气体激光光源出射的激光进行波长转换，从而生成更短波长的光并且将其作为激发光。在此情况下，例如，可以使用AlGaAs半导体激光器（振荡波长为840nm）和由LiNbO3制成的SHG来生成波长大约为420nm的激发光。
光源可以不是激光光源，只要该光源出射激发光即可。然而，使用如下的激光光源被认为是更加优选的：该激光光源出射具有狭窄的FWHM和强的指向性的激发光。这是因为：这样的激光更易于被吸收至具有狭窄的吸收波长范围的各量子点中，并且更有效地与导光板耦合。
由液晶元件构成的光调制元件的结构不限于上述实施方案中说明的结构，而可以是另一结构。例如，可以不设置入射侧偏振板141A，并且因此可以仅设置有出射侧偏振板141B。这是因为：例如，当使用激光作为激发光时，由于激光的强偏振本性，能够在不使用入射侧偏振板的同时将光损失减少到一定的程度。另外，光调制元件可以是除液晶元件之外的任意光调制元件。
因此，根据本发明的上述示例性实施方案、应用例和变形例，能够实现至少如下的配置方案。
（1）一种显示装置，所述显示装置包括：
光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；和
发光层，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
（2）根据（1）所述的显示装置，其中，在所述量子点中：
在激发期间，通过获得所述激发光的能量，位于价带中的电子被激发至导带中的主量子数为2以上的量子能级；
在弛豫期间，已经被激发至所述主量子数为2以上的量子能级的所述电子被弛豫至主量子数为1的量子能级；并且
在复合期间，出射具有跟所述主量子数为1的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差对应的所述更长波长的所述发射光。
（3）根据（2）所述的显示装置，其中，所述主量子数为2以上的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差基本上等于所述激发光的能量。
（4）根据（1）至（3）中任一项所述的显示装置，其中，所述光源部包括：
激光光源，所述激光光源出射激光作为所述激发光；和
光调制元件，所述光调制元件与各所述像素对应地调制所述激光。
（5）根据（4）所述的显示装置，其中，所述光调制元件包括液晶元件，并且所述液晶元件包括：
彼此面对的一对基板；
液晶层，所述液晶层被密封地夹置于所述一对基板之间；
入射侧偏振板，所述入射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述激光光源的基板上；以及
出射侧偏振板，所述出射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述发光层的基板上。
（6）根据（5）所述的显示装置，其中，所述激光的偏振方向与所述入射侧偏振板的偏振轴基本上一致。
（7）根据（4）至（6）中任一项所述的显示装置，其中，所述激光光源包括半导体激光器。
（8）根据（1）至（7）中任一项所述的显示装置，其中，
所述发光层包括与各所述像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且
所述多色发光层每一者中的所述量子点基于所述激发光生成对于各所述多色发光层而言波长互不相同的所述发射光。
（9）一种电子设备，所述电子设备设置有显示装置，所述显示装置包括：
光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；和
发光层，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
（10）根据（9）所述的电子设备，其中，在所述量子点中：
在激发期间，通过获得所述激发光的能量，位于价带中的电子被激发至导带中的主量子数为2以上的量子能级；
在弛豫期间，已经被激发至所述主量子数为2以上的量子能级的所述电子被弛豫至主量子数为1的量子能级；并且
在复合期间，出射具有跟所述主量子数为1的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差对应的所述更长波长的所述发射光。
（11）根据（10）所述的电子设备，其中，所述主量子数为2以上的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差基本上等于所述激发光的能量。
（12）根据（9）至（11）中任一项所述的电子设备，其中，所述光源部包括：
激光光源，所述激光光源出射激光作为所述激发光；和
光调制元件，所述光调制元件与各所述像素对应地调制所述激光。
（13）根据（12）所述的电子设备，其中，所述光调制元件包括液晶元件，并且所述液晶元件包括：
彼此面对的一对基板；
液晶层，所述液晶层被密封地夹置于所述一对基板之间；
入射侧偏振板，所述入射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述激光光源的基板上；以及
出射侧偏振板，所述出射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述发光层的基板上。
（14）根据（13）所述的电子设备，其中，所述激光的偏振方向与所述入射侧偏振板的偏振轴基本上一致。
（15）根据（12）至（14）中任一项所述的电子设备，其中，所述激光光源包括半导体激光器。
（16）根据（9）至（15）中任一项所述的电子设备，其中，
所述发光层包括与各所述像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且
所述多色发光层每一者中的所述量子点基于所述激发光生成对于各所述多色发光层而言波长互不相同的所述发射光。
（17）一种显示装置制造方法，所述方法包括以下步骤：
形成光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；并且
利用量子点形成发光层，所述发光层与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点被构造成基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
（18）根据（17）所述的显示装置制造方法，其中，在所述量子点中：
在激发期间，通过获得所述激发光的能量，位于价带中的电子被激发至导带中的主量子数为2以上的量子能级；
在弛豫期间，已经被激发至所述主量子数为2以上的量子能级的所述电子被弛豫至主量子数为1的量子能级；并且
在复合期间，出射具有跟所述主量子数为1的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差对应的所述更长波长的所述发射光。
（19）根据（18）所述的显示装置制造方法，其中，
所述主量子数为2以上的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差基本上等于所述激发光的能量。
（20）根据（17）至（19）中任一项所述的显示装置制造方法，其中，形成所述光源部的步骤包括以下步骤：
形成激光光源，所述激光光源出射激光作为所述激发光；并且
形成光调制元件，所述光调制元件与各所述像素对应地调制所述激光。
（21）根据（20）所述的显示装置制造方法，其中，形成液晶元件作为所述光调制元件，并且该步骤包括以下步骤：
形成彼此面对的一对基板；
形成液晶层，所述液晶层被密封地夹置于所述一对基板之间；
形成入射侧偏振板，所述入射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述激光光源的基板上；并且
形成出射侧偏振板，所述出射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述发光层的基板上。
（22）根据（21）所述的显示装置制造方法，其中，所述激光的偏振方向与所述入射侧偏振板的偏振轴基本上一致。
（23）根据（20）至（22）中任一项所述的显示装置制造方法，其中，所述激光光源包括半导体激光器。
（24）根据（17）至（23）中任一项所述的显示装置制造方法，其中，
所述发光层包括与各所述像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且
所述多色发光层每一者中的所述量子点基于所述激发光生成对于各所述多色发光层而言波长互不相同的所述发射光。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
Claims (17)
1.一种显示装置，所述显示装置包括：
光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；和
发光层，所述发光层包含量子点并且与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述量子点中：
在激发期间，通过获得所述激发光的能量，位于价带中的电子被激发至导带中的主量子数为2以上的量子能级；
在弛豫期间，已经被激发至所述主量子数为2以上的量子能级的所述电子被弛豫至主量子数为1的量子能级；并且
在复合期间，出射具有跟所述主量子数为1的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差对应的所述更长波长的所述发射光。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述主量子数为2以上的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差基本上等于所述激发光的能量。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光源部包括：
激光光源，所述激光光源出射激光作为所述激发光；和
光调制元件，所述光调制元件与各所述像素对应地调制所述激光。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述光调制元件包括液晶元件，并且所述液晶元件包括：
彼此面对的一对基板；
液晶层，所述液晶层被密封地夹置于所述一对基板之间；
入射侧偏振板，所述入射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述激光光源的基板上；以及
出射侧偏振板，所述出射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述发光层的基板上。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述激光的偏振方向与所述入射侧偏振板的偏振轴基本上一致。
7.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述激光光源包括半导体激光器。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述发光层包括与各所述像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且
所述多色发光层每一者中的所述量子点基于所述激发光生成对于各所述多色发光层而言波长互不相同的所述发射光。
9.一种电子设备，所述电子设备设置有显示装置，所述显示装置是前述权利要求1至8中任一项所述的显示装置。
10.一种显示装置制造方法，所述方法包括如下步骤：
形成光源部，所述光源部与各像素对应地出射激发光；并且
利用量子点形成发光层，所述发光层与各所述像素对应地出射发射光，所述量子点被构造成基于所述激发光生成波长比所述激发光的波长更长的所述发射光。
11.根据权利要求10所述的显示装置制造方法，其中，在所述量子点中：
在激发期间，通过获得所述激发光的能量，位于价带中的电子被激发至导带中的主量子数为2以上的量子能级；
在弛豫期间，已经被激发至所述主量子数为2以上的量子能级的所述电子被弛豫至主量子数为1的量子能级；并且
在复合期间，出射具有跟所述主量子数为1的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差对应的所述更长波长的所述发射光。
12.根据权利要求11所述的显示装置制造方法，其中，所述主量子数为2以上的量子能级与所述价带中的量子能级之间的能量差基本上等于所述激发光的能量。
13.根据权利要求10所述的显示装置制造方法，其中，形成所述光源部的步骤包括以下步骤：
形成激光光源，所述激光光源出射激光作为所述激发光；并且
形成光调制元件，所述光调制元件与各所述像素对应地调制所述激光。
14.根据权利要求13所述的显示装置制造方法，其中，形成液晶元件作为所述光调制元件，并且该步骤包括以下步骤：
形成彼此面对的一对基板；
形成液晶层，所述液晶层被密封地夹置于所述一对基板之间；
形成入射侧偏振板，所述入射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述激光光源的基板上；并且
形成出射侧偏振板，所述出射侧偏振板设置于所述一对基板中的更靠近所述发光层的基板上。
15.根据权利要求14所述的显示装置制造方法，其中，所述激光的偏振方向与所述入射侧偏振板的偏振轴基本上一致。
16.根据权利要求13所述的显示装置制造方法，其中，所述激光光源包括半导体激光器。
17.根据权利要求10所述的显示装置制造方法，其中，
所述发光层包括与各所述像素对应地按颜色编码的多色发光层，并且
所述多色发光层每一者中的所述量子点基于所述激发光生成对于各所述多色发光层而言波长互不相同的所述发射光。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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