RU2809352C1 - Pixel structure for electronic display and electronic device containing such display - Google Patents

Pixel structure for electronic display and electronic device containing such display Download PDF

Info

Publication number
RU2809352C1
RU2809352C1 RU2022133989A RU2022133989A RU2809352C1 RU 2809352 C1 RU2809352 C1 RU 2809352C1 RU 2022133989 A RU2022133989 A RU 2022133989A RU 2022133989 A RU2022133989 A RU 2022133989A RU 2809352 C1 RU2809352 C1 RU 2809352C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emission
radiation
wavelength conversion
pixel structure
converted
Prior art date
Application number
RU2022133989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Торстен ВИПИЕВСКИ
Чжао Чжао
Original Assignee
Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд.
Filing date
Publication date
Application filed by Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. filed Critical Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2809352C1 publication Critical patent/RU2809352C1/en

Links

Abstract

FIELD: pixel structures.
SUBSTANCE: invention relates to a pixel structure for an electronic display, the pixel structure comprising at least one light-emitting diode (LED) emitter and at least one wavelength conversion unit disposed on a substrate. The result is achieved in that the pixel structure (1) contains a substrate (3), at least one LED emitter (4) located on the substrate (3), and at least one wavelength conversion unit (5) located on the substrate (3) next to the LED emitter (4). The LED emitter (4) is configured to emit emission radiation (R1), wherein the emission radiation (R1) is within the emission wavelength range and is emitted in one or more emission directions (D2, …, Dn) within the main emission plane (P1). The wavelength conversion unit (5) is configured to convert emission radiation (R1) into converted radiation (R2) within a converted wavelength range, wherein the converted wavelength range is different from the emission wavelength range. The converted radiation (R2) propagates from the wavelength conversion unit in a main conversion direction (D1) perpendicular to the plane of the main radiation (P1), wherein the main conversion direction (D1) is, for example, towards the user of an electronic device having an electronic display with at least one such pixel structure. Each pixel structure may contain six LED emitters (4), wherein the first pair of LED emitters (4) is operatively connected to the first wavelength conversion block (5), the second pair of LED emitters (4) is operatively connected to the second wavelength conversion block (5) and the third pair of LED emitters, each LED emitter of the third pair emits emission radiation directly in the main conversion direction (D1) or is operatively connected to the radiation dispersion unit 6 or the additional wavelength conversion unit 5.
EFFECT: increasing the luminous efficiency of the pixel structure of an electronic display.
26 cl, 21 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Раскрытие относится к пиксельной структуре для электронного дисплея, причем пиксельная структура содержит по меньшей мере один светодиодный (LED) излучатель и по меньшей мере один блок преобразования длины волны, размещенные на подложке. Раскрытие также относится к электронному устройству, содержащему электронный дисплей, имеющий поверхность пользовательского интерфейса и по меньшей мере одну такую пиксельную структуру.The disclosure relates to a pixel structure for an electronic display, the pixel structure comprising at least one light-emitting diode (LED) emitter and at least one wavelength conversion unit disposed on a substrate. The disclosure also relates to an electronic device comprising an electronic display having a user interface surface and at least one such pixel structure.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

Микросветоизлучающие диоды, известные как Micro-LED, mLED или uLED, используются в дисплеях для мобильных устройств, таких как смартфоны, телевизоры, ПК, планшеты, смарт-очки, носимые устройства и многие другие потребительские и промышленные устройства. Микро-светодиод (micro-LED) обычно состоит из большого количества малых светодиодных излучателей и технологии отображения многообещающего будущего со многими потенциальными преимуществами, такими как высокая яркость и контрастность, высокая энергоэффективность, широкая цветовая гамма, гибкость форм-факторов и различные интеграции функций.Micro light-emitting diodes, known as Micro-LED, mLED or uLED, are used in displays for mobile devices such as smartphones, TVs, PCs, tablets, smart glasses, wearables and many other consumer and industrial devices. Micro-LED (micro-LED) typically consists of a large number of small LED emitters and a promising future display technology with many potential advantages, such as high brightness and contrast, high energy efficiency, wide color gamut, form factor flexibility, and various feature integrations.

Технология отображения Micro-LED в основном использует одну из двух схем: схему прямой эмиссии или схему преобразования цвета.Micro-LED display technology mainly uses one of two circuits: direct emission circuit or color conversion circuit.

В схеме прямой эмиссии каждый отдельный светодиодный излучатель излучает излучение в красном, зеленом или синем спектральном диапазоне. Такие решения с прямым излучением очень дороги в производстве, поскольку для каждой пиксельной структуры требуется один излучатель красного спектрального диапазона, один излучатель зеленого спектрального диапазона и один излучатель синего спектрального диапазона, так что для дисплея с разрешением около 8 миллионов пикселей потребуется около 24 миллионов светодиодных излучателей.In a direct emission design, each individual LED emitter emits radiation in the red, green or blue spectral range. Such direct-emitting solutions are very expensive to produce because each pixel structure requires one red light emitter, one green light emitter and one blue light emitter, so a display with a resolution of about 8 million pixels would require about 24 million LED emitters .

В схеме преобразования цвета используются только светодиодные излучатели, излучающие излучение, например, в синем спектральном диапазоне. Микросхемы светодиодных излучателей обычно основаны на системе материалов GaN (нитрид галлия). Блоки преобразования излучения синего в красное и синего в зеленое располагаются поверх соответствующих светодиодных пикселей и используются для преобразования излучения синего спектрального диапазона от некоторых светодиодных излучателей в излучение красного спектрального диапазона или излучение зеленого спектрального диапазона соответственно. По сравнению со схемой прямого излучения схема преобразования цвета проще и дешевле в изготовлении, так как требуется только один тип светодиодного излучателя.The color conversion circuit uses only LED emitters that emit radiation, for example, in the blue spectral range. LED emitter chips are usually based on the GaN (gallium nitride) material system. Blue-to-red and blue-to-green conversion blocks are located on top of the corresponding LED pixels and are used to convert blue spectral range radiation from some LED emitters into red spectral range radiation or green spectral range radiation, respectively. Compared to the direct emitting circuit, the color conversion circuit is simpler and cheaper to manufacture since only one type of LED emitter is required.

Излучение синего спектрального диапазона частично поглощается блоком преобразования, при этом поглощение экспоненциально уменьшается до первого порядка. В идеале блок преобразования должен поглощать почти все излучение синего спектрального диапазона, чтобы поддерживать высокую энергоэффективность и минимизировать утечку излучения синего спектрального диапазона из блоков преобразования.Radiation in the blue spectral range is partially absorbed by the conversion unit, and the absorption decreases exponentially to the first order. Ideally, the conversion unit should absorb almost all blue light to maintain high energy efficiency and minimize blue leakage from the conversion units.

Кроме того, блок преобразования должен иметь размеры площади, аналогичные размерам светодиодного излучателя. Высота блока преобразования предпочтительно больше, чтобы образовать малые столбы поверх светодиодных излучателей малого размера. Это облегчает распространение излучения синего спектрального диапазона через блок преобразования на большее расстояние и, следовательно, облегчает поглощение.In addition, the conversion unit must have area dimensions similar to those of the LED emitter. The height of the conversion block is preferably larger to form small pillars on top of the small sized LED emitters. This facilitates the propagation of blue spectral range radiation through the conversion unit over a greater distance and, therefore, facilitates absorption.

Однако на практике конверсионный материал должен иметь толщину в одну или несколько сотен мкм, чтобы поглощать большую часть излучения синего спектрального диапазона. Это дает очень большое соотношение сторон 100 мкм: 3 мкм и более между светодиодным излучателем и блоком преобразования, чего нелегко достичь с помощью способов микроструктурирования. Еще одна проблема заключается в том, что излучение зеленого или красного спектрального диапазона также должно проходить через блок преобразования и также может немного поглощаться материалом блока преобразования (самопоглощение). Это снижает эффективность устройства.However, in practice, the conversion material must have a thickness of one or several hundred microns in order to absorb most of the blue spectral range radiation. This gives a very large aspect ratio of 100 µm: 3 µm or more between the LED emitter and the conversion unit, which is not easily achieved using microstructuring techniques. Another problem is that the green or red spectral range radiation must also pass through the conversion unit and may also be slightly absorbed by the conversion unit material (self-absorption). This reduces the efficiency of the device.

Кроме того, такие многослойные структуры имеют плохой отвод тепла, потому что тепло от блока преобразования должно проникать через нижележащую микросхему светодиодного излучателя. Это еще больше нагревает микросхему светодиодного излучателя и сокращает срок службы пиксельной структуры. Укладка также затрудняет интеграцию других функциональных оптических элементов, таких как линзы. In addition, such multilayer structures have poor heat dissipation because heat from the conversion unit must penetrate through the underlying LED emitter chip. This further heats the LED emitter chip and shortens the life of the pixel structure. The stacking also makes it difficult to integrate other functional optical elements such as lenses.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Цель состоит в том, чтобы обеспечить улучшенную пиксельную структуру микро-светодиодов. Вышеупомянутые и другие цели достигаются с помощью признаков независимого(ых) пункта(ов). Дополнительные формы реализации очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и фигур.The goal is to provide an improved micro-LED pixel structure. The above and other objectives are achieved through the use of independent clause(s) features. Additional forms of implementation are obvious from the dependent claims, description and figures.

Согласно первому аспекту предложена пиксельная структура для электронного дисплея, причем пиксельная структура содержит подложку, по меньшей мере, один светодиодный излучатель, расположенный на подложке, при этом светодиодный излучатель выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение, при этом эмиссионное излучение находится в пределах диапазона длин волн излучения и излучается в одном или нескольких направлениях излучения в пределах основной эмиссионной плоскости, по меньшей мере, один блок преобразования длины волны, расположенный на подложке, соседней со светодиодным излучателем, причем блок преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования испускаемого излучения в преобразованное излучение, преобразованное излучение находящихся в пределах преобразованного диапазона длин волн и распространяющихся от блока преобразования длин волн в основном направлении преобразования, перпендикулярном основной эмиссионной плоскости, при этом преобразованный диапазон длин волн отличается от диапазона длин волн излучения.According to a first aspect, a pixel structure is provided for an electronic display, wherein the pixel structure comprises a substrate, at least one LED emitter disposed on the substrate, wherein the LED emitter is configured to emit emissive radiation, wherein the emissive radiation is within a wavelength range of the emission and emitted in one or more radiation directions within the main emission plane, at least one wavelength conversion unit located on a substrate adjacent to the LED emitter, wherein the wavelength conversion unit is configured to convert the emitted radiation into converted radiation, the converted radiation of the located within the converted wavelength range and propagating from the wavelength conversion unit in the main conversion direction perpendicular to the main emission plane, wherein the converted wavelength range differs from the emission wavelength range.

Такая компоновка позволяет получить пиксельную структуру со значительно уменьшенной высотой из-за того, что блоки преобразования расположены соседними со светодиодными излучателями, а не расположены стопкой поверх светодиодных излучателей. Этот тип распределения улучшает теплоотвод структуры, что, в свою очередь, увеличивает срок службы пиксельной структуры. Кроме того, поскольку преобразующее излучение проходит по существу перпендикулярно испускаемому излучению, значительно снижается риск испускаемого излучения, например, в синем спектральном диапазоне, просачивающегося в направлении преобразующего излучения и, следовательно, влияющего на преобразованное излучение, например, в красном спектральном диапазоне или зеленом спектральном диапазоне. Также более высокая эффективность достигается за счет прямого распространения преобразованного излучения от блока преобразования, без взаимодействия и перепоглощения преобразованного излучения другими блоками преобразования.This arrangement allows for a pixel structure with a significantly reduced height due to the fact that the conversion units are located adjacent to the LED emitters, rather than being stacked on top of the LED emitters. This type of distribution improves the heat dissipation of the structure, which in turn increases the service life of the pixel structure. In addition, since the conversion radiation travels substantially perpendicular to the emitted radiation, the risk of emitted radiation, for example, in the blue spectral range, leaking in the direction of the conversion radiation and therefore affecting the conversion radiation, for example, in the red spectral range or the green spectral range, is significantly reduced . Also, higher efficiency is achieved due to the direct propagation of converted radiation from the conversion unit, without interaction and reabsorption of the converted radiation by other conversion units.

В возможной форме реализации первого аспекта основная эмиссионная плоскость параллельна основной плоскости подложки, светодиодный(ые) излучатель(и) и блок(и) преобразования длины волны распределены в основной эмиссионной плоскости.In a possible embodiment of the first aspect, the main emission plane is parallel to the main plane of the substrate, the LED emitter(s) and the wavelength conversion unit(s) are distributed in the main emission plane.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта диапазон длин волн излучения представляет собой один из синего спектрального диапазона или ультрафиолетового спектрального диапазона, и когда пиксельная структура содержит по меньшей мере два светодиодных излучателя, светодиодные излучатели выполнены с возможностью излучать излучение, имеющего одинаковую длину волны. При использовании только одного типа светодиодных излучателей изготовление пиксельной структуры становится намного проще и дешевле из-за наличия только одного основного компонента вместо, например, трех различных и одинаково важных основных компонентов.In yet another possible embodiment of the first aspect, the wavelength range of the emission is one of the blue spectral range or the ultraviolet spectral range, and when the pixel structure includes at least two LED emitters, the LED emitters are configured to emit radiation having the same wavelength. By using only one type of LED emitter, manufacturing the pixel structure becomes much easier and cheaper due to having only one main component instead of, for example, three different and equally important main components.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксельная структура содержит по меньшей мере два блока преобразования длины волны, причем каждый блок преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования испускаемого излучения в диапазоне длин волн испускаемого излучения в преобразованное излучение в одном из множества различных преобразованных диапазонах длин волн, обеспечивающих преобразование испускаемого излучения одной и той же длины волны в преобразованное излучение в любых нескольких различных диапазонах длин волн.In yet another possible embodiment of the first aspect, the pixel structure includes at least two wavelength conversion units, each wavelength conversion unit configured to convert emitted radiation in a wavelength range of the emitted radiation into converted radiation in one of a plurality of different converted wavelength ranges, providing conversion of emitted radiation of the same wavelength into converted radiation in any several different wavelength ranges.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта по меньшей мере один первый блок преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования испускаемого излучения в первое преобразованное излучение, находящееся в пределах первого преобразованного диапазона длин волн, иIn yet another possible embodiment of the first aspect, the at least one first wavelength conversion unit is configured to convert the emitted radiation into a first converted radiation within the first converted wavelength range, and

по меньшей мере, один второй блок преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования испускаемого излучения во второе преобразованное излучение, находящееся во втором преобразованном диапазоне длин волн, причем второй преобразованный диапазон длин волн по меньшей мере частично отличается от первого преобразованного диапазона длин волн. Это позволяет одной пиксельной структуре излучать излучение в нескольких разных диапазонах длин волн одновременно и в одном направлении,at least one second wavelength conversion unit is configured to convert the emitted radiation into a second converted radiation located in a second converted wavelength range, wherein the second converted wavelength range is at least partially different from the first converted wavelength range. This allows a single pixel structure to emit radiation in several different wavelength ranges simultaneously and in the same direction,

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта первый преобразованный диапазон длин волн находится в пределах красного спектрального диапазона, а второй преобразованный диапазон длин волн находится в пределах зеленого спектрального диапазона, облегчая создание обычно используемой пиксельной структуры RGB.In yet another possible embodiment of the first aspect, the first converted wavelength range is within the red spectral range and the second converted wavelength range is within the green spectral range, facilitating the creation of a commonly used RGB pixel structure.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта светодиодный излучатель выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение только в основной эмиссионной плоскости или эмиссионного излучения или, по меньшей мере, одной части эмиссионного излучения, которое излучается в основной эмиссионной плоскости посредством светодиодного излучателя, преобразуется в преобразованное излучение в блоке преобразования длины волны. Это позволяет пиксельной структуре иметь как можно более низкую высоту, высоту, видимую в основном направлении преобразования, что, в свою очередь, увеличивает свободу размещения светодиодного излучателя в любом подходящем месте внутри электронного устройства, а также освобождает место для других компонентов.In yet another possible embodiment of the first aspect, the LED emitter is configured to emit emission radiation only in the main emission plane, or emission radiation or at least one portion of the emission radiation that is emitted in the main emission plane by the LED emitter is converted into converted radiation in wavelength conversion block. This allows the pixel structure to have as low a height as possible, the height visible in the main conversion direction, which in turn increases the freedom to place the LED emitter at any suitable location within the electronic device, while also freeing up space for other components.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта, когда пиксельная структура содержит по меньшей мере два светодиодных излучателя, по меньшей мере один из светодиодных излучателей выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение в основном направлении преобразования, что позволяет, например, излучать эмиссионное излучение в синем спектральном диапазоне непосредственно пользовательскому интерфейсу без преобразования или перенаправления.In another possible embodiment of the first aspect, when the pixel structure includes at least two LED emitters, at least one of the LED emitters is configured to emit emissive radiation in the main conversion direction, which allows, for example, to emit emissive radiation in the blue spectral range directly to the user interface without conversion or redirection.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксельная структура дополнительно содержит по меньшей мере один блок рассеивания излучения, расположенный на подложке, соседней со светодиодным излучателем, причем блок рассеивания выполнен с возможностью перенаправлять эмиссионное излучение, распространяющееся в основной эмиссионной плоскости, на основное направление преобразования, позволяющее перенаправить часть эмиссионного излучения, предоставляя больше свободы в отношении размещения светодиодного излучателя внутри электронного устройства.In yet another possible embodiment of the first aspect, the pixel structure further comprises at least one radiation dispersion unit located on a substrate adjacent to the LED emitter, wherein the diffusion unit is configured to redirect emission radiation propagating in the main emission plane to the main conversion direction, allowing part of the emission radiation to be redirected, providing more freedom regarding the placement of the LED emitter inside the electronic device.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта блок преобразования длины волны содержит материал преобразования длины волны, причем материал преобразования длины волны предпочтительно содержит материал матрицы и частицы преобразования длины волны, распределенные в материале матрицы.In yet another possible embodiment of the first aspect, the wavelength conversion unit comprises a wavelength conversion material, the wavelength conversion material preferably comprising a matrix material and wavelength conversion particles distributed in the matrix material.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта частицы преобразования длины волны, представляют собой квантовые точки или фосфорный материал. In another possible form of implementation of the first aspect, the wavelength conversion particles are quantum dots or phosphorus material.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта блок преобразования длины волны содержит по меньшей мере один барьер, проходящий вдоль периферии блока преобразования длины волны в основном направлении преобразования, при этом барьер выполнен с возможностью проходить путь поглощения блока преобразования длины волны, путь поглощения, проходящий в основной эмиссионной плоскости, эмиссионное излучение, распространяющееся вдоль пути поглощения, и преобразование эмиссионного излучения в преобразованное излучение, происходящее одновременно с распространением. Барьер позволяет распределять отдельные пиксельные структуры с меньшим шагом, поскольку барьер помогает уменьшить или даже избежать оптических перекрестных помех между соседними пиксельными структурами, даже если они расположены близко друг к другу. Кроме того, барьер может служить опорной поверхностью для отражателей, используемых для перенаправления излучения.In yet another possible embodiment of the first aspect, the wavelength conversion unit comprises at least one barrier extending along the periphery of the wavelength conversion unit in a primary conversion direction, wherein the barrier is configured to extend through an absorption path of the wavelength conversion unit, an absorption path extending in the main emission plane, emission radiation propagating along the absorption path, and the conversion of emission radiation into converted radiation occurring simultaneously with propagation. The barrier allows individual pixel structures to be distributed in smaller pitches because the barrier helps reduce or even avoid optical crosstalk between adjacent pixel structures, even if they are located close to each other. In addition, the barrier can serve as a support surface for reflectors used to redirect radiation.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксельная структура дополнительно содержит по меньшей мере один настенный отражатель, расположенный на поверхности барьера, проходящего по меньшей мере частично в основном направлении преобразования, при этом настенный отражатель выполнен с возможностью перенаправления эмиссионного излучения, распространяющегося вдоль пути поглощения, так что путь поглощения блока преобразования длины волны проходит в пределах основной эмиссионной плоскости, позволяя поглощать и, следовательно, преобразовывать как можно больше эмиссионного излучения блоком преобразования длины волны.In yet another possible embodiment of the first aspect, the pixel structure further comprises at least one wall reflector located on the surface of the barrier extending at least partially in the main conversion direction, wherein the wall reflector is configured to redirect emission radiation propagating along the absorption path, so that the absorption path of the wavelength conversion unit is within the main emission plane, allowing as much emission radiation as possible to be absorbed and therefore converted by the wavelength conversion unit.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксельная структура содержит по меньшей мере один нижний отражатель, расположенный между блоком преобразования длины волны и подложкой, при этом нижний отражатель проходит по меньшей мере частично параллельно основной эмиссионной плоскости и выполнен с возможностью перенаправления преобразованного излучения, распространяющееся внутри блока преобразования длины волны в основном направлении преобразования, что способствует повышению эффективности выходного излучения.In yet another possible form of implementation of the first aspect, the pixel structure includes at least one bottom reflector located between the wavelength conversion unit and the substrate, wherein the bottom reflector extends at least partially parallel to the main emission plane and is configured to redirect the converted radiation propagating internally wavelength conversion unit in the main conversion direction, which helps to increase the efficiency of the output radiation.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта, по меньшей мере, один из настенного отражателя и нижнего отражателя проходит под углом к основному направлению преобразования, позволяя перенаправить эмиссионное излучение и/или преобразованное излучение в сторону более полезного направления при его попадании в отражатель.In yet another possible embodiment of the first aspect, at least one of the wall reflector and the bottom reflector extends at an angle to the primary conversion direction, allowing emission radiation and/or converted radiation to be redirected toward a more useful direction when it hits the reflector.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта блок преобразования длины волны содержит волноводную структуру, сконфигурированную для направления эмиссионного излучения при его распространении внутри блока преобразования длины волны, что позволяет адаптировать блок преобразования длины волны к форм-фактору электронного устройства также как окружающие компоненты.In yet another possible form of implementation of the first aspect, the wavelength conversion unit includes a waveguide structure configured to guide emission radiation as it propagates within the wavelength conversion unit, allowing the wavelength conversion unit to be adapted to the form factor of the electronic device as well as surrounding components.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта блок преобразования длины волны сконфигурирован так, что по меньшей мере одна поверхность блока преобразования длины волны проходит под углом к основной плоскости подложки, при этом поверхность обращена в сторону от подложки, а поверхность проходит соседней с подложкой. Такое решение помогает предотвратить возникновение полного внутреннего отражения, поскольку угол может быть адаптирован для обеспечения того, чтобы максимально возможное количество преобразованного излучения распространялось в основном направлении преобразования из блока преобразования длины волны.In yet another possible embodiment of the first aspect, the wavelength conversion unit is configured such that at least one surface of the wavelength conversion unit extends at an angle to a major plane of the substrate, with the surface facing away from the substrate and the surface extending adjacent to the substrate. This solution helps prevent total internal reflection from occurring since the angle can be adjusted to ensure that as much of the converted radiation as possible is propagated in the primary conversion direction out of the wavelength conversion unit.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта один из блока преобразования длины волны и подложки сужается по мере того, как он проходит вдоль основной эмиссионной плоскости или основной плоскости подложки, позволяя наклонять поверхность блока преобразования длины волны с помощью простейших возможных средств.In yet another possible embodiment of the first aspect, one of the wavelength conversion unit and the substrate tapers as it extends along the main emission plane or the main plane of the substrate, allowing the surface of the wavelength conversion unit to be tilted by the simplest means possible.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксель дополнительно содержит по меньшей мере один оптический функциональный элемент, расположенный на поверхности блока преобразования длины волны, обращенной в сторону от подложки, при этом оптический функциональный элемент представляет собой один из элементов, расположенных сверху поверхности блока преобразования длины волны и является неотъемлемой частью поверхности блока преобразования длины волны.In yet another possible embodiment of the first aspect, the pixel further comprises at least one optical functional element located on a surface of the wavelength conversion block facing away from the substrate, wherein the optical functional element is one of the elements located on top of the surface of the wavelength conversion block waves and is an integral part of the surface of the wavelength conversion block.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта оптический функциональный элемент представляет собой по меньшей мере один из преломляющей линзы и дифракционной линзы, например, улучшающий фокусировку преобразованного излучения.In yet another possible embodiment of the first aspect, the optical functional element is at least one of a refractive lens and a diffractive lens, for example improving the focusing of the converted radiation.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта оптический функциональный элемент представляет собой поверхностную структуру, предпочтительно одну из поверхностных решеток, шероховатых поверхностей, поверхностных покрытий или микростолбиков, повышающих эффективность вывода пиксельной структуры.In yet another possible embodiment of the first aspect, the optical functional element is a surface structure, preferably one of surface gratings, rough surfaces, surface coatings or micropillars, increasing the output efficiency of the pixel structure.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта несколько из множества светодиодных излучателей функционально соединены с одним блоком преобразования длины волны, при этом светодиодные излучатели выполнены с возможностью одновременного и независимого излучения эмиссионного излучения в блок преобразования длины волны. Это обеспечивает избыточность, дающую лучший результат, а также гарантирует, что в случае выхода из строя одного из светодиодных излучателей структура пикселя по-прежнему будет функционировать, как предполагалось, без каких-либо темных областей.In yet another possible embodiment of the first aspect, several of a plurality of LED emitters are operatively coupled to a single wavelength conversion unit, wherein the LED emitters are configured to simultaneously and independently emit emission radiation to the wavelength conversion unit. This provides redundancy that gives better results and also ensures that if one of the LED emitters fails, the pixel structure will still function as intended without any dark areas.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта структура пикселя содержитIn yet another possible form of implementation of the first aspect, the pixel structure comprises

шесть светодиодных излучателей, причем первая пара светодиодных излучателей функционально соединена с первым блоком преобразования длины волны, при этом первый блок преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения от первой пары светодиодных излучателей в первое преобразованное излучение,six LED emitters, wherein the first pair of LED emitters is operatively connected to the first wavelength conversion unit, wherein the first wavelength conversion unit is configured to convert emission radiation from the first pair of LED emitters into the first converted radiation,

вторая пара светодиодных излучателей функционально соединена со вторым блоком преобразования длины волны, причем второй блок преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования эмиссионного излучения второй пары светодиодных излучателей во второе преобразованное излучение, и, необязательно, каждый светодиодный излучатель третьей пары из светодиодных излучателей функционально соединен с одним блоком рассеивания излучения или одним дополнительным блоком преобразования длины волны, при этом дополнительные блоки преобразования длины волны сконфигурированы для преобразования эмиссионного излучения третьей пары светодиодных излучателей в третье преобразованное излучение. Это обеспечивает структуру пикселя, способную излучать излучение на трех длинах волн одновременно и с избыточностью.a second pair of LED emitters is operatively coupled to a second wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit is configured to convert emission radiation from the second pair of LED emitters into a second converted radiation, and optionally, each LED emitter of the third pair of LED emitters is operatively coupled to one unit radiation scattering or one additional wavelength conversion unit, wherein the additional wavelength conversion units are configured to convert the emission radiation of the third pair of LED emitters into the third converted radiation. This provides a pixel structure capable of emitting radiation at three wavelengths simultaneously and redundantly.

В еще одной возможной форме реализации первого аспекта пиксельная структура дополнительно содержит компоновку управления для регулирования общего выхода преобразованного излучения, при этом регулирование содержит широтно-импульсную модуляцию и регулировку тока возбуждения светодиодного излучателя (излучателей). Компоновка управления позволяет, например, использовать встроенную избыточность соответствующим образом, например, управлять парами светодиодных излучателей таким образом, чтобы они либо обеспечивали лучший результат, либо чтобы один светодиодный излучатель компенсировал отказ другого светодиодного излучателя пары.In yet another possible embodiment of the first aspect, the pixel structure further comprises a control arrangement for adjusting the overall output of the converted radiation, wherein the control comprises pulse width modulation and adjustment of the drive current of the LED emitter(s). The control layout allows, for example, the built-in redundancy to be used appropriately, for example to control pairs of LED emitters so that they either provide the best result, or so that one LED emitter compensates for the failure of the other LED emitter of the pair.

Согласно второму аспекту предложено электронное устройство, содержащее электронный дисплей, имеющий поверхность пользовательского интерфейса и по меньшей мере одну пиксельную структуру в соответствии с вышеизложенным. Пиксельная структура выполнена с возможностью излучать эмиссионное излучение с одной эмиссионной длиной волны в нескольких эмиссионных направлениях в пределах основной эмиссионной плоскости, при этом основная эмиссионная плоскость проходит параллельно поверхности пользовательского интерфейса, чтобы преобразовывать, по меньшей мере, часть эмиссионного излучения в преобразованное излучение по меньшей мере одной преобразованной длиной волны, причем преобразованная длина волны отличается от эмиссионной длины волны,According to a second aspect, there is provided an electronic device comprising an electronic display having a user interface surface and at least one pixel structure as described above. The pixel structure is configured to emit emission radiation of one emission wavelength in multiple emission directions within a main emission plane, wherein the main emission plane extends parallel to the user interface surface to convert at least a portion of the emission radiation into at least a converted emission radiation one converted wavelength, wherein the converted wavelength differs from the emission wavelength,

и направлять преобразованное излучение в основном направлении преобразования, перпендикулярном основной эмиссионной плоскости и поверхности пользовательского интерфейса.and direct the converted radiation in the main conversion direction perpendicular to the main emission plane and the user interface surface.

Эта пиксельная структура имеет значительно уменьшенную высоту, оставляя свободное пространство внутри электронного устройства для других компонентов или предоставляя дополнительную свободу форм-фактору устройства. Кроме того, электронный дисплей будет иметь увеличенный срок службы благодаря улучшенному рассеиванию тепла пиксельных структур. Кроме того, поскольку коэффициент заполнения пиксельной структуры в боковых направлениях, т. е. в направлениях внутри основной эмиссионной плоскости, является низким для многих электронных устройств, эта структура оставляет много свободного места для размещения блоков преобразования, при этом обеспечивая достаточную степень свободы для дополнительных компонентов или усовершенствований структуры.This pixel structure has a significantly reduced height, leaving free space inside the electronic device for other components or providing additional freedom to the device form factor. In addition, the electronic display will have an increased service life due to improved heat dissipation of the pixel structures. In addition, since the fill factor of the pixel structure in the lateral directions, i.e., in directions inside the main emission plane, is low for many electronic devices, this structure leaves a lot of free space for placing conversion units, while still providing a sufficient degree of freedom for additional components or structural improvements.

В возможной форме реализации второго аспекта электронное устройство содержит множество идентичных пиксельных структур, при этом пиксельные структуры распределены в основной эмиссионной плоскости в виде двумерного шаблона, причем двумерный шаблон содержит ряды пиксельных структур и столбцы пиксельных структур, строки проходят параллельно и пересекают столбцы под перпендикулярными углами, причем количество пиксельных структур в отдельной строке не зависит от количества пиксельных структур в соседней строке, иIn a possible embodiment of the second aspect, the electronic device comprises a plurality of identical pixel structures, wherein the pixel structures are distributed in a primary emission plane in the form of a two-dimensional pattern, the two-dimensional pattern comprising rows of pixel structures and columns of pixel structures, the rows extending in parallel and intersecting the columns at perpendicular angles, wherein the number of pixel structures in a separate line does not depend on the number of pixel structures in the adjacent line, and

количество пиксельных структур в отдельном столбце не зависит от количества пиксельных структур в соседнем столбце, распределение пиксельных структур позволяет максимизировать количество пиксельных структур в области, содержащей двумерный шаблон, когда это необходимо, и более простую структуру, когда максимизация не нужна.the number of pixel structures in a particular column is independent of the number of pixel structures in an adjacent column, the distribution of pixel structures allows the number of pixel structures in the region containing the 2D pattern to be maximized when needed, and a simpler structure when maximization is not needed.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта множество пиксельных структур распределены с первым шагом в двумерном шаблоне таким образом, что, по меньшей мере, первое эмиссионное направление эмиссионного излучения отдельной пиксельной структуры совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением соседней пиксельной структуры, достаточным, например, для дисплея дальнего обзора.In yet another possible form of implementing the second aspect, a plurality of pixel structures are distributed with a first step in a two-dimensional pattern such that at least the first emissive direction of an individual pixel structure matches the corresponding first emission direction of an adjacent pixel structure, sufficient for, for example, long-range display.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта множество пиксельных структур распределены со вторым шагом в двумерном шаблоне таким образом, что по меньшей мере первое эмиссионное направление эмиссионного излучения отдельной пиксельной структуры не совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением излучения соседней пиксельной структуры, позволяющим максимизировать количество пиксельных структур в области, содержащей двумерный шаблон, что необходимо, например, для дисплея ближнего обзора.In yet another possible form of implementing the second aspect, a plurality of pixel structures are distributed with a second pitch in a two-dimensional pattern such that at least the first emissive emission direction of an individual pixel structure does not coincide with the corresponding first emission direction of an adjacent pixel structure, allowing the number of pixel structures to be maximized in an area containing a two-dimensional pattern, which is necessary, for example, for a near-view display.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта пиксельные структуры разделены первым шагом, и пиксельные структуры совпадают по меньшей мере по одному из направления столбцов и направления строк, так что путь(пути) поглощения блока(ов) преобразования длины волны отдельной пиксельной структуры совпадают с соответствующим путем(ями) поглощения соседней пиксельной структуры.In yet another possible form of implementing the second aspect, the pixel structures are separated by a first step, and the pixel structures match in at least one of the column direction and the row direction, such that the absorption path(s) of the wavelength conversion block(s) of the individual pixel structure coincides with the corresponding by(s) absorption of adjacent pixel structure.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта пиксельные структуры разделены вторым шагом, и каждая пиксельная структура повернута на угол в основной эмиссионной плоскости, так что путь(и) поглощения блока(ов) преобразования длины волны отдельной пиксельной структуры не совпадает(ют) с соответствующим(и) путем(ями) поглощения соседней пиксельной структуры, при этом несовпадение представляет собой боковое смещение и/или угловое смещение ориентации каждой пиксельной структуры.In yet another possible form of implementing the second aspect, the pixel structures are separated by a second step, and each pixel structure is rotated through an angle in the main emission plane, such that the absorption path(s) of the wavelength conversion block(s) of the individual pixel structure do not coincide with the corresponding (and) by(s) absorption of adjacent pixel structure, wherein the misalignment represents a lateral displacement and/or angular displacement of the orientation of each pixel structure.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта пиксельные структуры в отдельной строке смещены в направлении столбцов по отношению к пиксельным структурам в соседней строке, и/или пиксельные структуры в отдельном столбце смещены в направлении строк относительно пиксельных структур в соседнем столбце.In yet another possible embodiment of the second aspect, pixel structures in a particular row are offset in the column direction relative to pixel structures in an adjacent row, and/or pixel structures in a particular column are offset in the row direction relative to pixel structures in an adjacent column.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта длина пути поглощения фиксирована, длина составляет 10- 500 мкм, предпочтительно <20 мкм, и второй шаг составляет 20-150 мкм, предпочтительно 30-80 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированные таким образом, что расстояние между глазом пользователя и поверхностью (2а) пользовательского интерфейса составляет <1 м, а второй шаг составляет ≥70 мкм, предпочтительно ≥100 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированных таким образом, что соответствующее расстояние между глаз пользователя и поверхность пользовательского интерфейса (2а) ≥0,5 м.In yet another possible form of implementation of the second aspect, the absorption path length is fixed, the length is 10-500 µm, preferably <20 µm, and the second pitch is 20-150 µm, preferably 30-80 µm, in display applications configured such that the distance between the user's eye and the user interface surface (2a) is <1 m, and the second pitch is ≥70 µm, preferably ≥100 µm, in display applications configured such that the corresponding distance between the user's eye and the user interface surface (2a) is ≥ 0.5 m.

В еще одной возможной форме реализации второго аспекта преобразованное излучение распространяется в основном направлении преобразования, к поверхности пользовательского интерфейса, без применения фильтрации излучения, что уменьшает количество необходимых компонентов, пространство, необходимое для пиксельной структуры, также как количество источников ошибок.In yet another possible form of implementation of the second aspect, the converted radiation is propagated in the main conversion direction, towards the surface of the user interface, without applying radiation filtering, which reduces the number of components required, the space required for the pixel structure, as well as the number of error sources.

Эти и другие аспекты будут очевидны из вариантов осуществления, описанных ниже.These and other aspects will be apparent from the embodiments described below.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

В следующей подробной части настоящего раскрытия аспекты, варианты осуществления и реализации будут объяснены более подробно со ссылкой на примерные варианты осуществления, показанные на чертежах, на которых:In the following detailed portion of the present disclosure, aspects, embodiments and implementations will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawings, in which:

Фиг. 1а и 1b показывают вид сбоку и сверху пиксельной структуры предшествующего уровня техники;Fig. 1a and 1b show a side and top view of a prior art pixel structure;

фиг.2а и 2b показывают вид сбоку и сверху пиксельной структуры в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIGS. 2a and 2b show a side and top view of a pixel structure in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг.3а и 3b показаны виды сверху и сбоку пиксельной структуры в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIGS. 3a and 3b show top and side views of a pixel structure in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. с 4 по 9 показаны частичные поперечные сечения пиксельных структур в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;Fig. 4 to 9 show partial cross-sections of pixel structures in accordance with various embodiments of the present invention;

Фиг. 10 показывает схематический вид сбоку электронного устройства, содержащего пиксельные структуры в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;Fig. 10 shows a schematic side view of an electronic device containing pixel structures in accordance with embodiments of the present invention;

Фиг. 11-18 показывают схематические виды сверху распределения пиксельных структур для электронного дисплея.Fig. 11-18 show schematic plan views of a distribution of pixel structures for an electronic display.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ DETAILED DESCRIPTION

Фиг. 1a и 1b показаны виды сбоку и сверху пиксельной структуры преобразования цвета в соответствии с предшествующим уровнем техники. Несколько светодиодных излучателей 4 излучают эмиссионное излучение R1, например, в синем спектральном диапазоне, в направлении D1. Блоки 5 преобразования, расположенные поверх светодиодных излучателей 4, поглощают эмиссионное излучение R1, преобразуют его в преобразованное излучение R2 и затем излучают преобразованное излучение R2 также в направлении D1.Fig. 1a and 1b show side and top views of a color conversion pixel structure in accordance with the prior art. Several LED emitters 4 emit emission radiation R1, for example in the blue spectral range, in the direction D1. Conversion units 5 located on top of the LED emitters 4 absorb the emission radiation R1, convert it into converted radiation R2 and then emit the converted radiation R2 also in the direction D1.

На фиг. 2а и 2b показаны вид сбоку и сверху одного варианта осуществления пиксельной структуры преобразования цвета в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 3a-9 показывают дополнительные варианты осуществления пиксельных структур преобразования цвета. Эти пиксельные структуры преобразования цвета должны использоваться в электронном дисплее 2, причем дисплей содержит любое необходимое количество идентичных пиксельных структур.In fig. 2a and 2b are side and top views of one embodiment of a color conversion pixel structure in accordance with the present invention. Fig. 3a-9 show additional embodiments of color conversion pixel structures. These color conversion pixel structures are to be used in the electronic display 2, the display comprising any desired number of identical pixel structures.

Пиксельная структура 1 содержит, как показано на фиг. 2a, подложку 3, выполненную с возможностью нести по меньшей мере один светодиодный излучатель 4 и по меньшей мере один блок 5 преобразования длины волны, расположенный на подложке 3 соседним со светодиодным излучателем 4. Светодиодный излучатель 4, блок 5 преобразования длины волны и дополнительные компоненты, упомянутые ниже, могут быть соединены с подложкой 3 посредством пайки, клея или нанопроводов. Подложка 3 может содержать одну цельную подложку или несколько совпадающих частичных подложек и проходит, по меньшей мере, частично в пределах одной основной плоскости Р2 подложки. Подложка 3 может иметь частично ступенчатую конфигурацию, однако каждая пиксельная структура 1 расположена в одной общей плоскости, так что все ее излучающие излучение и преобразующие излучение компоненты совпадают по основной эмиссионной плоскости P1. Основная эмиссионная плоскость Р1 проходит параллельно основной плоскости Р2 подложки 3, как показано на фиг.2а, и светодиодные излучатели 4 и блоки 5 преобразования длины волны распределяются в основной эмиссионной плоскости Р1. При таком распределении блок 5 преобразования длины волны может иметь высоту в основном направлении D1 преобразования от 10 до 100 мкм, в то время как длина/ширина блока 5 преобразования длины волны может составлять более 100 мкм, даже более 1000 мкм.The pixel structure 1 contains, as shown in FIG. 2a, a substrate 3 configured to carry at least one LED emitter 4 and at least one wavelength conversion unit 5 located on the substrate 3 adjacent to the LED emitter 4. LED emitter 4, wavelength conversion unit 5 and additional components, mentioned below can be connected to the substrate 3 by soldering, adhesive or nanowires. The substrate 3 may comprise one complete substrate or a plurality of matching partial substrates and extends at least partially within one main substrate plane P2. The substrate 3 may have a partially stepped configuration, but each pixel structure 1 is located in one common plane, so that all of its radiation emitting and radiation converting components coincide along the main emission plane P1. The main emission plane P1 runs parallel to the main plane P2 of the substrate 3, as shown in FIG. 2a, and the LED emitters 4 and wavelength conversion units 5 are distributed in the main emission plane P1. With such a distribution, the wavelength conversion unit 5 may have a height in the main conversion direction D1 of 10 to 100 µm, while the length/width of the wavelength conversion unit 5 may be more than 100 µm, even more than 1000 µm.

Один или несколько светодиодных излучателей 4 расположены на подложке 3 таким образом, что каждый светодиодный излучатель 4 может излучать эмиссионное излучение R1 в пределах основной эмиссионной плоскости P1, т.е. сбоку через сторону светодиодного излучателя. Эмиссионное излучение R1, излучаемое светодиодным излучателем 4, может излучаться только в первом эмиссионном направлении D2 или во множестве эмиссионных направлений D2,…, Dn, охватывающих часть или всю область на 360° вокруг светодиодного излучателя 4. Эмиссионное излучение R1 также известно как свет накачки.One or more LED emitters 4 are arranged on the substrate 3 such that each LED emitter 4 can emit emissive radiation R1 within the main emission plane P1, i.e. from the side through the LED emitter side. The emission light R1 emitted by the LED emitter 4 may be emitted only in the first emission direction D2 or in a plurality of emission directions D2,..., Dn covering part or all of a 360° area around the LED emitter 4. The emission light R1 is also known as pump light.

Все эмиссионное излучение R1, излучаемое множеством светодиодных излучателей 4, находится в пределах одного и того же диапазона длин волн эмиссии. Эмиссионный диапазон длин волн может быть синим спектральным диапазоном или ультрафиолетовым спектральным диапазоном.All of the emission radiation R1 emitted by the plurality of LED emitters 4 is within the same emission wavelength range. The emission wavelength range may be the blue spectral range or the ultraviolet spectral range.

Каждый блок 5 преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования эмиссионного излучения R1 в преобразованное излучение R2. Преобразованное излучение R2 находится в пределах преобразованного диапазона длины волны, который по меньшей мере частично, предпочтительно полностью отличается от эмиссионного диапазона длины волны. Различные блоки 5 преобразования длины волны могут преобразовывать эмиссионное излучение R1 в преобразованное излучение R2 в пределах различных диапазонов преобразованного излучения, R21, R22. Структура 1 пикселя может содержать множество блоков 5 преобразования длины волны, причем каждый блок 5 преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения R1 в преобразованное излучение R2 в пределах одного из множества преобразованных диапазонов длин волн.Each wavelength conversion unit 5 is configured to convert emission radiation R1 into converted radiation R2. The converted emission R2 is within a converted wavelength range that is at least partially, preferably completely different from the emission wavelength range. Various wavelength conversion units 5 can convert emission radiation R1 into converted radiation R2 within different ranges of converted radiation, R21, R22. The pixel structure 1 may comprise a plurality of wavelength conversion units 5, each wavelength conversion unit 5 configured to convert emission radiation R1 into converted radiation R2 within one of the plurality of converted wavelength ranges.

В одном варианте осуществления пиксельная структура 1 содержит по меньшей мере один первый блок 5 преобразования длины волны, сконфигурированный для преобразования эмиссионного излучения R1 в первое преобразованное излучение R21 в пределах первого преобразованного диапазона длины волны, например красного спектрального диапазона, и по меньшей мере один второй блок 5 преобразования длины волны сконфигурирован для преобразования эмиссионного излучения R1 во второе преобразованное излучение R22 во втором преобразованном диапазоне длины волны, например, в зеленом спектральном диапазоне.In one embodiment, the pixel structure 1 comprises at least one first wavelength conversion unit 5 configured to convert emission radiation R1 into first converted radiation R21 within a first converted wavelength range, such as the red spectral range, and at least one second unit The wavelength conversion 5 is configured to convert the emission radiation R1 into a second converted radiation R22 in a second converted wavelength range, for example, a green spectral range.

В другом варианте осуществления пиксельная структура 1 содержит блоки 5 преобразования длины волны, преобразующие эмиссионное излучение R1 в преобразованное излучение в красном спектральном диапазоне R21, в преобразованное излучение в зеленом спектральном диапазоне R22 и в преобразованное излучение в желтом спектральном диапазоне R23 (не показано). Пиксельная структура 1 может содержать любое количество блоков 5 преобразования длины волны, преобразующих эмиссионное излучение R1 в излучение в любом количестве желаемых спектральных диапазонов R2, R21, R22, R23,…,R2n.In another embodiment, the pixel structure 1 contains wavelength conversion units 5 that convert emission radiation R1 into red converted radiation R21, green converted radiation R22, and yellow converted radiation R23 (not shown). Pixel structure 1 may contain any number of wavelength conversion blocks 5, converting emission radiation R1 into radiation in any number of desired spectral ranges R2, R21, R22, R23, ..., R2n.

Преобразованное излучение R2 распространяется от блока 5 преобразования длины волны в основном направлении преобразования D1, проходящем по существу перпендикулярно основной эмиссионной плоскости P1, то есть через верхнюю поверхность блока 5 преобразования длины волны. Другими словами, преобразованное излучение R2 распространяется в направлении от подложки 3, например, к поверхности 2а пользовательского интерфейса электронного устройства 13, содержащегося в электронном дисплее 2.The converted radiation R2 propagates from the wavelength conversion unit 5 in the main conversion direction D1 extending substantially perpendicular to the main emission plane P1, that is, through the upper surface of the wavelength conversion unit 5. In other words, the converted radiation R2 propagates in a direction from the substrate 3, for example, to the user interface surface 2a of the electronic device 13 contained in the electronic display 2.

В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 4, по меньшей мере один из светодиодных излучателей 4 выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение R1 непосредственно в основном направлении D1 преобразования, т.е. эмиссионное излучение R1 сохраняет свое направление и длину волны при распространении в основном направлении D1 преобразования.In one embodiment shown in FIG. 4, at least one of the LED emitters 4 is configured to emit emission radiation R1 directly in the main conversion direction D1, i.e. emission radiation R1 retains its direction and wavelength when propagating in the main direction of D1 transformation.

В дополнительных вариантах осуществления, показанных на фиг. 5-7, светодиодный излучатель(и) 4 выполнен(ы) с возможностью излучать эмиссионное излучение R1 только в основной эмиссионной плоскости (P1) , т.е. не непосредственно в основном направлении D1 преобразования, а сбоку, по меньшей мере, с одной стороны или со всех сторон светодиодного излучателя 4 в блок 5 преобразования длины волны или во множественные блоки 5 преобразования. Блоки 5 преобразования длины волны могут быть выполнены с возможностью преобразования только эмиссионного излучения R1 или частей эмиссионного излучения R1, которые излучаются с одной стороны или со всех сторон светодиодного излучателя 4, в преобразованное излучение R2.In additional embodiments shown in FIGS. 5-7, the LED emitter(s) 4 are configured to emit emission radiation R1 only in the main emission plane (P1), i.e. not directly in the main conversion direction D1, but laterally on at least one side or all sides of the LED emitter 4 to the wavelength conversion unit 5 or to multiple conversion units 5. The wavelength conversion units 5 can be configured to convert only the emission radiation R1 or parts of the emission radiation R1 that are emitted from one side or all sides of the LED emitter 4 into converted radiation R2.

В еще одном варианте осуществления пиксельная структура 1 содержит по меньшей мере один блок 6 рассеивания излучения, как показано на фиг. 5. Блок 6 рассеивания излучения расположен на подложке 3 соседним со светодиодным излучателем 4, аналогично компоновке блоков 5 преобразования длины волны. Блок 6 рассеивания выполнен с возможностью перенаправления эмиссионного излучения R1, распространяющегося в основной эмиссионной плоскости Р1, в основное направление преобразования D1 без преобразования, т.е. без изменения длины волны эмиссионного излучения R1. Блок 6 рассеивания может содержать полимерный материал матрицы, такой как полиметилметакрилат (ПММА, polymethyl methacrylate (PMMA)), с рассеивающими частицами, распределенными внутри материала матрицы. Рассеивающие частицы рассеивают поступающее эмиссионное излучение R1 во всех направлениях, и предпочтительно излучение R1, направленное к нижней части блока 6 рассеивания, т.е. к подложке 3, легко перенаправляется к верхней части блока 6 рассеивания с помощью, например, отражателя, такого как нижний отражатель 9, описанный ниже. Блок 6 рассеивания может иметь высоту в основном направлении преобразования D1 примерно от 10 до 100 мкм, в то время как длина/ширина блока 6 рассеивания может составлять более 100 мкм, даже более 1000 мкм. Как правило, количество рассеивающих частиц достаточно велико, чтобы позволить блоку 6 рассеивания иметь относительно малую высоту.In yet another embodiment, the pixel structure 1 includes at least one radiation scattering unit 6, as shown in FIG. 5. The radiation dispersion block 6 is located on the substrate 3 adjacent to the LED emitter 4, similar to the layout of the wavelength conversion blocks 5. The dispersion unit 6 is configured to redirect the emission radiation R1, propagating in the main emission plane P1, to the main direction of transformation D1 without conversion, i.e. without changing the wavelength of emission radiation R1. The scattering unit 6 may comprise a polymeric matrix material, such as polymethyl methacrylate (PMMA), with scattering particles distributed within the matrix material. The scattering particles scatter the incoming emission radiation R1 in all directions, and preferably the radiation R1 is directed towards the bottom of the scattering unit 6, i.e. to the substrate 3 is easily redirected to the top of the diffusion unit 6 using, for example, a reflector such as the lower reflector 9 described below. The diffusion block 6 may have a height in the main conversion direction D1 of about 10 to 100 µm, while the length/width of the diffusion block 6 may be more than 100 µm, even more than 1000 µm. Generally, the number of scattering particles is large enough to allow the scattering unit 6 to have a relatively small height.

Каждый блок 5 преобразования длины волны содержит материал преобразования длины волны. Материал преобразования длины волны, может представлять собой материал матрицы, содержащий частицы преобразования длины волны, распределенные внутри материала матрицы. Частицами преобразования длины волны могут быть квантовые точки или фосфорный материал.Each wavelength conversion unit 5 contains a wavelength conversion material. The wavelength conversion material may be a matrix material comprising wavelength conversion particles distributed within the matrix material. The wavelength conversion particles can be quantum dots or phosphorus material.

Как показано на фиг.6, блок 5 преобразования длины волны может содержать по меньшей мере один барьер 7, проходящий вдоль периферии блока 5 преобразования длины волны в основном направлении D1 преобразования. Барьер 7 может проходить вдоль, по меньшей мере, одного длинного края блока 5 преобразования длины волны (не показан), вдоль одного короткого конца блока 5 преобразования длины волны, как показано на фиг. 6, или вокруг длинных краев и короткого конца блока 5 преобразования длины волны таким образом, что стенки блока 5 преобразования длины волны закрыты барьером 7 в основном направлении D1 преобразования, как показано по меньшей мере на фиг. 11 и 15. Барьер 7 может быть интегрирован между соседними пиксельными структурами 1 с помощью технологии наноотпечатка с полимерным слоем или с помощью фотолитографии светочувствительного полимерного материала, такого как бензоциклобутен (BCB).As shown in FIG. 6, the wavelength conversion unit 5 may include at least one barrier 7 extending along the periphery of the wavelength conversion unit 5 in the main conversion direction D1. The barrier 7 may extend along at least one long edge of the wavelength conversion block 5 (not shown), along one short end of the wavelength conversion block 5, as shown in FIG. 6, or around the long edges and short end of the wavelength conversion block 5 such that the walls of the wavelength conversion block 5 are covered by the barrier 7 in the main conversion direction D1, as shown at least in FIG. 11 and 15. The barrier 7 can be integrated between adjacent pixel structures 1 using nanoimprint technology with a polymer layer or using photolithography of a photosensitive polymer material such as benzocyclobutene (BCB).

Барьер 7 выполнен с возможностью проходить путь А поглощения блока 5 преобразования длины волны. Путь А поглощения проходит в основной эмиссионной плоскости Р1 в блоке 5 преобразования длины волны. Когда эмиссионное излучение R1 распространяется в блоке 5 преобразования длины волны, оно распространяется, а также поглощается вдоль пути А поглощения. Поглощение и, следовательно, преобразование эмиссионного излучения R1 в преобразованное излучение R2 происходит одновременно с распространением, как указано на рис. с 4 по 9. По мере того, как эмиссионное излучение R1 распространяется вдоль пути А поглощения, интенсивность эмиссионного излучения R1 уменьшается, обычно экспоненциально.The barrier 7 is configured to pass through the absorption path A of the wavelength conversion block 5. The absorption path A passes in the main emission plane P1 in the wavelength conversion block 5. When the emission radiation R1 propagates in the wavelength conversion unit 5, it propagates and is also absorbed along the absorption path A. Absorption and, therefore, conversion of emission radiation R1 into converted radiation R2 occurs simultaneously with propagation, as indicated in Fig. 4 to 9. As the R1 emission propagates along absorption path A, the intensity of the R1 emission decreases, usually exponentially.

Барьер 7 уменьшает оптические перекрестные помехи, возникающие между соседними пиксельными структурами 1, и позволяет прохождение пути A поглощения блока 5 преобразования длины волны посредством, по меньшей мере, одного настенного отражателя 8.The barrier 7 reduces optical crosstalk occurring between adjacent pixel structures 1 and allows the absorption path A of the wavelength conversion unit 5 to pass through at least one wall reflector 8.

В одном варианте осуществления, показанном на фиг.6, по меньшей мере один настенный отражатель 8 расположен на барьере 7, предпочтительно на поверхности барьера 7, проходящей по меньшей мере частично в основном направлении D1 преобразования. Настенный отражатель 8 сконфигурирован для перенаправления эмиссионного излучения R1, которое распространяется вдоль пути А поглощения, так что путь А поглощения блока 5 преобразования длины волны проходит в пределах основной эмиссионной плоскости Р1 . Такое складывание пути А поглощения, которое может быть до 180º от исходного эмиссионного направления D2,…,Dn , показано на рис. 11.In one embodiment, shown in FIG. 6, at least one wall reflector 8 is located on the barrier 7, preferably on a surface of the barrier 7 extending at least partially in the main transformation direction D1. The wall reflector 8 is configured to redirect the emission radiation R1, which propagates along the absorption path A, so that the absorption path A of the wavelength conversion unit 5 passes within the main emission plane P1. This folding of absorption path A, which can be up to 180º from the original emission direction D2,...,Dn, is shown in Fig. eleven.

Как показано на Фиг. 4-9, по меньшей мере один нижний отражатель 9 может быть расположен между блоком 5 преобразования длины волны и подложкой 3, предпочтительно поверх поверхности подложки 3, на которой распределены светодиодные излучатели 4 и блок 5 преобразования длины волны. Нижний отражатель 9 проходит, по меньшей мере, частично параллельно основной эмиссионной плоскости Р1 и выполнен с возможностью перенаправления преобразованного излучения R2, которое распространяется внутри блока 5 преобразования длины волны практически во всех направлениях, к основному направлению D1 преобразования. Например, преобразованное излучение R2, направленное к нижней части блока 5 преобразования длины волны, то есть к подложке 3, легко перенаправляется к верхней части блока 5 преобразования длины волны.As shown in FIG. 4-9, at least one lower reflector 9 can be located between the wavelength conversion unit 5 and the substrate 3, preferably on top of the surface of the substrate 3 on which the LED emitters 4 and the wavelength conversion unit 5 are distributed. The lower reflector 9 runs at least partially parallel to the main emission plane P1 and is configured to redirect the converted radiation R2, which propagates inside the wavelength conversion unit 5 in almost all directions, to the main conversion direction D1. For example, the converted radiation R2 directed to the lower part of the wavelength conversion unit 5, that is, to the substrate 3, is easily redirected to the upper part of the wavelength conversion unit 5.

Настенный отражатель 8 и/или нижний отражатель 9 могут проходить под углом к основному направлению D1 преобразования. Настенный отражатель 8 может проходить под углом, который не перпендикулярен основной эмиссионной плоскости P1 , так что эмиссионное излучение R1, попадающее на настенный отражатель 8, направлено к подложке 3 и, предпочтительно, к нижнему отражателю 9, или к поверхности пользовательского интерфейса 2. Нижний отражатель 9 может проходить параллельно основной эмиссионной плоскости P1 , чтобы отражать эмиссионное излучение R1, распространяющееся к подложке 3, или он может проходить под углом к основной эмиссионной плоскости P1, так что отражение эмиссионного излучения R1, распространяющегося к подложке 3 можно направить в конкретном, предварительно определенном направлении. Настенный отражатель 8 и/или нижний отражатель 9 могут иметь отражающую поверхность, предпочтительно металлический слой. Металлический слой может представлять собой слой напыленного алюминия, и в этом случае настенный отражатель 8 и/или нижний отражатель 9 также предотвращают оптические перекрестные помехи между соседними пиксельными структурами.The wall reflector 8 and/or the bottom reflector 9 may extend at an angle to the main transformation direction D1. The wall reflector 8 may extend at an angle that is not perpendicular to the main emission plane P1 such that the emission radiation R1 incident on the wall reflector 8 is directed towards the substrate 3 and preferably towards the bottom reflector 9, or the user interface surface 2. Bottom reflector 9 may run parallel to the main emission plane P1 so as to reflect the emission radiation R1 propagating towards the substrate 3, or it may extend at an angle to the main emission plane P1 so that the reflection of the emission radiation R1 propagating towards the substrate 3 can be directed at a specific, predetermined direction. The wall reflector 8 and/or the bottom reflector 9 may have a reflective surface, preferably a metal layer. The metal layer may be a layer of sputtered aluminum, in which case the wall reflector 8 and/or the bottom reflector 9 also prevent optical crosstalk between adjacent pixel structures.

Соответственно, блок 5 преобразования длины волны может быть сконфигурирован так, что по меньшей мере одна поверхность 5а, 5b блока преобразования длины волны проходит под углом α к основной плоскости P2 подложки 3, причем поверхность 5а обращена в сторону от подложки 3, а поверхность 5b, проходит соседней с подложкой 3. По меньшей мере, одна из поверхностей 5а, 5b блока преобразования длины волны проходит под углом α из-за того, что блок 5 преобразования длины волны, подложка 3 или оба имеют клиновидную форму, т.е. сужаются по мере прохождения вдоль основной эмиссионной плоскости Р1 или основной плоскостью P2 подложки. На фиг.7 показан вариант осуществления, в котором только поверхность 5а блока преобразования длины волны проходит под углом α к основной плоскости Р2 подложки 3 из-за сужения самого блока 5 преобразования длины волны. Обе поверхности 5a, 5b блока преобразования длины волны могут проходить под углом α к основной плоскости P2 подложки 3. Кроме того, поверхность 5a блока преобразования длины волны может проходить под углом α1, а поверхность 5b блока преобразования длины волны может проходить под углом α2. Из-за более высокого показателя преломления материала матрицы блока преобразования длины волны по сравнению с окружающим воздухом только преобразованное излучение R2, попадающее на поверхность 5a, 5b блока преобразования длины волны под углом, меньшим, чем критический угол для полного внутреннего отражения, покидает блок 5 преобразования длины волны, в то время как другое преобразованное излучение R2 будет отражаться от поверхности 5a, 5b блока преобразования длины волны и оставаться внутри блока 5 преобразования длины волны. За счет применения вышеупомянутой сужающейся клинообразной формы эффективность вывода излучения повышается, поскольку излучение, захваченное внутри блока 5 преобразования длины волны, в конечном счете попадет на поверхность 5a, 5b блока преобразования длины волны под меньшим углом при отражении.Accordingly, the wavelength conversion unit 5 may be configured such that at least one surface 5a, 5b of the wavelength conversion unit extends at an angle α to the main plane P2 of the substrate 3, with the surface 5a facing away from the substrate 3 and the surface 5b, passes adjacent to the substrate 3. At least one of the surfaces 5a, 5b of the wavelength conversion unit passes at an angle α due to the fact that the wavelength conversion unit 5, the substrate 3 or both are wedge-shaped, i.e. narrow as they pass along the main emission plane P1 or the main plane P2 of the substrate. FIG. 7 shows an embodiment in which only the surface 5a of the wavelength conversion unit extends at an angle α to the main plane P2 of the substrate 3 due to the narrowing of the wavelength conversion unit 5 itself. Both surfaces 5a, 5b of the wavelength conversion unit may extend at an angle α to the main plane P2 of the substrate 3. Moreover, the surface 5a of the wavelength conversion unit may extend at an angle α1, and the surface 5b of the wavelength conversion unit may extend at an angle α2. Due to the higher refractive index of the matrix material of the wavelength conversion unit compared to the surrounding air, only the converted radiation R2 incident on the surface 5a, 5b of the wavelength conversion unit at an angle less than the critical angle for total internal reflection leaves the conversion unit 5 wavelength, while the other converted radiation R2 will be reflected from the surface 5a, 5b of the wavelength conversion unit and remain inside the wavelength conversion unit 5. By adopting the above-mentioned tapered wedge shape, the radiation output efficiency is improved since the radiation trapped inside the wavelength conversion unit 5 will ultimately hit the surface 5a, 5b of the wavelength conversion unit at a smaller angle upon reflection.

Как показано на фиг. 12, блок 5 преобразования длины волны может содержать волноводную структуру 10, сконфигурированную для направления эмиссионного излучения R1 при его распространении внутри блока 5 преобразования длины волны. Волноводная структура может иметь любую подходящую форму, например изогнутую, как на фиг.12, или спиралевидную (не показана).As shown in FIG. 12, the wavelength conversion unit 5 may include a waveguide structure 10 configured to guide emission radiation R1 as it propagates within the wavelength conversion unit 5. The waveguide structure may have any suitable shape, such as curved as in FIG. 12 or helical (not shown).

Пиксельная структура 1 может дополнительно содержать по меньшей мере один оптический функциональный элемент 11, расположенный на поверхности 5а блока преобразования длины волны, обращенной в сторону от подложки 3, как показано на фиг. 8 и 9. Оптический функциональный элемент 11 может быть расположен поверх поверхности 5а блока преобразования длины волны, как показано на фиг. 9, или интегрирован с поверхностью 5а блока преобразования длины волны, как показано на фиг. 8.The pixel structure 1 may further comprise at least one optical functional element 11 located on the surface 5a of the wavelength conversion unit facing away from the substrate 3, as shown in FIG. 8 and 9. The optical function element 11 may be located on top of the wavelength conversion unit surface 5a, as shown in FIG. 9, or integrated with the surface 5a of the wavelength conversion unit, as shown in FIG. 8.

Оптический функциональный элемент 11, показанный на фиг.9, может быть по меньшей мере одним из преломляющей линзы и дифракционной линзы, используемых, например, для фокусировки преобразованного излучения R2.The optical functional element 11 shown in FIG. 9 may be at least one of a refractive lens and a diffractive lens used for focusing the converted radiation R2, for example.

Вместо этого оптический функциональный элемент 11 может представлять собой поверхностную структуру, предпочтительно одну из поверхностных решеток, как показано на фиг.8, шероховатости поверхности, поверхностного покрытия или микростолбика. Решетка повышает эффективность вывода преобразованного излучения R2, управляя преобразованным излучением R2.Instead, the optical functional element 11 may be a surface structure, preferably one of a surface array, as shown in FIG. 8, of a surface roughness, a surface coating, or a micropillar. The grating increases the output efficiency of the converted radiation R2 by controlling the converted radiation R2.

Как показано на фиг. 2b, несколько светодиодных излучателей 4 могут быть функционально соединены с одним блоком 5 преобразования длины волны и сконфигурированы как для одновременного, так и независимого излучения эмиссионного излучения R1 в блок 5 преобразования длины волны. Это обеспечивает избыточность, дающую лучший выход, а также гарантирующую, что в случае выхода из строя одного из светодиодных излучателей 4 пиксельная структура 1 по-прежнему будет функционировать, как предполагалось, без каких-либо темных областей.As shown in FIG. 2b, multiple LED emitters 4 may be operatively coupled to a single wavelength conversion unit 5 and configured to both simultaneously and independently emit emission radiation R1 to the wavelength conversion unit 5. This provides redundancy that gives better output and also ensures that if one of the LED emitters 4 fails, the pixel structure 1 will still function as intended without any dark areas.

Как показано на фиг. 10, компоновка 12 управления предназначена для регулирования общего выхода преобразованного излучения R2, R21, R22, причем регулирование содержит широтно-импульсную модуляцию и регулировку тока возбуждения светодиодных излучателей 4.As shown in FIG. 10, the control arrangement 12 is designed to regulate the total output of the converted radiation R2, R21, R22, and the control contains pulse-width modulation and adjustment of the excitation current of the LED emitters 4.

В одном варианте осуществления преобразованное излучение R2, R21, R22 распространяется в основном направлении преобразования D2 к поверхности 2а пользовательского интерфейса без применения фильтрации излучения.In one embodiment, the converted radiation R2, R21, R22 propagates in the main conversion direction D2 to the user interface surface 2a without applying radiation filtering.

Пиксельная структура 1 может содержать по меньшей мере три светодиодных излучателя 4, при этом по меньшей мере один первый блок 5 преобразования длины волны функционально соединен с первым светодиодным излучателем 4, а по меньшей мере один второй блок 5 преобразования длины волны функционально соединен со вторым светодиодным излучателем 4. Как показано на фиг. 2b, пиксельная структура 1 может содержать шесть светодиодных излучателей 4, причем первая пара светодиодных излучателей 4 функционально соединена с первым блоком 5 преобразования длины волны, а вторая пара светодиодных излучателей 4 функционально соединена со вторым блоком 5 преобразования длины волны. Первый блок 5 преобразования длины волны предпочтительно сконфигурирован для преобразования эмиссионного излучения R1 от первой пары светодиодных излучателей 4 в первое преобразованное излучение R2, а второй блок 5 преобразования длины волны предпочтительно сконфигурирован для преобразования эмиссионного излучения R1 от второй светодиодных пары излучателей 4 во второе преобразованное излучение R2.The pixel structure 1 may contain at least three LED emitters 4, with at least one first wavelength conversion unit 5 operatively connected to the first LED emitter 4, and at least one second wavelength conversion unit 5 operatively connected to the second LED emitter 4. As shown in FIG. 2b, the pixel structure 1 may include six LED emitters 4, the first pair of LED emitters 4 being operatively connected to the first wavelength conversion unit 5, and the second pair of LED emitters 4 being operatively connected to the second wavelength conversion unit 5. The first wavelength conversion unit 5 is preferably configured to convert the emission radiation R1 from the first pair of LED emitters 4 into the first converted radiation R2, and the second wavelength conversion unit 5 is preferably configured to convert the emission radiation R1 from the second pair of LED emitters 4 into the second converted radiation R2 .

Как также показано на фиг.2b, каждый светодиодный излучатель 4 из третьей пары светодиодных излучателей 4 может быть функционально соединен с одним блоком 6 рассеивания излучения или одним дополнительным блоком 5 преобразования длины волны каждый. Когда эмиссионное излучение R1 находится в пределах ультрафиолетового спектрального диапазона, третья пара светодиодных излучателей 4 предпочтительно функционально соединена с одним дополнительным блоком 5 преобразования длины волны каждый, при этом дополнительные блоки 5 преобразования длины волны сконфигурированы для преобразования эмиссионного излучения R1 в ультрафиолетовом спектральном диапазоне от третьей пары светодиодных излучателей 4 до третьего преобразованного излучения R3, например, в синем спектральном диапазоне (не показан). Вместо этого, когда эмиссионное излучение R1 находится в синем спектральном диапазоне, третья пара светодиодных излучателей 4 предпочтительно функционально соединена с одним блоком 6 рассеивания излучения каждый. Каждый светодиодный излучатель 4 может быть функционально соединен с одним блоком 5 преобразования длины волны, необязательно соединение содержит анод контактного слоя для каждого светодиодного излучателя, например, металлический контактный слой, показанный в качестве нижнего слоя на фиг. 3b, а подложка 3 содержит катодный слой. Металлический контактный слой подает ток на светодиодный излучатель и предотвращает нежелательное эмиссионное излучение R1 в направлении нижней части светодиодного излучателя и, следовательно, на подложку 3.As also shown in FIG. 2b, each LED emitter 4 of the third pair of LED emitters 4 may be operatively connected to one radiation diffusion unit 6 or one additional wavelength conversion unit 5 each. When the emission radiation R1 is within the ultraviolet spectral range, the third pair of LED emitters 4 are preferably operably connected to one additional wavelength conversion unit 5 each, wherein the additional wavelength conversion units 5 are configured to convert the emission radiation R1 within the ultraviolet spectral range from the third pair LED emitters 4 to the third converted radiation R3, for example, in the blue spectral range (not shown). Instead, when the emission radiation R1 is in the blue spectral range, the third pair of LED emitters 4 are preferably operatively connected to one radiation diffusion unit 6 each. Each LED emitter 4 may be operatively connected to one wavelength conversion unit 5, optionally the connection comprising an anode contact layer for each LED emitter, for example, a metal contact layer shown as the bottom layer in FIG. 3b, and the substrate 3 contains a cathode layer. The metal contact layer supplies current to the LED emitter and prevents unwanted emission radiation from R1 towards the bottom of the LED emitter and therefore onto the substrate 3.

На фиг. 10 показано электронное устройство 13, содержащее электронный дисплей 2, имеющий поверхность 2а пользовательского интерфейса и по меньшей мере одну пиксельную структуру 1. Пиксельная структура 1 выполнена с возможностью излучать эмиссионное излучение R1 с одной длиной волны излучения в нескольких эмиссионных направлениях D2,…,Dn в пределах основной эмиссионной плоскости P1 , как указано на фиг. 2b, для преобразования по меньшей мере части эмиссионного излучения R1 в преобразованное излучение R2, R21, R22 по меньшей мере с одной преобразованной длиной волны и направить преобразованное излучение R2, R21, R22 в основном направлении D1 преобразования, перпендикулярном основной эмиссионной плоскости P1 и поверхности 2а пользовательского интерфейса. Основная эмиссионная плоскость Р1 проходит по существу параллельно поверхности 2а пользовательского интерфейса. Пиксельная структура 1 сконфигурирована для преобразования эмиссионного излучения по меньшей мере в одну, предпочтительно в несколько преобразованных длин волн, причем различные преобразованные длины волн отличаются друг от друга и от эмиссионной длины волны.In fig. 10 shows an electronic device 13 comprising an electronic display 2 having a user interface surface 2a and at least one pixel structure 1. The pixel structure 1 is configured to emit emission radiation R1 with one emission wavelength in multiple emission directions D2,...,Dn in within the main emission plane P1, as indicated in Fig. 2b, to convert at least a portion of the emission radiation R1 into converted radiation R2, R21, R22 with at least one converted wavelength and direct the converted radiation R2, R21, R22 in the main conversion direction D1, perpendicular to the main emission plane P1 and the surface 2a user interface. The main emission plane P1 extends substantially parallel to the user interface surface 2a. The pixel structure 1 is configured to convert emission radiation into at least one, preferably several, converted wavelengths, the different converted wavelengths being different from each other and from the emission wavelength.

Как показано на Фиг. 11-18, электронное устройство 13 может содержать множество идентичных пиксельных структур 1, при этом пиксельные структуры 1 распределены в основной эмиссионной плоскости P1 в виде двумерного шаблона. Двумерный шаблон содержит ряды пиксельных структур 1 и столбцы пиксельных структур 1, при этом строки проходят параллельно и пересекают столбцы под перпендикулярными углами. Количество пиксельных структур 1 в отдельной строке не зависит от количества пиксельных структур 1 в соседней строке, как показано на фиг. 17, на которой поочередно показаны одна и две пиксельные структуры 1 в каждой строке, и на фиг. 18, на которых показано поочередно две и три пиксельные структуры 1 в каждой строке. Соответственно, количество пиксельных структур 1 в отдельном столбце не зависит от количества пиксельных структур 1 в соседнем столбце, как показано на фиг. 17, на которой поочередно показаны две и три пиксельные структуры 1 в каждом столбце, и на фиг. 18, которая показывает поочередно одну и две пиксельные структуры 1 в каждом столбце. Такое распределение пиксельных структур 1 позволяет максимизировать количество пиксельных структур 1 в области, содержащей двумерный шаблон.As shown in FIG. 11-18, the electronic device 13 may include a plurality of identical pixel structures 1, wherein the pixel structures 1 are distributed in the main emission plane P1 in the form of a two-dimensional pattern. The two-dimensional pattern contains rows of pixel structures 1 and columns of pixel structures 1, with the rows running parallel and intersecting the columns at perpendicular angles. The number of pixel structures 1 in a single row is independent of the number of pixel structures 1 in an adjacent row, as shown in FIG. 17, which alternately shows one and two pixel structures 1 in each row, and FIG. 18, which alternately shows two and three pixel structures 1 in each row. Accordingly, the number of pixel structures 1 in a particular column is independent of the number of pixel structures 1 in an adjacent column, as shown in FIG. 17, which alternately shows two and three pixel structures 1 in each column, and FIG. 18, which shows alternately one and two pixel structures 1 in each column. This distribution of pixel structures 1 allows the number of pixel structures 1 in the area containing the two-dimensional pattern to be maximized.

Как показано на фиг. 13, множество пиксельных структур 1 может быть распределено с первым шагом в двумерном шаблоне таким образом, что по меньшей мере первое эмиссионное направление D2 эмиссионного излучения R1 в отдельной пиксельной структуре 1 совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением D2 соседней пиксельной структуры 1. Как также показано на фиг. 13, второе, третье и четвертое эмиссионные направления D3, D4 и D5 также могут совпадать с соответствующими вторым, третьим и четвертым эмиссионными направлениями D3, D4 и D5 соседней пиксельной структуры 1. Другими словами, пиксельные структуры 1 могут быть расположены в виде двумерного прямоугольного сетчатого шаблона, причем количество пиксельных структур 1 в строке, количество пиксельных структур 1 в столбце, расстояния между строками и расстояния между столбцами постоянные. Шаг - это расстояние между центральными точками соседних пиксельных структур 1. Этот тип совпадающей компоновки подходит, когда длина пути A поглощения мала по сравнению с шагом.As shown in FIG. 13, a plurality of pixel structures 1 may be distributed with a first step in a two-dimensional pattern such that at least a first emission direction D2 of an emission light R1 in an individual pixel structure 1 matches the corresponding first emission direction D2 of an adjacent pixel structure 1. As also shown in fig. 13, the second, third and fourth emission directions D3, D4 and D5 may also coincide with the corresponding second, third and fourth emission directions D3, D4 and D5 of the adjacent pixel structure 1. In other words, the pixel structures 1 may be arranged in a two-dimensional rectangular grid pattern template, and the number of pixel structures is 1 in a row, the number of pixel structures is 1 in a column, the distances between rows and the distances between columns are constant. The pitch is the distance between the center points of adjacent pixel structures 1. This type of matching arrangement is suitable when the absorption path length A is small compared to the pitch.

Как показано на Фиг. 11, 12 и с 14 по 18, множество пиксельных структур 1 вместо этого могут быть распределены со вторым шагом в двумерном шаблоне таким образом, что по меньшей мере первое эмиссионное направление D2 испускаемого излучения R1 отдельной пиксельной структуры 1 не совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением D2 соседней пиксельной структуры 1. Предпочтительно не совпадающие эмиссионные направления проходят параллельно, так что все пиксельные структуры 1 не совпадают на одинаковую величину и в одном и том же направлении, например, за счет поворота в основной эмиссионной плоскости Р1 по отношению к шаблону столбцов и строк.As shown in FIG. 11, 12 and 14 to 18, the plurality of pixel structures 1 may instead be distributed with a second pitch in a two-dimensional pattern such that at least the first emission direction D2 of the emitted radiation R1 of the individual pixel structure 1 does not coincide with the corresponding first emission direction D2 adjacent pixel structure 1. Preferably, the non-coinciding emission directions run in parallel, so that all pixel structures 1 do not coincide by the same amount and in the same direction, for example, due to rotation in the main emission plane P1 with respect to the column and row pattern.

Независимо от возможного поворота пиксельные структуры 1 могут быть расположены так, что их центральные точки совпадают в обоих направлениях двумерного шаблона, как показано на фиг. 11, 12 и 15. Пиксельные структуры 1 также могут быть расположены таким образом, что их центральные точки совпадают в одном направлении двумерного шаблона, но при этом смещены в другом направлении, как показано на фиг. 14 и 16. Как показано на рис. 17 и 18, пиксельные структуры 1 также могут быть расположены так, что их центральные точки не совпадают в обоих направлениях двумерного шаблона. Повернутая, не совпадающая компоновка подходит, когда длина пути A поглощения велика по сравнению с шагом.Regardless of possible rotation, the pixel structures 1 can be arranged such that their center points coincide in both directions of the two-dimensional pattern, as shown in FIG. 11, 12 and 15. The pixel structures 1 can also be arranged such that their center points coincide in one direction of the two-dimensional pattern, but are offset in the other direction, as shown in FIG. 14 and 16. As shown in Fig. 17 and 18, the pixel structures 1 may also be arranged such that their center points do not coincide in both directions of the two-dimensional pattern. A rotated, non-matching arrangement is suitable when the absorption path length A is large compared to the pitch.

Не совпадение позволяет проходить длину пути A поглощения каждой такой пиксельной структуры 1, имеющей одно или несколько не совпадающих эмиссионных направлений. Поскольку эмиссионные направления не совпадают и не проходят вдоль одних и тех же строк или столбцов, а вместо этого в пределах свободных областей между такими строками и столбцами, длина каждого пути A поглощения менее ограничена длиной соседних путей A поглощения. Следовательно, размер пути А поглощения может превышать, например, внешний размер блока 5 преобразования длины волны в основной эмиссионной плоскости Р1 , т.е. длина пути А поглощения может быть больше, чем длина или, скорее, ширина блока 5 преобразования длины волны, которая проходит внутри. Например, на фиг.11 показан вариант осуществления, в котором путь поглощения А сложен вдвое на противоположных концах блока 5 преобразования длины волны, а на фиг.12 показан вариант осуществления, в котором путь поглощения А изогнут.The non-coincidence allows the absorption path length A of each such pixel structure 1 having one or more non-coinciding emission directions to be traversed. Because the emission directions do not coincide or extend along the same rows or columns, but instead within the free regions between such rows and columns, the length of each absorption path A is less limited by the length of adjacent absorption paths A. Consequently, the size of the absorption path A may exceed, for example, the external size of the wavelength conversion unit 5 in the main emission plane P1, i.e. the length of the absorption path A may be greater than the length or rather the width of the wavelength conversion unit 5 that passes inside. For example, FIG. 11 shows an embodiment in which the absorption path A is folded in half at opposite ends of the wavelength conversion unit 5, and FIG. 12 shows an embodiment in which the absorption path A is bent.

Фиг. 14-18 показывают варианты осуществления, в которых шаг между соседними пиксельными структурами 1 был уменьшен. На фиг.15 шаг аналогичен длине пути A поглощения, так что он не может соответствовать двум соседним путям поглощения на прямой линии между пикселями. Следовательно, эмиссионное направление каждой пиксельной структуры 1 поворачивается по отношению к шаблону пиксельных структур 1 таким образом, что путь A поглощения одной пиксельной структуры 1 находится рядом с путем A поглощения соседней пиксельной структуры 1 без перекрытия. Таким образом, шаг между пиксельными структурами 1 максимально используется для пути А поглощения. Путь А поглощения должен быть достаточно длинным, чтобы обеспечить высокую эффективность преобразования цвета и высокое поглощение эмиссионного излучения R1, в частности, в синем спектральном диапазоне. Fig. 14-18 show embodiments in which the pitch between adjacent pixel structures 1 has been reduced. In FIG. 15, the pitch is similar to the absorption path length A, so that it cannot correspond to two adjacent absorption paths on a straight line between pixels. Therefore, the emission direction of each pixel structure 1 is rotated with respect to the pattern of the pixel structures 1 such that the absorption path A of one pixel structure 1 is adjacent to the absorption path A of the adjacent pixel structure 1 without overlap. Thus, the pitch between pixel structures 1 is maximally used for absorption path A. The absorption path A must be long enough to provide high color conversion efficiency and high absorption of emission radiation R1, in particular in the blue spectral range.

Фиг. 14 показан вариант осуществления, в котором первое эмиссионное направление D2 и второе эмиссионное направление D3 отдельной пиксельной структуры 1 не совпадают, чтобы показать боковое смещение с соответствующим первым эмиссионным направлением D2 и вторым эмиссионным направлением D3 соседней пиксельной структуры, в то время как третье и четвертое эмиссионные направления D4, D5 совпадают, поскольку требуемая длина пути поглощения короче для эмиссии от D4 и D5.Fig. 14 shows an embodiment in which the first emission direction D2 and the second emission direction D3 of the individual pixel structure 1 do not coincide to show a lateral displacement with the corresponding first emission direction D2 and the second emission direction D3 of the adjacent pixel structure, while the third and fourth emission direction the directions D4, D5 are the same because the required absorption path length is shorter for the emission from D4 and D5.

Фиг. 15 и 16 показаны варианты осуществления, в которых первое эмиссионное направление D2, второе эмиссионное направление D3, третье эмиссионное направление D4 и четвертое эмиссионное направление D5 отдельной пиксельной структуры 1 не совпадают с соответствующими эмиссионными направлениями D2, D3, D4, D5 соседней пиксельной структуры, так что двухмерный шаблон содержит один или несколько взаимосоединенных параллелограммов.Fig. 15 and 16 show embodiments in which the first emission direction D2, the second emission direction D3, the third emission direction D4 and the fourth emission direction D5 of the individual pixel structure 1 do not coincide with the corresponding emission directions D2, D3, D4, D5 of the adjacent pixel structure, so that the two-dimensional pattern contains one or more interconnected parallelograms.

Фиг. 17 и 18 показывают варианты осуществления, в которых первое эмиссионное направление D2, второе эмиссионное направление D3, третье эмиссионное направление D4 и четвертое эмиссионное направление D5 отдельной пиксельной структуры 1 не совпадают, чтобы иметь боковое смещение с соответствующими эмиссионными направлениями D2, D3, D4, D5 соседней пиксельной структуры и такой, что двухмерный шаблон содержит сотовый шаблон из распределенных пиксельных структур 1.Fig. 17 and 18 show embodiments in which the first emission direction D2, the second emission direction D3, the third emission direction D4 and the fourth emission direction D5 of the individual pixel structure 1 are not aligned to have a lateral offset with the corresponding emission directions D2, D3, D4, D5 adjacent pixel structure and such that the two-dimensional pattern contains a honeycomb pattern of distributed pixel structures 1.

Как упоминалось выше, пиксельные структуры 1 могут быть расположены на первом шаге, т.е. разделены им. В этом случае пиксельные структуры 1 совпадают, по меньшей мере, по одному из направления столбцов и направления строк, так что путь(и) A поглощения блока(ов) 5 преобразования длины волны отдельной пиксельной структуры 1 совпадают с соответствующим путем(ями) A поглощения соседней пиксельной структуры.As mentioned above, the pixel structures 1 can be located in the first step, i.e. separated by him. In this case, the pixel structures 1 coincide in at least one of the column direction and the row direction, so that the absorption path(s) A of the wavelength conversion unit(s) 5 of the individual pixel structure 1 coincide with the corresponding absorption path(s) A neighboring pixel structure.

Как упоминалось выше, пиксельные структуры 1 могут быть расположены в виде двумерного массива. Каждая пиксельная структура 1 может занимать площадь идентичного размера и/или иметь ту же длину пути A поглощения, что и другие пиксельные структуры 1. Длина поглощения может составлять 10-500 мкм, предпочтительно <20 мкм. Шаг пиксельных структур 1 в двумерном массиве может составлять 20-150 мкм, предпочтительно 30-80 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированных таким образом, что расстояние между глазом пользователя и поверхностью 2а пользовательского интерфейса составляет <1 м, т.е. для дисплеев ближнего обзора, например, на смартфонах. Соответственно, второй шаг может быть ≥70 мкм, предпочтительно ≥100 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированных таким образом, что соответствующее расстояние между глазом пользователя и поверхностью 2а пользовательского интерфейса составляет ≥0,5 м, т.е. для дисплеев дальнего обзора, таких как как в телевизорах.As mentioned above, the pixel structures 1 can be arranged in a two-dimensional array. Each pixel structure 1 may occupy an area of identical size and/or have the same absorption path length A as the other pixel structures 1. The absorption length may be 10-500 μm, preferably <20 μm. The pitch of the pixel structures 1 in the two-dimensional array may be 20-150 µm, preferably 30-80 µm, in display applications configured such that the distance between the user's eye and the user interface surface 2a is <1 m, i.e. for close-view displays, such as on smartphones. Accordingly, the second pitch may be ≥70 μm, preferably ≥100 μm, in display applications configured such that the corresponding distance between the user's eye and the user interface surface 2a is ≥0.5 m, i.e. for long-distance displays such as those found on televisions.

Множество пиксельных структур 1, распределенных со вторым шагом, могут быть повернуты на угол β в основной эмиссионной плоскости P1, как показано на фиг. 11, 12, 15, 16 и 18, так что пути A поглощения блоков 5 преобразования длины волны отдельной пиксельной структуры 1 не совпадают с соответствующими путями A поглощения соседней пиксельной структуры.A plurality of pixel structures 1 distributed with a second pitch may be rotated by an angle β in the main emission plane P1, as shown in FIG. 11, 12, 15, 16 and 18, so that the absorption paths A of the wavelength conversion units 5 of the individual pixel structure 1 are not the same as the corresponding absorption paths A of the adjacent pixel structure.

Кроме того, пиксельные структуры 1 в отдельной строке могут быть смещены в направлении столбцов относительно пиксельных структур 1 в соседней строке, как показано на фиг. 14, 16 и 17. Соответственно, пиксельные структуры 1 в отдельном столбце могут быть смещены в направлении строк относительно пиксельных структур 1 в соседнем столбце, как показано на фиг. 18.In addition, the pixel structures 1 in a particular row may be offset in the columnar direction relative to the pixel structures 1 in an adjacent row, as shown in FIG. 14, 16 and 17. Accordingly, the pixel structures 1 in a particular column may be offset in the row direction relative to the pixel structures 1 in an adjacent column, as shown in FIG. 18.

Различные аспекты и реализации были описаны здесь в связи с различными вариантами осуществления. Однако другие варианты раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного предмета из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль единственного числа не исключает множественного числа. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, указанных в формуле изобретения. Сам факт того, что некоторые меры указаны во взаиморазличных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих измеряемых величин не может быть использована с пользой. Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, поставляемый вместе с другим оборудованием или как его часть, но также может распространяться в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы.Various aspects and implementations have been described herein in connection with various embodiments. However, other variations of the disclosed embodiments may be understood and implemented by those skilled in the art through practice of the claimed subject matter from a study of the drawings, disclosure, and appended claims. In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the singular indefinite article does not exclude the plural. One processor or other unit can perform the functions of several elements specified in the claims. The mere fact that certain measures are specified in mutually different dependent claims does not mean that a combination of these measurable quantities cannot be used to advantage. The computer program may be stored/distributed on a suitable medium, such as an optical storage medium or solid state media provided with or as part of other equipment, but may also be distributed in other forms, such as via the Internet or other wired or wireless telecommunications systems.

Обозначения, используемые в формуле изобретения, не должны рассматриваться как ограничивающие объем. Если не указано иное, чертежи предназначены для чтения (например, штриховка, компоновка частей, пропорция, степень и т. д.) вместе с описанием и должны рассматриваться как часть всего письменного описания настоящего раскрытия. Используемые в описании термины «горизонтальный», «вертикальный», «левый», «правый», «вверх» и «вниз», а также прилагательные и наречные производные от них (например, «горизонтально», «направо», «вверх» и т. д.), просто укажите ориентацию иллюстрируемой структуры, когда конкретная фигура на чертеже обращена к читателю. Аналогично, термины «внутрь» и «наружу» обычно относятся к ориентации поверхности относительно ее оси удлинения или оси вращения, в зависимости от обстоятельств.The designations used in the claims should not be construed as limiting the scope. Unless otherwise noted, the drawings are intended to be read (e.g., shading, arrangement of parts, proportion, extent, etc.) in conjunction with the description and should be considered part of the entire written description of this disclosure. The terms “horizontal”, “vertical”, “left”, “right”, “up” and “down” used in the description, as well as adjectives and adverbial derivatives from them (for example, “horizontal”, “right”, “up” etc.), simply indicate the orientation of the structure being illustrated when a particular figure in the drawing is facing the reader. Likewise, the terms "in" and "out" usually refer to the orientation of a surface relative to its axis of extension or axis of rotation, as appropriate.

Claims (46)

1. Пиксельная структура (1) для электронного дисплея (2), причем указанная пиксельная структура (1) содержит1. A pixel structure (1) for an electronic display (2), wherein said pixel structure (1) comprises - подложку (3),- backing (3), - по меньшей мере, один светодиодный излучатель (4), расположенный на подложке (3), упомянутый светодиодный излучатель (4) выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение (R1), упомянутое эмиссионное излучение (R1) находится в пределах эмиссионного диапазона длин волн и излучается в одном или нескольких эмиссионных направлениях D2, …, Dn) в пределах основной эмиссионной плоскости (Р1),- at least one LED emitter (4) located on the substrate (3), said LED emitter (4) is configured to emit emission radiation (R1), said emission radiation (R1) is within the emission wavelength range and is emitted in one or more emission directions D2, ..., Dn) within the main emission plane (P1), - по меньшей мере один блок (5) преобразования длины волны, расположенный на подложке (3) рядом со светодиодным излучателем (4), причем блок (5) преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения (R1) в преобразованное излучение (R2), упомянутое преобразованное излучение (R2) находится в пределах преобразованного диапазона длин волн и распространяется от блока (5) преобразования длины волны в основном направлении (D1) преобразования, перпендикулярном основной эмиссионной плоскости (Р1),- at least one wavelength conversion unit (5), located on the substrate (3) next to the LED emitter (4), wherein the wavelength conversion unit (5) is configured to convert emission radiation (R1) into converted radiation (R2) , said converted radiation (R2) is within the converted wavelength range and propagates from the wavelength conversion block (5) in the main conversion direction (D1), perpendicular to the main emission plane (P1), упомянутый преобразованный диапазон длин волн отличается от упомянутого эмиссионного диапазона длин волн.said converted wavelength range is different from said emission wavelength range. 2. Пиксельная структура (1) по п. 1, в которой упомянутый эмиссионный диапазон длин волн представляет собой один из синего спектрального диапазона или ультрафиолетового спектрального диапазона, и2. The pixel structure (1) according to claim 1, wherein said emission wavelength range is one of the blue spectral range or the ultraviolet spectral range, and при этом, когда пиксельная структура (1) содержит по меньшей мере два светодиодных излучателя (4), упомянутые светодиодные излучатели (4) выполнены с возможностью излучать излучение, имеющее одинаковую длину волны.Moreover, when the pixel structure (1) contains at least two LED emitters (4), said LED emitters (4) are configured to emit radiation having the same wavelength. 3. Пиксельная структура (1) по п. 1 или 2, содержащая по меньшей мере два блока (5) преобразования длины волны, причем каждый блок (5) преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения (R1) в эмиссионном диапазоне длин волн в преобразованное излучение (R2) в пределах одного из множества различных преобразованных диапазонов длин волн.3. Pixel structure (1) according to claim 1 or 2, containing at least two wavelength conversion blocks (5), each wavelength conversion block (5) configured to convert emission radiation (R1) in the emission wavelength range into converted radiation (R2) within one of many different converted wavelength ranges. 4. Пиксельная структура (1) по п. 3, в которой по меньшей мере один первый блок (5) преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения (R1) в первое преобразованное излучение (R21), находящееся в пределах первого преобразованного диапазона длин волн, и4. Pixel structure (1) according to claim 3, in which at least one first wavelength conversion block (5) is configured to convert the emission radiation (R1) into the first converted radiation (R21) located within the first converted length range waves, and по меньшей мере, один второй блок (5) преобразования длины волны выполнен с возможностью преобразования эмиссионного излучения (R1) во второе преобразованное излучение (R22), находящееся в пределах второго преобразованного диапазона длин волн, причем второй преобразованный диапазон длин волн по меньшей мере частично отличается от первого преобразованного диапазона длин волн.at least one second wavelength conversion unit (5) is configured to convert the emission radiation (R1) into a second converted radiation (R22) located within the second converted wavelength range, wherein the second converted wavelength range is at least partially different from the first converted wavelength range. 5. Пиксельная структура (1) по п. 4, в которой первый преобразованный диапазон длин волн находится в пределах красного спектрального диапазона, а второй преобразованный диапазон длин волн находится в пределах зеленого спектрального диапазона.5. The pixel structure (1) according to claim 4, wherein the first converted wavelength range is within the red spectral range, and the second converted wavelength range is within the green spectral range. 6. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой светодиодный излучатель (4) выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучение (R1) только в основной эмиссионной плоскости (Р1), или6. The pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, in which the LED emitter (4) is configured to emit emissive radiation (R1) only in the main emissive plane (P1), or при этом эмиссионное излучение (R1) или, по меньшей мере, часть эмиссионного излучения (R1), которая излучается в основной эмиссионной плоскости (Р1) упомянутым светодиодным излучателем (4), преобразуется в преобразованное излучение (R2) в блоке (5) преобразования длины волны.wherein the emission radiation (R1) or at least part of the emission radiation (R1), which is emitted in the main emission plane (P1) by the said LED emitter (4), is converted into converted radiation (R2) in the length conversion block (5) waves. 7. Пиксельная структура (1) по любому из пп. 1-5, в которой, когда пиксельная структура (1) содержит по меньшей мере два светодиодных излучателя (4), по меньшей мере один из светодиодных излучателей (4) выполнен с возможностью излучать эмиссионное излучения (R1) в основном направлении (D1) преобразования.7. Pixel structure (1) according to any one of claims. 1-5, in which, when the pixel structure (1) contains at least two LED emitters (4), at least one of the LED emitters (4) is configured to emit emissive radiation (R1) in the main conversion direction (D1) . 8. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один блок (6) рассеивания излучения, расположенный на подложке (3) рядом со светодиодным излучателем (4), при этом блок (6) рассеивания выполнен с возможностью перенаправления эмиссионного излучения (R1), распространяющегося в основной эмиссионной плоскости (Р1), в основное направление (D1) преобразования.8. Pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, additionally containing at least one radiation dispersion unit (6), located on the substrate (3) next to the LED emitter (4), and the dispersion unit (6) is configured to redirection of emission radiation (R1), propagating in the main emission plane (P1), in the main direction (D1) of transformation. 9. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (5) преобразования длины волны содержит материал для преобразования длины волны, причем материал для преобразования длины волны предпочтительно содержит материал матрицы и частицы преобразования длины волны, распределенные в материале матрицы.9. The pixel structure (1) according to any one of the previous paragraphs, wherein the wavelength conversion unit (5) contains a wavelength conversion material, the wavelength conversion material preferably comprising a matrix material and wavelength conversion particles distributed in the matrix material. 10. Пиксельная структура (1) по п. 9, в которой частицы преобразования длины волны представляют собой квантовые точки или фосфорный материал.10. The pixel structure (1) according to claim 9, wherein the wavelength conversion particles are quantum dots or phosphorus material. 11. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (5) преобразования длины волны содержит по меньшей мере один барьер (7), проходящий вдоль периферии блока (5) преобразования длины волны в основном направлении (D1) преобразования,11. The pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, in which the wavelength conversion unit (5) contains at least one barrier (7) extending along the periphery of the wavelength conversion unit (5) in the main conversion direction (D1), упомянутый барьер (7) выполнен с возможностью расширения пути (А) поглощения блока (5) преобразования длины волны, причем путь (А) поглощения проходит в основной эмиссионной плоскости (Р1), причем эмиссионное излучение (R1) распространяется вдоль пути (А) поглощения иsaid barrier (7) is configured to expand the absorption path (A) of the wavelength conversion block (5), and the absorption path (A) passes in the main emission plane (P1), and the emission radiation (R1) propagates along the absorption path (A) And упомянутое преобразование эмиссионного излучения (R1) в преобразованное излучение (R2) происходит одновременно с упомянутым распространением.said conversion of emission radiation (R1) into converted radiation (R2) occurs simultaneously with said propagation. 12. Пиксельная структура (1) по п. 11, дополнительно содержащая по меньшей мере один настенный отражатель (8), расположенный на поверхности барьера (7), проходящего по меньшей мере частично в основном направлении (D1) преобразования,12. The pixel structure (1) according to claim 11, further comprising at least one wall reflector (8) located on the surface of the barrier (7) extending at least partially in the main transformation direction (D1), упомянутый настенный отражатель (8) выполнен с возможностью перенаправления эмиссионного излучения (R1), распространяющегося вдоль пути (А) поглощения, так что путь поглощения (А) блока (5) преобразования длины волны проходит в пределах указанной основной эмиссионной плоскости (Р1).said wall reflector (8) is configured to redirect emission radiation (R1) propagating along the absorption path (A), so that the absorption path (A) of the wavelength conversion unit (5) passes within said main emission plane (P1). 13. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один нижний отражатель (9), расположенный между блоком (5) преобразования длины волны и подложкой (3),13. Pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, additionally containing at least one lower reflector (9) located between the wavelength conversion unit (5) and the substrate (3), упомянутый нижний отражатель (9) проходит, по меньшей мере, частично параллельно основной эмиссионной плоскости (Р1) и выполнен с возможностью перенаправления преобразованного излучения (R2), распространяющегося в блоке (4) преобразования длины волны, в основное направление (D1) преобразования.said lower reflector (9) runs at least partially parallel to the main emission plane (P1) and is configured to redirect the converted radiation (R2) propagating in the wavelength conversion block (4) to the main conversion direction (D1). 14. Пиксельная структура (1) по п. 13, в которой блок (5) преобразования длины волны содержит волноводную структуру (10), сконфигурированную для направления эмиссионного излучения (R1), когда оно распространяется внутри блока (5) преобразования длины волны.14. The pixel structure (1) according to claim 13, wherein the wavelength conversion unit (5) comprises a waveguide structure (10) configured to guide emission radiation (R1) as it propagates within the wavelength conversion unit (5). 15. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (5) преобразования длины волны сконфигурирован так, что по меньшей мере одна поверхность (5а, 5b) блока преобразования длины волны проходит под углом (а) к основной плоскости (Р2) подложки (3), при этом упомянутая поверхность (5а) обращена в сторону от подложки (3) и упомянутая поверхность (5b) проходит рядом с подложкой (3).15. The pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, in which the wavelength conversion unit (5) is configured such that at least one surface (5a, 5b) of the wavelength conversion unit extends at an angle (a) to the main plane ( P2) of the substrate (3), wherein said surface (5a) faces away from the substrate (3) and said surface (5b) extends adjacent to the substrate (3). 16. Пиксельная структура (1) по п. 15, в которой один из блока (5) преобразования длины волны и подложки (3) сужается по мере прохождения вдоль основной эмиссионной плоскости (Р1) или основной плоскости (Р2) подложки.16. The pixel structure (1) according to claim 15, wherein one of the wavelength conversion unit (5) and the substrate (3) tapers as it passes along the main emission plane (P1) or the main plane (P2) of the substrate. 17. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один оптический функциональный элемент (11), расположенный на поверхности (5а) блока преобразования длины волны, обращенной в сторону от подложки (3), причем оптический функциональный элемент (11) является одним из расположенных поверх поверхности (5а) блока преобразования длины волны и объединенных с поверхностью (5а) блока преобразования длины волны.17. The pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, further comprising at least one optical functional element (11) located on the surface (5a) of the wavelength conversion unit facing away from the substrate (3), wherein the optical functional element (11) is one of the wavelength conversion unit located on top of the surface (5a) and integrated with the wavelength conversion unit surface (5a). 18. Пиксельная структура (1) по п. 17, в которой оптический функциональный элемент (11) представляет собой по меньшей мере одно из преломляющей линзы и дифракционной линзы.18. The pixel structure (1) according to claim 17, wherein the optical functional element (11) is at least one of a refractive lens and a diffractive lens. 19. Пиксельная структура (1) по п. 17, в которой оптический функциональный элемент (11) представляет собой поверхностную структуру, предпочтительно одну из поверхностных решеток, шероховатости поверхности, поверхностного покрытия или микростолбиков.19. Pixel structure (1) according to claim 17, wherein the optical functional element (11) is a surface structure, preferably one of surface gratings, surface roughness, surface coating or micropillars. 20. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой несколько из светодиодных излучателей (4) функционально соединены с одним блоком (5) преобразования длины волны, причем светодиодные излучатели (4) выполнены с возможностью излучения эмиссионного излучения (R1) как одновременно, так и независимо в блок (5) преобразования длины волны.20. Pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, in which several of the LED emitters (4) are operatively connected to one wavelength conversion unit (5), and the LED emitters (4) are configured to emit emission radiation (R1) as simultaneously and independently into the wavelength conversion block (5). 21. Пиксельная структура (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая компоновку (12) управления для регулирования общего выхода преобразованного излучения (R2, R21, R22), упомянутое регулирование содержит широтно-импульсную модуляцию и регулировку тока возбуждения упомянутого(ых) светодиодного(ых) излучателя(ей) (4).21. The pixel structure (1) according to any of the previous paragraphs, further comprising a control arrangement (12) for regulating the total output of the converted radiation (R2, R21, R22), said control comprising pulse-width modulation and control of the excitation current of said LED(s). emitter(s) (4). 22. Электронное устройство (13) отображения, содержащее электронный дисплей (2), имеющий поверхность (2а) пользовательского интерфейса и по меньшей мере одну пиксельную структуру (1) по любому из пп. 1-21, при этом пиксельная структура (1) выполнена с возможностью позволять излучать эмиссионное излучение (R1) с одной эмиссионной длиной волны в нескольких эмиссионных направлениях (D2, …, Dn) в пределах основной эмиссионной плоскости (Р1), при этом основная эмиссионная плоскость (Р1) проходит параллельно упомянутой поверхности (2а) пользовательского интерфейса,22. An electronic display device (13), comprising an electronic display (2) having a user interface surface (2a) and at least one pixel structure (1) according to any one of claims. 1-21, wherein the pixel structure (1) is configured to allow emission of emission radiation (R1) with one emission wavelength in several emission directions (D2, ..., Dn) within the main emission plane (P1), while the main emission the plane (P1) runs parallel to said user interface surface (2a), преобразовывать по меньшей мере часть эмиссионного излучения (R1) в преобразованное излучение (R2, R21, R22) по меньшей мере одной преобразованной длины волны, причем упомянутая преобразованная длина волны отличается от эмиссионной длины волны,convert at least a portion of the emission radiation (R1) into converted radiation (R2, R21, R22) of at least one converted wavelength, wherein said converted wavelength is different from the emission wavelength, и направлять преобразованное излучение (R2, R21, R22) в основном направлении (D1) преобразования, перпендикулярном основной эмиссионной плоскости (Р1) и поверхности (2а) пользовательского интерфейса.and direct the converted radiation (R2, R21, R22) in the main conversion direction (D1) perpendicular to the main emission plane (P1) and the user interface surface (2a). 23. Электронное устройство (13) отображения по п. 22, содержащее множество идентичных пиксельных структур (1), причем упомянутые пиксельные структуры (1) распределены в основной эмиссионной плоскости (Р1) в виде двумерного шаблона,23. The electronic display device (13) according to claim 22, comprising a plurality of identical pixel structures (1), said pixel structures (1) being distributed in a main emission plane (P1) in the form of a two-dimensional pattern, указанный двумерный шаблон содержит строки пиксельных структур (1) и столбцы пиксельных структур (1), причем упомянутые строки проходят параллельно и пересекают упомянутые столбцы под перпендикулярными углами,said two-dimensional pattern comprises rows of pixel structures (1) and columns of pixel structures (1), said rows running parallel and intersecting said columns at perpendicular angles, количество пиксельных структур (1) в отдельной строке не зависит от количества пиксельных структур (1) в соседней строке, иthe number of pixel structures (1) in a single row is independent of the number of pixel structures (1) in the adjacent row, and количество пиксельных структур (1) в отдельном столбце не зависит от количества пиксельных структур (1) в соседнем столбце,the number of pixel structures (1) in a separate column does not depend on the number of pixel structures (1) in the adjacent column, упомянутое распределение пиксельных структур (1) позволяет максимизировать количество пиксельных структур (1) в области, содержащей упомянутый двумерный шаблон.said distribution of pixel structures (1) allows to maximize the number of pixel structures (1) in the area containing said two-dimensional pattern. 24. Электронное устройство (13) отображения по п. 23, в котором упомянутое множество пиксельных структур (1) распределено с первым шагом в упомянутом двумерном шаблоне таким образом, что по меньшей мере первое эмиссионное направление (D2) эмиссионного излучения (R1) отдельной пиксельной структуры (1) совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением (D2) соседней пиксельной структуры (1).24. The electronic display device (13) according to claim 23, wherein said plurality of pixel structures (1) are distributed with a first step in said two-dimensional pattern such that at least the first emission direction (D2) of the emission radiation (R1) of an individual pixel structure (1) coincides with the corresponding first emission direction (D2) of the adjacent pixel structure (1). 25. Электронное устройство (13) отображения по п. 23, в котором упомянутое множество пиксельных структур (1) распределено со вторым шагом в упомянутом двумерном шаблоне таким образом, что по меньшей мере первое эмиссионное направление (D2) эмиссионного излучения (R1) отдельной пиксельной структуры (1) не совпадает с соответствующим первым эмиссионным направлением (D2) соседней пиксельной структуры (1), при этом упомянутое несовпадение представляет собой боковое смещение и/или угловое смещение ориентации каждой пиксельной структуры (1).25. The electronic display device (13) according to claim 23, wherein said plurality of pixel structures (1) are distributed with a second pitch in said two-dimensional pattern such that at least the first emission direction (D2) of the emission radiation (R1) of an individual pixel structure (1) does not coincide with the corresponding first emission direction (D2) of the adjacent pixel structure (1), wherein said mismatch represents a lateral displacement and/or angular displacement of the orientation of each pixel structure (1). 26. Электронное устройство (13) отображения по пп. 24 и 25, в котором при фиксированной длине указанного пути (А) поглощения длина составляет 10-500 мкм, предпочтительно < 20 мкм,26. Electronic display device (13) according to claims. 24 and 25, in which, with a fixed length of said absorption path (A), the length is 10-500 µm, preferably <20 µm, и при этомand wherein упомянутый второй шаг составляет 20-150 мкм, предпочтительно 30-80 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированных таким образом, что расстояние между глазом пользователя и поверхностью (2а) пользовательского интерфейса составляет < 1 м,said second pitch is 20-150 µm, preferably 30-80 µm, in display applications configured such that the distance between the user's eye and the user interface surface (2a) is < 1 m, и упомянутый второй шаг составляет ≥70 мкм, предпочтительно ≥100 мкм, в приложениях отображения, сконфигурированных таким образом, что соответствующее расстояние между глазом пользователя и упомянутой поверхностью (2а) пользовательского интерфейса составляет ≥0,5 м.and said second pitch is ≥70 μm, preferably ≥100 μm, in display applications configured such that the corresponding distance between the user's eye and said user interface surface (2a) is ≥0.5 m.
RU2022133989A 2020-06-19 Pixel structure for electronic display and electronic device containing such display RU2809352C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809352C1 true RU2809352C1 (en) 2023-12-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915627B2 (en) * 2007-10-17 2011-03-29 Intematix Corporation Light emitting device with phosphor wavelength conversion
WO2012059931A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Polarizing lighting systems
US9111464B2 (en) * 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
US9472734B1 (en) * 2015-09-07 2016-10-18 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Light-emitting diode display
WO2019057647A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Signify Holding B.V. Luminescent concentrator with cpc, light guide and additional phosphor
RU2689122C1 (en) * 2013-12-20 2019-05-24 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Light-emitting device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915627B2 (en) * 2007-10-17 2011-03-29 Intematix Corporation Light emitting device with phosphor wavelength conversion
WO2012059931A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Polarizing lighting systems
US9111464B2 (en) * 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
RU2689122C1 (en) * 2013-12-20 2019-05-24 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Light-emitting device
US9472734B1 (en) * 2015-09-07 2016-10-18 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Light-emitting diode display
WO2019057647A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Signify Holding B.V. Luminescent concentrator with cpc, light guide and additional phosphor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280901B1 (en) Light-emitting device with brightness enhancing layer
KR101318582B1 (en) Phosphor based illumination system having a long pass reflector and method of making same
US9461218B2 (en) Surface light source
JP4255334B2 (en) Display device
EP1536487A1 (en) Light emitting element, light emitting device and surface emission illuminating device using it
KR20070033448A (en) Fluorescent lighting system having short pass reflector and manufacturing method thereof
KR20070028601A (en) Phosphor based illumination system having a plurality of light guides and a display using same
KR20070033449A (en) Fluorescent lighting system having a plurality of light guides and a display using the same
CN111769211B (en) Organic light-emitting display panel and display device
US20090268460A1 (en) Light collimation and mixing of remote light sources
US20100038663A1 (en) Led light recycling for luminance enhancement and angular narrowing
RU2809352C1 (en) Pixel structure for electronic display and electronic device containing such display
EP3275021B1 (en) Light source
WO2017118214A1 (en) Optical modulator, backlight module, and display device
US20220316683A1 (en) Light source device
US20080205470A1 (en) Monolithic lighting device
EP1631855B1 (en) Compact led module and projection display adopting the same
JP7432015B2 (en) Pixel structures for electronic displays and electronic devices comprising such displays
US8040040B2 (en) Light source and method of providing a bundle of light
JP7277795B2 (en) planar light source
US20240145651A1 (en) Display device and display
US20230086879A1 (en) Semiconductor Light Source, Cover Body and Method
KR102544831B1 (en) Light emitting device package
WO2024076472A1 (en) Illuminator comprising biconvex lens with tir teeth
TW202336490A (en) Light emitting device with improved radiation distribution and method of making thereof