特許 7523199 色変換パネル及びディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】色変換パネル及びディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/30 20060101AFI20240719BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240719BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20240719BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20240719BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240719BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

G09F9/30 349A

G09F9/30 310

G09F9/30 349C

G09F9/00 313

G02B5/20

H01L33/50

H01L33/58

H01L33/60

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022198658

(22)【出願日】2022-12-13

(65)【公開番号】P2024064922

(43)【公開日】2024-05-14

【審査請求日】2023-02-04

(31)【優先権主張番号】111141246

(32)【優先日】2022-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１９５，Ｓｅｃ．４，ＣｈｕｎｇＨｓｉｎｇＲｄ．，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ ３１０４０

(74)【代理人】

【識別番号】100204490

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 葉子

(72)【発明者】

【氏名】梁 凱玲

(72)【発明者】

【氏名】郭 威宏

(72)【発明者】

【氏名】沈 暉堂

(72)【発明者】

【氏名】呉 俊億

(72)【発明者】

【氏名】林 素芳

【審査官】西田 光宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００９４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０３６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４００２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６３８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０５４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７９１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１３１７８５１３（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１７６９１０９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１１８９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６５０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１６０５３１０６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１７５００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２７３１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／２０－５／２８

Ｇ０２Ｆ １／１３３５－１／１３３６３

Ｇ０６Ｔ ７／００

Ｇ０６Ｖ ４０／００－４０／７０

Ｇ０９Ｆ ９／００－９／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｈ０４Ｎ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光素子を備えた発光画素アレイパネルと、
前記発光画素アレイパネル上に設けられた色変換パネルと
を含む
ディスプレイ装置であって、
上記色変換パネルが、
複数の第１画素開口と、複数の第２画素開口と、複数の第３画素開口とを含む不透明基板と、
前記不透明基板上に設けられたサファイア基板と
を含み、
前記第１画素開口が赤色量子ドット材料で充填され、前記第２画素開口が緑色量子ドット材料で充填され、
前記不透明基板に面した前記サファイア基板の第１表面が、前記第１画素開口に対応する複数の第１弧面と、前記第２画素開口に対応する複数の第２弧面と、前記第３画素開口に対応する複数の第３弧面とを有し、
前記第1弧面のエッジは、対応する前記第1画素開口のエッジと位置合わせされ、
前記第２弧面のエッジは、対応する前記第２画素開口のエッジと位置合わせされ、
前記第３弧面のエッジは、対応する前記第３画素開口のエッジと位置合わせされ、
前記複数の第１画素開口と、前記複数の第１画素開口と同数の前記第１弧面とが、一対一で対応しており、
前記複数の第２画素開口と、前記複数の第２画素開口と同数の前記第２弧面とが、一対一で対応しており、
前記複数の第３画素開口と、前記複数の第３画素開口と同数の前記第３弧面とが、一対一で対応している、
ディスプレイ装置。

【請求項2】

前記色変換パネルが、前記サファイア基板における前記第１表面の反対側に位置する前記サファイア基板の第２表面上に位置し、前記第１画素開口、前記第２画素開口、及び前記第３画素開口に対応する、複数のメタレンズ又はマイクロレンズを更に含む、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項3】

前記色変換パネルが、前記サファイア基板における前記第１表面の反対側に位置する前記サファイア基板の第２表面上に設けられた分布型ブラッグ反射層を更に含む、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項4】

前記色変換パネルが、前記第１弧面と前記第１画素開口との間、前記第２弧面と前記第２画素開口との間、及び前記第３弧面と前記第３画素開口との間に位置する複数の高屈折材料層を更に含み、
前記高屈折材料層の屈折率が１．７～２．０の間である、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項5】

前記第１弧面の内側凹面、前記第２弧面の内側凹面、及び前記第３弧面の内側凹面が、前記不透明基板に面する、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項6】

前記色変換パネルが、前記不透明基板と前記サファイア基板との間に設けられた遮光マトリックスを更に含み、
前記遮光マトリックスが、前記第１画素開口、前記第２画素開口、及び前記第３画素開口に対応する複数の透光開口を備える、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項7】

前記発光画素アレイパネルと前記色変換パネルとの間に設けられた遮光マトリックスを更に含み、
前記遮光マトリックスが、前記第１画素開口、前記第２画素開口、及び前記第３画素開口に対応する複数の透光開口を備える、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項8】

前記発光画素アレイパネルが遮光マトリックスを更に含み、
前記遮光マトリックスが前記発光素子に対応する複数の透光開口を備え、前記発光素子が前記透光開口に位置する、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【請求項9】

前記色変換パネルに面する前記発光素子の表面が弧面である、
請求項１に記載のディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本発明はパネル及びディスプレイに関するものであり、特に色変換パネル及びディスプレイ装置に関するものである。

【0002】

近年、ディスプレイ技術がより成熟するにつれ、高コントラスト画像を提供可能な低電力消費の発光素子もディスプレイ装置に採用されている。しかし、画素間のピッチが縮小し続けるにつれ、隣接する画素間のクロストーク現象がより深刻となり、よって色純度及び色域の性能に影響を及ぼす。単色発光ダイオードを量子ドット材料と組み合わせて色変換を行うことでカラー表示を達成するとき、等方性発光特性を有する量子ドット材料もクロストークの問題を更に悪化させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、関連技術において存在するクロストーク現象を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の色変換パネルは、不透明基板と、サファイア基板とを含む。不透明基板は、複数の第１画素開口と、複数の第２画素開口と、複数の第３画素開口とを含む。第１画素開口は赤色量子ドット材料で充填され、第２画素開口は緑色量子ドット材料で充填される。サファイア基板は不透明基板上にある。不透明基板に面するサファイア基板の第１表面は、第１画素開口に対応する複数の第１弧面と、第２画素開口に対応する複数の第２弧面と、第３画素開口に対応する複数の第３弧面とを有する。

【0005】

本発明のディスプレイ装置は、発光画素アレイパネルと、色変換パネルとを含む。発光画素アレイパネルは複数の発光素子を含む。色変換パネルは発光画素アレイパネル上に構成される。色変換パネルは、不透明基板と、サファイア基板とを含む。不透明基板は、複数の第１画素開口と、複数の第２画素開口と、複数の第３画素開口とを含む。第１画素開口は赤色量子ドット材料で充填され、第２画素開口は緑色量子ドット材料で充填される。サファイア基板は不透明基板上にある。不透明基板に面するサファイア基板の第１表面は、第１画素開口に対応する複数の第１弧面と、第２画素開口に対応する複数の第２弧面と、第３画素開口に対応する複数の第３弧面とを有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明により提供される色変換パネル及びディスプレイ装置は、関連技術において存在するクロストーク現象を低減させる効果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図1B】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図1C】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図1D】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図1E】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図1F】本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2A】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2B】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2C】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2D】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2E】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図2F】本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。

【図3】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【図4A】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【図4B】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【図5】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【図6】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【図7】本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１Ａ～図１Ｆは、本発明の１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。図１Ａを参照し、本実施形態の色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程において、サファイア基板１２０が先ず提供される。次に、図１Ｂを参照し、サファイア基板１２０の第１表面Ｓ１２に、複数の第１弧面Ｓ１２Ａと、複数の第２弧面Ｓ１２Ｂと、複数の第３弧面Ｓ１２Ｃとを形成するため、エッチングプロセス又は他の適切な方法が実行される。図示を簡易にするため、ここではこれら弧面のそれぞれ１つのみを示している。

【0009】

図１Ｃを参照し、例えば、不透明基板１１０がサファイア基板１２０の第１表面Ｓ１２上にエピタキシープロセス又は他の適切な方法により形成される。不透明基板１１０の材料は、ポリシリコン、金属、又は他の不透明材料であってよい。不透明とは、可視光に対する低透過率を有する特性を指す。本実施形態において、第１弧面Ｓ１２Ａの内側凹面と、第２弧面Ｓ１２Ｂの内側凹面と、第３弧面Ｓ１２Ｃの内側凹面とが、不透明基板１１０に面する。

【0010】

図１Ｄを参照し、例えば、複数の第１画素開口Ｐ１２と、複数の第２画素開口Ｐ１４と、複数の第３画素開口Ｐ１６とが、反応性イオンエッチングプロセス又は他の適切な方法を通じて不透明基板１１０に形成される。図示を簡易にするため、ここではこれら画素開口のそれぞれ１つのみを示している。各第１画素開口Ｐ１２の位置は第１弧面Ｓ１２Ａに対応し、各第２画素開口Ｐ１４の位置は第２弧面Ｓ１２Ｂに対応し、各第３画素開口Ｐ１６の位置は第３弧面Ｓ１２Ｃに対応している。

【0011】

次に、図１Ｅを参照し、複数の高屈折材料層１３０が、第１弧面Ｓ１２Ａ、第２弧面Ｓ１２Ｂ、及び第３弧面Ｓ１２Ｃにより定義された空間内に形成される。高屈折材料層１３０は、第１弧面Ｓ１２Ａと第１画素開口Ｐ１２との間、第２弧面Ｓ１２Ｂと第２画素開口Ｐ１４との間、及び第３弧面Ｓ１２Ｃと第３画素開口Ｐ１６との間に位置している。

【0012】

次に、図１Ｆを参照し、赤色量子ドット材料Ｒ１０が第１画素開口Ｐ１２内に充填され、緑色量子ドット材料Ｇ１０が第２画素開口Ｐ１４内に充填される。加えて、青色量子ドット材料Ｂ１０が第３画素開口Ｐ１６内に選択的に充填されてもよい。他の実施形態において、第３画素開口Ｐ１６は、固形材料で充填されなくてもよい、又は、良好な光透過率を有するポリマー材料又は他の適切な材料で充填されてよい。他の実施形態において、反射層（未図示）が、不透明基板１１０の第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６の内壁に設けられてよく、反射層の材料は金属又は他の高反射材料である。このようにして、本実施形態の色変換パネル１００が基本的に完成する。更に、分布型ブラッグ反射層１４０が、不透明基板１１０から遠いサファイア基板１２０の第２表面Ｓ１４上に選択的に設けられてよい。

【0013】

次いで、色変換パネル１００が発光画素アレイパネル５２と組み合わせられ、本実施形態のディスプレイ装置５０が基本的に完成する。

【0014】

本実施形態のディスプレイ装置５０は、発光画素アレイパネル５２と、色変換パネル１００とを含む。発光画素アレイパネル５２は、複数の発光素子５２Ａを含む。発光素子は、無機発光ダイオードチップ又は有機発光ダイオードチップであってよい。発光素子のサイズはミクロンレベルである。発光素子のサイズは１００ミクロン未満のレベルであってよい。発光素子の辺長は、１００ミクロン未満であってよい。発光素子はマイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）であってよい。色変換パネル１００は、発光画素アレイパネル５２上に設けられる。色変換パネル１００は、不透明基板１１０と、サファイア基板１２０とを含む。不透明基板１１０は、複数の第１画素開口Ｐ１２と、複数の第２画素開口Ｐ１４と、複数の第３画素開口Ｐ１６とを含む。第１画素開口Ｐ１２は赤色量子ドット材料Ｒ１０で充填され、第２画素開口Ｐ１４は緑色量子ドット材料Ｇ１０で充填される。サファイア基板１２０は、不透明基板１１０上に位置する。不透明基板１１０に面するサファイア基板１２０の第１表面Ｓ１２は、第１画素開口Ｐ１２に対応する複数の第１弧面Ｓ１２Ａと、第２画素開口Ｐ１４に対応する複数の第２弧面Ｓ１２Ｂと、第３画素開口Ｐ１６に対応する複数の第３弧面Ｓ１２Ｃとを有する。

【0015】

本実施形態のディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００において、発光素子５２Ａにより放射された光は、例えば、第１画素開口Ｐ１２中の赤色量子ドット材料Ｒ１０上に入射する。次いで、赤色量子ドット材料Ｒ１０は光を赤色光に変換して赤色光を放出する。赤色光が第１弧面Ｓ１２Ａを通過するとき、集光効果を生むために光は屈折され、これにより隣接する副画素上に入射する赤色光の量を低減させ、即ち、クロストーク現象を低減させる。同様に、発光素子５２Ａにより放射された光は、例えば、第２画素開口Ｐ１４中の緑色量子ドット材料Ｇ１０上に入射する。緑色量子ドット材料Ｇ１０により放出された緑色光が第２弧面Ｓ１２Ｂを通過するとき、集光効果を生むために光はやはり屈折され、これにより隣接する副画素上に入射する緑色光の量を低減させる。例えば、発光素子５２Ａにより放射された光は、第３画素開口Ｐ１６中の青色量子ドット材料Ｂ１０上に入射する。青色量子ドット材料Ｂ１０により放出された青色光が第３弧面Ｓ１２Ｃを通過するとき、集光効果を生むために光はやはり屈折され、これにより隣接する副画素上に入射する青色光の量を低減させる。

【0016】

不透明基板１１０上に形成された第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６が採用されることから、異なるカラー光が第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６の間でクロストーク現象を生むことを防ぐことが可能である。更には、第１弧面Ｓ１２Ａ、第２弧面Ｓ１２Ｂ、及び第３弧面Ｓ１２Ｃは集光効果も有し、第１弧面Ｓ１２Ａ、第２弧面Ｓ１２Ｂ、及び第３弧面Ｓ１２Ｃを出るカラー光がクロストークを生む可能性を低減させる。更に、サファイア基板１２０の加工は比較的容易であることから、本実施形態のディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００の加工時間及びコストも低減される。

【0017】

高屈折材料層１３０の屈折率は、例えば１．７～２．０の間である。本実施形態において、高屈折材料層１３０の屈折率は、例えば、量子ドット材料の屈折率とサファイア基板１２０の屈折率との間である。高屈折材料層１３０は、第１弧面Ｓ１２Ａ、第２弧面Ｓ１２Ｂ、及び第３弧面Ｓ１２Ｃの生む集光効果を高めることに寄与する。

【0018】

分布型ブラッグ反射層１４０は、環境光がディスプレイ装置５０に進入して、要件に満たない光を放出するよう量子ドット材料を励起することを防ぐことができる。分布型ブラッグ反射層１４０はまた、所望の波長帯にない光がディスプレイ装置５０から放射されることを防ぐことができる。

【0019】

本実施形態における発光素子５２Ａは青色光を放射するよう例示されているが、本発明はこれに限定されない。発光素子５２Ａが青色光を放射するとき、たとえ第３画素開口Ｐ１６が青色量子ドット材料Ｂ１０で充填されずに真空に保たれるか気体で充填されるのみである、又は光透過性に優れたポリマー材料又は他の適切な材料で満たされている等であるとしても、第３画素開口Ｐ１６を出る光はやはり青色光である。このため、カラー表示の目的はやはり達成されることができる。他の実施形態において、発光素子５２Ａは紫外線光を放射し、第３画素開口Ｐ１６は紫外線光を青色波長帯の可視光に変換するために青色量子ドット材料Ｂ１０で充填される必要がある。

【0020】

図２Ａ～図２Ｆは、本発明のもう１つの実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程を表す概略断面図である。図２Ｆを参照し、本実施形態のディスプレイ装置６０及び色変換パネル２００は図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない図１Ｆの実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。

【0021】

図２Ａを参照し、本実施形態の色変換パネル及びディスプレイ装置の製造工程において、先ず、互いに組み合わせられたサファイア基板２２０と窒化ガリウム層１５０Ａとが提供される。次に、図２Ｂを参照し、サファイア基板２２０の第１表面Ｓ２２上に、複数の第１弧面Ｓ２２Ａと、複数の第２弧面Ｓ２２Ｂと、複数の第３弧面Ｓ２２Ｃとを形成するため、エッチングプロセス又は他の適切な方法は実行される。図示を簡易にするため、ここではこれら弧面のそれぞれ１つのみを示している。図２Ｃを参照し、例えば、不透明基板１１０がサファイア基板２２０の第１表面Ｓ２２上にエピタキシープロセス又は他の適切な方法を通じて形成される。不透明基板１１０の材料は、ポリシリコン、金属、又は他の不透明材料であってよい。

【0022】

図２Ｄを参照し、例えば、複数の第１画素開口Ｐ１２と、複数の第２画素開口Ｐ１４と、複数の第３画素開口Ｐ１６とが、反応性イオンエッチングプロセス又は他の適切な方法を通じて不透明基板１１０上形成される。図示を簡易にするため、ここではこれら画素開口のそれぞれ１つのみを示している。各第１画素開口Ｐ１２の位置は第１弧面Ｓ２２Ａに対応し、各第２画素開口Ｐ１４の位置は第２弧面Ｓ２２Ｂに対応し、各第３画素開口Ｐ１６の位置は第３弧面Ｓ２２Ｃに対応している。

【0023】

次に、図２Ｅを参照し、任意に、赤色量子ドット材料Ｒ１０が第１画素開口Ｐ１２と第１弧面Ｓ２２Ａとにより定義された空間内に充填され、緑色量子ドット材料Ｇ１０が第２画素開口Ｐ１４と第２弧面Ｓ２２Ｂとにより定義された空間内に充填される。更に、青色量子ドット材料Ｂ１０が第３画素開口Ｐ１６と第３弧面Ｓ２２Ｃとにより定義された空間内に選択的に充填されてもよい。他の実施形態において、第３画素開口Ｐ１６と第３弧面Ｓ２２Ｃとにより定義された空間は、固形材料で充填されなくてもよい、又は、良好な光透過率を有するポリマー材料又は他の適切な材料で充填されてよい。このようにして、図２Ｆに示す本実施形態の色変換パネル２００が基本的に完成する。

【0024】

次に、図２Ｆを参照し、その後、色変換パネル２００が発光画素アレイパネル５２と組み合わせられ、本実施形態のディスプレイ装置６０が基本的に完成する。更に、不透明基板１１０から遠いサファイア基板２２０の表面上に、第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６に対応する複数のメタレンズ１５０を形成するため、窒化ガリウム層１５０Ａが更にパターン化される。メタレンズ１５０は、微細構造の組合せを用いて光学素子の効果を生み出す。ここで、メタレンズ１５０はクロストーク現象を更に軽減させるため、通過する光の集光効果を生むよう構成される。メタレンズ１５０は窒化ガリウムからなる。

【0025】

不透明基板１１０上に形成された第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６が採用されることから、異なるカラー光が第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６の間でクロストーク現象を生むことを防ぐことが可能である。更には、第１弧面Ｓ２２Ａ、第２弧面Ｓ２２Ｂ、及び第３弧面Ｓ２２Ｃは集光効果も有し、第１弧面Ｓ２２Ａ、第２弧面Ｓ２２Ｂ、及び第３弧面Ｓ２２Ｃを出るカラー光がクロストークを生む可能性を低減させる。更に、サファイア基板１２０の加工は比較的容易であることから、本実施形態のディスプレイ装置６０及び色変換パネル２００の加工時間及びコストも低減される。

【0026】

本実施形態において、第１弧面Ｓ２２Ａ、第２弧面Ｓ２２Ｂ、及び第３弧面Ｓ２２Ｃのラジアンは互いに異なる。第１弧面Ｓ２２Ａ、第２弧面Ｓ２２Ｂ、及び第３弧面Ｓ２２Ｃを通過するカラー光の波長帯が異なることから、それぞれ最適な屈折角を得るようラジアンを異なるカラー光のために調整してよく、こうしてクロストーク現象を軽減させる。

【0027】

図３～図７は、本発明の６つの他の実施形態による色変換パネル及びディスプレイ装置の概略断面図である。

【0028】

図３を参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ａ及び色変換パネル３００Ａは図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態の発光画素アレイパネル８２は、遮光マトリックスＢＭ１０を更に含み、遮光マトリックスＢＭ１０は、発光素子８２Ａに対応する複数の透光開口Ｐ２０Ａを有する。即ち、各発光素子８２Ａは１つの透光開口Ｐ２０Ａに位置している。このため、隣接する発光素子８２Ａ間のクロストーク現象を更に軽減させることが可能である。更に、本実施形態において、色変換パネル３００Ａに面する発光素子８２Ａの表面は弧面であり、発光素子８２Ａにより放射された光は発散が比較的少なく、隣接する発光素子８２Ａ間のクロストーク現象を更に軽減させることができる。

【0029】

図４Ａを参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ｂ１及び色変換パネル３００Ｂ１は図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態の色変換パネル３００Ｂ１は、不透明基板１１０とサファイア基板１２０との間に設けられた遮光マトリックスＢＭ２０を更に含む。遮光マトリックスＢＭ２０は、第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６に対応する複数の透光開口Ｐ２０Ｂを有する。即ち、赤色量子ドット材料Ｒ１０が、第１画素開口Ｐ１２、透光開口Ｐ２０Ｂ、及び第１弧面Ｓ１２Ａにより定義された空間内に充填され、緑色量子ドット材料Ｇ１０が、第２画素開口Ｐ１４、透光開口Ｐ２０Ｂ、及び第２弧面Ｓ１２Ｂにより定義された空間内に充填され、青色量子ドット材料Ｂ１０が、第３画素開口Ｐ１６、透光開口Ｐ２０Ｂ、及び第３弧面Ｓ１２Ｃにより定義された空間内に充填される。遮光マトリックスＢＭ２０は、第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６の間のクロストーク現象を更に軽減させることができる。分布型ブラッグ反射層１４０が、不透明基板１１０から遠いサファイア基板１２０の表面に位置しており、分布型ブラッグ反射層１４０はサファイア基板１２０とメタレンズ１５０との間に位置している。

【0030】

図４Ｂを参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ｂ２及び色変換パネル３００Ｂ２は図４Ａのディスプレイ装置７０Ｂ１及び色変換パネル３００Ｂ１に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態の色変換パネル３００Ｂ２の分布型ブラッグ反射層１４０Ａは、第３画素開口Ｐ１６に対応する開口１４２を有してよく、第３弧面Ｓ１２Ｃを通過する青色光は分布型ブラッグ反射層１４０Ａを通過しなくてよい。

【0031】

図示しない実施形態において、分布型ブラッグ反射層１４０Ａは開口１４２を有さないが、第３画素開口Ｐ１６に対応する分布型ブラッグ反射層１４０Ａの一部は薄く設計されてよく、第３弧面Ｓ１２Ｃを通過した青色光が通過することを可能とする分布型ブラッグ反射層１４０Ａの厚さは比較的薄い。図示しないもう１つの実施形態において、分布型ブラッグ反射層１４０Ａは、パターン化されて第１画素開口Ｐ１２と第２画素開口Ｐ１４のみに対応してよく、第１画素開口Ｐ１２と第２画素開口Ｐ１４に対応しない位置には分布型ブラッグ反射層１４０Ａは提供されない。図示しないもう１つの実施形態において、分布型ブラッグ反射層１４０Ａは、第１画素開口Ｐ１２と第２画素開口Ｐ１４を覆うが第３画素開口Ｐ１６を覆わないようパターン化されてよい。

【0032】

図５を参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ｃ及び色変換パネル３００Ｃは図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態のディスプレイ装置７０Ｃは、発光画素アレイパネル５２と色変換パネル３００Ｃとの間に設けられた遮光マトリックスＢＭ３０を更に含む。遮光マトリックスＢＭ３０は、第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６に対応する複数の透光開口Ｐ２０Ｃを有する。即ち、各発光素子５２Ａにより生成された光は、対応する第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６に進入する前に、先ず対応する透光開口Ｐ２０Ｃを通過する。遮光マトリックスＢＭ３０は、隣接する発光素子５２Ａ間のクロストーク現象を更に軽減させることができる。

【0033】

図６を参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ｄ及び色変換パネル３００Ｄは図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態の色変換パネル３００Ｄは、不透明基板１１０から遠いサファイア基板１２０の第２表面Ｓ２４上に位置して第１画素開口Ｐ１２、第２画素開口Ｐ１４、及び第３画素開口Ｐ１６に対応する、複数のマイクロレンズ１６０を更に含む。マイクロレンズ１６０は、クロストーク現象を更に軽減させるため、通過する光を収束するよう構成される。複数のマイクロレンズ１６０は、図２Ｅの窒化ガリウム層１５０Ａをパターン化することにより形成されてよい。マイクロレンズ１６０の材料は窒化ガリウムである。他の実施形態において、不透明基板１１０から遠いサファイア基板１２０の表面上に分布型ブラッグ反射層１４０が存在してよく、分布型ブラッグ反射層１４０はサファイア基板１２０とマイクロレンズ１６０との間に位置している。

【0034】

図７を参照し、本実施形態のディスプレイ装置７０Ｅ及び色変換パネル３００Ｅは図１Ｆのディスプレイ装置５０及び色変換パネル１００に類似しており、以下の説明は主にこれら２つの実施形態の間の差異に焦点を当てる。加えて、本実施形態に適用しても矛盾を生まない上記の実施形態における様々な追加的な技術的解決策も、本実施形態に適用されてよい。本実施形態において、サファイア基板１２０の第１弧面Ｓ３２Ａの内側凹面、第２弧面Ｓ３２Ｂの内側凹面、及び第３弧面Ｓ３２Ｃの内側凹面は、不透明基板１１０Ａとは反対を向いている。加えて、不透明基板１１０Ａの第１画素開口Ｐ１２Ａ、第２画素開口Ｐ１４Ａ、及び第３画素開口Ｐ１６Ａの内壁に、反射層１１２Ａが設けられてよく、光が量子ドット材料を通過するとき色変換により生ずる光発散を更に低減させるため、反射層の材料は金属又は他の高反射材料である。他の実施形態において、第１画素開口Ｐ１２Ａと第２画素開口Ｐ１４Ａの内壁にのみ反射層１１２が設けられてよい。

【0035】

まとめると、本発明の色変換パネル及びディスプレイ装置において、不透明基板の画素開口はクロストーク現象を避けることができ、サファイア基板の表面は集光効果を生み、これにより表示品質を向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明の色変換パネル及びディスプレイ装置は、表示品質を向上させるために関連技術において適用することができる。

【符号の説明】

【0037】

５０、６０、７０Ａ、７０Ｂ１、７０Ｂ２、７０Ｃ、７０Ｄ、７０Ｅ：ディスプレイ装置
５２、８２：発光画素アレイパネル
５２Ａ、８２Ａ：発光素子
１００、２００、３００Ａ、３００Ｂ１、３００Ｂ２、３００Ｃ、３００Ｄ、３００Ｅ：色変換パネル
１１０、１１０Ａ：不透明基板
１１２、１１２Ａ：反射層
１２０、２２０、３２０：サファイア基板
１３０：高屈折材料層
１４０、１４０Ａ：分布型ブラッグ反射層
１４２：開口
１５０：メタレンズ
１５０Ａ：窒化ガリウム層
１６０：マイクロレンズ
ＢＭ１０、ＢＭ２０、ＢＭ３０：遮光マトリックス
Ｐ１２、Ｐ１２Ａ：第１画素開口
Ｐ１４、Ｐ１４Ａ：第２画素開口
Ｐ１６、Ｐ１６Ａ：第３画素開口
Ｐ２０Ａ、Ｐ２０Ｂ、Ｐ２０Ｃ：透光開口
Ｒ１０：赤色量子ドット材料
Ｇ１０：緑色量子ドット材料
Ｂ１０：青色量子ドット材料
Ｓ１２、Ｓ２２：第１表面
Ｓ１４、Ｓ２４：第２表面
Ｓ１２Ａ、Ｓ２２Ａ、Ｓ３２Ａ：第１弧面
Ｓ１２Ｂ、Ｓ２２Ｂ、Ｓ３２Ｂ：第２弧面
Ｓ１２Ｃ、Ｓ２２Ｃ、Ｓ３２Ｃ：第３弧面

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】