特表 2022-510940 強化された量子ドットオンカラーフィルタＬＣＤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-28

(54)【発明の名称】強化された量子ドットオンカラーフィルタＬＣＤ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20220121BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20220121BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20220121BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20220121BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335 505

G02F1/13357

G02B5/20

G02B5/20 101

G02B5/30

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021530904

(86)(22)【出願日】2019-11-21

(85)【翻訳文提出日】2021-07-28

(86)【国際出願番号】 US2019062526

(87)【国際公開番号】W WO2020112470

(87)【国際公開日】2020-06-04

(31)【優先権主張番号】62/773,449

(32)【優先日】2018-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/798,607

(32)【優先日】2019-01-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100123652

【弁理士】

【氏名又は名称】坂野 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】ハン，ソンフォン

(72)【発明者】

【氏名】イシカワ，トモヒロ

(72)【発明者】

【氏名】キセリョフ，ヒョードル ドミトリエヴィッチ

(72)【発明者】

【氏名】ムレイネク，ミハル

【テーマコード（参考）】

2H148

2H149

2H291

2H391

【Ｆターム（参考）】

2H148AA16

2H148AA18

2H148AA24

2H148AA25

2H148BD11

2H148BD25

2H148BG02

2H148BH02

2H148BH05

2H149AA02

2H149AB02

2H149AB03

2H149BA02

2H149EA10

2H149FC01

2H149FC08

2H149FC09

2H291FA02X

2H291FA16X

2H291FA22X

2H291FA22Z

2H291FA30X

2H291FA30Z

2H291FA38Z

2H291FA71Z

2H291FA83X

2H291FA85Z

2H291GA02

2H291LA22

2H291PA03

2H291PA06

2H291PA22

2H391AA12

2H391AB04

2H391AB45

2H391AC53

2H391EA02

2H391EA05

2H391EA13

2H391EA16

(57)【要約】

ＬＣＤスタックの内部の高角度の入射光を除去または最小化することによってコントラスト比を向上させるエンハンスメントフィーチャの特定の組み合わせを有する、量子ドットオンカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）ＬＣＤ装置が開示されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置であって、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、
カバーガラスと、
背面リフレクタ層と、
前記カバーガラスと前記背面リフレクタ層との間の液晶パネル層と、
前記液晶パネル層と前記背面リフレクタ層との間に設けられていて、前記液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、
前記カバーガラスと前記液晶パネル層との間の量子ドット層と、
前記カバーガラスと前記量子ドット層との間のカラーフィルタ層であって、当該カラーフィルタ層と前記量子ドット層とが組み合わされて、コリメートされた前記像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層と、
前記液晶パネル層と前記バックライトユニットとの間に位置する下部の偏光子層と、
前記液晶パネル層と前記量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層と
を含み、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、以下のうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層との間の低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）、
（ｂ）前記液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料を含むこと、
（ｄ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムを含むこと、
（ｅ）前記上部の偏光子層と前記量子ドット層との間のプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む、
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置。

【請求項2】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５０％以下である、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項3】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.５～１.０の範囲内である、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項4】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタと、
前記量子ドット層と前記ショートパスフィルタ層との間の追加的なＬＩＭＬと
をさらに含む、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項5】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ｅ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタをさらに含み、
前記プライバシーフィルタフィルムは、前記上部の偏光子層と前記ショートパスフィルタとの間にある、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項6】

前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±３０度以下の半頂角を有する、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項7】

前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層は、一緒に複数のピクセル領域を含み、それぞれのピクセル領域は、赤色サブピクセル領域、緑色サブピクセル領域、および青色サブピクセル領域を含み、
当該装置は、黒色マトリクスバリア構造体をさらに有し、前記黒色マトリクスバリア構造体は、前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層を貫通して延在していて、隣り合う２つのサブピクセル領域を分離しており、前記黒色マトリクスは、前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層とに接する側面を含み、
前記黒色マトリクスの側面は、±２０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
請求項１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項8】

量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置であって、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、
カバーガラスと、
背面リフレクタ層と、
前記カバーガラスと前記背面リフレクタ層との間の液晶パネル層と、
前記液晶パネル層と前記背面リフレクタ層との間に設けられていて、前記液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、
前記カバーガラスと前記液晶パネル層との間の量子ドット層と、
前記カバーガラスと前記量子ドット層との間のカラーフィルタ層であって、当該カラーフィルタ層と前記量子ドット層とが組み合わされて、前記液晶パネル層を透過した前記バックライトユニットからのコリメートされた像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層と、
前記液晶パネル層と前記バックライトユニットとの間に位置する下部の偏光子層と、
前記液晶パネル層と前記量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層と、
前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層との間に設けられた低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）と
を含み、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、以下のうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、
（ｂ）前記液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、
（ｄ）前記上部の偏光子層と前記量子ドット層との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む、
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置。

【請求項9】

前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５０％以下である、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項10】

前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.５～１.０の範囲内である、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項11】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタと、
前記量子ドット層と前記ショートパスフィルタ層との間の追加的なＬＩＭＬと
をさらに含む、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項12】

当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ｄ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタをさらに含み、
前記プライバシーフィルタフィルムは、前記上部の偏光子層と前記ショートパスフィルタとの間にある、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項13】

前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±３０度以下の半頂角を有する、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【請求項14】

前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層は、一緒に複数のピクセル領域を含み、それぞれのピクセル領域は、赤色サブピクセル領域、緑色サブピクセル領域、および青色サブピクセル領域を含み、
当該装置は、黒色マトリクスバリア構造体をさらに有し、前記黒色マトリクスバリア構造体は、前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層を貫通して延在していて、隣り合う２つのサブピクセル領域を分離しており、前記黒色マトリクスは、前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層とに接する側面を含み、
前記黒色マトリクスの前記側面は、±２０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
請求項８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

本願は、米国特許法第１１９条のもと、２０１９年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／７９８６０７号および２０１８年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３４４９号の優先権の利益を主張し、その内容は本発明の依拠するところであって、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。

【技術分野】

【0002】

本開示は、強化された量子ドットオンカラーフィルタＬＣＤに関する。

【背景技術】

【0003】

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）業界は、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）製品に対抗するために、ＬＣＤの効率を改善し、かつＬＣＤの色域（ディスプレイの色含有率）を改善する解決策を模索している。従来のＬＣＤは、特に色域性能の点でＯＬＥＤに遅れを取っている。ＬＣＤにおける量子ドット（ＱＤ）の使用は、ＬＣＤの色域性能を改善する。実際に、そのような改善は、バックライトユニット（ＢＬＵ）において、すなわち、ＬＣＤピクセル化パネルの液晶（ＬＣ）で充填されたピクセルのアクティブマトリクスを通過する光を提供する光源においてＱＤフィルム素子が使用されているような、ＬＣＤ設計において既に見受けられる。これらのＢＬＵ設計では、青色ＬＥＤの光が導光板（ＬＧＰ）に結合され、ＬＣＤピクセル化パネルに向かう方向にＬＧＰから抽出される。ガイドされた青色光は、次いで、青色光の一部を吸収して緑色および赤色のスペクトルの光を放射するＱＤに遭遇する。結果として生じる赤色、緑色、および青色のスペクトルの光は、ＬＣＤピクセル化パネルのための白色光源を提供する。

【0004】

他の設計では、ＱＤ材料は、ＬＣＤピクセル化パネルの内部の対応する個々のピクセル内へと直接的に配置される。この設計は、より広い色域が見込まれるだけでなく、場合によっては、従来の（ＱＤを用いない）ＬＣＤ設計において個々のピクセルの色を定義するカラーフィルタ（ＣＦ）に取って代わるものとなる。このような設計は、「量子ドットオンカラーフィルタ」（ＱＤＣＦ）設計と称される。ＱＤＣＦ設計では、ＱＤピクセルは、ＬＣとともに光の偏光を操作するＬＣＤの一部である２つの偏光子に光が遭遇したその下流に配置される。

【0005】

一対の完璧な偏光子であっても、これらの偏光子に「シート状の偏光子の平面に対して非法線」方向（法線方向は、発光素子の面に対して垂直である）で入射する光に対しては光漏れを許してしまう。図１Ａおよび図１Ｂは、ＬＣ媒体を模倣するために位相リターダが間に挿入されている一対の交差偏光子を通した光透過を、視野角度の関数として示す。図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれピクセルが「オン」である場合および「オフ」である場合における、一対の交差偏光子を通した光透過を、視野角度（法線視野角度は、図面の中心である）の関数として示す。ｘ軸のラベルＨおよびｙ軸のラベルＶは、それぞれ水平方向および垂直方向において法線視野角度（図面の中心）から偏差した「水平」および「垂直」の角度（単位：度）を表す。図１Ａは、一対の交差偏光子を透過して、オン状態にある従来のＬＣＤから放射された光を示す図である。高角度の光線は、高入射角度（または高視野角度）でのコントラスト比（ＣＲ）の急激な低下をもたらす。したがって、図１Ａの９０度の視野角度に近い周縁部の周りの暗い領域は、比較的高い視野角度における比較的低い透過を示す。図１Ｂは、一対の交差偏光子を透過して、オフ状態にある従来のＬＣＤから放射された光（すなわち、光漏れ）を示す図である。

【0006】

図１Ａおよび図１Ｂに示されているオン状態とオフ状態との間の発光を比較すると、従来のＬＣＤでは、高角度の光線は、高入射角度（または高視野角度）でのコントラスト比（ＣＲ）の劇的な低下をもたらす。ＣＲは、オン状態にあるＬＣＤによって放射された光と、オフ状態にあるＬＣＤによって放射された光との間の比を測定したものである。理想的には、オフ状態は、全ての入射角度に対して可能な限り暗くあるべきであり、したがって、暗状態と呼ばれる。ＣＲは、暗状態（分母）では光に非常に敏感である。暗状態では、少量の光でさえもＣＲを著しく低下させる。

【0007】

本発明者らは、ＱＤＣＦのシミュレーションにおいて、ＣＲの大幅な低下は、偏光子を高視野角度で通過する光漏れの結果であることを観察した。従来のＬＣＤでは、漏れた光は、高視野角度の方へ向かうままであるが、ＱＤＣＦでは、青色の光源光を含むこの光が著しく散乱される。このことはつまり、漏れた光が、法線視野角度に近い角度にも向けられ、法線（および他の）方向に関してＣＲの定義の分母における暗状態での光の値を増加させ、種々の視野角度にわたってＣＲを有効に平均化することを意味する。このような平均化は、ＣＲを格段に低減し、望ましくないことである。

【0008】

図２Ａは、従来のＬＣＤの例に関するＣＲのプロットであり、図２Ｂは、従来のＱＤＣＦに関するＣＲのプロットである。ｘ軸のラベルＨおよびｙ軸のラベルＶは、それぞれ水平方向および垂直方向の法線視野角度（図面の中心）から偏差した「水平」および「垂直」の角度（単位：度）を表す。図２Ａは、従来のＬＣＤに関するＣＲを示す。従来のＬＣＤでのＣＲは、プロットの中心のピークによって表されている法線視野角度（すなわち、水平および垂直の角度が０度である）において～３２００：１であると計算されたが、水平および垂直の視野角度が増加するにつれて著しく降下する。したがって、従来のＬＣＤでのＣＲは、観察者がＬＣＤを法線視野角度で見ていない場合には格段に劣化する。このことは、観察者に対して非常に不均一な観察体験を与えることとなる。図２Ｂは、ＱＤＣＦ ＬＣＤに関するＣＲを示す。ＱＤＣＦ ＬＣＤのＣＲは、より均一であるが、その値は、～１２８：１と非常に低くなっている。低ＣＲは、結果として観察者にとっての画質の低下をもたらす。たとえ法線視野角度でのＣＲが、数１０００の値を有することができたとしても（垂直配向ＬＣモードディスプレイは、～５０００のＣＲを有することができる）、高視野角度の場合には、ＣＲは１０未満に降下する。

【0009】

ＱＤベースのディスプレイは、一般に、比較的高い色精度と、比較的広い色域とを提供する。現在の技術は、バックライトのための青色ＬＥＤと、バックライトユニット（ＢＬＵ）の内側の赤色および緑色のＱＤの混合物を有するＱＤフィルムとを使用して、青色光を白色光に変換する。ＱＤＣＦの別の概念は、ＢＬＵではなくカラーフィルタ（ＣＦ）において変換を行うことによってさらに良好な色域を可能にする。このような設計では、ショートパスフィルタは、ＱＤ層／カラーフィルタ層とＢＬＵとの間にある。内容全体が参照により本明細書に援用される特許文献１に開示されている別のアプローチでは、変換後の青色光をフィルタリングするためにバンドカットフィルタが使用される。バックライトから到来するＵＶ光と、青色のＱＤとを利用するスキームも存在し、これも特許文献１に記載されている。

【0010】

低ＣＲに加えてこれらの設計において観察される別の問題は、高出力角度での光が内部全反射（ＴＩＲ）によりカバーガラスの内側でトラップされることである。従来のＬＣＤ設計では、光出力は、制限された出力角度に集中することが多いので、ＴＩＲは、制限要因ではない。しかしながら、ＱＤＣＦ設計では、ＱＤ層が種々の角度で光を再放射するので、相当な量の光がＴＩＲを経験することになる。ＴＩＲによって反射された光は、異なる色または同じ色のカラーフィルタ（ＣＦ）によって吸収され（典型的な吸収性のＣＦは、８０％～９０％の透過率を有する）、その結果、最終的にＬＣＤによって放射される光の量が著しく失われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１７／０１５３３６６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

したがって、改善されたＣＲを有する改善されたＱＤＣＦアーキテクチャが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の一実施形態によれば、ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が開示される。当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、カバーガラスと、背面リフレクタ層と、カバーガラスと背面リフレクタ層との間の液晶パネル層と、液晶パネル層と背面リフレクタ層との間に設けられていて、液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、カバーガラスと液晶パネル層との間の量子ドット層と、カバーガラスと量子ドット層との間のカラーフィルタ層であって、当該カラーフィルタ層と量子ドット層とが組み合わされて、液晶パネル層を透過したバックライトユニットからの像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層と、液晶パネル層とバックライトユニットとの間に位置する下部の偏光子層と、液晶パネル層と量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層とを含み、当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、以下のエンハンスメントフィーチャのうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）カラーフィルタ層と量子ドット層との間に設けられた低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）、
（ｂ）液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）下部の偏光子および上部の偏光子のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、
（ｄ）下部の偏光子および上部の偏光子が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、
（ｅ）上部の偏光子と量子ドット層との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む。

【0014】

いくつかの実施形態によれば、当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、カラーフィルタ層と量子ドット層との間に設けられたＬＩＭＬとを含み、当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、以下のエンハンスメントフィーチャのうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）下部の偏光子および上部の偏光子のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、
（ｂ）液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）下部の偏光子および上部の偏光子が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、
（ｄ）上部の偏光子と量子ドット層との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む。

【0015】

上記の概括的な説明および以下の詳細な説明は、両方とも本開示の実施形態を提示しており、特許請求される主題の性質および特性を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部に組み込まれており、かつ本明細書の一部を構成している。図面は、種々の実施形態を例示し、本明細書とともに、特許請求される主題の原理および動作を説明するために使用される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

これらの図面は、例示する目的で提供されており、本明細書に開示および説明されている実施形態は、図示された配置および手段に限定されていないことを理解されたい。

【図1A】ピクセルが「オン」である場合における一対の交差偏光子を通した光透過の角度依存性を示す図である。

【図1B】ピクセルが「オフ」である場合における一対の交差偏光子を通した光透過の角度依存性を示す図である。

【図2A】従来のＬＣＤに関するコントラスト比のプロットである。

【図2B】従来のＱＤＣＦ ＬＣＤに関するコントラスト比のプロットである。

【図3】ＱＤＣＦに関するコントラスト比の改善傾向を、光源光のコリメーションの関数として示すプロットである。

【図4A】コリメートされていない光を用いた従来のＱＤＣＦ ＬＣＤに関するコントラスト比のプロットである。

【図4B】コリメートされた光を用いたＱＤＣＦ ＬＣＤに関するコントラスト比のプロットである。

【図5】本開示による例示的なＱＤＣＦ ＬＣＤ構造体の概略図である。

【図6】本開示によるＱＤＣＦ ＬＣＤ構造体における１つのピクセル領域の概略断面図である。

【図7A】従来技術のＱＤＣＦ構造体におけるピクセル領域の一部の概略断面図である。

【図7B】本開示の一実施形態によるＬＩＭＬを用いたＱＤＣＦ構造体におけるピクセル領域の一部の概略断面図である。

【図8】ＬＩＭＬの屈折率に対する相対的な発光効率を示すプロットである。

【図9】本開示の一実施形態による黒色マトリクス構造体の一例の概略図である。

【0017】

本明細書には詳細が含まれている場合があるが、これらの詳細は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、特定の実施形態に特有である可能性のある特徴を説明するものとして解釈されるべきである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

発光コーティングおよびデバイスに関する種々の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面では、理解を容易にするために同様の要素には同様の参照符号が付されている。

【0019】

また、別段の明記がない限り、「上部」、「下部」、「外部」、「内部」等のような用語は便宜上の用語であり、限定する用語として解釈されるべきではないことも理解されたい。さらに、あるグループが、複数の要素からなる群および組み合わせのうちの少なくとも１つを含むと記載されている場合には常に、そのグループは、単独でもまたは互いに組み合わせても、列挙されたそれらの要素のうちの任意の個数の要素を含むことができるか、任意の個数の要素から実質的に構成可能であるか、または任意の個数の要素から構成可能である。

【0020】

同様に、あるグループが、複数の要素からなる群または組み合わせのうちの少なくとも１つから構成されていると記載されている場合には常に、そのグループは、単独でもまたは互いに組み合わせても、列挙されたそれらの要素のうちの任意の個数の要素から構成可能である。別段の明記がない限り、値の範囲は、列挙されている場合、その範囲の上限および下限の両方を含む。本明細書において使用する場合には、不定冠詞「a」ならびに「an」および対応する定冠詞「the」は、別段の明記がない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味する。

【0021】

当業者は、記載されている実施形態に多数の変更を加えることが可能であって、それでもなお、本開示の有利な結果が得られることを認識するであろう。また、本開示の所望の利益のいくつかは、その他の特徴を使用することなく、記載されている特徴のいくつかを選択することによって得られることも明らかになるであろう。したがって、当業者は、多数の修正および適合が可能であり、それどころか特定の状況では望ましい場合もあり、本開示の一部であることを認識するであろう。したがって、以下の説明は、本開示の原理の例示として提供するものであって、本開示を限定するものではない。

【0022】

当業者は、本開示の思想および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されている例示的な実施形態に対する多数の修正が可能であることを理解するであろう。したがって、本明細書は、記載されている例に限定されることを意図するものではなく、そのように解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびその等価形態によって得られる保護の全範囲が付与されるべきである。さらに、本開示の特徴のいくつかを、その他の特徴を相応に使用することなく使用することができる。したがって、例示的または例証的な実施形態の前述の説明は、本開示の原理を説明するために提供されており、本開示を限定するものではなく、本開示に対する修正形態および代替形態を含むことができる。

【0023】

発明者らは、ＱＤＣＦディスプレイにおけるＣＲ低下の理由が、「暗状態」における偏光子を通した光漏れであることを特定した。本開示は、光漏れを低減または除去することによって課題を解決する。このことは、従前は公知でなかった１つ以上の特定の技術をＱＤＣＦに組み込むことによって達成される。そのような技術とは、以下の通りであり、すなわち、（１）バックライトユニット（ＢＬＵ）光源からの光をコリメートすることにより、ＬＣＤ構造体の内部の光に関する高入射角度を除去すること、（２）高入射角度での光漏れがＯ型偏光子よりも少ないＥ型偏光子を使用すること、（３）偏光子の光漏れを引き起こす高入射角度を低減する補償フィルムを使用すること、（４）偏光子の光漏れを引き起こす高入射角度を低減する覗き見防止用プライバシーフィルムを使用すること、および（５）ＱＤＣＦ構造体内のＱＤ層の上部に低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）を追加することである。本開示によれば、これらの技術は、ＱＤＣＦ構造体にそれぞれ個別に組み込まれるか、または場合により、これらの技術の２つ以上を組み合わせて組み込まれる。

【0024】

本明細書に開示されている技術の利益は、（ピクセル化された）ＬＣセルの内部のＱＤを、ＣＲまたは輝度を損なうことなくＱＤの色域の利点、ＱＤの色角度の均一性（色ずれが最小）とともに使用できることである。結果として得られるＱＤＣＦは、従来のＱＤＣＦ ＬＣＤよりも高効率なものとなる。

【0025】

ＬＣＤのＢＬＵ光源からの実質的にコリメートされた光を使用することにより、従来のＬＣＤで見られる負の視差の問題が最小限に抑えられるので、厚い偏光子を使用することが可能となる。Ｅ型偏光子、補償フィルム、または覗き見防止用プライバシーフィルムを使用することにより、バックライトユニット（ＢＬＵ）における光リサイクルの利益を維持しつつ、特定の技術を使用することが可能となる。

【0026】

光源光をコリメートする：ＬＣＤ光源からの光をコリメートすることにより、ＬＣＤ構造体の内部の光に関する高入射角度を除去することにより、ＣＲが改善される。図３は、ＱＤＣＦ ＬＣＤに関するＣＲの改善傾向を、光源光のコリメーションの関数として示す。これらの測定のために、ＢＬＵの代わりに矩形のランベルト光源が使用された。コリメーションは、光源光の角度範囲を特徴付ける円錐の半頂角（単位：度）として与えられている。したがって、０度の半頂角は、光源光がＬＣＤ平面に直角で入射する完全にコリメートされた光を表す。コリメーションは、複数の異なる半頂角を有する円錐の内部に光源を閉じ込めることによってシミュレーションされた。図３のプロットは、ＣＲに対するコリメーションの有益な効果が指数関数的であることを示す。本発明の例では、コリメーションを±３０度以下の、好ましくは±２０度以下の、より好ましくは±１５度以下の半頂角に制限することにより、ＣＲを１２７７：１～３８８５：１の範囲にすることが可能となる。

【0027】

図４Ａおよび図４Ｂにおいて、コリメートされた光を用いたＱＤＣＦの性能が、コリメートされていない光を用いた従来のＱＤＣＦの性能と比較された。図４Ａは、図２Ｂに示されているプロットと同じであり、これは、（モデル化されたＢＬＵユニットによって生成された角度分布を有する）コリメートされていない光を用いたＱＤＣＦに関するＣＲを、「水平」角度についての視野角度Ｈと、「垂直」角度についての視野角度Ｖとの関数としてプロットしたものである。ＣＲは、～１２８：１の値を有していて均一である。図４Ｂは、±１５度の円錐光源のコリメーションを用いたＱＤＣＦに関するＣＲのプロットである。ＣＲは、同じく均一であるが、ＣＲ値は、～３８８５：１に著しく向上している。光源光の角度分散の範囲を特徴付ける円錐の半頂角（単位：度）として、±１５度のコリメーションが与えられている。本発明に適用可能な、ＢＬＵのためのコリメートされた光源の一例は、米国特許第７，５３０，７２１号明細書に開示されている両面転向フィルムであり、同明細書の内容を参照により本明細書に援用するものとする。別の一例は、T. IshikawaおよびXiang-Dong Mi, P-82: 「New Design for a Highly Collimating Turning Film,」 SID 06 DIGEST (2006)に記載されており、同文献の内容を参照により本明細書に援用するものとする。

【0028】

図５は、本開示による例示的なＱＤＣＦ ＬＣＤパネル構造体５００の概略垂直断面図を示す。ＱＤＣＦ ＬＣＤパネル構造体５００は、カバーガラス５９５から遠い順に、背面リフレクタ層５１０、導光板（ＬＧＰ）５２０、１つ以上の光学シート５３０、下部の偏光子５４０、液晶（ＬＣ）層５５０、上部の偏光子５６０、ショートパスフィルタ（ＳＰＦ）５７０、パターニングされた量子ドット（ＱＤ）層５８０、カラーフィルタ（ＣＦ）５９０、およびカバーガラス５９５を含む。ＱＤ層５８０およびＣＦ層５９０は、図６に示されているように、赤色、緑色、および青色のサブピクセル領域へと画定される、パターニングまたはピクセル化された構造体を有する。ＣＦ層５９０のサブピクセル領域同士は、黒色マトリクス６００の構造体によって分離されている。ＱＤＣＦ ＬＣＤパネル構造体５００を構成する層は、図５に示されている層のみに限定されているわけではない。ＱＤＣＦ ＬＣＤパネルの別の異なる実施形態は、ＱＤＣＦ ＬＣＤパネルおよびＬＣＤパネルの、当技術分野において公知の１つ以上のその他の機能層を含むことができる。このような追加的な機能層の例は、輝度向上フィルムおよび拡散板である。本開示のいくつかのエンハンスメントフィーチャの位置は、図５に示されているＱＤＣＦ構造体５００の左側に沿って記載されている。

【0029】

効率的なコリメートされた光源を作製することは困難かつ高コストである場合があるので（例えば、光リサイクルの利用率は限られており、構造体の製造は複雑であるので）、ＱＤＣＦにおいて使用するための、高入射角度を低減する追加的な方法も開示されている。図５に示されている例示的なＱＤＣＦ構造体５００を参照すると、一実施形態によれば、上部の偏光子５６０および下部の偏光子５４０のうちの一方または両方を、従来のＱＤＣＦデバイスにおいて使用されるＯ型偏光子ではなくＥ型偏光子とすることができる。Ｏ型偏光子は、（方向の３次元空間内の１次元に相当する、一軸性材料内の）異常光波を抑制する。しかしながら、Ｅ型偏光子は、方向の３次元空間内の２次元を占めている正常光波を抑制し、より効果的であろう。種々のＥ型偏光子が利用可能である。その一例は、米国特許第５，７３９，２９６号明細書に記載されている方法によって製造された単層Ｅ型偏光子であり、同明細書の内容を参照により本明細書に援用するものとする。

【0030】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示されているＱＤＣＦのための新規のエンハンスメントフィーチャのうちの１つ以上と組み合わせて、高入射角度の光を除去するように設計された補償フィルムをＱＤＣＦ構造体５００に組み込むこともできる。例えば、ＱＤＣＦ構造体における暗状態での光漏れを低減するために、コリメートされた光と組み合わせて、補償フィルムをＱＤＣＦ構造体に組み込むことができる。このような補償フィルムの例は、米国特許第６，９９５，８１６号明細書に開示されており、その内容を参照により本明細書に援用するものとする。米国特許第６，９９５，８１６号明細書は、補償フィルムのためにＡプレートと、Ｃプレートと、二軸性プレートとの種々異なる組み合わせを利用している偏光子パッケージの例を開示している。一対のこのような偏光子パッケージを、ＱＤＣＦ構造体５００内の上部の偏光子５６０および下部の偏光子５４０のために使用することができる。補償フィルムの別の一例は、T. IshikawaおよびXiang-Dong Mi, 「Compensation of Various LCD Modes by Positive O-Plates,」 SID 06 DIGEST (2006)に開示されており、その内容を参照により本明細書に援用するものとする。補償フィルムは、上部の偏光子５６０および下部の偏光子５４０の代わりに使用されるので、補償フィルムとＥ型偏光子とが同時にＱＤＣＦ構造体に組み込まれることはない。

【0031】

いくつかの実施形態では、ＱＤＣＦ構造体における暗状態での光漏れを低減するために、上述した技術のうちの１つ以上と組み合わせて、プライバシーフィルタフィルムをＱＤＣＦ構造体５００に組み込むこともできる。プライバシーフィルタフィルムとは、観察者に向かって真っ直ぐの方向を指し示すベネチアンブラインドに類似した機能を有するマイクロルーバーを採用した透過型の光学フィルムである。したがって、プライバシーフィルタフィルムは、高放射角度の光をフィルタリングして、低放射角度の光を透過させることができる。図５に示されているように、プライバシーフィルタフィルムは、ＱＤ層５８０の上流で、上部の偏光子５６０とショートパスフィルタ５７０との間に配置可能である。

【0032】

図５および図６を参照すると、別の実施形態によれば、改善されたＱＤＣＦ構造体５００は、ＴＩＲ作用に起因する光効率損失を最小化または除去するために、ＣＦ層５９０とＱＤ層５８０との間の低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）層５８５を含む。上部から観察したときのＱＤＣＦ構造体５００は、複数のピクセル領域からなる配列を含み、図６は、ＱＤＣＦ構造体５００における１つのピクセル領域内の関連する層のうちのいくつかの層の概略垂直断面図である。図６は、ショートパスフィルタ５７０の層から、上方はカバーガラス５９５までを示す。ピクセル領域は、ＱＤ層５８０上の赤色フィルタ５９１、緑色フィルタ５９２、および青色フィルタ５９３によって画定された赤色サブピクセルＲ、緑色サブピクセルＧ、および青色サブピクセルＢを含む。黒色マトリクス６００のバリアは、カラーフィルタ５９１、５９２、および５９３の間にあり、サブピクセル領域Ｒ、Ｇ、およびＢを画定するＱＤ層５８０を下方に貫通して延在している。バックライトユニット（ＢＬＵ）からのコリメートされた青色光は、図６の下部における垂直の矢印によって表されている。青色光は、ＱＤ層５８０のＲ、Ｇ、およびＢのサブピクセル領域内の量子ドットによって再放射され、それぞれのカラーフィルタ５９１、５９２、および５９３とカバーガラス５９５とを透過する。図６に示されているように、ＱＤ層５８０とＣＦ層５９０との間のＬＩＭＬ層５８５は、サブピクセルカラーフィルタ５９１、５９２、および５９３と一緒にピクセル化されている。サブピクセルカラーフィルタ５９１、５９２、および５９３の間の黒色マトリクス６００は、ＬＩＭＬ層５８５内へと下方に延在していて、ＬＩＭＬ５８５を、サブピクセルカラーフィルタ５９１、５９２、および５９３に対応する複数のサブ領域へと画定している。ＬＩＭＬ５８５は、ＬＣＤの発光効率を改善する。この作用について、図７Ａおよび図７Ｂを参照しながらさらに説明する。

【0033】

図７Ａの概略図に示されているように、ＬＩＭＬ層を用いない従来のＱＤＣＦ構造体では、内部全反射（ＴＩＲ）と、ＣＦ層５９０およびカバーガラス５９５の内側でのリサイクルとに起因して、ＱＤ層５８０からの高放射角度を有する多くの光が失われている。この作用は、ＱＤ層５８０からの高放射角度の光を表す矢印Ｌ_Ｂによって示されている。高放射角度の光Ｌ_Ｂは、カバーガラスと空気との間の界面５９７に高入射角度で到達し、これにより、カバーガラスと空気との間の界面５９７においてＴＩＲを経験する。カバーガラス５９５は、一般に、約１.５の屈折率を有する高屈折率ガラスから形成されている。これらの光線の多くは、ＣＦ層５９０内のカラーフィルタによって吸収される可能性が高いので、ＬＣＤパネルからは出ない。典型的なＣＦは、８０％～９０％の透過率を有するので、吸収は、異なる色または同じ色のカラーフィルタによって実施可能である。

【0034】

図７Ｂを参照すると、ＱＤ層５８０は、全方向に光を生成し、したがって、全ての可能な角度で光を放射する。ＱＤ層によって放射された光のうち、矢印Ｌ_Ａによって例示された、垂直放射角度（すなわち、ＱＤ層５８０に直交する放射角度）、または一般に低放射角度を有する光線は、カバーガラス５９５を透過してＬＣＤパネルから出る。

【0035】

ＱＤ層５８０とＣＦ５９０との間にＬＩＭＬ５８５が設けられている場合には、ＱＤ層５８０とＬＩＭＬ５８５との間の境界におけるＴＩＲは、高放射角度の光線Ｌ_ＢをＱＤ層５８０の内部でリサイクルして、この光線Ｌ_Ｂを、高屈折率のカバーガラス５９５から出ることができる低角度の光線Ｌ_Ｂ’に変換する。ＱＤ層５８０の内部での高角度の光線Ｌ_Ｂのリサイクルは、ＱＤ層の内部の散乱の結果である。したがって、このことにより、ＱＤＣＦ構造体５００の全体的な効率が増加する。

【0036】

いくつかの実施形態では、ＱＤＣＦ ＬＣＤパネル５００は、ＱＤ層５８０とショートパスフィルタ層（ＳＰＦ）５７０との間に追加的なＬＩＭＬをさらに含むことができる。このような追加的なＬＩＭＬは、高角度の入射光の反射に関してＳＰＦ５７０を支援することができる。この追加的なＬＩＭＬは、ピクセル化されていなくてもよく、ＳＰＦ５７０上に直接的に積層可能である。

【0037】

好ましくは、ＬＩＭＬ５８５とＱＤ層５８０との間の界面は、過度な散乱を引き起こすべきではない。好ましくは、ＬＩＭＬ５８５とＱＤ層５８０との間の界面における光の散乱を制御するために、ＬＩＭＬとＱＤ層との間の界面の平面性は、カバーガラスと空気との間の界面５９７においてＴＩＲに遭遇するほど十分に大きい角度を有する光線へと変化する散乱される光エネルギが、最小化されるように制御されるべきである。ＬＩＭＬ５８５からの体積散乱と、ＬＩＭＬ５８５とＱＤ層５８０との間の界面５８７からの表面散乱とは、有益には、カバーガラスと空気との間の界面５９７においてＴＩＲに遭遇するほど十分に大きい角度を有する光線へと変化する散乱される光エネルギが、最小化されるように制御されている。フィルムの散乱は、体積散乱および表面散乱の両方を考慮するヘイズ（透過）によって特徴付け可能である。ＬＩＭＬ５８５とＱＤ層５８０との間の界面５８７の平面性は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３規格に準拠して測定した場合のヘイズ値が５０％以下、好ましくは３０％以下、最も好ましくは５％以下に制限されるように制御される。

【0038】

ＬＩＭＬからのＱＤＣＦの発光効率の改善の程度は、ＬＩＭＬ５８５の屈折率に依存している。ＬＩＭＬ５８５として、ＣＦおよびＱＤ層５８０の屈折率よりも低い屈折率を有する任意の材料を使用することができる。ＱＤ層５８０とＬＩＭＬ５８５との間の屈折率の差が大きくなればなるほど、ＬＩＭＬの性能がより良好となる。屈折率のこの関係性は、ＱＤ層５８０を１.５（カバーガラス５９５の屈折率）よりも高い屈折率を有するように形成可能であることを意味し、これにより、ＬＩＭＬ材料のために利用可能な屈折率をより広範囲にすることができる。カバーガラス５９５は、一般に、１.５の屈折率を有する。

【0039】

ＬＩＭＬ５８５の屈折率が１.５から１.０に低下するにつれて、ＱＤＣＦの発光効率が徐々に増加することが計算によって示されている。このデータは、図８にプロットされている。ＬＩＭＬの屈折率がｘ軸上で１.５から１.０になるにつれて、相対的な発光効率は、０.６５から約１.０２５に変化する。一実施形態によれば、端点を含めて１.５～１.０の範囲内にある屈折率値を有するＬＩＭＬが望ましい。いくつかの実施形態によれば、ＬＩＭＬの屈折率は、１.４～１.０の範囲内、好ましくは１.３～１.０の範囲内、より好ましくは１.２～１.０の範囲内にある。

【0040】

ＬＩＭＬのために使用することができる低屈折率および低散乱特性を有するナノポーラス材料のいくつかの例が、Werdehausen et al., 「Design rules for customizable materials based on nanocomposites,」 Optical Materials Express 8 (11), 3456 (2018)に開示されている。ＬＩＭＬ５８５のための利用可能な材料の追加的な例を、以下の表に示す：

【0041】

【表1】

【0042】

サブピクセルＲ、Ｇ、およびＢの間の空間に位置する黒色マトリクスは、これがなければＱＤＣＦパネルの観察側に出現し得るような、ひいては全体的なＣＲを低減し得るような、ディスプレイにとって無関係な光を遮断する。一般に、黒色マトリクスによる望ましくない光の遮断は、入射光を反射する黒色マトリクス材料によって達成される。従来の黒色マトリクスは、クロムのような反射性の金属層を含む。黒色マトリクスによって反射された光の殆どは、最終的な画像に到達することは決してないが、この光の一部は、ＬＣＤパネル構造体の内部のいくつかの光学的な界面のうちの１つ以上での散乱および反射によって方向転換させられて、結局、最終的な画像の一因となり、それにより、コントラストレベルを低減し、すなわちＣＲが減少する。したがって、例示的なＱＤＣＦパネル構造体では、黒色マトリクスは、黒色マトリクスによる望ましくない反射を一般に低減するために、ポリマーまたは酸化物のような光吸収材料の層によってコーティングされる。他の例では、黒色マトリクスは、反射率を低減するために黒色色素が中に分散されたフォトレジスト樹脂によって作製される。

【0043】

しかしながら、図９を参照すると、本開示の一実施形態によれば、黒色マトリクス構造体６００は、傾斜した側面によって構成されていて、かつ部分的に反射性であり、こうすることによっても単独で、ＱＤＣＦ構造体の発光効率が改善される。ここで、「部分的に反射性である」という特徴は、ＱＤ層５８０に曝された反射面が含まれた黒色マトリクスのみを指し、黒色マトリクスの残りの面は、上述したような従来の光吸収性または非反射性の面である。図９は、そのような黒色マトリクス構造体６００の一例の概略図である。黒色マトリクス６００は、カラーフィルタ層５９０内のカラーフィルタ間のバリアであり、サブピクセル領域Ｒ、Ｇ、およびＢを画定するＱＤ層５８０を下方に貫通して延在している（図６を参照）。黒色マトリクス６００は、αの角度で傾斜した側面６０２を含み、したがって、図９に示されている断面図において、黒色マトリクス６００は、カバーガラス５９５に近い上部において下部よりも狭くなっている実質的に台形の形状を有する。さらに、ＣＦ層５９０およびＱＤ層５８０に面している側面６０２は反射性であるが、その一方で、カバーガラス５９５に面している上部の側面６０３のような残りの側面は非反射性である。側面６０２の傾斜角度αは、＋／－２０度以下、好ましくは＋／－１０度以下、より好ましくは＋／－５度以下の偏差を伴って４５度である。青色光源の光を利用するＱＤＣＦデバイスでは、傾斜した側面６０２は、結果として赤色光および緑色光をもたらし、この赤色光および緑色光は、ＱＤ層において生成されて、ＱＤ層５８０において「ガイドされ」または「トラップされ」て、観察者に向かって再び方向付けられる。青色光源の光は、黒色マトリクス６００によって観察者に向かって反射されてカラーフィルタ（ＲＧ）によって吸収可能であるか、または黒色マトリクスによって吸収可能である。

【0044】

いくつかの実施形態によれば、ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置５００が開示されており、当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置５００は、カバーガラス５９５と、背面リフレクタ層５１０と、カバーガラスと背面リフレクタ層との間の液晶パネル層５５０と、液晶パネル層５５０と背面リフレクタ層５１０との間に設けられていて、液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット５２０（青色ＬＥＤ光源および導光板を含む）と、カバーガラスと液晶パネル層との間のパターニングされた量子ドット層５８０と、カバーガラスと量子ドット層との間のカラーフィルタ層５９０であって、当該カラーフィルタ層５９０と量子ドット層５８０とが組み合わされて、液晶パネル５５０を透過したバックライトユニットからの像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層５９０と、液晶パネル層５５０とバックライトユニット５２０との間に位置する下部の偏光子層５４０と、液晶パネル層と量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層５６０とを含む。この実施形態のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置には、以下のエンハンスメントフィーチャのうちの１つ以上も組み込まれ、すなわち、（ａ）カラーフィルタ層５９０と量子ドット層５８０との間に設けられたＬＩＭＬ５８５、（ｂ）液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、（ｃ）下部の偏光子５４０および上部の偏光子５６０のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、（ｄ）下部の偏光子５４０および上部の偏光子５６０が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、（ｅ）上部の偏光子５６０と量子ドット層５８０との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、のうちの１つ以上も組み込まれる。

【0045】

他の実施形態では、ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置５００は、カラーフィルタ層５９０と量子ドット層５８０との間のＬＩＭＬ５８５を含み、以下のエンハンスメントフィーチャのうちの１つ以上も組み込まれ、すなわち、（ａ）下部の偏光子５４０および上部の偏光子５６０のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、（ｂ）液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、（ｃ）下部の偏光子５４０および上部の偏光子５６０が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、（ｄ）上部の偏光子５６０と量子ドット層５８０との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、のうちの１つ以上も組み込まれる。

【0046】

本開示の好ましい実施形態について説明してきたが、説明したこれらの実施形態は、単なる例示に過ぎず、本明細書の精読から当業者に自然に想到される等価形態、多数の変形形態、および修正形態の全範囲が認められる場合、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって定義されるべきであると理解されるべきである。

【0047】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0048】

実施形態１
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置であって、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、
カバーガラスと、
背面リフレクタ層と、
前記カバーガラスと前記背面リフレクタ層との間の液晶パネル層と、
前記液晶パネル層と前記背面リフレクタ層との間に設けられていて、前記液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、
前記カバーガラスと前記液晶パネル層との間の量子ドット層と、
前記カバーガラスと前記量子ドット層との間のカラーフィルタ層であって、当該カラーフィルタ層と前記量子ドット層とが組み合わされて、コリメートされた前記像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層と、
前記液晶パネル層と前記バックライトユニットとの間に位置する下部の偏光子層と、
前記液晶パネル層と前記量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層と
を含み、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、以下のうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層との間の低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）、
（ｂ）前記液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料を含むこと、
（ｄ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムを含むこと、
（ｅ）前記上部の偏光子層と前記量子ドット層との間のプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む、
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置。

【0049】

実施形態２
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５０％以下である、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0050】

実施形態３
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、３０％以下である、
実施形態２記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0051】

実施形態４
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５％以下である、
実施形態２記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0052】

実施形態５
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.５～１.０の範囲内である、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0053】

実施形態６
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.４～１.０の範囲内である、
実施形態５記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0054】

実施形態７
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.３～１.０の範囲内である、
実施形態５記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0055】

実施形態８
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.２～１.０の範囲内である、
実施形態５記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0056】

実施形態９
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ａ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタと、
前記量子ドット層と前記ショートパスフィルタ層との間の追加的なＬＩＭＬと
をさらに含む、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0057】

実施形態１０
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ｅ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタをさらに含み、
前記プライバシーフィルタフィルムは、前記上部の偏光子層と前記ショートパスフィルタとの間にある、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0058】

実施形態１１
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±３０度以下の半頂角を有する、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0059】

実施形態１２
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±２０度以下の半頂角を有する、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0060】

実施形態１３
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±１５度以下の半頂角を有する、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0061】

実施形態１４
前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層は、一緒に複数のピクセル領域を含み、それぞれのピクセル領域は、赤色サブピクセル領域、緑色サブピクセル領域、および青色サブピクセル領域を含み、
当該装置は、黒色マトリクスバリア構造体をさらに有し、前記黒色マトリクスバリア構造体は、前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層を貫通して延在していて、隣り合う２つのサブピクセル領域を分離しており、前記黒色マトリクスは、前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層とに接する側面を含み、
前記黒色マトリクスの側面は、±２０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0062】

実施形態１５
前記側面は、±１０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態１４記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0063】

実施形態１６
前記側面は、±５度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態１４記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0064】

実施形態１７
前記黒色マトリクスの前記側面および底面は、反射性である、
実施形態１４記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0065】

実施形態１８
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置であって、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、
カバーガラスと、
背面リフレクタ層と、
前記カバーガラスと前記背面リフレクタ層との間の液晶パネル層と、
前記液晶パネル層と前記背面リフレクタ層との間に設けられていて、前記液晶パネル層のための像形成光を生成するように構成されたバックライトユニットと、
前記カバーガラスと前記液晶パネル層との間の量子ドット層と、
前記カバーガラスと前記量子ドット層との間のカラーフィルタ層であって、当該カラーフィルタ層と前記量子ドット層とが組み合わされて、前記液晶パネル層を透過した前記バックライトユニットからのコリメートされた像形成光の波長を変換することにより色を形成するように構成されている、カラーフィルタ層と、
前記液晶パネル層と前記バックライトユニットとの間に位置する下部の偏光子層と、
前記液晶パネル層と前記量子ドット層との間に位置する上部の偏光子層と、
前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層との間に設けられた低屈折率材料層（ＬＩＭＬ）と
を含み、
当該量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、以下のうちの１つ以上をさらに含み、すなわち、
（ａ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層のうちの一方または両方がＥ型偏光子材料から形成されていること、
（ｂ）前記液晶パネル層のためのコリメートされた像形成光を生成するように構成されたバックライトユニット、
（ｃ）前記下部の偏光子層および前記上部の偏光子層が、それぞれＡプレート、Ｃプレート、および二軸性プレートのうちの１つ以上を含む補償フィルムから形成されていること、
（ｄ）前記上部の偏光子層と前記量子ドット層との間に設けられたプライバシーフィルタフィルム、
のうちの１つ以上をさらに含む、
量子ドットカラーフィルタ（ＱＤＣＦ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置。

【0066】

実施形態１９
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５０％以下である、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0067】

実施形態２０
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、３０％以下である、
実施形態１９記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0068】

実施形態２１
前記ＬＩＭＬと前記量子ドット層との間の界面のためのＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値は、５％以下である、
実施形態１９記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0069】

実施形態２２
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.５～１.０の範囲内である、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0070】

実施形態２３
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.４～１.０の範囲内である、
実施形態２２記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0071】

実施形態２４
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.３～１.０の範囲内である、
実施形態２２記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0072】

実施形態２５
前記ＬＩＭＬの屈折率値は、１.２～１.０の範囲内である、
実施形態２２記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0073】

実施形態２６
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置は、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタと、
前記量子ドット層と前記ショートパスフィルタ層との間の追加的なＬＩＭＬと
をさらに含む、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0074】

実施形態２７
当該ＱＤＣＦ ＬＣＤ装置が、
前記（ｄ）を含み、
前記量子ドット層と前記上部の偏光子層との間のショートパスフィルタをさらに含み、
前記プライバシーフィルタフィルムは、前記上部の偏光子層と前記ショートパスフィルタとの間にある、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0075】

実施形態２８
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±３０度以下の半頂角を有する、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0076】

実施形態２９
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±２０度以下の半頂角を有する、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0077】

実施形態３０
前記バックライトユニットによって生成されて、コリメートされた前記像形成光は、±１５度以下の半頂角を有する、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0078】

実施形態３１
前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層は、一緒に複数のピクセル領域を含み、それぞれのピクセル領域は、赤色サブピクセル領域、緑色サブピクセル領域、および青色サブピクセル領域を含み、
当該装置は、黒色マトリクスバリア構造体をさらに有し、前記黒色マトリクスバリア構造体は、前記カラーフィルタ層および前記量子ドット層を貫通して延在していて、隣り合う２つのサブピクセル領域を分離しており、前記黒色マトリクスは、前記カラーフィルタ層と前記量子ドット層とに接する側面を含み、
前記黒色マトリクスの前記側面は、±２０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態１８記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0079】

実施形態３２
前記側面は、±１０度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態３１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0080】

実施形態３３
前記側面は、±５度以下の偏差を伴って４５度の角度で傾斜している、
実施形態３１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【0081】

実施形態３４
前記黒色マトリクスの前記側面および底面は、反射性である、
実施形態３１記載のＱＤＣＦ ＬＣＤ装置。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】