(57)【要約】ディスプレイは、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、および青色サブピクセルを含む。赤色サブピクセルは、第１の光源と赤色量子ドットの層との間に反射性の第１のキャビティを含む。緑色サブピクセルは、第２の光源と緑色量子ドットの層との間に反射性の第２のキャビティを含む。青色サブピクセルは、第３の光源と青色カラーフィルタとの間に吸収性の第３のキャビティを含む。
2021503626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源と赤色量子ドットの層との間に反射性の第１のキャビティを含む赤色サブピクセルと、
第２の光源と緑色量子ドットの層との間に反射性の第２のキャビティを含む緑色サブピクセルと、
第３の光源と青色カラーフィルタとの間に吸収性の第３のキャビティを含む青色サブピクセルと
を含むことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
ブラックマトリクスを更に含み、
前記赤色サブピクセルが、前記赤色量子ドットの層上に赤色カラーフィルタを更に含み、
前記緑色サブピクセルが、前記緑色量子ドットの層上に緑色カラーフィルタを更に含み、
前記ブラックマトリクスが、前記赤色カラーフィルタ、前記緑色カラーフィルタ、および前記青色カラーフィルタの各々の間に延在する、
請求項１記載のディスプレイ。
【請求項３】
光源と、
赤色量子ドットの層と、該赤色量子ドットの層に直に隣接する第１の干渉フィルタであって前記赤色量子ドットの層と前記光源との間にある第１の干渉フィルタとを含む赤色サブピクセルと、
緑色量子ドットの層と、該緑色量子ドットの層に直に隣接する第２の干渉フィルタであって前記緑色量子ドットの層と前記光源との間にある第２の干渉フィルタとを含む緑色サブピクセルと
を含むことを特徴とするディスプレイ。
【請求項４】
ディスプレイを製造する方法において、
第１の光源、第２の光源、および第３の光源をバックプレーンに電気的に結合する工程と、
前記第１の光源と位置合わせされた反射性の第１のウェル、前記第２の光源と位置合わせされた反射性の第２のウェル、および前記第３の光源と位置合わせされた吸収性の第３のウェルを形成する工程と、
ガラス層に赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、および青色カラーフィルタを施す工程と、
前記赤色カラーフィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、前記緑色カラーフィルタ上に緑色量子ドットの層を施す工程と、
前記赤色量子ドットの層が前記第１のウェルを覆い、前記緑色量子ドットの層が前記第２のウェルを覆い、前記青色カラーフィルタが前記第３のウェルを覆うように、前記ガラス層を前記バックプレーンに取り付ける工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
ディスプレイを製造する方法において、
バックライトに液晶マトリクスを取り付ける工程と、
前記液晶マトリクス上に干渉フィルタを施す工程と、
ブラックマトリクス層を貫通する第１の開口部、第２の開口部、および第３の開口部を設けるように、前記干渉フィルタ上にブラックマトリクス層を施す工程と、
前記第１の開口部内の前記干渉フィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、前記第２の開口部内の前記干渉フィルタ上に緑色量子ドットの層を施し、前記第３の開口部内の前記干渉フィルタ上に青色カラーフィルタを施す工程と
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１２０条に基づき、２０１７年１１月１７日に出願された米国特許出願第６２／５８７，６２０号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般的に、量子ドットディスプレイに関する。より具体的には、本開示は、色変換を含む量子ドットディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロＬＥＤは、小型（例えば、典型的には１００μｍ×１００μｍ未満）の発光コンポーネントである。マイクロＬＥＤは、高々５０００万ニットの高輝度を生じる無機半導体コンポーネントである。従って、マイクロＬＥＤは、高解像度ディスプレイに特に適している。マイクロＬＥＤを用いてカラーディスプレイを製造するための１つの選択肢は、各画素について、元々赤色、緑色、青色のマイクロＬＥＤを用いることである。しかし、元々赤色、緑色、および青色のマイクロＬＥＤを用いることには、幾つかの問題がある。典型的には、青色および緑色のマイクロＬＥＤに用いられる材料はＧａＮであり、一方、赤色のマイクロＬＥＤに用いられる材料はＩｎＰである。赤色のＩｎＰマイクロＬＥＤは、典型的には、青色または緑色のＧａＮマイクロＬＥＤよりも厚く、これにより、幾つかの配置スキームが複雑になり得る。実際、赤色の成長ウェハは元々透明ではないので、例えば、ソースウェハからの選択的な直接レーザー剥離等といった、幾つかの配置スキームは不可能になる。また、ＧａＮマイクロＬＥＤおよびＩｎＰマイクロＬＥＤは、それぞれ異なる電圧要件を有する。更に、元々緑色のマイクロＬＥＤは、効率が低い（いわゆる「グリーンギャップ」）。また、非常に小さい赤色マイクロＬＥＤは機能を停止し得るので、赤色マイクロＬＥＤの製造は困難であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ディスプレイ製造業者は、典型的な吸収型カラーフィルタの代わりとして、またはフォトルミネセンスディスプレイの発光体として、量子ドットを用いることを積極的に調査している。量子ドットを用いることにより、より高い色域、より長い寿命、およびより低い製造コストを有するディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイとの競争力を有し得る。しかし、量子ドットディスプレイには、光の閉じ込め、および画素間のクロストークの問題があり得る。従って、本明細書において、光の閉じ込めまたはクロストークの問題がない量子ドットディスプレイ、および、異なる色のマイクロＬＥＤを用いることに起因する複雑化を回避する量子ドットディスプレイの製造方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の幾つかの実施形態は、ディスプレイに関する。このディスプレイは、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、および青色サブピクセルを含む。赤色サブピクセルは、第１の光源と赤色量子ドットの層との間に反射性の第１のキャビティを含む。緑色サブピクセルは、第２の光源と緑色量子ドットの層との間に反射性の第２のキャビティを含む。青色サブピクセルは、第３の光源と青色カラーフィルタとの間に吸収性の第３のキャビティを含む。
【０００６】
本開示の更に別の実施形態は、ディスプレイに関する。このディスプレイは、光源と、赤色サブピクセルと、緑色サブピクセルとを含む。赤色サブピクセルは、赤色量子ドットの層と、赤色量子ドットの層に直に隣接する第１の干渉フィルタとを含む。第１の干渉フィルタは、赤色量子ドットの層と光源との間にある。緑色サブピクセルは、緑色量子ドットの層と、緑色量子ドットの層に直に隣接する第２の干渉フィルタとを含む。第２の干渉フィルタは、緑色量子ドットの層と光源との間にある。
【０００７】
本開示の更に別の実施形態は、ディスプレイを製造する方法に関する。この方法は、第１の光源、第２の光源、および第３の光源をバックプレーンに電気的に結合する工程を含む。この方法は、第１の光源と位置合わせされた反射性の第１のウェル、第２の光源と位置合わせされた反射性の第２のウェル、および第３の光源と位置合わせされた吸収性の第３のウェルを形成する工程を含む。この方法は、ガラス層に赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、および青色カラーフィルタを施す工程を含む。この方法は、赤色カラーフィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、緑色カラーフィルタ上に緑色量子ドットの層を施す工程を含む。この方法は、赤色量子ドットの層が第１のウェルを覆い、緑色量子ドットの層が第２のウェルを覆い、青色カラーフィルタが第３のウェルを覆うように、ガラス層をバックプレーンに取り付ける工程を含む。
【０００８】
本開示の更に別の実施形態は、ディスプレイを製造する方法に関する。この方法は、バックライトに液晶マトリクスを取り付ける工程を含む。この方法は、液晶マトリクス上に干渉フィルタを施す工程を含む。この方法は、ブラックマトリクス層を貫通する第１の開口部、第２の開口部、および第３の開口部を設けるように、干渉フィルタ上にブラックマトリクス層を施す工程を含む。この方法は、第１の開口部内の干渉フィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、第２の開口部内の干渉フィルタ上に緑色量子ドットの層を施し、第３の開口部内の干渉フィルタ上に青色カラーフィルタを施す工程を含む。
【０００９】
本明細書において開示されるディスプレイは、各サブピクセルから放出される光の量を最大化しつつ、サブピクセル間のクロストークを防止する画素構造を含む。それに加えて、各サブピクセルについて単一色の光源が用いられ、これにより、ディスプレイの製造が簡素化される。
【００１０】
更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載されている実施形態を実施することによって認識される。
【００１１】
上記の概要説明および以下の詳細説明は、様々な実施形態を示すものであり、特許請求されている主題の性質および特徴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、様々な実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は、本明細書に記載されている様々な実施形態を示しており、明細書と共に、特許請求されている主題の原理および作用を説明する役割をするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ディスプレイの画素の一実施形態を示す断面図
【図２】ディスプレイの画素の別の実施形態を示す断面図
【図３Ａ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図３Ｂ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図３Ｃ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図３Ｄ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図４Ａ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図４Ｂ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図４Ｃ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図４Ｄ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図４Ｅ】図１の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図５Ａ】図２の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図５Ｂ】図２の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図５Ｃ】図２の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図５Ｄ】図２の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図５Ｅ】図２の画素を製造する方法の一実施形態を示す断面図
【図６】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図７】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図８】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図９】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図１０】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図１１】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【図１２】ディスプレイの画素の他の実施形態を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本開示の実施形態を詳細に参照し、その例が添付の図面に示されている。可能な場合には常に、同じまたは類似の部分を参照するために、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。しかし、本開示は、多くの異なる形態で具体化され得るものであり、本明細書に記載されている実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
【００１４】
本明細書において、範囲は、「約」或る特定の値から、「約」別の特定の値までと表現され得る。そのような範囲が表現されている場合には、別の実施形態は、その或る特定の値から、および／または、別の特定の値までを含む。同様に、値が「約」という語を用いて概算として表現された場合には、その特定の値が、別の実施形態を構成することを理解されたい。更に、各範囲の終点は、他方の終点との関係において、および他方の終点から独立して、有意であることを理解されたい。
【００１５】
本明細書において用いられる方向に関する用語（例えば、上、下、右、左、前、後、頂部、底部、垂直、水平）は、単に描かれている図面を参照したものであり、絶対的な向きを意味することは意図しない。
【００１６】
特に明記しない限り、本明細書において述べられているいずれの方法も、その工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることは意図せず、いずれの装置も、特定の向きを要すると解釈されることは意図しない。従って、方法の請求項が、その工程が辿るべき順序を実際に記載していない場合、任意の装置の請求項が、個々の構成要素に対する順序もしくは向きを実際に述べていない場合、特許請求の範囲もしくは説明において、それらの工程が特定の順序に限定されることが別様で具体的に述べられていない場合、または、装置の構成要素の特定の順序もしくは向きが具体的に述べられていない場合には、どのような点においても、順序または向きが推論されることは意図しない。このことは、工程の配列、動作フロー、構成要素の順序、または構成要素の向きに関する論理の問題、文法的な組織または句読点から導出される通常の意味、および、明細書に記載されている実施形態の数またはタイプを含む、どのような可能な明示されていない解釈の基礎についても成り立つ。
【００１７】
本明細書において用いられている単数形の「a」、「an」、および「the」は、特に明記しない限り、複数の被参照物を含むものである。従って、例えば、「a component」と言った場合には、特に明記しない限り、２以上のそのような「構成要素」を有する態様を含む。
【００１８】
ここで図１を参照すると、ディスプレイの例示的な画素１００の断面図が示されている。画素１００は、赤色サブピクセル１３０、緑色サブピクセル１３２、および青色サブピクセル１３４を含む。ディスプレイは、例えば、横列および縦列に配列された任意の適切な数の画素１００を含み得る。画素１００は、バックプレーン１０２、反射層１０６、光源１０４１〜１０４３（まとめて光源１０４として参照される）、透明電極層１０８、およびブラックマトリクス層１１０１〜１１０３（まとめてブラックマトリクス層１１０として参照される）を含む。また、画素１００は、ガラス層１１２、白色フォトレジスト層１１４、赤色カラーフィルタ１１６、緑色カラーフィルタ１１８、青色カラーフィルタ１２０、赤色量子ドットの層１２２、および緑色量子ドットの層１２４を含む。
【００１９】
バックプレーン１０２は、例えば、バックプレーンの上面上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のアレイを含むガラス基体を含み得る。第１の光源１０４１は、バックプレーン１０２の上面上の第１のＴＦＴ（例えば、ＴＦＴのドレインまたはソース）に電気的に結合されており、赤色サブピクセル１３０内の略中心にある。第２の光源１０４２は、バックプレーン１０２の上面上の第２のＴＦＴに電気的に結合されており、緑色サブピクセル１３２内の略中心にある。同様に、第３の光源１０４３は、バックプレーン１０２の上面上の第３のＴＦＴに電気的に結合されており、青色サブピクセル１３４内の略中心にある。各光源１０４は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）（例えば、青色マイクロＬＥＤ）等の青色光源である。各光源１０４は、例えば、ＧａＮを用いて作られ得る。
【００２０】
反射層１０６は、バックプレーン１０２上の各光源１０４間にある。反射層１０６は、例えば、白色フォトレジストを含み得る。透明電極層１０８は、反射層１０６および各光源１０４上にわたっている。透明電極層１０８は、各光源１０４に電気的に結合され、各光源１０４のための共通電極を提供する。透明電極層１０８は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）または他の適切な導電性透明材料を含み得る。
【００２１】
白色フォトレジスト層１１４は、透明電極層１０８上の赤色サブピクセル１３０内および緑色サブピクセル１３２内にあり、赤色サブピクセル１３０の反射性の第１のキャビティ１３１の壁、および、緑色サブピクセルの反射性の第２のキャビティ１３３の壁を画成する。第１のキャビティ１３１は、白色フォトレジスト１１４によって設けられる反射性の壁と反射層１０６によって設けられる反射性の床とに起因して、第１の光源１０４１と位置合わせされた反射性の第１のウェルを画成する。第２のキャビティ１３３は、白色フォトレジスト１１４によって設けられる反射性の壁と反射層１０６によって設けられる反射性の床とに起因して、第２の光源１０４２と位置合わせされた反射性の第２のウェルを画成する。ブラックマトリクス層１１０１は、透明電極層１０８上の青色サブピクセル１３４内にあり、第３の光源１０４３の周りにおいて反射層１０６を覆っている。ブラックマトリクス層１１０３は、ブラックマトリクス層１１０１上の青色サブピクセル１３４内にあり、青色サブピクセル１３４の吸収性の第３のキャビティ１３５の壁を画成する。第３のキャビティ１３５は、ブラックマトリクス層１１０３を含む吸収性の壁およびブラックマトリクス層１１０１を含む吸収性の床に起因して、第３の光源１０４３と位置合わせされた吸収性の第３のウェルを画成する。
【００２２】
赤色量子ドットは、例えば、マトリクスに埋め込まれて、赤色量子ドットの層１２２を形成し得る。第１のキャビティ１３１の天井は赤色量子ドットの層１２２を含み、赤色サブピクセル内の第１のキャビティ１３１の壁の間に延在する。赤色カラーフィルタ１１６は赤色量子ドット１２２上にある。緑色量子ドットは、例えば、マトリクスに埋め込まれて、緑色量子ドットの層１２４を形成し得る。第２キャビティ１３３の天井は緑色量子ドットの層を含み、緑色サブピクセル１３２内の第２のキャビティ１３３の壁の間に延在する。緑色カラーフィルタ１１８は緑色量子ドット１２４上にある。第３のキャビティ１３５の天井は青色カラーフィルタ１２０を含み、青色サブピクセル１３４内の第３のキャビティ１３５の壁の間に延在する。赤色カラーフィルタ１１６、緑色カラーフィルタ１１８、および青色カラーフィルタ１２０のそれぞれの間にはブラックマトリクス層１１０２が延在する。ガラス層１１２は、ブラックマトリクス層１１０２、赤色カラーフィルタ１１６、緑色カラーフィルタ１１８、および青色カラーフィルタ１２０を覆っている。
【００２３】
従って、赤色サブピクセル１３０は、第１の（例えば、青色）光源１０４１と赤色量子ドットの層１２２との間に反射性の第１のキャビティ１３１を含む。緑色サブピクセル１３２は、第２の（例えば、青色）光源１０４２と緑色量子ドットの層１２４との間に反射性の第２のキャビティ１３３を含む。青色サブピクセル１３４は、第３の（例えば、青色）光源１０４３と青色カラーフィルタ１２０との間に吸収性の第３のキャビティ１３５を含む。青色サブピクセル１３４の色は元々の色（すなわち、青色）であるので、青色サブピクセル１３４の第３のキャビティ１３５は吸収性にされ、これは、発光が完全に順方向（すなわち、ガラス層１１２に向かう方向）になることを可能にする。吸収性のキャビティ１３５は、キャビティ内へと漏れる周囲光が、反射してキャビティから再び出ることを防止する。周囲光を反射しないことにより、青色サブピクセル１３４のコントラストが改善される。赤色サブピクセル１３０および緑色サブピクセル１３２の反射性のキャビティ１３１および１３３は、キャビティ内へと漏れる周囲光を反射し得る。赤色サブピクセル１３０および緑色サブピクセル１３２の赤色量子ドットおよび緑色量子ドットに起因する色変換は等方性であり、これらのサブピクセルのキャビティを吸収性にすることは非常に非効率なので、赤色サブピクセル１３０および緑色サブピクセル１３２の反射性のキャビティ１３１および１３３は反射性にされる。反射性のキャビティ１３１および１３３に起因する関連付けられたコントラストのペナルティを低減するために、赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセルのアパチャーは最小化され得ると共に、赤色カラーフィルタ１１６および緑色カラーフィルタ１１８は狭帯域であり得る。
【００２４】
動作においては、青色光源１０４は、赤色サブピクセル１３０、緑色サブピクセル１３２、および青色サブピクセル１３４のために用いられ得る。赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセル内においては、青色光源１０４からの青色の発光色は、赤色量子ドットの層１２２および緑色量子ドットの層１２４によってそれぞれ赤色および緑色に変換される。赤色サブピクセル１３０および緑色サブピクセル１３２から青色光が漏れるのを防止するために（即ち、量子ドットが青色光を完全に変換せず、その代わりに、一部の青色光を通過させる場合には）、赤色カラーフィルタ１１６および緑色カラーフィルタ１１８が、赤色量子ドットの層１２２および緑色量子ドットの層１２４をそれぞれ覆う。量子ドットの光の再放出は等方性であるので、一部の光は青色光源１０４に向かって戻ることになる。反射性のキャビティ１３１および１３３は、その逆方向に向かう光をガラス層１１２に向かって反射する。青色サブピクセル１３４内には、光を青色光源１０４３に向かって戻らせる量子ドットは存在しない。ディスプレイに当たる周囲光に関しては、反射され得る光は、カラーフィルタ１１６、１１８、１２０を通過してサブピクセルキャビティ１３１、１３３、１３５に入る光のみである。赤色カラーフィルタ１１６および緑色カラーフィルタ１１８の帯域通過を狭くすることにより、通過する（および再放出される）光の量を最小化できる。青色カラーフィルタ１２０を通過して青色サブピクセルキャビティ１３５に入る光は、黒色のキャビティ１３５に起因して、再放出される可能性は低い。
【００２５】
なお、サブピクセルのアパチャーの外側の領域（カラーフィルタ１１６、１１８、１２０並びに量子ドットの層１２２および１２４の幅によって画成される）は、ブラックマトリクス層１１０２によって覆われている。コントラストを最良にするためには、アパチャーは可能な限り小さくすべきである。量子ドットの層１２２および１２４が耐え得る光束の量がアパチャーサイズを決定し、アパチャーサイズが増加するにつれて、光束は減少する。より高い光束が可能な量子ドットが利用可能になると、アパチャーサイズは減少し得るので、ディスプレイのコントラストが改善される。また、アパチャーサイズが低減されると、各光源１０４と量子ドットの層１２２および１２４並びにカラーフィルタ１２０との間におけるビーム拡大に必要なギャップを低減できるので、より薄いディスプレイが可能になる。
【００２６】
量子ドットの層１２２および１２４からの光の放出の一部は、ガラス層１１２の表面が平滑である場合には、全反射に起因して光がガラス層１１２から逃げないような浅い角度であり得る。全反射を低減するために、ガラス層１１２は、例えば、ガラス層１１２の表面を粗面化することによってより多くの光の散乱を生じさせるための防眩処理を含み得る。導光される残りの光は、サブピクセル１３０、１３２、および１３４間のブラックマトリクス層１１０２によって、または隣接するサブピクセルのカラーフィルタ１１６、１１８、もしくは１２０によって吸収され得る。しかし、そのような導光された光が、隣接するサブピクセルの量子ドットを励起することはない。
【００２７】
ガラス層１１２は、ディスプレイ用のカバーガラスであり得る。ガラス層１１２は、ガラス層が強化されている場合には、ディスプレイのための機械的保護を提供し得る。ディスプレイの周囲をシールするためにレーザーフリットシーリングが用いられる場合には、ガラス層１１２の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、バックプレーン１０２のＣＴＥ（これは、バックプレーン１０２上に形成されたＴＦＴアレイに起因して、ケイ素のＣＴＥと一致し得る）と一致すべきである。特定の例示的な実施形態では、ガラス層１１２は、ガラス層の焼戻しを行うことにより、またはコア層とクラッド層との間にＣＴＥ差を有する一対のコア−クラッドガラスを用いてクラッド層を圧縮状態に置くことにより、強化され得る。
【００２８】
図２は、ディスプレイの画素２００の別の例を示す断面図である。画素２００は、赤色サブピクセル２３０、緑色サブピクセル２３２、および青色サブピクセル２３４を含む。ディスプレイは、例えば、横列および縦列に配列された任意の適切な数の画素２００を含み得る。画素２００は、光源２０２、偏光子層２０４、バックプレーン２０６、液晶層２０８、検光子層２１０、および干渉フィルタ２１２を含む。画素２００は、ブラックマトリクス層２１４、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、赤色カラーフィルタ２２２、緑色カラーフィルタ２２４、青色カラーフィルタ２２０、およびガラス層２２６も含む。光源２０２はバックライト（例えば、エッジリット式バックライトまたは直接式バックライト等）を含み得る。この例では、光源２０２は青色光源である。特定の例示的な実施形態では、光源２０２は青色マイクロＬＥＤのアレイを含む。偏光子層２０４は光源２０２上にあり、バックプレーン２０６は偏光子層２０４上にあり、液晶層２０８はバックプレーン２０６上にあり、検光子層２１０は液晶層２０８上にあり、液晶マトリクスを形成する。各サブピクセル２３０、２３２、および２３４内の光源２０２からの光を選択的に透過および／または遮断するために、液晶マトリクスは、例えば、バックプレーン２０６上に形成されたＴＦＴアレイによって制御され得る。
【００２９】
干渉フィルタ２１２は、検光子２１０上にある。干渉フィルタ２１２は、紫外（ＵＶ）光／青色光（例えば、約４７０ｎｍ未満）を透過し、他の全ての可視波長（例えば、赤色光および緑色光）を反射する。赤色量子ドットは、例えば、マトリクスに埋め込まれて、赤色量子ドットの層２１６を形成し得る。赤色量子ドットの層２１６は、干渉フィルタ２１２に直に隣接しており、赤色サブピクセル２３０内においてブラックマトリクス層２１４の壁の間に延在する。赤色カラーフィルタ２２２は、赤色量子ドットの層２１６上にある。緑色量子ドットは、例えば、マトリクスに埋め込まれて、緑色量子ドットの層２１８を形成し得る。緑色量子ドットの層２１８は、干渉フィルタ２１２に直に隣接しており、緑色サブピクセル２３２内においてブラックマトリクス層２１４の壁の間に延在する。緑色カラーフィルタ２２４は、緑色量子ドットの層２１８上にある。青色カラーフィルタ２２０は、干渉フィルタ２１２に直に隣接しており、青色サブピクセル２３４内においてブラックマトリクス層２１４の壁の間に延在する。ガラス層２２６は、ブラックマトリクス層２１４、赤色カラーフィルタ２２２、緑色カラーフィルタ２２４、および青色カラーフィルタ２２０を覆っている。
【００３０】
動作においては、赤色サブピクセル２３０、緑色サブピクセル２３２、および青色サブピクセル２３４のために青色光源２０２が用いられる。赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセルにおいては、青色光源２０２からの青色の発光色は、干渉フィルタ２１２を通過し、赤色量子ドットの層２１６および緑色量子ドットの層２１８によってそれぞれ赤色および緑色に変換される。赤色サブピクセル２３０および緑色サブピクセル２３２から青色光が漏れるのを防止するために（即ち、量子ドットが青色光を完全に変換せず、その代わりに、一部の青色光を通過させる場合には）、赤色カラーフィルタ２２２および緑色カラーフィルタ２２４が、赤色量子ドットの層２１６および緑色量子ドットの層２１８の層をそれぞれ覆う。量子ドットの光の再放出は等方性であるので、一部の光は青色光源２０２に向かって戻ることになる。干渉フィルタ２１２は、逆方向に放出された光をガラス層２２６に向かって反射する。特定の例示的な実施形態では、干渉フィルタ２１２は、干渉フィルタ２１２を含まないディスプレイと比較して、ガラス層２２６に向かう光の量をおよそ２倍にする。青色サブピクセル２３４内には、光を青色光源２０２に向かって戻らせる量子ドットは存在しない。ディスプレイに当たる周囲光に関しては、反射され得る光は、カラーフィルタ２２２、２２４、および２２０を通過する光のみである。カラーフィルタ２２２、２２４、および２２０の帯域通過を狭くすることにより、通過する（および量子ドット２１６もしくは２１８によって再放出される、または干渉フィルタ２１２によって反射される）光の量を最小化できる。
【００３１】
量子ドットの層２１６および２１８からの光の放出の一部は、ガラス層２２６の表面が平滑である場合には、全反射に起因して光がガラス層２２６から逃げないような浅い角度であり得る。全反射を低減するために、ガラス層２２６は、例えば、ガラス層２２６の表面を粗面化することによってより多くの光の散乱を生じさせるための防眩処理を含み得る。導光される残りの光は、サブピクセル２３０、２３２、および２３４の間のブラックマトリクス層２１４によって、または隣接するサブピクセルのカラーフィルタ２２２、２２４、または２２０によって吸収され得る。しかし、そのような導光された光が、隣接するサブピクセルの量子ドットを励起することはない。
【００３２】
ガラス層２２６は、ディスプレイ用のカバーガラスであり得る。ガラス層２２６は、ガラス層が強化されている場合には、ディスプレイのための機械的保護を提供し得る。ディスプレイの周囲をシールするためにレーザーフリットシーリングが用いられる場合には、ガラス層２２６のＣＴＥは、バックプレーン２０６のＣＴＥ（これは、バックプレーン２０６上に形成されたＴＦＴアレイに起因して、ケイ素のＣＴＥと一致し得る）と一致すべきである。特定の例示的な実施形態では、ガラス層２２６は、ガラス層の焼戻しを行うことにより、またはコア層とクラッド層との間にＣＴＥ差を有する一対のコア−クラッドガラスを用いてクラッド層を圧縮状態に置くことにより、強化され得る。
【００３３】
図３Ａ〜図４Ｅは、先に図１を参照して説明および図示した画素１００を製造するための例示的な方法を示す断面図である。図３Ａは、光源１０４をバックプレーン１０２に結合した後の、例示的なサブアセンブリの断面図である。この例では、バックプレーン１０２の上面上にＴＦＴのアレイが形成される。他の例では、バックプレーン１０２の上面上に、ディスクリートドライバ集積回路（ＩＣ）が、これらのＩＣへの電気的相互接続と共に形成される。この例では、各光源１０４（例えば、青色マイクロＬＥＤ等）は、バックプレーン１０２の上面上の個々の接点に転写されて電気的に結合され得る。他の例では、各光源１０４は、例えば、光源の底部にアノードおよびカソードの両方を含み得る。その場合、各光源１０４は、バックプレーン１０２の上面上の２つの接点に電気的に結合される。いずれの場合においても、第１の光源１０４１は赤色サブピクセル用にバックプレーン１０２に電気的に結合され、第２の光源１０４２は緑色サブピクセル用にバックプレーン１０２に電気的に結合され、第３の光源１０４３は青色サブピクセル用にバックプレーン１０２に電気的に結合される。
【００３４】
図３Ｂは、反射層１０６を施した後の、図３Ａの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。マイクロＬＥＤは、マイクロＬＥＤの側壁上において露出したｐ接合およびｎ接合を含み得る。従って、複数のマイクロＬＥＤにわたって共通電極が施される際に、接合部の短絡を防止するために、マイクロＬＥＤの側壁はパッシベートされる。反射層１０６は、第１の光源１０４１と、第２の光源１０４２と、第３の光源１０４３との間においてバックプレーン１０２上に施される。反射層１０６は、反射性の電気絶縁材料（例えば、白色フォトレジスト等）を含む。たとえ量子ドットからの放出が等方性であり、従って、逆方向と等しく所望の方向に再放出する可能性が高いにしても、光の抽出を最大化するために、反射層１０６は光源１０４の側壁をパッシベートし、赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセルの周囲の領域を反射性にする。
【００３５】
図３Ｃは、透明電極層１０８を施した後の、図３Ｂの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。透明電極層１０８は、反射層１０６上、並びに第１の光源１０４１上、第２の光源１０４２上、および第３の光源１０４３上に施される。透明電極層１０８は、各光源１０４に電気的に結合されて、光源１０４用の共通電極を設ける。透明電極層１０８は、例えば、ＩＴＯまたは他の適切な導電性透明材料を含み得る。
【００３６】
図３Ｄは、ブラックマトリクス層１１０１を施した後の、図３Ｃの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。第３の光源１０４３は元々青色であるので、青色サブピクセル内においては色変換を行う必要がないため、青色サブピクセルを囲む領域は反射性であるべきではない。従って、第３の光源１０４３によって発せられた光は順方向にのみ散乱されることが必要であり、第３の光源１０４３に向かって戻るように再放出されることはない。ディスプレイのコントラストを最大化するために、青色サブピクセルを囲む領域は黒色にされる。青色サブピクセルを囲む領域は、第３の光源１０４３の周囲の透明電極１０８および反射層１０６上にマトリクス層１１０１を施すことによって黒色にされる。ブラックマトリクス層１１０１が施されると、ディスプレイのバックプレーンサブアセンブリの処理が完了する。
【００３７】
図４Ａは、ガラス層１１２上にブラックマトリクス層１１０２を施した後の、例示的なサブアセンブリの断面図である。ブラックマトリクス層１１０２は、ガラス層１１２の、量子ドットの層およびカラーフィルタのためのアパチャーを除く全ての部分を覆っている。ブラックマトリクス層１１０２は、ガラス層１１２に施され、第１の開口部１５０、第２の開口部１５２、および第３の開口部１５４を設けるためにパターニングされる。
【００３８】
図４Ｂは、ブラックマトリクス層１１０３を施した後の、図４Ａの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。青色サブピクセルの壁は、周囲の青色光がサブピクセルに入ってサブピクセルから出て戻るように反射されるのを遮断するために（そのような反射はコントラストを低下させるので）、黒色である。従って、ブラックマトリクス層１１０３は、第３の開口部１５４の周囲においてブラックマトリクス層１１０２に施される。
【００３９】
図４Ｃは、白色フォトレジスト層１１４を施した後の、図４Ｂの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセルの壁は、光の抽出を最大化するために反射性となるように、白である。従って、白色フォトレジスト層１１４は、第１の開口部１５０および第２の開口部１５２の周囲においてブラックマトリクス層１１０２上に施される。白色フォトレジスト層１１４の厚さは、ブラックマトリクス層１１０３の厚さよりも大きくてよい。特定の例示的な実施形態では、白色フォトレジスト層１１４の厚さは、ブラックマトリクス層１１０３の厚さとブラックマトリクス層１１０１（図３Ｄ）の厚さとの合計と等しい。
【００４０】
図４Ｄは、ガラス層１１２にカラーフィルタ１１６、１１８、および１２０を施した後の、図４Ｃの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。赤色カラーフィルタ１１６は、開口部１５０内においてガラス層１１２上に施される。緑色カラーフィルタ１１８は、開口部１５２内においてガラス層１１２上に施される。青色カラーフィルタ１２０は、開口部１５４内においてガラス層１１２上に施される。特定の例示的な実施形態では、赤色カラーフィルタ１１６、緑色カラーフィルタ１１８、および青色カラーフィルタ１２０の厚さは、ブラックマトリクス層１１０２の厚さと等しい。
【００４１】
図４Ｅは、赤色カラーフィルタ１１６および緑色カラーフィルタ１１８上に量子ドットの層を施した後の、図４Ｄの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。赤色量子ドットの層１２２は、赤色カラーフィルタ１２２上に施される。緑色量子ドットの層１２４は、緑色カラーフィルタ１１８上に施される。量子ドットの層１２２および１２４を施すことで、ディスプレイの上部サブアセンブリの処理が完了する。
【００４２】
次に、図４Ｅの上部サブアセンブリをひっくり返して、図３Ｄのバックプレーンサブアセンブリ上に配置する。従って、ブラックマトリクス層１１０３はブラックマトリクス層１１０１と接触し、白色フォトレジスト層１１４は透明電極層１０８と接触して、赤色量子ドットの層１２２が第１の光源１０４１上に配置され、緑色量子ドットの層１２４が第２の光源１０４２上に配置され、青色カラーフィルタ１２０が第３の光源１０４３上に配置される。量子ドットは環境に敏感であり得るので、次に、ディスプレイの周囲がシールされる。周囲は、例えば、レーザーフリットシール、エポキシ、または他の適切な処理および／もしくは材料を用いてシールされ得る。
【００４３】
図５Ａ〜図５Ｅは、先に図２を参照して説明および図示した画素２００を製造するための例示的な方法を示す断面図である。図５Ａは、液晶マトリクスを製造した後の例示的なサブアセンブリの断面図である。偏光子層２０４は、光源２０２（例えば、エッジリット式バックライトまたは直接式バックライト等）上に施される。バックプレーン２０６は、偏光子層２０４上に施される。バックプレーン２０６は、例えば、バックプレーンの上面上に形成されたＴＦＴアレイを含み得る。液晶層２０８は、バックプレーン２０６上に施される。検光子層２１０は、液晶層２０８上に施される。
【００４４】
図５Ｂは、干渉フィルタ２１２を施した後の、図５Ａの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。干渉フィルタ２１２は、検光子層２１０上に施される。
【００４５】
図５Ｃは、干渉フィルタ２１２上にブラックマトリクス層２１４を施した後の、図５Ｂの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。ブラックマトリクス層２１４は、干渉フィルタ２１２の、量子ドットの層およびカラーフィルタのためのアパチャーを除く全ての部分を覆っている。ブラックマトリクス層２１４は、干渉フィルタ２１２に施され、第１の開口部２５０、第２の開口部２５２、および第３の開口部２５４を設けるためにパターニングされる。
【００４６】
図５Ｄは、量子ドットの層２１６および２１８およびカラーフィルタ２２０を干渉フィルタ２１２に施した後の、図５Ｃの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。赤色量子ドットの層２１６は、開口部２５０内において干渉フィルタ２１２上に施される。緑色量子ドットの層２１８は、開口部２５２内において干渉フィルタ２１２上に施される。青色カラーフィルタ２２０は、開口部２５４内において干渉フィルタ２１２上に施される。特定の例示的な実施形態では、青色カラーフィルタ２２０の厚さは、ブラックマトリクス層２１４の厚さと等しい。
【００４７】
図５Ｅは、カラーフィルタを量子ドットの層２１６および２１８上に施した後の、図５Ｄの例示的なサブアセンブリを示す断面図である。赤色カラーフィルタ２２２は、赤色量子ドットの層２１６上に施される。緑色カラーフィルタ２２４は、緑色量子ドットの層２１８上に施される。特定の例示的な実施形態では、赤色量子ドットの層２１６の厚さと赤色カラーフィルタ２２２の厚さとの合計は、ブラックマトリクス層２１４の厚さと等しい。同様に、緑色量子ドットの層２１８の厚さと緑色カラーフィルタ２２４の厚さとの合計は、ブラックマトリクス層２１４の厚さと等しい。ガラス層２２６は、ブラックマトリクス層２１４、赤色カラーフィルタ２２２、緑色カラーフィルタ２２４、および青色カラーフィルタ２２０上に施される。量子ドットは環境に敏感であり得るので、次に、ディスプレイの周囲がシールされる。周囲は、例えば、レーザーフリットシール、エポキシ、または他の適切な処理および／もしくは材料を用いてシールされ得る。
【００４８】
図６は、ディスプレイの例示的な画素２００１を示す部分断面図である。画素２００１は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００１は、光源２０２、基体２３８、干渉フィルタ２１２、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、青色カラーフィルタ２２０、および光抽出器２４０１〜２４０３を含む。基体２３８は、例えば、ガラス基体または液晶マトリクスを含み得る。干渉フィルタ２１２は基体２３８を覆っている。
【００４９】
赤色量子ドットの層２１６は、干渉フィルタ２１２の第１の部分上にあって第１の部分に直に隣接しており、緑色量子ドットの層２１８は、干渉フィルタ２１２の第２の部分上にあって第２の部分に直に隣接しており、青色カラーフィルタ２２０は、干渉フィルタ２１２の第３の部分上にあって第３の部分に直に隣接している。干渉フィルタ２１２の第１の部分、第２の部分、および第３の部分は、本明細書においては、それぞれ、第１の干渉フィルタ、第２の干渉フィルタ、および第３の干渉フィルタとしても参照され得る。第１の光抽出器２４０１は、赤色量子ドットの層２１６の上面上にある。第２の光抽出器２４０２は、緑色量子ドットの層２１８の上面上にある。第３の光抽出器２４０３は、青色カラーフィルタ２２０の上面上にある。特定の例示的な実施形態では、光抽出器２４０１〜２４０３は、赤色量子ドットの層２１６のコルゲート状のまたは粗面化された上面、緑色量子ドットの層２１８のコルゲート状のまたは粗面化された上面、および青色カラーフィルタ２２０のコルゲート状のまたは粗面化された上面をそれぞれ含む。
【００５０】
動作においては、光源２０２からの青色光は、基体２３８および干渉フィルタ２１２を通過する。青色光は、赤色量子ドットの層２１６を励起して赤色光を放出させ、緑色量子ドットの層２１８を励起して緑色光を放出させる。量子ドットは、全ての方向において等しく光を放出し得るが、観察方向に向かって抽出されるのはごく一部であり得る。干渉フィルタ２１２は、逆方向に放出された光を反射することにより、観察方向に向かって抽出される光の量を増加させる。青色カラーフィルタ２２０は、光源２０２から入射する青色光を減衰および散乱させることにより、白色点を調節するとともに、色の視野角依存性を低減し得る。光抽出器２４０１〜２４０３は、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、および青色カラーフィルタ２２０内における内部反射をそれぞれ減少させる。
【００５１】
図７は、ディスプレイの例示的な画素２００２を示す部分断面図である。画素２００２は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００２は、図６の画素２００１と類似しているが、但し、画素２００２は、パターニングされた干渉フィルタ２１２を有する。干渉フィルタ２１２は、基体２３８と赤色量子ドットの層２１６との間において赤色量子ドットの層２１６と位置合わせされた第１の干渉フィルタ２１２１と、基体２３８と緑色量子ドット２１８との間において緑色量子ドットの層２１８と位置合わせされた第２の干渉フィルタ２１２２と、基体２３８と青色カラーフィルタ２２０との間において青色カラーフィルタ２２０と位置合わせされた第３の干渉フィルタ２１２３とを設けるようにパターニングされる。画素２００２の動作は画素２００１と同様である。
【００５２】
図８は、ディスプレイの例示的な画素２００３を示す部分断面図である。画素２００３は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００３は、図６の画素２００１と類似しているが、但し、画素２００３は、光抽出器２４０１〜２４０３の代わりに、光抽出器２４２１〜２４２３を含む。第１の光抽出器２４２１は、赤色量子ドットの層２１６内にある。第２の光抽出器２４２２は、緑色量子ドットの層２１８内にある。第３の光抽出器２４２３は、青色カラーフィルタ２２０内にある。光抽出器２４２１〜２４２３は、例えば、分散されたＴｉＯ２粒子、内包された気泡、または他の適切な体積拡散構成要素を含み得る。画素２００３の動作は画素２００１と同様である。
【００５３】
図９は、ディスプレイの例示的な画素２００４を示す部分断面図である。画素２００４は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００４は図８の画素２００３と類似しているが、但し、画素２００４は赤色カラーフィルタ２２２および緑色カラーフィルタ２２４を含む。赤色カラーフィルタ２２２は赤色量子ドットの層２１６上にあり、緑色カラーフィルタ２２４は緑色量子ドットの層２１８上にある。赤色カラーフィルタ２２２および緑色カラーフィルタ２２４は、赤色サブピクセルおよび緑色サブピクセルへとそれぞれ漏れ得る周囲光の量を制限する。
【００５４】
図１０は、ディスプレイの例示的な画素２００５を示す部分断面図である。画素２００５は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００５は、光源２０２、基体２３８、第１の干渉フィルタ２１２１、第２の干渉フィルタ２１２２、第３の干渉フィルタ２１２３、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、赤色カラーフィルタ２２２、緑色カラーフィルタ２２４、青色カラーフィルタ２２０、および光抽出器２４０１〜２４０３を含む。基体２３８は、例えば、ガラス基体であり得る。
【００５５】
赤色量子ドットの層２１６は、第１の干渉フィルタ２１２１上にあって第１の干渉フィルタ２１２１に直に隣接しており、緑色量子ドットの層２１８は、第２の干渉フィルタ２１２２上にあって第２の干渉フィルタ２１２２に直に隣接している。基体３２８は、赤色の量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、および第３干渉フィルタ２１２３上にあって赤色の量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、および第３干渉フィルタ２１２３に直に隣接している。赤色カラーフィルタ２２２は、赤色量子ドットの層２１６と位置合わせされた基体２３８の第１の部分上にある。緑色カラーフィルタ２２４は、緑色量子ドットの層２１８と位置合わせされた基体２３８の第２の部分上にある。青色カラーフィルタ２２０は、第３の干渉フィルタ２１２３と位置合わせされた基体２３８の第３の部分上にある。第１の光抽出器２４０１は、赤色カラーフィルタ２２２の上面上にある。第２の光抽出器２４０２は、緑色カラーフィルタ２２４の上面上にある。第３の光抽出器２４０３は、青色カラーフィルタ２２０の上面上にある。特定の例示的な実施形態では、光抽出器２４０１〜２４０３は、赤色カラーフィルタ２２２のコルゲート状のまたは粗面化された上面、緑色カラーフィルタ２２４のコルゲート状のまたは粗面化された上面、および青色カラーフィルタ２２０のコルゲート状のまたは粗面化された上面をそれぞれ含む。
【００５６】
動作においては、光源２０２からの青色光は、干渉フィルタ２１２１〜２１２３を通過する。青色光は、赤色量子ドット２１６を励起して赤色光を放出させ、緑色量子ドット２１８を励起して緑色光を放出させる。量子ドットは、全ての方向において等しく光を放出し得るが、観察方向に向かって抽出されるのはごく一部であり得る。干渉フィルタ２１２１および２１２２は、逆方向に放出された光を反射することにより、観察方向に向かって抽出される光の量を増加させる。赤色カラーフィルタ２２２および緑色カラーフィルタ２２４は、サブピクセル間のクロストークを防止するために、吸収型カラーフィルタであり得る。青色カラーフィルタ２２０は、光源２０２から入射する青色光を減衰および散乱させることにより、白色点を調節するとともに、色の視野角依存性を低減し得る。光抽出器２４０１〜２４０３は、赤色カラーフィルタ２２２、緑色カラーフィルタ２４２、および青色カラーフィルタ２２０内における内部反射をそれぞれ減少させる。
【００５７】
図１１は、ディスプレイの例示的な画素２００６を示す部分断面図である。画素２００６は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００６は、図１０の画素２００５と類似しているが、但し、画素２００６においては、干渉フィルタ２１２はパターニングされない。この例では、干渉フィルタ２１２は、基体２３８の底面、赤色量子ドットの層２１６、および緑色量子ドットの層２１８上に施される。この干渉フィルタはパターニングされず、干渉フィルタ２１２を施すことによって第１の干渉フィルタ２１２１および第２の干渉フィルタ２１２２が形成されるようになっている。画素２００６の動作は画素２００５と同様である。
【００５８】
図１２は、ディスプレイの例示的な画素２００７を示す部分断面図である。画素２００７は、先に図２を参照して説明および図示した画素２００の変形例である。画素２００７は、光源２０２、基体２３８、干渉フィルタ２１２、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、青色量子ドットの層２６０、および光抽出器２４２１〜２４２３を含む。基体２３８は、例えば、ガラス基体または液晶マトリクスを含み得る。干渉フィルタ２１２は基体２３８を覆っている。この例では、光源２０２はＵＶ光源であり、干渉フィルタ２１２はＵＶ光（例えば、約４００ｎｍ未満）を透過し、全ての可視波長（例えば、赤色光、緑色光、および青色光）を反射する。
【００５９】
赤色量子ドットの層２１６は、干渉フィルタ２１２の第１の部分上にあって第１の部分に直に隣接しており、緑色量子ドットの層は、干渉フィルタ２１２の第２の部分上にあって第２の部分に直に隣接しており、青色量子ドット２６０の層は、干渉フィルタ２１２の第３の部分上にあって第３の部分に直に隣接している。第１の光抽出器２４２１は赤色量子ドットの層２１６内にある。第２の光抽出器２４２２は緑色量子ドットの層２１８内にある。第３の光抽出器２４２３は青色量子ドット２６０の層内にある。光抽出器２４２１〜２４２３は、例えば、分散されたＴｉＯ２粒子、内包された気泡、または他の適切な体積拡散構成要素を含み得る。
【００６０】
動作においては、光源２０２からのＵＶ光は、基体２３８および干渉フィルタ２１２を通過する。ＵＶ光は、赤色量子ドットの層２１６を励起して赤色光を放出させ、緑色量子ドットの層２１８を励起して緑色光を放出させ、青色量子ドットの層２６０を励起して青色光を放出させる。量子ドットは、全ての方向において等しく光を放出し得るが、観察方向に向かって抽出されるのはごく一部であり得る。干渉フィルタ２１２は、逆方向に放出された光を反射することにより、観察方向に向かって抽出される光の量を増加させる。光抽出器２４２１〜２４２３は、赤色量子ドットの層２１６、緑色量子ドットの層２１８、および青色量子ドットの層２６０内における内部反射をそれぞれ減少させる。
【００６１】
本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示の実施形態に対して様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である、そのような変形および変更を網羅することが意図される。
【００６２】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６３】
実施形態１
第１の光源と赤色量子ドットの層との間に反射性の第１のキャビティを含む赤色サブピクセルと、
第２の光源と緑色量子ドットの層との間に反射性の第２のキャビティを含む緑色サブピクセルと、
第３の光源と青色カラーフィルタとの間に吸収性の第３のキャビティを含む青色サブピクセルと
を含むことを特徴とするディスプレイ。
【００６４】
実施形態２
ブラックマトリクスを更に含み、
前記赤色サブピクセルが、前記赤色量子ドットの層上に赤色カラーフィルタを更に含み、
前記緑色サブピクセルが、前記緑色量子ドットの層上に緑色カラーフィルタを更に含み、
前記ブラックマトリクスが、前記赤色カラーフィルタ、前記緑色カラーフィルタ、および前記青色カラーフィルタの各々の間に延在する、
実施形態１記載のディスプレイ。
【００６５】
実施形態３
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源の各々が、青色マイクロＬＥＤを含む、実施形態１記載のディスプレイ。
【００６６】
実施形態４
前記反射性の第１のキャビティおよび前記反射性の第２のキャビティの各々が、白色フォトレジストを含む壁を含み、
前記吸収性の第３のキャビティが、ブラックマトリクスを含む壁を含む、
実施形態１記載のディスプレイ。
【００６７】
実施形態５
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源の各々に電気的に結合されたバックプレーンと、
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源の各々の間において前記バックプレーン上にある反射層と、
前記反射層上、並びに前記第１の光源上、前記第２の光源上、および前記第３の光源上にある透明電極層と
を更に含み、
前記吸収性の第３のキャビティが、前記青色サブピクセル内において前記反射層を覆うブラックマトリクスを含む壁を含む、
実施形態１記載のディスプレイ。
【００６８】
実施形態６
光源と、
赤色量子ドットの層と、該赤色量子ドットの層に直に隣接する第１の干渉フィルタであって前記赤色量子ドットの層と前記光源との間にある第１の干渉フィルタとを含む赤色サブピクセルと、
緑色量子ドットの層と、該緑色量子ドットの層に直に隣接する第２の干渉フィルタであって前記緑色量子ドットの層と前記光源との間にある第２の干渉フィルタとを含む緑色サブピクセルと
を含むことを特徴とするディスプレイ。
【００６９】
実施形態７
青色カラーフィルタと、該青色カラーフィルタに直に隣接する第３の干渉フィルタであって前記青色カラーフィルタと前記光源との間にある第３の干渉フィルタとを含む青色サブピクセルを更に含み、
前記光源が青色光源を含み、
前記第１の干渉フィルタ、前記第２の干渉フィルタ、および前記第３の干渉フィルタの各々が、青色光を透過させ且つ赤色光および緑色光を反射するフィルタを含む、
実施形態６記載のディスプレイ。
【００７０】
実施形態８
青色量子ドットの層と、該青色量子ドットの層に直に隣接する第３の干渉フィルタであって前記青色量子ドットの層と前記光源との間にある第３の干渉フィルタとを含む青色サブピクセル
を更に含み、
前記光源が紫外光源を含み、
前記第１の干渉フィルタ、前記第２の干渉フィルタ、および前記第３の干渉フィルタの各々が、紫外光を透過させ且つ赤色光、緑色光、および青色光を反射するフィルタを含む、
実施形態６記載のディスプレイ。
【００７１】
実施形態９
前記赤色量子ドットの層から光を抽出するための第１の光抽出器と、
前記緑色量子ドットの層から光を抽出するための第２の光抽出器と
を更に含む、実施形態６記載のディスプレイ。
【００７２】
実施形態１０
前記赤色サブピクセルが、前記赤色量子ドットの層上に赤色カラーフィルタを含み、
前記緑色サブピクセルが、前記緑色量子ドットの層上に緑色カラーフィルタを含む、
実施形態６記載のディスプレイ。
【００７３】
実施形態１１
ディスプレイを製造する方法において、
第１の光源、第２の光源、および第３の光源をバックプレーンに電気的に結合する工程と、
前記第１の光源と位置合わせされた反射性の第１のウェル、前記第２の光源と位置合わせされた反射性の第２のウェル、および前記第３の光源と位置合わせされた吸収性の第３のウェルを形成する工程と、
ガラス層に赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、および青色カラーフィルタを施す工程と、
前記赤色カラーフィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、前記緑色カラーフィルタ上に緑色量子ドットの層を施す工程と、
前記赤色量子ドットの層が前記第１のウェルを覆い、前記緑色量子ドットの層が前記第２のウェルを覆い、前記青色カラーフィルタが前記第３のウェルを覆うように、前記ガラス層を前記バックプレーンに取り付ける工程と
を含むことを特徴とする方法。
【００７４】
実施形態１２
前記反射性の第１のウェル、前記反射性の第２のウェル、および前記吸収性の第３のウェルを形成する前記工程が、
前記第１の光源と前記第２の光源と前記第３の光源との間において前記バックプレーン上に反射層を施す工程と、
前記第３の光源の周囲において前記反射層上に第１のブラックマトリクス層を施す工程と、
第２のブラックマトリクス層を貫通する第１の開口部、第２の開口部、および第３の開口部を設けるように、前記ガラス層上に第２のブラックマトリクス層を施す工程と、
前記第１の開口部および前記第２の開口部の周囲において前記第２のブラックマトリクス層上に白色フォトレジスト層を施す工程と、
前記第３の開口部の周囲において前記第２のブラックマトリクス層上に第３のブラックマトリクス層を施す工程と
を含む、実施形態１１記載の方法。
【００７５】
実施形態１３
前記第１のブラックマトリクス層を施す前に、前記反射層上、並びに前記第１の光源上、前記第２の光源上、および前記第３の光源上に透明電極層を施す工程を更に含む、実施形態１２記載の方法。
【００７６】
実施形態１４
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源を前記バックプレーンに電気的に結合する前記工程が、第１の青色光源、第２の青色光源、および第３の青色光源を前記バックプレーンに電気的に結合する工程を含む、実施形態１１記載の方法。
【００７７】
実施形態１５
前記ガラス層に前記青色カラーフィルタを施す前記工程が、前記ガラス層に、光抽出器を含む青色カラーフィルタを施す工程を含む、実施形態１１記載の方法。
【００７８】
実施形態１６
ディスプレイを製造する方法において、
バックライトに液晶マトリクスを取り付ける工程と、
前記液晶マトリクス上に干渉フィルタを施す工程と、
ブラックマトリクス層を貫通する第１の開口部、第２の開口部、および第３の開口部を設けるように、前記干渉フィルタ上にブラックマトリクス層を施す工程と、
前記第１の開口部内の前記干渉フィルタ上に赤色量子ドットの層を施し、前記第２の開口部内の前記干渉フィルタ上に緑色量子ドットの層を施し、前記第３の開口部内の前記干渉フィルタ上に青色カラーフィルタを施す工程と
を含むことを特徴とする方法。
【００７９】
実施形態１７
前記干渉フィルタが、前記赤色量子ドットの層と位置合わせされた第１の部分、前記緑色量子ドットの層と位置合わせされた第２の部分、および前記青色カラーフィルタと位置合わせされた第３の部分を含むように、前記干渉フィルタをパターニングする工程を更に含む、実施形態１６記載の方法。
【００８０】
実施形態１８
前記赤色量子ドットの層上に赤色カラーフィルタを施す工程と、
前記緑色量子ドットの層上に緑色カラーフィルタを施す工程と
を更に含む、実施形態１６記載の方法。
【００８１】
実施形態１９
前記赤色カラーフィルタを施す前記工程が、第１の光抽出器を含む赤色カラーフィルタを施す工程を含み、
前記緑色カラーフィルタを施す前記工程が、第２の光抽出器を含む緑色カラーフィルタを施す工程を含み、
前記青色カラーフィルタを施す前記工程が、第３の光抽出器を含む青色カラーフィルタを施す工程を含む、
実施形態１８記載の方法。
【００８２】
実施形態２０
前記赤色量子ドットの層を施す前記工程が、第１の光抽出器を含む赤色量子ドットの層を施す工程を含み、
前記緑色量子ドットの層を施す前記工程が、第２の光抽出器を含む緑色量子ドットの層を施す工程を含み、
前記青色カラーフィルタを施す前記工程が、第３の光抽出器を含む青色カラーフィルタを施す工程を含む、
実施形態１６記載の方法。
【符号の説明】
【００８３】
１００、２００  画素
１０２、２０６  バックプレーン
１０４、２０２  光源
１０６  反射層
１０８  透明電極層
１１０、２１４  ブラックマトリクス層
１１２、２２６  ガラス層
１１４  白色フォトレジスト層
１１６、２２２  赤色カラーフィルタ
１１８、２２４  緑色カラーフィルタ
１２０、２２０  青色カラーフィルタ
１２２、２１６  赤色量子ドットの層
１２４、２１８  緑色量子ドットの層
１３０、２３０  赤色サブピクセル
１３１  第１のキャビティ
１３２、２３２  緑色サブピクセル
１３３  第２のキャビティ
１３４、２３４  青色サブピクセル
１３５  第３のキャビティ
１５０、２５０  第１の開口部
１５２、２５２  第２の開口部
１５４、２５４  第３の開口部
２０４  偏光子層  
２０８  液晶層
２１０  検光子層
２１２  干渉フィルタ
２３８  基体
２４０１〜２４０３、２４２１〜２４２３  光抽出器
【図１】
2021503626.tif 000003
【図２】
2021503626.tif 000004
【図３Ａ】
2021503626.tif 000005
【図３Ｂ】
2021503626.tif 000006
【図３Ｃ】
2021503626.tif 000007
【図３Ｄ】
2021503626.tif 000008
【図４Ａ】
2021503626.tif 000009
【図４Ｂ】
2021503626.tif 000010
【図４Ｃ】
2021503626.tif 000011
【図４Ｄ】
2021503626.tif 000012
【図４Ｅ】
2021503626.tif 000013
【図５Ａ】
2021503626.tif 000014
【図５Ｂ】
2021503626.tif 000015
【図５Ｃ】
2021503626.tif 000016
【図５Ｄ】
2021503626.tif 000017
【図５Ｅ】
2021503626.tif 000018
【図６】
2021503626.tif 000019
【図７】
2021503626.tif 000020
【図８】
2021503626.tif 000021
【図９】
2021503626.tif 000022
【図１０】
2021503626.tif 000023
【図１１】
2021503626.tif 000024
【図１２】
2021503626.tif 000025
【国際調査報告】
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2021503626.tif 000027
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