CN112991967B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

实现降低串扰以及从第一子像素高效地提取第一波长的光中的至少一方。在图像显示装置(90)中,散射部(21)覆盖红色转换部(22)中的放射第二波长的光的一侧的表面(221)和绿色转换部(23)中的放射第三波长的光的一侧的表面(231),并且是最大与微型LED元件(201)的一部分相对的大小。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
微型LED元件被期待为例如AR(Augmented Reality)用眼镜型终端及平视显示器(HUD)用的显示元件。具备多个这样的微型LED元件的图像显示元件例如成为在光源中的放射光源光的一侧的面配置有使作为光源光的蓝色光透射的带通滤波器以及波长转换层的结构。波长转换层可考虑将对蓝色光的波长进行波长转换的荧光体与滤色器层叠的结构。此外,在波长转换层的光放射面上,以往为了防止液晶显示元件、光源光的泄漏,配置有反射光源光,并且配置有透射波长转换后的光的带通滤波器。
作为上述现有的具备图像显示元件的图像显示装置,例如,专利文献1中公开了一种关于荧光体和滤色器的组,将彼此相邻的两个组用黑色矩阵划分的显示装置。该黑矩阵作为遮挡上述两个组间的光的进入的遮光材料发挥功能。此外,在专利文献1的显示装置中,在滤色器中的放射光的一侧的面设置有对置基板。该显示面板使用直视型比较大的显示元件。
此外,例如,专利文献2中公开了在红色着色层、绿色着色层以及蓝色着色层的放射光的一侧的面上设置有基板主体与外光滤波器的层叠体的显示装置。此外,在专利文献3中公开了在红色转换层、绿色转换层以及蓝色转换层的放射光的一侧的面设置有第三基板的显示装置。专利文献2的层叠体及专利文献3的第三基板都是为了防止光源光的泄漏而反射该光源光,且透射从着色层(转换层)放射的光。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/143461号公报
专利文献2:日本特开2013-213932号公报
专利文献3:日本特开2014-89281号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
但是,上述专利文献1所公开的显示装置在滤色器中的放射光的一侧的面的整个面上设置有对置基板。此外,上述专利文献2和专利文献3中所公开的显示装置也在着色层(转换层)中的放射光的一侧的面的整个面上设置有层叠体(第三基板)。因此,例如,在进行专利文献1~3所公开的显示装置的小型化及像素尺寸的微细化时,有可能发生对置基板及层叠体(第三基板)本身成为导光路的串扰。此外,专利文献1的对置基板等反射作为光源光的蓝色光,因此,若如上述所示设置对置基板等,则还存在无法提取蓝色光的问题。
本发明的一形态是鉴于上述各问题点而完成的,其目的在于实现降低串扰和高效地提取作为光源光的蓝色光中的至少一方。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,本发明一形态的显示装置具有多个像素,所述像素由三个以上的子像素构成,作为所述三个以上的子像素包括:第一子像素,其具有放射第一波长的光的第一光源;第二子像素,其具有:第二光源,其放射第一波长的光;以及第一波长转换部,其将从所述第二光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光,并且,所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;第三子像素,其具有:第三光源,其放射第一波长的光;以及第二波长转换部,其将从所述第三光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光,并且所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,所述显示装置还具备第一层,所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层最大为与所述第一光源的一部分相对的大小。
为了解决上述问题,本发明一形态的显示装置具有多个像素,所述像素由三个以上的子像素构成,作为所述三个以上的子像素包括:第一子像素,其具有放射第一波长的光的光源;第二子像素,其具有:所述光源;以及第一波长转换部,其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光,并且,所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;以及第三子像素,其具有:所述光源;以及第二波长转换部,其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光,并且,所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,所述显示装置还具备第一层,所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层为最大与所述第一子像素的所述光源的一部分相对的大小。
有益效果
根据本发明的一形态,至少能够实现如下情况的一方:降低从第一光源放射的第一波长的光与从第一波长转换层以及第二波长转换层漏出的第一波长的光的串扰的情况、以及从第一子像素高效地提取第一波长的光中的情况。
附图说明
图1是示意性表示本发明的一实施方式的图像显示装置的结构的截面图。
图2是示意性表示本发明的一实施方式的像素区域的俯视图。
图3是示意性地表示从所述图像显示装置的各子像素放射的光的光路的截面图。
图4是示意性地表示本发明的一实施方式的蓝色反射层的结构的截面图。
图5中的附图标记301所示的图是示意性地表示所述蓝色反射层的第一部分以及第二部分的结构的截面图。附图标记302及附图标记303所示的图是示意性地表示所述第一部分及第二部分的结构的变化的截面图。
图6是示意性地表示所述第二部分的倾斜侧面为平面形状时的所述图像显示装置的结构的截面图。
图7是示意性地表示所述第二部分的倾斜侧面是圆弧形状时的所述图像显示装置的结构的截面图。
图8中的附图标记401~404所示的图是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的截面图。
图9中的附图标记501~504所示的图是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的截面图。
图10中的附图标记601~603所示的图是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的制造方法的一部分的截面图。
图11是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的第一变形例的结构的截面图。
图12是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的第二变形例的结构的截面图。
图13是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的第三变形例的结构的截面图。
图14是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的第四变形例的结构的截面图。
图15是示意性地表示本发明的一实施方式的图像显示装置的第五变形例的结构的截面图。
图16中的附图标记701所示的图是示意性地表示本发明的比较例的图像显示装置的结构的截面图。附图标记702所示的图是示意性地表示所述比较例的另一个例子的图像显示装置的结构的截面图。
具体实施方式
〔图像显示装置的整体结构〕
使用图1及图2,对本发明的一实施方式的图像显示装置90的整体构成进行说明。本实施方式的图像显示装置90是本发明的显示装置的一个例子,具有多个由蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7构成的像素4。另外,构成图像显示装置90的像素4的子像素并不限定于蓝色子像素5、红色子像素6及绿色子像素7。图像显示装置90的像素4只要由三个以上的某些子像素构成即可。如图1所示,图像显示装置90具备像素区域1、虚设区域2及外周部3。
<像素区域>
像素区域1构成为在驱动电路基板30的一部分载置有多个矩形状的像素4(参照图2)。在驱动电路基板30中的与像素区域1对应的部分安装有各像素4的像素驱动电路(未图示)。在俯视观察像素区域1的情况下,如图2所示,在像素区域1中,多个像素4配置为阵列状。另外,在图2中,为了简化说明,仅2×3个像素4配置为阵列状,但实际上,m×n个(m、n:2以上的自然数)像素4配置为阵列状。
(蓝色子像素、红色子像素、绿色子像素)
如图2所示,像素4包括蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7。蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7的各形状也与像素4的形状同样地,矩形状成为代表性的形状。
蓝色子像素5是本发明的第一子像素的一个例子,用于放射蓝色光B(参照图3)。蓝色光B是本发明的第一波长的光的一个例子,第一波长为380nm~490nm。红色子像素6是本发明的第二子像素的一个例子,放射红色光R(参照图3)。红色光R是本发明的第二波长的光的一个例子,第二波长为570~830nm。绿色子像素7是本发明的第三子像素的一个例子,放射绿色光G(参照图3)。绿色光G是本发明的第三波长的光的一个例子,第三波长为490~570nm。通过调整分别从蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7放射的各光的强度和峰值波长的至少一方,能够从像素5放射各种颜色的光。
红色子像素6与蓝色子像素5相邻地配置。绿色子像素7与红色子像素6相邻地配置。当俯视观察像素区域1整体时,形成将多个蓝色子像素5串联排列配置的蓝色子像素5的组。此外,多个红色子像素6串联排列配置的红色子像素6的组沿着所述蓝色子像素5的组形成。此外,多个绿色子像素7串联排列配置的绿色子像素7的组沿着所述红色子像素6的组形成。
另外,从各子像素5~7放射的光不限定于蓝色光B、红色光R及绿色光G。此外,关于像素4、蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7的每一个,俯视观察的形状并不限定于图2所示的矩形状。作为像素4等的俯视观察的形状,例如可以考虑六边形以及圆形等。并且,蓝色子像素5、红色子像素6和绿色子像素7各自的配置不限于所述的配置。
如图1所示,蓝色子像素5具有放射蓝色光B的微型LED元件201。具体而言,在构成蓝色子像素5的驱动电路基板30的一部分载置有微型LED元件201。微型LED元件201是本发明的第一光源的一个例子。红色子像素6具有放射蓝色光B的微型LED元件202。具体而言,在构成红色子像素6的驱动电路基板30的一部分载置有微型LED元件202。微型LED元件202是本发明的第二光源的一个例子。绿色子像素7具有放射蓝色光B的微型LED元件203。具体而言,在构成绿色子像素7的驱动电路基板30的一部分载置有微型LED元件203。微型LED元件203是本发明的第三光源的一个例子。
微型LED元件201~203具有氮化物半导体层14、P电极191和N电极192。在微型LED元件201~203的内部,P电极191和N电极192被配置在氮化物半导体层14的与驱动电路基板30相对的一侧的面。
P电极191与P侧电极31连接,该P侧电极31配置在驱动电路基板30中的与微型LED元件201~203相对的一侧的面上。N电极192与N侧电极32连接,该N侧电极32配置在驱动电路基板30中的与微型LED元件201~203相对的一侧的面上。微型LED元件201~203通过电流从与该微型LED元件201~203中的各个对应的P侧电极51流动来放射蓝色光B。微型LED元件201~203放射蓝色光B的方向是以微型LED元件201~203的配置位置为基准而与配置有驱动电路基板30的一侧相反的一侧的方向(参照图3)。
氮化物半导体层14从微型LED元件201~203中的放射蓝色光B的一侧的面朝向配置有驱动电路基板30的一侧按顺序层叠配置有N侧层11、发光层12以及P侧层13。此外,N侧层11以及P侧层13中的驱动电路基板30侧的面以及发光层12的侧面被保护膜17覆盖。
由于需要在氮化物半导体层14的厚度方向上导通,因此优选N侧层11在内部不包含高电阻层。此外,优选N侧层11遍及氮化物半导体层14的厚度方向上的整个区域,从而成为N型的良导体。发光层12包括由InGaN层、GaN层构成的多量子阱层。N侧层11以及P侧层13分别成为各种多层结构。保护膜17例如是二氧化硅等绝缘材料。
在本实施方式中,N侧层11、发光层12以及P侧层13的具体构成没有特别限定,例如,可以适当采用现有的LED元件所采用的N侧层、发光层以及P侧层的构成。因此,在本实施方式中,省略关于N侧层11、发光层12以及P侧层13的具体构成的说明。
微型LED元件201~203分别被像素分离槽15分割。在像素分离槽15中填充有填埋材料20。填埋材料20是以各子像素5~7中的包含放射光侧的表面的面的平坦化为第一目的材料。填埋材料20例如由树脂材料或CVD膜形成。此外,例如,为了防止光泄漏到相邻的子像素,填埋材料20也可以由吸收光的颜料或者包含炭黑等的树脂形成。或者,为了强化像素分离槽15的光的反射并提高各微型LED元件的光输出,填埋材料20也可以由包含作为反射材料的白色颜料或散射粒子等的树脂形成。
通过用像素分离槽15分割微型LED元件201~203,能够进一步降低在各子像素间产生的串扰。原因是,若相互相邻的两个微型LED元件的氮化物半导体层14连接,则在一个微型LED元件产生的蓝色光B的一部分经由氮化物半导体层14从另一个微型LED元件放射。这是因为当该蓝色光B的一部分从具有另一个微型LED元件的子像素放射时,会产生串扰。串扰会降低图像的对比度以及色纯度,因此不优选。
在微型LED元件201中的放射蓝色光B的一侧的面上载置有散射部21。散射部21是本发明的第二层的一个例子,将从微型LED元件201放射的蓝色光B朝向图像显示装置90的外侧散射。散射部21由包含散射粒子的透明的树脂图案构成。散射部21将从微型LED元件201放射的蓝色光B原样放射到图像显示装置90的外部,而不会通过散射粒子扩展辐射方向且转换该蓝色光B的波长。通过在微型LED元件201中的放射蓝色光B的一侧的面上载置散射部21,能够减少光不均匀。
另外,散射部21也可以不包含散射粒子,也可以仅具有透射蓝色光的功能。此外,散射部21也可以不由透明的树脂图案构成。即,散射部21只要是使从微型LED元件201放射的蓝色光B散射或透射的透光性的部件即可。进一步地,蓝色子像素5也可以不具有散射部21。
在微型LED元件202的放射蓝色光B的一侧的面上载置有红色转换部22。红色转换部22为本发明的第一波长转换部的一个例子,对从微型LED元件202放射的蓝色光B进行波长转换而生成红色光R,并将生成的红色光RC朝向图像显示装置90的外侧放射。红色转换部22由包含能够将蓝色光B波长转换并生成红色光R的材料的树脂图案构成。另外,红色转换部22也可以不由所述的树脂图案构成。
在微型LED元件203中的放射蓝色光B的一侧的面载置有绿色转换部23。绿色转换部23是本发明的第二波长转换部的一个例子,对从微型LED元件203放射的蓝色光B进行波长转换并生成绿色光G,并将生成的绿色光G朝向图像显示装置90的外侧放射。绿色转换部23由包含能够对蓝色光B进行波长转换并生成绿色光G的材料的树脂图案构成。另外,绿色转换部23也可以不由所述的树脂图案构成。
如图1及图2所示,在散射部21与红色转换部22之间、红色转换部22与绿色转换部23之间、以及绿色转换部23与散射部21之间配置有遮光构件24。遮光构件24是吸收或反射从微型LED元件、散射部21或者颜色转换部漏出的光并降低串扰的部件。
另外,遮光构件24也可以由含有吸收光的颜料或炭黑的树脂来形成。此外,例如,为了提高子像素的光的提取效率,遮光构件24也可以由含有作为反射材料发挥作用的白色颜料或散射粒子的树脂来形成。此外,例如,遮光构件24既可以用金属膜覆盖由树脂形成的遮光构件主体的整个面,也可以由金属材料形成。金属膜和金属材料优选为反射率高的银或铝。
(蓝色反射层)
如图1及图2所示,在红色子像素6的红色转换部22中的放射红色光R的一侧的表面221、及绿色子像素7的绿色转换部23中的放射绿色光G的一侧的表面231配置有蓝色反射层25。具体而言,表面221及表面231被蓝色反射层25覆盖。蓝色反射层25是本发明的第一层的一个例子,用于反射蓝色光B,且透射红色光R及绿色光G。蓝色反射层25是例如层叠有氧化钛薄膜和二氧化硅薄膜的电介质多层膜。关于蓝色反射层25的层叠结构的详细情况将后述。另外,蓝色反射层25并不限定于电介质多层膜。蓝色反射层25只要是反射蓝色光B且透射红色光R及绿色光G的部件,可以是任何部件。
以下,对入射到蓝色反射层25的蓝色光B的举动进行说明。为了简化说明,仅对从红色转换部22漏出的蓝色光B的举动进行说明。被蓝色反射层25反射的蓝色光B在再次入射到红色转换部22之后(参照图3),一部分的蓝色光B被红色转换部22暂时吸收。未被红色转换部22吸收而入射到微型LED元件201的剩余的蓝色光B,最终入射到P侧层13与P电极191之间的区域,并被封入该区域。
这样,从红色转换部22漏出的蓝色光B被蓝色反射层25反射,同时其一部分被封入P侧层13与P电极191之间的区域。因此,从红色转换部22漏出的蓝色光B被放射到图像显示装置90的外侧的现象大幅降低。此外,被红色转换部22暂时吸收的蓝色光B的至少一部分被波长转换,并作为红色光R从表面221放射。
未转换为红色光R而从红色转换部22再次漏出的蓝色光B也采取上述一连串的举动。因此,从红色转换部22漏出的蓝色光B每次重复上述一系列的举动时,推进蓝色光B的向红色光R的波长转换,从而蓝色光B的转换效率变高。这样,通过在图像显示装置90上设置蓝色反射层25,可以大幅降低从红色转换部22漏出的蓝色光B被放射到图像显示装置90的外侧,并且可以提高红色转换部22的蓝色光B的转换效率。因此,能够与蓝色光B的转换效率提高的量相应地使红色转换部22的厚度变薄。关于从绿色转换部23漏出的蓝色光B,以上的说明也是妥当的。
如图1及图2所示,在蓝色反射层25的四个端部中,覆盖红色转换部22的长边侧的端部的第一端部251也覆盖蓝色子像素5的散射部21中配置在最靠近红色转换部22的端部。此外,所述四个端部中的覆盖绿色转换部23的长边侧的端部的第二端部252也覆盖蓝色子像素5的散射部21中的配置在最靠近绿色转换部23的端部。换而言之,第一端部251与微型LED元件201中的配置在最靠近微型LED元件202的端部相对。此外,第二端部252与微型LED元件201中的配置在最靠近微型LED元件203的端部相对。
如图1所示,蓝色反射层25中的第一端部251的倾斜侧面26朝向配置在最靠近该倾斜侧面26的红色子像素6倾斜。第一端部251的倾斜侧面26的整个面覆盖蓝色子像素5的散射部21中的最靠近红色转换部22的端部。此外,蓝色反射层25中的第二端部252的倾斜侧面26朝向配置在最靠近该倾斜侧面26的绿色子像素7倾斜。第二端部252的倾斜侧面26的整个表面覆盖蓝色子像素5的散射部21中的配置在最靠近绿色转换部23的端部。倾斜侧面26是本发明的靠近侧面接近侧面以及倾斜侧面的一个例子。此外,第一端部251以及第二端部252是包含本发明的倾斜侧面端部的一个例子。
另外,这些倾斜侧面26的配置仅为一个例子。例如,第一端部251的倾斜侧面26的一部分的面也可以覆盖蓝色子像素5的散射部21中的配置在最靠近红色转换部22的端部。在这种情况下,第一端部251的倾斜侧面26中的上述一部分面以外的其他面覆盖配置在散射部21与红色转换部22之间的遮光构件24,所述散射部21被倾斜侧面26的一部分的面覆盖。或者,上述其他面也可以覆盖至所述红色转换部22的长边侧的端部。
此外,例如,第二端部252的倾斜侧面26的一部分面也可以覆盖蓝色子像素5的散射部21中配置在最靠近绿色转换部23的端部。在该情况下,第二端部252的倾斜侧面26中的所述一部分面以外的其他面覆盖配置在散射部21与绿色转换部23之间的遮光构件24,所述散射部21被倾斜侧面26的一部分面覆盖。或者,上述其他面也可以覆盖至所述绿色转换部23的长边侧的端部。
倾斜侧面26的面形状在本实施方式中呈平面形状。倾斜侧面26的面形状没有特别限定,优选为平面形状以及向图像显示装置90的外侧凸出的圆弧形状(参照图6及图7)。这是因为,这些形状与其他形状相比,倾斜侧面26的加工容易,且容易确保红色转换部22及绿色转换部23中的放射红色光R及绿色光G的一侧的表面的高的平坦性。通过该效果,作为结果,能够减少从倾斜侧面26漏出到相邻的子像素的蓝色光B的量。关于倾斜侧面26对入射到第一端部251以及第二端部252的蓝色光B的影响将后述。
<虚设区域、外周部>
虚设区域2是与图像显示元件200的像素区域1邻接而形成的区域,为了确保图像显示装置90的显示面的平坦性而设置。如图1所示,在构成虚设区域2的驱动电路基板30的一部分载置有氮化物半导体层14。虚设区域2的氮化物半导体层14和与该虚设区域2的氮化物半导体层14相邻的微型LED元件20的氮化物半导体层14被由填埋材料20形成的像素分离槽15分割。虚设区域2的氮化物半导体层14中的外侧的侧面被填埋材料20覆盖。此外,在虚设区域2中,氮化物半导体层14、像素分离槽15以及填埋材料20在俯视观察时被遮光构件24覆盖。换而言之,虚设区域2的遮光构件24在侧视观察时配置在与散射部21、红色转换部22以及绿色转换部23的配置位置相同的位置。
在构成虚设区域2的驱动电路基板30的一部分配置有例如行选择电路、列信号输出电路、图像处理电路以及输入输出电路等。虚设区域2的氮化物半导体层14不放射光。虚设区域2的氮化物半导体层14所包含的P侧电极以及N侧电极是电流不流动的虚设电极33。虚设电极33将氮化物半导体层14固定于构成虚设区域2的驱动电路基板30的一部分,并对上述的行选择电路等各种电路进行遮光。虚设区域2的氮化物半导体层14所包含的P电极及N电极也是电流不流动的虚设电极193。
外周部3构成图像显示装置90的外缘。在外周部3形成有用于使图像显示装置90单片化的未图示的切断区域。此外,在构成外周部3的驱动电路基板30的一部分设置有外部连接电极34,以将图像显示装置90与配线接合焊盘等外部电路电连接。另一方面,在外周部3不设置氮化物半导体层14。
〔在第一端部和第二端部形成倾斜侧面的优点〕
使用图3~图5、图16,对在蓝色反射层25中的第一端部251和第二端部252各自上形成倾斜侧面26的优点进行说明。
<现有的图像显示装置和比较例的图像显示装置的问题点>在现有的图像显示装置(未图示)中,相当于图像显示装置90的散射部21的部分中的放射蓝色光的一侧的面的整个面被带通滤波器等覆盖。因此,在现有的图像显示装置中存在串扰和蓝色光的提取效率降低的问题。
因此,在列举比较例的同时考虑能够解决上述问题的图像显示装置的构成。首先,例如如图16的标号701所示的图所示,可以考虑使散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面的全部露出于外部的图像显示装置96。在图像显示装置96中,蓝色反射层25中的整个面配置在散射部21的附近的侧面261配置成与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面大致垂直。散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面全部露出于外部,因此与现有的图像显示装置相比,蓝色光B的提取效率显著提高。
但是,在图像显示装置96中,从红色转换部22倾斜漏出的蓝色光B(图中的虚线箭头)的一部分以规定的入射角度入射到蓝色反射层25之后,到达侧面261,并透射该侧面261,而不会被该侧面261反射。规定的入射角度相对于红色转换部22中的放射红色光R的一侧的表面为30度以上。因此,导致在透射侧面261的蓝色光B与透射散射部21的蓝色光B之间产生串扰。
接着,例如如图16的附图标记702所示的图所示,考虑蓝色反射层25的端部253覆盖散射部21的一部分的图像显示装置97。在图像显示装置97中,蓝色反射层25中的整个面配置在散射部21的附近的侧面262也配置成与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面大致垂直。
图像显示装置97的端部253比图像显示装置96的包括侧面261的端部更向散射部21侧突出。因此,即使从红色转换部22倾斜漏出的蓝色光B的一部分以规定的入射角度入射到蓝色反射层25,也不会到达侧面262,导致被蓝色反射层25反射。因此,能够减少在从红色转换部22漏出的蓝色光B与透射散射部21的蓝色光B之间产生串扰的情况。
但是,图像显示装置97由于散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的一部分被端部253覆盖,因此从该面的一部分放射的蓝色光B也被端部253反射(图中的虚线箭头)。因此,图像显示装置97的蓝色光B的提取效率虽然比现有的图像显示装置提高,但比图像显示装置96降低。
<第一优点>
另一方面,通过图像显示装置90,解决了现有的图像显示装置所具有的上述两个问题。首先,如图3所示,图像显示装置90中,散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的一部分被第一端部251及第二端部252覆盖。另外,为了简化说明,在图3中,未图示散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的一部分被第二端部252覆盖的状态。因此,与图像显示装置97同样地能够减少串扰的产生。
接着,图像显示装置90能够将蓝色子像素5中的蓝色光B的提取效率维持为与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的全部露出于外部的情况相同的程度。以下,说明其理由。
如图4所示,蓝色反射层25是层叠有作为第一功能层40的氧化钛薄膜和作为第二功能层41的二氧化硅薄膜的电介质多层膜。第一功能层40相对于蓝色光B的折射率与第二功能层41相对于蓝色光B的折射率不同。
当然,也可以是第一功能层40为二氧化硅薄膜,第二功能层41为氧化钛薄膜。此外,第一功能层40以及第二功能层41也可以是氧化钛薄膜以及二氧化硅薄膜以外的膜。即,蓝色反射层25只要为其至少一部分反射蓝色光B且至少一部分透射红色光R及绿色光G的两种以上的功能层层叠的结构即可。但是,优选两种以上的功能层相对于蓝色光B的折射率各不相同。
具体而言,如图5的附图标记301所示的图所示,在构成蓝色反射层25的一部分的第一部分8中,在与蓝色反射层25的平坦面254垂直的方向上,第一功能层40和第二功能层41交替地层叠。平坦面254是蓝色反射层25中的与背面257相反的一侧的表面,与红色转换部22的放射红色光R的一侧的表面大致平行,该背面257与红色转换部22及绿色转换部23相对。此外,平坦面254与绿色转换部23中的放射绿色光G的一侧的表面也大致平行。
除蓝色反射层25中的第一部分8以外,由含有倾斜侧面26的两个第二部分9构成。一方的第二部分9构成第一端部251的一部分,另一方的第二部分9构成第二端部252的一部分。
构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41全部是与构成第一部分8的第一功能层40以及第二功能层41相同的种类。此外,构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41全部与构成第一部分8的第一功能层40以及第二功能层41分别相连而形成。进一步地,在第二部分9中,在与蓝色反射层25的平坦面254垂直的方向上,第一功能层40和第二功能层41交替地层叠。另外,在第一部分8以及第二部分9的任一个中,第一功能层40和第二功能层41也可以不交替地层叠。
这样,在蓝色反射层25由多层膜形成的情况下,根据第一功能层40以及第二功能层41的材质和厚度、或者第一功能层40以及第二功能层41的层叠数,蓝色反射层25的波长选择性不同。在此,由于在蓝色反射层25中的第一端部251及第二端部252形成有倾斜侧面26,因此,第二部分9随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,各功能层的厚度变薄。例如,在第二部分9中的最靠蓝色反射层25的中央的部分255中,最靠平坦面254配置的第二功能层41的端部越朝向其前端变得越薄。另一方面,在第二部分9的前端部分,全部的第一功能层40以及第二功能层41的前端部分越朝向其前端变得越薄。
进一步地,第二部分9随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,第一功能层40以及第二功能层41的层叠数减少。例如,在第二部分9中的最靠蓝色反射层25的中央的部分255中,第一功能层40以及第二功能层41的层叠数与第一部分8中的第一功能层40以及第二功能层41的层叠数相同。另一方面,在第二部分9的前端部分256,第一功能层40的层叠数成为1层,第二功能层41的层叠数成为0层。
通过这样的第一功能层40以及第二功能层41的层叠方式,第二部分9随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,波长选择性、特别是对于蓝色光B的反射性降低。因此,垂直入射到第一端部251以及第二端部252中的第二部分9的蓝色光B,其几乎没有反射,而是透射第二部分9。在此,“垂直于第二部分9”的“垂直”具体是指与第二部分9中的散射部21的接触面(与微型LED元件201的一部分相对的面)垂直。根据以上情况,能够将蓝色子像素5中的蓝色光B的提取效率维持为与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的全部露出于外部的情况相同的程度。
如图5的附图标记302所示的图所示,也可以使构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41分别向与倾斜侧面26的倾斜方向相同的方向倾斜。在该情况下,各功能层的倾斜角度分别与倾斜侧面26的倾斜角度不同。具体而言,越是离倾斜侧面26的距离远的功能层,该功能层的倾斜角越小。在此,倾斜角度是指将各子像素5~7中的放射光的一侧的各表面作为基准表面,构成第二部分9的各功能层中的倾斜侧面26侧的表面与基准表面所成的角度。当然,各功能层的倾斜角度不限定于上述的倾斜角度。
通过这样地使各功能层倾斜,第二部分9随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,各功能层的厚度一致地变薄。此外,随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,第一功能层40以及第二功能层41的层叠数减少。例如,在第二部分9的前端部分256中,第一功能层40以及第二功能层41的层叠数分别为1层。因此,能够将蓝色子像素5中的蓝色光B的提取效率维持为与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的表面的全部露出于外部的情况相同的程度。
另外,第一功能层40以及第二功能层41的层叠方式并不限定于图5的标号301以及302所示的图的例子。例如,也可以使构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41分别向与倾斜侧面26的倾斜方向相同的方向倾斜,并且使各功能层的倾斜角度与倾斜侧面26的倾斜角度相同。在该情况下,虽然构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41的厚度不变化,但是随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,第一功能层40以及第二功能层41的层叠数减少。也就是说,第二部分9只要构成为随着从最靠蓝色反射层25的中央的部分255朝向前端部分256,至少第一功能层40以及第二功能层41的层叠数减少即可。
<第二优点>
接着,根据图像显示装置90,既能够简单地加工蓝色反射层25,又能够实现高分辨率。以下,说明其理由。在图像显示装置90中,蓝色反射层25中的第一端部251及第二端部252与蓝色子像素5的微型LED元件201的一部分相对。也就是说,第一端部251比红色转换部22的长边侧的端部更向散射部21侧突出,并覆盖散射部21的一部分。同样地,第二端部252也比绿色转换部23的长边侧的端部更向散射部21侧突出,并覆盖散射部21的一部分(参照图1~图3)。
因此,若仅第一端部251的倾斜侧面26朝向红色子像素6稍微倾斜,则红色转换部22的长边侧的端部不被第一端部251的倾斜侧面26覆盖。同样地,若仅第二端部252的倾斜侧面26朝向绿色子像素7稍微倾斜,则绿色转换部23的长边侧的端部不被第二端部252的倾斜侧面26覆盖。因此,即使缩短蓝色子像素5与红色子像素6之间的间距以及蓝色子像素5与绿色子像素7之间的间距,也降低了严格地调整倾斜侧面26的倾斜角度的必要性。
因此,即使将倾斜侧面26的倾斜角度粗略地调整到一定程度,蓝色反射层25的平坦面254也能够以将红色转换部22及绿色转换部23中的放射红色光R及绿色光G的一侧的表面的整个面覆盖的程度,确保平坦面254的面积。这意味着相对于红色转换部22中的放射红色光R的一侧的表面以及绿色转换部23的放射绿色光G的一侧的表面,蓝色反射层25的平坦性的提高。综上所述,能够通过蓝色反射层25的简易的加工实现高分辨率的图像显示装置90。
<第三优点>
在图像显示装置90中,例如如图5的附图标记303所示的图所示,也可以使构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41分别以与倾斜侧面26的倾斜角度相同的角度倾斜。换而言之,也可以使构成分别在垂直于倾斜侧面26的倾斜方向的方向上层叠第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41。具体而言,将包含倾斜侧面26的第一功能层40或第二功能层41形成于第二部分9。然后,在包含该倾斜侧面26的功能层上,在与倾斜侧面26的倾斜方向垂直的方向上按顺序层叠第一功能层40以及第二功能层41。
在本实施方式中,第二部分9中的各功能层的厚度比第一部分8中的各功能层的厚度薄。另外,第二部分9中的各功能层的厚度与第一部分8中的各功能层的厚度的关系没有特别的限定。例如,第二部分9中的各功能层的厚度可以与第一部分8中的各功能层的厚度相同,第二部分9中的各功能层的厚度也可以比第一部分8中的各功能层的厚度厚。
通过使第二部分9中的各功能层的层叠方式如上述所示,第一端部251以及第二端部252中的蓝色光B的反射性进一步提高。因此,能够进一步减少从红色转换部22及绿色转换部23沿倾斜方向漏出的蓝色光B透射蓝色反射层25,能够进一步减少从蓝色子像素5放射的蓝色光B与从红色转换部22及绿色转换部23漏出的红色光R及绿色光G的串扰。
另外,在图5的附图标记303所示的图的第二部分9中,第一功能层40或第二功能层41也可以不包含倾斜侧面26。即,所述的第二部分9也可以不形成于第一端部251及第二端部252的前端。所述的第二部分9只要形成于第一端部251及第二端部252中的任一个区域即可。
<补充事项>
上述的第一优点~第三优点并不是仅在构成第一部分8的第一功能层40以及第二功能层41全部与构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41的种类相同的情况下得到。即使构成第一部分8的第一功能层40以及第二功能层41的种类与构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41的种类的全部或一部分不同,也能够得到所述的第一优点~第三优点。具体而言,通过适当调整构成第一部分8的第一功能层40以及第二功能层41、和构成第二部分9的第一功能层40以及第二功能层41中的至少一方的材质或者厚度等,能够得到所述第一优点~第三优点。
〔蓝色反射层、各子像素以及遮光构件的各尺寸等的确定方法〕
使用图6和图7,说明蓝色反射层25、各子像素5~7以及遮光构件24的各尺寸等的确定方法。如图6所示,在将倾斜侧面26加工为例如平面形状的情况下,优选如下确定蓝色反射层25、各子像素5~7以及遮光构件24的各尺寸等。如果如以下方式确定所述尺寸等,则能够不降低从蓝色子像素5放射的蓝色光B的强度地同时实现红色子像素6和绿色子像素7中的红色光R和绿色光G的强度的提高和蓝色光B的泄漏量的降低。
具体而言,如图6所示,首先,优选将散射部21的短边侧的宽度W1和红色转换部22的短边侧的宽度Wz设为大致相同的尺寸。当然,宽度W1的尺寸与宽度Wz的尺寸也可以不同。此外,优选用宽度Wx和蓝色反射层25的厚度Wa大致规定第一端部251中的倾斜侧面26的倾斜角度θ。即,优选将tan-1(Wa/Wx)的值视为倾斜角度。宽度Wx是蓝色反射层25的背面257中的覆盖散射部21的部分的短边侧的宽度。虽然没有图示,但这对于第二端部252的倾斜侧面26的倾斜角度也是同样的。此外,从使像素4的像素尺寸微细化的观点出发,优选遮光构件24的短边侧的宽度Wy为1μm以下。
进一步地,优选以满足Wz/(Wa+Wb)<1的条件的方式确定宽度Wa、红色转换部22的厚度Wb以及宽度Wz的各尺寸。蓝色反射层25的反射性能及透射性能具有依赖于入射到蓝色反射层25的光的入射角度的性质,一般入射角度超过大致45度时,蓝色反射层25不能发挥所期望的反射性能及透射性能。
在这一点上,如果以满足上述条件的方式确定宽度Wa、厚度Wb以及宽度Wz的各尺寸,则从红色转换部22以及绿色转换部23漏出的蓝色光B(图6中未图示)的入射角度为45度以下,蓝色反射层25发挥期望的反射性能。在此,蓝色反射层25的反射性能以及透射性能是指蓝色反射层25反射以及透射入射到该蓝色反射层25的光的能力。
另外,即使不满足Wz/(Wa+Wb)<1的条件,换而言之,即使以入射角度超过45度的方式确定宽度Wa、厚度Wb以及宽度Wz的各尺寸,只要蓝色反射层25发挥所期望的反射性能以及透射性能,则也没有任何问题。
接着,如图7所示,在将倾斜侧面26加工为例如向图像显示装置90的外侧凸出的圆弧形状的情况下,优选如以下方式确定蓝色反射层25、各子像素5~7以及遮光构件24的各尺寸等。如果如以下的方式确定上述尺寸等,则能够在蓝色反射层25的区域X吸收加工偏差。因此,容易确保蓝色反射层25的区域Y相对于红色转换部22中的放射红色光R的一侧的表面及绿色转换部23中的放射绿色光G的一侧的表面的平坦性。
在此,区域X是配置在蓝色反射层25中的配置于散射部21与红色转换部22之间的遮光构件24的正上方的部分。此外,区域Y是蓝色反射层25中的配置于红色转换部22及绿色转换部23(图7中未图示)的正上方的部分,是包含平坦面254的部分。
具体而言,如图7所示,首先,优选将宽度W1和宽度Wz设定为大致相同的尺寸。但是,宽度W1的尺寸与宽度Wz的尺寸也可以不同。此外,从使像素4的像素尺寸微细化的观点出发,优选宽度Wy为1μm以下。此外,优选以满足Wz/(Wa+Wb)<1的条件的方式确定宽度Wa、厚度Wb以及宽度Wz的各尺寸。但是,如果蓝色反射层25发挥期望的反射性能和透射性能,也可以不满足Wz/(Wa+Wb)<1的条件。这些情况与将上述倾斜侧面26加工成平面形状的情况相同。
〔图像显示装置的制造方法〕
图像显示装置90例如通过进行图8~图10所示的各工序来制造。具体而言,首先,如图8的附图标记401所示的图所示,通过在生长基板10上依次层叠N侧层11、发光层12以及P侧层13来形成氮化物半导体层14。生长基板10可以是例如蓝宝石基板,也可以在表面形成凹凸。生长基板10也可以由硅或碳化硅等形成。此外,生长基板10优选与驱动电路基板30大小相同。
作为构成氮化物半导体层14的物质,例如可以使用GaN类的半导体。作为使氮化物半导体层14在生长基板10上生长的装置,例如可以使用MOCVD装置。优选在生长基板10上形成氮化物半导体层14之后,在使生长基板10返回到室温下的阶段,生长基板10的翘曲小。例如在8英寸晶片的情况下,为了使后述的生长基板10与驱动电路基板30的贴合容易,优选生长基板10的翘曲为35μm以下。生长基板10的翘曲的降低例如能够通过在N侧层11内设置适当的缓冲层来实现。
另外,N侧层11的厚度通常为10μm以下,多数情况下为5μm±2μm左右。发光层12的厚度通常为10nm以上且200nm以下,多数情况下为50nm以上且100nm以下左右。P侧层13的厚度通常为50nm以上且1000nm以下,多数情况下为100nm以上且300nm以下左右。
接着,如图8的附图标记402所示的图所示,对N侧层11、发光层12以及P侧层13的一部分进行蚀刻而形成多个台面16。接着,如图8的附图标记403所示的图所示,在氮化物半导体层14中的形成有台面16的一侧的面上形成保护膜17。接着,如图8的附图标记404所示的图所示,对形成于台面16的顶面上的保护膜17的部分进行蚀刻而形成P侧接触孔161。此外,对形成于台面16的底面上的保护膜17的部分的一部分进行蚀刻而形成N侧接触孔162。
接着,如图9的附图标记501所示的图所示,在P侧接触孔161形成P电极191,在N侧接触孔162形成N电极192。接着,如图9的附图标记502所示的图所示,对包含台面16的底面的由保护膜17和氮化物层14形成的部分进行蚀刻而形成像素分离槽15。虽未图示,但在研磨形成有像素分离槽15的生长基板10之后,以图像显示装置90为单位切断该生长基板10而进行单片化。
接着,如图9的附图标记503所示的图所示,使单片化后的生长基板10和驱动电路基板30贴合。具体而言,通过将形成于生长基板10的P电极191和N电极192与配置于驱动电路基板30上的P侧电极31、N侧电极32和虚设电极33连接,从而将生长基板10与驱动电路基板30贴合。驱动电路基板30也可以是晶片状态,或者也可以是以图像显示装置90为单位分割的芯片状态。在本实施方式中,说明驱动电路基板30为晶片状态。
接着,如图9的附图标记504所示的图所示,仅将生长基板10从驱动电路基板30剥离。生长基板10的剥离例如可以通过蚀刻、研磨或激光剥离等进行,剥离的方法没有限制。另外,在将生长基板10与驱动电路基板30贴合的状态下,优选将P电极191和N电极192与P侧电极31、N侧电极32和虚设电极33临时连接固定,在生长基板10的剥离后将它们本连接。这是因为,在生长基板10的热膨胀率和驱动电路基板30的热膨胀率不同的情况下,若在生长基板10和驱动电路基板30贴合的状态下进行伴随着大的温度上升的本连接,则会产生意外的变形。
接着,如图10的标号601所示的图所示,向像素分离槽15填充填埋材料20。此外,向形成虚设区域2的一部分以及外周部3的一部分的空间也填充填埋材料20。在从驱动电路基板30剥离生长基板10之前进行填埋材料20的填充。
接着,如图10的附图标记602所示的图所示,将散射部21载置于构成微型LED元件201的N侧层11上。此外,将红色转换部22载置于构成微型LED元件202的N侧层11上。进一步地,将绿色转换部23载置于构成微型LED元件203的N侧层11上。
并且,由遮光构件24填充散射部21与红色转换部22之间、红色转换部22与绿色转换部23之间以及散射部21与绿色转换部23之间。此外,在构成虚设区域2的一部分以及外周部3的一部分的N侧层11上以及填埋材料20上载置有遮光构件24。
该工序中的各颜色转换部的载置例如能够使用混合有波长转换粒子的负型抗蚀剂,并通过光刻技术来实现。波长转换粒子可以是荧光体粒子,也可以是量子点或者量子杆。散射部21、红色转换部22以及绿色转换部23优选使各自的厚度大致相同。这是因为,如果这些厚度不同,则子像素间的配光性的差异变得显著,会发生根据图像显示装置90的观看方向不同被看出不同色调的问题。此外,通过使散射部21、红色转换部22以及绿色转换部23的厚度大致相同,能够确保各子像素5~7中的包括放射光的一侧的表面的面的平坦性。因此,能够容易地进行蓝色反射层25和后述的钝化膜27的形成。
接着,如图10的标号603所示的图所示,形成蓝色反射层25。具体而言,使电介质多层膜层叠在散射部21、红色转换部22及绿色转换部23各自的放射光的一侧的表面、以及遮光构件24中露出于外部的一侧的面。然后,将层叠的电介质多层膜加工成残留于散射部21的长边侧的端部、红色子像素6的整个面和绿色子像素7的整个面。在加工电介质多层膜时,以该电介质多层膜中的覆盖散射部21的长边侧的端部的部分的端面向规定的方向倾斜的方式进行加工。加工后的端面成为倾斜侧面26。该加工例如能够通过基于通常的光刻技术的图案化来进行。
接着,虽然未图示,但是通过除去外周部3的遮光构件24和填埋材料20,使外部连接电极34露出于外部,从而图像显示装置90的制造完成。形成于驱动电路基板30上的图像显示装置90最终单独切断,安装于封装。
〔变形例〕
使用图11~图15,对本发明的一实施方式的图像显示装置90的变形例进行说明。另外,为了便于说明,对具有与在所述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记,不重复其说明。
<第一变形例>
首先,如图11所示,设想散射部21的背面211、红色转换部22的背面222及绿色转换部23的背面232被红色/绿色反射层28覆盖的图像显示装置91作为图像显示装置90的变形例。背面211与微型LED元件201相对,背面222与微型LED元件202相对,背面232与微型LED元件203相对。红色/绿色反射层28是本发明的第二反射层的一个例子,透射蓝色光B,且反射红色光R及绿色光G。红色/绿色反射层28例如是电介质多层膜。
此外,图像显示装置91中,在红色/绿色反射层28与背面211、222、232之间配置有钝化膜27。图像显示装置91的钝化膜27是用于保护吸湿性高且容易劣化的电介质多层膜的保护膜。钝化膜27既可以由例如氮化硅膜这样的CVD膜形成,也可以由硅树脂这样的树脂材料形成。
通过设置红色/绿色反射层28,从红色转换部22朝向微型LED元件202放射的红色光R以及从绿色转换部23朝向微型LED元件203放射的绿色光G被红色/绿色反射层28反射。因此,能够提高红色子像素6和绿色子像素7中的光的提取效率。另外,在图像显示装置91设置钝化膜27不是必须的。此外,散射部21的背面211也可以不被红色/绿色反射层28覆盖。
<第二变形例>
接着,如图12所示,设想蓝色反射层25中的背面257以外的面,具体而言,平坦面254以及两个倾斜侧面26被钝化膜27覆盖的图像显示装置92也作为图像显示装置90的变形例。平坦面254以及两个倾斜侧面26是本发明的“与第一层中的第一波长转换部以及第二波长转换部相对的背面以外的面”的一个例子。
图像显示装置92的钝化膜27也是用于保护电介质多层膜的保护膜,其保护作为电介质多层膜的蓝色反射层25。钝化膜27是本发明的钝化膜的一个例子。通过设置上述的钝化膜27,能够防止蓝色反射层25因水分吸附等引起的劣化,从而维持蓝色反射层25的正常功能发挥。
另外,图像显示装置92在与图像显示装置91相同的部位设置有钝化膜27及红色/绿色反射层28。但是,这些构件中的任一方或双方也可以不设置于图像显示装置92。
<第三变形例>
接着,如图13所示,设想红色转换部22的侧面223和绿色转换部23的侧面233被光反射膜29覆盖的图像显示装置93也作为图像显示装置90的变形例。光反射膜29是本发明的第一反射层的一个例子,用于反射蓝色光B、红色光R及绿色光G。光反射膜29例如是电介质多层膜或金属膜。
通过设置光反射膜29,从红色转换部22的侧面223漏出的红色光R通过光反射膜29朝向蓝色反射层25反射。同样地,从绿色转换部23的侧面233漏出的绿色光G也通过光反射膜29朝向蓝色反射层25反射。因此,能够提高红色子像素6和绿色子像素7中的光的提取效率。
与此同时,也能够通过设置光反射膜29来实现如下情况:降低从微型LED元件201~203(参照图1)中的每一个微型LED元件倾斜照射并入射到配置在该微型LED元件201~203的每一个微型LED元件的旁边的各子像素5~7的蓝色光B。例如,通过从微型LED元件202倾斜照射的蓝色光B被光反射膜29遮挡,能够减少所述蓝色光B入射到蓝色子像素5的散射部21的情况。
此外,在图像显示装置93中,散射部21的侧面212也被光反射膜29覆盖。通过用光反射膜29覆盖散射部21的侧面212,将例如从覆盖红色转换部22的侧面223的光反射膜29漏出的红色光R可以朝向蓝色反射层25反射。同样地,从覆盖绿色转换部23的侧面233的光反射膜29漏出的绿色光G也可以朝向蓝色反射层25反射。因此,能够进一步提高红色子像素6和绿色子像素7中的光的提取效率。
<第四变形例>
接着,如图14所示,设想红色转换部22的侧面224和绿色转换部23的侧面234被蓝色反射层25覆盖的图像显示装置94也作为图像显示装置90的变形例。侧面224、234是红色转换部22及绿色转换部23中的比散射部21更向红色光R及绿色光G的放射方向突出的部分的侧面。图像显示装置94通过以红色转换部22、绿色转换部23、散射部21的顺序使厚度变厚,从而使红色转换部22及绿色转换部23比散射部21更向红色光R及绿色光G的放射方向突出。
该厚度的顺序只是一个例子,例如既可以按照绿色转换部23、红色转换部22、散射部21的顺序使厚度变厚,也可以使红色转换部22的厚度与绿色转换部23的厚度相同。此外,通过改变散射部21、红色转换部22及绿色转换部23的各厚度,不一定需要使红色转换部22及绿色转换部23比散射部21更向红色光R及绿色光G的放射方向突出。进一步地,也可以仅使红色转换部22或者仅使绿色转换部23比散射部21更向红色光R及绿色光G的放射方向突出。
通过用蓝色反射层25覆盖红色转换部22的侧面224及绿色转换部23的侧面234,能够使从向红色光R及绿色光G的放射方向突出的部分的侧面224、234漏出的蓝色光B被蓝色反射层25反射。因此,即使红色转换部22及绿色转换部23的厚度比散射部21的厚度厚,也能够减少从红色子像素6及绿色子像素7中所包含的微型LED元件202、203(参照图1)放射的蓝色光B与从与红色子像素6及绿色子像素7分别相邻的子像素放射的红色光R及绿色光G的串扰。
另外,图像显示装置94在与图像显示装置91相同的部位设置有钝化膜27及红色/绿色反射层28。但是,这些部件中的任一方或双方也可以不设置于图像显示装置94。
<第五变形例>
接着,如图15所示,设想微型LED元件201~203全部用一个微型LED元件204代替的图像显示装置95也作为图像显示装置90的变形例。微型LED元件204是本发明的光源的一个例子,以与微型LED元件201~203同样的构成放射蓝色光B。在图像显示装置95中,对每一个像素4设置一个微型LED元件204,但也可以例如针对多个像素4设置一个微型LED元件204。
图像显示装置95在散射部21、红色转换部22及绿色转换部23与微型LED元件204之间配置有快门部50。快门部50例如由液晶材料形成。在图像显示装置95中,通过控制快门部50的透光性来调整从散射部21、红色转换部22以及绿色转换部23放射的各光的光量,并确定像素4的光输出。
<第六变形例>
虽未图示,但在图像显示装置91~95以外,还设想了多个图像显示装置90的变形例。例如,在蓝色反射层25中,倾斜侧面26也可以仅形成于第一端部251或第二端部252中的一方。在该情况下,第一端部251或第二端部252中未形成倾斜侧面26的一方成为与蓝色反射层25中的倾斜侧面26以外的其他侧面相比配置在蓝色子像素5的附近的接近侧面(未图示)。
靠近侧面接近侧面是与散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面大致垂直的面,具体而言,靠近侧面接近侧面的整个面配置在散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面上。蓝色反射层25中的倾斜侧面26及靠近侧面接近侧面以外的侧面中,仅一部分面配置在散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面上。
这样,即使第一端部251或第二端部252的一方包含靠近侧面接近侧面,也能够使蓝色子像素5的蓝色光B的提取效率停留在允许范围内。并且,能够减少从蓝色子像素5放射的蓝色光B与从红色转换部22及绿色转换部23漏出的红色光R及绿色光G的串扰。
此外,例如,第一端部251和第二端部252中的至少一方也可以不覆盖散射部21的长边侧的端部。换而言之,第一端部251以及第二端部252的至少一方也可以不与微型LED元件201的长边侧的端部对置相对。进一步而言,蓝色反射层25最大为与微型LED元件201的一部分相对的大小即可。在这种情况下,关于散射部21中的放射蓝色光B的一侧的面,露出于外部的部分更多。
这样,通过第一端部251及第二端部252的至少一方未覆盖散射部21的长边侧的端部,蓝色子像素5的蓝色光B的提取效率进一步提高。此外,关于蓝色反射层25的加工容易性和串扰的降低,也可以停留在允许范围内。
〔总结〕
本发明形态一的显示装置(图像显示装置90~95),其是具有多个像素(4),所述像素由三个以上的子像素构成,作为所述三个以上的子像素,包括:第一子像素(蓝色子像素5),其具有放射第一波长的光(蓝色光B)的第一光源(微型LED元件201);第二子像素(红色子像素6),其具有:第二光源(微型LED元件202),其放射第一波长的光;以及第一波长转换部(红色转换部22),其将从所述第二光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光(红色光R),并且,所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;第三子像素(绿色子像素7),其具有:第三光源(微型LED元件203),其放射第一波长的光;以及第二波长转换部(绿色转换部23),其将从所述第三光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光(绿色光G),并且,所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,所述显示装置还具备第一层(蓝色反射层25),所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层最大为与所述第一光源的一部分相对的大小。
根据上述构成,在第一层为与第一光源完全不相对的程度的大小的情况下,第一光源中的放射第一波长的光的一侧的表面的全部露出于外部。因此,与第一层为与第一光源的一部分相对的程度的大小的情况相比,能够提高第一子像素中的第一波长的光的提取效率,并且能够从第一子像素提取第一波长的光。
此外,根据上述构成,在第一层是与第一光源的一部分相对程度的大小的情况下,即使从第一波长转换部和第二波长转换部倾斜地漏出的第一波长的光以规定的入射角度入射到第一层,也不会到达第一层中的接近侧面。在此,“接近侧面”是指第一层中的配置在比其他侧面更靠近第一子像素的两个侧面。然后,从第一波长转换部以及第二波长转换部倾斜地漏出的第一波长的光被第一层反射。因此,能够减少从第一波长转换部和第二波长转换部漏出的第一波长的光与从第一光源放射的第一波长的光之间产生串扰的情况。
进一步地,即使第一层为与第一光源的一部分相对的程度的大小,由于第一光源的剩余的一部分不与第一层相对,因此,也能够从第一子像素提取第一波长的光。通过以上,能够实现减少上述的串扰以及从第一子像素高效地提取第一波长的光中的至少一方。
本发明的形态二的显示装置构成为,在所述形态一中,在所述第一层中的比另一侧面更靠近所述第一子像素配置的两个接近侧面中,至少一个所述接近侧面朝向配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第二子像素或配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第三子像素倾斜。
根据上述构成,两个接近侧面中的至少一个朝向配置在最靠近该接近侧面的第二子像素或第三子像素倾斜。因此,从第一波长转换部漏出后,对于在第一层以特定的角度入射的第一波长的光在第一层的内部反射,而不透射接近侧面。因此,能够降低从第一光源放射的第一波长的光与从第一波长转换部漏出的第一波长的光的串扰。此外,因为第一光源的至少一部分不与第一层相对,因此,能够同时实现减少上述的串扰和从第一子像素提取第一波长的光。
本发明形态三的显示装置构成为,在所述形态二中,所述第一层的至少一部分形成为层叠有两种以上的功能层(第一功能层40、第二功能层41)的结构,所述两种以上的功能层相对于所述第一波长的光的折射率各自不同。
根据上述构成,即使第一层中的某功能层透射第一波长的光,也可以使透射的第一波长的光在与某功能层折射率不同的其他功能层反射。因此,与第一层未成为两种以上的功能层的层叠结构的情况相比,能够减少第一波长的光从第一层漏出的情况。
本发明的形态四的显示装置构成为,在所述形态三中,所述第一层具有:第一部分(8),其在垂直于所述第一层中的背面(257)相反的一侧的表面(平坦面254)垂直的方向上层叠有所述两种以上的功能层,所述背面与所述第一波长转换部及所述第二波长转换部相对;以及第二部分(9),其在垂直于倾斜侧面的倾斜方向的方向上层叠有反射所述第一波长的光且透射所述第二波长的光及所述第三波长的光的两种以上的功能层(第一功能层40、第二功能层41),所述倾斜侧面是朝向所述第二子像素或所述第三子像素倾斜的所述接近侧面。
根据上述构成,与第一功能层不具有第一部分以及第二部分中的任一方的情况相比,能够降低第一波长的光从第一层漏出。此外,与第一层不具有第二部分的情况相比,能够进一步降低从第一子像素的光源放射的第一波长的光与从第一波长转换部漏出的第二波长的光的串扰。
本发明形态五的显示装置构成为,在所述形态三中,所述第一层中的包括倾斜侧面的端部与所述第一光源的一部分相对,且构成为层叠有两种以上的功能层的结构,所述两种以上的功能层反射所述第一波长的光且透射所述第二波长的光以及所述第三波长的光,所述倾斜侧面是朝向所述第二子像素或所述第三子像素倾斜的所述接近侧面,在所述端部中,所述两种以上的功能层的层叠数从最靠所述第一层的中央的部分(最靠蓝色反射层的部分255)朝向前端部分(256)减少。
根据上述构成,第一层中的包含倾斜侧面的端部(以下,倾斜端部)与第一光源的一部分相对。因此,即使缩短第一子像素与第二子像素之间的间距,也降低严格调整倾斜侧面的倾斜角度的必要性,容易确保第一表面相对于第二表面和第三表面的高平坦性。因此,能够通过第一层的简单加工实现高分辨率的显示装置。在此,“第一表面”是指第一层中的放射第一波长的光及第二波长的光的一侧的表面。此外,“第二表面”是指第一波长转换部中的放射第一波长的光的一侧的表面,“第三表面”是指第二波长转换部中的放射第二波长的光的一侧的表面。
此外,根据上述构成,关于倾斜端部,随着从最靠第一层的中央的部分朝向前端部分,波长选择性、特别是相对于第一波长的光的反射性降低。因此,垂直入射到倾斜端部的第一波长的光几乎不被反射而透射倾斜端部。因此,能够将第一子像素中的第一波长的光的提取效率维持为与倾斜端部未与第一光源完全相对的情况相同的程度。另外,“垂直于倾斜端部”的“垂直”具体是指与倾斜端部中的与第一光源的一部分相对的面垂直。
本发明的形态六的显示装置(图像显示装置94)构成为,在形态一至形态五中,所述第一子像素具有散射或透射从所述第一光源放射的所述第一波长的光的第二层(散射部21),所述第一波长转换部以及所述第二波长转换部的至少一方比所述第二层更向所述第二波长的光的放射方向突出,所述第一波长转换部和所述第二波长转换部中的至少一方的比所述第二层更向所述第二波长的光的放射方向突出的部分的侧面(224、234)被所述第一层覆盖。
根据上述构成,通过在第一子像素设置第二层并使第一波长的光散射,能够降低光不均匀。另外,根据上述构成,第一层反射从第一波长转换部和第二波长转换部的至少一方中的比第二层更向第二波长的光的放射方向突出的部分的侧面漏出的第一波长的光和第二波长的光的至少一方。因此,例如,即使第一波长转换部和第二波长转换部的至少一方的厚度比第二层的厚度厚,也能够降低从第一光源放射的第一波长的光与从第一波长转换部漏出的第一波长的光的串扰。
本发明形态七的显示装置(图像显示装置92)构成为,在所述形态一至形态六中任一形态中,所述第一层中的除了与所述第一波长转换部和所述第二波长转换部相对的背面(257)之外的面被钝化膜(27)覆盖。
根据上述构成,第一层中的与第一波长转换部和第二波长转换部相对的表面以外的面被钝化膜保护。因此,能够防止第一层因垃圾、水分吸附及氧化导致的劣化,能够维持第一层的正常的功能。
本发明形态八的显示装置(图像显示装置93)也可以构成为,在所述形态一至形态七中任一形态中,所述第一波长转换部的侧面(223)和所述第二波长转换部的侧面(233)被第一反射层(光反射膜29)覆盖,所述第一反射层反射所述第二波长的光和所述第三波长的光。
根据上述构成,第一反射层将从第一波长转换部的侧面漏出的第二波长的光朝向第一层反射。同样地,第一反射层将从第二波长转换部的侧面漏出的第三波长的光也朝向第一层反射。因此,能够提高第二子像素中的第二波长的光的提取效率、以及第三子像素中的第三波长的光的提取效率。
本发明的形态九的显示装置(图像显示装置91)也可以构成为,在所述形态一至形态七中任一形态中,所述第一波长转换部中的与所述第二光源相对的背面(222)及所述第二波长转换部中的与所述第三光源相对的背面(232)被第二反射层(红色/绿色反射层28)覆盖,所述第二反射层反射所述第二波长的光和所述第三波长的光。
根据上述构成,第二反射层反射从第一波长转换部朝向第二光源放射的第二波长的光以及从第二波长转换部朝向第三光源放射的第三波长的光。因此,从第一波长转换部和第二波长转换部朝向第二光源和第三光源,换而言之,向不期望的方向放射的第二波长的光和第三波长的光也能够从第二子像素和第三子像素提取。因此,能够提高第二子像素中的第二波长的光的提取效率以及第三子像素中的第三波长的光的提取效率。
本发明的形态十的显示装置(图像显示装置95)具有多个由三个以上的子像素构成的像素(4),作为所述三个以上的子像素,包括:第一子像素(蓝色子像素5),其具有放射第一波长的光(蓝色光B)的光源(微型LED元件204);第二子像素(红色子像素6),其具有:所述光源;以及第一波长转换部(红色转换部22),其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光(红色光R),并且,所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;以及第三子像素(绿色子像素),其具有:所述光源;以及第二波长转换部(绿色转换部23),其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光(绿色光G),并且,所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,所述显示装置还具备第一层(蓝色反射层25),所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层为最大与所述第一子像素的所述光源的一部分相对的大小。
根据上述构成,对于使用例如共同的一个光源作为第一子像素~第三子像素的各光源的显示装置,起到与本发明的形态一的显示装置同样的效果。
〔附记事项〕
本发明不限于上述的各实施方式,在权利要求所示的范围中能够进行各种变更,将分别公开在不同的实施方式中的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围中。而且,通过将各实施方式中分别公开的技术手段组合能够形成新的技术特征。
附图标记说明
4像素
5蓝色子像素(第一子像素)
6红色子像素(第二子像素)
7绿色子像素(第三子像素)
8第一部分
9第二部分
21散射部(第二层)
22红色转换部(第一波长转换部)
23绿色转换部(第二波长转换部)
25蓝色青反射层(第一层)
26倾斜侧面(靠近侧面接近侧面)
27钝化膜
28红色/绿色反射层(第二反射层)
29光反射膜(第一反射层)
40第一功能层(两种功能层)
41第二功能层(两种功能层)
90图像显示装置(显示装置)
201微型LED元件(第一光源)
202微型LED元件(第二光源)
203微型LED元件(第三光源)
204微型LED元件(光源)
221表面(第一波长转换部中的放射第二波长的光的一侧的表面)
222背面(与第一波长转换部中的第二光源相对的背面)
223侧面(第一波长转换部的侧面)
224侧面(第一波长转换部和第二波长转换部的至少一方的、比
第二层更向第二波长的光的放射方向突出的部分的侧面)
231表面(第二波长转换部中的放射第三波长的光的一侧的表面)
232背面(第二波长转换部中的与第三光源相对的背面)
233侧面(第二波长转换部的侧面)
234侧面(第一波长转换部和第二波长转换部的至少一方的、比
第二层更向第二波长的光的放射方向突出的部分的侧面)
251第一端部(第一层中的包含倾斜侧面的端部)
252第二端部(第一层中的包含倾斜侧面的端部)
254平坦面(与第一层中的第一波长转换部以及第二波长转换部
相对的背面相反的一侧的表面)
255最靠近蓝色反射层的中央的部分(最靠近第一层的部分)
256顶端前端部分
257背面(与第一层中的第一波长转换部及第二波长转换部对置
相对的背面)
B蓝色光(第一波长的光)
R红色光(第二波长的光)
G绿色光(第三波长的光)

Claims (9)

1.一种显示装置,其具有多个像素,所述像素由三个以上的子像素构成,所述显示装置的特征在于,
作为所述三个以上的子像素包括:
第一子像素,其具有放射第一波长的光的第一光源;
第二子像素,其具有:第二光源,其放射第一波长的光;以及第一波长转换部,其将从所述第二光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光,并且所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;
第三子像素,其具有:第三光源,其放射第一波长的光;以及第二波长转换部,其将从所述第三光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光,并且所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,
所述显示装置还具备第一层,所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,
所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层最大为与所述第一光源的一部分相对的大小,
在所述第一层中的比其他侧面更靠近所述第一子像素配置的两个接近侧面中,至少一个所述接近侧面朝向配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第二子像素或配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第三子像素倾斜。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一层的至少一部分形成为层叠有两种以上的功能层的结构,所述两种以上的功能层相对于所述第一波长的光的折射率各自不同。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,
所述第一层具有:
第一部分,其在垂直于所述第一层中的与背面相反的一侧的表面的方向上层叠有所述两种以上的功能层,所述背面与所述第一波长转换部及所述第二波长转换部相对;以及
第二部分,其在垂直于倾斜侧面的倾斜方向的方向上层叠有反射所述第一波长的光且透射所述第二波长的光及所述第三波长的光的两种以上的功能层,所述倾斜侧面是朝向所述第二子像素或所述第三子像素倾斜的所述接近侧面。
4.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,
所述第一层中的包括倾斜侧面的端部与所述第一光源的一部分相对,且构成为层叠有两种以上的功能层的结构,所述两种以上的功能层反射所述第一波长的光且透射所述第二波长的光以及所述第三波长的光,所述倾斜侧面是朝向所述第二子像素或所述第三子像素倾斜的所述接近侧面,
在所述端部中,所述两种以上的功能层的层叠数从最靠所述第一层的中央的部分朝向前端部分减少。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一子像素具有散射或透射从所述第一光源放射的所述第一波长的光的第二层,
所述第一波长转换部以及所述第二波长转换部的至少一方比所述第二层更向所述第二波长的光的放射方向突出,
所述第一波长转换部和所述第二波长转换部中的至少一方的比所述第二层更向所述第二波长的光的放射方向突出的部分的侧面被所述第一层覆盖。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一层中的除了与所述第一波长转换部和所述第二波长转换部相对的背面之外的面被钝化膜覆盖。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一波长转换部的侧面和所述第二波长转换部的侧面被第一反射层覆盖,所述第一反射层反射所述第二波长的光和所述第三波长的光。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一波长转换部中的与所述第二光源相对的背面及所述第二波长转换部中的与所述第三光源相对的背面被第二反射层覆盖,所述第二反射层反射所述第二波长的光和所述第三波长的光。
9.一种显示装置,其具有多个像素,所述像素由三个以上的子像素构成,所述显示装置特征在于,
作为所述三个以上的子像素包括:
第一子像素,其具有放射第一波长的光的光源;
第二子像素,其具有:所述光源;以及第一波长转换部,其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第二波长的光,并且所述第二子像素与所述第一子像素相邻地配置;以及
第三子像素,其具有:所述光源;以及第二波长转换部,其将从所述光源放射的所述第一波长的光转换成第三波长的光,并且所述第三子像素与所述第二子像素相邻地配置,
所述显示装置还具备第一层,所述第一层反射所述第一波长的光,且透射所述第二波长的光和所述第三波长的光,
所述第一层覆盖所述第一波长转换部中的放射所述第二波长的光的一侧的表面和所述第二波长转换部中的放射所述第三波长的光的一侧的表面,且所述第一层为最大与所述第一子像素的所述光源的一部分相对的大小,
在所述第一层中的比其他侧面更靠近所述第一子像素配置的两个接近侧面中,至少一个所述接近侧面朝向配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第二子像素或配置在最靠近所述一个所述接近侧面的所述第三子像素倾斜。
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