JP2020531903A - ナノ構造体ベースの表示装置における多重励起波長の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
分野
[0001] 本発明は、量子ドット(QD)等のルミネッセンスナノ構造体を有する蛍光体フィルムを含む表示装置に関する。
[0002] 量子ドット(QD)等のルミネッセンスナノ構造体(NS)は、狭い線幅を有する単一のスペクトルピークで光を放出し、高度に飽和した色を生成する能力を有する一種の蛍光体を表す。NSのサイズに基づいて発光波長を調整することができる。NSは、表示装置(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)装置、有機発光ダイオード(OLED)表示装置)においてカラーダウンコンバージョン層として使用することができるNSフィルムを製造するために使用される。発光型ディスプレイにおけるカラーダウンコンバージョン層の使用は、光がカラーフィルタを通過する前に白色光、青色光又は紫外(UV)光をより赤みのある光、緑みのある光又は両方にダウンコンバートすることにより、システム効率を向上させることができる。このカラーダウンコンバージョン層の使用により、フィルタリングによる光エネルギーの損失を低減させることができる。
[0008] 実施形態によれば、表示装置は、複数の光源を有するバックライトユニットと、液晶ディスプレイ(LCD)モジュールとを含む。複数の光源は、電磁(EM)スペクトルの紫外(UV)範囲において第1ピーク発光波長を有する光を放出するように構成された1つ又は複数の第1光源と、EMスペクトルの青色範囲において第2ピーク発光波長を有する光を放出するように構成された1つ又は複数の第2光源とを含む。LCDモジュールは、第1サブピクセルと第2サブピクセルとを含む少なくとも1つのピクセルを有するピクセルのアレイを含む。第1サブピクセルは、第1蛍光体フィルムと第1フィルタ素子とを含む。第1蛍光体フィルムは、複数の光源から光を受け取り、且つ第1ピーク発光波長及び第2ピーク発光波長と異なる第3ピーク発光波長を有する二次光を放出するように、受け取られた光の一部をコンバートする。第1フィルタ素子は、蛍光体フィルムに光学的に結合され、及び第3ピーク発光波長を有する二次光が第1フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ複数の光源からの光のコンバートされていない部分が第1フィルタ素子を通過することを遮断する。第2サブピクセルは、第2フィルタ素子を含み、第2フィルタ素子は、第2ピーク発光波長を有する光が第2フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ第1ピーク発光波長を有する光が第2フィルタ素子を通過することを遮断する。
[0019] 具体的な構成及び配置について考察する場合があるが、これは、単に例示の目的で行われることが理解されるべきである。関連する技術分野の当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の構成及び配置を使用できることを認めるであろう。関連する技術分野における当業者には、本発明を本明細書で具体的に言及するもの以外の他の種々の応用にも採用できることが明らかになるであろう。本明細書に示し記載する特定の実装形態は、例であり、本出願の範囲を他のように限定するように決して意図されていないことが理解されるべきである。
[0049] 本開示は、表示装置における所望の輝度の達成と所望の色域との間の既存のトレードオフを改善するか又はなくすのに役立つ、ナノ構造体ベースの表示装置のさまざまな実施形態を提供する。これらのさまざまな実施形態は、表示装置の1つ又は複数のピクセルを通る望ましくない光の漏れを低減させるか又は実質的になくすことにより、ナノ構造体ベースの表示装置の色域カバレッジ等の表示性能を向上させるのにも役立つ。これらのさまざまな実施形態は、カラーバランスを改善するのにも役立つ。
[0050] 図2は、実施形態によるLCD表示装置200の組立分解断面図の概略図を示す。当業者であれば、図2における表示装置の図は、例示の目的で示されており、正確な縮尺で描かれていない可能性があることを理解するであろう。LCD表示装置200は、実施形態によれば、バックライトユニット(BLU)202及びLCDモジュール204を含むことができる。
[0093] 図5は、実施形態による、バリア層で被覆されたルミネッセンスナノ構造体(NS)500の断面構造を示す。いくつかの実施形態では、NS500の集団は、蛍光体フィルム236内に含めることができる。バリア層で被覆されたNS500は、NS及びバリア層506を含む。NS501は、コア502及びシェル504を含む。コア502は、より高いエネルギーを吸収するときに光を放出する半導体材料を含む。コア502のための半導体材料の例としては、リン化インジウム(InP)、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化亜鉛(ZnS)、硫化鉛(PbS)、ヒ化インジウム(InAs)、リン化インジウムガリウム(InGaP)、セレン化カドミウム亜鉛(CdZnSe)、セレン化亜鉛(ZnSe)及びテルル化カドミウム(CdTe)が挙げられる。直接バンドギャップを示す他の任意のII−VI族、III−V族、第3級又は第4級の半導体構造を同様に使用することができる。実施形態では、コア502は、いくつかの例を挙げると、金属、合金等の1種又は複数のドーパントも含むことができる。金属ドーパントの例としては、限定されないが、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、クロム(Cr)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)又はそれらの組合せを挙げることができる。コア502に1種又は複数のドーパントが存在ことにより、ドープされていないQDと比較してNS501の構造的且つ光学的安定性並びにQYを改善することができる。
[0106] 図6は、実施形態によるNSフィルム500の断面図を示す。いくつかの実施形態では、蛍光体フィルム236は、NSフィルム500と同様であり得る。
[0115] 本明細書では、ルミネッセンスナノ構造体(NS)を有するさまざまな組成物について記載する。ルミネッセンスナノ構造体の、それらの吸収特性、発光特性及び屈折率特性を含むさまざまな特性は、さまざまな応用に適合させ且つ調整することができる。
Claims (28)
- 複数の光源を含むバックライトユニットであって、前記複数の光源は、電磁(EM)スペクトルの紫外(UV)範囲において第1ピーク発光波長を有する光を放出するように構成された1つ又は複数の第1光源と、前記EMスペクトルの青色範囲において第2ピーク発光波長を有する光を放出するように構成された1つ又は複数の第2光源とを含む、バックライトユニットと、
液晶ディスプレイ(LCD)モジュールであって、
ピクセルのアレイであって、前記ピクセルのアレイの少なくとも1つのピクセルは、
第1サブピクセルであって、
前記複数の光源から光を受け取り、且つ前記第1ピーク発光波長及び前記第2ピーク発光波長と異なる第3ピーク発光波長を有する二次光を放出するように、前記受け取られた光の一部をコンバートするように構成された第1蛍光体フィルムと、
前記蛍光体フィルムに光学的に結合された第1フィルタ素子であって、前記第3ピーク発光波長を有する前記二次光が前記第1フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ前記複数の光源からの前記光のコンバートされていない部分が前記第1フィルタ素子を通過することを遮断するように構成された第1フィルタ素子と
を含む第1サブピクセルと、
第2サブピクセルであって、
第2フィルタ素子であって、前記第2ピーク発光波長を有する前記光が前記第2フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ前記第1ピーク発光波長を有する前記光が前記第2フィルタ素子を通過することを遮断するように構成された第2フィルタ素子
を含む第2サブピクセルと
を含む、ピクセルのアレイ
を含む液晶ディスプレイ(LCD)モジュールと
を含む表示装置。 - 前記第1フィルタ素子は、前記受け取られた光の前記コンバートされていない部分を吸収するように構成され、及び前記第2フィルタは、前記第1ピーク発光波長を有する前記光を吸収するように構成される、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記一次光の前記コンバートされていない部分を散乱させるように構成され、及び前記第2フィルタは、前記第1ピーク発光波長を有する前記光を散乱させるように構成される、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記第1蛍光体フィルム上に配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記第1蛍光体フィルム上に配置される基板上に配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記ピクセルのアレイの前記少なくとも1つのピクセルは、
第3サブピクセルであって、
前記複数の光源から光を受け取り、且つ前記第1ピーク発光波長、前記第2ピーク発光波長及び前記第3ピーク発光波長と異なる第4ピーク発光波長を有する二次光を放出するように、前記受け取られた光の一部をコンバートするように構成された第2蛍光体フィルムと、
前記第2蛍光体フィルムに光学的に結合された第3フィルタ素子であって、前記第4ピーク発光波長を有する前記二次光が前記第3フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ前記複数の光源からの前記光のコンバートされていない部分が前記第3フィルタ素子を通過することを遮断するように構成された第3フィルタ素子と
を含む第3サブピクセル
をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記第1蛍光体フィルムは、赤色光を放出するように構成されたルミネッセンスナノ構造体の第1集団を含み、及び
前記第2蛍光体フィルムは、緑色光を放出するように構成されたルミネッセンスナノ構造体の第2集団を含む、請求項6に記載の表示装置。 - 前記第2サブピクセルは、
前記複数の光源からの光を受け取り、且つ前記第2ピーク発光波長を有する二次光を放出するように、前記受け取られた光の一部をコンバートするように構成された第3蛍光体フィルム
をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記第3蛍光体フィルムは、前記第2ピーク発光波長を有する前記二次光を放出するように構成されたナノ構造体の第3集団を含む、請求項8に記載の表示装置。
- 前記第2光源に対する前記第1光源の比は、3:1〜1:1である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、420nm未満であり、及び前記第2ピーク発光波長は、445nm〜455nmである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、400nm〜410nmである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、360nm〜370nmである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置。
- 光キャビティをさらに含み、前記複数の光源は、前記光キャビティ内に位置決めされる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の表示装置。
- 導光板をさらに含み、前記複数の光源は、前記導光板の外部に結合される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の表示装置。
- ピクセルのアレイを含む表示装置であって、前記ピクセルのアレイのピクセルは、
第1サブピクセルであって、
電磁(EM)スペクトルの紫外(UV)範囲における第1ピーク発光波長と、前記EMスペクトルの青色範囲における第2ピーク発光波長とを有する光を受け取り、且つ前記第1ピーク発光波長及び前記第2ピーク発光波長と異なる第3ピーク発光波長を有する二次光を放出するように、前記受け取られた光の一部をコンバートするように構成された第1量子ドット(QD)フィルムと、
前記量子ドットフィルム上に配置された第1フィルタ素子であって、前記第3ピーク発光波長を有する前記二次光が前記フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ前記受け取られた光のコンバートされていない部分が前記フィルタ素子を通過することを遮断するように構成された第1フィルタ素子と
を有する第1サブピクセルと、
第2サブピクセルであって、
第2フィルタ素子であって、前記第2ピーク発光波長を有する前記光が前記第2フィルタ素子を通過することを可能にし、且つ前記第1ピーク発光波長を有する前記光が前記第2フィルタ素子を通過することを遮断するように構成された第2フィルタ素子
を有する第2ピクセルと
を含む、表示装置。 - 前記第1サブピクセルの前記第1QDフィルムは、赤色光を放出するように構成されたQDの第1集団を有し、及び前記ピクセルは、
緑色光を放出するように構成されたQDの第2集団を有する第2QDフィルムを含む第3サブピクセル
をさらに含む、請求項16に記載の表示装置。 - 前記第2サブピクセルは、青色光を放出するように構成されたQDの第3集団を有する第3QDフィルムをさらに含む、請求項17に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記受け取られた光の前記コンバートされていない部分を吸収するように構成され、及び前記第2フィルタは、前記第1ピーク発光波長を有する前記光を吸収するように構成される、請求項16〜18のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記受け取られた光の前記コンバートされていない部分を散乱させるように構成され、及び前記第2フィルタは、前記第1ピーク発光波長を有する前記光を散乱させるように構成される、請求項16〜18のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記第1QDフィルム上に配置される、請求項16〜20のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1フィルタ素子は、前記第1QDフィルム上に配置される基板上に配置される、請求項16〜20のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記UV光を発生させるように構成された1つ又は複数の第1光源と、前記青色光を発生させるように構成された1つ又は複数の第2光源とをさらに含み、前記第2光源に対する前記第1光源の比は、3:1〜1:1である、請求項16〜22のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、420nm未満であり、及び前記第2ピーク発光波長は、445nm〜455nmである、請求項16〜23のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、400nm〜410nmである、請求項16〜24のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ピーク発光波長は、360nm〜370nmである、請求項16〜24のいずれか一項に記載の表示装置。
- 光キャビティをさらに含み、前記1つ又は複数の第1光源及び前記1つ又は複数の第2光源は、前記光キャビティ内に位置決めされる、請求項23〜26のいずれか一項に記載の表示装置。
- 導光板をさらに含み、前記1つ又は複数の第1光源及び前記1つ又は複数の第2光源は、前記導光板の外部に結合される、請求項23〜27のいずれか一項に記載の表示装置。
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