KR20210087543A - 컬러 필터 lcd 상의 향상된 양자점 - Google Patents

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Abstract

LCD 스택 내의 고 각도 입사광을 제거 또는 최소화하여 콘트라스트 비율을 향상시키는 향상 특징들의 소정의 결합들을 가진 컬러 필터 (QDCF) LCD 장치 상의 양자점들이 개시된다.

Description

컬러 필터 LCD 상의 향상된 양자점
본 출원은, 35 U.S.C. § 119 하에, 내용 각각이 전체적으로 여기에 참조로 병합된, 2019년 1월 30일 자로 출원된 미국 가출원 제62/798607호, 및 2018년 11월 30일 자로 출원된 미국 가출원 제62/773449호의 우선권 주장 출원이다.
액정 디스플레이(LCD) 산업은 유기 발광 디스플레이(OLED) 제품들과의 경쟁을 위해, LCD들의 효율성을 개선하고, 그들의 색 영역(디스플레이의 색 함량)을 개선하는 솔루션들을 찾고 있다. 통상적인 LCD들은 특히 색 영역 성능에서 OLED들 보다 뒤쳐져 있다. LCD들에서 양자점들(QD)의 사용은 LCD들의 색 영역 성능을 개선했다; 실제로, 그러한 개선들은 LCD 픽셀화 패널의 액정(LC) 충진 픽셀들의 활성 매트릭스를 통과하는 광을 제공하는 광 소스인 백라이팅 유닛들(BLU들)에 QD 필름 요소가 사용되는 LCD 설계들에서 이미 확인되었다. 이들 BLU 설계들에서, 청색 LED 광은 도광판(LGP)에 결합되고 LGP로부터 LCD 픽셀화 패널을 향한 방향으로 추출된다. 그 후, 가이드된 청색 광은 청색 광의 일 부분을 흡수하고 녹색 및 적색 스펙트럼의 광을 방출하는 QD를 만난다. 적색, 녹색 및 청색 스펙트럼의 결과적인 광은 LCD 픽셀화 패널에 백색 광 소스를 제공한다.
다른 설계들에서, QD 재료는 LCD 픽셀화 패널 내의 대응하는 개별 픽셀들에 직접 위치된다. 이러한 설계는 더 큰 색 영역을 약속할 뿐만 아니라, 통상적인(QD 없음) LCD 설계들에서 개별 픽셀들의 색을 정의하는 컬러 필터들(CF)을 잠재적으로 대체한다. 그러한 설계는 "컬러 필터 상의 양자점들"(quantum dots on color filter, QDCF) 설계로 지칭된다. QDCF 설계에서 QD 픽셀들은 광이 LC와 함께 광의 편광을 조작하는 LCD의 일부인 두 개의 편광기들과 만나 이후에 위치된다.
완벽한 한 쌍의 편광기들 조차도 '시트 편광기의 평면에 수직이 아닌' 방향(수직 방향은 발광 요소의 표면에 수직함)으로 입사되는 광에 대한 광 누설을 허용할 것이다. 도 1a 및 1b는 시야각의 함수로서 LC 매질을 모방하기 위해 한 쌍의 교차 편광기들 사이에 위상 지연기를 갖는 한 쌍의 교차 편광기들을 통한 광 투과를 예시한다. 도 1a 및 1b는 픽셀이 각각 "온" 및 "오프"인 경우에 시야각(도면들의 중앙에 있는 정상 시야각)의 함수로서 한 쌍의 교차 편광기들을 통한 광 투과를 도시한다. x 축 및 y 축 레이블들 H 및 V는 각각 수평 및 수직 방향들의 정상 시야각(도면들 중앙)으로부터 벗어나는 "수평" 및 "수직" 각도들(도 단위)를 나타낸다. 도 1a는 한 쌍의 교차 편광기들을 통해 투과된 ON 상태에서 통상적인 LCD로부터 방출된 광을 도시한다. 고 각도의 광선들은 고 입사각들(또는 시야각들)에서 콘트라스트 비율(CR)을 급격하게 감소시킨다. 이로써, 90도 시야각에 더 가까운도 1a의 주변 주위의 어두운 영역들은 더 높은 시야각들에서 더 낮은 투과율을 나타낸다. 도 1b는 한 쌍의 교차 편광기들을 통해 투과된 오프 상태(즉, 광 누설)에서 LCD로부터 방출된 광을 도시한다.
도 1a 및 1b에 도시된 온 상태와 오프 상태 사이의 발광을 비교하면, 통상적인 LCD에서, 고 각도 광선들은 고 입사(또는 시야) 각들에서 콘트라스트 비율(CR)의 극적인 감소를 가져온다. CR은 LCD가 온 상태에서 방출되는 광과 LCD가 오프 상태에서 방출되는 광 사이의 비율을 측정한다. 이상적으로 오프 상태는 모든 입사각들에 대해 가능한 한 어두워야하므로, 이는 어두운 상태로 지칭된다. CR은 어두운 상태(분모)에서 광에 매우 민감하다. 어두운 상태에서 소량의 광조차도 CR을 크게 낮춘다.
QDCF의 시뮬레이션에서, 본 발명자들은 CR의 급격한 감소가 편광기들을 통해 고 시약각 광 누설의 결과임을 관찰했다. 통상적인 LCD에서는 누설된 광이 고 시야각들로 향하는 반면, QDCF에서는 이러한 광이 청색 소스 광을 포함하여 상당하게 산란된다. 이는, 누출된 광이 또한 정상 시야각에 가까운 각도들을 향해 지향되어, 수직(및 다른) 방향에 대한 CR 정의의 분모에서 어두운 상태 광의 값을 증가시켜 다양한 시야각들에 걸쳐 효과적으로 CR을 평균화 함을 의미한다. 그러한 평균화는 실질적으로 원치 않는 CR을 감소시킨다.
도 2a는 통상적인 LCD의 예에 대한 CR의 플롯이고, 도 2b는 종래의 QDCF에 대한 CR의 플롯이다. x 축 및 y 축 레이블들(H 및 V)은 수평 및 수직 방향들에서 정상 시야(도면들 중앙)로부터 "수평" 및 "수직" 각도들을 나타낸다. 도 2a는 통상적인 LCD에 대한 CR을 도시한다. 통상적인 LCD의 CR은 정상 시야각(즉, 수평 및 수직 각도들은 0 도임)에서 ~3200:1로 계산되었으며, 플롯 중앙의 피크로 표시되지만 수평 및 수직 시야각들이 증가함에 따라 크게 떨어진다. 이로써, 통상적인 LCD의 CR은, 시청자가 정상 시야각으로 LCD를 바라 보지 않은 경우, 상당히 저하된다. 이는 시청자에게 매우 균일하지 않은 시청 경험을 제공한다. 도 2b는 QDCF LCD에 대한 CR을 도시한다. QDCF LCD에 대한 CR은 더 균일하지만 그 값은 ~128:1로 매우 낮다. 낮은 CR은 시청자의 화질을 저하시킨다. 정상 시야각에서 CR이 몇 1000s의 값을 가질 수 있을지라도(Vertical Alignment LC 모드 디스플레이들은 CR ~ 5000을 가질 수 있음), 높은 시야각들에서는 CR이 <10으로 떨어진다.
QD 기반 디스플레이들은 일반적으로 더 높은 색 정확도와 더 넓은 색 영역을 제공한다. 현재 기술은 백라이트에 청색 LED들을 사용하고 백라이트 유닛(BLU) 내부에 적색 및 녹색 QD들이 혼합된 QD 필름을 사용하여 청색 광을 백색으로 변환시킨다. QDCF의 또 다른 개념은 변환이 BLU가 아닌 컬러 필터들(CF들)에서 발생할 것이기 때문에 더 나은 색 영역을 허용한다. 그러한 설계들에서, 쇼트-패스 필터(short-pass filter)는 QD 층/컬러 필터 층과 BLU 사이에 있다. 미국 특허 출원 공개 공보 제US2017/0153366호에 개시된 또 다른 접근법에서, 상기 공보의 내용은 참조로 여기에 병합되고, 밴드 컷 필터들은 변환 후 청색 광을 필터링하는데 사용된다. 또한, US2017/0153366에 기술된, 백라이트 및 청색 QD들로부터 나오는 UV 광을 활용하는 기법들도 있다.
낮은 CR에 더하여, 이들 설계들에서 관찰될 또 다른 문제는 내부 전반사(TIR)로 인해 높은 출력 각도들이 커버 유리 내부에 포획될 것이라는 점이다. 종래의 LCD 설계에서, 광 출력은 종종 일부 제한된 출력 각도로 집중되고, 그 결과 TIR은 제한된 팩터가 아니다. 그러나, QDCF 설계에서, QD 층들은 다양한 각도들로 광을 다시 방출하고, 그 결과 TIR을 경험하는 상당한 양의 광이 있을 것이다. TIR에 의해 다시 반사된 광은 서로 다른 색 또는 동일한 색의 컬러 필터(CF)에 의해 흡수될 수 있고(통상적인 흡수 CF들은 80%~90% 투과를 가짐), 궁극적으로 LCD에 의해 방출된 광의 양의 상당한 손실을 초래한다.
그러므로, 개선된 CR을 갖는 개선된 QDCF 아키텍쳐가 필요하다.
본 개시의 실시예에 따르면, QDCF LCD 장치는 개시된다. QDCF LCD 장치는 커버 유리; 후면 반사기 층; 상기 커버 유리와 상기 후면 반사기 층 사이의 액정 패널 층; 상기 액정 패널 층과 상기 후면 반사기 사이의 백라이트 유닛 - 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨; 상기 커버 유리와 상기 액정 패널 층 사이의 양자점 층; 상기 커버 유리와 상기 양자점 층 사이의 컬러 필터 층 - 상기 컬러 필터와 상기 양자점 층은 결합되어 상기 백라이트 유닛으로부터의 이미지-형성 광의 파장을 변환하여 색을 형성하도록 구성되고 액정 패널을 통해 투과됨; 상기 액정 패널 층과 상기 백라이트 유닛 사이에 위치된 하부 편광기 층; 상기 액정 패널 층과 상기 양자점 층 사이에 위치된 상부 편광기 층;을 포함하며, 그리고 다음 향상 특징들:
(a) 상기 컬러 필터 층과 상기 양자점 층 사이에 제공된 저 굴절률 재료 층(LIML);
(b) 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패털 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨;
(c) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료로 만들어짐;
(d) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름으로 만들어짐; 및
(e) 상기 상부 편광기와 상기 양자점 층 사이에 제공된 프라이버시 필터 필름;중 하나 이상을 더욱 포함한다.
일부 실시예들에 따르면, QDCF LCD 장치는 상기 액정 패널 층에 대해 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성된 백라이트 유닛, 및 상기 컬러 필터 층과 상기 양자점 층 사이에 제공된 LIML;을 포함하며, 그리고 다음 향상 특징들:
(a) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편관기 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료로 만들어짐;
(b) 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키돌 구성됨;
(c) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름으로 만들어짐; 및
(d) 상기 상부 편광기와 상기 양자점 층 사이에 제공된 프라이버시 필터 필름; 중 하나 이상을 더욱 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 둘 다는 본 개시의 실시예들을 제시하고 청구된 주제의 특성 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다. 첨부된 도면들은 본 개시의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면은 다양한 실시예들를 예시하고 설명과 함께 청구된 주제의 원리들 및 동작들을 설명하는 역할을 한다.
이들 도면들은 예시의 목적으로 제공되며, 여기에 개시되고 논의된 실시예들은 도시된 배열들 및 수단들에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
도 1a 및 1b는 픽셀 각각이 "온" 및 "오프"인 경우 한 쌍의 교차 편광기들을 통한 광 투과의 각도 의존성을 도시한다.
도 2a는 통상적인 LCD에 대한 콘트라스트 비율의 플롯이다.
도 2b는 종래의 QDCF LCD에 대한 콘트라스트 비율의 플롯이다.
도 3은 소스 광 시준의 함수로서 QDCF에 대한 콘트라스트 비율 개선 경향의 플롯이다.
도 4a는 시준되지 않은 광을 갖는 종래의 QDCF LCD에 대한 콘트라스트 비율의 플롯이다.
도 4b는 시준된 광을 갖는 QDCF LCD에 대한 콘트라스트 비율의 플롯이다.
도 5는 본 개시에 따른 예시적인 QDCF LCD 구조의 개략도이다.
도 6은 본 개시에 따른 QDCF LCD 구조의 픽셀 영역의 개략적인 단면도이다.
도 7a는 종래 기술의 QDCF 구조에서 픽셀 영역의 일 부분의 개략적인 단면도이다.
도 7b는 본 개시의 실시예에 따른 LIML을 갖는 QDCF 구조의 픽셀 영역의 일 부분의 개략적인 단면도이다.
도 8은 LIML의 상대 발광 효율(Relative Luminous Efficacy) 대 굴절률의 플롯이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 블랙 매트릭스 구조의 예의 개략도이다.
이러한 설명은 특정 사항들을 포함할 수 있지만, 이들은 권리 범위에 대한 제한들로 해석되어서는 아니되며, 오히려 특정 실시예들에 특정될 수 있는 특징들의 설명으로 해석되어야 한다.
발광 코팅들 및 디바이스들에 대한 다양한 실시예들은 도면들을 참조하여 기술되고, 여기서 유사한 요소들은 이해를 용이하게 하기 위해 유사한 숫자 지정들이 주어졌다.
또한, 달리 명시되지 않는 한, "상부", "하부", "외부", "내부" 등과 같은 용어들은 편의를 위한 단어이며, 제한된 용어들로 해석되어서는 아니됨을 이해하여야 한다. 부가적으로, 한 그룹이 한 그룹의 요소들 및 그 조합들 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 기술될 때마다, 상기 그룹은 개별적으로 또는 서로 조합하여 인용된 이들 요소들을 포함하거나, 본질적으로 이들 요소들로 구성되거나, 상기 요소들 중 임의의 수로 구성될 수 있다.
유사하게, 한 그룹이 한 그룹의 요소들 및 그 조합들 중 적어도 하나를 구성하는 것으로 기술될 때마다, 상기 그룹은 개별적으로 또는 서로 조합하여 인용된 이들 요소들 중 임의의 수로 구성될 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 값들 범위는 인용될 때 범위의 상한 및 하한 둘 다를 포함한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 부정 관사 "한", "하나" 및 대응하는 정관사 "그"는 달리 명시되지 않는 한 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다.
통상의 기술자는 본 개시의 유익한 결과들을 여전히 획득하면서 기술된 실시예들에 대한 많은 변화들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 다른 특징들을 사용함 없이 기술된 특징들 중 일부를 선택하여 본 개시의 원하는 이점들 중 일부가 얻어질 수 있음이 명백할 것이다. 이에 따라서, 통상의 기술자는 많은 수정들 및 적응들이 가능하고 심지어 소정의 상황들에서 바람직할 수 있으며 본 개시의 일부임을 인식할 것이다. 이로써, 다음 설명은 본 개시의 원리들을 예시하는 것으로 제공되며, 이에 제한되지 않는다.
통상의 기술자는 여기에 설명된 예시적인 실시예들에 대한 많은 수정들이 본 개시의 기술 사상 및 권리 범위를 벗어나지 않고 가능하다는 것을 인식할 것이다. 이로써, 설명은 의도된 것이 아니며 주어진 예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 첨부된 청구항들 및 그와 동등한 것에 의해 제공되는 완전한 보호 범위가 허용되어야 한다. 부가적으로, 다른 해당 특징들을 사용하지 않고 본 개시의 특징들 중 일부를 사용하는 것이 가능하다. 이에 따라서, 예시적이거나 실례가 되는 실시예들의 전술된 설명은 본 개시의 원리들을 예시하기 위한 목적으로 제한됨 없이 제공되며, 이에 대한 수정 및 그 순열들을 포함할 수 있다.
발명자들은 QDCF 디스플레이들에서 CR 감소의 이유로서 "어두운 상태"에서 편광기들을 통한 광 누설을 식별했다. 본 개시는 광 누설을 줄이거나 제거함으로써 문제를 해결한다. 이는 사전에 공지되지 않은 QDCF에 소정의 기술들 중 하나 이상을 병합하여 달성된다. 상기 기술들은 다음과 같다: (1) 백라이트 유닛(BLU) 광 소스로부터 광을 시준하여 LCD 구조 내에 광에 대한 높은 입사 각도들을 제거하는 것; (2) O-타입 편광기들보다 고 입사각 광 누설이 낮은 E-타입 편광기들을 사용하는 것; (3) 광 편광기들의 누설을 야기시키는 고 입사각들을 줄이는 보상 필름들을 사용하는 것; (4) 광 편광기들의 누설을 야기시키는 고 입사각들을 줄이는 프라이버시용 영상(viewing) 필름들을 사용하는 것; 및 (5) QDCF 구조의 QD 층 상부 상에 저 굴절률 재료 층(LIML)을 추가하는 것. 본 개시에 따르면, 이들 기술들은 QDCF 구조에 개별적으로 통합되거나, 때로는 이들 중 둘 이상의 조합으로 통합된다.
여기에 개시된 기술들의 이점들은 CR 또는 밝기를 손상시키지 않으면 서 QD의 색 영역 이점들, QD의 색 각도 균일성(최소한의 색채 전이)으로 LC 셀 내에서 QD의 사용을 허용한다(즉, 픽셀화됨)는 점이다. 결과적인 QDCF는 통상적인 QDCF LCD보다 더 효율적일 것이다.
LCD의 BLU 광 소스로부터 실질적으로 시준된 광의 사용은, 통상적인 LCD들에서 발견되는 부정적인 시차 문제들이 최소화되기 때문에 두꺼운 편광기들의 사용을 허용한다. E-타입 편광기들, 보상 필름들, 또는 프라이버시용 영상 필름들의 사용은 소정의 기술들의 사용을 가능하게 하면서, 백라이트 유닛(BLU)에서 광을 재활용하는 이점들을 유지할 수 있다.
소스 광을 시준하는 것: LCD 광 소스에서 나오는 광을 시준하여 LCD 구조 내에서 광에 대한 고 입사각들을 제거하는 것은 CR을 개선시킨다. 도 3은 소스 광 시준의 함수로서 QDCF LCD에 대한 CR 개선 경향을 도시한다. 이들 측정들을 위해, BLU는 직사각형 Lambertian 소스로 대체되었다. 시준은 소스 광의 각도 범위를 특성화하는 원뿔의 절반-정점 각도(half-apex angle, 도 단위)로 제공된다. 이로써, 0 도의 절반-정점 각도는 소스 광이 LCD 평면 상에 수직 각도로 입사되는 완전하게 시준된 광을 나타낸다. 시준은 서로 다른 절반-정점 각도들을 가진 원뿔들 내에 광 소스를 한정하여 시뮬레이션되었다. 도 3의 플롯은 CR에 대한 시준의 유익한 효과가 지수적임을 보여준다. 본 예에서, ±30 도 이하, 바람직하게는 ±20 도 이하, 그리고 더 바람직하게는 ±15 도 이하의 절반-정점 각도로 시준을 제한하면, CR은 1277:1 내지 3885:1의 범위에 있을 수 있다.
도 4a 및 4b에서, 광이 시준된 QDCF의 성능은 광이 시준되지 않은 통상적인 QDCF의 성능과 비교되었다. 도 4a는 "수평" 각도들에 대한 시야각 H 및 "수직" 각도들에 대한 시야각 V의 함수로서 광이 시준되지 않은 QDCF(모델링된 BLU 유닛에 의해 생성될 시의 각도 분포를 갖음)에 대한 CR의 플롯인, 도 2b에 도시된 동일 플롯이다. CR은 ~128:1의 값으로 균일하다. 도 4b는 ±15 도 원뿔 소스 시준을 갖는 QDCF에 대한 CR의 플롯이다. CR은 또한 균일하지만, CR 값은 ~3885:1로 상당하게 향상된다. ±15 도의 시준은 소스 광의 각도 분산 범위를 특성화하는 원뿔의 절반-정점 각도(도 단위)로 제공된다. 여기에 적용될 수 있는 BLU에 대한 시준된 광 소스의 예는 미국 특허 제7,530,721호에 개시된 이중-측면 터닝 필름(double-sided turning film)이고, 상기 미국 특허의 내용은 참조로 여기에 병합된다. 또 다른 예는 T. Ishikawa and Xiang-Dong Mi, P-82: "New Design for a Highly Collimating Turning Film," SID 06 DIGEST (2006)에서 발견되며, 그의 내용은 참조로 여기에 병합된다.
도 5는 본 개시에 따른 QDCF LCD 패널 구조(500)의 예의 개략적인 수직 단면도를 도시한다. QDCF LCD 패널 구조(500)는 커버 유리(595)로부터 가장 먼 곳으로부터 시작하여, 후면 반사기 층(510), 도광판(LGP)(520), 하나 이상의 광학 시트들(530), 하부 편광기(540), 액정(LC) 층(550), 상부 편광기(560), 쇼트-패스 필터(SPF)(570), 패턴화된 양자점(QD) 층(580), 컬러 필터(CF)(590), 및 커버 유리(595)를 포함한다. QD 층(580) 및 CF 층(590)은 도 6에 도시된 바와 같이 적색, 녹색 및 청색의 서브 픽셀 영역들로 정의된, 패턴화되거나 픽셀화된 구조이다. CF 층(590)의 서브 픽셀 영역들은 블랙 매트릭스(600) 구조들에 의해 분리된다. QDCF LCD 패널 구조(500)의 구성요소 층들은 도 5에 도시된 것들에만 제한되지 않는다. QDCF LCD 패널의 서로 다른 실시예들은 기술 분야에서 공지된 QDCF LCD 패널들 및 LCD 패널들의 다른 기능적인 층들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러한 추가 기능 층들의 예들은 밝기 향상 필름들 및 디퓨저들이다. 본 개시의 향상 특징들 중 일부의 위치들은 도 5에 도시된 QDCF 구조(500)의 좌측면을 따라 표시된다.
효율적인 시준 광 소스들을 만드는 것이 어렵고 비용이 많이들 수 있기 때문에(예를 들어, 광의 재활용 사용이 제한되고 구조들이 제조하기에 복잡하기 때문에), QDCF에서 사용하기 위한 고 입사각들을 감소시키는 추가 방법들도 개시된다. 도 5에 도시된 예시적인 QDCF 구조(500)를 참조하면, 일 실시예에 따르면, 상부 및 하부 편광기들(560, 540) 중 하나 또는 둘 다는 종래의 QDCF 디바이스들에서 사용되는 O-타입 편광기들보다는 오히려 E-타입 편광기들일 수 있다. O-타입 편광기들은 (3-D 공간 방향에서 일-차원에 대응하는 단축 재료들에서) 기이한 광학 파동을 억제한다. 그러나, E-타입 편광기들은 3-D 공간의 방향들에서 2 차원을 차지하는 일반적인 광학 파동을 억제하고 더 효과적일 수 있다. 다양한 E-타입 편광기들이 이용될 수 있다. 한 예는 내용이 참조로 여기에 병합된 미국 특허 제5,739,296호에 기술된 방법에 따라 제조된 단층 E-타입 편광기이다.
일부 실시예들에서, 고 입사각 광을 제거하도록 설계된 보상 필름들은 또한 여기에 개시된 QDCF에 대한 새로운 향상들 중 하나 이상과 조합하여 QDCF 구조(500)에 병합될 수 있다. 예를 들어, 보상 필름들은 QDCF 구조에서 어두운 상태의 광 누설을 줄이기 위해, 시준된 광과 결합하여 QDCF 구조에 통합될 수 있다. 그러한 보상 필름들의 예들은 내용이 여기에 참조로 병합된 미국 특허 제6,995,816호에 개시된다. 미국 특허 제6,9956,816호는 보상 필름을 위해 A-판, C-판, 및 이축-판(이축-판)의 서로 다른 조합들을 활용하는 편광기 패키지들의 예들을 개시한다. 한 쌍의 그러한 편광기 패키지들은 QDCF 구조(500)에서 상부 편광기(560) 및 하부 편광기(540)에 대해 사용될 수 있다. 보상 필름의 또 다른 예는 내용이 참조로 여기에 병합된 T. Ishikawa 및 Xiang-Dong Mi의 "Compensation of Various LCD Modes by Positive O-Plates", SID 06 DIGEST (2006)에 개시된다. 보상 필름들이 상부 및 하부 편광기들(560 및 540)을 대체하기 때문에, 보상 필름들 및 E-타입 편광기들은 동시에 QDCF 구조에 통합되지 않는다.
일부 실시예들에서, 프라이버시 필터 필름은 또한 QDCF 구조에서 어두운 상태의 광 누설을 줄이기 위해 상기에서 언급된 기술들 중 하나 이상과 결합하여 QDCF 구조(500)에 통합될 수 있다. 프라이버시 필터 필름들은 시청자를 향해 똑바로 가리키는 베네시안 블라인드들(Venetian blinds)과 유사한 기능을 하는 마이크로루버들(microlouvers)을 사용하는 투과형 광학 필름들이다. 이로써, 프라이버시 필터 필름들은 고 방출 각도의 광을 필터링하고 저 방출 각도의 광이 투과되도록 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프라이버시 필터 필름은 QD 층(580) 이전에 상부 편광기(560)와 쇼트-패스 필터(570) 사이에 위치될 수 있다.
도 5 및 6을 참조하면, 또 다른 실시예에 따라서, 개선된 QDCF 구조(500)는 TIR 효과로 인한 광 효율성 손실을 최소화하거나 제거하기 위해 CF 층(590)과 QD 층(580) 사이의 저 굴절률 재료 층(LIML)의 층(585)을 포함한다. 상부에서 볼 때 QDCF 구조(500)는 픽셀 영역들의 어레이를 포함하며, 그리고 도 6은 QDCF 구조(500)에서 픽셀 영역의 관련 층들 중 일부의 개략적인 수직 단면도이다. 도 6은 쇼트-패스 필터(570) 층 및 그 위로 커버 유리(595)까지를 도시한다. 픽셀 영역은 QD 층(580) 상의, 각각의 컬러 필터들인 적색 필터(591), 녹색 필터(592), 및 청색 필터(593)에 의해 정의된 적색 서브-픽셀(R), 녹색 서브-픽셀(G) 및 청색 서브-픽셀(B)을 포함한다. 블랙 매트릭스(600) 베리어들은 서브-픽셀 영역들(R, G, 및 B)을 정의하는 QD 층(580)을 통해 아래로 연장된 컬러 필터들(591, 592, 및 593) 사이에 있다. 백라이트 유닛(BLU)으로부터의 시준된 청색 광은 도 6의 하부 부분에서 수직 화살표들로 나타난다. 청색 광은 QD 층(580)의 R, G, 및 B 서브-픽셀 영역들의 양자점들에 의해 방출되고 각각의 컬러 필터들(591, 592, 및 593) 및 커버 유리(595)를 통해 투과된다. 도 6에 도시된 바와 같이, QD 층(580)과 CF 층(590) 사이의 LIML 층(585)은 서브-픽셀 컬러 필터들(591, 592, 593)과 함께 픽셀화된다. 서브-픽셀 컬러 필터들(591, 592, 및 593) 사이의 블랙 매트릭스(600)는 LIML(585)을 정의하는 LIML 층(585) 아래로 연장되어 서브-픽셀 컬러 필터들(591, 592, 및 593)에 대응하는 서브 영역들로 연장된다. LIML(585)는 LCD의 발광 효율성을 향상시킨다. 이 효과는 도 7a 및 7b를 참조하여 더욱 설명된다.
도 7a의 개략도에 도시된 바와 같이, LIML 층이 없는 종래의 QDCF 구조에서, 고 방출각을 가진 QD 층(580)으로부터의 많은 광은 내부 전반사(TIR) 및 CF 층(590) 및 커버 유리(595) 내부의 재순환으로 인해 손실된다. 이러한 효과는 QD 층(580)으로부터의 고 방출 각도의 광을 나타내는 화살표 LB로 도시된다. 고 방출 각도의 광(LB)은 고 입사각으로 커버 유리-대-공기 계면(597)에 도달할 것이고, 이로써 커버 유리-대-공기 계면(597)에서 TIR을 경험할 것이다. 커버 유리(595)는 일반적으로 약 1.5의 굴절률을 가진 고 굴절률 유리로 제조된다. 이들 광선 대부분은 CF 층(590)에서 컬러 필터들에 의해 흡수될 가능성이 높기 때문에 LCD 패널을 벗어나지 않을 것이다. 통상적인 CF는 80% - 90% 투과율을 가지기 때문에, 서로 다른 색 또는 동일한 색의 컬러 필터에 의해 흡수가 이루어질 수 있다.
도 7b를 참조하면, QD 층(580)은 전방향으로 광을 발생시켜, 이로써 가능한 모든 각도들로 광을 방출한다. QD 층에 의해 방출된 광 중, 수직 방출각을 갖는(즉, QD 층(580)과 직교하는) 또는 일반적으로 저 각도의 방출을 갖는 광선들은 화살표 LA로 예시되고, 커버 유리(595)를 통해 투과되어 LCD 패널을 빠져나갈 것이다.
LIML(585)이 QD 층(580)과 CF(590) 사이에 있을 때, QD 층(580)과 LIML(585) 사이의 경계에 있는 TIR은 QD 층(580) 내의 고 각도 방출 광선들(LB)을 재순환하고, 이들을, 고 굴절률 커버 유리(595)를 빠져나갈 수 있는 저 각도 광선들(LB')로 변환시킨다. QD 층(580) 내의 고 각도 광선들(LB)의 재순환은 QD 층 내의 산란의 결과이다. 이로써, 이는 QDCF 구조(500)의 전체적인 효율성을 증가시킨다.
일부 실시예들에서, QDCF LCD 패널(500)은 QD 층(580)과 쇼트-패스 필터 층(SPF)(570) 사이에 추가적인 LIML을 추가로 포함할 수 있다. 그러한 추가적인 LIML은 SPF(570)가 고 각도 입사 광을 반사하는 것을 도울 수 있다. 이러한 추가적 LIML은 픽셀화될 필요가 없으며, SPF(570)에 직접 라미네이팅될 수 있다.
바람직하게는, LIML(585)과 QD 층(580) 사이의 계면은 너무 많은 산란을 도입하지 않아야 한다. 바람직하게는, LIML(585)와 QD 층(580) 사이의 계면에서 광의 산란을 제어하기 위해, LIML 및 QD 층 계면들의 평면성(planarity)이 제어되어야 하고, 그 결과 커버 유리-대-공기 계면(597)에서 TIR을 만날만큼 충분히 큰 각도들을 가진 광선들로 산란되는 광 에너지가 최소화된다. LIML(585)으로부터의 체적 산란, 및 LIML(585)과 QD 층(580) 사이의 계면(587)으로부터의 표면 산란은 유리하게 제어되어, 그 결과 커버 유리-대-공기 계면(597)에서 TIR를 만날만큼 충분히 큰 각도들을 가진 광선들로 산란되는 광 에너지가 최소화된다. 필름들의 산란은 체적 및 표면 산란 둘 다를 고려한 헤이즈(haze, 투과 시)에 의해 특성화될 수 있다. LIML(585)과 QD 층(580) 사이의 계면(587)의 평면성은 ASTM D1003 표준에 따라 측정된 바와 같이, 헤이즈 값을 50% 이하, 바람직하게는 30% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 5% 이하로 제한되기 위해 제어된다.
LIML로부터 QDCF의 발광 효율성의 개선 정도는 LIML(585)의 굴절률에 의존할 것이다. CF 및 QD 층(580)의 굴절률들보다 낮은 굴절률을 갖는 임의의 재료는 LIML(585)로 사용될 수 있다. QD 층(580)과 LIML(585) 사이의 굴절률들 차이가 클수록 LIML의 성능이 더 좋아질 것이다. 굴절률들의 이러한 관계는 QD 층(580)이 1.5보다 높은 굴절률(커버 유리(595)의 굴절률)로 만들어질 수 있으며, 이는 LIML 재료에 대해 가능한 굴절률들의 더 큰 창을 허용할 것임을 의미한다. 커버 유리(595)는 일반적으로 1.5의 굴절률을 가진다.
계산들에 따르면 LIML(585)의 굴절률이 1.5에서 1.0으로 감소함에 따라 QDCF의 발광 효율성이 점차적으로 증가할 것이다. 이러한 데이터는 도 8에 플롯팅된다. LIML의 굴절률이 x 축에서 1.5에서 1.0으로 이동함에 따라 상대 발광 효율성은 0.65에서 약 1.025로 변경된다. 일 실시예에 따르면, 종점들을 포함하여 1.5 내지 1.0 범위 내의 굴절률 값을 가진 LIML이 바람직하다. 일부 실시예들에 따르면, LIML의 굴절률은 1.4 내지 1.0 범위 내에, 바람직하게 1.3 내지 1.0 범위 내에, 그리고 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.0 범위 내에 있다.
LIML에 사용될 수 있는 저 굴절률 및 저 산란 속성들을 갖는 나노-다공성 재료의 일부 예들은 Werdehausen 등의 "Design rules for customizable materials based on nanocomposites," Optical Materials Express 8 (11), 3456 (2018)에 개시된다. LIML(585)에 대한 가능한 재료들의 추가적인 예들은 아래 표에 제공된다:
Figure pct00001
서브-픽셀들(R, G 및 B) 사이의 공간들에 위치된 블랙 매트릭스는 QDCF 패널의 시야 측 상에서 나타날 디스플레이와 관련없는 광을 차단하고, 이로써 전체 CR을 감소시킨다. 일반적으로, 블랙 매트릭스에 의해 원치 않는 광의 차단은 들어오는 광을 반사하는 블랙 매트릭스 재료에 의해 달성된다. 종래의 블랙 매트릭스는 크롬과 같은 반사 금속층을 포함한다. 블랙 매트릭스에 의해 반사된 광 대부분은 최종 이미지에 도달하지 못하지만, 그 일부는 LCD 패널 구조 내부의 여러 광학 인터페이스들 중 하나 이상에서 산란을 통해 그리고 반사를 통해 방향이 바뀌게 되어 결국 최종 이미지에 기여하게 되고, 이에 의해 콘트라스트 레벨이 감소되고, 즉 CR이 감소된다. 그러므로, 예시적인 QDCF 패널 구조들에서, 블랙 매트릭스는 일반적으로 블랙 매트릭스에 의해 원치 않는 반사를 감소시키기 위해 폴리머 또는 산화물과 같은 광 흡수 재료의 층으로 코팅된다. 다른 예들에서, 블랙 매트릭스는 반사율을 감소시키기 위해 블랙 안료가 분산된 포토레지스트 수지로 제조된다.
그러나, 도 9를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 블랙 매트릭스 구조들(600)은 비스듬한 측면들(slanted sides)로 구성되고, 부분적으로 반사되어 QDCF 구조의 광 방출 효율성도 독립적으로 개선된다. 여기서 "부분적으로 반사" 특징은 QD 층(580)에 노출된 반사 표면들을 포함하는 블랙 매트릭스만을 지칭하며, 블랙 매트릭스의 나머지 표면들은 상기에서 언급된 바와 같이 종래의 광 흡수 또는 비-반사 표면들이다. 도 9는 그러한 블랙 매트릭스 구조(600)의 일 예의 개략도이다. 블랙 매트릭스(600)는 컬러 필터 층(590)에서 컬러 필터들 사이의 베리어들이며, 그리고 서브-픽셀 영역들(R, G, 및 B)을 정의하는 QD 층(580)을 통해 아래로 연장된다(도 6 참조). 블랙 매트릭스(600)는 각도 α로 기울어진 측면들(602)을 포함하고, 그 결과 도 9에 도시된 단면 평면도에서, 블랙 매트릭스(600)는 하부에서보다 커버 유리(595) 근처의 상부에서 더 좁은 실질적으로 사다리꼴 형상을 가진다. 추가적으로, CF 층(590) 및 QD 층(580)을 향하는 측면들(602)은 반사성인 반면, 커버 유리(595)를 향하는 상부 측면(603)과 같은 나머지 측면들은 비-반사성이다. 측면들(602)의 경사각 α는 45도이며, 편차는 +/- 20 도 이하, 바람직하게는 +/- 10 도 이하, 그리고 보다 바람직하게는 +/- 5 도 이하이다. 청색 소스 광을 이용하는 QDCF 디바이스들에서, 경사진 측면들(602)은 QD 층에서 발생된 적색 및 녹색 광이 QD 층(580)에서 "안내" 또는 "포획"되어 시청자를 향해 재지향되게 한다. 청색 소스 광은 시청자를 향해 블랙 매트릭스(600)에 의해 반사되고 컬러 필터(RG)에 의해 흡수되거나 블랙 매트릭스에 의해 흡수될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, QDCF LCD 장치(500)는 다음을 포함하여 개시된다: 커버 유리(595); 후면 반사기 층(510); 상기 커버 유리와 상기 후면 반사기 층 사이의 액정 패널 층(550); 액정 패널 층(550)과 후면 반사기(510) 사이의 백라이트 유닛(520)(청색 LED 광 소스 및 도광판을 포함함), 상기 백라이트 유닛은 액정 패널 층에 대해 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨; 상기 커버 유리와 상기 액정 패널 층 사이의 패턴화된 양자점 층(580); 상기 커버 유리와 상기 양자점 층 사이의 컬러 필터 층(590), 상기 컬러 필터(590) 및 상기 양자점 층(580)이 결합되어 백라이트 유닛으로부터의 이미지-형성 광의 파장을 변환하여 색을 형성하도록 구성되고 액정 패널(550)을 통해 투과됨; 상기 액정 패널 층(550)과 상기 백라이트 유닛(520) 사이에 위치된 하부 편광기 층(540); 및 상기 액정 패널 층과 상기 양자점 층 사이에 위치된 상부 편광기 층(560). QDCF LCD 장치의 이러한 실시예에서, 다음의 향상 특징들 중 하나 이상은 또한 다음과 같은 것에 통합된다: (a) 상기 컬러 필터 층(590)과 상기 양자점 층(580) 사이에 제공된 LIML(585); (b) 상기 액정 패널 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성된 백라이트 유닛; (c) 상기 하부 편광기(540) 및 상기 상부 편광기(560) 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료로 만들어짐; (d) 상기 하부 편광기(540) 및 상기 상부 편광기(560) 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름으로 만들어짐; 및 (e) 상기 상부 편광기(560)와 상기 양자점 층(580) 사이에 제공된 프라이버시 필터 필름.
다른 실시예들에서, QDCF LCD 장치(500)는 컬러 필터 층(590)과 양자점 층(580) 사이에 LIML(585)을 포함하며, 그리고 다음 향상 특징들 중 하나 이상은 또한 다음과 같은 것에 통합된다: (a) 하부 편광기(540) 및 상부 편광기(560) 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료로 만들어짐; (b) 상기 액정 패널 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성된 백라이트 유닛; (c) 상기 하부 편광기(540) 및 상기 상부 편광기(560) 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름으로 만들어짐; 및 (d) 상기 상부 편광기(560) 및 상기 양자점 층(580) 사이에 제공된 프라이버시 필터 필름.
본 개시의 바람직한 실시예들이 기술되었지만, 기술된 실시예들은 단지 예시일 뿐이며, 본 발명의 권리 범위는 전체 범위의 동등성이 부여될 때 첨부된 청구 범위에 의해서만 정의되어야 한다는 것을 이해하여야 하며, 많은 변형 및 수정은 본 명세서의 열람으로부터 통상의 기술자에게 자연적으로 발생될 수 있다.

Claims (34)

  1. 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치에 있어서,
    커버 유리;
    후면 반사기 층;
    상기 커버 유리와 상기 후면 반사기 층 사이의 액정 패널 층;
    상기 액정 패널 층과 상기 후면 반사기 사이의 백라이트 유닛 - 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨;
    상기 커버 유리와 상기 액정 패널 층 사이의 양자점 층;
    상기 커버 유리와 상기 양자점 층 사이의 컬러 필터 층 - 상기 컬러 필터와 상기 양자점 층은 결합되어 시준된 이미지 형성 광의 파장을 변환하여 색을 형성하도록 구성됨;
    상기 액정 패널 층과 상기 백라이트 유닛 사이에 위치된 하부 편광기 층;
    상기 액정 패널 층과 상기 양자점 층 사이에 위치된 상부 편광기 층;을 포함하며, 그리고 다음:
    (a) 상기 컬러 필터 층과 상기 양자점 층 사이의 저 굴절률 재료 층(LIML);
    (b) 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨;
    (c) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료를 포함함;
    (d) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판(biaxial-plate) 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름을 포함함; 및
    (e) 상기 상부 편광기와 상기 양자점 층 사이의 프라이버시 필터 필름; 중 하나 이상을 더욱 포함하는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)를 포함하며, 그리고
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값(haze value)은 50 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값은 30 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값은 5 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)를 포함하며, 그리고
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.5 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.4 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.3 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.2 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)를 포함하며;
    상기 양자점 층과 상기 상부 편광기 사이의 쇼트-패스 필터; 및
    상기 양자점 층과 상기 쇼트-패스 필터 층 사이의 추가적인 LIML;을 더욱 포함하는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 (e)를 포함하며;
    상기 양자점 층과 상기 상부 편광기 사이의 쇼트-패스 필터;를 더욱 포함하며,
    상기 프라이버시 필터 필름은 상기 상부 편광기와 상기 쇼트-패스 필터 사이에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±30 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±20 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±15 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층은 함께 복수의 픽셀 영역들을 포함하며, 각각의 픽셀 영역은 적색 서브-픽셀 영역, 녹색 서브-픽셀 영역, 및 청색 서브-픽셀 영역을 포함하며; 그리고
    상기 장치는, 2 개의 인접한 서브-픽셀 영역들을 분리시키는, 상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층을 통해 연장된 블랙 매트릭스 베리어 구조를 더욱 포함하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층과 접촉하는 측면 표면들을 포함하며;
    상기 블랙 매트릭스의 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±20 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±10 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±5 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 측면 표면들 및 하부 표면은 반사성인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  18. 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치에 있어서,
    커버 유리;
    후면 반사기 층;
    상기 커버 유리와 상기 후면 반사기 층 사이의 액정 패널 층;
    상기 액정 패널 층과 상기 후면 반사기 사이의 백라이트 유닛 - 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨;
    상기 커버 유리와 상기 액정 패널 층 사이의 양자점 층;
    상기 커버 유리와 상기 양자점 층 사이의 컬러 필터 층 - 상기 컬러 필터와 상기 양자점 층은 상기 백라이트 유닛으로부터의 시준된 이미지 형성 광의 파장을 변환하여 색을 형성하도록 구성되고 상기 액정 패널을 통해 투과됨;
    상기 액정 패널 층과 상기 백라이트 유닛 사이에 위치된 하부 편광기 층;
    상기 액정 패널 층과 상기 양자점 층 사이에 위치된 상부 편광기 층;
    상기 컬러 필터 층과 상기 양자점 층 사이에 제공된 저 굴절률 재료 층(LIML);을 포함하며, 그리고 다음:
    (a) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 중 하나 또는 둘 다는 E-타입 편광기 재료로 만들어짐;
    (b) 상기 백라이트 유닛은 상기 액정 패널 층에 대해 시준된 이미지-형성 광을 발생시키도록 구성됨;
    (c) 상기 하부 편광기 및 상기 상부 편광기 각각은 A-판, C-판, 및 이축-판 중 하나 이상을 포함하는 보상 필름으로 만들어짐; 및
    (d) 상기 상부 편광기와 상기 양자점 층 사이에 제공된 프라이버시 필터 필름; 중 하나 이상을 더욱 포함하는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값은 50 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값은 30 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 LIML과 상기 양자점 층 사이의 계면에 대한 ASTM D1003 헤이즈 값은 5 % 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.5 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.4 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.3 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  25. 청구항 22에 있어서,
    상기 LIML의 굴절률 값은 1.2 내지 1.0의 범위에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  26. 청구항 18에 있어서,
    상기 양자점 층과 상기 상부 편광기 사이의 쇼트-패스 필터를 더욱 포함하며; 그리고
    상기 양자점 층과 상기 쇼트-패스 필터 층 사이의 추가적인 LIML을 더욱 포함하는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  27. 청구항 18에 있어서,
    상기 (d)를 포함하며;
    상기 양자점 층과 상기 상부 편광기 사이의 쇼트-패스 필터를 더욱 포함하며; 그리고
    상기 프라이버시 필터 필름은 상기 상부 편광기와 상기 쇼트-패스 필터 사이에 있는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  28. 청구항 18에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±30 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  29. 청구항 18에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±20 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  30. 청구항 18에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 의해 생성된, 시준된 이미지-형성 광은 ±15 도 이하의 절반-정점 각도를 가지는, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  31. 청구항 18에 있어서,
    상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층은 함께 복수의 픽셀 영역들을 포함하며, 각각의 픽셀 영역은 적색 서브-픽셀 영역, 녹색 서브-픽셀 영역, 및 청색 서브-픽셀 영역을 포함하며; 그리고
    상기 장치는, 2 개의 인접한 서브-픽셀 영역들을 분리시키는, 상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층을 통해 연장된 블랙 매트릭스 베리어 구조를 더욱 포함하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터 층 및 상기 양자점 층과 접촉하는 측면 표면들을 포함하며;
    상기 블랙 매트릭스의 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±20 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±10 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  33. 청구항 31에 있어서,
    상기 측면 표면들은 45 도 각도로 기울여져 있으며, 편차는 ±5 도 이하인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  34. 청구항 31에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 측면 표면들 및 하부 표면은 반사성인, 양자점 컬러 필터(QDCF) 액정 디스플레이(LCD) 장치.
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