TWI827564B - 量子點顯示器以及製造量子點顯示器的方法 - Google Patents
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Abstract
顯示器包括紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素。紅色子像素在第一光源與紅色量子點層間包括第一反射空腔。綠色子像素在第二光源與綠色量子點層間包括第二反射空腔。藍色子像素在第三光源與藍色濾光片間包括第三吸收空腔。
Description
本申請案根據專利法法規主張西元2017年11月17日申請的美國專利申請案第62/587,620號的優先權權益,本申請案依賴該申請案全文內容且該申請案全文內容以引用方式併入本文中。
本發明大體係關於量子點顯示器。更特定而言,本發明係關於包括色彩轉換的量子點顯示器。
微LED係小型(例如一般小於100微米(μm)×100 μm)發光部件。其係無機半導體部件,可產生高達5000萬尼特的高亮度。因此,微LED特別適合高解析度顯示器。使用微LED來製造彩色顯示器的一選項方式為就每一像素使用原生紅色、綠色和藍色微LED。然而,使用原生紅色、綠色和藍色微LED具有一些問題。通常,用於藍色和綠色微LED的材料為GaN,用於紅色微LED的材料為InP。紅色InP微LED通常比藍色或綠色GaN微LED厚,致使一些佈局方式複雜化。事實上,一些佈局方式變得不可行,例如從源晶圓選定直接雷射釋放,因為紅色生長晶圓並非原生透明。GaN和InP微LED亦具有不同電壓要求。另外,原生綠色微LED的效率低,即所謂「綠色鴻溝(green gap)」。紅色微LED亦很難製造,因為極小的紅色微LED會停止運行。
顯示器製造商正積極研究使用量子點做為典型吸收濾光片的替代物或做為光致發光顯示器的光發射器。藉由使用量子點,具更高色域、更長壽命和更低製造成本的顯示器可與有機發光二極體(OLED)顯示器競爭。然量子點顯示器深受光捕獲和像素間串擾所苦。是以本文揭示不受光捕獲或串擾所苦的量子點顯示器及製造量子點顯示器的方法,以避免因使用不同顏色微LED而造成複雜化。
本發明的一些實施例係關於顯示器。顯示器包括紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素。紅色子像素在第一光源與紅色量子點層間包括第一反射空腔。綠色子像素在第二光源與綠色量子點層間包括第二反射空腔。藍色子像素在第三光源與藍色濾光片間包括第三吸收空腔。
本發明的另一些其他實施例係關於顯示器。顯示器包括光源、紅色子像素和綠色子像素。紅色子像素包括紅色量子點層和直接鄰接紅色量子點層的第一干涉濾光片。第一干涉濾光片在紅色量子點層與光源之間。綠色子像素包括綠色量子點層和直接鄰接綠色量子點層的第二干涉濾光片。第二干涉濾光片在綠色量子點層與光源之間。
本發明的又一些其他實施例係關於製造顯示器的方法。方法包括電氣耦接第一光源、第二光源和第三光源至背板。方法包括形成對準第一光源的第一反射井、對準第二光源的第二反射井和對準第三光源的第三吸收井。方法包括將紅色濾光片、綠色濾光片和藍色濾光片施用於玻璃層。方法包括施用紅色量子點層至紅色濾光片上方及綠色量子點層至綠色濾光片上方。方法包括附接玻璃層與背板,使紅色量子點層覆蓋第一井,綠色量子點層覆蓋第二井,藍色濾光片覆蓋第三井。
本發明的再一些其他實施例係關於製造顯示器的方法。方法包括附接液晶矩陣與背光。方法包括施用干涉濾光片至液晶矩陣上方。方法包括施用黑色矩陣層至干涉濾光片上方,以提供貫穿黑色矩陣層的第一開口、第二開口和第三開口。方法包括施用紅色量子點層至第一開口中的干涉濾光片上、綠色量子點層至第二開口中的干涉濾光片上、及藍色濾光片至第三開口中的干涉濾光片上方。
本文所述顯示器包括像素結構,以防止子像素間串擾,同時最大化各子像素發光量。此外,單色光源用於各子像素,故可簡化顯示器製造。
本發明的附加特徵和優點將詳述於後,熟諳此技術者在參閱或實行所述實施例後,包括以下詳細實施方式說明、申請專利範圍和附圖,在某種程度上將變得更清楚易懂。
應理解以上概要說明和下述詳細說明乃描述不同實施例,及擬提供概觀或架構以對主張標的的本質和特性有所瞭解。所含附圖提供對不同實施例的進一步瞭解,故當併入及構成說明書的一部分。圖式描繪所述不同實施例,並連同實施方式說明一起用於解釋主張標的的原理和操作。
現將詳述本發明實施例,實施例實例乃圖示如附圖。儘可能以相同的元件符號表示各圖中相同或相仿的零件。然本發明可以許多不同形式體現,故不應解釋成限定於本文所述實施例。
範圍在此表示成從「約」一特定值及/或到「約」另一特定值。依此表示範圍時,另一實施例將包括從一特定值及/或到另一特定值。同樣地,數值以先行詞「約」表示成近似值時,當理解特定值會構成另一實施例。更應理解各範圍的終點相對另一終點係有意義的,並且獨立於另一終點。
本文所用方向用語僅參考繪圖使用,例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部、垂直、水平,而無意隱射絕對位向。
除非明確指出,否則在此提及的任何方法不擬解釋成需按特定順序進行方法步驟或需要任何設備、特定位向。是以當方法請求項未實際敘述步驟依循順序,或任一設備請求項未實際敘述個別部件順序或位向,或者申請專利範圍或實施方式未具體指出步驟限於特定順序,或未提及設備部件的特定順序或位向時,不擬推斷任何相關順序或位向。此適用任何可能的非明示解釋基礎,包括:步驟安排、操作流程、部件順序或部件位向相關邏輯事態;從語法組織或標點得出的顯然意義;及說明書所述實施例數量或類型。
除非內文清楚指明,否則本文所用單數形式「一」和「該」包括複數意涵。故除非內文清楚指明,否則如指稱「一」部件包括具二或更多部件的態樣。
現參照第1圖,該圖圖示示例性顯示器像素100的橫截面視圖。像素100包括紅色子像素130、綠色子像素132和藍色子像素134。顯示器例如可包括任何適當數量、按行列排列的像素100。像素100包括背板102、反射層106、光源1041
至1043
(統稱光源104)、透明電極層108和黑色矩陣層1101
至1103
(統稱黑色矩陣層110)。像素100亦包括玻璃層112、白色光阻層114、紅色濾光片116、綠色濾光片118、藍色濾光片120、紅色量子點層122和綠色量子點層124。
背板102例如可包括玻璃基板,背板上表面包括薄膜電晶體(TFT)陣列。第一光源1041
電氣耦接背板102的上表面的第一TFT(例如TFT的汲極或源極)且實質位居紅色子像素130內中央。第二光源1042
電氣耦接背板102的上表面的第二TFT且實質位居綠色子像素132內中央。同樣地,第三光源1043
電氣耦接背板102的上表面的第三TFT且實質位居藍色子像素134內中央。各光源104為藍光源,例如藍色發光二極體(LED)(例如藍色微LED)。各光源104例如可由GaN製成。
反射層106在背板102上的各光源104間。反射層106例如可包含白色光阻。透明電極層108在反射層106和各光源104上方。透明電極層108電氣耦接各光源104,以提供各光源104共同電極。透明電極層108例如可包含氧化銦錫(ITO)或另一適合導電透明材料。
白色光阻層114在紅色子像素130與綠色子像素132內的透明電極層108上,以界定紅色子像素130的第一反射空腔131的壁面,及界定綠色子像素132的第二反射空腔133的壁面。由於白色光阻114提供反射壁面及反射層106提供反射地面,第一空腔131界定對準第一光源1041
的第一反射井。由於白色光阻114提供反射壁面及反射層106提供反射地面,第二空腔133界定對準第二光源1042
的第二反射井。黑色矩陣層1101
在藍色子像素134內的透明電極層108上,以覆蓋第三光源1043
周圍的反射層106。黑色矩陣層1103
在藍色子像素134內的黑色矩陣層1101
上,以界定藍色子像素134的第三吸收空腔135的壁面。由於包含黑色矩陣層1103
的吸收壁面及包含黑色矩陣層1101
的吸收地面,第三空腔135界定對準第三光源1043
的第三吸收井。
紅色量子點例如可埋置於矩陣而形成紅色量子點層122。第一空腔131的頂板包含紅色量子點層122,並在紅色子像素130內第一空腔131的壁面間延伸。紅色濾光片116在紅色量子點122上方。綠色量子點例如可埋置於矩陣而形成綠色量子點層124。第二空腔133的頂板包含綠色量子點層124,並在綠色子像素132內第二空腔133的壁面間延伸。綠色濾光片118在綠色量子點124上方。第三空腔135的頂板包含藍色濾光片120,並在藍色子像素134內第三空腔135的壁面間延伸。黑色矩陣層1102
在各紅色濾光片116、綠色濾光片118與藍色濾光片120間延伸。玻璃層112覆蓋黑色矩陣層1102
、紅色濾光片116、綠色濾光片118和藍色濾光片120。
因此,紅色子像素130在第一(例如藍色)光源1041
與紅色量子點層122間包括第一反射空腔131。綠色子像素132在第二(例如藍色)光源1042
與綠色量子點層124間包括第二反射空腔133。藍色子像素134在第三(例如藍色)光源1043
與藍色濾光片120間包括第三吸收空腔135。藍色子像素134的第三空腔135具吸收性,因藍色子像素134的顏色為原生(即藍色),故容許完全朝前向發射(即朝玻璃層112)。吸收空腔135防止洩入空腔的環境光反射回空腔外。藉由不反射環境光,可改善藍色子像素134的對比。紅色子像素130和綠色子像素132的反射空腔131、133會反射洩入空腔的環境光。紅色子像素130和綠色子像素132的反射空腔131、133具反射性,因該等子像素的紅色量子點和綠色量子點引起的色彩轉換呈均向性,故令該等子像素的空腔具吸收性非常沒有效率。為減少反射空腔131、133相關對比損失,可最小化紅色與綠色子像素口孔,使紅色濾光片116和綠色濾光片118為窄頻。
操作時,藍光源104用於紅色子像素130、綠色子像素132和藍色子像素134。在紅色與綠色子像素中,出自藍光源104的藍色發射顏色分別由紅色量子點層122和綠色量子點層124轉換成紅色和綠色。為防止藍光洩出紅色子像素130和綠色子像素132(即量子點未完全轉換藍光,而是讓一些藍光通過),紅色濾光片116和綠色濾光片118分別覆蓋紅色量子點層122和綠色量子點層124。由於量子點再發射光呈均向性,一些光將朝藍光源104返回。反射空腔131、133將返回光朝玻璃層112反射。在藍色子像素134中,沒有量子點致使光朝藍光源1043
返回。至於照射顯示器的環境光,唯一可反射的光係分別通過彩色濾光片116、118、120而至子像素空腔131、133、135的光。藉由使紅色濾光片116和綠色濾光片118的帶通變窄,可最小化通過(和再發射)的光量。因黑色空腔135所致,通過藍色濾光片120而至藍色子像素空腔135的光再發射的可能性很低。
注意子像素口孔外的區域(由彩色濾光片116、118、120的寬度和量子點層122、124界定)被黑色矩陣層1102
覆蓋。為得最佳對比,口孔應儘可能小。量子點層122、124可耐受光通量決定口孔尺寸,其中光通量隨口孔尺寸增大而減低。由於可取得能耐受高光通量的量子點,口孔尺寸可減小以改善顯示對比。口孔尺寸減小亦能實現更薄的顯示器,因為光束在各光源104與量子點層122、124和彩色濾光片120間擴展所需間隙可縮小。
出自量子點層122、124的一些光可以小角度發射,如此若玻璃層112的表面為光滑,則光不會因全內反射而逸出玻璃層112。為減少全內反射,玻璃層112例如包括防眩處理,使玻璃層112的表面粗糙化,從而讓更多光散射。保持引導光可被子像素130、132與134間的黑矩陣層1102
或相鄰子像素的彩色濾光片116、118或120吸收。然在任何情況下,引導光都不會激發相鄰子像素的量子點。
玻璃層112可為顯示器的蓋玻璃。若玻璃層經強化,則玻璃層112可提供顯示器機械保護。若雷射玻璃熔接密封用於密封顯示器周邊,則玻璃層112的熱膨脹係數(CTE)應匹配背板102的CTE,因TFT陣列形成於背板102上,此可匹配矽的CTE。在某些示例性實施例中,玻璃層112可藉由熱回火玻璃層或使用核心層與包層間具差別CTE的核心-包層玻璃對來加強,使包層處於壓縮狀態。 第2圖圖示顯示器像素200的另一實例橫截面視圖。像素200包括紅色子像素230、綠色子像素232和藍色子像素234。顯示器例如可包括任何適當數量、按行列排列的像素200。像素200包括光源202、偏光儀層204、背板206、液晶層208、分析儀層210和干涉濾光片212。像素200亦包括黑色矩陣層214、紅色量子點層216、綠色量子點層218、紅色濾光片222、綠色濾光片224、藍色濾光片220和玻璃層226。光源202可包含背光,例如側光式背光或直下式背光。在此實例中,光源202係藍光源。在某些示例性實施例中,光源202包括藍色微LED陣列。偏光儀層204在光源202上方,背板206在偏光儀層204上方,液晶層208在背板206上方,分析儀層210在液晶層208上方,以形成液晶矩陣。液晶矩陣例如受控於形成於背板206的TFT陣列,以在各子像素230、232、234內選擇性傳輸及/或阻擋出自光源202的光。
干涉濾光片212在分析儀層210上方。干涉濾光片212傳輸紫外(UV)/藍光(例如小於約470 nm),及反射所有其他可見波長(例如紅與綠光)。紅色量子點例如可埋置於矩陣中而形成紅色量子點層216。紅色量子點層216直接鄰接干涉濾光片212,並在紅色子像素230內黑色矩陣層214的壁面間延伸。紅色濾光片222在紅色量子點層216上方。綠色量子點例如可埋置於矩陣中而形成綠色量子點層218。綠色量子點層218直接鄰接干涉濾光片212,並在綠色子像素232內黑色矩陣層214的壁面間延伸。綠色濾光片224在綠色量子點層218上方。藍色濾光片220直接鄰接干涉濾光片212,並在藍色子像素234內黑色矩陣層214的壁面間延伸。玻璃層226覆蓋黑色矩陣層214、紅色濾光片222、綠色濾光片224和藍色濾光片220。
操作時,藍光源104用於紅色子像素230、綠色子像素232和藍色子像素234。在紅色與綠色子像素中,出自藍光源104的藍色發射顏色傳輸通過干涉濾光片212,且分別由紅色量子點層216和綠色量子點層218轉換成紅色和綠色。為防止藍光洩出紅色子像素230和綠色子像素232(即假若量子點未完全轉換藍光,而是讓一些藍光通過),紅色濾光片222和綠色濾光片224分別覆蓋紅色量子點層216和綠色量子點層218。由於量子點再發射光呈均向性,一些光將朝藍光源202返回。干涉濾光片212將返回光朝玻璃層226反射。在某些示例性實施例中,相較於無干涉濾光片212的顯示器,干涉濾光片212可使導向玻璃層226的光量大致變兩倍。在藍色子像素234中,無量子點致使光朝藍光源202返回。至於照射顯示器的環境光,唯一可反射的光係通過彩色濾光片222、224、220的光。藉由使彩色濾光片222、224、220的帶通變窄,可最小化通過(和由量子點216或218再發射或被干涉濾光片212反射)的光量。
出自量子點層216、218的一些光可以小角度發射,如此若玻璃層226的表面為光滑,光不會因全內反射而逸出玻璃層226。為減少全內反射,玻璃層226例如包括防眩處理,使玻璃層226的表面粗糙化,從而讓更多光散射。保持引導光可被子像素230、232與234間的黑矩陣層214或相鄰子像素的彩色濾光片222、224或220吸收。然在任何情況下,引導光都不會激發相鄰子像素的量子點。
玻璃層226可為顯示器的蓋玻璃。若玻璃層經強化,則玻璃層226可提供顯示器機械保護。若雷射玻璃熔接密封用於密封顯示器周邊,則玻璃層226的CTE應匹配背板206的CTE,因TFT陣列形成於背板206上,此可匹配矽的CTE。在某些示例性實施例中,玻璃層226可藉由熱回火玻璃層或使用核心層與包層間具差別CTE的核心-包層玻璃對來加強,使包層處於壓縮狀態。
第3A圖至第4E圖圖示製造第1圖所示及所述像素100的一示例性方法的橫截面視圖。第3A圖係耦接光源104與背板102後的示例性子組件的橫截面視圖。在此實例中,TFT陣列形成於背板102的頂表面。在其他實例中,具IC電氣互連的離散驅動積體電路(IC)形成於背板102的頂表面。在此實例中,各光源104(例如藍色微LED)可轉移及電氣耦接至背板102的頂表面的個別觸點。在其他實例中,每一光源104例如在光源底部包括陽極和陰極。在此情況下,各光源104電氣耦接至背板102的頂表面的兩個觸點。在任一情況下,第一光源1041
電氣耦接背板102供紅色子像素用,第二光源1042
電氣耦接背板102供綠色子像素用,第三光源1043
電氣耦接背板102供藍色子像素用。
第3B圖係第3A圖示例性子組件在施用反射層106後的橫截面視圖。微LED可於微LED側壁包括外露p和n接面。故當共同電極施用於微LED上方時,微LED側壁經鈍化以防止接面短路。反射層106在第一光源1041
、第二光源1042
與第三光源1043
間施用於背板102上方。反射層106包括反射電氣絕緣材料,例如白色光阻。反射層106鈍化光源104的側壁,使紅色和綠色子像素周圍區域具反射性,以最大化光提取,即使量子點發射呈均向性,同樣可如反向在預定方向上再發射。
第3C圖係第3B圖示例性子組件在施用透明電極層108後的橫截面視圖。透明電極層108施用在反射層、第一光源1041
、第二光源1042
和第三光源1043
上方。透明電極層108電氣耦接各光源104,以提供各光源104共同電極。透明電極層108例如可包括ITO或另一適合導電透明材料。
第3D圖係第3C圖示例性子組件在施用黑色矩陣層1101
後的橫截面視圖。藍色子像素周圍區域不應具反射性,因為第三光源1043
係原生藍色,故藍色子像素不需轉換顏色。因此,第三光源1043
發射的光只需前向散射,而不朝第三光源1043
再發射。為最大化顯示對比,可使藍色子像素周圍區域變黑。在透明電極108和第三光源1043
周圍的反射層106上方施用矩陣層1101
,藉以使藍色子像素周圍區域變黑。施用黑色矩陣層1101
便完成顯示器的背板子組件處理。
第4A圖係施用黑色矩陣層1102
至玻璃層112上方後的示例性子組件橫截面視圖。除了量子點層的口孔和彩色濾光片外,黑色矩陣層1102
覆蓋玻璃層112的所有部分。黑色矩陣層1102
施用至玻璃層112及圖案化以提供第一開口150、第二開口152和第三開口154。
第4B圖係第4A圖示例性子組件在施用黑色矩陣層1103
後的橫截面視圖。藍色子像素壁面為黑色,以阻擋環境藍光進入子像素及自子像素往回反射,因為反射會降低對比。故黑矩陣層1103
施用至第三開口154周圍的黑矩陣層1102
。
第4C圖係第4B圖示例性子組件在施用白色光阻層114後的橫截面視圖。紅色與綠色子像素壁面為白色、具反射性,以最大化光提取。故白色光阻層114施用於第一開口150和第二開口152周圍的黑色矩陣層1102上方。白色光阻層114的厚度可大於黑色矩陣層1103
的厚度。在某些示例性實施例中,白色光阻層114的厚度等於黑色矩陣層1103
的厚度加上黑色矩陣層1101
的厚度(第3D圖)。
第4D圖係第4C圖示例性子組件在施用彩色濾光片116、118、120至玻璃層112後的橫截面視圖。紅色濾光片116施用於開口150內的玻璃層112上方。綠色濾光片118施用於開口152內的玻璃層112上方。藍色濾光片120施用於開口154內的玻璃層112上方。在某些示例性實施例中,紅色濾光片116、綠色濾光片118和藍色濾光片120的厚度等於黑色矩陣層1102
的厚度。
第4E圖係第4D圖示例性子組件在施用量子點層至紅色濾光片116和綠色濾光片118上方後的橫截面視圖。紅色量子點層122施用於紅色濾光片116上方。綠色量子點層124施用於綠色濾光片118上方。施用量子點層122、124便完成顯示器的上部子組件處理。
接著翻轉第4E圖的上部子組件並放到第3D圖的背板子組件上。黑色矩陣層1103
從而接觸黑色矩陣層1101
,白色光阻層114接觸透明電極層108,使紅色量子點層122排列在第一光源1041
上方,綠色量子點層124排列在第二光源1042
上方,藍色濾光片120排列在第三光源1043
上方。隨後密封顯示器周邊,因為量子點易受環境影響。周邊例如可利用雷射玻璃熔接密封、環氧樹脂或另一適合製程及/或材料密封。
第5A圖至第5E圖圖示製造第2圖所示及所述像素200的一示例性方法的橫截面視圖。第5A圖係製造液晶矩陣後的示例性子組件橫截面視圖。偏光儀層204施用於光源202上方,例如側光式背光或直下式背光。背板206施用於偏光儀層204上方。背板206例如可包括形成於背板上表面的TFT陣列。液晶層208施用於背板206上方。分析儀層210施用於液晶層208上方。
第5B圖係第5A圖示例性子組件在施用干涉濾光片212後的橫截面視圖。干涉濾光片212施用於分析儀層210上方。
第5C圖係第5B圖示例性子組件在施用黑色矩陣層214至干涉濾光片212後的橫截面視圖。除了量子點層的口孔和彩色濾光片外,黑色矩陣層214覆蓋干涉濾光片212的所有部分。黑色矩陣層214施用至干涉濾光片212及圖案化以提供第一開口250、第二開口252和第三開口254。
第5D圖係第5C圖示例性子組件在施用量子點層216、218和彩色濾光片220至干涉濾光片212後的橫截面視圖。紅色量子點層216施用於開口250內的干涉濾光片212上方。綠色量子點層218施用於開口252內的干涉濾光片212上方。藍色濾光片220施用於開口254內的干涉濾光片212上方。在某些示例性實施例中,藍色濾光片220的厚度等於黑色矩陣層214的厚度。
第5E圖係第5D圖示例性子組件在施用彩色濾光片至量子點層216、218上方後的橫截面視圖。紅色濾光片222施用於紅色量子點層216上方。綠色濾光片224施用於綠色量子點層218上方。在某些示例性實施例中,紅色量子點層216的厚度加上紅色濾光片222的厚度等於黑色矩陣層214的厚度。同樣地,綠色量子點層218的厚度加上綠色濾光片224的厚度等於黑色矩陣層214的厚度。玻璃層226施用於黑色矩陣層214、紅色濾光片222、綠色濾光片224和藍色濾光片220上方。接著密封顯示器周邊,因為量子點易受環境影響。周邊例如可利用雷射玻璃熔接密封、環氧樹脂或另一適合製程及/或材料密封。
第6圖係示例性顯示器像素2001
的局部橫截面視圖。像素2001
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2001
包括光源202、基板238、干涉濾光片212、紅色量子點層216、綠色量子點層218、藍色濾光片220和光提取器2401
-2403
。基板238例如可包括玻璃基板或液晶矩陣。干涉濾光片212覆蓋基板238。
紅色量子點層216在干涉濾光片212的第一部分上且與之直接鄰接,綠色量子點層218在干涉濾光片212的第二部分上且與之直接鄰接,藍色濾光片220在干涉濾光片212的第三部分上且與之直接鄰接。干涉濾光片212的第一、第二和第三部分在此亦可分別稱作第一干涉濾光片、第二干涉濾光片和第三干涉濾光片。第一光提取器2401
在紅色量子點層216的上表面。第二光提取器2402
在綠色量子點層218的上表面。第三光提取器2403
在藍色濾光片220的上表面。在某些示例性實施例中,光提取器2401
-2403
分別包含紅色量子點層216的波浪狀或粗糙化頂表面、綠色量子點層218的波浪狀或粗糙化頂表面和藍色濾光片220的波浪狀或粗糙化頂表面。
操作時,出自光源202的藍光通過基板238和干涉濾光片212。藍光激發紅色量子點層216以發射紅光,及激發綠色量子點層218以發射綠光。量子點可在所有方向上均等發光,僅一小部分朝視向提取。干涉濾光片212反射反向發射光,藉以增加朝視向提取的光量。藍色濾光片220可衰減及散射出自光源202的入射藍光,以調整白點及降低顏色的視角相依性。光提取器2401
-2403
分別減少紅色量子點層216、綠色量子點層218和藍色濾光片220內的內反射。
第7圖係示例性顯示器像素2002
的局部橫截面視圖。像素2002
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2002
類似第6圖的像素2001
,除了像素2002
具有圖案化干涉濾光片212。干涉濾光片212經圖案化以提供在基板238與紅色量子點層216間對準紅色量子點層216的第一干涉濾光片2121
、在基板238與綠色量子點層218間對準綠色量子點層218的第二干涉濾光片2122
和在基板238與藍色濾光片220間對準藍色濾光片220的第三干涉濾光片2123
。像素2002
類似像素2001
操作。
第8圖係示例性顯示器像素2003
的局部橫截面視圖。像素2003
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2003
類似第6圖的像素2001
,除了像素2003
包括光提取器2421
-2423
來替代光提取器2401
-2403
。第一光提取器2421
在紅色量子點層216內。第二光提取器2422
在綠色量子點層218內。第三光提取器2423
在藍色濾光片220內。光提取器2421
-2423
例如可包括分散二氧化鈦(TiO2
)粒子、夾雜氣泡或另一適合體擴散組分。像素2003
類似像素2001
操作。
第9圖係示例性顯示器像素2004
的局部橫截面視圖。像素2004
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2004
類似第8圖的像素2003
,除了像素2004
包括紅色濾光片222和綠色濾光片224。紅色濾光片222在紅色量子點層216上方,綠色濾光片224在綠色量子點層218上方。紅色濾光片222和綠色濾光片224分別限制洩入紅色與綠色子像素的環境光量。
第10圖係示例性顯示器像素2005
的局部橫截面視圖。像素2005
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2005
包括光源202、基板238、第一干涉濾光片2121
、第二干涉濾光片2122
、第三干涉濾光片2123
、紅色量子點層216、綠色量子點層218、紅色濾光片222、綠色濾光片224、藍色濾光片220和光提取器2401
-2403
。基板238例如可為玻璃基板。
紅色量子點層216在第一干涉濾光片2121
上且與之直接鄰接,綠色量子點層218在第二干涉濾光片2122
上且與之直接鄰接。基板328在紅色量子點層216、綠色量子點層218和第三干涉濾光片2123
上且與之直接鄰接。紅色濾光片222在基板238的第一部分上並對準紅色量子點層216。綠色濾光片224在基板238的第二部分上並對準綠色量子點層218。藍色濾光片220在基板238的第三部分上並對準第三干涉濾光片2123
。第一光提取器2401
在紅色濾光片222的上表面。第二光提取器2402
在綠色濾光片224的上表面。第三光提取器2403
在藍色濾光片220的上表面。在某些示例性實施例中,光提取器2401
-2403
分別包含紅色濾光片222的波浪狀或粗糙化頂表面、綠色濾光片224的波浪狀或粗糙化頂表面和藍色濾光片220的波浪狀或粗糙化頂表面。
操作時,出自光源202的藍光通過干涉濾光片2121
-2123
。藍光激發紅色量子點層216以發射紅光,及激發綠色量子點層218以發射綠光。量子點可在所有方向上均等發光,僅一小部分朝視向提取。干涉濾光片2121
、2122
反射反向發射光而增加朝視向提取的光量。紅色濾光片222和綠色濾光片224可為吸收彩色濾光片,以防止子像素間串擾。藍色濾光片220可衰減及散射出自光源202的入射藍光,以調整白點及降低顏色的視角相依性。光提取器2401
-2403
分別減少紅色濾光片222、綠色濾光片224和藍色濾光片220內的內反射。
第11圖係示例性顯示器像素2006
的局部橫截面視圖。像素2006
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2006
類似第10圖的像素2005
,除了在像素2006
中,干涉濾光片212未圖案化。在此實例中,干涉濾光片212施用於基板238的底表面、紅色量子點層216和綠色量子點層218上方。干涉濾光片未圖案化,如此施用干涉濾光片212將形成第一干涉濾光片2121
和第二干涉濾光片2122
。像素2006
類似像素2005
操作。
第12圖係示例性顯示器像素2007
的局部橫截面視圖。像素2007
係第2圖所述及所示像素200的變型。像素2007
包括光源202、基板238、干涉濾光片212、紅色量子點層216、綠色量子點層218、藍色量子點層260和光提取器2421
-2423
。基板238例如可包括玻璃基板或液晶矩陣。干涉濾光片212覆蓋基板238。在此實例中,光源202係UV光源,干涉濾光片212傳輸UV光(例如小於約400 nm)及反射所有可見波長(例如紅、綠與藍光)。
紅色量子點層216在干涉濾光片212的第一部分上且與之直接鄰接,綠色量子點層在干涉濾光片212的第二部分上且與之直接鄰接,藍色量子點層260在干涉濾光片212的第三部分上且與之直接鄰接。第一光提取器2421
在紅色量子點層216內。第二光提取器2422
在綠色量子點層218內。第三光提取器2423
在藍色量子點層260內。光提取器2421
-2423
例如可包括分散TiO2
粒子、夾雜氣泡或另一適合體擴散組分。
操作時,出自光源202的UV光通過基板238和干涉濾光片212。UV光激發紅色量子點層216以發射紅光、激發綠色量子點層218以發射綠光,及激發藍色量子點層260以發射藍光。量子點可在所有方向上均等發光,僅一小部分朝視向提取。干涉濾光片212反射反向發射光而增加朝視向提取的光量。光提取器2421
-2423
分別減少紅色量子點層216、綠色量子點層218和藍色量子點層260內的內反射。
熟諳此技術者將明白,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可對本發明實施例作各種更動與潤飾。因此本發明擬涵蓋後附申請專利範圍所界定的各種更動與潤飾和均等物。
100‧‧‧像素102‧‧‧背板104、1041-1043‧‧‧光源106‧‧‧反射層108‧‧‧電極層110、1101-1103‧‧‧黑色矩陣層112‧‧‧玻璃層114‧‧‧光阻層116‧‧‧紅色濾光片118‧‧‧綠色濾光片120‧‧‧藍色濾光片122‧‧‧紅色量子點層124‧‧‧綠色量子點層130‧‧‧紅色子像素131、133‧‧‧反射空腔132‧‧‧綠色子像素134‧‧‧藍色子像素135‧‧‧吸收空腔150、152、154‧‧‧開口200、2001-2007‧‧‧像素202‧‧‧光源204‧‧‧偏光儀層206‧‧‧背板208‧‧‧液晶層210‧‧‧分析儀層212、2121-2123‧‧‧干涉濾光片214‧‧‧黑色矩陣層216‧‧‧紅色量子點層218‧‧‧綠色量子點層220‧‧‧藍色濾光片222‧‧‧紅色濾光片224‧‧‧綠色濾光片226‧‧‧玻璃層230‧‧‧紅色子像素232‧‧‧綠色子像素234‧‧‧藍色子像素238‧‧‧基板2401-2403、2421-2423‧‧‧光提取器250、252、254‧‧‧開口260‧‧‧藍色量子點層
第1圖圖示一顯示器像素實施例橫截面視圖;
第2圖圖示另一顯示器像素實施例橫截面視圖;
第3A圖至第3D圖及第4A圖至第4E圖圖示製造第1圖像素的方法的一實施例的橫截面視圖;
第5A圖至第5E圖圖示製造第2圖像素的方法的一實施例的橫截面視圖;及
第6圖至第12圖圖示其他顯示器像素實施例的局部橫截面視圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧像素
102‧‧‧背板
1041-1043‧‧‧光源
106‧‧‧反射層
108‧‧‧電極層
1101-1103‧‧‧黑色矩陣層
112‧‧‧玻璃層
114‧‧‧光阻層
116‧‧‧紅色濾光片
118‧‧‧綠色濾光片
120‧‧‧藍色濾光片
122‧‧‧紅色量子點層
124‧‧‧綠色量子點層
130‧‧‧紅色子像素
131、133‧‧‧反射空腔
132‧‧‧綠色子像素
134‧‧‧藍色子像素
135‧‧‧吸收空腔
Claims (18)
- 一種顯示器,包含:一紅色子像素,在一第一光源與一紅色量子點層間包含一第一反射空腔;一綠色子像素,在一第二光源與一綠色量子點層間包含一第二反射空腔;及一藍色子像素,在一第三光源與一藍色濾光片間包含一第三吸收空腔。
- 如請求項1所述之顯示器,進一步包含:一黑色矩陣;其中該紅色子像素進一步包含在該紅色量子點層上方的一紅色濾光片;該綠色子像素進一步包含在該綠色量子點層上方的一綠色濾光片;及該黑色矩陣在各個該紅色濾光片、該綠色濾光片與該藍色濾光片間延伸。
- 如請求項1所述之顯示器,其中該第一光源、該第二光源和該第三光源各自包含一藍色微LED。
- 如請求項1所述之顯示器,其中該第一反射空腔和該第二反射空腔各自包含包含一白色光阻的多個壁面;及該第三吸收空腔包含包含一黑色矩陣的多個壁面。
- 如請求項1所述之顯示器,進一步包含:一背板,電氣耦接至各個該第一光源、該第二光源和該第三光源;一反射層,在該背板上且在各個該第一光源、該第二光源與該第三光源之間;及一透明電極層,在該反射層和各個該第一光源、該第二光源與該第三光源上方,其中該第三吸收空腔包含包含一黑色矩陣的多個壁面,該黑色矩陣覆蓋該藍色子像素內的該反射層。
- 一種顯示器,包含:一光源;一紅色子像素,包含一紅色量子點層和直接鄰接該紅色量子點層的一第一干涉濾光片,該第一干涉濾光片在該紅色量子點層與該光源之間;一綠色子像素,包含一綠色量子點層和直接鄰接該綠色量子點層的一第二干涉濾光片,該第二干涉濾光片在該綠色量子點層與該光源之間;一藍色子像素;多個第一光提取器,以自該紅色量子點層提取光;及多個第二光提取器,以自該綠色量子點層提取光。
- 如請求項6所述之顯示器,其中: 該藍色子像素包含一藍色濾光片和直接鄰接該藍色濾光片的一第三干涉濾光片,該第三干涉濾光片在該藍色濾光片與該光源之間,其中該光源包含一藍光源;及該第一干涉濾光片、該第二干涉濾光片和該第三干涉濾光片各自包含一濾光片,以傳輸藍光並反射紅光與綠光。
- 如請求項6所述之顯示器,其中:該藍色子像素包含一藍色量子點層和直接鄰接該藍色量子點層的一第三干涉濾光片,該第三干涉濾光片在該藍色量子點層與該光源之間,其中該光源包含一紫外光源;及該第一干涉濾光片、該第二干涉濾光片和該第三干涉濾光片各自包含一濾光片,以傳輸紫外光並反射紅光、綠光與藍光。
- 如請求項6所述之顯示器,其中該紅色子像素包含在該紅色量子點層上方的一紅色濾光片;及該綠色子像素包含在該綠色量子點層上方的一綠色濾光片。
- 一種製造如請求項1所述之顯示器的方法,該方法包含:電氣耦接一第一光源、一第二光源和一第三光源至 一背板;形成對準該第一光源的一第一反射井、對準該第二光源的一第二反射井和對準該第三光源的一第三吸收井;將一紅色濾光片、一綠色濾光片和一藍色濾光片施用於一玻璃層;施用一紅色量子點層至該紅色濾光片上方及一綠色量子點層至該綠色濾光片上方;及附接該玻璃層與該背板,使該紅色量子點層覆蓋該第一井,該綠色量子點層覆蓋該第二井,該藍色濾光片覆蓋該第三井。
- 如請求項10所述之方法,其中形成該第一反射井、該第二反射井和該第三吸收井包含:施用一反射層至該第一光源、該第二光源與該第三光源間的該背板上方;施用一第一黑色矩陣層至該第三光源周圍的該反射層上方;施用一第二黑色矩陣層至該玻璃層上方,以提供通過該第二黑色矩陣層的一第一開口、一第二開口和一第三開口;施用一白色光阻層至該第一開口與該第二開口周圍的該第二黑色矩陣層上方;及 施用一第三黑色矩陣層至該第三開口周圍的該第二黑色矩陣層上方。
- 如請求項11所述之方法,進一步包含:在施用該第一黑色矩陣層之前,施用一透明電極層至該反射層和該第一光源、該第二光源與該第三光源上方。
- 如請求項10所述之方法,其中電氣耦接該第一光源、該第二光源和該第三光源至該背板包含電氣耦接一第一藍光源、一第二藍光源和一第三藍光源至該背板。
- 如請求項10所述之方法,其中將該藍色濾光片施用於該玻璃層包含將包含多個光提取器的一藍色濾光片施用於該玻璃層。
- 一種製造如請求項6所述之顯示器的方法,該方法包含:附接一液晶矩陣與一背板;施用一干涉濾光片至該液晶矩陣上方;施用一黑色矩陣層至該干涉濾光片上方,以提供通過該黑色矩陣層的一第一開口、一第二開口和一第三開口;及施用一紅色量子點層至該第一開口中的該干涉濾光片上、一綠色量子點層至該第二開口中的該干涉濾光 片上、一藍色濾光片至該第三開口中的該干涉濾光片上方,其中施用該紅色量子點層包含施用包含多個第一光提取器的一紅色量子點層、施用該綠色量子點層包含施用包含多個第二光提取器的一綠色量子點層,及施用該藍色濾光片包含施用包含多個第三光提取器的一藍色濾光片。
- 如請求項15所述之方法,進一步包含:圖案化該干涉濾光片,使該干涉濾光片包含對準該紅色量子點層的一第一部分、對準該綠色量子點層的一第二部分和對準該藍色濾光片的一第三部分。
- 如請求項15所述之方法,進一步包含:施用一紅色濾光片至該紅色量子點層上方;及施用一綠色濾光片至該綠色量子點層上方。
- 如請求項17所述之方法,其中施用該紅色濾光片包含施用包含多個第一光提取器的一紅色濾光片;施用該綠色濾光片包含施用包含多個第二光提取器的一綠色濾光片;及施用該藍色濾光片包含施用包含多個第三光提取器的一藍色濾光片。
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