TWI840460B

TWI840460B - 濾色器lcd上的增強性量子點

Info

Publication number: TWI840460B
Application number: TW108143598A
Authority: TW
Inventors: 韓宋豐; 智弘石川; 費德爾狄米崔維奇奇塞雷弗; 麥可莫雷那克
Original assignee: 美商康寧公司
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2024-05-01

Abstract

揭露了一種濾色(QDCF)LCD設備上的量子點，此量子點具有通過消除或最小化該LCD堆疊內的高角度入射光，來增強對比度的增強特徵的某些組合。

Description

濾色器LCD上的增強性量子點

交叉引用

此申請案依據美國專利法第119條主張分別於2019年1月30日及2018年11月30日提交的美國專利臨時申請案，第62/798607號及第62/773449號的優先權權利，此些專利申請案的各自內容以引用的方式全部併入本文中。

此揭露內容與濾色器LCD上的增強性量子點有關。

液晶顯示器(LCD)行業正在尋求提高LCD的效率並改善其色域(顯示器的色彩含量)，以便與有機光發射顯示器(OLED)產品競爭的解決方案。傳統的LCD尤其在色域性能方面落後於OLED。液晶顯示器中量子點(QD)的使用提高了液晶顯示器的色域性能；實際上如此改進在LCD設計中已經顯而易見，其中QD薄膜元件用於背光單元(BLU)，即提供的光通過LCD像素化面板的液晶(LC)填充像素的有源矩陣的光源。在此等BLU設計中，藍色LED光耦合至導光板(LGP)，並從LGP朝LCD像素化面板的方向取獲藍色LED光。然後，引導的藍光遇到QD，QD吸收一部分藍光並發出綠色及紅色光譜的光。產生的紅色、綠色、及藍色光譜的光為LCD像素化面板提供了白色光源。

在其他設計中，QD材料直接放置在LCD像素化面板內的相應單獨像素中。此種設計不僅保證了更大的色域，且亦潛在地取代了界定傳統(無QD)LCD設計中單獨像素顏色的濾色器(CF)。如此設計稱作「濾色器上的量子點」(QDCF)設計。在QDCF設計中，將QD像素放置在光遇到兩個偏光器之後(之處)，此等偏光器為LCD的一部分，此等偏光器與LC一起操縱光的偏光。

即使是一對完美的偏光器，亦會使入射到其上的光在「非與片狀偏光器的平面呈法向」的方向(法向為與發射元件表面垂直)上發生光洩漏。圖1A及1B示出了穿過一對交叉偏光器的光傳輸，在此等偏光器之間具有相位延遲器以模仿作為視角的函數的LC介質。圖1A及1B分別示出了在像素為「開啟」及「關閉」的狀態下，穿過一對交叉偏光器，作為視角的函數(法線視角位於圖的中心)的光傳輸。標記x軸及y軸為H及V，分別表示在水平方向及垂直方向上偏離法線視角(圖的中心)的「水平」及「垂直」角度(以度為單位)。圖1A顯示了從傳統LCD發射、處於開啟狀態的光通過一對交叉偏光器傳輸的光。高角度射線會致使在高入射角(或視角)時對比度(CR)急劇下降。因此，圖1A的外圍附近接近90度視角的較暗區域，在較高視角處顯示出較低的傳輸率。圖1B示出了從LCD發射、處於關閉狀態的光(即光洩漏)通過一對交叉偏光器傳輸光。

比較圖1A及1B中所示的開啟與關閉狀態之間的光發射，在傳統的LCD中，高角度光線會致使在高入射角(或視角)時對比度(CR)急劇下降。CR測量LCD處於開啟狀態的光與LCD處於關閉狀態的光之比值。理想情況下，對於所有入射角，關閉狀態皆應盡可能地黑暗，因此將關閉狀態稱為黑暗狀態。CR對黑暗狀態(分母)中的光非常敏感。即使在黑暗狀態下只有少量的光，CR亦會顯著降低。

在QDCF的模擬中，發明者觀察到CR的急劇下降係由於通過偏光器的高觀看角度光洩漏的結果。在傳統的LCD中，洩漏的光仍保持朝向高視角，而在QDCF中，此光被顯著地散射，其中包括藍色光源。這意味著洩漏的光亦朝向接近法線視角的角度，而增加了法向(及其他方向)CR定義的分母中光的值，從而有效地平均了各種視角上的CR。如此的平均不符合需求地大量降低了CR。

圖2A為傳統LCD範例的CR繪製圖，圖2B為習知QDCF的CR繪製圖。標記x軸及y軸H及V，表示從水平方向及垂直方向上的法線所視(圖的中心)的「水平」及「垂直」角度。圖2A示出了傳統LCD的CR。傳統LCD的CR在法線視角(水平及垂直角度均在0度)下計算為〜3200：1，由繪製圖中心的峰值表示，但隨著水平及垂直視角的增加而顯著下降。因此，如果觀看者不以法線視角觀看LCD，則傳統LCD中的CR顯著惡化。此為觀看者提供了非常不均勻的觀看體驗。圖2B示出了QDCF LCD的CR。QDCF LCD的CR更均勻，但對於觀看者來說其值非常低，約為128：1。低CR會致使觀看者的畫質下降。即使在法線視角下的CR能具有為幾千秒的值(垂直對齊LC模式顯示器能具有〜5000的CR值)，對於高視角，CR仍會降至>10。

基於QD的顯示器通常提供更高的色彩精度和更廣的色域。當前的技術使用用於背光照明之藍色LED及在背光單元(BLU)內部使用紅色和綠色QD的混合物之QD薄膜，將藍色光轉換為白色。因為在濾色器(CF's)中而非在BLU中進行轉換，QDCF的另一個概念允許提供更好的色域。在此等設計中，短通濾光器位於QD層/濾色器層與BLU之間。在美國專利申請公開第US2017/0153366號中揭露的另一種方法中，使用帶截止濾光器在轉換後濾出藍光，此專利的內容通過引用的方式併入本文。US2017/0153366中亦描述了利用來自背光及藍色QD的紫外線的方案。

此等設計中觀察到的另一個問題是，除了CR較低之外，由於全內反射(TIR)，高出射角的光還將被局限(trap)在覆蓋玻璃內部。在傳統的LCD設計中，光輸出通常會集中在某些有限的輸出角度，因此TIR並非限制因素。然而，在QDCF設計中，QD層以各種角度重新發射光，因此會有顯著的光經歷TIR。TIR反射回來的光可能會被不同顏色或相同顏色的濾色鏡(CF)吸收(典型的吸收CF具有80％〜90％的傳輸率)，從而致使LCD最終發出的光量顯著減少。

因此，需要具有改善的CR的改善QDCF架構。

根據本揭露內容的實施例，揭露了QDCF LCD設備。量子點濾色器(QDCF)液晶顯示(LCD)設備，包括：覆蓋玻璃；後反射器層；在覆蓋玻璃與後反射器層之間的液晶面板層；在液晶面板層與後反射器之間的背光單元，背光單元配置成向液晶面板層產生圖像形成光；在覆蓋玻璃與液晶面板層之間的量子點層；在覆蓋玻璃與量子點層之間的濾色器層，濾色器及量子點層組合配置成藉由轉換來自背光單元並穿透過液晶面板的圖像形成光的一波長來形成顏色；位於液晶面板層與背光單元之間的底部偏光器層；位於液晶面板層與量子點層之間的頂部偏光器層；及進一步包括以下一項或更多項增強性特徵： (a) 提供在濾色器層與量子點層之間的低折射率材料層(LIML)； (b) 配置成向液晶面板層產生準直的圖像形成光的背光單元； (c) 底部偏光器與頂部偏光器中的一者或兩者由E型偏光器材料製成； (d) 底部偏光器與頂部偏光器各自由補償薄膜製成，補償薄膜包括A板、C板、及雙軸板中的一個或多個；及 (e) 提供在頂部偏光器與量子點層之間的隱私濾光器薄膜。

根據一些實施例，QDCF LCD設備包含背光單元及LIML，背光單元配置成向液晶面板層產生圖像形成光，LIML被提供在濾色器層與量子點層之間；及進一步包括以下一項或更多項增強性特徵： (a) 底部偏光器與頂部偏光器中的一者或兩者由E型偏光器材料製成； (b) 配置成向液晶面板層產生準直的圖像形成光的背光單元； (c) 底部偏光器與頂部偏光器各自由補償薄膜製成，補償薄膜包括A板、C板、及雙軸板中的一個或多個；及 (d) 提供在頂部偏光器與量子點層之間的隱私濾光器薄膜。

應當理解，前文一般性描述與以下的詳細描述提出了本揭露內容的實施例，並且旨在提供用於理解所主張保護的標的之性質與特性的概述或框架。本文所含的隨附示意圖提供對本揭露內容的進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書的一部分。本文中的圖示顯示了此揭露內容的不同實施例，且與敘述內容共同用於解釋所主張保護的標的的原理與操作。

參照附圖描述了發光塗層及設備的各種實施例，其中相似的元件已被賦予相似的元件符號以促進理解。

亦應當理解，除非另作說明，否則諸如「頂部」、「底部」、「向外」、「向內」等術語是方便的用語，且不應解釋成限制性術語。另外，每當一群組被描述成包括一組元素中的至少一個及其組合時，此群組能包含此等元素、基本上單獨地由此等元素組成或由此等元素的組合組成、或單獨地由所載此等元素或由此等元組的組合的任意數目組成。

類似地，每當一群組被描述成由一組元素中的至少一個元素或其組合組成時，此群組能單獨地由所載此等元素或由此等元素的組合的任意數目組成。除非另作說明，否則當載明值的範圍時包含此範圍的上限和下限。如本文中所用，除非另作說明，則本文中所用的不定冠詞「一(a)」或「一(an)」及其相應的定冠詞「該」係指至少一個，或一個或多個。

熟習此項技藝者將認知到，能對所描述的實施例進行許多更改，同時仍然能獲得揭露內容的有益結果。同樣顯而易見的是，能藉由選擇一些描述的特徵而不使用其他特徵來獲得本揭露內容的某些符合需求的益處。因而，本領域熟習技藝者將認知到，許多修改及改編為可能的，且在某些情況下甚至為符合需求的，且為揭露內容的一部分。因此，提供以下描述以說明本揭露內容的原理，但不限於此。

應當理解，在不脫離揭露內容的精神和範圍的情況下，熟習此項技藝者可對本文所述的範例性實施例進行許多修改。因此，此描述並非旨在且不應解釋成限於所給定的範例，而應被授予所附請求項及其均等物所提供的全部保護範圍。另外，可使用本揭露內容的某些特徵，而無需使用其他特徵。因而，為了說明本揭露內容的原理而提供了對範例性或說明性實施例的前述描述，而非對其進行限制，且能對此等實施例進行修改及排列。

發明者已藉由「黑暗狀態」中的偏光器識別出光洩漏為QDCF顯示器中CR降低的原因。本揭露內容藉由減少或消除光洩漏解決了此問題。本揭露內容係藉由將一個或更多個某些技術合併到QDCF中來實現，這在以前為未知的。此等技術為:(1)藉由將來自背光單元(BLU)光源的光準直化來消除LCD結構內的光的高入射角；(2)使用具有比O型偏光器低的較低高入射角光洩漏之E型偏光器；(3)使用降低致使偏光器洩漏的高入射角之補償薄膜；(4)使用可減少高入射角(致使偏光器洩漏)的隱私觀看薄膜；及(5)在QDCF結構的QD層之上添加低折射率材料層(LIML)。根據本揭露內容，此等技術被單獨合併到QDCF結構中，或有時將它們中的兩個或更多個組合在一起。

本文揭露內容的技術的優點在於，它們允許在LC單元內使用QD(即進行像素化)，同時具有QD的色域優勢，QD的顏色角均勻性(最小顏色偏移)，而不損害CR或亮度。獲得的QDCF將比傳統的QDCF LCD更高效。

由於在傳統LCD中發現的負視差問題被最小化，因此LCD的BLU光源中大致上地準直的光之使用允許了較厚偏光器之使用。使用E型偏光器、補償薄膜、或隱私觀看薄膜可實現某些技術的使用，同時保留光回收在背光單元(BLU)中的優勢。

將來源光準直化：藉由將來自LCD光源的光準直化消除了LCD結構內的光的高入射角，從而改善了CR。圖3顯示了作為來源光準直度的函數的QDCF LCD的CR改善趨勢。對於此等測量值，將BLU替換成矩形的朗伯光源。準直度以圓錐形的半頂角(以角度為單位)給出，表示來源光的角度範圍。因此，0度的半頂角表示完全準直的光，其中來源光以法線角度入射在LCD平面上。藉由將來光源限制在具有不同半頂角的圓錐體內來模擬準直度。圖3的繪製圖顯示準直度對CR的有利影響為呈指數增長的。在我們的範例中，將準直度限制為小於或等於±30度的半頂角、優選地小於或等於±20度半頂角、及更優選地小於或等於±15度半頂角，CR能在從1277：1到3885：1的範圍。

在圖4A及4B中，將具有準直的光的QDCF的性能與具有非準直的光的傳統QDCF的性能進行了比較。圖4A與圖2B相同，這為QDCF的非準直光(具有由模型化的BLU單元產生的角度分佈)的CR繪製圖，此繪製圖為「水平」角度的視角H及「垂直」角度的V的函數。CR為均勻~128：1之值。圖4B為QDCF的CR繪製圖，其錐度源準直度為±15度。CR亦為均勻的，但CR值顯著提高到~3885：1。準直度為±15度表示圓錐形的半頂角(以度為單位)，表示來源光的角度色散程度。能在這裡應用的用於BLU的準直光源之範例是在美國專利第7,530,721號中揭露的雙面轉向薄膜，其內容通過引用方式併入本文。在T.Ishikawa及Mi Xiang-Dong，P-82中發現了另一個範例：SID 06 DIGEST(2006)，「新型的高度準直薄膜的新設計」，其內容以引用的方式併入本文中。

圖5示出了根據本揭露內容的QDCF LCD面板結構500的範例的示意性垂直截面圖示。QDCF LCD面板結構500包括，起始於最遠處的覆蓋玻璃595、後反射器層510、光導板(LGP)520、一或多個光學片材530、底部偏光器540、液晶面板層550、頂部偏光器560、短通濾光器(SPF)570、圖案化量子點(QD)層580、濾色器(CF)590、及覆蓋玻璃595。QD層580及CF層590被定義成紅色、綠色、及藍色的子像素區域的圖案化或像素化結構，如圖6所示。CF層590中的子像素區域由黑矩陣600結構隔開。QDCF LCD面板結構500的組件層不僅限於圖5所示的那些(組件)。QDCF LCD面板的不同實施例能包含本領域習知的QDCF LCD面板及LCD面板的其他一個或更多個功能性層。此等額外功能性層的範例為亮度增強薄膜及擴散器。本揭露內容的某些增強性特徵的位置沿圖5所示的QDCF結構500的左側標出。

由於製造高效的準直的光源會有些難度且成本高昂(例如，由於光的回收利用受到限制，且結構製造複雜)，因此，亦揭露了減少在QDCF中使用的高入射角的其他方法。參考圖5所示的範例性QDCF結構500，根據實施例，頂部及底部頂部偏光器560、540的一者或兩者能為E型偏光器而非習知QDCF元件中使用的O型偏光器。O型偏光器(在3維方向空間中與至一維對應的單軸材料中)抑制非尋常的光波。然而，E型偏光器抑制了在3-D方向空間中佔據二維的普通光學波且效果會更好。可使用多種E型偏光器。一種範例為根據美國專利第5,739,296號中描述的方法製造的單層E型偏光器，其內容以引用的方式併入本文中。

在一些實施例中，亦能將設計用於消除高入射角光的補償薄膜與本文揭露內容中的一個或多個用於QDCF的新穎增強性(特徵)組合到QDCF結構500中。舉例而言，能將補償薄膜與準直的光組合而被併入QDCF結構中，以便降低QDCF結構中的黑暗狀態光洩漏。美國專利第6,995,816號揭露了此種補償薄膜的範例，其內容以引用的方式併入本文中。美國專利第6,9956,816號揭露了使用不同的A板、C板、及雙軸板的組合作為補償薄膜的偏光器封包的範例。此一對偏光器封包能被用於QDCF結構500中的頂部偏光器560及底部偏光器540。T.Ishikawa及Mi Xiang-Dong的「正O板補償各種LCD模式」，SID 06 DIGEST(2006)中揭露了補償薄膜的另一個範例，其內容以引用的方式併入本文中。因為補償薄膜取代了頂部及底部偏光器560及540，所以補償薄膜及E型偏光器不會同時被併入QDCF結構中。

在一些實施例中，亦能將隱私濾光器薄膜併入QDCF結構500中，並與一個或更多個上述的技術組合，以降低QDCF結構中的黑暗狀態光洩漏。隱私濾光器薄膜為採用微百葉窗的透射式光學薄膜，其功能類似於直接指向觀看者的百葉窗。因此，隱私濾光器薄膜將濾色器濾出高發射角度光並允許低發射角度光被傳輸。如圖5所示，能在QD層580之前的頂部偏光器560與短通濾光器570之間放置隱私濾光器薄膜。

參考圖5及6，根據另一實施例，一種改進的QDCF結構500包括在CF層590與QD層580之間的低折射率材料層(LIML)層585，以最小化或消除由於TIR效應引起的光效率損失。當從頂部觀看時，QDCF結構500包含一系列排列的像素區域，圖6為QDCF結構500的像素區域中某些相關層的示意性垂直截面圖示。圖6顯示了短通濾光器570層並在短通濾光器570層之上直至覆蓋玻璃595(的示意性截面圖)。像素區域包含紅色子像素R、綠色子像素G、及藍色子像素B，分別由在QD層580上的各個濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、及藍色濾色器593)界定。黑矩陣600阻障物位於濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、及藍色濾色器593)之間，向下延伸通過QD層580，界定了子像素區域R、G、及B。背光單元中的準直的藍色光(BLU)由圖6下部分中的垂直箭頭表示。藍色光由QD層580的R、G、及B子像素區域中的量子點釋放，並藉由各個別的濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、藍色濾色器593)、及覆蓋玻璃595傳輸。如圖6所示，QD層580與CF層590之間的LIML層585與子像素濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、及藍色濾色器593)一起被像素化。子像素濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、及藍色濾色器593)之間的黑矩陣600向下延伸到LIML層585，將LIML 585定義為與子像素濾色器(紅色濾色器591、綠色濾色器592、及藍色濾色器593)相對應的子區域。LIML 585改善了LCD的光發射效率。參考圖7A及7B進一步說明了此種效果。

如圖7A的示意性圖示所示，在沒有LIML層的習知QDCF結構中，由於CF層590及覆蓋玻璃595內的全內反射(TIR)及內部回收，損失了來自QD層580具有高發射角的許多光。此效果由代表來自QD層580的高發射角度光的箭頭L_B表示。高發射角光L_B將以高入射角到達覆蓋玻璃-空氣交界597，因此在覆蓋玻璃-空氣交界597處經歷 TIR。覆蓋玻璃595通常由具有約1.5的反射指數的高指數玻璃製成。因為此等光線很有可能會被CF層590中的濾色器吸收，此等光線中的大部分光線不會離開LCD面板。因為典型的CF具有80%至90%的透射率，吸收作用能藉由不同顏色或相同顏色的濾色器實現。

參考圖7B，QD層580全方位地產生光，並因此以所有可能的角度發出光。在QD層發射的光中，具有法線發射角(即，與QD層580正交)或通常以L_A發射的低角度發射的光射線將穿過覆蓋玻璃595傳輸並離開LCD面板。

當LIML 585在QD層580與CF 590之間時，QD層580與LIML 585之間的邊界處的TIR回收QD層580內的高角度發射射線L_B，並將它們轉換為能離開高指數覆蓋玻璃595的低角度射線L_B'。QD層580內的高角度射線L_B的回收是QD層內的散射的結果。因此，這增加了QDCF結構500的整體效率。

在一些實施例中，QDCF LCD面板500能進一步在QD層580與短通濾光器層(SPF)570之間包含額外的LIML。如此額外的LIML能幫助SPF 570反射高角度入射光。此額外的LIML無需像素化，且能直接黏貼到SPF 570上。

優選地，LIML 585與QD層580之間的交界不應引入太多散射。優選地，為了控制LIML 585與QD層580之間的交界處的光的散射，應控制LIML與QD層交界處的平坦度，以使散射到具有足夠大角度以在覆蓋玻璃-空氣交界597處遇到TIR的射線的光能量被最小化。來自LIML 585的體積散射及LIML 585與QD層580之間的交界587的表面散射被有利地控制，使得散射成具有足夠大的角度以藉此在覆蓋玻璃與空氣的交界597處遇到TIR的角度的光能量最小化。薄膜的散射的特徵是(在傳輸中的)霧度，同時考慮體積及表面散射。控制LIML 585與QD層580之間的交界587的平坦度，以將根據ASTM D1003標準測得的霧度值限制為小於或等於50%、優選地小於或等於30%、而最優選地小於或等於5%。

LIML在QDCF的發光效率中的改善程度取決於LIML 585的反射指數。任何具有低於CF與QD層580的折射率的反射指數的材料都能用作LIML 585。QD層580與LIML 585之間的折射率的差異越大，LIML的性能就越好。折射指數的此種關係意味著能用高於1.5(覆蓋玻璃595的反射指數)的反射指數來製造QD層580，這將為LIML材料提供更大的可能的折射指數範圍(window)。覆蓋玻璃595通常具有1.5的反射指數。

計算(結果)表明，隨著LIML 585的反射係數從1.5降低到1.0，QDCF的發光效率將逐漸增加。此數據繪製在圖8中。當LIML的反射指數在x軸上從1.5變為1.0時，相對發光效率從0.65變為約1.025。根據實施例，具有在1.5至1.0範圍(包含端點)內的折射率值的LIML是符合需求的。根據一些實施例，LIML的反射指數在1.4至1.0 的範圍內、優選地在1.3至1.0的範圍內、更優選地在1.2至1.0的範圍內。

Werdehausen等人揭露了一些能用於LIML的具有低指數及低散射特性的奈米-多孔性材料的範例，「基於奈米合成物的可定製材料的設計規則」，光學材料Express 8(11)，3456(2018)。下表提供了LIML 585可能的材料的其他範例：

位於R、G、及B子之間的黑矩陣阻擋了與顯示器無關的光，否則此光會出現在QDCF面板的觀看側，從而降低總體CR。通常，藉由黑矩陣材料反射入射光來實現黑矩陣對不符合需求的光的阻擋。習知黑矩陣包含反射性金屬層，如鉻。儘管黑矩陣反射的大部分光都無法進入最終圖像，其中一些還是會轉經LCD面板結構內部的幾個光學交界處的散射及反射並最後對最終圖像有所影響，從而降低了對比度，即CR降低。因此，在範例性QDCF面板結構中，黑矩陣塗佈有一層光吸收材料(如聚合物或氧化物)，以大致降低黑矩陣的有害反射。在其他範例中，黑矩陣由光阻樹脂製成，其中已將黑色素分散以降低反射率。

參考圖9，根據本揭露內容的實施例，黑矩陣結構600為配置成具有傾斜的側邊並且為部分反射性的，這也獨立地改善了QDCF結構的光發射效率。此處，如上文提到的，「部分反射性」特徵僅係指黑矩陣包含暴露於QD層580的反射性表面，而黑矩陣的其餘表面為習知光吸收或非反射性表面。圖9為此類黑矩陣結構600的範例的示意圖。黑矩陣600是濾色器層590中濾色器之間的阻障物，並向下延伸通過QD層580，從而界定了子像素區域R、G、及B(見圖6)。黑矩陣600包含以角度α傾斜的側邊602，因此在圖9所示的平面剖視圖中，黑矩陣600具有大致地梯形，黑矩陣600在覆蓋玻璃595附近的頂部處比在底部處窄。另外，面對CF層590與QD層580的側邊602為反射性，而面對覆蓋玻璃595的頂部603的其餘側邊是非反射性。側邊602的傾斜角度α為45度，偏差為小於或等於+/-20度、優選地小於或等於+/-10度、且更優選地小於或等於+/-5度。在使用藍色來源光的QDCF元件中，傾斜的側邊602致使QD層580中的QD層中產生的紅色及綠色光被「引導」或「局限」，以被再次朝向觀看者。藍色來源光可由黑矩陣600朝向觀看者反射並由濾色器(RG)吸收，亦可由黑矩陣吸收。

根據一些實施例，揭露了一種QDCF LCD設備500，包括：覆蓋玻璃595；後反射器層510；在覆蓋玻璃與後反射器層之間的液晶面板層550；在液晶面板層550與後反射器層510之間的背光單元520(包括藍色LED光源及光導板)，背光單元配置成產生用於液晶面板層的圖像形成光；在覆蓋玻璃與液晶面板層之間的圖案化量子點層580；在覆蓋玻璃與量子點層之間的濾色器層590，濾色器590與量子點層580組合配置成，藉由轉換來自背光單元及穿過液晶面板層550的圖像形成光的波長來形成顏色；底部偏光器層540位於液晶面板層550與背光單元520之間；在液晶面板層與量子點層之間設置有頂部偏光器層560。在此QDCF LCD設備的實施例中，亦併入了以下多個增強性特徵的一個：(a)設置在濾色器層590與量子點層580之間的LIML 585；(b)配置成產生用於液晶面板層的準直的圖像形成光的背光單元；(c)底部偏光器540與頂部偏光器560的一者或兩者由E型偏光器材料製成；(d)底部偏光器540與頂部偏光器560分別由包含A板、C板、及雙軸板的一個或更多個補償薄膜製成；(e)設置在頂部偏光器560與量子點層580之間的隱私濾光器薄膜。

在其他實施例中，QDCF LCD設備500在濾色器層590與量子點層580之間包含LIML 585，且亦併入了以下一個或更多個增強特性：(a)底部偏光器540與頂部偏光器560的一者或兩者由E型偏光器材料製成；(b)配置成產生用於液晶面板層的準直的圖像形成光的背光單元；(c)底部偏光器540與頂部偏光器560分別由包含A板、C板、及雙軸板的補償薄膜製成；(d)設置在頂部偏光器560與量子點層580之間的隱私濾光器薄膜。

儘管已經描述了本揭露內容的實施例，但應當理解，所述的實施例僅為範例性的，且當被賦予所有均等範圍時，本發明的範圍僅由所附請求項限定，從本文的細讀中，熟習該技藝者自然會發生許多變化及修改。

500:QDCF LCD面板結構

510:後反射器層

520:後反射器層光導板/LGP

530:光學片材

540:底部偏光器

550:液晶面板層

560:頂部偏光器

570:短通濾光器/SPF

580:圖案化量子點/QD

585:低折射率材料層/LIML

587:交界

590:濾色器/CF

591:紅色濾色器

592:綠色濾色器

593:藍色濾色器

595:覆蓋玻璃

597:覆蓋玻璃-空氣交界

600:黑矩陣

602:側邊

提供此等圖係出於圖示的目的，應當理解，本文揭露及討論的實施例不限於所示的佈置及手段。

圖1A及1B顯示了當像素分別為「開啟」及「關閉」時，穿過一對交叉偏光器的光傳輸的角度依賴性。

圖2A為傳統LCD的對比比率的繪製圖。

圖2B為習知QDCF LCD的對比比率的繪製圖。

圖3為作為來源光準直度的函數之QDCF的對比比率改善趨勢的繪製圖。

圖4A為具有非準直光的常規QDCF LCD的對比比率的繪製圖。

圖4B為具有準直光的QDCF LCD的對比比率的繪製圖。

圖5為根據本揭露內容的範例性QDCF LCD結構的示意圖。

圖6為根據本揭露內容的QDCF LCD結構中的像素區域的示意性截面圖。

圖7A為先前技藝的QDCF結構中的像素區域的一部分的示意性截面圖。

圖7B為根據本揭露內容的實施例，具有LIML的QDCF結構中的像素區域的一部分的示意性截面圖。

圖8為LIML相對發光效率對折射率之繪製圖。

圖9為根據本揭露內容的實施例的黑矩陣結構的範例的示意圖。

儘管此描述能包含細節，但此等不應被解釋成對範圍的限制，而應解釋成能針對特定實施例的特徵的描述。

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