(57)【要約】【課題】量子ドットを備える高分子分散型ディスプレイパネル及びそれを備えるディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ポリマー層１３及び該ポリマー層内に分散された多くの液晶液滴１４を含み、特定色の光を発生させる量子ドット１５ｇ，１５ｒが液晶内に混合されている高分子分散型液晶ディスプレイ装置。該高分子分散型液晶ディスプレイ装置は、カラーフィルタなくてもカラーを具現できる。これにより、偏光板とカラーフィルタとがいずれも存在しないため、光利用効率が向上した液晶ディスプレイ装置を提供できる。【選択図】図１
2010191424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー層と、
前記ポリマー層内に分散された複数の液晶液滴と、
前記液晶液滴の内部に混合されている複数の量子ドットと、を備える画素を有し、当該画素の前記複数の量子ドットは、前記ポリマー層の外部から供給される励起光により励起されてそれぞれの前記量子ドットに応じた特定の色の光を発生させる、ディスプレイパネル。
【請求項２】
前記励起光は、青色光である、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項３】
前記ディスプレイパネルは、複数の画素をさらに有し、
それぞれの前記画素は、青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、
前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて緑色光を発生させる複数の量子ドットを備え、
前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて赤色光を発生させる複数の量子ドットを備え、
前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、量子ドットを備えない、請求項１または２に記載のディスプレイパネル。
【請求項４】
前記励起光は、紫外線（ＵＶ）光である、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項５】
前記ディスプレイパネルは、複数の画素をさらに有し、
それぞれの前記画素は、青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、
前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて緑色光を発生させる複数の量子ドットを備え、
前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて赤色光を発生させる量子ドットを備え、
前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて青色光を発生させる量子ドットを備える、請求項１または４に記載のディスプレイパネル。
【請求項６】
前記量子ドットは、前記液晶液滴の外部のポリマー層内にさらに分散されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【請求項７】
請求項１に記載のディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに励起光を供給するためのバックライトユニットと、を備える、ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記励起光は青色光である、請求項７に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記ディスプレイパネルは複数の画素をさらに有し、
それぞれの画素は、青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、
前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて緑色光を発生させる量子ドットを備え、
前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて赤色光を発生させる量子ドットを備え、
前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、量子ドットを備えない、請求項７または８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列された青色、緑色、及び赤色フィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列されたシアン、イエロー、及びマゼンタフィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記ポリマー層内に配される複数の隔壁をさらに備え、前記複数の隔壁は、前記青色、緑色、及び赤色サブ画素を互いに分離するように構成される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記励起光は、紫外線（ＵＶ）光である、請求項７に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイパネルは、複数の画素をさらに有し、
それぞれの前記画素は、青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、
前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて緑色光を発生させる量子ドットを備え、
前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて赤色光を発生させる量子ドットを備え、
前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて青色光を発生させる量子ドットを備える、請求項７または１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列された青色、緑色、及び赤色フィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項１４に記載のディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列されたシアン、イエロー、及びマゼンタフィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項１４に記載のディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記ポリマー層内に配される複数の隔壁をさらに備え、前記複数の隔壁は、前記青色、緑色、及び赤色サブ画素を互いに分離するように構成される、請求項１４に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記量子ドットは、前記液晶液滴の外部のポリマー層内にさらに分散されている、請求項７〜１７のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記バックライトユニットは、前記ディスプレイパネルに入射する外部光を反射する反射板の機能を有するように構成される、請求項７〜１８のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記バックライトユニットは、感知された外部光の強度に基づいて選択的に点灯されるか、または消灯される、請求項７〜１９のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記バックライトユニットが消灯される時、前記ディスプレイ装置は、反射モードで動作する、請求項２０に記載のディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記バックライトユニットが点灯される時、前記ディスプレイ装置は、透過モード及び透過−反射モードのうちいずれか一つのモードで動作する、請求項２０に記載のディスプレイ装置。
【請求項２３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、フレキシブルディスプレイ装置。
【請求項２４】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、電子ペーパーディスプレイ装置。
【請求項２５】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、液晶ディスプレイ装置。
【請求項２６】
ポリマー層と、
前記ポリマー層内に分散された複数の液晶液滴と、
前記ポリマー層の外部から供給される励起光により励起されていずれか一つの色の光をそれぞれ発生させる手段と、を備える画素を有し、前記手段は、前記液晶液滴の内部に混合されている、ディスプレイパネル。
【請求項２７】
前記ディスプレイパネルは、複数の画素をさらに有し、
それぞれの画素は、青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、
前記緑色サブ画素は、前記励起光により励起されて緑色光を発生させる手段を備え、
前記赤色サブ画素は、前記励起光により励起されて赤色光を発生させる手段を備える、請求項２６に記載のディスプレイパネル。
【請求項２８】
請求項２６に記載のディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、ディスプレイ装置。
【請求項２９】
青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列された青色、緑色、及び赤色フィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項２８に記載のディスプレイ装置。
【請求項３０】
青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列されたシアン、イエロー、及びマゼンタフィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える、請求項２８に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子分散型液晶を利用したディスプレイ装置に係り、特に量子ドットを利用した高分子分散型液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶ディスプレイ装置は、液晶層及び前記液晶層の両側面にそれぞれ配された偏光板で形成された光シャッタを備える。液晶ディスプレイ装置は、また、前記光シャッタを通過した光のうち、特定色の光のみを透過させるカラーフィルタを備える。ところが、このような液晶ディスプレイ装置の構造では、２枚の偏光板により約５０％以上の光損失が発生し、またカラーフィルタにより約３３％以上の光損失が発生する。これによって、一般的な液晶ディスプレイ装置の全体的な光利用効率は比較的低い（例えば、約１０％）。
【０００３】
近年、２枚の偏光板を使用しなくても光シャッタの機能を有する高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ；ＰＤＬＣ）が実用化されている。ＰＤＬＣは、ポリマー内に液晶を混合して分散させた後、ＵＶ光によりポリマーを硬化させて形成した新たな形態の液晶素子である。ＵＶ光によりポリマーが硬化すれば、ポリマーと液晶との間に相分離が発生し、これによって硬化したポリマー内に多くの液晶が液滴の形態で閉じ込められる。したがって、ＰＤＬＣは、硬化したポリマー層内に多くの液晶液滴が分散されている構造を持つ。
【０００４】
これらのＰＤＬＣの構造では、電圧の非印加時において、入射光は、ポリマーと液晶との間の屈折率差によってポリマーと液晶との界面で散乱される。ポリマー内に非常に多くの液晶が分散されているため、入射光は散乱を繰り返す。その結果、電圧の非印加時にＰＤＬＣは不透明な状態になる。一方、電圧の印加時には、液晶が一定の方向に整列されるとともに、液晶の屈折率はポリマーの屈折率と同様になる。したがって、入射光は、ＰＤＬＣを通過できるようになる。その結果、電圧の印加時にＰＤＬＣは透明な状態になる。
【０００５】
前記のような特性により、ＰＤＬＣは偏光板なくても光シャッタの機能を有する。近年では、液晶内に光を吸収できる染料を混合することによって、散乱光を吸収させる技術も提案されている。この場合、電圧の非印加時にＰＤＬＣは黒色にみえる。関連分野の先行技術文献としては、特許文献１ないし３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７１７８３号公報
【特許文献２】米国特許第７２９５２６６号明細書
【特許文献３】特開２００４−２７９９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、カラーフィルタがなくてもカラーを具現できるＰＤＬＣディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一類型によれば、ポリマー層と、前記ポリマー層内に分散された複数の液晶液滴と、前記液晶液滴の内部に混合されている複数の量子ドットと、を備える画素を有し、前記複数の量子ドットは、前記ポリマー層の外部から供給される励起光により励起されてそれぞれの前記量子ドットに応じた特定の色の光をそれぞれ発生させる、ディスプレイパネルを提供できる。
【０００９】
ここで、前記励起光は青色光である。
【００１０】
この場合、前記ディスプレイパネルは複数の画素をさらに有し、それぞれの画素は青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて緑色光を発生させる量子ドットを備え、前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、青色光により励起されて赤色光を発生させる量子ドットを備え、前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、量子ドットを備えない。
【００１１】
また前記励起光は、紫外線（ＵＶ）光である。
【００１２】
この場合、前記ディスプレイパネルは複数の画素をさらに備え、それぞれの画素は青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、前記緑色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて緑色光を発生させる量子ドットを備え、前記赤色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて赤色光を発生させる量子ドットを備え、前記青色サブ画素は、複数の液晶液滴を有し、当該液晶液滴は、ＵＶ光により励起されて青色光を発生させる量子ドットを備える。
【００１３】
前記量子ドットは、前記液晶液滴の外部のポリマー層内にさらに分散されている。
【００１４】
一方、本発明の他の類型によれば、前述した構造のディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備えるディスプレイ装置が提供される。
【００１５】
前記ディスプレイ装置は、前記青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列された青色、緑色、及び赤色フィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える。
【００１６】
また、前記ディスプレイ装置は、青色、緑色、及び赤色サブ画素とそれぞれ対応するように配列されたシアン、イエロー、及びマゼンタフィルタを持つカラーフィルタ層をさらに備える。
【００１７】
前記ディスプレイ装置は、前記ポリマー層内に配されている複数の隔壁をさらに備え、前記複数の隔壁は、前記青色、緑色、及び赤色サブ画素を互いに分離するように構成されうる。
【００１８】
前記バックライトユニットは、前記ディスプレイパネルに入射する外部光を反射する反射板の機能を有することもできる。
【００１９】
前記バックライトユニットは、感知された外部光の強度に基づいて選択的に活性化されるか、または消灯される。
【００２０】
前記バックライトユニットが消灯される時、前記ディスプレイ装置は反射モードで動作する。
【００２１】
前記バックライトユニットが活性化される時、前記ディスプレイ装置は、透過モード及び透過−反射モードのうちのいずれか一つのモードで動作する。
【００２２】
一方、本発明の他の類型によれば、前述した構造のディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、フレキシブルディスプレイ装置が提供されうる。
【００２３】
また、本発明のさらに他の類型によれば、前述した構造のディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、電子ペーパーディスプレイ装置が提供されうる。
【００２４】
また、本発明のさらに他の類型によれば、前述した構造のディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに励起光を提供するためのバックライトユニットと、を備える、液晶ディスプレイ装置が提供されうる。
【００２５】
また、本発明の一類型によるディスプレイパネルは、ポリマー層と、前記ポリマー層内に分散された複数の液晶液滴と、前記ポリマー層の外部から供給される励起光により励起されていずれか一つの色の光をそれぞれ発生させる手段と、を備える画素を有し、前記手段は、前記液晶液滴の内部に混合されている。
【００２６】
ここで、前記ディスプレイパネルは複数の画素をさらに有し、それぞれの画素は青色、緑色、及び赤色サブ画素を備え、前記緑色サブ画素は、励起光により励起されて緑色光を発生させる手段を備え、前記赤色サブ画素は、励起光により励起されて赤色光を発生させる手段を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＰＤＬＣディスプレイパネルの一構造を例示的に示す概略的な断面図である。
【図２】ＰＤＬＣディスプレイパネルの他の構造を例示的に示す概略的な断面図である。
【図３】ＰＤＬＣディスプレイ装置の一構造を例示的に示す概略的な断面図である。
【図４Ａ】図３に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置の動作を例示的に示す概略的な断面図である。
【図４Ｂ】図３に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置の動作を例示的に示す概略的な断面図である。
【図４Ｃ】図３に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置の動作を例示的に示す概略的な断面図である。
【図５】ＰＤＬＣディスプレイ装置の他の構造を例示的に示す概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付した図面を参照して高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ；ＰＤＬＣ）ディスプレイ装置の構成及び動作について詳細に説明する。以下の図面で同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素の大きさは、説明の明瞭性及び便宜のために誇張している。
【００２９】
以下の例示的な実施形態は、液晶ディスプレイパネル及び液晶ディスプレイ装置に関して主に述べるが、フレキシブルディスプレイパネル、フレキシブルディスプレイ装置、電子ペーパー（ｅ−ｐａｐｅｒ）ディスプレイパネル、及び電子ペーパーディスプレイ装置などの他の例にも同様に適用できる。
【００３０】
図１は、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０の構造を例示的に示す概略的な断面図であって、便宜上一つの画素部分のみ示している。一般的なディスプレイパネルのように、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０は、映像表示の基本単位になる複数の同じ形態の画素に分割されており、図１は、説明の便宜のため、そのうちの一つの画素のみを示したものである。また、図１に示したように、それぞれの画素はカラーを具現するために青色、緑色、及び赤色のサブ画素を持つことができる。
【００３１】
図１を参照すれば、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０は、互いに対向して配された第１及び第２透明基板１１、１９、それぞれの透明基板１１、１９上に互いに対向するように配された第１及び第２透明電極１２、１８、第１及び第２透明電極１２、１８の間に配されたポリマー層１３、及びポリマー層１３内に分散された多くの液晶液滴１４を備えることができる。ここで、第１及び第２透明基板１１、１９と第１及び第２透明電極１２、１８とについては、一般的な液晶ディスプレイパネルで使用するものと同じ構成と機能を有するので、詳細な説明を省略する。
【００３２】
前述したように、多くの液晶液滴１４が内部に分散されているポリマー層１３は、例えば、ポリマー内に液晶を混合して分散させた後、ＵＶ光などにより前記ポリマーを硬化させることによって形成できる。図１には、説明の便宜のため少数の液晶液滴１４が図示されているが、実際には無数の微小な液晶液滴１４がポリマー層１３内に密集して分散されている。したがって、液晶液滴１４とポリマー層１３との屈折率が相異なる場合、光は多くの液晶液滴１４により繰り返し散乱されてポリマー層１３をほとんど通過できなくなる。
【００３３】
図１に示したように、ポリマー層１３内に分散されたそれぞれの液晶液滴１４内には、特定の波長の励起光により励起されて特定の色の光を発生させる複数の量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）１５ｒ，１５ｇが混合されている。図１の場合、青色波長の光により励起される量子ドット１５ｒ，１５ｇが例示的に図示されている。ここで、それぞれのサブ画素ごとに異なる色の光を発生させる量子ドット１５ｒ，１５ｇが液晶液滴１４内に混合されうる。例えば、赤色サブ画素には、青色波長の光により励起されて赤色波長の光を発生させる量子ドット１５ｒが液晶液滴１４内に混合される。そして緑色サブ画素には、青色波長の光により励起されて緑色波長の光を発生させる量子ドット１５ｇが液晶液滴１４内に混合される。一方、青色波長の光を励起光として使用するため、青色サブ画素内の液晶液滴１４の内部には量子ドットが省略されることもある。この場合、青色サブ画素は、電圧の印加の如何によって、単純に光を透過させるか、または散乱させる役割のみを果たす。
【００３４】
また、図１には、液晶液滴１４内にのみ量子ドット１５ｒ，１５ｇが混合されたと図示されているが、量子ドット１５ｒ，１５ｇは、液晶液滴１４間のポリマー層１３内にさらに分散されてもよい。例えば、赤色サブ画素には、赤色波長の光を発生させる量子ドット１５ｒがポリマー層１３内に分散され、緑色サブ画素には、緑色波長の光を発生させる量子ドット１５ｇがポリマー層１３内に分散されうる。
【００３５】
前述したように、液晶液滴１４とポリマー層１３との屈折率が相異なる時、液晶液滴１４により光が散乱されるが、これらの散乱光を吸収するための染料１６は、それぞれの液晶液滴１４内にさらに混合されうる。一般的に染料１６としては、散乱光の効率的な吸収のために黒色の染料を使用できる。しかし、他の例によっては、黒色以外に他の色の染料１６を使用してもよい。例えば、量子ドット１５ｒ，１５ｇにより発生する色や励起光の色などを細かく補正するために、それぞれのサブ画素ごとに相異なる色の染料１６が混合されてもよい。または、ディスプレイパネル１０の全体的な色の補正のために同じ色の染料１６が混合されてもよい。
【００３６】
また、図１を参照すれば、隣接したサブ画素間の境界に隔壁１７がさらに設置されうる。隔壁１７は、相異なるサブ画素を互いに分離させる。一般的にＰＤＬＣディスプレイパネル１０には、液晶液滴１４がポリマー層１３内で固定されているため、隔壁１７が必ずしも必要なものではない。しかし、隣接したサブ画素で発生する光による影響を抑制するか、または最小化するために、光を遮断する隔壁１７をさらに設置することもできる。
【００３７】
以下、前記のような構成を持つＰＤＬＣディスプレイパネル１０の動作について説明する。例えば、バックライトユニット（図示せず）から青色波長を持つ光が提供されると仮定する。第１及び第２透明電極１２、１８から液晶液滴１４に電圧が印加されなければ、液晶液滴１４の屈折率は、ポリマー層１３の屈折率と異なる状態にある。この時、光は液晶液滴１４により散乱されて、ポリマー層１３をほとんど通過できない。散乱光は染料１６によりほぼ吸収されるため、この場合、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０は黒色にみえることがある。
【００３８】
液晶液滴１４に電圧が印加されれば、液晶液滴１４内の液晶が一定の方向に整列されるのにともない、液晶液滴１４の屈折率とポリマー層１３の屈折率とが同じになる。そうすると、光は液晶液滴１４を通過するが、この時に液晶液滴１４内の量子ドット１５ｒ，１５ｇが励起される。例えば、赤色サブ画素では、量子ドット１５ｒが青色波長の光により励起されて赤色波長の光Ｒを発生させ、緑色サブ画素では、量子ドット１５ｇが青色波長の光により励起されて緑色波長の光Ｇを発生させる。ポリマー層１３内には非常に多くの液晶液滴１４が密集しているため、外部から提供された青色波長の光はほぼいずれも赤色または緑色波長の光に変換される。したがって、赤色サブ画素を通じては赤色光Ｒのみ放射され、緑色サブ画素を通じては緑色光Ｇのみ放射されうる。一方、青色サブ画素には量子ドットが存在しない。したがって、外部から供給された青色波長の光は青色サブ画素をそのまま通過して、結果的に青色光Ｂが放射される。
【００３９】
これらの構造のＰＤＬＣディスプレイパネル１０によれば、特定色の光を発生させる量子ドット１５ｒ，１５ｇが液晶液滴１４内に混合されているため、カラーフィルタがなくてもカラーを具現することができる。また、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０は、偏光板がなくても光シャッタとして動作できる。したがって、偏光板とカラーフィルタとをいずれも使用する必要がないため、光利用効率が向上した液晶ディスプレイ装置を提供できる。また、量子ドット１５ｒ，１５ｇを利用した光変調を通じて高純度の色相を得ることができるため、カラー視認性を高めることができる。
【００４０】
図２は、他のＰＤＬＣディスプレイパネル１０’の構造を例示的に示す概略的な断面図であって、説明の便宜のため一つの画素部分のみを示している。他のディスプレイパネルと同様に、ＰＤＬＣディスプレイパネル１０’は、映像を表示するための基本単位としての多くの画素を備える。また、図２に示したように、それぞれの画素は、カラーを具現するための青色、緑色、及び赤色サブ画素を備えることができる。
【００４１】
図２に図示されたＰＤＬＣディスプレイパネル１０’は、図１のＰＤＬＣディスプレイパネル１０と比較すると、ＵＶ波長の励起光により励起される複数の量子ドット１５ｒ’，１５ｇ’，１５ｂ’を使用するという点で差があり、残りの構成は同一である。図２の場合には、量子ドット１５ｒ’，１５ｇ’，１５ｂ’がＵＶ波長の励起光により励起されるため、青色サブ画素の液晶液滴１４内にも量子ドット１５ｂ’が存在する。例えば、緑色サブ画素にはＵＶ波長の励起光により励起されて緑色波長の光を発生させる量子ドット１５ｇ’が混合されており、赤色サブ画素には、ＵＶ波長の励起光により励起されて赤色波長の光を発生させる量子ドット１５ｒ’が混合されており、青色サブ画素には、ＵＶ波長の励起光により励起されて青色波長の光を発生させる量子ドット１５ｂ’が混合されている。
【００４２】
図３は、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００の構造を例示的に示す概略的な断面図であって、説明の便宜のため一つの画素部分のみを示している。
【００４３】
図３を参照すれば、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００は、バックライトユニット１１０、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０及びカラーフィルタ層１３０を備えることができる。ここで、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０は、図１に図示されたＰＤＬＣディスプレイパネル１０と同じ構造を持ち、単に隔壁のみ便宜的に省略されている。しかし、前記ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０は、図２に図示されたＰＤＬＣディスプレイパネル１０’と同じ構造を持つこともできる。
【００４４】
図３を参照すれば、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０は、互いに対向して配された第１及び第２透明基板１２１，１２９、それぞれの透明基板１２１，１２９の間で互いに対向するように配された第１及び第２透明電極１２２，１２８、第１及び第２透明電極１２２、１２８の間に配されたポリマー層１２３、及びポリマー層１２３内に分散された多くの液晶液滴１２４を備えることができる。そして、それぞれの液晶液滴１２４内には量子ドット１２５ｒ，１２５ｇ及び複数の染料１２６が混合されている。
【００４５】
ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０の赤色サブ画素には、青色波長の光により励起されて赤色波長の光を発生させる量子ドット１２５ｒが液晶液滴１２４内に混合されている。また、緑色サブ画素には、青色波長の光により励起されて緑色波長の光を発生させる量子ドット１２５ｇが液晶液滴１２４内に混合されている。一方、青色サブ画素には量子ドットが存在していない。
【００４６】
バックライトユニット１１０は、青色波長の光をＰＤＬＣディスプレイパネル１２０に供給するように構成される。これらのバックライトユニット１１０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、無機ＥＬ、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、電界放出素子などの発光素子を使用して構成できる。しかし、他の例によっては、他の形態のディスプレイパネル、例えば、図２に図示されたＰＤＬＣディスプレイパネル１０’を使用することもあるが、その場合、バックライトユニット１１０は、ＵＶ波長の光を放出するように構成できる。
【００４７】
カラーフィルタ層１３０は、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０の青色、緑色、及び赤色サブ画素と、それぞれ対応するように配列された青色フィルタ１３０ｂ、緑色フィルタ１３０ｇ、及び赤色フィルタ１３０ｒとを持つ。
【００４８】
単にバックライトユニット１１０で提供された光のみを使用する時、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００は、透過モードで動作する。この場合、カラーフィルタ層１３０が省略されてもよい。しかし、前記ＰＤＬＣディスプレイ装置１００がバックライトユニット１１０で提供された光だけではなく、外部の光も利用する半透過モードで動作する場合には、カラーフィルタ層１３０がさらに追加されうる。
【００４９】
図４Ａないし図４Ｃは、前述したＰＤＬＣディスプレイ装置１００の動作を例示的に示す概略的な断面図である。
【００５０】
まず、図４Ａは、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００が透過モードで動作する場合を図示している。電圧の印加時、バックライトユニット１１０は、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０に青色波長の光を提供する。それによって、前述したように、バックライトユニット１１０により提供された青色波長の光は、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０の赤色サブ画素と緑色サブ画素との領域内にある量子ドット１２５ｒ，１２５ｇを励起させる。一方、前記青色波長の光は、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０の青色サブ画素領域をそのまま透過する。したがって、赤色、緑色、及び青色サブ画素領域からそれぞれ赤色、緑色、及び青色の光が放射される。
【００５１】
次いで、赤色光は、赤色サブ画素領域と対応して配された赤色フィルタ１３０ｒを通過し、緑色光は、緑色サブ画素領域と対応して配された緑色フィルタ１３０ｇを通過し、青色光は、青色サブ画素領域と対応して配された青色フィルタ１３０ｂを通過する。本実施形態によれば、それぞれのフィルタ１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂにはそれと対応する色の光のみ入射するため、フィルタ１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂによる光損失はほとんどない。
【００５２】
図４Ｂは、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００が反射型構造で使われる場合を図示している。図４Ｂを参照すれば、太陽光または室内電灯などの外部の光がＰＤＬＣディスプレイ装置１００に入射する。この時、もし、ＰＤＬＣディスプレイパネル１２０に電圧が印加されており、バックライトユニット１１０には電圧が印加されていないと仮定する。それによって、外部光は、カラーフィルタ層１３０とポリマー層１２３とを通過した後、バックライトユニット１１０により反射される。このために、バックライトユニット１１０は反射板としての機能を有するように構成できる。
【００５３】
例えば、無機ＥＬ素子の場合、一般的に数μｍの直径を持つ球形の発光体を使用し、反射率が比較的優れている。したがって、バックライトユニット１１０として、無機ＥＬ素子で構成された発光素子を使用できる。また、バックライトユニット１００は、均一な光を作るために拡散板（図示せず）を備えることもあるが、これらの拡散板が反射板としての機能も有する。その場合、バックライトユニット１００は、無機ＥＬ素子だけでなく他の種類の発光素子を使用してもよい。
【００５４】
図４Ｂを参照すれば、反射された光は再びポリマー層１２３とカラーフィルタ層１３０とを通過する。この過程で、光がカラーフィルタ層１３０を少なくとも２回通過するため、光は特定の色を持つようになる。ここで、例えば、青色フィルタ１３０ｂを通じて入射した光が緑色フィルタ１３０ｇを通じて出射されないように、隣接したサブ画素間の境界に隔壁（図１参照）がさらに設置されうる。
【００５５】
前述したように、バックライトユニット１１０が反射板としての機能を同時に有するならば、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００は、外部の光とバックライトユニット１１０の光とをいずれも使用する反射及び透過モードで動作できる。反射透過モードは、しばしば半透過モードまたは混合された反射透過モードと呼ばれる。
【００５６】
図４Ｃは、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００のこのような反射及び透過モードの動作を図示している。バックライトユニット１１０に電圧が印加されれば、バックライトユニット１１０から供給された青色波長の光が赤色及び緑色サブ画素領域内の量子ドット１２５ｒ，１２５ｇを励起させる。したがって、赤色及び緑色サブ画素領域からそれぞれ赤色及び緑色の光が放出される。一方、バックライトユニット１１０から供給された青色波長の光は、青色サブ画素領域をそのまま通過する。また、外部から入射した光はバックライトユニット１１０から反射された後、再びカラーフィルタ層１３０を通過して出射される。このように外部の光とバックライトユニット１１０の光とをいずれも活用できるため、光効率をさらに向上させることができる。
【００５７】
図５は、他の例によるＰＤＬＣディスプレイ装置１００’の一構造を例示的に示す概略的な断面図である。図３に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置１００と比較すると、図５に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置１００’は、単にカラーフィルタ層１３０’のカラーフィルタ構成のみに差があり、残りの構造はいずれも同一である。
【００５８】
図５を参照すれば、図３に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置１００とは異なって、カラーフィルタ層１３０’は、シアン（Ｃｙａｎ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、及びマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）カラーフィルタ１３０ｃ，１３０ｙ，１３０ｍで構成されている。これらのカラーフィルタ層１３０’の構成は、外部光を使用する時に色の輝度を高めることができる。
【００５９】
例えば、赤色を具現しようとする場合に、図３のＰＤＬＣディスプレイ装置１００では、赤色サブ画素のみに電圧を印加する。ところが、外部光がカラーフィルタ層１３０で一部吸収されるため、赤色サブ画素を通じて見える色は暗い赤色になる。図５のＰＤＬＣディスプレイ装置１００’では、赤色を具現しようとする場合、イエロー、及びマゼンタカラーフィルタ１３０ｙ，１３０ｍに対応するサブ画素に電圧を印加する。イエローは赤色と緑色との混合であり、マゼンタは赤色と青色との混合であり、シアンは緑色と青色との混合である。したがって、イエローとマゼンタとの混合で赤色を表現できる。また、２つの領域のサブ画素を通じて反射された光を使用するため、明るい赤色を得ることができる。
【００６０】
これらの原理によって、緑色を具現しようとする場合には、シアン及びイエローカラーフィルタ１３０ｃ，１３０ｙに対応するサブ画素に電圧を印加する。そして、青色を具現しようとする場合には、シアン及びマゼンタカラーフィルタ１３０ｃ，１３０ｍに対応するサブ画素に電圧を印加する。
【００６１】
これらの方式で、図５に図示されたＰＤＬＣディスプレイ装置１００’を利用すれば、ＰＤＬＣディスプレイ装置１００’の反射モードでさらに明るい映像の表示が可能である。
【００６２】
前述した実施形態によれば、ＰＤＬＣディスプレイ装置は反射モード、透過モードまたは混合された反射−透過モードで選択的に動作できる。明示的に図示されていないが、ＰＤＬＣディスプレイ装置は、制御部または他のスイッチング素子に結合されうる。制御部またはスイッチング素子は、外光を感知するように構成された光センサを備えることもできる。一例で、制御部は、感知された外光の強度に基づいて透過モード、反射モード及び透過−反射モード間のスイッチングを可能にする。このため、制御部は感知された外光の強度に基づいてバックライトユニット（例えば、バックライトユニット１１０）を点灯および消灯することができる。例えば、反射モードに適当な外光が存在するならば、制御部は、バックライトユニットを消灯できる。一方、反射モードに適当な外光が存在していなければ、制御部はバックライトユニットを点灯できる。制御部は、ＰＤＬＣディスプレイ装置の電力消費に基づいて類似した判断をすることもできる。例えば、低い電力消費が求められるならば、制御部は、ＰＤＬＣディスプレイ装置が反射モードで動作できるように、バックライトユニットを消灯することができる。一方、低い電力消費が求められなければ、制御部は、ＰＤＬＣディスプレイ装置が透過モードで動作できるようにバックライトユニットを点灯できる。
【００６３】
これまで、本願発明の理解を助けるために多様な実施形態が説明されて、添付した図面に図示された。しかし、これらの実施形態は単に本発明を例示するためのものであって、これを制限しないという点が理解されねばならない。そして本発明は、図示されて説明された説明に限定されないという点が理解されねばならない。これは多様な他の変形が当業者によりなされうるためである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、液晶ディスプレイ装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ＰＤＬＣディスプレイパネル、
１１，１９  第１及び第２透明基板、
１２，１８  第１及び第２透明電極、
１３  ポリマー層、
１４  液晶液滴、
１５ｒ，１５ｇ  量子ドット、
１６  染料、
１７  隔壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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