(57)【要約】【課題】自発光液晶表示装置を提供する。【解決手段】紫外線を変調する液晶及び液晶を駆動する電極を備える光制御部と、光制御部を通過した紫外線により発光し、紫外線無機蛍光体と量子孤立効果を有する自発光量子ドットを含む発光層とを備える液晶表示装置である。これにより、他色に比べて効率が低い発光体、例えば、赤色蛍光体を含む赤色発光体に高効率の量子ドットを含めることにより、発光効率を上げてカラーバランスを改良する。【選択図】図５
2006310303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を発生するバックライトと、
前記紫外線を変調する液晶及び液晶を駆動する電極を備える光制御部と、
前記光制御部を通過した紫外線により発光し、無機蛍光体と量子孤立効果を有する発光体量子ドットを含む発光層とを備えることを特徴とする自発光液晶表示装置。
【請求項２】
前記光制御部は、複数の画素領域を有し、前記発光層は、前記各画素領域に対応する発光層単位を備えることを特徴とする請求項１に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項３】
前記発光層単位は、前記各画素領域に対応する緑色発光層、赤色発光層及び青色発光層を含み、前記量子ドットは、赤色発光層に含まれることを特徴とする請求項２に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項４】
前記量子ドットは、無機蛍光体と混合されてなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項５】
前記量子ドットは、蛍光体層の下部に薄膜状に形成されてなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項６】
前記赤色発光層は、赤色蛍光体層と量子ドット層との積層構造を備え、
前記量子ドット層は、蛍光体層に比べ、前記バックライトの近くに配置されることを特徴とする請求項３に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶が介在する前面板と背面板とをさらに具備し、
前記前面板の内面に前記発光層が設けられることを特徴とする請求項６に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶が介在する前面板と背面板とをさらに具備し、
前記前面板の外面に発光層が設けられてなることを特徴とする請求項６に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項９】
前記発光層上に設けられる保護基板と、
前記保護基板の外面に設けられて外部からの紫外線を遮断する紫外線フィルタとをさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１０】
外部からの紫外線を遮断する紫外線フィルタをさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１１】
前記紫外線フィルタは、紫外線を吸収する化学的遮断剤または入射する紫外線を反射及び分散させる物理的遮断剤から形成されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１２】
前記量子ドットは、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族化合物またはそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１３】
前記ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、およびＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択された少なくとも１つ、
前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、およびＩｎＡｌＰＳｂよりなる群から選択された少なくとも１つ、
前記ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、およびＳｎＰｂＳＴｅよりなる群から選択された少なくとも１つ、
前記ＩＶ族化合物は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、およびＳｉＧｅよりなる群から選択された少なくとも１つであることを特徴とする請求項に１２記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１４】
前記緑色発光層は、ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８．２ＳｒＣｌ２：およびＥｕ２＋よりなる群から選択された少なくとも１つの蛍光体を含み、
前記青色発光層は、（Ｓｒ，Ｍｇ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：およびＥｕ２＋よりなる群から選択された少なくとも１つの蛍光体を含み、
前記赤色発光層は、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：およびＥｕ３＋よりなる群から選択された少なくとも１つの蛍光体を含むことを特徴とする請求項３または請求項１３に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１５】
パラアミノ安息香酸誘導体、シンナメート誘導体、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン及びその誘導体、アンスラニレート及びその誘導体のうち、いずれか１つの物質から形成され、外部からの紫外線を遮断する紫外線フィルタをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の自発光液晶表示装置。
【請求項１６】
亜鉛酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、マグネシウム酸化物のうち、いずれか一つから形成され、外部から紫外線を遮断する紫外線フィルタをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の自発光液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に係り、特に、光の利用効率及び画素間の輝度の均一度、カラーバランスを改良した自発光（ＰＬ：Ｐｈｏｔｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）ＬＣＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤは、非能動発光ディスプレイであり、画面表示のために別途のバックライト装置が必要であり、カラー画像表示のために、赤色、緑色、青色のカラーフィルタがＬＣＤ自らの画素ごとにそれぞれ設けられていなければならない。
【０００３】
前記赤色、緑色、青色のカラーフィルタは、バックライトから入射する白色光のうち、赤色光、緑色光、青色光を発生する。カラーフィルタは、特定波長の光のみを通過させるので、光損失が大きく、従って、十分な明るさのイメージを具現するためには、さらに強い輝度を有するバックライト装置が要求される。
【０００４】
特許文献１、特許文献２に開示された、紫外線（ＵＶ）で蛍光体を励起させる構造のＰＬ  ＬＣＤは、カラーフィルタを利用したＬＣＤに比べて高い光の利用効率を有する。ＰＬ  ＬＣＤで使われるＵＶは、近可視紫外線（ｎｅａｒ  ｖｉｓｉｂｌｅ  ＵＶ）であり、既存の陰極線管（ＣＲＴ）などで使われる電子線励起蛍光体（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ）と異なるＵＶ励起蛍光体を利用する。
【０００５】
かかるＰＬ  ＬＣＤは、液晶に吸収の少ない長波長の紫外線を利用しなければならない。しかし、長波長のＵＶに励起される蛍光体のうちの赤色蛍光体は、青色蛍光体や緑色蛍光体に比べて効率が低い。従って、長波長ＵＶを利用する従来のＰＬ  ＬＣＤは、画素間の輝度差及びこれによるカラーバランスの低下がもたらされる。従って、かかる色相別輝度差を改善するための研究が要求される。
【特許文献１】米国特許第４，８２２，１４４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８３０，４６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、構造が簡単であって、画素間の明るさの差を減少させることができるＰＬ  ＬＣＤを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、周辺光によるコントラスト比の低下を抑制し、良質の画像を表示できるＰＬ  ＬＣＤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるＰＬ  ＬＣＤは、ＵＶを発生するバックライトと、前記ＵＶを変調する液晶及び液晶を駆動する電極を備える光制御部と、前記光制御部を通過したＵＶにより発光し、ＵＶ無機蛍光体と量子孤立効果を有する自発光の量子ドット（ＱＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）を含む発光層とを備える。
【０００９】
前記本発明の望ましい実施例によれば、前記光制御部は、複数の画素領域を有し、前記発光層は、前記各画素領域に対応する発光層単位を備える。
【００１０】
さらに具体的な本発明の他の実施例によるＰＬ  ＬＣＤは、前記発光層単位は、前記各画素領域に対応する緑色発光層、赤色発光層及び青色発光層を含み、前記ＱＤは、赤色発光層だけに含まれる。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、前記赤色発光層は、蛍光体と粒子状態のＱＤとの混合物質から形成される。
【００１２】
本発明の他の実施例によれば、前記赤色発光層は、赤色の蛍光体層とＱＤ層とを有する積層構造を有し、望ましくは、前記ＱＤ層は、蛍光体層に比べ、前記バックライトに近く配置される。
【００１３】
本発明の具体的な実施例によれば、本発明のＰＬ  ＬＣＤは、前記液晶が介在する前面板と背面板とをさらに具備し、前記前面板の内面または外面に前記発光層が設けられる。
【００１４】
本発明の他の実施例により、前記前面板の外面に設けられる発光層の上には、これを保護する保護基板が設けられ、前記保護基板の外面には、外部からのＵＶを遮断するＵＶフィルタが設けられる。
【００１５】
本発明のさらに他の実施例によれば、その内面に発光層が配置される前面板の外面に外部からのＵＶを遮断するＵＶフィルタが設けられる。
【００１６】
前記ＵＶフィルタは、ＵＶを吸収する化学的遮断剤、または入射するＵＶを反射及び分散させる物理的遮断剤を利用できる。
【００１７】
化学的遮断剤としては、パラアミノ安息香酸（ＰＡＢＡ）誘導体、シンナメート誘導体、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン及びその誘導体、アンスラニレート及びその誘導体がある。
【００１８】
物理的遮断剤としては、亜鉛酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、マグネシウム酸化物などである。
【００１９】
本発明の緑色、青色、赤色の無機蛍光体の材質は、特別に制限されずに、公知の無機蛍光体を使用できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＰＬ  ＬＣＤは、赤色発光体に効率を向上させるＱＤを含めることにより、他の色に比べて弱い強度の発光が起きる赤色発光体の発光強度を高め、従って、赤色発光体として蛍光体だけ利用する従来ＬＣＤに比べ、他色光とのカラーバランスを改良する。
【００２１】
さらに、外部から紫外線を遮断するＵＶフィルタを備えることにより、外光によるコントラスト比の低下を防止し、良質の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付された図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【００２３】
本発明によるＬＣＤの構造の説明に先立ち、まず、本発明で利用するＱＤ及び無機蛍光体について述べる。
【００２４】
ＱＤ（またはナノドット（ＮＤ））は、量子孤立効果（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｅｆｆｅｃｔ）を有する所定サイズの半導体粒子をいい、かかるＱＤの直径は、１ないし１０ｎｍの範囲にあり、ＱＤのサイズを調節して所望の波長の発光を得ることができる。
【００２５】
すなわち、前記ＱＤからＱＤサイズ効果による多様な波長の光、すなわち、そのサイズにより、赤色、緑色及び青色を含んだ多様な色を容易に得ることができる。従って、それぞれの波長で発光するＬＥＤを得ることもでき、混合して使用すれば、白色及び多様な色を具現することもできる。
【００２６】
前記ＱＤは、化学的湿式法、または気相法により合成可能である。ここで、前記化学的湿式法は、有機溶媒に前駆体物質を入れて粒子を成長させる方法であり、化学的湿式法によるＱＤの合成方法は、すでに公知の技術である。前記ＱＤの一例としては、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅまたはＨｇＳのような周期律表のＩＩ−ＶＩ化合物がある。
【００２７】
また、前記ＱＤは、コア・シェル構造を有することができる。ここで、前記コアは、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ及びＨｇＳよりなる群から選択されたいずれか１つの物質を含み、前記シェルは、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ及びＨｇＳよりなる群から選択されたいずれか１つの物質を含む。併せて、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰのような周期律表のＩＩＩ−Ｖ化合物も可能である。
【００２８】
一方、本発明のＰＬ  ＬＣＤに使われる無機蛍光体は、公知の材料を利用できる。
【００２９】
望ましくは、例えば、本発明の緑色蛍光体は、ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８．２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋よりなる群から選択された少なくともいずれか一つであり、青色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｍｇ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋よりなる群から選択された少なくともいずれか一つであり、赤色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋よりなる群から選択された少なくともいずれか一つを使用するのがよい。
【００３０】
図１を参照すれば、本発明の第１実施例によるＬＣＤは、ディスプレイパネル１０とＵＶバックライト２０とを備える。
【００３１】
前記ＵＶバックライト２０は、例えば３６０〜４６０ｎｍの波長を有するＵＶ発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する。まず、ディスプレイパネル１０について述べれば、前面板１８と背面板１１とが所定間隔をおいて離隔されており、それらの間の空間に液晶（ＬＣ）層１４が設けられる。
【００３２】
前面板１８の内面には、赤色発光層Ｒ、緑色発光層Ｇ、青色発光層Ｂを含む発光層１７が形成され、その上に、共通電極１６及び上部配向膜１５が順次形成されている。そして、背面板１１の内面には、液晶駆動回路として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）スイッチング素子ＳＷ及び画素電極１２が形成され、その上に、下部配向膜１３が形成される。ここで、ＬＣＤに使われる偏光素子（図示せず）も前記の構造に設けられるが、ＵＶの進路方向に前記発光層１７と共通電極１６との間に位置する。前記発光層１７は、粒子状態のＱＤまたは薄膜状のＱＤを含む。望ましくは、前記ＱＤは、少なくとも効率の最も低い赤色発光層Ｒに含まれ、これについては、後述する。
【００３３】
前記前面板１８の外側面に、本発明の選択的な要素であるＵＶフィルタ１９（図５）が設けられている。前記ＵＶフィルタ１９は、ＵＶを吸収する化学的遮断剤、または入射するＵＶを反射及び分散させる物理的遮断剤が利用され、これについては、後述する。
【００３４】
一方、背面板１１の外側面の近くに設けられるＵＶバックライト２０は、前述のように、ＵＶランプ２１と導光／拡散部材２２とを揃える。前記ランプ２１は、前述のように、ＵＶ  ＬＥＤまたは水銀ランプである。前記導光／拡散部材２２は、前記ランプ２１からのＵＶを前記背面板１１側に導波させると共に、これを均一な分布に拡散させる。
【００３５】
ここで、導光および／または拡散用の部材２２は、選択的であり、その場合、前記ランプ２１は、前記背面板１１の全面に対応するサイズを有し、例えば、ランプがＬＥＤである場合、複数のＬＥＤが平面状に密集配置される。このように、ＬＣＤの全面にわたってＵＶを供給する光源は、大型のＬＣＤ具現に必要である。
【００３６】
ＬＥＤによるランプの場合、図２に示されるように、いわゆる、エッジライティング方式であり、導光および／または拡散用の部材２２の一側エッジに一列に、複数並んで配置される構造を有することができる。他の実施例によれば、図３に示されるように、背面板１１の全面にわたり、導光および／または拡散用の部材２２の平面全体にＬＥＤが配置されうる。
【００３７】
図５は、本発明の第２実施例によるＬＣＤの概略的な断面構造を示す図面である。
【００３８】
第２実施例のＬＣＤと第１実施例のＬＣＤとの差異点は、発光層１７及びＵＶフィルタ１９の位置である。図５を参照すれば、本発明の第２実施例によるＬＣＤは、ディスプレイパネル１０とＵＶバックライト２０とを備える。
【００３９】
まず、ディスプレイパネル１０について述べれば、前面板１８と背面板１１とが所定間隔で離隔されており、それらの間の空間に、光制御部の一要素である液晶層１４が設けられる。
【００４０】
前面板１８の内面には、光制御部の他の要素である共通電極１６、及び上部配向膜１５が順次形成されている。そして、背面板１１の内面には、光制御部のさらに他の要素であるＴＦＴのようなスイッチング素子ＳＷ及び画素電極１２が形成され、その上に、下部配向膜１３が形成される。
【００４１】
前面板１８と背面板１１の外側面に、偏光板２５，２４が設けられる。前面板１８側の偏光板２５上に、ＵＶによって付与された色光を発現する、前述のような発光層１７が形成される。前記発光層１７は、前述のように、３６０〜４６０ｎｍのＵＶ光を吸収し、付与された色光を発現する。
【００４２】
そして、発光層１７は、保護基板２３により覆われており、保護基板２３の表面には、前述のように、前記発光層１７の発光波長より短波長のＵＶを遮断するフィルタ１９が形成される。
【００４３】
前記ＵＶフィルタ１９も、前述のような化学的遮断剤、または入射するＵＶを反射及び分散させる物理的遮断剤から形成される。
【００４４】
図５は、本発明のＬＣＤで、スイッチング素子ＳＷであるＴＦＴと、これに連結される画素電極１２の垂直構造を示す断面図である。図５に示されるＴＦＴは、ボトムゲート方式であり、ゲートＳＷｇ（図４）がシリコンチャンネルＳＷｃの下部に設けられる構造を有する。具体的に、図４を参照し、基板１１の一側に、ゲートＳＷｇが形成され、その上の基板全体にゲート絶縁層ＳＷｉが形成される。ゲート絶縁層ＳＷｉ上には、前記ゲートＳＷｇの直上のシリコンチャンネルＳＷｃ、及びシリコンチャンネルＳＷｃ横のＩＴＯなどの透明性画素電極１２が形成される。そして、シリコンチャンネルＳＷｃの上部両側には、ソースＳＷｓとドレインＳＷｄとが位置し、それらの上には、パッシベーション層ＳＷｐが形成される。前記ドレインＳＷｄは、前記画素電極１２にまで延び、前記ドレインＳＷｄと画素電極１２とを電気的に連結する。前記ＴＦＴスイッチング素子ＳＷと前記画素電極１２の全体上には、液晶に接触されて液晶に配向する下部配向膜１３が覆う。
【００４５】
以下、本発明によるＬＣＤに使われるＱＤ及び蛍光体層について詳細に説明する。
【００４６】
まず、ＬＣＤに使われる赤色、緑色、青色の蛍光体の発光強度について説明する。
【００４７】
図６は、３９２ｎｍのＵＶによる蛍光体の発光強度の変化を示す。図６の結果は、従来のＵＶ励起蛍光体であり、色相ごとに製造メーカの異なった蛍光体が利用され、実験のための光源として、３９２ｎｍのＬＥＤを利用した。
【００４８】
図６に示されているように、外部光として３９２ｎｍほどの波長を有するＵＶが赤色、緑色、青色の蛍光体を刺激し、最も短波長の二種の青色蛍光体で似たようなレベルの青色発光が起こる。そして、緑色の場合は、メ−カによって強かったり弱かったりする緑色光が緑色蛍光体から発現し、そして、赤色の場合は、相対的に非常に弱い発光が現れた。かかる強度の差は、実際のＬＣＤで現れ、それは、カラーバランスの脆弱性を示す。本発明は、かかるカラーバランスを改良するために、効率の最も低い赤色蛍光体に、効率の高いＱＤを含めることにより、赤色蛍光体の発光強度を上げる。
【００４９】
一般的に公知の赤色、緑色、青色の蛍光体の量子効率は、それぞれ０．３、０．６及び０．６ほどと非常に低い。そして、ＱＤの量子効率は、０．８〜０．９ほどと非常に高いと知られている。ＰＬの強度は、ＱＤの量と効率とに関連しているが、例えば、ＱＤと赤色蛍光体の量子効率（Ｑｕ，Ｑｐ）を０．９及び０．３と仮定し、本発明の特徴により、ＱＤと赤色蛍光体とを約０．６：０．４の割合でＵＶを吸収するように混合した混合発光層の量子効率Ｅｕは、次の数式１により０．５４ほどとなる。
Ｅｕ＝（Ｑｕ＊０．６）＋（Ｑｐ＊０．４）        （数式１）
従って、赤色蛍光体が単独的に使われた発光層の量子効率（０．３）に比べ、本発明によって上のような条件によれば、０．２４ほどが改善される。最適の効率達成のためには、吸光度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）が考慮されねばならないが、ＯＤは、次の数式２により定義される。
ＯＤ＝−ｌｏｇＴ＝ｌｏｇ（Ｉｏ／Ｉ）        （数式２）
ここで、Ｔは、ＱＤの透過度、Ｉｏは、入射光の強度、Ｉは、反射光（または透過光）の強度である。
【００５０】
図７と図８は、ＱＤのＵＶ吸光度（ＯＤ）によるＰＬ強度を示すものであり、３６５ｎｍ及び４１０ｎｍＵＶに刺激されたＱＤの発光波長−ＰＬ強度のグラフである。
【００５１】
図７及び図８に示されるように、ＯＤによってＰＬ強度が変わっており、ほぼ０．８で最大のＰＬ強度が示されるということが分かる。
【００５２】
図９は、ＱＤのＯＤ−ＰＬ強度を示すグラフであり、図１０は、吸光（％）−ＰＬ強度を示すグラフである。図９及び図１０を参照すれば、ＯＤが０．２近辺、吸収が５０％近辺まではＵＶ吸収量に比例してＰＬが上昇するが、ＵＶ吸収がそれ以上になるＱＤ量ではＰＬの上昇幅が落ち、それ以上添加されれば、むしろＰＬ強度は低下するということが分かる。
【００５３】
すなわち、上のＱＤのＰＬ強度変化を見れば、ＰＬ強度は、ＵＶ吸収量に対して直線的に比例せず、従って、ＯＤが０．２近辺以上（５０％吸収）のＱＤ量の添加は、光効率側面で見るとき、不利であるということが分かる。
【００５４】
従って、無機蛍光体とＱＤの適切な発光層の厚さは、ＯＤ量を考慮して最適化する必要がある。
【００５５】
かかる本発明によれば、赤色、緑色、青色の蛍光体を発光層として利用するＬＣＤで、赤色の蛍光体層にＱＤ粒子または薄膜を含めることにより、赤色発光層の輝度を上げ、従って、従来に比べてカラーバランスを向上させることができる。
【００５６】
かかる本発明において、発光層、特に赤色発光層Ｒは、図１１に示されるように、赤色蛍光体とＱＤ粒子とを混合して形成でき、または、図１２に示されるように、赤色蛍光体層Ｒの下にＱＤ薄膜を形成することによって得ることができる。ＱＤ薄膜を蛍光体層の下に置く理由は、ＱＤの自己吸収特性を利用し、上層の無機蛍光体から降りてくる光（損失される）を吸収、再発光して効率を上げられるためである。また、発光体の蛍光体層と量子ドットは上下に積層した構造を有する。
【００５７】
上の実施例では、赤色蛍光体に対するＱＤによる効率の改良に言及しれたが、赤色でない他の色相の発光体についても、効率の改良のためにＱＤが含まれうる。
【００５８】
かかるＱＤは、周期律表のＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族化合物、またはそれらの混合物から選択されうる。
【００５９】
前記ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、およびＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択されうる。
【００６０】
前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、およびＩｎＡｌＰＳｂよりなる群から選択されうる。
【００６１】
前記ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、およびＳｎＰｂＳＴｅよりなる群から選択されうる。
【００６２】
そして、前記ＩＶ族化合物は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、およびＳｉＧｅよりなる群から選択されうる。
【００６３】
以下、前述したＵＶフィルタ、及びそれによるコントラストの向上について説明する。
【００６４】
ＵＶフィルタの材料として、化学的遮断剤または物理的遮断剤を利用できると前述してある。化学的遮断剤としては、ＰＡＢＡ誘導体、シンナメート誘導体、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン及びその誘導体、アンスラニレート（ａｎｔｈｒａｎｉｌａｔｅ）及びその誘導体などがある。物理的遮断剤としては、亜鉛酸化物、チタン酸化物、鉄酸化物、マグネシウム酸化物などである。かかるＵＶフィルタ１９は、前記の発光層１７を刺激し、そこから不要な発光を誘発するＵＶが発光層１７に入射されないように防止する。図６で説明したように、蛍光体は、外部からのＵＶにより刺激され、特に、赤色蛍光体に比べて青色及び緑色蛍光体が強い強度で発光し、従って、コントラスト比の低下のよってカラーバランスが悪化する。
【００６５】
かかる発光を考慮するとき、ＰＬ  ＬＣＤが周辺光のとても強い環境に置かれているとき、画面表示とは関係ない発光がディスプレイ全面で起き、これを防止するために、外光にＬＣＤの発光体に入射させないように、ＵＶフィルタをＬＣＤの１つの主要要素として適用する。ＵＶフィルタは、前述のように、化学的または物理的手段を利用し、これを介して外光によるコントラスト比の低下を抑制する。
【００６６】
前記の実施例の説明によれば、本発明によるＬＣＤは、ＴＦＴによる能動駆動型でもって説明したが、それは、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の他の実施例によれば、スイッチング素子のない単純マトリックス型への変形も可能である。
【００６７】
かかる本願発明の理解を助けるために、いくつかの模範的な実施例が説明されて添付された図面に示されるが、かかる実施例は、単に広い発明を例示するものであり、それを制限するものではないという点を理解せねばならず、そして、本発明は、図示されて説明された構造と配列とに限定されるものではないという点も理解せねばならず、それは、多様な他の修正が当分野で当業者によってなされうるためである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の自発光液晶表示装置は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施例によるＬＣＤの概略的構造を示す断面図である。
【図２】本発明によるＬＣＤのバックライト部の一実施例を説明する図面である。
【図３】本発明によるＬＣＤのバックライト部の他の実施例を説明する図面である。
【図４】本発明によるＬＣＤのスイッチング素子と画素電極の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施例によるＬＣＤの概略的構造を示す断面図である。
【図６】ＵＶ励起蛍光体の外部光による発光強度を示すグラフである。
【図７】本発明で効率改良要素として利用するＱＤのＰＬ強度を示すグラフである。
【図８】本発明で効率改良要素として利用するＱＤのＰＬ強度を示すグラフである。
【図９】本発明で効率改良要素として利用するＱＤのＰＬ強度を示すグラフである。
【図１０】本発明で効率改良要素として利用するＱＤのＰＬ強度を示すグラフである。
【図１１】本発明によるＰＬ  ＬＣＤの赤色発光層の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明によるＰＬ  ＬＣＤの赤色発光層の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０    ディスプレイパネル
１１    背面板
１２    画素電極
１３    下部配向膜
１４    液晶層
１５    上部配向膜
１６    共通電極
１７    発光層
１８    前面板
１９    ＵＶフィルタ
２０    ＵＶバックライト
２１    ランプ
２２    導光／拡散部材
２３    保護基板
２４，２５    偏光板
ＬＣ    液晶
ＳＷ    スイッチング素子
ＳＷｃ    シリコンチャネル
ＳＷｄ    ドレイン
ＳＷｇ    ゲート
ＳＷｉ    ゲート絶縁層
ＳＷｐ    パッシベーション層
Ｂ    青色発光層
Ｇ    緑色発光層
Ｒ    赤色発光層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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