JP2012022028A - Liquid crystal display - Google Patents

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Eiichi Kanaumi
榮一 金海
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display of high efficiency and high definition which utilizes a phosphor comprising quantum dots.SOLUTION: A phosphor comprising quantum dots is sealed in a phosphor layer 312. An LED light source 320 radiates light. The light radiated by the LED light source 320 is made incident on the phosphor layer 312. At this time, a spectrum of the incident light is changed by the phosphor. A part of the light of which the spectrum has been changed is emitted from a display surface of a liquid crystal panel 210. As a result, a high-definition image is displayed on the liquid crystal panel 210.

Description

本発明は、量子ドットからなる蛍光体を利用した、高効率かつ高精細の液晶ディスプレイに関する。   The present invention relates to a high-efficiency and high-definition liquid crystal display using a phosphor composed of quantum dots.

液晶ディスプレイは、表示のために液晶組成物が使用された表示装置である。液晶ディスプレイは、多様な機器における表示装置、特に、情報表示装置、及び画像表示装置として利用されている。   A liquid crystal display is a display device in which a liquid crystal composition is used for display. The liquid crystal display is used as a display device in various devices, particularly as an information display device and an image display device.

液晶ディスプレイは、電圧の印加に基づき、領域ごとに光を透過・遮断することで映像を表示する。従って、液晶ディスプレイに映像が表示されるためには、外部の光が必要となる。そのための光源として、液晶ディスプレイの背面に設けられたバックライトが利用される。バックライトには従来より冷陰極管が使用されている。最近では長寿命、発色の良さ等の理由から、冷陰極管に代わって、ＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されることもある。   The liquid crystal display displays an image by transmitting and blocking light for each region based on application of a voltage. Therefore, external light is required to display an image on the liquid crystal display. As a light source for that purpose, a backlight provided on the back surface of the liquid crystal display is used. Conventionally, a cold cathode tube is used for the backlight. Recently, LEDs (light-emitting diodes) are sometimes used instead of cold-cathode tubes for reasons such as long life and good color development.

ところで、近年国外のベンチャー企業を中心として、量子ドットを用いたナノサイズの蛍光体が製品化されている。   By the way, in recent years, nano-sized phosphors using quantum dots have been commercialized mainly by foreign venture companies.

量子ドットとは、電子を微小な空間に閉じ込めるために形成された、数十ｎｍ以下の導電性結晶である。量子ドットに閉じ込められた電子は離散的な波長の定在波としてしか存在できない。そのため、電子が取り得るエネルギーは離散的になる。   A quantum dot is a conductive crystal of several tens of nm or less formed to confine electrons in a minute space. Electrons confined in quantum dots can only exist as standing waves of discrete wavelengths. Therefore, the energy that the electrons can take becomes discrete.

量子ドットが光子を放出・吸収することにより、電子のエネルギー準位は変化する。また、量子ドットの結晶の大きさにより、量子ドットが放出・吸収する光子のエネルギーは変化する（量子サイズ効果）。従って、多様な蛍光色の量子ドットが製造されうる。量子ドットからなる蛍光体は、例えば、バイオテクノロジーにおける蛍光マーカーとして利用されている。   As quantum dots emit and absorb photons, the energy level of electrons changes. In addition, the energy of photons emitted and absorbed by the quantum dot changes depending on the crystal size of the quantum dot (quantum size effect). Accordingly, various fluorescent color quantum dots can be manufactured. A phosphor composed of quantum dots is used as a fluorescent marker in biotechnology, for example.

このような、量子ドットの合成方法として、例えば、加熱帯域に配置されたリアクター内部で粒子形成用前駆体含有溶液を連続的に供給しながら、反応開始温度まで急熱し、反応を行わせたのち、急冷する方法が知られている。（例えば特許文献１，特許文献２参照）   As a method for synthesizing such a quantum dot, for example, while continuously supplying a particle-forming precursor-containing solution inside a reactor arranged in a heating zone, the reaction is performed by rapidly heating to a reaction start temperature. A method of quenching is known. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2)

特開２００３−２２５９００号公報JP 2003-225900 A 再表２００５／０２３７０４号公報Table 2005/023704

バックライト用のものをはじめ、照明用ＬＥＤの殆どは青色ＬＥＤに蛍光体を被せて蛍光させ、その蛍光を発光色としている。   Most of the LEDs for illumination, including those for backlights, are made fluorescent by covering a blue LED with a phosphor, and the fluorescence is emitted.

従来より、酸化物を主成分とした数〜数十μｍのドープ型発光粒子が蛍光体として利用されている。、この蛍光体の粒子径は光の波長よりも長いので、粒子表面での光の散乱が起こりやすく、エネルギーの損失が発生するという問題がある。また、光波長変換に寄与する部分が蛍光体表面のみであり、蛍光体の体積に対して光変換が非効率的であるという問題もある。また、ドープ型発光粒子はドーパント（発色イオン，原子）の種類によって、発光波長、発光強度、及び温度依存性がほぼ固定されてしまうという問題がある。また、実用的な発光強度を得られる材料の種類が限定されているという問題がある。   Conventionally, several to several tens of μm-doped luminescent particles mainly composed of an oxide have been used as phosphors. Since the particle diameter of the phosphor is longer than the wavelength of light, there is a problem that light is easily scattered on the particle surface and energy loss occurs. There is also a problem that the part contributing to the light wavelength conversion is only the phosphor surface, and the light conversion is inefficient with respect to the volume of the phosphor. In addition, the doped luminescent particles have a problem that the emission wavelength, emission intensity, and temperature dependence are substantially fixed depending on the type of dopant (coloring ions, atoms). In addition, there is a problem that the types of materials that can obtain practical emission intensity are limited.

また、励起波長と蛍光波長とが１対１に対応しているため、１励起波長において使用可能な蛍光体が限定され、色調の自由度が低いという問題がある。例えば、青色ＬＥＤと黄色に蛍光する蛍光体との組み合わせによる擬似白色ＬＥＤが公知であり、擬似白色ＬＥＤが照射する光は、肉眼では白色と認識される。しかし、実際には青と黄色との二つの波長の光しか含まれないため、擬似白色ＬＥＤの光は演色性が低い。   In addition, since the excitation wavelength and the fluorescence wavelength are in a one-to-one correspondence, there is a problem that the phosphors that can be used at one excitation wavelength are limited and the degree of freedom in color tone is low. For example, a pseudo white LED based on a combination of a blue LED and a phosphor that fluoresces yellow is known, and light emitted from the pseudo white LED is recognized as white by the naked eye. However, since the light of only two wavelengths of blue and yellow is actually included, the light of the pseudo white LED has low color rendering properties.

前述されたように、従来の蛍光体は光学材料として多くの問題がある。その結果、従来の蛍光体が液晶ディスプレイに対して次のような問題を惹起している。   As described above, the conventional phosphor has many problems as an optical material. As a result, conventional phosphors cause the following problems with respect to liquid crystal displays.

蛍光体における励起光と蛍光との変換効率、及び蛍光の取り出しの効率が悪いため、エネルギーの損失が大きくなる。また、液晶ディスプレイのカラーフィルタの分光特性と、蛍光の波長とが一致せず、更なるエネルギーの損失が発生する。従って、液晶ディスプレイの消費電力は大きくなる。   Since the conversion efficiency between excitation light and fluorescence in the phosphor and the efficiency of taking out the fluorescence are poor, the loss of energy increases. Further, the spectral characteristics of the color filter of the liquid crystal display do not match the wavelength of the fluorescence, and further energy loss occurs. Therefore, the power consumption of the liquid crystal display increases.

また、蛍光の色調の自由度が低いため、液晶ディスプレイに表示される映像の演出にも制限がある。一方、色調を増加させるために複数色のＬＥＤが搭載されると、液晶ディスプレイの構造は複雑になり、液晶ディスプレイの大型化を招く。   In addition, since the degree of freedom of the fluorescent color tone is low, there is a limit to the presentation of images displayed on the liquid crystal display. On the other hand, when a plurality of color LEDs are mounted to increase the color tone, the structure of the liquid crystal display becomes complicated, leading to an increase in the size of the liquid crystal display.

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、量子ドットからなる蛍光体を利用した、高効率かつ高精細の液晶ディスプレイを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a high-efficiency and high-definition liquid crystal display using a phosphor made of quantum dots.

(1) 本発明に係る液晶ディスプレイは、カラーフィルタを備えた液晶パネルと、ＬＥＤを光源とし、上記液晶パネルの裏面側から上記液晶パネルに光を照射するバックライトと、上記バックライトが照射する光の進路上に設けられ、量子ドットからなる蛍光体を内部に含んだ蛍光体層と、を備える。   (1) A liquid crystal display according to the present invention includes a liquid crystal panel provided with a color filter, a backlight using an LED as a light source, and irradiating the liquid crystal panel with light from the back side of the liquid crystal panel, and the backlight irradiates. A phosphor layer provided on the light path and including a phosphor made of quantum dots.

ここで、本発明における液晶ディスプレイには、映像信号を入力する端子を備えた独立した表示装置の他、電子機器等に組み込まれて当該電子機器の表示画面として機能するものが含まれる。   Here, the liquid crystal display according to the present invention includes an independent display device provided with a terminal for inputting a video signal, and a liquid crystal display that is incorporated in an electronic device or the like and functions as a display screen of the electronic device.

また、本発明におけるカラーフィルタとは、上記液晶パネルにカラー映像を表示させるために上記液晶パネルの一部として積層されるものである。上記カラーフィルタは、異なる波長の光を透過させる複数種類の領域が平面上に配列されたものである。   In addition, the color filter in the present invention is laminated as a part of the liquid crystal panel in order to display a color image on the liquid crystal panel. In the color filter, a plurality of types of regions that transmit light of different wavelengths are arranged on a plane.

また、本発明における量子ドットからなる蛍光体とは、最大粒子径が５０ｎｍ以下の微粒子であり、特定の波長の光子を吸収して、異なる波長の光子を放出するものである。   In addition, the phosphor composed of quantum dots in the present invention is a fine particle having a maximum particle diameter of 50 nm or less, and absorbs photons of a specific wavelength and emits photons of different wavelengths.

また、本発明における蛍光体層とは、上記蛍光体が光の少なくとも一部を透過する封止剤により封止された層である。上記蛍光体層の膜厚は、１０μｍ以下である。   The phosphor layer in the present invention is a layer in which the phosphor is sealed with a sealant that transmits at least part of light. The film thickness of the phosphor layer is 10 μm or less.

上記バックライトから照射された光は、上記蛍光体層に入射する。上記蛍光体層に入射した光は、上記蛍光体内部の電子を励起させる。電子が基底状態に戻る際、上記蛍光体は、その蛍光体固有の波長の光を放出する。この現象は蛍光と呼ばれる。従って、上記蛍光体層を透過した光の波長は変更される。上記蛍光体層を透過した光の一部は、上記液晶ディスプレイの表示面から放射される。それにより、上記液晶ディスプレイには映像が表示される。   Light emitted from the backlight is incident on the phosphor layer. The light incident on the phosphor layer excites electrons inside the phosphor. When the electrons return to the ground state, the phosphor emits light having a wavelength unique to the phosphor. This phenomenon is called fluorescence. Accordingly, the wavelength of the light transmitted through the phosphor layer is changed. Part of the light transmitted through the phosphor layer is emitted from the display surface of the liquid crystal display. Thereby, an image is displayed on the liquid crystal display.

量子ドットが使用されることで、１励起波長に於いて多様な蛍光色の蛍光体が製造されうる。上記蛍光体層が含む蛍光体のバランスにより、上記蛍光体層から透過する光のスペクトルは変化する。従って、上記液晶ディスプレイの色調は容易に調整される。   By using quantum dots, phosphors of various fluorescent colors can be manufactured at one excitation wavelength. The spectrum of light transmitted from the phosphor layer changes depending on the balance of the phosphors included in the phosphor layer. Therefore, the color tone of the liquid crystal display can be easily adjusted.

上記蛍光体層から透過する光のスペクトルは調整されるため、光の波長を上記カラーフィルタの分光特性と一致させることが可能である。それにより、上記液晶ディスプレイは高精細となる。同時に、カラーフィルタにおけるエネルギー損失は少なくなり、上記液晶ディスプレイのエネルギー効率は高くなる。   Since the spectrum of the light transmitted from the phosphor layer is adjusted, the wavelength of the light can be matched with the spectral characteristics of the color filter. Thereby, the liquid crystal display has high definition. At the same time, energy loss in the color filter is reduced, and the energy efficiency of the liquid crystal display is increased.

量子ドットからなる蛍光体の最大粒子径が５０ｎｍ以下であるため、粒子表面での光の散乱が少なくなる。また、上記蛍光体層は、単位体積当たりに多くの蛍光体を含むことができる。上記蛍光体の濃度が最適な値に調整されることで、上記蛍光体層における変換効率は高くなり、上記液晶ディスプレイのエネルギー効率はさらに高くなる。また、上記蛍光体層は１０μｍ以下の薄膜として実現されるため、上記液晶ディスプレイの構造の自由度が高まる。   Since the maximum particle diameter of the phosphor composed of quantum dots is 50 nm or less, light scattering on the particle surface is reduced. In addition, the phosphor layer can contain a large number of phosphors per unit volume. By adjusting the concentration of the phosphor to an optimum value, the conversion efficiency in the phosphor layer is increased, and the energy efficiency of the liquid crystal display is further increased. Further, since the phosphor layer is realized as a thin film having a thickness of 10 μm or less, the degree of freedom in the structure of the liquid crystal display is increased.

(2) 本発明に係る液晶ディスプレイは、蛍光の波長が相互に異なる複数の上記蛍光体層が、上記バックライトに積層されたものであってもよい。   (2) The liquid crystal display according to the present invention may be one in which a plurality of phosphor layers having different fluorescence wavelengths are laminated on the backlight.

上記蛍光体層が上記バックライトに積層されることで、上記バックライトは一色のＬＥＤを光源として、複数の波長の光を出力することができる。従って、薄型で演色性の高い上記バックライトが実現される。   By laminating the phosphor layer on the backlight, the backlight can output light of a plurality of wavelengths using a single color LED as a light source. Therefore, the above-described backlight with a high color rendering property is realized.

(3) 本発明に係る液晶ディスプレイは、蛍光の波長が相互に異なる複数の上記蛍光体層が、上記液晶パネルに積層されたものであってもよい。   (3) The liquid crystal display according to the present invention may be one in which a plurality of phosphor layers having different fluorescence wavelengths are laminated on the liquid crystal panel.

上記蛍光体層が液晶パネルに積層されることで、上記液晶パネルは、一色のＬＥＤを光源とするバックライトにより、高精細な映像の表示を行うことができる。   By laminating the phosphor layer on the liquid crystal panel, the liquid crystal panel can display a high-definition image by a backlight using a single color LED as a light source.

(4) 本発明に係る液晶ディスプレイに於いて、上記蛍光体層は、蛍光色が相互に異なる複数の上記蛍光体を内部に含んだものであってもよい。   (4) In the liquid crystal display according to the present invention, the phosphor layer may include a plurality of phosphors having different fluorescent colors inside.

例えば、上記蛍光体層は、蛍光色が相互に異なる２種類の上記蛍光体を内部に含んだものである。上記蛍光体には、蛍光色がそれぞれ赤色，緑色の上記蛍光体が選択される。青色ＬＥＤがバックライトとして照射されると、上記蛍光体層を透過した光は、赤色，緑色にそれぞれピークを持つスペクトルとなる。青色は、青色ＬＥＤからの光の一部が上記蛍光体層をそのまま透過することで作り出される。これにより、３色の光が効率的に作り出される。   For example, the phosphor layer contains two kinds of phosphors having different fluorescent colors inside. As the phosphor, the phosphors having red and green fluorescent colors are selected. When the blue LED is irradiated as a backlight, the light transmitted through the phosphor layer has a spectrum having peaks in red and green. Blue is created by part of the light from the blue LED passing through the phosphor layer as it is. Thereby, three colors of light are efficiently produced.

(5) 本発明に係る液晶ディスプレイは、量子ドットからなる蛍光体を内部に含んだ複数の蛍光体層によって被膜された蛍光フィルタを備えた液晶パネルと、ＬＥＤを光源とし、上記液晶パネルの裏面側から上記液晶パネルに光を照射するバックライトと、を備えたものであってもよい。   (5) A liquid crystal display according to the present invention includes a liquid crystal panel provided with a fluorescent filter coated with a plurality of phosphor layers containing a phosphor composed of quantum dots, and an LED as a light source, and the back surface of the liquid crystal panel. And a backlight that irradiates the liquid crystal panel with light from the side.

ここで、本発明における蛍光フィルタとは、従来の液晶パネルのカラーフィルタに代わって使用可能なものである。また、蛍光フィルタとは、従来のカラーフィルタにおける着色剤の代わりに、上記蛍光体が使用されたものである。   Here, the fluorescent filter in the present invention can be used in place of the color filter of the conventional liquid crystal panel. The fluorescent filter is one in which the above phosphor is used instead of the colorant in the conventional color filter.

従来のカラーフィルタでは、光の約７０％が失われて主に熱となっていた。即ち、入射した光のうちの約３０％のみが液晶ディスプレイの輝度に寄与していた。また、従来の液晶ディスプレイでは、蛍光による光をさらにカラーフィルタに通していたため、多重のエネルギー損失が発生していた。液晶ディスプレイに蛍光フィルタが使用されることで、カラーフィルタは不要となる。それにより、上記液晶ディスプレイのエネルギー効率はさらに高くなる。   In the conventional color filter, about 70% of the light is lost and mainly heat. That is, only about 30% of the incident light contributed to the brightness of the liquid crystal display. Moreover, in the conventional liquid crystal display, since the light by fluorescence was further passed through the color filter, multiple energy losses occurred. The use of a fluorescent filter in the liquid crystal display eliminates the need for a color filter. Thereby, the energy efficiency of the liquid crystal display is further increased.

(6) 本発明に係る液晶ディスプレイにおいて、上記蛍光フィルタは、上記液晶パネルのサブ画素に対応して、第１の領域、第２の領域、及び第３の領域の何れかに区画されており、上記第１の領域及び上記第２の領域では、光の少なくとも一部を透過する透過層が、互いに異なる蛍光色の上記蛍光体を含んだ上記蛍光体層によって被膜され、上記第３の領域では、上記透過層が、上記蛍光体層によって被膜されていないものであってもよい。   (6) In the liquid crystal display according to the present invention, the fluorescent filter is divided into one of a first region, a second region, and a third region corresponding to the sub-pixels of the liquid crystal panel. In the first region and the second region, a transmissive layer that transmits at least part of light is coated with the phosphor layer containing the phosphors of different fluorescent colors, and the third region. Then, the transmission layer may not be coated with the phosphor layer.

ここで、本発明におけるサブ画素とは、上記液晶パネルにおけるＲＧＢや、高精細化や高演色のためのその他の色のいずれかに対応する領域であり、上記液晶パネルの画素を構成するものである。   Here, the sub-pixel in the present invention is a region corresponding to one of RGB and other colors for high definition and high color rendering in the liquid crystal panel, and constitutes a pixel of the liquid crystal panel. is there.

例えば、上記第１の領域は、蛍光色が赤色である上記蛍光体を含んだ上記蛍光体層によって被膜されものである。また、上記第２の領域は、蛍光色が緑色である上記蛍光体を含んだ上記蛍光体層によって被膜されたものである。上記ＬＥＤが青色ＬＥＤであるとすると、上記第１の領域、上記第２の領域、及び上記第３の領域からは、それぞれ、赤色、緑色、青色の光が出力される。従って、一色のＬＥＤのみを光源として、高精細な液晶ディスプレイが実現される。   For example, the first region is coated with the phosphor layer containing the phosphor having a fluorescent color of red. The second region is coated with the phosphor layer containing the phosphor having a fluorescent color of green. If the LED is a blue LED, red, green, and blue light are output from the first region, the second region, and the third region, respectively. Therefore, a high-definition liquid crystal display is realized using only one color LED as a light source.

(7) 本発明に係る液晶ディスプレイに於いて、上記ＬＥＤは、青色ＬＥＤ，紫色ＬＥＤ，又は当該青色ＬＥＤ及び紫色ＬＥＤよりも照射する光の波長が短いＬＥＤであってもよい。   (7) In the liquid crystal display according to the present invention, the LED may be a blue LED, a purple LED, or an LED having a shorter wavelength of light to be emitted than the blue LED and the purple LED.

以上のような構成が採用されることにより、高効率かつ高精細の液晶ディスプレイが実現される。このような液晶ディスプレイは、一色のＬＥＤのみを光源とすることができるため、構造の自由度が高く、薄型である。また、蛍光体のバランスにより、色調が自由に調整される。   By adopting the above configuration, a highly efficient and high-definition liquid crystal display is realized. Since such a liquid crystal display can use only one color LED as a light source, it has a high degree of freedom in structure and is thin. Further, the color tone is freely adjusted by the balance of the phosphors.

図１は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ１００の外観を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a liquid crystal display 100 according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ１００の構成を示した機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the liquid crystal display 100 according to the embodiment of the present invention. 図３は、バックライト２２０の外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the backlight 220. 図４は、導光板３１０の積層構造を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a laminated structure of the light guide plate 310. 図５は、液晶パネル２１０の積層構造を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a laminated structure of the liquid crystal panel 210. 図６は、本実施形態の変形例１に係る液晶パネル５１０の積層構造を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a laminated structure of the liquid crystal panel 510 according to the first modification of the present embodiment. 図７は、本実施形態の変形例２に係る液晶パネル６１０の積層構造を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a laminated structure of a liquid crystal panel 610 according to the second modification of the present embodiment. 図８は、本実施形態の変形例２に係る蛍光フィルタ６２０を正面から見た拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of the fluorescent filter 620 according to the second modification of the present embodiment as viewed from the front. 図９は、本実施形態の変形例２に係る蛍光フィルタ６２０の積層構造を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a laminated structure of the fluorescent filter 620 according to the second modification of the present embodiment.

以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態が適宜変更できることは言うまでもない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Note that the embodiment described below is merely an example of the present invention, and it is needless to say that the embodiment of the present invention can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

［液晶ディスプレイ１００］ [Liquid crystal display 100]

図１は、本実施形態に係る液晶ディスプレイ１００の外観を示した斜視図である。本体１１０はスタンド１２０により支持されている。本体１１０の中央には、表示画面１３０が設けられている。本体１１０の右下には、操作ボタン１４０Ａ，操作ボタン１４０Ｂ，操作ボタン１４０Ｃ，及び電源ボタン１５０が設けられている。本体１１０の裏側には、電源端子１６０及び映像端子１７０が設けられている。   FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a liquid crystal display 100 according to the present embodiment. The main body 110 is supported by a stand 120. A display screen 130 is provided in the center of the main body 110. At the lower right of the main body 110, an operation button 140A, an operation button 140B, an operation button 140C, and a power button 150 are provided. On the back side of the main body 110, a power terminal 160 and a video terminal 170 are provided.

図２は、本実施形態に係る液晶ディスプレイ１００の構成を示した機能ブロック図である。液晶パネル２１０及びバックライト２２０は、制御部２３０と電気的に接続されている。また、制御部２３０は、本体１１０の外側に設けられた操作ボタン１４０Ａ，操作ボタン１４０Ｂ，操作ボタン１４０Ｃ，電源ボタン１５０，電源端子１６０及び映像端子１７０とも電気的に接続されている。制御部２３０は、映像端子１７０から入力された映像信号に基づき、液晶パネル２１０及びバックライト２２０を制御する。ここで、液晶パネル２１０の表示面が液晶ディスプレイ１００の外側から確認されたものが、前述の表示画面１３０である。各構成要素について、詳細な説明が後述される。   FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the liquid crystal display 100 according to the present embodiment. The liquid crystal panel 210 and the backlight 220 are electrically connected to the control unit 230. The control unit 230 is also electrically connected to the operation button 140A, the operation button 140B, the operation button 140C, the power button 150, the power terminal 160, and the video terminal 170 provided on the outside of the main body 110. The control unit 230 controls the liquid crystal panel 210 and the backlight 220 based on the video signal input from the video terminal 170. Here, the above-described display screen 130 is obtained by confirming the display surface of the liquid crystal panel 210 from the outside of the liquid crystal display 100. A detailed description of each component will be given later.

［制御部２３０］ [Control unit 230]

制御部２３０は、制御回路，ＲＯＭ，及びバスから構成される。制御部２３０は、バスを通じて液晶パネル２１０及びバックライト２２０と電気的に接続されている。制御部２３０は、映像端子１７０から入力された映像信号に基づき、液晶パネル２１０を制御し、液晶パネル２１０に映像を表示させる。その時、液晶パネル２１０及びバックライト２２０には、電源端子１６０から入力された電力の一部が制御部２３０より供給される。   The control unit 230 includes a control circuit, a ROM, and a bus. The controller 230 is electrically connected to the liquid crystal panel 210 and the backlight 220 through a bus. The control unit 230 controls the liquid crystal panel 210 based on the video signal input from the video terminal 170 to display the video on the liquid crystal panel 210. At that time, a part of the electric power input from the power supply terminal 160 is supplied from the control unit 230 to the liquid crystal panel 210 and the backlight 220.

制御部２３０に入力される映像信号の形式や入力端子の形状は、当業者により最適なものが選択される。例えば、信号の形式には、アナログＲＧＢ信号やデジタルＲＧＢ信号等が採用されても良い。また、制御部２３０は、ＨＤＣＰにより暗号化された信号に対応するものであってもよい。制御部２３０に入力された映像信号は、制御回路及びＲＯＭに記憶された各種プログラムに基づき整形・処理されて、液晶パネル２１０に出力される。   A person skilled in the art selects an optimal video signal format and input terminal shape to be input to the control unit 230. For example, an analog RGB signal, a digital RGB signal, or the like may be employed as the signal format. The control unit 230 may correspond to a signal encrypted by HDCP. The video signal input to the control unit 230 is shaped and processed based on various programs stored in the control circuit and the ROM, and is output to the liquid crystal panel 210.

また、ＲＯＭには、操作者が表示に必要な設定を行うためのプログラムが記憶されている。操作ボタン１４０Ａが押下されると、設定メニューが表示画面１３０に表示される。設定メニューに表示される項目としては、例えば、映像の表示位置，映像の縦幅・横幅，画面の明るさ，及びコントラスト等が挙げられる。   The ROM stores a program for the operator to perform settings necessary for display. When the operation button 140A is pressed, a setting menu is displayed on the display screen 130. Items displayed on the setting menu include, for example, video display position, video vertical / horizontal width, screen brightness, and contrast.

設定メニューが表示された際、設定メニューの一番上の項目の左横にカーソルが表示されている。操作者は、操作ボタン１４０Ｂ，操作ボタン１４０Ｃを押下することでカーソルを別の項目に移動させ、操作ボタン１４０Ａの押下によりその項目を選択する。例えば画面の明るさを設定する項目が選択された場合、操作者は、操作ボタン１４０Ｂ，操作ボタン１４０Ｃを押下することで、バックライト２２０が照射する光の強度を一時的に変化させることができる。それにより表示画面１３０の明るさが変化する。操作者は、操作ボタン１４０Ａの押下により、その明るさを決定することができる。決定された明るさに基づき、制御部２３０は、ＲＯＭに設定値を記憶する。制御部２３０は、ＲＯＭに記憶された設定値に基づきバックライト２２０が照射する光の強度を制御する。その他の設定項目についても同様の設定値がＲＯＭに記憶されうる。   When the setting menu is displayed, a cursor is displayed on the left side of the top item of the setting menu. The operator moves the cursor to another item by pressing the operation button 140B and the operation button 140C, and selects the item by pressing the operation button 140A. For example, when an item for setting the screen brightness is selected, the operator can temporarily change the intensity of light emitted from the backlight 220 by pressing the operation button 140B or the operation button 140C. . Thereby, the brightness of the display screen 130 changes. The operator can determine the brightness by pressing the operation button 140A. Based on the determined brightness, the control unit 230 stores the setting value in the ROM. The control unit 230 controls the intensity of light emitted from the backlight 220 based on the setting value stored in the ROM. Similar setting values can be stored in the ROM for other setting items.

操作者は、電源ボタン１５０を押下することで、制御部２３０に入力される電力の大部分を遮断し、液晶ディスプレイ１００を休止状態とすることができる。また操作者は、再度電源ボタン１５０を押下することで、液晶ディスプレイ１００を稼働状態とすることができる。   By pressing the power button 150, the operator can cut off most of the power input to the control unit 230 and put the liquid crystal display 100 into a dormant state. The operator can put the liquid crystal display 100 into an operating state by pressing the power button 150 again.

［バックライト２２０］ [Backlight 220]

本体１１０の内部に於いて、バックライト２２０は、液晶パネル２１０の背面に設けられている。バックライト２２０は、制御部２３０の制御に基づき液晶パネル２１０に光を照射するものである。   Inside the main body 110, the backlight 220 is provided on the back surface of the liquid crystal panel 210. The backlight 220 irradiates the liquid crystal panel 210 with light based on the control of the control unit 230.

図３は、バックライト２２０の外観を示す斜視図である。バックライト２２０は、導光板３１０とＬＥＤ光源３２０とにより構成される。ＬＥＤ光源３２０は、導光板３１０の側面に当接されている。ＬＥＤ光源３２０の内部には、図には示されない発光色が青色のＬＥＤ素子が複数個設けられている。このＬＥＤ素子が制御部２３０と電気的に接続されている。このＬＥＤ素子は、紫ＬＥＤ、又はさらに低波長のＬＥＤであってもよい。ＬＥＤ光源３２０は、導光板３１０の側面に向かって光を照射する。照射された光は、導光板３１０に入射する。   FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the backlight 220. The backlight 220 includes a light guide plate 310 and an LED light source 320. The LED light source 320 is in contact with the side surface of the light guide plate 310. Inside the LED light source 320, a plurality of LED elements whose emission color is blue (not shown) are provided. This LED element is electrically connected to the control unit 230. This LED element may be a purple LED or even a lower wavelength LED. The LED light source 320 irradiates light toward the side surface of the light guide plate 310. The irradiated light is incident on the light guide plate 310.

図４は、導光板３１０の積層構造を示す概略図である。半透明のアクリル板３１４の上には、光の一部を透過する拡散板３１１が積層されている。拡散板３１１には、光を拡散するための拡散ドット３１５が複数個形成されている。さらに拡散板３１１の上面には、蛍光体層３１２が積層されている。また、アクリル板３１４の下には光を反射するための反射板３１３が積層されている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a laminated structure of the light guide plate 310. On the translucent acrylic plate 314, a diffusion plate 311 that transmits a part of light is laminated. A plurality of diffusion dots 315 for diffusing light are formed on the diffusion plate 311. Further, a phosphor layer 312 is laminated on the upper surface of the diffusion plate 311. A reflective plate 313 for reflecting light is laminated below the acrylic plate 314.

蛍光体層３１２は、樹脂等からなる数μｍの薄膜である。樹脂には、例えば感光性樹脂が使用される。樹脂の内部には量子ドットからなる２種類の蛍光体（以下、ナノ蛍光体とする。）が混合された状態で封止されている。あるいは、蛍光体層３１２は、１種類のナノ蛍光体のみが封止された蛍光体層が２層積層されたものであってもよい。２種類のナノ蛍光体は、励起波長が同一のものが選択される。励起波長は、ＬＥＤ光源３２０が照射する光の波長に基づいて選択される。励起波長は、例えば３６２ｎｍである。２種類のナノ蛍光体の蛍光色は相互に異なる。各蛍光色は、赤色、緑色である。各蛍光の波長、及びＬＥＤ光源３２０が照射する光の波長は、カラーフィルタ４３０の分光特性に基づき選択される。カラーフィルタ４３０については後述される。蛍光のピーク波長は、例えば赤色が６１０ｎｍ、緑色が５３０ｎｍである。   The phosphor layer 312 is a thin film of several μm made of resin or the like. For example, a photosensitive resin is used as the resin. The inside of the resin is sealed in a state where two types of phosphors made of quantum dots (hereinafter referred to as nanophosphors) are mixed. Alternatively, the phosphor layer 312 may be a laminate of two phosphor layers in which only one type of nanophosphor is sealed. Two types of nanophosphors having the same excitation wavelength are selected. The excitation wavelength is selected based on the wavelength of light emitted from the LED light source 320. The excitation wavelength is, for example, 362 nm. The fluorescent colors of the two types of nanophosphors are different from each other. Each fluorescent color is red and green. The wavelength of each fluorescence and the wavelength of light emitted from the LED light source 320 are selected based on the spectral characteristics of the color filter 430. The color filter 430 will be described later. The peak wavelengths of fluorescence are, for example, 610 nm for red and 530 nm for green.

ナノ蛍光体の粒子構造が説明される。ナノ蛍光体は、発光部としてのコアが保護膜としてのシェルにより被膜されたものである。例えば、コアにはＣｄＳｅ、シェルにはＺｎＳが使用可能である。ＣｄＳｅの粒子の表面欠陥がバンドギャップの大きいＺｎＳにより被膜されることで量子収率が向上する。また、ナノ蛍光体は、コアが第１シェル及び第２シェルにより二重に被膜されたものであってもよい。コアにはＣｄＳｅ、第１シェルにはＺｎＳｅ、第２シェルにはＺｎＳが使用可能である。ＣｄＳｅとＺｎＳとの界面に、両者の中間的な格子定数を持つＺｎＳｅ層がエピタキシャル的に挟み込まれている。ＣｄＳｅとＺｎＳの間の格子のミスマッチによる歪みが、亜鉛とセレンを原料としたＺｎＳにより緩和される。それにより、ナノ蛍光体の物性が向上する。   The particle structure of the nanophosphor is described. The nanophosphor has a core as a light emitting part coated with a shell as a protective film. For example, CdSe can be used for the core and ZnS can be used for the shell. Quantum yield is improved by coating the surface defects of the CdSe particles with ZnS having a large band gap. Further, the nanophosphor may be one in which the core is doubly coated with the first shell and the second shell. CdSe can be used for the core, ZnSe for the first shell, and ZnS for the second shell. A ZnSe layer having an intermediate lattice constant between them is epitaxially sandwiched at the interface between CdSe and ZnS. Distortion due to lattice mismatch between CdSe and ZnS is relaxed by ZnS using zinc and selenium as raw materials. Thereby, the physical properties of the nanophosphor are improved.

上述された被膜型のナノ蛍光体は、例えば特許文献２の実施例記載の方法により製造される。例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ構造のナノ蛍光体は以下の方法で得ることができる。まず、５ｍｌのオクタデセンに、１６５μｌのオクチルアミン及び２６．６ｍｇの酢酸カドミウムを添加した溶液と、２５ｍｌのトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）に４９４μｌのセレンを溶解させた溶液とを１：１で混合する。混合溶液をシリンジポンプに充填して２７５℃に加熱したマイクロ流路を通過させる。これにより、核微粒子としてのＣｄＳｅ微粒子溶液（平均粒径が３ｎｍ）が得られる。   The film-type nanophosphor described above is manufactured by, for example, the method described in the example of Patent Document 2. For example, a nanophosphor having a CdSe / ZnS structure can be obtained by the following method. First, a solution prepared by adding 165 μl of octylamine and 26.6 mg of cadmium acetate to 5 ml of octadecene and a solution prepared by dissolving 494 μl of selenium in 25 ml of trioctylphosphine (TOP) are mixed 1: 1. The mixed solution is filled in a syringe pump and passed through a microchannel heated to 275 ° C. As a result, a CdSe fine particle solution (average particle diameter is 3 nm) is obtained as a core fine particle.

続けて、［（ＣＨ３）２ＮＣＳＳ］２ＺｎをＴＯＰに溶解させた溶液をシリンジポンプに充填し、得られたＣｄＳｅ微粒子溶液に対して１：１（５０ｖｏｌ％：５０ｖｏｌ％）となるように混合器で混合し、その混合溶液を、予め１８０℃に加熱された内径０．２ｍｍのマイクロ流路を通過させる。流路内でＣｄＳｅがＺｎＳに被膜され、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ構造のナノ蛍光体が得られる。このようなマイクロリアクターを用いた製造方法により、高性能のナノ蛍光体が連続的に得られる。得られたナノ蛍光体が、精製され、濃度調整され、揮発性の溶媒に分散されることでナノ蛍光体溶液となる。   Subsequently, a solution in which [(CH3) 2NCSS] 2Zn was dissolved in TOP was filled into a syringe pump, and the mixture was adjusted to 1: 1 (50 vol%: 50 vol%) with respect to the obtained CdSe fine particle solution. The mixed solution is passed through a microchannel having an inner diameter of 0.2 mm that has been heated to 180 ° C. in advance. CdSe is coated with ZnS in the flow path, and a CdSe / ZnS structured nanophosphor is obtained. A high-performance nanophosphor can be continuously obtained by such a manufacturing method using a microreactor. The obtained nanophosphor is purified, adjusted in concentration, and dispersed in a volatile solvent to form a nanophosphor solution.

蛍光体層３１２は、例えば、以下の手順でアクリル板３１４に積層される。ナノ蛍光体溶液は、感光性樹脂と混合される。溶液中には、例えばこの場合、１０ｗｔ％のナノ蛍光体が含まれている。これが感光性樹脂と混合され、この混合液から溶液の揮発性の溶媒が揮発される。続けて、混合液は拡散板３１１に塗布される。感光性樹脂が紫外線によりＵＶ硬化されることで、蛍光体層３１２が形成される。また、感光性樹脂は、ＵＶ硬化の後に熱硬化されても良い。その結果、アクリル板３１４上には約１０μｍの蛍光体層３１２が形成される。この蛍光体層３１２には、１０ｗｔ％のナノ蛍光体、つまり１ｃｍ２当たり、約１０１５個のナノ蛍光体が含まれる。ここで使用される樹脂中の蛍光体の量は、ディスプレイの特性に応じて、０．０１ｗｔ％から５０ｗｔ ％程度までの間で自由に調整されてもよい。また、感光性性樹脂以外にも熱硬化性や化学硬化性の樹脂等が同様に使用されうる。 The phosphor layer 312 is laminated on the acrylic plate 314 in the following procedure, for example. The nanophosphor solution is mixed with a photosensitive resin. In this case, for example, 10 wt% nanophosphor is contained in the solution. This is mixed with the photosensitive resin, and the volatile solvent of the solution is volatilized from this mixed solution. Subsequently, the mixed solution is applied to the diffusion plate 311. The phosphor layer 312 is formed by UV curing the photosensitive resin with ultraviolet rays. The photosensitive resin may be thermally cured after UV curing. As a result, a phosphor layer 312 of about 10 μm is formed on the acrylic plate 314. This phosphor layer 312, nano-phosphors 10 wt%, that is 1 cm 2 per includes about 10 15 nanophosphor. The amount of phosphor in the resin used here varies from 0.01 wt% to 50 wt%, depending on the display characteristics. It may be freely adjusted up to about%. In addition to the photosensitive resin, a thermosetting or chemical curable resin can be used as well.

［液晶パネル２１０］ [LCD panel 210]

図５は液晶パネル２１０の積層構造を示す概略図である。液晶パネル２１０は、ＴＮ型と呼ばれるものである。液晶４５０は、配光膜４４０，４６０により液晶分子が捻れた状態で挟み込まれている。図には示されないが、配光膜４４０，４６０には液晶４５０に電圧を印加可能な透明電極が接続され、透明電極は、その電圧を各サブ画素ごとに制御可能であるように制御部２３０と接続されている。配光膜４４０の外側には、カラーフィルタ４３０が設けられている。カラーフィルタ４３０は、各サブ画素に対応した微細な領域に区画されている。各領域には、赤色，緑色，青色のうちの何れかの光のみを透過可能であるように、着色剤が塗布されている。カラーフィルタ４３０上にはこの３種類の領域が規則的に配列されている。各領域は、光を透過しないブラックマトリックスにより仕切られている。相互に異なる色に着色された隣接する３つの領域が、液晶パネル２１０上で１画素を構成するものである。カラーフィルタ４３０，配光膜４６０の外側には、偏光フィルム（横）４２０，偏光フィルム（縦）４７０が積層されている。これらは偏光子と呼ばれ、透過する光の一方向の偏光を吸収し、一方向にそろった直線偏光を透過させるものである。偏光フィルム（横）４２０と偏光フィルム（縦）４７０とは、その偏光方向が垂直に交わるように配置されている。さらに全ての層の外側には、これらの層を保護し、光を透過可能なガラス層４１０，４８０が設けられている。ここで、配光膜４４０及び表示面側の透明電極は、カラーフィルタ４３０上に一体形成されたものであっても良い。また、配光膜４６０及び裏面側の透明電極は、基板上に一体形成されたものであっても良い。   FIG. 5 is a schematic view showing a laminated structure of the liquid crystal panel 210. The liquid crystal panel 210 is a so-called TN type. The liquid crystal 450 is sandwiched between the light distribution films 440 and 460 in a state where liquid crystal molecules are twisted. Although not shown in the drawing, a transparent electrode capable of applying a voltage to the liquid crystal 450 is connected to the light distribution films 440 and 460, and the transparent electrode controls the control unit 230 so that the voltage can be controlled for each sub-pixel. Connected with. A color filter 430 is provided outside the light distribution film 440. The color filter 430 is divided into fine regions corresponding to the sub-pixels. Each region is coated with a colorant so that only one of red, green, and blue light can be transmitted. These three types of regions are regularly arranged on the color filter 430. Each region is partitioned by a black matrix that does not transmit light. Three adjacent regions colored in mutually different colors constitute one pixel on the liquid crystal panel 210. A polarizing film (horizontal) 420 and a polarizing film (vertical) 470 are laminated outside the color filter 430 and the light distribution film 460. These are called polarizers, and absorb unidirectionally polarized light passing therethrough and transmit linearly polarized light aligned in one direction. The polarizing film (horizontal) 420 and the polarizing film (longitudinal) 470 are arranged so that their polarization directions intersect perpendicularly. Further, glass layers 410 and 480 that protect these layers and transmit light are provided outside all the layers. Here, the light distribution film 440 and the transparent electrode on the display surface side may be integrally formed on the color filter 430. Further, the light distribution film 460 and the transparent electrode on the back surface side may be integrally formed on the substrate.

続けて、液晶パネル２１０に映像が表示される際の、液晶ディスプレイ１００の動作が解説される。映像信号は、映像端子１７０より制御部２３０に入力される。制御部は映像信号に適切な処理を行い、液晶パネル２１０の各透明電極の電圧を制御する。透明電極に電圧が印可されると、液晶分子が直立して捻れが取れた状態となる。印可される電圧は階調化されており、映像信号に基づき変化する。電圧が変化するタイミングは、制御部２３０が生成するクロック信号に基づき決定される。   Subsequently, the operation of the liquid crystal display 100 when an image is displayed on the liquid crystal panel 210 will be described. The video signal is input from the video terminal 170 to the control unit 230. The controller performs appropriate processing on the video signal and controls the voltage of each transparent electrode of the liquid crystal panel 210. When a voltage is applied to the transparent electrode, the liquid crystal molecules stand upright and become twisted. The applied voltage is gradated and changes based on the video signal. The timing at which the voltage changes is determined based on the clock signal generated by the control unit 230.

ＬＥＤ光源３２０から照射された光は、導光板３１０の側面から導光板３１０に入射する。導光板３１０に入射した光は、拡散板３１１と反射板３１３との間で反射を繰り返しながら、図３中の左側に伝搬される。その際、一部の光は拡散板３１１を透過する。拡散板３１１には、拡散ドット３１５が形成されているため、拡散板３１１を透過する光は拡散されて、蛍光体層３１２に入射する。 蛍光体層３１２に入射した光は、ナノ蛍光体内部の電子を励起させ、電子が基底状態に戻ることでナノ蛍光体は発光する。２種類のナノ蛍光体の分量はそれぞれ調整されており、青色ＬＥＤからの光の一部は上記蛍光体層をそのまま透過するため、蛍光体層３１２を透過する光は、赤色，緑色，青色の各ピークがほぼ均等なスペクトルとなる。   The light emitted from the LED light source 320 enters the light guide plate 310 from the side surface of the light guide plate 310. The light incident on the light guide plate 310 is propagated to the left side in FIG. 3 while being repeatedly reflected between the diffusion plate 311 and the reflection plate 313. At that time, part of the light passes through the diffusion plate 311. Since diffusion dots 315 are formed on the diffusion plate 311, the light transmitted through the diffusion plate 311 is diffused and enters the phosphor layer 312. The light incident on the phosphor layer 312 excites electrons inside the nanophosphor, and the nanophosphor emits light when the electron returns to the ground state. The amounts of the two types of nanophosphors are adjusted, and part of the light from the blue LED is transmitted through the phosphor layer as it is, so that the light transmitted through the phosphor layer 312 is red, green, and blue. Each peak has a substantially uniform spectrum.

バックライト２２０より照射された光の一部は、液晶パネル２１０に入射する。入射した光は偏光フィルム（縦）４７０により、直線偏光となる。液晶４５０に電圧が印加されていないサブ画素において、光は液晶分子の捻れに沿って９０度捻れるので、その偏光方向は９０度変化する。続けて、光はカラーフィルタ４３０に入射する。カラーフィルタ４３０は、そのサブ画素に応じた波長の光のみを透過させる。偏光フィルム（縦）４７０と偏光フィルム（横）４２０とは、その偏光方向が垂直に交わるように配置されているため、偏光方向が変化された光は偏光フィルム（横）４２０を透過することができる。   Part of the light emitted from the backlight 220 enters the liquid crystal panel 210. The incident light becomes linearly polarized light by the polarizing film (longitudinal) 470. In the sub-pixel where no voltage is applied to the liquid crystal 450, the light is twisted 90 degrees along the twist of the liquid crystal molecules, so that the polarization direction changes by 90 degrees. Subsequently, the light enters the color filter 430. The color filter 430 transmits only light having a wavelength corresponding to the sub-pixel. Since the polarizing film (vertical) 470 and the polarizing film (horizontal) 420 are arranged so that their polarization directions intersect perpendicularly, the light whose polarization direction has been changed can pass through the polarizing film (horizontal) 420. it can.

一方、液晶４５０に最大値の電圧が印加されたサブ画素においては、液晶分子が直立して捻れが取れた状態となっている。その場合、偏光フィルム（縦）４７０により直線偏光となった光は、そのまま直進するため、偏光フィルム（横）４２０により遮断される。透明電極に印可される電圧値に応じて液晶分子の捻れの状態は異なる。それに伴って、光の透過率が変化する。サブ画素ごとに光の透過率が異なり、光の透過率が経時的に変化する事で、液晶パネル２１０には映像が表示される。   On the other hand, in the sub-pixel where the maximum voltage is applied to the liquid crystal 450, the liquid crystal molecules are upright and twisted. In that case, the light that has been linearly polarized by the polarizing film (vertical) 470 travels straight as it is and is blocked by the polarizing film (horizontal) 420. The twisted state of the liquid crystal molecules varies depending on the voltage value applied to the transparent electrode. Along with this, the light transmittance changes. The light transmittance is different for each sub-pixel, and an image is displayed on the liquid crystal panel 210 as the light transmittance changes with time.

［本実施形態の効果］ [Effect of this embodiment]

蛍光体層３１２が含むナノ蛍光体のバランスにより、蛍光体層３１２から透過する光のスペクトルは変化する。従って、液晶ディスプレイ１００の色調は容易に調整されうる。   The spectrum of light transmitted from the phosphor layer 312 varies depending on the balance of the nanophosphors included in the phosphor layer 312. Therefore, the color tone of the liquid crystal display 100 can be easily adjusted.

蛍光体層３１２から透過する光のスペクトルは調整されうるため、光の波長をカラーフィルタ４３０の分光特性と一致させることが可能である。それにより、液晶ディスプレイ１００は高精細となる。同時に、カラーフィルタ４３０におけるエネルギー損失は少なくなり、液晶ディスプレイ１００のエネルギー効率は高くなる。   Since the spectrum of light transmitted from the phosphor layer 312 can be adjusted, the wavelength of the light can be matched with the spectral characteristics of the color filter 430. Thereby, the liquid crystal display 100 becomes high definition. At the same time, energy loss in the color filter 430 is reduced, and the energy efficiency of the liquid crystal display 100 is increased.

ナノ蛍光体の粒子系は５０ｎｍ以下であるため、粒子表面での光の散乱が少なくなる。また、ナノ蛍光体の粒子系が小さいため、蛍光体層３１２は、単位体積当たりに多くのナノ蛍光体を含むことができる。ナノ蛍光体の濃度が最適な値に調整されることで、蛍光体層３１２における変換効率は高くなり、液晶ディスプレイ１００のエネルギー効率はさらに高くなる。また、蛍光体層３１２は数μｍの薄膜として実現されるため、液晶ディスプレイ１００の構造の自由度が高まる。   Since the nanophosphor particle system is 50 nm or less, light scattering on the particle surface is reduced. In addition, since the nanophosphor particle system is small, the phosphor layer 312 can include many nanophosphors per unit volume. By adjusting the concentration of the nanophosphor to an optimum value, the conversion efficiency in the phosphor layer 312 is increased, and the energy efficiency of the liquid crystal display 100 is further increased. Further, since the phosphor layer 312 is realized as a thin film of several μm, the degree of freedom of the structure of the liquid crystal display 100 is increased.

蛍光体層３１２が上記バックライト２２０に積層されることで、バックライト２２０は一色のＬＥＤを光源として、複数の波長の光を出力することができる。従って、薄型で演色性の高いバックライト２２０が実現される。   By stacking the phosphor layer 312 on the backlight 220, the backlight 220 can output light of a plurality of wavelengths using one color LED as a light source. Accordingly, a thin backlight 220 having high color rendering properties is realized.

［変形例１］ [Modification 1]

続けて、上述の実施形態の変形例１が解説される。図６は、液晶パネル５１０の積層構造を示す概略図である。変形例１において、蛍光体層３１２は、液晶パネル５１０のガラス層４８０の内側に積層されている。一方、バックライト５２０には、蛍光体層３１２が積層されていない。液晶パネル５１０及びバックライト５２０のその他の構成は前述された実施形態と同様である。   Subsequently, Modification 1 of the above-described embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing a laminated structure of the liquid crystal panel 510. In the first modification, the phosphor layer 312 is laminated inside the glass layer 480 of the liquid crystal panel 510. On the other hand, the phosphor layer 312 is not stacked on the backlight 520. Other configurations of the liquid crystal panel 510 and the backlight 520 are the same as those in the above-described embodiment.

変形例１において、蛍光体層３１２は液晶パネル５１０に積層されている。従って、バックライト５２０からは、ＬＥＤによる青色の光がそのまま照射される。光のスペクトルは、光が液晶パネル５１０の蛍光体層３１２を透過する時に変更される。   In the first modification, the phosphor layer 312 is laminated on the liquid crystal panel 510. Therefore, the backlight 520 emits blue light from the LED as it is. The spectrum of light is changed when light passes through the phosphor layer 312 of the liquid crystal panel 510.

蛍光体層３１２が液晶パネル５１０に積層されているため、液晶パネル５１０は、一色のＬＥＤを光源とするバックライト５２０により、高精細な映像の表示を行うことができる。   Since the phosphor layer 312 is laminated on the liquid crystal panel 510, the liquid crystal panel 510 can display a high-definition image by the backlight 520 using a single color LED as a light source.

［変形例２］ [Modification 2]

続けて、上述の実施形態の変形例２が解説される。変形例２において、液晶パネル６１０には、前述のカラーフィルタ４３０に代わって、蛍光フィルタ６２０が使用される。蛍光フィルタ６２０には、カラーフィルタ４３０の着色剤の代わりに、ナノ蛍光体が使用されている。   Subsequently, Modification 2 of the above-described embodiment will be described. In the second modification, a fluorescent filter 620 is used in the liquid crystal panel 610 instead of the color filter 430 described above. Instead of the colorant of the color filter 430, a nanophosphor is used for the fluorescent filter 620.

図７は、液晶パネル６１０の積層構造を示す概略図である。液晶パネル６１０には、カラーフィルタ４３０に代わって、蛍光フィルタ６２０が積層されている。液晶パネル６１０のその他の構成は前述された実施形態と同様である。また、バックライト５２０は、前述の変形例１と同じものである。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a laminated structure of the liquid crystal panel 610. In the liquid crystal panel 610, a fluorescent filter 620 is stacked instead of the color filter 430. Other configurations of the liquid crystal panel 610 are the same as those in the above-described embodiment. The backlight 520 is the same as that of the first modification.

［蛍光フィルタ６２０］ [Fluorescent filter 620]

図８は、蛍光フィルタ６２０を正面から見た拡大図である。蛍光フィルタ６２０には、Ｒ領域６２１，Ｇ領域６２２，Ｂ領域６２３が規則的に配列されている。各領域は、光を透過しないブラックマトリックス６２４により区画されている。隣接するＲ領域６２１，Ｇ領域６２２，Ｂ領域６２３の１セットが、液晶パネル６１０上で１画素を構成する。ここで、Ｒ領域６２１，Ｇ領域６２２，Ｂ領域６２３が、それぞれ本発明における第１の領域，第２の領域，第３の領域に相当するものである。   FIG. 8 is an enlarged view of the fluorescent filter 620 as viewed from the front. In the fluorescent filter 620, an R region 621, a G region 622, and a B region 623 are regularly arranged. Each region is partitioned by a black matrix 624 that does not transmit light. One set of the adjacent R region 621, G region 622, and B region 623 constitutes one pixel on the liquid crystal panel 610. Here, the R region 621, the G region 622, and the B region 623 correspond to the first region, the second region, and the third region in the present invention, respectively.

図９は、蛍光フィルタ６２０の積層構造を示す概略図である。半透明のガラス板７１０上には、蛍光体層（赤）７２０及び蛍光体層（緑）７３０が積層されている。蛍光体層（赤）７２０及び蛍光体層（緑）７３０は、ブラックマトリックス６２４により仕切られている。ブラックマトリックス６２４は、例えば低反射クロムにより形成される。ここで、蛍光体層（赤）７２０，蛍光体層（緑）７３０を正面から観察したものが、それぞれ、前述のＲ領域６２１，Ｇ領域６２２である。また、ガラス基板７１０上の皮膜されていない領域が、前述のＢ領域６２３である。また、ガラス基板７１０が、本発明における透過層に相当するものである。   FIG. 9 is a schematic view showing a laminated structure of the fluorescent filter 620. On the translucent glass plate 710, a phosphor layer (red) 720 and a phosphor layer (green) 730 are laminated. The phosphor layer (red) 720 and the phosphor layer (green) 730 are partitioned by a black matrix 624. The black matrix 624 is made of, for example, low reflection chrome. Here, the phosphor layer (red) 720 and the phosphor layer (green) 730 observed from the front are the aforementioned R region 621 and G region 622, respectively. Further, the uncoated region on the glass substrate 710 is the B region 623 described above. Further, the glass substrate 710 corresponds to the transmission layer in the present invention.

蛍光体層（赤）７２０及び蛍光体層（緑）７３０は、それぞれ樹脂等からなる数μｍの薄膜である。樹脂の内部にはナノ蛍光体が封止されている。蛍光体層（赤）７２０には、蛍光色が赤色のナノ蛍光体が封止されている。また、蛍光体層（緑）７３０には、蛍光色が緑色のナノ蛍光体が封止されている。   The phosphor layer (red) 720 and the phosphor layer (green) 730 are thin films of several μm each made of resin or the like. A nanophosphor is sealed inside the resin. The phosphor layer (red) 720 is sealed with a nanophosphor having a red fluorescence color. The phosphor layer (green) 730 is sealed with a nanophosphor having a green fluorescent color.

蛍光体層（赤）７２０及び蛍光体層（緑）７３０の形成には、従来のカラーフィルタと同様の製造方法が使用される。上述の樹脂としては例えば感光性樹脂が使用される。ナノ蛍光体を含んだ溶液は、感光性樹脂と混合される。配合の比率は、上述の実施形態と同様である。混合液は、ブラックマトリックス６２４が形成されたガラス板７１０上に塗布される。感光性樹脂がフォトマスクを介してパターン露光されることで、感光性樹脂はＵＶ硬化する。続けて、現像液により、感光性樹脂の不要な部分は除去され、ポストベークにて熱硬化される。以上の工程が蛍光体層（赤）７２０及び蛍光体層（緑）７３０に対して施行され、蛍光フィルタ６２０が製造される。生成される各蛍光体層の膜厚は、約１０μｍである。各蛍光体層には、１ｃｍ２ 当たり、約１０１５個のナノ蛍光体が含まれる。また、配光膜４４０及び表示面側の透明電極は、蛍光フィルタ６２０上に重ねて形成される事もできる。ここで使用される樹脂中の蛍光体の量や膜厚はディスプレイの特性に応じて自在に調整されてもよい。また、感光性樹脂以外にも熱硬化性や化学硬化性喉が同様に使用されうる。 For the formation of the phosphor layer (red) 720 and the phosphor layer (green) 730, a manufacturing method similar to that of a conventional color filter is used. For example, a photosensitive resin is used as the above-described resin. The solution containing the nanophosphor is mixed with a photosensitive resin. The mixing ratio is the same as in the above-described embodiment. The mixed solution is applied on the glass plate 710 on which the black matrix 624 is formed. The photosensitive resin is UV-cured by pattern exposure of the photosensitive resin through the photomask. Subsequently, unnecessary portions of the photosensitive resin are removed by the developing solution and thermally cured by post-baking. The above steps are performed on the phosphor layer (red) 720 and the phosphor layer (green) 730, and the fluorescence filter 620 is manufactured. The thickness of each phosphor layer to be generated is about 10 μm. Each phosphor layer contains about 10 15 nanophosphors per cm 2 . Further, the light distribution film 440 and the transparent electrode on the display surface side may be formed over the fluorescent filter 620. The amount and film thickness of the phosphor in the resin used here may be freely adjusted according to the characteristics of the display. In addition to the photosensitive resin, a thermosetting or chemically curable throat can be used as well.

バックライト５２０から照射された光の一部は、蛍光フィルタ６２０に入射する。Ｒ領域６２１に入射した光は、ナノ蛍光体により赤色の光となり、蛍光フィルタ６２０を透過する。Ｇ領域６２２に入射した光は、ナノ蛍光体により緑色の光となり、蛍光フィルタ６２０を透過する。Ｂ領域６２３には蛍光体が含まれないため、Ｇ領域６２２に入射した光は、そのまま透過する。従って、Ｒ領域６２１，Ｇ領域６２２，Ｂ領域６２３からは、それぞれ、赤色，緑色，青色の光が放射される。各領域は液晶パネル６１０のサブ画素に対応しているため、液晶パネル６１０にはカラー映像が表示される。   Part of the light emitted from the backlight 520 enters the fluorescent filter 620. The light incident on the R region 621 becomes red light due to the nanophosphor and passes through the fluorescent filter 620. The light incident on the G region 622 becomes green light due to the nanophosphor and passes through the fluorescent filter 620. Since the B region 623 contains no phosphor, the light incident on the G region 622 is transmitted as it is. Accordingly, red light, green light, and blue light are emitted from the R region 621, the G region 622, and the B region 623, respectively. Since each area corresponds to a sub-pixel of the liquid crystal panel 610, a color image is displayed on the liquid crystal panel 610.

蛍光フィルタ６２０は、特定の波長の光をカットするものではなく、波長の変換を行うものである。蛍光フィルタ６２０が搭載された液晶ディスプレイは、蛍光をカラーフィルタによってカットする従来式の液晶ディスプレイよりもエネルギー効率が高く、高精細である。   The fluorescent filter 620 does not cut light of a specific wavelength but performs wavelength conversion. The liquid crystal display on which the fluorescent filter 620 is mounted has higher energy efficiency and higher definition than a conventional liquid crystal display that cuts fluorescence with a color filter.

１００・・・液晶ディスプレイ
２１０・・・液晶パネル
２２０・・・バックライト
３１２・・・蛍光体層
３２０・・・ＬＥＤ光源（ＬＥＤ，青色ＬＥＤ）
４３０・・・カラーフィルタ
５１０・・・液晶パネル
５２０・・・バックライト
６１０・・・液晶パネル
６２０・・・蛍光フィルタ
６２１・・・Ｒ領域（第１の領域）
６２２・・・Ｇ領域（第２の領域）
６２３・・・Ｂ領域（第３の領域）
７１０・・・ガラス板（透過層）
７２０・・・蛍光体層（赤）（蛍光体層）
７３０・・・蛍光体層（緑）（蛍光体層） DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Liquid crystal display 210 ... Liquid crystal panel 220 ... Backlight 312 ... Phosphor layer 320 ... LED light source (LED, blue LED)
430 ... Color filter 510 ... Liquid crystal panel 520 ... Backlight 610 ... Liquid crystal panel 620 ... Fluorescent filter 621 ... R region (first region)
622... G region (second region)
623 ... B area (third area)
710 ... Glass plate (transmission layer)
720 ... phosphor layer (red) (phosphor layer)
730 ... phosphor layer (green) (phosphor layer)

Claims (7)

カラーフィルタを備えた液晶パネルと、
ＬＥＤを光源とし、上記液晶パネルの裏面側から上記液晶パネルに光を照射するバックライトと、
上記バックライトが照射する光の進路上に設けられ、量子ドットからなる蛍光体を内部に含んだ蛍光体層と、を備えた液晶ディスプレイ。 A liquid crystal panel with color filters;
A backlight that uses an LED as a light source and irradiates the liquid crystal panel with light from the back side of the liquid crystal panel;
A liquid crystal display comprising: a phosphor layer provided on a path of light irradiated by the backlight and containing a phosphor made of quantum dots. 蛍光の波長が相互に異なる複数の上記蛍光体層が、上記バックライトに積層された請求項１に記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein a plurality of the phosphor layers having different fluorescence wavelengths are stacked on the backlight. 蛍光の波長が相互に異なる複数の上記蛍光体層が、上記液晶パネルに積層された請求項１に記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein a plurality of the phosphor layers having different fluorescence wavelengths are stacked on the liquid crystal panel. 上記蛍光体層は、蛍光色が相互に異なる複数の上記蛍光体を内部に含んだものである請求項１に記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein the phosphor layer contains a plurality of the phosphors having different fluorescent colors. 量子ドットからなる蛍光体を内部に含んだ複数の蛍光体層によって被膜された蛍光フィルタを備えた液晶パネルと、
ＬＥＤを光源とし、上記液晶パネルの裏面側から上記液晶パネルに光を照射するバックライトと、を備えた液晶ディスプレイ。 A liquid crystal panel including a fluorescent filter coated with a plurality of phosphor layers containing a phosphor made of quantum dots therein;
A liquid crystal display comprising: an LED as a light source; and a backlight that irradiates the liquid crystal panel with light from the back side of the liquid crystal panel. 上記蛍光フィルタは、上記液晶パネルのサブ画素に対応して、第１の領域、第２の領域、及び第３の領域の何れかに区画されており、
上記第１の領域及び上記第２の領域では、光の少なくとも一部を透過する透過層が、蛍光色が相互に異なる上記蛍光体を含んだ上記蛍光体層によって被膜され、
上記第３の領域では、上記透過層が、上記蛍光体層によって被膜されていない請求項５に記載の液晶ディスプレイ。 The fluorescent filter is divided into one of a first region, a second region, and a third region corresponding to the sub-pixels of the liquid crystal panel,
In the first region and the second region, a transmission layer that transmits at least part of light is coated with the phosphor layer containing the phosphors having different fluorescent colors,
The liquid crystal display according to claim 5, wherein in the third region, the transmissive layer is not coated with the phosphor layer. 上記ＬＥＤは、青色ＬＥＤ，紫色ＬＥＤ，又は当該青色ＬＥＤ及び紫色ＬＥＤよりも照射する光の波長が短いＬＥＤである請求項１から６の何れかに記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein the LED is a blue LED, a purple LED, or an LED having a shorter wavelength of light to be emitted than the blue LED and the purple LED.
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