表示装置
【課題】光源の光と、この光によって励起される蛍光層の光とを用いて効率良くカラー表示を行うこと。
【解決手段】本発明は、光を出射する光源１０と、光源１０から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層２０と、光源１０から出射された光もしくは蛍光層２０によって生成された光を変調する変調層（液晶層５０）と、蛍光層２０に対して光源側に配置され、光源１０から出射される光を透過し、蛍光層２０で生成される光を反射する第１の波長選択膜３１と、蛍光層２０に対して光源１０と反対側に配置され、光源１０から出射される光を反射し、蛍光層２０で生成される光を透過し、一部に光源１０から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜３２とを有する表示装置１である。
【解決手段】本発明は、光を出射する光源１０と、光源１０から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層２０と、光源１０から出射された光もしくは蛍光層２０によって生成された光を変調する変調層（液晶層５０）と、蛍光層２０に対して光源側に配置され、光源１０から出射される光を透過し、蛍光層２０で生成される光を反射する第１の波長選択膜３１と、蛍光層２０に対して光源１０と反対側に配置され、光源１０から出射される光を反射し、蛍光層２０で生成される光を透過し、一部に光源１０から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜３２とを有する表示装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、詳しくは、光源から出射された光によって波長変換された光を生成する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示素子はバックライトからの照明光として白色光を用い、各画素に設けた赤、緑、青のカラーフィルタによって色分離を行っている。そのために光の利用効率は約１／３になる。それに加えて、使用するガラス基板や偏光板の光透過率、バックライトの光取り出し効率、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板の開口率などを勘案すると、最終的な光利用効率は４〜８％程度になる。
【０００３】
このような光利用効率の観点から、青色光によって蛍光体層を励起することで赤色光、緑色光を発光させて画像を得る形式のカラー液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光体層を励起する従来の表示素子では、十分な光の利用効率を得られていないという問題がある。一方、光の利用効率を高めようとした場合、消費電力の低減を図ることが困難となる。
【０００６】
本発明は、表示装置における光の利用効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光を出射する光源と、光源から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層と、光源から出射された光もしくは蛍光層によって生成された光を変調する変調層と、蛍光層に対して光源側に配置され、光源から出射される光を透過し、蛍光層で生成される光を反射する第１の波長選択膜と、蛍光層に対して光源と反対側に配置され、光源から出射される光を反射し、蛍光層で生成される光を透過し、一部に光源から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜とを有する表示装置である。
【０００８】
このような本発明では、光源から出射される光の波長変換を行う蛍光層が第１の波長選択膜と第２の波長選択膜との間に配置されているため、蛍光層での光生成の効率を高めることができるようになる。すなわち、第１の波長選択膜では、光源から出射された光を透過し、蛍光層で生成された光を反射するため、光源側へ戻ろうとする光が反射して表示側へ向かうようになる。また、第２の波長選択膜では、光源から出射された光のうち蛍光層を透過する分を反射して蛍光層へ戻すため、光の変換効率を高めることができるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波長選択膜を有しない従来の表示装置に比べて光の利用効率を向上させることが可能となる。これにより、従来技術に比べ、同じ光量の場合の消費電力の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．表示装置の構成例
２．特性評価
３．表示装置の製造方法
【００１１】
＜１．表示装置の構成例＞
［概略構成例］
図１は、本実施形態に係る表示装置の概略構成例を説明する模式斜視図である。本実施形態の表示装置１は、光を出射する光源１０と、光源１０から出射された光によって光を生成する蛍光層２０と、画素を駆動するＴＦＴ４０と、光源１０の光もしくは蛍光層２０によって生成された光を変調する例えば液晶から成る変調層５０とを備えている。さらに、表示装置１は、光源１０から出射される光を透過し、蛍光層２０で生成される光を反射する第１の波長選択膜３１と、光源１０から出射される光を反射し、蛍光層２０で生成される光を透過し、一部に光源１０から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜３２とを備えている。
【００１２】
光源１０には、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色の光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。
【００１３】
蛍光層２０は、光源１０から出射される青色（Ｂ）の光によって青色とは異なる波長である光を生成する。光源１０が青色の光を出射する場合、蛍光層２０には緑色（Ｇ）の光を生成する蛍光体２１と、赤色（Ｒ）の光を生成する蛍光体２２とが設けられる。また、蛍光層と同層には、光源から出射される青色の光を透過する第１の透過部２３が設けられている。この緑色の蛍光体２１の領域と、赤色の蛍光体２１の領域と、青色の光を透過する第１の透過部２３とが各々１つの単位画素に対応して配置されることになる。
【００１４】
第１の波長選択膜３１は、蛍光層２０に対して光源側に配置されている。この第１の波長選択膜３１は、光源１０が青色の光を出射する場合、この光を透過する一方、蛍光層２０で生成された緑色および赤色の光を反射するものとなっている。
【００１５】
第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０に対して光源１０と反対側に配置されている。この第２の波長選択膜３２は、緑色の蛍光体２１の領域と赤色の蛍光体２２の領域に対応して設けられ、これらの色の光を透過し、青色の光を反射するものとなっている。また、第２の波長選択膜３１には、蛍光層２０の第１の透過部２３に対応して、光源１０から出射された青色の光を透過する第２の透過部３２ｂが設けられている。
【００１６】
このように、本実施形態では、第１の波長選択膜３１と第２の波長選択膜３２とで蛍光層２０を挟持した構造となっている。これにより、蛍光層２０で生成した光の漏れが少なく、光の利用効率が高く高輝度で、かつ広色域な表示を行うことが可能となる。また、外光に含まれる青色光の入射を抑制でき、外光が蛍光層２０に入射することによる不要な励起の発生を防止し、高コントラストで広色域な表示を得ることが可能となる。
【００１７】
通常、液晶表示装置は、光源であるバックライトに白色光を用い、各画素に設けられた赤、緑、青のカラーフィルタによって色分離している。したがって、原理的に白色光の２／３を捨てていることになり、非常に効率が悪い。
【００１８】
これに対して、本実施形態の表示装置のように、光励起蛍光体で波長変換する場合の効率は原理的に８０％程度であり、およそ３３％の効率しかないカラーフィルタによる色分離と比較すると大幅に改善される。したがって、本実施形態の表示装置では、光の利用効率を大幅に改善することができる。さらに、蛍光体を使用することでカラーフィルタよりも広い色域の表示が可能になる。
【００１９】
［一般的な表示装置の構成例］
ここで、蛍光層によって光を生成する表示装置の基本的な構成としては、図２および図３の模式断面図に示すものが挙げられる。図２に示す構成は、蛍光層２０が液晶の変調層５０に対して光源１０側に配置されている例、図３に示す構成は、蛍光層２０が液晶の変調層５０に対して光源１０と反対側に配置されている例である。
【００２０】
図２に示す構成では、光源１０から出射された光により蛍光層２０が励起され、蛍光層２０で生成された光が液晶の変調層５０を介して変調される。一方、図３に示す構成では、光源１０から出射された光が液晶の変調層５０を介して変調された後、蛍光層２０を励起することになる。
【００２１】
いずれの構成でも表示装置として高効率で広色域という特性を有しているが、いくつかの特性において一長一短がある。例えば、図３に示す構成では、最終的に蛍光層２０の発光を目視するので、非常に広い視野角が得られるが、外光の反射を受けやすいという短所があり、図２に示す構成ではその逆となる。
【００２２】
しかしながら、図２、３に示す構成の表示装置の共通する課題としては、次のようなものが挙げられる。
（１）一定の割合で蛍光層を透過してしまう光が存在すること。
（２）蛍光層２０での発光の５０％程度が後方に放射されてしまい、前方に取り出せる光量が少ないこと。
（３）外光に含まれる青色成分により、蛍光層２０で不必要な励起と発光が生ずること。
本実施形態に係る表示装置１は、上記の課題を解決するためのものであり、入射光の波長により反射か透過を選択する波長選択膜を形成して、光励起蛍光層を上下から挟む構造が特徴である。
【００２３】
［本実施形態の表示装置の具体的構成例：その１］
図４は、本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その１）を説明する模式断面図である。この表示装置は、光源１０、第１の波長選択膜３１、蛍光層２０、第２の波長選択膜３２、第１の偏光子６１、ＴＦＴ４０および透明電極が形成されたガラス基板Ｓ１、第１の配向膜Ｈ１、液晶層である変調層５０、第２の配向膜Ｈ２、透明電極Ｄ、第２の偏光子６２、ガラス基板Ｓ２によって構成されている。
【００２４】
光源１０は、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色（Ｂ）の光を出射するＬＥＤが用いられている。
【００２５】
第１の波長選択膜３１は、ガラス基板Ｓ３上に形成され、光源１０から出射された青色（Ｂ）の光を透過して、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）を反射する光学膜である。
【００２６】
蛍光層２０は、第１の波長選択膜３１の上に形成されている。蛍光層２０は、各単位画素（青、緑、赤の各画素）のうち緑と赤に対応する部分に蛍光体２１、２２が設けられ、青に対応する部分に第１の透過部２３が設けられている。
【００２７】
緑の蛍光体２１は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって緑色（Ｇ）の光を生成する。また、赤の蛍光体２２は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって赤色（Ｒ）の光を生成する。また、第１の透過部２３は、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光をそのまま透過させる。
【００２８】
第２の波長選択膜３２は、緑および赤の蛍光体２１、２２の上に設けられ、蛍光層２０の青色に対応する第１の透過部２３の上には第２の透過部３２ｂが設けられている。第２の波長選択膜３２は、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の光を透過し、青色（Ｂ）の光を反射する光学膜である。
【００２９】
第１の偏光子６１は、蛍光層２０で生成された光および光源１０から出射された光から所定の偏光成分を取り出す光学膜である。ガラス基板Ｓ１上に形成されるＴＦＴおよび透明電極は、画素ごとに液晶を駆動する素子である。
【００３０】
第１の配向膜Ｈ１は、液晶に所定の配向を設ける膜である。液晶層である変調層５０は、ＴＦＴによって駆動され、光の偏光方向を制御する層である。第２の配向膜Ｈ２は、液晶に所定の配向を設ける膜である。透明電極Ｄは、各ＴＦＴ４０に対応した対向電極である。第２の偏光子６２は、液晶層を透過した光のうち所定の偏光方向の光を透過させる光学膜である。
【００３１】
このような構成から成る表示装置１では、第１の波長選択膜３１で光源１０から出射される青色（Ｂ）の光を透過し、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光を反射する。その一方、第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光とを透過して、青色（Ｂ）の光を反射する。こうすることで、青色（Ｂ）の光は蛍光層２０を往復して効率よく励起に寄与することができるとともに、漏れ光が無くなるのでコントラスト性能や色純度性能を高めることができる。
【００３２】
また、蛍光層２０で発光した緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）の光のうち、後方（光源側）に放射される光は第１の波長選択膜３１で反射され、結果として発光した光はすべて観察者側に取り出される。したがって、原理的には約２倍の正面輝度を得ることができ、ディスプレイとしての発光効率を大幅に向上させることができる。
【００３３】
さらに、外光に含まれる青色成分は第２の波長選択膜３２によって反射され、蛍光層２０の励起に寄与しないので、不要な励起を発生させず、コントラストや色域に対する悪影響を抑制でき、表示品位を向上させることが可能となる。
【００３４】
なお、外光の影響をさらに小さくしたい場合は、最表面（最も観察者側の表面）となるガラス基板Ｓ２の表面に無反射コートなどを追加しても良い。これは外光の映り込みを低減するとともに、青色が反射されて青味がかった表示となることを防ぐ効果がある。
【００３５】
［本実施形態の表示装置の具体的構成例：その２］
図５は、本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その２）を説明する模式断面図である。この表示装置は、光源１０、第１の偏光子６１、ＴＦＴ４０および透明電極が形成されたガラス基板Ｓ１、第１の配向膜Ｈ１、液晶層である変調層５０、第２の配向膜Ｈ２、透明電極Ｄ、第２の偏光子６２、第１の波長選択膜３１、蛍光層２０、第２の波長選択膜３２、ガラス基板Ｓ２によって構成されている。
【００３６】
光源１０は、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色（Ｂ）の光を出射するＬＥＤが用いられている。第１の偏光子６１はガラス基板Ｓ１の裏面（光源側）に設けられており、光源１０から出射された光から所定の偏光成分を取り出す光学膜となっている。
【００３７】
ガラス基板Ｓ１上に形成されるＴＦＴ４０および透明電極は、画素ごとに液晶を駆動する素子である。第１の配向膜Ｈ１は、液晶に所定の配向を設ける膜である。液晶層である変調層５０は、ＴＦＴ４０によって駆動され、光の偏光方向を制御する層である。第２の配向膜Ｈ２は、液晶に所定の配向を設ける膜である。透明電極Ｄは、各ＴＦＴ４０に対応した対向電極である。第２の偏光子６２は、液晶層を透過した光のうち所定の偏光方向の光を透過させる光学膜である。
【００３８】
第１の波長選択膜３１は、第２の偏光子６２上に形成され、光源１０から出射され、液晶を透過した青色（Ｂ）の光を透過する一方、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）を反射する光学膜である。
【００３９】
蛍光層２０は、第１の波長選択膜３１の上に形成されている。蛍光層２０は、各単位画素（青、緑、赤の各画素）のうち緑と赤に対応する部分に蛍光面２１、２２が設けられ、青に対応する部分に第１の透過部２３が設けられている。緑の蛍光面２１は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって緑色（Ｇ）の光を生成する。また、赤の蛍光面２２は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって赤色（Ｒ）の光を生成する。また、第１の透過部２３は、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光をそのまま透過させる。
【００４０】
第２の波長選択膜３２は、緑および赤の蛍光面の上に設けられ、蛍光面の青色に対応する第１の透過部２３の上には第２の透過部３２ｂが設けられている。第２の波長選択膜３２は、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の光を透過し、青色（Ｂ）の光を反射する光学膜である。
【００４１】
このような構成から成る表示装置１では、第１の波長選択膜３１で液晶層を透過した光源の青色（Ｂ）の光を透過し、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光を反射する。その一方、第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光とを透過して、青色（Ｂ）の光を反射する。こうすることで、青色（Ｂ）の光は蛍光層２０を往復して効率よく励起することができるとともに、漏れ光が無くなるのでコントラスト性能や色純度性能を高めることができる。
【００４２】
蛍光層２０で発光した緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）の光のうち、後方（光源側）に放射された光は第１の波長選択膜３１で反射され、結果として発光した光はすべて観察者側に取り出される。したがって、原理的には約２倍の正面輝度を得ることができ、ディスプレイとしての発光効率を大幅に向上させることができる。
【００４３】
さらに、外光に含まれる青色成分は第２の波長選択膜３２によって反射され、蛍光層２０の励起に寄与しないので、不要な励起を発生させず、コントラストや色域に対する悪影響を抑制でき、表示品位を向上させることが可能となる。
【００４４】
なお、外光の影響をさらに小さくしたい場合は、最表面（最も観察者側の表面）となるガラス基板Ｓ２の表面に無反射コートなどを追加しても良い。これは外光の映り込みを低減するとともに、青色が反射されて青味がかった表示となることを防ぐ効果がある。
【００４５】
［波長選択膜の特性］
図６は、第１の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。第１の波長選択膜では、青色は透過して緑色および赤色は反射する特性を持つ。このような層は屈折率の異なる薄膜を積層して最適化することによって得られる。図６に示す例では、ＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5を３１層重ねた波長選択膜の特性を示している。
【００４６】
図７は、第２の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。第２の波長選択膜では、図６に示す第１の波長選択膜と比較して波長に体知る透過と反射とが逆になるように設計されている。したがって、本実施形態では、青色は反射して緑色および赤色は透過する特性を持つ。
【００４７】
＜２．特性評価＞
図８は、本実施形態の表示装置の効果を実験で確認した結果を示す図である。すなわち、ここでは、同一の青色光の光源を用いて、第１の波長選択膜無しなしで緑色の蛍光面単独の場合と、第１の波長選択反射膜（赤と緑は反射して青は透過する）有りの場合とで各々の輝度を積分球で比較した。その結果、第１の波長選択反射膜が有る場合は波長変換された緑の輝度が１．６４倍増加している。このように、第１の波長選択反射膜を付加することによって大きく輝度が向上することが検証された。
【００４８】
さらに、第２の波長選択反射膜を追加することにより、図９に示すように蛍光面を透過してしまう約１０〜２０％の青色光も緑色に波長変換することができるので、一層の輝度向上が実現可能となる。
【００４９】
＜３．表示装置の製造方法＞
次に、実際に波長選択膜を製造する工程を例を挙げて説明する。例えば、図４に示す表示装置の構造の場合には、先ず、ガラス基板Ｓ１上に第１の波長選択膜３１となる薄膜をスパッタなどで積層した後、印刷やフォトリソグラフィなどにより蛍光層２０をパターニングする。蛍光層２０は、青色画素の部分を除き、赤色画素および緑色画素に対応した部分に形成する。本実施形態では、各色の蛍光面をストライプ状にして順次繰り返して形成し、単位画素の境界と対応する部分にブラックストライプを設けている。
【００５０】
具体的には、赤色の感光性の蛍光体粒子組成物（赤色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色の蛍光面を形成する。
【００５１】
次いで、緑色の感光性の蛍光体粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に緑色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色の蛍光面を形成する。
【００５２】
なお、赤色の蛍光面の形成と緑色の蛍光面の形成の順序を逆にしてもよい。また、赤色および緑色の蛍光面の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光面を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各蛍光面を形成してもよい。
【００５３】
続いて、ＳｉＯ2などを塗布して蛍光層の頂部を平坦化し、さらに第２の波長選択膜３２となる薄膜をスパッタなどで積層する。ここで、青色画素の部分は第２の波長選択膜３２を除去する必要があるので、フォトリソグラフィとエッチングなどで除去する。その後、第１の偏光子６１を貼り付け、リアパネルとする。
【００５４】
そして、対向するＴＦＴ基板を既存の工程で製造し、これをフロントパネルとして、リアパネルと貼り合わせる。フロントパネルとリアパネルとを貼り合わせた後は、リアパネル側に光源１０を取り付けることで、表示装置１が完成する。
【００５５】
また、図５に示す表示装置の構造の場合には、先ず、ガラス基板Ｓ２上に第２の波長選択膜３２となる薄膜をスパッタなどで積層した後、フォトリソグラフィとエッチングなどで青色画素の部分を除去する。
【００５６】
そして、第２の波長選択膜３２の上に印刷やフォトリソグラフィなどにより蛍光層２０をパターニングする。蛍光層２０は、青色画素の部分を除き、赤色画素および緑色画素に対応した部分に形成する。本実施形態では、各色の蛍光面をストライプ状にして順次繰り返して形成し、単位画素の境界と対応する部分にブラックストライプを設けている。
【００５７】
具体的には、赤色の感光性の蛍光体粒子組成物（赤色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色の蛍光面２２を形成する。
【００５８】
次いで、緑色の感光性の蛍光体粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に緑色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色の蛍光面２１を形成する。
【００５９】
なお、赤色の蛍光面２２の形成と緑色の蛍光面２１の形成の順序を逆にしてもよい。また、赤色および緑色の蛍光面の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光体層を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各蛍光体層を形成してもよい。
【００６０】
続いて、ＳｉＯ2などを塗布して蛍光層２０上を平坦化し、さらに第１の波長選択膜３１となる薄膜をスパッタなどで積層する。その後、第２の偏光子６２を形成した上に、一般的な液晶セル構造と同様に透明電極や液晶配向膜を形成する。こうしてできた蛍光面基板をフロントパネル、対向するＴＦＴ基板をリアパネルとして両者を貼り合わせる。
【００６１】
フロントパネルとリアパネルとを貼り合わせた後は、リアパネルに第１の偏光子６１を貼り付け、光源１０を取り付けることで、表示装置１が完成する。
【００６２】
このような本実施形態に係る表示装置１では、光の利用効率が高く高輝度で、かつ広色域な表示を行うことが可能となる。また、外光の影響を受けにくく、蛍光層で生成された光の漏れも少なくなるので、高コントラストで広色域な表示を得ることが可能となる。
【００６３】
なお、上記説明した実施形態では、青色の光を出射する光源１０を用い、緑色および赤色の光を生成する蛍光面２１、２２を用いる例を説明したが、これ以外の色の組み合わせであっても適用可能である。また、白色の光源を用い、青色、緑色、赤色の３色について単位画素ごと光を生成する蛍光面をそれぞれ設けた構成であってもよい。
【００６４】
このような本実施形態に係る表示装置１は、表示パネル部品としてのみならず、表示部として筐体に組み込まれたテレビ受像機、携帯端末装置、パーソナルコンピュータ等の電子機器にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係る表示装置の概略構成例を説明する模式斜視図である。
【図２】一般的な表示装置の構成例を説明する模式断面図（その１）である。
【図３】一般的な表示装置の構成例を説明する模式断面図（その２）である。
【図４】本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その１）を説明する模式断面図である。
【図５】本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その２）を説明する模式断面図である。
【図６】第１の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。
【図７】第２の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。
【図８】本実施形態の表示装置の効果を実験で確認した結果を示す図である。
【図９】蛍光面を透過する光を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…表示装置、１０…光源、２０…蛍光層、３１…第１の波長選択膜、３２…第２の波長選択膜、５０…液晶層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、詳しくは、光源から出射された光によって波長変換された光を生成する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示素子はバックライトからの照明光として白色光を用い、各画素に設けた赤、緑、青のカラーフィルタによって色分離を行っている。そのために光の利用効率は約１／３になる。それに加えて、使用するガラス基板や偏光板の光透過率、バックライトの光取り出し効率、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板の開口率などを勘案すると、最終的な光利用効率は４〜８％程度になる。
【０００３】
このような光利用効率の観点から、青色光によって蛍光体層を励起することで赤色光、緑色光を発光させて画像を得る形式のカラー液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光体層を励起する従来の表示素子では、十分な光の利用効率を得られていないという問題がある。一方、光の利用効率を高めようとした場合、消費電力の低減を図ることが困難となる。
【０００６】
本発明は、表示装置における光の利用効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光を出射する光源と、光源から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層と、光源から出射された光もしくは蛍光層によって生成された光を変調する変調層と、蛍光層に対して光源側に配置され、光源から出射される光を透過し、蛍光層で生成される光を反射する第１の波長選択膜と、蛍光層に対して光源と反対側に配置され、光源から出射される光を反射し、蛍光層で生成される光を透過し、一部に光源から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜とを有する表示装置である。
【０００８】
このような本発明では、光源から出射される光の波長変換を行う蛍光層が第１の波長選択膜と第２の波長選択膜との間に配置されているため、蛍光層での光生成の効率を高めることができるようになる。すなわち、第１の波長選択膜では、光源から出射された光を透過し、蛍光層で生成された光を反射するため、光源側へ戻ろうとする光が反射して表示側へ向かうようになる。また、第２の波長選択膜では、光源から出射された光のうち蛍光層を透過する分を反射して蛍光層へ戻すため、光の変換効率を高めることができるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波長選択膜を有しない従来の表示装置に比べて光の利用効率を向上させることが可能となる。これにより、従来技術に比べ、同じ光量の場合の消費電力の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．表示装置の構成例
２．特性評価
３．表示装置の製造方法
【００１１】
＜１．表示装置の構成例＞
［概略構成例］
図１は、本実施形態に係る表示装置の概略構成例を説明する模式斜視図である。本実施形態の表示装置１は、光を出射する光源１０と、光源１０から出射された光によって光を生成する蛍光層２０と、画素を駆動するＴＦＴ４０と、光源１０の光もしくは蛍光層２０によって生成された光を変調する例えば液晶から成る変調層５０とを備えている。さらに、表示装置１は、光源１０から出射される光を透過し、蛍光層２０で生成される光を反射する第１の波長選択膜３１と、光源１０から出射される光を反射し、蛍光層２０で生成される光を透過し、一部に光源１０から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜３２とを備えている。
【００１２】
光源１０には、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色の光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。
【００１３】
蛍光層２０は、光源１０から出射される青色（Ｂ）の光によって青色とは異なる波長である光を生成する。光源１０が青色の光を出射する場合、蛍光層２０には緑色（Ｇ）の光を生成する蛍光体２１と、赤色（Ｒ）の光を生成する蛍光体２２とが設けられる。また、蛍光層と同層には、光源から出射される青色の光を透過する第１の透過部２３が設けられている。この緑色の蛍光体２１の領域と、赤色の蛍光体２１の領域と、青色の光を透過する第１の透過部２３とが各々１つの単位画素に対応して配置されることになる。
【００１４】
第１の波長選択膜３１は、蛍光層２０に対して光源側に配置されている。この第１の波長選択膜３１は、光源１０が青色の光を出射する場合、この光を透過する一方、蛍光層２０で生成された緑色および赤色の光を反射するものとなっている。
【００１５】
第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０に対して光源１０と反対側に配置されている。この第２の波長選択膜３２は、緑色の蛍光体２１の領域と赤色の蛍光体２２の領域に対応して設けられ、これらの色の光を透過し、青色の光を反射するものとなっている。また、第２の波長選択膜３１には、蛍光層２０の第１の透過部２３に対応して、光源１０から出射された青色の光を透過する第２の透過部３２ｂが設けられている。
【００１６】
このように、本実施形態では、第１の波長選択膜３１と第２の波長選択膜３２とで蛍光層２０を挟持した構造となっている。これにより、蛍光層２０で生成した光の漏れが少なく、光の利用効率が高く高輝度で、かつ広色域な表示を行うことが可能となる。また、外光に含まれる青色光の入射を抑制でき、外光が蛍光層２０に入射することによる不要な励起の発生を防止し、高コントラストで広色域な表示を得ることが可能となる。
【００１７】
通常、液晶表示装置は、光源であるバックライトに白色光を用い、各画素に設けられた赤、緑、青のカラーフィルタによって色分離している。したがって、原理的に白色光の２／３を捨てていることになり、非常に効率が悪い。
【００１８】
これに対して、本実施形態の表示装置のように、光励起蛍光体で波長変換する場合の効率は原理的に８０％程度であり、およそ３３％の効率しかないカラーフィルタによる色分離と比較すると大幅に改善される。したがって、本実施形態の表示装置では、光の利用効率を大幅に改善することができる。さらに、蛍光体を使用することでカラーフィルタよりも広い色域の表示が可能になる。
【００１９】
［一般的な表示装置の構成例］
ここで、蛍光層によって光を生成する表示装置の基本的な構成としては、図２および図３の模式断面図に示すものが挙げられる。図２に示す構成は、蛍光層２０が液晶の変調層５０に対して光源１０側に配置されている例、図３に示す構成は、蛍光層２０が液晶の変調層５０に対して光源１０と反対側に配置されている例である。
【００２０】
図２に示す構成では、光源１０から出射された光により蛍光層２０が励起され、蛍光層２０で生成された光が液晶の変調層５０を介して変調される。一方、図３に示す構成では、光源１０から出射された光が液晶の変調層５０を介して変調された後、蛍光層２０を励起することになる。
【００２１】
いずれの構成でも表示装置として高効率で広色域という特性を有しているが、いくつかの特性において一長一短がある。例えば、図３に示す構成では、最終的に蛍光層２０の発光を目視するので、非常に広い視野角が得られるが、外光の反射を受けやすいという短所があり、図２に示す構成ではその逆となる。
【００２２】
しかしながら、図２、３に示す構成の表示装置の共通する課題としては、次のようなものが挙げられる。
（１）一定の割合で蛍光層を透過してしまう光が存在すること。
（２）蛍光層２０での発光の５０％程度が後方に放射されてしまい、前方に取り出せる光量が少ないこと。
（３）外光に含まれる青色成分により、蛍光層２０で不必要な励起と発光が生ずること。
本実施形態に係る表示装置１は、上記の課題を解決するためのものであり、入射光の波長により反射か透過を選択する波長選択膜を形成して、光励起蛍光層を上下から挟む構造が特徴である。
【００２３】
［本実施形態の表示装置の具体的構成例：その１］
図４は、本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その１）を説明する模式断面図である。この表示装置は、光源１０、第１の波長選択膜３１、蛍光層２０、第２の波長選択膜３２、第１の偏光子６１、ＴＦＴ４０および透明電極が形成されたガラス基板Ｓ１、第１の配向膜Ｈ１、液晶層である変調層５０、第２の配向膜Ｈ２、透明電極Ｄ、第２の偏光子６２、ガラス基板Ｓ２によって構成されている。
【００２４】
光源１０は、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色（Ｂ）の光を出射するＬＥＤが用いられている。
【００２５】
第１の波長選択膜３１は、ガラス基板Ｓ３上に形成され、光源１０から出射された青色（Ｂ）の光を透過して、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）を反射する光学膜である。
【００２６】
蛍光層２０は、第１の波長選択膜３１の上に形成されている。蛍光層２０は、各単位画素（青、緑、赤の各画素）のうち緑と赤に対応する部分に蛍光体２１、２２が設けられ、青に対応する部分に第１の透過部２３が設けられている。
【００２７】
緑の蛍光体２１は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって緑色（Ｇ）の光を生成する。また、赤の蛍光体２２は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって赤色（Ｒ）の光を生成する。また、第１の透過部２３は、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光をそのまま透過させる。
【００２８】
第２の波長選択膜３２は、緑および赤の蛍光体２１、２２の上に設けられ、蛍光層２０の青色に対応する第１の透過部２３の上には第２の透過部３２ｂが設けられている。第２の波長選択膜３２は、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の光を透過し、青色（Ｂ）の光を反射する光学膜である。
【００２９】
第１の偏光子６１は、蛍光層２０で生成された光および光源１０から出射された光から所定の偏光成分を取り出す光学膜である。ガラス基板Ｓ１上に形成されるＴＦＴおよび透明電極は、画素ごとに液晶を駆動する素子である。
【００３０】
第１の配向膜Ｈ１は、液晶に所定の配向を設ける膜である。液晶層である変調層５０は、ＴＦＴによって駆動され、光の偏光方向を制御する層である。第２の配向膜Ｈ２は、液晶に所定の配向を設ける膜である。透明電極Ｄは、各ＴＦＴ４０に対応した対向電極である。第２の偏光子６２は、液晶層を透過した光のうち所定の偏光方向の光を透過させる光学膜である。
【００３１】
このような構成から成る表示装置１では、第１の波長選択膜３１で光源１０から出射される青色（Ｂ）の光を透過し、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光を反射する。その一方、第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光とを透過して、青色（Ｂ）の光を反射する。こうすることで、青色（Ｂ）の光は蛍光層２０を往復して効率よく励起に寄与することができるとともに、漏れ光が無くなるのでコントラスト性能や色純度性能を高めることができる。
【００３２】
また、蛍光層２０で発光した緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）の光のうち、後方（光源側）に放射される光は第１の波長選択膜３１で反射され、結果として発光した光はすべて観察者側に取り出される。したがって、原理的には約２倍の正面輝度を得ることができ、ディスプレイとしての発光効率を大幅に向上させることができる。
【００３３】
さらに、外光に含まれる青色成分は第２の波長選択膜３２によって反射され、蛍光層２０の励起に寄与しないので、不要な励起を発生させず、コントラストや色域に対する悪影響を抑制でき、表示品位を向上させることが可能となる。
【００３４】
なお、外光の影響をさらに小さくしたい場合は、最表面（最も観察者側の表面）となるガラス基板Ｓ２の表面に無反射コートなどを追加しても良い。これは外光の映り込みを低減するとともに、青色が反射されて青味がかった表示となることを防ぐ効果がある。
【００３５】
［本実施形態の表示装置の具体的構成例：その２］
図５は、本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その２）を説明する模式断面図である。この表示装置は、光源１０、第１の偏光子６１、ＴＦＴ４０および透明電極が形成されたガラス基板Ｓ１、第１の配向膜Ｈ１、液晶層である変調層５０、第２の配向膜Ｈ２、透明電極Ｄ、第２の偏光子６２、第１の波長選択膜３１、蛍光層２０、第２の波長選択膜３２、ガラス基板Ｓ２によって構成されている。
【００３６】
光源１０は、例えば波長が４５０ｎｍ程度の青色（Ｂ）の光を出射するＬＥＤが用いられている。第１の偏光子６１はガラス基板Ｓ１の裏面（光源側）に設けられており、光源１０から出射された光から所定の偏光成分を取り出す光学膜となっている。
【００３７】
ガラス基板Ｓ１上に形成されるＴＦＴ４０および透明電極は、画素ごとに液晶を駆動する素子である。第１の配向膜Ｈ１は、液晶に所定の配向を設ける膜である。液晶層である変調層５０は、ＴＦＴ４０によって駆動され、光の偏光方向を制御する層である。第２の配向膜Ｈ２は、液晶に所定の配向を設ける膜である。透明電極Ｄは、各ＴＦＴ４０に対応した対向電極である。第２の偏光子６２は、液晶層を透過した光のうち所定の偏光方向の光を透過させる光学膜である。
【００３８】
第１の波長選択膜３１は、第２の偏光子６２上に形成され、光源１０から出射され、液晶を透過した青色（Ｂ）の光を透過する一方、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）を反射する光学膜である。
【００３９】
蛍光層２０は、第１の波長選択膜３１の上に形成されている。蛍光層２０は、各単位画素（青、緑、赤の各画素）のうち緑と赤に対応する部分に蛍光面２１、２２が設けられ、青に対応する部分に第１の透過部２３が設けられている。緑の蛍光面２１は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって緑色（Ｇ）の光を生成する。また、赤の蛍光面２２は、光源１０から出射され、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光によって赤色（Ｒ）の光を生成する。また、第１の透過部２３は、第１の波長選択膜３１を透過した青色（Ｂ）の光をそのまま透過させる。
【００４０】
第２の波長選択膜３２は、緑および赤の蛍光面の上に設けられ、蛍光面の青色に対応する第１の透過部２３の上には第２の透過部３２ｂが設けられている。第２の波長選択膜３２は、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の光を透過し、青色（Ｂ）の光を反射する光学膜である。
【００４１】
このような構成から成る表示装置１では、第１の波長選択膜３１で液晶層を透過した光源の青色（Ｂ）の光を透過し、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光を反射する。その一方、第２の波長選択膜３２は、蛍光層２０で励起された緑色（Ｇ）の光と赤色（Ｒ）の光とを透過して、青色（Ｂ）の光を反射する。こうすることで、青色（Ｂ）の光は蛍光層２０を往復して効率よく励起することができるとともに、漏れ光が無くなるのでコントラスト性能や色純度性能を高めることができる。
【００４２】
蛍光層２０で発光した緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）の光のうち、後方（光源側）に放射された光は第１の波長選択膜３１で反射され、結果として発光した光はすべて観察者側に取り出される。したがって、原理的には約２倍の正面輝度を得ることができ、ディスプレイとしての発光効率を大幅に向上させることができる。
【００４３】
さらに、外光に含まれる青色成分は第２の波長選択膜３２によって反射され、蛍光層２０の励起に寄与しないので、不要な励起を発生させず、コントラストや色域に対する悪影響を抑制でき、表示品位を向上させることが可能となる。
【００４４】
なお、外光の影響をさらに小さくしたい場合は、最表面（最も観察者側の表面）となるガラス基板Ｓ２の表面に無反射コートなどを追加しても良い。これは外光の映り込みを低減するとともに、青色が反射されて青味がかった表示となることを防ぐ効果がある。
【００４５】
［波長選択膜の特性］
図６は、第１の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。第１の波長選択膜では、青色は透過して緑色および赤色は反射する特性を持つ。このような層は屈折率の異なる薄膜を積層して最適化することによって得られる。図６に示す例では、ＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5を３１層重ねた波長選択膜の特性を示している。
【００４６】
図７は、第２の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。第２の波長選択膜では、図６に示す第１の波長選択膜と比較して波長に体知る透過と反射とが逆になるように設計されている。したがって、本実施形態では、青色は反射して緑色および赤色は透過する特性を持つ。
【００４７】
＜２．特性評価＞
図８は、本実施形態の表示装置の効果を実験で確認した結果を示す図である。すなわち、ここでは、同一の青色光の光源を用いて、第１の波長選択膜無しなしで緑色の蛍光面単独の場合と、第１の波長選択反射膜（赤と緑は反射して青は透過する）有りの場合とで各々の輝度を積分球で比較した。その結果、第１の波長選択反射膜が有る場合は波長変換された緑の輝度が１．６４倍増加している。このように、第１の波長選択反射膜を付加することによって大きく輝度が向上することが検証された。
【００４８】
さらに、第２の波長選択反射膜を追加することにより、図９に示すように蛍光面を透過してしまう約１０〜２０％の青色光も緑色に波長変換することができるので、一層の輝度向上が実現可能となる。
【００４９】
＜３．表示装置の製造方法＞
次に、実際に波長選択膜を製造する工程を例を挙げて説明する。例えば、図４に示す表示装置の構造の場合には、先ず、ガラス基板Ｓ１上に第１の波長選択膜３１となる薄膜をスパッタなどで積層した後、印刷やフォトリソグラフィなどにより蛍光層２０をパターニングする。蛍光層２０は、青色画素の部分を除き、赤色画素および緑色画素に対応した部分に形成する。本実施形態では、各色の蛍光面をストライプ状にして順次繰り返して形成し、単位画素の境界と対応する部分にブラックストライプを設けている。
【００５０】
具体的には、赤色の感光性の蛍光体粒子組成物（赤色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色の蛍光面を形成する。
【００５１】
次いで、緑色の感光性の蛍光体粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に緑色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色の蛍光面を形成する。
【００５２】
なお、赤色の蛍光面の形成と緑色の蛍光面の形成の順序を逆にしてもよい。また、赤色および緑色の蛍光面の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光面を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各蛍光面を形成してもよい。
【００５３】
続いて、ＳｉＯ2などを塗布して蛍光層の頂部を平坦化し、さらに第２の波長選択膜３２となる薄膜をスパッタなどで積層する。ここで、青色画素の部分は第２の波長選択膜３２を除去する必要があるので、フォトリソグラフィとエッチングなどで除去する。その後、第１の偏光子６１を貼り付け、リアパネルとする。
【００５４】
そして、対向するＴＦＴ基板を既存の工程で製造し、これをフロントパネルとして、リアパネルと貼り合わせる。フロントパネルとリアパネルとを貼り合わせた後は、リアパネル側に光源１０を取り付けることで、表示装置１が完成する。
【００５５】
また、図５に示す表示装置の構造の場合には、先ず、ガラス基板Ｓ２上に第２の波長選択膜３２となる薄膜をスパッタなどで積層した後、フォトリソグラフィとエッチングなどで青色画素の部分を除去する。
【００５６】
そして、第２の波長選択膜３２の上に印刷やフォトリソグラフィなどにより蛍光層２０をパターニングする。蛍光層２０は、青色画素の部分を除き、赤色画素および緑色画素に対応した部分に形成する。本実施形態では、各色の蛍光面をストライプ状にして順次繰り返して形成し、単位画素の境界と対応する部分にブラックストライプを設けている。
【００５７】
具体的には、赤色の感光性の蛍光体粒子組成物（赤色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色の蛍光面２２を形成する。
【００５８】
次いで、緑色の感光性の蛍光体粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー：例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に緑色発光蛍光体粒子を分散させ、さらに、重クロム酸アンモニウムを添加した緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色の蛍光面２１を形成する。
【００５９】
なお、赤色の蛍光面２２の形成と緑色の蛍光面２１の形成の順序を逆にしてもよい。また、赤色および緑色の蛍光面の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光体層を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各蛍光体層を形成してもよい。
【００６０】
続いて、ＳｉＯ2などを塗布して蛍光層２０上を平坦化し、さらに第１の波長選択膜３１となる薄膜をスパッタなどで積層する。その後、第２の偏光子６２を形成した上に、一般的な液晶セル構造と同様に透明電極や液晶配向膜を形成する。こうしてできた蛍光面基板をフロントパネル、対向するＴＦＴ基板をリアパネルとして両者を貼り合わせる。
【００６１】
フロントパネルとリアパネルとを貼り合わせた後は、リアパネルに第１の偏光子６１を貼り付け、光源１０を取り付けることで、表示装置１が完成する。
【００６２】
このような本実施形態に係る表示装置１では、光の利用効率が高く高輝度で、かつ広色域な表示を行うことが可能となる。また、外光の影響を受けにくく、蛍光層で生成された光の漏れも少なくなるので、高コントラストで広色域な表示を得ることが可能となる。
【００６３】
なお、上記説明した実施形態では、青色の光を出射する光源１０を用い、緑色および赤色の光を生成する蛍光面２１、２２を用いる例を説明したが、これ以外の色の組み合わせであっても適用可能である。また、白色の光源を用い、青色、緑色、赤色の３色について単位画素ごと光を生成する蛍光面をそれぞれ設けた構成であってもよい。
【００６４】
このような本実施形態に係る表示装置１は、表示パネル部品としてのみならず、表示部として筐体に組み込まれたテレビ受像機、携帯端末装置、パーソナルコンピュータ等の電子機器にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係る表示装置の概略構成例を説明する模式斜視図である。
【図２】一般的な表示装置の構成例を説明する模式断面図（その１）である。
【図３】一般的な表示装置の構成例を説明する模式断面図（その２）である。
【図４】本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その１）を説明する模式断面図である。
【図５】本実施形態の表示装置の具体的な構成例（その２）を説明する模式断面図である。
【図６】第１の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。
【図７】第２の波長選択膜の光学特性の一例を示す図である。
【図８】本実施形態の表示装置の効果を実験で確認した結果を示す図である。
【図９】蛍光面を透過する光を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…表示装置、１０…光源、２０…蛍光層、３１…第１の波長選択膜、３２…第２の波長選択膜、５０…液晶層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層と、
前記光源から出射された光もしくは前記蛍光層によって生成された光を変調する変調層と、
前記蛍光層に対して前記光源側に配置され、前記光源から出射される光を透過し、前記蛍光層で生成される光を反射する第１の波長選択膜と、
前記蛍光層に対して前記光源と反対側に配置され、前記光源から出射される光を反射し、前記蛍光層で生成される光を透過し、一部に前記光源から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜と
を有する表示装置。
【請求項２】
前記第１の波長選択膜と前記第２の波長選択膜とで前記蛍光層を挟持した構造となっている
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記蛍光層の光の出射側となる基板の最表面に装置外から入射する光を反射する光学層が設けられている
請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源は、青色の光を出射し、
前記第１の波長選択膜は、赤色および緑色の光を反射し、
前記第２の波長選択膜は、赤色および緑色の光を透過する
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記蛍光層、前記第１の波長選択膜および前記第２の波長選択膜は、前記光源から出射される光の出射方向に沿って前記変調層より前段に配置されている
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記蛍光層、前記第１の波長選択膜および前記第２の波長選択膜は、前記光源から出射される光の出射方向に沿って前記変調層より後段に配置されている
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光によって励起され、当該光の波長と異なる波長の光を生成する蛍光層と、
前記光源から出射された光もしくは前記蛍光層によって生成された光を変調する変調層と、
前記蛍光層に対して前記光源側に配置され、前記光源から出射される光を透過し、前記蛍光層で生成される光を反射する第１の波長選択膜と、
前記蛍光層に対して前記光源と反対側に配置され、前記光源から出射される光を反射し、前記蛍光層で生成される光を透過し、一部に前記光源から出射される光を透過する透過部を備える第２の波長選択膜と
を有する表示装置。
【請求項２】
前記第１の波長選択膜と前記第２の波長選択膜とで前記蛍光層を挟持した構造となっている
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記蛍光層の光の出射側となる基板の最表面に装置外から入射する光を反射する光学層が設けられている
請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源は、青色の光を出射し、
前記第１の波長選択膜は、赤色および緑色の光を反射し、
前記第２の波長選択膜は、赤色および緑色の光を透過する
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記蛍光層、前記第１の波長選択膜および前記第２の波長選択膜は、前記光源から出射される光の出射方向に沿って前記変調層より前段に配置されている
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記蛍光層、前記第１の波長選択膜および前記第２の波長選択膜は、前記光源から出射される光の出射方向に沿って前記変調層より後段に配置されている
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９６９５５（Ｐ２０１０−９６９５５Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６７２１６（Ｐ２００８−２６７２１６）
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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