(57)【要約】【課題】高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】光源と、光源から射出される光の偏光状態を制御する液晶素子と、液晶素子を透過した光を吸収し、光の波長域と異なる波長域の蛍光を発する蛍光体と、液晶素子の光入射側と光射出側とに設けられた一対の偏光板と、光源と蛍光体との間に配置されたバンドパスフィルターと、を含み、一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、光の波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有し、バンドパスフィルターは、吸収帯域外に光の非透過帯域を有する。【選択図】図１
2014026219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から射出される光の偏光状態を制御する液晶素子と、
前記液晶素子を透過した光を吸収し、前記光の波長域と異なる波長域の蛍光を発する蛍光体と、
前記液晶素子の光入射側と光射出側とに設けられた一対の偏光板と、
前記光源と前記蛍光体との間に配置されたバンドパスフィルターと、を含み、
前記一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、前記光の波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有し、
前記バンドパスフィルターは、前記吸収帯域外に前記光の非透過帯域を有する表示装置。
【請求項２】
前記光源は青色領域の光を射出する請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記バンドパスフィルターは、青色領域の光を透過し、緑色領域から近赤外領域までの光を反射する請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記一対の偏光板の双方は染料偏光板である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記一対の偏光板のうち一方は染料偏光板であり、他方はヨウ素偏光板である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記光源は、発光スペクトル内において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域内に少なくとも一つの極大値を有する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光源は、発光スペクトル内において、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域内に少なくとも一つの極大値を有する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記光源からの光の４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内において、前記一対の偏光板の前記一対の偏光板を介して前記蛍光体に入射する光のエネルギーオン・オフ比が６０００以上の値である請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記バンドパスフィルターは、４８０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内に前記光の非透過帯域を有する請求項６ないし８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有する請求項６ないし９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における前記吸収帯域の長波長端の波長をλとしたとき、５００ｎｍ＜λの関係を満たす請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における前記吸収帯域の長波長端の波長をλとしたとき、５１０ｎｍ＜λの関係を満たす請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記バンドパスフィルターの波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｂ５３０、前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｃ５３０としたとき、Ｔｂ５３０＜Ｔｃ５３０の関係を満たす請求項１１または１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記バンドパスフィルターは、前記光源と前記液晶素子の光入射側の第１偏光板との間に配置された第１バンドパスフィルターと、前記液晶素子の光入射側の第２偏光板と前記蛍光体層との間に配置された第２バンドパスフィルターと、を含む請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１偏光板は、前記第１バンドパスフィルターと一体化されている請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１バンドパスフィルターは、前記光源の光射出面に配置されている請求項１４または１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記液晶素子は、液晶層と、前記液晶層を挟む一対の基板と、を含む請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記一対の偏光板は、前記一対の基板の外側に配置されている請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記一対の偏光板は、前記一対の基板の内側に配置されている請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記バンドパスフィルターは、前記一対の基板の外側に配置されている請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記バンドパスフィルターは、前記一対の基板の内側に配置されている請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記バンドパスフィルターは、誘電体多層膜からなる請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の一つの形態として、蛍光体励起色変換方式の表示装置が知られている。この表示装置は、例えばバックライトとして青色発光ダイオードを用い、カラーフィルターに替えて蛍光体を備えたものである。このような構成により、バックライトから射出された光を蛍光体で波長変換し、所望の色（ＲＧＢなど）を表示する。そのため、蛍光体励起色変換方式の表示装置は、カラーフィルター方式の表示装置と異なり、光の吸収による損失がなく、光利用効率が高い。
【０００３】
例えば特許文献１には、蛍光体励起色変換方式の液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置は、光源と、液晶セルと、一対の偏光板と、蛍光体と、を備えている。光源は、青色光を発する青色ＬＥＤである。液晶セル及び一対の偏光板は、光源と蛍光体との間に配置されている。一対の偏光板は、液晶セルを挟持して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光源として青色光を発する青色ＬＥＤを用いると、結晶欠陥等に起因して、青色ＬＥＤが発する光に緑色波長領域の光が含まれる、いわゆるイエロールミネッセンス（イエローバンドともいう）が生じる場合がある。この場合、一対の偏光板のクロスニコル配置時に、緑色波長領域の光が漏れてしまう。これにより、赤色蛍光体や緑色蛍光体が励起されたり、緑色波長領域の光が緑色画素から射出されたりする。その結果、高いコントラストを持つ表示を得るのが難しい。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）すなわち、本発明の一態様における表示装置は、光源と、前記光源から射出される光の偏光状態を制御する液晶素子と、前記液晶素子を透過した光を吸収し、前記光の波長域と異なる波長域の蛍光を発する蛍光体と、前記液晶素子の光入射側と光射出側とに設けられた一対の偏光板と、前記光源と前記蛍光体との間に配置されたバンドパスフィルターと、を含み、前記一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、前記光の波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有し、前記バンドパスフィルターは、前記吸収帯域外に前記光の非透過帯域を有する。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の表示装置では、前記光源は青色領域の光を射出してもよい。
【０００９】
（３）上記（２）に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、青色領域の光を透過し、緑色領域から近赤外領域までの光を反射してもよい。
【００１０】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記一対の偏光板の双方は染料偏光板であってもよい。
【００１１】
（５）上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記一対の偏光板のうち一方は染料偏光板であり、他方はヨウ素偏光板であってもよい。
【００１２】
（６）上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記光源は、発光スペクトル内において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域内に少なくとも一つの極大値を有してもよい。
【００１３】
（７）上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記光源は、発光スペクトル内において、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域内に少なくとも一つの極大値を有してもよい。
【００１４】
（８）上記（７）に記載の表示装置では、前記光源からの光の４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内において、前記一対の偏光板の前記一対の偏光板を介して前記蛍光体に入射する光のエネルギーオン・オフ比が６０００以上の値であってもよい。
【００１５】
（９）上記（６）ないし（８）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、４８０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内に前記光の非透過帯域を有してもよい。
【００１６】
（１０）上記（６）ないし（９）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有してもよい。
【００１７】
（１１）上記（１０）に記載の表示装置では、前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における前記吸収帯域の長波長端の波長をλとしたとき、５００ｎｍ＜λの関係を満たしてもよい。
【００１８】
（１２）上記（１１）に記載の表示装置では、前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における前記吸収帯域の長波長端の波長をλとしたとき、５１０ｎｍ＜λの関係を満たしてもよい。
【００１９】
（１３）上記（１１）または（１２）に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターの波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｂ５３０、前記一対の偏光板のクロスニコル配置時における波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｃ５３０としたとき、Ｔｂ５３０＜Ｔｃ５３０の関係を満たしてもよい。
【００２０】
（１４）上記（１）ないし（１３）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、前記光源と前記液晶素子の光入射側の第１偏光板との間に配置された第１バンドパスフィルターと、前記液晶素子の光入射側の第２偏光板と前記蛍光体層との間に配置された第２バンドパスフィルターと、を含んでもよい。
【００２１】
（１５）上記（１４）に記載の表示装置では、前記第１偏光板は、前記第１バンドパスフィルターと一体化されていてもよい。
【００２２】
（１６）上記（１４）または（１５）に記載の表示装置では、前記第１バンドパスフィルターは、前記光源の光射出面に配置されていてもよい。
【００２３】
（１７）上記（１）ないし（１６）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記液晶素子は、液晶層と、前記液晶層を挟む一対の基板と、を含んでもよい。
【００２４】
（１８）上記（１７）に記載の表示装置では、前記一対の偏光板は、前記一対の基板の外側に配置されていてもよい。
【００２５】
（１９）上記（１７）に記載の表示装置では、前記一対の偏光板は、前記一対の基板の内側に配置されていてもよい。
【００２６】
（２０）上記（１７）に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、前記一対の基板の外側に配置されていてもよい。
【００２７】
（２１）上記（１７）に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、前記一対の基板の内側に配置されていてもよい。
【００２８】
（２２）上記（１）ないし（２１）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記バンドパスフィルターは、誘電体多層膜からなってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の態様によれば、高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態の表示装置を示す図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）バンドパスフィルターの一例を示す概略断面図である。
【図３】バンドパスフィルターの光学特性を説明するための図である。
【図４】イエローバンドを含む光を射出する青色ＬＥＤの発光強度と発光波長の関係を示す図である。
【図５】光透過状態（オン状態）と光遮断状態（オフ状態）とにおけるバックライトから射出される光の強度の波長依存性を示す図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。
【図７】漏れ光の発光強度と発光波長の関係を示す図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）バンドパスフィルターを設けた場合の光透過状態（オン状態）と光遮断状態（オフ状態）とにおけるバックライトから射出される光の強度の波長依存性を示す図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性及び２種類のバンドパスフィルターの光学特性を示す図である。
【図１１】偏光板コントラストとパネルコントラストとの関係を示す図である。
【図１２】イエローバンドを含まない青色ＬＥＤの発光強度と発光波長の関係を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の表示装置を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態の表示装置を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態の表示装置を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態の表示装置を示す図である。
【図１７】本発明の第６実施形態の表示装置を示す図である。
【図１８】本発明の第７実施形態の表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００３２】
[第１実施形態]
本実施形態の表示装置１は、蛍光体の発光色によってカラー表示を行う液晶パネル４（液晶素子）を備えた表示装置である。
図１は、本実施形態の表示装置１の概略構成を示す断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００３３】
本実施形態の表示装置１は、図１に示すように、バックライト２（光源）と、第１偏光板３と、液晶パネル４と、第２偏光板５と、バンドパスフィルター１７と、蛍光体基板６と、外光フィルター１６と、を備えている。
【００３４】
表示装置１は、バックライト２から射出された光を蛍光体基板６で波長変換し、発せられた赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光によって所望のカラー表示を行う。以下、この表示方式を利用した本実施形態の表示装置のことを「蛍光体励起色変換方式の表示装置」と称することがある。観察者は、バックライト２が配置された側と反対側、すなわち、蛍光体基板６が配置された側（図１の上側）から表示を視認する。
【００３５】
バックライト２は、発光スペクトル内において、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長領域内に少なくとも一つの極大値を有するものが用いられる。すなわち、バックライト２は、青色領域内に強度のピークを持つ光を射出する。４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長領域に極大値を有する光は、後述する蛍光体層に吸収された際、蛍光体層を効率良く励起して蛍光を生じさせる。
【００３６】
具体的に、バックライト２は、青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）、青色蛍光管などの発光素子（図示略）と、導光板７と、から構成されている。発光素子は、例えば波長４５５ｎｍ付近に発光強度の極大値を有する青色光を発光する。導光板７は、発光素子から入射された光を伝播しつつ主面から射出させ、液晶パネル４を照明する。
【００３７】
なお、バックライト２の発光スペクトルはこれに限らない。例えば、バックライト２として、発光スペクトル内において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長領域内に少なくとも一つの極大値を有するものを用いてもよい。
【００３８】
液晶パネル４は、第１基板８と、第２基板９と、液晶層１０と、を備えている。第１基板８と第２基板９とは、光透過性を有するガラス基板等で構成されている。液晶層１０は、第１基板８と第２基板９との間に挟持されている。本実施形態の液晶パネル４は、マトリクス状に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素毎に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，以下、ＴＦＴと略記する）を備えたアクティブマトリクス型の液晶パネルである。
【００３９】
第１基板８の一面には、複数の画素電極１１が形成されている。画素電極１１としては、例えばインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ， 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜が用いられる。１つの画素電極１１は１つの画素に対応して形成されている。各画素電極１１には、ＴＦＴ（図示略）が設けられている。第１基板８の一面には、データバスライン、ゲートバスライン等の配線（図示略）が設けられている。また、複数の画素電極１１を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。
【００４０】
第２基板９の一面に、対向電極１２が形成されている。対向電極１２としては、例えばＩＴＯ等の透明導電膜が用いられる。第２基板９の一面には、対向電極１２を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。
【００４１】
液晶層１０は、例えば誘電異方性が負の液晶材料で構成されている。液晶層１０は、電界無印加時に第１基板８および第２基板９の基板表面に対して略垂直に配向した、いわゆる垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶層である。液晶層１０としては、バックライト２からの光の４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長領域に存在する極大波長±２５ｎｍの範囲において、透過率が最大となる実効的な位相差値を有するものを用いることが好ましい。
【００４２】
換言すれば、液晶層１０の透過率が最大になる波長（ＷＬＣ）と、バックライト２が最大強度を示す波長（ＷＢＬ）とが、以下の関係式（１）を満たすことが好ましい。
ＷＢＬ−２５ｎｍ≦ＷＬＣ≦ＷＢＬ＋２５ｎｍ  …（１）
【００４３】
より好ましくは、以下の関係式（２）を満たすのがよい。
ＷＢＬ−１０ｎｍ≦ＷＬＣ≦ＷＢＬ＋１０ｎｍ  …（２）
【００４４】
ここで、液晶層１０が最大透過率を示す位相差値について説明する。
液晶層１０の複屈折率（Δｎ）とセル厚（ｄ）とは、各表示モードに併せて適宜設計する必要がある。液晶層１０が最大透過率を示す位相差値は、単に液晶層１０の複屈折率（Δｎ）とセル厚（ｄ）の積で求めることができるΔｎ×ｄではない。液晶層１０が最大透過率を示す位相差値は、液晶層１０の駆動時に得られる実効的なΔｎ×ｄの値である。
【００４５】
例えば、位相差値（Δｎ×ｄ）について、下記のような設計が必要である。
ＶＡモードに用いられる液晶材料として、例えば、波長５５０ｎｍの光に対して、複屈折率Δｎ＝０．１を示すものを用いる場合を考える。この場合、液晶層１０の最大透過率を得るための位相差はλ／２であるから、液晶層１０が最大透過率を示す位相差値は２７５ｎｍとなる。しかしながら、配向膜と液晶層１０との界面近傍の液晶分子は電界に応答しないため、単純にセル厚（ｄ）を２．７５μｍに設定すると、Δｎ×ｄの値が不足する。そのため、セル厚（ｄ）を３．２μｍ程度に設定することが一般的である。
【００４６】
また、ＶＡモードの液晶層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素の電圧−透過率カーブ（Ｖ−Ｔカーブ）、もしくは階調−輝度特性（ガンマカーブ）が色毎に異なっている。これは、液晶分子の屈折率が波長分散を有することに起因する。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調−輝度特性を合わせるために、液晶分子が完全に倒れるまでの電圧を印加しない場合もある。すなわち、設計時には、液晶層１０が最大透過率を示す位相差値を使用するのではなく、Ｒ、Ｇ、Ｂのバランスを考慮して色毎に最大透過率を設定し、実効的なΔｎ×ｄの値を設定する。
【００４７】
本実施形態の液晶層１０として、ＶＡモードに用いられる液晶材料を用いた場合の例を以下に示す。
【００４８】
液晶層１０では、波長４５５ｎｍの光に対しては、Δｎが増加し、Δｎ＝０．１１程度になる。このため、実効的な位相差がλ／２の条件を満たすようなセル厚は、波長５５０ｎｍの光を前提としたときの液晶層よりも１０％程度薄くなる。そのため、波長５５０ｎｍに合わせて設計したセル厚３．２μｍに対して１０％程度薄くしたセル厚、すなわち、セル厚２．９μｍを最適値として設計する。
【００４９】
本実施形態では、液晶層１０を透過するのは青色光であるから、青色領域についてのみ、Δｎ×ｄを考慮すれば良い。そのため、液晶分子の応答が飽和する状態にまで電圧を印加すれば、最大透過率を得ることができる。その場合、光の利用効率を高めることができる。一方、液晶分子の応答が飽和しない程度の電圧で最大透過率を設定すれば、応答速度をより速くする効果が得られる。そのような設計も可能である。
【００５０】
なお、ＶＡモードに代えて、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードにおいても、配向膜近傍の液晶分子は、電界により駆動できない点や、液晶層の屈折率が波長分散を有する点を考慮して、実効的なΔｎ×ｄを適宜設計することができる。また、上記と同様、透過率を優先した設計や応答速度を優先した設計も可能である。さらに、ＴＮモードにおいても、上記と同様、実効的なΔｎ×ｄを適宜設計することが可能である。
【００５１】
蛍光体基板６は、第３基板１３と、蛍光体層１４と、を備えている。第３基板１３は、光透過性を有するガラス基板等で構成されている。蛍光体層１４は、第３基板１３の一面に形成されている。蛍光体層１４は、赤色蛍光体層１４Ｒと、緑色蛍光体層１４Ｇと、を有している。赤色蛍光体層１４Ｒは、青色光を吸収して赤色光を発する蛍光材料を含む。緑色蛍光体層１４Ｇは、青色光を吸収して緑色光を発する蛍光体材料を含む。
【００５２】
蛍光体層１４は、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていても良い。また、任意に添加剤等を含んでいても良い。また、これらの蛍光体材料が樹脂材料や無機材料等の結合材中に分散された構成であっても良い。本実施形態の蛍光体材料として、公知の蛍光体材料を用いることができる。この種の蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
【００５３】
有機系蛍光体材料では、青色光を赤色光に変換する蛍光材として、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン、ピリジン系色素：１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート、およびローダミン系色素：ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１等が挙げられる。青色光を緑色光に変換する蛍光材として、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２′−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等が挙げられる。
【００５４】
無機系蛍光体材料では、青色光を赤色光に変換する蛍光材として、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、ＹＡｌＯ3：Ｅｕ3+、Ｃａ2Ｙ2（ＳｉＯ4）6：Ｅｕ3+、ＬｉＹ9（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｅｕ3+、ＹＶＯ4：Ｅｕ3+、ＣａＳ：Ｅｕ3+、Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ3+、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ3+、Ｍｇ4ＧｅＯ5.5Ｆ：Ｍｎ4+、Ｍｇ4ＧｅＯ6：Ｍｎ4+、Ｋ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25、Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25、Ｋ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25、Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25等が挙げられる。青色光を緑色光に変換する蛍光材として、（ＢａＭｇ）Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、（ＳｒＢａ）Ａl12Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、（ＢａＭｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7−Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5：Ｅｕ2+、（ＢａＣａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8−２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+、Ｚｒ2ＳｉＯ4、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｂａ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｓｒ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+等が挙げられる。
【００５５】
赤色蛍光体層１４Ｒは、液晶パネル４の一つの画素電極１１に対応して配置されている。赤色蛍光体層１４Ｒが配置された領域が赤色画素である。同様に、緑色蛍光体層１４Ｇは、液晶パネル４の一つの画素電極１１に対応して配置されている。緑色蛍光体層１４Ｇが配置された領域が緑色画素である。
【００５６】
また、蛍光体層１４のうち、青色画素に相当する領域には、蛍光体層が配置されていない。青色画素に相当する領域には、入射した青色光を散乱させて射出させる散乱体層１４Ｂが配置されている。
【００５７】
第３基板１３の蛍光体層１４が設けられた側と反対側の面（視認側の面）には、外光フィルター１６が設けられている。外光フィルター１６は、例えば誘電体多層膜で構成されている。外光フィルター１６は、太陽光や照明光などの外光に含まれる青色光を吸収もしくは反射する。外光フィルター１６は、蛍光体層１４で発せられた赤色光や緑色光を透過する。外光フィルター１６は、外光に含まれる青色光によって蛍光体層１４が励起されるのを抑える。
【００５８】
以下、本実施形態の第１偏光板３と第２偏光板５について説明する。
本実施形態では、液晶パネル４を構成する第１基板８および第２基板９の外側に、第１偏光板３と第２偏光板５とが配置されている。本実施形態の第１偏光板３および第２偏光板５は、液晶パネル４の外側に位置する、いわゆるアウトセル型の偏光板である。
【００５９】
第１偏光板３と第２偏光板５とからなる一対の偏光板のうち、少なくとも一方の偏光板は、例えば２色性染料からなる２色性色素を樹脂基材中に含む染料偏光板である。
【００６０】
本実施形態の一対の偏光板に用いる２色性色素で２色性染料を用いる場合、下記の２色性染料（Ａ）群のうち、少なくとも１種類を使用することが好ましい。
２色性染料（Ａ）群：
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ２６
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ１０７
【００６１】
また、下記２色性染料（Ｂ）を用いてもよい。なお、下記２色性染料（Ｂ）を、上記２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも１種と組み合わせて偏光板に用いてもよい。
２色性染料（Ｂ）：  シー．アイ．ダイレクト．レッド８１
【００６２】
また、下記２色性染料（Ｃ）を用いてもよい。なお、下記２色性染料（Ｃ）を、上記２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも１種と組み合わせて偏光板に用いてもよい。
２色性染料（Ｃ）：  シー．アイ．ダイレクト．レッド７９
【００６３】
また、２色性染料（Ｂ）及び２色性染料（Ｃ）の双方を、上記２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも１種と組み合わせて偏光板に用いてもよい。
【００６４】
シー．アイ．ダイレクト．レッド８１は、λｍａｘ＝５１０ｎｍである。シー．アイ．ダイレクト．レッド７９は、λｍａｘ＝５３０ｎｍである。光源の発光波長帯域が長波長領域の光を含む場合、２色性染料（Ｂ）または２色性染料（Ｃ）に含まれる染料を用いることにより、４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光が透過することを低減することが出来る。
【００６５】
また、本実施形態の２色性染料としては、偏光特性を阻害しない範囲でさらに他の２色性染料を使用しても良い。
【００６６】
これら２色性染料を使用する偏光素子の製造方法は、特に限定されるものではない。好ましくは、２色性色素が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムで構成される。この構成によれば、最も高いコントラスト値を得ることができる。
【００６７】
偏光素子を構成するポリビニルアルコール系樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法で製造することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得ることができる。
【００６８】
ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルと共重合する他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類又は不飽和スルホン酸類などが挙げられる。
【００６９】
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常８５モル％〜１００モル％が好ましい。より好ましくは、９５モル％以上がよい。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよい。例えば、アルデヒド類で変性したポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用できる。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１，０００〜１０，０００が好ましい。より好ましくは、１，５００〜７，０００がよい。
【００７０】
係るポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、原反フィルムとして用いられる。
ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは可塑剤としてグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコールなどを含有することができる。可塑剤量は５重量％〜２０重量％が好ましい。より好ましくは、８重量％〜１５重量％がよい。
【００７１】
ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されない。例えば、５μｍ〜１５０μｍが好ましい。より好ましくは、１０μｍ〜１００μｍがよい。
【００７２】
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程は、２０℃〜５０℃の溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを３０秒〜１０分間浸漬させることによって行われる。溶媒は水が好ましい。偏光素子を製造する時間を短縮する場合には、色素の染色処理時にも膨潤するので膨潤工程を省略することもできる。
【００７３】
膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを２色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって行われる。この工程での溶液温度は、５℃〜６０℃が好ましい。より好ましくは、２０℃〜５０℃がよい。特に好ましくは、３５℃〜５０℃がよい。
【００７４】
溶液に浸漬する時間は適度に調節できる。この時間は、３０秒〜２０分で調節するのが好ましい。より好ましくは、１分〜１０分がよい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましい。なお、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布することによって行うこともできる。
【００７５】
２色性染料を含有した溶液は、染色助剤として、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどを含有することができる。それらの含有量は、染料の染色性による時間、温度によって任意の濃度で調整できる。それぞれの含有量としては、０重量％〜５重量％が好ましい。より好ましくは、０．１重量％〜２重量％がよい。
【００７６】
染色工程後、次の工程に入る前に洗浄工程（以降、第１洗浄工程という）を行うことができる。第１洗浄工程は、染色工程でポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着した染料溶媒を洗浄する工程である。第１洗浄工程を行うことによって、次に処理する液中に染料が移行するのを抑制することができる。第１洗浄工程では、一般的には水が用いられる。洗浄方法は、該溶液（洗浄液）に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布することによって洗浄することもできる。洗浄の時間は、特に限定されないが、好ましくは、１秒〜３００秒がよい。より好ましくは、１秒〜６０秒がよい。第１洗浄工程での溶液の温度は、親水性高分子が溶解しない温度であることが必要となる。一般的には５℃〜４０℃で洗浄処理される。
【００７７】
染色工程又は第１洗浄工程の後、架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させる工程を行うことができる。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができる。他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられる。耐水化剤としては、好ましくは、ホウ酸が用いられる。
【００７８】
以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を用いて架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させる工程を行う。その際の溶媒としては、水が好ましいがこれに限定されるものではない。架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させる工程での溶媒中の架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度０．１重量％〜６．０重量％が好ましい。より好ましくは、１．０重量％〜４．０重量％がよい。この工程での溶液温度は、５℃〜７０℃が好ましい。より好ましくは、５℃〜５０℃がよい。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させる方法は、溶液に浸漬することが好ましいが、溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工してもよい。この工程での処理時間は３０秒〜６分が好ましい。より好ましくは、１分〜５分がよい。ただし、架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させること（架橋処理又は耐水化処理）が必需でなく、時間を短縮したい場合においては、この処理工程を省略してもよい。
【００７９】
染色工程、第１洗浄工程、または架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有させる工程を行った後に、延伸工程を行う。延伸工程とは、ポリビニルアルコール系フィルムを１軸に延伸する工程である。延伸方法は湿式延伸法又は乾式延伸法のどちらでもよい。
【００８０】
乾式延伸法の場合には、延伸加熱媒体が空気媒体の場合には、空気媒体の温度は常温〜１８０℃で延伸するのが好ましい。また、湿度は２０％ＲＨ〜９５％ＲＨの雰囲気中で処理するのが好ましい。加熱方法としては、例えば、ロール間ゾーン延伸法、ロール加熱延伸法、圧延伸法、赤外線加熱延伸法などが挙げられるが、その延伸方法は限定されるものではない。延伸工程は１段で延伸することもできるが、２段以上の多段延伸により行うこともできる。
【００８１】
湿式延伸法の場合には、水、水溶性有機溶剤、又はその混合溶液中で延伸する。架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有した溶液中に浸漬しながら延伸処理を行うことが好ましい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができる。他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられる。
【００８２】
以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含有した溶液中で延伸を行う。架橋剤はホウ酸が好ましい。延伸工程での架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方の濃度は、例えば、０．５重量％〜１５重量％が好ましく、２．０重量％〜８．０重量％がより好ましい。延伸倍率は２倍〜８倍が好ましい。より好ましくは、５倍〜７倍がよい。延伸温度は４０℃〜６０℃で処理することが好ましい。より好ましくは、４５℃〜５８℃がよい。延伸時間は通常３０秒〜２０分であるが、２分〜５分がより好ましい。湿式延伸工程は１段で延伸することができるが、２段以上の多段延伸により行うこともできる。
【００８３】
延伸工程を行った後には、フィルム表面に架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方の析出、又は異物が付着することがあるため、フィルム表面を洗浄する洗浄工程（以降、第２洗浄工程という）を行うことができる。洗浄時間は１秒〜５分が好ましい。洗浄方法は洗浄溶液に浸漬することが好ましいが、溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工によって洗浄することができる。１段で洗浄処理することもできるし、２段以上の多段処理をすることもできる。洗浄工程の溶液温度は、特に限定されないが、通常５℃〜５０℃である。より好ましくは１０℃〜４０℃である。
【００８４】
ここまでの処理工程で用いる溶媒として、例えば、水、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール又はトリメチロールプロパン等のアルコール類、エチレンジアミン又はジエチレントリアミン等のアミン類などの溶媒が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、１種以上のこれら溶媒の混合物を用いることもできる。最も好ましい溶媒は水である。
【００８５】
延伸工程又は第２洗浄工程の後には、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理は、自然乾燥により行うことができるが、より乾燥効率を高めるためにはロールによる圧縮やエアーナイフ、又は吸水ロール等によって表面の水分除去を行うことができ、及び／又は送風乾燥を行うこともできる。乾燥処理温度としては、２０〜℃１００℃で乾燥処理することが好ましく、６０℃〜１００℃で乾燥処理することがより好ましい。乾燥処理時間は３０秒〜２０分を適用できるが、５分〜１０分であることが好ましい。
【００８６】
こうして得られた２色性染料を用いた偏光素子は、本実施形態の表示装置に使用される偏光素子として適したものである。
【００８７】
次に、本実施形態の偏光素子に用いる２色性色素でヨウ素錯体を用いる場合について説明する。
第１偏光板３と第２偏光板５とからなる一対の偏光板のうち、少なくとも一方の偏光板は、Ｉ３−、Ｉ５−等のヨウ素錯体を樹脂基材中に含むヨウ素偏光板であってもよい。
【００８８】
ただし、従来から一般的に用いられているヨウ素偏光板は、Ｉ３−、Ｉ５−等のヨウ素錯体を含んでいる。本実施形態の第１偏光板３や第２偏光板５が従来の偏光板と異なる点は、ヨウ素錯体の成分比である。すなわち、本実施形態の一対の偏光板３，５は、ヨウ素錯体全体に占めるＩ３−のヨウ素錯体の割合が、従来のヨウ素偏光板と比べて多い。樹脂基材の材料としては、液晶ディスプレイ用偏光板に通常用いられるポリビニルアルコールなどが挙げられる。
【００８９】
Ｉ３−のヨウ素錯体の含有量は波長４８０ｎｍの直交吸光度に影響を及ぼし、Ｉ５−のヨウ素錯体の含有量は波長６１０ｎｍの直交吸光度に影響を及ぼすことが知られている。
【００９０】
Ｉ３−のヨウ素錯体の含有量を従来よりも増大させると、短波長領域（青色領域）の光吸収量を従来よりも増大させることができる。言い換えると、Ｉ３−のヨウ素錯体の含有量を従来よりも増大させることにより、吸光度曲線のピークを従来よりも短波長側（青色領域側）にシフトさせることができる。
【００９１】
本実施形態の偏光素子にヨウ素錯体を用いた偏光板を適用する場合を考える。この場合、光遮断状態（一対の偏光板３，５がクロスニコルに配置され、光が一対の偏光板３，５で遮断される状態（オフ状態）にあるとき）での分光透過率Ｔｃは、Ｔｃ（λ４６０）≦Ｔｃ（λ６００）であることが好ましい。より好ましくは、Ｔｃ（λ４６０）＜Ｔｃ（λ６００）であることがよい。ここで、Ｔｃ（λ４６０）は、波長４６０ｎｍのときの分光透過率である。Ｔｃ（λ６００）は、波長６００ｎｍのときの分光透過率である。
【００９２】
公知のヨウ素錯体を用いた偏光板は、通常Ｔｃ（λ４６０）＞Ｔｃ（λ６００）であり、波長５００ｎｍ以下の範囲では高コントラスト値が得られない。また、Ｉ３−のヨウ素錯体の濃度を上げることにより高コントラスト値を得ることは可能である。しかしながら、一対の偏光板３，５がパラレルニコルに配置され、光が一対の偏光板３，５を透過する状態（オン状態）にあるときの分光透過率Ｔｐ＜３０％となり、十分な明るさを得ることができない。
【００９３】
Ｉ３−のヨウ素錯体の含有量を従来よりも増大させ、かつＴｃ（λ４６０）≦Ｔｃ（λ６００）である偏光素子のことを、以下では「ヨウ素シフト偏光板」と呼ぶことにする。
【００９４】
ヨウ素シフト偏光板の製造方法は、限定されるものではない。例えば、ヨウ素錯体が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムが挙げられる。
【００９５】
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムを使用したヨウ素シフト偏光板の製造方法は、ＰＶＡの膨潤工程、染色工程、延伸工程、ハロゲン化物処理工程からなる。ハロゲン化処理工程にて、例えばヨウ化カリウムを用いて、波長シフトの調整を行なうことができる。以下、詳細に説明する。
【００９６】
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程は、２色性染料を使用する場合に記載の方法と同様である。
【００９７】
膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程では、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素およびヨウ化物を含有した溶液で処理する。
【００９８】
溶液の溶媒としては、水が好ましいが、特に限定されるものではない。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、またはヨウ化亜鉛などを挙げることができるが、これらに限定されない。好ましくは、ヨウ化アルカリ金属化合物を用いることがよい。より好ましくは、ヨウ化カリウムを用いることがよい。
【００９９】
ヨウ素濃度は、０．０００１重量％〜０．５重量％が好ましい。より好ましくは、０．００１重量％〜０．４重量％がよい。ヨウ化物の濃度は、０．００１重量％〜８重量％が好ましい。この工程での溶液温度は、５℃〜５０℃が好ましい。より好ましくは、１０℃〜４０℃がよい。特に好ましくは、２０℃〜３０℃がよい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、３０秒〜６分で調節するのが好ましい。より好ましくは、１分〜５分がよい。
【０１００】
染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましい。これに限らず、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布または塗工することによって行うこともできる。
【０１０１】
ヨウ素およびヨウ化物処理の際、溶液に架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を添加しても良い。通常は架橋剤が用いられる。架橋剤としては、特に限定されるものではないが、通常ホウ酸が好ましい。例えば、ホウ酸を添加する濃度は０．１重量％〜５．０重量％が好ましい。より好ましくは、２．０％〜４．０％がよい。
【０１０２】
また、ヨウ素、ヨウ化物、架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方を含むポリビニルアルコール樹脂フィルムの場合を考える。この場合、必ずしもヨウ素、ヨウ化物、架橋剤、耐水化剤のうち少なくとも一方がそのままポリビニルアルコール樹脂フィルムに含まれている必要はない。例えば、反応した形においてフィルムに含有される場合も含む。
【０１０３】
また、前記のように、染色工程と同時に架橋剤処理工程を行なうことも可能であるが、染色工程の後、架橋剤処理工程を行なうことがより好ましい。その際の処理方法は、染色工程で得られたフィルムを架橋剤が含有した溶液で処理することにより行なわれる。
【０１０４】
架橋剤含有溶液での処理方法は、通常、溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましいが、溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。浸漬は延伸工程前に行なうこともでき、また、延伸工程と共に行なうこともできる。延伸法が乾式延伸法の場合、延伸前に架橋剤処理を行なうことが好ましい。湿式先進法の場合、延伸処理と共に行なうことが好ましい。
【０１０５】
架橋剤としては、２色性染料の架橋剤処理工程に記載したものと同様である。また、架橋剤含有溶液中に耐水化剤を共存させても良い。耐水化剤としては、２色性染料の耐水化剤処理工程に記載したものと同様である。溶媒中の架橋剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと、溶媒に対して濃度０．１重量％〜６．０重量％が好ましい。より好ましくは、１．０重量％〜４．０重量％がよい。この工程での延伸工程前に行う場合の溶媒温度は、５℃〜６０℃が好ましい。より好ましくは、延伸前に行なう場合は５℃〜４０℃がよい。延伸と共に行う場合は４５℃〜５８℃がよい。この工程での処理時間は３０秒〜６分が好ましい。より好ましくは、１分〜５分がよい。
【０１０６】
延伸工程は、乾式延伸法、および湿式延伸法があり、その方法の例としては、それぞれ２色性染料の延伸工程に記載したものと同様である。
【０１０７】
延伸処理後に、ハロゲン化物を含有した溶液での処理が施される。この処理は、色相の調整および偏光特性の向上を目的とした工程である。処理方法は、溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましい。溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。
【０１０８】
ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化カリウムおよびヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルトまたはヨウ化亜鉛等のヨウ化物、塩化カリウムおよび塩化ナトリウム等の塩化アルカリ金属化合物または塩化亜鉛等の塩化物であることが好ましい。好ましくは、水溶性であることがよい。
【０１０９】
ハロゲン化物としては、より好ましくは、ヨウ化物であることがよい。更に好ましくは、ヨウ化アルカリ金属化合物であることがよい。更に好ましくは、ヨウ化カリウムであることがよい。
【０１１０】
ハロゲン化物の濃度は種類によって異なる。通常６．０重量％〜１５．０重量％が好ましい。より好ましくは、７．０重量％〜１２．０重量％であることがよい。更に好ましくは、８．０重量％〜１０．０重量％であることがよい。
【０１１１】
処理温度はハロゲン化物の濃度によっても異なる。例えば、５℃〜５５℃が好ましい。より好ましくは、２０℃〜４０℃がよい。処理時間はハロゲン化物の濃度によっても異なる。例えば、１秒〜５分が好ましい。偏光フィルムの面内特性の安定を考慮すると５秒〜３０秒が好ましい。また、延伸工程を湿式延伸法で行なう場合は、延伸工程と共にハロゲン化物処理を行なうことも可能である。なお、延伸処理後にハロゲン化物処理を行なうことが、品質の安定として好ましい。
【０１１２】
ここまでの処理工程においての処理溶液の溶媒としては、例えば、水、アルコール系溶媒、またはグリコール系溶媒など挙げられるが、特に限定されるものではない。また、水とアルコール類を混合した溶液、ジメチルスルホキシドと水の混合溶媒などのように、水と水溶性溶剤との混合溶剤を使用しても良い。最も好ましくは水である。
【０１１３】
ハロゲン化物処理後、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理方法は、２色性染料の乾燥処理方法に記載したものと同様である。
【０１１４】
こうして得られたヨウ素錯体を用いた偏光素子は、本実施形態の表示装置に使用される偏光素子として適したものである。
【０１１５】
得られた偏光素子に、その片面、又は両面に透明保護層を設けることによって偏光板とする。ポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムの偏光素子に用いる透明保護層は、例えばフィルムのラミネート層として設けることができる。
【０１１６】
透明保護層としては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又はフィルムが好ましい。透明保護層として用いる物質として、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）やジアセチルセルロースのようなセルロースアセテート樹脂又はそのフィルム、アクリル樹脂又はそのフィルム、ポリ塩化ビニル樹脂又はそのフィルム、ポリエステル樹脂又はそのフィルム、ポリアリレート樹脂又はそのフィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂又はそのフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン骨格を有するポリオレフィン又はその共重合体、主鎖又は側鎖がイミド、アミドのうち少なくとも一方の樹脂又はポリマー又はそのフィルムなどが挙げられる。また、透明保護層として、液晶性を有する樹脂又はそのフィルムを設けることもできる。保護フィルムの厚みは、例えば、０．５μｍ〜２００μｍ程度である。その中の同種又は異種の樹脂又はフィルムを片面、もしくは両面に１層以上設けることによって偏光板を作製する。
【０１１７】
透明保護層として用いる物質として、少なくとも片面にＰＥＴフィルムを用いることがより好ましい。従来の液晶ディスプレイでは、偏光板自体に画像が表示されることから、透明保護層には高透明で複屈折の少ないＴＡＣフィルムが用いられることが主である。また、透明保護層の片面に視野角補償フィルムである位相差フィルムなどが直接使用される場合もある。
【０１１８】
一方、本実施形態の偏光板が使用される蛍光励起色変換ディスプレイにおける偏光板の役割は光のスイッチング機能であり、画像表示面として用いられることは無い。このことより、低複屈折のＴＡＣフィルムや視野角補償フィルムの位相差フィルムなど高価なフィルムの必要性はない。安価であり、機械特性に優れ、加工性の良いＰＥＴフィルムを使用することがより好ましい。
【０１１９】
ＰＥＴフィルムは複屈折が大きいため、両面支持体として用いた場合、透過率が低下する傾向にある。そのため、片面支持体時、または両面支持体時の片面に用いることが好ましい。また、透過率向上、接着性向上を目的として、易接着層を有するＰＥＴフィルムがより好ましい。易接着ＰＥＴフィルムは特に限定されるものではなく、市販品を用いることが可能である。易接着層は両面に設けてあることが更に好ましい。
【０１２０】
上記の透明保護層を偏光素子と貼り合わせるためには接着剤が必要となる。接着剤としては特に限定されないが、ポリビニルアルコール系接着剤が好ましい。透明保護層を接着剤で貼り合せた後、適した温度で乾燥もしくは熱処理することによって偏光板を得る。
【０１２１】
また、透明保護層と偏光素子の貼り合わせには粘着剤を用いても良い。粘着剤としては、特に限定されるものではなく、好ましい例としてはアクリル系粘着剤が挙げられる。その厚みは、粘着強度、透過率などの特性や、全体厚みなどの点から、任意に選択することが可能である。通常５μｍ〜５０μｍの範囲である。好ましくは１０μｍ〜３０μｍの範囲である。
【０１２２】
本実施形態の偏光板は、支持体付偏光板としても良い。支持体は偏光板を貼付するため、平面部を有しているものが好ましい。また光学用途であるため、ガラス成形品が好ましい。ガラスの材質としては、例えばソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、水晶よりなる無機基盤、サファイヤよりなる無機基板等の無機系のガラスやアクリル、ポリカーボネート等の有機系のプラスチック板等があげられるが無機系のガラスが好ましい。ガラス板の厚さや大きさは所望のサイズでよい。また、ガラス付き偏光板には、単板光透過率をより向上させるために、そのガラス面に減反射層を設けても良い。
【０１２３】
以下、本実施形態のバンドパスフィルター１７について説明する。
本実施形態のバンドパスフィルター１７は、液晶パネル４を構成する第２基板９の外側に配置されている。具体的には、バンドパスフィルター１７は、第２偏光板５と蛍光体基板６との間に配置されている。バンドパスフィルター１７は、第２偏光板５を透過した青色の励起光を透過し、蛍光体層１４から放射された蛍光（緑色蛍光体層から放射された緑色の蛍光および赤色蛍光体層から放射された赤色の蛍光）を反射する。バンドパスフィルター１７は、誘電体多層膜からなる。
【０１２４】
なお、バンドパスフィルター１７は、青色領域の光を透過し、緑色領域から近赤外領域までの光を反射してもよい。ここで、青色領域の光は、波長４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の光とする。緑色領域から近赤外領域までの光は、波長４９５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の光とする。
【０１２５】
バンドパスフィルター１７の厚さは、第２偏光板５を透過した光が特定の画素領域に対応する蛍光体層１４に入射するまでの間に、隣の画素領域に対応する蛍光体層１４に入射する現象、いわゆる光学的クロストークが生じない程度に設定されることが望ましい。具体的には、バンドパスフィルター１７の厚さは、隣接する画素間の間隔よりも小さいことが望ましい。
【０１２６】
図２は、バンドパスフィルター１７の一例を示す概略断面図である。図２（Ａ）はバンドパスフィルター１７の全体を示す断面図である。図２（ｂ）は図２（Ａ）の一部を拡大した断面図である。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の一部を拡大した断面図である。
【０１２７】
バンドパスフィルター１７は、例えば、複数の有機膜を積層、延伸して形成した多層膜フィルムである。バンドパスフィルター１７は、第２偏光板５側から順に、第１フィルター部１７１から第５フィルター部１７５までが積層されたものである。
【０１２８】
第１フィルター部１７１は、複数の単位部材を備えている。１つの単位部材１７１Ｂは高屈折率層１７１Ｂ−Ｈと低屈折率層１７１Ｂ−Ｌからなる。複数の単位部材のうち１つの単位部材の厚さが小さい側を１７１Ａ、１つの単位部材の厚さが大きい側を１７１Ｂとしている。
【０１２９】
高屈折率層１７１Ｂ−Ｈをポリエチレンナフタレートで形成し、低屈折率層１７１Ｂ−Ｌをポリエチレンテレフタレートで形成した場合、高屈折率層１７１Ｂ−Ｈと低屈折率層１７１Ｂ−Ｌの屈折率差は０．１２である。高屈折率層１７１Ｂ−Ｈを形成する材料としては、フルオレン系樹脂、低屈折率層１７１Ｂ−Ｌを形成する材料としては、フッ素系樹脂なども用いることができる。
【０１３０】
バンドパスフィルター１７の厚さ方向に沿って、単位部材の厚さが第１フィルター部１７１から第５フィルター部１７５に通して連続的に変化している。その単位部材の厚さは、第２偏光板５の側で最小、第２偏光板５とは反対側で最大となっている。
【０１３１】
バンドパスフィルター１７の単位部材の厚さと、バンドパスフィルター１７の単位部材における反射波長と、媒質（バンドパスフィルター１７を構成する材質）の屈折率との間には、以下の式（３）の関係がある。
１つの単位部材の厚さ＝反射波長／［２×（媒質の平均屈折率）］・・・（３）
【０１３２】
例えば、バンドパスフィルター１７の中の一部の単位部材における反射波長が５５０ｎｍ、バンドパスフィルター１７の媒質の平均屈折率が１．５２の場合、上記の式（３）から、１単位の厚さは約１８１ｎｍである。
【０１３３】
第１フィルター部１７１から第５フィルター部１７５の各層の厚さは、それぞれの層における反射波長に合わせて適宜決定される。
【０１３４】
なお、図２では、バンドパスフィルター１７を第１から第５フィルター部に分けて説明したが、これに限らない。例えば、バンドパスフィルター１７は、５層の独立したバンドパスフィルターを積層したものであってもよい。また、１層のバンドパスフィルターの中で、連続的に単位部材の厚さが変化していてもよい。また、単位部材の厚さの変化は、光源側が最大、反対側で最小となっていても構わない。また、単位部材の厚さの変化は単調増加や単調減少である必要はなく、両側が大きく、中央付近に最小部が存在するように変調されていてもよい。
【０１３５】
本実施形態のバンドパスフィルター１７は、一対の偏光板の吸収帯域外に、光の反射帯域（非透過帯域）を有する。例えば、バンドパスフィルター１７の反射帯域の短波長端の波長をλ１１、バンドパスフィルター１７の反射帯域の長波長端の波長をλ１２とする。バンドパスフィルター１７の各波長λ１１、λ１２は、次のようにして定義される。
【０１３６】
λ１１はバンドパスフィルター１７の短波長側透過領域における最大透過率Ａを１００%としたときに、Ａ×０．９の透過率を示す波長と定義される。λ１２は、バンドパスフィルター１７の長波長側透過領域における最大透過率Ｂを１００%としたときに、Ｂ×０．９の透過率を示す波長と定義される。干渉による反射スペクトルの波打ちが生じて境界部の波長を厳密に定義しにくい場合には、Ｂ×０．９の透過率を示す最大の波長がλ１２と定義される。なお、バンドパスフィルター１７の反射スペクトルは、分光光度計を用いて測定される。
【０１３７】
例えば、図３の反射スペクトルを有するバンドパスフィルター１７を用いた場合、最大透過率Ａは９８．５%であるため、Ａ×０．９＝８８．６%の透過率を示す波長λ１１は４６５ｎｍとなる。また、最大透過率Ｂは９８．５%であるため、Ｂ×０．９＝８８．６%の透過率を示す最大波長λ１２は６３０ｎｍとなる。
【０１３８】
ところで、光源として青色光を発する青色ＬＥＤを用いると、結晶欠陥等に起因して、青色ＬＥＤが発する光に緑色波長領域の光が含まれる、いわゆるイエロールミネッセンス（イエローバンドともいう）が存在する場合がある。図４は、イエローバンドを含む光を射出する青色ＬＥＤの発光強度と発光波長の関係を示す図である。図４の破線で囲まれた領域に示すように、５１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲において緑色波長領域に発光が見られる。
【０１３９】
この場合、一対の偏光板のクロスニコル配置時に、緑色波長領域の光が漏れてしまう。図５は、光透過状態（オン状態）と光遮断状態（オフ状態）とにおけるバックライトから射出される光の強度の波長依存性を示す図である。実線のグラフは、パラレルニコル時のグラフである。破線のグラフは、クロスニコル時のグラフである。なお、パラレルニコルは、一対の偏光板の透過軸同士が互いに平行に配置された状態をいう。クロスニコルは、一対の偏光板の透過軸同士が互いに直交して配置された状態をいう。
【０１４０】
図５の横軸は、波長[ｎｍ]及び波長から換算したエネルギー[ｅＶ]を示している。図５の縦軸は、バックライトから射出される光の強度を示している。図５の左側の縦軸はパラレルニコル時の強度を示している。図５の右側の縦軸はクロスニコル時の強度を示している。図５は、一対の偏光板として、波長４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲内に消光比の最大領域を有する染料偏光板を用いた場合の図である。なお、消光比は、完全偏光を入射したときの透過率である。
【０１４１】
図５に示すように、クロスニコル時の遮光性は、波長４１０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲では十分に高くなっている。しかしながら、図５の破線で囲まれた領域に示すように、波長４８０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲では消光比が低いため、光漏れが生じる。
【０１４２】
この理由は、二色性色素の吸収帯域が狭いためである。これにより、赤色蛍光体や緑色蛍光体が励起されたり、緑色波長領域の光が緑色画素から射出されたりする。その結果、高いコントラストを持つ表示を得るのが難しい。
【０１４３】
このような課題を解決するための方法としては、例えば、緑色波長領域の光の非透過帯域を有するバンドパスフィルターを設ける構成が考えられる。
【０１４４】
本発明者らは、バンドパスフィルターを設けないとき、バンドパスフィルターを１枚設けたとき、バンドパスフィルターを４枚設けたときのそれぞれについて、所定の波長範囲における光透過（パラレルニコル）時のエネルギー透過率Ｅｐ、光遮断（クロスニコル）時のエネルギー透過率Ｅｃ、エネルギーオン・オフ比Ｒをそれぞれ算出した。その結果を［表１］に示す。
【０１４５】
【表１】
2014026219.tif 000003
【０１４６】
ここで、エネルギーオン・オフ比Ｒについて説明する。
蛍光体励起色変換方式の表示装置１の場合、バックライト２から射出された青色光ＬＢは、第１偏光板３、液晶パネル４、第２偏光板５、バンドパスフィルター１７を経て蛍光体層１４に入射する。そして、青色光ＬＢは蛍光体層１４を励起して蛍光発光を生じさせ、蛍光体層１４から発せられた種々の色の光によって画像が形成される。
【０１４７】
したがって、本実施形態の表示装置１の場合、観察者は、第１偏光板３、液晶パネル４、第２偏光板５を透過した青色光ＬＢを直接見るわけではない。そのため、表示コントラストの向上のために一対の偏光板３，５に要求される性能は、光透過（パラレルニコル）時と光遮断（クロスニコル）時とで蛍光体層１４が青色光ＬＢから受けるエネルギーの大きさの比が大きいことである。
【０１４８】
一対の偏光板３，５がパラレルニコルに配置され、光が一対の偏光板３，５を透過する状態（オン状態）にあるときの光のエネルギー透過率をＥｐとする。一対の偏光板３，５がクロスニコルに配置され、光が一対の偏光板３，５で遮断される状態（オフ状態）にあるときの光のエネルギー透過率をＥｃとする。このとき、エネルギーオン・オフ比Ｒを、
Ｒ＝Ｅｐ／Ｅｃ  ……（４）
で定義する。
【０１４９】
波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内における光透過状態（オン状態）での光のエネルギー透過率Ｅｐ、光遮断状態（オフ状態）での光のエネルギー透過率Ｅｃは、それぞれ以下の式で表すことができる。
【０１５０】
【数１】
2014026219.tif 000004
【０１５１】
【数２】
2014026219.tif 000005
【０１５２】
上記の（５）式において、Ｉ（λ）はバックライト光源の分光放射照度であり、所定の波長毎の一対の偏光板に入射する光（青色光）の光量のエネルギーを示す。Ｔｐ（λ）は光透過状態（オン状態）での分光透過率であり、光透過状態（オン状態）において所定の波長毎の一対の偏光板に入射する光の光量に対する射出される光の光量の割合を示す。Ｅｐは、光透過状態（オン状態）において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光（青色光）の光量のエネルギーを示す。
【０１５３】
上記の（６）式において、Ｉ（λ）はバックライト光源の分光放射照度であり、所定の波長毎の一対の偏光板に入射する光（青色光）の光量のエネルギーを示す。Ｔｃ（λ）は光遮断状態（オフ状態）での分光透過率であり、光遮断状態（オフ状態）において所定の波長毎の一対の偏光板に入射する光の光量に対する射出される光の光量の割合を示す。Ｅｃは、光遮断状態（オフ状態）において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光（青色光）の光量のエネルギーを示す。
【０１５４】
表１に示すように、バンドパスフィルターを設けることにより、光遮断（クロスニコル）時のエネルギー透過率Ｅｃが小さくなる。光遮断（クロスニコル）時のエネルギー透過率Ｅｃは、バンドパスフィルターを１枚設けるよりも４枚設けたほうが小さい。バンドパスフィルターを設けることで、緑色波長領域の光を低減できることがわかる。
【０１５５】
ただし、バンドパスフィルターを４枚設けてもエネルギーオン・オフ比Ｒが１１４７である。この理由は、染料偏光板の吸収帯域が狭いことによるものと考えられる。エネルギーオン・オフ比Ｒをさらに向上させるためには、偏光板の吸収帯域を広くすることが好ましい。
【０１５６】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。図６（Ａ）は、光透過（パラレルニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。図６（Ｂ）は、光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。図６（Ａ）、（Ｂ）の横軸は、波長[ｎｍ]を示している。図６（Ａ）、（Ｂ）の縦軸は、透過率[％]を示している。
【０１５７】
図６（Ａ）に示すように、光透過（パラレルニコル）時においては、波長４００ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲内の全てにわたって、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せは、ヨウ素偏光板−ヨウ素偏光板の従来の一対の偏光板の組合せに比べて、高い透過率を示している。
【０１５８】
図６（Ｂ）に示すように、光遮断（クロスニコル）時においては、波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内においては、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せは、ヨウ素偏光板−ヨウ素偏光板の従来の一対の偏光板の組合せと同様に、低い透過率を示している。しかしながら、波長４８０ｎｍよりも長波長領域、波長４４０ｎｍよりも低波長領域においては、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せは、ヨウ素偏光板−ヨウ素偏光板の従来の一対の偏光板の組合せに比べて、高い透過率を示している。このように、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せは、ヨウ素偏光板−ヨウ素偏光板の従来の一対の偏光板の組合せに比べて、吸収帯域が狭いことがわかる。そのため、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せでは、波長４８０ｎｍよりも長波長領域で、クロスニコル時の光漏れが生じる。
【０１５９】
図７は、光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の光漏れを示す図である。図７の横軸は、波長[ｎｍ]を示している。図７の縦軸は、強度[a.u.]を示している。
【０１６０】
図７に示すように、染料偏光板−染料偏光板からなる本実施形態の一対の偏光板の組合せでは、波長４８０ｎｍよりも長波長領域で、クロスニコル時の光漏れが生じることがわかる。そのため、波長４８０ｎｍよりも長波長領域で、クロスニコル時の光漏れを抑制することが必要である。
【０１６１】
一方、前記課題を解決するための方法としては、前記バンドパスフィルターを設ける構成の他に、青色ＬＥＤの長波長領域の発光を、染料偏光板のみでカットする構成が考えられる。例えば、染料偏光板の吸収帯域を、ヨウ素偏光板と同様にニュートラルグレー（黒）の吸収帯域に近づければよい。しかしながら、染料偏光板の吸収帯域を広げると、ヨウ素偏光板と同様に、短波長領域のパラレル透過率が低下してしまう。この方法では、染料偏光板の特徴である青色波長領域の高透過率を維持できなくなる。
【０１６２】
ただし、吸収帯域が広い広帯域染料偏光板を用いれば、高い透過率を維持することができる。また、吸収帯域が広い広帯域染料偏光板を用いれば、吸収帯域が狭い狭帯域染料偏光板を用いる場合よりも、青色ＬＥＤの長波長領域の光漏れを低減できる。広帯域染料偏光板は、本実施形態の染料偏光板（染料Ｃ）が相当する。狭帯域染料偏光板は、本実施形態の染料偏光板（染料Ｂ）が相当する。
【０１６３】
図８（Ａ）は、一対の偏光板として狭帯域染料偏光板を用いたときの光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。図８（Ｂ）は、一対の偏光板として広帯域染料偏光板を用いたときの光遮断（クロスニコル）時の一対の偏光板の透過率の波長依存性を示す図である。図８（Ａ）、（Ｂ）の横軸は、波長[ｎｍ]を示している。図８（Ａ）、（Ｂ）の縦軸は、透過率[％]を示している。
【０１６４】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、広帯域偏光板は、狭帯域偏光板に比べて、吸収帯域が広いことがわかる。ここで、偏光板の吸収帯域を、透過率０．０１％以下の領域と定義する。透過率０．０１％以下の領域は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す破線以下の領域である。狭帯域偏光板の吸収帯域は、図８（Ａ）に示すように、波長４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲に設定されている。一方、広帯域偏光板の吸収帯域は、図８（Ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍ〜５１０ｎｍの範囲に設定されている。図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、広帯域染料偏光板を用いることにより、吸収帯域が狭い狭帯域染料偏光板を用いる場合よりも、青色ＬＥＤの長波長領域の光漏れを低減できることがわかる。
【０１６５】
本発明者らは、狭帯域染料偏光板、広帯域染料偏光板、及びヨウ素偏光板のそれぞれ本について、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内における光透過（パラレルニコル）時のエネルギー透過率Ｅｐ（λ）とエネルギーオン・オフ比Ｒ（λ）とを算出した。その結果を［表２］に示す。
【０１６６】
【表２】
2014026219.tif 000006
【０１６７】
表２に示すように、広帯域染料偏光板を用いたときのパラレル透過率は３１．９８％である。広帯域染料偏光板を用いることにより、３０％以上の高い透過率を維持できることがわかる。また、狭帯域染料偏光板を用いたときよりも高い透過率が得られる。
【０１６８】
なお、狭帯域染料偏光板を用いた場合には、バンドパスフィルターを設けることにより、エネルギーオン・オフ比Ｒを向上できる。
【０１６９】
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、バンドパスフィルターを設けた場合の光透過状態（オン状態）と光遮断状態（オフ状態）とにおけるバックライトから射出される光の強度の波長依存性を示すグラフである。実線のグラフは、パラレルニコル時のグラフである。破線のグラフは、クロスニコル時のグラフである。図９（Ａ）〜（Ｃ）の横軸は、波長[ｎｍ]、波長から換算したエネルギー[ｅＶ]を示している。図９（Ａ）〜（Ｃ）の縦軸は、バックライトから射出される光の強度を示している。図９（Ａ）〜（Ｃ）の左側の縦軸はパラレルニコル時の強度を示している。図９（Ａ）〜（Ｃ）の右側の縦軸はクロスニコル時の強度を示している。図９（Ａ）は、一対の偏光板として、狭帯域染料偏光板を用いた場合の図である。図９（Ｂ）は、一対の偏光板として、広帯域染料偏光板を用いた場合の図である。図９（Ｃ）は、一対の偏光板として、ヨウ素偏光板を用いた場合の図である。
【０１７０】
図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、バンドパスフィルターを設けることにより、波長４８０ｎｍよりも長波長領域がカットされることがわかる。
【０１７１】
本発明者らは、狭帯域染料偏光板、広帯域染料偏光板、及びヨウ素偏光板のそれぞれについて、バンドパスフィルターを設けた場合の、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内における光透過（パラレルニコル）時のエネルギー透過率Ｅｐ（λ）とエネルギーオン・オフ比Ｒ（λ）とを算出した。その結果を［表３］に示す。
【０１７２】
【表３】
2014026219.tif 000007
【０１７３】
表３に示すように、狭帯域染料偏光板を用いたときのエネルギーオン・オフ比Ｒ（λ）は２２６８１であり、バンドパスフィルターを設けない場合に比べて、エネルギーオン・オフ比を向上できることがわかる。しかしながら、広帯域染料偏光板、及びヨウ素偏光板についてはエネルギーオン・オフ比の向上効果は認められない。この理由は、パラレル透過率低下の影響が大きいためであると考えられる。
【０１７４】
以上、説明したように、バンドパスフィルターを設けた構成、一対の偏光板の吸収帯域を広くした構成、一対の偏光板とバンドパスフィルターとを組み合わせた構成によれば、エネルギーオン・オフ比の向上効果、パラレルニコル透過率の向上効果のうち少なくとも一の効果を期待できる。
【０１７５】
上述したように、本実施形態では、一対の偏光板の吸収帯域外に、光の反射帯域（非透過帯域）を有するバンドパスフィルター１７を設けている。具体的には、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光は一対の偏光板により吸収させる。一方、波長５５０ｎｍよりも長波長領域の光はバンドパスフィルターによってカットさせる。バンドパスフィルターは短波長領域で高透過率である。染料偏光板の吸収帯域を広げないため、染料偏光板の青色波長領域での高透過率は維持される。
【０１７６】
本実施形態では、二色性色素を追加した偏光板と、バンドパスフィルターとを用いて透過率を規定する。以下、図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【０１７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、一対の偏光板のクロスニコル時の分光透過率の波長依存性を示すグラフと、２種類のバンドパスフィルターの透過スペクトルとの関係を示す図である。実線のグラフは一対の偏光板のクロスニコル時の分光透過率Ｔｃの波長依存性を示すグラフである。一点鎖線は、相対的にカットオフ波長が長波長側のバンドパスフィルター（以下、ＢＰＦ−１と称する）の透過スペクトルである。二点鎖線は、相対的にカットオフ波長が短波長側のバンドパスフィルター（以下、ＢＰＦ−２と称する）の透過スペクトルである。図１０（Ａ）、（Ｂ）の横軸は、波長[ｎｍ]を示している。図１０（Ａ）、（Ｂ）の縦軸は、透過率[％]を示している。
【０１７８】
図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）とは、横軸の波長の範囲、縦軸の透過率の範囲がそれぞれ異なる。図１０（Ａ）は、横軸の波長の範囲を４１０ｎｍ〜５７０ｎｍ、縦軸の透過率の範囲を０％〜１％とした図である。図１０（Ｂ）は、横軸の波長の範囲を４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ、縦軸の透過率の範囲を０％〜０．１％とした図である。
【０１７９】
図１０（Ａ）に示すように、一対の偏光板のクロスニコル時の分光透過率Ｔｃの波長依存性は、好ましくは、波長５３０ｎｍの分光透過率が０．１％以下であるのがよい。また、波長５５０ｎｍの分光透過率が０．３％以下であるのがよい。
【０１８０】
一対の偏光板は、クロスニコル配置時において、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域内に最大吸収波長を有する吸収帯域を有する。
【０１８１】
図１０（Ｂ）に示すように、一対の偏光板のクロスニコル時の分光透過率Ｔｃの波長依存性は、波長５１０ｎｍ以上の範囲で分光透過率が０．００５％（図１０（Ｂ）に示す破線）を超えている。
【０１８２】
一対の偏光板のクロスニコル配置時における吸収帯域の長波長端の波長をλとする。ここで、吸収帯域の長波長端の波長は、分光透過率０．００５％のときの波長とする（本実施形態ではλ＝５１０ｎｍ）。このとき、５００ｎｍ＜λの関係を満たす。なお、好ましくは、５１０ｎｍ＜λを満たすのがよい。
【０１８３】
２種類のバンドパスフィルターはそれぞれ、４８０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内に光の非透過帯域を有する。ＢＰＦ−１は、５２５ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内に光の非透過帯域を有する。ＢＰＦ−２は、４９５ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内に光の非透過帯域を有する。なお、本実施形態のバンドパスフィルター１７としては、ＢＰＦ−１、ＢＰＦ−２のいずれを用いても良い。
【０１８４】
ここで、バンドパスフィルターの波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｂ５３０とする。一対の偏光板のクロスニコル配置時における波長５３０ｎｍの光に対する透過率をＴｃ５３０とする。このとき、Ｔｂ５３０＜Ｔｃ５３０の関係を満たす。
【０１８５】
本実施形態の一対の偏光板としては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域内において蛍光体層に入射する光のエネルギーオン・オフ比Ｒが６０００以上のものが用いられる。
【０１８６】
以下、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上とすべき理由について説明する。
一般的に、フラットパネルディスプレイにおいては、全ての映像、全ての視野角にわたって、画面内コントラストが５０以上である必要がある。より好ましくは、画面内コントラストが１００以上である必要がある。「画面内コントラスト」とは、１つの映像を表示した状態で最も明るい画素と最も暗い画素との明るさの比、である。なお、一般的に用いられる「パネルコントラスト」は、全白表示時の輝度と全黒表示時の輝度との比、である。しかしながら、全白表示や全黒表示を行うような映像は現実的にはほとんど存在しない。また、コントラストが高くなり過ぎると、目の疲労感が強まる。したがって、人間工学に基づいたコントラストの要求仕様として、画面内コントラスト５０以上、より好ましくは１００以上が推奨されている（ＳＩＤ’０３  Ｄｉｇｅｓｔ  ｐ．７７９）。
【０１８７】
フラットパネルディスプレイを視聴する周辺照度によって、必要となる画面内コントラストは変化する。すなわち、周辺照度が明るい程、必要となる画面内コントラストは小さく、周辺照度が暗い程、必要となる画面内コントラストは大きくなる。例えば周辺照度を０ルクスから５００ルクスに変化させたときに、必要となる画面内コントラストの値を［表４］に示す。
【０１８８】
【表４】
2014026219.tif 000008
【０１８９】
ここで、一般的なリビングルームの周辺照度を１８０ルクスと想定した場合、リビングルームにおいて画面内コントラストが５０以上であるためには、［表４］から、暗室（周辺照度が０ルクス）においては画面内コントラストが２００以上必要であることがわかる。なお、周辺照度としての１８０ルクスは、画面上の照度では１００ルクス程度に相当する。また、より好ましい条件として、周辺照度が３００ルクスの時の画面内コントラストが１００以上であるためには、［表４］から、暗室においては画面内コントラストが３５０以上必要であることがわかる。
【０１９０】
次に、具体的な数値例を挙げて説明する。
最大輝度が２４０ｃｄ／ｍ２のテレビジョンにおいて必要な黒レベルを求める。
画面内コントラストが最も小さくなる条件は、画面全体が暗い映像を表示しているときである。最も暗い映像を表示しているとき、画面内で最も明るい画素の輝度は最大輝度の５％程度であると言われている（ＪＪＡＰ  ｖｏｌ．４６，３Ｂ，２００７，ｐ．１３５８）。よって、最大輝度が２４０ｃｄ／ｍ２の場合、最も暗い映像を表示しているときの画面内で最も明るい画素の輝度は１２ｃｄ／ｍ２程度である。この条件下において、画面内コントラストが２００以上であるためには、画面内で最も暗い画素の輝度を０．０６ｃｄ／ｍ２程度以下に抑える必要がある。
【０１９１】
最大輝度、すなわち画面内で最も明るい画素の輝度が２４０ｃｄ／ｍ２、画面内で最も暗い画素の輝度が０．０６ｃｄ／ｍ２という上記の条件を満たすためには、パネルコントラスト４０００が必要となる。
【０１９２】
図１１は、偏光板コントラストとパネルコントラストとの関係を示すグラフである。図１１の横軸は、偏光板コントラストを示す。図１１の縦軸は、パネルコントラストを示す。「偏光板コントラスト」は、間に液晶パネルを挟むことなく、一対の偏光板を単独で見たときの光透過（パラレルニコル）時の輝度と光遮断（クロスニコル）時の輝度との比である。「パネルコントラスト」は、液晶パネルを一対の偏光板で挟んだときの光透過（パラレルニコル）時の輝度と光遮断（クロスニコル）時の輝度との比である。従来の液晶表示装置の場合を破線、本実施形態の表示装置の場合を実線で示す。
【０１９３】
従来の一般的なカラー液晶表示装置はカラーフィルターを備えている。その場合、カラーフィルターは偏光解消を生じさせる要因となるため、例えば所定の偏光度を持つ光がカラーフィルターを透過すると、カラーフィルターを透過する前よりも偏光度が低下してしまう。そのため、図１１に破線で示したように、偏光板コントラストが向上したとしても、パネルコントラストはそれ程向上しない。仮に従来の液晶表示装置においてパネルコントラスト４０００を得ようとすると、偏光板コントラストは１５０００程度以上が必要であった。
【０１９４】
これに対して、本実施形態の表示装置は、青色光を蛍光体層に入射させることでＲ，Ｇ，Ｂの各色光を生成しているため、液晶パネルの内部にカラーフィルターを備える必要がない。そのため、従来の液晶表示装置に比べて、偏光解消を生じさせる要因が減り、光が偏光板を透過したときの偏光度の低下の度合いが少ない。その結果、図１１に実線で示すように、偏光板コントラストが向上したときのパネルコントラストの向上の程度は従来の液晶表示装置よりも大きい。本実施形態の表示装置においてパネルコントラスト４０００を得ようとすると、偏光板コントラストは６０００程度以上が必要となる。
【０１９５】
上述したように、偏光板コントラストは、一対の偏光板における光透過（パラレルニコル）時の輝度と光遮断（クロスニコル）時の輝度との比である。従来方式の液晶表示装置では、視感度の最も高い波長、即ち、５５０ｎｍにおける光透過率の比をもとに、パラレルニコル時の輝度とクロスニコル時の輝度との比を求め、偏光板コントラストとして用いられてきたが、本実施形態の表示装置に同様の指標を用いるためには、視感度の最も高い５５０ｎｍの光を生じさせる励起光のＯＮ／ＯＦＦ比を偏光板コントラストとして用いる必要がある。
【０１９６】
本実施形態の方式では、青色光を蛍光体に入射させる事でＲ，Ｇ，Ｂの各色光を生成している。表示装置の輝度は、蛍光体で発光した後の光の分光放射輝度に視感度を掛け合わせた値で決まる。蛍光体から発する光の分光放射輝度は、蛍光体を励起する青色光の入射エネルギーに比例することが知られている。また、液晶パネルを透過することによる偏光解消の影響等は青色光でも同様に起こる。上記の理由により、一対の偏光板に必要とされるエネルギーオン・オフ比は、光透過（パラレルニコル）時の輝度と光遮断（クロスニコル）時の輝度の比と等価と考える事ができる。
ただし、蛍光体の発光波長は、蛍光体材料が示すエネルギーバンド構造に依存するため、特定の波長の励起光強度に着目するのではなく、蛍光体を励起する光のエネルギー全体を見積もることが必要である。
したがって、一対の偏光板に必要とされるエネルギーオン・オフ比は６０００以上が必要となる。
【０１９７】
エネルギーオン・オフ比Ｒが６０００以上を満たすためには、クロスニコル時の透過率が青色ＬＥＤの最大強度を示す波長範囲（４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ）において、０．０１％以下であることが好ましい。特に好ましくは、ピーク波長（４６０ｎｍ）において、０．００５％以下であることがよい。
【０１９８】
蛍光色変換方式の場合、青色光は蛍光体の励起光減であるため、発光波長領域に応じたエネルギーで見積もる必要がある。一方、波長４９０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光漏れは、緑色蛍光体を透過し、観察者側に出てくることがある。したがって、分光透過率も重要な要素となる。
【０１９９】
ここで、イエローバンドを含まない青色ＬＥＤの場合と、青色ＬＥＤから射出される光が結晶欠陥等に由来するイエローバンドを含んでいる場合とでは、青色ＬＥＤから射出される緑色領域の光が偏光板を透過する割合が異なる。そこで、イエローバンドを含まない青色ＬＥＤの場合と、青色ＬＥＤから射出される光がイエローバンドを含んでいる場合との比較を行った。
【０２００】
本実施形態におけるイエローバンドを含まない青色ＬＥＤは、青色ＬＥＤの発光ピーク強度に対して、強度が１％以上の領域が４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に入る光源、とする。イエローバンドを含まない青色ＬＥＤの発光スペクトルを図１２に示す。
【０２０１】
このイエローバンドを含まない青色ＬＥＤを用いて、本実施形態で用いることのできる一対の偏光板の組み合わせについて、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内及び波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒを計算した。その結果を［表５］に示す。なお、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、以下の式より算出できる。
【０２０２】
【数３】
2014026219.tif 000009
【０２０３】
【数４】
2014026219.tif 000010
【０２０４】
Ｒ＝Ｅｐ／Ｅｃ・・・・・・（９）
【０２０５】
【表５】
2014026219.tif 000011
【０２０６】
［表５］に示すように、染料Ａを含む染料偏光板−染料Ａを含む染料偏光板、ヨウ素シフト偏光板−ヨウ素シフト偏光板、染料Ａを含む染料偏光板−ヨウ素偏光板、染料Ｂを含む染料偏光板−染料Ｂを含む染料偏光板、染料Ｃを含む染料偏光板−染料Ｃを含む染料偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。言い換えると、ヨウ素偏光板−ヨウ素偏光板を除き、エネルギーオン・オフ比Ｒは６０００以上である。
【０２０７】
ヨウ素シフト偏光板−ヨウ素シフト偏光板、染料Ｂを含む染料偏光板−染料Ｂを含む染料偏光板、染料Ｃを含む染料偏光板−染料Ｃを含む染料偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。
【０２０８】
波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内においては、バンドパスフィルターを設けることで、エネルギーオン・オフ比が向上し、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできるものがある。
【０２０９】
例えば、染料Ａを含む染料偏光板−染料Ａを含む染料偏光板においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、バンドパスフィルター無しの場合は１９１９である。しかしながら、バンドパスフィルター有りの場合は８，１６３である。一対の染料Ａを含む染料偏光板とバンドパスフィルターとを組み合わせることで、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできることがわかる。
【０２１０】
次に、射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤを用いて、本実施形態で用いることのできる一対の偏光板の組み合わせについて、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内及び波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒを計算した。その結果を[表６]に示す。なお、本実施形態において、射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤとは、青色ＬＥＤの発光ピーク強度に対して、強度が１％以上の領域が４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲に入る光源、とする。射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤの発光スペクトルは、前述の通り図４に示される。波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、上述の式（７）〜式（９）を用いて算出できる。
【０２１１】
【表６】
2014026219.tif 000012
【０２１２】
［表６］に示すように、射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤを用いた場合でも、染料Ａを含む染料偏光板−染料Ａを含む染料偏光板、ヨウ素シフト偏光板−ヨウ素シフト偏光板、染料Ａを含む染料偏光板−ヨウ素偏光板、染料Ｂを含む染料偏光板−染料Ｂを含む染料偏光板、染料Ｃを含む染料偏光板−染料Ｃを含む染料偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。言い換えると、ヨウ素シフト偏光板−ヨウ素シフト偏光板を除き、エネルギーオン・オフ比Ｒは６０００以上である。
【０２１３】
ヨウ素シフト偏光板−ヨウ素シフト偏光板、染料Ｃを含む染料偏光板−染料Ｃを含む染料偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内エネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。
【０２１４】
波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内においては、バンドパスフィルターを設けることで、エネルギーオン・オフ比が向上し、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできるものがある。
【０２１５】
例えば、染料Ｂを含む染料偏光板−染料Ｂを含む染料偏光板においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、バンドパスフィルター無しの場合は３５８７である。しかしながら、バンドパスフィルター有りの場合は１２１９８である。一対の染料Ｂを含む染料偏光板とバンドパスフィルターとを組み合わせることで、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできることがわかる。
【０２１６】
また、一対の偏光板の他の組み合わせについて、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内及び波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒを計算した。その結果を[表７]に示す。なお、射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤの発光スペクトルは、前述の通り図４に示される。波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、上述の式（７）〜式（９）を用いて算出できる。
【０２１７】
【表７】
2014026219.tif 000013
【０２１８】
［表７］に示すように、射出される光がイエローバンドを含んでいる青色ＬＥＤを用いた場合でも、染料Ｂを含むヨウ素偏光板−染料Ｂを含むヨウ素偏光板、染料Ｂを含むヨウ素シフト偏光板−染料Ｂを含むヨウ素シフト偏光板、染料Ｃを含むヨウ素偏光板−染料Ｃを含むヨウ素偏光板、染料Ｃを含むヨウ素シフト偏光板−染料Ｃを含むヨウ素シフト偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。
【０２１９】
染料Ｃを含むヨウ素偏光板−染料Ｃを含むヨウ素偏光板、染料Ｃを含むヨウ素シフト偏光板−染料Ｃを含むヨウ素シフト偏光板、においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒのいずれも６０００以上である。
【０２２０】
波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内においては、バンドパスフィルターを設けることで、エネルギーオン・オフ比が向上し、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできるものがある。
【０２２１】
例えば、染料Ｂを含むヨウ素偏光板−染料Ｂを含むヨウ素偏光板においては、波長４１０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内におけるエネルギーオン・オフ比Ｒは、バンドパスフィルター無しの場合は４４９０である。しかしながら、バンドパスフィルター有りの場合は７１２１である。一対の染料Ｂを含むヨウ素偏光板とバンドパスフィルターとを組み合わせることで、エネルギーオン・オフ比Ｒを６０００以上にできることがわかる。
【０２２２】
本実施形態の表示装置１は、一対の偏光板の吸収帯域外に、光の反射帯域（非透過帯域）を有するバンドパスフィルター１７が設けられている。そのため、染料偏光板の青色波長領域での高透過率を維持しつつ、クロスニコル配置時における緑色波長領域での光漏れを抑制することができる。これにより、短波長領域（青色領域）において、蛍光体層１４に入射する光のエネルギーオン・オフ比を向上させることができる。よって、高いコントラストを持つ表示を得ることができる。
【０２２３】
本実施形態の表示装置１は、蛍光体層１４による発光を利用した自発光型の表示装置であるため、視野角依存性が十分に小さく、全ての視野角範囲において高画質の表示を実現することができる。また、一対の偏光板３，５における波長４１０〜５５０ｎｍの光のエネルギーオン・オフ比Ｒが６０００以上であるため、青色光が入射する蛍光体層１４に対して最適化された偏光板として機能する。すなわち、エネルギーオン・オフ比Ｒが大きいため、光透過時に生じる蛍光体層１４の発光輝度と光遮断時に生じる蛍光体層１４の発光輝度との比が大きくなる。その結果、コントラストに優れた表示が可能な表示装置を実現することができる。
【０２２４】
なお、第１偏光板３と第２偏光板５との組み合わせについては、例えば染料偏光板−染料偏光板というように、同種の偏光板を組み合わせても良い。また、染料偏光板−従来のヨウ素偏光板というように、異種の偏光板を組み合わせても良い。
【０２２５】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１３を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、一対の偏光板の構成は第１実施形態と同様である。２つのバンドパスフィルター（第１バンドパスフィルター１７１及び第２バンドパスフィルター１７２）を備えた点が第１実施形態と異なる。
図１３は、本実施形態の表示装置１０１を示す断面図である。図１３において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２２６】
本実施形態の表示装置１０１においては、図１３に示すように、第１バンドパスフィルター１７１と第２バンドパスフィルター１７２とが設けられている。
【０２２７】
第１バンドパスフィルター１７１は、バックライト２と第１偏光板３との間に配置されている。第１バンドパスフィルター１７１は、バックライト２の極大波長（発光強度の極大値を示す波長）の光を透過し、それよりも長波長側の光を反射する誘電体多層膜である。
【０２２８】
誘電体多層膜の反射スペクトルは、入射極角が大きくなるに従って短波長側にシフトするブルーシフトと言う特徴がある。第１バンドパスフィルター１７１は、この特徴を利用して、第１バンドパスフィルター１７１に対して垂直に近い角度で入射した光を透過する。一方、第１バンドパスフィルター１７１に対して斜めに入射した光を反射する。
【０２２９】
表示装置１０１では、バックライト２（導光板７の上面）から射出された光が、第１バンドパスフィルター１７１を透過することにより、導光板７の上面に対して概ね垂直な方向にコリメートされて射出される。よって、バックライト２から射出される光の指向性が高くなる。
【０２３０】
指向性の高いバックライト２を用いれば、第１バンドパスフィルター１７による指向性向上効果は相対的に小さくなり、透過率は相対的に高くなる。このため、用いるバックライト２の指向性（光束分布）に合せて、所望の透過率や所望の指向性（斜め入射光をどの程度カットするか）等を適宜設計することが可能である。
【０２３１】
第１バンドパスフィルター１７１は、第１実施形態のバンドパスフィルター１７と同様に、複数の有機膜を積層、延伸して形成した多層膜フィルムとして構成されている。また、高屈折率層と低屈折率層からなる単位部材が連続的に変調された構造をなしている。
【０２３２】
第２バンドパスフィルター１７２は、第２偏光板５と蛍光体基板６との間に配置されている。第２バンドパスフィルター１７１は、第２偏光板５を透過した青色の励起光を透過し、蛍光体層１４から放射された蛍光（緑色蛍光体層から放射された緑色の蛍光および赤色蛍光体層から放射された赤色の蛍光）を反射する。第２バンドパスフィルター１７１は、誘電体多層膜からなる。
【０２３３】
第２バンドパスフィルター１７２は、第１実施形態のバンドパスフィルター１７と同様に、複数の有機膜を積層、延伸して形成した多層膜フィルムとして構成されている。また、高屈折率層と低屈折率層からなる単位部材が連続的に変調された構造をなしている。
【０２３４】
第２バンドパスフィルター１７２は、一対の偏光板の吸収帯域外に、光の反射帯域（非透過帯域）を有する。例えば、第２バンドパスフィルター１７２の反射帯域の短波長端の波長をλ２１、第２バンドパスフィルター１７２の反射帯域の長波長端の波長をλ２２とする。第２バンドパスフィルター１７２の各波長λ２１、λ２２は、第１実施形態のバンドパスフィルター１７の各波長λ１１、λ１２の定義と同じである。
【０２３５】
すなわち、λ２１は第２バンドパスフィルター１７２の短波長側透過領域における最大透過率Ａを１００%としたときに、Ａ×０．９の透過率を示す波長と定義される。λ２２は、第２バンドパスフィルター１７２の長波長側透過領域における最大透過率Ｂを１００%としたときに、Ｂ×０．９の透過率を示す波長と定義される。干渉による反射スペクトルの波打ちが生じて境界部の波長を厳密に定義しにくい場合には、Ｂ×０．９の透過率を示す最大の波長がλ２２と定義される。なお、第２バンドパスフィルター１７２の反射スペクトルは、分光光度計を用いて測定される。
【０２３６】
本実施形態の表示装置１０１によれば、バックライト２の指向性を高める機能と蛍光反射機能を分離して、別々のバンドパスフィルター１７１，１７３に負担させることができる。そのため、両方の機能を兼ね備えたバンドパスフィルターを１層のみ設ける場合に比べて、第２バンドパスフィルター１７２の厚みを薄くすることができる。
【０２３７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１４を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、２つのバンドパスフィルター（第１バンドパスフィルター１７１及び第２バンドパスフィルター１７２）を備えた点は第２実施形態と同様である。第１バンドパスフィルター１７１の配置位置が第２実施形態と異なる。
図１４は、本実施形態の表示装置２０１を示す断面図である。図１４において、第２実施形態で用いた図１３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２３８】
本実施形態の表示装置２０１においては、図１４に示すように、第１バンドパスフィルター１７１が第１偏光板３と一体化されている。
【０２３９】
具体的には、第１バンドパスフィルター１７１は、第１偏光板３を支持基材とする。第１バンドパスフィルター１７１は、この支持基材上に第１バンドパスフィルター１７１を構成する高屈折率層と低屈折率層を順次成膜することにより形成されている。第１バンドパスフィルター１７１と第１偏光板３とは、一体の部材として提供され、第１基板８に接着される。
【０２４０】
本実施形態の表示装置２０１によれば、第１偏光層３と第１バンドパスフィルターとの間の空間を無くすことができる。そのため、第２実施形態の表示装置１０１に比べて、薄型化が可能となる。
【０２４１】
［第４実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１５を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、２つのバンドパスフィルター（第１バンドパスフィルター１７１及び第２バンドパスフィルター１７２）を備えた点は第２実施形態と同様である。第１バンドパスフィルター１７１の配置位置が第２実施形態と異なる。
図１５は、本実施形態の表示装置３０１を示す断面図である。図１５において、第２実施形態で用いた図１３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２４２】
本実施形態の表示装置３０１においては、図１５に示すように、第１バンドパスフィルター１７１がバックライト２の光射出面に配置されている。
【０２４３】
具体的には、第１バンドパスフィルター１７１は、導光体７を支持基材とする。第１バンドパスフィルター１７１は、この支持基材上に第１バンドパスフィルター１７１を構成する高屈折率層と低屈折率層を順次成膜することにより形成されている。第１バンドパスフィルター１７１と導光体７とは、一体の部材として提供され、第１偏光板３に接着される。
【０２４４】
本実施形態の表示装置３０１によれば、第１バンドパスフィルターとバックライト２との間の空間を無くすことができる。そのため、第２実施形態の表示装置１０１に比べて、薄型化が可能となる。
【０２４５】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１６を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、２つのバンドパスフィルター（第１バンドパスフィルター１７１及び第２バンドパスフィルター１７２）の構成は第４実施形態と同様である。カラーフィルターを備えた点が第４実施形態と異なる。
図１６は、本実施形態の表示装置４０１を示す断面図である。図１６において、第４実施形態で用いた図１５と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２４６】
本実施形態の表示装置４０１においては、図１６に示すように、外光フィルター１６が設けられていない。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素ごとにパターニングされたカラーフィルター５２が設けられている。
【０２４７】
カラーフィルター５２は、赤色カラーフィルター層５２Ｒ、緑色カラーフィルター層５２Ｇ、青色カラーフィルター層５２Ｂを備えている。蛍光体によって色変換された後の射出光を、カラーフィルター５２にさらに通すことで、より所望の色度調整が可能となる。従来方式のカラーフィルターは、白色光の約３０％しか透過することができない。しかしながら、蛍光体で色変換した後の光であれば、カラーフィルターによる吸収ロスはほとんどない。また、外光による蛍光体の励起に関しても、励起波長の光をカラーフィルターが吸収するため、外光カットフィルターとして機能する。
【０２４８】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図１７を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、一対の偏光板の構成は第１実施形態と同様である。偏光板の位置、および表示装置を構成する各種基板の構成が第１実施形態と異なる。
図１７は、本実施形態の表示装置５０１を示す断面図である。図１７において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２４９】
本実施形態の表示装置５０１においては、図１７に示すように、第２基板９の一面に、蛍光体層１４、バンドパスフィルター１７、第２偏光板５、保護膜２２、対向電極１２が基板側からこの順に積層されている。本実施形態では、液晶パネル２３（液晶素子）を構成する第１基板８の外面側（液晶層１０と反対側）に第１偏光板３が配置され、第２基板９の内面側（液晶層１０側）に第２偏光板５が配置されている。したがって、本実施形態の第１偏光板３は、いわゆるアウトセル型の偏光板であり、第２偏光板５は、いわゆるインセル型の偏光板である。また、バンドパスフィルター１７は、一対の基板８，９の内側に配置されている。
【０２５０】
第１実施形態では、蛍光体層１４が液晶パネル４とは別の第３基板１３上に形成されていた。これに対して、本実施形態では、蛍光体層１４が液晶パネル４の第２基板９上に形成されており、第２基板９が液晶パネル２３の一方の基板と蛍光体基板とを兼ねている。
保護膜２２は、第２偏光板５を保護するとともに、対向電極１２を形成する下地を平坦化する機能を果たす絶縁膜である。
【０２５１】
本実施形態の表示装置５０１によれば、第２基板９が液晶パネル２３の一方の基板と蛍光体基板とを兼ねるため、第１実施形態の表示装置１に比べて、薄型化が可能となる。
【０２５２】
なお、本実施形態の表示装置は、前記第２実施形態のように２枚のバンドパスフィルターを備えていてもよい。この場合、第１バンドパスフィルターは、図１３に示したようにバックライトと第１偏光板との間に配置されていてもよいし、図１４に示したように第１偏光板と一体化されていてもよい。あるいは、図１５に示したようにバックライトの光射出面に配置されていてもよい。
【０２５３】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図１８を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置の構成のうち、一対の偏光板の構成は第１実施形態と同様である。偏光板の位置、および表示装置を構成する各種基板の構成が第１実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態の表示装置６０１を示す断面図である。図１８において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０２５４】
本実施形態の表示装置６０１においては、図１８に示すように、第１基板８の一面に、第１偏光板３、第１保護膜３２、画素電極１１が基板側からこの順に積層されている。一方、第２基板９の一面に、蛍光体層１４、バンドパスフィルター１７、第２偏光板５、第２保護膜３３、対向電極１２が基板側からこの順に積層されている。第２基板１２側の構成は第６実施形態と同様である。本実施形態では、液晶パネル３４（液晶素子）を構成する第１基板８の内面側（液晶層１０側）に第１偏光板３が配置され、第２基板９の内面側（液晶層１０側）に第２偏光板５が配置されている。したがって、本実施形態の第１偏光板３および第２偏光板５はともに、いわゆるインセル型の偏光板である。また、バンドパスフィルター１７は、一対の基板８，９の内側に配置されている。
【０２５５】
本実施形態の表示装置６０１によれば、第２基板９が液晶パネル３４の一方の基板と蛍光体基板とを兼ねるため、第１実施形態の表示装置１に比べて、薄型化が可能となる。
【０２５６】
なお、本発明の態様における技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様における趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、第１偏光板および第２偏光板の位置が異なる３つの例を示したが、いずれの偏光板をインセル型、アウトセル型のいずれにするかは適宜選択すれば良い。また、偏光板の製造方法としては、例えば有機溶媒中に染料やヨウ素を溶解させた溶液を基板上に形成する方法、いわゆる塗布法を用いても良い。もしくは、例えば染料やヨウ素を含む樹脂材料を延伸させる方法、いわゆる延伸法を用いても良い。その他、表示装置の各構成要素の形状、数、配置、材料等に関する具体的な記載は適宜変更しても良い。
【０２５７】
また、上記実施形態では、１つのバンドパスフィルター、２つのバンドパスフィルターを設けた例を示したが、バンドパスフィルターの配置数はこれに限らない。また、バンドパスフィルターを一対の基板の内側、外側のいずれかに配置するかは適宜選択すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０２５８】
本発明の態様は、カラーフィルターに代えて、各種の色光を発する蛍光体層を備えた液晶表示装置などの各種表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０２５９】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…表示装置、２…バックライト（光源）、３…第１偏光板、４，２３，３４…液晶パネル（液晶素子）、５…第２偏光板、６…蛍光体基板、８…第１基板、９…第２基板、１０…液晶層、１４…蛍光体層、１７…バンドパスフィルター、１７１…第１バンドパスフィルター、１７２…第２バンドパスフィルター
【図１】
2014026219.tif 000014
【図２】
2014026219.tif 000015
【図３】
2014026219.tif 000016
【図４】
2014026219.tif 000017
【図５】
2014026219.tif 000018
【図６】
2014026219.tif 000019
【図７】
2014026219.tif 000020
【図８】
2014026219.tif 000021
【図９】
2014026219.tif 000022
【図１０】
2014026219.tif 000023
【図１１】
2014026219.tif 000024
【図１２】
2014026219.tif 000025
【図１３】
2014026219.tif 000026
【図１４】
2014026219.tif 000027
【図１５】
2014026219.tif 000028
【図１６】
2014026219.tif 000029
【図１７】
2014026219.tif 000030
【図１８】
2014026219.tif 000031