(57)【要約】【課題】  残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率を改善した、蛍光を用いた表示装置を提供する。【解決手段】  表示装置１に、励起光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部２Ｒ，２Ｇと、蛍光体部２Ｒ，２Ｇよりも前方に設けられ蛍光体部２Ｒ，２Ｇに含有された蛍光体から発せられた可視光を光量を調節して前方に透過させる光シャッター３と、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに対応して設けられ蛍光体部２Ｒ，２Ｇに向けて蛍光体の励起光を発する光源４とを設ける。【選択図】        図１
2006308858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部と、
該蛍光体部よりも前方に設けられ、該蛍光体部に含有された蛍光体から発せられた上記可視光を、光量を調節して前方に透過させる光シャッターと、
該蛍光体部に対応して設けられ、該蛍光体部に向けて該蛍光体の励起光を発する光源とを備える
ことを特徴とする、表示装置。
【請求項２】
該光源が、アレイ状に配置されている
ことを特徴とする、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
該光シャッターが、液晶光シャッターである
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２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し、特に、蛍光を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）を発する発光ダイオード（以下適宜、「ＬＥＤ」という）を組み合わせて用いる、フルカラーＬＥＤディスプレイ（表示装置）が、屋外看板用などの超大型ディスプレイとして広く用いられている。しかし、個々のＬＥＤは大きく、小型化が困難である。このため、フルカラーＬＥＤディスプレイは屋外用途以外では高精細化が難しく、家庭用ディスプレイ等の屋内用途には一般に用いられていない。
【０００３】
また、同一基板上に異なる３色のＬＥＤを製造して、フルカラーＬＥＤディスプレイを小型化しようとすると、３通りの異なる製造プロセスを連続的かつ完全に行わなければならないため、製造が困難であった。
さらに、赤色、緑色及び青色のＬＥＤはそれぞれ異なる電流−輝度特性を有するので、それぞれの色に応じた制御回路が必要となり、実用上、不便であった。
【０００４】
そこで近年、基板上に同一発光波長のＬＥＤを集積配置し、さらに、赤色、緑色及び青色の蛍光を発する蛍光体を有する蛍光体部をそれぞれ形成し、その各蛍光体部に励起光を照射して蛍光体部をカラー発光させて画像を表示するカラーディスプレイが提案されている（特許文献１〜４）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６３１１９号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６６７３号公報
【特許文献３】特開平１１−３４０５１６号公報
【特許文献４】特開平８−３６１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されているような表示装置においては、通常、各蛍光体はそれぞれ異なる残光特性を有する。ここで、残光とは、励起光の照射を停止した後も蛍光体から所定時間だけ発せられる蛍光のことをいい、残光特性とは、残光が発せられる時間の長さのことをいう。したがって、残光特性が異なる蛍光体を併用した場合、励起光の照射停止後に、ある色が他の色に比べて長い時間だけ蛍光を発することがあった。このため、従来の蛍光体を用いた表示装置は、動きの早い画像を表示するようなテレビ等の用途に用いた場合に、表示される像において特定の色が強調される虞があった。
【０００７】
また、特許文献４に記載されているように、液晶セル等を用いて蛍光の光量を調節することにより画素の輝度を調整するようにすれば、上記のように特定の色が強調されることはないが、表示装置の発光効率、具体的には、表示装置の画素が発する光の発光効率が十分ではなかった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、蛍光を用いた表示装置であって、残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率を改善した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】
【０００８】
本発明の発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、ブラックマトリックスに照射される分の励起光は蛍光体の発光に使われないことが、表示装置の発光効率を低下させる一因であるとの知見を得た。例えば特許文献４記載の技術のように、表示装置においては黒色を表示するために各蛍光体部の間にブラックマトリックスと呼ばれる黒色部材が設けられることがある。しかし、このブラックマトリックスに照射された励起光は、そのままブラックマトリックスに吸収され、蛍光体に吸収されることは無い。したがって、ブラックマトリックスに吸収された励起光の分のエネルギーだけ、エネルギーが蛍光体の発光に用いられることなく失われることになる。
【０００９】
上記の知見から、本発明の発明者らは、励起光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部と、該蛍光体部に含有された蛍光体から発せられた上記可視光を、光量を調節して透過させる光シャッターと、該蛍光体部に対応して設けられ、該蛍光体部に向けて該蛍光体の励起光を発する光源とを備える表示装置が、残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率の改善が可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、励起光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部と、該蛍光体部よりも前方に設けられ、該蛍光体部に含有された蛍光体から発せられた上記可視光を、光量を調節して前方に透過させる光シャッターと、該蛍光体部に対応して設けられ、該蛍光体部に向けて該蛍光体の励起光を発する光源とを備えることを特徴とする、表示装置に存する（請求項１）。これにより、残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率を改善することが可能となる。
【００１１】
このとき、該光源は、アレイ状に配置されていることが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、該光シャッターとしては、液晶光シャッターを用いることが好ましい（請求項３）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蛍光を用いた表示装置において、残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率を改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としてのカラーディスプレイ（以下適宜、単に「表示装置」という）の要部の構造を示す模式的な図である。
図１に示すように、本実施形態の表示装置１は、励起光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部２Ｒ，２Ｇと、蛍光体部２Ｒ，２Ｇよりも前方に設けられ、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに含有された蛍光体から発せられた可視光を、光量を調節して前方に透過させる光シャッター３と、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに対応して設けられ、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに向けて蛍光体の励起光を発する光源４とを備える。なお、ここで「前方」とは、表示装置１が表示する画像を見る観察者がいる方向を指す。したがって、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに対して光シャッター３が設置されている方向が前方となる。
【００１６】
さらに、表示装置１の画素の光として、蛍光のみを用いる場合には、図１において符号２Ｂで示す部位も蛍光体部として構成するようにすることが望ましい。ただし、本実施形態においては、光源４が発する光を、画素の光の一部として用いるようにするため、表示装置１は、符号２Ｂで示す部位に、光透過部２Ｂを備えて構成されているものとする。
また、表示装置１において、光源４は基板５上に設けられている。さらに、表示装置１には、適宜、レンズアレイ６、偏光子７、検光子８などが設けられる。
【００１７】
［１．基板］
基板５は、光源４を保持する基部であり、その形状は任意である。
また、基板５の材質も任意であり、例えば、金属、合金、ガラス、カーボン等の無機材料、合成樹脂等の有機材料など、用途に応じて適当なものを用いることができる。
ただし、光源４から発せられた励起光を有効に活用し、表示装置１の発光効率を改善する観点からは、光源４から発せられた励起光が当たる基板５の面は、当たった光の反射率を高められていることが好ましい。したがって、少なくとも光が当たる面は、反射率が高い素材により形成されていることが好ましい。具体例としては、ガラス繊維、アルミナ粉、チタニア粉等の高い反射率を有する物質を含んだ素材（射出整形用樹脂など）で基板５の全体又は基板５の表面を形成することが挙げられる。
【００１８】
また、基板５の表面の反射率を高める具体的な方法は任意であり、上記のように基板５自体の材料を選択するほか、例えば、銀、白金、アルミニウム等の高反射率を有する金属や合金でメッキ、或いは蒸着処理することにより、光の反射率を高めることもできる。
なお、反射率を高める部分は、基板５の全体であっても一部であってもよいが、通常は、光源４から発せられる励起光が当たる部分の全表面の反射率が高められていることが望ましい。
【００１９】
さらに、通常は、基板５には光源４に対して電力を供給するための電極や端子等が設けられる。この際、電極や端子と光源４とを接続する手段は任意であり、例えば、光源４と電極や端子とをワイヤボンディングにより結線して電力供給することができる。用いるワイヤに制限はなく、素材や寸法などは任意である。例えば、ワイヤの素材としては金、アルミニウム等の金属を用いることができ、また、その太さは通常２０μｍ〜４０μｍとすることができるが、ワイヤはこれに限定されるものではない。
【００２０】
また、光源４に電力を供給する他の方法の例としては、バンプを用いたフリップチップ実装により光源４に電力を供給する方法が挙げられる。
さらに、光源４に電力を供給する場合には、ハンダを用いるようにしてもよい。ハンダは優れた放熱性を発揮するため、放熱性が重要となる大電流タイプのＬＥＤやレーザーダイオードなどを光源４として用いた場合に、表示装置１の放熱性を向上させることができるためである。ハンダの種類は任意であるが、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ等を用いることができる。
【００２１】
また、電極や端子に接続して電力の供給経路に用いる他、ハンダは、単に基板に光源４を設置するために用いるようにしても良い。
さらに、ハンダ以外の手段によって光源４を基板５に取り付ける場合には、例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂等の接着剤を用いてもよい。この場合、接着剤に銀粒子、炭素粒子等の導電性フィラーを混合させてペースト状にしたものを用いることにより、ハンダを用いる場合のように、接着剤を通電して光源４に電力供給できるようにすることも可能である。さらに、これらの導電性フィラーを混合させると、放熱性も向上するため、好ましい。
【００２２】
本実施形態においては、表面の反射率を高めた平板状の基板５を用い、その表面には、光源４に電力を供給するための端子（図示省略）が設けられているものとする。また、その端子には、電源（図示省略）から電力が供給されるようになっているものとする。
【００２３】
［２．光源］
光源４は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに向けて、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに含有される蛍光体を励起する励起光を発するものである。さらに、光源４が発する光自体を表示装置１の観察者が見ることができるようにする場合、光源４から発せられた光は画素が発する光自体ともなる。本実施形態においては、光源４は光透過部２Ｂに向けても光を発し、光透過部２Ｂを通じて、光源４が発した光を画素の光として表示装置１の外に放出するようになっている。
【００２４】
ただし、本実施形態においては、光源４は、少なくとも各蛍光体部２Ｒ，２Ｇに対応して、各蛍光体部２Ｒ，２Ｇ毎に１対１に設けられている。さらに、光源４は、光透過部２Ｂにも対応して、各光透過部２Ｂ毎に１対１に設けられている。これにより、本実施形態の表示装置１は、発光効率を従来よりも改善できるようになっている。
【００２５】
即ち、各蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂに対して共通の光源を設けた場合には、各蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂの間の部材、具体的には、ブラックマトリックスや、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂを保持するための基部部材などに励起光が吸収され、蛍光体の発光に用いられない励起光が生じることになる。しかし、本実施形態のように各蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂに対応して光源４を設ければ、光源４が発する励起光をより効率的に各蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂに照射することが可能となるため、光源４が発した光のうち、蛍光体に吸収され励起に用いられる光の割合を高めることが可能となり、また、光透過部２Ｂを通じて表示装置１の外部に放出される光の割合を高めることも可能となるので、表示装置１の発光効率を改善することが可能となる。
【００２６】
また、これに関連し、光源４は、対応する蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂに対してより効率的に励起光を照射することができるものを用いることが望ましい。したがって、後で例示する光源４の中でも、より収束性に優れた光源を用いることが望ましい。
【００２７】
さらに、光源４が発する励起光の波長は、使用する蛍光体を励起することが可能であれば任意である。励起光の波長の望ましい範囲を挙げると、主発光ピーク波長が、通常３６０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、また、通常５００ｎｍ以下、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下である。この範囲の下限を下回ると蛍光体部２Ｒ，２Ｇの光劣化が激しくなる虞があり、上限を上回ると色再現性（特に青色の色再現性）が低下する虞がある。
【００２８】
なお、光源４が発する励起光の波長が可視領域にある場合、光源４が発する励起光をそのまま画像の表示に用いるようにしても良い。この場合に、光源４が発する光の光量を光シャッター３が調節することで、その光源４が発する光を用いた画素の輝度が調整されることになる。例えば、光源４が波長４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を発する場合、その青色光をそのまま表示装置１の画素が発する光として用いることができる。ただし、この場合には蛍光体を用いて波長変換を行なうことは不要となるため、当該青色の画素に対応した蛍光体部はなくてもよくなる。また、この場合、青色の配光特性を他の色と合わせるため、光散乱性粒子を蛍光体部に含ませることが好ましい。なお、後述するように、本実施形態においては光透過部２Ｂに光散乱粒子として拡散剤を含有させ、蛍光体部２Ｒ，２Ｇから発せられる蛍光と光透過部２Ｂを透過して発せられる光との配向特性をあわせるようになっている。
【００２９】
光源４の例としては、ＬＥＤ、端面発光型又は面発光型のレーザーダイオード（以下適宜、「ＬＤ」という）、エレクトロルミネセンス素子などが挙げられる。中でも通常は、安価なＬＥＤが好ましい。また、ＬＥＤは、対応する蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂに対してより長期間に渡って効率的に光を照射することができる点においても優れている。
【００３０】
以下、光源４として用いることができるＬＥＤの具体的構成について、例を示して説明する。ただし、本発明は以下の例に限定されるものではなく、公知のものを任意に用いることができる。
光源４としては、例えば、図２に示す隆起状（ridge type）ＬＥＤ１００を用いることができる。なお、図２は、本実施形態の表示装置１に用いることができるＬＥＤの一例の要部構成を模式的に示す断面図である。
【００３１】
図２に示すように、このＬＥＤ１００は、基板１０１と、その上に形成されたバッファ層（buffer layer）１０２とを有する。また、第１導電型の第１オーミック層（ohmic layer）１０３がバッファ層１０２上に形成され、さらに、第１導電型の第１クラッディング層（cladding layer）１０４が第１オーミック層１０３上に設けられている。また、１つ以上の量子井戸（quantum well）を含む活性層１０５がクラッディング層１０４上に設けられ、第２導電型の第２クラッディング層１０６が活性層１０５上に設けられている。さらに、第２オーミック層１０７が第２クラッディング層１０６上に設けられ、発光表面、即ち、ＬＥＤ１００の発光領域を規定する。
【００３２】
また、このＬＥＤ１００では、第１電極１０８が第２オーミック層１０７上に形成されている。第１電極１０８は、完全に被覆せずに発光領域を取り囲むようにパターニングするか、或いは光学的に透明な物質（例えば、ＩＴＯ）を用い、放出光（励起光）がそれを通過できるようにすることが好ましい。さらに、第２電極１０９は、基板１０１の裏面、または、図２に示すように上面上に設けられる。図２の例では、基板１０１は半絶縁性（semi-insalating）であり、層１０３，１０４，１０５の一部をエッチング或いは除去し、第２電極１０９が第１オーミック層１０３に接触して形成されているものとする。また、この例では、第１電極１０８はｐ−型接点であり、第２電極１０９はダイオードの対向側にあるｎ−型接点である。公知のように、このＬＥＤ１００は、第１電極１０８及び第２電極１０９間に適切な電流を流すことにより、活性領域である活性層１０５を活性化し、第２オーミック層１０７の上表面内の放出領域を通過して、特定波長の光（励起光）が放出されることができるようになっている。
【００３３】
このＬＥＤ１００を製造する場合、通常、基板１０１およびその上に形成される種々の層１０２〜１０９は、例えば、半導体ウエハ等のように、比較的大きな領域を有するように形成される。この上に通常数千個以上のＬＥＤが所定の配列で形成されるため、層１０６，１０７をエッチングするか、或いは物質を除去して、１つまたは複数のアレイ内の各ＬＥＤ１００を他のＬＥＤ１００全てから分離し、これにより、アレイ状に配置されたＬＥＤ１００を得ることができる。
【００３４】
なお、ここで示したＬＥＤ１００においては、基板１０１全体が、炭化シリコン（ＳｉＣ）、サファイア、または酸化鉛（ＺｎＯ）で形成されている。バッファ層１０２は、低温窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）で形成されている。第１オーミック層１０３はｎ−型ＧａＮで形成され、第１クラッディング層１０４はｎ−型窒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＮ）で形成されている。活性層１０５は窒化インジウム・ガリウム・アルミニウム（ＩｎＧａＡｌＮ）で形成され、数個の量子井戸を含ませられているものとする。第２クラッディング層１０６はｐ−型ＡｌＧａＮで形成され、第２オーミック層１０７はｐ−型ＧａＮで形成されている。なお、種々の層１０２〜１０７は、公知のＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）のようなエピタキシャル技法を用いて、基板１０１上にエピタキシャル成長させることにより、形成することができる。このＬＥＤ１００は、波長が約４５０ｎｍの光（青色）を放出する。この放出波長は、バンドギャップ機構を用いていくらかの増減が可能であり、約３８０ｎｍないし５２０ｎｍの範囲の放出波長を得ることができる。
【００３５】
また、光源４としては、例えば、図３に示すＬＥＤ１１０を用いることができる。なお、図３は、本実施形態の表示装置１に用いることができるＬＥＤの一例の要部構成を模式的に示す断面図である。また、図３において、図２と同様の符号を用いて示す部位は、図２と同様のものをす。
【００３６】
図３に示すＬＥＤ１１０は、一般的にプレーナ型ＬＥＤと呼ばれているものである。このタイプでは、チップ上の隣接するＬＥＤ１１０間の分離は、高抵抗、または反対の導電性の領域（高抵抗領域）１１１を上側層（ここでは、活性層１０６及び第２オーミック層１０７）に打ち込むことによって達成される。全体的に環状に形成される高抵抗領域１１１は、領域１１１内の中央部（central region）の電流の流れを制限し、中央部を周囲の物質全てから効果的に分離するものである。このタイプのＬＥＤ１１０の利点は、上表面が平面状であり、これを用いれば、平面化層を設ける工程を付加することなく、その上に追加される構造を容易に支持することができるという点である。
【００３７】
ＬＥＤ１１０から放出される光は通常ランバート配光（即ち、通常半球状に放射される）であるので、隣接するＬＥＤ１１０間の光のクロストークを防止或いは低減する光分離部を設けてもよい。光分離部を設ける方法の一例は、図４に示すように、チップまたはウエハの上表面上に、各ＬＥＤ１１０の発光領域を包囲し光を所望の方向に向けることができるよう、隆起部１１２を形成することである。場合によっては、光吸収材料で隆起部１１２を形成し、反射やその結果生じるクロストークを更に防止または低減することができる。例えば、ＬＥＤ１１０が赤い光を放出するときは、赤い光を吸収するゲルマニウムで隆起部１１２を形成することが好ましい。なお、図４は、本実施形態の表示装置１に用いることができるＬＥＤの一例の要部構成を模式的に示す断面図である。また、図４において、図２や図３と同様の符号を用いて示す部位は、図２や図３と同様のものを示す。
【００３８】
ところで、光源４は、アレイ状に配置することが好ましい。即ち、光源４は、それぞれ、その上に画像を形成することができる領域を個別に指定できるように、全体的に行および列状に配列されていることが好ましい。これにより、蛍光体部２Ｒ，２Ｇをアレイ状に配置することが可能となり、表示装置１に適切にフルカラー画像を形成させることが可能となる。
【００３９】
通常、フルカラー画像を形成するために、画像の各画素はそれぞれ三原色の１つ（即ち、赤、緑および青）に対応する３種類の画素領域を含む。なお、色に多少の変更を加えたり、用途によっては２色のみを用いても、実質的に全色が得られうる。光源４をアレイ状に配置すれば、これらの三原色を適切に配置することが可能となり、これにより、フルカラー画像の表示が可能となるのである。
また、通常、種々の光源４への電気接続が、表示装置１の正確な機能および画素の配列を決定する。
【００４０】
さらに光源４を基板５に設置する際、その設置手段に制限は無く、公知の任意の手段を用いることができる。したがって、上述したように、例えば、光源４をハンダ等を用いて基板５に設置することができる。
また、光源４は、図５に示すように、実装用基板（支持用基板）１１３を介して基板５上に配置することもできる。ここで、図５は、光源４が基板５に設置されている部分の要部を拡大して模式的に示す断面図である。なお、図５において、図１〜図４と同様の符号を用いて示す部位は、図１〜図４と同様のものを示す。
【００４１】
図５のようにして光源４を基板５に設置した場合、基板５には、例えば駆動回路等が形成されたシリコン集積回路（ＩＣ；図示省略）が形成されていてもよい。さらに、実装用基板１１３は相互接続回路を形成されていてもよい。この場合、相互接続回路により光源４を基板５の集積回路に接続することができる。また、複数のＣ４型バンプ（C4 type bump）またはエポキシ接着剤１１４を用いて、蛍光体部２Ｒ，２Ｇを設けた透明基板２０１（後述）を基板５に並んで取り付け、ダイオード・アレイによってそれらを照射するようにしてもよい。バンプ１１４は透明基板２０１の縁部に図示されているが、用途によっては、高めの隆起部１１２（図４参照）を形成するか、或いはその上に実装用バンプを配置する方が好都合である。
【００４２】
本実施形態では、光源４として青色光を発するＬＥＤ１１０と同様のものを用いている。また、この光源４は上記の基板５上にアレイ状に配置してあり、さらに、各光源４は画素毎に対応して設けられている。即ち、光源４は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂに対応して設けれられている。また、光源４への電力供給は、相互接続回路やワイヤ等を用いて、基板５上の端子と光源４の電極とを電気的に接続することにより行なわれているものとする。
【００４３】
ところで、本実施形態では光透過部２Ｂを設けて光源４から発せられる青色光を画素の光の一部として用いようにしているが、光源４として例えば紫外〜近紫外の可視領域外の光を用いる場合などでは、通常、光源４の光を画素の光として用いない。そのような場合には、通常は、光透過部２Ｂに蛍光体（例えば青色の蛍光体）を含有させ、光透過部２Ｂの位置に対応する蛍光体部（図９参照）を設けるようにすることになる。
【００４４】
［３．蛍光体部］
蛍光体部２Ｒ，２Ｇは、所定の画素毎に対応して設けられ、光源４が発した励起光を吸収し、表示装置１が表示する画像を形成するための可視光を発する蛍光体を含有する部分であり、また、表示装置１の画素が発することになる光を生じる部分である。
また、蛍光体部２Ｒ，２Ｇと同様に所定の画素毎に設けられた光透過部２Ｂは、光源４の光を画素の光の一部として用いるための部分である。通常、光透過部２Ｂは、蛍光体を含有しない他は蛍光体部２Ｒ，２Ｇと同様に設けられる。
【００４５】
本実施形態において用いる蛍光体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の蛍光体を用いることができる。
蛍光体は、非常に明るい光および非常に多種類の色の蛍光を発することができる。ただし、蛍光体を励起するためには、蛍光体に高エネルギー電子または高エネルギー光子を衝突させなければならない。例えば、蛍光体を励起するためには、従来、フルカラー表示の陰極線管（ＣＲＴ）が用いられていたが、ＣＲＴの前面板（faceplate）上の蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを有する電子流を生成するには、大量の電力および高電圧を必要であった。
【００４６】
また、従来、ＣＲＴ内の電子銃を半導体レーザーで置換える示唆がいくつかなされたが、公知の従来技術のＬＤ（ＬＥＤ含む）は、全てが蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを有する光を生成する訳ではない。これに対して、上述のＧａＮ  ＬＥＤは高い効率を有しているために、そして放出光の波長のために、放出される光子（光）は、蛍光体を励起するのに十分高いエネルギーと量を有する。具体例を示すと、図６のグラフに示すように、典型的な蛍光体は、波長λが４５０ｎｍの光子を含む光子（曲線α）を吸収し、異なる波長の光子を放出する（曲線β）。なお、図６に挙げた蛍光体は緑色の蛍光体であり、４５０ｎｍの波長λの光子（青色光）を吸収し、５５０ｎｍの光子（緑色光）を放出する。典型的に、変換率は５０％〜１００％である。なお、図６のグラフの縦軸は、吸収する光及び発する光の強度を、この波長領域におけるそれぞれの曲線α、曲線βの最大強度で規格した値（Ｉ）を表わす。
【００４７】
さらに、本実施形態で蛍光体は、１種類、または、２種類以上の蛍光体をブレンドして用いられる。蛍光体の発光色は、その用途によって適切な色があるので特に限定されないが、例えばフルカラーディスプレイを作製する場合には、色純度の高い青、緑、赤色発光体が好ましく用いられる。その適切な色の表現方法については幾つかの方法があるが、簡便には発光の中心波長やＣＩＥ色度座標などが使用される。また、光波長変換機構がモノクロ表示やマルチカラー表示であるときは、紫色、青紫色、黄緑色、黄色、オレンジ色に発色する蛍光体を含むことが好ましい。また、これらの蛍光体の２つ以上を混合して色純度の高い発光を行なったり中間色や白色の発光を行なってもよい。
【００４８】
発光の中心波長に関して言えば、例えば、赤色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、「赤色蛍光体」という）が発する蛍光の具体的な波長の範囲を例示すると、中心波長が、通常３７０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、また、通常５００ｎｍ以下、好ましくは４８０ｎｍ以下が望ましい。
また、例えば、緑色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、「緑色蛍光体」という）が発する蛍光の具体的な波長の範囲を例示すると、中心波長が、通常４９０ｎｍ以上、好ましくは５００ｎｍ以上、また、通常５７０ｎｍ以下、好ましくは５５０ｎｍ以下が望ましい。
さらに、例えば、青色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、「青色蛍光体」という）が発する蛍光の具体的な波長の範囲を例示すると、中心波長が、通常４２０ｎｍ以上、好ましくは４４０ｎｍ以上、また、通常４８０ｎｍ以下、好ましくは４７０ｎｍ以下が望ましい。
【００４９】
また、蛍光体の組成には特に制限はないが、結晶母体であるＹ2Ｏ3、Ｚｎ2ＳｉＯ4等に代表される金属酸化物、Ｃａ5（ＰＯ4）3Ｃｌ等に代表されるリン酸塩及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｂ等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
【００５０】
結晶母体の好ましい例としては、例えば、ＺｎＳ、Ｙ2Ｏ2Ｓ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12、ＹＡｌＯ3、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、Ｙ2ＳｉＯ5、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｙ2Ｏ3、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17、ＢａＡｌ12Ｏ19、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・αＡｌ2Ｏ3、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3、Ｙ2Ｏ3、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ2Ｓ4、ＳｒＳ、ＳｎＯ2、Ｃａ10（ＰＯ4）6（Ｆ，Ｃｌ）2、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2、（Ｌａ，Ｃｅ）ＰＯ4、ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19、ＧｄＭｇＢ5Ｏ10、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17を挙げることができる。
【００５１】
ただし、以上の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、元素組成には特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は紫外線を吸収して可視光を発するものが好ましい。以下、使用できる蛍光体の例を挙げる。ただし、本実施形態の表示装置１に使用される蛍光体は以下に例示したものに限定されるものではない。
【００５２】
・赤色蛍光体：
紫外線照射により赤色発光が可能な赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう（Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活希土類オキシカルユゲナイト系蛍光体等が挙げられる。
【００５３】
さらに、特開２００４−３００２４７号公報に記載された、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、及びＭｏよりなる群から選ばれる少なくも１種の元素を含有する酸窒化物及び／又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、Ａｌ元素の一部又は全てがＧａ元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本実施形態において用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び／又は酸硫化物を含有する蛍光体である。
【００５４】
また、そのほか、赤色蛍光体としては、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、（ＢａＭｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ3+、（ＢａＣａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ3+、ＹＶＯ4：Ｅｕ3+、ＣａＳ：Ｅｕ3+、ＹＡｌＯ3：Ｅｕ3+、Ｃａ2Ｙ8（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｅｕ3+、ＬｉＹ9（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｅｕ3+、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ2：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ3；Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ3Ｍｇ）Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎなどを用いることも可能である。
【００５５】
・緑色蛍光体：
紫外線照射により緑色発光が可能な緑色蛍光体として、例えば、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類マグネシウムシリケート系蛍光体等が挙げられる。
【００５６】
また、そのほか、緑色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、（ＳｒＢａ）Ａｌ2Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、（ＢａＭｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7−Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5：Ｅｕ2+、（ＢａＣａＭｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+、Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8−２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+、Ｚｒ2ＳｉＯ4，ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+、Ｂａ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｃａ2Ｙ8（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｔｂ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ3+、Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14：Ｔｂ3+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+，Ｔｂ3+，Ｓｍ2+、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕなどを用いることも可能である。
【００５７】
・青色蛍光体：
紫外線照射により青色発光が可能な青色蛍光体としては、規則的な結晶成長形状としてほぼ六角形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なうＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活バリウムマグネシウムアルミネート系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活ハロリン酸カルシウム系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｂ5Ｏ9Ｃｌ：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類クロロボレート系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、青緑色領域の発光を行なう（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕまたは（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕで表わされるユウロピウム賦活アルカリ土類アルミネート系蛍光体などが挙げられる。
【００５８】
また、そのほか、青色蛍光体としては、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｓｎ4+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、ＣａＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｔｂ3+，Ｓｍ2+、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕなどを用いることも可能である。
【００５９】
なお、上記の赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体など、各画素が発する色の蛍光を発する蛍光体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００６０】
さらに、蛍光体部２Ｒ，２Ｇは、上記の蛍光体を含有し、表示装置１の画素に対応した色の可視光を発することができれば、その具体的な構成は任意であるが、通常は、外部環境からの外力や水分などから蛍光体を保護するため、バインダーを用いる。具体的には、バインダー中に蛍光体を分散させた成形体により、蛍光体部２Ｒ，２Ｇを構成する。
【００６１】
バインダーとしては、公知のものを任意に用いることができるが、通常は、蛍光や励起光を適切に透過させるべく、無色透明の材料を用いることが好ましい。具体例を挙げると、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルポキシメチルセルロースポリスチレン、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリビニルクロライド、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート、ポリα−ナフチルメタクリレート、ポリビニルナフタレン、ポリｎ−ブチルメタクリレート、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリ（４−メチルペンテン）、エポキシ、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、環状オレフィン重合体、ポリシロキサン、ベンゾシクロブタン重合体、水ガラス、シリカ、酸化チタン、エポキシ樹脂などを成分とするものが挙げられる。なかでも、３８０ｎｍから５００ｎｍに実質上吸収がない樹脂が好ましく、非芳香族エポキシ樹脂が特に望ましい。なお、バインダーは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００６２】
また、蛍光体部２Ｒ，２Ｇには、バインダーや蛍光体以外の添加剤を含有させても良い。添加剤としては、例えば、視野角をさらに増やすために拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素などが挙げられる。また、添加剤としては、例えば、所望外の波長をカットする目的で有機や無機の着色染料や着色顔料を含有させることもできる。なお、これらの添加剤は、それぞれ１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００６３】
さらに、蛍光体部２Ｒ，２Ｇは、公知の任意の方法で作製することができる。例えば、蛍光体部２Ｒ，２Ｇは、バインダーと蛍光体と溶剤とからなる混合物（塗布液）を、スクリーン印刷法によって、光シャッター３の画素に対応する間隔でモザイク状、アレイ状、あるいはストライプ状に、透明基板２１上に形成することができる。
【００６４】
また、蛍光体部２Ｒ，２Ｇの間に、外光の吸収のためにブロックマトリックス層２２を形成してもよい。ブラックマトリックス層２２は、ガラスなどの透明基板２１上に、感光性の樹脂の感光原理を利用してカーボンブラックからなる光吸収膜を製造する工程により形成してもよいし、樹脂とカーボンブラックと溶剤とからなる混合物をスクリーン印刷法で積層して形成しても良い。
【００６５】
また、蛍光体部２Ｒ，２Ｇの形状は任意である。例えば、表示装置１をマルチカラー表示とする場合、蛍光体部２Ｒ，２Ｇなどの発光領域には、光シャッター機構のピクセル形状に合わせて、定められた色に発光する蛍光体を配置することになるが、その蛍光体部２Ｒ，２Ｇの形状としては、情報表示に必要なセグメント形状、マトリックス形状が挙げられ、マトリックス形状の中では、ストライプ構造、デルタ構造などが好ましい形態として挙げることができる。さらに、モノクロ表示の場合は、上記の形状の他、均一に発光体を塗布したものでも可能である。
【００６６】
さらに、蛍光体部２Ｒ，２Ｇの寸法も任意である。例えば、その厚みは本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常、１ｃｍ以下とすると好適に用いることができる。さらに、薄型、軽量化が求められるフラットパネルディスプレイにおいては、２ｍｍ以下の厚みにすることがより好ましい。発光光線の出射率とのバランスを考慮すると、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、また、通常１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
【００６７】
ところで、本実施形態のように、光源４から青色光等の可視光を発するようにした場合には、その光源４から発せられる可視光を画素が発する光として用いることができる。その場合には、当該可視光に対応した光と同じ色の蛍光を発する蛍光体部は必須ではない。例えば、光源４として青色発光ＬＥＤを用いた場合には、青色蛍光体を含む蛍光体部は不要である。したがって、その光源４から発せられた可視光が、光シャッターにより光量を調整されて表示装置１の外部に発せられるようにすれば、必ずしもすべての画素において蛍光体を用いなくとも良い。ただし、その場合でも、光源４が発する可視光を効率よく外部に放出させたり、散乱させたり、所望外の波長の光をカットしたりするため、光源４が発した可視光に、バインダーに添加剤を含有させた光透過部２Ｂを透過させるようにすることが望ましい。
【００６８】
以下、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂがとりうる具体的構成について、図７に、例を示して説明する。ただし、本発明は以下の例に限定されるものではなく、公知のものを任意に用いることができる。
【００６９】
図７は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂがとりうる構成の一例を模式的に示す断面図である。なお、図７においては蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂをそれぞれ１つずつ示すが、通常、表示装置１においてはこれらの蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂがそれぞれアレイ状に２以上配置される。また、図７において、図１〜図６と同様の符号を用いて示す部位は、図１〜図６と同様のものを示す。
【００７０】
本例においては、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ及び１１０Ｂはそれぞれ青色光を放出するように構成されている。また、蛍光体部２Ｒには赤色蛍光体が含まれていて、蛍光体部２ＲはＬＥＤ１１０Ｒからの光の照射により赤色光を発するようになっている。さらに、蛍光体部２Ｇには緑色蛍光体が含まれていて、蛍光体部２ＧはＬＥＤ１１０Ｇからの光の照射により緑色光を発するようになっている。また、板２０１の個別領域２０１ＢはＬＥＤ１１０Ｂが発した青色光が直接通過しうるように単に透明のままであり、個別領域２０１Ｂは、ＬＥＤ１１０Ｂが発する光を波長変換を行なわずに光シャッター３（図１参照）へ向けて放出させる光透過部２Ｂとして機能するようになっている。したがって、蛍光体部２Ｒは赤色の画素に対応して領域２０１Ｒを通じて赤色光を発し、蛍光体部２Ｇは緑色の画素に対応して領域２０１Ｇを通じて緑色光を発し、ＬＥＤ１１０Ｂは青色の画素に対応して領域２０１Ｂ（即ち、光透過部２Ｂ）を通じて青色光を発することができるようになっている。なお、この場合、青色光を生成するには波長変換、即ち、二次放出が不要なので、用途によってはＬＥＤ１１０Ｒ，１１０ＧをＬＥＤ１１０Ｂより幾分大きく作ることによって、板２０１の上表面から最終的に放出される光の光量が、各領域２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂにおいてほぼ同一にすることも好都合である。
【００７１】
なお、この図７に示す例においては、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂにそれぞれ対応したＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが基板１０１上に形成されている。これらのＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、バッファ層１０２がその一部として（または、用途によっては、その上の付加層として）形成され、更に、図３を用いて説明したのと同様に、第１オーミック層１０３、第１クラッディング層１０４、活性領域１０５、第２クラッディング層１０６、および第２オーミック層１０７がその上に連続的に形成されている。さらに、高抵抗領域１１１が第２オーミック層１０７内に注入して形成され、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを互いに分離すると共に、アレイ内の他のＬＥＤからも分離している。また、物質層が第２オーミック層１０７の上表面上に積層され、パターニングされることによって隆起部１１２が形成されている。なお、隆起部１１２は、光を外側に（図８の上方向に）向け、隣接するＬＥＤ方向には進まないように作用するようになっている。
【００７２】
また、全体的にＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが配列されているＬＥＤアレイとは離れた位置に、板２０１が基板１０１に平行に設けられている。板２０１には、複数の個別領域２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｇがそれぞれ設けられている。ここで、板２０１は、ガラス、プラスチック、水晶等のような光学的に透明な物質で形成される。さらに、板２０１の配置は、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤ、具体的に本例では、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂから放出される光（図８の矢印参照）が、板２０１の複数の個別領域２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｇの異なる１つにそれぞれ入射するように設定されている。さらに、異なる蛍光体を含有した蛍光体部２Ｒ，２Ｇが板２０１の個別領域２０１Ｒ，２０１Ｇの異なる領域にそれぞれ取り付けられ、それぞれＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇからの光が照射されるように設置される。蛍光体部２Ｒ，２Ｇはそれぞれ、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇから光を照射されると、含有する蛍光体がその光を吸収し、それぞれ異なる蛍光色を発するようになっている。
【００７３】
他の異なる実施例を図８に示す。なお、図８は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇがとりうる構成の一例を模式的に示す断面図である。図８においても、蛍光体部２Ｒ，２Ｇをそれぞれ１つずつ示すが、通常、表示装置１においてはこれらの蛍光体部２Ｒ，２Ｇがそれぞれアレイ状に２以上配置される。また、図８において、図１〜図７と同様の符号を用いて示す部位は、図１〜図７と同様のものを示す。
【００７４】
ここでは、図７において設けられていた板２０１が単純に除去され、蛍光体部２Ｒ，２Ｇが各ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇの表面上に直接配されている。ただし、青色光を放出させるためのＬＥＤ１１０Ｂの表面上には蛍光体部は設けられていない。また、残りの素子は、図７に関連して述べたものと基本的に同様であるので、説明を省略する。したがって、蛍光体部２Ｒは赤色の画素に対応して赤色光を発し、蛍光体部２Ｇは緑色の画素に対応して緑色光を発し、ＬＥＤ１１０Ｂは青色の画素に対応して青色光を発することができるようになっている。また、本例の構成によれば、図７を用いて説明した構成により得られる利点の他、素子の数が少なくて済むという利点があり、より安価にそして簡単に製造することができる。
【００７５】
ところで、上記の各例においては、ＬＥＤ１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ並びに蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂは、それぞれ、その上に光シャッター３を介して画像を形成するべく個別に領域を指定できるように、全体的に行および列状に配列されたアレイ状に配置されることが好ましい。また、フルカラー画像を形成するために、画像の各画素はそれぞれ三原色の１つ（即ち、赤、緑および青）に対応する３つのＬＥＤ領域を含むようにすることが好ましい。色に多少の変更を加えたり、用途によっては２色のみを用いても、実質的に全色が得られることは、勿論理解されよう。
【００７６】
また、上記の図７や図８を用いて示した例においては、光源４であるＬＥＤ１１０Ｂが青色光を発し、ＬＥＤ１１０Ｂが発する光を青色の画素の光として用いる例を示したが、光源４としては紫外線〜近紫外線などの可視光以外の光を発するものも利用可能である。この場合、図７の領域２０１Ｂ，２０２Ｂや、図８のＬＥＤ１１０Ｂ上に、上記の可視光以外の光を吸収して青色光を発する青色蛍光体を含む蛍光体部を設けるようにすれば、青色光を発する光源４を用いた場合と同様に、赤色、緑色及び青色の画素を有するフルカラーの表示装置を得ることができる。
【００７７】
本実施形態においては、図１に示すように、赤色の画素に対応して赤色蛍光体をバインダーに分散させた蛍光体部２Ｒ、緑色の画素に対応して緑色蛍光体をバインダーに分散させた蛍光体部２Ｇ、及び、青色の画素に対応して拡散剤をバインダーに分散させた光透過部２Ｂを、それぞれ光源４に対応してアレイ状に透明基板２１上に設けてあるものとする。なお、バインダーとしては赤色光、緑色光及び青色光が透過しうるものを用い、これにより、蛍光体部２Ｒは光源４からの光を受けて光シャッター３へ赤色光を発し、蛍光体部２Ｇは光源４からの光を受けて光シャッター３へ緑色光を発するようになっている。さらに、光透過部２Ｂに対応した光源４が発した青色光は、光透過部２Ｂを透過する際に拡散剤によって拡散され、光シャッター３へ発せられるようになっている。また、各蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂの間は、それぞれブラックマトリックス２２により仕切られているものとする。
【００７８】
［４．レンズアレイ］
蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂの前方（即ち、光シャッター３側）には、蛍光体部２Ｒ，２Ｇが発した赤色光や緑色光、並びに、光源４が発した青色光を有効利用するために、配光素子を設けることが好ましい。具体例を挙げると、光学レンズなどを設置することが好ましい。本実施形態においては、基板に光学レンズをアレイ状に配置したマイクロレンズアレイ６を設け、赤色光、緑色光及び青色光を、それぞれ光シャッター３の各画素部位に集光するようになっているものとする。
【００７９】
［５．偏光子］
光シャッター３の背面側（図１中下側）には、適宜、偏光子を設ける。偏光子は、偏光面をそろえるために設けられるものである。本実施形態においては、光シャッター３の照射される光のうち、任意の直線偏光成分のみを透過させる偏光子７をマイクロレンズアレイ６と光シャッター３との間に設置しているものとする。なお、光シャッターとしてＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic liquid crystal）などを用いた場合には、ＴＦＴやＳＴＮが光の偏光面を変化させる素子であるため、この偏光子７は必須となる。しかし、光シャッターとしてＰＤＮ（Polymer Dispersed Network）方式のもの等を用いる場合には不要である。
【００８０】
［６．光シャッター］
本実施形態の表示装置１は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂよりも前方に、光シャッター３を備える。この光シャッター３は、蛍光体部２Ｒ，２Ｇに含有された蛍光体から発せられた上記可視光を、光量を調節して前方に透過させる部材である。また、本実施形態のように、光源４が発した光（青色光など）をそのまま画素の光として用いる場合には、蛍光体が発した可視光のみでなく、光源４が発した光についても、光量を調節して前方に透過させるように構成する。
【００８１】
光シャッター３の機構は、通常、複数の画素（ピクセル）の集合体からなる。なお、この表示装置１では、光透過部２Ｂを透過した光源４からの光や蛍光体部２Ｒ，２Ｇから発せられた光を透過させる光シャッター３の各部位が、表示装置１の各画素を形成することになり、この画素毎に輝度の調節が行なわれる。ただし、画面サイズや表示方式、用途により、画素の数量とサイズおよび配列方式は変化し、特に一定の値に制限されるものではない。
【００８２】
表示装置１をマルチカラーもしくはフルカラーディスプレイとして構成する場合は、上記の蛍光体を、２種類以上、独立に光波長変換機構として定められた領域（即ち、蛍光体部２Ｒ，２Ｇ）に配置し、その領域から発せられる光の光量をそれぞれ光シャッター３により調節して、表示装置１に所望の画像を多色発光にて表示させることができるようになっている。例えば、ノートパソコンのグラフィック表示やテレビの様な画像表示を行なうマトリックス駆動表示カラーディスプレイでは、高純度の赤、青、緑の３原色発光を光シャッター３により調節させて、画像表示に必要な表示色で画像を形成させることになる。
【００８３】
さらに、本実施形態において、光シャッター３は、表示装置１が使用する発光中心波長の光、具体的には、通常３８０ｎｍ以上、また、通常７８０ｎｍ以下、好ましくは４２０ｎｍ以下の波長域の光の光量を調節できるものが望ましい。
【００８４】
また、光シャッター３の画素の寸法に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。例えば、通常のディスプレイ用途では、一画素のサイズは５００μｍ角以下が好ましい。さらに、好適な画素サイズとして、現在実用化されている液晶ディスプレイの値として、画素数が６４０×３×４８０、単色一画素サイズが１００×３００μｍ程度とすることがより好ましい。
【００８５】
さらに、これら画素の間には、コントラストを高めるためにブラックマトリックスという黒色領域が存在することが好ましい。ブラックマトリックスは蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光透過部２Ｂの間のすきま、即ち、画素間のすきまを黒くし、画像を見やすくする作用をゆうする。ブラックマトリックスの材質としては、例えば、クロム、炭素、または炭素またはその他黒色物質を分散した樹脂が用いられるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
さらに、光シャッター３自体の数量や寸法にも制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。例えば、光シャッター３の厚さは、通常５ｃｍ以下のものが有用であり、薄型化及び軽量化を考慮すれば１ｃｍ以下であることが好ましい。
また、表示装置１を平面型表示装置とする場合においては、階調表示を可能とするために、電気的制御により画素の光透過率を任意の値に変化せしめるものを好適に用いることができる。光透過率の絶対値や、その変化のコントラスト及び速度応答性は、高いほど好ましい。
【００８７】
これらの要件を満たす光シャッター３の例としては、ＴＦＴ、ＳＴＮ、強誘電、反強誘電、２色性色素を用いたゲストホスト、ポリマー分散型であるＰＤＮ方式などの透過型液晶光シャッター；酸化タングステン、酸化イリジウム、プルシアンブルー、ビオローゲン誘導体、ＴＴＦ−ポリスチレン、希土類金属−ジフタロシアニン錯体、ポリチオフェン、ポリアニリンなどに代表されるエレクトクロミック、ケミカルクロミックなどが挙げられる。中でも液晶光シャッターは、薄型、軽量、低消費電力を特徴とし、実用的な耐久性があってセグメントの高密度化も可能であることから好適に用いられる。この中で特に望ましいものは、ＴＦＴアクティブマトリックス駆動やＰＤＮ方式を用いた液晶光シャッターであり、特にＴＦＴアクティブマトリックス駆動の液晶光シャッターが望ましい。その理由は、ねじれネマチック液晶を使用したアクティブマトリックスでは、動画に対応した高速応答性やクロストークが起きないこと、ＰＤＮ方式では偏光子７や検光子８が必要ないので、光源４や蛍光体部２Ｒ，２Ｇからの光の減衰が少なく高輝度な発光が可能になるからである。
【００８８】
また、表示装置１には、通常、表示装置１に表示させる画像に応じて光量の調節を行なうように光シャッター３を制御する制御部（図示省略）を設ける。光シャッター３は、この制御部の制御に応じて各画素から発せられる可視光の光量を調節し、これにより、所望の画像が表示装置１によって表示されるようになっている。
【００８９】
光シャッター３によって画素の輝度を調節するようにすることで、表示装置１は、蛍光体の残光特性の影響を排除することができるようになる他、制御部の制御回路をより簡単にすることができる。従来の蛍光体を用いた表示装置においては、画素の輝度調節は光源４の発光強度等を制御することに行なっていたが、この場合、蛍光体の残光特性の影響により、表示される画像では特定の色が強調されることがあった。また、光源４としてＬＥＤ等を用いた場合、光源の発光強度は、光源に流す電流を調整することによって行なっていたが、ＬＥＤの電流−輝度特性は経時変化するため、表示する像を制御する制御回路が複雑になっていた。
【００９０】
これに対し、本実施形態のように蛍光体部２Ｒ，２Ｇや光源４から発せられた光の光量を調節する光シャッター３部分を設け、光シャッター３の開閉によって画素間の残光特性を強制的に揃えることにより、画像の特定の色だけが強調されることを防止することができる。したがって、光シャッター３を用いたことで、残光特性の異なる蛍光体を表示装置１に用いることができるようになるのである。
また、液晶光シャッター等の光シャッター３の多くは電圧制御であるため、光量や輝度の調節を光シャッター３によって行なうようにしたことにより、簡単な制御回路で輝度を調整することができる。
【００９１】
本実施形態においては、透明電極３１、配向膜３２、液晶３３、配向膜３４及び透明電極３５が上記の順に重ねられ、各画素間をブラックマトリックス３６で区切った液晶光シャッターを光シャッター３として用いているものとする。この液晶光シャッターでは、透明電極３１，３５に印加する電圧によって液晶３３の分子配列を制御し、この分子配列によって背面側に照射される赤色光、緑色光及び青色光それぞれの光量が調節されるようになっている。
【００９２】
［７．検光子］
光シャッター３の前方には、通常、光シャッター３を透過して光量を調節された可視光を受ける検光子８が設けられる。検光子８は、光シャッター３を通過した特定の偏光面を有する光のみを透過させるためのものである。なお、偏光子７と同様、光シャッター３としてＴＦＴ、ＳＴＮなどを用いた場合には必須となるが、ＰＤＮ方式の光シャッター等を用いる場合には不要である。
本実施形態においても、光シャッター３の前方には検光子８が設けられているものとする。
【００９３】
［８．作用］
本実施形態の表示装置１は上記のように構成されているので、使用時には、光源４である青色発光ＬＥＤを全て所定の強度で発光させる。光源４から発せられた青色光は、それぞれ、対応する蛍光体部２Ｒ，２Ｇ及び光透過部２Ｂに入射する。
蛍光体部２Ｒでは、蛍光体部２Ｒ内に分散した赤色蛍光体が青色光を吸収し、赤色の画素に対応して赤色の蛍光を発する。また、蛍光体部２Ｇでは、蛍光体部２Ｇ内に分散した緑色蛍光体が青色光を吸収し、緑色の画素に対応して緑色の蛍光を発する。さらに、光透過部２Ｂでは、光透過部２Ｂ内に分散した拡散剤が青色光を分散させ、青色の画素に対応して分散させた青色光を透過させる。
【００９４】
こうして生じた赤色及び緑色の蛍光、並びに、光透過部２Ｂで分散された青色光は、マイクロレンズアレイ６に設けられたレンズでそれぞれ集光され、偏光子７で偏光面を揃えられた後、光シャッター３に入射する。
光シャッター３は、制御部の制御にしたがって、表示しようとする画像に応じて背面側から入射した赤色光、緑色光及び青色光の光量を調節し、前方に透過させる。具体的には、透明電極３１，３５に印加する電圧を制御することにより、各画素に対応する部位の液晶の配向性を調整し、これにより、画素毎にどれだけの強さの光を透過させるか調節しながら、背面に受光した光を前方に透過させる。
光シャッター３を通った光は、検光子８に照射される。観察者は、この検光子８の表面から発せられる光を見て、画像を認識する。
【００９５】
表示装置１を上記のように構成することによって、残光による画像劣化を防止できるとともに、発光効率を改善することが可能となる。
また、特に光シャッター３として液晶光シャッターを用いたことにより、画像の表示に用いる画素の輝度を調節する制御として複雑なものを用いる必要がなくなり、制御の簡素化を図ることができる。
【００９６】
［９．その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
例えば、上記の実施形態では赤色、緑色及び青色の３種の光を用いて画像を表示する場合を説明したが、上記の赤色、緑色及び青色以外の光を用いて画像表示を行なうようにしても良く、さらに、２種、又は、４種以上の光を用いて画像表示を行なうようにしても良い。
【００９７】
また、例えば、蛍光体部２Ｒ，２Ｇと同様、光透過部２Ｂに代えて、青色の蛍光を発する蛍光体を含有する蛍光体部２Ｂ′を設けてもよい（図９）。ただし、この場合、光源４には、蛍光体部２Ｂ′中の蛍光体をも励起しうる波長の光を発するものを用いるようにする。これにより、光源４が発する光を青色の画素の光として用いるのではなく、蛍光体部２Ｂ′中の蛍光体が発する蛍光を青色の画素の光として用いることができるようになる。なお、この場合の青色蛍光体を含む蛍光体部２Ｂ′の構成は、通常は、上記の蛍光体部２Ｒ，２Ｇと同様である。また、図９において、図１〜図８と同様の符号で示す部位は、図１〜図８と同様のものを表わす。
さらに、蛍光体部２Ｒ，２Ｇを透過する以外にも、光源４から発せられた光が蛍光体部２Ｒ，２Ｇで反射するような反射型の構成を適用しても良い。具体的には、光源４を蛍光体部２Ｒ，２Ｇよりも前方に設置して表示装置１を構成することも可能である。
【００９８】
また、上述した蛍光体部２Ｒ，２Ｇ、光透過部２Ｂ、光シャッター３、光源４、基板５、マイクロレンズアレイ６、偏光子７、検光子８などの部材は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に組み合わせて用いることができる。
さらに、表示装置１，１′には更に別の構成部材を組み合わせて用いても良い。例えば、特開２００５−８８４５０６号公報の第００３９段落以下に記載があるように、保護フィルムを採用するようにしても良い。
【００９９】
また、上記の部材に加えて、反射防止層、配向フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、反射フィルム、半透過反射フィルム、光拡散フィルムなど、様々な機能を有するフィルムを追加したり、積層形成したりしてもよい。
これらの光学機能を有するフィルムは、例えば、以下のような方法により形成することができる。
【０１００】
位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば、特許第２８４１３７７号公報、特許第３０９４１１３号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第３１６８８５０号公報などに記載された処理を施したりすることにより形成することができる。
また、輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、例えば、特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されたような方法で微細孔を形成すること、或いは、選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより形成することができる。
【０１０１】
さらに、反射フィルム又は半透過反射フィルムとしての機能を有する層は、例えば、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を用いて形成することができる。
また、拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護フィルムに微粒子を含む樹脂溶液をコーティングすることにより、形成することができる。
さらに、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物、ネマティック液晶性化合物などの液晶性化合物を塗布して配向させることにより形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、蛍光体を用いた表示装置として任意に用いることができ、特に、カラー表示ができる表示装置に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施形態としてのカラーディスプレイの要部の構造を示す模式的な図である。
【図２】本発明の一実施形態としての表示装置に用いることができるＬＥＤの一例の要部構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての表示装置に用いることができるＬＥＤの一例の要部構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態としての表示装置に用いることができるＬＥＤの変形例の要部構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態について説明するもので、光源が基板に設置されている部分の要部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態について説明するもので、典型的な蛍光体の吸収波長及び発光波長とその強度とを示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態について説明するもので、蛍光体部及び光透過部がとりうる構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態について説明するもので、蛍光体部がとりうる構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのカラーディスプレイの要部の構造を示す模式的な図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  表示装置
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ′  蛍光体部
２Ｂ  光透過部
３  光シャッター
４  光源
５  基板
６  マイクロレンズアレイ
７  偏光子
８  検光子
２１  透明基板
２２，３６  ブラックマトリックス
３１，３５  透明電極
３２，３４  配向膜
３３  液晶
１００，１１０  ＬＥＤ
１０１  基板
１０２  バッファ層
１０３  第１オーミック層
１０４  第１クラッディング層
１０５  活性層
１０６  第２クラッディング層
１０７  第２オーミック層
１０８  第１電極
１０９  第２電極
１１１  高抵抗領域
１１２  隆起部
１１３  実装用基板
１１４  バンプ
２０１  板
２０２  多孔質板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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