(57)【要約】【課題】室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供する。【解決手段】光源ＬＳと、光源光に対して透明な基板ＳＵ１と、光源光が照射される側に配置される画素部と、画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造ＬＤＳとを備え、光取出し構造ＬＤＳは、壁状構造ＷＬと反射層ＲＦとを含み、記画素部は、光源光の照射により蛍光を発する波長変換層ＷＣＲ、ＷＣＧと、波長変換層及び基板の間に配置され励起光吸収層ＥＸＲとの積層膜を含み、積層膜は壁状構造の壁で仕切られた領域に配置されている表示装置とする。【選択図】図１
2015138123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される側に配置される画素部と、
前記画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の光を発光する波長変換層と、前記波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記長波長の光の波長以外の波長の光の透過を抑制する励起光吸収層との積層膜を含み、
前記積層膜は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記画素部は、前記波長変換層の前記光源側に前記光源光の波長以外の光の透過を抑制する迷光防止層を更に有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記壁状構造の壁が配置される前記基板上にはブラックマトリクスが更に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置において、
前記画素部は、前記波長変換層の前記光源側に、高屈折率の微粒子を分散した透明膜からなる蛍光散乱層を更に有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置において、
前記反射層は、前記壁状構造の壁の両面に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置において、
前記反射層は、前記壁状構造の壁の片面に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１記載の表示装置において、
前記反射層は、前記壁状構造の壁の内部に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１記載の表示装置において、
前記壁状構造は、壁がストライプ状に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１記載の表示装置において、
前記壁状構造は、壁がワッフル状に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１記載の表示装置において、
前記壁状構造は、壁の基部が裾広がり形状を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１記載の表示装置において、
前記壁状構造は、壁の基部が垂直形状を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される側に配置される第１画素部、第２画素部及び第３画素部と、
前記第１、第２、及び第３の画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記第１画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第１光を発光する第１波長変換層と、前記第１波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第１光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第１励起光吸収層との第１積層膜を含み、
前記第２画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第２光を発光する第２波長変換層と、前記第２波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第２光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第２励起光吸収層との第２積層膜を含み、
前記第３画素部は、高屈折率の微粒子が分散された透明膜からなる光源光散乱層を含み、
前記前記第１積層膜、前記第２積層膜及び前記光源光散乱層は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の表示装置において、
前記光源光散乱層と前記基板との間に、前記光源光の波長以外の波長を有する外光の透過を抑制する第３励起光吸収層が配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される側に配置される第１画素部、第２画素部及び第３画素部と、
前記第１、第２、及び第３画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記第１画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第１光を発光する第１波長変換層と、前記第１波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第１光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第１励起光吸収層との第１積層膜を含み、
前記第２画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第２光を発光する第２波長変換層と、前記第２波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第２光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第２励起光吸収層との第２積層膜を含み、
前記第３画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第３光を発光する第３波長変換層と、前記第３波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第３光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第３励起光吸収層との第３積層膜を含み、
前記前記第１積層膜、前記第２積層膜及び前記第３積層膜は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の表示装置において、
前記第１画素部、前記第２画素部及び前記第３画素部は、前記第１波長変換層、前記第２波長変換層及び前記第３波長変換層のそれぞれの前記光源側に前記光源光の波長以外の光の透過を抑制する迷光防止層をそれぞれ有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体等の波長変換層を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタを用いた液晶表示装置は表示品質が高く、且つ薄型、軽量、低消費電力などといった特長からその用途を広げており、携帯電話用モニター、デジタルスチルカメラ用モニターなどの携帯向けモニターからデスクトップパソコン用モニター、印刷やデザイン向けモニター、医療用モニターさらには液晶テレビなど様々な用途に用いられている。この用途拡大に伴い、液晶表示装置には更なる高画質化、高品質化が求められており、特に高透過率化による高輝度化、低消費電力化が強く求められている。また液晶表示装置の普及に伴い、低コスト化に対しても強い要求がある。
【０００３】
一方、カラーフィルタに代えて蛍光体を用いた表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１８２３９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０９９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶表示装置は白色光源をカラーフィルタで吸収してカラー表示を行っている。液晶表示装置においては、色再現範囲を拡大するためにカラーフィルタの色が濃くなり透過率が低減している。即ち、液晶表示装置においてカラーフィルタは効率低下（輝度劣化）の主要因になっている。
【０００６】
カラーフィルタを用いずにカラー表示を行う方法として、フィールドシーケンシャル方式やカラーフィルタに代えて蛍光体等の波長変換層を用いた表示装置（以下、蛍光体表示装置という）がある。フィールドシーケンシャル方式は、液晶表示装置において、赤・青・緑のバックライトを同期させて切り替えることによりカラー表示を行うものである。しかしながら、本方式の場合、切り替え時のチラツキを無くすことが困難である。
【０００７】
蛍光体表示装置は、光源に青色光源もしくは近紫外光源を用い、波長変換層で光源光を吸収させ、蛍光を発光させて光源光をより長波長の赤色や緑色の光に変換することによりカラー表示を行うものである。蛍光体は短波長光(励起光)の照射により励起光よりも長い波長の光を放出する材料であり、変換効率が高い（８０％）。但し、波長変換層で発生した蛍光は等方的に伝播する。蛍光が使用者側に到達する割合を増大するためには、例えば、特許文献２で提案されているような光取出し構造（反射層を備えた壁構造）が有効である。
【０００８】
そこで、発明者等は光取出し構造を有する蛍光体表示装置を作製・評価した。その結果、液晶表示装置に比べて高輝度な表示装置を得ることができること、但し、室外においてコントラスト比低下や色純度の低下等画質が劣化することが判明した。
本発明の目的は、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための一実施形態として、光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される面側に配置される画素部と、
前記画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の光を発光する波長変換層と、前記波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記長波長の光の波長以外の波長の光の透過を抑制する励起光吸収層との積層膜を含み、
前記積層膜は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域に配置されていることを特徴とする表示装置とする。
【００１０】
また、光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される側に配置される第１画素部、第２画素部及び第３画素部と、
前記第１、第２、及び第３画素部からの光をそれぞれ外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記第１画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第１光を発光する第１波長変換層と、前記第１波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第１光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第１励起光吸収層との第１積層膜を含み、
前記第２画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第２光を発光する第２波長変換層と、前記第２波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第２光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第２励起光吸収層との第２積層膜を含み、
前記第３画素部は、高屈折率の微粒子が分散された透明膜からなる光源光散乱層を含み、
前記前記第１積層膜、前記第２積層膜及び前記光源光散乱層は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする表示装置とする。
【００１１】
また、光源と、
前記光源からの光源光が照射され、前記光源光に対して透明な基板と、
前記基板上であって、前記光源光が照射される側に配置される第１画素部、第２画素部及び第３画素部と、
前記第１、第２、及び第３画素部からの光を外部へ取り出す光取出し構造と、を備え、
前記光取出し構造は、壁状構造と前記壁状構造の側壁に沿って配置された反射層とを含み、
前記第１画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第１光を発光する第１波長変換層と、前記第１波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第１光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第１励起光吸収層との第１積層膜を含み、
前記第２画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第２光を発光する第２波長変換層と、前記第２波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第２光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第２励起光吸収層との第２積層膜を含み、
前記第３画素部は、前記光源光の照射により前記光源光の波長よりも長波長の第３光を発光する第３波長変換層と、前記第３波長変換層及び前記基板の間に配置され、前記第３光の波長以外の波長の光の透過を抑制する第３励起光吸収層との第３積層膜を含み、
前記前記第１積層膜、前記第２積層膜及び前記第３積層膜は、前記壁状構造の壁で仕切られた領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする表示装置とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における励起光や蛍光の光路を説明するための模式図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における外光の光路を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る他の表示装置の要部断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における励起光や蛍光の光路を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における励起光や蛍光の光路を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第５の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における外光の光路を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第６の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施例に係る表示装置の要部断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施例に係る表示装置における赤色画素の波長変換層及びその近傍における励起光や蛍光の光路を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の第１の実施例に係る表示装置の波長変換層形成基板の製造工程フロー図である。
【図１６Ａ】本発明の第１〜第６の何れかの実施例に係る表示装置の光取出し構造を構成する壁状構造の一例（ストライプ）を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】本発明の第１〜第６の何れかの実施例に係る表示装置の光取出し構造を構成する壁状構造の他の例（ワッフル）を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第１〜第６の何れかの実施例に係る表示装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明者等は、室外において極端に画質が劣化する原因を外光であると予想し、外光の影響を抑制するための励起光吸収層を配置した。しかしながら、単に励起光吸収層を配置しても励起光吸収層と波長変換位置合わせの状況により外光による影響を十分低減させる効果が得られない場合の有ることが分かった。そこで、光取出し構造を構成する壁状構造の壁で仕切られた領域に励起光吸収層と波長変換層とを積層させたたところ、積層された各層の位置ズレが無く、外光の影響を効果的に低減することができた。本発明は上記知見により生まれたものである。
【００１４】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等につて模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例に係る表示装置（液晶表示装置）について図１〜図４、図１５、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７を用いて説明する。図１は本実施例に係る液晶表示装置の要部断面図を示しており、赤色画素、緑色画素、及び青色画素の３画素を含む。本液晶表示装置は第一基板ＳＵ１と第二基板ＳＵ２が液晶層ＬＣを挟持して成り、第一基板ＳＵ１上には液晶層ＬＣに近接する側より第一配向膜ＡＬ１、コモン電極ＣＥ、第一平坦化膜ＯＣ１、偏光層ＷＧＰ、第二平坦化層ＯＣ２が順次形成されている。迷光防止層ＢＣＦ、赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧ、光源光散乱層ＳＬ、赤色の励起光吸収層ＥＸＲ、緑色の励起光吸収層ＥＸＧはストライプ状にパターンニングされている。迷光防止層ＢＣＦと赤色の波長変換層ＷＣＲと赤色の励起光吸収層ＥＸＲは積層されており、迷光防止層ＢＣＦ、赤色の波長変換層ＷＣＲ、赤色の励起光吸収層ＥＸＲの順に液晶層ＬＣに近接していて、赤色画素に対応する。同様にして迷光防止層ＢＣＦと緑色の波長変換層ＷＣＧと緑色の励起光吸収層ＥＸＧは積層されており、迷光防止層ＢＣＦ、緑色の波長変換層ＷＣＧ、緑色の励起光吸収層ＥＸＧの順で液晶層ＬＣに近接していて、緑色画素に対応する。また、光源光散乱層ＳＬは青色画素に対応する。迷光防止層ＢＣＦと赤色の波長変換層ＷＣＲと赤色の励起光吸収層ＥＸＲの積層体、迷光防止層ＢＣＦと緑色の波長変換層ＷＣＧと緑色の励起光吸収層ＥＸＧの積層体、及び光源光散乱層ＳＬは光取出し構造ＬＤＳによりそれぞれ隔てられている。また、光取出し構造ＬＤＳは壁状構造ＷＬと反射層ＲＦからなり、壁状構造ＷＬは第一基板ＳＵ１上に突出しており、反射層ＲＦは光取出し構造ＬＤＳの壁面に分布する。光取出し構造ＬＤＳの壁状構造ＷＬの例を図１６Ａ、図１６Ｂに示す。図１６Ａは壁状構造ＷＬの壁がストライプ状の場合を示す。図１６Ｂは壁状構造ＷＬの壁がワッフル状の場合を示す。本実施例では、壁状構造がストライプ状の場合、壁の厚さを７μｍ、壁の高さを３０μｍ、壁のピッチを４０μｍ、また、ワッフル状の場合、壁の厚さを７μｍ、壁の高さを３０μｍ、壁の短辺側ピッチを４０μｍ、壁の長辺側ピッチを１２０μｍとした。
【００１６】
第二基板ＳＵ２上には液晶層ＬＣに近接する側より第二配向膜ＡＬ２、ソース電極ＳＥ、第一絶縁膜ＩＬ１、第二絶縁膜ＩＬ２、信号配線ＤＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、走査配線、ポリシリコン層、アンダーコート膜ＵＣを有する。
【００１７】
ソース電極ＳＥと第二コモン電極は第一絶縁膜ＩＬ１を介して積層されており、保持期間中において液晶層ＬＣの電位を一定に保つための保持容量を形成する。ソース電極ＳＥはポリシリコン層ＰＳ、コンタクトホールを介して信号配線ＤＬに接続されており、画像信号に応じた電位を液晶層ＬＣに印加する。尚、走査配線、ポリシリコン層、第二コモン電極、コンタクトホールは図１の断面図には含まれないため図１には記載されていない。
【００１８】
液晶層ＬＣは配向方向の誘電率がその垂直方向よりも大きい正の誘電率異方性を有し、高抵抗で尚且つ室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示す。液晶層ＬＣの電圧無印加時における配向状態は９０度ツイストしたホモジニアス配向であり、図１中にその配向状態を円筒状の液晶分子ＬＣＭを用いて模式的に示してある。コモン電極ＣＥとソース電極ＳＥを図１に示したように配置したことにより、液晶層ＬＣにはその層厚方向に平行な電界が印加され、この時液晶層ＬＣの配向状態はチルト角が増大するように変化する。
【００１９】
第二基板ＳＵ２の下層には偏光板ＰＬが配置され、偏光板ＰＬと第一基板に設けられた偏光層ＷＧＰの吸収軸は液晶パネルの法線方向から観察して直交するように設定されている。尚且つ、偏光板ＰＬと偏光層ＷＧＰの吸収軸は液晶層ＬＣの近接する配向方向に対して直交する。これにより、電圧無印加の液晶層に入射した光はその振動方向が液晶配向方向に対して平行になり、その振動方向が液晶層により９０度回転されて高い効率で偏光層ＷＧＰを通過する。
【００２０】
第二基板ＳＵ２の下方には光源ＬＳと導光板ＬＧが配置されている。導光板ＬＧの側面には光源ＬＳとして波長４７０ｎｍ前後の光を発する青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が配置されており、青色ＬＥＤを発した光は導光板ＬＧにより面状に拡大され、尚且つ液晶パネルの垂直方向に向きを変えられる。液晶層を通過する光の波長は４７０ｎｍ前後に限定されているので、電圧無印加時において波長４７０ｎｍの光の振動方向を９０度回転するように、液晶層ＬＣのΔｎｄは約３５０ｎｍに設定されている。尚、ここで液晶層ＬＣは赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧに入射する光源光強度を調節する光シャッタとして機能している。光シャッタとしての機能は液晶層ＬＣに限定されず、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やＥＣＤ（Electro Chromic Display）であってもよい。また、液晶分子の方向を変化させる方式としては縦電界方式だけでなく、横電界方式とすることもできる。
【００２１】
偏光層ＷＧＰはストライプ状にパターンニングした金属膜であり、振動方向がストライプの垂直方向にある偏光成分を選択的に透過する機能を有し、ストライプ構造の繰り返しピッチは１００ｎｍ以下である。ストライプ構造の繰り返しピッチは５０ｎｍ以下であれば更に望ましく、この時波長４７０ｎｍの光に対して従来の偏光板と同等以上の透過率を示す。ここで、従来の偏光板とはヨウ素を添加したポリビニルアルコールを延伸して作製した色素系の偏光板である。
【００２２】
偏光層ＷＧＰを通過した光源光の一部は光源光散乱層ＳＬに入射し、波長を変換されずに青色光のまま第一基板ＳＵ１を出射する。光源光散乱層ＳＬは高屈折率の微粒子を分散した透明膜からなり、微粒子表面での屈折でコリメート性の高い光源光に角度分布が付与される。微粒子の粒径と屈折率と混合比は、散乱光の角度分布が赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧでそれぞれ発生する赤色と緑色の蛍光の角度分布に等しくなるように調節されている。
【００２３】
偏光層ＷＧＰを通過した光源光の一部は赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧに入射するが、赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧは有機若しくは無機の蛍光体を含み、これらの蛍光体は青色の光源光を吸収してそれぞれ赤色と緑色の蛍光を発光するため光源光は赤色と緑色の光に波長変換される。より詳細には、赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧにそれぞれ含まれる赤色蛍光色素と緑色蛍光色素に吸収されて、それぞれ赤色と緑色の蛍光が生じる。
【００２４】
図２は赤色画素に対応する積層体の拡大図であり、典型的な蛍光の光路を赤色画素を例に示している。蛍光は等方的に発光するため、第二基板ＳＵ２側に向かう蛍光成分ＦＬ３、ＦＬ４も生じる。もしこれらが第二基板ＳＵ２側に戻って信号配線ＤＬ等で反射されて他の画素に入り込むと、表示特性を低下させるため好ましくない。迷光防止層ＢＣＦは青色のカラーフィルタからなり、青色光以外の光を吸収する。迷光防止層ＢＣＦは光源光ＥＸ１、ＥＸ２は通すが、赤色の波長変換層ＷＣＲで生じた赤色蛍光、及び緑色の波長変換層ＷＣＧで生じた緑色蛍光の第二基板ＳＵ２側に戻る成分は吸収する性質を有する。これにより蛍光成分ＦＬ３、ＦＬ４は吸収されるため、表示特性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧが高い効率で発光するためには第二基板ＳＵ２に対する近接面でも発光する必要がある。もしこの時光源光が赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧで完全に吸収されずに第一基板ＳＵ１より出射すると、青色の光源光が赤色蛍光、緑色蛍光に混合して色純度を低下させ、更には色相を変えてしまうため好ましくない。赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧはそれぞれ赤色のカラーフィルタと黄色のカラーフィルタからなり、それぞれ赤色の蛍光と緑色の蛍光は通過させるが青色の光源光ＥＸ２は図２に示したように吸収する。なお、緑色のカラーフィルタを用いることもできるが、ガウス関数的な特性を有するため実用性が低い。赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧにより、赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧの発光効率を増大しながら光源光の混合による色純度の低下や色相の変化を防ぐことができる。
【００２６】
照明光や太陽光には、光源光と同じ波長の青色光が含まれる。もしこれらが赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧに入射すると、赤色蛍光体と緑色蛍光体が赤色蛍光と緑色蛍光を発光してコントラスト比及び色純度を低下させるため好ましくない。赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧは外部からの入射光に含まれる青色光を吸収し、これが赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧに入射するのを防ぐ。図３は赤色画素に対応する積層体の拡大図であり、外部から入射する青色光の典型的な光路を示す。反射層ＲＦは第一基板ＳＵ１の法線に垂直であり、その片面には赤色の励起光吸収層ＥＸＲがあり、他方の片面には壁状構造ＷＬがある。赤色の励起光吸収層ＥＸＲから入射する青色光ＥＸ３は赤色の励起光吸収層ＥＸＲにより吸収されて反射層ＲＦには到達しない。壁状構造ＷＬから入射する青色光ＥＸ４は、直接赤色の波長変換層ＷＣＲに入射しないのでその影響は比較的少ないと考えられる。
【００２７】
赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧで発生した赤色蛍光と緑色蛍光は等方的に発光し、なおかつ赤色の波長変換層ＷＣＲと緑色の波長変換層ＷＣＧは光取出し構造ＬＤＳの間に分布している。そのため、図２に蛍光成分ＦＬ１で示した第一基板ＳＵ１から直接出射する蛍光成分は僅かである。赤色蛍光と緑色蛍光の大部分は図２に蛍光成分ＦＬ２で示したように光取出し構造ＬＤＳ壁面の反射層ＲＦに入射し、ここで一回若しくは複数回反射された後に第一基板ＳＵ１から出射する。もし光取出し構造ＬＤＳが無ければ赤色蛍光と緑色蛍光の大部分は近傍の赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧ、若しくは光源光散乱層ＳＬに入り込み、ここで吸収再発光若しくは散乱されて方向を変えられ第一基板ＳＵ１から出射するか、あるいはまた第二基板ＳＵ2の側に向かい、その結果表示特性が低下する。光取出し構造ＬＤＳはこのような迷光発生を防いで表示特性の低下を抑制すると共に、外部取出し効率を向上する効果を有する。
【００２８】
光取出し構造ＬＤＳの壁状構造ＷＬは第一基板上から突出しているが、傾斜角の小さい基部（裾広がり形状）と傾斜角が９０度に近い壁面（垂直形状）からなり、反射層ＲＦはこのうち傾斜角が９０度に近い壁面にのみ分布する。赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧは傾斜角の小さい基部に近接して分布しており、反射層ＲＦよりも第一基板ＳＵ１に近接して分布する。そのため、反射層ＲＦに向かう外部からの入射光はその大部分を赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧで吸収することができる。本実施例の表示装置を屋外で使用しても、反射層ＲＦの外光反射によるコントラスト比低下が生じにくい。
【００２９】
次に、図１５を用いて本表示装置における波長変換層等が形成された第一基板（波長変換基板と呼ぶ）の製造方法の一例について説明する。図１５は、波長変換基板の製造工程フロー図の一例である。本フローは、対向して形成されるＴＦＴ基板の構成により変更されることがある。先ず基板（第一基板）を準備する（ステップＳ１０１）。基板としてはガラス基板を用いたが、赤色・緑色・青色及び紫外光を透過する材料からなる基板であれば使用可能である。
【００３０】
次に、壁状構造を形成する（ステップＳ１０２）。壁状構造ＷＬは透明性の高いネガレジストを塗布、露光、現像、焼成を含むフォトリソグラフで加工して形成する。この時露光量と現像条件を調節することにより傾斜角の小さい基部（裾広がり形状）と傾斜角が９０度に近い壁面（垂直形状）を形成する。ネガレジストの透明性は十分に高いので、傾斜角の小さい基部が第一基板ＳＵ１の全面を覆ってもよい。
【００３１】
次に、反射層を形成する（ステップＳ１０３）。反射層ＲＦは、壁状構造ＷＬが形成された第一基板ＳＵ１を洗浄し、壁状構造ＷＬの上に金属膜をスパッタにより形成した後、エッチングガスを基板法線方向から入射し、エッチングガスとの接触の少ない傾斜角が９０度に近い壁面上にのみ金属膜を残すことで形成する（異方性エッチング）。なお、スパッタに代えて蒸着により形成することもできる。反射層形成用の金属膜としては、アルミニウムや銀、及びこれらを主成分とする合金を使用することが可能である。
【００３２】
次いで、赤色励起光吸収層と緑色励起光吸収層を形成する（ステップＳ１０４）。赤色励起光吸収層ＥＸＲと緑色励起光吸収層ＥＸＧは、二本のノズルを用いて赤色インク及び緑色インクを壁状構造ＷＬの所定の領域（赤色インクは赤色画素に対応する領域、緑色インクは緑色画素に対応する領域）にそれぞれ滴下し、溶媒を除去することにより同時に（同一ステップで）形成する。赤色インク及び緑色インクは公知のインクを用いることができる。
【００３３】
引き続き、光源光散乱層ＳＬを形成する（ステップＳ１０５）。光源光散乱層ＳＬは、壁状構造ＷＬの所定の領域（青色画素に対応する領域）に、高屈折率の微粒子が分散された透明な光散乱層をスクリーン印刷し、溶媒を除去することにより形成した。
【００３４】
次に、赤色波長変換層ＷＣＲと緑色波長変換層ＷＣＧを形成する（ステップＳ１０６）。赤色波長変換層ＷＣＲと緑色波長変換層ＷＣＧは、二本のノズルを用いて赤色蛍光体インク及び緑色蛍光体インクを壁状構造ＷＬの所定の領域（赤色蛍光体インクは赤色画素に対応する領域、緑色蛍光体インクは緑色画素に対応する領域）にそれぞれ滴下し、溶媒を除去することにより同時に（同一ステップで）形成する。赤色蛍光体インク及び緑色蛍光体インクは公知のインクを用いることができる。
【００３５】
次に、迷光防止層ＢＣＦを形成する（ステップＳ１０７）。迷光防止層は、青色インクを壁状構造ＷＬの所定の領域（赤色画素に対応する領域、及び緑色画素に対応する領域）に滴下し、溶媒を除去することにより形成する。青色インクは公知のインクを用いることができる。
【００３６】
次いで、第二平坦化層ＯＣ２を形成する（ステップＳ１０８）。第二平坦化層ＯＣ２は、迷光防止層ＢＣＦが形成された第一基板ＳＵ１の洗浄、透明レジスト塗布、レジスト中の溶媒の除去、全面露光、焼成を含む処理により形成する。なお、平坦化層を形成するための材料としては、レジストに限らず、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を用いることができる。
【００３７】
引き続き、偏光層ＷＧＰを形成する（ステップＳ１０９）。偏光層ＷＧＰは、第二平坦化層ＯＣ２が形成された第一基板ＳＵ１を洗浄し、偏光層オフセット印刷により形成する。
次に、第一平坦化層ＯＣ１を形成する（ステップＳ１１０）。第一平坦化層ＯＣ１は、偏光層ＷＧＰが形成された第一基板ＳＵ１に透明レジストを塗布し、レジスト中の溶媒を除去し、全面露光後、焼成して形成する。なお、平坦化層を形成するための材料としては、レジストに限らず、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を用いることができる。
【００３８】
次に、コモン電極ＣＥを形成する（ステップＳ１１１）。コモン電極ＣＥは、第一平坦化膜ＯＣ１が形成された第一基板ＳＵ１を洗浄後、ＩＴＯ膜をスパッタ形成し、焼成することにより形成する。コモン電極の材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）に限らず、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）も用いることができる。
【００３９】
引き続き、第一配向膜ＡＬ１を形成する（ステップＳ１１２）。第一配向膜ＡＬ１は、コモン電極ＣＥが形成された第一基板ＳＵ１に、配向膜を印刷し、配向膜中の溶媒を除去し、焼成後、ラビング等の配向処理を行って形成する。
【００４０】
以上のステップにより波長変換基板が完成する。なお、本方法によれば、光取出し構造ＬＤＳを形成した後に赤色の励起光吸収層ＥＸＲ、緑色の励起光吸収層ＥＸＧ、赤色の波長変換層ＷＣＲ、緑色の波長変換層ＷＣＧ、光散乱層ＳＲを形成するため、これらの層の形成にはフォトリソグラフよりも高効率のインクジェット法やスクリーン印刷法を用いることができる。即ち、流動性のあるインキまたはインクは塗布後に広がるため、パターンニングの位置精度が低く、最少加工寸法も比較的広いいことが欠点であるが、本実施例では流動による広がりを防ぐしきいとしてフォトリソグラフ法で形成した光取出し構造ＬＤＳを活用できる。これにより、工程数が少ない上にスピードが速く高効率であるインクジェット法やスクリーン印刷法を適用することができる。また、壁状構造の壁で仕切られた領域内に形成される励起光吸収層や波長変換層等はホトリソグラフィによるパターニングを行う必要がないため、光重合性でないインクを使用することができる。このため、光の影響を気にする必要がなくインクの取り扱いが容易になる。本実施例によれば、インクジェット法やスクリーン印刷法の高効率を生かしながら、フォトリソグラフ法並みの精度でパターンニングできる。また、生産数増大やコスト低減の効果を得ることができる。
【００４１】
上記波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製することができる。表示装置１００の一例を図１７に示す。符号１１０は表示領域、符号１２０は駆動回路部である。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。また、光利用効率が高いため消費電力（駆動回路部を除く）を約半分に低減でき、電池で駆動する携帯機器用表示装置として好適である。また、蛍光体ＬＣＤは蛍光発光の等方性を利用して広視野角化しているため、液晶表示モードの視野角特性は考慮する必要がない。そのためIPS方式よりも残像特性に有利な各種の縦電界方式が適用可能になり、より良好な残像特性が求められる医療用モニターに好適である。
【００４２】
なお、本実施例では光源を青色光源とし、青色画素対応部に光源光散乱層を用いたが、これ以外にも、波長が近紫外の光源光を用い、青色も蛍光で表示してもよい。その場合、図１の光源光散乱層ＳＬの代わりに、図４に示したように青色の波長変換層ＷＣＢと青色の励起光吸収層ＥＸＢ、迷光防止層ＢＣＦを積層配置すればよい。ここで迷光防止層ＢＣＦは、近紫外光は通過するが可視光は通過しないカラーフィルタとなる。この場合、赤、緑、青の全色が蛍光になるので各色の角度分布を均一化するのが容易である。
【００４３】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、励起光吸収層は、蛍光は通過させるが光源光は吸収するため、波長変換層の発光効率を増大しながら光源光の混合による色純度の低下や色相の変化を防ぐことができる。また、波長変換層の光源側に迷光防止層を配置することにより、光源光は通すが、波長変換層で生じた蛍光の第二基板ＳＵ２側に戻る成分を吸収するため、表示特性の低下を防ぐことができる。
【実施例２】
【００４４】
本発明の第２の実施例に係る表示装置について、図５を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図５は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図５に示したように光取出し構造ＬＤＳ中の壁状構造ＷＬから傾斜角の小さい基部（裾広がり形状）を除き、傾斜角が９０度に近い壁面のみ（垂直形状）とした点にある。この様な壁状構造ＷＬの断面形状は、反応性の高いネガレジストの材料を選択し、及びこれをフォトリソグラフで加工する際の露光量と現像条件を調節することで形成できる。本実施例では、反応性の高いレジスト材料として、自己増幅型有機ネガレジストを用いた。露光条件としては、Ｇ線＆Ｇ線を用い、照度１７０ｍＪ／ｃｍ２、照射時間５０秒とした。現像条件としては、有機アルカリ現像液を用い、温度１００℃、現像時間１０分とした。本実施例では、実施例１の表示装置に比較して構造的な安定性は劣るものの、反射層ＲＦの分布域が広いのでより高い光取出し効率を得ることができる。
【００４５】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００４６】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、壁状構造ＷＬを９０度に近い壁面のみとすることにより、より高い光取出し効率を得ることができる。
【実施例３】
【００４７】
本発明の第３の実施例に係る表示装置について、図６、図７を用いて説明する。なお、実施例１又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図６は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図６に示したように光取出し構造ＬＤＳ中の反射層ＲＦを壁状構造ＷＬの片側のみに形成した点にある。このような構造は、光取出し構造ＬＤＳ中の反射層ＲＦを壁状構造ＷＬの両側に形成した後、片側のみレジストパターンで覆い他方をエッチングで除去することにより得ることができる。
【００４８】
本実施例の表示装置で生じた蛍光の典型的な光路を図７に示す。壁状構造ＷＬは透明なので、蛍光成分ＦＬ２は壁状構造ＷＬを通過して隣接する、例えば緑画素の緑色の波長変換層ＷＣＧに近接する反射層ＲＦで反射され、再び壁状構造ＷＬを通過する。結果として図２に示した実施例１と同様の光路が実現され、実施例１と同様の効率向上効果が得られる。
【００４９】
壁状構造ＷＬのような高アスペクト比の構造を形成するには、例えば高感度のネガレジストの厚膜を形成して光重合する。この様なネガレジストが高感度なのは重合反応を起こすための光を膜厚方向に通しやすいことによるので、壁状構造ＷＬは必然的に高透過率になる。
【００５０】
図６では何れの反射層ＲＦも壁状構造ＷＬの同一の側面に形成されているが、反射層ＲＦを壁状構造ＷＬの片側のみに形成する方法はこれに限らず、それぞれ異なる側面に形成してもよい。何れの場合にも、壁状構造ＷＬが十分に薄く透明なので実施例１と同様の効率向上効果が得られる。
【００５１】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００５２】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、反射層を壁状構造の片側のみに配置した場合でも両側に配置した場合の同様の光取出し効率を得ることができる。
【実施例４】
【００５３】
本発明の第４の実施例に係る表示装置について、図８、図９を用いて説明する。なお、実施例１又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図８は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図８に示したように光取出し構造ＬＤＳ中の反射層ＲＦを壁状構造ＷＬの中に位置するように形成した点にある。本実施例の表示装置で生じた蛍光の典型的な光路を図９に示す。壁状構造ＷＬは透明なので、この場合にも蛍光成分ＦＬ２は壁状構造ＷＬの壁幅の約半分を通過して反射層ＲＦで反射され、再び壁状構造ＷＬの壁幅の約半分を通過する。結果として図２に示した実施例１と同様の光路が実現され、実施例１と同様の効率向上効果が得られる。
【００５４】
反射層ＲＦを壁状構造ＷＬの中に位置するように形成するには、まず初めに図７に示したように壁状構造ＷＬの片側のみに反射層ＲＦを形成した後、反射層ＲＦの上をネガレジストで被覆すれば良い。反射層ＲＦに銀若しくはその合金を用いた場合、以後のプロセスで高温多湿の環境に置かれると酸化して反射率が低減する可能性がある。本実施例の構成では反射層ＲＦは壁状構造ＷＬの中に位置するため、このような反射率の低下を免れることができる。
【００５５】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００５６】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、反射層を壁状構造中に配置することにより、以後のプロセスで高温多湿の環境に置かれた場合でも反射率低下を抑制することができる。
【実施例５】
【００５７】
本発明の第５の実施例に係る表示装置について、図１０、図１１を用いて説明する。なお、実施例１乃至４の何れかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図１０は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図１０に示したように第一基板ＳＵ１と光取出し構造ＬＤＳの間にブラックマトリクスＢＭを形成した点にある。ブラックマトリクスＢＭは黒色の顔料を含み、全可視波長域の光を吸収する。ブラックマトリクスＢＭの分布は光取出し構造ＬＤＳの分布と対応しており、尚且つ基板法線方向から観察して光取出し構造ＬＤＳの反射層ＲＦと重畳するように分布する。
【００５８】
図１１は赤色画素に対応する積層体の拡大図であり、外部から入射する青色光ＥＸ４の典型的な光路を示す。反射層ＲＦは第一基板ＳＵ１の法線に垂直であり、その片面には赤色の励起光吸収層ＥＸＲがあり、他方の片面には壁状構造ＷＬがある。赤色の励起光吸収層ＥＸＲから入射する青色光ＥＸ３は赤色の励起光吸収層ＥＸＲにより吸収されて反射層ＲＦには到達しない。壁状構造ＷＬから入射する青色光ＥＸ４もまたブラックマトリクスＢＭにより吸収されて反射層ＲＦには到達しない。
【００５９】
実施例１の赤色の励起光吸収層ＥＸＲと緑色の励起光吸収層ＥＸＧに加えてブラックマトリクスＢＭで被覆することにより、図３と比較して明らかなように反射層ＲＦに向かう外光をより多く吸収することができる。反射層ＲＦの外光反射による表示特性低下をより完全に抑制できるので、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができる。
【００６０】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００６１】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、第一基板ＳＵ１と光取出し構造ＬＤＳの間にブラックマトリクスＢＭを配置することにより、より画質低下を抑制することができる。
【実施例６】
【００６２】
本発明の第６の実施例に係る表示装置について、図１２を用いて説明する。なお、実施例１乃至５の何れかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図１２は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図１２に示したように光源光散乱層ＳＬと第一基板ＳＵ１との間に青色の励起光吸収層ＥＸＢを配置した点にある。青色の励起光吸収層ＥＸＢは青色のカラーフィルタからなり、青色画素が発する青色の光源光は通過するが、これ以外の波長の可視光は吸収する。
【００６３】
光源光散乱層ＳＬに入射する外光の一部は光反射層ＲＦに到達し、ここで反射されて第二基板ＳＵ２側に向かう場合がある。これが更にソース配線ＳＥ等で反射されて他の画素に向かえば、表示特性を低下させる可能性がある。本実施例ではこの様な光のうち青色以外の可視光成分を吸収するため、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比低下等の画質低下を抑制することができる。
【００６４】
本実施例では実施例１の表示装置に青色の励起光吸収層ＥＸＢを追加している。青色の励起光吸収層ＥＸＢは光取出し構造ＬＤＳ形成後に形成するため、インクジェット法やスクリーン印刷法を活用して形成できる。そのため、新たな層を追加しても製造プロセス負荷の増大は少ない。
【００６５】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００６６】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、光源光散乱層と第一基板との間に青色励起光吸収層を配置することにより、青色画素において青色以外の可視光成分を吸収するため、より画質低下を抑制することができる。
【実施例７】
【００６７】
本発明の第７の実施例に係る表示装置について、図１３、図１４を用いて説明する。なお、実施例１乃至６の何れかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図１３は本実施例に係る表示装置の要部断面図であり、本実施例と実施例１との相違点は、本実施例では図１３に示したように、実施例１の表示装置において、赤色の波長変換層ＷＣＲと緑色の波長変換層ＷＣＧの液晶層ＬＣ側に蛍光散乱層ＦＳＬを配置した点にある。蛍光散乱層ＦＳＬは高屈折率の微粒子を分散した透明膜からなり、主に前方散乱を示す。
【００６８】
図１４は赤色画素に対応する積層体の拡大図であり、光源光及び蛍光の典型的な光路を示す。光源光ＥＸ１、ＥＸ２は赤色の波長変換層ＷＣＲに到達する前に蛍光散乱層ＦＳＬに入射するが、光源光はコリメート性が高いので、光源光ＥＸ１、ＥＸ２のいずれも主に第一基板ＳＵ１の法線方向から蛍光散乱層ＦＳＬに入射する。また、蛍光散乱層ＦＳＬは主に前方散乱を示すため、光源光ＥＸ１、ＥＸ２は図２と比較して第一基板ＳＵ１の法線方向に対してより傾いた方向から赤色の波長変換層ＷＣＲに入射するが、図１４において光源光ＥＸ１、ＥＸ２はいずれも赤色の波長変換層ＷＣＲに入射しており、赤色の波長変換層ＷＣＲに入射する光源光強度は実施例１と変わらない。そのため、各層で発生する赤色蛍光と緑色蛍光の強度も実施例１の表示装置と同じである。
【００６９】
赤色蛍光は等方的に伝播するので、図１４に示したように第一基板ＳＵ１側に向かう成分ＦＬ１、ＦＬ２が生じ、これらの光路については実施例１と同様である。また、第二基板ＳＵ２側に向かう蛍光成分ＦＬ３、ＦＬ４も生じるが、これらは赤色の波長変換層ＷＣＲを発した後、まず初めに蛍光散乱層ＦＳＬに入射する。前述のように蛍光散乱層ＦＳＬは主に前方散乱を示すが、蛍光成分ＦＬ３と蛍光成分ＦＬ４のうち蛍光散乱層ＦＳＬの層平面の法線方向に対して大きな角度で入射した蛍光成分ＦＬ４は、蛍光散乱層ＦＳＬで散乱されてその進行方向の基板法線方向成分が第二基板ＳＵ２方向から第一基板ＳＵ１方向に変えられる。その後光取出し構造のＬＤＳの反射層ＲＦで反射を繰り返して第一基板ＳＵ１から出射する。図２では蛍光成分ＦＬ３、ＦＬ４の両方が第二基板ＳＵ２側に向かったのに対し、図１４では蛍光成分ＦＬ４が第一基板ＳＵ１から出射しており、第一基板ＳＵ１方向に向かう赤色蛍光の強度が増大して外部量子効率が増大する。以上は緑色蛍光についても同様に成り立つので、緑色蛍光の外部量子効率もまた増大する。
【００７０】
本実施例では実施例１の表示装置に蛍光散乱層ＦＳＬを追加している。蛍光散乱層ＦＳＬは光取出し構造ＬＤＳ形成後に形成するため、インクジェット法やスクリーン印刷法を活用して形成できるため、新たな層を追加しても製造プロセス負荷の増大は少ない。
【００７１】
上記構成を有する波長変換基板と、別途従来技術を用いて作製したＴＦＴ基板とを液晶を挟んで張り合わせ、光源等と組み合わせることにより、表示装置（液晶表示装置）を作製した。この表示装置を評価した結果、日中の屋外等の外光の多い環境下で使用した際にもコントラスト比の低下などの画質低下を抑制することができた。
【００７２】
以上、本実施例によれば、波長変換層の外光側に積層して配置された励起光吸収層を備えることにより、室外においても、高輝度、且つ高画質な表示装置を提供することができる。また、蛍光散乱層を配置することにより、外部量子効率を向上することができる。
【００７３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７４】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００７５】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００７６】
１００…表示装置、１１０…表示領域、１２０…駆動回路部、ＡＬ１…第一配向膜、ＡＬ２…第二配向膜、ＢＣＦ…迷光防止層、ＢＭ…ブラックマトリクス、ＣＥ…コモン電極、ＤＬ…信号配線、ＥＸ１，ＥＸ２…光源光、ＥＸ３…赤色励起光吸収層側から入射する青色光、ＥＸ４…壁状構造から入射する青色光、ＥＸＢ…青色励起光吸収層、ＥＸＲ…赤色励起光吸収層、ＥＸＧ…緑色励起光吸収層、ＦＬ１…第一基板から直接出射する蛍光成分、ＦＬ２…光取出し構造の反射層で反射された後に第一基板から出射する蛍光成分、ＦＬ３，ＦＬ４…第二基板へ向かう蛍光成分、ＦＳＬ…蛍光散乱層、ＩＬ１…第一絶縁膜、ＩＬ２…第二絶縁膜、ＩＬ３…第三絶縁膜、ＬＣ…液晶層、ＬＣＭ…液晶分子、ＬＤＳ…光取出し構造、ＬＳ…光源、ＬＧ…導光板、ＯＣ１…第一平坦化膜、ＯＣ２…第二平坦化層、ＰＬ…偏光板、ＲＦ…反射層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ…光源光散乱層、ＳＵ１…第一基板、ＳＵ２…第二基板、ＵＣ…アンダーコート膜、ＷＣＢ…青色波長変換層、ＷＣＧ…緑色波長変換層、ＷＣＲ…赤色波長変換層、ＷＧＰ…偏光層、ＷＬ…壁状構造。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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