(57)【要約】【課題】良好な応答速度特性が得られ動画表示に好適な波長シフト型光制御素子及びその製造方法、並びに該波長シフト型光制御素子を用いた平面型表示装置を提供する。【解決手段】入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層３と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明薄膜とが積層されてなる透過波長シフト層２と、前記強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段４とを備え、屈折率制御手段４が透過波長シフト層２の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽する。【選択図】図２
2007286534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明薄膜とが積層されてなる透過波長シフト層と、前記強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段とを備え、
前記屈折率制御手段が前記透過波長シフト層の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽することを特徴とする波長シフト型光制御素子。
【請求項２】
前記強誘電体膜は、フォトニック結晶構造を有することを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項３】
前記強誘電体膜は、少なくともトリゴナル結晶系ＬｉＮｂＯ3、トリゴナル結晶系ＬｉＴａＯ３、ペロブスカイト結晶系ＢａＮａＮｂ５Ｏ１５、ＰｂＬａＺｒＴｉ酸化物、ＰｂＬａＬｉＺｒＴｉ酸化物、ＰｂＺｒＴｉ酸化物、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＮｂＯ３のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項４】
前記透明薄膜は導電性を有する透明導電膜であって、該透明導電膜が前記強誘電体膜それぞれの両面に設けられており、
前記屈折率制御手段は、前記透明導電膜を介して前記強誘電体膜に電圧を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項５】
前記透明導電膜は、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＯ、ＣｄＩｎ２Ｏ４、Ｃｄ２ＳｎＯ４、Ｚｎ２ＳｎＯ４、Ｓｎが添加されたＩｎ２Ｏ３、ＳｂまたはＦが添加されたＳｎＯ２、Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌのいずれかが添加されたＺｎＯのいずれかを少なくとも含んでなることを特徴とする請求項４に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項６】
前記屈折率制御手段は、前記強誘電体膜の端面に接して設けられる変形部を有し、該変形部を変形させることにより前記強誘電体膜の結晶に歪を付与して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項７】
前記屈折率制御手段は、レーザー光源を有し、該レーザー光源から前記強誘電体膜にレーザー光を照射して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項８】
前記屈折率制御手段は、前記強誘電体膜に近接して設けられる磁場印加コイルを有し、該磁場印加コイルから前記強誘電体膜に磁界を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項９】
前記カラーフィルター層は、屈折率の異なる光学膜が積層されてなる光学多層膜であることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項１０】
前記特定波長領域の光は、赤色、緑色、青色のいずれかの波長領域の光であることを特徴とする請求項１に記載の波長シフト型光制御素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一に記載の波長シフト型光制御素子が平面上に配列されてなる表示モジュールと、前記表示モジュールの背面側に設けられ、該表示モジュールに光を照射するバックライトモジュールとを備えることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１２】
前記表示モジュールは、前記特定波長領域の光を赤色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子と、前記特定波長領域の光を緑色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子と、前記特定波長領域の光を青色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子とを組み合わせた１画素単位が配列されてなるものであることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項１３】
入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明導電膜とが交互に積層され前記強誘電体膜それぞれの両面に透明導電膜が配置されている透過波長シフト層と、前記透明導電膜を介して前記強誘電体膜に電圧を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段とを備え、前記屈折率制御手段が前記透過波長シフト層の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽する波長シフト型光制御素子の製造方法であって、
基板上に前記透明導電膜と強誘電体膜とを交互に形成する成膜工程と、前記透明導電膜及び強誘電体膜を結晶化させる熱処理工程とを含むことを特徴とする波長シフト型光制御素子の製造方法。
【請求項１４】
前記熱処理工程は、酸素濃度が１８％以上の雰囲気中で加熱処理するものであることを特徴とする請求項１３に記載の波長シフト型光制御素子の製造方法。
【請求項１５】
前記成膜工程と熱処理工程とを交互に行うことを特徴とする請求項１３に記載の波長シフト型光制御素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長シフト型光制御素子及びその製造方法、平面型表示装置に関するものである。とくに、平面型表示装置としてこれまで問題となっている低い応答速度を改善し、高い応答特性を有する波長シフト型光制御素子及びその製造方法、平面型表示装置について提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機や情報端末機器等の表示措置は、薄型化、軽量化、大画面化、高精細表示化の要求に答えるため、重量や厚みに限界のあるブラウン管（ＣＲＴ）からフラットパネル表示装置（平面型表示装置）への移行する開発が盛んに行われている。このうち、情報端末機器のフラットパネル表示装置としては液晶ディスプレイが広く普及しており、高輝度化、大型化が昨今研究及び開発が行われている。
【０００３】
液晶ディスプレイは液晶を利用した表示装置であり、２枚のガラス板の間に特殊な液体を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示する構造になっている。液晶自体は発光せず、明るいところでは反射光を、暗いところでは背後に仕込んだ蛍光燈(バックライト)の光を使って表示を行う。この液晶ディスプレイはＣＲＴディスプレイやプラズマ・ディスプレイ・パネル(ＰＤＰ)など他の表示装置に比べて薄くて軽いので、携帯用コンピュータや省スペースデスクトップパソコンによく使われているが、大きく分けてＳＴＮ方式やＤＳＴＮ方式などの単純マトリクス方式と、ＴＦＴなどのアクティブマトリクス方式がある。前者の方が安価であり、後者の方が性能が高い。
【０００４】
図１は、ＴＮ型液晶ディスプレイの原理図である。図１（ａ）に示したように、光が通らないように偏光方向を直交させた２枚の偏光フィルターの間に、ねじれた液晶をはさむと、図中上から入った光は液晶分子の隙間に沿って９０度ねじれるので、下のフィルターを通過できる（光が通る）。これに対して、図１（ｂ）に示したように、液晶に電圧をかけると、液晶分子が直立してねじれが取れる。上から入った光は、そのまま下に向かうので、下のフィルターを通過することができない（光を遮断）。このように、ＴＮ型液晶では、分子の並び方が９０度ねじれた液晶を２枚の偏光フィルターではさみ、電圧をかけていない状態では光が通り、電圧をかけると光が遮断されて画面上では黒くなるのであり、電圧がひきがねとなって、液晶が光のシャッターの機能を果たすことになる。
【０００５】
このような液晶の特徴を生かして、平面型表示装置及び平面型表示装置の製造方法が数多く提案されている（非特許文献１参照。）が、液晶ディスプレイは、様々な利点を有する一方、表示原理に起因する技術課題もある。以下にその課題を列挙する。
【０００６】
（１）応答速度：液晶パネルの応答時間は、ブラウン管（ＣＲＴ）やプラズマ・ディスプレイ・パネル(ＰＤＰ)に比べて長くなる。この事実は、動画表示を主体とするテレビとして液晶パネルを利用することによって特にはっきり指摘されるようになった。この理由は主に、液晶の粘度および層の厚みのために液晶の配向変化が印加波形から遅れるためである。バックライトも含めた表示装置としてみた場合には、表示フレーム内でバックライトが常時点灯していて画像が表示され続ける点（ホールド駆動）も大きな要因である。
【０００７】
（２）視野角：他のディスプレイ（例えば、ＣＲＴ）と比較して液晶パネルは視野角が狭い。これは、液晶パネルが液晶配向を表示に用いていることを原因としており、液晶配向の向きと観察方向との関係が透過率や反射率に影響するためである。特にテレビ用途などでの液晶ディスプレイの開発においては、「視野角」を広げることが大きな技術課題となっている。現在は、ＩＰＳ（インプレインスイッチング）方式や、ＶＡ（垂直配向）方式によって視野角を拡大する対策が採られている。これらは、表示に用いる液晶配向の向き（明表示の場合、暗表示の場合）の組み合わせを工夫して、液晶パネルの透過率が観察方向にできるだけ依存しないようにするための工夫である。また、これらほどの効果はないが、液晶性分子を用いた位相差フィルムを偏光フィルターと液晶層との間に配置して視野角を拡大する工夫もなされている。
【０００８】
（３）コントラスト：明表示の輝度を暗表示の輝度で割った値をコントラスト（あるいは、「コントラスト比」ともいう。通常は暗室で測定されるため、「暗所コントラスト」ともいう）といい、表示品位の一つの指標として用いられる。コントラストが低い表示装置は、白黒の表示が不明瞭になるだけではなく、カラー表示の色純度が低下するため非常に重要な指標である。このコントラストに関しては、液晶パネルは、完全な黒を表示することが難しく限界がある。これは、バックライトの光を液晶パネルが遮蔽しきれないためである。より詳細な原因は、偏光フィルターの偏光度が完全に１００％ではないこと、液晶層やカラーフィルター等により偏光が若干解消されるため、視野角によっては表示光が漏れてきてそれが見えるため等である。このため、液晶パネル（ディスプレイ）で映画などの暗い画面を映すと、「漆黒の闇」の表現が難しくなり、テレビなどの映像用途に液晶パネルを用いる場合の技術課題となっている。なお、通常の照明が点灯した室内におけるコントラスト（明所コントラスト）は、液晶パネル（透過型液晶パネル）はＰＤＰなどに比べてむしろ高い。明所コントラストは、観察者が見る光と同様に、表示による輝度に加えて周囲の照明が表示面で反射された光も同時に測定するためである。液晶パネルの表示面の反射率は、ＰＤＰのものより低く、明所コントラストの低下が少ない。これは、液晶は光を吸収するカラーフィルター、偏光フィルムが表示面にあるのに対し、ＰＤＰは蛍光体それ自体が白く反射率が高いためである。実際、現在の液晶パネルの（暗所）コントラスト（５００〜１０００程度）が問題になるのは、暗い室内で観察する場合に限られ、明るい部屋で使用する用途では液晶パネルのコントラストは問題にならないことが多い。
【０００９】
（４）消費電力：液晶パネルは素子自らが発光（自発光）しているわけではないため、一定量の光を放出する発光源が必要な場合があり、発光素子に比べると効率が悪くなる場合がある。これは、偏光フィルターやカラーフィルターのために、バックライトを除いた液晶パネルの透過率が約５〜１０%となり、バックライトの光の大半が偏光フィルターやカラーフィルターによって吸収されるためである。そのため、一般にプラズマディスプレイなどに比べて、消費電力は高くなってしまう。また、バックライトを用いない液晶パネル（反射型液晶パネル）は、低消費電力の表示素子として多用されるが、用途によっては消費電力が問題になる。これは、液晶は交流駆動しなければならないためであり、表示内容が書き換わらない場合（静止画）の場合であっても、充放電のための電力が必要なためである。これらに対して、液晶ではなく他の表示方式（電気泳動ディスプレイなど）が開発されている。
【００１０】
（５）ドット落ち：液晶パネルは極めて繊細な構造をしており、薄膜トランジスタを利用する現在主流のＴＦＴ液晶パネルでは、膨大な数のトランジスタがガラス基板上に形成されている。トランジスタは異物混入に極めて弱い電子部品であるため数オングストローム程度の塵であっても動作不良を起こす。関連する電子回路に異常を持つドット（画素子）は正常に機能しないため、一般に言う所のドット落ちが発生する。現状ではパネル１枚当り２〜３個程度のドット落ちを容認しないとパネル単価は１０倍にも上昇するといわれており、メーカーは技術上の限界として顧客対応に苦慮している。
【００１１】
以上の課題の中で、応答速度については動画画質を著しく劣化させる要因になっており、ディスプレイの性能向上には必須の項目となっている。そして、この問題に対しては、液晶材料の低粘度化、液晶層厚の低減、表示駆動波形をオーバーシュートさせる（オーバードライブ）工夫、表示駆動波形によって表示フレーム間への黒表示の挿入やバックライトの明滅などによって対策が採られている。しかしながら、応答速度の向上は若干見られるものの根本的な特性の改善には至っていない。
【００１２】
これに対して、新しい光制御装置の提案も行われており、所謂オパール３Ｄ構造を有するフォトニック結晶を用いた高速光制御装置の提案も行われている（例えば、特許文献１参照。）しかしながら、この発明では３Ｄ構造を基板上に形成する必要があり、そのプロセスは非常に複雑であった。
以上のように、簡便な手法により液晶に代わる光制御素子及び該光制御素子を形成する技術が切望されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−６２２０６号公報
【非特許文献１】「液晶のしくみがわかる本」（著者名：竹添秀男、出版社：技術評論社）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、良好な応答速度特性が得られ動画表示に好適な波長シフト型光制御素子及びその製造方法、並びに該波長シフト型光制御素子を用いた平面型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】
【００１５】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明は、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明薄膜とが積層されてなる透過波長シフト層と、前記強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段とを備え、前記屈折率制御手段が前記透過波長シフト層の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽することを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００１６】
また、前記課題を解決するために提供する請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記強誘電体膜は、フォトニック結晶構造を有することを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００１７】
また、前記課題を解決するために提供する請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記強誘電体膜は、少なくともトリゴナル結晶系ＬｉＮｂＯ3、トリゴナル結晶系ＬｉＴａＯ３、ペロブスカイト結晶系ＢａＮａＮｂ５Ｏ１５、ＰｂＬａＺｒＴｉ酸化物、ＰｂＬａＬｉＺｒＴｉ酸化物、ＰｂＺｒＴｉ酸化物、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＮｂＯ３のいずれかを含むことを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００１８】
また、前記課題を解決するために提供する請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記透明薄膜は導電性を有する透明導電膜であって、該透明導電膜が前記強誘電体膜それぞれの両面に設けられており、前記屈折率制御手段は、前記透明導電膜を介して前記強誘電体膜に電圧を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００１９】
また、前記課題を解決するために提供する請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記透明導電膜は、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＯ、ＣｄＩｎ２Ｏ４、Ｃｄ２ＳｎＯ４、Ｚｎ２ＳｎＯ４、Ｓｎが添加されたＩｎ２Ｏ３、ＳｂまたはＦが添加されたＳｎＯ２、Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌのいずれかが添加されたＺｎＯのいずれかを少なくとも含んでなることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２０】
また、前記課題を解決するために提供する請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記屈折率制御手段は、前記強誘電体膜の端面に接して設けられる変形部を有し、該変形部を変形させることにより前記強誘電体膜の結晶に歪を付与して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２１】
また、前記課題を解決するために提供する請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記屈折率制御手段は、レーザー光源を有し、該レーザー光源から前記強誘電体膜にレーザー光を照射して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２２】
また、前記課題を解決するために提供する請求項８の発明は、請求項１の発明において、前記屈折率制御手段は、前記強誘電体膜に近接して設けられる磁場印加コイルを有し、該磁場印加コイルから前記強誘電体膜に磁界を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させるものであることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２３】
また、前記課題を解決するために提供する請求項９の発明は、請求項１の発明において、前記カラーフィルター層は、屈折率の異なる光学膜が積層されてなる光学多層膜であることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２４】
また、前記課題を解決するために提供する請求項１０の発明は、請求項１の発明において、前記特定波長領域の光は、赤色、緑色、青色のいずれかの波長領域の光であることを特徴とする波長シフト型光制御素子である。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれか一に記載の波長シフト型光制御素子が平面上に配列されてなる表示モジュールと、前記表示モジュールの背面側に設けられ、該表示モジュールに光を照射するバックライトモジュールとを備えることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２６】
また、前記課題を解決するために提供する請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記表示モジュールは、前記特定波長領域の光を赤色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子と、前記特定波長領域の光を緑色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子と、前記特定波長領域の光を青色の波長領域の光とした前記波長シフト型光制御素子とを組み合わせた１画素単位が配列されてなるものであることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する請求項１３の発明は、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明導電膜とが前記強誘電体膜それぞれの両面に透明導電膜が配置されるように積層されてなる透過波長シフト層と、前記透明導電膜を介して前記強誘電体膜に電圧を印加して該強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段とを備え、前記屈折率制御手段が前記透過波長シフト層の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽する波長シフト型光制御素子の製造方法であって、基板上に前記透明導電膜と強誘電体膜とを交互に形成する成膜工程と、前記透明導電膜及び強誘電体膜を結晶化させる熱処理工程とを含むことを特徴とする波長シフト型光制御素子の製造方法である。
【００２８】
また、前記課題を解決するために提供する請求項１４の発明は、請求項１３の発明において、前記熱処理工程は、酸素濃度が１８％以上の雰囲気中で加熱処理するものであることを特徴とする波長シフト型光制御素子の製造方法である。
【００２９】
また、前記課題を解決するために提供する請求項１５の発明は、請求項１３の発明において、前記成膜工程と熱処理工程とを交互に行うことを特徴とする波長シフト型光制御素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の波長シフト型光制御素子によれば、動画表示に好適な高速の応答速度を得ることができる。すなわち、本発明の波長シフト型光制御素子は、透過波長シフト層において、例えば強誘電体膜のフォトニック結晶に電圧を印加することにより、その構成要素（強誘電体膜）の屈折率を変化させフォトニックバンド波長を変化させることで特定波長の光の透過率（吸収）を制御し、つぎの２つの状態のいずれかに高速で移行させて特定波長領域での光の透過・遮蔽動作を高速で行うことを可能ならしめるものである。
（１）特定波長領域の光の透過状態；透過波長シフト層が特定波長Ｂを含む波長領域（波長領域Ａ）の光を透過し、さらにカラーフィルター層がその透過光のうち、特定波長領域Ｂの光を透過する状態。
（２）特定波長領域の光の遮蔽状態；透過波長シフト層がフォトニックバンド波長のシフトにより前記波長領域Ｂの光は透過せず、該波長領域Ｂとは異なる波長領域Ａ´の光を透過し、さらにカラーフィルター層がその透過光を透過しない状態。
【００３１】
なお、透過波長シフト層のみで前記のような特定波長領域の光の透過・遮蔽制御を行うことは理論上可能であるが、可視領域の全域にわたってその透過特性を制御する必要があり、屈折率の変化率を非常に大きくしなければならないことや強誘電体膜の積層数及び屈折率を変化させる層の位置（素子構造中の位置）を詳細に検討するとともに制御する必要があるため実現が困難である。また、屈折率の変化率を非常に大きくしなければならないことから印加する電圧が非常に高くなることが懸念される。
これに対して、本発明の波長シフト型光制御素子では、透過波長シフト層は特定波長領域のみに着目して透過率を制御するだけで達成可能である。
【００３２】
また本発明の平面型表示装置は、この波長シフト型光制御素子と光源との積層構造とすることで、動画表示に優れたものとすることができ、表示装置としての小型化を達成することも可能である。
【００３３】
また本発明の波長シフト型光制御素子の製造方法によれば、簡便な方法で高速応答性を具備した波長シフト型光制御素子を製造することができる。すなわち、強誘電体膜の結晶化にはＰｔ（白金）をはじめとする金属を用いることが常であったが、本発明では熱処理工程を取り入れることにより透明導電膜上でも強誘電体膜の結晶化が十分促進されるために高い非線形光学効果が得られる。また、透明導電膜と強誘電体膜との密着性等の積層構造にした場合に懸念される問題についても良好な特性が得られる。
【００３４】
また、本発明の波長シフト型光制御素子の製造方法によれば、熱処理工程として酸素濃度が１８％以上の雰囲気にて加熱処理することにより、結晶化に伴う強誘電体膜や透明導電膜からの酸素の離脱を抑制することができる。このとき、酸素濃度は高いほうがその効果は高く、酸素１００％の雰囲気が最適である。
【００３５】
また、本発明の波長シフト型光制御素子の製造方法によれば、透明導電膜を予め結晶化した後に、強誘電体膜を形成した場合にはその結晶性は更に良好なものとなる。これは、透明導電膜の結晶が強誘電体膜の結晶化点となり結晶性が向上するためと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明に係る波長シフト型光制御素子の構成について説明する。
図２は、本発明に係る波長シフト型光制御素子の構成を示す断面概略図である。
図２に示すように、波長シフト型光制御素子Ａは、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層３と、屈折率が可変である強誘電体膜と該強誘電体膜と屈折率の異なる透明薄膜とが積層されてなる透過波長シフト層２と、前記強誘電体膜の屈折率を変化させる屈折率制御手段４とを備え、屈折率制御手段４が透過波長シフト層２の少なくとも一部の強誘電体膜の屈折率を変化させることにより、前記特定波長領域の光を透過または遮蔽するものである。
【００３７】
図３に、本発明の波長シフト型光制御素子のより具体的な構成を第１の実施の形態として示す。図３は波長シフト型光制御素子の断面構成図である。
波長シフト型光制御素子１０は、透明基板１１上に、屈折率が可変である強誘電体膜１２ａと強誘電体膜１２ａと屈折率の異なる透明導電膜１２ｂとが交互に積層され強誘電体膜１２ａそれぞれの両面に透明導電膜１２ｂが配置されている透過波長シフト層１２と、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層１３とが積層されており、屈折率制御手段の一態様として透明導電膜１２ｂそれぞれは電源１４ａに電気的に接続され、透過波長シフト層１２の少なくとも一部の強誘電体膜１２ａに電圧が印加できるようになっている。
【００３８】
ここで、透明基板１１は可視光領域で吸収のない透明な支持基板がよく、後述するように透過波長シフト層１２を形成する際に行われる熱処理に耐えられる程度の耐熱性が必要である。例えば石英基板が好適である。
【００３９】
透過波長シフト層１２は、可視光波長領域において比較的狭い波長領域で透過性を有し、それ以外の波長領域で吸収特性あるいは反射特性を有するものであり、強誘電体膜１２ａの屈折率が変化することにより透過性を示す波長領域（透過波長領域）がシフトする機能を有している。詳しくは、透過波長シフト層１２の透過波長領域は、波長シフト前は後述するカラーフィルター層１３の透過波長領域を含み、波長シフト後はカラーフィルター層１３の透過波長領域を含まないようになっている。また、より詳しくは透過波長シフト層１２の透過波長領域は、波長シフト前は後述する平面型表示装置において画像表示のために用いられる赤色、緑色、青色の三原波長領域のいずれかを含み、波長シフト後は赤色、緑色、青色の三原波長領域のいずれをも含まないようになっている。
【００４０】
また、このような透過波長シフト層１２の透過特性は、強誘電体膜１２ａ、透明導電膜１２ｂそれぞれの構成材料、厚さ並びに積層数などにより調整することができる。
【００４１】
透過波長シフト層１２を構成する強誘電体膜１２ａは、フォトニック結晶構造を有するものであり、例えば少なくともトリゴナル結晶系ＬｉＮｂＯ3（２．２８６／２．４５６）、トリゴナル結晶系ＬｉＴａＯ３ （２．１７６／２．３４８）、ペロブスカイト結晶系ＢａＮａＮｂ５Ｏ１５（２．３２２／２．５２４）、ＰｂＬａＺｒＴｉ酸化物（２．２５４６／２．４６５２）、ＰｂＬａＬｉＺｒＴｉ酸化物（２．２６５４／２．４８７９）、ＰｂＺｒＴｉ酸化物（２．２８７４／２．５２４）、ＫＴｉＯＰＯ４（１．７７８０／１．９５４２）、ＫＮｂＯ３（２．３５２３／２．５３２５）、ｎｉｔｒｏ−ａｎｉｌｉｎｅ（１．６４９／１．６９８）いずれかを含むことが好ましい。これらの材料からなる強誘電体膜１２ａは例えば従来公知のスパッタリング法、蒸着法により形成するとよい。なお、括弧内は波長５６０ｎｍにおける屈折率を示しており、１つめの屈折率が電圧印加前（波長シフト前）、２つめの屈折率が電圧印加後（波長シフト後）のものを示している。
【００４２】
透明導電膜１２ｂは、Ｉｎ２Ｏ３(２．０１５)、ＳｎＯ２(２．０３５)、ＺｎＯ(１．９５３)、ＣｄＯ(２．４９２)、ＣｄＩｎ２Ｏ４(２．１２５)、Ｃｄ２ＳｎＯ４(２．１５５)、Ｚｎ２ＳｎＯ４(２．１４５)、Ｓｎが添加されたＩｎ２Ｏ３(２．１２０)、ＳｂまたはＦが添加されたＳｎＯ２(２．１７５)、Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌのいずれかが添加されたＺｎＯ(１．９７３)のいずれかを少なくとも含んでなることが好ましい。これらの材料からなる透明導電膜１２ｂは例えば従来公知のスパッタリング法により形成するとよい。あるいは、ポリエチレンジオキシチオフェン(１．４９８)などの有機導電体を塗布により形成してもよい。なお、括弧内は波長５６０ｎｍにおける屈折率を示している。
【００４３】
カラーフィルター層１３は、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するものであり、例えば屈折率の異なる光学膜が積層されてなる光学多層膜（ダイクロイックフィルター）であることが好ましい。また、該光学多層膜を構成する光学膜はフォトニック結晶構造を有するものであってもよい。なお、カラーフィルター層１３で透過される特定波長領域の光とは、画像表示に好適な赤色、緑色、青色の三原波長領域のいずれかであり、平面型表示装置で使用されるバックライトモジュールの光源の波長に対応していることが好ましい。
【００４４】
屈折率制御手段を構成する電源１４ａは、強誘電体膜１２ａそれぞれに電圧が印加されるように透明導電膜１２ｂと電気的に接続されており、該強誘電体膜１２ａに所定の電圧を印加して屈折率を変化させ透過波長シフト層１２の透過波長領域について所定量の波長シフトを発生させる。なお、透過波長シフト層１２のすべての強誘電体膜１２ａに電圧を印加するようにしてもよいし、一部の強誘電体膜１２ａに電圧を印加するようにしてもよい。
【００４５】
図４は、第１の実施の形態の波長シフト型光制御素子の上面図である。
波長シフト型光制御素子１０は、後述の平面型表示装置においてサブ画素の１つを構成するものであり、図中、強誘電体膜１２ａの領域が赤色、緑色、青色のいずれかの色が表示されたり、黒く表示されたりする。
【００４６】
図５，図６に、本発明の波長シフト型光制御素子の動作原理を示す。図５，図６ともに図中横軸を波長として、カラーフィルター層１３、透過波長シフト層１２、波長シフト型光制御素子１０それぞれの光吸収特性を示している。
【００４７】
まず図５では、波長シフト型光制御素子１０が特定波長領域Ｂの光を透過する状態を示している。すなわち、透過波長シフト層１２では強誘電体膜１２ａに電圧が印加されていないため特定波長領域Ｂを含む波長領域（波長領域Ａ）の光を透過し、さらにカラーフィルター層１３ではその透過光のうち、特定波長領域Ｂの光を透過している。したがって、波長シフト型光制御素子１０では特定波長領域Ｂの光の色（赤色、緑色、青色のいずれかの色）が表示されるようになる。
【００４８】
また、図６では、波長シフト型光制御素子１０が特定波長領域Ｂの光を含むすべての波長領域の光を遮蔽する状態を示している。すなわち、透過波長シフト層１２では強誘電体膜１２ａに所定量の電圧が印加されるためフォトニックバンド波長がシフトし前記波長領域Ｂの光は透過せず、該波長領域Ｂとは異なる波長領域Ａ´の光を透過し、さらにカラーフィルター層１３ではその透過光を透過しない。したがって、波長シフト型光制御素子１０では可視光としていずれの色の光も透過されないため、黒く表示されるようになる。
【００４９】
以上のように、本発明の波長シフト型光制御素子１０は、透過波長シフト層として特定波長領域のみに着目して透過特性を制御するものであり、強誘電体膜１２ａへの電圧印加のオンオフに対応して透過波長シフト層１２の透過波長領域が高速でシフトし、図５、図６の２つの状態のいずれかに高速で移行するために、特定波長領域での光の透過・遮蔽動作を高速で行うことが可能となる。
【００５０】
なお、波長シフト型光制御素子としてカラーフィルター層を省略し透過波長シフト層のみからなる構成とした場合、図７に示すように、強誘電体膜１２ａへの電圧印加のオンオフにより強誘電体膜の屈折率の変化に伴ってフォトニックバンドをシフトさせて透過特性（透過率と透過波長）が変化するが、可視領域全体の特性が変化してしまうために色相の変化が発生するだけで所望の特性を得ることは困難である。
【００５１】
これに対して、本発明の波長シフト型光制御素子では、前述のようにフォトニックバンドのシフトに伴ってカラーフィルター層との透過特性の差異が発生して特定波長領域の光を遮断できるようになる。
【００５２】
次に、本発明に係る波長シフト型光制御素子の製造方法について説明する。ここでは、図３に示した波長シフト型光制御素子を製造する手順について以下に説明する。
（Ｓ１１）透明基板１１上に透明導電膜１２ｂを形成する。
（Ｓ１２）透明導電膜１２ｂを結晶化させるための熱処理を行う。このとき、透明導電膜１２ｂからの酸素の離脱を抑制するために酸素濃度が１８％以上の雰囲気中で加熱処理することが好ましく、酸素濃度１００％のときが最も好ましい。また、加熱温度としては６００〜８００℃の範囲内がよい。
（Ｓ１３）ステップＳ１１の透明導電膜１２ｂ上に強誘電体膜１２ａを形成する。
（Ｓ１４）ステップＳ１３の強誘電体膜１２ａ上に透明導電膜１２ｂを形成する。
（Ｓ１５）強誘電体膜１２ａ及び透明導電膜１２ｂを結晶化させるための熱処理を行う。このとき、強誘電体膜１２ａ及び透明導電膜１２ｂからの酸素の離脱を抑制するために酸素濃度が１８％以上の雰囲気中で加熱処理することが好ましく、酸素濃度１００％のときが最も好ましい。また、加熱温度としては６００〜８００℃の範囲内がよい。結晶化を促進させるためには６００℃以上が必要であり、強誘電体膜１２ａ、透明導電膜１２ｂ間の拡散を抑制するためには８００℃以下であることが必要である。
（Ｓ１６）最表層の透明導電膜１２ｂ上に、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理を所定回数行い、所望の積層数の透過波長シフト層１２を得る。
（Ｓ１７）透過波長シフト層１２上にカラーフィルター層１３を形成する。
（Ｓ１８）透過波長シフト層１２の所定の透明導電膜１２ｂと電源１４ａとを接続して、波長シフト型光制御素子１０を完成する。
【００５３】
なお、ステップＳ１２，Ｓ１５の熱処理は、透明導電膜１２ｂ／強誘電体膜１２ａ／透明導電膜１２ｂを所定の積層数だけ積層した後に行ってもよいが、透明導電膜１２ｂを予め結晶化させた後にその上に形成される強誘電体膜の結晶性が更によくなる。これは透明導電膜１２ｂの結晶が強誘電体膜１２ａの結晶化点となるために結晶性が向上するものと考えられる。したがって、ステップＳ１３及びＳ１４の成膜工程と、ステップＳ１４の熱処理工程とは交互に行うことが好ましい。
【００５４】
つぎに、本発明の波長シフト型光制御素子の第２の実施の形態について説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態としての波長シフト型光制御素子の断面構成図である。
波長シフト型光制御素子２０は、透明基板１１上に、屈折率が可変である強誘電体膜１２ａと強誘電体膜１２ａと屈折率の異なる透明薄膜２２ｂとが交互に積層された透過波長シフト層２２と、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層１３と、透明基板１５とが積層されており、屈折率制御手段の一態様として透過波長シフト層２２の少なくとも一部の強誘電体膜１２ａの端面に接して設けられる変形部２４ａと該変形部２４ａと電気的に接続された電源２４ｂとを有し、電源２４ｂから変形部２４ａに電圧を印加して該変形部２４ａを変形させるようになっている。なお、透明基板１１、強誘電体膜１２ａ、カラーフィルター層１３は第１の実施の形態で示したものと同じものである。また、透明基板１５は透明基板１１と同じでよい。
【００５５】
ここで、透明薄膜２２ｂは、強誘電体膜１２ａと屈折率が異なる透明薄膜であれば特に限定されるものではなく、スパッタリング法などのドライプロセス、あるいはスピンコート、ディップコートなどのウェットプロセスのいずれの方法によっても形成することができる。ドライプロセスにより形成する場合には、例えば屈折率が１．３〜１．５程度のもので種々のものを用いることができ、ＳｉＯ２又はＭｇＦ２からなるとすればよい。
【００５６】
変形部２４ａは、電源２４ｂから電圧が印加されることにより変形して隣接する強誘電体膜１２ａに表面弾性波を印加して該強誘電体膜１２ａの結晶に歪みを付与するものである。
【００５７】
本実施の形態では、電源２４ｂから電圧が印加されて変形部２４ａが変形することにより隣接する強誘電体膜１２ａの結晶に歪を付与して該強誘電体膜の屈折率を変化させることができ、これにより、図５，図６に示した、波長シフト型光制御素子の波長シフト動作を行わせることが可能である。
【００５８】
つぎに、本発明の波長シフト型光制御素子の第３の実施の形態について説明する。
図９は、本発明の第３の実施の形態としての波長シフト型光制御素子の断面構成図である。
波長シフト型光制御素子３０は、透明基板１１上に、屈折率が可変である強誘電体膜１２ａと強誘電体膜１２ａと屈折率の異なる透明薄膜２２ｂとが交互に積層された透過波長シフト層３２と、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層１３と、透明基板１５とが積層されており、屈折率制御手段の一態様としてレーザー照射ユニット３４を有し、レーザー照射ユニット３４から透過波長シフト層３２の少なくとも一部の強誘電体膜１２ａの端面にレーザー光を照射可能になっている。なお、透明基板１１、強誘電体膜１２ａ、カラーフィルター層１３は第１の実施の形態で示したものと同じものであり、透明基板１５、透明薄膜２２ｂは第２の実施の形態で示したものと同じものである。
【００５９】
本実施の形態では、レーザー照射ユニット３４から透過波長シフト層３２の少なくとも一部の強誘電体膜１２ａの端面にレーザー光を照射することにより該強誘電体膜１２ａの励起子吸収の波長を変化させその屈折率を変化させることができ、これにより、図５，図６に示した、波長シフト型光制御素子の波長シフト動作を行わせることが可能である。
【００６０】
つぎに、本発明の波長シフト型光制御素子の第４の実施の形態について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態としての波長シフト型光制御素子の断面構成図である。
波長シフト型光制御素子４０は、透明基板１１上に、屈折率が可変である強誘電体膜１２ａと強誘電体膜１２ａと屈折率の異なる透明薄膜２２ｂとが交互に積層された透過波長シフト層４２と、入射光のうち特定波長領域の光を選択して透過するカラーフィルター層１３と、透明基板１５とが積層されており、屈折率制御手段の一態様として透過波長シフト層４２の少なくとも一部の強誘電体膜１２ａの端面に近接して設けられる磁場印加コイル４４ａと該磁場印加コイル４４ａと電気的に接続された電源４４ｂとを有し、電源４４ｂから磁場印加コイル４４ａに通電して該磁場印加コイル４４ａから磁界を発生させるようになっている。なお、透明基板１１、強誘電体膜１２ａ、カラーフィルター層１３は第１の実施の形態で示したものと同じものであり、透明基板１５、透明薄膜２２ｂは第２の実施の形態で示したものと同じものである。
【００６１】
本実施の形態では、電源４４ｂから通電されて磁場印加コイル４４ａが発生する磁界を隣接するカー効果の大きい強誘電体膜１２ａに印加して該強誘電体膜１２ａの屈折率を変化させることができ、これにより、図５，図６に示した、波長シフト型光制御素子の波長シフト動作を行わせることが可能である。
【００６２】
つぎに、本発明に係る平面型表示装置について説明する。
図１１は、本発明の平面型表示装置の断面構成図である。
平面型表示装置１００は、前記本発明の波長シフト型光制御素子１０，２０，３０，４０のいずれかが平面上に配列されてなる表示モジュールと、前記表示モジュールの背面側に設けられ、該表示モジュールに光を照射するバックライトモジュール５０とを備えることを特徴とするものである。図１１においては、本発明の波長シフト型光制御素子のうち第１の実施の形態の波長シフト型光制御素子１０を用いた構成を示しており、前記表示モジュールは、前記特定波長領域の光を赤色の波長領域の光とした波長シフト型光制御素子１０Ｒと、前記特定波長領域の光を緑色の波長領域の光とした波長シフト型光制御素子１０Ｇと、前記特定波長領域の光を青色の波長領域の光とした波長シフト型光制御素子１０Ｂとを組み合わせたものを示している。本発明の平面型表示装置１００はこの組合せを１画素単位としこれを平面状に配列してなるものである。例えばハイビジョン相当の平面型表示装置とするためには、この１画素単位を縦に１０８０個、横に１９２０個配列する。
【００６３】
ここで、バックライトモジュール５０は、従来の液晶ディスプレイで用いられるバックライトモジュールと同じものでよい。また、光源としては赤色、緑色、青色それぞれの波長領域について狭帯域の光が得られるものがよく、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ)）やレーザー発振器などを用いるとよい。このときの光源の波長領域としては、例えば赤色についてはピーク波長６３０ｎｍ、半値幅２０ｎｍ、緑色についてはピーク波長５２０ｎｍ、半値幅２０ｎｍ、青色についてはピーク波長４７０ｎｍ、半値幅２０ｎｍである。例として、図１２に波長６３０ｎｍの赤色のＬＥＤ光源の波長特性を示す。
【００６４】
また、波長シフト型光制御素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを構成する透過波長シフト層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ及びカラーフィルター層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの透過特性は、このバックライトモジュール５０の波長特性に対応していることが好ましい。例えば、図１２の波長特性の光源に対応する波長シフト型光制御素子１０Ｒでは、光源の波長特性の半値幅は２０ｎｍであるから透過波長シフト層１２Ｒの波長シフト量は少なくとも４０ｎｍとする。ここで強誘電体膜１２ａがＰｂＬａＺｒＴｉからなる場合にはγ＝２００ｐｍ／Ｖであることから、１０Ｖの電圧を印加するようにするとよい。また、カラーフィルター層１３Ｒの透過特性としては、波長６３０ｎｍあるいはその近傍に透過率のピークがくるようにするとよい。
【００６５】
本発明の平面型表示装置１００では、入力される動画データに応じて、前記１画素単位ごとに波長シフト型光制御素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが制御されることになる。すなわち、１画素単位ごとの波長シフト型光制御素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂそれぞれが図５，図６に示した、波長シフト型光制御素子の波長シフト動作の制御が行われることにより、赤色、緑色、青色の各波長領域での光の透過・遮蔽動作が高速で行われ、動画表示に優れたものとすることができる。
【実施例】
【００６６】
以下に、本発明を実施した例について説明する。
（実施例１）
本発明の波長シフト型光制御素子１０を以下の条件で作製した。
（１）透明基板１１：石英基板
（２）透過波長シフト層１２
・強誘電体膜１２ａ
・・構成材料：ＰｂＬａＺｒＴｉ
・・膜厚：１００ｎｍ
・透明導電膜１２ｂ
・・構成材料：ＩＴＯ（酸化インジウム錫）
・・膜厚：１００ｎｍ
・積層数：２１
（３）カラーフィルター層１３
・波長６３０ｎｍに透過率のピークをもつ光学多層膜
【００６７】
波長シフト型光制御素子１０のサンプルの作成に当ってはつぎの手順で行った。
（Ｓ２１）透明基板１１上に透明導電膜１２ｂをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ２２）ステップＳ２１の透明導電膜１２ｂ上に強誘電体膜１２ａをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ２３）ステップＳ２２の強誘電体膜１２ａ上に透明導電膜１２ｂをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ２４）総積層数が２１となるように、最表層の透明導電膜１２ｂ上に、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理を所定回数行った。
（Ｓ２４）強誘電体膜１２ａ及び透明導電膜１２ｂを結晶化させるための熱処理を行い、透過波長シフト層１２を得た。このときの熱処理条件は次の通りとした。
・使用装置：ＲＴＡ装置（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）
・雰囲気：酸素  １００％
・加熱温度：７００℃
・加熱時間：１５分
（Ｓ２６）透過波長シフト層１２上にカラーフィルター層１３を形成した。
（Ｓ２７）透過波長シフト層１２の所定の透明導電膜１２ｂと電源１４ａとを接続して、波長シフト型光制御素子１０を完成した。
【００６８】
図１２に示した光源をサンプルの背面に配置してバックライトとし、得られたサンプルの応答速度を測定した。なお、応答速度は、強誘電体膜１２ａへの電圧印加と色表示との時間差とした。その結果、実施例１のサンプルの応答速度は８μｓｅｃと高速の透過・遮蔽動作が得られた。また、このサンプルを図１１に示す構成の平面型表示装置に用いたところ、優れた動画特性が得られた。
なお、波長シフト型光制御素子１０のサンプルに代えて、図１に示す液晶シャッターを用いたものを比較例として応答速度を測定したところ、８ｍｓｅｃであった。
【００６９】
（実施例２）
本発明の波長シフト型光制御素子１０を以下の条件で作製した。
（１）透明基板１１：石英基板
（２）透過波長シフト層１２
・強誘電体膜１２ａ
・・構成材料：ＳｒＢａＮｂ２Ｏ６
・・膜厚：７０ｎｍ
・透明導電膜１２ｂ
・・構成材料：ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）
・・膜厚：７０ｎｍ
・積層数：２１
（３）カラーフィルター層１３
・波長６３０ｎｍに透過率のピークをもつ光学多層膜
【００７０】
波長シフト型光制御素子１０のサンプルの作成に当ってはつぎの手順で行った。
（Ｓ３１）透明基板１１上に透明導電膜１２ｂをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ３２）透明導電膜１２ｂを結晶化させるための熱処理を行った。このときの熱処理条件は次の通りとした。
・使用装置：ＲＴＡ装置
・雰囲気：酸素  １００％
・加熱温度：７００℃
・加熱時間：３０分
（Ｓ３３）透明導電膜１２ｂ上に強誘電体膜１２ａをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ３４）ステップＳ３３の強誘電体膜１２ａ上に透明導電膜１２ｂをスパッタリング法により形成した。
（Ｓ３５）強誘電体膜１２ａ及び透明導電膜１２ｂを結晶化させるための熱処理を行った。このときの熱処理条件は次の通りとした。
・使用装置：ＲＴＡ装置
・雰囲気：酸素  １００％
・加熱温度：７００℃
・加熱時間：１５分
（Ｓ３６）総積層数が２１となるように、最表層の透明導電膜１２ｂ上に、ステップＳ３３〜Ｓ３５の処理を所定回数行い、透過波長シフト層１２を得た。
（Ｓ３７）透過波長シフト層１２上にカラーフィルター層１３を形成した。
（Ｓ３８）透過波長シフト層１２の所定の透明導電膜１２ｂと電源１４ａとを接続して、波長シフト型光制御素子１０を完成した。
【００７１】
図１２に示した光源をサンプルの背面に配置してバックライトとし、得られたサンプルの応答速度を測定した。その結果、実施例２のサンプルの応答速度は５μｓｅｃと高速の透過・遮蔽動作が得られた。また、このサンプルを図１１に示す構成の平面型表示装置に用いたところ、優れた動画特性が得られた。
【００７２】
（実施例３）
本発明の波長シフト型光制御素子１０を以下の条件で作製した。
（１）透明基板１１：石英基板
（２）透過波長シフト層１２
・強誘電体膜１２ａ
・・構成材料：ｎｉｔｒｏ−ａｎｉｌｉｎｅ
・・膜厚：１００ｎｍ
・透明導電膜１２ｂ
・・構成材料：ポリエチレンジオキシチオフェン
・・膜厚：１００ｎｍ
・積層数：３１
（３）カラーフィルター層１３
・波長６３０ｎｍに透過率のピークをもつ光学多層膜
【００７３】
波長シフト型光制御素子１０のサンプルの作成に当ってはつぎの手順で行った。
（Ｓ４１）透明基板１１上に透明導電膜１２ｂを蒸着法により形成した。
（Ｓ４２）透明導電膜１２ｂ上に強誘電体膜１２ａをスピンオン法により形成した。
（Ｓ４３）ステップＳ４２の強誘電体膜１２ａ上に透明導電膜１２ｂを蒸着法により形成した。
（Ｓ４４）総積層数が３１となるように、最表層の透明導電膜１２ｂ上に、ステップＳ４２、Ｓ４３の処理を所定回数行い、透過波長シフト層１２を得た。
（Ｓ４５）透過波長シフト層１２上にカラーフィルター層１３を形成した。
（Ｓ４６）透過波長シフト層１２の所定の透明導電膜１２ｂと電源１４ａとを接続して、波長シフト型光制御素子１０を完成した。
【００７４】
図１２に示した光源をサンプルの背面に配置してバックライトとし、得られたサンプルの応答速度を測定した。その結果、実施例３のサンプルの応答速度は５μｓｅｃと高速の透過・遮蔽動作が得られた。また、このサンプルを図１１に示す構成の平面型表示装置に用いたところ、優れた動画特性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ＴＮ型ＬＣＤディスプレイの構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る波長シフト型光制御素子の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の波長シフト型光制御素子の第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の波長シフト型光制御素子の第１の実施の形態の構成を示す上面図である。
【図５】本発明の波長シフト型光制御素子の光の透過状態を示す概念図である。
【図６】本発明の波長シフト型光制御素子の光の遮蔽状態を示す概念図である。
【図７】透過波長シフト層のみの波長シフト状態を示す概念図である。
【図８】本発明の波長シフト型光制御素子の第２の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の波長シフト型光制御素子の第３の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の波長シフト型光制御素子の第４の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る平面型表示装置の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の平面型表示装置で用いるＬＥＤ光源の波長特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１１，１５…透明基板、２，１２，２２，３２，４２…透過波長シフト層、１２ａ…強誘電体膜、１２ｂ…透明導電膜、３，１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…カラーフィルター層、４…屈折率制御手段、１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０，３０，４０，Ａ…波長シフト型光制御素子、１４ａ，２４ｂ，４４ｂ…電源、２２ｂ…透明薄膜、２４ａ…変形部、３４…レーザー照射ユニット、４４ａ…磁界印加ユニット、５０…バックライトモジュール、１００…平面型表示装置
【図１】
2007286534.tif 000003
【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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