JP2003344831A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置に関し、
特に、例えば携帯情報端末機器、パーソナルコンピュー
ター、ワードプロセッサー、アミューズメント機器、テ
レビジョン装置に好適に用いられる表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device,
In particular, the present invention relates to a display device suitably used for, for example, a mobile information terminal device, a personal computer, a word processor, an amusement device, and a television device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、液晶表示装置、ＰＤＰや有機ＥＬ
表示装置など、ＣＲＴに代わる表示装置が開発され、利
用が広まりつつある。しかしながら、これらの表示装置
には、それぞれの動作原理（動作モード）や用いる材料
に起因する欠点がある。2. Description of the Related Art Currently, liquid crystal display devices, PDPs and organic EL devices
Display devices, such as display devices, that replace CRTs have been developed and are being used widely. However, these display devices have drawbacks due to their operating principles (operating modes) and materials used.
【０００３】例えば、液晶表示装置は液晶分子の光学異
方性を利用するので、表示品位が視野角に依存するとい
う問題がある。そこで、液晶分子の配向を制御すること
によって視野角特性を改善した表示モード（例えばＩＰ
ＳモードやＭＶＡモード）が開発されている。しかしな
がら、液晶分子の電界に対する応答速度が遅いため、充
分な動画表示特性を実現することが難しい。また、ＰＤ
Ｐや有機ＥＬ表示素子は、発光効率が低い、あるいは、
寿命が短いといった問題を有している。For example, since the liquid crystal display device utilizes the optical anisotropy of liquid crystal molecules, there is a problem that the display quality depends on the viewing angle. Therefore, a display mode (eg, IP mode) in which viewing angle characteristics are improved by controlling the alignment of liquid crystal molecules
S mode and MVA mode) have been developed. However, it is difficult to realize sufficient moving image display characteristics because the response speed of liquid crystal molecules to the electric field is slow. Also PD
P and organic EL display elements have low luminous efficiency, or
It has a problem of short life.
【０００４】一方、近年、フォトニック結晶を用いた種
々の光学素子が提案されている。フォトニック結晶は、
屈折率（誘電率）が異なる２種類以上の物質を、光の波
長程度またはそれ以下のサイズで２次元あるいは３次元
周期的に配列させた人工的な誘電体格子の光学材料で、
格子間隔と同程度の波長を持つ電磁波は回折（ブラッグ
反射）により完全反射される。格子間の屈折率差が広が
ると、反射されて結晶内を伝播できない波長領域（周波
数領域）が拡大し、光が伝搬できない波長域（フォトニ
ックバンドギャップ）を形成する。三次元的にどの方向
も伝播できない場合は、完全バンドギャップが形成さ
れ、ダイヤモンド格子やある種の面心立方格子などで実
現できる。このようなフォトニックバンドギャップを有
するフォトニック結晶中に（周期構造の）欠陥を導入す
ると、その部分に光が完全に閉じ込められるために、極
端に低い電流で動作する半導体レーザー等の光デバイス
の実現が期待されている。On the other hand, in recent years, various optical elements using photonic crystals have been proposed. Photonic crystals
An optical material of an artificial dielectric grating in which two or more kinds of substances having different refractive indexes (dielectric constants) are arranged two-dimensionally or three-dimensionally in a size of about the wavelength of light or less,
Electromagnetic waves having a wavelength similar to the lattice spacing are completely reflected by diffraction (Bragg reflection). When the difference in refractive index between the lattices is widened, the wavelength region (frequency region) that is reflected and cannot propagate in the crystal is expanded, and a wavelength region (photonic band gap) in which light cannot be propagated is formed. If it cannot propagate in any direction three-dimensionally, a perfect band gap is formed, which can be realized by a diamond lattice or some kind of face-centered cubic lattice. When a defect (having a periodic structure) is introduced into a photonic crystal having such a photonic band gap, light is completely confined in that portion, so that an optical device such as a semiconductor laser that operates at an extremely low current flows. It is expected to be realized.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述のフォトニック結
晶と液晶とを利用した表示装置の可能性が提案されてい
る（例えば、吉野ら、２００１年 液晶討論会、講演要
旨集、２Ｄ０６、１６３〜１６４頁）が、表示装置の具
体的な構造や駆動方法などは提案されていない。The possibility of a display device using the above-mentioned photonic crystal and liquid crystal has been proposed (eg, Yoshino et al., 2001 Liquid Crystal Conference, 2D06, 163-). Pp. 164), no specific structure or driving method of the display device has been proposed.
【０００６】本発明は、上記諸点に鑑みてなされたもの
であり、フォトニック結晶の高いエネルギー効率で選択
的に特定の波長の光を取り出すことができるという光学
特性を利用した表示装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and provides a display device utilizing the optical characteristics of the photonic crystal, which can selectively extract light of a specific wavelength with high energy efficiency. The purpose is to
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、マ
トリクス状に配列された複数の画素を有し、前記複数の
画素は第１色光を出射する第１画素と、前記第１色光と
異なる第２色光を出射する第２画素とを含み、前記複数
の画素のそれぞれは、一対の電極と、前記一対の電極間
に設けられた２次元または３次元の屈折率周期構造を有
するフォトニック結晶層とを有し、前記第１画素が有す
る前記フォトニック結晶層は、前記一対の電極に印加さ
れる電気信号に応じて前記第１色光を変調または発光
し、前記第２画素が有する前記フォトニック結晶層は、
前記一対の電極に印加される電気信号に応じて前記第２
色光を変調または発光する構成を備えることを特徴とす
る。A display device according to the present invention has a plurality of pixels arranged in a matrix, and the plurality of pixels emit a first color light and a first pixel and the first color light. A photonic device including a second pixel that emits a different second color light, each of the plurality of pixels having a pair of electrodes and a two-dimensional or three-dimensional refractive index periodic structure provided between the pair of electrodes. The photonic crystal layer of the first pixel has a crystal layer, modulates or emits the first color light in accordance with an electrical signal applied to the pair of electrodes, and the photonic crystal layer of the second pixel has The photonic crystal layer is
According to an electric signal applied to the pair of electrodes, the second
It is characterized in that it is provided with a structure for modulating or emitting colored light.
【０００８】ある実施形態において、前記第１画素の前
記フォトニック結晶層は第１周期の第１屈折率周期構造
を有し、前記第２画素の前記フォトニック結晶層は前記
第１周期と異なる第２周期の第２屈折率周期構造を有す
る。In one embodiment, the photonic crystal layer of the first pixel has a first refractive index periodic structure of a first period, and the photonic crystal layer of the second pixel is different from the first period. It has a second refractive index periodic structure of a second period.
【０００９】好ましい実施形態の表示装置は、前記複数
の画素は前記第１色光および第２色光と異なる第３色光
を出射する第３画素をさらに含み、前記第３画素が有す
る前記フォトニック結晶層は、前記一対の電極に印加さ
れる電気信号に応じて前記第３色光を変調または発光
し、前記第３画素の前記フォトニック結晶層は前記第１
周期および第２周期と異なる第３周期の第３屈折率周期
構造を有する。In a display device according to a preferred embodiment, the plurality of pixels further include a third pixel for emitting a third color light different from the first color light and the second color light, and the photonic crystal layer included in the third pixel. Modulates or emits the third color light according to an electric signal applied to the pair of electrodes, and the photonic crystal layer of the third pixel is the first
It has a third refractive index periodic structure of a third period different from the period and the second period.
【００１０】前記第１画素、前記第２画素および前記第
３画素は、並列配置されており、空間混色法によってカ
ラー表示を行う構成とすることができる。The first pixel, the second pixel, and the third pixel are arranged in parallel, and color display can be performed by a spatial color mixing method.
【００１１】あるいは、前記複数の画素は、それぞれが
前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素が積層
された複数のカラー表示画素を有し、時間混色法によっ
てカラー表示を行う構成としても良い。Alternatively, each of the plurality of pixels has a plurality of color display pixels in which the first pixel, the second pixel, and the third pixel are laminated, and color display is performed by a time-mixing method. Is also good.
【００１２】ある実施形態の表示装置は、前記第１色光
は赤色光、前記第２色光は緑色光、前記第３色光は青色
光であって、前記フォトニック結晶層は、液晶材料と光
硬化性樹脂とによって形成された前記屈折率周期構造を
有し、前記第１周期は４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の
範囲内にあり、前記第２周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎ
ｍ以下の範囲内にあり、前記第３周期は５６５ｎｍ以上
５８０ｎｍ以下の範囲内にあり、白色光を前記フォトニ
ック結晶層で変調することによって透過モードで表示を
行う。In a display device of an embodiment, the first color light is red light, the second color light is green light, the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is made of a liquid crystal material and photo-curing. And the first period is in the range of 495 nm to 550 nm, and the second period is 590 nm to 780 n.
The third period is within a range of 565 nm to 580 nm, and white light is modulated by the photonic crystal layer to perform display in a transmission mode.
【００１３】他の実施形態の表示装置は、前記第１色光
は赤色光、前記第２色光は緑色光、前記第３色光は青色
光であって、前記フォトニック結晶層は、液晶材料と光
硬化性樹脂とによって形成された前記屈折率周期構造を
有し、前記第１周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の
範囲内にあり、前記第２周期は４９５ｎｍ以上５５０ｎ
ｍ以下の範囲内にあり、前記第３周期は４５０ｎｍ以上
４８５ｎｍ以下の範囲内にあり、周囲光を前記フォトニ
ック結晶層で反射することによって反射モードで表示を
行う。According to another embodiment of the display device, the first color light is red light, the second color light is green light, the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is made of a liquid crystal material and a light. It has the said refractive index periodic structure formed with the curable resin, the said 1st period exists in the range of 590 nm or more and 780 nm or less, and the said 2nd period is 495 nm or more and 550n.
The third period is in the range of 450 nm or more and 485 nm or less, and ambient light is reflected by the photonic crystal layer to perform display in a reflection mode.
【００１４】さらに他の実施形態の表示装置は、前記第
１色光は赤色光、前記第２色光は緑色光、前記第３色光
は青色光であって、前記フォトニック結晶層は、発光材
料と光硬化性樹脂とによって形成された前記屈折率周期
構造を有し、前記第１周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ
以下の範囲内にあり、前記第２周期は４９５ｎｍ以上５
５０ｎｍ以下の範囲内にあり、前記第３周期は４５０ｎ
ｍ以上４８５ｎｍ以下の範囲内にある。In a display device of still another embodiment, the first color light is red light, the second color light is green light, the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is made of a light emitting material. It has the above-mentioned refractive index periodic structure formed with photocurable resin, and the above-mentioned 1st period is 590 nm or more and 780 nm.
Within the following range, the second period is 495 nm or more and 5
Within the range of 50 nm or less, the third period is 450 n
It is in the range of m or more and 485 nm or less.
【００１５】前記フォトニック結晶層は、オパールレプ
リカ型、ウッドパイル型、ダイヤモンド型および反転ダ
イヤモンド型のいずれかであることが好ましい。The photonic crystal layer is preferably any one of an opal replica type, a woodpile type, a diamond type and an inverted diamond type.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による実施形態の表示装置の構造と動作を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and operation of a display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１は、本発明による実施形態の表示装置
１００を示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a display device 100 according to an embodiment of the present invention.
【００１８】表示装置１００は、マトリクス状に配列さ
れた複数の画素を有し、複数の画素は第１色光を出射す
る第１画素と、第１色光と異なる第２色光を出射する第
２画素とを含み、カラー表示を行うことができる。典型
的には、第３色光を出射する第３画素を含み、フルカラ
ー表示する。表示装置１００は、互いに異なる色光を出
射する複数の画素が、マトリクス状に並列配置されてお
り、空間混色法によってカラー表示を行う。The display device 100 has a plurality of pixels arranged in a matrix, and the plurality of pixels emit a first color light and a second pixel emit a second color light different from the first color light. Including and, color display can be performed. Typically, a third pixel that emits a third color light is included, and full color display is performed. In the display device 100, a plurality of pixels that emit different colored lights are arranged in parallel in a matrix, and color display is performed by a spatial color mixing method.
【００１９】それぞれの画素は、基板１０ａおよび１０
ｂ上に形成された電極１２ａおよび１２ｂと、電極１２
ａおよび１２ｂの間に設けられたフォトニック結晶層２
０とを有している。一対の電極１２ａおよび１２ｂは、
一対の基板１０ａおよび１０ｂ上に形成されている。勿
論、基板１０ａおよび１０ｂのフォトニック結晶層２０
側には、電極１２ａおよび１２ｂに、所定の電圧または
電流を所定のタイミングで供給するための配線、スイッ
チング素子（例えばＴＦＴ）および駆動回路（いずれも
不図示）を必要に応じて有している。勿論、スイッチン
グ素子を省略することもできるし、駆動回路は基板１０
ａおよび１０ｂと別途設けても良い。このようなフォト
ニック結晶層２０に電気信号を供給するための具体的な
構成は、公知のアクティブマトリクス型表示装置の構成
を採用することができるので、ここでは説明を省略す
る。また、画素間の混色を抑制するために隣接する画素
のフォトニック結晶層２０の間にブラックマトリクス
（遮光層）を設けた構成を例示しているが、省略しても
良いし、電極１２ｂの間にブラックマトリクス１４を設
けても良い。Each pixel has a substrate 10a and a substrate 10a.
the electrodes 12a and 12b formed on the
Photonic crystal layer 2 provided between a and 12b
It has 0 and. The pair of electrodes 12a and 12b are
It is formed on the pair of substrates 10a and 10b. Of course, the photonic crystal layer 20 of the substrates 10a and 10b
The side has wirings for supplying a predetermined voltage or current to the electrodes 12a and 12b at a predetermined timing, a switching element (for example, TFT), and a drive circuit (neither is shown) as needed. . Of course, the switching element can be omitted, and the driving circuit is the substrate 10.
It may be provided separately from a and 10b. As a specific configuration for supplying an electric signal to the photonic crystal layer 20 as described above, the configuration of a known active matrix type display device can be adopted, and therefore the description thereof is omitted here. Further, although a structure in which a black matrix (light-shielding layer) is provided between the photonic crystal layers 20 of adjacent pixels in order to suppress color mixture between pixels is illustrated, it may be omitted, or the black matrix (light-shielding layer) may be omitted. A black matrix 14 may be provided between them.
【００２０】フォトニック結晶層２０は、２次元または
３次元の屈折率周期構造を有し、一対の電極１２ａおよ
び１０ｂに印加される電気信号（電圧または電流）に応
じて、所定の色光を変調または発光する。フォトニック
結晶層２０が、光を変調する機能を有する場合（実施形
態１で例示する）、フォトニック結晶層２０に光を供給
するための照明素子（不図示）をさらに有する。照明素
子しては、公知の液晶表示装置に用いられている白色光
源（蛍光管などのバックライト）を用いることができ
る。The photonic crystal layer 20 has a two-dimensional or three-dimensional periodic refractive index structure, and modulates a predetermined color light according to an electric signal (voltage or current) applied to the pair of electrodes 12a and 10b. Or it emits light. When the photonic crystal layer 20 has a function of modulating light (exemplified in Embodiment 1), the photonic crystal layer 20 further includes an illumination element (not shown) for supplying light to the photonic crystal layer 20. As the illumination element, a white light source (backlight such as a fluorescent tube) used in a known liquid crystal display device can be used.
【００２１】フォトニック結晶層２０は、それぞれの画
素の色光に対応した屈折率周期構造を有することが好ま
しい。例えば、バックライトから出射される白色光を変
調することによって透過モードで表示を行う表示装置に
おいては、フォトニック結晶層２０は、屈折率周期構造
の周期と同程度の波長の光を反射（ブラッグ反射）する
ので、それぞれの画素の色光と補色関係となる色光を反
射するように、周期を調整する。例えば、赤色光を透過
させるためには補色であるシアンの波長領域４９５ｎｍ
〜５５０ｎｍを反射するように、緑色光の場合は補色で
あるマゼンタの波長領域５９０ｎｍ〜７８０ｎｍを反射
するように、青色光の場合は、補色であるイエローの波
長領域５６５ｎｍ〜５８０ｎｍを反射するように、それ
ぞれの周期を調整すればよい。一方、光を変調する機能
を有するフォトニック結晶層を用いて、周囲光を反射す
ることによって表示を行う反射型の表示装置において
は、画素が出射する色光に対応する周期に調整すればよ
い。すなわち、赤色光を反射または発光する画素におけ
る周期は５９０ｎｍ〜７８０ｎｍに、緑色光を反射また
は発光する画素における周期は４９５ｎｍ〜５５０ｎｍ
に、青光を反射または発光する画素における周期は４５
０ｎｍ〜４８５ｎｍにそれぞれ調整すればよい。また、
自ら発光するフォトニック結晶層を用いる場合にも、反
射型表示装置と同様に、それぞれの画素が出射する色光
に対応する周期に調整すればよい。The photonic crystal layer 20 preferably has a refractive index periodic structure corresponding to the color light of each pixel. For example, in a display device that performs display in a transmissive mode by modulating white light emitted from a backlight, the photonic crystal layer 20 reflects light having a wavelength similar to the cycle of the refractive index periodic structure (Bragg). (Reflected), the cycle is adjusted so as to reflect the color light having a complementary color relationship with the color light of each pixel. For example, in order to transmit red light, the wavelength region of cyan, which is a complementary color, is 495 nm.
550 nm to 550 nm, green light reflects complementary magenta wavelength range 590 nm to 780 nm, and blue light reflects complementary yellow wavelength range 565 nm to 580 nm. , The respective periods may be adjusted. On the other hand, in a reflective display device that performs display by reflecting ambient light using a photonic crystal layer having a function of modulating light, the period may be adjusted to correspond to the color light emitted by the pixel. That is, the period in a pixel that reflects or emits red light is 590 nm to 780 nm, and the period in a pixel that reflects or emits green light is 495 nm to 550 nm.
And the period in a pixel that reflects or emits blue light is 45
It may be adjusted to 0 nm to 485 nm, respectively. Also,
Even when the photonic crystal layer that emits light by itself is used, the period may be adjusted to correspond to the color light emitted from each pixel, as in the reflective display device.
【００２２】図２に、本発明による他の実施形態の表示
装置２００の模式的な断面図を示す。表示装置１００の
構成要素と実質的同じ構成要素を同じ参照符号で示し、
その説明をここでは省略する。FIG. 2 is a schematic sectional view of a display device 200 of another embodiment according to the present invention. Components that are substantially the same as those of the display device 100 are designated by the same reference numerals,
The description is omitted here.
【００２３】表示装置２００は、マトリクス状に配列さ
れた複数の画素のそれぞれが、異なる色光を変調または
発光するフォトニック結晶層を有する。典型的には、赤
色光を変調または発光する第１フォトニック結晶層２０
Ｒ、緑色光を変調または発光する第２フォトニック結晶
層２０Ｇ、青色光を変調または発光する第３フォトニッ
ク結晶層２０Ｂが積層された構造を有する。ここの画素
が時間混色法によってカラー表示を行うことが可能であ
り、この画素を特にカラー表示画素と呼ぶ。すなわち、
表示装置２００は、カラー画素がマトリクス状に配置さ
れており、時間混色法によってカラー表示を行う。従っ
て、表示装置２００は表示装置１００の３倍の精細度を
有する。In the display device 200, each of a plurality of pixels arranged in a matrix has a photonic crystal layer that modulates or emits different colored light. Typically, the first photonic crystal layer 20 that modulates or emits red light
It has a structure in which R, a second photonic crystal layer 20G that modulates or emits green light, and a third photonic crystal layer 20B that modulates or emits blue light are stacked. The pixel here can perform color display by the time color mixing method, and this pixel is particularly called a color display pixel. That is,
The display device 200 has color pixels arranged in a matrix, and performs color display by a time-mixing method. Therefore, the display device 200 has three times the definition of the display device 100.
【００２４】なお、図２では簡単のために省略したが、
フォトニック結晶層２０Ｒ、２０Ｇおよび２０Ｂのそれ
ぞれに電気信号を供給するための電極対を有することが
好ましい。なお、フォトニック結晶層２０Ｒ、２０Ｇお
よび２０Ｂに用いる材料などによって、フォトニック結
晶層２０を挟むように設けられた一対の電極１２ａおよ
び１２ｂに電気信号を供給することによって、フォトニ
ック結晶層２０Ｒ、２０Ｇおよび２０Ｂを個別アドレス
することもできる。例えば、電界に応答する周波数の異
なる材料を用いることによって、一対の電極１２ａおよ
び１２ｂの間に印加する電圧の周波数を変えることによ
って、フォトニック結晶層２０Ｒ、２０Ｇおよび２０Ｂ
のうち特定のフォトニック結晶層だけを動作させること
ができる。Although omitted in FIG. 2 for simplicity,
It is preferable to have an electrode pair for supplying an electric signal to each of the photonic crystal layers 20R, 20G and 20B. By supplying an electric signal to the pair of electrodes 12a and 12b provided so as to sandwich the photonic crystal layer 20 depending on the material used for the photonic crystal layers 20R, 20G and 20B, the photonic crystal layer 20R, 20G and 20B can also be individually addressed. For example, by changing the frequency of the voltage applied between the pair of electrodes 12a and 12b by using materials having different frequencies responding to the electric field, the photonic crystal layers 20R, 20G and 20B are changed.
Only certain photonic crystal layers can be operated.
【００２５】次に、本発明による実施形態の表示装置１
００および２００のフォトニック結晶層２０として好適
に用いられるものを図３に示す。図３は、１つの画素を
構成する一対の電極１２ａおよび１２ｂの間に設けられ
たフォトニック結晶層２０を模式的に示している。図２
に示した表示装置２００においては、個々のフォトニッ
ク結晶層２０Ｒ、２０Ｂおよび２０Ｇが図３の構成を有
することが好ましい。Next, the display device 1 of the embodiment according to the present invention
What is suitably used as the photonic crystal layer 20 of 00 and 200 is shown in FIG. FIG. 3 schematically shows the photonic crystal layer 20 provided between a pair of electrodes 12a and 12b that form one pixel. Figure 2
In the display device 200 shown in FIG. 3, it is preferable that the individual photonic crystal layers 20R, 20B and 20G have the configuration of FIG.
【００２６】図３（ａ）は、オパールレプリカ型のフォ
トニック結晶層２０ａを模式的に示している。オパール
レプリカ型フォトニック結晶層は、３次元に規則的に配
列された微小球の集合体から形成されるオパール構造の
レプリカに対応する構造を有し、マトリクス内に微小球
状の空隙が３次元的に規則的に配列された構造を有して
いる。微小球状の空隙に、マトリクスを構成する材料と
異なる屈折率を有する材料を充填することによって、フ
ォトニック結晶が得られる。微小球状の空隙に、電界の
印加によって屈折率が変化する材料（例えば液晶材料）
を充填することよって、色光を変調するフォトニック結
晶層２０を得ることができる。このとき、典型的には、
クロスニコル状態に配置された一対の偏光板を、フォト
ニック結晶層２０を介して互いに対向するように設け
る。FIG. 3A schematically shows an opal replica type photonic crystal layer 20a. The opal replica type photonic crystal layer has a structure corresponding to an opal structure replica formed from an assembly of microspheres which are regularly arranged in three dimensions, and microspheres have three-dimensional microsphere voids. It has a regularly arranged structure. A photonic crystal can be obtained by filling the microspheres with a material having a refractive index different from that of the material forming the matrix. A material whose refractive index changes in a minute spherical void when an electric field is applied (eg, liquid crystal material)
By filling with, the photonic crystal layer 20 that modulates color light can be obtained. At this time, typically,
A pair of polarizing plates arranged in a crossed Nicols state are provided so as to face each other with the photonic crystal layer 20 in between.
【００２７】また、微小球上の空隙に発光材料を充填す
ることによって、色光を発光するフォトニック結晶層２
０を得ることができる。The photonic crystal layer 2 that emits colored light by filling the voids on the microspheres with a light emitting material.
You can get 0.
【００２８】フォトニック結晶層２０ａは、例えば、以
下のようにして形成することができる。The photonic crystal layer 20a can be formed, for example, as follows.
【００２９】それぞれの画素のフォトニック結晶層２０
ａで出射すべき光の波長に応じた直径（例えば、透過型
表示装置として用いる場合、赤色画素については４９５
ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内、緑色画素については
５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内、青色画素につ
いては５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲内）のＳｉ
Ｏ2微小球を用意し、これをギャップ数μｍから十数μ
ｍのガラスサンドイッチセル内または容器内で沈殿さ
せ、紫外線硬化樹脂を浸透させ硬化させる。その後、Ｈ
Ｆ（フッ酸）処理によりＳｉＯ2微小球をエッチング除
去することによって、樹脂によって形成されたオパール
レプリカ構造２２ａが得られる。オパールレプリカ構造
は、必要に応じて、所望の厚さまたは大きさになるよう
に、切断加工および／または研磨加工される。The photonic crystal layer 20 of each pixel
The diameter corresponding to the wavelength of light to be emitted at a (for example, when used as a transmissive display device, a red pixel has a diameter of 495).
Si in the range of nm to 550 nm, the range of 590 nm to 780 nm for green pixels, and the range of 565 nm to 580 nm for blue pixels)
O 2 microspheres are prepared and the gap is several μm to ten and several μ.
In a glass sandwich cell of m or in a container, it is precipitated, and an ultraviolet curable resin is permeated and cured. Then H
By removing the SiO 2 microspheres by etching with F (hydrofluoric acid) treatment, the opal replica structure 22a made of resin is obtained. The opal replica structure is optionally cut and / or polished to a desired thickness or size.
【００３０】図３（ｂ）は、ウッドパイル型フォトニッ
ク結晶層２０ｂを模式的に示す。ウッドパイル型フォト
ニック結晶層２０ｂは、四角柱２２ｂが３次元的に規則
的に配列された構造を有する。四角柱２２ｂを構成する
材料とその周囲を示す材料との屈折率を異ならせること
によって、フォトニック結晶が得られる。FIG. 3B schematically shows the woodpile type photonic crystal layer 20b. The woodpile type photonic crystal layer 20b has a structure in which square pillars 22b are three-dimensionally arranged regularly. A photonic crystal can be obtained by making the refractive index of the material forming the quadratic prism 22b different from that of the material showing the periphery thereof.
【００３１】また、図３（ｃ）および（ｄ）は、それぞ
れダイヤモンド型、反転ダイヤモン型のフォトニック結
晶層２０ｃおよび２０ｄをそれぞれ示す。図３（ｃ）お
よび（ｄ）は結晶の単位胞に対応する基本単位構造を模
式的に示している。図３（ｃ）に示したダイヤモンド型
フォトニック結晶層２０ｃは、ダイヤモンド結晶の格子
点を結ぶように円柱状構造体（３３体積％）２２ｃが延
びている。図３（ｄ）に示した反転ダイヤモンド型フォ
トニック結晶は、ダイヤモンド結晶の格子点を結ぶよう
に円柱状の空隙（６７体積％）２２ｄが延びている。こ
れらの体積分率は必要に応じて変更できる。3 (c) and 3 (d) show diamond type and inverted diamond type photonic crystal layers 20c and 20d, respectively. 3 (c) and 3 (d) schematically show the basic unit structure corresponding to the unit cell of the crystal. In the diamond-type photonic crystal layer 20c shown in FIG. 3C, a columnar structure (33% by volume) 22c extends so as to connect the lattice points of the diamond crystal. In the inverted diamond type photonic crystal shown in FIG. 3D, a cylindrical void (67% by volume) 22d extends so as to connect the lattice points of the diamond crystal. These volume fractions can be changed as needed.
【００３２】図３（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示した
フォトニック結晶層２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄは、例
えば、光造形法を用いて形成することができる。The photonic crystal layers 20b, 20c and 20d shown in FIGS. 3 (b), 3 (c) and 3 (d) can be formed by, for example, an optical molding method.
【００３３】液状の光硬化性樹脂の表面を所望の形状に
従って、層状の加工単位ごとにレーザー光を走査しなが
ら硬化し、硬化した部分を引き上げながら、さらに光硬
化性樹脂を硬化させる操作を繰り返す。所望の形状をＣ
ＡＤデータとして入力し、このデータに従ってレーザー
光の走査および硬化物の引き上げをＣＡＭで制御するこ
とによって、図３（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示した
複雑な形状を有するフォトニック結晶層を形成すること
ができる。光硬化性樹脂としては、例えば、アクリレー
ト系、ポリイミド系、エポキシ系、フェノール系のなど
透明樹脂が好ましい。勿論、図３（ａ）に示したオパー
ルレプリカ型フォトニック結晶構造を光造形法で形成す
ることもできる。According to a desired shape, the surface of the liquid photo-curable resin is cured by scanning the laser beam for each layered processing unit, and the cured portion is pulled up, and the operation of further curing the photo-curable resin is repeated. . The desired shape is C
A photonic crystal having a complicated shape shown in FIGS. 3B, 3C, and 3D is obtained by inputting AD data, and controlling scanning of a laser beam and pulling up of a cured product by CAM according to the data. Layers can be formed. As the photocurable resin, for example, a transparent resin such as an acrylate resin, a polyimide resin, an epoxy resin, or a phenol resin is preferable. Of course, the opal replica type photonic crystal structure shown in FIG. 3A can also be formed by a stereolithography method.
【００３４】なお、図３（ａ）から（ｄ）に示したフォ
トニック結晶構造における空隙部分は少なくとも画素ご
とに連続に形成されており、液晶材料や発光材料を容易
に空隙内に導入することができる。The voids in the photonic crystal structure shown in FIGS. 3A to 3D are continuously formed at least in each pixel, and the liquid crystal material and the light emitting material can be easily introduced into the voids. You can
【００３５】（実施形態１）本実施形態の表示装置は、
色光を変調する機能を有するフォトニック結晶層２０を
備える。実施形態１の表示装置の構成は、図１に示した
表示装置１００および図２に示した表示装置２００のい
ずれであてもよい。(Embodiment 1) The display device of this embodiment is
The photonic crystal layer 20 having a function of modulating colored light is provided. The configuration of the display device according to the first embodiment may be either the display device 100 shown in FIG. 1 or the display device 200 shown in FIG.
【００３６】フォトニック結晶層２０として、例えば、
オパールレプリカ構造（図３（ａ）参照）のマトリクス
を形成し、その空隙部分に液晶材料を充填したものを好
適に用いることができる。このとき、マトリクス（例え
ばアクリル樹脂）の屈折率と、液晶分子の異常光に対す
る屈折率の比が、１．５：１．７となり、常光屈折率
は、マトリクスの屈折率と略一致するように設定するこ
とが好ましい。また、オパールレプリカ構造の空隙の大
きさ（球の直径）は、上述したように、透過型として用
いる場合、赤色画素に対して４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ
以下の範囲内、緑色画素に対して５９０ｎｍ以上７８０
ｎｍ以下の範囲内、青色画素については５６５ｎｍ以上
５８０ｎｍ以下の範囲内に設定することが好ましい。フ
ォトニック結晶層２０の厚さは、例えば５μｍである。
オパールレプリカ構造は、例えば、上述したＳｉＯ2の
球状粒子を用いても形成しても良いし、光造形法を用い
て形成しても良い。As the photonic crystal layer 20, for example,
A matrix having an opal replica structure (see FIG. 3A) formed therein and having voids filled with a liquid crystal material can be preferably used. At this time, the ratio of the refractive index of the matrix (for example, acrylic resin) and the refractive index of the liquid crystal molecules to extraordinary light is 1.5: 1.7, and the ordinary light refractive index is approximately equal to the refractive index of the matrix. It is preferable to set. In addition, the size of the void (sphere diameter) of the opal replica structure is, as described above, 495 nm or more and 550 nm or more for the red pixel when used as a transmission type.
Within the following range, 590 nm or more and 780 nm for green pixels
It is preferable to set it within the range of not more than nm, and for blue pixels, it is set to be not less than 565 nm and not more than 580 nm. The thickness of the photonic crystal layer 20 is, for example, 5 μm.
The opal replica structure may be formed by using, for example, the above-described spherical particles of SiO 2 or may be formed by a stereolithography method.
【００３７】液晶材料としては、例えば、特開２００１
−２０９０３５号公報に記載されている液晶材料（メル
ク社製ネマチック液晶ＺＬＩ１９６５（９９．６％）、
コレステリック液晶（０．３％）、カイラルスメクチッ
クＣ相の強誘電液晶（０．１％）の混合物）を好適に用
いることができる。このような液晶材料を用いると、偏
光板を用いることなく、表示を行うことができるので、
明るい表示を実現することができる。液晶材料の注入
は、真空注入法、誘導注入法または滴下法によって行う
ことができる。The liquid crystal material is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001.
Liquid crystal materials described in JP-A-209035 (nematic liquid crystal ZLI1965 (99.6%) manufactured by Merck & Co., Inc.,
A mixture of cholesteric liquid crystal (0.3%) and chiral smectic C phase ferroelectric liquid crystal (0.1%) can be preferably used. When such a liquid crystal material is used, display can be performed without using a polarizing plate.
A bright display can be realized. The liquid crystal material can be injected by a vacuum injection method, an induction injection method or a dropping method.
【００３８】電圧無印加時のフォトニック結晶内の液晶
はランダム配向であり、散乱するため、光を透過しな
い。このフォトニック結晶層２０に電圧を印加すると、
液晶分子の配向変化に伴う屈折率の変化によって、それ
ぞれの画素に対応する波長の光（赤、緑、青）の透過率
を高いコントラスト比（例えば、コントラスト比が６０
０以上）で制御することができる。すなわち、このフォ
トニック結晶は、例えば上記特開２００１−２０９０３
５号公報に開示されている液晶表示装置におけるＰＤＬ
Ｃ（液晶層）とカラーフィルタとの両方の機能を発現す
る。また、このフォトニック結晶層を備える表示装置
は、低電圧（例えば、０Ｖ〜２０Ｖ）で駆動することが
できるので、省電力性にも優れている。The liquid crystal in the photonic crystal when no voltage is applied has a random orientation and is scattered, so that it does not transmit light. When a voltage is applied to this photonic crystal layer 20,
Due to the change in the refractive index associated with the change in the orientation of the liquid crystal molecules, the transmittance of light (red, green, blue) having a wavelength corresponding to each pixel is increased to a high contrast ratio (for example, a contrast ratio of 60
0 or more). That is, this photonic crystal has, for example, the above-mentioned JP 2001-20903 A.
PDL in the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent No. 5
It exhibits the functions of both C (liquid crystal layer) and color filter. Moreover, the display device including the photonic crystal layer can be driven at a low voltage (for example, 0 V to 20 V), and thus is excellent in power saving.
【００３９】なお、上記公報には、上記液晶材料と光重
合性のプレポリマーまたはモノマーとの混合物に光照射
し、重合誘起相分離法によって、光シャッター層（本実
施形態のフォトニック結晶層に対応する）を形成してい
る。従って、液晶材料が分散する構造を規則正しい周期
構造とすることは難しく、さらに、その周期をナノメー
トルオーダーに制御することは難しい。また、光照射に
よって液晶材料が光分解反応を生じてしまい、画像の焼
き付きや電圧保持率低下といった不具合が発生しやすい
という問題がある。これに対し、本発明の実施形態によ
る表示装置のフォトニック結晶層２０の形成過程で液晶
材料が劣化することはないので、信頼性に優れる。In the above publication, a mixture of the liquid crystal material and a photopolymerizable prepolymer or monomer is irradiated with light, and a light-induced shutter layer (photonic crystal layer of the present embodiment is formed by a polymerization-induced phase separation method. Corresponding) is formed. Therefore, it is difficult to make the structure in which the liquid crystal material is dispersed into a regular periodic structure, and it is also difficult to control the period to the nanometer order. In addition, there is a problem in that the liquid crystal material undergoes a photolytic reaction due to light irradiation, and problems such as image burn-in and a decrease in voltage holding ratio tend to occur. On the other hand, the liquid crystal material is not deteriorated in the process of forming the photonic crystal layer 20 of the display device according to the embodiment of the present invention, and thus the reliability is excellent.
【００４０】また、本発明の実施形態によると、液晶材
料がナノメートルオーダーの空間に閉じ込められるの
で、界面（例えば、図３（ａ）のオパールレプリカ構造
を構成するマトリクス２２ａの表面）からのアンカリン
グ効果が顕在化することによって、液晶分子の電場に対
する応答が速くなるため、応答時間を数十μｓｅｃオー
ダーに高速化することができる。本実施形態の表示装置
は高速で動作できるので、特に、図２に示した構成を採
用し、時間混色法（シークエンシャルカラーミキシング
法）によってカラー表示を行うことが好ましい。Further, according to the embodiment of the present invention, since the liquid crystal material is confined in the space of nanometer order, the anchor from the interface (for example, the surface of the matrix 22a constituting the opal replica structure of FIG. 3A) is used. When the ring effect is manifested, the response of the liquid crystal molecules to the electric field is accelerated, so that the response time can be accelerated to the order of several tens of μsec. Since the display device of this embodiment can operate at high speed, it is particularly preferable to adopt the configuration shown in FIG. 2 and perform color display by the time color mixing method (sequential color mixing method).
【００４１】また、本実施形態の表示装置は、上述のフ
ォトニック結晶層２０に白色光を照射するバックライト
を設けて透過型表示装置とすることもできるし、あるい
は、周囲光を反射して表示を行う反射型表示装置とする
こともできる。反射型表示装置として用いる場合には、
フォトニック結晶層の周期（例えば上記のＳｉＯ2の球
状粒子の直径に対応）を、赤色画素については５９０ｎ
ｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に、緑色画素については
４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内に、青色画素に
つていは４５０ｎｍ以上４８５ｎｍ以下の範囲内に設定
すればよい。Further, the display device of the present embodiment can be a transmissive display device by providing the above-mentioned photonic crystal layer 20 with a backlight for irradiating white light, or by reflecting ambient light. It is also possible to use a reflective display device for displaying. When used as a reflective display device,
The period of the photonic crystal layer (for example, corresponding to the diameter of the above-mentioned spherical particles of SiO 2 ) is 590 n for the red pixel.
It may be set within a range of m or more and 780 nm or less, a green pixel within a range of 495 nm or more and 550 nm or less, and a blue pixel within a range of 450 nm or more and 485 nm or less.
【００４２】フォトニック結晶構造に液晶材料を浸透さ
せたフォトニック結晶層２０を用いることによって得ら
れる上述の効果は、ウッドパイル型、ダイヤモンド型や
反転ダイヤモンド型のフォトニック結晶構造を用いた場
合においても得られる。空隙の体積が大きいと調光また
は発光させる領域の体積が大きくなるので、光の利用効
率がさらに向上し、さらなる低消費電力化が可能にな
る。The above-described effect obtained by using the photonic crystal layer 20 in which the liquid crystal material is permeated into the photonic crystal structure is obtained when the woodpile type, diamond type or inverted diamond type photonic crystal structure is used. Can also be obtained. When the volume of the void is large, the volume of the region for dimming or emitting light is large, so that the light utilization efficiency is further improved, and the power consumption can be further reduced.
【００４３】なお、液晶材料としては、上記の例に限ら
れず、他の液晶材料（例えば、正の誘電異方性を有する
ネマチック液晶材料）を用いることができる。また、液
晶材料や動作モードに応じて、フォトニック結晶層２０
の両側に偏光板を設けてもよい。The liquid crystal material is not limited to the above example, and other liquid crystal materials (for example, nematic liquid crystal material having positive dielectric anisotropy) can be used. In addition, depending on the liquid crystal material and the operation mode, the photonic crystal layer 20
Polarizing plates may be provided on both sides of.
【００４４】（実施形態２）本実施形態の表示装置は、
色光を発光する機能を有するフォトニック結晶層２０を
備える。実施形態２の表示装置の構成は、図１に示した
表示装置１００および図２に示した表示装置２００のい
ずれであてもよい。(Embodiment 2) The display device of this embodiment is
The photonic crystal layer 20 having a function of emitting colored light is provided. The configuration of the display device according to the second embodiment may be either the display device 100 shown in FIG. 1 or the display device 200 shown in FIG.
【００４５】フォトニック結晶層２０として、例えば、
光造形法を用いて光硬化性樹脂でオパールレプリカ構造
（図３（ａ）参照）のマトリクスを形成し、その空隙部
分に発光材料を充填したものを好適に用いることができ
る。As the photonic crystal layer 20, for example,
A matrix in which an opal replica structure (see FIG. 3A) is formed of a photocurable resin by using a stereolithography method and a void portion thereof is filled with a light emitting material can be preferably used.
【００４６】発光材料は、有機系であっても良いし、無
機系であってもよい。有機発光材料としては、Ａｌｑ３
（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)、ホスト
材料）とジシアノキノジメタン（ドーパント材料）との
組み合わせを赤色用発光材料として、Ａｌｑ３（ホスト
材料）とキナクリドン（ドーパント材料）との組み合わ
せを緑色用発光材料として、また、ジスチルアリレーン
誘導体（ホスト材料）とスチリルアミン誘導体（ドーパ
ント材料）との組み合わせを青色用の発光材料として用
いることができる。また、ポリパラフェニレンビニレン
誘導体等の高分子有機ＥＬ材料など、種々の公知の有機
ＥＬ材料を用いることができる。無機発光材料として
は、ＺｎＳ：Ｍｎを赤色用発光材料として、ＺｎＳ：Ｔ
ｂＯＦを緑色発光材料として、ＳｒＳ：Ｃｕ、ＳｒＳ：
ＡｇやＳｒＳ：Ｃｅを青色用発光材料として用いること
ができる。この他、公知の無機ＥＬ材料を用いることが
できる。これらの発光材料は、例えば、スパッタ法、Ｃ
ＶＤ法、電子線ビーム蒸着法等の成膜方法によって、フ
ォトニック結晶構造の空隙部分に導入することができ
る。The light emitting material may be organic or inorganic. Alq3 as the organic light emitting material
The combination of (Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III), host material) and dicyanoquinodimethane (dopant material) is used as the red light emitting material, and the combination of Alq3 (host material) and quinacridone (dopant material) is green. A combination of a distyrylarylene derivative (host material) and a styrylamine derivative (dopant material) can be used as a light emitting material for blue. Further, various known organic EL materials such as polymer organic EL materials such as polyparaphenylene vinylene derivative can be used. As the inorganic light emitting material, ZnS: Mn is used as the light emitting material for red, and ZnS: T is used.
Using bOF as a green light emitting material, SrS: Cu, SrS:
Ag or SrS: Ce can be used as a blue light emitting material. In addition, a known inorganic EL material can be used. These light emitting materials are, for example, sputter method, C
It can be introduced into the void portion of the photonic crystal structure by a film forming method such as a VD method or an electron beam evaporation method.
【００４７】発光材料を導入されたフォトニック結晶層
２０に電圧を印加（または電流を供給）することによっ
て、高輝度（例えば、５００ｃｄ／ｍ2）の発光を得る
ことができる。この表示装置は、例えば、コントラスト
比が１０００：１以上で応答速度が１ｍｓｅｃの表示を
実現することができる。By applying a voltage (or supplying a current) to the photonic crystal layer 20 having the light emitting material introduced therein, it is possible to obtain light emission of high brightness (for example, 500 cd / m 2 ). This display device can realize, for example, a display having a contrast ratio of 1000: 1 or more and a response speed of 1 msec.
【００４８】さらに、輝度を向上するために、フォトニ
ック結晶層２０に直接加工を施し回折格子を形成しても
よいし、あるいは、フォトニック結晶層２０の光出射側
に別途回折格子を設けてもよい。回折格子としては、例
えば、特開２００２−８８６８号公報に開示されている
構成を好適に利用することができる。勿論、回折格子の
ピッチは各色光の波長および出射角について最適化す
る。このように、さらに回折格子を設けることにより、
フォトニック結晶層２０は画素毎にそれぞれの波長の色
光を発振する分布帰還型（ＤＦＢ）レーザーとして機能
するので、高輝度（例えば、１０００ｃｄ／ｍ2）の光
を発光することができる。また、それぞれの発光の単色
性が向上するという利点も得られる。Further, in order to improve the brightness, the photonic crystal layer 20 may be directly processed to form a diffraction grating, or a diffraction grating may be separately provided on the light emitting side of the photonic crystal layer 20. Good. As the diffraction grating, for example, the configuration disclosed in JP-A-2002-8868 can be preferably used. Of course, the pitch of the diffraction grating is optimized for the wavelength and emission angle of each color light. In this way, by further providing a diffraction grating,
Since the photonic crystal layer 20 functions as a distributed feedback (DFB) laser that oscillates color light of each wavelength for each pixel, it is possible to emit light of high brightness (for example, 1000 cd / m 2 ). Further, there is an advantage that the monochromaticity of each light emission is improved.
【００４９】本実施形態においても、オパールレプリカ
構造のフォトニック結晶層２０を例示したが、フォトニ
ック結晶構造に発光材料を導入したフォトニック結晶層
２０を用いることによって得られる上述の効果は、ウッ
ドパイル型、ダイヤモンド型や反転ダイヤモンド型のフ
ォトニック結晶構造を用いた場合においても同様に得ら
れる。Although the photonic crystal layer 20 having the opal replica structure is also illustrated in the present embodiment, the above-mentioned effect obtained by using the photonic crystal layer 20 in which the light emitting material is introduced into the photonic crystal structure is the wood effect. The same can be obtained when a pile type, diamond type or inverted diamond type photonic crystal structure is used.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明によると、高いエネルギー効率で
選択的に特定の波長の光を取り出すことができるという
フォトニック結晶の光学特性を利用した表示装置を提供
することができる。According to the present invention, it is possible to provide a display device utilizing the optical characteristics of a photonic crystal, which can selectively extract light of a specific wavelength with high energy efficiency.
【００５１】本発明の表示装置は、例えば光空間変調
器、調光器、大型画面用プロジェクション・ディスプレ
イ、大画面テレビ用ディスプレイ、パソコン用ディスプ
レイ等の透過型又は非透過型表示デバイスに好適に用い
られる。また、本発明の表示装置は、レーザープリンタ
用の光源としても用いることができる。The display device of the present invention is suitably used for a transmissive or non-transmissive display device such as an optical spatial modulator, a dimmer, a projection display for a large screen, a display for a large screen television, a display for a personal computer and the like. To be The display device of the present invention can also be used as a light source for a laser printer.
【図１】本発明による実施形態の表示装置１００を示す
模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a display device 100 according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明による他の実施形態の表示装置２００を
示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a display device 200 of another embodiment according to the present invention.
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明による実施形態の表
示装置に好適に用いられるフォトニック結晶層２０を模
式的に示す図である。3A to 3D are diagrams schematically showing a photonic crystal layer 20 that is preferably used in the display device according to the embodiment of the present invention.
１０ａ、１０ｂ 基板
１２ａ、１２ｂ 電極
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ フォトニック
結晶層
２０Ｒ 赤色用フォトニック結晶層
２０Ｇ 緑色用フォトニック結晶層
２０Ｂ 青色用フォトニック結晶層10a, 10b Substrates 12a, 12b Electrodes 20, 20a, 20b, 20c, 20d Photonic crystal layer 20R Red photonic crystal layer 20G Green photonic crystal layer 20B Blue photonic crystal layer
Claims (9)
有し、前記複数の画素は第１色光を出射する第１画素
と、前記第１色光と異なる第２色光を出射する第２画素
とを含み、 前記複数の画素のそれぞれは、一対の電極と、前記一対
の電極間に設けられた２次元または３次元の屈折率周期
構造を有するフォトニック結晶層とを有し、 前記第１画素が有する前記フォトニック結晶層は、前記
一対の電極に印加される電気信号に応じて前記第１色光
を変調または発光し、前記第２画素が有する前記フォト
ニック結晶層は、前記一対の電極に印加される電気信号
に応じて前記第２色光を変調または発光する、表示装
置。1. A plurality of pixels arranged in a matrix, the plurality of pixels including a first pixel for emitting a first color light and a second pixel for emitting a second color light different from the first color light. Each of the plurality of pixels includes a pair of electrodes, and a photonic crystal layer having a two-dimensional or three-dimensional refractive index periodic structure provided between the pair of electrodes, the first pixel The photonic crystal layer included in the second pixel modulates or emits the first color light according to an electric signal applied to the pair of electrodes, and the photonic crystal layer included in the second pixel is formed on the pair of electrodes. A display device that modulates or emits the second color light according to an applied electric signal.
は第１周期の第１屈折率周期構造を有し、前記第２画素
の前記フォトニック結晶層は前記第１周期と異なる第２
周期の第２屈折率周期構造を有し、請求項１に記載の表
示装置。2. The photonic crystal layer of the first pixel has a first refractive index periodic structure of a first period, and the photonic crystal layer of the second pixel has a second period different from the first period.
The display device according to claim 1, comprising a second refractive index periodic structure having a periodicity.
２色光と異なる第３色光を出射する第３画素をさらに含
み、前記第３画素が有する前記フォトニック結晶層は、
前記一対の電極に印加される電気信号に応じて前記第３
色光を変調または発光し、前記第３画素の前記フォトニ
ック結晶層は前記第１周期および第２周期と異なる第３
周期の第３屈折率周期構造を有する、請求項２に記載の
表示装置。3. The plurality of pixels further include a third pixel that emits a third color light different from the first color light and the second color light, and the photonic crystal layer included in the third pixel includes:
According to an electric signal applied to the pair of electrodes, the third
The photonic crystal layer of the third pixel modulates or emits colored light, and the photonic crystal layer of the third pixel has a third period different from the first period and the second period.
The display device according to claim 2, wherein the display device has a periodic third refractive index periodic structure.
第３画素は、並列配置されており、空間混色法によって
カラー表示を行う、請求項３に記載の表示装置。4. The display device according to claim 3, wherein the first pixel, the second pixel, and the third pixel are arranged in parallel and perform color display by a spatial color mixing method.
画素、前記第２画素および前記第３画素が積層された複
数のカラー表示画素を有し、時間混色法によってカラー
表示を行う、請求項３に記載の表示装置。5. The plurality of pixels are respectively the first pixel.
The display device according to claim 3, further comprising a plurality of color display pixels in which a pixel, the second pixel, and the third pixel are stacked, and performing color display by a time mixing method.
緑色光、前記第３色光は青色光であって、前記フォトニ
ック結晶層は、液晶材料と光硬化性樹脂とによって形成
された前記屈折率周期構造を有し、 前記第１周期は４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内
にあり、前記第２周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下
の範囲内にあり、前記第３周期は５６５ｎｍ以上５８０
ｎｍ以下の範囲内にあり、 白色光を前記フォトニック結晶層で変調することによっ
て透過モードで表示を行う、請求項３から５のいずれか
に記載の表示装置。6. The first color light is red light, the second color light is green light, and the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is formed of a liquid crystal material and a photocurable resin. And the first period is in the range of 495 nm to 550 nm, the second period is in the range of 590 nm to 780 nm, and the third period is in the range of 565 nm to 580 nm.
The display device according to claim 3, wherein the display is in a range of nm or less, and display is performed in a transmission mode by modulating white light with the photonic crystal layer.
緑色光、前記第３色光は青色光であって、前記フォトニ
ック結晶層は、液晶材料と光硬化性樹脂とによって形成
された前記屈折率周期構造を有し、 前記第１周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内
にあり、前記第２周期は４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下
の範囲内にあり、前記第３周期は４５０ｎｍ以上４８５
ｎｍ以下の範囲内にあり、 周囲光を前記フォトニック結晶層で反射することによっ
て反射モードで表示を行う、請求項３から５のいずれか
に記載の表示装置。7. The first color light is red light, the second color light is green light, and the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is formed of a liquid crystal material and a photocurable resin. And the first period is in the range of 590 nm to 780 nm, the second period is in the range of 495 nm to 550 nm, and the third period is 450 nm to 485.
The display device according to claim 3, wherein the display is in a reflection mode by reflecting ambient light in the range of nm or less and reflecting the ambient light by the photonic crystal layer.
緑色光、前記第３色光は青色光であって、前記フォトニ
ック結晶層は、発光材料と光硬化性樹脂とによって形成
された前記屈折率周期構造を有し、 前記第１周期は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内
にあり、前記第２周期は４９５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下
の範囲内にあり、前記第３周期は４５０ｎｍ以上４８５
ｎｍ以下の範囲内にある、請求項３から５のいずれかに
記載の表示装置。8. The first color light is red light, the second color light is green light, and the third color light is blue light, and the photonic crystal layer is formed of a light emitting material and a photocurable resin. And the first period is in the range of 590 nm to 780 nm, the second period is in the range of 495 nm to 550 nm, and the third period is 450 nm to 485.
The display device according to claim 3, wherein the display device is in the range of nm or less.
プリカ型、ウッドパイル型、ダイヤモンド型および反転
ダイヤモンド型の内のいずれかである、請求項１から８
のいずれかに記載の表示装置。9. The photonic crystal layer is one of an opal replica type, a woodpile type, a diamond type and an inverted diamond type.
The display device according to any one of 1.
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