JPWO2010106704A1 - 表示パネルおよび表示装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、コントラストが低下するのを抑制するとともに、光の利用効率を向上させることが可能な液晶表示パネルを提供することである。液晶表示パネル（１０）のカラーフィルタ（１７）は、開口部（２１ａ）が形成されたブラックマトリクス（２１）と、赤色表示領域Ｒの開口部（２１ａ）内に配置された赤色蛍光体層（２２）および赤色フィルタ層（２３）と、緑色表示領域Ｇの開口部（２１ａ）内に配置された緑色蛍光体層（２４）および緑色フィルタ層（２５）と、青色表示領域Ｂの開口部（２１ａ）内に配置された透明樹脂層（２６）および青色フィルタ層（２７）とを含んでいる。透明樹脂層（２６）の光出射面には、複数の凸部（２６ｃ）が形成されており、透明樹脂層（２６）は、光出射面に接触している青色フィルタ層（２７）とは異なる屈折率を有する。透明樹脂層（２６）は光拡散層であり、青色光の視野角を大きくすることが可能である。

Description

この発明は、表示パネルおよび表示装置に関する。
従来、白色光を出射（発光）するバックライト装置と、バックライト装置から出射した光が照射される表示パネルとを備えた表示装置が知られている。このような表示装置では、表示パネルは、例えば液晶などを挟み込む一対の基板と、一対の基板の光入射側または光出射側に配置されたカラーフィルタとを含んでいる。
カラーフィルタには、緑色光および青色光を遮光し赤色光を透過する赤色フィルタ層と、赤色光および青色光を遮光し緑色光を透過する緑色フィルタ層と、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過する青色フィルタ層とが形成されている。この赤色フィルタ層、緑色フィルタ層および青色フィルタ層は、それぞれ、カラーフィルタの赤色表示領域、緑色表示領域および青色表示領域に形成されている。
そして、各表示領域において、バックライト装置から出射した光（赤色光、緑色光および青色光）のうちの所定の色の光のみを透過させることによって、表示パネルにカラー表示させることが可能である。
しかしながら、従来の表示装置では、各表示領域において、カラーフィルタは、赤色光、緑色光および青色光のうちの２つの色の光を遮光するので、光の利用効率が低いという不都合がある。
この不都合を改善する方法として、光源からの光を所定の色の光に変換する蛍光体を設けた表示装置が提案されている。図１２は、蛍光体を備えた従来の一例による液晶表示装置の概略的な構造を示した断面図である。
従来の一例による液晶表示装置５００は、図１２に示すように、液晶表示パネル５１０と、液晶表示パネル５１０の背面側に配置された青色ＬＥＤ（青色発光ダイオード）５２１および導光板５２２を含むバックライト装置５２０とを備えている。
液晶表示パネル５１０は、一対の基板５１１および５１２と、一対の基板５１１および５１２の間に配置された液晶層５１３と、基板５１１の光入射面（背面）上に配置された偏光フィルタ５１４と、基板５１２の光出射面（前面）上に配置された偏光フィルタ５１５およびカラーフィルタ５１６とを含んでいる。
カラーフィルタ５１６は、赤色表示領域Ｒに設けられた赤色蛍光体層５１６ａと、緑色表示領域Ｇに設けられた緑色蛍光体層５１６ｂと、青色表示領域Ｂに設けられた青色透過部５１６ｃとを含んでいる。
赤色蛍光体層５１６ａは、青色光が照射されることにより赤色光を励起する蛍光体と、その蛍光体が含有された樹脂とによって形成されている。
緑色蛍光体層５１６ｂは、青色光が照射されることにより緑色光を励起する蛍光体と、その蛍光体が含有された樹脂とによって形成されている。
青色透過部５１６ｃは、照射された青色光を拡散するための拡散粒子（または蛍光体）と、その拡散粒子が含有された樹脂とによって形成されている。
この液晶表示装置５００では、各表示領域において、バックライト装置５２０からの青色光は、赤色蛍光体層５１６ａ中の蛍光体、緑色蛍光体層５１６ｂ中の蛍光体および青色透過部５１６ｃ中の拡散粒子（または蛍光体）により拡散される。これにより、赤色光、緑色光および青色光の視野角を大きくすることが可能であるので、視覚特性を向上させることが可能である。
なお、このような表示装置は、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
特許第３４１６０５６号公報（第５頁、第６図） 特開平４−１２３２３号公報（第２頁−第３頁、第１図）
しかしながら、上記した従来の一例による液晶表示装置５００では、青色透過部５１６ｃに、青色光を拡散させるための拡散粒子（または蛍光体）を含有させているので、青色透過部５１６ｃに入射した青色光の一部は、拡散粒子（または蛍光体）により、背面側（バックライト装置５２０側）に反射される。このため、青色表示領域Ｂにおける光（青色光）の透過率が低下するので、光の利用効率が低下するという問題点がある。
また、液晶表示装置５００では、外光が青色透過部５１６ｃに入射した場合、拡散粒子（または蛍光体）により、入射した光が拡散される。そして、拡散された光の一部は、前方（バックライト装置５２０とは反対側）に出射されるので、コントラストが低下するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、コントラストが低下するのを抑制するとともに、光の利用効率を向上させることが可能な表示パネルおよびそれを備えた表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による表示パネルは、透光性を有する基板と、基板の一方面上の赤色表示領域に配置され、青色光が照射されることにより赤色光を励起する赤色蛍光体層と、赤色蛍光体層上に配置され、緑色光および青色光を遮光し赤色光を透過する赤色フィルタ層と、基板の一方面上の緑色表示領域に配置され、青色光が照射されることにより緑色光を励起する緑色蛍光体層と、緑色蛍光体層上に配置され、赤色光および青色光を遮光し緑色光を透過する緑色フィルタ層と、基板の一方面上の青色表示領域に配置され、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過するとともに、１つ以上の層からなる青色透過層とを備え、青色透過層は、光源からの青色光が入射される光入射面と、光源からの青色光を出射する光出射面とを有する光拡散層を含み、光拡散層の光入射面および光出射面の少なくとも一方には、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成されており、光拡散層は、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層とは異なる屈折率を有する。
この第１の局面による表示パネルでは、上記のように、光拡散層の光入射面および光出射面の少なくとも一方に、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方を形成し、光拡散層を、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層とは異なる屈折率を有するように構成する。これにより、光源からの青色光は、光拡散層を透過する際に、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方により、スネルの法則にしたがって屈折される。このため、青色透過層に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させることなく、青色透過層から出射する青色光の視野角を大きくすることができる。その結果、視覚特性を向上させることができる。
また、第１の局面による表示パネルでは、上記のように、青色透過層に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させる必要がないので、青色光が青色透過層を透過する際に、青色光の透過率が低下するのを抑制することができる。これにより、光（青色光）の利用効率が低下するのを抑制することができる。
また、青色透過層に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させる必要がないので、外光が青色透過層に入射した場合に、外光が拡散粒子により拡散されることがない。これにより、外光の一部が前方に出射するのを抑制することができるので、コントラストが低下するのを抑制することができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、青色透過層は、光拡散層と、光拡散層の光出射面上に配置され、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過する青色フィルタ層とを含み、光拡散層の光出射面には、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成されており、光拡散層および青色フィルタ層は、互いに異なる屈折率を有する。このように構成すれば、光源からの青色光を、光拡散層の光出射面（光拡散層と青色フィルタ層との界面）で屈折させることができる。これにより、青色透過層から出射する青色光の視野角を、容易に大きくすることができるので、視覚特性を、容易に向上させることができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、光拡散層は、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過する青色フィルタ層を含み、青色フィルタ層の光出射面に、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成されている。このように構成すれば、光源からの青色光を、青色フィルタ層の光出射面（青色フィルタ層と空気層との界面）で屈折させることができる。これにより、青色透過層から出射する青色光の視野角を、容易に大きくすることができるので、視覚特性を、容易に向上させることができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、青色透過層は、赤色光および緑色光を吸収する機能を有する。このように構成すれば、外光のうちの赤色光および緑色光が、青色透過層により、前方に向かって反射されるのを抑制することができるので、コントラストが低下するのをより抑制することができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、基板の一方面上には、赤色表示領域、緑色表示領域および青色表示領域の間に配置されるとともに、遮光性を有する遮光部材が設けられている。このように構成すれば、赤色表示領域、緑色表示領域および青色表示領域の各々の光が隣接する表示領域に入射するのを抑制することができる。これにより、赤色表示領域、緑色表示領域および青色表示領域の間で光が混色されるのを抑制することができるので、コントラストが低下するのをより抑制することができる。
上記基板の一方面上に遮光部材が設けられている表示パネルにおいて、好ましくは、遮光部材は、黒色の樹脂により形成されている。このように構成すれば、遮光部材により、赤色光、緑色光および青色光を容易に遮光することができる。
上記基板の一方面上に遮光部材が設けられている表示パネルにおいて、好ましくは、遮光部材は、テーパ形状の断面を有し、遮光部材の表面上には、光を反射する機能を有する金属反射膜が設けられている。このように構成すれば、金属反射膜により、蛍光体層の内部で発光した光を前方に反射させることができるので、光の利用効率をより向上させることができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、基板と、少なくとも赤色蛍光体層および緑色蛍光体層との間には、赤色光および緑色光を反射し青色光を透過するバンドパスフィルタ層が設けられている。このように構成すれば、赤色表示領域において赤色光に変換された光、および、緑色表示領域において緑色光に変換された光を、バンドパスフィルタ層により、前方に反射させることができるので、光の利用効率をより向上させることができる。
上記第１の局面による表示パネルにおいて、好ましくは、基板の他方面側に、光源からの青色光の透過および遮光を制御する光スイッチング素子を設けてもよい。
上記基板の他方面側に光スイッチング素子を設けた表示パネルにおいて、好ましくは、光スイッチング素子は、液晶を含む。このように構成すれば、コントラストが低下するのを抑制するとともに、光の利用効率を向上させることが可能な液晶表示パネルを得ることができる。
この発明の第２の局面による表示装置は、上記の構成の表示パネルと、表示パネルを照明するための青色光を出射する光源とを備える。このように構成すれば、コントラストが低下するのを抑制するとともに、光の利用効率を向上させることが可能な表示装置を得ることができる。
以上のように、本発明によれば、コントラストが低下するのを抑制するとともに、光の利用効率を向上させることが可能な表示パネルおよびそれを備えた表示装置を容易に得ることができる。
本発明の第１実施形態による液晶表示パネルを備えた液晶表示装置の概略的な構造を示した断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した拡大断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態による表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した拡大断面図である。 本発明の第２実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 図５に示した本発明の第２実施形態による表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した拡大断面図である。 図５に示した本発明の第２実施形態による表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した拡大断面図である。 本発明の第３実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 本発明の第４実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 本発明の第１変形例による液晶表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 本発明の第２変形例による液晶表示パネルのカラーフィルタおよびバンドパスフィルタ層の構造を示した断面図である。 蛍光体を備えた従来の一例による液晶表示装置の概略的な構造を示した断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による液晶表示パネル１０を備えた液晶表示装置１の構造について説明する。
本発明の第１実施形態による液晶表示装置１は、図１に示すように、液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０の背面側に配置され、液晶表示パネル１０に青色光を照射するバックライト装置３０と、液晶表示パネル１０およびバックライト装置３０を保持するフレーム（図示せず）とを備えている。なお、液晶表示装置１は、本発明の「表示装置」の一例であり、液晶表示パネル１０は、本発明の「表示パネル」の一例である。
液晶表示パネル１０は、ＡＭ基板（アクティブマトリックス基板）１１と、ＡＭ基板１１に対向配置された対向基板１２と、ＡＭ基板１１および対向基板１２の間に配置された液晶層１３と、ＡＭ基板１１の光入射面（背面）上に配置された偏光フィルタ１４と、対向基板１２の光出射面（前面）１２ａ上に配置された偏光フィルタ１５、バンドパスフィルタ層１６およびカラーフィルタ１７とを含んでいる。なお、対向基板１２は、本発明の「基板」の一例であり、光出射面１２ａは、本発明の「一方面」の一例である。
ＡＭ基板１１および対向基板１２は、ガラスなどからなる透光性を有する基板により形成されている。また、ＡＭ基板１１および対向基板１２には、図示しない透明電極や配向膜などが形成されている。
液晶層１３は、対向基板１２の光入射面（背面）１２ｂ側に配置されている。また、液晶層１３は、ＡＭ基板１１および対向基板１２の透明電極（図示せず）が電圧制御されることによって、光の透過および遮光を制御する液晶を含んでおり、光スイッチング素子として機能する。なお、光入射面１２ｂは、本発明の「他方面」の一例である。
バンドパスフィルタ層１６は、所定の波長の光を透過する機能を有する。具体的には、バンドパスフィルタ層１６は、青色光を透過し、赤色光および緑色光を反射することにより遮光する機能を有する。
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、カラーフィルタ１７は、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂに開口部２１ａが形成されたブラックマトリクス２１と、赤色表示領域Ｒの開口部２１ａ内に配置された赤色蛍光体層２２および赤色フィルタ層２３と、緑色表示領域Ｇの開口部２１ａ内に配置された緑色蛍光体層２４および緑色フィルタ層２５と、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内に配置された透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７とを含んでいる。なお、ブラックマトリクス２１は、本発明の「遮光部材」の一例である。また、透明樹脂層２６は、本発明の「光拡散層」の一例である。また、青色フィルタ層２７は、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層」の一例である。また、透明樹脂層２６と青色フィルタ層２７とによって、本発明の「青色透過層」が構成されている。
ブラックマトリクス２１は、黒色の樹脂などにより形成されており、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂの各々の光が隣接する表示領域に入射するのを抑制する機能を有する。
また、ブラックマトリクス２１は、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂの間において、テーパ形状の断面を有するように形成されている。また、ブラックマトリクス２１の側面上には、光を反射する機能を有する、例えばアルミニウムからなる金属反射膜２８が設けられている。
赤色蛍光体層２２は、例えばＣａＳ：Ｅｕなどからなる蛍光体（図示せず）と、その蛍光体が含有されたアクリル樹脂とによって形成されている。この蛍光体は、青色光が照射されることにより赤色光を励起する機能を有する。
また、蛍光体により励起された赤色光は拡散されるので、赤色光の視野角を大きくすることが可能である。なお、赤色光の一部は、背面側（バックライト装置３０）側に向かって進行するが、バンドパスフィルタ層１６により、前方に反射される。
また、赤色蛍光体層２２と赤色フィルタ層２３との界面（赤色蛍光体層２２の光出射面および赤色フィルタ層２３の光入射面）は、平坦面状に形成されている。
赤色フィルタ層２３は、赤色光を透過する機能を有する。これにより、赤色蛍光体層２２により変換された赤色光は、赤色フィルタ層２３を透過し、前方に出射する。
また、赤色フィルタ層２３は、緑色光および青色光を吸収（遮光）する機能を有する。これにより、赤色蛍光体層２２により赤色光に変換されなかった一部の青色光は、赤色フィルタ層２３により吸収される。このため、赤色表示領域Ｒから青色光が出射するのを抑制することが可能であるので、コントラストが低下するのを抑制することが可能である。
また、外光が赤色フィルタ層２３を照射する場合、外光のうちの赤色光以外の光（緑色光および青色光など）が赤色フィルタ層２３により吸収されるので、外光（青色光）により赤色蛍光体層２２が励起されるのを抑制することが可能である。
緑色蛍光体層２４は、例えばＺｎＳ：ＣｕＡｌなどからなる蛍光体（図示せず）と、その蛍光体が含有されたアクリル樹脂とによって形成されている。この蛍光体は、青色光が照射されることにより緑色光を励起する機能を有する。
また、蛍光体により励起された緑色光は拡散されるので、緑色光の視野角を大きくすることが可能である。なお、緑色光の一部は、背面側（バックライト装置３０側）に向かって進行するが、バンドパスフィルタ層１６により、前方に反射される。
また、緑色蛍光体層２４と緑色フィルタ層２５との界面（緑色蛍光体層２４の光出射面および緑色フィルタ層２５の光入射面）は、平坦面状に形成されている。
緑色フィルタ層２５は、緑色光を透過する機能を有する。これにより、緑色蛍光体層２４により変換された緑色光は、緑色フィルタ層２５を透過し、前方に出射する。
また、緑色フィルタ層２５は、赤色光および青色光を吸収（遮光）する機能を有する。これにより、緑色蛍光体層２４により緑色光に変換されなかった一部の青色光は、緑色フィルタ層２５により吸収される。このため、緑色表示領域Ｇから青色光が出射するのを抑制することが可能であるので、コントラストが低下するのを抑制することが可能である。
また、外光が緑色フィルタ層２５を照射する場合、外光のうちの緑色光以外の光（赤色光および青色光など）が緑色フィルタ層２５により吸収されるので、外光（青色光）により緑色蛍光体層２４が励起されるのを抑制することが可能である。
透明樹脂層２６は、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）（図１参照）からの青色光が入射される光入射面（前面）２６ａと、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）からの青色光を出射する光出射面（背面）２６ｂとを含んでいる。なお、光出射面２６ｂは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。
また、透明樹脂層２６は、透光性を有する樹脂などにより形成されている。なお、透明樹脂層２６は、少なくとも青色光を透過すれば、赤色光や緑色光を透過してもよいし透過しなくてもよい。
ここで、第１実施形態では、透明樹脂層２６は、光を拡散させるための拡散粒子や蛍光体を含有していない。また、透明樹脂層２６は、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）からの青色光を、赤色光や緑色光に変換することなく、青色光のまま光出射面２６ｂから出射する機能を有する。
また、第１実施形態では、透明樹脂層２６の光出射面２６ｂには、複数の凸部２６ｃ（図３参照）が形成されている。また、透明樹脂層２６は、光出射面２６ｂに接触している青色フィルタ層２７とは異なる屈折率を有する。このため、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）からの青色光は、透明樹脂層２６を透過する際に、スネルの法則にしたがって、放射状に広がるように屈折されるので、青色光の視野角を大きくすることが可能である。
具体的には、透明樹脂層２６の屈折率が青色フィルタ層２７の屈折率よりも小さい場合、青色光は図３に示すように放射状に広がるように屈折し、透明樹脂層２６の屈折率が青色フィルタ層２７の屈折率よりも大きい場合、青色光は図４に示すように放射状に広がるように屈折する。このように、透明樹脂層２６の屈折率が青色フィルタ層２７の屈折率よりも小さいか大きいかにかかわらず、青色光は、透明樹脂層２６の光出射面２６ｂ（透明樹脂層２６と青色フィルタ層２７との界面）を通過する際に、視野角が大きくなるように屈折される。
また、凸部２６ｃは、例えば約１μｍ〜約２０μｍの直径（幅）と、例えば約１μｍ〜約１０μｍの高さとを有するように形成されている。なお、凸部２６ｃを、これよりも小さい、例えば約０．５μｍの直径（幅）と、例えば約０．５μｍの高さとを有するように形成すると、青色光が光出射面２６ｂを通過する際の回折効果が増大してしまう。
青色フィルタ層２７は、青色光を透過する機能を有する。これにより、透明樹脂層２６を透過した青色光は、青色フィルタ層２７を透過し、前方に出射する。
また、青色フィルタ層２７は、赤色光および緑色光を吸収（遮光）する機能を有する。
また、外光が青色フィルタ層２７を照射する場合、外光のうちの青色光以外の光（赤色光および緑色光など）は、青色フィルタ層２７により吸収される。また、外光のうちの青色光は、青色フィルタ層２７および透明樹脂層２６を透過し、バックライト装置３０側に出射する。このため、外光のうちの青色光が前方に出射されることはない。
バックライト装置３０は、図１に示すように、エッジライト型のバックライト装置であり、青色光を出射（発光）する青色ＬＥＤ３１と、青色ＬＥＤ３１からの青色光が入射される光入射面３２ａを有する導光板３２とを含んでいる。なお、導光板３２の光出射面３２ｂ側（液晶表示パネル１０側）に、拡散板や集光レンズなどを設けてもよい。また、導光板３２の背面側に、光を反射する機能を有する反射部材を設けてもよい。なお、青色ＬＥＤ３１は、本発明の「光源」の一例である。
導光板３２は、青色ＬＥＤ３１からの青色光を、光入射面３２ａから入射するとともに、光出射面３２ｂから液晶表示パネル１０に向かって出射する機能を有する。
次に、図１〜図３を参照して、液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。
まず、図１に示すように、液晶層１３を挟み込んだＡＭ基板１１および対向基板１２を準備する。そして、ＡＭ基板１１の光入射面（背面）上に、偏光フィルタ１４を形成するとともに、対向基板１２の光出射面（前面）１２ａ上に、偏光フィルタ１５およびバンドパスフィルタ層１６を形成する。
その後、図２に示すように、バンドパスフィルタ層１６上に、黒色の樹脂などを用いて、ブラックマトリクス２１を形成する。このとき、ブラックマトリクス２１の赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂに、開口部２１ａを形成する。また、ブラックマトリクス２１を、テーパ形状の断面を有するように形成する。
そして、ブラックマトリクス２１の側面上に、例えばアルミニウムからなる金属反射膜２８を形成する。
次に、赤色表示領域Ｒの開口部２１ａ内に、例えばＣａＳ：Ｅｕからなる蛍光体を含有するアクリル樹脂を配置し、赤色蛍光体層２２を形成する。そして、緑色表示領域Ｇの開口部２１ａ内に、例えばＺｎＳ：ＣｕＡｌからなる蛍光体を含有するアクリル樹脂を配置し、緑色蛍光体層２４を形成する。
その後、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内に、透光性を有するポジ型の樹脂を配置する。そして、開口径の異なる複数のマスクを用いて複数回露光を行ったり、ハーフ露光を行うことにより、透明樹脂層２６の光出射面２６ｂに複数の凸部２６ｃ（図３参照）を形成する。
その後、赤色蛍光体層２２、緑色蛍光体層２４および透明樹脂層２６上に、それぞれ、赤色フィルタ層２３、緑色フィルタ層２５および青色フィルタ層２７を形成する。
なお、液晶表示パネル１０のその他の製造方法は、従来から知られた方法を用いることが可能である。例えば、開口部２１ａ内にアクリル樹脂やポジ型の樹脂を配置する場合、スクリーン印刷法やインクジェット法などを用いることが可能である。また、赤色フィルタ層２３、緑色フィルタ層２５および青色フィルタ層２７を形成する場合、フォトリソグラフィ技術などを用いることが可能である。
第１実施形態では、上記のように、透明樹脂層２６の光出射面２６ｂに、複数の凸部２６ｃを形成し、透明樹脂層２６を、光出射面２６ｂに接触している青色フィルタ層２７とは異なる屈折率を有するように構成する。これにより、青色ＬＥＤ３１からの青色光は、透明樹脂層２６を透過する際に、複数の凸部２６ｃにより、スネルの法則にしたがって、放射状に広がるように屈折される。このため、透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させることなく、透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７から出射する青色光の視野角を大きくすることができる。その結果、視覚特性を向上させることができる。
また、第１実施形態では、上記のように、透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させる必要がないので、青色光が透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７を透過する際に、青色光の透過率が低下するのを抑制することができる。これにより、光（青色光）の利用効率が低下するのを抑制することができる。
また、透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７に青色光を拡散させるための拡散粒子などを含有させる必要がないので、外光のうちの青色光が透明樹脂層２６および青色フィルタ層２７に入射した場合に、外光のうちの青色光が拡散粒子により拡散されることがない。これにより、外光の一部が前方に出射するのを抑制することができるので、コントラストが低下するのを抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、青色フィルタ層２７を、赤色光および緑色光を吸収する機能を有するように構成することによって、外光のうちの赤色光および緑色光が、バンドパスフィルタ層１６により、前方に向かって反射されるのを抑制することができるので、コントラストが低下するのをより抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂの間に、遮光性を有するブラックマトリクス２１を設けることによって、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂの各々の光が隣接する表示領域に入射するのを抑制することができる。これにより、赤色表示領域Ｒ、緑色表示領域Ｇおよび青色表示領域Ｂの間で光が混色されるのを抑制することができるので、コントラストが低下するのをより抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、ブラックマトリクス２１を、テーパ形状の断面を有するように形成し、ブラックマトリクス２１の側面上に、光を反射する機能を有する金属反射膜２８を設ける。これにより、各表示領域において、側方（ブラックマトリクス２１）に向かって進行する光を、金属反射膜２８により前方に反射させることができる。その結果、光の利用効率をより向上させることができる。
また、第１実施形態では、上記のように、対向基板１２と、赤色蛍光体層２２、緑色蛍光体層２４および透明樹脂層２６との間に、赤色光および緑色光を反射し青色光を透過するバンドパスフィルタ層１６を設けている。これにより、赤色表示領域Ｒにおいて赤色光に変換され背面側（バックライト装置３０側）に向かって進行する赤色光、および、緑色表示領域Ｇにおいて緑色光に変換され背面側（バックライト装置３０側）に向かって進行する緑色光を、バンドパスフィルタ層１６により、前方に反射させることができる。その結果、光の利用効率をより向上させることができる。
（第２実施形態）
第２実施形態では、図５〜図７を参照して、上記第１実施形態と異なり、透明樹脂層５６の光出射面５６ｂに複数の凹部５６ｃが形成されている場合について説明する。
本発明の第２実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタ４７では、図５に示すように、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内には、透明樹脂層５６および青色フィルタ層５７が形成されている。そして、透明樹脂層５６と青色フィルタ層５７とによって、本発明の「青色透過層」が構成されている。なお、透明樹脂層５６は、本発明の「光拡散層」の一例である。また、青色フィルタ層５７は、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層」の一例である。
ここで、第２実施形態では、図６に示すように、透明樹脂層５６の光出射面５６ｂには、複数の凹部５６ｃが形成されている。この複数の凹部５６ｃは、例えば約１μｍ〜約２０μｍの直径（幅）と、例えば約１μｍ〜約１０μｍの深さとを有するように形成されている。なお、光出射面５６ｂは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。
また、透明樹脂層５６は、光出射面５６ｂに接触している青色フィルタ層５７とは異なる屈折率を有する。このため、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）からの青色光は、透明樹脂層５６を透過する際に、スネルの法則にしたがって、放射状に広がるように屈折されるので、青色光の視野角を大きくすることが可能である。
具体的には、透明樹脂層５６の屈折率が青色フィルタ層５７の屈折率よりも小さい場合、青色光は図６に示すように放射状に広がるように屈折し、透明樹脂層５６の屈折率が青色フィルタ層５７の屈折率よりも大きい場合、青色光は図７に示すように放射状に広がるように屈折する。このように、透明樹脂層５６の屈折率が青色フィルタ層５７の屈折率よりも小さいか大きいかにかかわらず、青色光は、透明樹脂層５６の光出射面５６ｂ（透明樹脂層５６と青色フィルタ層５７との界面）を通過する際に、視野角が大きくなるように屈折される。
なお、第２実施形態のその他の構造および製造方法は、上記第１実施形態と同様である。
また、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
第３実施形態では、図８を参照して、上記第１および第２実施形態と異なり、透明樹脂層７６の光出射面７６ｂに複数の凸部７６ｃおよび複数の凹部７６ｄの両方が形成されている場合について説明する。
本発明の第３実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタ６７では、図８に示すように、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内には、透明樹脂層７６および青色フィルタ層７７が形成されている。そして、透明樹脂層７６と青色フィルタ層７７とによって、本発明の「青色透過層」が構成されている。なお、透明樹脂層７６は、本発明の「光拡散層」の一例である。また、青色フィルタ層７７は、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層」の一例である。
ここで、第３実施形態では、透明樹脂層７６の光出射面７６ｂには、複数の凸部７６ｃと複数の凹部７６ｄとが形成されている。なお、光出射面７６ｂは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。
また、透明樹脂層７６は、上記第１および第２実施形態と同様、光出射面７６ｂに接触している青色フィルタ層７７とは異なる屈折率を有する。このため、バックライト装置３０（青色ＬＥＤ３１）からの青色光は、透明樹脂層７６を透過する際に、スネルの法則にしたがって、放射状に広がるように屈折されるので、青色光の視野角を大きくすることが可能である。
なお、第３実施形態のその他の構造および製造方法は、上記第１実施形態と同様である。
また、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
（第４実施形態）
第４実施形態では、図９を参照して、上記第１〜第３実施形態と異なり、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内に、青色フィルタ層９７のみが形成されている場合について説明する。
本発明の第４実施形態による液晶表示パネルのカラーフィルタ８７では、図９に示すように、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内には、透明樹脂層が形成されておらず、青色フィルタ層９７のみが形成されている。そして、青色フィルタ層９７のみによって、本発明の「青色透過層」が構成されている。また、青色フィルタ層９７は、本発明の「光拡散層」の一例である。
ここで、第４実施形態では、青色フィルタ層９７の光出射面９７ａには、複数の凸部９７ｂが形成されている。青色フィルタ層９７は、光出射面９７ａに接触している空気層よりも大きい屈折率を有するので、青色光は、青色フィルタ層９７を透過する際に、スネルの法則にしたがって、放射状に広がるように屈折される。これにより、青色光の視野角を大きくすることが可能である。なお、光出射面９７ａは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。また、空気層は、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層」の一例である。
なお、第４実施形態では、図９に示すように、青色フィルタ層９７の光出射面９７ａに複数の凸部９７ｂを設けているが、上記第２実施形態と同様に、光出射面９７ａに複数の凹部を設けてもよいし、上記第３実施形態と同様に、光出射面９７ａに複数の凸部９７ｂと複数の凹部との両方を設けてもよい。
第４実施形態のその他の構造は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
また、第４実施形態による液晶表示パネル（カラーフィルタ８７）の製造方法は、透明樹脂層を設けず、かつ、青色フィルタ層９７の光出射面９７ａに複数の凸部９７ｂを形成すること以外は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
第４実施形態では、上記のように、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内に、青色フィルタ層９７のみを設け、青色フィルタ層９７の光出射面９７ａに、複数の凸部９７ｂを形成している。これにより、青色ＬＥＤ３１からの青色光を、青色フィルタ層９７の光出射面９７ａ（青色フィルタ層９７と空気層との界面）で屈折させることができる。これにより、青色フィルタ層９７から出射する青色光の視野角を、容易に大きくすることができるので、視覚特性を、容易に向上させることができる。
第４実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、表示パネルおよび表示装置を、それぞれ、液晶表示パネルおよび液晶表示装置に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、液晶表示パネルおよび液晶表示装置以外の表示パネルおよび表示装置に適用してもよい。
また、上記実施形態では、光源として、ＬＥＤを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子などの、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。
また、上記実施形態では、光スイッチング素子として液晶（液晶層）を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、光スイッチング素子として、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子などの、液晶以外の素子を用いてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、透明樹脂層の光出射面（透明樹脂層と青色フィルタ層との界面）に、複数の凸部や複数の凹部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、透明樹脂層の光出射面を平坦面状に形成し、青色フィルタ層の光出射面（前面）に複数の凸部や複数の凹部を形成してもよい。
また、上記第４実施形態では、青色表示領域Ｂの開口部内に、青色フィルタ層を設け、青色フィルタ層の光出射面に、複数の凸部や複数の凹部を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、図１０に示した本発明の第１変形例によるカラーフィルタ１０７のように形成してもよい。すなわち、図１０に示すように、青色表示領域Ｂの開口部２１ａ内に、青色フィルタ層１１７と、青色フィルタ層１１７の光出射面上に配置される透明樹脂層１１６とを設け、透明樹脂層１１６の光出射面１１６ｂに複数の凸部１１６ｃや複数の凹部（図示せず）を形成してもよい。なお、透明樹脂層１１６は、本発明の「光拡散層」の一例である。また、光出射面１１６ｂは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。
また、上記実施形態では、透明樹脂層の光出射面（透明樹脂層と青色フィルタ層との界面）や、青色フィルタ層の光出射面（青色フィルタ層と空気層との界面）に、複数の凸部や複数の凹部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、図１１に示した本発明の第２変形例によるカラーフィルタ１２７のように形成してもよい。すなわち、図１１に示すように、バンドパスフィルタ層１２６の表面に複数の凹部や複数の凸部を形成し、バンドパスフィルタ層１２６上に、例えば透明樹脂層１３６および青色フィルタ層１３７を設ける。これにより、透明樹脂層１３６の光入射面（背面）１３６ａに、複数の凸部１３６ｃや複数の凹部が形成される。このように構成すれば、青色光は、透明樹脂層１３６の光入射面１３６ａ（バンドパスフィルタ層１２６と透明樹脂層１３６との界面）を通過する際に、視野角が大きくなるように屈折される。なお、透明樹脂層１３６は、本発明の「光拡散層」の一例である。また、光入射面１３６ａは、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面」の一例である。なお、バンドパスフィルタ層１２６は、本発明の「複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層」の一例である。
また、上記実施形態では、透明樹脂層または青色フィルタ層の光出射面のみに、複数の凸部や複数の凹部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、透明樹脂層または青色フィルタ層の光出射面と光入射面との両方に、複数の凸部や複数の凹部を形成してもよい。
また、上記実施形態では、ブラックマトリクスの側面上に、金属反射膜を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ブラックマトリクスの側面上に、金属以外からなる反射膜を形成してもよいし、反射膜を形成しなくてもよい。
また、上記実施形態では、遮光部材（ブラックマトリクス）を、黒色の樹脂により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、遮光部材を、黒色以外の樹脂により形成してもよい。
１ 液晶表示装置（表示装置）
１０ 液晶表示パネル（表示パネル）
１２ 対向基板（基板）
１２ａ 光出射面（一方面）
１２ｂ 光入射面（他方面）
１３ 液晶層（光スイッチング素子）
１６ バンドパスフィルタ層
２１ ブラックマトリクス（遮光部材）
２２ 赤色蛍光体層
２３ 赤色フィルタ層
２４ 緑色蛍光体層
２５ 緑色フィルタ層
２６、５６、７６、１１６、１３６ 透明樹脂層（光拡散層）
２６ａ、１３６ａ 光入射面
２６ｂ、５６ｂ、７６ｂ、９７ａ、１１６ｂ 光出射面（複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面）
２６ｃ、７６ｃ、９７ｂ、１１６ｃ、１３６ｃ 凸部
２７、５７、７７ 青色フィルタ層（複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層）
２８ 金属反射膜
３１ 青色ＬＥＤ（光源）
５６ｃ、７６ｄ 凹部
９７ 青色フィルタ層（光拡散層）
１２６ バンドパスフィルタ層（複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層）
１３６ａ 光入射面（複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された面）
Ｒ 赤色表示領域
Ｇ 緑色表示領域
Ｂ 青色表示領域

Claims (11)

  1. 透光性を有する基板と、
    前記基板の一方面上の赤色表示領域に配置され、青色光が照射されることにより赤色光を励起する赤色蛍光体層と、
    前記赤色蛍光体層上に配置され、緑色光および青色光を遮光し赤色光を透過する赤色フィルタ層と、
    前記基板の一方面上の緑色表示領域に配置され、青色光が照射されることにより緑色光を励起する緑色蛍光体層と、
    前記緑色蛍光体層上に配置され、赤色光および青色光を遮光し緑色光を透過する緑色フィルタ層と、
    前記基板の一方面上の青色表示領域に配置され、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過するとともに、１つ以上の層からなる青色透過層とを備え、
    前記青色透過層は、光源からの青色光が入射される光入射面と、前記光源からの青色光を出射する光出射面とを有する光拡散層を含み、
    前記光拡散層の前記光入射面および前記光出射面の少なくとも一方には、複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成されており、
    前記光拡散層は、前記複数の凸部および前記複数の凹部の少なくとも一方が形成された面に接触している層とは異なる屈折率を有することを特徴とする表示パネル。
  2. 前記青色透過層は、前記光拡散層と、前記光拡散層の光出射面上に配置され、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過する青色フィルタ層とを含み、
    前記光拡散層の光出射面には、前記複数の凸部および前記複数の凹部の少なくとも一方が形成されており、
    前記光拡散層および前記青色フィルタ層は、互いに異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
  3. 前記光拡散層は、赤色光および緑色光を遮光し青色光を透過する青色フィルタ層を含み、
    前記青色フィルタ層の光出射面に、前記複数の凸部および前記複数の凹部の少なくとも一方が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
  4. 前記青色透過層は、赤色光および緑色光を吸収する機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示パネル。
  5. 前記基板の一方面上には、前記赤色表示領域、前記緑色表示領域および前記青色表示領域の間に配置されるとともに、遮光性を有する遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示パネル。
  6. 前記遮光部材は、黒色の樹脂により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表示パネル。
  7. 前記遮光部材は、テーパ形状の断面を有し、
    前記遮光部材の表面上には、光を反射する機能を有する金属反射膜が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の表示パネル。
  8. 前記基板と、少なくとも前記赤色蛍光体層および前記緑色蛍光体層との間には、赤色光および緑色光を反射し青色光を透過するバンドパスフィルタ層が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示パネル。
  9. 前記基板の他方面側には、前記光源からの青色光の透過および遮光を制御する光スイッチング素子が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示パネル。
  10. 前記光スイッチング素子は、液晶を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示パネル。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表示パネルと、
    前記表示パネルを照明するための青色光を出射する光源とを備えることを特徴とする表示装置。
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