WO2011136072A1 - 表示装置 - Google Patents

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light
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箕浦　潔
和広 出口
佐藤　英次
藤原　小百合
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/04—Materials and properties dye
    • G02F2202/046—Materials and properties dye fluorescent

Definitions

  • the present invention relates to a display device configured to be capable of emitting fluorescence according to the alignment state of liquid crystal in a liquid crystal layer.
  • display devices configured to emit fluorescence by controlling the alignment state of liquid crystals are known.
  • a dye is added to the liquid crystal layer, and the alignment state of the dye is changed according to the movement of the liquid crystal in the liquid crystal layer. ing.
  • the dye is also in a random state, and the color of the liquid crystal layer is changed to the color of the dye.
  • the liquid crystal is aligned when a voltage is applied, the dye is also aligned and the liquid crystal layer becomes transparent.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-173116 also describes that a fluorescent substance is added in the liquid crystal layer to increase the color intensity of the dye.
  • An object of the present invention is to obtain a configuration of a display device that can emit sufficient fluorescence without increasing the thickness of a liquid crystal layer.
  • a display device includes a fluorescent light-emitting layer having a fluorescent dye molecule that absorbs light and emits fluorescence, and a liquid crystal layer configured to be switchable between a transparent state and a scattering state,
  • the fluorescent dye molecule is a dichroic fluorescent dye molecule whose intensity of light emission varies depending on the emission direction, and the dichroic fluorescent dye molecule has the same direction of transition dipole moment in each fluorescent light emitting layer. Oriented to be in the direction.
  • a display device capable of sufficient fluorescence can be obtained without increasing the thickness of the liquid crystal layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a display panel of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating how the light emitted from the dichroic fluorescent dye is reflected in the display panel when the liquid crystal layer is in the transparent state in the display panel of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating how the light emitted from the dichroic fluorescent dye is scattered in the display panel when the liquid crystal layer is in the scattering state in the display panel of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the display panel of the display device according to Modification 1 of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a display panel of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating how the light emitted from the dichroic fluorescent dye is reflected in the display panel when the liquid crystal layer is in the transparent state
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the display panel of the display device according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the display panel of the display device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the display panel of the display device according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows schematic structure at the time of applying the structure of the display panel of the display apparatus concerning 3rd Embodiment to the display panel of the display apparatus concerning 2nd Embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a display panel of a display device according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the display panel of the display device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display device according to the fifth embodiment.
  • 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • a display device includes a fluorescent light-emitting layer having a fluorescent dye molecule that absorbs light and emits fluorescence, and a liquid crystal layer configured to be switchable between a transparent state and a scattering state,
  • the fluorescent dye molecule is a dichroic fluorescent dye molecule having different emission intensity depending on the emission direction, and the dichroic fluorescent dye molecule has a transition dipole moment in each molecule in the fluorescent light emitting layer. They are oriented in the same direction (first configuration).
  • the liquid crystal layer and the fluorescent light emitting layer containing the fluorescent dye are separated. Therefore, it is not necessary to dissolve the fluorescent dye in the liquid crystal layer, so that it is not necessary to increase the thickness of the liquid crystal layer so that a large amount of the fluorescent dye can be added to the liquid crystal layer. Further, in the above-described configuration, in order to obtain sufficient fluorescence, the fluorescence emission layer may be thickened. Therefore, with the above-described configuration, the amount of light emission can be changed without changing the voltage applied to the liquid crystal layer.
  • the fluorescent dye molecules in the fluorescent light emitting layer are dichroic fluorescent dye molecules having different emission intensity depending on the direction of light emission. Therefore, by making the direction of the transition dipole moment the same in each molecule as in the above configuration, light can be emitted in the same direction from the dichroic fluorescent dye molecule, and the fluorescent light emitting layer is brighter or It becomes possible to emit light with higher contrast.
  • the intensity of the fluorescence emission can be changed by changing the refractive state of the strong light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule in the display device. That is, by controlling the liquid crystal in the liquid crystal layer, the bright light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule is scattered by the liquid crystal and taken out, or totally reflected in the display device and confined in the display device. It becomes possible. Therefore, the state of fluorescence emission of the display device can be changed by controlling the liquid crystal in the liquid crystal layer.
  • the dichroic fluorescent dye molecule is preferably oriented in the fluorescent light emitting layer so that the direction of the transition dipole moment coincides with the thickness direction of the fluorescent light emitting layer ( Second configuration).
  • the dichroic fluorescent dye molecule has a characteristic of emitting light that oscillates in a direction parallel to the transition dipole moment in a direction crossing the transition dipole moment. Therefore, with the configuration as described above, the light emitted in the direction intersecting the transition dipole moment of the dichroic fluorescent dye molecule is transmitted by the liquid crystal when the liquid crystal in the liquid crystal layer is in a scattering state. Scattered and taken out. On the other hand, when the liquid crystal in the liquid crystal layer is in a transparent state, the light emitted in the direction intersecting with the transition dipole moment of the dichroic fluorescent dye molecule is, for example, in the transparent layer including the liquid crystal layer and the fluorescent light emitting layer. Repeat total reflection. Therefore, with the above-described configuration, the fluorescence emission of the display device can be controlled by controlling the liquid crystal in the liquid crystal layer.
  • the direction of the transition dipole moment of the dichroic fluorescent dye molecule coincides with the thickness direction of the fluorescent light emitting layer. In addition to the complete coincidence, the direction of the transition dipole moment is inclined with respect to the thickness direction. This includes cases where
  • an ultraviolet absorbing layer that absorbs ultraviolet rays is provided between the fluorescent light emitting layer and the liquid crystal layer (third configuration).
  • the dichroic fluorescent dye molecules in the fluorescent light emitting layer efficiently absorb the ultraviolet rays and emit light.
  • ultraviolet rays that are not absorbed by the dichroic fluorescent dye molecules in the fluorescent light emitting layer are absorbed by the ultraviolet absorbing layer before reaching the liquid crystal layer.
  • the dichroic fluorescent dye molecule can emit light more brightly by ultraviolet rays, and the liquid crystal layer can be protected from ultraviolet rays.
  • the fluorescent light emitting layer includes a light emitting layer formed in a sheet shape, and an adhesive layer that adheres the light emitting layer to an adherend, and the light emitting It is preferable that an ultraviolet absorber is added to at least one of the layer and the adhesive layer (fourth configuration).
  • the fluorescent light emitting layer can be easily provided in the display device if the sheet-like fluorescent light emitting layer is attached to a substrate or the like.
  • the ultraviolet absorber added to at least one of the light emitting layer and the adhesive layer can prevent ultraviolet rays from reaching the liquid crystal layer.
  • an electrode is provided only on one side in the thickness direction of the liquid crystal layer, and the electrode is a comb-like electrode ( Fifth configuration).
  • a light guide plate for guiding light from a light source to the fluorescent light emitting layer is provided on the fluorescent light emitting layer (sixth configuration).
  • the dichroic fluorescent dye molecule can emit fluorescent light more brightly.
  • any one of the first to sixth configurations light that generates light by receiving light emitted from the dichroic fluorescent dye molecules in the fluorescent light-emitting layer outside the surface of the fluorescent light-emitting layer. It is preferable to include a power generation unit (seventh configuration).
  • the photovoltaic unit is provided such that the light receiving surface thereof faces the end in the surface direction of the fluorescent light emitting layer (eighth configuration).
  • the dichroic fluorescent dye molecule is arranged in the fluorescent light emitting layer so that the direction of the transition dipole moment coincides with the thickness direction of the fluorescent light emitting layer, the dichroic fluorescent dye molecule is emitted from the dichroic fluorescent dye molecule.
  • Light can be efficiently received by the photovoltaic unit. Therefore, by arranging the photovoltaic unit as described above, the photovoltaic unit can efficiently generate power.
  • the dimension of the structural member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each structural member, etc. faithfully.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a display panel 1 of a liquid crystal display device (display device) according to the first embodiment.
  • the display panel 1 includes an active matrix substrate 2, a counter substrate 3, and a liquid crystal layer 4 sandwiched between them.
  • the active matrix substrate 2 includes a substrate 11 on which many pixels are formed in a matrix.
  • the active matrix substrate 2 is provided with a pixel electrode 12 and a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor, hereinafter referred to as “TFT”) corresponding to each pixel.
  • TFT Thin Film Transistor
  • the substrate 11 is made of a translucent glass substrate, and the pixel electrode 12 is also made of a transparent conductive film. That is, in the present embodiment, the active matrix substrate 2 is a transmissive substrate that can transmit light.
  • the counter substrate 3 includes a glass base substrate 21, a counter electrode 22 facing the pixel electrode 12 of the active matrix substrate 2, and a fluorescent light emitting layer 23 having a dichroic fluorescent dye molecule 23a.
  • the fluorescent light emitting layer 23 is provided between the base substrate 21 and the counter electrode 22. That is, in the counter substrate 3, the counter electrode 22, the fluorescent light emitting layer 23, and the base substrate 21 that are disposed to face the pixel electrodes 12 of the active matrix substrate 2 are stacked in this order from the active matrix substrate 2 side.
  • the counter electrode 22 of the counter substrate 3 is also made of a transparent conductive film, like the pixel electrode 12 of the active matrix substrate 2. The configuration of the fluorescent light emitting layer 23 will be described later.
  • the liquid crystal layer 4 is formed by dispersing liquid crystal as liquid crystal droplets 4a in a polymer matrix 4b. That is, the liquid crystal display device of the present embodiment is a display device provided with so-called polymer dispersed liquid crystal (PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal, hereinafter referred to as “PDLC”).
  • PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplet 4a are oriented in random directions (scattering state). Thereby, since the refractive index between the polymer matrix 4b and the liquid crystal droplet 4a changes, light is scattered at the interface between them.
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplet 4a are aligned with their molecular axes aligned in a predetermined direction (alignment state).
  • the liquid crystal display device applies a voltage between the pixel electrode 12 and the counter electrode 22 by driving the TFT of the active matrix substrate 2 in accordance with a signal from a driver provided on the active matrix substrate 2. It is configured as follows.
  • the liquid crystal display device is configured to control the liquid crystal in the liquid crystal layer 4 by such a voltage between the pixel electrode 12 and the counter electrode 22 and display an image on the display panel 1.
  • the fluorescent light emitting layer 23 includes a dichroic fluorescent dye molecule 23a and a liquid crystalline polymer 23b for holding the dichroic fluorescent dye molecule 23a.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a is a material having an absorption band in an ultraviolet wavelength region (for example, 10 nm to 400 nm) and a visible light wavelength region (for example, 380 nm to 750 nm), and having a dichroic ratio of 5 or more. Consists of.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a is made of, for example, a benzothiadiazole-based or coumarin-based, cyanine-based, pyridine-based, rhodamine-based, styryl-based, or anthraquinone-based fluorescent dye.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a has the property of absorbing fluorescent light such as ultraviolet rays and visible rays.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a is in a direction parallel to the molecular long axis as compared with the absorption coefficient of light that is oscillated in the direction intersecting the molecular long axis (light traveling in parallel to the molecular long axis). It has an absorption characteristic that the absorption coefficient of light that amplifies (light that travels in a direction crossing the molecular long axis) is larger. That is, in the dichroic fluorescent dye molecule 23a of the present embodiment, the molecular long axis and the direction of the transition moment of light absorption coincide with each other.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a has a light emission characteristic that the fluorescence emission coefficient in the direction parallel to the molecular long axis is larger than the fluorescence emission coefficient in the direction crossing the molecular long axis. That is, in the dichroic fluorescent dye molecule 23a of the present embodiment, the molecular long axis coincides with the direction of the transition moment of light emission. Therefore, the dichroic fluorescent dye molecule 23a emits stronger light in the direction intersecting the molecular long axis. In the following description, the dichroic fluorescent dye molecule 23a is described as a vertically long ellipse, and the longitudinal direction thereof corresponds to the molecular long axis.
  • the liquid crystalline polymer 23b is a resin material capable of orienting the dichroic fluorescent dye molecules 23a so that the molecular major axis coincides with the stacking direction of each layer (the thickness direction of the fluorescent light emitting layer 23) as shown in FIG. Consists of.
  • the liquid crystalline polymer 23b is composed of a compound having a photoreactive group at a molecular terminal, a diacrylate compound having a liquid crystalline skeleton, or the like.
  • An ultraviolet absorbing material that absorbs ultraviolet rays may be mixed in the liquid crystalline polymer 23b. Thereby, the ultraviolet-ray which permeate
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a is held in the fluorescent light emitting layer 23 by the liquid crystalline polymer 23b, so that the direction intersecting the molecular long axis of the dichroic fluorescent dye molecule 23a, that is, the display panel 1 In the in-plane direction, stronger light is emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23a.
  • only weak light is emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23a in the direction parallel to the molecular long axis of the dichroic fluorescent dye molecule 23a, that is, in the thickness direction of the fluorescent light emitting layer 23. Therefore, as shown by thin solid lines in FIGS. 2 and 3, almost no light is emitted directly from the dichroic fluorescent dye molecule 23a to the outside of the display panel 1.
  • each layer of the display panel 1 is made of a transparent material, the light emitted from the dichroic fluorescent dye molecules 23a in the in-plane direction of the display panel 1 is separated from the display panel 1 and the air. Reflects at the interface. That is, as shown in FIG. 2, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 4 and the liquid crystal layer 4 is in a transparent state, light emitted from the dichroic fluorescent dye molecules 23a is transmitted at the interface with air. In order to totally reflect, the reflection is repeated in the display panel 1 (see thick arrow). The light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23a to the interface with air at an incident angle smaller than the total reflection angle is emitted to the outside as it is.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a absorbs ultraviolet rays. Therefore, as described above, the amount of ultraviolet rays reaching the liquid crystal layer 4 can be reduced by providing the fluorescent light emitting layer 23 on the surface side of the display panel 1 of the liquid crystal layer 4.
  • liquid droplets 4a in the liquid crystal layer 4 are not shown in order to clearly and simply show the difference between the states of the liquid crystal layers 4.
  • the fluorescent light emitting layer 23 is formed on the base substrate 21.
  • the fluorescent light emitting layer 23 is formed by, for example, a spin coat method. That is, the dichroic fluorescent dye molecule 23a is added into the liquid crystalline polymer 23b and mixed until the dichroic fluorescent dye molecule 23a is dissolved to prepare a mixed solution. Then, an alignment film is formed on the base substrate 21 in order to improve the wettability between the mixed solution and the base substrate 21. Thereafter, the above-mentioned mixed solution is supplied onto the alignment film and the base substrate 21 is spun to coat the alignment film with a predetermined film thickness. After heating in this state to evaporate the solvent, ultraviolet rays are irradiated to cure the liquid crystalline polymer 23b. Thereby, the fluorescent light emitting layer 23 is formed on the base substrate 21.
  • the counter electrode 22 is formed on the fluorescent light emitting layer 23 by sputtering or the like. Then, a spacer disposed between the counter electrode 22 and the active matrix substrate 2 is provided. Thereby, the counter substrate 3 is formed.
  • an alignment film is provided on the counter substrate 3 and the active matrix substrate 2. Since the manufacturing method of the active matrix substrate 2 is the same as the conventional method, the description of the manufacturing method of the active matrix substrate 2 is omitted.
  • a seal pattern is formed on the counter substrate 3 with a photocurable resin. Thereafter, a mixture of liquid crystal, polymer matrix 4b and the like is dropped on the counter substrate 3, and the active matrix substrate 2 is superposed in a vacuum.
  • ultraviolet light with a wavelength of 340 nm or less cut is irradiated from the counter substrate 3 side in a state where the above-mentioned mixture spreads in the seal pattern at atmospheric pressure. This cures the sealing resin and forms the PDLC. Thereafter, the seal is completely cured by baking in a state where the counter substrate 3 and the active matrix substrate 2 are combined.
  • the fluorescent light emitting layer 23 including the dichroic fluorescent dye molecule 23 a is provided separately from the liquid crystal layer 4. Thereby, the fluorescent light emitting layer 23 can be thickened so that sufficient fluorescent light emission can be obtained without changing the voltage applied to the liquid crystal layer 4.
  • the dichroic fluorescent dye molecules 23 a in the fluorescent light emitting layer 23 so that the molecular long axis is parallel to the thickness direction of the fluorescent light emitting layer 12, the presence or absence of fluorescent light emission is switched in the display panel 1. It becomes possible.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a emits strong light in the direction intersecting with the molecular long axis, whereas light emitted in a direction parallel to the molecular long axis is weak. Therefore, by arranging the dichroic fluorescent dye molecule 23a as described above, almost no light is directly emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23a to the outside of the display panel 1.
  • the light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23a in the direction crossing the molecular long axis is reflected in the display panel 1 and confined in the display panel 1 when the liquid crystal layer 4 is in a transparent state.
  • the liquid crystal layer 4 is scattered by the liquid crystal layer 4 and emitted from the display panel 1. Thereby, it becomes possible to control the fluorescence emission of the display panel 1 according to the control of the liquid crystal in the liquid crystal layer 4.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 23a also absorbs ultraviolet rays, the amount of ultraviolet rays reaching the liquid crystal layer 4 can be reduced by adopting the configuration of this embodiment.
  • Modification 1 of the first embodiment differs from the first embodiment in that ultraviolet absorbing films 25 and 25 are arranged on both surfaces of the display panel 1 shown in FIG. 1.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described.
  • the ultraviolet absorbing film 25 is attached to the base substrate 21 of the counter substrate 3 with an adhesive 26.
  • the ultraviolet absorbing film 25 is attached to the substrate 11 of the active matrix substrate 2 with the adhesive 26.
  • These ultraviolet absorbing films 25 and 25 are configured to cut light having a wavelength of 480 nm or less.
  • Modification 2 of the first embodiment As shown in FIG. 5, this modification is different from the first embodiment in that the active matrix substrate 30 is not a transmission type but a reflection type substrate.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described.
  • the active matrix substrate 30 includes a substrate 31 having a reflective layer 31a, a pixel electrode 32 formed on the substrate 31, and a TFT (not shown) that is also formed on the substrate 31. . Thereby, the light incident from the counter substrate 3 side is reflected by the substrate 31.
  • the light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 23 a of the fluorescent light emitting layer 23 is also reflected by the substrate 31 of the active matrix substrate 30.
  • the ultraviolet absorbing film 25 similar to that of the above-described modified example 1 is provided on the side of the counter substrate 3 that transmits light. Not only this structure but the structure which does not provide the ultraviolet absorption film 25 may be sufficient.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of the display panel 61 according to the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the pixel electrode. Differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the display panel 61 includes an active matrix substrate 62, a counter substrate 63, and a liquid crystal layer 64 sandwiched between them.
  • the active matrix substrate 62 includes a substrate 71 in which many pixels are formed in a matrix.
  • the active matrix substrate 62 is provided with comb-tooth electrodes 72 and TFTs (not shown).
  • the substrate 71 is made of a translucent glass substrate, and the comb electrode 72 is also made of a transparent conductive film. That is, in this embodiment, the active matrix substrate 62 is a transmissive substrate that transmits light.
  • the comb electrode 72 has a plurality of linear conductive portions 72 a formed in parallel with each other on the substrate 71. That is, the plurality of conductive portions 72a are formed in a stripe shape. In this embodiment, the comb-tooth electrode 72 is formed so that the conductive portions 72a functioning as pixel electrodes and the conductive portions 72a functioning as counter electrodes are alternately arranged. Thus, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 64 by the comb electrode 72, the liquid crystal in the liquid crystal layer 64 is controlled in accordance with the electric field generated between the conductive portions 72a.
  • the counter substrate 63 includes a glass base substrate 81 and a fluorescent light emitting layer 82 having a dichroic fluorescent dye molecule 82a.
  • the fluorescent light emitting layer 82 is provided on the base substrate 81 so as to be positioned between the base substrate 81 and the liquid crystal layer 64. That is, in the counter substrate 63, the fluorescent light emitting layer 82 and the base substrate 81 are sequentially laminated from the active matrix substrate 62 side. Since the configuration of the fluorescent light emitting layer 82 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • symbol 82b in FIG. 6 is a liquid crystalline polymer for hold
  • the liquid crystal layer 64 is formed by dispersing liquid crystal as liquid crystal droplets 64a in a polymer matrix 64b. Since the configuration of the liquid crystal layer 64 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • the material of the counter electrode is generally indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO), but this ITO has a high refractive index and is visible. It has the property of absorbing light. Therefore, when a transparent counter electrode is provided between the fluorescent light emitting layer and the liquid crystal layer as in the first embodiment, light emitted from the dichroic fluorescent dye of the fluorescent light emitting layer is reflected or absorbed by the counter electrode. It becomes difficult to reach the liquid crystal layer.
  • ITO indium tin oxide
  • the electrode provided on the active matrix substrate 62 is the comb electrode 72, so that the counter electrode is not required on the counter substrate 63 side. This eliminates the reflection and absorption of light by the ITO counter electrode as described above, so that the light emitted from the dichroic fluorescent dye 82 a of the fluorescent light emitting layer 82 can be efficiently guided to the liquid crystal layer 64.
  • the active matrix substrate 62 may be a reflective substrate.
  • the surface of the substrate 71 of the active matrix substrate 62 constitutes a reflection surface, and light incident from the counter substrate 63 side or light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 82a of the fluorescent light emitting layer 82 is used. Is reflected by the substrate 71.
  • an ultraviolet absorbing film may be attached to both surfaces of the display panel 61 as in the first modification of the first embodiment.
  • the fluorescent light emitting layer 82 is formed on the base substrate 81.
  • the fluorescent light emitting layer 82 is formed by, for example, a spin coating method, as in the first embodiment. That is, the dichroic fluorescent dye molecule 82a is added to the liquid crystalline polymer 82b and mixed until the dichroic fluorescent dye molecule 82a is dissolved to prepare a mixed solution. Then, in order to improve the wettability between the mixed solution and the base substrate 81, an alignment film is formed on the base substrate 81. Thereafter, the above-mentioned mixed solution is supplied onto the alignment film and the base substrate 81 is spun to coat the alignment film with a predetermined thickness on the alignment film.
  • the liquid crystalline polymer 82b is cured by irradiation with ultraviolet rays. Thereby, the fluorescent light emitting layer 82 is formed on the base substrate 81. On the fluorescent light-emitting layer 82, a spacer disposed between the active matrix substrate 62 is formed. Thereby, the counter substrate 63 is formed.
  • an alignment film is provided on the counter substrate 63 and the active matrix substrate 62.
  • the active matrix substrate 62 is formed with comb electrodes 72 and TFTs. Since these forming methods are the same as conventional electrode forming methods and TFT forming methods, detailed description thereof is omitted.
  • a seal pattern is formed on the counter substrate 63 with a photo-curing resin. Thereafter, a mixture of liquid crystal, polymer matrix 64b, and the like is dropped on the counter substrate 63, and the active matrix substrate 62 is overlaid in a vacuum.
  • the comb-like electrode 72 in which the linear conductive portion 72a functions as the pixel electrode and the counter electrode is used instead of the pixel electrode and the counter electrode.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration of the display panel 41 according to the third embodiment. This embodiment is different from the first and second embodiments in the configuration of the counter electrode.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points from the components in the first embodiment will be mainly described.
  • the counter substrate 42 includes a base substrate 43 and a counter electrode 44 formed on the base substrate 43.
  • the ultraviolet absorbing film 25 is attached to the opposite side of the base substrate 43 from the counter electrode 44 with the adhesive 26.
  • a fluorescent dye film 45 is pasted onto the ultraviolet absorbing film 25 with an adhesive 46.
  • the fluorescent dye film 45 is obtained by forming the fluorescent light emitting layer 23 in the first embodiment into a film shape. That is, the light emitting layer 45c having the dichroic fluorescent dye molecules 45a oriented so that the molecular major axis coincides with the thickness direction of the film is provided on the base film 45b that does not absorb ultraviolet rays.
  • an adhesive layer is formed by the adhesive 46, and the ultraviolet absorbing film 25 corresponds to the adherend. Further, an ultraviolet absorbing layer is formed by the ultraviolet absorbing film 25.
  • the fluorescent dye film 45 can efficiently absorb ultraviolet rays.
  • ultraviolet rays that are not absorbed by the fluorescent dye film 45 can be absorbed by the ultraviolet absorbing film 25.
  • the ultraviolet absorbing film 25 is attached to the surface of the base substrate 43 opposite to the counter electrode 44 of the counter substrate 42, and the fluorescent dye film 45 is attached to the ultraviolet absorbing film 25.
  • the fluorescent dye film 45 is positioned on the surface of the display panel 41, the fluorescent dye film 45 efficiently absorbs ultraviolet rays, and the fluorescent dye film 45 can emit more intense fluorescence.
  • the ultraviolet rays that have passed through the fluorescent dye film 45 are absorbed by the ultraviolet absorbing film 25, it is possible to prevent the ultraviolet rays from reaching the liquid crystal layer 4. Accordingly, the liquid crystal layer 4 can be protected.
  • the fluorescent light emitting layer is the fluorescent dye film 45, whereby the fluorescent light emitting layer can be easily formed on the counter substrate 42.
  • the fluorescent dye film 45 as described above, it is possible to form a fluorescent light emitting layer after forming the liquid crystal layer 4.
  • ultraviolet rays with a wavelength of 340 nm or less are cut from the counter substrate 42 side, but the fluorescent dye film 45 as described above is used.
  • a member that absorbs ultraviolet rays does not exist on the counter substrate 42. Therefore, when the liquid crystal layer 4 is formed, the liquid crystal layer 4 can be efficiently irradiated with ultraviolet rays.
  • the fluorescent dye film 51 is provided on the opposite side of the base film 51b in the fluorescent light emitting layer 51b, the base film 51b that hardly absorbs ultraviolet rays, the light emitting layer 51c having the dichroic fluorescent dye molecules 51a.
  • the pressure-sensitive adhesive forming the adhesive layer 51d is mixed with an ultraviolet absorber capable of absorbing light having a wavelength of 480 nm or less (mainly ultraviolet rays).
  • an ultraviolet absorber such as benzotriazole or benzophenone is used. Therefore, an ultraviolet absorption layer is formed by this adhesive.
  • the base substrate 43 corresponds to the adherend.
  • the fluorescent light emitting layer 51b can absorb almost all ultraviolet rays.
  • the light emitting layer 51c and the base film 51b may be interchanged.
  • the adhesive layer 51d is provided on the opposite side of the base film 51b from the light emitting layer 51c.
  • an ultraviolet absorber may be added to either the base film 51b or the adhesive layer 51d.
  • FIG. 10 shows a schematic configuration of a display panel 91 according to the fourth embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that a light guide plate 95 is provided on the fluorescent light emitting layer 113. In the following, parts different from the first embodiment will be mainly described.
  • the display panel 91 includes an active matrix substrate 92, a counter substrate 93, a liquid crystal layer 94 sandwiched between them, and a light guide plate 95.
  • the active matrix substrate 92 includes a substrate 101 on which many pixels are formed in a matrix.
  • the active matrix substrate 92 is provided with a pixel electrode 102 and a TFT (not shown) corresponding to each pixel.
  • the substrate 101 is provided with a reflective layer 101a on the surface thereof, and the pixel electrode 102 is also configured to reflect light. That is, in this embodiment, the active matrix substrate 92 is a reflective substrate that reflects light.
  • the counter substrate 93 includes a glass base substrate 111, a counter electrode 112 facing the pixel electrode 102 of the active matrix substrate 92, and a fluorescent light emitting layer 113 having a dichroic fluorescent dye molecule 113a.
  • the fluorescent light emitting layer 113 is bonded to the opposite side of the base substrate 111 from the counter electrode 112 by an adhesive 114. That is, in the counter substrate 93, the counter electrode 112, the base substrate 111, and the fluorescent light emitting layer 113, which are disposed to face the pixel electrodes 102 of the active matrix substrate 92, are sequentially stacked from the active matrix substrate 92 side.
  • the counter electrode 112 of the counter substrate 93 is also made of a transparent conductive film, like the pixel electrode 102 of the active matrix substrate 92. Since the configuration of the fluorescent light emitting layer 113 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof is omitted.
  • an ultraviolet absorber is added to the adhesive 114 between the fluorescent light emitting layer 113 and the base substrate 111.
  • light having a wavelength of 480 nm or less (mainly ultraviolet rays) can be absorbed by the ultraviolet absorbent in the adhesive 114, and the liquid crystal layer 94 can be prevented from being irradiated with ultraviolet rays. That is, an ultraviolet absorbing layer is formed by the adhesive 114.
  • the liquid crystal layer 94 is formed by dispersing liquid crystal as liquid crystal droplets 94a in a polymer matrix 94b. Since the configuration of the liquid crystal layer 94 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • the light guide plate 95 is a transparent member that does not absorb ultraviolet rays, such as acrylic or polycarbonate, and is configured to guide light from a light source 96 such as an LED to the fluorescent light emitting layer 113. That is, the light from the light source 96 is guided to the fluorescent light emitting layer 113 while being reflected in the light guide plate 95.
  • a light source 96 such as an LED
  • the dichroic fluorescent dye molecule 113a of the fluorescent light emitting layer 113 from the direction intersecting the molecular long axis. Therefore, the dichroic fluorescent dye molecule 113a can emit fluorescence more strongly than in the case where light is incident from a direction parallel to the molecular long axis of the dichroic fluorescent dye molecule 113a.
  • the light source 96 is a light source including the photoexcitation wavelength of the dichroic fluorescent dye molecule 113a.
  • the light source 96 is preferably an LED that emits ultraviolet light, for example. By using such a light source 96, the dichroic fluorescent dye molecule 113a can be made to emit fluorescent light more brightly.
  • a reflection plate 97 is provided at the end of the light guide plate 95 opposite to the light source 96. The light that has traveled to the end of the light guide plate 95 can be reflected and returned into the light guide plate 95 by the reflection plate 97.
  • the light guide plate 95, the fluorescent light emitting layer 113, and the base substrate 111 are bonded to each other so that light propagation is not hindered.
  • the light guide plate 95 for guiding the light of the light source 96 to the fluorescent light emitting layer 113 is provided on the fluorescent light emitting layer 113.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 113a can be made to emit fluorescent light more brightly.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration of a display device 121 according to the fifth embodiment.
  • the example which combined the display panel 91 in 4th Embodiment with the solar cell is shown.
  • the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described.
  • the display device 121 includes a display panel 91 disposed in the opening 120a of a housing 120 such as a portable device, and a solar cell 131 (photovoltaic power generation) disposed on the side of the display panel 91. Part).
  • the display panel 91 has the same configuration as that of the fourth embodiment, and is arranged in the housing 120 so that the light guide plate 95 is exposed at the opening 120 a of the housing 120.
  • the display panel 91 is disposed in the housing 120 so that the active matrix substrate 92 and the counter substrate 93 are positioned corresponding to the opening 120a of the housing 120 in plan view.
  • the light guide plate 95 of the display panel 91 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, with two light sources 96 and 96 at one end in the longitudinal direction, and a reflector 97 at the other end. Is provided. Solar cells 131 and 131 are disposed on both sides of the light guide plate 95 of the display panel 91 in the short direction.
  • the solar cell 131 is arranged such that a power generation surface 131a (light receiving surface) that receives light to generate power is opposed to an end in the surface direction of the display panel 91.
  • a power generation surface 131a light receiving surface
  • the light emitted from the dichroic fluorescent dye molecule 113a of the fluorescent light emitting layer 113 in the direction intersecting the molecular long axis can be received by the power generation surface 131a of the solar cell 131.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 113a emits fluorescence strongly in the direction crossing the molecular long axis (the direction of the white arrow in the figure). Therefore, the power generation surface 131a of the solar cell 131 can receive light emitted more strongly from the dichroic fluorescent dye molecule 113a. Therefore, the solar cell 131 can efficiently generate power.
  • the solar cell 131 is disposed away from the light guide plate 95.
  • the solar cell 131 is brought into close contact with the light guide plate 95, light originally transmitted through the light guide plate 95 is absorbed by the solar cell 131.
  • the solar cell 131 by separating the solar cell 131 from the light guide plate 95, it is possible to prevent the solar cell 131 from inhibiting the propagation of light in the light guide plate 95.
  • solar cells 131 and 131 are arranged on the side of the display panel 91. Thereby, the light emitted by the dichroic fluorescent dye molecules 113a in the fluorescent light emitting layer 113 of the display panel 91 can be received by the solar cell 131 to generate power.
  • the solar cell 131 since the solar cell 131 is disposed so that the power generation surface 131a faces the end in the surface direction of the display panel 91, the power generation surface 131a efficiently receives the light of the dichroic fluorescent dye molecules 113a. Can do.
  • the dichroic fluorescent dye molecule 113a is arranged so that the molecular long axis coincides with the stacking direction of the display panel 91, the light that is more strongly fluorescently emitted in the direction intersecting the molecular long axis is displayed on the display panel. 91 is emitted outward in the surface direction. Thereby, it is possible to generate power more efficiently by the solar cell 131 arranged so that the power generation surface 131a faces the end in the surface direction of the display panel 91.
  • the solar cell 131 by arranging the solar cell 131 as described above, since sunlight is not directly incident on the power generation surface 131a of the solar cell 131, the temperature rise of the solar cell 131 can be prevented. Therefore, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency due to the temperature increase of the solar cell 131.
  • PDLC is used as the liquid crystal layer.
  • PNLC Polymer Network Liquid Crystal
  • a polymer is configured in a network between two plastic films and liquid crystal molecules are arranged therein may be used as the liquid crystal layer.
  • a dichroic fluorescent dye molecule whose molecular long axis is parallel to the transition dipole moment is used.
  • dichroic fluorescent dye molecules whose molecular short axis is parallel to the transition dipole moment may be used.
  • the dichroic fluorescent dye molecules may be oriented in the fluorescent light emitting layer so that the transition dipole moment coincides with the thickness direction of the fluorescent light emitting layer.
  • the dichroic fluorescent dye molecules are oriented in the fluorescent light emitting layer so that the transition dipole moment coincides with the thickness direction of the fluorescent light emitting layer.
  • each dichroic fluorescent dye molecule may be oriented to face the other direction as long as the direction of the transition dipole moment is the same in each molecule.
  • the display panel has a monochromatic configuration.
  • the display panel may be a multi-color display panel such as a three-color display.
  • the molecular long axis (transition dipole moment) of the dichroic fluorescent dye molecules in the fluorescent light emitting layer coincides with the surface direction of the display panel and the arrangement direction of the three color pixels. It is preferable to orient. By doing so, light that is emitted strongly from the dichroic fluorescent dye molecules in the direction intersecting the molecular long axis is emitted into each color pixel, so that it mixes with other color pixels or is mixed in other color pixels. It is possible to suppress light from being absorbed by the chromatic fluorescent dye molecules, and to improve display quality.
  • the conductive portion of the comb electrode is formed in parallel with the molecular long axis (transition dipole moment) of the dichroic fluorescent dye molecule. Is preferred. However, the conductive portion may be inclined at an angle within 45 degrees with respect to the molecular long axis (transition dipole moment) of the dichroic fluorescent dye molecule.
  • the spin coating method first, blue, green and red dichroic fluorescent dye molecules are respectively added to the liquid crystalline polymer to prepare a mixed solution of each color of blue, green and red. A black matrix is formed on the substrate by patterning. Then, after the alignment film is applied and formed on the substrate, one color of the above-mentioned mixed liquid is applied onto the alignment film by spin coating. After drying and evaporating the solvent, the liquid crystalline polymer is cured by irradiating with ultraviolet rays in a state where the other two color portions are covered with a mask. Thereafter, the uncured portion is washed. This operation is similarly performed for the remaining two colors. Thereby, a three-color fluorescent light-emitting layer is obtained. A slit coater may be used instead of spin coating.
  • the inkjet method first, blue, green and red dichroic fluorescent dye molecules are respectively added to the liquid crystalline polymer to prepare a mixed solution of each color of blue, green and red. A water-repellent black matrix is formed on the substrate. Then, after an alignment film is applied and formed on the substrate, a mixed solution of one color among the above-described mixed solutions is applied to a desired pixel by inkjet. After drying and evaporating the solvent, the liquid crystalline polymer is cured by exposure to ultraviolet light. This operation is similarly performed for the remaining two colors. Thereby, a three-color fluorescent light-emitting layer is obtained.
  • the conductive portion 72a of the comb electrode 72 functions as a pixel electrode and a counter electrode.
  • the whole comb-tooth electrode may be a pixel electrode, and a solid electrode laminated on the comb-tooth electrode via an insulating member may be a counter electrode.
  • the liquid crystal in the liquid crystal layer 64 is controlled by the electric field generated between the comb electrode and the solid electrode.
  • the display device according to the present invention can be used for a display device configured to emit fluorescence.

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Abstract

液晶層の厚みを厚くすることなく、十分な蛍光発光が可能な表示装置の構成を得る。光を吸収して蛍光発光する蛍光色素分子を有する蛍光発光層（２３）と、透明状態と散乱状態とに切り替え可能に構成された液晶層（４）と、を備える。前記蛍光色素分子は、発光方向によって発光の強さが異なる二色性蛍光色素分子（２３ａ）である。二色性蛍光色素分子（２３ａ）を、蛍光発光層（２３）内に、遷移双極子モーメントの向きが各分子で同じ方向になるように配向させる。

Description

表示装置
　本発明は、液晶層内の液晶の配向状態に応じて蛍光発光可能に構成された表示装置に関する。
　従来より、液晶の配向状態を制御することにより蛍光発光可能に構成された表示装置が知られている。このような表示装置では、例えば特開平５－１７３１１６号公報に開示されるように、液晶層内に色素を添加して、該液晶層内の液晶の動きに応じて色素の配向状態を変化させている。例えば、電圧無印加時に液晶がランダムな状態になると、色素もランダムな状態となって、液晶層の色を色素の色にする。一方、電圧印加時に液晶が配向状態となると、色素も配向状態となって液晶層を透明にする。また、この特開平５－１７３１１６号公報には、液晶層内に蛍光物質を添加して、前記色素の色の強度を増す点も記載されている。
　ところで、前記特開平５－１７３１１６号公報に開示されている構成のように、液晶層内に蛍光物質を添加する構成の場合、表示パネルを明るく蛍光発光させるためには、液晶パネル内に蛍光物質を多く添加するのが好ましい。しかしながら、液晶内での蛍光物質の溶解度が決まっているため、明るい環境下で表示パネルをきれいに蛍光発光させるのは難しい。
　この問題を解決するために、十分な量の蛍光物質を液晶層内に添加できるように液晶層の厚みを厚くすることが考えられる。しかしながら、この場合には、液晶層に印加する電圧を高くする必要があり、実用的ではない。
　本発明の目的は、液晶層の厚みを厚くすることなく、十分な蛍光発光が可能な表示装置の構成を得ることにある。
　本発明の一側面にかかる表示装置は、光を吸収して蛍光発光する蛍光色素分子を有する蛍光発光層と、透明状態と散乱状態とに切り替え可能に構成された液晶層と、を備え、前記蛍光色素分子は、発光方向によって発光の強さが異なる二色性蛍光色素分子であり、前記二色性蛍光色素分子は、前記蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが各分子で同じ方向になるように配向されている。
　本発明により、液晶層の厚みを厚くすることなく、十分な蛍光発光が可能な表示装置が得られる。
図１は、第１の実施形態にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図２は、第１の実施形態にかかる表示装置の表示パネルにおいて、液晶層が透明状態のときに、二色性蛍光色素から発光した光が表示パネル内で反射する様子を示す図である。 図３は、第１の実施形態にかかる表示装置の表示パネルにおいて、液晶層が散乱状態のときに、二色性蛍光色素から発光した光が表示パネル内で散乱する様子を示す図である。 図４は、第１の実施形態の変形例１にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図５は、第１の実施形態の変形例２にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図６は、第２の実施形態にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図７は、第３の実施形態にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図８は、第３の実施形態にかかる表示装置の表示パネルの構成を、第２の実施形態にかかる表示装置の表示パネルに適用した場合の概略構成を示す断面図である。 図９は、第３の実施形態の変形例にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図１０は、第４の実施形態にかかる表示装置の表示パネルの概略構成を示す断面図である。 図１１は、第５の実施形態にかかる表示装置の概略構成を示す図である。 図１２は、図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。
　本発明の一実施形態にかかる表示装置は、光を吸収して蛍光発光する蛍光色素分子を有する蛍光発光層と、透明状態と散乱状態とに切り替え可能に構成された液晶層と、を備え、前記蛍光色素分子は、発光方向によって発光の強さが異なる二色性蛍光色素分子であり、前記二色性蛍光色素分子は、前記蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが各分子で同じ方向になるように配向されている（第１の構成）。
　上記の構成によって、液晶層と蛍光色素を含んだ蛍光発光層とが分離される。したがって、蛍光色素を液晶層内に溶解させる必要がなくなるため、多くの蛍光色素を液晶層内に添加可能なように該液晶層を厚くする必要がなくなる。また、上述の構成において、十分な蛍光発光を得るためには、蛍光発光層を厚くすればよい。よって、上述の構成により、液晶層に印加する電圧を変えることなく、発光量を変えることが可能になる。
　しかも、蛍光発光層内の蛍光色素分子は、発光する方向によって発光の強さが異なる二色性蛍光色素分子である。そのため、上述の構成のように遷移双極子モーメントの向きを各分子で同じ方向にすることで、二色性蛍光色素分子から同じ方向に光を出射させることができ、蛍光発光層をより明るくもしくはより高いコントラストで発光させることが可能になる。
　さらに、上述の構成において、表示装置内で、二色性蛍光色素分子から出射される強い光の屈折状態を変えることによって、蛍光発光の強度を変化させることが可能となる。すなわち、液晶層内の液晶を制御することによって、二色性蛍光色素分子から出射される明るい光を、液晶で散乱させて取り出したり表示装置内で全反射させて該表示装置内に閉じ込めたりすることが可能となる。したがって、液晶層内の液晶の制御によって、表示装置の蛍光発光の状態を変えることが可能となる。
　前記第１の構成において、前記二色性蛍光色素分子は、前記蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが該蛍光発光層の厚み方向と一致するように配向されているのが好ましい（第２の構成）。
　二色性蛍光色素分子は、遷移双極子モーメントと平行な方向に振幅する光を、該遷移双極子モーメントと交差する方向に発光する特性を有する。そのため、上述のような構成にすることで、該二色性蛍光色素分子の遷移双極子モーメントと交差する方向に出射される光は、液晶層内の液晶が散乱状態のときに、該液晶によって散乱して外部へ取り出される。一方、液晶層内の液晶が透明状態のときには、二色性蛍光色素分子の遷移双極子モーメントと交差する方向に出射される光は、例えば液晶層や蛍光発光層などを含む透明な層内で全反射を繰り返す。したがって、上述の構成により、液晶層内の液晶を制御することによって表示装置の蛍光発光を制御することができる。
　なお、二色性蛍光色素分子の遷移双極子モーメントの向きが蛍光発光層の厚み方向と一致しているとは、完全一致以外に、遷移双極子モーメントの向きが該厚み方向に対して傾いている場合も含む。
　前記第１または第２の構成において、前記蛍光発光層と前記液晶層との間には、紫外線を吸収する紫外線吸収層が設けられているのが好ましい（第３の構成）。
　これにより、蛍光発光層に紫外線が直接、照射されるため、該蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子が効率良く紫外線を吸収して発光する。一方、蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子に吸収されなかった紫外線は、液晶層に届く前に紫外線吸収層によって吸収される。これにより、二色性蛍光色素分子を紫外線によってより明るく発光させることができるとともに、液晶層を紫外線から保護することができる。
　前記第１から第３の構成のいずれか一つにおいて、前記蛍光発光層は、シート状に形成された発光層と、該発光層を被接着部に接着する接着層とを有し、前記発光層及び接着層の少なくとも一方に、紫外線吸収剤が添加されているのが好ましい（第４の構成）。
　このように蛍光発光層をシート状に形成することで、シート状の蛍光発光層を基板等に貼り付ければ、表示装置に蛍光発光層を容易に設けることができる。しかも、発光層及び接着層の少なくとも一方に添加された紫外線吸収剤によって、紫外線が液晶層に到達するのを防止できる。
　前記第１から第４の構成のいずれか一つにおいて、前記液晶層の厚み方向の一方側のみに電極が設けられていて、該電極は、櫛歯状の櫛歯電極であるのが好ましい（第５の構成）。
　こうすることで、櫛歯電極の周りに電界を生じさせることができるため、液晶層の厚み方向に対向電極を設ける必要がなくなる。したがって、透明な対向電極をＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などによって構成した場合に生じる光の反射や吸収がなくなるので、液晶層内に効率良く光を導くことができる。
　前記第１から第５の構成のいずれか一つにおいて、前記蛍光発光層上に、光源からの光を該蛍光発光層に導くための導光板を備えているのが好ましい（第６の構成）。
　これにより、光源の光は、導光板で反射を繰り返して蛍光発光層内に入射される。この場合、光は蛍光発光層の厚み方向に対して斜めに入射されるため、該蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子に対して遷移双極子モーメントに交差する方向に光が入射される。そうすると、二色性蛍光色素分子の特性から、該二色性蛍光色素分子はより明るい光を出射する。したがって、上述の構成により、二色性蛍光色素分子をより明るく蛍光発光させることができる。
　前記第１から第６の構成のいずれか一つにおいて、前記蛍光発光層の面方向外方に、該蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子から出射される光を受光して発電する光発電部を備えているのが好ましい（第７の構成）。
　こうすることで、蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子から出射された光を、光発電部によって電力に変換することが可能になる。
　前記第７の構成において、前記光発電部は、その受光面が蛍光発光層の面方向端部に対向するように設けられているのが好ましい（第８の構成）。これにより、蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが該蛍光発光層の厚み方向と一致するように二色性蛍光色素分子を配置した場合、該二色性蛍光色素分子から出射される光を、光発電部で効率良く受光することができる。したがって、上述のように光発電部を配置することにより、該光発電部で効率良く発電させることができる。
　以下、本発明の半導体装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
　［第１の実施形態］
　（全体構成）
　図１に、第１の実施形態にかかる液晶表示装置（表示装置）の表示パネル１の概略構成を示す。この表示パネル１は、アクティブマトリクス基板２と、対向基板３と、それらの間に挟みこまれる液晶層４とを備えている。
　アクティブマトリクス基板２は、多くの画素がマトリクス状に形成された基板１１を備えている。また、アクティブマトリクス基板２には、各画素に対応して画素電極１２や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、“ＴＦＴ”と呼ぶ）が設けられている。基板１１は、透光性のガラス基板からなり、画素電極１２も透明な導電性の膜からなる。すなわち、本実施形態において、アクティブマトリクス基板２は、光を透過可能な透過型の基板である。
　対向基板３は、ガラス製のベース基板２１と、アクティブマトリクス基板２の画素電極１２に対向する対向電極２２と、二色性蛍光色素分子２３ａを有する蛍光発光層２３と、を備えている。この蛍光発光層２３は、ベース基板２１と対向電極２２との間に設けられている。すなわち、対向基板３では、アクティブマトリクス基板２側から、アクティブマトリクス基板２の画素電極１２に対向して配置される対向電極２２、蛍光発光層２３及びベース基板２１の順に積層されている。対向基板３の対向電極２２も、アクティブマトリクス基板２の画素電極１２と同様、透明な導電性の膜からなる。蛍光発光層２３の構成については、後述する。
　液晶層４は、高分子マトリクス４ｂ内に、液晶を液晶滴４ａとして分散させることにより形成されている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、いわゆる高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ、以下、“ＰＤＬＣ”と呼ぶ）を備えた表示装置である。
　液晶層４において、画素電極１２と対向電極２２との間で電圧を印加していない状態では、液晶滴４ａ内の液晶分子はランダムな方向を向いている（散乱状態）。これにより、高分子マトリクス４ｂと液晶滴４ａとの間の屈折率が変わるため、それらの界面で光が散乱する。
　一方、画素電極１２と対向電極２２との間に電圧を印加すると、液晶滴４ａ内の液晶分子は分子軸を所定の方向に揃えて配向した状態となる（配向状態）。これにより、高分子マトリクス４ｂと液晶滴４ａとの間の屈折率がほぼ同等になると、それらの界面での散乱が弱まり、液晶層４は透明状態となる。
　前記液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板２のＴＦＴを、該アクティブマトリクス基板２に設けられたドライバからの信号に応じて駆動させることにより、画素電極１２と対向電極２２との間に電圧を印加するように構成されている。また、前記液晶表示装置は、このような画素電極１２と対向電極２２との間の電圧によって液晶層４内の液晶を制御し、表示パネル１に画像を表示するように構成されている。
　（蛍光発光層）
　次に、対向基板３において、ベース基板２１と対向電極２２との間に形成される蛍光発光層２３の構成について説明する。
　蛍光発光層２３は、二色性蛍光色素分子２３ａと、該二色性蛍光色素分子２３ａを保持するための液晶性ポリマー２３ｂとを備えている。この二色性蛍光色素分子２３ａは、紫外線の波長領域（例えば１０ｎｍ～４００ｎｍ）及び可視光線の波長領域（例えば３８０ｎｍ～７５０ｎｍ）に吸収帯域を有し、且つ、二色性比が５以上の材料からなる。二色性蛍光色素分子２３ａは、例えば、ベンゾチアジアゾール系、または、クマリン系、シアニン系、ピリジン系、ローダミン系、スチリル系、アントラキノン系の蛍光色素等からなる。
　二色性蛍光色素分子２３ａは、紫外線や可視光線などの光を吸収して蛍光発光する特性を有する。この二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と交差する方向に振幅する光（分子長軸に対して平行に進行する光）の吸収係数に比べて、該分子長軸と平行な方向に振幅する光（分子長軸に対して交差する方向に進行する光）の吸収係数の方が大きいという吸収特性を有する。すなわち、本実施形態の二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と光の吸収の遷移モーメントの向きとが一致している。
　また、二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と交差する方向の蛍光発光係数に比べて、該分子長軸と平行な方向の蛍光発光係数の方が大きいという発光特性を有する。すなわち、本実施形態の二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と発光の遷移モーメントの向きとが一致している。したがって、二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と交差する方向により強い光を出射する。なお、以下の説明の図において、二色性蛍光色素分子２３ａは、縦長の楕円状として記載されており、その長手方向が分子長軸に対応する。
　液晶性ポリマー２３ｂは、二色性蛍光色素分子２３ａを図１に示すように分子長軸が各層の積層方向（蛍光発光層２３の厚み方向）と一致するように配向させることが可能な樹脂材料からなる。具体的には、液晶性ポリマー２３ｂは、光反応性基を分子端末に有する化合物や、液晶性骨格を有するジアクリルレート化合物などからなる。なお、液晶性ポリマー２３ｂ内に、紫外線を吸収する紫外線吸収材料を混ぜてもよい。これにより、蛍光発光層２３を透過する紫外線をより確実に低減することができ、液晶層４を紫外線から保護することができる。
　上述のように、二色性蛍光色素分子２３ａを液晶性ポリマー２３ｂによって蛍光発光層２３内に保持することで、二色性蛍光色素分子２３ａの分子長軸と交差する方向、すなわち表示パネル１の面内方向に、該二色性蛍光色素分子２３ａからより強い光が出射される。一方、二色性蛍光色素分子２３ａの分子長軸と平行な方向、すなわち蛍光発光層２３の厚み方向には、該二色性蛍光色素分子２３ａから弱い光しか出射されない。したがって、図２及び図３に細実線で示すように、二色性蛍光色素分子２３ａから表示パネル１の外へ直接、出射される光はほとんどない。
　既述のとおり、表示パネル１は、各層が透明な材料によって構成されているため、二色性蛍光色素分子２３ａから表示パネル１の面内方向に出射された光は、該表示パネル１と空気との界面で反射する。すなわち、図２に示すように、液晶層４に電圧が印加されていて該液晶層４が透明状態の場合には、二色性蛍光色素分子２３ａから発光された光は、空気との界面で全反射するため、表示パネル１内で反射を繰り返す（太線矢印参照）。なお、二色性蛍光色素分子２３ａから全反射角度よりも小さい入射角度で空気との界面に出射された光は、そのまま外部へ出射される。
　一方、図３に示すように、液晶層４に電圧が印加されておらず、該液晶層４が散乱状態の場合には、二色性蛍光色素分子２３ａから発光された光は、液晶層４で散乱して、表示パネル１の外部へ出射される（太線矢印参照）。また、液晶層４で散乱した光の一部は、表示パネル１内で反射して二色性蛍光色素分子２３ａに戻るため、該二色性蛍光色素分子２３ａの光の吸収量が図２の場合よりも増える。これにより、二色性蛍光色素分子２３ａは、図２の場合よりも、より明るく光る。
　また、既述のように、二色性蛍光色素分子２３ａは紫外線を吸収する。そのため、上述のように、液晶層４の表示パネル１の表面側に蛍光発光層２３を設けることで、該液晶層４に到達する紫外線の量を低減することができる。
　なお、図２及び図３では、両者の液晶層４の状態の違いを明確且つ簡略に示すために、液晶層４内の液滴４ａの記載を省略している。
　（表示パネルの製造方法）
　次に、表示パネルの製造方法について説明する。
　まず、ベース基板２１上に、蛍光発光層２３を形成する。この蛍光発光層２３は、例えば、スピンコート法によって形成される。すなわち、液晶性ポリマー２３ｂ内に二色性蛍光色素分子２３ａを添加し、該二色性蛍光色素分子２３ａが溶解するまで混ぜて混合液を作製する。そして、その混合液とベース基板２１との濡れ性を良くするために、該ベース基板２１上に配向膜を形成する。その後、該配向膜上に上述の混合液を供給して、ベース基板２１をスピンさせることにより、配向膜上に混合液を所定の膜厚でコートする。その状態で加熱して溶媒を蒸発させた後、紫外線を照射して、液晶性ポリマー２３ｂを硬化させる。これにより、ベース基板２１上に蛍光発光層２３が形成される。
　なお、上述のようなスピンコートではなくスリットコーターによって、配向膜上に混合液を塗布してもよい。
　次に、蛍光発光層２３上にスパッタ法などによって対向電極２２を形成する。そして、この対向電極２２上に、アクティブマトリクス基板２との間に配置されるスペーサを設ける。これにより、対向基板３が形成される。
　次に、対向基板３及びアクティブマトリクス基板２に配向膜を設ける。なお、アクティブマトリクス基板２の製造方法は従来と同じなので、該アクティブマトリクス基板２の製造方法については説明を省略する。対向基板３上に、光硬化性の樹脂によってシールのパターンを形成する。その後、対向基板３上に、液晶や高分子マトリクス４ｂなどを混合した混合物を滴下し、真空中でアクティブマトリクス基板２を重ね合わせる。
　その後、大気圧にして上述の混合物がシールパターン内に拡がった状態で、３４０ｎｍ以下の波長をカットした紫外線を、対向基板３側から照射する。これによりシールの樹脂を硬化させるとともに、ＰＤＬＣを形成する。その後、対向基板３及びアクティブマトリクス基板２を組み合わせた状態で焼成して、シールを完全に硬化させる。
　これにより、図１に示すような表示パネル１が得られる。
　（第１の実施形態の効果）
　本実施形態では、液晶層４とは別に、二色性蛍光色素分子２３ａを含んだ蛍光発光層２３を設けた。これにより、液晶層４に印加する電圧を変更することなく、十分な蛍光発光が得られるように蛍光発光層２３を厚くすることができる。
　しかも、蛍光発光層２３内に、分子長軸が該蛍光発光層１２の厚み方向と平行になるように二色性蛍光色素分子２３ａを配置することで、表示パネル１において蛍光発光の有無を切り替えることが可能になる。二色性蛍光色素分子２３ａは、分子長軸と交差する方向には強い光を発する一方、分子長軸と平行な方向に出射する光は弱い。そのため、上述のように二色性蛍光色素分子２３ａを配置することで、該二色性蛍光色素分子２３ａから直接、表示パネル１の外に出射される光はほとんどない。一方、二色性蛍光色素分子２３ａから分子長軸と交差する方向に出射された光は、液晶層４が透明状態のときには表示パネル１内で反射して該表示パネル１内に閉じ込められるが、該液晶層４が散乱状態のときには、該液晶層４で散乱して表示パネル１外へ出射される。これにより、液晶層４内の液晶の制御に応じて、表示パネル１の蛍光発光を制御することが可能となる。
　また、二色性蛍光色素分子２３ａは、紫外線も吸収するため、本実施形態のような構成にすることで、液晶層４に到達する紫外線の量を低減することができる。
　（第１の実施形態の変形例１）
　この変形例は、図４に示すように、図１に示す表示パネル１の両面に紫外線吸収フィルム２５，２５を配置した点で第１の実施形態とは異なる。以下の説明において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
　具体的には、対向基板３のベース基板２１上に、粘着剤２６によって紫外線吸収フィルム２５を貼り付ける。一方、アクティブマトリクス基板２の基板１１上にも、粘着剤２６によって紫外線吸収フィルム２５を貼り付ける。これらの紫外線吸収フィルム２５，２５は、４８０ｎｍ以下の波長の光をカットするように構成されている。
　これにより、液晶層４に紫外線が到達するのを防止でき、該液晶層４の保護を図れる。
　（第１の実施形態の変形例２）
　この変形例は、図５に示すように、アクティブマトリクス基板３０が透過型ではなく反射型の基板である点で第１の実施形態とは異なる。以下の説明において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
　具体的には、アクティブマトリクス基板３０は、反射層３１ａを有する基板３１と、該基板３１上に形成される画素電極３２と、同じく該基板３１上に形成される図示しないＴＦＴとを備えている。これにより、対向基板３側から入射された光は、基板３１で反射される。
　したがって、蛍光発光層２３の二色性蛍光色素分子２３ａから発光された光も、アクティブマトリクス基板３０の基板３１で反射する。
　なお、この変形例では、光を透過する対向基板３側に、上述の変形例１と同様の紫外線吸収フィルム２５が設けられている。この構成に限らず、紫外線吸収フィルム２５を設けない構成であってもよい。
　［第２の実施形態］
　図６に、第２の実施形態にかかる表示パネル６１の概略構成を示す。この実施形態は、画素電極の構成が第１の実施形態とは異なる。主に第１の実施形態と異なる部分について説明する。
　具体的には、表示パネル６１は、アクティブマトリクス基板６２と、対向基板６３と、それらの間に挟みこまれる液晶層６４とを備えている。
　アクティブマトリクス基板６２は、多くの画素がマトリクス状に形成された基板７１を備えている。また、アクティブマトリクス基板６２には、櫛歯電極７２やＴＦＴ（図示省略）が設けられている。基板７１は、透光性のガラス基板からなり、櫛歯電極７２も透明な導電性の膜からなる。すなわち、本実施形態において、アクティブマトリクス基板６２は、光を透過する透過型の基板である。
　櫛歯電極７２は、基板７１上に互いに並列に形成された複数の線状の導電部７２ａを有する。すなわち、複数の導電部７２ａは、ストライプ状に形成されている。また、この実施形態では、櫛歯電極７２は、画素電極として機能する導電部７２ａと対向電極として機能する導電部７２ａとが交互に並ぶように形成されている。これにより、櫛歯電極７２によって液晶層６４に電圧を印加すると、導電部７２ａ同士の間で生じる電界に応じて液晶層６４内の液晶が制御される。
　対向基板６３は、ガラス製のベース基板８１と、二色性蛍光色素分子８２ａを有する蛍光発光層８２と、を備えている。この蛍光発光層８２は、ベース基板８１と液晶層６４との間に位置するように、該ベース基板８１上に設けられている。すなわち、対向基板６３では、アクティブマトリクス基板６２側から、蛍光発光層８２及びベース基板８１が順に積層されている。蛍光発光層８２の構成については、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。図６中の符号８２ｂは、二色性蛍光色素分子８２ａを保持するための液晶性ポリマーである。
　液晶層６４は、高分子マトリクス６４ｂ内に、液晶を液晶滴６４ａとして分散させることにより形成されている。この液晶層６４の構成も、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。
　ここで、第１の実施形態のような透明な対向電極を形成する場合、対向電極の材質を酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＯという）にするのが一般的だが、このＩＴＯは屈折率が高く可視光を吸収する性質を有している。そのため、第１の実施形態のように、透明な対向電極を蛍光発光層と液晶層との間に設けると、該蛍光発光層の二色性蛍光色素から発光した光が対向電極で反射または吸収され、液晶層に届きにくくなる。
　これに対し、上述のように、アクティブマトリクス基板６２に設ける電極を櫛歯電極７２にすることで、対向基板６３側に対向電極が不要になる。これにより、上述のようなＩＴＯの対向電極による光の反射や吸収がなくなるため、蛍光発光層８２の二色性蛍光色素８２ａから発光した光を、液晶層６４に効率良く導くことができる。
　なお、アクティブマトリクス基板６２は、反射型の基板であってもよい。この場合には、アクティブマトリクス基板６２の基板７１の表面が反射面を構成していて、対向基板６３側から入射された光や蛍光発光層８２の二色性蛍光色素分子８２ａから出射された光は基板７１によって反射される。
　また、特に図示しないが、第１の実施形態の変形例１と同様、表示パネル６１の両面に紫外線吸収フィルムを貼り付けてもよい。
　（表示パネルの製造方法）
　次に、表示パネル６１の製造方法について説明する。
　まず、ベース基板８１上に、蛍光発光層８２を形成する。この蛍光発光層８２は、第１の実施形態と同様、例えば、スピンコート法によって形成される。すなわち、液晶性ポリマー８２ｂ内に二色性蛍光色素分子８２ａを添加し、該二色性蛍光色素分子８２ａが溶解するまで混ぜて混合液を作製する。そして、その混合液とベース基板８１との濡れ性を良くするために、該ベース基板８１上に配向膜を形成する。その後、配向膜上に上述の混合液を供給して、ベース基板８１をスピンさせることにより、配向膜上に混合液を所定の膜厚でコートする。その状態で加熱して溶媒を蒸発させた後、紫外線を照射して、液晶性ポリマー８２ｂを硬化させる。これにより、ベース基板８１上に蛍光発光層８２が形成される。蛍光発光層８２上には、アクティブマトリクス基板６２との間に配置されるスペーサを形成する。これにより、対向基板６３が形成される。
　なお、上述のようなスピンコートではなく、スリットコーターによって配向膜上に混合液を塗布してもよい。
　次に、対向基板６３及びアクティブマトリクス基板６２に配向膜を設ける。なお、アクティブマトリクス基板６２には、櫛歯電極７２やＴＦＴを形成する。これらの形成方法は従来の電極形成やＴＦＴ形成の方法と同じなので、詳しい説明を省略する。対向基板６３上に、光硬化性の樹脂によってシールのパターンを形成する。その後、対向基板６３上に、液晶や高分子マトリクス６４ｂなどを混合した混合物を滴下し、真空中でアクティブマトリクス基板６２を重ね合わせる。
　大気圧にして上述の混合物がシールパターン内に拡がった状態で、３４０ｎｍ以下の波長をカットした紫外線を、対向基板６３側から照射する。これにより、シールの樹脂を硬化させるとともに、ＰＤＬＣを形成する。その後、対向基板３及びアクティブマトリクス基板２を組み合わせた状態で焼成して、シールを完全に硬化させる。
　これにより、図６に示すような表示パネル６１が得られる。
　（第２の実施形態の効果）
　本実施形態の構成により、上述の第１の実施形態の効果と同様の効果が得られる。
　また、本実施形態では、画素電極及び対向電極の代わりに、線状の導電部７２ａが画素電極及び対向電極として機能する櫛歯電極７２を用いた。これにより、蛍光発光層８２と液晶層６４との間の透明な対向電極が不要になる。したがって、蛍光発光層８２の二色性蛍光色素分子８２ａから発光した光が、ＩＴＯなどによって構成される透明な対向電極によって反射や吸収されるのを防止できる。よって、二色性蛍光色素分子８２ａから発光した光を液晶層６４に効率良く導いて該液晶層６４で散乱させることができる。したがって、表示パネル６１をより明るく蛍光発光させることができる。
　［第３の実施形態］
　図７に、第３の実施形態にかかる表示パネル４１の概略構成を示す。この実施形態は、対向電極の構成が第１及び第２の実施形態とは異なる。以下の説明では、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、主に第１の実施形態の構成と異なる点について説明する。
　具体的には、図７に示すように、対向基板４２は、ベース基板４３と、該ベース基板４３上に形成された対向電極４４とを備える。そして、ベース基板４３における対向電極４４とは反対側に、粘着剤２６によって紫外線吸収フィルム２５を貼り付ける。さらに、該紫外線吸収フィルム２５上に、粘着剤４６によって蛍光色素フィルム４５を貼り付ける。蛍光色素フィルム４５は、第１の実施形態における蛍光発光層２３をフィルム状に形成したものである。すなわち、紫外線を吸収しないベースフィルム４５ｂ上に、分子長軸がフィルムの厚み方向と一致するように配向された二色性蛍光色素分子４５ａを有する発光層４５ｃが設けられている。ここで、粘着剤４６によって接着層が形成され、紫外線吸収フィルム２５が被接着部に対応する。また、紫外線吸収フィルム２５によって紫外線吸収層が形成される。
　以上の構成により、蛍光色素フィルム４５で紫外線を効率良く吸収することができる。しかも、該蛍光色素フィルム４５で吸収されなかった紫外線を、紫外線吸収フィルム２５によって吸収することができる。
　なお、上述の構成は、第２の実施形態の構成に対しても適用可能である。第２の実施形態の構成に適用した例を図８に示す。なお、第２の実施形態の構成に適用する場合には、対向電極４４は不要である。
　（第３の実施形態の効果）
　本実施形態では、対向基板４２のベース基板４３における対向電極４４とは反対側の面に、紫外線吸収フィルム２５を貼り付けて、該紫外線吸収フィルム２５上に蛍光色素フィルム４５を貼り付けた。これにより、蛍光色素フィルム４５が、表示パネル４１の表面に位置するため、該蛍光色素フィルム４５で紫外線を効率良く吸収して、該蛍光色素フィルム４５のより強い蛍光発光が可能になる。しかも、蛍光色素フィルム４５を透過した紫外線は、紫外線吸収フィルム２５によって吸収されるため、紫外線が液晶層４に到達するのを防止できる。したがって、液晶層４の保護も図れる。
　また、上述のように、蛍光発光層を蛍光色素フィルム４５とすることで、対向基板４２に容易に蛍光発光層を形成することが可能となる。
　さらに、上述のように蛍光色素フィルム４５とすることで、液晶層４を形成した後、蛍光発光層を形成することが可能になる。これにより、液晶層４を形成する際には、第１の実施形態で説明したように、３４０ｎｍ以下の波長をカットした紫外線を対向基板４２側から照射するが、上述のような蛍光色素フィルム４５とすることで、紫外線を吸収する部材が対向基板４２に存在しなくなる。よって、液晶層４を形成する際に、紫外線を液晶層４に効率良く照射することができる。
　（第３の実施形態の変形例）
　この変形例は、図９に示すように、蛍光色素フィルム５１の構成が第３の実施形態とは異なる。以下の説明において、第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
　具体的には、蛍光色素フィルム５１は、紫外線をほとんど吸収しないベースフィルム５１ｂと、二色性蛍光色素分子５１ａを有する発光層５１ｃと、該蛍光発光層５１ｂにおけるベースフィルム５１ｂとは反対側に設けられた接着層５１ｄとを有する。この接着層５１ｄを形成する粘着剤には、４８０ｎｍ以下の波長の光（主に紫外線）を吸収可能な紫外線吸収剤が混合されている。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系などの紫外線吸収剤が用いられる。よって、この粘着剤によって紫外線吸収層が形成される。なお、ベース基板４３が被接着部に対応する。
　これにより、第３の実施形態のように、紫外線吸収フィルム２６を設ける必要がなくなるため、その分、製造工程の簡略化を図れる。
　なお、粘着剤ではなく、蛍光発光層５１ｂに紫外線吸収剤を入れてもよい。こうすれば、蛍光発光層５１ｂで紫外線をほとんど吸収することができる。
　また、上述の構成は、図８の構成にも適用可能である。
　さらに、図９の構成において、発光層５１ｃとベースフィルム５１ｂとを入れ替えてもよい。この場合には、ベースフィルム５１ｂにおける発光層５１ｃとは反対側に、接着層５１ｄが設けられる。この構成において、ベースフィルム５１ｂ及び接着層５１ｄのいずれか一方に紫外線吸収剤を入れればよい。
　［第４の実施形態］
　図１０に、第４の実施形態にかかる表示パネル９１の概略構成を示す。この実施形態は、蛍光発光層１１３上に導光板９５を設けた点で第１の実施形態とは異なる。以下では、主に実施形態１と異なる部分について説明する。
　具体的には、表示パネル９１は、アクティブマトリクス基板９２と、対向基板９３と、それらの間に挟みこまれる液晶層９４と、導光板９５とを備えている。
　アクティブマトリクス基板９２は、多くの画素がマトリクス状に形成された基板１０１を備えている。また、アクティブマトリクス基板９２には、各画素に対応して画素電極１０２やＴＦＴ（図示省略）が設けられている。基板１０１は、その表面に反射層１０１ａが設けられていて、画素電極１０２も光を反射するように構成されている。すなわち、本実施形態において、アクティブマトリクス基板９２は、光を反射する反射型の基板である。
　対向基板９３は、ガラス製のベース基板１１１と、アクティブマトリクス基板９２の画素電極１０２に対向する対向電極１１２と、二色性蛍光色素分子１１３ａを有する蛍光発光層１１３と、を備えている。この蛍光発光層１１３は、ベース基板１１１における対向電極１１２とは反対側に、粘着剤１１４によって接着されている。すなわち、対向基板９３では、アクティブマトリクス基板９２側から、該アクティブマトリクス基板９２の画素電極１０２に対向して配置される対向電極１１２、ベース基板１１１及び蛍光発光層１１３が順に積層されている。対向基板９３の対向電極１１２も、アクティブマトリクス基板９２の画素電極１０２と同様、透明な導電性の膜からなる。蛍光発光層１１３の構成については、第１の実施形態と同様なので、詳しい説明を省略する。
　なお、蛍光発光層１１３とベース基板１１１との間の粘着剤１１４には、紫外線吸収剤が添加されている。これにより、４８０ｎｍ以下の波長の光（主に紫外線）を粘着剤１１４内の紫外線吸収剤によって吸収することができ、液晶層９４に紫外線が照射されるのを防止できる。すなわち、粘着剤１１４によって紫外線吸収層が形成されている。
　液晶層９４は、高分子マトリクス９４ｂ内に、液晶を液晶滴９４ａとして分散させることにより形成されている。この液晶層９４の構成も、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。
　導光板９５は、例えばアクリルやポリカーボネイトなどの紫外線を吸収しない透明の部材であり、ＬＥＤ等の光源９６の光を蛍光発光層１１３に導くように構成されている。すなわち、光源９６の光は、導光板９５内で反射しつつ、蛍光発光層１１３まで導かれる。これにより、図１０に示すように、蛍光発光層１１３の二色性蛍光色素分子１１３ａに対して、分子長軸と交差する方向から光が入射される。よって、二色性蛍光色素分子１１３ａの分子長軸と平行な方向から光を入射する場合に比べて、該二色性蛍光色素分子１１３ａをより強く蛍光発光させることができる。
　光源９６は、二色性蛍光色素分子１１３ａの光励起波長を含む光源である。光源９６は、例えば紫外線を発光するＬＥＤなどが好ましい。このような光源９６を用いることで、二色性蛍光色素分子１１３ａをより明るく蛍光発光させることができる。
　なお、導光板９５の光源９６とは反対側の端部には、反射板９７が設けられている。この反射板９７によって、導光板９５の端部まで進んだ光を反射して該導光板９５内に戻すことができる。
　また、導光板９５、蛍光発光層１１３及びベース基板１１１は、光の伝搬が妨げられないように互いに接着されている。
　（第４の実施形態の効果）
　本実施形態では、蛍光発光層１１３上に、光源９６の光を該蛍光発光層１１３に導くための導光板９５を設けた。これにより、蛍光発光層１１３内の二色性蛍光色素分子１１３ａに対し、該二色性蛍光色素分子１１３ａの分子長軸と交差する方向から光が入射されるため、該二色性蛍光色素分子１１３ａをより明るく蛍光発光させることができる。
　また、光源９６として紫外線を発光するＬＥＤを用いることで、二色性蛍光色素分子１１３ａをさらに明るく蛍光発光させることができる。
　［第５の実施形態］
　図１１に、第５の実施形態にかかる表示装置１２１の概略構成を示す。この実施形態では、第４の実施形態における表示パネル９１を太陽電池と組み合わせた例を示している。以下の説明において、実施形態４と同一の構成には同一の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
　図１１に示すように、表示装置１２１は、携帯機器等の筐体１２０の開口部１２０ａ内に配置される表示パネル９１と、該表示パネル９１の側方に配置される太陽電池１３１（光発電部）とを備えている。表示パネル９１は、第４の実施形態と同じ構成を有していて、導光板９５が筐体１２０の開口部１２０ａで露出するように、該筐体１２０内に配置されている。また、表示パネル９１は、平面視でアクティブマトリクス基板９２及び対向基板９３が筐体１２０の開口部１２０ａに対応して位置付けられるように、筐体１２０内に配置されている。
　表示パネル９１の導光板９５は、平面視で略長方形状に形成されていて、長手方向の一方の端部には２つの光源９６，９６が、他方の端部には反射板９７が、それぞれ設けられている。表示パネル９１の導光板９５の短手方向両側には、太陽電池１３１，１３１が配置されている。
　図１２に断面で示すように、太陽電池１３１は、光を受けて発電を行う発電面１３１ａ（受光面）が表示パネル９１の面方向端部に対向するように配置される。これにより、蛍光発光層１１３の二色性蛍光色素分子１１３ａから分子長軸と交差する方向に発光した光を、太陽電池１３１の発電面１３１ａで受光することができる。この二色性蛍光色素分子１１３ａは、分子長軸と交差する方向（図の白抜き矢印方向）により強く蛍光発光する。そのため、太陽電池１３１の発電面１３１ａでは、二色性蛍光色素分子１１３ａからより強く発光する光を受光することができる。したがって、太陽電池１３１で効率良く発電を行うことができる。
　また、太陽電池１３１は、導光板９５から離間して配置される。太陽電池１３１を導光板９５に密着させた場合、該導光板９５を本来、伝わる予定の光が太陽電池１３１に吸収されてしまう。これに対し、上述のように、太陽電池１３１を導光板９５から離間させることにより、太陽電池１３１が導光板９５内の光の伝搬を阻害するのを防止できる。
　（第５の実施形態の効果）
　本実施形態では、表示パネル９１の側方に太陽電池１３１，１３１を配置した。これにより、表示パネル９１の蛍光発光層１１３内の二色性蛍光色素分子１１３ａが蛍光発光した光を、太陽電池１３１で受光して発電することができる。
　しかも、太陽電池１３１は、その発電面１３１ａが表示パネル９１の面方向端部に対向するように配置されるため、該発電面１３１ａで二色性蛍光色素分子１１３ａの光を効率良く受光することができる。また、この二色性蛍光色素分子１１３ａは、分子長軸が表示パネル９１の積層方向と一致するように配置されているため、分子長軸と交差する方向により強く蛍光発光された光が表示パネル９１の面方向外方に出射される。これにより、発電面１３１ａが表示パネル９１の面方向端部に対向するように配置された太陽電池１３１によって、より効率良く発電を行うことができる。
　さらに、上述のように太陽電池１３１を配置することで、該太陽電池１３１の発電面１３１ａに直接、太陽光が入射されないため、太陽電池１３１の温度上昇を防止できる。よって、太陽電池１３１の温度上昇による発電効率の低下を防止できる。
　［その他の実施形態］
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
　前記各実施形態では、液晶層としてＰＤＬＣを用いている。しかし、２枚のプラスチックフィルム間に高分子がネットワーク状に構成され、その中に液晶分子が配置された、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）を液晶層として用いてもよい。
　前記各実施形態では、分子長軸が遷移双極子モーメントと平行である二色性蛍光色素分子を用いている。しかしながら、分子短軸が遷移双極子モーメントと平行である二色性蛍光色素分子を用いてもよい。この場合にも、蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントが蛍光発光層の厚み方向と一致するように二色性蛍光色素分子を配向すればよい。
　前記各実施形態では、蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントが蛍光発光層の厚み方向と一致するように二色性蛍光色素分子を配向している。しかしながら、各二色性蛍光色素分子は、各分子で遷移双極子モーメントの向きが同じ方向であれば、他の方向に向くように配向されていてもよい。
　前記各実施形態では、表示パネルをモノカラーの構成としている。しかし、表示パネルを３色カラー等のマルチカラー表示の表示パネルとしてもよい。この場合には、蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子を、分子長軸（遷移双極子モーメント）が、表示パネルの面方向と一致し且つ３色の色画素の並び方向と一致するように配向させるのが好ましい。こうすることで、二色性蛍光色素分子から分子長軸と交差する方向に強く出射される光は各色画素内に出射されるため、他の色画素と混色したり他の色画素内の二色性蛍光色素分子によって光が吸収されたりするのを抑制でき、表示品位を高めることができる。このとき、二色性蛍光色素分子は、青色、緑色及び赤色の３色を用意して、蛍光発光層に３色の画素を形成する必要がある。また、第２の実施形態のような櫛歯電極を用いた構成の場合には、二色性蛍光色素分子の分子長軸（遷移双極子モーメント）と平行に櫛歯電極の導電部を形成するのが好ましい。しかしながら、導電部は、二色性蛍光色素分子の分子長軸（遷移双極子モーメント）に対して４５度以内の角度で傾いていてもよい。
　なお、上述のような３色カラーの蛍光発光層の製造方法としては、スピンコート法やインクジェット法がある。それらの具体的な製造方法は以下のとおりである。
　スピンコート法の場合には、まず、液晶性ポリマーに青色、緑色及び赤色の二色性蛍光色素分子をそれぞれ添加して、青色、緑色及び赤色の各色の混合液を準備する。基板上にブラックマトリクスをパターニングによって形成する。そして、該基板上に配向膜を塗布形成した後、上述の混合液のうち一色の混合液をスピンコートによって配向膜上に塗布する。乾燥させて溶媒を蒸発させた後、マスクによって他の２色の部分を覆った状態で紫外線を照射し液晶性ポリマーを硬化させる。その後、未硬化部分を洗浄する。この作業を、残りの２色についても同様に行う。これにより３色カラーの蛍光発光層が得られる。なお、スピンコートの代わりにスリットコーターを用いてもよい。
　インクジェット法の場合にも、まず、液晶性ポリマーに青色、緑色及び赤色の二色性蛍光色素分子をそれぞれ添加して、青色、緑色及び赤色の各色の混合液を準備する。基板上に撥水性のブラックマトリクスを形成する。そして、該基板上に配向膜を塗布形成した後、上述の混合液のうち一色の混合液をインクジェットによって所望の画素に塗布する。乾燥させて溶媒を蒸発させた後、紫外線の露光によって液晶性ポリマーを硬化させる。この作業を、残りの２色についても同様に行う。これにより３色カラーの蛍光発光層が得られる。
　前記第２の実施形態では、櫛歯電極７２の導電部７２ａを画素電極及び対向電極として機能させている。しかし、櫛歯電極全体を画素電極とし、該櫛歯電極に対して絶縁部材を介して積層されるベタ電極を対向電極とする構成でもよい。この場合には、櫛歯電極とベタ電極との間に生じる電界によって液晶層６４内の液晶が制御される。
　本発明による表示装置は、蛍光発光可能に構成された表示装置に利用可能である。

Claims (8)

  1. 　光を吸収して蛍光発光する蛍光色素分子を有する蛍光発光層と、
    　透明状態と散乱状態とに切り替え可能に構成された液晶層と、を備え、
    　前記蛍光色素分子は、発光方向によって発光の強さが異なる二色性蛍光色素分子であり、
    　前記二色性蛍光色素分子は、前記蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが各分子で同じ方向になるように配向されている、表示装置。
  2. 　前記二色性蛍光色素分子は、前記蛍光発光層内に、遷移双極子モーメントの向きが該蛍光発光層の厚み方向と一致するように配向されている、請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記蛍光発光層と前記液晶層との間には、紫外線を吸収する紫外線吸収層が設けられている、請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 　前記蛍光発光層は、シート状に形成された発光層と、該発光層を被接着部に接着する接着層とを有し、
    　前記発光層及び接着層の少なくとも一方に、紫外線吸収剤が添加されている、請求項１から３のいずれか一つに記載の表示装置。
  5. 　前記液晶層の厚み方向の一方側のみに電極が設けられていて、
    　前記電極は、櫛歯状の櫛歯電極である、請求項１から４のいずれか一つに記載の表示装置。
  6. 　前記蛍光発光層上に、光源からの光を該蛍光発光層に導くための導光板を備えている、請求項１から５のいずれか一つに記載の表示装置。
  7. 　前記蛍光発光層の面方向外方に、該蛍光発光層内の二色性蛍光色素分子から出射される光を受光して発電する光発電部を備えている、請求項１から６のいずれか一つに記載の表示装置。
  8. 　前記光発電部は、その受光面が蛍光発光層の面方向端部に対向するように設けられている、請求項７に記載の表示装置。
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