JP3094961B2

JP3094961B2 - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP3094961B2
Application number: JP20622497A
Authority: JP
Inventors: 崇能勢; 節夫金子; 成嘉鈴木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: US6445431B2; US6501520B2; US20020097370A1; JPH1152371A; US20010000436A1; US6243151B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー表示を行な
う液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は受光型の表示素子であ
り、基本的に一対の透明電極の間に液晶を配置し、偏光
板を前面と後面に配列した構造を有しており、光源とし
て白色光源を使用している。一般にこのような液晶表示
素子において、カラー表示を行なうためには、各画素毎
に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のカラーフィルターを配列して、液晶を選択的に
オン、オフすることにより、背面から照射する白色光を
透過、非透過させている。カラーフィルターの配列とし
ては、モザイク型、ストライプ型などのパターンが主に
使われている。

【０００３】図５に従来のカラー表示可能な液晶表示素
子の基本構造を示した断面図の一例を示す。図５におい
て、最も下側（後方）には白色光を発する白色背面光源
２０１が設けられており、白色背面光源２０１の上側
（前方）には、白色背面光源２０１からの背面光のうち
所定方向の光のみを選択する偏光層２と、偏光層２によ
って選択された光を受けるための偏光層７とが設けられ
ている。偏光層２と偏光層７との間には、ガラスなどに
代表される透明性基板３、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉ
ｎ−Ｏｘｉｄｅ）などに代表される透明電極４、液晶
５、透明電極６、透明樹脂によるオーバーコート層１
４、各色のカラーフィルター２０２、透明性基板９が順
次積層され配置されている。図５に示すようにＲ、Ｇ、
Ｂのカラーフィルター２０２が規則正しく並び、各色の
カラーフィルター２０２の間に遮光層１３を形成する。
遮光層１３は、駆動方法の違いにより配置が変わり、ま
た、ない場合もある。カラーフィルターの位置としては
偏光層７の上側に配置されてもよく固定的ではない。ま
た、偏光層２および偏光層７は、通常、２色性を与える
ヨウ素や染料などの偏光素子とこれを配列固定させるた
めのポリビニルアルコールなどの偏光基体、さらに偏光
基体を両側から保護するとトリアセチルセルロースなど
の基板により構成される偏光板を用いる。

【０００４】背面光源としては３波長管が使われるのが
一般的であり、背面光源の発光スペクトルに合わせた分
光透過率特性を有するカラーフィルターが必要である。
図７にカラーフィルターの分光透過率と背面光源の発光
分布の一例を示す。カラーフィルターを使ってカラー表
示する方式では、背面光源から照射した白色光がカラー
フィルターを通過するため図７に示すように光の利用効
率が低減され、通過光は、背面光源から照射した白色光
の光の強度に比べて約１／３程度となり、非常に弱くな
るという問題がある。

【０００５】そこで、この問題を解決する方法として、
カラーフィルターのかわりに蛍光体を使用する液晶表示
素子が提案されており、一例として特開平８−６２６０
２号公報に開示されるような素子がある。これは、背面
光源として白色光のかわりに波長領域が３８０ｎｍ〜４
２０ｎｍにある青色背面光源を使用し、背面光源から放
射された青色光により励起され、各色を発光する蛍光体
を配置した構造をしている。図６は、特開平８−６２６
０２号公報に開示された液晶表示素子の構造を示した断
面図である。同図では、最も下側に波長領域が３８０ｎ
ｍ〜４２０ｎｍにある青色背面光源１が設けられてお
り、青色背面光源１から上方に向かって、偏光層２、透
明性基板３、透明電極４、液晶５、透明電極６、透明性
基板９、偏光層７、背面透過ミラー３０１、蛍光体層
８、透明性基板３０２が順次積層され配置されている。
蛍光体層は青色背面光源から発光される３８０ｎｍ〜４
２０ｎｍの波長領域の青色光により励起され各色を発光
する赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体
であり、各色の蛍光体が規則正しく並び、各色の蛍光体
の間に遮光層１３が配置されている。この素子では、カ
ラーフィルターを使用しないため、カラーフィルターに
よる光の減衰がなくなり輝度が向上する。なお、背面透
過ミラー３０１は蛍光体から四方に発光される光を前方
のみ反射させるために設けられたものであり、背面光源
からの背面光を透過させながら蛍光体から発光した光を
前方へ反射させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実際に特開平８−６２
６０２号公報に開示された図には、図６に記載された透
明性基板３および透明性基板９が省略された形となって
いる。そのため、偏光層７の配置位置が透明性基板３と
透明性基板９の間に配置するか、外側に配置するか、限
定はなされていない。しかし、従来の液晶表示素子は偏
光層として偏光板を使用しているため、図６に示すよう
に透明性基板３と透明性基板９の外側に配置する必要が
あり、内側に配置することは作成上不可能である。した
がって、図６に示すように、液晶の上方には２枚の透明
性基板が配置されることになり、視差を生じることにな
る。

【０００７】本発明の目的は上記問題を解決し、輝度が
高く、かつ視差のない液晶表示素子を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、下記のようである。１．発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又は４６０ｎ
ｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光源と前記背
面光源に対向する第１の透明性基板と、前記第１の透明
性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透明性基板と
対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の透明性基板
とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明性基板上
に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成され、第２
の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光体層、第
２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層され、前記第
２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側で接し、前
記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するもの
であり、前記第２の偏光層は、前記第２の透明性基板上
に前記蛍光体層を形成した後、オーバーコート層を作成
し、前記オーバーコート層に第１の配向処理を施した
後、感光性を有する液晶材料と二色性色素を含有する層
を作成し、光を照射し、前記液晶材料を硬化させて作成
され、前記第１の偏光層は、前記第１の透明性基板上に
配向膜を塗布し、第２の配向処理を施した後、感光性を
有する液晶材料と二色性色素を含有する層を作成し、光
を照射し、前記液晶材料を硬化させて作成されてなるこ
とを特徴とする液晶表示素子。２．前記第１及び第２の配向処理がラビングであること
を特徴とする上記１に記載の液晶表示素子。３．発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又は４６０ｎ
ｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光源と前記背
面光源に対向する第１の透明性基板と、前記第１の透明
性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透明性基板と
対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の透明性基板
とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明性基板上
に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成され、第２
の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光体層、第
２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層され、前記第
２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側で接し、前
記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するもの
であり、第２の偏光層が、前記第２の透明性基板上に前
記蛍光体層を形成し、オーバーコート層を作成した後、
高分子材料と光により異性化する二色性色素を含有する
層を作成し、偏光を照射して作成され、第１の偏光層
が、前記第1の透明性基板上に、高分子材料と光により
異性化する二色性色素を含有する層を作成し、偏光を照
射して作成されてなることを特徴とする液晶表示素子。４．前記蛍光体層が、前記背面光源からの光により発光
する赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍
光体とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑
色発光蛍光体および前記青色発光蛍光体の間に遮光層を
有することを特徴とする上記１乃至３のいずれかに記載
の液晶表示素子。５．前記蛍光体層が、前記背面光源からの光により発光
する赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体と、前記色背
面光源からの光をそのまま通すための透明膜とが並列に
配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑色発光蛍光体お
よび前記透明膜の間に遮光層を有することを特徴とする
上記１乃至３のいずれかに記載の液晶表示素子。６．発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又は４６０ｎ
ｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光源と前記背
面光源に対向する第１の透明性基板と、前記第１の透明
性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透明性基板と
対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の透明性基板
とで挟持された液晶を有し、前記第１の透明性基板上
に、第１の偏光面と第１の透明電極とが形成され、第２
の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光体層、第
２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層され、前記第
２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側で接し、前
記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するもの
である液晶表示素子の製造方法であって、前記第２の偏
光層は、前記第２の透明性基板上に前記蛍光体層を形成
した後、オーバーコート層を作成し、前記オーバーコー
ト層に第１の配向処理を施した後、感光性を有する液晶
材料と二色性色素を含有する層を作成し、光を照射し、
前記液晶材料を硬化させて作成し、前記第１の偏光層
は、前記第１の透明性基板上に配向膜を塗布し、第２の
配向処理を施した後、感光性を有する液晶材料と二色性
色素を含有する層を作成し、光を照射し、前記液晶材料
を硬化させて作成することを特徴とする液晶表示素子の
製造方法。７．前記第１の及び第２の配向処理がラビングであるこ
とを特徴とする上記６に記載の液晶表示素子の製造方
法。８．発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又は４６０ｎ
ｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光源と前記背
面光源に対向する第１の透明性基板と、前記第１の透明
性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透明性基板と
対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の透明性基板
とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明性基板上
に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成され、第２
の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光体層、第
２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層され、前記第
２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側で接し、前
記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するもの
である液晶表示素子の製造方法であって、第２の偏光層
が、前記第２の透明性基板上に前記蛍光体層を形成し、
オーバーコート層を作成した後、高分子材料と光により
異性化する二色性色素を含有する層を作成し、偏光を照
射して作成し、第１の偏光層が、前記第1の透明性基板
上に、高分子材料と光により異性化する二色性色素を含
有する層を作成し、偏光を照射して作成することを特徴
とする液晶表示素子の製造方法。９．前記蛍光体層が、前記背面光源からの光により発光
する赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍
光体とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑
色発光蛍光体および前記青色発光蛍光体の間に遮光層を
有することを特徴とする上記６乃至８のいずれかに記載
の液晶表示素子の製造方法。１０．前記蛍光体層が、前記背面光源からの光により発
光する赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体と、前記色
背面光源からの光をそのまま通すための透明膜とが並列
に配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑色発光蛍光体
および前記透明膜の間に遮光層を有することを特徴とす
る上記６乃至８のいずれかに記載の液晶表示素子の製造
方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。（実施形態１）次に本発明に係わる液晶表示素子の実施
の形態を図１を参照して説明する。図１は液晶表示素子
の構成を示す断面図であり、最も下側（後方）には波長
３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの青色領域の光を発する青色背
面光源１が、青色背面光源１の上側（前方）には、青色
背面光源１からの背面光のうち所定方向の光のみを選択
する偏光層２が設けられている。偏光層２の前方には、
一対の透明性基板（透明性基板３、透明性基板９）の間
に透明電極４、液晶５、透明電極６、偏光層７、青色背
面光源１からの波長３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの青色領域
の光の照射により発光する蛍光体を有する蛍光体層８が
順次積層され配置される。透明電極４および６はアクテ
ィブマトリクス駆動型でも、単純マトリクス駆動型でも
良い。

【００１０】偏光層２は、従来技術で作成した市販の偏
光板を使用し、偏光層７は以下の方法で作成する。特に
プロセスの簡便性の観点からは、下記（ハ）、（ニ）に
記載の方法が望ましい。

【００１１】従来と同様ポリビニルアルコールを基剤と
し、ポリヨウ素、または染料を含んだものを延伸させて
作成したものを貼り付けて作成してもよいが、以下に述
べる方法で作成することもできる。すなわち、（イ）透
明性基板に従来技術と同様の方法で、遮光層（図１の１
３）、蛍光体層（図１の８）、オーバーコート層（図１
の１４）を作成する。その後、オーバーコート層のラビ
ングを行う。オーバーコート層には通常アクリレートが
用いられる。アクリレートでもラビングによる効果は同
じであるが、オーバーコート剤にポリイミドを用いた方
が、本発明の場合には、耐久性の観点から望ましい。ま
た、オーバーコート剤の上に配向膜を塗布してもよい。
オーバーコート剤または配向膜をラビングし、第１の基
板とする。ガラスなどの透明基板に配向膜のみを塗布
し、ラビングした第２の基板を作成し、これに所望のス
ペーサー剤を散布するか、または、フォトリソグラフィ
ーを用いて所望の部分のみにスペーサーとなる柱または
壁を作成する。第１の基板と第２の基板をラビング方向
がアンチパラレル、またはパラレルになるように重ね合
わせ適当な支持体で固定する。このとき基板周辺部にス
ペーサー剤と同じ厚みのポリイミドフィルムなどを配置
してもよい。また、フォトリソグラフィーを用いてスペ
ーサーを作成する際に周辺部に壁を作成しておいてもよ
い。２枚の基板の間に、感光性基を有する液晶材料と二
色性色素の混合物を注入する。液晶材料がラビング方向
に配列し、それに伴って二色性色素もラビング方向に配
列する。この時点で基板全面にＵＶ光を照射し、液晶お
よび二色性色素の配列を固定する。その後、第２の基板
をはがすことにより、第１の基板のオーバーコート層の
上に偏光層を得ることができる。（ロ）本発明における偏光層の別の作成方法として、前
述の配向膜をラビングするかわりに、Ｊａｐａｎｅｓｅ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓ第３１巻２１５５ページ（１９９２）に開示されて
いるように感光性の材料を用い、偏光を照射することに
よっても作成することができる。（ハ）本発明における偏光層の別の作成方法として、以
下に述べる方法を使用することもできる。すなわち、透
明性基板に従来技術と同様の方法で、遮光層（図１の１
３）、蛍光体層（図１の８）、オーバーコート層（図１
の１４）を作成する。その後、Ｎａｔｕｒｅ第３５１巻
４９ページ（１９９１）に記載されているような光によ
る異性化を起こす色素と高分子材料との混合物を塗布
し、乾燥させた後、直線偏光を照射して光反応を誘起し
色素の配列を制御する。このようして作成したフィルム
は偏光層として機能させることができる。（ニ）本発明における偏光層のさらに別の作成方法とし
て、以下に述べる方法を使用することもできる。すなわ
ち、透明性基板に従来技術と同様の方法で、遮光層（図
１の１３）、蛍光体層（図１の８）、オーバーコート層
（図１の１４）を作成する。その後、感光性を有する二
色性色素と高分子の混合物を塗布し、乾燥後、直線偏光
を照射することによって偏光方向に遷移モーメントが並
んでいる色素のみ選択的に反応させ、高分子物に結合さ
せる。結合していない色素を適当な溶剤で洗い流すこと
により偏光方向に配列した二色性色素の層を得ることが
できる。このようして作成したフィルムは偏光層として
機能させることができる。

【００１２】以上の例では、第１図におけるオーバーコ
ート層の上の偏光層の作成について説明したが、上に述
べた偏光層の作成方法はどの偏光層を作成するときでも
用いることができる。また、それぞれの偏光層の作成方
法を組み合わせて素子を作成することもできる。

【００１３】蛍光体層８は、波長３８０ｎｍ〜４２０ｎ
ｍの光により発光する赤色発光蛍光体１０、緑色発光蛍
光体１１と青色発光蛍光体１２とが配置され、赤色発光
蛍光体１０、緑色発光蛍光体１１および青色発光蛍光体
１２の間に遮光層１３を形成する。赤色発光蛍光体１
０、緑色発光蛍光体１１、青色発光蛍光体１２上には、
透明樹脂によるオーバーコート層１４を形成する。な
お、オーバーコート層１４は原理的には必要ではないた
め、オーバーコート層１４のない場合も存在する。赤色
発光蛍光体１０、緑色発光蛍光体１１、青色発光蛍光体
１２は従来のカラーフィルターのパターン同様、モザイ
ク型やストライプ型など用途に応じてパターン状に形成
される。

【００１４】図１に示すような構造にすることにより、
図６に示した従来の蛍光体を使用した液晶表示素子から
透明性基板３０２が除かれることになり、視差をなくす
ことができる。この構造（図１）と図５に示した従来の
カラーフィルター２０２を使用した液晶表示素子と比較
すると、カラーフィルター２０２部分で２／３以上を捨
てていた光量の損失をなくすことができるため輝度が向
上する。本発明のかかる構成により揮度が高く、かつ視
差のない液晶表示素子を実現する。（実施形態２）次に本発明に係わる液晶表示素子の別の
実施の形態を図２を参照して説明する。図２は液晶表示
素子の構成を示す断面図である。図２は、最も下側（後
方）には波長３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの青色領域の光を
発する青色背面光源１が、青色背面光源１の上側（前
方）には、一対の透明性基板（透明性基板３、透明性基
板９）の間に偏光層２、透明電極４、液晶５、透明電極
６、偏光層７、蛍光体層８が順次積層され配置される。
図１との違いは偏光層２が透明性基板３と透明性基板９
の間に配置されている点である。また、偏光層２も偏光
層７同様、上記実施形態１の（イ）〜（ニ）に記載され
ている方法で作成する。特にプロセスの簡便性の観点か
らは、（ハ）、（ニ）に記載の方法が望ましい。（実施形態３）次に本発明に係わる液晶表示素子の別の
実施の形態を図３を参照して説明する。図３は液晶表示
素子の構成を示す断面図である。図３は液晶表示素子の
構成を示す断面図であり、最も下側（後方）には波長４
６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色領域の光を発する青色背面
光源１０１が、青色背面光源１０１の上側（前方）に
は、偏光層２が設けられている。偏光層２の前方には、
一対の透明性基板（透明性基板３、透明性基板９）の間
に透明電極４、液晶５、透明電極６、偏光層７、青色背
面光源１からの波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色領域
の光の照射により発光する蛍光体を有する蛍光体層１０
５が順次積層され配置される。

【００１５】偏光層７は、透明性基板３と透明性基板９
の間に配置されるため、上記実施形態１の（イ）〜
（ニ）に記載されている方法で作成する。特にプロセス
の簡便性の観点からは、（ハ）、（ニ）に記載の方法が
望ましい。

【００１６】蛍光体層１０５は、青色背面光源１０１か
らの光により発光する赤色発光蛍光体１０２、緑色発光
蛍光体１０３、青色背面光源からの光をそのまま通すた
めの透明膜１０４とが配置され、赤色発光蛍光体１０
２、緑色発光蛍光体１０３および透明膜１０４の間に遮
光層１３を形成する。

【００１７】図３のような構成にすることにより青色光
は、直接出すため従来構造の３倍に、赤色、緑色につい
ても変換効率が高い物質が現在開発されているため従来
構造のほぼ３倍近くの輝度になる。（実施形態４）次に本発明に係わる液晶表示素子の別の
実施の形態を図４を参照して説明する。図４は液晶表示
素子の構成を示す断面図である。図４は、最も下側（後
方）には波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色領域の光を
発する青色背面光源１０１が、青色背面光源１０１の上
側（前方）には、一対の透明性基板（透明性基板３、透
明性基板９）の間に偏光層２、透明電極４、液晶５、透
明電極６、偏光層７、蛍光体層１０５が順次積層され配
置される。図３との違いは偏光層２が透明性基板３と透
明性基板９の間に配置されている点である。また、偏光
層２も偏光層７同様、上記実施形態１の（イ）〜（ニ）
に記載されている方法で作成する。特にプロセスの簡便
性の観点からは、（ハ）、（ニ）に記載の方法が望まし
い。

【００１８】

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。

【００１９】実施例１本実施例の液晶表示素子は前述の図１に示した断面構造
と同様の構造を有する。

【００２０】青色背面光源１としては、紫外光により励
起され、波長領域３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの光を発行す
る青色発光蛍光体を有するランプを使用する。青色背面
光源１に使用する青色発光蛍光体としては、例えば、Ｓ
ｒＰ₂Ｏ₇：Ｅｕ、ＳｒＭｇＰ ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ、
Ｙ ₂Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｃｅ、ＺｎＧａ₂Ｏ₄：Ｌｉ，Ｔｉ、ＹＴ
ａＯ₄：Ｎｂ，ＣａＷＯ₄、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲ
ン）、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・２Ｂ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＳｒＡｌ₁₂
Ｏ₁₄：Ｅｕ及びＹ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅなどがある。

【００２１】偏光層２は、市販の偏光板を使用し、偏光
層７は以下に示す方法で形成する。これは前記実施形態
１の（イ）に記載されている方法である。すなわち、オ
ーバーコート層（図１の１４）の上にポリイミド配向膜
（例えば、日本合成ゴム社製：商品名ＡＬ１０５１）を
塗布し、焼成乾燥する。偏光層作成のための第２の基板
として同じ大きさのガラス基板に同様に配向膜を塗布
し、焼成乾燥する。その後、両方の基板の配向膜をラビ
ングし第２の基板に２０μｍのスペーサー剤を散布し基
板の周囲に幅２ｍｍ厚さ２０μｍのポリイミドフィルム
を液晶注入用の隙間をあけて配置し、第１の基板と第２
の基板をラビング方向がアンチパラレルになるように重
ね合わせ、クランプで留める。ラビング方向は液晶と共
に注入する二色性色素の性質によるが、偏光の透過軸が
偏光層２の透過軸と直交するように調節する。重ねあわ
せた基板を真空チャンバー中に入れ、感光性を持つ液晶
材料と二色性色素の混合物を注入する。このような材料
として例えば、メルク社製５ＣＢ液晶とＭａｋｒｏｍｏ
ｌ．Ｃｈｅｍ．第１９０巻、２２５５ページ（１９８
９）に記載されているジアクリレート化合物およびＭｏ
ｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．第１５０Ａ巻、
３ページ−１６７ページ（１９８７）に記載されでいる
二色性色素を適当な割合で混合し用いることができる。
注入後、注入孔をポリイミドテープなどで仮留めし、加
熱処理を行い液晶および二色性色素の流動配向などをな
くし、配列をそろえた後、ＵＶ光を照射し、感光性物質
の架橋反応を引き起こし混合物の配向を固定する。この
とき、反応時間を短縮するために、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．
Ｃｈｅｍ．第１９０巻、２２５５ページ（１９８９）に
記載されているような光反応開始剤を入れておいてもよ
い。その後、第２の基板をはがすことにより偏光層７を
得ることができる。このとき第２の基板のみをきれいに
はがすことができるように第２の基板に塗布するポリイ
ミド配向膜の種類を変え、表面エネルギーの小さいフッ
素を含む配向膜を使用しておいてもよい。

【００２２】また、蛍光体層８に配置される波長３８０
ｎｍ〜４２０ｎｍの光により発光する赤色発光蛍光体１
０、緑色発光蛍光体１１と青色発光蛍光体１２はおのお
のについて下記に示すもののうち少なくとも１つを含む
ことが望ましい。

【００２３】青色蛍光体層１２としては、例えば、Ｓｒ
₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ、（Ｓｒ₀ _.9Ｃａ_0.1）₁₀（Ｐ
Ｏ₄）₆Ｃｌ₂Ｏ：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ、Ｂ
ａ_3xＳｒ_xＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ（ｘは０〜３）、Ｂａ₅Ｓ
ｉＯ₄Ｃｌ₆：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａ
ｇ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａなどがあ
る。

【００２４】緑色蛍光体層１１としては、例えば、Ｓｒ
Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、Ｃａ₃ＳｉＯ₄
Ｃｌ₂：Ｅｕ、（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ、（Ｓｒ_0.9Ｃａ
_0.1） ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂Ｏ：Ｅｕ、Ｂａ_2xＳｒ_xＳｉ
Ｏ₄：Ｅｕ²⁺（ｘは０〜２）、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｂ
ａＺｒＯ₃：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａ
ｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌなどがある。

【００２５】赤色蛍光体層１０としては、例えば、６Ｍ
ｇＯ・Ａｓ₂Ｏ₅：Ｍｎ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂
・ＧｅＯ₂：Ｍｎ、Ｎａ₅Ｅｕ（Ｗ_1xＭｏ_xＯ₄）₄（ｘは
０〜１）、ｋ₅Ｅｕ（Ｗ_1xＭｏ_xＯ₄）₄（ｘは０〜１）、
ＳｒＹ₂Ｓ₄：Ｅｕ、ＳｒＹ₂Ｓ₄：Ｍｎ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ4：Ｅ
ｕ、ＮａＧｄ_1xＥｕ_xＴｉＯ₄（ｘは０〜１）などがあ
る。

【００２６】図１に示すような構造にすることにより、
図６に示した従来の蛍光体を使用した液晶表示素子から
透明性基板３０２が除かれることになり、視差をなくす
ことができる。また、本発明の構造（図ｌ）と図５に示
した従来のカラーフィルター２０２を使用した液晶表示
素子と比較すると、カラーフィルター２０２部分で２／
３以上を捨てていた光量の損失をなくすことができるた
め輝度が向上する。かかる構成により輝度が高く、かつ
視差のない液晶表示素子を実現できる。

【００２７】透明性基板３は、石英などの青色背面光源
１から放射された波長３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの青色領
域の光を透過させる透明性の高い基板を用いることによ
りさらに輝度の向上が図れる。

【００２８】実施例２本実施例の液晶表示素子は前述の図２に示した断面構造
と同様の構造を有する。図２は、偏光層２が透明性基板
３と透明性基板９の間に配置され、偏光層７と同様に、
上記の実施例１の製造方法により形成することもでき
る。また、前記実施形態１の（ハ）に記載されている方
法で作成することもできる。すなわち、Ｎａｔｕｒｅ第
３５１巻４９ページ（１９９１）に記載されているよう
な、ポリイミドとアゾ色素の混合物を塗布し、加熱焼成
した後、全面に偏光を照射し、色素材料の光異性化を引
き起こす。これにより色素の吸収軸が偏光と垂直（色素
によっては平行）方向にそろい、偏光層として機能させ
ることができる。

【００２９】実施例３本実施例の液晶表示素子は前述の図３に示した断面構造
と同様の構造を有する。

【００３０】青色背面光源１０１としては、例えば、Ｓ
ｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｓｎ²⁺、ＳｒＭｇＡｌ₁ ₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、
（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｂ
ａ_3-xＳｒ_xＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ（ｘは０〜３）、Ｚｎ
Ｓ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｎｉなどの波長４６０ｎｍ〜
４７０ｎｍの青色発光蛍光体を有するランプを使用す
る。

【００３１】偏光層２は、偏光板を使用し、偏光層７は
実施例１または２に記載した方法と同様の方法により形
成することができる。また、前記実施形態１の（ニ）に
記載されている方法で作成することもできる。すなわ
ち、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．第１５
０Ａ巻、３ページ−１６７ページ（１９８７）に記載さ
れている二色性色素のうち長鎖アルキル基を有する化合
物と、高分子の主鎖にアジド基を有する化合物（例えば
シンコー技研社製アジドポリマー）の混合物を塗布し、
加熱乾燥した後、偏光ＵＶ光を照射する。遷移モーメン
トが偏光方向と一致する官能基のみ選択的に反応し、そ
の後必要に応じて適当な溶剤で洗浄することによって、
未反応の色素を取り除くことができ、偏光層を得ること
ができる。

【００３２】蛍光体層１０５に配置される波長３８０ｎ
ｍ〜４２０ｎｍの光により発光する赤色発光蛍光体１０
２、緑色発光蛍光体１０３はおのおのについて下記に示
すもののうち少なくとも１つを含むことが望ましい。

【００３３】緑色発光蛍光体１０３としては、例えば、
４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチ
ルアミノスチルリン）−４Ｈ−ビラン（ＤＣＭ）等のシ
アニン系色素、１−エチル−２−（４−（ｐ−ジメチル
アミノフェニル）−１，３−ブタジエニル）−ビリジウ
ム−バーコラレイト（ビリジン１）等のビリジン系色
素、ローダミンＢ，ローダミン６Ｃ等のキサンテン系色
素、オキサジン系色素などがある。

【００３４】赤色発光蛍光体１０２としては、例えば、
２，３，５，６，−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−ト
リフロルメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマ
リン（クマリン１５３）等のクマリン色素などがある。

【００３５】透明膜１０４は、青色背面光源１から放射
されたの青色光をそのまま通す。透明膜１０４は、原理
的には必要がないが、透明膜１０４を形成することによ
り透明電極４と透明電極６のギャップ幅を均一にするこ
とができる。以上のような構成により輝度が高く、かつ
視差のない液晶表示素子を実現できる。

【００３６】実施例４本実施例の液晶表示素子は前述の図４に示した断面構造
と同様の構造を有する。図４は、偏光層２が透明性基板
３と透明性基板９の間に配置され、偏光層７同様、上記
の実施例１〜３に記載された方法と同様の製造方法によ
り形成する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる液
晶表示素子は、蛍光体を使用し一対の透明性基板の内側
に偏光層を形成したことにより、従来の透明性基板が１
枚除かれることになり、かかる構成により輝度が高く、
かつ視差のない液晶表示素子を実現する。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示素子の構造
を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の液晶表示素子の構造
を示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態の液晶表示素子の構造
を示す断面図である。

【図４】本発明の第４の実施形態の液晶表示素子の構造
を示す断面図である。

【図５】従来のカラーフィルターを使用した液晶表示素
子の構造を示す断面図である。

【図６】従来の蛍光体を使用した液晶表示素子の構造を
示す断面図である。

【図７】カラーフィルターの分光透過率と背面光源の発
光分布の一例を示す図である。

【符号の説明】

１青色背面光源２、７偏光層３、９透明性基板４、６透明電極５液晶８蛍光体層１０赤色発光蛍光体１１緑色発光蛍光体１２青色発光蛍光体１３遮光層１４オーバーコート層１０１青色背面光源１０２赤色発光蛍光体１０３緑色発光蛍光体１０４透明膜１０５蛍光体層２０１白色背面光源２０２カラーフィルター３０１背面透過ミラー３０２透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/35 ３０２Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (56)参考文献特開昭51−109796（ＪＰ，Ａ) 特開平８−62602（ＪＰ，Ａ) 特開平７−318728（ＪＰ，Ａ) 特開平８−171013（ＪＰ，Ａ) 特開平８−334615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13357 G09F 9/35 302 G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 505 G02B 5/20 101 G02B 5/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又
は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光
源と前記背面光源に対向する第１の透明性基板と、前記
第１の透明性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透
明性基板と対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の
透明性基板とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明
性基板上に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成さ
れ、第２の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光
体層、第２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層さ
れ、前記第２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側
で接し、前記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するも
のであり、前記第２の偏光層は、前記第２の透明性基板上に前記蛍
光体層を形成した後、オーバーコート層を作成し、前記
オーバーコート層に第１の配向処理を施した後、感光性
を有する液晶材料と二色性色素を含有する層を作成し、
光を照射し、前記液晶材料を硬化させて作成され、前記第１の偏光層は、前記第１の透明性基板上に配向膜
を塗布し、第２の配向処理を施した後、感光性を有する
液晶材料と二色性色素を含有する層を作成し、光を照射
し、前記液晶材料を硬化させて作成されてなることを特
徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記第１及び第２の配向処理がラビング
であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又
は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光
源と前記背面光源に対向する第１の透明性基板と、前記
第１の透明性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透
明性基板と対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の
透明性基板とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明
性基板上に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成さ
れ、第２の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光
体層、第２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層さ
れ、前記第２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側
で接し、前記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発光するも
のであり、第２の偏光層が、前記第２の透明性基板上に前記蛍光体
層を形成し、オーバーコート層を作成した後、高分子材
料と光により異性化する二色性色素を含有する層を作成
し、偏光を照射して作成され、第１の偏光層が、前記第1の透明性基板上に、高分子材
料と光により異性化する二色性色素を含有する層を作成
し、偏光を照射して作成されてなることを特徴とする液
晶表示素子。
【請求項４】前記蛍光体層が、前記背面光源からの光
により発光する赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および
青色発光蛍光体とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光
体、前記緑色発光蛍光体および前記青色発光蛍光体の間
に遮光層を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】前記蛍光体層が、前記背面光源からの光
により発光する赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体
と、前記色背面光源からの光をそのまま通すための透明
膜とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑色
発光蛍光体および前記透明膜の間に遮光層を有すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液
晶表示素子。
【請求項６】発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又
は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光
源と前記背面光源に対向する第１の透明性基板と、前記
第１の透明性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透
明性基板と対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の
透明性基板とで挟持された液晶を有し、前記第１の透明
性基板上に、第１の偏光面と第１の透明電極とが形成さ
れ、第２の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光
体層、第２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層さ
れ、前記第２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側
で接し、前記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発
光するものである液晶表示素子の製造方法であって、前記第２の偏光層は、前記第２の透明性基板上に前記蛍
光体層を形成した後、オーバーコート層を作成し、前記
オーバーコート層に第１の配向処理を施した後、感光性
を有する液晶材料と二色性色素を含有する層を作成し、
光を照射し、前記液晶材料を硬化させて作成し、前記第１の偏光層は、前記第１の透明性基板上に配向膜
を塗布し、第２の配向処理を施した後、感光性を有する
液晶材料と二色性色素を含有する層を作成し、光を照射
し、前記液晶材料を硬化させて作成することを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】前記第１の及び第２の配向処理がラビン
グであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子
の製造方法。
【請求項８】発光ピークが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ又
は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色の光を発光する背面光
源と前記背面光源に対向する第１の透明性基板と、前記
第１の透明性基板は前記背面光源とは逆の面で第２の透
明性基板と対向し、前記第１の透明性基板と前記第２の
透明性基板とで狭持された液晶を有し、前記第１の透明
性基板上に、第１の偏向面と第１の透明電極とが形成さ
れ、第２の透明性基板は、前記第２の透明性基板、蛍光
体層、第２の偏光層、第２の透明電極とが順次積層さ
れ、前記第２の透明性基板は前記液晶と前記透明電極側
で接し、前記蛍光層は、前記背面光源の光を受け光を発
光するものである液晶表示素子の製造方法であって、第２の偏光層が、前記第２の透明性基板上に前記蛍光体
層を形成し、オーバーコート層を作成した後、高分子材
料と光により異性化する二色性色素を含有する層を作成
し、偏光を照射して作成し、第１の偏光層が、前記第1の透明性基板上に、高分子材
料と光により異性化する二色性色素を含有する層を作成
し、偏光を照射して作成することを特徴とする液晶表示
素子の製造方法。
【請求項９】前記蛍光体層が、前記背面光源からの光
により発光する赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および
青色発光蛍光体とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光
体、前記緑色発光蛍光体および前記青色発光蛍光体の間
に遮光層を有することを特徴とする請求項６乃至８のい
ずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】前記蛍光体層が、前記背面光源からの
光により発光する赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体
と、前記色背面光源からの光をそのまま通すための透明
膜とが並列に配置され、前記赤色発光蛍光体、前記緑色
発光蛍光体および前記透明膜の間に遮光層を有すること
を特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の液
晶表示素子の製造方法。