JP2015055813A - 表示装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】混色や光漏れが発生することを防ぐことが可能な表示装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】複数の画素と、蛍光体層２２と、遮光膜２１と、を含み、複数の画素の各々は、第１窓部１３ａを有する第１遮光部１３と、第１窓部１３ａを開閉するように可動する第２遮光部１４と、を有し、蛍光体層２２は、平面視で、少なくとも複数の画素の第１窓部１３ａと重なるように配置され、遮光膜２１は、平面視で、複数の画素のうち少なくとも一部の隣り合う画素の第１窓部１３ａの間に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：マイクロ電子機械システム）シャッターを備えた表示装置、及び電子機器に関する。

上記表示装置として、例えば、特許文献１に記載のように、ＭＥＭＳ（ＭＥＭＳシャッター）を利用して、画素ごとに微細な光変調器を形成する表示装置が知られている。ＭＥＭＳは、数ｎｍから数ｍｍの水準の超微細加工技術及びその電子機器システムを称する。このようなＭＥＭＳを利用した表示装置は、液晶装置などに比べて、高い光利用効率を有している。

特許文献１には、光源の光を蛍光体（色変換部材）に当てることにより、少なくとも１つの色を表示する光を発光できることが開示されている。

特開２０１１−７０１８８号公報

しかしながら、光源の光を蛍光体に当てることにより拡散光となり、隣り合う画素間で混色が生じたり、光漏れが生じたりする恐れがある。また、この表示装置をプロジェクターで使用する場合、光の利用効率が低下したり、コントラストが低下したりする恐れがあるという課題がある。

本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る表示装置は、複数の画素と、波長変換部と、遮光膜と、を含み、前記複数の画素の各々は、第１窓部を有する第１遮光部と、前記第１窓部を開閉するように可動する第２遮光部と、を有し、前記波長変換部は、平面視で、少なくとも前記複数の画素の前記第１窓部と重なるように配置され、前記遮光膜は、平面視で、前記複数の画素のうち少なくとも一部の隣り合う画素の前記第１窓部の間に配置されることを特徴とする。

本適用例によれば、平面視で第１窓部の間に遮光膜が配置されているので、波長変換部に当たった光が拡散した場合でも、拡散した光が遮光膜に遮られ、隣りの画素に光が入り込むことを抑えることが可能となる。その結果、混色や光漏れが発生することを防ぐことができる。

［適用例２］本適用例に係る表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、を含み、前記第１基板は、第１窓部を有する第１遮光部と、前記第１窓部を開閉するように可動する第２遮光部と、を有し、前記第２基板は、透明基板と、前記透明基板の前記第１基板側に配置され、前記第１窓部を透過した光の波長を変換する波長変換部と、前記透明基板と前記波長変換部との間に配置され、平面視で前記第１窓部を囲うように設けられた遮光膜と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、平面視で第１窓部を囲うように遮光膜が配置されているので、波長変換部に当たった光が拡散した場合でも、拡散した光が遮光膜に遮られ、隣りの画素に光が入り込むことを抑えることが可能となる。その結果、混色や光漏れが発生することを防ぐことができる。

［適用例３］上記適用例に係る表示装置において、前記第１遮光部における、前記第２遮光部とは反対側に、励起光を発生する光源が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、励起光を発生する光源が配置されていることにより、励起光が波長変換部（各色に対応した波長変換部）に当たることにより各色を発光させることが可能となり、カラー表示させることができる。

［適用例４］上記適用例に係る表示装置において、前記励起光は、青色光又は紫外光であることが好ましい。

本適用例によれば、青色光又は紫外光を波長変換部に投射させるので、例えば、波長変換部が蛍光体である場合、蛍光物質に当たることにより発光させることができる。

［適用例５］上記適用例に係る表示装置において、前記遮光膜における、前記第２遮光部とは反対側に、前記光源の波長以下である外光の入射を防止するためのカットフィルターが配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、外光のような不要な波長の光が表示装置に入り込むことを抑えることが可能となり、コントラストの高い表示を得ることができる。

［適用例６］上記適用例に係る表示装置において、前記遮光膜は、前記透明基板の前記第２遮光部側に設けられ、前記波長変換部は、前記遮光膜及び前記透明基板を覆うように設けられていることが好ましい。

本適用例によれば、透明基板と波長変換部との間に遮光膜が設けられているので、波長変換部に当たった光が拡散した場合でも、拡散した光が遮光膜に遮られ、隣りの画素に光が入り込むことを抑えることが可能となる。その結果、混色や光漏れが発生することを防ぐことができる。

［適用例７］上記適用例に係る表示装置において、前記遮光膜は、前記透明基板の前記第２遮光部側の表面に設けられ、前記波長変換部は、平面視で前記遮光膜で囲まれた中に設けられていることが好ましい。

本適用例によれば、遮光膜で囲まれた中に波長変換部が設けられている、言い換えれば、波長変換部の厚みと遮光膜の厚みとを略同じ厚みにすることにより、隣りの画素に拡散した光が入射することをより少なくすることができる。つまり、遮光性を向上させることができる。

［適用例８］上記適用例に係る表示装置において、前記第１遮光部と前記光源との間に、第１マイクロレンズ基板が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、光源からの光が第１マイクロレンズ基板に入射することにより、励起光の利用効率を高めることができる。また、画素間のスペースに励起光が当たりにくくなるため、表示装置の温度が上昇することを抑えることができる。

［適用例９］上記適用例に係る表示装置において、前記第２遮光部と前記遮光膜との間に、屈折率の異なる膜が積層された誘電体多層膜が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、遮光膜の光入射側に屈折率の異なる膜が積層された誘電体多層膜が配置されているので、一の膜の界面で反射する反射光と、他の膜の界面で反射する反射光と、が干渉により小さくなるので、透過率を向上させることができる。また、出射光の輝度を向上させることができる。

［適用例１０］上記適用例に係る表示装置において、前記波長変換部と前記遮光膜との間に第２マイクロレンズ基板が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、第２マイクロレンズ基板が配置されているので、光を集光させることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。更に、光を集光させることが可能となるので、高コントラストな表示を実現できる。また、画素間に光が当たりにくくなるため、表示装置の温度を低減させることができる。

［適用例１１］上記適用例に係る表示装置において、平面視で前記遮光膜の間に前記波長変換部が配置されており、前記遮光膜及び前記波長変換部と前記透明基板との間に、第２マイクロレンズ基板が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、第２マイクロレンズ基板が配置されているので、光を集光させることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。更に、光を集光させることが可能となるので、高コントラストな表示を実現できる。また、画素間に光が当たりにくくなるため隣りの画素に拡散した光が入射することをより少なくすることが可能となり、表示装置の温度を低減させることができる。加えて、遮光膜の間に波長変換部を配置するので、隣りの画素に、拡散した光が入射することをより少なくすることができる。

［適用例１２］本適用例に係る電子機器は、上記の表示装置を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、上記表示装置を備えるので、拡散した光が遮光膜に遮られ、隣りの画素に光が入り込むことを抑えることが可能となる。その結果、混色や光漏れが発生することを防ぐことが可能な電子機器を提供することができる。

［適用例１３］上記適用例に係る電子機器において、赤色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が赤色を発光する蛍光体層であり、緑色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が緑色を発光する蛍光体層であり、青色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が青色を発光する蛍光体層であることが好ましい。

本適用例によれば、波長変換部で赤色、緑色、青色を発光する蛍光体層を用いることにより、各色青色光を投射する光源で揃えたとしても、赤色、緑色、青色の原色によるカラー表示をすることができる。よって、光源を同じにすることが可能となり、各色に流用することができる。

［適用例１４］上記適用例に係る電子機器において、赤色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が赤色を発光する蛍光体層であり、緑色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が緑色を発光する蛍光体層であり、青色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部は配置されていないことが好ましい。

本適用例によれば、光源に青色光を用いることにより、青色光を投射する表示装置は波長変換部を配置することなく青色光を投射することができる。よって、赤色、緑色、青色の原色によるカラー表示をすることができる。また、青色光を投射する表示装置は、製造工程を少なくすることができる。

第１実施形態の表示装置の構成を示す模式平面図。 図１に示す表示装置のＡ部を拡大して示す拡大平面図。 図２に示す表示装置のＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図。 光制御部を含む表示装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は表示装置の一部を拡大して示す拡大平面図、（ｂ）は（ａ）に示す表示装置のＣ−Ｃ’線に沿う模式断面図。 電子機器としての投射型表示装置（プロジェクター）の構成を示す概略図。 第２実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図。 第３実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図。 （ａ）は第４実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は誘電体多層膜の構成の一例を示す模式図。 第５実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図。 第６実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図。 変形例の投射型表示装置の構成を示す模式図。 変形例の投射型表示装置の構成を示す模式図。 変形例の投射型表示装置の構成を示す模式図。 変形例の投射型表示装置の構成を示す模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

（第１実施形態）
＜表示装置の構成＞
図１は、表示装置の構成を示す模式平面図である。図２は、図１に示す表示装置のＡ部を拡大して示す拡大平面図である。図３は、図２に示す表示装置のＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図である。図４は、閉状態の光制御部を含む表示装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は表示装置の一部を拡大して示す拡大平面図、（ｂ）は（ａ）に示す表示装置のＣ−Ｃ’線に沿う模式断面図である。以下、表示装置の構成を、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１〜図３に示すように、表示装置１００は、対向配置された第１基板１０及び第２基板２０と、第１基板１０の表示領域Ｅに設けられた複数の光制御部１１（シャッター）と、表示領域Ｅの側方に設けられた端子部１２と、を備えている。

図２に示すように、表示領域Ｅには、複数の光制御部１１が平面視でマトリックス状に配置されている。各々の光制御部１１は、図示しない配線を介して端子部１２に接続されている。本実施形態の表示装置１００は、光制御部１１を画素Ｐとして備えている。また、図２に示す表示装置１００は、各光制御部１１（シャッター）が開状態のときを示している。

図３に示すように、表示装置１００は、対向配置された第１基板１０及び第２基板２０と、第１基板１０側に配置された光源３０と、を備えている。

第１基板１０における光源３０側には、第１窓部１３ａを有する第１遮光部１３が設けられている。また、第１基板１０における光出射側には、平面視で、第１窓部１３ａを開閉するように可動する第２遮光部１４が設けられている。第１遮光部１３と第２遮光部１４との、平面的な動作を組み合わせることにより、シャッターとして動作する。

具体的には、図示しない固定電極の間を第２遮光部１４が水平移動することにより、各光制御部１１の光の透過又は遮断を独立に制御することができる。

第２基板２０は、透明基板としての基材２０ａと、基材２０ａの光入射側の表面に設けられた遮光膜２１（ブラックマトリックス）と、基材２０ａの光入射側の全面を覆うように設けられた波長変換部としての蛍光体層２２と、基材２０ａにおける光出射側の表面に設けられたカットフィルター２３と、を備えている。

遮光膜２１は、平面視で、第１窓部１３ａを囲うように設けられている。蛍光体層２２は、光源３０から入射した光を、色変換及び蛍光発光させるために用いられる。

蛍光体層２２は、ポリジアセチレン、トランスアセチレン、蛍光体、ナノクリスタル、クァンタムドット（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＩｎＧａＰ／ＺｎＳなど）でつくることができる。本実施形態では、蛍光体層２２として蛍光体を用いるものとする。

カットフィルター２３は、光源３０で用いる波長以下の外光が第２基板２０側から入射しないようにするために設けられている。光源３０は、励起光が用いられ、青色光または紫外光（光源：４０５ｎｍＬＤ）が用いられる。

このような構成により、光制御部１１（シャッター）が開状態のとき、光源３０からの光が蛍光体層２２に入射することにより、例えば、光を吸収して得たエネルギーを利用して第１色を発光して、第１色を表示する。その他、第２色を表示する画素や、第３色を表示する画素をつくることができる。

一方、図４に示すように、光制御部１１（シャッター）が閉状態のとき、光源３０からの光は、第１遮光部１３を通過するものの、第２遮光部１４によって遮断される。つまり、黒表示となる。

また、第２基板２０に遮光膜２１を設けることにより、光源３０からの光が蛍光体層２２に入射することによって蛍光発光した光が散乱した場合でも、散乱光が隣りの画素Ｐに入り込むことを抑えることができる。よって、混色や表示画像の輪郭ボケなど表示品質が低下することを抑えることができる。

また、蛍光体層２２を用いるので、色の調整が容易、かつ、長寿命な表示装置１００を実現することができる。更に、液晶装置のような、ドメインなど表示の不具合の発生を防ぐことができる。

＜電子機器の構成＞
図５は、電子機器としての投射型表示装置（プロジェクター）の構成を示す概略図である。以下、投射型表示装置の構成を、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、投射型表示装置１０００は、光の入射側から順に、青色光を投射する光源３０と、表示装置１００と、ダイクロイックプリズム１１００と、投射光学系１２００と、を備えている。表示装置１００は、光の入射側に第１基板１０が配置され、光の出射側に第２基板２０が配置される。

本実施形態における光源３０は、赤色光学系１３００Ｒ、緑色光学系１３００Ｇ、及び青色光学系１３００Ｂとも、青色光を投射する同一の光源３０を用いる。

表示装置１００は、上記に説明したように、透過型の光制御部１１を画素Ｐとして備えたライトバルブである。表示装置１００の蛍光体層２２は、赤色光学系１３００Ｒであれば赤色を発光する蛍光体層２２Ｒが設けられており、緑色光学系１３００Ｇであれば緑色を発光する蛍光体層２２Ｇが設けられており、青色光学系１３００Ｂであれば青色を発光する蛍光体層２２Ｂが設けられている。

各表示装置１００を透過して変調された各色光は、ダイクロイックプリズム１１００によって合成され、合成された光は投射光学系１２００によってスクリーン１４００に拡大されて投射される。このダイクロイックプリズム１１００は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。

本実施形態の投射型表示装置１０００によれば、上記表示装置１００を備えているので、高輝度、高コントラストの表示を得ることができる。なお、上記した投射型表示装置１０００の構成は一例であり、その構成は適宜変更することができる。

なお、表示装置１００が搭載される電子機器としては、投射型表示装置１０００の他、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

以上詳述したように、第１実施形態の表示装置１００、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）第１実施形態の表示装置１００によれば、平面視で第１窓部１３ａを囲うように遮光膜２１が配置されているので、励起光（青色光又は紫外光など）が蛍光体層２２に当たって発光した光が拡散した場合でも、拡散した光が遮光膜２１に遮られ、隣りの画素Ｐに光が入り込むことを抑えることが可能となる。その結果、混色や光漏れが発生することを防ぐことができる。

（２）第１実施形態の表示装置１００によれば、第２基板２０の光出射側にカットフィルター２３を配置させることにより、外光のような不要な波長の光が表示装置１００に入り込むことを抑えることが可能となり、コントラストの高い表示をすることができる。

（３）第１実施形態の電子機器によれば、上記表示装置１００を配置しているので、混色や光漏れが発生することを防ぐことが可能な電子機器を提供することができる。更に、赤色、緑色、青色を発光する蛍光体層２２を用いることにより、各色青色光を投射する光源３０を用いたとしても、赤色、緑色、青色の原色によるカラー表示をすることができる。よって、光源３０を統一することが可能となり、各色に流用することができる。

（第２実施形態）
＜表示装置の構成＞
図６は、第２実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、表示装置の構造を、図６を参照しながら説明する。なお、図６は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。

第２実施形態の表示装置２００は、上述の第１実施形態と比べて、第２基板２０の遮光膜２２１と蛍光体層２２２との構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態の表示装置２００は、第２基板２０の光入射側に遮光膜２２１及び蛍光体層２２２が設けられている。具体的には、画素Ｐとなる領域を囲むように遮光膜２２１が設けられている。そして、遮光膜２２１で囲まれた中に蛍光体層２２２が設けられている。また、遮光膜２２１と蛍光体層２２２との厚みは略同じである。

これによれば、蛍光体層２２２の厚みと遮光膜２２１との厚みを同じ厚みにするので、第１実施形態の表示装置１００と比較して、隣りの画素Ｐに入射する散乱光をより少なくすることができる。

以上詳述したように、第２実施形態の表示装置２００によれば、上記した（１）、（２）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（４）第２実施形態の表示装置２００によれば、遮光膜２２１で囲まれた中に蛍光体層２２２が設けられている、言い換えれば、蛍光体層２２２の厚みと遮光膜２２１の厚みとを略同じ厚みにすることにより、隣りの画素Ｐに、拡散した光が入射することをより少なくすることができる。つまり、遮光性を高めることができる。

（第３実施形態）
＜表示装置の構成＞
図７は、第３実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、表示装置の構造を、図７を参照しながら説明する。

第３実施形態の表示装置３００は、上述の第１実施形態と比べて、第１基板１０の光源３０側に第１マイクロレンズ基板としての第１マイクロレンズ層４０を備えている部分が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため、第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図７に示すように、第３実施形態の表示装置３００は、上記したように、第１基板１０の光源３０側に第１マイクロレンズ層４０を備えている。第１マイクロレンズ層４０は、例えば、光の出射側に配置された基材４０ａと、光の入射側に配置されたレンズ層４０ｂと、を備えている。

基材４０ａは、例えば、石英で構成されている。基材４０ａには、複数のマイクロレンズ４０ｃが形成されている。マイクロレンズ４０ｃは、例えば、基材４０ａにおいてマトリックス状に配置されている。レンズ層４０ｂは、例えば、透明度の高い酸化膜で構成されている。

この構成によれば、第１マイクロレンズ層４０を備えているので、光源３０の励起光の利用効率を高めることができる。また、画素Ｐ間に励起光が投射されにくくなるので、表示装置３００の温度を低減させることができる。

以上詳述したように、第３実施形態の表示装置３００によれば、上記した（１）、（２）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（５）第３実施形態の表示装置３００によれば、光源３０からの光（励起光）が第１マイクロレンズ層４０に入射することにより、励起光の利用効率を高めることができる。また、画素Ｐ間のスペースに励起光が当たりにくくなるため、表示装置３００の温度が上昇することを抑えることができる。

（第４実施形態）
＜表示装置の構成＞
図８（ａ）は、第４実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図である。図８（ｂ）及び（ｃ）は、誘電体多層膜の構成の一例を示す模式図である。以下、表示装置の構造を、図８を参照しながら説明する。

第４実施形態の表示装置４００は、上述の第１実施形態と比べて、第２基板２０に、透過率を向上させるための誘電体多層膜５０が設けられている部分が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため、第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、第４実施形態の表示装置４００は、第２基板２０における基材２０ａの光入射側に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１及び基材２０ａの光源３０側には、誘電体多層膜５０が配置されている。誘電体多層膜５０の光入射側には、蛍光体層２２が配置されている。

誘電体多層膜５０は、屈折率の異なる膜が積層されており、透過率を向上させるために用いられる。

（誘電体多層膜の構成）
誘電体多層膜５０の一例としての誘電体多層膜５１は、図８（ｂ）に示すように、光の入射側から、第１誘電体膜５１ａと、第１誘電体膜５１ａの屈折率より大きい屈折率ｎ１を有する第２誘電体膜５１ｂと、第２誘電体膜５１ｂの屈折率ｎ１より小さい屈折率ｎ２を有する第３誘電体膜５１ｃと、第３誘電体膜５１ｃの屈折率ｎ２より大きい屈折率ｎ３を有する第４誘電体膜５１ｄと、第４誘電体膜５１ｄの屈折率ｎ３より小さい屈折率を有する第５誘電体膜５１ｅと、を備えている。

第１誘電体膜５１ａ、第３誘電体膜５１ｃ、及び第５誘電体膜５１ｅは、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を用いて形成することができる。屈折率ｎ２は、例えば、１．４である。

第２誘電体膜５１ｂ、及び第４誘電体膜５１ｄは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）を用いて形成することができる。屈折率ｎ１，ｎ３は、例えば、１．９である。

第２誘電体膜５１ｂ、第３誘電体膜５１ｃ、及び第４誘電体膜５１ｄは、数式１の関係式を満たすように、屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３と光学膜厚ｄ１，ｄ２，ｄ３とを設定する。

入射光は、第３誘電体膜５１ｃと第４誘電体膜５１ｄとの界面にて反射する反射光と、第１誘電体膜５１ａと第２誘電体膜５１ｂとの界面にて反射する反射光と、が干渉により小さくなる。即ち、屈折率が小さい媒質から屈折率が大きい媒質への界面となるので、両界面にて反射は固定端反射となり、反射により位相がπずれる。即ち、反射光が小さくなる。

また、第２誘電体膜５１ｂの光学膜厚ｄ１と第３誘電体膜５１ｃの光学膜厚ｄ２との和が、λ／４であるので、第１誘電体膜５１ａと第２誘電体膜５１ｂとの界面での理論上の反射光と、第３誘電体膜５１ｃと第４誘電体膜５１ｄとの界面での理論上の反射光とで、位相差はπとなり、互いに干渉して打ち消しあう。その結果、反射光は小さくなり、入射光の透過率が高くなる。

一方、入射光は、第２誘電体膜５１ｂと第３誘電体膜５１ｃとの界面にて反射する反射光と、第４誘電体膜５１ｄと第５誘電体膜５１ｅとの界面にて反射する反射光と、が干渉により小さくなる。即ち、屈折率が大きい媒質から屈折率が小さい媒質への界面となるので、両界面にて反射は自由反射となり、反射により位相は変わらない。

また、第３誘電体膜５１ｃの光学膜厚ｄ２と第４誘電体膜５１ｄの光学膜厚ｄ３との和が、λ／４であるので、第２誘電体膜５１ｂと第３誘電体膜５１ｃとの界面での理論上の反射光と、第４誘電体膜５１ｄと第５誘電体膜５１ｅとの界面での理論上の反射光とで、位相差はπとなり、互いに干渉して打ち消しあう。その結果、反射光は小さくなり、入射光の透過率が高くなる。

（その他の誘電体多層膜の構成）
誘電体多層膜５０の構成のその他の一例としての誘電体多層膜５２は、図８（ｃ）に示すように、光の入射側から、第１誘電体膜５２ａと、第１誘電体膜５２ａの屈折率ｎ０より大きい屈折率ｎ１を有する第２誘電体膜５２ｂと、第２誘電体膜５２ｂの屈折率ｎ１より大きい屈折率ｎ２を有する第３誘電体膜５２ｃと、第３誘電体膜５２ｃの屈折率ｎ２より小さい屈折率ｎ３を有する第４誘電体膜５２ｄと、第４誘電体膜５２ｄの屈折率ｎ３より小さい屈折率ｎ４を有する第５誘電体膜５２ｅと、を備えている。

第１誘電体膜５２ａ、及び第５誘電体膜５２ｅは、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を用いて形成することができる。屈折率ｎ０，ｎ４は、例えば、１．４である。

第２誘電体膜５２ｂ、及び第４誘電体膜５２ｄは、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いて形成することができる。屈折率ｎ１，ｎ３は、例えば、１．７である。

第３誘電体膜５２ｃは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯを用いて形成することができる。屈折率ｎ２は、例えば、１．９である。

図８（ｃ）に示す誘電体多層膜５２は、第１誘電体膜５２ａの屈折率をｎ０とし、第２誘電体膜５２ｂの屈折率をｎ１、第２誘電体膜５２ｂの物理膜厚をｄ１とし、第３誘電体膜５２ｃの屈折率をｎ２、第３誘電体膜５２ｃの物理膜厚をｄ２とし、第４誘電体膜５２ｄの屈折率をｎ３、第４誘電体膜５２ｄの物理膜厚をｄ３とし、第５誘電体膜５２ｅの屈折率をｎ４とした際に、以下の数式２を満たすように各誘電体膜５２ａ〜５２ｅの屈折率ｎ０，ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４と物理膜厚ｄ１，ｄ２，ｄ３とを設定することで、反射光の強度を最も小さくすることができる。

数式２の関係を満たすと、入射光は、第１誘電体膜５２ａと第２誘電体膜５２ｂとの界面で反射する理論上の反射光と、第２誘電体膜５２ｂと第３誘電体膜５２ｃとの界面で反射する理論上の反射光とが、干渉により小さくなる。

同様に、数式２の関係を満たすと、入射光は、第３誘電体膜５２ｃと第４誘電体膜５２ｄとの界面で反射する理論上の反射光と、第４誘電体膜５２ｄと第５誘電体膜５２ｅとの界面で反射する理論上の反射光とが、干渉により小さくなる。

更に、数式２の関係を満たすと、第２誘電体膜５２ｂと第３誘電体膜５２ｃとの界面で反射する理論上の反射光と、第３誘電体膜５２ｃと第４誘電体膜５２ｄとの界面で反射する理論上の反射光とが、干渉により小さくなる。こうして、入射光の誘電体多層膜５２での透過率が向上する。

以上詳述したように、第４実施形態の表示装置４００によれば、上記した（１）、（２）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（６）第４実施形態の表示装置４００によれば、遮光膜２１の光入射側に屈折率の異なる膜が積層された誘電体多層膜５０（５１，５２）が配置されているので、例えば、第３誘電体膜５１ｃと第４誘電体膜５１ｄとの界面にて反射する反射光と、第１誘電体膜５１ａと第２誘電体膜５１ｂとの界面にて反射する反射光と、が干渉により小さくなる。即ち、屈折率が小さい媒質から屈折率が大きい媒質への界面となるので、両界面にて反射は固定端反射となり、反射により位相がπずれる。その結果、透過率を向上させることができる。また、出射光の輝度（照度）を向上させることができる。

（第５実施形態）
＜表示装置の構成＞
図９は、第５実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、表示装置の構造を、図９を参照しながら説明する。

第５実施形態の表示装置５００は、上述の第３実施形態と比べて、第２基板２０に、第２マイクロレンズ基板としての第２マイクロレンズ層６０が設けられている部分が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため、第５実施形態では、第３実施形態と異なる部分について説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図９に示すように、第５実施形態の表示装置５００は、第２基板２０において基材２０ａの光入射側に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１及び基材２０ａの光入射側には、第２マイクロレンズ層６０が配置されている。第２マイクロレンズ層６０は、上述した第１マイクロレンズ層４０の構造と略同様である。第２マイクロレンズ層６０の光入射側には、蛍光体層２２が配置されている。

第１基板１０には、上記した第３実施形態と同様に、光入射側に第１マイクロレンズ層４０が配置されている。

これによれば、第１基板１０に第１マイクロレンズ層４０が設けられ、第２基板２０に第２マイクロレンズ層６０が設けられているので、光の利用効率を向上させることができる。

以上詳述したように、第５実施形態の表示装置５００によれば、上記した（１）、（２）、（５）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（７）第５実施形態の表示装置５００によれば、第２基板２０に第２マイクロレンズ層６０が配置されているので、光を集光させることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。更に、光を集光させることが可能となるので、高コントラストな表示を実現できる。また、画素Ｐ間に光が当たりにくくなるため、表示装置５００の温度を低減させることができる。

（第６実施形態）
＜表示装置の構成＞
図１０は、第６実施形態の表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、表示装置の構造を、図１０を参照しながら説明する。

第６実施形態の表示装置６００は、上述の第５実施形態と比べて、第２基板２０の遮光膜２１と蛍光体層２２との構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第６実施形態では、第５実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図１０に示すように、第６実施形態の表示装置６００は、第２基板２０の光入射側に遮光膜２２１及び蛍光体層２２２が設けられている。具体的には、画素Ｐとなる領域を囲むように遮光膜２２１が設けられている。そして、遮光膜２２１で囲まれた中に蛍光体層２２２が設けられている。また、遮光膜２２１と蛍光体層２２２との厚みは略同じである。

これによれば、蛍光体層２２２の厚みと遮光膜２２１との厚みを同じ厚みにするので、第５実施形態の表示装置５００と比較して、隣りの画素Ｐに入射する散乱光をより少なくすることができる。更に、第１基板１０に第１マイクロレンズ層４０、第２基板２０に第２マイクロレンズ層６０が配置されているので、光の利用効率を向上させることができる。

以上詳述したように、第６実施形態の表示装置６００によれば、上記した（１）、（２）、（５）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（８）第６実施形態の表示装置６００によれば、第２基板２０に第２マイクロレンズ層６０が配置されているので、光を集光させることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。更に、光を集光させることが可能となるので、高コントラストな表示を実現できる。また、画素Ｐ間に光が当たりにくくなるため隣りの画素Ｐに、拡散した光が入射することをより少なくすることが可能となり、表示装置６００の温度を低減させることができる。加えて、遮光膜２２１の間に蛍光体層２２２を配置するので、隣りの画素Ｐに、拡散した光が入射することをより少なくすることができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、投射型表示装置は、第１実施形態の表示装置１００を配置することに限定されず、上記第２実施形態〜第６実施形態の表示装置２００〜６００を配置するようにしてもよい。

図１１は、投射型表示装置の一例である投射型表示装置２０００の構成を示す模式図である。図１１に示す投射型表示装置２０００は、赤色光学系１３００Ｒ、緑色光学系１３００Ｇ、及び青色光学系１３００Ｂに、第２実施形態の表示装置２００が配置されている。

本実施形態における光源３０は、赤色光学系１３００Ｒ、緑色光学系１３００Ｇ、及び青色光学系１３００Ｂとも、青色光を投射する同一の光源３０を用いる。

表示装置２００の蛍光体層２２２は、赤色光学系１３００Ｒであれば赤色を発光する蛍光体層２２２Ｒが設けられており、緑色光学系１３００Ｇであれば緑色を発光する蛍光体層２２２Ｇが設けられており、青色光学系１３００Ｂであれば青色を発光する蛍光体層２２２Ｂが設けられている。

これによれば、混色や光抜けが抑えられ、表示品質が向上した投射型表示装置２０００を提供することができる。更に、蛍光体層２２２の厚みと遮光膜２２１との厚みを同じ厚みにするので、隣りの画素Ｐに入射する散乱光をより少なくすることが可能な投射型表示装置２０００を提供することができる。

図１２は、投射型表示装置の一例である投射型表示装置３０００の構成を示す模式図である。図１２に示す投射型表示装置３０００は、赤色光学系１３００Ｒ、緑色光学系１３００Ｇ、及び青色光学系１３００Ｂに、第６実施形態の表示装置６００が配置されている。

ただし、図１２に示す投射型表示装置３０００の表示装置６００’は、変形例の一例として、第１マイクロレンズ層４０を光源３０の光出射側に配置している部分も異なっている。なお、他の実施形態においても、第１基板１０に配置されていた第１マイクロレンズ層を、光源３０の光出射側に配置するようにしてもよい。

これによれば、混色や光抜けが抑えられ、表示品質が向上した投射型表示装置３０００を提供することができる。更に、第１基板１０に第１マイクロレンズ層４０が設けられ、第２基板２０に第２マイクロレンズ層６０が設けられた表示装置を配置しているので、光の利用効率を向上させることが可能な投射型表示装置３０００を提供することができる。

（変形例２）
上記した投射型表示装置１０００，２０００，３０００のように、赤色光学系１３００Ｒ、緑色光学系１３００Ｇ、青色光学系１３００Ｂの全ての表示装置１００〜６００の第２基板２０に蛍光体層２２，２２２を設けることに限定されず、例えば、図１３に示すようにしてもよい。

図１３は、変形例２の投射型表示装置４０００の構成を示す模式図である。図１３に示す投射型表示装置４０００は、第２実施形態の表示装置２００を基本的な構造として配置している。異なる部分として、青色光学系２３００Ｂの表示装置２００のみ蛍光体層２２２を設けず、光源３０から投射する青色光を用いている。

これによれば、光源３０に青色光を用いることにより、青色光学系２３００Ｂのみ蛍光体層２２２を設けない場合でも、赤色光、緑色光、青色光の３原色によるカラー表示が可能な投射型表示装置４０００を提供することができる。その結果、製造工程を少なくすることができる。

なお、青色光学系１３００Ｂ，２３００Ｂのみ蛍光体層２２，２２２を用いない投射型表示装置４０００は、変形例２の表示装置２１０に限定されず、例えば、第１実施形態〜第６実施形態の表示装置１００〜６００を配置するようにしてもよい。

図１４は、第６実施形態の表示装置６００を光学系に配置した投射型表示装置５０００である。第６実施形態の表示装置６００と異なる部分として、青色光学系２３００Ｂの表示装置６１０のみ蛍光体層２２２を設けず、光源３０から投射する青色光を用いている。また、全色の光学系において、第１マイクロレンズ層４０を光源３０に設けている部分も異なっている。

これによれば、青色光学系２３００Ｂのみ蛍光体層２２２を設けない場合でも、赤色光、緑色光、青色光の３原色によるカラー表示が可能な投射型表示装置５０００を提供することができる。更に、隣りの画素Ｐに入射する散乱光をより少なくすることが可能であると共に、光の利用効率を向上させることが可能な投射型表示装置５０００を提供することができる。

１０…第１基板、１１…光制御部、１２…端子部、１３…第１遮光部、１３ａ…第１窓部、１４…第２遮光部、２０…第２基板、２０ａ…透明基板としての基材、２１，２２１…遮光膜、２２，２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒ，２２２，２２２Ｂ，２２２Ｇ，２２２Ｒ…波長変換部としての蛍光体層、２３…カットフィルター、３０…光源、４０…第１マイクロレンズ基板としての第１マイクロレンズ層、４０ａ…基材、４０ｂ…レンズ層、４０ｃ…マイクロレンズ、５０，５１，５２…誘電体多層膜、５１ａ…第１誘電体膜、５１ｂ…第２誘電体膜、５１ｃ…第３誘電体膜、５１ｄ…第４誘電体膜、５１ｅ…第５誘電体膜、５２ａ…第１誘電体膜、５２ｂ…第２誘電体膜、５２ｃ…第３誘電体膜、５２ｄ…第４誘電体膜、５２ｅ…第５誘電体膜、６０…第２マイクロレンズ基板としての第２マイクロレンズ層、１００〜６００，６００’，６１０…表示装置、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００…投射型表示装置、１１００…ダイクロイックプリズム、１２００…投射光学系、１３００Ｂ，２３００Ｂ…青色光学系、１３００Ｇ…緑色光学系、１３００Ｒ…赤色光学系、１４００…スクリーン。

Claims (14)

1. 複数の画素と、
   波長変換部と、
   遮光膜と、
   を含み、
   前記複数の画素の各々は、第１窓部を有する第１遮光部と、前記第１窓部を開閉するように可動する第２遮光部と、を有し、
   前記波長変換部は、平面視で、少なくとも前記複数の画素の前記第１窓部と重なるように配置され、
   前記遮光膜は、平面視で、前記複数の画素のうち少なくとも一部の隣り合う画素の前記第１窓部の間に配置されることを特徴とする表示装置。
2. 第１基板と、
   前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、
   を含み、
   前記第１基板は、
   第１窓部を有する第１遮光部と、
   前記第１窓部を開閉するように可動する第２遮光部と、を有し、
   前記第２基板は、
   透明基板と、
   前記透明基板の前記第１基板側に配置され、前記第１窓部を透過した光の波長を変換する波長変換部と、
   前記透明基板と前記波長変換部との間に配置され、平面視で前記第１窓部を囲うように設けられた遮光膜と、
   を有することを特徴とする表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の表示装置であって、
   前記第１遮光部における、前記第２遮光部とは反対側に、励起光を発生する光源が配置されていることを特徴とする表示装置。
4. 請求項３に記載の表示装置であって、
   前記励起光は、青色光又は紫外光であることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記遮光膜における、前記第２遮光部とは反対側に、前記光源の波長以下である外光の入射を防止するためのカットフィルターが配置されていることを特徴とする表示装置。
6. 請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記遮光膜は、前記透明基板の前記第２遮光部側に設けられ、
   前記波長変換部は、前記遮光膜及び前記透明基板を覆うように設けられていることを特徴とする表示装置。
7. 請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記遮光膜は、前記透明基板の前記第２遮光部側の表面に設けられ、
   前記波長変換部は、平面視で前記遮光膜で囲まれた中に設けられていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記第１遮光部と前記光源との間に、第１マイクロレンズ基板が配置されていることを特徴とする表示装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記第２遮光部と前記遮光膜との間に、屈折率の異なる膜が積層された誘電体多層膜が配置されていることを特徴とする表示装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記波長変換部と前記遮光膜との間に第２マイクロレンズ基板が配置されていることを特徴とする表示装置。
11. 請求項２乃至請求項９のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    平面視で前記遮光膜の間に前記波長変換部が配置されており、
    前記遮光膜及び前記波長変換部と前記透明基板との間に、第２マイクロレンズ基板が配置されていることを特徴とする表示装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
13. 請求項１２に記載の電子機器であって、
    赤色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が赤色を発光する蛍光体層であり、
    緑色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が緑色を発光する蛍光体層であり、
    青色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が青色を発光する蛍光体層であることを特徴とする電子機器。
14. 請求項１２に記載の電子機器であって、
    赤色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が赤色を発光する蛍光体層であり、
    緑色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部が緑色を発光する蛍光体層であり、
    青色光を投射する表示装置は、光源が青色光であり、波長変換部は配置されていないことを特徴とする電子機器。

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