特許 7057777 液晶表示装置及び光学素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-12

(45)【発行日】2022-04-20

(54)【発明の名称】液晶表示装置及び光学素子

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13363 20060101AFI20220413BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20220413BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13363

G02F1/13357

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019515195

(86)(22)【出願日】2018-04-04

(86)【国際出願番号】 JP2018014485

(87)【国際公開番号】W WO2018198700

(87)【国際公開日】2018-11-01

【審査請求日】2021-02-10

(31)【優先権主張番号】P 2017086800

(32)【優先日】2017-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004086

【氏名又は名称】日本化薬株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小間 徳夫

【審査官】横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２４８０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２４７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９４０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１０５３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２３７６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０５８７８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０５９６３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３５，１／１３３６３

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックライトと、
前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、
前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、
前記液晶層よりも視認側に配置された偏光板と、
前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、
前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、
前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、
を有する液晶表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記λ／４板と前記λ／４層は、同じ波長分散特性を有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置であって、
前記偏光層と前記液晶層との間に、水分の透過を抑制するためのバリアコート層が設けられている、
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
前記λ／４層及び前記λ／４板は、同じ材質の液晶性高分子によって構成されている、
ことを特徴とする液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置及び光学素子に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置が普及してきている。一般的な液晶表示装置は、非発光型表示装置であって、白色ＬＥＤ等を光源とするバックライトからの光を液晶層にて画素ごとに光変調し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各カラーフィルター層を透過させてカラー表示を行う。白色ＬＥＤは、発光効率がよく、寿命が長い等の特長がある。一方、白色ＬＥＤは、発熱による蛍光体の発光効率の低下（いわゆる温度消光）による光損失が大きい。また、カラーフィルター層によって白色ＬＥＤからの光を赤、緑及び青に分離する構造のため、バックライトの１／３程度の光しか実際には使用されず、液晶表示装置全体での光利用効率が低い。

【0003】

また、バックライトとして紫外光源を用い、この紫外光源を励起光として赤、緑及び青の各色の蛍光体層を発光させる形式の液晶表示装置が開示されている（特許文献１）。また、バックライトとして青色ＬＥＤを用い、青色ＬＥＤから出力される青色光を利用して赤色及び緑色の蛍光体層を発光させて赤色及び緑色の光を得ると共に、青色ＬＥＤからの青色光をそのまま透過させて青色の光を表示させる形式の液晶表示装置が開示されている（特許文献２）。

【0004】

また、液晶層が挟持された一対の基板と、一対の基板の一方側の背面に配置されたピーク波長３８０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲の光を発する発光ダイオードと、一対の基板の他方側に形成された偏光板とを備え、一対の基板の他方側に形成された偏光板の液晶層と反対側には、単位ピクセル毎に、ピーク波長が３８０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲の光を吸収して所定の色の光を発する蛍光体層を備えるサブピクセルを備え、蛍光体層の液晶層とは反対側の面には波長４２０ｎｍ以下の波長の光を反射又は吸収するフィルタ層が形成された液晶表示装置が開示されている（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平０８－０３６１５８号公報

【文献】特開２００３－００５１８２号公報

【文献】特開２０１０－２５０２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、いずれの表示装置も外光下での視認性が十分でないという問題がある。外光下での視認性が高い表示装置として反射型の液晶表示装置が提案されているが、暗所では視認性が低いという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置、及び、それに用いられる光学素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の１つの態様は、バックライトと、前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、前記液晶層よりも視認側に配置された偏光板と、前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、を有する液晶表示装置である。

【0009】

前記λ／４板と前記λ／４層は、同じ波長分散特性を有することが好適である。

【0010】

前記偏光層と前記液晶層との間に、水分の透過を抑制するためのバリアコート層が設けられていることが好適である。

【0011】

液晶表示装置において、前記λ／４層及び前記λ／４板は、同じ材質の液晶性高分子によって構成されていることが好適である。

【0012】

本発明の１つの態様は、バックライトと、前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、前記液晶層よりも視認側には配置された偏光板と、前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、を有する液晶表示装置に使用される前記λ／４板からなる光学素子であって、前記λ／４層と波長分散が同じであることを特徴とする光学素子である。

【0013】

本発明の１つの態様は、バックライトと、前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、前記液晶層よりも視認側に配置された偏光板と、前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、を有する液晶表示装置に使用される、前記偏光板と前記λ／４板とからなる光学素子であって、前記λ／４層と波長分散が同じである前記λ／４板と前記偏光板とが一体形成されたことを特徴とする光学素子である。

【0014】

本発明の１つの態様は、バックライトと、前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、前記液晶層よりも視認側に配置された偏光板と、前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、を有する液晶表示装置に使用される前記λ／４層からなる光学素子であって、前記λ／４板と波長分散が同じであることを特徴とする光学素子である。

【0015】

本発明の１つの態様は、バックライトと、前記バックライトからの光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、前記波長変換層よりも視認側に配置された液晶層と、前記液晶層よりも視認側に配置された偏光板と、前記波長変換層と前記液晶層との間に配置された偏光層と、前記液晶層と前記偏光板との間に配置されたλ／４板と、前記偏光層と前記液晶層との間に配置されたλ／４層と、を有する液晶表示装置に使用される、前記偏光層と前記λ／４層とからなる光学素子であって、前記λ／４板と波長分散が同じである前記λ／４層と前記偏光層とが一体形成されたことを特徴とする光学素子である。

【0016】

光学素子において、前記λ／４層と前記λ／４板は、同じ材質の液晶性高分子によって構成されていることが好適である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置、及び、それに用いられる光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施の形態における液晶表示装置の構成を示す図である。

【図2】第２の実施の形態における液晶表示装置の構成を示す図である。

【図3】従来の波長変換層の問題を説明するための図である。

【図4】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図5】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図6】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図7】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図8】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図9】変形例における波長変換層の構成を示す図である。

【図10】赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルターの透過率の例を示す図である。

【図11】赤色及び緑色の波長領域の光を吸収するカラーフィルターの透過率の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態における液晶表示装置１００は、図１の断面模式図に示すように、偏光板１０、ネガティブＣプレート１２、ＴＦＴ基板１４、層間絶縁膜１６、表示電極１８、配向膜（配向層）２０、液晶層２２、配向膜（配向層）２４、共通電極２６、バリアコート層２８、偏光層３０、波長変換層３２、対向基板３４、バックライト３６、λ／４板３８、及び、λ／４層４０を含んで構成される。

【0020】

液晶表示装置１００は、矢印で示すように、バックライト３６から光を受けて、波長変換層３２で波長変換された光を偏光板１０側から出力して画像を表示する装置として機能する。また、液晶表示装置１００は、偏光板１０側から入射する外光を積極的に利用して、波長変換層３２において外光を波長変換して出力することもできる。なお、図１は模式図であり、各構成要素の大きさ及び厚さは実際の値を反映していない。

【0021】

本実施の形態では、液晶表示装置１００としてアクティブマトリックス型液晶表示装置を例として説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、単純マトリックス型等の他の態様の液晶表示装置にも適用可能である。

【0022】

ＴＦＴ基板１４は、基板上にＴＦＴを画素毎に配置して構成される。基板は、ガラス等の透明な基板である。基板は、液晶表示装置１００を機械的に支持すると共に、光を透過して画像を表示するために用いられる。基板は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなるフレキシブル基板としてもよい。

【0023】

図１では、ＴＦＴが３つ表されている。ＴＦＴのほぼ真ん中の基板上には、ゲートラインに接続されるゲート電極１４ａが配置される。ゲート電極１４ａを覆ってゲート絶縁膜１４ｂが形成され、このゲート絶縁膜１４ｂを覆って半導体層１４ｃが形成される。ゲート絶縁膜１４ｂは、例えばＳｉＯ_２などの絶縁体で形成される。また、半導体層１４ｃは、アモルファスシリコンや、ポリシリコンで形成され、ゲート電極１４ａの直上部分が不純物のほとんどないチャネル領域とされ、両側が不純物ドープによって導電性が付与されたソース領域およびドレイン領域とされる。ＴＦＴのドレイン領域の上にはコンタクトホールが形成され、そこに金属（例えば、アルミニウム）のドレイン電極が配置（電気的に接続）され、ソース領域の上にはコンタクトホールが形成され、そこに金属（例えば、アルミニウム）のソース電極が配置（電気的に接続）される。ドレイン電極はデータ電圧が供給されるデータラインに接続される。

【0024】

ＴＦＴ基板１４のＴＦＴが形成されていない側の表面には、偏光板１０が形成される。ＴＦＴ基板１４の基板の表面を覆うように偏光板１０が形成される。偏光板１０は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系樹脂にヨウ素系材料又は二色性染料によって染色がなされた染色系の偏光素子を含むものとすることが好適である。

【0025】

ＴＦＴ基板１４のＴＦＴが形成されていない側の表面上には、視野補正用のネガティブＣプレート１２が形成される。例えば、ネガティブＣプレートの厚さ方向のレターデーションＲｔｈは２２０ｎｍである。また、ネガティブＣプレート１２と偏光板１０との間には、λ／４板の一例に相当するλ／４板３８（１／４波長板）が形成される。例えば、λ／４板３８のレターデーションＲｅは１３５ｎｍであることが好適であり、遅相軸は４５°であることが好適である。ネガティブＣプレート１２とλ／４板３８は光学補償層として機能する。また、λ／４板３８は、反射防止層として機能する。つまり、偏光板１０を通って液晶表示装置１００の外部から内部に光が入射すると、その光の偏光は偏光板１０を通ることで直線偏光となり、その直線偏光はλ／４板３８を通ることで円偏光に変換される。円偏光の光が各層の界面等で反射すると、再びλ／４板３８に入射する。つまり、光はλ／４板３８を２回通ることになる。円偏光の光は反射しても回転方向は変わらない性質があるので、λ／４板３８の位相差の２往復分が加算され、合計λ／２の位相差が得られる。この位相差によって、各相の界面等で反射してλ／４板３８を通り抜けた光の偏光方位は、入射偏光方位に対して９０°回転させられる。これによって、反射光は偏光板１０を通り抜けることができず、液晶表示装置１００の外部に射出されない。このようにして、反射光が液晶表示装置１００から射出されることを防止することができる。偏光板１０とλ／４板３８は、光アイソレータとして機能することになる。

【0026】

ＴＦＴ基板１４のＴＦＴが形成された側の面には、層間絶縁膜１６を介して表示電極１８が設けられる。この表示電極１８は画素毎に分離された個別電極であり、例えばＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）などによる透明電極である。表示電極１８は、ＴＦＴ基板１４に形成されたソース電極に接続される。

【0027】

表示電極１８を覆って、液晶を垂直に配向させる配向膜２０が形成される。配向膜２０は、ポリイミド等の樹脂材料によって構成される。配向膜２０は、例えば、ポリイミド樹脂となるＮ－メチル－２－ピロリジノンの５ｗｔ％溶液を表示電極１８上に印刷し、１８０℃から２８０℃程度の加熱により硬化させて形成することができる。

【0028】

次に、対向基板３４側の構成及び製造方法について説明する。対向基板３４は、ガラス等の透明な基板である。対向基板３４は、液晶表示装置１００を機械的に支持すると共に、バックライト３６からの光を透過して波長変換層３２等に入射させるために用いられる。対向基板３４は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなるフレキシブル基板としてもよい。

【0029】

対向基板３４上には、波長変換層３２が形成される。波長変換層３２は、画素毎に対向基板３４の面内方向にマトリクス状に配置される。波長変換層３２として、後述するバックライト３６からの光を受けて特定の波長領域の光を放出する蛍光体、量子ドット、量子ロッドのいずれかを適用することができる。

【0030】

蛍光体は、画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれか一つの光を発する材料とすることが好適である。赤色蛍光体にはＥｕ付活硫化物系赤色蛍光体、緑色蛍光体にはＥｕ付活硫化物系緑色蛍光体、青色蛍光体にはＥｕ付活リン酸塩系青色蛍光体を使用することができる。波長変換層３２は、表示させたい色に応じて単一又は複数の蛍光体を含んでいるものとすることができる。なお、青色の波長領域は４５０ｎｍ～４９５ｎｍ、緑色の波長領域は４９５ｎｍ～５９０ｎｍ、赤色の波長領域は５９０ｎｍ～７５０ｎｍとする。ただし、各色の波長領域は厳密なものではなく、上記範囲からずれていてもよい。また、各色の波長領域が連続的でなくてもよいし、重複してもよい。

【0031】

例えば、３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲のバックライト３６からの光や外光を吸収して、青色光及び黄色光を発する２種の蛍光体を含んでいる場合には、擬似的に白色光を得ることができる。また、赤色光、緑色光及び青色光の発する３種の蛍光体を含んでいる場合にも同様に白色光を得ることができる。また、ピーク波長が３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲のバックライト３６からの光や外光を吸収して任意の色の光を発する単一又は複数の蛍光体を適宜選択して用いることにより、任意の色の光を発することができる液晶表示装置が得られる。

【0032】

また、例えば、３８０ｎｍ以下の紫外光の波長範囲のバックライト３６からの光を吸収して、所望の波長領域の光を発する青色光及び黄色光を発する２種の蛍光体を含んでいる場合には、擬似的に白色光を得ることができる。また、赤色光、緑色光及び青色光の発する３種の蛍光体を含んでいる場合にも同様に白色光を得ることができる。また、ピーク波長が３８０ｎｍ以下の範囲のバックライト３６からの光を吸収して任意の色の光を発する単一又は複数の蛍光体を適宜選択して用いることにより、任意の色の光を発することができる液晶表示装置が得られる。

【0033】

また、波長変換層３２は、複数の異なる特性を有する半導体材料を３次元的に周期的に配置した量子ドット構造や２次元的に周期的に配置した量子ロッドによっても実現することができる。量子ドットや量子ロッドは、異なるバンドギャップを有する半導体材料をｎｍオーダーの周期で繰り返し配置することによって、所望のバンドギャップを有する材料として機能させるものであり、バックライト３６からの光を受けてバンドギャップに応じた波長領域の光を発する波長変換層３２として利用することができる。具体的には、バックライト３６の出力光の波長領域の光を吸収して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれか一つの光を発する特性を有する量子ドット構造や量子ロッド構造を形成する。

【0034】

量子ドットは、例えば、中心核（コア）を、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）で形成し、その外側を硫化亜鉛（ＺｎＳ）の被覆層（シェル）が覆う構造とすることができる。この直径を変えることで発光色をコントロールすることができる。たとえば赤（Ｒ）を発光させる場合は直径８．３ｎｍ、緑（Ｇ）を発光させる場合は直径３ｎｍ、青（Ｂ）を発光させる場合はさらに直径を小さくするとよい。また、中心核材料としては、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化インジウム銅（ＣｕＩｎＳ２）、カーボン、グラフェン等を用いてもよい。

【0035】

波長変換層を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発光する蛍光体又は量子ドット又は量子ロッドとし、表示電極に対応した箇所にパターニング処理により形成及び配置することでフルカラー表示が可能となる。パターニング処理は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発光する蛍光体材料又は量子ドット材料又は量子ロッド材料を感光性高分子に分散し、この分散液をコーターにより対向基板３４上に塗布形成し、露光、現像することにより実現される。各々の色の間には表示画素間の混色を防止するためにブラックマトリクスを形成してもよい。

【0036】

波長変換層３２上には、偏光層３０が形成される。偏光層３０は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系樹脂に二色性染料によって染色がなされた染色系の偏光素子を含むものとすることが好適である。ここで、染料系材料は、アゾ化合物及び／又はその塩を含有することが好適である。

【0037】

すなわち、以下の化学式を満たす染料系材料を用いることが好適である。

【0038】

【化1】

（１）式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎは１又は２で示されるアゾ化合物及びその塩。
（２）Ｒ１、Ｒ２が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
（３）Ｒ１、Ｒ２が水素原子である（１）記載のアゾ化合物及びその塩。

【0039】

例えば、以下に示す工程で得られる材料を用いることが好適である。４－アミノ安息香酸１３．７部を水５００部に加え、水酸化ナトリウムで溶解する。得られた物質を冷却して１０℃以下で３５％塩酸３２部を加え、次に亜硝酸ナトリウム６．９部を加え、５～１０℃で１時間攪拌する。そこへアニリン－ω－メタンスルホン酸ソーダ２０．９部を加え、２０～３０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてｐＨ３．５とする。さらに、攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過して、モノアゾ化合物を得る。得られたモノアゾ化合物を水酸化ナトリウム存在下、９０℃で攪拌し、化学式（２）のモノアゾ化合物１７部を得る。

【0040】

【化2】

【0041】

化学式（２）のモノアゾ化合物１２部、４，４’－ジニトロスチルベン－２，２’－スルホン酸２１部を水３００部に溶解させた後、水酸化ナトリウム１２部を加え、９０℃で縮合反応させる。続いて、グルコース９部で還元し、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過して化学式（３）で示されるアゾ化合物１６部を得る。

【0042】

【化3】

【0043】

さらに、化合物（３）の染料を０．０１％、シー・アイ・ダイレクト・レッド８１を０．０１％、特許２６２２７４８号公報の実施例１において示されている下記構造式（４）で示される染料を０．０３％、特開昭６０－１５６７５９号公報の実施例２３において公開されている下記構造式（５）で示される染料０．０３％及び芒硝０．１％の濃度とした４５℃の水溶液に基板として厚さ７５μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を４分間浸漬する。このフィルムを３％ホウ酸水溶液中で５０℃で５倍に延伸し、緊張状態を保ったまま水洗、乾燥する。これによって、中性色（平行位ではグレーで、直交位では黒色）となる染料系材料を得ることができる。

【0044】

【化4】

【0045】

【化5】

【0046】

通常の偏光素子は、樹脂にヨウ素およびヨウ素化合物によって染色した材料で形成されたヨウ素系の偏光素子である。しかしながら、ヨウ素およびヨウ素化合物は熱に弱く、１００℃程度の加熱によって変質してしまう。一方、染料（二色性染料）を用いる偏光素子は、比較的熱に強く、１３０℃程度の加熱であれば変質を防げる。そこで、後述する配向膜２４や共通電極２６の形成時の成膜温度の影響を受けることなく、対向基板３４と配向膜２４との間に偏光層３０を形成することが可能になる。

【0047】

また、偏光層３０の含水率を３％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％以下とすることが好適である。すなわち、偏光層３０の含水率を低下させることによって、偏光層３０に含まれる水分が共通電極２６や液晶層２２に到達し難くすることができる。

【0048】

このように、偏光層３０の含水率を低く抑えることにより、偏光層３０に含まれる水分が共通電極２６や液晶層２２へ到達し難くなり、水分による共通電極２６や液晶層２２の劣化を抑制することができる。

【0049】

なお、含水率は、（偏光層３０内の水分重量／偏光層３０の全重量）×１００（％）として表される。含水率は、カールフィッシャー法により測定することができる。本実施の形態における含水率は、カールフィッシャー電流滴定法を適用して測定した含水率を意味するものとする。

【0050】

カールフィッシャー法としては、三菱ケミカルアナリテック社製の水分測定装置（ＣＡ－２００型又はＫＦ－２００型）に、水分気化装置（ＶＡ２００型）を取り付けて使用することで含水率の測定が可能となる。

【0051】

また、加熱重量変化法は、精密天秤等で重量を測定した試料を、加熱して十分に水分を気化させた後、再び重量を測定し、数式（１）によって含水率を計算する方法である。加熱時間は、試料の大きさや状態等で変化するが、例えば、１２０℃で２分である。

【0052】

【数1】

【0053】

例えば、偏光層３０を波長変換層３２に貼合する前、又は波長変換層３２に貼合した後にアニール処理を施すことにより偏光層３０の含水率を低下させることができる。アニール処理は、１００℃以上１５０℃未満の温度範囲で行うことが好適である。また、アニール処理の際に偏光層３０を真空槽に導入した状態で行うことが好適である。

【0054】

具体的には、例えば、ポリエチルテレフタレート（ＰＥＴ）機材にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を塗布し、６０℃の温水に浸して膨潤させる。その後、上記と同様に、二色性染料の水溶液によって染着させ延伸する。その後、紫外線硬化樹脂を用いて波長変換層３２が形成された対向基板３４上にＰＶＡ側が貼合面になるように貼合する。このとき、貼合前又は貼合後に１１０℃で１時間のアニール処理を行う。その後、染色、延伸されたＰＶＡを残しＰＥＴ機材は剥離される。

【0055】

ここで、偏光層３０を波長変換層３２に貼合する前にアニール処理することで、加熱によって波長変換層３２等の特性の低下を抑制することができる。一方、偏光層３０を波長変換層３２に貼合した後にアニール処理を施すことで、アニール処理後に直ちにバリアコート層２８や共通電極２６を偏光層３０上に形成することができ、アニール後に水分が偏光層３０内に再度入り込むことを抑制することができる。

【0056】

なお、本実施の形態では、偏光層３０に対してアニール処理を施すことにより含水率を低下させたが、これに限定されるものではなく、含水率を低下させることができる処理であればよい。例えば、偏光層３０を導入した真空槽内を真空状態とすることにより乾燥させ、偏光層３０内の水分を低下させる真空処理としてもよい。

【0057】

偏光層３０上には、バリアコート層２８が形成される。バリアコート層２８は、偏光層３０に含まれる水分が共通電極２６や液晶層２２に到達し難くする機能を有する層である。バリアコート層２８は、偏光層３０と液晶層２２との間に配置することが好適である。また、偏光層３０と液晶層２２との間に共通電極２６が設けられている場合、バリアコート層２８は、偏光層３０と共通電極２６との間に配置することがより好適である。バリアコート層２８は、有機層や無機層又はこれらを組み合わせたハイブリッド層とすることができる。

【0058】

このように、バリアコート層２８を設けることにより、偏光層３０に含まれる水分が共通電極２６や液晶層２２へ到達し難くなり、水分による共通電極２６や液晶層２２の劣化を抑制することができる。

【0059】

バリアコート層２８として用いる有機層は、アクリル系材料を含むことが好適である。有機層は、無機層に比べて偏光層３０との密着性が良く、加工がし易い点で有利である。

【0060】

アクリル系樹脂層は、（メタ）アクリレート成分と、光重合開始剤とを少なくとも含有する重合性樹脂組成物を硬化させて構成することができる。（メタ）アクリレート成分は、水酸基を有する（メタ）アクリレート（Ａ）を含有し、任意に（メタ）アクリレート基を３つ以上有する（メタ）アクリレート（Ｂ）をさらに含有する。本実施の形態では、（メタ）アクリレートは、アクリレート及び／又はメタクリレートを表すものとする。同様に、（メタ）アクリロイル基は、アクリロイル基及び／又はメタクリロイル基を表すものとする。

【0061】

（メタ）アクリレート成分の溶剤を除いた全水酸基価は、１００～２００ｍｇＫＯＨ／ｇである。重合性樹脂組成物中の（メタ）アクリレート成分の水酸基価をこの範囲内に抑えることにより、アクリル系樹脂層の偏光層３０への密着性及び接着性を高めることができる。アクリル系樹脂層は、偏光層３０に対する密着性が良好であるため、偏光層３０に優れた耐久性を付与することができる。（メタ）アクリレート成分全体の水酸基価が上記範囲に入っている限りにおいて、（メタ）アクリレート成分は、水酸基を有さない（メタ）アクリレート化合物をさらに含有してもよい。

【0062】

重合性樹脂組成物の固形分換算での水酸基価は、以下の式（２）により求めることがで
きる。

【0063】

【数2】

【0064】

数式（２）において、樹脂の平均分子量は、（メタ）アクリレート成分に含まれる（メタ）アクリレートそれぞれの分子量と配合比から算出した（メタ）アクリレート混合物の平均分子量を表わす。例えば、（メタ）アクリレート成分が、分子量ＭＡの（メタ）アクリレート（Ａ）をＸＡ重量％、分子量ＭＢの（メタ）アクリレート成分（Ｂ）をＸＢ重量％含む場合、樹脂の平均分子量Ｍは、Ｍ＝ＭＡ×ＸＡ／１００＋ＭＢ×ＸＢ／１００で表される。（メタ）アクリレート成分がその他の（メタ）アクリレートを含む場合も同様に配合比に基づいて平均分子量を算出することができる。

【0065】

水酸基を含有する（メタ）アクリレート（Ａ）としては、例えば、ＥＨＣ変性ブチルアクリレート（長瀬産業製 デナコールＤＡ－１５１）、グリセロールメタクリレート（日油製 ブレンマーＧＬＭ）、２－ヒドロキシ－３－メタクリロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド（日油製 ブレンマーＱＡ）、ＥＯ変性燐酸アクリレート（共栄社化学製 ライトエステルＰ－Ａ）、ＥＯ変性フタール酸アクリレート（大阪有機製 ビスコート２３０８）、ＥＯ、ＰＯ変性フタル酸メタクリレート（共栄社化学製 ライトエステルＨＯ）、アクリル化イソシアヌレート（東亞合成製 アロニックスＭ－２１５）、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート（共栄社化学製 エポキシエステル３０００Ａ）、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（サートマー社製 ＳＲ－３９９）、グリセロールジメタクリレート（長瀬産業社製 デナコールＤＭ－８１１）、グリセロールアクリレート（日油製 ブレンマーＧＡＭ）、グリセロールジメタクリレート（日油製 ブレンマーＧＭＲ）、ＥＣＨ変性グリセロールトリアクリレート（長瀬産業製 デナコールＤＡ－３１４）、ＥＣＨ変性１，６－ヘキサンジオールジアクリレート（日本化薬製 カヤラッドＲ－１６７）、ペンタエリスリトールトリアクリレート（日本化薬製 カヤラッドＰＥＴ－３０）、ステアリン酸変性ペンタエルスリトールジアクリレート（東亞合成製 アロニックスＭ－２３３）、ＥＣＨ変性フタル酸ジアクリレート（長瀬産業製 デナコールＤＡ－７２１）、トリグリセロールジアクリレート（共栄社化学製 エポキシエステル ８０ ＭＦＡ）、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、及び４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0066】

水酸基を有する（メタ）アクリレート（Ａ）は、これらの化合物のうち、多官能（メタ）アクリレートであることが好ましく、水酸基に加え、（メタ）アクリロイル基を３つ以上を有する（メタ）アクリレートであることがより好ましい。水酸基と（メタ）アクリロイル基を３つ以上とを有する（メタ）アクリレートとしては、ペンタエリスリトールトリアクリレート（水酸基価＝１８８ｍｇＫＯＨ／ｇ）、及びジペンタエリスリトールペンタアクリレート（１０７ｍｇＫＯＨ／ｇ）が好ましい。

【0067】

水酸基を含有する（メタ）アクリレート（Ａ）の重合性樹脂組成物中の含有量は、重合性樹脂組成物の固形分中に、好ましくは５０～９９重量％であり、より好ましくは７０～９９重量％である。

【0068】

重合性樹脂組成物は、（メタ）アクリロイル基を３つ以上有する（メタ）アクリレート（Ｂ）をさらに含有してもよい。（メタ）アクリロイル基を３つ以上有する（メタ）アクリレート（Ｂ）としては、例えばペンタエリスリトールトリアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＰＥＴ－３０）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＰＥＴ－４０）、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート（サートマー社製 ＳＲ－３６７）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（サートマー製 ＳＲ－３９９）、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（日本化薬製 カヤラッド Ｄ－３１０）、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート（日本化薬製 カヤラッド Ｄ－３２０）、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート（日本化薬製 カヤラッド Ｄ－３３０）、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＤＰＣＡ－２０、日本化薬製 カヤラッド ＤＰＣＡ－６０、日本化薬製 カヤラッド ＤＰＣＡ－１２０）、トリメチロールプロパントリアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＴＭＰＴＡ）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（サートマー製 ＳＲ－３５０）、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（サートマー製 ＳＲ－３５５）、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート（日本化薬製 カヤラッド Ｒ－６０４）、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート（サートマー製 ＳＲ－４５０）、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート（日本化薬製 カヤラッド ＴＰＡ－シリーズ）又はＥＣＨ変性トリメチロールプロパントリアクリレート（長瀬産業製 デコナールＤＡ－３２１）、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（東亞合成製 アロニックスＭ３１５）、エピクロルヒドリン（ＥＣＨ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド（ＥＯ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド（ＰＯ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性リン酸トリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、シリコーンヘキサ（メタ）アクリレート、ジオールとポリイソシアネートと水酸基を有する（メタ）アクリレートとの反応物であるウレタンアクリレート、活性水素（水酸基、アミン等）を有する多官能（メタ）アクリレートとポリイソシアネート化合物の反応物である多官能ウレタン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

【0069】

（メタ）アクリロイル基を３つ以上有する（メタ）アクリレート（Ｂ）の重合性樹脂組成物中の含有量は、重合性樹脂組成物の固形分中に、好ましくは５０～９９重量％であり、より好ましくは７０～９９重量％である。

【0070】

（メタ）アクリレート成分全体における（メタ）アクリロイル基の数の平均値は、３～６であることが好ましい。（メタ）アクリロイル基の数の平均値が上記範囲であることにより、膜の硬度が高く、塗工工程中で傷が出来にくく、かつ、偏光層３０の耐久性を向上させることができる効果がある。

【0071】

（メタ）アクリレート成分は、（メタ）アクリル成分の水酸基価が上記範囲に入る限り、水酸基を有する（メタ）アクリレート（Ａ）、及び（メタ）アクリロイル基を３つ以上有する（メタ）アクリレート（Ｂ）の他にも、その他の（メタ）アクリレートを任意の割合でさらに含有してもよい。

【0072】

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、及びベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾイン類；アセトフェノン、２，２－ジエトキシ－２－フェニルアセトフェノン、１，１－ジクロロアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチル－フェニルプロパン－１－オン、ジエトキシアセトフェノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及び２－メチル－１－〔４－（メチルチオ）フェニル〕－２－モルホリノプロパン－１－オンなどのアセトフェノン類；２－エチルアントラキノン、２－ｔ－ブチルアントラキノン、２－クロロアントラキノン、及び２－アミルアントラキノンなどのアントラキノン類；２，４－ジエチルチオキサントン、２－イソプロピルチオキサントン、及び２－クロロチオキサントンなどのチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタールなどのケタール類；ベンゾフェノン、４－ベンゾイル－４’－メチルジフェニルサルファイド、及び４，４’－ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類；２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド及びビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド類等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を混合して使用してもよい。

【0073】

重合性樹脂組成物において、光重合開始剤の含有量は、重合性樹脂組成物の固形分中に、好ましくは０．５～１０重量％であり、より好ましくは１～７重量％である。

【0074】

光重合開始剤は、硬化促進剤と併用することもできる。併用しうる硬化促進剤としては、例えばトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、２－メチルアミノエチルベンゾエート、ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ－ジメチルアミノ安息香酸イソアミノエステル、ＥＰＡなどのアミン類、及び２－メルカプトベンゾチアゾールなどの水素供与体が挙げられる。硬化促進剤の使用量は、重合性樹脂組成物の固形分中に、好ましくは０～５重量％である。

【0075】

上記重合性樹脂組成物を硬化させてなるアクリル系樹脂層は、水酸基を有しているため、トリアセチルセルロースとの密着性が向上すると共に、ケン化処理後の偏光層３０との接着性が向上する。

【0076】

バリアコート層２８として用いる無機層は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を含むことが好適である。無機層は、スパッタリング法や原子層堆積法（ＡＬＤ）等に成膜することができる。無機層は、有機層に比べて薄くしても水分の透過率を小さくすることができる点で有利である。

【0077】

ハイブリッド層は、有機層と無機層を積層した構造である。バリアコート層２８をハイブリッド層とすることによって、有機層の効果と無機層の効果を組み合わせた効果を得ることができる。具体的には、偏光層３０上に有機層を形成した後、有機層に無機層を積層させることにより、有機層と偏光層３０との密着性の良さと無機層の防水性の高さを組み合わせて、より薄い層によってバリアコート層２８としての機能を発揮することができる。

【0078】

バリアコート層２８は、偏光層３０に含まれる水分が共通電極２６や液晶層２２に到達し難くなる程度の膜厚とすることが好適である。一方、バリアコート層２８を厚くし過ぎると画素間の混色が生じ易くなったり、光の吸収による効率の低下が生じ易くなったりする。したがって、バリアコート層２８の膜厚は、５μｍ以下とすることが好適である。より好ましくは１μｍ以下とすることが好適である。例えば、バリアコート層２８を有機層とした場合、その膜厚は０．５μｍ以上５μｍ以下とすることが好適である。また、例えば、バリアコート層２８を無機質にした場合、その膜厚は５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることが好適である。また、例えば、バリアコート層２８をハイブリッド層とした場合、有機層を０．５μｍ以上５μｍ以下とし、無機層を５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることが好適である。

【0079】

バリアコート層２８上には、λ／４層４０が形成される。例えば、λ／４層４０のレターデーションＲｅは１３５ｎｍであることが好適であり、遅相軸は１３５°であることが好適である。λ／４層４０を厚くし過ぎると、光の吸収による効率の低下が生じ易くなる。したがって、λ／４層４０の膜厚は、２μｍ以下とすることが好適であり、λ／４層４０の透過率は１０％よりも大きいことが好適である。

【0080】

バックライト３６からの光の偏光は、偏光層３０を通ることで直線偏光に変換され、その直線偏光はλ／４層４０を通ることで円偏光に変換される。この円偏光は、上方のλ／４板３８を通ることで直線偏光に変換され、直線偏光に変換された光は、偏光板１０を通って液晶表示装置１００の外部に射出される。仮に、λ／４層４０が形成されていない場合、偏光層３０によって直線偏光に変換された光は、上方のλ／４板３８を通り抜けることができず、バックライト３６からの光が液晶表示装置１００の外部に射出されないという問題が生じる。これに対処するために、λ／４層４０を形成することで、バックライト３６からの光を液晶表示装置１００の外部に射出することができる。

【0081】

また、λ／４板３８とλ／４層４０は、同じ波長分散特性を有する。λ／４板３８とλ／４層４０の波長分散を合わせることで、液晶層２２を通った光の特性を維持しつつその光を液晶表示装置１００から射出することができる。

【0082】

また、λ／４層４０は、バリアコート層２８と共通電極２６との間に形成されるインセル型の構造であるため、液晶タイプのλ／４層（例えばメルク社製ＲＭ等）が用いられる。λ／４板３８は、液晶タイプのλ／４層が用いられてもよいし、フィルムタイプのλ／４層が用いられてもよい。λ／４板３８とλ／４層４０は、同じ材質の液晶性高分子によって構成されていることが好適である。なお、λ／４板３８と偏光板１０とが一体形成されて１つの光学素子を構成してもよい。また、λ／４層４０と偏光層３０とが一体形成されて１つの光学素子を構成してもよい。

【0083】

λ／４層４０上には共通電極２６が形成される。共通電極２６は、例えばＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）などによる透明電極である。

【0084】

共通電極２６上には、配向膜２４が形成される。配向膜２４は、ポリイミド等の樹脂材料によって構成される垂直配向膜である。

【0085】

このとき光配向膜を用いることも可能で、光配向膜を用いれば１３０℃以下の低温プロセスが容易になる。また光配向では、視野角特性を向上させるため、光の照射方向を変えることで1画素内の領域で配向方向を変えて画素分割させてもよい。さらにラビング、光配向などの配向処理は行わず、画素電極と表示電極のいずれかまたは両方にスリットを設けることによる斜め電界で配向方向を決定させてもよい（特開平０５－２２２２８２号公報）。また表示電極と共通電極のいずれかまたは両方の上に突起（特開平０６－１０４０４４号公報）を形成して配向制御してもよい。

【0086】

さらに、配向膜２０と配向膜２４とを向かい合わせるようにして、配向膜２０と配向膜２４との間に液晶層２２が封止される。配向膜２０と配向膜２４との間にスペーサ（図示しない）を挿入し、配向膜２０と配向膜２４との間に液晶を注入して周囲を封止材（図示しない）によって封止することにより液晶層２２が形成される。

【0087】

液晶としては、Δε（誘電率異方性）がマイナスとなるいわゆるネガ型のネマティック液晶を用いる。この液晶は、初期状態で液晶を垂直に配向させ、電圧を印加させて液晶を倒すことにより変化する複屈折を利用して、透過状態（白）と非透過状態（黒）を表現するＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）タイプの液晶であり、液晶表示装置１００は、ＶＡタイプの液晶表示装置である。

【0088】

液晶層２２は、配向膜２０と配向膜２４とによって初期配向が配向膜２０，２４に対し垂直方向に制御される。そして、表示電極１８と共通電極２６との間に電圧を印加することによって、表示電極１８と共通電極２６との間に電界が生じて液晶層２２の配向が制御されて光の透過／不透過が制御される。

【0089】

バックライト３６は、光を出力する光源を含んで構成される。光源は、例えば、ＬＥＤとすることが好適である。バックライト３６から出力される光の波長は、波長変換層３２において波長変換に有効に利用され得る波長領域の光とすることが好適である。例えば、バックライト３６は、ピーク波長が３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長領域の光を出力する青色光源又は３８０ｎｍ以下の波長領域の光を出力するＵＶ光源とすることが好適である。

【0090】

液晶表示装置１００によれば、バックライト３６からの光を波長変換層３２にて波長変換して利用することによって、光の利用効率を高めることができる。これに伴って、液晶表示装置１００におけるエネルギー効率を向上させることができ、低消費電力の液晶表示装置１００を実現することができる。なお、波長変換層３２として、量子ドット構造の半導体層を適用することにより、蛍光体を利用する場合に比べてさらに低消費電力とすることができる。

【0091】

また、対向基板３４と液晶層２２との間に偏光層３０を形成したインセル型の構造とすることによって、波長変換層３２も対向基板３４と液晶層２２との間に設けることが可能となり、発光体と表示電極１８及びＴＦＴ基板１４との距離を従来より近づけることができる。例えば、対向基板３４は５００μｍ程度の厚みがあり、対向基板３４とバックライト３６との間に偏光層３０を形成した場合に比べて、対向基板３４の厚みだけ波長変換層３２を表示電極１８に近づけることができる。これによって、画素間の混色を避けるための画素間の距離の余裕を小さくすることができる。したがって、高解像度の液晶表示装置１００を提供することができる。

【0092】

さらに、光入射側である偏光板１０から波長変換層３２の直前（図１では、偏光層３０）までの４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、偏光板１０から波長変換層３２の直前（図１では、偏光層３０）までの３８０ｎｍ以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が１％以上、３８０ｎｍ～４００ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が３％以上、４００ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が５％以上の少なくとも１つの条件を満たすことが好適である。このような透過率とするためには以下のような構成とすることが好適である。

【0093】

偏光板１０は、４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、偏光板１０の３８０ｎｍ以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が１％以上、３８０ｎｍ～４００ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が３％以上、４００ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が５％以上の少なくとも１つの条件を満たすことが好適である。

【0094】

また、偏光層３０は、４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、偏光層３０の３８０ｎｍ以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が１％以上、３８０ｎｍ～４００ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が３％以上、４００ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が５％以上の少なくとも１つの条件を満たすことが好適である。

【0095】

偏光板１０の４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高めるためには、４６０ｎｍ以下の波長領域の光に対する吸収剤の添加量を減らせばよい。通常、偏光板１０の基材となるＴＡＣには紫外線吸収剤等の短波長領域に対する吸収剤が含まれているので、当該吸収剤を減らすことにより４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高めることができる。

【0096】

また、配向膜２０及び／又は配向膜２４の膜厚を薄くすることにより４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。配向膜２０及び／又は配向膜２４の膜厚は、５０ｎｍ以下にすることが好適であり、５ｎｍ以下にすることがより好適である。これにより、配向膜２０及び／又は配向膜２４における４６０ｎｍ以下の波長領域の光の吸収を抑えることができ、当該波長領域における透過率を高めることができる。

【0097】

また、液晶層２２を薄くすることにより４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。液晶層２２の厚さは、４μｍ以下にすることが好適であり、３μｍ以下にすることがより好適であり、２μｍ以下にすることがさらに好適である。このとき、液晶層２２におけるレターデーションを好適な値にするために、液晶層２２の膜厚に合わせて液晶層２２の屈折率Δｎを調整することが好適である。例えば、レターデーションを０．４μｍにするためには、液晶層２２の厚さを４μｍにしたときには屈折率Δｎを０．１とし、液晶層２２の厚さを３μｍにしたときには屈折率Δｎを０．１５とし、液晶層２２の厚さを２μｍにしたときには屈折率Δｎを０．２とするようにすればよい。

【0098】

また、層間絶縁膜１６は、通常１～２μｍのＵＶ硬化型の有機膜であるが、膜厚を１μｍ以下とすることが好適であり、さらに０．５μｍ以下とすることがより好適である。また、層間絶縁膜１６を設けない構成としてもよい。これにより、４６０ｎｍ以下の短波長領域の光の透過率を高くすることができる。

【0099】

また、層間絶縁膜１６は、無機膜とし、その膜厚を０．５μｍ以下とすることが好適である。例えば、層間絶縁膜１６をシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）とし、その膜厚を１００ｎｍとすればよい。これにより、４６０ｎｍ以下の短波長領域の光の透過率を高くすることができる。

【0100】

また、ＴＦＴ基板１４は、その厚さを５００μｍ以下とすることが好適であり、さらに２００μｍ以下にすることがより好適である。また、ＴＦＴ基板１４として、不純物の少ないホウケイ酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス等を使用することも好適である。これにより、４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることができる。

【0101】

また、表示電極１８は、その膜厚を５０ｎｍ以下とすることが好適であり、さらには２０ｎｍ以下とすることがより好適である。また、共通電極２６は、その膜厚を５０ｎｍ以下とすることが好適であり、さらには２０ｎｍ以下とすることが好適である。これにより、４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることができる。

【0102】

また、図１に示した構造とは異なるが、４６０ｎｍ以下の光の透過率を向上させるために層間絶縁膜１６を設けないＴＦＴ基板の構造を適用することも好適である。この場合、画素ピクセル内の表示に寄与する有効表示エリア（または開口率）が小さくなるが、それ以上に外光利用効率が高くなる場合はこの方式を採用してもよい。

【0103】

なお、４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くするためのこれらの構成は単独で採用してもよいし、複数を組み合わせてもよい。

【0104】

このように、光入射側である偏光板１０から波長変換層３２までの４６０ｎｍ以下の波長領域の光の透過率を高くすることによって、偏光板１０側から入射する外光の短波長成分を波長変換層３２まで到達させ、外光による発光を効率的に利用することができる。これにより、屋外等の外光下においてもコントラストの高い、視認性に優れた液晶表示装置１００とすることができる。

【0105】

＜第２の実施の形態＞
図２に第２の実施の形態の液晶表示装置２００を示す。この第２の実施の形態では、第１の実施の形態における、バリアコート層２８が省略されている。従って、第１の実施の形態に比べ、水分の悪影響を受けやすくなるが、１つの工程を省略することができるとともに、構成が簡略化される。

【0106】

＜変形例＞
バックライト３６として、前述の青色光源を用いる場合、波長変換層３２として、一般的に、青（Ｂ）の波長領域については青色より長い波長の光を吸収する吸収型カラーフィルターを用い、緑（Ｇ）の波長領域については入射光を緑色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料を用い、赤（Ｒ）の波長領域については入射光を赤色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料を用いる。

【0107】

このとき、緑（Ｇ）の波長変換材料は、緑色の波長領域よりも短い波長の光を緑色に変換することができるが、緑色の波長領域よりも長い波長の光を緑色に変換することができない。したがって、図３に示すように、外光の入射等によって波長変換層３２を透過した赤色の波長領域の光が導光板や導光板裏面の反射板などから反射して、緑（Ｇ）の波長変換材料の領域に入った場合、緑（Ｇ）の表示領域に赤色の波長領域の光が混ざり合ってしまうおそれがある。

【0108】

そこで、本変形例では、図４に示すように、波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域において緑色の波長変換材料３２ａと赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｂとを重ね合わせた構成とする。図１０に赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｂの一例を示す。

【0109】

これにより、波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域に赤色の波長領域の光が混入したとしてもカラーフィルター３２ｂによって吸収され、視認側にその影響が及ぶことを防ぐことができる。

【0110】

なお、カラーフィルター３２ｂを設ける代わりに、図５に示すように、波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域における緑色の波長変換材料３２ａに赤色を吸収する色素４２を混在させるようにしてもよい。

【0111】

また、バックライトとして、前述のＵＶ光源を用いる場合、波長変換層３２として、青（Ｂ）の波長領域についても入射光を青色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料を用い、緑（Ｇ）の波長領域については入射光を緑色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料を用い、赤（Ｒ）の波長領域については入射光を赤色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料を用いる構成も採用される。

【0112】

このとき、青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の波長変換材料は、それぞれ青色及び緑色の波長領域よりも短い波長の光を波長変換することができるが、青色及び緑色の波長領域よりも長い波長の光を波長変換することができない。したがって、外光の入射等によって波長変換層３２の波長変換材料の領域を透過した緑色、赤色の波長領域の光が導光板や導光板裏面の反射板などから反射して、青（Ｂ）又は緑（Ｇ）の波長変換材料の領域に入った場合に青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の領域に各々緑色と赤色又は赤色の波長領域の光が混ざり合ってしまうおそれがある。

【0113】

そこで、本変形例では、図６に示すように、波長変換層３２の青（Ｂ）の領域において青色の波長変換材料３２ｃと緑色と赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター（青色カラーフィルター）３２ｄとを重ね合わせた構成とする。また、波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域において緑色の波長変換材料３２ａと赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｂとを重ね合わせた構成とする。図１１に緑色と赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｄの一例を示す。

【0114】

これにより、波長変換層３２の青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の領域に赤色の波長領域の光が混入したとしてもカラーフィルター３２ｄ及びカラーフィルター３２ｂによって吸収され、視認側にその影響が及ぶことを防ぐことができる。

【0115】

なお、カラーフィルター３２ｂ，３２ｄを設ける代わりに、図７に示すように、波長変換層３２の青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の領域において、それぞれ青色の波長変換材料３２ｃに緑色と赤色を吸収する色素（青色色素）４４及び緑色の波長変換材料３２ａに赤色を吸収する色素４２を混在させるようにしてもよい。

【0116】

図８及び図９には、更に別の構成が示されている。例えば、図８に示すように、バックライトとして、前述の青色光源を用いる場合、波長変換層３２として、一般的に、青（Ｂ）の波長領域については青色より長い波長の光を吸収する吸収型カラーフィルターを用い、緑（Ｇ）の波長領域については入射光を緑色の波長領域の光に変換して出力する波長変換材料３２ａと赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｂとを重ね合わせた構成とする。

【0117】

これにより、偏光層３０において反射された赤色の光が波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域に混入したとしてもカラーフィルター３２ｂによって吸収され、視認側にその影響が及ぶことを防ぐことができる。

【0118】

また、例えば、図９に示すように、バックライトとして、前述のＵＶ光源を用いる場合、波長変換層３２として、波長変換層３２の青（Ｂ）の領域において青色の波長変換材料３２ｃと緑色と赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター（青色カラーフィルター）３２ｄとを重ね合わせた構成とする。また、波長変換層３２の緑（Ｇ）の領域において緑色の波長変換材料３２ａと赤色の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２ｂとを重ね合わせた構成とする。

【0119】

これにより、偏光層３０において反射された赤色の波長領域の光が波長変換層３２の青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の領域に混入したとしてもカラーフィルター３２ｄ及びカラーフィルター３２ｂによって吸収され、視認側にその影響が及ぶことを防ぐことができる。

【0120】

なお、カラーフィルター３２ｂ，３２ｄを設ける代わりに、波長変換層３２の青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の領域において、それぞれ青色の波長変換材料３２ｃに緑色と赤色を吸収する色素（青色色素）及び緑色の波長変換材料３２ａに赤色を吸収する色素を混在させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0121】

１０ 偏光板、１２ ネガティブＣプレート、１４ ＴＦＴ基板、１４ａ ゲート電極、１４ｂ ゲート絶縁膜、１４ｃ 半導体層、１６ 層間絶縁膜、１８ 表示電極、２０ 配向膜、２２ 液晶層、２４ 配向膜、２６ 共通電極、２８ バリアコート層、３０ 偏光層、３２ 波長変換層、３４ 対向基板、３６ バックライト、３８ λ／４板、４０ λ／４層、１００，２００ 液晶表示装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】