光學濾波器、顯示單元及顯示裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種光學濾波器、顯示單元及顯示裝置。該光學濾波器具備：濾波器部(4)，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)(41)的表面或內(nèi)部使具有2個以上的形狀各向異性軸的多個金屬微粒子(42)的朝向一致地設(shè)置；和方向調(diào)整單元(3)，其相對地改變?nèi)肷涞綖V波器部(4)的作為直線偏振光的入射光的偏振方向或透過濾波器部(4)的透過光的偏振方向、和金屬微粒子(42)的形狀各向異性軸的朝向。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及光學濾波器、顯示單元及顯示裝置。
技術(shù)介紹
公知對于金屬微粒子，由于入射光與所述金屬微粒子內(nèi)的電子的振動的共振(表面等離子共振)，存在吸收入射光中的特定波長的現(xiàn)象。已知利用該現(xiàn)象，在玻璃中混入特定的金屬微粒子，用作彩色玻璃。此外，最近，還實現(xiàn)了在光學濾波器或涂料中的應(yīng)用。所述金屬微粒子的表面等離子共振光譜依賴于構(gòu)成金屬微粒子的金屬的種類、粒子的大小、形狀、周圍的折射率。作為利用了該特性的光學濾波器，在專利第4348720號中公開了如下的光學濾波器形成納米桿狀的金屬微粒子，在樹脂中混合所述金屬納米桿并使其分散的薄膜狀，且根據(jù)可見光至近紅外光，來調(diào)整所述納米桿的短軸和長軸的長度，選 擇性地吸收從可見光到近紅外光之間的波長的光。此外，在特開2005-126310號公報中公開了如下的光學濾波器將貴金屬形成為納米桿狀，發(fā)現(xiàn)源于納米桿的短軸和長軸的性質(zhì)，能夠?qū)ΣＡУ荣x予近紅外屏蔽性和外觀設(shè)計性。例如，在可進行彩色顯示的液晶顯示面板中，各像素構(gòu)成為分別透過紅色光(R波段的光)、綠色光(G波段的光)、藍色光(B波段的光)。作為使各光透過的部件，大多使用上述的光學濾波器。即，利用專利4348720號公報所記載的濾色器或特開2005-126310號公報所記載的濾色器，形成使RGB各光透過的光吸收光譜的濾色器，適當?shù)卦谙袼貎?nèi)鋪設(shè)各顏色的濾色器，對入射到該濾色器的光進行調(diào)整，從而決定像素的顏色。但是，專利4348720號公報的濾色器是具有因桿狀的微粒子的長軸引起的吸收波長的濾色器，在特開2005-126310號公報中的濾色器是具有因納米桿的短軸及長軸引起的吸收波長的濾色器，一旦制造完成就無法對濾色器的吸收、透過、散射波長進行調(diào)整、改變，需要預先具有不同的吸收、透過、散射波長的多種濾色器。此外，在使用RGB各濾色器的情況下，有時構(gòu)成為顯示RGB任一顏色的、即阻斷其他顏色的光的結(jié)構(gòu)，會使光的利用效率惡化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)鑒于上述情況完成，其目的在于提供一種可使用金屬微粒子來調(diào)整吸收、透過、擴散的波長的光學濾波器。此外，目的在于提供一種使用了這種光學濾波器的顯示單元、具備所述顯示單元的顯示裝置。本專利技術(shù)的一個方式所涉及的光學濾波器具備濾波器部，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)的表面或內(nèi)部使具有2個以上的形狀各向異性軸的多個金屬微粒子的朝向一致地設(shè)置；和方向調(diào)整單元，其相對地改變?nèi)肷涞剿鰹V波器部的作為直線偏振光的入射光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過相對地改變?nèi)肷涔獾钠穹较蚝退鼋饘傥⒘Ｗ拥男螤罡飨虍愋缘某蜻@樣簡單的方法，能夠調(diào)整所述金屬微粒子的表面等離子共振波長。此外，本光學濾波器除了與長軸和短軸相對應(yīng)的2種顏色之外，在還入射長軸和短軸的中間的偏振方向時，由于表面等離子共振波長偏移，因此能夠使用3個共振波長來進行全色顯示。由此，與使用提取進行全色顯示的現(xiàn)有技術(shù)的RGB各自的波長的光的濾色器的情況相比，能夠減少光學濾波器的片數(shù)，且開口率變大，能夠提高光利用效率。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，所述方向調(diào)整單元使具有直線偏振光的入射光的偏振 方向向與金屬微粒子的形狀各向異性軸平行或者垂直的方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可通過液晶元件等已知的簡單的方法來調(diào)整金屬微粒子的表面等離子共振波長。為了達到上述目的，本專利技術(shù)的一個方式所涉及的光學濾波器具備濾波器部，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)的表面或內(nèi)部使具有2個以上的形狀各向異性軸的多個金屬微粒子的朝向一致地設(shè)置；和方向調(diào)整單元，其相對地改變透過了所述濾波器部的透過光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過相對地改變透過光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性的朝向這樣簡單的方法，能夠調(diào)整是利用所述金屬微粒子的在哪個方向引起的表面等離子共振。或者，能夠選擇使表面等離子共振波長的光吸收還是使其散射。此外，本光學濾波器除了與長軸和短軸相對應(yīng)的2種顏色之外，在還入射長軸和短軸的中間的偏振方向時，表面等離子共振波長偏移，因此可將由I個光學濾波器顯示的顏色設(shè)為2 4種顏色。由此，與使用提取進行全色顯示的現(xiàn)有技術(shù)的RGB各自的波長的光的濾色器的情況相比，能夠減少光學濾波器的片數(shù)，且開口率變大，能夠提高光利用效率。此外，即使在如現(xiàn)有技術(shù)那樣使用了 3片光學濾波器的情況下，由于可由I片來顯示的顏色的選擇項為4種顏色，則能夠擴大顏色表現(xiàn)的范圍。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，所述方向調(diào)整單元可以使透過光的偏振方向向與金屬微粒子的形狀各向異性軸平行或者垂直的方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可通過液晶元件等的已知的簡單的方法調(diào)整金屬微粒子的表面等離子共振波長。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，也可以向所述濾波器部入射偏振方向不與所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的2個軸的任一個平行及垂直的入射光。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠選擇是使表面等離子共振波長的光吸收還是使表面等離子共振波長的光散射，因此可通過I片光學濾波器表現(xiàn)更多的顏色，所以能夠擴大顏色表現(xiàn)的范圍。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式也可以具備 第2方向調(diào)整單元，其相對地改變?nèi)肷涞剿鰹V波器部的入射光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可根據(jù)高的光利用效率來選擇是使表面等離子共振波長的光吸收還是光散射，因此可由I片光學濾波器表現(xiàn)更多的顏色，能夠擴大顏色表現(xiàn)的范圍。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，所述透明電介質(zhì)可以以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐多個所述金屬微粒子，在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元或所述第2方向調(diào)整單元的任一方以朝向一致的狀態(tài)使多個所述金屬微粒子旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要用于使偏振方向進行旋轉(zhuǎn)的單元，因此能夠抑制光的透過率的降低。由此，能夠降低功耗。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，所述透明電介質(zhì)可以以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐多個所述金屬微粒子，在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元以朝向一致的狀態(tài)使多個所述金屬微粒子旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要用于使偏振方向進行旋轉(zhuǎn)的單元，因此能夠抑制光的透過率的降低。由此，能夠降低功耗。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，多個所述金屬微粒子具有3個形狀各向異性軸，在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元還使多個所述金屬微粒子向與所述透明電介質(zhì)的面垂直的面垂直方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，所述金屬微粒子具有3個表面等離子共振波長，因此構(gòu)成為可由I片光學濾波器進行全色顯示的光學濾波器。因此，能夠減少光學濾波器的片數(shù)，所以可提高光利用效率。本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，多個所述金屬微粒子被排列在光的照射方向上，該排列間隔是金屬微粒子的在光的照射方向上的長度的5倍以上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠防止因金屬微粒子的相互作用引起的峰值偏移，因此可僅考慮金屬微粒子單體的吸收峰值來設(shè)計金屬微粒子的形狀。本專利技術(shù)提供一種具備上述的任一種光學濾波器、射出可見光區(qū)域的光的光源、和調(diào)整入射到所述光學濾波器的光的強度的光強度調(diào)整部的顯示單元。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，構(gòu)成可由I個光學濾波器表現(xiàn)2種顏色及其混合色的透過型顯示裝置。因此，可將進行全色顯示時所需的濾色器的片數(shù)設(shè)為2片以下，所以開口率變高，可提高光的利用效率。另外，除了與長軸和短軸相對應(yīng)的2種顏色之外，在入射長軸和短軸的中間的偏振方向時，表面等離子共振波長偏移，因此能夠使用3個共振波長來本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種光學濾波器，其特征在于，具備：濾波器部，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)的表面或內(nèi)部，使具有2個以上形狀各向異性軸的多個金屬微粒子的朝向一致地設(shè)置；和方向調(diào)整單元，其相對地改變?nèi)肷涞剿鰹V波器部的作為直線偏振光的入射光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。

【技術(shù)特征摘要】
2011.04.12 JP 2011-088556;2011.10.17 JP 2011-22771.一種光學濾波器，其特征在于，具備 濾波器部，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)的表面或內(nèi)部，使具有2個以上形狀各向異性軸的多個金屬微粒子的朝向一致地設(shè)置；和 方向調(diào)整單元，其相對地改變?nèi)肷涞剿鰹V波器部的作為直線偏振光的入射光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。2.一種光學濾波器，其特征在于，具備 濾波器部，其在透過可見光區(qū)域的光的透明電介質(zhì)的表面或內(nèi)部，使具有2個以上形狀各向異性軸的多個金屬微粒子的朝向一致地設(shè)置；和 方向調(diào)整單元，其相對地改變透過了所述濾波器部的透過光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學濾波器，其特征在于， 所述方向調(diào)整單元使具有直線偏振光的入射光的偏振方向向與金屬微粒子的形狀各向異性軸平行或者垂直的方向旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學濾波器，其特征在于， 所述方向調(diào)整單元使透過光的偏振方向向與金屬微粒子的形狀各向異性軸平行或者垂直的方向旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學濾波器，其特征在于， 所述透明電介質(zhì)以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐多個所述金屬微粒子， 在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元以朝向一致的狀態(tài)使多個所述金屬微粒子旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學濾波器，其特征在于， 所述透明電介質(zhì)以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐多個所述金屬微粒子， 在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元以朝向一致的狀態(tài)使多個所述金屬微粒子旋轉(zhuǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學濾波器，其特征在于， 多個所述金屬微粒子具有3個形狀各向異性軸， 在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元還使多個所述金屬微粒子向與所述透明電介質(zhì)的面垂直的面垂直方向旋轉(zhuǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學濾波器，其特征在于， 多個所述金屬微粒子具有3個形狀各向異性軸， 在所述透明電介質(zhì)上或內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元還使多個所述金屬微粒子向與所述透明電介質(zhì)的面垂直的面垂直方向旋轉(zhuǎn)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學濾波器，其特征在于， 向所述濾波器部入射偏振方向不與所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的2個軸的任一個平行及垂直的入射光。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學濾波器，其特征在于， 所述光學濾波器具備第2方向調(diào)整單元，該第2方向調(diào)整單元相對地改變?nèi)肷涞剿鰹V波器部的入射光的偏振方向和所述金屬微粒子的形狀各向異性軸的朝向。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學濾波器，其特征在于，所述透明電介質(zhì)以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐多個所述金屬微粒子， 在所述透明電介質(zhì)上或者內(nèi)部，所述方向調(diào)整單元或所述第2方向調(diào)整單元的一方以朝向一致的狀態(tài)使多個所述金屬微粒子旋轉(zhuǎn)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學濾波器，其特征在于， 多個所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：北澤田鶴子，八代有史，巖田升，
申請(專利權(quán))人：夏普株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：