[发明专利]光学滤波器、显示单元及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学滤波器、显示单元及显示装置。

背景技术

公知对于金属微粒子，由于入射光与所述金属微粒子内的电子的振动的共振(表面等离子共振)，存在吸收入射光中的特定波长的现象。已知：利用该现象，在玻璃中混入特定的金属微粒子，用作彩色玻璃。此外，最近，还实现了在光学滤波器或涂料中的应用。

所述金属微粒子的表面等离子共振光谱依赖于构成金属微粒子的金属的种类、粒子的大小、形状、周围的折射率。作为利用了该特性的光学滤波器，在专利第4348720号中公开了如下的光学滤波器：形成纳米杆状的金属微粒子，在树脂中混合所述金属纳米杆并使其分散的薄膜状，且根据可见光至近红外光，来调整所述纳米杆的短轴和长轴的长度，选择性地吸收从可见光到近红外光之间的波长的光。

此外，在特开2005-126310号公报中公开了如下的光学滤波器：将贵金属形成为纳米杆状，发现源于纳米杆的短轴和长轴的性质，能够对玻璃等赋予近红外屏蔽性和外观设计性。

例如，在可进行彩色显示的液晶显示面板中，各像素构成为分别透过红色光(R波段的光)、绿色光(G波段的光)、蓝色光(B波段的光)。作为使各光透过的部件，大多使用上述的光学滤波器。即，利用专利4348720号公报所记载的滤色器或特开2005-126310号公报所记载的滤色器，形成使RGB各光透过的光吸收光谱的滤色器，适当地在像素内铺设各颜色的滤色器，对入射到该滤色器的光进行调整，从而决定像素的颜色。

但是，专利4348720号公报的滤色器是具有因杆状的微粒子的长轴引起的吸收波长的滤色器，在特开2005-126310号公报中的滤色器是具有因纳米杆的短轴及长轴引起的吸收波长的滤色器，一旦制造完成就无法对滤色器的吸收、透过、散射波长进行调整、改变，需要预先具有不同的吸收、透过、散射波长的多种滤色器。

此外，在使用RGB各滤色器的情况下，有时构成为显示RGB任一颜色的、即阻断其他颜色的光的结构，会使光的利用效率恶化。

发明内容

本发明鉴于上述情况完成，其目的在于提供一种可使用金属微粒子来调整吸收、透过、扩散的波长的光学滤波器。此外，目的在于提供一种使用了这种光学滤波器的显示单元、具备所述显示单元的显示装置。

本发明的一个方式所涉及的光学滤波器具备：滤波器部，其在透过可见光区域的光的透明电介质的表面或内部使具有2个以上的形状各向异性轴的多个金属微粒子的朝向一致地设置；和方向调整单元，其相对地改变入射到所述滤波器部的作为直线偏振光的入射光的偏振方向和所述金属微粒子的形状各向异性轴的朝向。

根据该结构，通过相对地改变入射光的偏振方向和所述金属微粒子的形状各向异性的朝向这样简单的方法，能够调整所述金属微粒子的表面等离子共振波长。此外，本光学滤波器除了与长轴和短轴相对应的2种颜色之外，在还入射长轴和短轴的中间的偏振方向时，由于表面等离子共振波长偏移，因此能够使用3个共振波长来进行全色显示。

由此，与使用提取进行全色显示的现有技术的RGB各自的波长的光的滤色器的情况相比，能够减少光学滤波器的片数，且开口率变大，能够提高光利用效率。

本发明的优选实施方式中，所述方向调整单元使具有直线偏振光的入射光的偏振方向向与金属微粒子的形状各向异性轴平行或者垂直的方向旋转。根据该结构，可通过液晶元件等已知的简单的方法来调整金属微粒子的表面等离子共振波长。

为了达到上述目的，本发明的一个方式所涉及的光学滤波器具备：滤波器部，其在透过可见光区域的光的透明电介质的表面或内部使具有2个以上的形状各向异性轴的多个金属微粒子的朝向一致地设置；和方向调整单元，其相对地改变透过了所述滤波器部的透过光的偏振方向和所述金属微粒子的形状各向异性轴的朝向。

根据该结构，通过相对地改变透过光的偏振方向和所述金属微粒子的形状各向异性的朝向这样简单的方法，能够调整是利用所述金属微粒子的在哪个方向引起的表面等离子共振。或者，能够选择使表面等离子共振波长的光吸收还是使其散射。此外，本光学滤波器除了与长轴和短轴相对应的2种颜色之外，在还入射长轴和短轴的中间的偏振方向时，表面等离子共振波长偏移，因此可将由1个光学滤波器显示的颜色设为2～4种颜色。