CN100388089C - 电光装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供能够实现多色显示的电光装置的高质量化、优选地在4原色或4原色以上的多色显示中也能够容易且低成本地实现高质量化的电光装置。本发明提供的是具有光源(122)(发光单元)和包括多个使该光源的输出光的一部分波长范围的光有选择地透过的着色部(115R)、(115G)、(115B)的滤色器(115)的多色显示型的液晶显示装置，其特征在于：在具有上述光源(122)的后照灯(120)与具有滤色器(115)的液晶面板(110)之间设置了将上述光源(122)的输出光的一部分变换为上述滤色器(115)的至少1色的着色部的透过波长范围附近的光的色变换片(色变换单元)(130)。

Description

电光装置和电子设备
技术领域
本发明涉及电光装置和电子设备。
背景技术
作为电子设备的显示部所使用的液晶显示装置(电光装置)，往往使用透过型乃至半透过反射型的液晶显示装置，在这种液晶显示装置中，通常具有设置了滤色器的液晶面板和配置在液晶面板的背面侧的后照灯。此外，近年来，从后照灯的紧凑化和低消耗电力化等方面出发，多是使用将LED(Light Emitting Diode)作为光源的后照灯。
而且，提出了用于提高具有LED光源后照灯的液晶显示装置的光源利用效率的方案。例如，在专利文献1中，公开了通过采用组合将蓝色LED作为光源的后照灯和具有发挥滤色器功能的色变换层的液晶面板的结构而将从后照灯输出的光高效率地变换为彩色显示光的技术。
专利文献1：特开2000-258771号公报
然而，最近在显示装置领域对显示的高质量化的要求非常高，而在现有所知的使用白色LED的后照灯中，由于G(绿)、R(红)的发光峰值小、范围宽，所以存在显示光的色纯度变低从而色再现范围变窄的问题。此外，按照专利文献1所述的技术，具有能够减小用于获得色光的能量损耗从而获得高辉度显示的优点。但是，由于直接将来自与滤色器相比色种类选择的自由度小的色变换层的输出光用于显示，因而存在不易扩大色再现范围的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供能够实现多色显示的电光装置的高质量化、优选地在4原色或4原色以上的多色显示中也能够容易且低成本地实现高质量化的电光装置。
为了解决上述问题，本发明的电光装置是具备发光单元、以及具有多个使该发光单元的输出光的一部分的波长范围的光有选择地透过的着色部的滤色器的多色显示型的电光装置，其特征在于：在上述发光单元与滤色器之间设置了将上述发光单元的输出光的一部分变换为上述滤色器的至少1色的着色部的透过波长范围附近的光的色变换单元。
按照这种结构，由于在使从发光单元射出的光入射到滤色器上之前，由配置在该滤色器与发光单元之间的色变换层进行色变换，所以入射到各着色部上的光成为包含多种与该着色部的透过波长范围对应的色光的光，此外，也成为比上述色光的发光峰值尖锐化的光。因此，由于透过着色部而射出的显示光与没有设置色变换层的情况相比成为具有高的色纯度的色光，所以由这样的色光构成的显示图像成为鲜艳而高质量的显示。
此外，在本发明中，由于只设置色变换单元就能够相对于上述着色部的波长选择特性使发光单元的输出光的分光特性一致，所以不需要变更发光单元本身的分光特性。因此，按照本发明，能够得到可容易且低成本地进行高质量显示的电光装置。
另外，在本说明书中，所谓电光装置，是除了具有利用电场使物质的折射率改变而使光的透过率改变的具有电光效应的装置之外，还包含将电能变换为光能的发光装置等的总称。
在本发明的电光装置中，优选地上述色变换单元与1个或多个着色部对应地设置并且对于每一种上述着色部的色种类具有不同的波长变换特性。
按照这种结构，由于根据着色部的色种类设置不同的波长变换特性的色变换单元，所以色变换单元的波长变换作用对指定的着色部以外的着色部的透过光没有影响，从而能够进一步提高透过各着色部而得到的显示光的色纯度，此外，也能够提高输出光的利用效率。由此，能够获得明亮而鲜艳的高质量显示。
在本发明的电光装置中，也能够采用在上述滤色器中设置包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的4色或4色以上的上述着色部的结构。即，本发明的电光装置也能够最佳地用于4色滤色器的多原色显示电光装置，在这样的结构中也能够得到高质量显示。作为上述R、G、B以外的色种类的着色部，也可以设置例如淡蓝色(C；青色)、黄色(Y；黄)等着色部。
在本发明的电光装置中，优选地上述色变换单元具有将上述发光单元的输出光的一部分变换为上述R、G、B以外的色种类的着色部的透过波长范围附近的光的功能。按照这种结构，不用变更发光单元本身的特性而能够提高4色或4色以上的多色显示电光装置的显示质量。
在本发明的电光装置中，能够采用具有调制从上述发光单元输出的光的光调制单元的结构。即，能够作为调制发光单元的输出光而进行高灰度显示的电光装置而构成。
此外，在这样结构的电光装置中，优选地上述色变换单元设置在上述粉单元与光调制单元之间。按照这种结构，能够不变更光调制单元的结构而提高显示质量，在制造的容易性和制造成本方面是有利的结构。
并且，在本发明的电光装置中，上述光调制单元能够采用将液晶层夹持在一对基板间而形成的液晶面板的结构。按照这样的结构，能够提供可进行鲜艳的高质量显示的液晶显示装置。
进而，优选地上述色变换单元设置在构成上述液晶面板的基板的液晶层侧。按照这种结构，能够在制造液晶面板时设置上述色变换单元从而能够进行有效的制造，并且也容易按液晶面板的每个显示单位(点)设置色变换单元。
在本发明的电光装置中，上述发光单元能够采用具有冷阴极管、LED或EL元件的照明装置的结构。本发明能够最佳地用于具有上述结构的照明装置的电光装置。在将冷阴极管、LED或EL元件作为光源的照明装置中，由于其结构或构成材料常常成为特征的分光特性的输出光，即使变更该分光特性，也难于使输出光的特性与多色的滤色器的波长选择特性一致。此外，如果变更光源，由于照明装置成为专用品，所以避免了照明装置本身的成本增加。因此，由于只要应用本发明而利用色变换单元使冷阴极管、LED或EL元件的发光特性与滤色器的波长选择特性一致在照明装置就可以使用通用品，所以能够不增加照明装置本身的成本而实现显示的高质量化。
在本发明的电光装置中，上述照明装置具有光源和将该光源的光导引到上述滤色器的导光板，上述导光板能够采用具有上述色变换单元的功能的结构。这样，如果采用使导光板具有色变换功能的结构，则可不必另外设置片状的色变换单元，从而在电光装置的薄型化上发挥作用。
在本发明的电光装置中，上述发光单元设置了能够相互独立地驱动的多个EL元件，也能够应用上述各EL元件与上述滤色器的各着色部对应地配置的结构。即，本发明的电光装置也能够采用由着色部将EL元件的光变换为色光而进行多色显示方式的EL显示装置的方式。并且，在这样的EL显示装置中，也能够获得鲜艳的高质量显示。
其次，本发明的电子设备的特征在于具有前面所述的本发明的电光装置。按照这种结构，能够提供具备可进行鲜艳的高质量显示的显示部的电子设备。
附图说明
图1是实施例1的液晶显示装置的剖面结构图。
图2是表示实施例1的液晶显示装置的像素区域的概要平面图。
图3是表示实施例1的液晶显示装置的后照灯的光源的分光特性的图。
图4是表示实施例1的液晶显示装置的滤色器的波长选择特性的图。
图5是用于说明实施例1的液晶显示装置的色变换层的作用的分光特性图。
图6是实施例2的液晶显示装置的剖面结构图。
图7是实施例3的液晶显示装置的剖面结构图。
图8是表示实施例3的液晶显示装置的滤色器的波长选择特性的图。
图9是用于说明实施例3的液晶显示装置的色变换层的作用的分光特性图。
图10是表示取代光源时的分光特性的说明图。
图11是实施例4的液晶显示装置的剖面结构图。
图12是实施例5的有机EL显示装置的剖面结构图。
图13是表示电子设备的结构例的立体结构图。
标号说明
100、200、300、400一液晶显示装置(电光装置)，500-有机EL显示装置(电光装置)，110、210、310、410-液晶面板(光调制单元)，120-后照灯(照明装置)，130、330-色变换片(色变换单元)，230R、230G、230C、539R、539G、539B-色变换层(色变换单元)。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
另外，在以下参照的各图中，为了容易看图，适当地变更了各结构要素的厚度或大小等，或者省略了一部分来表示。
实施例1.
图1是表示本发明的电光装置的实施例1的液晶显示装置的剖面结构图，图2是表示该液晶显示装置的1个像素区域(3点)的概要平面图。
液晶显示装置100是有源矩阵方式的透过型彩色液晶显示装置，构成为具有液晶面板(光调制单元)110、后照灯(照明装置)120和设置在它们之间的色变换片(色变换单元)130。
液晶面板110构成为，具有相对配置的一对基板111和112、以及夹持在基板111和112之间并且由密封部件113密封的液晶层114。在正面侧(图示上侧)的基板111的液晶层114侧设置了滤色器115，在背面侧(图示下侧)的基板112的液晶层114侧形成了电路层116。
基板111和112可以由玻璃或石英、塑料等形成，在透过型的液晶显示装置中使用透光性(透明)的基板。对于构成液晶层114的液晶，只要是可以形成指定的取向状态的液晶不特别限定，典型的是使用向列液晶。此外，对于液晶的初始取向状态，不限于TN模式，也可以应用垂直取向模式。
3色(R、G、B)的着色部115R、115G、115B在滤色器115上平面周期地排列，图中未示出，在滤色器115的液晶层114侧面设置了作为向液晶层施加电场装置的电极。另一方面，电路层116至少包含基板111侧的电极和向液晶层114施加电场的电极，在本实施例的情况下，作为像素开关元件设置了TFT(薄膜晶体管)。
如图2所示的概要平面结构，在液晶面板110的电路层116上形成了在相互交叉的方向上延伸的多条数据线116d和多条扫描线116g，由这些数据线116d和扫描线116g所包围的矩形的1个区域是点区域。在点区域内的电路层116上，设置了像素电极116e和TFT116s，像素电极116e通过TFT116s与数据线116d和扫描线116s连接。另一方面，在点区域内的基板111上，按照与上述电路层116的像素电极116e平面重叠的方式配置了着色部115R、115G、115B中的1个着色部，包含图中所示的1组着色部115R、115G、115B的3个点区域构成液晶显示装置100的像素区域。
后照灯120以导光板121和配置在导光板121的侧端面(图中为左侧端)的光源(发光单元)122为主体而构成。另外，从光源122射出的光通过导光板121的侧端面导入导光板内部并且使其在内部传播而从导光板121的上面向液晶面板110侧射出。
色变换片130是具有将入射光的一部分变换为特定波长范围的光并输出的功能的光学片，例如，可以使用将荧光体或色素混入树脂材料等中而形成片状的部件、或将折射率不同的电介质膜叠层而成的电介质半透反射镜、或者利用Al薄膜的半透反射镜。
在本实施例的情况下，光源122是具有图3所示的分光特性的白色LED(发光二极管)的光源，是通过将现有的所知的蓝色发光芯片的光经由黄色荧光体取出而得到白色光的光源。蓝色发光芯片，例如是通过在蓝宝石(Al2O3)等的基板的表面生长GaInN类的化合物半导体结晶而形成的，最佳地使用在由n-GaN构成的包层与由p-GaN构成的包层之间具有夹入由InGaN构成的发光层的双异质接合结构。
如图3所示，上述结构的光源122，在蓝色光(420～490nm)的范围具有尖锐的发光峰，另一方面，从绿色光(520～570nm)到红色光(590～630nm)的范围的发光强度比蓝色光小，此外，这些波长范围的分布是平缓的。另一方面，液晶面板110的滤色器115的波长选择特性如图4所示，如果使来自后照灯120的输出光原样地透过滤色器115而进行显示，则蓝色光能够得到比较高的色纯度，而由于显示光的分光特性中的绿色光和红色光的发光强度不会出现陡峭的峰，所以色纯度会降低。
因此，在本实施例的液晶显示装置100中，通过在后照灯120与液晶面板110之间配置色变换片130而使后照灯120的输出光的分光特性改变，从而使之与滤色器的波长选择特性一致。即，如图5所示，通过使后照明灯120的输出光透过色变换片130而在与绿色光和红色光对应的波长范围获得显现尖锐的发光峰的分光特性的照明光。并且，液晶显示装置100，通过使具有图5所示的分光特性的照明光入射到液晶面板110上并隔着滤色器115进行彩色显示，而在蓝色光、绿色光和红色光所有的原色光获得良好的色纯度，从而能够获得鲜艳的高质量的显示。
另外，白色LED的结构并不限于具有图3所示的分光特性的结构，例如也有将红、绿、蓝的发光芯片封入单一的LED元件中的结构、或将红色LED、绿色LED和蓝色LED作为1组发光单元来使用的结构，而只要是这些结构就能够对于各色的显示光获得比较高的色纯度。
然而，将多色的发光芯片组合而得到白色的类型的发光元件，与利用单色的发光芯片与荧光体的组合而得到白色光的方式相比只有提高成本，此外，在将多色的LED组合使用时还会有在导光板面内容易产生色分离的问题，而且，当发光芯片的发光特性与滤色器的波长选择特性不一致时，需要调整滤色器或发光元件本身的光学特性，从而将进一步提高成本。
对此，在本实施例的液晶显示装置中，使用从单色的发光芯片得到白色光的发光单元而可以得到高的色纯度的显示，从而具有在有效地抑制制造成本的升高的同时能够获得高质量的显示的优点。
将图3所示的分光特性的照明光变换为具有图5所示的分光特性的照明光的色变换片130，例如在使用荧光色素的情况下，其是由将蓝色光变换为绿色光的荧光色素、将蓝色光和绿色光变换为红色光的荧光色素混入树脂材料形成透光性的片而构成的。作为构成色变换片130的基材的树脂材料能够使用滤色器等光学部件的基材所使用的聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、马来酸树脂、聚酰胺树脂。
作为将蓝色光变换为绿色光的荧光色素可以列举出例如2，3，5，6-1H，H-四氢-8-三氟甲基喹嗪并(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)；3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)；3-(2’-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)等的香豆素色素；碱性黄-51；或者溶剂黄-11；溶剂黄-116(solvent yellow-116)等的萘二甲酰亚氨基色素等的1种或2种或2种以上的色素。
作为将蓝色光乃至绿色光变换为红色光的荧光色素，可以列举出例如4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(以下称为DCM)等的花青类色素、1-乙基-2-(4-(对二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-吡啶鎓-高氯酸盐(以下称为吡啶1)等的吡啶类色素、若丹明B和若丹明6G等的若丹明类色素、或者其它噁嗪类等的1种或2种或2种以上的色素。
上述荧光色素也能够以预先混入在聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、醇酸树脂、芳香族磺酰胺树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、以及这些的树脂混合物等的粘合剂中作为荧光颜料的方式进行使用。
优选地作为色变换片130的基材使用的树脂材料或作为荧光颜料的粘合剂使用的树脂材料是不会产生消光或退色并不会降低荧光色素的荧光性的材料。例如，碱性树脂通常是π电子丰富而具有电子供给性，由于对碱性的荧光色素不易产生相互作用，所以是最佳的。另外，当然优选上述树脂材料是对于可见光具有良好的透过率的材料。
在本实施例的色变换片130中，由于光源122是如图3所示的在绿色～红色的波长范围具有宽的发光强度分布的光源，所以，如上所述，具有绿色光和红色光的发光峰尖锐化的色变换特性，当然，色变换片130的色变换特性能够对应于光源的分光特性而适当地变更。例如，当光源122使用产生紫外线或紫色光的元件时，进而包含将光源122的输出光的一部分变换为蓝色光而输出的荧光色素。作为将紫外线或紫色光变换为蓝色光的荧光色素，可以使用例如1，4-双(2-甲基苯乙烯基)苯(Bis-MSB)、反式-4，4’-二苯基茋(DPS)等的茋类色素、7-羟基-4-甲基香豆素(香豆素4)等的香豆素类色素等。
在以上的实施例1中，虽然例示说明了在导光板121的液晶面板110侧面(光射出面)的几乎整个面上配置色变换片130的情况，但作为这样设置遍及液晶面板110的显示区域全体发挥作用的色变换层的结构，可以例示后照灯120的导光板121本身具有色变换功能的结构。在这种情况下，在导光板121的制造工艺中，通过将例如上述的荧光色素混入导光板形成用的树脂材料中并成形，能够得到具有所希望的色变换特性的导光板121。
实施例2.
下面，参照图6说明作为本发明的电光装置的实施例2的液晶显示装置。
图6是实施例2的液晶显示装置的剖面结构图。本实施例的液晶显示装置200是与实施例1一样的有源矩阵方式的透过型彩色液晶显示装置，以液晶面板(光调制单元)210和后照灯(照明装置；发光单元)120为主体而构成。
另外，作为像素区域的平面结构，与图2所示的液晶显示装置100的平面结构相同，在图6中，对于与图1或图2所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明。
本实施例的液晶显示装置200具有改变入射到滤色器115上的照明光的分光特性的色变换单元在液晶面板200的基板内面侧(液晶层侧)且与指定的点区域对应的区域作为色变换层230R、230G而设置的特征。
具体而言，上述色变换层230R、230G设置在形成于基板112的液晶层侧面的电路层216上。色变换层230R与具有着色部115R的红色的点区域对应地设置，色变换层230G与具有着色部115G的绿色的点区域对应地设置。在具有着色部115B的蓝色的点区域没有设置色变换层而将从后照灯120入射并透过液晶层114的光直接导入着色部115B。
另外，上述基板112的电路层216中的色变换层230R、230G的形成位置，只要是基板112与电路层216所包含的电极(图2所示的像素电极116e)之间的层，可以在任意的层形成。即，如图6所示，可以在基板112的表面形成色变换层，也可以在与像素电极相邻的层形成。或者，也可以是色变换层230R、230G设置在相对侧的基板111的内面侧(液晶层侧)的结构。当在设置了滤色器115的基板111上形成色变换层时，可以在滤色器115与基板111侧的电极之间设置该色变换层。
色变换层230R、230G与前面的实施例的色变换片130一样，可以利用由包含荧光色素的树脂材料构成的树脂膜或使用无机材料的半透反射镜形成。并且，在本实施例中，色变换层230R、230G根据滤色器115的着色部的色种类而设置，色变换层230R、230G可以采用具有相互不同的色变换功能的结构。通过采用这样的结构，不会对其它色种类的点区域产生影响而能够对特定的着色部入射最佳的分光特性的照明光，从而能够提高各原色光的色纯度而得到高质量的彩色显示。此外，将在设置了色变换层的绿色乃至红色的点区域中显示所不利用的蓝色光变换为各自的色光，另一方面，由于没有设置色变换层的蓝色的点区域不会发生由于色变换引起的蓝色光的强度降低，所以能够对于各原色光提高光源的利用效率，从而能够得到明亮的显示。
如本实施例在基板112的内面侧形成色变换层230R、230G的图形的结构中，优选地色变换层230R、230G由无机材料构成。因为由无机材料构成的色变换层是使用将SiO2膜和TiO2膜周期地叠层而形成的电介质半透反射镜或应用Al薄膜的半透反射镜而形成的，所以使用公知的光刻技术能够容易而高精度地进行图形化。在这些半透反射镜中，通过调整叠层膜乃至金属膜的膜厚能够容易地变更透过光的波长范围。
但是，当然作为色变换层也可以使用包含荧光色素的树脂膜。在这种情况下，作为与绿色的点区域对应的色变换层230G，可以使用包含将蓝色光变换为绿色光的荧光色素的层，作为与红色的点区域对应的色变换层230R，可以使用包含将蓝色光乃至绿色光变换为红色光的荧光色素的层。并且，通过作为树脂膜的基材使用光刻法能够应用的感光性树脂、例如诸如丙烯酸类、甲基丙烯酸类、聚肉桂酸乙烯酯类、环化橡胶类等的具有反应性乙烯基的光硬化型抗蚀剂材料，能够形成可进行图形化的树脂膜。具体而言，例如将荧光色素或荧光颜料和粘合剂树脂溶解或分散到适当的溶剂中而调制溶液，并用旋涂、辊涂、棒涂、浇铸、浸涂等方法进行制膜。并且，通过使干燥后得到的该树脂膜进行曝光、显影处理并进行图形化，能够在任意的位置形成色变换层。
实施例3.
下面，参照图7说明作为本发明的实施例3的液晶显示装置。本实施例的液晶显示装置300与前面的实施例一样是有源矩阵方式的透过型彩色液晶显示装置，构成为具有液晶面板(光调制单元)310、后照灯(照明装置；发光单元)120和设置在液晶面板310与后照灯120之间的色变换片(色变换单元)330。
另外，本实施例的液晶显示装置中的像素区域的平面结构，是使图2所示的液晶显示装置100的平面结构与4原色显示对应地采用4点结构的平面结构。此外，在图7中，对于与图1～图6所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明。
液晶面板310具有将液晶层114夹持在一对基板111与112之间并且利用密封部件113将液晶层114密封的结构。电路层316设置在基板112的液晶层114侧，另一方面，滤色器315设置在基板111的液晶层114侧面。如图所示，滤色器315是4种着色部115R(红)、115G(绿)、115B(蓝)、115C(淡蓝色，青色)周期地排列形成的4色滤色器。与前面的实施例1一样，在电路层316上平面呈矩阵状地排列形成了用于向液晶施加电场的像素电极，通过相对于各像素电极相对配置上述着色部115R、115G、115B、115C中的任意一个构成能够相互独立地驱动的点区域。
并且，本实施例的色变换片330发挥与4色滤色器315的各着色部的波长选择特性一致地变更从后照灯120供给的照明光的分光特性，提高构成显示光的各原色光的色纯度的作用，由此，在具有4色滤色器的液晶显示装置中，也能够得到原色光的色纯度优异的高质量的显示。
上述4色滤色器315的波长选择特性是如图8所示的特性，青色的着色部115C的透过率曲线(Cyan，青)在蓝色的着色部115B的透过率曲线(Blue，蓝)的峰值与绿色的着色部115G的透过率曲线(Green，绿)的峰值之间具有峰值。另一方面，上述后照灯120是具有图3所示的分光特性的后照灯。
从图3与图8的比较可知，着色部115C的透过率的峰值波长(约500nm)在后照灯120的分光特性上与其它波长范围相比相当于发光强度低的范围。因此，如果使来自后照灯120的照明光原样地入射到滤色器315上，则构成显示光的红色光、绿色光和青色光无法得到良好的色纯度，此外，青色光与其它的色光相比不能得到充分的辉度。
在此，图9是用于说明色变换片330的色变换特性的分光特性图，图中虚线所示的曲线是图3所示的后照灯120的发光强度曲线。如图9所示，色变换片330将从后照灯120供给的照明光的分光特性变换为在波长约500nm、约530nm、约630nm的位置上具有发光强度的峰值的分光特性的照明光。因此，如果将具有这样的色变换特性的色变换片330设置在后照灯120与液晶面板310之间，就能够对于各着色部115R、115G、115B、115C入射在各波长范围具有与它们的波长选择特性基本一致的发光峰值的照明光，从而能够提高显示光的色纯度，并且，由于对于在从后照灯120射出的照明光中比较少的波长成分的青色光也能够提高发光强度，所以能够得到鲜艳的高质量的彩色显示。
在以上的实施例中，虽然说明了后照灯120的光源122是通过黄色荧光体将蓝色发光芯片的光取出的结构的白色LED的情况，但作为光源122，也可以使用蓝色LED。图10是表示光源122使用蓝色LED时的照明光的发光强度曲线(虚线)和透过色变换片330之后的照明光的发光强度曲线(实线)。如图10所示，当光源122是蓝色LED时，由色变换片330从蓝色光生成青色光(波长500nm附近)、绿色光(波长530nm附近)和红色光(波长630nm附近)，从而能够使在各个波长具有尖锐的发光强度的峰值的照明光对于液晶面板310入射。由此，能够向各个着色部115R、115G、115B、115C入射与它们的波长选择特性一致的照明光，从而能够由于显示光的色纯度提高而实现显示图像的高质量化。
此外，当光源122使用蓝色LED时，由于发光芯片是单色的，所以嫩够以与使用前面的结构的白色LED的后照同等或同等以下的成本提供后照灯，因此不会象使用多色发光芯片乃至LED的结构那样产生后照灯的高成本化或导光板的色分离等的问题。
虽然色变换片330的具体结构可以采用与前面的实施例1的色变换片130大致相同的结构，但当将色变换片330采用例如含有荧光色素的树脂片时，作为上述荧光色素，可以采用包含将蓝色光变换为青色光的荧光色素。作为这样的荧光色素，例如可以列举出2，3，5，6-1H，4H-四氢-8-三氟甲基喹嗪并(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)；3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)；3-(2’-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)等的香豆素色素；碱性黄-51；或者溶剂黄-11(solvent yellow-11)；溶剂黄-116(solvent yellow-116)等的萘二甲酰亚氨基色素等的1种或2种或2种以上的色素。
此外，当将电介质半透反射镜或金属膜半透反射镜用于色变换片330的主要部分时，只要调整构成这些半透反射镜的电介质膜或金属膜的膜厚使青色光有选择地透过即可。
另外，当然也可以通过利用含有荧光色素的树脂材料制作后照灯120的导光板121而使导光板121本身具有色变换功能。
实施例4.
下面，参照图11说明本发明的实施例4。本实施例的液晶显示装置400与上述实施例一样是有源矩阵方式的透过型彩色液晶显示装置，构成为具有液晶面板(光调制单元)410和后照灯(照明装置；发光单元)120。
另外，本实施例的液晶显示装置中的像素区域的平面结构是使图2所示的液晶显示装置100的平面结构与4原色显示对应地采用4点结构的平面结构。此外，在图11中，对于与图1～图10所示的结构要素相同的结构要素标以相同的符号并省略其说明。
液晶面板410具有将液晶层114夹持在一对基板111与112之间并且利用密封部件113将液晶层114密封的结构。电路层416设置在基板112的液晶层114侧，另一方面，滤色器315设置在基板111的液晶层114侧面。滤色器315与前面的实施例的液晶装置300一样，是4种着色部115R(红)、115G(绿)、115B(蓝)、115C(青)周期地排列的4色滤色器。
在电路层416的下层侧(基板112侧)，与前面的实施例一样，平面呈矩阵状地排列形成了多个像素电极(图中未示出)，而且在本实施例中，与上述多个像素电极的一部分对应地设置了色变换层(色变换单元)230R、230G、230C。即，在液晶面板410中，与具有着色部115R的红色的点区域对应地设置色变换层230R，与具有着色部115G的绿色的点区域对应地设置色变换层230G，与具有着色部115C的点区域对应地设置色变换层230C。另外，上述基板112的电路层416中的色变换层230R、230G、230C的形成位置与上述实施例一样不限定于基板112表面，只要是电路层416所包含的电极与基板112之间的层，可以在任意的层形成。
色变换层230R、230G、230C可以采用与前面的实施例2的色变换层230R、230G相同的结构，可以利用由包含荧光色素的树脂材料构成的树脂膜或使用无机材料的半透反射镜形成。并且，在本实施例中，色变换层230R、230G、230C根据滤色器315的着色部的色种类而设置，色变换层230R、230G、230C可以采用具有相互不同的色变换功能的结构。通过采用这样的结构，能够不会对其它色种类的点区域产生影响而对于特定的着色部入射最佳的分光特性的照明光，从而能够提高各原色光的色纯度而得到高质量的彩色显示。此外，在设置了色变换层的青色、绿色、红色的点区域将显示所不利用的蓝色光变换为各自的色光，另一方面，由于没有设置色变换层的蓝色的点区域不会产生由于色变换引起蓝色光的强度降低，所以对于各原色光能够提高光源的利用效率而得到明亮的显示。
如本实施例，优选地在基板112的内面侧形成了色变换层230R、230G、230C图形的结构中，由无机材料构成色变换层230R、23G、230C。因为由无机材料构成的色变换层使用将SiO2膜和TiO2膜周期地叠层形成的电介质半透反射镜或应用Al薄膜的半透反射镜形成，所以使用公知的光刻技术能够容易且高精度地形成图形。在这些半透反射镜中，通过调整叠层膜或金属膜的膜厚能够容易地变更透过光的波长范围。但是，当然也可以通过使含有荧光色素的树脂膜形成图形而形成色变换层。
实施例5.
下面，参照图12说明本发明的实施例5。以下，作为本发明的电光装置的一实施例，以有机EL装置为例进行说明。
如图12所示，本实施例的有机EL装置500是形成了EL元件(发光单元)的元件基板530与形成了R(红)、G(绿)、B(蓝)的3色的着色部542R、542G、542B的对置基板540通过粘接层543相互粘合的顶发射型的全彩色有机EL显示装置。在本实施例的有机EL显示装置500中，在设置了阳极(像素电极)533的元件基板530之上设置了用于划分各像素的堤层534，在由该堤层534所划分的区域内形成了由叠层空穴注入/输送层535和包含白色发光材料的发光层536而成的有机EL层。换言之，在堤层534上在与各像素对应的位置设置了开口部，在该开口部内在露出阳极533的位置设置了上述的有机EL层。并且，覆盖这些堤层534和有机EL层而设置了阴极(对置电极)537。
由于在本实施例中采用了从阴极侧取出由有机EL层产生的光的顶发射结构，所以阴极537采用了使用浴铜灵(BCP)和铯(Cs)的共蒸发膜并进而为了赋予导电性而叠层了ITO的结构。此外，为了从阴极侧取出在阳极533侧产生的光，阳极533采用了Al或Ag等的高反射率的金属材料或Al/ITO等的透光性材料和高反射率金属材料的叠层结构。
另外，阴极537配置成覆盖堤层534和有机EL层(发光层536)的露出面而，对各像素作为共用的共用电极发挥功能。这时的阴极，除了本结构外，同样也可以使用功函数低的金属，例如将Ca、Mg、Ba、Sr等和作为保护电极的Al、Ag、Au等形成共计小于等于50nm的厚度的膜。
在元件基板530上，在由玻璃或树脂等构成的基板本体530A上，依次叠层形成电路元件部531和层间绝缘膜532，在该层间绝缘膜532之上，上述阳极533与各像素对应地排列形成矩阵状。在电路元件部531上，设置了扫描线或信号线等各种配线、用于保持图像信号的保持电容(图中均未示出)和作为像素开关元件的TFT531a等的电路。在本实施例中，由于采用了顶发射结构，所以基板本体530A不一定必须是透明的。因此，基板本体530A除了玻璃等透光性基板外，也可以采用半导体基板等半透明或不透明的基板。
有机EL层形成从下层侧(像素电极侧)开始依次叠层空穴注入/输送层535和包含白色发光材料的白色发光层536的结构。
作为空穴注入/输送层535的形成材料，可以最佳地应用聚噻吩、聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚苯胺和该电介质等高分子材料。作为白色发光层536的形成材料(发光材料)，可以使用高分子发光体或低分子的有机发光色素，即可以使用各种荧光物质或磷光物质等发光物质。特别优选地在作为发光物质的共轭类高分子中包含亚芳基亚乙烯基或聚芴结构的物质等。
此外，在本实施例中，如上所述，由于设置了具有与有机EL层形成区域对应的开口部的堤层534，所以利用喷液法(液滴喷出法)形成上述空穴注入/输送层535和白色发光层536是最佳的结构。因此，优选地作为上述发光材料使用适合于液滴喷出法的高分子材料，具体而言，可以将聚二辛基芴(PFO)和MEH-PPV按9∶1的比例混合的材料作为最佳的材料进行例示。另外，在本实施例中，虽然有机EL层是空穴注入/输送层和发光层的2层结构，当然也可以在白色发光层536上设置电子输送层或电子注入层等。
这样构成的基板利用密封部件538进行密封。优选地作为密封部件538是具有气密性的材料，例如，可以最佳地使用SiO2等的硅氧化物或SiN等的硅氮化物或SiOxNy等的硅氧氮化物。进而，在这些无机氧化物层上可以有效地叠层丙烯酸系树脂或聚酯、环氧等树脂层。另外，在阴极537与密封部件538之间也可以根据需要设置保护膜。
并且，在本实施例的有机EL显示装置500中，在密封部件538上与上述像素电极533平面重叠的区域设置了色变换层(色变换单元)539R、539G和539B。这些色变换层539R、539G、539B能够采用与前面的实施例2的色变换层230R、230G相同的结构。即，能够利用由包含荧光色素的树脂材料构成的树脂膜或使用无机材料的半透反射镜形成。
另一方面，在对置基板540上，在由玻璃或树脂等构成的透光性的基板本体540A上设置了滤色器541。在滤色器541上，R、G、B的3种着色部542R、542G、542B以由堤层521划分的形式排列成矩阵状。堤层521的开口部(着色部的形成区域)设置在与元件基板530侧的堤层534的开口部平面重叠的位置上。因此，各着色部542R、542G、542B与元件基板530的各色变换层539R、539G、539B和有机EL层分别平面重叠地配置。
在本实施例的有机EL显示装置中，色变换层539R、539G、539B具有将透过其本身的光的一部分变换为指定波长的色光的功能，能够对于与它们各自对应的着色部542R、542G、542B供给具有适当的发光特性的光。即，色变换层539B发挥提高着色部542B的透过率曲线中的峰值波长附近的发光强度的作用，色变换层539G发挥提高着色部542G的透过率曲线中峰值波长附近的发光强度的作用。例如，如果滤色器541的波长选择特性是图4所示的那样，则色变换层539B构成为将从有机EL层射出的白色光的一部分变换为在着色部542B得到最大透过率的波长450nm附近的光，色变换层539G构成为将上述白色光的一部分变换为波长530nm附近的光。
这样，本实施例的有机EL显示装置500利用色变换层539R、539G、539B将从作为发光单元的有机EL元件输出的白色光变换为指定的色光并入射到着色部542R、542G、542B上而构成显示光。由此，与不设置色变换层的结构相比从各着色部输出的色光的色纯度高，因此能够得到鲜艳的高质量的显示。
另外，在本实施例中，虽然说明了发光层536输出白色光的情况，但作为发光层536，也可以使用发出蓝色光或紫色光或者紫外线的发光层。由于不论使用哪种发光层都是利用在各像素设置的色变换层对输出光进行色变换，所以能够对于各着色部根据各个色种类入射具有适当的分光特性的光，从而能够构成可进行鲜艳的高质量显示的有机EL显示装置。
电子设备.
图13是表示本发明的电子设备的结构例的立体结构图。
图13(a)所示的图像监视器1200构成为具有包括前面的实施例的液晶显示装置或有机EL显示装置的显示部1201、壳体1202和扬声器1203等。并且，按照该图像监视器1200，能够利用前面的液晶显示装置或有机EL显示装置进行鲜艳的高质量显示。
图13(b)所示的移动电话1300构成为具有包括前面的实施例的液晶显示装置或有机EL显示装置的显示部1301、操作部1302、受话部1303和送话部1304。并且，按照该移动电话1300，能够利用前面的液晶显示装置或有机EL显示装置进行鲜艳的高质量显示。
上述实施例的电光装置不限于上述图像监视器，也可以作为电子书籍、个人电脑、数字照相机、取景器型或监视器直视型的磁带录像机、汽车导航装置、呼机、电子记事簿、计算器、文字处理器、工作站、可视电话、POS终端、具有触摸面板的设备等的图像显示装置最佳地进行使用，在以上的任意一种电子设备中都能够得到鲜艳的高质量的显示。

Claims (10)

1.一种电光装置，是具备发光单元、以及具有多个使该发光单元的输出光的一部分的波长范围的光有选择地透过的着色部的滤色器的多色显示型的电光装置，其特征在于：
在上述发光单元与滤色器之间设置了将上述发光单元的输出光的一部分变换为上述滤色器的至少1色的着色部的透过波长范围附近的光的色变换单元；
所述电光装置还具有调制从上述发光单元输出的光的光调制单元；
上述色变换单元设置在上述发光单元与光调制单元之间。
2.按权利要求1所述的电光装置，其特征在于：上述色变换单元，与1个或多个着色部对应地设置并且对于每一种上述着色部的色种类具有不同的波长变换特性。
3.按权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于：在上述滤色器中设置了包括红色R、绿色G、蓝色B的4色或4色以上的上述着色部。
4.按权利要求3所述的电光装置，其特征在于：上述色变换单元具有将上述发光单元的输出光的一部分变换为上述R、G、B以外的色种类的着色部的透过波长范围附近的光的功能。
5.按权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于：上述光调制单元是将液晶层夹持在一对基板间而构成的液晶面板。
6.按权利要求5所述的电光装置，其特征在于：上述色变换单元设置在构成上述液晶面板的基板的液晶层侧。
7.按权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于：上述发光单元是具有冷阴极管、LED或EL元件的照明装置。
8.按权利要求7所述的电光装置，其特征在于：上述照明装置具有光源和将该光源的光导向上述滤色器的导光板，上述导光板具有上述色变换单元的功能。
9.按权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于：
在上述发光单元设置了能够相互独立地驱动的多个EL元件，
上述各EL元件与上述滤色器的各着色部对应地配置。
10.一种电子设备，其特征在于：具有权利要求1～9中的任意一项所述的电光装置。
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