JP2004271622A - Liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、液晶層及び該液晶層に電界を印加する電極を備えた液晶セルと、該液晶セルの照明を行う照明手段とを有する液晶装置の全体構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶装置は、液晶層及び該液晶層に電界を印加する電極を備えた液晶セルを備えているが、液晶セル自体は自己発光しないため、液晶セルの照明を行う照明手段を設けて、この照明手段により照射される照明光を液晶セルによって制御することによって所望の画像を形成するように構成されている。
【0003】
照明手段としては、冷陰極管やLED(発光ダイオード)などからなる光源と、この光源から放出される光を液晶セルに導くための導光板とを備えたものが知られている。また、照明手段における光源及び導光板の配置態様としては、光源及び導光板を液晶セルと平面的に重なるように配置するもの、導光板を液晶セルと平面的に重なるように配置し、この導光板の側方に光源を配置するものなどがある。また、導光板の位置としては、液晶セルの背後に配置するもの(バックライト)、液晶セルの前面側に配置するもの(フロントライト)などが知られている。
【0004】
図8は、照明手段としてサイドライト型のバックライトを備えた液晶表示装置100の構成を模式的に示す概略断面図である。この液晶表示装置100においては、第1基板111の内面上に透明電極112が形成され、この透明電極112の上に配向膜113が形成されている。また、第2基板121の内面上には遮光層122が形成される。また、主として遮光層122によって遮光されていない領域にフィルタ要素123が形成される。たとえばR(赤)、G(緑)及びB(青)の各フィルタ要素123が所定の配列パターンにて配列される。フィルタ要素123の上には、保護膜124が形成され、この保護膜124の上に透明電極125が形成され、さらにその上に配向膜126が形成されている。
【0005】
上記第1基板111と第2基板121とは図示しないシール材などを介して貼り合わされ、両基板間に液晶層LCが配置されることによって液晶セルが構成される。この液晶セルの背面側及び前面側には必要に応じてそれぞれ偏光板P1,P2が配置される。
【0006】
また、上記液晶セルの背後には、照明手段130が配置される。この照明手段130は、光源131と、導光板132とで構成される。導光板132は液晶セルと平面的に重なるように配置され、光源131は導光板132の側方に配置される。光源131は白色発光ダイオードが用いられる。白色発光ダイオードは、たとえば、窒化物半導体によって構成される青色発光ダイオード131Aの光放出側に蛍光体131B(たとえば特許文献1参照)を有し、青色発光ダイオード131Aの青色光の一部をそれよりも波長の長い可視光(たとえば黄色)に変換することによって全体として白色光とみなし得る照明光を放出するように構成されている。
【0007】
この照明光は、導光板132の端面から内部に導入され、光学的な公知の光偏向手段によって液晶セル側に放出される。通常、導光板132は平面光源とみなし得る光照射分布を有するように構成される。このようなバックライトを備えた液晶表示装置は、たとえば特許文献2に記載されている。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−199781号公報
【特許文献2】
特開2002−287131号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記白色ダイオードを光源として用いたバックライトにおいては、白色ダイオード内に配置された蛍光体の濃度のばらつきや分布の偏りなどによって、光の色再現性が必ずしも良好でなく、また、色ムラも発生しやすいため、導光板から放出される照明光の色再現性の低下や色ムラに起因して、液晶表示装置の表示色のばらつきや色ムラが生じやすいという問題点があった。
【0010】
特に、白色ダイオードのばらつきに応じて個々に液晶セルのカラーフィルタの光学濃度を調整することは不可能であるため、液晶セルの色再現性や色均一性をいくら向上させても液晶表示装置の表示品位の向上に結びつかないという問題点があった。
【0011】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、光源の色再現性や色ムラを低減することができると同時に、液晶セルの色再現性や色均一性の向上が液晶装置の最終的な表示色のばらつきの低減や色ムラの低減に結び付くように構成された液晶装置及びこれを備えた電子機器を提供することにある。また、明るく鮮やかな表示色を得ることのできる高い表示品位を有する液晶装置を実現することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の液晶装置は、液晶層及び該液晶層に電界を印加する電極を備えた液晶セルと、該液晶セルの照明を行う照明手段とを有し、前記照明手段は、可視光領域において白色光に対して偏った発光スペクトルを有する光を放出する発光素子と、該発光素子から放出される前記光を前記液晶セルに導く導光板とを備え、前記導光板から照射された照明光の少なくとも一部を色変換して白色光に近づける色変換手段と、前記色変換手段よりも前記照明手段の反対側に配置された複数色のフィルタ要素を配列させてなるカラーフィルタとを設け、前記複数色のフィルタ要素のうち、前記照明光に対する視感透過率が最も高いフィルタ要素に照射される照明光に対する色変換手段の作用を、無くし、若しくは、他の前記フィルタ要素に照射される照明光に対する色変換手段の作用よりも低減させたことを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、発光素子から放出された光は導光板を介して液晶セルに照射されるが、導光板から照射される照明光は色変換手段によって白色光に近づけられる。したがって、白色光に対して偏った波長分布を備えた光が導光板を介して照射されても、その照明光を白色光に近づけて表示に利用することができるため、発光素子に色変換手段を設ける必要がなくなり、その結果、発光素子の色変換手段による色再現性の低下や色ムラの発生を抑制できる。また、色変換手段は照明手段から液晶セルに照射される照明光に対して作用するように設けられるため、液晶セルの構成に合わせて色変換手段の色変換の再現性や均一性を高めることが容易になり、これによって液晶装置の表示色のばらつきや色ムラの低減を図ることができる。ここで、色変換手段は、液晶セルの内部に配置されても外部に配置されてもよい。
【0014】
特に、本発明においては、照明光を色変換手段によって白色光に近づけた後にカラーフィルタの各フィルタ要素を透過させることにより所定の表示色が得られるようにしている。このため、前記照明光に対する視感透過率が最も高いフィルタ要素に照射される照明光に対しても色変換手段を作用させると、当該色変換作用により当該フィルタ要素において光の利用効率が低下し、当該フィルタ要素を透過した表示光量が低下してしまう。これに対して、本発明では当該フィルタ要素に照射される照明光に対して色変換手段の作用を、無くし、若しくは、他の前記フィルタ要素に照射される照明光に対する色変換手段の作用よりも低減させたことにより、色変換手段の作用に基づく表示光量の低下を抑制し、当該フィルタ要素における光の利用効率を高めることができる。
【0015】
なお、白色光に対して偏った波長分布を有する光としては、可視光領域において偏ったスペクトル分布を有する例として後述する青色光のほかに、赤色光や緑色光などを挙げることができる。また、可視光領域以外に強い発光スペクトルを有する例として、紫外線を発するもの、赤外線を発するものなどが挙げられる。
【0016】
本発明に係る上記照明光に対する視感透過率の最も高いフィルタ要素に、上記照明光を色変換手段による色変換なしでそのまま透過させた場合には、上述のように光の利用効率は高まるものの、当該フィルタ要素から得られる表示色が必ずしも良好なものとなるとは限らない。そこで、他のフィルタ要素に対応する領域にて作用するように構成された色変換手段とは異なる色変換手段を用いることも考えられる。
【0017】
本発明において、前記発光素子の放出する前記光は短波長成分を含み、前記色変換手段は、前記短波長成分による光励起により、前記短波長成分よりも長波長側の可視光成分を放出する蛍光体であることが好ましい。本発明の色変換手段としては、導光板から照射される照明光の少なくとも一部を色変換することができ、しかも、照明光を白色光に近づけることができるものであればよい。したがって、蛍光、燐光、光電効果などの各種効果を用いた(介在させた)光の波長変換手段を用いることができ、また、単なる光学フィルタを利用できる場合も包含される。しかしながら、色変換手段として蛍光体を用いることにより、エネルギー供給や条件設定なしで短波長成分による光励起により長波長側の可視光成分をきわめて簡単に取り出すことができ、また、材料の入手も容易である。蛍光体としては、珪酸亜鉛(ZnSiO3)、珪酸カドミウム(CdSiO3)、硼酸カドミウム(Cd2B2O5)などがあるが、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体が最も好ましい。YAG系蛍光体は組成によって簡単に蛍光波長域などを調整でき、たとえば、紫外線を可視光に変換することによって表示光量を高めることができ、また、青色光を黄色光に変換して青色光と黄色光との混色によって青色光を白色光に近づけることができる。また、硬度及び耐摩耗性の高い塊や粉体として容易に入手できる。
【0018】
本発明において、前記発光素子の放出する前記光は青色光であり、前記色変換手段は、前記青色光により光励起されることが好ましい。青色光を発生する発光素子としては、窒化物半導体を用いた発光ダイオードを用いることができる。また、この場合には、色変換手段として青色光の一部を黄色光に変換するものを用いることができる。これによって、青色光と黄色光との混色によって白色光に近い光を得ることができる。
【0019】
本発明において、前記カラーフィルタは、主として青色光を透過する青色フィルタ要素と、主として青色以外の光を透過する他の前記フィルタ要素とを含み、前記照明光に対する視感透過率が最も高い前記フィルタ要素が前記青色フィルタ要素であることが好ましい。
【0020】
本発明において、前記カラーフィルタは、前記照明光に対する視感透過率が最も高い前記フィルタ要素に対応する領域の開口面積が他の前記フィルタ要素に対応する領域の開口面積よりも小さく形成されていることが好ましい。色変換手段の色変換の効率は通常それほど高くないので、照明光に対する視感透過率が最も高いフィルタ要素を透過する透過光は、他のフィルタ要素を透過する透過光よりも明るくなる傾向にある。このため、上記のように構成することにより、表示色のバランスを確保できる。たとえば、発光素子が青色光を放出する場合において、前記カラーフィルタが、主として青色光を透過する青色フィルタ要素と、主として青色以外の光を透過する他色フィルタ要素とを含む場合には、前記青色フィルタ要素に対応する領域の開口面積が前記他色フィルタ要素に対応する領域の開口面積よりも小さく形成されていることが好ましい。青色光を発生する発光素子を用いる場合、色変換手段により青色光の一部を他の光に変換しても、青色光成分の光強度が強くなる場合が多いため、青色フィルタ要素に対応する領域の開口面積を他色フィルタに対応する領域の開口面積よりも小さく構成することにより、バランスの取れた表示色を得ることができる。
【0021】
本発明において、前記液晶層の前記導光板側に前記フィルタ要素に対応する領域毎に開口部を備えた反射層を有し、前記照明光に対する視感透過率が最も高い前記フィルタ要素に対応する前記開口部の開口面積が他の前記フィルタ要素に対応する前記開口部の開口面積よりも小さく形成されていることが好ましい。液晶層の導光板側にフィルタ要素に対応する領域毎に開口部を備えた反射層を配置することによって、半透過反射型の液晶装置を構成できる。この場合、照明光に対する視感透過率が最も高いフィルタ要素に対応する領域の開口部の開口面積を他のフィルタ要素に対応する領域の開口部の開口面積よりも小さくすることによって、透過表示における表示色のバランスを向上させることができる。また、当該フィルタ要素(たとえば青色フィルタ要素)に対応する領域の開口部の開口面積を小さく構成することにより、このフィルタ要素に対応する領域の反射面積が大きくなる場合には、反射表示における当該フィルタ要素に対応する反射光量を他の色よりも相対的に多く確保することが可能になるため、透過表示に影響する当該フィルタ要素の透過率をある程度低く設定しても、反射表示における当該フィルタ要素に起因する表示色(たとえば青色)の明るさをある程度確保することが可能になるなど、透過表示と反射表示の表示色のバランスを取ることが容易になる。
【0022】
本発明において、光を拡散させて表示光を構成する光拡散層を有し、前記色変換手段は、前記光拡散層に含まれていることが好ましい。通常、液晶装置においては、照明手段から照射される照明光のうち表示に寄与する光の割合を高めて光の利用効率を向上させたり、照明手段による照明光の輝度のばらつきなどを低減したりするために、光拡散層を設ける場合があるが、この場合、色変換手段を光拡散層に含めることによって液晶装置の構成をほとんど変更することなく構成できる。たとえば、色変換手段として蛍光体の粉末(微粒子)を光拡散層の内部に分散配置することにより、光の拡散作用と、色変換作用とを同時に実現できるようになる。
【0023】
本発明において、前記液晶層の前記導光板側に光散乱性反射面を備えた半透過反射層と、該半透過反射層に光散乱性を付与するための微細な凹凸表面を備えた下地層とを有し、前記色変換手段は、前記下地層に含まれることが好ましい。これによれば、下地層に形成した微細な凹凸表面により反射層に光散乱性反射面を与えて幻惑や背景の写り込みといった表示品位の低下を抑制できるとともに、下地層に含まれる色変換手段により色変換作用を得ることができるので、液晶装置の構成をほとんど変更することなく構成できる。たとえば、下地層を透明に構成し、蛍光体の粉末(微粒子)を分散配置することにより、色変換作用を実現できる。
【0024】
また、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の液晶装置と、該液晶装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。これによれば、上記の液晶装置を用いることによって表示色の再現性が得られ、また、色ムラが低減された高い表示品位を得ることができ、さらに、光の利用効率の高い明るく鮮やかな表示色を得ることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶装置及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。
【0026】
[第1実施形態]
図1は、本発明に係る第1実施形態の液晶装置200の概略構成を模式的に示す概略分解斜視図、図2は、液晶装置200の概略拡大断面図である。液晶装置200は、第1基板211と第2基板221とを図示しないシール材などを用いて貼り合わせ、その間に液晶層LCを配置してなる液晶セルを備えている。第1基板211の内面上にはITO(インジウムスズ酸化物)などの透明導電体で構成された透明電極212が形成されている。透明電極212の上には配向膜213が形成されている。また、第2基板221の内面上には黒色樹脂や金属などで構成された遮光層222が形成されている。また、この遮光層222によって遮光されていない領域に主として形成されたフィルタ要素223が設けられている。
【0027】
フィルタ要素223は、たとえばR(赤),G(緑),B(青)、或いは、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)などの複数色が形成され、これらの複数色のフィルタ要素223がストライプ配列、デルタ配列、斜めストライプ配列などの適宜の配列パターンにより配列されている。本発明においてフィルタ要素223の色の組み合せは何ら限定されるものではないが、図示及び以下の説明においては、RGBのフィルタ要素を含むカラーフィルタを構成する場合について例示する。
【0028】
上記フィルタ要素223の上には透明なアクリル樹脂などの有機膜、SiO2やTiO2などの無機膜などで構成される保護膜224が形成されている。上記のフィルタ要素223と保護膜224はカラーフィルタを構成する。また、カラーフィルタの上には色変換層227が形成されている。この色変換層227は、透明樹脂基材中に蛍光体を分散させたものである。
【0029】
透明樹脂基材としては、熱可塑性樹脂、たとえば、ポリアリレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンメタクリレート(PMMA)樹脂などが挙げられる。特に、紫外線による光酸化による劣化を防止するためには、透明樹脂基材にベンゾトリアゾール系、トリアジン系などの紫外線吸収剤を添加することが好ましい。
【0030】
また、蛍光体としては、上述の各種の蛍光体を用いることができるが、特にセリウム(Ce)で賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体が挙げられる。ここで、YAG系蛍光体としては、イットリウム(Y)の少なくとも一部をLu,Sc,La,Gd,Smからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素で置換したもの、或いは、アルミニウム(Al)の少なくとも一部をGa,Inからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素で置換したものを含む。たとえば、[A1−bSmb]3[AlcGa1−c]5O12:Ce(ここで、AはY又はGdのうち少なくとも一つ、bは0≦b<1、cは0≦c≦1)が好ましい。
【0031】
上記YAG系蛍光体は、Y2O3、Al2O3、Gd2O3、Ce2O3などを粉砕してフラックスなどと共に固め、1350〜1,600℃程度で焼結することによって形成することができる。上記のYAG系蛍光体としては、励起波長が400〜450nmの波長域にあり、蛍光スペクトルが500〜700nm程度の範囲内にある蛍光特性を有するものを作成できる。
【0032】
本実施形態では、導光板232から照射される照明光に対する視感透過率の最も高いフィルタ要素(青色フィルタ要素)に対応する画素領域B(図2参照)において、色変換層227が形成されていない。ここで、この画素領域Bにおいて、色変換層227を完全に形成しないのではなく、色変換層227の厚さを低減したり蛍光体などの色変換手段の濃度を低減したりして色変換機能を他のフィルタ要素に対応する画素領域R,Gに較べて低減させてもよい。
【0033】
上記色変換層227の上には、ITO等の透明導電体で構成される透明電極225が形成される。また、透明電極225の上には配向膜226が形成される。
【0034】
液晶セルの背面側及び前面側に配置される偏光板P1,P2は液晶モードにより必要に応じて設けられる。また、偏光板P1とP2の配置(姿勢)関係は、液晶層LCの材質や液晶セルの構成によって様々に設定されるが、TNモードの液晶セルであればクロスニコル配置(偏光透過軸が直交する配置)とされ、また、STNモードの液晶セルであれば、偏光透過軸が相互に180〜270度の範囲内で適宜に設定された角度をもって交差する配置とされる。
【0035】
照明手段230は、本実施形態では液晶セルの背後に配置されるバックライトである。照明手段230は、光源231と、この光源231から放出される光を端面から導入する導光板232とを有する。光源231はたとえば青色発光ダイオードである。図示では、光源231は表面実装タイプの発光ダイオードチップとなっている。青色発光ダイオードとしては、MOCVD法などで形成したInGaNなどの窒化物半導体を発光層としたものを用いることができる。半導体構造としては、MIS接合、pn接合、PIN構造などが挙げられる。より具体的には、サファイア基板上にGaN、AlNなどのバッファ層を形成し、特定の窒化物半導体で構成される発光構造、たとえばpn接合を形成する。
【0036】
導光板232は、透明なアクリル樹脂などの透明樹脂基材で構成できる。特に、紫外線による光酸化による劣化を防止するためには、この透明樹脂基材にベンゾトリアゾール系、トリアジン系などの紫外線吸収剤を添加することが好ましい。導光板232は、液晶セルと平面的に重なるように配置される。そして、光源231から放出された光は導光板232の端面から内部に導入され、その内部にて伝播しながら、少しずつ液晶セル側の表面から放出される。ここで、液晶セル側の表面全体に亘って均一に光が放出されるように、導光板の表面や裏面上に凹凸構造を設けたり、光散乱層を形成したりすることは周知である。
【0037】
本実施形態では、光源231から図3に実線で示すような発光スペクトルを有する光(青色光)が放出され、この光は、導光板232を経ることにより、液晶セルの全面に対してほぼ均一な光分布を有する態様で照明光として照射される。この照明光(青色光)は、偏光板P1、第1基板211、透明電極212などを経て液晶層LCに入射し、さらに、透明電極225を透過して色変換層227に入射する。この色変換層227では、内部に分散配置された蛍光体によって青色光の一部が色変換される。具体的には、青色光によって蛍光体が光励起され、その蛍光としてより長波長の可視光が放出される。たとえば、図3に点線で示すような波長500〜700nmに主な光強度分布を有する光(黄色光)が放出される。なお、図3において点線で示す蛍光スペクトルは、そのピーク値が上記発光スペクトルのピーク値と同様に100%となる態様で示してあるが、実際には発光スペクトルのピーク値よりも蛍光スペクトルのピーク値は小さい。これによって、色変換層227を通過した光は、青色光と黄色光との混合により、白色光により近づけられたスペクトル分布を有するものとなる。このようにして白色化された光は画素領域R及びGのフィルタ要素223を通過して所定の色相に色づき、第2基板221を通過し、最終的に偏光板P2を透過した光成分が外部から視認される表示画像を構成することになる。
【0038】
一方、画素領域Bでは、上述のように、色変換層227が設けられていないか、或いは、厚さが薄く形成されるなど、その色変換機能が低下するように構成される。このため、画素領域Bでは上記の色変換作用が生じないか、或いは、色変換作用が低く抑制されるため、図3に示す発光スペクトルと同様かそれに近いスペクトルを有する光が青色フィルタ要素を透過する。
【0039】
この実施形態では、光源231から放出された青色光がそのまま導光板232を通過して液晶セルに向けて照射される照明光となっているため、光源231ではその放出光を白色化する必要がなくなり、結果として、照明光の色変換による光の色相のばらつきや色ムラを低減することができる。また、光源231から放出される光は、図3に示すように白色光のスペクトルに較べて大きく偏ったスペクトル分布を有するものであるが、最終的にカラーフィルタの手前に配置される色変換層227を透過することにより、白色光に近づけられる。このようにすると、最終的には従来のように白色の発光ダイオードを用いた場合と同様にカラーフィルタによってカラー化を図ることができる。このとき、色変換層を光源231内に設けると、僅かな蛍光体の濃度のばらつきや不均一性が、導光板232によって拡大された形で液晶セルに照射されることとなるため、表示色の再現性の大幅な低下や大きな不均一性(色ムラ)を生ずる。これに対して、本実施形態の色変換層227は、導光板232から平面照明とみなされ得る態様で照射される照明光に対して作用するように構成(配置)されるため、色変換作用の再現性や均一性を容易に得ることができるようになり、結果として、液晶装置としての表示色の再現性の向上や色ムラの低減を図ることができる。
【0040】
ただし、本実施形態の場合、照明光に対する視感透過率の最も高い青色フィルタ要素に対しては、色変換層227の色変換作用を全く受けていない光、或いは、色変換作用を僅かしか受けていない光が透過するように構成されている。したがって、色変換作用による青色光の光強度の低下が発生しないか、或いは、発生したとしても僅かであるため、青色光は青色フィルタ要素を効率的に透過し、表示色を構成することになる。すなわち、照明光が青色光であることから、青色フィルタ要素については、色変換作用を無くすか低減させた状態で照射することによって、明るく鮮やかな表示色を得ることができる。
【0041】
照明光に対する視感透過率の最も高いフィルタ要素である青色フィルタ要素に、上記照明光を色変換手段による色変換なしでそのまま透過させた場合には、上述のように光の利用効率は高まるものの、常に当該フィルタ要素から得られる表示色が必ずしも良好なものとなるとは限らない。たとえば、当該青色フィルタ要素では除去できない紫外線などが含まれる可能性がある。そこで、他のフィルタ要素に対応する領域にて作用するように構成された色変換手段とは異なる色変換手段を用いることも考えられる。たとえば、上記紫外線をカットしたり、上記紫外線によって励起される蛍光体を作用させるといったことが考えられる。
【0042】
本実施形態では、色変換層227は液晶層LCよりも観察側(照明手段230とは反対側)に配置されているが、色変換層227は、導光板232と液晶セルとの間、偏光板P1と第1基板211との間、第1基板211の内面上など、カラーフィルタよりも照明手段230側であれば如何なる場所に配置されても構わない。
【0043】
本実施形態の場合には、光源231から強い青色光が放出されるため、色変換層227を通過しても青色光(可視光領域における短波長側部分の光成分)がスペクトル分布上最も強くなりやすい。このため、通常の白色光を照明光として照射する照明手段を用いる場合に較べて、青色フィルタ要素が明るくなり、カラーフィルタにより形成されるべき表示色のバランスが崩れる場合が考えられる。そこで、導光板232から照射される照明光に対する視感透過率の最も高いフィルタ要素、すなわち、本実施形態では可視光領域の最も短波長側の光を主として透過するフィルタ要素である青色フィルタ要素、に対応する画素領域Bの開口面積を、それ以外の、より長波長側の光を主として透過する他色フィルタ要素に対応する画素領域R,Gの開口面積よりも小さくすることが好ましい。これによって、青色フィルタ要素を透過する光量を低減することができるため、従来と同様のカラーフィルタを用いても、青色フィルタ要素に対応する画素領域Bが明るくなりすぎるといった表示色のバランスの崩れを低減できる。なお、開口面積を小さくするには、たとえば、図2に示す遮光層222を画素領域の内側により広く張り出すように構成すればよい。
【0044】
[第2実施形態]
次に、図4を参照して、本発明に係る第2実施形態の液晶装置300について説明する。この実施形態においては、第1実施形態と同様の第1基板311、透明電極312、配向膜313、第2基板321、遮光層322、フィルタ要素323、保護膜324、透明電極325、配向膜326、液晶層LC、偏光板P1,P2、並びに、光源331及び導光板332を備えた照明手段330を有しているので、これらの説明は省略する。
【0045】
本実施形態では、色変換層317が液晶層LCよりも照明手段330側に配置されている。より具体的には、色変換層317は第1基板311上に形成されている。さらに、この色変換層317は、上記と同様に照明手段330から照射される照明光の少なくとも一部を色変換する機能を有する他に、当該照明光を拡散させ、照明光の表示への利用効率を高めるとともに、導光板332の輝度ムラを低減する機能を有している。すなわち、この色変換層317は、光拡散層としても作用するように構成されている。
【0046】
この色変換層317には、アクリル樹脂などの透明樹脂基材中に上記と同様の色変換手段としての蛍光体を分散させてある。また、透明樹脂基材とは屈折率の異なる微粒子(たとえば異なる種類のアクリル樹脂)を分散させた構成としたり、光散乱性の微粒子(たとえば白色粉など)を分散させた構成としたり、或いは、透明樹脂基材の表面又は裏面を微細な凹凸表面(粗面)形状に構成(プロキシミティ露光などを利用したフォトリソグラフィ法によって形成できる。)したりすることによって、光拡散機能を発揮することができるように構成されている。
【0047】
この光拡散層としても機能する色変換層317を、その光拡散機能の少なくとも一部が蛍光体によって実現されるように構成することも可能である。色変換層317が光拡散機能を有することにより、照明手段330から照射された照明光の照射方向の偏りや照度分布の偏りを低減することができるとともに、色変換層317自身の色変換機能の均一性を高めることも可能になる。
【0048】
本実施形態では、色変換層317を画素領域R,Gには形成してあるが、画素領域Bには形成せず、その代わりに、色変換手段(蛍光体)を含まない透明層319を形成してある。これによって、上記第1実施形態と同様に青色光である照明光を効率的に利用することが可能になり、明るく鮮やかな表示色を得ることができる。ここで、画素領域Bには第1実施形態と同様に透明層319を形成しなくても構わない。また、画素領域Bに色変換層317を全く形成しないのではなく、色変換層を他の画素領域R,Gよりも薄く形成したり、色変換手段(蛍光体)の濃度を薄くしたりしてもよい。
【0049】
[第3実施形態]
次に、図5を参照して、本発明に係る第3実施形態の液晶装置400について説明する。この実施形態においても、第1実施形態と同様の第1基板411、透明電極412、配向膜413、第2基板421、遮光層422、フィルタ要素423、保護膜424、透明電極425、配向膜426、液晶層LC、偏光板P1,P2、並びに、光源431及び導光板432を備えた照明手段430を有するので、これらの説明は省略する。
【0050】
本実施形態では、第1基板411上に色変換層417が形成され、この色変換層417の上に半透過反射層418が形成されている。半透過反射層418は、アルミニウムや銀合金などの金属を蒸着法やスパッタリング法などによって成膜することにより形成される。半透過反射層418としては、一般に金属薄膜を薄く形成することによって反射性と透過性の双方を実質的に有するように構成したものであってもよい。ただし、本実施形態では、画素領域R,G,B毎に開口部418aを形成することによって半透過反射層418に半透過反射性を与えている。
【0051】
色変換層417は、第1実施形態と同様に構成される。この色変換層417は、たとえばプロキシミティ露光などを利用したフォトリソグラフィ法を用いることによって表面(少なくとも半透過反射層418の開口部418a以外の形成領域に相当する表面部分)に微細な表面凹凸を形成してある。そして、この表面凹凸の上に上記半透過反射層418を被着、形成することにより、半透過反射層418の反射面には、下地層である色変換層417の表面を反映して微細な表面凹凸が形成され、これによって反射表示における幻惑や背景の写り込みを防止することができるようになっている。
【0052】
本実施形態の色変換層417は、第2実施形態と同様に光拡散層としても機能するように構成することができる。この場合、半透過反射層418の開口部418aに臨む部分にも上記の表面凹凸を形成することによって光拡散性をもたせてもよく、或いは、色変換層417内に光散乱性の微粒子或いは基材と異なる屈折率を有する微粒子を分散させても構わない。
【0053】
本実施形態においては、半透過反射層418によって透過表示と反射表示の双方を実現することができるように構成されている。たとえば、照明手段430を点灯して導光板432から照明光を照射した場合には、開口部418aを通過する透過光によって透過表示が実現される。また、照明手段430を消灯した場合や周囲が明るい場合には、外光が液晶セル内に入射して、半透過反射層418により反射されることによって、反射表示が実現される。
【0054】
この場合、本実施形態において、光の利用効率の差異により、青色フィルタ要素に対応する画素領域Bが相対的に明るく、それ以外の色のフィルタ要素に対応する画素領域R,Gが相対的に暗くなる。このため、青色フィルタ要素に対応する画素領域Bの上記開口部418aの開口面積Ap(B)を、他色フィルタ要素に対応する画素領域R,Gの上記開口部418aの開口面積Ap(R),Ap(G)よりも小さくすることが好ましい。これによって、透過表示に寄与する青色フィルタ要素を通過した青色光の強度を抑制することができるため、透過表示の表示色のバランスを取ることができる。また、上記の開口部418aの開口面積を小さくした分、当該画素領域B内の反射面積を増加させることにより、反射表示に寄与する青色光の明るさを増大させることもできる。反射表示では、光源431の発光スペクトルは無関係であるので、透過表示に較べて青色光の相対強度が低くなりがちであるが、上記のようにすることにより、青色フィルタ要素に対応する画素領域の反射面積を増加させることができるので、反射表示においても青色光の相対強度を高めることができる。したがって、透過表示と反射表示の間の表示色の差異を低減することが可能になる。
【0055】
本実施形態では、色変換層417を画素領域R,Gには形成してあるが、画素領域Bには形成せず、その代わりに、色変換手段(蛍光体)を含まない透明層419を形成してある。これによって、上記第1実施形態と同様に青色光である照明光を効率的に利用することが可能になり、明るく鮮やかな表示色を得ることができる。ここで、画素領域Bには第1実施形態と同様に透明層419を形成しないように構成してもよい。また、画素領域Bに色変換層417を全く形成しないのではなく、色変換層を他の画素領域R,Gよりも薄く形成したり、色変換手段(蛍光体)の濃度を薄くしたりしてもよい。
【0056】
[その他の構成例]
本発明においては、光源から導光板を介して平面光源化された照明手段から照射された照明光に対して色変換手段を適用することに特徴を有する。したがって、色変換手段は、カラーフィルタの照明手段側であれば、如何なる位置に配置されていてもよい。また、また、液晶層LCのような電気光学層の背後に配置されている必要もない。さらに、上記実施形態ではパッシブマトリクス型パネル構造を備えた液晶セルを示したが、TFD素子(MIM素子)を備えたアクティブマトリクス型パネルや、TFT(薄膜トランジスタ)を備えたアクティブマトリクス型パネルとすることもできる。
【0057】
[電子機器]
最後に、図6及び図7を参照して、本発明に係る電子機器の実施形態について説明する。この実施形態では、上記表示装置(液晶表示装置200)を表示手段として備えた電子機器について説明する。図6は、本実施形態の電子機器における液晶表示装置200に対する制御系(表示制御系)の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源291と、表示情報処理回路292と、電源回路293と、タイミングジェネレータ294とを含む表示制御回路290を有する。また、上記と同様の液晶表示装置200には、表示領域200Aを駆動する駆動回路200Bが設けられている。この駆動回路200Bは、通常、液晶パネルに直接実装されている半導体ICチップ、パネル表面上に形成された回路パターン、或いは、液晶パネルに導電接続された回路基板に実装された半導体ICチップ若しくは回路パターンなどによって構成される。
【0058】
表示情報出力源291は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ294によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路292に供給するように構成されている。
【0059】
表示情報処理回路292は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路200Bへ供給する。駆動回路200Bは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路293は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【0060】
図7は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器1000は、操作部1001と、表示部1002とを有し、表示部1002の内部に回路基板1100が配置されている。回路基板1100上には上記の液晶表示装置200が実装されている。そして、表示部1002の表面において上記表示領域200Aを視認できるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の液晶装置の概略分解斜視図。
【図2】第1実施形態の液晶装置の拡大部分断面図。
【図3】第1実施形態の発光スペクトル及び蛍光スペクトルを示すグラフ。
【図4】第2実施形態の液晶装置の拡大部分断面図。
【図5】第3実施形態の液晶装置の拡大部分断面図。
【図6】電子機器の表示制御系の構成を示す概略構成ブロック図。
【図7】電子機器の外観を示す概略斜視図。
【図8】従来の液晶装置の拡大部分断面図。
【符号の説明】
200…液晶装置、211…第1基板、212…透明電極、221…第2基板、222…遮光層、223…フィルタ要素、224…保護膜、225…透明電極、227,317,417…色変換層、418…半透過反射層、418a…開口部、319,419…透明層、画素領域R,G,B[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device and an electronic apparatus, and more particularly to an overall configuration of a liquid crystal device including a liquid crystal cell having a liquid crystal layer and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and illumination means for illuminating the liquid crystal cell. .
[0002]
[Prior art]
Generally, a liquid crystal device includes a liquid crystal cell having a liquid crystal layer and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer.Since the liquid crystal cell itself does not emit light, an illumination unit for illuminating the liquid crystal cell is provided. A desired image is formed by controlling the illuminating light emitted by the illuminating means by a liquid crystal cell.
[0003]
As an illuminating device, a device including a light source including a cold cathode tube, an LED (light emitting diode), and the like, and a light guide plate for guiding light emitted from the light source to a liquid crystal cell is known. The light source and the light guide plate are arranged in the lighting means such that the light source and the light guide plate are arranged so as to overlap the liquid crystal cell in a plane, and the light guide plate is arranged so as to overlap the liquid crystal cell in a plane. There is a type in which a light source is arranged beside a light plate. Further, as a position of the light guide plate, a light guide plate disposed behind the liquid crystal cell (backlight), a light guide plate disposed on the front side of the liquid crystal cell (front light), and the like are known.
[0004]
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a liquid
[0005]
The
[0006]
Further, an
[0007]
This illumination light is introduced into the inside of the
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-199781 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-287131
[Problems to be solved by the invention]
However, in a backlight using the above-described white diode as a light source, the color reproducibility of light is not always good due to variations in the density and uneven distribution of the phosphors arranged in the white diode, and color unevenness is also caused. Therefore, there is a problem in that the display color of the liquid crystal display device tends to be uneven and the color unevenness is likely to occur due to a decrease in color reproducibility of the illumination light emitted from the light guide plate and color unevenness.
[0010]
In particular, since it is impossible to individually adjust the optical density of the color filter of the liquid crystal cell according to the variation of the white diode, no matter how much the color reproducibility and color uniformity of the liquid crystal cell is improved, There is a problem that the display quality cannot be improved.
[0011]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to improve the color reproducibility and color uniformity of a liquid crystal cell while at the same time reducing the color reproducibility and color unevenness of a light source. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal device configured to reduce the final display color variation and color unevenness, and an electronic apparatus including the same. Another object of the present invention is to realize a liquid crystal device having a high display quality capable of obtaining bright and vivid display colors.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a liquid crystal device according to the present invention includes a liquid crystal cell including a liquid crystal layer and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and illumination means for illuminating the liquid crystal cell. Comprises a light emitting element that emits light having an emission spectrum that is deviated from white light in the visible light region, and a light guide plate that guides the light emitted from the light emitting element to the liquid crystal cell, from the light guide plate. A color conversion means for converting at least a part of the illuminated light into a white light by performing color conversion, and a color formed by arranging a plurality of filter elements arranged on the opposite side of the illumination means with respect to the color conversion means. A filter for eliminating the effect of the color conversion means on the illumination light applied to the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light among the plurality of color filter elements, or Characterized in that is lower than the action of the color conversion means for illumination light irradiated to the data element.
[0013]
According to the present invention, the light emitted from the light emitting element is applied to the liquid crystal cell via the light guide plate, but the illumination light emitted from the light guide plate is made closer to white light by the color conversion means. Therefore, even if light having a wavelength distribution biased with respect to white light is irradiated through the light guide plate, the illumination light can be used for display by bringing it closer to white light, so that the color conversion means is provided to the light emitting element. Is not required, and as a result, it is possible to suppress a decrease in color reproducibility and the occurrence of color unevenness due to the color conversion means of the light emitting element. Further, since the color conversion means is provided so as to act on the illumination light emitted from the illumination means to the liquid crystal cell, the reproducibility and uniformity of the color conversion of the color conversion means can be improved in accordance with the configuration of the liquid crystal cell. This makes it possible to reduce variations in display colors of the liquid crystal device and color unevenness. Here, the color conversion means may be arranged inside or outside the liquid crystal cell.
[0014]
In particular, in the present invention, a predetermined display color is obtained by making the illumination light approach white light by the color conversion means and then transmitting the illumination light through each filter element of the color filter. For this reason, when the color conversion means is applied to the illumination light irradiated to the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light, the light conversion efficiency of the filter element is reduced due to the color conversion. Thus, the amount of display light transmitted through the filter element is reduced. On the other hand, in the present invention, the function of the color conversion means for the illumination light applied to the filter element is eliminated, or is smaller than the function of the color conversion means for the illumination light applied to the other filter elements. Due to the reduction, it is possible to suppress a decrease in the amount of display light due to the operation of the color conversion unit, and to increase the light use efficiency of the filter element.
[0015]
In addition, examples of the light having a wavelength distribution that is deviated from white light include red light and green light in addition to blue light, which will be described later, as an example having a spectral distribution deviated in the visible light region. In addition, examples having a strong emission spectrum in a region other than the visible light region include those that emit ultraviolet rays and those that emit infrared rays.
[0016]
When the illumination light is transmitted through the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light according to the present invention without color conversion by the color conversion means, the light use efficiency is increased as described above. However, the display color obtained from the filter element is not always good. Therefore, it is conceivable to use a color conversion unit different from the color conversion unit configured to operate in an area corresponding to another filter element.
[0017]
In the present invention, the light emitted from the light emitting element contains a short wavelength component, and the color conversion means emits a visible light component having a longer wavelength side than the short wavelength component by light excitation by the short wavelength component. It is preferably a body. As the color conversion means of the present invention, any means can be used as long as it can color-convert at least a part of the illumination light emitted from the light guide plate and can bring the illumination light closer to white light. Therefore, it is possible to use wavelength conversion means of light using (intervening) various effects such as fluorescence, phosphorescence, and photoelectric effect, and also includes a case where a simple optical filter can be used. However, by using a phosphor as the color conversion means, the visible light component on the long wavelength side can be extracted very easily by light excitation with the short wavelength component without energy supply or setting of conditions. is there. Examples of the phosphor include zinc silicate (ZnSiO 3 ), cadmium silicate (CdSiO 3 ), cadmium borate (Cd 2 B 2 O 5 ), and a yttrium aluminum garnet (YAG) phosphor activated with cerium. Is most preferred. The YAG phosphor can easily adjust the fluorescence wavelength range or the like depending on the composition. For example, the display light amount can be increased by converting ultraviolet light into visible light, and the blue light can be converted into yellow light to be converted into blue light. By mixing color with yellow light, blue light can be made closer to white light. It can be easily obtained as a lump or powder having high hardness and abrasion resistance.
[0018]
In the present invention, it is preferable that the light emitted from the light emitting element is blue light, and the color conversion unit is photo-excited by the blue light. As the light-emitting element that emits blue light, a light-emitting diode using a nitride semiconductor can be used. In this case, a color conversion unit that converts a part of the blue light into yellow light can be used. Thus, light close to white light can be obtained by mixing the blue light and the yellow light.
[0019]
In the present invention, the color filter includes a blue filter element that mainly transmits blue light, and the other filter element that mainly transmits light other than blue light, and the filter has the highest luminous transmittance for the illumination light. Preferably, the element is said blue filter element.
[0020]
In the present invention, the color filter is formed such that an opening area of a region corresponding to the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light is smaller than an opening area of a region corresponding to another filter element. Is preferred. Since the color conversion efficiency of the color conversion means is usually not so high, the transmitted light transmitted through the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light tends to be brighter than the transmitted light transmitted through the other filter elements. . For this reason, by configuring as described above, the balance of the display colors can be ensured. For example, when the light-emitting element emits blue light, and the color filter includes a blue filter element mainly transmitting blue light and another color filter element mainly transmitting light other than blue, It is preferable that the opening area of the region corresponding to the filter element is formed smaller than the opening area of the region corresponding to the other color filter element. When a light-emitting element that generates blue light is used, even if a part of the blue light is converted to another light by the color conversion unit, the light intensity of the blue light component is often increased, so that the light-emitting element corresponds to the blue filter element. By configuring the opening area of the region to be smaller than the opening area of the region corresponding to the other color filter, a balanced display color can be obtained.
[0021]
In the present invention, the light guide plate side of the liquid crystal layer includes a reflective layer having an opening in each region corresponding to the filter element, and corresponds to the filter element having the highest luminous transmittance for the illumination light. It is preferable that an opening area of the opening is formed smaller than an opening area of the opening corresponding to another filter element. A transflective liquid crystal device can be configured by arranging a reflective layer having an opening in each region corresponding to the filter element on the light guide plate side of the liquid crystal layer. In this case, by making the opening area of the opening of the region corresponding to the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light smaller than the opening area of the opening corresponding to the other filter element, The display color balance can be improved. Further, by configuring the opening area of the opening of the region corresponding to the filter element (for example, the blue filter element) to be small, if the reflection area of the region corresponding to the filter element becomes large, the filter in the reflective display may be used. Since it is possible to secure a relatively large amount of reflected light corresponding to the element compared to other colors, even if the transmittance of the filter element affecting transmission display is set to be somewhat lower, the filter element in the reflection display is not affected. For example, it is possible to secure the brightness of the display color (for example, blue) to some extent, and it is easy to balance the display colors of the transmissive display and the reflective display.
[0022]
In the present invention, it is preferable that the light-diffusing layer includes a light-diffusing layer that diffuses light to constitute display light, and the color conversion unit is included in the light-diffusing layer. Generally, in a liquid crystal device, the ratio of light contributing to display among the illumination light emitted from the illumination unit is increased to improve the light use efficiency, and the variation in luminance of the illumination light by the illumination unit is reduced. For this purpose, a light diffusion layer may be provided. In this case, the configuration of the liquid crystal device can be made with little change by including a color conversion unit in the light diffusion layer. For example, by dispersing and dispersing phosphor powder (fine particles) inside the light diffusion layer as a color conversion means, it becomes possible to simultaneously realize a light diffusion function and a color conversion function.
[0023]
In the present invention, a semi-transmissive reflective layer provided with a light-scattering reflective surface on the light guide plate side of the liquid crystal layer, and an underlayer provided with a fine uneven surface for imparting light-scattering properties to the semi-transmissive reflective layer And the color conversion means is preferably included in the underlayer. According to this method, a light scattering reflective surface is provided to the reflective layer by the fine uneven surface formed on the underlayer, so that it is possible to suppress deterioration in display quality such as dazzling and background reflection, and to perform color conversion included in the underlayer. Thus, a color conversion effect can be obtained, so that the liquid crystal device can be configured with almost no change. For example, a color conversion effect can be realized by making the underlayer transparent and dispersing and arranging phosphor powder (fine particles).
[0024]
According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes any one of the above-described liquid crystal devices and control means for controlling the liquid crystal device. According to this, reproducibility of display colors can be obtained by using the above-described liquid crystal device, high display quality with reduced color unevenness can be obtained, and further, bright and vivid high light use efficiency can be obtained. The display color can be obtained.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of a liquid crystal device and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0026]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view schematically showing a schematic configuration of a
[0027]
The
[0028]
On the
[0029]
Examples of the transparent resin substrate include thermoplastic resins such as polyarylate resin, polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and polyethylene methacrylate (PMMA) resin. In particular, in order to prevent deterioration due to photo-oxidation due to ultraviolet light, it is preferable to add a benzotriazole-based or triazine-based ultraviolet absorber to the transparent resin substrate.
[0030]
As the phosphor, various kinds of phosphors described above can be used, and in particular, an yttrium aluminum garnet (YAG) phosphor activated by cerium (Ce) can be used. Here, as the YAG-based phosphor, one obtained by substituting at least a part of yttrium (Y) with at least one element selected from the group consisting of Lu, Sc, La, Gd, and Sm, or aluminum (Al) Includes those in which at least a part is replaced with at least one element selected from the group consisting of Ga and In. For example, [A 1-b Sm b ] 3 [Al c Ga 1-c] 5 O 12: Ce ( here, A is at least one, b is 0 ≦ b <1, c of the Y or
[0031]
The YAG phosphor is formed by crushing Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Ce 2 O 3 and the like together with flux and sintering at about 1350 to 1,600 ° C. can do. As the above-mentioned YAG-based phosphor, a phosphor having an excitation wavelength in a wavelength range of 400 to 450 nm and a fluorescence spectrum in a range of about 500 to 700 nm can be prepared.
[0032]
In the present embodiment, the
[0033]
On the
[0034]
The polarizers P1 and P2 disposed on the back and front sides of the liquid crystal cell are provided as needed according to the liquid crystal mode. The arrangement (posture) relationship between the polarizing plates P1 and P2 is variously set depending on the material of the liquid crystal layer LC and the configuration of the liquid crystal cell. In the case of a TN mode liquid crystal cell, the crossed Nicol arrangement (the polarization transmission axis is orthogonal). In the case of an STN mode liquid crystal cell, the polarization transmission axes cross each other at an appropriately set angle within the range of 180 to 270 degrees.
[0035]
The illumination means 230 is a backlight arranged behind the liquid crystal cell in the present embodiment. The illumination means 230 has a
[0036]
The
[0037]
In this embodiment, light (blue light) having an emission spectrum as shown by a solid line in FIG. Irradiation light is applied in such a manner as to have an appropriate light distribution. This illumination light (blue light) enters the liquid crystal layer LC through the polarizing plate P1, the
[0038]
On the other hand, in the pixel region B, as described above, the color conversion function is reduced such that the
[0039]
In this embodiment, since the blue light emitted from the
[0040]
However, in the case of the present embodiment, for the blue filter element having the highest luminous transmittance with respect to the illumination light, light that has not been subjected to the color conversion effect of the
[0041]
When the illumination light is passed through the blue filter element, which is the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light, without color conversion by the color conversion means, the light use efficiency is increased as described above. However, the display color obtained from the filter element is not always good. For example, ultraviolet light that cannot be removed by the blue filter element may be included. Therefore, it is conceivable to use a color conversion unit different from the color conversion unit configured to operate in an area corresponding to another filter element. For example, it is conceivable to cut off the ultraviolet rays or to cause a phosphor excited by the ultraviolet rays to act.
[0042]
In the present embodiment, the
[0043]
In the case of the present embodiment, since the strong blue light is emitted from the
[0044]
[Second embodiment]
Next, a
[0045]
In the present embodiment, the
[0046]
In the
[0047]
The
[0048]
In the present embodiment, the
[0049]
[Third embodiment]
Next, a
[0050]
In the present embodiment, the
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
In the present embodiment, the
[0054]
In this case, in this embodiment, due to the difference in light use efficiency, the pixel region B corresponding to the blue filter element is relatively bright, and the pixel regions R and G corresponding to the filter elements of other colors are relatively bright. Get dark. Therefore, the opening area Ap (B) of the opening 418a of the pixel region B corresponding to the blue filter element is changed to the opening area Ap (R) of the opening 418a of the pixel regions R and G corresponding to the other color filter elements. , Ap (G). Thus, the intensity of blue light passing through the blue filter element that contributes to transmissive display can be suppressed, and the display color of transmissive display can be balanced. Further, by increasing the reflection area in the pixel region B by an amount corresponding to the reduction in the opening area of the opening 418a, the brightness of blue light contributing to reflective display can be increased. In the reflective display, since the emission spectrum of the
[0055]
In the present embodiment, the
[0056]
[Other configuration examples]
The present invention is characterized in that a color conversion unit is applied to illumination light emitted from an illumination unit that has been made into a planar light source from a light source via a light guide plate. Therefore, the color conversion means may be arranged at any position as long as the color conversion means is on the illumination means side of the color filter. In addition, it is not necessary to be disposed behind the electro-optical layer such as the liquid crystal layer LC. Further, in the above-described embodiment, the liquid crystal cell having the passive matrix type panel structure is shown. However, an active matrix type panel having a TFD element (MIM element) or an active matrix type panel having a TFT (thin film transistor) may be used. You can also.
[0057]
[Electronics]
Finally, an embodiment of an electronic device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an electronic device including the display device (the liquid crystal display device 200) as a display unit will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of a control system (display control system) for the liquid
[0058]
The display
[0059]
The display
[0060]
FIG. 7 shows an appearance of a mobile phone which is an embodiment of the electronic device according to the present invention. The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a liquid crystal device according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of the liquid crystal device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing an emission spectrum and a fluorescence spectrum of the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of a liquid crystal device according to a second embodiment.
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view of a liquid crystal device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a configuration of a display control system of the electronic device.
FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating an appearance of an electronic device.
FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view of a conventional liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
200: liquid crystal device, 211: first substrate, 212: transparent electrode, 221: second substrate, 222: light shielding layer, 223: filter element, 224: protective film, 225: transparent electrode, 227, 317, 417: color conversion Layers, 418: transflective layer, 418a: opening, 319, 419: transparent layer, pixel regions R, G, B
Claims (9)
前記照明手段は、可視光領域において白色光に対して偏った発光スペクトルを有する光を放出する発光素子と、該発光素子から放出される前記光を前記液晶セルに導く導光板とを備え、
前記導光板から照射された照明光の少なくとも一部を色変換して白色光に近づける色変換手段と、
前記色変換手段よりも前記照明手段の反対側に配置された複数色のフィルタ要素を配列させてなるカラーフィルタとを設け、
前記複数色のフィルタ要素のうち、前記照明光に対する視感透過率が最も高いフィルタ要素に照射される照明光に対する色変換手段の作用を、無くし、若しくは、他の前記フィルタ要素に照射される照明光に対する色変換手段の作用よりも低減させたことを特徴とする液晶装置。A liquid crystal cell including a liquid crystal layer and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and an illumination unit for illuminating the liquid crystal cell,
The illuminating unit includes a light emitting element that emits light having an emission spectrum that is deviated from white light in a visible light region, and a light guide plate that guides the light emitted from the light emitting element to the liquid crystal cell,
Color conversion means for converting the color of at least a part of the illumination light emitted from the light guide plate to approach white light,
A color filter comprising a plurality of filter elements arranged on the opposite side of the illumination means than the color conversion means, and
In the filter elements of the plurality of colors, the function of the color conversion unit with respect to the illumination light applied to the filter element having the highest luminous transmittance to the illumination light is eliminated, or the illumination applied to the other filter elements A liquid crystal device characterized in that the effect of the color conversion means on light is reduced.
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JP2003058666A JP2004271622A (en) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Liquid crystal device and electronic apparatus |
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