JP2007206585A - Electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に液晶表示装置などの電気光学装置に関する。 The present invention relates to an electro-optical device such as a liquid crystal display device.
液晶表示装置に代表される電気光学装置は、白色光を出光する照明装置と、赤(R)、緑(G)、青(B)といった3色のカラーフィルタを備えた液晶表示パネルなどの表示パネルとによりカラー表示を行っている。照明装置は、出光した白色光を表示パネルに透過することにより、表示パネルを照明している。照明装置は、例えば、白色光を出光することのできる白色LED(Light Emitting Diode)が光源として用いられている。白色LEDは、青色光を発光する青色LEDと、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体より構成される。青色LEDより発光された青色光は、YAG系蛍光体を励起して、黄色光を生成する。白色LEDより発光される白色光は、青色LEDより発光された青色光と、YAG系蛍光体が励起されることによって生成された黄色光が混光したものである。 An electro-optical device typified by a liquid crystal display device is a display such as a liquid crystal display panel including an illumination device that emits white light and three color filters such as red (R), green (G), and blue (B). Color display is performed by the panel. The illumination device illuminates the display panel by transmitting the emitted white light to the display panel. For example, a white LED (Light Emitting Diode) capable of emitting white light is used as a light source in the illumination device. The white LED is composed of a blue LED that emits blue light and a YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphor. The blue light emitted from the blue LED excites the YAG phosphor and generates yellow light. White light emitted from the white LED is a mixture of blue light emitted from the blue LED and yellow light generated by exciting the YAG phosphor.
この電気光学装置により表現可能な色再現範囲は、色度図上のR、G、Bの3色のカラーフィルタにより規定される色三角形の範囲内に限定される。一般的に、この色三角形により規定される色再現範囲では緑系の色の彩度が低く、十分な色再現性を得ることができない。 The color reproduction range that can be expressed by the electro-optical device is limited to a color triangle range defined by three color filters of R, G, and B on the chromaticity diagram. In general, in the color reproduction range defined by the color triangle, the saturation of the green color is low, and sufficient color reproducibility cannot be obtained.
そこで、最近では、赤、青のカラーフィルタに、2つの緑系の色のカラーフィルタを加えた4色のカラーフィルタを備えた液晶表示装置がでてきている。 Therefore, recently, a liquid crystal display device having a four-color filter in which two green color filters are added to a red and blue color filter has come out.
なお、以下の特許文献1には、青色光を発光するLEDと、赤色光を発光するLEDとを使用し、青色光、赤色光、青色光を波長変換して得られた緑色光を混光して白色光を生成する照明装置が記載されている。
In
しかしながら、赤、青のカラーフィルタに、2つの緑系の色のカラーフィルタを加えた4色のカラーフィルタを備えた液晶表示装置では、緑系の色の表示範囲を拡大させることができるものの、表示画面における白色点が緑色側にシフトする傾向がある。また、照明装置の光源として、白色LEDを用いた場合、赤色光の輝度が低いため、赤色のカラーフィルタをかけたときに、他の色の光と比較して、赤色光の輝度は低くなってしまう。 However, in the liquid crystal display device including the four color filters obtained by adding two green color filters to the red and blue color filters, the display range of the green color can be expanded. The white point on the display screen tends to shift to the green side. In addition, when a white LED is used as the light source of the illumination device, the luminance of red light is low, and when the red color filter is applied, the luminance of red light is lower than that of other colors. End up.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、4色のカラーフィルタを備えた電気光学装置において、赤系の表示輝度を向上させると共に、表示画面における白色点が緑色側にシフトするのを抑えることを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points. In an electro-optical device including four color filters, the red display luminance is improved and the white point on the display screen is shifted to the green side. It is a problem to suppress.
本発明の1つの観点では、電気光学装置は、複数のサブ画素が設けられ、赤系の第1着色層、青系の第2着色層、青から黄までの色相の中で任意に選択された第3及び第4の2種類の色の着色層のいずれかを前記サブ画素に備える表示パネルと、青色光を発光する第1の光源、前記青色光の一部を黄色光に変換する青色光波長変換手段、及び、赤色光を発光する第2の光源から構成され、前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光たる白色光を前記表示パネルに出射する光源と、を備える。 In one aspect of the present invention, the electro-optical device includes a plurality of sub-pixels, and is arbitrarily selected from among a red first colored layer, a blue second colored layer, and a hue from blue to yellow. A display panel including any one of the third and fourth colored layers in the sub-pixel, a first light source that emits blue light, and blue that converts part of the blue light into yellow light A light source that includes a light wavelength conversion unit and a second light source that emits red light, and that emits white light, which is a combined light of the blue light, the yellow light, and the red light, to the display panel.
上記の電気光学装置は、例えば液晶表示装置であり、液晶表示パネルなどの表示パネルと、光源を備える。前記表示パネルには、複数のサブ画素が設けられ、赤系の第1着色層、青系の第2着色層、青から黄までの色相の中で任意に選択された第3及び第4の2種類の色の着色層のいずれかを前記サブ画素に備える。前記光源は、例えば、照明装置に備えられた光源部であり、青色光を発光する第1の光源、前記青色光の一部を黄色光に変換する青色光波長変換手段、及び、赤色光を発光する第2の光源から構成され、前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光を前記表示パネルに出射する。これにより、赤色のカラーフィルタ即ち第1着色層をかけたときにも、赤色光の輝度を高くすることができ、表示画面上における赤系の表示輝度を向上させることができる。 The electro-optical device is a liquid crystal display device, for example, and includes a display panel such as a liquid crystal display panel and a light source. The display panel includes a plurality of sub-pixels, and the third and fourth colors arbitrarily selected from a red first colored layer, a blue second colored layer, and a hue from blue to yellow. One of two types of colored layers is provided in the sub-pixel. The light source is, for example, a light source unit provided in a lighting device, a first light source that emits blue light, a blue light wavelength conversion unit that converts part of the blue light into yellow light, and red light. A second light source that emits light is emitted, and the combined light of the blue light, the yellow light, and the red light is emitted to the display panel. Thereby, even when the red color filter, that is, the first colored layer is applied, the luminance of the red light can be increased, and the red display luminance on the display screen can be improved.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記赤色光のピークとなる波長は、630〜650nmの範囲内に設定される。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the wavelength of the red light peak is set in a range of 630 to 650 nm.
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記第2の光源は、赤色光を発光する半導体発光素子であり、温度の変化を検知して前記赤色光の輝度が常に所定の輝度となるように調整する。これにより、照明装置は、温度変化に対して、所定の分光特性を保持することができる。 In another aspect of the electro-optical device, the second light source is a semiconductor light emitting element that emits red light, and a change in temperature is detected so that the luminance of the red light always becomes a predetermined luminance. Adjust to. Thereby, the illuminating device can hold | maintain a predetermined spectral characteristic with respect to a temperature change.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記第3着色層は、緑色の着色層であり、前記第4着色層は、黄緑色の着色層である。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the third colored layer is a green colored layer, and the fourth colored layer is a yellow-green colored layer.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記第3着色層は、透過した光の波長のピークが485−535nmにあり、前記第4着色層は、透過した光の波長のピークが500−590nmにある。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the third colored layer has a wavelength peak of transmitted light at 485-535 nm, and the fourth colored layer has a wavelength peak of transmitted light of 500-. 590 nm.
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記青色光のピークとなる波長は、455nmに設定され、前記第2着色層の透過率の最大値は77%、前記第3着色層の透過率の最大値は66%に夫々設定される。これにより、表示画面上における赤系の表示輝度を向上させることができると共に、観察者に輝度の低下を感じさせることなく、白色点が緑色側にシフトするのを抑えることができる。 In another aspect of the electro-optical device, the wavelength of the blue light peak is set to 455 nm, the maximum transmittance of the second colored layer is 77%, and the transmittance of the third colored layer Is set to 66%. Thereby, it is possible to improve the red display luminance on the display screen, and to suppress the white point from shifting to the green side without causing the observer to feel a decrease in luminance.
本発明の他の観点では、上記の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器を構成することができる。 In another aspect of the present invention, an electronic apparatus including the above-described electro-optical device in a display portion can be configured.
本発明の更なる他の観点では、照明装置は、青色光を発光する第1の光源と、前記青色光の一部を黄色光に変換する青色光波長変換手段と、赤色光を発光する第2の光源と、を備える光源を有し、前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光を出射する。これにより、赤色光の輝度を高くすることができる。 In still another aspect of the present invention, the illumination device includes a first light source that emits blue light, a blue light wavelength conversion unit that converts part of the blue light into yellow light, and a first light source that emits red light. A light source including two light sources, and emits a combined light of the blue light, the yellow light, and the red light. Thereby, the brightness | luminance of red light can be made high.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[液晶表示装置の構成]
まず、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る液晶表示装置100の構成等について説明する。
[Configuration of liquid crystal display device]
First, the configuration and the like of the liquid
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置100の概略構成を模式的に示す平面図である。図1では、紙面手前側(観察側)にカラーフィルタ基板92が、また、紙面奥側に素子基板91が夫々配置されている。なお、図1では、紙面縦方向(列方向)をY方向と、また、紙面横方向(行方向)をX方向と規定する。また、図1において、R(赤)、G1(緑1)、B(青)、G2(緑2)に対応する各領域は1つのサブ画素SGを示していると共に、R、G1、B、G2に対応する1行4列のサブ画素SGは、1つの表示画素AGを示している。ここで、G1(緑1)、G2(緑2)は、青から黄までの色相の中で選択された2種の色相である。本実施形態では、一例として、G1(緑1)は、一般的にGで示される純粋な緑を示し、G2(緑2)は、黄緑を示すこととする。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a schematic configuration of a liquid
図2は、液晶表示装置100における切断線A−A´に沿った1つの表示画素AGの拡大断面図である。図2に示すように、液晶表示装置100は、照明装置10と、液晶表示パネル30と、拡散シート14と、プリズムシート15と、反射シート16より構成される。液晶表示パネル30は、素子基板91と、その素子基板91に対向して配置されるカラーフィルタ基板92とが枠状のシール材5を介して貼り合わされ、そのシール材5の内側に液晶が封入されて液晶層4が形成されてなる。液晶層4に用いられる液晶は、例えばTN(Twisted Nematic)型液晶である。液晶表示パネル30の素子基板91の外面上には、照明装置10が備えられている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one display pixel AG along the cutting line AA ′ in the liquid
本実施形態に係る液晶表示装置100は、R、G1、B、G2の4色を用いて構成されるカラー表示用の液晶表示装置であると共に、スイッチング素子としてα−Si型TFT(Thin Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置である。
The liquid
素子基板91の平面構成について説明する。素子基板91の内面上には、主として、複数のソース線32、複数のゲート線33、複数のα−Si型TFT素子37、複数の画素電極34、ドライバIC40、外部接続用配線35及びFPC(Flexible Printed Circuit)41などが形成若しくは実装されている。
A planar configuration of the
図1に示すように、素子基板91は、カラーフィルタ基板92の一辺側から外側へ張り出してなる張り出し領域31を有しており、その張り出し領域31上には、ドライバIC40が実装されている。ドライバIC40の入力側の端子(図示略)は、複数の外部接続用配線35の一端側と電気的に接続されていると共に、複数の外部接続用配線35の他端側はFPC41と電気的に接続されている。各ソース線32は、Y方向に延在するように且つX方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ソース線32の一端側は、ドライバIC40の出力側の端子(図示略)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
各ゲート線33は、Y方向に延在するように形成された第1配線33aと、その第1配線33aの終端部からX方向に延在するように形成された第2配線33bとを備えている。各ゲート線33の第2配線33bは、各ソース線32と交差する方向、即ちX方向に延在するように且つY方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ゲート線33の第1配線33aの一端側は、ドライバIC40の出力側の端子(図示略)に電気的に接続されている。各ソース線32と各ゲート線33の第2配線33bの交差に対応する位置にはα−TFT素子37が設けられており、各α−TFT素子37は各ソース線32、各ゲート線33及び各画素電極34等に電気的に接続されている。各α−TFT素子37及び各画素電極34は、ガラスなどの基板1上の各サブ画素SGに対応する位置に設けられている。各画素電極34は、例えばITO(Indium-Tin Oxide)などの透明導電材料により形成されている。
Each
1つの表示画素AGがX方向及びY方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域が有効表示領域V(2点鎖線により囲まれる領域)である。この有効表示領域Vに、文字、数字、図形等の画像が表示される。なお、有効表示領域Vの外側の領域は表示に寄与しない額縁領域38となっている。また、各ソース線32、各ゲート線33、各α−TFT素子37、及び各画素電極34等の内面上には、図示しない配向膜が形成されている。
A region in which a plurality of display pixels AG are arranged in a matrix in the X and Y directions is an effective display region V (a region surrounded by a two-dot chain line). In the effective display area V, images such as letters, numbers, and figures are displayed. The area outside the effective display area V is a
次に、カラーフィルタ基板92の平面構成について説明する。図2に示すように、カラーフィルタ基板92は、ガラスなどの基板2上に、遮光層(一般に「ブラックマトリクス」と呼ばれ、以下では、単に「BM」と略記する)、R、G1、B、G2の4色の着色層6R、6G1、6B、6G2及び共通電極8などを有する。BMは、各色のサブ画素SGを区画する位置に形成されている。なお、以下の説明もしくは図面において、R、G1、B、G2の色を特定することなく構成要素を示す場合には、単に「着色層6」のように記し、R、G1、B、G2の色を区別して構成要素を示す場合には、例えば「着色層6R」のように記すこととする。R、G1、B、G2の各色のサブ画素SGは、R、G1、B、G2の着色層6R、6G1、6B、6G2の夫々を有している。このR、G1、B、G2の着色層6R、6G1、6B、6G2が、夫々の色のカラーフィルタとして機能する。共通電極8は、画素電極と同様にITOなどの透明導電材料からなり、カラーフィルタ基板92の略一面に亘って形成されている。共通電極8は、シール材5の隅の領域E1において配線36の一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線36の他端側は、ドライバIC40のCOMに対応する出力端子と電気的に接続されている。
Next, the planar configuration of the
次に、照明装置10について説明する。照明装置10は、導光板11と光源部12より構成される。光源部12は、導光板11の端面11cに対し光Lを出光する。光源部12は、複数のLED13より構成される。
Next, the
図3に、照明装置10の平面図を示す。LED13は、白色LED13aと赤色LED13bより構成される。白色LED13aは、青色光を発光する青色LEDと、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体より構成される。青色LEDより出光された青色光は、YAG系蛍光体を励起して、黄色光を生成する。赤色LED13bは、赤色光を出光することができる。つまり、光源部12より出光される光Lは、青色LEDより出光された青色光、青色光がYAG系蛍光体を励起して生成された黄色光、赤色LED13bより出光された赤色光が混光した合成光たる白色光である。
In FIG. 3, the top view of the illuminating
光源部12より出光した光Lは、導光板11の端面(以下、「入光端面」と称す)11cより導光板11内へ入り、導光板11の出光面11a、反射面11bで反射を繰り返すことにより方向を変える。光Lは、導光板11の出光面11aと光Lのなす角が臨界角を超えると、導光板11の出光面11aより液晶表示パネル30へ向けて出光する。光Lは、導光板11の反射面11bと光Lのなす角が臨界角を超えると、導光板11の反射面11bより出光する。しかし、導光板11の反射面11bより出光した光は、光を反射する反射シート16によって反射され、導光板11内部へ戻される。
Light L emitted from the
導光板11の出光面11aより液晶表示パネル30へ向けて出光した光Lは、拡散シート14、プリズムシート15を透過した後、液晶表示パネル30を透過する。拡散シート14は、光Lを拡散して出射する。プリズムシート15は、プリズムシート15a、15bより構成される。プリズムシート15a、15bは夫々、断面形状が略三角形となるプリズム形状を全面に有しており、光Lを液晶表示パネル30に向けて出射する。なお、プリズムシート15a、15bは、プリズム形状のプリズムの稜線が互いに略垂直となる配置とされる。液晶表示装置100は、光Lが液晶表示パネル30を透過することによって照明される。これにより、液晶表示装置100は、文字、数字、図形等の画像を表示することができ、観測者が画像を視認することができる。
The light L emitted from the
液晶表示装置100では、電子機器のメイン基板等と接続されたFPC41側からの信号及び電力等に基づき、ドライバIC40によって、G1、G2、・・・、Gm−1、Gm(mは自然数)の順にゲート線33が順次排他的に1本ずつ選択されるとともに、選択されたゲート線33には、選択電圧のゲート信号が供給される一方、他の非選択のゲート線33には、非選択電圧のゲート信号が供給される。そして、ドライバIC40は、選択されたゲート線33に対応する位置にある画素電極34に対し、表示内容に応じたソース信号を、それぞれ対応するS1、S2、・・・、Sn−1、Sn(nは自然数)のソース線32及びα−TFT素子37を介して供給する。その結果、液晶層4の配向状態が制御され、液晶表示装置100の表示状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えられることとなる。
In the liquid
なお、本実施形態に係る液晶表示装置100は、完全透過型の液晶表示装置として示しているが、これに限られず、代わりに半透過反射型の液晶表示装置を用いるとすることもできる。また、液晶表示パネル30は、スイッチング素子として、α−TFT素子37を用いるとしているが、これに限られず、代わりにポリシリコンTFTやTFD(Thin Film Diode)素子を用いるとすることもできる。
Although the liquid
さらに、液晶表示パネル30としては、上述したようなTN液晶からなる液晶層を有する液晶表示パネルには限られず、代わりに、VA(Vertical Alignment)方式、IPS(In Plane Switching)方式、FFS(Fringe Field Structure)方式などの液晶表示パネルを用いるとすることもできる。
Further, the liquid
なお、本実施形態では、表示パネルとして液晶表示パネルを用いているが、これに限られるものではなく、代わりに表示パネルとして、電気泳動ディスプレイパネルなどの他の表示パネルを用いるとすることもできる。 In this embodiment, the liquid crystal display panel is used as the display panel. However, the present invention is not limited to this, and another display panel such as an electrophoretic display panel may be used instead. .
[赤色LEDによる調整]
図4は、カラーフィルタ及び照明装置の分光特性を示すグラフである。図4に示すグラフは、横軸に光の波長の大きさを示し、縦軸にカラーフィルタ、即ち着色層の透過率を示している。グラフ202は着色層6Rの分光特性を示し、グラフ203は着色層6G2の分光特性を示し、グラフ204は着色層6G1の分光特性を示し、グラフ205は着色層6Bの分光特性を示す。また、照明装置10における白色LED13a及び赤色LED13bの分光特性を夫々、縦軸を光の強度として正規化したグラフを、グラフ201及びグラフ206として示す。また、図5に、照明装置10より出光される光Lの分光特性を、横軸を光の波長、縦軸を放射輝度としてグラフ201aで示す。図5より分かるように、グラフ201aは、定性的には、図4におけるグラフ201とグラフ206を合わせたものとなっている。
[Adjustment with red LED]
FIG. 4 is a graph showing spectral characteristics of the color filter and the illumination device. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the wavelength of light, and the vertical axis indicates the transmittance of the color filter, that is, the colored layer. A
本実施形態に係る液晶表示装置100における照明装置10では、一般的な液晶表示装置における照明装置と異なり、先にも述べたように、白色LEDに加えて赤色LEDが設けられている。図4のグラフ202及びグラフ206より分かるように、赤色LED13bの光の強度がピークとなる波長の大きさは、着色層6Rの透過率が最大となるところに存在する。このことから分かるように、本実施形態に係る液晶表示装置100では、一般的な液晶表示装置と比較して、白色LED13aに加えて赤色LED13bを設けることにより、赤色のカラーフィルタたる着色層6Rをかけたときに、赤色光の輝度を高くすることができる。これにより、本実施形態に係る液晶表示装置100は、表示画面上における赤系の表示輝度を向上させることができる。なお、赤色LED13bより出光される赤色光のピークとなる波長は、グラフ202に示す着色層6Rの透過率が最大となる波長範囲、具体的には、630〜650[nm]の範囲内に設定されるのが望ましい。
In the
なお、赤色LEDは、白色LEDと比較して温度係数が大きいため、図示しないサーミスタが赤色LED13bの近傍に設置される。これにより、赤色LED13bは、温度変化に対し、出光される赤色光の輝度が常に所定の大きさの輝度となるように調整される。例えば、光Lに図5に示す分光特性を保持させる場合には、赤色光のピークとなる輝度が0.40[W/sr/m2]となるように調整が行われる。このようにすることで、光Lは、温度変化に対して、所定の分光特性を保持することができる。
Since the red LED has a larger temperature coefficient than the white LED, a thermistor (not shown) is installed in the vicinity of the
図6及び図7に、本実施形態に係る液晶表示装置100による色再現範囲を国際照明委員会(CIE)の色度図で示す。
6 and 7 show the color reproduction range of the liquid
図6において、色再現範囲301は、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LEDのみを光源とする照明装置を用いた場合の色再現範囲を示し、点P1は、そのときの白色点を示す。色再現範囲302aは、本実施形態に係る液晶表示装置100において、先に述べたように、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合の色再現範囲を示し、点P2aは、そのときの白色点を示す。このとき、赤色LED13bより出光する赤色光のピークとなる波長は630[nm]に設定され、白色LED13aにおける青色LEDより出光する青色光のピークとなる波長は450[nm]に設定されている。
In FIG. 6, a
図6より分かるように、色再現範囲302aは、色再現範囲301と比較して、赤色の色再現範囲が拡大している。しかし、点P1の白色点の色度座標は、(X、Y)=(0.313、0.338)となるのに対し、点P2aの白色点の色度座標は、(X、Y)=(0.334、0.337)となる。つまり、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合、赤色の色再現範囲は拡大するが、白色点のX座標も大きくなってしまう。言い換えると、この場合、表示画面上に表示される白色は、赤みがかった白色となってしまう。
As can be seen from FIG. 6, the
図7において、色再現範囲301は、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LEDのみを光源とする照明装置を用いた場合の色再現範囲を示し、点P1は、そのときの白色点を示す。色再現範囲302bは、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合の色再現範囲を示し、点P2bは、そのときの白色点を示す。このとき、赤色LED13bより出光する赤色光のピークとなる波長は650[nm]に設定され、白色LED13aにおける青色LEDより出光する青色光のピークとなる波長は450[nm]に設定されている。
In FIG. 7, a
図7より分かるように、色再現範囲302bは、色再現範囲301と比較して、赤色の色再現範囲が拡大している一方、点P2bの白色点の色度座標は、点P2aの白色点の色度座標と比較して、点P1の白色点の色度座標と接近している。つまり、赤色LED13bより出光される赤色光のピークとなる波長を630[nm]から650[nm]へ変化させることにより、白色点のX座標を小さくすることができ、表示画面上に表示される白色が、赤みがかるのを抑えることができる。
As can be seen from FIG. 7, the
以上のことから分かるように、本実施形態に係る液晶表示装置100では、赤色LED13bより出光される赤色光のピークとなる波長を調整することにより、光Lの白色点のX座標を調整することができ、それに伴い、表示画面上における白色点のX座標も調整することができる。
As can be seen from the above, in the liquid
[ホワイトバランスの調整]
図6及び図7で述べた本実施形態に係る液晶表示装置100における白色LEDのみを光源とする照明装置を用いた場合の白色点P1は、正確には、一般的なRGBの3色からなる着色層を有する液晶表示装置と比較して、G2の着色層6G2を追加したことで、より緑色側にシフトする傾向がある。つまり、表示画面上に表示される白色は、緑がかった白色となる。そこで、以下では、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合に、白色点が緑色側にシフトするのを抑える方法について述べる。
[White balance adjustment]
In the liquid
白色点が緑色側にシフトするのを抑えるためには、白色光における緑色光の成分を減らすのではなく、青色光の成分を多くするのが好適である。なぜならば、緑色光は、人間の目にとって視感度が高いため、白色光における緑色光の成分が減らされると、観察者は、表示画面上の輝度が大きく低下して感じるからである。 In order to prevent the white point from shifting to the green side, it is preferable not to reduce the green light component in the white light but to increase the blue light component. This is because green light has high visibility for human eyes, and when the green light component in white light is reduced, the observer feels that the luminance on the display screen is greatly reduced.
図8及び図10に、本実施形態に係る液晶表示装置100による色再現範囲を国際照明委員会(CIE)の色度図で示す。
8 and 10 show the color reproduction range by the liquid
図8において、色再現範囲301は、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LEDのみを光源とする照明装置を用いた場合の色再現範囲を示し、点P1は、そのときの白色点を示す。色再現範囲302cは、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合の色再現範囲を示し、点P2cは、そのときの白色点を示す。このとき、赤色LED13bより出光する赤色光のピークとなる波長は630[nm]に設定されている。図8では、白色LED13aにおける青色LEDより出光される青色光のピークとなる波長は、図6及び図7で述べた青色光のピークとなる波長(450[nm])と異なり、455[nm]に設定されている。
In FIG. 8, a
図9は、照明装置10より出光される光Lの分光特性を、横軸を光の波長、縦軸を放射輝度として示したものである。グラフ201bは、白色LED13aにおける青色LEDより出光される青色光のピークとなる波長が450[nm]となる場合の光Lの分光特性を示し、グラフ201cは、白色LED13aにおける青色LEDより出光される青色光のピークとなる波長が455[nm]となる場合の光Lの分光特性を示す。図9より分かるように、白色LED13aにおける青色LEDより出光される青色光のピークとなる波長を450[nm]から455[nm]に変えることで、光Lにおける青色光の成分、具体的には、波長が500[nm]以下の成分が増加する。つまり、図8における色再現範囲302cは、図6及び図7における色再現範囲302a、302bと比較して、光Lにおける青色光の成分を増加させた場合の色再現範囲を示している。
FIG. 9 shows the spectral characteristics of the light L emitted from the
しかしながら、図8より分かるように、色再現範囲302cにおけるBの色度及びG1の色度は、色再現範囲301におけるBの色度及びG1の色度とずれが生じている。
However, as can be seen from FIG. 8, the chromaticity of B and the chromaticity of G1 in the
図10において、色再現範囲301は、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LEDのみを光源とする照明装置を用いた場合の色再現範囲を示し、点P1は、そのときの白色点を示す。色再現範囲302dは、本実施形態に係る液晶表示装置100において、白色LED13a及び赤色LED13bを光源とする照明装置10を用いた場合の色再現範囲を示し、点P2dは、そのときの白色点を示す。このとき、赤色LED13bより出光する赤色光のピークとなる波長は630[nm]に設定され、白色LED13aにおける青色LEDより出光する青色光のピークとなる波長は455[nm]に設定されている。色再現範囲302dは、図9における色再現範囲302cと比較して、着色層6B及び着色層6G1の夫々の透過率を10[%]増加させたときの色再現範囲を示している。つまり、この場合における着色層6Bの透過率の最大値及び着色層6G1の透過率の最大値は、図4のグラフ205、204で示した、着色層6Bの透過率の最大値たる70[%]、着色層6G1の透過率の最大値たる60[%]と比較して、10[%]増加させた値となる、即ち、この場合における着色層6Bの透過率の最大値及び着色層6G1の透過率の最大値は夫々、77[%]及び66[%]となる。
In FIG. 10, a
図10より分かるように、色再現範囲302dにおけるBの色度及びG1の色度は、色再現範囲301におけるBの色度及びG1の色度と殆どずれを生じることがない。また、点P2dの白色点の色度座標は、点P1の白色点の色度座標と比較して、主に白色点のY座標が小さくなっている。つまり、点P2dの白色点の色度座標は、点P1の白色点の色度座標と比較して、緑色側にシフトしていない。
As can be seen from FIG. 10, the chromaticity of B and the chromaticity of G1 in the
以上のことから分かるように、本実施形態に係る液晶表示装置100では、照明装置10の光源として、白色LED13aに赤色LED13bを加え、白色LED13aにおける青色光のピークとなる波長と着色層6Bの透過率の最大値と着色層6G1の透過率の最大値の全てを調整することにより、表示画面上における赤系の表示輝度を向上させることができると共に、観察者に輝度の低下を感じさせることなく、白色点が緑色側にシフトするのを抑えることができる。
As can be seen from the above, in the liquid
[変形例]
上述の実施形態では、白色LED13aは、青色光を発光する青色LEDと、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体より構成されるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、他の蛍光体を用いた白色LEDを白色LED13aに用いてもよい。この場合においても、上述した本発明の調整方法を用いることができる。
[Modification]
In the above-described embodiment, the
[他の実施例]
上記の説明では、カラーフィルタとして機能する着色層の色(着色領域)としてR、G1、B、G2を挙げて説明したが、本発明の適用はこれには限定されず、他の4色の着色領域により1表示画素を構成することもできる。
[Other embodiments]
In the above description, R, G1, B, and G2 have been described as the colors (colored regions) of the colored layer functioning as a color filter. However, the application of the present invention is not limited to this, and other four colors are used. One display pixel can also be constituted by a colored region.
具体的には、4色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域(380−780nm)のうち、青系の色相の着色領域(「第1着色領域」とも呼ぶ。)、赤系の色相の着色領域(「第2着色領域」とも呼ぶ。)と、青から黄までの色相の中で選択された2種の色相の着色領域(「第3着色領域」、「第4着色領域」とも呼ぶ。)からなる。ここで「系」との語を用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。 Specifically, the four colored areas are blue colored areas (also referred to as “first colored areas”) in a visible light area (380 to 780 nm) in which the hue changes according to the wavelength. A colored region having a red hue (also referred to as a “second colored region”) and two colored regions selected from hues from blue to yellow (“third colored region”, “fourth colored region”). Also called “colored region”. Here, the term “system” is used. For example, if it is a blue system, the color is not limited to a pure blue hue, and includes a blue-violet color, a blue-green color, and the like. If it is a red hue, it is not limited to red but includes orange. These colored regions may be composed of a single colored layer, or may be composed of a plurality of colored layers having different hues. In addition, although these colored regions are described in terms of hue, the hue can be set by changing the saturation and lightness as appropriate.
具体的な色相の範囲は、
・青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である。
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。
The specific hue range is
-The colored region of the blue hue is from violet to blue-green, more preferably from indigo to blue.
-The colored region of red hue is from orange to red.
-One coloring area | region selected by the hue from blue to yellow is blue to green, More preferably, it is blue green to green.
-The other coloring area | region selected by the hue from blue to yellow is green to orange, More preferably, it is green to yellow. Or it is green to yellowish green.
ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される2つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。 Here, the same hue is not used for each colored region. For example, when a green hue is used in two colored regions selected from hues of blue to yellow, the other uses a blue or yellowish green hue for one green.
これにより、従来のRGBの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。 Thereby, a wider range of color reproducibility than the conventional RGB colored region can be realized.
また、上記では4色の着色領域による広範囲の色再現性を色相で述べたが、他の具体的な例として、着色領域を透過した光の波長で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが415−500nmにある着色領域、好ましくは、435−485nmにある着色領域である。
・赤系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが600nm以上にある着色領域で、好ましくは、605nm以上にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが485−535nmにある着色領域で、好ましくは、495−520nmにある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが500−590nmにある着色領域、好ましくは510−585nmにある着色領域、もしくは530−565nmにある着色領域である。
In the above, a wide range of color reproducibility by the colored areas of four colors has been described in terms of hue, but as another specific example, it can be expressed as follows with the wavelength of light transmitted through the colored areas.
The blue colored region is a colored region having a wavelength peak of light transmitted through the colored region at 415 to 500 nm, preferably at 435 to 485 nm.
The red colored region is a colored region having a wavelength peak of light transmitted through the colored region of 600 nm or more, and preferably a colored region of 605 nm or more.
-One colored region selected by hue from blue to yellow is a colored region having a wavelength peak of 485-535 nm of light transmitted through the colored region, preferably a colored region having a wavelength of 495-520 nm. .
The other colored region selected with a hue from blue to yellow is a colored region having a wavelength peak of light transmitted through the colored region of 500-590 nm, preferably 510-585 nm, or 530- This is a colored region at 565 nm.
この波長は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。 In the case of transmissive display, this wavelength is a numerical value obtained by illuminating light from the illumination device through the color filter. In the case of reflective display, the value is obtained by reflecting external light.
他の具体的な例として、4色の着色領域をx、y色度図で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、x≦0.151、y≦0.200にある着色領域であり、好ましくは、0.134≦x≦0.151、0.034≦y≦0.200にある着色領域である。
・赤系の着色領域は、0.520≦x、y≦0.360にある着色領域であり、好ましくは、0.550≦x≦0.690、0.210≦y≦0.360にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、x≦0.200、0.210≦yにある着色領域であり、好ましくは、0.080≦x≦0.200、0.210≦y≦0.759にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、0.257≦x、0.450≦yにある着色領域であり、好ましくは、0.257≦x≦0.520、0.450≦y≦0.720にある着色領域である。
As another specific example, when a colored region of four colors is expressed by an x, y chromaticity diagram, it is as follows.
The blue colored region is a colored region where x ≦ 0.151 and y ≦ 0.200, preferably a colored region where 0.134 ≦ x ≦ 0.151 and 0.034 ≦ y ≦ 0.200.
The red colored region is a colored region satisfying 0.520 ≦ x and y ≦ 0.360, and preferably a colored region satisfying 0.550 ≦ x ≦ 0.690 and 0.210 ≦ y ≦ 0.360.
-One of the colored areas selected in hues from blue to yellow is a colored area where x ≦ 0.200 and 0.210 ≦ y, preferably a colored area where 0.080 ≦ x ≦ 0.200 and 0.210 ≦ y ≦ 0.759 is there.
-The other colored region selected with a hue from blue to yellow is a colored region in the range of 0.257 ≦ x, 0.450 ≦ y, preferably a colored region in the range of 0.257 ≦ x ≦ 0.520, 0.450 ≦ y ≦ 0.720 is there.
このx、y色度図は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。 In the case of transmissive display, the x, y chromaticity diagram is a numerical value obtained by illuminating light from the illumination device through the color filter. In the case of reflective display, the value is obtained by reflecting external light.
これら4色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。 These four colored areas can be applied within the above-described range when the sub-pixel includes a transmission area and a reflection area.
上記の4色の着色領域の構成の例としては、具体的には以下のものがあげられる。
・色相が、赤、青、緑、青緑の着色領域
・色相が、赤、青、緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、エメラルド、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域
・色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域
[電子機器]
次に、本実施形態に係る液晶表示装置を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。
Specific examples of the configuration of the above four colored regions include the following.
・ Colored areas of red, blue, green, and blue-green ・ Colored areas of red, blue, green, and yellow ・ Colored areas of red, blue, dark green, and yellow ・ Hue is red and blue , Emerald, yellow coloring area / hue is red, blue, deep green, yellow green coloring area / hue is red, blue green, dark green, yellow green coloring area
[Electronics]
Next, an embodiment in which the liquid crystal display device according to this embodiment is used as a display device of an electronic apparatus will be described.
本実施形態に係る液晶表示装置100に入力される画像信号としては、例えば、R、G1、B、G2の各色の画像信号が外部より直接入力されるとしても良いし、又は、RGBの各色の画像信号が外部より入力され、R、G1、B、G2の各色の画像信号に変換されるとしても良い。
As the image signals input to the liquid
ここで、液晶表示装置100において、RGBの各色の画像信号がR、G1、B、G2の各色の画像信号に変換される場合について述べる。
Here, in the liquid
図11は、本実施形態の全体構成を示す概略構成の回路ブロック図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示装置100と、制御手段610を有する。制御手段610は、表示情報出力源611と、表示画像変換回路612と、タイミングジェネレータ614とを有する。
FIG. 11 is a circuit block diagram of a schematic configuration showing the overall configuration of the present embodiment. An electronic apparatus shown here includes the liquid
液晶表示装置100において、入力されたRGBの各色の画像信号がR、G1、B、G2の各色の画像信号に変換される場合、表示画像変換回路612は、パーソナルコンピュータなどの外部の表示画像出力源611より出力されたRGBの各色の画像信号を、R、G1、B、G2の各色の画像信号に変換して、液晶表示パネル30に出力する機能を有する。
In the liquid
表示画像変換回路612は、CPU(Central Processing Unit)などの演算処理部612aと、RAM(Random Access Memory)などの記憶部612bとを備えて構成されている。演算処理部612aは、表示画像出力源611より出力された入力画像のRGBの各色の画像信号61R、61G、61Bを、R、G1、B、G2の各色の画像信号62R、62G1、62B、62G2に変換する。記憶部612bには、所定の強度のRGBの各色の画像信号と、これに対応する強度のR、G1、B、G2の各色の画像信号とを対応させたLUT(Look Up Table)が設けられている。例えば、演算処理部612aに、G2の色を表示させるRGBの各色の画像信号、例えば、R=0、G=100、B=100の強度のRGBの各色の画像信号が入力された場合、演算処理部612aは、このRGBの各色の画像信号の強度に対応する強度のR、G1、B、G2の各色の画像信号(例えば、R=0、G1=10、B=10、G2=100)を、記憶部612bのLUTより取得し、取得したR、G1、B、G2の各色の画像信号を液晶表示パネル30へ出力する。これにより、液晶表示パネル30の表示画面に、RGBの各色だけでなく、G2の色を表示することができる。このようにすることで、入力画像の画像信号として、RGBの画像信号が入力された場合においても、出力画像の色再現範囲をG2の色再現範囲に拡大することができる。
The display
タイミングジェネレータ614は、タイミングモードを切り替えるためのハードスイッチ又はソフトスイッチを有し、画像信号の輝度信号よりクロック信号CLKを生成する。先に述べたRGBの各色のLED駆動回路51は、タイミングジェネレータ614により決定されたクロック信号CLKに適合するように、駆動シーケンスが制御される。
The
次に、本実施形態に係る液晶表示装置100を適用可能な電子機器の具体例について図12を参照して説明する。
Next, a specific example of an electronic apparatus to which the liquid
まず、本発明に係る液晶表示装置100を、可搬型のパーソナルコンピュータ(いわゆるノート型パソコン)の表示部に適用した例について説明する。図12(a)は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ710は、キーボード711を備えた本体部712と、本発明に係る液晶表示装置100を適用した表示部713とを備えている。
First, an example in which the liquid
続いて、本発明に係る液晶表示装置100を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図12(b)は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機720は、複数の操作ボタン721のほか、受話口722、送話口723とともに、本発明に係る液晶表示装置100を適用した表示部724を備える。
Next, an example in which the liquid
なお、本発明に係る液晶表示装置100を適用可能な電子機器としては、図12(a)に示したパーソナルコンピュータや図12(b)に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
Note that, as an electronic apparatus to which the liquid
12 光源部、 13a 白色LED、 13b 赤色LED、 14 拡散シート、 15 プリズムシート、 10 照明装置、 30 液晶表示パネル、 100 液晶表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
青色光を発光する第1の光源、前記青色光の一部を黄色光に変換する青色光波長変換手段、及び、赤色光を発光する第2の光源から構成され、前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光を前記表示パネルに出射する光源と、を備えることを特徴とする電気光学装置。 A plurality of sub-pixels are provided, and a red-colored first colored layer, a blue-based second colored layer, and colors of the third and fourth colors arbitrarily selected from hues from blue to yellow A display panel including any one of the layers in the sub-pixel;
A first light source that emits blue light, a blue light wavelength conversion unit that converts part of the blue light into yellow light, and a second light source that emits red light, the blue light and the yellow light. And a light source that emits the combined light of the red light to the display panel.
温度の変化を検知して前記赤色光の輝度が常に所定の輝度となるように調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 The second light source is a semiconductor light emitting element that emits red light,
The electro-optical device according to claim 1, wherein a change in temperature is detected and adjustment is performed so that the luminance of the red light always becomes a predetermined luminance.
前記第4着色層は、黄緑色の着色層であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The third colored layer is a green colored layer,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the fourth colored layer is a yellow-green colored layer.
前記第4着色層は、透過した光の波長のピークが500−590nmにあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 The third colored layer has a wavelength peak of transmitted light at 485-535 nm,
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein the fourth colored layer has a wavelength peak of transmitted light in a range of 500 to 590 nm.
前記第2着色層の透過率の最大値は77%、前記第3着色層の透過率の最大値は66%に夫々設定されることを特徴とする請求項4又は5に記載の電気光学装置。 The wavelength of the blue light peak is set to 455 nm,
6. The electro-optical device according to claim 4, wherein a maximum value of the transmittance of the second colored layer is set to 77%, and a maximum value of the transmittance of the third colored layer is set to 66%. .
前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光を出射することを特徴とする照明装置。 A light source comprising: a first light source that emits blue light; a blue light wavelength conversion unit that converts part of the blue light into yellow light; and a second light source that emits red light;
An illumination device that emits combined light of the blue light, the yellow light, and the red light.
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