JP2007212712A - Electrooptical device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置に関する。 The present invention relates to an electro-optical device suitable for displaying various information.
液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶表示パネルの背面側に照明装置が設けられる。赤、緑、青の各色のLED(Light Emitting Diode)を光源に有する照明装置は、それぞれのLEDから出射された光を混光することにより白色光を生成し、生成された白色光を液晶表示パネルの背面側に照射する。液晶表示装置は、照明装置より照射された白色光を、液晶表示パネルの基板上に積層されている赤、緑、青のそれぞれの波長の光を透過するカラーフィルタに透過させることにより、カラー表示を実現している。しかし、各色のLEDは、温度変化や経時変化により、輝度特性が大きく変わる性質があるため、混光された白色光の色も変化してしまうという問題があった。 In the liquid crystal display device, an illumination device is provided on the back side of the liquid crystal display panel in order to perform transmissive display. A lighting device having LEDs (Light Emitting Diodes) of red, green, and blue as light sources generates white light by mixing light emitted from each LED, and the generated white light is displayed on a liquid crystal display. Irradiate the back side of the panel. The liquid crystal display device displays color light by transmitting the white light emitted from the illumination device to a color filter that transmits light of each wavelength of red, green, and blue stacked on the substrate of the liquid crystal display panel. Is realized. However, the LED of each color has a property that the luminance characteristic is greatly changed due to a temperature change or a change with time, so that there is a problem that the color of the mixed white light also changes.
下記の特許文献1には、RGBの各色のLEDからなる光源と、光センサと、当該光センサからの検出値に基づいて、当該光源からの出射される光の量を調整する制御手段を備えた面状光源装置及び表示装置が記載されている。
The following
しかしながら、特許文献1に記載の面状光源装置及び表示装置では、光センサを独立したモジュールとして付加するものであるため、光センサを付加した分、装置全体の大きさが大きくなる。また、このような装置を製造する際に、装置自体の製造工程の他に光センサを付加するための製造工程が別途必要になる。
However, in the planar light source device and the display device described in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気光学装置において、装置全体の大きさを大きくすることなく、また、製造工程を増やすことなく、光センサの機能を付加することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of an electro-optical device to add the function of an optical sensor without increasing the size of the entire device and without increasing the number of manufacturing steps. And
本発明の1つの観点では、電気光学装置は、一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられた表示パネルと、光源を有し、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する照明装置と、前記一対の基板のうち、一方の基板に形成され、光が入射すると電流が発生する半導体素子と、前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する光源制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an electro-optical device includes a pair of substrates, a display panel including an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates, a plurality of sub-pixels, and a light source And an illumination device that illuminates the display panel by transmitting light emitted from the light source, and a semiconductor that is formed on one of the pair of substrates and that generates current when light is incident thereon An element and light source control means for controlling the luminance of the light source based on the magnitude of the current.
上記の電気光学装置は、例えば、液晶表示装置であり、表示パネルと、照明装置より構成される。前記表示パネルは、例えば液晶表示パネルであり、一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられている。前記照明装置は、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する。光が入射すると電流が発生する半導体素子が、前記一対の基板のうち、一方の基板に形成される。半導体素子としては、例えば、PIN(p-intrinsic-n Diode)ダイオードが挙げられる。つまり、この半導体素子は、光センサとして機能するものである。光源制御手段は、前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する。このように、半導体素子を表示パネルに形成して光センサとすることで、独立したモジュールとして作製された光センサを付加するよりも、光センサの大きさを小さくすることができると共にその配置の自由度を高めることができるので、装置全体を大きくせずに済む。 The electro-optical device is, for example, a liquid crystal display device, and includes a display panel and a lighting device. The display panel is a liquid crystal display panel, for example, and includes a pair of substrates and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates, and is provided with a plurality of sub-pixels. The illumination device illuminates the display panel by transmitting light emitted from the light source. A semiconductor element that generates current when light is incident is formed on one of the pair of substrates. Examples of the semiconductor element include a PIN (p-intrinsic-n Diode) diode. That is, this semiconductor element functions as an optical sensor. The light source control means controls the luminance of the light source based on the magnitude of the current. In this way, by forming a semiconductor element on a display panel as an optical sensor, the size of the optical sensor can be reduced and the arrangement of the optical sensor can be reduced compared to adding an optical sensor manufactured as an independent module. Since the degree of freedom can be increased, it is not necessary to enlarge the entire apparatus.
上記の電気光学装置の一態様は、前記半導体素子は、前記サブ画素を駆動するためのスイッチング素子が形成されている面と同じ面に形成されている。これにより、スイッチング素子を形成する過程において、前記半導体素子、即ち光センサを同時に形成することができる。これにより、光センサを形成又は設置するための新たな工程を設ける必要はなくなり、製造コストを削減することができる。 In one aspect of the electro-optical device, the semiconductor element is formed on the same surface as a surface on which a switching element for driving the sub-pixel is formed. Thus, the semiconductor element, that is, the optical sensor can be simultaneously formed in the process of forming the switching element. Thereby, it is not necessary to provide a new process for forming or installing the optical sensor, and the manufacturing cost can be reduced.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記半導体素子は、PINダイオードであり、前記スイッチング素子は、ポリシリコンTFTである。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the semiconductor element is a PIN diode, and the switching element is a polysilicon TFT.
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記半導体素子は、前記表示パネルの有効表示領域の外側の額縁領域に形成されている。これにより、表示画像への影響を及ぼさずに済む。 In another aspect of the electro-optical device, the semiconductor element is formed in a frame region outside an effective display region of the display panel. As a result, the display image is not affected.
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記一対の基板のうち、他方の基板には、前記複数のサブ画素に対応して配置されてなる複数の色の着色層からなる複数の色の着色領域と、前記半導体素子に対向して、前記光源より出射される光の色に対応する色の着色層たるダミー着色層、光を反射する反射層が順に形成され、前記ダミー着色層は、前記着色層と同じ色材で形成されている。これにより、観測者が見る表示パネルを透過した光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。 According to another aspect of the electro-optical device, the other substrate of the pair of substrates has a plurality of colors including a plurality of colored layers arranged corresponding to the plurality of sub-pixels. A dummy colored layer, which is a colored layer of a color corresponding to the color of light emitted from the light source, and a reflective layer that reflects light are sequentially formed facing the colored region, the semiconductor element, It is formed of the same color material as the colored layer. Thereby, it is possible to detect light having the same luminance as that of the light transmitted through the display panel viewed by the observer.
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記一対の基板のうち、他方の基板には、光を反射する反射層が形成され、前記照明装置は、複数の色の光を出射する複数の光源を有し、任意の時刻では、前記複数の色の光のうち、常に1色の光のみを出射する。これにより、最低でも1つの光センサ、即ち1つの半導体発光素子で、RGBの各色の光の輝度を検知することができる。 In another aspect of the electro-optical device, a reflection layer that reflects light is formed on the other of the pair of substrates, and the illumination device emits a plurality of light beams of a plurality of colors. A light source is included, and at any time, only one color of the plurality of colors is always emitted. Thereby, the brightness | luminance of the light of each color of RGB is detectable with the at least 1 photosensor, ie, one semiconductor light emitting element.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、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種類の色の着色層からなる4色の着色領域を有する。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the display panel is disposed on the other substrate of the pair of substrates so as to correspond to the plurality of sub-pixels. The second colored layer has four colored regions composed of colored layers of the third and fourth colors arbitrarily selected from hues of blue to yellow.
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、着色領域を透過した光の波長のピークが、415−500nmにある第1着色領域と、600nm以上にある第2着色領域と、485−535nmにある第3着色領域と、500−590nmにある第4着色領域と、からなる4色の着色領域を有する。 In a preferred embodiment of the electro-optical device, the display panel is disposed on the other substrate of the pair of substrates corresponding to the plurality of sub-pixels, and the wavelength peak of light transmitted through the colored region Is composed of a first colored region at 415-500 nm, a second colored region at 600 nm or more, a third colored region at 485-535 nm, and a fourth colored region at 500-590 nm. It has a colored area.
本発明の更なる他の観点では、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 still another aspect of the invention, an electronic apparatus including the electro-optical device described above in a display unit can be configured.
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.
[第1実施形態]
まず、図1及び図2を参照して、第1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。
[First Embodiment]
First, the configuration and the like of the liquid
図1は、第1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。第1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 the 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
第1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低温型のポリシリコンTFT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、複数のポリシリコンTFT37、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ポリシリコンTFT37が設けられており、各ポリシリコンTFT37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。各ポリシリコンTFT37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。基板1上には、主に層間膜66が積層されている。層間膜は、後に詳しく述べる第1層間膜及び第2層間膜より構成される。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おり、層間膜66上の各サブ画素SGに対応する位置に設けられる。各画素電極34は、層間膜66に設けられたコンタクトホールを介してソース線32及び各ポリシリコンTFT37と電気的に接続されている。
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。 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.
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。後に詳しく述べるが、額縁領域38には、照明装置10から出射された光を検知するための領域として複数の検知領域SGaが設けられ、各検知領域SGaには光センサ60が配置されている。光センサ60は、具体的には、PIN(p-intrinsic-n Diode)ダイオードなどの半導体素子である。光センサ60は、配線32aを介して光検知回路52と電気的に接続されている。光検知回路52は、光センサ60で発生した電流を検知することで当該光センサ60に入射した光を検知する。
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を出射する。光源部12は、後に詳しく述べるが、光源としてRGBの各色のLED(Light Emitting Diode)13を有する。
Next, the
光源部12より出射した光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の出射面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の出射面11aと光Lのなす角が臨界角を超えると、導光板11の出射面11aより液晶表示パネル30へ向けて出射する。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より出射する。しかし、導光板11の反射面11bより出射した光は、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の出射面11aより液晶表示パネル30へ向けて出射した光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。
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及びポリシリコンTFT37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、第1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。さらに、第1実施形態に係る液晶表示装置100は、カラーフィルタとして、着色層6R、6G1、6B、6G2の4色より構成されるとしているが、これに限られず、代わりに、一般的な液晶表示装置と同様、RGBの3色のカラーフィルタより構成されるとしてもよい。
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、第1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、有機EL(electroluminescence)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 the first embodiment, a 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 organic EL (electroluminescence) display panel may be used instead. You can also
(検知領域の構成)
次に、検知領域SGaの構成について説明する。図3は、液晶表示装置100における切断線C−C´に沿った1つの検知領域SGaの拡大断面図である。検知領域SGaにおける素子基板91には、光センサ60、ここではPINダイオードが形成される。
(Configuration of detection area)
Next, the configuration of the detection area SGa will be described. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of one detection region SGa along the cutting line CC ′ in the liquid
まず、検知領域SGaにおける素子基板91側の構成について述べる。図3に示すように、基板1の内面上には、シリコン酸化膜64が形成されている。シリコン酸化膜64の内面上で、光センサ60が形成される領域には、純粋なポリシリコン(p−Si)の層であるi(intrinsic)層62が形成され、その両側には、i層62を挟み込んで、ポリシリコンにボロン(B)イオンが注入された高不純物濃度のp+層61と、ポリシリコンにリン(P)イオンが注入された高不純物濃度のN+層63が形成されている。光センサ60たるPINダイオードは、これらi層62とp+層61とN+層63より構成される。更に、酸化膜64の内面上には、ゲート絶縁膜65及び第1層間膜66aがこの順に積層されており、第1層間膜66aの内面上には、配線32aが形成されている。ゲート絶縁膜65及び第1層間膜66aにおけるp+層61及びN+層63の夫々に対応する位置には、コンタクトホール67が設けられており、配線32aは、コンタクトホール67を介して、p+層61及びN+層63の夫々と導通されている。さらに、その内面上には、第2層間膜66bが形成されている。
First, the configuration on the
次に、検知領域SGaにおけるカラーフィルタ92側の構成について述べる。図3に示すように、基板2の内面上には、クロム(Cr)などでBMが形成されている。検知領域SGaにおいて、BMの内面上には、更に、アルミニウム(Al)などで反射層81が形成されており、反射層81の内面上には、光センサ60に対向して、各色の着色層6と同じ材料で形成された各色の着色層6aが形成されている。
Next, the configuration on the
第1実施形態に係る液晶表示装置100では、額縁領域38に最低でも照明装置10におけるLED13の色の数分だけ、検知領域SGaが設けられる。つまり、照明装置10に光源としてRGBの各色のLED13が設けられているのであれば、額縁領域38には、赤色光を検知するための検知領域、緑色光を検知するための検知領域、青色光を検知するための検知領域の3つの検知領域SGaが最低でも設けられる。
In the liquid
1つの検知領域SGaにおける着色層6aは、検知する光の色、即ち、LED13より出射される光の色に対応する色の着色層が設けられる。具体的には、赤色光を検知するための検知領域SGaにおける着色層6aは、着色層6Rと同じ色材で形成され、緑色光を検知するための検知領域SGaにおける着色層6aは、着色層6G1又は着色層6G2と同じ色材で形成され、青色光を検知するための検知領域SGaにおける着色層6aは、着色層6Bと同じ色材で形成される。なお、緑色光を検知するための検知領域SGaにおける着色層6aとしては、着色層6G1又は着色層6G2のうち、透過した光の輝度が高くなる着色層である黄緑色の着色層6G2を用いるのが好適である。この着色層6aが本発明におけるダミー着色層として機能する。
The
液晶表示パネル30に入射した光Lのうち、一部の光は、図3に示すように、額縁領域38に漏れ、反射層81に反射した後、光センサ60に入射する。光センサ60は、PINダイオードであるため、光が照射されると、p+層61とN+層63の間に流れる電流が発生する。当該電流の大きさは、入射した光の輝度に応じて変化する。具体的には、光センサ60に入射した光の輝度が大きくなればなるほど、発生する電流量も大きくなり、光の輝度が小さくなればなるほど、発生する電流量も小さくなる。
A part of the light L incident on the liquid
光センサ60は、このようにして発生した電流を、配線32aを介して光検知回路52に供給する。光検知回路52は、光センサ60により電流が供給されることによって、光センサ60に入射した光を検知することができる。なお、この光は、反射層81に反射する際、着色層6aを透過する。従って、光検知回路52は、着色層6を透過した光、即ち、液晶表示パネル30を透過した観測者が見る光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。
The
なお、反射層81は、基板2の内面上に形成されるとしているが、代わりに基板2の外面上に形成するとしてもよい。即ち、基板2の内面上には、着色層6aを形成し、基板2の外面上には、反射層81及びBMをこの順に積層するとしてもよい。要は、光センサ60に対向して、着色層6a、反射層81がこの順に形成されていれば、光は、着色層6a、反射層81の順に入射して反射層81に反射されることとなり、光検知回路52は、着色層6を透過した光、即ち、観測者が見る、液晶表示パネル30を透過した光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。
Although the
このように、第1実施形態に係る液晶表示装置100では、液晶表示パネル30に対し、光が入射すると電流を発生させるPINダイオードなどの半導体素子を形成して光センサとすることで、独立したモジュールとして作製された光センサを付加するよりも、光センサの大きさを小さくすることができると共にその配置の自由度を高めることができるので、装置全体を大きくせずに済む。また、光センサ60は表示に寄与しない額縁領域38に形成されるので、表示画像への影響を及ぼさずに済む。
As described above, in the liquid
(照明装置の構成)
次に、第1実施形態に係る照明装置10の構成について具体的に述べる。照明装置10は、先にも述べたように、光源部12と導光板11より構成される。
(Configuration of lighting device)
Next, the configuration of the
図4は、第1実施形態に係る光源部12の構成を示す斜視図である。図5は、第1実施形態に係る照明装置10の平面図である。図4に示すように、光源部12は、フレキシブル基板72と、フレキシブル基板72上に配置されている複数の光源パッケージ71より構成される。光源パッケージ71は、複数の色の光を夫々発光する複数の光源が1つのパッケージ化されている。このような光源パッケージ71は、いわゆる3in1LEDパッケージとも呼ばれる。図4に示す光源部12では、光源パッケージ71に対し、RGBの各色の光を夫々発光するLED13R、13G、13Bが1つにパッケージ化されている。複数の光源パッケージ71は、LED13R、13G、13Bより出射される光の出射方向が同じ方向となるように並列して配置されている。図5に示すように、LED13R、13G、13Bより出射される光の出射方向には、導光板11の入光端面11cが対向して配置され、LED13R、13G、13Bより出射された光は、導光板11の入光端面11cに入射する。LED13R、13G、13Bより出射された光は、拡散するに伴い、互いに混光して白色光たる光Lとなる。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the
ここで、光源パッケージ71の構成について述べる。図6は、図4において切断線B−B´に沿った1つの光源パッケージ71の拡大断面図である。光源パッケージ71は、主に、反射枠体73と、RGBの各色の光を発光するLED13より構成される。反射枠体73は、樹脂などにより形成され、すり鉢状の凹部を有しており、凹部の内面にはメッキ処理等により光を反射する反射膜が形成されている。図6に示す光源パッケージ71の拡大断面図は、図4において切断線B−B´に沿ったものであるので、赤色LED13Rのみが示されているが、実際には、RGBの各色の光を夫々発光する各色のLED13が、反射枠体73の凹部の底面に設置されている。反射枠体73の凹部の底面には、電極75、76が設置されている。電極75、76の一端は、反射枠体73の外部、具体的には、フレキシブル基板72上に設置されているLED13を駆動するための図示しない駆動回路と接続されている。一方、電極75、76の他端は、LED13と接続されている。例えば、図6に示すように、赤色LED13のアノード77は電極75と接続され、赤色LED13Rのカソード78は電極76と接続される。赤色LED13Rは、電極75、76を介して駆動回路と接続されている。赤色LED13Rは、外部より電流Irが流されることで、赤色光を発光する。電流Irの電流量を大きくすれば、赤色LED13Rより出射される赤色光の輝度は、大きくなり、電流Irの電流量を小さくすれば、赤色LED13Rより出射される赤色光の輝度は、小さくなる。
Here, the configuration of the
緑色LED13G、青色LED13Bについても同様に夫々、アノード、カソードが夫々、反射枠体73の外部と接続されている電極と接続される。そして、緑色LED13G、青色LED13Bも夫々、当該電極を介して駆動回路と接続されている。緑色LED13G、青色LED13Bは、夫々、外部より電流Ig、Ibが流されることで、緑色光、青色光を発光する。電流Ig、Ibの電流量を大きくすれば、緑色LED13G、青色LED13Bより出射される緑色光、青色光の輝度は、夫々大きくなり、電流Ig、Ibの電流量を小さくすれば、緑色LED13G、青色LED13Bより出射される緑色光、青色光の輝度は、夫々小さくなる。
Similarly, for the
反射枠体73は、その凹部の底面にRGBの各色の光を夫々発光するLED13が設置された後、透明な樹脂74によって封止され、光源パッケージ71が完成する。なお、ここで、樹脂74の最上面、言い換えると光源パッケージ71の光の出射面にレンズを配置するとしても良い。例えば、当該レンズとして、凹レンズを配置すれば、各色のLED13より出射される光をより拡散することができる。
The
図7は、照明装置10の構成を示すブロック図である。図7では、一例として、2つの光源パッケージ71を示す。夫々の光源パッケージ71には、図4に示すように、RGBの各色のLED13R、13G、13Bが、1つずつ備えられている。つまり、図7に示すように、2つの光源パッケージ71のうち、一方の光源パッケージ71に、赤色LED13R1、緑色LED13G1、青色LED13B1が備えられ、他方の光源パッケージ71に、赤色LED13R2、緑色LED13G2、青色LED13B2が備えられるとする。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the
図7に示すように、照明装置10は、光源部12に備えられ、光源パッケージ71にパッケージ化されてなる複数のRGBの各色のLED13R、13G、13Bの他に、赤色LED駆動回路51Rと、緑色LED駆動回路51Gと、青色LED駆動回路51Bと、先に述べた光検知回路52と電気的に接続された制御部53を備える。
As shown in FIG. 7, the
赤色LED駆動回路51Rは、赤色LED13R1、13R2と接続され、緑色LED駆動回路51Gは、緑色LED13G1、13G2と接続され、青色LED駆動回路51Bは、青色LED13B1、13B2と接続される。
The red
赤色LED駆動回路51R、緑色LED駆動回路51G、青色LED駆動回路51Bは、CPU(Central Processing Unit)などの制御部53と接続される。制御部53は、先に述べた光検知回路52と接続される。
The red
光検知回路52は、図示しない増幅回路を含んで構成される。光検知回路52は、光センサ60より供給された電流を、増幅回路によって増幅した後、制御部53に供給する。
The
制御部53は、光検知回路52より供給された電流の大きさを基に、赤色LED駆動回路51R、緑色LED駆動回路51G、青色LED駆動回路51Bに対し、制御信号を送信し、赤色LED駆動回路51R、緑色LED駆動回路51G、青色LED駆動回路51Bは、当該制御信号を基に各色のLED13に流すパルス電流を変化させる。従って、制御部53が、本発明における光源制御手段として機能する。
The
赤色LED13R1、13R2は、電気的に直列接続される。直列接続された赤色LED13R1、13R2は、赤色LED駆動回路51Rによって電流Irが流される。図5に、赤色LED13R1、13R2に流される電流の流れを実線矢印で示す。これにより、赤色LED13R1、13R2には、どちらにも電流Irが流され、赤色LED13R1、13R2は、どちらも同じ輝度の赤色光を発光することができる。
The red LEDs 13R1 and 13R2 are electrically connected in series. The red LEDs 13R1 and 13R2 connected in series are supplied with a current Ir by the red
図7には、緑色LED13G1、13G2、青色LED13B1、13B2夫々に流される電流の流れについても破線矢印で示す。 In FIG. 7, the flow of current flowing through each of the green LEDs 13G1 and 13G2 and the blue LEDs 13B1 and 13B2 is also indicated by broken-line arrows.
緑色LED13G1、13G2は、電気的に直列接続される。直列接続された緑色LED13G1、13G2は、緑色LED駆動回路51Gによって電流Igが流される。これにより、緑色LED13G1、13G2には、どちらにも電流Igが流され、緑色LED13G1、13G2は、どちらも同じ輝度の緑色光を発光することができる。
The green LEDs 13G1 and 13G2 are electrically connected in series. The green LEDs 13G1 and 13G2 connected in series are supplied with a current Ig by the green
青色LED13B1、13B2も、電気的に直列接続される。直列接続された2つの青色LED13B1、13B2は、青色LED駆動回路51Bによって電流Ibが流される。これにより、青色LED13B1、13B2には、どちらにも電流Ibが流され、青色LED13B1、13B2は、どちらも同じ輝度の青色光を発光することができる。
The blue LEDs 13B1 and 13B2 are also electrically connected in series. The two blue LEDs 13B1 and 13B2 connected in series are supplied with a current Ib by the blue
図8に、一例として、第1実施形態に係る赤色LED駆動回路51Rの回路図を示す。赤色LED駆動回路51Rは、電流制限抵抗Rrと、電源Vrより構成される。電流制限抵抗Rrの大きさは、赤色LED13R1、13R2に流すことのできる電流Irの許容値によって決まる。電源Vrは、赤色LED13R1、13R2にパルス電流を供給する。赤色LED13R1、13R2に供給されるパルス電流の幅及びタイミングは、電源Vrを制御することによって変えられる。緑色LED駆動回路51G、青色LED駆動回路51Bの夫々についても、赤色LED駆動回路51Rと同様、電気的に接続されている緑色LED13G1、13G2、青色LED13B1、13B2の夫々にパルス電流を供給するための電源を夫々有する。
FIG. 8 shows a circuit diagram of the red
以上のことから分かるように、第1実施形態に係る光源部12では、RGBの各色のLED13は、各色ごとに駆動回路51を有している。また、各色のLED13に夫々接続された駆動回路51は、制御部53からの制御信号を基に、電気的に接続されている各色のLED13にパルス電流を供給する。このように各色のLED毎にLED駆動回路が設けられることで、各色のLED毎に別々にパルス電流をかけることができる。
As can be seen from the above, in the
図9は、第1実施形態に係る照明装置10における各色のLED13の駆動シーケンスを示したタイミングチャートの一例である。図9において、各色のLED13の「ON」は点灯状態を、「OFF」は消灯状態を示す。例えば、図7で言うと、赤色LED13Rが「ON」となるときは、赤色LED13R1、13R2の両方が点灯し、赤色LED13Rが「OFF」となるときは、赤色LED13R1、13R2の両方が消灯する。図9において、緑色LED13G、青色LED13Bの「ON」及び「OFF」となるときについても同様に、緑色LED13G1、13G2の両方、青色LED13B1、13B2の両方が夫々、点灯及び消灯する。
FIG. 9 is an example of a timing chart showing a driving sequence of each
第1実施形態に係る照明装置10では、各色のLED13は、時分割的に点灯する構成となる。以下において、各色のLED13が「ON」となっている期間を点灯期間と呼び、各色のLED13が「OFF」となっている期間を非点灯期間と呼ぶこととする。照明装置10より出射する光Lの色度や液晶表示パネル30の表示画面の色度は、1フレーム期間中における、RGBの各色のLED13の点灯期間を変えることにより、所定の色度に調整される。このようにすることで、RGBの各色のLED13に定電流を流して常時点灯するよりも、RGBの各色のLED13の点灯時間を短くすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
In the illuminating
各色のLED13が時分割的に点灯している場合、人間の目には、各色のLED13が、夫々点灯している期間によって、光Lの色合いが異なって見える。具体的には、光Lの色は、1フレーム期間中において、点灯期間の長いLED13から出射される光の色の成分が濃くなり、点灯期間の短いLED13から出射される光の色の成分が薄くなる。一般的には、1フレーム期間は1/60秒程度とされるため、各色のLED13が時分割的に点灯しても、残像効果により、人間の目にとって色の変化が認識されることはない。
When the
(LED電流制御処理)
次に、第1実施形態に係る液晶表示装置100におけるLED電流制御処理について述べる。RGBの各色のLED13より出射される光の輝度は、温度変化や時間変化によって夫々変化するため、照明装置10から出射される光Lのホワイトバランスは、温度変化や時間変化によって崩れてしまう。そこで、光の輝度が変化する度にRGBの各色のLED13より出射される各色の光の輝度調整を行う必要がある。このLED電流制御処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。
(LED current control processing)
Next, LED current control processing in the liquid
光検知回路52は、検知領域SGaにおいて、各色の着色層6aを透過した光を夫々検知した複数の光センサ60より供給された電流を増幅して、制御部53に供給する。制御部53は、当該電流の大きさを基に、RGBの各色の輝度を検出する(ステップS1)。制御部53は、RGBの各色の輝度の割合が、所定の割合、即ち、所望の白色光となるRGBの輝度の割合となっているか否かを判定する(ステップS2)。制御部53は、RGBの各色の光の輝度の割合が、所望の白色光となるRGBの輝度の割合となっている場合には(ステップS2:Yes)、処理を終了する。一方、制御部43は、RGBの各色の輝度の割合が、所望の白色光となるRGBの輝度の割合とならない場合には(ステップS2:No)、制御部53は、各色のLEDの駆動回路51に制御信号を送り、各色の駆動回路51より各色のLED13に供給されるパルス電流の幅を調節することで、RGBの各色のLED13より出射される光の輝度の割合が、所望の白色光となるRGBの輝度の割合となるように調整する(ステップS3)。そして、その後、制御部53は処理を終了する。
The
以上のようにすることで、第1実施形態に係る液晶表示装置100では、温度変化や経時変化により、各色のLED13より出射される光の輝度が変化して、光LにおけるRGBの各色の輝度の割合が変化しても、自動的にホワイトバランスの調整を行うことができる。
As described above, in the liquid
なお、第1実施形態に係る照明装置10では、各色のLED13には、パルス電流が供給されるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに定電流が供給されるとしても良いのは言うまでもない。この場合には、制御部53は、光検知回路52より供給された電流の大きさを基に、各色のLEDの駆動回路51に制御信号を送り、各色の駆動回路51より各色のLED13に供給される定電流の大きさを調節することで、RGBの各色のLED13より出射される光の輝度の割合を調整する。
In the
(液晶表示装置の製造方法)
次に、第1実施形態に係る液晶表示装置100の製造方法について述べる。図11は、第1実施形態に係る液晶表示装置100の製造方法を示すフローチャートであり、図12は、第1実施形態に係る液晶表示装置100における素子基板91の製造方法を示すフローチャートである。
(Manufacturing method of liquid crystal display device)
Next, a method for manufacturing the liquid
まず、カラーフィルタ基板92を作製する(工程R11)。具体的には、ガラス基板たる基板2の表面上に低反射クロム(Cr)膜をスパッタリング法などにより成膜し、微細加工法などを用いて、所定のパターン形成を行うことにより、BMを形成する。ここで、先に述べた額縁領域38の検知領域SGaに該当する部分には、アルミニウム(Al)などでアルミニウムなどの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜して、反射層81を形成する。そして、色材を成膜して、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、着色層6及び着色層6aを形成する。その後、ITO膜を、スパッタリング法などを用いて成膜することにより、共通電極8が形成される。
First, the
次に、素子基板91を作製する(工程R12)。素子基板91の製造方法については、図12のフローチャートを基に説明する。ここで、図13〜図16に、素子基板91の製造工程における模式図を示す。図13〜図16に示す素子基板91の模式図では、N領域及びP領域には、スイッチング素子としてポリシリコンTFT37が形成されるとする。具体的には、N領域には、Nチャネル型TFTが形成され、P領域には、Pチャネル型TFTが形成されるとする。PIN領域には、光センサ60たるPINダイオードが形成されるとする。
Next, the
まず、図13(a)に示すように、まずガラス基板たる基板1の表面上に、プラズマCVD(chemical vapor deposition)法などを用いて、シリコン酸化膜64を500〜1000[nm]の厚さで積層し、更に、ポリシリコン膜62aを20〜100[nm]の厚さで積層する(工程R21)。その後、エキシマレーザなどのレーザをポリシリコン膜62aに照射することで、ポリシリコン膜62aを活性化する。次に、図13(b)に示すように、微細加工法などを用いて、ポリシリコン膜62aに所定のパターンを形成した後、プラズマCVD法などを用いて、ゲート酸化膜65を50〜100[nm]の厚さで積層する(工程R22)。更に、フォトレジストresiで、N+層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、リンイオンを1015〜1016/cm2のドーズ量でポリシリコン膜62aに注入する(工程R23)。これにより、N領域、P領域、PIN領域の各領域にN+層63が形成される。
First, as shown in FIG. 13A, first, a
次に、レジストresiを除去した後、図14(a)に示すように、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、モリブテン(Mo)などの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜した後、微細加工法などを用いて、ゲート電極のパターンに形成する。これにより、ゲート電極33が形成される(工程R24)。次に、フォトレジストresi2で、N−層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、リンイオンを1013〜1014/cm2のドーズ量でポリシリコン膜62aに注入する(工程R25)。これにより、N領域にN−層63aが形成される。次に、フォトレジストresi2を除去した後、図14(b)に示すように、フォトレジストresi3で、P+層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、ボロンイオンを1015〜1016/cm2のドーズ量でポリシリコン膜62aに注入する(工程R26)。これにより、P領域、PIN領域の各領域にP+層61が形成される。このとき、リンイオン又はボロンイオンが注入されなかったポリシリコン膜62aは、i層62となる。
Next, after removing the resist resi, as shown in FIG. 14A, a metal thin film such as aluminum (Al), tantalum (Ta), molybdenum (Mo) or the like is formed using a sputtering method or the like. Then, a gate electrode pattern is formed using a fine processing method or the like. Thereby, the
次に、レジストresi3を除去した後、図15(a)に示すように、プラズマCVD法などを用いて、シリコン酸化膜を成膜することにより、第1層間膜66aを形成する。そして、微細加工法、ドライエッチング法などを用いて、第1層間膜66a及びゲート酸化膜65の、P+層61、N+層63、に対応する位置にコンタクトホール67を形成する(工程R27)。次に、図15(b)に示すように、アルミニウムなどの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜した後、微細加工法などを用いて、所定のパターンに形成する。これにより、P領域、N領域の各領域には、ソース線32が形成され、PIN領域には、配線32aが形成される(工程R28)。このとき、ソース線32及び配線32aは、コンタクトホール67を介して、P+層61又はN+層63と導通される。
Next, after removing the resist resi3, as shown in FIG. 15A, a
次に、図16(a)に示すように、スピンコート法などを用いて、アクリル等の感光性の有機樹脂を1〜2[um]成膜して、第2層間膜66bを形成する。そして、コンタクト孔67aを、第2層間膜66bにフォトリソグラフィー法などを用いて形成する(工程R29)。その後、透明電極となるITO膜を、スパッタリング法などを用いて100〜150[nm]程度成膜した後、パターニングして画素電極34を形成する(工程R30)。このようにすることで、素子基板91は作製され、図16(b)に示すように、N領域には、Nチャネル型TFT37aが形成され、P領域には、Pチャネル型TFT37bが形成され、PIN領域には、PINダイオード即ち光センサ60が形成される。
Next, as shown in FIG. 16A, a photosensitive organic resin such as acryl is formed by 1 to 2 [um] using a spin coating method or the like to form a
次に、図11のフローチャートに戻り、カラーフィルタ基板92と素子基板91を、シール材5を介して貼り合わせ、そのシール材5に設けられた開口を通じて、その両基板の内部に液晶を封入し、さらに、その開口を、樹脂材料等を用いて封止処理する(工程R13)。その他、必要な要素を取り付けることにより(工程R14)、第1実施形態に係る液晶表示装置100が作製される。
Next, returning to the flowchart of FIG. 11, the
以上より分かるように、第1実施形態に係る液晶表示装置100では、素子基板91側のポリシリコンTFT37が形成されている面と同じ面に光センサ60を形成することにより、ポリシリコンTFT37を形成する過程において、PINダイオード、即ち光センサ60を同時に形成することができる。これにより、光センサを形成又は設置するための新たな工程を設ける必要はなくなり、製造コストを削減することができる。
As can be seen from the above, in the liquid
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態について述べる。第2実施形態に係る液晶表示装置100は、第1実施形態に係る液晶表示装置100と略同じ構成とされる。しかし、第2実施形態に係る液晶表示装置100は、検知領域SGaにおけるカラーフィルタ基板92の構成及び照明装置10における各色のLED13の駆動シーケンスに特徴がある点で、第1実施形態に係る液晶表示装置100と異なる。従って、第2実施形態に係る液晶表示装置100の構成としては、図3に示した検知領域SGaの構成のみが異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The liquid
図17は、第2実施形態に係る液晶表示装置100における検知領域SGaの拡大断面図である。図18は、第2実施形態に係る照明装置10における各色のLED13の駆動シーケンスを示したタイミングチャートの一例である。
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the detection region SGa in the liquid
図17に示すように、第2実施形態に係る液晶表示装置100における検知領域SGaの構成は、図3で示した第1実施形態に係る液晶表示装置100における検知領域SGaの構成と、着色層6aを有さない点で異なる。また、図18に示すように、第2実施形態に係る照明装置10における各色のLED13の駆動シーケンスは、図9に示した第1実施形態に係る照明装置10における各色のLED13の駆動シーケンスと比較して、1フレーム期間中におけるどの時刻においても、RGBの各色のLED13のうち、1色のLED13のみが点灯する点に特徴がある。即ち、第2実施形態に係る照明装置10より出射される光Lは、1フレーム期間全体で見ると、白色光となっているものの、任意の時刻で見ると、RGBの各色の光のうちのいずれか1色の光となっている。従って、図18に示すように、額縁領域38に漏れる光も、任意の時刻で見ると、RGBの各色の光のうちのいずれか1色の光となる。つまり、第2実施形態に係る液晶表示装置100では、額縁領域38に漏れる光も、任意の時刻において、RGBの各色の光のうち、2色以上の光が混光することはないため、第1実施形態に係る液晶表示装置100で述べたように各色の着色層6aに光を透過させなくても、光センサ60は、常に、RGBの各色の光のうちのいずれか1色の光のみを検知することができる。
As shown in FIG. 17, the configuration of the detection region SGa in the liquid
第2実施形態に係る液晶表示装置100では、最低でも1つの光センサ60があればよく、1フレーム期間中における、RGBの各色のLED13の点灯時間に応じて、光センサ60に入射した光の輝度を検知することにより、RGBの各色の光の輝度を検知することができる。
In the liquid
[変形例]
光源パッケージ71にパッケージ化されるLED13としては、RGBの3色のLEDには限られず、代わりに、4色以上のLEDを用いるとしてもよい。例えば、光源パッケージ71にパッケージ化されるLED13として、RGBの3色のLEDの他に、RGBのうち、いずれか一つの色と補色関係にある色の光を発光するLEDを加えた、計4色のLEDを用いるとすることもできる。
[Modification]
The
なお、4色目のLEDを3色のいずれかの補色関係にある色に限定されるものでない。 Note that the LED of the fourth color is not limited to any one of the complementary colors of the three colors.
4つのLEDは後述する表示パネルのカラーフィルタの4色の着色層に対応する色であると望ましい。 It is desirable that the four LEDs have colors corresponding to four colored layers of a color filter of the display panel described later.
また、照明装置10における光源部12には、複数の色のLED13がパッケージ化された光源パッケージ71を配列する代わりに、一般的な照明装置で用いられているように、RGBの各色のLED13を並列に配列するとしても良いのは言うまでもない。さらには、緑色光は、人間の目にとって視感度が高いため、RGBの各色のLED13を並列に配列する際、2つの緑色LEDに対して、赤色LED、青色LEDを1つずつ配列するとしても良い。
In addition, instead of arranging 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.
また、照明装置10におけるRGB光源としては、以下のものが好ましい。
・Bは発光する光の波長のピークが435nm−485nmにあるもの
・Gは発光する光の波長のピークが520nm−545nmにあるもの
・Rは発光する光の波長のピークが610nm−650nmにあるもの
そして、RGB光源の波長によって、上記カラーフィルタを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。
Moreover, the following are preferable as an RGB light source in the illuminating
・ B is the wavelength peak of emitted light at 435 nm to 485 nm ・ G is the wavelength peak of emitted light at 520 nm to 545 nm ・ R is the wavelength peak of emitted light at 610 nm to 650 nm And if a color filter is appropriately selected according to the wavelength of the RGB light source, a wider range of color reproducibility can be obtained.
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、エメラルドグリーン、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 green, yellow colored areas / hues are red, blue, dark green, yellow green colored areas / hues are red, blue green, dark green, yellow green colored areas
[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19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. 19 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651R、651G、651Bを、R、G1、B、G2の各色の画像信号652R、652G1、652B、652G2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20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20(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20(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20(a)に示したパーソナルコンピュータや図20(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。
Electronic devices to which the liquid
12 光源部、 13 LED、 14 拡散シート、 15 プリズムシート、 10 照明装置、 60 光センサ、 30 液晶表示パネル、 100 液晶表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
光源を有し、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する照明装置と、
前記一対の基板のうち、一方の基板に形成され、光が入射すると電流が発生する半導体素子と、
前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する光源制御手段と、を備えることを特徴とする電気光学装置。 A display panel having a pair of substrates and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates, and provided with a plurality of sub-pixels;
An illumination device that includes a light source and illuminates the display panel by transmitting light emitted from the light source;
A semiconductor element that is formed on one of the pair of substrates and generates a current when light is incident thereon;
An electro-optical device comprising: a light source control unit that controls luminance of the light source based on the magnitude of the current.
前記ダミー着色層は、前記着色層と同じ色材で形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 Of the pair of substrates, on the other substrate, facing a plurality of colored regions composed of colored layers of a plurality of colors arranged corresponding to the plurality of sub-pixels, the semiconductor element, A dummy colored layer that is a colored layer of a color corresponding to the color of light emitted from the light source, and a reflective layer that reflects light are sequentially formed,
5. The electro-optical device according to claim 1, wherein the dummy colored layer is formed of the same color material as that of the colored layer.
前記照明装置は、複数の色の光を出射する複数の光源を有し、任意の時刻では、前記複数の色の光のうち、常に1色の光のみを出射することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 A reflective layer that reflects light is formed on the other of the pair of substrates.
The lighting device includes a plurality of light sources that emit light of a plurality of colors, and at any time, always emits only one color of the light of the plurality of colors. The electro-optical device according to any one of 1 to 4.
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