專利名稱：電光裝置和電子設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光裝置和電子設備。
背景技術(shù)：
作為電子設備的顯示部所使用的液晶顯示裝置(電光裝置)，往往使用透過型乃至半透過反射型的液晶顯示裝置，在這種液晶顯示裝置中，通常具有設置了濾色器的液晶面板和配置在液晶面板的背面?zhèn)鹊暮笳諢簟４送?，近年來，從后照燈的緊湊化和低消耗電力化等方面出發(fā)，多是使用將LED(Light Emitting Diode)作為光源的后照燈。
而且，提出了用于提高具有LED光源后照燈的液晶顯示裝置的光源利用效率的方案。例如，在專利文獻1中，公開了通過采用組合將藍色LED作為光源的后照燈和具有發(fā)揮濾色器功能的色變換層的液晶面板的結(jié)構(gòu)而將從后照燈輸出的光高效率地變換為彩色顯示光的技術(shù)。
專利文獻1特開2000-258771號公報然而，最近在顯示裝置領(lǐng)域?qū)︼@示的高質(zhì)量化的要求非常高，而在現(xiàn)有所知的使用白色LED的后照燈中，由于G(綠)、R(紅)的發(fā)光峰值小、范圍寬，所以存在顯示光的色純度變低從而色再現(xiàn)范圍變窄的問題。此外，按照專利文獻1所述的技術(shù)，具有能夠減小用于獲得色光的能量損耗從而獲得高輝度顯示的優(yōu)點。但是，由于直接將來自與濾色器相比色種類選擇的自由度小的色變換層的輸出光用于顯示，因而存在不易擴大色再現(xiàn)范圍的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)多色顯示的電光裝置的高質(zhì)量化、優(yōu)選地在4原色或4原色以上的多色顯示中也能夠容易且低成本地實現(xiàn)高質(zhì)量化的電光裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電光裝置是具備發(fā)光單元、以及具有多個使該發(fā)光單元的輸出光的一部分的波長范圍的光有選擇地透過的著色部的濾色器的多色顯示型的電光裝置，其特征在于在上述發(fā)光單元與濾色器之間設置了將上述發(fā)光單元的輸出光的一部分變換為上述濾色器的至少1色的著色部的透過波長范圍附近的光的色變換單元。
按照這種結(jié)構(gòu)，由于在使從發(fā)光單元射出的光入射到濾色器上之前，由配置在該濾色器與發(fā)光單元之間的色變換層進行色變換，所以入射到各著色部上的光成為包含多種與該著色部的透過波長范圍對應的色光的光，此外，也成為比上述色光的發(fā)光峰值尖銳化的光。因此，由于透過著色部而射出的顯示光與沒有設置色變換層的情況相比成為具有高的色純度的色光，所以由這樣的色光構(gòu)成的顯示圖像成為鮮艷而高質(zhì)量的顯示。
此外，在本發(fā)明中，由于只設置色變換單元就能夠相對于上述著色部的波長選擇特性使發(fā)光單元的輸出光的分光特性一致，所以不需要變更發(fā)光單元本身的分光特性。因此，按照本發(fā)明，能夠得到可容易且低成本地進行高質(zhì)量顯示的電光裝置。
另外，在本說明書中，所謂電光裝置，是除了具有利用電場使物質(zhì)的折射率改變而使光的透過率改變的具有電光效應的裝置之外，還包含將電能變換為光能的發(fā)光裝置等的總稱。
在本發(fā)明的電光裝置中，優(yōu)選地上述色變換單元與1個或多個著色部對應地設置并且對于每一種上述著色部的色種類具有不同的波長變換特性。
按照這種結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)著色部的色種類設置不同的波長變換特性的色變換單元，所以色變換單元的波長變換作用對指定的著色部以外的著色部的透過光沒有影響，從而能夠進一步提高透過各著色部而得到的顯示光的色純度，此外，也能夠提高輸出光的利用效率。由此，能夠獲得明亮而鮮艷的高質(zhì)量顯示。
在本發(fā)明的電光裝置中，也能夠采用在上述濾色器中設置包括紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的4色或4色以上的上述著色部的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的電光裝置也能夠最佳地用于4色濾色器的多原色顯示電光裝置，在這樣的結(jié)構(gòu)中也能夠得到高質(zhì)量顯示。作為上述R、G、B以外的色種類的著色部，也可以設置例如淡藍色(C；青色)、黃色(Y；黃)等著色部。
在本發(fā)明的電光裝置中，優(yōu)選地上述色變換單元具有將上述發(fā)光單元的輸出光的一部分變換為上述R、G、B以外的色種類的著色部的透過波長范圍附近的光的功能。按照這種結(jié)構(gòu)，不用變更發(fā)光單元本身的特性而能夠提高4色或4色以上的多色顯示電光裝置的顯示質(zhì)量。
在本發(fā)明的電光裝置中，能夠采用具有調(diào)制從上述發(fā)光單元輸出的光的光調(diào)制單元的結(jié)構(gòu)。即，能夠作為調(diào)制發(fā)光單元的輸出光而進行高灰度顯示的電光裝置而構(gòu)成。
此外，在這樣結(jié)構(gòu)的電光裝置中，優(yōu)選地上述色變換單元設置在上述粉單元與光調(diào)制單元之間。按照這種結(jié)構(gòu)，能夠不變更光調(diào)制單元的結(jié)構(gòu)而提高顯示質(zhì)量，在制造的容易性和制造成本方面是有利的結(jié)構(gòu)。
并且，在本發(fā)明的電光裝置中，上述光調(diào)制單元能夠采用將液晶層夾持在一對基板間而形成的液晶面板的結(jié)構(gòu)。按照這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提供可進行鮮艷的高質(zhì)量顯示的液晶顯示裝置。
進而，優(yōu)選地上述色變換單元設置在構(gòu)成上述液晶面板的基板的液晶層側(cè)。按照這種結(jié)構(gòu)，能夠在制造液晶面板時設置上述色變換單元從而能夠進行有效的制造，并且也容易按液晶面板的每個顯示單位(點)設置色變換單元。
在本發(fā)明的電光裝置中，上述發(fā)光單元能夠采用具有冷陰極管、LED或EL元件的照明裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠最佳地用于具有上述結(jié)構(gòu)的照明裝置的電光裝置。在將冷陰極管、LED或EL元件作為光源的照明裝置中，由于其結(jié)構(gòu)或構(gòu)成材料常常成為特征的分光特性的輸出光，即使變更該分光特性，也難于使輸出光的特性與多色的濾色器的波長選擇特性一致。此外，如果變更光源，由于照明裝置成為專用品，所以避免了照明裝置本身的成本增加。因此，由于只要應用本發(fā)明而利用色變換單元使冷陰極管、LED或EL元件的發(fā)光特性與濾色器的波長選擇特性一致在照明裝置就可以使用通用品，所以能夠不增加照明裝置本身的成本而實現(xiàn)顯示的高質(zhì)量化。
在本發(fā)明的電光裝置中，上述照明裝置具有光源和將該光源的光導引到上述濾色器的導光板，上述導光板能夠采用具有上述色變換單元的功能的結(jié)構(gòu)。這樣，如果采用使導光板具有色變換功能的結(jié)構(gòu)，則可不必另外設置片狀的色變換單元，從而在電光裝置的薄型化上發(fā)揮作用。
在本發(fā)明的電光裝置中，上述發(fā)光單元設置了能夠相互獨立地驅(qū)動的多個EL元件，也能夠應用上述各EL元件與上述濾色器的各著色部對應地配置的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的電光裝置也能夠采用由著色部將EL元件的光變換為色光而進行多色顯示方式的EL顯示裝置的方式。并且，在這樣的EL顯示裝置中，也能夠獲得鮮艷的高質(zhì)量顯示。
其次，本發(fā)明的電子設備的特征在于具有前面所述的本發(fā)明的電光裝置。按照這種結(jié)構(gòu)，能夠提供具備可進行鮮艷的高質(zhì)量顯示的顯示部的電子設備。


圖1是實施例1的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示實施例1的液晶顯示裝置的像素區(qū)域的概要平面圖。
圖3是表示實施例1的液晶顯示裝置的后照燈的光源的分光特性的圖。
圖4是表示實施例1的液晶顯示裝置的濾色器的波長選擇特性的圖。
圖5是用于說明實施例1的液晶顯示裝置的色變換層的作用的分光特性圖。
圖6是實施例2的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖7是實施例3的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示實施例3的液晶顯示裝置的濾色器的波長選擇特性的圖。
圖9是用于說明實施例3的液晶顯示裝置的色變換層的作用的分光特性圖。
圖10是表示取代光源時的分光特性的說明圖。
圖11是實施例4的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖12是實施例5的有機EL顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示電子設備的結(jié)構(gòu)例的立體結(jié)構(gòu)圖。
標號說明100、200、300、400—液晶顯示裝置(電光裝置)，500—有機EL顯示裝置(電光裝置)，110、210、310、410—液晶面板(光調(diào)制單元)，120—后照燈(照明裝置)，130、330—色變換片(色變換單元)，230R、230G、230C、539R、539G、539B—色變換層(色變換單元)。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施例。
另外，在以下參照的各圖中，為了容易看圖，適當?shù)刈兏烁鹘Y(jié)構(gòu)要素的厚度或大小等，或者省略了一部分來表示。
實施例1.
圖1是表示本發(fā)明的電光裝置的實施例1的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示該液晶顯示裝置的1個像素區(qū)域(3點)的概要平面圖。
液晶顯示裝置100是有源矩陣方式的透過型彩色液晶顯示裝置，構(gòu)成為具有液晶面板(光調(diào)制單元)110、后照燈(照明裝置)120和設置在它們之間的色變換片(色變換單元)130。
液晶面板110構(gòu)成為，具有相對配置的一對基板111和112、以及夾持在基板111和112之間并且由密封部件113密封的液晶層114。在正面?zhèn)?圖示上側(cè))的基板111的液晶層114側(cè)設置了濾色器115，在背面?zhèn)?圖示下側(cè))的基板112的液晶層114側(cè)形成了電路層116。
基板111和112可以由玻璃或石英、塑料等形成，在透過型的液晶顯示裝置中使用透光性(透明)的基板。對于構(gòu)成液晶層114的液晶，只要是可以形成指定的取向狀態(tài)的液晶不特別限定，典型的是使用向列液晶。此外，對于液晶的初始取向狀態(tài)，不限于TN模式，也可以應用垂直取向模式。
3色(R、G、B)的著色部115R、115G、115B在濾色器115上平面周期地排列，圖中未示出，在濾色器115的液晶層114側(cè)面設置了作為向液晶層施加電場裝置的電極。另一方面，電路層116至少包含基板111側(cè)的電極和向液晶層114施加電場的電極，在本實施例的情況下，作為像素開關(guān)元件設置了TFT(薄膜晶體管)。
如圖2所示的概要平面結(jié)構(gòu)，在液晶面板110的電路層116上形成了在相互交叉的方向上延伸的多條數(shù)據(jù)線116d和多條掃描線116g，由這些數(shù)據(jù)線116d和掃描線116g所包圍的矩形的1個區(qū)域是點區(qū)域。在點區(qū)域內(nèi)的電路層116上，設置了像素電極116e和TFT116s，像素電極116e通過TFT116s與數(shù)據(jù)線116d和掃描線116s連接。另一方面，在點區(qū)域內(nèi)的基板111上，按照與上述電路層116的像素電極116e平面重疊的方式配置了著色部115R、115G、115B中的1個著色部，包含圖中所示的1組著色部115R、115G、115B的3個點區(qū)域構(gòu)成液晶顯示裝置100的像素區(qū)域。
后照燈120以導光板121和配置在導光板121的側(cè)端面(圖中為左側(cè)端)的光源(發(fā)光單元)122為主體而構(gòu)成。另外，從光源122射出的光通過導光板121的側(cè)端面導入導光板內(nèi)部并且使其在內(nèi)部傳播而從導光板121的上面向液晶面板110側(cè)射出。
色變換片130是具有將入射光的一部分變換為特定波長范圍的光并輸出的功能的光學片，例如，可以使用將熒光體或色素混入樹脂材料等中而形成片狀的部件、或?qū)⒄凵渎什煌碾娊橘|(zhì)膜疊層而成的電介質(zhì)半透反射鏡、或者利用Al薄膜的半透反射鏡。
在本實施例的情況下，光源122是具有圖3所示的分光特性的白色LED(發(fā)光二極管)的光源，是通過將現(xiàn)有的所知的藍色發(fā)光芯片的光經(jīng)由黃色熒光體取出而得到白色光的光源。藍色發(fā)光芯片，例如是通過在藍寶石(Al2O3)等的基板的表面生長GaInN類的化合物半導體結(jié)晶而形成的，最佳地使用在由n-GaN構(gòu)成的包層與由p-GaN構(gòu)成的包層之間具有夾入由InGaN構(gòu)成的發(fā)光層的雙異質(zhì)接合結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，上述結(jié)構(gòu)的光源122，在藍色光(420～490nm)的范圍具有尖銳的發(fā)光峰，另一方面，從綠色光(520～570nm)到紅色光(590～630nm)的范圍的發(fā)光強度比藍色光小，此外，這些波長范圍的分布是平緩的。另一方面，液晶面板110的濾色器115的波長選擇特性如圖4所示，如果使來自后照燈120的輸出光原樣地透過濾色器115而進行顯示，則藍色光能夠得到比較高的色純度，而由于顯示光的分光特性中的綠色光和紅色光的發(fā)光強度不會出現(xiàn)陡峭的峰，所以色純度會降低。
因此，在本實施例的液晶顯示裝置100中，通過在后照燈120與液晶面板110之間配置色變換片130而使后照燈120的輸出光的分光特性改變，從而使之與濾色器的波長選擇特性一致。即，如圖5所示，通過使后照明燈120的輸出光透過色變換片130而在與綠色光和紅色光對應的波長范圍獲得顯現(xiàn)尖銳的發(fā)光峰的分光特性的照明光。并且，液晶顯示裝置100，通過使具有圖5所示的分光特性的照明光入射到液晶面板110上并隔著濾色器115進行彩色顯示，而在藍色光、綠色光和紅色光所有的原色光獲得良好的色純度，從而能夠獲得鮮艷的高質(zhì)量的顯示。
另外，白色LED的結(jié)構(gòu)并不限于具有圖3所示的分光特性的結(jié)構(gòu)，例如也有將紅、綠、藍的發(fā)光芯片封入單一的LED元件中的結(jié)構(gòu)、或?qū)⒓t色LED、綠色LED和藍色LED作為1組發(fā)光單元來使用的結(jié)構(gòu)，而只要是這些結(jié)構(gòu)就能夠?qū)τ诟魃娘@示光獲得比較高的色純度。
然而，將多色的發(fā)光芯片組合而得到白色的類型的發(fā)光元件，與利用單色的發(fā)光芯片與熒光體的組合而得到白色光的方式相比只有提高成本，此外，在將多色的LED組合使用時還會有在導光板面內(nèi)容易產(chǎn)生色分離的問題，而且，當發(fā)光芯片的發(fā)光特性與濾色器的波長選擇特性不一致時，需要調(diào)整濾色器或發(fā)光元件本身的光學特性，從而將進一步提高成本。
對此，在本實施例的液晶顯示裝置中，使用從單色的發(fā)光芯片得到白色光的發(fā)光單元而可以得到高的色純度的顯示，從而具有在有效地抑制制造成本的升高的同時能夠獲得高質(zhì)量的顯示的優(yōu)點。
將圖3所示的分光特性的照明光變換為具有圖5所示的分光特性的照明光的色變換片130，例如在使用熒光色素的情況下，其是由將藍色光變換為綠色光的熒光色素、將藍色光和綠色光變換為紅色光的熒光色素混入樹脂材料形成透光性的片而構(gòu)成的。作為構(gòu)成色變換片130的基材的樹脂材料能夠使用濾色器等光學部件的基材所使用的聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、馬來酸樹脂、聚酰胺樹脂。
作為將藍色光變換為綠色光的熒光色素可以列舉出例如2，3，5，6-1H，H-四氫-8-三氟甲基喹嗪并(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)；3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)；3-(2’-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)等的香豆素色素；堿性黃-51；或者溶劑黃-11；溶劑黃-116(solvent yellow-116)等的萘二甲酰亞氨基色素等的1種或2種或2種以上的色素。
作為將藍色光乃至綠色光變換為紅色光的熒光色素，可以列舉出例如4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(以下稱為DCM)等的花青類色素、1-乙基-2-(4-(對二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-吡啶鎓-高氯酸鹽(以下稱為吡啶1)等的吡啶類色素、若丹明B和若丹明6G等的若丹明類色素、或者其它噁嗪類等的1種或2種或2種以上的色素。
上述熒光色素也能夠以預先混入在聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯樹脂、氯乙烯—乙酸乙烯酯共聚樹脂、醇酸樹脂、芳香族磺酰胺樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、苯胍胺樹脂、以及這些的樹脂混合物等的粘合劑中作為熒光顏料的方式進行使用。
優(yōu)選地作為色變換片130的基材使用的樹脂材料或作為熒光顏料的粘合劑使用的樹脂材料是不會產(chǎn)生消光或退色并不會降低熒光色素的熒光性的材料。例如，堿性樹脂通常是π電子豐富而具有電子供給性，由于對堿性的熒光色素不易產(chǎn)生相互作用，所以是最佳的。另外，當然優(yōu)選上述樹脂材料是對于可見光具有良好的透過率的材料。
在本實施例的色變換片130中，由于光源122是如圖3所示的在綠色～紅色的波長范圍具有寬的發(fā)光強度分布的光源，所以，如上所述，具有綠色光和紅色光的發(fā)光峰尖銳化的色變換特性，當然，色變換片130的色變換特性能夠?qū)诠庠吹姆止馓匦远m當?shù)刈兏?。例如，當光?22使用產(chǎn)生紫外線或紫色光的元件時，進而包含將光源122的輸出光的一部分變換為藍色光而輸出的熒光色素。作為將紫外線或紫色光變換為藍色光的熒光色素，可以使用例如1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯(Bis-MSB)、反式-4，4’-二苯基茋(DPS)等的茋類色素、7-羥基-4-甲基香豆素(香豆素4)等的香豆素類色素等。
在以上的實施例1中，雖然例示說明了在導光板121的液晶面板110側(cè)面(光射出面)的幾乎整個面上配置色變換片130的情況，但作為這樣設置遍及液晶面板110的顯示區(qū)域全體發(fā)揮作用的色變換層的結(jié)構(gòu)，可以例示后照燈120的導光板121本身具有色變換功能的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，在導光板121的制造工藝中，通過將例如上述的熒光色素混入導光板形成用的樹脂材料中并成形，能夠得到具有所希望的色變換特性的導光板121。
實施例2.
下面，參照圖6說明作為本發(fā)明的電光裝置的實施例2的液晶顯示裝置。
圖6是實施例2的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。本實施例的液晶顯示裝置200是與實施例1一樣的有源矩陣方式的透過型彩色液晶顯示裝置，以液晶面板(光調(diào)制單元)210和后照燈(照明裝置；發(fā)光單元)120為主體而構(gòu)成。
另外，作為像素區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)，與圖2所示的液晶顯示裝置100的平面結(jié)構(gòu)相同，在圖6中，對于與圖1或圖2所示的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標以相同的符號并省略其說明。
本實施例的液晶顯示裝置200具有改變?nèi)肷涞綖V色器115上的照明光的分光特性的色變換單元在液晶面板200的基板內(nèi)面?zhèn)?液晶層側(cè))且與指定的點區(qū)域?qū)膮^(qū)域作為色變換層230R、230G而設置的特征。
具體而言，上述色變換層230R、230G設置在形成于基板112的液晶層側(cè)面的電路層216上。色變換層230R與具有著色部115R的紅色的點區(qū)域?qū)卦O置，色變換層230G與具有著色部115G的綠色的點區(qū)域?qū)卦O置。在具有著色部115B的藍色的點區(qū)域沒有設置色變換層而將從后照燈120入射并透過液晶層114的光直接導入著色部115B。
另外，上述基板112的電路層216中的色變換層230R、230G的形成位置，只要是基板112與電路層216所包含的電極(圖2所示的像素電極116e)之間的層，可以在任意的層形成。即，如圖6所示，可以在基板112的表面形成色變換層，也可以在與像素電極相鄰的層形成。或者，也可以是色變換層230R、230G設置在相對側(cè)的基板111的內(nèi)面?zhèn)?液晶層側(cè))的結(jié)構(gòu)。當在設置了濾色器115的基板111上形成色變換層時，可以在濾色器115與基板111側(cè)的電極之間設置該色變換層。
色變換層230R、230G與前面的實施例的色變換片130一樣，可以利用由包含熒光色素的樹脂材料構(gòu)成的樹脂膜或使用無機材料的半透反射鏡形成。并且，在本實施例中，色變換層230R、230G根據(jù)濾色器115的著色部的色種類而設置，色變換層230R、230G可以采用具有相互不同的色變換功能的結(jié)構(gòu)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，不會對其它色種類的點區(qū)域產(chǎn)生影響而能夠?qū)μ囟ǖ闹咳肷渥罴训姆止馓匦缘恼彰鞴?，從而能夠提高各原色光的色純度而得到高質(zhì)量的彩色顯示。此外，將在設置了色變換層的綠色乃至紅色的點區(qū)域中顯示所不利用的藍色光變換為各自的色光，另一方面，由于沒有設置色變換層的藍色的點區(qū)域不會發(fā)生由于色變換引起的藍色光的強度降低，所以能夠?qū)τ诟髟馓岣吖庠吹睦眯?，從而能夠得到明亮的顯示。
如本實施例在基板112的內(nèi)面?zhèn)刃纬缮儞Q層230R、230G的圖形的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地色變換層230R、230G由無機材料構(gòu)成。因為由無機材料構(gòu)成的色變換層是使用將SiO2膜和TiO2膜周期地疊層而形成的電介質(zhì)半透反射鏡或應用Al薄膜的半透反射鏡而形成的，所以使用公知的光刻技術(shù)能夠容易而高精度地進行圖形化。在這些半透反射鏡中，通過調(diào)整疊層膜乃至金屬膜的膜厚能夠容易地變更透過光的波長范圍。
但是，當然作為色變換層也可以使用包含熒光色素的樹脂膜。在這種情況下，作為與綠色的點區(qū)域?qū)纳儞Q層230G，可以使用包含將藍色光變換為綠色光的熒光色素的層，作為與紅色的點區(qū)域?qū)纳儞Q層230R，可以使用包含將藍色光乃至綠色光變換為紅色光的熒光色素的層。并且，通過作為樹脂膜的基材使用光刻法能夠應用的感光性樹脂、例如諸如丙烯酸類、甲基丙烯酸類、聚肉桂酸乙烯酯類、環(huán)化橡膠類等的具有反應性乙烯基的光硬化型抗蝕劑材料，能夠形成可進行圖形化的樹脂膜。具體而言，例如將熒光色素或熒光顏料和粘合劑樹脂溶解或分散到適當?shù)娜軇┲卸{(diào)制溶液，并用旋涂、輥涂、棒涂、澆鑄、浸涂等方法進行制膜。并且，通過使干燥后得到的該樹脂膜進行曝光、顯影處理并進行圖形化，能夠在任意的位置形成色變換層。
實施例3.
下面，參照圖7說明作為本發(fā)明的實施例3的液晶顯示裝置。本實施例的液晶顯示裝置300與前面的實施例一樣是有源矩陣方式的透過型彩色液晶顯示裝置，構(gòu)成為具有液晶面板(光調(diào)制單元)310、后照燈(照明裝置；發(fā)光單元)120和設置在液晶面板310與后照燈120之間的色變換片(色變換單元)330。
另外，本實施例的液晶顯示裝置中的像素區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)，是使圖2所示的液晶顯示裝置100的平面結(jié)構(gòu)與4原色顯示對應地采用4點結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)。此外，在圖7中，對于與圖1～圖6所示的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標以相同的符號并省略其說明。
液晶面板310具有將液晶層114夾持在一對基板111與112之間并且利用密封部件113將液晶層114密封的結(jié)構(gòu)。電路層316設置在基板112的液晶層114側(cè)，另一方面，濾色器315設置在基板111的液晶層114側(cè)面。如圖所示，濾色器315是4種著色部115R(紅)、115G(綠)、115B(藍)、115C(淡藍色，青色)周期地排列形成的4色濾色器。與前面的實施例1一樣，在電路層316上平面呈矩陣狀地排列形成了用于向液晶施加電場的像素電極，通過相對于各像素電極相對配置上述著色部115R、115G、115B、115C中的任意一個構(gòu)成能夠相互獨立地驅(qū)動的點區(qū)域。
并且，本實施例的色變換片330發(fā)揮與4色濾色器315的各著色部的波長選擇特性一致地變更從后照燈120供給的照明光的分光特性，提高構(gòu)成顯示光的各原色光的色純度的作用，由此，在具有4色濾色器的液晶顯示裝置中，也能夠得到原色光的色純度優(yōu)異的高質(zhì)量的顯示。
上述4色濾色器315的波長選擇特性是如圖8所示的特性，青色的著色部115C的透過率曲線(Cyan，青)在藍色的著色部115B的透過率曲線(Blue，藍)的峰值與綠色的著色部115G的透過率曲線(Green，綠)的峰值之間具有峰值。另一方面，上述后照燈120是具有圖3所示的分光特性的后照燈。
從圖3與圖8的比較可知，著色部115C的透過率的峰值波長(約500nm)在后照燈120的分光特性上與其它波長范圍相比相當于發(fā)光強度低的范圍。因此，如果使來自后照燈120的照明光原樣地入射到濾色器315上，則構(gòu)成顯示光的紅色光、綠色光和青色光無法得到良好的色純度，此外，青色光與其它的色光相比不能得到充分的輝度。
在此，圖9是用于說明色變換片330的色變換特性的分光特性圖，圖中虛線所示的曲線是圖3所示的后照燈120的發(fā)光強度曲線。如圖9所示，色變換片330將從后照燈120供給的照明光的分光特性變換為在波長約500nm、約530nm、約630nm的位置上具有發(fā)光強度的峰值的分光特性的照明光。因此，如果將具有這樣的色變換特性的色變換片330設置在后照燈120與液晶面板310之間，就能夠?qū)τ诟髦?15R、115G、115B、115C入射在各波長范圍具有與它們的波長選擇特性基本一致的發(fā)光峰值的照明光，從而能夠提高顯示光的色純度，并且，由于對于在從后照燈120射出的照明光中比較少的波長成分的青色光也能夠提高發(fā)光強度，所以能夠得到鮮艷的高質(zhì)量的彩色顯示。
在以上的實施例中，雖然說明了后照燈120的光源122是通過黃色熒光體將藍色發(fā)光芯片的光取出的結(jié)構(gòu)的白色LED的情況，但作為光源122，也可以使用藍色LED。圖10是表示光源122使用藍色LED時的照明光的發(fā)光強度曲線(虛線)和透過色變換片330之后的照明光的發(fā)光強度曲線(實線)。如圖10所示，當光源122是藍色LED時，由色變換片330從藍色光生成青色光(波長500nm附近)、綠色光(波長530nm附近)和紅色光(波長630nm附近)，從而能夠使在各個波長具有尖銳的發(fā)光強度的峰值的照明光對于液晶面板310入射。由此，能夠向各個著色部115R、115G、115B、115C入射與它們的波長選擇特性一致的照明光，從而能夠由于顯示光的色純度提高而實現(xiàn)顯示圖像的高質(zhì)量化。
此外，當光源122使用藍色LED時，由于發(fā)光芯片是單色的，所以嫩夠以與使用前面的結(jié)構(gòu)的白色LED的后照同等或同等以下的成本提供后照燈，因此不會象使用多色發(fā)光芯片乃至LED的結(jié)構(gòu)那樣產(chǎn)生后照燈的高成本化或?qū)Ч獍宓纳蛛x等的問題。
雖然色變換片330的具體結(jié)構(gòu)可以采用與前面的實施例1的色變換片130大致相同的結(jié)構(gòu)，但當將色變換片330采用例如含有熒光色素的樹脂片時，作為上述熒光色素，可以采用包含將藍色光變換為青色光的熒光色素。作為這樣的熒光色素，例如可以列舉出2，3，5，6-1H，4H-四氫-8-三氟甲基喹嗪并(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)；3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)；3-(2’-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)等的香豆素色素；堿性黃-51；或者溶劑黃-11(solvent yellow-11)；溶劑黃-116(solvent yellow-116)等的萘二甲酰亞氨基色素等的1種或2種或2種以上的色素。
此外，當將電介質(zhì)半透反射鏡或金屬膜半透反射鏡用于色變換片330的主要部分時，只要調(diào)整構(gòu)成這些半透反射鏡的電介質(zhì)膜或金屬膜的膜厚使青色光有選擇地透過即可。
另外，當然也可以通過利用含有熒光色素的樹脂材料制作后照燈120的導光板121而使導光板121本身具有色變換功能。
實施例4.
下面，參照圖11說明本發(fā)明的實施例4。本實施例的液晶顯示裝置400與上述實施例一樣是有源矩陣方式的透過型彩色液晶顯示裝置，構(gòu)成為具有液晶面板(光調(diào)制單元)410和后照燈(照明裝置；發(fā)光單元)120。
另外，本實施例的液晶顯示裝置中的像素區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)是使圖2所示的液晶顯示裝置100的平面結(jié)構(gòu)與4原色顯示對應地采用4點結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)。此外，在圖11中，對于與圖1～圖10所示的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標以相同的符號并省略其說明。
液晶面板410具有將液晶層114夾持在一對基板111與112之間并且利用密封部件113將液晶層114密封的結(jié)構(gòu)。電路層416設置在基板112的液晶層114側(cè)，另一方面，濾色器315設置在基板111的液晶層114側(cè)面。濾色器315與前面的實施例的液晶裝置300一樣，是4種著色部115R(紅)、115G(綠)、115B(藍)、115C(青)周期地排列的4色濾色器。
在電路層416的下層側(cè)(基板112側(cè))，與前面的實施例一樣，平面呈矩陣狀地排列形成了多個像素電極(圖中未示出)，而且在本實施例中，與上述多個像素電極的一部分對應地設置了色變換層(色變換單元)230R、230G、230C。即，在液晶面板410中，與具有著色部115R的紅色的點區(qū)域?qū)卦O置色變換層230R，與具有著色部115G的綠色的點區(qū)域?qū)卦O置色變換層230G，與具有著色部115C的點區(qū)域?qū)卦O置色變換層230C。另外，上述基板112的電路層416中的色變換層230R、230G、230C的形成位置與上述實施例一樣不限定于基板112表面，只要是電路層416所包含的電極與基板112之間的層，可以在任意的層形成。
色變換層230R、230G、230C可以采用與前面的實施例2的色變換層230R、230G相同的結(jié)構(gòu)，可以利用由包含熒光色素的樹脂材料構(gòu)成的樹脂膜或使用無機材料的半透反射鏡形成。并且，在本實施例中，色變換層230R、230G、230C根據(jù)濾色器315的著色部的色種類而設置，色變換層230R、230G、230C可以采用具有相互不同的色變換功能的結(jié)構(gòu)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠不會對其它色種類的點區(qū)域產(chǎn)生影響而對于特定的著色部入射最佳的分光特性的照明光，從而能夠提高各原色光的色純度而得到高質(zhì)量的彩色顯示。此外，在設置了色變換層的青色、綠色、紅色的點區(qū)域?qū)@示所不利用的藍色光變換為各自的色光，另一方面，由于沒有設置色變換層的藍色的點區(qū)域不會產(chǎn)生由于色變換引起藍色光的強度降低，所以對于各原色光能夠提高光源的利用效率而得到明亮的顯示。
如本實施例，優(yōu)選地在基板112的內(nèi)面?zhèn)刃纬闪松儞Q層230R、230G、230C圖形的結(jié)構(gòu)中，由無機材料構(gòu)成色變換層230R、23G、230C。因為由無機材料構(gòu)成的色變換層使用將SiO2膜和TiO2膜周期地疊層形成的電介質(zhì)半透反射鏡或應用Al薄膜的半透反射鏡形成，所以使用公知的光刻技術(shù)能夠容易且高精度地形成圖形。在這些半透反射鏡中，通過調(diào)整疊層膜或金屬膜的膜厚能夠容易地變更透過光的波長范圍。但是，當然也可以通過使含有熒光色素的樹脂膜形成圖形而形成色變換層。
實施例5.
下面，參照圖12說明本發(fā)明的實施例5。以下，作為本發(fā)明的電光裝置的一實施例，以有機EL裝置為例進行說明。
如圖12所示，本實施例的有機EL裝置500是形成了EL元件(發(fā)光單元)的元件基板530與形成了R(紅)、G(綠)、B(藍)的3色的著色部542R、542G、542B的對置基板540通過粘接層543相互粘合的頂發(fā)射型的全彩色有機EL顯示裝置。在本實施例的有機EL顯示裝置500中，在設置了陽極(像素電極)533的元件基板530之上設置了用于劃分各像素的堤層534，在由該堤層534所劃分的區(qū)域內(nèi)形成了由疊層空穴注入/輸送層535和包含白色發(fā)光材料的發(fā)光層536而成的有機EL層。換言之，在堤層534上在與各像素對應的位置設置了開口部，在該開口部內(nèi)在露出陽極533的位置設置了上述的有機EL層。并且，覆蓋這些堤層534和有機EL層而設置了陰極(對置電極)537。
由于在本實施例中采用了從陰極側(cè)取出由有機EL層產(chǎn)生的光的頂發(fā)射結(jié)構(gòu)，所以陰極537采用了使用浴銅靈(BCP)和銫(Cs)的共蒸發(fā)膜并進而為了賦予導電性而疊層了ITO的結(jié)構(gòu)。此外，為了從陰極側(cè)取出在陽極533側(cè)產(chǎn)生的光，陽極533采用了Al或Ag等的高反射率的金屬材料或Al/ITO等的透光性材料和高反射率金屬材料的疊層結(jié)構(gòu)。
另外，陰極537配置成覆蓋堤層534和有機EL層(發(fā)光層536)的露出面而，對各像素作為共用的共用電極發(fā)揮功能。這時的陰極，除了本結(jié)構(gòu)外，同樣也可以使用功函數(shù)低的金屬，例如將Ca、Mg、Ba、Sr等和作為保護電極的Al、Ag、Au等形成共計小于等于50nm的厚度的膜。
在元件基板530上，在由玻璃或樹脂等構(gòu)成的基板本體530A上，依次疊層形成電路元件部531和層間絕緣膜532，在該層間絕緣膜532之上，上述陽極533與各像素對應地排列形成矩陣狀。在電路元件部531上，設置了掃描線或信號線等各種配線、用于保持圖像信號的保持電容(圖中均未示出)和作為像素開關(guān)元件的TFT531a等的電路。在本實施例中，由于采用了頂發(fā)射結(jié)構(gòu)，所以基板本體530A不一定必須是透明的。因此，基板本體530A除了玻璃等透光性基板外，也可以采用半導體基板等半透明或不透明的基板。
有機EL層形成從下層側(cè)(像素電極側(cè))開始依次疊層空穴注入/輸送層535和包含白色發(fā)光材料的白色發(fā)光層536的結(jié)構(gòu)。
作為空穴注入/輸送層535的形成材料，可以最佳地應用聚噻吩、聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚苯胺和該電介質(zhì)等高分子材料。作為白色發(fā)光層536的形成材料(發(fā)光材料)，可以使用高分子發(fā)光體或低分子的有機發(fā)光色素，即可以使用各種熒光物質(zhì)或磷光物質(zhì)等發(fā)光物質(zhì)。特別優(yōu)選地在作為發(fā)光物質(zhì)的共軛類高分子中包含亞芳基亞乙烯基或聚芴結(jié)構(gòu)的物質(zhì)等。
此外，在本實施例中，如上所述，由于設置了具有與有機EL層形成區(qū)域?qū)拈_口部的堤層534，所以利用噴液法(液滴噴出法)形成上述空穴注入/輸送層535和白色發(fā)光層536是最佳的結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)選地作為上述發(fā)光材料使用適合于液滴噴出法的高分子材料，具體而言，可以將聚二辛基芴(PFO)和MEH-PPV按9∶1的比例混合的材料作為最佳的材料進行例示。另外，在本實施例中，雖然有機EL層是空穴注入/輸送層和發(fā)光層的2層結(jié)構(gòu)，當然也可以在白色發(fā)光層536上設置電子輸送層或電子注入層等。
這樣構(gòu)成的基板利用密封部件538進行密封。優(yōu)選地作為密封部件538是具有氣密性的材料，例如，可以最佳地使用SiO2等的硅氧化物或SiN等的硅氮化物或SiOxNy等的硅氧氮化物。進而，在這些無機氧化物層上可以有效地疊層丙烯酸系樹脂或聚酯、環(huán)氧等樹脂層。另外，在陰極537與密封部件538之間也可以根據(jù)需要設置保護膜。
并且，在本實施例的有機EL顯示裝置500中，在密封部件538上與上述像素電極533平面重疊的區(qū)域設置了色變換層(色變換單元)539R、539G和539B。這些色變換層539R、539G、539B能夠采用與前面的實施例2的色變換層230R、230G相同的結(jié)構(gòu)。即，能夠利用由包含熒光色素的樹脂材料構(gòu)成的樹脂膜或使用無機材料的半透反射鏡形成。
另一方面，在對置基板540上，在由玻璃或樹脂等構(gòu)成的透光性的基板本體540A上設置了濾色器541。在濾色器541上，R、G、B的3種著色部542R、542G、542B以由堤層521劃分的形式排列成矩陣狀。堤層521的開口部(著色部的形成區(qū)域)設置在與元件基板530側(cè)的堤層534的開口部平面重疊的位置上。因此，各著色部542R、542G、542B與元件基板530的各色變換層539R、539G、539B和有機EL層分別平面重疊地配置。
在本實施例的有機EL顯示裝置中，色變換層539R、539G、539B具有將透過其本身的光的一部分變換為指定波長的色光的功能，能夠?qū)τ谂c它們各自對應的著色部542R、542G、542B供給具有適當?shù)陌l(fā)光特性的光。即，色變換層539B發(fā)揮提高著色部542B的透過率曲線中的峰值波長附近的發(fā)光強度的作用，色變換層539G發(fā)揮提高著色部542G的透過率曲線中峰值波長附近的發(fā)光強度的作用。例如，如果濾色器541的波長選擇特性是圖4所示的那樣，則色變換層539B構(gòu)成為將從有機EL層射出的白色光的一部分變換為在著色部542B得到最大透過率的波長450nm附近的光，色變換層539G構(gòu)成為將上述白色光的一部分變換為波長530nm附近的光。
這樣，本實施例的有機EL顯示裝置500利用色變換層539R、539G、539B將從作為發(fā)光單元的有機EL元件輸出的白色光變換為指定的色光并入射到著色部542R、542G、542B上而構(gòu)成顯示光。由此，與不設置色變換層的結(jié)構(gòu)相比從各著色部輸出的色光的色純度高，因此能夠得到鮮艷的高質(zhì)量的顯示。
另外，在本實施例中，雖然說明了發(fā)光層536輸出白色光的情況，但作為發(fā)光層536，也可以使用發(fā)出藍色光或紫色光或者紫外線的發(fā)光層。由于不論使用哪種發(fā)光層都是利用在各像素設置的色變換層對輸出光進行色變換，所以能夠?qū)τ诟髦扛鶕?jù)各個色種類入射具有適當?shù)姆止馓匦缘墓?，從而能夠?gòu)成可進行鮮艷的高質(zhì)量顯示的有機EL顯示裝置。
電子設備.
圖13是表示本發(fā)明的電子設備的結(jié)構(gòu)例的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖13(a)所示的圖像監(jiān)視器1200構(gòu)成為具有包括前面的實施例的液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置的顯示部1201、殼體1202和揚聲器1203等。并且，按照該圖像監(jiān)視器1200，能夠利用前面的液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置進行鮮艷的高質(zhì)量顯示。
圖13(b)所示的移動電話1300構(gòu)成為具有包括前面的實施例的液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置的顯示部1301、操作部1302、受話部1303和送話部1304。并且，按照該移動電話1300，能夠利用前面的液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置進行鮮艷的高質(zhì)量顯示。
上述實施例的電光裝置不限于上述圖像監(jiān)視器，也可以作為電子書籍、個人電腦、數(shù)字照相機、取景器型或監(jiān)視器直視型的磁帶錄像機、汽車導航裝置、呼機、電子記事簿、計算器、文字處理器、工作站、可視電話、POS終端、具有觸摸面板的設備等的圖像顯示裝置最佳地進行使用，在以上的任意一種電子設備中都能夠得到鮮艷的高質(zhì)量的顯示。
權(quán)利要求
1.一種電光裝置，是具備發(fā)光單元、以及具有多個使該發(fā)光單元的輸出光的一部分的波長范圍的光有選擇地透過的著色部的濾色器的多色顯示型的電光裝置，其特征在于在上述發(fā)光單元與濾色器之間設置了將上述發(fā)光單元的輸出光的一部分變換為上述濾色器的至少1色的著色部的透過波長范圍附近的光的色變換單元。
2.按權(quán)利要求1所述的電光裝置，其特征在于上述色變換單元，與1個或多個著色部對應地設置并且對于每一種上述著色部的色種類具有不同的波長變換特性。
3.按權(quán)利要求1或2所述的電光裝置，其特征在于在上述濾色器中設置了包括紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的4色或4色以上的上述著色部。
4.按權(quán)利要求3所述的電光裝置，其特征在于上述色變換單元具有將上述發(fā)光單元的輸出光的一部分變換為上述R、G、B以外的色種類的著色部的透過波長范圍附近的光的功能。
5.按權(quán)利要求1～4中的任意一項所述的電光裝置，其特征在于具有調(diào)制從上述發(fā)光單元輸出的光的光調(diào)制單元。
6.按權(quán)利要求5所述的電光裝置，其特征在于上述色變換單元設置在上述發(fā)光單元與光調(diào)制單元之間。
7.按權(quán)利要求5或6所述的電光裝置，其特征在于上述光調(diào)制單元是將液晶層夾持在一對基板間而構(gòu)成的液晶面板。
8.按權(quán)利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述色變換單元設置在構(gòu)成上述液晶面板的基板的液晶層側(cè)。
9.按權(quán)利要求6～8中的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述發(fā)光單元是具有冷陰極管、LED或EL元件的照明裝置。
10.按權(quán)利要求9所述的電光裝置，其特征在于上述照明裝置具有光源和將該光源的光導向上述濾色器的導光板，上述導光板具有上述色變換單元的功能。
11.按權(quán)利要求1～4中的任意一項所述的電光裝置，其特征在于在上述發(fā)光單元設置了能夠相互獨立地驅(qū)動的多個EL元件，上述各EL元件與上述濾色器的各著色部對應地配置。
12.一種電子設備，其特征在于具有權(quán)利要求1～11中的任意一項所述的電光裝置。
全文摘要
提供能夠?qū)崿F(xiàn)多色顯示的電光裝置的高質(zhì)量化、優(yōu)選地在4原色或4原色以上的多色顯示中也能夠容易且低成本地實現(xiàn)高質(zhì)量化的電光裝置。本發(fā)明提供的是具有光源(122)(發(fā)光單元)和包括多個使該光源的輸出光的一部分波長范圍的光有選擇地透過的著色部(115R)、(115G)、(115B)的濾色器(115)的多色顯示型的液晶顯示裝置，其特征在于在具有上述光源(122)的后照燈(120)與具有濾色器(115)的液晶面板(110)之間設置了將上述光源(122)的輸出光的一部分變換為上述濾色器(115)的至少1色的著色部的透過波長范圍附近的光的色變換片(色變換單元)(130)。
文檔編號G09F9/00GK1737668SQ200510090
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者伊藤友幸 申請人:精工愛普生株式會社