KR20060053838A - 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

과제
다색 표시의 전기 광학 장치에서 고화질화를 실현할 수 있고, 바람직하게는 4 원색 이상의 다색 표시에서도 용이하며 저비용으로 고화질화를 실현할 수 있는 전기 광학 장치를 제공한다.
해결수단
본 발명은 광원 (122 : 발광 수단) 과, 그 광원의 출력광의 일부의 파장역의 광을 선택적으로 투과시키는 착색부 (115R, 115G, 115B) 를 복수 구비한 컬러 필터 (115) 를 구비한 다색 표시형의 액정 표시 장치로서, 상기 광원 (122) 을 구비한 백라이트 (120) 와 컬러 필터 (115) 를 구비한 액정 패널 (110) 과의 사이에, 상기 광원 (122) 의 출력광의 일부를 상기 컬러 필터 (115) 의 적어도 1 색의 착색부의 투과 파장역 근방의 광으로 변환하는 색변환 시트 (색변환 수단 : 130) 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치를 제공한다.
전기 광학 장치

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1 은 제 1 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성도.
도 2 는 제 1 실시형태의 화소 영역을 나타내는 개략 평면도.
도 3 은 제 1 실시형태의 백라이트의 광원의 분광 특성을 나타내는 도면.
도 4 는 제 1 실시형태의 컬러 필터의 파장 선택 특성을 나타내는 도면.
도 5 는 제 1 실시형태의 색변환층의 작용을 설명하기 위한 분광 특성도.
도 6 은 제 2 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성도.
도 7 은 제 3 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성도.
도 8 은 제 3 실시형태의 컬러 필터의 파장 선택 특성을 나타내는 도면.
도 9 는 제 3 실시형태의 색변환층의 작용을 설명하기 위한 분광 특성도.
도 10 은 광원을 바꾼 경우의 분광 특성을 나타내는 설명도.
도 11 은 제 4 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성도.
도 12 는 제 5 실시형태의 유기 EL 표시 장치의 단면 구성도.
도 13 은 전자 기기의 구성예를 나타내는 사시 구성도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100, 200, 300, 400 : 액정 표시 장치 (전기 광학 장치)
500 : 유기 EL 표시 장치 (전기 광학 장치)
110, 210, 310, 410 : 액정 패널 (광변조 수단)
120 : 백라이트 (조명 장치)
130, 330 : 색변환 시트 (색변환 수단)
230R, 230G, 230C, 539R, 539G, 539B : 색변환층 (색변환 수단)
일본 공개특허공보 2000-258771호
본 발명은 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
전자 기기의 표시부에 사용되는 액정 표시 장치 (전기 광학 장치) 로서는 투과형 내지 반투과 반사형이 흔히 사용되고 있고, 이 종류의 액정 표시 장치에서는, 컬러 필터가 형성된 액정 패널과, 액정 패널의 배면측에 배치된 백라이트를 구비한 것이 일반적이다. 또한 최근에는 백라이트의 컴팩트화, 저소비 전력화 등의 면에서 LED (Light Emitting Diode) 를 광원으로 한 것이 많이 사용되고 있다.
더욱, LED 광원 백라이트를 구비한 액정 표시 장치의 광원 이용 효율을 높이기 위한 제안이 이루어지고 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에서는, 청색 LED 를 광원으로 한 백라이트와, 컬러 필터로서 기능하는 색변환층을 구비한 액정 패널을 조합한 구성을 채용하는 것으로, 백라이트로부터 출력되는 광을 고효율로 컬러 표 시광으로 변환하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, 최근의 표시 장치의 분야에서는 표시의 고화질화의 요구가 매우 높아져 있지만, 종래부터 알려져 있는 백색 LED 를 사용한 백라이트에서는 G (녹), R (적) 의 발광 피크가 작고 넓기 때문에 표시광의 색순도가 낮아지고, 색재현역이 좁아진다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 1 에 기재된 기술에 의하면, 색광을 얻기 위한 에너지 손실을 작게 할 수 있고, 고휘도 표시를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 컬러 필터에 비해 색종류 선택의 자유도가 작은 색변환층으로부터의 출력광을 직접 표시에 사용하고 있기 때문에, 색재현역의 확대가 용이하지 않다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 다색 표시의 전기 광학 장치에 있어서의 고화질화를 실현할 수 있고, 바람직하게는 4 원색 이상의 다색 표시에서도 용이하며 저비용으로 고화질화를 실현할 수 있는 전기 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 발광 수단과, 그 발광 수단의 출력광의 일부의 파장역의 광을 선택적으로 투과시키는 착색부를 복수 구비한 컬러 필터를 구비한 다색 표시형의 전기 광학 장치로서, 상기 발광 수단과 컬러 필터 사이에 상기 발광 수단의 출력광의 일부를 상기 컬러 필터의 적어도 1 색의 착색부의 투과 파장역 근방의 광으로 변환하는 색변환 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 발광 수단으로부터 사출된 광을 컬러 필터에 입사시키는 것에 앞서, 당해 컬러 필터와 발광 수단 사이에 배치된 색변환층에 의한 색변환이 이루어지기 때문에 각 착색부에 입사하는 광은 당해 착색부의 투과 파장역에 대응하는 색광을 많이 포함한 것이 되고, 또한 상기 색광의 발광 피크도 보다 첨예화된 것이 된다. 따라서, 착색부를 투과하여 사출되는 표시광은 색변환층을 형성하지 않은 경우에 비해 높은 색순도를 구비한 색광으로 되기 때문에, 관련된 색광에 의해 구성되는 표시 화상은 선명하고 고화질의 표시로 된다.
또한, 본 발명에서는 색변환 수단을 형성하는 것만으로, 상기 착색부의 파장 선택 특성에 대해 발광 수단의 출력광의 분광 특성을 일치시킬 수 있기 때문에, 발광 수단 자체의 분광 특성을 변경할 필요가 없다. 따라서 본 발명에 의하면, 용이하며 저비용으로 고화질 표시가 가능한 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 「전기 광학 장치」란, 전계에 의해 물질의 굴절률이 변화하여 광의 투과율을 변화시키는 전기 광학 효과를 갖는 것 외에, 전기 에너지를 광학 에너지로 변환하는 발광 장치 등도 포함하여 총칭한 것이다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 색변환 수단이 1 개 또는 복수의 착색부에 대응하여 형성됨과 함께, 상기 착색부의 색종류마다 상이한 파장 변환 특성을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 착색부의 색종류에 따라 다른 파장 변환 특성의 색변환 수단이 형성되기 때문에, 색변환 수단에 의한 파장 변환 작용이, 소정의 착색부 이 외의 착색부의 투과광에 영향을 끼치지 않게 되고, 각 착색부를 투과하여 얻어지는 표시광의 색순도를 더욱 높일 수 있고, 또한 출력광의 이용 효율도 높일 수 있다. 이에 의해, 밝고 선명한 고화질 표시를 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 컬러 필터에 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 을 포함하는 4 색 이상의 상기 착색부가 형성되어 있는 구성으로도 할 수 있다. 즉, 본 발명의 전기 광학 장치는 4 색 컬러 필터에 의한 다원색 표시 전기 광학 장치에도 바람직하게 사용할 수 있고, 관련된 구성에서도 고화질 표시를 얻을 수 있다. 상기 R, G, B 이외의 색종류의 착색부로서는, 예를 들어 수(水)색 (C ; 시안), 황색 (Y ; 옐로) 등의 착색부를 형성할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 색변환 수단이 상기 발광 수단의 출력광의 일부를 상기 R, G, B 이외의 색종류의 착색부의 투과 파장역 근방의 광으로 변환하는 기능을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 발광 수단 자체의 특성을 변경하지 않고, 4 색 이상의 다원색 표시 전기 광학 장치의 표시 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 발광 수단으로부터 출력된 광을 변조하는 광변조 수단을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다. 즉, 발광 수단의 출력광을 변조하여 고계조 표시를 실시하는 전기 광학 장치로서 구성할 수 있다.
또한, 관련된 구성의 전기 광학 장치에서는 상기 색변환 수단이 상기 발광 수단과 광변조 수단 사이에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 광변조 수단의 구성을 변경하지 않고 표시 화질을 향상시킬 수 있고, 제조의 용이성 및 제조 비용면에서 유리한 구성이 된다.
그리고 본 발명의 전기 광학 장치에서는, 상기 광변조 수단이 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지하여 이루어지는 액정 패널인 구성으로 할 수 있다. 관련된 구성에 의하면, 선명한 고화질 표시가 가능한 액정 표시 장치가 제공된다.
더욱, 상기 색변환 수단이 상기 액정 패널을 구성하는 기판의 액정층측에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 액정 패널 제조 시에 상기 변환 수단을 형성할 수 있고, 효율적인 제조가 가능해짐과 함께, 색변환 수단을 액정 패널의 표시 단위 (도트) 마다 형성하는 것도 용이하게 된다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 발광 수단이 냉음극관, LED 또는 EL 소자를 구비한 조명 장치인 구성으로도 할 수 있다. 본 발명은 상기 구성의 조명 장치를 구비한 전기 광학 장치에 바람직하게 사용할 수 있다. 냉음극관, LED 나 EL 소자를 광원으로 하는 조명 장치에서는 그 구조나 구성 재료에 기인하여 특징적인 분광 특성의 출력광으로 되는 경우가 많고, 그들을 변경했다고 해도 다색의 컬러 필터의 파장 선택 특성에 출력광의 특성을 일치시키는 것은 곤란하다. 또한, 광원을 변경하면, 조명 장치가 전용품으로 되기 때문에 조명 장치 자체의 비용증가를 피할 수 없다. 그래서 본 발명을 적용하고, 색변환 수단에 의한 냉음극관, LED 나 EL 소자의 발광 특성과 컬러 필터의 파장 선택 특성을 일치시키도록 한다면, 조명 장치에는 범용품을 사용할 수 있기 때문에, 조명 장치 자체의 비용을 증가시키지 않고 표시의 고화질화를 실현할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 조명 장치가 광원과 그 광원의 광을 상기 컬러 필터로 유도하는 도광판을 구비하고 있고, 상기 도광판이 상기 색변환 수단의 기능을 구비하고 있는 구성으로 할 수도 있다. 이와 같이 도광판에 색변환 기능을 갖게 한 구성으로 한다면, 별도로 시트상의 색변환 수단을 형성할 필요가 없어 전기 광학 장치의 박형화에 기여한다.
본 발명의 전기 광학 장치에서는 상기 발광 수단에 서로 독립적으로 구동 가능한 복수의 EL 소자가 형성되어 있고, 상기 각 EL 소자가 상기 컬러 필터의 각 착색부에 대응하고 배치되어 있는 구성도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 전기 광학 장치는 EL 소자의 광을 착색부에 의해 색광으로 변환하여 다색 표시를 실시하는 방식의 EL 표시 장치의 형태로 할 수도 있다. 그리고 관계된 EL 표시 장치에서도 선명한 고화질 표시를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 전자 기기는 먼저 기재의 본 발명의 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 선명한 고화질 표시가 가능한 표시부를 구비한 전자 기기가 제공된다.
발명을 실시하기위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 이하에서 참조하는 각 도면에 있어서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해 각 구성 요소의 두께나 크기 등을 적절히 변경하거나 일부를 생략하여 표시하고 있다.
(제 1 실시형태)
도 1 은 본 발명에 관련된 전기 광학 장치의 제 1 실시 형태인 액정 표시 장 치를 나타내는 단면 구성도이고, 도 2 는 동 액정 표시 장치의 1 화소 영역 (3 도트) 를 나타내는 개략 평면도이다.
액정 표시 장치 (100) 는 액티브 매트릭스 방식의 투과형 컬러 액정 표시 장치이고, 액정 패널 (광변조 수단 : 110) 과, 백라이트 (조명 장치 : 120) 와, 이들 사이에 배치된 색변환 시트 (색변환 수단 : 130) 를 구비하여 구성되어 있다.
액정 패널 (110) 은 대향 배치된 한 쌍의 기판 (111, 112) 과, 기판 (111, 112) 사이에 협지됨과 함께 시일재 (113) 에 의해 밀봉된 액정층 (114) 을 구비하여 구성되어 있다. 전면측 (도시 상측) 기판 (111) 의 액정층 (114) 측에 컬러 필터 (115) 가 형성되어 있고, 배면측 (도시 하측) 기판 (112) 의 액정층 (114) 측에는 회로층 (116) 이 형성되어 있다.
기판 (111, 112) 은 유리나 석영, 플라스틱 등에 의해 형성할 수 있고, 투과형의 액정 표시 장치에서는 투광성 (투명) 이 사용된다. 액정층 (114) 을 구성하는 액정에 대해서는, 소정의 배향 상태를 형성할 수 있는 액정이라면 특별히 한정은 없고, 전형적으로는 네마틱 액정을 사용한다. 또한, 액정의 초기 배향 형태에 대해서도 TN 모드에 한하지 않고, 수직 배향 모드도 적용할 수 있다.
컬러 필터 (115) 에는 3 색 (R, G, B) 의 착색부 (115R, 115G, 115B) 가 평면적으로 주기적으로 배열되어 있고, 도시는 생략하였지만, 컬러 필터 (115) 의 액정층 (114) 측면에는 액정층에 전계를 인가하는 수단인 전극이 형성되어 있다. 한편, 회로층 (116) 은 기판 (111) 측의 전극과 함께 액정층 (114) 에 전계를 인가하는 전극을 적어도 포함하고, 본 실시형태의 경우 화소 스위칭 소자로서 TFT (박 막 트랜지스터) 가 형성되어 있다.
도 2 에 나타내는 개략 평면 구성을 보면, 액정 패널 (110) 의 회로층 (116) 에, 서로 교차하는 방향으로 연장된 복수의 데이터 선 (116d) 과 복수의 주사선 (116g) 이 형성되어 있고, 이들의 데이터 선 (116d) 과 주사선 (116g) 으로 둘러싸인 사각형상의 1 영역이 도트 영역이다. 도트 영역 내의 회로층 (116) 에는 화소 전극 (116e) 과, TFT (116s) 가 형성되어 있고, 화소 전극 (116e) 은 TFT (116s) 를 통해서 데이터 선 (116d) 및 주사선 (116g) 에 접속되어 있다. 한편, 도트 영역 내의 기판 (111) 상에는 착색부 (115R, 115G, 115B) 중 1 개의 착색부가 상기 회로층 (116) 의 화소 전극 (116e) 과 평면적으로 겹치도록 배열되어 있고, 도시한 1 조의 착색부 (115R, 115G, 115B) 를 포함하는 3 개의 도트 영역이 액정 표시 장치 (100) 의 화소 영역을 구성하고 있다.
백라이트 (120) 는 도광판 (121) 과 도광판 (121) 의 측단면 (도시에서는 좌측단) 에 배치된 광원 (발광 수단) (122) 을 주체로 하여 구성되어 있다. 그리고 광원 (122) 으로부터 사출된 광을 도광판 (121) 의 측단면을 통해서 도광판 내부에 도입함과 함께, 내부에서 전파시켜 도광판 (121) 의 상면으로부터 액정 패널 (110) 측으로 사출하도록 되어 있다.
색변환 시트 (130) 는 입사광의 일부를 특정 파장역의 광으로 변환하여 출력하는 기능을 구비한 광학 시트이고, 예를 들어, 형광체나 색소를 수지 재료 등에 혼입하여 시트 형상으로 성형한 것 또는 굴절률이 다른 유전체 막을 적층한 유전체 하프미러, 혹은 Al 박막을 이용한 하프미러를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 경우, 광원 (122) 은 도 3 에 나타내는 바와 같은 분광 특성을 갖는 백색 LED (발광 다이오드) 를 구비한 것이고, 종래부터 알려져 있는 청색 발광 칩의 광을 황색 형광체를 통해 취출함으로써 백색광을 얻고 있는 것이다. 청색 발광 칩은, 예를 들어, 사파이어 (Al2O3) 등의 기판의 표면에 GalnN 계의 화합물 반도체 결정을 성장시키는 것에 의해 형성되는 것이고, n-GaN 으로 이루어지는 클래드층과, p-GaN 으로 이루어지는 클래드층 사이에 InGaN 으로 이루어지는 발광층을 끼운 더블헤테로 접합 구조를 구비한 것이 바람직하게 사용된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 구성의 광원 (122) 에서는 청색광 (420∼490nm) 의 영역에서 첨예한 발광 피크를 갖는 한편, 녹색광 (520∼570nm) 으로부터 적색광 (590∼630nm) 의 범위에 있어서의 발광 강도는 청색광에 비해 작고, 또한 이들의 파장역의 분포는 완만한 것이다. 한편, 액정 패널 (110) 의 컬러 필터 (115) 의 파장 선택 특성은 도 4 에 나타내는 것으로서, 백라이트 (120) 로부터의 출력광을, 그대로 컬러 필터 (115) 에 투과시켜 표시를 실시했다고 하면, 청색광에 대해서는 비교적 높은 색순도를 얻을 수 있지만, 표시광의 분광 특성에 있어서의 녹색광 및 적색광의 발광 강도는 급준한 피크를 그리지 않기 때문에, 색순도에 떨어지는 것으로 되어버린다.
따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치 (100) 에서는 백라이트 (120) 와 액정 패널 (110) 사이에 색변환 시트 (130) 를 배치함으로써 백라이트 (120) 의 출력광의 분광 특성을 변화시키고, 이에 의해 컬러 필터의 파장 선택 특성에 일치시키 도록 하고 있다. 즉, 백라이트 (120) 의 출력광을 색변환 시트 (130) 에 투과시킴으로써 도 5 에 나타내는 바와 같이, 녹색광 및 적색광에 대응하는 파장역에서 첨예한 발광 피크를 나타내는 분광 특성의 조명광을 얻을 수 있도록 하고 있다. 그리고, 액정 표시 장치 (100) 는 도 5 에 나타내는 분광 특성을 갖는 조명광을 액정 패널 (110) 에 입사시키고, 컬러 필터 (115) 를 통해 컬러 표시를 실시함으로써, 청색광, 녹색광 및 적색광의 모든 원색광으로 양호한 색순도를 얻을 수 있고, 색이 선명한 고화질의 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.
또한, 백색 LED 의 구성은 도 3 에 나타내는 분광 특성을 갖는 것에 한하지 않고, 예를 들어, 적, 녹, 청의 발광칩을 단일 LED 소자에 봉입한 구성 또는 적색 LED 와 녹색 LED 와 청색 LED 를 1 세트의 발광 수단으로서 사용하는 구성도 있고, 이들 구성이라면 각 색의 표시광에 대해 비교적 높은 색순도를 얻을 수 있다.
그러나, 복수색의 발광칩을 조합하여 백색을 얻는 타입의 발광소자에서는 단색의 발광칩과 형광체와의 조합에 의해 백색광을 얻는 방식에 비해 고비용이 되지 않을 수 없고, 또한 복수색의 LED 를 조합하여 사용하는 경우에는, 도광판면 내에서 색분리를 일으키기 쉽다는 문제도 있고, 나아가서는, 발광칩의 발광 특성과 컬러 필터의 파장 선택성이 일치하지 않는 경우, 컬러 필터 또는 발광 소자 자체의 광학 특성의 조정이 필요하게 되어 더욱 고비용이 된다.
이에 대해, 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는 단색의 발광칩으로부터 백색광을 얻는 발광 수단을 사용하면서, 높은 색순도의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있고, 제조 비용의 상승을 효과적으로 억제하면서 고화질의 표시를 얻을 수 있다는 이점을 갖고 있다.
도 3 에 나타낸 분광 특성의 조명광을 도 5 에 나타내는 분광 특성을 갖는 조명광으로 변환하는 색변환 시트 (130) 는 예를 들어, 형광 색소를 사용한 것인 경우에는, 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광 색소와, 청색광 및 녹색광을 적색광으로 변환하는 형광 색소를 수지 재료에 혼입하여 투광성의 시트에 성형한 것으로 구성된다. 색변환 시트 (130) 의 기재를 구성하는 수지 재료로서는, 컬러 필터 등의 광학재의 기재에 사용되는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로스, 폴리염화비닐수지, 멜라민수지, 페놀수지, 알키드수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 폴리에스테르수지, 말레산수지, 폴리아미드수지 등의 투광성수지를 사용할 수 있다.
청색광을 녹색광으로 변환하는 형광 색소로서는, 예를 들어, 2, 3, 5, 6-1H, 4H-테트라히드로-8-트리플로르메틸퀴놀리디노 (9, 9a, 1-gh) 쿠마린 (쿠마린 153), 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린 (쿠마린 6), 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-N, N-디에틸아미노쿠마린 (쿠마린 7) 등의 쿠마린 색소, 베이직옐로-51, 또는 솔벤트옐로-11, 솔벤트옐로-116 등의 나프탈이미드 색소 등의 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
청색광 내지 녹색광을 적색광으로 변환하는 형광 색소로서는, 예를 들어, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란 (이하 DCM) 등의 시아닌계 색소, 1-에틸-2-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-피리디늄 파클로레이 트 (이하 피리딘 1) 등의 피리딘계 색소, 로다민 B, 로다민 6G 등의 로다민계 색소, 혹은 그 외에 옥사딘계 등의 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
상기 형광 색소는 폴리메타크릴산에스테르, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐공중합수지, 알키드수지, 방향족술폰아미드수지, 유리아수지, 멜라민수지, 벤조구아나민수지 및 이들의 수지 혼합물 등의 바인더에 미리 혼입시켜 형광 안료로 한 형태로 사용할 수도 있다.
색변환 시트 (130) 의 기재로서 사용되는 수지 재료나 형광 안료의 바인더로서 사용되는 수지 재료는 소광이나 탈색을 발생시키지 않고, 형광 색소의 형광성을 저하시키지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 염기성 수지는 일반적으로 π 전자 리치에서 전자 공여성이고, 염기성인 형광 색소에 대해 상호작용을 미치기 어렵기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 수지 재료가 가시광에 대해 양호한 투과율을 갖는 것이 바람직한 것은 물론이다.
본 실시형태에 관련된 색변환 시트 (130) 에서는 광원 (122) 이 도 3 에 나타내는 바와 같이 녹색∼적색의 파장역에서 넓은 발광 강도 분포를 나타내는 것이기 때문에, 상기 기술한 바와 같이 녹색광과 적색광의 발광 피크를 첨예화하는 색변환 특성을 갖는 것으로 하고 있지만, 색변환 시트 (130) 의 색변환 특성은 광원의 분광 특성에 맞춰 적절히 변경 가능한 것은 물론이다. 예를 들어, 광원 (122) 에 자외광 또는 자색광을 발하는 소자가 사용되고 있는 경우에는 광원 (122) 의 출력광의 일부를 청색광으로 변환하여 출력하는 형광 색소를 더욱 함유하는 것으로 된다. 자외광 또는 자색광을 청색광으로 변환하는 형광 색소로서는, 예를 들어 1,4-비스 (2-메틸스티릴)벤젠(Bis-MSB); 트랜스-4,4'-디페닐스틸벤(DPS) 등의 스틸벤계 색소, 7-히드록시-4-메틸쿠마린 (쿠마린 4) 등의 쿠마린계 색소 등을 사용할 수 있다.
이상의 제 1 실시형태에서는 도광판 (121) 의 액정 패널 (110) 측면 (광사출면) 의 거의 전체면에 색변환 시트 (130) 를 배치하는 경우를 예시하여 설명하였지만, 이와 같이 액정 패널 (110) 의 표시 영역 전체에 걸쳐 작용하는 색변환층을 형성하는 구성으로서는, 백라이트 (120) 의 도광판 (121) 자체가 색변환 기능을 구비하고 있는 구성을 예시할 수 있다. 이 경우, 도광판 (121) 의 제조 프로세스에 서, 예를 들어, 상기 기술한 형광 색소를 도광판 형성용의 수지 재료에 혼입하여 성형하는 것으로, 원하는 색변환 특성을 구비한 도광판 (121) 을 얻을 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 전기 광학 장치의 제 2 실시형태인 액정 표시 장치에 관해 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 6 은 제 2 실시형태에 관한 액정 표시 장치의 단면 구성도이다. 본 실시형태의 액정 표시 장치 (200) 는 제 1 실시형태와 동일한 액티브 매트릭스 방식의 투과형 컬러 액정 표시 장치이고, 액정 패널 (광변조 수단 : 210) 과, 백라이트 ((조명 장치 : 발광 수단) 120) 을 주체로 하여 구성되어 있다.
또한, 화소 영역의 평면 구성으로서는 도 2 에 나타낸 액정 표시 장치 (100) 의 평면 구성과 동일하고, 도 6 에서 도 1 또는 도 2 에 나타낸 구성 요소와 동일한 것에는 동일의 부호를 붙여 설명을 적절히 생략하는 것으로 한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치 (200) 는 컬러 필터 (115) 에 입사하는 조명광의 분광 특성을 변화시키는 색변환 수단이 액정 패널 (200) 의 기판 내면측 (액정층측) 에서, 또한 소정의 도트 영역에 대응하는 영역에 색변환층 (230R, 230G) 으로서 형성되어 있는 점에 특징을 갖는다.
구체적으로는, 상기 색변환층 (230R, 230G) 은 기판 (112) 의 액정층 측면에 형성된 회로층 (216) 에 형성되어 있다. 색변환층 (230R) 이 착색부 (115R) 를 갖는 적색의 도트 영역에 대응하여 형성되어 있고, 색변환층 (230G) 이 착색부 (115G) 를 갖는 녹색의 도트 영역에 대응하여 형성되어 있다. 착색부 (115B) 를 갖는 청색의 도트 영역에는 색변환층은 형성되어 있지 않고, 백라이트 (120) 로부터 입사하여 액정층 (114) 을 투과한 광을 직접 착색부 (115B) 에 도입하도록 되어 있다.
또한, 상기 기판 (112) 의 회로층 (216) 에서의 색변환층 (230R, 230G) 의 형성 위치는 기판 (112) 과 회로층 (216) 에 포함되는 전극 (도 2 에 나타낸 화소 전극 (116e)) 사이의 층이라면, 임의의 층에 형성할 수 있다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이 기판 (112) 의 표면에 색변환층을 형성해도 되고, 화소 전극에 인접하는 층에 형성해도 된다. 혹은, 색변환층 (230R, 230G) 이 대향측의 기판 (111) 의 내면측 (액정층측) 에 형성되어 있는 구성이어도 된다. 컬러 필터 (115) 가 형성된 기판 (111) 상에 색변환층을 형성하는 경우, 컬러 필터 (115) 와 기판 (111) 측의 전극 사이에 당해 색변환층을 형성하는 것이 좋다.
색변환층 (230R, 230G) 은 앞의 실시형태의 색변환 시트 (130) 와 동일하게 형광 색소를 포함하는 수지 재료로 이루어지는 수지막 또는, 무기 재료를 사용한 하프미러에 의해 형성할 수 있다. 그리고 본 실시형태에서는 색변환층 (230R, 230G) 은 컬러 필터 (115) 의 착색부의 색종류에 따라 형성되어 있고, 색변환층 (230R, 230G) 은 서로 다른 색변환 기능을 구비한 것으로 할 수 있게 되어 있다. 이와 같은 구성을 함으로서, 다른 색종류의 도트 영역에 영향을 주는 것 없이 특정한 착색부에 대해 최적의 분광 특성을 갖는 조명광을 입사시킬 수 있게 되고, 각 원색광의 색순도를 높여, 고화질의 컬러 표시를 얻을 수 있다. 또한, 색변환층이 형성된 녹색 내지 적색의 도트 영역에서는 표시에 이용하지 않은 청색광을 각각의 색광으로 변환하는 한편, 색변환층이 형성되어 있지 않은 청색의 도트 영역에 대해서는 색변환에 의한 청색광의 강도 저하가 발생하지 않기 때문에, 각 원색광에 대해 광원의 이용 효율을 향상시킬 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
본 실시형태와 같이 기판 (112) 의 내면측에 색변환층 (230R, 230G) 이 패턴 형성되어 있는 구성에서는, 색변환층 (230R, 230G) 을 무기 재료로 이루어지는 것으로 하는 것이 바람직하다. 무기 재료로 이루어지는 색변환층은 SiO2 막과 TiO2 막을 주기적으로 적층 형성한 유전체 하프미러, 혹은 A1 박막을 사용한 하프미러를 사용하여 형성되기 때문에, 공지된 포토리소그라피 기술을 사용하여 용이하며 고정밀도로 패터닝하는 것이 가능하기 때문이다. 이들 하프미러에서는 적층막 내지 금속막의 막두께 조정에 의해 용이하게 투과광의 파장역을 변경할 수 있다.
다만, 색변환층으로서 형광 색소를 함유하는 수지막을 사용할 수도 있는 것 은 물론이다. 이 경우, 녹색의 도트 영역에 대응하는 색변환층 (230G) 으로는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광 색소를 함유하는 것이 사용되고, 적색의 도트 영역에 대응하는 색변환층 (230R) 으로는, 청색광 내지 녹색광을 적색광으로 변환하는 형광 색소를 함유하는 것이 사용된다. 그리고, 수지막의 기재로서 포토리소그래피법이 적용될 수 있는 감광성 수지, 예를 들면, 아크릴산계, 메타크릴산계, 폴리계피산비닐계, 환화 고무계 등의 반응성 비닐기를 갖는 광경화형 레지스트 재료를 사용함으로써, 패터닝 가능한 수지막을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 적당한 용제 중에 형광 색소 또는 형광 안료와 바인더수지를 용해 또는 분산하여 용액을 조제하고, 스핀코트, 롤코트, 바코트, 캐스팅, 디핑 등의 방법으로 제막한다. 그리고 건조 후에 얻어진 당해 수지막을 노광, 현상 처리하여 패터닝함으로써 임의의 위치에 색변환층을 형성할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태인 액정 표시 장치에 대해 도 7 을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 액정 표시 장치 (300) 는 앞의 실시형태와 동일한 액티브 매트릭스 방식의 투과형 컬러 액정 표시 장치이고, 액정 패널 (광변조 수단 ; 310) 과, 백라이트 (조명 장치 ; 발광 수단 (120)) 와, 액정 패널 (310) 과 백라이트 (120) 사이에 형성된 색변환 시트 (색변환 수단 ; 330) 를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에서 화소 영역의 평면 구성은, 도 2 에 나타낸 액정 표시 장치 (100) 의 평면 구성을 4 원색 표시에 대응하여 4 도트 구성 으로 한 것이다. 또한, 도 7 에서 도 1 내지 도 6 에 나타낸 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙여 설명을 적절히 생략하는 것으로 한다.
액정 패널 (310) 은 한 쌍의 기판 (111, 112) 사이에 액정층 (114) 을 협지함과 함께, 액정층 (114) 을 시일재 (113) 에 의해서 밀봉한 구성을 구비하고 있다. 기판 (112) 의 액정층 (114) 측에는 회로층 (316) 이 형성되는 한편, 기판 (111) 의 액정층 (114) 측면에는 컬러 필터 (315) 가 형성되어 있다. 컬러 필터 (315) 는 도시한 것과 같이, 4 종류의 착색부 (115R (적), 115G (녹), 115B (청), 115C (수색 ; 시안) 가 주기적으로 배열되어 이루어지는 4 색 컬러 필터이다. 회로층 (316) 에는 앞의 제 1 실시형태와 동일하게, 액정에 전계를 인가하기 위한 화소 전극이 평면시 매트릭스 형상으로 배열 형성되어 있고, 각 화소 전극에 대해 상기 착색부 (115R, 115G, 115B, 115C) 의 어느 하나가 대향 배치됨으로써, 서로 독립적으로 구동 가능한 도트 영역을 구성하고 있다.
그리고, 본 실시형태에 관련된 색변환 시트 (330) 는 4 색 컬러 필터 (315) 의 각 착색부에 있어서의 파장 선택 특성에 맞춰 백라이트 (120) 로부터 공급되는 조명광의 분광 특성을 변경하고, 표시광을 구성하는 각 원색광의 색순도를 높이도록 작용하고, 이에 의해, 4 색 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치에서도 원색광의 색순도가 우수하고, 고화질의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
상기 4 색 컬러 필터 (315) 의 파장 선택 특성은 도 8 에 나타내는 것이고, 수색의 착색부 (115C) 의 투과율 곡선 (Cyan) 은, 청색의 착색부 (115B) 의 투과율 곡선 (Blue) 의 피크와 녹색의 착색부 (115G) 의 투과율 곡선 (Green) 의 피크 사 이에 피크를 갖는 것이다. 한편, 상기 백라이트 (120) 는 도 3 에 나타낸 분광 특성을 구비한 것이다.
도 3 과 도 8 과의 비교로부터 명백한 것처럼, 착색부 (115C) 의 투과율에 있어서의 피크 파장 (약 500nm) 은 백라이트 (120) 의 분광 특성에서 다른 파장역보다도 발광 강도가 낮은 영역에 상당한다. 따라서 백라이트 (120) 로부터의 조명광을 그대로 컬러 필터 (315) 에 입사시켰다고 한다면, 표시광을 구성하는 적색광, 녹색광 및 수색광에서 양호한 색순도를 얻을 수 없고, 또한 수색광에 관해서는 다른 색광에 비해 충분한 휘도를 얻을 수 없게 된다.
여기에서 도 9 는 색변환 시트 (330) 의 색변환 특성을 설명하기 위한 분광 특성도이고, 같은 도면에 파선으로 나타내는 곡선은 도 3 에 나타낸 백라이트 (120) 의 발광 강도 곡선이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 색변환 시트 (330) 는 백라이트 (120) 로부터 공급되는 조명광의 분광 특성을 파장 약 500nm, 약 530nm, 약 630nm 의 위치에 발광 강도의 피크를 갖는 분광 특성의 조명광으로 변환한다. 따라서, 관련된 색변환 특성을 구비한 색변환 시트 (330) 를 백라이트 (120) 와 액정 패널 (310) 사이에 형성한다면, 각 착색부 (115R, 115G, 115B, 115C) 에 대해 그들의 파장 선택 특성과 거의 일치하는 발광 피크를 각 파장역에 갖는 조명광을 입사시킬 수 있고, 표시광의 색순도를 높일 수 있음과 함께, 백라이트 (120) 로부터 사출되는 조명광에서는 비교적 적은 파장 성분인 수색광에 대해서도 발광 강도를 높일 수 있기 때문에, 색이 선명한 고화질의 컬러 표시를 얻을 수 있다.
이상의 실시형태에서는 백라이트 (120) 의 광원 (122) 이 청색 발광칩의 광을 황색 형광체를 통해 추출하는 구성의 백색 LED 인 경우에 대해 설명하였지만, 광원 (122) 으로서 청색 LED 를 사용할 수도 있다. 도 10 은 광원 (122) 에 청색 LED 를 사용한 경우의 조명광의 발광 강도 곡선 (파선) 과, 색변환 시트 (330) 를 투과시킨 후의 조명광의 발광 강도 곡선 (실선) 을 나타내는 도면이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 광원 (122) 이 청색 LED 인 경우에도, 색변환 시트 (330) 에 의해 청색광으로부터 수색광 (파장 500nm 근방), 녹색광 (파장 530nm 근방), 및 적색광 (파장 630nm 근방) 을 생성하고, 각각의 파장에서 첨예한 발광 강도의 피크를 갖는 조명광을 액정 패널 (310) 에 대해 입사시킬 수 있다. 이에 의해, 착색부 (115R, 115G, 115B, 115C) 의 각각에 대해 그들의 파장 선택 특성에 합치된 조명광을 입사시킬 수 있어 표시광의 색순도 향상에 의한 표시 화상의 고화질화를 달성할 수 있다.
또한, 광원 (122) 에 청색 LED 를 사용하는 경우, 발광칩은 단색이기 때문에 앞의 구성의 백색 LED 를 사용한 백라이트와 동등 이하의 비용으로써 백라이트를 제공할 수 있고, 복수색의 발광칩 내지 LED 를 사용한 구성과 같이 백라이트의 고비용화나 도광판에서의 색분리라고 하는 문제를 발생시키는 경우는 없다.
색변환 시트 (330) 의 구체적 구성은 앞의 제 1 실시형태에 관련된 색변환 시트 (130) 와 거의 동일하다고 할 수 있지만, 색변환 시트 (330) 를 예를 들어 형광 색소를 함유하는 수지 시트로 하는 경우, 상기 형광 색소로서 청색광을 수색광으로 변환하는 형광 색소를 함유하는 것으로 한다. 이러한 형광 색소로서는, 예를 들어, 2, 3, 5, 6-1H,4H-테트라히드로-8-트리플로르메틸퀴놀리디노 (9, 9a, 1-gh) 쿠마린 (쿠마린 153), 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린 (쿠마린 6), 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린 (쿠마린 7) 등의 쿠마린색소, 베이직옐로-51 또는 솔벤트옐로-11, 솔벤트옐로-116 등의 나프탈이미드 색소 등의 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
또한, 유전체 하프미러나 금속막 하프미러를 색변환 시트 (330) 에 주요부로 사용하는 경우에는, 이들을 구성하는 유전체막이나 금속막의 막두께를 조정하여 수색광을 선택적으로 투과시키는 것으로 하면 된다.
또한, 백라이트 (120) 의 도광판 (121) 을 형광 색소를 함유한 수지 재료에 의해 제작함으로써 도광판 (121) 자체에 색변환 기능을 갖게 한 구성으로 해도 되는것은 물론이다.
(제 4 실시형태)
다음으로 도 11 을 참조하여 본 발명의 제 4 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 액정 표시 장치 (400) 는 앞의 실시형태와 같은 액티브 매트릭스 방식의 투과형 컬러 액정 표시 장치이고, 액정 패널 (광변조 수단 ; 410) 과, 백라이트 ((조명 장치 ; 발광 수단) 120) 를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 화소 영역의 평면 구성은 도 2 에 나타낸 액정 표시 장치 (100) 의 평면 구성을 4 원색 표시에 대응하여 4 도트 구성으로 한 것이다. 또한, 도 11 에서 도 1 로부터 도 10 에 나타낸 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙여 설명을 적절히 생략하는 것으로 한 다.
액정 패널 (410) 은 한 쌍의 기판 (111, 112) 사이에 액정층 (114) 을 협지함과 함께, 액정층 (114) 을 시일재 (113) 의해 밀봉한 구성을 구비하고 있다. 기판 (112) 의 액정층 (114) 측에는 회로층 (416) 이 형성되는 한편, 기판 (111) 의 액정층 (114) 측면에는 컬러 필터 (315) 가 형성되어 있다. 컬러 필터 (315) 는 앞의 실시형태와 관련된 액정 표시 장치 (300) 와 동일하게 4 종류의 착색부 (115R (적), 115G (녹), 115B (청), 115C (수색; 시안)) 가 주기적으로 배열되어 이루어지는 4 색 컬러 필터이다.
회로층 (416) 의 하층측 (기판 (112) 측) 에는 앞의 실시형태와 동일하게, 평면시 매트릭스 형상으로 복수의 화소 전극 (도시 생략) 이 배열 형성되어 있고, 나아가, 본 실시형태에서는 상기 복수의 화소 전극의 일부에 대응하여 색변환층 (색변환 수단) (230R, 230G, 230C) 이 형성되어 있다. 즉, 액정 패널 (410) 에 있어서 착색부 (115R) 를 갖는 적색의 도트 영역에 대응하여 색변환층 (230R) 이 형성되고, 착색부 (115G) 를 갖는 녹색의 도트 영역에 대응하여 색변환층 (230G) 이 형성되고, 착색부 (115C) 를 갖는 도트 영역에 대응하여 색변환층 (230C) 이 형성되어 있다. 또한, 상기 기판 (112) 의 회로층 (416) 에서 색변환층 (230R, 230G, 230C) 의 형성 위치는 앞의 제 2 실시형태와 동일하게 기판 (112) 표면에 한정되지 않고, 회로층 (416) 에 포함되는 전극과 기판 (112) 사이의 층이면 임의의 층으로 형성할 수 있다.
색변환층 (230R, 230G 및 230C) 은 앞의 제 2 실시형태의 색변환층 (230R, 230G) 와 동일한 구성을 채용할 수 있고, 형광 색소를 포함하는 수지 재료로 이루어지는 수지막이나 무기 재료를 사용한 하프미러에 의해 형성할 수 있다. 그리고 본 실시형태에서는, 색변환층 (230R, 230G, 230C) 은 컬러 필터 (315) 의 착색부의 색종류에 따라 형성되어 있고, 색변환층 (230R, 230G, 230C) 은 서로 다른 색변환 기능을 구비한 것으로 할 수 있게 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 다른 색종류의 도트 영역에 영향을 주는 일 없이 특정 착색부에 대해 최적의 분광 특성을 갖는 조명광을 입사시킬 수 있게 되고, 각 원색광의 색순도를 높여 고화질의 컬러 표시를 얻을 수 있다. 또한, 색변환층이 형성된 수색, 녹색, 적색의 도트 영역에서는 표시에 이용하지 않은 청색광을 각각의 색광으로 변환하는 한편, 색변환층이 형성되어 있지 않은 청색의 도트 영역에 대해서는 색변환에 의한 청색광의 강도 저하가 발생하지 않기 때문에, 각 원색광에 대해 광원의 이용 효율을 향상시킬 수 있어 밝은 표시를 얻을 수 있다.
본 실시형태와 같이 기판 (112) 의 내면측에 색변환층 (230R, 230G, 230C) 이 패턴 형성되어 있는 구성에서는 색변환층 (230R, 230G, 230C) 을 무기 재료로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 무기 재료로 이루어지는 색변환층은 SiO2 막과 TiO2 막을 주기적으로 적층 형성한 유전체 하프미러, 혹은 Al 박막을 사용한 하프미러를 사용하여 형성되기 때문에, 공지된 포토리소그라피 기술을 사용하여 용이하며 고정밀도로 패터닝하는 것이 가능하기 때문이다. 이들의 하프미러에는 적층막 내지 금속막의 막두께 조정에 의해 용이하게 투과광의 파장역을 변경할 수 있다. 다만, 형광 색소를 함유하는 수지막을 패터닝함으로서 색변환층을 형성해도 되는 것은 물론이다.
(제 5 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 대해 도 12 를 참조하면서 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 전기 광학 장치의 1 실시형태로서 유기 EL 장치를 예시하여 설명한다.
본 실시형태의 유기 EL 장치 (500) 는 도 12 에 나타내는 바와 같이, EL 소자 (발광 수단) 가 형성된 소자 기판 (530) 과 R (적), G (녹), B (청) 의 3 색의 착색부 (542R, 542G, 542B) 가 형성된 대향 기판 (540) 이 접착층 (543) 을 통해 부착된 톱에미션형의 풀컬러 유기 EL 표시 장치이다. 본 실시형태의 유기 EL 표시 장치 (500) 에는 양극 (화소 전극 ; 533) 이 형성된 소자 기판 (530) 의 위에 각 화소를 구획하기 위한 뱅크층 (534) 이 형성되어 있고, 이 뱅크층 (534) 에 구획된 영역 내에 정공 주입/수송층 (535) 과 백색 발광 재료를 함유하는 발광층 (536) 을 적층하여 이루어지는 유기 EL 층이 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 뱅크층 (534) 에는 각 화소에 대응하는 위치에 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부 내에서 양극 (533) 이 노출된 위치에 상기 기술한 유기 EL 층이 형성되어 있다. 그리고, 이들 뱅크층 (534) 및 유기 EL 층을 덮도록 음극 (대향 전극 ; 537) 이 형성되어 있다.
본 실시형태에서는 유기 EL 층에서 발생한 광을 음극측으로부터 취출하는 톱에미션 구조를 채용하고 있기 때문에, 음극 (537) 에는 바소크프로인 (BCP) 과 세 슘 (Cs) 의 공증착막을 사용하고, 더욱, 도전성을 부여하기 위해서 ITO 를 적층한다고 하는 구조가 채용되어 있다. 또한, 양극 (533) 측에서 발한 광을 음극측으로부터 취출할 수 있도록, 양극 (533) 에는 Al 이나 Ag 등의 고반사율의 금속재료 또는 Al/ITO 등의 투광성 재료와 고반사율 금속 재료의 적층 구조가 채용되어 있다.
또한, 음극 (537) 은 뱅크층 (534) 및 유기 EL 층 (발광층 ; 536) 의 노출면을 덮도록 배치되고, 각 화소에 공통 전극으로서 기능한다. 이 경우의 음극으로는 본 구성의 이외에 일함수가 낮은 금속, 예를 들어 Ca, Mg, Ba, Sr 등과 보호전극으로서의 Al, Ag, Au 등을 합계 50nm 이하의 두께로 제막한 것도 동일하게 사용할 수 있다.
소자 기판 (530) 에는 유리나 수지 등으로 이루어지는 기판 본체 (530A) 상에 회로 소자부 (531), 층간 절연막 (532) 이 차례로 적층 형성되어 있고, 이 층간 절연막 (532) 상에 상기 기술한 양극 (533) 이 각 화소에 대응하여 매트릭스 형상으로 배열 형성되어 있다. 회로 소자부 (531) 에는 주사선이나 신호선 등의 각종 배선이나 화상 신호를 유지하기 위한 유지 용량 (모두 도시 생략), 화소 스위칭 소자로서의 TFT (531a) 등의 회로가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 톱에미션 구조를 채용하고 있기 때문에, 기판 본체 (530A) 는 반드시 투명할 필요는 없다. 이 때문에, 기판 본체 (530A) 에는 유리 등의 투광성 기판 이외에 반도체 기판 등의 반투명 혹은 불투명한 기판을 사용할 수도 있다.
유기 EL 층은 정공 주입/수송층 (535) 과, 백색 발광 재료를 포함하는 백색 발광층 (536) 이 하층측 (화소 전극측) 으로부터 순서대로 적층된 구성을 이루고 있다.
정공 주입/수송층 (535) 의 형성 재료로서는 폴리티오펜, 폴리스틸렌술폰산, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 이 유도체 등의 고분자 재료를 바람직하게 사용할 수 있다. 백색 발광층 (536) 의 형성 재료 (발광 재료) 로서는, 고분자 발광체나 저분자의 유기 발광 색소, 즉 각종 형광 물질이나 인광 물질 등의 발광 물질이 사용가능하다. 발광 물질로 되는 공액계 고분자 중에는 아릴렌비닐렌 또는 폴리플루오렌 구조를 포함하는 것 등이 특히 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 상기 기술한 바와 같이 유기 EL 층 형성 영역에 대응한 개구부를 구비한 뱅크층 (534) 이 형성되어 있기 때문에, 상기 정공 주입/수송층 (535) 및 백색 발광층 (536) 을 잉크젯법 (액적 토출법) 에 의해 형성하는데 바람직한 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 발광 재료로서는 액적 토출법에 바람직한 고분자 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 폴리디옥틸플루오렌 (PFO) 과 MEH-PPV 를 9:1 의 비율로 혼합한 것을 바람직한 것으로 예시할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 유기 EL 층이 정공 주입/수송층과 발광층의 2 층 구조인 것으로 하고 있지만, 백색 발광층 (536) 상에 전자 수송층이나 전자 주입층 등을 형성해도 되는 것은 물론이다.
이와 같이 구성된 기판은 밀봉재 (538) 에 의해 밀봉되어 있다. 이 밀봉재 (538) 로서는 가스배리어성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 SiO2 등의 규소 산화물이나 SiN 등의 규소질화물, 또는 SiOxNy 등의 규소산질화물을 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱 효과적으로는 이들 무기산화물 층의 상에 아크릴이나 폴리에스테르, 에폭시 등의 수지층을 적층하면 좋다. 또한, 음극 (537) 과 밀봉재 (538) 사이에는 필요에 따라 보호막을 형성해도 된다.
그리고, 본 실시형태의 유기 EL 표시 장치 (500) 에서는 밀봉재 (538) 상으로서 상기 화소 전극 (533) 과 평면적으로 겹치는 영역에, 색변환층 (색변환 수단 ; 539R, 539G 및 539B) 이 형성되어 있다. 이들 색변환층 (539R, 539G, 539B) 에 대해서는 앞의 제 2 실시형태에 관련된 색변환층 (230R, 230G) 과 동일한 구성을 채용할 수 있다. 요컨대, 형광 색소를 함유하는 수지 재료로 이루어지는 수지막이나 무기 재료를 사용한 하프미러에 의해 형성할 수 있다.
한편, 대향 기판 (540) 에는 유리나 수지 등으로 이루어지는 투광성의 기판 본체 (540A) 상에 컬러 필터 (541) 가 형성되어 있다. 컬러 필터 (541) 에는 R, G, B 의 3 종류의 착색부 (542R, 542G, 542B) 가, 뱅크층 (521) 에 구획되는 형태로 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 뱅크층 (521) 의 개구부 (착색부의 형성영역) 는 소자 기판 (530) 측의 뱅크층 (534) 의 개구부와 평면적으로 겹치는 위치에 형성되어 있다. 따라서 각 착색부 (542R, 542G, 542B) 는 소자 기판 (530) 의 각 색변환층 (539R, 539G, 539B) 및 유기 EL 층과 각각 평면적으로 겹쳐져 배치되어 있다.
본 실시형태의 유기 EL 표시 장치에서도 색변환층 (539R, 539G, 539B) 은 자 신을 투과하는 광의 일부를 소정 파장의 색광으로 변환하는 기능을 얻고, 각각에 대응하는 착색부 (542R, 542G, 542B) 에 대해 적절한 분광 특성을 구비한 광을 공급할 수 있도록 되어 있다. 즉, 색변환층 (539B) 은 착색부 (542B) 의 투과율 곡선에 있어서의 피크파장 근방에서의 발광 강도를 높이도록 작용하고, 색변환층 (539G) 은 착색부 (542G) 의 투과율 곡선에 있어서의 피크파장 근방에서의 발광 강도를 높이도록 작용한다. 예를 들어, 컬러 필터 (541) 의 파장 선택 특성이 도 4 에 나타내도록 한다면, 색변환층 (539B) 은 유기 EL 층으로부터 사출되는 백색광의 일부를 착색부 (542B) 에서 최대 투과율이 얻어지는 파장 450nm 근방의 광으로 변환하는 것으로서 구성되고, 색변환층 (539G) 은 상기 백색광의 일부를 파장 530nm 근방의 광으로 변환하는 것으로서 구성된다.
이와 같이 본 실시형태의 유기 EL 표시 장치 (500) 는, 발광 수단인 유기 EL 소자로부터 출력되는 백색광을 색변환층 (539R, 539G, 539B) 에 의해 소정의 색광으로 변환하여 착색부 (542R, 542G, 542B) 에 입사시켜 표시광을 구성하도록 되어있다. 이에 의해, 색변환층을 형성하지 않은 구성에 비해 각 착색부에서 출력되는 색광의 색순도가 높고, 따라서 색이 선명한 고화질의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 발광층 (536) 이 백색광을 출력하는 것인 경우에 대해 설명하였지만, 발광층 (536) 으로서는 청색광이나 자색광 혹은 자외광을 발하는 것을 사용할 수도 있다. 어떠한 종류의 발광층을 사용한 경우에도, 각 화소에 형성된 색변환층에 의해 출력광이 색변환되기 때문에, 각 착색부에 대해 각각의 색종류에 따라 적절한 분광 특성을 구비한 광을 입사시킬 수 있고, 색이 선명한 고화질 표시가 가능한 유기 EL 표시 장치를 구성할 수 있다.
(전자 기기)
도 13 은 본 발명에 관계하는 전자 기기의 구성예를 나타내는 사시 구성도이다.
도 13(a) 에 나타내는 영상 모니터 (1200) 는 앞의 실시형태의 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치를 구비한 표시부 (1201) 와 케이싱 (1202) 과 스피커 (1203) 등을 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 이 영상 모니터 (1200) 에 의하면, 앞의 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치에 의한 색이 선명한 고화질 표시가 가능하다.
도 13(b) 에 나타내는 휴대전화 (1300) 는 앞의 실시형태의 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치를 구비 한 표시부 (1301) 와 조작부 (1302) 와 수화부 (1303) 및 송화부 (1304) 를 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 이 휴대전화 (1300) 에 의하면, 앞의 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치에 의한 색이 선명한 고화질 표시가 가능하다.
상기 실시형태의 전기 광학 장치는, 상기 영상 모니터에 한하지 않고, 전자북, PC, 디지털 스틸 카메라, 뷰파인더형 혹은 모니터 직시형의 비디오테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치패널을 구비한 기기 등의 화상 표시 수단으로 서 바람직하게 사용할 수 있고, 어떠한 전자 기기에서도 색이 선명한 고화질의 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.

Claims (12)

  1. 발광 수단과, 그 발광 수단의 출력광의 일부의 파장역의 광을 선택적으로 투과시키는 착색부를 복수 구비한 컬러 필터를 구비한 다색 표시형의 전기 광학 장치로서,
    상기 발광 수단과 컬러 필터 사이에, 상기 발광 수단의 출력광의 일부를 상기 컬러 필터의 적어도 1 색의 착색부의 투과 파장역 근방의 광으로 변환하는 색변환 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 색변환 수단이 1 개 또는 복수의 착색부에 대응하여 형성됨과 함께, 상기 착색부의 색종류마다 다른 파장 변환 특성을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컬러 필터에 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 을 포함하는 4 색 이상의 상기 착색부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 색변환 수단이 상기 발광 수단의 출력광의 일부를 상기 R, G, B 이외의 색종류의 착색부의 투과 파장역 근방의 광으로 변환하는 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 수단으로부터 출력된 광을 변조하는 광변조 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 색변환 수단이 상기 발광 수단과 광변조 수단 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광변조 수단이 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지하여 이루어지는 액정 패널인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 색변환 수단이 상기 액정 패널을 구성하는 기판의 액정층측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 수단이 냉음극관, LED 또는 EL 소자를 구비한 조명 장치인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조명 장치가 광원과 그 광원의 광을 상기 컬러 필터로 유도하는 도광판을 구비하고, 상기 도광판이 상기 색변환 수단의 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 수단에, 서로 독립적으로 구동 가능한 복수의 EL 소자가 형성되어 있고,
    상기 각 EL 소자가 상기 컬러 필터의 각 착색부에 대응하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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