JP4003451B2 - Electro-optical device substrate, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器に関する。さらに詳しくは、電気光学装置に用いられる場合、透過型表示における照明光の分光特性が不均一な場合であっても、これに起因する色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができるとともに、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる、電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器に電気光学装置、例えば、液晶装置が広く用いられるようになっている。この液晶装置は用途により様々な形態があり、例えば、暗い場所で使用する場合や、画像表示部の輝度を特に必要とする場合等は、液晶装置の背面に設置された照明装置からの光を入射させて表示を行う透過型の液晶装置が用いられており、また、使用場所が十分に明るい場合や、特に画像表示部の輝度を必要としない場合は、自然光や室内照明等の外光を画像表示部前面から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型が用いられている。さらに、これら透過型と反射型の表示の両方が可能な、いわゆる半透過反射型の液晶装置も用いられている。
【0003】
図17は、従来の半透過反射型の液晶装置100の構造を模式的に示す概略断面図である。この液晶装置100は、基板101と基板102とがシール材103によって貼り合せられ、基板101と基板102との間に液晶104を封入した構造を備えている。
【0004】
基板101の内面上には、画素毎に開口部111aと反射部111rとを有する反射層111が形成され、この反射層111の上に着色層112r、112g、112b及び表面保護層112pを備えたカラーフィルタ112が形成されている。カラーフィルタ112の表面保護層112pの表面上には透明電極113が形成されている。
【0005】
一方、基板102の内面上には透明電極121が形成され、対向する基板101上の上記透明電極113と交差するように構成されている。なお、基板101上や基板102上には、配向膜や硬質透明膜等が必要に応じて適宜に形成される。
【0006】
また、上記の基板102の外面上には位相差板(1/4波長板)105及び偏光板106が順次配置され、基板101の外面上には位相差板(1/4波長板)107及び偏光板108が順次配置されている。
【0007】
以上のように構成された液晶装置100は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器に設置される場合、その背後に照明装置109が配置された状態で取付けられる。この液晶装置100においては、昼間や屋内等の明るい場所では反射経路Rに沿って外光が液晶104を透過した後に反射部111rにて反射され、再び液晶104を透過して放出されるので、反射型表示が視認される。一方、夜間や野外等の暗い場所では照明装置109を点灯させることにより、照明装置109の照明光のうち開口部111aを通過した光が透過経路Tに沿って液晶装置100を通過して放出されるので、透過型表示が視認される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された液晶装置の照明装置は、LED(Light Emitting Diode)や、冷陰極管等を光源としているが、このような光源から出射された照明光は、その輝度(強度)が可視光領域内の全ての波長にわたっては均一とならない場合が多い。このように輝度の分布が均一ではない光を用いて透過型表示を行うと、液晶層を通過して出射する光の分光特性も不均一となってしまうことになる。例えば、青色の発色を行う波長における輝度が、他の色の発色を行う波長における輝度と比較して高い分光特性を有する照明装置を用いて透過型表示を行った場合、画像表示が青みがかってしまい、ホワイトバランスが低下するという問題があった。
【0009】
また、半透過反射型の液晶装置においては、反射型として用いた場合、画像表示部前面から入射した外光は着色層を通過した後、反射膜で反射し再度着色層を通過するため、着色層の通過距離が、着色層を一度だけ通過する透過型表示の場合に比べ二倍以上になり、表示される画像の明るさが低下することになる。このような反射型として用いた場合に十分な明るさの画像表示を得るためには、着色層の厚みを薄くしたり、顔料濃度を減少させる必要があるが、このような条件であると透過型として用いる場合に、十分な色の濃さの画像表示が得られないことになる。逆に、着色層を厚くしたり、顔料濃度を増加させたりすることによって透過型として十分な色の濃さの画像表示を得るように着色層の条件を設定すると、反射型として十分な明るさの画像表示を得ることができないことになる。このように、反射型として十分な明るさの画像表示を得ることと、透過型で十分な色の濃さの画像表示を得ることとは、二律背反の関係にあり、両者を両立させることは極めて困難であるという問題もあった。
【0010】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、電気光学装置に用いられる場合、透過型表示における照明光の分光特性が不均一な場合であっても、これに起因する色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができるとともに、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる、電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の電気光学装置用基板は、表示領域が複数の画素からなり、一つの該画素が複数のドットからなる電気光学装置用基板において、前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重ねられた着色層と、を備え一の前記ドットに設けられた前記着色層は、前記一のドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、
前記一つの画素を構成する前記複数のドットに設けられた前記着色層の色は互いに異なり、
前記複数のドットのうち少なくとも一つのドットに設けられた前記透過領域の面積は、前記複数のドットのうち他のドットに設けられた透過領域の面積とは異なることを特徴と
する。
【0012】
また、本発明の電気光学装置は、表示領域が複数の画素からなり、一つの該画素が複数のドットからなる電気光学装置において、前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重なるように設けられた着色層と、を備え、一の前記ドットに設けられた前記着色層は、前記一のドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、前記反射層の前記着色層と反対側には、前記複数の透過領域に照明光を照射する照明装置が配置され、前記一つの画素を構成する前記複数のドットに設けられた前記着色層の色は互いに異なり、前記複数のドットのうち少なくとも一つのドットに設けられた前記透過領域の面積は、前記複数のドットのうち他のドットに設けられた透過領域の面積とは異なることを特徴とする。
【0013】
このように構成することによって、透過型表示における照明光の分光特性が不均一な場合であっても、これに起因する色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができる。例えば、照明装置から出射した照明光が、青色の発色を行う波長における輝度が他の色の発色を行う波長における輝度と比較して高い分光特性を有する場合においては、透過型表示は青色が濃く表示され、ホワイトバランスも青色に偏ってしまうが、青色の着色層によって覆われている透過領域の面積を縮小し青色の光の絶対量を減少させることで、画像表示が青色に偏るのを防ぎ、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができる。また、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【0014】
また、本発明の電気光学装置は、一対の基板を有し、表示領域が複数の画素からなり、一つの該画素が複数のドットからなる電気光学装置において、前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重ねられた着色層と、を備え、前記画素は、波長400nm〜500nmで透過率のピーク値を示す第1着色層を設けた第1ドットと、波長500nm〜600nmで透過率のピーク値を示す第2着色層を設けた第2ドット及び波長600nm以上で透過率のピーク値を示す第3着色層を設けた第3ドットを少なくとも有し、一の前記ドットに設けられた前記着色層は、一の前記ドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、
前記反射層の前記着色層と反対側には、前記複数の透過領域に照明光を照射する照明装置が配置され、前記第1ドット乃至第3ドット各々が有する透過領域の面積は、前記画素を通過した前記照明光のCIE色度図上の白色がx=0.2〜0.5、y=0.2〜0.5となるように調整されていることを特徴とする。
【0015】
このように構成することによって、透過型表示における照明光の分光特性が不均一な場合であっても、これに起因する色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができる。例えば、波長400nm〜500nmで透過率のピーク値を示す着色層(例えば、青の着色層)、波長500nm〜600nmで透過率のピーク値を示す着色層(例えば、緑の着色層)、波長600nm以上で透過率のピーク値を示す着色層(例えば、赤の着色層)のような三色の着色層を用いることで、美麗なフルカラーの画像表示を実現することができる。さらに、各着色層を通過した照明光を混合した色がCIE色度図上のx=0.2〜0.5、y=0.2〜0.5となるような照明光の分光特性を有するように、各透過領域の面積を調節することで、色再現性及びホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができる。また、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器の実施の形態について、液晶装置用基板及び液晶装置を例にとって図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、本実施の形態の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0017】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の電気光学装置の第1の実施の形態である液晶装置の外観構造を示す概略斜視図である。図1に示すように、この液晶装置200は、いわゆる半透過反射方式のパッシブマトリクス型の液晶装置であり、ガラス板や合成樹脂板等からなる透明な第1基板211を基体とする液晶装置用基板210と、第2基板221を基体とする対向基板220とが、電気光学物質としての液晶232を挟んでシール材230を介して貼り合わせられている。液晶装置用基板210の背面には、照明装置270が配置されている。
【0018】
第1基板211の内面(第2基板221に対向する表面)上には複数並列したストライプ状の透明電極216が形成され、第2基板221の内面上には複数並列したストライプ状の透明電極222が形成されている。また、上記透明電極216は配線218Aに導電接続され、上記透明電極222は配線228に導電接続されている。透明電極216と透明電極222とは相互に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多数のドット280を構成し、通常、三色のドット280が1画素となり、この画素配列が液晶表示領域Aを構成している。
【0019】
第1基板211は第2基板221の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部210Tを有し、この基板張出部210T上には、上記配線218A、上記配線228に対してシール材230の一部で構成される上下導通部を介して導電接続された配線218B、及び独立して形成された複数の配線パターンからなる入力端子部219が形成されている。また、基板張出部210T上には、これら配線218A、218B、及び入力端子部219に対して導電接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体IC261が実装されている。また、基板張出部210Tの端部には、上記入力端子部219に導電接続されるように、フレキシブル配線基板263が実装されている。
【0020】
<液晶装置用基板の構造>
次に、図2を用いて、本実施の形態における液晶装置用基板210の構造を具体的に説明する。図2は、図1に示す第1の実施の形態である液晶装置200を一部拡大して示す説明図であって、(a)は、断面図、(b)は、その液晶装置用基板部分における一部拡大図である。図2(a)に示すように、第1基板211の表面には、SiO2やTiO2等の無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂等から構成される下地層213が形成され、下地層213には後述する反射層212の透過領域に対応する領域に開口部が形成されている。さらに下地層213の上には、アルミニウム、銀もしくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀もしくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成された反射層212が形成されている。反射層212は、ドット毎に、照明装置270からの光を透過するための透過領域と、外光を反射するための反射領域212rとを有するように形成されている。本実施形態においては、1ドットに対応する反射領域212rは、1ドット領域における開口部(透過領域)212a以外の領域となっている。液晶装置用基板210の表面には、反射層212と下地層213とによって、反射層212の透光領域に凹部260が形成されている。
【0021】
反射層212の上には、着色層215が第1基板211上に形成された凹部260を完全に覆うように形成されている。本実施の形態においては、着色層は、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3色の着色層215R、215G、215Bから構成されている。
【0022】
本実施の形態においては、各透過領域は反射層212に設けられる開口部212aであり、反射層212と照明装置270との間には、複数の開口部が設けられる下地層213が配置され、下地層213の各開口部は、反射層212の開口部212aとそれぞれ平面的に重なり、各着色層215R、215G、215Bは、反射層212の各開口部212a及び下地層213の各開口部の内部に埋設された状態でそれぞれ設けられている。
【0023】
このように構成することによって、下地層213の開口部の内部にまで設けられた各着色層215R、215G、215Bは、透過領域(開口部212aの形成領域)において、反射領域212rよりも着色層215R、215G、215Bの厚みが厚くなり、透過型表示の場合において、着色層215R、215G、215Bを一回しか通過しない透過光であっても、色の濃い画像表示を実現することができる。ここで、各着色層215R、215G、215Bの透過領域(開口部212aの形成領域)における厚さは、着色層215R、215G、215Bの夫々の液晶側表面がほぼ均一に形成されている場合には、各着色層215R、215G、215Bの反射領域212rと平面的に重なる部分、すなわちその他の部分の厚さのほぼ2倍であることが好ましい。より具体的には1.4倍〜2.6倍の範囲内であることが好ましく、1.7倍〜2.3倍の範囲内であることが望ましい。このようにすると、反射型表示の彩度と、透過型表示の彩度との差異をさらに低減し、両表示間の色彩の相違をさらに低減できる。
【0024】
着色層215R、215G、215Bは、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するように形成されている。また、各着色層215R、215G、215Bが形成される領域の境界部分においてR(赤)、G(緑)、B(青)の三色が互いに重なるように配置され、黒色遮光膜215BM(ブラックマスク)を形成している。
【0025】
図2(b)に示すように、反射層212の開口部212aは、それぞれ大きさが異なるように形成されている。各ドット毎の開口部212aの大きさは、開口部212aの上に配設される着色層215R、215G、215Bの色によって異なっている。本実施の形態においては、開口部212aの大きさは、R(赤)、G(緑)、B(青)の色を有するドット280R、280G、280B毎にそれぞれl、m、nとなっている。開口部212aの大きさl、m、nの決定方法は、後述する照明装置の構造の説明の際に併せて説明する。
【0026】
さらに、図2(a)に示すように、着色層215R、215G、215Bの上には、SiO2やTiO2等の無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂等から構成される表面保護層217が形成され、表面保護層217の上には複数並列したストライプ状のITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電体からなる透明電極216が形成され、透明電極216の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜233が形成されている。また、第1基板211の外面には位相差板240及び偏光板241が配置されている。
【0027】
<対向基板の構造>
一方、液晶装置用基板210と対向する対向基板220は、ガラス等からなる第2基板221上に、ITO等の透明導電体からなる透明電極222及びポリイミド樹脂等からなる配向膜224が順次積層されている。また、第2基板221の外面には位相差板250及び偏光板251が配置されている。
【0028】
<照明装置の構造>
次に、照明装置270の構造について説明する。第1基板211の背面に配設された照明装置270は、複数のLED271(図2(a)においては1個だけが図示されている)と導光板272とを有する。LED271は、導光板272の側面側に対向するように配置され、この側端面に対して光を照射する。導光板272は、側端面に入射したLED271からの光を液晶装置200の基板面(第1基板211の表面)に対して一様に導くための板状部材である。
【0029】
ここで、本実施の形態に用いられる照明装置270から、液晶装置用基板210に対して照射される照明光の分光特性(照明光の波長と輝度との関係)について、図3を参照して説明する。図3は、照明光の波長と輝度との関係を示すグラフであって、横軸に波長を、縦軸に各波長における照明光の輝度を、所定の輝度を基準値(1.00)とした場合の相対値として示している。図3に示すように、本実施の形態においては、照明光が、可視光領域内の波長の全域にわたって輝度にばらつきがある場合、すなわち、照明光の分光特性が不均一な場合を想定している。具体的には、本実施の形態における照明光は、青色光〜緑色光に対応する470nm近傍の波長において輝度が最大となる一方、黄色光〜赤色光に対応する約520nm以上の波長における輝度は、これと比較して小さくなっている。
【0030】
このような、分光特性が不均一な照明光を用いて透過型表示を行うと、輝度の相対値が大きい波長の発色が強く起こるために、本来であれば、画像表示は青味がかって表示されるが、図2(b)に示したように、本実施の形態においては、各開口部212aの面積(赤の着色層215Rに対応した面積l、緑の着色層215Gに対応した面積m、青の着色層215Bに対応した面積n)は、それぞれ異なっており、各開口部212aの面積はそれぞれ照明光の分光特性に応じた面積となっている。本実施の形態においては、各開口部212aの面積を、l>n>mとなるように設定することによって、透過型表示における青色及び緑色の光の絶対量を減少させ、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができる。
【0031】
開口部212aの大きさl、m、nの設定の方法としては、例えば、各着色層215R、215G、215Bを通過した照明光を混合したときに表現される白色が、図4に示す、CIE(1931xy)色度図上のx=0.2〜0.5、y=0.2〜0.5の範囲で表される白色となるようすることを挙げることができる。図4において、x、yは色度座標と呼ばれ、色相及び彩度よりなる色質を表している。図4に示すように、CIE色度図中には、NTSC受像三原色を表す馬蹄形の範囲が示され、中心部は白色を示す部分であり、各頂点のR、G、Bに向ってそれぞれ赤、緑、青の色が原色となるように変化し、外周部分においては、単色スペクトルの色を表している。このように、CIE色度図のx、yの色座標を決定することによって、色を一義的に決定することができ、優れた色再現性及びホワイトバランスを実現することができる。
【0032】
また、このような電気光学装置において、CIE色度図上で、白色点が、X<0.2,X>0.5、Y<0.2,Y>0.5の領域に位置する場合においては、白色が色味を帯びた白になり、三原色をすべて発光させて白を表示した場合に、例えば、黄色味がかった白になったりする。従って、表示の色再現性が非常に損なわれてしまう。
【0033】
また、CIE色度図上で、白色点(X,Y)が、(X−0.31)2+(Y−0.31)2≦(0.10)2の関係を満たす場合には、さらに優れた色再現性及びホワイトバランスを実現することができる。
【0034】
また、照明光原因での不均一のみならず、色材で表現しにくい色のバランスをとることが可能である。例えば、青色等の色材は、熱で色が淡くなったりするので、透過型表示における透過光の分光特性が不均一になる。すなわち、色材を原因とする透過型表示における透過光の分光特性の不均一による色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することが可能になる。
【0035】
図5は、横軸を各着色層215R、215G、215Bへ入射する入射光の波長とし、縦軸を透過率(入射光量に対する出射光量の割合)として、着色層215R、215G、215Bの各々の透過率特性を示すグラフである。図5に示すように着色層215Rは赤色に対応する波長600nm以上の光に対して高い透過率を示し、着色層215Gは緑色に対応する波長500nm〜600nmの光に対して高い透過率を示し、着色層215Bは青色に対応する波長400nm〜500nmの光に対して高い透過率を示すようになっている。
【0036】
次に、図6を参照して、反射層212に形成された開口部212aの態様についてさらに具体的に説明する。図6は、第1基板上に形成された各要素と第2基板上に形成された透明電極との位置関係を示す平面図である。反射層212の上には着色層215R、215G、215Bがストライプ状に配置され、その上に縦横に透明電極216、222がストライプ状に形成されている。透明電極216と透明電極222とは相互に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多数のドット280を構成している。図6では、各色の着色層215R、215G、215Bが配設されているそれぞれのドットを280R、280G、280Bとしている。
【0037】
図3に示したような分光特性を有する照明光を用いて、図5に示したような透過率特性を有する着色層215R、215G、215Bを用いた場合においては、照明光のうち最も輝度が低い波長に対応するR(赤)の着色層215Rが配置されているドット280Rの開口部212aが最も大きく形成され、最も輝度が高い波長に対応するG(緑)の着色層215Gが配置されているドット280Bの開口部212aが最も小さく形成されている。この開口部212aの面積は、反射層212上に形成される各ドット280R、280G、280B毎に統一され、各ドット280R、280G、280Bに対応する開口部212aの面積比を、「ドット280R:ドット280G:ドット280B=4:1:2」とした場合を図示している。
【0038】
ここで、図7は以上説明した構成により透過型表示を行った場合に、液晶装置から出射する光(以下、「観察光」という)の分光特性を示すグラフである。一方、図8には、図7との対比例として、開口部を全て同一面積とした構成(以下、「従来の構成」という)で透過型表示を行った場合の観察光の分光特性を示している。なお、いずれの図においても、図3に示した分光特性を有する照明光を用いて透過型表示を行った場合の分光特性を示している。また、図7及び図8のいずれにおいても、横軸には波長を示しており、縦軸には観察光の輝度が、所定の輝度(図7及び図8の双方において同一の輝度)を基準(1.00)とした場合の相対値として示している。
【0039】
図8に示すように、従来の構成を採った場合、観察者によって視認される観察光は波長470nm近傍において極めて高い輝度の光となる。従って、観察者に認識される画像表示は青緑がかってしまう。これに対し、ドット280R、280G、280Bにおける透過領域の割合を4:1:2とした構成を採った場合、図7に示すように、波長470nm近傍における輝度が図8に示した場合と比較して低くなっている。従って、青色光から緑色光にかけての輝度が、他の波長における輝度よりも強い照明光を用いて透過型表示を行った場合であっても、観察者に視認される画像が青緑がかってしまう事態を回避することができる。
【0040】
このように、本実施の形態によれば、照明光のうち輝度が比較的低い波長の光については、反射層を十分に透過させる一方、輝度が比較的高い波長の光については、反射層の透過を制限することにより、照明光の分光特性が不均一な場合においても、これに起因した色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスの優れた画像表示を実現できる。
【0041】
また、従来の液晶装置では、外光が画像表示を行うまでに着色層を二度通過する反射型表示と比較して、照明光が着色層を一度しか通過しない透過型表示は画像表示が薄くなるが、本実施の形態のように、基板上に下地層を形成し、その透過領域に形成された凹部の中に着色層を埋設することで、透過表示を実現する照明光が通過する着色層の厚みを厚くして、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【0042】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態の液晶装置について、図9を用いて説明する。図9は液晶装置300の構成を示す断面図である。図2に示した各要素と共通する要素については、図2と同一の符号を付して説明を省略する。
【0043】
図9に示すように、第1基板311の表面には、アルミニウム、銀もしくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀もしくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成された反射層312が形成されている。反射層312には、ドット毎に、照明装置270からの光を透過するための透過領域と、外光を反射するための反射領域312rとを有するように形成されている。本実施の形態においては、透過領域は開口部312aとしてフォトリソグラフィ技術及びエッチング法等によって形成されている。開口部312aは、第1の実施の形態と同様に、照明光の分光特性に合わせて大きさが異なるように形成されている。
【0044】
反射層312の上には、SiO2やTiO2等の無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂等から構成される表面保護層317が形成され、表面保護層317の上には複数並列したストライプ状のITO等の透明導電体からなる透明電極316が形成され、透明電極316の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜333が形成されている。また、第1基板311の外面には位相差板340及び偏光板341が配置されている。
【0045】
一方、液晶装置用基板310と対向する対向基板320は、第2基板321上の反射層312の反射領域312rと対応した領域に、SiO2やTiO2等の無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂等から構成される下地層313が形成されている。これにより、第2基板321には、反射層312の開口部312aに対応した領域に凹部360が形成されている。
【0046】
下地層313の上には、R(赤)、G(緑)及びB(青)の着色層315R、315G、315Bが、第2基板321上に形成された凹部360を完全に覆うように形成されている。この着色層315R、315G、315Bは、第2基板321上に形成された凹部360に埋設されるように形成されているために、透過領域(開口部312aの形成領域)において、反射領域312rよりも着色層315R、315G、315Bの厚みが厚くなっている。これによって、透過型表示の場合において、着色層315R、315G、315Bを1回しか通過しない透過光であっても、色の濃い画像表示をすることができる。ここで、各着色層315R、315G、315Bの透過領域(開口部312aの形成領域)における厚さは、着色層315R、315G、315Bの夫々の液晶側表面がほぼ均一に形成されている場合には、各着色層315R、315G、315Bの反射領域312rと平面的に重なる部分、すなわちその他の部分の厚さのほぼ2倍であることが好ましい。より具体的には1.4倍〜2.6倍の範囲内であることが好ましく、1.7倍〜2.3倍の範囲内であることが望ましい。このようにすると、反射型表示の彩度と、透過型表示の彩度との差異をさらに低減し、両表示間の色彩の相違をさらに低減できる。
【0047】
着色層315R、315G、315Bは、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するように形成されている。また、各着色層315R、315G、315Bが形成される領域の境界部分においてR(赤)、G(緑)、B(青)の3色が互いに重なるように配置され、黒色遮光膜315BM(ブラックマスク)を形成している。
【0048】
着色層315R、315G、315Bの上には、SiO2やTiO2等の無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂等から構成される表面保護層323、ITO等の透明導電体からなる透明電極322及びポリイミド樹脂等からなる配向膜324が順次積層されている。また、第2基板321の外面には位相差板350及び偏光板351が配置されている。
【0049】
このように構成された、液晶装置用基板310と対向基板320は液晶332を狭持して配置されることによって、第1の実施の形態と同様に、照明光の分光特性が不均一な場合においても、これに起因した色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスの優れた画像表示を実現できるとともに、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【0050】
[第3の実施の形態]
次に、本発明をアクティブマトリクス方式の半透過反射型の液晶装置に適用した第3の実施の形態について説明する。なお、以下では、スイッチング素子として二端子型スイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode)を用いた場合を例示する。また、以下に示す図面中の各要素のうち、図2に示した各要素と共通する要素については、図2と同一の符号を付して説明を省略する。
【0051】
まず、図10は本実施の形態の液晶装置400の構造を示す断面図であり、図11は、液晶装置を構成する液晶表示パネルの要部構成を示す斜視図である。図10は、図11のA−A’線における断面図に相当する。これらの図に示すように第2基板421の内側表面には、マトリクス状に配列する複数の画素電極413と、各画素電極413の間隙部分において所定の方向(図10における紙面垂直方向)に延在する複数のデータ線414とが形成されている。各画素電極413は、例えば、ITO等の透明導電材料により形成される。さらに、各画素電極413と各画素電極413に隣接するデータ線414とは、TFD415を介して電気的に接続されている。各TFD415は、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子である。
【0052】
一方、第1基板211の内側には、上記第1の実施の形態の液晶装置と同様の、下地層213と、複数の開口部212aを有する反射層212と、各着色層215R、215G、215Bと、黒色遮光膜215BM及び表面保護層217とが形成されている、さらに、表面保護層217の表面には、データ線414と交差する方向に延在する複数の走査線427が形成されている。図10及び図11に示すように、各走査線427は透明導電材料により形成された帯状の電極である。ここで、図12は、第1基板211(図10参照)上に形成された各要素(一点鎖線で示されている)と各走査線427との位置関係を示している。各走査線427は、第2基板421(図10参照)上に列をなす複数の画素電極413と対向するようになっている、このような構成の液晶装置は、第2基板421(図10参照)上の画素電極413と第1基板211(図10参照)上の走査線427との間に電圧が印加されることにより、両電極によって挟まれた液晶232の配向状態が変化する。すなわち、本実施の形態においては、各画素電極413と各走査線427とが対向する領域がドット280(より具体的に着色層215R、215G、215Bの各々に対応するドット280R、280G、280B)に相当することとなる。
【0053】
上記第1の実施の形態と同様、本実施の形態においても、反射層212のうち各ドット280の中央近傍に対応する位置には開口部212aが形成されている。そして、各開口部212aの面積は、ドット280R、280G、280Bの各々に占める透過領域の割合が、照明装置からの照明光の分光特性に応じた割合となるように決定されている。ここで、本実施の形態においても図3に示した分光特性を有する照明光を用いて透過型表示を行う場合を想定している。従って、照明光のうち、最も輝度が高い波長に対応する緑色の着色層215Gに形成されたドット280Gにおいては、これに対応する開口部212aの面積が、他の色に対応するドット280R、280Bに対応する面積と比較して小さくなっている。すなわち、ドット280Gに占める透過領域の割合は、他の色のドット280R、280Bに占める透過領域の割合よりも小さくなっている。これに対し、照明光のうち最も輝度が低い波長に対応するドット280Rについては、開口部212aの面積が大きく、ドット280Rの占める透過領域の割合が、他の色のドット280G、280Bと比較して大きくなっている。図12に示した例では、ドット280R、280G、280Bの各々に対する開口部212aの面積比を「4:1:2」とした場合を示している。
【0054】
また、着色層215R、215G、215Bは反射層212の開口部212aに形成された凹部に埋設されて形成されているために、透過型表示に用いられる透過領域における着色層215R、215G、215Bの厚みが厚くなるように構成されている。このように構成することによって、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。ここで、各着色層215R、215G、215Bの透過領域(開口部212aの形成領域)における厚さは、着色層215R、215G、215Bの夫々の液晶側表面がほぼ均一に形成されている場合には、各着色層215R、215G、215Bの反射領域212rと平面的に重なる部分、すなわちその他の部分の厚さのほぼ2倍であることが好ましい。より具体的には1.4倍〜2.6倍の範囲内であることが好ましく、1.7倍〜2.3倍の範囲内であることが望ましい。このようにすると、反射型表示の彩度と、透過型表示の彩度との差異をさらに低減し、両表示間の色彩の相違をさらに低減できる。
【0055】
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態はあくまでも例示であり、上記実施の形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
【0056】
(1) 上記各実施の形態においては、照明装置からの照明光の分光特性に応じて、各ドット280に対応する各開口部212aの面積を異ならせるようにしたが、以下のようにしてもよい。図13は、本発明の変形例である液晶装置において、第1基板上に形成された各要素と第2基板上に形成された透明電極222との位置関係を示す平面図である。図13に示すように、反射層212に設けられる各開口部212aの大きさを略同一とする一方、各ドット280に対応して設けられる開口部212aの個数(開口面積)を、照明光の分光特性に応じたものとしている。
【0057】
例えば、上記各実施の形態においては、図3に示した照明光の分光特性に応じて、ドット280R、280G、280Bに対応する開口部212aの面積比を「4:1:2」としたが、本変形例においては、図13に示すように、ドット280R、280G、280Bに対応する開口部212aの個数を「4:1:2」としている。このような構成にした場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、上記各実施の形態のように、各ドット280の一部にのみ開口部212aを形成した場合、各ドット280において各開口部212aの位置が偏ってしまう結果、観察者によって視認される画像表示にざらつき感が生じることもあり得るが、本変形例に示した構成によれば、各ドット280において、開口部212aを散在させることができることから、このような不具合を回避することができる。
【0058】
また、上記各実施の形態においては、各ドット280における中央近傍の部分に開口部212aを形成していたが、反射層212の中であればどこにでも形成することができるとともに、開口部212aを反射層212の周辺部分に形成してもよい。
【0059】
また、これまでの説明においては、反射層212の透光領域として、開口部212aを用いた場合について説明してきたが、「透光領域」とは「反射層のうち、照明装置からの照明光を透過させる部分」を意味し、開口部212aに限定されるものではない。
【0060】
(2) これまでの説明においては、異なる色の着色層が配設されたドット毎に透過領域の割合を異ならせるようにし、同一色の着色層が配設されたドットにおいては透過領域の割合は同一としていた。照明装置からの照明光の分光特性が液晶装置の基板面の全面において同一であれば、このような構成によって照明光の分光特性の不均一性を十分補償することができるが、照明装置からの照明光の分光特性が、基板面内の各箇所において異なる場合もあり得る。例えば、基板面内のある箇所には、図3に示した分光特性を有する照明光が照射されるが、他の箇所には図3に示したのと異なる分光特性を有する照明光が照射されるといった場合である。
【0061】
このような場合には、基板面内における各ドットの位置に応じて透過領域の割合を異ならせるようにしてもよい。例えば、図3に示した分光特性を有する照明光が照射される箇所に位置するドットにおいては、透過領域の面積比を「4:1:2」とする一方、この照明光と比較して青色光から緑色光にかけての輝度が若干低い照明光が照射される箇所に位置するドットにおいては、透過領域の面積比を「3:1:2」とする、といった具合である。このように、同一色に対応するドットにおける透光領域の割合は、必ずしもすべてのドットにわたって同一である必要はない。このように構成することによって、上記各実施の形態に示した効果に加え、照明光の分光特性が基板面内においても不均一である場合にもこれを補償することができることから、より確実にコントラストを向上させることができる。
【0062】
(3) これまでの説明においては、照明装置からの照明光が図3に示す分光特性を示す場合を例示したが、図3とは異なる分光特性を示す照明光を透過型表示に際して用いる場合にも、反射層の透光領域を、照明光の分光特性に応じた面積にすることで、分光特性のばらつきを補償してコントラストを向上させることができる。
【0063】
(4) これまでの説明においては、着色層の配列パターンとしてストライプ状に着色層が配列されるストライプ配列の場合を例示したが、これに限られるものでなく、例えば、デルタ配列、モザイク配列等のパターンをであってもよい。
【0064】
(5) 第3の実施の形態においては、スイッチング素子としてTFDを採用したアクティブマトリクス方式の液晶装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、TFT(Thin Film Transistor)に代表される三端子型スイッチング素子を採用した液晶装置にも適用することができる。なお、TFTを用いた場合、一方の基板の全面にわたって対向電極が形成され、他方の基板上には複数の走査線と複数のデータ線とが相互に交差する方向に延在して形成されるとともに、これらの双方にTFTを介して接続された画素電極がマトリクス状に配列して形成されることとなる。この場合、各画素電極と対向電極とが対向する領域が画素として機能することとなる。
【0065】
(6) これまでの説明においては、電気光学装置の例として液晶装置について説明したが、液晶以外の電気光学物質(例えば、EL発光素子)を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【0066】
[電子機器の実施の形態]
次に、これまでに説明した液晶装置を電子機器の表示装置として用いる場合の実施の形態について説明する。図14は、本発明の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の液晶装置200と、これを制御する制御手段1200とを有する。ここでは、液晶装置200を、パネル構造体200Aと、半導体IC等で構成される駆動回路200Bとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段1200は、表示情報出力源1210と、表示処理回路1220と、電源回路1230と、タイミングジェネレータ1240とを有する。
【0067】
表示情報出力源1210は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ1240によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路1220に供給するように構成されている。
【0068】
表示情報処理回路1220は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路200Bへ供給する。駆動回路200Bは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路1230は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【0069】
図15は、本発明の電子機器の一の実施の形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ80は、キーボード81を備えた本体部82と、液晶表示ユニット83とを有する。液晶表示ユニット83は、前述した液晶装置200を含んで構成される。
【0070】
図16は、本発明の電子機器の他の実施の形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機90は、複数の操作ボタン91と、前述した液晶装置200からなる表示部とを有している。
【0071】
このように、本発明の電子機器は、前述の電気光学装置、例えば、液晶装置を備えてなることによって、透過型表示における照明光の分光特性が不均一な場合であっても、これに起因する色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスに優れた画像表示を実現することができるとともに、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【0072】
なお、本発明の電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施の形態は所謂COGタイプの構造を有しているが、ICチップを直接実装する構造ではない液晶装置、例えば液晶パネルにフレキシブル配線基板やTAB基板を接続するように構成されたものであっても構わない。
【0073】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、透過型表示において用いる照明光の分光特性が不均一な場合においても、これに起因した色再現性の低下を抑え、ホワイトバランスの優れた画像表示を実現できるとともに、反射型表示の明るさを低下させることなく、透過型表示の色の濃さを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である液晶装置の外観構造を示す概略斜視図である。
【図2】図1に示す第1の実施の形態における液晶装置を一部拡大して示す説明図であって、(a)は、断面図、(b)は、その液晶装置用基板部分における一部拡大図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態である液晶装置において、照明装置から照射される、照明光の分光特性を示すグラフである。
【図4】CIE(1931xy)色度図を示すグラフである。
【図5】横軸を各着色層へ入射する入射光の波長とし、縦軸を透過率(入射光量に対する出射光量の割合)とした場合の、各着色層の透過率特性を示すグラフである。
【図6】本発明の第1の実施の形態である液晶装置において、第1基板上に形成された各要素と第2基板上に形成された透明電極との位置関係を示す平面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態である液晶装置から出射する光の分光特性を表すグラフである。
【図8】反射層の開口部を全て同一面積とした構成で透過型表示を行った場合の光の分光特性を示すグラフである。
【図9】本発明の第2の実施の形態である液晶装置の構成を示す断面図である。
【図10】本発明の第3の実施の形態である液晶装置の構成を示す断面図である。
【図11】本発明の第3の実施の形態である液晶装置を構成する液晶表示パネルの要部構成を示す斜視図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態である液晶装置において、第1基板上に形成された各要素と第2基板上に形成された各データ線との位置関係を示す平面図である。
【図13】本発明の変形例である液晶装置において、第1基板上に形成された各要素と第2基板上に形成された透明電極との位置関係を示す平面図である。
【図14】本発明の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。
【図15】本発明の電子機器の一の実施の形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図16】本発明の電子機器の他の実施の形態である携帯電話機を示す説明図である。
【図17】従来の半透過反射型液晶装置の構造を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
80…パーソナルコンピュータ
81…キーボード
82…本体部
83…液晶表示ユニット
90…携帯電話機
91…操作ボタン
200…液晶装置
200A…パネル構造体
200B…駆動回路
210…液晶装置用基板
210T…基板張出部
211…第1基板
212…反射層
212a…開口部
212r…反射領域
213…下地層
215,215R,215G,215B…着色層
215BM…黒色遮光膜
216…透明電極
317…表面保護層
218,218A,218B…配線
219…入力端子部
220…対向基板
221…第2基板
222…透明電極
224…配向膜
228…配線
230…シール材
233…配向膜
240,250…位相差板
241,251…偏光板
261…半導体IC
263…フレキシブル配線基板
270…照明装置
271…LED
272…導光板
280,280R,280G,280B…ドット
300…液晶装置
311…第1基板
312…反射層
312a…開口部
312r…反射領域
313…下地層
315R,315G,315B…着色層
315BM…黒色遮光膜
316…透明電極
317…表面保護層
320…対向基板
321…第2基板
322…透明電極
324…配向膜
333…配向膜
340,350…位相差板
341,351…偏光板
380,380R,380G,380B…ドット
400…液晶装置
413…画素電極
414…データ線
415…TFD
420…対向基板
421…第2基板
427…走査線
1200…制御手段
1210…表示情報出力源
1220…表示処理回路
1230…電源回路
1240…タイミングジェネレータ
A…液晶表示領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic apparatus. More specifically, when used in an electro-optical device, even when the spectral characteristics of illumination light in a transmissive display are non-uniform, image display with excellent white balance is suppressed by suppressing deterioration in color reproducibility due to this. In addition, the present invention relates to a substrate for an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic apparatus that can improve the color intensity of a transmissive display without reducing the brightness of the reflective display.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electro-optical devices such as liquid crystal devices have been widely used in electronic devices such as cellular phones and portable personal computers. This liquid crystal device has various forms depending on the application.For example, when used in a dark place or when the brightness of the image display unit is particularly required, the light from the illumination device installed on the back of the liquid crystal device is used. A transmissive liquid crystal device that displays images by entering is used, and when the place of use is sufficiently bright, or when the brightness of the image display is not particularly required, natural light or outside light such as room lighting is used. A reflection type is used in which light is incident from the front of the image display unit and the light is reflected to perform display. Furthermore, so-called transflective liquid crystal devices capable of both transmissive and reflective display are also used.
[0003]
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional transflective
[0004]
A
[0005]
On the other hand, a
[0006]
In addition, a retardation plate (¼ wavelength plate) 105 and a polarizing
[0007]
When the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The illuminating device of the liquid crystal device configured as described above uses an LED (Light Emitting Diode), a cold cathode tube, or the like as a light source, and the luminance (intensity) of the illuminating light emitted from such a light source is visible. Often it is not uniform over all wavelengths in the light region. When transmissive display is performed using light having a non-uniform luminance distribution as described above, the spectral characteristics of light emitted through the liquid crystal layer are also non-uniform. For example, when transmissive display is performed using an illumination device having a spectral characteristic higher than that at a wavelength at which other colors are developed, the image display becomes bluish. There was a problem that the white balance was lowered.
[0009]
In addition, in a transflective liquid crystal device, when used as a reflective type, external light incident from the front of the image display unit passes through the colored layer, then reflects off the reflective film and passes through the colored layer again. The passing distance of the layers is more than twice that of the transmissive display that passes through the colored layer only once, and the brightness of the displayed image is lowered. In order to obtain an image display with sufficient brightness when used as such a reflection type, it is necessary to reduce the thickness of the colored layer or reduce the pigment concentration. When used as a mold, an image display with sufficient color strength cannot be obtained. On the contrary, if the condition of the colored layer is set so as to obtain an image display with sufficient color density as a transmissive type by increasing the thickness of the colored layer or increasing the pigment concentration, sufficient brightness as a reflective type The image display cannot be obtained. Thus, obtaining an image display with sufficient brightness as a reflection type and obtaining an image display with a transmission type and sufficient color density are in a trade-off relationship, and it is extremely difficult to achieve both. There was also a problem that it was difficult.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and when used in an electro-optical device, even if the spectral characteristics of illumination light in a transmissive display are not uniform, color reproduction resulting therefrom is achieved. Electro-optics that can reduce image quality and achieve image display with excellent white balance, and can improve the color intensity of transmissive displays without reducing the brightness of reflective displays An object is to provide a substrate for an apparatus, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the electro-optical device substrate of the present invention is a substrate for an electro-optical device in which a display area includes a plurality of pixels, and each pixel includes a plurality of dots. An area, a reflection layer provided in the reflection area, a transmission area including at least one opening provided in the reflection layer, and a colored layer planarly overlapped with the reflection layer The colored layer provided on one dot covers the transmission region provided on the one dot in a plane, and is thicker than other regions in the region covering the transmission region,
The colors of the colored layers provided in the plurality of dots constituting the one pixel are different from each other,
The area of the transmissive region provided in at least one of the plurality of dots is different from the area of the transmissive region provided in other dots of the plurality of dots.
To do.
[0012]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the display area includes a plurality of pixels, and each of the pixels includes a plurality of dots. The dots include a reflection area and a reflection area provided in the reflection area. A layer, a transmission region including at least one opening provided in the reflective layer, and a colored layer provided so as to overlap the reflective layer in a plane, and provided in one of the dots. The colored layer covers the transmissive region provided on the one dot in a plane and is thicker than the other regions in the region covering the transmissive region, and on the opposite side of the reflective layer from the colored layer. An illumination device that irradiates illumination light to the plurality of transmission regions, and the colors of the colored layers provided in the plurality of dots constituting the one pixel are different from each other, and at least one of the plurality of dots Two dogs The area of the transmissive area provided in is characterized different from the area of the transmissive area provided in the other dot of the plurality of dots.
[0013]
With this configuration, even when the spectral characteristics of illumination light in transmissive display are not uniform, it is possible to suppress deterioration in color reproducibility caused by this and display an image with excellent white balance. Can do. For example, in the case where the illumination light emitted from the illumination device has high spectral characteristics compared to the luminance at the wavelength at which other colors are developed, the transmissive display has a deep blue color. The white balance is also biased to blue, but by reducing the area of the transmissive area covered by the blue coloring layer and reducing the absolute amount of blue light, the image display is prevented from being biased to blue. An image display excellent in white balance can be realized. Further, the color density of the transmissive display can be improved without reducing the brightness of the reflective display.
[0014]
The electro-optical device according to the aspect of the invention includes a pair of substrates, a display region includes a plurality of pixels, and the one pixel includes a plurality of dots. A reflection layer provided in the reflection region; a transmission region formed of at least one or more openings provided in the reflection layer; and a colored layer superimposed in a plane on the reflection layer; The first dot provided with the first colored layer showing the peak value of transmittance at a wavelength of 400 nm to 500 nm, the second dot provided with the second colored layer showing the peak value of transmittance at a wavelength of 500 nm to 600 nm, and a wavelength of 600 nm The above has at least the third dot provided with the third colored layer showing the peak value of the transmittance, and the colored layer provided on one dot is a flat surface of the transmissive region provided on one dot. Covering and Thicker than other areas in the region covering the serial transmission region,
An illumination device that irradiates illumination light to the plurality of transmission regions is disposed on the opposite side of the reflective layer from the colored layer, and the area of the transmission region that each of the first to third dots has is the pixel. The white color on the CIE chromaticity diagram of the illumination light that has passed is adjusted so that x = 0.2 to 0.5 and y = 0.2 to 0.5.
[0015]
With this configuration, even when the spectral characteristics of illumination light in transmissive display are not uniform, it is possible to suppress deterioration in color reproducibility caused by this and display an image with excellent white balance. Can do. For example, a colored layer (for example, a blue colored layer) that exhibits a transmittance peak value at a wavelength of 400 nm to 500 nm, a colored layer (for example, a green colored layer) that exhibits a transmittance peak value at a wavelength of 500 nm to 600 nm, and a wavelength of 600 nm A beautiful full-color image display can be realized by using three colored layers such as a colored layer (for example, a red colored layer) exhibiting a peak transmittance value as described above. Furthermore, the spectral characteristics of the illumination light such that the color obtained by mixing the illumination light that has passed through each colored layer is x = 0.2 to 0.5 and y = 0.2 to 0.5 on the CIE chromaticity diagram. As described above, by adjusting the area of each transmissive region, it is possible to realize an image display excellent in color reproducibility and white balance. Further, the color density of the transmissive display can be improved without reducing the brightness of the reflective display.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the substrate for an electro-optical device, the electro-optical device, and the electronic apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings taking the substrate for a liquid crystal device and the liquid crystal device as examples. Note that, in each drawing used in the description of the present embodiment, each layer or each member has a different scale so that each layer or each member can be recognized on the drawing.
[0017]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an external structure of a liquid crystal device according to a first embodiment of the electro-optical device of the invention. As shown in FIG. 1, the
[0018]
A plurality of parallel striped
[0019]
The
[0020]
<Structure of substrate for liquid crystal device>
Next, the structure of the liquid
[0021]
On the
[0022]
In the present embodiment, each transmissive region is an opening 212a provided in the
[0023]
With this configuration, the
[0024]
The colored layers 215R, 215G, and 215B are usually formed so as to exhibit a predetermined color tone by dispersing a coloring material such as a pigment or a dye in a transparent resin. Further, at the boundary portion between the regions where the
[0025]
As shown in FIG. 2B, the openings 212a of the
[0026]
Furthermore, as shown in FIG. 2 (a), SiO 2 is formed on the
[0027]
<Structure of counter substrate>
On the other hand, the
[0028]
<Structure of lighting device>
Next, the structure of the
[0029]
Here, with reference to FIG. 3, spectral characteristics (relationship between the wavelength of illumination light and luminance) of illumination light emitted from the
[0030]
When transmissive display is performed using such illumination light with non-uniform spectral characteristics, color development occurs at a wavelength with a large relative value of luminance, so the image display is originally bluish. However, as shown in FIG. 2B, in the present embodiment, the area of each opening 212a (area l corresponding to the red
[0031]
As a method of setting the sizes l, m, and n of the opening 212a, for example, the white color expressed when the illumination light that has passed through the
[0032]
In such an electro-optical device, when the white point is located in a region of X <0.2, X> 0.5, Y <0.2, Y> 0.5 on the CIE chromaticity diagram. In the case of white, when white becomes tinted white and all three primary colors are emitted to display white, for example, the color becomes yellowish white. Accordingly, the color reproducibility of display is greatly impaired.
[0033]
On the CIE chromaticity diagram, the white point (X, Y) is (X−0.31). 2 + (Y-0.31) 2 ≤ (0.10) 2 If the above relationship is satisfied, further excellent color reproducibility and white balance can be realized.
[0034]
In addition to unevenness caused by illumination light, it is possible to balance colors that are difficult to express with a color material. For example, since a color material such as blue becomes pale by heat, the spectral characteristics of transmitted light in a transmissive display become non-uniform. In other words, it is possible to suppress a decrease in color reproducibility due to non-uniformity in the spectral characteristics of transmitted light in transmissive display caused by a color material, and to realize an image display excellent in white balance.
[0035]
In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength of incident light incident on each of the
[0036]
Next, with reference to FIG. 6, the aspect of the opening part 212a formed in the
[0037]
In the case where the
[0038]
Here, FIG. 7 is a graph showing the spectral characteristics of light emitted from the liquid crystal device (hereinafter referred to as “observation light”) when transmissive display is performed with the configuration described above. On the other hand, FIG. 8 shows the spectral characteristics of the observation light when transmissive display is performed in a configuration in which all the openings have the same area (hereinafter referred to as “conventional configuration”) in comparison with FIG. ing. In any of the figures, the spectral characteristics when transmissive display is performed using the illumination light having the spectral characteristics shown in FIG. 3 are shown. 7 and 8, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the luminance of the observation light based on a predetermined luminance (the same luminance in both FIGS. 7 and 8). The relative value is (1.00).
[0039]
As shown in FIG. 8, when the conventional configuration is adopted, the observation light visually recognized by the observer becomes light with extremely high luminance near the wavelength of 470 nm. Therefore, the image display recognized by the observer is bluish green. On the other hand, when the configuration in which the ratio of the transmission regions in the
[0040]
As described above, according to the present embodiment, light having a wavelength with a relatively low luminance among the illumination light is sufficiently transmitted through the reflective layer, while light having a wavelength with a relatively high luminance is transmitted through the reflective layer. By limiting the transmission, even when the spectral characteristics of the illumination light are non-uniform, it is possible to suppress a decrease in color reproducibility caused by this and realize an image display with excellent white balance.
[0041]
In addition, in the conventional liquid crystal device, the transmissive display in which the illumination light passes only once through the colored layer is lighter than the reflective display in which the external light passes through the colored layer twice before displaying the image. However, as in this embodiment, by forming a base layer on the substrate and embedding a colored layer in the concave portion formed in the transmissive region, the color through which illumination light that realizes transmissive display passes is provided. By increasing the thickness of the layer, the color density of the transmissive display can be improved without reducing the brightness of the reflective display.
[0042]
[Second Embodiment]
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the
[0043]
As shown in FIG. 9, the surface of the
[0044]
On the
[0045]
On the other hand, the
[0046]
On the
[0047]
The colored layers 315R, 315G, and 315B are usually formed so as to exhibit a predetermined color tone by dispersing a coloring material such as a pigment or a dye in a transparent resin. Further, at the boundary portion of the region where the
[0048]
On the
[0049]
When the liquid
[0050]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment in which the present invention is applied to an active matrix transflective liquid crystal device will be described. In the following, a case where a TFD (Thin Film Diode) which is a two-terminal switching element is used as the switching element will be exemplified. In addition, among the elements in the drawings shown below, the elements common to the elements shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0051]
First, FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the
[0052]
On the other hand, on the inner side of the
[0053]
Similar to the first embodiment, also in this embodiment, an opening 212a is formed in the
[0054]
In addition, since the
[0055]
<Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are merely examples, and various modifications can be made to the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. As a modification, the following can be mentioned, for example.
[0056]
(1) In each of the above embodiments, the areas of the openings 212a corresponding to the
[0057]
For example, in each of the above embodiments, the area ratio of the opening 212a corresponding to the
[0058]
In each of the above embodiments, the opening 212a is formed in the vicinity of the center of each
[0059]
In the above description, the case where the opening 212a is used as the light-transmitting region of the
[0060]
(2) In the description so far, the ratio of the transmission region is made different for each dot in which the colored layer of different color is arranged, and the ratio of the transmission region in the dot in which the colored layer of the same color is arranged Were the same. If the spectral characteristics of the illumination light from the illumination device are the same over the entire surface of the substrate of the liquid crystal device, such a configuration can sufficiently compensate for the non-uniformity of the spectral characteristics of the illumination light. The spectral characteristics of the illumination light may be different at each location in the substrate surface. For example, the illumination light having the spectral characteristic shown in FIG. 3 is irradiated to a certain part in the substrate surface, but the illumination light having a spectral characteristic different from that shown in FIG. 3 is irradiated to the other part. This is the case.
[0061]
In such a case, the ratio of the transmissive region may be varied depending on the position of each dot in the substrate surface. For example, in a dot located at a position irradiated with illumination light having the spectral characteristics shown in FIG. 3, the area ratio of the transmission region is set to “4: 1: 2”, while the blue color is compared with this illumination light. For a dot located at a location irradiated with illumination light having a slightly low luminance from light to green light, the area ratio of the transmission region is set to “3: 1: 2”. Thus, the ratio of the translucent area | region in the dot corresponding to the same color does not necessarily need to be the same over all the dots. By configuring in this way, in addition to the effects shown in the above embodiments, it is possible to compensate for the case where the spectral characteristics of the illumination light are not uniform even within the substrate surface. Contrast can be improved.
[0062]
(3) In the description so far, the case where the illumination light from the illumination device exhibits the spectral characteristics shown in FIG. 3 is exemplified, but when the illumination light having the spectral characteristics different from that in FIG. However, by making the light-transmitting region of the reflective layer have an area corresponding to the spectral characteristics of the illumination light, it is possible to compensate for variations in the spectral characteristics and improve the contrast.
[0063]
(4) In the description so far, the case of the stripe arrangement in which the colored layers are arranged in a stripe shape as the arrangement pattern of the colored layers is exemplified, but the present invention is not limited to this, and for example, a delta arrangement, a mosaic arrangement, etc. The pattern may be
[0064]
(5) In the third embodiment, an active matrix type liquid crystal device adopting TFD as a switching element has been exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this, and a TFT (Thin Film Transistor) is used. The present invention can also be applied to a liquid crystal device employing a three-terminal switching element represented by When a TFT is used, a counter electrode is formed over the entire surface of one substrate, and a plurality of scanning lines and a plurality of data lines are formed on the other substrate so as to extend in directions crossing each other. At the same time, pixel electrodes connected to both of these via TFTs are arranged in a matrix. In this case, a region where each pixel electrode and the counter electrode face each other functions as a pixel.
[0065]
(6) In the above description, the liquid crystal device has been described as an example of the electro-optical device. Good.
[0066]
[Embodiment of electronic device]
Next, an embodiment in which the liquid crystal device described so far is used as a display device of an electronic device will be described. FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the electronic apparatus of the present invention. The electronic apparatus shown here includes a
[0067]
The display
[0068]
The display
[0069]
FIG. 15 shows a mobile personal computer which is an embodiment of the electronic apparatus of the present invention. The
[0070]
FIG. 16 shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus of the invention. A
[0071]
As described above, the electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device, for example, a liquid crystal device, so that even if the spectral characteristic of the illumination light in the transmissive display is not uniform, It is possible to suppress the deterioration of color reproducibility, achieve an image display with excellent white balance, and improve the color density of the transmissive display without reducing the brightness of the reflective display. .
[0072]
Note that the electronic apparatus of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the above embodiment has a so-called COG type structure, but is not a structure for directly mounting an IC chip, for example, a structure in which a flexible wiring board or a TAB board is connected to a liquid crystal panel. It does not matter.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the spectral characteristics of the illumination light used in the transmissive display are not uniform, the deterioration of color reproducibility due to this is suppressed, and an image display with excellent white balance can be achieved. In addition, the color density of the transmissive display can be improved without reducing the brightness of the reflective display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an external structure of a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing a part of the liquid crystal device according to the first embodiment shown in FIG. 1, in which FIG. 2A is a sectional view and FIG. 2B is a liquid crystal device substrate portion; FIG.
FIG. 3 is a graph illustrating spectral characteristics of illumination light emitted from the illumination device in the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a CIE (1931xy) chromaticity diagram.
FIG. 5 is a graph showing the transmittance characteristics of each colored layer when the horizontal axis is the wavelength of incident light incident on each colored layer and the vertical axis is the transmittance (ratio of the amount of emitted light to the amount of incident light). .
FIG. 6 is a plan view showing a positional relationship between each element formed on the first substrate and a transparent electrode formed on the second substrate in the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. .
FIG. 7 is a graph showing spectral characteristics of light emitted from the liquid crystal device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 8 is a graph showing the spectral characteristics of light when transmissive display is performed with a configuration in which all openings of the reflective layer have the same area.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a main part configuration of a liquid crystal display panel constituting a liquid crystal device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing a positional relationship between each element formed on the first substrate and each data line formed on the second substrate in the liquid crystal device according to the third embodiment of the present invention. is there.
FIG. 13 is a plan view showing a positional relationship between each element formed on the first substrate and a transparent electrode formed on the second substrate in a liquid crystal device which is a modification of the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a mobile personal computer which is an embodiment of an electronic apparatus of the invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus of the invention.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional transflective liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
80 ... Personal computer
81 ... Keyboard
82 ... Body part
83 ... Liquid crystal display unit
90 ... mobile phone
91 ... Operation buttons
200 ... Liquid crystal device
200A ... Panel structure
200B ... Drive circuit
210 ... Substrate for liquid crystal device
210T ... board extension
211 ... 1st board
212 ... Reflective layer
212a ... opening
212r ... reflection area
213: Underlayer
215, 215R, 215G, 215B ... colored layer
215BM: Black light shielding film
216 ... Transparent electrode
317 ... Surface protective layer
218, 218A, 218B ... wiring
219 ... Input terminal section
220 ... Counter substrate
221 ... Second substrate
222: Transparent electrode
224 ... Alignment film
228 ... wiring
230 ... Sealing material
233 ... Alignment film
240, 250 ... retardation plate
241,251 ... Polarizing plate
261 ... Semiconductor IC
263 ... Flexible wiring board
270 ... Illumination device
271 ... LED
272 ... Light guide plate
280, 280R, 280G, 280B ... dots
300 ... Liquid crystal device
311 ... first substrate
312 ... Reflective layer
312a ... opening
312r: reflection region
313: Underlayer
315R, 315G, 315B ... colored layer
315BM: Black light shielding film
316 ... Transparent electrode
317 ... Surface protective layer
320 ... Counter substrate
321 ... Second substrate
322 ... Transparent electrode
324 ... Alignment film
333: Alignment film
340, 350 ... retardation plate
341, 351 ... Polarizing plate
380, 380R, 380G, 380B ... dots
400 ... Liquid crystal device
413 ... Pixel electrode
414 ... Data line
415 ... TFD
420 ... Counter substrate
421 ... second substrate
427 ... Scanning line
1200 ... Control means
1210 ... Display information output source
1220 ... Display processing circuit
1230 ... Power supply circuit
1240: Timing generator
A ... Liquid crystal display area
Claims (10)
前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重ねられた着色層と、を備え、
一の前記ドットに設けられた前記着色層は、前記一のドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、
前記一つの画素を構成する前記複数のドットに設けられた前記着色層の色は互いに異なり、
前記複数のドットのうち少なくとも一つのドットに設けられた前記透過領域の面積は、前記複数のドットのうち他のドットに設けられた透過領域の面積とは異なることを特徴とする電気光学装置用基板。 In the electro-optic device substrate, the display area is composed of a plurality of pixels, and the pixel is composed of a plurality of dots .
The dots are a reflective region, a reflective layer provided in the reflective region, a transmissive region comprising at least one or more openings provided in the reflective layer, and a color superimposed on the reflective layer in a planar manner. A layer, and
The colored layer provided on one dot covers the transmission region provided on the one dot in a plane, and is thicker than other regions in the region covering the transmission region,
The colors of the colored layers provided in the plurality of dots constituting the one pixel are different from each other,
For the electro-optical device , the area of the transmissive region provided in at least one of the plurality of dots is different from the area of the transmissive region provided in other dots of the plurality of dots . substrate.
前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重なるように設けられた着色層と、を備え、
一の前記ドットに設けられた前記着色層は、前記一のドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、
前記反射層の前記着色層と反対側には、前記複数の透過領域に照明光を照射する照明装置が配置され、
前記一つの画素を構成する前記複数のドットに設けられた前記着色層の色は互いに異なり、
前記複数のドットのうち少なくとも一つのドットに設けられた前記透過領域の面積は、前記複数のドットのうち他のドットに設けられた透過領域の面積とは異なることを特徴とする電気光学装置。 In an electro-optical device in which a display area includes a plurality of pixels and one pixel includes a plurality of dots ,
The dots are provided so as to planarly overlap the reflective layer, a reflective layer provided in the reflective region, a transmissive region including at least one opening provided in the reflective layer , and the reflective layer. A colored layer,
The colored layer provided on one dot covers the transmission region provided on the one dot in a plane, and is thicker than other regions in the region covering the transmission region,
On the opposite side of the reflective layer from the colored layer, an illumination device that irradiates illumination light to the plurality of transmission regions is disposed,
The colors of the colored layers provided in the plurality of dots constituting the one pixel are different from each other,
An electro-optical device , wherein an area of the transmissive region provided in at least one of the plurality of dots is different from an area of a transmissive region provided in another dot of the plurality of dots .
前記透過領域は、前記反射層に設けられた開口部であり、
前記反射層及び前記照明装置間には、少なくとも一つ以上の開口部が設けられた下地層が配置され、
前記下地層の前記開口部は、前記反射層の前記開口部と平面的に重なり、
一の前記ドットに設けられた前記着色層は、前記一のドットに設けられた前記反射層の前記開口部及び前記下地層の前記開口部の内部に埋設された状態で設けられていることを特徴とする電気光学装置。The electro-optical device according to claim 2.
The transmissive region is an opening provided in the reflective layer,
Between the reflective layer and the illumination device, an underlayer provided with at least one opening is disposed,
The opening of the underlying layer overlaps the the opening and the flat surface manner of the reflective layer,
The colored layer provided on one of the dots, that is kicked set in a state of being buried in the opening portion of the opening and the underlying layer of the reflective layer provided on the one dot An electro-optical device.
前記一つの画素を構成する前記複数のドット各々が有する透過領域の面積は、前記画素を通過した前記照明光のCIE色度図上の白色がx=0.2〜0.5、y=0.2〜0.5となるように調整されていることを特徴とする電気光学装置。The electro-optical device according to claim 2.
The area of the transmissive region of each of the plurality of dots constituting the one pixel is such that white on the CIE chromaticity diagram of the illumination light that has passed through the pixel is x = 0.2 to 0.5, y = 0 An electro-optical device that is adjusted to be 2 to 0.5.
前記一つの画素を構成する前記複数のドットは少なくとも第1のドットと第2のドットを有し、
前記第1のドットに設けられた着色層に対応する波長領域における前記照明光の強度は、前記第2のドットに設けられた着色層に対応する波長領域における前記照明光の強度よりも強く、前記第1のドットが有する透過領域の面積は前記第2のドットが有する透過領域の面積よりも小さいことを特徴とする電気光学装置。The electro-optical device according to claim 2.
The plurality of dots constituting the one pixel have at least a first dot and a second dot,
The intensity of the illumination light in the wavelength region corresponding to the colored layer provided in the first dot is stronger than the intensity of the illumination light in the wavelength region corresponding to the colored layer provided in the second dot, An electro-optical device, wherein an area of a transmissive region included in the first dot is smaller than an area of a transmissive region included in the second dot .
前記ドットが有する透過領域の面積は、前記ドットに設けられた前記少なくとも一つ以上の透過領域の個数によって調整されていることを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device, wherein an area of a transmissive region included in the dot is adjusted by a number of the at least one transmissive region provided in the dot.
前記ドットは、反射領域と、該反射領域に設けられた反射層と、該反射層に設けられた少なくとも一つ以上の開口部からなる透過領域と、該反射層に平面的に重ねられた着色層と、を備え、
前記画素は、波長400nm〜500nmで透過率のピーク値を示す第1着色層を設けた第1ドットと、波長500nm〜600nmで透過率のピーク値を示す第2着色層を設けた第2ドット及び波長600nm以上で透過率のピーク値を示す第3着色層を設けた第3ドットを少なくとも有し、
一の前記ドットに設けられた前記着色層は、一の前記ドットに設けられた前記透過領域を平面的に覆い、且つ前記透過領域を覆う領域においてその他の領域よりも厚く、
前記反射層の前記着色層と反対側には、前記複数の透過領域に照明光を照射する照明装置が配置され、
前記第1ドット乃至第3ドット各々が有する透過領域の面積は、前記画素を通過した前記照明光のCIE色度図上の白色がx=0.2〜0.5、y=0.2〜0.5となるように調整されていることを特徴とする電気光学装置。 Have a pair of substrates, the display area comprises a plurality of pixels, in the electro-optical device in which one pixel is composed of a plurality of dots,
The dots are a reflective region, a reflective layer provided in the reflective region, a transmissive region comprising at least one or more openings provided in the reflective layer, and a color superimposed on the reflective layer in a planar manner. A layer, and
The pixel has a first dot provided with a first colored layer showing a peak value of transmittance at a wavelength of 400 nm to 500 nm, and a second dot provided with a second colored layer showing a peak value of transmittance at a wavelength of 500 nm to 600 nm. And at least a third dot provided with a third colored layer showing a peak value of transmittance at a wavelength of 600 nm or more,
The colored layer provided in one dot covers the transmission region provided in one dot in a plane and is thicker than the other regions in the region covering the transmission region,
On the opposite side of the reflective layer from the colored layer, an illumination device that irradiates illumination light to the plurality of transmission regions is disposed,
The area of the transmissive region of each of the first to third dots is such that white on the CIE chromaticity diagram of the illumination light that has passed through the pixel is x = 0.2 to 0.5, y = 0.2 to An electro-optical device that is adjusted to be 0.5.
前記第1ドット乃至第3ドット各々が有する透過領域の面積は、前記画素を透過した前記照明光のCIE色度図上の白色点の座標を(X,Y)としたときに、
(X−0.31)2+(Y−0.31)2≦(0.10)2
の関係を満足するように調整されていることを特徴とする電気光学装置。The electro-optical device according to claim 7 .
Area of the transmissive region and the first dot to the third dot each having the coordinates of the white point of the transmitted CIE chromaticity diagram of the illumination light the pixel (X, Y) is taken as,
(X−0.31) 2 + (Y−0.31) 2 ≦ (0.10) 2
The electro-optical device is adjusted so as to satisfy the above relationship.
前記ドットが有する透過領域の面積は、前記ドットに設けられた前記少なくとも一つ以上の透過領域の個数によって調整されていることを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device, wherein an area of a transmissive region included in the dot is adjusted by a number of the at least one transmissive region provided in the dot.
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JP2001381581A JP4003451B2 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Electro-optical device substrate, electro-optical device, and electronic apparatus |
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