CN101501558A

CN101501558A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN101501558A
Application number: CNA2007800293405A
Authority: CN
Inventors: 镰田健太郎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2027-08-07
Also published as: US20100201919A1; US8363182B2; WO2008018449A1; CN101501558B

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，使场序方式的液晶显示装置的色再现范围充分提高。本发明的液晶显示装置是场序方式的液晶显示装置，其包括：照明元件，该照明元件具有发出第一颜色的光的第一光源、发出与第一颜色不同的第二颜色的光的第二光源、和发出与第一和第二颜色不同的第三颜色的光的第三光源，能够独立地分时射出第一、第二和第三颜色的光；和对从照明元件射出的光进行调制的液晶显示面板。本发明的液晶显示装置的液晶显示面板具有对第一颜色的光呈现高透过率的第一彩色滤光片。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别涉及场序方式的液晶显示装置。

背景技术

当前，液晶显示装置被利用于各种用途。作为在液晶显示装置中实现彩色显示的方式，最通常使用的是彩色滤光片方式。在彩色滤光片方式中，用多个子像素(有时也称为“图像元素”)构成像素，对每个子像素配置原色的彩色滤光片。典型的是，用配置有红、绿、蓝的彩色滤光片的3个子像素构成1个像素(有时也称为“彩色显示像素”)，对每个像素控制光的透过率，由此能够进行彩色显示。

另一方面，作为实现彩色显示的方法，还已知有场序方式(例如参照专利文献1)。在场序方式中，将从背光源射出的光的颜色按照时间顺序切换为红、绿、蓝、红、绿、蓝……，与其同步，使液晶显示面板的各像素(与彩色滤光片方式的子像素相对应)的光透过率变化，由此，利用视网膜的残像效果，将颜色按照时间进行混合，实现彩色显示。场序方式能够用1个子像素进行彩色显示，因此能够进行高清晰的显示。另外，因为不需要使用彩色滤光片，所以能够进行明亮的显示。

专利文献1：特开平10—186311号公报

发明内容

然而，近年来，在液晶显示装置中要求进一步提高色再现范围，在彩色滤光片方式和场序方式的任一种方式中，都不能说得到了充分的色再现范围。

本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于使场序方式的液晶显示装置的色再现范围充分地提高。

本发明的显示装置为场序方式的液晶显示装置，其包括：照明元件，该照明元件是作为显示装置的背光源使用的照明装置，具有发出第一颜色的光的第一光源、发出与上述第一颜色不同的第二颜色的光的第二光源、和发出与上述第一和第二颜色不同的第三颜色的光的第三光源，能够独立地分时射出上述第一、第二和第三颜色的光；和对从上述照明元件射出的光进行调制的液晶显示面板，其特征在于：上述液晶显示面板具有对上述第一颜色的光呈现高透过率的第一彩色滤光片。

在某个实施方式中，上述第一颜色的光主要具有绿色波段的光谱，上述第二颜色的光主要具有蓝色波段的光谱，上述第三颜色的光主要具有红色波段的光谱。

在某个实施方式中，上述第一光源是绿色发光二极管，上述第二光源是蓝色发光二极管，上述第三光源是红色发光二极管。

在某个实施方式中，上述第一、第二和第三光源是冷阴极管或热阴极管。

在某个实施方式中，分别具有多个上述第一、第二和第三光源。

在某个实施方式中，上述第一颜色的光主要具有绿色波段的光谱，上述液晶显示面板不具有上述第一彩色滤光片以外的彩色滤光片。

在某个实施方式中，上述液晶显示面板具有呈矩阵状排列的多个像素，上述第一彩色滤光片设置在上述多个像素的各个中。

在某个实施方式中，在上述多个像素的各个中，上述第一彩色滤光片所占的面积的比例大于1/3。

在某个实施方式中，上述液晶显示面板还具有对上述第二颜色的光呈现高透过率的第二彩色滤光片和对上述第三颜色的光呈现高透过率的第三彩色滤光片，上述第二彩色滤光片和上述第三彩色滤光片设置在上述多个像素的各个中。

在某个实施方式中，上述多个像素的各个对1个显示信号取1种显示状态。

在某个实施方式中，上述多个像素的各个具有分别对1个显示信号取1种显示状态的多个子像素，上述多个子像素具有设置有上述第一彩色滤光片的第一子像素、设置有上述第二彩色滤光片的第二子像素和设置有上述第三彩色滤光片的第三子像素。

在某个实施方式中，在向上述第一子像素供给规定的显示信号的期间，向上述第二和第三子像素供给黑显示信号。

在某个实施方式中，在向上述第一和第二子像素供给规定的显示信号的期间，向上述第一子像素供给黑显示信号。

发明效果

本发明的液晶显示装置是包括能够独立地分时射出多种颜色的光的照明元件和对从照明元件射出的光进行调制的液晶显示面板的场序方式的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置的液晶显示面板具有对特定颜色的光呈现高透过率的彩色滤光片，由此，色再现性提高。即，根据照明元件的发光光谱和彩色滤光片的吸收光谱，能够提高特定颜色的色纯度，结果，色再现范围提高。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100的截面图。

图2是表示从照明元件射出的光的光谱与视感度曲线的图。

图3是表示从照明元件射出的绿色光的光谱与通过绿色滤光片以后的绿色光的光谱的图。

图4是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200的截面图。

图5是表示对于红、绿、蓝所有颜色，从照明元件射出的光的光谱和通过彩色滤光片以后的光的光谱的图。

图6是表示实施例1、2和比较例1各自的液晶显示装置的色再现范围与由NTSC规定的色再现范围的色度图。

图7是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置300的截面图。

图8是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置400的截面图。

图9是表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置的模块构造的一个例子的分解立体图。

图10是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置500的截面图。

符号说明

10 照明元件(背光源)

11R 红色LED

11G 绿色LED

11B 蓝色LED

20、50 液晶显示面板

21、22 基板

23 液晶层

24R 红色滤光片

24G 绿色滤光片

24B 蓝色滤光片

100、200、300、400、500 液晶显示装置

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限于以下的实施方式。

图1示意性地表示本实施方式的液晶显示装置100。液晶显示装置100，如图1所示，是具有照明元件(背光源)10和液晶显示面板20的场序方式的液晶显示装置。

照明元件10能够交替地射出至少包括绿色的多种颜色的光。在本实施方式中，照明元件10包括发出红色光的红色LED11R、发出绿色光的绿色LED11G和发出蓝色光的蓝色LED11B，通过使它们依次交替发光，能够交替射出红色、绿色和蓝色的光。即，照明元件10能够独立地分时射出红色、绿色和蓝色的光。此外，图1中例示了正下方型的照明元件10，但照明元件10也可以是将LED与导光板组合使用的边光方式的照明元件。

液晶显示面板20具有呈矩阵状排列的多个像素，能够对每个像素对从照明元件10射出的光进行调制。液晶显示面板20包括一对基板21和22、与设置在这些基板21和22之间的液晶层23。在本实施方式中，以场序方式进行显示，因此，作为液晶层23优选使用响应速度快的液晶层。在此，所谓“像素”是指能够进行彩色显示的最小单位(“彩色显示像素”)。本实施方式的液晶显示装置中，各像素分时进行红色、绿色和蓝色的显示，因此，根据显示信号独立地控制光的透过率的最小构成要素与像素相对应。例如，在TFT型的显示装置的情况下，由通过TFT从数据信号线供给显示信号的像素电极和隔着液晶层与像素电极相对的对置电极规定的单位，与像素相对应，像素对1个显示信号取1种显示状态。

本实施方式的液晶显示面板20，如图1所示，具有绿色的彩色滤光片(以下称为“绿色滤光片”)24G。具体地说，绿色滤光片24G设置在各像素中，设置成占据像素内的一部分区域、例如占据像素(开口部)的1/3左右以上的面积。液晶显示面板20的各像素分时，不仅显示绿色，还显示红色和蓝色，因此，像素(开口部)的至少1/3左右需要设置没有绿色滤光片的区域。另外，图1中例示了在一对基板21和22中的配置在观察者一侧的基板22上形成的绿色滤光片24G，但也可以将绿色滤光片24G形成于配置在照明元件10一侧的基板21上。

在场序方式的以往的液晶显示装置中，在液晶显示面板上没有设置彩色滤光片。与此不同，在本实施方式的液晶显示装置100中，尽管采用了场序方式，但在液晶显示面板20上设置有绿色滤光片24G。另外，与以往的彩色滤光片方式的液晶显示装置不同，没有绿色滤光片24G以外的彩色滤光片。

通过这样在液晶显示面板20上设置彩色滤光片24G，能够充分扩大色再现范围，。以下，说明其理由。

图2表示从照明元件10射出的光的光谱与视感度曲线X、Y、Z的关系。视感度曲线X、Y、Z是表示人的眼睛对各种波长的光的灵敏度特性的曲线。

如图2所示，从照明元件10射出的光中的绿色光的光谱(在520nm附近有峰值的光谱)，不仅与对绿色的视感度曲线Y重叠，还与对红色的视感度曲线X、对蓝色的视感度曲线Z重叠。这意味着绿色的色纯度与其它颜色的色纯度相比，容易受到发光光谱的形状(特别是半值宽度)的影响。因此，通过用设置在液晶显示面板20上的彩色滤光片24G调整绿色光的光谱的形状，能够提高绿色的色纯度，由此能够扩大色再现范围。

图3一并表示从照明元件10射出的绿色光的光谱(“没有CF”的虚线)和通过绿色滤光片24G以后的绿色光的光谱(“有CF”的实线)。如图3所示，通过设置绿色滤光片24G，绿色光的光谱的半值宽度变窄，绿色的色纯度提高。从而，通过设置绿色滤光片24G，能够扩大色再现范围。

此外，对于红色或蓝色，由红色的彩色滤光片或蓝色的彩色滤光片(以下分别称为“红色滤光片”、“蓝色滤光片”)调整红色的光或蓝色的光的光谱的形状，也能够提高色纯度。从而，可以如图4所示的液晶显示装置200那样，在液晶显示面板20上，不仅设置绿色滤光片24G，还设置红色滤光片24R和蓝色滤光片24B。

但是，根据本申请发明人的研究，设置绿色滤光片24G的情况下的色纯度提高的效果比设置红色滤光片24R或蓝色滤光片24B的情况下的色纯度提高的效果大。图5表示对于红、绿、蓝所有颜色，从照明元件10射出的光的光谱(“没有CF”的虚线)和通过彩色滤光片以后的光的光谱(有“CF”的实线)。

如图5所示，根据有无绿色滤光片24G，绿色光的光谱形状变化很大，而红色光或蓝色光的光谱形状与有无红色滤光片24R或蓝色滤光片24B无关，没有什么变化。

这样，由设置彩色滤光片所产生的色纯度提高的效果，对绿色最高，因此，通过在液晶显示面板20上至少设置绿色滤光片24G，能够充分扩大色再现范围。另外，设置彩色滤光片本身会使光的利用效率降低，因此，通过在液晶显示面板20上仅设置绿色的彩色滤光片24G，而不设置除其以外的颜色的彩色滤光片，能够扩大色再现范围而不怎么使光的利用效率降低。另外，本实施方式的液晶显示装置中，作为根据显示信号独立地控制光透过率的作为最小构成要素的像素分时进行彩色显示，因此，具有与以往的彩色滤光片方式(由多个子像素构成像素)相比为高清晰的场序方式的特征。

表1和图6表示本发明的色再现范围扩大的效果的模拟结果。表1是表示实施例1、2和比较例1～3各自的液晶显示装置(均以场序方式进行显示)所显示的红色、绿色、蓝色和白色的色度(x，y)与色再现范围(NTSC比和AdobeRGB比)的表。另外，图6是表示实施例1、2和比较例1各自的液晶显示装置的色再现范围与由NTSC规定的色再现范围的色度图。在任一情况下，各彩色滤光片的面积均为像素(开口部)的大约1/3。

[表1]

首先，从表1和图6可知，在液晶显示面板上设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片的实施例1中，与在液晶显示面板上没有设置彩色滤光片的比较例1相比，色再现范围大大地扩大。

另外可知，在液晶显示面板上仅设置有绿色滤光片的实施例2中，与仅设置有红色滤光片的比较例2或仅设置有蓝色滤光片的比较例3相比，色再现范围大大地提高，实现了与实施例1大致相同程度的色再现范围。

如上所述，通过在液晶显示面板上至少设置绿色滤光片，能够使场序方式的液晶显示装置的色再现范围充分提高。特别地，通过仅设置绿色滤光片，能够有效地扩大色再现范围(而不怎么使光的利用效率降低)。

此外，图4中例示了在像素内绿色滤光片24G所占的面积的比例是大约1/3的情况，但本发明并不限定于此。在像素内绿色滤光片24G所占的面积的比例可以小于1/3，或者反之，也可以如图7所示的液晶显示装置300或图8所示的液晶显示装置400那样大于1/3。在各像素中设置包括绿色的3色彩色滤光片的情况下，因为人的眼睛对绿光的灵敏度最高，所以通过使绿色的彩色滤光片24G所占的面积的比例大于像素(开口部)的1/3，能够增大绿色光的透过率(亮度)，从而能够实现低消耗电力。

接着，参照图9说明本实施方式的液晶显示装置的具体的模块构造的一个例子。

图9所示的照明元件10包括多个荧光管12。荧光管12由灯架(lamp holder)13保持在金属板14上。在荧光管12与金属板14之间，设置有用于对从荧光管12射出到背面侧的光进行反射的反射片15。此外，作为荧光管12，从消耗电力等观点出发，能够适当地使用冷阴极管，但并不限于此，也能够使用热阴极管等其它荧光管。

在金属板14的背面侧，设置有逆变器基板16和控制基板17。逆变器基板16由逆变器基板罩16A覆盖，控制基板17由控制基板罩17A覆盖。

相对于荧光管12，在与反射片15相反一侧，设置有用于使从荧光管12射出的光散射或者控制其指向性的多个片18。这些片18由与金属板14卡合的框架19固定。液晶显示面板20配置在该框架19上，由边框26固定。

荧光管12例如分别包括多个射出绿色光的荧光管、射出蓝色光的荧光管和射出红色光的荧光管。射出这3种颜色的光的荧光管12，从均匀性的观点出发，优选循环地(即，按照G、B、R、G、B、R……的顺序)排列。通过根据从控制基板17供给的控制信号使射出各颜色的光的荧光管12依次点亮，照明元件10独立地分时射出绿色的光、蓝色的光和红色的光。此外，发光二极管(LED)一般不含水银，因此，如果使用LED，则可得到对环境的负荷少的优点，而如果使用荧光管，则可得到廉价、发光效率高的优点。在使用LED的情况和使用荧光管的情况的任一种情况下，通过将射出不同颜色的光的光源循环地排列，都能够使亮度的均匀性提高。另外，光源一般比像素(或者彩色滤光片)大，在使用LED的情况下，也可对几个以上的像素设置1个光源。

在上述的实施方式中，例示了具有照明元件和液晶显示面板的液晶显示装置，上述照明元件包括发出红色、蓝色和绿色的光的光源，能够独立地分时射出这些颜色的光，上述液晶显示面板至少包括绿色的彩色滤光片，但色光的种类并不限于上述的例子。最近，为了扩大液晶显示装置的色再现范围，积极地进行将4种颜色以上的颜色(称为“原色”)组合的多原色显示的应用，本发明的液晶显示装置也能够应用4种颜色以上的多原色显示。例如，除了红色、蓝色和绿色以外，有时还使用青色(C)、品红(M)和黄色(Y)。但是，如上所述，因为色纯度的提高效果高的是绿色，因此优选3种颜色以上的色光中的1种颜色是绿色，并设置绿色滤光片。

另外，从光源射出的色光的光谱与用于提高其色纯度的彩色滤光片的吸收光谱的关系，可根据所求出的色纯度适当设定，典型地，从光的利用效率的观点出发，优选设定成：在色光透过对应的彩色滤光片以后，色光的中心波长几乎不变，半值宽度变窄。

在上述实施方式的液晶显示装置100～400中，都是将根据显示信号独立地控制光的透过率的最小构成要素作为能进行彩色显示的像素，但也可以如图10所示的液晶显示装置500那样，将根据显示信号独立地控制光的透过率的最小构成要素作为子像素，由3个子像素SP1～SP3构成1个像素。即，液晶显示装置500具有的液晶显示面板50具有能够对每个子像素SP1～SP3独立地控制光的透过率的结构。在TFT型液晶显示面板的情况下，由通过TFT从数据信号线供给显示信号的像素电极和隔着液晶层与像素电极相对的对置电极规定的单位，与子像素相对应，各子像素对1个显示信号取1种显示状态。从而，液晶显示装置500虽然清晰度比前面的实施方式的液晶显示装置100～400差(与以往的彩色滤光片方式的液晶显示装置相同)，但是能够进一步提高色纯度。即，如果在向绿色子像素SP2供给规定的显示信号的期间，向红色子像素SP1和蓝色子像素SP3供给黑显示信号，则用于绿色显示的光仅为透过绿色子像素SP2的光。另外，如果在向红色子像素SP1和蓝色子像素SP3供给规定的显示信号的期间，向绿色子像素SP2供给黑显示信号，则可防止绿色光与用于红色显示和蓝色显示的光混杂。当然，也可以采用在向红色子像素SP1供给规定的显示信号的期间，向绿色子像素SP2和蓝色子像素SP3供给黑显示信号，在向蓝色子像素SP3供给规定的显示信号的期间，向绿色子像素SP2和红色子像素SP1供给黑显示信号的结构。当这样采用设置子像素的结构时，能够进一步提高色纯度。

此外，也可以形成为由2个子像素构成1个像素，在1个子像素(绿色子像素)上设置绿色滤光片，在另一个子像素(其它的子像素)上不设置彩色滤光片的结构。如果采用在向绿色子像素供给规定的显示信号的期间，向其它的子像素供给黑显示信号，在由其它的子像素显示红色或蓝色的期间，向绿色子像素供给黑显示信号的结构，则能够提高色纯度，并且能够将清晰度的降低抑制到2/3。

本发明的液晶显示装置在上述的任一种情况下都进行场序驱动。即，照明装置的各颜色光源仅在分配给各颜色的显示期间(在三原色的情况下，典型的是1场的三分之一的期间)选择性地被点亮，与此同步，规定的显示信号被供给至像素或对应的子像素。然而，根据光源的特性，有时不能充分地迅速点亮或者熄灭，在那样的情况下，优选通过采用包括子像素的结构来提高色纯度。

产业上的可利用性

根据本发明，能够充分提高场序方式的液晶显示装置的色再现范围。本发明能够广泛用于场序方式的液晶显示装置。

Claims

1.一种液晶显示装置，其为场序方式的液晶显示装置，其包括：

照明元件，该照明元件是作为显示装置的背光源使用的照明装置，具有发出第一颜色的光的第一光源、发出与所述第一颜色不同的第二颜色的光的第二光源、和发出与所述第一和第二颜色不同的第三颜色的光的第三光源，能够独立地分时射出所述第一、第二和第三颜色的光；和

对从所述照明元件射出的光进行调制的液晶显示面板，

其特征在于：

所述液晶显示面板具有对所述第一颜色的光呈现高透过率的第一彩色滤光片。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述第一颜色的光主要具有绿色波段的光谱，所述第二颜色的光主要具有蓝色波段的光谱，所述第三颜色的光主要具有红色波段的光谱。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述第一光源是绿色发光二极管，所述第二光源是蓝色发光二极管，所述第三光源是红色发光二极管。

4.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述第一、第二和第三光源是冷阴极管或热阴极管。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

分别具有多个所述第一、第二和第三光源。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述第一颜色的光主要具有绿色波段的光谱，所述液晶显示面板不具有所述第一彩色滤光片以外的彩色滤光片。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述液晶显示面板具有呈矩阵状排列的多个像素，

所述第一彩色滤光片设置在所述多个像素的各个中。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：

在所述多个像素的各个中，所述第一彩色滤光片所占的面积的比例大于1/3。

9.根据权利要求7或8所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述液晶显示面板还具有对所述第二颜色的光呈现高透过率的第二彩色滤光片和对所述第三颜色的光呈现高透过率的第三彩色滤光片，所述第二彩色滤光片和所述第三彩色滤光片设置在所述多个像素的各个中。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述多个像素的各个对1个显示信号取1种显示状态。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述多个像素的各个具有分别对1个显示信号取1种显示状态的多个子像素，所述多个子像素具有设置有所述第一彩色滤光片的第一子像素、设置有所述第二彩色滤光片的第二子像素和设置有所述第三彩色滤光片的第三子像素。

12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：

在向所述第一子像素供给规定的显示信号的期间，向所述第二和第三子像素供给黑显示信号。

13.根据权利要求11或12所述的液晶显示装置，其特征在于：

在向所述第一和第二子像素供给规定的显示信号的期间，向所述第一子像素供给黑显示信号。