CN107430299A - 液晶显示装置 - Google Patents

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山中一行
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Abstract

本发明的实施方式的液晶显示装置(100)具备:设置于液晶显示面板(10)以及背光源(20)之间或者液晶显示面板的观察者侧、并能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断的光开关面板(30)。光开关面板具有:第一基板(31)以及第二基板(32)、以及设置于第一基板以及第二基板之间的液晶层(33)。第一基板具有多个第一透明电极(34)。第二基板具有与多个第一透明电极对向的第二透明电极(35)。第一基板还具有多根金属布线(36),上述多根金属布线(36)由金属材料形成,且分别与多个第一透明电极中的所对应的第一透明电极电连接。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置,特别是涉及一种动态图像显示优异的液晶显示装置。
背景技术
近年来,对液晶显示装置强烈谋求动态图像显示性能优异。这是由于:不用说液晶电视,就连移动用途(例如笔记本电脑用、智能手机用)的液晶显示装置中进行动态图像显示的频率也增加。
为了提高液晶显示装置的动态图像显示性能,而使用显示出高速响应性的液晶材料、或进行过驱动。过驱动是向各像素的液晶层施加与原来的灰度电压不同的灰度电压的驱动方法(例如参照专利文献1)。另外,提出有通过使背光源闪烁而进行脉冲型显示的技术(被称为“背光脉冲驱动”)(例如参照专利文献2以及3)。通过将这些方法组合使用,在液晶显示装置中,能够实现接近CRT的动态图像显示性能。
另一方面,最近,对液晶显示装置谋求扩大色彩再现范围。例如,通过使用具有高演色性的背光源,能够使色彩再现范围变广。
当前,作为液晶显示装置的背光源用的光源,通常使用近似白色LED(发光二极管)。在近似白色LED中,将发出蓝色光的LED、和被蓝色光激发而发出黄色光的黄色荧光体组合使用,由此实现白色发光(因此有时也被称为“蓝黄色系近似白色LED”)。但是,上述的近似白色LED演色性较低。
与此相对,提出了将包括发出蓝色光的LED、绿色荧光体以及红色荧光体的光源作为“高演色白色LED”(例如专利文献4)。绿色荧光体被蓝色光激发而发出绿色光,红色荧光体被蓝色光激发而发出红色光。
考虑到了通过将用于提高动态图像显示性能的上述的方法、和高演色白色LED组合使用,可获得动态图像显示性能优异且色彩再现范围较宽的液晶显示装置。
现有技术文献
专利文件
专利文献1:日本特开2001-265298号公报
专利文献2:日本特开平9-325715号公报
专利文献3:日本特开2000-275604号公报
专利文献4:国际公开第2009/110285号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,根据本申请发明者的研究,可知在作为背光源用的光源而具备高演色白色LED的液晶显示装置中,当进行背光脉冲驱动时,视觉辨认出红色残像而使显示品质降低这样的问题产生。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种能够进行高品质的动态图像显示的液晶显示装置。
解决问题的手段
本发明的实施方式的液晶显示装置具备:液晶显示面板;背光源,其设置于上述液晶显示面板的背面侧;以及光开关面板,其设置于上述液晶显示面板以及上述背光源之间或者上述液晶显示面板的观察者侧,并能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断,上述光开关面板具有:相互对向的第一基板以及第二基板、以及设置于上述第一基板以及上述第二基板之间的液晶层,上述第一基板具有由透明导电材料形成的多个第一透明电极,上述第二基板具有第二透明电极,该第二透明电极由透明导电材料形成,且与上述多个第一透明电极对向,上述第一基板还具有多根金属布线,上述多根金属布线由金属材料形成,且分别与上述多个第一透明电极中的所对应的第一透明电极电连接。
在某实施方式中,上述液晶显示面板具有黑矩阵,上述多根金属布线分别与各个上述多个第一透明电极连接的连接部,和/或,上述多根金属布线配置为与上述黑矩阵重叠。
在某实施方式中,上述光开关面板分别具有能够切换透光状态以及遮光状态的多个开关区域,在上述多个开关区域分别配置有上述多个第一透明电极中的任一个。
在某实施方式中,上述多个开关区域分别是与上述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
在某实施方式中,上述第二基板具有:设置于上述多个开关区域中的彼此相邻的两个开关区域之间的遮光层。
在某实施方式中,上述多个开关区域分别是与上述液晶显示面板的显示区域中的在两个以上的水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
在某实施方式中,上述第一基板具有未与上述多个第一透明电极电连接的多根虚拟布线,在上述多根金属布线中的彼此相邻的两根金属布线之间配置有上述多根虚拟布线中的至少一根虚拟布线。
在某实施方式中,上述多个开关区域分别是与上述液晶显示面板的显示区域中的在M(M为2以上的整数)个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域,上述多根虚拟布线的数量是上述多根金属布线的数量的(M-1)倍数。
本发明的实施方式的其它的液晶显示装置具备:液晶显示面板;背光源,其设置于上述液晶显示面板的背面侧;以及光开关面板,其设置于上述液晶显示面板以及上述背光源之间、或者上述液晶显示面板的观察者侧,并能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断,上述光开关面板分别具有能够切换透光状态以及遮光状态的多个开关区域,上述多个开关区域分别是与上述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
在某实施方式中,上述光开关面板具有:相互对向的第一基板以及第二基板、以及设置于上述第一基板以及上述第二基板之间的液晶层,上述第一基板具有由透明导电材料形成的多个第一透明电极,上述第二基板具有第二透明电极,该第二透明电极由透明导电材料形成,且与上述多个第一透明电极对向,在上述多个开关区域分别配置有上述多个第一透明电极中的任一个。
在某实施方式中,上述光开关面板具有多个MEMS快门,在上述多个开关区域分别配置有上述多个MEMS快门中的至少一个。
在某实施方式中,上述液晶显示面板具有多个彩色显示像素,上述多个彩色显示像素分别由N(N为3以上的整数)个像素构成,上述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域为1以上N以下个像素行。
在某实施方式中,上述光开关面板设置于上述液晶显示面板以及上述背光源之间,上述液晶显示装置具备:第一偏光板,其设置于上述液晶显示面板的观察者侧;第二偏光板,其设置于上述液晶显示面板以及上述光开关面板之间;以及第三偏光板,其设置于上述光开关面板以及上述背光源之间。
在某实施方式中,上述光开关面板设置于上述液晶显示面板的观察者侧,上述液晶显示装置还具备:第一偏光板,其设置于上述光开关面板的观察者侧;第二偏光板,其设置于上述光开关面板以及上述液晶显示面板之间;以及第三偏光板,其设置于上述液晶显示面板以及上述背光源之间。
在某实施方式中,上述背光源具有:发出蓝色光的发光元件、吸收从上述发光元件发出的蓝色光的一部分而发出绿色光的绿色荧光体、以及吸收从上述发光元件发出的蓝色光的一部分而发出红色光的红色荧光体。
发明效果
根据本发明的实施方式,能够提供能够进行高品质的动态图像显示的液晶显示装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式的液晶显示装置100的分解立体图。
图2是示意性地表示液晶显示装置100所具备的液晶显示面板10的立体图。
图3是示意性地表示液晶显示面板10的TFT基板11的图。
图4是示意性地表示液晶显示面板10的滤色片基板12的俯视图。
图5是示意性地表示液晶显示装置100所具备的用作背光源20的光源的白色LED20a的剖视图。
图6是示意性地表示液晶显示装置100所具备的光开关面板30的立体图。
图7是示意性地表示光开关面板30的图。
图8是关于液晶显示面板10的驱动以及光开关面板30的驱动的时序图。
图9是关于液晶显示面板10的驱动以及光开关面板30的驱动的时序图。
图10是示意性地表示具有遮光层37的光开关面板30的俯视图。
图11是示意性地表示本发明的实施方式的液晶显示装置200的分解立体图。
图12是示意性地表示液晶显示装置200所具备的光开关面板30A的立体图。
图13是示意性地表示光开关面板30A的图。
图14是示意性地表示光开关面板30A的开关驱动器38的电路图。
图15是开关驱动器38的时序图。
图16是示意性地表示光开关面板30A的开关电压选择部39的电路图。
图17是示意性地表示开关电压选择部39的开关电压选择器39a的电路图。
图18是开关电压选择部39的时序图。
图19的(a)以及图19的(b)是示意性地表示光开关面板30A的图,图19的(a)表示各开关区域SR是与1H区域对应的区域的结构,图19的(b)表示各开关区域SR是与2H区域对应的区域的结构。
图20是示意性地表示具有多根虚拟布线36D的光开关面板30A的图。
图21是示意性地表示具有奇数行驱动器Dodd以及偶数行驱动器Deven的光开关面板30A的图。
图22是采用图21所示的结构的情况下的时序图。
图23是示意性地表示具有奇数行开关驱动器38odd以及偶数行开关驱动器38even的光开关面板30A的图。
图24的(a)是表示1H区域为一个像素行的情况下的像素排列的例子的图,图24的(b)是图24的(a)所示的像素排列的情况下的像素驱动的时序图。
图25的(a)是表示1H区域为三个像素行的情况下的像素排列的例子的图,图25的(b)是图25的(a)所示的像素排列的情况下的像素驱动的时序图。
图26是示意性地表示本发明的实施方式的液晶显示装置300的分解立体图。
图27的(a)以及图27的(b)分别是表示在光开关面板30(或者30A)设置于液晶显示面板10以及背光源20之间的情况下,以使第二基板32位于液晶显示面板30侧的方式配置光开关面板30(或者30A)的结构、以及以使第一基板31位于液晶显示面板30侧的方式配置光开关面板30(或者30A)的结构的剖视图。
图28的(a)以及图28的(b)分别是表示在光开关面板30(或者30A)设置于液晶显示面板10的观察者侧的情况下,以使第二基板32位于液晶显示面板30侧的方式配置光开关面板30(或者30A)的结构、以及以使第一基板31位于液晶显示面板30侧的方式配置光开关面板30(或者30A)的结构的剖视图。
图29是示意性地表示以往的液晶显示装置900的分解立体图。
图30是示意性地表示液晶显示装置900所具备的液晶显示面板910的立体图。
图31的(a)、图31的(b)以及图31的(c)是表示CRT的显示图像的例子的图,图31的(d)是表示进行图31的(a)、图31的(b)以及图31的(c)所示的显示时的像素PxA的发光强度L与时间T的关系的图。
图32的(a)、图32的(b)以及图32的(c)是表示液晶显示装置的显示图像的例子的图,图32的(d)是表示进行图32的(a)、图32的(b)以及图32的(c)所示的显示时的像素PxA的亮度L与时间T的关系的图。
图33的(a)、图33的(b)以及图33的(c)是表示进行背光脉冲驱动的液晶显示装置的显示图像的例子的图,图33的(d)是表示进行图33的(a)、图33的(b)以及图33的(c)所示的显示时的像素PxA的亮度L与时间T的关系的图。
图34是表示反复切换背光源的接通(点亮)以及断开(熄灭)时的蓝色LED、绿色荧光体以及红色荧光体的状态变化(亮度变化)的图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的说明之前,对产生以红色残像为起因的显示品质的降低的理由进行说明。
图29表示以往的液晶显示装置900。图29是示意性地表示液晶显示装置900的分解立体图。
如图29所示,液晶显示装置900具备:液晶显示面板910、和设置于液晶显示面板910的背面侧的背光源920。另外,液晶显示装置900还具备:设置于液晶显示面板910的观察者侧的第一偏光板940a、和设置于液晶显示面板910以及背光源920之间的第二偏光板940b。
如图30所示,液晶显示面板910具有:有源矩阵基板911、与有源矩阵基板911对向的滤色片基板912、以及设置于它们之间的液晶层913。
有源矩阵基板911具有:设置于各像素的像素电极914、和与像素电极914电连接的薄膜晶体管(TFT)915。另外,有源矩阵基板911还具有:对TFT915供给扫描信号的扫描线916、和对TFT915供给显示信号的信号线917。有源矩阵基板911的构成要素(上述的像素电极914等)被玻璃基板911a支撑。
滤色片基板912具有:滤色片层918、和设置在滤色片层918上的对向电极919。滤色片基板912的构成要素(上述的滤色片层918等)被玻璃基板912a支撑。
液晶层30所包括的液晶分子的取向状态根据施加于像素电极914与对向电极919之间(换句话说液晶层30)的电压而变化。
在液晶显示装置900中,通过液晶显示面板910的各像素对从背光源920射出的光进行调制而进行显示。在显示时,背光源920总是点亮,在扫描到某个像素后直至再次扫描为止,该像素的亮度保持恒定。这样的显示被称为“保持型显示”。
与此相对,在CRT(Cathode Ray Tube)中,通过利用从电子枪发射的电子使设置于显示面的荧光体依次发光来进行显示。因此,各像素的荧光体仅在电子碰撞的瞬间以及其后的稍许的时间内进行发光。换句话说在扫描到某个像素后直至再次扫描为止,该像素的亮度不保持恒定。这样的显示被称为“脉冲型显示”。
图31的(a)、图31的(b)以及图31的(c)表示CRT的显示图像的例子。图31的(a)是在第(N-1)帧中某个像素PxA进行白显示的例子,图31的(b)是在第N帧中像素PxA进行灰显示的例子,图31的(c)是在第(N+1)帧中像素PxA进行灰显示的例子。
图31的(d)表示进行图31的(a)、图31的(b)以及图31的(c)所示的显示时的像素PxA的发光强度L与时间T的关系。一个垂直扫描期间为1/60sec。在图31的(d)中,用实线表示像素PxA的发光强度L。如图31(d)所示,在第(N-1)帧中,在时间T(n-1)像素PxA发光,在第N帧中,在时间T(n)像素PxA发光,在第(N+1)帧中,在时间T(n+1)像素PxA发光。图31的(d)中的虚线表示观察者所视觉辨认到的由残像产生的像素PxA的明亮度。当像素PxA的闪烁的频率成为60Hz以上,观察者未将像素PxA的闪烁识别为闪烁,而通过平均的发光强度识别出像素PxA的明亮度(图31的(d)中点划线所示)。因此,在第(N-1)帧进行白显示的像素PxA在第N帧进行灰显示的情况下,观察者将像素PxA的发光强度L的减少识别为平均的发光强度之差。
图32的(a)、图32的(b)以及图32的(c)表示液晶显示装置的显示图像的例子。图32的(a)是在第(N-1)帧中某个像素PxA进行白显示的例子,图32(b)是在第N帧中像素PxA进行灰显示的例子,图32的(c)是在第(N+1)帧中像素PxA进行灰显示的例子。
图32的(d)表示进行图32(a)、图32的(b)以及图32的(c)所示的显示时的像素PxA的亮度L与时间T的关系。一个垂直扫描期间为1/60sec。在图32的(d)中,用实线表示像素PxA的亮度L。另外,在图32的(d)中,一并示出背光源的发光强度。如图32的(d)所示,在第(N-1)帧中,在时间T(n-1)扫描到像素PxA而将规定的像素电压(与白显示对应的显示电压)施加于液晶层。另外,在第N帧中,在时间T(n)扫描到像素PxA而将规定的像素电压(与灰显示对应的显示电压)施加于液晶层,在第(N+1)帧中,在时间T(n+1)扫描到像素PxA而将规定的像素电压(与灰显示对应的显示电压)施加于液晶层。在图32的(d)所示的例子中,在第N帧的时间T(n),像素PxA的亮度L发生变化,但此时,观察者通过第(N-1)帧的像素PxA的亮度L与第N帧的像素PxA的亮度L的平均亮度来识别像素PxA的明亮度。这样,在保持型显示中,像素总是点亮,由于眼中残像效果的影响,难以明确地识别像素的明暗的时间的变化。因此,在进行以电视广播等的高速切换图像那样的动态图像显示的情况下,会导致观察者识别出残像,从而产生动态图像的画质劣化。
为了解决该问题,提出通过背光脉冲驱动,在液晶显示装置进行脉冲型显示。
图33的(a)、图33的(b)以及图33的(c)表示进行背光脉冲驱动的液晶显示装置的显示图像的例子。图33的(a)是在第(N-1)帧中某个像素PxA进行白显示的例子,图33的(b)是在第N帧中像素PxA进行灰显示的例子,图33的(c)是在第(N+1)帧中像素PxA进行灰显示的例子。
图33的(d)表示进行图33的(a)、图33的(b)以及图33的(c)所示的显示时的像素PxA的亮度L与时间T的关系。一个垂直扫描期间为1/60sec。在图33的(d)中,用实线表示像素PxA的亮度L。另外,在图33的(d)中,一并示出背光源的发光强度。根据图33的(d)可知,背光源在各帧中所有像素的扫描(向所有像素的写入显示电压)结束为止不发光,仅在扫描结束直至下一次扫描开始为止的期间的规定的时间进行发光。因此,像素PxA仅在各帧中在规定的时间点亮,因此与CRT同样观察者能够识别出像素PxA的亮度L的变化(图33的(d)中的虚线表示观察者所视觉辨认的残像的像素PxA的明亮度,点划线表示观察者所识别出的像素PxA的明亮度)。因此,能够提高动态图像显示性能。
在作为背光源用的光源而具备高演色白色LED的液晶显示装置中,可认为通过进行如上所述的背光脉冲驱动,能够兼得动态图像显示性能和较宽的色彩再现范围。
然而,如前所述,当将高演色白色LED与背光脉冲驱动组合使用,会导致产生红色残像。该残像的产生的起因为:绿色荧光体与红色荧光体的残光特性的不同(更具体而言,相比绿色荧光体在红色荧光体中易于产生残光)。
图34表示反复切换背光源的接通(点亮)以及断开(熄灭)时的蓝色LED、绿色荧光体以及红色荧光体的状态变化(亮度变化)。从图34可知,与蓝色LED以及绿色荧光体的发光和消光相比红色荧光体的发光和消光延迟。因此,当在具备以高演色(High colorrendering)白色LED为光源的液晶显示装置中进行背光脉冲驱动,在背光源的断开时,蓝色LED以及绿色荧光体立即消光,但红色荧光体的光作为残光而残留下来,因此会导致在以高速切换的动态图像显示中可视觉辨认出红色残像。
与此相对,在本发明的实施方式的液晶显示装置中,能够防止上述那样的红色残像的产生。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,本发明不限定于以下的实施方式。
(实施方式1)
图1表示本实施方式的液晶显示装置100。图1是示意性地表示液晶显示装置100的分解立体图。
如图1所示,液晶显示装置100具备:液晶显示面板10、设置于液晶显示面板10的背面侧的背光源20、以及设置于液晶显示面板10以及背光源20之间的光开关面板30。另外,液晶显示装置100还具备:设置于液晶显示面板10的观察者侧的第一偏光板40a、设置于液晶显示面板10以及光开关面板30之间的第二偏光板40b、以及设置于光开关面板30以及背光源20之间的第三偏光板40c。
液晶显示面板10具有多个彩色显示像素。多个彩色显示像素分别由N(N为3以上的整数)个像素构成。此处,各彩色显示像素由显示红色的红色像素、显示绿色的绿色像素以及显示蓝色的蓝色像素构成,但各彩色显示像素也可以由四个以上像素构成,构成彩色显示像素的多个像素也可以除了红色像素、绿色像素以及蓝色像素之外,例如还包括黄色像素。作为液晶显示面板10的显示模式,能够使用各种显示模式。例如,能够使用TN(TwistedNematic扭曲向列)模式、VA(Vertical Alignment垂直取向)模式或者横向电场模式。VA模式例如为MVA(Multi-domain Vertical Alignment多畴垂直取向)模式或者CPA(Continuous Pinwheel Alignment连续焰火状取向)模式。横向电场模式例如为IPS(In-Plane Switching面内开关)模式或者FFS(Fringe Field Switching边缘场开关)模式。
图2表示液晶显示面板10的具体的结构的例子。如图2所示,液晶显示面板10具有:有源矩阵基板(以下称为“TFT基板”)11、与TFT基板11对向的滤色片基板(有时也称为“对向基板”)12、以及设置于TFT基板11以及滤色片基板12之间的液晶层13。
如图2以及图3所示,TFT基板11具有:设置于各像素Px的像素电极14、和与像素电极14电连接的薄膜晶体管(TFT)15。另外,TFT基板10还具有:对TFT15供给扫描信号的扫描线(栅极总线)GL、和对TFT15供给显示信号的信号线(源极总线)SL。此外,在图3中,将与第n像素行对应的扫描线GL记载为“GL_n”,将与第n像素列对应的信号线SL记载为“SL_n”。扫描线GL从扫描线驱动电路(栅极驱动器)16供给扫描信号电压。扫描线驱动电路16基于栅极时钟信号GCK以及栅极开始脉冲GSP来驱动扫描线GL。信号线SL从信号线驱动电路(源极驱动器)17供给显示信号电压。TFT基板11的构成要素(上述的像素电极14等)被具有绝缘性的透明基板(例如玻璃基板)11a支撑。
滤色片基板12具有:滤色片层18、和设置在滤色片层18上的对向电极19。如图4所示,滤色片层18包括:红色滤色片18R、绿色滤色片18G以及蓝色滤色片18B、以及黑矩阵(遮光层)BM。红色滤色片18R、绿色滤色片18G以及蓝色滤色片18B分别设置于与红色像素对应的区域、与绿色像素对应的区域以及与蓝色像素对应的区域。黑矩阵BM以与扫描线GL、信号线SL、TFT15等重叠的方式设置。对向电极(也称为“共用电极”)19以与像素电极14对向的方式形成。此外,在采用横向电场模式来作为显示模式的情况下,在TFT基板10侧设置有共用电极。滤色片基板12的构成要素(上述的滤色片层18等)被具有绝缘性的透明基板(例如玻璃基板)12a支撑。
作为液晶层30,根据采用的显示模式,设置水平取向型的液晶层或者垂直取向型的液晶层。在TFT基板11以及滤色片基板12的各自的液晶层13侧的表面设置有取向膜(未图示)。
背光源20在液晶显示面板10侧射出白色光。背光源20具有高演色性的白色LED(发光二极管)而作为光源。图5表示白色LED的具体的结构的例子。图5所示的白色LED20a具有:发光元件21、绿色荧光体22以及红色荧光体23。
发光元件21发出蓝色光。绿色荧光体22吸收从发光元件21发出的蓝色光的一部分作为激发光而发出绿色光。红色荧光体23吸收从发光元件21发出的蓝色光的一部分作为激发光而发出红色光。绿色荧光体22以及红色荧光体23的具体例子后面将详细叙述。绿色荧光体22以及红色荧光体23在密封剂24中被密封,并作为波长转换部WC而发挥功能,该波长转换部WC吸收从发光元件21发出的光的一部分而发出具有更长的波长的光。
背光源20例如也可以是边光方式的背光源。该情况下,背光源20具有:将从白色LED20a射出的白色光引导至液晶显示面板10侧的导光板。
光开关面板30能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断。图6表示光开关面板30的具体的结构的例子。
如图6所示,光开关面板30具有:相互对向的第一基板31以及第二基板32、以及设置于第一基板31以及第二基板32之间的液晶层33。
第一基板31具有多个第一透明电极(开关电极)34。多个第一透明电极34由透明导电材料(例如ITO)形成。多个第一透明电极34被具有绝缘性的透明基板(例如玻璃基板)31a支撑。
第二基板32具有第二透明电极(对向开关电极)35。第二透明电极35由透明导电材料(例如ITO)形成。第二透明电极35以与多个第一透明电极34对向的方式设置。第二透明电极35被具有绝缘性的透明基板(例如玻璃基板)32a支撑。
液晶层33所包含的液晶分子的取向状态与施加于液晶层33的电压对应地发生变化。在第一基板31以及第二基板32各自的液晶层33侧的表面设置有取向膜(未图示)。
光开关面板30分别具有能够切换透光状态以及遮光状态的多个开关区域SR。图5中,在第一基板31上用虚线示出各开关区域SR的外缘。在多个开关区域SR分别配置有多个第一透明电极34中的任一个。
在本实施方式中,多个开关区域SR分别是与液晶显示面板10的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域(以下有时也称为“1H区域”)相对应的区域。在液晶显示面板10中,通常,在一个水平扫描期间扫描一个像素行,因此各开关区域SR通常是与一个像素行对应的区域。
第二偏光板40b以及第三偏光板40c例如配置为正交尼科尔或者平行尼科尔。换句话说,第二偏光板40b以及第三偏光板40c的偏光轴(透过轴)相互正交、或者相互平行。
各开关区域SR的液晶层33可根据施加电压(第一透明电极34与第二透明电极35的电位差)来切换,不使通过第三偏光板40c而入射至液晶层33的光的偏振方向发生变化的状态和使其变化90°的状态。液晶层33可以利用旋光性来使入射光的偏振方向发生变化,也可以利用双折射性来使入射光的偏振方向发生变化。
图7表示用于对光开关面板30的多个第一透明电极34进行驱动的具体的结构的例子。图7中,将与第n像素行对应的第一透明电极34记载为“34_n”。在图7所示的结构中,光开关面板30具有开关驱动器(开关电极驱动电路)38以及开关电压选择部39。开关驱动器38基于开关栅极时钟信号SW_GCK以及开关栅极开始脉冲SW_GSP而依次输出选择信号。开关电压选择部39基于从开关驱动器38输出的选择信号而选择用于驱动第一透明电极34的电压(电位)。
光开关面板30可以是在各开关区域SR未在液晶层33施加有电压时成为透光状态的结构(常白模式),也可以是在各开关区域SR未在液晶层33施加有电压时成为遮光状态的结构(常黑模式)。
本实施方式的液晶显示装置100具备:能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断的光开关面板30,因此能够以保持使背光源20点亮的状态(换句话说不使背光源20闪烁)进行脉冲型显示。因此,不会产生以高演色性的白色LED20a为起因的红色残像,而能够提高动态图像显示性能。换句话说,能够兼得高品质的动态图像显示和较宽的色彩再现范围。
另外,在本实施方式的液晶显示装置100中,多个开关区域SR分别是与液晶显示面板10的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域(1H区域)相对应的区域,因此能够进行以1H区域为单位的脉冲型显示。因此,动态图像显示性能的提高效果较好。
此处,对液晶显示装置100的驱动方法更详细地进行说明。图8表示液晶显示面板10的驱动以及光开关面板30的驱动的时序图。此外,图8表示光开关面板30为常白模式的情况。另外,图8中为了说明的简化,示出在相同的时机切换多个开关区域SR的透光状态以及遮光状态(换句话说进行以显示区域整体为单位的脉冲驱动)的情况。
在液晶显示面板10中,扫描线驱动电路16根据栅极开始脉冲GSP,与栅极时钟信号GCK1以及GCK2同步地将扫描信号(栅极驱动信号)依次输出至扫描线GL_1、GL_2、GL_3···GL_1198、GL_1199、GL_1200。另外,信号线驱动电路17将显示信号Data依次输出至信号线SL。在通过扫描信号而使TFT15成为了接通状态的时机,将显示信号Data作为像素电压(向液晶层13施加的电压)而供给于各像素,上述各像素在TFT15成为了断开状态后直至再次成为接通状态为止保持该像素电压。
在光开关面板30中,从一个垂直扫描期间的开始后一定的期间内,第一透明电极34的电位V1与第二透明电极35的电位V2不同,各开关区域SR成为遮光状态。在该状态下,从背光源20射出的光被光开关面板30隔断,因此写入液晶显示面板10的图像并不显示。当在与最后的扫描线GL_1200连接的像素施加有像素电压,与该像素电压对应的液晶层33的响应结束(图8中将该所需时间、即液晶响应时间记载为“Tlc_res”)时,第一透明电极34的电位V1发生变化而成为与第二透明电极35的电位V2相同,从而各开关区域SR成为透光状态。在该状态下,从背光源20射出的光透过光开关面板30,因此会显示写入液晶显示面板10的图像。此外,第一透明电极34的电位V1发生变化,以使在某个垂直扫描期间的遮光状态下施加于液晶层33的电压、与在下一个垂直扫描期间的遮光状态下施加于液晶层33的电压成为相反极性。
图9表示液晶显示面板10的驱动以及光开关面板30的驱动的时序图的其他的例子。图9表示在不同时机依次切换多个开关区域SR的透光状态以及遮光状态(换句话说进行以1H区域为单位的脉冲驱动)的情况。图9中,将与第n像素行对应的开关区域SR记载为“SR_n”。
在图9所示的例子中,从在各像素行的像素供给有像素电压后直至经过液晶响应时间Tlc_res为止,各开关区域SR为遮光状态。而且,与第1、第2、第3···第1198、第1199、第1200像素行相对应的开关区域SR_1、SR_2、SR_3···SR_1198、SR_1199、SR_1200分别在经过液晶响应时间Tlc_res后,依次成为透光状态。因此,写入液晶显示面板10的图像按照每一个像素行依次显示。
像这样,液晶显示装置100通过具备光开关面板30,从而能够进行脉冲型显示,而不会使背光源20闪烁。
如图10所示,光开关面板30的第二基板32也可以具有:设置于多个开关区域SR中的彼此相邻的两个开关区域SR之间的遮光层37。通过设置有这样的遮光层37,能够防止发生以透光状态的开关区域SR与遮光状态的开关区域SR的边界的不稳定的取向状态为起因的漏光。
此外,光开关面板30也可以不具有液晶层33(换句话说也可以不具有液晶面板)。例如,光开关面板30也可以具有多个MEMS快门。该情况下,在多个开关区域SR分别配置有多个MEMS快门中的至少一个。作为MEMS快门,能够使用公知的各种MEMS快门。
(实施方式2)
图11表示本实施方式的液晶显示装置200。图11是示意性地表示液晶显示装置200的分解立体图。
如图11所示,液晶显示装置200具备液晶显示面板10、背光源20以及光开关面板30A。另外,液晶显示装置100还具备:第一偏光板40a、第二偏光板40b以及第三偏光板40c。液晶显示装置200的光开关面板30A具有与实施方式1的液晶显示装置100的光开关面板30不同的结构。
图12表示本实施方式的液晶显示装置200所具备的光开关面板30A。以下,以光开关面板30A与实施方式1的光开关面板30的不同点为中心进行说明。
在图12所示的光开关面板30A中,第一基板31除了多个第一透明电极34之外,还具有由金属材料形成的多根金属布线36。多根金属布线36分别与多个第一透明电极34中的任一个(换句话说所对应的第一透明电极34)电连接,并作为对所对应的第一透明电极34供给规定的电压的开关栅极总线而发挥功能。
图13表示用于对光开关面板30A的多个第一透明电极34进行驱动的具体的结构的例子。图13中,将与第n像素行对应的第一透明电极34记载为“34-n”。另外,将从上侧起的第n根金属布线36记载为“36-n”。在图13所示的结构中,光开关面板30具有开关驱动器(开关电极驱动电路)38以及开关电压选择部39,多个第一透明电极34分别经由对应的金属布线36而与开关电压选择部39电连接。开关驱动器38基于开关栅极时钟信号SW_GCK以及开关栅极开始脉冲SW_GSP,依次输出选择信号。开关电压选择部39基于从开关驱动器38输出的选择信号,来选择用于驱动第一透明电极34的电压(电位)。
在本实施方式的液晶显示装置200中,通过在光开关面板30A的第一基板31设置有这样的金属布线36,从而能够进一步合适地实施由光开关面板30A进行的光的透过与隔断。以下,对该理由进行说明。
通常,由ITO等透明导电材料形成的导电层的电阻值易高于由金属材料形成的导电层的电阻值。例如以薄片电阻进行了比较的情况下,由ITO形成的导电层的薄片电阻大约是由金属材料形成的导电层的薄片电阻的50倍以上。因此,第一透明电极34的电阻值容易变高。另外,第一透明电极34具有至少与1H区域重叠的那样的尺寸,因此其寄生电容也容易变大。例如,5英寸FHD的液晶显示面板的一个像素的尺寸大约为57μm×57μm,因此第一透明电极34的长度为62mm~63mm左右。
像这样,第一透明电极34的电阻值、寄生电容容易变大,因此在实施方式1的光开关面板30的结构(参照图7)中,会导致在第一透明电极34的、开关电压选择部39侧的端部R1以及与其相反的一侧的端部R2,电压变化的方式不同。因此,导致上述端部R1以及R2上的液晶层33的取向状态也相互不同,从而存在有在各开关区域SR内透光率不一致的可能性。
与此相对,如本实施方式那样,通过设置有与第一透明电极34电连接的金属布线36,能够降低开关电极(此处能够将第一透明电极34和与其电连接的金属布线36作为整体而视为开关电极)的布线电阻,从而能够使电压遍及第一透明电极34整体而同样地变化。因此,能够抑制在各开关区域SR内透光率产生不一致,从而能够进一步合适地实施由光开关面板30A进行的光的透过与隔断。
优选多根金属布线36中的某个金属布线36、和与其对应的第一透明电极34连接的连接部CP(参照图13)设置有两个以上,更优选以与液晶显示面板10的像素间距相同或者比其短的周期设置。在图12所示的例子中,金属布线36以与对应的第一透明电极34的一部分重叠的方式设置,金属布线36沿着像素行方向而连续地与第一透明电极34接触。因此,在该例子中,可说成连接部CP存在有无数个。
优选地,多根金属布线36分别与多个第一透明电极34中的各个透明电极连接的连接部CP以与液晶显示面板10的黑矩阵BM重叠的方式设置。另外,优选地,多根金属布线36本身也以与液晶显示面板10的黑矩阵BM重叠的方式配置。
用于形成多根金属布线36的金属材料并不特别限定,但从实现更低的布线电阻的观点出发,例如优选使用铝(Al)、铜(Cu)。另外,各金属布线36也可以是层叠了由Al或者Cu形成的层、和由钛(Ti)、钨(W)或者钼(Mo)形成的层的多层布线。各金属布线36的宽度、厚度也并不特别限定。各金属布线36的宽度、厚度能够设定为能够实现所希望的布线电阻值。
图14表示开关驱动器38的具体的结构的例子。在图14所示的例子中,开关驱动器38包括多个触发器38f。各触发器38f具有输入端子D、时钟端子CK、输出端子Q以及反相输出端子QB。
图15表示开关驱动器38的时序图。如图14以及图15所示,开关驱动器38基于输入的开关数据信号SW_Data以及开关时钟信号SW_CK,输出信号Q1、Q2、Q3···Q1199、Q1200以及它们的反相信号QB1、QB2、QB3···QB1199、QB1200(图15中未图示)。
图16是表示开关电压选择部39的具体的结构的例子。在图16所示的例子中,开关电压选择部39包括多个开关电压选择器39a。如图17所示,各开关电压选择器39a由模拟开关构成,并能够基于输入的选择信号EN以及其反相信号ENB,选择另外输入的信号a或者信号b而作为信号c输出。
图18表示开关电压选择部39的时序图。输入至开关电压选择器39a的选择信号EN以及反相信号ENB分别是从开关驱动器38输出的信号Q1、Q2、Q3···Q1199、Q1200以及反相信号QB1、QB2、QB3···QB1199、QB1200。另外,输入至开关电压选择器39a的信号a以及信号b分别是用于实现遮光状态(图18中的“Bl”)的遮光用(黑用)电压V_Black、以及用于实现透光状态(图18中的“W”)的透光用(白用)电压V_White。并且,从开关电压选择器39a输出的信号c是赋予第一透明电极34的电压(电位)V1。
如图18所示,从开关驱动器38输出的信号Q1、Q2、Q3···Q1199、Q1200以及反相信号QB1、QB2、QB3···QB1199、QB1200(图18中未图示)输入至开关电压选择部39,开关电压选择部39基于这些信号以及反相信号,将黑用电压V_Black或者白用电压V_White作为电压V1_1、V1_2、V1_3···V1_1199、V1_1200而输出至多个第一透明电极34_1、34_2、34_3···34_1199、34_1200。此时,第二透明电极35的电压V2与白用电压V_White相同。
此外,在上述的说明中,示出各开关区域SR是与1H区域(液晶显示面板10的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域)相对应的区域的例子,但各开关区域SR不一定需要与1H区域对应,也可以与液晶显示面板10的显示区域中的在两个以上的水平扫描期间被扫描的区域相对应的区域。
图19(a)表示各开关区域SR是与1H区域对应的区域的结构,图19(b)表示各开关区域SR是与液晶显示面板10的显示区域中的在两个水平扫描期间被扫描的区域(以下称为“2H区域”)相对应的区域的结构。
在图19(a)所示的结构中,多个第一透明电极34分别具有与一个像素行对应的尺寸,和与第n像素行对应的第一透明电极34_n与第n根金属布线36_n电连接。
与此相对,在图19(b)所示的结构中,多个第一透明电极34分别具有与两个像素行对应的尺寸,和与第(n-1)个以及第n个像素行对应的第一透明电极34_(n-1)-n与第n/2根金属布线36_n/2电连接。
像这样,各开关区域SR也可以是与液晶显示面板10的显示区域中的在M(M为2以上的整数)个水平扫描期间被扫描的区域(换句话说2H区域以上的区域)相对应的区域。该情况下,光开关面板30A的第一基板31也可以具有后述那样的虚拟布线。
图20表示在光开关面板30A设置有多根虚拟布线36D(图20中也将第1根、第2根···第n/2根虚拟布线36D分别记载为“36D_1”、“36D_2”···“36_n/2”)的结构的例子。在图20所示的例子中,各开关区域SR是与2H区域对应的区域。
多根虚拟布线36D未与多个第一透明电极34电连接。在多根金属布线36中的彼此相邻的两根金属布线36之间配置有多根虚拟布线36D中的至少一根(此处为一根)虚拟布线36D。此处,多根虚拟布线36D的数量与多根金属布线36的数量相同(换句话说1倍)。另外,各虚拟布线36D的宽度与各金属布线36的宽度大致相同。
第一根虚拟布线36D_1设置为:位于与第一个以及第二个像素行对应的第一透明电极34_1-2的宽度方向中央。换句话说,第一根虚拟布线36D_1设置于和第一个像素行与第二个像素行之间对应的区域。另外,第二根虚拟布线36D_2设置为:位于与第三个以及第四个像素行对应的第一透明电极34_3-4的宽度方向中央。换句话说,第二根虚拟布线36D_2设置于和第三个像素行与第四个像素行之间对应的区域。第三根以后的虚拟布线36D也相同地设置。
在未设置有上述那样的虚拟布线36D的情况下,例如相对于在和第一个像素行与第二个像素行之间对应的区域不存在金属布线36,而在和第二个像素行与第三个像素行之间对应的区域存在金属布线36(36_2)。因此,在透光状态下,相对于和第一个像素行与第二个像素行之间对应的区域使光透过,而和第二个像素行与第三个像素行之间对应的区域使光隔断。这样,由于两者的区域的显示方式的不同而存在有视觉辨认出水平方向的条纹图案的可能性。
与此相对,如图20所示,通过将多根虚拟布线36D设置于第一基板31,能够防止上述那样的问题(水平方向的条纹图案)的产生。多根虚拟布线36D可以是电浮动状态(悬浮、floating),也可以被赋予与第二透明电极35的电位V2相同的电位。
此外,此处例示出各开关区域SR与2H区域对应的情况,但在各开关区域SR与3H区域以上的区域对应的情况下,也能够通过设置多根虚拟布线36D而获得相同的效果。例如,在各开关区域SR与3H区域对应的情况下,只要设置多根金属布线36的数量的两倍的数量的虚拟布线36D即可。换句话说,在各开关区域SR与在M(M为2以上的整数)个水平扫描期间被扫描的区域对应的情况下,只要第一基板31具有多根金属布线36的数量的(M-1)倍的数量的虚拟布线36D即可。
在目前为止的说明中,例示出按升序依次驱动光开关面板30(30A)的多个第一透明电极34的结构,但如液晶显示面板10为隔行驱动的情况那样,也可考虑首先在一个垂直期间的一半以下的时间驱动奇数行的像素,在剩余的时间(一个垂直扫描期间的一半以下的时间)驱动偶数行的像素的情况。该情况下,也可以采用图21所示的结构。
在图21所示的结构中,在与显示区域对应的区域(设置有多个第一透明电极34的区域)的左侧以及右侧分别设置有开关驱动器38以及开关电压选择部39。设置于左侧的开关驱动器38以及开关电压选择部39作为奇数行驱动器Dodd而发挥功能,该奇数行驱动器Dodd基于开关栅极时钟信号SW_GCK_odd以及开关栅极开始脉冲SW_GSP_odd来驱动与奇数像素行对应的第一透明电极34。另外,设置于右侧的开关驱动器38以及开关电压选择部39作为偶数行驱动器Deven而发挥功能,该偶数行驱动器Deven基于开关栅极时钟信号SW_GCK_even以及开关栅极开始脉冲SW_GSP_even来驱动与偶数像素行对应的第一透明电极34。在该结构中,在通过奇数行驱动器Dodd来按升序依次驱动与奇数像素行对应的第一透明电极34后,通过偶数行驱动器Deven来按升顺依次驱动与偶数像素行对应的第一透明电极34。
图22表示采用图21所示的结构的情况下的时序图。当一个垂直扫描期间开始时,首先按升顺依次扫描液晶显示面板10的奇数像素行(换句话说对奇数像素行的扫描线GL_1、GL_3···依次施加接通电压)。当在第一个像素行的像素施加有像素电压而经过规定的响应时间Tlc_res时,与光开关面板30A的第1像素行对应的第一透明电极34_1被驱动而使开关区域SR成为透光状态。同样,当在第3像素行、第5像素行······的像素依次施加有像素电压而分别经过规定的响应时间Tlc_res时,与光开关面板30A的第3像素行、第5像素行···对应的第一透明电极34_3、34_5···被依次驱动而使开关区域SR成为透光状态。当液晶显示面板10的奇数像素行的扫描结束时,接着依次扫描偶数像素行,与此对应地依次驱动与光开关面板30A的偶数像素行对应的第一透明电极34。
另外,取代图21所示的结构,也能够采用图23所示的结构。在图23所示的结构中,在与显示区域对应的区域的单侧(此处为左侧)设置有奇数行开关驱动器38odd以及偶数行开关驱动器38even。当开关栅极开始脉冲SW_GSP被输入至奇数行开关驱动器38odd时,奇数行开关驱动器38odd与奇数行用的开关栅极时钟信号SW_GCK_odd对应地输出选择信号,开关电压选择部39基于输出的选择信号来选择第一透明电极34驱动用的电压而驱动奇数行的第一透明电极34。当奇数行的驱动结束时,在偶数行开关驱动器38even的第一阶段进行连接,偶数行开关驱动器38even与偶数行用的开关栅极时钟信号SW_GCK_even对应地输出选择信号,开关电压选择部39基于输出的选择信号来选择第一透明电极34驱动用的电压而驱动偶数行的第一透明电极34。
在上述的说明中,例示出液晶显示面板10的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域(1H区域)为一个像素行的情况。图24的(a)示出1H区域为一个像素行的情况下的像素排列的例子。在图24的(a)所示的例子中,构成一个彩色显示像素CP的红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B沿着行方向(水平方向)配置,并经由TFT而分别与其它的信号线SL连接。如图24的(b)所示,对于构成一个像素的红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B而言,在一个水平扫描期间(1H)期间通过共用的扫描线GL_n来进行选择,并从对应的信号线SL写入显示数据。
1H区域不一定需要是一个像素行。图25的(a)示出1H区域为三个像素行的情况下的像素排列的例子。在图25的(a)所示的例子中,构成一个彩色显示像素CP的红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B沿着列方向(垂直方向)配置,并经由TFT而与共用的信号线SL连接。如图25的(b)所示,对于构成一个像素的红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B而言,在一个水平扫描期间(1H)分别通过其它的扫描线GLR_n、GLG_n、GLB_n而来进行选择,并从相同的信号线SL依次写入像素电压。
像这样,各彩色显示像素由N(N为3以上的整数)个像素构成的情况下,1H区域可以为1以上N以下个像素行。
此外,在目前为止的说明中,如图1以及图11所示,例示出光开关面板30以及30A设置于液晶显示面板10以及背光源20之间的结构,但本发明的实施方式不限定于此。
如图26所示的液晶显示装置300那样,光开关面板30(或者30A)也可以设置于液晶显示面板10的观察者侧。在图26所示的结构中,第一偏光板40a设置于光开关面板30(或者30A)的观察者侧,第二偏光板40b设置于光开关面板30以及液晶显示面板10之间。第三偏光板40c设置于液晶显示面板10以及背光源20之间。
图26所示的液晶显示装置300也具备能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断的光开关面板30,因此能够以保持点亮背光源20的状态(换句话说不使背光源20闪烁)来进行脉冲型显示。因此,不会产生以高演色性的白色LED20a为起因的红色残像,而能够提高动态图像显示性能。换句话说,能够兼得高品质的动态图像显示和较宽的色彩再现范围。
在将光开关面板30(或者30A)设置于液晶显示面板10以及背光源20之间的情况下,光开关面板30(或者30A)也可以如图27的(a)所示配置为:第二基板32位于液晶显示面板30侧(换句话说第一基板31位于背光源20侧),也可以如图27的(b)所示配置为:第一基板31位于液晶显示面板30侧(换句话说第二基板32位于背光源20侧)。
在光开关面板30(或者30A)设置于液晶显示面板10的观察者侧的情况下,光开关面板30(或者30A)也可以如图28的(a)所示配置为:第二基板32位于液晶显示面板30侧(换句话说第一基板31位于观察者侧),也可以如图28的(b)所示配置为:第一基板31位于液晶显示面板30侧(换句话说第二基板32位于观察者侧)。
(高演色白色LED的结构的具体例)
作为白色LED20a,例如能够使用专利文献4所公开的发光装置。为了参考,在本说明书引用专利文献4的全部公开内容。
优选白色LED20a的波长转换部WC:作为绿色荧光体22而包括从以下的(A)作为β型SiAlON的二价铕活化氮氧化物荧光体以及(B)二价铕活化硅酸盐荧光体中选出的至少1种,作为红色荧光体23而包括从以下两种(C)、(D)四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体中选出的至少1种。
(A)作为β型SiAlON的二价铕活化氮氧化物绿色荧光体
作为绿色荧光体22而优选使用的二价铕活化氮氧化物绿色荧光体,
实质上用通式(A):EuaSibAlcOdNe来表示(以下,将该二价铕活化氮氧化物绿色荧光体称为“第一绿色荧光体”。)。在通式(A)中,Eu表示铕,Si表示硅,Al表示铝,O表示氧,N表示氮。
通式(A)中,表示Eu的组成比(浓度)的a的值为0.005≤a≤0.4。在a的值小于0.005的情况下,有时无法获得足够的明亮度。另外,在a的值超过0.4的情况下,有时由于浓度猝灭等而使明亮度大幅降低。此外,从粉体特性的稳定性、母体的均质性出发,优选上述式中的a的值为0.01≤a≤0.2。
另外,在通式(A)中,表示Si的组成比(浓度)的b以及表示Al的组成比(浓度)的c是满足b+c=12的数,表示O的组成比(浓度)的d以及表示N的组成比(浓度)的e是满足d+e=16的数。
作为第一绿色荧光体,具体而言可举出,Eu0.05Si11.50Al0.50O0.05N15.95、Eu0.10Si11.00Al1.00O0.10N15.90、Eu0.30Si9.80Al2.20O0.30N15.70、Eu0.15Si10.00Al2.00O0.20N15.80、Eu0.01Si11.60Al0.40O0.01N15.99、Eu0.005Si11.70Al0.30O0.03N15.97等,当然并不限定于此。
(B)二价铕活化硅酸盐荧光体
作为绿色荧光体22而优选使用的二价铕活化硅酸盐荧光体,
实质上用通式(B):2(Ba1-f-gMIfEug)O·SiO2来表示(以下,将该二价铕活化硅酸盐荧光体称为“第二绿色荧光体”。)。在通式(B)中,Ba表示钡,Eu表示铕,O表示氧,Si表示硅。通式(B)中,MI表示从Mg、Ca以及Sr中选出的至少1种碱土金属元素,为了获得高效率的母体,优选MI为Sr。
通式(B)中,表示MI的组成比(浓度)的f的值为0<f≤0.55,通过使f的值处于该范围内,从而能够获得510nm~540nm的范围的绿色系发光。在f的值超过0.55的情况下,成为带有黄色调的绿色系发光,有时颜色纯度会变差。而且,从效率、颜色纯度的观点出发,优选f的值为0.15≤f≤0.45的范围内。
另外,在通式(B)中,表示Eu的组成比(浓度)的g的值为0.03≤g≤0.10。在g的值小于0.03的情况下,有时无法得到足够的明亮度。另外,在g的值超过0.10的情况下,有时由于浓度猝灭等而使明亮度大幅降低。此外,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选g的值为0.04≤g≤0.08的范围内。
作为第二绿色荧光体,具体而言可举出:2(Ba0.70Sr0.26Eu0.04)·SiO2、2(Ba0.57Sr0.38Eu0.05)O·SiO2、2(Ba0.53Sr0.43Eu0.04)O·SiO2、2(Ba0.82Sr0.15Eu0.03)O·SiO2、2(Ba0.46Sr0.49Eu0.05)O·SiO2、2(Ba0.59Sr0.35Eu0.06)O·SiO2、2(Ba0.52Sr0.40Eu0.08)O·SiO2、2(Ba0.85Sr0.10Eu0.05)O·SiO2、2(Ba0.47Sr0.50Eu0.03)O·SiO2、2(Ba0.54Sr0.36Eu0.10)O·SiO2、2(Ba0.69Sr0.25Ca0.02Eu0.04)O·SiO2、2(Ba0.56Sr0.38Mg0.01Eu0.05)O·SiO2、2(Ba0.81Sr0.13Mg0.01Ca0.01Eu0.04)O·SiO2等,但当然并不限定于此。
(C)四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体
作为红色荧光体23而优选使用的四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体,
实质上用通式(C):MII2(MIII1-hMnh)F6来表示(以下,将该四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体称为“第一红色荧光体”。)。此外,在通式(C)中,Mn表示锰,F表示氟。通式(C)中,MII表示从Na、K、Rb以及Cs中选出的至少1种碱金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选MII为K。另外,在通式(C)中,MIII表示从Ge、Si、Sn、Ti以及Zr中选出的至少1种四价的金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选MIII为Ti。
另外,在通式(C)中,表示Mn的组成比(浓度)的h的值为0.001≤h≤0.1。在h的值小于0.001的情况下,有时无法获得足够的明亮度。另外,在h的值超过0.1的情况下,有时由于浓度猝灭等而使明亮度大幅降低。从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选h的值为0.005≤h≤0.5。
作为第一红色荧光体,具体而言可举出:K2(Ti0.99Mn0.01)F6、K2(Ti0.9Mn0.1)F6、K2(Ti0.999Mn0.001)F6、Na2(Zr0.98Mn0.02)F6、Cs2(Si0.95Mn0.05)F6、Cs2(Sn0.98Mn0.02)F6、K2(Ti0.88Zr0.10Mn0.02)F6、Na2(Ti0.75Sn0.20Mn0.05)F6、Cs2(Ge0.999Mn0.001)F6、(K0.80Na0.20)2(Ti0.69Ge0.30Mn0.01)F6等,但当然并不限定于此。
(D)四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体
作为红色荧光体23而优选使用的四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体,
实质上用通式(D):MIV(MIII1-hMnh)F6来表示(以下,将该四价锰活化的氟化四价金属盐荧光体称为“第二红色荧光体”。)。此外,在通式(D)中,Mn表示锰,F表示氟。在通式(D)中,MIII与上述的通式(C)中的MIII同样地表示从Ge、Si、Sn、Ti以及Zr中选出的至少1种四价金属元素,从相同的理由出发,优选MIII为Ti。另外,在通式(D)中,MIV表示从Mg、Ca、Sr、Ba以及Zn中选出的至少1种碱土金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选MIV为Ca。
另外,在通式(D)中,表示Mn的组成比(浓度)的h的值与上述的通式(C)中的h同样为0.001≤h≤0.1,从相同的理由出发,优选为0.005≤h≤0.5。
作为第二红色荧光体,具体而言可举出:Zn(Ti0.98Mn0.02)F6、Ba(Zr0.995Mn0.005F6、Ca(Ti0.995Mn0.005)F6、Sr(Zr0.98Mn0.02)F6等,但当然并不限定于此。
绿色荧光体22与红色荧光体23的混合比率并不特别限制,但优选相对于红色荧光体23,以重量比5%~70%的范围内的混合比率混合绿色荧光体22,更优选以15%~45%的范围内的混合比率混合。
作为发光元件21,能够优选地使用发出峰值波长为430nm以上480nm以下(更优选440nm以上480nm以下)的蓝色光的、氮化镓(GaN)系半导体发光元件。当使用峰值波长小于430nm的发光元件时,存在有蓝色光成分的贡献变小而演色性变差的可能性。另外,当使用峰值波长超过480nm的发光元件时,存在有白色的明亮度降低的可能性。
作为密封剂24,能够使用作为具有透光性的树脂材料的环氧树脂、硅树脂、尿素树脂等,但并不限定于这些。另外,波长转换部WC除了上述的绿色荧光体22、红色荧光体23以及密封剂24以外,也可以适当地含有SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、Y2O3等添加剂。
此外,绿色荧光体22以及红色荧光体23并不限定于上述内容。例如,也可以使用日本特开2008-303331号公报所公开的绿色荧光体、日本特开2010-93132号公报所公开的红色荧光体。为了参考,在本说明书中引用日本特开2008-303331号公报以及日本特开2010-93132号公报的全部公开内容。
如已经说明的那样,本发明优选用于背光源20的光源使用了发出蓝色光的发光元件21、绿色荧光体22以及红色荧光体23的类型的白色LED20a的情况,但本发明的实施方式并不限定于此。背光源20的光源也可以是其它类型的白色LED(例如蓝黄色系近似白色LED)、有机EL元件、冷阴极管等,在该情况下,也能够通过使用光开关面板30进行脉冲型显示,从而能够提高动态图像显示性能。
工业上的利用可能性
根据本发明的实施方式,能够提供能够进行高品质的动态图像显示的液晶显示装置。
符号说明
10...液晶显示面板;11...有源矩阵基板(TFT基板);11a...透明基板;12...滤色片基板(对向基板);13...液晶层;14...像素电极;15...薄膜晶体管(TFT);16...扫描线驱动电路(栅极驱动器);17...信号线驱动电路(源极驱动器);18...滤色片层;18R...红色滤色片;18G...绿色滤色片;18B...蓝色滤色片;19...对向电极;20...背光源;20a...白色LED;21...发光元件;22...绿色荧光体;23...红色荧光体;24...密封剂;30、30A...光开关面板;31...第一基板;31a...透明基板;32...第二基板;32a...透明基板;33...液晶层;34...第一透明电极;35...第二透明电极;36...金属布线;36D...虚拟布线;37...遮光层;38...开关驱动器;38f...触发器;38odd...奇数行开关驱动器;38even...偶数行开关驱动器;39...开关电压选择部;39a...开关电压选择器;40a...第一偏光板;40b...第二偏光板;40c...第三偏光板;100、200、300...液晶显示装置;GL...扫描线(栅极总线);SL...信号线(源极总线);BM...黑矩阵(遮光层);CP...彩色显示像素;Px...像素;R...红色像素;G...绿色像素;B...蓝色像素;WC...波长转换部;SR...开关区域;CP...金属布线与第一透明电极连接的连接部;Dodd...奇数行驱动器;Deven...偶数行驱动器。

Claims (15)

1.一种液晶显示装置,其特征在于,具备:
液晶显示面板;
背光源,其设置于所述液晶显示面板的背面侧;以及
光开关面板,其设置于所述液晶显示面板以及所述背光源之间或者所述液晶显示面板的观察者侧,并能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断,
所述光开关面板具有:相互对向的第一基板以及第二基板、以及设置于所述第一基板以及所述第二基板之间的液晶层,
所述第一基板具有由透明导电材料形成的多个第一透明电极,
所述第二基板具有第二透明电极,该第二透明电极由透明导电材料形成,且与所述多个第一透明电极对向,
所述第一基板还具有多根金属布线,所述多根金属布线由金属材料形成,且分别与所述多个第一透明电极中的所对应的第一透明电极电连接。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述液晶显示面板具有黑矩阵,
所述多根金属布线分别与各个所述多个第一透明电极连接的连接部、和/或所述多根金属布线配置为与所述黑矩阵重叠。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述光开关面板分别具有能够切换透光状态以及遮光状态的多个开关区域,
在所述多个开关区域分别配置有所述多个第一透明电极中的任一个。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述多个开关区域分别是与所述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述第二基板具有:设置于所述多个开关区域中的彼此相邻的两个开关区域之间的遮光层。
6.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述多个开关区域分别是与所述液晶显示面板的显示区域中的在两个以上的水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述第一基板具有未与所述多个第一透明电极电连接的多根虚拟布线,
在所述多根金属布线中的彼此相邻的两根金属布线之间配置有所述多根虚拟布线中的至少一根虚拟布线。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述多个开关区域分别是与所述液晶显示面板的显示区域中的在M(M为2以上的整数)个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域,
所述多根虚拟布线的数量是所述多根金属布线的数量的(M-1)倍数。
9.一种液晶显示装置,其特征在于,具备:
液晶显示面板;
背光源,其设置于所述液晶显示面板的背面侧;以及
光开关面板,其设置于所述液晶显示面板以及所述背光源之间、或者所述液晶显示面板的观察者侧,并能够在一个垂直扫描期间内切换进行光的透过以及隔断,
所述光开关面板分别具有能够切换透光状态以及遮光状态的多个开关区域,
所述多个开关区域分别是与所述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域对应的区域。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述光开关面板具有:相互对向的第一基板以及第二基板、以及设置于所述第一基板以及所述第二基板之间的液晶层,
所述第一基板具有由透明导电材料形成的多个第一透明电极,
所述第二基板具有第二透明电极,该第二透明电极由透明导电材料形成,且与所述多个第一透明电极对向,
在所述多个开关区域分别配置有所述多个第一透明电极中的任一个。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述光开关面板具有多个MEMS快门,
在所述多个开关区域分别配置有所述多个MEMS快门中的至少一个。
12.根据权利要求4~11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多个彩色显示像素,
所述多个彩色显示像素分别由N个像素构成,N为3以上的整数,
所述液晶显示面板的显示区域中的在一个水平扫描期间被扫描的区域为1以上N以下个像素行。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述光开关面板设置于所述液晶显示面板以及所述背光源之间,
所述液晶显示装置还具备:
第一偏光板,其设置于所述液晶显示面板的观察者侧;
第二偏光板,其设置于所述液晶显示面板以及所述光开关面板之间;以及
第三偏光板,其设置于所述光开关面板以及所述背光源之间。
14.根据权利要求1~12中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述光开关面板设置于所述液晶显示面板的观察者侧,
所述液晶显示装置还具备:
第一偏光板,其设置于所述光开关面板的观察者侧;
第二偏光板,其设置于所述光开关面板以及所述液晶显示面板之间;以及
第三偏光板,其设置于所述液晶显示面板以及所述背光源之间。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述背光源具有:发出蓝色光的发光元件、吸收从所述发光元件发出的蓝色光的一部分而发出绿色光的绿色荧光体、以及吸收从所述发光元件发出的蓝色光的一部分而发出红色光的红色荧光体。
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