CN116547595A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

具备：光源装置(2)，其包含放射激光的多个发光元件(13)，并具有出射面，该出射面出射从多个发光元件放射的激光；以及液晶面板(3)，其位于出射面上，控制从出射面入射的激光的透射量来进行显示，多个发光元件构成为以向液晶面板的透射率成为最大的液晶面板的入射偏振光角度放射激光。

Description

液晶显示装置
技术领域
本公开涉及液晶显示装置。
背景技术
现有技术的一例记载于专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-18710号公报
发明内容
本公开的液晶显示装置具备：光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，并具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，所述多个发光元件构成为以所述液晶面板的透射率成为最大的偏振光角度放射所述激光。
本公开的另一方式的液晶显示装置，具备：光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，并具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，所述液晶面板构成为以所述激光的光透射率为最大的延迟使所述激光透射。
附图说明
根据下述的详细的说明和附图，本公开的目的、特色以及优点将变得更加清楚。
图1是用于说明本公开的液晶显示装置作为前提的透射特性的概念的曲线图。
图2是示意性地表示液晶面板的剖面结构的图。
图3是表示激光所包含的3种单色光在液晶面板内的透射率与延迟的关系的曲线图。
图4是用于说明应用于本公开的另一实施方式的液晶显示装置的激光RGB向液晶面板的入射偏振光角度的图。
图5A是表示激光B向液晶面板入射的偏振光角度与透射率的关系的曲线图。
图5B是表示激光G向液晶面板入射的偏振光角度与透射率的关系的曲线图。
图5C是表示激光R向液晶面板入射的偏振光角度与透射率的关系的曲线图。
具体实施方式
作为本公开的液晶显示装置的基础的结构的液晶显示装置具备光源装置和液晶面板。光源装置在液晶面板的显示面的相反一侧隔开给定的间隔而配置。在光源装置中，作为发光元件，使用产生红色激光、绿色激光、蓝色激光这3种颜色的激光的半导体激光器。液晶面板由与红(R)、绿(G)、蓝(B)这3原色对应的三个子像素构成一个像素。在透射波长不同的各色的激光的各子像素中，设定为相同的单元间隙。
近年来，为了消除无法获得动态图像的顺畅运动的动态图像特性的降低、图像粗糙等问题，对液晶面板进行高频驱动，增加在1秒钟内显示的图像数(帧数)，并且迫切期望画质的高精细化。为了解决这样的课题，以往，在显示面上一边沿主扫描方向X进行多次扫描、一边沿副扫描方向Y进行扫描，将全线的图像显示在显示面上，因此，在动态图像显示的情况下，能够在1秒钟内显示的图像数(帧数)有限，如果进行高精细化，则扫描次数增加，进而需要时间。因此，要求能够以高色纯度显示高精细图像的液晶显示装置。
以下，参照附图，对本公开的液晶显示装置的实施方式进行说明。
图1是用于说明本公开的一实施方式的液晶显示装置作为前提的透射特性的曲线图。在该图中，纵轴表示透射率的相对值，横轴表示波长。表示发光元件13放射的激光所包含的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这3种单色光的各透射率LR、LG、LB与各色的滤色器6的透射率FR、FG、FB的分光特性。从该图可知，红色激光的波长λR约为640nm，绿色激光的波长λG约为530nm，蓝色激光的波长λB约为450nm，表示单色光。此外，表示各色RGB的激光的透射率LR、LG、LB分别具有一个最大峰值LRMAX、LGMAX、LBMAX的波长带宽较窄的光谱分布。与此相对，在作为标准光源的1种的C光源(相关色温度6774K)下分光测定的各滤色器的光谱分布也在该图中示出。在C光源的基础上，在透射过红色滤色器6R、绿色滤色器6G、蓝色滤色器6B时，各色的滤色器6R、6G、6B的透射率FR、FG、FB表示从最大峰值FRMAx、FGMAX、FBMAX缓慢降低的凸曲线状的光谱分布。
从该图可知，由于激光的各色RGB的光谱分布宽度窄，因此通过作为液晶面板3的背光灯使用，与将LED等的光用作光源光的情况相比，能够以子像素为单位获得较高的色纯度。另外，作为发出激光的发光元件，能够例示气体激光器、固体激光器、半导体激光器，其中优选气体激光器。
图2是示意性地表示液晶面板3的剖面结构的图。图3是表示激光所包含的3种单色光在液晶面板3内的透射率与延迟(Δnd)的关系的曲线图。另外，图2为了使图解变得容易，省略了像素电极、共用电极、TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)元件、绝缘层、各布线等。在本实施方式中，延迟是指由于光源光透射的液晶面板3的双折射而产生的光的相位差。
本实施方式的液晶显示装置1具备：光源装置2，其包含放射激光的多个发光元件13，具有出射从多个发光元件13放射的激光的出射面；以及液晶面板3，其位于出射面上，控制从出射面入射的激光的透射量来进行显示。液晶面板3构成为以激光的透射率成为最大的延迟使激光透射。另外，在图2中，光源装置2表示发光元件13位于液晶面板3的正下方的正下方型，但也可以是在未图示的导光板的侧面配置多个发光元件13的侧光型。此外，将光源装置2简化记载，但光源装置2至少包含多个(在本实施方式中为RGB3色的发光元件13R、13G、13B)发光元件13、导光板、以及配置于导光板的液晶面板侧的扩散板。
液晶面板(Liquid Crystal Display；LCD)3通过使将在玻璃基板4的第一面4a上具备TFT元件的像素部形成为矩阵状的TFT阵列侧基板5、和将滤色器6以及黑矩阵10形成在玻璃基板7的第二面7a上的滤色器侧基板8相互隔开间隔地对置贴合，在TFT阵列侧基板5与滤色器侧基板8之间设置填充液晶并密封的液晶层9来制作。此外，在玻璃基板7的与液晶层9侧相反的一侧，配置在特定方向上具有偏振光轴的偏振光板11。在本实施方式中，在偏振光板11的特定方向上，偏振光轴例如将通过偏振光板11的光分解为正交的两个直线偏振光，在将偏振光板11的主折射率设为nx、ny(其中，nx＞ny)时，可以考虑向偏振光板11的入射直线偏振光分解为与主折射率nx、ny对应的慢轴x和快轴y，也可以将这些慢轴x以及快轴y的任一方或者两方用作为特定方向的偏振光轴。
作为液晶模式，例如使用VA(Vertical Alignment)模式。但是，但并不局限于此，能够使用TN(Twisted Nematic)模式、以及同质模式(homogeneous mode)等各种液晶模式。作为显示模式，可以使用常黑模式(截止状态下的光透射率或者亮度低于导通状态下的光透射率或者亮度的模式)，也可以使用常白模式(截止状态下的光透射率或者亮度高于导通状态下的光透射率或者亮度的模式)。显示模式能够通过适当设定偏振光板11的偏振光方向以及液晶层9的相位差来进行变更。
在滤色器侧基板8的玻璃基板7的第二面7a，形成用于形成对与像素电极之间的液晶层9施加的垂直电场的共用电极。共用电极在IPS(In-Plane Switching)方式的LCD的情况下，通过形成于与TFT阵列侧基板5的像素部的像素电极相同的面内，能够成为产生横电场的结构。共用电极在FFS(Fringe Field Switching：边缘场开关)方式的LCD的情况下，能够构成为在TFT阵列侧基板5的像素部的像素电极的上方或者下方夹着绝缘层而形成，产生端部电场(Fringe Field)。
在滤色器侧基板8的玻璃基板7的第二面7a上，分别形成与各像素(子像素)对应的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的滤色器6R、6G、6B，为了防止通过各像素(子像素)的光相互干涉，在各滤色器6R、6G、6B的彼此的边界部分形成黑矩阵10。本实施方式的液晶显示装置1所具备的液晶面板3在各滤色器6R、6G、6B与TFT阵列侧基板5的玻璃基板4的第一面4a上的像素电极之间形成单元间隙d。作为一例，各单元间隙d在将液晶层9的双折射率Δn设为0.1199时，按照各滤色器6R、6G、6B的顺序设为3.59μm、3.09μm、2.59μm。
在光源装置2的各发光元件13R、13G、13B的激光的各波长中，通过将液晶层9的延迟设为最佳值，能够提高激光的透射率。在这种情况下，可以改变滤色器6R、6G、6B中的双折射率Δn，也可以改变单元间隙d。在本实施方式中，改变单元间隙d而设定为适合于各滤色器6R、6G、6B的值。由于激光具有偏振性，因此在作为液晶面板3的背光灯而设置的光源装置2侧不需要偏振光板。具有偏振性的激光调整为偏振光轴与上侧的偏振光板11的偏振光轴(慢轴、快轴)正交，从安装于元件基板的各发光元件13发送。
根据本实施方式的液晶显示装置1，液晶面板3在背光灯光源采用RGB所有3色的半导体激光器来提高色纯度，并且设定为激光的透射率为最大的延迟，能够显示高亮度/高精细图像。在此，“最大”也包含从表示最大值的峰值降低5％左右的范围。
图4是用于说明应用于本公开的另一实施方式的液晶显示装置1的激光RGB向液晶面板3的入射偏振光角度的图。图5A是表示激光B向液晶面板3的入射偏振光角度与透射率的关系的曲线图。图5B是表示激光G向液晶面板3的入射偏振光角度与透射率的关系的曲线图。图5C是表示激光R向液晶面板3的入射偏振光角度与透射率的关系的曲线图。另外，对与前述的实施方式对应的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
本实施方式的液晶显示装置1具备：光源装置2，其包含放射激光的多个发光元件13，具有出射从多个发光元件13放射的激光的出射面；以及液晶面板3，其位于出射面上，控制从出射面入射的激光的透射量来进行显示。液晶面板3被设为以激光的光透射率为最大的双折射率使激光透射的结构。
作为将多个发光元件13的向液晶面板3的入射偏振光角度调整为液晶面板3的透射率最大的手法的例子，使用相对于液晶面板3的亮度为最大的发光元件13(激光二极管LD)的角度位置的亮度数据进行设定。图5A、图5B、图5C的纵轴为透射率(模拟值)，但与此相同的特性的纵轴获得亮度数据的曲线。如果对决定了偏振光轴方向的偏振光板11照射激光，使激光逐渐旋转，则透射光强度产生强弱，最亮时成为与偏振光板11的透射轴相同的角度，最暗时成为与偏振光板的透射轴垂直的角度。这样一来，决定发光元件13的出射角。另外，图5中的入射偏振光角90°是指液晶面板3相对于液晶层9的背面侧的取向方向的角度。
例如，波长450nm的蓝色激光B的透射率的最大值处的入射偏振光角度为81°，波长530nm的绿色激光G的透射率的最大值处的入射偏振光角度为83°，波长640nm的红色激光R的透射率的最大值处的入射偏振光角度为84°。这样，通过将各色的激光RGB向液晶面板3的入射偏振光角度分别设定为81°、83°、84°，经由液晶9的各液晶层9R、9G、9B以及各滤色器6R、6G、6B，出射侧的各偏振光板11R、11G、11B的透射轴与偏振光轴平行，能够以最大的透射率从各偏振光板11R、11G、11B出射光。
根据本实施方式的液晶显示装置1，液晶面板3在背光灯光源采用RGB所有3色的半导体激光器来提高色纯度，并且设定为激光的透射率为最大的延迟，因此能够显示高亮度/高精细图像。
本公开能够实施以下的实施方式。
本公开的液晶显示装置具备：光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，所述多个发光元件构成为，以所述液晶面板的透射率成为最大的偏振光角度放射所述激光。
本公开的另一方式的液晶显示装置具备：光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，所述液晶面板构成为，以所述激光的光透射率成为最大的延迟使所述激光透射。
根据本公开的液晶显示装置，能够提供能提高色纯度、以高画质显示高精细图像的液晶显示装置。
以上，对本公开的实施方式进行了详细说明，此外，本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内，能够进行各种变更、改良等。当然能够将分别构成上述各实施方式的全部或者一部分适当地在不矛盾的范围内组合。
--工业可用性--
本公开的液晶显示装置能够作为有源矩阵型LCD应用于各种电子设备。作为电子设备，有平视显示器、投影仪装置、自动路径引导系统(汽车导航系统)、船舶路径引导系统、飞机路径引导系统、智能手机终端、移动电话、平板终端、个人数字助理(PDA)、摄像机、数码静态照相机、电子笔记本、电子书、电子词典、个人计算机、复印机、游戏设备的终端装置、电视、商品显示目录、价格显示标签、工业用的可编程显示装置、汽车音响、数字音频播放器、传真机、打印机、现金自动存取款机(ATM)、自动售货机、数字显示式钟表等。
-附图标记说明-
1 液晶显示装置
2 光源装置
3 液晶面板
4 玻璃基板
4a 第一面
5 TFT阵列侧基板
6、6R、6G、6B 滤色器
7 玻璃基板
7a 第二面
8 滤色器侧基板
9 液晶
9R、9G、9B 液晶层
10 黑矩阵
11R、11G、11B 偏振光板
13 发光元件
LR、LG、LB 激光的透射率
FR、FG、FB滤色器的透射率。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，具备：
光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，并具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及
液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，
所述多个发光元件以所述液晶面板的透射率成为最大的偏振光角度放射所述激光。
2.一种液晶显示装置，具备：
光源装置，其包含放射激光的多个发光元件，并具有出射面，该出射面出射从所述多个发光元件放射的激光；以及
液晶面板，其位于所述出射面上，控制从所述出射面入射的激光的透射量来进行显示，
所述液晶面板以所述激光的光透射率为最大的延迟使所述激光透射。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中，
所述多个发光元件包含：
第一发光元件，其放射第一波长的激光；
第二发光元件，其放射比所述第一波长短的第二波长的激光；以及
第三发光元件，其放射比所述第一波长短且比所述第二波长长的第三波长的激光。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其中，
所述多个发光元件分别包含半导体激光器。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其中，
所述液晶显示装置还包含偏振光板，所述偏振光板位于所述液晶面板的第一面的相反一侧的第二面上，其中该第一面与所述出射面对置，所述第二面上的偏振光轴相对于入射到所述第一面的激光的偏振光轴垂直。
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