CN1613028A - 背光灯及使用它的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种背光灯，是用于液晶显示装置上的背光灯，其特征在于，具有使中心波长为400～440nm的蓝色光、中心波长为520～530nm的绿色光及中心波长为620～640nm的红色光分别透过的带通过滤色器4、和向所述带通滤色器至少射出所述波长区域的光的光源1。

Description

背光灯及使用它的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示装置的背光灯，特别是涉及能够提高液晶显示装置的色再现性的背光灯。
背景技术
一直以来，为了提高彩色显示的液晶显示装置上的色再现性，对构成液晶显示装置的背光灯和滤色器进行了各种改进。这种改进中大多是通过对背光灯的辉线光谱和滤色器的透射光谱特性进行各种控制，来试图扩大色再现区域。
不过，在以往的背光灯和滤色器的组合中，很难同时提高CRT和色再现性(扩大色再现区域)。
更具体而言，在被用作背光灯用光源的大多数3波长冷阴极管中，辉线的中心波长是蓝色光为435nm、绿色光为545nm、红色光为610nm，但若要提高色再现性，最好使绿色光偏移至530nm左右、红色光偏移至630nm左右。但是，在技术上讲，将作为冷阴极管的荧光材料的稀土元素类的辉线波长改变至所述波长是较困难的。
另外，虽然通过使冷阴极管的发光光谱宽波段化，能相对增加所述波长区域(对于绿色光而言为530nm左右、对于红色光而言为630nm左右)的发光能量，但由于滤色器的色分离性差(滤色器的透射光谱波段较宽阔)，因此就会产生由所述宽波段化引起的混色增大的问题。
若要防止这种混色问题，最好在蓝色光和绿色光之间、及绿色光和红色光之间的发光光谱上，产生一定的禁带宽度，但很难制作这样的理想光源。另外，利用以颜料和染料对光的吸收作为原理的滤色器来形成禁带宽度也较为困难。
发明内容
本发明是为解决这种以往技术中存在的问题而提出的，目的在于提供可以提高液晶显示装置的色再现性的背光灯。
为解决这种问题，本发明提供一种背光灯，其是在液晶显示装置上使用的背光灯，其特征在于，具有使中心波长为400～440nm的蓝色光、中心波长为520～530nm的绿色光及中心波长为620～640nm的红色光分别透射的带通滤色器、和至少将所述波长区域的光射向所述带通滤色器的光源。
根据所述本发明，由于使用的是使中心波长为400～440nm的蓝色光、中心波长为520～530nm的绿色光及中心波长为620～640nm的红色光分别选择性地透射的带通滤色器，因此从光源射出的光，透射所述带通滤色器后，绿色光的中心波长变成为520～530nm，红色光的中心波长变为620～640nm，同时，能够在透射光中的蓝色光和绿色光之间、及绿色光和红色光之间的光谱上产生所定的禁带宽度，由此也可以防止混色，提高色再现性。作为光源，只要具有至少含所述带通滤色器的透射波长区域的发光光谱即可，也可以应用各种具有宽阔光谱特性的各种光源。
还有，使所述波长区域光透过的带通滤色器，可以采用已有的膜设计技术以各种形式形成。众所周知，与以颜料和染料的光吸收为原理的滤色器相比，带通滤色器可通过设计使波长选择性具有非常分明的切断特性。还有，与设定稀土元素类的辉线波长的情况相比，波长的设定和设计容易，且自由度高。还有，由于带通滤色器是本质上没有光吸收的滤色器，因此，即使提高光源辉度，光的吸收热也不会通过带通滤色器传至液晶元件，能够用该带通滤色器实现阻隔。
优选的是，在所述光源和所述带通滤色器之间，配备具有可增加从所述光源向所述带通滤色器的垂直入射光成分的棱镜构造的棱镜板或者是指向性导光体。
众所周知，根据射向带通滤色器的光的入射角度的不同，透过带通滤色器的光的波长会发生偏移，由此使透射光的光谱区域发生变化。根据本发明，因为配备具有可增加从光源射向带通滤色器的垂直入射光成分的棱镜结构的棱镜板或者是指向性导光体，透过该棱镜板或者指向性导光体的光容易垂直入射到带通滤色器。因此，能够抑制所述光谱区域的变化，进而，能够减少使用本发明背光灯的液晶显示装置中因视角的变化而引起的色调变化。还有，所谓指向性导光体是指在射出侧表面上形成或层压有可增加垂直射出光成分的棱镜结构的导光体。
所述带通滤色器，例如可以使用胆甾醇型液晶形成。
更具体地说，所述带通滤色器是层压胆甾醇型液晶层、和配置在光源侧的反射偏振镜所形成的，所述胆甾醇型液晶层可使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光分别透过，由此，在可使特定波长的光透过的同时，能够反射其余波长的光。
另外，所述带通滤色器也可以用分别反射同一方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层夹着1/2波长板所形成，此时也可以在使特定波长的光透过的同时反射其余波长的光。
在这里，所述1/2波长板可以是对应于可见光区域的宽波段1/2波长板，由此，可以相对于从光源射出的可见光区域的所有光发挥1/2波长板的功能，所以能够提高带通滤色器的精度。并且，也可以使用液晶聚合物形成。
此外，所述带通滤色器也可以层压分别反射相反方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层而形成。
优选的是，所形成的所述胆甾醇型液晶层内，配置在光源侧的一层胆甾醇型液晶层反射对应于可见光区域的宽波段圆偏振光，且其它胆甾醇型液晶层分别使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光透过。
根据所述发明，因为透过带通滤色器的光成为圆偏振光，若将该圆偏振光用1/4波长板转换为直线偏振光(使其偏光面与安装在构成液晶装置的液晶元件的光源侧的偏振片的偏光面一致)，就不会有吸收损失，能够有效地利用从光源射出的光。另外，在所述一层胆甾醇型液晶层上反射的圆偏振光在光源(导光体)上进一步发生反射时，圆偏振光的方向将发生逆转，会成为可透过带通滤色器的圆偏振光，因此能够再利用该反射光，得到利用效率极高的背光灯。
在这里，所述带通滤色器也可通过层压多层折射率各不相同的树脂薄膜的方法形成。
所述树脂薄膜，除了能够通过薄膜的涂敷而层压多层之外，还可以在挤出多层后再进行拉伸而形成多层层压的结构。还有，所述树脂薄膜可以在挤出多层后再进行双向拉伸而形成多层层压结构，除此之外，所述树脂薄膜也可通过拉伸取向而具备双折射各向异性，并在经过多层挤出后再进行双向拉伸，形成为多层层压结构。
或者，所述带通滤色器也可以层压多层折射率互不相同的电介质薄膜而形成。
还有，本发明中还提供了一种液晶显示装置，其特征在于具有液晶元件、和用于照亮该液晶元件的背光灯。
优选的是，所述液晶显示装置中在所述背光灯和所述液晶元件之间具有扩散板。若过度增加射向带通滤色器的垂直入射光成分，则入射到液晶元件的垂直入射光成分也会过度增加，进而，就会产生能确认出液晶显示装置上的显示内容的视角变窄的问题。由于所采用的是利用带通滤色器只使特定波长的光透过后，由扩散板将透射光扩散，以照明液晶元件的结构，因此可以提供兼具良好的视角和良好的波长分布特性的液晶显示装置。
附图说明
图1是表示本发明一个实施形式的具有带通滤色器的液晶显示装置的大致构成的纵向剖面图。
图2是表示本发明另一实施形式的液晶显示装置的大致构成的纵向剖面图。
图3表示本发明实施例1的带通滤色器的透射分光特性。
图4是使用本发明实施例1的带通滤色器的液晶显示装置的XY色度图。
图5表示本发明实施例2的带通滤色器的透射分光特性。
图6是表示本发明实施例8的直线反射偏振镜、1/2波长板及1/4波长板的层压状态例的说明图。
图7是以往的液晶显示装置的XY色度图。
具体实施形式
下面，参照附图，对本发明的一实施形式进行说明。
图1是表示本发明的一实施形式的具有带通滤色器的液晶显示装置的大致结构的纵向剖面图。如图1所示，本实施形式的液晶显示装置10，具有作为背光灯的光源1、及使从光源1射出的光透过的带通滤色器4、及被从带通滤色器4射出的光照亮的液晶元件6(含滤色器及偏振片)。还有，液晶显示装置10具有导光体2、棱镜板3和扩散板5。
作为光源1，除冷阴极管外，可以使用LED(发光二极管)的组合、白炽灯管等。由于光源波长的改变和调整通常较困难，且如后所述，带通滤色器4只使一定波长区域的光透射，因此作为光源1，优选使用含带通滤色器4的透射波长区域的具有宽广的光谱特性的光源。
导光体2是将从光源1射出的光引至棱镜板3上的机构，可以使用丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、降冰片烯类树脂等具有光透射性的透明树脂形成。
棱镜板3是为了增加射向带通滤色器4的垂直入射光成分而设置的，根据目的可使用1～2张。棱镜板3中，在板的单面上以一定的间距形成有微小棱镜，为了形成对应于带通滤色器4的透射波长区域的聚光度(垂直入射光成份)，可适当决定微小棱镜的顶角。
扩散板5是为了得到良好的视角特性，在将带通滤色器4的透射光扩散后，为了照亮液晶元件6而设置的。作为扩散板5，除了可采用在平面膜表面进行压花加工、或用树脂进行粒子涂敷，以在平面膜表面上形成凹凸的方式外，也可以通过在树脂膜中包埋折射率不同的粒子来形成。
另外，作为光源，如图2所示，也可以使用不通过导光体2而使光直接入射到带通滤色器4(在本实施形式中是棱镜板3)上的面状发光体7。作为面状发光体7，例如，可以使用平面荧光管或电致发光膜等。
所形成的带通滤色器4应具有如下特性，即，可使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光分别透过的特性。图3所示的是在透明基材上将各个不同折射率的电介质薄膜通过蒸镀进行多层层压所形成的带通滤色器的透射分光特性的例子。由图3表示透射分光特性的带通滤色器形成为，透射光的中心波长对于蓝色光为435nm、对于绿色光为520nm、对于红色光为630nm。并且，由图3表示透射分光特性的带通滤色器，是通过蒸镀将电介质薄膜进行多层层压所形成的，但并不限于此，将各个不同折射率的树脂薄膜进行多层层压形成的、或使用胆甾醇型液晶所形成的带通滤色器，也可形成为具有和图3所示特性相同的特性的带通滤色器。
下面，说明可适用于本实施形式的带通滤色器4的例子。
(1)使用电介质等的情况
作为高折射率材料分别使用TiO2、ZrO2、ZnS等金属氧化物和电介质，作为低折射率材料分别使用SiO2、MgF2、Na3AlF6、CaF2等金属氧化物和电介质，并将这些折射率各不相同的材料在透明基材上蒸镀而进行多层层压，就可以形成带通滤色器4。
(2)使用胆甾醇型液晶的情况
用分别反射同一方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层夹着1/2波长板，或着层压分别反射相反方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层，并将这些形成在透明基材上，就能形成带通滤色器4。还有，当使用胆甾醇型液晶形成带通滤色器4时，作为透明基材，需要使用相位差小的(20nm以下，优选为10nm以下)的基材。另外，1/2波长板可通过拉伸聚碳酸酯等具有双折射各向异性的树脂的方式、或者将液晶聚合物进行薄膜涂敷的方法形成。
(3)使用树脂的情况
例如，可以使用高折射率材料和低折射率树脂材料，将这些折射率各不相同的材料在透明基材上进行多层层压而形成带通滤色器4。该高折射率材料为以聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙烯基咔唑、溴化丙烯酸酯为代表的卤化树脂组成物、或包埋有高折射率无机材料超微粒子的树脂组成物等，该低折射率材料为以3氟乙基丙烯酸酯等为代表的氟类树脂材料、或以聚甲基丙烯酸甲酯为代表的丙烯酸树脂等。树脂薄膜除了薄膜涂敷(精密涂层)方式之外，还可以对通过多层挤出制作的多层板进行拉伸而得到多层层压结构。
此外，对于在所述(1)～(3)中所使用的透明基材的材料并没有特殊限定，通常使用的是聚合物和玻璃材料。作为聚合物例，可以使用2醋酸纤维素或3醋酸纤维素等纤维素类聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物、聚烯烃类和聚碳酸酯类等聚合物等。
还有，当在带通滤色器4和棱镜板3之间配置所谓的反射偏振镜(反射具有与配置在液晶元件6的光源侧的偏振片的偏光面垂直相交的偏光面的光)，以增加带通滤色器4的透射光量时，作为所述透明基材，优选使用相位差少的3醋酸纤维素、未拉伸聚碳酸酯、未拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯或者降冰片烯类树脂等薄膜。
实施例
下面，通过所示的实施例和比较例，进一步说明本发明的特征。
(实施例1)
通过层压以TiO2/SiO2为材料的15层薄膜，设计并制作透射光的中心波长为435nm、520nm、630nm的带通滤色器。作为成为蒸镀附着体的透明薄膜基材，使用东丽公司制的ルミラ一(厚度为75μm)，在该基材上通过溅射将所述材料层叠15层。如上所述地制作的带通滤色器的透射分光特性如图3所示。如图3所示，所制作的带通滤色器的透射光的波峰位于约437nm、525nm、628nm，大致符合其设计目的，只选择性地透射特定波长的光。
接着，作为背光灯用光源，使用エレバム公司制的彩色冷阴极管(R＝OF型、G＝BC型、B＝GP型的三种各一只)。并且，作为棱镜板，使用使3M公司制的2张BEF板相互垂直相交而成的板，作为扩散板，使用木本(キモト)公司制的扩散板，将这些层压在导光板上，制作了可分别独立改变RGB3色的发光强度的背光灯主体。该背光灯主体的射出光在正面方向聚光为±40度，能调整各色的发光强度，所以能够容易地得到白色光。
若在所述背光灯主体上配置所述带通滤色器，能够得到正面方向上的选择性的透射波长特性。在这里，因为所述带通滤色器的各色的透射率不一致，所了对冷阴极管的输出进行了调整，以将透过带通滤色器后的正面方向的色调调成白色。
使用如上所述地制作的背光灯的液晶显示装置的色再现区域，为如图4所示的XY色度图，可知能够得到色再现区域比以往更宽的显示。
(实施例2)
通过以氟类丙烯酸酯树脂(日产化学公司生产LR202B)/含有无机高折射率超微粒的丙烯酸酯树脂(JSR公司生产DESOLITE)作为材料进行21层的多层薄膜涂敷，制作了透射光的中心波长为435nm、520nm、630nm的带通滤色器。作为基材膜，使用富士胶片生产的TAC膜TD-TAC80μm。
在这里，氟类丙烯酸酯树脂的折射率约为1.40，含有无机高折射率超微粒的丙烯酸酯树脂的折射率约为1.71。多层薄膜涂敷中，使用微型雕刻滚筒涂布机，在进行90℃×1分钟的干燥后，通过紫外线聚合(照度为50mW/cm2×1秒)固化，在其固化涂膜上涂敷下一次的涂膜，反复进行上述操作。由此得到的带通过滤色器的面内透射分光特性的均匀性不够充分，因此选择使用了相对于该波长区域具有良好特性的区域。
通过以上所制作的带通滤色器的透射分光特性如图5所示。由图5可知，只选择性地透射特定波长的光，这符合设计目的。在和实施例1同样的背光灯主体上上配置该带通滤色器而成的背光灯，其射出光线的光谱波长为435nm、520nm、630nm，可以只射出红色的发光波长比以往的背光灯更长的区域，能够扩大色再现区域，同时能提高各色的色纯度，由此提高了间色的再现性。还有，以上所述的效果，因主要取决于透射光的中心波长，和实施例1的情况是相同的。
(实施例3)
制作2张可反射右旋圆偏振光的对应于3波长的胆甾醇型液晶多层层压结构(以下称为右圆偏振光反射板)，在这2张胆甾醇型液晶层之间夹持着1/2波长板，制作带通滤色器。
在上述中，所使用的胆甾醇型液晶由聚合性刚性棒状分子(mesogens)化合物和聚合性手性(chiral)剂的混合物组成，作为聚合性刚性棒状分子化合物，使用BFSF公司制的LC242，作为聚合性手性剂使用BASF公司制的LC756。通过适当设定这些混合比，制作了选择性反射的中心值分别为470nm、570nm、690nm的3种胆甾醇型液晶。也就是说，通过将聚合性刚性棒状分子化合物和聚合性手性剂的混合比(以下称为mesogens/chiral)设定为mesogens/chiral＝5.7/94.3，制作选择性反射中心值为470nm的胆甾醇型液晶，通过将混合比设定为mesogens/chiral＝4.8/95.2，制作选择性反射的中心值为570nm的胆甾醇型液晶，通过将混合比设定为mesogens/chiral＝4/96，制作选择性反射的中心值为690nm的胆甾醇型液晶。
具体地说，是将聚合性手性剂和聚合性刚性棒状分子化合物在环戊烷中溶解(20重量％)，并添加反应引发剂(チバガイギ公司制Irg907、1重量％)。另外，作为取向基板，使用东丽公司制的PET膜，即ルミラ一75μm，并利用摩擦布进行取向处理。在该取向基板上用线锭(wire bar)涂布所述溶液，使其厚度达到2μm，进行90℃×2分钟干燥后，在80℃的环境下通过紫外线照射(10mW/cm2×1分钟)进行固化。把取向基板从固化液晶层剥离除去，将由此得到的薄膜使用日东电工公司制的No7粘着剂(丙烯酸类、厚25μm)层压3层。
在如上所述地制作的2张右圆偏振光反射板之间，夹入聚碳酸酯制的1/2波长板(日东电工公司制NRF-270nm)，通过粘着剂(日东电工公司制No.7、厚度为25μm)贴合，制作所述的带通滤色器。
将如上所述地制作的带通滤色器配置在和实施例1相同的背光灯主体上而成的背光灯，其射出光线的光谱波峰为435nm、520nm、630nm，可以只射出红色的发光波长比以往的背光灯更长的区域，可扩大色再现区域的同时，能提高各色的色纯度，提高间色的再现性。并且，以上所述的效果，因主要取决于透射光的中心波长，所以和实施例1的情况相同。
(实施例4)
制作2张右圆偏振光反射板，在这2张右圆偏振光反射板之间夹入1/2波长板，制作带通滤色器。在这里，使用的右圆偏振光反射板和实施例3相同。
制作1/2波长板时，首先作为聚合性刚性棒状分子化合物使用BFSF公司制的LC242，向其中添加光反应引发剂(チバガイギ公司制Irg907、1重量％)制成MEK溶液(20重量％)。将这种溶液在取向基板(用摩擦布对东丽公司制PET膜即ルミラ一75μm进行取向处理后的材料)上利用线锭涂布机进行涂布，使之在干燥后形成约为2.5μm的厚度，进行90℃×2分钟的干燥处理后，在紫外线照射(10mW/cm2×1分钟)下进行固化。从固化的液晶层上剥离除去取向基板，制作1/2波长板。
将通过以上制作的1/2波长板夹入2张右圆偏振光反射板之间，并利用异氰酸酯类粘合剂(涂布厚度为2微米)贴合这些，由此制作了所述带通滤色器。
通过以上所制作的带通过滤色器，其整体厚度比实施例3的带通滤色器薄90μm左右，但两者的光学特性相同。另外，色再现区域等效果因主要取决于透射光的中心波长，和实施例1的情况相同。
(实施例5)
和实施例3同样地制作可反射右旋的圆偏振光的对应于3波长的胆甾醇型液晶的多层层压结构(右圆偏振光反射板)，并层压可反射左旋偏振光的日东电工公司制NIPOCS(PCF400)，制作了带通滤色器。层压两者时使用了丙烯酸类粘合剂(日东电工公司制粘合剂No.7、厚度为25μm)。
如上所述地制作的带通过滤色器的光学特性，和实施例3的带通滤色器相同。并且，色再现区域等的效果因主要取决于透射光的中心波长，和实施例1的情况相同。
将本实施例的带通滤色器按照背光灯主体、带通滤色器(在背光灯主体侧面配置NIPOCS、在液晶元件的光源一侧配置右圆偏振光反射板)、相位差板(日东电工公司制的作为1/4波长板的NRF膜、相位差值为140nm)、偏振片、液晶元件的顺次进行配置，此时和实施例1～4相比，亮度提高了1.5倍左右。
这是因为透过实施例1～4的带通滤色器的光不是偏振光，其透射光的一半，由安装在液晶元件的光源侧的偏振片吸收而损失。更具体而言，在实施例1及2中，因为带通滤色器是干涉滤色器，没有相位差，由此透射光也不能成为偏振光。还有，在实施例3及4中，虽然利用了由胆甾醇型液晶形成的反射偏振片，但在透射的波长波段上起不到作为圆偏振光板的作用，因为自然光照常通过，透射光不会特别发生偏振。与此相对，在本实施例中，因为在光源侧使用了在可见光的整个波长区域可作为圆偏振光反射板发挥功能的日东电工公司制NIPOCS，所以，透过NIPOCS的光会发生圆偏振光化，而在NIPOCS反射的光在背光灯主体上再次反射时，圆偏振光的方向会发生反转，因此可以再次被利用。
(实施例6)
和实施例3同样地制作可反射右旋的圆偏振光的对应于3波长的胆甾醇型液晶的多层层压结构(右圆偏振光反射板)，作为可反射左旋圆偏振光的左圆偏振光反射板，使用日东电工公司制NRF膜(相位差值为140nm)和3M公司制DBEF的层压品，并通过层压这些制作带通滤色器。在层压这些时，使用丙烯酸类粘合剂(日东电工公司制粘合剂No.7、厚度为25μm)。
将直线偏振镜和1/4波长板相互倾斜轴角度45度进行层压就能得到圆偏振光。因此，在本实施例中，相对于3M公司制DBEF(反射直线偏振光的直线反射偏振镜)的透射轴，成45度倾斜的方向上层压1/4波长板。在这里，因为表示可见光的最大感度的波长约为550nm，140nm左右的相位差值相当于1/4波长(因此，相位差值为140nm的NRF膜可发挥1/4波长板的功能)。
将本实施例的带通滤色器按照背光灯主体、带通滤色器(从背光灯主体侧开始到液晶元件侧依次配置DBEF、1/4波长板、右圆偏振光反射板)、相位差板(1/4波长板)、偏振片、液晶元件的顺序配置。也就是说，若要用DBEF取代实施例5的NIPOCS的功能，就需要具备使直线偏振光转化为圆偏振光的机构(在本实施例是1/4波长板)。另一方面，在入射到安装在液晶元件的光源侧的偏振片之前，因必须使圆偏振光变回直线偏振光，还需要具备一张1/4波长板。为此，如上述的配置，需要具备夹着右圆偏振光反射板的2张1/4波长板。由本实施例所观察到的聚光分布状态和实施例3完全相同，因为和实施例5同样可再利用入射光，由所述配置构成的液晶显示装置的正面辉度提高了1.5倍左右。
(实施例7)
和实施例3同样地制作可反射右旋的圆偏振光的对应于3波长的胆甾醇型液晶的多层层压结构(右圆偏振光反射板)，作为反射左旋圆偏振光的左圆偏振光反射板，使用日东电工公司制NRZ膜(相位差值为140nm、Nz系数为0.5)和3M公司制DBEF的层压品，并通过层压这些制作带通滤色器。在层压这些时使用丙烯酸类粘合剂(日东电工公司制粘合剂No.7、厚度为25μm)。
将直线偏振镜和1/4波长板相互倾斜轴角度45度进行层压就能得到圆偏振光。因此，在本实施例中，相对于3M公司制DBEF(反射直线偏振光的直线反射偏振镜)的透射轴，成45度倾斜的方向上层压1/4波长板。在这里，因为表示可见光的最大感度的波长约为550nm，140nm左右的相位差值相当于1/4波长(因此，相位差值为140nm的NRF膜可发挥1/4波长板的功能)。
将本实施例的带通滤色器按照背光灯主体、带通滤色器(从背光灯主体侧开始到液晶元件侧依次配置DBEF、1/4波长板、右圆偏振光反射板)、相位差板(1/4波长板)、偏振片、液晶元件的顺序配置。也就是说，若要用DBEF取代实施例5的NIPOCS的功能，就需要具备使直线偏振光转化为圆偏振光的机构(在本实施例是1/4波长板)。另一方面，在入射到安装在液晶元件的光源侧的偏振片之前，因必须使圆偏振光变回直线偏振光，还需要具备一张1/4波长板。为此，如上述的配置，需要具备夹着右圆偏振光反射板的2张1/4波长板。
另外，相位差板通常会对于斜向的入射光改变光程长度而引起相位差值的变化。因此，若入射角度增大，与垂直入射时的相位差值相比会产生偏差，有时不能有效地发挥其功能。不过，在本实施例中，通过使用控制了厚度方向的相位差的NRZ膜，即使是对于斜向的入射光，也可得到作为所要求的1/4波长板的功能。还有，根据本实施例的带通滤色器，因为和实施例5同样可以再利用入射光，由所述配置构成的液晶显示装置的正面辉度可提高1.5倍左右。
(实施例8)
和实施例3同样地制作可反射右旋的圆偏振光的对应于3波长的胆甾醇型液晶的多层层压结构(右圆偏振光反射板)，作为反射左旋圆偏振光的左圆偏振光反射板，使用日东电工公司制的NRZ膜(相位差值为140nm·Nz系数为0.5、及相位差值为270nm·Nz系数为0.5)和3M公司制DBEF的层压品，并通过层压这些制作带通滤色器。在层压这些时使用丙烯酸类粘合剂(日东电工公司制粘合剂No.7、厚度为25μm)。
通常，组合直线偏振镜和1/4波长板进行层压就可以得到圆偏振光。不过，此时因为只能对于特定的波长发挥1/4波长板功能，因此不同于设计波长的光不能成为严格意义上的圆偏振光。为此，在本实施例中，对于3M公司制的DBEF(反射直线偏振光的直线反射偏振镜)，将1/2波长板和1/4波长板以异轴组合进行了层压。这时，1/2波长板和1/4波长板的层压品可作为宽波段1/4波长板发挥功能，能够在整个可见光区域得到圆偏振光。图6表示的是直线反射偏振镜、1/2波长板及1/4波长板的层压状态的一例。还有，如图6所示的相位差值及贴合角只是其中一例，并不限于该值。
将本实施例的带通滤色器按照背光灯主体、带通滤色器(从背光灯主体侧开始到液晶元件侧依次配置DBEF、宽波段1/4波长板、右圆偏振光反射板)、相位差板(宽波段1/4波长板)、偏振片、液晶元件的顺序配置。也就是说，若要用DBEF代替实施例5的NIPOCS的功能，就需要具备使直线偏振光转化为圆偏振光的机构(在本实施例是宽波段1/4波长板)。另一方面，在入射到安装在液晶元件的光源侧的偏振片之前，因必须使圆偏振光变回直线偏振光，还需要具备一张宽波段1/4波长板。为此，如上述的配置，需要具备夹着右圆偏振光反射板的2张宽波段1/4波长板。
另外，相位差板通常会对于斜向的入射光改变光程长度而引起相位差值的变化。因此，若入射角度增大，与垂直入射时的相位差值相比会产生偏差，有时不能有效地发挥其功能。不过，在本实施例中，通过使用控制了厚度方向的相位差的NRZ膜，即使是对于斜向的入射光，也可得到作为所要求的1/4波长板的功能。
还有，在本实施例中，如上所述，通过使2张相位差板进行异轴层压而实施宽波段化，在整个可见光区域上可发挥作为1/4波长板的功能。因此，即使从斜向观测由上述配置构成的液晶显示装置，每个波长的相位差值的变化也很少，能够得到在可见光区域中的均匀特性，因此着色等波长不均匀较少。此外，根据本实施例的带通滤色器，因为和实施例5同样可以再利用入射光，由上述配置构成的液晶显示装置的正面辉度可提高1.5倍左右。
(比较例)
将无带通滤色器的冷阴极管(辉线的中心波长为435nm、545nm、610nm)作为背光灯使用的液晶显示装置的色再现区域，如图7所示的XY色度图，可知是色再现区域狭窄的显示。
另外，在以上所说明的实施例和比较例中，若要测定反射波长波段，可使用大冢电子公司制的瞬间多测光系统的MCPD2000，若要进行薄膜特性的评价，可使用日本分光公司制分光エリプソM220，若要进行透射反射的分光特性的评价，可使用日立制作所制分光光度计U4100，若要进行偏振片的特性评价，可使用村上色彩公司制DOT3，若要测定相位差值，可使用Oji Scientific Instrument公司制双折射测定装置KOBRA21D，若要进行视角特性(对比度、色调、辉度)的计测，可使用ELDIM公司制的Ez对比度仪。还有，在制作带通滤色器等时使用ウシオ电机公司制的UVC321AM1。
根据本发明的背光灯，因使用可使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红光分别选择性透过的带通滤色器，从光源射出的光透过所述带通滤色器后，绿色光的中心波长变成为520～530nm，红色光的中心波长变成为620～640nm，同时，能够在透射光中的蓝色光和绿色光之间及绿色光和红色光之间的光谱上产生所定的禁带宽度，并由此可防止混色，能够提高彩色液晶显示装置的色再现性。

Claims (17)

1.一种背光灯，是用于液晶显示装置上的背光灯，其特征在于，具有：使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光分别透过的带通滤色器，和向所述带通滤色器至少射出所述波长区域的光的光源。
2.如权利要求1所述的背光灯，其特征在于，在所述光源和所述带通滤色器之间，配备有具有可增加从所述光源向所述带通滤色器的垂直入射光成分的棱镜构造的棱镜板或者是指向性导光体。。
3.如权利要求1或2所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是使用胆甾醇型液晶而形成的。
4.如权利要求3所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是，层压使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光分别透过的胆甾醇型液晶层和配置在光源侧的反射偏振镜而形成的。
5.如权利要求3所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是用分别反射同一方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层夹持1/2波长板而形成的。
6.如权利要求5所述的背光灯，其特征在于，所述1/2波长板是对应于可见光区域的宽波段1/2波长板。
7.如权利要求5所述的背光灯，其特征在于，所述1/2波长板是使用液晶聚合物形成的。
8.如权利要求3所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是层压分别反射相反方向的圆偏振光的胆甾醇型液晶层而形成的。
9.如权利要求5至8中任一项所述的背光灯，其特征在于，在所述胆甾醇型液晶层中，被配置在光源侧的一层胆甾醇型液晶层反射对应于可见光区域的宽波段圆偏振光，而其它胆甾醇型液晶层可使具有400～440nm的中心波长的蓝色光、具有520～530nm的中心波长的绿色光及具有620～640nm的中心波长的红色光分别透过。
10.如权利要求1或2所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是通过层压多层折射率互不相同的树脂薄膜而形成的。
11.如权利要求10所述的背光灯，其特征在于，所述树脂薄膜是通过薄膜涂敷而形成为多层层压结构的。
12.如权利要求10所述的背光灯，其特征在于，所述树脂薄膜是在挤出多层之后，再进行拉伸而形成为多层层压结构的。
13.如权利要求12所述的背光灯，其特征在于，所述树脂薄膜是在挤出多层后再进行双向拉伸而形成为多层层压结构的。
14.如权利要求12所述的背光灯，其特征在于，所述树脂薄膜通过拉伸取向而具备双折射各向异性，是在挤出多层后再进行双向拉伸而形成为多层层压结构的。
15.如权利要求1或2所述的背光灯，其特征在于，所述带通滤色器是层压多层折射率互不相同的电介质薄膜而形成的。
16.一种液晶显示装置，其特征在于，具有液晶元件、和用于照亮该液晶元件的权利要求1至15中任一项所述的背光灯。
17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述背光灯和所述液晶元件之间具有扩散板。
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