JP2007052197A - 面状光源装置及びカラー液晶表示装置組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】光束の有効利用効率が高い面状光源装置が組み込まれたカラー液晶表示装置組立体を提供する。
【解決手段】フロント・パネル、リア・パネル70及び液晶材料から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、リア・パネル70に対向して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置10Aをリア・パネル側から照射する光源を有する面状光源装置20Aを備えたカラー液晶表示装置組立体において、面状光源装置20Aと対向したリア・パネル70の部分には、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30Bが形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】フロント・パネル、リア・パネル70及び液晶材料から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、リア・パネル70に対向して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置10Aをリア・パネル側から照射する光源を有する面状光源装置20Aを備えたカラー液晶表示装置組立体において、面状光源装置20Aと対向したリア・パネル70の部分には、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30Bが形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、面状光源装置及びカラー液晶表示装置組立体に関する。
カラー液晶表示装置組立体として、透明電極、配向膜等が積層された透明なガラス基板が対向するように重ね合わされた2枚のパネルの間に液晶材料が挟まれたカラー液晶表示装置と、このカラー液晶表示装置の下方に配置され、カラー液晶表示装置に照明光を供給する面状光源装置等とから構成されたカラー液晶表示装置組立体が周知である。
面状光源装置として、2種類の面状光源装置(バックライト)、即ち、例えば実開昭63−187120や特開2002−277870に開示された直下型の面状光源装置、並びに、例えば特開2002−131552に開示されたエッジライト型(サイドライト型とも呼ばれる)の面状光源装置が周知である。直下型の面状光源装置は、図7の(A)に模式的な断面図を示すように、筐体124内に配置された光源121と、光源121の下方に位置する筐体の部分に配置され、光源121からの射出光を上方に反射する反射部材122と、光源121の上方に位置する筐体開口部に取り付けられ、光源121からの射出光及び反射部材122からの反射光を拡散させながら通過させる拡散板123とから構成されている。一方、エッジライト型の面状光源装置は、図7の(B)に模式的な断面図を示すように、導光板150と、導光板150の側面に配置されたランプから成る光源141から構成されている。尚、導光板の下方には、反射部材142が配置されており、導光板の上方には拡散シート143及びプリズムシート144が配置されている。
光源は、例えば、内径2.4mmの冷陰極線型の蛍光ランプから成り、白色光を射出する。より具体的には、冷陰極線型の蛍光ランプにおいては、内部に、ネオンガスやアルゴン等の混合希ガスが封入され、あるいは又、水銀が拡散封入されている。そして、グロー放電に起因して励起された混合希ガスあるいは水銀原子からの紫外線が、蛍光ランプを構成するガラス管の内面に塗布された赤色発光蛍光体粒子、緑色発光蛍光体粒子及び青色発光蛍光体粒子を励起し、これらの蛍光体粒子からの発光色によって白色を得ている。
ところで、直下型の面状光源装置にあっては、蛍光ランプから放射される光束の有効利用効率(蛍光ランプから放射される光束のうち、カラー液晶表示装置に導かれる光の割合)が低く、光束の有効利用効率を一層高くすることが望まれている。
従って、本発明の目的は、光束の有効利用効率が高い面状光源装置(バックライト)、及び、係る面状光源装置が組み込まれたカラー液晶表示装置組立体を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係るカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する光源を有する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する光源を有する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係るカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第3の態様に係るカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)導光板と、導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源とから成り、カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応して形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応して形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応して形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)導光板と、導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源とから成り、カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応して形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応して形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応して形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第4の態様に係るカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る面状光源装置は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)であって、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、直下型の面状光源装置)であって、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る面状光源装置は、
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)であって、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
(a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置(より具体的には、エッジライト型の面状光源装置)であって、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする。
本発明の第1の態様〜第4の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、あるいは、本発明の第1の態様〜第2の態様に係る面状光源装置(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)において、フロント・パネルには、更に、カラーフィルターが備えられている構成とすることもできる。尚、カラーフィルターは、リア・パネルに備えられていてもよい。このように、カラーフィルターを備えることで、カラー液晶表示装置における色純度を、一層向上させることができる。
本発明において、光源は、蛍光ランプ(紫外線を射出する蛍光ランプ)から成る構成とすることができ、あるいは、紫外線を射出する発光ダイオード(LED)から成る構成とすることができる。蛍光ランプの形状は、直線状(直管状)、「U」字状、連続した「U」字状、「S」字状、連続した「S」字状、「W」字状等、蛍光ランプに要求される仕様に基づき決定すればよい。ここで、光源が射出する紫外線の波長は、例えば、次に述べる赤色発光粒子、緑色発光粒子及び青色発光粒子を励起して、これらの発光粒子を発光させる波長である必要があり、光源は連続的なスペクトルを有する紫外線を射出する構成とすることもできるし、不連続的なスペクトルを有する紫外線を射出する構成とすることもできる。より具体的には、蛍光ランプから射出される紫外線は、UV−A(315〜400nm:近紫外線)、UV−B(280〜315nm)、UV−C(100〜280nm)等に分類されるが、本発明にあっては、これらの波長帯の紫外線を射出する蛍光ランプを用いることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本発明にあっては、赤色発光粒子は赤色発光蛍光体粒子から成り、緑色発光粒子は緑色発光蛍光体粒子から成り、青色発光粒子は青色発光蛍光体粒子から成る構成とすることができる。ここで、赤色発光蛍光体粒子を構成する材料として、Y2O3:Eu、YVO4:Eu、Y(P,V)O4:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・Ge2:Mn、CaSiO3:Pb,Mn、Mg6AsO11:Mn、(Sr,Mg)3(PO4)3:Snを挙げることができる。また、緑色発光蛍光体粒子を構成する材料として、LaPO4:Ce,Tb、BaMgAl10O17:Eu,Mn、Zn2SiO4:Mn、MgAl11O19:Ce,Tb、Y2SiO5:Ce,Tb、MgAl11O19:CE,Tb,Mnを挙げることができる。更には、青色発光蛍光体粒子を構成する材料として、BaMgAl10O17:Eu、BaMg2Al16O27:Eu、Sr2P2O7:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)3Cl:Eu、CaWO4、CaWO4:Pbを挙げることができる。また、場合によっては、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、緑色発光蛍光体粒子(例えば、LaPO4:Ce,Tb、BaMgAl10O17:Eu,Mn、Zn2SiO4:Mn、MgAl11O19:Ce,Tb、Y2SiO5:Ce,Tb、MgAl11O19:CE,Tb,Mn)と青色発光蛍光体粒子(例えば、BaMgAl10O17:Eu、BaMg2Al16O27:Eu、Sr2P2O7:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)3Cl:Eu、CaWO4、CaWO4:Pb)を混合したものを用いればよい。
また、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の配列パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
但し、発光粒子は、発光蛍光粒子に限定されず、例えば、間接遷移型のシリコン系材料において、直接遷移型のように、キャリアを効率良く光へ変換させるために、キャリアの波動関数を局所化し、量子効果を用いた、2次元量子井戸構造、1次元量子井戸構造(量子細線)、0次元量子井戸構造(量子ドット)等の量子井戸構造を適用した発光粒子を挙げることもできるし、半導体材料に添加された希土類原子は殻内遷移による鋭い紫外光を発光することが知られており、このような技術を適用した発光粒子を挙げることもできる。
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本発明の第1の態様に係る面状光源装置、第2の態様に係るカラー液晶表示装置組立体にあっては、限定するものではないが、赤色発光層、緑色発光層、及び、青色発光層は、光源と対向した支持部材の表面に形成されている構成とすることが好ましい。
本発明において、透過型のカラー液晶表示装置を構成するフロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。また、必要に応じて、透過型のカラー液晶表示装置を構成するフロント・パネルは、第1の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。透明第1電極上には配向膜が形成されている。一方、透過型のカラー液晶表示装置を構成するリア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。
カラーフィルターは、一般に、着色パターン間の隙間を遮光するためのブラック・マトリックス(例えば、クロムから成る)と、各画素に対向した赤色、緑色、青色の着色層から構成されており、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等によって作製される。着色層は、例えば、樹脂材料から成り、あるいは又、顔料で着色されている。着色層の画素パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
直下型の面状光源装置における支持部材は、所謂拡散板を兼ねていてもよい。
本発明の第1の態様に係るカラー液晶表示装置組立体にあっては、紫外線が支持部材を通過するので、また、本発明の第2の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、本発明の第1の態様に係る面状光源装置にあっては、構成に依っては、紫外線が支持部材を通過するので、支持部材を、光源が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料から作製することが好ましい。具体的には、支持部材を構成する材料として、例えば、石英ガラスや、BK−7等の光学ガラス、シリコーン系樹脂等を挙げることができる。
一方、本発明の第2の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、本発明の第1の態様に係る面状光源装置にあっては、構成に依っては、発光層からの光が支持部材を通過するので、発光層からの光に対して透明であり、即ち、発光層が射出する光を余り吸収すること無く、しかも、光源からの紫外線の照射によって損傷を受けず、且つ、紫外線を出来るだけ吸収する材料から支持部材を作製することが好ましい。具体的には、支持部材を構成する材料として、例えば、ガラスやプラスチック材料を挙げることができる。
本発明の第3の態様〜第4の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、本発明の第2の態様に係る面状光源装置にあっては、導光板を紫外線が通過するので、光源が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料から導光板を作製することが好ましい。具体的には、導光板を構成する材料として、例えば、シリコーン系樹脂材料を挙げることができる。
導光板は、第1面、この第1面と対向した第2面、第1側面、第2側面、第1側面と対向した第3側面、及び、第2側面と対向した第4側面を有する。導光板のより具体的な形状として、全体として、楔状の切頭四角錐形状を挙げることができ、この場合、切頭四角錐の2つの対向する側面が第1面及び第2面に相当し、切頭四角錐の底面が第1側面に相当する。そして、第1面の表面部には凸部及び/又は凹部が設けられていることが望ましい。導光板の第1側面から紫外線が入射され、第2面からカラー液晶表示装置に向けて紫外線が射出される。ここで、導光板の第2面は、平滑としてもよいし(即ち、鏡面としてもよいし)、拡散効果のあるブラストシボを設けてもよい(即ち、微細な凹凸面とすることもできる)。
導光板の第1面には、凸部及び/又は凹部が設けられていることが望ましい。即ち、導光板の第1面には、凸部が設けられ、あるいは又、凹部が設けられ、あるいは又、凹凸部が設けられていることが望ましい。凹凸部が設けられている場合、凹部と凸部とが連続していてもよいし、不連続であってもよい。導光板の第1面に設けられた凸部及び/又は凹部は、導光板への紫外線入射方向と所定の角度を成す方向に沿って延びる連続した凸部及び/又は凹部である構成とすることができる。このような構成にあっては、導光板への紫外線入射方向であって第1面と垂直な仮想平面で導光板を切断したときの連続した凸形状あるいは凹形状の断面形状として、三角形;正方形、長方形、台形を含む任意の四角形;任意の多角形;円形、楕円形、放物線、双曲線、カテナリー等を含む任意の滑らかな曲線を例示することができる。尚、導光板への紫外線入射方向と所定の角度を成す方向とは、導光板への紫外線入射方向を0度としたとき、60度〜120度の方向を意味する。以下においても同様である。あるいは又、導光板の第1面に設けられた凸部及び/又は凹部は、導光板への紫外線入射方向と所定の角度を成す方向に沿って延びる不連続の凸部及び/又は凹部である構成とすることができる。このような構成にあっては、不連続の凸形状あるいは凹形状の形状として、角錐、円錐、円柱、三角柱や四角柱を含む多角柱、球の一部、回転楕円体の一部、回転放物線体の一部、回転双曲線体の一部といった各種の滑らかな曲面を例示することができる。尚、導光板において、場合によっては、第1面の周縁部には凸部や凹部が形成されていなくともよい。更には、光源から射出され、導光板に入射した紫外線が導光板の第1面に形成された凸部あるいは凹部に衝突して散乱されるが、導光板の第1面に設けられた凸部あるいは凹部の高さや深さ、ピッチ、形状を、一定としてもよいし、光源から離れるに従い変化させてもよい。後者の場合、例えば凸部あるいは凹部のピッチを光源から離れるに従い細かくしてもよい。ここで、凸部のピッチ、あるいは、凹部のピッチとは、導光板への紫外線入射方向に沿った凸部のピッチ、あるいは、凹部のピッチを意味する。
導光板を備えた面状光源装置にあっては、導光板の第1面に対向して反射部材を配置することが望ましい。導光板の第2面に対向してカラー液晶表示装置が配置されている。光源から射出された紫外線は、導光板の第1側面(例えば、切頭四角錐の底面に相当する面)から導光板に入射し、第1面の凸部あるいは凹部に衝突して散乱され、第1面から射出し、反射部材にて反射され、第1面に再び入射し、第2面から射出され、カラー液晶表示装置を照射する。カラー液晶表示装置と導光板の第2面との間には、例えば、拡散シートやプリズムシートを配置しておいてもよい。また、光源から射出された紫外線を直接、導光板に導いてもよいし、間接的に導光板に導いてもよい。後者の場合、例えば、光ファイバーを用いればよい。
本発明においては、光源からは、白色光が射出されるのではなく、紫外線が射出される。そして、赤色、緑色及び青色を射出する発光層は、従来の技術とは異なり、光源とは別に設けられている。従って、従来の技術のように、光源から射出された白色光をカラー液晶表示装置に配置されたカラーフィルターを通過させることで所望の色の光を得るといった処理が不要であり、光源において生成される紫外線の有効利用効率の向上を図ることができ、その結果、カラー液晶表示装置組立体の消費電力の低下を達成することが可能となる。また、赤色、緑色及び青色を射出する発光層を構成する発光粒子の選択の自由度、各発光層の発光強度の設計自由度が高くなる結果、一層発光効率の高いカラー液晶表示装置組立体を得ることが可能となる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例1は、本発明の第1の態様に係るカラー液晶表示装置組立体に関する。実施例1のカラー液晶表示装置組立体の概念図を図1の(A)に示し、実施例1におけるカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図を図3あるいは図4に示す。
実施例1のカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、
(d)光源21を有する面状光源装置(直下型のバックライト)20A、
を備えている。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、
(d)光源21を有する面状光源装置(直下型のバックライト)20A、
を備えている。
ここで、光源21は、リア・パネル70に対向(対面)して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置10Aをリア・パネル側から照射する。また、フロント・パネル60は、より具体的には、図3に示すように、例えば、ガラス基板から成る第1の基板61と、第1の基板61の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)64と、第1の基板61の外面に設けられた偏光フィルム66とから構成されている。尚、場合によっては、図4に示すように、第1の基板61の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層63によって被覆されたカラーフィルター62が設けられ、オーバーコート層63上に透明第1電極64が形成された構成を有していてもよい。いずれの構成にあっても、透明第1電極64上には配向膜65が形成されている。
一方、透過型のカラー液晶表示装置を構成するリア・パネル70は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板71と、第2の基板71の内面に形成されたスイッチング素子(具体的には、薄膜トランジスタ、TFT)72と、スイッチング素子72によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)74と、第2の基板71の外面に設けられた偏光フィルム76とから構成されている。透明第2電極74を含む全面には配向膜75が形成されている。フロント・パネル60とリア・パネル70とは、それらの外周部で封止材(図示せず)を介して接合されている。尚、スイッチング素子72は、TFTに限定されず、例えば、MIM素子から構成することもできる。また、図面における参照番号77は、スイッチング素子72とスイッチング素子72との間に設けられた絶縁層である。
尚、これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。
また、面状光源装置20Aは、筐体24と、筐体24内に配置され、紫外線を射出する蛍光ランプから成る光源21と、光源21の下方に位置する筐体24の部分に配置され、光源21からの紫外線を上方に反射する反射部材22と、光源21の上方に位置する筐体24の開口部に取り付けられ、光源21からの紫外線及び反射部材22からの反射紫外線を拡散させながら通過させる拡散板として機能する支持部材23から構成されている。ここで、支持部材23は、光源21が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源21が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料、より具体的には、石英ガラスやBK−7等の光学ガラスから作製されている。後述する実施例2においても同様である。また、反射部材22は、紫外線の照射によって損傷を受けない材料、より具体的には、例えば、TiO2やBaSO4、MgO等の無機材料をシリコーン系樹脂に分散させたシート等から作製されている。後述する実施例2においても同様である。
そして、面状光源装置20Aと対向したリア・パネル70の部分には、
(A)カラー液晶表示装置10Aの赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、
(B)カラー液晶表示装置10Aの緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、
(C)カラー液晶表示装置10Aの青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30B、が形成されている。ここで、赤色発光粒子は赤色発光蛍光体粒子(具体的には、Y2O3:Eu)から成り、緑色発光粒子は緑色発光蛍光体粒子(具体的には、LaPO4:Ce,Tb)から成り、青色発光粒子は青色発光蛍光体粒子(具体的には、BaMgAl10O17:Eu)から成る。
(A)カラー液晶表示装置10Aの赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、
(B)カラー液晶表示装置10Aの緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、
(C)カラー液晶表示装置10Aの青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30B、が形成されている。ここで、赤色発光粒子は赤色発光蛍光体粒子(具体的には、Y2O3:Eu)から成り、緑色発光粒子は緑色発光蛍光体粒子(具体的には、LaPO4:Ce,Tb)から成り、青色発光粒子は青色発光蛍光体粒子(具体的には、BaMgAl10O17:Eu)から成る。
より具体的には、第2の基板71の外面に設けられた偏光フィルム76の上にはガラス板79が接着されており、このガラス板79上に、赤色発光層30R、緑色発光層30G、及び、青色発光層30Bが配列されている。これらの配列パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。即ち、面状光源装置20Aと対向したリア・パネル70の部分とは、リア・パネル70の最外面を意味し、実施例1にあっては、より具体的には、ガラス板79を指す。また、ガラス板79に設けられた発光層30R,30G,30Bと対向する第2の基板71の部分以外の部分には、発光層30R,30G,30Bから射出された光を遮蔽し、迷光が生じることを防止するためのブラック・マトリックス78が形成されている。尚、発光層30R,30G,30Bと対向する第2の基板71の部分以外の部分の大きさと、発光層30R,30G,30Bの大きさとは、相補的な関係にあってもよいし、前者が後者よりも小さい関係にあってもよいし、前者が後者よりも大きい関係にあってもよい。場合によっては、発光層30R,30G,30Bを、カラー液晶表示装置10Aの頂面側(面状発光装置20Aが配置された側とは反対の側)に配置してもよい。
また、カラー液晶表示装置の赤色、緑色あるいは青色を発光するサブピクセルは、それぞれ、具体的には、第2の基板71の内面に形成された1つのスイッチング素子72と、スイッチング素子72によって導通/非導通が制御される1つの透明第2電極74とから構成されている。
これらの発光層30R,30G,30Bは、例えば、以下に説明する方法で形成することができる。即ち、発光層を形成すべきガラス板79の表面に、先ず、赤色発光層30Rを形成するために、例えばポリビニルアルコール(PVA)樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、更に、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリーを塗布した後、かかる赤色発光蛍光体スラリーを乾燥する。その後、赤色発光層30Rを形成すべき赤色発光蛍光体スラリーの部分に紫外線を照射し、赤色発光蛍光体スラリーを露光する。その後、赤色発光蛍光体スラリーを現像することによって、所定の配列パターンの赤色発光層30Rを形成することができる。以下、緑色発光蛍光体粒子を含む緑色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって緑色発光層30Gを形成し、更に、青色発光蛍光体粒子を含む青色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって青色発光層30Bを形成する。尚、発光層30の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリー、青色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各発光層を形成してもよいし、スクリーン印刷法等により各発光層を形成してもよい。実施例2〜実施例4においても、実質的に同様の方法で発光層を形成することができる。
実施例1のカラー液晶表示装置組立体にあっては、カラー液晶表示装置の作動時、光源21から射出された紫外線(反射部材22によって反射された紫外線を含み、後述する実施例2においても同様である)は、拡散板として機能する支持部材23を通過し、発光層30R,30G,30Bを照射する。その結果、発光層30R,30G,30Bから、赤色、緑色、青色の光が射出され、これらの光は、所望に応じて、ガラス板79、偏光フィルム76、ブラック・マトリックス78が形成されていない第2の基板71の部分(各発光層30R,30G,30Bに対応した部分)、透明第2電極74(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、液晶材料80、透明第1電極64(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、カラーフィルター62が設けられている場合にはカラーフィルター62、第1の基板61、偏光フィルム66を通過する。その結果、観察者は、カラー液晶表示装置における画像として認識することができる。
実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例4のカラー液晶表示装置組立体にあっては、光源からは、白色光が射出されるのではなく、紫外線が射出される。そして、赤色、緑色及び青色を射出する発光層は、光源とは別に設けられている。従って、従来の技術のように、冷陰極線型の蛍光ランプといった光源から射出された白色光をカラー液晶表示装置の配置されたカラーフィルターを通過させることで所望の色の光を得るといった処理が不要であり、光源において生成される紫外線の有効利用効率の向上を図ることができ、その結果、カラー液晶表示装置組立体の消費電力の低下を達成することが可能となる。尚、実施例1にあっては、シミュレーションの結果、蛍光ランプから放射される光束(紫外線)の有効利用効率は約65%であり、従来の冷陰極線型の蛍光ランプの有効利用効率よりも約1.5倍乃至3倍高い値であった。
実施例2は、本発明の第2の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、及び、本発明の第1の態様に係る面状光源装置に関する。実施例2のカラー液晶表示装置組立体及び面状光源装置の概念図を図1の(B)に示し、実施例2におけるカラー液晶表示装置を図5あるいは図6の模式的な一部断面図に示す。
実施例2の面状光源装置は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(直下型のバックライト)20Bである。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(直下型のバックライト)20Bである。
また、実施例2のカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10B、並びに、
(d)カラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(直下型のバックライト)20B、
を備えたカラー液晶表示装置組立体である。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10B、並びに、
(d)カラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(直下型のバックライト)20B、
を備えたカラー液晶表示装置組立体である。
そして、面状光源装置20Bは、
(A)リア・パネル70に対向(対面)して配置され、紫外線を射出する光源21、
(B)リア・パネル70と光源との間に配置された支持部材23、
(C)カラー液晶表示装置10Bの赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層31R、
(D)カラー液晶表示装置10Bの緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層31G、並びに、
(E)カラー液晶表示装置10Bの青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層31B、
を具備する。
(A)リア・パネル70に対向(対面)して配置され、紫外線を射出する光源21、
(B)リア・パネル70と光源との間に配置された支持部材23、
(C)カラー液晶表示装置10Bの赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層31R、
(D)カラー液晶表示装置10Bの緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層31G、並びに、
(E)カラー液晶表示装置10Bの青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材23の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源21から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層31B、
を具備する。
実施例2におけるフロント・パネル60は、図5あるいは図6に示すように、図3あるいは図4を参照して説明した実施例1のフロント・パネル60と同様の構成、構造を有しているが故に、詳細な説明は省略する。また、実施例2におけるリア・パネル70は、図5あるいは図6に示すように、図3あるいは図4を参照して説明した実施例1のリア・パネル70と、ガラス板79が無い点、及び、ガラス板79の上に発光層が形成されていない点の2点を除き、実施例1のリア・パネル70と同様の構成、構造を有しているが故に、詳細な説明は省略する。
更には、面状光源装置20Bは、赤色発光層31R、緑色発光層31G、及び、青色発光層31Bが、光源21と対向した支持部材23の表面(内面)に形成されている点を除き、実施例1において説明した面状光源装置20Aと同様の構成、構造を有しているが故に、詳細な説明は省略する。
ここで、赤色発光粒子は、実施例1にて説明したと同様の赤色発光蛍光体粒子から成り、緑色発光粒子も、実施例1にて説明したと同様の緑色発光蛍光体粒子から成り、青色発光粒子も、実施例1にて説明したと同様の青色発光蛍光体粒子から成る。
また、カラー液晶表示装置の赤色、緑色あるいは青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域の大きさ(発光層30R,30G,30Bの大きさ)と、サブピクセルの大きさとは、相補的な関係にあってもよいし、前者が後者よりも小さい関係にあってもよいし、前者が後者よりも大きい関係にあってもよい。
実施例2のカラー液晶表示装置組立体にあっては、カラー液晶表示装置の作動時、光源21から射出された紫外線は、発光層31R,31G,31Bを照射する。その結果、発光層31R,31G,31Bから、赤色、緑色、青色の光が射出され、これらの光は、拡散板として機能する支持部材23を通過し、更には、所望に応じて、偏光フィルム76、ブラック・マトリックス78が形成されていない第2の基板71の部分(各発光層31R,31G,31Bに対応した部分である)、透明第2電極74(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、液晶材料80、透明第1電極64(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、カラーフィルター62が設けられている場合にはカラーフィルター62、第1の基板61、偏光フィルム66を通過する。その結果、観察者は、カラー液晶表示装置における画像として認識することができる。
実施例3は、本発明の第3の態様に係るカラー液晶表示装置組立体に関する。実施例3のカラー液晶表示装置組立体の概念図を図2の(A)に示す。尚、実施例3におけるカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図は図3あるいは図4に示した模式的な一部断面図と同様である。
実施例3のカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、
(d)導光板50と、導光板50の側面(第1側面54)から導光板50に紫外線を入射させる光源41とから成り、カラー液晶表示装置10Aをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40A、
を備えている。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10A、並びに、
(d)導光板50と、導光板50の側面(第1側面54)から導光板50に紫外線を入射させる光源41とから成り、カラー液晶表示装置10Aをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40A、
を備えている。
そして、面状光源装置20Aと対向(対面)したリア・パネル70の部分には、
(A)カラー液晶表示装置10Aの赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、
(B)カラー液晶表示装置10Aの緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、
(C)カラー液晶表示装置10Aの青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30B、
が形成されている。
(A)カラー液晶表示装置10Aの赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層30R、
(B)カラー液晶表示装置10Aの緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層30G、並びに、
(C)カラー液晶表示装置10Aの青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層30B、
が形成されている。
ここで、フロント・パネル60及びリア・パネル70の構成、構造は、図3及び図4を参照して説明した実施例1のフロント・パネル60及びリア・パネル70と同様の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、赤色発光粒子は、実施例1にて説明したと同様の赤色発光蛍光体粒子から成り、緑色発光粒子も、実施例1にて説明したと同様の緑色発光蛍光体粒子から成り、青色発光粒子も、実施例1にて説明したと同様の青色発光蛍光体粒子から成る。
実施例3、あるいは、後述する実施例4において、導光板50は、第1面51、この第1面51と対向した第2面53、第1側面54、第2側面55、第1側面54と対向した第3側面56、及び、第2側面54と対向した第4側面を有する。導光板のより具体的な形状は、全体として、楔状の切頭四角錐形状であり、切頭四角錐の2つの対向する側面が第1面51及び第2面53に相当し、切頭四角錐の底面が第1側面54に相当する。そして、第1面51の表面部には凹凸部52が設けられている。導光板50への紫外線入射方向であって第1面51と垂直な仮想平面で導光板50を切断したときの連続した凸凹部の断面形状は、三角形である。即ち、第1面51の表面部に設けられた凹凸部52は、プリズム状である。導光板50の第2面53は、平滑としてもよいし(即ち、鏡面としてもよいし)、拡散効果のあるブラストシボを設けてもよい(即ち、微細な凹凸面とすることもできる)。導光板50の第1面51に対向して反射部材42が配置されている。また、導光板50の第2面53に対向してカラー液晶表示装置10Aが配置されている。更には、カラー液晶表示装置10Aと導光板50の第2面53との間には、拡散シート43及びプリズムシート44が配置されている。光源41から射出された紫外線は、導光板50の第1側面54(例えば、切頭四角錐の底面に相当する面)から導光板50に入射し、第1面51の凹凸部52に衝突して散乱され、第1面51から射出し、反射部材42にて反射され、第1面51に再び入射し、第2面53から射出され、拡散シート43及びプリズムシート44を通過して、カラー液晶表示装置10Aを照射する。
実施例3、あるいは、後述する実施例4において、光源41は、実施例1と同様に、紫外線を射出する蛍光ランプから成る。また、導光板50は、光源41が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源41が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料、より具体的には、例えばシリコーン系樹脂等から作製されており、反射部材42は、紫外線の照射によって損傷を受けない材料、より具体的には、例えば、TiO2やBaSO4、MgO等の無機材料をシリコーン系樹脂に分散させたシート等から作製されており、拡散シート43は、光源41が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源41が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料、より具体的には、例えば、TiO2やBaSO4、MgO等の無機材料をシリコーン系樹脂に分散させたシート等から作製されており、プリズムシート44は、光源41が射出する紫外線に対して透明であり、即ち、光源41が射出する紫外線を余り吸収すること無く、しかも、紫外線の照射によって損傷を受けない材料から作製されている。後述する実施例4においても同様である。
実施例3のカラー液晶表示装置組立体にあっては、カラー液晶表示装置の作動時、光源41から射出された紫外線は、最終的に、導光板50からカラー液晶表示装置10Aに向けて射出され、発光層30R,30G,30Bを照射する。その結果、発光層30R,30G,30Bから、赤色、緑色、青色の光が射出され、これらの光は、所望に応じて、ガラス板79、偏光フィルム76、ブラック・マトリックス78が形成されていない第2の基板71の部分(各発光層30R,30G,30Bに対応した部分)、透明第2電極74(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、液晶材料80、透明第1電極64(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、カラーフィルター62が設けられている場合にはカラーフィルター62、第1の基板61、偏光フィルム66を通過する。その結果、観察者は、カラー液晶表示装置における画像として認識することができる。
実施例4は、本発明の第4の態様に係るカラー液晶表示装置組立体、及び、本発明の第2の態様に係る面状光源装置に関する。実施例4のカラー液晶表示装置組立体及び面状光源装置の概念図を図2の(B)に示す。尚、実施例4におけるカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図は図5あるいは図6に示した模式的な一部断面図と同様である。
実施例4の面状光源装置は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40Bである。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40Bである。
また、実施例4のカラー液晶表示装置組立体は、
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10B、並びに、
(d)カラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40B、
を備えたカラー液晶表示装置組立体である。
(a)透明第1電極64を備えたフロント・パネル60、
(b)透明第2電極74を備えたリア・パネル70、及び、
(c)フロント・パネル60とリア・パネル70との間に配された液晶材料80、
から成る透過型のカラー液晶表示装置10B、並びに、
(d)カラー液晶表示装置10Bをリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)40B、
を備えたカラー液晶表示装置組立体である。
そして、面状光源装置40Bは、
(A)導光板50、
(B)導光板50の側面(第1側面54)から導光板50に紫外線を入射させる光源41、
(C)カラー液晶表示装置10Bの赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層31R、
(D)カラー液晶表示装置10Bの緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層31G、並びに、
(E)カラー液晶表示装置10Bの青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層31B、
を具備する。
(A)導光板50、
(B)導光板50の側面(第1側面54)から導光板50に紫外線を入射させる光源41、
(C)カラー液晶表示装置10Bの赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層31R、
(D)カラー液晶表示装置10Bの緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層31G、並びに、
(E)カラー液晶表示装置10Bの青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネル70に対向した導光板50の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源41から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層31B、
を具備する。
ここで、フロント・パネル60及びリア・パネル70の構成、構造は、図5あるいは図6を参照して説明した実施例2のフロント・パネル60及びリア・パネル70と同様の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、導光板50の構成、構造も、赤色発光層31R、緑色発光層31G、及び、青色発光層31Bが、リア・パネル70と対向した導光板50の第2面53上に形成されている点を除き、実施例3において説明した導光板50の構成、構造と同様の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。更には、赤色発光粒子は、実施例1において説明したと同様の赤色発光蛍光体粒子から成り、緑色発光粒子も、実施例1において説明したと同様の緑色発光蛍光体粒子から成り、青色発光粒子も、実施例1において説明したと同様の青色発光蛍光体粒子から成る。
尚、カラー液晶表示装置の赤色、緑色あるいは青色を発光するサブピクセルに対応した導光板50の領域の大きさ(発光層30R,30G,30Bの大きさ)と、サブピクセルの大きさとは、相補的な関係にあってもよいし、前者が後者よりも小さい関係にあってもよいし、前者が後者よりも大きい関係にあってもよい。場合によっては、発光層31R,31G,31Bを、導光板50の第1面51上に配置してもよい。
実施例4のカラー液晶表示装置組立体にあっては、カラー液晶表示装置の作動時、光源41から射出された紫外線は、発光層31R,31G,31Bを照射する。その結果、発光層31R,31G,31Bから、赤色、緑色、青色の光が射出され、これらの光は、所望に応じて、拡散シート43、プリズムシート44を通過し、更には、偏光フィルム76、ブラック・マトリックス78が形成されていない第2の基板71の部分(各発光層31R,31G,31Bに対応した部分である)、透明第2電極74(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、液晶材料80、透明第1電極64(カラー液晶表示装置の各色を発光するサブピクセルに対応した部分)、カラーフィルター62が設けられている場合にはカラーフィルター62、第1の基板61、偏光フィルム66を通過する。その結果、観察者は、カラー液晶表示装置における画像として認識することができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、カラー液晶表示装置組立体の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。実施例1〜実施例4におけるカラー液晶表示装置組立体にあっては、カラー液晶表示装置と面状光源装置との間に、紫外線は透過するが、発光層からの光をカラー液晶表示装置に向かって反射させる反射膜(所謂メタルバック)を設けてもよい。更には、実施例1〜実施例4におけるカラー液晶表示装置組立体にあっては、第2の基板71にブラック・マトリックス78を形成しなくともよいし、ガラス板79や支持部材23、導光板50上に形成された赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の間に、図示したように隙間が存在していてもよいし、隙間が存在していなくともよい。また、紫外線によって液晶材料や偏光フィルム等に損傷が生じる虞がある場合には、紫外線を吸収、遮断する紫外線吸収(カット)フィルムや紫外線吸収(カット)層を、適切な位置に配置、形成してもよい。実施例にあっては、光源を、蛍光ランプ(紫外線を射出する蛍光ランプ)から成る構成としたが、代替的に、紫外線を射出する発光ダイオード(LED)から成る構成とすることもできる。また、カラー液晶表示装置を構成するフロント・パネルにおける第1の基板の表面に反射防止膜(ARフィルム)を取り付けてもよい。
10A,10B・・・カラー液晶表示装置、20A,20B,40A,40B・・・面状光源装置、21・・・光源、23・・・支持部材、22・・・反射部材、24・・・筐体、30R,31R・・・赤色発光層、30G,31G・・・緑色発光層、30B,31B・・・青色発光層、30W,31W・・・白色発光層、41・・・光源、42・・・反射部材、43・・・拡散シート、44・・・プリズムシート、50・・・導光板、51・・・導光板の第1面、52・・・第1面における凹凸部、53・・・導光板の第2面、54・・・導光板の第1側面、55・・・導光板の第2側面、56・・・導光板の第3側面、60・・・フロント・パネル、61・・・第1の基板、62・・・カラーフィルター、63・・・オーバーコート層、64・・・透明第1電極、65・・・配向膜、66・・・偏光フィルム、70・・・リア・パネル、71・・・第2の基板、72・・・スイッチング素子、74・・・透明第2電極、75・・・配向膜、76・・・偏光フィルム、77・・・絶縁層、78・・・ブラック・マトリックス、79・・・ガラス板、80・・・液晶材料
Claims (10)
- (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出してカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する光源を有する面状光源装置、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とするカラー液晶表示装置組立体。 - (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とするカラー液晶表示装置組立体。 - (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)導光板と、導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源とから成り、カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置と対向したリア・パネルの部分には、
(A)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応して形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(B)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応して形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(C)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応して形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
が形成されていることを特徴とするカラー液晶表示装置組立体。 - (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置、並びに、
(d)カラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置、
を備えたカラー液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とするカラー液晶表示装置組立体。 - フロント・パネルは、更に、カラーフィルターを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のカラー液晶表示装置組立体。
- 光源は蛍光ランプから成ることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のカラー液晶表示装置組立体。
- (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置であって、
(A)リア・パネルに対向して配置され、紫外線を射出する光源、
(B)リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする面状光源装置。 - (a)透明第1電極を備えたフロント・パネル、
(b)透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、
(c)フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、
から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置であって、
(A)導光板、
(B)導光板の側面から導光板に紫外線を入射させる光源、
(C)カラー液晶表示装置の赤色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、赤色を発光する赤色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて赤色を発光する赤色発光層、
(D)カラー液晶表示装置の緑色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、緑色を発光する緑色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて緑色を発光する緑色発光層、並びに、
(E)カラー液晶表示装置の青色を発光するサブピクセルに対応してリア・パネルに対向した導光板の領域上に形成され、青色を発光する青色発光粒子から成り、光源から射出された紫外線によって励起されて青色を発光する青色発光層、
を具備することを特徴とする面状光源装置。 - フロント・パネルは、更に、カラーフィルターを備えていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の面状光源装置。
- 光源は蛍光ランプから成ることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の面状光源装置。
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