JP2007147937A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光色が青色系である青色蛍光体と、緑色系である緑色蛍光体と、赤色系である赤色蛍光体の3色発光蛍光体を備えた白色光源と、白色光源からの光の透過量を画素毎に調整し、かつ画素毎に青色、緑色、赤色のいずれかの光を透過するカラーフィルタを有する液晶素子とから構成される液晶表示装置において、上記緑色蛍光体が組成式(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4で表され、かつ組成比xとyとの値が、それぞれ0.50< x+y <0.70及び1.20< y/x <2.00の関係式を同時に満すことを特徴とする。さらに望ましくは、0.50< x+y <0.65及び1.50< y/x <1.70の関係式を同時に満足させることである。
【選択図】図1(b)
Description
1.20< y/x <2.00 ‥‥(2)
さらには、後述する蛍光体を励起する紫外線の放射特性や、蛍光体の温度特性を考慮すると、緑色蛍光体は、組成式(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4で表され、組成比xとyの値がそれぞれ次式(3)と(4)とを同時に満足する構成がよい。
1.50< y/x <1.70 ‥‥(4)
また上記手段に加え、上記光源は、青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体との3色発光蛍光体を備えた密閉容器と、その密閉容器に封入された放電媒体と、放電媒体に電圧を印加するために密閉容器に備えられた電極とから構成され、放電媒体から放射される波長の異なる複数の紫外線により、蛍光体を励起して発光する構成とすることが望ましい。
1.20< y/x <2.00 ‥‥(2)
さらには、組成比x、yが次式(3)と(4)とを同時に満足することを特徴とする。
1.50< y/x <1.70 ‥‥(4)
本発明の最大の特徴は、液晶表示装置のバックライトを構成する光源に用いる緑色蛍光体として、(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4を利用し、かつその組成比が式(1)と(2)とを同時に満足することである。さらには、その組成比が式(3)と(4)とを同時に満足することである。
(1)高輝度化
液晶表示装置に利用されているCCFLは、特に管径が非常に小さい点が特徴であり、室内照明用途の蛍光ランプとは構造(形状)が大きく異なる。例えば、一般家庭用照明蛍光ランプでは管径(管内径)が30mm程度であるのに対し、CCFLでは4mm程度と非常に小さい。本発明者らは、この管径の違いが、CCFL内部で発生する紫外線の放射特性に大きく影響することに着目し、その紫外線放射特性に最適な緑色蛍光体(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4の組成比を見出した。
(2)輝度・色度分布の均一化
もう一つの課題として、光源の輝度・色度分布が挙げられる。特にCCFLの場合には、管軸方向で輝度・色度分布を生じ、この分布が液晶表示装置の画質に影響する。液晶表示装置では、光源からの光の透過量を液晶素子により調整し、さらに分光することによって画像を表示するため、人間は液晶素子を通して光源を直視していることになる。従って、液晶表示装置において、光源の輝度・色度分布の均一化は非常に重要な課題である。一方、照明用蛍光ランプでは、このような輝度・色度分布は必ずしも重要な課題ではなかった。照明用蛍光ランプの場合には、蛍光ランプからの光を人間が直視することはほとんどなく、ある物体に照射させた反射光を見ていることになる。従って、蛍光ランプ自体の輝度・色度分布はほとんど影響しない。
CCFLは図9に示す構造を有する。即ち、ガラス管11に蛍光体12を備え、管内部には放電媒体14が封入された構造である。電極13は管の両端に配置され、かつ管の内部に配置されている。放電媒体としては、水銀を主成分とし、その他アルゴンやネオンなどの希ガスも封入されている。
また、CCFLだけでなく、光源として熱陰極管(HCFL:Hot Cathode Fluorescent Lamp)を利用し、先に述べた組成比を有する(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4を利用してもよい。HCFLは図10に示すように、CCFLに類似した構造であり、金属電極部13がフィラメント電極である点で大きく異なる。HCFLの両電極間に電圧を印加するとフィラメントから熱電子が放出され、この熱電子により水銀が励起され紫外線を放射する。HCFLでもCCFLと同様に、管径が非常に小さい場合には、254nm紫外線に加え185nm真空紫外線も放射され、その真空紫外線励起の影響が大きい。従って、真空紫外線励起での輝度と、254nm紫外線励起での輝度とを両立できる上記組成の緑色蛍光体を利用することが有効である。
EEFLは、図11に示す構造を有する。CCFLに類似した構造であり、ガラス管11に蛍光体12を備えた構造である。ただし、電極13は管の両端に配置され、かつ管の外部に配置されている点でCCFLと異なる。EEFLでは、外部の電極に高電圧を印加して、誘導電界により管内部の水銀を励起し、水銀から放射される波長254nmの紫外線と波長185nmの真空紫外線とにより蛍光体を発光させる。
平面光源は、図12に示す構造を有する。すなわち、蛍光体12を備えた密閉容器15(背面ガラス15A、前面ガラス15B)と、その背面ガラス上に配置された電極13(13A、13B)から構成される構造を有する。さらに電極上には、誘電体16が配置される。そして、この密閉容器内に放電媒体14が封入されている。放電媒体は、平面光源の種類によって異なるが、水銀を利用している光源もある。
本実施例で利用する緑蛍光体(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4の組成比はx+y=0.602、 y/x=1.68である。本蛍光体は室温において、比較例1で利用する緑蛍光体より高輝度である。輝度は、波長254nm励起で109%、真空紫外線励起(VUV励起)で102%を達成している。また、図1に本蛍光体の温度特性を示す。図1(a)は、波長254nm紫外線で励起した場合の特性である。
(1)CCFL作製:
CCFLの作製手順の概略は図15に示す通りである。まず、ビークルと呼ばれるニトロセルロースと酢酸ブチルから成る有機溶剤にアルミナなどの結着材、各色蛍光体材料を混合する。この混合液をサスペンジョンと称する。緑色蛍光体は、 (La1-x-y,Tbx,Cey)PO4(x+y=0.602、 y/x=1.68)を利用し、青色蛍光体及び赤色蛍光体は、従来と同様のBaMgAl10O17:Eu2+及びY2O3:Eu3+を利用する。
(2)バックライトユニット組み立て:
次にバックライトユニットの組み立てを図8で説明する。上記完成した複数本のCCFL5を金属筐体3に配置する。液晶テレビのような高輝度を要求される液晶表示装置では、CCFL複数本を平面的に並べて配置する直下方式が採用される。
(3)液晶素子:
バックライトユニット1の直上には、バックライト(白色光源CCFL)からの光の透過量を調整し、画素毎に赤色、緑色、青色に光を分光するカラーフィルタを有する液晶素子2を配置する。
本実施例は、実施例1と比較して用いる緑色蛍光体(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4の組成比のみが異なる。組成比はx+y=0.551、 y/x=1.68である。それ以外は実施例1と同様である。
本実施例は、実施例1と比較して用いる緑色蛍光体(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4の組成比のみが異なる。組成比はx+y=0.505、 y/x=1.70である。それ以外は実施例1と同様である。
本実施例は、実施例1と比較して、光源の種類が異なる。実施例1ではCCFLを用いたが、本実施例では図11に示したEEFLを利用する。EEFLに利用する蛍光体は、実施例1と同様である。
本実施例は、実施例1に比較して、利用する液晶素子2の構成が異なる。実施例1ではIPSモードの液晶素子を利用したが、本実施例ではVAモードの液晶素子を利用する。
本比較例は、上記実施例と比較するための従来技術であり、緑色蛍光体として従来組成比の(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4(x+y=0.428、 y/x=2.18)を利用する。その他は実施例1と同様である。
2…液晶素子、
3…筐体(下)、
4…反射板、
5…光源(例えばCCFL)、
6…拡散板、
7…プリズムシート、
8…偏光反射板、
9…インバータ、
10…筐体(上)、
11…ガラス管、
12…蛍光体、
13…電極、
14…放電媒体、
15…密閉容器(15A、15B)、
16…隔壁、
21、31…ガラス基板、
22、32…偏光板、
23、33…配向膜、
24、34…液晶、
25(25A、25B、25C)…カラーフィルタ(赤色、緑色、青色)、
26…スペーサ、
27、37…画素電極。
Claims (23)
- 発光色が青色系である青色蛍光体と、緑色系である緑色蛍光体と、赤色系である赤色蛍光体との3色蛍光体を有する光源と、
前記光源からの光の透過量を画素毎に調整し、かつ画素毎に青色、緑色、赤色のいずれかの光を透過するカラーフィルタを有する液晶素子とを備える液晶表示装置であって、
前記緑色蛍光体は、組成式(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4で表され、組成比xとyの値がそれぞれ次式(1)と(2)とを同時に満足することを特徴とする液晶表示装置。
0.500< x+y <0.700 ‥‥(1)
1.20< y/x <2.00 ‥‥(2) - 発光色が青色系である青色蛍光体と、緑色系である緑色蛍光体と、赤色系である赤色蛍光体との3色蛍光体を有する光源と、
前記光源からの光の透過量を画素毎に調整し、かつ画素毎に青色、緑色、赤色のいずれかの光を透過するカラーフィルタを有する液晶素子とを備える液晶表示装置であって、
前記緑色蛍光体は、組成式(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4で表され、組成比xとyの値がそれぞれ次式(3)と(4)とを同時に満足することを特徴とする液晶表示装置。
0.500< x+y <0.650 ‥‥(3)
1.50< y/x <1.70 ‥‥(4) - 前記光源は、前記青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体とを備えた密閉容器と、該密閉容器に封入された放電媒体と、該放電媒体に電圧を印加するために密閉容器に備えられた電極とから構成され、該放電媒体から放射される波長の異なる複数の紫外線により、前記蛍光体を励起して発光することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記放電媒体より放射される波長の異なる複数の紫外線のうち、少なくとも一つは波長200nm未満の真空紫外線を含み、また他の少なくとも一つは波長200nm以上の紫外線を含むことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記放電媒体の主成分は水銀Hgであり、該放電媒体から放射される紫外線のうち、一つは波長185nmの真空紫外線を含み、他の一つは波長254nmの紫外線を含むことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記波長185nmの真空紫外線と、前記波長254nmの紫外線の強度比I185/I254が、密閉容器内で0.20以上であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記密閉容器は、管状のガラス管であり、管の内径が5mm以下であることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記ガラス管に備えられた電極は、該ガラス管の両端に配置され、かつ該ガラス管の内部に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記ガラス管に備えられた電極は、該ガラス管の両端に配置され、かつ該ガラス管の外部に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記光源は、放電媒体の主成分として水銀Hgを有し、管の内径が5mm以下の冷陰極蛍光管であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記緑色蛍光体は、中位粒径d50が、3.0μmから6.0μmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記光源は、前記青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体とを備えた密閉容器と、該密閉容器に封入された放電媒体と、該放電媒体に電圧を印加するために密閉容器に備えられた電極とから構成され、該放電媒体から放射される波長の異なる複数の紫外線により、前記蛍光体を励起して発光することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記放電媒体より放射される波長の異なる複数の紫外線のうち、少なくとも一つは波長200nm未満の真空紫外線を含み、また他の少なくとも一つは波長200nm以上の紫外線を含むことを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
- 前記放電媒体の主成分は水銀Hgであり、該放電媒体から放射される紫外線のうち、一つは波長185nmの真空紫外線を含み、他の一つは波長254nmの紫外線を含むことを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
- 前記波長185nmの真空紫外線と、前記波長254nmの紫外線の強度比I185/I254が、密閉容器内で0.20以上であることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記密閉容器は、管状のガラス管であり、管の内径が5mm以下であることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
- 前記ガラス管に備えられた電極は、該ガラス管の両端に配置され、かつ該ガラス管の内部に配置されていることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
- 前記ガラス管に備えられた電極は、該ガラス管の両端に配置され、かつ該ガラス管の外部に配置されていることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
- 前記光源は、放電媒体の主成分として水銀Hgを有し、管の内径が5mm以下の冷陰極蛍光管であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記緑色蛍光体は、中位粒径d50が、3.0μmから6.0μmの範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶素子は、対向する一対の透明な基板と、該一対の基板の内側表面上に塗布された配向膜と、該配向膜間に挟持された液晶の層と、該一対の基板の外側に配置された偏光板とから構成され、前記配向膜は垂直配向膜であり、前記液晶は電圧無印加時には基板面にほぼ垂直に配向し、電圧印加時には基板面に対して傾斜することにより光の透過量を調整することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶素子は、対向する一対の透明な基板と、該一対の基板の内側表面上に塗布された配向膜と、該配向膜間に挟持された液晶の層と、該一対の基板の外側に配置された偏光板とから構成され、前記配向膜は垂直配向膜であり、前記液晶は電圧無印加時には基板面にほぼ垂直に配向し、電圧印加時には基板面に対して傾斜することにより光の透過量を調整することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 発光色が青色系である青色蛍光体と、緑色系である緑色蛍光体と、赤色系である赤色蛍光体との3色蛍光体を有する光源と、
前記光源からの光の透過量を画素毎に調整し、かつ画素毎に青色、緑色、赤色のいずれかの光を透過するカラーフィルタを有する液晶素子とを備える液晶表示装置であって、
前記緑色蛍光体は、組成式(La1-x-y,Tbx,Cey)PO4で表され、組成比xとyの値がそれぞれ次式(3)と(4)とを同時に満足し、
0.500< x+y <0.650 ‥‥(3)
1.50< y/x <1.70 ‥‥(4)
前記液晶素子は、対向する一対の透明な基板と、該一対の基板の内側表面上に塗布された配向膜と、該配向膜間に挟持された液晶の層と、該一対の基板の外側に配置された偏光板とから構成され、液晶表示モードがIPSモードで駆動することを特徴とする液晶表示装置。
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