JP2007165029A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関し、特に、表示パネルの後方にバックライトが配置された表示装置に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a technique effective when applied to a display device in which a backlight is disposed behind a display panel.
従来、液晶表示装置(LCD)は、パーソナル・コンピュータ(PC)のディスプレイ、テレビ、携帯電話や携帯情報端末(PDA)のディスプレイなどに用いられている。 Conventionally, a liquid crystal display (LCD) is used for a display of a personal computer (PC), a television, a mobile phone or a personal digital assistant (PDA).
前記液晶表示装置は、1対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有する。この液晶表示パネルは、たとえば、一方の基板にTFT(Thin Film Transistor)素子および画素電極がアレイ状に配置されており、他方の基板に共通電極(対向電極とも呼ばれる)が設けられている。なお、前記共通電極は、TFT素子および画素電極と同じ基板に設けられていることもある。 The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which a liquid crystal material is sealed between a pair of substrates. In this liquid crystal display panel, for example, TFT (Thin Film Transistor) elements and pixel electrodes are arranged in an array on one substrate, and a common electrode (also called a counter electrode) is provided on the other substrate. The common electrode may be provided on the same substrate as the TFT element and the pixel electrode.
また、前記液晶表示装置は、外部からの光を利用して画像(映像)を表示する非発光型の表示装置であり、利用する光源によって、透過型、反射型、半透過型に大別される。前記透過型は、たとえば、液晶表示パネルの後方にバックライトを配置し、バックライトから発せられる光を液晶表示パネルに照射し、透過させて画像(映像)を表示する。また、前記反射型は、装置外部からの光を液晶表示パネルで反射させて画像(映像)を表示する。また、前記半透過型は、前記透過型と反射型を組み合わせたものである。 The liquid crystal display device is a non-light-emitting display device that displays an image (video) using light from the outside, and is roughly classified into a transmission type, a reflection type, and a semi-transmission type depending on the light source used. The In the transmissive type, for example, a backlight is disposed behind the liquid crystal display panel, and light emitted from the backlight is irradiated to the liquid crystal display panel and transmitted to display an image (video). The reflection type displays an image (video) by reflecting light from the outside of the apparatus with a liquid crystal display panel. The transflective type is a combination of the transmissive type and the reflective type.
前記透過型や半透過型の液晶表示装置において、バックライトの光源には、たとえば、冷陰極蛍光管(CCFL)などの蛍光管が用いられる。 In the transmissive or transflective liquid crystal display device, a fluorescent tube such as a cold cathode fluorescent tube (CCFL) is used as a light source of the backlight.
前記液晶表示装置には、たとえば、PDP(Plasma Display Panel)や、有機EL(Electro Luminescence)パネルを用いた自発光型の表示装置に比べて暗コントラストが低いという問題がある。この問題の原因の1つを、前記バックライトを有する液晶表示装置を例に挙げて簡単に説明する。 The liquid crystal display device has a problem that the dark contrast is lower than that of a self-luminous display device using, for example, a PDP (Plasma Display Panel) or an organic EL (Electro Luminescence) panel. One of the causes of this problem will be briefly described by taking a liquid crystal display device having the backlight as an example.
バックライトを有する液晶表示装置の場合、液晶表示パネルの表示側、すなわち観察者の視点側の面と、その裏側(バックライト側)の面には、偏光板が貼り付けられている。このとき、液晶表示パネルの各面に貼り付けられた偏光板は、たとえば、透過軸が直交関係になるように貼り付けられている。このような液晶表示装置の場合、たとえば、液晶表示パネルを斜め視角方向から見ると、液晶表示パネルの各面に貼り付けられた偏光板の透過軸が直交関係からずれる。そのため、光漏れが生じて暗コントラストが低くなる。 In the case of a liquid crystal display device having a backlight, polarizing plates are attached to the display side of the liquid crystal display panel, that is, the surface on the observer's viewpoint side and the surface on the back side (backlight side). At this time, the polarizing plates attached to the respective surfaces of the liquid crystal display panel are attached so that, for example, the transmission axes are orthogonal to each other. In the case of such a liquid crystal display device, for example, when the liquid crystal display panel is viewed from an oblique viewing angle direction, the transmission axes of the polarizing plates attached to the respective surfaces of the liquid crystal display panel deviate from an orthogonal relationship. Therefore, light leakage occurs and dark contrast is lowered.
前記バックライトを有する液晶表示装置では、このような偏光板の透過軸のずれによる光漏れを防ぐ方法として、たとえば、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの各面に貼り付けた偏光板の間にそれぞれ、1枚以上の位相差板を介在させる方法がある(たとえば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、前記バックライトを有する液晶表示装置における光漏れは、たとえば、前記偏光板の透過軸のずれだけでなく、散乱によっても起こることが知られている。 However, it is known that light leakage in the liquid crystal display device having the backlight is caused not only by the shift of the transmission axis of the polarizing plate but also by scattering.
散乱による光漏れは、液晶表示パネルのバックライト側にある偏光板を通過して偏光された光が、たとえば、液晶表示パネルのカラーフィルタに含まれる顔料粒子や、偏光板の貼り付けに用いる粘着材などにより散乱し、偏光が乱れることにより生じる。光の散乱により偏光が乱れると、たとえば、黒表示時に、液晶表示パネルの表示側にある偏光板から光が漏れる。そのため、暗コントラストを向上させるには、この散乱による光の漏れも考慮する必要がある。 Light leakage due to scattering is caused by light that has been polarized through a polarizing plate on the backlight side of a liquid crystal display panel, for example, pigment particles contained in a color filter of a liquid crystal display panel, or an adhesive used for attaching a polarizing plate. It is caused by scattering by the material or the like and disturbing polarization. When the polarization is disturbed due to light scattering, for example, during black display, light leaks from the polarizing plate on the display side of the liquid crystal display panel. Therefore, in order to improve the dark contrast, it is necessary to consider light leakage due to this scattering.
前記特許文献1などに記載された位相差板を設けた表示装置では、液晶表示パネルの各面に貼り付けた偏光板の透過軸が直交関係からずれることによる光漏れを抑制することはできるが、前述のような散乱による光漏れについては防ぐことが難しい。そのため、暗コントラストのさらなる向上が難しいという問題があった。
In the display device provided with the phase difference plate described in
本発明の目的は、バックライトを有する表示装置の暗コントラストを向上させることが可能な技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which can improve the dark contrast of the display apparatus which has a backlight.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。 The outline of typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
(1)表示パネルと、前記表示パネルの後方に配置されたバックライトを有する表示装置であって、前記バックライトは、蛍光管と、前記蛍光管から発せられる光のうち、あらかじめ定められた波長領域の光を吸収するフィルタと、前記フィルタで吸収される波長領域の光を発する発光ダイオードを有し、前記フィルタは、前記蛍光管の外周面に設けられている表示装置である。 (1) A display device having a display panel and a backlight disposed behind the display panel, wherein the backlight has a predetermined wavelength among a fluorescent tube and light emitted from the fluorescent tube. The display device includes a filter that absorbs light in a region and a light emitting diode that emits light in a wavelength region absorbed by the filter, and the filter is provided on an outer peripheral surface of the fluorescent tube.
(2)前記(1)において、前記フィルタは、波長が500nm以下の光を吸収する材料からなり、前記発光ダイオードは、青色発光ダイオードである表示装置である。 (2) In the above (1), the filter is made of a material that absorbs light having a wavelength of 500 nm or less, and the light emitting diode is a blue light emitting diode.
(3)前記(1)または(2)において、前記蛍光管は、ガラス管の内周面に、緑色蛍光体と赤色蛍光体を混合した蛍光体層を有し、前記発光ダイオードは、青色発光ダイオードである表示装置である。 (3) In the above (1) or (2), the fluorescent tube has a phosphor layer in which a green phosphor and a red phosphor are mixed on the inner peripheral surface of the glass tube, and the light emitting diode emits blue light The display device is a diode.
(4)前記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記蛍光管および発光ダイオードは、前記表示パネルの表示領域と重畳する領域に配置されている表示装置である。 (4) In any one of (1) to (3), the fluorescent tube and the light emitting diode are display devices arranged in a region overlapping with a display region of the display panel.
(5)前記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記バックライトは、前記蛍光管および発光ダイオードから発せられた光を導く導光板を有し、前記導光板は、前記表示パネルの表示領域と重畳して配置され、前記蛍光管および発光ダイオードは、前記導光板の端部に配置されている表示装置である。 (5) In any one of (1) to (3), the backlight includes a light guide plate that guides light emitted from the fluorescent tube and the light emitting diode, and the light guide plate is a display of the display panel. The display device is arranged to overlap with a region, and the fluorescent tube and the light emitting diode are arranged at an end portion of the light guide plate.
(6)前記(4)または(5)において、前記表示パネルは、1対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルである表示装置である。 (6) In the above (4) or (5), the display panel is a liquid crystal display panel in which a liquid crystal material is sealed between a pair of substrates.
本発明の表示装置は、前記バックライトに、蛍光管と発光ダイオードの2種類の光源を用いる。このとき、蛍光管の外周面には、その蛍光管から発せられる光のうち、あらかじめ定められた波長領域の光を吸収するフィルタを設ける。このようにすると、蛍光管から発せられる光のうち、たとえば、散乱が顕著な波長領域の光を吸収(除去)して表示パネルに照射することができる。このとき、前記フィルタは、たとえば、ある波長よりも短波長側の光をすべて吸収するようなフィルタにすることが好ましい。しかしながら、このようなフィルタを用いる場合、フィルタで吸収される波長領域の光の中に、前記表示パネルに照射する光に必要な波長の光が含まれることがある。そこで、前記フィルタによって吸収された波長領域の光のうち、前記表示パネルに照射する光に必要な波長の光は、前記発光ダイオードによって補う。前記発光ダイオードから発せられる光は、発光スペクトルがシャープであり、前記表示パネルに照射する光に不要な波長領域の光の強度が非常に小さい。そのため、表示パネルのカラーフィルタに含まれる顔料粒子などによる、前記不要な波長領域の光の散乱を低減することができる。その結果、光の散乱による光漏れを低減し、暗コントラストを向上させることができる。 The display device of the present invention uses two types of light sources, a fluorescent tube and a light emitting diode, for the backlight. At this time, a filter that absorbs light in a predetermined wavelength region out of the light emitted from the fluorescent tube is provided on the outer peripheral surface of the fluorescent tube. If it does in this way, among the light emitted from a fluorescent tube, for example, the light of the wavelength region where scattering is remarkable can be absorbed (removed), and can be irradiated to a display panel. At this time, the filter is preferably a filter that absorbs all light on a shorter wavelength side than a certain wavelength, for example. However, when such a filter is used, light having a wavelength necessary for light applied to the display panel may be included in light in a wavelength region absorbed by the filter. Therefore, light of a wavelength necessary for light irradiating the display panel among the light in the wavelength region absorbed by the filter is supplemented by the light emitting diode. The light emitted from the light emitting diode has a sharp emission spectrum, and the intensity of light in a wavelength region unnecessary for the light irradiated on the display panel is very small. Therefore, the scattering of light in the unnecessary wavelength region due to pigment particles included in the color filter of the display panel can be reduced. As a result, light leakage due to light scattering can be reduced and dark contrast can be improved.
また、光の散乱強度は、一般に、波長の4乗に反比例し、波長が短い光ほど散乱を起こしやすいことが知られている。また、蛍光管から発せられる光は、青色の発光領域のスペクトル分布がブロードであり、不要な波長の発光光の強度が高くなっていることも知られている。そのため、前記フィルタは、短波長側の発光光を吸収することが望ましく、たとえば、波長が500nm以下の光を吸収する材料からなるフィルタを用いる。この場合、前記発光ダイオードは、青色発光ダイオードを用いる。このようにすれば、散乱強度が高い、短波長側の不要な光を極力少なくし、散乱による光漏れを低減することができる。 Further, it is known that the light scattering intensity is generally inversely proportional to the fourth power of the wavelength, and that light having a shorter wavelength is more likely to cause scattering. It is also known that the light emitted from the fluorescent tube has a broad spectrum distribution in the blue light emitting region, and the intensity of the emitted light having an unnecessary wavelength is high. Therefore, it is desirable that the filter absorbs light emitted on the short wavelength side. For example, a filter made of a material that absorbs light having a wavelength of 500 nm or less is used. In this case, a blue light emitting diode is used as the light emitting diode. In this way, unnecessary light on the short wavelength side with high scattering intensity can be reduced as much as possible, and light leakage due to scattering can be reduced.
またこのとき、前記蛍光管は、たとえば、ガラス管の内周面に設けられた蛍光体層が、あらかじめ緑色蛍光体と赤色蛍光体のみを混合させたものであることが好ましい。このような蛍光管であれば、蛍光管から発せられる光を、短波長の光が非常に少ない光にすることができる。そのため、蛍光管から発せられる短波長側の光の除去率を高くでき、散乱による光漏れをより一層低減できる。 Further, at this time, in the fluorescent tube, for example, it is preferable that the fluorescent material layer provided on the inner peripheral surface of the glass tube is obtained by mixing only the green fluorescent material and the red fluorescent material in advance. With such a fluorescent tube, the light emitted from the fluorescent tube can be reduced to light with very short wavelengths. Therefore, the removal rate of light on the short wavelength side emitted from the fluorescent tube can be increased, and light leakage due to scattering can be further reduced.
なお、本発明の表示装置では、前記バックライトは、直下型、エッジライト型(サイドライト型とも呼ばれる)のどちらであってもよい。直下型のバックライトの場合、蛍光管および発光ダイオードは、前記表示パネルの表示領域と重畳する位置に配置する。また、エッジライト型のバックライトの場合、導光板を表示パネルの表示領域と重畳させて配置し、前記蛍光管および発光ダイオードは、前記導光板の端部に配置する。 In the display device of the present invention, the backlight may be either a direct type or an edge light type (also referred to as a side light type). In the case of a direct type backlight, the fluorescent tube and the light emitting diode are arranged at a position overlapping the display area of the display panel. In the case of an edge light type backlight, a light guide plate is disposed so as to overlap with a display area of the display panel, and the fluorescent tube and the light emitting diode are disposed at an end portion of the light guide plate.
また、本発明の表示装置は、前記バックライトを有する表示装置であれば、表示パネルはどのような構成であってもよいが、特に、1対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有する表示装置であることが好ましい。 In addition, the display device of the present invention may have any configuration as long as the display device includes the backlight. In particular, a liquid crystal display in which a liquid crystal material is sealed between a pair of substrates. A display device having a panel is preferable.
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail together with embodiments (examples) with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals and their repeated explanation is omitted.
図1乃至図8は、本発明の概要を説明するための模式図である。
図1は、本発明が適用される表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図2は、図1のA−A’線での断面図である。図3は、従来のバックライトで用いられる蛍光管の概略構成を示す断面図である。図4は、従来のバックライトで用いられる蛍光管の発光スペクトルの一例を示すグラフ図である。図5は、光の波長と散乱強度の関係を示すグラフ図である。図6は、本発明の表示装置におけるバックライトの光源の一例を示す断面図である。図7は、図6に示した光源における発光スペクトルの一例を示すグラフ図である。図8は、本発明の表示装置における蛍光管の別の一例を示す断面図である。
1 to 8 are schematic views for explaining the outline of the present invention.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a display device to which the present invention is applied. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a fluorescent tube used in a conventional backlight. FIG. 4 is a graph showing an example of an emission spectrum of a fluorescent tube used in a conventional backlight. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wavelength of light and the scattering intensity. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a light source of a backlight in the display device of the present invention. FIG. 7 is a graph showing an example of an emission spectrum in the light source shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the fluorescent tube in the display device of the present invention.
本発明は、たとえば、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置(LCD)のように、バックライトを必要とする表示装置に適用される。以下、前記液晶表示装置を例に挙げて、本発明の表示装置の構成について説明する。 The present invention is applied to a display device that requires a backlight, such as a liquid crystal display device (LCD) using a liquid crystal display panel. Hereinafter, the configuration of the display device of the present invention will be described by taking the liquid crystal display device as an example.
前記液晶表示装置は、たとえば、図1および図2に示すように、液晶表示パネル1と、液晶表示パネル1の後方(背面)に配置されたバックライト2を有する。また、液晶表示パネル1の、バックライト2と対向する面(以下、バックライト側の面と呼ぶ)と、その裏面(以下、表示側の面と呼ぶ)にそれぞれ、たとえば、偏光板などの光学フィルム3A,3Bが貼り付けられている。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device includes a liquid
液晶表示パネル1は、1対の基板101,102の間に液晶材料103を封入した表示パネルであり、たとえば、一方の基板101にTFT素子および画素電極がアレイ状に配置されており、他方の基板102に共通電極(対向電極とも呼ばれる)やカラーフィルタなどが設けられている。なお、前記共通電極は、前記TFT素子および画素電極と同じ基板101に設けられていることもある。
The liquid
また、液晶表示パネル1の、前記TFT素子および画素電極が配置されている基板101には、複数本のゲート信号線と、複数本のドレイン信号線がマトリックス状に配置されている。そして、隣接する2本のゲート信号線と、隣接する2本のドレイン信号線で囲まれた領域が1つの画素領域になり、各画素領域に、前記TFT素子および画素電極が配置されている。
In the liquid
前記ゲート信号線は、前記TFT素子のゲートに走査信号を供給する信号線であり、走査信号線とも呼ばれる。このゲート信号線は、基板101の端部において、たとえば、ゲートドライバ(走査ドライバとも呼ばれる)が実装されたフレキシブル回路基板4Aの配線と接続されている。また、前記ドレイン信号線は、前記TFT素子のドレインに映像データ信号を供給する信号線であり、データ信号線あるいは映像信号線とも呼ばれる。このドレイン信号線は、基板101の端部において、たとえば、ドレインドライバ(データドライバとも呼ばれる)が実装されたフレキシブル回路基板4Bの配線と接続されている。これらのフレキシブル回路基板4A,4Bは、たとえば、TCP(Tape Carrier Package)、あるいはCOF(Chip On Film)と呼ばれる実装形態のパッケージである。また、これらのフレキシブル回路基板4A,4Bの配線の一部は、液晶表示パネル1の外周に配置されたプリント回路基板5A,5Bの配線と接続されている。また、図示は省略するが、プリント回路基板5A,5Bは、タイミングコントローラーなどの回路部品が実装された回路基板(TCON基板)に接続されている。
The gate signal line is a signal line that supplies a scanning signal to the gate of the TFT element, and is also called a scanning signal line. The gate signal line is connected to the wiring of the
なお、前記ゲートドライバおよびドレインドライバは、たとえば、液晶表示パネル1の基板101上に実装または直接形成されていてもよい。この場合、液晶表示パネル1の基板101上の配線とプリント回路基板5A,5Bの配線は、ドライバが実装されたフレキシブル回路基板4A,4Bの代わりに、絶縁フィルムの表面に配線のみが形成されているフレキシブル配線基板を用いて接続する。
The gate driver and the drain driver may be mounted or directly formed on the
前記バックライト2は、たとえば、液晶表示パネル1に照射する光を発する光源201と、光源201から発せられる光(以下、発光光と呼ぶ)のうち、液晶表示パネル1とは反対の方向に出射した光を液晶表示パネル1側に反射させる反射板202と、液晶表示パネル1に照射される光の面内均一度を高めるための拡散板などの光学シート203とを有する。従来の液晶表示装置で用いられるバックライト2において、光源201は、たとえば、冷陰極蛍光管(CCFL)などの蛍光管が用いられている。なお、図2に示した例は、直下型のバックライトの構成例であり、光源(蛍光管)201は、液晶表示パネル1の表示領域と重畳する位置に配置されている。
The
前記蛍光管201は、たとえば、図3に示すように、ガラス管201aの内周面に蛍光体層201bが設けられている。従来のバックライト2に用いられる蛍光管201は、通常、三波長蛍光管であり、蛍光体層には、光の三原色である青(B)、緑(G)、および赤(R)の各色の蛍光体が混合されている。このような三波長蛍光管の発光スペクトルは、たとえば、図4に示すようになる。図4に示したグラフ図は、横軸が発光光の波長λ(nm)を表し、縦軸が光の強度IOR(任意単位)を表している。また、縦軸の光の強度IORは、下から上に向かう方向が正の方向であり、上に行くほど相対値が大きくなるとしている。
For example, as shown in FIG. 3, the
従来のバックライトに用いられる三波長蛍光管は、蛍光体層201bが青色、緑色、および赤色の各色の蛍光体を混合したものである。そのため、三波長蛍光管の発光スペクトルは、たとえば、図4に示すように、波長λが400nm〜500nmの間にある青色の光のピークPB、波長λが550nm付近にある緑色の光のピークPG、波長λが600nm〜650nmの間にある赤色の光のピークPRの、3つのピークが見られる。
In a three-wavelength fluorescent tube used in a conventional backlight, the
しかしながら、前記三波長蛍光管の場合、発光スペクトルには、前記3つのピークPB,PG,PRの他に、さらに3つのピークPU1,PU2,PU3が見られる。また、前記三波長蛍光管の場合、発光スペクトルは、たとえば、図4に示したように、青色の光の波長領域にブロードなピークPU4も見られる。この4つのピークPU1,PU2,PU3,PU4の波長の光は、液晶表示パネル1に照射する光には不要な波長の光であり、この波長の光の強度IORが高いことにより、液晶表示パネル1において不要な光の散乱が起こる。そのため、従来の液晶表示装置では、暗コントラストが低くなっていた。そこで、本発明の液晶表示装置では、このような、液晶表示パネル1に照射する光には不要な波長の光強度を低くすることで、不要な光による散乱を防ぎ、暗コントラストを向上させる。
However, in the case of the three-wavelength fluorescent tube, in addition to the three peaks PB, PG, PR, three peaks PU1, PU2, PU3 are seen in the emission spectrum. In the case of the three-wavelength fluorescent tube, the emission spectrum also has a broad peak PU4 in the wavelength region of blue light, as shown in FIG. 4, for example. The light having the wavelengths of the four peaks PU1, PU2, PU3, and PU4 is light having a wavelength unnecessary for the light irradiating the liquid
液晶表示パネル1を通過する光の波長と散乱強度の関係は、たとえば、図5に示すようになる。図5に示したグラフ図は、波長λが短いほど散乱強度Isが横軸が発光光の波長λ(nm)を表し、縦軸が光の強度Is(任意単位)を表している。また、縦軸の光の強度Isは、下から上に向かう方向が正の方向であり、上に行くほど相対値が大きくなるとしている。
The relationship between the wavelength of light passing through the liquid
液晶表示パネル1を通過する光は、たとえば、図5に示すように、波長が短いほど散乱強度が高くなる傾向にある。これは、液晶表示パネル1が有するカラーフィルタ、偏光板や位相差板などの光学フィルム3A,3Bおよび粘着材などに用いる材料に含まれる粒子やその構造が100nm以下であり、光(可視光)の波長に比べて微細なためである。このような関係にある散乱は、レイリー散乱と呼ばれ、波長λの4乗に反比例することが知られている。
For example, as shown in FIG. 5, the light passing through the liquid
このように、液晶表示パネルを通過する光は、波長が短いほど散乱強度が高い。そして、従来の三波長蛍光管を光源に用いた場合、たとえば、図4に示したように、波長λが500nm以下の領域に、液晶表示パネル1に照射する光には不要な波長の光が非常に多く含まれる。そのため、波長λが500nm以下の波長領域における不要な波長の光を除去することで、不要な光による散乱を防ぎ、暗コントラストを向上できると考えられる。 Thus, the light passing through the liquid crystal display panel has higher scattering intensity as the wavelength is shorter. When the conventional three-wavelength fluorescent tube is used as a light source, for example, as shown in FIG. Very much included. Therefore, it is considered that by removing light with an unnecessary wavelength in a wavelength region where the wavelength λ is 500 nm or less, scattering due to unnecessary light can be prevented and dark contrast can be improved.
しかしながら、波長λが500nm以下の波長領域において、たとえば、ピークPBの青色の光のみを残し、不要な波長の光のみを選択的に除去することは非常に難しい。そこで、本発明の液晶表示装置では、蛍光管201の発光光のうち、たとえば、波長λが500nm以下の波長領域の光はすべて除去する。そして、これにより除去された青色の光は、たとえば、発光スペクトルがシャープな青色発光ダイオードの光で補う。
However, in the wavelength region where the wavelength λ is 500 nm or less, for example, it is very difficult to leave only blue light having a peak PB and selectively remove only light having an unnecessary wavelength. Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, for example, all the light in the wavelength region having a wavelength λ of 500 nm or less is removed from the light emitted from the
すなわち、本発明の液晶表示装置において、バックライト2の光源は、たとえば、図6に示すように、蛍光管201と発光ダイオード204の2種類の光源を組み合わせる。
That is, in the liquid crystal display device of the present invention, the light source of the
このとき、蛍光管201は、外周面に波長フィルタ201c,201dを設ける。この波長フィルタ201c,201dは、蛍光管201の発光光のうち、ある特定の波長以下の波長の光を吸収するフィルタであり、たとえば、波長λが500nm以下の光を吸収するフィルタを用いる。このとき、波長フィルタ201c,201dは、たとえば、ガラス管201aの外周面を酸化亜鉛膜201cでコーティングし、さらにその表面にアゾ系の黄色顔料201dを積層して形成する。なお、酸化亜鉛膜201cの厚さは、たとえば、100nm〜500nmにする。また、アゾ系の黄色顔料201dの厚さは、たとえば、5μm〜10μmにする。
At this time, the
また、蛍光管201は、ガラス管201aの内周面に蛍光体層201bが設けられている。このとき、蛍光体層201bは、たとえば、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみを混合させたものであることが好ましい。
The
一方、発光ダイオード204は、たとえば、発光ピークが450nm付近にあるLEDチップ204aを有する青色発光ダイオードを用いる。この発光ダイオード204は、たとえば、フレキシブル回路基板205に実装した状態で反射板202上に配置する。またこのとき、発光ダイオード204は、フレキシブル回路基板205の実装面に対して垂直な方向に光6を出射するトップビュー型のものを用いる。
On the other hand, as the
このような構成の光源における発光光の発光スペクトルは、たとえば、図7に示すようになる。図7に示したグラフ図は、横軸が発光光の波長λ(nm)を表し、縦軸が光の強度IOR(任意単位)を表している。また、縦軸の光の強度IORは、下から上に向かう方向が正の方向であり、上に行くほど相対値が大きくなるとしている。 The emission spectrum of the emitted light in the light source having such a configuration is, for example, as shown in FIG. In the graph shown in FIG. 7, the horizontal axis represents the wavelength λ (nm) of the emitted light, and the vertical axis represents the light intensity IOR (arbitrary unit). Further, the light intensity IOR on the vertical axis indicates that the direction from the bottom to the top is a positive direction, and the relative value increases as it goes upward.
図6に示したような構成の光源の場合、蛍光管201からの発光光のうち、波長λが500nm以下の光は、波長フィルタ201c,201dにより吸収される。つまり、図7において、波長λが500nm以上の波長領域のスペクトルが、蛍光管201からの発光光の発光スペクトルである。そして、図7において、波長λが500nm以下の波長領域のスペクトルが、青色発光ダイオード204からの発光光のスペクトルである。
In the case of the light source configured as shown in FIG. 6, light having a wavelength λ of 500 nm or less among the emitted light from the
図5に示した発光スペクトルと、図7に示した発光スペクトルを比べればわかるように、波長が500nm以下の光を除去した蛍光管201と青色発光ダイオード204を組み合わせた場合、波長が500nm以下の短波長領域における不要な光が非常に少なくなっている。そのため、短波長領域の不要な光による散乱を防ぐことができ、散乱による光漏れを低減することができる。その結果、液晶表示装置の暗コントラストを向上させることができる。
As can be seen by comparing the emission spectrum shown in FIG. 5 with the emission spectrum shown in FIG. 7, when the
なお、蛍光管201の外周面に設ける波長フィルタは、前述のような酸化亜鉛膜201cにアゾ系の黄色顔料201dを積層させた構成に限らず、種々の構成が考えられる。波長フィルタの別の構成例を、図8に示す。
The wavelength filter provided on the outer peripheral surface of the
本発明の液晶表示装置において、蛍光管201の外周面に設ける波長フィルタは、ある特定の波長領域、特に波長が500nm以下の光を除去するフィルタであればよい。そのため、たとえば、図8に示すように、ガラス管201aの外周面に、紫外線吸収材を加えた粘着層201eを有するトリアセチルセルロース(TAC)フィルム201fを貼り付け、TACフィルム201fの表面にアゾ系の黄色顔料201dを積層し、これを波長フィルタにしてもよい。このとき、粘着層201eは、たとえば、アクリル系の粘着材にベンゾトリアゾール系の紫外線吸収材を1%〜10%加えたものを用いる。また、粘着層201eの厚さは、たとえば、5μm〜50μmにする。また、TACフィルム201fの厚さは、たとえば、10μm〜200μmにする。また、アゾ系の黄色顔料201dの厚さは、たとえば、5μm〜10μmにする。
In the liquid crystal display device of the present invention, the wavelength filter provided on the outer peripheral surface of the
また、蛍光管201は、ガラス管201aの内周面に蛍光体層201bが設けられている。このとき、蛍光体層201bは、たとえば、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみを混合させたものであることが好ましい。
The
図8に示したような構成の蛍光管201と青色発光ダイオード204を組み合わせた場合も、発光光の発光スペクトルは、たとえば、図7に示したようになる。そのため、短波長領域の不要な光による散乱を防ぐことができ、散乱による光漏れを低減することができる。その結果、液晶表示装置の暗コントラストを向上させることができる。
Even when the
以上説明したように、本発明の液晶表示装置では、バックライト2の光源に、波長が500nm以下の光を吸収する波長フィルタを外周面に設けた蛍光管201と、青色発光ダイオード204を組み合わせて用いることで、液晶表示パネル1を通過する光の散乱による光漏れを低減できる。そのため、液晶表示装置の暗コントラストを向上させることができる。
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the light source of the
また、本発明の表示装置のように、たとえば、蛍光管201から発せられる波長が500nm以下の光を波長フィルタで吸収する場合、前記蛍光管201から発せられる紫外線も前記フィルタで吸収することができる。そのため、蛍光管201から発せられる紫外線による表示パネルの劣化(黄変化)を防ぐこともできる。
Further, as in the display device of the present invention, for example, when light having a wavelength of 500 nm or less emitted from the
また、本発明のように、たとえば、蛍光管201から発せられる波長が500nm以下の光を波長フィルタで吸収し、吸収された青色の成分を青色発光ダイオード204で補う場合、青色の純度が高くなる。また、前記蛍光管201の蛍光体層201bを、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみにする場合、たとえば、赤色蛍光体に深赤色蛍光体を追加することで、赤色の純度を向上させることができる。つまり、本発明の表示装置では、青色および赤色の色純度を向上させることでき、色再現範囲を広くすることもできる。赤色の色純度を向上させる場合、具体的には、前記蛍光体層201bに、たとえば、発光ピークが630nm付近になる赤色蛍光体と、発光ピークが640nm〜700nmの間になる深赤色蛍光体を混入する。
Further, as in the present invention, for example, when light having a wavelength of 500 nm or less emitted from the
なお、蛍光管201の外周面に設ける波長フィルタは、上記のような構成に限らず、たとえば、クロム酸鉛系などの無機黄色顔料またはアゾ系などの有機黄色顔料のうちの1種類、あるいは2種類以上を組み合わせて構成してもよい。また、必要に応じてベンゾトリアゾール系や酸化亜鉛などの紫外線吸収材料を加えたものをコーティングしてもよい。
In addition, the wavelength filter provided in the outer peripheral surface of the
また、上記のような黄色顔料や紫外線吸収材料を、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)、トリアセチルセルロース(TAC)などのフィルム(シート)の表面にコーティングしたもの、またはフィルム中に混入させたものを波長フィルタとし、蛍光管の外周面に貼り付けてもよい。また、フィルムにコーティングする、またはフィルム中に混入させる代わりに、上記のような黄色顔料や紫外線吸収材料を混入させた粘着材で前記フィルムを蛍光管の外周面に貼り付けてもよい。 In addition, yellow pigments and ultraviolet absorbing materials such as those described above are used for films (sheets) such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), acrylic resin, polyvinyl chloride (PVC), and triacetyl cellulose (TAC). What coated on the surface or mixed in the film may be used as a wavelength filter, and may be attached to the outer peripheral surface of the fluorescent tube. Further, instead of coating the film or mixing it in the film, the film may be attached to the outer peripheral surface of the fluorescent tube with an adhesive material mixed with the yellow pigment or ultraviolet absorbing material as described above.
また、蛍光管201の外周面に設ける波長フィルタは、波長が500nm以下の光を吸収するフィルタに限らず、任意の波長領域の光を吸収するフィルタであればよいことはもちろんである。
The wavelength filter provided on the outer peripheral surface of the
また、蛍光管201の蛍光体層201bは、上記のような緑色蛍光体および赤色蛍光体のみを混合した蛍光体層に限らず、三波長蛍光管のように青色蛍光体も混合されていてもよいことはもちろんである。
The
また、本発明は、バックライト2を有する表示装置であれば、前記液晶表示装置に限らず、種々の表示装置に適用可能であることはもちろんである。
In addition, the present invention is not limited to the liquid crystal display device as long as it is a display device having the
図9および図10は、本発明による実施例1のバックライトの概略構成を示す模式図である。
図9は、本発明を適用した直下型バックライトの一構成例を示す平面図である。図10は、図9のB−B’線での断面図である。
9 and 10 are schematic views showing a schematic configuration of the backlight according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration example of a direct type backlight to which the present invention is applied. 10 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
実施例1では、前述のように、たとえば、波長が500nm以下の光を吸収する波長フィルタを外周面に設けた蛍光管201と、青色発光ダイオード204を組み合わせた光源を、直下型のバックライト2に適用した場合の構成例について説明する。
In the first embodiment, as described above, for example, a light source combining a
前記直下型のバックライト2は、たとえば、図9および図10に示すように、複数本の蛍光管201が液晶表示パネル1の表示領域と重畳する位置に配置されている。蛍光管201は、たとえば、ガラス管201aの外周面に酸化亜鉛膜201cをコーティングし、さらにその表面にアゾ系の有機黄色顔料201dを積層させたものを用いる。また、ガラス管201aの内周面の蛍光体層201bは、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみを混合した蛍光体層にする。またこのとき、発光ダイオード204は、各蛍光管201の間に配置する。
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the direct-
またこのとき、複数本の蛍光管201は、たとえば、反射板202の反射面に設けられた支持部材206によって支持されており、蛍光管201と反射板202の間には所定の距離の隙間が生じている。そのため、たとえば、蛍光管201と反射板の間に、青色発光ダイオード204を実装したフレキシブル回路基板205を通すようにして蛍光管201の間に発光ダイオード204を配置すればよい。このとき、発光ダイオード204が実装されたフレキシブル回路基板205の配線は、たとえば、蛍光管201の発光に用いるインバータ回路基板207に接続する。なお、図9では、一部の蛍光管201およびフレキシブル回路基板205のみがインバータ回路基板207と配線208で接続されているが、実際には、すべての蛍光管201およびフレキシブル回路基板205がインバータ回路基板207と配線208で接続される。
Further, at this time, the plurality of
また、反射板202の反射面上には、前記青色発光ダイオード204および蛍光管の支持部材206の他に、たとえば、蛍光管201および青色発光ダイオード204と液晶表示パネル1の間に配置される光拡散板などの光学シート203を支持する支持部材(ピンモールド)209が配置されている。
In addition to the blue
前記直下型のバックライト2を、このような構成にすれば、バックライト2から液晶表示パネル1に照射される光7の発光スペクトルは、たとえば、図7に示したようになる。そのため、短波長側の不要な光の散乱による光漏れを低減することができ、暗コントラストを向上させることができる。
If the
また、蛍光管201から発せられる紫外線が波長フィルタ201c、201dで吸収されるので、紫外線による液晶表示パネルの劣化(黄変化)も防げる。
In addition, since the ultraviolet light emitted from the
また、青色発光ダイオード204を用いることで、青色の光の発光スペクトルがシャープになり、青色の純度を向上させることができる。またさらに、蛍光管201の蛍光体層201bに、緑色蛍光体および赤色蛍光体に加えて深赤色蛍光体を混合すれば、赤色の純度を向上させることもできる。その結果、色再現範囲を向上させることができる。
In addition, by using the blue light-emitting
図11および図12は、実施例1のバックライトの変形例を示す模式図である。
図11は、本発明を適用した直下型バックライトの別の構成例を示す平面図である。図12は、図11のC−C’線での断面図である。
FIG. 11 and FIG. 12 are schematic views illustrating modifications of the backlight of the first embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing another configuration example of a direct type backlight to which the present invention is applied. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
実施例1のバックライト2は、直下型であり、複数本の蛍光管201の間に発光ダイオード204が配置されている。このとき、発光ダイオード204に電力を供給するフレキシブル回路基板205は、たとえば、図9および図10に示すように、蛍光管201と反射板202の間を通すように配置することが考えられる。しかしながら、この場合、フレキシブル回路基板205を配置することで、蛍光管201の発光光の反射板202での反射効率が低下し、フレキシブル回路基板205が配置された位置に影ができ、液晶表示パネル1の表示領域に照射される光の面内均一性が低くなる。
The
フレキシブル回路基板205による反射効率の低下を防ぐ方法としては、たとえば、図11および図12に示すように、反射板202に貫通穴202aを設け、反射板202の裏面に配置したフレキシブル回路基板205に実装された発光ダイオード204を、貫通穴202aから反射面側に挿入する方法が考えられる。この場合、発光ダイオード204は、たとえば、スペーサー基板210を用いてフレキシブル回路基板205に実装する。このようにすれば、液晶表示パネル1の表示領域に照射される光の面内均一性を損なうことなく、暗コントラストを向上させることができる。
As a method for preventing the reflection efficiency from being lowered by the
なお、図9および図10、図11および図12は、直下型のバックライト2における蛍光管201と発光ダイオード204の配置の一例であり、これ以外の配置であってもよいことはもちろんである。
9, 10, 11, and 12 are examples of the arrangement of the
図13および図14は、本発明による実施例2のバックライトの概略構成を示す模式図である。
図13は、本発明を適用したエッジライト型バックライトの一構成例を示す平面図である。図14は、図13のD−D’線での断面図である。
13 and 14 are schematic views showing a schematic configuration of the backlight according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing a configuration example of an edge light type backlight to which the present invention is applied. 14 is a cross-sectional view taken along line DD ′ of FIG.
本実施例2は、前述のように、たとえば、波長が500nm以下の光を吸収する波長フィルタを外周面に設けた蛍光管と、青色発光ダイオードを組み合わせた光源を、エッジライト型(サイドライト型とも呼ばれる)のバックライトに適用した場合の構成例について説明する。 In the second embodiment, as described above, for example, a light source that combines a fluorescent tube having a wavelength filter that absorbs light having a wavelength of 500 nm or less on the outer peripheral surface and a blue light emitting diode is used as an edge light type (side light type A configuration example in the case of application to a backlight of (also called) will be described.
前記エッジライト型のバックライト2は、たとえば、図13および図14に示すように、液晶表示パネル1の表示領域ARと重畳する位置に導光板211が配置されている。このとき、導光板211の液晶表示パネル1と対向する面には、たとえば、光半透過フィルム212が貼り付けられている。また、導光板211の、光半透過フィルム212が貼り付けられた面の裏面には、反射フィルム213が貼り付けられている。
In the edge
また、エッジライト型のバックライトの場合、蛍光管201および発光ダイオード204は、導光板211の端部に配置されている。このとき、蛍光管201および発光ダイオード204の発光光は、導光板211の端部側面から導光板に入射し、光半透過フィルム212との界面および反射フィルム213との界面で反射を繰り返しながら導光板211を伝播する。またこのとき、導光板211と光半透過フィルム212との界面では、一部の光が反射し、残りの光7は屈折して液晶表示パネル1に照射される。
In the case of an edge light type backlight, the
蛍光管201は、たとえば、ガラス管201aの外周面に酸化亜鉛膜201cをコーティングし、さらにその表面にアゾ系の有機黄色顔料201dを積層させたものを用いる。また、ガラス管201の内周面の蛍光体層201bは、緑色蛍光体と赤色蛍光体のみを混合した蛍光体層にする。また、蛍光管201は、たとえば、反射板202の外側に配置されたプリント回路基板214に取り付けられたソケット215によって支持する。また、ソケット215は、たとえば、蛍光管201に電力を供給するための端子を有する。
As the
またこのとき、発光ダイオード204は、たとえば、反射板202の外側に配置したプリント回路基板214に実装しておき、反射板202に設けた貫通穴202aから反射面側に挿入するようにして配置する。この場合、発光ダイオード204は、たとえば、スペーサー基板210を用いてプリント回路基板214に実装される。またこのとき、発光ダイオード204は、たとえば、図14に示すように、プリント回路基板214の実装面方向であり、かつ導光板211の光入射面方向に光6を出射するように配置する。
At this time, for example, the
前記エッジライト型のバックライト2を、このような構成にすれば、バックライト2から液晶表示パネル1に照射される光7の発光スペクトルは、たとえば、図7に示したようになる。そのため、短波長側の不要な光の散乱による光漏れを低減することができ、暗コントラストを向上させることができる。
If the edge
また、蛍光管201から発せられる紫外線が反射フィルタで吸収されるので、紫外線による液晶表示パネルの劣化(黄変化)も防げる。
In addition, since the ultraviolet light emitted from the
また、青色発光ダイオード204を用いることで、青色の光の発光スペクトルがシャープになり、青色の純度を向上させることができる。またさらに、蛍光管201の蛍光体層201bに、緑色蛍光体および赤色蛍光体に加えて深赤色蛍光体を混合すれば、赤色の純度を向上させることもできる。その結果、色再現範囲を向上させることができる。
In addition, by using the blue light-emitting
また、反射板202に貫通穴202aを開け、発光ダイオード204に電力を供給するプリント回路基板214を、反射板202の外部に配置することで、蛍光管201から発せられた光を無駄なく導光板201に入射させることができる。
In addition, by forming a through
なお、図13および図14は、エッジライト型のバックライト2における蛍光管201と発光ダイオード204の配置の一例であり、これ以外の配置であってもよいことはもちろんである。
13 and 14 show an example of the arrangement of the
また、導光板211、光半透過フィルム212、反射フィルム213についても、図14に示したのは一構成例であり、導光板211の端部に配置された蛍光管201および発光ダイオード204の発光光を液晶表示パネル1の表示領域ARに照射できるのであれば、どのような構成であってもよい。
In addition, the
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。 The present invention has been specifically described above based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.
1…液晶表示パネル
101,102…基板
103…液晶材料
2…バックライト
201…光源(蛍光管)
201a…ガラス管
201b…蛍光体層
201c…波長フィルタ(酸化亜鉛膜)
201d…波長フィルタ(黄色顔料)
201e…波長フィルタ(粘着層)
201f…波長フィルタ(TACフィルム)
202…反射板
202a…貫通穴
203…光学シート
204…(青色)発光ダイオード
205…フレキシブル回路基板
206…支持部材
207…インバータ回路基板
208…配線
209…支持部材(ピンモールド)
210…スペーサー基板
211…導光板
212…光半透過フィルム
213…反射フィルム
214…プリント回路基板
215…ソケット
3A,3B…光学フィルム
4A,4B…フレキシブル回路基板
5A,5B…プリント回路基板
6,7…光
AR…表示領域
DESCRIPTION OF
201a ...
201d: Wavelength filter (yellow pigment)
201e ... Wavelength filter (adhesive layer)
201f ... Wavelength filter (TAC film)
DESCRIPTION OF
210 ...
Claims (6)
前記バックライトは、蛍光管と、
前記蛍光管から発せられる光のうち、あらかじめ定められた波長領域の光を吸収するフィルタと、
前記フィルタで吸収される波長領域の光を発する発光ダイオードを有し、
前記フィルタは、前記蛍光管の外周面に設けられていることを特徴とする表示装置。 A display device having a display panel and a backlight disposed behind the display panel,
The backlight includes a fluorescent tube,
Among the light emitted from the fluorescent tube, a filter that absorbs light in a predetermined wavelength region,
A light emitting diode that emits light in a wavelength region absorbed by the filter;
The display device, wherein the filter is provided on an outer peripheral surface of the fluorescent tube.
前記発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The filter is made of a material that absorbs light having a wavelength of 500 nm or less,
The display device according to claim 1, wherein the light emitting diode is a blue light emitting diode.
前記発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。 The fluorescent tube has a phosphor layer obtained by mixing a green phosphor and a red phosphor on the inner peripheral surface of a glass tube,
The display device according to claim 1, wherein the light emitting diode is a blue light emitting diode.
前記導光板は、前記表示パネルの表示領域と重畳して配置され、
前記蛍光管および発光ダイオードは、前記導光板の端部に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。 The backlight has a light guide plate that guides light emitted from the fluorescent tube and the light emitting diode,
The light guide plate is arranged so as to overlap with a display area of the display panel,
4. The display device according to claim 1, wherein the fluorescent tube and the light emitting diode are arranged at an end portion of the light guide plate. 5.
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