JP2007226973A - Surface light-emitting device and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に用いる面発光装置に係り、特に三原色を独立して発光することが可能な面発光装置及びその面発光装置を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light emitting device used for a liquid crystal display device, and more particularly to a surface light emitting device capable of independently emitting three primary colors and a display device using the surface light emitting device.
液晶表示装置用バックライトの光源として、LED、有機EL、又は蛍光管を用いた面発光型バックライトが知られている。更に、液晶表示装置の消費電力を減少させて小型化し、携行容易な携帯機器を提供するために、これらの光源を単体で用いた面発光型バックライトや、これらの光源を組み合わせて用いた面発光型バックライトが知られている。 As a light source of a backlight for a liquid crystal display device, a surface emitting backlight using an LED, an organic EL, or a fluorescent tube is known. Furthermore, in order to reduce the power consumption of the liquid crystal display device and to provide a portable device that is easy to carry, a surface-emitting backlight that uses these light sources alone, or a surface that uses these light sources in combination. Luminescent backlights are known.
前記光源を組み合わせた光源装置として、青色LEDからなる光源と、該光源が対向して配置された棒状の導光体と、該棒状導光体が一端面側に配置された楔形導光板を備えた上部光源部と、前記上部光源部のさらに背面側に配置され、上部光源部方向の一面側にのみ黄色光を発光する有機ELとからなる発光部を備えた下部光源部とを有する光源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a light source device combining the light sources, a light source composed of a blue LED, a rod-shaped light guide disposed so as to face the light source, and a wedge-shaped light guide plate including the rod-shaped light guide disposed on one end surface side are provided. And a lower light source device provided with a light emitting portion that is disposed further on the back side of the upper light source portion and includes an organic EL that emits yellow light only on one surface side in the upper light source portion direction. Is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の光源装置では、発光ダイオードを備えた光源部から発光される発色光と、有機ELを備えた光源部から発光される発色光の混色によって、白色光が生成される。これにより、白色光を生成するために2次励起を利用することがなく、また、有機ELにより補色である発光色を直接発光することができるので、エネルギー効率に優れた白色光源を得ることを目的としている。 In the light source device described in Patent Document 1, white light is generated by a color mixture of colored light emitted from a light source unit including a light emitting diode and colored light emitted from a light source unit including an organic EL. Accordingly, secondary excitation is not used to generate white light, and the emission color which is a complementary color can be directly emitted by the organic EL, so that a white light source having excellent energy efficiency can be obtained. It is aimed.
また、フィールドシーケンシャル方式を採用する液晶表示装置用の面発光型バックライトとして、小型化と低消費電力を実現するために、赤、緑、青色光を発光するバックライトと、各スイッチング素子を各画素の赤、緑、青のデータに対応してスイッチングするためのデータドライバ及びスキャンドライバとを備えると共に、バックライトの赤、緑、青の時分割した光の発光時間を調節することにより、カラーバランスを調節して、表示色の特性を改善する発明が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1に記載の有機ELを用いた光源装置は、エネルギー効率が割合良好であるために、携帯型の電子機器に応用することができる。ところが、特許文献1に記載の光源装置では、青色発光ダイオードと黄色を発光する有機ELとを組み合わせることによって白色のバックライト光源を形成している。したがって、三原色毎に時分割した光を発光することによりカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式のバックライトに応用することができないという不具合を生じていた。 The light source device using the organic EL described in Patent Document 1 can be applied to a portable electronic device because the energy efficiency is good. However, in the light source device described in Patent Document 1, a white backlight light source is formed by combining a blue light emitting diode and an organic EL that emits yellow light. Therefore, there has been a problem that it cannot be applied to a field sequential type backlight that performs color display by emitting light divided in time for each of the three primary colors.
なお、フィールドシーケンシャル方式を採用するカラー液晶ディスプレイは、三原色のカラーフィルタを使ってカラー表示を行うカラー液晶ディスプレイと比較すると、一つの画素で全ての色を表現することができるので3倍の解像度を得ることができ、開口率を高くすることができる。 Note that a color liquid crystal display using the field sequential method can express all colors with one pixel compared to a color liquid crystal display that uses three primary color filters to perform color display. The aperture ratio can be increased.
更に、フィールドシーケンシャル方式を採用するカラー液晶ディスプレイは、カラーフィルタが不要であることにより透過率を2倍程度高くすることができる。また、フィールドシーケンシャル方式を採用するカラー液晶ディスプレイは高速動画表示可能であり、インパルス型駆動を行うことにより鮮明な動画表示を行うことができるという種々の利点を有しているので、今後用途の拡大が期待される液晶表示方式である。 Furthermore, a color liquid crystal display employing a field sequential method can increase the transmittance by about two times because a color filter is unnecessary. In addition, color liquid crystal displays that use the field sequential method are capable of high-speed moving image display, and have various advantages in that clear moving image display can be performed by performing impulse-type driving. This is a liquid crystal display method that is expected.
また、特許文献1の図3に示されている光源装置では、独立した有機ELと独立した導光板とを設けているために、有機ELを追加したぶんバックライトの厚さが厚くなってしまい、薄型の液晶ディスプレイが要求される携帯機器に適用すると、携帯機器の薄型化や小型化が困難であるという不具合を生じていた。 In addition, in the light source device shown in FIG. 3 of Patent Document 1, since the independent organic EL and the independent light guide plate are provided, the thickness of the backlight to which the organic EL is added becomes thick. When applied to a portable device that requires a thin liquid crystal display, there has been a problem that it is difficult to reduce the thickness and size of the portable device.
特許文献2に記載の液晶表示装置の液晶表示制御方法では、フィールドシーケンシャル方式を採用した液晶表示装置において、バックライトに用いている赤色発光ダイオードの発光輝度が、他の青色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードの発光輝度と比較して低いことに鑑みて、他の緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードよりも赤色発光ダイオードの発光時間を長く設定することにより、赤色発光ダイオードの数量を増加させることなく表示色の色渡を調整している。 In the liquid crystal display control method of the liquid crystal display device described in Patent Document 2, in the liquid crystal display device adopting the field sequential method, the light emission luminance of the red light emitting diode used for the backlight is other blue light emitting diode and green light emitting. In view of the fact that it is lower than the light emission luminance of the diode, the display color can be displayed without increasing the number of red light emitting diodes by setting the light emission time of the red light emitting diode longer than other green light emitting diodes and blue light emitting diodes. The color passing is adjusted.
また、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に用いるバックライトでは、光量の比率が、赤:緑:青=3:6:1の比率に設定することにより、人が見た場合のホワイトバランスを保つことができる。したがって、発光光量のバランスを取ろうとすると、輝度の低い緑色発光ダイオードに対して多くの電流を流す必要があるために、液晶表示装置の消費電力が増大してしまい、携帯機器に対する応用が不利になるという不具合を生じていた。 Further, in the backlight used for the field sequential type liquid crystal display device, the ratio of the amount of light is set to the ratio of red: green: blue = 3: 6: 1 to maintain the white balance when viewed by a person. Can do. Therefore, when trying to balance the amount of emitted light, it is necessary to pass a large amount of current through the green light-emitting diode with low brightness, which increases the power consumption of the liquid crystal display device, which is disadvantageous for application to portable devices. There was a problem of becoming.
その一方、有機ELの場合には、発光ダイオードと比較して青色及び赤色の発光効率が悪い傾向があるために、青色及び赤色の消費電力が多いという状況が見られる。 On the other hand, in the case of the organic EL, there is a tendency that the blue and red power consumption is large because the light emission efficiency of blue and red tends to be lower than that of the light emitting diode.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に適用可能であると共に、消費電力が少なく薄型の面発光源及びその面発光源を用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and is applicable to a field-sequential liquid crystal display device, and has a thin surface light source with low power consumption and a liquid crystal display device using the surface light source. It is intended to provide.
そこで、本発明は、三原色を独立して発光することが可能な面発光源の光源として、発光ダイオードと有機ELとを組み合わせて用いる構成とした。 Therefore, the present invention has a configuration in which a light emitting diode and an organic EL are used in combination as a light source of a surface emitting source capable of independently emitting the three primary colors.
上記の面発光源によれば、三原色を独立して発光することが可能な面発光源の光源として、発光ダイオードと有機ELとを組み合わせて用いるようにしたので、発光効率の良い光源同士を組み合わせて使用することが可能となり、消費電力の少ない面発光源を提供することができる。 According to the above surface emitting source, since the light emitting diode and the organic EL are used in combination as the light source of the surface emitting source capable of independently emitting the three primary colors, the light sources with good luminous efficiency are combined. It is possible to provide a surface light source with low power consumption.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明に係る面発光装置は、例えば赤、緑、青の三原色を時間順次で切り替えて発光する。そして、面発光装置が三原色の各色を発光している間に、その発光している色の画像を液晶表示素子が形成するフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に適用することを可能としている。フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、赤フィールド、緑フィールド、青フィールドの各色毎の画像形成を時間順次で繰り返すことにより、時間混色を生じさせてカラーの画面表示を行っている。 The surface light emitting device according to the present invention emits light by switching, for example, three primary colors of red, green, and blue in time sequence. In addition, while the surface light emitting device emits each of the three primary colors, it is possible to apply the image of the emitted color to a field sequential type liquid crystal display device in which a liquid crystal display element forms. In the field sequential type liquid crystal display device, time-sequential color mixing is generated by repeating the image formation for each color of the red field, the green field, and the blue field in time sequence, thereby performing color screen display.
カラー液晶表示装置を備える携帯型の電子機器では、バックライトを含む液晶表示装置全体を小型にする要求があることに加え、電子機器の動作時間を確保するために、消費電力が少ないことが特に求められる。 In a portable electronic device equipped with a color liquid crystal display device, in addition to a demand for downsizing the entire liquid crystal display device including a backlight, power consumption is particularly low in order to ensure the operation time of the electronic device. Desired.
そこで本発明では、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置用に三原色を独立して発光することが可能な面発光源の光源として、発光ダイオードと有機ELとを組み合わせて用いる構成とした。 Therefore, in the present invention, a light emitting diode and an organic EL are used in combination as a surface light source capable of independently emitting three primary colors for a field sequential type liquid crystal display device.
これにより、消費電力が少ない色の発光ダイオードと消費電力が少ない色の有機ELとを組み合わせたフィールドシーケンシャル用の面発光源を提供することができるので、開口率が高く高精細で、且つ、消費電力が少なく携帯型の電気機器に適した液晶表示装置を提供することができる。 As a result, it is possible to provide a field sequential surface emitting source that combines a light emitting diode with low power consumption and an organic EL with low power consumption. A liquid crystal display device with low electric power and suitable for a portable electric device can be provided.
また、本発明は、光源の発光スペクトラムを狭めて三原色の色特性に補償する補償板を備える構成とした。 Further, the present invention is configured to include a compensation plate that narrows the emission spectrum of the light source and compensates for the color characteristics of the three primary colors.
これにより、有機EL等の光源が発する広い発光スペクトラムを狭めて、フィールドシーケンシャル方式の三原色のバックライト特性に適した光を発光する面発光源を提供することが可能となる。 Accordingly, it is possible to provide a surface light source that emits light suitable for the backlight characteristics of the three primary colors of the field sequential method by narrowing a wide light emission spectrum emitted from a light source such as an organic EL.
また、本発明は、発光ダイオードとして青色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを用い、前記有機ELとして緑色有機ELを用いる構成とした。 In the present invention, a blue light emitting diode and a red light emitting diode are used as the light emitting diode, and a green organic EL is used as the organic EL.
青色及び赤色の有機ELよりも発光効率が良くて消費電力の少ない青色及び赤色の発光ダイオードを光源として用いると共に、緑色の発光ダイオードよりも発光効率が良くて消費電力の少ない緑色の有機ELを光源として用いる。これにより、消費電力が少なく携帯型の電気機器に適した、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置用面発光源を提供することができる。 Blue and red light emitting diodes with better luminous efficiency and lower power consumption than blue and red organic ELs are used as light sources, and green organic ELs with better luminous efficiency and lower power consumption than green light emitting diodes are used as light sources. Used as As a result, it is possible to provide a field-sequential surface-emitting source for a liquid crystal display device that consumes less power and is suitable for portable electric devices.
また、本発明は、発光ダイオードが発光する光を発光面に導く導光板を備え、前記導光板の下部に前記有機ELを配置する構成とした。 In addition, the present invention includes a light guide plate that guides light emitted from the light emitting diode to the light emitting surface, and the organic EL is disposed below the light guide plate.
これにより、発光ダイオード及び有機ELの組み合わせのうち、発光効率の良い組み合わせを選択して面発光源を構成することができる。また、局部的に発光輝度の高い発光ダイオードについてエッジライト方式を採用した小型の面発光源を提供することができる。 Thereby, a surface emitting source can be comprised by selecting the combination with good luminous efficiency out of the combination of a light emitting diode and organic EL. Further, it is possible to provide a small surface emitting source that employs an edge light system for a light emitting diode having locally high emission luminance.
また、本発明は、発光ダイオードが発光する光を発光面に導く導光板を備え、前記導光板の下面に前記有機ELを形成した。 Further, the present invention includes a light guide plate that guides light emitted from the light emitting diode to a light emitting surface, and the organic EL is formed on a lower surface of the light guide plate.
これにより、発光ダイオード及び有機ELのうち、発光効率の良い組み合わせを選択して面発光源を構成することができる。また、局部的に発光輝度の高い発光ダイオードについてエッジライト方式を採用し、小型で薄型の面発光源を提供することができる。 Thereby, a surface-emitting source can be comprised by selecting the combination with good luminous efficiency among a light emitting diode and organic EL. In addition, an edge light system is adopted for a light emitting diode having locally high light emission luminance, and a small and thin surface light source can be provided.
また、本発明は、発光ダイオードが発光する光を発光面に導く導光板を備え、前記導光板に前記有機ELを組み込んだ構成とした。 In addition, the present invention includes a light guide plate that guides light emitted from the light emitting diode to the light emitting surface, and the organic EL is incorporated in the light guide plate.
これにより、発光ダイオード及び有機ELのうち、発光効率の良い組み合わせを選択して面発光源を構成することができる。また、局部的に発光輝度の高い発光ダイオードについてエッジライト方式を採用し、小型で薄型の面発光源を提供することができる。 Thereby, a surface-emitting source can be comprised by selecting the combination with good luminous efficiency among a light emitting diode and organic EL. In addition, an edge light system is adopted for a light emitting diode having locally high light emission luminance, and a small and thin surface light source can be provided.
また、本発明は、液晶表示装置に上記の各面発光源を用いる構成とした。 Further, in the present invention, each of the above surface emitting sources is used in a liquid crystal display device.
これにより、消費電力が少なく携帯型の電気機器に適した、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a field sequential type liquid crystal display device which consumes less power and is suitable for a portable electric device.
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、エッジライト方式の導光板52に有機EL54を組み込んだ構成の面発光装置20、及び光学シート60を、液晶表示素子70の背面に設けた液晶表示装置10を模式的に示す断面図である。また、図2は、エッジライト方式の導光板152の下部に有機EL154を有する面発光装置120、及び光学シート60を設けた液晶表示装置110を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid
図1に示すように、液晶表示装置10は、透過する光の光量を画素毎に調節して表示画面を形成する液晶表示素子70と、液晶表示素子70に対して下面から三原色を独立して時分割で照射することが可能な面発光装置20と、面発光装置から出射された光の照射方向や色調を整える光学シート60とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the liquid
面発光装置20は、例えば赤、緑、青の三原色を独立して発光することが可能である。発光する三原色は、以下に示す赤、緑、青の三色を発光する代わりに、黄色、マゼンタ、シアンの三色を発光するものであってもよい。また、以下の記載では便宜上三原色と表記するが、発光する光は三原色に限定するものではなく、他の色を加えてもよい。
For example, the surface
面発光源20は、三原色を独立して発光することが可能な発光ユニットで、例えばフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に用いることができる。フィールドシーケンシャル方式を採用するカラー液晶ディスプレイは、三原色のカラーフィルタを使ってカラー表示を行うカラー液晶ディスプレイよりも高い解像度と高い開口率を得ることができる。したがって液晶の透過率が高くなり、低消費電力を実現することができる。
The
面発光装置20は、例えば赤色を発光する赤色発光ダイオード及び青色を発光する青色発光ダイオードから構成されるLED光源50と、LED光源50が発光した光を側面から入射して、その入射した光を液晶側の一面全面に、極力均一な光量となるように導いて出力する導光板52と、導光板52の下面に到達した光を反射する反射層58とを備えている。
The surface
また、面発光装置20は、その背面に有機EL54に大気中の水分が接触することにより有機EL54の寿命が短くなることを防止するキャップ59を設けてある。キャップ59の内部には、例えばN2 を充填するとともに乾燥剤を封入し、有機EL54に対する防湿効果を高めることができる。
Further, the surface
本発明の第1実施例では、有機EL54を導光板52に組み込んだ構成としている。有機EL54を導光板52に組み込むことによって、液晶表示装置10を薄型にすることができ、携帯型の電子機器に応用した場合に電子機器を小型化することができる。
In the first embodiment of the present invention, the organic EL 54 is incorporated in the
LED光源50及び有機EL54の発光色は、赤、緑、青の各色のいずれの組み合わせであってもよいし、黄、マゼンタ、シアンの各色のいずれの組み合わせであってもよい。ただし、LED光源と有機EL54との間に以下のような関係がある場合には、使用する色の組み合わせを選択するとよい。
The light emission colors of the
例えば、LED光源50として赤色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを用いた場合には、有機EL54として緑色を発光する素子を用いる。
For example, when a red light emitting diode and a blue light emitting diode are used as the
一般に、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に用いるバックライトでは、各発光色の光量の比率を、赤:緑:青=3:6:1とした場合にホワイトバランスを保つことができる。したがって、緑色の発光量を多くする必要があるが、このままでは緑色の発光ダイオードを発光させるための消費電力が増大してしまい、携帯型の電子機器に応用した場合に電子機器の動作時間が制限されるという不具合を生ずる。 In general, in a backlight used in a field sequential type color liquid crystal display device, white balance can be maintained when the ratio of the amounts of light emission colors is red: green: blue = 3: 6: 1. Therefore, it is necessary to increase the amount of green light emission. However, if this is left as it is, the power consumption for causing the green light-emitting diode to emit light increases, and the operation time of the electronic device is limited when applied to a portable electronic device. This causes the problem of being
一方、有機ELは、赤、青の色を発光する素子の消費電力が多いという傾向がある。したがって、緑色の光源として有機ELを用い、赤色、及び青色の光源としてLED光源を用いて面発光装置20を構成することによって、全ての色についてLED光源を用いた場合や全ての色について有機ELを用いた場合と比較して、面発光源20の消費電力を減少させることができる。
On the other hand, organic EL tends to have a large power consumption of elements emitting red and blue colors. Therefore, by using the organic EL as the green light source and the surface
そして、この面発光装置20を携帯型の電子機器に組み込むことによって、動作時間の長い電子機器を提供することができる。また、赤、青の光源にLED光源を用い、緑の光源に有機ELを用いることによって、高NTSC比(National・Television・System・Committee・Ratio:NTSC規格色渡座標の三角形の面積と比較した面積比(%)であり、色の鮮やかさを示す指標)で高コントラストを維持しつつ、消費電力を低減させることができる。
Then, by incorporating the surface
次に導光板52の機能について説明する。導光板52の側面に、LED光源50から赤色及び青色の光を入射すると、その入射した光は導光板52の内部を反射しながら進む。エッジライト方式の導光板52の内部に放射された光は導光板52の内部を進むうちに導光板52の上面又は下面に到達する。導光板52の上面に到達した光のうち、導光板52の上面に対して臨界角以上の角度で入射した光は導光板52の液晶表示素子70側の面から出射される。このときに出射される光は、屈折により浅い角度で出射される。臨界角とは、導光板52とその外部の物質の屈折率の割合に応じて定まる定数である。導光板52の上面に対して臨界角以下の角度で入射した光は、導光板52の上面内側で全反射して、再度導光板52の内部を透過してゆく。
Next, the function of the
一方、導光板52の下面に到達した光は、導光板52の下面に設けた反射層58により全反射して、再度導光板52の内部を透過してゆく。このように内部反射を繰り返して、導光板52の側面から入射した光の殆どが液晶表示素子70側に出射される。
On the other hand, the light that has reached the lower surface of the
なお、導光板52の下面に照射した光を液晶表示素子70側に反射させるプリズム56を適宜配置して、導光板52の液晶表示素子70から出力する光の光量をより均一にするように構成してもよい。また、プリズム56は、LED光源50からの距離に応じて同心円状に配置してもよいし、LED光源50から距離が離れるほど密に配置してもよい。
In addition, the
また、導光板52の液晶表示素子70側の面から出射される光の光量をより均一にするために、導光板52の下面を、LED光源50側の側面から反対側の側面にかけて先細りの楔形形状にしてもよい。
Further, in order to make the amount of light emitted from the surface of the
次に、光学シート60の構成について説明する。光学シート60は、導光板52の液晶側の一面から出力される角度の浅い光の向きを屈折により変更させるドット印刷62と、導光板52から出力された光を更に全方向に拡散させて光量斑を減少させる拡散部材64と、拡散部材64が全方向に拡散した光をX方向及びY方向に立たせて入射した光を垂直方向に集光させて利用者が垂直方向から液晶表示装置10を見た際の明るさを増大させる働きをするプリズムシート66X、66Yと、有機EL54等の光源が発する広い発光スペクトラムを狭めてフィールドシーケンシャル方式に適した三原色のバックライト特性に補償する補償板68とを備えている。なお、補償板68は、三原色の色補償を行うために複数枚設けてもよいし、液晶を透過する色の補償を併せて行うように選択してもよい。
Next, the configuration of the
次に、液晶表示素子70の構成について説明する。液晶表示素子70は、面発光装置20が発光した光のうち、一方向の振動成分の光を透過させる偏光板72、92と、液晶層84を保持するガラス基板74、90と、画素を構成する液晶に電圧を印加する画素電極76及び共通電極88とを有している。ガラス基板74の表面にはTFTや画素電極、配向膜(図示せず)が形成されている。また、対向ガラス基板90の表面には、共通電極88や配向膜(図示せず)が形成されている。
Next, the configuration of the liquid
液晶表示素子70が、ノーマリーホワイトモードの表示素子である場合には、偏光板72の偏光特性と液晶層84の下面に整列している液晶の偏光特性を一致させておく。ノーマリーホワイトモードの液晶表示素子とは、無電圧印加時に光の透過率が高く電圧印加時に光の透過率が低い液晶表示装置をいう。液晶分子は、それぞれの配向方向に従って、90度ねじれた配列で並んでいるので、偏光板92の偏光特性と液晶層84の上面に整列している液晶の偏光特性を一致させておくことによって、液晶の分子に沿う形で90度回転した光が偏光板92を透過して、液晶表示素子70から出力される。
When the liquid
液晶表示素子70の各画素毎の明るさを設定して画像を表示する場合には、液晶表示素子70の外部に設けられている走査電極駆動回路が液晶表示素子70の走査電極(図示せず)を順次一本ずつ選択し、その選択した走査電極に画素の明るさに対応した電圧を印加する。電圧が印加されると、TFTを介して画素電極76と共通電極88との間に電圧が印加されて、液晶分子は電圧に応じた位置まで回転する。電圧を印加しない状態では偏光板72を透過した光の全てが液晶の分子に沿って90度回転していたが、液晶分子が回転したことにより偏光板72を透過した光の一部は直接偏光板92に到達する。偏光板92の偏光方向は、偏光板72の偏光方向と90度異なるので、液晶層84を直接透過した光は液晶表示素子70の外部には出力されず、その画素電極76の部分だけ光の透過率が低下して暗くなる。全ての画素電極76について同様な状況を作り出すことによって、液晶表示装置10に画像を表示することができる。
When an image is displayed by setting the brightness of each pixel of the liquid
フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、面発光装置20が三原色(例えば赤、緑、青)を順次切り替えて発光し、その三原色の各色を発光している間に液晶表示素子70がその発光している色の画像を形成する。これを赤フィールド、緑フィールド、青フィールドの色毎に順次繰り返すことによって、時間混色によりカラーの画面表示を行うことができる。
In the field sequential type liquid crystal display device, the surface light-emitting
次に、エッジライト方式の導光板52の下部に有機EL154を設けた液晶表示装置110について、図2を用いて説明する。なお、図1において説明した構成部品と同一の部品については同一の符番を付して説明を省略する。図2に示すように、液晶表示装置110は、透過する光の光量を画素毎に調節して表示画面を形成する液晶表示素子70と、液晶表示素子70に対して下面から三原色を独立して時分割で照射することが可能な面発光源120と、面発光源120から出射された光の照射方向や色調を整える光学シート60とから構成されている。
Next, the liquid
面発光装置120は、三原色を独立して発光することが可能な発光ユニットで、例えばフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に用いることができる。面発光装置120は、例えば赤色発光ダイオード及び青色発光ダイオードから構成されるLED光源50と、LED光源50が発光した光を側面から入射して、その入射した光を液晶側の一面全面に、極力均一な光量となるように導いて出力する導光板152と、有機EL154を形成するガラス基板153と、導光板152の下面から透過した光及び有機ELが発光した光を反射する反射層58とを備えている。また、面発光装置120は、その背面に有機EL154に大気中の水分が接触することにより有機EL154の寿命が短くなることを防止するキャップ59を備えている。
The surface
次に、光学シート60の構成について説明する。光学シート60は、導光板152の液晶側の一面から出力される角度の浅い光を屈折させるドット印刷62と、導光板152から出力された光を更に全方向に拡散させて光量斑を減少させる拡散部材64と、拡散部材64が全方向に拡散した光をX方向及びY方向に立たせて入射した光を垂直方向に集光させ、利用者が垂直方向から液晶表示装置110を見た際の明るさを増大させる働きをするプリズムシート66X、66Yと、有機EL54等の光源発する広い発光スペクトラムを狭めてフィールドシーケンシャル方式に適した三原色のバックライト特性に補償する補償板68とを有している。なお、補償板68は、三原色の色補償を行うために複数枚設けてもよいし、液晶を透過する色の補償を併せて行うように選択してもよい。
Next, the configuration of the
次に導光板152の機能について説明する。導光板152の側面に、LED光源50から赤色及び青色の光を入射すると、その入射した光は導光板152の内部を反射しながら進む。エッジライト方式の導光板152の内部に放射された光は導光板152の内部を進むうちに導光板152の上面又は下面に到達する。導光板152の上面に到達した光のうち、導光板152の上面に対して臨界角以上の角度で入射した光は導光板152の液晶表示素子70側の面から出射される。このときに出射される光は、屈折により浅い角度で出射される。導光板152の上面に対して臨界角以下の角度で入射した光は、導光板152の上面内側で全反射して、再度導光板152の内部を透過してゆく。
Next, the function of the
一方、導光板152の下面に到達した光のうち、導光板152の下面に対して臨界角以上の角度で入射した光は導光板152から有機EL154側の面から出射される。導光板152の下面に対して臨界角以下の角度で入射した光は、導光板152の下面内側で全反射して、再度導光板152の内部を透過してゆく。
On the other hand, out of the light reaching the lower surface of the
導光板152の下面から出射した光は、有機EL154の下面に設けた反射層58で全反射し、再度導光板152に入射して導光板152の内部を透過してゆく。このように反射を繰り返して、導光板152の側面から入射した光の殆どが液晶表示素子70側に出射される。
The light emitted from the lower surface of the
また、図1に示した導光板52と同様に、導光板152の下面に照射した光を液晶表示素子70側の上面に反射させるプリズム56を適宜配置して、導光板152の液晶表示素子70側から出力する光の光量をより均一にするように構成してもよい。
Further, similarly to the
また、導光板152の液晶表示素子70側から出力する光の光量をより均一にするために、導光板152の下面をLED光源50側の側面から反対側の側面にかけて先細りの楔形形状にするようにしてもよい。
Further, in order to make the amount of light output from the liquid
図2に示す例では、有機EL154を導光板152の下部の離れた位置に配置した例を示しているが、有機EL154を導光板152の下面に直接形成するように構成してもよい。有機EL154を導光板152の下面に形成することによって、液晶表示装置110を薄型にすることができ、携帯型の電子機器に応用した場合に電子機器を小型化することができる。
In the example illustrated in FIG. 2, the
また、LED光源50及び有機EL154の発光色は、赤、緑、青の各色のいずれの組み合わせであってもよいし、黄、マゼンタ、シアンの各色のいずれの組み合わせであってもよいが、緑色の光源として有機ELを用い、赤色、及び青色の光源としてLED光源を用いて面発光源120を構成することによって、全ての色についてLED光源を用いた場合や全ての色について有機ELを用いた場合と比較して、面発光源120の消費電力を減少させることができる。したがって、この面発光源120を携帯型の電子機器に組み込むことによって、動作時間の長い電子機器を提供することができる。また、赤、青の光源にLED光源を用い、緑の光源に有機ELを用いることによって、高NTSC比、高コントラストを維持しつつ、消費電力を低減させることが可能となる。
The light emission colors of the
本発明に係る面発光源は、三原色を独立して発光することが可能なので、開口率が高くて高精細なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に適用可能である。また、本発明によれば、消費電力が少なく薄型のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置用バックライトを提供することができる。 Since the surface emitting source according to the present invention can emit light of the three primary colors independently, it can be applied to a high-definition field sequential type liquid crystal display device having a high aperture ratio. Further, according to the present invention, a thin field sequential type backlight for a liquid crystal display device with low power consumption can be provided.
10、110 液晶表示装置
20、120 面発光源
50 LED光源
52、152 導光板
54 154 有機EL
56 プリズム
58 反射層
59 キャップ
60 光学シート
62 ドット印刷
64 拡散部材
66X、66Y プリズムシート
68 補償板
70 液晶表示素子
72、92 偏光板
74、90、153 ガラス基板
76 画素電極
84 液晶層
88 共通電極
10, 110 Liquid
56
Claims (6)
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JP2006043258A JP2007226973A (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Surface light-emitting device and liquid crystal display device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100999446B1 (en) | 2010-04-28 | 2010-12-09 | 금호전기주식회사 | Hybrid lighting system |
WO2016190073A1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | Necライティング株式会社 | Organic el panel |
-
2006
- 2006-02-21 JP JP2006043258A patent/JP2007226973A/en active Pending
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