JP2010048888A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置における表示色の再現性を確実に高める
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置２０は、導光板３からの光を液晶表示素子１に向けて反射する反射シート４を備えた、エッジライト方式の液晶表示装置２０であって、液晶表示素子１は、互いに異なる複数種類のカラーフィルタを含んでおり、異なる二種の上記カラーフィルタの発光スペクトルが互いに交差する点の波長を含む一定の範囲を規定範囲としたとき、反射シート４における、規定範囲に属する少なくともいずれかの波長の光の反射率は、当該規定範囲と異なる他の範囲の波長の光の反射率よりも低い。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示色の再現性を確実に高める液晶表示装置に関する。

近年、モバイル機器用の液晶表示装置の高性能化が進み、大画面化、高精細化、および高輝度化が実現されている。これらに加え、最近では、モバイル機器用の液晶表示装置は液晶テレビ並みの表示能力を要求されており、具体的には、表示画像の色再現性を高めることが強く求められている。

表示色の再現性を高めるために、従来の液晶表示装置は、バックライトとして、擬似的に白色を発光する発光ダイオードを採用している。この擬似白色発光ダイオードは、たとえば青色発光チップおよび黄色蛍光体を組み合わせた構造を取る。これだけでは演色性が不十分であるため、従来の液晶表示装置は、バックライトとして、擬似白色発光ダイオードに加え、演色性を高めた発光ダイオードを併用する。この高演色性発光ダイオードは、青色発光チップおよび赤緑蛍光体によって構成される。これらのダイオードを組み合わせたバックライトを採用することによって、表示色の再現性を高めることができる。
特開２００７−８７６５９号公報（２００７年４月５日公開）

しかし従来の技術では、必ずしも、色再現性の達成度合いは高くない。これは、発光ダイオードの材料である青色発光チップに原因がある。上述したように、従来のバックライトは、その構成材料として青色発光チップを含んでいる。したがって発光する光の発光スペクトルは本質的にこの青色発光チップに異存することになる。

青色発光チップでは、赤色光の波長帯域が間延びしてしまい、レッドカラーフィルタの波長帯域からずれてしまう。緑色光の波長帯域も同様で、グリーンカラーフィルタの波長帯域からずれてしまう。すなわち従来の技術に係るバックライトが放つ光の発光スペクトルは、カラーフィルタが放つ光の発光スペクトルとは完全には一致していないので、従来のバックライトとカラーフィルタとを用いてカラー表示をしても、色再現性を必ずしも高めることはできない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示色の再現性を確実に高めた液晶表示装置を提供することにある。

（液晶表示装置）
本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、
導光板からの光を液晶表示素子に向けて反射する反射シートを備えた、エッジライト方式の液晶表示装置であって、
上記液晶表示素子は、互いに異なる複数種類のカラーフィルタを含んでおり、
異なる二種の上記カラーフィルタの発光スペクトルが互いに交差する点の波長を含む一定の範囲を規定範囲としたとき、
上記反射シートにおける、上記規定範囲に属する少なくともいずれかの波長の光の反射率は、当該規定範囲と異なる他の範囲の波長の光の反射率よりも低いことを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の液晶表示装置において、反射シートによって反射されて液晶表示素子に向かう光の強度は、全波長範囲において一定ではなく、上記規定範囲に属する少なくともいずれかの波長の光の強度が、当該規定範囲の波長の光の強度に比べて低くなる。この規定範囲は、液晶表示素子に含まれる異なるカラーフィルタの発光スペクトル同士が交差する点を含む、一定の範囲である。

したがって本発明の液晶表示装置では、カラーフィルタから発せられる光のうち上記規定範囲内の少なくともいずれかの波長の光を、より弱めることができる。当該規定範囲の波長の光が弱ければ弱いほど、各カラーフィルタが本来発する光の色（赤色、青色等）の再現性が高くなる。

以上のように、本発明では、液晶表示装置における表示色の再現性を確実に高めることができる。

また、本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
上記規定範囲内の全波長の光の反射率が、当該規定範囲と異なる他の範囲の波長の光の反射率よりも低いことが好ましい。

上記の構成によれば、表示色の再現性をより高めることができる。

また、本発明に係る液晶表示装置では、さらに、
上記規定範囲は２７ｎｍ〜３０ｎｍであることが好ましい。

上記の構成によれば、液晶表示素子に反射させる光の総量の低下を最小限にしつつ、表示色の再現性を高めることができる。

また、本発明に係る液晶表示装置は、さらに、
上記規定範囲の波長の光の反射率は略ゼロであることが好ましい。

上記の構成によれば、液晶表示装置における表示色の再現性を、最大限に高めることができる。

また、本発明に係る液晶表示装置では、さらに、上記反射シートはＥＳＲシートであることが好ましい。

以上のように、本発明に係る液晶表示装置は、表示色の再現性を確実に高める効果を奏する。

本発明に係る一実施形態について、図１〜図３を参照して以下に説明する。

（液晶表示装置２０の構成）
図１は、本発明に係る液晶表示装置２０（液晶表示装置）の構成を示す断面図である。この図に示すように、液晶表示装置２０は、液晶表示素子１、反射シート４、およびバックライト照明ユニット１８を備えている。バックライト照明ユニット１８は、光源２、導光板３、反射シート４、拡散シート５、レンズシート６、及びレンズシート７からなる。

光源２は、導光板３の端面の１つである端面３ａ側に配置されている。導光板３は、液晶表示素子１の裏側に配置されている。反射シート４は、導光板３の裏側に配置されている。

光源２は、光を導光板３へ照射する。この光は入射光８として導光板３に入射される。入射光８の一部は、導光板３に形成された光学構造によって液晶表示素子１の方向に導かれ、光９として出射する。入射光８の他の一部は、導光板の表面３ｃ及び拡散シート５の表面において反射され、導光板３の裏側に配置された反射シート４に向かう。この光は反射シート４によって反射されて光１２となり、液晶表示素子１の方へ向かう。入射光８のさらに他の一部は、導光板３の端面３ｂ、図１の奥（図示しない）、および図１の手前の端面（図示しない）に進み、それら３つの端面から直接、光９として放出される。

本実施形態では、光源２は発光ダイオード（ＬＥＤ、Light Emission Diode）である。しかし、これに限らず、光源２は冷陰極管（ＣＣＦＴ、Cold-Cathode Fluorescent Lamp）であってもよい。

光１０および光１２は、拡散シート５に入射される。拡散シート５は、入射した光を拡散させてレンズシート６に放出する。これにより、導光板３の表面から出射された光を、液晶表示素子１への有効光とする役目を有している。

レンズシート６は拡散シートによって拡散された光を集光し、レンズシート７に放出する。レンズシート７は、入射された光を集光し、液晶表示素子１に放出する。

レンズシート６を構成するレンズは、レンズシート６において、ある一定方向に沿って配列されている。同様に、レンズシート７を構成するレンズは、レンズシート７において、ある一定方向に沿って配列されている。レンズシート６を構成するレンズの配列方向と、レンズシート７を構成するレンズの配列方向とは、互いに直行している。たとえば前者の配列方向が上下であれば、後者は左右である。

したがって図１に示すように、レンズシート６およびレンズシート７の２枚を使用することによって、液晶表示素子１に全方位の光を集光させることができる。なお、レンズシート６およびレンズシート７には、いずれも、導光板３と同じ原理によって、反射光が発生する。

レンズシート７から放出された光は液晶表示用照明の有効光として液晶表示素子１を透過し、液晶表示素子１の表面１ａから液晶表示用照明光１１として出射する。光９が損失光となる。

液晶表示装置２０では、反射シート４は、波長ごとに異なる反射率を有している。具体的には、本実施形態の反射シート４はＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）シートである。一般的な公知のＥＳＲシートは、可視光範囲の波長の光をきわめて高い反射率で反射する。たとえば４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光の反射率の平均は、９８．４％である。なお、本発明の反射シート４は一様な反射率ではなく、波長ごとに異なる反射率を持つＥＳＲシートである（詳細は後述する）。

（反射シート４の構造）
図２は、反射シート４の構造を示す断面図である。この図に示すように、反射シート４は、複数の膜が積層された構造を有している。層の数はたとえば数百である。各層はポリエステル系樹脂によって出来ている。反射シート４では、積層される各膜の組み合わせを変えることによって、波長ごとの反射率を自由に設定できる。たとえば、任意の波長の反射率を他の波長の反射率と異ならせたり、あるいは、任意の帯域の波長の反射率を、他の帯域の波長の反射率と異ならせたりする。

図２に示すように、反射シート４の両面にはマスキングフィルム２２，２４が貼り付けられている。これらは反射シート４の表面を保護する役目を果たしている。マスキングフィルム２２はマスキングフィルム２４よりも薄く、反射シート４における反射面４ａ側に貼られており、反射面４ａを傷から保護する。厚手のマスキングフィルム２４が反射シート４の裏面に張られているので、マスキングフィルム２２を剥がすときの作業が容易になる。なお、反射シート４を液晶表示装置２０に組み込むときには、マスキングフィルム２２，２４を両方とも剥がしてからにする。すなわち液晶表示装置２０内では反射シート４にはマスキングフィルム２２，２４は貼り付けられていない。

図２に示す反射シート４の厚みは約６５μｍである。この値は一例にすぎず、反射シート４の厚みは６５μｍ以外であってもよい。

（反射シート４の反射率特性）
反射シート４が持つ反射率の特性について、図３を参照して以下に説明する。図３は、二種のバックライトの光の発光スペクトル、および、三種のカラーフィルタの光の発光スペクトルをそれぞれ示す図である。この図において、グラフ３１は、高演色バックライトの光の発光スペクトルを示す。グラフ３２は、レッドカラーフィルタの光の発光スペクトルを示す。グラフ３３は、ブルーカラーフィルタの光の発光スペクトルを示す。グラフ３４は、グリーンカラーフィルタの光の発光スペクトルを示す。グラフ３５は、ＲＧＢバックライトの光の発光スペクトルを示す。

本実施形態の液晶表示装置２０は、ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の三色のカラーフィルタを用いて、カラー画像を表示する。図３に示すように、レッドカラーフィルタの発光スペクトルと、グリーンカラーフィルタの発光スペクトルとは、５９０ｎｍの波長で交差している。また、グリーンカラーフィルタの発光スペクトルと、ブルーカラーフィルタの発光スペクトルとは、４８５ｎｍの波長で交差している。そこで、反射シート４の反射率は、４７０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲（範囲３６）における波長の光の反射率、および、５８０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲（範囲３７）における波長の光が、いずれも、これら以外の波長の光の反射率よりも低くなっている。これにより、ＲＧＢのカラーフィルタを使ってカラー画像を表示する際の表示色の再現性を、より高めることができる。

反射シート４における特定の範囲（規定範囲）の波長の光の反射率は、０％に近いことが望ましい。ここでいう「特定の範囲」とは、具体的には、液晶表示素子１に含まれる複数種類のカラーフィルタのうち異なる二種のカラーフィルタの発光スペクトルが互いに交差する点の波長を中心にした、一定の範囲のことである。以下、この範囲を「低反射率範囲」と記載する。たとえば、範囲３６および範囲３７は、いずれも低反射率範囲に相当する。なお、低反射率範囲は、２７ｎｍ〜３０ｎｍであることが望ましい。

液晶表示装置２０では、低反射率範囲の波長の光の強度は、カラーフィルタの発光スペクトルの特性上、ゼロに近いことが望ましい。したがって、反射シート４における低反射率範囲の光の反射率を０％に近づければ近づけるほど、バックライトの光の発光スペクトルを、ＲＧＢカラーフィルタの発光スペクトルにより近づけることができるので、表示色の再現性をより高めることができる。反射率がほぼ０％になれば、表示色の再現性を最も高めることができる。

なお、反射シート４において、低反射率範囲に属する少なくともいずれかの波長の光の強度が、当該低反射率範囲以外の範囲の波長の光の反射率よりも低ければ、表示色の再現性を高める効果を得られる。また、低反射率範囲の全波長の光の反射率が、当該低反射率範囲以外の範囲の波長の光の反射率よりも低ければ、表示色の再現性をよりいっそう高める効果を得られる。

一方で、反射シート４では、低反射率範囲以外の範囲の波長の光は、可能な限り、その反射率が高い方が望ましい。具体的には、可視光範囲（約４３０ｎｍ〜約６８０ｎｍ）における、低反射率範囲の波長以外の波長の光は、その反射率が１００％に近くなればなるほど望ましい。これにより、光源からの光を有効に活用するので、画面の輝度を向上できる。なお、可視光範囲外の波長の光については、その反射率は高くても低くてもどちらもでよい。

反射シート４を採用した液晶表示装置２０では、バックライト光の発光スペクトルを、公知のＲＧＢバックライトのそれと同等にすることができる。公知のＲＧＢバックライトは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、および青色発光ダイオードによって構成されている。その発光スペクトルは図３のグラフ３５に示すように、範囲３６および範囲３７の波長の光の強度が、他の範囲の波長の光の強度に比べて大きく低下している。したがって、このＲＧＢバックライトを採用すれば、ＲＧＢカラーフィルタを使って画像表示するときの、表示色の再現性をより高めることができる。

ただし、ＲＧＢバックライトはまだ携帯機器向けの液晶表示装置に組み込むのが難しく、採用されていないのが実情である。ここで、本実施形態の反射シート４を任意のバックライトと組み合わせて用いれば、ＲＧＢバックライトを採用した場合と同様の発光スペクトルを有するバックライト光を得ることができる。すなわち、ＲＢＧバックライトとは異なり、本発明の液晶表示装置２０は携帯機器向けの液晶表示装置に現実に適用することができるので、より有用な技術である。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。当業者は、請求項に示した範囲内において、本発明をいろいろと変更できる。すなわち、請求項に示した範囲内において、適宜変更された技術的手段を組み合わせれば、新たな実施形態が得られる。

本発明は、携帯電話機向けモバイル表示装置をはじめとする、液晶テレビも含めた液晶表示装置全般に利用できる。

本発明に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。 反射シートの構造を示す断面図である。 二種のバックライトの光の発光スペクトル、および、三種のカラーフィルタの光の発光スペクトルをそれぞれ示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示素子
２ 光源
３ 導光板
４ 反射シート
５ 拡散シート
６ レンズシート
７ レンズシート
８ 入射光
９ 損失光
１０ 出射光
１１ 液晶表示用照明光
１２ 反射光
１８ バックライト照明ユニット
２０ 液晶表示装置
２２ マスキングフィルム
２４ マスキングフィルム

Claims (5)

1. 導光板からの光を液晶表示素子に向けて反射する反射シートを備えた、エッジライト方式の液晶表示装置であって、
   上記液晶表示素子は、互いに異なる複数種類のカラーフィルタを含んでおり、
   異なる二種の上記カラーフィルタの発光スペクトルが互いに交差する点の波長を含む一定の範囲を規定範囲としたとき、
   上記反射シートにおける、上記規定範囲に属する少なくともいずれかの波長の光の反射率は、当該規定範囲と異なる他の範囲の波長の光の反射率よりも低いことを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記規定範囲内の全波長の光の反射率が、当該規定範囲と異なる他の範囲の波長の光の反射率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記規定範囲は２７ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 上記規定範囲の波長の光の反射率は略ゼロであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 上記反射シートはＥＳＲシートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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