JP2011141567A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイドライト型のバックライトを備え、このサイドライト型のバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能な液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that includes a sidelight-type backlight and is capable of display using light emitted from the sidelight-type backlight and display using external light.
近年、液晶パネルの後方に配置されたバックライトからの照明光を利用して表示を行う透過表示と、液晶パネルの前方から入射され液晶パネルの液晶層を一旦通過した外光を反射させ、再度液晶層を介して液晶パネルの前方から射出させて表示を行う反射表示と、を兼用可能にした液晶表示装置が開発されている。例えば、特許文献1では、各表示画素をそれぞれ2つの領域に区分し、一方の領域における画素電極を透明性の材料のみで形成するとともに他方の領域における画素電極を反射性の材料が含まれるように形成することにより、各表示画素で透過表示と反射表示とを可能に形成している。
In recent years, transmissive display that performs display using illumination light from a backlight disposed behind a liquid crystal panel, and external light that has been incident from the front of the liquid crystal panel and once passed through the liquid crystal layer of the liquid crystal panel are reflected, and again There has been developed a liquid crystal display device that can be used for both a reflective display that emits light from the front of a liquid crystal panel through a liquid crystal layer and performs display. For example, in
しかし、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けした場合には、互いの表示に利用可能な表示面積が半減するため利用可能な光も半減し、互いに暗い表示になり、表示品位が低下してしまうという問題があった。 However, when each display pixel is divided into a transmissive display area and a reflective display area, the display area available for each display is halved, so the available light is also halved, resulting in a dark display. There was a problem that would decrease.
そこで、本発明は、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention enables display using light emitted from the backlight and display using external light without dividing each display pixel into a transmissive display area and a reflective display area, and also provides high display quality. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of obtaining the above.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明にかかる液晶表示装置は、赤色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、緑色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、青色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、を有した液晶パネルと、光を反射する反射層と、前記反射層と前記液晶パネルとの間に配置された導光板と、を有したサイドライト型のバックライトと、を備え、前記反射層は、該反射層で反射された外光が前記導光板を介して前記液晶パネルに照射されるように、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた前記外光を反射し、前記導光板は、当該導光板を往復したC光源からの光の色温度がC光源の色温度よりも低くなる光学特性を有し、前記赤色成分に対応したカラーフィルタ、前記緑色成分に対応したカラーフィルタ及び前記青色成分に対応したカラーフィルタは、前記C光源からの光が前記赤色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記C光源からの光が前記緑色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記C光源からの光が前記青色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、からなる合成光の色温度が、前記C光源の色温度よりも高くなるように、光学特性が設定されていること特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液晶表示装置において、前記バックライトは、前記導光板の端面に向けて光を発光する発光素子を有し、前記発光素子は、赤色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光と緑色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光と青色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光とを合成した光の色温度がC光源の色温度と等しくなる光を発光することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明にかかる液晶表示装置は、赤色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、緑色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、青色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と、を有した液晶パネルと、光を反射する反射層と、前記反射層と前記液晶パネルとの間に配置された導光板と、を有したサイドライト型のバックライトと、を備え、前記反射層は、該反射層で反射された外光が前記導光板を介して前記液晶パネルに照射されるように、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた前記外光を反射し、前記導光板は、当該導光板を往復した所定の光源からの白色光が所定の色に色付く光学特性を有し、前記赤色成分に対応したカラーフィルタ、前記緑色成分に対応したカラーフィルタ及び前記青色成分に対応したカラーフィルタは、前記白色光が前記赤色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記白色光が前記緑色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記白色光が前記青色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、からなる合成光の色付きが、前記所定の色の補色になるように、光学特性が設定されていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れかに記載の液晶表示装置において、前記赤色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と前記緑色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素と前記青色成分に対応したカラーフィルタが配置された表示画素は、互いに開口率が等しいことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention is a display in which a color filter corresponding to a red component and a color filter corresponding to a green component are arranged. A liquid crystal panel having a pixel and a display pixel in which a color filter corresponding to a blue component is disposed, a reflective layer that reflects light, and a light guide plate disposed between the reflective layer and the liquid crystal panel; A sidelight-type backlight having a liquid crystal panel, and the reflective layer so that external light reflected by the reflective layer is irradiated to the liquid crystal panel through the light guide plate; The external light that has passed through the light guide plate in order is reflected, and the light guide plate has an optical characteristic that the color temperature of light from the C light source that reciprocates the light guide plate is lower than the color temperature of the C light source. Corresponding to the red component A color filter corresponding to the green component, and a color filter corresponding to the blue component, the light when the light from the C light source reciprocates the color filter corresponding to the red component, and the light from the C light source The color temperature of the combined light consisting of the light when the light reciprocates the color filter corresponding to the green component and the light when the light from the C light source reciprocates the color filter corresponding to the blue component, The optical characteristics are set so as to be higher than the color temperature of the C light source.
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device corresponding to a display pixel having a color filter corresponding to a red component, a display pixel having a color filter corresponding to a green component, and a blue component. A sidelight type comprising: a liquid crystal panel having a display pixel on which the color filter is disposed; a reflective layer that reflects light; and a light guide plate disposed between the reflective layer and the liquid crystal panel. Backlight, and the reflective layer sequentially passes through the liquid crystal panel and the light guide plate so that external light reflected by the reflective layer is irradiated to the liquid crystal panel through the light guide plate. The light guide plate has an optical characteristic that white light from a predetermined light source that reciprocates the light guide plate is colored in a predetermined color, the color filter corresponding to the red component, and the green color Compatible with ingredients When the white light reciprocates the color filter corresponding to the green component and the light when the white light reciprocates the color filter corresponding to the red component, and the color filter corresponding to the blue component The optical characteristics are set so that the coloration of the combined light composed of the light of the above and the light when the white light reciprocates through the color filter corresponding to the blue component is a complementary color of the predetermined color It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, a display pixel in which a color filter corresponding to the red component is arranged and a color filter corresponding to the green component A display pixel in which the aperture ratio is equal to a display pixel in which the color filter corresponding to the blue component is disposed.
本発明によれば、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる。 According to the present invention, display using light emitted from a backlight and display using external light can be performed without dividing each display pixel into a transmissive display area and a reflective display area, and high display quality can be achieved. Can be obtained.
本発明にかかる液晶表示装置は、サイドライト型のバックライトを発光させて表示を行う発光表示に加え、このサイドライト型のバックライトで外光を反射させて外光による表示をも可能にするものであり、図1及び図2に示すように液晶パネル1と、液晶パネル1の一方の面に向けて照明光を照射する光源部15と、光源部15と液晶パネル1との間に配置された集光部27と、集光部27と液晶パネル1との間に配置された位相差板33と、位相差板33と液晶パネル1との間に配置された反射偏光板32と、反射偏光板32と液晶パネル1との間に配置された第1の拡散板34と、集光部27と光源部15との間に配置された第2の拡散板35と、を備えている。
The liquid crystal display device according to the present invention enables display by external light by reflecting external light with the sidelight-type backlight in addition to the light-emitting display that performs display by emitting the sidelight-type backlight. As shown in FIGS. 1 and 2, the
液晶パネル1は、図3に示すように、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板2,3と、この一対の透明基板2,3間の間隙に封入された液晶層11と、一対の透明基板2,3を挟持するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された一対の偏光板12,13と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
そして、一対の透明基板2,3のうち第1の透明基板3には、第2の透明基板2との対向面側に、図4に示すように、互いに平行となるように延伸配設された複数の信号線SLと、この複数の信号線SLと交差するように延伸配設された複数の走査線GLと、それぞれが信号線SLと走査線GLとの交点に対応するように配置されたITO等の透明性の導電膜からなる複数の画素電極4と、これらの画素電極4にそれぞれが対応するように配置された複数のTFT(薄膜トランジスタ)5とが形成されている。即ち、各表示画素にそれぞれ画素電極4が配置されるように複数の画素電極4がマトリックス状に配列されている。そして、画素行毎にTFT5にゲート信号が供給可能なように各画素行に対応させて走査線GLが形成されているとともに、TFT5を介して画素電極4に表示信号電圧が供給可能なように各画素列に対応させて信号線SLが形成されている。
The first
また、第1の透明基板3には、各画素行に対応させて補助容量線HLが形成され、この補助容量線HLと画素電極4の間に配置された絶縁膜によって表示画素毎に補助容量Csが形成されている。補助容量線HLは、後述する対向電極6と等しい電位に設定される。
The first
なお、各TFT5は、第1の透明基板3の基板面上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆うように成膜された透明性の絶縁物からなるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向するように当該ゲート絶縁膜上に形成されたi型半導体膜と、このi型半導体膜の両側部の上にそれぞれn型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とを有している。そして、各TFT5は、対応する画素電極4にソース電極が接続され、対応する走査線にゲート電極が接続され、対応する信号線にドレイン電極が接続されている。
Each TFT 5 includes a gate electrode formed on the substrate surface of the first
一方、一対の透明基板2,3のうち第2の透明基板2には、図3に示すように、第1の透明基板3との対向面側に、画素電極4に大凡対応する領域が開口部になっている遮光層(不図示)と、カラーフィルタ7と、対向電極6とが下層側から順に形成されている。遮光層は遮光性の金属膜または樹脂膜により形成することができ、光を透過させる開口部の面積が表示画素毎に等しくなるように形成されている。即ち、当該液晶パネル1は表示画素毎に開口率が等しくなるように設定されている。カラーフィルタ7は、赤色成分に対応した赤色カラーフィルタ7Rと、緑色成分に対応した緑色カラーフィルタ7Gと、青色成分に対応した青色カラーフィルタ7Bとからなり、例えば図5に示すように、表示画素毎に、対応する色成分のカラーフィルタが配置されている。対向電極6は、ITO等の透明性の導電膜からなり、各表示画素間で互いに等しい電位に設定可能なように形成されている。例えば、対向電極6は、各表示画素におけるカラーフィルタ7を覆い尽くすように一枚膜状に形成されている。なお、各色成分のカラーフィルタにおける分光透過率特性については後述する。
On the other hand, in the second
ここで、各表示画素において画素電極4上及び対向電極6上には、それぞれ、液晶層11における液晶分子の初期配向状態を制御するための配向膜8、9が塗布されている。そして、配向膜8、9は、例えば画素電極4と対向電極6との間に電圧が印加されていないときに液晶層11の液晶分子がツイスト角90°でねじれ配向するように配向処理が施されている。
Here,
一対の透明基板2,3は、上述したように複数の画素電極4が配置された画像表示エリアを囲むように配置された枠状のシール材10によって接合され、この枠状のシール材10によって囲まれた領域に上述した液晶層11を構成する液晶が封入されている。
The pair of
ところで、液晶パネル1は、図1及び図2に示すように、第1の透明基板3が第2の透明基板2の一辺から張り出すように対向配置され、この張出部3aにドライバ回路14が搭載されている。ドライバ回路14は、張出部3aに形成された複数の端子に電気的に接続され、これらの端子を介して各走査線GLに走査信号を供給するとともに各信号線SLに表示信号電圧を供給し、更には、各補助容量線HLや対向電極6にコモン電圧を供給する。
By the way, as shown in FIGS. 1 and 2, the
そしてドライバ回路14は、画素電極4及び対向電極6を介して液晶層11に印加する電圧を制御することによって、一対の偏光板12,13の透過軸に対する液晶分子の傾斜角または方位角を変化させ、表示画素毎に当該液晶パネル1を透過する光量を制御する。
The
光源部15は、図1及び図2に示すように、所謂サイドライト型のバックライトであり、液晶パネル1に対向するように配置され液晶パネル1における画像表示エリアよりも大きい面積を有した板状の透明部材からなる導光板16と、導光板16に対して対向するように配置された反射板19と、導光板16の何れかの端面に向けて光を照射する複数の発光素子20とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数の発光素子20は、当該液晶表示装置が光源部15からの照射光を用いた透過表示を行う際に発光させるものであり、それぞれが、赤色成分の光を発光する赤色LEDと、緑色成分の光を発光する緑色LEDと、青色成分の光を発光する青色LEDとを備えている。なお、複数の発光素子20は、当該液晶表示装置の使用環境での明るさに応じて、適宜、光の発光/非発光が制御可能に構成されていることが好ましい。
The plurality of
導光板16は、図6に示すように、発光素子20から当該導光板16の端面17に向けて照射された各色成分の光を導いて液晶パネル1との対向面側の主面18a(以下、「第1の主面18a」と記す)から液晶パネル1に向けて当該光を照射するものである。ここで、例えば第1の主面18aに対向するもう一方の主面18b(以下、「第2の主面18b」と記す)には、例えばライン状の複数の溝GBが、発光素子20により光が照射される端面17に対して平行に沿うように形成されている。この溝GBの断面形状は、例えば頂角を挟む2辺GB1,GB2が当該導光板16の第1の主面18aに対して互いに異なる傾斜角になるように形成されている。具体的には、発光素子20の配置側に位置する一辺GB1の傾斜角が他方の一辺GB2よりも大きな傾斜角になるように形成されている。
As shown in FIG. 6, the
そして、導光板16は、図6中に破線で示すように、端面17から入射された発光素子20からの光を内面反射させて、当該導光板16の第1の主面18aから液晶パネル1へ向けて射出する。なお、導光板16は、空気よりも大きな屈性率、例えば、1.5程度の屈折率を有するアクリル等の透明材料により形成することができる。
Then, as shown by a broken line in FIG. 6, the
反射板19は、発光素子20からの光のうち導光板16の第2の主面18bから漏れ出てきた光を導光板16に向けて反射させるとともに、液晶パネル1や導光板16を通過してきた外光を再度導光板16や液晶パネル1に向けて反射させるものである。即ち、反射板19は、当該液晶表示装置が発光素子20から発光される光を利用した透過表示を行う際に当該光の利用効率を向上させる一方で、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際には外光を反射させる反射板として機能する。なお、反射板19は、例えば、ガラス基板やプラスチック基板上に銀やアルミニウム等の金属が蒸着されたものを用いることができる。
The
第2の拡散板35は、導光板16の第1の主面18aから射出された光を拡散することにより導光板16からの射出光の面内バラツキを低減させるもので、ヘイズ値が55〜85%になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第2の拡散板35は、図7に示すように、液晶パネル1を通過してきた外光Lの一部を後方散乱させるため、この第2の拡散板35は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。
The
集光部27は、導光板16から液晶パネル1に向けて射出され第2の拡散板35により拡散された光が液晶パネル1により効率よく向かうように光を集光させるもので、アクリル樹脂等からなる透明なシート状部材からなる第1のプリズムアレイ28及び第2のプリズムアレイ30により構成されている。第1のプリズムアレイ28は、一方の面に直線状の複数のプリズム部29が互いに平行になるように形成されている。そして、第1のプリズムアレイ28は、複数のプリズム部29の延伸方向が例えば導光板16に形成された複数の溝GBの延伸方向に対して直交する方向になるように配置されている。また、第2のプリズムアレイ30は、一方の面に直線状の複数のプリズム部31が互いに平行になるように形成されている。そして、第2のプリズムアレイ30は、複数のプリズム部31の延伸方向が例えば導光板16に形成された複数の溝GBの延伸方向に対して平行な方向になるように配置されている。なお、各プリズム部29,31は、図8に示すように、それぞれ、液晶パネル1の法線HDに対して左右が対称な二等辺三角形状で、且つ頂角が80°〜100°の範囲、好ましくは90°に設定された断面形状を有している。
The condensing
なお、プリズムアレイ28,30は、図9に示すように、液晶パネル1を通過してきた外光Lの一部を、各プリズム部29,31を構成する各傾斜面で順次反射させるため、このプリズムアレイ28,30は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。
As shown in FIG. 9, the
反射偏光板32は、図10に示すように、互いに直交する方向に透過軸32aと反射軸32bとを有し、入射光のうちの透過軸32aと平行な偏光成分の光を透過させ、反射軸32bと平行な偏光成分の光を反射させる。なお、反射偏光板32は、一対の偏光板12,13のうち、当該反射偏光板32側に配置された偏光板13の透過軸13aに対して当該反射偏光板32の透過軸32aが平行になるように配置されている。なお、一対の偏光板12,13のうち、偏光板12の透過軸12aは上述したように偏光板13の透過軸13aに対して直交するように配置されているが、液晶層11における液晶の配向モードに応じて適宜設定することができる。
As shown in FIG. 10, the reflective
位相差板33は、互いに直交する方向に遅相軸33aと進相軸33bとを有し、反射偏光板32の透過軸32a及び反射軸32bに対して遅相軸33a及び進相軸33bが45°の角度になるように配置されている。そして、位相差板33は、遅相軸33aに対して平行な偏光成分の光と進相軸33bに対して平行な偏光成分の光との間に1/4波長の位相差を与えるように光学定数が設定されている。
The
上述のように反射偏光板32と位相差板33を、さらには反射板を配置することにより、導光板16を介した発光素子20からの光のうち、偏光板13の透過軸13aに対して直交する方向に偏光面を持って液晶パネル1に向かって照射された光を反射偏光板32で一旦反射させ偏光板13の透過軸13aに対して平行な光に変換して再度液晶パネル1に照射することができ、発光素子からの光の利用効率を向上させることができる。
As described above, the reflective
第1の拡散板34は、液晶パネル1における表示画素と集光部27における各プリズムアレイ28,30との間のモアレの発生を防止するためのもので、ヘイズ値が20〜50%になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第1の拡散板34は、第2の拡散板35と同様に、液晶パネル1を通過してきた外光の一部を後方散乱させるため、この第1の拡散板34は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。
The
上述したような液晶表示装置では、液晶パネル1における液晶層11が光を透過可能に印加電圧が制御されているときには、外光は、発光素子20の発光の有無にかかわらず、液晶パネル1を通過して導光板16に向かって入射可能になるが、この導光板16に向かって入射されてきた外光は、導光板16の第1の主面18aと第2の主面18bとを順に通過して反射板19により反射され、その後、導光板16の第2の主面18bと第1の主面18aとを順に通過して、再び液晶パネル1へ戻ることになる。即ち、上述したような液晶表示装置では、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなく、各発光素子20が発光する光を用いた透過表示に加え、外光を用いた表示、即ち、反射表示を行うことも可能になる。
In the liquid crystal display device as described above, when the applied voltage is controlled so that the
また、上述したような液晶表示装置では、光源部15における反射板19での外光反射に加え、第1の拡散板34や、第2の拡散板35、各プリズムアレイ28,30等により外光の一部が補助的に反射される。このため、液晶パネル1と反射板19との間に複数の反射面が存在することになり、外光によって反射板19に投影される液晶パネル1の画像にボケを生じさせることができる。従って、たとえ液晶パネル1と反射板19との間にある程度の距離があったとしても、液晶パネル1に表示される画像が二重映りとして視認されてしまうことを防止でき、表示品位を向上させることができる。
Further, in the liquid crystal display device as described above, in addition to the reflection of the external light at the
ところで、光源部15において導光板16は、端面17に照射された発光素子20からの光を第1の主面18aから液晶パネル1に向けて射出するように上述したような傾斜面を持った溝GBが形成されている。このため、導光板16の第1の主面18aと第2の主面18bとを順に通過して反射板19により反射され、その後、導光板16の第2の主面18bと第1の主面18aとを順に通過して、再び液晶パネル1へ戻る外光は、可視光領域において短波長側の光になるほど光の迷光度が大きくなるとともに、長波長側の光になるほど光の迷光度が小さくなる。このため、液晶パネル1から導光板16に向かってきた外光Linは、図11に示すように、導光板16から液晶パネル1に向かう際には黄色味または赤味を帯びた光Loutになっている。
By the way, in the
そこで、本実施の形態では、外光が導光板16を往復することによる外光の色味変化に対応させて、各色成分に対応するカラーフィルタ7に対して光の分光透過率特性を調整する。
Therefore, in the present embodiment, the spectral transmittance characteristics of light are adjusted with respect to the color filter 7 corresponding to each color component in accordance with the change in color of the external light caused by the external light reciprocating the
具体的には、外光はC光源に等しい分光特性を有するものとすると、この場合、導光板16を往復した後、導光板16から液晶パネル1に向かう外光の色温度は、上述した理由からC光源の色温度よりも低い色温度になっている。そこで、赤色カラーフィルタ7Rを往復したC光源からの光と緑色カラーフィルタ7Gを往復したC光源からの光と青色カラーフィルタ7Bを往復したC光源からの光とを合成した合成光の色温度がC光源の色温度よりも高い色温度になるように、各色成分に対応するカラーフィルタ7に対して分光透過率特性を調整することで、導光板16を往復することにより生じる波長領域間での透過光量差を補正する。
Specifically, assuming that the external light has a spectral characteristic equal to that of the C light source, the color temperature of the external light from the
例えば、図12中の矢印Aで示すように、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、当該透過強度が青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおける吸収波長領域での透過強度や赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおける吸収波長領域での透過強度よりも高くなるように設定して、CIE1931色度図において、上述したような合成光Ltの座標点が、図13に示すように、C光源の座標点よりも青色側(高い色温度側)になるように設定する。このとき、緑色に対応するカラーフィルタ7Gの色味そのものを保つために、図12中の矢印Bで示すように、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける赤色波長領域の透過強度を再調整してもよい。
For example, as indicated by an arrow A in FIG. 12, by adjusting the transmission intensity in the blue wavelength region in the
このように、カラーフィルタの分光透過率特性を調整することにより、代表的には、カラーフィルタ7、導光板16、反射板19、導光板16、カラーフィルタ7の順で経由した外光での白表示時における当該白表示の色温度をC光源に近似させることができ、外光を用いた反射表示での表示品位をより向上させることができる。
Thus, by adjusting the spectral transmittance characteristics of the color filter, typically, the color filter 7, the
ところで、上述の場合においては、発光素子20を非発光にしたときに外光を用いて高い輝度表示が得られるようにするために、青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおけるピーク波長領域の透過率に対して緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおけるピーク波長領域の透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおけるピーク波長領域の透過率を比較的低下させることなく色温度調整を行っている。換言すると、色温度調整を行った後においても、可視光領域(大凡380nm〜780nm)において、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおけるピーク波長Gpでの透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおけるピーク波長Rpでの透過率が青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおけるピーク波長Bpでの透過率よりも高い状態を維持するように色温度調整を行っている。これは、青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおけるピーク波長Bpでの透過率に対して、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおけるピーク波長Gpでの透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおけるピーク波長Rpでの透過率を低下させることによっても、上述したような合成光Ltの座標点をC光源の座標点よりも青色側(高い色温度側)になるように設定することは可能であるが、この場合、光の利用効率が低下してしまい表示品位を低下させてしまうためである。
By the way, in the above-described case, in order to obtain a high luminance display using external light when the
なお、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける青色波長領域の透過強度は、大凡380nm〜450nmの間における平均透過率とすることができる。また、青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおける吸収波長領域の透過強度は、大凡500nm〜780nmの間における平均透過率とすることができる。また、赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおける吸収波長領域の透過強度は、大凡380nm〜580nmの間における平均透過率とすることができる。また、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける赤色波長領域の透過強度は、大凡620nm〜780nmの間における平均透過率とすることができる。
The transmission intensity in the blue wavelength region in the
また、青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおける分光透過率をB(λ)、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける分光透過率をG(λ)、赤色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける分光透過率をR(λ)とした場合、これらカラーフィルタ単体による白の反射分光W2(λ)は、光の往路と復路とで光が異なる色成分に対応したカラーフィルタを通過する可能性をも考慮すると、[数1]のように示すことができる。
Further, the spectral transmittance in the
そして、この反射分光W2(λ)とCIE1931色度図上の座標(x,y)との関係は[数2]のように示すことができる。 The relationship between the reflection spectrum W2 (λ) and the coordinates (x, y) on the CIE 1931 chromaticity diagram can be expressed as [Equation 2].
ここで、X、Y、Zは、XYZ表色系における三刺激値を示している。また、x(λ)、y(λ)、z(λ)は、XYZ表色系における等色関数を示している。また、S(λ)は、C光源の分光分布を示している。 Here, X, Y, and Z indicate tristimulus values in the XYZ color system. Further, x (λ), y (λ), and z (λ) indicate color matching functions in the XYZ color system. S (λ) represents the spectral distribution of the C light source.
このように各色成分に対応するラーフィルタ7の光の分光透過率特性を調整した場合には、当該調整に対応させて、光源部15からの光の分光特性、即ち、暗室環境化において導光板16の第1の主平面18aから射出される発光素子20からの光の分光特性を調整することが好ましい。
In this way, when the spectral transmittance characteristics of the light of the filter 7 corresponding to each color component are adjusted, the spectral characteristics of the light from the
例えば、上述のように調整した赤色カラーフィルタ7Rを一度透過した光源部15からの光と、同じく上述のように調整した緑色カラーフィルタ7Gを一度透過した光源部15からの光と、同じく上述のように調整した青色カラーフィルタ7Gを一度透過した光源部15からの光と、を合成した合成光の色温度が、例えばC光源の色温度と等しくなるように、光源部15からの光の分光特性を調整することが好ましい。このように調整すれば、外光での表示品位を向上させた場合であっても、発光素子20が発光する光を用いた表示での表示品位を高く維持することが可能になる。
For example, the light from the
なお、上述の実施の形態では、液晶の配向モードを、画素電極4と対向電極6との間に電圧が印加されていないときに液晶層11の液晶分子がツイスト角90°でねじれ配向するTNモードにした場合について説明したが、液晶の配向モードはTNモードに限定するものではなく、例えば、画素電極4と対向電極6との間に電圧が印加されていないときに液晶層11の液晶分子を基板面に対して垂直に配向させるとともに画素電極4と対向電極6との間に電圧を印加することによって液晶分子を傾斜配向させる垂直配向型の配向モードとしてもよい。
In the above-described embodiment, the liquid crystal alignment mode is TN in which the liquid crystal molecules of the
また、上述の実施の形態では、縦電界により液晶分子の配向状態を制御する場合の構成について説明したが、横電界により液晶分子の配向状態を制御する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, a configuration in which the alignment state of liquid crystal molecules is controlled by a vertical electric field has been described. However, a configuration in which the alignment state of liquid crystal molecules is controlled by a horizontal electric field may be used.
また、上述の実施の形態では、それぞれの発光素子20が赤色LEDと緑色LEDと青色LEDとを備えている場合について説明したが、それぞれの発光素子20は、図14に示すように、樹脂成形品からなる1つの面が開放した箱状の筐体21の内底面の中央部に青色LED22が配置され、さらにこの筐体21内に、透明樹脂等の透明材24に微粒子状の赤色蛍光物質25と緑色蛍光物質26とを予め定めた割合で分散させた蛍光層(以下、赤色・緑色蛍光層という)23が充填されているものであってもよい。それぞれの発光素子20に対して光を発光するLEDを単体にすることができるので、たとえ使用環境での明るさに応じて発光/非発光を頻繁に切り換えたとしてもより安定した動作を得ることができ好ましい。
In the above-described embodiment, the case where each light-emitting
また、上述の実施の形態では、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、合成光Ltの座標点がC光源の座標点よりも青色側(高い色温度側)になるように設定する場合について説明したが、赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、合成光Ltの座標点がC光源の座標点よりも青色側(高い色温度側)になるように設定してもよい。
In the above-described embodiment, by adjusting the transmission intensity in the blue wavelength region in the
例えば、図15中の矢印Cで示すように、赤色成分に対応したカラーフィルタ7Rにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、当該透過強度が青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおける吸収波長領域での透過強度や緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける吸収波長領域での透過強度よりも高くなるように設定して、CIE1931色度図において、上述したような合成光Ltの座標点が、図13に示すように、C光源の座標点よりも青色側(高い色温度側)になるように設定する。
For example, as indicated by an arrow C in FIG. 15, by adjusting the transmission intensity in the blue wavelength region in the
なお、この場合、赤色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける青色波長領域の透過強度は、大凡380nm〜450nmの間における平均透過率とすることができる。また、青色成分に対応したカラーフィルタ7Bにおける吸収波長領域での透過強度は、大凡500nm〜780nmの間における平均透過率とすることができる。また、緑色成分に対応したカラーフィルタ7Gにおける吸収波長領域での透過強度は、大凡380nm〜450nmの間及び大凡650nm〜780nmの間における平均透過率とすることができる。
In this case, the transmission intensity in the blue wavelength region in the
1 液晶パネル
2、3 透明基板
4 画素電極
5 TFT
7 カラーフィルタ
11 液晶層
12、13 偏光板
15 光源部(サイドライト型のバックライト)
16 導光板
19 反射板
20 発光素子
1
7
16
Claims (4)
光を反射する反射層と、前記反射層と前記液晶パネルとの間に配置された導光板と、を有したサイドライト型のバックライトと、
を備え、
前記反射層は、該反射層で反射された外光が前記導光板を介して前記液晶パネルに照射されるように、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた前記外光を反射し、
前記導光板は、当該導光板を往復したC光源からの光の色温度がC光源の色温度よりも低くなる光学特性を有し、
前記赤色成分に対応したカラーフィルタ、前記緑色成分に対応したカラーフィルタ及び前記青色成分に対応したカラーフィルタは、
前記C光源からの光が前記赤色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記C光源からの光が前記緑色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記C光源からの光が前記青色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、からなる合成光の色温度が、前記C光源の色温度よりも高くなるように、
光学特性が設定されていること特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a display pixel having a color filter corresponding to a red component, a display pixel having a color filter corresponding to a green component, and a display pixel having a color filter corresponding to a blue component When,
A sidelight-type backlight having a reflective layer that reflects light, and a light guide plate disposed between the reflective layer and the liquid crystal panel;
With
The reflective layer reflects the external light that has passed through the liquid crystal panel and the light guide plate in order so that the external light reflected by the reflective layer is irradiated to the liquid crystal panel through the light guide plate. ,
The light guide plate has an optical characteristic that the color temperature of light from the C light source that reciprocates the light guide plate is lower than the color temperature of the C light source,
The color filter corresponding to the red component, the color filter corresponding to the green component and the color filter corresponding to the blue component are:
Light from when the light from the C light source reciprocates through the color filter corresponding to the red component, light from when the light from the C light source reciprocates through the color filter corresponding to the green component, and from the C light source So that the color temperature of the combined light consisting of the light when reciprocating the color filter corresponding to the blue component is higher than the color temperature of the C light source,
A liquid crystal display device characterized in that optical characteristics are set.
前記発光素子は、赤色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光と緑色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光と青色成分に対応したカラーフィルタを1回通過した該発光素子からの光とを合成した光の色温度がC光源の色温度と等しくなる光を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。 The backlight has a light emitting element that emits light toward an end face of the light guide plate,
The light emitting element includes a color filter corresponding to the light and the blue component from the light emitting element that has passed once through the color filter corresponding to the green component and the light from the light emitting element that has passed through the color filter corresponding to the red component once. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device emits light having a color temperature equal to a color temperature of a C light source, which is obtained by combining light from the light emitting element that has passed through the light source once.
光を反射する反射層と、前記反射層と前記液晶パネルとの間に配置された導光板と、を有したサイドライト型のバックライトと、
を備え、
前記反射層は、該反射層で反射された外光が前記導光板を介して前記液晶パネルに照射されるように、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた前記外光を反射し、
前記導光板は、当該導光板を往復した所定の光源からの白色光が所定の色に色付く光学特性を有し、
前記赤色成分に対応したカラーフィルタ、前記緑色成分に対応したカラーフィルタ及び前記青色成分に対応したカラーフィルタは、
前記白色光が前記赤色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記白色光が前記緑色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、前記白色光が前記青色成分に対応したカラーフィルタを往復したときの光と、からなる合成光の色付きが、前記所定の色の補色になるように、
光学特性が設定されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a display pixel having a color filter corresponding to a red component, a display pixel having a color filter corresponding to a green component, and a display pixel having a color filter corresponding to a blue component When,
A sidelight-type backlight having a reflective layer that reflects light, and a light guide plate disposed between the reflective layer and the liquid crystal panel;
With
The reflective layer reflects the external light that has passed through the liquid crystal panel and the light guide plate in order so that the external light reflected by the reflective layer is irradiated to the liquid crystal panel through the light guide plate. ,
The light guide plate has an optical characteristic that white light from a predetermined light source that reciprocates the light guide plate is colored in a predetermined color,
The color filter corresponding to the red component, the color filter corresponding to the green component and the color filter corresponding to the blue component are:
The light when the white light reciprocates the color filter corresponding to the red component, the light when the white light reciprocates the color filter corresponding to the green component, and the white light corresponds to the blue component The colored light of the combined light consisting of the light when reciprocating the color filter is a complementary color of the predetermined color,
A liquid crystal display device characterized in that optical characteristics are set.
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