カラー液晶表示装置
【課題】色再現性を向上させるとともに、色ムラ、輝度ムラを低減させる。
【解決手段】バックライト装置20は、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオード21Rとからなる光源21と、光源21で発光された疑似白色光、赤色光を側面である光入射面23bから入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板23とを有し、光源21の複数の疑似白色発光ダイオード21Wと、複数の赤色発光ダイオード21Rとを、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させることで実現する。
【解決手段】バックライト装置20は、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオード21Rとからなる光源21と、光源21で発光された疑似白色光、赤色光を側面である光入射面23bから入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板23とを有し、光源21の複数の疑似白色発光ダイオード21Wと、複数の赤色発光ダイオード21Rとを、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させることで実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラー液晶表示装置に関し、詳しくは、色再現性を向上させたカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カラー液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型のカラー液晶パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。
【0003】
カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。バックライト装置の光源としては、蛍光管を使って白色光を発光するCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極蛍光管)が多く用いられてきた。
【0004】
しかしながら、カラー液晶表示装置の薄型化、軽量化、高輝度化、低消費電力化といった高スペック化の要請や、CCFLの蛍光管内に封入された水銀による環境への悪影響などを考慮して、CCFLに代わるバックライト装置の光源が求められている。そこで、CCFLに代わる光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が有望視されており、バックライト装置に用いられるようになってきている。
【0005】
発光ダイオードを用いた白色光の発光方式には、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードを同時に点灯させるマルチチップ方式と、青色発光ダイオードを励起用光源として蛍光体を励起することで疑似白色光を発光するシングルチップ方式とがある。
【0006】
CCFLの代替用の光源としては、大型で高コストとなってしまうマルチチップ方式の発光ダイオード(白色発光ダイオード)よりも、小型で低コストのシングルチップ方式の発光ダイオード(疑似白色発光ダイオード)が多く用いられている(例えば、特許文献1)。
【0007】
疑似白色発光ダイオードから発光される疑似白色光は、色の3原色である赤色光、緑色光、青色光を混色させて生成されたものではないことから、実際には波長成分に偏りが生じておりカラー液晶表示装置の色再現性を低下させる原因となっている。そこで、特許文献1では、足りない波長成分の色光を補い、カラー液晶表示装置の色再現性を向上させるために、疑似白色発光ダイオードに加え単色光を発光する発光ダイオードを光源として用いている。
【特許文献1】特開2005−56842号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、透過型のカラー液晶表示装置には、バックライト装置の光源から発光される白色光のスペクトルに応じて設計された分光特性を有する3原色フィルタ(赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ)を用いたカラーフィルタが、カラー液晶パネルの画素毎に備えられている。
【0009】
したがって、バックライト装置の光源としてCCFLを用いていたカラー液晶表示装置では、CCFLから発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが備えられているため、単純に光源を疑似白色光を発光する疑似白色発光ダイオードへと変更した場合、色再現性が大幅に低下してしまうといった問題がある。
【0010】
具体的には、CCFLで発光される白色光は赤味成分が多いのに対し、疑似白色発光ダイオードで発光される疑似白色光は青味成分が多いことから、バックライト装置の光源を単純にCCFLから疑似白色発光ダイオードへと変更した場合には、本来白色光で表示されるはずの領域が青味を帯びた色調となってしまい色再現性の低下を招来してしまうといった問題がある。
【0011】
また、このような問題を回避するために、上述した特許文献1で開示されているように、単色光を発光する発光ダイオードを別途、光源に追加した場合、バックライト装置から白色光を面状発光させた際に色ムラ、輝度ムラを生じてしまうといった問題がある。
【0012】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルに対し、光源として発光ダイオードを用いたバックライト装置で照明した際の色再現性を向上させるとともに、色ムラ、輝度ムラを低減することができるカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明のカラー液晶表示装置は、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルと、前記カラー液晶パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置において、前記バックライト装置が、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオードと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオードとからなる光源と、前記光源で発光された前記疑似白色光、赤色光を側面から入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板とを有し、前記光源の複数の疑似白色発光ダイオードと複数の赤色発光ダイオードとを、前記導光板の側面の長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させることを特徴とする。
【0014】
また、本発明のカラー液晶表示装置は、前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の疑似白色発光ダイオードのうち両端部の疑似白色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う疑似白色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設し、前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の赤色発光ダイオードのうち両端部の赤色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う赤色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設することを特徴とする。
【0015】
また、本発明のカラー液晶表示装置は、前記補助光源である複数の赤色発光ダイオードに印加する電流値を制御することで、前記バックライト装置から面状発光された白色光により照明された前記カラー液晶パネルの白色の色度点を調節する色度点調節手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルに対し、光源として発光ダイオードを用いたバックライト装置で照明した際の色再現性を向上させるとともに、色ムラ、輝度ムラを低減することを可能とする。
【0017】
また、本発明によれば、疑似白色光と赤色光とが全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となるように良好に混色させることを可能とする。
【0018】
また、本発明によれば、疑似白色光と赤色光とを混色することで生成される白色光の色度点を白色領域内へと推移させ、白色の色度点(x=0.33,y=0.33)へと近付けることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明をする。本発明は、例えば、図1に示すような構成のバックライト方式のカラー液晶表示装置1に適用される。
【0020】
透過型のカラー液晶表示装置1は、透過型のカラー液晶パネル10と、このカラー液晶パネル10の背面側に設けられたバックライト装置20と、カラー液晶パネル10の表示駆動制御、バックライト装置20の発光制御を行う駆動制御回路を搭載した駆動制御回路基板30と、カラー液晶パネル10を保持するベゼル11と、カラー液晶パネル10、バックライト装置20、駆動制御回路基板30とを一体にして組み付けるカバー12、13とからなる。
【0021】
また、図1に示すように、カラー液晶表示装置1は、カラー液晶パネル10の出力表示面上にタッチパネル14を設けるようにしてもよい。タッチパネル14を設けた場合、タッチパネル14を介した入力は、駆動制御回路基板30にて処理され、所定のプログラムが実行されるとともにカラー液晶パネル10に出力表示される。
【0022】
透過型のカラー液晶パネル10は、ガラス等で構成された2枚の透明な基板(TFT基板、対向電極基板)を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層を設けた構成となっている。TFT基板には、マトリクス状に配置された信号線と、走査線と、この信号線、走査線の交点に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタと、画素電極とが形成されている。薄膜トランジスタは、走査線により、順次選択されると共に、信号線から供給される映像信号を、対応する画素電極に書き込む。一方、対向電極基板の内表面には、対向電極及びカラーフィルタが形成されている。
【0023】
カラーフィルタは、各画素に対応した複数のセグメントに分割されており、3原色である赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの3つのセグメントに分割されている。カラーフィルタの配列パターンは、一般的なストライプ配列の他に、デルタ配列、正方配列などがある。このカラーフィルタは、バックライト装置の一般的な光源として用いられてきたCCFLから発光される赤味成分の多い白色光のスペクトルに応じて設計されたものである。
【0024】
このカラー液晶表示装置1では、このような構成の透過型のカラー液晶パネル10を2枚の偏光板で挟み、バックライト装置20により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
【0025】
バックライト装置20は、カラー液晶パネル10を背面から照明する。図1に示すように、バックライト装置20は、基板22上に配設された疑似白色光を発光し主光源となる複数個の疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオード21Rとを光源21とし、光源21から出射された各色光を白色光へと混色してカラー液晶パネル10を全面に渡って満遍なく均一に照明させるように、導光板23と、導光板23の光出射面23a上に積層させた拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった複数枚の光学機能シートからなる光学機能シート群25とを備えた構成となっている。
【0026】
導光板23は、光源21から出射された疑似白色光、赤色光を当該導光板23の一側面である光入射面23bから入射し、光入射面23bから入射された色光を全反射しながら導光し、当該導光板23の一方主面である光出射面23a方向へと立ち上げることで均一な光として出射して面状発光させる。
【0027】
導光板23は、光出射面23aと、この光出射面23aと対向する他方主面とが平行となるような形状であってもよいし、導光された光の導光方向の厚みが徐々に減少するような楔形形状をしていてもよい。導光板23は、例えば、透明度の高いアクリル樹脂などを材料として射出成型される。導光板23に用いられる材料としては、アクリル樹脂の他、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明熱可塑性樹脂が用いられる。
【0028】
光学機能シート群25は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置20から面発光された光をカラー液晶パネル10の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群25の構成は、上述した拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートに限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
【0029】
図2(a)、(b)は、疑似白色発光ダイオード21W、赤色発光ダイオード21Rを基板22上に配設した際の様子について詳細に説明するために、便宜的に疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとをそれぞれ個別に基板22上に配設させて示している。
【0030】
図2(a)、(b)に示すように、光源21は、疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとを、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように基板22上に配設することでなる。なお、図2(a)、(b)に示す基板22の長手方向の長さと、導光板23の光入射面23bの長手方向の長さとは同一であるものとする。
【0031】
例えば、図2(a)に示すように、疑似白色発光ダイオード21Wは、隣り合う疑似白色発光ダイオード21W間の距離をXとして、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って等間隔な列状となるように、基板22上の長手方向に配設される。また、図2(b)に示すように、赤色発光ダイオード21Rは、隣り合う赤色発光ダイオード21R間の距離をYとして、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って等間隔な列状となるように、基板22上の長手方向に配設される。
【0032】
また、図2(a)に示すように、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された複数の疑似白色発光ダイオード21Wのうち両端部の疑似白色発光ダイオード21WSを、導光板23の光入射面23bの長手方向の端部23Sから、隣り合う疑似白色発光ダイオード21W間の距離を2等分した距離、X/2となる位置に配設する。
【0033】
これにより、図3に示すように、放射状の指向性で発光する各疑似白色発光ダイオード21Wは、左右にそれぞれX/2だけの空間を確保しながら、導光板23の光入射面23bの長手方向に同一間隔で配設されていくことになる。
【0034】
したがって、このように配設された疑似白色発光ダイオード21Wから出射される疑似白色光は、光入射面23bを介して導光板23内に入射した場合に、全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となる。
【0035】
同様にして、図2(b)に示すように、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された複数の赤色発光ダイオード21Rのうち両端部の赤色発光ダイオード21RSを、導光板23の光入射面23bの長手方向の端部23Sから、隣り合う赤色発光ダイオード21R間の距離を2等分した距離、Y/2となる位置に配設する。
【0036】
これにより、図示しないが、放射状の指向性で発光する各赤色発光ダイオード21Rは、左右にそれぞれY/2だけの空間を確保しながら、導光板23の光入射面23bの長手方向に同一間隔で配設されていくことになる。
【0037】
したがって、このように配設された赤色発光ダイオード21Rから出射される赤色光は、光入射面23bを介して導光板23内に入射した場合に、全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となる。
【0038】
このように、導光板23の光入射面23bに対して、図2に示すような配置となるように疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとが、図4に示すように基板22上に配設されることで、疑似白色光と赤色光とを、導光板23内の全面に渡って満遍なく行き渡らせ、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となるように良好に混色させることができる。
【0039】
図5に、上述したような疑似白色発光ダイオード21Wと赤色発光ダイオード21Rとを光源としたバックライト装置20を備えるカラー液晶表示装置1の色再現範囲を、疑似白色発光ダイオード21Wのみを点灯させた場合の色再現範囲とともに示す。なお、図5は、国際照明委員会(CIE)が定めたXYZ表色系のxy色度図である。
【0040】
図5に示す点A(x=0.26,y=0.34)は、疑似白色発光ダイオード21Wのみを点灯させた場合の白色光の色度点、点B(x=0.33,y=0.34)は、疑似白色発光ダイオード21Wと赤色発光ダイオード21Rとを点灯させた場合の白色光の色度点を示している。このとき、補助光源である複数の赤色発光ダイオード21Rの出力が、疑似白色発光ダイオード21Wの出力よりも小さくなるように、赤色発光ダイオード21Rに印加する電流値を駆動制御回路基板30上に搭載された駆動制御回路により制御することで、疑似白色光と赤色光とを混色することで生成される白色光の色度点を白色領域内へと推移させ、白色の色度点(x=0.33,y=0.33)へと近付けることができる。
【0041】
これにより、CCFLから発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネル10に対し、光源として複数の疑似白色発光ダイオード21Wと複数の赤色発光ダイオード21Rとを用いたバックライト装置20で照明した際の色再現性を向上させるとともに、各色光が均一に混色されるため色ムラ、輝度ムラを低減することができる。
【0042】
したがって、CCFL用として製造されたカラーフィルタを始めとする各部材をそのまま流用し、光源のみをCCFLから疑似白色発光ダイオード21W、赤色発光ダイオード21Rに変更して上述したように配設するだけで、色再現範囲を大幅に向上させながら、資源の有効利用、ならびに開発、製造コストの大幅な低減を実現することができる。
【0043】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置の構成について説明するための分解斜視図である。
【図2】前記カラー液晶表示装置が備えるバックライト装置の光源となる疑似白色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの配設位置関係についてそれぞれ説明するための図である。
【図3】疑似白色発光ダイオードの配設位置関係について説明するための図である。
【図4】疑似白色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの配設位置関係を示した図である。
【図5】XYZ表色系のxy色度図中に、カラー液晶表示装置の白色光の色度点を示した図である。
【符号の説明】
【0045】
1 カラー液晶表示装置
10 カラー液晶パネル
20 バックライト装置
21 光源
21R 赤色発光ダイオード
21RS 赤色発光ダイオード
21W 疑似白色発光ダイオード
21WS 疑似白色発光ダイオード
22 基板
23 導光板
23S 端部
23b 光入射面
30 駆動制御回路基板
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラー液晶表示装置に関し、詳しくは、色再現性を向上させたカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カラー液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型のカラー液晶パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。
【0003】
カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。バックライト装置の光源としては、蛍光管を使って白色光を発光するCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極蛍光管)が多く用いられてきた。
【0004】
しかしながら、カラー液晶表示装置の薄型化、軽量化、高輝度化、低消費電力化といった高スペック化の要請や、CCFLの蛍光管内に封入された水銀による環境への悪影響などを考慮して、CCFLに代わるバックライト装置の光源が求められている。そこで、CCFLに代わる光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が有望視されており、バックライト装置に用いられるようになってきている。
【0005】
発光ダイオードを用いた白色光の発光方式には、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードを同時に点灯させるマルチチップ方式と、青色発光ダイオードを励起用光源として蛍光体を励起することで疑似白色光を発光するシングルチップ方式とがある。
【0006】
CCFLの代替用の光源としては、大型で高コストとなってしまうマルチチップ方式の発光ダイオード(白色発光ダイオード)よりも、小型で低コストのシングルチップ方式の発光ダイオード(疑似白色発光ダイオード)が多く用いられている(例えば、特許文献1)。
【0007】
疑似白色発光ダイオードから発光される疑似白色光は、色の3原色である赤色光、緑色光、青色光を混色させて生成されたものではないことから、実際には波長成分に偏りが生じておりカラー液晶表示装置の色再現性を低下させる原因となっている。そこで、特許文献1では、足りない波長成分の色光を補い、カラー液晶表示装置の色再現性を向上させるために、疑似白色発光ダイオードに加え単色光を発光する発光ダイオードを光源として用いている。
【特許文献1】特開2005−56842号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、透過型のカラー液晶表示装置には、バックライト装置の光源から発光される白色光のスペクトルに応じて設計された分光特性を有する3原色フィルタ(赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ)を用いたカラーフィルタが、カラー液晶パネルの画素毎に備えられている。
【0009】
したがって、バックライト装置の光源としてCCFLを用いていたカラー液晶表示装置では、CCFLから発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが備えられているため、単純に光源を疑似白色光を発光する疑似白色発光ダイオードへと変更した場合、色再現性が大幅に低下してしまうといった問題がある。
【0010】
具体的には、CCFLで発光される白色光は赤味成分が多いのに対し、疑似白色発光ダイオードで発光される疑似白色光は青味成分が多いことから、バックライト装置の光源を単純にCCFLから疑似白色発光ダイオードへと変更した場合には、本来白色光で表示されるはずの領域が青味を帯びた色調となってしまい色再現性の低下を招来してしまうといった問題がある。
【0011】
また、このような問題を回避するために、上述した特許文献1で開示されているように、単色光を発光する発光ダイオードを別途、光源に追加した場合、バックライト装置から白色光を面状発光させた際に色ムラ、輝度ムラを生じてしまうといった問題がある。
【0012】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルに対し、光源として発光ダイオードを用いたバックライト装置で照明した際の色再現性を向上させるとともに、色ムラ、輝度ムラを低減することができるカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明のカラー液晶表示装置は、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルと、前記カラー液晶パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置において、前記バックライト装置が、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオードと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオードとからなる光源と、前記光源で発光された前記疑似白色光、赤色光を側面から入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板とを有し、前記光源の複数の疑似白色発光ダイオードと複数の赤色発光ダイオードとを、前記導光板の側面の長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させることを特徴とする。
【0014】
また、本発明のカラー液晶表示装置は、前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の疑似白色発光ダイオードのうち両端部の疑似白色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う疑似白色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設し、前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の赤色発光ダイオードのうち両端部の赤色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う赤色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設することを特徴とする。
【0015】
また、本発明のカラー液晶表示装置は、前記補助光源である複数の赤色発光ダイオードに印加する電流値を制御することで、前記バックライト装置から面状発光された白色光により照明された前記カラー液晶パネルの白色の色度点を調節する色度点調節手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルに対し、光源として発光ダイオードを用いたバックライト装置で照明した際の色再現性を向上させるとともに、色ムラ、輝度ムラを低減することを可能とする。
【0017】
また、本発明によれば、疑似白色光と赤色光とが全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となるように良好に混色させることを可能とする。
【0018】
また、本発明によれば、疑似白色光と赤色光とを混色することで生成される白色光の色度点を白色領域内へと推移させ、白色の色度点(x=0.33,y=0.33)へと近付けることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明をする。本発明は、例えば、図1に示すような構成のバックライト方式のカラー液晶表示装置1に適用される。
【0020】
透過型のカラー液晶表示装置1は、透過型のカラー液晶パネル10と、このカラー液晶パネル10の背面側に設けられたバックライト装置20と、カラー液晶パネル10の表示駆動制御、バックライト装置20の発光制御を行う駆動制御回路を搭載した駆動制御回路基板30と、カラー液晶パネル10を保持するベゼル11と、カラー液晶パネル10、バックライト装置20、駆動制御回路基板30とを一体にして組み付けるカバー12、13とからなる。
【0021】
また、図1に示すように、カラー液晶表示装置1は、カラー液晶パネル10の出力表示面上にタッチパネル14を設けるようにしてもよい。タッチパネル14を設けた場合、タッチパネル14を介した入力は、駆動制御回路基板30にて処理され、所定のプログラムが実行されるとともにカラー液晶パネル10に出力表示される。
【0022】
透過型のカラー液晶パネル10は、ガラス等で構成された2枚の透明な基板(TFT基板、対向電極基板)を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層を設けた構成となっている。TFT基板には、マトリクス状に配置された信号線と、走査線と、この信号線、走査線の交点に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタと、画素電極とが形成されている。薄膜トランジスタは、走査線により、順次選択されると共に、信号線から供給される映像信号を、対応する画素電極に書き込む。一方、対向電極基板の内表面には、対向電極及びカラーフィルタが形成されている。
【0023】
カラーフィルタは、各画素に対応した複数のセグメントに分割されており、3原色である赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの3つのセグメントに分割されている。カラーフィルタの配列パターンは、一般的なストライプ配列の他に、デルタ配列、正方配列などがある。このカラーフィルタは、バックライト装置の一般的な光源として用いられてきたCCFLから発光される赤味成分の多い白色光のスペクトルに応じて設計されたものである。
【0024】
このカラー液晶表示装置1では、このような構成の透過型のカラー液晶パネル10を2枚の偏光板で挟み、バックライト装置20により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
【0025】
バックライト装置20は、カラー液晶パネル10を背面から照明する。図1に示すように、バックライト装置20は、基板22上に配設された疑似白色光を発光し主光源となる複数個の疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオード21Rとを光源21とし、光源21から出射された各色光を白色光へと混色してカラー液晶パネル10を全面に渡って満遍なく均一に照明させるように、導光板23と、導光板23の光出射面23a上に積層させた拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった複数枚の光学機能シートからなる光学機能シート群25とを備えた構成となっている。
【0026】
導光板23は、光源21から出射された疑似白色光、赤色光を当該導光板23の一側面である光入射面23bから入射し、光入射面23bから入射された色光を全反射しながら導光し、当該導光板23の一方主面である光出射面23a方向へと立ち上げることで均一な光として出射して面状発光させる。
【0027】
導光板23は、光出射面23aと、この光出射面23aと対向する他方主面とが平行となるような形状であってもよいし、導光された光の導光方向の厚みが徐々に減少するような楔形形状をしていてもよい。導光板23は、例えば、透明度の高いアクリル樹脂などを材料として射出成型される。導光板23に用いられる材料としては、アクリル樹脂の他、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明熱可塑性樹脂が用いられる。
【0028】
光学機能シート群25は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置20から面発光された光をカラー液晶パネル10の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群25の構成は、上述した拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートに限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
【0029】
図2(a)、(b)は、疑似白色発光ダイオード21W、赤色発光ダイオード21Rを基板22上に配設した際の様子について詳細に説明するために、便宜的に疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとをそれぞれ個別に基板22上に配設させて示している。
【0030】
図2(a)、(b)に示すように、光源21は、疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとを、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように基板22上に配設することでなる。なお、図2(a)、(b)に示す基板22の長手方向の長さと、導光板23の光入射面23bの長手方向の長さとは同一であるものとする。
【0031】
例えば、図2(a)に示すように、疑似白色発光ダイオード21Wは、隣り合う疑似白色発光ダイオード21W間の距離をXとして、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って等間隔な列状となるように、基板22上の長手方向に配設される。また、図2(b)に示すように、赤色発光ダイオード21Rは、隣り合う赤色発光ダイオード21R間の距離をYとして、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って等間隔な列状となるように、基板22上の長手方向に配設される。
【0032】
また、図2(a)に示すように、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された複数の疑似白色発光ダイオード21Wのうち両端部の疑似白色発光ダイオード21WSを、導光板23の光入射面23bの長手方向の端部23Sから、隣り合う疑似白色発光ダイオード21W間の距離を2等分した距離、X/2となる位置に配設する。
【0033】
これにより、図3に示すように、放射状の指向性で発光する各疑似白色発光ダイオード21Wは、左右にそれぞれX/2だけの空間を確保しながら、導光板23の光入射面23bの長手方向に同一間隔で配設されていくことになる。
【0034】
したがって、このように配設された疑似白色発光ダイオード21Wから出射される疑似白色光は、光入射面23bを介して導光板23内に入射した場合に、全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となる。
【0035】
同様にして、図2(b)に示すように、導光板23の光入射面23bの長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された複数の赤色発光ダイオード21Rのうち両端部の赤色発光ダイオード21RSを、導光板23の光入射面23bの長手方向の端部23Sから、隣り合う赤色発光ダイオード21R間の距離を2等分した距離、Y/2となる位置に配設する。
【0036】
これにより、図示しないが、放射状の指向性で発光する各赤色発光ダイオード21Rは、左右にそれぞれY/2だけの空間を確保しながら、導光板23の光入射面23bの長手方向に同一間隔で配設されていくことになる。
【0037】
したがって、このように配設された赤色発光ダイオード21Rから出射される赤色光は、光入射面23bを介して導光板23内に入射した場合に、全面に渡って満遍なく行き渡り、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となる。
【0038】
このように、導光板23の光入射面23bに対して、図2に示すような配置となるように疑似白色発光ダイオード21Wと、赤色発光ダイオード21Rとが、図4に示すように基板22上に配設されることで、疑似白色光と赤色光とを、導光板23内の全面に渡って満遍なく行き渡らせ、色ムラ、輝度ムラを生ずることなく均一となるように良好に混色させることができる。
【0039】
図5に、上述したような疑似白色発光ダイオード21Wと赤色発光ダイオード21Rとを光源としたバックライト装置20を備えるカラー液晶表示装置1の色再現範囲を、疑似白色発光ダイオード21Wのみを点灯させた場合の色再現範囲とともに示す。なお、図5は、国際照明委員会(CIE)が定めたXYZ表色系のxy色度図である。
【0040】
図5に示す点A(x=0.26,y=0.34)は、疑似白色発光ダイオード21Wのみを点灯させた場合の白色光の色度点、点B(x=0.33,y=0.34)は、疑似白色発光ダイオード21Wと赤色発光ダイオード21Rとを点灯させた場合の白色光の色度点を示している。このとき、補助光源である複数の赤色発光ダイオード21Rの出力が、疑似白色発光ダイオード21Wの出力よりも小さくなるように、赤色発光ダイオード21Rに印加する電流値を駆動制御回路基板30上に搭載された駆動制御回路により制御することで、疑似白色光と赤色光とを混色することで生成される白色光の色度点を白色領域内へと推移させ、白色の色度点(x=0.33,y=0.33)へと近付けることができる。
【0041】
これにより、CCFLから発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネル10に対し、光源として複数の疑似白色発光ダイオード21Wと複数の赤色発光ダイオード21Rとを用いたバックライト装置20で照明した際の色再現性を向上させるとともに、各色光が均一に混色されるため色ムラ、輝度ムラを低減することができる。
【0042】
したがって、CCFL用として製造されたカラーフィルタを始めとする各部材をそのまま流用し、光源のみをCCFLから疑似白色発光ダイオード21W、赤色発光ダイオード21Rに変更して上述したように配設するだけで、色再現範囲を大幅に向上させながら、資源の有効利用、ならびに開発、製造コストの大幅な低減を実現することができる。
【0043】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置の構成について説明するための分解斜視図である。
【図2】前記カラー液晶表示装置が備えるバックライト装置の光源となる疑似白色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの配設位置関係についてそれぞれ説明するための図である。
【図3】疑似白色発光ダイオードの配設位置関係について説明するための図である。
【図4】疑似白色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの配設位置関係を示した図である。
【図5】XYZ表色系のxy色度図中に、カラー液晶表示装置の白色光の色度点を示した図である。
【符号の説明】
【0045】
1 カラー液晶表示装置
10 カラー液晶パネル
20 バックライト装置
21 光源
21R 赤色発光ダイオード
21RS 赤色発光ダイオード
21W 疑似白色発光ダイオード
21WS 疑似白色発光ダイオード
22 基板
23 導光板
23S 端部
23b 光入射面
30 駆動制御回路基板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルと、前記カラー液晶パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置において、
前記バックライト装置は、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオードと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオードとからなる光源と、
前記光源で発光された前記疑似白色光、赤色光を側面から入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板とを有し、
前記光源の複数の疑似白色発光ダイオードと前記複数の赤色発光ダイオードとを、前記導光板の側面の長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させること
を特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項2】
前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の疑似白色発光ダイオードのうち両端部の疑似白色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う疑似白色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設し、
前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の赤色発光ダイオードのうち両端部の赤色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う赤色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設すること
を特徴とする請求項1記載のカラー液晶表示装置。
【請求項3】
前記補助光源である複数の赤色発光ダイオードに印加する電流値を制御することで、前記バックライト装置から面状発光された白色光により照明された前記カラー液晶パネルの白色の色度点を調節する色度点調節手段とを備えること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載のカラー液晶表示装置。
【請求項1】
冷陰極蛍光管から発光される白色光のスペクトルに応じて設計されたカラーフィルタが設けられた透過型のカラー液晶パネルと、前記カラー液晶パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置において、
前記バックライト装置は、疑似白色光を発光し主光源となる複数の疑似白色発光ダイオードと、赤色光を発光し補助光源となる複数の赤色発光ダイオードとからなる光源と、
前記光源で発光された前記疑似白色光、赤色光を側面から入射し、全反射させながら導光して一方主面方向へと立ち上げることで面状発光させる導光板とを有し、
前記光源の複数の疑似白色発光ダイオードと前記複数の赤色発光ダイオードとを、前記導光板の側面の長手方向に沿って、それぞれ等間隔な列状となるように配設させること
を特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項2】
前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の疑似白色発光ダイオードのうち両端部の疑似白色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う疑似白色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設し、
前記導光板の側面の長手方向に沿って、等間隔な列状に配設された前記複数の赤色発光ダイオードのうち両端部の赤色発光ダイオードを、前記導光板の側面の長手方向の端部から、隣り合う赤色発光ダイオード間の距離を2等分した距離となる位置にそれぞれ配設すること
を特徴とする請求項1記載のカラー液晶表示装置。
【請求項3】
前記補助光源である複数の赤色発光ダイオードに印加する電流値を制御することで、前記バックライト装置から面状発光された白色光により照明された前記カラー液晶パネルの白色の色度点を調節する色度点調節手段とを備えること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載のカラー液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【公開番号】特開2009−9739(P2009−9739A)
【公開日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−167760(P2007−167760)
【出願日】平成19年6月26日(2007.6.26)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年6月26日(2007.6.26)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】
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