液晶用バックライト

【課題】蛍光体使用の白色ＬＥＤを使用したバックライトにあって、発光効率を損なわずにカラー液晶の演色性を高める。
【解決手段】光源にＬＥＤを使用した液晶用バックライトにおいて、青色発光ＬＥＤと、青色発光ＬＥＤの青色発光により励起されて緑から赤の波長領域にブロードに発光する蛍光体発光とを組み合わせた白色ＬＥＤ８を光源とし、白色ＬＥＤの発光から黄色光を吸収するフィルム５を設けることで白色ＬＥＤが含む黄色光成分を少なくし、カラー液晶の色再現性を向上できる光を出力するようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年白色ＬＥＤの発光効率が向上してきたため、液晶バックライト分野に利用されている。しかしながら、白色ＬＥＤを使用した液晶は、色再現性が悪いという問題点があった。これは次の理由による。白色ＬＥＤは、ＬＥＤの青色光と、青色光により励起される蛍光体発光（緑から赤色発光）との組み合わせにより白色光を実現している。カラー液晶ディスプレイは、バックライトの光をＲ、Ｇ、Ｂに分離し、再度混合させることでフルカラーを実現しており、バックライト光源としては、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの成分のみに発光ピークがあることが望ましい。Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する際には、バックライト光に各色のカラーフィルタを透過させて分離させているが、不必要な光を完全に吸収することはできない。特にＢ、Ｇの中間部分（青緑光）、Ｇ、Ｂの中間部分（黄色光）の光を吸収することは困難であり、色再現性を低下させる要因となっていた。また、蛍光体発光を利用した白色ＬＥＤは、蛍光体発光に黄色成分（波長５７０〜６００ｎｍ付近）が多く含まれており、色再現性が低下する問題点があった。ＬＥＤを利用した白色ＬＥＤには、他にＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれ単色発光のＬＥＤを組み合わせたもの、近紫外発光ＬＥＤでＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体を発光させるものがあるが、いずれも発光効率が低いという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−２７９９８５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤの青色発光と蛍光体発光との組み合わせによる白色ＬＥＤを使用し、発光効率を損なわずにカラー液晶の演色性を高めることができる液晶用バックライト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】
【０００４】
請求項１の発明は、光源にＬＥＤを使用した液晶用バックライトにおいて、青色発光ＬＥＤと、青色発光ＬＥＤの青色発光により励起されて緑から赤の波長領域にブロードに発光する蛍光体発光とを組み合わせた白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤの発光から５６０ｎｍ〜６００ｎｍの黄色光に対して最大吸収波長特性を有するフィルムとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ＬＥＤの青色発光と蛍光体発光の組み合わせによる白色ＬＥＤを使用したバックライトにおいて、中間色としてカラー液晶の発色に悪影響を及ぼす黄色領域の光をフィルムにて吸収することで、発光効率を損なわずにカラー液晶の演色性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態のバックライトの構造を示す図である。図１において、１はフロントフレーム、２はバックフレーム、３、４は光学シート、５は黄色光を吸収するフィルム、６は導光板、７は放熱板、８はＬＥＤアレイを表している。
【０００７】
本実施の形態のバックライトは８インチのバックライトであり、ＬＥＤアレイ８を導光板６の片側に配列させた、エッジライト方式のバックライトである。ＬＥＤアレイ８は、ガラスエポキシ基板、アルミ基板、ＦＰＣ(フレキシブル基板）、セラミック基板のような配線パターンが形成されたＬＥＤ基板上に白色ＬＥＤを実装したものである。また、ＬＥＤアレイ８は表面実装タイプのＬＥＤを使用している。ＬＥＤの配光は拡散光でもよいし、コリメートされた光でもよい。ＬＥＤアレイ８は導光板６の一端面に配設されている。高輝度化などの目的に応じては、一端面ではなく複数の端面に配置してもよい。
【０００８】
導光板６の下面および側面には、記載していないが、反射シートを設けてある。導光板６に入射した光は、導光板６内で全反射を繰り返しながら進行していく。導光板６の図中の下面には、光路を曲げて導光板６の図中上面から光を出射させるためのパターン処理が施してあり、パターン面で効率良く上方へ反射させた光を導光板６の全反射角度よりも大きい角度で導光板６の上面側の界面に当て、導光板６の上面から光を出射させ、図示していない液晶面を背方から照明する。
【０００９】
導光板６の上面には、黄色光を吸収するフィルム５が設けられている。この黄色光を吸収するフィルム５には、例えば、富士写真フィルム（株）製の色補正フィルタＣＣ５Ｍ，ＣＣ１０Ｍ等を使用することができる。フィルム５の上面には、従来同様に光の配光を制御する光学シート３、４が配設されている。そして、これらをフロントフレーム１、バックフレーム２で固定し、液晶用バックライトを形成している。また、ＬＥＤの放熱のために、必要に応じて放熱板を設ける。尚、本実施の形態は従来品と比べてフィルム５を設けていることを特徴とし、その他の構成は従来品と同様である。
【００１０】
図２は従来のバックライトの分光分布を示すグラフであり、図３はカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。図２のように、一般に白色ＬＥＤは青色発光ＬＥＤの４６０ｎｍをピークとした青色光と、５５０ｎｍをピークとした緑色から赤色にかけてブロードに発光する蛍光体の発光により白色光を実現している。このバックライト上にカラー液晶を乗せると、図３に示すようなＲＧＢ各色のカラーフィルタを透過して単色光を作り出し、各色に応じたセルの開口率を変化させることによりカラー表示する。カラー表示の色再現範囲は、図４の色度図に示すような各色カラーフィルタと液晶を透過した光の、それぞれの単色点を結んだ内部の範囲であり、これが狭いと色再現性が悪いという一指標になる。
【００１１】
図４に示したように、従来のバックライトの分光分布は５７０ｎｍ〜６００ｎｍ付近の黄色光の成分が多く、これが緑色のカラーフィルタと赤色のカラーフィルタとの両方に影響し、色再現範囲を狭くする原因となっていた。
【００１２】
本実施の形態のバックライトにおいて採用した黄色光を吸収するフィルム５の分光透過率を図５に示している。このフィルム５の最大吸収波長は５７０ｎｍ〜６００ｎｍである。図５に示す特性のフィルム５を挿入することで、バックライトの分光分布は図６に示すようになり、黄色光の成分が小さくなる。そのため、カラーフィルタと液晶を透過した後の光の色再現範囲は図４のようになり、従来例と比較して色再現範囲が広くなっている。単色点内の面積で比較するとそれは約２１％広がり、色再現性が向上する。
【００１３】
尚、上記実施の形態において、蛍光体を利用した白色ＬＥＤが発光する光から黄色光を吸収する手段として、黄色光を吸収するフィルム５に代えて、次の手段を採用することができる。
【００１４】
(i) ＬＥＤを基板に封止する樹脂として、黄色光のみを吸収する色素を混入したものを採用する。
【００１５】
(ii) 導光板６に黄色光のみを吸収する色素を混入したものを採用する。
【００１６】
(iii) バックライトの光出射面に対向する液晶ガラスに黄色光のみを吸収する色素を塗布したものを採用する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１つの実施の形態のバックライトの分解斜視図。
【図２】従来例のバックライトの分光分布を示すグラフ。
【図３】一般的な液晶ディスプレイのカラーフィルタの分光透過率を示すグラフ。
【図４】従来例と上記実施の形態のバックライトとを採用した液晶ディスプレイそれぞれの色再現範囲を示す色度図。
【図５】上記実施の形態のバックライトに採用した黄色光を吸収するフィルムの分光透過率を示すグラフ。
【図６】上記実施の形態のバックライトの分光分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１８】
１フロントフレーム
２バックフレーム
３、４光学シート
５黄色光を吸収するフィルム
６導光板
７放熱板
８ＬＥＤアレイ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源にＬＥＤを使用した液晶用バックライトにおいて、
青色発光ＬＥＤと、青色発光ＬＥＤの青色発光により励起されて緑から赤の波長領域にブロードに発光する蛍光体発光とを組み合わせた白色ＬＥＤと、
前記白色ＬＥＤの発光から、５６０ｎｍ〜６００ｎｍの黄色光に対して最大吸収波長特性を有するフィルムとを備えたことを特徴とする液晶用バックライト。

【図１】