JP2009036964A

JP2009036964A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2009036964A
Application number: JP2007200635A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Takagi; 利晃高木; Takeshi Itoi; 健糸井
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】疑似白色ＬＥＤを用いた液晶表示装置の白表示の色度座標を変えずに、白表示の明度を高くした液晶表示装置を提供する。
【解決手段】黄色発光の主波長が５３０〜５５０ｎｍで発光強度が３５〜５０、５００ｎｍ〜５５０ｎｍの発光強度が１５〜４５の疑似白色ＬＥＤと、赤色画素の透過主波長が６００ｎｍ以上にあり、波長６１０ｎｍの透過率が８０％以上、波長５１０ｎｍの透過率が３％以下、緑色画素の透過主波長が５１０〜５４０ｎｍ、その透過率が８０％以上、波長４４０ｎｍの透過率が３％以下、波長６５０ｎｍの透過率が３％以下、青色画素の透過主波長が４４０〜４７０ｎｍ、その透過率が６５％以上、波長６００ｎｍの透過率が３％以下の色再現カラーフィルタを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に、光源として疑似白色ＬＥＤを用い、白色点を変えずに明度を高くした液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような透過型の液晶表示装置においては、その後方に設けられたバックライトからの白色光はカラーフィルタの着色画素を透過して色光となり、観視される液晶表示装置の前方外部へ射出されるようになっている。この着色画素の細分化が十分になされていれば、目の分解能を超えるため赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各々の色として認識されず、混合した色として認識される。
所謂、並置加法混色によってカラー表示を行っている。

近年、青色発光のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）の輝度が大幅に改善され、液晶表示装置のバックライトの光源として広く用いられている３波長域発光型蛍光ランプ（三波長管）に代わり、演色性に優れ彩度が高いＬＥＤが液晶表示装置のバックライトの光源として使用され始めた。
また、ＬＥＤは消費電力が少なく、寿命が長いといった長所を有していおり、例えば、携帯電話用液晶表示装置のバックライトの光源として、青色発光のＬＥＤと黄色発光の蛍光体とを組み合わせた疑似白色ＬＥＤが実用されている。

この疑似白色ＬＥＤを構成する青色ＬＥＤの材料としては、主にＩｎＧａＮが用いられ、また黄色蛍光体の材料としては、ＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）が用いられている。
この疑似白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤに黄色蛍光体を塗布し、青色光で黄色蛍光体を励起させ黄色と青色の混色により白色になるようにしている。

図１は、液晶表示装置のバックライトの光源として実用されている疑似白色ＬＥＤの一例の発光スペクトルを示したものである。
図１に示すように、この疑似白色ＬＥＤは、波長４６０ｎｍ近辺に青色発光の主波長を有し、波長５７０ｎｍ近辺に黄色発光の主波長を有し、この混色により白色が得られる。
この疑似白色ＬＥＤ（Ｌ−１）の色度座標はＷｘ＝０．２８１、Ｗｙ＝０．２８４であり、色温度は１０２００Ｋ程度である。

また、図２は、液晶表示装置用カラーフィルタとして広く用いられている顔料分散型カラーフィルタの一例の分光透過率を示したものである。
図２に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタを構成する赤色画素は、波長５８５ｎｍにおいて透過率５０程度、緑色画素は、波長６００ｎｍにおいて透過率１８％程度、且つ波長５００ｎｍにおいて透過率７６％程度、また、青色画素は、波長５３０ｎｍにおいて透過率２０％程度のものである。

図１に示す疑似白色ＬＥＤ（Ｌ−１）をバックライトの光源とし、図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の色度座標及び白表示時の明度は、液晶表示装置として優れた表示品質のものである。

しかし、携帯電話用の液晶表示装置としては、更に明るい液晶表示装置が要望されてい
る。この要望は液晶表示装置の明るさ、すなわち、白表示の明度（Ｙ値）を高いものにする際に、白表示の色度座標（白色点）を変えずに明度（Ｙ値）を高く、例えば、１０％程度を高くするといった要望である。
この要望を適えるために、例えば、前記一例として示す疑似白色ＬＥＤ（Ｌ−１）の発光スペクトルとは異なる発光スペクトルを有する、既存の疑似白色ＬＥＤを用いることが容易に考えられる。或いは、青色の強度に対しＹＡＧ蛍光体からの黄色の発光強度を高くした疑似白色ＬＥＤを用いることが容易に考えられる。

確かに、これらの方法によれば、白表示の明度（Ｙ値）を高くしたものが得られるが、白表示の色度座標（白色点）が変動してしまい、要望を適えるのは困難である。
特開２００４−７８１０２号公報特開２００４−８５５９２号公報

本発明は、上記要望に鑑みてなされたものであり、バックライトの光源として疑似白色ＬＥＤを用い、色再現のカラーフィルタとして顔料分散型カラーフィルタを用いた際に、液晶表示装置の白表示の色度座標（白色点）を変えずに、且つ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色度座標の変動を微小に抑え、白表示の明度（Ｙ値）を高くした液晶表示装置を提供することを課題とするものである。

本発明は、１）青色発光のＬＥＤと黄色発光の蛍光体で構成される疑似白色ＬＥＤであって、ａ）前記青色発光の主波長が４６０ｎｍ近辺であり、ｂ）黄色発光の主波長が５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲にあり、その発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して３５〜５０であり、且つ黄色発光の波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲における発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して１５〜４５である疑似白色ＬＥＤと、
２）三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素で構成される色再現カラーフィルタであって、
ａ）赤色画素の透過主波長が６００ｎｍ以上にあり、また、波長６１０ｎｍにおける透過率が８０％以上、且つ波長５１０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｂ）緑色画素の透過主波長が５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が８０％以上であり、また、波長４４０ｎｍにおける透過率が３％以下、且つ波長６５０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｃ）青色画素の透過主波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が６５％以上であり、また、波長６００ｎｍにおける透過率が３％以下である色再現カラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。

本発明は、１）青色発光のＬＥＤと黄色発光の蛍光体で構成される疑似白色ＬＥＤであって、ａ）前記青色発光の主波長が４６０ｎｍ近辺であり、ｂ）黄色発光の主波長が５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲にあり、その発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して３５〜５０であり、且つ黄色発光の波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲における発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して１５〜４５である疑似白色ＬＥＤと、
２）三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素で構成される色再現カラーフィルタであって、
ａ）赤色画素の透過主波長が６００ｎｍ以上にあり、また、波長６１０ｎｍにおける透過率が８０％以上、且つ波長５１０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｂ）緑色画素の透過主波長が５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が８０％以上であり、また、波長４４０ｎｍにおける透過率が３％以下、且つ波長６５０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｃ）青色画素の透過主波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が６５％以上であり、また、波長６００ｎｍにおける透過率が３％以下である色再現カラーフィルタを具備する液晶表示装置であるので、
液晶表示装置の白表示の色度座標（白色点）を変えずに、且つ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色度座標の変動を微小に抑え、白表示の明度（Ｙ値）を高くした液晶表示装置となる。

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者は、疑似白色ＬＥＤの発光スペクトルと、色再現カラーフィルタの分光透過率を精査した結果、前記「課題を解決するための手段」に記載する疑似白色ＬＥＤと色再現カラーフィルタの組み合わせにおいて、液晶表示装置の白表示の色度座標（白色点）を変えずに、且つ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色度座標の変動を微小に抑え、白表示の明度（Ｙ値）を高くした液晶表示装置が得られることを見出し、本発明をなすに至った。

図３は、本発明における疑似白色ＬＥＤの一実施例の発光スペクトルを示したものである。図３に示すように、この疑似白色ＬＥＤは、波長４６０ｎｍ近辺に青色発光の主波長を有している。黄色発光の主波長は５５０ｎｍ近辺にあり、その発光強度は上記青色発光の主波長での発光強度１００に対して４３程度である。また、黄色発光の波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲における発光強度は上記青色発光の主波長での発光強度１００に対して１７〜４３程度である。
この疑似白色ＬＥＤ（Ｌ−２）の色度座標はＷｘ＝０．２７２、Ｗｙ＝０．２７９であり、色温度は１１８００Ｋ程度である。

図２は、前記のように、液晶表示装置用カラーフィルタとして広く用いられている顔料分散型カラーフィルタの一例の分光透過率であるが、同時に、本発明における色再現カラーフィルタの一実施例ともなりうるカラーフィルタの分光透過率である。

図２に示すように、この色再現カラーフィルタは、
ａ）赤色画素の透過主波長は６３５ｎｍ近辺にあり、また、波長６１０ｎｍにおける透過率は８５％程度、且つ波長５１０ｎｍにおける透過率は０％以下である。
また、ｂ）緑色画素の透過主波長は５３５ｎｍ近辺にあり、その透過主波長での透過率は８３％程度であり、また、波長４４０ｎｍにおける透過率は０％、且つ波長６５０ｎｍにおける透過率は０％である。
また、ｃ）青色画素の透過主波長は４５０ｎｍ近辺にあり、その透過主波長での透過率が８５％程度であり、また、波長６００ｎｍにおける透過率が０％である。

図３に示す疑似白色ＬＥＤ（Ｌ−２）をバックライトの光源とし、図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能は、液晶表示装置の白表示の色度座標（白色点）を変えずに、且つ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色度座標の変動を微小に抑え、白表示の明度（Ｙ値）を高くした液晶表示装置として優れた表示品質のものである。

上記のように、本発明における色再現のカラーフィルタとしては、図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）は好適なものであるが、図２に示す分光透過率を有す
るカラーフィルタに限定されるものではない。

液晶表示装置のバックライトの光源として実用されている疑似白色ＬＥＤの一例の発光スペクトルを示したものである。顔料分散型カラーフィルタの一例の分光透過率を示したものである。本発明における疑似白色ＬＥＤの一実施例の発光スペクトルを示したものである。

符号の説明

Ｒ・・・赤色画素の分光透過率
Ｇ・・・緑色画素の分光透過率
Ｂ・・・青色画素の分光透過率

Claims

１）青色発光のＬＥＤと黄色発光の蛍光体で構成される疑似白色ＬＥＤであって、ａ）前記青色発光の主波長が４６０ｎｍ近辺であり、ｂ）黄色発光の主波長が５３０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲にあり、その発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して３５〜５０であり、且つ黄色発光の波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲における発光強度が前記青色発光の主波長での発光強度１００に対して１５〜４５である疑似白色ＬＥＤと、
２）三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素で構成される色再現カラーフィルタであって、
ａ）赤色画素の透過主波長が６００ｎｍ以上にあり、また、波長６１０ｎｍにおける透過率が８０％以上、且つ波長５１０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｂ）緑色画素の透過主波長が５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が８０％以上であり、また、波長４４０ｎｍにおける透過率が３％以下、且つ波長６５０ｎｍにおける透過率が３％以下であり、
ｃ）青色画素の透過主波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にあり、その透過主波長での透過率が６５％以上であり、また、波長６００ｎｍにおける透過率が３％以下である色再現カラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。