專利名稱：背照光裝置及彩色液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及背照光裝置及用該背照光裝置的彩色液晶顯示裝置(LCD)。
本申請(qǐng)要求以日本國2004年5月11日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2004-141568號(hào)為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán)益，該申請(qǐng)通過參照被引入本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
提案實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置(LCD)、等離子顯示器(PDP)那樣的與CRT相比薄型化的電視接收機(jī)，以取代電視廣播開始以來長期使用的CRT(陰極射線管)，已經(jīng)實(shí)用化。特別是使用彩色液晶顯示板的彩色液晶顯示裝置，考慮到可能以低電耗驅(qū)動(dòng)和隨著大型彩色液晶顯示板的低價(jià)格化而加速普及的事實(shí)，是能期待今后更快發(fā)展的顯示裝置。
彩色液晶顯示裝置，主要使用從背面?zhèn)纫员痴展庋b置照明透過型的彩色液晶顯示板來顯示彩色圖像的背照光方式。作為背照光裝置的光源，多用發(fā)白光的熒光管的CCFL(冷陰極熒光燈)。
一般地，在透過型彩色液晶顯示裝置中，彩色液晶顯示板的每個(gè)像素具備使用由具有如圖1所示那樣光譜特性的藍(lán)色濾色片CFB0(450nm)、綠色濾色片CFG0(525nm)、紅色濾色片CFR0(615nm)構(gòu)成的3原色濾色片的濾色片。
與之相對(duì)，用作彩色液晶顯示裝置的背照光裝置光源的3波長段型的CCFL發(fā)出的白色光，呈現(xiàn)如圖1所示那樣的光譜，在各種波長段中含有不同強(qiáng)度的光。
因此，用這種3波長段發(fā)光型的CCFL作為光源的背照光裝置和具備上述那樣的濾色片的彩色液晶顯示板的組合再現(xiàn)的色，存在色純度非常低劣的問題。
圖3、圖4示出具備以上述的3波長段型的CCFL作為光源的背照光裝置的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍。圖3、圖4分別是國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定的XYZ表色系統(tǒng)的xy色度圖和u’v’色度圖。
如圖3、圖4所示，具備以CCFL作為光源的背照光裝置的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍A，比用作彩色電視廣播方式的NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會(huì))方式的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彩色再現(xiàn)范圍B來得狹窄，不能充分對(duì)應(yīng)現(xiàn)行電視廣播。
又，圖3、圖4中的C是國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定的彩色再現(xiàn)范圍。
另外，由于考慮到CCFL因在熒光管中封入水銀而對(duì)環(huán)境的惡劣影響，故尋求取代CCFL的光源作為今后背照光的光源。因此，發(fā)光二極管(LED)有望作為取代CCFL的光源。通過藍(lán)色發(fā)光二極管的開發(fā)，分別發(fā)出光的3原色、即紅色光、綠色光、藍(lán)色光的發(fā)光二極管已齊備。因而，以該發(fā)光二極管作為背照光裝置的光源，提高了通過彩色液晶顯示板的色光的色純度，可期待擴(kuò)大彩色再現(xiàn)范圍達(dá)到由NTSC方式規(guī)定的程度。
但是，使用以發(fā)光二極管作為光源的背照光裝置的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍，存在還未能充分滿足NTSC規(guī)定的彩色再現(xiàn)范圍的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述的問題而作，其技術(shù)課題為提供使背照光方式的液晶顯示裝置的寬色域化成為可能的背照光裝置及具備該背照光裝置的彩色液晶顯示裝置。
本發(fā)明的背照光裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)，是從背面?zhèn)扔冒咨鈱?duì)具備由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍(lán)色光的3原色濾色片組成的濾色片的透過型彩色液晶顯示板進(jìn)行照明的背照光裝置，其中具備由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpb為420nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的光源，以及對(duì)光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色作為白色光的混色部，調(diào)整紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管及藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光及藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
另外，本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)，是包括具有由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍(lán)色光的3原色濾色片組成的濾色片的透過型彩色液晶顯示板，以及從背面?zhèn)扔冒咨庹彰鞑噬壕э@示板的背照光裝置的彩色液晶顯示裝置，其中背照光裝置具備由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpb為420 nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的光源，以及對(duì)光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色作為上述白色光的混色部，背照光裝置調(diào)整紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管及藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光及藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
適用本發(fā)明的背照光裝置，對(duì)由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpb為420nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色，生成白色光。而且用該白色光從背面?zhèn)葘?duì)具有由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍(lán)色光的3原色濾色片構(gòu)成的濾色片進(jìn)行照明的透過型彩色液晶顯示板。
通過這樣，提高了成為光源的紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的色純度，使得被混色的白色光擴(kuò)大色域成為可能，使得可能達(dá)到NTSC比為100％以上的彩色再現(xiàn)范圍。
另外，紅色光的峰值波長λpr的范圍625nm≤λpr≤685nm的上限值，及藍(lán)色光的峰值波長λpb的范圍420nm≤λpb≤465nm的下限值，由于也考慮到相對(duì)光譜靈敏度，因此可能最佳地保持紅色發(fā)光二極管、藍(lán)色發(fā)光二極管的功率效率。
另外，白色光的色溫度調(diào)整紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管及藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光及藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
這樣一來，確保了充分的輝度，同時(shí)可能獲得白平衡使為所要的色溫度。
本發(fā)明的其他目的和通過本發(fā)明得到的優(yōu)點(diǎn)，將從以下參照


的實(shí)施形態(tài)中益加清楚。

圖1示出從來表示的彩色液晶顯示裝置具備的彩色液晶顯示板的濾色片的光譜特性圖。
圖2示出從來的彩色液晶顯示裝置具備的背照光裝置的光源(CCFL)的光譜圖。
圖3示出XYZ表色系統(tǒng)的xy色度圖中用CCFL作為背照光裝置的光源的從來的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍圖。
圖4示出u’v’色度圖中用CCFL作為背照光裝置的光源的從來的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍圖。
圖5為作為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)示出的彩色液晶顯示裝置的分解立體圖。
圖6示出彩色液晶顯示裝置具備的彩色液晶顯示板的濾色片的俯視圖。
圖7示出彩色液晶顯示裝置具備的彩色液晶顯示板的立體圖。
圖8示出驅(qū)動(dòng)彩色液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的方框電路圖。
圖9示出彩色液晶顯示裝置中，以所要的色溫度取得白平衡時(shí)的各發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的光譜圖。
圖10示出圖9所示的每個(gè)紅色光、綠色光、藍(lán)色光的各光譜的所要色溫度的半值寬度。
圖11示出彩色液晶顯示裝置具備的彩色液晶顯示板的濾色片的光譜特性圖。
圖12示出一般的相對(duì)光譜靈敏度圖。
圖13A示出在使紅色發(fā)光二極管的峰值波長段可變時(shí)濾色片的光譜特性和各發(fā)光二極管發(fā)出的光的光譜圖，圖13B示出NTSC比對(duì)波長的關(guān)系圖。
圖14A示出在使綠色發(fā)光二極管的峰值波長段可變時(shí)濾色片的光譜特性和各發(fā)光二極管發(fā)出的光的光譜圖，圖14B示出在使綠色發(fā)光二極管的峰值波長段可變時(shí)NTSC比對(duì)波長的關(guān)系圖。
圖15A示出在使藍(lán)色發(fā)光二極管的峰值波長段可變時(shí)濾色片的光譜特性和各發(fā)光二極管發(fā)出的光的光譜圖，圖15B示出在使藍(lán)色發(fā)光二極管的峰值波長段可變時(shí)NTSC比對(duì)波長的關(guān)系圖。
圖16示出在XYZ表色系統(tǒng)中的xy色度圖中，本發(fā)明中確定的最窄時(shí)的彩色再現(xiàn)范圍，而且描出根據(jù)芒塞爾·彩色格的比色圖表的圖。
圖17示出在u’v’色度圖中，本發(fā)明中確定的最窄時(shí)的彩色再現(xiàn)范圍，而且描出根據(jù)芒塞爾·彩色格的比色圖表的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明用的最佳形態(tài)。
本發(fā)明不限于以下的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)當(dāng)然可作任意變更。
本發(fā)明適用于例如圖5所示的背照光方式的彩色液晶顯示裝置100。
這種彩色液晶顯示裝置100由透過型彩色液晶顯示板10、以及設(shè)于該彩色液晶顯示板10的背面?zhèn)鹊谋痴展鈫卧?0構(gòu)成。該彩色液晶顯示裝置100，雖未圖示，但也可根據(jù)需要具備用接收地面波、衛(wèi)星波的模擬調(diào)諧器與數(shù)字調(diào)諧器的接收部，分別處理該接收部接收的視頻信號(hào)、聲音信號(hào)的視頻信號(hào)處理部，用輸出聲音信號(hào)處理部處理的聲音信號(hào)的揚(yáng)聲器的聲音輸出部等。
透過型彩色液晶顯示板10，使互相對(duì)相地配置由玻璃等構(gòu)成的透明基板、即TFT基板11與對(duì)向電極12，其間隙中具有例如封入扭轉(zhuǎn)向列型液晶(TN)構(gòu)成的液晶層13。TFT基板11上形成配置成矩陣形的信號(hào)線14、掃描線15、作為配置于該信號(hào)線14與掃描線15的交點(diǎn)上的開關(guān)元件的薄膜晶體管16、以及像素電極17。由掃描線15依次選擇薄膜晶體管16，同時(shí)將從信號(hào)線14供給的視頻信號(hào)寫入對(duì)應(yīng)的像素電極17。另一方面，在對(duì)向電極基板12的內(nèi)表面上，形成對(duì)向電極18和濾色片19。
下面，說明濾色片19。濾色片19分割成與各像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)部分。例如圖6所示，分割成3原色即紅色濾色片CFR、綠色濾色片CFG、藍(lán)色濾色片CFB的3個(gè)部分。濾色片的排列圖案，除圖6所示那樣的條形排列外，還有未圖示的三角形排列，正方形排列。
彩色液晶顯示裝置100中，用2片偏光板31、32夾著如上述構(gòu)成的透過型彩色液晶顯示板10，用背照光單元40從背面?zhèn)日丈浒咨獾臓顟B(tài)下，以有源矩陣方式驅(qū)動(dòng)，這樣一來，能顯示所要的全彩色圖像。
背照光單元40從背面?zhèn)日彰鞑噬壕э@示板10。如圖5所示，背照光單元40具備光源，并由光源出射的光經(jīng)混色后的白色光從光出射面20a面發(fā)光的背照光裝置20，依次層積于該背照光裝置20的光出射面20a上的擴(kuò)散板41、輝度上升膜42及擴(kuò)散板43所構(gòu)成。通過光擴(kuò)散板41、43使光出射面20a出射的白色光擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)面發(fā)光的輝度均勻化。另外，通過輝度上升膜42使光出射面20a出射的白色光沿出射面的法線方向增大，起到使面發(fā)光的輝度上升的作用。
圖7示出背照光裝置的概略構(gòu)成圖。如圖7所示，背照光裝置20用發(fā)紅光的紅色發(fā)光二極管21R、發(fā)綠光的綠色發(fā)光二極管21G、發(fā)藍(lán)光的藍(lán)色發(fā)光二極管21B作為光源。以下的說明中，在總稱紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B時(shí)，簡單稱作發(fā)光二極管21。
各發(fā)光二極管21如圖7所示，在基板22上以所要的順序排成一列，形成發(fā)光二極管單元21n(n為自然數(shù))。基板22上排列各發(fā)光二極管的順序是，例如圖7所示那樣，使綠色發(fā)光二極管21G等間隔地配置，在以等間隔配置的、相鄰的綠色發(fā)光二極管21G之間，交替配置紅色發(fā)光二極管21R、藍(lán)色發(fā)光二極管21B。
發(fā)光二極管單元21n，根據(jù)背照光單元40照明的彩色液晶顯示板10的尺寸，在背照光裝置20的殼體即背照光罩23內(nèi)配置多列。
對(duì)背照光罩23內(nèi)配置發(fā)光二極管單元21n的方法，如圖7所示，可將發(fā)光二極管單元21n的長度方向配置成水平方向，也可將發(fā)光二極管21n的長度方向配置成未圖示的垂直方向，也可將兩者組合。
配置發(fā)光二極管單元21n的長度方向?yàn)樗椒较蚧虼怪狈较虻姆椒ǎc用作從來的背照光裝置的光源的CCFL的配置方法相同，因此可利用積累的設(shè)計(jì)技巧，能降低成本和縮短制造前所需要的時(shí)間。
裝入背照光罩23內(nèi)的紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B所發(fā)出的光，在該背照光罩23內(nèi)被混色成白色光。這時(shí)，為使各發(fā)光二極管21出射的紅色光、綠色光、藍(lán)色光在背照光罩23內(nèi)一樣地混色，在各發(fā)光二極管21上配置透鏡、棱鏡或反射鏡，以便得到寬指向性的出射光。
由背照光裝置20混色并出射的白色光，經(jīng)上述的擴(kuò)散板41、輝度上升膜42、擴(kuò)散板43，從背面?zhèn)日彰鞑噬壕э@示板10。
彩色液晶顯示裝置100利用如圖8所示的驅(qū)動(dòng)電路200來驅(qū)動(dòng)。
該驅(qū)動(dòng)電路200具備供給彩色液晶顯示板10和背照光裝置20的驅(qū)動(dòng)電源的電源部110，驅(qū)動(dòng)彩色液晶顯示板10的X驅(qū)動(dòng)電路120和Y驅(qū)動(dòng)電路130；將外部供給的視頻信號(hào)，或由該彩色液晶顯示裝置100具備的未圖示的接收部接收、由視頻信號(hào)處理部處理過的視頻信號(hào)，通過輸入端子140供給的RGB過程處理部150；連接于該RGB過程處理部150的視頻存儲(chǔ)器160和控制部170；以及驅(qū)動(dòng)控制背照光單元40的背照光裝置20的背照光驅(qū)動(dòng)控制部180。
驅(qū)動(dòng)電路200中，通過輸入端子140輸入的視頻信號(hào)，由RGB過程處理部150進(jìn)行色飽和度處理等的信號(hào)處理，進(jìn)而由復(fù)合信號(hào)變換為適宜于彩色液晶顯示板10的驅(qū)動(dòng)的RGB分離信號(hào)，供給控制部170，同時(shí)經(jīng)視頻存儲(chǔ)器160供給X驅(qū)動(dòng)電路120。
控制部170，在根據(jù)RGB分離信號(hào)的規(guī)定時(shí)刻，控制X驅(qū)動(dòng)電路120和Y驅(qū)動(dòng)電路130，用通過視頻存儲(chǔ)器160供給x驅(qū)動(dòng)電路120的RGB分離信號(hào)驅(qū)動(dòng)彩色液晶顯示板10，這樣一來，顯示根據(jù)RGB分離信號(hào)的視頻圖像。
背照光驅(qū)動(dòng)控制部180根據(jù)電源110供給的電壓生成脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)背照光裝置20的光源即各發(fā)光二極管21。發(fā)光二極管的色溫度一般具有與工作電流有關(guān)的特性。因此，為得到所要的輝度并使忠實(shí)地彩色再現(xiàn)(使色溫度為一定)，有必要使用脈沖寬度調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管21，抑制色的變化。
用戶接口300用于選擇由上述的未圖示的接收部接收的調(diào)諧器，或調(diào)整由同樣未圖示的聲音輸出部輸出的聲音輸出量，或?qū)嵤﹣碜哉彰鞑噬壕э@示板10的背照光裝置20的白色光的輝度調(diào)節(jié)和白平衡調(diào)節(jié)等。
例如，用戶通過用戶接口300進(jìn)行輝度調(diào)節(jié)時(shí)，輝度控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路200的控制部170傳送到背照光驅(qū)動(dòng)控制部180。背照光驅(qū)動(dòng)控制部180根據(jù)該輝度控制信號(hào)，對(duì)每個(gè)紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B改變脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，驅(qū)動(dòng)控制紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B。
作為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)示出的彩色液晶顯示裝置100，使得背照光裝置20出射的白色光的白平衡符合色溫度10000±1000K(開爾文)。這樣，為了使背照光裝置20出射的白色光的色溫度為10000±1000K，不能使紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的紅色光、綠色光及藍(lán)色光的峰值波長的強(qiáng)度比為單純的1∶1∶1，而有必要變更到規(guī)定的比例。
圖9示出紅色光、綠色光、藍(lán)色光的峰值波長各為640nm、525nm、450nm時(shí)的、使白色光的色溫度為9000K、10000K、11000K的各波長光的光譜。從圖9可知，紅色光、綠色光、藍(lán)色光的峰值強(qiáng)度比約為0.9∶0.6∶1。
又在圖10中，對(duì)每種色溫度(9000K、10000K、11000K)用各波長光的半值寬度確定圖9所示的結(jié)果。即是說，在背照光裝置20的各發(fā)光二極管發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的峰值強(qiáng)度比為0.9∶0.6∶1時(shí)，白色光的色溫度為10000±1000K，這時(shí)的各波長光的半值寬度為21nm(紅色光)、34nm(綠色光)、27nm(藍(lán)色光)。
因此，通過調(diào)節(jié)背照光裝置20具有的紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B，使各自的半值寬度為21nm(紅色光)、34nm(綠色光)、27nm(藍(lán)色光)，能保持白色光的色溫度為上述的10000±1000K。
實(shí)際上，紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B出射的紅色光、綠色光、藍(lán)色光各自的光譜半值寬度會(huì)由于例如制造批量差異、設(shè)備等而存在若干偏離，因此是包含上述的值的20nm≤hwr≤25nm(紅色光)、30nm≤hwg≤40nm(綠色光)、25nm≤hwb≤30nm(藍(lán)色光)那樣的范圍。如果在該范圍內(nèi)，則能保持白色光的色溫度為上述的10000±1000K。想要增大背照光裝置20出射的白色光的輝度時(shí)，只要在該范圍內(nèi)選用半值寬度寬的各發(fā)光二極管21就可。
另外，為擴(kuò)大紅色光、綠色光、藍(lán)色光的半值寬度，有時(shí)也通過在后述的各發(fā)光二極管21的峰值波長范圍內(nèi)有意選用各不相同的峰值波長的發(fā)光二極管21來實(shí)現(xiàn)。用綠色發(fā)光二極管21G為例來進(jìn)行說明，在后述的綠色發(fā)光二極管21G的峰值波長范圍內(nèi)，通過有意選擇峰值波長λpg不同的多個(gè)綠色發(fā)光二極管21G用作光源，并將各自發(fā)出的綠色光進(jìn)行混色，總體上能擴(kuò)大作為全體的綠色光的半值寬度。在紅色光、藍(lán)色光中也一樣，通過有意選擇峰值波長各不相同的多個(gè)紅色發(fā)光二極管21R，峰值波長各不相同的多個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管21B，用作光源，總體上能擴(kuò)大半值寬度。
綠色發(fā)光二極管21G，由于后述的相對(duì)光譜靈敏度的關(guān)系，特別要求擴(kuò)大半值寬度，因此作為綠色發(fā)光二極管21G發(fā)出的綠色光的光譜半值寬度，能取用的范圍為上述那樣30nm≤hwg≤40nm(綠色光)，與紅色光、藍(lán)色光相比，寬5nm左右。
如此構(gòu)成的彩色液晶顯示裝置100中，彩色液晶顯示板10具備的濾色片19各自例如由有圖11所示那樣的光譜特性的紅色濾色片CFR(635nm)、綠色濾色片CFG(520nm)、藍(lán)色濾色片CFB(455nm)所構(gòu)成。括號(hào)內(nèi)的數(shù)值表示各濾色片的峰值透過波長。該濾色片19的紅色濾色片CFR(635nm)的透過波長段，比作為從來的技術(shù)如圖14所示的紅色濾色片CFR0(615nm)向長波長側(cè)偏移20nm左右，為提高色純度，并擴(kuò)大色域，盡可能不使綠色發(fā)光二極管21G發(fā)出的綠色光的波長段覆蓋該紅色濾色片CFR的透過波長段。
另外，紅色發(fā)光二極管21R發(fā)出的紅色光的波長段實(shí)質(zhì)上由該偏移的紅色濾色片CFR的透過波長段所決定，所以通過將紅色濾色片CFR的透過波長段向長波長側(cè)偏移，也能防止紅色光的波長段覆蓋綠色濾色片CFG的透過波長段。
雖未圖示，但將濾色片19的藍(lán)色濾色片CFB向短波長側(cè)偏移時(shí)也能得到相同的效果，提高色純度，擴(kuò)大色域。
用背照光裝置20照明具有這種濾色片19的彩色液晶顯示板10時(shí)，如不適當(dāng)選擇成為光源的紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B的波長段時(shí)，則如從來技術(shù)中說明過的CCFL那樣，色純度惡化，色域變窄。理想上，以綠色發(fā)光二極管21G發(fā)出的綠色光的峰值波長為中心，取紅色發(fā)光二極管21R發(fā)出的紅色光的峰值波長為盡可能長波長側(cè)，使得不透過綠色濾色片CFG，取藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的藍(lán)色光的峰值波長為盡可能短波長側(cè)，使不透過綠色濾色片CFG。
但是，人眼對(duì)光的靈敏度(光譜靈敏度)因波長而不同，如圖12所示，在555nm為峰值，隨著變到長波長側(cè)、短波長側(cè)而降低。圖12是將光譜靈敏度為峰值的555nm作為1的相對(duì)光譜靈敏度曲線。
因此，由于當(dāng)將紅色發(fā)光二極管21R發(fā)出的紅色光的峰值波長、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的藍(lán)色光的峰值波長各自向長波長側(cè)、短波長側(cè)過分偏移時(shí)，光譜靈敏度就下降，所以為提高光譜靈敏度就需要非常高的功率。
因此，通過將紅色發(fā)光二極管21R發(fā)出的紅色光的峰值波長、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的藍(lán)色光的峰值波長各自向長波長側(cè)、短波長側(cè)偏移到不降低功率效率的程度，提高色純度，擴(kuò)大色域是可能的。
以下，使背照光裝置20的光源即紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B的峰值波長分別偏移，即改變波長段，決定為避免上述的功率效率降低同時(shí)提高色純度，擴(kuò)大色域的白色光的最佳峰值波長段。
具體地說，事先固定2個(gè)發(fā)光二極管的峰值波長，準(zhǔn)備幾個(gè)峰值波長不一樣的另一個(gè)發(fā)光二極管，一邊更換一邊測(cè)量這時(shí)的NTSC比，將NTSC比超過100％時(shí)的波長段定為紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)光的最佳峰值波長段。這時(shí)，紅色光的峰值波長、藍(lán)色光的峰值波長定為不使由上述的光譜靈敏度決定的功率效率下降的范圍內(nèi)。
{紅色發(fā)光二極管21R}首先，固定藍(lán)色發(fā)光二極管21B、綠色發(fā)光二極管21G的峰值波長，用不同峰值波長的紅色發(fā)光二極管21R，測(cè)定NTSC比，求出紅色發(fā)光二極管21R的最佳峰值波長段。
圖13A為示出圖11中也曾示出過的濾色片19的光譜特性和紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的波長光譜圖。紅色發(fā)光二極管21R準(zhǔn)備10個(gè)峰值波長為(600+10N)nm的紅色發(fā)光二極管21RN(N＝0，1，2，…，7，8，9)。
圖13B是測(cè)定用峰值波長(600+10N)nm的紅色發(fā)光二極管21RN時(shí)的NTSC比的結(jié)果。如圖9(b)所示，紅色發(fā)光二極管21RN的峰值波長λpr在625nm≤λpr≤685nm以下時(shí)，NTSC比為100％以上。
因此，紅色發(fā)光二極管21R的最佳峰值波長段是625nm≤λpr≤685nm。
{綠色發(fā)光二極管21G}其次，固定紅色發(fā)光二極管21R、藍(lán)色發(fā)光二極管21B的峰值波長，用不同峰值波長的綠色發(fā)光二極管21G，測(cè)定NTSC比，求出綠色發(fā)光二極管21G的最佳峰值波長段。
圖14A為示出圖11中也曾示出過的濾色片19的光譜特性和紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的波長光譜圖。綠色發(fā)光二極管21G準(zhǔn)備7個(gè)峰值波長為(495+10N)nm的綠色發(fā)光二極管21GN(N＝0，1，2，4，5，6)。
圖14B是測(cè)定用峰值波長(495+10N)nm的綠色發(fā)光二極管21GN時(shí)的NTSC比的結(jié)果。如圖10(b)所示，綠色發(fā)光二極管21GN的峰值波長λpg在505nm≤λpg≤540nm以下時(shí)，NTSC比為100％以上。
因此，綠色發(fā)光二極管21G的最佳峰值波長段是505nm≤λpg≤540nm。
{藍(lán)色發(fā)光二極管21B}接著，固定紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G的峰值波長，用不同峰值波長的藍(lán)色發(fā)光二極管21B，測(cè)定NTSC比，求出藍(lán)色發(fā)光二極管21B的最佳峰值波長段。
圖15A為示出圖11中也曾示出過的濾色片19的光譜特性和紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B發(fā)出的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的波長光譜圖。藍(lán)色發(fā)光二極管21B準(zhǔn)備8個(gè)峰值波長為(410+10N)nm的藍(lán)色發(fā)光二極管21BN(N＝0，1，2，…，5，6，7)。
圖15B是測(cè)定用峰值波長(410+10N)nm的藍(lán)色發(fā)光二極管21BN時(shí)的NTSC比的結(jié)果。如圖11(b)所示，藍(lán)色發(fā)光二極管21BN的峰值波長λpb在420 nm≤λpb≤465nm以下時(shí)，NTSC比為100％以上。
因此，藍(lán)色發(fā)光二極管21B的最佳峰值波長段是420nm≤λpb≤465nm。
這樣，通過將紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B出射的紅色光、綠色光、藍(lán)色光的峰值波長分別定在上述的范圍內(nèi)，能提高背照光裝置20出射的白色光的色純度，與用作從來技術(shù)的CCFL為光源的情況相比，擴(kuò)大了色域。因此，可充分?jǐn)U大彩色液晶顯示裝置100的彩色再現(xiàn)范圍。
這里，用按照美國畫家芒塞爾(A.H.Munsell 1858～1918)研究的色顯示體系即蘆塞爾表色系統(tǒng)的、稱為芒塞爾彩色格的768色彩色圖表，驗(yàn)證紅色發(fā)光二極管21R、綠色發(fā)光二極管21G、藍(lán)色發(fā)光二極管21B出射的紅色光、綠色光、藍(lán)色光為上述的峰值波長范圍內(nèi)時(shí)的彩色再現(xiàn)范圍。
芒塞爾彩色格是以最高純度色料的色作為比色圖表作成16灰階48色調(diào)(16×48)的彩色圖表。芒塞爾彩色格是根據(jù)色的3屬性即色調(diào)·亮度·純度，排列色素使與3維坐標(biāo)軸內(nèi)的一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表示體系。
圖16、圖17分別是國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定的XYZ表色系統(tǒng)的xy色度圖、u’v’色度圖，各自示出具有以上述的各發(fā)光二極管21作為光源的背照光裝置20的彩色液晶顯示裝置100的彩色再現(xiàn)范圍，并用“□”在色度圖中描出上述的彩色圖表。圖16、圖17示出的彩色液晶顯示裝置100的彩色再現(xiàn)范圍，根據(jù)上述的各發(fā)光二極管的峰值波長范圍，具體地說，紅色發(fā)光二極管21R為625nm≤λpr≤685nm以下，綠色發(fā)光二極管21G為505nm≤λpg≤540nm、藍(lán)色發(fā)光二極管21B為420 nm≤λpb≤465nm的范圍，在色度圖內(nèi)以三角形表示彩色再現(xiàn)范圍為最窄的情況。
芒塞爾彩色格可以認(rèn)為是模仿實(shí)際存在的物體的色域的色立體(將表示物體的色的三個(gè)要素(色調(diào)·純度·亮度)看作三維空間的坐標(biāo)，將色表示為該空間中的點(diǎn)的立體)的外殼的彩色圖表。因此，驗(yàn)證包含該彩色圖表的值有多大，在評(píng)價(jià)像彩色液晶顯示裝置100那樣的彩色顯示器的彩色再現(xiàn)范圍方面，非常重要。
如圖16、圖17所示，達(dá)到上述的NTSC100％以上的、各發(fā)光二極管21的峰值波長范圍，即使是在該峰值波長范圍中彩色再現(xiàn)范圍為最窄時(shí)，也能實(shí)質(zhì)上包含作為芒塞爾彩色格定義的彩色圖表，因此，彩色液晶顯示裝置100能再現(xiàn)視覺上優(yōu)良的鮮明色彩。
又，圖16、圖17中，D表示國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定的彩色再現(xiàn)范圍，E表示本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置的彩色再現(xiàn)范圍。
本發(fā)明不限于參照

過的上述實(shí)施例，不脫離所附的權(quán)利要求的范圍及其主旨的情況下，對(duì)業(yè)內(nèi)人士而言，顯然可進(jìn)行各種變更、置換及其等效的實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種背照光裝置，從背面?zhèn)扔冒咨鈱?duì)具備由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍(lán)色光的3原色濾色片組成的濾色片的透過型彩色液晶顯示板進(jìn)行照明，其特征在于，具備由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpb為420nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的光源，以及對(duì)所述光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色作為所述白色光的混色部，調(diào)整所述紅色發(fā)光二極管、所述綠色發(fā)光二極管及所述藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的所述紅色光、所述綠色光及所述藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得所述紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，所述綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，所述藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
2.如權(quán)利要求1所述的背照光裝置，其特征在于，調(diào)整所述紅色發(fā)光二極管、所述綠色發(fā)光二極管、以及所述藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的所述紅色光、所述綠色光、以及所述藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得所述白色光的色溫度為10000±1000K(開爾文)。
3.如權(quán)利要求1所述的背照光裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述紅色發(fā)光二極管，峰值波長λpr滿足625nm≤λpr≤685nm，而且使用峰值波長λpr不同的多個(gè)紅色發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的背照光裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述綠色發(fā)光二極管，峰值波長λpg滿足505nm≤λpg≤540nm，而且使用峰值波長λpg不同的多個(gè)綠色發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的背照光裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述藍(lán)色發(fā)光二極管，峰值波長λpb滿足420nm≤λpb≤465nm，而且使用峰值波長λpb不同的多個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管。
6.一種彩色液晶顯示裝置，包括具有由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍(lán)色光的3原色濾色片組成的濾色片的透過型彩色液晶顯示板，以及從背面?zhèn)扔冒咨鈱?duì)所述彩色液晶顯示板進(jìn)行照明的背照光裝置，其特征在于，所述背照光裝置具備由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管；發(fā)光峰值波長λpb為420nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的光源，以及對(duì)所述光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色作為所述白色光的混色部，調(diào)整所述紅色發(fā)光二極管、所述綠色發(fā)光二極管及所述藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的所述紅色光、所述綠色光及所述藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得所述紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，所述綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，所述藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
7.如權(quán)利要求6所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于，調(diào)整所述紅色發(fā)光二極管、所述綠色發(fā)光二極管、以及所述藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)出的所述紅色光、所述綠色光、以及所述藍(lán)色光的發(fā)光強(qiáng)度，使得所述白色光的色溫度為10000±1000K(開爾文)。
8.如權(quán)利要求6所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述紅色發(fā)光二極管，峰值波長λpr滿足625nm≤λpr≤685nm，而且使用峰值波長λpr不同的多個(gè)紅色發(fā)光二極管。
9.如權(quán)利要求6所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述綠色發(fā)光二極管，峰值波長λpg滿足505nm≤λpg≤540nm，而且使用峰值波長λpg不同的多個(gè)綠色發(fā)光二極管。
10. 如權(quán)利要求6所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于，作為使用于所述光源的所述藍(lán)色發(fā)光二極管，峰值波長λpb滿足420nm≤λpb≤465nm，而且使用峰值波長λpb不同的多個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于彩色液晶顯示裝置的背照光裝置，具備由發(fā)光峰值波長λpr為625nm≤λpr≤685nm、即紅色光的紅色發(fā)光二極管(21R)；發(fā)光峰值波長λpg為505nm≤λpg≤540nm、即綠色光的綠色發(fā)光二極管(21G)；發(fā)光峰值波長λpb為420nm≤λpb≤465nm、即藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光二極管(21B)構(gòu)成的光源，以及對(duì)光源發(fā)出的紅色光、綠色光、及藍(lán)色光進(jìn)行混色作為白色光的背照光罩(23)，通過調(diào)整發(fā)光強(qiáng)度，能實(shí)現(xiàn)紅色光的光譜半值寬度hwr為20nm≤hwr≤25nm，綠色光的光譜半值寬度hwg為30nm≤hwg≤40nm，藍(lán)色光的光譜半值寬度hwb為25nm≤hwb≤30nm。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1954250SQ20058001524
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者松本達(dá)彥, 柿沼孝一郎, 中枝武弘, 芳賀秀一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社