JP2004245996A - 色補正フィルタ及びバックライトユニット、並びに液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成された白色LEDを用いた液晶表示装置に適用される色補正フィルタで、波長600nmにおける光学濃度(OD600 )と波長450nmにおける光学濃度(OD450 )が、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすこと。
【選択図】図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、色補正フィルタに関するものであり、特に、青色発光のLEDと黄1発光の蛍光体で構成される白色LEDの白色光の色度の補正をする色補正フィルタ、及びバックライトユニット、液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノートPCや、カラーTVなどに用いられている直視型の液晶表示装置のバックライトユニットには、直管蛍光ランプや平面蛍光ランプが広く採用されている。近年、青色発光のLED(Light Emitting Diode)の輝度が大幅に改善され、蛍光体の発光に代わり、色再現域が広く彩度が高いLEDがバックライトユニットの光源として使用され始めた。
例えば、携帯電話用液晶表示装置のバックライトユニットの光源として、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体とを組み合わせたタイプの白色LEDが実用されている。
この白色LEDを構成する青色LEDの材料としては、主にGaNが用いられ、また黄色蛍光体の材料としては、YAG(Ittrium AluminumGarnet)が用いられている。
【0003】
しかしながら、材料に化合物半導体を用いたLEDの場合には、製造工程上の結晶成長において、その組成に微妙なずれが生じ、同じバルクの中でも組成分布にバラツキが生じることが多い。例えば、製造されたLED素子の発光強度には10%以上のバラツキがあることが知られている。
【0004】
また、白色LEDを得るには、エポキシ樹脂のような透明樹脂に、例えば、YAGのような黄色蛍光体を分散した蛍光体含有樹脂でLED素子をモールド成形し、LEDの紫外領域の発光を有効に黄色に変換し、青色との混色により白色になるようにしている。
この場合、得られる白色LEDの発光強度分布が所望する白色になるように設計するものの、各LEDの発光強度のバラツキや成形体のバラツキなどにより、LEDの青色発光と蛍光体の黄色発光のバランスがくずれ、黄色味になるものと青色味になるものが製造されてしまう。その色味のずれの範囲は白色といえる範囲を越えたものとなる。
【0005】
一般に表示装置のバックライトの白色は、黄色味よりも青色味の方が好まれ、黄色味にずれた白色LEDは不良品となってしまうといった問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成される白色LEDの製造において発生する、上記黄色味にずれた白色LEDの白色の色度を補正し、好ましい白色とする色補正フィルタを提供することを課題とする。
また、上記色補正フィルタを設けたバックライトユニット、並びに液晶表示装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成された白色LEDを用いた液晶表示装置に適用される色補正フィルタであって、波長600nmにおける光学濃度(OD600 )と波長450nmにおける光学濃度(OD450 )が、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすことを特徴とする色補正フィルタである。
【0008】
また、本発明は、上記発明による色補正フィルタにおいて、前記色補正フィルタが、銅フタロシアニン顔料及び/又はオキサジンバイオレット顔料を含有することを特徴とする色補正フィルタである。
【0009】
また、本発明は、上記発明による色補正フィルタにおいて、前記色補正フィルタが、導光板、拡散板、プリズムシート、導光板、その他の光学フィルムのいずれか自体を着色してなることを特徴とする色補正フィルタである。
【0010】
また、本発明は、上記発明による色補正フィルタにおいて、前記色補正フィルタが、粘着剤又は接着剤を着色してなることを特徴とする色補正フィルタである。
【0011】
また、本発明は、上記発明による色補正フィルタを設けたことを特徴とするバックライトユニットである。
【0012】
また、本発明は、上記発明による色補正フィルタを設けたことを特徴とする液晶表示装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、白色LEDの発光強度分布の一例を示す説明図である。図1に示すように、この白色LEDは、波長470nm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。
また、図2は、本発明による色補正フィルタの一例を示す説明図である。図2に示すように、この色補正フィルタは、波長450nmでの透過率が99.5%、波長600nmでの透過率が97%程度のものである。
【0014】
すなわち、光学濃度(OD450 )=0.00174、光学濃度(OD600 )=0.0101、OD600 /OD450 ≒5.8程度であり、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすものである。
例えば、図1に示す白色LEDの青色発光の強度が製造時のバラツキにより低下し、その白色が黄色味にずれた際に、図2に示す色補正フィルタを用いて白色の色度を好ましいものに補正する。
【0015】
図3は、製造された白色LEDの青色発光と黄色発光のバランスがくずれ、白色の色味にずれが生じた状態をCIE色度図上で示す説明図である。図3は、CIE色度図の白領域を拡大したものである。
製造された白色LEDの色味のずれは、概ね、A点(0.28、0.30)、B点(0.30、0.28)、C点(0.33、0.32)、D点(0.33、0.36)で示す色度座標内のものとなる。
このA点、B点、C点、D点で囲まれた色度座標内で、実線矢印で示すように、x、y共に大きな方向に位置する色度点を有する白色が、黄色味にずれたものである。また、点線矢印で示すように、x、y共に小さな方向に位置する色度点を有する白色が、青色味にずれたものである。
【0016】
本発明における白色がずれた黄色味とは、斜線で示すように、A点、B点、C点、D点で囲まれた色度座標内で、y=−4.625x+1.747より上方の領域(E点、C点、D点、F点)内に色度点を有する白色の黄色味を指している。
本発明による色補正フィルタは、製造された白色LEDの色味のずれの内、y>−4.625x+1.747に位置する色度点を有する白色を、y<−4.625x+1.747に位置する色度点を有する白色に変換するためのものである。本発明による色補正フィルタを用いることによって、黄色味にずれた白色LEDの白色を補正し、好ましい白色とすることができる。
【0017】
本発明による色補正フィルタの製造に用いる色素としては、青色顔料では、C.I.No15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64などが、また、紫顔料では、C.I.No19、23、29、30、37、40、50などが好ましい。
【0018】
また、本発明による色補正フィルタは、波長600nnにおける光学濃度(OD600 )と波長450nnにおける光学濃度(OD450 )が、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすことを特徴とするものである。
すなわち、この比が2.4以下であると補正効果が不足し、好ましい白色に変換することができない。
【0019】
また、近年の液晶表示装置においては、表示特性を向上させるために、プリズムシートや輝度向上フィルムを採用している場合が多い。この場合、光源の光はレサイクルを行うことになる。
色補正フィルタが、プリズムシートや輝度向上フィルムと導光板の間に存在する場合には、実質、光は一回以上色補正フィルタを通過することになり、補正効果は一回のみ通過する場合に比較して大きくなってしまう。この場合においても、少なくともOD600 /OD450 ≧2.4であることが、補正効果を示す条件となる。
【0020】
色補正フィルタが上記条件を満たすことによって、前記A点、B点、C点、D点で囲まれた色度座標内で、y>−4.625x+1.747にずれた、すなわち、E点、C点、D点、F点の領域内にずれた白色の黄色味を、y<−4.625x+1.747の好ましい白色に効果的に変換することができる。
【0021】
図4は、本発明による色補正フィルタを設けたバックライトユニットの一例を示した断面図である。図4は、バックライトユニット(20)が液晶表示装置(10)のバックライトとして用いられた状態を示している。
図4に示すように、このバックライトユニット(20)は、白色LED(21)、反射シート(22)、導光板(23)、色補正フィルタ(24)、拡散板(25)、プリズムシート(26)で構成されており、導光板(23)面に本発明による色補正フィルタ(24)が形成されたものである。
【0022】
このように、バックライトユニット(20)に色補正フィルタ(24)を用いることにより、白色が黄色味にずれた白色LEDを光源として採用しても、好ましい色度を有する白色のバックライトユニット(20)とすることができる。
図4に示す例は、導光板(23)面に本発明による色補正フィルタ(24)が形成された例であるが、この例以外にも、図4において、白色LED(21)の導光板(23)側の面、拡散板(25)面、プリズムシート(26)面、或いは偏光板(12)面、偏光板(13)面に形成されたものでもよい。
【0023】
また、本発明による色補正フィルタは、導光板、拡散板、プリズムシート、導光板、その他の光学フィルムのいずれか自体を着色してなることを特徴とするものである。すなわち、図4に示す例は、導光板(23)面に本発明による色補正フィルタ(24)が形成された例であるが、例えば、導光板を着色し、導光板自体に色補正フィルタの機能を持たせたものでもよい。
【0024】
また、本発明による色補正フィルタは、粘着剤又は接着剤を着色してなることを特徴とするものである。
図4において、粘着剤又は接着剤を用いた際に、粘着剤又は接着剤を着色し、粘着剤又は接着剤自体に色補正フィルタの機能を持たせ、導光板(23)、拡散板(25)、プリズムシート(26)の相互間に、色補正フィルタの機能を持たせた粘着剤又は接着剤を設けたものでもよい。
或いは、液晶パネル(11)と、偏光板(12)及び偏光板(13)間に、色補正フィルタの機能を持たせた粘着剤又は接着剤を設けたものでもよい。
【0025】
また、本発明による色補正フィルタは、上記のように、直視型の液晶表示装置に用いるバックライトユニットの光源として、白色LEDを採用した際の、白色LEDの色補正に適用されるのみでなく、例えば、多原色のLEDを用いた時分割法による直視型の液晶表示装置に用いるバックライトユニットの光源に対しても適用できるものである。
この多原色の方式は、LEDのもつ高速応答性を利用し、LEDを時分割法におけるバックライトの光源として使用するものである。
【0026】
例えば、バックライトの光源は、発光スペクトルの異なる2種類の第一白色光源、第二白色光源からなり、第一白色光源は、狭帯域の発光スペクトルをもつ第一赤LED、第一緑LED、第一青LEDで構成され、また、第二白色光源は、第一赤LED、第一緑LED、第一青LEDとは各々異なったピーク波長をもつ第二赤LED、第二緑LED、第二青LEDで構成されている。
発光スペクトルが狭帯域なLEDを用い、時分割法によって6原色とすることによって、三原色における解像度を落とすことなく、また、光の利用効率を低下させることなく、色再現域を広く、特に、彩度を高くすることができる方式である。
しかし、光源として多原色のLEDを用いたがために、多原色の発光強度のバランスにくずれが発生した際など、本発明による色補正フィルタを用いることにより好ましい色度を有する白色に補正することが可能である。
【0027】
【実施例】
以下に、実施例により詳細に説明する。
<実施例1>
富士フィルムアーチ(株)製のカラーモザイクCB−2000(青色)20gに対して、東亜合成化学(株)製のアクリルモノマーM400を780g混合し、ロールコーターで50μm厚のPETフィルム上に乾燥膜厚で2μm塗布し、熱風乾燥のあと、電子ビーム照射により硬化を行った。
得られた色補正フィルタを日立(株)製分光光度計で測定したところ、波長450nmでの透過率が99.8%、すなわち光学濃度(OD450 )=0.00174、波長600nmでの透過率が96.2%、すなわち光学濃度(OD600 )=0.0101であり、OD600 /OD450 ≒5.8と条件を満たしていた。
【0028】
導光板に白色LEDを装着し、導光板上に3M社製:プリズムシートBEF(品番)を直交させて設け、プリズムシートBEFから射出される白色光の色度を測定したところ、白色光の色度点(x、y)は(0.322、0.339)で、黄色味にずれた好ましくない白色を示した。
一方、作製した色補正フィルタを導光板とプリズムシートBEFの間に設け、同様に、射出される白色光の色度を測定したところ、白色光の色度点(x、y)は(0.301、0.316)で、好ましい色度に補正されていることがわかった。
【0029】
【発明の効果】
本発明は、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成された白色LEDを用いた液晶表示装置に適用される色補正フィルタで、波長600nmにおける光学濃度(OD600 )と波長450nmにおける光学濃度(OD450 )が、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすことを特徴とする色補正フィルタであるので、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成される白色LEDの製造において発生する、黄色味にずれた白色LEDの白色の色度を補正し、好ましい白色とする色補正フィルタとなる。
【0030】
また、本発明は、上記色補正フィルタを設けたバックライトユニットであるので、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成される白色LEDの製造において発生する、黄色味にずれた白色LEDの白色の色度を補正し、好ましい白色を有するバックライトユニットとなる。
【0031】
また、本発明は、上記色補正フィルタを設けた液晶表示装置であるので、青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成される白色LEDの製造において発生する、黄色味にずれた白色LEDの白色の色度を補正し、好ましい白色となったバックライトを有する液晶表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】白色LEDの発光強度分布の一例を示す説明図である。
【図2】本発明による色補正フィルタの一例を示す説明図である。
【図3】白色LEDの青色発光と黄色発光のバランスがくずれ、白色の色味にずれが生じた状態をCIE色度図上で示す説明図である。
【図4】本発明による色補正フィルタを設けたバックライトユニットの一例を示した断面図である。
【符号の説明】
10・・・液晶表示装置
11・・・液晶パネル
12、13・・・偏光板
20・・・バックライトユニット
21・・・白色LED
22・・・反射シート
23・・・導光板
24・・・本発明による色補正フィルタ
25・・・拡散板
26・・・プリズムシート
Claims (6)
- 青色発光のLEDと黄色発光の蛍光体で構成された白色LEDを用いた液晶表示装置に適用される色補正フィルタであって、波長600nmにおける光学濃度(OD600 )と波長450nmにおける光学濃度(OD450 )が、OD600 /OD450 ≧2.4の条件を満たすことを特徴とする色補正フィルタ。
- 前記色補正フィルタが、銅フタロシアニン顔料及び/又はオキサジンバイオレット顔料を含有することを特徴とする請求項1記載の色補正フィルタ。
- 前記色補正フィルタが、導光板、拡散板、プリズムシート、導光板、その他の光学フィルムのいずれか自体を着色してなることを特徴とする請求項1、又は請求項2記載の色補正フィルタ。
- 前記色補正フィルタが、粘着剤又は接着剤を着色してなることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3記載の色補正フィルタ。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の色補正フィルタを設けたことを特徴とするバックライトユニット。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の色補正フィルタを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
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