JP2006236749A - 光源装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 演色性の低い白色光を出射する白色光源を用いた場合でも、色再現性が良くソリッドカラーにも対応可能な表示装置を提供すること。
【解決手段】 内照式看板1は、表面に文字やイラストなどの情報がカラーのサイン画像2として印刷された表示パネル3と、この表示パネル3の背面側に配置され、夜間などに光を照射してサイン画像2を映し出すためのバックライト装置4とを有している。バックライト装置4において、導光板7の光出射面75には、白色発光ダイオード6からの出射光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のうちの所定波長領域の光成分を吸収することによって、光出射面75からの出射光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度を略一定とする演色性補正用フィルタ層11が形成されている。
【選択図】 図2
【解決手段】 内照式看板1は、表面に文字やイラストなどの情報がカラーのサイン画像2として印刷された表示パネル3と、この表示パネル3の背面側に配置され、夜間などに光を照射してサイン画像2を映し出すためのバックライト装置4とを有している。バックライト装置4において、導光板7の光出射面75には、白色発光ダイオード6からの出射光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のうちの所定波長領域の光成分を吸収することによって、光出射面75からの出射光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度を略一定とする演色性補正用フィルタ層11が形成されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、内照式看板や液晶表示装置などにおいてバックライト装置などとして用いられる面光源装置、およびこの面光源装置をバックライト装置として用いた表示装置に関するものである。さらに詳しくは、面光源装置から出射される白色光の演色性を向上するための技術に関するものである。
内照式看板や液晶表示装置などの表示装置は、一般に、表示パネルと、この表示パネルに対して背面側から光を照射するバックライト装置とを有している。バックライト装置は、冷陰極放電管、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどの白色光源と、表示パネルの背面側に対向配置された導光板とを備えており、白色光源からの出射光は、導光板に入射した後、導光板内を進行しながら表示パネルと対向する面(出射面)から表示パネルの背面側に向けて出射される。
このような表示装置のうち、内照式看板では、透明基材の表面にカラーのサイン画像が印刷などにより形成された表示パネルが用いられ、昼間は外光を反射してカラー画像を表示し、夜間は表示パネルに入射した白色光がサイン画像を透過することによってカラー画像を表示する。一方、液晶表示装置では、液晶駆動用の透明電極が形成された一対の基板の間に液晶が保持された液晶パネル(表示パネル)が用いられ、一対の基板間において、液晶に電界を印加して液晶の配向を画素毎に制御することにより外光あるいはバックライト装置から入射した光を画素毎に変調する。その際、各画素に形成された赤色、緑色、青色のカラーフィルタによって表示光を着色し、カラー画像を表示する。
ここで、白色光源として、近年、白色発光ダイオードを用いることが提案されており、かかる白色発光ダイオードは、小型で輝度が高く、かつ、駆動電圧が低いという利点を有している(例えば、特許文献1、2参照)。
実用新案登録第3095940号公報
特開2002−244122号公報
しかしながら、白色発光ダイオードからの出射光は、一般に、図5に波長とスペクトル強度との関係を示すように、青色波長領域である468nm付近のスペクトル強度が、緑色波長領域である518nm付近のスペクトル強度や、赤色波長領域である635nm付近のスペクトル強度に比べて非常に大きいため、白色光といっても、実際は青みがかっているなど、演色性が低い。従って、白色発光ダイオードからの出射光を用いてカラー画像を表示すると、予測していた色よりも青みがかった画像が表示されてしまうなど、表示されるカラー画像の色予測が困難であるという問題点がある。また、外光を利用して表示した画像と、バックライト装置から出射された光を利用して表示した画像とでは、同じカラー画像であるにもかかわらず、発色が異なるという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、演色性の低い白色光源を用いた場合でも、良好な色再現性を得ることのできる光源装置、およびこの光源装置を用いた表示装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明では、白色光源と、該白色光源からの出射光が入射して光出射面から出射されていく導光板とを備えた面光源装置において、前記白色光源から前記導光板の光出射面に至る光路の少なくとも1箇所には、前記白色光源からの出射光に含まれる可視光域の所定波長領域の光成分を一部吸収して前記光出射面からの出射光のスペクトル分布曲線の相対強度を平準化する演色性補正用フィルタ手段が配置されていることを特徴とする。
本発明において、透過モードでカラー画像を表示可能な表示パネルと、白色光源および該白色光源からの出射光が入射して光出射面から前記表示パネルの背面側に向けて出射されていく導光板を備えたバックライト装置とを有する表示装置において、前記白色光源から前記表示パネルに至る光路の少なくとも1箇所には、前記白色光源からの出射光に含まれる可視光域の所定波長領域の光成分を一部吸収して前記光出射面からの出射光のスペクトル分布曲線の相対強度を平準化する演色性補正用フィルタ手段が配置されていることを特徴とする。
本発明において、前記白色光源が白色発光ダイオードである場合、前記演色性補正用フィルタ手段は、青色成分の一部を吸収可能な青色成分吸収フィルタ、すなわち、青色に対して補色の関係にある黄色のフィルタとして構成される。すなわち、白色発光ダイオードから出射された光は、一般に、青色波長領域である468nm付近のスペクトル強度が、緑色波長領域である518nm付近のスペクトル強度や、赤色波長領域である635nm付近のスペクトル強度に比べて大きいため、光の3原色(赤色、緑色、青色)のうち、青色成分の一部を吸収して、3原色の各スペクトル強度を平準化して演色性を高めればよい。
本発明は、前記表示パネルが、外光を利用した反射モードでもカラー画像を表示可能である場合に適用すると、外光を利用して表示した画像と、バックライト装置から出射された光を利用して表示した画像とで同等の品位を備えたカラー画像を表示できるという利点がある。
本発明において、前記バックライト装置は、前記導光板の光出射面とは反対側には反射面を備える場合があり、この場合、前記演色性補正用フィルタ手段は、前記白色光源と前記導光板との間、前記反射面と前記導光板との間、および前記導光板と前記表示パネルとの間のうちの少なくとも1箇所に配置される。
本発明において、前記演色性補正用フィルタ手段は、前記所定波長領域の光成分を一部吸収可能な有色フィルムや前記所定波長領域の光成分を一部吸収する色材を含む有色塗膜層から構成することができる。後者を採用した場合、表示装置を組み立てる際、部品点数を削減できるという利点がある。
本発明において、前記導光板には、前記光出射面からの出射光の光量分布を補正する多数のドットが印刷され、当該多数のドットは、該ドットを形成するインキに前記所定波長領域の光成分を一部吸収する色材が含まれていることにより、前記演色性補正用フィルタ手段を構成していることが好ましい。このように構成すると、ドットを形成するのに用いたインキの成分を変更するだけで演色性補正用フィルタ手段を構成することができる。
本発明において、表示装置が内照式看板である場合、前記表示パネルは、透明基材に対して所定の情報がカラー印刷されて成る。これに対して、表示装置が液晶表示装置である場合、前記表示パネルは、液晶駆動用の透明電極が形成された一対の基板の間に液晶が保持された液晶パネルであり、この場合、一対の基板間において、各画素毎に液晶に電界を印加して液晶の配向を制御することにより外光あるいはバックライト装置から入射した光を、カラーフィルタを備えた各画素で変調しカラー画像を表示する。
本発明では、スペクトル分布がフラットでない白色光源からの出射光の所定波長領域の光成分を演色性補正用フィルタにより一部吸収することによって、導光板の光出射面からの出射光のスペクトル分布曲線の相対強度を平準化するので、演色性を高めることができる。すなわち、白色光源が白色発光ダイオードのように、出射光における青色波長領域のスペクトル強度が緑色波長領域や赤色波長領域のスペクトル強度に比べて大きい場合でも、光の3原色(赤色、緑色、青色)の各スペクトル強度を平準化できる。従って、白色光源からの出射光の演色性が低い場合でも、演色性が高い白色光を用いて画像を表示できるので、色再現性に優れたカラー画像を表示できる。また、かかる改善を図った場合でも、演色性補正用フィルタを追加するだけでよいので、大幅なコストアップを招くことがない。
図面を参照して、本発明を適用した面光源装置および表示装置の一例を説明する。
[内照式看板への適用例]
(全体構成)
図1(a)、(b)はそれぞれ、本発明を適用した内照式看板(表示装置)を示す正面図、およびその縦断面図である。図2(a)および(b)は、図1の内照式看板の断面を拡大して示す説明図、およびこの内照式看板に用いたバックライト装置の概略構成を示す説明図である。
(全体構成)
図1(a)、(b)はそれぞれ、本発明を適用した内照式看板(表示装置)を示す正面図、およびその縦断面図である。図2(a)および(b)は、図1の内照式看板の断面を拡大して示す説明図、およびこの内照式看板に用いたバックライト装置の概略構成を示す説明図である。
図1(a)、(b)に示すように、内照式看板1は、表面に文字やイラストなどの情報がカラーのサイン画像2として透明基材30にスクリーン印刷された表示パネル3と、この表示パネル3の背面側に配置され、夜間などに光を照射してサイン画像2を映し出すためのバックライト装置4(面光源装置)とを有しており、本形態では、かかる構成の内照式看板1が、地中に下端部分が埋設されて直立している2本の支柱51、52と、これら支柱51、52の間に水平に架け渡された上下2本の水平材53、54とに保持された構造となっている。2本の支柱51、52の上端にはソーラーモジュールユニット56が取り付けられており、内照式看板1に対して電力供給を可能となっている。支柱51の側方位置にはコントロールボックス57が設置されており、この内部に構成されている制御盤(図示せず)によって、内照式看板1の動作が制御される。制御盤はシーケンス制御機構などとして構成することができ、例えば、昼間の明るい時間帯は、ソーラーモジュールユニット56から供給される電力をバッテリ(図示せず)に貯えるように駆動制御する一方、夜間などの暗い時間帯は、バッテリに貯えた電力をバックライト装置4に供給して表示パネル3のサイン画像2を背面側から照射するように駆動制御する。
表示パネル3としては、周知のものを使用できるので、その詳細な説明は省略するが、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの透明フィルムにサイン画像2をスクリーン印刷したものをポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの透明な板材に貼ったものを用いることができ、この場合、透明フィルムおよび透明な板材が表示パネル3の透明基材30を構成する。また、表示パネル3としては、透明な板材に対して直接、サイン画像2をスクリーン印刷したものを用いることもでき、この場合、透明な板材が表示パネル3の透明基材30を構成する。
図2(a)および(b)に示すように、バックライト装置4は、上下2段に配列された複数の白色発光ダイオード6(白色光源)と、白色発光ダイオード6から出射された光が上下の端面71、72から入射する導光板7とを有している。導光板7は、表示パネル3の背面に一定の間隔をあけて対向しており、その光出射面75には、輝度ムラを低減するための光散乱用のドット8が多数、形成されている。また、導光板7において、反対側の面76には、入射した光を反射させながら進行させて表示パネルに向けて出射する凹凸761が形成されているとともに、反射板9(反射面)が重ねて配置されている。この反射板9は、導光板7から漏れた光を再利用するもので、例えば、基板91の内側表面に、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの単層膜、あるいは複層膜からなる光反射層92を形成したものを用いることができる。
白色発光ダイオード6は、例えば、1cm間隔で導光板7の上下の端面71、72に沿って配列されており、端面71、72から導光板7内に入射した光は、その内部を反射しながら進行し、導光板7の光出射面75から表示パネル3の背面に向けて平面光として出射される。
導光板7は、光透過率が非常に高いPMMA(ポリメタクリル酸メチル)製であり、厚さが約1cmの板状のものである。白色発光ダイオード6から出射された光が入射する上下の端面71、72は、例えば、V字状にカットされており、それにより、白色発光ダイオード6を収納する凹部が形成され、かつ、導光板7内を直進する光を当該V字状にカットした部分で反射させて端面71、72での光の漏れを防止するようになっている。
導光板7の光出射面75の散乱用のドット8は、光出射面75の輝度ムラを低減するためのもので、本形態では、ホワイトインキをドット状にスクリーン印刷することにより形成されている。そのドットパターンは、発光ダイオード6から離れるにしたがってドットが大きくなるように形成されており、発光ダイオード6から離れた位置でも十分に輝度を発現できるようになっている。このようなドットパターンは、所定のシミュレーションソフトを用いて、拡散ドットの分布と出力輝度のシミュレーションを行うことにより最適な条件に決定される。
本形態では、白色発光ダイオード6として、一般に市販されているものを用いており、その発光波長とスペクトル強度の関係(スペクトル分布曲線)は、図5を参照して説明した通りである。すなわち、白色発光ダイオード6からの出射光は、白色光といっても、実際には、青色波長領域である468nm付近のスペクトル強度が、他の緑色波長領域である518nm付近のスペクトル強度および赤色波長領域である635nm付近のスペクトル強度に比べて大きく、全体として青みがかっている。
そこで、本形態では、導光板7の光出射面75には、ドット8の下層側に、青色波長領域の光成分を一部吸収可能な演色性補正用フィルタ層11(演色性補正用フィルタ手段)を形成することにより、図5に一点鎖線L0で示すように、光出射面75からの出射光のスペクトル分布曲線において、赤色、緑色および青色の相対強度を平準化してある。
このように構成された内照式看板1では、白色発光ダイオード6からの出射光は、矢印L1で示すように、導光板7に入射した後、光出射面75から表示パネル3の背面側に向けて出射される。その際に、白色発光ダイオード6からの出射光は、演色性補正用フィルタ層11によって青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正された後、光出射面75から出射されるので、光出射面75から出射される白色光の演色性が高い。従って、本形態の内照式看板1およびバックライト装置4では、白色発光ダイオード6からの出射光の演色性が低い場合でも、演色性が高い白色光を用いて画像を表示できるので、色再現性に優れたカラー画像を表示できる。それ故、本形態の内照式看板1では、夜間、バックライト装置4からの出射光を利用して透過モードで表示した画像と、昼間、自然光(外光)によって表示した画像とを比べても、発色性に殆んど差異がなく、いずれにおいても品位の高いカラー画像を表示することができる。
また、本形態の内照式看板1およびバックライト装置4では、色再現性が良いので、サイン画像2にソリッドカラーを用いることができることは勿論、グラデーションカラーを用いることも可能である。
さらに、かかる改善を図った場合でも、演色性補正用フィルタ層11を追加するだけでよいので、大幅なコストアップを招くことがない。
さらにまた、バックライト装置4の白色光源として白色発光ダイオード6を用いたため、冷陰極放電管などを用いた場合と比較して、バックライト装置4を小型、軽量化でき、かつ、省電力化を図ることもできる。
(フィルタ層11の形成方法)
本形態では、演色性補正用フィルタ層11を形成するにあたって、まず、導光板7の光出射面75を、エタノール(日本薬局方消毒用エタノール76.9-81.4 Vol.%)の希釈溶液を染み込ませたガーゼで拭いて整面し、自然乾燥させる。ここに形成する演色性補正用フィルタ層11は、白色発光ダイオード6からの出射光における青色波長領域の波長成分に対しては低透過率であり、緑色波長領域および赤色波長領域の波長成分に対しては高透過率であるもの、すなわち、イエローフィルタである。本形態では、オフセット印刷用の透明イエローインキでイエローフィルタの有色塗膜層を形成した。具体的には、約50gの透明イエローインキを練板上に出してローラに取った後、整面した導光板7の光出射面75に透明イエローインキを薄く引き伸ばす。この作業を、光透過濃度が1.2〜1.5になるように数回行い、しかる後に、インキを自然乾燥させて有色塗膜層を形成し、それを演色性補正用フィルタ層11とした。なお、透明イエローインキとしては酸化重合乾燥型およびUVキュア型のいずれも用いることができる。
本形態では、演色性補正用フィルタ層11を形成するにあたって、まず、導光板7の光出射面75を、エタノール(日本薬局方消毒用エタノール76.9-81.4 Vol.%)の希釈溶液を染み込ませたガーゼで拭いて整面し、自然乾燥させる。ここに形成する演色性補正用フィルタ層11は、白色発光ダイオード6からの出射光における青色波長領域の波長成分に対しては低透過率であり、緑色波長領域および赤色波長領域の波長成分に対しては高透過率であるもの、すなわち、イエローフィルタである。本形態では、オフセット印刷用の透明イエローインキでイエローフィルタの有色塗膜層を形成した。具体的には、約50gの透明イエローインキを練板上に出してローラに取った後、整面した導光板7の光出射面75に透明イエローインキを薄く引き伸ばす。この作業を、光透過濃度が1.2〜1.5になるように数回行い、しかる後に、インキを自然乾燥させて有色塗膜層を形成し、それを演色性補正用フィルタ層11とした。なお、透明イエローインキとしては酸化重合乾燥型およびUVキュア型のいずれも用いることができる。
このように形成したフィルタ層11では、発光ダイオード6からの白色光が通過すると、当該フィルタ層11によって白色光における青色波長領域の光成分が吸収されるので、青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定となる。ここで、白色光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定であるかどうかは、カラーチャートを用いた色再現法で判断することができる。カラーチャートとしては、例えば、ISO color targetやKODAK Q−60 color targetを用いることができる。このチャートにおける赤色、緑色、および青色に相当する17番、18番、および19番のカラーウェッジのAからLまでを、フィルタ層11にそれぞれ順に密着させ、フィルタ層11およびカラーウェッジを透過してくる発光ダイオード6からの光の各成分のステップカラー濃度を測定する。そして、各光成分のカラーリプロダクションカーブを描き、これらのカーブの重なり具合や類似性などから色再現性(演色性)を評価できる。このため、その結果から、青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が一定であるかを判断できる。
なお、演色性補正用フィルタ層11(有色塗膜層)として、ポリビニルアルコール(PVA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ゼラチンなどの媒質に、メタニルイエロー、セリトンフアストイエローなどの水性染料を適量、加えて混和することにより得られる水性塗膜材から形成した層、アマニ油、キリ油、フェノールなどの媒質に、オイルイエローなどの油性染料を適量、加えて混和することにより得られる油性塗膜材から形成した層、柔包装材印刷用のグラビア透明イエローインキなどの顔料から形成した層、および、ビヒクルに前記水性染料、前記油性染料、あるいは前記顔料を加えて混和することにより得られる塗膜材から形成した層を用いることもできる。
(変形例1)
上記形態では、導光板7の光出射面75に演色性補正用フィルタ層11を形成したが、発光ダイオード6の発光面、導光板7の上下の端面71、72、反射板9の表面などにもフィルタ層を形成してもよく、複数箇所にフィルタ層を形成してもよい。
上記形態では、導光板7の光出射面75に演色性補正用フィルタ層11を形成したが、発光ダイオード6の発光面、導光板7の上下の端面71、72、反射板9の表面などにもフィルタ層を形成してもよく、複数箇所にフィルタ層を形成してもよい。
さらに、演色性補正用フィルタ層11を形成する以外にも、例えば、発光ダイオード6と導光板7との間の隙間、導光板7と表示パネル3との間の隙間などに、フィルタ機能を備えた有色フィルムを配置してもよい。
(変形例2)
図3(a)および(b)は、内照式看板の別の例の断面を拡大して示す説明図、およびこの内照式看板に用いたバックライト装置の概略構成を示す説明図である。なお、本形態の内照式看板は、基本的な構成が上記の内照式看板と共通しているので、対応する機能を有する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図3(a)および(b)は、内照式看板の別の例の断面を拡大して示す説明図、およびこの内照式看板に用いたバックライト装置の概略構成を示す説明図である。なお、本形態の内照式看板は、基本的な構成が上記の内照式看板と共通しているので、対応する機能を有する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図3(a)および(b)に示すように、本形態の内照式看板1Aも、上記形態と同様、表面に文字やイラストなどの情報がカラーのサイン画像2がスクリーン印刷された表示パネル3と、この表示パネル3の背面側に配置され、夜間などに光を照射してサイン画像2を映し出すためのバックライト装置4Aとを有している。また、上下2列に配列された複数の白色発光ダイオード6と、発光ダイオード6から出射された光が上下の端面71、72から入射する導光板7とを備えている。
導光板7において、その光出射面75には、輝度ムラを低減するためのドット8Aが多数、形成されている。また、反対側の面76には、入射した光を反射させながら進行させて表示パネルに向けて出射する凹凸761が形成されているとともに、反射板9が重ねて配置されている。
このように構成したバックライト装置4Aにおいて、導光板7の光出射面75のドット状のドット8Aは、光出射面75の輝度ムラを低減するためのものであるが、本形態では、このような機能に加えて、白色発光ダイオード6からの出射光における青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正する演色性補正用フィルタ層(演色性補正用フィルタ手段)として構成されている。すなわち、ドット8Aは、光拡散用のホワイトインキに、白色発光ダイオード6からの出射光の青色波長領域の光成分を吸収可能なフィルタリング用インキを添加したものをドット状にスクリーン印刷することにより形成されている。
このようなフィルタリング用インキとしては、例えば、オフセット印刷用の透明イエローインキや柔包装材印刷用のグラビア透明イエローインキなどの顔料を用いることができ、光拡散用のホワイトインキに、顔料を適量添加したものをドット8Aの原料として用いることができる。本形態では、ホワイトインキの全容量の13%に当たる量の顔料を添加した際に良い結果を得ることができた。また、フィルタリング用インキとしては、上記の顔料以外にも、ポリビニルアルコール(PVA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ゼラチンなどの媒質に、メタニルイエロー、セリトンフアストイエローなどの水性染料を適量、加えて混和することにより得られる水性塗膜材、および、アマニ油、キリ油、フェノールなどの媒質に、オイルイエローなどの油性染料を適量、加えて混和することにより得られる油性塗膜材なども用いることができる。
このように構成した内照式看板1Aにおいて、白色発光ダイオード6からの出射光は、矢印L1で示すように、導光板7に入射した後、光出射面75から表示パネル3の背面側に向けて出射される。その際に、白色発光ダイオード6からの出射光は、ドット8Aによって青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正された後、光出射面75から出射されるので、光出射面75から出射される白色光の演色性が高い。従って、本形態の内照式看板1Aおよびバックライト装置4Aでは、白色発光ダイオード6からの出射光の演色性が低い場合でも、演色性が高い白色光を用いて画像を表示できるので、色再現性に優れたカラー画像を表示できる。それ故、本形態の内照式看板1では、夜間、バックライト装置4Aからの出射光を利用して透過モードで表示した画像と、昼間、自然光(外光)によって反射モードで表示した画像とを比べても、発色性に殆んど差異がなく、いずれにおいても品位の高いカラー画像を表示することができる。また、本形態の内照式看板1Aおよびバックライト装置4Aでは、色再現性が良いので、サイン画像2にソリッドカラーを用いることができることは勿論、グラデーションカラーを用いることも可能である。さらに、かかる改善を図った場合でも、ドット8Aを形成するためのインキ材料を変更するだけでよいので、大幅なコストアップを招くことがない。さらにまた、バックライト装置4Aの白色光源として白色発光ダイオード6を用いたため、冷陰極放電管などを用いた場合と比較して、バックライト装置4Aを小型、軽量化でき、かつ、省電力化を図ることもできる。
[液晶表示装置への適用例]
以上説明したバックライト装置4、4Aはそれぞれ、液晶表示装置(表示装置)に用いることができる。図4(a)、(b)には、上記構成のバックライト装置4、4Aを組み込んだ状態の液晶表示装置を示してある。
以上説明したバックライト装置4、4Aはそれぞれ、液晶表示装置(表示装置)に用いることができる。図4(a)、(b)には、上記構成のバックライト装置4、4Aを組み込んだ状態の液晶表示装置を示してある。
図4(a)、(b)に示すように、液晶表示装置10、10Aはいずれも半透過反射型の液晶表示装置であり、図4(a)に示す液晶表示装置10には、導光板7の光出射面75にフィルタ層11が形成されている構成のバックライト装置4が組み込まれている一方、図4(b)に示す液晶表示装置10Aには、導光板7の光出射面75に形成したドット8Aがフィルタ機能も兼ね備えている構成のバックライト装置4Aが組み込まれている。
いずれの液晶表示装置10、10Aにおいても、表示パネルとしての液晶パネル3A(表示パネル)は、周知のものを使用できるので、その詳細な説明は省略するが、一対の基板31、32にはそれぞれ、液晶を駆動するための透明電極(図示せず)が形成され、一対の基板31、32間には液晶40が保持されている。液晶パネル3Aにおいて、バックライト装置4、4Aから出射された白色光が入射する背面側、および表示光が出射される表面側には偏光板61、62が配置されている。液晶パネル3Aとしては、各画素300に画素スイッチング用の非線形素子としての薄膜トランジスタ(TFT)あるいは薄膜ダイオード素子(TFD)が形成されたアクティブマトリクス型液晶パネルを用いることができる。また、液晶パネル3Aとしては、一対の基板に液晶を駆動するための透明な画素電極が互いに直交する方向に延びたパッシブマトリクス型液晶パネルを用いることができる。
対向基板31の内側表面には、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの単層膜、あるいは複層膜からなる光反射層33と、各画素300に対応する位置に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタ層341R、342R、341G、342G、341B、342Bとが形成されている。光反射層33は、反射モードでの表示用であり、この光反射層33には、透過モードでの表示を可能とする光透過窓330が形成されている。
このように構成された液晶表示装置10、10Aでは、バックライト装置4、4Aから出射された白色光は、矢印L1で示すように、液晶パネル3Aに入射した後、光反射層33の光透過窓330から液晶層40に入射し、素子基板32の側から出射される。その際に、表示光は、各画素300において液晶層40によって光変調されて、透過モードでの画像を表示する。
一方、素子基板32の側から入射した太陽光などの外光は、矢印L2で示すように、液晶層40を通って光反射層33で反射し、再び、液晶層40を通って素子基板31の側から出射される。その際に、表示光は、各画素300において液晶層40によって光変調されて、反射モードでの画像を表示する。
ここで、バックライト装置4、4Aから出射される白色光は、当該バックライト装置4、4Aに構成された演色性補正用フィルタ層11(演色性補正用フィルタ手段)、あるいはフィルタ機能を備えたドット8A(演色性補正用フィルタ層、演色性補正用フィルタ手段)において、青色、緑色、および赤色の各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正された光である。このため、演色性が高い白色光であるため、液晶パネル3Aには、明度、彩度が共に高いカラー画像を表示可能である。従って、透過モードでカラー画像を表示した場合と、反射モードでカラー画像を表示した場合とで、それらのカラー画像の発色の差異を無くすことができる。
[その他の実施の形態]
さらには、上記形態では、白色光源として白色発光ダイオード6を用いたが、この他に、青色、緑色および赤色の発光ダイオードを組み合わせた白色光源、冷陰極放電管、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどにも本発明を適用できることは勿論である。いずれの白色光源を用いた場合でも、有色塗膜層などの演色性補正用フィルタにおいて当該白色光源から出射される白色光の青色、緑色、および赤色の各波長領域のうちの所定波長領域の光成分を吸収することによって、各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正すればよい。
さらには、上記形態では、白色光源として白色発光ダイオード6を用いたが、この他に、青色、緑色および赤色の発光ダイオードを組み合わせた白色光源、冷陰極放電管、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどにも本発明を適用できることは勿論である。いずれの白色光源を用いた場合でも、有色塗膜層などの演色性補正用フィルタにおいて当該白色光源から出射される白色光の青色、緑色、および赤色の各波長領域のうちの所定波長領域の光成分を吸収することによって、各波長領域のスペクトル強度が略一定となるように補正すればよい。
1、1A 内照式看板(表示装置)
2 サイン画像(表示パネル)
3 表示パネル
30 透明基材
4、4A バックライト装置
6 白色発光ダイオード(白色光源)
7 導光板
75 光出射面
8、8A ドット
9 反射板
11 演色性補正用フィルタ層(演色性補正用補正手段/有色塗膜層)
10、10A 液晶表示装置(表示装置)
3A 液晶パネル(表示パネル)
31、32 基板
300 画素
40 液晶
33 反射膜層
341、342 カラーフィルタ
330 光透過窓
2 サイン画像(表示パネル)
3 表示パネル
30 透明基材
4、4A バックライト装置
6 白色発光ダイオード(白色光源)
7 導光板
75 光出射面
8、8A ドット
9 反射板
11 演色性補正用フィルタ層(演色性補正用補正手段/有色塗膜層)
10、10A 液晶表示装置(表示装置)
3A 液晶パネル(表示パネル)
31、32 基板
300 画素
40 液晶
33 反射膜層
341、342 カラーフィルタ
330 光透過窓
Claims (9)
- 白色光源と、該白色光源からの出射光が入射して光出射面から出射されていく導光板とを備えた面光源装置において、
前記白色光源から前記導光板の光出射面に至る光路の少なくとも1箇所には、前記白色光源からの出射光に含まれる可視光域の所定波長領域の光成分を一部吸収して前記光出射面からの出射光のスペクトル分布曲線の相対強度を平準化する演色性補正用フィルタ手段が配置されていることを特徴とする面光源装置。 - 請求項1において、前記白色光源は、白色発光ダイオードであり、
前記演色性補正用フィルタ手段は、青色成分の一部を吸収可能な青色成分吸収フィルタであることを特徴とする面光源装置。 - 透過モードでカラー画像を表示可能な表示パネルと、白色光源および該白色光源からの出射光が入射して光出射面から前記表示パネルの背面側に向けて出射されていく導光板を備えたバックライト装置とを有する表示装置において、
前記白色光源から前記表示パネルに至る光路の少なくとも1箇所には、前記白色光源からの出射光に含まれる可視光域の所定波長領域の光成分を一部吸収して前記光出射面からの出射光のスペクトル分布曲線の相対強度を平準化する演色性補正用フィルタ手段が配置されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項3において、前記白色光源は、白色発光ダイオードであり、
前記演色性補正用フィルタ手段は、青色成分の一部を吸収可能な青色成分吸収フィルタであることを特徴とする表示装置。 - 請求項3または4において、前記表示パネルは、外光を利用した反射モードでもカラー画像を表示可能であることを特徴とする表示装置。
- 請求項3ないし5のいずれかにおいて、前記バックライト装置は、前記導光板の光出射面とは反対側には反射面を備え、
前記演色性補正用フィルタ手段は、前記白色光源と前記導光板との間、前記反射面と前記導光板との間、および前記導光板と前記表示パネルとの間のうちの少なくとも1箇所に配置されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項6において、前記演色性補正用フィルタ手段は、前記所定波長領域の光成分を一部吸収する色材を含む有色塗膜層からなることを特徴とする表示装置。
- 請求項6において、前記導光板には、前記光出射面からの出射光の光量分布を補正する多数のドットが印刷され、
当該多数のドットは、該ドットを形成するインキに前記所定波長領域の光成分を一部吸収する色材が含まれていることにより、前記演色性補正用フィルタ手段を構成していることを特徴とする表示装置。 - 請求項3ないし8のいずれかにおいて、前記表示パネルは、透明基材に対して各種情報がカラー印刷されて成ることを特徴とする表示装置。
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JP2005048702A JP2006236749A (ja) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | 光源装置および表示装置 |
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- 2005-02-24 JP JP2005048702A patent/JP2006236749A/ja active Pending
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