JP2017044791A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせて混色化した白色LEDを備えるバックライト、及び透明基板に赤色画素、緑色画素及び青色画素を含む複数色の着色画素を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置であって、前記白色LEDの発光スペクトルが、440nm以上470nm以下に第1のピーク波長、520nm以上550nm以下に第2のピーク波長、610nm以上700nm以下に第3のピーク波長及び第4のピーク波長を有するとともに、前記第1のピーク波長λBmaxと前記第2のピーク波長λGmaxが下記(数式1)を満たす液晶表示装置とする。
85nm ≦ λGmax−λBmax ≦ 90nm・・・(数式1)
【選択図】図1
Description
(以下、発光蛍光体を適宜、蛍光体と略記する)
赤:x=0.64;y=0.34
緑:x=0.21;y=0.71
青:x=0.15;y=0.06
赤:x=0.68;y=0.32
緑:x=0.265;y=0.69
青:x=0.15;y=0.06
DCI仕様は従来のsRGB規格と比較し、赤・緑の色再現性が大きく向上しており、Adobe規格と比較すると、赤の再現性が高く、緑の再現領域が黄味寄りであるといった特徴を有している。
かつ前記液晶表示装置のXYZ表色系における色度座標(x、y)が、
前記赤色画素は
0.314<y<0.327 及び x>0.666 の共通部分内にあり、
前記緑色画素は
0.260<x<0.270 かつ y>0.676 の共通部分内にあり、
前記青色画素は
x<0.155 かつ y<0.0618 の共通部分内にある
ことを特徴とする液晶表示装置としたものである。
85nm ≦ λGmax−λBmax ≦ 90nm・・・(数式1)
λBmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第1のピーク波長
λGmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第2のピーク波長
ピグメントナンバー177を含み、前記赤色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の60wt%以上がC.I.ピグメントナンバー254、30wt%以下がC.I.ピグメントナンバー177であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置としたものである。
[全体構成]
本発明の液晶表示装置のバックライトにおける白色LEDの設置方式としては、図1のようなエッジライト方式に限定されるものではなく、直下方式を採ることもできる。
赤色画素は
x≧0.674 及び 0.313<y<0.327 の共通部分内にあり、
緑色画素は
y≧0.684 及び 0.260<x<0.270 の共通部分内にあり、
青色画素は
x<0.161 及び y<0.065 の共通部分内にある
ことを特徴としている。
赤:(0.68、0.32)、緑:(0.265、0.69)、青:(0.15、0.06)を内に含み、DCI仕様で規定する色度座標に実用上問題にない程度に近く、DCI仕様に適合する範囲である。
2波長白色LEDでは、500nmより長い波長域において鋭いピークを持たないため、緑色及び赤色の再現性が著しく低くなり、DCI仕様に適合可能な高色再現性の液晶表示装置を実現することは難しい。
85nm ≦ λGmax−λBmax ≦ 90nm・・・(数式1)
λBmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第1のピーク波長
λGmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第2のピーク波長
赤色蛍光体としては、440〜470nmの波長範囲内に発光ピークを有する1次光により励起されて、610〜700nmの波長範囲内に発光ピークを有する赤色光を発光する蛍光体を用いる。
(A)AがLi、Na、K、Rb、Cs、NH4、及びその組み合わせから選択され、MがAl、Ga、In及びその組み合わせから選択されるA2[MF5]:Mn4+、
(B)AがLi、Na、K、Rb、Cs、NH4、及びその組み合わせから選択され、MがAl、Ga、In及びその組み合わせから選択されるA3[MF6]:Mn4+、
(C)MがAl、Ga、In、及びその組み合わせから選択されるZn2[MF7]:Mn4+、
(D)AがLi、Na、K、Rb、Cs、NH4、及びその組み合わせから選択されA[In2F7]:Mn4+、
(E)AがLi、Na、K、Rb、Cs、NH4、及びその組み合わせから選択され、MがGe、Si、Sn、Ti、Zr及びその組み合わせから選択されるA2[MF6]:Mn4+、
(F)EがMg、Ca、Sr、Ba、Zn、及びその組み合わせから選択され、MがGe、Si、Sn、Ti、Zr、及びその組み合わせから選択されるE[MF6]:Mn4+、(G)Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+:及び
(H)AがLi、Na、K、Rb、Cs、NH4、及びその組み合わせから選択されるA3[ZrF7]:Mn4+、
から成る群から選択される、少なくとも1つの蛍光体を含むことが好ましい。
現在よく使用されている赤色発光蛍光体として、Eu3+を添加した赤色発光蛍光体があるが、Mn4+を添加した本発明の蛍光体と比較して、近紫外〜青色領域(370〜480nm)の光を吸収しない。そのため、蛍光体による散乱のため受容できない波長域があり、光の損失に繋がる。
緑色蛍光体としては、360〜460nmの波長範囲内に発光ピークを有する1次光により励起されて、520〜560nmの波長範囲内に発光ピークを有する緑色光を発光する蛍光体を用いる。
(Sr2−x−y−z−uBaxMgyEuzMnu)SiO4・・・(化学式1)
(式中、x、y、z及びuは、0.1<x<1.0≦y<0.21、0.05<z<0.3、0≦u<0.04を満たす値である)
(Sr3−xEux)SiyAlzOvNw・・・(化学式2)
(式中、x、y、z、v及びwは、0<x≦3、12<y<14、2<z<3.5、
1<v<3、20<w<22を満たす数である)
(Si,Al)6(O,N)8:Eux・・・(化学式3)
(式中、xは0<x<0.3を満たす数である)
本発明の液晶表示装置の色再現性への寄与が高い透過スペクトル特性を有するカラーフィルタ基板を作製するための感光性着色組成物中の有機顔料の選定と、その含有量の規定(請求項4〜8)については、後述の実施例の中で示す。(以下、感光性着色組成物を適宜、着色組成物と略する)。
カラーフィルタを敷設するための透明基板は可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものである。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、PETなどのプラスチック基板やガラス基板も用いられるが、通常はガラス基板を用いる。遮光パターンを付ける場合はあらかじめ透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
ジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらについても、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。
図3の構造の白色LEDを以下のように作製した。
正及び負の一対の外部電極がインサートされて閉じられた金型内に、筐体の主面に対抗する下面側にあたるゲートから、溶融したポリフタルアミド樹脂を流しこみ、硬化させて筐体を形成した。筐体は、発光素子を収納可能な開口部を有し、この開口部底面から正及び負の外部電極が一方の主面から露出されるように一体的に成形した。
実施例、及び比較例のカラーフィルタ基板作製に用いる、着色組成物を生成するための着色剤となる顔料には以下のものを使用した。
赤色用顔料:C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)、C.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「CROMOPHTAL RED A2B」)及びC.I.Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
Yellow 138(BASF社製「PALIOTOL YELLOW K0 961HD」、及びC.I.Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
(共通条件)
表2〜4の顔料比率で作製した各々の着色組成物について、着色組成物中の固形分に対する全有機顔料の濃度の上限を50%、乾燥後膜厚の上限を5.0μmとして、下記各実施例、比較例で示すバックライトと組み合わせた際に、赤色着色層の色度はx=0.680、緑色着色層の色度はy=0.690、青色着色層の色度はy=0.060となることを目標に、全顔料の濃度、膜厚を調整し、3色カラーフィルタ基板を公知の製造方法にて作製した。全顔料の濃度、膜厚が上限のときもっとも目標に近くなるものについては上限での値とした。尚、前記の色度目標はDCI仕様に基づいたものである。
着色組成物として赤色着色組成物はAを、緑色着色組成物はC、Fを、青色着色組成物はI、Jを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(1)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、実施例1〜4とした。
着色組成物として赤色着色組成物はAを、緑色着色組成物はC、Fを、青色着色組成物はI、Jを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(2)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、実施例5〜8とした。
着色組成物として赤色着色組成物はBを、緑色着色組成物はD、E、G、Hを、青色着色組成物はKを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(1)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、比較例1〜4とした。
着色組成物として赤色着色組成物はAを、緑色着色組成物はC、D、F、Gを、青色着色組成物はI、Jを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(3)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、比較例5〜12とした。
着色組成物として赤色着色組成物はAを、緑色着色組成物はC、E、F、Hを、青色着色組成物はI、Jを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(4)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、比較例13〜20とした。
着色組成物として赤色着色組成物はAを、緑色着色組成物はC、Hを、青色着色組成物はI、Jを使用し、上記方法により3色カラーフィルタ基板を作製した。さらに、これらのカラーフィルタ基板とバックライト(5)を組み合わせ液晶表示装置を作製し、比較例21〜24とした。
(バックライト)
表1において、440nm以上470nm以下に第1のピーク波長、520nm以上550nm以下に第2のピーク波長、610nm以上700nm以下に第3のピーク波長と第4のピーク波長があり、第1のピーク波長から第2のピーク波長までの間隔が85nm以上90nm以下である場合を〇、これらの条件を一つでも満たさない場合を×とした。
表2において、赤色着色組成物が、PR254とPR177を含み、かつ顔料比率としてPR254が60%以上、PR177が30%以下である場合を〇、そうでない場合を×とした。
表3において、緑色着色組成物が、PG58及びPY138を含み、かつ顔料比率としてPG58が40%以上65%以下である場合、
若しくはPG58及びPY150を含み、かつ顔料比率としてPG58が60%以上80%以下である場合を〇、そうでない場合を×とした。
表4において、青色着色組成物が、PB15:6を含み、かつ顔料比率としてPB15:6が80%以上である場合を〇、そうでない場合を×とした。
作製した各々の液晶表示装置を顕微分光測光装置OSP−2000(オリンパス光学工業社製)を使用して、赤色画素、緑色画素、青色画素の色度、明度を測定した。
赤色着色層色度値が 0.314<y<0.327 かつ x>0.666 となった場合を〇、そうでないものを×とした。
緑色着色層色度値が 0.260<x<0.270 かつ y>0.676 となった場合を〇、そうでないものを×とした。
青色着色層色度値が x<0.155 かつ y<0.0618 となった場合を〇、そうでないものを×とした。
実施例1〜8の作製条件と評価結果をまとめて表5に、同じく比較例1〜4をまとめて表
6に、比較例5〜12をまとめて表7に、比較例13〜20をまとめて表8に、比較例21〜24をまとめて表9に示す。
2 ・・・ 液晶層
3 ・・・ TFTアレイ基板
4 ・・・ バックライト
5 ・・・ 液晶パネル
7 ・・・ カラーフィルタ
8 ・・・ オーバーコート
9、10、31・・・白色LED
11 ・・・ 偏光フィルム
12 ・・・ 接着層
13、33 ・・・ 導光板
14、34 ・・・ 反射板
15 ・・・ 基板
16 ・・・ TFTアレイ部
17 ・・・ 基板
20 ・・・ 液晶表示装置
32 ・・・ 基板
35 ・・・ 金属フレーム(又は樹脂枠)
36 ・・・ 拡散シート
37、38 ・・・ プリズムシート
51 ・・・ 発光素子搭載筐体
52 ・・・ 発光素子
53 ・・・ 発光蛍光体
54 ・・・ 透光性樹脂
55 ・・・ 第1のワイヤ
56 ・・・ 第1の外部電極
57 ・・・ 第2のワイヤ
58 ・・・ 第2の外部電極
59 ・・・ 光反射材
60 ・・・ 白色LED
Claims (8)
- 青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせて混色化した白色LEDを備えるバックライト、及び透明基板に赤色画素、緑色画素及び青色画素を含む複数色の着色画素を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置であって、前記白色LEDの発光スペクトルが、440nm以上470nm以下に第1のピーク波長、520nm以上550nm以下に第2のピーク波長、610nm以上700nm以下に第3のピーク波長と第4のピーク波長を有し、
かつ前記液晶表示装置のXYZ表色系における色度座標(x、y)が、
前記赤色画素は
0.314<y<0.327 及び x>0.666 の共通部分内にあり、
前記緑色画素は
0.260<x<0.270 及び y>0.676 の共通部分内にあり、
前記青色画素は
x<0.155 及び y<0.0618 の共通部分内にある
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記白色LEDの発光スペクトルの第1のピーク波長と第2のピーク波長が下記(数式1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
85nm ≦ λGmax−λBmax ≦ 90nm・・・(数式1)
λBmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第1のピーク波長
λGmax:前記白色LEDの発光スペクトルの第2のピーク波長 - 前記赤色蛍光体はMn4+で活性化された複合フッ化物蛍光体を含む蛍光体材料であることを特徴とする、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの前記赤色画素の形成に用いる赤色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともC.I.ピグメントナンバー254を含み、前記赤色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の60wt%以上がC.I.ピグメントナンバー254であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの前記赤色画素の形成に用いる赤色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともC.I.ピグメントナンバー254及びC.I.ピグメントナンバー177を含み、前記赤色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の60wt%以上がC.I.ピグメントナンバー254、30wt%以下がC.I.ピグメントナンバー177であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの前記緑色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともC.I.ピグメントナンバー58及びC.I.ピグメントナンバー138を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の40wt%以上65wt%以下がC.I.ピグメントナンバー58であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの前記緑色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともC.I.ピグメントナンバー58及びC.I.ピグメントナンバー150を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の60wt%以上80wt%以下がC.I.ピグメントナンバー58であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの前記青色画素の形成に用いる青色感光性着色組成物中の有機顔料は
、少なくともC.I.ピグメントナンバー15:6を含み、前記青色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料中の80wt%以上がC.I.ピグメントナンバー15:6であることを特徴とする、請求項6または7に記載の液晶表示装置。
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