JP5915309B2 - バックライト装置およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
まず、最初に本発明のバックライト装置200について、図1〜図5を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置1に用いられるバックライト装置200の一例を示す分解斜視図である。図2は、図1に示されるα−α矢視平面図であって、バックライト装置の光源の要部構成を示す平面図である。図3は、図2の変形例を示す平面図である。図4図2のβ−β矢視断面図であり、図5は、バックライト装置200を光射出面側から見た平面図である。図5は、1対の光源が互いに導光板を挟持するように対向配置されている1例の平面図が示されている。
本発明における光源220は、図1〜図2に示されるように、例えば、長尺状の基板221と、この基板221の主面の上に形成された青色光を発する青色発光部240Bとを有して構成されたモジュールタイプの光源である。このような光源220は、通常、光入射面210aに光が導入されるように、導光板210の片側端面210aである光入射面210aと一定の近接距離を保ちつつ略並行となるように対向配置されることが望ましい。
本発明のバックライト装置200を構成する導光板210は、マトリックス(母材)である透明樹脂と、当該樹脂内に分散された状態で存在する蛍光体微粒子を有して構成される。マトリックス(母材)である透明樹脂としては、透明性に優れて光透過性の良いポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の材料を用いることができる。
(光学シート)
光学シート250は、導光板210の光射出面210b側に配置され、通常、複数の単位プリズムを有する。光学シートは、光入射面210aから導光板210内部に入射した光の進行方向を変化させて光射出面210bから出射させ、輝度等を集中的に向上させるために用いられる。このような光学シート250としては、液晶表示装置に用いられる一般的なものを用いることができる。なお、単位プリズムの断面形状、突出高さ、底面の幅、頂角の角度等については、公知の種々の形態を採択することができる
反射シート260は、導光板210の背面である下面210cに配置される。反射シート260は、導光板210の背面に向かう光を反射させて、再び導光板210内に入射させるために用いられる。反射シート260としては、一般的な反射シートを用いることができ、例えば、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜(例えば金属薄膜)を一部に備えるシート等を挙げることができる。
本発明においては、図示していないが、さらに、透過光を拡散させる機能を有する拡散シートや、特定の偏光成分のみを透過させ、それ以外の偏光成分を反射させて偏光分離機能を有する偏光反射シートなどを、光学シート250の光射出面側に設けるようにしてもよい。
<カラーフィルタ基板30>
図6の上方側に記載されているように、本発明の液晶表示装置1に用いられるカラーフィルタ基板30は、透明基板10と、この透明基板10上に形成された画素部分である画素構成層13と、画素構成層13の周囲に形成された遮光部12を有している。通常、基板の最外周に配置された画素構成層13を除いた他の大部分の画素構成層13に着目してみれば、遮光部12は、隣接する画素構成層13同士の間隙部分に存在する。
次いで、表示用アレイ基板100(液晶ディスプレイ用基板)について、図6を参照しつつ説明する。
上述したごとく配向層20が形成されたカラーフィルタ基板30と、配向層80が形成された表示用アレイ基板100は、図7に示されるように、互いの配向層20と配向層80とが対向するように配置され、所定の間隙をあけた状態で、液晶材料を充填する充填口を残してシール材(例えば、熱硬化性樹脂)90により貼り合わされる。
(カラーフィルタ基板30の作製)
基板として、平面の大きさが370mm×470mmであり、厚さが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)…2.0重量部
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドBP)…1.0重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161)…1.5重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399)…4.0重量部
・ポリマーI…5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
・緑顔料(大日精化社製 シアニングリーン5370)…1.2重量部
・緑顔料(大日精化社製 シアニングリーン2GN)…1.6重量部
・黄顔料(ランクセス社製 Byplast イエロー 5GN01)…1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161)…2.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399)…4.0重量部
・ポリマーI…5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
・紫顔料(Clariant社製 商品名Novotex Violet BL-PC VP2429)…0.6重量部
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F)…1.4重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000)…0.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161)…0.8重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399)…4.0重量部
・ポリマーI…5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体…32重量部
・エピコート180S70(ジャパンエポキシレジン(株)製)…18重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート…42重量部
・開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア907)…8重量部
・3−メトキシブチルアセテート…300重量部
次に、フォトマスクを介して、露光、現像して、焼成して保護膜を形成した後、この上に透明電極層を形成し、カラーフィルタ基板を作製した。
図1に示されるようなバックライト装置200を作製した。
導光板210としては、縦×横の寸法が300(mm)×400(mm)とした。
マトリックス(母材)としてポリカーボネート樹脂を用い、この樹脂中に黄色蛍光体であるYAG蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce3+)の微粒子(平均粒径:22μm)を25体積%の割合で練り込んで作製したペレットを用いて、射出成形法で上記大きさの導光板210作製した。
次いで、上記のカラーフィルタ基板30と対をなす表示用アレイ基板100を以下の要領で作製した。
この基板を定法に従って、画素ごとに配した発光部の素子に流れる電流を、素子ごとに設けた駆動回路内のTFT(Thin Film Transistor)によって制御することのできる表示用アレイ基板100を作製した。
配向層20が形成されたカラーフィルタ基板30と、配向層80が形成された表示用アレイ基板100とを、図7に示されるように、所定の間隙を空けて対向配置させ、間隙内に液晶材料を充填させた状態でシール剤90により貼り合わせた。
上記実施例1で用いたバックライト装置200の導光板210を、蛍光体の微粒子を含有しない単なるポリカーボネート樹脂製に変えた。さらに、光源220の青色発光部240Bを、下記の構成からなる白色光を発する白色発光部に変えた。すなわち、白色光を発する白色発光部を、青色光を出射するGaN系のLED発光素子と、YAG蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce3+)および透光性材料であるシリコーン樹脂からなる封止体から形成した。
13R…赤色着色層
13G…緑色着色層
13B…青色着色層
30…カラーフィルタ基板
100…表示用アレイ基板
150…液晶表示パネル
200…バックライト装置
210…導光板
210a…光入射面
210b…光射出面
220…光源
240B…青色発光部
241…発光素子
242…封止体
Claims (10)
- 導光板と、導光板の端部に配置された光源と、を有するバックライト装置であって、
前記光源は、青色光を発する素子を有し、
前記導光板は、前記青色光により励起されて青色光の波長を変換させる蛍光体微粒子を含有し、
前記導光板は、光入射面と光射出面を有し、
前記導光板の光入射面側に青色光を発する素子が配置され、
前記導光板の光射出面側には複数の光取り出し口が形成されており、前記導光板の光入射面側から遠ざかるにつれて光取り出し口の占有面積が漸増するエリアを有し、前記導光板の光射出面側の光取り出し口以外の面部分は反射膜機能を有することを特徴とするバックライト装置。 - 前記蛍光体微粒子は、黄色蛍光体から構成される請求項1に記載のバックライト装置。
- 前記蛍光体微粒子は、赤色蛍光体および緑色蛍光体から構成される請求項1に記載のバックライト装置。
- 前記黄色蛍光体は、YAG蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce3+)、珪酸塩蛍光体((Sr,Ba)2SiO4:Eu2+)、窒化物蛍光体((Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu2+)、酸窒化物蛍光体(Ba3Si6O12N2:Eu2+)から選択された1種を含み構成される請求項2に記載のバックライト装置。
- 前記赤色蛍光体は、M2O2S:Eu2+(但し、MはLa,Gd,Yから選ばれるいずれか一つまたは2以上の元素)、0.5MgF2・3.5MgO・GeO2:Mn2+、Y2O3:Eu2+、Y(P,V)O4:Eu2+、YVO4:Eu2+から選択された1種を含み、
前記緑色蛍光体は、RMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+(但し、RはSr,Baから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素)、RMgAl10O17:Eu2+,Mn2+(但し、RはSr,Baから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素)、ZnS:Cu2+、SrAl2O4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy2+、ZnO:Zn2+、Zn2Ge2O4:Mn2+、Zn2SiO4:Mn2+、Q3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+(但し、QはSr,Ba,Caから選ばれるいずれか一つまたは2以上の元素)から選択された1種を含み構成される請求項3に記載のバックライト装置。 - 前記青色光を発する素子は青色LEDであり、当該青色LEDが導光板の端部に配置される個数が、4〜50個である請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のバックライト装置。
- 前記導光板の内部に前記蛍光体微粒子が均一分散されてなる請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のバックライト装置。
- エッジライト方式で構成される請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のバックライト装置。
- 前記導光板の光射出面側に光学シートが配置され、前記導光板の前記光射出面の反対面である背面側に反射膜が配置される請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のバックライト装置。
- 前記請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のバックライト装置と、液晶表示パネルと、を有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、カラーフィルタ基板と、表示用アレイ基板とを有してなることを特徴とする液晶表示装置。
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