KR20070043007A - 백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치 - Google Patents

백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070043007A
KR20070043007A KR1020077003848A KR20077003848A KR20070043007A KR 20070043007 A KR20070043007 A KR 20070043007A KR 1020077003848 A KR1020077003848 A KR 1020077003848A KR 20077003848 A KR20077003848 A KR 20077003848A KR 20070043007 A KR20070043007 A KR 20070043007A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
emitting diode
light emitting
light
color
liquid crystal
Prior art date
Application number
KR1020077003848A
Other languages
English (en)
Inventor
슈이찌 하가
고이찌로 가끼누마
다께히로 나까쯔에
다쯔히꼬 마쯔모또
야스히로 다가와
유따까 오따
다까시 오꾸
다께오 아라이
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35907405&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20070043007(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 소니 가부시끼 가이샤
Publication of KR20070043007A publication Critical patent/KR20070043007A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133624—Illuminating devices characterised by their spectral emissions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은, 컬러 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)에 이용되는 백라이트 장치로서, 반치폭(hwr)이 15㎚≤hwr≤30㎚인 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드(21R), 반치폭(hwg)이 25㎚≤hwg≤50㎚인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드(21G) 및 반치폭(hwb)이 15㎚≤hwb≤30㎚인 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드(21B)로 이루어지는 광원에 의해 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 백색광을 생성한다. 이 백색광은, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터(19)를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널(10)을 배면측으로부터 조명한다.
LCD, 백라이트, 컬러 필터, 발광 다이오드, 3원색 필터

Description

백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치{BACKLIGHT DEVICE AND COLOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 컬러 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 특히 색역을 넓혀, 보다 충실한 색 재현성을 확보하도록 한 컬러 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 일본에서 2004년 8월 18일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2004- 238787, 일본 특허 출원 번호 2004-238789 및 2005년 3월 16일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2005-075500을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로, 이들 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
종래, 텔레비전 방송이 개시되고 나서 오랜 세월 사용되어 온 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)나, 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display Panel)와 같은 매우 박형화된 텔레비전 수상기가 개발되어, 실용화되고 있다. 특히, 컬러 액정 표시 패널을 이용한 컬러 액정 표시 장치는, 저소비 전력에 의한 구동이 가능한 점이나, 대형 컬러 액정 표시 패널의 저가격화 등에 수반하여, 가속적으로 보급될 것으로 생각되어, 향후 한층 더 발전을 기대할 수 있는 표시 장치이다.
컬러 액정 표시 장치는, 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백라이트 장치로 조명함으로써 컬러 화상을 표시시키는 백라이트 방식이 주류로 되어 있다. 백라이트 장치의 광원으로서는, 형광관을 사용한 백색광을 발광하는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)이 많이 이용되고 있다.
일반적으로, 투과형 컬러 액정 표시 장치에서는, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같은 분광 특성(스펙트럼 특성)의 청색 필터(CFB0)(460㎚), 녹색 필터(CFG0)(530㎚), 적색 필터(CFR0)(685㎚)로 이루어지는 3원색 필터를 이용한 컬러 필터가, 컬러 액정 표시 패널의 화소마다 구비되어 있다. 또한, 괄호 안의 수치는, 각 필터의 피크 투과 파장을 나타내고 있다.
이에 반해, 컬러 액정 표시 장치의 백라이트 장치의 광원으로서 이용되는 3파장역형 CCFL이 발광하는 백색광은, 도 2에 도시하는 바와 같은 스펙트럼을 나타내며, 여러 가지 파장 대역에서 상이한 강도의 광을 포함하고 있게 된다.
따라서, 이러한 3파장역 발광형 CCFL을 광원으로 하는 백라이트 장치와, 전술한 바와 같은 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 패널의 조합에 의해 재현되는 색은, 색 순도가 매우 나쁘다는 문제가 있다.
도 3에, 전술한 바와 같은 3파장역형의 CCFL을 광원으로 한 백라이트 장치를 구비하는 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 도시한다. 도 3은, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de l'Eclairage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이 CCFL을 광원으로 한 백라이트 장치를 구비한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위는, 컬러 텔레비전의 방송 방식으로서 채용되고 있는 NTSC(National Television System Committee) 방식의 규격으로 정해져 있는 색 재현 범위보다 좁은 범위로 되어 있어, 현행의 텔레비전 방송에 충분히 대응할 수 있다고는 할 수 없다.
또한, CCFL은, 형광관 내에 수은을 봉입하기 때문에, 환경에의 악영향이 예상되므로, 향후, 백라이트 장치의 광원으로서, CCFL을 대신할 광원이 요구되고 있다. 따라서, CCFL을 대신할 광원으로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 유망시되고 있다. 청색 발광 다이오드의 개발에 의해, 삼색광인 적색광, 녹색광, 청색광을 각각 발광하는 발광 다이오드가 갖추어지게 된다. 따라서, 이 발광 다이오드를 백라이트 장치의 광원으로 함으로써, 컬러 액정 표시 패널을 통한 색광의 색 순도가 높게 되기 때문에, 색 재현 범위를 NTSC 방식에 의해 규정되는 정도, 또한, 그것을 초월하는 정도까지 넓힐 것으로 기대되고 있다.
그러나, 발광 다이오드를 광원으로 하는 백라이트 장치를 사용한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위는, 아직, NTSC 방식에 의해 규정된 색 재현 범위를 채울 만큼 충분히 넓지 않다는 문제가 있다.
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명은, 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 백라이트 방식 액정 표시 장치의 광색역화를 가능하게 하는 백라이트 장치 및 이 백라이 트 장치를 이용한 컬러 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 적용된 백라이트 장치는, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서, 이 백라이트 장치는, 반치폭(hwr)이 15㎚≤hwr≤30㎚인 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, 반치폭(hwg)이 25㎚≤hwg≤50㎚인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 반치폭(hwb)이 15㎚≤hwb≤30㎚인 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과, 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 구비한다.
또한, 본 발명이 적용된 컬러 액정 표시 장치는, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널과, 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치를 구비하는 컬러 액정 표시 장치로서, 백라이트 장치는, 반치폭(hwr)이 15㎚≤hwr≤30㎚인 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, 반치폭(hwg)이 25㎚≤hwg≤50㎚인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 반치폭(hwb)이 15㎚≤hwb≤30㎚인 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과, 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 갖는다.
본 발명이 적용된 백라이트 장치는, 백색광을 생성하고, 이 백색광으로, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 조명함으로써, 광원으로 되는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드에서 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 색순도를 높여, 혼색된 백색광을 광색역화하는 것이 가능해져, NTSC(National Television System Committee)비를 100% 이상으로 할 수 있는 색 재현 범위를 달성하는 것을 가능하게 한다.
또한, 본 발명이 적용된 다른 백라이트 장치는, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서, 이 백라이트 장치는, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de I'Eclariage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에서의 색도점이 0.65≤x≤0.75, 0.27≤y≤0.33으로 되는 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, xy 색도도 중의 색도점이 0.12≤x≤0.28, 0.64≤y≤0.76인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 xy 색도도 중의 색도점이 0.14≤x≤0.17, 0.01≤y≤0.06으로 되는 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과, 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 백색광으로 하는 혼색 수단을 구비한다.
또한, 본 발명이 적용된 다른 컬러 액정 표시 장치는, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널과, 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치를 구비하는 컬러 액정 표시 장치로서, 백라이트 장치는, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de I'Eclariage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에서의 색도점이 0.65≤x≤0.75, 0.27≤y≤0.33으로 되는 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, xy 색도도 중의 색도점이 0.12≤x≤0.28, 0.64≤y≤0.76인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 xy 색도도 중의 색도점이 0.14≤x≤0.17, 0.01≤y≤0.06으로 되는 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과, 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 구비한다.
이 백라이트 장치는, 백색광을 생성하고, 이 백색광으로, 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 조명함으로써, 광원으로 되는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드에서 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 색순도를 높여, 혼색된 백색광을 광색역화하는 것이 가능해져, NTSC(National Television System Committee)비를 100% 이상으로 할 수 있는 색 재현 범위를 달성하는 것을 가능하게 한다. 이때, 발광 다이오드를 광원으로 하는 컬러 액정 표시 장치의 색역을 최적화할 때에, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드로부터 발광되는 각 색광의 색도점 범위를 규정하고 있기 때문에, 일반적으로 발광 다이오드의 파장만을 규정함으로써 최적화를 도모하는 경우와 비교하여, 보다 정확하게 최적의 색역을 재현하는 것을 가능하게 한다.
본 발명을 적용한 또 다른 컬러 액정 표시 장치는, 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널과, 이 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 조명하는 액정 표시용 백라이트 광원을 구비하고, 이 백라이트 광원은, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드로 이루어지며, 백라이트 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광, 청색광을 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 구비하고, 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼 반치폭이 30㎚∼40㎚의 범위 내인 것이다.
이 컬러 액정 표시 장치는, 백라이트 광원이, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드로 이루어짐으로써, CCFL 등의 형광관을 이용한 백라이트 광원을 이용한 경우와 비교하여, 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼 반치폭이 30㎚∼40㎚의 범위 내이므로, 반치폭이 종래의 구성보다 좁게 되어, 녹색과 다른 색(특히 청색)과의 혼색을 억제할 수 있다. 이에 따라, 반치폭이 넓은 종래의 구성과 비교하여, 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를, 녹색의 영역에서 넓힐 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에서 도면을 참조하여 설명되는 실시예로부터 한층 명백해질 것이다.
도 1은, 종래의 컬러 액정 표시 장치에 설치되는 컬러 액정 표시 패널의 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 2는, 컬러 액정 표시 장치에 설치되는 백라이트 장치의 광원(CCFL)의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 3은, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에, 백라이트 장치의 광원으로서 CCFL을 이용한 종래의 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명이 적용되는 컬러 액정 표시 장치를 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는, 컬러 액정 표시 장치를 구성하는 컬러 액정 표시 패널의 컬러 필터를 도시하는 평면도이다.
도 6은, 컬러 액정 표시 장치를 구성하는 백라이트 장치를 도시하는 사시도이다.
도 7은, 컬러 액정 표시 장치를 구동하는 구동 회로를 도시하는 블록 회로도이다.
도 8은, 컬러 액정 표시 장치가 구비하는 컬러 액정 표시 패널의 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 9는, 시감도에 대해 설명하기 위해 이용하는 도면이다.
도 10은, 제1 측정에서 이용하는 발광 다이오드와 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 11은, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에, 백라이트 장치의 광원으로서 제1 측정의 발광 다이오드를 이용한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 도시한 도면이다.
도 12는, 제2 측정에서 이용하는 발광 다이오드와 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 13은, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에, 백라이트 장치의 광원으로서 제2 측정의 발광 다이오드를 이용한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 도시한 도면 이다.
도 14는, 제2 측정에서의 컬러 액정 표시 장치의 NTSC비를, 녹색 발광 다이오드에서 발광되는 녹색광의 반치폭 의존성으로서 도시한 도면이다.
도 15는, 제3 측정에서의 컬러 액정 표시 장치의 NTSC비를, 녹색 발광 다이오드에서 발광되는 녹색광의 반치폭 의존성으로서 도시한 도면이다.
도 16은, 제4 측정에서 이용하는 발광 다이오드와 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 17은, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에, 백라이트 장치의 광원으로서 제4 측정의 발광 다이오드를 이용한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 도시한 도면이다.
도 18은, 제4 측정에서의 컬러 액정 표시 장치의 NTSC비를, 녹색 발광 다이오드에서 발광되는 녹색광의 반치폭 의존성으로서 도시한 도면이다.
도 19a는, 적색 발광 다이오드의 피크 파장 대역을 가변시키는 경우에 있어서, 컬러 필터와, 각 발광 다이오드에서 발광되는 광 스펙트럼을 도시하는 도면이고, 도 19b는, NTSC비의 파장 의존성을 도시하는 도면이다.
도 20a는, 녹색 발광 다이오드의 피크 파장 대역을 가변시키는 경우에 있어서, 컬러 필터의 분광 특성과, 각 발광 다이오드에서 발광되는 광 스펙트럼을 도시하는 도면이고, 도 20b는, NTSC비의 파장 의존성을 도시하는 도면이다.
도 21a는, 청색 발광 다이오드의 피크 파장 대역을 가변시키는 경우에 있어서, 컬러 필터의 분광 특성과, 각 발광 다이오드에서 발광되는 광 스펙트럼을 도시 하는 도면이고, 도 21b는, NTSC비의 파장 의존성을 도시하는 도면이다.
도 22a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 적색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 22b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 23a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 녹색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 23b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 24a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 청색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 24b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 25는, 피크 파장이 동일하고, 반치폭이 상이한 적색 발광 다이오드의 스펙트럼 분포를 도시한 도면이다.
도 26은, 피크 파장이 동일하고, 반치폭이 상이한 녹색 발광 다이오드의 스펙트럼 분포를 도시한 도면이다.
도 27은, 피크 파장이 동일하고, 반치폭이 상이한 청색 발광 다이오드의 스펙트럼 분포를 도시한 도면이다.
도 28은, 발광 다이오드와, 컬러 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다.
도 29a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 반치폭을 2배로 한 적색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 29b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 30a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 반치폭을 2배로 한 녹색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 30b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 31a는, XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 반치폭을 2배로 한 청색 발광 다이오드의 색도점을 플롯한 도면이고, 도 31b는, 플롯 개소 근방을 확대한 도면이다.
도 32는, 분광 특성 측정 시의 색채 휘도계 배치를 도시하는 개략도이다.
도 33은, 3종류의 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼을 겹쳐서 도시한 도면이다.
도 34는, xy 색도도의 녹색 영역을 확대한 도면이다.
도 35는, 각 색의 발광 다이오드의 발광 스펙트럼과, 컬러 필터의 분광 특성을 겹쳐 맞춘 도면이다.
도 36은, 3종류의 녹색 발광 다이오드를 각각 이용한 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 겹쳐서 도시한 도면이다.
도 37a는, 도 36에 도시한 청색 영역의 확대도이고, 도 37b는, 도 36에 도시한 녹색 영역의 확대도이다.
도 38은, 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼 반치폭과 NTSC비의 관계를 도시하는 도면이다.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하의 예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 임의로 변경 가능함은 물론이다.
본 발명은, 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같은 구성의 백라이트 방식 컬러 액정 표시 장치(100)에 적용된다.
이 투과형 컬러 액정 표시 장치(100)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 투과형 컬러 액정 표시 패널(10)과, 이 컬러 액정 표시 패널(10)의 배면측에 설치된 백라 이트 유닛(40)을 구비한다. 이 컬러 액정 표시 장치(100)는, 도시하지 않지만, 지상파나 위성파를 수신하는 아날로그 튜너, 디지털 튜너와 같은 수신부, 이 수신부에서 수신한 영상 신호, 음성 신호를 각각 처리하는 영상 신호 처리부, 음성 신호 처리부, 음성 신호 처리부에서 처리된 음성 신호를 출력하는 스피커 등의 음성 신호 출력부 등을 구비하고 있어도 무방하다.
투과형 컬러 액정 표시 패널(10)은, 글래스 등으로 구성된 2매의 투명한 기판(TFT 기판(11), 대향 전극 기판(12))을 서로 대향 배치시키고, 그 간극에, 예를 들면, 트위스티드 네마틱(TN) 액정을 봉입한 액정층(13)을 설치한 구성으로 되어 있다. TFT 기판(11)에는, 매트릭스 형상으로 배치된 신호선(14)과, 주사선(15)과, 이 신호선(14), 주사선(15)의 교점에 배치된 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터(16)와, 화소 전극(17)이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(16)는, 주사선(15)에 의해, 순차적으로 선택됨과 함께, 신호선(14)으로부터 공급되는 영상 신호를, 대응하는 화소 전극(17)에 기입한다. 한편, 대향 전극 기판(12)의 내표면에는, 대향 전극(18) 및 컬러 필터(19)가 형성되어 있다.
계속하여, 컬러 필터(19)에 대해 설명한다. 컬러 필터(19)는, 각 화소에 대응한 복수의 세그먼트로 분할되어 있다. 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 3원색인 적색 필터(CFR), 녹색 필터(CFG), 청색 필터(CFB)의 3개의 세그먼트로 분할되어 있다. 컬러 필터의 배열 패턴은, 도 5에 도시하는 바와 같은 스트라이프 배열 외에, 도시하지 않지만, 델타 배열, 정방 배열 등이 있다.
이 컬러 액정 표시 장치(100)에서는, 이와 같은 구성의 투과형 컬러 액정 표 시 패널(10)을 2매의 편광판(31, 32) 사이에 끼우고, 백라이트 유닛(40)에 의해 배면측으로부터 백색광을 조사한 상태에서, 액티브 매트릭스 방식으로 구동함으로써, 원하는 풀 컬러 영상을 표시시킬 수 있다.
백라이트 유닛(40)은, 컬러 액정 표시 패널(10)을 배면측으로부터 조명한다. 이 백라이트 유닛(40)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 광원을 구비하고, 이 광원으로부터 출사된 광을 혼색한 백색광을 광출사면(20a)으로부터 면발광하는 백라이트 장치(20)와, 이 백라이트 장치(20)의 광출사면(20a) 상에 차례로 적층시키는 확산 시트(41), 프리즘 시트(42), 편광 변환 시트(43)와 같은 광학 기능 시트군으로 구성되어 있다.
광학 기능 시트군은, 예를 들면, 입사광을 직교하는 편광 성분으로 분해하는 기능, 광파의 위상차를 보상하여 광각 시야각화나 착색 방지를 도모하는 기능, 입사광을 확산시키는 기능, 휘도 향상을 도모하는 기능 등을 구비한 시트로 구성되어 있으며, 백라이트 장치(20)로부터 면발광된 광을 컬러 액정 표시 패널(10)의 조명에 최적의 광학 특성을 갖는 조명광으로 변환하기 위해 설치되어 있다. 따라서, 광학 기능 시트군의 구성은, 전술한 확산 시트(41), 프리즘 시트(42), 편광 변환 시트(43)에 한정되지 않고, 여러 가지 광학 기능 시트를 이용할 수 있다.
도 6에 백라이트 장치(20)의 개략 구성도를 도시한다. 백라이트 장치(20)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드(21G), 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드(21B)를 광원으로서 이용하고 있다. 또한, 이하의 설명에서, 적색 발광 다이오 드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 총칭하는 경우는, 단순히 발광 다이오드(21)라고 한다.
도 6에 도시하는 바와 같이 각 발광 다이오드(21)는, 기판(22) 상에, 원하는 순서로 일렬로 배열되어, 발광 다이오드 유닛(21n)(n은, 자연수)을 형성한다. 기판(22) 상에 각 발광 다이오드를 배열하는 차례는, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 녹색 발광 다이오드(21G)를 등간격으로 배치시키고, 등간격으로 배치시킨, 서로 이웃하는 녹색 발광 다이오드(21G) 사이에, 적색 발광 다이오드(21R), 청색 발광 다이오드(21B)를 교대로 배치시키도록 하는 순서이다.
발광 다이오드 유닛(21n)은, 백라이트 유닛(40)이 조명하는 컬러 액정 표시 패널(10)의 사이즈에 따라, 백라이트 장치(20)의 케이싱인 백라이트 하우스(23) 내에, 복수열, 배치되게 된다.
백라이트 하우스(23) 내의 발광 다이오드 유닛(21n)의 배치 방법은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 발광 다이오드 유닛(21n)의 길이 방향이, 수평 방향으로 되도록 배치하여도 되고, 도시하지 않았지만, 발광 다이오드 유닛(21n)의 길이 방향이 수직 방향으로 되도록 배치하여도 되고, 양자를 조합하여도 무방하다.
또한, 발광 다이오드 유닛(21n)의 길이 방향을, 수평 방향 또는 수직 방향으로 되도록 배치하는 방법은, 종래까지의 백라이트 장치의 광원으로서 이용하고 있었던 CCFL의 배치 방법과 동일하게 되기 때문에, 축적된 설계 노하우를 이용할 수 있어, 코스트 삭감이나, 제조까지 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
백라이트 하우스(23) 내에 내장된 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이 오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)로부터 발광된 광은, 그 백라이트 하우스(23) 내에서 혼색되어 백색광으로 된다. 이때, 각 발광 다이오드(21)로부터 출사한 적색광, 녹색광, 청색광이, 백라이트 하우스(23) 내에서 일정하게 혼색되도록, 각 발광 다이오드(21)에는, 렌즈나 프리즘, 반사경 등을 배치시켜, 광 지향성의 출사광을 얻어지게 한다.
또한, 백라이트 하우스(23) 내에는, 도시하지 않지만, 광원인 발광 다이오드(21)로부터 출사된 각 색광을 색 얼룩이 적은 백색광으로 혼색하는 혼색 기능을 구비한 다이버터 플레이트나, 이 다이버터 플레이트로부터 출사한 백색광을 면형상 발광시키기 위해 면 방향으로 내부 확산시키는 확산판 등이 설치되어 있다.
백라이트 장치(20)로부터 혼색되어 출사된 백색광은, 전술한 광학 기능 시트군을 통해 컬러 액정 표시 패널(10)에 배면측으로부터 조명된다.
이 컬러 액정 표시 장치(100)는, 예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같은 구동 회로(200)에 의해 구동된다.
이 구동 회로(200)는, 컬러 액정 표시 패널(10)이나, 백라이트 장치(20)의 구동 전원을 공급하는 전원부(110), 컬러 액정 표시 패널(10)을 구동하는 X 드라이버 회로(120) 및 Y 드라이버 회로(130), 외부로부터 공급되는 영상 신호나, 당해 컬러 액정 표시 장치(100)가 구비하는 도시하지 않은 수신부에서 수신되고, 영상 신호 처리부에서 처리된 영상 신호가, 입력 단자(140)를 통해 공급되는 RGB 프로세스 처리부(150), 이 RGB 프로세스 처리부(150)에 접속된 화상 메모리(160) 및 제어부(170), 백라이트 유닛(40)의 백라이트 장치(20)를 구동 제어하는 백라이트 구동 제어부(180) 등을 구비하고 있다.
이 구동 회로(200)에서, 입력 단자(140)를 통해 입력된 영상 신호는, RGB 프로세스 처리부(150)에 의해, 크로마 처리 등의 신호 처리가 이루어지고, 또한, 콤퍼짓 신호로부터 컬러 액정 표시 패널(10)의 구동에 적합한 RGB 세퍼레이트 신호로 변환되어, 제어부(170)에 공급됨과 함께, 화상 메모리(160)를 통해 X 드라이버 회로(120)에 공급된다.
또한, 제어부(170)는, RGB 세퍼레이트 신호에 따른 소정의 타이밍에서, X 드라이버 회로(120) 및 Y 드라이버 회로(130)를 제어하고, 화상 메모리(160)를 통해 X 드라이버 회로(120)에 공급되는 RGB 세퍼레이트 신호로, 컬러 액정 표시 패널(10)을 구동함으로써, RGB 세퍼레이트 신호에 대응한 영상을 표시한다.
백라이트 구동 제어부(180)는, 전원부(110)로부터 공급되는 전압으로부터, 펄스폭 변조(PWM) 신호를 생성하고, 백라이트 장치(20)의 광원인 각 발광 다이오드(21)를 구동한다. 일반적으로 발광 다이오드의 색 온도는, 동작 전류에 의존한다는 특성이 있다. 따라서, 원하는 휘도를 얻으면서, 충실하게 색 재현시키려면(색 온도를 일정하게 하려면), 펄스폭 변조 신호를 사용하여 발광 다이오드(21)를 구동하고, 색의 변화를 억제할 필요가 있다.
유저 인터페이스(300)는, 전술한 도시하지 않은 수신부에서 수신하는 채널을 선택하거나, 동일하게 도시하지 않은 음성 출력부에서 출력시키는 음성 출력량을 조정하거나, 컬러 액정 표시 패널(10)을 조명하는 백라이트 장치(20)로부터의 백색광의 휘도 조절, 화이트 밸런스 조절 등을 실행하기 위한 인터페이스이다.
예를 들면, 유저 인터페이스(300)로부터, 유저가 휘도 조절을 한 경우에는, 구동 회로(200)의 제어부(170)를 통해 백라이트 구동 제어부(180)에 휘도 제어 신호가 전달된다. 백라이트 구동 제어부(180)는, 이 휘도 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 신호의 듀티비를, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)별로 바꾸어, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 구동 제어하게 된다.
이와 같은 구성의 컬러 액정 표시 장치(100)는, 컬러 액정 표시 패널(10)에 설치되는 적색 필터(CFR), 녹색 필터(CFG), 청색 필터(CFB)의 특성과, 백라이트 장치(20)에 설치되는 발광 다이오드(21R, 21G, 21B)의 특성의 매칭을 도모하여 최적화함으로써, 컬러 액정 표시 패널(10)에 표시되는 화상의 색 재현 범위를 확대시킨다.
또한, 도시하지 않았지만, 컬러 액정 표시 장치(100)에, 지상파나 위성파를 수신하는 아날로그 튜너, 디지털 튜너와 같은 수신부, 이 수신부에서 수신한 영상 신호, 음성 신호를 각각 처리하는 영상 신호 처리부, 음성 신호 처리부, 음성 신호 처리부에서 처리한 음성 신호를 출력하는 스피커와 같은 음성 신호 출력부 등을 구비하고 있어도 무방하다.
이와 같은 구성의 컬러 액정 표시 장치(100)에서는, 컬러 액정 표시 패널(10)이 구비하는 컬러 필터(19)가, 예를 들면, 각각 도 8에 도시하는 바와 같은 분광 특성으로 되는 적색 필터(CFR)(680㎚), 녹색 필터(CFG)(525㎚), 청색 필터(CFB)(460㎚)에 의해 구성되어 있다. 또한, 괄호 안의 수치는, 각 필터의 피크 투과 파장을 나타내고 있다.
백라이트 유닛(40)에 의해 조명된 컬러 액정 표시 패널(10)을 통한 표시광의 색순도를 높여, 색역을 넓히기 위해서는, 컬러 필터(19)를 구성하는 색 필터 중 투과 파장 대역이 인접하는 색 필터끼리 가능한 한 멀게 할 필요가 있다.
예를 들면, 적색 필터(CFR)의 투과 파장 대역을 장파장측으로 시프트시켜, 녹색 발광 다이오드(21G)에서 발광되는 녹색광이, 가능한 한 적색 필터(CFR)를 투과하지 않도록 한다. 또한, 청색 필터(CFB)의 투과 파장 대역을 단파장측으로 시프트시켜, 녹색 발광 다이오드(21B)에서 발광되는 녹색광이 가능한 한 청색 필터(CFB)를 투과하지 않도록 한다.
또한, 적색 필터(CFR)의 투과 파장 대역의 장파장측으로의 시프트, 청색 필터(CFB)의 단파장측으로의 시프트에 수반하여, 적색 발광 다이오드(21R)에서 발광되는 적색광의 피크 파장도 장파장측으로 시프트시키고, 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광되는 청색광의 피크 파장도 단파장측으로 시프트시키면, 각각 녹색 필터(CFG)의 투과 파장 대역을 투과하는 비율의 감소에 의해 혼색이 억제되기 때문에 색순도가 높게 되어, 색역을 넓힐 수 있다.
이와 같이, 색순도를 높여, 색역을 넓히기 위해서는, 적색 필터(CFR), 녹색 필터(CFG), 청색 필터(CFB)의 투과 파장 대역, 그리고 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장이 중요해진다.
또한, 사람의 눈의 광에 대한 감도(시감도)는, 파장에 의해 상이해져, 도 9에 도시하는 바와 같이, 555㎚에서 피크에 달하고, 장파장측, 단파장측으로 될수록 낮아진다. 도 9는, 시감도가 피크로 되는 555㎚를 1로 한 비시감도 곡선이다.
따라서, 적색 발광 다이오드(21R)에서 발광되는 적색의 피크 파장, 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광되는 청색광의 피크 파장을 각각, 장파장측, 단파장측으로 너무 시프트하면 시감도가 낮게 되기 때문에, 시감도를 높이기 위해서는 매우 강한 파워가 필요하게 된다.
따라서, 적색 발광 다이오드(21R)에서 발광되는 적색광의 피크 파장, 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광되는 청색광의 피크 파장을, 파워 효율을 낮추지 않는 정도로, 각각 장파장측, 단파장측으로 시프트시킴으로써, 색순도를 높여, 색역을 넓히는 것이 가능해진다.
{반치폭에 대하여}
광원인 발광 다이오드(21)에 관해서는, 전술한 피크 파장뿐만 아니라, 그 스펙트럼 분포도 색순도를 높여, 색역을 넓힐 때는 매우 중요한 팩터로 된다. 발광 다이오드(21)의 스펙트럼 분포는, 기본적으로는 가우스 분포에 따르지만, 제조 프로세스나 그 외의 요인에 의해 다양한 스펙트럼 분포 형상을 나타낸다. 따라서, 발광 다이오드(21)의 피크 파장을 특정했을 뿐이라면, 스펙트럼 분포까지는 알 수 없기 때문에, 스펙트럼 분포의 차이에 의한 색도점에의 영향이 무시되게 되어, 정확한 색 재현 범위를 규정할 수 없게 된다.
따라서, PW(Pulse Width) 50 또는 FWHM(Full Width at Half Maximum)이라 불리는 스펙트럼 분포의 반치폭을 이용하면, 스펙트럼 분포 형상을 대체로 특정할 수 있다. 예를 들면, 발광 다이오드(21)로부터 발광되는 각 색광의 반치폭을 좁게 할 수록, 인접하는 색 필터의 투과 파장 대역과 겹쳐지지 않도록 하는 스펙트럼 분포로 되기 때문에 컬러 필터(19)를 투과한 광의 색순도가 높게 되어, 색역이 넓어지게 된다. 그러나, 반치폭을 좁게 하면 휘도가 감소하기 때문에, 원하는 휘도를 확보하려면, 어느 정도의 반치폭이 필요하게 된다.
특히, 도 9에 도시한 비시감도 곡선으로부터도 알 수 있듯이, 녹색광의 시감도는 매우 높기 때문에, 녹색 발광 다이오드(21G)에서 발광하는 녹색광의 반치폭은, 다른 색광의 반치폭과 비교하여 넓게 확보할 필요가 있다. 따라서, 녹색광의 반치폭은, 통상적으로, 적색광, 청색광 반치폭의 2배 정도로 되어 있다.
이와 같이, 각 색광의 반치폭은, 피크 파장만으로는 한정할 수 없는 스펙트럼 분포 형상을 대체로 특정할 수 있기 때문에, 색순도를 높여, 색역을 넓히는데 최적인 색도점의 범위를 규정하는 경우에는 매우 중요한 값으로 된다. 따라서, 이하에 설명하는 제1 측정∼제4 측정에서의 측정에 의해, 색순도를 높여, 색역을 넓히도록, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 반치폭의 최적인 범위를 구한다.
{제1 측정}
우선, 반치폭의 최적인 범위를 구하기 위해, 도 8에 도시한 컬러 필터(19)에 대응한 최적의 피크 파장을 갖는 적색 발광 다이오드(21R)(피크 파장λpr: 640㎚), 녹색 발광 다이오드(21G)(피크 파장λpg: 525㎚), 청색 발광 다이오드(21B)(피크 파장λpb: 450㎚)를 이용하여 색도점을 측정하여, NTSC(National Television System Committee)비를 구한다.
이때, 적색광의 반치폭(hwr)을 22㎚, 녹색광의 반치폭(hwg)을 37㎚, 청색광의 반치폭을 25㎚로 하면, 컬러 필터(19)의 분광 특성과 발광 다이오드(21)의 분광 특성은, 도 10에 도시하는 바와 같이 된다. 이와 같은 특성의 발광 다이오드(21)를 발광시켰을 때의 색도점을 측정하여, 국제 조명 위원회(CIE)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 플롯하면, 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위는, 도 11에 도시하는 바와 같이 된다. 또한, 컬러 액정 표시 패널(10)을 투과한 후의 NTSC비를 구하면, 105.3%로 되어 NTSC비 100% 이상으로 되는 것을 알 수 있다.
또한, 도 11에는, 참고로서 NTSC 방식의 색 재현 범위 외에, 컴퓨터 디스플레이용 표준 색공간으로서 IEC(International Electro-technical Commission)가 규정한 sRGB 규격의 색 재현 범위도 도시하고 있다.
이후의 측정에서는, 이 도 10에 도시한 스펙트럼 분포의 적색광, 녹색광, 청색광을 각각 발광하는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 기준 발광 다이오드(21)로 한다. 이 기준으로 되는 각 발광 다이오드(21)의 피크 파장(λp)과, 반치폭(hw)의 관계를, 이하의 표 1에 나타낸다.
피크 파장(λp) 반치폭(hw)
적색 발광 다이오드(21R) 640㎚ 22㎚
녹색 발광 다이오드(21G) 525㎚ 37㎚
청색 발광 다이오드(21B) 450㎚ 25㎚
{제2 측정}
계속해서, 녹색 발광 다이오드(21G)와, 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장 간격을 좁혀, 혼색의 영향이 높게 되도록 한 경우에서, 녹색광의 반치폭이 상이한 녹색 발광 다이오드(21G)를 3종류 준비하고, 녹색광 반치폭의 최적의 범위를 구한다.
도 10으로부터도 알 수 있듯이, NTSC비 100% 이상을 달성하도록 하는 녹색광의 피크 파장과, 청색광의 피크 파장의 간격(피크 파장 간격)은, 적색광의 피크 파장과, 녹색광의 피크 파장 간격과 비교하여 좁게 되어 있다.
이것은, 예를 들면, 휘도를 확보하기 위해 녹색광의 반치폭을 넓게 한 경우에는, 녹색광이, 청색 필터(CFB)의 투과 파장 대역을 투과하는 비율이 증가하기 때문에, 혼색이 일어나 색순도의 저하를 초래하여, 색역이 좁게 되는 것을 시사하고 있다. 따라서, 녹색광의 피크 파장과, 청색광의 피크 파장을 접근시킨 경우에도, NTSC비 100% 이상으로 되는 녹색광의 반치폭을 구하면, 녹색광 반치폭의 상한을 알 수 있게 된다.
구체적으로는, 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장을, 도 10에 도시한 기준의 피크 파장으로부터 각각 5㎚만큼 단파장측, 장파장측으로 시프트시켜, 녹색광의 피크 파장(λpg)을 520㎚, 청색광의 피크 파장(λpr)을 455㎚로 하여, 녹색광과 청색광의 피크 파장 간격을 좁힌다. 적색 발광 다이오드(21R)는, 발광하는 적색광의 피크 파장(λpr)이 제1 측정 시와 동일한 640㎚로 되도록 하는 것을 선택한다. 반치폭은, 제1 측정 시와 마찬가지로, 적색광의 반치폭(hwr)을 22㎚, 청색광의 반치폭을 25㎚로 하여 고정하였다. 이때, 녹색 발광 다이오드(21G)로서는, 녹색광의 반치폭(hwg)이 37㎚, 43㎚, 74㎚로 되는 것을 3종류 준비한다. 이상, 발광 다이오드(21)의 조건을 정리하면, 이하의 표 2에 기재하는 바와 같이 되고, 제2 측정에서는, 이와 같은 피크 파장(λp), 반치폭(hw)으로 이루어지는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 이용한 측정을 행한다.
이때의 컬러 필터(19)의 분광 특성과, 발광 다이오드(21)의 분광 특성은, 도 12에 도시하는 바와 같이 된다. 또한, 녹색광의 반치폭을 바꾸어 발광 다이오드(21)를 발광시켰을 때의 색도점을 측정하여, 국제 조명 위원회(CIE)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 플롯하면, 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위는, 각각 도 13에 도시하는 바와 같이 된다. 또한, 도 13에는, 참고로서 도 11에 도시한 기준으로 되는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에 의한 색 재현 범위도 도시되어 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 녹색광의 반치폭이 넓어질수록, 녹색광과 청색광의 영역에서 혼색이 발생하기 때문에, 색역이 좁게 되고 있음을 알 수 있다.
피크 파장(λp) ①반치폭(hw) ②반치폭(hw) ③반치폭(hw)
적색 발광 다이오드(21R) 640㎚ 22㎚ 22㎚ 22㎚
녹색 발광 다이오드(21G) 520㎚ 37㎚ 43㎚ 74㎚
청색 발광 다이오드(21B) 455㎚ 25㎚ 25㎚ 25㎚
도 14에, 컬러 액정 표시 패널(10)을 투과한 광에 대해 구해진 NTSC비의, 녹색광의 반치폭 의존성을 도시한다. 도 14로부터도 알 수 있듯이, 녹색광의 반치폭이 넓어짐에 따라, NTSC비가 저하하여, 색역이 좁게 되고 있다. 구체적으로는, NTSC비 100%를 유지하려면, 녹색광의 반치폭(hwg)을 50㎚ 이하로 할 필요가 있다. 즉, 녹색광의 반치폭(hwg)이 50㎚보다 넓어지면 NTSC비 100%를 달성할 수 없게 된다.
이와 같이, 제2 측정에서는, 녹색광의 피크 파장(λpg)과, 청색광의 피크 파장(λpb)의 간격을 좁힌 최악의 케이스에서, 녹색광의 반치폭(hwg)을 가변시켰다. 이에 의해, 색순도를 높여, NTSC비가 100% 이상으로 되도록 하는 광색역을 달성하기 위해서는, 녹색광의 반치폭(hwg)을 50㎚ 이하로 규정할 필요가 있다는 것을 알 수 있다.
{제3 측정}
계속되는 제3 측정에서는, 청색광의 피크 파장과, 녹색광의 피크 파장의 피크 파장 간격에 의한 영향을 검증하기 위해, 피크 파장(λpb)이 450㎚, 455㎚, 460㎚인 3종류의 청색 발광 다이오드(21B)를 새롭게 준비하였다. 이 청색 발광 다이오드(21B) 각각에 대해, 제2 측정에서도 이용한 반치폭(hwg)이 37㎚, 43㎚, 74㎚의 녹색 발광 다이오드(21G)를 조합하여, 백라이트 장치(20)의 광원으로 하여, NTSC비를 구함으로써, 녹색광과 청색광의 피크 파장 간격의 차이에 대응한 최적의 녹색광 반치폭의 상한을 구할 수 있다. 적색 발광 다이오드(21R)로서는, 피크 파장(λpr)이 640㎚, 반치폭(hwr)이 22㎚인 적색광을 발광하는 것이 선택된다. 또한, 청색 발광 다이오드(21R)가 발광하는 청색광의 반치폭(hwr)은, 25㎚로 고정으로 한다.
이상, 발광 다이오드(21)의 조건을 정리하면, 이하에 기재하는 표 3(λpb=450㎚), 표 4(λpb=460㎚)에 기재하는 바와 같이 되고, 제3 측정에서는, 이와 같은 피크 파장(λp), 반치폭(hw)으로 이루어지는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 이용한 측정을 행한다. 또한, λpb=455㎚에서는, 전술한 표 2에서 기재한 제2 측정과 동일한 조건이기 때문에 기재를 생략한다.
피크 파장(λp) ①반치폭(hw) ②반치폭(hw) ③반치폭(hw)
적색 발광 다이오드(21R) 640㎚ 22㎚ 22㎚ 22㎚
녹색 발광 다이오드(21G) 520㎚ 37㎚ 43㎚ 74㎚
청색 발광 다이오드(21B) 450㎚ 25㎚ 25㎚ 25㎚
피크 파장(λp) ①반치폭(hw) ②반치폭(hw) ③반치폭(hw)
적색 발광 다이오드(21R) 640㎚ 22㎚ 22㎚ 22㎚
녹색 발광 다이오드(21G) 520㎚ 37㎚ 43㎚ 74㎚
청색 발광 다이오드(21B) 460㎚ 25㎚ 25㎚ 25㎚
도 15에, 청색광의 피크 파장(λpb:450㎚, 455㎚, 460㎚)별로, 녹색광의 반치폭을 변화(hwg:37㎚, 43㎚, 74㎚)시켰을 때의 컬러 액정 표시 패널(10) 투과 후 NTSC비의 변화 모습을 도시한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 청색 발광 다이오드(21B)로부터 발광되는 청색광의 피크 파장(λpb)이 455㎚ 이하이면, 녹색 발광 다이오드(21G)로부터 발광되는 녹색광의 반치폭(hwg)이 50㎚ 이하일 때에 NTSC비 100% 이상을 달성할 수 있다. 그러나, 청색광의 피크 파장(λpb)이 460㎚인 경우에는, 녹색광의 반치폭(hwg)을 43㎚ 이하로 하지 않으면 NTSC비 100%를 달성할 수 없음을 알 수 있다.
{제4 측정}
각 색광을 발광하는 발광 다이오드(21)의 반치폭은, 전술한 바와 같이, 적색광, 청색광보다도 반드시 넓게 취할 필요가 있는 녹색광의 반치폭(hwg)을 규정하면, NTSC비 100% 이상을 달성할 수 있을 정도로 색순도를 높여, 광색역으로 할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 녹색광의 피크 파장과, 청색광의 피크 파장은, 피크 파장 간격이 좁기 때문에, 청색광의 반치폭에 의해서는, 녹색 필터(CFG)의 투과 파장 대역을 투과하는 비율이 증가하여, 혼색이 일어나 색순도의 저하를 일으킬 가능성도 있다. 따라서, 이 제4 측정에서는, 청색광의 반치폭에 의한 영향을 검증한다.
구체적으로는, 제1 측정∼제3 측정에서는, 25㎚로 고정되어 있던 청색광의 반치폭(hwr)을 5㎚ 넓힌 30㎚로 하고, 피크 파장(λpb)을 455㎚로 하는 청색 발광 다이오드(21B)를 준비하고, 또한, 제2 측정에서도 이용한 반치폭(hwg)이 37㎚, 43㎚, 74㎚인 녹색 발광 다이오드(21G)를 이용하여, 각각에서의 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위를 측정하여, NTSC비를 구한다. 적색 발광 다이오드(21R)는, 발광하는 적색광의 피크 파장(λpr)이 640㎚, 반치폭(hwr)이 22㎚로 되도록 하는 것을 선택한다.
이상, 발광 다이오드(21)의 조건을 정리하면, 이하의 표 5에 기재하는 바와 같이 되고, 제4 측정에서는, 이와 같은 피크 파장(λp), 반치폭(hw)으로 이루어지는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를 이용한 측정을 행한다.
피크 파장(λp) ①반치폭(hw) ②반치폭(hw) ③반치폭(hw)
적색 발광 다이오드(21R) 640㎚ 22㎚ 22㎚ 22㎚
녹색 발광 다이오드(21G) 520㎚ 37㎚ 43㎚ 74㎚
청색 발광 다이오드(21B) 455㎚ 30㎚ 30㎚ 30㎚
이때의 컬러 필터(19)의 분광 특성과, 발광 다이오드(21)의 분광 특성은, 도 16에 도시하는 바와 같이 된다. 또한, xy 색도도 중에 측정한 색도점을 플롯하면 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위는, 도 17에 도시하는 바와 같이 된다.
또한, 도 18에, 컬러 액정 표시 패널(10)을 투과한 광에 대해 구해진 NTSC비의, 녹색광 반치폭 의존성을 도시한다. 도 18에는, 표 2에 개시한, 청색광의 반치폭(hwb)을 25㎚로 한 경우에서의 NTSC비의 녹색광 반치폭 의존성도 도시한다. 도 18로부터도 알 수 있듯이, 청색광의 반치폭(hwb)이 30㎚와 같이 넓어진 경우에도, 녹색광의 반치폭(hwg)이 45㎚ 이하이면 NTSC비 100% 이상의 색역을 달성할 수 있다. 이에 의해, 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드(21B)는, 청색광의 반치폭(hwb)이 30㎚까지, NTSC비 100% 이상의 색역을 달성하는 허용 범위로 되는 것을 알 수 있다.
또한, 적색 발광 다이오드(21R)로부터 발광되는 적색광의 반치폭은, 적색광-녹색광 간의 피크 파장 간격이, 녹색광-청색광 간의 피크 파장 간격보다 넓기 때문에, 적어도 30㎚까지는 허용 범위로 할 수 있다. 또한, 각 색광 반치폭의 최소치는, 전술한 바와 같이 좁을수록 혼색에 대해서는 유효하게 기능하지만, 제조상 실현할 수 있는 범위로서, 최대치의 절반으로 규정하는 것으로 한다.
이와 같이 하여, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 각각 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 각 반치폭은, 15㎚≤hwr≤30㎚, 25㎚≤hwg≤50㎚, 15㎚≤hwb≤30㎚으로 규정할 수 있다.
이에 따라, 단순하게 피크 파장 범위만이 아니라, 각 색광의 스펙트럼 분포의 차이도 고려되기 때문에, 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위를, 매우 정확하게 NTSC비 100% 이상을 달성할 수 있도록 하는 색 재현 범위로 할 수 있다.
또한, 컬러 필터(19)를 구비하는 컬러 액정 표시 패널(10)을 백라이트 장치(20)로 조명하는 경우, 광원으로 되는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 파장 대역 및 컬러 필터(19)가 구비하는 색 필터의 투과 파장 대역을 적절히 선택하지 않으면, 종래 기술에서 설명한 CCFL과 같이 색순도가 악화되어, 색역을 좁히게 된다.
이하, 백라이트 장치(20)의 광원인 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장을 각각 시프트시키고(파장 대역을 바꾸고), 전술한 파워 효율의 저감을 피하면서, 색순도가 높고, 색역이 넓은 백색광으로 되도록 하는 최적의 피크 파장 대역을 결정하는 예를 설명한다.
구체적으로는, 2개의 발광 다이오드의 피크 파장을 고정해 두고, 나머지 1개의 발광 다이오드를 피크 파장이 상이한 것을 몇 개 준비하여, 그것들을 교체하면서 그때의 NTSC(National Television System Committee)비를 취하고, NTSC비가 100%를 넘은 경우의 파장 대역을, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광시키는 최적의 피크 파장 대역으로 한다. 이때, 적색광의 피크 파장, 청색광의 피크 파장은, 전술한 시감도에 의해 정해지는 파워 효율을 저하시키지 않는 범위 내로 한다.
{적색 발광 다이오드(21R)}
우선, 청색 발광 다이오드(21B), 녹색 발광 다이오드(21G)의 피크 파장을 고정하고, 상이한 피크 파장의 적색 발광 다이오드(21R)를 이용하여 NTSC비를 측정하여, 적색 발광 다이오드(21R)의 최적의 피크 파장 대역을 구한다.
도 19a는, 도 8에서도 도시한 컬러 필터(19)의 분광 특성과, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광된 적색광, 녹색광, 청색광의 파장 스펙트럼을 도시한 도면이다. 적색 발광 다이오드(21R)는, 피크 파장이 (600+10N)㎚인 적색 발광 다이오드(21RN)(N=O, 1, 2, …, 7, 8, 9)를 10개 준비하였다. 녹색 발광 다이오드(21G)로서는, 피크 파장이 525㎚인 것을 준비하고, 청색 발광 다이오드(21B)로서는, 피크 파장이 450㎚인 것을 준비하였다.
도 19b는, 피크 파장이 (600+10N)㎚인 적색 발광 다이오드(21RN)를 이용했을 때의 NTSC비를 측정한 결과이다. 도 19b에 도시하는 바와 같이, 적색 발광 다이오드(21RN)의 피크 파장(λpr)이 625㎚≤λpr≤685㎚ 이하일 때 NTSC비가 100% 이상으로 된다.
따라서, 적색 발광 다이오드(21R)의 최적의 피크 파장 대역은, 625㎚≤λpr≤685㎚로 된다.
또한, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)로부터 출사되는 적색광, 녹색광, 청색광, 각각의 스펙트럼 반치폭(hwr, hwg, hwb)은, 각각, hwr=22㎚, hwg=40㎚, hwb=25㎚로 하였다.
{녹색 발광 다이오드(21G)}
다음으로, 적색 발광 다이오드(21R), 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장을 고정하고, 상이한 피크 파장의 녹색 발광 다이오드(21G)를 이용하여 NTSC비를 측정하여, 녹색 발광 다이오드(21G)의 최적의 피크 파장 대역을 구한다.
도 20a는, 전술한 도 8에서도 도시한 컬러 필터(19)의 분광 특성과, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광된 적색광, 녹색광, 청색광의 파장 스펙트럼을 도시한 도면이다. 녹색 발광 다이오드(21G)는, 피크 파장이 (495+10N)㎚인 녹색 발광 다이오드(21GN)(N=O, 1, 2, 3, 4, 5, 6)를 7개 준비하였다. 적색 발광 다이오드(21R)로서는, 피크 파장이 640㎚인 것을 준비하고, 청색 발광 다이오드(21B)로서는, 피크 파장이 450㎚인 것을 준비하였다.
도 20b는, 피크 파장이 (495+10N)㎚인 녹색 발광 다이오드(21GN)를 이용했을 때의 NTSC비를 측정한 결과이다. 도 8b에 도시하는 바와 같이, 녹색 발광 다이오드(21GN)의 피크 파장(λpg)이 505㎚≤λpg≤535㎚ 이하일 때 NTSC비가 100% 이상으로 된다.
따라서, 녹색 발광 다이오드(21G)의 최적의 피크 파장 대역은, 505㎚≤λpg≤535㎚로 된다.
또한, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)로부터 출사되는 적색광, 녹색광, 청색광, 각각의 스펙트럼 반치폭(hwr, hwg, hwb)은, 각각, hwr=22㎚, hwg=40㎚, hwb=25㎚로 하였다.
{청색 발광 다이오드(21B)}
계속해서, 다음으로, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G)의 피크 파장을 고정하고, 상이한 피크 파장의 청색 발광 다이오드(21B)를 이용하여 NTSC비를 측정하여, 청색 발광 다이오드(21B)의 최적의 피크 파장 대역을 구한다.
도 21a는, 도 8에서도 도시한 컬러 필터(19)의 분광 특성과, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 발광된 적색광, 녹색광, 청색광의 파장 스펙트럼을 도시한 도면이다. 청색 발광 다이오드(21B)는, 피크 파장이 (410+10N)㎚인 청색 발광 다이오드(21BN)(N=O, 1, 2, …, 5, 6, 7)를 8개 준비하였다. 적색 발광 다이오드(21R)로서는, 피크 파장이 640㎚인 것을 준비하고, 녹색 발광 다이오드(21G)로서는, 피크 파장이 525㎚인 것을 준비하였다.
도 21b는, 피크 파장이 (410+10N)㎚인 청색 발광 다이오드(21BN)를 이용했을 때의 NTSC비를 측정한 결과이다. 도 21b에 도시하는 바와 같이, 청색 발광 다이오드(21BN)의 피크 파장(λpb)이 420㎚≤λpb≤465㎚ 이하일 때 NTSC비가 100% 이상으로 된다.
따라서, 청색 발광 다이오드(21B)의 최적의 피크 파장 대역은, 625㎚≤λpb≤685㎚와 같게 된다.
또한, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)로부터 출사되는 적색광, 녹색광, 청색광, 각각의 스펙트럼 반치폭(hwr, hwg, hwb)은, 각각, hwr=22㎚, hwg=40㎚, hwb=25㎚로 하였다.
이와 같이, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)로부터 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 피크 파장을 각각 전술한 범위 내로 함으로써, 백라이트 장치(20)로부터 출사되는 백색광의 색순도를 높여, 종래의 기술로서 기술한 CCFL을 광원으로서 이용한 경우와 비교하여 색역을 넓힐 수 있다. 따라서, 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위를 매우 넓힐 수 있다.
{색도점에 대하여}
이와 같이, NTSC비가 100% 이상으로 되는 발광 다이오드(21)의 최적의 피크 파장 대역을 구할 수는 있지만, 이 피크 파장뿐만 아니라, 그 스펙트럼 분포도 색순도를 높여, 색역을 넓힐 때는 매우 중요한 팩터로 된다. 발광 다이오드(21)의 스펙트럼 분포는, 기본적으로는 가우스 분포에 따르지만, 제조 프로세스나 그 외의 여러 가지 요인에 의해 다양한 스펙트럼 분포 형상을 나타낸다. 따라서, 발광 다이오드(21)의 피크 파장을 특정했을 뿐이라면, 스펙트럼 분포까지는 알 수 없기 때문에, 스펙트럼 분포의 차이에 의한 색도점에의 영향이 무시되게 되어, 정확한 색 재현 범위를 규정할 수 없게 된다.
따라서, 종래까지는, 발광 다이오드(21)의 피크 파장을 특정함으로써 색역의 최적화를 행하고 있었지만, 본 발명에서는, 색 재현 범위가 NTSC비 100% 이상을 달성할 때의 각 발광 다이오드(21)의 색도점을 측정하고, 측정된 색도점의 범위에서 규정하는 발광 다이오드(21)를 이용함으로써 색역의 최적화를 도모하게 한다.
따라서, 전술한 바와 같이, NTSC비를 100% 이상으로 하는 피크 파장 범위에 있는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 색도점을 측정하기로 한다. 구체적으로는, 컬러 액정 표시 패널(10)을 제거한 백라이트 장치(20)를 이용하여, 각 색광마다 발광 다이오드(21)를 발광시켰을 때의 색도를 측색계에서 측정한다.
이와 같이, NTSC비를 100% 이상으로 하는 피크 파장 범위에 있는 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 색도점을 국제 조명 위원회(CIE)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 플롯한 결과를, 도 22a 및 도 22b, 도 23a 및 도 23b, 도 24a 및 도 24b에 도시한다. 색도점은, 전술한 바와 같이 구한 피크 파장 범위 내에서 각색 3종류씩 선택하여 백라이트 장치(20)에 배열시키고, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)를, 각각 각 색광마다 발광시켰을 때의 색광을, 컬러 액정 표시 패널(10)을 통하지 않고 측정을 하였다.
{적색 발광 다이오드(21R)의 색도점}
도 22a는, 피크 파장이 각각 630㎚, 640㎚, 670㎚인 적색 발광 다이오드(21R), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 22b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 따라서, 전술하여 구한 적색 발광 다이오드(21R)의 최적의 피크 파장 대역 625㎚≤λpr≤685㎚에 대해, xy 색도도 중에 플롯한 적색 발광 다이오드(21R)의 피크 파장이 630㎚, 640㎚, 670㎚인 것을 고려하면, 적색 발광 다이오드(21R)의 최적의 색도점 영역은, 도 22b에 테두리로 둘러싼 영역(RF)으로 되어, 0.65≤x≤0.75, 0.27≤y≤0.33으로 규정할 수 있다.
{녹색 발광 다이오드(21G)의 색도점}
도 23a는, 피크 파장이 각각 510㎚, 525㎚, 535㎚인 녹색 발광 다이오드(21G), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 23b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 따라서, 전술하여 구한 녹색 발광 다이오드(21G)의 최적의 피크 파장 대역 505㎚≤λpg≤535㎚에 대해, xy 색도도 중에 플롯한 녹색 발광 다이오드(21G)의 피크 파장이 510㎚, 525㎚, 535㎚인 것을 고려하면, 녹색 발광 다이오드(21G)의 최적의 색도점 영역은, 도 23b에 테두리로 둘러싼 영역(GF)으로 되어, 0.12≤x≤0.28, 0.64≤y≤0.76으로 규정할 수 있다.
{청색 발광 다이오드(21B)의 색도점}
도 24a는, 피크 파장이 각각 420㎚, 450㎚, 460㎚인 청색 발광 다이오드(21B), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 24b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 따라서, 전술하여 구한 청색 발광 다이오드(21B)의 최적의 피크 파장 대역 420㎚≤λpb≤465㎚에 대해, xy 색도도 중에 플롯한 청색 발광 다이오드(21B)의 피크 파장이 420㎚, 450㎚, 460㎚인 것을 고려하면, 청색 발광 다이오드(21B)의 최적의 색도점 영역은, 도 24b에 테두리로 둘러싼 영역(BF)으로 되어, 0.14≤x≤0.17, 0.01≤y≤0.06으로 규정할 수 있다. 이상을 정리하면, 이하에 나타내는 표 6에 기재하는 바와 같다.
발광 다이오드 종별 NTSC 100% 이상으로 되는 피크 파장 범위 최적 색도점 영역(색도점 범위)
적색 발광 다이오드(21R) 625㎚∼685㎚ 0.65≤x≤0.75 0.27≤y≤0.33
녹색 발광 다이오드(21G) 505㎚∼535㎚ 0.12≤x≤0.28 0.64≤y≤0.76
청색 발광 다이오드(21B) 420㎚∼465㎚ 0.14≤x≤0.17 0.01≤y≤0.06
{스펙트럼 분포의 차이에 의한 색도점의 상위에 대한 검증}
계속해서, 전술한 바와 같이, 피크 파장이 동일한 경우에도, 스펙트럼 분포가 상이하면 색도점도 변화한다는 것에 대하여 검증한다. 예를 들면, 임의의 피크 파장의 색광을 발광하는 발광 다이오드의 스펙트럼 분포가 넓어진 경우, 컬러 액정 표시 패널(10)을 투과하는 광은, 컬러 액정 표시 패널(10)이 구비하는 컬러 필터(19) 중 인접하는 파장 대역의 필터를 투과하는 비율이 증가하기 때문에 색 혼색이 일어나고, 결과적으로 색역을 좁히게 된다.
도 25, 도 26, 도 27에, 피크 파장은 동일하나, 스펙트럼 분포가 상이한 2 타입의 발광 다이오드(21)의 분광 특성을 각 색광별로 도시한다. 도 25는, 피크 파장(λpr)이, 630㎚로 동일하지만, 반치폭이 각각 hwr=222㎚, 44㎚인 2 종류의 적색 발광 다이오드(21R)의 분광 특성이다. 또한, 도 26은, 피크 파장(λpg)이, 525㎚로 동일하지만, 반치폭이 각각 hwg=40㎚, 80㎚인 2 종류의 녹색 발광 다이오드(21G)의 분광 특성이다. 또한, 도 27은, 피크 파장(λpb)이, 460㎚로 동일하지만, 반치폭이 각각 hwb=25㎚, 50㎚인 2 종류의 청색 발광 다이오드(21B)의 분광 특성이다.
도 25, 도 26, 도 27에 도시하는 분광 특성과, 전술한 도 8에서 도시한 컬러 필터(19)의 분광 특성을 모두 겹치면 도 28에 도시하는 바와 같이 된다. 도 28로부터 분명하듯, 반치폭이 2배로 된 스펙트럼 분포를 갖는 색광은, 인접하는 컬러 필터를 투과하는 비율이 증가하여 혼색할 가능성이 높게 되는 것을 알 수 있다. 도 28 내에, 원으로 둘러싼 개소가, 각 색광의 스펙트럼 분포가 인접하는 컬러 필터의 투과 파장 대역과 교차하는 크로스 포인트로서, 화살표로 도시하는 바와 같이, 반치폭이 증가하는 방향으로, 스펙트럼 분포가 변화하면 크로스 포인트가 상승하여, 혼색하는 비율이 증가하게 된다.
이와 같이, 스펙트럼 분포가 상이하면 색역에도 영향이 있기 때문에, 컬러 액정 표시 패널(10)을 조명하는 백색광을 색순도가 높아, 광색역으로 하기 위해서는, 전술한 바와 같은 도 19b, 도 20b, 도 21b에 의해 구해지는 피크 파장 범위만을 한정한 것으로는 불충분하다는 것이 예상된다. 이를 검증하기 위해, 도 19b, 도 20b, 도 21b에 도시하는 바와 같은 NTSC비 100% 이상으로 되는 피크 파장 범위를 만족시킴과 동시에, 반치폭을 도 19a, 도 20a, 도 21a에서 도시되는 스펙트럼 분포의 2배, 즉 적색광의 반치폭(hwr)을 44㎚, 녹색광의 반치폭(hwg)을 80㎚, 청색광의 반치폭(hwb)을 50㎚로 했을 때의 컬러 액정 표시 장치(100)의 NTSC비를 측정한다. 이때, NTSC비가 100%를 넘지 못한 경우는, 스펙트럼 분포의 변화에 의한 영향, 즉 피크 파장 이외의 요소에 의한 영향이 색역에 작용하고 있게 된다.
발광 다이오드(21)를 전술한 바와 같은 조건으로 하여 NTSC비를 측정한 결과를, 각 색광별로 하기의 표 7, 표 8, 표 9에 나타낸다. 또한, 표 7, 표 8, 표 9에는, 측정 결과를 비교하기 위해, 각 색광의 반치폭을 2배로 하기 이전의 NTSC비를, 도 19b, 도 20b, 도 21b로부터 발췌하여 함께 기재한다.
적색 발광 다이오드(21R) hwr=22㎚ hwr=44㎚
630㎚ 102.6% 89.6%(NG)
640㎚ 106.8% 95.5%(NG)
670㎚ 105.0% 104.6%
녹색 발광 다이오드(21G) hwr=40㎚ hwr=80㎚
510㎚ 101.4% 91.2%(NG)
525㎚ 106.8% 92.1%(NG)
535㎚ 102.5% 90.3%(NG)
청색 발광 다이오드(21B) hwr=25㎚ hwr=50㎚
420㎚ 101.7% 102.0%
450㎚ 106.8% 100.0%
460㎚ 103.6% 96.5%(NG)
표 7에, 반치폭(hwr)이 44㎚이며, 피크 파장(λpr)이 630㎚, 640㎚, 670㎚인 적색 발광 다이오드(21G)의 NTSC비를 나타낸다. 표 7에 나타내는 바와 같이, 이 반치폭에서는, 피크 파장(λpr)이 630㎚, 640㎚일 때의 NTSC비가 각각 89.6%, 95.5%로 100% 이하로 되고 있다. 반치폭(hwr)이 절반인 22㎚에서는, 당연히 NTSC비는 100% 이상을 달성하고 있다.
표 8에, 반치폭(hwg)이 80㎚이며, 피크 파장(λpg)이 510㎚, 525㎚, 535㎚인 녹색 발광 다이오드(21G)의 NTSC비를 나타낸다. 표 8에 나타내는 바와 같이, 이 반치폭에서는, 모든 피크 파장에서 NTSC비가 100% 이하로 되게 되어 있다. 반치폭(hwg)이 절반인 40㎚에서는, 당연히 NTSC비는 100% 이상을 달성하고 있다.
표 9에, 반치폭(hwb)이 50㎚이며, 피크 파장(λpb)이 420㎚, 450㎚, 460㎚인 청색 발광 다이오드(21B)의 NTSC비를 나타낸다. 도 20에 도시하는 바와 같이, 이 반치폭에서는, 피크 파장(λpb)이 460㎚일 때의 NTSC비가 96.5%로 100% 이하로 되게 되어 있다. 반치폭(hwr)이 절반인 25㎚에서는, 당연히 NTSC비는 100% 이상을 달성하고 있다.
이 표 7, 표 8, 표 9에 나타내는 피크 파장은 동일하면서 반치폭을 2배로 한 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 컬러 액정 표시 패널(10)을 제거한 백라이트 장치(20) 상에서의 색도점을, 각 색광마다 발광 다이오드(21)를 발광시켜 측색계에서 측정한다.
이와 같이 하여 측정된 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)의 색도점을 국제 조명 위원회(CIE)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에 플롯한 결과를, 도 29a 및 도 29b, 도 30a 및 도 30b, 도 31a 및 도 30b에 도시한다.
{반치폭을 2배로 하는 적색 발광 다이오드(21R)의 색도점}
도 29a는, 반치폭(hwr)이 44㎚이고, 피크 파장(λpr)이 각각 630㎚, 640㎚, 670㎚인 적색 발광 다이오드(21R), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 29b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 이것에 따르면, NTSC비 100% 이상을 달성하고 있지 않은 피크 파장(λpr)이 630㎚, 640㎚인 적색 발광 다이오드(21R)의 색도점은, 전술한 도 22b를 참조하여 규정된 적색 발광 다이오드(21R)의 최적의 색도점 영역인 영역(RF)으로부터 벗어나게 되어 있음을 알 수 있다.
{반치폭을 2배로 하는 녹색 발광 다이오드(21G)의 색도점}
도 30a는, 반치폭(hwg)이 80㎚이고, 피크 파장(λpg)이 각각 510㎚, 525㎚, 535㎚인 녹색 발광 다이오드(21G), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 30b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 여기에 따르면, NTSC비 100% 이상을 달성하고 있지 않은 피크 파장(λpg)이 510㎚, 525㎚, 535㎚인 녹색 발광 다이오드(21G)의 색도점은, 전술한 도 23b를 참조하여 규정된 녹색 발광 다이오드(21G)의 최적의 색도점 영역인 영역(GF)으로부터 모두 벗어나게 되어 있음을 알 수 있다.
{반치폭을 2배로 하는 청색 발광 다이오드(21B)의 색도점}
도 31a는, 반치폭(hwb)이 50㎚, 피크 파장(λpb)이 각각 420㎚, 450㎚, 460㎚인 청색 발광 다이오드(21B), 3개의 색도점을 xy 색도도 중에 플롯한 도면이고, 도 31b는, 플롯된 색도점을 확대하여 도시한 도면이다. 여기에 따르면, NTSC비 100% 이상을 달성하고 있지 않은 피크 파장(λpb)이 460㎚인 청색 발광 다이오드(21B)의 색도점은, 전술한 도 24b를 참조하여 규정된 청색 발광 다이오드(21B)의 최적의 색도점 영역인 영역(BF)으로부터 벗어나게 되어 있음을 알 수 있다.
이상에서도 알 수 있듯이, NTSC비가 100% 이상을 달성하기 위해, 단순히 피크 파장 범위만을 규정한 발광 다이오드(21)를 이용한 경우, 스펙트럼 분포의 영향이 전혀 고려되지 않기 때문에, 표 7, 표 8, 표 9에서 기술한 바와 같이 NTSC 100% 이상이 아닌 발광 다이오드(21)도 포함하게 된다. 이를, 발광 다이오드(21)를 개별적으로 발광시켰을 때에 측정되는 색도 범위로 하여 규정함으로써, 도 29b, 도 30b, 도 31b에 도시하는 바와 같이, NTSC비가 100% 이상으로 되지 않는 발광 다이오드(21)를 제외할 수 있다.
따라서, 적색 발광 다이오드(21R), 녹색 발광 다이오드(21G), 청색 발광 다이오드(21B)에서 각각 발광되는 적색광, 녹색광, 청색광의 최적의 색도 범위를 각각, 도 13에 도시하는 바와 같이 규정함으로써, 컬러 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위를, 매우 정확하게 NTSC비 100% 이상을 달성할 수 있도록 하는 색 재현 범위로 할 수 있다.
또한, 전술한 설명에서는, NTSC비로 100% 이상의 색 재현 범위를 컬러 액정 표시 장치(100)가 달성하기 위해 규정하는 발광 다이오드(21)의 색도를, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de I'Eclariage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도로 규정하도록 했지만, 예를 들면, 변환식, u′=4x/(-2x+12y+3), v′=9y/(-2x+12y+3)를 이용함으로써, 동일하게 CIE에 의해 정해진 u′v′ 색도도 등에도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 이와 같은, 색도도의 차이 등에 한정되지 않고, 변환 가능한 표색계, 색도도에 대해서도 적용할 수 있다.
그런데, 백라이트 방식의 컬러 액정 표시 장치는, 백라이트 광원에 발광 다이오드를 이용함으로써, CCFL과 비교하여 매우 색순도가 높게 되기 때문에, 색 재현 범위를 대폭 넓힐 수 있다.
그러나, 발광 다이오드의 발광 스펙트럼의 반치폭이 넓으면, 혼색에 의해 색순도가 낮게 되기 때문에, 색 재현 범위를 충분히 넓힐 수 없게 된다.
특히, 녹색 발광 다이오드의 스펙트럼 분포는, 그 외의 청색 발광 다이오드나 적색 발광 다이오드의 스펙트럼 분포와 비교하여 넓어, 반치폭으로 그 외 발광 다이오드의 2배 가까운 값을 나타낸다. 이에 따라, 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼이 청색 컬러 필터의 투과 파장 대역과 겹쳐져, 색 누락에 의한 녹색과 청색과의 혼색이 발생하기 때문에, 색 재현 범위의 녹색 영역을 충분히 넓힐 수 없었다.
여기서, 반치폭이란, 스펙트럼의 피크의 높이(강도)의 정확히 절반값(강도)에서의 스펙트럼의 파장폭을 의미하고 있다.
본 발명이 적용되는 컬러 액정 표시 장치에서는, 백라이트 광원으로서, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원을 이용하고, 또한 발광 다이오드의 발광 스펙트럼의 반치폭을 규정한다. 이와 같이 반치폭을 규정함으로써, 인접하는 컬러 필터로부터의 혼색의 영향을 억제할 수 있어, 충분히 넓은 색역을 확보할 수 있다.
본 실시예에서는, 특히, 스펙트럼 분포가 다른 발광 다이오드보다 넓은 녹색 발광 다이오드의 반치폭을 규정한다. 이에 의해, 녹색과 그 외의 색(특히, 청색)에 대한 영향(색 누락에 의한 혼색 등)을 최소한으로 억제할 수 있어, 색 재현 범위의 녹색 영역을 넓힐 수 있다.
녹색 발광 다이오드 발광 스펙트럼의 반치폭을 좁게 하려면, 예를 들면, 이하와 같이 녹색 발광 다이오드를 구성하면 된다.
녹색 발광 다이오드용의 결정으로서는, ZnSe 등의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체나, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 등이 사용되고 있다. 이들 화합물 반도체의 결정은, 성장 방법으로서, MBE(분자선 에피택시)법이나 MOCVD(유기 금속 화학적 기상 성장)법으로 대표되는 에피택셜 성장 기술을 채용함으로써, 양질의 결정을 얻을 수 있게 되었다.
그리고, 종래보다 순도가 높은 결정을 얻을 수 있다면, 즉, 녹색 발광 다이오드를 구성하는 결정의 순도를 높임으로써, 발광 스펙트럼의 반치폭을 좁힐 수 있다. 이는, 순도가 높아짐으로써, 밴드 갭 에너지와 발광 피크 에너지의 차이가 감소하는 것에 기인한다.
따라서, 결정의 성장 방법을 고안함으로써, 순도가 높은 결정을 제작하면, 발광 스펙트럼의 반치폭이 좁은 녹색 발광 다이오드를 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, XYZ 표색계의 xy 색도도에서, 녹색의 색도점(컬러 포인트)이 소정의 범위 내에 존재하도록, 녹색 발광 다이오드를 구성한다. 구체적으로는, xy 색도도의 녹색 영역을 확대한 도 34에서, 점선으로 나타내는 범위 내로 한다. 즉, XYZ 표색계의 xy 색도도에서, 녹색 발광 다이오드의 색도점(컬러 포인트)을, 0.16≤x≤0.21, 0.70≤y≤0.76의 범위 내로 한다.
그리고, 색도점을 전술한 범위 내로 함으로써, 녹색 영역에서 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 넓혀, sRGB 규격의 영역을 완전히 커버함과 함께, NTSC비를 100% 이상으로 크게 할 수 있다. 또한, 전술한 sYCC 규격의 영역에 대응시키는 것도 가능하게 된다.
녹색 발광 다이오드 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)은, 좁을수록 좋지만, 30㎚ 미만으로 하는 것은, 현재 상태에서는 제조상의 문제로 곤란하다. 또한, 발광 스펙트럼의 반치폭이 극단적으로 좁은 구성으로 하면, 스펙트럼 에너지가 감소하기 때문에, 휘도의 열화로도 이어지게 된다.
또한, 제조상 문제없이, 발광 스펙트럼의 반치폭이 30㎚ 미만인 것을 제조하는 것이 가능하게 되면, 색역을 넓히는 관점에서 30㎚ 이상으로 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서, 컬러 필터로서는, 종래 널리 사용되고 있는 컬러 프린터, 즉, 원색(적색, 녹색, 청색)의 필터나 보색계(시안, 마젠타, 옐로)의 필터를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 사용하는 발광 다이오드의 색 조합은 자유이지만, 기본적으로는, 3원색의 발광 다이오드(적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드)를 이용하여 백색 및 여러 가지 색을 재현한다.
또한, 3원색의 발광 다이오드에, 또 다른 다이오드를 부가하여, 백라이트 장치의 광원을 구성하여도 무방하다.
그리고, 각 발광 다이오드로부터의 광을 백라이트 장치의 내부에서 혼합시켜, 백색광으로 한다.
그런데, 본 실시예의 컬러 액정 표시 장치(100)에서는, 특히, 백라이트 장치(20)의 녹색 발광 다이오드(21G)를, 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)이 30㎚∼40㎚의 범위 내인 구성으로 한다.
이와 같이, 녹색 발광 다이오드(21G)의 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)을 30㎚∼40㎚의 범위 내로 함으로써, 반치폭(FWHM)이 비교적 좁아짐으로써, 녹색 발광 다이오드(21G)의 발광 스펙트럼의 양끝이 짧게 되어, 그 외의 색, 예를 들면 청색 필터(CFB)의 투과 파장 대역과의 겹침을 적게 할 수 있다. 이에 따라, 녹색과 그 외의 색(특히, 청색)과의 혼색을 억제할 수 있다.
여기서, 실제로 컬러 액정 표시 장치를 제작하여, 그 특성을 조사하였다. 도 32에 개략도를 도시하는 바와 같이, 컬러 액정 표시 장치(100)의 컬러 필터(19)의 상방에, 색채 휘도계(300)를 배치하고, 분광 특성의 측정을 행하였다. 또한, 분광 특성을 XYZ 표색계 색도도에 플롯하여, 이 XYZ 표색계 색도도로부터 NTSC비를 구하였다.
그리고, 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)이 상이한 녹색 발광 다이오드를 사용하여, 백라이트 광원을 3원색 발광 다이오드로 하여, 통상적으로 사용되고 있는 컬러 필터를 이용해, 각각의 컬러 액정 표시 장치를 제작하여, 전술한 측정 방법에 의해, 분광 특성을 측정하였다.
구체적으로는, 3원색 발광 다이오드로서, 발광 피크 파장이 450㎚이고 반치폭(FWHM)이 25㎚인 청색 발광 다이오드(LED-B)와, 녹색 발광 다이오드(LED-G)와, 발광 피크 파장이 640㎚이고 반치폭(FWHM)이 22㎚인 적색 발광 다이오드(LED-R)를 이용하여, 백라이트 광원을 구성하고, 이 백라이트 광원과 통상적으로 사용되고 있는 3원색 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)와 조합하여, 컬러 액정 표시 장치를 구성하였다.
녹색 발광 다이오드(LED-G)는, 발광 피크 파장이 525㎚이고 반치폭(FWHM)이 40㎚인 것과, 발광 피크 파장이 525㎚이고 반치폭(FWHM)이 35㎚인 것과, 발광 피크 파장이 525㎚이고 반치폭(FWHM)이 30㎚인 것의 총 3 종류를 준비하여, 각각 컬러 액정 표시 장치를 제작하였다.
또한, 각 녹색 발광 다이오드(LED-G)는, 반치폭(FWHM)의 변경에 대응하여, 화이트 밸런스를 맞추도록, 스펙트럼 강도를 바꾸어 조정하였다. 구체적으로는, 3색의 발광 다이오드를 혼색한 백색광의 색도 좌표가 (x,y)=(0.288, 0.274)로 되도록 녹색 발광 다이오드의 스펙트럼 강도를 조정하였다.
이들 3종류의 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼을 겹쳐, 도 33에 도시한다. 도 33으로부터, 반치폭 FWMM이 좁을수록, 피크 강도가 높아, 피크의 양끝이 짧게 되어 있음을 알 수 있다.
또한, 이들 3종류의 녹색 발광 다이오드 단체의 색도점을, 앞서 설명한 도 34 상에 플롯하여 도시한다. 도 34로부터, 모든 녹색 발광 다이오드의 경우에도, 색도점이 점선으로 둘러싸인 영역 내에 있는 것을 알 수 있다.
또한, 각 색(적색, 청색, 녹색)의 발광 다이오드의 발광 스펙트럼과, 컬러 필터의 분광 특성을 겹쳐 도 35에 도시한다. 녹색 발광 다이오드(LED-G)에 대해서는, 도 33에 도시한 3 종류의 구성의 발광 스펙트럼을 겹쳐 표시하고 있다.
그리고, 측정 결과로서, 각각의 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 XYZ 표색계 색도도 중에 겹쳐 도 36에 도시한다. 도 36으로부터, 녹색 발광 다이오드(LED-G)의 반치폭(FWHM)이 좁게 되면, 색 재현 범위가 도면 내 상방으로 넓어지는 것을 알 수 있다. 이것은, 도 35로부터 알 수 있듯이, 녹색 발광 다이오드(LED-G)의 반치폭(FWHM)이 좁아질수록, 컬러 필터의 청색 필터(CFB)로부터의 색 혼합이 감소하기 때문이라고 생각된다.
도 36에 도시한 측정 결과로부터, 각각의 컬러 액정 표시 장치의 색 재현 범위의 NTSC비를 구한 결과, 녹색 발광 다이오드(LED-G)의 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)이, 40㎚의 경우에는 NTSC비가 105%로 되고, 35㎚의 경우에는 NTSC비가 108%로 되며, 30㎚의 경우에는 NTSC비가 111%로 되었다.
여기서, 도 36의 청색 영역의 확대도를 도 37a에 도시하고, 녹색 영역의 확대도를 도 37b에 도시한다.
도 37a로부터, 청색 영역에서는, 녹색 발광 다이오드(LED-G)의 반치폭(FWHM)이 변화하여도, 색도점의 변화는 거의 보이지 않는다. 한편, 도 37b로부터, 녹색 영역에서는, 녹색 발광 다이오드(LED-G)의 반치폭(FWHM)이 좁게 됨에 따라, 도 37b 내 화살표로 나타내는 바와 같이, y값이 증가하여, 녹색의 색역이 넓어지는 것이 확인되었다.
또한, 녹색 발광 다이오드(LED-G) 발광 스펙트럼의 반치폭(FWHM)과, NTSC비의 관계를, 도 38에 도시한다.
도 38로부터, 반치폭과 색역(NTSC비)에 상관 관계가 있는 것을 알 수 있었다. 이 관계로부터, NTSC비를 105% 이상 유지하려면, 반치폭(FWHM)을 40㎚ 이하로 할 필요가 있고, 40㎚를 초과하면 NTSC비가 105%를 달성할 수 없음을 알 수 있다.
그리고, 디스플레이의 색역을 넓게 하기 위해서는, 발광 다이오드의 발광 파장을 최적화하는 것뿐만 아니라, 발광 스펙트럼의 반치폭을 좁게 하는 것도 중요함을 알 수 있다.
전술한 본 실시예의 컬러 액정 표시 장치(100)의 구성에 의하면, 3원색의 발광 다이오드(21R, 21G, 21B)에 의해 백라이트 장치(20)의 광원을 구성하고, 녹색 발광 다이오드(21G)로서, 스펙트럼의 반치폭(FWHM)이 30㎚∼40㎚인 것을 이용함으로써, 녹색과 그 외의 색과의 혼색을 억제하여, 녹색 영역의 색 재현 범위를 넓힐 수 있다. 이에 따라, NTSC비를 100% 이상으로 높게 하거나, sYCC 규격의 영역에 대응시키는 것도 가능하게 된다.
또한, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러 가지 변경, 치환 또는 그 동등의 것을 행할 수 있음은 당업자에게 있어 분명하다.

Claims (8)

  1. 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형의 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    상기 백라이트 장치는, 반치폭(hwr)이, 15㎚≤hwr≤30㎚인 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, 반치폭(hwg)이, 25㎚≤hwg≤50㎚인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 반치폭(hwb)이, 15㎚≤hwb≤30㎚인 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과,
    상기 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 상기 백색광으로 하는 혼색 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 청색 발광 다이오드로부터 발광되는 상기 청색광의 피크 파장(λpb)이, λpb≥460㎚일 때, 상기 녹색 발광 다이오드로부터 발광되는 상기 녹색광의 반치폭(hwg)이, 25㎚≤hwg≤43㎚인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  3. 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형의 컬러 액정 표시 패널과, 상기 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치를 구비하는 컬러 액정 표시 장치로서,
    상기 백라이트 장치는, 반치폭(hwr)이, 15㎚≤hwr≤30㎚인 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, 반치폭(hwg)이, 25㎚≤hwg≤50㎚인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 반치폭(hwb)이, 15㎚≤hwb≤30㎚인 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과,
    상기 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 상기 백색광으로 하는 혼색 수단
    을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 백라이트 장치의 상기 광원인 상기 청색 발광 다이오드로부터 발광되는 상기 청색광의 피크 파장(λpb)이, λpb≥460㎚일 때, 상기 녹색 발광 다이오드로부터 발광되는 상기 녹색광의 반치폭(hwg)이, 25㎚≤hwg≤43㎚인 것을 특징으로 하는 컬러 액정 표시 장치.
  5. 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    상기 백라이트 장치는, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de I'Eclariage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에서의 색도점이 0.65≤x≤0.75, 0.27≤y≤0.33으로 되는 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, 상기 xy 색도도 중의 색도점이 0.12≤x≤0.28, 0.64≤y≤0.76인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 상기 xy 색도도 중의 색도점이 0.14≤x≤0.17, 0.01≤y≤0.06으로 되는 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과,
    상기 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 상기 백색광으로 하는 혼색 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 적색광, 녹색광, 청색광을 파장 선택 투과하는 3원색 필터로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 투과형의 컬러 액정 표시 패널과, 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 백색광으로 조명하는 백라이트 장치를 구비하는 컬러 액정 표시 장치로서,
    상기 백라이트 장치는, 국제 조명 위원회(CIE: Commission Internationale de I'Eclariage)가 정한 XYZ 표색계의 xy 색도도 중에서의 색도점이 0.65≤x≤0.75, 0.27≤y≤0.33으로 되는 적색광을 발광하는 적색 발광 다이오드, xy 색도도 중의 색도점이 0.12≤x≤0.28, 0.64≤y≤0.76인 녹색광을 발광하는 녹색 발광 다이오드 및 상기 xy 색도도 중의 색도점이 0.14≤x≤0.17, 0.01≤y≤0.06으로 되는 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과,
    상기 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼색하여, 상기 백색 광으로 하는 혼색 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 액정 표시 장치.
  7. 컬러 필터를 구비한 투과형의 컬러 액정 표시 패널과,
    상기 컬러 액정 표시 패널을 배면측으로부터 조명하는 액정 표시용 백라이트 광원을 구비하고,
    상기 백라이트 광원은, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드로 이루어지며, 백라이트 광원으로부터 발광된 적색광, 녹색광, 청색광을 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 구비하고,
    상기 녹색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼의 반치폭이, 30㎚∼40㎚의 범위 내인 것을 특징으로 하는 컬러 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    XYZ 표색계의 xy 색도도에서, 상기 녹색 발광 다이오드의 색도점(컬러 포인트)이, 0.16≤x≤0.21, 0.70≤y≤0.76의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 컬러 액정 표시 장치.
KR1020077003848A 2004-08-18 2005-08-09 백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치 KR20070043007A (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00238789 2004-08-18
JPJP-P-2004-00238787 2004-08-18
JP2004238789 2004-08-18
JP2004238787 2004-08-18
JP2005075500 2005-03-16
JPJP-P-2005-00075500 2005-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070043007A true KR20070043007A (ko) 2007-04-24

Family

ID=35907405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077003848A KR20070043007A (ko) 2004-08-18 2005-08-09 백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7663714B2 (ko)
EP (1) EP1788423A4 (ko)
JP (1) JPWO2006019016A1 (ko)
KR (1) KR20070043007A (ko)
TW (1) TW200617525A (ko)
WO (1) WO2006019016A1 (ko)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI289708B (en) 2002-12-25 2007-11-11 Qualcomm Mems Technologies Inc Optical interference type color display
US7342705B2 (en) 2004-02-03 2008-03-11 Idc, Llc Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US7561323B2 (en) * 2004-09-27 2009-07-14 Idc, Llc Optical films for directing light towards active areas of displays
US7750886B2 (en) 2004-09-27 2010-07-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods and devices for lighting displays
US7355780B2 (en) * 2004-09-27 2008-04-08 Idc, Llc System and method of illuminating interferometric modulators using backlighting
KR101171182B1 (ko) * 2005-08-05 2012-08-06 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 사용한 액정 표시 장치
US7603001B2 (en) * 2006-02-17 2009-10-13 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and apparatus for providing back-lighting in an interferometric modulator display device
GB0611126D0 (en) * 2006-06-06 2006-07-19 Liquavista Bv Colour display device
JP2008052067A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Sony Corp 光源装置、表示装置および発光ダイオードチップ
US7845841B2 (en) * 2006-08-28 2010-12-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Angle sweeping holographic illuminator
US8107155B2 (en) * 2006-10-06 2012-01-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for reducing visual artifacts in displays
WO2008045200A2 (en) 2006-10-06 2008-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical loss structure integrated in an illumination apparatus of a display
EP2069838A2 (en) * 2006-10-06 2009-06-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with built-in light coupler
EP1943551A2 (en) 2006-10-06 2008-07-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light guide
US7855827B2 (en) 2006-10-06 2010-12-21 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Internal optical isolation structure for integrated front or back lighting
WO2008045462A2 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device with diffractive optics
US7864395B2 (en) * 2006-10-27 2011-01-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light guide including optical scattering elements and a method of manufacture
JP5050498B2 (ja) * 2006-11-21 2012-10-17 ソニー株式会社 光源装置、バックライト装置、液晶表示装置及びバックライト装置の製造方法
KR100930171B1 (ko) * 2006-12-05 2009-12-07 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 백색 광원 모듈
KR101385453B1 (ko) * 2007-05-02 2014-04-21 삼성디스플레이 주식회사 광원의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 백라이트 어셈블리
US9279079B2 (en) 2007-05-30 2016-03-08 Sharp Kabushiki Kaisha Method of manufacturing phosphor, light-emitting device, and image display apparatus
JP2009010315A (ja) * 2007-05-30 2009-01-15 Sharp Corp 蛍光体の製造方法、発光装置および画像表示装置
JP5263722B2 (ja) * 2007-06-08 2013-08-14 シャープ株式会社 蛍光体、発光装置および画像表示装置
KR100951274B1 (ko) * 2007-07-19 2010-05-06 삼성엘이디 주식회사 백라이트 유닛
US7905618B2 (en) 2007-07-19 2011-03-15 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit
US8941631B2 (en) * 2007-11-16 2015-01-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Simultaneous light collection and illumination on an active display
US7949213B2 (en) * 2007-12-07 2011-05-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light illumination of displays with front light guide and coupling elements
US8068710B2 (en) 2007-12-07 2011-11-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
US20090168459A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Qualcomm Incorporated Light guide including conjugate film
US8721149B2 (en) 2008-01-30 2014-05-13 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device having a tapered light guide
JP2011512006A (ja) * 2008-01-30 2011-04-14 デジタル オプティクス インターナショナル，リミティド ライアビリティ カンパニー 薄型照明システム
US8654061B2 (en) * 2008-02-12 2014-02-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated front light solution
WO2009102733A2 (en) * 2008-02-12 2009-08-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated front light diffuser for reflective displays
WO2009102731A2 (en) 2008-02-12 2009-08-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Devices and methods for enhancing brightness of displays using angle conversion layers
JP5269455B2 (ja) * 2008-03-26 2013-08-21 富士フイルム株式会社 液晶表示装置
JP2011517118A (ja) * 2008-04-11 2011-05-26 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Ｐｖの美観および効率を改善する方法
US8049951B2 (en) 2008-04-15 2011-11-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light with bi-directional propagation
US20090323144A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with holographic light guide
KR101542915B1 (ko) * 2008-10-10 2015-08-07 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크. 분산 조명 시스템
EP2351464A4 (en) * 2008-10-10 2013-10-09 Qualcomm Mems Technologies Inc DECENTRALIZED LIGHTING CONTROL SYSTEM
US20100157406A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for matching light source emission to display element reflectivity
WO2010082952A1 (en) 2009-01-13 2010-07-22 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Large area light panel and screen
US20100195310A1 (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Shaped frontlight reflector for use with display
US8172417B2 (en) * 2009-03-06 2012-05-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Shaped frontlight reflector for use with display
JP5449539B2 (ja) 2009-05-29 2014-03-19 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 照明デバイスおよび照明デバイスの製造方法
WO2010141388A1 (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Front light based optical touch screen
WO2011017204A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microstructures for light guide illumination
US9195097B2 (en) 2010-08-03 2015-11-24 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and process for producing liquid-crystal display device
US8402647B2 (en) 2010-08-25 2013-03-26 Qualcomm Mems Technologies Inc. Methods of manufacturing illumination systems
JP5750111B2 (ja) 2010-09-07 2015-07-15 シャープ株式会社 液晶層及びポリマー層形成用組成物、並びに、液晶表示装置
US20130169906A1 (en) * 2010-09-08 2013-07-04 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
JP5799212B2 (ja) * 2010-09-21 2015-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール、バックライト装置および表示装置
CN102062889A (zh) * 2010-11-12 2011-05-18 创维液晶器件(深圳)有限公司 一种彩色滤色膜制程方法及彩色滤色膜、led液晶模组
US9182632B2 (en) 2010-12-06 2015-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
US9239493B2 (en) 2010-12-22 2016-01-19 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal alignment agent, liquid crystal display, and method for manufacturing liquid crystal display
WO2012169421A1 (ja) * 2011-06-07 2012-12-13 シャープ株式会社 表示装置
CN102520571B (zh) * 2011-11-04 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置及投影***
DE102012109104B4 (de) * 2012-09-26 2021-09-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beleuchtungseinrichtung, Hinterleuchtung für ein Display oder einen Fernseher und Display oder Fernseher
TWI483045B (zh) * 2013-06-20 2015-05-01 Au Optronics Corp 顯示器
CN104423090B (zh) * 2013-08-27 2017-10-13 群创光电股份有限公司 显示装置
EP2988340B1 (en) 2014-08-18 2017-10-11 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting diode package and manufacturing method thereof
KR102524805B1 (ko) * 2016-02-12 2023-04-25 삼성전자주식회사 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 이를 구비한 디스플레이 장치
JP6740762B2 (ja) * 2016-07-13 2020-08-19 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
TWI728873B (zh) 2020-07-21 2021-05-21 隆達電子股份有限公司 發光二極體裝置
US11294238B1 (en) 2020-10-29 2022-04-05 Lextar Electronics Corporation Low blue light backlight module

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08263438A (ja) * 1994-11-23 1996-10-11 Xerox Corp ディジタルワークの配給及び使用制御システム並びにディジタルワークへのアクセス制御方法
US5892900A (en) * 1996-08-30 1999-04-06 Intertrust Technologies Corp. Systems and methods for secure transaction management and electronic rights protection
US7133846B1 (en) * 1995-02-13 2006-11-07 Intertrust Technologies Corp. Digital certificate support system, methods and techniques for secure electronic commerce transaction and rights management
US7143290B1 (en) * 1995-02-13 2006-11-28 Intertrust Technologies Corporation Trusted and secure techniques, systems and methods for item delivery and execution
US6658568B1 (en) * 1995-02-13 2003-12-02 Intertrust Technologies Corporation Trusted infrastructure support system, methods and techniques for secure electronic commerce transaction and rights management
US6233684B1 (en) * 1997-02-28 2001-05-15 Contenaguard Holdings, Inc. System for controlling the distribution and use of rendered digital works through watermaking
TW528169U (en) 2000-05-04 2003-04-11 Koninkl Philips Electronics Nv Assembly of a display device and an illumination system
AU7593601A (en) * 2000-07-14 2002-01-30 Atabok Inc Controlling and managing digital assets
US7421411B2 (en) * 2001-07-06 2008-09-02 Nokia Corporation Digital rights management in a mobile communications environment
JP3840940B2 (ja) * 2001-09-28 2006-11-01 株式会社日立製作所 画像表示装置
FR2832236B1 (fr) * 2001-11-13 2004-04-16 Inst Nat Rech Inf Automat Interface graphique de portail web semantique
JP2003207770A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Toppan Printing Co Ltd 液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP2004093761A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Toko Inc バックライト装置
JP4611604B2 (ja) 2002-09-30 2011-01-12 独立行政法人情報通信研究機構 画像表示装置
US7526545B2 (en) * 2003-01-17 2009-04-28 Relevant Media Llc Content distribution system
US7467399B2 (en) * 2004-03-31 2008-12-16 International Business Machines Corporation Context-sensitive confidentiality within federated environments
US20060190290A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-24 Brainshield Technologies, Inc. Systems and methods for distributing electronic files
US20060277457A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Salkind Carole T Method and apparatus for integrating video into web logging
US20070078777A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-05 Contentguard Holdings, Inc. System and method for digital rights management using advanced copy with issue rights, and managed copy tokens
US7954064B2 (en) * 2005-10-27 2011-05-31 Apple Inc. Multiple dashboards
US20070288518A1 (en) * 2006-05-03 2007-12-13 Jeff Crigler System and method for collecting and distributing content
US9002726B2 (en) * 2006-06-19 2015-04-07 Nokia Corporation Advertising based on widgets
US20080040426A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Don Synstelien System and Method for Placing a Widget onto a Desktop

Also Published As

Publication number Publication date
US7663714B2 (en) 2010-02-16
EP1788423A4 (en) 2008-02-27
EP1788423A1 (en) 2007-05-23
US20070182887A1 (en) 2007-08-09
TW200617525A (en) 2006-06-01
WO2006019016A1 (ja) 2006-02-23
TWI332102B (ko) 2010-10-21
JPWO2006019016A1 (ja) 2008-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070043007A (ko) 백라이트 장치 및 컬러 액정 표시 장치
KR101135339B1 (ko) 컬러 액정 표시 장치
US7789527B2 (en) Backlight device and color liquid crystal display
TWI261692B (en) Color filter and color liquid crystal display device
KR101237326B1 (ko) 백라이트 장치 및 표시장치
EP1804116B1 (en) Color liquid crystal display
JP4701806B2 (ja) バックライト装置及び液晶表示装置
CN100507676C (zh) 背光装置及彩色液晶显示装置
KR20070028273A (ko) 백라이트 장치 및 액정 표시 장치
JP2005234133A (ja) カラー液晶表示用カラーフィルタ及びカラー液晶表示装置
JP2005260116A (ja) 発光素子の駆動回路及び画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application