JP3672466B2

JP3672466B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3672466B2
Application number: JP27633499A
Authority: JP
Inventors: 祐二森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001100203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、たとえばバックライトを具備するカラー用液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、液晶を介して互いに対向配置される透明基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素からなる表示部が形成されている。
【０００３】
表示部を構成する各画素は、それぞれに所定の強さをもつ電界を発生させる手段を備え、この電界によって液晶の光透過率を制御できるようになっている。
【０００４】
このため、この液晶表示パネルは、その背面側においてたとえば冷陰極線管からなるバックライトを備えているのが通常となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成からなる液晶表示装置において、カラー用の場合は、バックライトからの光の損失が発生し、その対策が講じられるに到った。
【０００６】
すなわち、カラー用の液晶表示装置は、液晶を介して互いに対向配置される透明基板のうちの一方の透明基板の液晶側の面に、各画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のうちのいずれかの色のカラーフィルタが形成されている。
【０００７】
冷陰極線管からの白色光は、これら各カラーフィルタを透過することによって、赤、緑、青の各色の光となって観察者側へ到るが、この場合、たとえば赤色のフィルタを透過する白色光のうち、緑、青の色成分の光が赤色のフィルタに吸収され、赤色の成分の光のみが透過することになる。
【０００８】
このことは、緑色あるいは青色のフィルタを透過する白色光の場合であっても同様である。
【０００９】
このため、全体的に観ると、バックライトからの光はその入射光量の２／３がこのカラーフィルタによって吸収されることになる。
【００１０】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、バックライト等の光の利用効率を向上させて、高輝度の液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１２】
すなわち、液晶を介して対向配置された透明基板のうちの一方の透明基板の液晶側の面の各画素領域に形成されたカラーフィルタと、各画素領域の液晶およびカラーフィルタを透過させる光を発生する照明手段と、この照明手段からの光の照射によって前記カラーフィルタを透過する前の段階で該カラーフィルタと同一の色を発する蛍光体とを備え、前記カラーフィルタ間にはブラックマトリックスが形成されているとともに、前記蛍光体間にもブラックマトリックスが形成されており、前記蛍光体間に形成されたブラックマトリックスの幅は、前記カラーフィルタ間に形成されたブラックマトリックスの幅よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成された液晶表示装置は、各色のフィルタには、その色に対応する可視光のみが入射するようになることから、これらフィルタにおいて光の損失を大幅に減少させることができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の各実施例を図面を用いて説明する。
【００１５】
〔実施例１〕
図１は、本発明による液晶表示装置の全体を示す概略構成図である。
【００１６】
まず、液晶表示パネル１がある。この液晶表示パネル１は、液晶を介して互いに対向配置された透明基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素の集合体からなる表示部が形成されている。
【００１７】
表示部を構成する各画素は、それぞれに所定の強さをもつ電界を発生させる手段を備え、この電界によって液晶の光透過率を制御できるようになっている。
【００１８】
そして、液晶表示パネル１を観察する側とは反対の側、すなわち、該液晶表示パネル１の背面にはバックライト２が配置され、このバックライト２は、この実施例の場合、円筒形からなる複数の紫外線ランプ２Ａと、この紫外線ランプ２Ａからの紫外線を前記液晶表示パネル１の側へ効率よく照射させるための反射板２Ｂとから構成されている。
【００１９】
さらに、この実施例の場合、バックライト２と液晶表示パネル１との間に蛍光体膜部３が配置されている。
【００２０】
図２は、この蛍光体膜部３の詳細を、液晶表示パネル１の内部に形成されたカラーフィルタ４との関係で示した図である。
【００２１】
ここで、液晶表示パネル１は、各透明基板１Ａ、１Ｂの間の各画素領域における電界発生手段は図示されておらず、該電界発生手段によって光透過率が変化する液晶を介してバックライト２の側から可視光５が透過するカラーフィルタ４のみを示している。
【００２２】
このカラーフィルタ４は図中ｘ方向へ隣接する画素領域ごとに形成され、たとえば図中左側から赤色（Ｒ）のフィルタ４Ｒ、緑色（Ｇ）のフィルタ４Ｇ、青色（Ｂ）のフィルタ４Ｂ、赤色（Ｒ）のフィルタ４Ｒ、…というように形成されている。
【００２３】
一方、蛍光体膜部３は、透明基板３Ａの一面に蛍光体膜６が塗布されることによって構成され、この蛍光体膜６は、バックライト２からの紫外線８の照射によって赤色（Ｒ）の可視光を発光する蛍光体膜６Ｒ（便宜上、ここでは赤色蛍光体膜と称する）、緑色（Ｇ）の可視光を発光する蛍光体膜６Ｇ（便宜上、ここでは緑色蛍光体膜と称する）、青色（Ｂ）の可視光を発光する蛍光体膜６Ｂ（便宜上、ここでは青色蛍光体膜と称する）とから構成されている。
【００２４】
そして、これら各色の蛍光体膜６は、液晶表示パネル１のｘ方向へ隣接する画素領域ごとに形成され、赤色蛍光体膜６Ｒは赤色（Ｒ）のフィルタ４Ｒに対向するように、また、緑色蛍光体膜６Ｇは緑色（Ｇ）のフィルタ４Ｇに対向するように、さらに、青色蛍光体膜６Ｂは青色（Ｂ）のフィルタ４Ｂに対向するように形成されている。
【００２５】
すなわち、バックライト２の側からの紫外線８の照射によって、たとえば赤色蛍光体膜６Ｒは赤色の可視光５Ｒを発光し、その光は、液晶表示パネル１の該赤色蛍光体膜６Ｒと対向する画素領域の液晶および赤色（Ｒ）のフィルタ４Ｒを透過して、観察者側へ照射されるようになっている。
【００２６】
同様に、緑色蛍光体膜６Ｇは緑色の可視光５Ｇを発光し、その光は、液晶表示パネル１の該緑色蛍光体膜６Ｇと対向する画素領域の液晶および緑色（Ｒ）のフィルタ４Ｇを透過して観察者側へ照射され、さらに、青色蛍光体膜６Ｂは青色の可視光５Ｂを発光し、その光は、液晶表示パネル１の該青色蛍光体膜６Ｂと対向する画素領域の液晶および青色（Ｂ）のフィルタ４Ｂを透過して観察者側へ照射されるようになっている。
【００２７】
このように構成することによって、各色のフィルタ４には、その色に対応する可視光５のみが入射するようになっていることから、これらフィルタ４において光の損失を大幅に減少させることができるようになる。
【００２８】
なお、同図では、理解を容易にするため、液晶表示パネル１と蛍光体膜部３は互いに離間されて示しているが、光の有効利用の観点から、実際には近接されて配置されるようになる。
【００２９】
〔実施例２〕
図３は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図２と対応した図となっている。
【００３０】
図２の場合と比較して、各色のフィルタ４はその間にブラックマトリックス層１０が形成され、これに対応させて、各色の蛍光体膜６の間にもブラックマトリックス層１１を形成させていることに相違を有する。
【００３１】
蛍光体膜部３側のブラックマトリックス層１１としては、紫外線８を反射させる材料、たとえばアルミニュウム（Ａｌ）が好適となる。
【００３２】
この場合、蛍光体膜部３側のブラックマトリックス層１１の幅は、フィルタ４側のブラックマトリックス層１０の幅よりも小さく形成されている。
【００３３】
このようにした場合、光の広がりによる損失を低減できる効果を奏するようになる。
【００３４】
〔実施例３〕
図４は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図３と対応した図となっている。
【００３５】
図３の場合と比較して、蛍光体膜６が塗布された透明基板３Ａにおいて、液晶表示パネル１の各画素領域に対向する各領域にマイクロレンズ１３が形成され、該透明基板３Ａ自体がレンズアレイになっていることに相違を有する。
【００３６】
このように構成された液晶表示装置は、液晶表示パネル１において各画素の開口率が小さい場合であっても、光の拡散による可視光の損失を低減させることができるようになる。
【００３７】
〔実施例４〕
図５は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図４と対応した図となっている。
【００３８】
図４の場合と比較して、マイクロレンズが形成されている部分においてファイバレンズが形成されていることに相違を有する。
【００３９】
すなわち、液晶表示パネル１の各画素領域に対向する各領域にクラッド部１５Ａに囲まれたコア部１５Ｂが形成されている。
【００４０】
この場合、各色の蛍光体膜６の間に形成されるブラックマトリックス層１１の開口部は、コア部１５Ｂと同じかそれよりも小さく形成されている。
【００４１】
このようにすることによって、蛍光体膜６から発光した可視光を効率よくコア部１５Ｂに導入することができる効果を奏する。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、バックライト等の光の利用効率を向上させて、高輝度のものが得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す液晶表示パネルと蛍光体膜部の一実施例を示す構成図である。
【図３】図１に示す液晶表示パネルと蛍光体膜部の他の実施例を示す構成図である。
【図４】図１に示す液晶表示パネルと蛍光体膜部の他の実施例を示す構成図である。
【図５】図１に示す液晶表示パネルと蛍光体膜部の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…液晶表示パネル、１Ａ，１Ｂ…透明基板、２…バックライト、３…蛍光体膜部、３Ａ…透明基板、４…カラーフィルタ、５…可視光、６…蛍光体膜、８…紫外線、１０，１１…ブラックマトリックス層。

Claims

液晶を介して対向配置された透明基板のうちの一方の透明基板の液晶側の面の各画素領域に形成されたカラーフィルタと、
各画素領域の液晶およびカラーフィルタを透過させる光を発生する照明手段と、
この照明手段からの光の照射によって前記カラーフィルタを透過する前の段階で該カラーフィルタと同一の色を発する蛍光体とを備え、
前記カラーフィルタ間にはブラックマトリックスが形成されているとともに、前記蛍光体間にもブラックマトリックスが形成されており、
前記蛍光体間に形成されたブラックマトリックスの幅は、前記カラーフィルタ間に形成されたブラックマトリックスの幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
前記蛍光体は、照明手段と液晶を介して対向配置された透明基板のうち該照明手段の側の透明基板との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記蛍光体との間に形成されたブラックマトリックスはアルミニュウムで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記蛍光体と液晶を介して対向配置された透明基板のうち該蛍光体の側の透明基板との間に、各画素領域に対向したレンズからなるレンズアレイが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
前記照明手段からの光は紫外線であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液晶表示装置。