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JP2008298838A - ディスプレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】色再現性とコントラストとを高めることが可能なディスプレイを提供すること。
【解決手段】面状光源１と、それぞれが面状光源１からの光のうち特定の範囲の波長の光を透過させる、マトリクス状に配置された複数のフィルタ要素と、を備えたディスプレイＡであって、面状光源１は、青色領域、緑色領域、赤色領域に属する３つの波長ピークを有する白色光を発する複数の半導体発光装置２がマトリクス状に配置された構成とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、面状光源からの白色光を透過させることにより、たとえばＲＧＢの３色光を発光可能な複数の画素を備えるディスプレイに関する。
図５は、従来のディスプレイの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたディスプレイＸは、面状光源９１および液晶パネル９２を備えた、いわゆる液晶ディスプレイとして構成されている。面状光源９１は、複数の冷陰極管９１ａを備えている。複数の冷陰極管９１ａは、互いに平行に配置されており、それぞれが白色光を発光可能とされている。複数の冷陰極管９１ａから発せられた光は、たとえば白色の面状光となって液晶パネル９２に向かう。
液晶パネル９２は、１対の透明基板９２ａ，９２ｂ、封止部材９２ｃ、液晶層９２ｄ、およびフィルタ９２ｅを備えている。１対の透明基板９２ａ，９２ｂは、たとえば透明なガラス製であり、透明基板９２ａにはマトリクス状に配置された複数のＴＦＴ素子（図示略）が形成されている。液晶層９２ｄは、１対の透明基板９２ａ，９２ｂおよび封止部材９２ｃによって囲まれた空間に液晶材料が封入されたものである。フィルタ９２ｅは、たとえば外来光を適切に散乱させる機能を果たす。上記ＴＦＴ素子によって液晶層９２ｄの微小部分に選択的に電圧を印加すると、この微小部分の偏向状態が調節できる。各微小部分には、赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタ（いずれも図示略）が作りこまれている。これにより、液晶パネル９２は、赤色光、緑色光、青色光を発光可能な複数の画素がマトリクス状に配列された構成となっている。ディスプレイＸは、携帯型電話機やパーソナルコンピュータの表示装置として広く用いられる。
しかしながら、ディスプレイＸを映像観賞用途に用いる場合、表示画像の画質に対する要求が一段と厳しくなる。これらの要求を満たすには、画像の色再現性およびコントラストを高めることが必要である。この実現には、面状光源９１から照射される白色光を、波長ピークに偏りが少ない、明瞭な白色光とすることが不可欠である。冷陰極管９１ａから発せられる白色光は、若干の波長の偏りを有しており、色再現性を高めるには限界がある。また、冷陰極管９１ａからの光について、たとえば局所的にコントラストを高めることは困難であった。
特開２００７−１２３０３０号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、色再現性とコントラストとを高めることが可能なディスプレイを提供することをその課題とする。
本発明によって提供されるディスプレイは、面状光源と、それぞれが上記面状光源からの光のうち特定の範囲の波長の光を透過させる、マトリクス状に配置された複数のフィルタ要素と、を備えたディスプレイであって、上記面状光源は、青色領域、緑色領域、赤色領域に属する３つの波長ピークを有する白色光を発する複数の半導体発光装置がマトリクス状に配置された構成とされていることを特徴としている。
このような構成によれば、上記面状光源からの光を明瞭で高輝度な白色光とすることが可能である。このような光は、上記複数のフィルタ要素を透過させられることにより、彩度が高い光となる。したがって、上記ディスプレイの色再現性とコントラストとを高めるのに適している。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の半導体発光装置は、それぞれの輝度を個別に制御可能とされている。このような構成によれば、表示すべきカラー画像の輝度分布に応じて上記半導体発光装置の輝度を調節することにより、カラー画像のコントラストをさらに高めるのに好適である。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明に係るディスプレイの一例を示している。本実施形態のディスプレイＡは、面状光源１および液晶パネル７を備えており、カラー画像を表示可能な液晶ディスプレイとして構成されている。
面状光源１は、液晶パネル７に向けて白色の面状光を出射するためのものであり、複数の半導体発光装置２を備えている。複数の半導体発光装置２は、マトリクス状に配置されている。
図２に示すように、半導体発光装置２は、半導体発光素子３、透光樹脂４、ケース５、およびリード６を具備して構成されている。半導体発光素子３は、たとえばＩｎＧａＮからなる複数の半導体層が積層されたものであり、青色光を発光可能に構成されている。透光樹脂４は、透明樹脂に赤色蛍光体および緑色蛍光体が混入された材質によって形成されている。上記赤色蛍光体は、半導体発光素子３からの青色光によって励起されることにより赤色光を発する物質であり、たとえばＲＥｕＷ2Ｏ8（ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓのうちの少なくとも１種）、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ（ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも１種）、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕが挙げられる。上記緑色蛍光体は、半導体発光素子３からの青色光によって励起されることにより緑色光を発する物質であり、たとえばＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ（ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少なくとも１種）が挙げられる。リード６は、半導体発光素子３を保持し、これに電力供給を行うためのものである。ケース５は、半導体発光素子３を囲っており、半導体発光素子３からの光を反射させる反射面を有している。
図３は、半導体発光装置２の発光スペクトルを示している。本図によく表れているように、半導体発光装置２の発光スペクトルには、３つのピークがある。１つめのピークは、波長４５０ｎｍ付近にあり、半導体発光素子３から発せられた青色光によるものである。２つめのピークは、波長５３０ｎｍ付近にあり、半導体発光素子３からの青色光によって励起された上記緑色蛍光体から発せられた緑色光によるものである。３つめのピークは、波長６４０ｎｍ付近にあり、半導体発光素子３からの青色光によって励起された上記赤色蛍光体から発せられた赤色光によるものである。
液晶パネル７は、面状光源１からの面状の白色光を用いてカラー画像を構成するためのものであり、図５に示された液晶パネル９２と同様の構造とされている。液晶パネル７には、カラー画像が表示される表示領域７１が設定されている。表示領域７１は、マトリクス状に配置された複数の画素７２によって形成されている。
図４に示すように、画素７２は、赤色フィルタ要素７２Ｒ、緑色フィルタ要素７２Ｇ、青色フィルタ要素７２Ｂによって構成されている。赤色フィルタ要素７２Ｒは、液晶パネル７に作りこまれたたとえばＴＦＴ素子によって偏向状態が調節させる液晶層（図示略）の微小部分に赤色フィルタ層（図示略）が被せられた部分である。同様に、緑色フィルタ要素７２Ｇは、上記微小部分に緑色フィルタ層（図示略）が被せられた部分であり、青色フィルタ要素７４Ｂは、上記微小部分に青色フィルタ層（図示略）が被せられた部分である。本実施形態においては、ＲＧＢの偏りを解消するために、１つの画素７２に１つずつの赤色フィルタ要素７２Ｒ、青色フィルタ要素７２Ｇと、２つの緑色フィルタ要素７２Ｇとが含まれている。
本実施形態においては、半導体発光装置２の平面視寸法は、画素７２の平面視寸法よりも大とされている。すなわち、１つの半導体発光装置２の光が複数の画素７２を透過する構成とされている。半導体発光装置２は、ディスプレイＡに内蔵されたＣＰＵなどの制御手段（図示略）によって、輝度が個別に制御される。たとえば、表示領域７１のある箇所に位置する半導体発光装置２の輝度を最大とする一方、表示領域７１の他の箇所にある半導体発光装置２の輝度を０とすることが可能である。
次に、ディスプレイＡの作用について説明する。
本実施形態によれば、面状光源１からの光は、図３の発光スペクトルに表されるように、赤色光、緑色光、青色光のそれぞれの波長域においてピークを有する輝度分布となっている。このような光は、明瞭な白色光であるため、ディスプレイＡに表示されるカラー画像の最大輝度を高めるのに適している。次に、面状光源１からの光を、赤色フィルタ要素７２Ｒ、緑色フィルタ要素７２Ｇ、青色フィルタ要素７２Ｂによって透過させることによって得られる赤色光、緑色光、青色光を、いずれも高い彩度および明度を有するものとすることが可能である。これにより、カラー画像の色再現性を顕著に高めることが可能である。
また、複数の半導体発光装置２の輝度を表示すべきカラー画像の輝度分布に応じて個別に制御することができる。すなわち、カラー画像の暗い部分に位置する半導体発光装置２の輝度を相対的に小さくし、カラー画像の明るい部分に位置する半導体発光装置２の輝度を相対的に大きくするのである。これにより、たとえば半導体発光装置２を点灯させたままで画素７２を全閉状態とすることのみによって得られる黒色と比べて、この半導体発光装置２を消灯させることによって得られる黒色は、輝度が顕著に小さく、いわゆる深い黒色として視認されうるものである。したがって、このようなディスプレイＡは、カラー画像を高いコントラストで表示するのに好適である。
本発明に係るディスプレイは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るディスプレイの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
本発明に係るディスプレイの一例を示す要部分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。 図１に示すディスプレイに用いられる半導体発光装置の発光スペクトルを示すグラフである。 図１に示すディスプレイの画素およびフィルタ要素を示す概念図である。 従来のディスプレイの一例を示す断面図である。
符号の説明
Ａ ディスプレイ
１ 面状光源
２ 半導体発光装置
３ 半導体発光素子
４ 透光樹脂
５ ケース
６ リード
７ 液晶パネル
７１ 表示領域
７２ 画素
７２Ｒ 赤色フィルタ要素
７２Ｇ 緑色フィルタ要素
７２Ｂ 青色フィルタ要素

Claims (2)

  1. 面状光源と、
    それぞれが上記面状光源からの光のうち特定の範囲の波長の光を透過させる、マトリクス状に配置された複数のフィルタ要素と、
    を備えたディスプレイであって、
    上記面状光源は、青色領域、緑色領域、赤色領域に属する３つの波長ピークを有する白色光を発する複数の半導体発光装置がマトリクス状に配置された構成とされていることを特徴とする、ディスプレイ。
  2. 上記複数の半導体発光装置は、それぞれの輝度を個別に制御可能とされている、請求項１に記載のディスプレイ。
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