技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實施方式涉及顯示裝置。
背景技術(shù):
近年來,從省空間、省電的觀點考慮,液晶顯示裝置、等離子顯示裝置、有機EL(電致發(fā)光)顯示裝置等顯示裝置的用途增加。當前,對顯示裝置謀求高精細化及寬色域化(顏色再現(xiàn)范圍的擴大)。
尤其將來播放超高清視頻時,在具備具有以往的寬頻帶發(fā)光波長特性的LED光源的顯示裝置中,難以進行應(yīng)對。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,提供一種顯示裝置,具有光源部和彩色濾光部,通過使從上述光源部射出的光透射上述彩色濾光部來進行顯示。上述光源部具有激光源,該激光源包含射出紅色激光的紅色激光源、射出綠色激光的綠色激光源和射出藍色激光的藍色激光源。上述彩色濾光部包含紅色濾光膜、綠色濾光膜和藍色濾光膜。上述綠色激光與上述藍色激光的發(fā)光中心波長之差為65nm以上、95nm以下。在上述綠色濾光膜中,表現(xiàn)光的最大透射比的波長、與表現(xiàn)光的10%透射比的短波長側(cè)的波長之差為70nm以下。
附圖說明
圖1是CIE1931xy色度圖。
圖2是表示圖1所示的紅色激光、綠色激光及藍色激光的發(fā)光波長特性、與(a)紅色濾光膜、(b)綠色濾光膜、(c)藍色濾光膜的光譜透射比之間的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示第1實施方式的顯示裝置的立體圖。
圖4是表示像素的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5A是第1實施方式的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖5B是表示圖5A所示的激光源的概略圖。
圖6是第1實施方式的顯示裝置所具有的顯示面板的概略剖視圖。
圖7是第2實施方式的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖8是圖7所示的照射部的立體圖。
圖9是第3實施方式的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖10是第4實施方式的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖11是第5實施方式的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖12是表示導光部的厚度(mm)與光譜透射比(%)之間的關(guān)系的圖。
圖13是將圖12的測定結(jié)果以橫軸為導光部的厚度(mm)、縱軸為532nm的波長的光的透射比(%)的方式構(gòu)建而成的圖。
圖14是第1實施方式的變形例的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
圖15是第2實施方式的變形例的顯示裝置所具有的照射部的概略剖視圖。
具體實施方式
以下說明幾個實施方式。
此外,以下說明的實施方式均涉及具有液晶分子作為光學元件而發(fā)揮功能的液晶顯示面板的顯示裝置,但本發(fā)明并不限定于此。顯示裝置也可以為具有Micro Electro Mechanical System(MEMS)快門作為光學元件而發(fā)揮功能的機械式顯示面板的顯示裝置等。此外,在使用MEMS快門的情況下,也可以不設(shè)置后述的第1偏振片、第2偏振片。另外,在本說明書和各附圖中,存在關(guān)于所言及的圖對發(fā)揮與前述相同或類似的功能的結(jié)構(gòu)要素標注相同的附圖標記并適當省略重復的詳細說明的情況。
圖1是CIE1931xy色度圖??v軸為y,橫軸為x。該圖中的色度坐標以(x、y)來表現(xiàn)。圖1所示的以點R、G、B為頂點的三角形示出作為目標的色域的一個例子。點R的色度坐標為(0.708,0.292)、點G的色度坐標為(0.170,0.797)、點B的色度坐標為(0.131,0.046)。
點R能夠由通過紅色激光源(以下稱為r光源)射出的發(fā)光中心波長為630nm的紅色激光(以下稱為r光)顯示。點G能夠由通過綠色激光源(以下稱為g光源)射出的發(fā)光中心波長為532nm的綠色激光(以下稱為g光)顯示。點B能夠由通過藍色激光源(以下稱為b光源)射出的發(fā)光中心波長為467nm的藍色激光(以下稱為b光)顯示。r光、g光及b光的發(fā)光強度的半幅值為5nm以下。通過射出r光、g光及b光并對其進行加法混色,而能夠顯示作為目標的色域的光。
但是,在液晶顯示裝置等顯示裝置中,使光源射出的光進一步從彩色濾光部等透射而用于顯示。圖1所示的點R′、G′及B′示出r光、g光及b光從以往的彩色濾光部CF′透射后的光的色度。以點R′、G′、B′為頂點的三角形示出能夠通過對r光、g光及b光從以往的彩色濾光部CF′透射后的光進行加法混色而顯示的色域。點R′與點R相比,色度無變化。相對地,點G′與點G相比,色度靠向點B大幅轉(zhuǎn)移(shift)。另外,點B′與點B相比,色度靠向點G轉(zhuǎn)移。其結(jié)果為,以將點R′、G′、B′作為頂點的三角形表示的色域相對于目標色域為75%。像這樣,即使使用具有窄頻帶的發(fā)光波長特性、且作為光純度高的光源的激光源,也存在無法將顯示裝置寬色域化的情況。以下參照圖2來說明其理由。
圖2是表示圖1所示的r光、g光及b光的發(fā)光波長特性、與上述以往的彩色濾光部CF′的(a)紅色濾光膜、(b)綠色濾光膜、(c)藍色濾光膜的光譜透射比之間的關(guān)系的曲線圖。如圖2的(a)所示,紅色濾光膜僅使r光、g光、b光的發(fā)光波長區(qū)域中的r光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射。如圖2的(b)所示,綠色濾光膜的表現(xiàn)光的最大透射比的波長為532nm~537nm。綠色濾光膜由于表示光的最大透射比的波長與g光的發(fā)光中心波長即532nm一致,所以高效地使g光透射。但是,對于綠色濾光膜,b光的發(fā)光中心波長即467nm的光的透射比為11%。因此,綠色濾光膜不僅使r光、g光、b光的發(fā)光波長區(qū)域中的g光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射,也使b光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射。其結(jié)果為,如圖1所示,點G′與點G相比,靠向點B大幅轉(zhuǎn)移。而且,如圖2的(c)所示,藍色濾光膜的表現(xiàn)光的最大透射比的波長為452nm~467nm。藍色濾光膜由于表現(xiàn)光的最大透射比的波長與b光的發(fā)光中心波長即467nm一致,所以高效地使b光透射。但是,對于藍色濾光膜,g光的發(fā)光中心波長即532nm的光的透射比為5%。因此,藍色濾光膜不僅使r光、g光、b光的發(fā)光波長區(qū)域中的b光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射,也使g光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射。其結(jié)果為,如圖1所示,點B′與點B相比,靠向點G轉(zhuǎn)移。
如以上所示,在以往的彩色濾光部CF′中,在綠色濾光膜中,不僅使g光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射,也使b光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射,在藍色濾光膜中,不僅使b光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射,也使g光的發(fā)光波長區(qū)域的光透射。其結(jié)果為,以將點R′、G′、B′作為頂點的三角形示出的色域與目標色域相比縮小。即,即使使用色純度高的激光源,顯示裝置的色域也存在與使用了色純度低的光源時同樣地不會擴大的情況。根據(jù)圖1可知,顯示裝置的色域的縮小尤其受綠色濾光膜中的b光的透射的影響大。
首先,參照圖3~圖6來說明第1實施方式的顯示裝置。圖3是表示第1實施方式的顯示裝置DSP的立體圖。
顯示裝置DSP具有:顯示面板PNL、驅(qū)動顯示面板PNL的驅(qū)動IC芯片IC、對顯示面板PNL進行照明的照射部100、控制顯示面板PNL及照射部100的動作的控制模塊CM、向顯示面板PNL及照射部100傳遞控制信號的柔性電路基板FPC1、FPC2等。此外,在各實施方式中,第1方向X為例如顯示面板PNL的短邊方向。第2方向Y為與第1方向X交叉的方向,為顯示面板PNL的長邊方向。另外,第3方向Z為與第1方向X及第2方向Y交叉的方向。另外,在各實施方式中,第1基板SUB1的顯示面為顯示區(qū)域DA所在的面,第1基板SUB1的背面為位于顯示面的相反側(cè)的面。另外,上(上方)是指從背面朝向顯示面的方向,下(下方)是指從顯示面朝向背面的方向。
顯示面板PNL具有第1基板SUB1、與第1基板SUB1相對配置的第2基板SUB2和后述的液晶層LQ。顯示面板PNL具有顯示圖像的顯示區(qū)域DA、及位于顯示區(qū)域DA周邊的與形成在第2基板SUB2上的遮光層LSL重疊的邊框狀的非顯示區(qū)域NDA。顯示面板PNL具有例如在顯示區(qū)域DA內(nèi)沿第1方向X及第2方向Y呈矩陣狀排列的像素PX。
照射部100在顯示面板PNL的第1基板SUB1之下與其相對地配置。照射部100相當于從背面?zhèn)葘︼@示面板PNL進行照明的所謂背光源單元。
驅(qū)動IC芯片IC安裝在顯示面板PNL的第1基板SUB1上。柔性電路基板FPC1安裝在第1基板SUB1上,將顯示面板PNL和控制模塊CM連接。柔性電路基板FPC2將照射部100和控制模塊CM連接。
這樣構(gòu)成的顯示裝置DSP相當于具有透射顯示功能的所謂透射型的液晶顯示裝置,其中,透射顯示功能是指通過以各像素PX有選擇性地使從照射部100向顯示面板PNL入射的光透射來顯示圖像。
圖4是表示像素PX的結(jié)構(gòu)的圖。
各像素PX具有開關(guān)元件PSW、像素電極PE、公共電極CE、液晶層LQ等。開關(guān)元件PSW由例如薄膜晶體管(TFT)形成。開關(guān)元件PSW與掃描線G、信號線S及像素電極PE電連接。例如,掃描線G沿第1方向X延伸,信號線S沿第2方向Y延伸。此外,掃描線G及信號線S可以形成為直線狀,也可以是各自的至少一部分彎曲。液晶層LQ通過在像素電極PE與公共電極CE之間產(chǎn)生的電場而被驅(qū)動。保持電容CS例如為公共電極CE與像素電極PE之間形成的電容。
圖5A是表示第1實施方式的顯示裝置DSP的照射部100的概略剖視圖,比例尺與圖3不同。照射部100具有光源部LS及導光部140。光源部LS具有激光源LD及光學透鏡(120、130)。如圖5B所示,激光源LD包含射出紅色激光(以下稱為R光)的紅色激光源(以下稱為R光源)LDR、射出綠色激光(以下稱為G光)的綠色激光源(以下稱為G光源)LDG、及射出藍色激光(以下稱為B光)的藍色激光源(以下稱為B光源)LDB。R光源LDR、G光源LDG及B光源LDB以射出例如為偏振的光且偏振方向一致的R光、G光及B光的方式構(gòu)成。在R光源LDR、G光源LDG及B光源LDB上例如分別設(shè)有準直透鏡(collimating lens),以射出平行光的方式構(gòu)成。R光、G光及B光通過例如分色鏡(dichroic mirror)110而合成為白色激光。
R光源LDR由例如紅色激光二極管構(gòu)成。紅色激光二極管由例如磷化鋁鎵銦(AlGaInP)類、GaInP類的半導體材料構(gòu)成。R光的發(fā)光中心波長為600nm~650nm,優(yōu)選為620nm~640nm。優(yōu)選R光為發(fā)光強度的半幅值為5nm以下的窄頻帶的光。
G光源LDG由例如綠色激光二極管構(gòu)成。綠色激光二極管由例如氮化銦鎵(InGaN)類、硒化鋅(ZnSe)類的半導體材料構(gòu)成。G光的發(fā)光中心波長為525~550nm,優(yōu)選為530~540nm。優(yōu)選G光為發(fā)光強度的半幅值為5nm以下的窄頻帶的光。另外,G光的發(fā)光中心波長與B光的發(fā)光中心波長之差為65nm以上、95nm以下,優(yōu)選為65nm以上、85nm以下。
B光源LDB由例如藍色激光二極管構(gòu)成。藍色激光二極管由例如氮化鎵(GaN)類、InGaN類的半導體材料構(gòu)成。此外,構(gòu)成藍色激光二極管的InGaN類的半導體材料的晶體中的銦配制比率比構(gòu)成綠色激光二極管的InGaN類的半導體材料少。B光的發(fā)光中心波長為450nm~480nm,優(yōu)選為460nm~475nm,進一步優(yōu)選為460nm~470nm。優(yōu)選B光為發(fā)光強度的半幅值為5nm以下的窄頻帶的光。
然而,綠色的波長處于紅色與藍色的波長之間,難以使表現(xiàn)綠色的最大透射比的波長向長波長側(cè)大幅移動。另一方面,即使使表現(xiàn)藍色濾光片的最大透射比的波長為低波長,也不會對其他顏色的漏色造成影響。由此,優(yōu)選B光的發(fā)光中心波長與目標波長即467nm相比為低波長,優(yōu)選G光的發(fā)光中心波長與目標波長即532nm相比也為低波長。通過與B光相應(yīng)地使G光也為低波長,而能夠抑制xy色度圖中的目標色域的再現(xiàn)性偏差。
關(guān)于短波長的激光,也可以通過使用SHG(second harmonic generator)來將光的波長減半而生成。由此,能夠使用長壽命且容易高輸出化的紅外激光二極管來生成短波長的激光。尤其是在組合了LD泵浦光纖激光器和SHG的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出的G光源,是優(yōu)選的。半導體激光二極管為例如脊狀構(gòu)造的側(cè)面發(fā)光型的半導體激光二極管等,能夠容易地調(diào)整偏振狀態(tài),因此是優(yōu)選的。R光源LDR、G光源LDG及B光源LDB在為半導體激光二極管的情況下,通過增加所提供的電流而能夠增加發(fā)光強度。
此外,在背光源發(fā)光時,優(yōu)選G光的發(fā)光強度比R光及B光各自的發(fā)光強度小。這是因為,在使用具有本實施方式的發(fā)光主波長的光源的情況下,若減小G光的發(fā)光強度,則能夠得到良好的白色。另外,也是因為,綠色光的視感度高,因此即使發(fā)光強度低也容易強烈地感受到,且激光二極管難以增大綠色的發(fā)光強度。進一步優(yōu)選的是,B光的發(fā)光強度比R光的發(fā)光強度小。此外,用于得到與YAG-LED相同程度的光度的激光源的R光、G光、B光的發(fā)光強度的比率為R光:G光:B光=1:0.7:0.95。對于激光的放射束,作為測定裝置而能夠列舉光譜輻射計,例如能夠使用柯尼卡美能達(Konica Minolta)公司制的光譜輻射亮度計即CS-2000(A)、拓普康技術(shù)(Topcon Techno House)公司制的光譜輻射計即SR-3AR。
光學透鏡120擴大從激光源LD射出的激光的束寬。光學透鏡130將激光適當轉(zhuǎn)換成向?qū)Ч獠?40的側(cè)面141均勻地入射的平行光。光學透鏡130只要為對光進行會聚并射出平行光的透鏡,就沒有特別限定,例如能夠使用衍射透鏡和菲涅爾透鏡。
導光部140配置在顯示面板PNL的下方,與第1基板SUB1相對。導光部140例如為楔形狀。導光部140具有位于與光源部LS相對的一側(cè)的側(cè)面141。導光部140具有位于與顯示面板PNL相對的一側(cè)的第1主面142、和位于第1主面142的相反側(cè)的第2主面143。側(cè)面141為沿與X-Z平面平行的方向延伸的平坦面。第1主面142為沿與X-Y平面平行的方向延伸的平坦面。第2主面143為沿從第2方向Y向第3方向Z傾斜的方向延伸的傾斜面。第2主面143為了使從側(cè)面141入射的激光滿足全反射條件而平緩地傾斜。第2主面143的傾斜以所反射的激光向第1主面142垂直地出射的方式形成。導光部140在與顯示面板PNL的顯示區(qū)域DA相對應(yīng)的區(qū)域的整體范圍內(nèi)延伸。
導光部140例如由具有光透射性的樹脂形成。另外,導光部140從維持在其內(nèi)部通過的激光的偏振方向的觀點考慮,期望具有低雙折射性。關(guān)于具有低雙折射性的導光部140,例如期望導光部140的光程差(retardation)為入射的激光的主波長的四分之一以下。這樣的導光部140例如由正雙折射物質(zhì)與負雙折射物質(zhì)的混合物或共聚物形成,例如由固有雙折射率以絕對值為3×10-3以下的聚合物形成。
混合物中,通過使固有雙折射率為正的聚合物與固有雙折射率為負的聚合物以恰當?shù)谋嚷驶旌?,而在聚合物中發(fā)生取向時雙折射相互抵消,從而在宏觀上不會表現(xiàn)雙折射?;蛘呤?,混合物中,通過將具有棒狀的分子形狀和極化率各向異性的低分子添加到聚合物中來使聚合物的雙折射相互抵消。共聚物使固有雙折射率為正的單體和固有雙折射率為負的單體以恰當?shù)谋嚷使簿鄱谝粋€聚合鏈內(nèi)消除極化率各向異性。上述的混合物或共聚物能夠適用例如日本專利第5263771號公報的(0043)段落~(0052)段落中所記載的混合物或共聚物。
此外,在圖5A中,在導光部140的第2主面143上也可以設(shè)有反射片150。反射片150使經(jīng)由導光部140的第2主面143而射出的光反射而使其向?qū)Ч獠?40內(nèi)返回。另外,在導光部140的第1主面142上也可以設(shè)有棱鏡片160。棱鏡片160使由導光部140導光了的光折射并會聚從而對顯示面板PNL均勻地照明來使亮度上升。棱鏡片160的與顯示面板相對的面由多個棱鏡形成。關(guān)于棱鏡片160,期望棱鏡的長度方向與入射的激光的偏振方向平行。棱鏡片160從維持在其內(nèi)部通過的激光的偏振方向的觀點考慮,期望具有低雙折射性。具有低雙折射性的棱鏡片160例如能夠由與導光部140相同的材料形成。
從激光源LD射出的激光為例如偏振方向相對于紙面垂直的偏振光。從激光源LD射出的激光例如通過光學透鏡120而付與射出角度。接著,被付與了射出角度的激光入射到例如菲涅爾透鏡130中而被轉(zhuǎn)換成具有與導光部140的側(cè)面141相對應(yīng)的寬度的平行光。被轉(zhuǎn)換成平行光的激光在例如偏振方向相對于紙面保持垂直的狀態(tài)下相對于導光部140的側(cè)面141垂直地入射。從側(cè)面141透射的激光在維持偏振方向的狀態(tài)下作為平行光向第2主面143入射。向第2主面143入射的激光被第2主面143反射而在維持偏振方向的狀態(tài)下作為平行光從第1主面142射出。從光源部照射的激光通過導光部140而被導光并從第1主面142的大致整面射出。像這樣,導光部140例如一邊維持從光源部LS射出的偏振的激光的偏振方向一邊朝向彩色濾光部導光。
圖6是顯示面板PNL的概略剖視圖。
顯示面板PNL與導光部140的第1主面142相對地配置。顯示面板PNL具有第1像素PX1、第2像素PX2及第3像素PX3。
在該圖中,作為一個例子,圖示了利用橫電場的顯示模式的液晶顯示裝置。但是,本實施方式中的液晶顯示裝置的顯示模式并沒有特別限定,也可以為利用縱電場等其他電場的模式。
第1基板SUB1使用玻璃基板或樹脂基板等透明的第1絕緣基板10而形成。第1基板SUB1在第1絕緣基板10的與第2基板SUB2相對的一側(cè)具有公共電極CE、像素電極PE、第1絕緣膜11、第2絕緣膜12、第1取向膜AL1等。公共電極CE形成在第1絕緣膜11上,在像素PX1至PX3的范圍內(nèi)延伸。第2絕緣膜12覆蓋公共電極CE。此外,在第1絕緣基板10與第1絕緣膜11之間形成有未圖示的柵極布線、源極布線、開關(guān)元件等。像素電極PE形成在第2絕緣膜12上,與公共電極CE相對。像素電極PE在與公共電極CE相對的位置上具有狹縫SLA。像素電極PE被第1取向膜AL1覆蓋。公共電極CE、像素電極PE由例如氧化銦錫或氧化銦鋅等透明的導電材料形成。
第2基板SUB2使用玻璃基板或樹脂基板等透明的第2絕緣基板20而形成。第2基板SUB2在第2絕緣基板20的與第1基板SUB1相對的一側(cè)具有遮光層BM、彩色濾光部CF、保護(over coat)層OC、第2取向膜AL2等。遮光層BM形成在第2絕緣基板20的與第1基板SUB1相對的內(nèi)表面上。遮光層BM由黑色的樹脂材料、遮光性的金屬材料形成。彩色濾光部CF形成在第2絕緣基板20的內(nèi)表面上,各自的一部分與遮光層BM重疊。彩色濾光部CF分別隔著液晶層LQ地與像素電極PE1、PE2及PE3相對。
彩色濾光部CF包含紅色濾光膜CFR、綠色濾光膜CFG和藍色濾光膜CFB。
紅色濾光膜CFR包含紅色色材。紅色色材可以列舉紅色染料或紅色顏料,優(yōu)選包含至少一種蒽醌或吡咯并吡咯二酮類的染料、或它們的顏料。作為紅色染料,為例如日本特開2014-6326號公報所記載的染料。作為紅色顏料,優(yōu)選為顏料紅177、179、254、255,進一步優(yōu)選為顏料紅177或顏料紅254。
優(yōu)選綠色濾光膜CFG包含綠色色材和黃色色材。優(yōu)選綠色濾光膜CFG中的綠色顏料與黃色顏料的重量比(綠色顏料的重量:黃色顏料的重量)為98:2~30:70,進一步優(yōu)選為95:5~40:60的范圍。在綠色濾光膜CFG包含綠色色材和黃色色材的情況下,綠色濾光膜CFG的光譜透射特性與僅包含綠色色材單方的綠色濾光膜相比向長波長側(cè)轉(zhuǎn)移。當黃色顏料的比例大于70重量%時,作為長波長的光的R光的透射比會變高,從綠色濾光膜CFG透射的光的色純度會降低,因此不優(yōu)選。另外,在黃色顏料的比率小于2重量%的情況下,B光的透射比會變高,從綠色濾光膜CFG透射的光的色純度會降低,因此不優(yōu)選。
另外,在綠色濾光膜CFG中,表現(xiàn)光的最大透射比的波長、與表現(xiàn)光的10%透射比的短波長側(cè)的波長之差為70nm以下,優(yōu)選為60nm以下。另外,在綠色濾光膜CFG中,優(yōu)選表現(xiàn)光的10%透射比的短波長側(cè)的波長與B光的發(fā)光中心波長相比為長波長。另外,在綠色濾光膜CFG中,優(yōu)選B光的發(fā)光中心波長的光的透射比為5%以下。根據(jù)這些構(gòu)成,綠色濾光膜CFG具有窄頻帶的光譜透射特性,B光的透射比減少,從綠色濾光膜CFG透射的光的色純度上升。在綠色濾光膜CFG中,優(yōu)選表現(xiàn)光的最大透射比的波長為520nm~540nm,進一步優(yōu)選為525nm~538nm。此外,在各副像素中進行比較的情況下,優(yōu)選綠色濾光膜CFG的面積比紅色濾光膜CFR及藍色濾光膜CFB的面積大。
綠色色材可以列舉綠色染料或綠色顏料。優(yōu)選綠色色材包含至少一種酞菁類的染料或顏料。作為綠色染料,可以列舉例如日本特開2014-6326號公報所記載的染料。作為綠色顏料,可以列舉例如顏料綠7、36、58。
黃色色材可以列舉黃色染料或黃色顏料,優(yōu)選包含至少一種偶氮類的染料或顏料。作為黃色染料,可以列舉例如日本特開2014-6326號公報所記載的染料。作為黃色顏料,優(yōu)選為顏料黃139、150、155、185。
綠色濾光膜優(yōu)選包含從顏料綠7及顏料綠36中選擇的至少一種綠色顏料、和從顏料黃139、顏料黃150及顏料黃185中選擇的至少一種黃色顏料。在該構(gòu)成中,與僅含有其他綠色顏料及其他黃色顏料的綠色濾光膜相比,顏料的著色力大,因此在薄膜條件下,能夠降低綠色濾光膜中的B光的發(fā)光中心波長的光的透射比。
此外,在顏料綠7及顏料黃139的組合中,綠色顏料與黃色顏料的重量比優(yōu)選為90:10~55:45,進一步優(yōu)選為65:35~55:45。另外,在顏料綠7及顏料黃185的組合、和顏料綠7、顏料黃139及顏料黃185的組合中,綠色顏料與黃色顏料的重量比優(yōu)選為90:10~30:70,進一步優(yōu)選為80:20~50:50。另外,在顏料綠7及顏料黃150的組合中,綠色顏料與黃色顏料的重量比優(yōu)選為65:35~40:60,進一步優(yōu)選為60:40~45:55。另外,在顏料綠36及顏料黃185的組合中,綠色顏料與黃色顏料的重量比優(yōu)選為95:5~85:15。
藍色濾光膜CFB優(yōu)選包含第1色材、和表現(xiàn)光的最大透射比的波長比第1色材短的第2色材。第1色材例如為藍色色材,第2色材例如為紫色色材。作為藍色色材的優(yōu)選例,例如為表現(xiàn)光的最大透射比的波長為435nm~480nm的色材。作為紫色色材的優(yōu)選例,例如為表現(xiàn)光的最大透射比的波長為400nm~435nm的色材。優(yōu)選藍色濾光膜CFB包含藍色色材和紫色色材。藍色濾光膜CFB構(gòu)成為混合地包含例如顏料藍15:6的藍色色材、和顏料紫23的紫色色材。藍色色材與紫色色材的重量比(藍色色材的重量:紫色色材的重量)優(yōu)選為85:15~20:80,進一步優(yōu)選為80:20~25:75。根據(jù)該構(gòu)成,能夠使藍色濾光膜CFB為恰當?shù)哪ず袂覟榍‘數(shù)牧炼取?/p>
在藍色濾光膜CFB中,優(yōu)選表現(xiàn)光的最大透射比的波長、與表現(xiàn)光的10%透射比的長波長側(cè)的波長之差為70nm以下,進一步優(yōu)選為60nm以下。另外,在藍色濾光膜CFB中,優(yōu)選表現(xiàn)光的最大透射比的波長與B光的發(fā)光中心波長相比為短波長。根據(jù)這些構(gòu)成,藍色濾光膜CFB具有窄頻帶的光譜透射特性,G光的透射比減少,從藍色濾光膜CFB透射的光的色純度上升。
藍色色材可以列舉藍色染料或藍色顏料,優(yōu)選包含至少一種酞菁類的染料或顏料。作為藍色染料,可以列舉例如日本特開2014-6326號公報所記載的染料。作為藍色顏料,可以列舉例如顏料藍15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等,進一步優(yōu)選為顏料藍15:3、15:4、15:6、60。紫色色材可以列舉例如顏料紫23。在藍色濾光膜CFB包含藍色色材和紫色色材的情況下,藍色濾光膜CFB的光譜透射特性與僅含藍色色材單方的藍色濾光膜相比向短波長側(cè)轉(zhuǎn)移。其結(jié)果為,藍色濾光膜CFB中的G光的透射比減少,從藍色濾光膜CFB透射的光的色純度上升。
此外,彩色濾光部的紅色濾光膜、綠色濾光膜及藍色濾光膜的膜厚優(yōu)選為20μm以下,進一步優(yōu)選為0.5μm~6μm。為了提高從紅色濾光膜、綠色濾光膜及藍色濾光膜透射的光的色純度,除調(diào)整色材的配制以外,使各濾光膜的膜厚變厚并使色材濃度增加也是有效的。另外,優(yōu)選使藍色濾光膜或綠色濾光膜的膜厚比紅色濾光膜的膜厚更厚。另外,優(yōu)選藍色濾光膜或綠色濾光膜的色材濃度比紅色濾光膜的色材濃度高。由此,能夠抑制藍色濾光膜中的綠色激光的透射、及綠色濾光膜中的藍色激光的透射。
保護層OC覆蓋彩色濾光部CF。保護層OC由透明的樹脂材料形成。保護層OC被第2取向膜AL2覆蓋。第1取向膜AL1及第2取向膜AL2由表現(xiàn)水平取向性的材料形成。
第1基板SUB1和第2基板SUB2在形成有規(guī)定的盒厚(cell gap)的狀態(tài)下被貼合。液晶層LQ被封入第1取向膜AL1與第2取向膜AL2之間。
包含第1偏振片PL1的第1光學薄膜OD1配置在第1基板SUB1的下方。包含第2偏振片PL2的第2光學薄膜OD2配置在第2基板SUB2的上方。
在第2偏振片PL2的上方形成有例如散射層DL。散射層包含散射粒子。本實施方式中的激光為平行光,因此如果不通過散射層使光散射則有可能產(chǎn)生面內(nèi)亮度不均。由此,優(yōu)選在第2偏振片PL2的上方設(shè)置散射層DL。散射粒子只要使光散射就沒有特別限定,可以為有機粒子,也可以為無機粒子。優(yōu)選的是,散射粒子為無機粒子。作為無機粒子優(yōu)選二氧化硅和氧化鋁那樣的無機氧化物粒子。
此外,在圖示的例子中,彩色濾光部CF形成在第2基板SUB2上,但也可以形成在第1基板SUB1上。在一個例子中,彩色濾光部CF可以與第1絕緣膜11置換,也可以配置在第1絕緣基板10與第1絕緣膜11之間。
另外,紅色、綠色及藍色濾光膜的各參數(shù)的測定可以在形成了玻璃基板、偏振片、絕緣層及像素電極等的其他光透射性材料的狀態(tài)下測定。這是因為這些材料對測定造成的影響小到能夠忽視的程度。
此外,在圖示的例子中,示出了像素電極PE和公共電極CE形成在第1基板SUB1上的顯示面板PNL,但并不限于該結(jié)構(gòu),能夠根據(jù)顯示面板PNL的顯示模式而適當采取各種各樣的結(jié)構(gòu)。
在第1實施方式的顯示裝置DSP中,從光源部LS射出的激光通過導光部140而被朝向彩色濾光部CF導光。從導光部140的第1主面142的大致整面射出的激光的偏振方向為例如相對于紙面垂直的方向。第1偏振片PL1的偏振方向為例如相對于紙面垂直的方向,因此光能夠不被第1偏振片PL1吸收地透射。此時,激光不會損害平行性地從液晶層LQ通過并向彩色濾光部CF大致垂直地入射。綠色濾光膜CFG如上所說明地那樣構(gòu)成為具有窄頻帶的光譜透射特性,與以往的彩色濾光部相比B光難以透射。因此,綠色濾光膜CFG中的B光的透射比減少,從綠色濾光膜CFG透射的光的色純度上升。其結(jié)果為,能夠使顯示裝置DSP的色域與目標色域接近而使其寬色域化。
而且,在激光偏振且激光的偏振方向與第1偏振片PL1平行的情況下,能夠抑制在第1偏振片PL1中的激光的損失。由此,顯示裝置DSP能夠以低耗電量來發(fā)出高亮度的激光。而且,在從導光部140射出的激光的偏振度充分高的情況下,顯示裝置DSP可以不具有第1偏振片PL1,在該情況下能夠抑制制造成本。
接下來,說明第2~第5實施方式的顯示裝置。此外,在第2~第5實施方式中,也會得到與上述第1實施方式相同的效果。
圖7是第2實施方式的顯示裝置所具有的照射部200的概略剖視圖。第2實施方式中的顯示裝置除照射部以外具有與第1實施方式的顯示裝置DSP相同的構(gòu)造。照射部200的導光部的形狀與圖5A所示的結(jié)構(gòu)例不同。
導光部240的側(cè)面241從X-Y平面傾斜。側(cè)面241與第1主面242成鈍角θ1,與第2主面243成銳角θ2。激光在從側(cè)面241通過而向?qū)Ч獠?40的內(nèi)部入射時,在維持著平行性的狀態(tài)下向第2主面243的方向折射。第2主面243的截面具有凹凸形狀。第2主面243的凹凸形狀以入射的激光滿足全反射條件的方式形成。另外,在第2主面243中,激光在維持著平行性的狀態(tài)下向第1主面242沿垂直方向反射。第1主面242以朝向顯示面板PNL的背面垂直地出射的方式形成。第1主面242為沿與X-Y平面平行的方向延伸的平坦面。激光在從第1主面242通過并從導光部240的內(nèi)部射出時,不會折射。如此,從光源部LS射出的激光通過導光部240而被導光,并作為與顯示面板PNL的主面的法線平行的平行光而向顯示面板PNL入射。
在上述的照射部200的導光部240與顯示面板PNL的第1基板SUB1之間、在顯示面板PNL內(nèi)部、及在顯示面板PNL與彩色濾光部CF之間,不存在棱鏡片。因此,通過導光部240而被導光的激光不通過棱鏡片地向彩色濾光部CF照射。
圖8是照射部200的立體圖。
第2主面243的凹部243a及凸部243b沿第1方向X延伸,在第2方向Y上交替地排列。在圖示的例子中,第2主面243的凹部及凸部從一端到另一端連續(xù)地延伸,但也可以是一部分間斷而不連續(xù)地延伸。在導光部240的側(cè)面241側(cè)配置有例如多個激光源LD1、LD2、…LDx。多個激光源LD1、LD2、…LDx分別具有與例如第1實施方式的激光源LD相同的結(jié)構(gòu)。多個激光源LD1、LD2、…LDx沿第1方向X排列。另外,照射部200具有與多個激光源相對應(yīng)的多個光學透鏡120、130。由此,從多個激光源射出的激光向側(cè)面241的大致整面照射,并從第1主面242的大致整面射出。此外,圖示的光源部LS在一方的側(cè)面241配置有光源部LS,但也可以在兩方的側(cè)面配置有光源部LS。
圖9是第3實施方式的顯示裝置所具有的照射部300的概略剖視圖。第3實施方式的顯示裝置除照射部300以外的構(gòu)造與第1實施方式的顯示裝置DSP相同。
并且,照射部300在第2主面243上配置有反射板350的方面與圖10所圖示的照射部200不同。反射板沿著第2主面243的凹凸形狀配置。反射板350針對向第2主面243入射的激光的主波長而具有高反射特性。從側(cè)面241通過并向?qū)Ч獠康膬?nèi)部入射的激光通過反射板350而被鏡面反射,并向顯示面板PNL的方向?qū)Ч狻?/p>
圖10是第4實施方式的顯示裝置所具有的照射部400的概略剖視圖。第4實施方式的顯示裝置除照射部400以外的構(gòu)造與第1實施方式的顯示裝置DSP相同。第4實施方式在激光從第2主面443入射的方面與圖5A所圖示的結(jié)構(gòu)例不同。
光源部LS在第3方向Z上與導光部440相比從顯示面板PNL遠離。激光從第2主面443向?qū)Ч獠?40的內(nèi)部入射。激光在從導光部440的外部向內(nèi)部入射時在第2主面443的凹凸面上折射,并在導光部440的內(nèi)部向第2主面443入射而被全反射。由此,激光被向彩色濾光部CF的方向?qū)Ч?,并向與彩色濾光部CF的主面垂直的方向作為平行光而射出。
圖11是第5實施方式的顯示裝置所具有的照射部500的概略剖視圖。第5實施方式的顯示裝置除照射部500以外的構(gòu)造與第1實施方式的顯示裝置DSP相同。第5實施方式在激光向第1主面542入射的方面與圖5A所圖示的結(jié)構(gòu)例不同。
導光部540在第3方向Z上與光源部LS相比從顯示面板PNL遠離。第1主面542具有截面棱鏡形狀的凹凸形狀。另外,在第1主面542上配置有反射板550。朝向第1主面542入射的激光在第1主面542上被鏡面反射,并向與彩色濾光部CF垂直的方向射出。
此外,第1~第5實施方式的照射部的光源部LS可以為配置了單一激光源的結(jié)構(gòu),也可以為排列地配置了多個激光源的結(jié)構(gòu)。即,可以為將從單一的激光源LD射出的光通過光學透鏡轉(zhuǎn)換成與導光部的寬度相應(yīng)的平行光的結(jié)構(gòu)。另外,也可以為將多個激光源LD1、LD2、…LDx在導光部的側(cè)面?zhèn)妊氐?方向X及/或第3方向Z排列而通過多個激光源向?qū)Ч獠可涑銎叫泄獾慕Y(jié)構(gòu)。
圖12是表示圖5A那樣的由樹脂材料形成的導光部的厚度(mm)與光譜透射比(%)之間的關(guān)系的圖。通過光譜光度計(CS-2000(A):柯尼卡美能達公司制)來進行與導光部的厚度方向垂直地透射的光的光譜透射比的測定。導光部的厚度分別為1mm、2mm、3mm。
在厚度為3mm的樹脂制的導光部中,長波長的700nm的光的透射比為89%,與此相對,短波長的400nm的光的透射比為80%。根據(jù)該結(jié)果可知,從導光部的材料透射的光的透射比根據(jù)光的波長而不同。另外,在厚度為1mm的導光部中,長波長的700nm的光的透射比為89%,與此相對,短波長的400nm的光的透射比為84.5%。根據(jù)該結(jié)果可知,從導光部透射的光的透射比在導光部的厚度變厚的情況下,長波長的光的變化小,短波長的光的變化大。
圖13是將圖12的測定結(jié)果以橫軸為厚度(mm)、縱軸為532nm的波長的光的透射比(%)的方式構(gòu)建而成的圖。532nm的波長的光為綠色光。根據(jù)圖14可知,532nm的波長的光的透射比與導光部的厚度成正比地降低。根據(jù)該結(jié)果可知,在導光部的內(nèi)部傳播的光的光路長度越長則光的透射比越降低。另外可知,在導光部的內(nèi)部傳播的光的波長越短則光的透射比越大幅降低。
在圖5A及圖7所示的使用了偏振的激光的照射部100及200的情況下,從光源部LS射出的光在導光部的內(nèi)部從側(cè)面到第1主面以最短路徑傳播并射出。因此,在使用了偏振的激光的照射部的情況下,在導光部的內(nèi)部傳播的光的光路長度對出射光的影響顯著。
也就是說,從圖12及圖13的結(jié)果可知以下結(jié)論。若從樹脂材料的導光部通過的距離長,則激光的透射比會降低。另外,樹脂材料的各波長中的透射比不同,因此即使在激光從相同長度的導光部通過的情況下,透射比也會根據(jù)激光的顏色(波長)而不同。
圖14是第1實施方式的變形例的顯示裝置所具有的照射部600的概略剖視圖。第1實施方式的變形例的顯示裝置除照射部600以外的構(gòu)造與第1實施方式的顯示裝置DSP相同。在照射部600中,光源部LS具有多個激光源(第1激光源LD1、第2激光源LD2、第3激光源LD3)。激光源LD1、LD2、LD3分別具有例如與第1實施方式的激光源LD相同的結(jié)構(gòu)。多個激光源LD1、LD2、LD3與導光部的側(cè)面141相對地從上方向下方(第3方向Z)依次排列。另外,照射部600具有與多個激光源相對應(yīng)的多個光學透鏡120、130。由此,從多個激光源射出的激光向側(cè)面141的大致整面照射。
此時,從第1激光源LD1射出的激光在導光部140中傳播的光路長度比從第2激光源LD2射出的激光在導光部140中傳播的光路長度更長。另外,從第2激光源LD2射出的激光在導光部140中傳播的光路長度比從第3激光源LD3射出的激光在導光部140中傳播的光路長度更長。由此,在圖14所示的照射部600中,根據(jù)光從側(cè)面141到第1主面142傳播的光路長度的不同,而有可能在第1主面142中出射光產(chǎn)生亮度或色度的分布。即,在第1主面142中的在導光部140的內(nèi)部傳播的光路長度較長的區(qū)域中,亮度有可能會降低。另外,在第1主面142中的在導光部的內(nèi)部傳播的光路長度較長的區(qū)域中,出射光的R光、G光及B光中的特定波長的透射比有可能會大幅降低。例如,在短波長的B光的透射比大幅降低的情況下,有可能射出帶黃色的白色光。
為了降低來自導光部的第1主面的出射光的色度或亮度的分布,而優(yōu)選構(gòu)成為,具有在導光板的內(nèi)部傳播的光的光路長度不同的至少兩個激光源(第1激光源LD1、第2激光源LD2),且在第1激光源的光路長度比第2激光源的光路長度更長的情況下,使第1激光源的發(fā)光強度比第2激光源的發(fā)光強度高。另外,進一步優(yōu)選構(gòu)成為根據(jù)偏振的激光在導光部140的內(nèi)部從側(cè)面141到第1主面142傳播的光路長度,對向?qū)Ч獠?40入射的激光源的發(fā)光強度設(shè)置分布。此外,第1激光源LD1及第2激光源LD2分別包含R光源、G光源及B光源。
優(yōu)選圖14所示的照射部600根據(jù)在導光部140的內(nèi)部傳播的光的光路長度,而使第1激光源LD1的發(fā)光強度比第2激光源LD2的發(fā)光強度高,且使第2激光源的發(fā)光強度比第3光源的發(fā)光強度高。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠降低因第1主面142中的光路長度的不同而導致的亮度的分布。另外,圖14所示的照射部600也可以僅對構(gòu)成第1激光源LD1的R光源LDR、G光源LDG及B光源LDB中的特定光源增強發(fā)光強度。例如,可以使B光的發(fā)光強度比R光和G光強。另外,在與第1激光源LD1相比提高第2激光源LD2的發(fā)光強度時,也可以僅對特定的光源提高強度的增加比例。例如,在相對于第1激光源LD1的R光的發(fā)光強度而使第2激光源LD2的R光的發(fā)光強度上升5%的情況下,也可以相對于第1激光源LD1的B光的發(fā)光強度而使第2激光源LD2的B光的發(fā)光強度上升10%。
在R光源LDR、G光源LDG及B光源LDB為半導體激光二極管的情況下,能夠通過使施加的所有電流增加來提高激光源的發(fā)光強度。另外,為了僅對B光源LDB提高發(fā)光強度,增加對B光源LDB施加的電流是有效的。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),來自導光部140的第1主面142的出射光的色度或亮度的分布降低,而能夠提供高畫質(zhì)的顯示裝置。另外,在圖14所示的照射部600中,說明了配置有三個激光源的例子,但并不限定于該例子。配置在照射部上的激光源能夠適當配置必要的數(shù)量。
圖15是第2實施方式的變形例的顯示裝置所具有的照射部700的概略剖視圖。第2實施方式的變形例的顯示裝置除照射部700以外的構(gòu)造與第1實施方式的顯示裝置DSP相同。導光部240為與圖7所示的導光部240相同的結(jié)構(gòu)。光源部LS為與圖14所示的光源部LS相同的結(jié)構(gòu)。此時,與第1實施方式的變形例同樣地從第1激光源LD1射出的激光在導光部中傳播的光路長度比從第2激光源LD2射出的激光在導光部中傳播的光路長度更長。另外,從第2激光源LD2射出的激光在導光部140中傳播的光路長度比從第3激光源LD3射出的激光在導光部中傳播的光路長度更長。在該結(jié)構(gòu)中,也與上述第1實施方式的變形例同樣地,通過根據(jù)偏振的激光在導光部的內(nèi)部從側(cè)面到第1主面?zhèn)鞑サ墓饴烽L度來對向?qū)Ч獠咳肷涞募す庠吹陌l(fā)光強度設(shè)置分布,而能夠減少第1主面中的亮度或色度的分布。
此外,第1~第5實施方式的顯示裝置為在激光源LD中將R光、G光、B光通過分色鏡合波的結(jié)構(gòu),但也可以為使各光R光、G光、B光分別向?qū)Ч獠咳肷洳⒃趯Ч獠康膬?nèi)部合波的結(jié)構(gòu)。
此外,關(guān)于第1~第6實施方式的顯示裝置,光源部LS射出偏振的激光,但并不限定于該例。從光源部LS射出的激光也可以不偏振。照射部也可以為光一邊在導光部的內(nèi)部重復反射一邊傳播的結(jié)構(gòu)。
如以上所說明那樣,根據(jù)本實施方式,能夠提供寬色域化的顯示裝置。
此外,說明了本發(fā)明的幾個實施方式,但這些實施方式是作為例子而提出的,并不意圖限定發(fā)明范圍。其新的實施方式能夠以其他各種各樣的方式被實施,在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式和其變形包含在發(fā)明的范圍和主旨中,并且也包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。