表示装置

专利摘要:
本発明は、スクリーンの背面照光のためのバックライトユニットと偏光フィルタと液晶層とフィルタ装置を有し、前記偏光フィルタはバックライトユニットの照射方向に配設され当該バックライトユニットを少なくとも部分的に覆っており、前記液晶層は偏光フィルタのバックライトユニットとは反対側に配設され、前記フィルタ装置は少なくとも１つのカラーフィルタを含み、前記液晶層のバックライトユニットとは反対側に配設された表示装置、特にスクリーンユニットである。本発明によれば前記バックライトユニットが青色発光ダイオードを含み、該発光ダイオードはその放射方向に少なくとも２つの異なる蛍光体を配置し、該蛍光体は前記発光ダイオードの青色光を吸収し、相互に異なる色の光を再発光し、これらの光が前記発光ダイオードの青色光と混合されて白色光が生成される。
公开号:JP2011511960A
申请号:JP2010544578
申请日:2009-01-26
公开日:2011-04-14
发明作者:クロモーティス パトリック；ヴィンター マティアス
申请人:オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ；
IPC主号:G02F1-13357

专利说明:

[0001] 本発明は表示装置に関している。さらに本発明はスクリーンの背面照光のためのバックライトユニットに関している。さらに本発明はスクリーンのバックライトユニットにも関している。]
[0002] 表示装置、例えばモニター、ＬＣＤスクリーンなどの背面照光手段として通常は、白色光を発光する冷陰極管が用いられている。この冷陰極管は水銀とガスにより電極の加熱を伴わずに電子放出を行うことで発光している。またスクリーンのカラーリングに対してはバックライトの光がカラーフィルタによってフィルタリングされる。]
[0003] 本発明の課題は、低コストで特に良好な画像表示を可能にする表示装置、背面照光用バックライトユニット及びスクリーン用スクリーンユニットを提供することである。]
[0004] 本発明による構成の第１の態様は、表示装置、特にスクリーンないしスクリーンユニット、ディスプレイなどの背面照光用のバックライトユニットを設けることにある。]
[0005] なおここでの"スクリーン"ないし"ディスプレイ"とは、モニターやＴＶ機器などの通常サイズの画面に限定されるものではなく、大画面の表示装置、例えば１０ｍ2若しくはそれ以上の面積を有する表示装置の画面であってもよい。]
[0006] バックライトユニットは青色光を発する発光ダイオードと緑色光及び赤色光を発する蛍光体を有している。これらの蛍光体は前記発光ダイオードの青色光が緑色光及び赤色光を発光する蛍光体を励起するように配置構成されている。]
[0007] このことは特に簡単かつ低コストで非常に良好な描写がディスプレイを介して可能になることを意味する。なぜならスクリーンの画素毎に唯１つの発光ダイオードを設けるだけでよいからであり、非常にワイドなカラースペクトルを描写できるようになるからである。]
[0008] 本発明による構成の第２の態様は、表示装置、例えばスクリーンの背面照光用のバックライトユニットを設けることである。バックライトユニットは青色光を発する発光ダイオードと緑色光、黄色光を発する蛍光体を有している。これらの蛍光体は前記発光ダイオードの青色光が緑色光及び黄色光を発光する蛍光体を励起するように配置構成されている。このことは特に簡単かつ低コストで非常に良好な描写がディスプレイを介して可能になることを意味する。なぜならスクリーンの画素毎に唯１つの発光ダイオードを設けるだけでよいからであり、非常にワイドなカラースペクトルを描写できるようになるからである。]
[0009] 緑色光を発する蛍光体は例えば希土類元素のドープされたガーネット、シリケート、Scandanate、チオガレート及び／又はオキシナイトライドの族からなる。赤色光を発する蛍光体は例えば希土類元素のドープされたシリケート、オキシナイトライド、窒化物、スルフィドの族からなる。]
[0010] 本発明による構成の第３の態様によれば、スクリーン用のスクリーンユニットが設けられる。このスクリーンユニットは、スクリーンの背面照光のためのバックライトユニットを含んでいる。さらにこのスクリーンユニットは偏光フィルタを含んでおり、この偏光フィルタは、バックライトユニットの照射方向に配設され、前記バックライトユニットを少なくとも部分的に覆っている。さらに液晶層が偏光フィルタのバックライトユニットとは反対側に配設されている。またフィルタ装置が少なくとも１つのカラーフィルタを含んでおり、このフィルタ装置は、前記液晶層のバックライトユニットとは反対側に配設されている。]
[0011] 本発明による構成の第４の態様によれば、表示装置、特にスクリーン用スクリーンユニットが設けられ、この表示装置は、スクリーンの背面照光のためのバックライトユニットと、偏光フィルタと、液晶層と、フィルタ装置とを有し、前記偏光フィルタは、バックライトユニットの照射方向に配設され、当該バックライトユニットを少なくとも部分的に覆っており、前記液晶層は、偏光フィルタの、バックライトユニットとは反対側に配設されており、前記フィルタ装置は、少なくとも１つのカラーフィルタを含み、前記液晶層の、バックライトユニットとは反対側に配設されている。この場合前記バックライトユニットは、青色発光ダイオードを含み、前記青色発光ダイオードはその放射方向に少なくとも２つの異なる蛍光体を配置し、前記少なくとも２つの蛍光体は、前記発光ダイオードの青色光を吸収し、相互に異なる色の光を再発光し、この光が前記発光ダイオードの青色光と混合されて白色光が生成されるように構成されている。]
[0012] 本発明の別の有利な実施例によれば、前記バックライトユニットの蛍光体が次のように構成される。すなわち蛍光体のスペクトル特性曲線がカラーフィルタの透過特性曲線とできるだけ大きい重畳領域を有するように構成されている。このことは、スクリーンを用いた良好な表示に対して特に効果がある。]
[0013] さらに別の有利な実施例によれば、スクリーンユニットが複数の画素を含み、スクリーンユニットの各画素は、それぞれ３つの異なるカラーフィルタと唯一のバックライトユニットを有している。このことは、簡素で低コストなスクリーンユニットの構成を容易に提供する。]
[0014] 本発明の実施例は、以下の明細書で図面に基づき詳細に説明される。]
図面の簡単な説明

[0015] モニターを示した図
モニターのスクリーンユニットの画素の断面図
バックライトユニットとカラーフィルタの透過特性曲線を表した図]
[0016] 前記図面中、同じ構成要素若しくは作用が同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。これらの図面と、該図面中に描写されている構成要素のサイズ比は必ずしも縮尺通りに表されているわけではない。それどころか個々の構成要素は、より良好な表示性及び／又はよりよい理解のために拡大して示されている場合もある。]
[0017] 図１中のモニター２はスクリーン４を含んでいる。このスクリーンは、一体的に構成されていてもよいし、スクリーンユニット６だけを含んでいてもよい。それに対して代替的に前記スクリーンは、複数のパーツから形成され、複数のスクリーンユニット６を含んでいてもよい。この場合複数のスクリーンユニット６のそれぞれ１つは、スクリーン４の１つ若しくは複数の画素を含んでいる。前記モニター２は例えばＬＣＤモニターかＬＣＤテレビである。] 図１
[0018] 図２のスクリーン４の各画素は、バックライトユニット８と、第１の偏光フィルタ１０と、第１のガラスプレート１２と、液晶層１４と、フィルタ層１６と、第２のガラスプレート１８と、第２の偏光フィルタ２０を含んでいる。] 図２
[0019] 前記バックライトユニット８は、青色光を発光する発光ダイオード２２を含んでいる。この青色光を発光する発光ダイオード２２は、注入材２４の中に埋込まれている。この注入材２４は、蛍光体を含んでいる。この蛍光体は発光ダイオード２２の青色光によって励起される。励起された蛍光体は、部分的に緑色の光と部分的に赤色の光を発光する。それに対して代替的に前記蛍光体は、緑色と黄色の光を発光してもよい。この関係においては、少なくとも２つの種類の異なる蛍光体が注入材２４に埋込まれ、それらがそれぞれ別の色の光を放つ。発光ダイオード２２と蛍光体は、次のように構成されて配置される。すなわち発光ダイオード２２の青色光と、蛍光体の緑色及び赤色光、または緑色及び黄色光とが白色光３６に混合され、これがバックライトユニット８から放射される。]
[0020] 前記バックライトユニット８はカバー２６を有し得る。バックライトユニットの照射方向で見て第１の前記カバー２６には第１の偏光フィルタ１０が後置接続されている。この第１の偏光フィルタ１０は、発光ダイオード２２からの放射された光のフィルタリングのために設けられている。この偏光された光は第１のガラスプレート１２を透過し、この第１のガラスプレート１２は第２のガラスプレート１８と液晶層１４とフィルタ層１６と共に埋込まれている。液晶層１４は電極２８と結合されている。この電極２８に印加される電圧に依存して、液晶層１４の結晶は、相応の電極間で配向され、その配向に依存してバックライトユニット８から放射された光がほぼ阻害されることなく液晶層１４を通過したり、相応に減衰したりする。]
[0021] フィルタ層１６は、有利には青色フィルタ３０と、緑色フィルタ３２と、赤色フィルタ３４を有している。これにより、光の放射方向でそれぞれの相応のフィルタの後方からは、電極の印加電圧に依存して、異なる強さの青色光３８、緑色光４０又は赤色光４２が透過する。これらの青色光３８、緑色光４０又は赤色光４２は、相応する電極における電圧に依存して様々に混合され、このことは、広幅なカラープレートの描写を可能にさせる。第２のガラスプレートは第２の偏光フィルタ２０によってカバーされていてもよい。]
[0022] 注入材２４の蛍光体は、有利には次のように選択される。すなわちそれぞれそこから放射された光スペクトルが図３に示されているようなカラーフィルタの透過特性曲線を伴うできるだけ広い重畳領域を有するように選択される。例えば図３においては青色フィルタ３０の透過特性曲線は波線で示されており、緑色フィルタ３２の透過特性曲線は一点鎖線で示されており、赤色フィルタ２４の透過特性曲線は二点鎖線で示されている。青色光を放射する発光ダイオード２２と蛍光体から放射された光のスペクトルは、相応するカラーフィルタの透過特性曲線の中央に位置している。有利には発光ダイオード２２と蛍光体のスペクトル特性曲線によって囲まれた面積部分は、相応する透過特性曲線によって囲まれた面積部分と可及的に大きな重畳領域を有している。このことは非常に広範囲なカラー領域において特に良好な光量と特に良好な画像描写を実現させる。このことはモニター２を用いた画像の非常に良好な描写に役立つ。さらにバックライトユニット８に対する蛍光体を伴う発光ダイオード２２の利用は、特に容易であり、低コストでもある。なぜなら各画素毎に１つの発光ダイオードを駆動すればよいからである。さらに複数の蛍光体は個別に種々異なるカラーフィルタに適応化できる。この場合"可及的に大きい""可及的に広い"とは、囲まれた面積部分が、２つのスペクトル特性曲線で囲まれた面積部分の総面積の少なくとも５０％の面積（単位面積）を有する重畳領域を有していることを意味する。さらに有利には総面積の少なくとも７５％の面積を有する重畳領域である。] 図３
[0023] 本発明は前記実施例に基づく説明によって限定されるものではない。それどころか本発明はあらゆる新たな特徴並びに複数の特徴部分のあらゆる新たな組合わせを含むものである。このことは特に複数の特徴部分の各組合わせが請求の範囲に含まれていることを意味し、またこれらの特徴若しくはこれらの組合わせ自体が明示的に特許請求の範囲若しくは実施例に表されていなかったとしてもそのことにかわりはない。]
[0024] 本件出願は、ドイツ連邦共和国特許出願１０２００８００６９９０.６号明細書の優先権を主張するものであり、その開示内容は遡及効果によって本願に含まれている。]

权利要求:

請求項1
表示装置、特にスクリーン（４）用スクリーンユニット（６）であって、スクリーン（４）の背面照光のためのバックライトユニット（８）と、偏光フィルタ（１０）と、液晶層（１４）と、フィルタ装置（１６）とを有し、前記偏光フィルタ（１０）は、バックライトユニット（８）の照射方向に配設され、当該バックライトユニット（８）を少なくとも部分的に覆っており、前記液晶層（１４）は、偏光フィルタ（１０）の、バックライトユニット（８）とは反対側に配設されており、前記フィルタ装置（１６）は、少なくとも１つのカラーフィルタを含み、前記液晶層（１４）の、バックライトユニット（８）とは反対側に配設されている形式の表示装置において、前記バックライトユニット（８）が青色発光ダイオード（２２）を含み、前記青色発光ダイオード（２２）はその放射方向に少なくとも２つの異なる蛍光体を配置し、前記少なくとも２つの蛍光体は、前記発光ダイオード（２２）の青色光を吸収し、相互に異なる色の光を再発光し、この光が前記発光ダイオード（２２）の青色光と混合されて白色光（３６）が生成されるように構成されていることを特徴とする表示装置。
請求項2
前記青色光を発光する発光ダイオード（２２）は、緑色及び赤色を再発光する蛍光体を配置している、請求項１記載の表示装置。
請求項3
前記青色光を発光する発光ダイオード（２２）は、緑色及び黄色を再発光する蛍光体を配置している、請求項１記載の表示装置。
請求項4
前記青色光を発光する発光ダイオード（２２）は、緑色及び赤色及び黄色を再発光する蛍光体を配置している、請求項１記載の表示装置。
請求項5
前記バックライトユニット（８）の蛍光体は、蛍光体のスペクトル特性曲線とカラーフィルタの透過特性曲線の重畳領域ができるだけ大きくなるように構成されている、請求項１から４いずれか１項記載の表示装置。
請求項6
複数の画素が含まれており、スクリーンユニット（６）の各画素は、それぞれ３つの異なるカラーフィルタと唯一のバックライトユニット（８）を有している、請求項１から５いずれか１項記載の表示装置。
請求項7
複数の画素が含まれており、前記各画素には青色光を発する発光ダイオード（２２）が一義的に対応付けられている、請求項１から６いずれか１項記載の表示装置。