JP4600098B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー液晶表示パネルと、カラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成るカラー液晶表示装置に係わる。

近年、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）に代表されるように、ディスプレイ（画像表示装置）の薄型化が進行している。
特に、カラー液晶表示パネルを用いたカラー液晶表示装置は、低消費電力で駆動することが可能であり、大型のカラー液晶パネルの低価格化等に伴い、今後の更なる発展が期待できる。

カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネルを、背面側からバックライト装置で照明することにより、カラー画像を表示させる、いわゆるバックライト方式が主流となっている。
バックライト装置の光源としては、蛍光管を使用して白色光を発光するＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

コンピュータディスプレイ用の標準色空間として規定されているｓＲＧＢ規格は、ＲＧＢの３つの原色の色度点をＩＴＵが推奨するＲｅｃ．７０９の測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号ＲＧＢと測色値の関係を明確に定義したものであって、このｓＲＧＢ規格に準拠したディスプレイ（画像表示装置）では、同じビデオ信号ＲＧＢを与えれば、測色的に同じ色を表示できる。

ところで、カメラやスキャナにより取り込んだ色情報を受信し表示する映像機器、即ちディスプレイやプリンタは、受け取った色情報を正確に表示する必要がある。
例えば、カメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。

また近年、液晶ＴＶやＰＤＰに代表されるように、ディスプレイの薄型化が流れとしてあり、中でも、モバイル用ディスプレイの多くは、液晶パネルが主として用いられている。 この液晶パネルにおいても、忠実な色の再現性が望まれている。

現在の標準モニターでの表示は、上述のｓＲＧＢ規格の色域で規定されているが、世の中にはｓＲＧＢの色域を超えた色が多々あり、ｓＲＧＢ規格の標準モニターでは表示できない物体色が存在する。

そこで、広色域化に対応するために、ｓＲＧＢ規格よりも広い色空間を有するｓＹＣＣ規格が業界で標準化された。ｓＹＣＣ規格は、ｓＲＧＢ規格からＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１（ハイビジョン用に定義されたＲＧＢからＹＣＣへの変換マトリックスの国際規格）を使って輝度色差分離空間を導いたもので、色空間としてはｓＹＣＣ規格の方が広い色域を有しており、ｓＲＧＢ規格の外側の色も表現することができる。

一方、カラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の規格は、ｓＲＧＢ規格と比較して、帯域幅が広くなっている。
従って、ｓＹＣＣ規格の色域を実現するためには、ディスプレイ上でＮＴＳＣ方式の色域と同等或いはＮＴＳＣ方式の色域を超える必要がある。

一般に、透過型のカラー液晶表示装置では、例えば、図１５に示すような分光特性（スペクトル特性）の青色フィルターＣＦＢ_０（４６５ｎｍ）、緑色フィルターＣＦＧ_０（５２５ｎｍ）、赤色フィルターＣＦＲ_０（６１５ｎｍ）から成る３原色フィルターを用いたカラーフィルターが、カラー液晶表示パネルの画素毎に備えられている。
一般的な赤色カラーフィルターＣＦＲ_０は、人間の青色光に対する視認度の低さを補うため、青色フィルターＣＦＢ_０の波長透過帯域において所定の透過率を持つように形成されている。

このような分光特性を有するカラーフィルターに対して、カラー液晶表示装置のバックライト装置の光源として用いられる３波長域型のＣＣＦＬが発光する白色光は、図１６に示すようなスペクトルを示し、さまざまな波長帯域で異なる強度の光を含んでいることになる。
従って、このような３波長域型のＣＣＦＬを光源とするバックライト装置と、上述したようなカラーフィルターを備えるカラー液晶表示パネルとの組み合わせによって再現される色は、混色が起こり、非常に色純度が悪いといった問題がある。

図１５に示したカラーフィルターの分光特性と、図１６に示したＣＣＦＬのスペクトルとを組み合わせて図１７に示す。
図１６に示したように、通常用いられる（通常ＣＣＦＬ）のスペクトルには４９０ｎｍ付近にサブピークがある。
そして、図１７に示すように、このサブピークに青色フィルター及び緑色フィルターの透過帯域がかかっているために、青色と緑色との混色が起こるため、色純度が悪くなる。

また、上述した３波長域発光型のＣＣＦＬを光源とするバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の色再現範囲を、図１８に示す。図１８は、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系のｘｙ色度図である。

ＣＣＦＬを光源としたバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の色再現範囲は、従来のＣＲＴ（陰極線管）とほぼ同等であり、図１８に示すように、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲とほぼ同等の広さになっている。
ただし、三角形状の色再現範囲の上の頂点、即ち緑色領域の色度点がｓＲＧＢ規格の緑色領域の色度点よりも左にある（ｘ座標が小さい）ため、この緑色領域の色度点よりも右側の領域で、一部ｓＲＧＢ規格の色再現範囲をカバーしていない。これは、上述した青色と緑色との混色が生じているためであると考えられる。
また、ＣＣＦＬを光源としたバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の色再現範囲は、カラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の規格で定められている色再現範囲（図示せず）よりも狭い範囲となっている。
従って、現行のテレビジョン放送に充分対応できているとはいえない、といった問題がある。

特開２００１−２２２８５号公報

そこで、ＣＣＦＬにおいても、前述したように、ｓＲＧＢよりも広いＮＴＳＣ規格の空間並に色域を広げることが検討されている。

先に本出願人は、例えば、蛍光体を一部改良することにより、広い色域を表現することが可能な広色域ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）を構成することを提案している。
この広色域ＣＣＦＬを用いることにより、表現可能な色域を従来のＣＣＦＬと比較して広くすることができる。

しかしながら、この広色域ＣＣＦＬを、従来から使用されているカラーフィルターと組み合わせた場合には、ｓＲＧＢの領域を完全にカバーしない。
特に緑の領域が著しくはずれていた。

従って、広色域ＣＣＦＬの色域拡大を生かしながら、従来のｓＲＧＢ空間をカバーするためには、光源の広色域ＣＣＦＬと適合したカラーフィルターを組み合わせることが必要となる。

上述した問題の解決のために、本発明においては、広い色域の表示が可能であるカラー液晶表示装置を提供するものである。

本発明のカラー液晶表示装置は、カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、このカラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも青色光を波長選択透過する青色フィルターのピーク波長が４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下であるものである。

上述の本発明のカラー液晶表示装置の構成によれば、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備えてバックライト光源が構成されていることにより、従来の蛍光管を使用した場合よりもカラー液晶表示装置の色再現範囲の色域を広くすることができる。
また、３原色カラーフィルターの少なくとも青色光を波長選択透過する青色フィルターのピーク波長が４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下であることにより、一般的に使用されている青色フィルター（ピーク波長４６５ｎｍ）よりもピーク波長が短く、緑色フィルターの透過波長帯域の波長５００ｎｍ〜５３０ｎｍ付近における青色フィルターの透過率が低くなって、青色と緑色との混色を抑制することができる。

本発明のカラー液晶表示装置は、カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、このカラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも緑色光を波長選択透過する緑色フィルターのピーク波長が５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であるものである。

上述の本発明のカラー液晶表示装置の構成によれば、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備えてバックライト光源が構成されていることにより、従来の蛍光管を使用した場合よりもカラー液晶表示装置の色再現範囲の色域を広くすることができる。
また、３原色カラーフィルターの少なくとも緑色光を波長選択透過する緑色フィルターのピーク波長が５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であることにより、一般的に使用されている緑色フィルター（ピーク波長５２５ｎｍ）よりもピーク波長が長く、緑色の色度点がより長波長側になって、緑色と青色との混色を抑制することができる。

本発明のカラー液晶表示装置は、カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、このカラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも赤色光を波長選択透過する赤色フィルターは、立ち上がり波長が５７０ｎｍであり、かつ波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下における透過率がゼロであるものである。

上述の本発明のカラー液晶表示装置によれば、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備えてバックライト光源が構成されていることにより、従来の蛍光管を使用した場合よりもカラー液晶表示装置の色再現範囲の色域を広くすることができる。
また、３原色カラーフィルターの少なくとも赤色光を波長選択透過する赤色フィルターの波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下における透過率がゼロであることにより、青色フィルターの透過波長範囲である波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光が赤色フィルターを透過しないため、赤色と青色との混色を抑制することができる。

上述の本発明によれば、緑色と青色、又は赤色と青色の混色を抑制することができるため、混色が抑制された各色の色域を広げることが可能になる。
これにより、カラー液晶表示装置の色再現範囲を、従来よりもさらに広げることが可能となり、広い色域の表示が可能になる。
そして、例えば、３色のカラーフィルターをいずれも広色域ＣＣＦＬのスペクトルに対応して改良された分光特性とすることにより、ｓＲＧＢ規格の領域を完全にカバーすることも可能になる。

まず、本発明の具体的な実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について説明する。

広色域ＣＣＦＬと、従来から使用されているカラーフィルターとを組み合わせてカラー液晶表示装置を構成した場合には、前述したように、ｓＲＧＢ領域を完全にはカバーしない。
ここで、広色域ＣＣＦＬのスペクトルと、従来から使用されているカラーフィルター（ＣＦＲ_０，ＣＦＧ_０，ＣＦＢ_０）の分光特性とを重ね合わせて、図９に示す。

図９に示すように、広色域ＣＣＦＬでは、通常ＣＣＦＬにあった４９０ｎｍ付近のサブピークがなくなった代わりに、５００ｎｍ〜５５０ｎｍにかけてブロードなサブピークがある。このサブピークに青色フィルターＣＦＢ_０がかかっているために、青色の色域に緑色の漏れこみが生じて、青の色域が広がらなくなる。
また、緑色フィルターＣＦＧ_０が広色域ＣＣＦＬの青色のスペクトルにかかっているため、緑色の色域に青色の漏れこみが生じて、緑の色域がずれる。
さらに、赤色フィルターＣＦＲ_０が短波長側の領域（波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）に吸収を有するため、赤色の色域に青色の漏れこみが生じて、混色のために赤の色域が狭まる。

また、広色域ＣＣＦＬと従来から使用されているカラーフィルター（通常ＣＦ）とを組み合わせたカラー液晶表示装置の色再現範囲を、図１０Ａに示す。なお、図１０Ａでは、比較対照として、通常ＣＣＦＬと通常ＣＦとを組み合わせたカラー液晶表示装置の色再現範囲も示している。
図１０Ａに示すように、広色域ＣＣＦＬを用いることにより、色域的には特に緑色の領域が広がっていることがわかる。ちなみに、ＮＴＳＣ比は、通常ＣＣＦＬ＋通常ＣＦは７０％であり、広色域ＣＣＦＬ＋通常ＣＦは９０％である。
また、図１０Ａの緑色の領域の拡大図を図１０Ｂに示す。図１０Ｂより、いずれのＣＣＦＬを用いた場合でも、ｓＲＧＢ規格の色再現領域を完全にはカバーできないことがわかる。

ｓＲＧＢ規格の色再現領域を完全にカバーするためには、三角形状の色再現範囲の各頂点、即ち各色の色度点（カラーポイント）が、図１０Ｂの破線で囲まれた領域のように、ｓＲＧＢ規格の三角形状の色再現領域に対して、その各頂点の対角にある領域内にあることが必要である。

各色の色度点がこの領域（以下、対角領域とする）内に存在する必要があることを、図１１Ａ〜図１１Ｄを用いて説明する。図１１Ａ〜図１１Ｄにおいて、丸印は、カラー液晶表示装置の色再現範囲（鎖線）の色度点（カラーポイント）Ｒ，Ｇ，Ｂを示しており、太線の三角形のｓＲＧＢ規格の色再現領域ｓＲＧＢのうち、カラー液晶表示装置の色再現範囲がカバーしている領域に斜線を付している。
図１１Ａに示すように、色度点Ｇが対角領域よりも左の領域にある場合には、ｓＲＧＢのうち右上の一部領域がカバーされない。
図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、色度点Ｇが対角領域内にある場合には、ｓＲＧＢが全てカバーされる。
図１１Ｄに示すように、色度点Ｇが対角領域よりも右の領域にある場合には、ｓＲＧＢのうち左上の一部領域がカバーされない。
従って、色度点が対角領域にない場合には、ｓＲＧＢのうちカバーされない領域が生じるが、色度点が対角領域内にある場合には、ｓＲＧＢ全体をカバーすることができることがわかる。また、色度点が対角領域のどの位置にあるかにかかわらず、ｓＲＧＢ全体をカバーすることができる。

そこで、本発明のカラー液晶表示装置では、バックライト光源として従来のＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）等の蛍光管よりも広色域用に改善された蛍光管を用いるだけでなく、この蛍光管に対して、さらに、この蛍光管に最適なカラーフィルターを組み合わせて構成する。
これにより、カラー液晶表示装置の広色域化を図ることができる。
そして、従来のＣＣＦＬでは色再現的に困難であった、ｓＲＧＢ規格の領域を完全にカバーすることも可能になる。

蛍光管としては、蛍光体層に用いる蛍光体の種類又は混合量を、従来の蛍光管とは変更することにより、発光色の色域を広くした蛍光管（冷陰極蛍光管又は熱陰極蛍光管）を用いる。これにより、蛍光管の色再現範囲が従来の蛍光管よりも広くなる。

発光色の色域を広くした蛍光管は、具体的には、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）の近傍にある構成である。

カラーフィルターとしては、従来広く使用されているカラーフィルターに対して、顔料の種類や混合量を変更することにより、上述の発光色の色域を広くした蛍光管の発光色の波長分布に適合するように分光特性を調整したものを用いる。

各色のカラーフィルターを構成する材料としては、例えば以下の顔料が挙げられる。
Ｒ（赤色）顔料としては、モノアゾ系、ディスアゾ系、キサンテン系、アントラキノン系等の顔料が用いられる。
Ｇ（緑色）顔料としては、トリフェニルメタン系、フタロシアニン系、ニトロソ系、インダミン系等の顔料が用いられる。
Ｂ（青色）顔料としては、トリフェニルメタン系、フタロシアニン系、トリアリールメタン系等の顔料が用いられる。
以上の主顔料３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって基本的色調を決定し、さらに目標とする色度に調整するために、副顔料が添加される。
Ｒ顔料及びＧ顔料用の副顔料には、Ｙ（黄色）顔料として、モノアゾ系、ディスアゾ系、アントラキノン系、イソインドリノン系等の顔料が用いられる。Ｂ顔料用の副顔料には、Ｖ（紫色）顔料として、キサンテン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、インジゴイド系等の顔料が用いられる。

そして、より具体的には、カラーフィルターを、以下の分光特性を有するように構成する。

（１）青色のカラーフィルター（青色フィルター）ＣＦＢ
青色光を波長選択透過する青色フィルターＣＦＢのピーク波長を、４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下とする。
また、分光特性ピークの半値幅を、好ましくは１１０ｎｍ以下とし、より好ましくは８０ｎｍ〜１００ｎｍ程度とする。

このような分光特性とすることにより、従来一般に使用いられている青色フィルター（ピーク波長４６５ｎｍ）と比較して、ピーク波長が１０ｎｍ〜４５ｎｍ程度短波長側にあるため、緑色フィルターとの混色を低減することができ、青色の色域を広げることができる。
また、カラー液晶表示装置の色再現範囲の青色の色度点を、前述した対角領域内にして、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーすることも可能になる。

（２）緑色のカラーフィルター（緑色フィルター）ＣＦＧ
緑色光を波長選択透過する緑色フィルターＣＦＧのピーク波長を、５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下とする。
また、分光特性ピークの半値幅を、好ましくは１２０ｎｍ以下とし、より好ましくは９０ｎｍ〜１１０ｎｍ程度とする。

このような分光特性とすることにより、従来一般に使用いられている緑色フィルター（ピーク波長５２５ｎｍ）と比較して、ピーク波長が５ｎｍ〜２５ｎｍ程度長波長側にあるため、青色フィルターとの混色を低減することができる。
また、カラー液晶表示装置の色再現範囲の緑色の色度点を長波長側に移動させ、前述した対角領域内にして、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーすることも可能になる。

（３）赤色のカラーフィルター（赤色フィルター）ＣＦＲ
赤色光を波長選択透過する赤色フィルターＣＦＲの立ち上がり波長を、５７０ｎｍ又は５７０ｎｍの近傍とする。
また、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍにおける透過率をほぼゼロとする。
ピーク波長は、好ましくは６００ｎｍ以上とする。

このような分光特性とすることにより、青色フィルターとの混色を低減することができる。
また、カラー液晶表示装置の色再現範囲の赤色の色度点を、前述した対角領域内にして、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーすることも可能になる。

ここで、各色のフィルター（青色フィルターＣＦＢ、緑色フィルターＣＦＧ、赤色フィルターＣＦＲ）を上述の構成とした、本発明のカラー液晶表示装置の一形態について、その色再現範囲の青色の色域の拡大図を図１２に示す。
図１２より、青色の色度点（カラーポイント）が対角領域内にあり、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーできることがわかる。

同様に、色再現範囲の赤色の色域の拡大図を図１３に示す。
図１３より、赤色の色度点（カラーポイント）が対角領域内にあり、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーできることがわかる。

同様に、色再現範囲の緑色の色域の拡大図を図１４に示す。
図１４より、緑色の色度点（カラーポイント）が対角領域内にあり、ｓＲＧＢ規格の領域をカバーできることがわかる。

なお、３色（青色、緑色、赤色）のフィルターのうち、少なくとも１色以上を上述した分光特性とすれば、従来使用されているカラーフィルターを使用した場合と比較して、カラー液晶表示装置の色再現範囲を広げることができ、ＮＴＳＣ比も向上させることができる。
もちろん、３色のフィルターとも上述した分光特性とすることにより、カラー液晶表示装置の色再現範囲を充分に広げることができる。そして、各色の色度点においてｓＲＧＢ規格の領域をカバーすることが可能になる。

さらに好ましくは、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、赤色・緑色・青色のそれぞれの色度点が所定の範囲内にあるように、カラーフィルター１９（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）を構成する。

まず、赤色領域では、図１３に二点鎖線で示す範囲内とする。
即ち、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、バックライト光源からカラーフィルターを透過した光の赤色領域の色度点（カラーポイント）を、０．６５≦ｘ≦０．６８、０．３２≦ｙ≦０．３３５の範囲内とする。

次に、緑色領域では、図１４に二点鎖線で示す範囲内とする。
即ち、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、バックライト光源からカラーフィルターを透過した光の緑色領域の色度点（カラーポイント）を、０．２０≦ｘ≦０．２５、０．６６≦ｙ≦０．６８の範囲内とする。

次に、青色領域では、図１２に二点鎖線で示す範囲内とする。
即ち、バックライト光源からカラーフィルターを透過した光の青色領域の色度点（カラーポイント）の範囲を、０．１３２≦ｘ≦０．１４８、０．０３８≦ｙ≦０．０５８とする。

そして、赤色領域、緑色領域、青色領域の各色度点を、いずれも上述したそれぞれの範囲内とすることにより、３色の領域において色域を広げて、ｓＲＧＢ規格の領域を完全にカバーすると共に、ＮＴＳＣ比を９５％以上と大きくすることができる。また、前述したｓＹＣＣ規格の領域に対応させることも可能になる。

続いて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。
本発明の一実施の形態として、バックライト方式のカラー液晶表示装置の概略構成図（分解斜視図）を図１に示す。
このカラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライトユニット４０とから成る。

透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１、対向電極基板１２）を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１には、マトリクス状に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１６と、画素電極１７とが形成されている。
薄膜トランジスタ１６は、走査線１５により、順次選択されると共に、信号線１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１７に書き込む。
対向電極基板１２は、その内表面に、対向電極１８及びカラーフィルター１９が形成されている。

カラーフィルター１９は、各画素に対応したセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルターＣＦＲ、緑色フィルターＣＦＧ、青色フィルターＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。
カラーフィルターの配列パターンには、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないがデルタ配列、正方配列等がある。

このカラー液晶表示装置１００では、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１０を２枚の偏光板３１，３２で挟み、バックライトユニット４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。

バックライトユニット４０は、カラー液晶表示パネル１０を背面側から照明するものである。図１に示すように、バックライトユニット４０は、光源を備え、光源から出射された光を混色した白色光を光照射面２０ａから面発光するバックライト装置２０と、このバックライト装置２０の光出射面２０ａ上に積層された拡散板４１とから構成されている。
拡散板４１は、光出射面２０ａから出射された白色光を拡散させることにより、面発光における輝度の均一化を行うものである。

バックライト装置２０は、その内部に、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）２１が多数、略平行に配置されて構成される。
このカラー液晶表示装置１００では、ＣＣＦＬ２１の長手方向と、カラーフィルター１９のストライプの方向とが、略直交する方向となるように配置されている。

なお、本発明のカラー液晶表示装置は、このようなＣＣＦＬの配置に限定されるものではない。例えば、ＣＣＦＬの長手方向と、カラーフィルターのストライプの方向とが、略平行になるように配置しても構わない。バックライト装置２０内におけるＣＣＦＬ２１の具体的な配置は、前記特許文献１に記載された構成等、従来公知の構成を適用することができる。

このカラー液晶表示装置１００は、例えば、図３に示すような駆動回路２００により駆動される。
この駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１０や、バックライト装置２０の駆動電源を供給する電源部１１０、カラー液晶表示パネル１０を駆動するＸドライバ回路１２０及びＹドライバ回路１３０、外部から供給される映像信号や、当該カラー液晶表示装置１００が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子１４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部１５０、このＲＧＢプロセス処理部１５０に接続された映像メモリ１６０及び制御部１７０、バックライトユニット４０のバックライト装置２０を駆動するバックライト駆動制御部１８０等を備えている。

この駆動回路２００において、入力端子１４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部１５０により、クロマ処理等の信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部１７０に供給されるとともに、画像メモリ１６０を介してＸドライバ１２０に供給される。

また、制御部１７０は、ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ回路１２０及びＹドライバ回路１３０を制御して、画像メモリ１６０を介してＸドライバ回路１２０に供給されるＲＧＢセパレート信号によってカラー液晶表示パネル１０を駆動させることによって、ＲＧＢセパレート信号に応じた画像を表示する。

バックライト制御駆動部１８０は、電源１１０から供給される電圧から、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、バックライト装置２０の光源（ＣＣＦＬ）を駆動する。

ユーザーインターフェース３００は、図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル１０を照明するバックライト装置２０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節等を実行するためのインターフェースである。

なお、図示しないが、カラー液晶表示装置１００に、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理した音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部等を備えていてもよい。

本実施の形態のカラー液晶表示装置１００では、特に、従来のＣＣＦＬよりも広色域のＣＣＦＬ、即ち前述した広色域ＣＣＦＬをバックライト装置２０の光源のＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）２１として用いると共に、カラーフィルター１９を従来のカラーフィルターとは異なる構成として、広色域ＣＣＦＬに適合させる。

ここで、本実施の形態で使用する、広色域ＣＣＦＬの一形態の発光色の波長分布（スペクトル）を図４に示す。
なお、図４に示すスペクトルは、図９に示した広色域ＣＣＦＬのスペクトルと同一となっている。

この広色域ＣＣＦＬは、図４に示すようなスペクトルを有することにより、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）の近傍にある。

上述の発光色を有する広色域ＣＣＦＬは、例えば、以下のようにして作製することができる。
赤色発光蛍光体として、例えば、ＹＶＯ_４：Ｅｕを用い、緑色発光蛍光体として、例えば、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ（ＢＡＭ：Ｅｕ，Ｍｎ）を用い、青色発光蛍光体として、例えば、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ（ＢＡＭ：Ｅｕ）を用いて、これらの蛍光体粒子を混合した蛍光体粒子混合物を含む蛍光体スラリーを作製して、ガラス管の内面に流して蛍光体層を形成する。この蛍光体層を形成したガラス管を用いて、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）を製造する。
そして、製造される冷陰極蛍光管の発光色度が、発光色の色度座標において、例えば（０．２７５，０．２７５）となるように、各蛍光体粒子の混合割合を調整する。例えば、混合割合を、赤色発光蛍光体粒子を２５〜７５重量％、緑色発光蛍光体粒子を２０〜６０重量％、青色発光蛍光体粒子を５〜４０重量％とすればよい。
このような構成とすることにより、広色域ＣＣＦＬが得られる。
なお、広色域ＣＣＦＬの詳細な製造方法は、例えば、本出願人が先に出願した特願２００４−１４７８８７号等に記載されている。

本実施の形態のカラー液晶表示装置１００において、カラー液晶表示パネル１０が備えるカラーフィルター１９としては、例えば、それぞれ図５に示した分光特性となる赤色フィルターＣＦＲ、緑色フィルターＣＦＧ（ピーク５３５ｎｍ）、青色フィルターＣＦＢ（ピーク４４５ｎｍ）によって構成する。以下、この図５に示した分光特性のカラーフィルターをカラーフィルター１９Ａとする。

また、図４に示した広色域ＣＣＦＬのスペクトルと、図５に示したカラーフィルター１９Ａの分光特性と、図１５に示した従来使用されていたカラーフィルターの分光特性とを重ねて図６に示す。

図６に矢印ΔＧで示すように、このカラーフィルター１９Ａの緑色フィルターＣＦＧの透過波長帯域は、従来使用されていた緑色フィルターＣＦＧ_０よりも、１０ｎｍ程度長波長側にシフトしている。
これにより、広色域ＣＣＦＬが発光する青色の波長帯域が、緑色フィルターＣＦＧの透過波長帯域になるべくかからないようになっている。
また、カラー液晶表示装置１００が発光する緑色光の波長帯域は、緑色フィルターＣＦＧの透過波長帯域によってほぼ決まるため、緑色フィルターＣＦＧの透過波長帯域を長波長側にシフトしていることにより、緑色光の波長帯域が青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域にかかることも防ぐことができる。

図６に矢印ΔＢで示すように、このカラーフィルター１９Ａの青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域は、従来使用されていた青色フィルターＣＦＢ_０よりも、２０ｎｍ程度短波長側にシフトしている。
これにより、広色域ＣＣＦＬが発光する緑色の波長帯域が、青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域になるべくかからないようになっている。
また、カラー液晶表示装置１００が発光する青色光の波長帯域は、青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域によってほぼ決まるため、青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域を短波長側にシフトしていることにより、青色光の波長帯域が緑色フィルターＣＦＧの透過波長帯域にかかることも防ぐことができる。

即ち、このカラーフィルター１９Ａを広色域ＣＣＦＬと組み合わせることにより、青色と緑色との混色を防ぐことができる。

また、図６に矢印ΔＲで示すように、このカラーフィルター１９Ａの赤色フィルターＣＦＲは、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍにおける透過率が、従来使用されていた赤色フィルターＣＦＲ_０よりも低減されて、透過率がほぼゼロになっている。
これにより、赤色フィルターＣＦＲに入射した光のうち、青色フィルターＣＦＢの透過波長帯域と同じ波長帯域の光が、赤色フィルターＣＦＲを透過することがなくなるため、赤色フィルターＣＦＲを透過した赤色光の色純度が高くなる。

そして、本実施の形態では、各色のフィルターＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢが図５及び図６に示した分光特性を有するようにするために、例えば、以下のように各色のフィルターＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを作製する。

（１）青色フィルターＣＦＢ
従来使用されている青色フィルターＣＦＢ_０に対するピーク波長のシフト量が２０ｎｍ程度になるように、Ｂ（青色）顔料に加えるＶ（紫色）顔料の添加量を調整した。最終的には、顔料の組成がカラーレジスト全体の重量％で５〜１０％になるようにした。カラーレジストの残りの成分は、有機溶媒、分散剤、バインダー樹脂等である。
なお、ここでは、Ｂ（青色）顔料の材料としてＢ−１５を用い、Ｖ（紫色）顔料の材料としてＶ−２３を用いた。

（２）緑色フィルターＣＦＧ
従来使用されている緑色フィルターＣＦＧ０に対するピーク波長のシフト量が１０ｎｍ程度になるように、Ｇ（緑色）顔料に加えるＹ（黄色）顔料の添加量を調整した。最終的には、顔料の組成が重量％で５〜１０％になるようにした。
なお、ここでは、Ｇ（緑色）顔料の材料としてＧ−３６を用い、Ｙ（黄色）顔料の材料としてＹ−１５０を用いた。

（３）赤色フィルターＣＦＲ
短波長側の吸収をなくすために、Ｒ（赤色）顔料に加えるＹ（黄色）顔料の添加量を調整した。最終的には、顔料の組成が重量％で５〜１０％になるようにした。
なお、ここでは、Ｒ（赤色）顔料の材料としてＲ−２５４を用い、Ｙ（黄色）顔料の材料としてＹ−１３９を用いた。

Ｂ−１５やＶ−２３等の各顔料の材料は、一般的な顔料リストに掲載されているものであり、例えば大日精化（株）製等のものが市販されている。

ここで、実際にカラー液晶表示装置を作製して、その特性を調べた。
図７に概略図を示すように、カラー液晶表示装置１００のカラーフィルター１９の上方に、色彩輝度計３００を配置して、分光特性の測定を行った。
また、分光特性をＸＹＺ表色系色度図にプロットして、このＸＹＺ表色系色度図からＮＴＳＣ比を求めた。

そして、バックライト光源を広色域ＣＣＦＬとし、カラーフィルターを、従来使用されているもの（通常ＣＦ）とした場合と、本実施の形態の構成（改良ＣＦ）とした場合について、それぞれのカラー液晶表示装置を作製して、上述した測定方法により、分光特性を測定した。
測定結果として、それぞれの分光特性をＸＹＺ表色系色度図にプロットして図８に示す。

図８より、カラーフィルターを本実施の形態の構成（改良ＣＦ）とした場合は、ｓＲＧＢ規格の領域を完全にカバーすることができている。
ちなみに、この場合のＮＴＳＣ比は１００％となっており、カラーフィルターを従来使用されているものとした場合と比較して、約１０％向上することがわかった。

上述の本実施の形態のカラー液晶表示装置１００の構成によれば、図４にスペクトルを示したような広色域ＣＣＦＬから成るＣＣＦＬ２１をバックライト装置２０の光源として用い、カラーフィルター１９を広色域ＣＣＦＬに対応して分光特性を改良したカラーフィルター１９Ａ（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）を用いてカラー液晶表示装置１００を構成したことにより、広色域ＣＣＦＬ及び従来使用されているカラーフィルターを用いた場合と比較して、各色の混色を抑制し、色再現範囲を広くすることができる。

これにより、ｓＲＧＢ規格の領域を完全にカバーすることも可能になる。
また、ＮＴＳＣ比を１００％以上と高くしたり、ｓＹＣＣ規格の領域に対応させたりすることも可能になる。

なお、上述の実施の形態では、バックライト光源として広色域ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）を使用したが、本発明では、広色域ＣＣＦＬと同様の蛍光体層を形成した熱陰極蛍光管をバックライト光源に用いてもよい。この場合も、同様に、蛍光体層の構成を選定することによりバックライト光源の色域を広げることができる。

また、本発明では、バックライト装置内にある蛍光管から直接照明する構成に限らず、蛍光管から導光板を経て間接的に照明する構成にも適用することが可能である。
そして、バックライト装置における蛍光管の配置等も、従来公知の構成を適用することができる。

上述の実施の形態では、カラーフィルターの３色のフィルターをいずれも分光特性を改良したカラーフィルターＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢとしたが、本発明では、３色のうち少なくとも１色以上を、分光特性を改良したカラーフィルターとした構成を含む。
このように、３色のうち少なくとも１色以上を改良したカラーフィルターとすることにより、従来使用していたカラーフィルターと比較して、カラー液晶表示装置の色再現範囲を広げる効果が得られる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明の一実施の形態のカラー液晶表示装置の概略構成図（分解斜視図）である。 図１のカラー液晶表示装置のカラーフィルターの配列パターンを示す図である。 図１のカラー液晶表示装置の駆動回路の構成を示す図である。 図１のカラー液晶表示装置に用いる広色域ＣＣＦＬの一形態の発光色の波長分布（スペクトル）を示す図である。 図１のカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルターの分光特性を示す図である。 図４のスペクトルと、図５の分光特性と、図１５の分光特性とを重ね合わせた図である。 分光特性の測定の際の色彩輝度計の配置を示す概略図である。 従来使用されているカラーフィルターとした場合と、図５の分光特性のカラーフィルターとした場合とにおいて、カラー液晶表示装置の分光特性をＸＹＺ表色系色度図にプロットした図である。 広色域ＣＣＦＬのスペクトルと、従来から使用されているカラーフィルターの分光特性とを重ね合わせた図である。 Ａ 広色域ＣＣＦＬのスペクトルと、従来から使用されているカラーフィルターとを組み合わせたカラー液晶表示装置の色再現範囲を示す図である。 Ｂ 図１０Ａの緑色の領域の拡大図である。 Ａ〜Ｄ 色度点が対角領域内に存在する必要があることを説明する図である。 本発明のカラー液晶表示装置の一形態の色再現範囲の青色の色域の拡大図である。 本発明のカラー液晶表示装置の一形態の色再現範囲の緑色の色域の拡大図である。 本発明のカラー液晶表示装置の一形態の色再現範囲の赤色の色域の拡大図である。 透過型のカラー液晶表示装置のカラーフィルターの分光特性を示す図である。 ３波長域型のＣＣＦＬが発光する白色光のスペクトルである。 図１５に示したカラーフィルターの分光特性と、図１６に示したＣＣＦＬのスペクトルとを組み合わせて示す図である。 ３波長域発光型のＣＣＦＬを光源とするバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の色再現範囲を示すＸＹＺ表色系のｘｙ色度図である。

符号の説明

１０ カラー液晶表示パネル、１９ カラーフィルター、２０ バックライト装置、２１ ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）、１００ カラー液晶表示装置、ＣＦＲ 赤色フィルター、ＣＦＧ 緑色フィルター、ＣＦＢ 青色フィルター

Claims (8)

1. カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、
   前記カラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、
   前記バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、
   前記カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも青色光を波長選択透過する青色フィルターのピーク波長が４２０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である
   カラー液晶表示装置。
2. カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、
   前記カラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、
   前記バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、
   前記カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも緑色光を波長選択透過する緑色フィルターのピーク波長が５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である
   カラー液晶表示装置。
3. カラーフィルターを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、
   前記カラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、
   前記バックライト光源は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、発光する白色光の色度点が（ｘ，ｙ）＝（０．２７５，０．２７５）である蛍光管を備え、
   前記カラーフィルターは、赤色光、緑色光、青色光を波長選択透過する３原色カラーフィルターから成り、少なくとも赤色光を波長選択透過する赤色フィルターは、立ち上がり波長が５７０ｎｍであり、かつ波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下における透過率がゼロである
   カラー液晶表示装置。
4. 緑色光を波長選択透過する緑色フィルターのピーク波長が５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であり、赤色光を波長選択透過する赤色フィルターは、立ち上がり波長が５７０ｎｍであり、かつ波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下における透過率がゼロである請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
5. ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、前記バックライト光源から前記カラーフィルターを透過した光の青色領域の色度点（カラーポイント）が、０．１３２≦ｘ≦０．１４８、０．０３８≦ｙ≦０．０５８の範囲内にある請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
6. ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、前記バックライト光源から前記カラーフィルターを透過した光の緑色領域の色度点（カラーポイント）が、０．２０≦ｘ≦０．２５、０．６６≦ｙ≦０．６８の範囲内にある請求項２に記載のカラー液晶表示装置。
7. ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、前記バックライト光源から前記カラーフィルターを透過した光の赤色領域の色度点（カラーポイント）が、０．６５≦ｘ≦０．６８、０．３２≦ｙ≦０．３３５の範囲内にある請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
8. 前記バックライト光源から前記カラーフィルターを透過した光は、ＸＹＺ表色計のｘｙ色度図において、青色領域の色度点（カラーポイント）が、０．１３２≦ｘ≦０．１４８、０．０３８≦ｙ≦０．０５８の範囲内にあり、緑色領域の色度点（カラーポイント）が、０．２０≦ｘ≦０．２５、０．６６≦ｙ≦０．６８の範囲内にあり、赤色領域の色度点（カラーポイント）が、０．６５≦ｘ≦０．６８、０．３２≦ｙ≦０．３３５の範囲内にある請求項４に記載のカラー液晶表示装置。

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