(57)【要約】【課題】従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率の高いカラー表示を行うことができるようにしたカラー表示装置を提供する。【解決手段】バックライト３０に青色ＬＥＤ３１とマゼンタ色およびシアン色の補色ＬＥＤとを用い、青色、マゼンタ色およびシアン色の補色について、独立した発光制御を行う。補色ＬＥＤとして、青色励起型の蛍光体を用いることにより、紫外線励起型のＬＥＤに比べて発光効率が良く、かつ残光特性が短くなる。表示パネル１０では、全色透過領域１８と部分透過領域１９とのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御する。全色透過領域１８は、複数の色成分すべてが透過可能な領域とし、部分透過領域１９は、少なくとも青色光に対しては不透過な領域とする。すなわち、青色のカラーフィルタは用いない。【選択図】図１
2010170044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ独立した発光制御が可能で、それぞれが異なる色光を発する複数種類のＬＥＤを有する光源部と、
前記光源部の発光制御に同期して、前記光源部から照射された光の通過状態を制御することにより所望の色表示を行う表示部と
を備え、
前記表示部は、
前記光源部から発せられる光に含まれる色成分すべてを透過可能な全色透過領域と、前記光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち、少なくとも１つの色光に対しては不透過な部分透過領域とを有し、前記全色透過領域と前記部分透過領域とのそれぞれに対して、前記光源部から発せられる光の通過状態を独立に制御可能
とされているカラー表示装置。
【請求項２】
前記光源部は、それぞれ独立した発光制御が可能な青色ＬＥＤ、マゼンタ色ＬＥＤ、およびシアン色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを有し、
前記シアン色ＬＥＤは青色光発光部と前記青色光発光部からの青色光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体とを含み、
前記マゼンタ色ＬＥＤは青色光発光部と前記青色光発光部からの青色光によって励起され赤色光を発する赤色蛍光体とを含み、
前記表示部は、前記部分透過領域として、少なくとも青色光に対しては不透過な部分透過領域を有する構成
とされている請求項１に記載のカラー表示装置。
【請求項３】
前記部分透過領域は、
前記光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち赤色光のみを透過可能な赤色透過領域と、
前記光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち緑色光のみを透過可能な緑色透過領域とからなり、
前記表示部は、前記全色透過領域、前記赤色透過領域および前記緑色透過領域のそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能
とされている請求項２に記載のカラー表示装置。
【請求項４】
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域、前記赤色透過領域および前記緑色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することにより白色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記赤色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより赤色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記シアン色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記緑色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより緑色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより青色表示を行う
ようになされている請求項３に記載のカラー表示装置。
【請求項５】
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域、前記赤色透過領域および前記緑色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することにより白色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記赤色透過領域と前記緑色透過領域とを光が通過可能な状態に制御することにより黄色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤおよび前記マゼンタ色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域と前記赤色透過領域とを光が通過可能な状態に制御することによりマゼンタ色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域と前記緑色透過領域とを光が通過可能な状態に制御することによりシアン色表示を行う
ようになされている請求項３に記載のカラー表示装置。
【請求項６】
前記部分透過領域は、前記光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち青色光に対しては不透過で、かつ赤色光および緑色光の双方を透過可能な黄色透過領域からなり、
前記表示部は、前記全色透過領域と前記黄色透過領域とのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能
とされている請求項２に記載のカラー表示装置。
【請求項７】
前記３種類のＬＥＤすべてを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域および前記黄色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することにより白色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記黄色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより赤色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記シアン色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記黄色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより緑色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤのみを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域および前記黄色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することにより青色表示を行う
ようになされている請求項６に記載のカラー表示装置。
【請求項８】
前記３種類のＬＥＤすべてを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域および前記黄色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することにより白色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記マゼンタ色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記黄色透過領域のみを光が通過可能な状態に制御することにより黄色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤおよび前記マゼンタ色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域および前記黄色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することによりマゼンタ色表示を行い、
前記３種類のＬＥＤのうち、前記青色ＬＥＤおよび前記シアン色ＬＥＤを点灯状態にすると共に、前記表示部において前記全色透過領域および前記黄色透過領域の各領域を光が通過可能な状態に制御することによりシアン色表示を行う
ようになされている請求項６に記載のカラー表示装置。
【請求項９】
前記黄色透過領域の面積は、前記全色透過領域の面積に対して２倍の面積を有している
請求項６に記載のカラー表示装置。
【請求項１０】
前記光源部は、それぞれ独立した発光制御が可能な青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを有し、
前記部分透過領域が、青色光のみを透過可能な青色透過領域、赤色光のみを透過可能な赤色透過領域、および緑色光のみを透過可能な緑色透過領域のうち、いずれか２種類の色透過領域からなる構成とされ、
前記表示部は、前記全色透過領域と前記２種類の色透過領域とのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能
とされている請求項１に記載のカラー表示装置。
【請求項１１】
前記光源部は、それぞれ独立した発光制御が可能な青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを有し、
前記部分透過領域が、赤色光および青色光を透過可能なマゼンタ色透過領域と、緑色光および青色光を透過可能なシアン色透過領域と、赤色光および緑色光を透過可能な黄色透過領域とのうち、いずれか２種類の色透過領域からなる構成とされ、
前記表示部は、前記全色透過領域と前記２種類の色透過領域とのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能
とされている請求項１に記載のカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてカラー表示を行うカラー表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラー表示装置として、カラー液晶パネル等の透過型のカラー表示パネルと、バックライトとを組み合わせたものがある（特許文献１参照）。カラー表示パネルは、一般に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３種類のカラーフィルタを用いている。また、バックライトとしては、ＬＥＤ光源を用いたものが知られている。ＬＥＤ光源を用いたバックライトの方式としては、従来、半導体素子自体が単色発光する発光ダイオードをＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３種類用いるものがある。これは単色発光型の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの３つを組み合わせて、それらのＬＥＤからの各色光を混色させることで白色光を得る方式である。この方式では、各色のＬＥＤをそれぞれ、専用の駆動回路にて発光させ、各色の発光強度をセンサーにより検出する。そして、個々の発光強度を加減して希望の色合いが得られるように各色の発光強度を揃えて混合することで所定の色温度の白色を得ることができる。
【０００３】
この単色発光型のＬＥＤを用いる方式の利点として、光源自体が半導体素子であることで、非発光状態から発光状態への変化と発光状態から非発光状態への変化とが速いため、一般的には輝度応答が速く、残光時間が非常に短いという特長がある。また、各色の発光出力の分光特性（横軸：波長［ｎｍ］、縦軸：光強度［ｃｄなど］）として、単峰性が比較的良好である。このため、ＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）色度図上にプロットされる色度座標（原色色度点）が、単波長であることを示す馬蹄形のラインに、より近づくので、色再現範囲が広く取れるという利点がある。さらに、最大の特長として、Ｒ，Ｇ，Ｂの発光強度を個別に変化させることができることから、バックライト自体でフルカラーの発光が可能である。このため、ＴＶ（テレビジョン）用の光源として自由度が非常に大きく、時間経過に伴う各色の発光強度の変化による寿命管理なども、光量を適宜一定にするサーボ回路等により管理できる利点がある。
【０００４】
また、バックライトの別の方式として、青色励起型の白色ＬＥＤを用いるものがある。青色励起型の白色ＬＥＤは、青色光を発する青色ＬＥＤチップと、その青色ＬＥＤチップからの青色光によって励起される赤色蛍光体および緑色蛍光体とを有している。この白色ＬＥＤは、励起光である青色光と、蛍光発光した赤色光および緑色光とを混合させることにより、白色光を得る方式である。この方式では、白色光を３波長型の分光特性とすることによって、良好な演色性が得られる。
【０００５】
ところで、青色励起型のＬＥＤでは、励起光自身が可視光線であるために、どうしても、蛍光の発光色と混色してしまう。このため、蛍光体からの発光成分だけを単色の可視光線として取り出すことはできない。一方、例えば、従来から利用されている蛍光灯のような、非可視光である紫外線を励起光として用いるものであれば、可視光成分として蛍光体からの発光成分だけを取り出すことができる。このため、紫外線励起型のＬＥＤが検討されている。当然、この方式であれば、励起光源が見えないので、上述した半導体素子自体がＲ，Ｇ，Ｂの単色発光するＬＥＤを用いることなく、蛍光体を使用しての、Ｒ，Ｇ，Ｂの独立発光タイプのＬＥＤが作成可能である。しかしながら、この紫外線励起型の場合、発光効率が悪い。また、紫外線により励起発光する蛍光色の中で、特に赤色蛍光体については、現時点では蛍光体の性質により残光時間が長いものしかなく、短残光のものが得られていない。これらの材料開発には、時間が掛かるなどの背景がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶テレビの光源であるバックライトは、重要な機能デバイスであり、近年、このバックライトを明滅させることによって、動画表示時の視認性を改善する目的で、バックライトブリンキングと言われる手法が用いられることがある。そのような使用法が必要であることなどから、バックライトに要請される性能のなかでも、“応答の速さ”は重要である。すなわち、点灯時、すばやく所定の明るさが得られ、消灯時には一瞬にして消すことが可能である必要がある。また、時間軸上で、各単色画面等を分離して表示を行う、フィールドシーケンシャルという表示方式も検討されている。フィールドシーケンシャル表示方式に用いられるＬＥＤは、一般的には、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色発光のものが使用され、表示パネル側においては、カラーフィルタをすべて取り去った、白黒パネルが用いられることが多い。
【０００８】
しかしながら、上述したように紫外線励起型のＬＥＤは発光効率が悪く、特に赤色蛍光体については現状、残光時間が長いものしかない。このため、紫外線励起型のＬＥＤによってＲ，Ｇ，Ｂの独立発光タイプ（蛍光発光タイプ）のＬＥＤを構成した場合、テレビ用途に要求される応答性能を満たすことが困難である。特に赤残光が長いため、他の色と比較すると消灯時に赤い色が残るという課題を抱えている。この紫外線励起型における赤色蛍光体の残光特性の問題は、赤色についてのものであるので、対策として蛍光発光タイプではなく、短残光の半導体発光タイプ（具体的にはＡＬＧａＩＮＰを組成とするものが有名）のＬＥＤを用いることで、解決可能である。しかしながら、半導体発光タイプの赤色ＬＥＤを用いる場合、欠点として、発光出力の温度依存性が大きく、高温になると発光出力が半分近く減少する性質がある。さらに、順方向電圧降下が他の色（青，緑）の素子が約３〜４ボルトであることに比較して、赤色ＬＥＤでは１ボルト程度低い２ボルト近辺であるため、それぞれの回路設定が共通にできないという問題がある。このため、扱いにくく回路コストも高い。
【０００９】
他方、青色励起型の赤色蛍光体においては、残光時間が短いので、その点では問題がほとんど無い。青色励起型の白色ＬＥＤの登場の背景には、それぞれの原色波長域で、より単峰性に優れる発光の蛍光が得られるような蛍光材料の開発が進んだことがある。今後も、さらなる改善が想定されている。また、この白色ＬＥＤを用いることで、ＴＶ用途として、表示色再現範囲が大きくできるなどの表示品位の向上が、Ｒ，Ｇ，Ｂ単色半導体発光タイプと同様に図れるという利点がある。また、使用する励起用の半導体素子として、青色ＬＥＤの１品種で良いことも有って、量産効果などにより、総合的にコスト削減が図れると目論まれている。このように、工業的には利点を多く有するとされている青色励起型の白色ＬＥＤであるが、テレビ用途として利用する観点からは、Ｒ，Ｇ，Ｂ独立発光型と比較して、以下のデメリットがある。
【００１０】
１つ目のデメリットは、「経過時間による色合いの変化が発光光源であるＬＥＤ自身で補正できない」ことである。比較のために、Ｒ，Ｇ，Ｂ独立発光型の場合を例に説明する。Ｒ，Ｇ，Ｂ独立発光型の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ個々の発光源が独立した個々の寿命を有するものの、各々の発光出力を監視して、一定に保つための制御機構を備えることで、Ｒ，Ｇ，Ｂの発光比率をある所定の期間、一定に保つことができる。このため、時間の経過と共に、Ｒ，Ｇ，Ｂ個々の非制御時の発光量の特性に変化があっても、合計の白色光の色合いが変わらないようにできる。これに対し、白色ＬＥＤの場合には、励起光が青色光の場合、青色光と、蛍光発光した赤色光および緑色光とを混合させることにより白色に合成しているので、励起源の青色ＬＥＤが劣化してくると、それに伴って赤色と緑色の発光出力もほぼ同時に低下する。このとき、低下の度合いが各色で一様であれば色合いは変化しないが、実際には励起源の青色ＬＥＤの励起波長も変化するなどして、その変化は必ずしも一様にならない。このため、混合白色光のＲＧＢバランスが変化し、色合いが変わってしまうという課題がある。このバランスは、１つのＬＥＤ部品内で崩れるので、ＬＥＤ自身では調整ができない。
【００１１】
また、２つ目は、カラーバックライト駆動ができないことである。最近、表示パネル側での画像表示に合わせて、バックライト側でも部分的に調光を行う表示方式が開発されている。バックライト側での部分的な調光は、Ｒ，Ｇ，Ｂ単色発光タイプのＬＥＤを２次元的に複数配列することで可能である。この表示方式によれば、表示パネル側のみで階調制御、および色表示制御を行う通常の表示方式に比べて、コントラスト改善、および色純度改善などを光源であるバックライト側で行うことが可能である。具体的には例えば、表示パネル側で赤の画像を表示する部位があったとすると、バックライト側においてもそれに対応する部位を赤に点灯させる。このように、画像の表示色に合わせた、バックライトの発光色の選択点灯ということが可能であり、他の色の部分のＬＥＤをさらに消灯させるなどの工夫により、尚一層の低消費電力化が可能である。それに対し、白色に混合された状態で使用することが前提の白色ＬＥＤを用いたバックライトにおいては、各単色ごとに部分的な調光を行うことは不可能である。
【００１２】
また、バックライトとして白色ＬＥＤを用いる場合、表示パネル側でＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタを用いる必要がある。Ｒ，Ｇ，Ｂ単色発光のＬＥＤを組み合わせてバックライト全体として白色光源を構成する場合も同様にカラーフィルタを用いる必要がある。図１５は、一般的なＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタの分光透過率を示している。図１５に示したように、青色のカラーフィルタは、他の色のカラーフィルタに比べて透過率が低い。このため、青色のカラーフィルタを用いることは光利用効率の点で不利である。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率の高いカラー表示を行うことができるようにしたカラー表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるカラー表示装置は、それぞれ独立した発光制御が可能で、それぞれが異なる色光を発する複数種類のＬＥＤを有する光源部と、光源部の発光制御に同期して、光源部から照射された光の通過状態を制御することにより所望の色表示を行う表示部とを備えたものである。そして、表示部が、光源部から発せられる光に含まれる色成分すべてを透過可能な全色透過領域と、光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち、少なくとも１つの色光に対しては不透過な部分透過領域とを有し、全色透過領域と部分透過領域とのそれぞれに対して、光源部から発せられる光の通過状態を独立に制御可能とされているものである。
【００１５】
本発明によるカラー表示装置では、光源部に複数種類のＬＥＤが用いられ、異なる複数の色光について、独立した発光制御が行われる。表示部では、全色透過領域と部分透過領域とのそれぞれに対して、光源部から発せられる光の通過状態を独立に制御する。全色透過領域は、光源部から発せられる光に含まれる色成分すべてが透過可能な領域である。部分透過領域は、光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち、少なくとも１つの色光に対しては不透過な領域である。特定の色用のカラーフィルタを用いる必要のない全色透過領域を備えていることで、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率が高くなる。
【００１６】
本発明によるカラー表示装置において、光源部は例えば、それぞれ独立した発光制御が可能な青色ＬＥＤ、マゼンタ色ＬＥＤ、およびシアン色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを用いることができる。この場合、シアン色ＬＥＤは青色光発光部と青色光発光部からの青色光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体とを含み、マゼンタ色ＬＥＤは青色光発光部と青色光発光部からの青色光によって励起され赤色光を発する赤色蛍光体とを含む構成であることが好ましい。また、表示部は、部分透過領域として、少なくとも青色光に対しては不透過な部分透過領域を有する構成であることが好ましい。
【００１７】
このように、光源部に青色ＬＥＤとマゼンタ色およびシアン色の補色ＬＥＤとを用いた場合、青色、マゼンタ色およびシアン色の補色について、独立した発光制御が行われる。このとき、マゼンタ色ＬＥＤ、およびシアン色ＬＥＤとして共に、青色励起型の蛍光体を用いているので、紫外線励起型のＬＥＤに比べて発光効率が良く、かつ残光特性が短くなる。表示部では、全色透過領域と部分透過領域とのそれぞれに対して、光源部から発せられる光の通過状態を独立に制御する。また、この構成の場合、部分透過領域は、光源部から発せられる光に含まれる色成分のうち、少なくとも青色光に対しては不透過な領域である。従って、この構成の場合、青色のカラーフィルタを用いる必要が無く、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率が高くなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のカラー表示装置によれば、複数種類のＬＥＤをそれぞれ、独立発光制御する方式なので、各ＬＥＤの発光量を適宜調整することにより、色バランスの調整が可能であり、経過時間による色合いの変化等の補正にも対応できる。また、表示部が、部分透過領域と、特定の色用のカラーフィルタを用いる必要のない全色透過領域とを備え、光源部から発せられる光の通過状態を各領域で独立に制御するようにした。これにより、表示部の構造としても従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率を高くすることができる。また、表示部を光源部の発光制御に同期して動作させることで、例えばフィールドシーケンシャル方式でのカラー画像表示にも適用可能となる。
【００１９】
特に、光源部に青色ＬＥＤと青色励起型の補色ＬＥＤとを用いてそれらを独立して発光制御するようにすれば、紫外線励起型のＬＥＤを用いる場合に比べて発光効率が良く、かつ残光特性を短くすることができる。この場合にも、青色ＬＥＤと補色ＬＥＤとを独立発光制御する方式にすれば、各ＬＥＤの発光量を適宜調整することにより、色バランスの調整が可能であり、経過時間による色合いの変化等の補正にも対応できる。また特に、他の色に比べて透過率の低い青色のカラーフィルタを用いずに全色透過領域と部分透過領域とを構成すれば、より光利用効率を高くすることができる。これらにより、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率が高く、かつ安定したカラー表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図２】シアン色ＬＥＤの構成例を示す断面図である。
【図３】マゼンタ色ＬＥＤの構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るカラー表示装置による第１の表示例（ＲＧＢ表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るカラー表示装置による第２の表示例（補色表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るカラー表示装置による第１の表示例（ＲＧＢ表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るカラー表示装置による第２の表示例（補色表示）の基本概念を模式的に示す説明図である。
【図９】図８に示した第２の表示例における色バランス調整の概念を模式的に示す説明図である。
【図１０】従来のカラー表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図１１】白色バックライトを用いた従来のカラー表示装置における第１の表示例（ＲＧＢ表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１２】白色バックライトを用いた従来のカラー表示装置における第２の表示例（補色表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１３】Ｒ，Ｇ，Ｂの独立光源を用いた従来のカラー表示装置における第１の表示例（ＲＧＢ表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１４】Ｒ，Ｇ，Ｂの独立光源を用いた従来のカラー表示装置による第２の表示例（補色表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１５】Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのカラーフィルタの透過率の違いを示す透過特性図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置の第１の構成例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置による第１の表示例（ＲＧＢ表示の第１の例）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置による第２の表示例（ＲＧＢ表示の第２の例）の概念を模式的に示す説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置による第３の表示例（補色表示）の基本概念を模式的に示す説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置の第２の変形例を示す断面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図２３】マゼンタ色カラーフィルタによる透過帯域選別の概念を示す説明図であり、（Ａ）は赤色光を取り出す場合、（Ｂ）は青色光を取り出す場合を示す。
【図２４】シアン色カラーフィルタによる透過帯域選別の概念を示す説明図であり、（Ａ）は緑色光を取り出す場合、（Ｂ）は青色光を取り出す場合を示す。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係るカラー表示装置による第１の表示例（ＲＧＢ表示）の概念を模式的に示す説明図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態に係るカラー表示装置による第２の表示例（補色表示）の基本概念を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［カラー表示装置の基本構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカラー表示装置の基本構成例を示している。このカラー表示装置は、表示パネル１０と、表示パネル１０の背面側に対向配置されたバックライト３０とを備えている。バックライト３０は、それぞれ独立した発光制御が可能な青色ＬＥＤ３１、マゼンタ色ＬＥＤ３２、およびシアン色ＬＥＤ３３の３種類のＬＥＤを有している。青色ＬＥＤ３１は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）系の半導体材料よりなる半導体発光素子である。
【００２３】
ここで、本実施の形態において、表示パネル１０が、本発明における「表示部」の一具体例に対応する。また、バックライト３０が、本発明における「光源部」の一具体例に対応する。
【００２４】
表示パネル１０は、バックライト３０から照射された光の通過状態を制御することにより所望の色表示を行うものである。表示パネル１０は、バックライト３０から発せられる光に含まれる色成分すべてを透過可能な全色透過領域１８と、バックライト３０から発せられる光に含まれる色成分のうち、少なくとも青色光に対しては不透過な部分透過領域１９とを有している。表示パネル１０は、全色透過領域１８と部分透過領域１９とのそれぞれに対して、バックライト３０からの照明光の通過状態を独立に制御可能とされている。より詳しくは、部分透過領域１９は、バックライト３０から発せられる光に含まれる色成分のうち赤色光のみを透過可能な赤色透過領域１９Ｒと、緑色光のみを透過可能な緑色透過領域１９Ｇとからなる。表示パネル１０は、全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能とされている。
【００２５】
図１では、表示パネル１０の構成例としてアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルの構造を例に示している。ただし、表示パネル１０の構成はこの構造に限定されるものではない。この表示パネル１０は、互いに対向配置された第１の基板１１および第２の基板２２と、それら第１の基板１１および第２の基板２２の間に挟まれた液晶層１５とを備えている。第１の基板１１および第２の基板２２は、例えばガラス材料よりなる可視光に対して透明な基板である。第１の基板１１の光入射側の表面には偏光フィルム２３が配置されている。第２の基板２２の光出射側の表面には偏光フィルム２４が配置されている。
【００２６】
第１の基板１２における液晶層１５側の表面には、複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）１２と、複数の画素電極１３と、配線層１４とが積層配置されている。複数の画素電極１３のそれぞれの大きさは、対応する透過領域（全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇ）の大きさに応じたものとされている。画素電極１３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの可視光に対して透明な導電膜からなる。ＴＦＴ１２は、複数の画素電極１３のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子である。配線層１４は、複数のＴＦＴ１２に対して駆動用の電気信号を印加するためのものである。なお、図示しないが、画素電極１３と液晶層１５との間には配向膜が形成されている。
【００２７】
第２の基板２２における液晶層１５側の表面には、フィルタ層と共通電極１６とが積層されている。なお、図示しないが、共通電極１６と液晶層１５との間には配向膜が形成されている。共通電極１６は、例えばＩＴＯ膜などの可視光に対して透明な導電膜からなる。共通電極１６は、ほぼ全面に一様に形成されている。フィルタ層は、透明フィルタ１７Ｃと、赤色カラーフィルタ１７Ｒと、緑色カラーフィルタ１７Ｇとからなる。透明フィルタ１７Ｃは、可視光に対して透明なフィルタであり、赤色光、緑色光、および青色光のすべての色光を透過するものである。赤色カラーフィルタ１７Ｒは、赤色光に対して透明であり、その他の色光に対して不透明なフィルタである。緑色カラーフィルタ１７Ｇは、緑色光に対して透明であり、その他の色光に対して不透明なフィルタである。
【００２８】
透明フィルタ１７Ｃは、全色透過領域１８に対応して設けられている。赤色カラーフィルタ１７Ｒは、赤色透過領域１９Ｒに対応して設けられている。緑色カラーフィルタ１７Ｇは、緑色透過領域１９Ｇに対応して設けられている。逆に言うと、透明フィルタ１７Ｃが設けられた領域が全色透過領域１８とされ、赤色カラーフィルタ１７Ｒが設けられた領域が赤色透過領域１９Ｒとされ、緑色カラーフィルタ１７Ｇが設けられた領域が緑色透過領域１９Ｇとされている。各カラーフィルタの大きさは、対応する透過領域の大きさにほぼ等しい。なお、本実施の形態では全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒ、および緑色透過領域１９Ｇの大きさ（各フィルタの大きさ）がそれぞれ略等しいものとして説明するが、各透過領域の大きさは適宜自由に設定することが可能である。
【００２９】
この表示パネル１０では、複数の画素電極１３に選択的に駆動電圧を印加すると共に、共通電極１６に共通電圧を印加することで、液晶層１５の液晶分子の配列を変化させ、入射光を変調するようになっている。これにより、バックライト３０からの照明光の通過状態を、画素電極１３単位で制御可能とされている。ここで、画素電極１３は、全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇのそれぞれに対応して設けられているので、各々の透過領域ごとに光の通過状態を独立に制御可能である。
【００３０】
［補色ＬＥＤの構成］
図２はシアン色ＬＥＤ３３の構成例を示している。シアン色ＬＥＤ３３は、青色光５１を発する青色ＬＥＤチップ４１と、青色ＬＥＤチップ４１からの青色光５１によって励起されて緑色光５２を発する緑色蛍光体４３Ｇとを有している。シアン色ＬＥＤ３３は、青色ＬＥＤチップ４１からの青色光５１と緑色蛍光体４３Ｇによる緑色光５２とを混合させることにより、シアン色光５３を発するものである。青色ＬＥＤチップ４１は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）系の半導体材料よりなる半導体発光素子である。青色ＬＥＤチップ４１は、透明な樹脂モールド４２でモールドされている。樹脂モールド４２中に、緑色蛍光体４３Ｇとして、青色光５１を励起光とする蛍光顔料や蛍光染料が分散されている。
【００３１】
図３はマゼンタ色ＬＥＤ３２の構成例を示している。マゼンタ色ＬＥＤ３２の基本構造は、シアン色ＬＥＤ３３と同様であるが、緑色蛍光体４３Ｇに代えて赤色蛍光体４３Ｒを有している。赤色蛍光体４３Ｒは、青色光５１によって励起されて赤色光５２を発するものである。このマゼンタ色ＬＥＤ３２は、青色ＬＥＤチップ４１からの青色光５１と赤色蛍光体４３Ｒによる赤色光５４とを混合させることにより、マゼンタ色光５５を発するものである。
【００３２】
ここで、マゼンタ色ＬＥＤ３２における赤色蛍光体４３Ｒとしては、例えば、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｓ、（Ｍ：Ｓｍ）x（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16、ＭＥ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、（Ｃａ：Ｅｕ）ＳｉＮ2、（Ｃａ：Ｅｕ）ＡｌＳｉＮ3を用いることができる。なお、ここで挙げたものにおいて、「ＭＥ」は、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群から選択された少なくとも１種類の原子を意味する。また、「Ｍ」は、Ｌｉ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択された少なくとも１種類の原子を意味する。
【００３３】
シアン色ＬＥＤ３３における緑色蛍光体４３Ｇとしては、例えば、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｇａ2Ｓ4、（Ｍ：ＲＥ）x（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16、（Ｍ：Ｔｂ）x（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16、（Ｍ：Ｙｂ）x（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16を用いることができる。なお、ここで挙げたものにおいて、「ＭＥ」は、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群から選択された少なくとも１種類の原子を意味する。また、「Ｍ」は、Ｌｉ、ＭｇおよびＣａからなる群から選択された少なくとも１種類の原子を意味する。また、「ＲＥ」は、ＴｂおよびＹｂを意味する。緑色蛍光体４３Ｇとしてはまた、（Ｍｅ，Ｅｕ）2ＳｉＯ4を用いることができる。ここで、「Ｍｅ」は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇからなる群から選択された少なくとも１種類の原子を意味する。
【００３４】
［画像表示装置としての構成］
このカラー表示装置を例えばＴＶ用の画像表示装置として用いる場合、図１に示した表示パネル１０の画素構造部を、２次元マトリクス状に形成すれば良い。この場合、図１に示した表示パネル１０の構造部分は、１画素分の構造に相当する。また、バックライト３０は、表示パネル１０の全面を複数の色成分ごとに十分に照明できるように、青色ＬＥＤ３１、マゼンタ色ＬＥＤ３２、およびシアン色ＬＥＤ３３をそれぞれ２次元マトリクス状に複数配置した構造にすれば良い。
【００３５】
本実施の形態に係るカラー表示装置は、後述する表示方法で、表示パネル１０とバックライト３０とを同期して駆動制御および発光制御することで、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色表示を時分割で行うことが可能である。このため、画像表示装置として用いる場合、例えばフィールドシーケンシャル方式でのカラー画像表示が可能である。フィールドシーケンシャル方式は、時間的な加法混色を行う方式である。より具体的には、入力画像をフレーム単位で複数の色成分画像（フィールド画像）に分解し、各色成分画像を１フレーム内において時分割で順次表示する。これにより、人間の目の時間方向の積分効果による時間混色によって各色光を弁別不能にして、時間混色によってカラー画像を表示させる。フィールドシーケンシャル方式とする場合、表示パネル１０とバックライト３０との動作を同期制御するための制御回路を備えれば良い。
【００３６】
次に、このカラー表示装置の表示動作を説明する。特に、表示パネル１０とバックライト３０とを組み合わせて具体的にどのようにして色表示を行うか、その動作原理について説明する。
【００３７】
［従来の表示例］
まず、比較のために、従来のカラー表示装置（カラーフィルタ方式）の一般的な構成および表示動作について説明する。図１０は、従来のカラー表示装置の基本構成例を示している。なお、図１に示したカラー表示装置と同一の機能を有する構成要素には、同一の符号を付す。このカラー表示装置は、表示パネル１１０と、表示パネル１１０の背面側に対向配置されたバックライト１３０とを備えている。バックライト１３０は、それぞれ独立した発光制御が可能な赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂの３種類のＬＥＤからなる。表示パネル１１０は、図１に示した表示パネル１０における全色透過領域１８の部分が、青色透過領域１９Ｂとされている。また、透明フィルタ１７Ｃに代えて青色カラーフィルタ１７Ｂが設けられている。すなわち、この表示パネル１１０では、全色透過領域１８は存在せず、すべてが部分透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）とされている。
【００３８】
図１１は、図１０に示したカラー表示装置において、バックライト１３０を白色バックライトとした場合における、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図１１において下段部分は、バックライト１３０における各ＬＥＤの点灯パターンを示している。図１１の例では、バックライト１３０を白色バックライトにするので、どの色表示を行うかに関わらず、赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂはすべてが常に点灯状態となっていることを示す。各ＬＥＤは、合成で白色光が得られるように発光バランスが適宜調整されている。図１１において、山状の波形は、光の各色成分を模式的に示したものである。山状の波形の高さは光の輝度（強度）の大きさを示している。図１１の下段部分において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の山状の波形があるが、それぞれ赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂから発光された色成分を示している。この例では各色成分で山状の波形の高さが同一とされているが、これは各色のＬＥＤの発光量をほぼ同一となるように制御していることを意味している。
【００３９】
図１１において中段部分は、表示パネル１１０の各画素部分および、各カラーフィルタ部分における光の通過状態のパターンを示している。すなわち、各透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）における光の通過状態の制御パターンを示している。図１１において上段部分は、表示パネル１１０を通過後の光のパターンを示している。すなわち、このカラー表示装置において最終的に得られる色成分のパターンを示している。
【００４０】
図１１において下段より上方に向かって引いてある矢印線は、バックライト１３０の各ＬＥＤからの各色の光線の通過状態を示している。中段部分において、透過領域が黒い「■」となっている部分は、表示パネル１１０において、その領域を光が非透過となるように制御していることを示す。中段部分において、矢印に付加されている「×」印は、その矢印で表される色光が表示パネル１１０を通過しないことを示す。
【００４１】
図１１において、左方から右方に破線にて区切られている領域は、それぞれ、最上段に示す色合いの表示を実施しているときの場合分けを示している。図１１においては、左方から右方に向かって、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合を示している。
【００４２】
上述したようにこの図１１の表示例では、どの色表示を行うかに関わらず、バックライト１３０の各ＬＥＤはすべて点灯状態となっている。そして、白色表示を行う場合には、表示パネル１１０において、各透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒのみを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇのみを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、青色透過領域１９Ｂのみを光が通過可能な状態に制御する。
【００４３】
図１２は、図１０に示したカラー表示装置において、バックライト１３０を白色バックライトとした場合における、白色表示と補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）とを行う場合の動作を模式的に示している。図１２において、上段、中段、および下段部分に示した図形、および記号等が意味する概念は図１１と同様である。以下、同様の図面においても、そこに示す図形、および記号等が意味する概念は図１１と同様である。
【００４４】
図１２の表示例では、図１１の表示例と同様に、どの色表示を行うかに関わらず、バックライト１３０の各ＬＥＤはすべて点灯状態となっている。そして、白色表示を行う場合には、表示パネル１１０において、各透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。黄色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと緑色透過領域１９Ｇとを光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと青色透過領域１９Ｂとを光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、表示パネル１１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇと青色透過領域１９Ｂとを光が通過可能な状態に制御する。
【００４５】
図１１および図１２に示した表示例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ独立発光型のＬＥＤを用いているが、各色表示でバックライト１３０の点灯状態に変化はなく、表示パネル１１０側の制御のみで色表示を実現している。このため、白色ＬＥＤを用いた場合も、図１１および図１２の表示例と同様の表示動作となる。
【００４６】
これに対し、図１３および図１４は、図１０に示したカラー表示装置において、各色表示で表示パネル１１０だけでなく、バックライト１３０側の点灯状態も可変制御した場合の表示例を示している。図１３および図１４の下段において、山状の波形が破線で示されている部分は、その色のＬＥＤが消灯されていることを意味する。
【００４７】
図１３は、バックライト１３０側の点灯状態も可変制御した場合における、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図１３の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト１３０において３種類のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂ）をすべて点灯状態にする。かつ、表示パネル１１０において、各透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒのみを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇのみを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１Ｂのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、青色透過領域１９Ｂのみを光が通過可能な状態に制御する。
【００４８】
図１４は、バックライト１３０側の点灯状態も可変制御した場合における、白色表示と補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）とを行う場合の動作を模式的に示している。図１４の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト１３０において３種類のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂ）をすべて点灯状態にする。かつ、表示パネル１１０において、各透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ、および青色透過領域１９Ｂ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。黄色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび緑色ＬＥＤ３１Ｇを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと緑色透過領域１９Ｇとを光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと青色透過領域１９Ｂとを光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇと青色透過領域１９Ｂとを光が通過可能な状態に制御する。
【００４９】
以上、図１０ないし図１４に示したように、従来のカラーフィルタ方式のカラー表示装置では、表示パネル１１０側でＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタを用いる必要がある。しかしながら、図１５に示したように、青色カラーフィルタ１７Ｂは、他の色のカラーフィルタに比べて透過率が低い。このため、光利用効率の点で不利である。
【００５０】
［第１の実施の形態による第１の表示例（ＲＧＢ表示）］
次に、図１に示したカラー表示装置における表示動作を説明する。図４は、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図４の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト３０において３種類のＬＥＤ（青色ＬＥＤ３１、マゼンタ色ＬＥＤ３２、およびシアン色ＬＥＤ３３）のうち、マゼンタ色ＬＥＤ３２およびシアン色ＬＥＤ３３を点灯状態にする。かつ、表示パネル１０において、各透過領域（全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、マゼンタ色ＬＥＤ３２のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒのみを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、シアン色ＬＥＤ３３のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇのみを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、全色透過領域１８のみを光が通過可能な状態に制御する。
【００５１】
［第１の実施の形態による第２の表示例（補色表示）］
図５は、図１に示したカラー表示装置において、補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）を行う場合の動作を模式的に示している。なお、図５には示していないが、白色表示を行う場合の動作は図４と同様である。この図５の表示例では、黄色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、マゼンタ色ＬＥＤ３２およびシアン色ＬＥＤ３３を点灯状態にする。かつ、表示パネル１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと緑色透過領域１９Ｇとを光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１およびマゼンタ色ＬＥＤ３２を点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、全色透過領域１８と赤色透過領域１９Ｒとを光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１およびシアン色ＬＥＤ３３を点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、全色透過領域１８と緑色透過領域１９Ｇとを光が通過可能な状態に制御する。
【００５２】
図４および図５に示した表示例では、補色ＬＥＤを用いていること、および従来構造における青色カラーフィルタ１７Ｂの部分を透明化したことにより、図１０ないし図１４に示した従来の表示手法に比べて、光利用効率を高め、明るい表示を行うことができる。例えば白色表示時には、カラーフィルタの通過損失が少ないものとすれば、従来に比べて約２倍の明るさを得ることができる。上述したように、図４および図５、ならびに図１１ないし図１４において、山状の波形部分の高さは光の輝度（強度）の大きさを示す。図４に示した白色表示時には、山状の波形部分の高さが約２倍となっていることからも、明るさが約２倍となっていることが分かる。また、青色カラーフィルタ１７Ｂを用いていないので、青色表示を行う場合の光利用効率を、従来の表示手法に比べて高くすることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態に係るカラー表示装置によれば、バックライト３０に青色ＬＥＤ３１と青色励起型の補色ＬＥＤとを用いるようにしたので、紫外線励起型のＬＥＤを用いる場合に比べて発光効率が良く、かつ残光特性を短くすることができる。特に、赤色の残光特性を短くすることができるので、例えば１フレーム内において時分割でバックライト３０のオン／オフ制御を行うような、バックライトブリンキングにも適用可能である。また、青色ＬＥＤと補色ＬＥＤとを独立発光制御する方式なので、各ＬＥＤの発光量を適宜調整することにより、色バランスや色温度の調整が可能であり、経過時間による色合いの変化等の補正にも対応できる。また、表示パネル１０を青色のカラーフィルタを用いる必要のない構造にしたので、表示パネル１０の構造としても従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを用いる方式に比べて、光利用効率を高くすることができる。これらにより、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを用いる方式に比べて、光利用効率が高く、かつ安定したカラー表示を行うことができる。
【００５４】
また、このカラー表示装置によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ独立発光型のバックライトを用いる場合と同様に、個別の色ごとの強度を制御可能であることから、必要最小限のＬＥＤのみを点灯させれば良く、低消費電力化も図ることができる。また、光源側での色温度調整が可能となる。ところで、蛍光体を用いないＲ，Ｇ，Ｂ独立発光型のＬＥＤは、半導体素子そのものの製造時のバンドギャップがばらつくことにより、発光波長のばらつきが大きい。一方で、蛍光体のバンドギャップのばらつきは少ない。このカラー表示装置によれば、青色励起型の補色ＬＥＤによる蛍光体を用いた光波長変換を行うので、同一色のＬＥＤの波長ばらつきが抑えられる。このため、バックライト３０を、ＬＥＤの個数を多く用いて平面光源とするような場合には、特性の均一化に有利であり、特に、単色表示する場合に表示むらを少なくし、ユニフォミティを良くすることができる。また、このカラー表示装置によれば、半導体素子としては青色のＬＥＤ１種類しか用いていないので、光源温度によるユニフォミティの面内むらに対しても安定で有利である。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るカラー表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係るカラー表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５６】
［カラー表示装置の基本構成］
図６は、本実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示している。このカラー表示装置は、図１に示したカラー表示装置における部分透過領域１９（赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇ）を、黄色透過領域１９Ｙとしたものである。また、赤色カラーフィルタ１７Ｒおよび緑色カラーフィルタ１７Ｇに代えて、黄色カラーフィルタ１７Ｙを備えたものである。黄色カラーフィルタ１７Ｙは、黄色光に対して透明、換言すれば赤色光および緑色光に対して透明であり、青色光に対して不透明なフィルタである。黄色カラーフィルタ１７Ｙは、黄色透過領域１９Ｙに対応して設けられている。これにより。黄色透過領域１９Ｙは、バックライト３０から発せられる光に含まれる色成分のうち青色光に対しては不透過で、かつ赤色光および緑色光の双方を透過可能な領域とされている。このカラー表示装置における表示パネル１０Ａは、全色透過領域１８と黄色透過領域１９Ｙとのそれぞれに対して、光の通過状態を独立に制御可能とされている。
【００５７】
このカラー表示装置では、黄色透過領域１９Ｙに２つの画素電極１３が割り当てられている。一方、全色透過領域１８には１つの画素電極１３が割り当てられている。従って、黄色透過領域１９Ｙの面積は、全色透過領域１８の面積に対して２倍の面積を有している。すなわち、黄色カラーフィルタ１７Ｙの面積は、透明フィルタ１７Ｃの面積に対して２倍の面積を有している。
【００５８】
［画像表示装置としての構成］
このカラー表示装置を例えばＴＶ用の画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、図６に示した表示パネル１０Ａの画素構造部を、２次元マトリクス状に形成すれば良い。この場合、図６に示した表示パネル１０Ａの構造部分は、１画素分の構造に相当する。また、バックライト３０は、表示パネル１０Ａの全面を複数の色成分ごとに十分に照明できるように、青色ＬＥＤ３１、マゼンタ色ＬＥＤ３２、およびシアン色ＬＥＤ３３をそれぞれ２次元マトリクス状に複数配置した構造にすれば良い。
【００５９】
本実施の形態に係るカラー表示装置は、後述する表示方法で、表示パネル１０Ａとバックライト３０とを同期して駆動制御および発光制御することで、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色表示を時分割で行うことが可能である。このため、画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、例えばフィールドシーケンシャル方式でのカラー画像表示が可能である。フィールドシーケンシャル方式とする場合、表示パネル１０Ａとバックライト３０との動作を同期制御するための制御回路を備えれば良い。
【００６０】
［第２の実施の形態による第１の表示例（ＲＧＢ表示）］
次に、図６に示したカラー表示装置における表示動作を説明する。図７は、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図７の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト３０において３種類のＬＥＤ（青色ＬＥＤ３１、マゼンタ色ＬＥＤ３２、およびシアン色ＬＥＤ３３）のすべてを点灯状態にする。かつ、表示パネル１０Ａにおいて、各透過領域（全色透過領域１８、および黄色透過領域１９Ｙ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、マゼンタ色ＬＥＤ３２のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域のうち、黄色透過領域１９Ｙのみを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、シアン色ＬＥＤ３３のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域のうち、黄色透過領域１９Ｙのみを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１のみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。
【００６１】
図６に示したカラー表示装置では、黄色カラーフィルタ１７Ｙの面積が、透明フィルタ１７Ｃの面積に対して２倍の面積となっているので、図１に示したカラー表示装置に比べて、赤色光および緑色光の透過量を２倍にすることができる。これにより、各色表示状態での光利用効率をより高め、より明るい表示を行うことができる。図７の表示例では、例えば白色表示時には、カラーフィルタの通過損失が少ないものとすれば、図１０ないし図１４に示した従来の表示手法に比べて、約３倍の明るさを得ることができる。また、赤色表示時および緑色表示時には、図４の表示例と比べても、約２倍の明るさを得ることができる。一方、青色表示については、黄色カラーフィルタ１７Ｙを青色光が透過できないことから、黄色カラーフィルタ１７Ｙの面積を倍にしたことによる効果を得ることはできない。このため、青色表示のときには、青色ＬＥＤ３１の電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１の発光量を約２倍にすると良い。これにより、赤色表示時および緑色表示時と青色表示時との色バランスを取ることができる。
【００６２】
［第２の実施の形態による第２の表示例（補色表示）］
図８は、図６に示したカラー表示装置において、補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）を行う場合の動作を模式的に示している。なお、図８には示していないが、白色表示を行う場合の動作は図７と同様である。この図８の表示例では、黄色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、マゼンタ色ＬＥＤ３２およびシアン色ＬＥＤ３３を点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域のうち、黄色透過領域１９Ｙのみを光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１およびマゼンタ色ＬＥＤ３２を点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１およびシアン色ＬＥＤ３３を点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ａにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。
【００６３】
図８の表示例では、面積が２倍の黄色カラーフィルタ１７Ｙを用いていることにより、図５の表示例と比べて、特に黄色表示時の明るさを約２倍にすることができる。一方、マゼンタ色表示時には、各色のＬＥＤの発光量が同じであるものとすると、図５の表示例と比べて赤色光が過多となってしまう。また、シアン色表示時には、各色のＬＥＤの発光量が同じであるものとすると、図５の表示例と比べて緑色光が過多となってしまう。このため、図９に示したようにして、各色のＬＥＤでの発光バランスを調整すると良い。
【００６４】
図９に示した表示例では、図８の表示例に比べて黄色表示を行う場合には、マゼンタ色ＬＥＤ３２およびシアン色ＬＥＤ３３の電流量を約１．５倍にしてマゼンタ色ＬＥＤ３２およびシアン色ＬＥＤ３３の発光量を約１．５倍にしている。また、マゼンタ色表示時には、青色ＬＥＤ３１の電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１の発光量を約２倍にしている。シアン色表示時にも、青色ＬＥＤ３１の電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１の発光量を約２倍にしている。このように各色のＬＥＤでの発光バランスを調整することで、最終的に得られる光の色バランスを適切に調整することができる。また、例えば図１２に示した従来の表示例に比べると、各色表示時の明るさを約３倍にすることができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に係るカラー表示装置によれば、面積が２倍の黄色カラーフィルタ１７Ｙを用いるようにしたので、上記第１の実施の形態に係るカラー表示装置よりも、さらに明るい色表示を行うことができる。
【００６６】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るカラー表示装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係るカラー表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６７】
［カラー表示装置の基本構成］
図１６は、本実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示している。このカラー表示装置は、図１に示したカラー表示装置におけるバックライト３０に代えてバックライト１３０を備えたものである。バックライト１３０は、それぞれ独立した発光制御が可能な赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂの３種類のＬＥＤからなる。これら３種類のＬＥＤは、それぞれの色光を発する３原色の半導体発光素子である。
すなわち、図１に示したカラー表示装置では光源として部分的に補色ＬＥＤを用いたが、本実施の形態では、それに代えてすべて原色のＬＥＤを用いたものである。また、図１０に示した従来構造の表示装置と比べると、青色カラーフィルタ１７Ｂに代えて透明フィルタ１７Ｃを備えることにより、青色透過領域１９Ｂの部分を全色透過領域１８にしたものである。
【００６８】
［画像表示装置としての構成］
このカラー表示装置を例えばＴＶ用の画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、図１６に示した表示パネル１０の画素構造部を、２次元マトリクス状に形成すれば良い。この場合、図１６に示した表示パネル１０の構造部分は、１画素分の構造に相当する。また、バックライト１３０は、表示パネル１０の全面を複数の色成分ごとに十分に照明できるように、赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂをそれぞれ２次元マトリクス状に複数配置した構造にすれば良い。
【００６９】
本実施の形態に係るカラー表示装置は、以下で述べる表示方法で、表示パネル１０とバックライト１３０とを同期して駆動制御および発光制御することで、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色表示を時分割で行うことが可能である。このため、画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、例えばフィールドシーケンシャル方式でのカラー画像表示が可能である。フィールドシーケンシャル方式とする場合、表示パネル１０とバックライト１３０との動作を同期制御するための制御回路を備えれば良い。
【００７０】
［第３の実施の形態による第１の表示例（ＲＧＢ表示の第１の例）］
図１７は、図１６に示したカラー表示装置において、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図１７の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト１３０において３種類のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂ）をすべて点灯状態にする。かつ、表示パネル１０において、各透過領域（全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒ、および緑色透過領域１９Ｇ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒのみを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇのみを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１Ｂのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、全色透過領域１８のみを光が通過可能な状態に制御する。
【００７１】
図１７の表示例では、従来構造における青色カラーフィルタ１７Ｂの部分を透明化して全色透過領域１８にしたことにより、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べて、光利用効率を高めることができる。特に、他の色に比べて透過率の低い青色カラーフィルタ１７Ｂを用いる必要がないので、青色についての光利用効率を高める効果が大きい。また、特に白色表示時には、カラーフィルタの通過損失が少ないものとすれば、青色カラーフィルタ１７Ｂを有する従来の表示例（例えば図１３参照）に比べて、約２倍の明るさを得ることができる。図１７の表示例では、青色カラーフィルタ１７Ｂに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いているので、白色表示時には、例えば図１３の表示例に比べて赤色光および緑色光の透過量を２倍にすることができる。これは、例えば赤色光について言えば、赤色透過領域１９Ｒだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて光の通過面積が２倍となるためである。ただし、青色光については、光の通過領域が全色透過領域１８しかないので、通過面積は２倍にならない。このため、白色表示のときには、青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約２倍にすると良い。これにより、白色表示時には、約２倍の明るさを得ることができる。
【００７２】
［第３の実施の形態による第２の表示例（ＲＧＢ表示の第２の例）］
図１７の表示例では、白色表示のときだけ従来の表示例（例えば図１３参照）に比べて約２倍の明るさを得るようにしたが、図１８の表示例は、さらに赤色表示、緑色表示、および青色表示のときにも約２倍の明るさを得ることができるようにしたものである。白色表示を行う場合の動作は図１７の表示例と同様である。図１８の表示例では、赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１Ｂのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、全色透過領域１８のみを光が通過可能な状態に制御する。また、青色表示を行う場合には、青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約２倍にする。
【００７３】
図１８の表示例では、赤色表示時には、赤色光が赤色透過領域１９Ｒだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて赤色表示時での光の通過面積が２倍となる。同様に、緑色表示時には、緑色光が緑色透過領域１９Ｇだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて緑色表示時での光の通過面積が２倍となる。また、青色表示時には、光の通過領域が全色透過領域１８しかないので、通過面積は２倍にならないが、青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約２倍にすることで、約２倍の明るさを得ることができる。このようにして、例えば図１３に示した従来の表示例に比べると、各色表示時の明るさを約２倍にすることができる。
【００７４】
［第３の実施の形態による第３の表示例（補色表示）］
図１９は、図１６に示したカラー表示装置において、白色表示と補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）とを行う場合の動作を模式的に示している。白色表示を行う場合の動作は図１７の表示例と同様である。図１９の表示例では、黄色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび緑色ＬＥＤ３１Ｇを点灯状態にする。かつ、表示パネル１０において各透過領域（全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒ、および緑色透過領域１９Ｇ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、赤色透過領域１９Ｒと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１０において各透過領域のうち、緑色透過領域１９Ｇと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。
【００７５】
図１９の表示例では、青色カラーフィルタ１７Ｂに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いているので、各色表示時に、例えば図１４の表示例に比べて赤色光および緑色光の透過量を２倍にすることができる。例えば黄色表示時には、赤色光については赤色透過領域１９Ｒだけでなく全色透過領域１８も通過する。かつ、緑色光については緑色透過領域１９Ｇだけでなく全色透過領域１８も通過する。これにより、従来に比べて黄色表示時での光の通過面積が２倍となる。マゼンタ色表示時には、赤色光については従来に比べて光の通過面積が２倍となるが、青色光については光の通過領域が全色透過領域１８しかないので、通過面積は２倍にならない。シアン色表示時にも、緑色光については光の通過面積は２倍となるが、青色光については通過面積は２倍にならない。このため、白色表示時と同様に、マゼンタ色およびシアン色表示時にも、青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約２倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約２倍にすると良い。これにより、例えば図１４に示した従来の表示例に比べると、各色表示時の明るさを約２倍にすることができる。
【００７６】
なお、図１７〜図１９の表示例では、各色のＬＥＤは独立発光制御が可能であるから、その発光量を適宜調整することで、各色表示時における色バランスや色温度の微調整が可能である。
【００７７】
＜第３の実施の形態の変形例＞
図１６では、部分透過領域１９として赤色と緑色についての２種類の色透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、緑色透過領域１９Ｇ）を備え、従来の青色透過領域の部分を全色透過領域１８として透明化する構成について示したが、透明化する部分は青色でなくとも良い。
【００７８】
図２０は、図１０に示した従来構造の表示装置と比べると、緑色カラーフィルタ１７Ｇに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いた表示パネル１０Ｂを備えたものである。そして、透明フィルタ１７Ｃを用いたことにより、緑色透過領域１９Ｇの部分を全色透過領域１８にして透明化したものである。また、部分透過領域１９として、赤色と青色についての２種類の色透過領域（赤色透過領域１９Ｒ、青色透過領域１９Ｂ）を備えたものである。
【００７９】
図２１は、図１０に示した従来構造の表示装置と比べると、赤色カラーフィルタ１７Ｒに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いた表示パネル１０Ｃを備えたものである。そして、透明フィルタ１７Ｃを用いたことにより、赤色透過領域１９Ｒの部分を全色透過領域１８にして透明化したものである。また、部分透過領域１９として、青色と緑色についての２種類の色透過領域（青色透過領域１９Ｂ、緑色透過領域１９Ｇ）を備えたものである。
【００８０】
図２０および図２１に示したカラー表示装置は、図１６の構成例に対して全色透過領域１８にした部分が異なるのみで、色表示の基本動作は図１６の構成例と基本的に同様である。図２０および図２１に示したカラー表示装置の構成によっても、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べれば、部分的にカラーフィルタを透明化しているので光利用効率を高くすることができる。なお、このように部分的にカラーフィルタを透明化したとしても、各色のＬＥＤの発光量を適宜調整することで色バランスや色温度を適切な状態に制御することが可能である。
【００８１】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係るカラー表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係るカラー表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８２】
［カラー表示装置の基本構成］
図２２は、本実施の形態に係るカラー表示装置の一構成例を示している。このカラー表示装置は、図１６に示したカラー表示装置における部分透過領域１９（赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇ）を、補色系の部分透過領域１９Ａとした表示パネル１０Ｄを備えたものである。表示パネル１０Ｄは、赤色カラーフィルタ１７Ｒに代えてマゼンタ色カラーフィルタ１７Ｍｇを、緑色カラーフィルタ１７Ｇに代えてシアン色カラーフィルタ１７Ｃｙを有している。部分透過領域１９Ａは、シアン色透過領域１９Ｃｙと、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇとの２種類の色透過領域からなる。マゼンタ色カラーフィルタ１７Ｍｇは、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇに対応して設けられている。シアン色カラーフィルタ１７Ｃｙは、シアン色透過領域１９Ｃｙに対応して設けられている。表示パネル１０Ｄにおいて、画素電極１３は、全色透過領域１８、シアン色透過領域１９Ｃｙおよびマゼンタ色透過領域１９Ｍｇのそれぞれに対応して設けられているので、各々の透過領域ごとに光の通過状態を独立に制御可能である。
【００８３】
マゼンタ色透過領域１９Ｍｇは、マゼンタ色光を透過可能な領域、換言すれば赤色光および青色光を透過可能な領域である。マゼンタ色透過領域１９Ｍｇからは、バックライト１３０におけるＬＥＤとの組み合わせに応じて、赤色光単独、青色光単独、または赤色光および青色光を同時に（すなわちマゼンタ色光を）取り出し可能である。
【００８４】
図２３（Ａ），（Ｂ）は、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇによる透過帯域選別の概念を示している。図２３（Ａ）は赤色光を取り出す場合、図２３（Ｂ）は青色光を取り出す場合を示している。図２３（Ａ），（Ｂ）では、マゼンタ色カラーフィルタ１７Ｍｇの透過率特性と赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび青色ＬＥＤ３１Ｂの点灯状態とを併記している。なお、緑色光はマゼンタ色カラーフィルタ１７Ｍｇに対して不透過なので、緑色ＬＥＤ３１Ｇの点灯状態の図示は省略している。図２３（Ａ）に示したように、青色ＬＥＤ３１Ｂを非点灯状態とし、かつ赤色ＬＥＤ３１Ｒを点灯状態にすれば、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇから赤色光を単独で取り出すことが可能である。また、図２３（Ｂ）に示したように、赤色ＬＥＤ３１Ｒを非点灯状態とし、青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすれば、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇから青色光を単独で取り出すことが可能である。なお、赤色光および青色光を同時に取り出す場合には、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを同時に点灯状態にすれば良い。
【００８５】
シアン色透過領域１９Ｃｙは、シアン色を透過可能な領域、換言すれば緑色光および青色光を透過可能な領域である。シアン色透過領域１９Ｃｙからは、バックライト１３０におけるＬＥＤとの組み合わせに応じて、緑色光単独、青色光単独、または緑色光および青色光を同時に（すなわちシアン色光を）取り出し可能である。
【００８６】
図２４（Ａ），（Ｂ）は、シアン色透過領域１９Ｃｙによる透過帯域選別の概念を示している。図２４（Ａ）は緑色光を取り出す場合、図２４（Ｂ）は青色光を取り出す場合を示している。図２４（Ａ），（Ｂ）では、シアン色カラーフィルタ１７Ｃｙの透過率特性と緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび青色ＬＥＤ３１Ｂの点灯状態とを併記している。なお、赤色光はシアン色カラーフィルタ１７Ｃｙに対して不透過なので、赤色ＬＥＤ３１Ｒの点灯状態の図示は省略している。図２４（Ａ）に示したように、青色ＬＥＤ３１Ｂを非点灯状態とし、かつ緑色ＬＥＤ３１Ｇを点灯状態にすれば、シアン色透過領域１９Ｃｙから緑色光を単独で取り出すことが可能である。また、図２４（Ｂ）に示したように、緑色ＬＥＤ３１Ｇを非点灯状態とし、青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすれば、シアン色透過領域１９Ｃｙから青色光を単独で取り出すことが可能である。なお、緑色光および青色光を同時に取り出す場合には、緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを同時に点灯状態にすれば良い。
【００８７】
［画像表示装置としての構成］
このカラー表示装置を例えばＴＶ用の画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、図２２に示した表示パネル１０Ｄの画素構造部を、２次元マトリクス状に形成すれば良い。この場合、図２２に示した表示パネル１０Ｄの構造部分は、１画素分の構造に相当する。また、バックライト１３０は、表示パネル１０Ｄの全面を複数の色成分ごとに十分に照明できるように、赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂをそれぞれ２次元マトリクス状に複数配置した構造にすれば良い。
【００８８】
本実施の形態に係るカラー表示装置は、以下で述べる表示方法で、表示パネル１０Ｄとバックライト１３０とを同期して駆動制御および発光制御することで、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色表示を時分割で行うことが可能である。このため、画像表示装置として用いる場合、上記第１の実施の形態と同様、例えばフィールドシーケンシャル方式でのカラー画像表示が可能である。フィールドシーケンシャル方式とする場合、表示パネル１０Ｄとバックライト１３０との動作を同期制御するための制御回路を備えれば良い。
【００８９】
［第４の実施の形態による第１の表示例（ＲＧＢ表示）］
図２５は、図２２に示したカラー表示装置において、白色表示、赤色表示、緑色表示、および青色表示を行う場合の動作を模式的に示している。図２５の表示例では、白色表示を行う場合には、バックライト１３０において３種類のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ３１Ｒ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、および青色ＬＥＤ３１Ｂ）をすべて点灯状態にする。かつ、表示パネル１０Ｄにおいて、各透過領域（全色透過領域１８、シアン色透過領域１９Ｃｙ、およびマゼンタ色透過領域１９Ｍｇ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。赤色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域のうち、少なくともマゼンタ色透過領域１９Ｍｇと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。このとき、シアン色透過領域１９Ｃｙについては、元々赤色光がシアン色カラーフィルタ１７Ｃｙに対して不透過なので、表示パネル１０Ｄとしての通過状態の制御は通過／非通過のどちらの状態に制御しても良い。緑色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域のうち、シアン色透過領域１９Ｃｙと全色透過領域１８とを光が通過可能な状態に制御する。このとき、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇについては、元々緑色光がマゼンタ色カラーフィルタ１７Ｍｇに対して不透過なので、表示パネル１０Ｄとしての通過状態の制御は通過／非通過のどちらの状態に制御しても良い。青色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、青色ＬＥＤ３１Ｂのみを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。
【００９０】
図２５の表示例では、従来構造における青色カラーフィルタ１７Ｂの部分を透明化して全色透過領域１８にしたことにより、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式（例えば図１３参照）に比べて、光利用効率を高めることができる。特に、他の色に比べて透過率の低い青色カラーフィルタ１７Ｂを用いる必要がないので、青色についての光利用効率を高める効果が大きい。図２５の表示例では、青色カラーフィルタ１７Ｂに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いているので、白色表示時には、例えば図１３の表示例に比べて赤色光および緑色光の透過量を２倍にすることができる。これは、例えば赤色光について言えば、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて光の通過面積が２倍となるためである。さらに、青色光については、全色透過領域１８、シアン色透過領域１９Ｃｙおよびマゼンタ色透過領域１９Ｍｇのすべてを通過するので、例えば図１３の表示例に比べて光の通過面積が３倍となる。この場合、青色光のみ光の透過量が多くなりすぎてしまうので、例えば青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約０．６６倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約０．６６倍にすると良い。これにより、白色表示時には、カラーフィルタの通過損失が少ないものとすれば、青色カラーフィルタ１７Ｂを有する従来の表示例（例えば図１３参照）に比べて、約２倍の明るさを得ることができる。
【００９１】
また、図２５の表示例では、赤色表示時には、赤色光がマゼンタ色透過領域１９Ｍｇだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて赤色表示時での光の通過面積が２倍となる。同様に、緑色表示時には、緑色光がシアン色透過領域１９Ｃｙだけでなく全色透過領域１８も通過するので、従来に比べて緑色表示時での光の通過面積が２倍となる。このようにして、例えば図１３に示した従来の表示例に比べると、赤色表示時および緑色表示時の明るさを約２倍にすることができる。さらに、青色表示時には、すべての色透過領域を光が通過するので、従来に比べて光の通過面積が３倍となる。このため、例えば図１３に示した従来の表示例に比べると、青色表示時の明るさを約３倍にすることができる。ここで、各色表示時の色バランスを取るためには、例えば青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約０．６６倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約０．６６倍にすると良い。これにより、青色表示時の明るさも約２倍となり、各色表示時の明るさを約２倍に整えることができる。
【００９２】
［第４の実施の形態による第２の表示例（補色表示）］
図２６は、図２２に示したカラー表示装置において、白色表示と補色表示（黄色表示、マゼンタ色表示、およびシアン色表示）とを行う場合の動作を模式的に示している。白色表示を行う場合の動作は図２５の表示例と同様である。図２６の表示例では、黄色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび緑色ＬＥＤ３１Ｇを点灯状態にする。かつ、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域（全色透過領域１８、シアン色透過領域１９Ｃｙ、およびマゼンタ色透過領域１９Ｍｇ）をすべて光が通過可能な状態に制御する。マゼンタ色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、赤色ＬＥＤ３１Ｒおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。シアン色表示を行う場合には、３種類のＬＥＤのうち、緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび青色ＬＥＤ３１Ｂを点灯状態にすると共に、表示パネル１０Ｄにおいて各透過領域をすべて光が通過可能な状態に制御する。
【００９３】
図２６の表示例では、青色カラーフィルタ１７Ｂに代えて透明フィルタ１７Ｃを用いているので、各色表示時に、例えば図１４の表示例に比べて赤色光および緑色光の透過量を２倍にすることができる。例えば黄色表示時には、赤色光についてはマゼンタ色透過領域１９Ｍｇだけでなく全色透過領域１８も通過する。かつ、緑色光についてはシアン色透過領域１９Ｃｙだけでなく全色透過領域１８も通過する。これにより、従来に比べて黄色表示時での光の通過面積が２倍となる。マゼンタ色表示時には、赤色光については従来に比べて光の通過面積が２倍となると共に、青色光についてはすべての色透過領域を光が通過するので従来に比べて光の通過面積が３倍となる。シアン色表示時にも、緑色光については光の通過面積は２倍となると共に、青色光についてはすべての色透過領域を光が通過するので従来に比べて光の通過面積が３倍となる。このため、各色表示時の色バランスを取るために白色表示時と同様に、マゼンタ色およびシアン色表示時にも、青色ＬＥＤ３１Ｂの電流量を約０．６６倍にして青色ＬＥＤ３１Ｂの発光量を約０．６６倍にすると良い。これにより、例えば図１４に示した従来の表示例に比べると、各色表示時の明るさを約２倍にすることができる。
【００９４】
＜第４の実施の形態の変形例＞
図２２では、部分透過領域１９Ａとしてシアン色とマゼンタ色の２種類の色透過領域（シアン色透過領域１９Ｃｙ、マゼンタ色透過領域１９Ｍｇ）を備え、従来の青色透過領域の部分を全色透過領域１８として透明化する構成について示した。しかし、部分透過領域１９Ａとして用いる補色系のカラーフィルタとして、黄色カラーフィルタを用いるようにしても良い。すなわち、部分透過領域１９Ａを、シアン色と黄色色との組み合わせにした構成や、マゼンタ色と黄色色との組み合わせにした構成であっても良い。図示は省略するが、いずれの組み合わせであっても、従来のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをすべて用いる方式に比べれば、部分的にカラーフィルタを透明化するので光利用効率を高くすることができる。また、いずれの組み合わせであっても、各色のＬＥＤの発光量を適宜調整することで色バランスや色温度を適切な状態に制御することが可能である。
【００９５】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば上記各実施の形態では、全色透過領域１８において、物理的に透明フィルタ１７Ｃを設けるようにしたが、透明フィルタ１７Ｃを構成要素から省くことも可能である。要は、全色透過領域１８において、バックライト３０またはバックライト１３０からの色光をすべて透過可能な構造とされていれば良い。また、全色透過領域１８と部分透過領域１９との面積比は、図示した実施例に限定されない。例えば、上記第２の実施の形態では、黄色透過領域１９Ｙの面積を全色透過領域１８に対して２倍の大きさにする例を示したが、この面積比が２倍よりも小さいまたは大きいものであっても良い。この場合、バックライト３０において各色のＬＥＤの発光量を適宜調整することで、色バランスを調整することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…表示パネル（表示部）、１１…第１の基板、１２…ＴＦＴ、１３…画素電極、１４…配線層、１５…液晶層、１６…共通電極、１７Ｃ…透明フィルタ、１７Ｒ…赤色カラーフィルタ、１７Ｇ…緑色カラーフィルタ、１７Ｂ…青色カラーフィルタ、１７Ｙ…黄色カラーフィルタ、１７Ｃｙ…シアン色カラーフィルタ、１７Ｍｇ…マゼンタ色カラーフィルタ、１８…全色透過領域、１９，１９Ａ…部分透過領域、１９Ｒ…赤色透過領域、１９Ｇ…緑色透過領域、１９Ｂ…青色透過領域、１９Ｙ…黄色透過領域、１９Ｃｙ…シアン色透過領域、１９Ｍｇ…マゼンタ色透過領域、２２…第２の基板、２３…第１の偏光フィルム、２４…第２の偏光フィルム、３０，１３０…バックライト（光源部）、３１，３１Ｂ…青色ＬＥＤ、３１Ｒ…赤色ＬＥＤ、３１Ｇ…緑色ＬＥＤ、３２…マゼンタ色ＬＥＤ、３３…シアン色ＬＥＤ、４１…青色ＬＥＤチップ、４２…樹脂モールド、４３Ｇ…緑色蛍光体、４３Ｒ…赤色蛍光体、５１…青色光、５２…緑色光、５３…シアン色光、５４…赤色光、５５…マゼンタ色光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月2日(2010.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第１の基板１１における液晶層１５側の表面には、複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）１２と、複数の画素電極１３と、配線層１４とが積層配置されている。複数の画素電極１３のそれぞれの大きさは、対応する透過領域（全色透過領域１８、赤色透過領域１９Ｒおよび緑色透過領域１９Ｇ）の大きさに応じたものとされている。画素電極１３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの可視光に対して透明な導電膜からなる。ＴＦＴ１２は、複数の画素電極１３のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子である。配線層１４は、複数のＴＦＴ１２に対して駆動用の電気信号を印加するためのものである。なお、図示しないが、画素電極１３と液晶層１５との間には配向膜が形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図３はマゼンタ色ＬＥＤ３２の構成例を示している。マゼンタ色ＬＥＤ３２の基本構造は、シアン色ＬＥＤ３３と同様であるが、緑色蛍光体４３Ｇに代えて赤色蛍光体４３Ｒを有している。赤色蛍光体４３Ｒは、青色光５１によって励起されて赤色光５４を発するものである。このマゼンタ色ＬＥＤ３２は、青色ＬＥＤチップ４１からの青色光５１と赤色蛍光体４３Ｒによる赤色光５４とを混合させることにより、マゼンタ色光５５を発するものである。