(57)【要約】【課題】  安価な発光ダイオードを光源として用いながら、輝度ムラのない白色光を面発光する薄型のバックライト装置を実現する。【解決手段】  バックライト装置１４０に、低屈折率層と、上記低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなり、入射される所定の波長帯域の赤色光、所定の波長帯域の緑色光及び所定の波長帯域の青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有する光学フィルタ１０を設けることで実現する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低屈折率層と、上記低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなる光学フィルタであって、
当該光学フィルタは、入射される所定の波長帯域の赤色光、所定の波長帯域の緑色光及び所定の波長帯域の青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有すること
を特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
上記透過率は、上記赤色光、上記緑色光及び上記青色光、それぞれの当該光学フィルタへの入射角が大きくなるにつれて増加すること
を特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
【請求項３】
カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置であって、
所定の波長帯域の赤色光を発光する赤色発光ダイオード、所定の波長帯域の緑色光を発光する緑色発光ダイオード及び所定の波長帯域の青色光を発光する青色発光ダイオードからなる光源と、
低屈折率層と、上記低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなり、入射される上記赤色光、上記緑色光及び上記青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有する光学フィルタとを備えること
を特徴とするバックライト装置。
【請求項４】
上記光学フィルタの透過率は、上記赤色光、上記緑色光及び上記青色光、それぞれの当該光学フィルタへの入射角が大きくなるにつれて増加すること
を特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低屈折率層、高屈折率層を交互に複数積層してなる光学フィルタに関し、詳しくは、入射光の入射角に応じた透過率を有する光学フィルタ及びこの光学フィルタを用いたカラー液晶表示パネルを照明するバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン放送が開始されてから長年使用されてきたＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わり、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、プラズマディスプレイ（PDP：Plasma Display Panel）といった非常に薄型化されたテレビジョン受像機が考案、実用化されている。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、低消費電力での駆動が可能であることや、大型のカラー液晶表示パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。
【０００３】
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にて照明することでカラー画像を表示させ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、蛍光管を使った白色光を発光するＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ＣＣＦＬは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への悪影響が考えられ、今後、バックライト装置の光源として、ＣＣＦＬに代わる光源が求められている。そこで、ＣＣＦＬに代わる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が有望視されている。青色発光ダイオードの開発により、光の３原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになる。この発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができる。
【０００５】
したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることで、カラー液晶表示パネルを介した色光の色純度が高くなるため、色再現範囲をＮＴＳＣ方式で規定される程度、さらには、それを超える程度まで広げることが期待されている。
【０００６】
このように、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードを、カラー液晶表示パネルを照明する照明光を生成するバックライト装置の光源とした場合、各色光を発光面内において、色度ムラや、輝度ムラがない白色光に混色させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、発光ダイオードは、点光源であるため、このような点光源によって発光された各色光を、発光面内において色度ムラ、輝度ムラのない白色光に混色させることは非常に困難である。
【０００８】
図１１に、一般的に用いられている安価な発光ダイオード内に設けられたＬＥＤチップの一例として豊田合成社製のＬＥＤチップの放射指向特性を示す。図１１に示すように、一般的なＬＥＤチップは、直上方向へ出射する光、つまり垂直方向に出射する出射光成分の輝度が最も高く、垂直方向に対して角度が大きくなるにつれて、その出射光成分の輝度が徐々に低下してしまう光学特性となっている。
【０００９】
図１１に示すような放射指向性特性を示すＬＥＤチップを搭載した発光ダイオードを、バックライト装置の光源として用いると、カラー液晶表示パネルを照明する照明光は、ＬＥＤチップの直上で高輝度を示し、点状、さらには線状の輝線となって強く現れ、発光面内で不均一となり輝度ムラを生じてしまうことになる。
【００１０】
したがって、このような発光指向性の発光ダイオードをバックライト装置の光源として用いる場合、バックライト装置の筐体に厚みを持たせ、発光ダイオードと、カラー液晶表示パネルとの距離、正確には、発光ダイオードと、カラー液晶表示パネルとの間に設ける拡散板との距離を十分離すことで、発光ダイオードから発光された光の光線飛行距離を稼ぎ、輝度ムラが生じないような白色光へ混色させる必要がある。
【００１１】
このように、バックライト装置の筐体を厚くすることは、薄型化を促進させることを目的の一つとしているカラー液晶表示装置にとっては、好ましくない設計である。そこで、図１２に示すような、ＬＥＤチップの直上の輝度が低く、高い入射角で入射させる光の輝度が高くなるような放射指向特性（例えば、LUMILEDS社製の発光ダイオード）を有する所謂サイドエミッション型の発光ダイオードを用いることが考えられる（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【００１２】
サイドエミッション型の発光ダイオードは、ＬＥＤチップを覆う樹脂カバーに、光を側面から放射させるための光学部品が設けられた構成となっている。この光学部品によって、ＬＥＤチップから発光された光の主成分は、樹脂カバーの外周方向に出射することになる。
【００１３】
このようなサイドエミッション型の発光ダイオードを用いると、発光ダイオード直上の輝度を特徴的に強調することなく、ＬＥＤチップで発光された光を、満遍なく側面方向へと広げた光として出射できる。したがって、バックライト装置の光源として、サイドエミッション型の発光ダイオード用いた場合、バックライト装置の筐体を厚くすることなく、輝度ムラのない光へと良好に混色させることができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−２２２８５号公報
【特許文献２】特開２００３−８０６８号公報
【特許文献３】特開２００４−１３３３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、このようなサイドエミッション型の発光ダイオードは、一般的な発光ダイオード、つまり樹脂カバーに特殊な光学部品を設けて形成された発光ダイオードではなく、極めて一般的に使用されている、樹脂カバーがいわゆる砲弾型の発光ダイオードに較べて非常に高価な発光デバイスとなっている。
【００１６】
バックライト装置は、光源として発光ダイオードを複数個使用することになるため、１個あたりの発光ダイオードの値段が高価であれば、バックライト装置を製造する際のコスト、つまりは、カラー液晶表示装置の製造コストを大幅に増加させてしまうといった問題がある。
【００１７】
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、バックライト装置に用いる光源として、一般的な比較的安価な発光ダイオードを用いた場合でも、筐体の厚みを増すことなく、輝度ムラを生じさせない良好な白色光へと混色させることができる光学フィルタ、及びこの光学フィルタを用いることで、輝度ムラのない白色光を面発光するバックライト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の目的を達成するために、本発明に係る光学フィルタは、低屈折率層と、上記低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなる光学フィルタであって、当該光学フィルタは、入射される所定の波長帯域の赤色光、所定の波長帯域の緑色光及び所定の波長帯域の青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有することを特徴とする。
【００１９】
また、上述の目的を達成するために、本発明に係るバックライト装置は、カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置であって、所定の波長帯域の赤色光を発光する赤色発光ダイオード、所定の波長帯域の緑色光を発光する緑色発光ダイオード及び所定の波長帯域の青色光を発光する青色発光ダイオードからなる光源と、低屈折率層と、上記低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなり、入射される上記赤色光、上記緑色光及び上記青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有する光学フィルタとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光学フィルタは、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に複数積層させた誘電体多層膜からなり、入射される所定の波長帯域の赤色光、所定の波長帯域の緑色光及び所定の波長帯域の青色光、それぞれに対して入射角に応じた透過率を有する。
【００２１】
これにより、光源として、所定の波長帯域の赤色光を発光する赤色発光ダイオード、所定の波長帯域の緑色光を発光する緑色発光ダイオード及び所定の波長帯域の青色光を発光する青色発光ダイオードを備えるバックライト装置において、この光学フィルタを設けることで、赤色光、緑色光、青色光を当該バックライト装置の発光面内において均一な輝度となる白色光に混色させることを可能とする。
【００２２】
これにより、特殊で高額な例えば、サイドエミッション型の発光ダイオードを用いることなく、安価で一般的な発光ダイオードを光源として用いることができるため、バックライト装置の製造コストを大幅に削減することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。なお、本発明は、以下の例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、任意に変更可能であることはいうまでもない。
【００２４】
本発明は、例えば図１に示すような構成の透過型カラー液晶表示装置１００に適用される。
【００２５】
この透過型カラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１１０と、このカラー液晶表示パネル１１０の背面側に設けられたバックライト装置１４０とからなる。また、図示しないが、この透過型カラー液晶表示装置１００は、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され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などを備えていてもよい。
【００２６】
透過型のカラー液晶表示パネル１１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１１、対向電極基板１１２）を互いに対向配列させ、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１１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１１には、マトリックス状に配列された信号線１１４と、走査線１１５と、この信号線１１４、走査線１１５の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１６と、画素電極１１７とが形成されている。薄膜トランジスタ１１６は、走査線１１５により、順次選択されると共に、信号線１１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１１７に書き込む。一方、対向電極基板１１２の内表面には、対向電極１１８及びカラーフィルタ１１９が形成されている。
【００２７】
カラーフィルタ１１９は、各画素に対応した複数の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ＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタ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１１９の配列パターンは、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、正方配列などがある。
【００２８】
再び、図１を用いて、透過型カラー液晶表示装置１００の構成について説明をする。透過型カラー液晶表示装置１００は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１１０を２枚の偏光板１３１，１３２で挟み、バックライト装置１４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリッ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。
【００２９】
バックライト装置１４０は、上記カラー液晶表示パネル１１０を背面側から照明する。図１に示すように、バックライト装置１４０は、ここでは図示していない光源や、光源から出射された光を白色光へと混色するためにバックライト筐体部１２０内に、光学フィルタ１０、拡散板１４１、拡散板１４１上に重ねて配列される拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４といった光学機能シート群１４５などを備えた構成となっている。
【００３０】
光学フィルタ１０は、低屈折率層と、低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを交互に積層させた誘電体多層膜からなり、光源から出射される光を入射し、入射光を入射角に応じた、異なる透過率にて透過させる。なお、この光学フィルタ１０については、後で詳細に説明をする。
【００３１】
拡散板１４１は、光学フィルタ１０で透過された光を、内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
【００３２】
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置１４０から面発光された光をカラー液晶表示パネル１１０の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群１４５の構成は、上述した拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
【００３３】
図３に、バックライト筐体部１２０内の概略構成図を示す。この図３に示すように、バックライト筐体部１２０は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを光源として用いている。例えば、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光、緑色発光ダイオード２１Ｇで発光される緑色光、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍ程度とされる。赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍから長波長側へ、４５０ｎｍから短波長側へシフトしてもよい。このようにピーク波長を、長波長側、短波長側へシフトさせると、色域を広げることができるため、カラー液晶表示パネルに表示させる画像の色再現範囲を拡大することができる。
【００３４】
なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称する場合は、単に発光ダイオード２１と呼ぶ。
【００３５】
発光ダイオード２１は、上述した図１１に示すような放射指向特性となるＬＥＤチップを用い、樹脂カバーもこの放射指向特性を反映する程度のレンズ機能を備えた構成とされる安価なものが使用される。
【００３６】
この発光ダイオード２１を、図３に示すように、基板２２上に所望の順番で列状に複数配列させることで、発光ダイオードユニット２１ｎ（ｎは、自然数。）が形成される。
【００３７】
発光ダイオードユニット２１ｎを形成するために、基板２２上に発光ダイオード２１を配列する順番は、図３に示すような、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを繰り返し単位とする最も基本的な配列の仕方や、図示しないが、例えば、緑色発光ダイオード２１Ｇを等間隔で配列させ、等間隔で配列させた、隣り合う緑色発光ダイオード２１Ｇの間に、赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂを交互に配列させるような順番など様々な配列の仕方がある。
【００３８】
バックライト筐体部１２０内への発光ダイオードユニット２１ｎの配列の仕方は、図３に示すように、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が、水平方向となるように配列してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が垂直方向となるように配列してもよいし、両者を組み合わせても良い。
【００３９】
なお、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配列する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたＣＣＦＬの配列の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。
【００４０】
バックライト筐体部１２０の内壁面１２０ａは、発光ダイオード２１から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。
【００４１】
図４に、透過型カラー液晶表示装置１００を組み上げた際に、図１に示す透過型カラー液晶表示装置１００に付したＸＸ線で切断した際の断面図を一部示す。図４に示すように、液晶表示装置１００を構成するカラー液晶表示パネル１１０は、透過型カラー液晶表示装置１００の外部筐体となる外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２とによって、スペーサ１０３ａ，１０３ｂを介して挟み込むように保持される。また、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２との間には、ガイド部材１０４が設けられており、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２によって挟まれたカラー液晶表示パネル１１０が長手方向へずれてしまうことを抑制している。
【００４２】
一方、透過型カラー液晶表示装置１００を構成するバックライト装置１４０は、上述したように光学フィルタ１０と、光学機能シート群１４５が積層された導光板１４１とを備えている。また、光学フィルタ１０と、バックライト筐体部１２０との間には、反射シート１２６が配されている。
【００４３】
反射シート１２６は、その反射面が、光学フィルタ１０の光入射面１０ａと対向するように、且つ発光ダイオード２１の発光方向よりもバックライト筐体部１２０側となるように配されている。反射シート１２６は、例えば、シート基材上に銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層することで形成された銀増反射膜などである。この反射シート１２６は、主に発光ダイオード２１から発光され、光学フィルタ１０で反射されて入射した光や、バックライト筐体部１２０の反射加工を施され反射面とされた内壁面１２０ａにて反射された光などを反射する。
【００４４】
光学フィルタ１０、拡散板１４１は、バックライト筐体部１２０に設けられたブラケット部材１０８で保持されることになる。
【００４５】
このような構成の透過型カラー液晶表示装置１００は、例えば、図５に示すような駆動回路２００により駆動される。駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１１０や、バックライト装置１４０の駆動電源を供給する電源部２１０、カラー液晶表示パネル１１０を駆動するＸドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０、外部から供給される映像信号や、当該透過型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２４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部２５０、このＲＧＢプロセス処理部２５０に接続された画像メモリ２６０及び制御部２７０、バックライト装置１４０を駆動制御するバックライト駆動制御部２８０などを備えている。
【００４６】
この駆動回路２００において、入力端子２４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部２５０により、クロマ処理など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１１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部２７０に供給されるとともに、画像メモリ２６０を介してＸドライバ２２０に供給される。
【００４７】
また、制御部２７０は、上記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２２０及びＹドライバ回路２３０を制御して、上記画像メモリ２６０を介してＸドライバ回路２２０に供給されるＲＧＢセパレート信号で、カラー液晶表示パネル１１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。
【００４８】
バックライト駆動制御部２８０は、電源２１０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１４０の光源である各発光ダイオード２１を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる（色温度を一定とする）には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード２１を駆動し、色の変化を抑える必要がある。
【００４９】
ユーザインターフェース３００は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく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１１０を照明するバックライト装置１４０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。
【００５０】
例えば、ユーザインターフェース３００から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路２００の制御部２７０を介してバックライト駆動制御部２８０に輝度制御信号が伝わる。バックライト駆動制御部２８０は、この輝度制御信号に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂ毎に変えて、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを駆動制御することになる。
【００５１】
続いて、上述したバックライト装置１４０のバックライト筐体部１２０内に、光源である発光ダイオード２１の直上に配置させる光学フィルタ１０について詳細に説明をする。光学フィルタ１０は、低屈折率の誘電体材料を用いた低屈折率層と、低屈折率層に用いた誘電体材料の屈折率よりも高い屈折率を有する誘電体材料を用いた高屈折率層とを交互に積層することで形成される誘電体多層膜である。この誘電体多層膜である光学フィルタ１０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）といった基板上、又は、図４に示した拡散板１４１上に直接、スパッタリング、真空蒸着といった一般的に知られている薄膜形成法によって形成することができる。低屈折率層を形成する誘電体材料としては、酸化珪素（SiO2）などがあり、高屈折率層を形成する誘電体材料としては、五酸化ニオブ（Nb2O5）、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどを用いることができる。
【００５２】
光学フィルタ１０は、ごく一般的に用いられている安価な発光ダイオード２１から発光された各色光の上述した図１１に示すような放射指向特性を、バックライト筐体部１２０に厚みをもたせなくとも、輝度ムラが抑制された白色光へと混色可能な放射指向特性へと補正する機能を有している。
【００５３】
以下に、光学フィルタ１０の光学特性を具体的に示す。図６は、光学フィルタ１０に対して垂直に入射される、つまり入射角ゼロ度で入射される可視光領域の光の透過率を示した図である。ここでは、光源として用いる赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、緑色光、青色光のピーク波長を、それぞれ６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍとし、光学フィルタ１０の膜設計を行ったものとする。
【００５４】
図６に示すように、光学フィルタ１０は、入射角ゼロで入射された発光ダイオード２１から発光される赤色光、緑色光、青色光のピーク波長近傍の光に対して、透過率を２０％以下とするような光学特性となっている。
【００５５】
図７、８、９は、それぞれ発光ダイオード２１が発光する赤色光、緑色光、青色光のピーク波長である６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍの光に対する光学フィルタ１０の入射角依存性を示した図である。図７、８、９に示すように、光学フィルタ１０は、６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍの各色光の入射角が大きくなるにつれて、透過率が高くなるような光学特性となっている。図７、８、９に示すように、光学フィルタ１０の透過率は、どの色光に対しても、入射角２５度近傍から急激に上昇し始め、入射角５０〜６０度において最大となり、徐々に減少している。
【００５６】
光学フィルタ１０の透過率のピークは、図７、８、９に示すように、必ずしも入射角５０〜６０度に対して有するものでなくてもよく、誘電体多層膜の設計を変更することで、図１２に示したサイドエミッション型発光ダイオードの放射指向特性のように、入射角８０〜９０度においてピークとなるようにすることもできる。
【００５７】
このように、所定の波長帯域の赤色光、緑色光、青色光に対する光学フィルタ１０の透過率は、入射角がゼロの入射光に対する透過率を最低として、入射角が大きくなるに伴って増加する傾向となっている。
【００５８】
これにより、一般的に使用されている、図１１に示すような放射指向特性を示す安価な発光ダイオード２１をバックライト装置１４０の光源として使用した場合に、発光ダイオード２１の直上に光学フィルタ１０を設けることで、発光ダイオード２１の放射指向特性を、図１２に示すようなサイドエミッション型の発光ダイオードの放射指向特性へと近づけるべく補正することができる。そのため、バックライト装置１４０のバックライト筐体部１２０を厚くしなくても、発光ダイオード２１の直上で輝線が現れることのない白色光へと混色させることができる。したがって、バックライト装置１４０は、輝度ムラのない良好な白色光をカラー液晶表示パネル１１０の照明光として面発光することができる。
【００５９】
また、光学フィルタ１０は、入射光を吸収することがないため、入射された各色光を入射角に応じて透過するか、透過しない場合には、必ず反射することになる。例えば、入射角ゼロで光学フィルタ１０に入射された色光の大部分は、光学フィルタ１０によって反射され、図４に示した反射板１２６、バックライト筐体部１２０の内壁面１２０ａなどに入射し反射される。
【００６０】
このように、反射板１２６、内壁面１２０ａで反射された色光は、バックライト筐体部１２０内を伝搬しながら、入射角ゼロよりも大きな入射角で光学フィルタ１０に再び入射されることになる。これにより、発光ダイオード２１から発光された各色光は、バックライト筐体部１２０内に伝搬されるため、より均一で輝度ムラのない白色光へと混色されることになる。しかも、光学フィルタ１０は、入射光の吸収がないことから、光の利用効率が高くなり、発光ダイオード２１の消費電力を低減することができる。
【００６１】
例えば、基板としてＰＥＴフィルムを用い、低屈折率層を形成する誘電体材料として、酸化珪素（SiO2）、高屈折率層を形成する誘電体材料として五酸化ニオブ（Nb2O5）を用い、図１０に示すような膜厚で合計２４層積層することで、上述したような光学特性を有する光学フィルタ１０を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態として示すカラー液晶表示装置の構成について説明するための図である。
【図２】同カラー液晶表示装置が備えるカラー液晶表示パネルのカラーフィルタについて説明するための図である。
【図３】同カラー液晶表示装置が備えるバックライト装置の概略構成を説明するための図である。
【図４】同カラー液晶表示装置において、図１に示すＸＸ線で切断した際の断面図を示した図である。
【図５】同カラー液晶表示装置を駆動する駆動回路について説明するためのブロック図である。
【図６】入射角ゼロの入射光に対して、光学フィルタが示す透過率の波長依存性を示した図である。
【図７】６４０ｎｍの波長の入射光に対して、光学フィルタが示す透過率の入射角依存性を示した図である
【図８】５３０ｎｍの波長の入射光に対して、光学フィルタが示す透過率の入射角依存性を示した図である。
【図９】４５０ｎｍの波長の入射光に対して、光学フィルタが示す透過率の入射角依存性を示した図である。
【図１０】光学フィルタの一設計例を示した図である。
【図１１】一般的に用いられているＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップの放射指向特性を示した図である。
【図１２】サイドエミッション型発光ダイオードの放射指向特性を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  光学フィルタ、２１  発光ダイオード、２１Ｒ  赤色発光ダイオード、２１Ｇ  緑色発光ダイオード、２１Ｂ  青色発光ダイオード、１００  カラー液晶表示装置、１１０  カラー液晶表示パネル、１２０  バックライト筐体部、１２６  反射シート、１４０  バックライト装置、１４１  拡散板
【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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