(57)【要約】【課題】製造コストを抑えつつ表示装置の色再現性をより向上させることが可能な光源装置を提供する。【解決手段】各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒにそれぞれ対応して、各色用波長選択フィルタ３２を設ける。各色用波長選択フィルタ３２において、対応するＬＥＤの単色光（Ｂ色光、Ｇ色光、Ｒ色光）を、それぞれのスペクトル幅を狭めて透過させる。Ｂ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタ３１Ｇを透過してＧ色光と混合することがなくなり、ＬＣＤパネル１から出射される表示光の色純度が高まる。また、光源としてＬＥＤを用いているので、構成が安価なものとなる。【選択図】図２
2008052067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像をカラー表示する表示パネルのバックライト光源としての光源装置であって、
発光スペクトルが互いに異なる複数種類の単色発光ダイオードと、
各単色発光ダイオードごとに設けられ、その対応する単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタと
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、前記複数種類の単色発光ダイオードに対応するカラー映像表示のための複数種類のカラーフィルタを有するものであり、
前記波長選択フィルタは、前記カラーフィルタの波長選択透過特性に対応する波長選択特性を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数種類のカラーフィルタは、青色用フィルタ、緑色用フィルタおよび赤色用フィルタからなり、
前記複数種類の単色発光ダイオードは、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび赤色発光ダイオードからなり、
前記波長選択フィルタは、
前記青色発光ダイオードに対応して設けられ、前記青色用フィルタの波長選択透過特性に対応する青色波長選択透過特性を有すると共にこの青色波長選択透過特性によって前記青色発光ダイオードから発せられる青色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる青色用波長選択フィルタと、
前記緑色発光ダイオードに対応して設けられ、前記緑色用フィルタの波長選択透過特性に対応する緑色波長選択透過特性を有すると共にこの緑色波長選択透過特性によって前記緑色発光ダイオードから発せられる緑色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる緑色用波長選択フィルタと、
前記赤色発光ダイオードに対応して設けられ、前記赤色用フィルタの波長選択透過特性に対応する赤色波長選択透過特性を有すると共にこの赤色波長選択透過特性によって前記赤色発光ダイオードから発せられる赤色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる赤色用波長選択フィルタとからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記青色用波長選択フィルタは、前記青色光のうち、前記緑色用フィルタの透過波長領域外の光を選択的に透過し、
前記赤色用波長選択フィルタは、前記赤色光のうち、前記緑色用フィルタの透過波長領域外の光を選択的に透過する
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記青色用波長選択フィルタは、前記青色光のうち、４５０〜４６０ｎｍよりも短波長の光を選択的に透過し、
前記赤色用波長選択フィルタは、前記赤色光のうち、６３０〜６４０ｎｍよりも長波長の光を選択的に透過する
ことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記赤色用波長選択フィルタは、前記赤色光のうち、６３０〜６４０ｎｍよりも長波長かつ６６０〜６７０ｎｍよりも短波長の波長領域の光を選択的に透過する
ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記波長選択フィルタのうちの少なくとも１つが、対応する単色発光ダイオードの表面に直接形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記波長選択フィルタはそれぞれ、高屈折率層および低屈折率層を交互に積層して構成されると共に最下層および最上層が高屈折率層である積層構造を有する
を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項９】
複数種類のカラーフィルタを有して画像をカラー表示する表示パネルと、
前記表示パネルのバックライト光源としての光源装置と
を備え、
前記光源装置は、
前記複数種類のカラーフィルタに対応すると共に発光スペクトルが互いに異なる複数種類の単色発光ダイオードと、
各単色発光ダイオードごとに設けられ、その対応する単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタと
を有する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
単色発光ダイオードと、
前記単色発光ダイオード上に設けられ、この単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタと
を備えたことを特徴とする発光ダイオードチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを用いた光源装置およびそのような光源装置をバックライト光源として備えた表示装置、ならびにこれらの装置に好適な発光ダイオードチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、低消費電力や省スペース、低価格化等により、表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。
【０００３】
液晶表示装置は、画像を表示する際の照明方法で分類すると、いくつかのタイプが存在する。そのうち代表的なものとして、液晶パネルの背後に配置した光源（バックライト光源）を利用して画像表示を行う透過型の液晶表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような透過型の液晶表示装置におけるバックライト用の光源装置としては、一般的に冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプが用いられている。しかし近年では、環境を考慮して水銀レスの光源装置が望まれており、このＣＣＦＬに代わるものとして、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を用いた光源装置が有望視されている。
【０００６】
ところで表示装置においては、取得した色情報を正確に表現できるようにするため、色再現性の向上が要求されている。一般にＬＥＤを光源として用いた場合、ＣＣＦＬを用いた場合と比べ、色再現性は向上する。
【０００７】
ここで、現在の標準モニターでの表示は、ＩＥＣ（International Electro−technical Commission）により規定されたｓＲＧＢ規格の色域で規定されている。しかしながら、世の中にはこのｓＲＧＢ規格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でてきている。例えば、フィルムやデジタルカメラ、プリンタなどに適用される色域は、すでにｓＲＧＢの範囲を超えてしまっている。
【０００８】
そこで世の中の流れとして、ｓＲＧＢ規格を越えるような広色域化に対応する標準モニターの出現が望まれているが、従来の透過型の液晶表示装置等では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光の混色等に起因して色純度を十分に高めることができず、色再現性を向上させるのが困難であった。
【０００９】
なお、光源装置にレーザを用いるようにすれば、そのスペクトル幅が極端に狭いために色再現性は向上することになるが、レーザはＣＣＦＬやＬＥＤと比べて非常に高価なため、装置全体の製造コストが高くなってしまう。
【００１０】
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、製造コストを抑えつつ表示装置の色再現性をより向上させることが可能な光源装置およびそのような光源装置を用いた表示装置、ならびにこれらの装置を構成可能とする発光ダイオードチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光源装置は、画像をカラー表示する表示パネルのバックライト光源としての光源装置であって、発光スペクトルが互いに異なる複数種類の単色発光ダイオードと、各単色発光ダイオードごとに設けられ、その対応する単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタとを備えたものである。
【００１２】
本発明の表示装置は、複数種類のカラーフィルタを有して画像をカラー表示する表示パネルと、この表示パネルのバックライト光源としての光源装置とを備え、この光源装置が、上記複数種類のカラーフィルタに対応すると共に発光スペクトルが互いに異なる複数種類の単色発光ダイオードと、各単色発光ダイオードごとに設けられ、その対応する単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタとを有するようにしたものである。
【００１３】
本発明の光源装置および表示装置では、各波長選択フィルタにおいて、対応する単色発光ダイオードから発せられた単色光が、それぞれのスペクトル幅が狭められつつ透過し、表示パネルへ導かれる。よって、表示パネルから出射される表示光の色純度が高まる。
【００１４】
本発明の光源装置では、上記表示パネルが複数種類の単色発光ダイオードに対応するカラー映像表示のためのカラーフィルタを有するものである場合に、上記波長選択フィルタがカラーフィルタの波長選択透過特性に対応する波長選択特性を有するようにするのが好ましい。このように構成した場合、カラーフィルタの波長選択透過特性に適合させつつ、表示光の色純度が高められる。
【００１５】
また、上記波長選択フィルタがそれぞれ、高屈折率層および低屈折率層を交互に積層して構成されると共に最下層および最上層が高屈折率層である積層構造を有するように構成してもよい。ここで、「高屈折率層」とは、「低屈折率層」よりも高い屈折率を有する層を意味し、逆に「低屈折率層」とは、「高屈折率層」よりも低い屈折率を有する層を意味する。
【００１６】
本発明の発光ダイオードチップは、単色発光ダイオードと、この単色発光ダイオード上に設けられ、単色発光ダイオードから発せられる単色光をそのペクトル幅を狭めて透過させる波長選択フィルタとを備えたものである。
【００１７】
本発明の発光ダイオードチップでは、波長選択フィルタにおいて、単色発光ダイオードから発せられた単色光がそのスペクトル幅が狭められつつ透過する。よって、透過光、すなわちチップからの出射光の色純度が高まる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光源装置または表示装置によれば、各単色発光ダイオードごとに対応する波長選択フィルタを設けると共に、各波長選択フィルタにおいて対応する単色発光ダイオードからの単色光をそのスペクトル幅を狭めて透過させるようにしたので、表示パネルから出射される表示光の色純度を高めることができる。また、光源として発光ダイオードを用いているので、安価な構成とすることができる。よって、製造コストを抑えつつ表示装置の色再現性をより向上させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の発光ダイオードチップによれば、単色発光ダイオード上に波長選択フィルタを設けると共に、この波長選択フィルタにおいて単色発光ダイオードからの単色光をそのスペクトル幅を狭めて透過させるようにしたので、チップからの出射光の色純度を高めることができる。よって、このような発光ダイオードチップを複数用いて複数種類の単色光を出射させるようにすれば、本発明の光源装置や表示装置を構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態に係る光源装置を備えた液晶表示装置全体のブロック構成を表すものである。この液晶表示装置１００は、ＬＣＤパネル１、光学部材２および光源装置３に加えて、各種信号処理を行う映像処理部１０１と、ＬＣＤパネル１等を制御するＬＣＤ制御部１０２と、映像信号を記憶する映像メモリ１０３と、光源装置３の点灯動作を制御する光源点灯装置１０４と、ＬＣＤパネル１を駆動するＹドライバ１０５およびＸドライバ１０６とを備えている。なお、本発明の一実施の形態に係る発光ダイオードチップは、本実施の形態の光源装置および液晶表示装置によって具現化されるので、以下併せて説明する。
【００２２】
図２は液晶表示装置１００の要部断面構造を表すものである。この液晶表示装置はいわゆる直下型のバックライト構造を有するものであり、ＬＣＤパネル１の直下に光学部材２が配置され、この光学部材２の直下に、発光ダイオード（ＬＥＤ）３１を含む光源装置３が配置されている。光源装置３は、筐体４により支持されている。
【００２３】
ＬＣＤパネル１は、透過型液晶パネルとして構成されたものであり、一対のガラス基板１１Ａ，１１Ｂ間に液晶層１０が挟まれた構成となっている。ガラス基板１１Ａ，１１Ｂの外側には偏光板１２Ａ，１２Ｂが配置され、ガラス基板１１Ｂの内側には共通の透明電極（対向電極１３Ｂ）が配置される一方、ガラス基板１１Ａの内側には複数の画素電極１３Ａがマトリクス配置されている。対向電極１３Ｂと液晶層１０との間には配向膜１４Ｂが配置され、各画素電極と各画素電極との間には配向膜１４Ａが配置されている。また、ガラス基板１１Ｂ側の各画素電極に対応する位置には、例えば図３に平面図で示したように、Ｂ（青），Ｇ（緑），Ｒ（赤）の各色に対応したカラーフィルタ１５（青色用カラーフィルタ１５Ｂ、緑色用カラーフィルタ１５Ｇ、赤色用カラーフィルタ１５Ｒ）が形成されている。これら各色用カラーフィルタ１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒはそれぞれ、図４に示したような波長選択透過特性を有する。なお、これらの波長選択透過特性の詳細は後述する。
【００２４】
光学部材２は、ＬＣＤパネル１の側から順に、拡散シート２１、プリズムシート２２および拡散シート２３を有する。拡散シート２１，２３は、光源装置３からの光を拡散して輝度分布を均一化するためのものであり、プリズムシート２２は、拡散された入射光の指向性を整えてＬＣＤパネル１の正面輝度を高めるためのものである。
【００２５】
光源装置３は、基板３０、発光ダイオード（ＬＥＤ）３１および波長選択フィルタ３２を有する。基板３０は筐体４側に配置され、この基板３０上には、例えば図５に平面図で示したように、Ｂ，Ｇ，Ｒの各色に対応した波長領域の光（Ｂ色光、Ｇ色光、Ｒ色光）を発する単色のＬＥＤ３１（青色ＬＥＤ３１Ｂ、緑色ＬＥＤ３１Ｇ、赤色ＬＥＤ３１Ｒ）がマトリクス配置されている。これら各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒはそれぞれ、例えば図６に示したようなスペクトル特性を有する。また、波長選択フィルタ３２は、各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒに対応して各色ごとにＬＥＤの表面に直接形成されており、各色ＬＥＤに対応する各色波長選択透過特性（青色波長選択透過特性、緑色波長選択透過特性および赤色波長選択透過特性）を有する。なお、これらのスペクトル特性および波長選択透過特性の詳細は、後述する。
【００２６】
ここで、図７を参照して波長選択フィルタ３２の構成について詳細に説明する。図７は、波長選択フィルタ３２の断面構造を表すものである。この波長選択フィルタ３２は、ＬＥＤ３１上において高屈折率層３２Ｈ１〜Ｈ４と低屈折率層３２Ｌ１〜Ｌ３とが交互に積層された光学薄膜からなり、その最下層および最上層（この場合、高屈折率層３２Ｈ１および３２Ｈ４）がいずれも高屈折率層からなっている。
【００２７】
波長選択フィルタ３２は、ドライプロセスまたはウェットプロセスにより形成することができる。ドライプロセスの場合、例えばスパッタリング法または蒸着法により形成することができる。この場合、高屈折率層３２Ｈ１〜Ｈ４は、例えば、ＴｉＯ2（屈折率：２．３８）などのチタン酸化物、Ｎｂ2Ｏ5（屈折率：２．２８）などのニオビウム酸化物、またはＴａ2Ｏ5（屈折率：２．１０）などのタンタル酸化物からなる層を含むように構成され、低屈折率層３２Ｌ１〜Ｌ３は、例えば、ＳｉＯ2（屈折率：１．４６）などのシリコン酸化物、またはＭｇＦ2（屈折率：１．３８）などのフッ化マグネシウムからなる層を含むように構成される。一方、ウェットプロセスの場合、例えばスピンコーティング法またはディップコーティング法により形成することができる。この場合、高屈折率層３２Ｈ１〜Ｈ４および低屈折率層３２Ｌ１〜Ｌ３は、例えば、熱硬化樹脂または光硬化樹脂（例えば、紫外線硬化型）などの溶剤系・無溶剤系材料から構成される。具体的には、高屈折率層としては例えばＪＳＲ製オプスター（ＪＮ７１０２、屈折率：１．６８）を、低屈折率層としては例えばＪＳＲ製オプスター（ＪＮ７２１５、屈折率：１．４１）を用いることができる。
【００２８】
なお、波長選択フィルタ３２は、後述するように各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒにそれぞれ対応する波長選択透過特性を有しているため、各色に対応して膜厚がそれぞれ異なるようになっている。具体的には、上記高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚をそれぞれ、例えば所望の透過波長領域における中心波長（図９参照）の１／４程度に設定するようにする。より具体的には、青色用の波長選択フィルタでは、高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚を例えば４５０ｎｍ／４≒１１０ｎｍ程度に設定し、緑色用の波長選択フィルタでは、高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚を例えば５２０ｎｍ／４＝１３０ｎｍ程度に設定し、赤色用の波長選択フィルタでは、高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚を例えば６４０ｎｍ／４＝１６０ｎｍ程度に設定するようにする。
【００２９】
また、波長選択フィルタ３２は図７に示したような７層構造に限られるものではなく、例えば５層構造または９層構造などの奇数層構造で最下層および最上層が高屈折率層であればよい。
【００３０】
次に、以上のような構成の液晶表示装置の動作について説明する。まず、この液晶表示装置の基本動作について説明する。
【００３１】
図１に示したように、受信または再生により生成された映像信号Ｖsigは映像処理部１０１へ入力される。映像処理部１０１は、映像信号Ｖsigを映像データ信号と同期信号とに分離し、映像メモリ１０３へＸ方向（水平走査方向）の映像データ信号を１走査ラインごとに転送すると共に、同期信号をＬＣＤ制御部１０２へ送る。ＬＣＤ制御部１０２は、Ｙドライバ１０５およびＸドライバ１０６を制御する制御信号を送出すると共に、光源点灯装置１０４を制御する制御信号を送出する。
【００３２】
光源点灯装置１０４は、ＬＣＤ制御部１０２からの制御信号に基づき、光源装置３の点灯動作を制御する。光源装置３から発せられた光は、光学部材２によって、後述するような光学的な処理が施され、ＬＣＤパネル１の裏面に投影される。ＬＣＤパネル１では、Ｙドライバ１０５によって映像を表示する水平走査ラインが１ラインごとに選択され、Ｘドライバ１０６によって、映像メモリ１３３に記憶された値に応じて透過光の量が制御される。これにより、ＬＣＤパネル１には、映像信号Ｖsigに含まれる同期信号に応じた位置に、映像信号Ｖsigに応じた映像が表示される。
【００３３】
ここで光源装置３では、例えば図６に示したように、青色ＬＥＤ３１Ｂから出射されたＢ色光、緑色ＬＥＤ３１Ｇから出射されたＧ色光および赤色ＬＥＤ３１Ｒから出射されたＲ色光が混色し、青色ピークＰＢ、緑色ピークＰＧおよび赤色ピークＰＲを有する白色光として、光学部材２へ入射する。この白色光は、光学部材２を通過する間に輝度分布の均一化、正面指向性の付与およびｓｐ偏光変換等の作用を受けてＬＣＤパネル１に入射する。ＬＣＤパネル１は、図示しない映像処理回路から入力された映像信号に応じて画素ごとに透過輝度変調を行う。このとき、ＬＣＤパネル１のＢ，Ｇ，Ｒの各色用カラーフィルタ１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒは、それぞれ、例えば図４に示した波長選択透過特性ＣＦＢ，ＣＦＧ，ＣＦＲにより、光学部材２から入射された白色光のうち、Ｂ色波長帯，Ｇ色波長帯，Ｒ色波長帯を選択透過させる。これにより、カラー映像表示が行われる。
【００３４】
次に、図８〜図１２を参照して、本発明の液晶表示装置の特徴的部分の１つである、波長選択フィルタ３２による各色波長選択透過特性について詳細に説明する。
【００３５】
まず、図８は、図６に示した各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒのスペクトル特性（青色ピークＰＢ、緑色ピークＰＧおよび赤色ピークＰＲを有する）と、図４に示した各色用カラーフィルタ１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒの波長選択透過特性ＣＦＢ，ＣＦＧ，ＣＦＲとを重ね合わせたものである。ここで、本来は、青色用カラーフィルタ１５Ｂは青色ＬＥＤ３１ＢからのＢ色光（青色ピークＰＢ付近の波長領域の光）だけを選択的に透過し、緑色用カラーフィルタ１５Ｇは緑色ＬＥＤ３１ＧからのＧ色光（緑色ピークＰＧ付近の波長領域の光）だけを選択的に透過し、赤色用カラーフィルタ１５Ｒは赤色ＬＥＤ３１ＲからのＲ色光（赤色ピークＰＲ付近の波長領域の光）だけを選択的に透過しているのが望ましい。しかしながら、図８から分かるように、各色用カラーフィルタ１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒの波長選択透過特性ＣＦＢ，ＣＦＧ，ＣＦＲがブロードな波長選択透過特性を示すと共に、青色ピークＰＢ、緑色ピークＰＧおよび赤色ピークＰＲがある程度のピーク幅を有しているため、例えば図中の符号５１〜５３で示した波長領域ではＢ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタ３１Ｇを透過してＧ色光と混合し、Ｇ色光の色純度が低下してしまう。よって、このままではＧ色光の色純度低下に起因して、液晶表示装置の色再現範囲が狭くなってしまう。
【００３６】
なお、以下説明する本実施の形態の手法の他に、緑色用カラーフィルタの透過波長領域を狭めたり、青色ピークＰＢおよび赤色ピークＰＲをそれぞれ短波長側および長波長側へシフトさせることも考えられるが、緑色用カラーフィルタ１５Ｇや緑色ＬＥＤ３１Ｇの構成材料等を変更する必要が生じるため、容易ではなく現実的ではない。
【００３７】
そこで本実施の形態の液晶表示装置では、光源装置３において、例えば図９（Ａ）〜（Ｃ）に示したような波長選択透過特性（それぞれ、青色波長選択透過特性ＢＦＢ、緑色波長選択透過特性ＢＦＧおよび赤色波長選択透過特性ＢＦＲ）を示す波長選択フィルタ３２により、例えば図１０に示したように、Ｂ色光のスペクトルＬＢおよびＲ色光のスペクトルＬＲの幅を狭め、これらのスペクトル特性ＬＢ，ＬＲが緑色カラーフィルタ１５Ｇの波長選択透過特性ＣＦＧと重ならないようにしてから、光学部材２およびＬＣＤパネル１へ導かれるようになっている。
【００３８】
具体的には、図９（Ａ）に示したＢ色光用の波長選択フィルタ３２（青色ＬＥＤ３１Ｂ上に配置）では、青色ＬＥＤ３１ＢからのＢ色光のうち、緑色カラーフィルタ１５Ｇの透過波長領域以外の光、すなわち４５０〜４６０ｎｍよりも短波長領域の光が選択的に透過し、図１０中に矢印で示した４５０〜４６０ｎｍよりも長波長領域の光が遮断（カット）されている。
【００３９】
また、図９（Ｃ）に示したＲ色光用の波長選択フィルタ３２（赤色ＬＥＤ３１Ｒ上に配置）では、赤色ＬＥＤ３１ＲからのＲ色光のうち、緑色カラーフィルタ１５Ｇの透過波長領域以外の光、すなわち６３０〜６４０ｎｍよりも長波長かつ６６０〜６７０ｎｍよりも短波長の波長領域の光が選択的に透過し、図１０中に矢印で示した６３０〜６４０ｎｍよりも短波長領域の光および６６０〜６７０ｎｍよりも長波長領域の光が遮断（カット）されている。
【００４０】
一方、図９（Ｂ）に示したＧ色光用の波長選択フィルタ３２（緑色ＬＥＤ３１Ｇ上に配置）では、緑色ＬＥＤ３１ＧからのＧ色光の一部が遮断（カット）されず、そのまま透過して光学部材２およびＬＣＤパネル１へ導かれるようになっている。
【００４１】
なお、図１０に示したように、波長選択フィルタ３２によって、Ｇ色光の一部ではなくＢ色光およびＲ色光の一部を遮断するようにしているのは、図１１に示した比視感度曲線から分かるように、人間の視感度の大きさは波長領域によって異なり、Ｇ色光の波長領域内の約５５５ｎｍで最大となるためである。すなわち、Ｂ色光およびＲ色光の一部を遮断するほうがＧ色光の一部を遮断する場合と比べ、ＬＣＤパネル１から出射される表示光の輝度低下が抑えられ、図９（Ｂ）に示したようにＧ色光をそのまま透過させるようにすれば、表示光の輝度低下を回避することができるからである。
【００４２】
このようにして本実施の形態の液晶表示装置では、例えば図１２に示したように、青色用および赤色用の波長選択フィルタにおいて、対応する青色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｒから発せられたＢ色光およびＲ色光が、それぞれのスペクトル幅が狭められつつ透過し、ＬＣＤパネル１へ導かれる。よって、図中の符号５４〜５６で示したようにＢ色光およびＲ色光のスペクトル特性ＬＢ，ＬＲが緑色カラーフィルタ１５Ｇの波長選択透過特性ＣＦＧと重ならなくなるため、Ｂ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタ３１Ｇを透過してＧ色光と混合することもなくなり、Ｇ色光の色純度、ひいてはＬＣＤパネル１から出射される表示光の色純度が高まる。また、これにより上記したように表示光の輝度が低下することはない。
【００４３】
次に、図１３および図１４を参照して、本実施の形態に係る実施例１（波長選択フィルタあり、光源がＬＥＤ）と、従来の液晶表示装置に係る比較例１（波長選択フィルタなし、光源がＬＥＤ）および比較例２（波長選択フィルタなし、光源がレーザ）とについて、それらの特性を比較しつつ説明する。ここで、図１３は、上記実施例１および比較例１，２のそれぞれについて、構成、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）比、マンセル・カラーカスケード含有率および製造コストをまとめて表したものであり、図１４は、実施例１および比較例１等の色再現範囲をそれぞれｘｙ色度図上に表したものである。なお、図１３中のマンセル・カラーカスケード含有率とは、世の中に実際に存在する表面色（マンセル・カラーカスケードの７４８色）をｘｙ色度図上でどの程度含有できているかを表す色再現範囲の指標の１つである。また、図１４中に示した符号６１，６０Ａ，６０Ｎ，６０Ｃはそれぞれ、実施例１、比較例１、ＮＴＳＣ比および従来のＣＲＴにおける色再現範囲を表している。
【００４４】
まず、比較例１では、実施例１とは異なり波長選択フィルタ３２が設けられていないため、前述のように例えば図８中の符号５１〜５３で示した波長領域において、Ｂ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタを透過してＧ色光と混合し、Ｇ色光の色純度が低下してしまうことから、液晶表示装置の色再現範囲が狭くなってしまう。よって、ＮＴＳＣ比が１０５％、マンセル・カラーカスケード含有率が８２％と、低くなっている。
【００４５】
一方、比較例２では、光源としてレーザを用いているので、光源のスペクトル幅が極めて狭くなり、Ｂ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタを透過してＧ色光と混合するおそれがほとんどなくなる。よって、ＮＴＳＣ比が１３８％、マンセル・カラーカスケード含有率が９９％と高い値を示し、色再現範囲が広くなっていることが分かる。しかしながら、レーザはＬＥＤと比べて非常に高価なため、装置全体の製造コストが非常に高くなってしまう。
【００４６】
これに対して実施例１では、波長選択フィルタ３２が設けられているため、Ｂ色光やＲ色光が緑色用カラーフィルタ３１Ｇを透過してＧ色光と混合することもなくなり、Ｇ色光の色純度および表示光の色純度が高まる。よって、比較例２よりは劣るものの、ＮＴＳＣ比が１１５％、マンセル・カラーカスケード含有率が９２％と、いずれも波長選択フィルタ３２が設けられていない比較例１と比べて高い値を示し、色再現範囲が広くなっていることが分かる。特に、図１４中の符号５７で示したように、実施例１では、比較例１では含有することができなかった黄色からオレンジにかけての色が含有され、この領域の色も表現できるようになっていることが分かる。また、光源として安価なＬＥＤを用いているため、光源としてレーザを用いている比較例２と比べ、装置全体の製造コストが低く抑えられる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態では、各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒにそれぞれ対応する各色用波長選択フィルタ３２を設けると共に、これら各色用波長選択フィルタ３２において、対応するＬＥＤの単色光（Ｂ色光、Ｇ色光、Ｒ色光）をそれぞれのスペクトル幅を狭めて透過させるようにしたので、ＬＣＤパネル１から出射される表示光の色純度を高めることができる。また、光源としてＬＥＤを用いているので、安価な構成とすることができる。よって、製造コストを抑えつつ液晶表示装置の色再現性をより向上させることが可能となる。
【００４８】
また、各色波長選択フィルタ３２が、各色用カラーフィルタ１５の波長選択透過特性に対応する各色波長選択特性を有するようにしたので、各色用カラーフィルタ１５の波長選択透過特性に適合させつつ、表示光の色純度が高めることができる。
【００４９】
また、光源装置３内に各色用波長選択フィルタ３２を設けるだけでよく、ＬＣＤパネル１の構成（各色用カラーフィルタ１５の構成材料等）を変える必要がないので、ＬＣＤパネル１については従来のものをそのまま使用することができる。
【００５０】
また、Ｂ色光、Ｇ色光およびＲ色光ごとにそれぞれ別個の波長選択透過特性を有する波長選択フィルタ３２を設けるようにしたので、例えばＢ色光、Ｇ色光およびＲ色光に対する全ての波長選択透過特性を共通で有する１つの波長選択透過フィルタを設ける場合と比べ、簡単な波長選択透過特性とすることができる。よって、そのような場合と比べ、波長選択フィルタ３２を容易に形成することが可能となる。
【００５１】
また、波長選択フィルタ３２によって、Ｇ色光の一部ではなくＢ色光およびＲ色光の一部を遮断するようにしたので、人間の視感度の高いＧ色光をそのまま透過させつつ上記のように色再現性を向上させることができる。よって、ＬＣＤパネル１からの表示光の輝度を低下させることなく表示装置の色再現性を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、赤色用の波長選択フィルタ３２によって、赤色ＬＥＤ３１ＲからのＲ色光のうち、図８中の符号５２で示した波長領域、すなわち緑色用カラーフィルタ１５Ｇの透過波長領域に隣接する波長領域の光だけでなく、緑色用カラーフィルタ１５Ｇの波長選択透過特性に起因する高波長側（６６０〜６７０ｎｍよりも高波長側）の領域の光をも遮断するようにしたので、緑色用カラーフィルタ１５Ｇの透過波長領域に隣接する波長領域の光だけを遮断する場合と比べ、より表示装置の色再現性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、波長選択フィルタ３２を各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ上に直接形成するようにしたので、フィルタを形成する際に支持基板を要することがない。また、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成するだけでよいので、簡易な構成とすることができる。また、液晶表示装置をいわゆる直下型の構成としたので、いわゆるサイドエッジ型のもののように導光坂を設ける必要がなくなる。よって、波長選択フィルタ３２および液晶表示装置を容易に形成および製造することが可能となる。
【００５４】
さらに、各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ上に各色用の波長選択フィルタ３２を設けた構成のＬＥＤチップとすると共に、各波長選択フィルタ３２において、各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒからの単色光をそのスペクトル幅を狭めて透過させるようにしたので、ＬＥＤチップからの出射光の色純度を高めることができる。よって、このようなＬＥＤチップを複数用いて複数種類の単色光を出射させるようにすることにより、本発明の光源装置や表示装置を構成することが可能となる。
【００５５】
以上、実施の形態等を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５６】
例えば、上記実施の形態等では、波長選択フィルタ３２によって、Ｇ色光の一部ではなくＢ色光およびＲ色光の一部を遮断する場合について説明したが、例えば図１５に示したような緑色波長選択透過特性ＢＦＧ１を有する緑色用の波長選択フィルタによって、図１６に示したようにＧ色光の一部を遮断し、そのスペクトル幅を狭めるようにしてもよい。このように構成した場合、Ｇ色光のスペクトル特性ＬＧ１が青色用カラーフィルタ１５Ｂおよび赤色用カラーフィルタ１５Ｒの波長選択透過特性ＣＦＢ，ＣＦＲと重ならなくなるため、Ｇ色光がこれらのカラーフィルタを透過してＢ色光やＲ色光と混合することがなくなり、Ｂ色光およびＲ色光の色純度を高めることができる。よって、この場合も例えば図１７（Ａ）にＧ色光の発光スペクトルのカット量とＮＴＳＣ比との関係について示したように、カット量を増やすにつれて上記重なりを徐々に小さくし、色再現性を向上させることができる。ただし、この場合には人間の視感度の高いＧ色光の一部を遮断することになるので、例えば図１７（Ｂ）に示したように、Ｇ色光の発光スペクトルのカット量が増えるにつれて、表示光による放射輝度比が低下している（実施例１と同等のＮＴＳＣ比である１１５％のＮＴＳＣ比とした場合、放射線輝度比がカット量なしの場合の約８５％まで低下している）。
【００５７】
また、上記実施の形態等では、図２に示したように、光源装置３がいわゆる直下型の場合の液晶表示装置について説明したが、例えば図１８に示したように、基板３０Ａ、ＬＥＤ３１Ａおよび波長選択フィルタ３２Ａを有するいわゆるサイドエッジ型の光源装置３Ａによって液晶表示装置を構成してもよい。この場合、光学部材２の代わりに、導光板２４および反射シート２５をさらに有する光学部材２Ａを設けるようにする。このように構成した場合、上記実施の形態の効果に加えて装置全体を小型化することができ、例えば携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などのモバイル用途の液晶表示装置に適した構成とすることが可能となる。
【００５８】
また、上記実施の形態等では、波長選択フィルタ３２を各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの表面に直接形成するようにした場合について説明したが、例えばこれら各色ＬＥＤ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒと波長選択フィルタ３２との間に、他の層や部材が介在していてもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態等では、青色ＬＥＤ３１Ｂ、緑色ＬＥＤ３１Ｇおよび赤色ＬＥＤ３１Ｒによって光源装置３から白色光を出射させるようにすると共に、これらに対応して各色用のカラーフィルタ１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒおよび各色用の波長選択フィルタ３２を設けるようにした場合について説明したが、白色光を生成するための色の種類および数については青（Ｂ）、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）の場合には限られず、他の構成としてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態等では、ＬＣＤパネルおよびバックライト光源としての光源装置を有する液晶表示装置について説明したが、本発明は、ＬＣＤパネル以外の表示パネルおよびバックライト光源としての光源装置を有する他の表示装置にも適用することが可能である。
【００６１】
さらに、本発明のＬＥＤチップは、例えば信号機や照明用器具、車のヘッドライト用のＬＥＤチップなど、液晶表示装置のバックライト光源用の光源装置以外にも、チップからの出射光の色純度を高める必要がある他の装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の要部構成を表す断面図である。
【図３】各色用カラーフィルタの配置構成例を表す平面図である。
【図４】カラーフィルタの波長選択透過特性を表す特性図である。
【図５】各色発光ダイオードの配置構成例を表す平面図である。
【図６】発光ダイオードのスペクトル特性を表す特性図である。
【図７】波長選択フィルタの詳細構成を表す断面図である。
【図８】青色ピークおよび赤色ピークの波長領域と緑色用カラーフィルタの透過波長領域との重なりについて説明するための特性図である。
【図９】波長選択フィルタの波長選択透過特性を表す特性図である。
【図１０】青色用および赤色用の波長選択フィルタによる青色ピークおよび赤色ピークの波長選択透過態様について説明するための特性図である。
【図１１】比視感度と波長との関係について説明するための特性図である。
【図１２】波長選択フィルタ透過後の発光ダイオードのスペクトル特性とカラーフィルタの波長選択透過特性との関係について説明するための特性図である。
【図１３】実施例および比較例の特性について説明するための特性図である。
【図１４】実施例および比較例の色再現範囲を表す特性図である。
【図１５】本発明の変形例に係る緑色用波長選択フィルタの波長選択透過特性を表す特性図である。
【図１６】図１５に示した緑色用波長選択フィルタによる緑色ピークの波長選択透過態様について説明するための特性図である。
【図１７】図１５に示した緑色用波長選択フィルタによる緑色ピークのカット量とＮＴＳＣ比および放射輝度比との関係を表す特性図である。
【図１８】本発明の変形例に係る液晶表示装置の要部構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００…液晶表示装置、１０１…映像処理部、１０２…ＬＣＤ制御部、１０３…映像メモリ、１０４…光源点灯装置、１０５…Ｙドライバ、１０６…Ｘドライバ、１…ＬＣＤパネル、１１Ａ，１１Ｂ…ガラス基盤、１２Ａ，１２Ｂ…偏光板、１３Ａ…画素電極、１３Ｂ…対向電極、１４Ａ，１４Ｂ…配向膜、１５…カラーフィルタ、１５Ｂ…青色用カラーフィルタ、１５Ｇ…緑色用カラーフィルタ、１５Ｒ…赤色用カラーフィルタ、２，２Ａ…光学部材、２１，２３…拡散シート、２２…プリズムシート、２４…道光板、２５…反射シート、３，３Ａ…光源装置、３０，３０Ａ…基板、３１，３１Ａ…発光ダイオード、３１Ｂ…青色発光ダイオード、３１Ｇ…緑色発光ダイオード、３１Ｒ…赤色発光ダイオード、３２，３２Ａ…波長選択フィルタ、３２Ｈ１〜３２Ｈ４…高屈折率層、３２Ｌ１〜３２Ｌ３…低屈折率層、４，４Ａ…筐体、ＣＦＢ…青色用カラーフィルタの波長選択透過特性、ＣＦＧ…緑色用カラーフィルタの波長選択透過特性、ＣＦＲ…赤色用カラーフィルタの波長選択透過特性、ＰＢ…青色ピーク、ＰＧ…緑色ピーク、ＰＲ…赤色ピーク、ＬＢ…青色発光ダイオードのスペクトル特性、ＬＧ，ＬＧ１…緑色発光ダイオードのスペクトル特性、ＬＲ…赤色発光ダイオードのスペクトル特性、ＢＦＢ…青色用波長選択フィルタ、ＢＦＧ，ＢＦＧ１…緑色用波長選択フィルタ、ＢＦＲ…赤色用波長選択フィルタ。
【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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