(57)【要約】【課題】光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード（光源）４を有する照明装置３と、照明装置３からの照明光の光量を制御して情報を表示する液晶表示素子２とを備えた液晶表示装置１において、発光ダイオード４と液晶表示素子２との間に、当該発光ダイオード４から出射された白色の光の発光スペクトルを変換する色変換シート（スペクトル変換部）８を設ける。【選択図】図１
2008281866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する照明装置と、前記照明装置からの照明光の光量を制御して情報を表示する液晶表示素子とを備えた液晶表示装置であって、
前記光源と前記液晶表示素子との間には、当該光源から出射された白色の光の発光スペクトルを変換するスペクトル変換部が設けられている、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体を備え、
前記スペクトル変換部は、前記光源と前記導光体に設けられた入射面との間に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体と、前記導光体に対し前記液晶表示素子とは反対側に設けられて、前記導光体から出射された光を当該導光体側に反射する反射面を備え、
前記スペクトル変換部は、前記導光体と前記反射面との間に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体を備え、
前記スペクトル変換部は、前記液晶表示素子と前記導光体に設けられた出射面との間に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記スペクトル変換部には、所定の波長の光を吸収する透明な酸化膜が用いられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記スペクトル変換部には、透明な導電性膜が各々形成された一対の透明基板と、前記一対の透明基板との間に狭持された液晶層とを有する液晶素子が用いられるとともに、
前記スペクトル変換部では、前記液晶素子の分光透過率を変化させることにより、前記光源から出射された白色の光の発光スペクトルを変換する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記光源には、青色の光を発光する半導体素子、及び前記青色の光の一部を、黄色の光に変換する変換部を有し、前記青色の光と前記黄色の光とを混色することによって白色の光を発光する白色の発光ダイオードが用いられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字や画像等の情報を表示する液晶表示装置、特に、白色の光を発光する発光ダイオードなどを光源に使用した照明装置を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、薄型、低消費電力、高精細を実現できる優れた表示装置として、携帯電話、ＰＤＡ、携帯音楽プレイヤーなどの小型携帯電子機器への普及が進んでいる。また、液晶表示装置では、特に、上記のような小型携帯電子機器に組み込まれる液晶表示装置では、通常、白色の光を発光する白色の発光ダイオードが光源に使用されている。
【０００３】
また、上記のような白色の発光ダイオードは、一般に、電気エネルギーを紫外光や青色光（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）に変換して発光する半導体素子と、半導体素子を封止するための透明樹脂中に含有された蛍光体とを具備している。そして、この発光ダイオードでは、蛍光体が半導体素子から出射された青色光の一部を、青色以外の緑色から赤色の波長域の光（すなわち、黄色光）に変換した後、上記青色光と変換した黄色光とを白色の光に混色して、外部に白色光を出射するようになっていた。
【０００４】
具体的には、図６に示すように、発光ダイオード１００は、青色光を発光する半導体素子１００ａと、半導体素子１００ａを収納した収納部材１００ｃの内部に充填されるとともに、蛍光体が含有された透明な封止樹脂１００ｂとを備えている。また、発光ダイオード１００には、収納部材１００ｃの内部で半導体素子１００ａに接続されたリード細線１００ｄ、１００ｅと、収納部材１００ｃの外部でリード細線１００ｄ、１００ｅにそれぞれ接続されたリード１００ｆ、１００ｇとが設けられている。そして、発光ダイオード１００では、上記蛍光体によって青色光と補色関係にある黄色光を発生させ、当該黄色光と半導体素子１００ａからの上記青色光とを混色した白色光を出射していた。
【０００５】
また、発光ダイオード１００は、高輝度、長寿命、信頼性に優れた光源を容易に構成可能であるというメリットを有している。一方、この発光ダイオード１００では、外部に出射される白色光において、その白色色度が製品毎に同じ値とならずに、バラツキが生じているというデメリットがあった。
【０００６】
つまり、発光ダイオード１００では、図７（ａ）に例示するように、白色色度のバラツキは実線にて示した範囲１１０であった。また、この白色色度のバラツキは、半導体素子１００ａの発光波長のバラツキ（つまり、励起光（青色光）のピーク波長のバラツキ、図７（ａ）に両矢印１１０ａにて図示）と、上記蛍光体の濃度や厚みなどの当該蛍光体からの光の波長のバラツキ（同図７（ａ）に両矢印１１０ｂにて図示）とに起因して発生していた。さらに、発光ダイオード１００では、図７（ａ）に示したように、比較的大きいバラツキが白色色度に生じていたので、従来の液晶表示装置では、その液晶表示素子に入射される光源の光の白色色度が当該光源として使用された発光ダイオード１００に応じて変化して、表示品位が低下することがあった。
【０００７】
このため、従来の液晶表示装置では、白色色度に関して、発光ダイオード１００の選別を行っていた。具体的には、図７（ｂ）に例示するように、図７（ａ）に示した白色色度のバラツキの範囲１１０を、８つの色度ランクａ〜ｊに区分けしていた。また、従来の液晶表示装置では、発光ダイオード１００を製品個々に発光させて、その白色色度を実測するとともに、実測値に従って、対応する発光ダイオード１００を該当する、上記色度ランクａ〜ｊのいずれかの色度ランクに振り分け選別していた。
【０００８】
そして、従来の液晶表示装置では、色度ランクａ〜ｊのうち、通常、２〜４つのいずれかの色度ランクに選別された発光ダイオード１００だけを光源に用いることによって白色色度のバラツキによる悪影響を低減しようとしていた。しかしながら、上記のように、発光ダイオード１００を選別して光源に用いる発光ダイオード１００を制限した場合でも、液晶表示装置に用いたときに、白色色度のバラツキの悪影響を十分に排除できずに、表示品位が低下するのを防げないことがあった。
【０００９】
そこで、従来の液晶表示装置には、発光ダイオードや封止樹脂とは別に設けた蛍光体を使用することにより、白色色度のバラツキの悪影響を排除しようとしたものが提案されている。
【００１０】
具体的にいえば、下記特許文献１に記載された第１の従来例の液晶表示装置では、図８に示す発光ダイオード１３０及び蛍光体フィルム１４０が使用されていた。すなわち、図８において、発光ダイオード１３０は、青色光を発光する半導体素子１３０ａと、半導体素子１３０ａを収納した収納部材１３０ｃの内部に充填された透明な封止樹脂１３０ｂとを具備している。この封止樹脂１３０ｂには、図６に示した封止樹脂１００ｂと異なり、蛍光体が含有されていない。また、発光ダイオード１３０には、収納部材１３０ｃの内部で半導体素子１３０ａに接続されたリード細線１３０ｄ、１３０ｅと、収納部材１３０ｃの外部でリード細線１３０ｄ、１３０ｅにそれぞれ接続されたリード１３０ｆ、１３０ｇとが設けられている。
【００１１】
一方、蛍光体フィルム１４０には、一対の透明なフィルム１４１ａ、１４１ｂと、これらのフィルム１４１ａ、１４１ｂに狭持された蛍光体１４２とが設けられている。そして、第１の従来例の液晶表示装置では、発光ダイオード１３０から出射された青色光の一部が蛍光体フィルム１４０にて黄色光に変換され、さらに白色光に混色されて、液晶表示素子に入射されるように構成されていた。
【００１２】
また、下記特許文献２に記載された第２の従来例の液晶表示装置では、図９に示す発光ダイオード１５０が使用されていた。すなわち、図９において、発光ダイオード１５０は、青色光を発光する半導体素子１５０ａと、半導体素子１５０ａを収納した収納部材１５０ｃの内部に充填された透明な封止樹脂１５０ｂとを具備している。この封止樹脂１５０ｂには、上記封止樹脂１００ｂと異なり、蛍光体が含有されていない。また、発光ダイオード１５０には、収納部材１５０ｃの内部で半導体素子１５０ａに接続されたリード細線１５０ｄ、１５０ｅと、収納部材１５０ｃの外部でリード細線１５０ｄ、１５０ｅにそれぞれ接続されたリード１５０ｆ、１５０ｇとが設けられている。
【００１３】
さらに、発光ダイオード１５０には、半導体素子１５０ａ及び封止樹脂１５０ｂを覆うように収納部材１５０ｃに取り付けられた樹脂カバー１５０ｈが設けられている。この樹脂カバー１５０ｈは、透明樹脂と、この透明樹脂に添加された蛍光体または波長吸収剤とで構成されている。そして、第２の従来例の液晶表示装置では、発光ダイオード１５０から出射された青色光の一部が樹脂カバー１５０ｈにて黄色光に変換され、さらに白色光に混色されて、液晶表示素子に入射されるよう構成されていた。
【特許文献１】特開２００７−５０９８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、上記のような従来の液晶表示装置では、光源の白色色度のバラツキの悪影響を排除することができずに、表示品位が低下するのを防げないことがあった。
【００１５】
具体的には、上記第１の従来例の液晶表示装置では、封止樹脂１００ｂに蛍光体を含有させていた発光ダイオード１００と比較すると、蛍光体１４２の厚みを比較的制御し易いため、蛍光体の厚みに起因する白色色度のバラツキが低減されることが推測される。しかしながら、この第１の従来例の液晶表示装置では、蛍光体１４２の濃度や半導体素子１３０ａの発光波長に起因して、その液晶表示素子に入射される光の白色色度にバラツキが発生するのを回避できなかった。
【００１６】
また、上記第２の従来例の液晶表示装置では、半導体素子１５０ａからの光を蛍光体または波長吸収剤を含んだ樹脂カバー１５０ｈを通過させることにより、白色光を発生させる発光ダイオード１５０を光源に用いていた。しかしながら、この発光ダイオード１５０では、半導体素子１５０ａと樹脂カバー１５０ｈとの間の距離が比較的短く、青色光が十分に吸収されないため、白色光に混色し難かった。すなわち、この発光ダイオード１５０では、白色光が十分に拡散されないことがあった。このため、例えば正面方向と斜め方向とから当該発光ダイオード１５０を観察した場合に、発光色が観察方向によって相異することがあった。この結果、この第２の従来例の液晶表示装置では、その液晶表示素子に入射される光の白色色度にバラツキが生じるのを回避できなかった。
【００１７】
以上のように、従来の液晶表示装置では、光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができずに、表示品位が低下するのを防げないことがあった。とくに、ハイエンド製品などに用いられる場合に、従来の液晶表示装置では、白色色度のバラツキによって要求された色再現性を実現するのが困難であった。
【００１８】
上記の課題を鑑み、本発明は、光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる液晶表示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】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる液晶表示装置は、光源を有する照明装置と、前記照明装置からの照明光の光量を制御して情報を表示する液晶表示素子とを備えた液晶表示装置であって、
前記光源と前記液晶表示素子との間には、当該光源から出射された白色の光の発光スペクトルを変換するスペクトル変換部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
上記のように構成された液晶表示装置では、光源と液晶表示素子との間に設けられたスペクトル変換部が光源から出射された白色の光の発光スペクトルを変換するので、当該白色の光の発光スペクトルを所望の発光スペクトルに変換することができ、光源の白色色度のバラツキを調整することが可能となる。この結果、光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる。
【００２１】
また、上記液晶表示装置において、前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体を備え、
前記スペクトル変換部は、前記光源と前記導光体に設けられた入射面との間に配置されてもよい。
【００２２】
この場合、スペクトル変換部は光源からの白色の光が十分に拡散された状態で、当該白色の光の発光スペクトルを変換することができるので、上記第２の従来例と異なり、白色の光の角度依存性を小さくすることができ、光源の白色色度のバラツキの悪影響をより確実に排除することができる。
【００２３】
また、上記液晶表示装置において、前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体と、前記導光体に対し前記液晶表示素子とは反対側に設けられて、前記導光体から出射された光を当該導光体側に反射する反射面を備え、
前記スペクトル変換部は、前記導光体と前記反射面との間に配置されてもよい。
【００２４】
この場合、スペクトル変換部は光源からの白色の光が十分に拡散された状態で、当該白色の光の発光スペクトルを変換することができるので、上記第２の従来例と異なり、白色の光の角度依存性を小さくすることができ、光源の白色色度のバラツキの悪影響をより確実に排除することができる。
【００２５】
また、上記液晶表示装置において、前記光源からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、前記液晶表示素子側に出射する導光体を備え、
前記スペクトル変換部は、前記液晶表示素子と前記導光体に設けられた出射面との間に配置されてもよい。
【００２６】
この場合、スペクトル変換部は光源からの白色の光が十分に拡散された状態で、当該白色の光の発光スペクトルを変換することができるので、上記第２の従来例と異なり、白色の光の角度依存性を小さくすることができ、光源の白色色度のバラツキの悪影響をより確実に排除することができる。
【００２７】
また、上記液晶表示装置において、前記スペクトル変換部には、所定の波長の光を吸収する透明な酸化膜が用いられてもよい。
【００２８】
この場合、コスト安価で構造簡単なスペクトル変換部を構成することができる。
【００２９】
また、上記液晶表示装置において、前記スペクトル変換部には、透明な導電性膜が各々形成された一対の透明基板と、前記一対の透明基板との間に狭持された液晶層とを有する液晶素子が用いられるとともに、
前記スペクトル変換部では、前記液晶素子の分光透過率を変化させることにより、前記光源から出射された白色の光の発光スペクトルを変換することが好ましい。
【００３０】
この場合、スペクトル変換部は上記白色の光の発光スペクトルの変換を、より広い範囲にわたって、かつ、容易に行うことができ、光源の白色色度のバラツキ調整をより簡単にすることができる。この結果、上記白色色度のバラツキに起因する表示品位の低下をより確実に防ぐことができる。
【００３１】
また、上記液晶表示装置において、前記光源には、青色の光を発光する半導体素子、及び前記青色の光の一部を、黄色の光に変換する変換部を有し、前記青色の光と前記黄色の光とを混色することによって白色の光を発光する白色の発光ダイオードが用いられていることが好ましい。
【００３２】
この場合、高輝度、長寿命、及び信頼性に優れた光源が用いられているので、高性能な液晶表示装置を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる液晶表示装置を提供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】
【００３４】
以下、本発明の液晶表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３５】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、図１（ａ）は上記液晶表示装置の全体構成を説明する図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した発光ダイオードの要部構成を説明する図である。
【００３６】
図において、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶表示素子（液晶パネル）２と、光源としての発光ダイオード４を有するとともに、発光ダイオード４からの光を照明光として液晶表示素子２の非表示面側から当該液晶表示素子２に入射させる照明装置３とを備えている。そして、本実施形態では、液晶表示素子２と照明装置３とが、透過型の液晶表示装置１として一体化されている。
【００３７】
液晶表示素子２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーフィルターが形成されたカラーフィルター基板５ａと、スイッチング素子として、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が形成されたＴＦＴ基板５ｂと、これらのカラーフィルター基板５ａとＴＦＴ基板５ｂとの間に設けられた液晶層（図示せず）とを備えている。また、液晶表示素子２は、カラーフィルター基板５ａ及びＴＦＴ基板５ｂの外側にそれぞれ設けられた偏光板６ａ及び６ｂを有している。そして、液晶表示素子２は、外部から入力される画像データに応じて、上記液晶層の配向状態を変化させることにより、照明装置３からの照明光の光量を画素単位に制御して、文字や画像等の情報を表示面に表示するようになっている。なお、この液晶表示素子２では、例えば２．４型の３２０×４８０ドットの画素を有するアクティブマトリクス型のものが使用されている。
【００３８】
照明装置３には、上記発光ダイオード４からの光が入射されるとともに、その入射された入射光を面状の光に変換して、液晶表示素子２側に出射する導光体７が設けられている。また、照明装置３は、導光体７の液晶表示素子２側に順次設けられた色変換シート８及び集光シート９ａ、９ｂと、導光体７に対し液晶表示素子２とは反対側に設けられて、導光体７から出射された光を当該導光体７側に反射する反射面としての反射シート１０とを備えている。
【００３９】
導光体７には、図１（ａ）に例示するように、断面矩形状に構成されたものが用いられている。すなわち、この導光体７は、発光ダイオード４が対向配置された入射面７ａと、入射面７ａに直交するように、かつ、互いに平行に設けられた出射面７ｂ及び平行面７ｃとが設けられている。また、導光体７では、出射面７ｂ及び平行面７ｃはそれぞれ色変換シート８及び反射シート１０に対向配置されており、導光体７は、発光ダイオード４から出射された白色の光を入射面７ａから入射するとともに、その入射された光を所定の伝搬方向（図の右側方向）に導きつつ、出射面７ｂから光を色変換シート８に向かって出射するようになっている。
【００４０】
尚、上記の説明以外に、例えば断面楔形状の導光体を用いてもよい。また、反射シート１０に代えて、例えば照明装置３を収納するシャーシの導光体７側の表面を反射面に用いることもできる。さらには、集光シート９ａ、９ｂ以外の偏光シートや拡散シートなどの他の光学シートを設置してもよい。
【００４１】
また、発光ダイオード４には、図１（ｂ）に示すように、所定の波長域の光を発光する発光素子としての半導体素子４ａを有し、白色の光を外部に向かって出射するチップ型のＷ−ＬＥＤが用いられている。つまり、発光ダイオード４は、青色の光を発光する半導体素子４ａと、半導体素子４ａを収納した収納部材４ｃの内部に充填されて、半導体素子４ａを封止する封止樹脂４ｂとを備えている。また、発光ダイオード４には、収納部材４ｃの内部で半導体素子４ａに接続されたリード細線４ｄ、４ｅと、収納部材４ｃの外部でリード細線４ｄ、４ｅにそれぞれ接続されたリード４ｆ、４ｇが設けられている。
【００４２】
封止樹脂４ｂには、透明な合成樹脂（例えば、シリコン樹脂）が用いられている。さらに、この封止樹脂４ｂには、上記青色の光を用いて、黄色の光を発生（励起）させる変換部として、無機蛍光体、顔料、有機蛍光染料などの所定の蛍光体が含有されている。そして、発光ダイオード４では、青色の光と補色関係にある黄色の光とを混色して、白色の光を出射するようになっている。また、発光ダイオード４からの白色の光は、後に詳述するように、その発光スペクトルが色変換シート８によって所望の発光スペクトルに調整されるようになっており、本実施形態の液晶表示装置１では、発光ダイオード４における、製品毎の白色色度のバラツキの悪影響が現れるのを確実に排除できるように構成されている。
【００４３】
ここで、図２及び図３も参照して、色変換シート８について具体的に説明する。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、色変換シート８により、色度ランクＡのランクに振り分けられた発光ダイオード４からの光の発光スペクトルを、色度ランクＢの発光ダイオード４のものとほぼ同等となるように変換して、これらの色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４での白色色度のバラツキを解消する場合を例示して説明する。
【００４４】
図２は、上記発光ダイオードの具体的な発光スペクトルを示すグラフである。図３は図１に示した色変換シートを説明する図であり、図３（ａ）は当該色変換シートの構成を示す側面図であり、図３（ｂ）は上記色変換シートを使用して色変換した後の具体的な発光スペクトルを示すグラフである。
【００４５】
色度ランクＡの発光ダイオード４では、その発光スペクトル（typical値）は図２の曲線３１に示される。一方、色度ランクＢの発光ダイオード４では、その発光スペクトル（typical値）は図２の曲線４１に示される。また、これら色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４での各白色色度の基準値は、以下の通りである。なお、この基準値は、ＣＩＥ１９３１表色系における色再現範囲の色度図（ＮＴＳＣ比）ＮＴＳＣ色度図での値である。
【００４６】
色度ランクＡの発光ダイオード４での白色色度の基準値のｘ色度及びｙ色度は、それぞれ０．２９５及び０．３０８である。一方、色度ランクＢの発光ダイオード４での白色色度の基準値のｘ色度及びｙ色度は、それぞれ０．３０６及び０．３２３である。このように色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４では、白色色度の基準値において、大きなズレが生じている。そこで、色変換シート８は、色度ランクＡの発光ダイオード４からの白色の光の発光スペクトルが色度ランクＢのものとほぼ合致するように、一部の波長域の光を吸収するように構成されている。
【００４７】
具体的には、色変換シート８は、発光ダイオード４から出射された白色の光の発光スペクトルを変換するスペクトル変換部を構成しており、図３（ａ）に示すように、基材８ａと、基材８ａ上に形成されるとともに、所定の波長の光を吸収する透明な酸化膜８ｂとを備えている。基材８ａは、透明な樹脂シート、好ましくは０．１％未満のヘイズ値で、９０％以上の光透過率を有する透光性に優れた樹脂シートが用いられており、撓みなどの変形が酸化膜８ｂに生じるのを極力防いだ状態で、当該酸化膜８ｂを支持するように構成されている。
【００４８】
また、酸化膜８ｂは、上記白色の光の発光スペクトルを実質的に変換するものであり、酸化膜８ｂでは、材質、厚さ寸法などを変更することによって吸収する光の波長を変えられ、発光スペクトルの変換内容（波長や大きさ等）を調整できるようになっている。具体的にいえば、酸化膜８ｂには、例えば蒸着法を用いて、０．７８μｍの厚さ寸法で基材８ａ上に形成されたＩＴＯ膜が用いられており、図３（ｂ）に曲線３１にて示す色度ランクＡの発光ダイオード４の発光スペクトルを、同図３（ｂ）に曲線３１’にて示す発光スペクトルに変換する。これにより、色変換シート８は、上記曲線３１にて示した発光スペクトルを、同図３（ｂ）に曲線４１にて示す色度ランクＢの発光ダイオード４の発光スペクトルにほぼ合致させることができる。
【００４９】
詳細にいえば、色変換シート８では、色度ランクＡの発光ダイオード４からの白色の光に対して、酸化膜８ｂによって４５０ｎｍ以下の波長域の光を主に吸収させることにより、５５０ｎｍ前後の波長域の光の割合を増加させて、当該白色の光の発光スペクトルを、曲線４１にて示した色度ランクＢのものにほぼ合致するように変換するようになっている。そして、この変換後の光の白色色度では、ｘ色度及びｙ色度の値をそれぞれ０．３０５及び０．３２６とすることができ、上述した色度ランクＢの発光ダイオード４での白色色度とほぼ同等として、色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４での白色色度のバラツキを解消している。
【００５０】
尚、色変換シート８を設けることなく、例えばカラーフィルター基板５ａに形成されるＲＧＢの各色のカラーフィルターの厚みを変更することにより、照明装置３から液晶表示素子２に入射される白色の光（照明光）の白色色度を調整することが考えられる。しかしながら、このようにカラーフィルター基板５ａの構成を変更する場合では、ＲＧＢの各色のカラーフィルターの厚みを最小で１．２μｍ（Ｂ用カラーフィルター）から最大で２．７μｍ（Ｇ用カラーフィルター）までＲＧＢの色毎に変更する必要があり、液晶表示素子２を作製する上で好ましくない。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、色変換シート８を設置するだけにより、色度ランクＡの発光ダイオード４での発光スペクトルを色度ランクＢのものとほぼ合致させて、これらの色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４での白色色度をほぼ揃えることができる。尚、このような２ランクの発光ダイオード４を用いる場合において、光源に色度ランクＢの発光ダイオード４を設置したときには、色変換シート８の設置を省略できることは言うまでもない。
【００５２】
以上のように構成された本実施形態の液晶表示装置１では、液晶表示素子２と発光ダイオード（光源）４との間に設けられた色変換シート（スペクトル変換部）８が発光ダイオード４から出射された白色の光の発光スペクトルを変換している。これにより、上記白色の光の発光スペクトルを所望の発光スペクトルに変換することができ、発光ダイオード４の白色色度のバラツキを調整することができる。従って、本実施形態の液晶表示装置１では、上記従来例と異なり、発光ダイオード４の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる。
【００５３】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、所定の波長を吸収する透明な酸化膜８ｂが色変換シート８に用いられているので、上記スペクトル変換部、ひいては液晶表示装置１の構造を容易に簡単化することができるとともに、コスト削減を容易に図ることができる。
【００５４】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、色変換シート８が液晶表示素子２と導光体７に設けられた出射面７ｂの間に配置されているので、色変換シート８は発光ダイオード４からの白色の光が十分に拡散された状態で、当該白色の光の発光スペクトルを変換することができる。従って、本実施形態の液晶表示装置１では、上記第２の従来例と異なり、白色の光の角度依存性を小さくすることができ、発光ダイオード４の白色色度のバラツキの悪影響をより確実に排除することができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、（ａ）は上記液晶表示装置の全体構成を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）に示した液晶素子の要部構成を説明する図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、スペクトル変換部に液晶素子を用いた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００５６】
すなわち、図４（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、液晶表示素子２と照明装置３との間に、スペクトル変換部としての液晶素子１１が設置されている。また、この液晶素子１１は、図４（ｂ）に示すように、一対の透明基板１１ａ、１１ｂと、一対の透明基板１１ａ、１１ｂとの間に狭持された液晶層１１ｃとを備えている。透明基板１１ａ、１１ｂには、例えばＩＴＯ膜を用いて構成された透明な導電性膜１１ａ１、１１ｂ１がそれぞれ形成されている。これら導電性膜１１ａ１、１１ｂ１は、液晶層１１ｃの配向状態を変調するための透明電極を構成している。そして、液晶素子１１では、図示を省略した外部電源から導電性膜１１ａ１、１１ｂ１に印加される印加電圧の値を変更することにより、液晶層１１ｃの配向状態を変調して、当該液晶素子１１の分光透過率を変化させて、発光ダイオード４から出射された白色の光の発光スペクトルを変換するようになっている（詳細は後述。）。
【００５７】
また、液晶素子１１では、照明装置３側の透明基板１１ｂの下側に、透過軸が偏光板６ａと同じ向きに揃えられた偏光板１１ｄは設けられている。そして、液晶素子１１では、液晶表示素子２側の偏光板については、当該液晶表示素子２に設けられた偏光板６ｂと併用するようになっており、低コスト化が図られている。なお、液晶素子１１では、その液晶材料、印加電圧、配光モードなどは任意であり、適宜選択可能である。また、液晶素子１１と偏光板６ｂとの間に、例えば偏光変換フィルムを設けることにより、液晶表示装置１の高輝度化を容易に図ることができる。
【００５８】
ここで、液晶素子１１の具体的な動作について、図５も参照して説明する。
【００５９】
図５は、上記液晶素子の具体的な分光透過率を示すグラフである。
【００６０】
図５において、曲線５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、及び５０ｅは、それぞれ導電性膜１１ａ１、１１ｂ１への印加電圧を３．７Ｖ、３．８Ｖ、３．９Ｖ、４．０Ｖ、及び４．１Ｖとした場合に、液晶素子１１から液晶表示素子２に出射された光の発光スペクトルを示している。このように、液晶素子１１では、導電性膜１１ａ１、１１ｂ１への印加電圧を変更することにより、液晶表示素子２側に出射される光の発光スペクトルが変えられる。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、表１に例示するように、発光ダイオード４からの白色の光での白色色度を調整することができる。
【００６１】
【表１】
2008281866.tif 000003
【００６２】
つまり、表１から明らかなように、印加電圧を３．９Ｖとすることにより、液晶素子１１では、色度ランクＡ、Ｂの発光ダイオード４での白色色度をほぼ揃えることができる。
【００６３】
以上の構成により、本実施形態の液晶表示装置１では、第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１では、上記従来例と異なり、発光ダイオード４の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる。
【００６４】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、液晶素子１１を用いてスペクトル変換部が構成されているので、表１に例示したように、液晶素子１１への印加電圧を変更することによって、発光ダイオード４からの白色の光の発光スペクトルの変換の度合いを、より広い範囲にわたって、かつ、容易に行うことができ、発光ダイオード４の白色色度のバラツキ調整をより簡単にすることができる。この結果、本実施形態の液晶表示装置１では、第１の実施形態のものに比べて、白色色度のバラツキに起因する表示品位の低下をより確実に防ぐことができる。また、本実施形態の液晶表示装置１では、使用する発光ダイオード４の白色色度について、予め所定の色度ランクに振り分ける選別作業を割愛することができる。
【００６５】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６６】
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半透過型や反射型の各種液晶表示装置に本発明を適用することができる。
【００６７】
また、上記の説明では、青色の光を発光する半導体素子と、封止樹脂内に含有された蛍光体とを備えて、青色光と前記蛍光体によって励起された黄色光とを混色して、白色光を発光する白色の発光ダイオードを光源に使用した場合について説明したが、本発明の光源は、液晶表示素子に対して、白色の光を入射させるものであれば何等限定されない。
【００６８】
具体的には、例えば、青色光以外の紫外光などの第１の色の光を発光する半導体素子と、半導体素子からの第１の色の光の一部を、当該第１の色の光と補色関係にある第２の色の光に変換する蛍光体あるいは波長吸収剤を用いた変換部を有し、第１の色の光と第２の色の光とを混色することにて白色の光を発光する発光ダイオードを使用することもできる。また、半導体素子に代えて、ＥＬ素子などの他の発光素子を用いることもできる。
【００６９】
但し、上記の各実施形態のように、青色光を発光する半導体素子を備えた発光ダイオードを使用する場合の方が、高輝度、長寿命、及び信頼性に優れた光源を用いることとなり、高性能な液晶表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。
【００７０】
また、上記の説明では、導光体を備えたエッジライト型の照明装置を使用した場合について説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されるものではなく、例えば液晶表示素子の非表示面側に、複数の発光ダイオード（光源）を配置した直下型の照明装置を用いることもできる。
【００７１】
また、上記の第１及び第２の実施形態の説明では、液晶表示素子と導光体の出射面との間に、スペクトル変換部としての色変換シート及び液晶素子をそれぞれ設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スペクトル変換部の構成、設置数、設置箇所等は上記のものに何等限定されない。
【００７２】
具体的には、光源と導光体に設けられた入射面との間にスペクトル変換部を配置したり、導光体と反射シート（反射面）との間にスペクトル変換部を配置したりしてもよい。このようにスペクトル変換部を設けることにより、上記の各実施形態と同様に、スペクトル変換部は光源からの白色の光が十分に拡散された状態で、当該白色の光の発光スペクトルを所望の発光スペクトルに変換することができる。これにより、白色の光の角度依存性を小さくして、光源の白色色度のバラツキの悪影響をより確実に排除することができる。
【００７３】
また、上記第１の実施形態では、厚さ寸法０．７８μｍのＩＴＯ膜を用いた酸化膜を有する色変換シートを使用した場合について説明したが、本発明の色変換シートはこれに限定されるものではなく、ＺｎＯ膜やＳｉＯ2膜などの他の酸化膜を用いることができる。また、この色変換シートでは、その設置箇所などに応じて、厚さ寸法を適宜変更することが好ましい。具体的には、上記実施形態と同様に、色度ランクＡの発光ダイオードの発光スペクトルを色度ランクＢのものにほぼ合致させる場合において、ＩＴＯ膜の酸化膜を有する色変換シートを導光体と反射シートとの間に設置する場合には、色変換シート（スペクトル変換部）を通過する回数を考慮して、当該酸化膜の厚さ寸法を、例えば０．３８８μｍ程度と厚くすることが好ましい。
【００７４】
また、上記第２の実施形態では、導電性膜を有するとともに、導電性膜の間に液晶層を狭持した一対の透明基板を具備する液晶素子を使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一対の一方の透明基板に上記カラーフィルターが形成されたカラーフィルター基板を使用することもできる。また、スイッチング素子として例えばＴＦＴが画素単位に形成された上記ＴＦＴ基板を透明基板に用いることもできる。このようにスイッチング素子を備えた透明基板を用いた場合には、液晶表示素子に入射される光の発光スペクトルを部分的に変換して、調整することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、光源の白色色度のバラツキの悪影響を確実に排除することができ、表示品位が低下するのを防ぐことができる液晶表示装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、（ａ）は上記液晶表示装置の全体構成を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）に示した発光ダイオードの要部構成を説明する図である。
【図２】上記発光ダイオードの具体的な発光スペクトルを示すグラフである。
【図３】図１に示した色変換シートを説明する図であり、（ａ）は当該色変換シートの構成を示す側面図であり、（ｂ）は上記色変換シートを使用して色変換した後の具体的な発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、（ａ）は上記液晶表示装置の全体構成を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）に示した液晶素子の要部構成を説明する図である。
【図５】上記液晶素子の具体的な分光透過率を示すグラフである。
【図６】白色の発光ダイオードの一般的な構成を説明する図である。
【図７】（ａ）は図６に示した発光ダイオードの白色色度のバラツキを説明する図であり、（ｂ）は当該発光ダイオードの白色色度の具体的な色度ランクを説明する図である。
【図８】第１の従来例の液晶表示装置の要部構成を説明する図である。
【図９】第２の従来例の液晶表示装置に用いられた発光ダイオードを説明する図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  液晶表示装置
２  液晶表示素子
３  照明装置
４  発光ダイオード（光源）
４ａ  半導体素子
４ｂ  封止樹脂（変換部）
７  導光体
７ａ  入射面
７ｂ  出射面
８    色変換シート（スペクトル変換部）
８ｂ  酸化膜
１０  反射シート（反射面）
１１  液晶素子（スペクトル変換部）
１１ａ、１１ｂ  透明基板
１１ａ１、１１ｂ１  導電性膜
１１ｃ  液晶層
【図１】
2008281866.tif 000004
【図２】
2008281866.tif 000005
【図３】
2008281866.tif 000006
【図４】
2008281866.tif 000007
【図５】
2008281866.tif 000008
【図６】
2008281866.tif 000009
【図７】
2008281866.tif 000010
【図８】
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【図９】
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