(57)【要約】【課題】  赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の光が少なく、且つ光量が十分な白色光を出射して、液晶パネルを照明する。【解決手段】  導光板３１の幅方向の両端面３１ａ，３１ｂに、青色光を出射する青色ＣＣＦＬ４１Ｂを２本ずつ配置する。また、導光板３１の長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄに、赤色ＬＥＤ４３Ｒと緑色ＬＥＤ４３Ｇとを備え、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された赤色光と、緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射された緑色光とを混色して得られる黄色光を出射する光源ユニット４２を１０個ずつ配置する。導光板３１は、幅方向の両端面３１ａ，３１ｂから入射された青色光と、長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄから入射された黄色光とを混色して白色光を生成し、一方の主面から出射する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の原色を示す波長域の光と第２の原色を示す波長域の光と第３の原色を示す波長域の光とを混色して白色光を生成し、生成した白色光によって液晶パネルを照明する照明装置において、
上記第１の原色を示す波長域の光を出射する第１の光源と、
上記第２の原色を示す波長域の光を出射する第２の光源と、
上記第３の原色を示す波長域の光を出射する第３の光源とを備え、
上記第１の光源は発光ダイオードであり、
上記第２の光源は蛍光管であり、
上記第３の光源は蛍光管又は発光ダイオードのいずれかであること
を特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記第２の原色は青色であり、上記第２の光源は、青色を示す波長域の光を出射する青色蛍光管であること
を特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
上記第３の原色は緑色であり、上記第３の光源は、緑色を示す波長域の光を出射する緑色蛍光管又は緑色発光ダイオードのいずれかであること
を特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
端面から入射した光を全反射させながら導光して、一方の主面全体から出射する導光板を備え、
上記第１の光源、上記第２の光源、及び上記第３は、それぞれ上記導光板の端面に配置されており、
上記導光板は、上記第１の光源から出射された第１の原色光、上記第２の光源から出射された第２の原色光、及び上記第３の光源から出射された第３の原色光が端面から入射され、入射された上記第１の原色光と上記第２の原色光と上記第３の原色光とを全反射させながら導光することによって混色して白色光を生成し、生成した白色光を一方の主面全体から出射すること
を特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
透過型の液晶パネルと、この液晶パネルを一方主面側から照明する照明装置とからなる液晶表示装置であって、
上記照明装置は、第１の原色を示す波長域の光を出射する第１の光源と、
第２の原色を示す波長域の光を出射する第２の光源と、
第３の原色を示す波長域の光を出射する第３の光源とを備え、
上記第１の光源は発光ダイオードであり、
上記第２の光源は蛍光管であり、
上記第３の光源は蛍光管又は発光ダイオードのいずれかであり、
上記第１の原色を示す波長域の光と上記第２の原色を示す波長域の光と上記第３の原色を示す波長域の光とを混色して白色光を生成し、生成した白色光によって液晶パネルを照明すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
上記第２の原色は青色であり、上記第２の光源は、青色を示す波長域の光を出射する青色蛍光管であること
を特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記第３の原色は緑色であり、上記第３の光源は、緑色を示す波長域の光を出射する緑色蛍光管又は緑色発光ダイオードのいずれかであること
を特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
上記照明装置は、端面から入射した光を全反射させながら導光して、一方の主面全体から出射する導光板を備え、
上記第１の光源、上記第２の光源、及び上記第３は、それぞれ上記導光板の端面に配置されており、
上記導光板は、上記第１の光源から出射された第１の原色光、上記第２の光源から出射された第２の原色光、及び上記第３の光源から出射された第３の原色光が端面から入射され、入射された上記第１の原色光と上記第２の原色光と上記第３の原色光とを全反射させながら導光することによって混色して白色光を生成し、生成した白色光を一方の主面全体から出射すること
を特徴とする請求項５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、発光ダイオードを用いて生成した白色光によって、被照明物を照明する照明装置に関する。また、本発明は、液晶パネルと液晶パネルを照明する照明装置とを備える液晶表示装置に関し、詳しくは、発光ダイオードを用いて生成した白色光によって、液晶パネルを照明する照明装置が備えられた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン、パソコン、及び携帯型電子機器などに備えられるディスプレイとして、薄型で軽量な液晶ディスプレイが普及している。液晶ディスプレイは、画像を表示する液晶パネルを備えているが、液晶パネルは自己発光しない。したがって、液晶ディスプレイには、液晶パネルを背面から照明するバックライト装置など、液晶パネルを照明する照明装置が備えられている。
【０００３】
バックライト装置に多く用いられる光源としては、冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp；以下、ＣＣＦＬという。）が挙げられる。しかし、ＣＣＦＬは、水銀が用いられているために、例えばバックライト装置が破壊したときに水銀が流出してしまうなど、環境に悪影響を与えてしまう虞がある。
【０００４】
そこで、発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、ＬＥＤという。）を使用したバックライト装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】実公平７−３６３４７号公報
【特許文献２】特表２０００−５４０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＬＥＤには、赤色光を出射する赤色ＬＥＤと、緑色光を出射する緑色ＬＥＤと、青色光を出射する青色ＬＥＤとがあるが、図１５中Ｒ，Ｇ，Ｂに示すように、各ＬＥＤから出射される光には目的とする波長域以外の波長の光がほとんど含まれていない。したがって、赤色ＬＥＤから出射した赤色光と、緑色ＬＥＤから出射した緑色光と、青色ＬＥＤから出射した青色光とを混色することにより、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の量が少ない白色光を得ることが可能となる。
【０００７】
一方、ＣＣＦＬから出射される白色光は、図１５中Ｃに示すように、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の量が多く含まれている。
【０００８】
液晶パネルを照明する白色光に含まれる赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の量が少ないほど、液晶表示装置の色再現性は高くなる。したがって、図１６に示すように、バックライト装置の光源として赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを用い、各ＬＥＤから出射された赤色光と緑色光と青色光とを混色して得られた白色光により液晶パネルを照明することで、光源としてＣＣＦＬを用いた場合と比較して、液晶表示装置の色再現性が良好になる。なお、図１６中Ｔ１１に示す三角形は、バックライト装置の光源として赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを用いた場合の液晶表示装置の色再現性を示し、Ｔ１２は、バックライト装置の光源としてＣＣＦＬを用いた場合の液晶表示装置の色再現性を示す。
【０００９】
しかしながら、ＬＥＤの発光効率は、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤで約２０ルーメン／Ｗとされており、青色ＬＥＤの発光効率は約５ルーメン／Ｗとされている。これに対して、ＣＣＦＬの発光効率は、約５０ルーメン／Ｗとされている。すなわち、各ＬＥＤの発光効率はＣＣＦＬと比較して低く、特に青色ＬＥＤは、ＣＣＦＬの約１／１０の発光効率とされている。
【００１０】
したがって、ＬＥＤを光源としたときには、十分な輝度を得ることが困難となり、液晶表示装置のサイズがある程度大きくなると、液晶パネル全体を照明しにくくなる。
【００１１】
また、ＬＥＤはサイズが小さく、例えば底面が直径約９．６ｍｍの円形とされ、且つ高さが約６．０９ｍｍとされているために、出射される光によって照射される範囲が狭い。ＬＥＤから出射される光によって照射される範囲が狭いために、バックライト装置の光源としてＬＥＤを使用するときには、ＬＥＤを列状や平面状に複数並べて、多数使用する必要が生じる。
【００１２】
しかしながら、ＬＥＤは高価であるために、多数のＬＥＤを使用してバックライト装置を製造すると、バックライト装置の製造にかかるコストが増加してしまう。したがって、ＬＥＤが使用されているバックライト装置が設けられた液晶ディスプレイは、高価なものとなってしまう。
【００１３】
本発明は、以上説明した従来の実情を鑑みて提案されたものであり、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の量が少ない白色光を出射し、出射する光の光量が十分で、且つ製造に要するコストが低い照明装置、並びに、色再現性が高く、十分な光量の光によって液晶パネルが照明され、且つ製造に要するコストが低い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】
【００１４】
本発明に係る照明装置は、第１の原色を示す波長域の光と第２の原色を示す波長域の光と第３の原色を示す波長域の光とを混色して白色光を生成し、生成した白色光によって液晶パネルを照明する照明装置において、上記第１の原色を示す波長域の光を出射する第１の光源と、上記第２の原色を示す波長域の光を出射する第２の光源と、上記第３の原色を示す波長域の光を出射する第３の光源とを備え、上記第１の光源は発光ダイオードであり、上記第２の光源は蛍光管であり、上記第３の光源は蛍光管又は発光ダイオードのいずれかであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置は、透過型の液晶パネルと、この液晶パネルを一方主面側から照明する照明装置とからなる液晶表示装置であって、上記照明装置は、第１の原色を示す波長域の光を出射する第１の光源と、第２の原色を示す波長域の光を出射する第２の光源と、第３の原色を示す波長域の光を出射する第３の光源とを備え、上記第１の光源は発光ダイオードであり、上記第２の光源は蛍光管であり、上記第３の光源は蛍光管又は発光ダイオードのいずれかであり、上記第１の原色を示す波長域の光と上記第２の原色を示す波長域の光と上記第３の原色を示す波長域の光とを混色して白色光を生成し、生成した白色光によって液晶パネルを照明することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る照明装置は、出射する白色光の元となる赤色光、緑色光、青色光のうち、１つ又は２つが蛍光管から出射されており、残りの２つ又は１つが発光ダイオードから出射されている。蛍光管から出射される光は光量が多く、発光ダイオードから出射される光は目的とする波長域以外の波長の光が少ない。
【００１７】
したがって、本発明に係るバックライト装置から出射される白色光は、赤色、緑色、青色を示す波長以外の波長の光が少なく、且つ光量が多いものとなる。すなわち、本発明に係るバックライト装置によれば、赤色、緑色、青色を示す波長以外の波長の光が少なく且つ輝度が高いな白色光によって液晶パネルを照明することで、液晶表示装置に表示されている画像の色再現性を上げることや、表示装置に表示されている画像を鮮やかに映し出すことなどが可能となる。
【００１８】
また、蛍光管は、同じ光量の光を出射するために必要となる発光ダイオードよりも価格が安いので、本発明に係るバックライト装置は、光源に蛍光管を使用することで、製造にかかるコストを抑えることができる。
【００１９】
また、蛍光管は、発光ダイオードと比較して発熱が少ないために、本発明に係るバックライト装置は、光源として蛍光管を使用することで、ファンなどの冷却装置を搭載する必要がなくなり、構成を簡易にすることができる。
【００２０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、バックライト装置から出射される白色光の元となる赤色光、緑色光、青色光のうち、１つ又は２つが蛍光管から出射されており、残りの２つ又は１つが発光ダイオードから出射されている。
【００２１】
したがって、本発明に係る液晶表示装置では、バックライト装置が、赤色、緑色、青色を示す波長以外の波長の光が少なく且つ輝度が高い白色光を出射して、液晶パネルを照明する。すなわち、本発明に係るバックライト装置によれば、赤色、緑色、青色を示す波長以外の波長の光が少なく且つ輝度が高い白色光によって、液晶パネルが照明されているために、表示される画像は、色再現性が良好であり且つ鮮やかなものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
本発明は、例えば図１に示すような構成のバックライト方式の液晶表示装置１００に適用される。本実施の形態では、液晶表示装置１００は、縦横比が９：１６で１７インチのサイズとされている。
【００２５】
液晶表示装置１００は、透過型の液晶パネル１０と、液晶パネル１０の一方主面側（以下、背面側という。）に設けられたバックライト装置２０とを備える。ユーザは、液晶パネル１０に映し出された映像を、他方主面側（以下、表面側という。）から観る。
【００２６】
液晶パネル１０は、ガラスなどの２枚の透明な基板であるＴＦＴ基板１１と対向電極基板１２とを、互いに対向配置させ、その間隙にツイステッドネマティック液晶が封入された液晶層１３を設けた構成とされている。
【００２７】
ＴＦＴ基板１１には、マトリクス状に配置された信号線１４と走査線１５が形成されている。また、ＴＦＴ基板１１には、信号線１４と走査線１５との交点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。
【００２８】
一方、対向電極基板１２の内表面には、対向電極１８及びカラーフィルタ１９が形成されている。なお、液晶パネル１０は、ＴＦＴ基板１１が配置されている側が背面側とされ、対向電極基板１２が配置されている側が表面側とされる。
【００２９】
この液晶表示装置１００では、以上説明した構成の液晶パネル１０を２枚の偏光板２５，２６で挟み、バックライト装置２０によって背面側から白色光が照明された状態でアクティブマトリクス駆動することによって、所望のフルカラー映像表示が得られる。なお、バックライト装置２０については、詳細を後述する。
【００３０】
この液晶表示装置１００は、例えば図２に示す電気的なブロック構成を示す駆動回路２００により駆動される。
【００３１】
駆動回路２００は、液晶パネル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と、液晶パネル１０を駆動するＸドライバ回路１２０及びＹドライバ回路１３０と、外部からの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と、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と、バックライト装置２０を駆動制御するバックライト駆動制御部１８０などを備えてなる。
【００３２】
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液晶パネル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、映像メモリ１６０を介してＸドライバ回路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、映像メモリ１６０を介してＸドライバ回路１２０に供給されるＲＧＢセパレート信号で液晶パネル１０を駆動することにより、ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。
【００３３】
つぎに、バックライト装置２０について説明する。
【００３４】
第１の実施の形態
まず、本発明を適用したバックライト装置２０の第１の実施の形態について説明する。
【００３５】
図３に示すように、バックライト装置２０は、平板状の導光板３１と、導光板３１の幅方向の両端面３１ａ，３１ｂに設けられた青色光出射部３２ａ，３２ｂと、導光板３１の長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄに設けられた黄色光出射部３３ａ，３３ｂとを備える。
【００３６】
また、図４に示すように、バックライト装置２０は、導光板３１の液晶パネル１０側の主面である光出射面３１ｅ側に、拡散シート３４と、第１のレンズシート３５と、第２のレンズシート３６とが順番に配置されており、光出射面３１ｅとの対向面である反射面３１ｆ側に、反射シート３７が配置されている。なお、図４は、図３中Ａ−Ａ’線断面図である。
【００３７】
導光板３１は、所定の厚みを有する透明な平板である。導光板３１の縦横比やサイズは、液晶パネル１０と同じとされている。本実施の形態では、液晶パネル１０の縦横比が９：１６とされておりサイズが１７インチとされているので、導光板３１も縦横比が９：１６とされておりサイズが１７インチとされる。なお、導光板３１の縦横比やサイズは、本発明を規定するものではない。
【００３８】
導光板３１は、長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄから入射した黄色光と、幅方向の両端面３１ｃ，３１ｄから入射した青色光とを全反射して導光しながら混色して白色光を生成し、当該導光板３１の一方主面である光出射面３１ｅから生成した白色光を出射させる。
【００３９】
導光板３１は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、及びポリカーボネート樹脂などの透明熱可塑性樹脂を、射出成形することなどによって形成される。また、導光板３１の他方主面である光反射面３１ｆには、細かい凹凸形状、例えばプリズムパターンやドットパターンなどが形成されており、導光板３１内に導光された光を光出射面３１ｅ方向へ効率良く立ち上げるような処理がなされている。このプリズムパターンやドットパターンなどによって、導光板３１内に入射した光は、光出射面３１ｅ全体から均一な光として出射される。
【００４０】
拡散シート３４は、光出射面３１ｅから出射された白色光を均一な光に拡散する。また、第１のレンズシート３５及び第２のレンズシート３６は、拡散シート３４から出射された光を、液晶パネル１０側、すなわち正面側へ集光するよう配向制御を行う。
【００４１】
反射シート３５は、導光板３１によって導光される光のうち、光反射面３１ｆから出射された光を反射して、導光板３１の内部に戻す。バックライト装置２０では、反射シート３５が光反射面３１ｆから出射された光を反射して導光板３１の内部に戻すことによって、導光板３１から光が飛び出して光出射面３１ｅから出射される光の光量が損失されることを抑制できる。
【００４２】
青色光出射部３２ａ，３２ｂは、それぞれ、青色光を出射する冷陰極蛍光管（Cold Cathode Fluorescent Lamp；以下、ＣＣＦＬという。）ＣＣＦＬ４１Ｂを備える。青色ＣＣＦＬ４１Ｂは、導光板３１の長手方向とほぼ同じ長さとされており、導光板３１の長手方向と略平行に配置されている。各青色光出射部３２ａ，３２ｂに備えられた青色ＣＣＦＬ４１Ｂから出射された青色光は、導光板３１の幅方向の両端面３１ａ，３１ｂから入射して、導光板３１によって導光される。青色ＣＣＦＬ４１Ｂは、内面に、例えばＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕなど、青色を発光する蛍光体が塗布されている。
【００４３】
青色ＣＣＦＬ４１Ｂの発光効率は、約１０ルーメン／Ｗとされている。一方、青色光を発光する発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、ＬＥＤという。）の発光効率は約５ルーメン／Ｗとされている。すなわち、同じ電力を消費した場合に、青色ＣＣＦＬ４１Ｂから出射される光は、青色光を出射するＬＥＤから出射される青色光の約２倍となる。したがって、青色ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することにより、消費電力を一定としたままでバックライト装置２０から出射される光の光量を増やすことが可能となる。
【００４４】
ＣＣＦＬは、同じ光量を出射するために必要となる数のＬＥＤと比較して価格が安い。したがって、バックライト装置２０は、光源として青色光ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することで、製造にかかるコストを抑えることができる。
【００４５】
また、ＣＣＦＬは、ＬＥＤと比較して発熱が少ない。したがって、バックライト装置２０は、光源として青色光ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することで、例えばファンなどの冷却装置を搭載する必要がなくなり、構成を簡易にすることが可能となる。
【００４６】
また、ＣＣＦＬから出射される光は、指向性が少なく広がりが良好であるので、青色光出射部３２ａ，３２ｂから出射された青色光は、導光板３１内全体に亘って広がり、他の光と混色されやすい。
【００４７】
黄色光出射部３３ａ，３３ｂは、それぞれ、導光板３１の幅方向の一方端面に沿って一列に並べられた複数の光源ユニット４２ａ−１〜４２ａ−１０、他方端面に沿って一列に並べられた光源ユニット４２ｂ−１〜４２ｂ−１０を備える。なお、以下の説明では、区別する必要がない場合には、光源ユニット４２ａ−１〜４２ａ−１０、光源ユニット４２ｂ−１〜光源ユニット４２ｂ−１０を、光源ユニット４２と総称する。
【００４８】
図５に示すように、光源ユニット４２は、赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）４３Ｒと、緑色ＬＥＤ４３Ｇとを備える（以下、総称する場合には、ＬＥＤ４３という。）。また、光源ユニット４２は、赤色ＬＥＤ４３Ｒの光出射面側に配置されている赤色光集光レンズ４４Ｒと、緑色ＬＥＤ４３Ｇの光出射面側に配置されている緑色光集光レンズ４４Ｇとを備える（以下、総称する場合には、集光レンズ４４という。）。また、光源ユニット４２は、赤色光集光レンズ４４Ｒの光出射面側に配置されている反射プリズム４５、及び緑色光集光レンズ４４Ｇの光出射面側に配置されているダイクロイックプリズム４６を備える混色部４７を備える。また、光源ユニット４２は、混色部４７の光出射側に配置されている光学部材４８を備える。
【００４９】
赤色ＬＥＤ４３Ｒは、赤色を示す波長域の光を出射し、緑色ＬＥＤ４３Ｇは、緑色を示す波長域の光を出射する。本実施の形態では、赤色ＬＥＤ４３Ｒ及び緑色ＬＥＤ４３Ｇとして、発光効率が約２０ルーメン／Ｗのものを使用する。
【００５０】
赤色光集光レンズ４４Ｒは、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された赤色光に含まれる発散光を平行光として、反射プリズム４５に入射させる。また、緑色光集光レンズ４５Ｒは、緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射された緑色光に含まれる発散光を平行光として、ダイクロイックプリズム４６に入射させる。集光レンズ４４が、ＬＥＤ４３から出射された光に含まれる発散光を平行光とすることにより、ＬＥＤ４３から出射された光が、反射プリズム４５及びダイクロイックプリズム４６に入射されずに漏れてしまうことを防ぎ、ＬＥＤ４３から出射された光を効率良く導光板３１に入射させることができる。
【００５１】
混色部４７は、赤色光集光レンズ４４Ｒによって平行光とされて反射プリズム４５に入射された赤色光と、緑色光集光レンズ４４Ｇによって平行光とされてダイクロイックプリズム４６に入射された緑色光とを混色することにより、黄色を示す波長域の光を生成して出射する。
【００５２】
反射プリズム４５は、光入射面４５ａと、光入射面４５ａに直交して設けられている光出射面４５ｂと、光入射面４５ａ及び光出射面４５ｂの両方に対して４５°の角度をなして設けられている光反射面４５ｃとを備える。
【００５３】
光入射面４５ａは、光が入射される。光反射面４５ｃは、光入射面４５ａから入射された光を９０°屈折させて、光出射面４５ｂ方向に進行させる。光出射面４５ｂは、光反射面４５ｃによって反射された光を出射する。
【００５４】
反射プリズム４５は、光入射面４５ａが赤色光集光レンズ４４Ｒと対向し、光出射面４５ｂがダイクロイックプリズム４６と対向するように配置される。すなわち、反射プリズム４５では、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された後に赤色光集光レンズ４４Ｒによって平行光とされた赤色光が、光入射面４５ａから入射され、光反射面４５ｃによって９０°屈折された後に、光出射面４５ｂから出射される。
【００５５】
本実施の形態では、反射プリズム４５として、直角を挟む２面のうち一方が光入射面４５ａとされており、他方が光出射面４５ｂとされており、斜面が光反射面４５ｃとされている直角プリズムが用いられている。
【００５６】
ダイクロイックプリズム４６は、第１の光入射面４６ａと、第１の光入射面４６ａに直交して設けられている第２の光入射面４６ｂと、第１の光入射面４６ａ及び第２の光入射面４６ｂの両方に対して４５°の角度をなして設けられている接合面４６ｃと、第２の光り出射面に直交し接合面４６ｃと４５°の角度をなして設けられている光出射面４６ｄとを備える。
【００５７】
第１の光入射面４６ａ及び第２の光入射面４６ｂは、光が入射される。接合面４６ｃは、ダイクロイックプリズム４６内に入射された光のうち、緑色を示す波長域の光を選択的に透過するとともに、ダイクロイックプリズム４６内に入射された光のうち、赤色を示す波長域の光を選択的に反射する。光出射面４６ｄは、接合面４６ｃによって反射された赤色光及び接合面４６ｃを透過した緑色光が出射される。
【００５８】
ダイクロイックプリズム４６は、第１の光入射面４６ａが緑色光集光レンズ４４Ｇと対向し、第２の光入射面４６ｂが反射プリズム４５の光出射面４５ｂと対向するように配置される。
【００５９】
したがって、ダイクロイックプリズム４６には、緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射された後に緑色光集光レンズ４４Ｇによって平行光とされた緑色光が第１の光入射面４６ａから入射され、反射プリズム４５から出射された赤色光が第２の光入射面４６ｂから入射される。そして、接合面４６ｃは、第１の光入射面４６ａから入射された緑色光を透過するとともに、第２の光入射面４６ｂから入射された赤色光を反射して９０°屈折させることにより、緑色光と赤色光とを光出射面４６ｃ方向に進行させる。接合面４６ｃを透過した緑色光と接合面４６ｃによって反射された赤色光とは、混色されて黄色光となり、光出射面４６ｃから出射される。
【００６０】
光学部材４８は、混色部４７から出射された光を、導光板３１の長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄに導光する。光学部材４８が備えられることにより、例えば図６に示すように、ダイクロイックプリズム４６の導光板３１の厚さ方向に沿った長さＬ１の方が、導光板３１の厚みＬ２より長い場合にも、混色部４７から出射した黄色光が導光板３１の長手方向の端面３１ｃ，３１ｄから入りきらずに外部へ漏れることを低減することができる。
【００６１】
ダイクロイックプリズム４６の光出射面４６ｃから出射された黄色光は、光源ユニット４２から出射された黄色光として、導光板３１の長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄから導光板３１の内部に入射される。
【００６２】
したがって、導光板３１には、青色光出射部３２ａ，３２ｂから出射した青色光が幅方向の両端面３１ａ，３１ｂから入射され、黄色光出射部３３ａ，３３ｂから出射した黄色光が、長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄから入射される。
【００６３】
導光板３１に入射される黄色光は、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された赤色光と緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射された緑色光とを混色して得られている。図７中Ｒに示すように、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射される赤色光は、赤色を示す波長域以外の波長の光がほとんど含まれておらず、色純度が高い。また、緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射される緑色光は、図７中Ｇに示すように、緑色を示す波長域以外の波長の光がほとんど含まれておらず、色純度が高い。
【００６４】
したがって、導光板３１には、色純度が高い赤色光と、色純度が高い緑色光とが入射される。すなわち、黄色光出射部３３ａ，３３ｂから導光板３１に入射される光は、赤色及び緑色を示す波長域以外の波長の光が少ない。したがって、導光板３１内で混色されて得られた白色光は、ＣＣＦＬから出射される白色光と比較して、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の光が少ないものとなる。
【００６５】
以上説明したバックライト装置２０を備えた液晶表示装置１と、白色光を出射するＣＣＦＬを光源として用いたバックライト装置を備えた従来の液晶表示装置について色再現性を測定し、測定結果をＣＩＥによって提案されたＸＹＺ表色系で示すと、図８に示すように、液晶表示装置１は、従来の液晶表示装置と比較して、赤色を示す色度点のＹ座標の値が大幅に上昇しており、緑色を示す色度点のＸ座標の値が大幅に上昇する。また、ＮＴＳＣ比が７１％から１１１％に上昇する。なお、図８中Ｔ１で示す三角形が本発明を適用した液晶表示装置１の色再現性を示しており、Ｔ２で示す三角形が従来の液晶表示装置の色再現性を示している。
【００６６】
すなわち、液晶表示装置１は、白色光を出射するＣＣＦＬを光源として用いたバックライト装置を備える従来の液晶表示装置と比較して、色再現性が高くなり、画像を鮮やかに表示することが可能となる。
【００６７】
以上説明したように、バックライト装置２０は、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された赤色光と、緑色ＬＥＤ４３Ｇから出射された緑色光と、青色ＣＣＦＬ４１Ｂから出射された青色光とが混色された白色光を出射する。すなわち、バックライト装置２０は、白色光を出射するＣＣＦＬのみを光源として使用したバックライト装置と比較して、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の光が少ない白色光を出射して、液晶パネル１０を照明することが可能となる。したがって、本発明を適用したバックライト装置２０によって液晶パネル１０を照明することで、液晶表示装置１の色再現性を上げることが可能となる。
【００６８】
また、バックライト装置２０は、青色光を出射する光源として、青色ＣＣＦＬ４１Ｂを使用している。したがって、青色光を出射する光源としてＬＥＤを使用した場合と比較して、出射する光の光量が多いものとなる。
【００６９】
また、青色ＣＣＦＬ４１Ｂは、同じ光量の青色光を出射するために必要となるＬＥＤよりも価格が安いので、バックライト装置２０は、光源として青色光ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することで、製造にかかるコストを抑えることができる。
【００７０】
また、青色ＣＣＦＬ４１Ｂは、ＬＥＤと比較して発熱が少ないために、バックライト装置２０は、光源として青色光ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することで、ファンなどの冷却装置を搭載する必要がなくなり、構成を簡易にすることができる。
【００７１】
また、青色ＣＣＦＬ４１Ｂから出射された光の広がりが良好であるために、バックライト装置２０では、黄色光と青色光との混色が容易となる。
【００７２】
また、青色光を出射するＬＥＤは、出射される青色光の輝度にばらつきがあるために、青色光を出射するＬＥＤを用いたバックライト装置２０を搭載した場合には、液晶表示装置１の色再現性にばらつきが生じる。バックライト装置２０では、青色光を出射する光源として青色ＣＣＦＬ４１Ｂを使用することにより、導光板３１内に入射する青色光の輝度のばらつきを、低減することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、混色部４７を、プリズムを組み合わせることによって構成したが、混色部４７はプリズム以外のものによって構成されていても良く、例えば反射板やビームスプリッタを組み合わせることによって構成しても良い。
【００７４】
第２の実施の形態
ところで、液晶表示装置１には、バックライト装置２０の代わりに、図９に示すバックライト装置５０が備えられていても良い。以下では、本発明の第２の実施の形態として、本発明を適用したバックライト装置５０について説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態で説明したバックライト装置２０と同じ部位や構成については、バックライト装置２０と同じ符号を付与し、説明を省略する。
【００７５】
図９に示すように、バックライト装置５０は、平板状の導光板３１と、導光板３１の幅方向の両端面３１ａ，３１ｂに設けられた青緑色光出射部５１ａ，５１ｂと、導光板３１の長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄに設けられた赤色光出射部５２ａ，５２ｂとを備える。
【００７６】
また、バックライト装置５０は、バックライト装置２０と同様に、導光板３１の液晶パネル１０側の主面である光出射面３１ｅ側に、拡散シート３４と、第１のレンズシート３５と、第２のレンズシート３６とが順番に配置されており、光出射面３１ｅとの対向面である反射面３１ｆ側に、反射シート３７が配置されている。
【００７７】
青緑色光出射部５１ａ，５１ｂは、青色光を出射する青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、緑色光を出射する緑色ＣＣＦＬ４１Ｇとを備える。青緑色光出射部５１ａ，５１ｂは、青色ＣＣＦＬ４１Ｂから出射された青色光と、緑色ＣＣＦＬ４１Ｇから出射された緑色光とが混色された青緑色光を出射する。青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、緑色ＣＣＦＬ４１Ｇとは、導光板３１の長手方向とほぼ同じ長さとされており、導光板３１の長手方向とほぼ平行に配置されている。緑色ＣＣＦＬ４１Ｇは、内面に、例えば、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂなど、緑色を発光する蛍光体が塗布されている。
【００７８】
ＣＣＦＬから出射される光は、指向性が少なく広がりが良好である。したがって、青色光緑色光出射部４１Ｇから出射された青緑色光は、導光板３１内全体に亘って広がる。
【００７９】
赤色光出射部５２ａ，５２ｂは、複数の赤色ＬＥＤ４３Ｒを備える。赤色ＬＥＤ４３Ｒは、導光板３１の幅方向の両端面３１ｃ，３１ｄに沿って一列に並んで配置される。本実施の形態では、赤色光出射部５２ａ，５２ｂには、赤色ＬＥＤ４３Ｒが８個ずつ配置される。
【００８０】
したがって、導光板３１には、青緑色光出射部５１ａ，５１ｂから出射した青緑色光が幅方向の両端面３１ａ，３１ｂから入射され、赤色光出射部３３ａ，３３ｂから出射した赤色光が、長手方向の両端面３１ｃ，３１ｄから入射される。
【００８１】
導光板３１に入射される赤色光は、赤色ＬＥＤ４３Ｒから出射された赤色光であるため、赤色を示す波長域以外の波長の光がほとんど含まれておらず、色純度が高い。
【００８２】
したがって、導光板３１には、赤色を示す波長域以外の波長の光がほとんど含まれておらず、色純度が高い赤色光が入射されるために、導光板３１内で混色されて得られる白色光は、白色光を出射するＣＣＦＬを光源として使用したバックライト装置から出射される白色光と比較して、赤色、緑色、青色を示す波長域以外の波長の光が少ないものとなる。すなわち、本発明を適用したバックライト装置５０によって液晶パネル１０を照明することで、液晶表示装置１の色再現性を上げることが可能となる。
【００８３】
第３の実施の形態
また、液晶表示装置１には、バックライト装置２０，５０の代わりに、図１０に示すバックライト装置７０が備えられていても良い。以下では、本発明の第３の実施の形態として、本発明を適用したバックライト装置７０について説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態で説明したバックライト装置２０と同じ部位や構成については、バックライト装置２０と同じ符号を付与し、説明を省略する。
【００８４】
図１０に示すように、バックライト装置７０は、略長方体形状である筐体７１と、筐体７１の底面７１ａに設けられた光源部７２とを備える。バックライト装置７０は、所謂直下型であり、光源部７２から出射された光が、筐体４０の上面全体から出射されることによって面発光し、液晶パネル１０を照明する。
【００８５】
筐体７１は、本実施の形態では、底面７１ａと４つの側面とが反射板７３によって形成されており、上面が拡散板７４によって形成されている。
【００８６】
反射板７３は、光源部７２から出射された光が入射した場合に、入射した光を反射して拡散板７４が設けられている方向に進行させる。
【００８７】
拡散板７４は、光源部７２から出射された光や反射板７３によって反射された光が入射され、入射された光を拡散して、主面全体から出射させる。液晶パネル１０は、拡散板７３の主面全体から出射された光によって照明される。
【００８８】
光源部７２は、図１１に示すように、筐体７１の長手方向に対して平行に配置されている青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、青色ＣＣＦＬ４１Ｂと平行に一列に並んで配置されている複数の赤色ＬＥＤ４３Ｒからなる赤色ＬＥＤアレイ８０Ｒと、赤色ＬＥＤ４３Ｒの列と平行に一列に並んで配置されている複数の緑色ＬＥＤ４３Ｇからなる緑色ＬＥＤアレイ８０Ｇとを備えており、青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、赤色ＬＥＤアレイ８０Ｒと、緑色ＬＥＤアレイとは、筐体７１の底面７１ａに、互い違いに配置されている。
【００８９】
なお、青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、赤色ＬＥＤ４３Ｒと、緑色ＬＥＤ４３Ｇとの配置は、上述した配置に限定されない。例えば、図１２に示すように、筐体７１の長手方向に対して平行に配置されている各青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、赤色ＬＥＤ４３Ｒと緑色ＬＥＤ４３Ｇとが交互に一列に並んで配置されたＬＥＤアレイ８０ＲＧとが、互い違いに配置されていても良い。
【００９０】
また、図１３に示すように、筐体７１の長手方向に対して平行に配置されている青色ＣＣＦＬ４１Ｂと平行に、一列の赤色ＬＥＤアレイ８０Ｒと、二列の緑色ＬＥＤ４３Ｇアレイ８０Ｇとが配置されていても良い。また、図１４に示すように、筐体７１の長手方向に対して平行に配置されている各青色ＣＣＦＬ４１Ｂと、２つの緑色ＬＥＤ４３Ｇと１つの赤色ＬＥＤ４３Ｒとが交互に一列に並んで配置されたＬＥＤアレイ８０ＲＧＧとが、互い違いに配置されていても良い。
【００９１】
緑色ＬＥＤ４３Ｇの数を２倍とすることにより、バックライト装置７０から出射される白色光に含まれる緑色光の割合が増加し、液晶表示装置１に表示される画像は、鮮やかなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明を適用した液晶表示装置の構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】上記液晶表示装置の駆動回路を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したバックライト装置を示す平面図である。
【図４】上記バックライト装置を示す断面図である。
【図５】上記バックライト装置に備えられる光源ユニットを示す平面図である。
【図６】導光板と混色部との間に配置された光学部材を示す断面図である。
【図７】赤色ＬＥＤから出射される赤色光の波長、及び緑色ＬＥＤから出射される緑色光の波長を示す図である。
【図８】上記バックライト装置が備えられた液晶表示装置の色再現性を示す図である。
【図９】本発明を適用した他のバックライト装置を示す平面図である。
【図１０】本発明を適用した更に他のバックライト装置を示す一部切り欠き斜視図である。
【図１１】上記バックライト装置の光源部に備えられる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＣＣＦＬの配置を示す平面図である。
【図１２】上記光源部に備えられる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＣＣＦＬの他の配置を示す平面図である。
【図１３】上記光源部に備えられる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＣＣＦＬの更に他の配置を示す平面図である。
【図１４】上記光源部に備えられる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＣＣＦＬの更に他の配置を示す平面図である。
【図１５】ＬＥＤから出射される赤色光、緑色光、及び青色光の波長分布、並びに、白色光を出射するＣＣＦＬから出射される白色光の波長分布を示す図である。
【図１６】従来のバックライト装置の色再現性を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
２０  バックライト装置、３１  導光板、３２  青色光出射部、３３  黄色光出射部、４１Ｂ  青色光ＣＣＦＬ、４２  光源ユニット、４３Ｒ  赤色ＬＥＤ、４３Ｇ  緑色ＬＥＤ、４４Ｒ  赤色光集光レンズ、４４Ｇ  緑色光集光レンズ、４５  反射プリズム、４６  ダイクロイックプリズム、４７  混色部
【図１】
2005347084.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005347084.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005347084.tif 000009
【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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