(57)【要約】【課題】バックライトの光源として白色ＬＥＤを用いても、色再現域を狭くすることなく、また、色温度の変化を抑制し、更には、白表示時の明度を低下させることのない液晶表示装置用カラーフィルタ、液晶表示装置を提供すること。【解決手段】三原色の着色画素で構成される液晶表示装置用カラーフィルタの、赤色画素の波長５８５ｎｍにおける透過率が４３％〜５３％、緑色画素の波長６００ｎｍにおける透過率が２７％〜３７％、且つ波長４９５ｎｍにおける透過率が４６％〜５６％、青色画素の波長５３０ｎｍにおける透過率が５２％〜６２％であること。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三原色の着色画素で構成される液晶表示装置用カラーフィルタであって、赤色画素の波長５８５ｎｍにおける透過率が４３％〜５３％であり、緑色画素の波長６００ｎｍにおける透過率が２７％〜３７％、且つ波長４９５ｎｍにおける透過率が４６％〜５６％であり、青色画素の波長５３０ｎｍにおける透過率が５２％〜６２％であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
白色ＬＥＤをバックライトの光源として用い、請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタを色再現のカラーフィルタとして用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に、光源として白色ＬＥＤを用いた際に好適な色味を表示する液晶表示装置用カラーフィルタ及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直視する液晶表示装置のカラー表示は、デジタル表示計器などで用いられているセグメント型の液晶表示装置においては、例えば、光シャッタとしての液晶表示素子の外側に、セグメント電極に対応した形状に特定の色のカラーフィルタパターンを設け、各セグメント部分が各特定の色に表示されるようにカラー表示を行っている。
【０００３】
また、ノートＰＣや、カラーＴＶなどに広く用いられているマトリックス型の液晶表示装置においては、任意の文字や画像が表示できるように、画素電極が水平及び垂直方向に規則的に多数配列されており、この画素電極に対応し、光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタの画素を規則的に液晶表示素子の内側に設け、フルカラーのカラー表示を行っている。
【０００４】
この画素の細分化が十分になされていれば、ある一定距離以上離れてみると、目の分解能を超えるため赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各々の色として認識されず、混合した色として認識される。
【０００５】
すなわち、マトリックス型の液晶表示装置においては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三画素を用いて、それぞれ空間的に混合することによって、任意の文字や画像の中間色を表示している。所謂、並置加法混色によってカラー表示を行っている。
【０００６】
直視する液晶表示装置の内、透過型液晶表示装置では、光源であるバックライトとして、一般に白色光源が用いられている。液晶表示素子を無彩色の白黒シャッターとして機能させ、各画素の白黒シャッターの開閉の度合いを電気的に制御することによって、各画素の透過光量を変化させ中間調を表現し、フルカラーのカラー表示を行っている。
【０００７】
この透過型液晶表示装置の色再現域、色温度、白表示時の明度などは、バックライトの発光スペクトル、カラーフィルタの分光透過率、及び液晶の電気光学特性によってほぼ定まるものである。
【０００８】
バックライトの光源としては、演色性に優れた３波長域発光型蛍光ランプ（三波長管）が広く用いられ、またカラーフィルタとしては、耐熱性、耐光性などに優れた顔料分散型カラーフィルタが広く用いられている。
【０００９】
透過型液晶表示装置の色再現域は、近年、三波長管の発光スペクトル、及びカラーフィルタの分光透過率に検討が加えられ、両者が最適な組み合わせとなるように、蛍光体の組成、及びカラーフィルタの組成に工夫がなされ、ＣＲＴと同等の色再現域を有するものとなった。  
【００１０】
カラーテレビ受像機のカラーＣＲＴで再現できる色の範囲は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各蛍光体が発光する三原色の色度図上の三つの色度点で囲まれた三角形の内側である。
【００１１】
例えば、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式の規格値による三つの色度点で囲まれた色度図上の三角形の面積がＮＴＳＣ方式における色再現域となる。
【００１２】
以下に、ＣＩＥ１９３１標準表示系の色度図でのＮＴＳＣ方式の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）三原色の規格値を示す。
Ｒｘ＝０．６７、Ｒｙ＝０．３３
Ｇｘ＝０．２１、Ｇｙ＝０．７１
Ｂｘ＝０．１４、Ｂｙ＝０．０８
また、以下に、上記ＣＩＥ１９３１標準表示系の色度図上でのＮＴＳＣ方式の規格値における色再現域（３つの色度点が形成する三角形の面積（Ｓ））を求める数式を示す。
Ｓ＝｜Ｒｙ（Ｇｘ−Ｂｘ）＋Ｇｙ（Ｂｘ−Ｒｘ）＋Ｂｙ（Ｒｘ−Ｇｘ）｜／２    ＝０．１５８２
ある液晶表示装置（ｉ）の、ＮＴＳＣ方式の規格値の色再現域１００％に対する色再現域％（ＮＴＳＣ比）は、下記の数式により求められる。
（Ｓi ／Ｓ）×１００
ここで、    Ｓi ：ある液晶表示装置（ｉ）のＣＩＥ色度図上での三角形の          
面積
Ｓ  ：０．１５８２
本発明におけるＮＴＳＣ比とは、上記（Ｓi ／Ｓ）×１００を指している。
【００１３】
図１は、液晶表示装置のバックライトの光源として広く用いられている３波長域発光型蛍光ランプ（三波長管）の一例の発光スペクトルを示したものである。
【００１４】
図１に示すように、この三波長管は、赤色、緑色、青色の波長領域内に各々のピーク波長を有している。また、この三波長管の色度座標はＷｘ＝０．２９５、Ｗｙ＝０．３０２であり、色温度は８０００Ｋ程度である。
【００１５】
また、図２は、液晶表示装置用カラーフィルタとして広く用いられている顔料分散型カラーフィルタの一例の分光透過率を示したものである。
【００１６】
図２に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタを構成する赤色画素は、波長５８５ｎｍにおいて透過率７２程度、緑色画素は、波長６００ｎｍにおいて透過率４１％程度、且つ波長４９５ｎｍにおいて透過率５６％程度、また、青色画素は、波長５３０ｎｍにおいて透過率５１％程度のものである。
【００１７】
図１に示す三波長管をバックライトの光源とし、図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能は、以下のようなものとなる。
【００１８】
すなわち、その色再現域はＮＴＳＣ比で約２７．７％、色度座標はＷｘ＝０．２９０、Ｗｙ＝０．２９６、色温度は８８００Ｋ程度、白表示時の明度はＹ＝４１．５であり、液晶表示装置として優れた表示品質のものである。
【００１９】
一方、近年、青色発光のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の輝度が大幅に改善され、三波長管に代わり、演色性に優れ彩度が高いＬＥＤが液晶表示装置のバックライトの光源として使用され始めた。
【００２０】
このＬＥＤは、また、消費電力が少なく、寿命が長いといった長所を有していおり、例えば、携帯電話用液晶表示装置のバックライトの光源として、青色発光のＬＥＤと黄色発光の蛍光体とを組み合わせたタイプの白色ＬＥＤが実用されている。
【００２１】
この白色ＬＥＤを構成する青色ＬＥＤの材料としては、主にＧａＮが用いられ、また黄色蛍光体の材料としては、ＹＡＧ（Ｉｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）が用いられている。
【００２２】
この白色ＬＥＤは、エポキシ樹脂のような透明樹脂に、ＹＡＧのような黄色蛍光体を分散した蛍光体含有樹脂でＬＥＤ素子をモールド成形し、ＬＥＤの紫外領域の発光を有効に黄色に変換し、青色との混色により白色になるようにしている。
【００２３】
図３は、液晶表示装置のバックライトの光源として実用されている白色ＬＥＤの一例の発光スペクトルを示したものである。
【００２４】
図３に示すように、この白色ＬＥＤは、波長４７０ｎｍ近辺に青色発光の主波長を有し、波長５７０ｎｍ近辺に黄色発光の主波長を有し、この混色により白色が得られる。
【００２５】
この白色ＬＥＤの色度座標はＷｘ＝０．３１３、Ｗｙ＝０．３１３であり、色温度は６６００Ｋ程度である。
【００２６】
図３に示す白色ＬＥＤをバックライトの光源とし、前記図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能は、以下のようなものとなる。
【００２７】
すなわち、その色再現域はＮＴＳＣ比で約２５．３％と狭いものとなり、色度座標はＷｘ＝０．３０２、Ｗｙ＝０．３０５で、色温度は７５００Ｋ程度と大幅に低いものとなり、また、  白表示時の明度はＹ＝４１．１とやや低いものとなる。従って、液晶表示装置としての表示品質は低下したものとなってしまう。
【００２８】
ここで、一般に表示装置の白色は、黄色味よりも青色味の方が好まれ、色温度の変化が低温側に変化したことは好ましい方向ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置のバックライトの光源として白色ＬＥＤを用いても、色再現域の狭小化を同程度に抑えつつ、色温度の低下を抑制し、白表示時の色味にすぐれた液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とするものである。
【００３０】
また、本発明は、白色ＬＥＤを液晶表示装置のバックライトの光源として用いても、色再現域の狭小化を同程度に抑えつつ、色温度の低下を抑制し、白表示時の色味にすぐれた液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、三原色の着色画素で構成される液晶表示装置用カラーフィルタであって、赤色画素の波長５８５ｎｍにおける透過率が４３％〜５３％であり、緑色画素の波長６００ｎｍにおける透過率が２７％〜３７％、且つ波長４９５ｎｍにおける透過率が４６％〜５６％であり、青色画素の波長５３０ｎｍにおける透過率が５２％〜６２％であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００３２】
また、本発明は、白色ＬＥＤをバックライトの光源として用い、請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタを色再現のカラーフィルタとして用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、赤色画素の波長５８５ｎｍにおける透過率が４３％〜５３％であり、緑色画素の波長６００ｎｍにおける透過率が２７％〜３７％、且つ波長４９５ｎｍにおける透過率が４６％〜５６％であり、青色画素の波長５３０ｎｍにおける透過率が５２％〜６２％である液晶表示装置用カラーフィルタであるので、バックライトの光源として白色ＬＥＤ
を用いても、色再現域の狭小化をレジストを改善しない場合と同程度に抑えつつ、色温度の低下を抑制し、白表示時の色味が黄色味を帯びてしまうことを防ぎ、好まれる青色味の傾向を保った液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００３４】
また、本発明は、白色ＬＥＤをバックライトの光源として用い、上記液晶表示装置用カラーフィルタを色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置であるので、色再現域の狭小化をレジストを改善しない場合と同程度に抑えつつ、色温度の低下を抑制し、白表示時の色味にすぐれた液晶表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
図４は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の分光透過率を示したものである。
【００３７】
図４に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−２）を構成する赤色画素は、波長５８５ｎｍにおいて透過率４４程度、緑色画素は、波長６００ｎｍにおいて透過率３０％程度、且つ波長４９５ｎｍにおいて透過率５６％程度、また、青色画素は、波長５３０ｎｍにおいて透過率６０％程度のものである。
【００３８】
このような液晶表示装置用カラーフィルタは、図２に示す分光透過率を有する赤色画素、緑色画素、青色画素を形成する際に用いる各色フォトレジストの顔料組成を基本組成とし、上記図４に示す分光透過率を具現させるため、上記基本組成における組成比の調整を行い、或いは顔料濃度の変更を行うことによって得ることができる。
【００３９】
赤色画素においては、赤色画素の形成に用いる顔料分散型赤色フォトレジストを調製する際に、用いている数種類の赤色顔料の組成比を調整し、明度を抑制させ、黄色味を低減させたものとしている。
【００４０】
また、緑色画素においては、緑色画素の形成に用いる顔料分散型緑色フォトレジストを調製する際に、用いる数種類の緑色顔料の組成比を調整し、明度を抑制させ、赤色味を低減させたものとしている。
【００４１】
また、青色画素においては、青色画素の形成に用いる顔料分散型青色フォトレジストを調製する際に、顔料濃度の変更を行うことによって青色画素としての明度を向上させたものとしている。
【００４２】
上記のように、組成比の調整を行い、或いは好ましい顔料への変更を行うことにより、赤色画素の波長５８５ｎｍにおける透過率を４３％〜５３％にあるものとし、また、緑色画素の波長６００ｎｍにおける透過率を２７％〜３７％、且つ波長４９５ｎｍにおける透過率を４６％〜５６％にあるものとし、また、青色画素の波長５３０ｎｍにおける透過率を５２％〜６２％にあるものとしている。
【００４３】
図３に示す発光スペクトルを有する白色ＬＥＤをバックライトの光源とし、図４に示す分光透過率をを有する液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−２）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能は、以下のようなものとなる。
【００４４】
すなわち、その色再現域はＮＴＳＣ比で約２５．３％、色度座標はＷｘ＝０．２９１、Ｗｙ＝０．３０５、色温度は８４００Ｋ程度、白表示時の明度はＹ＝３９．７であり、色温度を高く保つことで白表示時に黄色味を帯びることを防ぎ、液晶表示装置として優れた表示品質のものとなる。
【００４５】
本発明に用いられる白色ＬＥＤとしては、例えば、日亜化学工業（株）製、ＬＥＤ−ｂ２（品番）があげられる。
【００４６】
前記図１に示す三波長管をバックライトの光源とし、前記図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能、及び、前記図３に示す白色ＬＥＤをバックライトの光源とし、前記図２に示す液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−１）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能は、及び、前記図３に示す白色ＬＥＤをバックライトの光源とし、上記図４に示す分光透過率を有する液晶表示装置用カラーフィルタ（ＣＦ−２）を色再現のカラーフィルタとして用いた液晶表示装置の性能を以下の表１に示す。
【００４７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】３波長域発光型蛍光ランプ（三波長管）の一例の発光スペクトルを示したものである。
【図２】顔料分散型カラーフィルタの一例の分光透過率を示したものである。
【図３】液晶表示装置のバックライトの光源として実用されている白色ＬＥＤの一例の発光スペクトルを示したものである。
【図４】本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の分光透過率を示したものである。
【符号の説明】
【００４９】
Ｒ・・・赤色画素の分光透過率
Ｇ・・・緑色画素の分光透過率
Ｂ・・・青色画素の分光透過率
【図１】
2005134508.tif 000004
【図２】
2005134508.tif 000005
【図３】
2005134508.tif 000006
【図４】
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