(57)【要約】【課題】  ２種類の光源によって４原色表示を行うことで、色再現範囲を向上し、且つ輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】  発光波長領域が異なるＢ光源１０１及びＧ１光源１０２と、Ｂ光源１０１からの少なくとも一部の光の波長を変換するとともに、Ｇ１光源１０２からの少なくとも一部の光の波長を変換する蛍光体膜１０４とを備え、１つの画像から複数のサブ画像を生成して液晶表示パネル１０５に表示するとともに、前記サブ画像に対応して、前記Ｂ光源１０１及びＧ１光源１０２の発光を切り替える。【選択図】  図５
2005258248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長領域が異なる第１光源及び第２光源と、
前記第１光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第１波長変換手段と、
前記第２光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第２波長変換手段と、
映像信号に応じて光強度を変調する光変調手段とを備えた表示装置において、
前記光変調手段は、１つの画像を複数のサブ画像から形成するように制御され、
前記サブ画像に対応して、前記第１光源と第２光源との発光を切り替えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２光源の発光波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２光源の発光波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする前記請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第２光源からの少なくとも一部の光の波長を、前記第２波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第３波長変換手段を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載の表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記請求項５に記載の表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする前記請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記請求項５に記載の表示装置において、
前記第１光源からの少なくとも一部の光の波長を、前記第１波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第４波長変換手段を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記請求項９に記載の表示装置において、
前記光変調手段は、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、
前記第１画素は、前記第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、
前記第２画素は、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする前記請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１光源または前記第２光源が発光ダイオードであることを特徴とする、前記請求項１乃至１２のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１光源の発光波長領域が青色波長領域であることを特徴とする前記請求項１乃至８及び１３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第２光源の発光波長領域が紫外波長領域であることを特徴とする前記請求項５乃至１４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１光源の発光波長領域が紫外波長領域であることを特徴とする前記請求項９乃至１３及び１５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１波長変換手段及び／または前記第２波長変換手段及び／または前記第３波長変換手段及び／または前記第４波長変換手段が蛍光体であることを特徴とする前記請求項１乃至１６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第２波長変換手段の変換した波長領域が、赤色波長領域であることを特徴とする前記請求項１乃至１７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１９】
前記光変調手段が液晶パネルであることを特徴とする前記請求項１乃至１８のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光波長領域が異なる光源を用いて多原色表示を行うことが可能な表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明器具、光源を内蔵した案内板、液晶ディスプレイのバックライト装置等の光源には、白色冷陰極管や白色発光ダイオードが使用されてきた。白色冷陰極管の発光波長スペクトルは、幅広であるため色純度が低く、色再現範囲が狭いという課題を有している。
【０００３】
また、白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードからの光を黄色蛍光体に照射して白色光を得ているため、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを備えている液晶パネルに照射した場合、カラーフィルタの透過波長スペクトルと、光源の発光波長スペクトルとが合わないため、光の利用効率が悪いだけでなく、色再現範囲が狭いという課題を有している。
【０００４】
さらに、赤色、緑色、青色の発光ダイオードを１つのパッケージに収容した白色発光ダイオードにおいては、各色の発光ダイオードの素子を１つのパッケージに収めるために、各素子を小さくする作製する必要があり、十分な発光強度を得ることができない。特に、大型のディスプレイや、屋外の照明器具などでは、高輝度である必要があるため使用することができない。
【０００５】
上述の課題を解決するために、各発光色が独立した高輝度発光ダイオードを使用する方法が考えられており、色純度が高い赤色、緑色、青色の各色独立した発光ダイオードをバックライトの光源として用いることで、色再現範囲の広いディスプレイを実現する検討が行われている。
【０００６】
また、３原色よりも色再現範囲を広げることが可能な多原色表示をするために、高輝度発光ダイオードの発光色を多数にして、さらに、液晶ディスプレイが備えるカラーフィルタも多数にすることで、更なる高画質化の検討も行われている。
【０００７】
さらに、時分割による多原色表示の検討も行われており、例えば特開２００２−１４９１２９号公報（特許文献１）には、発光色が赤色、緑色、青色の光源をそれぞれ必要数備えるとともに、液晶パネルに赤色光と緑色光とを透過する画素と、緑色光と青色光とを透過する画素とを配置して、１枚のカラー画像全体を表示する１フレームを２つのサブフレームに分割して、第１サブフレームでは緑色光源を発光し、第２サブフレームでは赤色光源と青色光源とを発光することで、時分割駆動による３原色表示を容易に実現するカラー画像表示装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１４９１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の表示方法においては、以下の課題を有する。すなわち、多原色表示を行うために、発光色が異なる光源を多数配置して実現しようとすると、発光装置は発光色の異なる光源を４種類以上備える必要があり、各光源を配列した場合、同一の発光色を有する光源同士の距離が大きくなり、照明光の輝度ムラ及び色ムラが増大してしまう。また、画素の種類も増加するため、光の透過率が減少して輝度の低下、または、消費電力の増加が発生してしまう。
【０００９】
また、上記特許文献１に開示されている方法においても、１フレーム期間２つのサブフレーム期間に時分割しての３原色表示であるため、４原色表示に比べ色再現範囲は狭い。また、発光色が赤色、緑色、青色の３種類の光源を用いているため、同一発光色の光源の配置を密にすることができず、輝度ムラ及び色ムラが発生してしまう。さらに、光源の発光色が増加すると、各色の光源ごとに発光を制御する必要が有り、光源の発光制御が複雑になってしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、２種類の光源によって４原色表示を行うことで、色再現範囲を向上するとともに、輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能な表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の第１の発明は、発光波長領域が異なる第１光源及び第２光源と、前記第１光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第１波長変換手段と、前記第２光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第２波長変換手段と、映像信号に応じて光強度を変調する光変調手段とを備えた表示装置において、前記光変調手段が、１つの画像を複数のサブ画像から形成するように制御され、前記サブ画像に対応して、前記第１光源と第２光源との発光を切り替えることを特徴とする。
【００１２】
本願の第２の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２光源の発光波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００１３】
本願の第３の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２光源の発光波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００１４】
本願の第４の発明は、前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする。
【００１５】
本願の第５の発明は、さらに、前記第２光源からの少なくとも一部の光の波長を、前記第２波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第３波長変換手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本願の第６の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００１７】
本願の第７の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第１光源の発光波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００１８】
本願の第８の発明は、前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする。
【００１９】
本願の第９の発明は、さらに、前記第１光源からの少なくとも一部の光の波長を、前記第１波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第４波長変換手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本願の第１０の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００２１】
本願の第１１の発明は、前記光変調手段が、変調する光の波長領域が異なる第１画素と第２画素とを有し、前記第１画素が、前記第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、前記第２画素が、前記第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、前記第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調することを特徴とする。
【００２２】
本願の第１２の発明は、前記第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであることを特徴とする。
【００２３】
本願の第１３の発明は、前記第１光源または前記第２光源が発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２４】
本願の第１４の発明は、前記第１光源の発光波長領域が青色波長領域であることを特徴とする。
【００２５】
本願の第１５の発明は、前記第２光源の発光波長領域が紫外波長領域であることを特徴とする。
【００２６】
本願の第１６の発明は、前記第１光源の発光波長領域が紫外波長領域であることを特徴とする。
【００２７】
本願の第１７の発明は、前記第１波長変換手段及び／または前記第２波長変換手段及び／または前記第３波長変換手段及び／または前記第４波長変換手段が蛍光体であることを特徴とする。
【００２８】
本願の第１８の発明は、前記第２波長変換手段の変換した波長領域が、赤色波長領域であることを特徴とする。
【００２９】
本願の第１９の発明は、前記光変調手段が液晶パネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の表示装置によれば、発光波長領域が異なる第１光源及び第２光源と、第１光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第１波長変換手段と、第２光源からの少なくとも一部の光の波長を変換する第２波長変換手段とを備え、１つの画像を複数のサブ画像から形成するとともに、前記サブ画像に対応して、前記第１光源と第２光源との発光を切り替えることにより、４原色表示を行った場合でも光源の種類を２種類とすることができ、同一種類の光源を密に配置することで、各波長領域の光を混合しやすくなるため、輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能となる。
【００３１】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第１光源の発光波長領域の光強度と、第２光源の発光波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調するので、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３２】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第１光源の発光波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第２光源の発光波長領域の光強度とを変調するので、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３３】
本発明の表示装置によれば、さらに、第２光源からの少なくとも一部の光の波長を、第２波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第３波長変換手段を備えることにより、光源の種類を増加することなく、照明光の原色数を増加することが可能となる。
【００３４】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第１光源の発光波長領域の光強度と、第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調するので、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３５】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第１光源の発光波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調するので、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３６】
本発明の表示装置によれば、さらに、第１光源からの少なくとも一部の光の波長を、第１波長変換手段が変換する波長領域とは異なる波長領域に変換する第４波長変換手段を備えることにより、光源の種類を増加することなく、さらに照明光の原色数を増加することが可能である。
【００３７】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調するので、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３８】
本発明の表示装置によれば、光変調手段の第１画素が、第４波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第２波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調し、光変調手段の第２画素が、第１波長変換手段が変換した波長領域の光強度と、第３波長変換手段が変換した波長領域の光強度とを変調する構成であるため、少ない種類の画素により多原色表示を行うことが可能となり、表示解像度を高めて高画質化を実現することができ、または、解像度が同じである場合、画素の開口率を向上することができる。
【００３９】
本発明の表示装置によれば、第１画素の変調する光の波長領域が、青色波長領域と赤色波長領域とであるため、照明光に含まれる各波長領域の光を画素ごとに分離しやすくなり、表示する光の色純度を高めることが可能となり、色再現性を高めた表示を実現することができる。
【００４０】
本発明の表示装置によれば、第１光源または前記第２光源が発光ダイオードにより構成されるので、光源の発光波長領域の選択が容易になるだけでなく、発光波長スペクトルが急峻であるため、色純度の高い照明光を得ることができる。
【００４１】
本発明の表示装置によれば、第１光源の発光波長領域を青色波長領域とすることで、表示の原色として利用できるだけでなく、波長変換手段による他の波長領域への変換を容易に実現することが可能となる。
【００４２】
本発明の表示装置によれば、第２光源の発光波長領域を紫外波長領域とすることで、光の波長を短くすることによりエネルギーを高め、長波長側への波長の変換を容易にすることができる。
【００４３】
本発明の表示装置によれば、第１光源の発光波長領域を紫外波長領域とすることで、光の波長を短くすることによりエネルギーを高め、長波長側への波長の変換を容易にすることができる。
【００４４】
本発明の表示装置によれば、第１波長変換手段及び／または前記第２波長変換手段及び／または前記第３波長変換手段及び／または前記第４波長変換手段を蛍光体により構成することで、波長変換手段を容易に実現することが可能である。
【００４５】
本発明の表示装置によれば、第１波長変換手段または前記第２波長変換手段の変換した波長領域を赤色波長領域とすることで、高効率で赤色波長領域の光を得ることが可能となる。
【００４６】
本発明の表示装置によれば、光変調手段を液晶パネルとすることで、各波長領域の光を変調する光変調手段を容易に実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る表示装置について、図１乃至図６を参照して詳細に説明する。尚、各図における構成は、理解しやすいように誇張して記載しており、実際の大きさや間隔とは異なる。
【００４８】
図１は、本発明の実施形態１の側断面を模式的に示す説明図である。本実施形態の表示装置は、青色波長領域の光を発するＢ光源１０１（第１光源）と、短波長よりの緑色波長領域の光を発するＧ光源１０２（第２光源）を備えている。各光源１０１，１０２は発光ダイオードで構成すると好適であり、それは発光素子の構成及び材料を選択して作製することにより、発する光の波長を容易に選択することができるという理由のためである。
【００４９】
また、Ｂ光源１０１及びＧ光源１０２からの光が照射される拡散板１０３の各光源側には、蛍光体膜１０４が設けられている。蛍光体膜１０４は、Ｂ光源１０１からの光（以下、Ｂ光と称す）を長波長よりの緑色波長領域の光（以下、Ｇ２光と称す）に変換する蛍光体（第１波長変換手段）と、Ｇ光源１０２の光（以下、Ｇ１光と称す）を赤色波長領域の光（以下、Ｒ光と称す）に変換する蛍光体（第２波長変換手段）とを有している。
【００５０】
ここで、蛍光体膜１０４の膜厚を制御することで、各光源からの光が蛍光体膜１０４によって変換される割合を調整することができる。また、蛍光体は有機蛍光体であっても、無機蛍光体であっても、有機と無機の混合であっても良い。さらに、拡散板１０３内に蛍光体を混入してもよく、また、蛍光体が含有または塗布されたシートを配置しても同様の効果が得られる。
【００５１】
拡散板１０３の各光源とは反対の側には、液晶パネル１０５（光変調手段）が配置される。尚、図示はしないが、拡散板１０３と液晶パネル１０５との間には、拡散シートやプリズムシートなどの光学シートを配置することで、光の利用効率を向上させることが可能である。
【００５２】
本実施形態における液晶パネル１０５は、図２に示すように、Ｂ光とＲ光とを透過するマゼンタフィルタと、Ｇ１光とＧ２光とを透過する緑色フィルタとを備えている２種類の画素により構成される。すなわち、１つの画素は、それぞれマゼンタフィルタと緑色フィルタとを備えた２種類のサブ画素から構成される。
【００５３】
ここで、Ｂ光源１０１が発光状態で、Ｇ光源１０２が非発光状態である場合、Ｂ光源１０１が発したＢ光は、蛍光体膜１０４によって一部がＧ２光に変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、蛍光体膜１０４により変換されていないＢ光と、蛍光体膜１０４により変換されたＧ２光との混合光となる。この時の混合光の波長スペクトルは、図３（ａ）に示すとおりである。
【００５４】
一方、Ｂ光源１０１が非発光状態で、Ｇ光源１０２が発光状態である場合、Ｇ光源１０２が発したＧ１光は、蛍光体膜１０４によって一部がＲ光に変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、蛍光体膜１０４により変換されていないＧ１光と、蛍光体膜１０４により変換されたＲ光との混合光となる。この時の混合光の波長スペクトルは、図３（ｂ）に示すとおりである。
【００５５】
以上のとおり、液晶パネル１０５に照射される光は、図３（ａ）および（ｂ）に示される２種類の状態となり、液晶パネル１０５のカラーフィルタの透過波長特性と、照射光の波長スペクトルとは、図４（ａ）に示すような関係となる。すなわち、Ｂ光はマゼンタフィルタを透過し、Ｂ光により励起されるＧ２光は緑色フィルタを透過する。また、Ｇ１光は緑色フィルタを透過し、Ｇ１光により励起されるＲ光はマゼンタフィルタを透過する。
【００５６】
したがって、Ｂ光を発する光源１０１と、Ｇ１光を発する光源１０２とを後述する方法により切替制御することで、４原色の光を液晶パネル１０５に照射することが可能となる。ここで、図４（ｂ）に示すように、液晶パネル１０５の備えるカラーフィルタを、Ｂ光とＧ１光を透過するシアンフィルタと、Ｇ２光とＲ光とを透過するイエローフィルタとで構成することも可能であるが、Ｇ１光とＧ２光とを異なるカラーフィルタで透過する必要があり、Ｇ１光の波長とＧ２光の波長が近く、十分に分離できない場合は色純度が低下してしまうため、上述のとおり、マゼンタと緑色とのカラーフィルタで構成する方が好ましい。
【００５７】
次に、本実施形態における各光源１０１，１０２の発光タイミングについて説明する。本実施形態では、１秒間に６０フレームの画像を表示する場合について説明を行い、１つのフレームを２つのサブフレームに分割して、画像表示を行うものとする。すなわち、図５に示すように、１つのサブフレーム期間を１／１２０秒とし、第１サブフレームは０秒から１／１２０秒の期間で、第２サブフレームは１／１２０から２／１２０秒の期間とし、これが繰り返されている。
【００５８】
第１サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｂ光及びＧ２光に対応したサブ画像を表示する状態としている。すなわち、マゼンタフィルタを備えたサブ画素はＢ光用の表示を行い、緑色フィルタを備えたサブ画素はＧ２光用の画像表示を行う。この時の光源の発光状態は、Ｂ光源１０１を発光状態とし、Ｇ光源１０２を非発光状態としている。すなわち、Ｂ光源１０１から発せられるＢ光と、Ｂ光により励起され蛍光体から発せられるＧ２光とが、液晶パネル１０５に照射されることになる。したがって、第１サブフレームでは、液晶パネル１０５によりＢとＧ２とに対応する画像の表示がなされる。
【００５９】
第２サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｇ１光及びＲ光に対応したサブ画像を表示する状態としている。すなわち、マゼンタフィルタを備えたサブ画素はＲ光用の表示を行い、緑色フィルタを備えたサブ画素はＧ１光用の画像表示を行う。この時の光源の発光状態は、Ｂ光源１０１を非発光状態とし、Ｇ光源１０２を発光状態としている。すなわち、Ｇ光源１０２から発せられるＧ１光と、Ｇ１光により励起され蛍光体から発せられるＲ光とが、液晶パネル１０５に照射されることになる。したがって、第２サブフレームでは、液晶パネル１０５によりＲとＧ１とに対応する画像の表示がなされる。
【００６０】
ここで、上記の動作を実現するシステムとしては、例えば、図６に示すような構成を用いて実現することができる。表示装置に送られた映像データは、画像変換手段１１１によって、各サブフレームでの表示色に対応した第１サブフレーム用の画像と、第２サブフレーム用の画像とに変換される。すなわち、ＢとＧ２とに対応するサブ画像と、ＲとＧ１とに対応するサブ画像に変換される。変換された画像データは、それぞれバッファ１１２及びバッファ１１３に蓄積され、タイミング制御回路１１４からの信号により、表示する画像データを液晶駆動回路１１５に送信し、液晶パネル１１５により画像が表示される。
【００６１】
また、タイミング制御回路１１４は、液晶パネル１１５に表示するサブ画像に対応して、ＬＥＤ駆動回路１１６に信号を送信して、バックライトの光源１０１，１０２のそれぞれの発光タイミングを制御する。すなわち、液晶パネル１０５の表示状態がＢとＧ２とに対応する場合、Ｂ光源１０１を発光状態とし、Ｇ光源１０２を非発光状態とするように制御する。ここで、光源１０１，１０２の発光は、常にどちらかの光源が発光状態である必要はなく、液晶の応答が略完了したときから発光するように制御する、すなわち、所望の階調に変調可能な状態で発光することにより、より好適な表示が可能となる。
【００６２】
以上のように、本実施形態においては、１つの画像から２つのサブ画像を生成して、これらを時分割で液晶パネル１０５に表示するとともに、各サブ画像の表示タイミングに合わせて、Ｂ光源１０１及びＧ１光源１０２の発光を切り替えており、第１サブフレームと第２サブフレームとにおける表示光が、時間的に混色されることによって、４原色表示が可能となる。すなわち、１つの画像を原色が異なる２つのサブ画像から形成するように液晶パネル１０５を駆動制御するとともに、該サブ画像の表示タイミングに応じてＢ光源１０１及びＧ光源１０２の２種類の発光／非発光を切替制御することで、多原色表示を実現することが可能となる。
【００６３】
また、従来の方法で４原色表示を実現しようとすれば、発光波長が異なる４種類の光源からの光を混合しなければならず、輝度ムラ及び色ムラが発生するという問題があったが、本実施形態では、光源の発光波長の種類は２種類であり、２種類の光源からの光を混合するだけで良く、光源を密に配置することができるため、輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能となる。
【００６４】
（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２に係る表示装置について、図７及び図８を参照して詳細に説明する。尚、上記本発明の実施形態１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００６５】
図７は、本発明の実施形態２の側断面を模式的に示す説明図である。本実施形態の表示装置は、紫外波長領域の光を発するＵＶ光源２０１（第２光源）と、青色波長領域の光を発するＢ光源２０２（第１光源）とを備えている。ＵＶ光源２０１及びＢ光源２０２からの光が照射される拡散板１０３の各光源側には、蛍光体膜２０３が設けられている。
【００６６】
蛍光体膜２０３は、ＵＶ光源２０１からの光（以下、ＵＶ光と称す）を短波長よりの緑色波長領域の光（以下、Ｇ１光と称す）に変換する蛍光体（第３波長変換手段）と、ＵＶ光を赤色波長領域の光（以下、Ｒ光と称す）に変換する蛍光体（第２波長変換手段）と、Ｂ光源２０２の光（以下、Ｂ光と称す）を長波長よりの緑色波長領域の光（以下、Ｇ２光と称す）に変換する蛍光体（第１波長変換手段）とを有している。
【００６７】
本実施形態における液晶パネルは、上述の実施形態１で用いたものと同じ液晶パネル１０５を使用することができ、Ｂ光とＲ光とを透過するマゼンタフィルタと、Ｇ１光とＧ２光とを透過する緑色フィルタとをそれぞれ備えた２種類の画素により構成されている。
【００６８】
ここで、ＵＶ光源２０１が発光状態で、Ｂ光源２０２が非発光状態である場合、ＵＶ光源２０１が発したＵＶ光は、蛍光体膜２０３によってＧ１光とＲ光とに変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、蛍光体膜２０３により変換されたＧ１光とＲ光の混合光となる。
【００６９】
一方、ＵＶ光源２０１が非発光状態で、Ｂ光源２０２が発光状態である場合、Ｂ光源２０２が発したＢ光は、蛍光体膜２０３によって一部がＧ２光に変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、蛍光体膜２０３により変換されていないＢ光と、蛍光体膜２０３により変換されたＧ２光との混合光となる。
【００７０】
このように、２種類の光源２０１，２０２と蛍光体膜２０３とを設けることにより、可視領域における４種類の波長の光を液晶パネル１０５に照射することができる。すなわち、ＵＶ光源２０１とＢ光源２０２との２種類の光源からの光を均一に蛍光体膜２０３に照射することで、輝度ムラ及び色ムラが低減された４原色の照明光を得ることができる。
【００７１】
次に、本実施形態における各光源２０１，２０２の発光タイミングについて説明する。本実施形態でも、１秒間に６０フレームの画像を表示する場合について説明を行い、１つのフレームを２つのサブフレームに分割して、画像表示を行うものとする。すなわち、図８に示すように、１つのサブフレーム期間を１／１２０秒とし、第１サブフレームは０秒から１／１２０秒の期間で、第２サブフレームは１／１２０から２／１２０秒の期間とし、これが繰り返されている。
【００７２】
第１サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｇ１光及びＲ光に対応したサブ画像を表示する状態としている。すなわち、マゼンタフィルタを備えたサブ画素はＲ光用の表示を行い、緑色フィルタを備えたサブ画素はＧ１光用の表示を行う。この時の光源の発光状態は、ＵＶ光源２０１を発光状態とし、Ｂ光源２０２を非発光状態としている。すなわち、ＵＶ光により励起され蛍光体から発せられるＧ１光とＲ光とが、液晶パネル１０５に照射されることになる。したがって、第１サブフレームでは、液晶パネル１０５によりＧ１とＲとに対応する画像の表示がなされることになる。
【００７３】
第２サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｂ光及びＧ２光に対応したサブ画像を表示する状態としている。すなわち、マゼンタフィルタを備えたサブ画素はＢ光用の表示を行い、緑色フィルタを備えたサブ画素はＧ２光用の表示を行う。この時の光源の発光状態は、ＵＶ光源２０１を非発光状態とし、Ｂ光源２０２を発光状態としている。すなわち、Ｂ光源２０２から発せられるＢ光と、Ｂ光により励起され蛍光体から発せられるＧ２光とが、液晶パネル１０５に照射されることになる。したがって、第２サブフレームでは、液晶パネル１０５によりＢとＧ２とに対応する画像の表示がなされることになる。
【００７４】
以上のように、第１サブフレームと第２サブフレームとにおける表示光が、時間的に混色されることにより、４原色表示が可能となる。すなわち、１つの画像を原色が異なる２つのサブ画像から形成するように液晶パネル１０５を駆動制御するとともに、該サブ画像の表示タイミングに応じてＵＶ光源２０１及びＢ光源２０２の２種類の発光／非発光を切替制御することで、多原色表示を実現することが可能となる。
【００７５】
また、従来の方法で４原色表示を実現しようとすれば、発光波長が異なる４種類の光源からの光を混合しなければならず、輝度ムラ及び色ムラが発生するという問題があったが、本実施形態では、光源の発光波長の種類は２種類であり、２種類の光源からの光を混合するだけで良く、光源を密に配置することができるため、輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能となる。
【００７６】
（実施形態３）
以下、本発明の実施形態３に係る表示装置について、図９及び図１０を参照して詳細に説明する。尚、上記本発明の実施形態１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００７７】
図９は、本発明の実施形態３の側断面を模式的に示す説明図である。本実施形態の表示装置は、発する光の波長が４００ｎｍ付近の第１ＵＶ光源３０１（第２光源）と、発する光の波長が３６５ｎｍ付近の第２ＵＶ光源３０２（第１光源）を備えている。第１ＵＶ光源１０１と第２ＵＶ光源１０２とから発せられる光は、拡散板１０３の表面（各光源側）に設けられている蛍光体膜３０３に照射される。
【００７８】
蛍光体膜３０３は、第１ＵＶ光源３０１が発する光（以下、ＵＶ１光と称す）によって励起して、赤色光（以下、Ｒ光と称す）に変換する蛍光体（第２波長変換手段）と、ＵＶ１光を第１緑色光（以下、Ｇ１光と称す）に変換する蛍光体（第３波長変換手段）と、第２ＵＶ光源３０２が発する光（以下、ＵＶ２光と称す）によって励起して、第２緑色光（以下、Ｇ２光と称す）に変換する蛍光体（第１波長変換手段）と、ＵＶ２光を青色光（以下、Ｂ光と称す）に変換する蛍光体（第４波長変換手段）とを有している。
【００７９】
拡散板１０３の各光源とは反対側には、液晶パネル１０５が配置される。本実施形態における液晶パネルは、上述の実施形態１で用いたものと同じ液晶パネル１０５を使用することができ、Ｂ光とＲ光とを透過するマゼンタフィルタと、Ｇ１光とＧ２光とを透過する緑色フィルタとをそれぞれ備えた２種類の画素により構成されている。
【００８０】
ここで、第１ＵＶ光源３０１が発光状態で、第２ＵＶ光源３０２が非発光状態である場合、ＵＶ１光が蛍光体膜３０３に照射され、励起された蛍光体によって、ＵＶ１光がＲ光とＧ１光とに変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、Ｒ光とＧ１光との混合光となる。
【００８１】
一方、第１ＵＶ光源３０１が非発光状態で、第２ＵＶ光源３０２が発光状態である場合、ＵＶ２光が蛍光体３０３に照射され、励起された蛍光体によって、ＵＶ２光がＧ２光とＢ光とに変換される。したがって、液晶パネル１０５に照射される光は、Ｇ２光とＢ光の混合光となる。
【００８２】
このように、２種類の光源３０１，３０２と蛍光体膜３０３とを設けることにより、可視領域における４種類の波長の光を液晶パネル１０５に照射することができる。すなわち、第１ＵＶ光源３０１と第２ＵＶ光源３０２との２種類の光源からの光を均一に蛍光体膜３０３に照射することで、輝度ムラ及び色ムラが低減された４原色の照明光を得ることができる。
【００８３】
次に、本実施形態における各光源３０２，３０２の発光タイミングについて説明する。本実施形態でも、１秒間に６０フレームの画像を表示する場合について説明を行い、１つのフレームを２つのサブフレームに分割して、画像表示を行うものとする。すなわち、図８に示すように、１つのサブフレーム期間を１／１２０秒とし、第１サブフレームは０秒から１／１２０秒の期間で、第２サブフレームは１／１２０から２／１２０秒の期間とし、これが繰り返されている。
【００８４】
第１サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｒ光とＧ１光とに対応したサブ画像の表示を行う。すなわち、マゼンタフィルタを有するサブ画素は、Ｒ光に対応した画像表示を行い、緑色フィルタを有するサブ画素は、Ｇ１光に対応した画像表示を行う。この時の光源の発光状態は、第１ＵＶ光源３０１を発光状態とし、第２ＵＶ光源３０２を非発光状態とする。すなわち、Ｒ光とＧ１光との混合光が液晶パネル１０５に照射される。したがって、第１サブフレームでは、ＲとＧ１とに対応した画像の表示が行われる。
【００８５】
第２サブフレームでは、液晶パネル１０５の各画素は、Ｇ２光とＢ光とに対応したサブ画像の表示を行う。すなわち、マゼンタフィルタを有するサブ画素は、Ｂ光に対応した画像表示を行い、緑色フィルタを有するサブ画素は、Ｇ２光に対応した画像表示を行う。この時の光源の発光状態は、第１ＵＶ光源３０１を非発光状態とし、第２ＵＶ光源３０２を発光状態とする。すなわち、Ｇ２光とＢ光との混合光が液晶パネル１０５に照射される。したがって、第２サブフレームでは、Ｇ２とＢとに対応した画像の表示が行われる。
【００８６】
以上のように、第１サブフレームと第２サブフレームとにおける表示光が、時間的に混色されることにより、４原色表示が可能となる。すなわち、１つの画像を原色が異なる２つのサブ画像から形成するように液晶パネル１０５を駆動制御するとともに、該サブ画像の表示タイミングに応じて第１ＵＶ光源３０１及び第２ＵＶ光源３０２の２種類の発光／非発光を切替制御することで、多原色表示を実現することが可能となる。
【００８７】
また、従来の方法で４原色表示を実現しようとすれば、発光波長が異なる４種類の光源からの光を混合しなければならず、輝度ムラ及び色ムラが発生するという問題があったが、本実施形態では、光源の発光波長の種類は２種類であり、２種類の光源からの光を混合するだけで良く、光源を密に配置することができるため、輝度ムラ及び色ムラを低減することが可能となる。
【００８８】
（実施形態４）
以下、本発明の実施形態４に係る表示装置について、図１１及び図１２を参照して詳細に説明する。尚、上記本発明の実施形態１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００８９】
図１１は本発明の実施形態４の側断面を模式的に示す説明図、図１２は本発明の実施形態４の平面を模式的に示す説明図である。本実施形態の表示装置は、導光板４０１を備えており、該導光板４０１の一側端面には、上述の実施形態１と同じ光源である、Ｂ光源１０１（第１光源）とＧ光源１０２（第２光源）とが交互に配置されている。各光源１０１，１０２からの光は導光板４０１に入射され、該導光板４０１内を全反射しながら伝播し、導光板４０１に設けられている散乱ドットによって散乱されることにより、導光板４０１から出射される。
【００９０】
また、導光板４０１の液晶パネル１０５が配置される面と反対側の面に白ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの反射シート４０２を配置することにより、光の利用効率を向上することができる。さらに、導光板４０１と液晶パネル１０５との間には、蛍光体シート４０３が配置されている。蛍光体シート４０３は、Ｂ光源１０１が発する光（以下、Ｂ光と称す）を緑色波長領域の光（以下、Ｇ２光と称す）に変換する蛍光体（第１波長変換手段）と、Ｇ光源１０２が発する光（以下、Ｇ１光と称す）を赤色波長領域の光（以下、Ｒ光と称す）に変換する蛍光体（第２波長変換手段）とを有している。
【００９１】
したがって、導光板４０１から出射されるＢ光源１０１またはＧ光源１０２からの光が、蛍光体シート４０３に照射され、蛍光体シート４０３に含有される蛍光体によりＲ光とＧ２光が発せられ、液晶パネル１０５には、Ｂ光とＧ２光との混合光、Ｇ１光とＲ光との混合光の各光が照射されることになる。尚、液晶パネル１０５は、上述の実施形態１と同じものを使用することができ、Ｂ光とＲ光とを透過するマゼンタフィルタを有するサブ画素と、Ｇ１光とＧ２光とを透過する緑色フィルタを有するサブ画素とにより構成されている。
【００９２】
以上の構成により、液晶パネル１０５と、Ｂ光源１０１及びＧ光源１０２とを実施形態１に示したタイミングで各々制御することにより、輝度ムラ及び色ムラを低減した４原色表示が可能となる。また、本実施形態では、蛍光体シート４０３を導光板４０１と液晶パネル１０５との間に配置したが、拡散シートやプリズムシートなどの光学シート（図示せず）との間でもよく、各光学シートと一体としたものや、蛍光体が塗布されたものでも良い。さらに、蛍光体シート４０３を導光板４０１と反射シート４０２との間に配置しても、反射シート４０２の表面に蛍光体膜を形成しても、同様の効果が得られる。
【００９３】
（実施形態５）
以下、本発明の実施形態５に係る表示装置について、図１３及び図１４を参照して詳細に説明する。尚、上記本発明の実施形態１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００９４】
図１３は本発明の実施形態５の側断面を模式的に示す説明図、図１４は本発明の実施形態５の平面を模式的に示す説明図である。本実施形態の表示装置は、図１３に示すように、上述の実施形態１と同じ光源である、Ｂ光源１０１（第１光源）とＧ光源１０２（第２光源）とが液晶パネル（図示せず）の直下に配置されている。また、Ｂ光源１０１に対向する部分には第１蛍光体膜５０１が配置され、Ｇ光源１０２に対向する部分には第２蛍光体膜５０２が配置されている。
【００９５】
第１蛍光体膜５０１は、Ｂ光源１０２が発する光（以下、Ｂ光と称す）を緑色波長領域の光（以下、Ｇ２光と称す）に変換する蛍光体（第１波長変換手段）を有している。第２蛍光体膜５０２は、Ｇ光源１０２が発する光（以下、Ｇ１光と称す）を赤色波長領域の光（以下、Ｒ光と称す）に変換する蛍光体（第２波長変換手段）を有している。ここで、第１蛍光体膜５０１と第２蛍光体膜５０２とは同一の部材に作製することができ、例えば、１つの透光性シートに２種類の蛍光体を分離して塗布することで実現することができる。
【００９６】
また、２次元的に光源を配置する場合においては、図１４（ａ）に示すように、Ｂ光源１０１及びＧ光源１０２を互い違いになるように配置するとともに、図１４（ｂ）に示すように、第１蛍光体膜５０１及び第２蛍光体膜５０２を光源１０１，１０２の配列に合わせて市松模様状に配置することで、輝度ムラ及び色ムラを低減することができる。
【００９７】
ここで、Ｂ光源１０１が発光状態である場合、Ｂ光源１０１が発するＢ光と、第１蛍光体膜５０１内の蛍光体により変換されたＧ２光との混合光が得られ、また、Ｇ光源１０２が発光状態である場合、Ｇ光源１０２が発するＧ１光と、第２蛍光体膜５０２内の蛍光体により変換されたＲ光との混合光が得られる。
【００９８】
すなわち、光源付近に対応する蛍光体膜を配置することにより、Ｂ光がＲ光を発する第２蛍光体膜５０２を透過せず、Ｇ１光がＧ２光を発する第１蛍光体膜５０１を透過しないため、光の散乱及び吸収を低減することができ、光の利用効率を向上することができる。したがって、本実施形態に示す光源及び蛍光体膜を、上述した各実施形態に示す蛍光体膜及び蛍光体シートの代わりに適用することで、輝度ムラ及び色ムラを低減した多原色表示を、効率良く実現することが可能となる。
【００９９】
尚、上述した各実施形態においては、１フレーム期間を第１及び第２サブフレーム期間に分割して、それぞれの期間で第１及び第２の光源の点灯／非点灯を択一的に切替えているが、全ての光源を点灯させることにより表示輝度を向上させるサブフレーム期間を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
光源からの照明光を用いて多原色の画像表示を行う機器であればよく、パーソナルコンピュータ、テレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、産業機器全般等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態１における概略構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態１における液晶パネル（光変調手段）の画素構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態１における各状態の発光波長スペクトルを示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態１における照射光の波長スペクトルとカラーフィルタの透過特性とを示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態１における液晶パネルの表示制御と光源の発光タイミングとを示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態１における概略システム構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態２における概略構成を示す側断面図である。
【図８】本発明の実施形態２における液晶パネルの表示制御と光源の発光タイミングを示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態３における概略構成を示す側断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３における液晶パネルの表示制御と光源の発光タイミングを示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態４における概略構成を示す側断面図である。
【図１２】本発明の実施形態４における概略構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態５における概略構成を示す側断面図である。
【図１４】本発明の実施形態５における概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０１  Ｂ光源
１０２  Ｇ光源
１０３  拡散板
１０４  蛍光体膜
１０５  液晶パネル
１１１  画像変換回路
１１２  バッファ
１１３  バッファ
１１４  タイミング制御回路
１１５  液晶駆動回路
１１６  ＬＥＤ駆動回路
２０１  ＵＶ光源
２０２  Ｂ光源
２０３  蛍光体膜
３０１  第１ＵＶ光源
３０２  第２ＵＶ光源
３０３  蛍光体膜
４０１  導光板
４０２  反射シート
４０３  蛍光体シート
５０１  第１蛍光体膜
５０２  第２蛍光体膜
【図１】
2005258248.tif 000003
【図２】
2005258248.tif 000004
【図３】
2005258248.tif 000005
【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】
2005258248.tif 000013
【図１２】
2005258248.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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