(57)【要約】【課題】本発明はＴＶ用ディスプレイとして必要な高い色再現性を備えつつ、高い透過率を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、赤、緑及び青色のレーザー光源と、Ｃ光源における透過率が３０％以上であるカラーフィルタとを有し、色再現性範囲がＮＴＳＣ比７０％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑及び青色のレーザー光源と、Ｃ光源における透過率が３０％以上であるカラーフィルタとを有し、色再現性範囲がＮＴＳＣ比７０％以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍが、それぞれＲｍ≧１％、Ｇｍ≧１０％及びＢｍ≧１０％であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
（なお、混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍを以下のように定義する。赤、緑及び青色のレーザー光源のピーク波長をそれぞれλＲ、λＧ及びλＢ、赤色画素における各ピーク波長の透過率をＲ（λＲ）、Ｒ（λＧ）及びＲ（λＢ）とした場合、該画素における混色率は、Ｒｍ＝｛Ｒ（λＧ）＋Ｒ（λＢ）｝／Ｒ（λＲ）ｘ１００［％］、Ｇｍ＝｛Ｇ（λＲ）＋Ｇ（λＢ）｝／Ｇ（λＧ）ｘ１００［％］、及びＢｍ＝｛Ｂ（λＲ）＋Ｂ（λＧ）｝／Ｂ（λＢ）ｘ１００［％］と表される。）
【請求項３】
前記カラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍが、それぞれＲｍ≧１．５％、Ｇｍ≧１５％及びＢｍ≧１５％であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
（なお、混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍを以下のように定義する。赤、緑及び青色のレーザー光源のピーク波長をそれぞれλＲ、λＧ及びλＢ、赤色画素における各ピーク波長の透過率をＲ（λＲ）、Ｒ（λＧ）及びＲ（λＢ）とした場合、該画素における混色率は、Ｒｍ＝｛Ｒ（λＧ）＋Ｒ（λＢ）｝／Ｒ（λＲ）ｘ１００［％］、Ｇｍ＝｛Ｇ（λＲ）＋Ｇ（λＢ）｝／Ｇ（λＧ）ｘ１００［％］、及びＢｍ＝｛Ｂ（λＲ）＋Ｂ（λＧ）｝／Ｂ（λＢ）ｘ１００［％］と表される。）
【請求項４】
赤、緑及び青色の前記レーザー光源のピーク波長が、それぞれ４３０〜４８０ｎｍ、５２０〜５５０ｎｍ及び６２０〜６６０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタの色画素部の膜厚が、０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に関するものであり、高い色再現性と高い透過率の両立を実現する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでの液晶表示装置である液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと略称する）においては、ノート型パーソナルコンピュータに始まり、デスクトップ型パーソナルコンピュータや携帯端末等へ展開が進んできた。さらに近年においては、ＬＣＤの高性能化と急速な低価格化が進み、テレビ用ディスプレイの一つとしてＬＣＤが大きな地位を占めるようになってきている。
【０００３】
ＬＣＤに要望される特性を見てみると、ノート型コンピュータや携帯端末といった用途においては、消費電力を低く抑えるという観点から、色再現性を多少犠牲にしても透過率をできるだけ高くする点が優先されていた。
【０００４】
一方、テレビ用ディスプレイとしての用途においては、色再現性が非常に重要な特性の一つとなっている。ＣＲＴを用いたカラーテレビにおいて標準となっているＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式における色規格は、後述する通りであるが、このように広い色範囲を満たすことは、従来のＬＣＤでは非常に困難であった。
【０００５】
ＮＴＳＣ方式における色規格の三原色は、ＸＹＺ表色系における色度座標ｘ、ｙ及びｚについて、下記のように定められている。これらから算出される色面積が、ＮＴＳＣ比１００％の基準となる。
【０００６】
赤：ｘ＝０．６７、ｙ＝０．３３、ｚ＝０．００
緑：ｘ＝０．２１、ｙ＝０．７１、ｚ＝０．０８
青：ｘ＝０．１４、ｙ＝０．０８、ｚ＝０．７８
【０００７】
なお、ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｚ＝Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）であり、Ｘ、Ｙ及びＺはＸＹＺ表色系における三刺激値である。
【０００８】
一方、デジタル伝送方式によるＨＤＴＶ（High Definition Television）放送に関しては、色規格として国際電気通信連合（ＩＴＵ）が標準化したＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９があるため、現在の多くのＬＣＤはこのＢＴ．７０９の色再現性を満足し、ＴＶ用ディスプレイとして使用されている。なお、このＨＤＴＶ放送においてはＮＴＳＣ方式と比較すると、三原色の色面積が約７０％の色再現性である。従って、これまでにＮＴＳＣ方式の色規格を満たすＬＣＤを実現する方法に関して、様々な検討がなされてきた。
【０００９】
近年、テレビも含めた家電製品においては、高い環境性能、言い換えると環境への負荷をより小さくすることが非常に重要な課題となっている。すなわち、例えば高い透過率を有することによって光源の明るさを抑えることができるため、結果として消費電力を低減する構成とすることが可能となり、高い環境性能を持つＬＣＤとなる。
従って、ＴＶ用ディスプレイとして必要な高い色再現性を備えつつ、高い透過率を有するＬＣＤを実現することは非常に困難であるが達成すべき重要な課題である。
【００１０】
ＬＣＤの色再現性を高めるために、これまでに光源やカラーフィルタの改良などにおいて数多く行われている。従来は、光源として冷陰極管（ＣＣＦＬ）が用いられており、そのスペクトル波形は基本的にはなだらかな山形のスペクトル波形であるために、色純度はあまり良いものではなかった。従って、カラーフィルタにおいて、含有される顔料の量を増やして選択的に透過させて波長帯域を狭くすることにより、色再現性を高めることが行われていた。しかしながら、この方法では結果的にＬＣＤの透過率が犠牲となってしまい、透過率が大きく低下するという問題があった。
【００１１】
また、狭帯域のスペクトルを持つ発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として利用することにより、色再現性を向上させる方法が報告されている。これは、ＬＥＤの場合には、ＣＣＦＬに比べて半値波長幅が２０ｎｍ程度と小さく、またピーク波長をＲ（赤）が６１０ｎｍ以上、Ｇ（緑）が５３０ｎｍ、Ｂ（青）が４８０ｎｍ以下とすることにより、光源自体の色純度を高くすることができる。また、ＬＥＤのピーク波長以外において、カラーフィルタの分光透過率をできるだけ小さく抑制することにより、さらに色再現性を向上させ、ＮＴＳＣ比が１００％の特性を有することが報告されている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００４−７８１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の液晶表示装置においては、高透過率化に対して、ＬＥＤとカラーフィルタのピーク波長を合わせるという程度の改善しか行っていなかった。また、高透過率化を重視してカラーフィルタの透過率を上げた場合には波長選択性が低下することになり、ＬＥＤが有する２０ｎｍ程度の半値波長幅のために色再現性が大きく低下してしまっていた。すなわち、色再現性と透過率のトレードオフの関係が非常に大きいという課題があった。
【００１３】
また、三原色のＬＥＤ光源を用いて、フィールドシーケンシャル方式という時間分割を用いて画像を合成する方法を適用することにより、カラーフィルタが不要となり、広い色再現性と高い透過率を両立させる技術が提案されている。しかしながら、この方式においては特に視点が大きく動くような動画の場合には、カラーブレーキングノイズが顕著に発生する。これを軽減するためには、ＲＧＢの発光の切り替え速度を非常に高めることが必要であるが、その場合には液晶の応答速度がＬＥＤのスイッチング速度に十分ついていけず、結果として透過率をロスしてしまうという課題があった。
【００１４】
前記従来の構成においては、ＣＣＦＬやＬＥＤを光源として用いた場合、光源の色純度が十分に高くないために、ＬＣＤにおける色再現性と透過率のトレードオフの関係が非常に大きく、ＴＶ用ディスプレイとして高い色再現性と高い透過率とを両立できるＬＣＤを実現することは困難であった。
【００１５】
本発明は、前述のような従来の液晶表示装置における課題を解決するものであり、ＴＶ用ディスプレイとして必要な高い色再現性を備えつつ、高い透過率を有す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】
【００１６】
本発明の第１の観点の液晶表示装置は、赤、緑及び青色のレーザー光源と、Ｃ光源における透過率が３０％以上であるカラーフィルタとを有し、色再現性範囲がＮＴＳＣ比７０％以上となるよう構成されている。
【００１７】
このように構成された第１の観点の液晶表示装置によれば、光源として半値幅が数ｎｍ程度と非常に狭く、色純度が非常に高いレーザーを用いることにより、カラーフィルタにおいて透過スペクトルを精密に制御して選択的に透過する領域を狭くする必要がなく、透過率を高めることができるため、ＴＶ用ディスプレイとして高い色再現性を備えながら、非常に高い透過率を有する液晶表示装置を実現することができる。
【００１８】
本発明の第２の観点の液晶表示装置は、前記第１の観点における前記カラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍが、それぞれＲｍ≧１％、Ｇｍ≧１０％及びＢｍ≧１０％である。なお、混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍを以下のように定義する。赤、緑及び青色レーザー光源のピーク波長をそれぞれλＲ、λＧ及びλＢ、赤色画素における各ピーク波長の透過率をＲ（λＲ）、Ｒ（λＧ）及びＲ（λＢ）とした場合、該画素における混色率は、Ｒｍ＝｛Ｒ（λＧ）＋Ｒ（λＢ）｝／Ｒ（λＲ）ｘ１００［％］、Ｇｍ＝｛Ｇ（λＲ）＋Ｇ（λＢ）｝／Ｇ（λＧ）ｘ１００［％］、及びＢｍ＝｛Ｂ（λＲ）＋Ｂ（λＧ）｝／Ｂ（λＢ）ｘ１００［％］と表される。このように構成された第２の観点の液晶表示装置において、各色画素部の膜厚の薄型化や顔料の低濃度化によって混色率を前述のように設定することにより、高い透過率を有するカラーフィルタを実現することができ、その結果、液晶表示装置の透過率を高めることができる。
【００１９】
本発明の第３の観点の液晶表示装置は、前記第１の観点における前記カラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍが、それぞれＲｍ≧１．５％、Ｇｍ≧１５％及びＢｍ≧１５％であれば更に好ましい。
【００２０】
本発明の第４の観点の液晶表示装置は、前記第１の観点における赤、緑及び青色の前記レーザー光源のピーク波長が、それぞれ４３０〜４８０ｎｍ、５２０〜５５０ｎｍ及び６２０〜６６０ｎｍであることが好ましい。すなわち、本発明の液晶表示装置においては、光源の波長を前記の範囲内とすることにより、カラーフィルタにおいて各色画素における混色率を高くした場合にも、液晶表示装置は高い色再現性を維持し、結果として非常に高い透過率を実現することが可能となる。
【００２１】
本発明の第５の観点の液晶表示装置は、前記第１の観点における前記カラーフィルタの色画素部の膜厚が、０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることが好ましい。本発明の液晶表示装置において、カラーフィルタの色画素部の膜厚が前記の範囲内であることにより、製造時の量産安定性が確保でき、また液晶の配向等に影響を及ぼす可能性が低いものとなる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、ＴＶ用ディスプレイとして高い色再現性を備えつつ、非常に高い透過率を有する液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の液晶表示装置について、構成要素毎に詳細に説明する。
【００２４】
＜光源＞
本発明の液晶表示装置における光源としては、小型化、高効率化、及び大量生産による低価格化が容易であるなどの観点から、半導体レーザーダイオード（以降、ＬＤと略称する。）を用いることが好ましい。
一般的には、赤色ＬＤとしてはＡｌＧａＩｎＰ系、青色ＬＤとしてはＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、緑色ＬＤとしてはＩｎＧａＮ系、ＺｅＳｅ系などの材料が用いられる。
【００２５】
また、特に短波長のものについては、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation：２次高調発生）を用いると、光の波長を半分にできるため、長寿命で高出力化が容易な赤外ＬＤと組み合わせて実現することができる。例えば、ＬＤ励起ファイバーレーザーとＳＨＧを組み合わせた場合には、高出力な緑色レーザーを実現することが可能である。
【００２６】
三原色のＬＤは、青色として４３０〜４８０ｎｍ、緑色として５２０〜５５０ｎｍ、赤色として６２０〜６６０ｎｍの各範囲にピークを有するものが好ましい。さらには、３原色それぞれが、４４０〜４７０ｎｍ、５２５〜５４５ｎｍ、６２５〜６５０ｎｍの各範囲にピークを有するものがより好ましい。
【００２７】
＜バックライト＞
本発明の液晶表示装置におけるバックライトは、光源として前記の３原色のＬＤ、光源からの出射された点状の光を線状に広げるための手段、線状の光を入射して面状に広げる導光体、そして導光体からの出射光分布を制御するための各種光学フィルム等を適宜組み合わせて構成される。
【００２８】
一般的にバックライトの構成としては、光源を導光体の直下に配置する直下式と、光源を導光体の側面に配置するサイドライト式が挙げられる。本発明においては、バックライトの構成を特に限定するものではないが、点状ビームを面状に広げる必要があること、またバックライトユニットの小型化や薄型化、光源の個数を少なくできる等の利点を有することから、サイドライト式が好ましい。
【００２９】
本発明の液晶表示装置における、サイドライト式のバックライトを構成するための形態について説明する。
ＬＤからの出射ビームを、各種光学素子を用いて均一に、且つ効率良く伝達するためには、出射ビームをガウスビーム形状のものに変換するための手段を有することが好ましい。次に、ＬＤからの点状ビームを線状ビームに広げるための手段としては、回折光学素子や各種光学レンズを用いることができる。例えば、短い距離で効率よくビームを広げるために、非球面レンズを用いることが好ましい。また、得られた線状ビームは、平行にコリメートした後に導光体に入射するのが好ましく、そのためには各種光学レンズを用いることができる。この光学レンズとしては、例えば、非球面レンズやフレネルレンズが好ましい。さらに、前記の線状ビームを導光体の側面から入射する場合には、入射前にフレネルレンズやロッドレンズ等でビームを導光体の側面に集光し、導光体内部において全反射で導光することにより均一な面発光が得られるよう構成することが好ましい。
【００３０】
導光体の形状としては、一般的には平板形状のものや楔形状のものなどが用いられており、本発明においてはその形状を特に限定するものではない。特に、液晶表示装置において薄型化や軽量化、また片側のみに光源を配置して個数を低減させることが重要である場合には、楔形状の導光板が好ましい。
【００３１】
導光体の側面から入射した光を、液晶パネルが配置された前面方向に出射させる方法としては、導光体に付与された散乱機能によるもの、所望の形状に形成されたプリズムによるもの等が挙げられる。散乱機能を付与する方法としては、出射面と反対側に白色インクを所望の形状で印刷する方法、導光体内部に屈折率の異なる粒子等を含有させて導光体自体を散乱体とするもの等が挙げられる。一方、プリズムに関しては、頂角が所望の角度である三角プリズムを、導光体の出射面において光の入射面と平行、若しくは直交する方向にライン状に並設して形成したもの、導光体から独立した三角プリズムをランダムに配置して形成したもの、半球状や円錐状のドットプリズムをランダムに配置して形成したものなどが挙げられる。
【００３２】
導光体からの出射光に対しては、各種光学フィルムにより任意に調整可能である。例えば、拡散フィルムを用いることにより面内分布を均一化したり、プリズムシートを用いることにより正面方向に集光効率をより高めたりすることが可能である。
【００３３】
また、ＬＤが有する偏光特性を利用して、さらに透過率を高めることが可能である。すなわち、ＬＤからの出射光の偏光軸が、液晶パネルのバックライト側の偏光板の透過軸と一致するように、ＬＤの設置する向きを調整することが望ましい。また、ＬＤの偏光特性が乱されないように、光学要素を選択することが望ましい。すなわち、光学的に等方な材料を用いることが望ましい。また、光学的異方性を持つ場合でも、その光学軸が偏光軸と一致または直交するように配置することで偏光解消しないようにすることが望ましい。
さらには、ＬＤ素子が十分に偏光度の高い光を出射可能な場合には、バックライト側の偏光板を省略することも可能となり、大幅な高透過率化が可能である。
【００３４】
＜カラーフィルタ＞
次に、本発明の液晶表示装置におけるカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）色のＬＤを光源として用いた液晶表示装置に対応して用いられるものであり、６７４０Ｋの色温度を持った光を出射するＣ光源における透過率が３０％以上であることが好ましい。
【００３５】
本発明の液晶表示装置におけるカラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍは、それぞれＲｍ≧１％、Ｇｍ≧１０％及びＢｍ≧１０％であることが好ましい。さらには、Ｒｍ≧１．５％、Ｇｍ≧１５％及びＢｍ≧１５％であることが好ましい。なお、混色率の上限に関しては、液晶表示装置の色再現性がＮＴＳＣ比７０％以上を維持するように、適宜選択される。
【００３６】
なお、混色率は、以下のように定義される。赤、緑及び青色レーザー光源のピーク波長をそれぞれλＲ、λＧ及びλＢ、赤色画素における各波長の透過率をＲ（λＲ）、Ｒ（λＧ）及びＲ（λＢ）とした場合、該画素における混色率は、Ｒｍ＝｛Ｒ（λＧ）＋Ｒ（λＢ）｝／Ｒ（λＲ）ｘ１００［％］、同様に、Ｇｍ＝｛Ｇ（λＲ）＋Ｇ（λＢ）｝／Ｇ（λＧ）ｘ１００［％］、Ｂｍ＝｛Ｂ（λＲ）＋Ｂ（λＧ）｝／Ｂ（λＢ）ｘ１００［％］にて表される。
【００３７】
本発明において用いられるカラーフィルタは、上記のような透過率特性を有するものであれば、特にその構造等は限定されるものではなく、色画素部のほかに、ブラックマトリックス、保護層、透明電極、配向膜あるいは液晶分子の配向を制御する構造物等を有するものであってもよい。
【００３８】
本発明の液晶表示装置におけるカラーフィルタの製造方法は、一般的にカラーフィルタを製造する顔料分散法やインクジェット法を用いることができ、本発明においては特に限定されるものではない。また、画素の配置に関しても、赤、緑及び青の３原色の画素を平面的に配列してなるものであれば特に限定されるものではなく、ストライプ状、若しくは千鳥状などに配置されて構成されるものであってもよい。
【００３９】
本発明の液晶表示装置において用いられるカラーフィルタの色画素部の膜厚は、０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることが好ましい。カラーフィルタの色画素部においては、膜厚を前記の範囲内とすることにより、製造時の量産安定性が確保でき、また液晶の配向等に影響を及ぼす可能性が低いものとなる。
【００４０】
＜液晶表示装置＞
本発明の液晶表示装置は、バックライト、偏光板、少なくとも２枚の基板、前記基板に狭持された液晶層、及び前記基板の少なくとも一部に設けられたカラーフィルタを含むものである。以下に、本発明の液晶表示装置について詳細に説明する。
【００４１】
本発明の液晶表示装置において、例えばツイストネマチックモードを用いる代表的な液晶の構成では、透明基板上にＴＦＴ素子などのアクティブ素子、画素電極、配向膜を有する第１基板と、カラーフィルタ、対向電極、配向膜を有する第２基板とを有し、向かい合う第１基板の配向膜と第２基板の配向膜との間に液晶が充填されて、シール剤で封印されている。第１基板と第２基板との間はスペーサにより所定の間隔が保持されている。第１基板及び第２基板のそれぞれの外側には偏光板が配置され、第１基板側には光源であるバックライトが配置される。
なお、用いられる液晶の配向モードによって液晶表示装置の構成は異なっており、本発明は前記の構成に限定されるものではない。
【００４２】
上記のように構成される本発明に係る液晶表示装置の一例を図１に示して説明する。図１は本発明の液晶表示装置の一例の概略構成を示す断面図である。
図１に示す液晶表示装置は、液晶本体１００と、サイドライト式バックライト２００とを有して構成されている。サイドライト式バックライト２００においては、光源であるＬＤ２０からの出射光が光学レンズ等を有する光学機構により所望のビーム形状に形成されて導光体１５の側面から入射される。
【００４３】
図１に示したサイドライト式バックライト２００において、光学機構は、ＬＤ２０からの光を拡大して線状ビームとする第１の非球面レンズ１９と、線状ビームを平行線状ビームとする第２非球面レンズ１８と、プリズム１７と、フレンネルレンズ１６とを有している。このように構成された光学機構により所望のビーム形状に形成され光は、導光体１５の側面から入射され、導光体１５が均一な面発光の光源となるように、導光体内部において全反射で導光する。導光体１５からの光は、光を拡散させる拡散フィルム１４、及び光を集光させるプリズムシート１３を介して液晶本体１００の背面を均一に照射する。
【００４４】
図１に示すように、液晶本体１００においては、その上下に偏光板１，１２及び透明基板であるガラス基板２，１１が配設されており、その間に赤、緑、青がブラックマトリックス２２により区分けされた各色画素層３，透明電極（対向電極）４，配向膜５，液晶層６，及び画素電極７とアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８と信号線９が埋設された絶縁膜１０が形成されている。ここでは、ガラス基板２，各色画素層３，透明電極（対向電極）４，及び配向膜５によりカラーフィルタ２１が構成されている。また、図１に示す液晶本体１００において、その液晶層６には所定間隔を確保するためのスペーサ２３が設けられている。
上記のように構成された液晶本体１００は、ガラス基板２，１１の間に液晶が封入された後にシール材と封止材により一体化されて一体構造となっている。
【００４５】
以下、本発明の液晶表示装置の好適な実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００４６】
図２は本発明に係る実施例１の液晶表示装置における液晶本体の概略構成を示す断面図である。実施例１の液晶表示装置においては、前述の図１に示したサイドライト式バックライト２００が用いられている。
図２に示すように、実施例１における液晶本体は、偏光板１，１２及び透明基板であるガラス基板２，１１が上下に配設されており、その間に赤、緑、青がブラックマトリックス２２により区分けされた各色画素層３，オーバーコート層２４，配向膜５，液晶層６，画素電極７、配向膜２５、及びアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８と信号線９と共通電極２６が埋設された絶縁膜２７が形成されている。ここでは、ガラス基板２，各色画素層３，オーバーコート層２４，及び配向膜５によりカラーフィルタ２８が構成されている。また、図２に示す液晶本体において、その液晶層６には所定間隔を確保するためのスペーサ２３が配設されている。
【００４７】
図３は本発明に係る実施例１の液晶表示装置におけるバックライトの出射光スペクトルを示す図である。実施例１の液晶表示装置の光源として、４４５ｎｍの青色ＬＤ、５３５ｎｍの緑色ＳＨＧレーザー、６３５ｎｍの赤色ＬＤを用いた。なお、図３の発光強度スペクトルは、液晶表示装置の白表示での色温度が、１２０００Ｋとなるように調整した時の一例である。
【００４８】
実施例１の液晶表示装置においては、図１に示したように、ＬＤからの点状ビームを、線状ビームに広げて導光体の側面に入射させる、サイドライト式のバックライトを構成した。すなわち、２枚の光学レンズを用いて、導光体側で主光線がレンズ光軸に対して平行であるテレセントリックな光学系を構成し、導光体の端面と同等の長さを有する線状ビームに広げた後に平行線状ビームとした。その後、アクリル樹脂で形成された平行平板に白色ドットを印刷した導光体に対して、その端面から平行線状ビームを入射した。なお、入射時には導光体端面が集光点となるように、フレネルレンズを配置した。導光体上には、拡散フィルムと１枚のプリズムシートを配置し、均一性と正面への集光性を付与した。
【００４９】
図４は実施例１の液晶表示装置のバックライトにおいてビーム形状が拡大される様子を示す模式図である。図４に示すように、点光源であるＬＤ２０から出射した光は第１非球面レンズ１９において線状に拡大され、第２非球面レンズ１８により導光体側面の入射面に対応した平行線状ビームに形成している。
【００５０】
図５は本発明に係る実施例１の液晶表示装置におけるカラーフィルタ２８の各色画素の透過スペクトルを示す図である。該カラーフィルタ２８において、Ｃ光源に対する透過率は３４％であり、ＲＧＢ画素における混色率は、Ｒｍ＝２％、Ｇｍ＝１８％、Ｂｍ＝２０％であった。該カラーフィルタ２８は、ガラス基板上にブラックマトリックス２２を形成し、次にＲＧＢの各色画素をストライプ上に形成した後に、透明な樹脂にてオーバーコート層２４を設けて作製したものである。実施例１の液晶表示装置は、図２に示したように、カラーフィルタ２８に配向膜５を設けて対向基板とし、該対向基板に対向するアレイ基板との間に液晶を封入し、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードの液晶表示装置を作製した。アレイ基板はガラス基板上に複数の画素電極７、共通電極２６、配向膜２５、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８等が形成されて構成されている。このように構成された実施例１の液晶表示装置は、色再現性が１０１％であった。従って、実施例１の構成により、ＴＶ用ディスプレイとして色再現性が非常に高く、かつ透過率が高い液晶表示装置が実現できた。
【実施例２】
【００５１】
実施例２の液晶表示装置は、前述の図２に示した実施例１の液晶表示装置と実質的な構成は同じであるが、用いられているカラーフィルタの仕様が異なるものである。
図６は本発明に係る実施例２の液晶表示装置におけるカラーフィルタの各色画素の透過スペクトルを示す図である。該カラーフィルタにおいて、Ｃ光源に対する透過率は３８％であり、ＲＧＢ画素における混色率は、Ｒｍ＝５％、Ｇｍ＝４２％、Ｂｍ＝２２％であった。該カラーフィルタは、前述の実施例１の液晶表示装置と同様に、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次にＲＧＢの各色画素をストライプ上に形成した後に、透明な樹脂にてオーバーコート層を設けて作製した。該カラーフィルタを用いて、対向基板とアレイ基板との間に液晶を封入し、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードの液晶表示装置を作製した。その結果、実施例２の液晶表示装置においては、色再現性が７４％であった。従って、ＨＤＴＶの色規格（ＮＴＳＣ比約７０％）を満足する色再現性を有しながら、大幅に透過率の高い液晶表示装置を実現することができた。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１は、各種光源（ＬＤ，ＬＥＤ，ＣＣＦＬ）のＲＧＢピーク波長［ｎｍ］、ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍ［％］、Ｃ光源におけるカラーフィルタ（ＣＦ）の透過率、該カラーフィルタを備えた液晶表示装置の色再現性（ＮＴＳＣ比）を示している。なお、表１において、光源としてＬＥＤ若しくはＣＣＦＬを用いた場合の液晶表示装置について比較例として示している。
【００５４】
表１に示すように、ＲＧＢピーク波長が６３５ｎｍ，５３５ｎｍ，４４５ｎｍのＬＤを光源として用い、Ｃ光源に対する透過率が３４％であり、ＲＧＢ画素における混色率が、Ｒｍ＝２％、Ｇｍ＝１８％、Ｂｍ＝２０％である場合、前述の実施例１において説明したように、色再現性は１０１％を示した。従って、実施例１の液晶表示装置は、ＴＶ用ディスプレイとして色再現性が非常に高く、かつ透過率が高い液晶表示機能を有する。
【００５５】
また、表１に示すように、ＲＧＢピーク波長が６３５ｎｍ，５３５ｎｍ，４４５ｎｍのＬＤを光源として用い、Ｃ光源に対する透過率が３８％であり、ＲＧＢ画素における混色率が、Ｒｍ＝５％、Ｇｍ＝４２％、Ｂｍ＝２２％である場合、前述の実施例２において説明したように、色再現性は７４％を示している。従って、実施例２の液晶表示装置は、ＨＤＴＶの色規格を満足する色再現性を有しつつ、ＴＶ用ディスプレイとして大幅に透過率の高い液晶表示機能を有する。
【００５６】
本発明の液晶表示装置においては、赤、緑及び青色のレーザー光源と、Ｃ光源における透過率が３０％以上であるカラーフィルタを有し、色再現性範囲がＮＴＳＣ比７０％以上であれば、好ましい色再現性を有しつつ、ＴＶ用ディスプレイとして透過率の高い液晶表示機能を有する。
【００５７】
また、本発明の液晶表示装置においては、カラーフィルタの各ＲＧＢ画素における混色率Ｒｍ、Ｇｍ及びＢｍが、それぞれＲｍ≧１％、Ｇｍ≧１０％及びＢｍ≧１０％であることが好ましく、混色率がこの条件を満足する液晶表示装置においては好ましい色再現性を有する。
【００５８】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）色のレーザー光源の各ピーク波長が、それぞれ４３０〜４８０ｎｍ、５２０〜５５０ｎｍ及び６２０〜６６０ｎｍの範囲にあれば、好ましい色再現性を有しつつ、ＴＶ用ディスプレイとして透過率の高い液晶表示機能を有する液晶表示装置となる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の液晶表示装置は、高い色再現性を備えつつ、液晶表示装置の高透過率化が可能であるという効果を有し、特に環境性能の高い液晶テレビとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施例１の液晶表示装置における液晶本体の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施例１の液晶表示装置におけるバックライトからの出射光の強度スペクトルを示した図である。
【図４】本発明に係る実施例１の液晶表示装置のバックライトにおいてビーム形状が拡大される様子を示す模式図である。
【図５】本発明に係る実施例１の液晶表示装置におけるカラーフィルタの透過スペクトルを示した図である。
【図６】本発明に係る実施例２の液晶表示装置におけるカラーフィルタの透過スペクトルを示した図である。
【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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