CN100421006C - 彩色液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种采用透射型彩色液晶显示面板的液晶显示器(LCD)。包括光源的彩色LCD具有三原色发光二极管和补充色二极管，该补充色二极管包括发出青光的青发光二极管(21C)、发出黄光的黄发光二极管和发出洋红光的洋红发光二级管中至少之一。而且，该彩色LCD包括三原色滤色器和补充色滤色器作为滤色器(19)，该补充色滤色器作包括具有对应于青光透射波带的青滤色器CFC、具有对应于黄光透射波带的黄滤色器CFY和具有对应于洋红光滤色器CFM的透射波带的洋红滤色器中至少之一。

Description

彩色液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种彩色液晶显示(LCD)装置，通过所述装置可以使色域更宽从而保证更真实的色彩再现性能。
背景技术
对于计算机显示的标准色彩空间，存在由国际电子技术委员会(International Electro-technical Commission，IEC)规定的sRGB标准。该标准通过与由国际电信联盟-无线通信组(International Telecommunication UnionRadio communication，ITU-R)推荐的Rec.709的色度参数相符合的红(R)、绿(G)和蓝(B)的三原色的色度点给出了视频信号RGB和色度值之间的关系的定义。在与该sRGB标准符合的显示装置中，如果施加视频信号RGB，则可以显示色度上相同的色彩。
同时，对于接收和显示通过相机或扫描仪俘获的色彩信息的图像单元，例如显示器或打印机，重要的是精确地展示接收的彩色信息。例如，如果相机已精确地俘获彩色信息，但是却不能适当地展示彩色信息，则整体上系统的色彩再现性能被恶化。
在当前标准的显示装置中，由sRGB标准的色域规定显示。实际上，在sRGB的色域之外，还存在许多颜色，例如存在不能通过符合sRGB标准的标准显示装置表达的目标色彩。例如，对于在相机中所使用的卤化物膜，或对于数码相机打印机，已经超出了sRGB的范围。如果获得宽动态范围，并且正确地进行图像拾取操作，则产生了不能在sRGB标准的标准显示器上表达的目标色彩。
具有比sRGB宽的色彩空间的sYCC已经作为工商界的标准被采用，以便应对变得更宽的色域。使用为高清晰度电视定义的从sRGB到sYCC的变换矩阵的国际标准的ITU-R BT.601，sYCC从sRGB推导出亮度差色差隔离空间。sYCC的色域作为色彩空间更宽，使得采用sYCC可以表达在sRGB之外的色彩。
另一方面，在作为彩色电视广播系统采用的NTSC系统中，带宽比sRGB中要宽。如果实施sYCC，则需要在采用sYCC的显示器上的色域相等或甚至超过NTSC系统的显示器上的色域。
另一方面，具有极薄厚度的电视接收器，例如液晶显示器(LCD)或等离子体面板(PDP)，已经被研发并且投入实际使用，以取代从电视广播开始时就已经使用的阴极射线管(CRT)。具体地，采用彩色液晶显示面板的彩色液晶显示器被认为将迅速变得普及，因为它允许以低功耗驱动并且大尺寸的彩色液晶显示面板已经变得不太昂贵。
对于彩色液晶显示装置，背光系统是主流的，其中透射型彩色液晶显示面板从其后侧用背光装置照明从而显示彩色图像。用于背光装置的光源优选使用荧光管发出白光的CCFL(冷阴极荧光灯)。
通常，在透射型彩色液晶显示装置中，采用例如在图1中示出的谱特性的由蓝滤色器CFB0(460nm)、绿滤色器CFG0(530nm)和红滤色器CFR0(685nm)制成的三色滤色器的滤色器被提供到彩色液晶显示面板的各个像素，其中在括号中的数值指示各个滤色器的峰值透射波长。
另一方面，从三波长CCFL发出的白光具有在图2中示出的频谱，从而它在各波长上包含不同强度的光，该三波长CCFL作为彩色液晶显示装置的背光装置的光源。
因而，由具有这样发出三波长范围的光的CCFL作为光源的背光装置和具有上述滤色器的彩色液晶显示面板的组合所再现的色彩存在色纯度方面相当差的问题。
图3示出了包括具有上述三波长CCFL作为光源的背光装置的液晶显示装置的色彩再现范围。具体地，图3描述了由国际照明委员会(CommissionInternationale de l’Eclairage，CIE)规定的XYZ色彩系统的xy色度图。
从图3中可以看出，具有采用CCFL作为光源的背光装置的彩色液晶显示装置的色彩再现范围比由作为彩色电视广播系统而采用的国家电视系统委员会(National Television System Committee，NTSC)系统的标准所提供的色彩再现范围要窄。即，不能说前者的色彩再现范围充分地匹配了当前的电视广播。
另一方面，存在荧光管中含有的水银对环境具有不利的影响的担心。因而，作为背光单元的光源，出现了对可替代CCFL的光源的需求。随着蓝发光二极管的发展，发出三原色即红光、绿光和蓝光的发光二极管已经就绪。因而，使用发光二极管作为背光装置的光源，通过彩色液晶显示面板获得的彩色光可以在色纯度上得到提高，并且因而可以期待可以使色彩再现范围与NTSC系统提供的色彩再现范围一样宽，甚至更宽。
发明内容
但是，采用具有发光二极管作为光源的背光装置的液晶显示装置的色彩再现范围存在的问题是，其范围还不够宽以满足由NTSC系统规定的色彩再现范围。
当三原色的发光二极管用作光源时，色彩再现范围主要取决于发光二极管的波长范围。如果希望进一步扩大色域，则还重要的是，优化提供于彩色液晶显示面板上的滤色器的透射波长范围，以便复合发光二极管的波长频带。即，在彩色液晶显示装置上显示的彩色的纯度被用作光源的发光二极管和滤色器之间的匹配而显著地改变，从而显著地影响色彩再现范围。因而，作为光源的发光二极管和滤色器的优化设计代表了实现宽广色域的至关重要的因素。
从上述问题的观点来看，本发明的目的是提供一种彩色液晶显示装置的背光系统，其中可以优化发光二极管和滤色器的特性从而允许更宽的色域。
本发明提供了一种液晶显示装置，包括具有滤色器的透射型彩色液晶显示面板和用白光从其后侧照明所述彩色液晶显示面板的背光装置，该背光装置包括：由发出三原色的发光二极管制成的光源，即发出具有峰值波长为640nm≤λpr≤645nm的λpr的红光的红发光二极管、发出具有峰值波长为525nm≤λpr≤530nm的λpr的绿光的绿发光二极管、发出具有峰值波长为440nm≤λpr≤450nm的λpr的蓝光的蓝发光二极管；以及一个或多个补充色发光二极管，包括发出青色光的青发光二极管、发出黄光的黄发光二极管和发洋红光的洋红发光二极管中至少之一；色彩混合装置，混合从所述光源发出以便产生白光；其中，滤色器包括由红滤色器、绿滤色器和蓝滤色器制成的三色滤色器，红滤色器具有峰值波长Fpr为685nm≤Fpr≤690nm的透射波长范围，并且对于蓝滤色器的透射波长范围具有零透射率；绿滤色器具有峰值波长Fpg为530nm的透射波长范围，并且透射波长范围的半高宽(half-valuewidth)是80nm≤Fhwg≤100nm；蓝滤色器具有峰值波长Fpb为440nm≤Fpb≤460nm的透射波长范围；并且，滤色器还包括一个或多个补充色滤色器，包括对应于青光的透射波长范围的青滤色器、对应于黄光的透射波长范围的黄滤色器和对应于洋红光的透射波长范围的洋红滤色器中至少之一。
根据本发明，使用由发出三原色的发光二极管和一个或多个补充色发光二极管制成的发光二极管作为背光装置的光源。发出三原色的发光二极管是发出具有峰值波长为640nm≤λpr≤645nm的λpr的红光的红发光二极管、发出具有峰值波长为525nm≤λpr≤530nm的λpr的绿光的绿发光二极管、发出具有峰值波长440nm≤λpr≤450nm的λpr的蓝光的蓝发光二极管。一个或多个补充色发光二极管包括发出青色光的青发光二极管、发出黄光的黄发光二极管和发出洋红光的洋红发光二极管中至少之一。
使用了三色滤色器和一个或多个补充滤色器作为彩色液晶显示面板的滤色器。三色滤色器由红滤色器、绿滤色器和蓝滤色器制成。红滤色器具有峰值波长Fpr为685nm≤Fpr≤690nm透射波长范围，并且对于蓝滤色器的透射波长范围具有零透射率。绿滤色器具有峰值波长Fpg为530nm的透射波长范围，并且透射波长范围的半高宽是80nm≤Fhwg≤100nm。蓝滤色器具有峰值波长Fpb为440nm≤Fpb≤460nm的透射波长范围。一个或多个补充色滤色器至少包括对应于青光透射波长范围的青滤色器、对应于黄光透射波长范围的黄滤色器和对应于洋红光透射波长范围的洋红滤色器中的至少之一。
这提供了匹配和优化提供于彩色液晶显示面板上的三色滤色器和补充色滤色器和提供于背光装置上的用于发出三原色的发光二极管和补充色滤色器的可能性，以便显著地扩展在彩色液晶显示器上展示的图像的色彩再现范围。
参考附图，根据下列对优选实施例的解释，本发明的目标和具体的优点将变得更为显见。
附图说明
图1是示出提供于传统的彩色液晶显示装置上的彩色液晶显示面板的滤色器的谱特性的图。
图2是示出在彩色液晶显示装置中提供的背光装置的光源(CCFL)的频谱的图。
图3是示出XYZ色彩系统的xy色度图的图，其中另外还示出了采用CCFL作为背光装置光源的现有彩色液晶显示装置的色彩再现范围。
图4是示出使本发明具体化的彩色液晶显示装置的分解透视图。
图5是示出构成彩色液晶显示装置的彩色液晶显示面板的滤色器的布局图。
图6是示出构成彩色液晶显示装置的背光装置的透视图。
图7是示出驱动彩色液晶显示装置的驱动电路的方框电路图。
图8是示出指针色的图。
图9是示出sRGB标准的色彩再现范围的图。
图10是示出Adobe RGB标准的色彩再现范围的图。
图11是示出指针标准的色彩再现范围的图。
图12是示出具有100％量级的NTSC比的滤色器和发光二极管的谱特性的图。
图13是示出可视性的图。
图14是示出在蓝发光二极管的峰值波长变化的情形滤色器的谱特性和从各发光二极管发出的光线的频谱的图。
图15是对于在蓝发光二极管的峰值波长被改变的情形示出了峰值波长改变之后的色域和峰值波长改变之前的色域的图。
图16是对于当蓝发光二极管的峰值波长被改变的情形示出了滤色器的谱特性和从各发光二极管发出的光线的频谱的图。
图17是对于在蓝发光二极管的峰值波长被改变的情形示出了峰值波长改变之后的色域和峰值波长改变之前的色域的图。
图18是示出在滤色器得到改进的情形的色彩再现范围的图。
图19是示出在滤色器得到改进的情形的蓝(B)区的色域的图。
图20是示出在滤色器得到改进的情形的绿(G)区的色域的图。
图21是示出在滤色器得到改进的情形的红(R)区的色域的图。
图22是示出根据NTSC比对蓝发光二极管的波长的相关性的图17的测量结果的图。
图23是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的滤色器和蓝发光二极管的谱特性的图。
图24是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的NTSC比对蓝发光二极管的波长的相关性的图。
图25是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的色彩再现范围的图。
图26是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的蓝(B)区的色域的图。
图27是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的绿(G)区的色域的图。
图28是示出在蓝发光二极管和蓝滤色器向短波长侧偏移的情形的红(R)区的色域的图。
图29是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形的滤色器和红发光二极管的谱特性的图。
图30是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形的NTSC比对红发光二极管的波长的相关性的图。
图31是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形的色彩再现范围的图。
图32是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形蓝(B)区的色域的图。
图33是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形绿(G)区的色域的图。
图34是示出在红发光二极管向长波长侧偏移的情形红(R)区的色域的图。
图35是示出在缩窄绿滤色器的半高宽的情形的滤色器和发光二极管的谱特性的图。
图36是示出对滤色器半高宽的变化绘制的NTSC比的图。
图37是示出在缩窄绿滤色器的半高宽的情形的色彩再现范围的图。
图38是示出在缩窄绿滤色器的半高宽的情形的蓝(B)区色域的图。
图39是示出在缩窄绿滤色器的半高宽的情形的绿(G)区色域的图。
图40是示出在缩窄绿滤色器的半高宽的情形的红(R)区色域的图。
图41是示出新改进的滤色器和发光二极管的谱特性的图。
图42是示出在使用新改进的滤色器的情形色彩再现范围的图。
图43是示出新改进的滤色器和新优化的发光二极管的谱特性的图。
图44是示出在使用图41中示出的新改进的滤色器和新优化的发光二极管的情形的蓝(B)区的色域的图。
图45是示出在使用图41中示出的新改进的滤色器和新优化的发光二极管的情形的绿(G)区的色域的图。
图46是示出在使用图41中示出的新改进的滤色器和新优化的发光二极管的情形的红(R)区的色域的图。
图47是示出在青区和黄区存在的指针色的图。
图48是示出在图47中示出的青区附近的色彩再现范围的图。
图49是示出在图47中示出的黄区附近的色彩再现范围的图。
图50是图示三色滤色器和发出三原色的发光二极管的改进极限的图。
图51是图示在青、黄和洋红区中存在的指针色各个色彩再现范围之间的计数结果的概略图。
图52是示出添加了青滤色器的滤色器的构成的概略图。
图53是示出背光单元构成的透视图，其中青发光二极管添加到光源中。
图54是示出添加了青发光二极管的光源的谱特性的图。
图55是示出添加了青滤色器的滤色器的谱特性的图。
图56是示出了在添加了青滤色器和青发光二极管情形的色彩再现范围的图。
图57是示出了在添加了青滤色器和青发光二极管的情形的蓝(B)区的色域的图。
图58是示出了下添加了青滤色器和青发光二极管的情形的绿(G)区的色域的图。
图59是示出了在添加了青滤色器和青发光二极管的情形的红(R)区的色域的图。
图60是示出在图56中示出的青区附近的色彩再现范围的图。
图61是示出在图56中示出的黄区附近的色彩再现范围的图。
图62是示出添加了青滤色器和黄滤色器的滤色器的构成的概略图。
图63是示出添加了青发光二极管的光源的谱特性的图。
图64是示出添加了青滤色器和黄滤色器的滤色器的图。
图65是示出在添加了青滤色器、黄滤色器和青发光二极管的情形的色彩再现范围的图。
图66是示出在添加了青滤色器、黄滤色器和青发光二极管的情形的蓝(B)区的色域的图。
图67是示出在添加了青滤色器、黄滤色器和青发光二极管的情形的绿(G)区的色域的图。
图68是示出在添加了青滤色器、黄滤色器和青发光二极管的情形的红(R)区的色域的图。
图69是示出在图63中示出的洋红区附近的色彩再现范围的图。
图70是示出在图63中示出的黄区附近的色彩再现范围的图。
具体实施方式
现将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
应当注意本发明不仅局限于现在解释的实施例，而是可以在不偏离本发明范围的前提下进行优化改进。
本发明应用于例如在图4中所示出的彩色液晶显示装置100。
在该图中，透射型彩色液晶显示装置100由透射型彩色液晶面板10和提供于彩色液晶面板10的后侧的背光单元40构成。可以对该透射型彩色液晶显示装置100提供有例如模拟调谐器或数字调谐器的用于接收地面电波或卫星电波的接收单元、用于分别处理该接收单元接收的图像信号或音频信号的图像信号处理单元或音频信号处理单元、和例如扬声器的用于输出由音频信号处理单元处理的音频信号的音频信号输出单元，尽管未图示这些单元。
透射型彩色液晶显示面板10有两个由玻璃等形成的透明基底(TFT基底11和相对电极基底12)以及封闭在两个基底之间为扭曲相列(TN)液晶的液晶层13制成。在TFT基底11上，形成了按矩阵布置的信号线14和扫描线15，作为开关元件的薄膜晶体管16，以及布置在信号线14和扫描线15的交叉点的像素电极17。薄膜晶体管16按顺序被扫描线15选择从而在相关的像素电极17上写入从信号线14提供的图像信号。在相对电极基底12的内表面，形成了相对电极18和滤色器19。
现将描述滤色器19。滤色器19被化分为多个片段，每个片段与像素相关。例如，滤色器被划分为三个片段，与三原色相关，即红滤色器CFR、绿滤色器CFG和蓝滤色器CFB，如图5中所示出。除了在图5中示出的条形排列之外，滤色器的排列图案的离子还可以为未示出的Δ矩阵或正方形矩阵。下面将详细描述滤色器19。
对于透射型彩色液晶显示装置100，透射型彩色液晶显示面板10夹在一对偏振片31、32之间，当白光从其后侧通过背光单元40照明时，根据有源阵列系统而被驱动，从而显示希望的全彩图像。
背光单元40从其后部照明彩色液晶显示面板10。参考图4，彩色液晶显示器的背光单元40包括背光装置20和层叠在背光装置20的发光表面20a上的光学片组，例如光漫射片41、棱镜片42和偏振光变换片43。背光装置20混合来自光源的光线，从而产生通过从发光表面20a的表面发光而发射出的白光。
光学片组由多个光学片制成，具有将入射光分解为相互垂直的偏振分量、补偿光波的相差从而保证宽视角和避免着色、漫射入射光并且提高亮度的功能。光学片组提供来将由背光装置20的表面发光所发出的光线变换为具有优选光学特性的照明光线，以照明彩色液晶显示面板10。结果，光学片组不仅可以包括光漫射片41、棱镜片42或偏振光变换片43，还可以包括具有其它光学功能的其它光学片。
图6以示意透视图示出了背光装置20的配置。参考图6，背光装置20使用发出红光的红发光二极管21R、发出绿光的绿发光二极管21G和发出蓝光的蓝发光二极管21B作为光源。在下面的描述中，当总地指称红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B时，各发光二极管简单地指称为发光二极管21。
参考图6，多个发光二极管21按直线排列为希望的顺序从而形成发光二极管单元21n，其中n是自然数。如图6中所示，在基底22上的发光二极管的排列顺序是这样的，使得多个绿发光二极管21G相互间隔相等的间距排列，并且多个红发光二极管21R和蓝发光二极管21B交替地排列在相邻的绿发光二极管21G之间的间隙内。
发光二极管单元21n根据适于用背光单元40所照明的彩色液晶显示面板10的尺寸而排列在作为背光装置20的背光外壳的背光腔23内。
可以将发光二极管单元21n排列在背光腔23内，使得发光二极管单元21n的纵方向是水平方向，如在图6中所示。或者，发光二极管单元21n可以被这样排列，使得发光二极管单元21n的纵方向是以未示出的方式的垂直方向，或者使得发光二极管单元21n的纵方向部分是水平方向且部分是垂直方向。
排列发光二极管单元21n使其纵向是水平方向或垂直方向的技术与排列至今为止优选作为背光装置的光源使用的荧光管的技术相同。因而，积累的设计诀窍可以用于减小成本或制造时间。
从红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B发出的光束在背光腔23中混合在一起从而产生白光。应当注意为对各个发光二极管提供了透镜、棱镜或反射镜使得从各个发光二极管发出的红光、绿光和蓝光将在背光腔23中均匀地混合从而产生宽方向性的发射光。
在背光腔23中，提供了未示出的转向盘，所述转向盘具有混合从作为光源的发光二极管21发出的各种颜色的光线的色彩混合功能，从而产生仅有极小色不均匀性的白光；以及，提供了对从转向盘发出的白光的表面发射的内部光漫射的漫射盘。
通过背光腔20的混合产生的白光通过上述的光学片组照射到彩色液晶显示面板10上。
彩色液晶显示装置100由在示例7中示出的驱动电路200驱动。
该驱动电路200包括：对例如彩色液晶显示面板10和背光装置20提供驱动电源的电源单元110和驱动彩色液晶显示面板10的X驱动电路120以及Y驱动电路130。驱动电路还包括RGB处理器150，其通过输入终端140提供有由未示出的液晶显示装置100的接收器接收的图像信号，所述图像信号被图像信号处理器处理。驱动电路还包括图像存储器160和控制器170以及驱动控制背光单元40的背光装置20的背光驱动控制器180，图像存储器160和控制器170两者都与RGB处理器150连接。
在该驱动电路200中，作为通过输入终端140的输入而传输的图像信号被RGB处理器150例如进行色度处理，并且从合成信号转换为RGB分离信号，以便于驱动彩色液晶显示面板10。所得到的信号被传输到控制器170，同时通过图像存储器160传输到X驱动电路120。
控制器170以预置时间控制X驱动电路120和Y驱动电路130，与RGB分离信号匹配，从而通过图像存储器160提供给X驱动电路120的RGB分离信号驱动彩色液晶显示面板10，以便显示对应于RGB分离信号的图像。
背光驱动控制器180从由电源单元110提供的电压产生脉冲宽度调制信号(PWM信号)以驱动各个作为背光装置20的光源工作的发光二极管21。通常，发光二极管的色温取决于工作电流。因而，如果当产生希望的亮度时希望真实地再现色彩(以补偿色温常量)，则必须使用PWM信号驱动发光二极管21，以便抑制色彩的变化。
用户接口300是用于选择通过未示出的前述接收单元所接收的频道、调整从未示出的音频输出单元输出的音量、并且调整适用于照明彩色液晶显示面板10的背光装置20的白平衡或白光亮度的接口。
例如，如果用户已经从用户接口调整过亮度，则亮度控制信号通过驱动电路200的控制器170被传输到背光驱动控制器180。背光驱动控制器180负责该亮度控制信号，从而改变各红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B的PWM信号的占空比，以影响红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B的驱动控制。
如上所述配置的彩色液晶显示装置100，通过经由优化来将提供于彩色液晶显示面板10上的红滤色器CFR、绿滤色器CFG和蓝滤色器CFB匹配提供于背光装置20上的发光二极管21R、21G和21B，从而扩大了在彩色液晶显示面板10上显示的图像的色彩再现范围。
同时，在用于计算机监视器或电视接收器的显示装置中，如上所述，存在各种色彩再现范围的标准。通常，进行滤色器19的设计或发光二极管21的选择以便实现符合这些标准之一的色彩再现范围。在本发明的实施例中示出的彩色液晶显示装置100中，通过优化方式，进行滤色器19的设计或发光二极管21的选择以符合新的色彩再现范围，该新的色彩再现范围是作为在Photoshop中所使用的色彩再现范围的标准的Adobe RGB标准的近一步的扩展，Photoshop是由Adobe System Inc.公司出品的应用软件产品
Adobe RGB标准提供了比sRGB标准宽的色彩再现范围，并且尽管它不是国际参考标准，但它作为实际的商用标准而被接受，例如印刷/出版。由于日益增加的对于使用大尺寸显示器监视印刷物的色彩再现的需求而采用该Adobe RGB标准。
图8示出了在xy色度图上的786色的指针色(Pointer’s Color)。在图8中示出的指针色是根据Munsell色彩系统(比色图)提取的786种在自然中存在的表面颜色的比色图。可以说该指针色，如果被表现，基本上表现了可以被人类识别的全部颜色。
图9是示出在图8中示出的指针色如何被显示器的色彩再现范围的规定中通常使用的sRGB标准的色彩再现范围所覆盖的图。在图9中，还示出了由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统。从图9中可以看出，sRGB标准的色彩再现范围显著地窄于指针色。对在多大程度上sRGB标准的色彩再现范围覆盖指针色的计算给出了等于大约55％的值，这意味着sRGB标准仅能够表示大约55％的实际存在的颜色。
图10示出了对应于图9的增加了Adobe RGB标准的色彩再现范围的图。从图10中可以看出，RGB标准基本覆盖了指针色。对在多大程度上AdobeRGB标准的色彩再现范围覆盖指针色的计算给出了等于大约80％的值，这意味着Adobe RGB标准仅能够表示大约80％的实际存在的颜色。
采用Adobe RGB标准，如在图10中所示，不能符合指针色。具体地，不能覆盖中心为洋红(紫红色)的洋红区，洋红是美术颜色或印刷墨水的三原色之一并且是绿的补充色。现在提出了一种标准，该标准提供了如在图11中所示出的扩展Adobe RGB标准以补充洋红区的新色彩再现范围。在图11中示出的新的色彩再现范围比Adobe RGB标准更宽泛地覆盖指针色。对在多大程度上新标准的色彩再现范围覆盖指针色的计算给出了等于大约90％的值。该新标准，提供了扩展的Adobe RGB的色彩再现范围，被称为指针标准，因为它几乎覆盖了指针色。
在实现本发明的彩色液晶显示装置100中，试图通过设计滤色器19和选择对应的发光二极管21而优化在彩色液晶显示面板10上显示的图像，使得其色彩再现范围满足该指针标准。
在实现本发明的彩色液晶显示装置100中，必须保持谱强度，使得从背光装置20辐射出的白光对应于希望的色温从而保持白平衡。
例如，在彩色液晶显示装置100中，设置从背光装置20辐射出的白光的白平衡，使得其色温是10000±1000K(开尔文)。为了使从背光装置20辐射出的白光的色温为10000±1000K，必须设置分别从红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B发出的红光、绿光和蓝光的峰值波长的强度比，不是按照1∶1∶1，而是以预定比例，将其从该简单的比例改变，并且在发光二极管21的特性被改变的情形一直保持这样的改变比例。
图12示出了在色彩再现范围大约等于NTSC的情形，即当NTSC比是大约100％的情形，提供于彩色液晶显示装置100的彩色液晶显示面板10上的滤色器19的谱特性。图12还示出了对应的发光二极管21的谱特性。大约等于NTSC比的色彩再现范围比前述sRGB的色彩再现范围宽，但是比Adobe RGB标准的色彩再现范围窄，更不用说指针标准了。
在实现本发明的液晶显示装置100中，采用大约与NTSC比相同的色彩再现范围作为参考色彩再现范围。具体地，色彩再现范围是这样的，使得当红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B的峰值波长分别是640nm、525nm和450nm时，对于具有峰值波长Fpr＝685nm的红滤色器CFR、具有峰值波长Fpg＝530nm的绿滤色器CFG和具有峰值波长Fpb＝460nm的蓝滤色器CFB，NTSC比大约是100％，如图12所示。
由于扩展该色彩再现范围至指针标准等价于提高色纯度并且提供更宽的色域，所以重要的是降低从发光二极管21发射出的各个彩色光束和相邻滤色器19的透射波长频带的交叉点，如图12的环形标志所指示，并且最终将交叉点减小为零。这表示基本的设计概念。
如果希望降低交叉点，则以绿发光二极管发出的绿光的峰值波长作为中心，由红发光二极管发出的红光束的峰值波长理想地设置得尽可能地接近长波长侧，以便抑制红色光束通过绿滤色器CFG透射。另一方面，由蓝发光二极管21B发出的蓝色光束的峰值波长理想地设置得尽可能地接近短波长侧，以便抑制蓝色光束通过绿滤色器CFG透射。相似地，可以通过缩窄绿滤色器CFG的半高宽从而缩窄其透射波长带而降低交叉点。
但是，人眼对于光线的灵敏度(可视性)随波长而变化，从而在555nm处达到峰值，向长波长方向和向短波长方向变低，如在图13中所示出的。在该图中，示出了可视性曲线，其中作为峰值的555nm的透射率归一化为单位值(1)。
因而，如果从红发光二极管21R发出的红光的峰值波长和从蓝发光二极管21B发出的蓝光的峰值波长分别向长波长或短波长方向偏移，或者过度地减小绿滤色器CFG的半高宽，则可视性一旦被降低，就会需要极其高的功率以将其提高。
考虑到这一点，从红发光二极管21R发出的红光的峰值波长和从蓝发光二极管发出的蓝光的峰值波长可以分别向长波长侧和向短波长侧偏移，或者可以减小绿滤色器CFG的半高宽，以便缩窄滤色器CFG的透射波长带，从而提高色纯度，以便获得希望的色彩再现范围，并且使得提供更宽的色域。
如果，由于保持各个发光二极管21的发光强度以便维持希望的合适的白平衡，彩色液晶显示装置100的色彩再现范围被扩展到指针标准，那么根据前述基本设计概念，现在可以提出下列具体技术。
应当注意，在现在描述的技术中，对于所有色域，用色度计测量从彩色液晶显示装置100的彩色液晶显示面板10发出的显示光线。
示例1：其中蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移的示例
如上所述，在蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移的情形，降低了与绿滤色器CFG的透射波长带的交叉点，并且因而色彩再现范围变得更宽。
但是，如在图12中所示出的，在蓝滤色器CFB的透射波带的400nm至450nm附近的波带区F内具有一定的透射率值的红滤色器CFR，妨碍了提高色纯度或提供更宽的色域。例如，如果红滤色器CFR的光透射量从450nm向400nm逐渐增加，直到红滤色器在400nm的波长具有大约12％的透射率，则各颜色的色纯度恶化，由于透过蓝滤色器CFB的蓝光和透过红滤色器CFR的红光的混合妨碍了色域的展宽，如在图12中所示出。这是可得到证实。
假设滤色器19的谱特性是这样的，使得在蓝滤色器CFB的透射波带的400nm至450nm附近的波长区F内，红滤色器CFR的透射率值不是零，如在图12中所示出的。该滤色器19在下面被成为滤色器19Z。还假设分别设置从作为背光装置20的光源的红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B发出红光、绿光和蓝光的峰值波长，使得λpr＝640nm、λpg＝525nm和λpb＝450nm，以保持在图12中示出的滤色器19Z的谱特性。
如果如上所述选择发光二极管的峰值波长，则蓝光的峰值波长和绿光的峰值波长之间的距离d1与红光的峰值波长和绿光的峰值波长d2相比，为d1＜d2，即距离d1比距离d2窄。因而，趋向于产生蓝光和绿光之间的色混合，使得色纯度恶化，并且因而不可以使色域更宽。
现在设想使用蓝发光二极管，其中通过改变波带的方法，发出的蓝光的峰值波长λpb被偏移到更短的波长侧，即在图12中由箭头S指示的方向，朝向比450nm更短的波长。使用这样的蓝发光二极管21B，距离d1变得更宽，使得在蓝光和绿光之间产生色混合的可能性较小，结果提高了色纯度，同时可以使色域更宽。
为了这可以得到证实，在蓝发光二极管21B的峰值波长相对于具有在图12中示出的谱特性的滤色器19Z被偏移的情形测量色域，并且将因而获得的峰值波长与在偏移峰值波长之前的色域进行比较。具体地，红发光二极管21R和绿发光二极管21G的峰值波长固定，并且提供了几个分别具有不同峰值波长的蓝发光二极管的样品。随着互换这些蓝发光二极管，测量由这三种类型的发光二极管制成的光源的色域。
图14绘出了也在图12中示出的示出滤色器19Z的谱特性的图和分别从红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B发出的红光、绿光和蓝光的波长谱。应当注意提供了7个具有峰值波长(460-5N)nm(N＝0，1，2，...，5，6)的蓝发光二极管21BN作为蓝发光二极管21B的样品。
同时，在图14中，为了更清楚地展示将蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移的效果，从比450nm长的峰值波长λpb＝460nm的蓝发光二极管的样品21B开始进行测量。
图15示出了在使用具有峰值波长(460-5N)nm的蓝发光二极管21BN的情形色域的结果。从图15中可以看出，随着蓝发光二极管21BN的峰值波长向更短的波长侧偏移时，在绿(G)和蓝(B)侧，色域比偏移之前的色域宽。相反，期望随着蓝发光二极管21BN的峰值波长向更短的波长侧偏移而变得更宽的在红(R)侧的色域却变得更窄。具体地，在使用具有峰值波长λpb＝430nm的蓝发光二极管21B6时色域变得最窄。
根据上述结果，在蓝发光二极管21按与上述相同的方式偏移的情形，对于滤色器19A，其谱特性是这样的，使得红滤色器CFR的透射率在图12中示出的400至450nm波长范围F内被设置为零，测量色域并将其与偏移峰值波长之前的色域进行比较。
图16绘出了示出滤色器19A的谱特性的图和分别从红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B发出的红光、绿光和蓝光的波长谱。应当注意提供了7个具有峰值波长(460-5N)nm(N＝0，1，2，...，5，6)的蓝发光二极管21BN作为蓝发光二极管21B的样品。
同时，在图16中，与在图14中相似，为了更清楚地展示将蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移的效果，从比450nm长的峰值波长λpb＝460nm的蓝发光二极管的样品21B开始进行测量。
图17示出了在使用具有峰值波长(460-5N)nm的蓝发光二极管21BN的情形时色域的结果。从图17中可以看出，随着蓝发光二极管21BN的峰值波长向更短的波长侧偏移，在绿(G)和蓝(B)侧，色域比偏移之前的色域宽。对于红(R)色侧的色域，由于色度点未在减小方向上偏移，所以色域随着蓝发光二极管21BN的峰值波长向更短的波长侧偏移，与图15的情形不同，没有严重地变窄。具体地，在使用具有峰值波长λpb＝430nm的蓝发光二极管21B6时色域变得最宽。
在图15中示出的结果反映的事实是，由于红滤色器CFR表现出在蓝滤色器CFB的透射波带中的透射性，其示出为具有在图12中示出的谱特性的滤色器19Z的波长范围F，所以透过红滤色器CFR的红光的色纯度降低了。在图17中示出的结果反映的事实是，使用对于具有在图12中示出的谱特性的滤色器19Z的波长范围F具有零透射率的红滤色器CFR的滤色器19A，入射到红滤色器CFR上的光线在与蓝滤色器CFB的透射波带相同的波长范围内不透过红滤色器CFR，结果透过红滤色器CFR的色纯度变得更高从而缓解了上述问题。
在图18中，在xy色度图上绘制色度点以证实，在使用具有峰值波长λpb＝450nm的蓝发光二极管21B的情形，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。图19至图21分别以放大比例示出了红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色区。同时，在图18、19、20和21的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围以及由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统
在图19至21中可以详细地看出，在蓝(B)色区和绿(G)色区色度点没有变化，但是在红(R)色区，色度点变得比指针标准更宽，因而验证了提高。另一方面，如果使用滤色器19Z，色度点与在指针标准中所提供的色度点在红(R)色区内基本相同。
图22示出了NTSC比相对蓝发光二极管21B的峰值波长的相关性，如从图15的色域中所发现的，如在蓝滤色器CFB的透射波带的400nm至450nm附近的波长范围F内红滤色器CFR的透射率为非零时使用滤色器19Z的情形所测量的那样。图22还示出了NTSC比相对蓝发光二极管21B的峰值波长的相关性，如从图17的色域中所发现的，如在蓝滤色器CFB的透射波带的400nm至450nm附近的波长范围F内红滤色器CFR的透射率为零时使用滤色器19A的情形所测量的那样。
如果在图22中注意到对于450nm的峰值波长λpb，可以看出滤色器19A相对于滤色器19Z提高了约2％，具体地，NTSC比从108％提高至110％。
通过使用在400nm至450nm的波长范围F内的红滤色器CFR的透射率相对于滤色器19Z得到提高的滤色器，可以提高NTSC比。图22示出了对于在400nm的波长具有6％的透射率的红滤色器CFR的滤色器19Y，NTSC比相对蓝发光二极管21B的峰值波长的相关性。该滤色器19Y相对于滤色器19Z提高了约1％，具体地，对于450nm的峰值波长λpb，NTSC比从108％提高至109％。
如上所述，通过设置在蓝滤色器CFB的透射波带中红滤色器CFR的透射率为零或6％或更小，红(R)色区的色域可以变得更宽。因而，如果使用具有红滤色器CFR的滤色器19A、19Y，使蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移从而降低了交叉点，则色纯度可以进一步提高，从而提供更宽的色域。现在设想将蓝滤色器CFB偏移到短波长侧，与蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移一致。
简而言之，随着蓝发光二极管21的峰值波长λpb向短波长侧偏移10nm，从450nm至440nm，蓝滤色器CFB的峰值波长Fpb也向短波长侧偏移20nm，从460nm至440nm，如在图23中所示出的。在下列描述中，对应于其蓝滤色器CFB具有设置为440nm≤Fpb≤460nm的峰值波长Fpb的滤色器19A的滤色器被称为滤色器19B。
图24示出了其中绘出NTSC比相对蓝发光二极管21B的峰值波长λpb的图。从图24中可以看出，对于使用滤色器19A的情形，NTSC比从110％提高到115％，即提高了5％。
在图25中，在xy色度图上绘制色度点，以证实在使用具有峰值波长Fpb＝440nm的滤色器19B，且同时蓝发光二极管21B的峰值波长λpb被偏移到440nm的情形，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。图26至28分别以放大比例示出了红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色区。同时，在图25至28的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统、滤色器19Z的色度点和滤色器19A的色度点。
从图26至28可以变得更清楚，在红(R)色区的色度点没有变化，但是在蓝(B)色区的色度点获得了显著的提高。具体地，可以看出，随着sRGB的色彩再现范围被覆盖，色域基本上变得与指针标准一样宽。还可以看出，因为抑制了与蓝发光二极管21B的色混合，所以在绿(G)区色域稍微变宽。
即，通过设置蓝发光二极管21B的峰值波长λpb为440nm≤λpb≤450nm，并且使用对应于滤色器19A的滤色器19B，其蓝滤色器CFB具有其峰值波长为440nm≤Fpb≤460nm，可以显著扩展色彩再现范围。
示例2：其中红发光二极管21R的峰值波λpr长向长波长侧偏移的示例。
如上所述，在红发光二极管21R的峰值波长λpr向长波长侧偏移的情形，谱曲线与绿滤色器CFG的透射波带的交叉点降低，并且因而色彩再现范围变得更宽。
因而，如在图29中所示出的，对于滤色器19B，红发光二极管21R的峰值波长λpr向长波长侧偏移，从640nm偏移5nm，即偏移至645nm。图30示出了随着红发光二极管21R的峰值波长λpr的变化NTSC比是如何变化的。从图30可以看出，对于其中使用滤色器19B，蓝发光二极管21B的峰值波长λpb被设置为440nm的情形，NTSC比从115％改变到116％，即NTSC比提高了1％。
在图31中，在xy色度图上绘制色度点，以证实在使用具滤色器19B，蓝发光二极管21的峰值波长λpb的被偏移到440nm，并且红发光二极管21R的峰值波长λpr被偏移到645nm时，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。图32至34分别以放大比例示出了红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色区。同时，在图31至34的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统、滤色器19Z的色度点、滤色器19A的色度点、以及在滤色器19B中使用具有峰值波长λpb＝440nm的蓝发光二极管21B的情形的色度点。
从图32至34可以变得更清楚，在蓝(B)色区或在绿(G)色区的色度点没有变化，但是在红(R)色区的色度点获得了少许提高，同时覆盖了指针色的Munsell区。应当注意，当前从与制造技术相关的原因，制造峰值波长λpr比645nm长的红发光二极管21R极其困难。为了扩展色域，即便是在未来，延长红发光二极管21R的波长也是重要的。可以期望改进发光二极管本身的特性。如果将来生产出在峰值波长λpr之外延长的红发光二极管21R，则将进一步展宽色域。
即通过设置蓝发光二极管的峰值波长λpb为440nm≤λpb≤450nm，通过使用对应于其蓝滤色器CFB具有其峰值Fpb设置为440nm≤Fpb≤460nm的滤色器19A的滤色器19B，并且通过设置红发光二极管21R的峰值波长范围λpr为640nm≤λpr≤645nm，可以显著扩展色彩再现范围。
示例3：其中缩窄绿滤色器的半高宽从而使透射波带缩窄的示例。
如上所述，在绿滤色器CFG的透射波带变窄的情形，与红发光二极管21R和绿发光二极管21G的频谱曲线的透射波带的交叉点降低，并且因而色彩再现范围变宽。
即如在图35中所示出的，绿滤色器CFG的半高宽Fhwg从长波长侧和从短波长侧变窄相等的值为100nm至80nm。在下列描述中，其中滤色器19B的绿滤色器CFB的半高宽Fhwg从长波长侧和从短波长侧变窄相等的值使得80nm≤Fhwg ≤100nm的滤色器称为滤色器19C。
图36示出了其中NTSC比随着绿滤色器CFG的半高宽Fhwg的改变而改变的方式。从图36中可以看出，NTSC比已经从116％改变到120％，这是其中使用了滤色器19B并且设置蓝发光二极管21B和红发光二极管21R的峰值波长使得80nm≤Fhwg≤100nm的情形的值，并且因而NTSC比提高了4％。
在图37中，在xy色度图上绘制色度点以证实，当使用具有Fhwg＝80nm的绿滤色器CFG，蓝发光二极管21B的峰值波长λpb的被偏移到440nm，并且红发光二极管21R的峰值波长λpr被偏移到645nm时，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。图38至40分别以放大比例示出了红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色区。同时，在图37至40的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统、滤色器19Z的色度点、滤色器19A的色度点、以及对于滤色器19B使用具有峰值波长λpb＝440nm的蓝发光二极管21B情形的色度点，和对于滤色器19B使用具有峰值波长λpb＝440nm的蓝发光二极管21B情形的色度点，使用峰值波长λpr＝645nm的红发光二极管21R情形的色度点。
从图38至40可以变得更清楚，随着Adobe RGB标准的色彩再现范围即指针标准的色彩再现范围被覆盖，在蓝(B)色区或在红(R)色区的色度点没有变化，但是在绿(G)色区的色度点获得了提高，并且进一步扩展了色域。
即，使用了滤色器19C，其中滤色器19B的绿滤色器CFG的半高宽Fhwg被从长波长侧和从短波长侧变短相等的量使得80nm≤Fhwg≤100nm，同时蓝发光二极管21B的峰值波长λpb被设置为440nm≤λpb≤450nm，并且红发光二极管21R的峰值波长被设置为640nm≤λpr≤645nm。这允许进一步增加色彩再现范围。
应当注意，在绿滤色器CFG的半高宽Fhwg缩窄的情形，有时亮度可能降低。在亮度以这种方式降低的情形，可以适当提高例如绿滤色器CFG的透射率，以便保证希望的亮度值。
示例4：滤色器19的进一步改进
在上述示例1和3中，已经解释了滤色器19的改进。更具体地，在示例1中，随着蓝发光二极管21B的峰值波长λpb偏移到较短的波长侧以便降低与绿滤色器CFG的交叉点，蓝滤色器CFB的透射波带偏移到短波长侧，使得其峰值波长从460nm变为440nm，以便降低与绿发光二极管21G的交叉点。在示例3中，绿滤色器CFG的半高宽在短波长侧和长波长侧减小相等的量为从100nm至80nm，以便缩窄绿滤色器CFG的透射波带，从而降低与红发光二极管21R的交叉点以及与蓝发光二极管21B的交叉点。
在示例4中，在上述改进的基础上，进一步改进滤色器19，从而提高色纯度并且提供更宽的色域。
图41示出了新改进的滤色器19的谱特性和发光二极管21的谱特性。由在图41中粗虚线示出的谱特性是在图12中示出的滤色器19Z的谱特性。用粗实线示出的谱特性是新改进的滤色器19D的谱特性，并且由细实线示出的谱特性是各个发光二极管21的谱特性。蓝发光二极管21B和红发光二极管21R的峰值波长未如在示例1和3中一样分别被偏移到短波长侧或长波长侧，而是在图12中示出的参考峰值波长。
蓝滤色器CFB具有偏移了20nm的峰值波长Fpb，从460nm至440nm，使得其透射波带偏移到短波长侧，可以从图41中示出的滤色器19的谱特性中看出。
红滤色器CFR具有偏移了5nm的峰值波长Fpr，从685nm至690nm，使得其透射波带偏移到长波长侧。
绿滤色器CFG具有偏移了10nm的半高宽Fhwg，从100nm至90nm，使得仅有在短波长侧与蓝发光二极管21B交叉的透射波带被偏移到长波长侧。另外，绿滤色器CFG的总体透射率被提高了15％以便补偿透射波带的减小。
在下列描述中，一种滤色器被称为滤色器19D，其中滤色器19Z的蓝滤色器CFB的峰值波长Fpb被设置为440nm≤Fpb≤460nm，红滤色器CFR的峰值波长Fpr被设置为685nm≤Fpr≤690nm，绿滤色器CFG的峰值波长被设置为530nm，并且其中通过在短波长侧缩窄透射波带而设置绿滤色器的半高宽Fhwg，使得90nm≤Fhwg≤100nm，同时绿滤色器CFG的透射率提高了15％。
在图42中，在xy色度图上示出色彩再现范围以证实，在使用其中Fpb＝440nm、Fpg＝530nm、Fpr＝690nm及Fhwg＝90nm并且其中绿滤色器CFG的透射率增加了15％的滤色器19D时，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。同时，在图42的xy色度图上，还示出了Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统的色彩再现范围和滤色器19Z的色度点。
从图42可以看出，使用滤色器19D，对蓝(B)色区和红(R)色区的色域不仅比sRGB标准的色域宽，而且比Adobe RGB标准的色域和滤色器19Z的色域宽。
即，使用对应于滤色器19Z的滤色器19D，可以显著地扩展色彩再现范围，其具有峰值波长Fpb是440nm≤Fpb≤460nm的蓝滤色器CFB，具有峰值波长Fpr是685nm≤Fpr≤690nm的红滤色器CFR，并且具有峰值波长Fpg是530nm的绿滤色器CFG，且绿滤色器的频谱的半高宽Fhwg通过缩窄在短波长侧的透射波带被设置为使得90nm≤Fhwg≤100nm，对绿滤色器CFG的透射率被提高了15％。
但可以看出，在滤色器19D的情形，绿色(G)区的色域不能覆盖AdobeRGB标准。在现在将要描述的示例5中，对这一点进行了改进，通过优化方式选择了具有进一步扩展色域特性的发光二极管21。
示例5：发光二极管21的进一步改进
图43示出了由粗虚线指示的前述滤色器19Z的谱特性，由粗实线指示的滤色器19D的谱特性，由细虚线指示的优化前的发光二极管21的谱特性，和由细实线指示的优化之后的发光二极管21的谱特性。
参考图43，蓝发光二极管21B的峰值波长λpb向短波长侧偏移了10nm，具体地从450nm至440nm，绿发光二极管21G的峰值波长λpg向短波长侧偏移了5nm，具体地从525nm至530nm，红发光二极管21R的峰值波长λpr向长波长侧偏移了5nm，具体地从640nm至645nm，
如上所述，参考示例1和示例2，蓝发光二极管21B向短波长侧偏移10nm，红发光二极管21R向长波长侧偏移5nm。如果，另一方面，使用其峰值波长λpg向长波长侧偏移的绿发光二极管21G，则可以降低与蓝滤色器CFB的交叉点，因为蓝发光二极管21B的峰值波长λpb和绿发光二极管21G的峰值波长λpg之间的距离d1被扩展，如同参考图12所解释的，并且因而可以降低与蓝滤色器CFB的交叉点。结果可以提高色纯度并且扩展绿区的色域。
在图44至46中，在xy色度图上示出色彩再现范围以证实，在使用滤色器19D并且如图43所示优化发光二极管21的情形，有多少色度点对于红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色各个区被提高。同时，在图44至46的xy色度图上，还示出了Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统、sRGB标准的色彩再现范围、滤色器19Z的色彩再现范围和滤色器19D的色度点。
从图44至46变得更清楚，各个颜色区的色域被扩展。具体地，在图45中示出的在示例4中未提高的绿(G)色区以及在图46中示出的红(R)色区，超过了RGB标准的色彩再现范围。
此时NTSC比是116％，显著高于在使用滤色器19Z情形的NTSC比的值105％。此外，由于减小绿滤色器的半高宽以提供宽色域所导致的亮度损失通过增加绿光的透射率而被补偿，展示了更高的可视性，提供了15％，并且因而没有降低亮度的风险。
即通过使用滤色器19D，设置蓝发光二极管21B的峰值波长λpb为440nm≤λpb≤450nm，设置红发光二极管21R的峰值波长λpr为640nm≤λpr≤645nm，并且设置绿发光二极管21G的峰值波长λpg为525nm≤λpg≤530nm，可以进一步显著提高色彩再现范围。
对于上述配置的彩色液晶显示装置100，在彩色液晶显示面板10上显示的图像的色彩再现范围可以通过匹配提供于彩色液晶显示面板10上的红滤色器CFR、绿滤色器CFG和蓝滤色器CFB的特性和提供在背光装置20上的发光二极管21R、21G和21B的特性，通过优化方式被扩展。
新任务
图47示出了使用滤色器19D和优化发光二极管21的情形时在xy色度图上集合在一起的色彩再现范围，对于滤色器19D分别在图44至图46中对红(R)、绿(G)和蓝(B)放大示出，如在图43中示出了优化发光二极管21。
在图47中示出的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围和由国际照明委员会(CIE)提供的XYZ色彩系统。
参考图47，通过采用滤色器19D，并且通过分别设置蓝发光二极管21B的峰值波长λpb、红发光二极管21R的峰值波长λpr和绿发光二极管21G的峰值波长λpg为440nm≤λpb≤450nm、640nm≤λpr≤645nm和525nm≤λpg≤530nm，可以显著扩展色彩再现范围，从而基本符合Adobe RGB标准。但是，不能说完全符合指针色。即，即便在滤色器19被改进，并且发光二极管21相对于改进了的滤色器被优化的情形，但是到这种程度仍不能完全表达在我们周围存在的颜色。
使用在图47中示出的滤色器19D和优化了发光二极管21的情形的色彩再现范围，既不能覆盖青色区C也不能覆盖黄区Y。应当注意，青区和黄区分别以青色(蓝-绿)为中心，作为红(R)色的补充色和以黄色为中心，作为蓝(B)色的补充色，并且青色和黄色在指针色的颜料或印刷墨水的三原色之一。
可以预先考虑到，由红滤色器CFR、绿滤色器CFG和蓝滤色器CFB构成的三色滤色器19的改进，或通过适当地选择发出三原色的红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B的色彩再现范围的扩展，如结合示例1至5解释的，已接近于其极限。因而，即便试图进一步优化滤色器或发光二极管，仍到达了饱和点，使得没有进一步扩展色彩再现范围的前景。
图48和49是以放大比例示出在图47中示出的青区C和黄区Y附近的图。从图48和49可以看出，在青区C内指针色的覆盖比相当低。即，在青区内存在的指针色的比率比在黄区内的高。
至少在xy色度图内的y值被设置为y大于或等于0.8的情形，变得可能覆盖包含在黄区Y内的指针色的宽色彩再现范围。
但是，如在图50中所示出的，具有通过改进三色滤色器19和发出红光、绿光和蓝光的发光二极管21可以获得的最大y值色度点Cmax的y值，是在0.75的量级。因而，即便获得了覆盖Cmax的色彩再现范围，也不可以完全覆盖在青区内或在黄区内的指针色。
同时，在图50的色度图上，还示出了指针色、sRGB标准的色彩再现范围、Adobe RGB标准的色彩再现范围、指针标准的色彩再现范围和由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统。
在图51中，示出了位于色彩再现范围之外的指针色的点的计数值，即对于青区C、黄区Y和洋红区M中每个的滤色器19A和19D以及Adobe RGB的色域，和对于每个滤色器的指针色和Adobe RGB的覆盖率。
例如，如果覆盖青区C和黄区Y的指针色的整体的理想色彩再现范围，通过改进三色滤色器19和发出红光、绿光和蓝光的发光二极管而实现，则这样的色彩再现范围是在图50中由Ri示出的。该色彩再现范围不可能被实施，因为它超越了被CIE规定的XYZ色彩系统，这证明了三色滤色器19和发出三原色的发光二极管21改进的局限性。
在现在所描述的实施例中，通过不仅对于三原色即红、绿和蓝色而且对于作为三原色的补充色的青、洋红和蓝色的改进，实施这样的将覆盖全体指针色的色彩再现范围。
示例6
在示例6中，对青光进行改进从而覆盖青区C的指针色。具体地，作为补充色滤色器的青滤色器CFC被添加到滤色器19D中，并且所得到的滤色器被设置为滤色器19E，如在图26中所示。青滤色器CFC的峰值波长Fpc被设置为Fpc＝475nm。
具有青滤色器的滤色器19E的排列图案，除了在图52中示出的条形阵列之外，其示例还可以为未示出的Δ排列或正方排列。滤色器19E还可以是任何当前已知的排列图案。
如在图53中所示，通过改变光源配置的方式，青发光二极管21C，作为补充发光二极管被添加到发光二极管单元21n。青发光二极管的峰值波长C被设置为475nm(峰值波长λpc＝475nm)。
红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B的反复的单元不限于在图27中示出的阵列，而可以是任何希望的阵列。
例如，具有峰值波长λpr＝645nm的红发光二极管21R、具有峰值波长λpg＝530nm的绿发光二极管21G、具有峰值波长λpb＝440nm的蓝发光二极管21B、具有峰值波长λpc＝475nm的青发光二极管21C被用作光源。这些发光二极管的谱分布在图54中示出。设置红光、绿光、蓝光和青光的峰值波长强度比，使得就色温而言白光的白平衡为10000±1000K(开尔文)，如在图54中所示。
对于滤色器19E，使用具有峰值波长Fpr＝690nm的红滤色器CFR、具有峰值波长Fpg＝530nm的绿滤色器CFG、具有峰值波长Fpb＝440nm的蓝滤色器CFB、具有峰值波长Fpc＝475nm的青滤色器CFY作为滤色器19E。滤色器的谱特性在图55中示出。应当注意调整青滤色器CFC的透射率从而提供青区C的最大的色彩覆盖率。
使用添加了青发光二极管21C的发光二极管21和滤色器19E，彩色液晶显示装置100的色彩再现范围是在图56中所示出的xy色度图。NTSC比提高至121％。图57、58、59分别以放大的尺寸示出了蓝色(B)、绿色(G)和红(R)色。尽管亮度从100％稍微减少到97％，但是该亮度的减小可以通过稍微增加包括青发光二极管21C的发光二极管21的功率而得到足够的应对。
如同在图57至59中可以看到的，对于蓝(B)色区的色域被扩展，使得可以表达更深的蓝色。另一方面，Adobe RGB区被绿(G)色区和红(R)色区充分地覆盖。
同时，在图56至59的xy色度图上，还示出了指针色、sRGB标准和AdobeRGB标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统和通过使用滤色器19D并且通过优化发光二极管21将NTSC比率设置为116％的情形时的色彩再现范围。
通过使用所述滤色器19E和加入了青发光二极管21C的发光二极管21，NTSC比可以显著地以这种方式从116％提高到121％。但是，从图30和61示出的青区C和黄区Y附近的放大图，可以看出仍然存在要被改进的指针色。测量的指针色的覆盖率在97.8％的量级。
在现将描述的示例7中，将进一步提高指针色的覆盖率。
示例7
在示例6中，改进针对青光。所以，在下面的示例7中，改进针对黄色。具体地，作为补充滤色器的黄滤色器CFY被添加到滤色器19E中，并且所得到的滤色器被设置为滤色器19F。黄滤色器CFY的峰值波长Fpy被设置为Fpy＝575nm。
具有黄滤色器CFC的滤色器19F的排列图案，除了在图62中示出的条形阵列之外，示例还可以为未示出的Δ阵列或正方阵列示出。滤色器19F还可以是任何当前已知的排列图案。
对于发出黄光的光源，在红发光二极管21的发射谱与绿发光二极管21G的发射谱交叉的外围区的强度足够。结果，通过如图53中所示的改变光源配置的方式，不使用黄发光二极管作为补充发光二极管，并且青发光二极管21C被添加到发光二极管21n中。青发光二极管21C的峰值波长λpc被设置为475nm(峰值波长λpc＝475nm)。
例如，具有峰值波长λpr＝645nm的红发光二极管21R、具有峰值波长λpg＝530nm的绿发光二极管21G、具有峰值波长λpb＝440nm的蓝发光二极管21B、具有峰值波长λpc＝475nm的青发光二极管21C被用作光源。这些发光二极管的频谱分布在图63中示出。设置红光、绿光、蓝光和青光的峰值波长的密度比，使得就色温而言白光的白平衡为10000±1000K(开尔文)，如在图54中所示。
使用具有峰值波长Fpr＝690nm的红滤色器CFR、具有峰值波长Fpg＝530nm的绿滤色器CFG、具有峰值波长Fpb＝440nm的蓝滤色器CFB、具有峰值波长Fpc＝475nm的青滤色器CFY、具有峰值波长Fpy＝575nm的黄滤色器CFY作为滤色器19F。滤色器的谱特性在图64中示出。应当注意调整青滤色器CFC的透射率和黄滤色器CFY的透射率，从而提供青区C和黄区Y的最大的色彩覆盖率。具体地，就饱和而言，黄滤色器接近于由CIE标准色彩系统所指示的频谱的位置，因而无需高光密度。因而，黄滤色器CFY的透射率CFY被抑制为尽可能低的值。
通过使用包括青发光二极管21C的发光二极管21和滤色器19F，液晶显示装置100的色彩再现范围是在图65中示出的xy色度图。NTSC比提高到125％。图66、67、68分别以放大的尺寸示出了蓝色(B)、绿色(G)和红(R)色。尽管亮度从100％稍微减少到89％，但是该亮度的减小是在10％的量级上，可以通过稍微增加包括青发光二极管21C的发光二极管21的功率而得到足够的应对。
从图66至68可以看出色域对蓝区(B)扩展，从而可以表达更深的蓝色，并且Adobe RGB区被绿(G)色区和红色(R)区充分地覆盖。
同时，在图65至68的xy色度图上，还示出了指针色，sRGB标准和AdobeRGB标准的色彩再现范围，由国际照明委员会(CIE)规定的XYZ色彩系统和通过使用滤色器19D并且通过优化发光二极管21将NTSC比率设置为116％的情形的色彩再现范围。
因而，通过使用滤色器19F和还添加了青色发光二极管21C的发光二极管21作为光源，NTSC比率可以从116％大幅度提高为125％。从在图69和70中示出的青色区C和黄色区Y附近的放大图，可以看出指针色的全体被包括在色彩再现范围之内，具有大约100％的指针色的覆盖率。
同时，在示例7中没有黄发光二极管。但是，如果使用该黄发光二极管，则在保持希望的亮度时可以实现100％的指针色的覆盖率的等同效果。在示例1至5中，洋红区M被扩大到指针标准而不使用补充色滤色器或补充色发光二极管。作为替代，可以使用洋红滤色器和洋红发光二极管扩大洋红区。
同时，不必组合使用在示例1至7中示出的滤色器19的各滤色器的改进项或所有优化的发光二极管21的改进项。反之，这些各滤色器或优化的发光二极管的改进项可以选择性或就它们自己地使用以扩大色彩再现范围。
用这种方式，通过使用除了发出三原色的发光二极管，即红发光二极管21R、绿发光二极管21G和蓝发光二极管21B之外，还使用补充色发光二极管，例如青发光二极管21C、黄发光二极管或洋红色发光二极管，来作为光源，并且通过除了使用三色滤色器即红滤色器CFR、绿滤色器CFG和蓝滤色器CFB之外，还使用青色滤色器CFC、黄滤色器CFY或洋红滤色器CFM，来作为滤色器，可以100％地符合等效于在我们周围存在的所有颜色的指针色。
因此，包括具有这样的光源的背光装置20和具有这样的滤色器的彩色液晶显示面板10的彩色液晶显示装置100，可以接近于自然色彩的色彩表达为翠绿色的大海、红酒色的深红色和深绿色的发芽的树，从而明显扩展了色彩再现范围。
在本发明示例中示出的彩色液晶显示装置100提供以位于下方的背光装置20，其中光源直接布置在彩色液晶显示面板10的下面。但是本发明并不仅限于此配置，并且在使用边缘照明的情形时可以达到相似的良好的效果，其中从作为背光装置的布置在光导板侧面的光源发出的光通过光导板被混色。
本发明并不仅限于参考附图的上述实施例的具体配置。应当理解本发明涵盖在本发明的范围和原理之内的各种本领域的技术人员可以容易地实现的各种变化或修正。

Claims (6)

1. 一种液晶显示装置，包括具有滤色器的透射型彩色液晶显示面板和用白光从其后侧照明所述彩色液晶显示面板的背光装置，
所述背光装置包括：
由发出三原色的发光二极管制成的光源，即发出具有峰值波长为640nm≤λpr≤645nm的λpr的红光的红发光二极管、发出具有峰值波长为525nm≤λpg≤530nm的λpg的绿光的绿发光二极管、发出具有峰值波长为440nm≤λpb≤450nm的λpb的蓝光的蓝发光二极管；以及
一个或多个补充色发光二极管，包括发出青色光的青发光二极管、发出黄光的黄发光二极管和发出洋红光的洋红发光二极管中至少之一；和
色彩混合装置，混合从所述光源发出的彩色光线以便产生白光，其中
所述滤色器包括由红滤色器、绿滤色器和蓝滤色器制成的三色滤色器，所述红滤色器具有峰值波长Fpr为685nm≤Fpr≤690nm的透射波长范围，并且对于所述蓝滤色器的透射波长范围具有零透射率；所述绿滤色器具有峰值波长Fpg为530nm的透射波长范围，并且所述透射波长范围的半高宽Fhwg为80nm≤Fhwg≤100nm；所述蓝滤色器具有峰值波长Fpb为440nm≤Fpb≤460nm的透射波长范围；并且
所述滤色器还包括一个或多个包括对应于青光的透射波长范围的青滤色器、对应于黄光的透射范围的黄滤色器和对应于洋红光的透射波长范围的洋红滤色器中至少之一的补充色滤色器。
2. 根据权利要求1的彩色液晶显示器设备，其中具有475nm峰值波长范围λpc的青发光二极管用作所述补充色发光二极管，并且使用具有峰值波长Fpc为475nm的透射波长范围的青滤色器。
3. 根据权利要求1的彩色液晶显示器，其中使用具有峰值波长Fpy为575nm的透射波长范围的黄滤色器作为补充色滤色器。
4. 根据权利要求1的彩色液晶显示器，其中通过对于所述蓝滤色器的透射波长范围和对于所述红滤色器的透射波长范围减小所述绿滤色器的透射率，使得所述绿滤色器的透射波长范围的半高宽Fhwg设置为80nm≤Fhwg≤100nm。
5. 根据权利要求1的彩色液晶显示装置，其中通过对于所述蓝滤色器的透射波长范围减小所述绿滤色器的透射率，使得所述绿滤色器的透射波长范围的半高宽Fhwg设置为90nm≤Fhwg≤100nm。
6. 根据权利要求5的彩色液晶显示器，其中所述绿滤色器的透射率增加15％。
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