JP2006106437A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを満たす色再現範囲を達成する。
【解決手段】 光源に、３原色発光ダイオードに加え、シアン光を発光するシアン発光ダイオード２１Ｃ、黄色光を発光する黄色発光ダイオード及びマゼンタ光を発光するマゼンタ発光ダイオードを少なくとも１種類以上含む補色発光ダイオードを有し、カラーフィルタ１９として、３原色カラーフィルタに加え、シアン光に対応した透過波長帯域のシアンフィルタＣＦＣ、黄色光に対応した透過波長帯域の黄色フィルタＣＦＹ及びマゼンタ光に対応した透過波長帯域のマゼンタフィルタを少なくとも１種類以上含む補色カラーフィルタを有することで実現する。
【選択図】 図３３ａ

Description

本発明は、カラー液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に関し、特に色域を広げ、より忠実な色再現性を確保するようにしたカラー液晶表示装置に関する。

コンピュータディスプレイ用の標準色空間としてＩＥＣ（International Electro-technical Commission）が規定したｓＲＧＢ規格は、ＲＧＢの３つの原色の色度点をＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union Radio communication）が推奨するＲｅｃ．７０９の測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号ＲＧＢと測色値の関係を明確に定義したものであって、このｓＲＧＢ規格に準拠したモニター装置では、同じビデオ信号ＲＧＢを与えれば、測色的に同じ色を表示できる。

ところで、カメラやスキャナにより取り込んだ色情報を受信し表示する映像機器すなわちディスプレイやプリンタは、受け取った色情報を正確に表示する必要がある。例えば、カメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。

現在の標準モニターでの表示は、上記ｓＲＧＢ規格の色域で規定されているが、世の中にはｓＲＧＢの色域を超えた色が多々あり、ｓＲＧＢ規格の標準モニターでは表示できない物体色ができている。例えば、フィルムやデジタルカメラプリンタなど既にｓＲＧＢの範囲を超えている。しかし、広いダイナミックレンジを確保して正確に撮影を行ったとしても、ｓＲＧＢ規格の標準モニターでは表示できない物体色が生じることになる。

そこで、広色域化に対応するためにｓＲＧＢよりも広い色空間を持ったｓＹＣＣが業界標準化された。ｓＹＣＣは、ｓＲＧＢからＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１（ハイビジョン用に定義されたＲＧＢからＹＣＣへの変換マトリックスの国際規格）を使って輝度差色差分離空間を導いたもので、色空間としてはｓＹＣＣの方が色域が広く、ｓＲＧＢの外側の色も表現することができる。

一方、カラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ方式は、ｓＲＧＢに較べて帯域幅が広い。ｓＹＣＣを実現するには、ディスプレイ上でＮＴＳＣ方式での色域と同等あるいはこれを超える必要がある。

テレビジョン放送が開始されてから長年使用されてきたＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わり、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、プラズマディスプレイ（PDP：Plasma Display Panel）といった非常に薄型化されたテレビジョン受像機が考案、実用化されている。特に、カラー液晶表示パネルを用いたカラー液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型のカラー液晶表示パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。

カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。バックライト装置の光源としては、蛍光管を使った白色光を発光するＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２２２８５号公報

一般に、透過型のカラー液晶表示装置では、例えば、図３５に示すような分光特性（スペクトル特性）の青色フィルタＣＦＢ_０（４６０ｎｍ）、緑色フィルタＣＦＧ_０（５３０ｎｍ）、赤色フィルタＣＦＲ_０（６８５ｎｍ）からなる３原色フィルタを用いたカラーフィルタが、カラー液晶表示パネルの画素毎に備えられている。なお、カッコ内の数値は、各フィルタのピーク透過波長を示している。

これに対し、カラー液晶表示装置のバックライト装置の光源として用いられる３波長域型のＣＣＦＬが発光する白色光は、図３６に示すようなスペクトルを示し、さまざまな波長帯域で異なる強度の光を含んでいることになる。

したがって、このような３波長域発光型のＣＣＦＬを光源とするバックライト装置と、上述したようなカラーフィルタを備えるカラー液晶表示パネルとの組み合わせによって再現される色は、非常に色純度が悪いといった問題がある。

図３７に、上述したような３波長域型のＣＣＦＬを光源としたバックライト装置を備えるカラー液晶表示装置の色再現範囲を示す。図３７は、国際照明委員会（ＣＩＥ：Commission Internationale de l'Eclairage）が定めたＸＹＺ表色系のｘｙ色度図である。

図３７に示すようにＣＣＦＬを光源としたバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の色再現範囲は、カラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の規格で定められている色再現範囲より狭い範囲となっており、現行のテレビジョン放送に十分対応できているとはいえないといった問題がある。

また、ＣＣＦＬは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への悪影響が考えられるため、今後、バックライト装置の光源として、ＣＣＦＬに代わる光源が求められている。そこで、ＣＣＦＬに代わる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が有望視されている。青色発光ダイオードの開発により、光の３原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになる。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることで、カラー液晶表示パネルを介した色光の色純度が高くなるため、色再現範囲をＮＴＳＣ方式で規定される程度、さらには、それを超える程度まで広げることが期待されている。

しかしながら、発光ダイオードを光源とするバックライト装置を使用したカラー液晶表示装置の色再現範囲は、未だ、ＮＴＳＣ方式で規定された色再現範囲を満たすほど十分広くないといった問題がある。

光源として３原色の発光ダイオードを用いる場合、色再現範囲は、主にこの発光ダイオードの波長帯域に依存する。また、さらなる広色域化を図るには、この発光ダイオードの波長帯域に対応するようにカラー液晶表示パネルが備えるカラーフィルタの透過波長帯域を最適化することも非常に重要になる。つまり、光源として使用する発光ダイオードと、カラーフィルタとのマッチングによって、カラー液晶表示装置で表示される画像の色純度は、大きく変化し、色再現範囲に影響を与えるため、光源である発光ダイオードと、カラーフィルタとの最適設計は、広色域化を実現する上で重要なファクターとなる。

そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、発光ダイオードと、カラーフィルタとの特性を最適化することで広色域化を可能にするバックライト方式のカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。

なお、さらなる課題が挙げられる場合は、本発明を実施するための最良の形態において説明をする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るカラー液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、上記カラー液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置であって、上記バックライト装置は、ピーク波長λｐｒが６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍである赤色光を発光する赤色発光ダイオード、ピーク波長λｐｇが５２５ｎｍ≦λｐｇ≦５３０ｎｍである緑色光を発光する緑色発光ダイオード及びピーク波長λｐｂが４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍである青色光を発光する青色発光ダイオードからなる３原色発光ダイオードと、シアン光を発光するシアン発光ダイオード、黄色光を発光する黄色発光ダイオード及びマゼンタ光を発光するマゼンタ発光ダイオードを少なくとも１種類以上含む補色発光ダイオードとからなる光源と、上記光源から発光された各色光を混色して上記白色光とする混色手段とを有し、上記カラーフィルタは、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｒが６８５ｎｍ≦Ｆｐｒ≦６９０ｎｍであり、青色フィルタの透過波長帯域における当該赤色フィルタの透過率をゼロとした赤色フィルタ、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｇが５３０ｎｍであり、上記透過波長帯域の半値幅Ｆｈｗｇが８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍである緑色フィルタ及び透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｂが４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍである青色フィルタからなる３原色カラーフィルタと、シアン光に対応した透過波長帯域のシアンフィルタ、黄色光に対応した透過波長帯域の黄色フィルタ及びマゼンタ光に対応した透過波長帯域のマゼンタフィルタを少なくとも１種類以上含む補色カラーフィルタとからなるカラーフィルタとを有することを特徴とする。

本発明は、バックライト装置の光源として、ピーク波長λｐｒが６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍである赤色光を発光する赤色発光ダイオード、ピーク波長λｐｇが５２５ｎｍ≦λｐｇ≦５３０ｎｍである緑色光を発光する緑色発光ダイオード及びピーク波長λｐｂが４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍである青色光を発光する青色発光ダイオードからなる３原色発光ダイオードと、シアン光を発光するシアン発光ダイオード、黄色光を発光する黄色発光ダイオード及びマゼンタ光を発光するマゼンタ発光ダイオードを少なくとも１種類以上含む補色発光ダイオードとを用いる。

またカラー液晶表示パネルのカラーフィルタとして、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｒが６８５ｎｍ≦Ｆｐｒ≦６９０ｎｍであり、青色フィルタの透過波長帯域における当該赤色フィルタの透過率をゼロとした赤色フィルタと、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｇが５３０ｎｍであり、上記透過波長帯域の半値幅Ｆｈｗｇが８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍである緑色フィルタと、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｂが４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍである青色フィルタからなる３原色カラーフィルタと、シアン光に対応した透過波長帯域のシアンフィルタ、黄色光に対応した透過波長帯域の黄色フィルタ及びマゼンタ光に対応した透過波長帯域のマゼンタフィルタを少なくとも１種類以上含む補色カラーフィルタとを用いる。

これにより、カラー液晶表示パネルに設けられる３原色カラーフィルタ、補色カラーフィルタの特性と、バックライト装置に設けられる３原色発光ダイオード、補色発光ダイオードの特性とのマッチングを図り最適化することで、カラー液晶表示装置で表示される画像の色再現範囲を大幅に拡大させることを可能とする。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることはいうまでもない。

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カラー液晶表示装置１００に適用される。

透過型のカラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライトユニット４０とからなる。また、図示しないが、このカラー液晶表示装置１００は、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部などを備えていてもよい。

透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１、対向電極基板１２）を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１３を設けた構成となっている。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と、この信号線１４、走査線１５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。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。

続いて、カラーフィルタ１９について説明をする。カラーフィルタ１９は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。カラーフィルタの配列パターンは、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがある。カラーフィルタ１９については、後で詳細に説明をする。

このカラー液晶表示装置１００では、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１０を２枚の偏光板３１，３２で挟み、バックライトユニット４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。

バックライトユニット４０は、上記カラー液晶表示パネル１０を背面側から照明する。図１に示すように、バックライトユニット４０は、光源を備え、上記光源から出射された光を混色した白色光を光出射面２０ａから面発光するバックライト装置２０と、このバックライト装置２０の光出射面２０ａ上に順に積層させる拡散シート４１、プリズムシート４２、偏光変換シート４３といった光学機能シート群とから構成されている。

光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置２０から面発光された光をカラー液晶表示パネル１０の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群の構成は、上述した拡散シート４１、プリズムシート４２、偏光変換シート４３に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。

図３にバックライト装置２０の概略構成図を示す。図３に示すように、バックライト装置２０は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを光源として用いている。なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称する場合は、単に発光ダイオード２１と呼ぶ。

図３に示すように各発光ダイオード２１は、基板２２上に、所望の順番で一列に配列され、発光ダイオードユニット２１ｎ（ｎは、自然数。）を形成する。基板２２上に各発光ダイオードを配列する順番は、例えば、図３に示すように、緑色発光ダイオード２１Ｇを等間隔で配置させ、等間隔で配置させた、隣り合う緑色発光ダイオード２１Ｇの間に、赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂを交互に配置させるような順番である。

発光ダイオードユニット２１ｎは、バックライトユニット４０が照明するカラー液晶表示パネル１０のサイズに応じて、バックライト装置２０の筐体であるバックライトハウス２３内に、複数列、配置されることになる。

バックライトハウス２３内への発光ダイオードユニット２１ｎの配置の仕方は、図３に示すように、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が、水平方向となるように配置してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が垂直方向となるように配置してもよいし、両者を組み合わせても良い。

なお、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配置する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたＣＣＦＬの配置の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。

バックライトハウス２３内に組み込まれた赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂから発光された光は、当該バックライトハウス２３内で混色されて白色光とされる。このとき、各発光ダイオード２１から出射した赤色光、緑色光、青色光が、バックライトハウス２３内にて一様に混色されるように、各発光ダイオード２１には、レンズやプリズム、反射鏡などを配置させて、広指向性の出射光が得られるようにする。

また、バックライトハウス２３内には、図示しないが、光源である発光ダイオード２１から出射された各色光を色ムラの少ない白色光に混色する混色機能を備えたダイバータプレートや、このダイバータプレートから出射した白色光を面状発光させるために面方向に内部拡散させる拡散板などが設けられている。

バックライト装置２０から混色されて出射された白色光は、上述した光学機能シート群を介して、カラー液晶表示パネル１０に背面側から照明することになる。

このカラー液晶表示装置１００は、例えば、図４に示すような駆動回路２００により駆動される。

この駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル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、カラー液晶表示パネル１０を駆動するＸドライバ回路１２０及びＹドライバ回路１３０、外部から供給される映像信号や、当該カラー液晶表示装置１００が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子１４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部１５０、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、バックライトユニット４０のバックライト装置２０を駆動制御するバックライト駆動制御部１８０などを備えている。

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、クロマ処理などの信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル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、画像メモリ１６０を介してＸドライバ１２０に供給される。

また、制御部１７０は、上記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、上記画像メモリ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、カラー液晶表示パネル１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。

バックライト駆動制御部１８０は、電源１１０から供給される電圧から、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、バックライト装置２０の光源である各発光ダイオード２１を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる（色温度を一定とする）には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード２１を駆動し、色の変化を抑える必要がある。

ユーザインターフェース３００は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル１０を照明するバックライト装置２０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。

例えば、ユーザインターフェース３００から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路２００の制御部１７０を介してバックライト駆動制御部１８０に輝度制御信号が伝わる。バックライト駆動制御部１８０は、この輝度制御信号に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂ毎に変えて、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを駆動制御することになる。

このような構成のカラー液晶表示装置１００は、カラー液晶表示パネル１０に設けられる赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの特性と、バックライト装置２０に設けられる発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの特性とのマッチングを図り最適化することで、カラー液晶表示パネル１０に表示される画像の色再現範囲を拡大させる。

従来の技術でも説明したように色再現範囲には、様々な規格があり、一般にディスプレイは、何らかの規格に準拠するような色再現範囲となるように、カラーフィルタ１９の設計、発光ダイオード２１の選択がなされる。本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００においては、アプリケーションソフトウェアであるＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（Adobe System Inc.社製）で用いられている色再現範囲の規格であるＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格をさらに拡張した新たな色再現範囲に準拠するように、カラーフィルタ１９を設計し、各発光ダイオード２１を選択することで最適化を図るようにする。

Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格は、ｓＲＧＢ規格よりも広い色再現範囲であり、国際的な標準規格ではないものの、印刷／出版といった業務用途でデファクトスタンダードとして認知されている。このＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格は、大型ディスプレイを使って印刷物の色再現をモニターする需要が増加したことによって、適用されるようになってきた。

図５ａに、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒの７８６色をｘｙ色度図にプロットした様子を示す。図５ａに示すＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒは、マンセル表色系（色票）をベースとし、自然界に実在する表面色を７８６色だけ抽出した色票であり、このＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒが表現できれば、世の中の色をほぼ表現しているとすることができる。

図５ｂは、従来において、ディスプレイの色再現範囲を規定する際に用いられたｓＲＧＢ規格の色再現範囲が、図５ａで示したＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをどれだけカバーしているかを示した図である。図５ｂには、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系も示している。図５ｂからも分かるように、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲は、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒよりもかなり狭い範囲である。ｓＲＧＢ規格の色再現範囲が、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをどれだけカバーしているかを具体的に計算すると約５５％となる。つまり、ｓＲＧＢ規格では、世の中の色の５５％程度しか表現できないということになる。

図５ｃは、図５ｂにＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲を加えた図である。図５ｃからも分かるように、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲は、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをほぼ網羅している。Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲が、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをどれだけカバーしているかを具体的に計算すると約８０％となる。つまり、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格では、世の中の色の８０％程度を表現できるということになる。

図５ｃに示すように、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格では、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを満たすことはできず、特に、絵具・印刷インクなどでの３原色の一つであり緑色（Ｇ）の補色であるマゼンタ（明るい赤紫）色を中心とするマゼンタ領域Ｍをカバーすることができていない。そこで、図５ｄに示すようにマゼンタ領域Ｍを補うようにＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格を拡張した新たな色再現範囲となる規格を提示する。図５ｄに示す新たな色再現範囲は、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ ＣｏｌｏｒをＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格よりもさらにカバーしており、具体的に計算をすると約９０％のＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをカバーできることが分かる。以下、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢが拡張された色再現範囲となる新たな規格を、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをほぼ満たすことからＰｏｉｎｔｅｒ規格と呼ぶことにする。

本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００では、カラー液晶表示パネル１０に表示される画像を、このＰｏｉｎｔｅｒ規格を満たす色再現範囲となるように、カラーフィルタ１９を設計し、各発光ダイオード２１を選択することで最適化を図るようにする。

このとき、本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００では、バックライト装置２０から出射される白色光のホワイトバランスが、所望の色温度となるようなスペクトル強度を保つ必要がある。

例えば、カラー液晶表示装置１００では、バックライト装置２０から出射される白色光のホワイトバランスを、色温度が１００００±１０００Ｋ（ケルビン）となるように合わせることにする。このように、バックライト装置２０から出射される白色光の色温度が、１００００±１０００Ｋとなるためには、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、緑色光、青色光のピーク波長の強度比を、単純に１：１：１とするのではなく、所定の割合に変更する必要があり、発光ダイオード２１の特性を変化させた場合もこれを常に保つ必要がある。

図６に、色再現範囲がＮＴＳＣと同程度、つまりＮＴＳＣ比が１００％程度となる場合のカラー液晶表示装置１００のカラー液晶表示パネル１０に備えられたカラーフィルタ１９の分光特性と、それに対応した発光ダイオード２１のスペクトル特性とを示す。ＮＴＳＣ比と同程度の色再現範囲は、上述したｓＲＧＢ規格の色再現範囲よりは広いが、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格はもちろん、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲にも及ばない程度である。

本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００では、このＮＴＳＣと同程度の色再現範囲を基準とすることにする。具体的には、図６に示すように、ピーク波長Ｆｐｒ＝６８５ｎｍの赤色フィルタＣＦＲ、ピーク波長Ｆｐｇ＝５３０ｎｍの緑色フィルタＣＦＧ、ピーク波長Ｆｐｂ＝４６０ｎｍの青色フィルタＣＦＢに対し、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの各ピーク波長が、それぞれ６４０ｎｍ、５２５ｎｍ、４５０ｎｍである場合、ＮＴＳＣ比をおよそ１００％程度とするような色再現範囲となる。

この色再現範囲をＰｏｉｎｔｅｒ規格まで拡張させるには、色純度を高め、色域を広げることと同義であるため、例えば、図６中に丸印で示した、発光ダイオード２１から発光された各色光のスペクトルと、隣り合うカラーフィルタ１９の透過波長帯域とがクロスするクロスポイントを下げること、究極には、クロスポイントをゼロとすることが重要となり、これが基本的な設計思想となる。

このクロスポイントを下げるには、理想的には、緑色発光ダイオードで発光される緑色光のピーク波長を中心にして、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光のピーク波長をなるべく長波長側とし、緑色フィルタＣＦＧを透過しないようにし、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長をなるべく短波長側とし、緑色フィルタＣＦＧを透過しないようにする。また、緑色フィルタＣＦＧの半値幅を狭め、透過波長帯域を狭めることでもクロスポイントを下げることができる。

しかしながら、人の目の光に対する感度（視感度）は、波長によって異なっており、図７に示すように、５５５ｎｍでピークをとり、長波長側、短波長側になるにつれ低くなっていく。図７は、視感度がピークとなる５５５ｎｍを１とした比視感度曲線である。

したがって、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光のピーク波長、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長をそれぞれ、長波長側、短波長側にシフトしすぎたり、緑色フィルタＣＦＧの半値幅を狭めすぎたりすると視感度が下がってしまい、下がった視感度をあげるためには非常に高いパワーが必要になってしまう。

そこで、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光のピーク波長、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長を、パワー効率を下げない程度に、それぞれ長波長側、短波長側にシフトさせ、緑色フィルタＣＦＧの透過波長帯域を狭めることで、所望の色再現範囲となるよう色純度を高め、色域を広げることが可能となる。

このように、適切な所望のホワイトバランスとなるように各発光ダイオード２１の発光強度を保ちながら、上述した基本的な設計思想に基づいて、カラー液晶表示装置１００の色再現範囲をＰｏｉｎｔｅｒ規格まで広げるには、以下に示すような具体的な手法を提案することができる。

なお、以下に示す手法において、全ての色域は、カラー液晶表示装置１００のカラー液晶パネル１０から出射される表示光を測色計にて測定している。

｛実施例１：青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側へシフトする場合｝
上述したように、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側へシフトすると、緑色カラーフィルタＣＦＧとのクロスポイントが下がるため、色再現範囲が広がることになる。

しかしながら、図６の領域Ｆに示すように、青色フィルタＣＦＢの透過波長帯域に、赤色フィルタＣＦＲが透過率を有していると、色純度を上げ、色域を広げるのを阻害してしまうことになる。まず、これについて検証をする。

図６に示すように、カラーフィルタ１９の分光特性が、青色フィルタＣＦＢの透過波長帯域中の領域Ｆで示す４００ｎｍ〜４５０ｎｍ付近において、赤色フィルタＣＦＲの透過率がゼロになっていないとする。以下、このカラーフィルタ１９をカラーフィルタ１９Ｚと呼ぶ。また、図６に示すカラーフィルタ１９Ｚの分光特性に合わせて、バックライト装置２０の光源である赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、緑色光、青色光のピーク波長をそれぞれλｐｒ＝６４０ｎｍ、λｐｇ＝５２５ｎｍ、λｐｂ＝４５０ｎｍとする。

このように各発光ダイオード２１のピーク波長を選択した場合、図６に示すように、青色光のピーク波長と、緑色光のピーク波長との間隔ｄ１と、赤色光のピーク波長と、緑色光のピーク波長との間隔ｄ２とを比較するとｄ１＜ｄ２となっているため、間隔ｄ１がｄ２よりも狭いことから、青色光と緑色光との混色が生じやすく色純度が悪くなり色域を広げることができない。

そこで、発光する青色光のピーク波長が、λｐｂ＝４５０ｎｍよりも短波長側（図６中：矢印Ｓ方向）へシフト（波長帯域を変える）した青色発光ダイオード２１Ｂを用いることを考える。このような、青色発光ダイオード２１Ｂを用いると、間隔ｄ１が広がるため、青色光と緑色光との混色も生じにくく色純度がよくなり、色域を広げることができる。

これを検証するため、図６に示すような分光特性を有するカラーフィルタ１９Ｚに対して、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長をシフトさせた場合の色域を測定し、ピーク波長をシフトさせる前の色域と比較する。具体的には、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇのピーク波長を固定しておき、青色発光ダイオード２１Ｂをピーク波長の異なるものを幾つか用意して、それらを取り替えながら、色域を測定した。

図８ａは、図６でも示したカラーフィルタ１９Ｚの分光特性と、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光された赤色光、緑色光、青色光の波長スペクトルを示した図である。青色発光ダイオード２１Ｂは、ピーク波長が（４６０−５Ｎ）ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎ（Ｎ＝０，１，２，…５，６）を７個用意した。

なお、図８では、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側へシフトする効果をより明確にするため、４５０ｎｍよりも長波長のピーク波長λｐｂ＝４６０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂを用いた測定から開始している。

図８ｂは、ピーク波長が（４６０−５Ｎ）ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎを用いた際の色域を測定した結果である。図８ｂに示すように、緑色Ｇ側、青色Ｂ側では、青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎのピーク波長を短波長側にシフトさせるのに伴って、シフト前の色域よりも広くなっているのが分かる。一方、赤色Ｒ側の色域は、青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎのピーク波長をより短波長側にシフトさせるのに伴って、シフト前の色域よりも広くなるはずが、逆に狭くなってしまっている。つまり、ピーク波長、λｐｂ＝４３０ｎｍである発光ダイオード２１Ｂ_６を用いたときに最も色域が狭くなってしまっている。

次に、以上の結果を踏まえ、図６に示す領域Ｆの赤色フィルタＣＦＲの透過率をゼロにした分光特性を有するカラーフィルタ１９Ａに対して、上述したのと同様にして青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長をシフトさせた場合の色域を測定し、ピーク波長をシフトする前の色域と比較する。

図９ａは、カラーフィルタ１９Ａの分光特性と、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光された赤色光、緑色光、青色光の波長スペクトルを示した図である。青色発光ダイオード２１Ｂは、ピーク波長が（４６０−５Ｎ）ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎ（Ｎ＝０，１，２，…５，６）を７個用意した。

なお、図９でも図８と同様に、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側へシフトする効果をより明確にするため、４５０ｎｍよりも長波長のピーク波長λｐｂ＝４６０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂを用いた測定から開始している。

図９ｂは、ピーク波長が（４６０−５Ｎ）ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎを用いた際の色域を測定した結果である。図９ｂに示すように、緑色Ｇ側、青色Ｂ側では、青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎのピーク波長を短波長側にシフトさせるのに伴って、シフト前の色域よりも広くなっているのが分かる。一方、赤色Ｒ側の色域も、色度点が減少方向にずれていないことから、図８ｂとは異なり、青色発光ダイオード２１Ｂ_Ｎのピーク波長をより短波長側にシフトさせるのに伴って、色域が狭くなることが改善されているのが分かる。つまり、ピーク波長、λｐｂ＝４３０ｎｍである発光ダイオード２１Ｂ_６を用いたときに最も色域が広くなっている。

図８ｂに示した結果は、図６に示す分光特性を有するカラーフィルタ１９Ｚの領域Ｆとして示した青色フィルタＣＦＢの透過波長帯域において、赤色フィルタＣＦＲが透過率を有しているために、赤色フィルタＣＦＲを透過した赤色光の色純度が低くなることを反映している。図９ｂに示した結果は、図６に示す分光特性を有するカラーフィルタ１９Ｚの領域Ｆにおける赤色フィルタＣＦＲの透過率をゼロとしたカラーフィルタ１９Ａを用いることで、赤色フィルタＣＦＲに入射した光が、青色フィルタＣＦＢの透過波長帯域と同じ波長帯域において、赤色フィルタＣＦＲを透過することがないため、赤色フィルタＣＦＲを透過した赤色光の色純度が高くなり、上述したような問題が改善されていることを示している。

図１０ａは、ピーク波長λｐｂ＝４５０ｎｍとなる青色発光ダイオード２１Ｂを用いた場合に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色度点をプロットした図である。図１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。なお、図１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系も同時に示してある。

図１０ｂ、１０ｃ、１０ｄより詳細となるように、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の領域で色度点に変化はないが、赤色（Ｒ）の領域では、カラーフィルタ１９Ａを用いることで色度点がＰｏｉｎｔｅｒ規格よりも広がり改善されているのが分かる。一方、カラーフィルタ１９Ｚを用いた場合には、赤色（Ｒ）の領域では、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格とほぼ同じ色度点となっている。

図１１に、カラーフィルタ１９Ｚを用いた際に測定される図８ｂに示す色域から求めたＮＴＳＣ比の青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長依存性と、カラーフィルタ１９Ａを用いた際に測定される図９ｂに示す色域から求めたＮＴＳＣ比の青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長依存性とを示す。

図１１に示すように、ピーク波長λｐｂが４５０ｎｍの場合に着目すると、カラーフィルタ１９Ａは、カラーフィルタ１９Ｚに較べて、ＮＴＳＣ比が２％程度、つまり、１０８％から１１０％に向上しているのが分かる。

上述したように、青色フィルタＣＦＢの透過波長帯域における赤色フィルタＣＦＲの透過率をゼロにすることで、赤色（Ｒ）の領域の色域を広げることができた。したがって、このような赤色フィルタＣＦＲを有するカラーフィルタ１９Ａに対して、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側にシフトさせてクロスポイントを下げると、さらに色純度を高め、色域を広げることができる。このとき、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長側へシフトすることに伴い、青色フィルタＣＦＢも短波長側へシフトさせることを考える。

つまり、図１２ａに示すように、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４５０ｎｍから１０ｎｍだけ短波長側にシフトさせ４４０ｎｍとするのに伴い、青色フィルタＣＦＢもピーク波長Ｆｐｂを４６０ｎｍから２０ｎｍだけ短波長側にシフトさせ４４０ｎｍとする。なお、以下の説明において、カラーフィルタ１９Ａの青色フィルタＣＦＢのピーク波長Ｆｐｂを、４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍとしたカラーフィルタをカラーフィルタ１９Ｂと呼ぶ。

図１２ｂは、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂの変化に対するＮＴＳＣ比の変化の様子を示した図である。図１２ｂに示すように、ＮＴＳＣ比は、カラーフィルタ１９Ａを用いた場合の１１０％から１１５％となり、５％向上していることが分かる。

図１３ａは、Ｆｐｂ＝４４０ｎｍであるカラーフィルタ１９Ｂを用いると共に青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４４０ｎｍにシフトさせた場合に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色度点をプロットした図である。図１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。なお、図１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、カラーフィルタ１９Ｚの色度点、カラーフィルタ１９Ａの色度点も同時に示してある。

図１３ｂ、１３ｃ、１３ｄより詳細となるように、赤色（Ｒ）の領域で色度点に変化はないが、青色（Ｂ）の領域での色度点が大きく改善され、ｓＲＧＢの色再現範囲をカバーしながらＰｏｉｎｔｅｒ規格程度まで色域が広がっているのが分かる。また、緑色（Ｇ）の領域でも、青色発光ダイオード２１Ｂとの混色が抑制されたため、若干色域が広がっているのが分かる。

つまり、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを、４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍとすると共に、カラーフィルタ１９Ａの青色フィルタＣＦＢのピーク波長Ｆｐｂを、４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍとしたカラーフィルタ１９Ｂを用いることで大幅に色再現範囲を拡大させることができる。

｛実施例２：赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを長波長側へシフトする場合｝
上述したように、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを長波長側へシフトすると、緑色カラーフィルタＣＦＧとのクロスポイントが下がるため、色再現範囲が広がることになる。

そこで、図１４ａに示すように、カラーフィルタ１９Ｂに対して、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを６４０ｎｍから５ｎｍだけ長波長側にシフトさせ６４５ｎｍとする。図１４ｂは、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒの変化に対するＮＴＳＣ比の変化の様子を示した図である。図１４ｂに示すように、ＮＴＳＣ比は、カラーフィルタ１９Ｂを用い、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４４０ｎｍにシフトした場合の１１５％から１１６％となり、１％向上していることが分かる。

図１５ａは、カラーフィルタ１９Ｂを用いると共に青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４４０ｎｍにシフトし、さらに、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを６４５ｎｍにシフトさせた場合に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色度点をプロットした図である。図１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。なお、図１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、カラーフィルタ１９Ｚの色度点、カラーフィルタ１９Ａの色度点、カラーフィルタ１９Ｂにおいてピーク波長λｐｂ＝４４０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂを用いた際の色度点も同時に示してある。

図１５ｂ、１５ｃ、１５ｄより詳細となるように、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の領域での色度点に変化はないが、赤色（Ｒ）の領域で色度点が若干改善され、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのマンセル領域がカバーされている。なお、現時点では、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを、６４５ｎｍ以上よりも長波長化するのは製造技術上、非常に困難である。色域を拡大させるためには、赤色発光ダイオード２１Ｒの長波長化は、今後も必須であり、上述したように発光ダイオードそのものの特性改善に依存しているが、今後、ピーク波長λｐｒを超えて長波長化した赤色発光ダイオード２１Ｒが製造されれば色域はさらに広がることになる。

つまり、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを、４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍとすると共に、カラーフィルタ１９Ａの青色フィルタＣＦＢのピーク波長Ｆｐｂを、４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍとしたカラーフィルタ１９Ｂを用い、さらに、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを、６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍとすることで、大幅に色再現範囲を拡大させることができる。

｛実施例３：緑色フィルタＣＦＧの半値幅を狭め、透過波長帯域を狭める場合｝
上述したように、緑色フィルタＣＦＧの透過波長帯域を狭めると、赤色発光ダイオード２１Ｒと、青色発光ダイオード２１Ｂとのクロスポイントがそれぞれ下がるため、色再現範囲が広がることになる。

つまり、図１６ａに示すように、緑色フィルタＣＦＧの半値幅Ｆｈｗｇを、長波長側、短波長側から等分に狭め１００ｎｍから８０ｎｍとする。なお、以下の説明において、カラーフィルタ１９Ｂの緑色フィルタＣＦＧの半値幅Ｆｈｗｇを、長波長側、短波長側から等分に狭めることで８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとしたカラーフィルタをカラーフィルタ１９Ｃと呼ぶ。

図１６ｂは、緑色フィルタＣＦＧの半値幅Ｆｈｗｇの変化に対するＮＴＳＣ比の変化の様子を示した図である。図１６ｂに示すように、ＮＴＳＣ比は、カラーフィルタ１９Ｂを用い、青色発光ダイオード２１Ｂ、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長をそれぞれλｐｂ＝４４０ｎｍ、λｐｒ＝６４５ｎｍとした場合の１１６％から１２０％となり、４％向上していることが分かる。

図１７ａは、Ｆｈｗｇ＝８０ｎｍであるカラーフィルタ１９ＣＦＧを用いると共に青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４４０ｎｍにシフトし、さらに、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを６４５ｎｍにシフトさせた場合に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色度点をプロットした図である。図１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。なお、図１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、カラーフィルタ１９Ｚの色度点、カラーフィルタ１９Ａの色度点、カラーフィルタ１９Ｂにおいてピーク波長λｐｂ＝４４０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂを用いた際の色度点、カラーフィルタ１９Ｂにおいてピーク波長λｐｂ＝４４０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ及びピーク波長λｐｒ＝６４５ｎｍの赤色発光ダイオード２１Ｒを用いた際の色度点も同時に示してある。

図１７ｂ、１７ｃ、１７ｄより詳細となるように、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の領域での色度点に変化はないが、緑色（Ｇ）の領域で色度点が改善され、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、つまりはＰｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲をカバーしながら、さらに色域が広がっている。

つまり、カラーフィルタ１９Ｂの緑色フィルタＣＦＧの半値幅Ｆｈｗｇを、長波長側、短波長側から等分に狭めることで８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとしたカラーフィルタ１９Ｃを用い、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを、４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍとし、さらに、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを、６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍとすることで、さらに大幅に色再現範囲を拡大させることができる。

なお、緑色フィルタＣＦＧの半値幅Ｆｈｗｇを狭める場合は、輝度が低下する場合がある。そのように輝度の低下があった場合には、所望の輝度を確保するために、例えば、緑色フィルタＣＦＧの透過率を上昇させるなどの対策を施すとよい。

｛実施例４：カラーフィルタ１９のさらなる改善｝
カラーフィルタ１９の改善については、上述した実施例１及び実施例３にて説明をした。実施例１においては、緑色フィルタＣＦＧとのクロスポイントを下げるべく青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを短波長化させたことに伴い、青色フィルＣＦＢの透過波長帯域を、そのピーク波長Ｆｐｂが４６０ｎｍから４４０ｎｍとなるように短波長側にシフトさせ、緑色発光ダイオード２１Ｇとのクロスポイントを下げた。また、実施例３においては、緑色フィルタＣＦＧの透過波長帯域を狭めるように、半値幅Ｆｈｗｇを短波長側及び長波長側等分に１００ｎｍから８０ｎｍとすることで、赤色発光ダイオード２１Ｒとのクロスポイント、青色発光ダイオード２１Ｂとのクロスポイントを、それぞれ下げるようにした。

実施例４においては、上記改善点に加えて、色純度を高め、色域を広げるためのカラーフィルタ１９に対する新たな改善点を示すこととする。

図１８に、新たな改善を施したカラーフィルタ１９の分光特性と、発光ダイオード２１のスペクトル特性を示す。図１８に太点線で示す分光特性は、上述した図６で示したカラーフィルタ１９Ｚの分光特性である。また、太実線で示す分光特性は、カラーフィルタ１９Ｚに対して新たな改善を施した際の分光特性であり、細実線は、各発光ダイオード２１のスペクトル特性である。青色発光ダイオード２１Ｂ及び赤色発光ダイオード２１Ｒは、実施例１、実施例３で示したように、それぞれ短波長側、長波長側へはシフトさせておらず、図６に示したような基準となるピーク波長である。

図１８に示すカラーフィルタ１９の分光特性からも分かるように、青色フィルタＣＦＢは、透過波長帯域が短波長側にシフトするように、ピーク波長Ｆｐｂが４６０ｎｍから４４０ｎｍに２０ｎｍシフトされている。

また、赤色フィルタＣＦＲは、透過波長帯域が長波長側にシフトするように、ピーク波長Ｆｐｒが６８５ｎｍから６９０ｎｍに５ｎｍシフトされている。

さらに、緑色フィルタＣＦＧは、青色発光ダイオード２１Ｂとのクロスする短波長側の透過波長帯域のみを長波長側にシフトするように、半値幅Ｆｈｗｇを１００ｎｍから９０ｎｍに１０ｍシフトし、さらに、透過波長帯域の減少を補うために透過率を全体で１５％上昇させている。

なお、以下の説明において、カラーフィルタ１９Ｚの青色フィルタＣＦＢのピーク波長Ｆｐｂを４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍとし、赤色フィルタＣＦＲのピーク波長Ｆｐｒを６８５ｎｍ≦Ｆｐｒ≦６９０ｎｍとし、緑色フィルタＣＦＧのピーク波長Ｆｐｇを５３０ｎｍとし、このスペクトルの半値幅Ｆｈｗｇを、短波長側の透過波長帯域を狭めることで９０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとすると共に、緑色フィルタＣＦＧの透過率を１５％上昇させたカラーフィルタをカラーフィルタ１９Ｄと呼ぶ。

図１９は、Ｆｐｂ＝４４０ｎｍ、Ｆｐｇ＝５３０ｎｍ、Ｆｐｒ＝６９０ｎｍ、Ｆｈｗｇ＝９０ｎｍ、緑色カラーフィルタＣＦＧの透過率を１５％上昇させたカラーフィルタ１９Ｄを用いた場合に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色再現範囲を示した図である。なお、図１９のｘｙ色度図中には、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、カラーフィルタ１９Ｚの色再現範囲も同時に示してある。

図１９に示すように、カラーフィルタ１９Ｄを用いると、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の領域の色域は、ｓＲＧＢ規格の色域はもちろん、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色域、カラーフィルタ１９Ｚの色域よりも広くなっているのが分かる。

つまり、カラーフィルタ１９Ｚの青色フィルタＣＦＢのピーク波長Ｆｐｂを４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍとし、赤色フィルタＣＦＲのピーク波長Ｆｐｒを６８５ｎｍ≦Ｆｐｒ≦６９０ｎｍとし、緑色フィルタＣＦＧのピーク波長Ｆｐｇを５３０ｎｍとし、このスペクトルの半値幅Ｆｈｗｇを、短波長側の透過波長帯域を狭めることで９０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとすると共に、緑色フィルタＣＦＧの透過率を１５％上昇させたカラーフィルタ１９Ｄを用いることで、大幅に色再現範囲を拡大させることができる。

しかしながら、緑色（Ｇ）の領域の色域は、カラーフィルタ１９Ｚと同様に、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色域をカバーすることができていないことが分かる。したがって、以下に示す実施例５では、これを改善し、さらに色域を広げるような特性を有する発光ダイオード２１を選択し、最適化する。

｛実施例５：発光ダイオード２１のさらなる最適化｝
図２０は、上述したカラーフィルタ１９Ｚの分光特性（太点線で図示。）と、カラーフィルタ１９Ｄの分光特性（太実線で図示。）と、最適化する前の発光ダイオード２１のスペクトル特性（細点線で図示。）と、最適化後の発光ダイオード２１のスペクトル特性（細実線で図示。）を示している。

図２０に示すように、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを４５０ｎｍから４４０ｎｍへ１０ｎｍ短波長側にシフトさせ、緑色発光ダイオード２１Ｇのピーク波長λｐｇを５２５ｎｍから５３０ｎｍへ５ｎｍ長波長側にシフトさせ、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを６４０ｎｍから６４５ｎｍへ５ｎｍ長波長側にシフトさせる。

青色発光ダイオード２１Ｂの短波長側への１０ｎｍのシフト、赤色発光ダイオード２１Ｒの長波長側への５ｎｍのシフトについては、上述した実施例１、実施例２について説明したとおりである。一方、ピーク波長λｐｇを長波長側へシフトさせた緑色発光ダイオード２１Ｇを用いると、図６で説明したように、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂと、緑色発光ダイオード２１Ｇのピーク波長λｐｇとの間隔ｄ１が広がるため、青色フィルタＣＦＢとのクロスポイントを下げることができる。したがって、緑色領域の色純度を高め、色域を広げることができる。

図２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、カラーフィルタ１９Ｄを用いると共に、発光ダイオード２１を図２０で示したように最適化させた場合に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）における各領域で色度点がどれだけ改善されたかを検証するためにｘｙ色度図中に色再現範囲を示した各領域を拡大した図である。なお、図２１ａ、２１ｂ、２１ｃのｘｙ色度図中には、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、カラーフィルタ１９Ｚの色再現範囲、カラーフィルタ１９Ｄの色再現範囲も同時に示してある。

図２１ｂ、２１ｃ、２１ｄより詳細となるように、各色領域での色域が広がっており、特に、図２１ｂに示す実施例４では改善されていなかった緑色（Ｇ）の領域、図２１ｃに示す赤色（Ｒ）の領域がＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲を超えているのが分かる。

また、このときのＮＴＳＣ比は、１１６％であり、カラーフィルタ１９Ｚを用いた場合のＮＴＳＣ比である１０５％を大幅に向上させることができる。さらに、緑色フィルタＣＦＧの半値幅を狭め、広色域化とした場合の輝度の低下を、視感度の高い緑色光の透過率を１５％上昇させることで補っているため、輝度を低下させることがない。

つまり、カラーフィルタ１９Ｄを用い、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを、４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍとし、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを、６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍとし、さらに、緑色発光ダイオード２１Ｇのピーク波長λｐｇを、５２５ｎｍ≦λｐｇ≦５３０ｎｍとすることで、さらに大幅に色再現範囲を拡大させることができる。

このようにして、本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００は、カラー液晶表示パネル１０に設けられる赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの特性と、バックライト装置２０に設けられる赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの特性とのマッチングを図り最適化することで、カラー液晶表示パネル１０に表示される画像の色再現範囲を拡大させることができる。

｛新たな課題｝
図２２は、図２１ａ、２１ｂ、２１ｃにおいて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）毎に拡大して示したカラーフィルタ１９Ｄを用い、さらに発光ダイオード２１を図２０で示したように最適化させた際の色再現範囲を、ｘｙ色度図中に一つに纏めて示した図である。

なお、図２２のｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系も同時に示してある。

図２２に示すように、カラーフィルタ１９Ｄを用い、青色発光ダイオード２１Ｂのピーク波長λｐｂを、４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍとし、赤色発光ダイオード２１Ｒのピーク波長λｐｒを、６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍとし、さらに、緑色発光ダイオード２１Ｇのピーク波長λｐｇを、５２５ｎｍ≦λｐｇ≦５３０ｎｍとすることで、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢをほぼ満たす程度の大幅な色再現範囲の拡大を実現することができるが、未だＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを完全に満たしているとはいえない。つまり、この程度のカラーフィルタ１９の改善、改善されたカラーフィルタ１９に対する発光ダイオード２１の最適化では、世の中の色をほぼ表現することはできないことになる。

図２２に示すカラーフィルタ１９Ｄを用い、さらに発光ダイオード２１を最適化した際の色再現範囲は、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒにおける絵具・印刷インクなどでの３原色の一つであり、赤色（Ｒ）の補色であるシアン（澄んだ青緑）色を中心とするシアン領域Ｃ、青色（Ｂ）の補色である黄色を中心とする黄色領域Ｙをカバーすることができていない。

実施例１乃至５で説明したような、赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢという３原色のカラーフィルタ１９の改善、３原色の色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの最適な選択による色再現範囲の拡大は、ほぼ限界に達しており、これ以上最適化を図ったとしても飽和してしまい、色再現範囲のさらなる拡大は見込めないことが予想される。

図２３ａ、２３ｂは、それぞれ上述した図２２に示すシアン領域Ｃ近傍、黄色領域Ｙ近傍を拡大して示した図である。この図２３ａ、２３ｂからも分かるように、シアン領域ＣにおけるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率が特に低くなっている。つまり、シアン領域Ｃに含まれるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒの割合が、黄色領域Ｙに含まれるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒの割合に較べて多くなっている。

このようなシアン領域Ｃ、黄色領域Ｙに含まれるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをカバーするような広い色再現範囲は、少なくともｘｙ色度図中におけるｙ値をｙ＝０．８以上とする場合に可能となる。

しかしながら、図２４に示すように、３原色のカラーフィルタ１９、赤色光、緑色光、青色光を発光する発光ダイオード２１を改善することによって到達可能な最大のｙ値を有する色度点Ｃｍａｘのｙ値は、およそｙ＝０．７５程度である。したがって、Ｃｍａｘを含むような色再現範囲を達成したとしても、シアン領域Ｃ、黄色領域Ｙにおいて、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを完全にカバーすることはできない。

なお、図２４のｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系も同時に示してある。

また、図２５に、カラーフィルタ１９Ａ、カラーフィルタ１９Ｄ、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ、それぞれの色再現範囲外、つまり色域外にあるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒの個数をシアン領域Ｃ、黄色領域Ｙ、マゼンタ領域Ｍ毎にカウントして示し、それぞれにおけるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率も伴わせて示す。

例えば、シアン領域Ｃ、黄色領域ＹのＰｏｉｔｎｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを全てカバーするような理想的な色再現範囲を３原色のカラーフィルタ１９、赤色光、緑色光、青色光を発光する発光ダイオード２１を改善することで実現しようとした場合、図２４に示すような色再現範囲Ｒｉとなる。図２４に示すように、このような色再現範囲Ｒｉは、ＣＩＥが定めたＸＹＺ表色系を超えてしまうことから、実現は不可能であり、３原色のカラーフィルタ１９と、３原色光を発光する発光ダイオード２１のみによる改善の限界を示している。

そこで、以下に示す実施例では、赤色光、緑色光、青色光といった光の３原色に対する改善では対応できない、それぞれの色光の補色となるシアン光、マゼンタ光、黄色光に対して、改善を行うことで、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを全てカバーすることができる色再現範囲を実現する。

｛実施例６｝
実施例６では、まず、シアン領域ＣのＰｏｉｔｅｒｓ’ｓ Ｃｏｌｏｒをカバーするように、シアン光に対する改善を図ることにする。具体的には、図２６に示すように、カラーフィルタ１９を、上述したカラーフィルタ１９Ｄに、補色カラーフィルタであるシアンフィルタＣＦＣを付加したカラーフィルタ１９Ｅとする。このとき、シアンフィルタＣＦＣのピーク波長Ｆｐｃを、Ｆｐｃ＝４７５ｎｍとする。

なお、シアンフィルタＣＦＣを備えたカラーフィルタ１９Ｅの配列パターンは、図２６に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがあるが、現在知られているどのような配列パターンであってもよい。

そして、図２７に示すように、発光ダイオードユニット２１ｎに、補色発光ダイオードであるシアン発光ダイオード２１Ｃを付加し、光源の構成を変更する。このとき、シアン発光ダイオードのピーク波長λｐｃを、λｐｃ＝４７５ｎｍとする。

なお、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂ、シアン発光ダイオード２１Ｃの繰り返し単位は、図２７に示すような配列に限定されるものではなく、どのような配列であってもよい。

例えば、光源として、図２８ａに示すようなスペクトル分布を示すピーク波長λｐｒ＝６４５ｎｍの赤色発光ダイオード２１Ｒ、ピーク波長λｐｇ＝５３０ｎｍの緑色発光ダイオード２１Ｇ、ピーク波長λｐｂ＝４４０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ、ピーク波長λｐｃ＝４７５ｎｍのシアン発光ダイオード２１Ｃを用いる。このとき白色光のホワイトバランスを、色温度が１００００±１０００Ｋ（ケルビン）となるように、赤色光、緑色光、青色光、シアン光のピーク波長の強度比を図２８ａに示すような割合とする。

一方、カラーフィルタ１９Ｅは、図２８ｂに示すような分光特性を示すピーク波長Ｆｐｒ＝６９０ｎｍの赤色フィルタＣＦＲ、ピーク波長Ｆｐｇ＝５３０ｎｍの緑色フィルタＣＦＧ、ピーク波長Ｆｐｂ＝４４０ｎｍの青色フィルタＣＦＢ、ピーク波長Ｆｐｃ＝４７５ｎｍのシアンフィルタＣＦＣを用いる。この時、シアンフィルタＣＦＣの透過率を調整し、シアン領域Ｃの色のカバー率が最大となるようにする。

このような、シアン発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１、カラーフィルタ１９Ｅを用いると、カラー液晶表示装置１００の色再現範囲は、図２９ａのｘｙ色度図中に示すようになり、ＮＴＳＣ比が１２１％まで向上する。図２９ｂ、２９ｃ、２９ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。この時、輝度が１００％から９７％に若干低減してしまうが、この程度の輝度落ちは、シアン光発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１のパワーをほんの少し上げることで十分に対応することができる。

図２９ｂ、２９ｃ、２９ｄから分かるように、青色（Ｂ）の領域は色域が拡大し、より深い青を再現することができるとともに、緑色（Ｇ）領域、赤色（Ｒ）領域もＡｄｏｂｅ ＲＧＢ領域を十分カバーしている。

なお、図２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、カラーフィルタ１９Ｄを用い発光ダイオード２１を最適化することでＮＴＳＣ比を１１６％とした際の色再現範囲も同時に示してある。

このように、カラーフィルタ１９Ｅを用いて、シアン発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１を光源とすることで、ＮＴＳＣ比を１１６％から１２１％まで大幅に上昇させることができるが、図３０ａ、３０ｂに示すようにシアン領域Ｃ近傍、黄色領域Ｙ近傍を拡大させると、未だカバーしきれていないＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒが存在しているのが分かる。Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率を求めると９７．８％程度となっている。

次に示す実施例７では、このＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率をさらに向上させる。

｛実施例７｝
実施例６において、シアン光に対する改善を施したので、実施例７では、黄色光に対する改善を施すようにする。具体的には、図３１に示すように、カラーフィルタ１９を、上述したカラーフィルタ１９Ｅに、補色カラーフィルタである黄色フィルタＣＦＹを付加したカラーフィルタ１９Ｆとする。このとき、黄色フィルタＣＦＹのピーク波長Ｆｐｙを、Ｆｐｙ＝５７５ｎｍとする。

なお、黄色フィルタＣＦＹを備えたカラーフィルタ１９Ｆの配列パターンは、図３１に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがあるが、現在知られているどのような配列パターンであってもよい。

黄色光を発光する光源としては、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇの発光スペクトルが交わる裾野の強度で十分であるため、特に補色発光ダイオードとして黄色発光ダイオードを用いず、図２７に示したように、発光ダイオードユニット２１ｎに、シアン発光ダイオード２１Ｃを付加し、光源の構成を変更する。このとき、シアン発光ダイオード２１Ｃのピーク波長λｐｃを、λｐｃ＝４７５ｎｍとする。

例えば、光源として、図３２ａに示すようなスペクトル分布を示すピーク波長λｐｒ＝６４５ｎｍの赤色発光ダイオード２１Ｒ、ピーク波長λｐｇ＝５３０ｎｍの緑色発光ダイオード２１Ｇ、ピーク波長λｐｂ＝４４０ｎｍの青色発光ダイオード２１Ｂ、ピーク波長λｐｃ＝４７５ｎｍのシアン発光ダイオード２１Ｃを用いる。このとき白色光のホワイトバランスを、色温度が１００００±１０００Ｋ（ケルビン）となるように、赤色光、緑色光、青色光、シアン光のピーク波長の強度比を図３２ａに示すような割合とする。

一方、カラーフィルタ１９Ｆは、図３２ｂに示すような分光特性を示すピーク波長Ｆｐｒ＝６９０ｎｍの赤色フィルタＣＦＲ、ピーク波長Ｆｐｇ＝５３０ｎｍの緑色フィルタＣＦＧ、ピーク波長Ｆｐｂ＝４４０ｎｍの青色フィルタＣＦＢ、ピーク波長Ｆｐｃ＝４７５ｎｍのシアンフィルタＣＦＣ、ピーク波長Ｆｐｙ＝５７５ｎｍの黄色フィルタＣＦＹを用いる。この時、シアンフィルタＣＦＣ、黄色フィルタＣＦＹの透過率を調整し、シアン領域Ｃ、黄色領域Ｙの色のカバー率が最大となるようにする。特に、黄色フィルタＣＦＹは、彩度的にＣＩＥ標準表色計に示すスペクトラローカスに近いため、あまり強度を必要としない。そこで、図３２ｂに示すように黄色フィルタＣＦＹの透過率は、極力抑えてある。

このような、シアン発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１、カラーフィルタ１９Ｆを用いると、カラー液晶表示装置１００の色再現範囲は、図３３ａのｘｙ色度図中に示すようになり、ＮＴＳＣ比が１２５％まで向上する。図３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各領域を拡大した図である。この時、輝度が１００％から８９％に若干低減してしまうが、１０％程度の輝度落ちは、シアン光発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１のパワーを少し上げることで十分に対応することができる。

図３３ｂ、３３ｃ、３３ｄから分かるように、青色（Ｂ）の領域は色域が拡大し、より深い青を再現することができるとともに、緑色（Ｇ）領域、赤色（Ｒ）領域もＡｄｏｂｅ ＲＧＢ領域を十分カバーしている。

なお、図３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのｘｙ色度図中には、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒ、ｓＲＧＢ規格の色再現範囲、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めたＸＹＺ表色系、カラーフィルタ１９Ｄを用い発光ダイオード２１を最適化することでＮＴＳＣ比を１１６％とした際の色再現範囲も同時に示してある。

このように、カラーフィルタ１９Ｆを用いて、シアン発光ダイオード２１Ｃを加えた発光ダイオード２１を光源とすることで、ＮＴＳＣ比を１１６％から１２５％まで大幅に上昇させることができ、図３４ａ、３４ｂに示すようにシアン領域Ｃ近傍、黄色領域Ｙ近傍を拡大させると、全てのＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒが色再現範囲内に含まれており、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率を求めると１００％となっている。

なお、実施例７において、黄色発光ダイオードを使用していないが、この黄色発光ダイオード２１を用いた場合も、所望の輝度を確保しつつ、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのカバー率を１００％にするといった同等の効果を得ることができる。また、実施例１乃至５において、補色カラーフィルタ、補色発光ダイオードを用いずに、マゼンタ領域ＭをＰｏｉｎｔｅｒ規格まで広げるようにしたが、これをマゼンタフィルタ、マゼンタ発光ダイオードを用いることで実現するようにしてもよい。

なお、実施例１乃至７に示したカラーフィルタ１９の各色フィルタに対する改善項目、最適化された各発光ダイオード２１は、必ずしも全ての改善項目、発光ダイオード２１の条件を組み合わせて用いる必要はなく、それぞれ単独で使用することで、色再現範囲を広げるようにしてもよい。

このように、光源として、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂからなる３原色発光ダイオードの他に、シアン発光ダイオード２１Ｃ、黄色発光ダイオード、マゼンタ発光ダイオードといった補色発光ダイオードを使用し、カラーフィルタとして、赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタとからなる３原色カラーフィルタの他に、シアンフィルタＣＦＣ、黄色フィルタＣＦＹ、マゼンタフィルタを用いることで、世の中に存在する全ての色と等価であるＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを１００％満たすことができる。

したがって、このような光源を有するバックライト装置２０と、このようなカラーフィルタ１９を有するカラー液晶表示パネル１０とを備えるカラー液晶表示装置１００は、例えば、エメラルド色の海や、ワインレッドの深紅、萌える木々の深緑などが、より本来の色に近く自然に表示することができ、大幅に色再現範囲を広げることができる。

なお、本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置１００は、カラー液晶表示パネル１０の直下に光源を配した直下型のバックライト装置２０を備えた構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、バックライト装置として導光板のサイドに配した光源からの光を、導光板にて混色させるエッジライト型を採用した場合も、同等の効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態として示すカラー液晶表示装置について説明するための図である。 同カラー液晶表示装置が備えるカラー液晶表示パネルのカラーフィルタについて説明するための図である。 同カラー液晶表示装置が備えるバックライト装置について説明するための図である。 同カラー液晶表示装置を駆動する駆動回路について説明するためのブロック図である。 Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをプロットした図である。 ｓＲＧＢ規格の色再現範囲を示した図である。 Ａｄｏｂｅ ＲＧＢ規格の色再現範囲を示した図である。 Ｐｏｉｎｔｅｒ規格の色再現範囲を示した図である。 ＮＴＳＣ比を１００％程度とするカラーフィルタの分光特性と、発光ダイオードのスペクトル特性を示した図である。 視感度について説明するために用いる図である。 青色発光ダイオードのピーク波長を可変させる場合において、カラーフィルタの分光特性と、各発光ダイオードで発光される光のスペクトルとを示した図である。 青色発光ダイオードのピーク波長を可変させる場合において、ピーク波長を変えた場合の各色域とピーク波長を変える前の色域とを示した図である。 青色発光ダイオードのピーク波長を可変させる場合において、カラーフィルタの分光特性と、各発光ダイオードで発光される光のスペクトルとを示した図である。 青色発光ダイオードのピーク波長を可変させる場合において、ピーク波長を変えた場合の各色域とピーク波長を変える前の色域とを示した図である。 カラーフィルタを改善した場合の色再現範囲を示した図である。 カラーフィルタを改善した場合の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 カラーフィルタを改善した場合の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 カラーフィルタを改善した場合の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 図８ｂ、図９ｂとして示される測定結果を、ＮＴＳＣ比の青色発光ダイオードの波長依存性として示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の、カラーフィルタの分光特性と、発光ダイオードのスペクトル特性を示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の、ＮＴＳＣ比の青色発光ダイオードの波長依存性として示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の色再現範囲を示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 青色発光ダイオード、青色フィルタを短波長側にシフトさせた際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の、カラーフィルタの分光特性と、発光ダイオードのスペクトル特性を示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の、ＮＴＳＣ比の赤色発光ダイオードの波長依存性として示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の色再現範囲を示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 赤色発光ダイオードを長波長側にシフトさせた際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 緑色フィルタの半値幅を狭めた際のカラーフィルタの分光特性と、発光ダイオードのスペクトル特性とを示した図である。 緑色フィルタの半値幅の変化量に対するＮＴＳＣ比を示した図である。 緑色フィルタの半値幅を狭めた際の色再現範囲を示した図である。 緑色フィルタの半値幅を狭めた際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 緑色フィルタの半値幅を狭めた際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 緑色フィルタの半値幅を狭めた際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 新たに改善されたカラーフィルタの分光特性と、発光ダイオードのスペクトル特性とを示した図である。 新たに改善されたカラーフィルタを用いた際の色再現範囲を示した図である。 図１８に示す新たに改善されたカラーフィルタの分光特性と、新たに最適化した発光ダイオードのスペクトル特性と示した図である。 図１８に示す新たに改善されたカラーフィルタと、新たに最適化した発光ダイオードとを用いた際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 図１８に示す新たに改善されたカラーフィルタと、新たに最適化した発光ダイオードとを用いた際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 図１８に示す新たに改善されたカラーフィルタと、新たに最適化した発光ダイオードとを用いた際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 シアン領域、黄色領域に存在するＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒを示した図である。 図２２に示す色再現範囲のシアン領域近傍を拡大した図である。 図２２に示す色再現範囲の黄色領域近傍を拡大した図である。 ３原色カラーフィルタ、３原色発光ダイオードに対する改善の限界について説明するための図である。 色再現範囲毎に、シアン領域、黄色領域、マゼンタ領域に存在するＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒをカウントした結果を示した図である。 シアンフィルタを付加したカラーフィルタの構成を示した図である。 光源にシアン発光ダイオードを付加したバックライト装置の構成を示した図である。 シアン発光ダイオードを付加した光源のスペクトル特性を示した図である。 シアンフィルタを付加したカラーフィルタの分光特性を示した図である。 シアンフィルタ、シアン発光ダイオードを付加した際の色再現範囲を示した図である。 シアンフィルタ、シアン発光ダイオードを付加した際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 シアンフィルタ、シアン発光ダイオードを付加した際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 シアンフィルタ、シアン発光ダイオードを付加した際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 図２９ａに示す色再現範囲のシアン領域近傍を拡大した図である。 図２９ａに示す色再現範囲の黄色領域近傍を拡大した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタを付加したカラーフィルタの構成を示した図である。 シアン発光ダイオードを付加した光源のスペクトル特性を示した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタを付加したカラーフィルタの分光特性を示した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタ、シアン発光ダイオードを付加した際の色再現範囲を示した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタシアン発光ダイオードを付加した際の青色（Ｂ）領域の色域を示した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタシアン発光ダイオードを付加した際の緑色（Ｇ）領域の色域を示した図である。 シアンフィルタ、黄色フィルタシアン発光ダイオードを付加した際の赤色（Ｒ）領域の色域を示した図である。 図３２ａに示す色再現範囲のシアン領域近傍を拡大した図である。 図３２ａに示す色再現範囲の黄色領域近傍を拡大した図である。 従来の技術として示すカラー液晶表示装置が備えるカラー液晶表示パネルのカラーフィルタの分光特性を示した図である。 同カラー液晶表示装置が備えるバックライト装置の光源（ＣＣＦＬ）のスペクトルを示した図である。 ＸＹＺ表色系のｘｙ色度図中に、バックライト装置の光源としてＣＣＦＬを用いた従来の技術として示すカラー液晶表示装置の色再現範囲を示した図である。

符号の説明

１０ カラー液晶表示パネル、１９、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆ、１９Ｚ カラーフィルタ、２０ バックライト装置、２１Ｒ 赤色発光ダイオード、２１Ｇ 緑色発光ダイオード、２１Ｂ 青色発光ダイオード、２１Ｃ シアン発光ダイオード、４０ バックライトユニット、４１ 拡散シート、４２ プリズムシート、４３ 偏光変換シート、ＣＦＲ 赤色フィルタ、ＣＦＧ 緑色フィルタ、ＣＦＢ 青色フィルタ、ＣＦＣ シアンフィルタ、ＣＦＹ 黄色フィルタ

Claims (6)

1. カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、上記カラー液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備えるカラー液晶表示装置であって、
   上記バックライト装置は、ピーク波長λｐｒが６４０ｎｍ≦λｐｒ≦６４５ｎｍである赤色光を発光する赤色発光ダイオード、ピーク波長λｐｇが５２５ｎｍ≦λｐｇ≦５３０ｎｍである緑色光を発光する緑色発光ダイオード及びピーク波長λｐｂが４４０ｎｍ≦λｐｂ≦４５０ｎｍである青色光を発光する青色発光ダイオードからなる３原色発光ダイオードと、
   シアン光を発光するシアン発光ダイオード、黄色光を発光する黄色発光ダイオード及びマゼンタ光を発光するマゼンタ発光ダイオードを少なくとも１種類以上含む補色発光ダイオードとからなる光源と、
   上記光源から発光された各色光を混色して上記白色光とする混色手段とを有し、
   上記カラーフィルタは、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｒが６８５ｎｍ≦Ｆｐｒ≦６９０ｎｍであり、青色フィルタの透過波長帯域における当該赤色フィルタの透過率をゼロとした赤色フィルタ、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｇが５３０ｎｍであり、上記透過波長帯域の半値幅Ｆｈｗｇが８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍである緑色フィルタ及び透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｂが４４０ｎｍ≦Ｆｐｂ≦４６０ｎｍである青色フィルタからなる３原色カラーフィルタと、
   シアン光に対応した透過波長帯域のシアンフィルタ、黄色光に対応した透過波長帯域の黄色フィルタ及びマゼンタ光に対応した透過波長帯域のマゼンタフィルタを少なくとも１種類以上含む補色カラーフィルタとからなるカラーフィルタとを有すること
   を特徴とするカラー液晶表示装置。
2. 上記補色発光ダイオードとして、ピーク波長λｐｃが４７５ｎｍのシアン発光ダイオードを用い、
   上記補色カラーフィルタとして、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｃが４７５ｎｍのシアンフィルタを用いること
   を特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
3. 上記補色カラーフィルタとして、透過波長帯域のピーク波長Ｆｐｙが５７５ｎｍの黄色フィルタを用いること
   を特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
4. 上記緑色フィルタは、上記青色フィルタの上記透過波長帯域及び上記赤色フィルタの上記透過波長帯域における当該緑色フィルタの透過率を減少させることで、当該緑色フィルタの透過波長帯域の上記半値幅Ｆｈｗｇを８０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとすること
   を特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
5. 上記緑色フィルタは、上記青色フィルタの上記透過波長帯域における当該緑色フィルタの透過率を減少させることで、当該緑色フィルタの透過波長帯域の上記半値幅Ｆｈｗｇを９０ｎｍ≦Ｆｈｗｇ≦１００ｎｍとすること
   を特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
6. 上記緑色フィルタの透過率を１５％上昇させること
   を特徴とする請求項５記載のカラー液晶表示装置。
   

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