JP4779308B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、色域を広げ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。たと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てきている。例えばフィルムやデジタルカメラやプリンタなどは既にｓＲＧＢの範囲を超えている。本件出願人は、４色カラーフィルタを設けたデジタルカメラを用いることにより、色の再現性及びノイズの低減性を向上させることのできるようにした画像処理装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
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）を使って輝度色差分離空間を導いたもので、色空間としてはｓＹＣＣのほうが色域が広く、ｓＲＧＢの外側の色も表現することができる。
ところで、液晶カラー表示装置では、色再現性を広くする際、光源の分光特性が非常に重要である。単純に液晶カラー表示装置の色再現性を広くするのには、例えば、ＲＧＢの３色の波長で構成させる光源においては、各ＲＧＢの発光波長をそれぞれ鮮やかな波長に、且つ、半値幅を小さくすることで実現することができる。しかしながら、そのよう分光特性にすると、図１１に示すような色収差という問題が発生する。ここでいう色収差とは、近視でメガネをかけた際に見られる横の色収差といわれるものである。
なお、従来の液晶カラー表示装置は色再現性が低く、ＮＴＳＣ比は、ｘｙ色度図において４０％から７０％程度であったので、色収差は気にならないレベルでしか発生していなかった。
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、色域を広げた液晶カラー表示装置における横の色収差を低減することにある。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
本発明は、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を背面側から照明するバックライト光源を備えるｓＲＧＢ規格で規定されている色域よりも広色域化されたカラー液晶表示装置であって、上記バックライト光源は、３原色光を出射する発光素子を第１の光源として備えるとともに、上記第１の光源が出射する３原色光の内の少なくとも１つの色の光の波長帯域でそのピーク波長とそれぞれピーク波長が異なる光を出射する複数の発光素子を第２の光源として備え、発光特性の異なる上記第１の光源と上記第２の光源を同時点灯させて、各光源から出射される各波長の光を混成する構成としたことを特徴とする。
本発明では、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を背面側から照明するバックライト光源を備えるｓＲＧＢ規格で規定されている色域よりも広色域化されたカラー液晶表示装置において、上記バックライト光源は、３原色光を出射する発光素子を第１の光源として備えるとともに、上記第１の光源が出射する３原色光の内の少なくとも１つの色の光の波長帯域でそのピーク波長とそれぞれピーク波長が異なる光を出射する複数の発光素子を第２の光源として備え、発光特性の異なる上記第１の光源と上記第２の光源を同時点灯させて、各光源から出射される各波長の光を混成する構成としたことにより、上記バックライト光源が出射する複数の波長の光の各ピーク波長特性をブロードにして、色収差の現象を軽減させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。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言うまでもない。
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。
こ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光源装置２０からなる。
透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ガラス等の構成された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及びこれら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。
このカラー液晶表示装置１００では、この様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、バックライト光源装置２０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 映像表示が得られる。
ここで、カラーフィルタ１９は各画素電極１７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の（Ａ）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、図２の（Ｂ）に示すように３原色（ＲＧＢ）にシアン（Ｃ）を加えた赤色フィルタＣＦＲ、シアン色フィルタＣＦＣ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの４つのセグメント、あるいは、図２の（Ｃ）に示すように３原色（ＲＧＢ）にシアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）を加えた赤色フィルタＣＦＲ、シアン色フィルタＣＦＣ、青色フィルタＣＦＧ、イエロー色フィルタＣＦＹ、青色フィルタＣＦＢの５つのセグメントに分割されている。
そして、このカラー液晶表示装置１００におけるカラーフィルタ１９は、例えば図３に示すように青色フィルタＣＦＢは、青色フィルタＣＦＢの通過波長帯域を短波長側へシフトさせた３５ｎｍシフトさせた４１５ｎｍにピークを持っている。
バックライト光源装置２０として３色ＬＥＤ（ＲＧＢ）を用いた場合、従来よりカラーフィルタとして用いられている赤色フィルタＣＦＲ（６１５ｎｍ）、緑色フィルタＣＦＧ（５２５ｎｍ）、青色フィルタＣＦＢ（４５０ｎｍ）の３つのセグメントに分割された３原色フィルタでは、青色フィルタＣＦＧの透過波長帯域が３色ＬＥＤ（ＲＧＢ）の発光する青色光及び緑色光のスペクトルの両方に重なっているために混色を生じ、特に青色の色域が狭くなってしまうが、青色フィルタＣＦＢの通過波長帯域を短波長側へシフトしたカラーフィルタ１９を用いることにより、色域を広げることができる。
上記バックライト光源装置２０は、光源２１と波長選択フィルタ２２からなり、上記光源２１が出射する光で上記波長選択フィルタ２２を介して上記カラー液晶表示パネル１０を背面側から照明する。
そして、このカラー液晶表示装置１００におけるバックライト光源装置２０は、色収差を低減するために、半値幅を広げた３原色光をバックライトとしての出射するようになっている。
このバックライト光源装置２０は、図４に示すように、３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと、３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂとを並設してなり、図５の（Ａ）に示すような分光特性の３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと、図５の（Ｂ）に示すようなスペクトルを発光する３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂとを同時発光させ、各光源２１Ａ，２１Ｂから出射された光を混成することにより、図５の（Ｃ）に示すような分光特性のバックライトを得ることができる。
なお、上記バックライト光源装置２０には、図４に示すように、透過型のカラー液晶表示パネル１０を背面に配設された複数の３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂによりバックライトを照射するエリアライト方式、図６に示すように、透過型のカラー液晶表示パネル１０を背面に導光板２３を配し、導光板２３の一側縁に配設された３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２２Ｂにより上記導光板２３を介してバックライトを照射するエッジライト方式のいずれの方式も採用することができる。
また、このカラー液晶表示装置１００は、例えば図７に電気的なブロック構成を示す駆動回路２００により駆動される。
駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１０やバックライト光源装置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、バックライト光源装置２０を駆動制御するバックライト駆動制御部１８０等を備えてなる。
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によりクロマ処理等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。
なお、このカラー液晶表示装置１００において、上記３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂとを並設してなるバックライト光源装置２０を駆動制御するバックライト駆動制御部１８０は、第１の動作モードでは上記３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａのみを点灯させ、第２の動作モードでは上記３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂを同時点灯させるように、制御部１７０からの設定信号により動作モードが切り換えられるようになっている。
このカラー液晶表示装置１００では、第２の動作モードを設定して上記バックライト光源装置２０の３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源２１Ａと３波長域発光型のＣＣＦＬ光源２１Ｂを同時点灯させて、透過型のカラー液晶表示パネル１０を背面から半値幅を広げた３原色光で照明することによって、色収差を低減することができる。
ここで、上記バックライト光源装置２０は、発光特性の異なる複数種類の光源を同時点灯させて各光源２１Ａ，２１Ｂからの光を混成するように構成したが、この構成に限定されるものではない。
すなわち、出射する３原色光の半値幅を広げたバックライト光源装置２０は、例えば図８に示すように、半値幅の広い３原色光Ｒ，Ｇ，Ｂを出射する発光素子にて構成することもできる。
また、出射する３原色光の半値幅を広げたバックライト光源装置２０は、特定の色帯域でピーク波長の異なる複数の発光素子を点灯させて、ピーク波長の異なる複数の光を混成することにより、等化的に半値幅を広げた特定の色の光をようにして構成することもできる。例えば図９に示す例では、赤色波長帯域でピーク波長の異なる複数の発光素子を点灯させて、ピーク波長の異なる複数の光を混成することにより、等化的に赤色光の半値幅を広げることができる。
さらに、図１０に示すように、基本となる光源例えば３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源と全波長領域に亘って発光特性を持つ光源例えば白色ＬＥＤ光源などを同時点灯させて各光源からの光を混成するようにしてもよい。
１０ カラー液晶表示パネル、１１ ＴＦＴ基板、１２ 対向電極基板、１３ 液晶層、１４ 信号線、１５ 走査線、１６ 薄膜トランジスタ、１７ 画素電極、１８ 対向電極、１９ カラーフィルタ、２０ バックライト光源装置、２１ 光源、２１Ａ ３色（ＲＧＢ）ＬＥＤ光源、２１Ｂ ３波長域発光型のＣＣＦＬ光源、２２ 波長選択フィルタ、２３ 導光板、３１，３２ 偏光板、４０ 基板、４１ スペーサー層、４２ 反射鏡、１００ カラー液晶表示装置、ＣＦＲ 赤色フィルタ、ＣＦＧ 緑色フィルタ、２００ 駆動回路、１１０ 電源部、１２０ Ｘドライバ回路、１３０ Ｙドライバ回路、１４０ 入力端子、１５０ ＲＧＢプロセス処理部、１６０ 映像メモリ、１７０ 制御部、１８０ バックライト駆動制御部、ＣＦＢ 青色フィルタ、ＣＦＹ イエロー色フィルタ
Claims (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を背面側から照明するバックライト光源を備えるｓＲＧＢ規格で規定されている色域よりも広色域化されたカラー液晶表示装置であって、
上記バックライト光源は、３原色光を出射する発光素子を第１の光源として備えるとともに、上記第１の光源が出射する３原色光の内の少なくとも１つの色の光の波長帯域でそのピーク波長とそれぞれピーク波長が異なる光を出射する複数の発光素子を第２の光源として備え、
発光特性の異なる上記第１の光源と上記第２の光源を同時点灯させて、各光源から出射される各波長の光を混成する構成としたカラー液晶表示装置。
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