JP4149215B2 - カラー液晶表示装置用ｌｅｄバックライト、カラーフィルタ、およびこれらを有するカラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に係り、特に表示品質に優れ、信頼性の高いカラー液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイは、消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来より電子ディスプレイの代表であったＣＲＴ（ブラウン管）に置き換わりつつあるが、ＣＲＴと比べて問題となっているのが、色再現能力である。
【０００３】
カラー液晶ディスプレイにおいて、赤、緑、青の３原色の色純度は、カラーフィルタの膜厚、色素の濃度の値を高めるほど向上するが、カラーフィルタの透過率は逆に低下して表示画像が暗くなる。このため、ノート型パーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイでは、バッテリー駆動時間をより長くするために、少ない消費電力の光源でより明るい表示が得られるよう、色純度よりも透過率に重点が置かれていた。また、従来のカラー液晶ディスプレイの用途は、ワードプロセッサー、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器用が主であり、文字、図形、グラフ、表等をカラーで表示するものであったため、色純度、すなわち色再現域は重要視されていなかった。
【０００４】
しかしながら、技術進歩による液晶ディスプレイの多色表示の可能化に伴い、写真画像や動画映像の表示デバイスとして利用されるようになり、赤、緑、青の色純度が高く、肌色のような中間調表示を含む高い色再現が要求されている。そこで、例えば、カラー液晶ディスプレイの光源として、狭い帯域の分光特性を有する光源を使用し、この光源のピーク波長とカラーフィルタの各色要素の透過波長領域のピーク波長とをほぼ一致させることにより、カラー液晶ディスプレイの色純度を高め、優れた色再現性を得ることが行なわれている（特開平７−２５３５７７号、特開平７−２６１１６７号等）。
【０００５】
また、ＣＲＴを用いたカラーＴＶにおけるカラー表示として、従来からＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式によるカラー表示が標準となっており、このような背景のもとで、カラー液晶ディスプレイによるＴＶ画像もＮＴＳＣ方式が標準方式となっているが、ＮＴＳＣ規格の色特性を有するようなカラー液晶ディスプレイは実現されていない。
【０００６】
液晶ディスプレイにおいては、例えば、図２示す色度座標の、ＮＴＳＣ規格（破線で示す三角形）の緑（Ｇ）と比較して、主波長が長波長側にあった。これは、現在一般的に液晶用ディスプレイとして用いられている三波長冷陰極管の波長特性によるものであり、カラーフィルタが三波長冷陰極管に合わせた透過率分布となっていた。
【０００７】
そこで、近年ＬＥＤをバックライトとして用いる手法が注目されている（Proc．SID2001，pp702）。ＬＥＤバックライトの特徴として、▲１▼高い色純度、▲２▼水銀フリー、▲３▼長寿命、▲４▼ホワイトバランス調整が容易、▲５▼インバーターが不要、▲６▼小型化が容易等の利点が挙げられる。このＬＥＤバックライトとしては、赤、緑、青のＬＥＤをサイドライト、直下式等適宜配置することにより、白色を実現し、バックライトとして用いるものである。携帯電話等に青色ＬＥＤと黄色の蛍光体を組み合わせたタイプの白色ＬＥＤも用いられているが、色純度においては、赤、緑、青の３種類のＬＥＤを用いたものの方が優れている。しかし、現状では、ＬＥＤに対応したカラーフィルタがなく、ＬＥＤをバックライトとして用いても、ＬＥＤの高い色純度を再現できないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことから、ＮＴＳＣ規格の色特性を有するような高いＮＴＳＣ比を有し、優れた色再現性を有するカラー液晶表示装置の提供が望まれている。
【０００９】
本発明は、赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、および青色（Ｂ）ＬＥＤを有するカラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトであって、上記赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長が６１０ｎｍ以上であり、上記緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長が５３０±１０ｎｍの範囲内であり、上記青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長が４８０ｎｍ以下であることを特徴とするカラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトを提供する。
【００１０】
本発明によれば、上記緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長が上記範囲内であることにより、カラー液晶表示装置とした際の緑色の色再現領域が広くなり、ＮＴＳＣ規格の色特性を実現することが可能となる。また、上記青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長を上記範囲以下とすることにより、カラー液晶表示装置として用いる際の、カラーフィルタによる緑色と青色の色分離がより容易となり、ＮＴＳＣ規格の色再現域を包含する、高いＮＴＳＣ比を再現可能なカラー液晶表示装置を製造することが可能なカラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトとなるのである。
【００１１】
また、本発明は、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲内であるＬＥＤバックライトのそれぞれの波長に対応する赤色（Ｒ）画素部、緑色（Ｇ）画素部、および青色（Ｂ）画素部を有するカラーフィルタであって、上記赤色（Ｒ）画素部の、ｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.４％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であり、上記緑色（Ｇ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０.３％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が３.５％以下であり、上記青色（Ｂ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０．２％以下、かつｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であり、上記カラーフィルタと、上記ＬＥＤバックライトとを組み合せた場合のＮＴＳＣ（ National Television System Committee ）比が１００％以上となることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１２】
本発明のカラーフィルタは、各画素部が、対応する色以外のＬＥＤバックライトのピーク波長の透過率を、上記の範囲内とすることにより、色純度を高めることが可能となり、カラー液晶表示装置とした場合に、色再現域を広くすることが可能となるのである。
【００１３】
また、それぞれの画素部の透過波長領域のピーク波長を光源のＬＥＤバックライトのそれぞれのピーク波長に対応したカラーフィルタとすることにより、ＬＥＤの特徴である高い色純度を活かしたカラーフィルタとすることが可能となるのである。
【００１４】
さらに、本発明は赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲内であるＬＥＤバックライトと、上述した本発明のカラーフィルタとを有するカラー液晶表示装置であって、ＮＴＳＣ（ National Television System Committee ）比が１００％以上であることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。
【００１５】
本発明によれば、色純度が良好な各色ＬＥＤを用いたＬＥＤバックライトと、上記のＬＥＤに対応した青色および緑色の色分離が良好な色純度が高いカラーフィルタとを組み合わせてカラー液晶表示装置とすることにより、ＮＴＳＣ規格の色特性を有するような、ＮＴＳＣ比の高いカラー液晶表示装置とすることが可能となるのである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、カラー液晶表示装置用バックライト、カラーフィルタ、およびカラー液晶表示装置に関するものである。以下、それぞれわけて説明する。
【００１７】
Ａ．カラー液晶表示装置用バックライト
本発明のカラー液晶表示装置用バックライトは、赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、および青色（Ｂ）ＬＥＤを有するカラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトであって、上記赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長が６１０ｎｍ以上であり、上記緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長が５３０±１０ｎｍの範囲内であり、上記青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長が４８０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のカラー液晶表示装置用バックライトは、例えば図１に示す輝度のような、それぞれ上記範囲のピーク波長を有する赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、青色（Ｂ）ＬＥＤを組み合わせたものである。
【００１９】
本発明によれば、各色のピーク波長が上記の範囲内であることにより、カラー液晶表示装置とした際の、緑色の再現領域が広くすることが可能となり、またカラーフィルタによる各色の色分離を容易に行うことが可能となるのである。以下、各色ＬＥＤについて説明する。
【００２０】
１．緑色（Ｇ）ＬＥＤ
本発明における緑色（Ｇ）ＬＥＤは、ピーク波長が５３０±１０ｎｍの緑色（Ｇ）ＬＥＤであれば、その種類等は特に限定されるものではない。図２のＣＩＥｘｙ座標に示すように、ＮＴＳＣ規格（破線）の緑色（Ｇ）は、５３０ｎｍ近傍である。本発明によれば、カラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトの、緑色（Ｇ）のＬＥＤのピーク波長を５３０±１０ｎｍとすることにより、カラー液晶表示装置に用いた場合に、緑色の再現領域が広くなり、ＮＴＳＣ比を高くすることが可能となる。
【００２１】
ここで、ＮＴＳＣ比とは、ＮＴＳＣ規格の色再現領域に対する、カラー液晶表示装置の実測した色再現領域の割合である。
【００２２】
本発明においては、上記緑色(Ｇ)ＬＥＤのピーク波長が５３０±１０ｎｍでの範囲内、中でも５３０±５ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００２３】
具体的に、ピーク波長が上記範囲内の緑色（Ｇ）ＬＥＤの種類としては、例えば、ＤＧ１１１２Ｈ（スタンレー電気（株）製）、ＵＧ１１１２Ｈ（スタンレー電気（株）製）、Ｅ１Ｌ５１−３Ｇ（豊田合成（株）製）、Ｅ１Ｌ４９−３Ｇ（豊田合成（株）製）、ＮＳＰＧ５００Ｓ（日亜化学工業（株）製）等が挙げられる。
【００２４】
２．赤色（Ｒ）ＬＥＤ
本発明における赤色（Ｒ）ＬＥＤは、ピーク波長が６１０ｎｍ以上のＬＥＤであれば、特に限定されるものではない。図２のＣＩＥｘｙ座標に示すように、ＮＴＳＣ規格（破線）の赤色（Ｒ）は、６１０ｎｍ近傍である。
【００２５】
本発明によれば、カラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトとして、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長を６１０ｎｍ以上とすることにより、カラー液晶表示装置に用いた場合に、赤色のＮＴＳＣ規格の色度点を再現することができ、ＮＴＳＣ比を高くすることが可能となる。
【００２６】
さらにカラー液晶表示装置とした際に、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長が上記範囲内であれば、カラーフィルタにより上述した緑色（Ｇ）ＬＥＤとの色分離が容易となることから、カラー液晶表示装置の色純度を高めることが可能となるのである。
【００２７】
本発明においては、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長が、６１０ｎｍ以上、中でも６１５ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００２８】
具体的に、上記範囲内にピーク波長を有し、赤色（Ｒ）ＬＥＤとして用いられるＬＥＤの種類としては、例えばＦＲ１１１２Ｈ（スタンレー電気（株）製）、ＦＲ５３６６Ｘ（スタンレー電気（株）製）、ＮＳＴＭ５１５ＡＳ（Ｒ）（日亜化学工業（株）製）、ＧＬ３ＺＲ２Ｄ１ＣＯＳ（シャープ（株）製）、ＧＭ１ＪＪ３５２００ＡＥ（シャープ（株）製）等が挙げられる。
【００２９】
３．青色（Ｂ）ＬＥＤ
本発明に用いられる青色（Ｂ）ＬＥＤは、ピーク波長が４８０ｎｍ以下のＬＥＤであれば、特に限定されるものではない。図２のＣＩＥｘｙ座標に示すように、ＮＴＳＣ規格（破線）の青色（Ｂ）は、４７０ｎｍ近傍であり、本発明によれば、カラー液晶表示装置用ＬＥＤバックライトとして、青色（Ｇ）のＬＥＤのピーク波長を４８０ｎｍ以下とすることにより、カラー液晶表示装置に用いた場合に、青色のＮＴＳＣ規格の色度点を再現することができ、ＮＴＳＣ比を高くすることが可能となる。
【００３０】
またカラー液晶表示装置とした際に、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長が上記範囲内であれば、カラーフィルタにより上述した緑色（Ｇ）ＬＥＤとの色分離が容易となることから、カラー液晶表示装置の色純度を高めることが可能となるのである。
【００３１】
本発明においては、青色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長が、４８０ｎｍ以下、中でも４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲内であることがカラー液晶表示装置に用いた際のカラーフィルタによる色分離の点から好ましい。
【００３２】
具体的に、上記範囲内にピーク波長を有し、青色（Ｂ）ＬＥＤとして用いられるＬＥＤの種類としては、ＤＢ１１１２Ｈ（スタンレー電気（株）製）、ＤＢ５３０６Ｘ（スタンレー電気（株）製）、Ｅ１Ｌ５１−３Ｂ（豊田合成（株）製）、Ｅ１Ｌ４Ｅ−ＳＢ１Ａ（豊田合成（株）製）、ＮＳＰＢ６３０Ｓ（日亜化学工業（株）製）、ＮＳＰＢ３１０Ａ（日亜化学工業（株）製）等が挙げられる。
【００３３】
４．カラー液晶表示装置用バックライト
本発明のカラー液晶表示装置用バックライトは、上述した３色のＬＥＤを組み合わせたバックライトである。本発明によれば、上述した３色のＬＥＤを組み合わせることにより、カラー液晶表示装置とした際に、色再現領域が広く、かつカラーフィルタにより各色の色分離を容易に行うことが可能なカラー液晶表示装置用バックライトとすることができる。
【００３４】
また、上述した３色のＬＥＤの輝度比率を調整することにより、ホワイトバランスを調整することが可能である。すなわち、ＮＴＳＣ規格の白であるＣ光源の色度点にも調整することができる。
【００３５】
本発明のカラー液晶表示装置用バックライトは、一般的にサイドライト式が用いられる。サイドライト方式バックライトは、光源がバックライトユニットの側面に配置され、下面に反射散乱部等を有する導光板から構成され、均一な発光面が得られるものである。直下式バックライトに比べて、バックライトユニットを小型にすることができ、また必要とするＬＥＤの個数も比較的少数で構成することができることから好ましい。
【００３６】
ここで、本発明における分光スペクトルの測定値は、大塚電子製分光測光装置ＭＣＰＤ−２０００を用いたものである。
【００３７】
Ｂ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
【００３８】
本発明のカラーフィルタは、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、および青色(Ｂ)ＬＥＤを用いたカラー液晶表示装置用バックライトに対応して用いられるものであり、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０±１０ｎｍであり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４８０ｎｍ以下であるＬＥＤバックライトのそれぞれの波長に対応する赤色（Ｒ）画素部、緑色（Ｇ）画素部、および青色（Ｂ）画素部を有するカラーフィルタであって、上記赤色（Ｒ）画素部の、ｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.４％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であり、上記緑色（Ｇ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０.３％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が３.５％以下であり、ならびに上記青色（Ｂ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下、かつｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００３９】
本発明のカラーフィルタは、上記のＬＥＤを用いたバックライトに対応したカラーフィルタであり、カラーフィルタの赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、および青色(Ｂ)の各画素部の透過波長領域を赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、および青色(Ｂ)ＬＥＤのピーク波長と対応させたものである。
【００４０】
ここで、上記のＬＥＤをバックライトとして用いた場合に、ＬＥＤの青色（Ｂ）のピーク波長は、一般的に４７０ｎｍ付近となり、上記ＬＥＤの緑色のピーク波長５３０±１０ｎｍに近接しており、これに対応するカラーフィルタの青色(Ｂ)画素部と、緑色(Ｇ)画素部の透過波長領域も近接することとなる。このため、本発明のカラーフィルタでは、青色（Ｂ）画素部においては、緑色（Ｇ）のＬＥＤのピーク波長の透過率、緑色（Ｇ）画素部においては、青色（Ｂ）のＬＥＤのピーク波長の透過率を所定の範囲内とすることにより、青色（Ｂ）と緑色（Ｇ）の色分離を行い、色純度の高いカラーフィルタとする。
【００４１】
本発明のカラーフィルタの各画素部の分光透過率の一例を図３に示す。赤色（Ｒ）画素部の透過率（実線）が、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長（ここでは５３１ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において０．４％以下であり、かつ青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚ（ここでは４７２ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において０．２％以下となっている。
【００４２】
また、緑色（Ｇ）画素部の透過率（破線）が赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘ（ここでは６３３ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において０．３％以下であり、かつ青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚ（ここでは４７２ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において３．５％以下となっている
さらに、青色（Ｂ）画素部の透過率（一点鎖線）が赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘ（ここでは６３３ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において０．１％以下であり、かつ緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙ（ここでは５３１ｎｍ）±５ｎｍの領域（図中に斜線で示した範囲）において０．２％以下となっている。
【００４３】
以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
【００４４】
１．緑色（Ｇ）画素部
まず、本発明のカラーフィルタの緑色（Ｇ）画素部について説明する。本発明の緑色(Ｇ)の画素部は、赤色(Ｒ)ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４８０ｎｍ以下である場合に、ｘ±５ｎｍにおける透過率および、ｚ±５ｎｍにおける透過率が所定の範囲内であるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、ｘ±５ｎｍにおける透過率が０．３％以下であり、中でも０．２％以下であることが好ましい。
【００４５】
また、ｚ±５ｎｍにおける透過率が３．５％以下であり、中でも３．０％以下であることが好ましい。
【００４６】
また、上記緑色（Ｇ）画素部のピーク波長の透過率が、５０％以上、特に６０％以上であることが好ましい。ピーク波長が上記範囲内であることにより、明度の高いカラーフィルタとすることが可能となるからである。
【００４７】
上記の緑色(Ｇ)画素部は、一般的にカラーフィルタで画素部として用いられるものであれば、材料等は特に限定されるものではなく、一般的な画素部の材料として、顔料とバインダとその添加剤等により構成される。
【００４８】
顔料の種類としては、一般的にカラーフィルタの画素部に用いられる顔料であれば特に限定されないが、本発明においては、特に上述した透過率を満たすために、緑色顔料および黄色顔料を用いることが好ましい。これにより、赤色(Ｒ)および青色(Ｂ)ＬＥＤの波長領域における緑色(Ｇ)画素部の透過率を抑えることが可能となるからである。
【００４９】
ここで、上記分光透過率の値はオリンパス光学工業（株）製分光測色計ＯＳＰ−ＳＰ２００により測定した分光透過率値である。
【００５０】
２．青色(Ｂ)画素部
次に、本発明の青色(Ｂ)画素部について説明する。本発明の青色(Ｂ)画素部は、赤色(Ｒ)ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０±１０ｎｍである場合に、ｘ±５ｎｍにおける透過率および、ｙ±５ｎｍにおける透過率が所定の範囲内であるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、ｘ±５ｎｍにおける透過率が０．２％以下であり、中でも０．１％以下であることが好ましい。
【００５１】
また、ｙ±５ｎｍにおける透過率が０．２％以下であり、中でも０．１％以下であることが好ましい。
【００５２】
また、上記青色（Ｂ）画素部のピーク波長の透過率が、５０％以上、特に６０％以上であることが好ましい。ピーク波長が上記範囲内であることにより、明度の高いカラーフィルタとすることが可能となるからである。ここで、上記透過率の値は、上述した方法により測定した値である。
【００５３】
上記の青色(Ｂ)画素部についても、一般的にカラーフィルタで画素部として用いられるものであれば、材料等は特に限定されるものではないが、顔料においては、特に上述した条件を満たすために、青色顔料および紫色顔料をもちいることが好ましい。これにより、赤色(Ｒ)および緑色(Ｇ)ＬＥＤの波長領域における青色(Ｂ)画素部の透過率を抑えることが可能となるからである。
【００５４】
３．赤色(Ｒ)画素部
次に、本発明の赤色(Ｒ)画素部について説明する。本発明の赤色(Ｒ)画素部は、緑色(Ｇ)ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０±１０ｎｍ、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４８０ｎｍ以下である場合に、ｙ±５ｎｍにおける透過率および、ｚ±５ｎｍにおける透過率が所定の範囲内であるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、ｙ±５ｎｍにおける透過率が０．４％以下であり、中でも０．３％以下であることが好ましい。
【００５５】
また、ｚ±５ｎｍにおける透過率が０．２％以下であり、中でも０．１％以下であることが好ましい。
【００５６】
また、上記赤色画素部のピーク波長の透過率が、８５％以上、中でも９５％以上であることが好ましい。ピーク波長が上記範囲内であることにより、明度の高いカラーフィルタとすることが可能となるからである。ここで、上記透過率の値は、上述した方法により測定した値である。
【００５７】
上記の赤色(Ｒ)画素部についても、一般的にカラーフィルタで画素部として用いられるものであれば、材料等は特に限定されるものではない。
【００５８】
４．カラーフィルタ
次に、本発明の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、上述した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｇ）の画素部を有し、ＬＥＤのバックライトのピーク波長とカラーフィルタの各画素部の透過波長領域のピーク波長が対応しているカラーフィルタであり、上述したような透過率を有するカラーフィルタであれば、特にその構造等は限定されるものではなく、上記画素部の他に、ブラックマトリックスや保護層、透明電極、配向層等を有するものであってもよい。
【００５９】
また、本発明の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等を用いることが可能であり、特に限定されるものではない。また、画素部の配置についても、特に限定されるものではなく、ストライプ状もしくは千鳥状等に配置されて構成されるものであってもよい。
【００６０】
また、本発明のカラーフィルタの画素部の膜厚は、０．１μｍ〜４．０μｍであることが好ましい。画素部の膜厚が上記範囲内であることにより、液晶の配向等に影響を及ぼす可能性が低く、また高精細であり、かつ明度の高いカラーフィルタとすることが可能となるからである。
【００６１】
Ｃ．カラー液晶表示装置
最後に、本発明のカラー液晶表示装置について説明する。本発明のカラー液晶表示装置は、上述したカラー液晶表示装置用バックライトおよび、カラーフィルタを組み合わせたカラー液晶表示装置であり、上記カラーフィルタに対向するアレイ基板と、上記カラーフィルタと上記アレイ基板との間に封入された液晶層等から構成され、上述したカラー液晶表示装置用バックライトおよび、上述したカラーフィルタを有するものであれば、特に限定されるものではない。
【００６２】
本発明によれば、上述した色再現領域が広く、各色のカラーフィルタによる色分離が容易なＬＥＤバックライトと、上述した各色の色分離が優れ、ＬＥＤバックライトの各色ＬＥＤのピーク波長に透過波長領域を合わせたカラーフィルタとを組み合わせてカラー液晶表示装置とすることにより、ＮＴＳＣ規格の色特性を有するカラー液晶表示装置とすることが可能となり、例えば図４に示すように、ＮＴＳＣ比を１００％以上とすることも可能となるのである。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６４】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
【００６５】
１．実施例１
（カラーフィルタ液晶表示装置用バックライト）
赤色（Ｒ）ＬＥＤとしてＦＲ１１１２Ｈ（スタンレー（株）製チップ型ＬＥＤ）、緑色（Ｇ）ＬＥＤとしてＤＧ１１１２Ｈ（スタンレー（株）製チップ型ＬＥＤ）、青色（Ｂ）ＬＥＤとしてＤＢ１１１２Ｈ（スタンレー（株）製チップ型ＬＥＤ）を用いた。これらのＬＥＤを通常入手可能な部材と組み合わせ、サイドライト方式のバックライトを構成した。
【００６６】
各ＬＥＤの輝度比率は、下記の実施例１、比較例１、および比較例２の各カラーフィルタに合わせて、ディスプレイにおける白表示が、ＮＴＳＣ標準の白であるＣ光源のＣＩＥｘｙ色度座標（ｘ,ｙ）＝（０.３１０，０．３１６）にほぼ一致するように調整した。このホワイトバランスを調整したカラーフィルタ液晶表示装置用バックライトの輝度比率を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。ＬＥＤのピーク波長は、赤色（Ｒ）６３３ｎｍ、緑色（Ｇ）５３１ｎｍ、青色（Ｂ）４７２ｎｍであった。この測定は大塚電子製分光測光装置ＭＣＰＤ−２０００を用いた。
【００６７】
（カラーフィルタ）
カラーフィルタとしては、以下のようにガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）上にカラーフィルタに用いられる種々の材料を用いて塗膜を形成した。
【００６８】
ブラックマトリックスおよび赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)各画素部の着色材料には顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物（顔料、分散剤、および溶剤を含有）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤および溶剤）とを混合したものである。その組成を下記に示す。なお、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
【００６９】
調製したブラックマトリックス材料を、定法にしたがって上記ガラス基板を洗浄したあと、スピンコート法で１．２μｍの厚さに塗布、９０℃、３分間のプリベーク、所定のパターンを露光（１００ｍＪ／ｃｍ^２）、０．０５％のＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、３０分間ポストベークすることで、ブラックマトリックス基板を作製した。
【００７０】
赤色（Ｒ）の顔料分散型フォトレジストを、上記ブラックマトリックス基板上にスピンコート法で塗布、８０℃、５分間の条件でプリベーク、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて、アライメント露光（３００ｍＪ／ｃｍ^２）し、０．１％のＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、６０分間ポストベークすることで、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚２．６μｍの赤色（Ｒ）画素パターンを形成した。
【００７１】
同様に、緑色（Ｇ）の顔料分散型フォトレジストを用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚２．６μｍの緑色（Ｇ）画素パターンを上記と同様に形成した。
【００７２】
さらに、青色（Ｂ）の顔料分散型フォトレジストを用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚２．６μｍの青色（Ｂ）画素パターンを形成し、カラーフィルタを作製した。
・ブラックマトリックス用フォトレジスト
黒顔料：大日精化工業（株）製 ＴＭブラック♯９５５０ １４．０重量部
分散剤：ビックケミー（株）製 Disperbyk１１１ １．２重量部
ポリマー：昭和高分子（株）製 ＶＲ６０ ２．８重量部
モノマー：サートマー（株）製 ＳＲ３９９ ３．５重量部
添加剤：綜研化学（株）製 Ｌ−２０ ０．７重量部
開始剤：２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１ １．６重量部
開始剤：４，４´−ジエチルアミノベンゾフェノン ０．３重量部
開始剤：２，４−ジエチルチオキサントン ０．１重量部
溶剤：エチレングリコールモノブチルエーテル ７５．８重量部
・赤色（Ｒ）画素用レジスト
赤顔料： チバスペシャリティケミカルズ社製 クロモフタールＤＰＰ Ｒｅｄ ＢＰ ３．５重量部
黄顔料：ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９ ０．６重量部
分散剤：ゼネカ（株）製 ソルスパース２４０００ ３．０重量部
モノマー：サートマー（株）製 ＳＲ３９９ ４．０重量部
ポリマーＡ： ５．０重量部
開始剤：チバガイギー社製 イルガキュア９０７ １．４重量部
開始剤：２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール ０．６重量部
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ８０．０重量部
・緑色（Ｇ）画素用レジスト
緑顔料：大日精化製 セイカファストグリーン５３１６Ｐ ３．７重量部
黄顔料：ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９ ２．３重量部
分散剤：ゼネカ（株）製 ソルスパース２４０００ ３．０重量部
モノマー：サートマー（株）製 ＳＲ３９９ ４．０重量部
ポリマーＡ： ５．０重量部
開始剤：チバガイギー社製 イルガキュア９０７ １．４重量部
開始剤：２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール ０．６重量部
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ８０．０重量部
・青色（Ｂ）画素用レジスト
青顔料：ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ ４．６重量部
紫顔料：クラリアント社製 フォスタパームＲＬ-ＮＦ １．４重量部
顔料誘導体：ゼネカ（株）製 ソルスパース１２０００ ０．６重量部
分散剤：ゼネカ（株）製 ソルスパース２４０００ ２．４重量部
モノマー：サートマー（株）製 ＳＲ３９９ ４．０重量部
ポリマーＡ： ５．０重量部
開始剤：チバガイギー社製 イルガキュア９０７ １．４重量部
開始剤：２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール ０．６重量部
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ８０．０重量部
ここで、ポリマーＡは、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
【００７３】
得られたカラーフィルタの分光透過率を図６（ａ）に示す。分光透過率の値は、オリンパス光学工業（株）製分光測色計ＯＳＰ−ＳＰ２００により測定した透過率値である。また、上記カラー液晶表示装置用バックライトのＬＥＤの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色のピーク波長±５ｎｍの範囲でのカラーフィルタの透過率を図７に示す。実施例１における赤色（Ｒ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は０．１％であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．３％であった。また、緑色（Ｇ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、３．２％、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．２％であった。さらに、青色（Ｂ）画素部の緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．１％であり、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．１％以下であった。
【００７４】
（カラー液晶表示表示装置）
上記カラーフィルタと、上記カラー液晶表示装置用バックライトを用いて、このカラーフィルタに対向するアレイ基板を配置し、上記カラーフィルタと上記アレイ基板との間に液晶層を封入しカラー液晶ディスプレイ装置とした。
【００７５】
カラー液晶表示装置の赤、青、緑、白をそれぞれ表示させ、色度測定を行った。この色度測定は、トプコン社製色彩輝度計ＳＲ−３を用い、周囲からの入射光がない状態で色彩輝度計をディスプレイの中心に対して法線方向に配置し、観測距離は５０ｃｍとした。これにより、測定した結果を図１０に示す。実施例１におけるＮＴＳＣ比は１０５．４％であった。
【００７６】
２．比較例１
（カラー液晶表示装置用バックライト）
液晶表示装置用バックライトは、実施例１と同様のものを使用した。上記のカラーフィルタに合わせてホワイトバランスを調整した輝度比率を図５に示す。
【００７７】
（カラーフィルタ）
ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）画素部の着色材料は、実施例１で示したものと同様の着色材料を用いた。緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各画素部については、下記の顔料を用い、その他の材料については、実施例１で示したものと同様のものを用いた。膜厚は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）とも１．０μｍとし、実施例１と同様に作製した。
・緑色（Ｇ）画素用レジスト
緑顔料：ゼネカ（株）製 モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ ２．８重量部
黄顔料：ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエロー１０９０ ３．２重量部
・青色（Ｂ）画素用レジスト
青顔料：ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ ６．０重量部
得られたカラーフィルタの分光透過率を図６（ｂ）に示す。分光透過率の値は、オリンパス光学工業（株）製分光測色計ＯＳＰ−ＳＰ２００により測定した透過率値である。また、上記カラー液晶表示装置用バックライトのＬＥＤの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色のピーク波長±５ｎｍの範囲でのカラーフィルタの透過率を図８に示す。比較例１における赤色（Ｒ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は３．０％であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、３．９％であった。また、緑色（Ｇ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、５０．６％、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、２２．６％であった。さらに、青色（Ｂ）画素部の緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、４１．２％であり、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．８％であった。
【００７８】
（カラー液晶表示表示装置）
上記カラーフィルタと、上記カラー液晶表示装置用バックライトを用いて、実施例１と同様の方法により、カラー液晶ディスプレイ装置とした。
【００７９】
カラー液晶表示装置の赤、青、緑、白をそれぞれ表示させ、色度測定を行った。この色度測定は、トプコン社製色彩輝度計ＳＲ−３を用い、周囲からの入射光がない状態で色彩輝度計をディスプレイの中心に対して法線方向に配置し、観測距離は５０ｃｍとした。これにより、測定した結果を図１１に示す。比較例１におけるＮＴＳＣ比は４０．６％であった。
【００８０】
３．比較例２
（カラー液晶表示装置用バックライト）
液晶表示装置用バックライトは、実施例１と同様のものを使用した。上記のカラーフィルタに合わせてホワイトバランスを調整した輝度比率を図５に示す。
【００８１】
（カラーフィルタ）
ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各画素部の着色材料は、比較例１と同様のものを用いた。膜厚は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）とも３．０μｍとし、実施例１と同様に作製した。
【００８２】
得られたカラーフィルタの分光透過率を図６（ｃ）に示す。分光透過率の値は、オリンパス光学工業（株）製分光測色計ＯＳＰ−ＳＰ２００により測定した透過率値である。また、上記カラー液晶表示装置用バックライトのＬＥＤの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色のピーク波長±５ｎｍの範囲でのカラーフィルタの透過率を図９に示す。比較例２における赤色（Ｒ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は０．１％以下であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．１％以下であった。また、緑色（Ｇ）画素部の青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、１３．０％、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、１．２％であった。さらに、青色（Ｂ）画素部の緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、１１．１％であり、赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長±５ｎｍにおける透過率は、０．１％以下であった。
【００８３】
（カラー液晶表示表示装置）
上記カラーフィルタと、上記カラー液晶表示装置用バックライトを用いて、実施例１と同様の方法により、カラー液晶ディスプレイ装置とした。
【００８４】
カラー液晶表示装置の赤、青、緑、白をそれぞれ表示させ、色度測定を行った。この色度測定は、トプコン社製色彩輝度計ＳＲ−３を用い、周囲からの入射光がない状態で色彩輝度計をディスプレイの中心に対して法線方向に配置し、観測距離は５０ｃｍとした。これにより、測定した結果を図１２に示す。比較例２におけるＮＴＳＣ比は８２．２％であった。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、色純度が良好な各色ＬＥＤを用いたＬＥＤバックライトと、ＬＥＤに対応した色純度が高いカラーフィルタとを組み合わせてカラー液晶表示装置とすることにより、ＮＴＳＣ規格の色特性を有するようなＮＴＳＣ比の高いカラー液晶表示装置とすることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー液晶表示装置用バックライトの各色の輝度比率の一例を示した図である。
【図２】ＣＩＥｘｙ座標におけるＮＴＳＣ規格を示した図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの透過率の一例を示した図である。
【図４】本発明のカラー液晶表示装置の色再現領域の一例を示した図である。
【図５】実施例および比較例のカラー液晶表示装置用バックライトの各色の輝度比率をそれぞれ示した図である。
【図６】実施例および比較例のカラーフィルタの透過率をそれぞれ示した図である。
【図７】実施例１のカラー液晶表示装置用バックライトの各色のピーク波長±１０ｎｍの範囲内の透過率を示した図である。
【図８】比較例１のカラー液晶表示装置用バックライトの各色のピーク波長±１０ｎｍの範囲内の透過率を示した図である。
【図９】比較例２のカラー液晶表示装置用バックライトの各色のピーク波長±１０ｎｍの範囲内の透過率を示した図である。
【図１０】実施例１のカラー液晶表示装置の色再現領域を示した図である。
【図１１】比較例１のカラー液晶表示装置の色再現領域を示した図である。
【図１２】比較例２のカラー液晶表示装置の色再現領域を示した図である。

Claims (2)

1. 赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲内であり、ｘ、ｙおよびｚにおける相対輝度のうち、ｚにおける相対輝度が最も高いＬＥＤバックライトのそれぞれの波長に対応する赤色（Ｒ）画素部、緑色（Ｇ）画素部、および青色（Ｂ）画素部を有するカラーフィルタであって、
   前記赤色（Ｒ）画素部の、ｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.４％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であり、前記緑色（Ｇ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０.３％以下、かつｚ±５ｎｍの範囲における透過率が３.５％以下であり、前記青色（Ｂ）画素部の、ｘ±５ｎｍの範囲における透過率が０．２％以下、かつｙ±５ｎｍの範囲における透過率が０.２％以下であり、
   前記緑色（Ｇ）画素部のピーク波長がｙよりも長い波長であり、前記青色（Ｂ）画素部のピーク波長がｚよりも短い波長であり、
   前記カラーフィルタと、前記ＬＥＤバックライトとを組み合せた場合のＮＴＳＣ（National Television System Committee）比が１００％以上となることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 赤色（Ｒ）ＬＥＤのピーク波長ｘが６１０ｎｍ以上であり、緑色（Ｇ）ＬＥＤのピーク波長ｙが５３０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色（Ｂ）ＬＥＤのピーク波長ｚが４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲内であり、ｘ、ｙおよびｚにおける相対輝度のうち、ｚにおける相対輝度が最も高いＬＥＤバックライトと、請求項１に記載のカラーフィルタとを有するカラー液晶表示装置であって、
   ＮＴＳＣ（National Television System Committee）比が１００％以上であることを特徴とするカラー液晶表示装置。

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