JP4650578B2

JP4650578B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4650578B2
Application number: JP2009075870A
Authority: JP
Inventors: 利晴西野; 則博荒井; 君平小林
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: CN101846847B; US8094266B2; TW201042327A; CN101846847A; KR101126478B1; JP2010230790A; US20110134370A1; HK1149087A1; TWI447484B; US8013962B2; KR20100108248A; US20100245718A1

Description

本発明は、サイドライト型のバックライトを備え、このサイドライト型のバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能な液晶表示装置に関する。

近年、液晶パネルの後方に配置されたバックライトからの照明光を利用して表示を行う透過表示と、液晶パネルの前方から入射され液晶パネルの液晶層を一旦通過した外光を反射させ、再度液晶層を介して液晶パネルの前方から射出させて表示を行う反射表示と、を兼用可能にした液晶表示装置が開発されている。例えば、特許文献１では、各表示画素をそれぞれ２つの領域に区分し、一方の領域における画素電極を透明性の材料のみで形成するとともに他方の領域における画素電極を反射性の材料が含まれるように形成することにより、各表示画素で透過表示と反射表示とを可能に形成している。

特開２００４−９３７１５号公報

しかし、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けした場合には、互いの表示に利用可能な表示面積が半減するため利用可能な光も半減し、互いに暗い表示になり、表示品位が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置は、複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、前記カラーフィルタは、光がそれぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの各光を合成した合成光の分光特性が、前記導光板を間に介在させて前記反射層に向けて光を照射したときに前記導光板を往復することにより生じる所定の波長領域間での透過光量差を補正するように設定されていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の液晶表示装置は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記導光板を往復した光の色温度が所定の基準色温度よりも低い色温度に設定され、前記合成光の色温度が前記所定の基準色温度よりも高い色温度に設定されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の液晶表示装置は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記基準色温度がＣ光源の色温度であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の液晶表示装置は、複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、前記導光板は、当該導光板を往復したＣ光源からの光の色温度がＣ光源の色温度よりも低くなるように形成され、前記カラーフィルタは、それぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの各Ｃ光源からの光を合成した合成光の色温度が前記Ｃ光源の色温度よりも高くなるように形成されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の液晶表示装置は、請求項１から４の何れかに記載の液晶表示装置において、前記合成光は、赤色成分に対応したカラーフィルタを通過した光と緑色成分に対応したカラーフィルタを通過した光と青色成分に対応したカラーフィルタを通過した光とを合成した光であることを特徴とする。
また、請求項６に記載の液晶表示装置は、請求項５に記載の液晶表示装置において、前記バックライトは、該バックライトの端面に向けて光を発光する発光素子を有し、前記発光素子は、赤色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光と緑色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光と青色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光とを合成した光の色温度がＣ光源の色温度と等しくなる光を発光することを特徴とする。
また、請求項７に記載の液晶表示装置は、複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、前記導光板は、当該導光板を往復した所定の光源からの白色光が所定の色に色付くように形成され、前記カラーフィルタは、それぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの前記所定の光源からの白色光を合成した合成光の色付きが前記所定の色の補色になるように形成されていることを特徴とする。
また、請求項８に記載の液晶表示装置は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記バックライトは、該バックライトの端面に向けて光を発光する発光素子を有し、前記発光素子は、前記所定の色に色付いた光を発光することを特徴とする。

本発明によれば、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる。

液晶表示装置の分解斜視図液晶表示装置の側面図液晶パネルの拡大断面図画素電極の配置を示す模式図カラーフィルタの配置例導光板によって導かれる発光素子からの光の軌跡の説明図拡散板で生じる後方散乱の説明図プリズム部の拡大断面図プリズム部で反射される光の軌跡の説明図各光学軸の方向の説明図導光板を往復する前の光の分光強度と導光板を往復した後の光の分光強度との関係の説明図各色成分のカラーフィルタにおける分光透過率の説明図カラーフィルタを往復する前のＣ光源からの光の色温度とそれぞれが対応する色成分のカラーフィルタを往復したＣ光源からの各光の合成光の色温度との関係の説明図発光素子の変形例各色成分のカラーフィルタにおける分光透過率の変形例

本発明にかかる液晶表示装置は、サイドライト型のバックライトを発光させて表示を行う発光表示に加え、このサイドライト型のバックライトで外光を反射させて外光による表示をも可能にするものであり、図１及び図２に示すように液晶パネル１と、液晶パネル１の一方の面に向けて照明光を照射する光源部１５と、光源部１５と液晶パネル１との間に配置された集光部２７と、集光部２７と液晶パネル１との間に配置された位相差板３３と、位相差板３３と液晶パネル１との間に配置された反射偏光板３２と、反射偏光板３２と液晶パネル１との間に配置された第１の拡散板３４と、集光部２７と光源部１５との間に配置された第２の拡散板３５と、を備えている。

液晶パネル１は、図３に示すように、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板２，３と、この一対の透明基板２，３間の間隙に封入された液晶層１１と、一対の透明基板２，３を挟持するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された一対の偏光板１２，１３と、を備えている。

そして、一対の透明基板２，３のうち第１の透明基板３には、第２の透明基板２との対向面側に、図４に示すように、互いに平行となるように延伸配設された複数の信号線ＳＬと、この複数の信号線ＳＬと交差するように延伸配設された複数の走査線ＧＬと、それぞれが信号線ＳＬと走査線ＧＬとの交点に対応するように配置されたＩＴＯ等の透明性の導電膜からなる複数の画素電極４と、これらの画素電極４にそれぞれが対応するように配置された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５とが形成されている。即ち、各表示画素にそれぞれ画素電極４が配置されるように複数の画素電極４がマトリックス状に配列されている。そして、画素行毎にＴＦＴ５にゲート信号が供給可能なように各画素行に対応させて走査線ＧＬが形成されているとともに、ＴＦＴ５を介して画素電極４に表示信号電圧が供給可能なように各画素列に対応させて信号線ＳＬが形成されている。

また、第１の透明基板３には、各画素行に対応させて補助容量線ＨＬが形成され、この補助容量線ＨＬと画素電極４の間に配置された絶縁膜によって表示画素毎に補助容量Ｃｓが形成されている。補助容量線ＨＬは、後述する対向電極６と等しい電位に設定される。

なお、各ＴＦＴ５は、第１の透明基板３の基板面上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆うように成膜された透明性の絶縁物からなるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向するように当該ゲート絶縁膜上に形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にそれぞれｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とを有している。そして、各ＴＦＴ５は、対応する画素電極４にソース電極が接続され、対応する走査線にゲート電極が接続され、対応する信号線にドレイン電極が接続されている。

一方、一対の透明基板２，３のうち第２の透明基板２には、図３に示すように、第１の透明基板３との対向面側に、画素電極４に大凡対応する領域が開口部になっている遮光層（不図示）と、カラーフィルタ７と、対向電極６とが下層側から順に形成されている。遮光層は遮光性の金属膜または樹脂膜により形成することができ、光を透過させる開口部の面積が表示画素毎に等しくなるように形成されている。即ち、当該液晶パネル１は表示画素毎に開口率が等しくなるように設定されている。カラーフィルタ７は、赤色成分に対応した赤色カラーフィルタ７Ｒと、緑色成分に対応した緑色カラーフィルタ７Ｇと、青色成分に対応した青色カラーフィルタ７Ｂとからなり、例えば図５に示すように、表示画素毎に、対応する色成分のカラーフィルタが配置されている。対向電極６は、ＩＴＯ等の透明性の導電膜からなり、各表示画素間で互いに等しい電位に設定可能なように形成されている。例えば、対向電極６は、各表示画素におけるカラーフィルタ７を覆い尽くすように一枚膜状に形成されている。なお、各色成分のカラーフィルタにおける分光透過率特性については後述する。

ここで、各表示画素において画素電極４上及び対向電極６上には、それぞれ、液晶層１１における液晶分子の初期配向状態を制御するための配向膜８、９が塗布されている。そして、配向膜８、９は、例えば画素電極４と対向電極６との間に電圧が印加されていないときに液晶層１１の液晶分子がツイスト角９０°でねじれ配向するように配向処理が施されている。

一対の透明基板２，３は、上述したように複数の画素電極４が配置された画像表示エリアを囲むように配置された枠状のシール材１０によって接合され、この枠状のシール材１０によって囲まれた領域に上述した液晶層１１を構成する液晶が封入されている。

ところで、液晶パネル１は、図１及び図２に示すように、第１の透明基板３が第２の透明基板２の一辺から張り出すように対向配置され、この張出部３ａにドライバ回路１４が搭載されている。ドライバ回路１４は、張出部３ａに形成された複数の端子に電気的に接続され、これらの端子を介して各走査線ＧＬに走査信号を供給するとともに各信号線ＳＬに表示信号電圧を供給し、更には、各補助容量線ＨＬや対向電極６にコモン電圧を供給する。

そしてドライバ回路１４は、画素電極４及び対向電極６を介して液晶層１１に印加する電圧を制御することによって、一対の偏光板１２，１３の透過軸に対する液晶分子の傾斜角または方位角を変化させ、表示画素毎に当該液晶パネル１を透過する光量を制御する。

光源部１５は、図１及び図２に示すように、所謂サイドライト型のバックライトであり、液晶パネル１に対向するように配置され液晶パネル１における画像表示エリアよりも大きい面積を有した板状の透明部材からなる導光板１６と、導光板１６に対して対向するように配置された反射板１９と、導光板１６の何れかの端面に向けて光を照射する複数の発光素子２０とを備えている。

複数の発光素子２０は、当該液晶表示装置が光源部１５からの照射光を用いた透過表示を行う際に発光させるものであり、それぞれが、赤色成分の光を発光する赤色ＬＥＤと、緑色成分の光を発光する緑色ＬＥＤと、青色成分の光を発光する青色ＬＥＤとを備えている。なお、複数の発光素子２０は、当該液晶表示装置の使用環境での明るさに応じて、適宜、光の発光／非発光が制御可能に構成されていることが好ましい。

導光板１６は、図６に示すように、発光素子２０から当該導光板１６の端面１７に向けて照射された各色成分の光を導いて液晶パネル１との対向面側の主面１８ａ（以下、「第１の主面１８ａ」と記す）から液晶パネル１に向けて当該光を照射するものである。ここで、例えば第１の主面１８ａに対向するもう一方の主面１８ｂ（以下、「第２の主面１８ｂ」と記す）には、例えばライン状の複数の溝ＧＢが、発光素子２０により光が照射される端面１７に対して平行に沿うように形成されている。この溝ＧＢの断面形状は、例えば頂角を挟む２辺ＧＢ１，ＧＢ２が当該導光板１６の第１の主面１８ａに対して互いに異なる傾斜角になるように形成されている。具体的には、発光素子２０の配置側に位置する一辺ＧＢ１の傾斜角が他方の一辺ＧＢ２よりも大きな傾斜角になるように形成されている。

そして、導光板１６は、図６中に破線で示すように、端面１７から入射された発光素子２０からの光を内面反射させて、当該導光板１６の第１の主面１８ａから液晶パネル１へ向けて射出する。なお、導光板１６は、空気よりも大きな屈性率、例えば、１．５程度の屈折率を有するアクリル等の透明材料により形成することができる。

反射板１９は、発光素子２０からの光のうち導光板１６の第２の主面１８ｂから漏れ出てきた光を導光板１６に向けて反射させるとともに、液晶パネル１や導光板１６を通過してきた外光を再度導光板１６や液晶パネル１に向けて反射させるものである。即ち、反射板１９は、当該液晶表示装置が発光素子２０から発光される光を利用した透過表示を行う際に当該光の利用効率を向上させる一方で、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際には外光を反射させる反射板として機能する。なお、反射板１９は、例えば、ガラス基板やプラスチック基板上に銀やアルミニウム等の金属が蒸着されたものを用いることができる。

第２の拡散板３５は、導光板１６の第１の主面１８ａから射出された光を拡散することにより導光板１６からの射出光の面内バラツキを低減させるもので、ヘイズ値が５５〜８５％になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第２の拡散板３５は、図７に示すように、液晶パネル１を通過してきた外光Ｌの一部を後方散乱させるため、この第２の拡散板３５は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。

集光部２７は、導光板１６から液晶パネル１に向けて射出され第２の拡散板３５により拡散された光が液晶パネル１により効率よく向かうように光を集光させるもので、アクリル樹脂等からなる透明なシート状部材からなる第１のプリズムアレイ２８及び第２のプリズムアレイ３０により構成されている。第１のプリズムアレイ２８は、一方の面に直線状の複数のプリズム部２９が互いに平行になるように形成されている。そして、第１のプリズムアレイ２８は、複数のプリズム部２９の延伸方向が例えば導光板１６に形成された複数の溝ＧＢの延伸方向に対して直交する方向になるように配置されている。また、第２のプリズムアレイ３０は、一方の面に直線状の複数のプリズム部３１が互いに平行になるように形成されている。そして、第２のプリズムアレイ３０は、複数のプリズム部３１の延伸方向が例えば導光板１６に形成された複数の溝ＧＢの延伸方向に対して平行な方向になるように配置されている。なお、各プリズム部２９，３１は、図８に示すように、それぞれ、液晶パネル１の法線ＨＤに対して左右が対称な二等辺三角形状で、且つ頂角が８０°〜１００°の範囲、好ましくは９０°に設定された断面形状を有している。

なお、プリズムアレイ２８，３０は、図９に示すように、液晶パネル１を通過してきた外光Ｌの一部を、各プリズム部２９，３１を構成する各傾斜面で順次反射させるため、このプリズムアレイ２８，３０は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。

反射偏光板３２は、図１０に示すように、互いに直交する方向に透過軸３２ａと反射軸３２ｂとを有し、入射光のうちの透過軸３２ａと平行な偏光成分の光を透過させ、反射軸３２ｂと平行な偏光成分の光を反射させる。なお、反射偏光板３２は、一対の偏光板１２，１３のうち、当該反射偏光板３２側に配置された偏光板１３の透過軸１３ａに対して当該反射偏光板３２の透過軸３２ａが平行になるように配置されている。なお、一対の偏光板１２，１３のうち、偏光板１２の透過軸１２ａは上述したように偏光板１３の透過軸１３ａに対して直交するように配置されているが、液晶層１１における液晶の配向モードに応じて適宜設定することができる。

位相差板３３は、互いに直交する方向に遅相軸３３ａと進相軸３３ｂとを有し、反射偏光板３２の透過軸３２ａ及び反射軸３２ｂに対して遅相軸３３ａ及び進相軸３３ｂが４５°の角度になるように配置されている。そして、位相差板３３は、遅相軸３３ａに対して平行な偏光成分の光と進相軸３３ｂに対して平行な偏光成分の光との間に１／４波長の位相差を与えるように光学定数が設定されている。

上述のように反射偏光板３２と位相差板３３を、さらには反射板を配置することにより、導光板１６を介した発光素子２０からの光のうち、偏光板１３の透過軸１３ａに対して直交する方向に偏光面を持って液晶パネル１に向かって照射された光を反射偏光板３２で一旦反射させ偏光板１３の透過軸１３ａに対して平行な光に変換して再度液晶パネル１に照射することができ、発光素子からの光の利用効率を向上させることができる。

第１の拡散板３４は、液晶パネル１における表示画素と集光部２７における各プリズムアレイ２８，３０との間のモアレの発生を防止するためのもので、ヘイズ値が２０〜５０％になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第１の拡散板３４は、第２の拡散板３５と同様に、液晶パネル１を通過してきた外光の一部を後方散乱させるため、この第１の拡散板３４は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。

上述したような液晶表示装置では、液晶パネル１における液晶層１１が光を透過可能に印加電圧が制御されているときには、外光は、発光素子２０の発光の有無にかかわらず、液晶パネル１を通過して導光板１６に向かって入射可能になるが、この導光板１６に向かって入射されてきた外光は、導光板１６の第１の主面１８ａと第２の主面１８ｂとを順に通過して反射板１９により反射され、その後、導光板１６の第２の主面１８ｂと第１の主面１８ａとを順に通過して、再び液晶パネル１へ戻ることになる。即ち、上述したような液晶表示装置では、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなく、各発光素子２０が発光する光を用いた透過表示に加え、外光を用いた表示、即ち、反射表示を行うことも可能になる。

また、上述したような液晶表示装置では、光源部１５における反射板１９での外光反射に加え、第１の拡散板３４や、第２の拡散板３５、各プリズムアレイ２８，３０等により外光の一部が補助的に反射される。このため、液晶パネル１と反射板１９との間に複数の反射面が存在することになり、外光によって反射板１９に投影される液晶パネル１の画像にボケを生じさせることができる。従って、たとえ液晶パネル１と反射板１９との間にある程度の距離があったとしても、液晶パネル１に表示される画像が二重映りとして視認されてしまうことを防止でき、表示品位を向上させることができる。

ところで、光源部１５において導光板１６は、端面１７に照射された発光素子２０からの光を第１の主面１８ａから液晶パネル１に向けて射出するように上述したような傾斜面を持った溝ＧＢが形成されている。このため、導光板１６の第１の主面１８ａと第２の主面１８ｂとを順に通過して反射板１９により反射され、その後、導光板１６の第２の主面１８ｂと第１の主面１８ａとを順に通過して、再び液晶パネル１へ戻る外光は、可視光領域において短波長側の光になるほど光の迷光度が大きくなるとともに、長波長側の光になるほど光の迷光度が小さくなる。このため、液晶パネル１から導光板１６に向かってきた外光Ｌｉｎは、図１１に示すように、導光板１６から液晶パネル１に向かう際には黄色味または赤味を帯びた光Ｌｏｕｔになっている。

そこで、本実施の形態では、外光が導光板１６を往復することによる外光の色味変化に対応させて、各色成分に対応するカラーフィルタ７に対して光の分光透過率特性を調整する。

具体的には、外光はＣ光源に等しい分光特性を有するものとすると、この場合、導光板１６を往復した後、導光板１６から液晶パネル１に向かう外光の色温度は、上述した理由からＣ光源の色温度よりも低い色温度になっている。そこで、赤色カラーフィルタ７Ｒを往復したＣ光源からの光と緑色カラーフィルタ７Ｇを往復したＣ光源からの光と青色カラーフィルタ７Ｂを往復したＣ光源からの光とを合成した合成光の色温度がＣ光源の色温度よりも高い色温度になるように、各色成分に対応するカラーフィルタ７に対して分光透過率特性を調整することで、導光板１６を往復することにより生じる波長領域間での透過光量差を補正する。

例えば、図１２中の矢印Ａで示すように、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、当該透過強度が青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおける吸収波長領域での透過強度や赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおける吸収波長領域での透過強度よりも高くなるように設定して、ＣＩＥ１９３１色度図において、上述したような合成光Ｌｔの座標点が、図１３に示すように、Ｃ光源の座標点よりも青色側（高い色温度側）になるように設定する。このとき、緑色に対応するカラーフィルタ７Ｇの色味そのものを保つために、図１２中の矢印Ｂで示すように、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける赤色波長領域の透過強度を再調整してもよい。

このように、カラーフィルタの分光透過率特性を調整することにより、代表的には、カラーフィルタ７、導光板１６、反射板１９、導光板１６、カラーフィルタ７の順で経由した外光での白表示時における当該白表示の色温度をＣ光源に近似させることができ、外光を用いた反射表示での表示品位をより向上させることができる。

ところで、上述の場合においては、発光素子２０を非発光にしたときに外光を用いて高い輝度表示が得られるようにするために、青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおけるピーク波長領域の透過率に対して緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおけるピーク波長領域の透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおけるピーク波長領域の透過率を比較的低下させることなく色温度調整を行っている。換言すると、色温度調整を行った後においても、可視光領域（大凡３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）において、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおけるピーク波長Ｇｐでの透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおけるピーク波長Ｒｐでの透過率が青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおけるピーク波長Ｂｐでの透過率よりも高い状態を維持するように色温度調整を行っている。これは、青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおけるピーク波長Ｂｐでの透過率に対して、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおけるピーク波長Ｇｐでの透過率や赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおけるピーク波長Ｒｐでの透過率を低下させることによっても、上述したような合成光Ｌｔの座標点をＣ光源の座標点よりも青色側（高い色温度側）になるように設定することは可能であるが、この場合、光の利用効率が低下してしまい表示品位を低下させてしまうためである。

なお、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける青色波長領域の透過強度は、大凡３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。また、青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおける吸収波長領域の透過強度は、大凡５００ｎｍ〜７８０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。また、赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおける吸収波長領域の透過強度は、大凡３８０ｎｍ〜５８０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。また、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける赤色波長領域の透過強度は、大凡６２０ｎｍ〜７８０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。

また、青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおける分光透過率をＢ（λ）、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける分光透過率をＧ（λ）、赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける分光透過率をＲ（λ）とした場合、これらカラーフィルタ単体による白の反射分光Ｗ^２（λ）は、光の往路と復路とで光が異なる色成分に対応したカラーフィルタを通過する可能性をも考慮すると、［数１］のように示すことができる。

そして、この反射分光Ｗ^２（λ）とＣＩＥ１９３１色度図上の座標（ｘ，ｙ）との関係は［数２］のように示すことができる。

ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは、ＸＹＺ表色系における三刺激値を示している。また、ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）は、ＸＹＺ表色系における等色関数を示している。また、Ｓ（λ）は、Ｃ光源の分光分布を示している。

このように各色成分に対応するラーフィルタ７の光の分光透過率特性を調整した場合には、当該調整に対応させて、光源部１５からの光の分光特性、即ち、暗室環境化において導光板１６の第１の主平面１８ａから射出される発光素子２０からの光の分光特性を調整することが好ましい。

例えば、上述のように調整した赤色カラーフィルタ７Ｒを一度透過した光源部１５からの光と、同じく上述のように調整した緑色カラーフィルタ７Ｇを一度透過した光源部１５からの光と、同じく上述のように調整した青色カラーフィルタ７Ｇを一度透過した光源部１５からの光と、を合成した合成光の色温度が、例えばＣ光源の色温度と等しくなるように、光源部１５からの光の分光特性を調整することが好ましい。このように調整すれば、外光での表示品位を向上させた場合であっても、発光素子２０が発光する光を用いた表示での表示品位を高く維持することが可能になる。

なお、上述の実施の形態では、液晶の配向モードを、画素電極４と対向電極６との間に電圧が印加されていないときに液晶層１１の液晶分子がツイスト角９０°でねじれ配向するＴＮモードにした場合について説明したが、液晶の配向モードはＴＮモードに限定するものではなく、例えば、画素電極４と対向電極６との間に電圧が印加されていないときに液晶層１１の液晶分子を基板面に対して垂直に配向させるとともに画素電極４と対向電極６との間に電圧を印加することによって液晶分子を傾斜配向させる垂直配向型の配向モードとしてもよい。

また、上述の実施の形態では、縦電界により液晶分子の配向状態を制御する場合の構成について説明したが、横電界により液晶分子の配向状態を制御する構成としてもよい。

また、上述の実施の形態では、それぞれの発光素子２０が赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを備えている場合について説明したが、それぞれの発光素子２０は、図１４に示すように、樹脂成形品からなる１つの面が開放した箱状の筐体２１の内底面の中央部に青色ＬＥＤ２２が配置され、さらにこの筐体２１内に、透明樹脂等の透明材２４に微粒子状の赤色蛍光物質２５と緑色蛍光物質２６とを予め定めた割合で分散させた蛍光層（以下、赤色・緑色蛍光層という）２３が充填されているものであってもよい。それぞれの発光素子２０に対して光を発光するＬＥＤを単体にすることができるので、たとえ使用環境での明るさに応じて発光／非発光を頻繁に切り換えたとしてもより安定した動作を得ることができ好ましい。

また、上述の実施の形態では、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、合成光Ｌｔの座標点がＣ光源の座標点よりも青色側（高い色温度側）になるように設定する場合について説明したが、赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、合成光Ｌｔの座標点がＣ光源の座標点よりも青色側（高い色温度側）になるように設定してもよい。

例えば、図１５中の矢印Ｃで示すように、赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｒにおける青色波長領域の透過強度を調整することで、当該透過強度が青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおける吸収波長領域での透過強度や緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける吸収波長領域での透過強度よりも高くなるように設定して、ＣＩＥ１９３１色度図において、上述したような合成光Ｌｔの座標点が、図１３に示すように、Ｃ光源の座標点よりも青色側（高い色温度側）になるように設定する。

なお、この場合、赤色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける青色波長領域の透過強度は、大凡３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。また、青色成分に対応したカラーフィルタ７Ｂにおける吸収波長領域での透過強度は、大凡５００ｎｍ〜７８０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。また、緑色成分に対応したカラーフィルタ７Ｇにおける吸収波長領域での透過強度は、大凡３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの間及び大凡６５０ｎｍ〜７８０ｎｍの間における平均透過率とすることができる。

１液晶パネル
２、３透明基板
４画素電極
５ＴＦＴ
７カラーフィルタ
１１液晶層
１２、１３偏光板
１５光源部（サイドライト型のバックライト）
１６導光板
１９反射板
２０発光素子

Claims

複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、
導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、
前記カラーフィルタは、
光がそれぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの各光を合成した合成光の分光特性が、前記導光板を間に介在させて前記反射層に向けて光を照射したときに前記導光板を往復することにより生じる所定の波長領域間での透過光量差を補正するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記導光板を往復した光の色温度が所定の基準色温度よりも低い色温度に設定され、前記合成光の色温度が前記所定の基準色温度よりも高い色温度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記基準色温度がＣ光源の色温度であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、
導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、
前記導光板は、当該導光板を往復したＣ光源からの光の色温度がＣ光源の色温度よりも低くなるように形成され、
前記カラーフィルタは、それぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの各Ｃ光源からの光を合成した合成光の色温度が前記Ｃ光源の色温度よりも高くなるように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記合成光は、赤色成分に対応したカラーフィルタを通過した光と緑色成分に対応したカラーフィルタを通過した光と青色成分に対応したカラーフィルタを通過した光とを合成した光であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の液晶表示装置。
前記バックライトは、該バックライトの端面に向けて光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子は、赤色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光と緑色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光と青色成分に対応したカラーフィルタを１回通過した該発光素子からの光とを合成した光の色温度がＣ光源の色温度と等しくなる光を発光することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
複数の色成分に対応したカラーフィルタを有し、各表示画素に前記各色成分のうちの何れか１つの色成分が対応するようにカラーフィルタが配置されている液晶パネルと、
導光板により導かれた光を前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置された反射層を有しているとともに、前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた外光を前記反射層で反射するように且つ該反射した外光が前記導光板を通過して前記液晶パネルを照射するように設定され、
前記導光板は、当該導光板を往復した所定の光源からの白色光が所定の色に色付くように形成され、
前記カラーフィルタは、それぞれに対応する色成分のカラーフィルタを往復したときの前記所定の光源からの白色光を合成した合成光の色付きが前記所定の色の補色になるように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記バックライトは、該バックライトの端面に向けて光を発光する発光素子を有し、
前記発光素子は、前記所定の色に色付いた光を発光することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。