液晶ディスプレイの色域を広げるにはバックライトが重要？

最終更新日 2023年09月07日

第1回 大事なのは"正しい色"を表示できること――液晶ディスプレイの「色域」を理解しよう | EIZO株式会社 には、以下のとおり書かれています。

　液晶ディスプレイを広色域化する技術では、バックライトの改良が大きなウェイトを占める。これには大きく2つのアプローチがあり、1つはバックライトの主流である冷陰極管を広色域化すること、 もう1つはRGB LEDバックライトを採用することだ。

(略)

　RGB LEDバックライトの採用は、比較的最近になって増えてきた。冷陰極管より高輝度かつ高色純度を実現できるのがメリットだ。

この記事から、液晶ディスプレイの色域を広げるには、バックライトにより高輝度かつ高色純度を実現できることが重要であることがわかります。

NIMSとシャープ、液晶の色域を大幅拡大する8K向けLEDバックライト技術 - PC Watch には、以下のとおり書かれています。

　LEDを構成する緑色蛍光体の発色を改良することで、赤、緑、青の光の3原色の鮮やかさが向上。

(略)

BT.2020を実現するには発色のよい光源が必要であり、現行のバックライト技術では対応できなかった。

(略)

　NIMSはシャープとの協力で試作したLEDバックライトと、NIMS開発の「γAlON(ガンマアロン)緑色蛍光体」を用いることで、純粋な緑色の発色が可能となり、BT.2020規格の色再現域の90%を達成できたという。同蛍光体は発光波長が525nmと色純度が高い緑色で、スペクトルの半値幅が40nmと鮮鋭なことが特徴。

BT.2020 とは、再現できる色の範囲が広い色域の規格です。この記事から、液晶ディスプレイの色域を広げるには、色純度が高く純粋な赤色、緑色、青色を発色できるバックライトが必要であると考えられます。

色純度が高いとは、純粋な原色(赤、緑、青)の波長に近いこと、原色を得るための発光波長以外の光の波長が少ないことと考えられます。

量子ドットディスプレイ - 映像情報メディア学会 には、以下のとおり書かれています。

三角形の頂点は，それぞれの規格の三原色（青，緑，赤）に相当し，三角形の内側がその規格で表現できる色ということになります．個々のディスプレイの表示色域も色度図上で表すことができます．ディスプレイの三原色の位置をできるだけ広げて三角形を大きくすると，より広い範囲の色を表現できることになります．そのためには，三原色の発光ピーク波長の最適化とともに色純度の向上が必要となります．色純度の向上は，発光スペクトルの半値幅を狭くして，色度座標を馬蹄形の縁に近づけることに相当します．したがって，半値幅の小さい光源（発光材料）の開発が，広色域ディスプレイ実現のための重要課題となります．

図は CIE(国際照明委員会)が定めたxy色度図であり、色域を表すために用いられます。HDTV や SHV は色域の規格です。

この記事によると、三角形の面積を広げることができれば色域が広くなりますが、そのためには赤、緑、青それぞれにおいて色純度が高い色が必要になります。

色純度が高いとは、原色の色の周波数以外の周波数が少ないと考えられます。原色の色の周波数のみが理想でしょうが実現は困難であり、発光スペクトルの半値幅を狭くすることで、原色の色の周波数のみに近づくと考えられます。

この記事には書かれていませんが、色純度を高くするためにはノイズのようなピークとなって現れてくる周波数を出てこないようにすることも重要であると考えられます。

この記事に書かれているとおり、発光スペクトルの半値幅の小さい光源（発光材料）、すなわち色純度が高い色を発色できるバックライトが、液晶ディスプレイの色域を広げるために重要であることがわかります。

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