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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024177075
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】バックライト装置および液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 481
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024073687
(22)【出願日】2024-04-30
(31)【優先権主張番号】63/471,947
(32)【優先日】2023-06-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】520487808
【氏名又は名称】シャープディスプレイテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100139930
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮司
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(74)【代理人】
【識別番号】100202142
【弁理士】
【氏名又は名称】北 倫子
(72)【発明者】
【氏名】萩原 沙月
(72)【発明者】
【氏名】根来 和彦
(72)【発明者】
【氏名】堀 真由美
(72)【発明者】
【氏名】岩本 健一
【テーマコード（参考）】
3K244
【Ｆターム（参考）】
3K244AA01
3K244BA18
3K244CA02
3K244DA01
3K244GA01
3K244GA02
3K244GA03
3K244GA04
3K244GA05
3K244GA08
3K244GA10
(57)【要約】
【課題】液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができるバックライト装置およびそのようなバックライト装置を備える液晶表示装置を提供する。
【解決手段】バックライト装置は、励起光を出射する複数の発光素子が主面上に配列されたＬＥＤ基板と、励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層とＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層と、波長選択反射層とＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムとを有する。波長選択反射層は、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する。ルーバーフィルムは、ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する蛍光および励起光を遮光する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】バックライト装置は、励起光を出射する複数の発光素子が主面上に配列されたＬＥＤ基板と、励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層とＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層と、波長選択反射層とＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムとを有する。波長選択反射層は、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する。ルーバーフィルムは、ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する蛍光および励起光を遮光する。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主面を有し、励起光を出射する複数の発光素子が前記主面上に配列されたＬＥＤ基板と、
前記励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層と前記ＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層であって、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する波長選択反射層と、
前記波長選択反射層と前記ＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムであって、前記ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する前記蛍光および前記励起光を遮光するルーバーフィルムと
を有する、バックライト装置。
前記励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層と前記ＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層であって、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する波長選択反射層と、
前記波長選択反射層と前記ＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムであって、前記ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する前記蛍光および前記励起光を遮光するルーバーフィルムと
を有する、バックライト装置。
【請求項2】
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板に支持されている、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項3】
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面上に設けられている、請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項4】
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数の発光素子と重なる複数の開口部を有する、請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項5】
前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数のルーバーのそれぞれは、前記複数の発光素子のそれぞれに重ならない位置に配置されている、請求項２から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項6】
前記ルーバーフィルムと前記波長選択反射層との間に配置された拡散板をさらに有する、請求項２から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項7】
前記ルーバーフィルムは、前記波長選択反射層の前記ＬＥＤ基板側の主面上に設けられている、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項8】
前記ルーバーフィルムと前記ＬＥＤ基板との間に配置された拡散板をさらに有する、請求項７に記載のバックライト装置。
【請求項9】
前記波長選択反射層は、
第２角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第２角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも高く、
前記第２角度よりも大きい第３角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第３角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも低い、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
第２角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第２角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも高く、
前記第２角度よりも大きい第３角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第３角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも低い、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項10】
前記第２角度は、０°以上４０°未満の角度を含み、
前記第３角度は、７０°以上９０°未満の角度を含む、請求項９に記載のバックライト装置。
前記第３角度は、７０°以上９０°未満の角度を含む、請求項９に記載のバックライト装置。
【請求項11】
前記第１角度は、１５°以上である、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項12】
前記蛍光体層の前記波長選択反射層と反対側に配置された光学層積層体をさらに有する、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項13】
前記光学層積層体は、それぞれのプリズムの稜線が互いに略直交する様に配置された２枚のプリズムシートと、前記２枚のプリズムシートの上に配置された偏光選択反射層とを有する、請求項１２に記載のバックライト装置。
【請求項14】
前記蛍光体は、量子ドット蛍光体を含む、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項15】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に向けて光を出射する、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置と
を備える液晶表示装置。
前記液晶表示パネルの背面に向けて光を出射する、請求項１から４、７および８のいずれか１項に記載のバックライト装置と
を備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックライト装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置の多くは、複数のＬＥＤを備えたバックライト装置を備えている。複数のＬＥＤは、例えば、複数の領域に分割され、照明光が必要な領域のＬＥＤだけ点灯される、あるいは、領域ごとに必要とされる輝度に調整される。バックライトのこのような駆動方法は、分割駆動、部分駆動、エリア駆動またはローカルディミングと呼ばれる。分割駆動法を採用すると、液晶表示装置の明部と暗部との輝度のコントラスト比を向上させることができる。
【0003】
近年、表示装置の表示品位を向上させるために、ハイダイナミックレンジ（High Dynamic Range、以下「ＨＤＲ」という。）に対応した液晶表示装置が市販されるに至っている。
【0004】
さらに、ＵＨＤ Ｐｒｅｍｉｕｍ規格（色再現性ＢＴ２０２０規格９０％以上、ＨＤＲ１０規格）に対応可能な液晶表示装置として、例えば特許文献１に記載されているように、リモートフォスファー方式を採用し、かつ、ダイクロイック・フィルタを用いて色むらを抑制することができるバックライト装置を備えた液晶表示装置が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０１９／２４４３５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者の検討によると、特許文献１の液晶表示装置においては、色むらが生じることによる表示品位の低下を十分に抑制することができないという問題が生じることがある。詳細は後述する。
【0007】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができるバックライト装置およびそのようなバックライト装置を備える液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。
【0009】
［項目１］
主面を有し、励起光を出射する複数の発光素子が前記主面上に配列されたＬＥＤ基板と、
前記励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層と前記ＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層であって、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する波長選択反射層と、
前記波長選択反射層と前記ＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムであって、前記ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する前記蛍光および前記励起光を遮光するルーバーフィルムと
を有する、バックライト装置。
［項目２］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板に支持されている、項目１に記載のバックライト装置。
［項目３］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面上に設けられている、項目２に記載のバックライト装置。
［項目４］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数の発光素子と重なる複数の開口部を有する、項目２または３に記載のバックライト装置。
［項目５］
前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数のルーバーのそれぞれは、前記複数の発光素子のそれぞれに重ならない位置に配置されている、項目２から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目６］
前記ルーバーフィルムと前記波長選択反射層との間に配置された拡散板をさらに有する、項目２から５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目７］
前記ルーバーフィルムは、前記波長選択反射層の前記ＬＥＤ基板側の主面上に設けられている、項目１に記載のバックライト装置。
［項目８］
前記ルーバーフィルムと前記ＬＥＤ基板との間に配置された拡散板をさらに有する、項目７に記載のバックライト装置。
［項目９］
前記波長選択反射層は、
第２角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第２角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも高く、
前記第２角度よりも大きい第３角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第３角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも低い、項目１から８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１０］
前記第２角度は、０°以上４０°未満の角度を含み、
前記第３角度は、７０°以上９０°未満の角度を含む、項目９に記載のバックライト装置。
［項目１１］
前記第１角度は、１５°以上である、項目１から１０のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１２］
前記蛍光体層の前記波長選択反射層と反対側に配置された光学層積層体をさらに有する、項目１から１１のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１３］
前記光学層積層体は、それぞれのプリズムの稜線が互いに略直交する様に配置された２枚のプリズムシートと、前記２枚のプリズムシートの上に配置された偏光選択反射層とを有する、項目１２に記載のバックライト装置。
［項目１４］
前記蛍光体は、量子ドット蛍光体を含む、項目１から１３のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１５］
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に向けて光を出射する、項目１から１４のいずれか１項に記載のバックライト装置と
を備える液晶表示装置。
主面を有し、励起光を出射する複数の発光素子が前記主面上に配列されたＬＥＤ基板と、
前記励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層と前記ＬＥＤ基板との間に配置された波長選択反射層であって、入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する波長選択反射層と、
前記波長選択反射層と前記ＬＥＤ基板との間に配置され、複数のルーバーを有するルーバーフィルムであって、前記ルーバーフィルムのフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する前記蛍光および前記励起光を遮光するルーバーフィルムと
を有する、バックライト装置。
［項目２］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板に支持されている、項目１に記載のバックライト装置。
［項目３］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面上に設けられている、項目２に記載のバックライト装置。
［項目４］
前記ルーバーフィルムは、前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数の発光素子と重なる複数の開口部を有する、項目２または３に記載のバックライト装置。
［項目５］
前記ＬＥＤ基板の前記主面の法線方向から見たとき、前記複数のルーバーのそれぞれは、前記複数の発光素子のそれぞれに重ならない位置に配置されている、項目２から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目６］
前記ルーバーフィルムと前記波長選択反射層との間に配置された拡散板をさらに有する、項目２から５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目７］
前記ルーバーフィルムは、前記波長選択反射層の前記ＬＥＤ基板側の主面上に設けられている、項目１に記載のバックライト装置。
［項目８］
前記ルーバーフィルムと前記ＬＥＤ基板との間に配置された拡散板をさらに有する、項目７に記載のバックライト装置。
［項目９］
前記波長選択反射層は、
第２角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第２角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも高く、
前記第２角度よりも大きい第３角度の入射角で入射する前記励起光に対する透過率が、前記第３角度の入射角で入射する前記蛍光に対する透過率よりも低い、項目１から８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１０］
前記第２角度は、０°以上４０°未満の角度を含み、
前記第３角度は、７０°以上９０°未満の角度を含む、項目９に記載のバックライト装置。
［項目１１］
前記第１角度は、１５°以上である、項目１から１０のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１２］
前記蛍光体層の前記波長選択反射層と反対側に配置された光学層積層体をさらに有する、項目１から１１のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１３］
前記光学層積層体は、それぞれのプリズムの稜線が互いに略直交する様に配置された２枚のプリズムシートと、前記２枚のプリズムシートの上に配置された偏光選択反射層とを有する、項目１２に記載のバックライト装置。
［項目１４］
前記蛍光体は、量子ドット蛍光体を含む、項目１から１３のいずれか１項に記載のバックライト装置。
［項目１５］
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に向けて光を出射する、項目１から１４のいずれか１項に記載のバックライト装置と
を備える液晶表示装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態によると、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができるバックライト装置および液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】本発明の実施形態１によるバックライト装置５０Ａを模式的に示す断面図である。
【図1B】バックライト装置５０Ａを備える液晶表示装置１００Ａを模式的に示す断面図である。
【図1C】バックライト装置５０Ａを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。
【図1D】バックライト装置５０Ａの平面図であり、ルーバー４２ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
【図1E】実施形態１の他のバックライト装置が有するルーバーフィルム４３の模式的な平面図の他の例である。
【図1F】実施形態１の他のバックライト装置がさらに有する他のルーバーフィルム４４の模式的な平面図の例である。
【図1G】バックライト装置５０Ａが有する光学層積層体３０の模式的な断面図の例である。
【図1H】実施形態１の変形例によるバックライト装置５０Ａ１を模式的に示す断面図である。
【図2A】実施形態２によるバックライト装置５０Ｂを模式的に示す断面図である。
【図2B】バックライト装置５０Ｂを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。
【図2C】バックライト装置５０Ｂの平面図であり、ルーバー４５ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
【図3A】比較例１のバックライト装置９５０を模式的に示す断面図である。
【図3B】比較例１のバックライト装置９５０を用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。
【図4A】比較例２のバックライト装置９５０Ｒを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。
【図4B】比較例２のバックライト装置９５０Ｒを有する液晶表示装置９００Ｒに表示される画像パターンを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の図面において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、その説明を省略することがある。
【0013】
（実施形態１）
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄを参照しながら、本実施形態によるバックライト装置５０Ａおよびバックライト装置５０Ａを備える液晶表示装置１００Ａを説明する。図１Ａは、実施形態１によるバックライト装置５０Ａを模式的に示す断面図であり、図１Ｂは、バックライト装置５０Ａを備える液晶表示装置１００Ａを模式的に示す断面図である。図１Ｃは、バックライト装置５０Ａを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図１Ｄは、バックライト装置５０Ａの模式的な平面図であり、複数のルーバー４２ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄを参照しながら、本実施形態によるバックライト装置５０Ａおよびバックライト装置５０Ａを備える液晶表示装置１００Ａを説明する。図１Ａは、実施形態１によるバックライト装置５０Ａを模式的に示す断面図であり、図１Ｂは、バックライト装置５０Ａを備える液晶表示装置１００Ａを模式的に示す断面図である。図１Ｃは、バックライト装置５０Ａを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図１Ｄは、バックライト装置５０Ａの模式的な平面図であり、複数のルーバー４２ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
【0014】
バックライト装置５０Ａは、励起光を出射する複数の発光素子２２が主面２１ｓ上に配列されたＬＥＤ基板２１と、励起光を受けて、蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層２４と、蛍光体層２４とＬＥＤ基板２１との間に配置された波長選択反射層２８と、波長選択反射層２８とＬＥＤ基板２１との間に配置された、複数のルーバー４２ｌを有するルーバーフィルム４２とを有する。波長選択反射層２８は、波長選択反射層２８に入射する光の波長および／または入射角に応じて異なる透過率を有する。ルーバーフィルム４２は、ルーバーフィルム４２のフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する蛍光および励起光を遮光する。ルーバーフィルム４２は、図示する例では、対向する２枚のベースフィルム４２ｂ１および４２ｂ２と、２枚のベースフィルム４２ｂ１および４２ｂ２の間に配置され、それぞれが、ベースフィルム４２ｂ１および４２ｂ２の主面と交わる主面を有する複数のルーバー４２ｌとを有する。ルーバーフィルム４２のフィルム面は、ベースフィルム４２ｂ１または４２ｂ２の主面と平行な平面である。ルーバーフィルム４２のフィルム面（すなわち、ベースフィルム４２ｂ１または４２ｂ２の主面と平行な平面）は、図示する例ではｘｙ平面に平行な平面であり、ルーバーフィルム４２のフィルム面の法線方向は、図示する例ではｚ方向に平行な方向である。複数のルーバー４２ｌのそれぞれは、図示する例ではｙｚ平面に平行な主面を有する板状であり、互いに略平行に配置されている。「ルーバーフィルム４２が、ルーバーフィルム４２のフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満で入射する蛍光および励起光を遮光する」とは、ルーバーフィルム４２のフィルム面の法線方向に対する角度が第１角度以上９０°未満でルーバーフィルム４２に入射する蛍光および励起光に対するルーバーフィルム４２の透過率が５０％以下であることを含む。第１角度は、例えば３０°以上であり、１５°以上であってもよい。例えば、ルーバーフィルム４２が有する複数のルーバー４２ｌが、蛍光体層２４から発せられる蛍光および発光素子２２から出射される励起光の少なくとも一部を遮光する機能を有する。
【0015】
バックライト装置５０Ａにおいては、ルーバーフィルム４２は、ＬＥＤ基板２１に支持されている。すなわち、ルーバーフィルム４２は、ＬＥＤ基板２１に固定されている。ルーバーフィルム４２は、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓ上に設けられている。ルーバーフィルム４２は、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓに接していてもよい。ルーバーフィルム４２は、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓ上に載置されていてもよいし、接着剤層を介してＬＥＤ基板２１の主面２１ｓに貼り付けられていてもよい。図示される例では、ルーバーフィルム４２は、複数の開口部４２ｈを有する。この例では、各開口部４２ｈは、ベースフィルム４２ｂ１に設けられた開口部４２ｈ１と、ベースフィルム４２ｂ２に設けられた開口部４２ｈ２とを有する。複数の開口部４２ｈのそれぞれは、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数の発光素子２２のいずれかと重なる。複数の発光素子２２は、複数の開口部４２ｈにおいて露出されている。
【0016】
図１Ａおよび図１Ｄに示されるように、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバー４２ｌのそれぞれは、複数の発光素子２２のうちの隣接する発光素子２２の間に配置されている。ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバー４２ｌのそれぞれは、複数の発光素子２２のそれぞれに重ならない位置に配置されている。複数のルーバー４２ｌは、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、発光素子２２と重ならないようにｙ方向に複数の部分に分割されているルーバー４２ｌと、ｙ方向の長さが、ＬＥＤ基板２１のｙ方向の長さＬ２とほぼ等しいルーバー４２ｌとを含み得る。隣接するルーバー４２ｌ間の距離が一定でなくてもよい。バックライト装置５０Ａにおいては、複数の発光素子２２のうちの隣接する発光素子２２の間に２以上のルーバー４２ｌが配置されている。本実施形態のバックライト装置が有するルーバーフィルムとしては、例えば、３Ｍ社製のセキュリティ／プライバシーフィルター（製品名：ＰＦ４３０Ｗ９Ｂ）を用いることができる。このようなフィルターに複数の開口部を設けることによって、図示されるルーバーフィルム４２を得てもよい。
【0017】
バックライト装置５０Ａは、ルーバーフィルム４２と波長選択反射層２８の間に配置された拡散板４８をさらに有する。なお、図１Ｃでは、簡単のために、拡散板４８を省略している。波長選択反射層２８および蛍光体層２４は、拡散板４８に支持されていてもよい。例えば、拡散板４８の上に、波長選択反射層２８および蛍光体層２４がこの順で積み重ねられて載せられていてもよいし、これらの層が接着剤層を介して互いに接着された状態で、拡散板４８に固定されていてもよい。なお、拡散板４８は、省略され得る。
【0018】
図１Ｂに示されるように、液晶表示装置１００Ａは、液晶表示パネル１０と、バックライト装置５０Ａとを有する。液晶表示装置１００Ａにおいて、バックライト装置５０Ａは、液晶表示パネル１０の背面１０ｒに向けて光を出射する。
【0019】
バックライト装置５０Ａは、リモートフォスファー方式の直下型バックライトである。リモートフォスファー方式では、蛍光体層２４が発光素子２２から離れて配置されるので、発光素子２２が発する熱に起因する蛍光体の劣化を抑制することができる。
【0020】
蛍光体層２４は、発光素子２２から出射された励起光によって励起され、蛍光を発する蛍光体を含む。例えば、発光素子２２が青色の光を出射する青色ＬＥＤである場合、蛍光体層２４は、緑色蛍光を発する緑色蛍光体および／または赤色蛍光を発する赤色蛍光体を含んでもよいし、黄色蛍光を発する黄色蛍光体を含んでもよい。高い演色性を得る観点からは、蛍光体層２４は、緑色蛍光を発する緑色蛍光体および赤色蛍光を発する赤色蛍光体を含むことが好ましい。蛍光体層２４は、例えば、緑色蛍光を発する量子ドット緑色蛍光体および／または赤色蛍光を発する量子ドット赤色蛍光体を含んでもよい。量子ドット蛍光体は、一般的に、発光スペクトルのピーク波長の半値幅が狭く、色純度が高いという利点を有するので、例えばＵＨＤ Ｐｒｅｍｉｕｍ規格（色再現性ＢＴ２０２０規格９０％以上、ＨＤＲ１０規格）を満たすために有望であるとされている。あるいは、赤色硫化物蛍光体（例えば硫化カルシウム蛍光体）、緑色硫化物蛍光体（例えばチオガレート蛍光体）など、公知の蛍光体を用いてもよい。蛍光体層２４の両側またはいずれか片側に保護層が設けられていてもよい。
【0021】
波長選択反射層２８（例えばダイクロイック・フィルタ）に入射する光の入射角（波長選択反射層２８のフィルム面の法線方向に対する角度）が、所定の角度より小さい（例えば、４０°未満）の場合は、複数の発光素子２２から出射された励起光に対する波長選択反射層２８の透過率は、蛍光体層２４から発せられた蛍光に対する波長選択反射層２８の透過率よりも高い。すなわち、波長選択反射層２８に、０°以上４０°未満の第２角度の入射角で入射する励起光に対する波長選択反射層２８の透過率は、波長選択反射層２８に第２角度の入射角で入射する蛍光に対する波長選択反射層２８の透過率よりも高い。一方で、波長選択反射層２８は、第２角度よりも大きい第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する励起光に対する透過率が、第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する蛍光に対する透過率よりも低い。第３角度は、例えば７０°以上９０°未満の角度である。第２角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する光に対しては、複数の発光素子２２から出射された励起光の波長領域の少なくとも一部を透過し、蛍光体層２４から発せられた蛍光の少なくとも一部を反射する。第２角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する光に対しては、複数の発光素子２２から出射された励起光の全てを透過し、蛍光体層２４から発せられた光の全てを反射することが好ましい。例えば発光素子２２が青色ＬＥＤである場合、波長選択反射層２８は、第２角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する光に対しては、青色ＬＥＤの発光波長領域の光（すなわち青色の光）を透過し、緑色から赤色にかけての波長領域の光を反射する。波長選択反射層２８は、第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する光に対しては、蛍光体層２４から発せられた蛍光の少なくとも一部を透過し、複数の発光素子２２から出射された励起光の波長領域の少なくとも一部を反射する。例えば、波長選択反射層２８は、第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する光に対しては、青色の光を反射し、赤色の光を透過する。なお、本明細書において、蛍光体が発する光を「蛍光」ということがある。特に断らない限り、「蛍光」は、狭義の蛍光およびりん光を含む。波長選択反射層２８は、例えば、屈折率の異なる膜を積層した積層構造を有する光学多層膜である。
【0022】
以下で説明するように、バックライト装置５０Ａは、波長選択反射層２８を有することによって、部分駆動を行うときの色むらを抑制することができる。
【0023】
本実施形態によるバックライト装置５０Ａの効果を、比較例のバックライト装置と比較しながら説明する。図３Ａは、比較例１のバックライト装置９５０を備える液晶表示装置９００を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、比較例１のバックライト装置９５０を用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図４Ａは、比較例２のバックライト装置９５０Ｒを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図４Ｂは、比較例２のバックライト装置９５０Ｒを有する液晶表示装置９００Ｒが有する液晶表示パネルの法線方向から見たときの模式的な図である。比較例１のバックライト装置９５０は、ルーバーフィルムを有しない点において、本発明の実施形態によるバックライト装置５０Ａと異なる。比較例１のバックライト装置９５０および液晶表示装置９００は、特許文献１に記載のバックライト装置およびそれを備える液晶表示装置に相当する。比較例２のバックライト装置９５０Ｒは、波長選択反射層２８を有しない点において、比較例１のバックライト装置９５０と異なる。
【0024】
【0025】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、比較例２のバックライト装置９５０Ｒは、部分駆動を行っているとき、発光素子２２が点灯している点灯領域Ｒｏｎと、発光素子２２が点灯していない消灯領域Ｒｏｆｆとを有する。図４Ｂに、比較例２のバックライト装置９５０Ｒを有する液晶表示装置９００Ｒに表示される画像パターンを模式的に示す。点灯領域Ｒｏｎの端部の領域（言い換えると、点灯領域Ｒｏｎのうち、消灯領域Ｒｏｆｆとの境界に近い領域）を領域Ｒ１とし、消灯領域Ｒｏｆｆのうち、点灯領域Ｒｏｎの周辺の領域を領域Ｒ２として示している。図４Ａには、比較例２のバックライト装置９５０Ｒの模式的な断面図（下段）とともに、それぞれの領域で表示される色（上段）と、それぞれの領域における青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲの輝度（中段）とを模式的に示している。図４Ａの上段は、それぞれの領域で表示される色について、点灯領域Ｒｏｎの領域Ｒ１以外の領域（領域Ｒ０）を基準として、青色または黄色に色付く程度を模式的に示している。図４Ａの中段は、それぞれの領域における青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲの輝度を、領域Ｒ０の青色光ＬＢの輝度を基準（１００％）として、矢印の大きさで模式的に示している。以降、図４Ａと同様の図（部分駆動を行うときの模式的な断面図）において同じように示す。
【0026】
比較例２のバックライト装置９５０Ｒを用いて部分駆動を行うと、色むら（カラーハローと呼ばれることもある。）が生じることがある。具体的には、図４Ｂに示すように、暗部となるべき消灯領域Ｒｏｆｆのうち、点灯領域Ｒｏｎの周辺の領域Ｒ２において、黄色味が強くなってしまうことがある。さらに、点灯領域Ｒｏｎの端部の領域Ｒ１において、青暗く見えることがある。前者の現象の原因の１つとして、点灯領域Ｒｏｎの蛍光体層２４から発せられた光のうち後方（ＬＥＤ基板２１側）に出射された光Ｌ２が、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓで反射されることによって消灯領域Ｒｏｆｆに入射することが考えられる。光Ｌ２は、青色光よりも赤色から緑色にかけての波長領域の光を多く含む。したがって、領域Ｒ２が、点灯領域Ｒｏｎの領域Ｒ１以外の領域Ｒ０よりも黄色く色付いて見える。後者の色むらは、以下の原因によって生じる。領域Ｒ１は、消灯領域Ｒｏｆｆと隣接しているので、蛍光体層２４に、蛍光体層２４の主面の法線方向から傾斜した角度で（斜め方向から）入射する励起光Ｌ１（ここでは青色光）が、点灯領域Ｒｏｎの領域Ｒ１以外の領域Ｒ０よりも少ない。したがって、領域Ｒ１は、青色光を受けて緑色蛍光体が発する緑色光および赤色蛍光体が発する赤色光の輝度が、領域Ｒ０よりも低いので、領域Ｒ０よりも青く色付きかつ暗く見えるという色むらが生じる。
【0027】
これに対して、図３Ａに示した比較例１のバックライト装置９５０は、蛍光体層２４とＬＥＤ基板２１との間に波長選択反射層２８を有する。波長選択反射層２８は、波長選択反射層２８に第２角度の入射角で入射する、蛍光体層２４から発せられた蛍光に対する波長選択反射層２８の透過率が、波長選択反射層２８に第２角度の入射角で入射する、複数の発光素子２２から出射された励起光に対する波長選択反射層２８の透過率よりも低いので、蛍光体層２４から後方（ＬＥＤ基板２１側）に発せられた蛍光がＬＥＤ基板２１の主面２１ｓに達するのが抑制される。したがって、蛍光体層２４から後方（ＬＥＤ基板２１側）に発せられた蛍光が、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓで反射された光が、消灯領域Ｒｏｆｆの蛍光体層２４に入射することを抑制することができる。比較例１のバックライト装置９５０は、波長選択反射層２８を有することによって、部分駆動を行うときの色むら（特に、領域Ｒ２が黄色く色付いて見えるという色むら）が抑制される。
【0028】
しかしながら、本発明者の検討によると、比較例１のバックライト装置９５０においても、部分駆動を行うときの色むらの抑制が十分でないことがある。波長選択反射層２８は、第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する励起光に対する透過率が、第３角度の入射角で波長選択反射層２８に入射する蛍光に対する透過率よりも低い。例えば、赤色の波長領域の光は、波長選択反射層２８に入射する入射角が大きくなると透過率が上がる場合がある。したがって、点灯領域Ｒｏｎの蛍光体層２４から発せられた蛍光のうち、後方（ＬＥＤ基板２１側）に出射され、所定の角度以上の入射角で波長選択反射層２８に入射した光Ｌ３は、波長選択反射層２８を透過し、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓで反射されることによって消灯領域Ｒｏｆｆに入射する。光Ｌ３は、赤色の波長領域の光を多く含む。したがって、図４Ｂを参照して説明したように、消灯領域Ｒｏｆｆのうちの、点灯領域Ｒｏｎの周辺の領域Ｒ２が黄色く色付いて見えるという色むらが十分に抑制されない。
【0029】
これに対して、本実施形態によるバックライト装置５０Ａは、ルーバーフィルム４２を有することによって、比較例１のバックライト装置９５０において生じる部分駆動を行うときの色むら（特に、領域Ｒ２が黄色く色付いて見えるという色むら）を抑制することができる。バックライト装置５０Ａにおいて、点灯領域Ｒｏｎの蛍光体層２４から発せられた蛍光のうち、所定の角度以上の入射角で波長選択反射層２８に入射し、波長選択反射層２８を透過し、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓで反射された光Ｌ３は、複数のルーバー４２ｌによって遮光されるので、消灯領域Ｒｏｆｆに入射することが抑制される。バックライト装置５０Ａは、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができる。
【0030】
本実施形態によるバックライト装置が有し得るルーバーフィルムの他の例を説明する。図１Ｅに示すルーバーフィルム４３のように、例えばＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、第１の方向（図中ｙ方向）に延びるルーバー４３ｌが互いに平行に配置されていてもよい。すなわち、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバー４３ｌがストライプ状に形成されている。図１Ｅに示す例では、複数のルーバー４３ｌは、規則的に配列されている（隣接するルーバー４３ｌ間のピッチＰ２）。ルーバーフィルム４３は、上述したルーバーフィルム４２と同様に、蛍光体層２４から発せられる蛍光および発光素子２２から出射される励起光の少なくとも一部を遮光する。ルーバーフィルム４３は、対向する２枚のベースフィルムをさらに有し、複数のルーバー４３ｌは２枚のベースフィルムの間に配置されている。
【0031】
本実施形態によるバックライト装置は、図１Ｅに示すルーバーフィルム４３に加えて、第１の方向と異なる第２の方向（例えば図中ｘ方向）に延びる複数のルーバー４４ｌを有する他のルーバーフィルム４４（図１Ｆ）をさらに有してもよい。ルーバーフィルム４４も、ルーバーフィルム４３と同様に、蛍光体層２４から発せられる蛍光および発光素子２２から出射される励起光の少なくとも一部を遮光する。ルーバーフィルム４４は、対向する２枚のベースフィルムをさらに有し、複数のルーバー４４ｌは２枚のベースフィルムの間に配置されている。ルーバーフィルム４４は、例えばＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、ルーバーフィルム４３の複数のルーバー４３ｌと、ルーバーフィルム４４の複数のルーバー４４ｌとが略直交するように配置されていてもよい。例えば、隣接するルーバー４３ｌ間のピッチＰ２と隣接するルーバー４４ｌ間のピッチＰ３とは等しくてもよい。あるいは、ルーバーフィルム４３およびルーバーフィルム４４を用いる代わりに、互いに直交するように格子状に形成された複数のルーバーを有する１枚のルーバーフィルムを用いてもよい。ただし、本実施形態によるバックライト装置においては、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバーのそれぞれは、複数の発光素子２２のそれぞれに重ならないように配置されていることが好ましい。
【0032】
バックライト装置５０Ａは、蛍光体層２４の波長選択反射層２８と反対側に配置された光学層積層体３０をさらに有してもよい。光学層積層体３０は、例えば、図１Ｇに示すように、それぞれのプリズムの稜線が互いに略直交する様に配置された２枚のプリズムシート３４ａおよび３４ｂと、２枚のプリズムシート３４ａおよび３４ｂの上に配置された偏光選択反射層３２とを有する。プリズムシート３４ａは、例えば、ベースフィルム３４ｂａと、ベースフィルム３４ｂａ上に形成されたプリズム層３４ｐａとを有し、プリズムシート３４ｂは、例えば、ベースフィルム３４ｂｂと、ベースフィルム３４ｂｂ上に形成されたプリズム層３４ｐｂとを有する。プリズムシート３４ａ、３４ｂとしては、例えば３Ｍ社製のＢＥＦを用いることができる。偏光選択反射層３２は、例えば、屈折率の異なる膜を積層した積層構造を有する光学多層膜である。偏光選択反射層３２としては、例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦ（登録商標）を用いることができる。光学層積層体３０の積層構造は図示される例に限定されず、適宜変更され得る。
【0033】
図１Ｈに、本実施形態の変形例によるバックライト装置を示す。図１Ｈに示すバックライト装置５０Ａ１は、拡散板４８を有しない点において、バックライト装置５０Ａと異なる。バックライト装置５０Ａ１においても、バックライト装置５０Ａと同様に、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができる。
【0034】
（実施形態２）
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃを参照しながら、本実施形態によるバックライト装置を説明する。図２Ａは、実施形態２によるバックライト装置５０Ｂを模式的に示す断面図であり、図２Ｂは、バックライト装置５０Ｂを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図２Ｃは、バックライト装置５０Ｂの模式的な平面図であり、複数のルーバー４５ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃを参照しながら、本実施形態によるバックライト装置を説明する。図２Ａは、実施形態２によるバックライト装置５０Ｂを模式的に示す断面図であり、図２Ｂは、バックライト装置５０Ｂを用いて部分駆動を行うときの模式的な断面図である。図２Ｃは、バックライト装置５０Ｂの模式的な平面図であり、複数のルーバー４５ｌと発光素子２２との配置関係の例を模式的に示す図である。
【0035】
バックライト装置５０Ｂにおいては、ルーバーフィルム４５が、ＬＥＤ基板２１よりも波長選択反射層２８に近い位置に配置（拡散板４８が設けられる場合は、波長選択反射層２８と拡散板４８との間に配置）されている点において、バックライト装置５０Ａと異なる。ルーバーフィルム４５は、例えば拡散板４８に支持されている。ルーバーフィルム４５は、例えば、波長選択反射層２８のＬＥＤ基板２１側の主面上に設けられている。ルーバーフィルム４５は、対向する２枚のベースフィルム４５ｂ１および４５ｂ２と、２枚のベースフィルム４５ｂ１および４５ｂ２の間に配置された複数のルーバー４５ｌとを有する。波長選択反射層２８に近い方のベースフィルム４５ｂ２が、波長選択反射層２８のＬＥＤ基板２１側の主面と例えば接着剤層を介して貼り合わせられていてもよい。バックライト装置５０Ｂは、ＬＥＤ基板２１とルーバーフィルム４５との間に配置された拡散板４８をさらに有する。なお、拡散板４８は省略され得る。図２Ｂでは、簡単のために、拡散板４８を省略している。
【0036】
バックライト装置５０Ｂを用いることによっても、バックライト装置５０Ａと同様に、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができる。バックライト装置５０Ｂを用いることによっても、バックライト装置５０Ａと同様に、部分駆動を行うときに点灯領域Ｒｏｎの周辺の領域Ｒ２が黄色く色付いて見えるという色むらを抑制することができる。バックライト装置５０Ｂにおいて、点灯領域Ｒｏｎの蛍光体層２４から発せられた蛍光のうち、所定の角度以上の入射角で波長選択反射層２８に入射し、波長選択反射層２８を透過した光Ｌ３は、複数のルーバー４５ｌによって遮光されるので、消灯領域Ｒｏｆｆに入射することが抑制される。
【0037】
さらに、バックライト装置５０Ｂは、バックライト装置５０Ａよりも効果的に、部分駆動を行うときの色むらの発生を抑制することができる。バックライト装置５０Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明した、点灯領域Ｒｏｎの端部の領域Ｒ１において、青暗く見えるという色むらも抑制することができる。バックライト装置５０Ｂにおいては、ルーバーフィルム４５がＬＥＤ基板２１よりも波長選択反射層２８に近い位置に配置されている（例えば、波長選択反射層２８のＬＥＤ基板２１側の主面上にルーバーフィルム４５が設けられている）ので、蛍光体層２４に、蛍光体層２４の主面の法線方向から傾斜した角度で（斜め方向から）入射しようとする励起光Ｌ１がルーバーフィルム４５によって遮光される。したがって、領域Ｒ１と点灯領域Ｒｏｎの領域Ｒ１以外の領域Ｒ０との間で、蛍光体層２４に入射する励起光の差が小さい。したがって、領域Ｒ１において、青暗く見えるという色むらも抑制することができる。
【0038】
図２Ｃに示されるように、ルーバーフィルム４５は、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、図中ｙ方向に延びるルーバー４５ｌが互いに平行に配置されている。すなわち、ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバー４５ｌがストライプ状に形成されている。複数のルーバー４５ｌは規則的に配列されており、複数のルーバー４５ｌのピッチは、複数の発光素子２２のピッチＰ１よりも小さい。ＬＥＤ基板２１の主面２１ｓの法線方向から見たとき、複数のルーバー４５ｌは、複数の発光素子２２のいずれかに重なるように配置されているルーバー４５ｌを含む。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明の実施形態のバックライト装置を用いると、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【0040】
１０：液晶表示パネル、２１：ＬＥＤ基板、２１ｓ：主面、２２：発光素子、２４：蛍光体層、２８：波長選択反射層、３０：光学層積層体、３２：偏光選択反射層、３４ａ、３４ｂ：プリズムシート、３４ｂａ、３４ｂｂ：ベースフィルム、３４ｐａ、３４ｐｂ：プリズム層、４２、４３、４４、４５：ルーバーフィルム、４２ｂ１、４２ｂ２、４５ｂ１、４５ｂ２：ベースフィルム、４２ｈ、４２ｈ１、４２ｈ２：開口部、４２ｌ、４３ｌ、４４ｌ、４５ｌ：ルーバー、４８：拡散板、５０Ａ、５０Ａ１、５０Ｂ：バックライト装置、１００Ａ：液晶表示装置
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】