(57)【要約】【課題】蛍光体方式の表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させる。【解決手段】複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂが配列された光シャッター素子５０と、光シャッター素子５０に対向するように設けられたバックライト６０ａと、光シャッター素子５０のバックライト６０ａと反対側に設けられ、複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対応するように複数の発光層２１ｒ、２１ｇ、２１ｂが配列された蛍光体層２１とを備え、光シャッター素子５０及びバックライト６０ａの間には、光シャッター素子５０の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルター７０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の副画素が配列された光シャッター素子と、
上記光シャッター素子に対向するように設けられたバックライトと、
上記光シャッター素子の上記バックライトと反対側に設けられ、上記複数の副画素に対応するように複数の発光層が配列された蛍光体層とを備え、
上記光シャッター素子及びバックライトの間には、該光シャッター素子の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターが設けられている、表示装置。
【請求項２】
上記バックライトは、上記光シャッター素子側の出射面から面状の青色光を出射するように設けられ、
上記蛍光体層は、上記バックライトからの青色光を赤色光に変換して該赤色光を発光する赤色発光層と、上記バックライトからの青色光を緑色光に変換して該緑色光を発光する緑色発光層と、上記バックライトからの青色光を散乱させて該青色光を発光する青色発光層とを備えている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記蛍光体層に配列された複数の発光層の間には、遮光層が設けられている、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記光シャッター素子及び蛍光体層は、一体に設けられ、
上記光シャッター素子は、上記バックライト側に設けられた第１基板と、該第１基板に対向するように設けられた上記蛍光体層を含む第２基板と、該第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層とを備えている、請求項１〜３の何れか１つに記載の表示装置。
【請求項５】
上記バックライト及び光学フィルターの間には、上記反射型の偏光板が設けられている、請求項１〜４の何れか１つに記載の表示装置。
【請求項６】
出射面から面状の光を出射するバックライトと、
上記バックライトの出射面に対向するように設けられ、フィルター表面から斜めに出射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターとを備えている、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び照明装置に関し、特に、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う蛍光体方式の表示装置及びそれに用いる照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、例えば、複数の副画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に設けられたバックライトとを備えている。そして、液晶表示装置は、液晶表示パネルの各副画素でバックライトからの光の透過率を調整することにより、画像表示を行うように構成されている。ここで、副画素には、例えば、赤色表示を行う副画素、緑色表示を行う副画素、及び青色表示を行う副画素があり、互いに隣り合う赤色表示を行う副画素、緑色表示を行う副画素、及び青色表示を行う副画素により、１つの画素が構成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、３波長冷陰極管などの光源からの出射光を、正面方向に対して、±６０°以内に集光することができる一次集光部を有するバックライトシステムと、一次集光部よりも集光の絞り込みが強い二次集光素子として用いるパターン構造を有さない集光フィルムとを組み合わせることにより、斜め方向への抜けを効果的に遮蔽し、不愉快な着色を除去する、透過型の液晶表示装置に用いる集光システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１０３１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カラーフィルター方式の液晶表示装置では、バックライトからの光の多くがカラーフィルターに吸収されてしまうことにより、光の利用効率が低いので、近年、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う蛍光体方式の液晶表示装置が提案されている。
【０００６】
蛍光体方式の液晶表示装置は、例えば、アクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に設けられた青色光を発するバックライトとを備えている。ここで、蛍光体方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルは、例えば、各副画素に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、「ＴＦＴ」とも称する）や画素電極が形成され、バックライト側に配置されたアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向するように設けられ、共通電極や蛍光体層などが形成された対向基板と、アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備えている。
【０００７】
蛍光体層は、赤色表示を行う各副画素に設けられた赤色発光層と、緑色表示を行う各副画素に設けられた緑色発光層と、青色表示を行う各副画素に設けられた青色発光層とを備えている。ここで、赤色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を赤色光に変換して赤色光を発光する蛍光体を含有している。また、緑色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を緑色光に変換して緑色光を発光する蛍光体を含有している。また、青色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を散乱させて青色光を発光する光散乱体を含有している。
【０００８】
蛍光体方式の液晶表示装置では、バックライトからの青色光が蛍光体層の表面に斜め方向から入射することにより、所定の色以外の発光層が発光し易いので、例えば、緑色発光層だけを発光させる際に、それに隣り合う赤色発光層及び青色発光層にバックライトからの青色光が入射して、緑色光が発光するだけでなく、赤色光及び青色光も僅かに発光することにより、所望の緑色を表示することができなかったり、また、黒表示を行う際に、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層が僅かに発光することにより、黒表示が明るくなったりするおそれがある。そうなると、色再現性が低下したり、コントラストが低下したりするので、蛍光体方式の液晶表示装置の表示品位が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蛍光体方式の表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、光シャッター素子及びバックライトの間に、光指向性を有する光学フィルターを設けるようにしたものである。
【００１１】
具体的に本発明に係る表示装置は、複数の副画素が配列された光シャッター素子と、上記光シャッター素子に対向するように設けられたバックライトと、上記光シャッター素子の上記バックライトと反対側に設けられ、上記複数の副画素に対応するように複数の発光層が配列された蛍光体層とを備え、上記光シャッター素子及びバックライトの間には、該光シャッター素子の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターが設けられている。
【００１２】
上記バックライトは、上記光シャッター素子側の出射面から面状の青色光を出射するように設けられ、上記蛍光体層は、上記バックライトからの青色光を赤色光に変換して該赤色光を発光する赤色発光層と、上記バックライトからの青色光を緑色光に変換して該緑色光を発光する緑色発光層と、上記バックライトからの青色光を散乱させて該青色光を発光する青色発光層とを備えていてもよい。
【００１３】
上記蛍光体層に配列された複数の発光層の間には、遮光層が設けられていてもよい。
【００１４】
上記光シャッター素子及び蛍光体層は、一体に設けられ、上記光シャッター素子は、上記バックライト側に設けられた第１基板と、該第１基板に対向するように設けられた上記蛍光体層を含む第２基板と、該第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層とを備えていてもよい。
【００１５】
上記バックライト及び光学フィルターの間には、上記反射型の偏光板が設けられていてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る照明装置は、出射面から面状の光を出射するバックライトと、上記バックライトの出射面に対向するように設けられ、フィルター表面から斜めに出射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターとを備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光シャッター素子及びバックライトの間に、光指向性を有する光学フィルターが設けられているので、蛍光体方式の表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る表示装置の断面図である。
【図２】実施形態１に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【図３】実施形態１に係る表示装置における色再現性向上の説明図である。
【図４】実施形態１に係る表示装置におけるコントラスト向上の説明図である。
【図５】実施形態１に係る表示装置を構成する照明装置の光指向性を示すグラフである。
【図６】実施形態２に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【図７】実施形態３に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【図８】実施形態４に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【図９】実施形態４に係る表示装置における副画素の配列方向とプリズムシートの配置方向との関係を示す斜視図である。
【図１０】実施形態５に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【図１１】実施形態６に係る表示装置を構成する照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
《発明の実施形態１》
図１〜図５は、本発明に係る表示装置及び照明装置の実施形態１を示している。ここで、図１は、本実施形態の液晶表示装置９０の断面図である。また、図２は、液晶表示装置９０を構成する照明装置８０ａの断面図である。また、図３は、液晶表示装置９０における色再現性向上の説明図である。また、図４は、液晶表示装置９０におけるコントラスト向上の説明図である。
【００２１】
液晶表示装置９０は、図１に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル５０と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ａと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ａの間に設けられた光学フィルター７０とを備えている。ここで、照明装置８０ａは、図１に示すように、バックライト６０ａ及び光学フィルター７０により構成されている。
【００２２】
液晶表示パネル５０には、図１に示すように、赤色表示を行う副画素Ｐｒ、緑色表示を行う副画素Ｐｇ、及び青色表示を行う副画素Ｐｂを含む複数の副画素がマトリクス状に配列されている。また、液晶表示パネル５０は、図１に示すように、バックライト６０ａ側に第１基板として設けられたアクティブマトリクス基板２０と、アクティブマトリクス基板２０に対向するように第２基板として設けられた対向基板３０と、アクティブマトリクス基板２０及び対向基板３０の間に設けられた液晶層４０と、アクティブマトリクス基板２０及び対向基板３０を互いに接着すると共に、アクティブマトリクス基板２０及び対向基板３０の間に液晶層４０を封入するように枠状に設けられたシール材（不図示）とを備えている。
【００２３】
アクティブマトリクス基板２０は、図１に示すように、ガラス基板などの透明基板１０ａと、透明基板１０ａ上に設けられたＴＦＴアレイ層１１と、ＴＦＴアレイ層１１を覆うように設けられた配向膜１２とを備えている。なお、透明基板１０ａのバックライト６０ａ側の表面には、図１に示すように、偏光板１３が貼り付けられている。
【００２４】
ＴＦＴアレイ層１１は、例えば、透明基板１０ａ上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線と、各ゲート線を覆うように設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に各ゲート線と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線と、各ゲート線及び各ソース線の交差部分毎、すなわち、画像の最小単位である副画素毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴと、各ＴＦＴを覆うように設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上にマトリクス状に設けられ、各ＴＦＴにそれぞれ接続された複数の画素電極とを備えている。ここで、ＴＦＴアレイ層１１は、周知の方法を用いて、上記ゲート線、ゲート絶縁膜、ソース線、ＴＦＴ、層間絶縁膜及び画素電極などを形成することにより、形成することができる。
【００２５】
配向膜１２は、例えば、ラビング処理を行ったポリイミド樹脂（厚さ１０００Å程度）などにより構成されている。
【００２６】
偏光板１３は、例えば、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸させた光の吸収異方性を有する偏光子と、偏光子を挟持するように設けられたトリアセチルセルロースフィルムなどからなる一対の支持体と、一方の支持体の表面に設けられた接着層とを備えている。
【００２７】
対向基板３０は、図１に示すように、ガラス基板などの透明基板１０ｂと、透明基板１０ｂ上（図中下側）に格子状に設けられた遮光層２１ｓ、並びに遮光層２１ｓの各格子間にそれぞれ設けられた赤色発光層２１ｒ、緑色発光層２１ｇ及び青色発光層２１ｂを含む蛍光体層２１と、蛍光体層２１上を覆うように設けられた平坦化膜２２と、平坦化膜２２上に貼り付けられた偏光板２３と、偏光板２３上に設けられた共通電極２４と、共通電極２４上に柱状に設けられた複数のフォトスペーサ（不図示）と、共通電極２４を覆うように設けられた配向膜２５とを備えている。
【００２８】
遮光層２１ｓは、例えば、カーボン微粒子などが分散された遮光性を有する樹脂材料（厚さ５μｍ〜２０μｍ程度）などにより構成されている。
【００２９】
赤色発光層２１ｒは、例えば、照明装置８０ａからの青色光Ｌｂを赤色光に変換して、赤色光を発光する蛍光体が分散された透明な樹脂材料（厚さ５μｍ〜２０μｍ程度）などにより構成されている。
【００３０】
緑色発光層２１ｇは、例えば、照明装置８０ａからの青色光Ｌｂを緑色光に変換して、緑色光を発光する蛍光体が分散された透明な樹脂材料（厚さ５μｍ〜２０μｍ程度）などにより構成されている。
【００３１】
青色発光層２１ｂは、例えば、照明装置８０ａからの青色光Ｌｂを散乱させて、青色光を発光する光散乱体が分散された透明な樹脂材料（厚さ５μｍ〜２０μｍ程度）などにより構成されている。
【００３２】
平坦化膜２２は、例えば、アクリル樹脂などの透明な樹脂材料（厚さ１μｍ〜５０μｍ程度）などにより構成されている。
【００３３】
偏光板２３は、例えば、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸させた光の吸収異方性を有する偏光子と、偏光子を挟持するように設けられたトリアセチルセルロースフィルムなどからなる一対の支持体と、一方の支持体の表面に設けられた接着層とを備えている。
【００３４】
共通電極２４は、例えば、スパッタリング法により成膜されたＩＴＯ（indium tin oxide）膜などの透明導電膜（厚さ１０００Å程度）により構成されている。
【００３５】
上記フォトスペーサは、例えば、フェノールノボラック系の感光性樹脂（厚さ４μｍ程度）などにより構成されている。
【００３６】
配向膜２５は、例えば、ラビング処理を行ったポリイミド樹脂（厚さ１０００Å程度）などにより構成されている。
【００３７】
液晶層４０は、例えば、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。
【００３８】
バックライト６０ａは、図１に示すように、出射面Ｆから面状の青色光Ｌａを出射する光源部５９ａと、光源部５９ａの図中下側に設けられた反射部５１とを備えている。
【００３９】
反射部５１は、例えば、銀膜などの光反射性を有する薄膜が蒸着された反射シート、屈折率の異なる少なくとも２種類以上の薄膜が交互に積層された多層膜反射シート、拡散反射板などにより構成されている。
【００４０】
光源部５９ａは、図２に示すように、板状の透明な導光板５３と、導光板５３の側方に一列に設けられた複数の点状光源５２と、導光板５３の図中上側に設けられた拡散板５４と、拡散板５４の図中上側に設けられたプリズムシート５５と、プリズムシート５５の図中上側に設けられたプリズムシート５６と、プリズムシート５６の図中上側に設けられた拡散板５７とを備えている。
【００４１】
点状光源５２は、例えば、例えば、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の波長域の青色光Ｌａを発光するＬＥＤ（light emitting diode）やレーザーなどにより構成されている。
【００４２】
導光板５３は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明樹脂により構成されている。
【００４３】
拡散板５４及び５７は、例えば、ポリエステルなどの基材フィルムと、基材フィルム上に設けられ、透明ビーズが分散された樹脂層とを備えている。
【００４４】
プリズムシート５５及び５６は、図２に示すように、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が９０°程度に形成されたアクリル樹脂製などのフィルムである。また、プリズムシート５５及び５６としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のＢＥＦ（Brightness Enhancement Film）シリーズの輝度向上フィルムが好適に用いられる。ここで、プリズムシート５５の各溝条及びプリズムシート５６の各溝条は、図２に示すように、拡散板５７側に設けられ、互いに直交するように設けられている。
【００４５】
光学フィルター７０は、例えば、複数の誘電体膜が積層された多層膜反射フィルターであり、図１に示すように、光源部５９ａからの青色光Ｌａが反射部５１との間で反射を繰り返すことにより、青色光Ｌａが透過して出射する角度が所定の範囲になるように構成されている。すなわち、光学フィルター７０は、液晶表示パネル５０の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有している。具体的に、光学フィルター７０は、ガラス基板などの透明基板と、透明基板上に設けられた酸化チタン膜（波長４５０ｎｍに対する屈折率２．４２、厚さ５５ｎｍ程度）と酸化シリコン膜（波長４５０ｎｍに対する屈折率１．４７、厚さ９０ｎｍ程度）とを交互に７０層程度積層した誘電体積層膜とにより構成されている。なお、光学フィルター７０の図１中の上下の太線破線は、光学フィルター７０に入射する前の青色光Ｌａの配光分布、及び光学フィルター７０を出射した後の青色光Ｌｂの配光分布を示している。
【００４６】
上記構成の液晶表示装置９０は、アクティブマトリクス基板２０上の各画素電極と対向基板３０上の共通電極２４との間に配置する液晶層４０に各副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂで所定の電圧を印加して液晶層４０の配向状態を変えることにより、照明装置８０ａからの青色光Ｌｂからの透過率を各副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂで調整し、蛍光体層２１を介して赤色光、緑色光及び青色光を適宜出射して、画像表示を行うように構成されている。
【００４７】
具体的に、緑色表示を行う場合には、光学フィルター７０を透過及び出射したバックライトからの青色光Ｌｂが、図３に示すように、液晶表示パネル５０の表面に垂直に入射し、赤色表示を行う副画素Ｐｒ及び青色表示を行う副画素Ｐｂでは、液晶層４０の配向状態に基づいて、偏光板２３で遮断され、緑色表示を行う副画素Ｐｇでは、液晶層４０の配向状態に基づいて、偏光板２３を透過し、緑色発光層２１ｇだけに確実に入射することにより、緑色光Ｌｇだけを表示光として出射することができる。
【００４８】
また、黒表示を行う場合には、光学フィルター７０を透過及び出射したバックライトからの青色光Ｌｂが、図４に示すように、液晶表示パネル５０の表面に垂直に入射し、赤色表示を行う副画素Ｐｒ、緑色表示を行う副画素Ｐｇ及び青色表示を行う副画素Ｐｂ、すなわち、全副画素では、液晶層４０の配向状態に基づいて、偏光板２３で確実に遮断されることにより、液晶表示パネル５０を不要に抜ける光を抑制することができる。
【００４９】
次に、具体的に行った実験について説明する。ここで、図５は、照明装置８０ａの光指向性を示すグラフである。なお、図５のグラフにおいて、実線の曲線ａは、実施例の光指向性を示し、破線の曲線ｂは、比較例の光指向性を示している。また、図５のグラフの縦軸の相対強度は、比較例の最大輝度を１とした値である。
【００５０】
具体的には、実施例として、本実施形態の照明装置８０ａを準備すると共に、比較例として、本実施形態の照明装置８０ａの光学フィルター７０を省略した照明装置を準備し、各照明装置の出射面の中央の測定ポイントにおける輝度を、測定ポイントが中心となる半球の頂点を含む円弧上を移動可能な輝度計を用いて、極度（法線方向からの傾斜角度）を変えながら測定した。ここで、輝度計としては、株式会社トプコンテクノハウス製の色彩輝度計ＢＭ５Ａを用いた。
【００５１】
実験結果としては、図５に示すように、実施例では、極角−９０°〜−３０°及び＋３０°〜＋９０°で光がほとんど検出されず、極角−３０°〜＋３０°に光が収束しているのに対し、比較例では、極角−９０°〜−３０°及び＋３０°〜＋９０°で最大輝度の１０％〜３０％程度の光が検出され、光が広く分布していることが確認された。また、実施例では、極角０°の強度が、比較例の極角０°の強度よりも２５％程度向上することも確認された。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の照明装置８０ａ及びそれを備えた液晶表示装置９０によれば、複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂが配列された液晶表示パネル５０と、液晶表示パネル５０に対向するように設けられたバックライト６０ａとの間に、液晶表示パネル５０の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、光学フィルター７０を透過したバックライト６０ａからの青色光Ｌｂが、液晶表示パネル５０の表面に垂直に入射し易くなる。そのため、液晶表示パネル５０の各副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対応する蛍光体層２１の各発光層２１ｒ、２１ｇ、２１ｂには、バックライト６０ａからの光Ｌｂが斜めに入射し難くなる。これにより、カラー表示を行う場合には、所定の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対応する所定の発光層２１ｒ、２１ｇ、２１ｂだけが発光し易くなるので、色再現性が向上し、また、黒表示を行う場合には、液晶表示パネル５０を不要に抜ける光が抑制されるので、コントラスが向上することになり、蛍光体方式の液晶表示装置９０において、色再現性及びコントラストが向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態の照明装置８０ａ及びそれを備えた液晶表示装置９０によれば、バックライト６０ａから液晶表示パネル５０に供給される面状の青色光Ｌｂ（（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度）が紫外線（波長４００ｎｍ程度未満）を含まないので、紫外領域の光をカットする必要がない。そのため、白色光を用いる場合よりも、光の利用効率を高めることができる。また、バックライト６０ａから液晶表示パネル５０に供給される面状の青色光Ｌｂは、赤色発光層２１ｒで色変換して発光する赤色光、及び緑色発光層２１ｇで色変換して発光する緑色光よりも短波長であるので、励起光のエネルギー遷移などにより、蛍光の発光スペクトルのピーク位置が励起光の発光スペクトルのピーク位置よりも長波長側になるストークスシフトという現象を有効に利用することができる。
【００５４】
また、本実施形態の照明装置８０ａ及びそれを備えた液晶表示装置９０によれば、蛍光体層２１に配列された複数の発光層２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの間に遮光層２１ｓが設けられているので、赤色発光層２１ｒ、緑色発光層２１ｇ及び青色発光層２１ｂが遮光層２１ｓを介して互いに離間することになり、隣り合う副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂ間の不要な発光をいっそう抑制することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、遮光層２１ｓが対向基板３０の蛍光体２１に設けられた液晶表示装置９０を例示したが、本発明は、遮光層がアクティブマトリクス基板側に設けられた液晶表示装置、並びに遮光層がアクティブマトリクス基板側及び対向基板側の双方に設けられた液晶表示装置などにも適用することができる。
【００５６】
《発明の実施形態２》
図６は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置８０ｂの断面図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
上記実施形態１では、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ａの間に光学フィルター７０だけが設けられた照明装置８０ａを備えた液晶表示装置９０を例示したが、本実施形態では、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ａの間に光学フィルター７０及び反射型偏光板６５が設けられた照明装置８０ｂを備えた液晶表示装置を例示する。
【００５８】
本実施形態の液晶表示装置は、図６に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル（５０、図１参照）と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ａと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ａの間に設けられた光学フィルター７０と、バックライト６０ａ及び光学フィルター７０の間に設けられた反射型偏光板６５とを備えている。ここで、照明装置８０ｂは、図６に示すように、バックライト６０ａ、反射型偏光板６５及び光学フィルター７０により構成されている。
【００５９】
反射型偏光板６５は、例えば、バックライト６０ａからの青色光のうち、例えば、Ｐ偏光を透過して、Ｓ偏光を反射するように構成されている。また、反射型偏光板６５としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のＤＢＥＦ(登録商標)（Dual Brightness Enhancement Film）シリーズの輝度上昇フィルムが好適に用いられる。
【００６０】
本実施形態の照明装置８０ｂ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態１と同様に、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ａの間に、光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態の照明装置８０ｂ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、バックライト６０ａ及び光学フィルター７０の間に、例えば、バックライト６０ａからの青色光のうち、Ｐ偏光を透過して、Ｓ偏光を反射する反射型偏光板６５が設けられているので、バックライト６０ａの青色光のＳ偏光が反射型偏光板６５で反射して再利用されることにより、バックライト６０ａの光の利用効率を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、上記実施形態１の液晶表示装置９０に反射型偏光板６５を適用した構成を例示したが、反射型偏光板６５を後述する各実施形態の液晶表示装置に適用してもよい。
【００６３】
《発明の実施形態３》
図７は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置８０ｃの断面図である。
【００６４】
上記実施形態１及び２では、エッジライト方式のバックライト６０ａを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、直下方式のバックライト６０ｂを備えた液晶表示装置を例示する。
【００６５】
本実施形態の液晶表示装置は、図７に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル（５０、図１参照）と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ｂと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｂの間に設けられた光学フィルター７０とを備えている。ここで、照明装置８０ｃは、図１に示すように、バックライト６０ｂ及び光学フィルター７０により構成されている。
【００６６】
バックライト６０ｂは、図７に示すように、出射面（Ｆ、図１参照）から面状の青色光（Ｌａ、図１参照）を出射する光源部５９ｂと、光源部５９ｂの図中下側に設けられた反射部５１とを備えている。
【００６７】
光源部５９ｂは、図７に示すように、反射部５１の上方に（例えば、マトリクス状に）配列された複数の点状光源５２と、各点状光源５２の図中上側に設けられた拡散板５４と、拡散板５４の図中上側に設けられたプリズムシート５５と、プリズムシート５５の図中上側に設けられたプリズムシート５６と、プリズムシート５６の図中上側に設けられた拡散板５７とを備えている。
【００６８】
本実施形態の照明装置８０ｃ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態１と同様に、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｂの間に、光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【００６９】
《発明の実施形態４》
図８は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置８０ｄの断面図である。また、図９は、本実施形態の液晶表示装置における副画素の配列方向とプリズムシート５８ａの配置方向との関係を示す斜視図である。
【００７０】
上記実施形態１〜３では、一対のプリズムシート５５及び５６が設けられた照明装置８０ａ〜８０ｃを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、単一のプリズムシート５８ａが設けられた照明装置８０ｄを備えた液晶表示装置を例示する。
【００７１】
本実施形態の液晶表示装置は、図８に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル（５０、図１参照）と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ｃと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｃの間に設けられた光学フィルター７０とを備えている。ここで、照明装置８０ｄは、図８に示すように、バックライト６０ｃ及び光学フィルター７０により構成されている。
【００７２】
バックライト６０ｃは、図８に示すように、出射面（Ｆ、図１参照）から面状の青色光（Ｌａ、図１参照）を出射する光源部５９ｃと、光源部５９ｃの図中下側に設けられた反射部５１とを備えている。
【００７３】
光源部５９ｃは、図８に示すように、反射部５１の上方に設けられた板状の透明な導光板５３と、導光板５３の側方に一列に設けられた複数の点状光源５２と、導光板５３の図中上側に設けられたプリズムシート５８ａと、プリズムシート５８ａの図中上側に設けられた拡散板５７とを備えている。
【００７４】
プリズムシート５８ａは、図８に示すように、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が６０°〜７０°程度に形成されたアクリル樹脂製などのフィルムである。また、プリズムシート５８ａとしては、例えば、三菱レイヨン株式会社製のダイヤアート（登録商標）シリーズのプリズムシートが好適に用いられる。ここで、プリズムシート５８ａの各溝条は、図８に示すように、導光板５３側に設けられている。また、プリズムシート５８ａの各溝条が延びる方向Ｄｐは、図９に示すように、同色の発光層２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ、すなわち、同色の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂが配列する方向Ｄｃと平行になっている。
【００７５】
本実施形態の照明装置８０ｄ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態１と同様に、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｃの間に、光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態の照明装置８０ｄ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、プリズムシート５８ａ（及び拡散板５７）が１枚で済むので、装置の薄型化及び軽量化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施形態の照明装置８０ｄ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、プリズムシート５８ａの各溝条が延びる方向Ｄｐと同色の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂが配列する方向Ｄｃとが平行になっているので、配光分布の指向性が高くなって（半値幅が狭くなって）、色再現性をいっそう向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、エッジライト方式のバックライトにプリズムシート５８ａを適用する構成を例示したが、プリズムシート５８ａを直下方式のバックライトに適用してもよい。
【００７９】
《発明の実施形態５》
図１０は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置８０ｅの断面図である。
【００８０】
上記実施形態４では、導光板５３及びプリズムシート５８が独立して設けられた照明装置８０ｄを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、導光板５３及びプリズム層５８ｂが一体に設けられた照明装置８０ｅを備えた液晶表示装置を例示する。
【００８１】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル（５０、図１参照）と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ｄと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｄの間に設けられた光学フィルター７０とを備えている。ここで、照明装置８０ｅは、図１０に示すように、バックライト６０ｄ及び光学フィルター７０により構成されている。
【００８２】
バックライト６０ｄは、図１０に示すように、出射面（Ｆ、図１参照）から面状の青色光（Ｌａ、図１参照）を出射する光源部５９ｄと、光源部５９ｄの図中下側に設けられた反射部５１とを備えている。
【００８３】
光源部５９ｄは、図１０に示すように、反射部５１の上方に設けられた板状の透明な導光板５３と、導光板５３の側方に一列に設けられた複数の点状光源５２と、導光板５３の図中下側の表面に設けられたプリズム層５８ｂと、導光板５３の図中上側に設けられた拡散板５７とを備えている。
【００８４】
プリズム層５８ｂは、図１０に示すように、例えば、横断面が台形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が４５°程度に形成されたアクリル樹脂により構成されている。ここで、プリズム層５８ｂの屈折率（例えば、１．２６程度）は、導光板５３の屈折率（例えば、１．５９程度）よりも低くなっている。なお、プリズム層５８ｂは、例えば、導光板５３の表面にアクリル樹脂製のフィルムを貼り付けた後に、そのフィルムの表面を微細加工することにより、形成することができる。
【００８５】
本実施形態の照明装置８０ｅ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態１と同様に、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｄの間に、光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【００８６】
《発明の実施形態６》
図１１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置８０ｆの断面図である。
【００８７】
上記実施形態５では、導光板５３にプリズム層５８ｂが設けられた照明装置８０ｅを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、導光板５３に低屈折率層５８ｃ及びプリズム層５８ｄが順に設けられた照明装置８０ｆを備えた液晶表示装置を例示する。
【００８８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１１に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル（５０、図１参照）と、液晶表示パネル５０に対向する設けられたバックライト６０ｅと、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｅの間に設けられた光学フィルター７０とを備えている。ここで、照明装置８０ｆは、図１１に示すように、バックライト６０ｅ及び光学フィルター７０により構成されている。
【００８９】
バックライト６０ｅは、図１１に示すように、出射面（Ｆ、図１参照）から面状の青色光（Ｌａ、図１参照）を出射する光源部５９ｅと、光源部５９ｅの図中下側に設けられた反射部５１とを備えている。
【００９０】
光源部５９ｅは、図１１に示すように、反射部５１の上方に設けられた板状の透明な導光板５３と、導光板５３の側方に一列に設けられた複数の点状光源５２と、導光板５３の図中下側の表面に設けられた低屈折率層５８ｃと、低屈折率層５８ｃの図中下側の表面に設けられたプリズム層５８ｄと、導光板５３の図中上側に設けられた拡散板５７とを備えている。
【００９１】
低屈折率層５８ｃは、例えば、導光板５３の屈折率、及び後述するプリズム層５８ｄの屈折率よりも低い屈折率（例えば、１．２６程度）を有するアクリル樹脂により構成されている。
【００９２】
プリズム層５８ｄは、図１１に示すように、例えば、横断面が台形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が４５°程度に形成されたアクリル樹脂により構成されている。ここで、プリズム層５８ｄの屈折率（例えば、１．５９程度）は、低屈折率層５８ｃの屈折率（例えば、１．２６程度）よりも高く、導光板５３の屈折率（例えば、１．５９程度）以下になっている。なお、プリズム層５８ｄは、例えば、導光板５３の表面に導光板５３側が低屈折率層５８ｃとなるアクリル樹脂製の２層のフィルムを貼り付けた後に、その外側層のフィルムの表面を微細加工することにより、形成することができる。
【００９３】
本実施形態の照明装置８０ｆ及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態１と同様に、液晶表示パネル５０及びバックライト６０ｅの間に、光指向性を有する光学フィルター７０が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
【００９４】
なお、上記各実施形態では、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う液晶表示装置を例示したが、本発明は、カラーフィルター方式の表示装置にも適用することができる。
【００９５】
また、上記各実施形態では、ＲＧＢの３色でカラー表示を行う液晶表示装置を例示したが、本発明は、ＲＧＢの３色に他の色を追加してカラー表示を行ったり、ＲＧＢ以外の複数の色でカラー表示を行ったりする表示装置にも適用することができる。
【００９６】
また、上記各実施形態では、青色光を出射するバックライトを備えた液晶表示装置を例示したが、本発明は、例えば、紫外光を出射するバックライトを備え、赤色発光層及び緑色発光層だけでなく青色発光層にも所定の蛍光体が分散された表示装置などの他の単色光を出射するバックライトを備えた表示装置にも適用することができる。
【００９７】
また、上記各実施形態では、複数の副画素がマトリクス状に配列されたストライプ配列の液晶表示装置を例示したが、本発明は、デルタ配列やモザイク配列などの表示装置にも適用することができる。
【００９８】
また、上記各実施形態では、光シャッター素子として液晶表示パネルを備えた液晶表示装置を例示したが、本発明は、光シャッター素子としてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を備えた表示装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、色再現性及びコントラストを向上させるので、蛍光体方式の表示装置についてだけでなく、カラーフィルター方式の液晶装置についても有用である。
【符号の説明】
【０１００】
Ｆ        出射面
Ｌａ，Ｌｂ          青色光
Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂ    副画素
２０      アクティブマトリクス基板（第１基板）
２１      蛍光体層
２１ｂ    青色発光層
２１ｇ    緑色発光層
２１ｒ    赤色発光層
２１ｓ    遮光層
３０      対向基板（第２基板）
４０      液晶層
５０      液晶表示パネル（光シャッター素子）
６０ａ〜６０ｅ      バックライト
６５      反射型偏光板
７０      光学フィルター
８０ａ〜８０ｆ      照明装置
９０      液晶表示装置
【図１】
2014089317.tif 000003
【図２】
2014089317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014089317.tif 000009
【図８】
2014089317.tif 000010
【図９】
2014089317.tif 000011
【図１０】
2014089317.tif 000012
【図１１】
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