(57)【要約】【課題】混色が生じたり色再現範囲が縮小したりすることを抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】第１の方向の指向性と第２の方向の指向性とが互いに異なる光を射出する光源部２と、光源部２から射出された光を励起光として蛍光を発する蛍光体層４４と、光源部２から射出された光を変調する光変調素子３と、を含み、表示画像を形成する画素５が互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを含み、複数のサブ画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが第３の方向に沿って配置され、複数の画素５が第３の方向と第４の方向とに配置され、第３の方向に隣り合う２つのサブ画素の中心間距離と第４の方向に隣り合う２つのサブ画素の中心間距離とが互いに異なり、第３の方向における光源部２から射出される光の指向性と第４の方向における光源部２から射出される光の指向性とが互いに異なる。【選択図】図１
2013213932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の指向性と第２の方向の指向性とが互いに異なる光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された光を励起光として蛍光を発する蛍光体層と、
前記光源部から射出された光を変調する光変調素子と、を含み、
表示画像を形成する画素が互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素が第３の方向に沿って配置され、
前記複数の画素が前記第３の方向と第４の方向とに配置され、
前記第３の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離と前記第４の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離とが互いに異なり、
前記第３の方向における前記光源部から射出される光の指向性と前記第４の方向における前記光源部から射出される光の指向性とが互いに異なる表示装置。
【請求項２】
前記第１の方向の指向性が前記第２の方向の指向性よりも低くなっており、
前記第４の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離が前記第３の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離よりも長くなっており、
前記第１の方向が前記第４の方向と概ね一致している請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の方向と前記第２の方向とが互いに直交しており、
前記第３の方向と前記第４の方向とが互いに直交している請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記サブ画素の形状が前記第４の方向に長手を有する形状である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含み、
前記光源部から前記励起光としての青色光が射出され、
前記蛍光体層として、前記赤色サブ画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色サブ画素に前記青色光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、
前記青色サブ画素には前記青色光を散乱させる散乱層が設けられている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含み、
前記光源部から前記励起光としての紫外光が射出され、
前記蛍光体層として、前記赤色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光変調素子が液晶素子である請求項１ないし６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記光源部が複数の発光素子を含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子が発光ダイオードである請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、光源と、前記光源から射出された光に対して前記第１の方向の指向性と前記第２の方向の指向性とが互いに異なるよう指向性を付与する指向性付与部材と、を含む請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記指向性付与部材が前記光源から射出された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて反射させる反射ミラーである請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記指向性付与部材が前記反射ミラーで反射された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて屈折させるレンズをさらに含む請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記指向性付与部材が前記光源から射出された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて屈折させるレンズである請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記複数の発光素子が平面領域に配置されている請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記光源部は、前記発光素子から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる導光体をさらに含む請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の一例として、液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は、携帯電話機等をはじめとする携帯型電子機器、もしくはテレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、広く用いられている。このような液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置された光源部と、を備えている。例えば、光源部は、発光ダイオード（Light Emitting Diode, 以下、ＬＥＤと略記する）等の発光素子を備えている。
【０００３】
下記の特許文献１には、指向性を有する光を射出可能なＬＥＤが開示されている。このＬＥＤは、内部が放物面状の反射面である凹状ケースと、放物面の焦点に配置された光源と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８７０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のＬＥＤは、ある指向性を有する光を射出する。このようなＬＥＤを表示装置の光源部として用いる場合、ある画素に進入するように設計された光のうち一部の光が隣接画素に漏れてしまうことがある。そのため、混色が生じたり色再現範囲が縮小したりするという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、混色が生じたり色再現範囲が縮小したりすることを抑制することが可能な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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の表示装置は、第１の方向の指向性と第２の方向の指向性とが互いに異なる光を射出する光源部と、前記光源部から射出された光を励起光として蛍光を発する蛍光体層と、前記光源部から射出された光を変調する光変調素子と、を含み、表示画像を形成する画素が互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素を含み、前記複数のサブ画素が第３の方向に沿って配置され、前記複数の画素が前記第３の方向と第４の方向とに配置され、前記第３の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離と前記第４の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離とが互いに異なり、前記第３の方向における前記光源部から射出される光の指向性と前記第４の方向における前記光源部から射出される光の指向性とが互いに異なることを特徴とする。
【０００８】
本発明の表示装置は、前記第１の方向の指向性が前記第２の方向の指向性よりも低くなっており、前記第４の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離が前記第３の方向に隣り合う２つの前記サブ画素の中心間距離よりも長くなっており、前記第１の方向が前記第４の方向と概ね一致していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置は、前記第１の方向と前記第２の方向とが互いに直交しており、前記第３の方向と前記第４の方向とが互いに直交していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置は、前記サブ画素の形状が前記第４の方向に長手を有する形状であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の表示装置において、前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含み、前記光源部から前記励起光としての青色光が射出され、前記蛍光体層として、前記赤色サブ画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色サブ画素に前記青色光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素には前記青色光を散乱させる散乱層が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の表示装置において、前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含み、前記光源部から前記励起光としての紫外光が射出され、前記蛍光体層として、前記赤色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の表示装置は、前記光変調素子が液晶素子であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の表示装置は、前記光源部が複数の発光素子を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の表示装置は、前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の表示装置において、前記発光素子は、光源と、前記光源から射出された光に対して前記第１の方向の指向性と前記第２の方向の指向性とが互いに異なるよう指向性を付与する指向性付与部材と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の表示装置は、前記指向性付与部材が前記光源から射出された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて反射させる反射ミラーであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の表示装置は、前記指向性付与部材が前記反射ミラーで反射された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて屈折させるレンズをさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の表示装置は、前記指向性付与部材が前記光源から射出された光の少なくとも一部の光を前記蛍光体層に向けて屈折させるレンズであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の表示装置は、前記複数の発光素子が平面領域に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の表示装置において、前記光源部は、前記発光素子から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる導光体をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、混色が生じたり色再現範囲が縮小したりすることを抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）第１実施形態のバックライトを示す模式図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）第１実施形態の発光素子を示す模式図である。
【図４】第１実施形態の発光素子の輝度分布を示す図である。
【図５】第１実施形態のカラーフィルターを示す平面図である。
【図６】カラーフィルターを構成する複数の着色層の中心間距離を示す図である。
【図７】バックライトから射出される光の指向性と各着色層の配列方向との関係を示す図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）表示装置の作用を説明するための模式図である。
【図９】反射型のＬＥＤにおいて、ＬＥＤチップのチップサイズを変えた場合の印加電流及び出力の関係を示す図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）カラーフィルターの第１変形例〜第３変形例を示す平面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）カラーフィルターの第４変形例を示す模式図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）発光素子の第１変形例を示す模式図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）発光素子の第２変形例を示す模式図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）第２実施形態のバックライトを示す模式図である。
【図１５】第３実施形態のバックライトを示す斜視図である。
【図１６】第３実施形態の発光素子を示す断面図である。
【図１７】第３実施形態の発光素子の凹面ミラーの構成を示す図である。
【図１８】本発明の表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置として透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２５】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置１を示す断面図である。
本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト２（光源部）と、液晶パネル３（液晶素子）と、蛍光体基板４と、を備えている。
【００２６】
液晶表示装置１は、赤色、緑色および青色の表示をそれぞれ行う３つのサブ画素により画像を構成する最小単位である１つの画素５が構成されている。以下の説明では、赤色の表示を行うサブ画素を赤色サブ画素５Ｒ、緑色の表示を行うサブ画素を緑色サブ画素５Ｇ、青色の表示を行うサブ画素を青色サブ画素５Ｂと称する。
【００２７】
バックライト２は、励起光Ｌ１として例えば青色光を射出する。液晶パネル３は、バックライト２から射出された励起光を変調する。蛍光体基板４は、液晶パネル３により変調された励起光を受けて色光を発する。赤色サブ画素５Ｒにおいては赤色の蛍光が生じる。緑色サブ画素５Ｇにおいては緑色の蛍光が生じる。青色サブ画素５Ｂにおいては青色の散乱光が生じる。そして、これら赤色、緑色および青色の３つの色光によってフルカラー表示が行われる。
【００２８】
なお、図１では、バックライト２を構成する発光素子等の図示を省略しているが、その詳細な構造については後述する。
【００２９】
液晶パネル３は、バックライト２から射出された励起光Ｌ１の透過率を上記のサブ画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ毎に変調するものである。蛍光体基板４には、液晶パネル３により変調された励起光Ｌ１が入射する。これにより、蛍光体層４４が励起されて発光した光が外部に射出される。したがって、観察者は、蛍光体基板４が配置された図１における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、蛍光体基板４が配置された側を視認側と称し、バックライト２が配置された側を背面側と称する。
【００３０】
以下、液晶パネル３の具体的な構成について説明する。
液晶パネル３は、第１基板３１と、第２基板３２と、液晶層３０と、第１電極３３と、第２電極３４と、第１偏光板３５と、第２偏光板３６と、を備えている。
【００３１】
なお、液晶層３０は、第１基板３１と、第２基板３２と、第１基板３１と第２基板３２とを所定の間隔をおいて貼り合わせる枠状のシール部材（図示略）と、によって囲まれた空間内に封入されている。
【００３２】
第１基板３１は、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる。第１基板３１としては、励起光を透過可能な基板を用いることができる。第１電極３３は、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料により形成されている。第１電極３３は、第１基板３１の内面（液晶層３０側の面）に形成されている。第１電極３３は、サブ画素毎に形成されている。配向膜（図示略）は、第１電極３３を覆うように形成されている。第１偏光板３５は、第１基板３１の外面（液晶層３０側と反対側の面）に設けられている。
【００３３】
第２基板３２は、第１基板３１と同様、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる。第２基板３２としては、励起光を透過可能な基板を用いることができる。第２電極３４は、第１電極３３と同様、例えばＩＴＯ等の透明導電性材料により形成されている。第２電極３４は、第２基板３２の内面（液晶層３０側の面）に形成されている。配向膜（図示略）は、第２電極３４を覆うように形成されている。第２偏光板３６は、第２基板３２の外面（液晶層３０側と反対側の面）に設けられている。
【００３４】
液晶パネル３の方式は特に限定されるものではない。液晶パネル３の方式は、例えばサブ画素毎に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス方式を採用することができる。なお、ＴＦＴを持たないパッシブマトリクス方式を採用しても良い。
【００３５】
また、液晶層３０のモードも特に限定されるものではない。液晶層３０のモードは、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alien）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード等、種々の液晶モードを採用することができる。
【００３６】
また、透過型の液晶パネル３に限定されるものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであっても良い。
【００３７】
以下、蛍光体基板４の具体的な構成について説明する。
蛍光体基板４は、基板本体４０と、カラーフィルター４１と、ブラックマトリクス４２と、低屈折率層４３と、蛍光体層４４と、散乱層４５と、隔壁４６と、バンドパスフィルタ４７と、外光フィルタ４８と、を備えている。
【００３８】
基板本体４０は、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる。ブラックマトリクス４２は、例えば、樹脂中にカーボンを分散して構成されている。ブラックマトリクス４２は、基板本体４０の液晶パネル３側の面上に設けられている。
【００３９】
カラーフィルター４１は、基板本体４０の内面（液晶パネル３側の面）に設けられている。カラーフィルター４１は、ブラックマトリクス４２によって区画された領域に設けられている。カラーフィルター４１は、例えば、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ及び青色着色層４１Ｂを備えている。
【００４０】
低屈折率層４３は、カラーフィルター４１の内面（液晶パネル３側の面）及びブラックマトリクス４２の内面（液晶パネル３側の面）に設けられている。低屈折率層４３は、基板本体４０の屈折率よりも低い屈折率を有する。低屈折率層４３は、赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５から等方的に発光した光のうち、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、青色着色層４１Ｂに入射する光の入射角を小さくする性質を有する。
【００４１】
なお、低屈折率層４３は、カラーフィルター４１の内面及びブラックマトリクス４２の内面に配置されることに限らず、カラーフィルター４１と基板本体４０と間に配置されていてもよい。すなわち、低屈折率層４３は、赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ及び散乱層４５と基板本体４０との間に配置されていればよい。
【００４２】
低屈折率層４３の屈折率は、低屈折率層４３を透過してカラーフィルター４１から基板本体４０に入射する入射光の出射角（屈折角）が、少なくとも基板から外部に出射可能な入射光の臨界角よりも小さくなるような値であることが好ましい。赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５から等方的に発光する光が、低屈折率層４３を透過することによって、基板本体４０に入射した光を外部に確実に取り出すことが可能となる。これにより、非常に効率よく光を外部に取り出すことが可能となる。
【００４３】
赤色着色層４１Ｒは、低屈折率層４３を挟んで赤色蛍光体層４４Ｒと重なる位置に配置されている。緑色着色層４１Ｇは、低屈折率層４３を挟んで緑色蛍光体層４４Ｇと重なる位置に配置されている。青色着色層４１Ｂは、低屈折率層４３を挟んで散乱層４５と重なる位置に配置されている。ブラックマトリクス４２は、低屈折率層４３を挟んで隔壁４６と重なる位置に配置されている。
【００４４】
赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ及び散乱層４５は、隔壁４６によって区画された領域に設けられている。
【００４５】
隔壁４６の断面形状は、基板本体４０と離れた側の開口部が基板本体と近い側の開口部よりも広くなるようなテーパー形状となっている。隔壁４６は、蛍光体層４４で生じた蛍光を反射する材料によって形成されている。これにより、蛍光体層４４から側方に逃げる蛍光成分を反射させることができる。
【００４６】
なお、隔壁４６の表面が反射材料で覆われた構成であってもよい。このような反射材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の反射性金属等が挙げられる。
【００４７】
蛍光体層４４を構成する蛍光体材料は、サブ画素毎に発光波長帯域が異なっている。本実施形態の液晶表示装置１において、赤色用サブ画素５Ｒには、励起光である青色光を吸収して赤色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層４４Ｒが設けられている。緑色用サブ画素５Ｇには、励起光である青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層４４Ｇが設けられている。青色用サブ画素５Ｂには、励起光である青色光を波長変換することなく散乱させて外部に射出させる散乱層４５が設けられている。
【００４８】
本実施形態の液晶表示装置１において、基板本体４０と赤色蛍光体層４４Ｒとの間には赤色着色層４１Ｒが設けられている。基板本体４０と緑色蛍光体層４４Ｇとの間には緑色着色層４１Ｇが設けられている。基板本体４０と散乱層４５との間には青色着色層４１Ｂが設けられている。これにより、色度を向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施形態においてはバックライト２からの励起光が青色光であるが、これに限らない。例えば、バックライト２からの励起光が紫外光である場合においても本発明を適用することができる。バックライト２からの励起光が紫外光である場合、赤色用サブ画素５Ｒには、紫外光を吸収して赤色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層が設けられる。緑色用サブ画素５Ｇには、紫外光を吸収して緑色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層が設けられる。青色用サブ画素５Ｂには、紫外光を吸収して青色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層が設けられる。
【００５０】
バンドパスフィルタ４７は、赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５及び隔壁４６と液晶パネル３との間に設けられている。バンドパスフィルタ４７は、誘電体多層膜などの構造を有している。バンドパスフィルタ４７の厚さと屈折率は、赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５からの散乱光を赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５へ再帰反射するのに適した構成であることが好ましい。さらに、第２偏光板３６を透過した光が赤色蛍光体層４４Ｒ、緑色蛍光体層４４Ｇ、散乱層４５に入射するまでの間に、隣の画素領域に設置した蛍光体を励起する、光学的クロストークが生じない程度とすることが好ましい。具体的には、バンドパスフィルタ４７の厚さは、画素間隔よりも小さいことが好ましい。
【００５１】
外光フィルタ４８は、基板本体４０の視認側の面に設けられている。外光フィルタ４８としては、可視光領域の光を透過し、青色から近紫外の領域の光を吸収または反射するバンドパスフィルタなどが用いられる。なお、外光フィルタ４８としては、例えばＡＲフィルムやＡＧフィルムなど、外光の反射を低減する機能を有するものも含む。
【００５２】
以下、バックライト２の具体的な構成について説明する。
図２は、第１実施形態のバックライトを示す模式図である。図２（Ａ）は斜視図である。図２（Ｂ）は平面図である。
【００５３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、本実施形態のバックライト２は、複数のＬＥＤ２０（発光素子）と、透明板２１と、を備えている。
【００５４】
透明板２１は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。図２（Ａ）に示すように、透明板２１の６つの面のうち、互いに対向する２つの主面２１ａ，２１ｂは平行である。透明板２１の一つの主面（平面領域）２１ｂには、複数のＬＥＤ２０が配置されている。
【００５５】
なお、本実施形態では平面領域として透明板の一面２１ｂを挙げて説明しているが、これに限らない。例えば、透明板が設けられていない構成（所定の平面領域に複数のＬＥＤ２０が配置された構成）であってもよい。
【００５６】
透明板２１の主面２１ｂは、当該主面２１ｂの法線方向から見て矩形状になっている。
透明板２１の主面２１ｂには、平面視形状が正方形のＬＥＤ２０が正方形の辺どうしが接するように密着して配置されている。本実施形態においては、ＬＥＤ２０が９個配置されている。
【００５７】
なお、本実施形態においては、ＬＥＤの平面視形状が正方形である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ＬＥＤの平面視形状が三角形、五角形以上の多角形であってもよい。
【００５８】
図３は、第１実施形態のＬＥＤ２０を示す模式図である。図３（Ａ）は斜視図である。図３（Ｂ）は平面図である。図３（Ｃ）は断面図である。
【００５９】
図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ２０は、パッケージ２２と、反射ミラー２３と、ＬＥＤチップ２４（光源）と、封止材２５と、を備えている。本実施形態のＬＥＤ２０は、反射型のＬＥＤである。パッケージ２２の上面に、内壁面が放物面形状となった凹部２６が形成されている。凹部２６の内壁面に沿って光反射率の高い金属膜、誘電体多層膜等が形成されている。これにより、これら金属膜、誘電体多層膜等からなる反射ミラー２３が形成されている。反射ミラー２３の形状は、中心軸ＣＬを中心とした回転対称形状である。反射ミラー２３は、ＬＥＤチップ２４から最も離間した位置を頂点Ｔとする放物面ミラーである。パッケージ２２は、例えばセラミックス、金属等の無機材料もしくは有機材料で構成されている。
【００６０】
図３（Ｂ）に示すように、パッケージ２２を上方（Ｚ方向）から見た外形形状（平面形状）は正方形である。反射ミラー２３の平面形状は正方形である。ＬＥＤチップ２４の平面形状は第１の方向Ｗ１と第２の方向Ｗ２とを有する長方形である。第１の方向Ｗ１と第２の方向Ｗ２とは互いに直交している。本実施形態においては、ＬＥＤチップ２４の平面形状の長手方向が第１の方向Ｗ１に相当する。ＬＥＤチップ２４の平面形状の短手方向が第２の方向Ｗ２に相当する。
【００６１】
図３（Ｃ）に示すように、ＬＥＤチップ２４の光射出端面２４ａが反射ミラー２３に対向して配置されている。ＬＥＤチップ２４は、例えば、波長４５０ｎｍ近傍を発光波長の中心とするＧａＮ系青色発光ダイオードを用いる。なお、ＬＥＤ２０において封止材２５上面のＬＥＤチップ２４が配置されていない部分が、ＬＥＤ２０の光射出領域となる。
【００６２】
ＬＥＤチップ２４は、光射出端面２４ａが中心軸ＣＬに垂直（ＸＹ平面に対して平行）になる姿勢で配置されている。詳細には、ＬＥＤチップ２４は、発光層や電極等が積層されてなる発光部が半導体基板上に形成された構成である。
【００６３】
ＬＥＤチップ２４が反射ミラー２３の焦点Ｆに配置されている。なお、ＬＥＤチップ２４の配置位置はこれに限らず、焦点Ｆから少しずれた位置に配置されていてもよい。すなわち、ＬＥＤチップ２４が焦点近傍に配置されていればよい。なお、近傍の範囲は要求される指向性を満足させるような範囲内であればよい。
【００６４】
パッケージ２２の凹部２６内には、反射ミラー２３に塵が付着しないように封止材２５が充填されている。封止材２５の上部にはＬＥＤチップ２４が位置決めされている。封止材２５には光透過率が高い材料を用いることが望ましく、例えばエポキシ樹脂、ガラス等が用いられる。
【００６５】
なお、本実施形態では、凹部２６内に封止材２５が充填されているが、これに限らない。例えば、凹部２６内が中空であってもよい。凹部２６内が中空の場合、凹部２６内の屈折率と外部の空気の屈折率とが等しくなる（ｎ＝１）。そのため、ＬＥＤ２０から射出される光の指向性を維持することができる。
【００６６】
図４は、第１実施形態のＬＥＤ２０の輝度分布を示す図である。図４の横軸はＬＥＤ２０の光射出面の法線方向を基準（０°）とした極角を示す。縦軸は輝度を示す。実線はＬＥＤチップ２４における第１の方向Ｗ１の角度分布を示す。破線はＬＥＤチップ２４における第２の方向Ｗ２の角度分布を示す。
【００６７】
図４に示すように、ＬＥＤ２０は、第１の方向Ｗ１の指向性と第２の方向Ｗ２の指向性とが互いに異なる。本実施形態のＬＥＤ２０においては、第１の方向Ｗ１の角度分布が第２の方向Ｗ２の角度分布に比べて広がっている。すなわち、第１の方向Ｗ１の指向性が第２の方向Ｗ２の指向性よりも低くなっている。
【００６８】
図５は、第１実施形態のカラーフィルター４１の平面図である。図５においては、カラーフィルター４１のうち１つの画素５に対応する部分を模式的に示している。なお、便宜上、ブラックマトリクス４２の図示を省略している。
【００６９】
図５に示すように、カラーフィルター４１は、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、及び青色着色層４１Ｂがそれぞれ隣り合って配置されている。
【００７０】
赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、及び青色着色層４１Ｂの平面形状は長方形である。赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、及び青色着色層４１Ｂは、それぞれ短手方向に隣り合って配置されている。
【００７１】
これら３つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにより、１つの画素に対応する部分が構成されている。カラーフィルター４１は、各着色層がストライプ状に配置された構成である。
【００７２】
本実施形態において、１つの画素５に対応する部分の３つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの配列方向を第３の方向Ｗ３とする。すなわち、互いに異なる色光による表示を行う３つのサブ画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの配列方向が第３の方向Ｗ３に相当する。
【００７３】
なお、画素構成は、３つのサブ画素により構成される例に限定されず、種々の構成を採用することができる。
【００７４】
図６は、本実施形態のカラーフィルター４１を構成する３つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの中心間距離を示す図である。図６において、符号Ｐ１は第３の方向Ｗ３に隣り合う２つの着色層の中心間距離（以下、第３の方向Ｗ３の中心間距離Ｐ１と称する）である。符号Ｐ２は第４の方向Ｗ４に隣り合う２つの着色層の中心間距離（以下、第４の方向Ｗ４の中心間距離Ｐ２と称する）である。本実施形態においては、第３の方向Ｗ３に直交する複数の着色層の配列方向を第４の方向Ｗ４とする。なお、第４の方向Ｗ４においては、同じ色の色光による表示を行う複数のサブ画素が配列されている。
【００７５】
図６に示すように、カラーフィルター４１は、ブラックマトリクス４２によって区画された領域に設けられている。本実施形態においては、第４の方向Ｗ４のブラックマトリクス４２の着色層間の距離が第３の方向Ｗ３のブラックマトリクス４２の着色層間の距離と略同じになっている。
【００７６】
カラーフィルター４１は、第３の方向Ｗ３の中心間距離Ｐ１と第４の方向Ｗ４の中心間距離Ｐ２とが互いに異なっている。本実施形態のカラーフィルター４１においては、第４の方向Ｗ４の中心間距離Ｐ２が第３の方向Ｗ３の中心間距離Ｐ１よりも長くなっている。
【００７７】
図７は、バックライト２から射出される光の指向性と各着色層の配列方向との関係を示す図である。なお、図７においては、便宜上、バックライト２を構成する１つのＬＥＤ２０から射出される光の指向性と１つの画素に対応する部分の各着色層の配列方向との関係を図示している。
【００７８】
図７に示すように、本実施形態においては、第３の方向Ｗ３におけるＬＥＤ２０から射出される光の指向性と第４の方向Ｗ４におけるＬＥＤ２０から射出される光の指向性とが互いに異なっている。これにより、あるサブ画素に進入するように設計された光が当該サブ画素に隣り合うサブ画素に漏れてしまうことを抑制することができる。よって、混色が生じたり色再現範囲が縮小したりすることを抑制することができる。
【００７９】
本実施形態においては、第１の方向Ｗ１が第４の方向Ｗ４と概ね一致している。すなわち、ＬＥＤ２０から射出される光の指向性が低い方向と隣り合う２つのサブ画素の中心間距離が長い方向とが概ね一致している。
【００８０】
第２の方向Ｗ２が第３の方向Ｗ３と概ね一致している。すなわち、ＬＥＤ２０から射出される光の指向性が高い方向と隣り合う２つのサブ画素の中心間距離が短い方向とが概ね一致している。
【００８１】
ここで、「概ね一致している」とは、完全に一致している場合だけでなく、若干ずれている場合も含む概念である。例えば、第１の方向Ｗ１と第４の方向Ｗ１とが誤差により角度をなす場合も含む概念である。前記誤差としては、例えば、バックライト２を液晶パネル３に取付ける際の位置ずれ、カラーフィルター４１の製造プロセス等に起因して生じる誤差が挙げられる。例えば、第１の方向Ｗ１と第４の方向Ｗ４とのなす角度は±５°の範囲を含む。なお、第２の方向Ｗ２と第３の方向Ｗ３との関係についても同様である。
【００８２】
図８は、液晶表示装置の作用を説明するための模式図である。図８（Ａ）は比較例の説明図である。図８（Ｂ）は本実施形態の説明図である。
【００８３】
図８（Ａ）に示すように、比較例として、第１の方向の指向性と第２の方向の指向性とが同等の光を射出するバックライト１００２を液晶表示装置１００１の光源部として用いる場合を考える。この場合、ある色光による表示を行うサブ画素に進入するように設計された光のうち一部の光が、当該サブ画素と隣り合うサブ画素に漏れてしまう。つまり、光の指向性が低い部分が、当該サブ画素とは異なる色光による表示を行うサブ画素に漏れてしまう。そのため、混色が生じるという問題がある。
【００８４】
これに対して、本実施形態の場合、図８（Ｂ）に示すように、互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素の配列方向に対してバックライト２から射出される光の指向性が高い方向が揃っている。また、バックライト２から射出される光の指向性が低い方向とサブ画素の長手方向とが概ね一致している。そのため、バックライト２から射出された光がある拡がりを持って液晶パネル３に入射しても、光の拡がり部分をサブ画素の長手方向の領域内で許容することができる。これにより、ある色光による表示を行うサブ画素に進入するように設計された光のうち指向性が低い部分が、当該サブ画素に隣り合うサブ画素に漏れることを抑制することができる。つまり、光の指向性が低い部分が、当該サブ画素とは異なる色光による表示を行うサブ画素に漏れることを抑制することができる。よって、混色が生じることを抑制することができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、ＬＥＤチップ２４の平面形状が長方形である構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えばＬＥＤチップの平面形状が正方形である構成においても本発明を適用することができる。
【００８６】
また、ＬＥＤチップのチップサイズを大きくすることによって、ＬＥＤから高出力の光を得ることができる。これにより、蛍光体層の発光効率を向上させることができる。
【００８７】
図９は、反射型のＬＥＤにおいて、ＬＥＤチップのサイズ（以下、チップサイズと称する）を変えた場合のＬＥＤチップに印加する電流とＬＥＤチップから射出される光の出力との関係を示す図である。図９の横軸はＬＥＤチップに印加する電流（ｍＡ）を示す。縦軸はＬＥＤチップから射出される光の出力（Ｗ）を示す。実線はチップサイズを大きくした場合のグラフを示す。破線はチップサイズを小さくした場合のグラフを示す。
【００８８】
なお、ＬＥＤチップを搭載するパッケージとしては、平面形状が正方形のものを用いた。パッケージの平面形状の縦横サイズは８ｍｍ×８ｍｍ程度とした。反射ミラーの直径は１１．２ｍｍ程度とした。
【００８９】
チップサイズが大きいＬＥＤチップとしては、平面形状が長方形のものを用いた。当該ＬＥＤチップの平面形状の縦横サイズは２５０μｍ×５００μｍ程度とした。
【００９０】
チップサイズが小さいＬＥＤチップとしては、平面形状が正方形のものを用いた。当該ＬＥＤチップの平面形状の縦横サイズは２３０μｍ×２３０μｍ程度とした。
【００９１】
図９に示すように、チップサイズが大きいＬＥＤは、同じ印加電流に対して、チップサイズが小さいＬＥＤチップよりも高出力を得られることが分かる。
【００９２】
上述したように、互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素の配列方向に対してバックライトから射出される光の指向性が低い方向が揃っていると、混色が生じるという問題がある。つまり、混色の発生は、バックライトから射出される光の指向性に依存する。バックライトから射出される光の指向性のうち、互いに異なる色光による表示を行う複数のサブ画素の配列方向に対する影響が大きい。一方、同じ色の色光による表示を行う複数の配列方向に対する影響は小さい。
【００９３】
そのため、チップサイズが大きいＬＥＤの短手方向を、互いに異なる色光による表示を行う複数の配列方向に揃えることにより、混色の発生を抑制することができる。よって、チップサイズが大きいＬＥＤを本発明に適用することで、混色の発生を抑制しつつ高出力を得ることができる。
【００９４】
（カラーフィルターの変形例）
以下、上記実施形態のカラーフィルターの変形例について、図１０、図１１を参照して説明する。
【００９５】
（第１変形例）
図１０（Ａ）は、カラーフィルターの第１変形例を示す平面図である。図１０（Ａ）においては、カラーフィルターのうち１つの画素に対応する部分を模式的に示している。図１０（Ａ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、各着色層がストライプ状に配置された構成である。
【００９６】
図１０（Ａ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、青色着色層４１Ｂ及び黄色着色層４１Ｙが隣り合って配置されている。これら４つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｙにより、１つの画素に対応する部分が構成されている。
【００９７】
本変形例においては、１つの画素に対応する部分の４つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｙの配列方向が第３の方向Ｗ３に対応する。
【００９８】
（第２変形例）
図１０（Ｂ）は、カラーフィルターの第２変形例を示す平面図である。図１０（Ｂ）においては、カラーフィルターのうち１つの画素に対応する部分を模式的に示している。図１０（Ｂ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、各着色層がストライプ状に配置された構成である。
【００９９】
図１０（Ｂ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、青色着色層４１Ｂ及び白色着色層４１Ｗが隣り合って配置されている。これら４つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｗにより、１つの画素に対応する部分が構成されている。
【０１００】
本変形例においては、１つの画素に対応する部分の４つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｗの配列方向が第３の方向Ｗ３に対応する。
【０１０１】
（第３変形例）
図１０（Ｃ）は、カラーフィルターの第３変形例を示す平面図である。図１０（Ｃ）においては、カラーフィルターのうち１つの画素に対応する部分を模式的に示している。図１０（Ｃ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、各着色層がストライプ状に配置された構成である。
【０１０２】
図１０（Ｃ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、赤色着色層４１Ｒ、緑色着色層４１Ｇ、青色着色層４１Ｂ、黄色着色層４１Ｙ及びシアン色着色層４１Ｃが隣り合って配置されている。これら５つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃにより、１つの画素に対応する部分が構成されている。
【０１０３】
本変形例においては、１つの画素に対応する部分の５つの着色層４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃの配列方向が第３の方向Ｗ３に対応する。
【０１０４】
（第４変形例）
図１１（Ａ）は、カラーフィルターの第４変形例を示す平面図である。図１１（Ａ）においては、カラーフィルターのうち１つの画素に対応する部分を模式的に示している。図１１（Ａ）に示すように、本変形例のカラーフィルターは、各着色層がストライプ状に配置された構成である。
【０１０５】
図１１（Ａ）に示すように、本変形例のカラーフィルター１４１は、各着色層の平面形状が正方形である。赤色着色層１４１Ｒ、緑色着色層１４１Ｇ及び青色着色層１４１Ｂが隣り合って配置されている。これら３つの着色層１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂにより、１つの画素に対応する部分が構成されている。
【０１０６】
本変形例においては、１つの画素に対応する部分の３つの着色層１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの配列方向が第３の方向Ｗ３に対応する。
【０１０７】
図１１（Ｂ）は、本変形例のカラーフィルター１４１を構成する３つの着色層１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの中心間距離を示す図である。本変形例においては、第３の方向Ｗ３に直交する複数の着色層の配列方向を第４の方向Ｗ４とする。なお、第４の方向Ｗ４においては、同じ色の色光による表示を行う複数のサブ画素が配列されている。
【０１０８】
図１１（Ｂ）に示すように、カラーフィルター１４１は、ブラックマトリクス１４２によって区画された領域に設けられている。本変形例においては、第４の方向Ｗ４のブラックマトリクス１４２の着色層間の距離が第３の方向Ｗ３のブラックマトリクス１４２の着色層間の距離よりも長くなっている。
【０１０９】
カラーフィルター１４１は、第３の方向Ｗ３の中心間距離Ｐ１と第４の方向Ｗ４の中心間距離Ｐ２とが互いに異なっている。本変形例のカラーフィルター４１においては、第４の方向Ｗ４の中心間距離Ｐ２が第３の方向Ｗ３の中心間距離Ｐ１よりも長くなっている。
【０１１０】
以上説明したように、第１変形例ないし第４変形例のカラーフィルターを上記実施形態の液晶表示装置に適用しても、混色が生じたり色再現範囲が縮小したりすることを抑制することができる。
【０１１１】
（発光素子の変形例）
以下、上記実施形態のバックライトにおける発光素子の変形例について、図１２を参照して説明する。
【０１１２】
（第１変形例）
図１２は、発光素子の第１変形例を示す模式図である。図１２（Ａ）は、発光素子の第１変形例を示す断面図である。図１２（Ｂ）は、第１変形例の発光素子から射出される光の指向性を示す図である。
【０１１３】
第１実施形態では、ＬＥＤ２０は、パッケージ２２と、反射ミラー２３と、ＬＥＤチップ２４（光源）と、封止材２５と、を備えていた。これに対して、本変形例の発光素子１２０は、図１２（Ａ）に示すように、光源１２１と、レンズ１２２（指向性付与部材）と、を備えている。
【０１１４】
光源１２１は、例えば、波長４５０ｎｍ近傍を発光波長の中心とするＧａＮ系青色発光ダイオードを用いる。
【０１１５】
レンズ１２２は、光源１２１から射出された光に対して第１の方向Ｗ１の指向性と第２の方向Ｗ２の指向性とが互いに異なるよう指向性を付与するものである。
【０１１６】
図１２（Ｂ）に示すように、レンズ１２２により指向性が付与された光の光軸Ｃ１に対して垂直な平面内における互いに直交する２つの方向が第１の方向Ｗ１及び第２の方向Ｗ２に対応する。発光素子１２０において、第１の方向Ｗ１の指向性と第２の方向Ｗ２の指向性とが互いに異なっている。本変形例においては、第１の方向Ｗ１の指向性が第２の方向Ｗ２の指向性よりも低くなっている。
【０１１７】
本変形例の発光素子１２０を上記実施形態の液晶表示装置のバックライトに適用させる場合、第１の方向Ｗ１と第４の方向Ｗ４とを概ね一致させる。つまり、第２の方向Ｗ２と第３の方向Ｗ３とを概ね一致させる。
【０１１８】
本変形例の発光素子１２０を上記実施形態の液晶表示装置のバックライトに適用しても、混色が生じることを抑制することができる。
【０１１９】
（第２変形例）
図１３は、発光素子の第２変形例を示す模式図である。図１３（Ａ）は、発光素子の第２変形例を示す断面図である。図１３（Ｂ）は、第２変形例の発光素子から射出される光の指向性を示す図である。
【０１２０】
第１変形例では、発光素子１２０は、指向性付与部材としてレンズ１２２を用いていた。これに対して、本変形例の発光素子２２０は、指向性付与部材として反射ミラー２２２と、レンズ２２３と、を用いている。
【０１２１】
本変形例の発光素子２２０は、図１３（Ａ）に示すように、光源２２１と、反射ミラー２２２と、レンズ２２３と、を備えている。
【０１２２】
光源２２１は、例えば、波長４５０ｎｍ近傍を発光波長の中心とするＧａＮ系青色発光ダイオードを用いる。
【０１２３】
反射ミラー２２２及びレンズ２２３は、光源２２１から射出された光の少なくとも一部の光の進行方向を変更するものである。
【０１２４】
図１３（Ｂ）に示すように、反射ミラー２２２及びレンズ２２２により指向性が付与された光の光軸Ｃ２に対して垂直な平面内における互いに直交する２つの方向が第１の方向Ｗ１及び第２の方向Ｗ２に対応する。発光素子２２０において、第１の方向Ｗ１の指向性と第２の方向Ｗ２の指向性とが互いに異なっている。本変形例においては、第１の方向Ｗ１の指向性が第２の方向Ｗ２の指向性よりも低くなっている。
【０１２５】
本変形例の発光素子２２０を上記実施形態の液晶表示装置のバックライトに適用させる場合、第１の方向Ｗ１と第４の方向Ｗ４とを概ね一致させる。つまり、第２の方向Ｗ２と第３の方向Ｗ３とを概ね一致させる。
【０１２６】
本変形例の発光素子２２０を上記実施形態の液晶表示装置のバックライトに適用しても、混色が生じることを抑制することができる。
【０１２７】
[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態の液晶表示装置におけるバックライトについて、図１４を参照して説明する。なお、液晶表示装置を構成する液晶パネル３及び蛍光体基板４の構成については、第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２８】
図１４（Ａ）は、第２実施形態のバックライト３０２を示す斜視図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【０１２９】
本実施形態のバックライト３０２は、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示すように、発光素子３０３と、導光体３０４と、プリズムシート３０５と、を備えている。導光体３０４は、複数の発光素子３０３から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる機能を有する。プリズムシート３０５は、導光体３０４の主面から射出された光の進行方向を、主面の法線により近い方向に変更する機能を有する。なお、発光素子３０３としては、上記実施形態で説明したものを用いることができる。
【０１３０】
導光体３０４は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。導光体３０４は、発光素子３０３が設けられた端面３０４ａに近い側から遠い側に向けて厚みが徐々に薄くなる楔形の形状を有している。すなわち、図１４（Ｂ）に示すように、第１主面３０４ｂに垂直な面（ＸＺ平面）で切断したときの導光体３０４の断面形状は直角三角形である。導光板３０４の端面３０４ａは、発光素子３０３から射出された光を入射させる光入射面である。導光板３０４の第１主面３０４ｂ（図１４（Ｂ）における上側の面）は、内部に入射した光を射出させる光射出面である。
【０１３１】
なお、本実施形態において、導光体３０４の第１主面３０４ｂの面内における光の伝播方向をＸ軸方向、光の伝播方向と直交する方向をＹ軸方向、第１主面と直交する方向（導光体３０４の厚み方向）をＺ軸方向、と定義する。したがって、本明細書における「光の伝播方向」とは、図１４（Ｂ）に示す導光体３０４のｘｚ断面内で光（１点鎖線の矢印Ｌで示す）が反射しつつ伝播する方向を意味するのではなく、導光体３０４の第１主面３０４ｂの法線方向から見て光が伝播する方向（実線の矢印Ｘで示す）を意味する。
【０１３２】
導光体３０４の第１主面３０４ｂに対向する第２主面３０４ｃ（図１４（Ｂ）における下側の面）は、光の伝播方向において第１主面３０４ｂに対して一定の傾斜角をもって傾斜している。第１主面３０４ｂに対する第２主面３０４ｃの傾斜角θＡ（第１主面３０４ｂと第２主面３０４ｃとのなす角度）は、例えば２°程度に設定される。第２主面３０４ｃには、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜からなる反射ミラー３０６が設けられている。反射ミラー３０６が設けられたことで、第２主面３０４ｃは、その全体が導光体３０４の内部を伝播する光を反射させる反射面として機能する。なお、反射ミラー３０６は、導光体３０４の第２主面３０４ｃに直接形成された金属膜で構成しても良いし、導光体３０４とは別体に作製した反射板を貼り合わせた構成としても良い。
【０１３３】
図１４（Ａ）に示すように、複数の発光素子３０３は、光の伝播方向Ｘと直交する方向（Ｙ軸方向）に１列に配列されている。
【０１３４】
プリズムシート３０５は、導光体３０４の光射出面３０４ｂに対向する位置（図１４（Ｂ）における導光体３０４の上方）に設けられている。プリズムシート３０５は、光の伝播方向Ｘと直交する方向に延在する複数のプリズム構造体３５０が一面に設けられたものである。プリズムシート３０５は、複数のプリズム構造体３５０が設けられた面が導光体３０４の光射出面３０４ｂに対向するように配置されている。ＸＺ平面で切断した断面における一つのプリズム構造体３５０の断面形状は三角形状である。プリズム構造体３５０は、導光体３０４の光射出面３０４ｂに対して直交する第１面３５０ａと、第１面３５０ａに対して所定の先端角θＢをなす第２面３５０ｂと、を有している。
【０１３５】
本実施形態のバックライト３０２においては、発光素子３０３から発せられた光を、導光体３０４を透過させることで、光の伝播方向Ｘに平行、かつ導光体３０４の光射出面３０４ｂに垂直な平面（ＸＺ平面）内である指向性を持たせることができる。さらに、当該指向性を持つ光を、プリズムシート３０５を透過させることで、導光体３０４の第１主面３０４ｂの法線方向に取り出すことができる。その結果、ある方位角において高い指向性を持つ光を得ることができる。
【０１３６】
本実施形態のバックライト３０２を上記実施形態の液晶表示装置に適用させる場合、第１の方向Ｗ１と第４の方向Ｗ４とを概ね一致させる。つまり、第２の方向Ｗ２と第３の方向Ｗ３とを概ね一致させる。
【０１３７】
本実施形態のバックライト３０２を上記実施形態の液晶表示装置に適用しても、混色が生じることを抑制することができる。
【０１３８】
[第３実施形態]
以下、本発明の第３実施形態の液晶表示装置におけるバックライトについて、図１５〜図１７を参照して説明する。なお、液晶表示装置を構成する液晶パネル３及び蛍光体基板４の構成については、第１実施形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
図１５は、第３実施形態のバックライト４０２を示す斜視図である。
【０１４０】
バックライト４０２は、発光素子４０３と、導光体４０４と、を備えている。発光素子４０３は、導光体４０４の光入射面４０４ａに光を入射させる。
【０１４１】
導光体４０４は、平面視矩形の透明な板状部材である。導光体４０４の端面は光入射面４０４ａである。導光体４０４の主面は光射出面４０４ｂである。図１５において、光射出面４０４ｂはＸＹ平面と平行な面である。光入射面４０４ａはＸＺ平面と平行な面である。複数の発光素子４０３は、導光体４０４の光入射面４０４ａに沿ってＸ方向に配列されている。複数の発光素子４０３は、その光射出面を導光体４０４の光入射面４０４ａに向けて導光体４０４の光入射面４０４ａに固定されている。
【０１４２】
なお、図１５では、複数の発光素子４０３は、導光体４０４の１つの端面にのみ設けられているが、これに限らない。例えば、当該端面とＹ方向において対向する端面に複数の発光素子４０３を配置し、２つの端面から光を入射する構成としてもよい。
【０１４３】
発光素子４０３から導光体４０４の光入射面４０４ａに入射した光は、導光体４０４の内部を全反射しながら概ねＹ方向に伝播する。そして、導光体４０４の２つの主面に設けられた図示略の光路変換部材によって、その光路を変換され、導光体４０４の光射出面４０４ｂから射出される。導光体４０４の光射出面４０４ｂから射出される光の光量は、発光素子４０３から射出される光の光量を変化させることによって制御される。発光素子４０３は、個々に独立して点灯、消灯が制御でき、さらに射出光量が制御できる構成となっている。これにより、バックライト４０２は、射出される光の光量を調節可能な調光素子として機能する。
【０１４４】
図１６は、発光素子４０３の断面図である。
【０１４５】
発光素子４０３は、パッケージ４３０と、凹面ミラー４３１と、光源４３２と、反射ミラー４３３と、光透過部材４３４と、を備えている。符号Ｆは凹面ミラー４３１のＹＺ平面と平行な断面における焦点である。符号Ｔは凹面ミラー４３１の光源４３２から最も離間した位置（頂点）である。符号ＣＬは凹面ミラー４３１の中心軸（凹面ミラー４３１の頂点Ｔと凹面ミラー４３１の焦点Ｆとを結ぶ線）である。凹面ミラー４３１の中心軸ＣＬは、凹面ミラー４３１で反射された光の光軸と一致する。そのため、図１６の例では、中心軸ＣＬは、発光素子４０３の光射出面４３４ａの法線（Ｙ軸）と一致している。
【０１４６】
凹面ミラー４３１は、パッケージ４３０の凹部４３０ａに設けられている。凹面ミラー４３１の形状は、パッケージ４３０の凹部４３０ａの形状に倣った曲面形状となっている。凹面ミラー４３１は、光源４３２から射出された光を反射する放物面ミラーである。凹部４３０ａの形状は、例えば、パッケージ４３０となる樹脂部材の表面に凹部４３０ａの形状を反転させた凸形状を有する金型を押し付けることにより形成されている。凹部４３０ａの形状は、平坦な樹脂部材の表面を切削加工することによって形成しても良い。
【０１４７】
光源４３２は、例えば、略直方体状のＬＥＤチップ（表面実装用ＬＥＤ）である。光源４３２は、凹面ミラー４３１の焦点Ｆに配置されている。凹面ミラー４３１の中心軸ＣＬは、光源４３２の光射出面の法線（ＬＥＤチップの上面の法線）と一致している。
【０１４８】
パッケージ４３０の凹部４３０ａには、光源４３２から射出された光を透過する光透過部材４３４が充填されている。光源４３２は、光透過部材４３４の内部に埋設されている。光透過部材４３４は、例えば、パッケージ４３０の凹部４３０ａに凹面ミラー４３１を形成し、パッケージ４３０の内部に光源４３２および反射ミラー４３３を配置した後、パッケージ４３０の内部に、アクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂を注入して硬化させることにより形成されている。光透過部材４３４の屈折率は、導光体４０４の屈折率と同じ値に設定されている。光透過部材４３４の外部に露出する面４３４ａは、発光素子４０３の光射出面となっている。
【０１４９】
反射ミラー４３３は、光源４３２の実装基板に、例えばアルミニウム等の金属膜をスパッタ法もしくは蒸着法で形成することにより形成されている。反射ミラー４３３は、凹面ミラー４３１と異なる方向に射出された光源４３２からの光を凹面ミラー４３１に向けて反射する。
【０１５０】
図１７（Ａ）は、発光素子４０３の拡大図である。図１７（Ｂ）は、凹面ミラー４３１のＸＹ平面と平行な断面と凹面ミラー４３１で反射された光のＸＹ平面内での角度分布を示す図である。図１７（Ｃ）は、凹面ミラー４３１のＹＺ平面と平行な断面と凹面ミラー４３１で反射された光のＹＺ平面内での角度分布を示す図である。
【０１５１】
図１７（Ａ）に示すように、凹面ミラー４３１は、光源４３２から最も離間した位置を頂点Ｔとする放物面ミラーである。凹面ミラー４３１の反射面４３１ａは、該反射面４３１ａを凹面ミラー４３１の中心軸ＣＬを含む互いに直交する２つの平面で切ったときに、その頂点Ｔにおける断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面である。
【０１５２】
横軸を反射光の射出角度（中心軸ＣＬと平行な方向に射出したときの射出角度を０°とする）とする。縦軸を当該射出角度で射出された光の光量とする。光の光量がピーク光量の５０％まで減衰するときの射出角度α，βの差の絶対値｜α−β｜を拡散角とする。反射光の光軸（反射ミラー２３の中心軸ＣＬ）に対して垂直な平面内における互いに直交する２つの方向の光の拡散角は互いに異なる。光の拡散角が大きい方向は、導光体４０４の光射出面４０４ｂの法線と平行な方向（Ｚ方向）である。光の拡散角が小さい方向は、導光体４０４の光射出面４０４ｂの法線と直交し且つ光の伝播方向と直交する方向（Ｘ方向）である。
【０１５３】
本実施形態の場合、図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）に示すように、反射面４３１ａのＸＹ平面と平行な断面およびＹＺ平面と平行な断面の形状は、いずれも放物線である。反射面４３１ａのＸＹ平面と平行な断面４３１Ｂにおける放物線の曲率は、反射面４３１ａのＹＺ平面と平行な断面４３１Ａにおける放物線の曲率よりも大きい。そのため、反射面４３１ａで反射された光の角度分布は、Ｘ方向への広がりが小さく、Ｚ方向への広がりが大きい。ＸＹ平面内において、光の光量がピーク光量の５０％まで減衰するときの射出角度はθ１，θ２である。よって、Ｘ方向の拡散角Ｄ１は｜θ１−θ２｜である。ＹＺ平面内において、光の光量がピーク光量の５０％まで減衰するときの射出角度はθ３，θ４である。よって、Ｚ方向の拡散角Ｄ２は｜θ３−θ４｜である。Ｘ方向への光の広がりはＺ方向への光の広がりよりも小さいので、Ｘ方向の拡散角Ｄ１はＺ方向の拡散角Ｄ２よりも小さい。
【０１５４】
図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）において、焦点Ｆは、反射面４３１ａのＸＹ平面と平行な断面４３１Ｂにおける放物線の焦点である。反射面４３１ａのＸＹ平面と平行な断面４３１Ｂにおける放物線の曲率と反射面４３１ａのＹＺ平面と平行な断面４３１Ａにおける放物線の曲率とは異なる。そのため、焦点Ｆは、反射面４３１ａのＹＺ平面と平行な断面４３１Ａにおける放物線の焦点とは異なる。光源４３２は、反射面４３１ａのＸＺ平面と平行な断面４３１Ｂにおける放物線の焦点Ｆに配置されている。そのため、反射面４３１ａで反射された光は、ＸＺ平面と平行な平面内において概ね平行光であり、拡散角Ｄ１は概ね０°である。
【０１５５】
発光素子４０３から射出される光のＺ方向への広がりは、反射面４３１ａのＹＺ平面と平行な断面における放物線の曲率によって変化する。曲率を大きくするとＺ方向への光の広がりは小さくなり、曲率を小さくするとＺ方向への光の広がりは大きくなる。曲率が０．０９の場合、発光素子４０３から射出される光はＸ方向から見て概ね平行光となる。
【０１５６】
本実施形態のバックライト４０２においては、発光素子４０３から射出される光のＸ方向の拡散角Ｄ１はＺ方向の拡散角Ｄ２よりも小さい。ＸＹ平面で見た場合、光は高い指向性をもった光となる。ＹＺ平面で見た場合、光はＺ方向への広がりが大きい指向性の小さい光となる。
【０１５７】
本実施形態のバックライト４０２においては、発光素子４０３から射出された光を、導光体４０４を透過させることで、光の伝播方向Ｙに平行、かつ導光体４０４の光射出面４０４ｂに垂直な平面（ＹＺ平面）内である指向性を持たせることができる。
【０１５８】
図１５に戻り、本実施形態のバックライト４０２から射出される光の指向性と各着色層の配列方向との関係を説明する。なお、図１５においては、便宜上、バックライト４０２を構成する１つの発光素子４０３から射出される光の指向性と１つの画素に対応する部分の各着色層の配列方向との関係を図示している。
【０１５９】
図１５に示すように、本実施形態においては、第１の方向Ｗ１が第４の方向Ｗ４と概ね一致している。第２の方向Ｗ２が第３の方向Ｗ３と概ね一致している。
【０１６０】
本実施形態のバックライト４０２を上記実施形態の液晶表示装置に適用しても、混色が生じることを抑制することができる。
【０１６１】
[表示装置の構成例]
以下、表示装置の一構成例について、図１８を用いて説明する。
図１８は、表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す正面図である。
【０１６２】
本構成例の液晶テレビジョン７５は、図１８に示すように、表示画面として上記第１ないし第３実施形態の液晶表示装置を備えている。観察者側（図１８の手前側）には液晶パネルが配置され、観察者と反対側（図１８の奥側）にはバックライトが配置されている。
本構成例の液晶テレビジョン７５は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたことで、高い画質の液晶テレビジョンとなる。
【０１６３】
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、表示装置用基板、表示装置、の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、ＭＥＭＳディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１…液晶表示装置（表示装置）、２，３０２…バックライト（光源部）、３…液晶パネル（液晶素子、光変調素子）、５…画素、５Ｒ…赤色サブ画素、５Ｇ…緑色サブ画素、５Ｂ…青色サブ画素、２０，３０３，４０３…ＬＥＤ（発光素子）、２１ｂ…透明板の一面（平面領域）、４４…蛍光体層、４４Ｒ…赤色蛍光体層、４４Ｇ…緑色蛍光体層、４５…散乱層、７５…液晶テレビジョン（表示装置）、１２０…発光素子、１２１…光源、１２２…レンズ（指向性付与部材）、２２０…発光素子、２２１…光源、２２２…反射ミラー（指向性付与部材）、２２３…レンズ（指向性付与部材）、３０４，４０４…導光体、Ｐ１…第３の方向に隣り合う２つのサブ画素の中心間距離、Ｐ２…第４の方向に隣り合う２つのサブ画素の中心間距離、Ｗ１…第１の方向、Ｗ２…第２の方向、Ｗ３…第３の方向、Ｗ４…第４の方向
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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