(57)【要約】【課題】本発明は、所望の青色表示を行うことが可能であり、色再現性に優れた液晶表示装置を得ることが可能なバックライト、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを主目的とする。【解決手段】  近紫外発光素子、並びに上記近紫外発光素子を覆うように形成され、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を備える第１光源と、青色発光ダイオードを有する第２光源と、を有する光源を備えることを特徴とするバックライトを提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近紫外発光素子、並びに前記近紫外発光素子を覆うように形成され、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を備える第１光源と、
青色発光ダイオードを有する第２光源と、
を有する光源を備えることを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記バックライトがエッジライト型のバックライトであることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバックライトと、
赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を有するカラーフィルタ、液晶駆動素子を有する液晶駆動素子基材、対向基材、並びに前記液晶駆動素子基材および前記対向基材の間に配置された液晶層を有する液晶セルと、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記カラーフィルタは、前記赤色着色層の色度座標が０．６５０＜ｘ＜０．６７０、かつ０．３２０＜ｙ＜０．３４５、前記緑色着色層の色度座標が０．２６５＜ｘ＜０．２９５、かつ０．５８５＜ｙ＜０．６１０、前記青色着色層の色度座標が０．１３０＜ｘ＜０．１５０、かつ０．０８＜ｙ＜０．１４０を示すものであり、
前記バックライトは、第１光源の近紫外光領域での発光ピークの強度を１とした場合に、第２光源の青色発光ダイオードの発光ピークの強度が０．６５〜２．７５の範囲内となるように、前記第１光源および前記第２光源の個数比が調整されているものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に用いた場合に高い色再現性を示すことを可能とするバックライト、およびこれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、その省電力、軽量、薄型等といった特徴を有することから、従来のＣＲＴディスプレイに替わり、近年急速に普及している。上記液晶表示装置は、バックライトと、液晶層と、カラーフィルタとを有するものである。
【０００３】
上記液晶表示装置は、ＣＲＴディスプレイに対して上述した利点は有するものの、画像の表示品質についてはＣＲＴディスプレイに対して劣る面があり、特に色再現性を向上させることが要求されている。
なお、液晶表示装置の色再現性は、上記バックライトの発光波長（発光ピーク）と、カラーフィルタの色特性とによって決定されるものである。
【０００４】
ここで、上記バックライトの光源としては、従来から、赤色、緑色、および青色の波長領域に発光ピークを有する水銀ガス励起の蛍光灯管（ＦＬ）、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等が用いられているが、ＦＬやＣＣＦＬは、赤色、緑色、および青色の波長領域以外にも副発光を有することから色純度が劣化することが懸念される。そこで、ＦＬやＣＣＦＬの代わりに、副発光を有さない発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称して説明する場合がある。）をバックライトの光源に用いることが検討されている。
またＬＥＤは、ＦＬやＣＣＦＬに比べて応答性に優れ、長寿命で、低電圧駆動が可能であり、水銀フリーであることから環境保全性に優れているといった利点も有している。
【０００５】
このようなＬＥＤ光源を用いたバックライトとしては、例えば特許文献１に、青色光領域（４３５ｎｍ〜４６０ｎｍ）に発光ピークを有する光（青色光）を発光する青色ＬＥＤと、青色光を吸収して赤色光領域または緑色光領域に発光ピークを有する光（赤色光または緑色光）を発光する赤色蛍光体および緑色蛍光体を分散させた透光性樹脂とを組み合わせた光源を有するバックライトが開示されている。上記光源を有するバックライトは、青色ＬＥＤから発光される青色光と、赤色蛍光体から発光される赤色光と、緑色蛍光体から発光される緑色光との３色の光を合わせて白色光を呈するものである。
しかしながら、上記構成を有するバックライトにおいては、上記青色光を吸収して所望の赤色光または緑色光を発光することが可能な赤色蛍光体や緑色蛍光体が限定される場合があり、液晶表示装置に用いた場合に、色再現性を所望のものとすることが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９８５３４号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１４４９２２号パンフレット
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１０／１０３７６７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、ＬＥＤ光源を用いたバックライトとしては、特許文献２および特許文献３に示すように、近紫外光領域（３６０ｎｍ〜４３０ｎｍ）に発光ピークを有する近紫外発光素子と、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体を含有する蛍光体層とを組み合わせた構成が検討されている。上記構成を有するバックライトにおいては、蛍光体層に用いることが可能な各色の蛍光体の選択の自由度を広げることが可能であり、上述した青色ＬＥＤを用いたバックライトに比べ、液晶表示装置の色再現性を向上させることが可能となる。
【０００８】
しかしながら、上記蛍光体層に用いられる青色蛍光体に関しては、近紫外光を吸収して所望の青色光を発光することが可能なものが現状見出されていないという問題がある。そのため、上記構成を有するバックライトを用いた液晶表示装置においては、所望の青色表示を行うことが困難であり、その結果、液晶表示装置の色再現性を十分なものとすることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、所望の青色表示を行うことが可能であり、色再現性に優れた液晶表示装置を得ることが可能なバックライト、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、近紫外発光素子、並びに上記近紫外発光素子を覆うように形成され、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を備える第１光源と、青色ＬＥＤを有する第２光源と、を有する光源を備えることを特徴とするバックライトを提供する。
【００１１】
本発明によれば、近紫外発光素子および蛍光体層を有する第１光源と、青色ＬＥＤを有する第２光源との２つの光源を有する光源を備えることから、所望の赤色光領域および緑色光領域の発光ピークを有する赤色光および緑色光については第１光源から得ることができ、所望の青色光領域の発光ピークを有する青色光については第２光源から得ることが可能となる。よって、本発明のバックライトを用いた液晶表示装置においては、ＸＹＺ系のｘｙ色度図で示される赤色、緑色、および青色の各色の色度座標を所望の範囲内とすることができることから、液晶表示装置を色再現性に優れたものとすることが可能となる。
【００１２】
本発明においては、上記バックライトがエッジライト型のバックライトであることが好ましい。これにより、バックライト全体で均質な白色光を呈するように、第１光源および第２光源を所定のパターン状に容易に配列することが可能となるからである。
【００１３】
本発明は、上述したバックライトと、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を有するカラーフィルタ、液晶駆動素子を有する液晶駆動素子基材、対向基材、並びに上記液晶駆動素子基材および上記対向基材の間に配置された液晶層を有する液晶セルとを有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記バックライトは、所望の赤色光領域、緑色光領域、および青色光領域に発光ピークを有する白色光を発光するものであることから、本発明の液晶表示装置においてはＸＹＺ系のｘｙ色度図で示される赤色、緑色、および青色の各色の色度座標を所望の範囲内とすることができ、優れた色再現性を有する液晶表示装置とすることが可能となる。
【００１５】
本発明においては、上記カラーフィルタは、上記赤色着色層の色度座標が０．６５０＜ｘ＜０．６７０、かつ０．３２０＜ｙ＜０．３４５、上記緑色着色層の色度座標が０．２６５＜ｘ＜０．２９５、かつ０．５８５＜ｙ＜０．６１０、上記青色着色層の色度座標が０．１３０＜ｘ＜０．１５０、かつ０．０８＜ｙ＜０．１４０を示すものであり、上記バックライトは、第１光源の近紫外光領域での発光ピークの強度を１とした場合に、第２光源の青色発光ダイオードの発光ピークの強度が０．６５〜２．７５の範囲内となるように、上記第１光源および上記第２光源の個数比が調整されているものであることが好ましい。上記カラーフィルタおよびバックライトを用いることにより、より優れた色再現性を有する液晶表示装置とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、所望の青色表示を行うことが可能であり、色再現性に優れた液晶表示装置を得ることが可能なバックライト、およびこれを用いた液晶表示装置を提供するといった作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のバックライトの一例を示す概略図である。
【図２】本発明のバックライトの他の例を示す概略平面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のバックライト、および液晶表示装置について説明する。
【００１９】
Ａ．バックライト
以下、本発明のバックライトについて説明する。
本発明のバックライトは、近紫外発光素子、並びに上記近紫外発光素子を覆うように形成され、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を備える第１光源と、青色ＬＥＤを有する第２光源と、を有する光源を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のバックライトについて図を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明のバックライトの一例を示す概略平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明のバックライト１０は、近紫外発光素子１１、並びに近紫外発光素子１１を覆うように形成され、赤色蛍光体１２Ｒおよび緑色蛍光体１２Ｇを含有する蛍光体層１３を備える第１光源１と、青色ＬＥＤを有する第２光源２とを有する光源３を備えるものである。また、本発明のバックライト１０は、光源３を支持する光源用基材４を有していてもよい。また、図１（ａ）、（ｂ）はバックライト１０がエッジライト型のバックライトである例について示している。この場合、通常、光源３の他に、導光板５が用いられる。
【００２１】
図２は本発明のバックライトの他の例を示す概略平面図である。図２においては、本発明のバックライトが直下型のバックライトである例について示している。この場合、光源３は、通常、第１光源１および第２光源２が液晶表示装置が配置される平面全体に配列された構成を有するものである。図２においては、一つの第２光源２と他の第２光源２との配列方向（横方向ｘ、縦方向ｙおよび斜め方向の距離ｕ）がそれぞれ均等となる配列パターンで、第1光源１および第２光源２が配列されている例について示している。
なお、図２において説明していない符号については図１で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００２２】
上述したように、従来の近紫外ＬＥＤと、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体を含有する蛍光体層とを組み合わせた光源を有するバックライトにおいては、液晶表示装置に用いた場合に、所望の青色表示を行うことが困難であり、その結果、液晶表示装置の色再現性を十分なものとすることが困難であるという問題がある。以下、その理由について説明する。
【００２３】
まず、液晶表示装置の色再現性について説明する。
一般にディスプレイの色再現性は、ディスプレイのＮＴＳＣ比として表わされるものである。ここで、ディスプレイのＮＴＳＣ比とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が定めた色度図により示される、ＮＴＳＣ方式で再現できる色の範囲（色再現範囲）を１００％とした場合に、ディスプレイの色再現範囲を比率で表わしたものである。
なお、ＮＴＳＣとは、カラーテレビのテレビ放送方式の規格を指すものである。
また、上記色度図は、例えばＸＹＺ表色系のｘｙ色度図においては、赤色、緑色、および青色をそれぞれ数値に置き換えて色度座標で表したものである。上記色度図においては、赤色、緑色、および青色の各色度座標を直線で結んだ三角形により色再現範囲が示される。よって、色再現範囲が広くなるほど、色度図における上記三角形の面積は大きなものとなる。したがって、液晶表示装置の色再現性は、上記液晶表示装置の色度図において、赤色色度座標、緑色色度座標、および青色色度座標を直線で結んだ三角形の面積の大きさで示されるものであり、各色度座標の位置により決定される。
【００２４】
ここで、従来の近紫外ＬＥＤおよび蛍光体層を有する光源を有するバックライトにおいては、近紫外光を吸収して所望の青色光を発光することが可能な青色蛍光体が現状見出されていないことから、実際に用いられる青色蛍光体としては、青色光領域よりも長波長側に発光ピークが存在するものである場合が多い。また、バックライトとともに液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの青色着色層は、上述した青色光領域の光を透過するものであることから、従来の光源を用いたバックライトを液晶表示装置に用いた場合は、光源からの光が所望の青色光領域の発光ピークを含まないため、所望の青色表示を行うことが困難となる。したがって、このような液晶表示装置を色度図で示した場合は、青色の色度座標が所望の座標とならず、赤色、緑色、および青色の各座標を直線で結んだ三角形の面積が小さくなるため、色再現性に劣るものとなる。
【００２５】
本発明は、上述した問題を解決するために、所望の青色光領域の発光ピークを有する青色光を得ることが困難であった青色蛍光体に変わる青色光源として、青色ＬＥＤを用いることを見出し、バックライトの構成として、近紫外発光素子および青色ＬＥＤを併用する構成を採用した点に大きな特徴を有するものである。
【００２６】
本発明によれば、近紫外発光素子および蛍光体層を有する第１光源と、青色ＬＥＤを有する第２光源との２つの光源を有する光源を備えることから、所望の赤色光領域および緑色光領域の発光ピークを有する赤色光および緑色光については第１光源から得ることができ、所望の青色光領域の発光ピークを有する青色光については第２光源から得ることが可能となる。よって、本発明のバックライトを用いた液晶表示装置においては、ＸＹＺ系のｘｙ色度図で示される赤色、緑色、および青色の各色の色度座標を所望の範囲内とすることができることから、液晶表示装置を色再現性に優れたものとすることが可能となる。
【００２７】
また、本発明によれば、近紫外発光素子に比べてエネルギーの小さい青色ＬＥＤを併用して用いることから、従来の光源を有するバックライトに比べて、長寿命化することが可能となる。
【００２８】
以下、本発明のバックライトの詳細について説明する。
【００２９】
１．光源
本発明に用いられる光源は、近紫外発光素子、並びに上記近紫外発光素子を覆うように形成され、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を有する第１光源と、青色発光ダイオードを有する第２光源と、を備えるものである。
【００３０】
（１）光源の構造
本発明においては、少なくとも１つの第１光源と、少なくとも１つの第２光源とを有するものであれば特に限定されない。また、上記第１光源と第２光源とは、同一の形状および大きさを有するものであってもよく、異なる形状および大きさを有するものであってもよいが、同一の形状および大きさを有するものであることがより好ましい。第１光源および第２光源の個数比を調整することにより、赤色光、緑色光、および青色光の各発光ピークの強度を所望の程度に調整することが容易となるからであり、また所望のパターンに配列しやすいからである。
【００３１】
１つのバックライトにおける第１光源および第２光源の個数比としては、均質な白色光を呈することが可能であり、液晶表示装置に用いた場合に色ムラ等を生じない程度であれば特に限定されない。なお、「バックライトが均質な白色光を呈する」とは、バックライト全体を観察した場合に、赤色光、緑色光、黄色光、青色光等の特定の波長の光のムラが生じないことを指す。また、バックライトにおいて光のムラが生じないことについては、例えば、白色表示にした液晶表示装置の表示面について輝度計（（株）トプコン製  ＳＲ−３ＡＲ）を用いて、ｘｙ色度とＹ値（明度）を複数位置について測定し、xy色度の差が±１／５００以内且つ、Ｙが３％以内であることを確認することにより評価することができる。
【００３２】
ここで、第１光源および第２光源の個数比については、第１光源から発せられる赤色光および緑色光の発光ピークの強度と第２光源から発光される青色光の発光ピークの強度とを調整することが可能となるように、個数比を調整することが好ましい。なお、第１光源から発せられる赤色光および緑色光の発光ピークの強度については、第１光源の近紫外光領域の発光ピークの強度と相関し、第１光源の近紫外光領域の発光ピークの強度が強いほど、赤色光および緑色光の発光ピークの強度も強くなるものである。また、第２光源から発せられる青色光の発光ピークの強度については青色ＬＥＤの発光ピークの強度により決定されるものである。よって、本発明においては、第１光源の近紫外光領域の発光ピークの強度と青色ＬＥＤの発光ピークの強度との比率を調整することが可能となるように、第１光源および第２光源の個数比を調整することが好ましい。
【００３３】
またここで、液晶表示装置においては、バックライトの各色の光の発光ピークと、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの色特性とにより色再現性が決定される。よって、上述した第１光源および第２光源の個数比については、液晶表示装置とした場合に本発明のバックライトと併用されるカラーフィルタの色特性を考慮して調整することが好ましい。
【００３４】
より具体的には、本発明のバックライトを以下のカラーフィルタ、すなわち上記赤色着色層の色度座標が０．６５０＜ｘ＜０．６７０、かつ０．３２０＜ｙ＜０．３４５、上記緑色着色層の色度座標が０．２６５＜ｘ＜０．２９５、かつ０．５８５＜ｙ＜０．６１０、上記青色着色層の色度座標が０．１３０＜ｘ＜０．１５０、かつ０．０８＜ｙ＜０．１４０であるカラーフィルタとともに併用した場合において、第１光源の近紫外光領域の発光ピークの強度を１とした場合に、第２光源の青色発光ダイオードの発光ピークの強度が０．６５〜２．７５の範囲内、なかでも０．６７〜２．６９の範囲内、特に０．８５〜２．６９の範囲内となるように、上記バックライトの上記第１光源および上記第２光源の個数比が調整されていることが好ましい。液晶表示装置の色再現性等をより優れたものとすることが可能となる。なお、本発明のバックライトに用いられるカラーフィルタ等については、後述する「Ｂ．液晶表示装置」の項で説明するため、ここでの説明は省略する。
【００３５】
具体的な第１光源および第２光源の個数比としては、本発明のバックライトの形態や、用途等により適宜選択されるものであるが、第１光源：第２光源＝５：５〜９：１の範囲内、なかでも、６：４〜９：１の範囲内、特に、７：３〜９：１の範囲内であることが好ましい。
【００３６】
また、本発明における光源に用いられる第１光源および第２光源の個数の総和としては、本発明のバックライトの形態や、用途等により適宜選択されるものであるが、５０個〜１０００個の範囲内、なかでも、５０個〜８００個の範囲内、特に５０個〜７００個の範囲内であることが好ましい。
【００３７】
このような第１光源と第２光源との配置については、バックライト全体で均質な白色を呈することが可能なものであれば特に限定されるものではなく、バックライトの形態等により適宜選択することができる。
例えば、本発明のバックライトが図１に示すようにエッジライト型のバックライトである場合は、導光板の少なくとも１つの側面（図１においてはすべての側面）に沿って第１光源および第２光源が配列される。
一方、本発明のバックライトが図２に示すように直下型のバックライトである場合は、液晶表示装置が配置される平面上に第１光源および第２光源が配列される。
【００３８】
また、第１光源および第２光源の配列パターンについては、本発明のバックライトを液晶表示装置に用いた場合に所望の色再現性を示すことが可能であれば特に限定されず、バックライトの用途等により適宜選択することができる。
例えば、本発明のバックライトがエッジライト型のバックライトである場合は、第１光源と第２光源とを所定の個数ずつ（図１（ａ）では第１光源１を３個、第２光源を１個）配列させるパターンを挙げることができる。
一方、例えば、本発明のバックライトが直下型のバックライトである場合は、光源の配列方向において第２光源同士が隣接せず、かつ、一つの第２光源から他の第２光源もしくは設置光源端部（第１光源もしくは第２光源）までの距離が均等になるように第１光源および第２光源を配列させるパターンを挙げることができる。
【００３９】
（２）光源の構成
本発明における光源は、第１光源と第２光源とを有するものである。
【００４０】
（ｉ）第１光源
本発明における第１光源は近紫外発光素子と、蛍光体層とを有するものである。
【００４１】
（ａ）近紫外発光素子
本発明に用いられる近紫外発光素子は、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内に存在する光源素子である。
【００４２】
このような近紫外発光素子としては、上述した波長領域内に発光ピークが存在するものであれば特に限定されず、例えば近紫外光ＬＥＤや近紫外光レーザー等を挙げることができる。本発明においては中でも近紫外光ＬＥＤであることが好ましい。
【００４３】
また、近紫外光ＬＥＤとしては、具体的には、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系の各種のＬＥＤを挙げることができる。
【００４４】
（ｂ）蛍光体層
本発明における蛍光体層は、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する蛍光体層を有するものである。また、蛍光体層は、上述した近紫外発光素子を覆うように形成されるものである。
【００４５】
上記蛍光体層は、通常、上述した各色の蛍光体を樹脂層中に分散させることにより形成されるものである。
【００４６】
上記蛍光体層に用いられる赤色蛍光体としては、近紫外光を吸収し、赤色光を発光することが可能なものであれば特に限定されない。具体的には、（Ｌａ１−Ｘ１，Ｅｕｘ１）２Ｏ２Ｓ（式中、ｘ１は、０．０１＜ｘ１＜０．１５）で表わされるユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体や、（Ｙ１−ｘ２，Ｅｕｘ２）２Ｏ２Ｓ（式中、ｘ２は、０．０１＜ｘ２＜０．１５）で表わされるユーロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体等を挙げることができる。これらの赤色蛍光体は１種類のみで用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４７】
また、蛍光体層中の赤色蛍光体の含有量としては、所望の赤色発光を得ることが可能な程度であれば特に限定されず、具体的には、蛍光体層の全固形分に対して３質量％〜１５質量％の範囲内、なかでも４質量％〜１３質量％の範囲内、特に５質量％〜１２質量％の範囲内であることが好ましい。赤色蛍光体の含有量が上記範囲に満たない場合は、所望の赤色発光を得ることが困難となる場合があるからである。また、赤色蛍光体の含有量が上記範囲を超える場合は、蛍光体層自体を形成することが困難となる可能性があるからである。
【００４８】
また、緑色蛍光体としては、近紫外光を吸収し、緑色光を発光することが可能なものであれば特に限定されず、例えば、（Ｓｒ２−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＢａｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）ＳｉＯ４（式中、ｘ、ｙ、ｚ、ｕは、０．１＜ｘ＜１．０、０≦ｙ＜０．２１、０．０５＜ｚ＜０．３、０≦ｕ＜０．０４）で示される２価のユーロピウム付活珪酸塩蛍光体を挙げることができる。また、上述した緑色蛍光体のなかでも（Ｓｒ２−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＢａｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）ＳｉＯ４（式中、ｘ、ｙ、ｚ、ｕは、０．１＜ｘ＜１．０、０．００５＜ｙ＜０．２１、０．０５＜ｚ＜０．３、０．００１＜ｕ＜０．０４）を用いることが好ましい。また、緑色蛍光体としては、１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００４９】
また、蛍光体層中の緑色蛍光体の含有量としては、所望の緑色発光を得ることが可能な程度であれば特に限定されず、具体的には、蛍光体層の全固形分に対して５質量％〜２０質量％の範囲内、なかでも６質量％〜１９質量％の範囲内、特に７質量％〜１８質量％の範囲内であることが好ましい。緑色蛍光体の含有量が上記範囲に満たない場合は、所望の緑色発光を得ることが困難となる場合があるからである。また、緑色蛍光体の含有量が上記範囲を超える場合は、蛍光体層自体を形成することが困難となる可能性があるからである。
【００５０】
本発明における蛍光体層としては、上述した赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有していれば特に限定されず、他の色を発光する蛍光体が含まれていてもよい。本発明においては、なかでも、青色蛍光体を含有することが好ましい。これにより、本発明のバックライトを液晶表示装置に用いた場合に、青色画素の輝度をより向上させることが可能となるからである。
【００５１】
上記青色蛍光体としては、所望の青色発光を得ることが可能であれば特に限定されず、例えば、（Ｍ２，Ｅｕ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２（式中、Ｍ２は、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種の元素）で表わされる２価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体や、ａ（Ｍ３，Ｅｕ）Ｏ・ｂＡｌ２Ｏ３で表わされる２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体を挙げることができる。また、このような青色蛍光体としては、１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００５２】
また、蛍光体層中の青色蛍光体の含有量としては、所望の青色発光を得ることが可能な程度であれば特に限定されず、具体的には、蛍光体層の全固形分に対して３質量％〜１５質量％の範囲内、なかでも４質量％〜１３質量％の範囲内、特に５質量％〜１２質量％の範囲内であることが好ましい。青色蛍光体の含有量が上記範囲に満たない場合は、所望の青色発光を得ることが困難となる場合があるからである。また、青色蛍光体の含有量が上記範囲を超える場合は、蛍光体層自体を形成することが困難となる可能性があるからである。
【００５３】
また、蛍光体層に用いられる樹脂層としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の樹脂を挙げることができる。また、シリコーン樹脂を用いることもできる。
また、蛍光体層のパターニングをフォトリソグラフィー法により行う場合には、マトリクス樹脂として感光性樹脂を用いることができる。この感光性樹脂としては、例えば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型の感光性樹脂が挙げられる。
さらに、蛍光層の形成方法として印刷法、インクジェット法を用いる場合には、マトリクス樹脂を含有するインキが用いられる。この場合に用いられるマトリクス樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂のモノマー、オリゴマーまたはポリマー、あるいは、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の樹脂を挙げることができる。
【００５４】
このような蛍光体層の厚みとしては、近紫外発光素子からの光を十分に吸収して蛍光を発光することができる厚みであれば特に限定されるものではない。具体的には、使用する蛍光色素、蛍光色素の濃度等を考慮して適宜設定することができ、例えば５μｍ〜１５μｍ程度とすることができる。
【００５５】
蛍光体層の形成方法としては、蛍光体および樹脂を混合、分散または可溶化させて蛍光層形成用塗工液を調製し、この蛍光層形成用塗工液をスピンコート、ロールコート等の一般的な塗布方法で塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターニングする方法、あるいは、上記蛍光層形成用塗工液を用いてスクリーン印刷等の印刷法、インクジェット法によりパターニングする方法が用いられる。また、蛍光層の形成方法としては、所定のマスクを介して真空蒸着法またはスパッタリング法等で成膜する方法を用いることもできる。
【００５６】
（ｉｉ）第２光源
本発明における第２光源は、青色ＬＥＤを有するものである。
【００５７】
このような青色ＬＥＤとしては、具体的には、４３５ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲内に発光ピークが存在するものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。
【００５８】
２．その他の構成
本発明のバックライトは、上述した第１光源および第２光源が配列されたものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して用いることが可能である。以下、このような構成について説明する。
【００５９】
（１）光拡散層
本発明のバックライトは、液晶表示装置の配置側に光拡散層を有していてもよい。光拡散層は、バックライトからの光を拡散させることにより、光の利用効率を向上させる機能を有するものである。このような光拡散層としては、一般的なバックライトにおいて公知のものを用いることができ、例えば、光拡散機能を有する微粒子を透明樹脂層中に分散させたもの等を挙げることができる。
【００６０】
（２）導光板
本発明のバックライトがエッジライト型である場合は、通常、導光板が併用される。導光板は、光源の側方に設けられるものであり、導光板の側面（入光面）から光源の光を入射させ、導光板の対向する一対の主面において光の反射を繰り返させることにより、導光板の出光面全面から均一な光を出射させる機能を有するものである。
【００６１】
このような導光板については、一般的なエッジライト型のバックライトに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００６２】
また、上記導光板は必要に応じて、反射層、プリズム層等を有していてもよい。なお、これらの層については、一般的なエッジライト型のバックライトの導光板に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００６３】
３．バックライト
本発明のバックライトの形態としては、エッジライト型であってもよく、直下型であってもよいが、エッジライト型であることが好ましい。バックライト全体で均質な白色光を呈するように、第１光源および第２光源を所定のパターン状に容易に配列することが可能となるからである。
【００６４】
本発明のバックライトの用途としては、透過型の液晶表示装置の光源として用いられる。
【００６５】
４．バックライトの製造方法
本発明に用いられるバックライトの製造方法としては、上記構成を有するバックライトを製造可能な方法であれば特に限定されず、一般的なバックライトの製造方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００６６】
Ｂ．液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、上述した「Ａ．バックライト」の項で説明したバックライトと、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を有するカラーフィルタ、液晶駆動素子を有する液晶駆動素子基材、対向基材、並びに上記液晶駆動素子基材および上記対向基材の間に配置された液晶層を有する液晶セルと、を有することを特徴とする液晶表示装置である。
【００６７】
ここで、本発明の液晶表示装置について図を用いて説明する。図３は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。図３に示すように、本発明の液晶表示装置１００は、バックライト１０と、液晶セル３０とを有するものである。
また、液晶セル２０は、カラーフィルタ基材（対向基材）２１と、対向基材２１上に形成され、赤色着色層２２Ｒ、緑色着色層２２Ｇ、および青色着色層２２Ｂを有するカラーフィルタ２０と、液晶駆動素子を有する液晶駆動素子基材３１と、液晶駆動素子基材３１および対向基材２１の間に配置された液晶層３２とを有するものである。本発明においては、カラーフィルタ２０が着色層間に遮光部２３を有していてもよい。
【００６８】
本発明によれば、上記バックライトは、所望の赤色光領域、緑色光領域、および青色光領域に発光ピークを有する白色光を発光するものであることから、本発明の液晶表示装置においてはＸＹＺ系のｘｙ色度図で示される赤色、緑色、および青色の各色の色度座標を所望の範囲内とすることができ、優れた色再現性を有する液晶表示装置とすることが可能となる。
【００６９】
以下、本発明の液晶表示装置の各構成について説明する。
【００７０】
１．バックライト
本発明におけるバックライトについては、上述した「Ａ．バックライト」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
【００７１】
２．液晶セル
本発明における液晶セルは、カラーフィルタと、液晶駆動素子基材と、対向基材と、液晶層とを有するものである。以下、各構成について説明する。
【００７２】
（１）カラーフィルタ
本発明におけるカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を含む着色層を有するものである。また、上記カラーフィルタは、後述するカラーフィルタ基材、または液晶駆動素子基材のいずれかに着色層が形成されて構成されるものである。
【００７３】
（ｉ）着色層
本発明における着色層について説明する。本発明における着色層は、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を有するものであれば特に限定されず、必要に応じて、上述した色以外の着色層を有することができる。このような着色層としては、例えば黄色着色層等を挙げることができる。
【００７４】
また、上記着色層としては、液晶表示装置に用いた場合に、所望の色再現性を示すことが可能であれば特に限定されないが、赤色着色層の色度座標が０．６５０＜ｘ＜０．６７０かつ０．３２０＜ｙ＜０．３４５、なかでも０．６５２＜ｘ＜０．６７０かつ０．３２０＜ｙ＜０．３４３、特に０．６５４＜ｘ＜０．６７０かつ０．３２０＜ｙ＜０．３３９を示すことが好ましい。また、緑色着色層の色度座標が０．２６５＜ｘ＜０．２９５かつ０．５８５＜ｙ＜０．６１０、なかでも０．２６５＜ｘ＜０．２９３かつ０．５８７＜ｙ＜０．６１０、特に０．２６５＜ｘ＜０．２９１かつ０．５９３＜ｙ＜０．６１０を示すことが好ましい。また、青色着色層の色度座標が０．１３０＜ｘ＜０．１５０、かつ０．０８＜ｙ＜０．１４０、なかでも０．１３４＜ｘ＜０．１４７かつ０．０８＜ｙ＜０．１３０、特に０．１３４＜ｘ＜０．１４５かつ０．１０５＜ｙ＜０．１２４を示すことが好ましい。各色の着色層の色度座標が上記範囲内であることにより、本発明の液晶表示装置を色再現性に優れたものとすることが可能となる。
なお、上述した着色層の色度座標は、ＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における色度座標である。また、上記色度座標は、Ｃ光源を用い、顕微分光装置ＯＳＰ−ＳＰ２０００（ＯＬＹＭＰＵＳ社製）を用いて透過スペクトルを測定し、次に、得られた透過スペクトルより色度座標（ｘ、ｙ）を下記数式１より算出することにより得ることができる。
【００７５】
【数１】
2013029548.tif 000003
【００７６】
このような着色層は、通常、着色剤を樹脂層中に分散させて形成されるものである。
【００７７】
上記着色剤としては、本発明の液晶表示装置を用いて所望のカラー表示を行うことが可能なものであれば特に限定されない。
例えば、赤色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０からなる群より選ばれる１種または２種以上の顔料を好適に用いることができる。
また、緑色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０からなる群より選ばれる１種または２種以上の顔料を好適に用いることができる。
また、青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６および亜鉛フタロシアニン顔料からなる群より選ばれる１種または２種以上の顔料を好適に用いることができる。
【００７８】
着色層に用いられる樹脂については、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００７９】
上記着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
【００８０】
また、本発明に用いられる着色層の厚みとしては、本発明の液晶表示装置において所望のカラー表示を行うことが可能な程度の厚みであれば特に限定されず、液晶表示装置の用途等により適宜選択することができる。
【００８１】
上記着色層に用いられる材料、および形成方法については、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられる材料、および形成方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８２】
（ｉｉ）その他の構成
本発明におけるカラーフィルタは、上述した着色層以外にも、必要な構成を適宜追加することが可能である。このような構成としては、着色層を支持するためのカラーフィルタ基材、着色層間に形成され画素を区画する遮光部、カラーフィルタと後述する対向基板との間の距離を保持するための柱状スペーサ、および着色層を保護するためのオーバーコート層等を挙げることができる。なお、これらの構成については、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８３】
なお、カラーフィルタ基材は後述する対向基材としても用いることができる。
【００８４】
（２）液晶駆動素子基材および対向基材
本発明に用いられる液層駆動素子基材および対向基材としては、本発明における液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
【００８５】
なお、上記液晶表示装置の駆動方式としては、特に限定されるものではなく一般的に液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、ＴＮ方式、ＩＰＳ方式、ＯＣＢ方式、および、ＭＶＡ方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができる。
【００８６】
（３）液晶層
本発明における液晶層は、液晶駆動素子基材および対向基材間に設けられるものである。液晶層を構成する液晶としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、およびこれらの混合物を用いることができる。
【００８７】
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば、真空注入方式や液晶滴下方式等が挙げられる。
真空注入方式では、例えば、あらかじめカラーフィルタおよび対向基板を用いて液晶セルを作製し、液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して液晶セルに液晶を等方性液体の状態で注入し、接着剤で封鎖することにより液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
また液晶滴下方式では、例えば、カラーフィルタの周縁にシール剤を塗布し、このカラーフィルタを液晶が等方相になる温度まで加熱し、ディスペンサー等を用いて液晶を等方性液体の状態で滴下し、カラーフィルタおよび対向基板を減圧下で重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより、液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
【００８８】
（４）その他の構成
本発明の液晶セルは、上述したカラーフィルタ、液晶駆動素子基材、対向基材、および液晶層を有するものであれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することが可能である。このような構成としては、例えば、配向膜、偏光板、液晶表示装置用光拡散層等を挙げることができる。なお、これらの構成については、一般的な液晶表示装置に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８９】
３．液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、上述した各構成を有するものであれば特に限定されない。また、本発明の液晶表示装置は、上述した各構成を有することから、優れた色再現性を有することが可能となる。このような液晶表示装置の色再現性としては、液晶表示装置の用途等に応じ、所望のカラー表示を行うことが可能な程度であれば特に限定されない。
【００９０】
液晶表示装置のＮＴＳＣ比としては、所望のカラー表示を行うことが可能であれば特に限定されないが、７２％以上、なかでも７３％以上、特に７４％以上であることが好ましい。液晶表示装置の各色の色度座標、ＮＴＳＣ比が上記範囲内であることにより、高精細かつ鮮明な色表示を行うことが可能となる。
【００９１】
液晶表示装置の各色の色度座標としては、所望のカラー表示を行うことが可能な値であれば特に限定されないが、赤色の色度座標が０．６５０＜ｘ＜０．６６５かつ０．３１６＜ｙ＜０．３３６、なかでも０．６５２＜ｘ＜０．６６５かつ０．３１８＜ｙ＜０．３３６、特に０．６５３＜ｘ＜０．６６５かつ０．３２０＜ｙ＜０．３３６となることが好ましい。また、緑色の色度座標が０．２６４＜ｘ＜０．２９２かつ０．５７７＜ｙ＜０．６１０、なかでも０．２６４＜ｘ＜０．２９１かつ０．５８０＜ｙ＜０．６１０、特に０．２６４＜ｘ＜０．２９０かつ０．５９０＜ｙ＜０．６１０となることが好ましい。また、青色の色度座標が０．１３９＜ｘ＜０．１５４かつ０．０４４＜ｙ＜０．１１２、なかでも０．１４５＜ｘ＜０．１５４かつ０．０４４＜ｙ＜０．０８５、特に０．１４５＜ｘ＜０．１５３かつ０．０４４＜ｙ＜０．０８１となることが好ましい。
【００９２】
なお、液晶表示装置の色度座標は、例えば、輝度計（（株）トプコン製  ＳＲ−３ＡＲ）を用いて、カラーフィルタ側で観測される赤、緑、青の各色光のｘｙ色度とＹ値（明度）を測定することができる。また、ＮＴＳＣ比は、上述の測定座標から算出することができる。
【００９３】
また、液晶表示装置のＮＴＳＣ比が上記範囲を示す場合は、各色の色座標が上述した範囲内であることが特に好ましい。これにより、より高品質なカラー表示を行うことが可能となるからである。
【００９４】
本発明の液晶表示装置の用途としては、例えば、テレビ、パソコン、モニター、デジタルサイネージ等を挙げることができる。
【００９５】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法としては、特に限定されず、一般的な液晶表示装置の製造方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００９７】
以下、本発明について、実施例を挙げて説明する。
【００９８】
［実施例１〜７］
（第１光源の作製）
以下の手順により第１光源を作製した。
近紫外発光素子としてサイズ３００μｍ四方の近紫外ＬＥＤ（発光ピーク波長：４０５ｎｍ）を準備した。
次に、下記に示す組成で、各蛍光体（赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体）およびシリコーン樹脂を混合撹拌機を用いて混合し、蛍光体層用組成物を作製した。なお、下記の蛍光体層用組成物の組成は、第１光源の色度座標が、x＝０．３１９、ｙ＝０．３４３となるように、比率を調整したものである。
【００９９】
＜蛍光体層用組成物の組成＞
・赤色蛍光体  （（La0.892Eu0.108）2O2S）                            ７．５質量部
・緑色蛍光体  （（Sr1.28Ba0.5Mg0.1Eu0.1Mn0.02）SiO4）             １３．５質量部
・青色蛍光体  （Sr0.95Ca0.02Eu0.0098）10（PO4）6-Cl2）                  ９質量部
・透明樹脂  （シリコーン樹脂  ）                                      ７０質量部
【０１００】
次に、ハイアルミナロールを備えた3本ロールミルを用い、蛍光体層用組成物を８時間分散処理した（第1分散処理)。第1分散処理後、脱泡撹拌機を用い、蛍光体層用組成物を５ｍＴｏｒｒで１０分間脱泡処理した（第１脱泡処理）。第１脱泡処理後、蛍光体層用組成物を第１分散処理と同条件で分散処理した（第２分散処理）。第２分散処理後、蛍光体層用組成物を第１脱泡処理と同条件で脱泡処理した（第２脱泡処理）。第２脱泡処理後、蛍光体層用組成物を第１分散処理と同条件で分散処理した（第３分散処理）。第３分散処理後、蛍光体層用組成物は、粘度が５５００Ｐａ・ｓであった。次に、近紫外ＬＥＤを覆うように蛍光体層用組成物を塗布し、１３５℃で熱処理することにより、サイズ３５０μｍ四方の第１光源を得た。
【０１０１】
（第２光源の準備）
第２光源としてサイズ３００μｍ四方の青色ＬＥＤ（発光ピーク波長：４４５ｎｍ）を準備した。
【０１０２】
（バックライトの作製）
サイズ３００ｍｍ四方の導光板を準備し、導光板の周囲に第１光源および第２光源をパターン状に配列することによりバックライトを得た。なお、第１光源および第２光源の個数比については、第１光源の近紫外発光素子の発光ピークを１とした場合に、第２光源の青色発光ダイオードの発光ピークが０．６８（実施例１）、０．８５（実施例２）、１．０９（実施例３）、１．４１（実施例４）、１．９０（実施例５）、２．６９（実施例６）、４．２４（実施例７）となるように調整した。
【０１０３】
［比較例］
上述した第１光源のみを用いて、上述した導光板の周囲に複数個配置することによりバックライトを得た。
（評価）
評価用カラーフィルタとして、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層を有するカラーフィルタを４枚準備した。それぞれのカラーフィルタにおける着色層の色度座標を表１に示す。
【０１０４】
【表１】
2013029548.tif 000004
【０１０５】
実施例１〜７および比較例のバックライトおよび上述したカラーフィルタを組み合わせた場合における、赤色、緑色、および青色、白色の各色の光の色度座標、およびＮＴＳＣ比を測定した。結果を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2013029548.tif 000005
【０１０７】
実施例１〜７のバックライトを用いた場合は、液晶表示装置のＮＴＳＣ比を７２．０％以上の高いものとすることができたが、比較例のバックライトを用いた場合は液晶表示装置のＮＴＳＣ比が７２．０％未満となり、十分に高いものとすることが困難であった。
【符号の説明】
【０１０８】
１  …  第１光源
２  …  第２光源
３  …  光源
１０  …  バックライト
１１  …  近紫外発光素子
１２Ｒ  …  赤色蛍光体
１２Ｇ  …  緑色蛍光体
１３  …  蛍光体層
２０  …  カラーフィルタ
２１  …  対向基材
２２Ｒ  …  赤色着色層
２２Ｇ  …  緑色着色層
２２Ｂ  …  青色着色層
３０  …  液晶セル
３１  …  液晶駆動素子基材
３２  …  液晶層
【図１】
2013029548.tif 000006
【図２】
2013029548.tif 000007
【図３】
2013029548.tif 000008