(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶パネルを照明する光を高純色化して色再現範囲を拡大することが可能な光源装置および光源装置の製造方法を提供する。【解決手段】液晶パネルを照明する光を供給する光源２２と、屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、光源が発する光を複数の原色波長に純色化する誘電体多層膜２３とを備え、光源２２は、光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて誘電体多層膜２３を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有し、誘電体多層膜２３は、誘電体多層膜２３の積層面の法線方向に対して極角θＭをなす方向から入射して誘電体多層膜２３を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有する。【選択図】図６
2017211567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを照明する光を供給する光源と、
屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、前記光源が発する光を複数の原色波長に純色化する誘電体多層膜と、
を備え、
前記光源は、前記光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて前記誘電体多層膜を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有し、
前記誘電体多層膜は、前記誘電体多層膜の積層面の法線方向に対して前記極角θＭをなす方向から入射して前記誘電体多層膜を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有する
光源装置。
【請求項２】
前記誘電体多層膜の積層面と前記光源の発光面とが互いに平行になるように配置された  請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数の原色波長は、４７０、５３０、および６１０（ｎｍ）であり、
前記誘電体多層膜の前記光通過特性は、前記極角θＭの方向から前記誘電体多層膜の積層面に入射する光に対する前記複数の原色波長における光透過率がいずれも８０％以上であり、４７０〜５３０（ｎｍ）または５６０〜６１０（ｎｍ）の波長帯に光透過率の極小を有する
請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記誘電体多層膜の前記光通過特性は、４７０〜５３０（ｎｍ）および５６０〜６１０（ｎｍ）の波長帯に光透過率の極小を有する
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光透過率の極小が５％以下である
請求項３または４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光源は、ＹＡＧ蛍光体またはＫＳＦ蛍光体を含み、前記光源の前記配光特性が、２０°≦前記極角θＭ≦３０°を満たす
請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源は、４７０（ｎｍ）よりも短波長の光を発するＬＥＤ素子を含む
請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記誘電体多層膜は、ＴｉＯ２を主材料とする高屈折率層とＳｉＯ２を主材料とする低屈折率層が交互に積層された構造を有する
請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
液晶パネルを照明する光を供給する光源と、
屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、前記光源が発する光を複数の原色波長に純色化する誘電体多層膜と、
を備えた光源装置の製造方法であって、
前記光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて前記誘電体多層膜を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有する前記光源と、
前記誘電体多層膜の積層面の法線方向に対して前記極角θＭをなす方向から入射して前記誘電体多層膜を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有する前記誘電体多層膜と、
を前記誘電体多層膜の積層面と前記光源の発光面とが互いに平行になるように配置するステップ
を有する光源装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光源装置を導光板の端部に配置したエッジライト方式のバックライトユニット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、液晶表示装置の液晶パネルを照明するための光を供給する光源装置および光源装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２０１２年、ＩＴＵ（国際電気通信連合）により、ＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ−Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）における色再現範囲を規定するＢＴ．２０２０規格が勧告された。しかし現在のところ、一般的な液晶表示装置の色再現範囲はＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲に対して６０％〜７５％程度に過ぎず、更なる色再現範囲の拡大が望まれている。
【０００３】
液晶表示装置の色再現範囲は、例えば液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットの光を高純色化することによって拡大することができる。特許文献１では、４４０〜５１０（ｎｍ）または５７０〜６０５（ｎｍ）の波長帯の光を吸収する色素を含有した光学フィルタをバックライトユニットと液晶パネルの間に配置することで、バックライトユニットからの光を高純色化している。また特許文献２では、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層させた誘電体多層膜をバックライトユニットと液晶パネルの間に配置することで、バックライトユニットからの光を高純色化している。また特許文献３では、特定波長を遮断する誘電体多層膜をＬＥＤ光源とバックライトユニットの導光板の間に配置することで、バックライトユニットの光を高純色化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４０２３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４１３２号公報
【特許文献３】特開２００８−８５２３２号公報
【特許文献４】特開２００７−１８３５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には以下のような課題が存在する。
特許文献１では、光学フィルタの色素が特定波長帯の光を吸収することで高温となり、隣接して設けられた液晶パネルも高温となってしまう。また、光学フィルタの光吸収色素は有機物であるため、光を長時間照射し続けると色素が経時劣化して光吸収特性が変化してしまう。
【０００６】
また特許文献２では、バックライトユニットからの光が様々な角度で液晶パネルに入射するが、誘電体多層膜の光通過特性には角度依存性が存在する。このため、液晶パネルの見かけの明るさや色味が視野角方向で変化して液晶表示装置の視野角特性が低下してしまう。
【０００７】
また特許文献３でも同様に、ＬＥＤ光源からの光が様々な角度で導光板に入射するが、誘電体多層膜の光通過特性には角度依存性が存在する。このため、誘電体多層膜の光通過波長域が角度依存性によって狭帯域化できず広がってしまい、バックライトユニットの光を純色化する光通過特性が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光源装置は、液晶パネルを照明する光を供給する光源と、屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、光源が発する光を複数の原色波長に純色化する誘電体多層膜とを備え、光源は、光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて誘電体多層膜を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有し、誘電体多層膜は、誘電体多層膜の積層面の法線方向に対して極角θＭをなす方向から入射して誘電体多層膜を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光源装置の製造方法は、液晶パネルを照明する光を供給する光源と、屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、光源が発する光を複数の原色波長に純色化する誘電体多層膜とを備えた光源装置の製造方法であって、光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて誘電体多層膜を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有する光源と、誘電体多層膜の積層面の法線方向に対して極角θＭをなす方向から入射して誘電体多層膜を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有する誘電体多層膜と、を誘電体多層膜の積層面と光源の発光面とが互いに平行になるように配置するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶パネルを照明する光を高純色化して色再現範囲を拡大することが可能な光源装置および光源装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的な液晶表示装置による色再現範囲を、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲と共に示したｘｙ色度図である。
【図２】一般的な誘電体多層膜の光通過特性を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。
【図４】一般的なカラーフィルタの光通過特性を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る光源装置における光源の発光スペクトルを示す図である。
【図６】第１実施形態に係る光源装置における光源の配光特性を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る光源装置における光源の配光特性の角度依存性を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る光源装置における誘電体多層膜の光通過特性を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る光源装置を用いた液晶表示装置による色再現範囲を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。
【図１１】第２実施形態に係る光源装置における光源の発光スペクトルを示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る光源装置を用いた液晶表示装置による色再現範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る液晶表示装置について図１〜図９を用いて説明する。図１は、一般的な液晶表示装置による色再現範囲を、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲と共に示したｘｙ色度図である。ｘｙ色度図における三角形の頂点の位置は、液晶表示装置または規格により再現可能な赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の純度を表している。
【００１４】
図１に示すように、一般的な液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０よりも三角形の面積が小さくなっている。これは、一般的な液晶表示装置がＢＴ．２０２０規格を再現するためには、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色を更に高純色化する必要があることを意味している。ｘｙ色度図の三角形の頂点で表される３原色が高純色化できれば、高純色化された３原色を組み合わせてより鮮やかな色を再現することができる。
【００１５】
図１に示す一般的な液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の６０％〜７５％程度に過ぎない。ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲を再現するためには、例えば、液晶パネルを背面から照明する光をより高純色化して色再現範囲を拡大させる必要がある。
【００１６】
液晶パネルを照明する光を高純色化するためには、例えば光学フィルタまたは誘電体多層膜を用いて、バックライトユニットからの光のうちのＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の波長域の光を通過させ、３原色以外の波長の光を除去または遮断すればよい。しかし、前述のように、光学フィルタは光吸収色素による発熱が大きく経年劣化するという課題がある。また、誘電体多層膜には光通過特性の角度依存性が存在するという課題がある。
【００１７】
図２は、一般的な誘電体多層膜の光通過特性を示す図である。誘電体多層膜は、屈折率の異なる誘電体層が交互に積層された構造を有し、特定の周波数を有する光を遮断する。図２に示す誘電体多層膜の光通過特性は、積層面の法線方向（０ｄｅｇ）から入射する光に対して次の条件が満たされるように最適化されている。
【００１８】
すなわち、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の波長をそれぞれ６１０／５３０／４７０（ｎｍ）とするとき、図２に実線で示すように、これら３原色の波長における光透過率がいずれも８０％以上となっている。そして、４７０〜５３０（ｎｍ）および５６０〜６１０（ｎｍ）の波長帯に、光透過率が５％以下となる極小を有している。これにより、図２に示す誘電体多層膜は、４７０、５３０、および６１０（ｎｍ）の波長を有する３原色の光を通過させる一方で、３原色以外の光は遮断し、入射光を３原色の波長に純色化することができる。
【００１９】
しかしながら、誘電体多層膜の光通過特性には角度依存性が存在する。一般的な誘電体多層膜の光通過特性は、図２に示すように、光がより大きな角度から積層面に入射するに従って短波長側へシフトしていく。このような光通過特性の角度依存性により、図２に示す誘電体多層膜の光通過特性は、積層面に対して大きな角度（＞１５ｄｅｇ）から入射する光に対しては上述の最適化の条件を満たさなくなってしまう。この結果、誘電体多層膜は、斜めに入射する光を効果的に純色化することができないという課題があった。本発明はこのような課題を解決することを目的とする。
【００２０】
図３は、第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。図１に示す液晶表示装置は、液晶パネル１およびバックライトユニット２を備える。液晶パネル１とバックライトユニット２の間には、光拡散シートやプリズムシート等を配置してもよい。
【００２１】
液晶パネル１は、液晶層１１を挟んで対向する一対のガラス基板１２ａ、１２ｂを備える。ガラス基板１２ａ、１２ｂのうち、バックライトユニット２側のガラス基板１２ａには、複数の電極１０が設けられている。液晶表示装置の制御部（図示せず）は、ガラス基板１２ａの電極１０に電圧を印加して液晶層１１と平行な電界を生成し、液晶分子を回転させることにより液晶表示装置の表示を制御する。
【００２２】
液晶パネル１には、ガラス基板１２ａ、１２ｂを挟み込むように、偏光板１４ａ、１４ｂが外側のそれぞれの面に設けられている。偏光板１４ａ、１４ｂの偏光軸の向きは、電極１０に電圧が印加されたときにバックライトユニット２から照明される光が通過または遮断されるよう設定されている。例えば図３に示す偏光板１４ａ、１４ｂの偏光軸の向きは互いに直交している。
【００２３】
液晶パネル１のガラス基板１２ｂと液晶層１１との間にはカラーフィルタ１５が設けられている。カラーフィルタ１５は、バックライトユニット２から照明される光のうちＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の波長域の光を通過させる。図４に、一般的なカラーフィルタ１５の光通過特性の一例を示す。
【００２４】
バックライトユニット２は、エッジライト方式のバックライトであり、ＬＥＤ素子２６を有する光源２２を導光板２１の端部に備えている。光源２２は、液晶パネル１を照明する光を、導光板２１を介して供給する。誘電体多層膜２３は、光源２２が発する光を３原色の波長に純色化する。エッジライト方式では、光源２２を導光板２１の端部に設けるので光源２２が照明する面積を小さくすることができ、バックライトユニット２を省スペース化することができる。バックライトユニット２の液晶パネル１と反対側には、導光板２１に供給された光を液晶パネル１に向けて反射する光反射シート等を配置してもよい。
【００２５】
図５は、第１実施形態に係る光源装置における光源２２の発光スペクトルを示す図である。また、図６は、第１実施形態に係る光源装置における光源２２の配光特性を示す図である。本実施形態の光源２２は、図６に示すように、ＬＥＤ素子２６および蛍光体２７を有している。ＬＥＤ素子２６は青色で発光し、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ３Ｏ１２）を主成分とする蛍光体２７により一部の光は黄色光へ変換される。
【００２６】
この結果、ＬＥＤ素子２６が発する光と蛍光体２７が発する光は混色して白色を呈する。ＬＥＤ素子２６は、青色の原色波長である４７０（ｎｍ）よりも短波長の光を発するものであればよい。図５に示すように、光源２２の発光スペクトルは、ＬＥＤ素子２６が発する青色の波長に鋭いピークを有すると共に、黄色の波長に穏やかなピークを有している。
【００２７】
このようにＬＥＤ素子２６の発する光が蛍光体２７によって放射発光された場合の配光特性は、概ねランバーシアンとなることが知られている。図６はランバーシアンの配光特性を示している。ランバーシアン配光とは、光源２２の発光面（放射面）の法線方向と極角θをなす立体角の方向に出射される光の強度Ｉが、極角θの余弦に比例する配光特性であり、下式（１）で表される。ここでＩ０は、極角θ＝０の方向に出射される光の強度である。
Ｉ  ＝  Ｉ０・ｃｏｓθ    （１）
【００２８】
光源２２の発光面の法線方向を極軸とする球面座標において、光源２２を中心とする球面の微小立体角ｄＳ＝ｓｉｎθ・ｄθｄφの範囲に放射される光量は、下式（２）で求められる。
Ｉ・ｄＳ  ＝  Ｉ０・ｃｏｓθ・ｓｉｎθ・ｄθｄφ    （２）
【００２９】
上式（２）を方位角φ＝０〜２πで積分すると、図６に斜線で示す微小極角ｄθの範囲に放射される光量Ｉ´（θ）が求められる。結果は下式（３）となる。
Ｉ´（θ）・ｄθ  ＝  ２π・Ｉ０・ｃｏｓθ・ｓｉｎθ・ｄθ    （３）
【００３０】
上式（３）は、極角θＭ＝４５°に極大を有する。つまり、図６に斜線で示す球面上の微小極角ｄθの範囲に出射される光量Ｉ´（θ）は、極角θＭ＝４５°の方向で最大となることが分かる。
【００３１】
しかし、光源２２が発した光量のうち、実際に導光板２１に供給される光量は、図６に示す球面上の立体角を通過した光量Ｉ´（θ）ではなく、更に、誘電体多層膜２３の面上に入射して誘電体多層膜２３を通過した光量Ｉ（θ）である。そこで、上式（２）に補正を加えることで、誘電体多層膜２３の積層面の法線方向に対して極角θをなす方向から入射し、誘電体多層膜２３を通過する光量Ｉ（θ）を求める。
【００３２】
光の強度Ｉは光源２２からの距離ｒの２乗に反比例する。光源２２から誘電体多層膜２３までの最小距離をｒ０とすると、図６に示すように、ｒ０＝ｒ・ｃｏｓθであるから、誘電体多層膜２３の入射面上における光の強度Ｉはｃｏｓ２θに比例することが分かる。上式（２）にｃｏｓ２θの因子を乗算すると、下式（４）が得られる。
Ｉ・ｄＳ  ＝  Ｉ０・ｃｏｓ３θ・ｓｉｎθ・ｄθｄφ    （４）
【００３３】
更に、誘電体多層膜２３の面上に極角θで入射した光量のうち、誘電体多層膜２３を通過して導光板２１に供給される光量は、誘電体多層膜２３の積層面に垂直な成分であるから更にｃｏｓθ倍となる。上式（４）にｃｏｓθの因子を更に乗算すると、下式（５）が得られる。
Ｉ・ｄＳ  ＝  Ｉ０・ｃｏｓ４θ・ｓｉｎθ・ｄθｄφ    （５）
【００３４】
上式（５）を方位角φ＝０〜２πで積分すると、図６に示す誘電体多層膜２３の面上における微小極角ｄθの範囲に入射して誘電体多層膜２３を通過する光量Ｉ（θ）が求められる。結果は下式（６）となる。
Ｉ（θ）・ｄθ  ＝  ２π・Ｉ０・ｃｏｓ４θ・ｓｉｎθ・ｄθ    （６）
【００３５】
上式（６）は、概ね極角θＭ＝２５°に極大を有する。つまり、図６に示す誘電体多層膜２３の積層面の法線方向に対して極角θをなす方向から入射し、誘電体多層膜２３を通過する光量Ｉ（θ）は、概ね極角θＭ＝２５°の方向で最大となることが分かる。
【００３６】
図７は、第１実施形態に係る光源装置における光源２２の配光特性の角度依存性を示す図である。図７には、光源２２が発した光のうち、誘電体多層膜２３の積層面の法線方向に対して極角θで入射し、誘電体多層膜２３を通過した光量の実測値をヒストグラムで示している。また、図７には、上式（６）を極角θで積分して計算した光量の理論値を折れ線グラフで示している。実測値および理論値ともに、１０°幅の極角θの範囲から入射する光量の積分値∫Ｉ（θ）ｄθを、１０°間隔で測定または算出した。
【００３７】
図７より、光源２２の配光特性の実測値は、上式（６）に基づくランバーシアン配光の角度依存性の理論値と概ね一致していることが分かる。特に、極角θ＝２０°〜３０°の方向から入射して誘電体多層膜２３を通過する光量が最も多いことが分かる。また、ランバーシアン配光において光量が最大となる極角θＭが、概ね２５°であることが分かる。図７に示す実測値と理論値との誤差は、実際の光源２２の配光特性が理想的なランバーシアン配光となっていないことが要因であると考えられる。
【００３８】
このように、光源２２の配光特性は角度依存性を有している。一方で、前述のように誘電体多層膜２３の光通過特性も角度依存性を有している。いずれの角度依存性も液晶表示装置の色再現性にとってはネガティブな要因であるが、両者の角度依存性を整合させることによってポジティブな相乗効果が得られる可能性がある。そこで、本実施形態では、誘電体多層膜２３の光通過特性を、光源２２の配光特性に合わせて最適化させることを検討する。
【００３９】
図８は、第１実施形態に係る光源装置における誘電体多層膜２３の光通過特性を示す図である。図８に示す誘電体多層膜２３は、ＴｉＯ２を主材料とする高屈折率層とＳｉＯ２を主材料とする低屈折率層が交互に積層された構造を有する。そして、誘電体多層膜２３の光通過特性は、積層面に対して２５°の角度から入射する光に対して前述の最適化の条件が満たされるように最適化されている。
【００４０】
すなわち、誘電体多層膜２３は、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の波長をそれぞれ６１０／５３０／４７０（ｎｍ）とするとき、図８に実線で示すように、２５°の角度から入射する光に対する３原色の波長における光透過率がいずれも８０％以上となっている。そして、４７０〜５３０（ｎｍ）および５６０〜６１０（ｎｍ）の波長帯に、光透過率が５％以下となる極小を有している。
【００４１】
このような光通過特性を有する誘電体多層膜２３は、例えば図２に示す光通過特性を有する従来の誘電体多層膜に対して公知技術（例えば、特許文献４参照）を適用し、光通過特性を長波長側にシフトさせることにより製造することが可能である。これにより、本実施形態の誘電体多層膜２３は、４７０、５３０、および６１０（ｎｍ）の波長を有する３原色の光を通過させる一方で、３原色以外の光は遮断し、２５°の角度から入射する光を３原色の波長に純色化することができる。
【００４２】
なお、誘電体多層膜２３の光通過特性の最適化の条件は、４７０〜５３０（ｎｍ）および５６０〜６１０（ｎｍ）の両方の波長帯に極小を有する代わりに、４７０〜５３０（ｎｍ）または５６０〜６１０（ｎｍ）のいずれかの波長帯に極小を有してもよい。波長帯の極小は必ずしも５％以下である必要はないが、５％以下であることが望ましい。
【００４３】
このように、本実施形態の誘電体多層膜２３の光通過特性は、図８に実線で示すように、入射する光量が最大となる極角θ＝２５°の方向から入射する光に対して最適化されている。一方で、図８に点線または破線で示すように、入射する光量が少ない極角θ＜１５°または極角θ＞３５°の方向から入射する光に対しては最適化されていない。
【００４４】
図９は、第１実施形態に係る光源装置を用いた液晶表示装置による色再現範囲を示す図である。図９には、図１に示すＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０と、誘電体多層膜を有しない一般的な液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１に加え、本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２の実測値を示している。また図９には、誘電体多層膜の光通過特性が光源２２の配光特性に合わせて最適化されていない場合の色再現範囲Ｒ３の実測値を比較例として示す。色再現範囲の測定は、図７に示す配光特性を有する光源２２を用い、液晶表示装置のＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の表示の色相を分光器で測定した。
【００４５】
図９に実線で示す本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２は、光源２２と導光板２１の間に、図８に示す光通過特性を有する誘電体多層膜２３を配置して測定した。誘電体多層膜２３の光通過特性は、光源２２の配光特性に合わせて最適化されている。本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の７７．３％であった。一方、誘電体多層膜２３を配置しない従来の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の６７．１％であった。
【００４６】
このように、誘電体多層膜２３の光通過特性が光源２２の配光特性に合わせて最適化された本実施形態では、ＢＴ．２０２０規格を再現するには至らないものの、誘電体多層膜２３を配置しない従来と比較して色再現範囲を拡大することができた。
【００４７】
一方、図９に一点鎖線で示す色再現範囲Ｒ３は、光源２２と導光板２１の間に、図２に示す光通過特性を有する誘電体多層膜を配置して測定した。図２に示す従来の誘電体多層膜の光通過特性は、光源２２の配光特性に合わせて最適化されていない。色再現範囲Ｒ３の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の６５．５％であった。
【００４８】
このように、誘電体多層膜の光通過特性が光源２２の配光特性に合わせて最適化されていない構成では、誘電体多層膜を配置しない構成よりも色再現範囲が狭くなってしまった。これは、図２に示す誘電体多層膜は、光量が最大となる極角θ＝２５°の方向ではなく、光量が少ない極角θ＝０°の方向で最適化されているため、２５°の角度から入射する３原色の光が、誘電体多層膜の角度依存性により除去されてしまったためと考えられる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の光源は、光源の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて誘電体多層膜を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有している。また、本実施形態の誘電体多層膜は、誘電体多層膜の積層面の法線方向に対して極角θＭをなす方向から入射して誘電体多層膜を通過する光が最も純色化されるように最適化された光通過特性を有している。これにより、液晶パネルを照明する光を高純色化して色再現範囲を拡大することが可能な光源装置を得ることができる。
【００５０】
なお、以上の説明では、光源２２は、上式（１）に示すランバーシアンの配光特性を有するものとしたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。光源２２は、光源２２の発光面の法線方向と極角θをなす方向に放射されて誘電体多層膜２３を通過する光量が、極角θＭ＞０°において最大となる配光特性を有していればよい。また、図６では、誘電体多層膜２３の積層面と光源２２の発光面とが互いに平行になるように配置したが、必ずしもこのような配置に限定されるものではない。
【００５１】
また、以上の説明では、誘電体多層膜２３は、ＴｉＯ２を主材料とする高屈折率層とＳｉＯ２を主材料とする低屈折率層が交互に積層された構造を有するものとしたが、これに限定されるものではない。高屈折材料にはＺｎＳ、ＣｅＯ２、ＺｒＴｉＯ４、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２等を用いてもよいし、低屈折材料にはＭｇＦ２等を用いてもよい。また、誘電体多層膜２３は、光源２２が発する光を６１０／５３０／４７０（ｎｍ）の３原色の波長に純色化するものとしたが、別の３原色の波長に純色化してもよいし、４色以上の原色波長に純色化してもよい。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る液晶表示装置および光源装置について図１０〜図１２を用いて説明する。図１０は、第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。図１０に示す本実施形態の液晶表示装置は、図３に示す第１実施形態の液晶表示装置と比較して、ＹＡＧ蛍光体の代わりにＫＳＦ蛍光体（フッ化物蛍光体）を用いている点が異なっている。その他の構成は第１実施形態と同じであるので説明は省略する。以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００５３】
図１１は、第２実施形態に係る光源装置における光源２２ｂの発光スペクトルを示す図である。本実施形態の光源２２ｂは、図１０に示すように、ＬＥＤ素子２６および蛍光体２７ｂを有している。ＬＥＤ素子２６は青色で発光し、ＫＳＦを主成分とする蛍光体２７ｂにより一部の光は赤色光へ変換される。
【００５４】
この結果、ＬＥＤ素子２６が発する光と蛍光体２７ｂが発する光は混色して白色を呈する。図１１に示すように、光源２２ｂの発光スペクトルは、ＬＥＤ素子２６が発する青色の波長に鋭いピークを有すると共に、赤帯域、そして緑帯域にもピークを有している。このような、緑帯域にもピークを有する光源２２ｂを用いることにより、第１実施形態の液晶表示装置よりも広い色再現範囲を再現することが可能である。
【００５５】
図１２は、第２実施形態に係る光源装置を用いた液晶表示装置による色再現範囲を示す図である。図１２には、図１に示すＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０と、誘電体多層膜を有しない一般的な液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１に加え、本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２の実測値を示している。また図１２には、誘電体多層膜の光通過特性が光源２２ｂの配光特性に合わせて最適化されていない場合の色再現範囲Ｒ３の実測値を比較例として示す。色再現範囲の測定は、図１１に示す配光特性を有する光源２２ｂを用い、液晶表示装置のＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の表示の色相を分光器で測定した。
【００５６】
図１２に実線で示す本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２は、光源２２ｂと導光板２１の間に、図８に示す光通過特性を有する誘電体多層膜２３を配置して測定した。誘電体多層膜２３の光通過特性は、光源２２ｂの配光特性に合わせて最適化されている。本実施形態の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ２の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の８４．１％であった。一方、誘電体多層膜２３を配置しない従来の液晶表示装置による色再現範囲Ｒ１の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の７５．８％であった。
【００５７】
このように、誘電体多層膜２３の光通過特性が光源２２ｂの配光特性に合わせて最適化された本実施形態では、ＢＴ．２０２０規格を再現するには至らないものの、誘電体多層膜２３を配置しない従来と比較して色再現範囲を拡大することができた。また、ＹＡＧ蛍光体の代わりにＫＳＦ蛍光体を用いることにより、第１実施形態の液晶表示装置と比較して更に色再現範囲を拡大することができた。
【００５８】
一方、図１２に一点鎖線で示す色再現範囲Ｒ３は、光源２２ｂと導光板２１の間に、図２に示す光通過特性を有する誘電体多層膜を配置して測定した。図２に示す従来の誘電体多層膜の光通過特性は、光源２２ｂの配光特性に合わせて最適化されていない。色再現範囲Ｒ３の面積は、ＢＴ．２０２０が規定する色再現範囲Ｒ０の面積の７５．８％であった。
【００５９】
このように、誘電体多層膜の光通過特性が光源２２の配光特性に合わせて最適化されていない構成では、誘電体多層膜を配置しない構成と色再現範囲は同じであり、改善は見られなかった。これは、図２に示す誘電体多層膜は、光量が最大となる極角θ＝２５°の方向ではなく、光量が少ない極角θ＝０°の方向で最適化されているため、２５°の角度から入射する３原色の光が、誘電体多層膜の角度依存性により除去されてしまったためと考えられる。
【００６０】
以上のように、本実施形態の光源装置はＹＡＧ蛍光体の代わりにＫＳＦ蛍光体を含んでいる。これにより、第１実施形態と同様の効果に加え、更に色再現範囲を拡大することが可能な光源装置を得ることができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１              ：液晶パネル
２              ：バックライトユニット
１０            ：電極
１１            ：液晶層
１２ａ、１２ｂ  ：ガラス基板
１４ａ、１４ｂ  ：偏光板
１５            ：カラーフィルタ
２１            ：導光板
２２            ：光源
２３            ：誘電体多層膜
２６            ：ＬＥＤ素子
２７            ：蛍光体
【図１】
2017211567.tif 000003
【図２】
2017211567.tif 000004
【図３】
2017211567.tif 000005
【図４】
2017211567.tif 000006
【図５】
2017211567.tif 000007
【図６】
2017211567.tif 000008
【図７】
2017211567.tif 000009
【図８】
2017211567.tif 000010
【図９】
2017211567.tif 000011
【図１０】
2017211567.tif 000012
【図１１】
2017211567.tif 000013
【図１２】
2017211567.tif 000014