(57)【要約】  可視エリアと、ダウンコンバージョンフィルム要素と、青色ＬＥＤとを有するＬＣＤバックライトユニットの全体にわたって色の均一性を改善するための方法は、可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることを含む。
2017526133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＤバックライトユニットであって、
（ａ）支持構造体と、
（ｂ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、
（ｃ）青色ＬＥＤとを備え、
前記支持構造体は、少なくとも前記ダウンコンバージョンフィルム要素に隣接する縁部上に青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を備える、ＬＣＤバックライトユニット。
【請求項２】
ＬＣＤバックライトユニットであって、
（ａ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、
（ｂ）青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を備える少なくとも１つの縁部を有する導光体と、
（ｃ）青色ＬＥＤとを備える、ＬＣＤバックライトユニット。
【請求項３】
ＬＣＤバックライトユニットであって、
（ａ）光方向変換フィルムと、
（ｂ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、
（ｃ）青色ＬＥＤと、
（ｄ）青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体と
を備え、前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、前記光方向変換フィルムの縁部又は前記ダウンコンバージョンフィルム要素の縁部に重なる、ＬＣＤバックライトユニット。
【請求項４】
前記支持構造体は黄色のプラスチックを含む、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、黄色の、被膜、塗料、又はインクである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、黄色の、フィルム又はテープである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、青色光吸収体と組み合わされた、赤色光及び緑色光のみを反射するように調整された多層光学フィルムである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記ダウンコンバージョンフィルム要素は量子ドットフィルムである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
エッジライト型である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
可視エリアを有するＬＣＤバックライトユニットの全体にわたって色の均一性を改善する方法であって、前記可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることを含み、
前記ＬＣＤバックライトユニットは、ダウンコンバージョンフィルム要素と、青色ＬＥＤとを備える、方法。
【請求項１１】
前記ＬＣＤバックライトユニットは、支持構造体を更に備え、前記可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることは、前記ダウンコンバージョンフィルム要素に隣接する前記支持構造体の縁部に青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＣＤバックライトユニットは導光体を更に備え、前記可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることは、前記導光体の少なくとも１つの縁部に青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＣＤバックライトユニットは光方向変換フィルムを更に備え、前記可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることは、前記光方向変換フィルムの前記縁部又は前記ダウンコンバージョンフィルム要素の前記縁部に重ねて青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、黄色の、被膜、塗料、又はインクである、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、黄色の、フィルム又はテープである、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、青色光吸収体と組み合わされた、赤色光及び緑色光のみを反射するように調整された多層光学フィルムである、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ダウンコンバージョンフィルム要素は量子ドットフィルムである、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダウンコンバージョンフィルム要素を内蔵したバックライトシステムにおいて色の均一性を改善する方法、及び改善されたバックライトシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ピクセルがカラー画像を画面に表示するために、別個のバックライトユニットと、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを利用する非放射性ディスプレイである。赤色、緑色及び青色のカラーフィルタは、バックライトユニットから放出された白色光をそれぞれ、赤色光、緑色光、及び青色光へと分離する。ＬＣＤデバイスによって表示できる色の範囲は、色域と呼ばれる。
【０００３】
ＬＣＤバックライトシステムは通常、反射板若しくはフィルム、抽出機構を有する導光体（例えば導光板若しくは導光フィルム）、拡散シート、光方向変換フィルム（例えば、プリズムフィルム、レンチキュラーフィルム及び／若しくは他の輝度向上フィルム）、並びに／又は反射偏光子を含んでいる。従来、ＬＣＤは、黄色のＹＡＧ蛍光体と組み合わされた青色ＬＥＤダイからなる白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用してきた。モバイル／ハンドヘルドデバイスは通常、エッジライト型であり、表示エリア全体に光を均一に分布させるために導光体を内蔵している。「白い」光は次いで、拡散シートを使用して導光体の外へと拡散される。しかしながら、最近では、色域を改善させたＬＣＤが開発されている。そのようなＬＣＤでは、白色ＬＥＤは青色ＬＥＤに置き換えられ、拡散シートは、色を能動的に変換するダウンコンバージョンフィルム要素に置き換えられている。ダウンコンバージョンシートは、例えば、赤色及び緑色の量子ドット、蛍光体、蛍光染料などを含み得る。典型的なＬＣＤバックライトの底部にある拡散シートを単に量子ドットフィルム要素に置き換えることにより、達成される色域は劇的に（例えば５０％）向上され得る。
【０００４】
量子ドットフィルム要素又は他のダウンコンバージョンフィルム要素を内蔵したバックライトシステムに伴う１つの問題は、バックライトの境界付近における（つまり、ディスプレイの可視エリアの縁部における）色の不均一性である。通常、この不均一性は、ディスプレイの可視エリアの縁部に青い輝きとして現れる。この輝きは一般には、バックライトシステムの縁部から外に青色光が漏れる結果と考えられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記を鑑みて、本発明者らは、ダウンコンバージョンフィルム要素を内蔵したバックライトシステムにおける改善された色の均一性が必要とされていることを認識している。
【０００６】
驚くべきことに、本発明者らが発見したところでは、ダウンコンバージョンフィルム要素を内蔵したディスプレイの可視エリアの縁部における色の不均一性は、これまで考えられていたように青色光の漏れだけに起因するものではない。むしろ、本発明者らが発見したところでは、この色の不均一性は主として、青色光に対して赤色光及び緑色光の角度分布に差があることが原因となってディスプレイの縁部で赤色光及び緑色光が不十分になることによって生じる。赤色光及び緑色光は反射するが青色光を吸収する材料をディスプレイの可視エリアの縁部に使用すると、青色光と赤色光及び緑色光とが釣り合い、ディスプレイの可視エリアの中心の白色点に近い白色点を有する光を供給できることを、本発明者らは突き止めている。
【０００７】
簡単に述べると、一態様では、本発明は、（ａ）支持構造体と、（ｂ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、（ｃ）青色ＬＥＤとを備えるＬＣＤバックライトユニットを提供するものであり、支持構造体は、少なくともダウンコンバージョンフィルム要素に隣接する縁部上に青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を備える。
【０００８】
別の態様では、本発明は、（ａ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、（ｂ）青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を備える少なくとも１つの縁部を有する導光体と、（ｃ）青色ＬＥＤとを備えるＬＣＤバックライトユニットを提供するものである。
【０００９】
更に別の態様では、本発明は、（ａ）光方向変換フィルムと、（ｂ）ダウンコンバージョンフィルム要素と、（ｃ）青色ＬＥＤと、（ｄ）青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体とを備えるＬＣＤバックライトユニットを提供するものであり、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、光方向変換フィルムの縁部又はダウンコンバージョンフィルム要素の縁部と重なる。
【００１０】
更に別の態様において、本発明は、可視エリアを有するＬＣＤバックライトユニットの全体にわたって色の均一性を改善する方法を提供する。この方法は、可視エリアの少なくとも１つの縁部において赤色光及び緑色光を反射する一方で青色光吸収を増加させることを含み、ＬＣＤバックライトユニットは、ダウンコンバージョンフィルム要素と、青色ＬＥＤとを備える。
【００１１】
本明細書で用いる「青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体」という用語は、青色光は吸収するが赤色光は反射する材料を意味する。例えば、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、約４２０ｎｍ〜約５００ｎｍの波長の一部の光は吸収し得るが、約５１０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長の一部の光は反射し得る。好ましくは、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、バックライトユニットで利用される青色ＬＥＤの出力波長を実質的に吸収するように、また赤色及び緑色ダウンコンバータの出力波長を実質的に反射するように選択される（例えば、赤色及び緑色量子ドット）。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、以下の図面と共に以下の発明を実施するための形態を鑑みて、より完全に理解できよう。
【図１】実施例で利用される測定構成の図である。
【図２ａ】図１に示す構成から得られたカメラ画像である。
【図２ｂ】図１に示す構成から得られた測定データである。
【図３】実施例で利用される測定構成の図である。
【図４ａ】図３に示す構成から得られたカメラ画像である。
【図４ｂ】図３に示す構成から得られた測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ディスプレイの全体にわたって均一な白色を達成するには、赤色と緑色と青色との均一な混合を空間的に維持することが必要である。本発明者らが確認したところでは、量子ドットフィルムなどのダウンコンバージョンシートを内蔵したバックライトにおいては、赤色と緑色と青色との混合が空間的に均一ではなく、これは主に、それら異なる色の光が異なる光源に由来するためである。例えば、赤色光と緑色光は量子ドットに由来する。光子は、量子ドットによってすべての方向に等しく放出される。したがって、赤色光及び緑色光は広い角度分布を有する。それに対し、青色光は青色ＬＥＤに由来する。青色光は、すべての方向に等しくは分布されない。青色光の角度分布は、バックライトシステム内の光学フィルム積層体（例えば、導光体、拡散及び／又は光方向変換フィルムなど）によって大部分が決定される。したがって青色光は一般に、赤色光及び緑色光と比較して、広がりがより小さい。
【００１４】
赤色光及び緑色光の広い角度分布の結果として、いかなる１点における色も、その点の直下のエリアに由来する光によってのみ決定されるわけではなく、隣接するエリアに由来する光によっても決定される。したがって、赤色光及び緑色光は、角度分布がより広いことから、青色光と比べて、隣接するエリアから放出される光に、より大きく依存する。
【００１５】
エッジライト型ＬＣＤバックライトシステムにおいては、より均一な光をディスプレイに供給するために、通常、抽出機構を有する導光体が使用される。この抽出機構は通常、視認可能なディスプレイエリア全体にわたって密度を変化させて、均一な外観を達成している。例えば、通常、ＬＥＤ付近にはほとんど抽出機構がなく、ＬＥＤから遠ざかるにつれて抽出機構の密度が増大する。抽出機構をＬＣＤパネルの可視エリアの縁部付近で終えることが慣例となっている。本発明者らが発見したところでは、ダウンコンバージョンフィルム要素（例えば量子ドットフィルム）を内蔵したエッジライト型バックライトシステムにおいては、可視エリアの縁部で抽出機構を終えると、青色光と混合させて白色光を発生させるために縁部で利用可能な赤色光及び緑色光が十分にないことから、結果として可視エリアの縁部で青色がより多くなる。つまり、生成される赤色光及び緑色光が、抽出機構を内蔵したエリアの外側では非常に少なくなる。
【００１６】
更に、本発明者らが確認したところでは、角度分布の違いが原因で、ディスプレイの縁部の外側では青色光と比べてより多くの赤色光及び緑色光が失われるため、ディスプレイの縁部で量子ドットフィルムから放出される赤色光及び緑色光は、均一な色を発生させるには十分ではない。
【００１７】
ディスプレイエリアの縁部付近における色の均一性を改善するためには、ディスプレイ縁部における「失われた」赤色光及び緑色光を埋め合わせるか、又は過剰な青色光を除去することが必要であることを本発明者らは発見した。参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１５／０６５６０１号には、ディスプレイ縁部における赤色光及び緑色光を増加させるための方法が記載されている。ディスプレイの縁部における青色光を減少させることは、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を使用して達成され得る。いくつかのバックライトユニットでは、国際公開第２０１５／０６５６０１号に記載されている方法を以下に記載する方法と組み合わせることが有利となり得る。
【００１８】
青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を使用してディスプレイの可視エリアの縁部付近における色の均一性を改善する１つの方法は、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体をバックライトの機械的支持構造体（例えば、フレーム）に追加すること、又は青色光吸収材料のフレームを構成することである。例えば、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、少なくともダウンコンバージョンフィルム要素に隣接する支持体の縁部上の支持構造体に追加され得る。青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、例えば黄色の顔料を含み得る。好適な青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体の例には、黄色の、被膜、塗料、インク、フィルム及びテープが挙げられる。あるいは、機械的支持構造体は、例えば黄色のプラスチックなどの青色光吸収材料から構成され得る。
【００１９】
また、青色光吸収体と組み合わされた、赤色光及び緑色光のみを反射するように調整された多層光学フィルム（ＭＯＦ）が、青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体として使用され得る。例えば、ＭＯＦは、暗色の（例えば黒色の）フレームに取り付けられるか、又は暗色の（例えば黒色の）材料をその裏面に適用され（例えば、積層又はコーティングされ）得る。
【００２０】
青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を使用してディスプレイの可視エリアの縁部付近における色の均一性を改善する別の方法は、上述したような青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を導光体の縁部に追加することである。青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、上面、側面、上面と側面との組み合わせ、又は導光体の縁部の全周に適用され得る。例えば、黄色の塗料又はインクが導光体の縁部の周りに塗装又は印刷され得る。
【００２１】
青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を使用してディスプレイの可視エリアの縁部付近における色の均一性を改善する更に別の方法は、上述したような青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体を光方向転換フィルムの縁部又はダウンコンバージョンフィルム要素の縁部に追加することである。青色光吸収体／赤色光及び緑色光反射体は、ダウンコンバージョンフィルム要素又は導光体の上面、側面、上面と側面との組み合わせ、又は縁部の全周に適用され得る。例えば、光方向変換フィルム又はダウンコンバージョンフィルム要素の縁部の周囲に、黄色の塗料又はインクが印刷され得るか、あるいは黄色のテープが付着され得る。必要となる光方向変換フィルム又はダウンコンバージョンフィルム要素上における黄色テープの重なりの量は、材料の吸収特性と共に変化することになる。一般に、材料がより青色吸収性となるにつれて、必要となる重なりは小さくなる。この吸収特性と重なりを用いて、縁部付近におけるディスプレイからの出力色を微調整する方法が、当業者には明らかとなろう。
【００２２】
好適なダウンコンバート材料には、赤色及び緑色の、量子ドット、蛍光体、蛍光染料などを挙げることができる。ダウンコンバート材料は、ダウンコンバージョンフィルム要素と同じ材料であり得る。
（実施例）
【００２３】
本発明の目的及び利点を、以下の実施例によって更に説明するが、これらの実施例に記載する特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不要に限定するものと解釈されるべきではない。
【００２４】
比較例１及び実施例１
図１に示すように、ノートブックＰＣのバックライトの導光板を青色のＬＥＤ１０４によって照明し、ＥＳＲ１１２のシート上に置いた。３Ｍ（商標）ＱＤＥＦ−２１０（スリーエム社による量子ドット向上フィルム）１０８と直交プリズムフィルム（スリーエム社から入手可能なＢＥＦ４−ＧＴ及びＢＥＦ４−ＧＭｖ５）１１０を導光板１０２及びＥＳＲ１１２の上に置いた。機械的支持構造体１１５がフィルム積層体の境界を形成した。実施例１では、黄色のマーカー１３０を、ＱＤＥＦ１０８に隣接する縁部上で支持構造１１５の縁部に適用した。比較例１に対してはマーカーを適用しなかった。Ｐｒｏｍｅｔｒｉｃカメラ（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ＰＭ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ  ＰＭ−９９１３Ｅ−１）１１４を積層されたフィルムの上に配置し、それを使用して、図１に示すエリアの上方の空間色を測定した。これらの実験から得られた出力を図２ａ及び２ｂに示す。図２ａはカメラから得られた画像である。図２ｂは、図２ａの中心線に沿った横断面の色データを含んでいる。
【００２５】
比較例及び実施例２
図３に示すように、Ｋｉｎｄｌｅ  Ｆｉｒｅ  ＨＤＸ  ５０２の導光板を青色のＬＥＤ５０４によって照明し、ＥＳＲ  ５１２のシート上に置いた。３Ｍ（商標）ＱＤＥＦ−２１０  ５０８と直交プリズムフィルム（ＢＥＦ４−ＧＴ及びＢＥＦ４−ＧＭｖ５）５１０を、導光板５０２及びＥＳＲ５１２の上に置いた。機械的支持構造体５１５がフィルム積層体の境界を形成した。実施例２では、黄色のリムテープ５１８を直交プリズムフィルム５１０の縁部に重ねて適用した。ＰＲ−６５０分光光度計を、積層されたフィルムの上に配置し、それを使用して、黄色のリムテープ５１８が配置された縁部（実施例２）及び黄色のリムテストが存在しない縁部（比較例）においてエリア全体の空間色及び輝度を測定した。これらの実験から得られた出力を図４ａ及び図４ｂに示す。図４ａはカメラからの画像である。図４ｂは、未修正の機械的支持体（比較例）についてのｘ，ｙにおける線に沿った横断面色データと、黄色に塗られた機械的支持体（実施例２）についてのｘ’，ｙ’における線に沿った横断面色データを含む。
【００２６】
本明細書中に引用される刊行物の完全な開示は、それぞれが個々に組み込まれたかのように、その全体が参照により組み込まれる。本発明の範囲及び趣旨を逸脱せずに、本発明の様々な修正及び改善が当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に説明されている発明の例示的な実施形態及び実施例によって不当に制限されるものではなく、そのような実施例及び実施形態は例としてのみ提示されるものであり、本発明の範囲は、以下に説明される特許請求の範囲によってのみ制限されるものであることを理解すべきである。
【図１】
2017526133.tif 000003
【図２ａ】
2017526133.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
2017526133.tif 000007
【図４ｂ】
2017526133.tif 000008
【国際調査報告】
2017526133.tif 000009
2017526133.tif 000010
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