JP2016095947A - 発光装置、バックライト装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタを備えた表示パネルにおける色純度及び輝度の低下を招かない発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の発光装置（１００）は、光の入射角度に応じて光の透過率／反射率で示される波長特性が変る誘電体多層膜（１０３）と、白色発光ＬＥＤ（１０１）から誘電体多層膜（１０３）に入射される全ての光の入射角度を０°に設定する拡散レンズ（１０２）とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子として白色光源を備えた発光装置、バックライト装置及び表示装置に関する。

現在、表示装置のバックライト光源には白色発光ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤなどの発光装置が用いられている。

図１６に示すように、白色発光ＬＥＤ１０００は、パッケージ１１１１内において、主にＬＥＤチップ（近紫外〜青色チップ）１１１２と蛍光体１１１３を組み合わせた方式で白色光を作り出している。例えば青色チップに黄色蛍光体を組み合わせた擬似白色発光ダイオードや、緑蛍光体と赤蛍光体を用いた広演色白色発光ダイオードなどである。しかしながら、これらの白色発光ＬＥＤは、可視波長域のうち、ほぼ全波長域にわたって光が存在するため、色純度が低下するという欠点がある。

図１７に白色発光ＬＥＤの発光スペクトル、図１８に表示パネルのカラーフィルタのスペクトルを示す。図１８から、例えばカラーフィルタのＢ領域（青領域：Ｂ−ＣＦ）を透過した光には青だけでなく緑領域の光が多量に含まれていることが分かる。また、カラーフィルタのＧ領域（緑領域：Ｇ−ＣＦ），Ｒ領域（赤領域：Ｒ−ＣＦ）を透過する光に関しても同様に他の波長の光が混ざるため、表示パネルにおける色純度が低下する。

一方、図１９に示すＲＧＢ―ＬＥＤを用いたバックライト光源は、各色で独立した発光装置１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂで構成されているので、図２０に示すように、白色発光ＬＥＤに比べてシアンおよび黄色領域のスペクトルが少ないため、白色発光ＬＥＤの場合よりも表示パネルにおける色純度が向上する。しかしながら、ＲＧＢ―ＬＥＤを用いたバックライト光源においても、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのカラーフィルタを透過してくる光には隣接する色の光がある程度含まれているため、表示パネルにおける色純度が低下する。

そこで、表示パネルにおける色純度を向上させるための手段として、バックライト光源中の特定の色光を取出す波長選択フィルタ（ダイクロイックフィルタなどの誘電体多層膜）を用いた技術が、例えば特許文献１，２に開示されている。

ＷＯ２００９／１０７２７０号公報（２００９年９月３日国際公開） 特開２００７−２２６２３９号公報（２００７年９月６日公開）

ところで、特許文献１には、光の入射角度が変化すると反射率が変換するという誘電体多層膜の性質を利用して、図２１に示すように、誘電体多層膜からなるフィルタ２００１の傾斜角度をバックライト光源２００２の特性に応じて変えることで、表示パネルにおける色純度を向上させているバックライト装置２０００が開示されている。

しかしながら、上記フィルタ２００１は平面状であるため、バックライト光源２００２からの光は誘電体多層膜からなるフィルタ２００１に様々な角度（０°〜９０°）で入射されることになる。このため、光がフィルタ２００１における誘電体多層膜内を通る光路長が一定でなくなるため、透過率／反射率の波長特性が変化し、所望の光を取り出すことは困難である。また、特許文献２においても、誘電体保護膜（特許文献１のフィルタ２００１に相当）は平面状であるため、特許文献１と同様に、所望の光を取り出すことは困難である。

従って、特許文献１，２では、所望の光を取り出すことが困難であるため、表示パネルにおける色純度の低下、輝度の低下を招来するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、カラーフィルタを備えた表示パネルにおける色純度及び輝度の低下を招かない発光装置、バックライト装置及び表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、白色光源と、上記白色光源の光出射側に配置され、光の入射角度に応じて光の透過率／反射率で示される波長特性が変る誘電体多層膜と、上記白色光源から上記誘電体多層膜に入射される光の入射角度を、当該誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタを透過した場合に隣接する色の波長同士が重なる範囲の波長の光がカットされる角度に設定する入射角度設定部材と、を含んでいることを特徴としている。

本発明の一態様に係る発光装置によれば、カラーフィルタを備えた表示パネルにおける色純度及び輝度の低下を招かないという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る発光装置の概略構成図である。 図１に示す発光装置を備えたバックライト装置を含んだ液晶表示装置の概略構成図である。 誘電体多層膜の透過スペクトルを示す図である。 図２に示す液晶表示装置と比較するための液晶表示装置の概略構成図である。 （ａ）は、図４に示す誘電体多層膜に対して入射角０°で入射した光（入射光）の発光スペクトルを示し、（ｂ）は、図４に示す誘電体多層膜に対して入射角度４５°で入射した光（入射光）の発光スペクトルを示す図である。 本実施形態１の変形例に係る発光装置の概略構成図である。 図６に示す各色の発光装置が備える誘電体多層膜の透過スペクトルを示した図である。 本発明の実施形態２に係る液層表示装置の概略構成図である。 図８に示す液晶表示装置のバックライト装置に備えられた発光装置の概略構成図である。 本発明の実施形態３に係る液層表示装置の概略構成図である。 図１０に示す液晶表示装置のバックライト装置に備えられた発光装置の概略構成図である。 本発明の実施形態４に係る液層表示装置の概略構成図である。 図１２に示す液晶表示装置のバックライト装置に備えられた発光装置の概略構成図である。 図１３に示す誘電体多層膜の透過スペクトルを示す図である。 図１３に示す誘電体多層膜に対する入射角度０°〜１０°で入射した光（入射光）の発光スペクトルを示す図である。 一般的な白色発光ＬＥＤの概略構成図である。 図１６に示す白色発光ＬＥＤの発光スペクトルを示す図である。 一般的なカラーフィルタの透過スペクトルを示す図である。 一般的なＲＧＢ―ＬＥＤの概略構成図である。 図１９に示すＲＧＢ―ＬＥＤの発光スペクトルを示す図である。 従来のバックライト装置の概略構成図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施形態では、本発明の発光装置及びバックライト装置を備えた表示装置の一例として液晶表示装置について説明する。以降の実施形態においても、同様に、液晶表示装置について説明する。

（液晶表示装置の概略説明）
図２は、液晶表示装置１の概略構成を示す図である。液晶表示装置１は、図２に示すように、液晶パネル１０、液晶パネル１０を背面から光を照射するバックライト装置２０を含んでいる。

液晶パネル１０は、アクティブマトリクス基板１１と、アクティブマトリクス基板１１に対向配置された対向基板１２とを含み、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２との間に液晶１３が封入された構成となっている。対向基板１２には、Ｂ領域（図示せず）、Ｇ領域（図示せず）、Ｒ領域（図示せず）が形成されたカラーフィルタ１４が設けられている。

バックライト装置２０は、液晶パネル１０の背面直下に配置された複数の発光装置１００と、これら発光装置１００を収容したシャーシ２１を含んだ直下型のバックライト装置である。シャーシ２１は、液晶パネル１０への光出射側に、複数枚の光学シート２２が配されると共に、当該シャーシ２１の内面に反射シート２３が配された構成となっている。

（発光装置１００の説明）
発光装置１００は、図１に示すように、白色光源としての白色発光ＬＥＤ１０１、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａ側に形成された拡散レンズ１０２、拡散レンズ１０２の白色発光ＬＥＤ１０１側の内面１０２ａに形成された誘電体多層膜１０３を含んでいる。

白色発光ＬＥＤ１０１は、パッケージ１１１内において、ＬＥＤチップ（近紫外〜青色チップ）１１２と蛍光体１１３を組み合わせた方式で白色光を作り出す一般的な白色発光ＬＥＤである。

拡散レンズ１０２は、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射された光を拡散するためのレンズであり、白色発光ＬＥＤ１０１側に形成された支柱１０２ｂによってバックライト装置２０内のシャーシ２１に取り付けられている。この支柱１０２ｂにより、白色発光ＬＥＤ１０１と拡散レンズ１０２との間に隙間が形成され、白色発光ＬＥＤ１０１の熱を逃がすようになっている。

拡散レンズ１０２の内面１０２ａは、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射された光が入射される光入射部分であり、上記光出射面１０１ａから出射された光が全て入射角度０°で入射される略凹状に形成されている。このように形成された内面１０２ａに、誘電体多層膜１０３が蒸着される。誘電体多層膜１０３の内面１０２ａへの蒸着方法としては、一般的な真空蒸着法が挙げられるが、他の蒸着方法であってもよい。

このように、拡散レンズ１０２の内面１０２ａに蒸着された誘電体多層膜１０３は、当該拡散レンズ１０２の内面１０２ａの表面形状に沿って形成される。従って、誘電体多層膜１０３には、内面１０２ａと同様に、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射される光が全て入射角度０°で誘電体多層膜１０３に入射される。つまり、拡散レンズ１０２は、誘電体多層膜１０３に入射される全ての光の入射角度を全て０°に設定する入射角度設定部材として機能している。

従って、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射された光の誘電体多層膜１０３への入射角度は全て０°にすれば、誘電体多層膜１０３によって、白色発光ＬＥＤ１０１中の不要な波長の光をカットすることができる。これは、図３に示す誘電体多層膜１０３の透過率／反射率の波長特性を利用することで実現している。以下に、誘電体多層膜１０３の詳細について説明する。

（誘電体多層膜１０３）
図３は、誘電体多層膜１０３の透過スペクトルを示している。誘電体多層膜１０３は入射角度が大きくなると透過率／反射率の波長特性が短波長側にシフトするという性質をもつため、図３では、０°で入射した光（入射光）の透過スペクトル（実線）と４５°で入射した光（入射光）の透過スペクトル（破線）は異なる。この図から、誘電体多層膜１０３への入射光の入射角度が全て０°であれば、不要な色の光をカットできていることが分かる。

以下に、誘電体多層膜１０３の詳細について説明する。

誘電体多層膜１０３は、高屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜とを、光学膜厚がλ／４（λは放出する光の波長）になるように、交互に多数回積層して形成される。

ここで、高屈折率の誘電体膜としては、屈折率１.９以上の透明性酸化物膜や透明性窒化物膜が好ましく、また、硫化物膜またはセレン化化合物も透明性のものであれば好ましい。このような高屈折率誘電体膜の例としては、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＢＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、またはＺｎＳＳｅなどからなる膜が好ましく挙げられる。また、これらを粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜を用いてもよい。

一方、低屈折率の誘電体膜としては、屈折率1.５以下の透明性の酸化物やフッ化物からなる膜、該酸化物やフッ化物を粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜、またはフッ素化ポリマー膜などを好ましく挙げることができる。具体的にはＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＮａＡｌＦ、もしくはＳｉＯＦなどからなる膜、これらの化合物を粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜、または、フッ素化ポリオレフィン、フッ素化ポリメタクリレート、もしくはフッ素化ポリイミドなどからなる膜が好適である。

（誘電体多層膜への入射光の入射角度の設定）
図４は、誘電体多層膜および白色発光ＬＥＤを用いた直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置の概略を示している。ここで、図２に示す液晶表示装置１と異なるのは、誘電体多層膜の形成位置である。すなわち、図４に示すように、光学シート２２の背面に、平面状の誘電体多層膜２４が形成されている点で図２に示す液晶表示装置１と異なる。

このように、平面状に誘電体多層膜２４では、白色発光ＬＥＤ１０１からの光が様々な角度で誘電体多層膜に入射することになる。

例えば誘電体多層膜２４に対して入射角度０°で透過／反射された光は、図５の（ａ）のように青・緑・赤の光に分離され、隣り合う色の光が各カラーフィルタを透過する量を減少させることができるため、液晶パネル１０における色純度を向上させることができる。

しかしながら、例えば誘電体多層膜２４に対して入射角度４５°で透過／反射された光は、図５の（ｂ）に示すように、青および緑領域のスペクトルが多量に減少しており、液晶パネル１０における色純度および輝度が低下する。さらにはＲＧＢのバランスが崩れて白色点がずれる可能性がある。

以上のことから、本実施形態では、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された全ての光が、誘電体多層膜１０３に対して入射角度０°で入射するように内面１０２ａを形成することが好ましいことが分かる。

（効果）
上記構成のバックライト装置２０では、従来のように、平面状の誘電体多層膜を用いるのではなく、白色発光ＬＥＤ１０１からの光が全て入射角度０°で入射するように、拡散レンズ１０２の内面１０２ａに蒸着された誘電体多層膜１０３を用いているので、当該白色発光ＬＥＤ１０１中の不要な波長の光をカットできる。つまり、バックライト装置２０から液晶パネル１０に出射される光は、不要な波長の光がカットされていることになる。

このように、誘電体多層膜１０３への光の入射角度が一定（本実施形態では０°）になることで、当該誘電体多層膜１０３の波長シフトが抑えられ、図５の（ａ）に示すように、理想的な波長特性を持ったバックライト光源を作りだすことができ、液晶パネル１０における色純度及び輝度を向上させることができる。

ここで、液晶パネル１０に含まれるカラーフィルタ１４の各領域（Ｂ領域、Ｇ領域、Ｒ領域）は、一般に、図１８に示すような透過特性を有している。すなわち、例えばカラーフィルタのＢ領域（青領域：Ｂ−ＣＦ）を透過した光には青だけでなく緑領域の光が多量に含まれていることが分かる。また、カラーフィルタのＧ領域（緑領域：Ｇ−ＣＦ），Ｒ領域（赤領域：Ｒ−ＣＦ）を透過する光に関しても同様に他の波長の光が含まれる。このため、バックライト装置から出射される光に、不要な波長の光がカットされずに残っていれば、カラーフィルタ１４を透過した光は他の色が混ざった光りとなり、液晶表示装置における色純度が低下する。

これに対して、上記構成のバックライト装置２０では、不要な波長の光がカットされた光りを液晶パネル１０に出射するようになっているので、当該バックライト装置２０から液晶パネル１０に出射された光は、液晶パネル１０のカラーフィルタ１４の各色領域を透過しても、他の色の光が混ざらないため、所望とする色の光を取り出すことができる。よって、液晶パネル１０における色純度及び輝度を向上させることができるという効果を奏する。

本実施形態では、白色光源として白色発光ＬＥＤ１０１を用いているが、液晶パネル１０において、より色純度を向上させるためには、ＲＧＢの各色の発光ＬＥＤで構成されたＲＧＢ―ＬＥＤを白色光源として用いるのが好ましい。この例について以下に説明する。

〔変形例〕
ここでは、ＲＧＢ―ＬＥＤを白色光源として用いた例について説明する。図６に示すような形態で赤色発光ＬＥＤ１０１Ｒを備えた赤色発光装置１００Ｒ、緑色発光ＬＥＤ１０１Ｇを備えた緑色発光装置１００Ｇ、青色発光ＬＥＤ１０１Ｂを備えた青色発光装置１００Ｂを作成する。

赤色発光装置１００Ｒ、緑色発光装置１００Ｇ、青色発光装置１００Ｂは、基本的に、図１に示す発光装置１００と同じ構成であり、異なるのは、ＲＧＢの各色の発光ＬＥＤを備えていることと、各色用の誘電体多層膜を備えていることである。ここで、赤色用の誘電体多層膜１０３Ｒ、緑色用の誘電体多層膜１０３Ｇ、青色用の誘電体多層膜１０３Ｂは、それぞれ、図７に示すように、３種類（Ｒ光源用、Ｇ光源用、Ｂ光源用）の特性を有する誘電体多層膜をそれぞれ拡散レンズ１０２の光入射部分である内面１０２ａに蒸着させて形成されている。

赤色発光装置１００Ｒ、緑色発光装置１００Ｇ、青色発光装置１００Ｂにおいても、図１に示す発光装置１００と同様に、各ＬＥＤから出射された全ての光が、各誘電体多層膜１０３に対して入射角度０°で入射するように形成されている。

従って、上記構成のＲＧＢ−ＬＥＤを白色光源として用いた場合、赤色発光装置１００Ｒ、緑色発光装置１００Ｇ、青色発光装置１００Ｂそれぞれから出射される光には不要な色の光が含まれないので、液晶パネル１０における色純度及び輝度をさらに向上させることができるという効果を奏する。

なお、図７に示した特性をもつ誘電体多層膜は、ＲＧＢの色毎の特性に合わせて作成するだけでよいので、ＲＧＢの特性を全て含んだ、図３に示した誘電体多層膜よりも比較的安価に作ることができるというメリットがある。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図８は、本実施形態に係る液晶表示装置２の概略構成を示している。図９は、図８に示す液晶表示装置２が備えている発光装置２００の概略構成を示している。

液晶表示装置２は、図８に示すように、前記実施形態１の液晶表示装置１とほぼ同じ構成であり、発光装置１００が発光装置２００になっている点で異なっている。

発光装置２００は、図９に示すように、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａ上にドームレンズ２０２が形成され、当該ドームレンズ２０２の半球面状の光出射面２０２ａに誘電体多層膜２０３が蒸着されている。ドームレンズ２０２は、白色発光ＬＥＤ１０１を中心として、当該白色発光ＬＥＤ１０１からの光を放射状に出射するようになっている。

ドームレンズ２０２の光出射面２０２ａは、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が出射される光出射部分であり、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が全て出射角度０°で出射されるドーム形状に形成されている。このように形成された光出射面２０２ａに、誘電体多層膜２０３が蒸着される。誘電体多層膜２０３の上記光出射面２０２ａへの蒸着方法としては、一般的な真空蒸着法が挙げられるが、他の蒸着方法であってもよい。

このように、ドームレンズ２０２の光出射面２０２ａに蒸着された誘電体多層膜２０３は、当該ドームレンズ２０２の光出射面２０２ａの表面形状（球面状）に沿って形成される。従って、誘電体多層膜２０３には、ドームレンズ２０２の光出射面２０２ａから出射角０°で出射される光が入射されるので、当該誘電体多層膜２０３に入射される全ての光の入射角度は０°となる。つまり、ドームレンズ２０２は、誘電体多層膜２０３に入射される全ての光の入射角度を全て０°に設定する入射角度設定部材として機能している。

従って、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射された光の誘電体多層膜２０３への入射角度は全て０°にすれば、誘電体多層膜２０３によって、白色発光ＬＥＤ１０１中の不要な波長の光をカットすることができる。

このように、誘電体多層膜２０３への光の入射角度が一定（本実施形態では０°）になることで、当該誘電体多層膜２０３の波長シフトが抑えられ、図５の（ａ）に示すように、理想的な波長特性を持ったバックライト光源を作りだすことができ、液晶パネル１０における色純度及び輝度を向上させることができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１０は、本実施形態に係る液晶表示装置３の概略構成を示している。図１１は、図１０に示す液晶表示装置３が備えている発光装置３００の概略構成を示している。

液晶表示装置３は、図１０に示すように、前記実施形態１の液晶表示装置１とほぼ同じ構成であり、発光装置１００が発光装置３００になっている点で異なっている。

発光装置３００は、図１１に示すように、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａ上に光を回折して出射するフレネルレンズ３０２が形成され、当該フレネルレンズ３０２の光出射面３０２ａに誘電体多層膜３０３が蒸着されている。

フレネルレンズ３０２の光出射面３０２ａは、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が出射される光出射部分であり、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が全て出射角度０°で出射される形状に形成されている。このように形成された光出射面３０２ａに、誘電体多層膜３０３が蒸着される。誘電体多層膜３０３の光出射面３０２ａへの蒸着方法としては、一般的な真空蒸着法が挙げられるが、他の蒸着方法であってもよい。

このように、フレネルレンズ３０２の光出射面３０２ａに蒸着された誘電体多層膜３０３は、当該フレネルレンズ３０２の光出射面３０２ａの表面形状に沿って形成される。従って、誘電体多層膜３０３には、フレネルレンズ３０２の光出射面３０２ａから出射角０°で出射される光が入射されるので、当該誘電体多層膜３０３に入射される全ての光の入射角度は０°となる。つまり、フレネルレンズ３０２は、誘電体多層膜３０３に入射される全ての光の入射角度を全て０°に設定する入射角度設定部材として機能している。

従って、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａから出射された光の誘電体多層膜３０３への入射角度は全て０°にすれば、誘電体多層膜３０３によって、白色発光ＬＥＤ１０１中の不要な波長の光をカットすることができる。

このように、誘電体多層膜３０３への光の入射角度が一定（本実施形態では０°）になることで、当該誘電体多層膜３０３の波長シフトが抑えられ、図５の（ａ）に示すように、理想的な波長特性を持ったバックライト光源を作りだすことができ、液晶パネル１０における色純度及び輝度を向上させることができる。

また、フレネルレンズ３０２は、前記実施形態２の発光装置２００で用いたドームレンズ２０２よりも薄く形成しても、当該ドームレンズ２０２と同等の性能を発揮するため、発光装置３００を発光装置２００よりも薄型化できる。これにより、バックライト装置２０を小さくすることができるので、液晶表示装置３の広演色化かつ薄型化を実現できる。

以上の実施形態１〜３では、何れも白色発光ＬＥＤから出射された全ての光が入射角度０°で誘電体多層膜に入射される例について説明したが、本発明では、誘電体多層膜への光の入射角度０°に限定する必要はなく、白色発光ＬＥＤから出射された光が誘電体多層膜に対して一定の角度で入射するようにすれば、所望の波長特性を有する発光装置を実現することができる。つまり、誘電体多層膜に入射される光の入射角度が一定になることで、当該誘電体多層膜の波長シフトが抑えられ、図５の（ａ）のような理想的な波長特性を持った発光装置を作りだすことができる。これにより、液晶表示装置のカラーフィルタを透過する５００ｎｍ付近の光および６００ｎｍ付近の光りの光量を減らすことができ、ＲＧＢ各カラーフィルタを透過する光に隣接する色の光が混ざることを防ぐことができるため、色純度を向上させることができる。

なお、誘電体多層膜への全ての光の入射角度を一定（同一角度）にしなくても、ある程度の幅を持たせてもある程度の色純度向上効果を得ることができる。つまり、誘電体多層膜への全ての光の入射角度を、当該誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタを透過した場合に隣接する色同士が重なる範囲の波長の光がカットされる角度にすればよい。この条件に基づいて入射角度の許容範囲を定め、バックライト光源である発光装置からの光がその許容角度範囲内で誘電体多層膜に入射するようなレンズ（多面体レンズ）に当該誘電体多層膜を蒸着させるようにすればよい。

以下の実施形態４では、入射角度にある程度の幅を持たせた場合の例について説明する。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１２は、本実施形態に係る液晶表示装置４の概略構成を示している。図１３の（ａ）（ｂ）は、図１２に示す液晶表示装置４が備えている発光装置４００の概略構成を示している。

液晶表示装置４は、図１２に示すように、前記実施形態１の液晶表示装置１とほぼ同じ構成であり、発光装置１００が発光装置４００になっている点で異なっている。

発光装置４００は、図１３の（ａ）（ｂ）に示すように、白色発光ＬＥＤ１０１の光出射面１０１ａ上に光を多面的に出射する多面体レンズ４０２が形成され、当該多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａに誘電体多層膜４０３が蒸着されている。ここで、多面体レンズ４０２は、前記実施形態２で説明したドームレンズ２０２の表面を多面に形成したものであり、機能としては、ドームレンズ２０２と同様に、白色発光ＬＥＤ１０１からの光を放射状に出射するようになっている。

多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａは、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が出射される光出射部分であり、図１３の（ｂ）に示すように、白色発光ＬＥＤ１０１から出射された光が０°〜１０°（入射角度の許容範囲）で出射される形状に形成されている。このように形成された多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａに、誘電体多層膜３０３が蒸着される。誘電体多層膜３０３の光出射面３０２ａへの蒸着方法としては、一般的な真空蒸着法が挙げられるが、他の蒸着方法であってもよい。

多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａに蒸着された誘電体多層膜４０３は、当該多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａの表面形状（多面体状）に沿って形成される。これにより、多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａに蒸着された誘電体多層膜４０３に対しても、当該多面体レンズ４０２の光出射面４０２ａから出射される光の入射角度は０°〜１０°となる。これにより、白色発光ＬＥＤ１０１中の不要な波長の光をカットすることができる。

このように、誘電体多層膜４０３への光の入射角度が一定の範囲（本実施形態では０°〜１０°）になることで、当該誘電体多層膜４０３の波長シフトが抑えられ、図５の（ａ）に示すように、理想的な波長特性を持ったバックライト光源を作りだすことができ、液晶パネル１０における色純度及び輝度を向上させることができる。

（入射角度の許容範囲）
ここで、上記入射角度の許容範囲について説明する。図１４は、図１３に示す誘電体多層膜４０３の透過スペクトルを示す。図１５は、図１３に示す誘電体多層膜４０３の入射角度０°〜１０°の入射光のスペクトルを示す。

すなわち、誘電体多層膜４０３の光の入射角度０°〜１０°における角度依存性が、図１４に示す透過スペクトルの場合、得られるバックライト光源スペクトルは誘電体多層膜４０３を入射角度０°〜１０°の範囲で透過してきた光の合成であるため、図１５に示すような入射光のスペクトルとなる。これにより、ＲＧＢに分離されたバックライト光源である発光装置４００を作りだすことができる。

なお、本実施形態では、入射角度の許容範囲を０°〜１０°としたが、これに限定されるものではなく、入射角度の許容範囲を、色温度や色度の許容範囲から決める方法や、カラーフィルタを透過した場合に、隣接する色同士が重なる範囲の波長の光をカットできる範囲に入射角度を設定するといった方法等が考えられる。

また、本実施形態においても、白色発光ＬＥＤ１０１の代わりに、ＲＧＢ−ＬＥＤやその他のＬＥＤを用いても同様の効果を奏する。

以上、実施形態１〜４は、全て直下型のバックライト装置の例について説明したが、これに限定されるものではなく、エッジライト方式のバックライト装置やその他の方式のバックライト装置であっても同様の効果を奏する。

また、実施形態１〜４では、白色光源として、白色発光ＬＥＤ、ＲＧＢ−ＬＥＤを用いた例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、補色関係にある２色のＬＥＤを用いた場合や、マルチチップＬＥＤを用いてもよく。何れも、白色発光ＬＥＤと同様に、波長特性に合わせて設計した誘電体多層膜を用いることで、液晶パネル（カラーフィルタを備えた表示パネル）における色純度及び輝度を向上させるバックライト光源を作りだすことができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る発光装置は、白色光源（白色発光ＬＥＤ１０１）と、上記白色光源の光出射（光出射面１０１ａ）側に配置され、光の入射角度に応じて光の透過率／反射率で示される波長特性が変る誘電体多層膜（１０３，２０３，３０３，４０３）と、上記白色光源から上記誘電体多層膜に入射される光の入射角度を、当該誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタ１４を透過した場合に隣接する色の波長同士が重なる範囲の波長の光がカットされる角度に設定する入射角度設定部材（拡散レンズ１０２、ドームレンズ２０２、フレネルレンズ３０２、多面体レンズ４０２）と、を備えている。

上記構成によれば、白色光源から誘電体多層膜に入射される光の入射角度を、当該誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタを透過した場合に隣接する色の波長同士が重なる範囲の波長の光がカットされる角度に設定することで、誘電体多層膜において所望の光の透過スペクトルを得ることができる。

このように、誘電体多層膜において所望の光の透過スペクトルを得るようにすることで、隣接する色の光を含まないように各色の光を分離することができる。従って、誘電体多層膜を透過して、さらにカラーフィルタを透過した光には、隣接する色の光がほとんど含まれないため、カラーフィルタを備えた表示パネルにおける色純度及び輝度を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の態様２に係る発光装置は、上記態様１において、上記入射角度設定部材（拡散レンズ１０２、ドームレンズ２０２、フレネルレンズ３０２、多面体レンズ４０２）は、上記誘電体多層膜（１０３，２０３，３０３，４０３）に入射される全ての光の入射角度を、同一角度に設定してもよい。

上記構成によれば、誘電体多層膜に入射される全ての光の入射角度が、同一角度に設定されることで、光が誘電体多層膜を透過する際の全ての光路長を一定にすることが可能となる。これにより、誘電体多層膜の透過率／反射率の波長特性は変化しないので、所望の光の透過スペクトルを得ることができる。

本発明の態様３に係る発光装置は、上記態様２において、上記入射角度設定部材（拡散レンズ１０２、ドームレンズ２０２、フレネルレンズ３０２、多面体レンズ４０２）は、上記誘電体多層膜（１０３，２０３，３０３，４０３）に入射される全ての光の入射角度を、０°に設定してもよい。

上記構成によれば、誘電体多層膜に入射される全ての光の入射角度が、０°に設定されることで、誘電体多層膜において所望の光の透過スペクトルを確実に得ることができ、この結果、隣接する色の光を含まないように各色の光を分離することができる。従って、誘電体多層膜を透過して、さらにカラーフィルタを透過した光には、隣接する色の光が含まれないため、カラーフィルタを備えた表示パネルにおける色純度及び輝度をさらに向上させることができるという効果を奏する。

上記入射角度設定部材としては、以下に示す部材がある。

本発明の態様４に係る発光装置は、上記態様１〜３の何れか１態様において、上記入射角度設定部材は、上記白色光源（白色発光ＬＥＤ１０１）の光出射面１０１ａ側に設けられ、当該光出射面から出射された光を拡散する拡散レンズ１０２であり、上記拡散レンズの光入射面（内面１０２ａ）に、上記誘電体多層膜（１０３）が形成されていてもよい。

本発明の態様５に係る発光装置は、上記態様１〜３の何れか１態様において、上記入射角度設定部材は、上記白色光源（白色発光ＬＥＤ１０１）の光出射面１０１ａ側に設けられ、当該光出射面から出射された光を放射状に射出するドームレンズ２０２であり、上記ドームレンズの光出射面２０２ａに、上記誘電体多層膜（２０３）が形成されていてもよい。

本発明の態様６に係る発光装置は、上記態様１〜３の何れか１態様において、上記入射角度設定部材は、上記白色光源（白色発光ＬＥＤ１０１）の光出射面１０１ａ側に設けられ、当該光出射面から出射された光を回折して射出するフレネルレンズ３０２であり、上記フレネルレンズの光出射面３０２ａに、上記誘電体多層膜（３０３）が形成されていてもよい。

本発明の態様７に係る発光装置は、上記態様１〜３の何れか１態様において、上記入射角度設定部材は、上記白色光源（白色発光ＬＥＤ１０１）の光出射面１０１ａ側に設けられ、当該光出射面から出射された光を多面的に射出する多面体レンズ４０２であり、上記多面体レンズの光出射面４０２ａに、上記誘電体多層膜（４０３）が形成されていてもよい。

本発明の態様８に係るバックライト装置は、上記態様１〜７の何れか１態様に記載の発光装置を備えている。

上記構成によれば、誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタを透過した光には、隣接する色の光が含まれないため、色純度が向上するバックライト装置を実現できる。

本発明の態様９に係る表示装置は、表示パネル（液晶パネル１０）と、表示パネルの背面から光を照射する、上記態様８に記載のバックライト装置２０と、を備えている。

上記構成によれば、色純度及び輝度が向上した液晶表示を行うことができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、カラーフィルタを備えた表示パネルのバックライト光源を構成する発光装置に利用することができる。

１ 液晶表示装置
２ 液晶表示装置
３ 液晶表示装置
４ 液晶表示装置
１０ 液晶パネル
１１ アクティブマトリクス基板
１２ 対向基板
１３ 液晶
１４ カラーフィルタ
２０ バックライト装置
２１ シャーシ
２２ 光学シート
２３ 反射シート
２４ 誘電体多層膜
１００ 発光装置
１００Ｂ 青色発光装置
１００Ｇ 緑色発光装置
１００Ｒ 赤色発光装置
１０１ａ 光出射面
１０２ 拡散レンズ
１０２ａ 内面（光入射面）
１０２ｂ 支柱
１０３ 誘電体多層膜
１０３Ｂ 誘電体多層膜
１０３Ｇ 誘電体多層膜
１０３Ｒ 誘電体多層膜
１１１ パッケージ
１１２ ＬＥＤチップ
１１３ 蛍光体
２００ 発光装置
２０２ ドームレンズ
２０２ａ 光出射面
２０３ 誘電体多層膜
３００ 発光装置
３０２ フレネルレンズ
３０２ａ 光出射面
３０３ 誘電体多層膜
４００ 発光装置
４０２ 多面体レンズ
４０２ａ 光出射面
４０３ 誘電体多層膜

Claims (9)

1. 白色光源と、
   上記白色光源の光出射側に配置され、光の入射角度に応じて光の透過率／反射率で示される波長特性が変る誘電体多層膜と、
   上記白色光源から上記誘電体多層膜に入射される光の入射角度を、当該誘電体多層膜を透過した光がカラーフィルタを透過した場合に隣接する色の波長同士が重なる範囲の波長の光がカットされる角度に設定する入射角度設定部材と、
   を含んでいることを特徴とする発光装置。
2. 上記入射角度設定部材は、
   上記誘電体多層膜に入射される全ての光の入射角度を、同一角度に設定することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 上記入射角度設定部材は、
   上記誘電体多層膜に入射される全ての光の入射角度を、０°に設定することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 上記入射角度設定部材は、上記白色光源の光出射面側に設けられ、当該光出射面から出射された光を拡散する拡散レンズであり、
   上記拡散レンズの光入射面に、誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 上記入射角度設定部材は、上記白色光源の光出射面側に設けられ、当該光出射面から出射された光を放射状に出射するドームレンズであり、
   上記ドームレンズの光出射面に、誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置。
6. 上記入射角度設定部材は、上記白色光源の光出射面側に設けられ、当該光出射面から出射された光を回折して出射するフレネルレンズであり、
   上記フレネルレンズの光出射面に、上記誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置。
7. 上記入射角度設定部材は、上記白色光源の光出射面側に設けられ、当該光出射面から出射された光を多面的に出射する多面体レンズであり、
   上記多面体レンズの光出射面に、上記誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の発光装置を備えたバックライト装置。
9. 表示パネルと、
   表示パネルの背面から光を照射する請求項８に記載のバックライト装置と、
   を備えた表示装置。

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