JP2016127292A - 光源、光源を含むバックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣＩ標準の一定面積以上の色領域を表現できる液晶表示装置とその光源を提供する。【解決手段】本発明による光源は、発光素子と、量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層とを含み、下記（１）および（２）の少なくとも一方を満たす：（１）前記白色光は、ピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあり、半値幅は９０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上である領域にある赤色光成分とを含む；（２）前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。【選択図】図１

Description

本発明は、光源、光源を含むバックライトユニットおよび液晶表示装置に関するものである。

受光素子である液晶表示装置には、光源としてバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）が使用される。バックライトユニットは、光を発生する発光素子を含む。バックライトユニットの発光素子として、従来はＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）が主に使用されていたが、近年は発光ダイオードを使用することが一般化している。

特許文献１および特許文献２で開示されている半導体を用いた発光ダイオードは、寿命が長く、小型化が可能であり、消費電力が少なく、水銀などを含まない環境親和的な特性によって従来の発光素子を代替できる次世代発光素子の一つとして脚光を浴びている。

米国特許出願公開第２０１２／０１１３６７２号明細書 韓国公開特許第２０１１−００６８９５２号公報

しかしながら、発光ダイオードをバックライトの発光素子として使用することによって、液晶表示装置が表現できる色領域が拡張されたが、現段階においてはｓＲＧＢやＡｄｏｂｅ ＲＧＢを基準にして一定程度の色領域を表現できることに留まっており、ＤＣＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）標準を基準とした色領域を十分に表現できる液晶表示装置やこれを支援する光源は開発されていない。

したがって、本発明の目的は、ＤＣＩ標準の一定面積以上の色領域を表現できる液晶表示装置とその光源を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意検討した結果、以下の構成を有する光源によって達成できることを見出し、本発明を完成させた。

発光素子と、
量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層と、
を含み、下記（１）および（２）の少なくとも一方を満たす光源：
（１）前記白色光は、ピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあり、半値幅は９０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上である領域にある赤色光成分とを含む；
（２）前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。

本発明の一実施形態に係る光源は、発光素子と、量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層とを含む。

本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、発光素子と、量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層と、液晶表示パネルと光源の間に位置する光学フィルムとを含む。

本発明に係る光源およびバックライトユニットから出る白色光は、液晶表示パネルと結合して赤色、緑色および青色成分に分離でき、白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９、０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１、０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。白色光は明確に区分される青色、緑色および赤色スペクトルから構成されているため、液晶表示パネル透過前後の波長および半値幅差が少なく、ＴＶやモニターのような一般の液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタを通じた測定およびカラーフィルタの透過スペクトルを用いた計算が可能である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、複数のカラーフィルタを含む液晶表示パネルと、発光素子および前記発光素子が放出する光を白色光に変換する光変換層を含み、白色光を前記液晶表示パネルに供給するバックライトユニットとを含み、白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９、０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１、０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。

本発明によれば、ＤＣＩ標準の７５％以上の色領域を表現できる液晶表示装置と、このような液晶表示装置を実現するために必要な光源またはバックライトユニットが提供される。

さらに本発明によれば、ＤＣＩ標準の８０％以上の色領域を表現できる液晶表示装置と、このような液晶表示装置を実現するために必要な光源またはバックライトユニットが提供される。

さらに本発明によれば、ＤＣＩ標準の９０％以上の色領域を表現できる液晶表示装置と、このような液晶表示装置を実現するために必要な光源またはバックライトユニットが提供される。

一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 多様な実施形態に係るエッジ（ｅｄｇｅ）型バックライトユニットの断面図である。 多様な実施形態に係るエッジ型バックライトユニットの断面図である。 多様な実施形態に係るエッジ型バックライトユニットの断面図である。 多様な実施形態に係る光源の断面図である。 多様な実施形態に係る光源の断面図である。 多様な実施形態に係る光源の断面図である。 多様な実施形態に係る直下型バックライトユニットの断面図である。 多様な実施形態に係る直下型バックライトユニットの断面図である。 半値幅が３９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、ピーク波長が異なる緑色光成分を含む白色光源が支援できる色領域を色座標上に示したグラフである。 半値幅が４８ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、ピーク波長が異なる緑色光成分を含む白色光源が支援できる色領域を色座標上に示したグラフである。 半値幅が３９ｎｍ〜４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が３９ｎｍ〜４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が３９ｎｍ〜４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。 バックライトユニット（光源）が発する白色光における赤色光成分のピーク波長と輝度変化の関係を示すグラフである。 実施形態に係るバックライトユニット（光源）が発する白色光のスペクトルとカラーフィルタを通過させた後のスペクトルを比較したグラフである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみには限定されない。

また、本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％ＲＨの条件で測定する。また、本明細書中、ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）とは、ピーク高さ１／２でのピークの幅のことを指す。

本明細書において、「色座標」とは、ｘｙｚ表色系（ＣＩＥ １９３１）の色度図と同義であり、「Ｃｘ」は当該色度図のｘ座標、「Ｃｙ」は当該色度図のｙ座標をそれぞれ指す。また、本明細書において、例えば、「ＤＣＩ標準の８０％以上の色領域を表現する」または「ＤＣＩ色領域比が８０％以上である」とは、上記色度図において白色光が表現する色領域とＤＣＩ標準（ＤＣＩ−Ｐ３）色領域とが重複する部分の面積が、当該ＤＣＩ標準（ＤＣＩ−Ｐ３）色領域の面積に対して８０％以上であることを表す。

以下、添付した図面を参考として実施形態について詳しく説明する。しかし、技術的概念は様々な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるというとき、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなくその中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるというときには中間に他の部分がないことを意味する。

＜液晶表示装置＞
図１は、一実施形態による液晶表示装置の断面図である。

一実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１００、液晶表示パネル１００の上下にそれぞれ一つずつ配置される一対の偏光フィルム３１、３２、液晶表示パネル１００の上下に配置される複数の補償フィルム４１、４２およびバックライトユニット５００を含む。補償フィルム４１、４２は、液晶表示パネル１００の上部または下部のいずれか一ヶ所にのみ配置され、その数も一つであるか複数であってもよい。

液晶表示パネル１００は、下部表示板１０と上部表示板２０およびこれら二つの表示板１０、２０の間に挟まれている液晶層３０を含む。下部表示板１０は、透明な基板１１、基板１１の上に薄膜工程を通じて形成されており、画素電極１２への電圧印加をスイッチングする薄膜トランジスタ１３、そして薄膜トランジスタ１３に接続されている画素電極１２などを含んでもよい。上部表示板２０は、透明基板２１、透明基板２１に形成されているブラックマトリックス２２とカラーフィルタ２３、ブラックマトリックス２２とカラーフィルタ２３を覆うように形成されている平坦化膜２４、平坦化膜２４を覆うように形成されている共通電極２５などを含んでもよい。画素電極１２は、各カラーフィルタ２３に対応する位置に別途に形成されている。

バックライトユニット５００は、青色光または紫外線光を放出する発光素子と、量子ドット材料を含み、青色光または紫外線光を白色光に変換する光変換層とを含む。バックライトユニット５００は液晶表示装置に光を供給する光源の役割を果たす。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、量子ドット材料、樹脂および散乱剤を含む光変換層を有する。量子ドット材料、樹脂および散乱剤としては、後述のものが好ましい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において、前記複数のカラーフィルタは、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタおよび青色カラーフィルタを含み、前記白色光の緑色光成分は前記緑色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下であり、前記白色光の赤色光成分は前記赤色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下である。

バックライトユニット５００から供給された光は下部偏光フィルム３１によって線偏光され、液晶層３０を経ながら線偏光された光の位相が選択的に変更される。液晶層３０を通過した光はカラーフィルタ２３を経ながら赤色、緑色、青色の光にフィルタリングされて上部偏光フィルム３２に到達し、液晶層３０で位相が変更された程度によって上部偏光フィルム３２を透過する光量が変わる。上部偏光フィルム３２を透過する光量は、各画素電極１２に印加する電圧を調節して制御することができ、したがって上部偏光フィルム３２を透過する赤色、緑色、青色それぞれの光量を独立して制御することができる。液晶表示装置はこのような過程を通じてカラーイメージを表示することができる。この時、液晶表示装置が表示する色の領域はバックライトユニット５００が供給する白色光源が含む赤色、緑色、青色成分の色純度によって決定される。言い換えると、バックライトユニット５００が供給する白色光をカラーフィルタ２３でフィルタリングすることによって赤色光、緑色光、青色光を抽出して表示に使用するので、バックライトユニット５００が供給する白色光が含む赤色光、緑色光、青色光の色純度が高い場合のみに液晶表示装置が表示できる色が多様になり、したがって色座標の広い色領域を表示することができる。

一実施形態による液晶表示装置またはこれを提供する光源もしくはバックライトユニットは、色座標において赤色頂点が０．６５＜Ｃｘ＜０．６９、０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点が０．１７＜Ｃｘ＜０．３１、０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置し、青色頂点は０．１２＜Ｃｘ＜０．１８、０．０４＜Ｃｙ＜０．０９の領域に位置する三角形色領域を表示することができる。バックライトユニット５００が供給する白色光が、前記に定義した三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む。バックライトユニット５００が供給する白色光を赤色フィルタを通過させて赤色成分を抽出し、緑色フィルタを通過させて緑色成分を抽出し、青色フィルタを通過させて青色成分を抽出し、各色成分に対応する色座標上の位置をそれぞれの頂点とする三角形を描くと、前記に定義した三角形色領域が得られる。バックライトユニット５００を液晶表示パネル１００と結合して液晶表示装置を構成した状態でスペクトルを測定すれば、液晶表示パネル１００に形成されているカラーフィルタ２３を用いて測定が可能である。言い換えると、液晶表示装置の赤色画素のみをターンオンし残り画素をターンオフした状態で測定して赤色スペクトルを獲得し、緑色画素のみをターンオンし残り画素をターンオフした状態で測定して緑色スペクトルを獲得し、青色画素のみをターンオンし残り画素をターンオフした状態で測定して青色スペクトルを得ることができる。または、バックライトユニット５００が発する白色光に対するスペクトルを分光器を用いて測定し、測定されたスペクトルのピークと半値幅を用いて各色成分の色座標上の位置を計算することもできる。

ここで、青色成分は一般に青色発光ダイオードが発する光であるので青色発光ダイオードの特性によって決定され変化の余地が少ないこともある。したがって、一実施形態では赤色成分と緑色成分の特性のみを考慮してもよい。

または、一実施形態に係る液晶表示装置またはこれを提供する光源もしくはバックライトユニットは、色座標において赤色頂点が０．６６１１≦Ｃｘ≦０．６８２１、０．３０９２≦Ｃｙ≦０．３２２０の領域に位置し、緑色頂点が０．１７６８≦Ｃｘ≦０．３０６１、０．６１９０≦Ｃｙ≦０．６６１５の領域に位置し、青色頂点は０．１４２９≦Ｃｘ≦０．１５２５、０．０４６３≦Ｃｙ≦０．０８８５の領域に位置する三角形色領域を表示することができる。このような三角形色領域はＤＣＩ標準の８０％以上の色領域に該当する。バックライトユニット５００が供給する白色光が前記に定義した三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む。このようなバックライトユニット５００が供給する白色光は、ピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあり、半値幅は９０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上の位置にある赤色光成分を含んでもよい。このとき、赤色光成分のピーク波長の上限は、特に制限されないが、７５０ｎｍ以下、７００ｎｍ以下、または６５０ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、赤色光成分の半値幅が５０ｎｍ以下であるか、赤色光成分のピーク波長が６４５ｎｍ以下に位置すれば表示輝度面で有利であり得る。

また、一実施形態に係る液晶表示装置またはこれを提供する光源もしくはバックライトユニットは、色座標において、赤色頂点が０．６６９１≦Ｃｘ≦０．６８０７かつ０．３０９３≦Ｃｙ≦０．３１６４の領域に位置し、緑色頂点が０．２０２８≦Ｃｘ≦０．２８７９かつ０．６３１０≦Ｃｙ≦０．６６１５の領域に位置し、青色頂点が０．１４６１≦Ｃｘ≦０．１５２１かつ０．０５０３≦Ｃｙ≦０．０７８１の領域に位置する三角形色領域を表示することができる。このような三角形色領域はＤＣＩ標準の８５％以上の色領域に該当する。

または、一実施形態に係る液晶表示装置またはこれを提供する光源もしくはバックライトユニットは、色座標において赤色頂点が０．６７４７≦Ｃｘ≦０．６７８９、０．３０９７≦Ｃｙ≦０．３１２７の領域に位置し、緑色頂点が０．２３５２≦Ｃｘ≦０．２６１１、０．６４２０≦Ｃｙ≦０．６５７８の領域に位置し、青色頂点は０．１４９４≦Ｃｘ≦０．１５１２、０．０５７５≦Ｃｙ≦０．０６５７の領域に位置する三角形色領域を表示することができる。このような三角形色領域はＤＣＩ標準の９０％以上の色領域に該当する。バックライトユニット５００が供給する白色光が前記に定義した三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む。このようなバックライトユニット５００が供給する白色光は、ピーク波長が５３４ｎｍ〜５４０ｎｍの間にあり、半値幅は５０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上の位置にある赤色光成分を含んでもよい。この時、赤色光成分の半値幅が５０ｎｍ以下であるか、赤色光成分のピーク波長が６４５ｎｍ以下に位置すれば表示輝度を向上することができる。

＜バックライトユニット＞
液晶表示装置用バックライトユニット５００についてより詳しく説明する。

［エッジ型バックライトユニット］
図２乃至図４は、多様な実施形態によるエッジ（ｅｄｇｅ）型バックライトユニットの断面図である。

図２に示すように、一実施形態によるバックライトユニットは、楔型導光板１、導光板１の上部に配置されている光拡散板２、導光板１の一側面に配置されている発光素子５、発光素子５と導光板１の間に配置されている光変換層３、４を含んでもよい。

導光板１は、一側辺から対向側辺に行くほど厚さが次第に減少する透明な楔型四角形板であって、線光を面光に変換する役割を果たす。光拡散板２は、導光板１が放出する面光を散乱させて均一に撒き散らす役割を果たす。発光素子５は一列に配列された複数の青色発光ダイオードであってもよい。光変換層３、４は、量子ドット材料を含み、青色発光ダイオードが放出する青色光を受けその一部を緑色光と赤色光にそれぞれ変換して放出することによって白色光を生成する。二つの光変換層３、４は、一つが青色光を緑色光に変換し、他の一つが青色光を赤色光に変換するように分離して形成してもよく、二つの光変換層３、４それぞれが青色光を緑色光に変換する量子ドット材料（以下、緑色量子ドット材料とも称する）と青色光を赤色光に変換する量子ドット材料（以下、赤色量子ドット材料とも称する）を全て含んでもよい。また、二つの光変換層３、４を付着して一体に形成してもよく、青色光を緑色光に変換する量子ドット材料と青色光を赤色光に変換する量子ドット材料を全て含む単層に光変換層を形成してもよい。光変換層３、４は量子ドット材料を樹脂に混合して形成したフィルムであってもよく、その他シリカなどの散乱剤や光学的特性を向上するための補助成分を含んでもよい。すなわち、本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、発光素子が青色発光ダイオードであり、光変換層は青色発光ダイオードとは別途に作製されたフィルムである。量子ドット材料としては、後述のものを使用することができる。量子ドット材料は光変換層３、４の全体重量に対して０．１重量％以上５重量％以下で含まれてもよい。樹脂としてはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂など公知の樹脂を使用してもよい。散乱剤としてはＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２が好ましく、散乱剤は光変換層３、４の全体重量に対して１０重量％以下で含まれてもよい。

図３に示すように、一実施形態によるバックライトユニットは、楔型導光板１、導光板１の上部に配置されている光拡散板２、導光板１の一側面に配置されている発光素子５、導光板１と光拡散板２の間に配置されている光変換層３'、４’を含んでもよい。図２の実施形態と比較して、図３の実施形態は青色光を白色光に変換する光変換層３'、４’を導光板１と拡散板２の間に配置した点から差がある。光変換層３'、４’は拡散板２の上に配置されてもよい。光変換層３'、４’の構造、構成および使用される量子ドット材料は図２の光変換層３、４の構造、構成および量子ドット材料と同一であってもよい。

図４に示すように、一実施形態によるバックライトユニットは、厚さが均一で透明な四角板形態の導光板１’、導光板１’の上部に配置されている光拡散板２、導光板１’の両側面に配置されている光源５’を含んでもよい。光源５’は、青色光を放出する青色発光チップと、青色発光チップを覆っており、青色光を緑色光と赤色光に変換する量子ドット材料を含む光変換層とを含む。したがって光源５’は白色光を放出する。このような白色光を放出する光源５’は、図２および図３のように、導光板１の一側面にのみ発光素子を配置する構造にも採用することができる。白色光を放出する光源５’を使用する場合には光変換層３、４、３'、４’は省略される。本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、発光素子が青色発光ダイオードであり、光変換層は青色発光ダイオードを覆うモールディング層に含まれる。

［直下型バックライトユニット］
バックライトユニットは直下型であってもよく、図８および図９は多様な実施形態による直下型バックライトユニットの断面図である。

図８に示すように、ＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）などの基板９の上に所定の間隔で複数の青色発光素子５が配列されており、発光素子５の上に青色光を白色光に変換する光変換層３'、４’が配置されている。光変換層３'、４’の上に拡散板２が配置されている。二つの光変換層３'、４’は一つが青色光を緑色光に変換し、他の一つが青色光を赤色光に変換するように分離して形成してもよく、二つの光変換層３'、４’それぞれが青色光を緑色光に変換する量子ドットと青色光を赤色光に変換する量子ドットを全て含んでもよい。また、二つの光変換層３'、４’を付着して一体に形成してもよく、青色光を緑色光に変換する量子ドットと青色光を赤色光に変換する量子ドットを全て含む単層で光変換層を形成してもよい。光変換層３'、４’は量子ドット材料を樹脂に混合して形成したフィルムであってもよく、その他ＺｎＯなどの散乱剤や光学的特性を向上するための補助成分を含んでもよい。量子ドット材料や散乱剤に関する説明は前述のとおりである。

図９に示すように、ＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）などの基板９の上に所定の間隔で複数の白色光源５’が配列されており、この光源５’の上に光拡散板２が配置されている。白色光源５’に関する詳細内容は後述のとおりである。

以上で説明したバックライトユニットが供給する白色光は液晶表示装置がＤＣＩ標準の８０％に肉迫するかそれ以上の色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む。これについては色座標を用いて後述する。

＜光源＞
本発明に係る光源は、発光素子と、量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層と、を含み、下記（１）および（２）の少なくとも一方を満たす光源である：
（１）前記白色光は、ピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあり、半値幅は９０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上である領域にある赤色光成分とを含む；
（２）前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。上記（１）および（２）の少なくとも一方を満たす場合、ＤＣＩ標準の７５％以上の色領域を表現することができる。さらに、上記（１）および（２）の両方を満たす場合、ＤＣＩ標準の８０％以上の色領域を表現することができる。

白色光を放出する光源５’について図面を参照して詳しく説明する。

図５乃至図７は多様な実施形態に係る白色光源の断面図である。

図５に示すように、一実施形態による白色光源は、青色光を放出する発光ダイオードチップ５１と、発光ダイオードチップ５１を覆っている光変換層５２とを含む。光変換層５２は、青色光を緑色光に変換する量子ドット材料５４と青色光を赤色光に変換する量子ドット材料５６を樹脂に混合して塗布したものであってもよく、その他ＺｎＯなどの散乱剤や光学的特性を向上するための補助成分を含んでもよい。

［量子ドット材料］
量子ドットは、量子孤立効果（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）を有する所定サイズの半導体粒子をいう。係る量子ドットの粒径（直径）は、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲にあってもよく、量子ドットの粒径を調節することにより、所望の波長の発光を得ることができる。

量子ドット材料としては、Ｓｉ系ナノ結晶、長周期型周期表のＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶およびこれらの混合物からなる群より選択されるナノ結晶などを使用してもよい。

量子ドット材料に用いることができるＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶としては、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅおよびＨｇＺｎＳＴｅが好ましい。量子ドット材料に用いることができるＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＺｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、およびＩｎＡｌＰＡｓが好ましい。量子ドット材料に用いることができるＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶としては、ＳｂＴｅが好ましい。

量子ドット材料は、ＩｎＰまたはＩｎＺｎＰをコアとし、前記コアにＺｎＳｅとＺｎＳの混合物がコーティングされていてもよい。

量子ドット材料は、光変換層５２の全体重量に対して、０．１重量％以上５重量％以下で含まれることが好ましく、１重量％以上３重量％以下含まれることがより好ましい。なお、光変換層に複数の量子ドット材料が含まれる場合、上記含有量は各量子ドット材料の合計量を指す。

本発明に係る光源の光変換層には、赤色量子ドット材料および緑色量子ドット材料が含まれることが好ましい。赤色量子ドット材料は、光変換層の全体重量に対して、０．０５重量％以上２．５重量％以下含まれることが好ましく、０．２重量％以上１．５重量％以下含まれることが好ましい。同様に、緑色量子ドット材料は、光変換層の全体重量に対して、０．０５重量％以上２．５重量％以下含まれることが好ましく、０．２重量％以上１．５重量％以下含まれることが好ましい。

量子ドットの平均粒径は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１．０ｎｍ以上であれば安定的な量子ドットを調製することができ、平均粒径が１０ｎｍ以下であれば良好な量子閉じ込め効果が得られる。なお、当該平均粒径は、動的光散乱法により求めた値である。

［樹脂］
樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂など、公知の樹脂を使用することができ、可視光領域（３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）における全光線透過率が８０％以上のものを好適に使用することができる。本発明に係る樹脂として、重合開始剤や触媒などの添加剤と併用し、加熱あるいは活性エネルギー線の照射によって硬化する樹脂を用いてもよい。

［散乱剤］
散乱剤としては、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＺｒＯ_２から選択される少なくとも１つを含むが好ましく、特にＺｎＯを含むことが好ましい。散乱剤は、光変換層５２の全体重量に対して１０重量％以下含まれることが好ましく、１重量％以上５重量％以下含まれることがより好ましい。散乱剤の平均粒径は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましく、１０〜１００ｎｍであることがより好ましい。なお、当該平均粒径（直径）は、動的光散乱法により求めた値である。

［光変換層の作製］
光変換層の作製方法としては、特に制限されないが、上記の量子ドット材料、樹脂および必要に応じて散乱剤やその他の添加剤を溶媒に分散・溶解させた塗布液を調製し、該塗布液を塗布して、加熱または活性エネルギー線（紫外光、可視光など）の照射により硬化させる方法が好ましい。

図６に示すように、一実施形態に係る白色光源は、青色光を放出する発光ダイオードチップ５１と、発光ダイオードチップ５１を覆っている光変換層５２とを含む。光変換層５２は青色光を緑色光に変換する量子ドット材料５４と青色光を赤色光に変換する量子ドット材料５６とを樹脂に混合して塗布したものであってもよく、その他シリカなどの散乱剤や光学的特性を向上するための補助成分を含んでもよい。量子ドット材料と散乱剤は先に図５の実施形態で説明したとおりである。図６の実施形態では青色光を緑色光に変換する量子ドット材料５４を先に塗布し、青色光を赤色光に変換する量子ドット材料５６を後に塗布して、互いに異なる層に区分されるように形成したことが図５の実施形態と異なる点である。ここで、青色光を赤色光に変換する量子ドット材料５６を先に塗布し、青色光を緑色光に変換する量子ドット材料５４を後に塗布してもよい。

図７に示すように、一実施形態に係る白色光源は、青色光を緑色光に変換する量子ドットフィルム５３と青色光を赤色光に変換する量子ドットフィルム５７を発光ダイオードチップ５１の上に配置して光変換層を形成されたものであってもよい。青色光を緑色光に変換する量子ドットフィルム５３と青色光を赤色光に変換する量子ドットフィルム５７は配置が入れ替わってもよく、青色光を赤色光に変換する量子ドット材料と青色光を緑色光に変換する量子ドット材料を全て含む単一フィルムの形態に製作されてもよい。量子ドットフィルム５３、５７の構造、構成および使用される量子ドット材料は光変換層３、４の構造、構成および量子ドット材料と同一であってもよい。

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「％」および「部」は、それぞれ、「重量％」および「重量部」を意味する。なお、シミュレーションは、マイクロソフト社の表計算ソフト（Excel）を用いて行った。

（実施例１）
赤色量子ドット材料（ＩｎＰ／ＺｎＳｅＳ、平均粒径１０ｎｍ；青色光をピーク波長６３１ｎｍ、半値幅４８ｎｍの赤色光に変換）０．１３重量部、緑色量子ドット材料（ＩｎＰ／ＺｎＳｅＳ、平均粒径８ｎｍ；青色光をピーク波長５３０ｎｍ、半値幅３９ｎｍの緑色光に変換）０．８７重量部、光硬化性アクリル樹脂に分散・溶解させ、光変換層形成用塗布液１００重量部を調製した。当該液を用いてフィルム形態の光変換層を作製し、導光板と光学フィルムとの間に配置して、図３に示すバックライトユニットを作製した。また、緑色量子ドット材料の粒径を変更して、緑色光成分のピーク波長が２ｎｍ単位で異なるバックライトユニットを同様に作製した。

図１０に、上記で作製した半値幅が３９ｎｍであり、ピーク波長が異なる緑色光成分を含む白色光を放出する各バックライトユニットの光源が支援できる色領域を色座標上に示したグラフを示す。

（実施例２）
実施例１の結果で得られた量子ドット材料の光の特性に基づき、シミュレーションにより、緑色光成分のピーク波長が２ｎｍ単位で異なる光源について色再現範囲の計算を行った。

図１１に、上記で作製した半値幅が４８ｎｍであり、ピーク波長が異なる緑色光成分を含む白色光を放出する光源が支援できる色領域を色座標上に示したグラフを示す。

図１０と図１１において、二点鎖線はＤＣＩ標準色領域である。

表１は、図１０と図１１に示された各色領域とＤＣＩ標準色領域が重複する部分の面積を、ＤＣＩ標準色領域において占める面積比（以下、‘ＤＣＩ色領域比’とも称する）で示したものである。表１は、ピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅（ＦＷＨＭ）が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク位置が６３１ｎｍであり半値幅が４８ｎｍである赤色光成分に変換する赤色量子ドット材料を使用する光源において、緑色量子ドット材料の粒径を変化させて得られたデータである。

表１に示すように、緑色光成分のピーク波長と半値幅によって白色光のＤＣＩ色領域比が変わることが分かる。また、図１０と図１１に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって表示できる色領域が一定の方向性を有して移動することが分かる。

以下ではより多量のデータを用いて実施形態に係るバックライトユニットが発する白色光の特性を説明する。

（実施例３）
実施例１の結果で得られた量子ドットの光の特性に基づき、シミュレーションにより、緑色光成分のピーク波長が２ｎｍ単位で異なる光源＃１−１〜＃１−１９について色再現範囲の計算を行った。

図１２は、上記で作製した半値幅が３９ｎｍ〜４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１３は、上記で作製した半値幅が３９ｎｍまたは４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１４は、上記で作製した半値幅が３９ｎｍまたは４０ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１２〜図１４において、二点鎖線はＤＣＩ標準色領域である。

図１２に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の赤色頂点が左上方向に移動する。言い換えると、赤色頂点のｘ座標値は減少し、ｙ座標値は増加する。

図１３に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の緑色頂点が右側方向に移動する。緑色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は増加した後に減少する。

図１４に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の青色頂点が右下方向に移動する。言い換えると、青色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は減少する。

表２は、図１２〜図１４に示された各色領域のデータを含む、緑色光成分のピーク波長が異なるバックライトユニット＃１−１〜＃１−１９のＤＣＩ色領域比データである。表２は、ピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク位置が６３１ｎｍであり半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍである赤色光成分に変換する赤色量子ドット材料を使用する光源において、緑色量子ドット材料の粒径を変化させて得られたデータである。緑色光成分の半値幅は３９ｎｍ〜４０ｎｍである。図１２〜図１４に示された色領域は、下記表２の＃１−１、＃１−２、＃１−４、＃１−６、＃１−８、＃１−１０、＃１−１２、＃１−１４、＃１−１６、＃１−１８、＃１−１９に対するものである。

表２に示すように、緑色光成分の半値幅が３９ｎｍ〜４０ｎｍであるとき、そのピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８０％以上である（＃１−２〜＃１−１８）。さらに、緑色光成分の半値幅が３９ｎｍであるとき、そのピーク波長が５２６〜５４６ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８５％以上である（＃１−６〜＃１６）。さらに、緑色光成分の半値幅が３９ｎｍであるとき、そのピーク波長が５３４ｎｍ〜５４０ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が９０％以上である（＃１−１０〜＃１−１３）。

表３は表２の白色光源＃１−１〜＃１−１９の色領域の赤色、緑色および青色頂点の座標である。

（実施例４）
実施例１の結果で得られた量子ドットの光の特性に基づき、シミュレーションにより、緑色光成分のピーク波長が２ｎｍ単位で異なる光源＃２−１〜＃２−１９について色再現範囲の計算を行った。

図１５は、上記で作製した半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１６は、上記で作製した半値幅が４８ｎｍまたは４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１７は、上記で作製した半値幅が４８ｎｍまたは４９ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１５〜図１７において、二点鎖線がＤＣＩ標準色領域である。

図１５に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の赤色頂点が左上方向に移動する。言い換えると、赤色頂点のｘ座標値は減少し、ｙ座標値は増加する。

図１６に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の緑色頂点が右側方向に移動する。緑色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は増加した後に減少する。

図１７に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の青色頂点が右下方向に移動する。言い換えると、青色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は減少する。

表４は、図１５〜図１７に示された各色領域のデータを含む、緑色光成分のピーク波長が異なる光源＃２−１〜＃２〜１９のＤＣＩ色領域比データである。表４は、ピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク位置が６３１ｎｍであり半値幅が４９ｎｍである赤色光成分に変換する赤色量子ドット材料を使用する発光素子において、緑色量子ドット材料のピーク波長および半値幅を変化させて得られたデータである。緑色光成分の半値幅は４８ｎｍ〜４９ｎｍである。図１５〜図１７に示された色領域は、下記表４の＃２−１、＃２−２、＃２−４、＃２−６、＃２−８、＃２−１０、＃２−１２、＃２−１４、＃２−１６、＃２−１８、＃２−１９に対するものである。

表４に示すように、緑色光成分の半値幅が４８ｎｍ〜４９ｎｍであるとき、そのピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８０％以上である。さらに、緑色光成分の半値幅が４８ｎｍであるとき、そのピーク波長が５２６〜５４４ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８５％以上である。さらに、緑色成分の半値幅が４８ｎｍであるとき、そのピーク波長が５３６ｎｍ〜５３８ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が９０％以上である。

表５は、表４の白色光源＃２−１〜＃２−１９の色領域の赤色、緑色および青色頂点の座標である。

（実施例５）
実施例１の結果で得られた量子ドットの光の特性に基づき、シミュレーションにより、緑色光成分のピーク波長が２ｎｍ単位で異なる光源＃３−１〜＃３−１９について色再現範囲の計算を行った。

図１８は、上記で作製した半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の赤色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１９は、上記で作製した半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の緑色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図２０は、上記で作製した半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍである緑色光成分を含む白色光を発する光源において、緑色光成分のピーク波長を変化させることによって光源が支援できる色領域の青色頂点が色座標上で移動する現象を示したグラフである。

図１８に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の赤色頂点が左上方向に移動する。言い換えると、赤色頂点のｘ座標値は減少し、ｙ座標値は増加する。

図１９に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の緑色頂点が右側方向に移動する。緑色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は増加した後に減少する。

図２０に示すように、緑色光成分のピーク波長が高波長側に移動することによって、表示できる色領域の青色頂点が右下方向に移動する。言い換えると、青色頂点のｘ座標値は増加し、ｙ座標値は減少する。

表６は、図１８〜図２０に示された各色領域のデータを含む、緑色光成分のピーク波長の異なる光源＃３−１〜＃３−１９のＤＣＩ色領域比データである。表６は、ピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク位置が６３１ｎｍであり半値幅が４９ｎｍである赤色光成分に変換する赤色量子ドット材料を使用する発光素子において緑色量子ドット材料のピーク波長および半値幅を変化させて得られたデータである。緑色光成分の半値幅は５２ｎｍ〜５４ｎｍである。図１８〜図２０に示された色領域は、下記表６の＃３−１、＃３−２、＃３−４、＃３−６、＃３−８、＃３−１０、＃３−１２、＃３−１４、＃３−１６、＃３−１８、＃３−１９に対するものである。

表６に示すように、緑色光成分の半値幅が５２ｎｍ〜５４ｎｍであるとき、そのピーク位置が５１８ｎｍ〜５４８ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８０％以上である。さらに、緑色光成分の半値幅が５３〜５４ｎｍであるとき、そのピーク波長が５２６〜５４２ｎｍの間にあれば、ＤＣＩ色領域比が８５％以上である。

表２、表４および表６をまとめると、以下のとおりである。

緑色光成分の半値幅が９０ｎｍ未満であるとき、そのピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍであれば、ＤＣＩ色領域比が７５％以上である。緑色光成分の半値幅が５４ｎｍ以下であるとき、そのピーク波長が５１８ｎｍ〜５４８ｎｍであれば、ＤＣＩ色領域比が８０％以上である。さらに、緑色光成分の半値幅が５４ｎｍ以下であるとき、そのピーク波長が５２６ｎｍ〜５４２ｎｍであれば、ＤＣＩ色領域比が８５％以上である。さらに、緑色光成分の半値幅が４８ｎｍ以下であるとき、５３６ｎｍ〜５３８ｎｍであれば、ＤＣＩ色領域比が９０％以上である。このとき、緑色光成分の半値幅の下限は、特に制限されないが、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上である。

表７は、表６の白色光源＃３−１〜＃３−１９の色領域の赤色、緑色および青色頂点の座標である。

表３、表５および表７に示すように、色座標で赤色頂点が０．６６１１≦Ｃｘ≦０．６８２１かつ０．３０９２≦Ｃｙ＜≦０．３２２０の領域に位置し、緑色頂点が０．１７６８≦Ｃｘ≦０．３０６１かつ０．６１９０≦Ｃｙ≦０．６６１５の領域に位置し、青色頂点は０．１４２９≦Ｃｘ≦０．１５２５かつ０．０４６３≦Ｃｙ≦０．０８８５の領域に位置する三角形色領域を表示することができれば、ＤＣＩ標準の８０％以上の色領域を表示することができる。

したがって、実施形態によるバックライトユニットはこのような三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む白色光を発するように構成することができる。

また、色座標において、赤色頂点が０．６６９１≦Ｃｘ≦０．６８０７かつ０．３０９３≦Ｃｙ≦０．３１６４の領域に位置し、緑色頂点が０．２０２８≦Ｃｘ≦０．２８７９かつ０．６３１０≦Ｃｙ≦０．６６１５の領域に位置し、青色頂点が０．１４６１≦Ｃｘ≦０．１５２１かつ０．０５０３≦Ｃｙ≦０．０７８１の領域に位置する三角形色領域を表示することができれば、ＤＣＩ標準の８５％以上の色領域を表示することができる。

また、色座標において、赤色頂点が０．６７４７≦Ｃｘ≦０．６７８９かつ０．３０９７≦Ｃｙ≦０．３１２７の領域に位置し、緑色頂点が０．２３５２≦Ｃｘ≦０．２６１１かつ０．６４２０≦Ｃｙ≦０．６５７８の領域に位置し、青色頂点は０．１４９４≦Ｃｘ≦０．１５１２かつ０．０５７５≦Ｃｙ≦０．０６５７の領域に位置する三角形色領域を表示することができれば、ＤＣＩ標準の９０％以上の色領域を表示することができる。

したがって、実施形態によるバックライトユニットは、このような三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む白色光を発するように構成することができる。

一方、このようなデータを考慮すれば、色座標において赤色頂点が０．６５＜Ｃｘ＜０．６９、０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点が０．２０＜Ｃｘ＜０．３、０．６３＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置し、青色頂点は０．１２＜Ｃｘ＜０．１８、０．０５＜Ｃｙ＜０．０９の領域に位置する三角形色領域を表示することができれば、ＤＣＩ標準の７５％以上の色領域を表示することができると予想される。したがって、実施形態によるバックライトユニットはこのような三角形色領域を表示できる色純度の赤色成分、緑色成分、青色成分を含む白色光を発するように構成することができる。

（実施例６）
実施例１の結果で得られた量子ドットの光の特性に基づき、シミュレーションにより、緑色光成分の半値幅が異なる光源＃４−１〜＃４−６について色再現範囲の計算を行った。

表８は、上記で作製した緑色光成分のピーク波長が５３８ｎｍであり半値幅が異なる白色光源＃４−１〜＃４−６が支援できるＤＣＩ色領域比を示す。表８はピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅（ＦＷＨＭ）が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク波長が６３５ｎｍであり半値幅が４２ｎｍである赤色光成分に変換する赤色量子ドット材料を使用する光源において、緑色量子ドット材料の半値幅を変化させて得られたデータである。

表８に示すように、緑色光成分の半値幅が９０ｎｍ未満であればＤＣＩ色領域比が８０％以上である。

（実施例７）
実施例１の結果で得られた量子ドットの光の特性に基づき、シミュレーションにより、赤色光成分のピーク波長が異なる光源＃５−１〜＃５−４について色再現範囲の計算を行った。

表９は、上記で作製した赤色光成分の半値幅が４９ｎｍでありピーク波長が異なる白色光源＃５−１〜＃５−４が支援できるＤＣＩ色領域比を示す。表９は、ピーク位置が４４９ｎｍであり半値幅（ＦＷＨＭ）が１８ｎｍである青色光を放出する発光ダイオードを使用し、このような青色光を受けてピーク位置が５５０ｎｍであり半値幅が３８ｎｍである緑色光成分に変換する緑色量子ドット材料を使用する光源において、赤色量子ドット材料のピーク波長を変化させて得られた資料である。

表９に示すように、赤色光成分のピーク位置が６２２ｎｍ以上であればＤＣＩ色領域比が８０％以上である。

図２１は、表９と同様に、赤色量子ドット材料の粒径を変化させて、赤色光成分のピーク波長を変化させた際のバックライトユニット（光源）が発する白色光の輝度変化を示すグラフである。なお、図２１における理論値は、赤色量子ドット材料（ピーク波長６２６ｎｍ）を使用した場合のスペクトルを基準として、赤色量子ドット材料の波長を変化させた場合に対する白色スペクトルを得て、視感度を考慮して輝度を計算した値である。

図２１に示すように、赤色光成分のピーク波長が高波長側に移動するほど、バックライトユニット（光源）が発する白色光の輝度が低下し、赤色光成分のピーク波長が６４５ｎｍを超えたあたりで輝度が９０％以下に落ちる。したがって、実施形態によるバックライトユニット（光源）は赤色光成分のピーク波長が６２０ｎｍ〜６４５ｎｍの間である赤色光成分を有し得る。

実施形態に係るバックライトユニット（光源）は、色純度の高い赤色光、緑色光および青色光を含む白色光を発する。したがって、カラーフィルタを通過する前と後においてスペクトルの変化が少ない。

図２２は、実施形態に係るフィルム形態の量子ドット材料含有光変換層を図１に示す液晶表示装置に搭載し、バックライトユニット（光源）が発する白色光のスペクトルとカラーフィルタを通過させた後のスペクトルを比較したグラフである。表１０は、図２２のグラフにおいて緑色光成分と赤色光成分のピーク波長と半値幅を測定した表である。白色光のスペクトルは分光器を用いて得たものであり、カラーフィルタを通過させた後のスペクトルは、白色光を緑色カラーフィルタに通過させて緑色成分のスペクトルを獲得し、白色光を赤色カラーフィルタに通過させて赤色成分のスペクトルを獲得し、白色光を青色カラーフィルタに通過させて青色成分のスペクトルを獲得し、これら各スペクトルを結合して得たものである。この時、使用するカラーフィルタは一般のテレビやモニターに使用されるカラーフィルタである。バックライトユニットを液晶パネルと結合して液晶表示装置を構成した状態でスペクトルを測定すれば、液晶パネルに形成されているカラーフィルタを用いて測定が可能である。言い換えると、液晶表示装置の赤色画素のみをターンオンし、残りの画素をターンオフした状態で測定して赤色スペクトルを獲得し、緑色画素のみをターンオンし、残りの画素をターンオフした状態で測定して緑色スペクトルを獲得し、青色画素のみをターンオンし、残りの画素をターンオフした状態で測定して青色スペクトルを得ることができる。

図２２と表１０に示すように、実施形態に係るバックライトユニット（光源）が発する白色光の緑色光成分と赤色光成分は、カラーフィルタを通過する前と後においてピーク波長の変化は１ｎｍであり、半値幅の変化もそれぞれ１ｎｍと２ｎｍであって２ｎｍ以下である。すなわち、本発明に係る光源は、白色光の緑色光成分は緑色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下であり、白色光の赤色光成分は赤色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下である。これは実施形態に係るバックライトユニット（光源）が量子ドット材料を用いて青色光を緑色光と赤色光に変換させて白色光を生成するためである。

実施形態に係るバックライトユニット（光源）に使用される光変換層は、量子ドット材料と一緒に散乱剤を含んでもよい。散乱剤としてはＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２などを使用してもよく、散乱剤を添加することによって輝度を向上することができる。散乱剤の含有量は、光変換層の全体重量に対して１０重量％以下であることが好ましい。

（実施例８）
実施例１において、散乱剤としてＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯまたはＺｒＯ_２を光変換層の全体重量に対して表１１に記載の含有量で光変換層に含有させた以外は、実施例１と同様にして、バックライトユニット＃６−１〜＃６−３を作製した。

表１１は散乱剤の種類によった輝度と白色座標の色座標（Ｃｘ、Ｃｙ）の変化を測定したデータである。

表１１に示すように、散乱剤としてＺｎＯを使用する時、最も大きい輝度向上効果を得ることができる。

（実施例９）
実施例１において、散乱剤ＺｎＯを光変換層の全体重量に対して表１２に記載の含有量で光変換層に含有させた以外は、実施例１と同様にして、バックライトユニット＃７−１〜＃７−３を作製した。

表１２は、散乱剤としてＺｎＯを異なる含量で光変換層に含有させた光源における、白色光の輝度と白色座標の色座標（Ｃｘ、Ｃｙ）の変化を測定したデータである。

表１２に示すように、散乱剤の含量を調節することによってバックライトユニットが発する白色光の輝度と白色座標を調節することができる。

（実施例１０）
実施例１において、赤色量子ドット材料、緑色量子ドット材料および散乱剤の重量部を表１３のように変更した以外は、実施例１と同様にして、バックライトユニット＃８−１〜＃８−１０を作製した。

表１３は、光源＃８−１〜＃８−１０について白色色座標による白色光の色温度変化を示したものである。白色光座標は、散乱剤および赤色量子ドット材料、緑色量子ドット材料の含量比を調節することによって調節可能であり、好ましくは表１３の範囲内に存在する。

表１３に示すように、バックライトユニット（光源）から放出される白色光の色温度は５９００Ｋ〜１４０００Ｋの範囲内にあってもよい。

以上で実施形態について詳細に説明したが、権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の請求範囲で定義している基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も権利範囲に属する。

１、１’ 導光板
２ 光拡散板
３、４、３’、４’、５２ 光変換層
５ 発光素子
５’ 光源
１０、２０ 表示板
１１ 基板
１２ 画素電極
１３ 薄膜トランジスタ
２１ 透明基板
２２ ブラックマトリックス
２３ カラーフィルタ
２４ 平坦化膜
２５ 共通電極
３０ 液晶層
３１、３２ 偏光フィルム
４１、４２ 補償フィルム
５１ 発光ダイオードチップ
５３、５７ 量子ドットフィルム
５４、５６ 量子ドット材料
１００ 液晶表示パネル
５００ バックライトユニット

Claims (26)

1. 発光素子と、
   量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層と、
   を含み、下記（１）および（２）の少なくとも一方を満たす光源：
   （１）前記白色光は、ピーク波長が５１８ｎｍ〜５５０ｎｍの間にあり、半値幅は９０ｎｍ未満である緑色光成分と、ピーク波長が６２０ｎｍ以上である領域にある赤色光成分とを含む；
   （２）前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する。
2. 前記赤色光成分のピーク波長は、６２０ｎｍ〜６４５ｎｍの間にある、請求項１に記載の光源。
3. 前記量子ドット材料は、前記光変換層の全体重量に対して０．１重量％以上５重量％以下含まれる、請求項１または２に記載の光源。
4. 前記緑色光成分は、ピーク波長が５３４ｎｍ〜５４０ｎｍの間にあり、半値幅は３９ｎｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源。
5. 前記光変換層は散乱剤をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源。
6. 前記散乱剤は、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＺｒＯ_２からなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項５に記載の光源。
7. 前記白色光の色温度は、５９００Ｋ〜１４０００Ｋの範囲にある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源。
8. 前記白色光は、ＤＣＩ標準の８０％以上の色領域を表示できる色純度の赤色光成分、緑色光成分および青色光成分を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源。
9. 前記量子ドット材料は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＺｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＳｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源。
10. 前記量子ドット材料は、ＩｎＰまたはＩｎＺｎＰをコアとし、前記コアにＺｎＳｅとＺｎＳとの混合物がコーティングされているものである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源。
11. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．２０＜Ｃｘ＜０．３、０．６３＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源。
12. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６６１１＜Ｃｘ＜０．６８２１かつ０．３０９２＜Ｃｙ＜０．３２２０の領域に位置し、緑色頂点は０．１７６８＜Ｃｘ＜０．３０６１かつ０．６１９０＜Ｃｙ＜０．６６１５の領域に位置する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光源。
13. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６７４７＜Ｃｘ＜０．６７８９かつ０．３０９７＜Ｃｙ＜０．３１２７の領域に位置し、緑色頂点は０．２３５２＜Ｃｘ＜０．２６１１かつ０．６４２０＜Ｃｙ＜０．６５７８の領域に位置する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光源。
14. 前記白色光の緑色光成分は緑色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下であり、前記白色光の赤色光成分は赤色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光源。
15. 発光素子と、
    量子ドット材料および樹脂を含み、前記発光素子が放出する光を白色光に変換して放出する光変換層と、
    を含み、
    前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する、バックライトユニット。
16. 前記発光素子は、青色発光ダイオードであり、
    前記光変換層は、前記青色発光ダイオードとは別途に製作されたフィルムである、請求項１５に記載のバックライトユニット。
17. 導光板をさらに含み、下記（１）または（２）のいずれかである、請求項１５または１６に記載のバックライトユニット；
    （１）前記光変換層は、前記発光素子と前記導光板との間に配置されている；
    （２）前記導光板は、前記発光素子が放出する光を前記光変換層に伝達するように前記発光素子と前記光変換層との間に配置されている。
18. 前記発光素子は、青色発光ダイオードチップであり、
    前記光変換層は、前記青色発光ダイオードチップを覆うモールディング層に含まれることを特徴とする請求項１５に記載のバックライトユニット。
19. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６６１１＜Ｃｘ＜０．６８２１かつ０．３０９２＜Ｃｙ＜０．３２２０の領域に位置し、緑色頂点は０．１７６８＜Ｃｘ＜０．３０６１かつ０．６１９０＜Ｃｙ＜０．６６１５の領域に位置する、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
20. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６７４７＜Ｃｘ＜０．６７８９かつ０．３０９７＜Ｃｙ＜０．３１２７の領域に位置し、緑色頂点は０．２３５２＜Ｃｘ＜０．２６１１かつ０．６４２０＜Ｃｙ＜０．６５７８の領域に位置する、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
21. 前記白色光の色温度は、５９００Ｋ〜１４０００Ｋの範囲にある、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
22. 複数のカラーフィルタを含む液晶表示パネルと、
    発光素子および前記発光素子が放出する光を白色光に変換する光変換層を含み、前記白色光を前記液晶表示パネルに供給するバックライトユニットと
    を含み、
    前記白色光がカラーフィルタを通過した後、色座標において、赤色頂点は０．６５＜Ｃｘ＜０．６９かつ０．２９＜Ｃｙ＜０．３３の領域に位置し、緑色頂点は０．１７＜Ｃｘ＜０．３１かつ０．６１＜Ｃｙ＜０．７０の領域に位置する、液晶表示装置。
23. 前記光変換層は、量子ドット材料、樹脂および散乱剤を含む、請求項２２に記載の液晶表示装置。
24. 前記複数のカラーフィルタは、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタおよび青色カラーフィルタを含み、
    前記白色光の緑色光成分は前記緑色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下であり、前記白色光の赤色光成分は前記赤色カラーフィルタを通過する前と後の半値幅差が２ｎｍ以下である、請求項２２または２３に記載の液晶表示装置。
25. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６６１１＜Ｃｘ＜０．６８２１かつ０．３０９２＜Ｃｙ＜０．３２２０の領域に位置し、緑色頂点は０．１７６８＜Ｃｘ＜０．３０６１かつ０．６１９０＜Ｃｙ＜０．６６１５の領域に位置する、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
26. 前記白色光の色座標において、赤色頂点は０．６７４７＜Ｃｘ＜０．６７８９かつ０．３０９７＜Ｃｙ＜０．３１２７の領域に位置し、緑色頂点は０．２３５２＜Ｃｘ＜０．２６１１かつ０．６４２０＜Ｃｙ＜０．６５７８の領域に位置する、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。