JP7303114B2 - バックライト光源、バックライトモジュールおよび表示装置 - Google Patents

Description

本開示は表示装置の分野に関するものであり、具体的に、バックライト光源、当該バックライト光源を備えたバックライトモジュール、および当該バックライトモジュールを備えた表示装置に関するものである。
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年４月１６日に中国国家知識産権局に提出された、出願番号を２０１８２０５３４６７０．５とし、名称を「バックライト光源、バックライトモジュールおよび表示装置」とする中国特許出願の優先権を主張し、当該中国特許出願の開示内容すべてを参照によりここに援用する。

液晶表示装置、電子ペーパー、エレクトロクロミック表示装置など、画素素子を自発的に発光させることができない表示装置では、光源としてバックライトが用いられることが多い。

表示色域を向上させるための好ましい手段として、量子ドットバックライトが幅広く適用されている。

本開示の１つの形態では、内面側に収容空間が形成された背面基板と、前記背面基板の内面上に設けられた反射シートと、複数の発光素子とを備え、前記反射シートに設けられた少なくとも１つの光修飾領域をさらに有し、前記発光素子から発せられた光を光学処理できる少なくとも１つの光変換素子を前記光修飾領域内に有するバックライト光源を提供する。

一部の実施例において、前記発光素子から発せられた光は単色光であり、前記光学処理は前記単色光を混合光に変換する処理である。

一部の実施例において、前記混合光は白色光である。

一部の実施例において、前記光修飾領域はアレイ状に配置された複数の光変換素子を有する。

一部の実施例において、前記背面基板は、底板と、前記底板の縁の周囲に設けられた側壁とを有し、前記側壁は、縦方向の側壁と、横方向の側壁とを有し、前記光修飾領域は、前記側壁と前記底板の少なくとも一方の上に配置された反射シート上に設けられている。

一部の実施例において、前記複数の発光素子は前記収容空間の底板上に複数行複数列に配置され、前記光修飾領域は前記横方向の側壁と前記縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられた複数の第１の光修飾領域を有し、発光素子の行方向に沿って前記横方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域は発光素子列に対応し、発光素子の列方向に沿って前記縦方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域は発光素子行に対応し、前記発光素子の行方向は前記横方向の側壁に平行であり、前記発光素子の列方向は前記縦方向の側壁に平行である。

一部の実施例において、前記第１の光修飾領域における複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の前記第１の光修飾領域において、前記光変換素子の大きさは、当該第１の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。

一部の実施例において、前記発光素子は、前記横方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域の前記行方向に沿った幅が前記発光素子の封止領域の幅以下であり、前記縦方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域の前記列方向に沿った幅が前記発光素子の封止領域の幅以下である封止領域を有する。

一部の実施例において、前記光修飾領域は、前記横方向の側壁と前記縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられた少なくとも１つの第２の光修飾領域をさらに有し、前記第２の光修飾領域は前記第１の光修飾領域に隣接して設けられる。

一部の実施例において、前記横方向の側壁上の第２の光修飾領域は隣接する２列の発光素子の間に設けられ、前記縦方向の側壁上の第２の光修飾領域は隣接する２行の発光素子の間に設けられる。

一部の実施例において、前記第２の光修飾領域内の複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の前記第２の光修飾領域内の光変換素子の大きさは、当該第２の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。

一部の実施例において、前記光修飾領域は、前記底板の、前記側壁の端部付近の反射シート上に配置され、前記第１の光修飾領域に隣接する少なくとも１つの第３の光修飾領域をさらに有する。

一部の実施例において、前記第３の光修飾領域内の複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の前記第３の光修飾領域内の光変換素子の大きさは、当該第３の光修飾領域に対応する発光素子との距離と正の相関である。

一部の実施例において、前記光修飾領域は、少なくとも１つの第４の光修飾領域をさらに有し、前記第４の光修飾領域における複数の前記光変換素子は対応する発光素子を取り囲むように配置されている。

一部の実施例において、前記第４の光修飾領域における光変換素子の大きさは、当該第４の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。

一部の実施例において、前記発光素子はレンズ素子と発光ダイオードとを有し、前記発光ダイオードは前記底板上に配置され、前記レンズ素子は前記発光ダイオードの頂部に配置され、かつ前記レンズ素子と前記底板上の反射シートとの間には間隔があり、
前記反射シートへの前記第４の光修飾領域の正投影は前記反射シートへの前記レンズ素子の正投影内にある。

一部の実施例において、同一の前記第１の光修飾領域、前記第２の光修飾領域、前記第３の光修飾領域、前記第４の光修飾領域において前記光変換素子が千鳥状に配置されている。

一部の実施例において、前記光変換素子の形状は円形であり、前記第１の光修飾領域、前記第２の光修飾領域、前記第３の光修飾領域、前記第４の光修飾領域における光変換素子の大きさは光変換素子の直径である。

一部の実施例において、前記光変換素子は量子ドット材料を有する。

一部の実施例において、前記発光素子は青色光を発することができる。

本開示のもう１つの形態では、バックライト光源と、量子ドット層と、を有するバックライトモジュールを提供し、前記バックライト光源は上記に記載のバックライト光源であり、前記量子ドット層は前記バックライト光源の光出射側に設けられ、発光素子から発せられた光を白色光に変換することができる。

本開示のもう１つの形態では、表示パネルと、前記表示パネルの入光側に配置されたバックライトモジュールと、を有する表示装置を提供し、前記バックライトモジュールは上記に記載のバックライトモジュールを有し、前記量子ドット層は前記バックライト光源と前記表示パネルとの間に位置する。

図面は、本開示をさらに理解するために使用され、本明細書の一部を構成し、以下の具体的な実施の形態とともに本開示を説明するために使用されるが、本開示を限定するものではない。

本開示の実施例で提供するバックライト光源の概略図である。 本開示の実施例で提供するバックライト光源の断面概略図である。 本開示の実施例で提供する第１の光修飾領域の概略図である。 本開示の実施例で提供する第２の光修飾領域の概略図である。 本開示の実施例で提供するバックライト光源の概略図である。 本開示の実施例で提供する第３の光修飾領域の概略図である。 本開示の実施例によるバックライト光源の概略図である。 本開示の実施例で提供する第４の光修飾領域の概略図である。 本開示の実施例で提供する第４の光修飾領域内の光変換素子の概略図である。 本開示の実施例で提供するバックライト光源の概略図である。

以下、図面を組み合わせて本開示の具体的な実施の形態について詳細に説明する。ここに記載する具体的な実施の形態は本開示を説明及び解釈するために用いられるものであって、本開示を限定するものではない。

関連技術において、量子ドットバックライト光源は、複数の発光素子、点光源を面光源に変換する光学モジュール、及び発光素子から発せられた光を白色光に変換する量子ドット層を有する。

しかし、量子ドットバックライト光源を備えた表示装置は表示時に色のずれが発生し、クライアントの体験を低下させてしまう。例えば、発光素子から発せられた光が青色光である場合、量子ドットバックライト光源を備えた表示装置は表示時に画面が青みがかるという現象が発生する。

研究を経て、量子ドットバックライト光源を備えた表示装置の表示時に色のずれが発生する原因は、以下のようなものであることが分かった。量子ドット材料について言えば、その光変換効率は一定である。量子ドット材料に照射される有色光の輝度が高すぎると、その変換効率の範囲内の有色光しか白色光に変換されず、変換効率を超えた光は有色光のままである。量子ドットバックライト光源について言えば、発光素子から発せられた光強度が量子ドット層の変換効率を超えると、一部の有色光は白色光に変換されるが、一部の有色光は白色光に変換されないという現象が発生する。そのため、表示装置の表示時に色のずれが生じてしまう。

そこで、本開示の1つの形態では、バックライト光源を提供する。図1および図2に示すように、前記バックライト光源は、背面基板200と、反射シート300（図2参照）と、複数の発光素子110とを備えている。図2に示すように、背面基板200の内面側には収容空間が形成され、背面基板の内面上には反射シート300が配置され、発光素子110は収容空間内（図1と図2を参照）に配置してもよく、背面基板200の一側に配置してもよい。ここで、バックライト光源は、反射シート300に設けられた少なくとも1つの光修飾領域をさらに有する。光修飾領域は、発光素子110から発せられた光を光学処理できる少なくとも1つの光変換素子（図1と図2における点状構造）を有する。

一部の実施例において、発光素子110から発せられた光は単色光であり、光学処理は単色光を混合光に変換する処理である。発光素子110から発せられた光は有色光（例えば、青色光、緑色など）である。一部の具体例において、発光素子は青色光を発することができるが、本開示はこれに限定されない。発光素子110から発せられた光は光修飾領域内の光変換素子に照射された後、光変換素子によって少なくとも一部の有色光が混合光に変換される。混合光は複数の有色光が混合された光である。一部の具体例において、混合光は白色光である。白色光は混合光の一種であり、スペクトルの三原色（青色光、赤色光、緑色光）を一定の割合で混合したものであるが、本開示はこれに限定されない。以下では、説明の便宜上、混合光が白色光であるものとして説明する。

本開示で提供するバックライト光源は、発光素子から発せられた光を白色光に変換することができる量子ドット層を組み合わせて、バックライトモジュールを形成するために使用される。

光修飾領域において、光修飾領域に照射される光は、発光素子から当該光修飾領域に直接照射される有色光と、反射シート300または他のフィルム層構造によって当該光修飾領域に反射される有色光とを含む。これに応じて、光修飾領域内の光変換素子に有色光が照射された後、当該光変換素子は有色光の一部を白色光に変換することが少なくとも可能であり、変換された白色光を量子ドット層に向けて出射する。このように、光修飾領域から出射される光は、少なくともその一部が、量子ドット層に照射される前に光修飾領域の光変換素子によって白色光に変換されているため、量子ドット層に照射される、白色光に変換されていない残りの有色光を、量子ドット層によって白色光に変換することができる。このことから、光修飾領域を設けることで、量子ドット層の光修飾領域に対応する部分から出射される光が純度の高い白色光となるように、量子ドット層の光変換能力を補うことができるため、前記バックライトを備えた表示装置の画面表示時における色のずれという現象を少なくともある程度軽減できることが分かる。

一部の実施例において、光修飾領域は、アレイ状に配置された複数の光変換素子を有する。つまり、1つの光修飾領域に複数の光変換素子を含んでよく、複数の光変換素子は、図3に示すようにアレイ状に配置されてよい。もちろん、複数の光変換素子は、必要に応じて他の方式で配置することもでき、本開示はこれに限定されない。

一部の実施例において、光変換素子は量子ドット材料を有し、かつ量子ドット材料は、発光素子から発せられた光を白色光に変換することができる。本開示では、如何に量子ドット材料を用いて光変換素子を製造するかということについては特に限定しない。例えば、量子ドット材料を光学コーティング層として形成してから、印刷又は噴霧によって前記光変換素子を形成することができる。もちろん、有色光を白色光に変換することができる他の材料を用いてもよく、本開示はこれに限定されない。一部の実施の形態において、背面基板200は底板220と底板220の縁の周囲に設けられた側壁210とを有し、側壁210は縦方向の側壁211と横方向の側壁212とを有し、光修飾領域は側壁210と底板220の少なくとも一方の上に配置された反射シート上に設けられている。つまり、側壁210の縦方向の側壁211及び/又は横方向の側壁212、及び/又は底板220に光修飾領域が設けられる。側壁210及び/又は底板220上の反射シート上に光修飾領域を設けることにより、対応する位置に照射/反射される有色光の一部又は全部を白色光に変換することができる。

一部の実施例において、複数の発光素子110は、収容空間の底板220上に複数行複数列に配置され、光修飾領域は複数の第1の光修飾領域を有し、複数の第1の光修飾領域は横方向の側壁と縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられ、発光素子110の行方向に沿って横方向の側壁212に設けられた第1の光修飾領域は発光素子列に対応し、発光素子の列方向に沿って縦方向の側壁211に設けられた第1の光修飾領域は発光素子行に対応し、発光素子110の行方向は横方向の側壁212に平行であり、発光素子の列方向は縦方向の側壁211に平行である。

ここでいう、発光素子110の行方向に沿って横方向の側壁212に設けられた第1の光修飾領域は発光素子列に対応するということは、横方向の側壁212に設けられた第1の光修飾領域の中心位置が、発光素子列の各中心と同一直線上にあり、かつ、当該直線が縦方向の側壁に平行であることをいう。例えば、図1に示すように、背面基板200の上側の横方向の側壁212の第1の光修飾領域（左から右方向）の中心位置は、底板220の1列目の発光素子（左から右方向）の中心と同一直線上にある。同じ理由で、発光素子の行方向に沿って縦方向の側壁211に設けられた第1の光修飾領域は発光素子行に対応するということは、縦方向の側壁211に設けられた第1の光修飾領域の中心位置が、発光素子行の各中心と同一直線上にあり、かつ、当該直線が横方向の側壁212に平行であることをいう。しかし、本開示はこれに限定されない。

具体的には、図1に示すように、複数の発光素子110を底板220上に設ける場合、当該バックライト光源は直下型バックライト光源となる。当該直下型バックライト光源では、側壁210が底板220に対して角度を有するように上方に折り曲げられている。底板220上の反射シート300は折り曲げられた側壁210に沿って側壁の縁まで延びている。側壁210の下端は底板220に接続され、側壁210の上端は光学フィルム層に隣接している。光学フィルム層は、プリズムシート、拡散シートなどを含んでよい。光学フィルム層は、背面基板側の表面にも光反射性を有し、さらに、反射シート300の底板210上の部分は、反射シート300の底板220上の部分よりも光学フィルム層との距離がより近いため、側壁部分の輝度が底板部分の輝度よりも高くなる。これに応じて、本開示の一部の実施の形態では、図1に示すように、反射シート300の、横方向の側壁212上に位置し発光素子110の列に対向する位置に第1の光修飾領域122が設けられ、反射シート300の、縦方向の側壁211上に位置し発光素子110の行に対向する位置に第1の光修飾領域121が設けられている。

反射シート300の縦方向の側壁211上の部分の第1の光修飾領域121における光変換素子は、バックライト光源を含むバックライトモジュールにおいて、当該領域から発せられた光の白色不純、有色光のずれという現象の発生を回避するために、当該第1の光修飾領域に照射される光の少なくとも一部を白色光に変換することができる。同様に、反射シート300の横方向の側壁212上の部分の第1の光修飾領域122に配置された光変換素子は、バックライト光源を含むバックライトモジュールにおいて、当該領域から発せられた光の白色不純、有色光のずれという現象の発生を回避するために、当該第1の光修飾領域122に照射される光の少なくとも一部を白色光に変換することができる。

本開示では、バックライト光源の具体的な構成について特に限定せず、当該バックライト光源は、発光素子110が底板220上に配置されず、底板220の一側に配置される、いわゆるサイドライト型のバックライト光源であってもよい。

一部の実施例において、第1の光修飾領域の複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の第1の光修飾領域において、光変換素子の大きさは当該第1の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。具体的には、図1と図2に示すように、横方向の側壁212の反射シート300上の第1の光修飾領域122と、縦方向の側壁211の反射シート300上の第1の光修飾領域121における複数の光変換素子はいずれも複数行複数列に配置されている。

加工技術レベルの制約から、バックライト光源の各領域の輝度を完全に均一にすることは困難である。バックライト光源は輝度が高い領域の有色光強度が、当該バックライト光源と連係する量子ドット層の変換効率を超える可能性が高いため、本開示の一部の実施の形態では、バックライト光源上の輝度が高い領域に光修飾領域を設け、光修飾領域によって輝度が高い領域の光を先に変換することで表示装置が表示時に色ムラを生じることを回避できる。

反射シートは側壁の一部に位置し、発光素子に近い位置ほど輝度が高くなる。これに応じて、発光素子と正対する領域の輝度もバックライト光源全体の中で輝度が高い領域となる。反射シートの、側壁に位置する部分に設けられた第1の光修飾領域から出射される光の色の均一性を向上するために、本開示の一部の実施の形態では、側壁の反射シート上の第1の光修飾領域において、光変換素子の大きさは当該光変換素子と発光素子との距離と負の相関であって、つまり、前記発光素子に近い光変換素子の大きさが大きいほど、第1の光修飾領域から発せられる光の色の均一性を保証することができる。これは、光変換素子の大きさが大きいほど、量子ドット材料が多くなり、その変換効率も高くなるためである。

本開示では、発光素子の具体的な構成について特に限定しない。本開示の一部の具体例において、発光素子は発光ダイオードを含んでよい。発光素子は封止領域を有することが容易に理解される。

一部の実施例において、発光素子110が封止領域を含む場合、横方向の側壁212に設けられた1つの第1の光修飾領域の行方向に沿った幅は発光素子110の封止領域の幅以下であり、縦方向の側壁211に設けられた1つの第1の光修飾領域の列方向に沿った幅は発光素子110の封止領域の幅以下である。

具体的には、側壁210の反射シートの、発光素子110と対向する部分、かつ発光素子110の封止領域の幅の範囲内に位置する部分に第1の光修飾領域を設けることができ、例えば、当該第1の光修飾領域に3行または3列の光変換素子を設けることができ、当該3行または3列の光変換素子の幅合計は発光素子の封止領域の幅以下であるので、量子ドット層に入射する前に過剰な有色光が白色光に変換されることを回避することができる。もちろん、発光素子の封止領域の幅の2分の1よりも小さい直径を有する光変換素子を限定してもよく、これにより、当該第1の光修飾領域に少なくとも2行又は2列の光変換素子を配置することもできる。このように、発光ダイオードの封止領域に対応して設けられた光変換素子は、光学修飾点における反射効果を最適に保つことができ、強い有色光領域を弱めることができる。

底板220上の隣り合う2行又は2列の発光素子から発せられた光の間には光の干渉があるため、隣り合う2行又は2列の発光素子の間に干渉領域が存在する。干渉領域の輝度は、当該干渉領域に隣り合う領域の輝度よりも高いことが容易に理解できる。よって、一部の実施の形態では、干渉領域に第2の光修飾領域を設けることができる。

一部の実施例において、光修飾領域は少なくとも1つの第2の光修飾領域をさらに有し、第2の光修飾領域は横方向の側壁と縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられ、第1の光修飾領域に隣接して設けられる。例えば、横方向の側壁上の第2の光修飾領域は隣接する2列の発光素子の間に設けられ、縦方向の側壁上の第2の光修飾領域は隣接する2行の発光素子の間に設けられる。具体的には、図4に示すように、第2の光修飾領域は横方向の側壁212上の隣接する2つの第1の光修飾領域122の間、及び/又は縦方向の側壁211上の隣接する2つの第1の光修飾領域121の間に設けることができる。つまり、反射シートの、縦方向の側壁211上に位置し任意の隣接する2行の発光素子110の間の部分に対向する位置に第2の光修飾領域121 'が設けられ、及び/又は反射シート300の、横方向の側壁212上に位置し任意の隣接する2列の発光素子の間の部分に対向する位置に第2の光修飾領域122 'が設けられる。具体的には、第2の光修飾領域121 'の中心位置は任意の隣接する2行の発光素子110間の中心位置と同一直線上にあり、当該直線は縦方向の側壁に平行である。第2の光修飾領域122 'の中心位置は任意の隣接する2列の発光素子110間の中心位置と同一直線上にあり、当該直線は横方向の側壁に平行である。

反射シート300の、縦方向の側壁211の一部に位置する第2の光修飾領域121 'は当該領域の有色光の少なくとも一部を白色光に変換でき、反射シート300の、横方向の側壁212の一部に位置する第2の光修飾領域122 'は当該領域の有色光の少なくとも一部を白色光に変換でき、これにより、光の干渉による色のずれという現象を軽減、ひいては回避することができる。

一部の実施例において、第2の光修飾領域における複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の第2の光修飾領域内の光変換素子の大きさは当該第2の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。具体的には、図4に示すように、縦方向の側壁211の一部の第2の光修飾領域121 'と横方向の側壁212の一部の第2の光修飾領域122 'は複数行複数列に配置してよく、同一の第2の光修飾領域内の光変換素子の大きさは当該第2の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。

もちろん、図5に示すように、第1の光修飾領域と第2の光修飾領域を同一の背面基板200上に同時に設けることもできる。横方向の側壁上の第2の光修飾領域122 'の幅は横方向の側壁上の第1の光修飾領域の幅と等しくしてもよく、縦方向の側壁上の第2の光修飾領域121 'の幅は縦方向の側壁上の第1の光修飾領域の幅と等しくしてもよく、当然ながら、各第2の光修飾領域の幅は必要に応じて設定することができる。

図6に示すように、直下型のバックライト光源では、背面基板200の底板220と側壁210のいずれにも反射シート300が設けられており、側壁上の反射シート300で反射された光は一部が底板220の反射シート300上に反射される。具体的に、反射シート300の、底板220に位置する部分と、反射シート300の、側壁210に位置する部分との交差部では輝度が比較的高い。当該領域から出射される光に色のずれが発生することを回避するために、一部の実施の形態において、前記光修飾領域は、底板の、側壁の端部付近の反射シート上に設けられ、第1の光修飾領域に隣接する第3の光修飾領域をさらに有する。

具体的には、図6に示すように、反射シート300の、底板220の縁に位置し発光素子110の行に対向する位置に第3の光修飾領域131が設けられ、及び/又は反射シート300の、底板220の縁に位置し前記発光素子110の列に対向する位置に第3の光修飾領域132が設けられる。

反射シートにおいては、底板の縁に近いほど輝度が高くなる。当該部分に照射された光を均一な有色光に変換するために、一部の実施の形態において、第3の光修飾領域内の複数の光変換素子は複数行複数列に配置され、同一の第3の光修飾領域内の光変換素子の大きさは、当該第3の光修飾領域に対応する発光素子との距離と正の相関である。つまり、発光素子に近い光変換素子ほど大きさが小さくなる。

もちろん、図7に示すように、第1の光修飾領域、第2の光修飾領域、第3の光修飾領域を同一の背面基板200上に同時に設けることもできる。横方向の側壁に平行な第3の修飾領域132の幅は横方向の側壁上の第1の修飾領域の幅と等しくしてもよく、第3の修飾領域132の中心位置は発光素子列の各中心位置と同一直線上にあり、縦方向の側壁に平行な第3の修飾領域131の幅は縦方向の側壁上の第1の修飾領域の幅と等しくしてもよく、第3の光修飾領域131の中心位置は発光素子行の各中心位置と同一直線上にある。各第3の光修飾領域の幅は必要に応じて設定することができることは言うまでもない。

一部の実施例において、光修飾領域は、少なくとも1つの第4の光修飾領域140をさらに有し、第4の光修飾領域140における複数の光変換素子は対応する発光素子110を取り囲むように配置されている。具体的には、図8に示すように、各発光素子110の周囲に、対応する第4の光修飾領域140をそれぞれ設けることができる。

発光素子に近い領域ほど輝度が高く、発光素子の周囲に第4の光修飾領域140を設けることで、第4の光修飾領域140に照射される有色光の少なくとも一部を白色光に変換することができ、これにより、バックライト光源と連係する量子ドット層が、当該領域から出射される光を完全に白色光に変換できなくなるということを防止し、前記バックライト光源を含むバックライトモジュールの白色光純度を高めることができる。

発光素子に近い領域ほど輝度が高いと容易に理解できるため、一部の実施の形態において、第4の光修飾領域における光変換素子の大きさは、当該第4の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である。具体的には、図9に示すように、第4の光修飾領域140における複数の光変換素子は対応する発光素子110を取り囲むように配置されており、同一の第4の光修飾領域において、光変換素子の大きさは当該第4の光修飾領域140に対応する発光素子110との距離と負の相関である。つまり、発光素子110に近いほど、光変換素子の大きさは大きくなる。

一部の実施例において、発光素子110はレンズ素子111とダイオード112とを有し、ダイオード112は底板220上に配置され、レンズ素子111はダイオード112の頂部に配置され、かつレンズ素子111と底板220上の反射シートとの間には間隔があり、反射シートへの第4の光修飾領域140の正投影は反射シートへのレンズ素子111の正投影内にある。具体的には、図9に示すように、光変換素子は、基板220へのレンズ素子111の正投影111 'と底板220への発光ダイオードの正投影112 'との間に位置する。これにより、発光ダイオード112から発せられた光とレンズ素子111によって屈折/反射/投射された有色光の一部とを白色光に変換することができる。

もちろん、図10に示すように、第1の光修飾領域、第2の光修飾領域、第3の光修飾領域、第4の光修飾領域を同一の背面基板200上に同時に設けることもできる。

一部の実施の形態では、同一の第1の光修飾領域、第2の光修飾領域、第3の光修飾領域、第4の光修飾領域において光変換器素子が千鳥状に配置されている。具体的に、同一の第1の光修飾領域、第2の光修飾領域、第3の光修飾領域において、隣接する2行の光変換素子が千鳥状に配置されており、あるいは、図1～図7に示すように、隣接する2列の光変換素子が千鳥状に配置されており、同一の第4の光修飾領域において、図8と図9に示すように、複数のリング状の光変換素子が千鳥状に配置されている。隣接する2（リング）行の光変換素子の（原点）を千鳥状に配置するか、又は隣接する2（リング）列の光変換素子の（原点）を千鳥状に配置することにより、光修飾領域においてできるだけ多くの光変換素子を配置し、光修飾領域の光変換効率を向上させることができる。

同一の第1の光修飾領域において、隣接する2行の光変換素子の原点を千鳥状に配置することもでき、あるいは、隣接する2列の光変換素子の原点を千鳥状に配置することができる。なお、光変換素子列の原点とは、当該列の光変換素子の一端の端点のことをいう。同様に、光変換素子行の原点とは、当該行の光変換素子の一端の端点のことをいう。原点を基に配置された光変換素子の配置結果は図1～図7に示す光変換素子の配置結果と同じである。

一部の実施例において、光変換素子の形状は円形であり、第1の光修飾領域、第2の光修飾領域、第3の光修飾領域、第4の光修飾領域における光変換素子の大きさは光変換素子の直径である。具体的には、図1～図7に示すように、各光修飾領域は複数の光変換素子を含み、各光変換素子の形状は円形であり、複数の光変換素子は複数行または複数列に配置してよい。もちろん、各光変換素子は、矩形、菱形などの他の形状であってもよく、本開示はこれに限定されない。

同一の光修飾領域において、光変換素子の形状が円形の場合、光変換素子の大きさはその直径に依存するため、光変換素子の直径を規定することで光変換素子の大きさを規定することができる。

本開示では、発光素子から発せられる光の色について特に限定せず、実施の形態の1つとして、発光素子は青色光を発することができる。同様に、光変換素子の量子ドットは青色光を白色光に変換することができる。前記量子ドットは、青色光によって赤色及び緑色などの他の多様な色に励起され、かつ青色光と結合して白色光に変換することができる。

本開示では、具体的な需要に応じて光変換素子の配置位置を設置することができる。以下では、図面を組み合わせて光変換素子の配置についてさらに説明する。

具体的には、図1に示す実施の形態において、反射シートの、縦方向の側壁211に位置し発光素子110の行に対向する位置に第1の光修飾領域121が設けられている。反射シートの、横方向の側面壁212上に位置し発光素子の列に対向する位置に第1の光修飾領域122が設けられている。

図4に示す実施の形態では、隣接する2つの第1の光修飾領域121の間に第2の光修飾領域121 'が設けられるが、図1の第1の光修飾領域121はない。隣接する2つの第1の光修飾領域122の間に第2の光修飾領域122が設けられるが、図1の第1の光修飾領域122はない。

図5に示す実施の形態では、図1と図4の光修飾領域が当該背面基板に同時に含まれる。

図6に示す実施の形態において、反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の行に対応する位置に第3の光修飾領域131が設けられている。反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の列に対応する位置に第3の光修飾領域132が設けられている。

図7に示す実施の形態では、図1の第1の光修飾領域、図4の第2の光修飾領域、図6の第3の光修飾領域が当該背面基板に同時に含まれる。つまり、図7に示す背面基板において、反射シートの、縦方向の側壁211上に位置し発光素子110の行に対向する位置に第1の光修飾領域121が設けられている。隣接する2つの第1の光修飾領域121の間には第2の光修飾領域121 'が設けられている。反射シートの、横方向の側壁212上に位置し発光素子の列に対向する位置に第1の光修飾領域122が設けられている。隣接する2つの第1の光修飾領域122の間には第2の光修飾領域122 'が設けられている。反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の行に対応する位置に第3の光修飾領域131が設けられている。反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の列に対応する位置に第3の光修飾領域132が設けられている。

図8に示す実施の形態において、反射シートの、底板220に位置する対応する発光素子に第4の光修飾領域140が設けられている。

図10に示す実施の形態では、図1の第1の光修飾領域、図4の第2の光修飾領域、図6の第3の光修飾領域、図8の第4の光修飾領域が当該背面基板に同時に含まれる。つまり、図10に示す背面基板において、反射シートの、縦方向の側壁211上に位置し発光素子110の行に対向する位置に第1の光修飾領域121が設けられている。隣接する2つの第1の光修飾領域121の間には第2の光修飾領域121 'が設けられている。反射シートの、横向きの側面壁212上に位置し発光素子の列に対向する位置に第1の光修飾領域122が設けられている。隣接する2つの第1の光修飾領域122の間には第2の光修飾領域122 'が設けられている。反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の行に対応する位置に第3の光修飾領域131が設けられている。反射シートの、底板220の縁に位置し発光素子110の列に対応する位置に第3の光修飾領域132が設けられている。反射シートの、底板220に位置する部分に第4の光修飾領域140が設けられている。

当然ながら、本開示は上記の実施の形態における構造に限定されない。

なお、本開示では直下型のバックライト光源について詳細に説明したが、バックライト光源の側壁に発光素子を設け、発光素子に隣接した側の反射板に光変換素子を設ける、いわゆるサイドエッジ型のバックライト光源にも適用可能である。

本開示の第2の形態では、バックライト光源と、量子ドット層と、を有するバックライトモジュールを提供する。前記バックライト光源は、本開示が提供する上記バックライト光源である。前記量子ドット層は、バックライト光源の出光側に設けられている。前記量子ドット層は、発光素子から発せられた光を白色光に変換可能である。

上述の通り、バックライト光源に設けられた光修飾領域は当該光修飾領域に照射される光の一部を白色光に変換でき、白色光に変換されない残りの有色光は、量子ドット層の変換効率の範囲内である。光変換素子によって白色光に変換されなかった有色光は量子ドット層に照射された時に、前記量子ドット層によって白色光に変換される。非光影響領域には、光変換素子が配置されておらず、出射される光は、相対的に輝度の低い有色光であり、量子ドット層によって白色光に変換され得る。

このことから分かるように、本開示が提供するバックライトモジュールは純度の高い白色光を発することができるため、前記バックライトモジュールを有する表示装置の表示時の色のずれを防止して表示効果を高めることができる。

本開示の第3の形態では、表示パネルと、前記表示パネルの入光側に設けられたバックライトモジュールと、を有する表示装置を提供し、前記バックライトモジュールは本開示が提供する上記バックライトモジュールであり、前記量子ドット層は前記バックライト光源と前記表示パネルとの間に位置する。

前記バックライトモジュールは純度の高い白色光を発することができるため、表示装置の表示時の色のずれを防止して表示効果を高めることができる。

本開示において、表示パネルの具体的な構造については特に限定しない。例えば、表示パネルは液晶表示パネルであってもよく、電子ペーパーであってもよく、エレクトロクロミック表示パネル等であってもよい。

上記の実施の形態は本開示の原理を説明するために用いた例示的な実施の形態にすぎず、本開示はこれに限定されないことが理解できよう。当業者は本開示の精神と実質を逸脱しない範囲で各種の変形と改善をなすことができ、これらの変形と改善も本開示の請求範囲とみなされる。

１１０ 発光素子
２００ 背面基板
３００ 反射シート

Claims (17)

1. 内面側に収容空間が形成された背面基板と、前記背面基板の内面上に設けられた反射シートと、複数の発光素子とを備え、前記反射シートに設けられた少なくとも１つの光修飾領域をさらに有し、前記発光素子から発せられた光を光学処理できる少なくとも１つの光変換素子を前記光修飾領域内に有し、
   前記少なくとも１つの光修飾領域は、複数の第１の光修飾領域と、少なくとも１つの地上光修飾領域と、少なくとも１つの第３の光修飾領域とを含み、
   第２の光修飾領域は前記第１の光修飾領域に隣接し、隣接する２列の発光素子の間に配置され、
   前記背面基板は、底板と、前記底板の縁に設けられた側壁とを有し、前記第３の光修飾領域は、前記底板の、前記側壁に隣接する反射シート上に配置され、かつ第１の光修飾領域に隣接し、
   前記第１の光修飾領域のそれぞれ、および少なくとも１つの前記第３の光修飾領域は、複数行および複数列に配置された複数の光変換素子を有し、同一の前記第３の光修飾領域の各光変換素子の大きさは当該光変換素子と前記発光素子との間の距離と正の相関である、バックライト光源。
2. 前記発光素子から発せられた光は単色光であり、前記光学処理は前記単色光を混合光に変換する処理である、請求項１に記載のバックライト光源。
3. 前記混合光は白色光である、請求項２に記載のバックライト光源。
4. 前記側壁は、縦方向の側壁と、横方向の側壁とを有し、前記光修飾領域は、前記側壁と前記底板の少なくとも一方の上に配置された反射シート上に設けられている、請求項２に記載のバックライト光源。
5. 前記複数の発光素子は前記収容空間の底板上に複数行複数列に配置され、前記複数の第１の光修飾領域は前記横方向の側壁と前記縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられ、発光素子の行方向に沿って前記横方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域は発光素子列に対応し、発光素子の列方向に沿って前記縦方向の側壁に設けられた第１の光修飾領域は発光素子行に対応し、前記発光素子の行方向は前記横方向の側壁に平行であり、前記発光素子の列方向は前記縦方向の側壁に平行である、請求項４に記載のバックライト光源。
6. 同一の前記第１の光修飾領域において、前記光変換素子の大きさは、当該第１の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である、請求項１に記載のバックライト光源。
7. 前記発光素子は、前記第１の光修飾領域の前記行方向に沿った幅が前記発光素子の封止領域の幅以下である、請求項６に記載のバックライト光源。
8. 前記第２の光修飾領域は前記横方向の側壁と前記縦方向の側壁の少なくとも一方に設けられ、前記第２の光修飾領域は前記第１の光修飾領域に隣接して設けられる、請求項５に記載のバックライト光源。
9. 前記光修飾領域は、少なくとも１つの第４の光修飾領域をさらに有し、前記第４の光修飾領域における複数の前記光変換素子は対応する発光素子を取り囲むように配置されている、請求項４～８のいずれか１項に記載のバックライト光源。
10. 前記第４の光修飾領域における光変換素子の大きさは、当該第４の光修飾領域に対応する発光素子との距離と負の相関である、請求項９に記載のバックライト光源。
11. 前記発光素子はレンズ素子と発光ダイオードとを有し、前記発光ダイオードは前記底板上に配置され、前記レンズ素子は前記発光ダイオードの頂部に配置され、かつ前記レンズ素子と前記底板上の反射シートとの間には間隔があり、
    前記反射シートへの前記第４の光修飾領域の正投影は前記反射シートへの前記レンズ素子の正投影内にある、請求項１０に記載のバックライト光源。
12. 同一の前記第１の光修飾領域、前記第２の光修飾領域、前記第３の光修飾領域、前記第４の光修飾領域において前記光変換素子が千鳥状に配置されている、請求項１１に記載のバックライト光源。
13. 前記光変換素子の形状は円形であり、前記第１の光修飾領域、前記第２の光修飾領域、前記第３の光修飾領域、前記第４の光修飾領域における光変換素子の大きさは光変換素子の直径である、請求項１２に記載のバックライト光源。
14. 前記光変換素子は量子ドット材料を有する、請求項１に記載のバックライト光源。
15. 前記発光素子は青色光を発することができる、請求項１に記載のバックライト光源。
16. バックライト光源と、量子ドット層と、を有するバックライトモジュールであって、前記バックライト光源は請求項１から１５のいずれか一項に記載のバックライト光源であり、前記量子ドット層は前記バックライト光源の光出射側に設けられ、発光素子から発せられた光を白色光に変換可能である、バックライトモジュール。
17. 表示パネルと、前記表示パネルの入光側に設けられたバックライトモジュールと、を有する表示装置であって、前記バックライトモジュールは請求項１６に記載のバックライトモジュールであり、前記量子ドット層は前記バックライト光源と前記表示パネルとの間に位置する、表示装置。

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