WO2020090386A1 - バックライト装置および表示装置 - Google Patents

バックライト装置および表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020090386A1
WO2020090386A1 PCT/JP2019/039760 JP2019039760W WO2020090386A1 WO 2020090386 A1 WO2020090386 A1 WO 2020090386A1 JP 2019039760 W JP2019039760 W JP 2019039760W WO 2020090386 A1 WO2020090386 A1 WO 2020090386A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
wavelength conversion
plate
backlight device
light emitting
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039760
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敦幸 田中
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US17/289,211 priority Critical patent/US20210397050A1/en
Priority to CN201980070850.XA priority patent/CN113168049A/zh
Publication of WO2020090386A1 publication Critical patent/WO2020090386A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133604Direct backlight with lamps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133605Direct backlight including specially adapted reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133611Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133614Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133617Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/36Micro- or nanomaterials

Definitions

  • a surface light source device that has a light-emitting element that emits blue light and a phosphor sheet that emits yellow or orange light by light from the light-emitting element and emits white light is known (for example, see Patent Document 1).
  • the area active drive is a process of dividing a screen into a plurality of areas in a liquid crystal display device and controlling the brightness of a backlight light source corresponding to the area based on an input image in the area.
  • the area active drive may also be called local dimming drive.
  • the conventional surface light source device uses a phosphor sheet with the same area as the light emitting surface, so a large amount of phosphor is required. Therefore, the manufacturing cost of the surface light source device increases.
  • An object of the following disclosure is to provide a technique that can be manufactured at low cost in a backlight device.
  • the backlight device is arranged in a plane, and has a plurality of light-emitting bodies that emit the first light upward, and a light-transmitting property, A plate provided above the light emitter, the plate having a plurality of wavelength conversion units that convert the first light arranged in a lateral direction into a second light, and the plurality of wavelengths.
  • Each of the converters at least partially overlaps with one or more of the light emitters when viewed from above.
  • the backlight device According to the backlight device according to an aspect of the present disclosure, it is possible to provide a backlight device that can be manufactured at low cost.
  • FIG. 3 is a perspective view of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the backlight device according to the first embodiment. It is the figure which looked through the plate, the wavelength conversion part, and the light emitting body which concern on 1st Embodiment from the upper direction.
  • FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view of the backlight device taken along the line VV in FIG. 4. It is a figure which shows a mode that light propagates in the backlight device using the phosphor sheet which concerns on a comparative example. It is a side view of the backlight device which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the display device 100 according to the first embodiment.
  • the display device 100 includes a control unit 200, a display panel 300, and a backlight device 400.
  • the display panel 300 has a display area 310 for displaying an image.
  • the control unit 200 inputs image data from outside the display device 100.
  • the specific method of inputting image data to the display device 100 is not particularly limited.
  • the image data may be input from an external video output device via an HDMI (registered trademark) cable or the like, or may be input via television broadcast waves.
  • the control unit 200 controls the backlight device 400 based on the image data for each area obtained by dividing the display area 310 of the display panel 300, and controls the display panel 300 based on the image data to display the image. Local dimming drive for displaying data in the display area 310 is performed.
  • the display panel 300 displays image data using the light emitted by the backlight device 400.
  • the display panel 300 of the first embodiment is a liquid crystal display panel.
  • the display panel 300 has a plurality of pixels. Each pixel controls the light transmittance individually.
  • the backlight device 400 is a device that has a plurality of light emitters and emits light toward the display panel 300. Details of the backlight device 400 will be described later.
  • the control unit 200 of the first embodiment includes a local dimming processing unit 210, a display panel control unit 220, and a backlight control unit 230.
  • the local dimming processing unit 210 generates display panel control data and backlight device control data for performing local dimming drive based on the input image data. Then, the local dimming processing unit 210 sends the display panel control data to the display panel control unit 220, and sends the backlight device control data to the backlight control unit 230.
  • the display panel control unit 220 drives the display panel 300 by generating a control signal for controlling the light transmittance of each pixel of the display panel 300 based on the display panel control data sent from the local dimming processing unit 210. To do.
  • the backlight control unit 230 generates a control signal for controlling the light emission intensity of each light emitter of the backlight device 400 based on the backlight device control data sent from the local dimming processing unit 210, and the backlight device 400. To drive.
  • FIG. 2 is a perspective view of the display device 100 according to the first embodiment.
  • 3 is a side view of the backlight device 400 according to the first embodiment.
  • the display panel 300 is provided above the backlight device 400.
  • the term “upward” means the positive direction of the Z axis shown in FIGS. 2 and 3.
  • the backlight device 400 includes a housing 41, a substrate 42, a plurality of light emitting bodies 43, a plate 44, a plurality of wavelength conversion parts 45, a diffusion plate 46, and an optical sheet 47.
  • the plate 44 also has a plurality of recesses 49.
  • the housing 41 supports the substrate 42 and the like.
  • the substrate 42 is, for example, a metal substrate and has a plurality of light emitting bodies 43 mounted thereon.
  • a reflective sheet may be attached to the surface of the substrate 42 in order to enhance the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting body 43. Further, in FIG. 3, since the wavelength conversion portion 45 and the concave portion 49 are not directly visible, they are shown by dotted lines.
  • the light emitter 43 emits light upward.
  • the plurality of light emitters 43 are arranged in a plane on the substrate 42.
  • the light-emitting body 43 is a chip LED in which, for example, an LED element is sealed with resin or the like and wiring is drawn out.
  • One light emitting body 43 may have one LED element or may have a plurality of LED elements.
  • the light emitter 43 is a blue chip LED and emits blue light.
  • the plate 44 is a translucent plate-shaped member and is provided above the light-emitting body 43.
  • a plurality of recesses 49 are provided on the upper surface of the plate 44 at predetermined intervals, and a wavelength conversion unit 45 is formed in each of the recesses 49.
  • a gap is provided between the light emitter 43 and the plate 44. That is, a gap is provided between the light emitter 43 and the wavelength conversion section 45 on the plate 44. Accordingly, it is possible to prevent the wavelength conversion unit 45 from being deteriorated by the heat generated by the light emitting body 43.
  • the wavelength conversion unit 45 absorbs a part of the light emitted by the light emitting body 43, converts the light into a light having a different wavelength from the absorbed light, and emits the light. Of the light emitted by the light emitter 43, the light that is not absorbed by the wavelength conversion unit 45 passes through the wavelength conversion unit 45. As a result, the wavelength conversion unit 45 emits the light that has not been absorbed and the light that has been absorbed and has its wavelength converted.
  • the wavelength conversion unit 45 is a member obtained by hardening a wavelength conversion material with resin or the like. In the first embodiment, the wavelength conversion unit 45 uses quantum dots as the wavelength conversion material. More specifically, the wavelength conversion unit 45 includes quantum dots that convert blue light into green light and quantum dots that convert blue light into red light.
  • the wavelength conversion unit 45 converts the first light (blue light) emitted by the light emitting body 43 into the second light (yellow light).
  • the wavelength conversion unit 45 converts the first light (blue light) emitted from the light emitting body 43 into the second light (one of green light and red light) and the third light (the other of green light and red light). Convert to. Then, of the light emitted by the light-emitting body 43, the first light that has passed through the wavelength conversion section 45, and among the light emitted by the light-emitting body 43, the first light that has passed through the portions other than the wavelength conversion section 45 and the wavelength conversion section.
  • the second light emitted by 45 is mixed into white light.
  • the light converted by the quantum dots has a narrow half width and a high purity. Therefore, by including the quantum dots in the wavelength conversion unit 45, the color reproduction range of the display device 100 can be further widened.
  • the plurality of wavelength conversion units 45 of the first embodiment are formed side by side on the plate 44.
  • the lateral direction is a direction orthogonal to the thickness direction of the plate 44, and is the X-axis or Y-axis direction shown in FIGS. 2 and 3.
  • the backlight device 400 of the first embodiment can be made with a smaller amount of wavelength conversion material than the conventional surface light source device using the phosphor sheet having the same area as the light emitting surface. Therefore, the manufacturing cost of the backlight device 400 can be reduced.
  • the plurality of wavelength conversion portions 45 and the plate 44 can be integrally formed in the plate 44 of the first embodiment, the plurality of wavelength conversion portions 45 can be arranged on the plurality of light emitting bodies 43, respectively. Yes, it can be easily assembled.
  • the plate 44 is formed of a translucent white material. As a result, the plate 44 scatters the light incident on the plate 44. Therefore, the plate 44 can mix the light incident on the plate 44 from the light emitter 43 and the wavelength conversion unit 45 better. As a result, it is possible to further suppress color unevenness of white light.
  • the diffuser plate 46 is provided above the plate 44.
  • the diffusing plate 46 diffuses the light emitted from the light-emitting body 43 and the wavelength conversion unit 45 so that the backlight light becomes a surface-uniform light.
  • the optical sheet 47 is arranged above the diffusion plate 46.
  • the optical sheet 47 is composed of a plurality of sheets. Each of the plurality of sheets has a function of diffusing light, a function of condensing light, a function of improving the light utilization efficiency, and the like.
  • FIG. 4 is a diagram of the plate 44, the wavelength conversion unit 45, and the light emitting body 43 according to the first embodiment seen through from above.
  • the light emitter 43 has a light emitting portion 48 on the upper surface of the light emitter 43.
  • the light emitting portion 48 is a portion where the light emitted in the light emitting body 43 is emitted to the outside of the light emitting body 43.
  • the light emitting portion 48 has a circular shape, but the light emitting portion 48 may have another shape.
  • Each of the plurality of wavelength conversion units 45 may at least partially overlap the light emitting body 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45 is arranged so as to overlap the entire light emitting body 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45 is arranged so as to overlap in the emission direction of the light emitted by the light emitting body 43. Accordingly, the wavelength conversion unit 45 can efficiently convert the light emitted by the light emitting body 43 into different light.
  • the wavelength conversion unit 45 of the first embodiment is circular when viewed from above.
  • the light emitted from the light emitting portion 48 is emitted upward with a substantially spherical light distribution. Therefore, if the wavelength conversion unit 45 that receives the light is also circular, the light can be received more uniformly in the circumferential direction and the wavelength can be converted more uniformly. Thereby, color unevenness is further reduced.
  • the diameter of the wavelength conversion section 45 of the first embodiment is larger than the dimension of the light emitting section 48.
  • the light emitted from the light emitting portion 48 is emitted upward with a substantially spherical light distribution. That is, the light emitted from the light emitting portion 48 is emitted from the light emitting portion 48 so as to spread in various directions. Therefore, the wavelength conversion section 45 can absorb more light and perform wavelength conversion by making the diameter larger than the dimension of the light emitting section 48. That is, the wavelength conversion unit 45 can convert the wavelength of the light emitted from the light emission unit 48 more efficiently.
  • FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view of the backlight device taken along the section line VV in FIG.
  • the plate 44 of the first embodiment in FIG. 5 has a recess 49 on the upper surface.
  • the wavelength conversion unit 45 of the first embodiment is provided in the recess 49.
  • the recess 49 may be provided on the lower surface of the plate 44. That is, the plate 44 has a recess on at least one of the upper surface and the lower surface.
  • the plate 44 is formed, for example, by injection molding using a mold provided with a convex portion for forming the concave portion 49. This makes it possible to easily form the plate 44 in which the recess 49 is formed at a predetermined position with a predetermined size.
  • the wavelength conversion unit 45 can be formed by, for example, mixing quantum dots with a photo-curing resin or a thermosetting resin, injecting the quantum dots into the recesses 49, and photo-curing or thermo-curing.
  • the wavelength conversion unit 45 can be formed, for example, by preparing a disk-shaped pellet in which quantum dots are hardened with resin in advance and adhering the pellet to the recess 49. As described above, since the plate 44 is provided with the concave portion 49, the wavelength converting portion 45 can be formed in the concave portion 49, so that the wavelength converting portion 45 can be easily formed at a predetermined position.
  • the concave portion 49 is formed on the upper surface of the plate 44 and the wavelength converting portion 45 is provided in the concave portion 49, the plate 44 is sandwiched between the wavelength converting portion 45 and the light emitting body 43. Becomes Therefore, the wavelength conversion unit 45 is not directly exposed to the heat generated by the light emitting body 43. Accordingly, it is possible to prevent the wavelength conversion unit 45 from being deteriorated by the heat generated by the light emitting body 43.
  • the upper surface of the wavelength conversion unit 45 is recessed below the upper surface of the plate 44.
  • the light emitted from the light emitting body 43 and the light converted by the wavelength conversion unit 45 are better mixed, and a more uniform white light is obtained. This is considered to be due to the following reasons.
  • the light of which the wavelength is converted by the wavelength conversion unit 45 (hereinafter, referred to as converted light) has a larger emission amount in the peripheral portion than in the central portion of the wavelength conversion unit 45. This is because the converted light converted in the central part of the wavelength conversion part 45 passes through the inside of the wavelength conversion part 45 and is also emitted from the peripheral part of the wavelength conversion part 45.
  • the difference in the emission amount of the converted light causes color unevenness.
  • the side surface of the recess 49 becomes a wall when viewed from the upper surface of the wavelength conversion portion 45.
  • the converted light emitted from the upper surface of the wavelength conversion unit 45 toward the wall cannot travel straight, and is reflected or refracted by the wall.
  • the difference in the emitted amount of the converted light is flattened, and the color unevenness can be reduced.
  • the size of the light-emitting body 43 in the first embodiment when viewed from above is 2.5 mm ⁇ 2.5 mm.
  • the height of the light emitting body 43 is 0.58 mm.
  • the plate 44 is formed of a translucent white polycarbonate resin.
  • the plate 44 has a thickness of 2.0 mm.
  • the total light transmittance of the portion of the plate 44 where the wavelength conversion portion 45 is not formed is 45.0%.
  • the distance between the upper surface of the light emitter 43 and the lower surface of the plate 44, that is, the size of the gap between the light emitter 43 and the plate 44 is 1.42 mm.
  • the distance between the lower surface of the light emitting body 43 and the lower surface of the plate 44 is 2.0 mm.
  • the recess 49 is recessed 1.5 mm downward from the upper surface of the plate 44. Therefore, the length between the bottom surface of the recess 49 and the lower surface of the plate 44 is 0.5 mm.
  • the diameter of the wavelength conversion part 45 is 6.0 mm and the thickness is 1.0 mm. Therefore, the upper surface of the wavelength converting portion 45 is recessed 0.5 mm below the upper surface of the plate 44. For example, with such a size, color unevenness can be further suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram showing how light propagates in the backlight device using the phosphor sheet according to the comparative example.
  • Light 1009a emitted from the blue LED 1093 is divided into light 1009b passing through the optical sheet 1096 after passing through the phosphor sheet 1095 and light 1009c reflected by the optical sheet 1096. That is, a part of the component of the light 1009a emitted from the blue LED 1093 is reflected by the optical sheet 1096 and returns to the LED substrate 1092 side. Since a reflection sheet that reflects light is generally attached to the surface of the LED substrate 1092, the light 1009c reflected by the optical sheet 1096 is further reflected by the LED substrate 1092.
  • the reflected light 109d is divided into light 1009e passing through the optical sheet 1096 and light 1009f reflected by the optical sheet 1096 after passing through the phosphor sheet 1095.
  • light 1009f reflected by the optical sheet 1096 is reflected by the LED substrate 1092
  • light 1009g reflected by the LED substrate 1092 is divided into light 1009h passing through the optical sheet 1096 and light 1009i reflected by the optical sheet 1096. ..
  • the color of the light 1009e is more yellowish than the color of the light 1009b, and the color of the light 1009h is more yellowish than the color of the light 1009e.
  • the light emitted from one blue LED 1093 reaches the surrounding area while increasing the yellowness by repeating reflection. Therefore, when partial lighting is performed, the light becomes more yellowish as the distance from the lighting area increases. This is the above-mentioned color unevenness. Since such a phenomenon occurs, when the local dimming drive is performed using the backlight device shown in FIG. 6, there is a problem that the image quality deteriorates due to the influence of color unevenness.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45 at least partially overlaps with the light emitting body 43 when viewed from above, that is, on one light emitting body 43.
  • One wavelength conversion unit 45 is arranged in each of the above to form a set, and the set can emit white light without color unevenness. Therefore, in the display device 100 including the backlight device 400 of the first embodiment, color unevenness does not occur even when the local dimming drive is performed, and deterioration of image quality can be prevented.
  • FIG. 7 is a side view of the backlight device 400A according to the second embodiment.
  • the backlight device 400A has a plate 44A.
  • the plate 44A includes a frame member 50 on the lower surface, that is, on the surface facing the light emitting body 43.
  • the frame member 50 divides the plate 44A into a plurality of regions. More specifically, the frame member 50 divides the space on the lower surface side of the plate 44A into a plurality of regions.
  • the frame member 50 may be made of the same material as the plate 44A. Further, the frame member 50 may be formed integrally with the plate 44A.
  • FIG. 8 is a view of the plate 44A according to the second embodiment as viewed from below.
  • the downward direction is the negative direction of the Z axis shown in FIG. 7.
  • the wavelength conversion section 45 is provided on the surface opposite to the plate 44A, it is indicated by a dotted line.
  • the plurality of areas divided by the frame member 50 are made to coincide with the areas in the above-mentioned local dimming drive.
  • the frame member 50 is provided so as to surround a total of four 2 ⁇ 2 wavelength conversion portions 45 as one region.
  • the frame member 50 is provided so as to surround the four light emitting bodies 43 corresponding to the four wavelength conversion units 45 of 2 ⁇ 2 as one region. If the area setting in the local dimming drive is different, the frame member 50 may be provided accordingly.
  • the frame member 50 prevents the light emitted from the light-emitting body 43 in the area from being reflected and leaking out of the area, so that the light utilization efficiency can be improved. Further, when the light emitting bodies 43 in a part of the area of the backlight device 400A are caused to emit light by performing the local dimming drive, the frame member 50 uses the light emitted by the light emitting bodies 43 inside the emitting area. In addition to improving efficiency, it is possible to prevent light leaking to the outside of the light emitting area, and to further enhance the effect of local dimming drive.
  • the frame member 50 is not in contact with the substrate 42 below it. This allows air to flow through between the frame member 50 and the substrate 42, which is advantageous for radiating the heat generated by the light emitting body 43.
  • the frame member 50 surrounds the periphery of each region without a gap, but the present invention is not limited to this. For example, there may be a part where the frame member 50 is not formed. Since air can flow from there, it is advantageous for radiating the heat generated by the light-emitting body 43.
  • FIG. 9 is a side view of the backlight device 400B according to the third embodiment.
  • the backlight device 400B has a plate 44B.
  • a plurality of plates 44B are arranged in a plane.
  • a gap 51 is provided between one plate 44B and another plate 44B.
  • a member for installing the gap 51 between the plurality of plates 44B with a gap 51 is separately provided.
  • FIG. 10 is a view of the plate 44B according to the third embodiment as viewed from above. As described above, the plurality of plates 44B are arranged in a plane. A gap 51 is provided between one plate 44B and another plate 44B in both the X-axis direction and the Y-axis direction. In FIG. 10, the gap 51 in the X-axis direction and the gap 51 in the Y-axis direction are shown as having the same dimensions. However, the size of the gap 51 is not limited to this, and may be different in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, the gap 51 may be provided in only one of the X axis direction and the Y axis direction. The gap 51 does not necessarily have to be provided.
  • one plate 44B includes 16 4 ⁇ 4 wavelength conversion units 45. However, it is not limited to this number or shape.
  • a plate with the same size as the display makes it difficult to manufacture and assemble the backlight device.
  • a plurality of plates 44B according to the third embodiment are arranged in a plane as described above. As a result, the individual plates 44B are small and easy to manufacture. Further, since each plate 44B is lighter and smaller, it is easy to handle. Therefore, the assembly work of the backlight device 400B becomes easy.
  • the backlight device heat is generated from the light emitting body, and the heat causes the plate to expand. If a plate having the same size as that of the display unit is used, the positional relationship between the light emitting body and the wavelength conversion unit on the plate may largely shift due to expansion of the plate due to heat.
  • the plurality of plates 44B of the third embodiment are arranged in a plane, and the gap 51 is provided between one plate 44B and another plate 44B, so that the influence of expansion is exerted. It is absorbed by the gap 51, so that the above-mentioned displacement can be prevented.
  • a backlight device 400C according to the fourth embodiment will be described.
  • the points different from the first embodiment will be described, and the description of the same points will be omitted.
  • FIG. 11 is a side view of a backlight device 400C according to the fourth embodiment.
  • the backlight device 400C has a plate 44C.
  • FIG. 12 is a view of the plate 44C according to the fourth embodiment as viewed from above.
  • FIG. 13 is a view of the plate 44C according to the fourth embodiment as viewed from below.
  • the plate 44C includes a plurality of hemispherical protrusions 52 on the upper surface and the lower surface.
  • the protrusion 52 may be integrally formed of the same material as the plate 44C.
  • the protrusions 52 on the upper surface of the plate 44C and the protrusions 52 on the lower surface of the plate 44C are provided so as to be displaced from each other when seen through from above, but the arrangement is not limited to this. ..
  • the protrusion 52 is not formed in the wavelength conversion portion 45. This is because it is difficult to form the protrusion 52 because the wavelength conversion portion 45 is formed or adhered to the plate later as described above. Note that, for example, if the protrusion 52 is bonded later, it is possible to form the protrusion 52 also in the wavelength conversion portion 45.
  • the backlight device of the present disclosure for example, there is light emitted downward from the wavelength conversion unit 45, as indicated by a thick arrow in FIG. 11. If the protrusion 52 is not provided, this light may not be emitted to the outside as stray light as it is and may not contribute to the light emission of the backlight device of the present disclosure. However, when there is the protrusion 52, as shown by the thick arrow in FIG. 11, the light can be emitted by changing its direction to a more vertical direction in the upward direction. In this manner, the plate 44C of the fourth embodiment has the effect of improving the amount of light emitted by the backlight device 400C by providing the protrusion 52. Further, the optical sheet 47 shown in FIG.
  • the plate 44C of the fourth embodiment has the same function as this sheet. Therefore, if the plate 44C of the fourth embodiment is used, it is possible to reduce the number of sheets having the function of improving the light utilization efficiency.
  • the shape and arrangement of the protrusion 52 shown in FIGS. 11 to 13 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the protrusion 52 may have a triangular pyramid shape or a quadrangular pyramid shape.
  • the protrusion 52 is formed on both the upper surface and the lower surface of the plate 44C, the present invention is not limited to this.
  • the plate 44C may have a plurality of protrusions 52 on at least one of the upper surface and the lower surface.
  • a backlight device 400D according to the fifth embodiment will be described.
  • the points different from the first embodiment will be described, and the description of the same points will be omitted.
  • FIG. 14 is a side view of a backlight device 400D according to the fifth embodiment.
  • the backlight device 400D has a plate 44D and a plurality of wavelength conversion units 45D.
  • a plurality of recesses 49D are provided on the upper surface of the plate 44D at predetermined intervals, and a wavelength conversion portion 45D is formed in each of the plurality of recesses 49D.
  • FIG. 15 is a diagram of the plate 44D, the wavelength conversion unit 45D, and the light emitting body 43 according to the fifth embodiment seen through from above.
  • the plurality of wavelength conversion parts 45D are formed side by side on the plate 44D.
  • the lateral direction is a direction orthogonal to the thickness direction of the plate 44D and is the X-axis or Y-axis direction shown in FIGS. 14 and 15.
  • four 2 ⁇ 2 light emitting bodies 43 are arranged adjacent to each other.
  • the wavelength conversion unit 45D is provided so as to collectively cover the four light emitting bodies 43.
  • Each of the plurality of wavelength conversion units 45D may at least partially overlap with one or more light emitting bodies 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45D overlaps with the four light emitters 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45D is arranged so as to overlap in the emission direction of the light emitted by the four light emitting bodies 43. As a result, the wavelength conversion unit 45D can efficiently convert the light emitted by the light emitting body 43 into different light.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45D at least partially overlaps with one or more light emitting bodies 43 when viewed from above, that is, one or more light emission.
  • One wavelength conversion unit 45D is arranged on the body 43 to form a set, and the set can emit white light without color unevenness. Therefore, in the display device 100 including the backlight device 400D of the fifth embodiment, color unevenness does not occur even when the local dimming drive is performed, and deterioration of image quality can be prevented.
  • the backlight device 400D four light emitters 43 are arranged adjacent to each other, and the wavelength conversion portion 45D is provided so as to cover them, so that stronger light can be emitted.
  • the number of light emitters 43 arranged adjacent to each other is not limited to four.
  • the number of the light emitting bodies 43 arranged adjacent to each other may be appropriately selected according to the required light amount and the like.
  • a backlight device 400E according to the sixth embodiment will be described.
  • the points different from the first embodiment will be described, and the description of the same points will be omitted.
  • FIG. 16 is a side view of a backlight device 400E according to the sixth embodiment.
  • the backlight device 400E has a plate 44E and a plurality of wavelength conversion units 45E.
  • a plurality of recesses 49E are provided on the upper surface of the plate 44E at predetermined intervals, and a wavelength conversion portion 45E is formed in each of the plurality of recesses 49E.
  • FIG. 17 is a diagram of the plate 44E, the wavelength conversion unit 45E, and the light emitting body 43 according to the sixth embodiment seen through from above.
  • the plurality of wavelength conversion sections 45E are formed side by side on the plate 44E.
  • the lateral direction is a direction orthogonal to the thickness direction of the plate 44E and is the X-axis or Y-axis direction shown in FIGS. 15 and 16.
  • the wavelength conversion unit 45E is provided so as to collectively cover the four 2 ⁇ 2 light emitting bodies 43 that are spaced apart from each other.
  • the shape of the wavelength conversion unit 45E when viewed from above is a square with rounded corners.
  • the wavelength conversion unit 45E has such a shape in accordance with the arrangement of the four light emitting bodies 43 covered by the wavelength conversion unit 45E.
  • the shape of the wavelength conversion unit 45E is not limited to this shape.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45E may at least partially overlap with one or more light emitting bodies 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45E overlaps with the four light emitters 43 when viewed from above.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45E is arranged so as to overlap in the emission direction of the light emitted by the four light emitting bodies 43. As a result, the wavelength conversion unit 45E can efficiently convert the light emitted by the light emitting body 43 into different light.
  • each of the plurality of wavelength conversion units 45E at least partially overlaps with one or more light emitting bodies 43 when viewed from above, that is, one or more light emitting devices.
  • One wavelength conversion unit 45E is arranged on the body 43 to form one set, and the one set can emit white light without color unevenness. Therefore, in the display device 100 including the backlight device 400E of the sixth embodiment, color unevenness does not occur even when the local dimming drive is performed, and it is possible to prevent deterioration of image quality.
  • the number of wavelength conversion units 45E included in the plate 44E of the sixth embodiment is smaller than that of the wavelength conversion units 45 included in the plate 44 of the first embodiment. Therefore, the plate 44E can be manufactured more easily.
  • the number of the light emitters 43 covered by one wavelength conversion unit 45E is not limited to four.
  • the light emitter 43 was a blue chip LED.
  • a light emitting element other than the LED may be used as the light emitting body 43.
  • the light emitting body 43 emits blue light.
  • the wavelength conversion units 45 to 45E include a wavelength conversion material that converts blue light into green light and a wavelength conversion material that converts blue light into red light. Was being emitted.
  • the light emitted by the light emitter 43 and the light emitted by the wavelength conversion unit 45 are not limited to this.
  • the light emitting body 43 may include a blue light emitting element and a green light emitting element, and may emit cyan light.
  • the wavelength conversion unit 45 may be made of a wavelength conversion material that converts blue light and / or green light into red light.
  • the light emitting body 43 may include a green light emitting element and emit green light.
  • the wavelength conversion unit 45 may be manufactured using a wavelength conversion material that converts green light into blue light and a wavelength conversion material that converts green light into red light. In this case, the wavelength conversion unit 45 emits magenta light. In this way, various combinations of light emitted from the light emitter 43 and the wavelength conversion unit 45 can be adopted. In any case, the wavelength conversion unit 45 converts the first light emitted by the light emitting body 43 into the second light. Note that a technique of converting light having a long wavelength into light having a short wavelength, such as conversion of green light into blue light, has also been studied and is called an optical upconversion technique.
  • the wavelength conversion material used in the wavelength conversion unit 45 is a quantum dot.
  • wavelength conversion materials other than quantum dots may be used.
  • the wavelength conversion unit 45 includes a wavelength conversion material that converts blue light into green light and a wavelength conversion material that converts blue light into red light.
  • a wavelength conversion material having broad emission characteristics may be used such that red light and green light are included in the emitted light while yellow light is the center wavelength of the emitted light.
  • a liquid crystal display device requires a backlight device capable of irradiating a liquid crystal panel with white light including a red component, a green component, and a blue component. Therefore, when the wavelength conversion unit 45 emits pure yellow light, it cannot be used for the backlight device, but if the emitted light includes red light and green light, it can be used for the backlight device. The same is true for other color combinations.
  • the plates 44 to 44E (hereinafter collectively referred to as the plate 44) have the recesses 49 to 49E (hereinafter collectively referred to as the recess 49) formed on the upper surface.
  • the plate 44 may have a structure in which the recess 49 is formed on the lower surface.
  • the wavelength conversion section 45 is also provided on the lower surface of the plate 44.
  • the lower surface of the wavelength conversion unit 45 may be recessed above the lower surface of the plate 44.
  • the plate 44 is formed of a translucent white polycarbonate resin.
  • the plate 44 need not be white as long as it has translucency.
  • it may be colorless and transparent.
  • the plate 44 does not necessarily have to be formed entirely of a white material having a light-transmitting property, and for example, a part thereof may be formed of a colorless and transparent material.
  • the material forming the plate 44 can be appropriately selected from materials generally used in the field other than the polycarbonate resin.
  • the wavelength conversion unit 45 has a circular shape when viewed from above.
  • the wavelength conversion unit 45 may have a shape other than a circular shape when viewed from above.
  • the shape may be changed according to the light emission characteristics of the light emitter 43.
  • the plate 44 is provided with the recess 49, and the recess 49 is provided with the wavelength conversion unit 45.
  • the plate 44 may be provided with the wavelength converter 45 without the recess 49.
  • the wavelength conversion unit 45 may be provided by adhering a disk-shaped pellet formed by previously solidifying quantum dots with resin to a predetermined position on the upper surface or the lower surface of the plate having no recess.
  • the liquid crystal display panel is used as the display panel 300, but the present invention is not limited to this.
  • a display panel including pixels formed by MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • a MEMS is a device in which mechanical element parts, actuators, and electronic circuits are integrated on a single silicon substrate, glass substrate, or the like.
  • a panel including pixels formed by MEMS is provided with a mechanical shutter that functions as a pixel on the panel, and the mechanical shutter is opened and closed at high speed according to an image signal. Thereby, the MEMS can display an image by adjusting the transmittance of the backlight light as in the liquid crystal panel.
  • a display panel including pixels formed by utilizing an electrowetting phenomenon may be used as the display panel 300.
  • the electrowetting phenomenon spreads by turning on the switch between the electrode provided on the inner surface side of the thin tube and the external electrode, the wettability of the liquid with respect to the inner surface of the thin tube changes, and the contact angle of the liquid with respect to the inner surface of the thin tube decreases.
  • the switch when the switch is turned off, the wettability of the liquid with respect to the inner surface of the thin tube changes, the contact angle sharply increases, and the liquid flows out from the thin tube.
  • a pixel formed by utilizing this phenomenon can be opened and closed like a pixel of a liquid crystal panel by turning a switch on and off, so that an image can be displayed by adjusting the transmittance of backlight light. it can.
  • the backlight devices 400 and 400A to 400E of the above-described embodiments may be applied to a display device that does not perform local dimming drive.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • the technical scope of the present invention includes a mode in which the above-described embodiments are modified or a mode in which the technical means disclosed in the above-described embodiments are appropriately combined.
  • the control unit 200 of the display device 100 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.
  • the display device 100 includes a computer that executes the instructions of a program that is software that realizes each function.
  • the computer includes, for example, at least one processor (control device) and at least one computer-readable recording medium that stores the above program.
  • the above-mentioned processor reads the above-mentioned program from the above-mentioned recording medium and executes the program, thereby achieving the object of one aspect of the present disclosure.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a “non-transitory tangible medium”, for example, a ROM (Read Only Memory) or the like, as well as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program may be further provided.
  • the above program may be supplied to the above computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, or the like) capable of transmitting the above program.
  • any transmission medium communication network, broadcast wave, or the like
  • one aspect of the present disclosure can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program described above is embodied by electronic transmission.

Abstract

発光素子と波長変換物質を組み合わせた構成のバックライト装置を低コストで実現する。バックライト装置は、平面状に配列され上方に向けて第一の光を出射する複数の発光体と、透光性を有し前記発光体の上方に設けられるプレートとを有する。プレートは横方向に並べられる第一の光を第二の光に変換する複数の波長変換部を有する。複数の波長変換部のそれぞれは、上方から見て一つ以上の前記発光体と、少なくとも一部分で重なる。

Description

バックライト装置および表示装置
 以下の開示は、バックライト装置および表示装置に関する。本出願は、2018年11月1日に出願された日本国特許出願である特願2018-206368号に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本願に含まれる。
 青色を発光する発光素子と、発光素子からの光により黄色若しくは橙色に発光する蛍光体シートと、を有し、白色に発光する面光源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
 また、エリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。エリアアクティブ駆動とは、液晶表示装置において、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づき当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御する処理である。なお、エリアアクティブ駆動は、ローカルディミング駆動と呼ばれることもある。
特開2017-33927号公報 国際公開第2011/013402号
 従来の面光源装置は、発光面と同じ面積の蛍光体シートを用いているため、多量の蛍光体が必要となる。このため、面光源装置の製造コストが高くなる。以下の開示の目的は、バックライト装置において、低コストで製造できる技術を提供することである。
 上述の課題を解決するため、本開示の一態様に係るバックライト装置は、平面状に配列され、上方に向けて第一の光を出射する複数の発光体と、透光性を有し、前記発光体の上方に設けられるプレートと、を有し、前記プレートは、横方向に並べられる前記第一の光を第二の光に変換する複数の波長変換部を有し、前記複数の波長変換部のそれぞれは、上方から見て一つ以上の前記発光体と、少なくとも一部分で重なる。
 本開示の一態様に係るバックライト装置によれば、低コストで製造できるバックライト装置を提供することができる。
第1の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る表示装置の斜視図である。 第1の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第1の実施形態に係るプレート、波長変換部および発光体を上方向から透視した図である。 図4の切断線V-Vにおける、バックライト装置の部分縦断面図である。 比較例に係る蛍光体シートを用いたバックライト装置において光が伝搬する様子を示す図である。 第2の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第2の実施形態に係るプレートを下方向から見た図である。 第3の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第3の実施形態に係るプレートを上方向から見た図である。 第4の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第4の実施形態に係るプレートを上方向から見た図である。 第4の実施形態に係るプレートを下方向から見た図である。 第5の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第5の実施形態に係るプレート、波長変換部および発光体を上方向から透視した図である。 第6の実施形態に係るバックライト装置の側面図である。 第6の実施形態に係るプレート、波長変換部および発光体を上方向から透視した図である。
 以下、添付図面を参照しつつ実施形態について説明する。
<1.第1の実施形態>
 図1は、第1の実施形態に係る表示装置100の構成を示すブロック図である。表示装置100は、制御部200、表示パネル300およびバックライト装置400を有する。表示パネル300は、画像を表示するための表示領域310を有する。
 制御部200は、表示装置100の外部から画像データを入力する。表示装置100に画像データを入力する具体的な方法は特に限定されない。例えば、画像データは、外部の映像出力機器からHDMI(登録商標)ケーブル等を介して入力されてもよく、テレビ放送電波を介して入力されてもよい。そして、制御部200は、表示パネル300の表示領域310を分割してなるエリア別の画像データに基づいてバックライト装置400を制御すると共に、画像データに基づいて表示パネル300を制御して、画像データを表示領域310に表示させるローカルディミング駆動を行う。
 表示パネル300は、バックライト装置400が出射する光を用いて画像データを表示する。第1の実施形態の表示パネル300は、液晶表示パネルである。表示パネル300は複数の画素を有する。各画素は、光の透過率を個別に制御する。
 バックライト装置400は、複数の発光体を有し、表示パネル300に向けて光を出射する装置である。バックライト装置400の詳細については後述する。
 次に、第1の実施形態の制御部200の構成について説明する。第1の実施形態の制御部200は、ローカルディミング処理部210、表示パネル制御部220およびバックライト制御部230を含む。ローカルディミング処理部210は、入力された画像データに基づいてローカルディミング駆動を行うための表示パネル制御データとバックライト装置制御データを生成する。そして、ローカルディミング処理部210は、表示パネル制御データを表示パネル制御部220に送り、バックライト装置制御データをバックライト制御部230に送る。
 表示パネル制御部220は、ローカルディミング処理部210から送られた表示パネル制御データに基づき、表示パネル300の各画素の光の透過率を制御するための制御信号を生成し、表示パネル300を駆動する。バックライト制御部230は、ローカルディミング処理部210から送られたバックライト装置制御データに基づき、バックライト装置400の各発光体の発光強度を制御するための制御信号を生成し、バックライト装置400を駆動する。
 図2は、第1の実施形態に係る表示装置100の斜視図である。また、図3は、第1の実施形態に係るバックライト装置400の側面図である。図2または図3に示すように、表示パネル300はバックライト装置400の上方に設けられている。なお、上方とは、図2および図3に示したZ軸の正の方向である。バックライト装置400は、筺体41、基板42、複数の発光体43、プレート44、複数の波長変換部45、拡散板46および光学シート47を有する。また、プレート44は複数の凹部49を有する。
 筺体41は、基板42等を支持する。基板42は、例えば金属製の基板であって、複数の発光体43を搭載する。基板42の表面には、発光体43から発せられた光の利用効率を高めるために反射シートが貼り付けられていてもよい。また、図3においては、波長変換部45および凹部49は直接見えないため、点線で表示している。
 発光体43は、上方に向けて光を出射する。複数の発光体43は、基板42の上に平面状に配列されている。発光体43は、例えばLED素子を樹脂等で封止し配線を引き出したチップLEDである。1つの発光体43は、1つのLED素子を有してもよいし、複数のLED素子を有してもよい。第1の実施形態においては、発光体43は青色チップLEDであり、青色光を出射する。
 プレート44は、透光性を有する板状の部材であり、発光体43の上方に設けられている。プレート44の上面には所定の間隔で複数の凹部49が設けられ、複数の凹部49のそれぞれに波長変換部45が形成されている。また、発光体43とプレート44の間には間隙が設けられている。すなわち、発光体43とプレート44上の波長変換部45の間には間隙が設けられている。これにより、発光体43が発する熱により波長変換部45が劣化するのを抑えることができる。
 波長変換部45は、発光体43が出射した光の一部を吸収し、吸収した光と異なる波長の光に変換して出射する。発光体43が出射した光のうち波長変換部45に吸収されなかった光は、波長変換部45を通過する。これにより、波長変換部45は、吸収されなかった光および吸収されて波長が変換された光を出射する。波長変換部45は、波長変換材料を樹脂等で固めた部材である。第1の実施形態においては、波長変換部45は、波長変換材料として量子ドットを用いている。より具体的には、波長変換部45は、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含む。緑色光と赤色光が混ざると黄色光になる。従って、波長変換部45は発光体43が出射した第一の光(青色光)を第二の光(黄色光)に変換する。あるいは、波長変換部45は発光体43が出射した第一の光(青色光)を第二の光(緑色光および赤色光の一方)および第三の光(緑色光および赤色光のもう一方)に変換する。そして、発光体43が出射した光のうち波長変換部45を通過した第一の光、発光体43が出射した光のうち波長変換部45以外の部分を通過した第一の光および波長変換部45が出射した第二の光は、混ざり合って白色光となる。また、量子ドットにより変換された光は、半値幅が狭く純度の高い光である。このため、波長変換部45に量子ドットを含むことで、表示装置100の色再現範囲をより広くすることができる。
 第1の実施形態の複数の波長変換部45は、プレート44の上に横方向に並べて形成されている。なお、横方向とは、プレート44の厚み方向に対して直交する方向であって、図2および図3に示したX軸またはY軸の方向である。これにより、第1の実施形態のバックライト装置400は、発光面と同じ面積の蛍光体シートを用いた従来の面光源装置に比べて、少量の波長変換材料で作ることができる。そのため、バックライト装置400の製造コストを低くすることができる。また、第1の実施形態のプレート44は、複数の波長変換部45およびプレート44を一体として形成できるため、複数の波長変換部45を、それぞれ、複数の発光体43の上に配置することができ、容易に組み立てることができる。
 また、第1の実施形態においては、プレート44は、透光性を有する白色材料で形成されている。これにより、プレート44はプレート44に入射した光を散乱させる。このことから、プレート44は発光体43および波長変換部45からプレート44に入射した光をよりよく混ぜることができる。その結果、より白色光の色ムラを抑えることができる。
 拡散板46は、プレート44の上方に設けられている。拡散板46は、バックライト光が面的に均一な光となるよう、発光体43や波長変換部45から発せられた光を拡散させる。
 光学シート47は、拡散板46の上方に配置されている。光学シート47は、複数のシートによって構成されている。それら複数のシートは、それぞれ光を拡散させる機能、集光機能、光の利用効率を高める機能などを有する。
 図4は、第1の実施形態に係るプレート44、波長変換部45および発光体43を上方から透視した図である。図4に示すように、発光体43は、発光体43の上面に光出射部48を有する。光出射部48は、発光体43内で発光された光が発光体43の外に出射する部分である。図4の例では、光出射部48は円形であるが、光出射部48の形状は、他の形状であってもよい。
 複数の波長変換部45のそれぞれは、上方から見て発光体43と少なくとも一部分で重なればよい。第1の実施形態においては、図4に示すように、複数の波長変換部45のそれぞれは、上方から見て発光体43全体に重なるように配置されている。言い換えれば、複数の波長変換部45のそれぞれは、発光体43が出射した光の出射方向に重なるように配置されている。これにより波長変換部45は、発光体43が出射した光を異なる光に効率良く変換することができる。
 また、図4に示すように、第1の実施形態の波長変換部45は、上方から見て円形である。光出射部48から出射する光は、上方に向けて概ね球形の配光で出射される。このため、その光を受ける波長変換部45も円形であるほうが、円周方向においてより均一に光を受け、より均一に波長変換を行うことができる。これにより、色ムラがより低減する。
 さらに、図4に示すように、第1の実施形態の波長変換部45の直径は、光出射部48の寸法より大きい。上述したように、光出射部48から出射する光は、上方に向けて概ね球形の配光で出射される。すなわち、光出射部48から出射する光は、光出射部48から様々な方向に広がるように出射する。従って、波長変換部45は、直径を光出射部48の寸法より大きくすることによって、より多くの光を吸収し波長変換を行うことができる。すなわち、波長変換部45は、より効率よく、光出射部48から出射された光を波長変換できる。
 図5は、図4の切断線V-Vにおける、バックライト装置の部分縦断面図である。図5の第1の実施形態のプレート44は、上面に凹部49を有する。また、第1の実施形態の波長変換部45は、凹部49に設けられている。尚、凹部49は、プレート44の下面に設けられてもよい。すなわち、プレート44は、上面または下面の少なくとも一方に凹部を有する。
 プレート44は、例えば、凹部49を形成するための凸部が設けられた金型を用いた射出成型によって形成される。これにより、所定の位置に所定の寸法で凹部49が形成されたプレート44を容易に形成することができる。一方、波長変換部45は、例えば、量子ドットを光硬化樹脂または熱硬化樹脂に混ぜて凹部49に注入し、光硬化または熱硬化させることによって形成することができる。また、波長変換部45は、例えば、あらかじめ量子ドットを樹脂で固めた円盤状のペレットを作製し、そのペレットを凹部49に接着することによって形成することができる。このように、プレート44が凹部49を備えることにより、その凹部49に波長変換部45を形成することができるので、波長変換部45を容易に所定の位置に形成することができる。
 また、上述のように、プレート44の上面に凹部49が形成され、その凹部49に波長変換部45が設けられていることから、波長変換部45と発光体43の間にプレート44が挟まることとなる。従って、波長変換部45は、発光体43が発する熱に直接さらされない。これにより、発光体43が発する熱により波長変換部45が劣化するのを抑えることができる。
 また、図5に示すように、波長変換部45の上面は、プレート44の上面よりも下方に窪んでいる。これにより、発光体43から出射された光と波長変換部45により変換された光がよりよく混ざり、より均一な白色光になる。これは、以下のような理由によるものと考えられる。波長変換部45により波長が変換された光(以下、変換光と呼ぶ)は、波長変換部45の中央付近より周辺部分のほうが出射量が多い。これは、波長変換部45の中央部分で変換された変換光が波長変換部45の内部を通り、波長変換部45の周辺部分からも出射されるためである。この変換光が波長変換部45からそのまま出射されると、上記の変換光の出射量の違いが色ムラにつながる。しかし、図5に示すように、波長変換部45の上面は、プレート44の上面よりも下方に窪んでいることにより、波長変換部45の上面から見ると凹部49の側面は壁となる。波長変換部45の上面から壁方向に向けて出射した変換光は直進できず、壁によって反射や屈折される。これにより、上記の変換光の出射量の違いは平坦化され、色ムラを低減することができる。
 なお、第1の実施形態における発光体43の、上から見たときの寸法は、2.5mm×2.5mmである。また、発光体43の高さは0.58mmである。また、プレート44は、透光性を有する白色のポリカーボネート樹脂で形成されている。また、プレート44の厚さは2.0mmである。また、プレート44において波長変換部45が形成されていない部分の全光透過率は45.0%である。また、発光体43の上面とプレート44の下面の間の距離、すなわち発光体43とプレート44の間の間隙の寸法は1.42mmである。また、発光体43の下面とプレート44の下面の間の距離は2.0mmである。また、凹部49はプレート44の上面から下方に1.5mm窪んでいる。従って、凹部49の底面とプレート44の下面の間の長さは0.5mmである。また、波長変換部45の直径は6.0mmであり、厚さは1.0mmである。従って、波長変換部45の上面は、プレート44の上面よりも下方に0.5mm窪んでいる。例えば、このような寸法とすることで、より色ムラを抑えることができる。
 ところで、表示パネルとバックライト装置を備えた表示装置において上述のようなローカルディミング駆動を行った場合、バックライト装置においては、一部の発光体のみが発光しその他の発光体は消灯するという、部分点灯状態が発生する。この時、例えば、特許文献1に記載のような、バックライト装置の発光面全体と同じ面積の蛍光体シートを用いたバックライト装置では、色ムラが発生する問題がある。これについて、比較例として図6を用いて説明する。
 図6は、比較例に係る蛍光体シートを用いたバックライト装置において光が伝搬する様子を示す図である。青色LED1093から発せられた光1009aは、蛍光体シート1095を通過後、光学シート1096を通過する光1009bと光学シート1096で反射する光1009cとに分けられる。すなわち、青色LED1093から発せられた光1009aの一部の成分は、光学シート1096で反射してLED基板1092側に戻ってくる。LED基板1092の表面には一般に光を反射する反射シートが貼り付けられているため、光学シート1096で反射した光1009cは、さらにLED基板1092で反射する。その反射光109dは、蛍光体シート1095を通過後、光学シート1096を通過する光1009eと光学シート1096で反射する光1009fとに分けられる。同様にして、光学シート1096で反射した光1009fはLED基板1092で反射し、LED基板1092で反射した光1009gは光学シート1096を通過する光1009hと光学シート1096で反射する光1009iとに分けられる。以上のように光の反射が繰り返されるところ、光の色は蛍光体シート1095を通過する毎に黄色味を帯びる。従って、1つの青色LED1093からの出射光に着目すると、当該青色LED93から離れた領域ほど光の色は黄色味を帯びることになる。図6に示した例では、光1009eの色は光1009bの色よりも黄色味を帯びており、光1009hの色は光1009eの色よりも更に黄色味を帯びている。このように、1つの青色LED1093からの出射光は、反射を繰り返すことによって黄色みを増しながら周囲の領域に届く。従って、部分点灯を行った場合、その点灯領域から離れるほど光が黄色味を帯びてしまう。これが、上述の色ムラである。このような現象が発生することから、図6に示したバックライト装置を用いてローカルディミング駆動を行うと、色ムラの影響により画質が劣化する問題がある。
 これに対し、第1の実施形態のバックライト装置400においては、複数の波長変換部45のそれぞれは、上方から見て発光体43と少なくとも一部分で重なる、すなわち、1個の発光体43の上に1個の波長変換部45が配置されて一組となっており、その一組で色ムラのない白色光を放射することができる。従って、第1の実施形態のバックライト装置400を備えた表示装置100は、ローカルディミング駆動を行っても色ムラが発生せず、画質の劣化を防止できる。
<2.第2の実施形態>
 次に、第2の実施形態に係るバックライト装置400Aについて説明する。バックライト装置400Aについては、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点の説明は省略する。
 図7は、第2の実施形態に係るバックライト装置400Aの側面図である。図7において、実施形態1から変更のない部分は同じ符号を付しており、説明を省略する。バックライト装置400Aは、プレート44Aを有する。プレート44Aは、下面、すなわち発光体43に対向する面に枠部材50を備える。枠部材50は、プレート44Aを複数の領域に分割する。より具体的には、枠部材50は、プレート44Aの下面側の空間を複数の領域に分割する。枠部材50は、プレート44Aと同じ材質でよい。また、枠部材50は、プレート44Aと一体で形成すればよい。
 図8は、第2の実施形態に係るプレート44Aを下方向から見た図である。なお、下方向とは、図7に示したZ軸の負の方向である。波長変換部45はプレート44Aの反対側の面に設けられているため、点線で示している。枠部材50が分割する複数の領域は、上述のローカルディミング駆動におけるエリアと一致させる。第2の実施形態においては、枠部材50は、2×2の合計4個の波長変換部45を一つの領域として囲むように設けられている。言い換えれば、第2の実施形態においては、枠部材50は、2×2の合計4個の波長変換部45に対応する4個の発光体43を一つの領域として囲むように設けられている。ローカルディミング駆動におけるエリアの設定が異なれば、それに合わせて枠部材50を設ければよい。
 枠部材50に囲まれた各領域においては、枠部材50が、領域内の発光体43が放射する光を反射して領域外に漏れることを防ぐため、光の利用効率を高めることができる。また、ローカルディミング駆動を行うことでバックライト装置400Aの一部のエリアの発光体43を発光させる場合に、枠部材50によって、発光させているエリアの内部の発光体43が放射した光の利用効率が高まると共に、発光させているエリア外への漏れ光を防ぐことができ、ローカルディミング駆動の効果をより高めることができる。
 なお、図7において、枠部材50はその下の基板42とは接していない。これにより、枠部材50と基板42の間を通して空気の流通ができるため、発光体43が発する熱の放熱に有利である。一方、枠部材50を基板42と接するように形成することも可能である。この場合、枠部材50によりプレート44Aと基板42の距離を定めることができる。
 また、図8において、枠部材50は各領域の周囲を隙間なく取り囲んでいるが、これに限られない。例えば一部に枠部材50を形成しない部分があってもよい。そこから空気が流通できるため、発光体43が発する熱の放熱に有利となる。
<3.第3の実施形態>
 次に、第3の実施形態に係るバックライト装置400Bについて説明する。バックライト装置400Bについては、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点の説明は省略する。
 図9は、第3の実施形態に係るバックライト装置400Bの側面図である。図9において、実施形態1から変更のない部分は同じ符号を付しており、説明を省略する。バックライト装置400Bは、プレート44Bを有する。プレート44Bは、複数枚が平面状に配置されている。また、あるプレート44Bと別のプレート44Bの間には、間隙51が設けられている。なお、図示していないが、複数のプレート44Bの間に間隙51を設けて設置するための部材が別途備えられている。
 図10は、第3の実施形態に係るプレート44Bを上方向から見た図である。上述のように、プレート44Bは、複数枚が平面状に配置されている。また、あるプレート44Bと別のプレート44Bの間には、X軸方向にもY軸方向にも、間隙51が設けられている。なお、図10においては、X軸方向の間隙51とY軸方向の間隙51は同じ寸法として図示している。しかしこれに限定されるものではなく、X軸方向とY軸方向で間隙51の寸法を異なるようにしてもよい。また、X軸方向とY軸方向のいずれか片方のみで間隙51を設けても良い。なお、間隙51は必ず設けられなければならないものではない。
 また、図10によれば、1枚のプレート44Bは、4×4の16個の波長変換部45を備える。ただし、この数や形状に限定されるものではない。
 例えば大型ディスプレイの場合、表示部と同じ大きさのプレートを用いると、バックライト装置の作製および組み立てが容易ではない。これに対して、第3の実施形態に係るプレート44Bは、上述のように複数枚が平面状に配置されている。これにより、個々のプレート44Bは小さくなり、作製が容易である。また、個々のプレート44Bはより軽く小さいことから取り扱いが容易である。このため、バックライト装置400Bの組み立て作業が容易になる。
 また、バックライト装置においては、発光体から熱が発生し、その熱によってプレートは膨張する。仮に表示部と同じ大きさのプレートを用いると、熱によるプレートの膨張によって、発光体とプレート上の波長変換部の位置関係が大きくずれてしまうおそれがある。しかし、第3の実施形態のプレート44Bは、複数枚が平面状に配置されており、あるプレート44Bと別のプレート44Bの間には、間隙51が設けられていることにより、膨張の影響が間隙51によって吸収され、上述の位置ずれの発生を防止することができる。
<4.第4の実施形態>
 次に、第4の実施形態に係るバックライト装置400Cについて説明する。バックライト装置400Cについては、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点の説明は省略する。
 図11は、第4の実施形態に係るバックライト装置400Cの側面図である。図11において、実施形態1から変更のない部分は同じ符号を付しており、説明を省略する。バックライト装置400Cは、プレート44Cを有する。
 図12は、第4の実施形態に係るプレート44Cを上方向から見た図である。図13は、第4の実施形態に係るプレート44Cを下方向から見た図である。図13において、波長変換部45はプレート44Cの反対側の面に設けられているため、点線で示している。図11~図13に示すように、プレート44Cは、上面および下面に、複数の半球状の突起部52を備える。突起部52はプレート44Cと同じ材質で一体として形成されていてよい。プレート44Cの上面の突起部52と、プレート44Cの下面の突起部52は、上から透視して見たときに配置がずれるように設けられているが、このような配置に限られるものではない。
 図11および図12に示すように、第4の実施形態において、波長変換部45の部分には、突起部52は形成していない。波長変換部45は上述のように、後でプレート上に形成あるいは接着することから、突起部52を形成しにくいためである。なお、例えば突起部52を後から接着するのであれば、波長変換部45の部分にも突起部52を形成することが可能である。
 本開示のバックライト装置においては、例えば、図11において太い矢印で示したように、波長変換部45から下方向に放射される光がある。突起部52がない場合、この光はそのまま迷光となって外に出射されず、本開示のバックライト装置の発光に寄与しない場合がある。しかし突起部52がある場合、図11において太い矢印で示したように、その光を上方向でより垂直な方向に向きを変えて出射させることができる。このように、第4の実施形態のプレート44Cは、突起部52を設けることにより、バックライト装置400Cが出射する光の量を向上させる効果を有する。さらに、図3に示した光学シート47は上述のように、複数のシートによって構成されており、光の利用効率を高める機能を有するシートを含む。第4の実施形態のプレート44Cは、このシートと同様の機能を有する。従って、第4の実施形態のプレート44Cを用いれば、上述の光の利用効率を高める機能を有するシートを削減することができる。
 なお、図11~図13に示した突起部52の形状や配置は一例であり、これに限られるものではない。例えば、突起部52は、三角錐形状や四角錐形状であってもよい。また、図11~図13においては、突起部52はプレート44Cの上面および下面の両方に形成されていたが、これに限られるものではない。プレート44Cは、上面および下面の少なくとも一方に複数の突起部52を有していればよい。
<5.第5の実施形態>
 次に、第5の実施形態に係るバックライト装置400Dについて説明する。バックライト装置400Dについては、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点の説明は省略する。
 図14は、第5の実施形態に係るバックライト装置400Dの側面図である。図14において、第1の実施形態から変更のない部分は同じ符号を付しており、説明を省略する。バックライト装置400Dは、プレート44Dおよび複数の波長変換部45Dを有する。また、プレート44Dの上面には所定の間隔で複数の凹部49Dが設けられ、複数の凹部49Dのそれぞれに波長変換部45Dが形成されている。
 図15は、第5の実施形態に係るプレート44D、波長変換部45Dおよび発光体43を上方から透視した図である。図14および図15に示すように、複数の波長変換部45Dは、プレート44Dの上に横方向に並べて形成されている。なお、横方向とは、プレート44Dの厚み方向に対して直交する方向であって、図14および図15に示したX軸またはY軸の方向である。また、第5の実施形態においては、2×2の4個の発光体43が隣接して配置されている。そして、波長変換部45Dは、この4個の発光体43をまとめて覆うように設けられている。
 複数の波長変換部45Dのそれぞれは、上方から見て一つ以上の発光体43と、少なくとも一部分で重なればよい。第5の実施形態においては、図14および図15に示すように、複数の波長変換部45Dのそれぞれは、上方から見て4個の発光体43と重なっている。言い換えれば、複数の波長変換部45Dのそれぞれは、4個の発光体43が出射した光の出射方向に重なるように配置されている。これにより波長変換部45Dは、発光体43が出射した光を異なる光に効率良く変換することができる。
 また、第5の実施形態に係るバックライト装置400Dにおいては、複数の波長変換部45Dのそれぞれは、上方から見て一つ以上の発光体43と少なくとも一部分で重なる、すなわち、一つ以上の発光体43の上に1個の波長変換部45Dが配置されて一組となっており、その一組で色ムラのない白色光を放射することができる。従って、第5の実施形態のバックライト装置400Dを備えた表示装置100は、ローカルディミング駆動を行っても色ムラが発生せず、画質の劣化を防止できる。
 また、バックライト装置400Dは、4個の発光体43を隣接して配置し、波長変換部45Dがそれらを覆うように設けられていることにより、より強い光を出射することができる。
 なお、隣接して配置する発光体43の数は4個に限られるものではない。隣接して配置する発光体43の数は、必要とされる光量等に応じて適宜選択すればよい。
<6.第6の実施形態>
 次に、第6の実施形態に係るバックライト装置400Eについて説明する。バックライト装置400Eについては、第1の実施形態と異なる点について説明し、同様の点の説明は省略する。
 図16は、第6の実施形態に係るバックライト装置400Eの側面図である。図16において、第1の実施形態から変更のない部分は同じ符号を付しており、説明を省略する。バックライト装置400Eは、プレート44Eおよび複数の波長変換部45Eを有する。また、プレート44Eの上面には所定の間隔で複数の凹部49Eが設けられ、複数の凹部49Eのそれぞれに波長変換部45Eが形成されている。
 図17は、第6の実施形態に係るプレート44E、波長変換部45Eおよび発光体43を上方向から透視した図である。図16および図17に示すように、複数の波長変換部45Eは、プレート44Eの上に横方向に並べて形成されている。なお、横方向とは、プレート44Eの厚み方向に対して直交する方向であって、図15および図16に示したX軸またはY軸の方向である。また、第6の実施形態においては、波長変換部45Eは、離間して配置された2×2の4個の発光体43をまとめて覆うように設けられている。波長変換部45Eを上から見たときの形状は、角部分が丸まった方形である。波長変換部45Eは、波長変換部45Eが覆う4個の発光体43の配置に合わせてこのような形状としている。ただし、波長変換部45Eの形状は、この形状に限られるものではない。
 上述のように、複数の波長変換部45Eのそれぞれは、上方から見て一つ以上の発光体43と、少なくとも一部分で重なればよい。第6の実施形態においては、図16および図17に示すように、複数の波長変換部45Eのそれぞれは、上方から見て4個の発光体43と重なっている。言い換えれば、複数の波長変換部45Eのそれぞれは、4個の発光体43が出射した光の出射方向に重なるように配置されている。これにより波長変換部45Eは、発光体43が出射した光を異なる光に効率良く変換することができる。
 また、第5の実施形態に係るバックライト装置400Eにおいては、複数の波長変換部45Eのそれぞれは、上方から見て一つ以上の発光体43と少なくとも一部分で重なる、すなわち、一つ以上の発光体43の上に1個の波長変換部45Eが配置されて一組となっており、その一組で色ムラのない白色光を放射することができる。従って、第6の実施形態のバックライト装置400Eを備えた表示装置100は、ローカルディミング駆動を行っても色ムラが発生せず、画質の劣化を防止できる。
 また、発光体43の数と配列が同じである場合、第6の実施形態のプレート44Eが有する波長変換部45Eは、第1の実施形態のプレート44が有する波長変換部45より数が少ない。従って、プレート44Eを作製する際、より簡単に作製することができる。
 なお、一つの波長変換部45Eが覆う発光体43の数は、4個に限られるものではない。
<7.その他>
 上述の各実施形態において、発光体43は青色チップLEDであった。しかし、発光体43としてLED以外の発光素子を用いてもかまわない。
 上述の各実施形態において、発光体43は青色光を出射していた。また、波長変換部45~45E(以下まとめて波長変換部45と呼ぶ)は、青色光を緑色光に変換する波長変換材料と、青色光を赤色光に変換する波長変換材料を含み、黄色光を出射していた。しかし、発光体43が出射する光および波長変換部45が出射する光はこれに限られない。例えば、発光体43が青色発光素子と緑色発光素子を含み、シアン色光を出射してもよい。この場合、波長変換部45は、青色光および/または緑色光を赤色光に変換する波長変換材料で作製すればよい。また例えば、発光体43が緑色発光素子を含み、緑色光を出射してもよい。この場合、波長変換部45は、緑色光を青色光に変換する波長変換材料および緑色光を赤色光に変換する波長変換材料を用いて作製すればよい。この場合、波長変換部45はマゼンタ光を出射する。このように、発光体43および波長変換部45が出射する光は、様々な組み合わせを採用することができる。そのいずれの場合も、波長変換部45は発光体43が出射した第一の光を第二の光に変換する。なお、緑色光を青色光に変換するというように、波長の長い光を波長の短い光に変換する技術も研究されており、光アップコンバージョン技術と呼ばれている。
 上述の各実施形態において、波長変換部45で用いる波長変換材料は量子ドットであった。しかし、量子ドット以外の波長変換材料を用いてもかまわない。
 上述の各実施形態において、波長変換部45は青色光を緑色光に変換する波長変換材料と、青色光を赤色光に変換する波長変換材料を含んでいた。しかし、例えば波長変換材料として、黄色光を出射光の中心波長としつつ、赤色光および緑色光も出射光に含まれるような、ブロードな発光特性の波長変換材料を用いてもかまわない。液晶表示装置には、赤色成分、緑色成分、および青色成分を含む白色光を液晶パネルに照射することのできるバックライト装置が必要とされる。従って、波長変換部45がピュアな黄色光を出射する場合はバックライト装置に利用できないが、出射光に赤色光および緑色光が含まれていれば、バックライト装置に利用できる。他の色の組み合わせの場合も同様である。
 上述の各実施形態において、プレート44~44E(以下まとめてプレート44と呼ぶ)は、上面に凹部49~49E(以下まとめて凹部49と呼ぶ)が形成されていた。しかし、プレート44は下面に凹部49が形成されている構造としてもよい。この場合、波長変換部45もプレート44の下面に設けられることとなる。そして、波長変換部45の下面はプレート44の下面よりも上方に窪んでいてもよい。
 上述の各実施形態において、プレート44は透光性を有する白色のポリカーボネート樹脂で形成されていた。しかし、プレート44は透光性を有していれば白色でなくてもかまわない。例えば、無色透明であってもよい。また、プレート44は必ずしもその全体が透光性を有する白色材料で形成されていなければならないわけではなく、例えば一部が無色透明の材料で形成されていても良い。また、プレート44を形成する材料は、ポリカーボネート樹脂以外にも当該分野において一般的に使用されるものから適宜選択することができる。
 上述の各実施形態において、波長変換部45は上から見て円形の形状であった。しかし波長変換部45は上から見て円形以外の形状であってもかまわない。例えば、発光体43の光の放射特性に合わせて形状を変えてもよい。
 上述の各実施形態において、プレート44には凹部49が形成されており、その凹部49に波長変換部45が設けられていた。しかし、プレート44は、凹部49無しで波長変換部45を設けてもよい。例えば、凹部を有しないプレートの上面または下面の所定の位置に、あらかじめ量子ドットを樹脂で固めて形成された円盤状のペレットを接着することによって、波長変換部45を設けてもよい。
 上述の各実施形態において、表示パネル300として液晶表示パネルを用いていたが、これに限定されるものではない。例えば、表示パネル300としてMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)により形成された画素を備える表示パネルを使用することもできる。MEMSとは、機械要素部品、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板やガラス基板上等に集積化したデバイスである。MEMSによって形成された画素を備えるパネルは、パネル上に画素として機能するメカニカルシャッタが設けられ、当該メカニカルシャッタが画像信号に応じて高速で開閉される。これにより、MEMSは、液晶パネルと同様にバックライト光の透過率を調整して画像を表示することができる。あるいは、表示パネル300としてエレクトロウェッティング(Electro wetting)現象を利用して形成された画素を備える表示パネルを使用してもよい。エレクトロウェッティング現象は、細管の内面側に設けられる電極と外部電極との間のスイッチをオンすれば、液体の細管内面に対する濡れ性が変化し、液体の細管内面に対する接触角が減少して広がった状態になり、スイッチをオフすれば、細管内面に対する液体の濡れ性が変化して接触角度が急激に増大し、液体が細管から流出する現象である。この現象を利用して形成した画素も、スイッチをオン/オフさせることにより、液晶パネルの画素と同様に開閉が可能になるので、バックライト光の透過率を調整して画像を表示することができる。また、上述の各実施形態のバックライト装置400、400A~400Eは、ローカルディミング駆動を行わない表示装置に適用してもよい。
 本発明は上述の各実施形態に限定されない。上述の各実施形態に変形を加えた形態や上述の実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<ソフトウェアによる実現例>
 表示装置100の制御部200は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
 後者の場合、表示装置100は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上述のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上述のコンピュータにおいて、上述のプロセッサが上述のプログラムを上述の記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の一態様の目的が達成される。上述のプロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上述の記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上述のプログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上述のプログラムは、上述のプログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上述のコンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上述のプログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

Claims (16)

  1.  平面状に配列され、上方に向けて第一の光を出射する複数の発光体と、
     透光性を有し、前記発光体の上方に設けられるプレートと、
     を有し、
     前記プレートは、横方向に並べられる前記第一の光を第二の光に変換する複数の波長変換部を有し、
     前記複数の波長変換部のそれぞれは、上方から見て一つ以上の前記発光体と、少なくとも一部分で重なる、バックライト装置。
  2.  前記複数の波長変換部はそれぞれ、上方から見て1つの前記発光体に重なる位置に設けられ、
     前記複数の波長変換部は上方から見て円形であり、
     前記複数の波長変換部の直径は前記発光体の光出射部の寸法より大きい、
     請求項1に記載のバックライト装置。
  3.  前記プレートは、上面または下面の少なくとも一方に凹部を有し、
     前記波長変換部は、前記凹部に設けられている、
     請求項1または2に記載のバックライト装置。
  4.  前記凹部は前記プレートの上面に形成されている、
     請求項3に記載のバックライト装置。
  5.  前記波長変換部の上面は前記プレートの上面よりも下方に窪んでいる、
     請求項4に記載のバックライト装置。
  6.  前記凹部は前記プレートの下面に形成されている、
     請求項3に記載のバックライト装置。
  7.  前記波長変換部の下面は前記プレートの下面よりも上方に窪んでいる、
     請求項6に記載のバックライト装置。
  8.  前記プレートは白色材料を含む、
     請求項1から請求項7の何れか1項に記載のバックライト装置。
  9.  前記プレートの下面側に、前記プレートを複数の領域に分割する枠部材を備える、請求項1から請求項8の何れか1項に記載のバックライト装置。
  10.  前記プレートは複数であり、前記複数のプレートは平面状に配置されている、請求項1から請求項9の何れか1項に記載のバックライト装置。
  11.  隣り合う前記複数のプレートの間に間隙が設けられている、請求項10に記載のバックライト装置。
  12.  前記プレートは、上面または下面の少なくとも一方に複数の突起部を有する、
     請求項1から請求項11の何れか1項に記載のバックライト装置。
  13.  前記発光体が出射する前記第一の光は青色光であり、
     前記波長変換部は、前記青色光を緑色光および赤色光に変換し、前記第二の光である黄色光を出力する、
     請求項1から請求項12の何れか1項に記載のバックライト装置。
  14.  前記波長変換部は、量子ドットを含む、
     請求項1から請求項13の何れか1項に記載のバックライト装置。
  15.  前記発光体と前記プレートの間に間隙が設けられている、
     請求項1から請求項14の何れか1項に記載のバックライト装置。
  16.  請求項1から請求項15の何れか一項に記載のバックライト装置と、
     前記バックライト装置が出射する光を用いて画像を表示する表示パネルと、
     画像データを入力し、前記表示パネルの表示領域を分割してなるエリア別の前記画像データに基づいて前記バックライト装置を制御すると共に該画像データに基づいて前記表示パネルを制御して、該画像データを表示させるローカルディミング駆動を行う制御部と、
     を備える表示装置。
PCT/JP2019/039760 2018-11-01 2019-10-09 バックライト装置および表示装置 WO2020090386A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/289,211 US20210397050A1 (en) 2018-11-01 2019-10-09 Backlight device and display device
CN201980070850.XA CN113168049A (zh) 2018-11-01 2019-10-09 背光源装置以及显示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018206368 2018-11-01
JP2018-206368 2018-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020090386A1 true WO2020090386A1 (ja) 2020-05-07

Family

ID=70464136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039760 WO2020090386A1 (ja) 2018-11-01 2019-10-09 バックライト装置および表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210397050A1 (ja)
CN (1) CN113168049A (ja)
WO (1) WO2020090386A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093681A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2010066437A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP2018054680A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 画像表示装置および画像表示方法
JP2018133304A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093681A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2010066437A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP2018054680A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 画像表示装置および画像表示方法
JP2018133304A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US20210397050A1 (en) 2021-12-23
CN113168049A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5814947B2 (ja) 発光装置、照明装置、表示装置及び発光装置の製造方法
US10672347B2 (en) Display device
KR101113236B1 (ko) 다이나믹한 영상을 위한 백라이트 유닛 및 이를 채용한디스플레이 장치
US8564731B2 (en) Display device
KR102312522B1 (ko) 표시 장치
JP4299317B2 (ja) バックライトユニット及びバックライトユニットの光源
US20110182085A1 (en) Led module and backlight unit having the same
US20090244885A1 (en) Reflector frame, flat light source device provided with the reflector frame, and display device using the flat light source device
JP2017157278A (ja) 発光装置及び発光装置を用いた面発光装置
JP2008010693A (ja) 液晶表示装置
TW202022838A (zh) 顯示裝置及其製造方法
KR20210151225A (ko) 색상 변환 어셈블리 및 그 제조 방법과 표시 패널
CN108538875B (zh) 光路控制结构、像素结构及其制备方法、显示面板
JP4160481B2 (ja) 面状光源装置及び表示装置
KR20170004205A (ko) 도광판 및 이를 포함하는 면광원 장치
JP2007207572A (ja) 光源装置、バックライト装置及び表示装置
CN111668201A (zh) 发光模块
JP2012204336A (ja) 照明装置および表示装置
US20150146132A1 (en) Surface light source device, display device, and lighting device
CN216210356U (zh) 背光模组及显示装置
CN109212831B (zh) 一种背光模组及显示装置
US11320574B2 (en) Light guide plate, backlight module and display device
CN111665662B (zh) 照明装置以及显示装置
WO2019012793A1 (ja) 発光装置、表示装置および照明装置
WO2020090386A1 (ja) バックライト装置および表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19879597

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19879597

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP