JP2019083103A - 照明装置および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置ひいては画像表示装置の色度ムラを抑制する。【解決手段】ＬＥＤ（光源）２１と、ＬＥＤ２１からの光を透過させる拡散板（透光板）４２と、拡散板４２上に形成され、ＬＥＤ２１からの光を透過もしくは反射させるインク層４２Ａと、を備えるバックライト装置（照明装置）２０において、インク層４２Ａが、白色顔料である第一の顔料に加えて、その透過光の色相が青色味を帯びる特性を有する第二の顔料を含有するものとする。透過光に青色味を付与する顔料としては、青色顔料やパール顔料を用いることができる。【選択図】図６

Description

本技術は、照明装置および画像表示装置に関する。

画像表示装置のうち、自発光しない表示パネルを備える液晶表示装置等では、表示パネルのほかにバックライト装置等の照明装置が必要である。バックライト装置は、その光源の配置によって、表示パネルの画像表示面の直下に光源を配した直下型と、表示パネルの側方に光源を配したエッジライト型と、に大別される。
ところで、近年、画像表示装置には高画質化が求められており、ＨＤＲ（High Dynamic Range）技術が注目されている。液晶表示装置によってＨＤＲを実現するためには、バックライト装置の輝度レベルを局所的に調節するローカルディミング制御が必要とされる。ローカルディミング制御を行うには直下型のバックライト装置が有利であるが、直下型のバックライト装置では、光源からの光を拡散させて均一化する必要があるためにその厚みが増す傾向にあった。そこで、下記特許文献１に記載されているように、直下型バックライト装置の透光板の裏面に白色インク層を設けて光源からの光を拡散させ、薄型化を図る技術が提案されている。

特開２０００−１６２４１１号公報

特許文献１に記載されているように、光を拡散させるための層には、酸化チタン等からなる白色顔料をバインダー中に分散させた白色インク層が用いられる。このような白色インク層を設けた場合、白色顔料の光散乱特性によって、当該インク層を透過した光は黄色味が強くなる一方、同インク層に反射された光はやや青色味がかることが知られている。このため、光源の上方、すなわち白色インク層を透過した光が出射される位置において出射光が黄色味を帯び、照明装置の単位エリア内で色相差が生じてしまい、これが色度ムラとして観測されていた。特許文献１には、酸化チタンと硫酸バリウムとを混合して用いることにより、このような色度ムラを抑制する技術が開示されているが、効果は十分とは言えなかった。

本技術は上記事情に基づいて完成されたものであって、照明装置ひいては表示装置における色度ムラを効果的に抑制することを目的とする。

本技術に係る照明装置は、光源と、前記光源からの光を透過もしくは反射させるインク層と、を備え、前記インク層は、白色顔料である第一の顔料と、その透過光の色相が青色味を帯びる特性を有する第二の顔料と、を含有する。

上記において、顔料とは、特定の波長の光を選択的に吸収もしくは散乱させることで、反射または透過する色が固有の色を呈するように変化させる粉末をいう。
本技術に係るインク層は、第一の顔料として、白色顔料を含有している。白色顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等を用いることができる。中でも、高い反射率や隠ぺい性が得られインク層の薄層化が可能であることから、酸化チタンを含むものの使用が特に好ましい。既述したように当該インク層を透過する透過光は、白色顔料の光散乱特性によって黄色味を帯び易くなっている。発明者らは、鋭意検討の結果、白色顔料と併せて透過光に青色味を与える顔料（第二の顔料）をインク層に添加することにより、透過光の色度（色相）が適切に補正されて、インク層を透過する光が無彩色に近いものとなることを見出した。これにより、照明装置から出射される出射光の色度ムラが解消される。本技術に用いる第二の顔料としては、青色顔料やパール顔料（透光性の核体と、前記核体の表面に形成された前記核体と異なる屈折率を有する透光性の金属化合物の被膜からなる顔料の一例）等を用いることができる。中でも、光の利用率を高く維持できることから、パール顔料の使用が特に好ましい。
なお、本技術に係るインク層は、光源からの光を透過させる透光板、例えば光源からの光を入射して内部で拡散させつつ光源とは異なる側に出射する拡散板上に、形成することができる。

上記のような構成の照明装置を備えることにより、ローカルディミング制御に有利な直下型照明装置において色度ムラが効果的に抑制され、ＨＤＲと薄型化とが両立された画像表示装置を得ることができる。

本技術によれば、照明装置から出射される出射光の色度ムラが抑制されることで、ＨＤＲ等による高画質化と薄型化との両立が図られた画像表示装置を得ることが可能となる。

一実施形態に係る液晶表示装置（画像表示装置）の分解斜視図 バックライト装置（照明装置）の平面構成を表す模式図 バックライト装置を図２にＡ−Ａ線に相当する断面で切断した際の断面構成と、ＬＥＤ（光源）から出射された光がインク層を透過もしくは反射される様子を表す模式図 実施例１および２、並びに比較例１および２に係るインク層の透過率分布を示したグラフ 実施例１および２、並びに比較例１および２に係るインク層の反射率分布を示したグラフ 実施例１および２、並びに比較例１および２に係るインク層の透過光および反射光の色度を示した色度図 実施例３および４、並びに比較例１および３に係るインク層の透過率分布を示したグラフ 実施例３および４、並びに比較例１および３に係るインク層の反射率分布を示したグラフ 実施例３および４、並びに比較例１および３に係るインク層の透過光および反射光の色度を示した色度図

一実施形態を、図１から図３によって説明する。
本実施形態では、液晶表示装置（画像表示装置）１に備えられ、液晶パネル（表示パネル）１０に付設される、バックライト装置（照明装置）２０について例示する。なお、以下の説明では、図１における上側を上（下側を下）とし、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。

本実施形態に係る液晶表示装置１は、例えばノートパソコン（タブレット型ノートパソコン等を含む）やテレビ受像機のように、中型から大型（超大型）に分類される大きさで、高画質化が求められている表示装置に特に適している。しかし、このようなものに限定されることはなく、例えば画面サイズが数インチ〜十数インチ程度の小型または中小型に分類される大きさの表示装置にも、本技術は適用可能である。

図１に示すように、液晶表示装置１は、平面に視て長方形状をなしており、画像を表示する表示パネルである液晶パネル１０と、液晶パネル１０に表示のための光を供給する外部光源であるバックライト装置２０と、を備え、これらが枠状のベゼル３０等によって一体的に保持されている。なお、液晶表示装置１は、図１における上側の面が、画像が表示される画像表示面とされるようになっている。

液晶パネル１０としては、特に限定されることなく既知の構成のものを用いることができる。例えば、長方形状のアレイ基板（アクティブマトリクス基板）およびＣＦ基板（対向基板）からなる一対のガラス基板が、所定のギャップを隔てた状態で貼り合わされるとともに、両基板間に液晶が封入された構成とすることができる。アレイ基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ）、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、ＣＦ基板には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや、対向電極、さらには配向膜等が設けられる。なお、両ガラス基板の外側には、それぞれ偏光板が配される。

以下、図１から図３を参照しつつ、バックライト装置２０の構成について説明する。
図１に示されているように、バックライト装置２０は、光源である頂面発光型のＬＥＤ２１と、複数のＬＥＤ２１が実装された長方形板状のＬＥＤ基板２２と、平面視長方形状の複数の部材からなりＬＥＤ基板２２に対向するように配される光学部材４０と、ＬＥＤ基板２２および光学部材４０の外縁部に沿って配される長方形枠状のフレーム２３と、を備える。光学部材４０は、フレーム２３の開口を覆うとともに液晶パネル１０の下面に重なるように配設されており、この光学部材４０の下方に対向配置されるＬＥＤ基板２２の板面上の全域に亘って、ＬＥＤ２１が点在した構成である。すなわち、本実施形態に係るバックライト装置２０は、液晶表示装置１において、液晶パネル１０の画像表示面の直下にＬＥＤ２１が配されて、その発光面２１ａが対向状をなす、いわゆる直下型とされる。

バックライト装置２０の構成部品について、順次説明する。
本実施形態において光源として用いられるＬＥＤ２１は、ＬＥＤ基板２２の板面上に表面実装されるとともに、その発光面２１ａがＬＥＤ基板２２とは反対側を向いた、いわゆる頂面発光型のものであって、その光軸が液晶パネル１０の画像表示面の法線方向（光学部材４０の板面の法線方向）と一致している。ここでいう「光軸」は、ＬＥＤ２１における発光光のうち、発光強度が最も高い（ピークとなる）光の進行方向と一致する軸である。ＬＥＤ２１は、汎用の白色ＬＥＤであり、典型的には、発光源である青色ＬＥＤ素子（青色発光素子、青色ＬＥＤチップ）を、赤色と緑色に発光する蛍光体を含んだ封止材によってケース内に封止してなるものとされる。白色ＬＥＤは、例えば赤色と緑色と青色の各単色のＬＥＤを一素子化したもの等を用いることもできる。

本実施形態では、ＬＥＤ基板２２として、長方形板状をなし、例えばアルミ系材料などの金属製で、その表面に絶縁層を介して銅箔などの金属膜からなる配線パターン（図示せず）が形成されたものを用いている。或いは、ＬＥＤ基板２２には、ガラスエポキシやセラミック等の絶縁材料を基材として用いることも可能である。ＬＥＤ基板２２のうち、上側（光学部材４０側）を向いた板面には、上記したＬＥＤ２１が複数個表面実装されており、この面が実装面２２ａとされる。ＬＥＤ２１は、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａの面内において複数ずつ行列状（マトリクス状、碁盤目状）に並列して配されるとともに、実装面２２ａの面内に配索形成された配線パターンによって相互が電気的に接続されている。具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａ上に、その短辺方向に沿って５個ずつ、長辺方向に沿って１０個ずつのＬＥＤ２１が行列状に並んで配置される。なお、図２は、バックライト装置２０の平面構成を表す模式図であるが、図面を見やすくするために、バックライト装置２０の上側に配されるプリズムシート４１と拡散板４２を図面上割愛し、ＬＥＤ２１が実装されたＬＥＤ基板２２上に、フレーム２３と、インク層４２Ａのみが配された状態を示している。各ＬＥＤ２１の配列ピッチは、ほぼ一定とされ、それぞれほぼ等間隔に配列されている。このように配列されたＬＥＤ２１群の全てに対して、フレーム２３の開口を覆う形で配された光学部材４０の下面に形成されたインク層４２Ａが、所定の間隔を空けつつ対向状に配されている。なお、ＬＥＤ基板２２には、図示しないケーブル等が接続されるコネクタ部が設けられており、このケーブル等を介して外部電源に接続されて駆動電力が供給されるようになっている。ＬＥＤ基板２２に形成される配線パターンは、特に限定されるものではないが、ＬＥＤ駆動基板（光源駆動基板）等から各ＬＥＤ２１に特定の電流を制御して印加できるように形成されていることが好ましい。また、本実施形態では、光の利用効率を高める観点から、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａの最表面に、光の反射性に優れた白色を呈する反射層（図示せず）が形成されている。

フレーム２３には、例えば樹脂の射出成形物等を用いることができる。中でも、反射率の高い樹脂で形成したものが好ましい。本実施形態では、白色のポリカーボネート樹脂成形物を用いている。図１にも示されているように、フレーム２３は、ＬＥＤ基板２２および光学部材４０の外周縁部に沿う枠状をなしている。図３に示すように、このフレーム２３の下面に、ＬＥＤ基板２２の外周縁部が固定され、またフレーム２３上面の内周側に段差状に設けられた受部２３Ａ内に、光学部材４０の外周縁部が保持される。これにより、ＬＥＤ基板２２上に実装されたＬＥＤ２１の発光面２１ａと、光学部材４０とが、所定の間隔を空けて対向配置された状態で維持される。

光学部材４０は、図１等にも示されているように、平面に視て液晶パネル１０やＬＥＤ基板２２に倣った長方形状をなし、液晶パネル１０とＬＥＤ２１との間に介在して配される。光学部材４０は、ＬＥＤ基板２２上に発光面２１ａが上側を向くように実装されたＬＥＤ２１の上側、すなわち光出射側に、所定の間隔を空けて対向状に配される。本実施形態では、光学部材４０として、上側（液晶パネル１０側、光出射側）に配されるプリズムシート４１と、下側（ＬＥＤ２１側、光出射側とは反対側）に配される拡散板（透光板）４２と、を用いている。

プリズムシート４１は、ＬＥＤ２１から発せられた光に所定の光学作用を付与する光学シートの一種であって、バックライト装置２０の輝度を向上させる機能を有する。例えば、一辺に沿って延在する頂角９０度の単位プリズムが、これと直交する他の辺に沿って隙間なく並んだ構成のものを用いることができる。このような構成のプリズムシート４１は、他の辺に沿った方向（単位プリズムの並び方向、単位プリズムの延在方向と直交する方向）について選択的に集光する作用（異方性集光作用）を有する。本実施形態では、プリズムシート４１として、スリーエム株式会社製のＢＥＦ（登録商標）を用いている。
上記のような構成のプリズムは、複数枚を重ねて用いることができる。スマートフォンやノートパソコン等、上下左右の視野角が多少狭くても構わない製品では、２枚のプリズムシートを直交して積層することが多い。このようにすれば、効果的に画面輝度を高めることができる。一方、テレビ受像機や車載用表示装置等では、左右の視野角は広い方が良く、上下の視野角は狭くてもよいため、１枚のプリズムシートを、稜線方向が左右方向と一致するように設置することが多い。このようにすれば、左右方向のみ視野角を広くして、上下方向のみ光を絞って画面輝度を向上させることができる。本実施形態では、１枚のプリズムシートを使用している。なお、バックライト装置２０は、プリズムシート４１を備えているものに限定されることはなく、またプリズムシートに替えて、或いはプリズムシートに加えて、マイクロレンズシートや偏光反射シート等その他の各種光学シートを備えていてもよい。本実施形態では、プリズムシート４１の上側の板面が、バックライト装置２０から液晶パネル１０に向けて光が出射される光出射面２０ａとされる（図１、図３）。

拡散板４２は、光を透過させる透光板の一種であり、所定の厚みを有するほぼ透明な樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされる。拡散板４２は、下側（ＬＥＤ２１側）から入射した光を、その内部で拡散させつつ、上側（ＬＥＤ２１が配されているのとは異なる方向）に出射させるものであって、光源からの光量を均一化して出射する機能を有する。樹脂製の基材は、特に限定されるものではないが、例えば（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等を用いることができ、中でも、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の、透明性及び耐衝撃性に優れた樹脂板を好ましく用いることができる。本実施形態では、拡散板４２として、住友化学製のスミペックスオパール板（登録商標）を用いている。

さて、本実施形態では、拡散板４２の下側の板面上に、インク層４２Ａが形成されている。続いて、このインク層４２Ａについて、図２および図３を参照しつつ説明する。
図３に示すように、本実施形態において、インク層４２Ａは、拡散板４２の下面に部分的に形成される。
図２等に示すように、インク層４２Ａは、少なくとも複数のＬＥＤ２１の直上部分に、複数が形成されていることが好ましい。出射光の均整度をさらに高めるために、インク層４２Ａが、ＬＥＤ２１の直上部分に加えて他の部分にも形成されていてもよい。インク層４２Ａは、例えば所定形状の独立した繰り返し単位からなる平面形状をなすように形成することができる。この場合の単位形状は、円形、楕円形、雲形等の曲線で区画されるもの、三角形や四角形等の多角形のように直線で区画されるもの、或いは、これらの組合せなど、任意の形状とすることができる。単位形状は、全て合同であってもよいが、拡散板４２内における配置等に応じて形状や大きさが異なるように（例えばグラデーションをなすように）形成されていてもよい。或いは、インク層４２Ａを、連続する形状、例えばＬＥＤ２１の直上を繋ぐ網目状に形成してもよい。本実施形態では、図２および図３に表されているように、ＬＥＤ２１の直上部分に、この発光面２１ａ全体が平面視重畳されるような円盤状に、全て同じ形状サイズのインク層４２Ａを形成している。
図３に示すように、本実施形態に係るインク層４２Ａは、全て同じの膜厚を有するように形成されるが、インク層４２Ａは、部分的に膜厚が異なるように形成されていてもよい。拡散板４２内における配置に応じて繰り返し単位同士が互いに異なる膜厚を有するように形成してもよいし、繰り返し単位内において膜厚が変化するように、例えば中心部が厚くなるように、形成してもよい。

上記のようなインク層４２Ａは、拡散板４２上に、任意の方法で形成することができる。例えば、インクジェットやシルクスクリーン等の印刷による方法や、露光・現像によるフォトプロセスで形成することができる。

インク層４２Ａを形成するインク材料について、以下に説明する。
インク材料は、必須成分として顔料を含み、顔料を各種バインダーに分散させて、インク層４２Ａの形成方法に応じた組成としたものを使用することができる。バインダーには、特に限定されることなく蒸発乾燥型、乳化重合型又はその他の反応型樹脂類等を用いることができる。また、後記する第一の顔料及び第二の顔料のほかに、これらの機能を損なわない範囲で、分散剤や硬化剤等のその他の添加剤を含有していても構わない。

本技術に係るインク材料は、白色顔料である第一の顔料を含有している。
白色顔料には、酸化チタン（屈折率２．５０〜２．７２）、硫酸バリウム（屈折率１．６４）、酸化亜鉛（屈折率２．００）等を用いることができる。一般的に顔料は、これが分散されるバインダーとの屈折率差が大きいほど、高い反射率と隠ぺい性を示すことが知られている。このような観点から、白色顔料としては、圧倒的に高い屈折率を有する酸化チタンを使用することが好ましい。酸化チタンは、その由来や精製方法等によって特に限定されることなく使用することができる。本実施形態に係るインク材料は、白色顔料として、白色度の点で特に優れた二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有している。なお、インク材料が、酸化チタンのほかに、硫酸バリウムや酸化亜鉛等の他の白色顔料を含有していても構わない。

本技術に係るインク材料は、第一の顔料に加えて、透過光の色相が青色味を帯びる特性を有する第二の顔料を含有している。
第二の顔料としては、例えば青色顔料を用いることができる。青色顔料は、青色を呈する顔料であって、例えば、天然もしくは合成のウルトラマリン青や緑青等を挙げることができる。

本実施形態に係るインク材料は、例えば酸化チタンを含有する白インク原料に、青色顔料を含有する青インク原料を添加し、攪拌混合することによって調製することができる。

或いは、第二の顔料として、真珠光沢に代表されるような光の多重層反射を人工的に発現させ、光の干渉現象によって特定の波長の光を反射させたり透過したりする顔料を用いてもよい。このような顔料の代表的なものはパール顔料と称されるものであって、例えば、雲母（マイカ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等を核体として、この表面に酸化チタン等の金属化合物の被膜を形成したもの等を挙げることができる。このような顔料では、光の透過色も利用して光学効果を得ているため、核体は透光性である必要がある。また同様の理由で金属化合物も透光性である必要がある。金属化合物としては、金属酸化物を好ましく用いることができる。金属化合物被膜の膜厚を変化させることにより、このような顔料の干渉色を制御することができる。
本技術では、上記のような顔料の中でも、透過色が青色を呈するものを好ましく用いることができ、透過色が青色を呈しかつ反射色が黄色を呈するものを好ましく用いることができる。このような顔料としては、例えば雲母を核体として、この表面に酸化チタンの被膜を３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の膜厚で形成したものが相当する。
第二の顔料の粒径としては、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲のものが好ましい。粒径がこの範囲よりも大きくなると、スクリーン印刷等を行う際にスクリーン版の目詰まりを引き起こすなど、印刷性が悪くなる傾向がある。また、粒径がこの範囲よりも小さくなると、粒径が光の波長に近くなって干渉の効果が弱くなる傾向がある。

本実施形態に係るインク材料は、例えば酸化チタンを含有するインク原料に、例えばパール顔料を添加し、攪拌混合して調製することができる。

以上のような構成のバックライト装置２０における光の伝播について、説明する。
図３に示すように、ＬＥＤ２１の頂面から出射された光のうち、インク層４２Ａを透過した光は、拡散板４２、およびプリズムシート４１を順に通過し、光出射面２０ａから上側（液晶パネル１０側）に出射される。以下、このような光を透過光ＴＬとする。図３では、透過光ＴＬを一点鎖線で示している。一方、インク層４２Ａによって反射された光は、ＬＥＤ基板２２に設けられた反射層等で反射されつつ、インク層４２Ａが形成されていない領域から拡散板４２内に入射して、拡散板４２およびプリズムシート４１内を通過し、光出射面２０ａから上側（液晶パネル１０側）に出射される（もちろん、インク層４２Ａに再入射する光も存在する）。以下では、このようにインク層４２Ａによって反射された光を、反射光ＲＬとし、図３では点線で示す。
例えばインク層４２Ａに酸化チタンのみが含有されているとすると、インク層４２Ａ内を通過した透過光ＴＬは、酸化チタンの光散乱特性により、黄色味を帯びた状態で液晶パネル１０側に出射される。これに対し、反射光ＲＬは、インク層４２Ａを通過していないため、透過光ＴＬよりもやや青色味がかった色相の光として、液晶パネル１０側に出射される。この結果、バックライト装置２０を光出射面２０ａ側から平面視した場合、ＬＥＤ２１の直上においてインク層４２Ａが形成されている付近では、他の領域に比べて出射光が黄色味を帯び、面内において色度ムラが生じることとなる。

しかしながら、本実施形態では、ＬＥＤ（光源）２１と、ＬＥＤ２１からの光を透過させる拡散板（透光板）４２と、拡散板４２上に形成され、ＬＥＤ２１からの光を透過もしくは反射させるインク層４２Ａと、を備えるバックライト装置（照明装置）２０において、インク層４２Ａが、酸化チタン等からなる白色顔料（第一の顔料）に加えて、青色顔料もしくはパール顔料等の、その透過光の色相が青色味を帯びる特性を有する顔料（第二の顔料）を含有している。
このような構成によれば、透過光ＴＬにおいて黄色味と青色味とが混色される結果、透過光ＴＬの黄色味が抑さえられ適切に色相が補正されて、インク層４２Ａを透過する光が無彩色に近いものとなる。これにより、透過光ＴＬと反射光ＲＬとの色相差が小さくなって、バックライト装置２０の光出射面２０ａ内における色度ムラが抑制される。

上記本実施形態の構成によれば、インク層４２Ａは、ＬＥＤ２１から入射した光を内部で拡散させつつＬＥＤ２１が配されているのとは異なる側に出射させる拡散板４２上に形成されている。バックライト装置２０が拡散板４２を備えていることにより、その出射側においてＬＥＤ２１から出射された光の光量が均一化され、光出射面２０ａの照度が均質化される。インク層４２Ａは、ＬＥＤ２１からの光を透過する透光板上等に形成することができるが、中でも、上記のような機能を有する拡散板４２上にインク層４２Ａを形成することで、インク層４２Ａを形成するための基材を別途に設ける必要がなくなり、部品点数およびコストの削減、構造の簡素化を図ることができる。

上記本実施形態の構成によれば、第二の顔料として、青色顔料を用いることができる。青色顔料をインク層４２Ａに含有させることで、インク層４２Ａを透過する透過光ＴＬの色度が補正され、光出射面２０ａにおける色度ムラが抑制される。

或いは、第二の顔料として、透光性の核体と、前記核体の表面に形成された透光性の金属化合物の被膜と、を有する顔料を有していてもよい。本技術においては、透過色が青色を呈するものをより好ましく用いることができ、透過色が青色を呈しかつ反射色が黄色を呈するものを好ましく用いることができる。このような顔料は、真珠光沢に代表されるような光の多重層反射を人工的に発現させ、光の干渉現象によって特定の波長の光を反射させたり透過したりすることが可能である。このような顔料をインク層４２Ａに含有させることで、インク層４２Ａを透過する透過光ＴＬの色度が補正され、光出射面２０ａにおける色度ムラが抑制される。

上記のような第二の顔料の金属化合物の被膜は、膜厚が３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であってもよい。例えば、核体として雲母と、核体の表面に形成され膜厚が３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の酸化チタン被膜と、を有するものを用いることができる。このようにすれば、第二の顔料の透過色が青色味を帯びかつ反射色が黄色味を帯びるように調整できる。このような第二の顔料を用いることで、より効果的に色度の補正を行うことができる。

上記第二の顔料の粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。この範囲の粒径を有するものとすることで、インク層形成時の作業性を担保するとともに、効果的に色度の補正を行うことができる。

上記本実施形態によれば、液晶表示装置（画像表示装置）１を、色度ムラが抑制されたバックライト装置２０を備えて構成することができる。本実施形態に係るバックライト装置２０は、ローカルディミング制御に有利な直下型とされており、ＨＤＲによる高画質化と薄型化とが両立された液晶表示装置１を得ることが可能とされている。

＜他の実施形態＞
本技術は上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本技術の技術的範囲に含まれる。
（１）本技術は、直下型のバックライト装置に特に好ましく適用することができるが、この限りではない。エッジライト型のバックライト装置にも、本技術は適用可能である。
（２）本技術に係る光源は特に限定されないが、指向性の高い光源を有する構成の照明装置において、本技術は有用である。特に、ＬＥＤは消費電力が低く、長寿命で、かつ小型化が可能であることから、バックライト装置等に多用されているが、一方で、指向性が高いために、照度ムラや色度ムラが生じ易い。このようなＬＥＤを光源とする照明装置において、本技術を特に好ましく適用することができる。
（３）本技術は、液晶表示装置用の照明装置のみならず、自発光しない表示パネルを備える画像表示装置を含む、光出射面内における色度ムラの抑制が求められる照明装置全般に適用することができる。

以下、実施例に基づいて本技術をさらに詳細に説明する。なお、本技術はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

＜実施例１＞
（インク材料ＩＭ−Ｅ１の調製）
酸化チタン（白色顔料、第一の顔料の一例）を含有する白インク原料として帝国インキ製ＥＧ−６７１白を使用し、これに、青色顔料（第二の顔料の一例）を含む青インク原料として帝国インキ製ＥＧ−０３７群青を１重量％添加混合して、実施例１に係るインク材料ＩＭ−Ｅ１を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｅ１の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１を、無色透明のアクリル板の一方の板面上に、スクリーン印刷によって膜厚が約１０μｍとなるようにベタ状に塗布してインク層を形成し、実施例１の透光板試料Ｓ−Ｅ１を作製した。
（バックライト装置ＢＬ−Ｅ１の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１を、光拡散板である住友化学製のスミペックスオパール板（登録商標）の一方の板面上に、スクリーン印刷によって膜厚が約１０μｍとなるように部分的に塗布し、各ＬＥＤ２１の直上部分に所定の円盤状のインク層４２Ａが形成された拡散板４２を作製した。光学部材４０として、この拡散板４２と、スリーエム株式会社製のＢＥＦ（登録商標）からなるプリズムシート４１を用いて、実施形態１に記載した構成のバックライト装置２０を作製した。このように作製したバックライト装置２０を、実施例１に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ１とする。

＜実施例２＞
（インク材料ＩＭ−Ｅ２の調製）
青インク原料（帝国インキ製ＥＧ−０３７群青）の添加量を３重量％としたほかは、実施例１に係るインク材料ＩＭ−Ｅ１と同様にして、実施例２に係るインク材料ＩＭ−Ｅ２を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｅ２およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ２の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｅ２を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、実施例２に係る透光板試料Ｓ−Ｅ２およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ２を作製した。

＜比較例１＞
（インク材料ＩＭ−Ｃ１の調製）
青インク原料（帝国インキ製ＥＧ−０３７群青）を添加せず、白インク原料（帝国インキ製ＥＧ−６７１白）のみからなるインク材料を、比較例１に係るインク材料ＩＭ−Ｃ１とした。
（透光板試料Ｓ−Ｃ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ１の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｃ１を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、比較例１に係る透光板試料Ｓ−Ｃ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ１を作製した。

＜比較例２＞
（インク材料ＩＭ−Ｃ１の調製）
青インク原料（帝国インキ製ＥＧ−０３７群青）の添加量を５重量％としたほかは、実施例１に係るインク材料ＩＭ−Ｅ１と同様にして、比較例２に係るインク材料ＩＭ−Ｃ２を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｃ２およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ２の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｃ２を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、比較例２に係る透光板試料Ｓ−Ｃ２およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ２を作製した。

[透過率および反射率の測定]
上記により作製した透光板試料Ｓ−Ｅ１，Ｓ−Ｅ２，Ｓ−Ｃ１，Ｓ−Ｃ２の透過率および反射率を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５を用いて測定した。結果を、表１に示す。

[透過光ＴＬおよび反射光ＲＬの波長分布および色度の測定]
透光板試料Ｓ−Ｅ１，Ｓ−Ｅ２，Ｓ−Ｃ１，Ｓ−Ｃ２を透過した透過光ＴＬと、各透光板試料に反射された反射光ＲＬの波長分布を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５によって測定した。結果を、図４および図５に示す。
同じく、各透光板試料を透過した透過光ＴＬと、各透光板試料に反射された反射光ＲＬの色度を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５によって測定した。結果を、図６に示す。

[色度ムラの評価]
上記により作製したバックライト装置ＢＬ−Ｅ１，ＢＬ−Ｅ２，ＢＬ−Ｃ１，ＢＬ−Ｃ２について、ＬＥＤ２１を点灯させた状態でプリズムシート４１の上面（光出射面２０ａ）を目視することにより、色度ムラを主観により評価した。色度ムラが少なく色相がほぼ均質であったものを○、色度ムラが認められ色相が不均質であったものを×として、結果を表２に示す。

白インク原料（ＥＧ−６７１白）のみからなるインク層を有する比較例１に係る透光板試料Ｓ−Ｃ１では、図４および図６より明らかなように、透過光ＴＬが黄色味を帯び、図５および図６に示されているように、反射光ＲＬは青色味を帯びる傾向にあった。なお、ｘｙ色度図である図６においては、ｘｙの値がともに大きくなるほど（プロットが右上方に近づくほど）黄色味が強く、ｘｙの値がともに小さくなるほど（プロットが左下方に近づくほど）青色味が強いことを表す。透過光ＴＬが黄色味を帯び、反射光ＲＬが青色味を帯びるのは、酸化チタンの光散乱特性によるものである。比較例１に限らず、ほとんどの白インクが顔料として酸化チタンを使用していることから、透過光ＴＬが黄色味を帯びるのは、ほとんど全ての白インク層に共通する傾向と考えられる。
また、比較例１に係るバックライト装置ＢＬ−Ｃ１では、表２に示すように、色度ムラが認められた。透光板試料Ｓ−Ｃ１の評価結果から予測されたように、インク層を透過する透過光ＴＬと反射される反射光ＲＬの色度の差が、インク層４２Ａを有するバックライト装置ＢＬ−Ｃ１において色度ムラが発生する原因となったと考えられる。

白インク原料に青インク原料（帝国インキ製ＥＧ−０３７群青）を１重量％添加してインク層を形成した実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１、同じく青インク原料を３重量％添加してインク層を形成した実施例２に係る透光板試料Ｓ−Ｅ２では、図４に示されているように、青インク原料の添加量が増すにつれて黄色を呈する波長領域（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ付近）の光の透過率が効果的に低下した。これにより、透過光ＴＬの黄色味が抑えられたため、図６では、実施例１および実施例２の透過光ＴＬの色度のプロットが、白の基準となる白色点に近付いた。１重量％以上３重量％以下の範囲で青インク原料を添加すると、透過光ＴＬの着色が抑制され、透過率分布が無彩色に近くなることがわかる。
表２に示されているように、実施例１に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ１および実施例２に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ２では、色度ムラが認められず良好な結果が得られた。透光板試料Ｓ−Ｅ１，Ｓ−Ｅ２で確認されたように、適正な量の青インク原料の添加によって、インク層４２Ａを透過する透過光ＴＬと反射される反射光ＲＬの色度の差が小さくなったためと考えられる。

青インク原料を５重量％添加した比較例２に係る透光板試料Ｓ−Ｃ２では、図４からわかるように、高波長領域における光の透過率が低くなり過ぎて、透過光ＴＬが相対的に青色味を帯びる結果となった。図６においても、比較例２の透過光ＴＬのプロットは、白色点から左下方に大きく離れており、透過光ＴＬが青色味を帯びたことがわかる。また、表１において、比較例２は他の試料と比較して透過率が低く、光利用率を示す透過率と反射率の合計値も低いため、バックライト装置２０を構成した場合の輝度低下が懸念される結果となった。
比較例２に係るバックライト装置ＢＬ−Ｃ２では、表２に示すように、色度ムラが認められた。比較例１とは逆に、透過光ＴＬが青色味を帯びたことで、透過光ＴＬと反射光ＲＬの色度に差が生じたためと考えられる。

以上より、酸化チタンを含有するインクに適正な量の青色顔料を含有するインク材料を用いてインク層を形成することにより、インク層を透過する透過光ＴＬが黄色味を帯びることを効果的に抑制し、無彩色に近付けることが可能であることが知られた。これにより、透過光ＴＬと反射光ＲＬとの色度差が小さくすることができる。バックライト装置２０のインク層４２Ａをこのように形成することにより、バックライト装置２０の光出射面２０ａにおける色度ムラを抑制できることが知られた。
なお、上記各例のように、酸化チタンを含有する白インク原料（ＥＧ−６７１白）に青色顔料を含有する青インク原料（ＥＧ−０３７群青）を添加する場合には、青インク原料の添加量を１重量％以上３重量％以下とすることが好ましい。この範囲よりも添加量が少ないと、十分な色度補正効果が得られず、添加量が多いと、逆に透過光ＴＬの青色味が増すことによって色度ムラが生じる虞がある。

＜実施例３＞
（インク材料ＩＭ−Ｅ３の調製）
酸化チタンを含有する白インク原料として帝国インキ製ＥＧ−６７１白を使用し、これに、パール顔料（第二の顔料の一例）であるＢＡＳＦ社製のＬｕｍｉｎａ（登録商標） Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄを１０重量％添加混合して、実施例３に係るインク材料ＩＭ−Ｅ３を調製した。なお、Ｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄは、粒径範囲が８μｍ〜４８μｍであって、核体となる雲母の表面に、膜厚約４０ｎｍの酸化チタン被膜が形成された、金色の干渉色を有するパール顔料である。
（透光板試料Ｓ−Ｅ３およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ３の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｅ３を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、実施例３に係る透光板試料Ｓ−Ｅ３およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ３を作製した。

＜実施例４＞
（インク材料ＩＭ−Ｅ４の調製）
パール顔料（Ｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄ）の添加量を２０重量％としたほかは、実施例３に係るインク材料ＩＭ−Ｅ３と同様にして、実施例４に係るインク材料ＩＭ−Ｅ４を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｅ４およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ４の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｅ４を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、実施例４に係る透光板試料Ｓ−Ｅ４およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ４を作製した。

＜実施例５＞
（インク材料ＩＭ−Ｅ５の調製）
パール顔料（Ｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄ）の添加量を３０重量％としたほかは、実施例３に係るインク材料ＩＭ−Ｅ３と同様にして、実施例５に係るインク材料ＩＭ−Ｅ５を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｅ５およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ５の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｅ５を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、実施例５に係る透光板試料Ｓ−Ｅ５およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ５を作製した。

＜比較例３＞
（インク材料ＩＭ−Ｃ３の調製）
パール顔料（Ｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄ）の添加量を４０重量％としたほかは、実施例３に係るインク材料ＩＭ−Ｅ３と同様にして、比較例３に係るインク材料ＩＭ−Ｃ３を調製した。
（透光板試料Ｓ−Ｃ３およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ３の作製）
インク材料ＩＭ−Ｅ１の代わりにインク材料ＩＭ−Ｃ３を用いたほかは、実施例１に係る透光板試料Ｓ−Ｅ１およびバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、比較例３に係る透光板試料Ｓ−Ｃ３およびバックライト装置ＢＬ−Ｃ３を作製した。

[透過率および反射率の測定]
上記により作製した透光板試料Ｓ−Ｅ３，Ｓ−Ｅ４，Ｓ−Ｅ５の透過率および反射率を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５を用いて測定した。また、比較例１に記載の方法に従って透光板試料Ｓ−Ｃ１を改めて作製し、同様に測定を行った。結果を、併せて表３に示す。
なお、比較例３に係る透光板試料Ｓ−Ｃ３は、インク層がアクリル板から剥離してしまったため、評価不能であった。おそらく顔料添加量が過剰だったために、密着性が低下したものと推測する。また、表３に示した比較例１についての結果が、表１の比較例１についての結果と若干異なっているのは、試料差、例えば使用したスクリーン版の個体差による膜厚のバラツキ等に起因すると推察される。

[透過光ＴＬおよび反射光ＲＬの波長分布および色度の測定]
透光板試料Ｓ−Ｅ３，Ｓ−Ｅ４，Ｓ−Ｅ５を透過した透過光ＴＬと、各透光板試料に反射された反射光ＲＬの波長分布を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５によって測定した。また、比較例１に記載の方法によって改めて作製した透光板試料Ｓ−Ｃ１についても、同様に測定を行った。結果を、併せて図７および図８に示す。
同じく、各透光板試料を透過した透過光ＴＬと、各透光板試料に反射された反射光ＲＬの色度を、コニカミノルタ製の分光測色計・色彩色差計ＣＭ−５によって測定した。結果を、図９に示す。
なお、比較例３に係る透光板試料Ｓ−Ｃ３は、インク層がアクリル板から剥離してしまったため、測定に供することができなかった。おそらく顔料添加量が過剰だったために、密着性が低下したものと推測する。また、図７から図９に示した比較例１についての結果が、図４から図６の比較例１についての結果と若干異なっているのは、表３のデータと同じく試料作製時のバラツキ等に起因すると推察される。

[色度ムラの評価]
上記により作製したバックライト装置ＢＬ−Ｅ３，ＢＬ−Ｅ４，ＢＬ−Ｅ５について、ＬＥＤ２１を点灯させた状態でプリズムシート４１の上面（光出射面２０ａ）を目視することにより、色度ムラを主観により評価した。色度ムラが少なく色相がほぼ均質であったものを○、若干の色度ムラが認められたものを△、色度ムラがあり色相が不均質であったものを×とした。また、比較例１に記載の方法によって改めて作製したバックライト装置ＢＬ−Ｃ１についても、同様に評価を行った。結果を、併せて表４に示す。

白インク原料にパール顔料（Ｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄ ９Ｙ３０Ｄ）を１０重量％添加した実施例３に係る透光板試料Ｓ−Ｅ３、同じく２０重量％添加した実施例４に係る透光板試料Ｓ−Ｅ４、３０重量％添加した実施例５に係る透光板試料Ｓ−Ｅ５では、図７に示されているように、パール顔料の添加量が増すにつれて青色を呈する波長領域（４２０ｎｍ〜５００ｎｍ付近）の光の透過率が増加した。これにより、酸化チタンに起因する透過光ＴＬの黄色味が打ち消されたため、図９では、実施例３から実施例５の透過光ＴＬの色度のプロットが、パール顔料の添加量が増すにつれて、白の基準となる白色点に近付いた。パール顔料の添加量が増すほど、透過光ＴＬの着色が抑制されて、透過光ＴＬが無彩色に近くなることがわかる。さらに、図８に示されているように、パール顔料の添加量が増すにつれて青色を呈する波長領域（４２０ｎｍ〜５００ｎｍ付近）の光の反射率が抑制、すなわち反射光ＲＬの青色の着色が抑制され、図９にも示されているように、反射光ＲＬが無彩色に近付いた。また、表３からは、パール顔料の添加量が増加しても反射率はわずかしか低下せず、透過率はむしろ増加して、光利用率を示す透過率と反射率の合計値も向上することがわかる。
表４に示されているように、実施例３に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ３では、僅かに色度ムラがみとめられたものの、実施例４および実施例５に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ４，ＢＬ−Ｅ５では、色度ムラが認められず良好な結果が得られた。透光板試料Ｓ−Ｅ３，Ｓ−Ｅ４，Ｓ−Ｅ５で確認されたように、パール顔料の添加によって透過光ＴＬおよび反射光ＲＬの着色が抑制されて、インク層４２Ａを透過する透過光ＴＬと反射される反射光ＲＬの色度の差が小さくなったためと考えられる。

パール顔料を４０重量％添加した比較例３に係る透光板試料Ｓ−Ｃ３では、インク材料ＩＭ−Ｃ３を基材（アクリル板）に良好に塗布することが困難であり、インク層が基材から剥離してしまったために、評価測定に供することができなかった。

上記より、パール顔料を添加したインク材料を用いてインク層を形成することにより、インク層を透過する透過光ＴＬおよび反射される反射光ＲＬの着色を効果的に抑制し、無彩色に近付けることが可能であることが知られた。これにより、透過光ＴＬと反射光ＲＬとの色度差が小さくなるため、バックライト装置２０のインク層４２Ａをこのように形成することにより、バックライト装置２０における色度ムラを抑制することができる。

＜比較例４＞
（バックライト装置ＢＬ−Ｃ４の作製）
インク層４２Ａを形成しなかったほかは、実施例１に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ１と同様にして、比較例４に係るバックライト装置ＢＬ−Ｃ４を作製した。

[色度ムラの評価]
上記により作製したバックライト装置ＢＬ−Ｃ４と、実施例１に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ１、実施例４に係るバックライト装置ＢＬ−Ｅ４のそれぞれについて、ＬＥＤ２１を点灯させた状態でプリズムシート４１の上面（光出射面２０ａ）を目視することにより、色度ムラを主観評価した。色度ムラが少なく色相がほぼ均質であったものを○、色度ムラがあり色相が不均質であったものを×とした。

[輝度の測定]
比較例４、実施例１、実施例４に係るバックライト装置ＢＬ−Ｃ４，ＢＬ−Ｅ１，ＢＬ−Ｅ４について、ＬＥＤ２１を点灯させた状態で、プリズムシート４１の上面（光出射面２０ａ）の輝度を、コニカミノルタ製の輝度計ＣＳ−２０００を用いて測定し、平均輝度を算出した。結果を、表５に示す。

表５より、青色顔料を添加して色度ムラを解消した実施例１のバックライト装置ＢＬ−Ｅ１では、実用に耐えうるレベルではあるものの、輝度がやや低下することが知られた。表１からもわかるように、青色顔料の含有量が増加するにつれて、透過率および反射率がともに低下している。
これに対し、パール顔料を添加して色度ムラを解消した実施例４のバックライト装置ＢＬ−Ｅ４では、インク層が形成されていない比較例４のバックライト装置ＢＬ−Ｃ４と同等の高い輝度が維持されている。表３からもわかるように、基本的にはパール顔料によって光が吸収されることはなく、光の干渉現象に基づいて色が補正されるため、パール顔料を添加しても透過率と反射率との合計（光の利用率）は殆ど変わらない。
以上より、バックライト装置２０の輝度を高く維持するためには、透過光ＴＬに青色味を付与する顔料として、インク層４２Ａにパール顔料を含有させることが、青色顔料を含有させるよりもさらに好ましいといえる。

１…液晶表示装置（画像表示装置）、１０…液晶パネル（表示パネル）、２０…バックライト装置（照明装置）、２０ａ…光出射面、２１…ＬＥＤ（光源）、２１ａ…発光面、２２…ＬＥＤ基板、２２ａ…実装面、２３…フレーム、２３Ａ…受部、３０…ベゼル、４０…光学部材、４１…プリズムシート、４２…拡散板（透光板）、４２Ａ…インク層、ＲＬ…反射光、ＴＬ…透過光

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源からの光を透過もしくは反射させるインク層と、を備え、
   前記インク層は、白色顔料である第一の顔料と、その透過光の色相が青色味を帯びる特性を有する第二の顔料と、を含有する照明装置。
2. 前記光源からの光を入射して内部で拡散させつつ前記光源が配されているのとは異なる側に出射する拡散板をさらに備え、
   前記インク層は、前記拡散板上に形成されている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第二の顔料は、青色顔料である請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第二の顔料は、透光性の核体と、前記核体の表面に形成された前記核体と異なる屈折率を有する透光性の金属化合物の被膜からなる顔料である請求項１または請求項２に記載の照明装置。
5. 前記金属化合物の被膜は、膜厚が３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である請求項４に記載の照明装置。
6. 前記第二の顔料の粒径は１μｍ以上５０μｍ以下である請求項４または請求項５に記載の照明装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の照明装置を備える画像表示装置。

Images