專利名稱：照明裝置以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于液晶顯示器等顯示裝置的照明裝置、使用該照明裝置的顯示
直O(jiān)本申請(qǐng)主張基于在日本國(guó)于2007年12月7日提出的日本專利申請(qǐng)第 2007-317568號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)以參照的方式被援引在本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
液晶顯示器被用作薄型顯示裝置。在液晶顯示器中利用了從背后照射液晶面板 整個(gè)面的背光，根據(jù)其構(gòu)造，液晶顯示器可以大致分為正下方式(Direct Type)和側(cè)光式 (edge-light Type)。在側(cè)光式中，由于從導(dǎo)光板側(cè)面入射光，并從導(dǎo)光板上表面向液晶面 板射出均勻的光，因此其缺點(diǎn)是顯示器尺寸越大，就越無法均勻且高亮度地對(duì)整個(gè)面板進(jìn) 行照明。因此，現(xiàn)在的大型顯示器的背光通過配置多個(gè)熒光燈來獲得期望的特性(例如參 照專利文獻(xiàn)1)。但是，近年來，為了進(jìn)一步減少大型顯示器的背光的厚度和重量，延長(zhǎng)壽命，并降 低環(huán)境負(fù)擔(dān)，而且為了通過閃爍控制來改善運(yùn)動(dòng)圖像特性，將發(fā)光二極管用作發(fā)光源已受 到關(guān)注。在使用了這種發(fā)光二極管的背光中，當(dāng)要射出白光對(duì)液晶面板進(jìn)行照明時(shí)，一般來 說，通過將RGB三色的發(fā)光二極管同時(shí)點(diǎn)亮來合成白光，或者將藍(lán)色發(fā)光二極管用作發(fā)光 元件，并使用含有熒光體的樹脂包圍該藍(lán)色發(fā)光二極管芯片的周圍并通過顏色變換來實(shí)現(xiàn) 白光。專利文獻(xiàn)1 日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)第2005-108635號(hào)。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，當(dāng)使用RGB三色的發(fā)光二極管時(shí)，由于各個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光效率和隨時(shí) 間變化等存在差異，難以使各種顏色發(fā)光二極管的特性一致，因此顏色變化大，并且需要顏 色混合空間，因而存在背光變厚的缺點(diǎn)。即，難以減少厚度和重量。另外，當(dāng)使用含有熒光體的樹脂包圍藍(lán)色發(fā)光二極管芯片的周圍并通過顏色變換 來實(shí)現(xiàn)白光時(shí)，在二極管芯片周圍，熒光體容易暴露于高強(qiáng)度光和高溫之下，因此存在熒光 體容易劣化的問題。即，難以延長(zhǎng)壽命。另外，發(fā)光二極管是點(diǎn)光源，難以使由點(diǎn)光源發(fā)出的各個(gè)光混合以在發(fā)光面上獲 得色度均勻、亮度均勻的白光。即存在以下問題由于來自發(fā)光二極管的發(fā)射光以隨機(jī)的入 射角度向熒光層入射，因此從熒光層出射的光的亮度和色度分布不均勻，難以實(shí)現(xiàn)均勻的 白色平面光源。本發(fā)明就是鑒于以上問題而完成的，其目的在于提供一種能夠降低熒光體層的光 射出面上的色度分布的視角依賴性的照明裝置、以及使用該照明裝置的顯示裝置。用于解決問題的手段
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為了解決以上問題，本發(fā)明的照明裝置包括基板；被配置在所述基板上的多個(gè) 發(fā)光元件；從各個(gè)所述發(fā)光元件的光獲得白光的熒光體層；以及光束控制部，其控制來自 各個(gè)所述發(fā)光元件的光，以抑制所述熒光體層的色度分布的視角依賴性。在本發(fā)明中，由于設(shè)置了光束控制部，因此減少了來自發(fā)光元件的發(fā)射光中向熒 光體層的面傾斜入射的光，能夠降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。所述光束控制部是光學(xué)元件，所述光學(xué)元件控制來自所述發(fā)光元件的光，以使該 光以垂直或近似垂直的方向入射到所述熒光層的光射出面。所述發(fā)光元件是藍(lán)色發(fā)光二極管，并且所述熒光體層具有被激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出綠 光的熒光體、以及被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出紅光的熒光體，所述激發(fā)光是藍(lán)光。由此，能夠 獲得射出白光的照明裝置，并能夠在射出白光的照明裝置中降低熒光體層的光射出面上的 色度分布的視角依賴性。所述發(fā)光元件是藍(lán)色發(fā)光二極管，并且所述熒光體層具有被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā) 出黃光的熒光體，所述激發(fā)光是藍(lán)光。由此，能夠獲得射出白光的照明裝置，并能夠在射出 白光的照明裝置中降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。另外，所述發(fā)光元件是紫色(近紫外)發(fā)光二極管，并且所述熒光體層具有被所述 激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出紅光的熒光體、被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出綠光的熒光體以及被所述激發(fā) 光激發(fā)而發(fā)出藍(lán)光的熒光體，所述激發(fā)光是紫(近紫外)光。由此，能夠獲得射出白光的照 明裝置，并能夠在射出白光的照明裝置中降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依 賴性。所述多個(gè)發(fā)光元件被二維配置在所述基板上。由此，能夠獲得正下方方式的背光， 并能夠在正下方方式的背光中降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。另外，本發(fā)明的照明裝置還包括導(dǎo)光板，所述多個(gè)發(fā)光元件被配置成以使發(fā)射光 從所述導(dǎo)光板的一個(gè)端面入射，并且所述熒光體層面對(duì)所述導(dǎo)光板的光射出面而配置。由 此，在側(cè)光式的背光中，能夠降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。另外，在該側(cè)光式的背光中特征在于，所述光束控制部設(shè)置在所述導(dǎo)光板的光射 出面與所述熒光體層之間。由此，減少了向熒光體層的面傾斜入射的光，能夠獲得降低熒光 體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性的效果。另外，在該側(cè)光式的背光中，所述光束控制部也可以被設(shè)置在所述導(dǎo)光板上?；诒景l(fā)明另一觀點(diǎn)的顯示裝置包括顯示面板以及與所述顯示面板相鄰設(shè)置的 照明裝置，其中，所述照明裝置包括基板；被配置在所述基板上的多個(gè)發(fā)光元件；從各個(gè) 所述發(fā)光元件的光獲得白光的熒光體層；以及光束控制部，其控制來自各個(gè)所述發(fā)光元件 的光，以抑制所述熒光體層的色度分布的視角依賴性。在本發(fā)明中，由于使用了包括光束控制部的照明裝置，因此能夠獲得降低了顯示 面板上的色度分布的視角依賴性的顯示質(zhì)量?jī)?yōu)異的顯示裝置。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得降低了熒光體層的光射出面上的色度分布的視 角依賴性的照明裝置，通過將該照明裝置用于顯示裝置，能夠獲得顯示質(zhì)量?jī)?yōu)異的顯示裝置。
圖1的(A)和⑶是構(gòu)成本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式涉及的照明裝置的一部分的發(fā)光元 件基板的簡(jiǎn)要平面圖以及照明裝置的簡(jiǎn)要截面圖；圖2是照明裝置的局部放大截面圖；圖3的(A)和(B)是示出測(cè)定熒光體層的光射出面上的色度的條件的圖；圖4的(A)和(B)是示出熒光體層的光射出面上的色度測(cè)定結(jié)果的圖；圖5是示出將菲涅耳透鏡用作光束控制元件的第一實(shí)施例的照明裝置的結(jié)構(gòu)的 截面圖；圖6是示出圖5的菲涅耳透鏡和發(fā)光二極管的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及菲涅耳透鏡 的平面圖；圖7是示出菲涅耳透鏡片的平面圖；圖8是示出將棱鏡用作光束控制元件的第二實(shí)施例的照明裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖9是示出圖8的兩個(gè)棱鏡和發(fā)光二極管的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及兩個(gè)棱鏡的平 面圖；圖10是示出將折射率分布光學(xué)元件用作光束控制元件的第三實(shí)施例的照明裝置 的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖11是示出圖10的折射率分布光學(xué)元件和發(fā)光二極管的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及 折射率分布光學(xué)元件的平面圖；圖12是示出第三實(shí)施例的照明裝置的變形例1的圖；圖13是示出將亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件用作光束控制元件的第四實(shí)施例的照明裝置的 結(jié)構(gòu)的截面圖；圖14是示出圖13的亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件和發(fā)光二極管的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及亞 波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件的平面圖；圖15是第四實(shí)施例的照明裝置的變形例1的圖；圖16是示出在熒光體片的光入射側(cè)的面上一體地設(shè)置光束控制元件的第五實(shí)施 例的照明裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖17是示出將本發(fā)明應(yīng)用在側(cè)射式背光時(shí)的第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖18是示出第六實(shí)施例的變形例1的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖19是示出第六實(shí)施例的變形例2的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖20是示出第七實(shí)施例的照明裝置的結(jié)構(gòu)的分解截面圖；圖21是示出第七實(shí)施例的變形例1的結(jié)構(gòu)的分解截面圖；圖22是示出第七實(shí)施例的變形例2的結(jié)構(gòu)的分解截面圖；圖23是示出第七實(shí)施例的變形例3的結(jié)構(gòu)的分解截面圖；圖24是液晶電視的簡(jiǎn)要立體圖；圖25是被液晶電視的框架保持的部分的簡(jiǎn)要分解立體圖。附圖標(biāo)記說明1照明裝置10發(fā)光二極管11光束控制元件
13反射板
14發(fā)光元件基板
15基板
20熒光體片
22熒光體層
22a光射出面
23透明基板
31菲涅耳透鏡
32透鏡片
33、34棱鏡
35、36折射率分布光學(xué)元件
37,38亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件
41導(dǎo)光板
51反射型偏振膜
52透鏡膜
53擴(kuò)散膜
54擴(kuò)散板
100液晶電視
200液晶面板
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下所示的實(shí)施方式中，在液晶電視 中應(yīng)用了具有本發(fā)明照明裝置的顯示裝置。另外，本發(fā)明顯示裝置的應(yīng)用范圍不限于液晶電視，只要是具有照明裝置的顯示 裝置即可，例如可以廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA(PersonalDigital Assistant個(gè)人數(shù)字助 理)等。圖24是作為本發(fā)明的顯示裝置的液晶電視100的簡(jiǎn)要立體圖，圖25是被液晶電 視100的框架300保持的部分的簡(jiǎn)要分解立體圖。如圖所示，液晶電視100包括作為顯示 面板的液晶面板200 ；照明裝置1 (101、201、301、401)；驅(qū)動(dòng)液晶面板200的驅(qū)動(dòng)電路420 ； 保持液晶面板、照明裝置1以及驅(qū)動(dòng)電路420的框架300 ；以及保持框架300的支座400。 照明裝置1從背面對(duì)液晶面板200的圖像顯示區(qū)域進(jìn)行照明，并發(fā)出白光。(第一實(shí)施方式)以下，對(duì)作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的照明裝置進(jìn)行說明。圖1的㈧是構(gòu)成照明裝置1的一部分的發(fā)光元件基板14的簡(jiǎn)要平面圖，圖1的 (B)是照明裝置1的簡(jiǎn)要截面圖。圖2是照明裝置1的局部放大截面圖。如圖1的(A)和⑶所示，照明裝置1包括平面形狀呈矩形的發(fā)光元件基板14、 反射板13、平面形狀呈矩形的熒光體片20、以及配置在發(fā)光元件基板14和熒光體片20之 間的作為光束控制部的光束控制元件11。發(fā)光元件基板14和熒光體片20相隔開約1 30mm左右而配置，其間隙16通過多個(gè)支承柱12和反射板13而保持。反射板13被設(shè)置成從四方包圍由發(fā)光元件基板14和熒光體片20形成的空間。通過設(shè)置反射板13，即使來自 作為發(fā)光元件的發(fā)光二極管10的激發(fā)光被引導(dǎo)到照明裝置1的端部，也會(huì)被反射板13反 射，因此能夠再次利用該光，光效率好。照明裝置1的配置熒光體片20的一側(cè)為光射出面， 在圖24所示的液晶電視100的狀態(tài)下，照明裝置1被配置成使得作為顯示畫面的液晶面板 200位于照明裝置1的光射出面一側(cè)。本實(shí)施方式中的照明裝置1例如被用于46英寸的大 型液晶電視，具有橫向1020mm、縱向570mm的尺寸。發(fā)光元件基板14包括基板15以及在該基板15上例如以12mm的間距等間隔地被 設(shè)置縱向40行、橫向80列共3200個(gè)的發(fā)光二極管10，基板15由利用了苯酚樹脂、環(huán)氧樹 脂、聚酰亞胺樹脂、聚酯、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(bismaleimide triazine resin)、烯丙型 聚苯醚樹脂、氟樹脂等樹脂的玻璃布基材形成。這些發(fā)光二極管10與熒光體片20的整個(gè) 表面相對(duì)應(yīng)地被二維配置。在該實(shí)施方式中，發(fā)光二極管10使用了 InGaN系的藍(lán)色發(fā)光二 極管。如圖2所示，熒光體片20包括例如由PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)等形成的透 明基板23、以及設(shè)置在該透明基板23的一個(gè)面上的熒光體層22。熒光體層22中包含綠色用熒光體和紅色用熒光體這兩種熒光體，綠色用熒光體 被從發(fā)光二極管10 (藍(lán)色發(fā)光二極管)發(fā)出的具有作為第一波長(zhǎng)的藍(lán)色波長(zhǎng)的藍(lán)光激發(fā)而 發(fā)出具有作為第二波長(zhǎng)的綠色波長(zhǎng)的綠光，紅色用熒光體被藍(lán)光激發(fā)而發(fā)出具有作為第二 波長(zhǎng)的紅色波長(zhǎng)的紅光。由此，通過熒光體層22變色后的綠光以及紅光與來自發(fā)光二極管 10(藍(lán)色發(fā)光二極管)的作為激發(fā)光的藍(lán)光混合，生成并射出白光。另外，獲得白光的方法不限于此。例如，也可以使用含有黃色用熒光體的熒光體層 作為熒光體層22，該黃色用熒光體被從發(fā)光二極管10 (藍(lán)色發(fā)光二極管)發(fā)出的具有作為 第一波長(zhǎng)的藍(lán)色波長(zhǎng)的藍(lán)光激發(fā)而發(fā)出具有作為第二波長(zhǎng)的黃色波長(zhǎng)的黃光。由此，通過 熒光體層22變色后的黃光與藍(lán)光混合，獲得白光。另外，在該實(shí)施方式中，發(fā)光元件使用了藍(lán)色發(fā)光二極管，但不限于此。例如，也可 以不使用藍(lán)色發(fā)光二極管而使用紫色(近紫外)發(fā)光二極管，并且熒光體層使用包含紅色 用熒光體、綠色用熒光體以及藍(lán)用熒光體的熒光體層，紅色用熒光體被從紫色(近紫外)發(fā) 光二極管發(fā)出的具有作為第一波長(zhǎng)的紫色(近紫外)波長(zhǎng)的紫(近紫外)光激發(fā)而發(fā)出具 有作為第二波長(zhǎng)的紅色波長(zhǎng)的紅光，綠色用熒光體被紫(近紫外)光激發(fā)而發(fā)出具有作為 第二波長(zhǎng)的綠色波長(zhǎng)的綠光，藍(lán)用熒光體被紫(近紫外)光激發(fā)而發(fā)出具有作為第二波長(zhǎng) 的藍(lán)色波長(zhǎng)的藍(lán)光。由此，通過熒光體層變色后的紅色、綠色以及藍(lán)色與紫色(近紫外)混 合，獲得白光。另外，在本實(shí)施方式中獲得了白光，但為了從照明裝置1射出期望顏色的光，也可 以適當(dāng)選擇發(fā)光元件和熒光體的類型。熒光體層22使用了通過例如將作為綠色用熒光體的SrGa2S4:EU2+、以及作為紅色 用熒光體的(Ca、Sr、Ba)S:Eu2+分散在例如由乙基纖維素、聚乙烯咔唑等樹脂形成的粘合劑 中而得的熒光體層。在熒光體材料的記載中，“，，之前表示母體，“，，之后表示激活劑。光束控制元件11用于控制來自發(fā)光二極管10的發(fā)射光，以抑制熒光體層22的光 射出面22a上的色度分布的視角依賴性，更具體地說，光束控制元件11是控制來自發(fā)光二 極管10的發(fā)射光以使該發(fā)射光從垂直或近似垂直于熒光體層22的光射出面22a的方向入射的光學(xué)元件?？蛇M(jìn)行這種控制的光學(xué)元件例如可以舉出菲涅耳透鏡、棱鏡、實(shí)施了折射率 分布控制的光學(xué)元件等。實(shí)施例折射率分布控制的光學(xué)元件可以舉出使用了亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造 的光學(xué)元件、使用了折射光學(xué)元件的光學(xué)元件。但光束控制元件11當(dāng)然也可以采用可進(jìn)行 相同控制的例示以外的部件。圖2示出了通過光束控制元件11控制發(fā)光二極管10的射出光的情況。從發(fā)光二 極管10射出的光在通過光束控制部10時(shí)被折曲到與熒光體層22的光射出面22a垂直或 近似垂直的方向并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體層22的面傾斜入射的光，熒 光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性變低。在圖4的(A)中示出了如上所述通過光束控制元件11控制來自發(fā)光二極管10的 發(fā)射光、并如圖3的㈧那樣從相對(duì)于熒光體層22的光射出面22a成45度(a)和70度(b) 的角度位置測(cè)定色度的結(jié)果。在此情況下，來自45度(a)的位置的u’的值為“0. 164”，ν’ 的值為“0.377”，來自70度(b)的位置的U’的值為“0. 158”，ν’的值為“0. 422”。并且，計(jì) 算了兩個(gè)色度點(diǎn)之間的距離、即色差，結(jié)果是“0.046”。另一方面，在圖4的⑶中示出了在 不使用光束控制元件11的情況下如圖3的(B)那樣從相對(duì)于熒光體層22的光射出面22a 成45度(c)和70度(d)的角度位置測(cè)定色度的結(jié)果。在此情況下，來自45度(c)的位置 的U，的值為“0. 164”，ν，的值為“0.377”，來自70度(d)的位置的U，的值為“0. 156”，ν， 的值為“0.433”。兩個(gè)色度點(diǎn)之間的色差為“0.054”。由此確認(rèn)了通過光束控制元件11能 夠抑制熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的角度依賴性。 接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。(第一實(shí)施例)圖5是示出將菲涅耳透鏡31用作光束控制元件11的照明裝置1的結(jié)構(gòu)的截面圖， 圖6是示出菲涅耳透鏡31和發(fā)光二極管10的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及菲涅耳透鏡31的平 面圖。菲涅耳透鏡31是將平凸透鏡的凸面切成環(huán)狀而形成鋸齒狀截面的環(huán)帶、并將該環(huán)帶 連續(xù)設(shè)置成同心圓形狀的透鏡。各個(gè)菲涅耳透鏡31按照各自的光學(xué)中心與各個(gè)發(fā)光二極 管10的光軸相一致的方式對(duì)位配置。菲涅耳透鏡31的同心圓形狀的各環(huán)帶的形狀被設(shè)計(jì) 成，使得發(fā)光二極管10的發(fā)射光被折曲到垂直或近似垂直于熒光體層22的光射出面22a 的方向上并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體片20的熒光體層22的面傾斜入射 的光減少，降低了熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。如圖7所示，菲涅耳透鏡31作為下述的透鏡片32而裝配在照明裝置1中，所述透 鏡片32通過將具有菲涅耳構(gòu)造的透鏡部31a縱橫連續(xù)設(shè)置多個(gè)并構(gòu)成一體而成。(第二實(shí)施例)圖8是示出將棱鏡33、34用作光束控制元件11的照明裝置1的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖 9是示出棱鏡33、34和發(fā)光二極管10的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及棱鏡33、34的平面圖。棱 鏡33、34是具有沿一軸方向連續(xù)形成了峰和谷的周期性折曲面的平面棱鏡，各個(gè)棱鏡33、 34彼此以各自的上述軸相正交的朝向相互重合。各個(gè)棱鏡33、34的周期性折曲面被設(shè)計(jì)成 使得發(fā)光二極管10的發(fā)射光折曲成垂直或近似垂直于熒光體層22的光射出面22a的方向 并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體層22的面傾斜入射的光減少，降低了熒光體 層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。另外，該第二實(shí)施例的照明裝置1與第一實(shí)施例相比更容易對(duì)光束控制元件11(棱鏡33、34)進(jìn)行定位。在第一實(shí)施例的照明裝置1中，需要對(duì)菲涅耳透鏡31在兩軸 方向上對(duì)位，以使菲涅耳透鏡31的光學(xué)中心與對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管10的光軸相一致，相對(duì)于 此，在第二實(shí)施例中，只要針對(duì)每個(gè)棱鏡33、34個(gè)別地進(jìn)行對(duì)位以使每個(gè)棱鏡在各個(gè)軸向 上的位置與發(fā)光二極管10的光軸相一致即可，因此容易進(jìn)行定位操作。在該第二實(shí)施例中，光束控制元件11采用了以各個(gè)軸相正交的朝向重合的兩個(gè) 棱鏡33、34，但通過將兩個(gè)棱鏡33、34中的一個(gè)用作光束控制元件11，能夠在一軸方向上獲 得減少向熒光體層22的面傾斜入射的光的效果，降低了熒光體層22的光射出面22a上的 色度分布的視角依賴性。(第三實(shí)施例)圖10是示出將折射率分布光學(xué)元件35用作光束控制元件11的照明裝置1的結(jié) 構(gòu)的截面圖，圖11是示出折射率分布光學(xué)元件35和發(fā)光二極管10的位置關(guān)系的側(cè)面圖以 及折射率分布光學(xué)元件35的平面圖。折射率分布光學(xué)元件35的折射率分布被設(shè)定成折射 率從中心向外側(cè)連續(xù)變高，以使得發(fā)光二極管10的發(fā)射光折曲成垂直或近似垂直于熒光 體層22的光射出面22a的方向并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體層22的面傾 斜入射的光，因此降低了熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。(第三實(shí)施例的變形例1)圖11示出了使用具有二維折射率分布的折射率分布光學(xué)元件35的情況，但也可 以如圖12所示的那樣利用具有一維折射率分布的折射率分布光學(xué)元件36，在此情況下，能 夠在一軸方向上獲得減少向熒光體層22的面傾斜入射的光的效果，可降低熒光體層22的 光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。當(dāng)使用具有二維折射率分布的折射率分布光學(xué) 元件35時(shí)，需要對(duì)折射率分布光學(xué)元件35在兩軸方向上對(duì)位，以使得折射率分布光學(xué)元件 35的中心與對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管10的光軸相一致，相對(duì)于此，當(dāng)利用具有一維折射率分布的 折射率分布光學(xué)元件36時(shí)，只要使折射率分布光學(xué)元件36在軸向上的位置與發(fā)光二極管 10的光軸相一致即可，因此容易對(duì)光束控制元件11進(jìn)行定位。(第四實(shí)施例)圖13是示出將亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37用作光束控制元件11的照明裝置1的結(jié)構(gòu) 的截面圖，圖14是示出亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37和發(fā)光二極管10的位置關(guān)系的側(cè)面圖以及亞 波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37的平面圖。所謂亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造是指通過對(duì)柵格的寬度和位置等施加調(diào) 制來實(shí)現(xiàn)任意的折射率分布。亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37的折射率分布被設(shè)定成折射率從中心 向外側(cè)連續(xù)變高，以使得發(fā)光二極管10的發(fā)射光折曲成垂直或近似垂直于熒光體層22的 光射出面22a的方向并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體片20的熒光體層22的 面傾斜入射的光，可降低熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。(第四實(shí)施例的變形例1)圖13示出使用了具有二維折射率分布的亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37的情況，但也可以 如圖15所示的那樣利用具有一維折射率分布的亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件38，在此情況下，能夠在 一軸方向上獲得減少向熒光體層的面傾斜入射的光的效果，可降低熒光體層22的光射出 面22a上的色度分布的視角依賴性。當(dāng)使用具有二維折射率分布的亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37 時(shí)，需要對(duì)亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37在兩軸方向上對(duì)位，以使亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件37的中心與對(duì) 應(yīng)的發(fā)光二極管10的光軸相一致，相對(duì)于此，當(dāng)使用具有一維折射率分布的亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件38時(shí)，只要使亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件38在軸向上的位置與發(fā)光二極管10的光軸相一致即 可，因此容易對(duì)光束控制元件11進(jìn)行定位。(第五實(shí)施例)圖16是示出在熒光體片20的光入射側(cè)的面上一體地設(shè)置光束控制元件11的第 五實(shí)施例的照明裝置1的結(jié)構(gòu)的截面圖。如此，通過在熒光體片20上一體地設(shè)置光束控制 元件11，能夠減小照明裝置1在發(fā)光二極管10的光軸方向上的尺寸，能夠使照明裝置1薄型化。(第六實(shí)施例)圖17是示出將本發(fā)明應(yīng)用在側(cè)射式背光時(shí)的結(jié)構(gòu)的截面圖。該側(cè)射式背光2包 括導(dǎo)光板41、從該導(dǎo)光板41的一個(gè)端面照射發(fā)射光的發(fā)光二極管10、面對(duì)導(dǎo)光板41的光 射出面41a而配置的熒光體片20、以及被配置在導(dǎo)光板41的光射出面41a與熒光體片20 之間的光束控制元件11。導(dǎo)光板41在與面對(duì)熒光體片20的光射出面41a相反側(cè)的面上具 有反射曲線42。光束控制元件11可采用平面棱鏡、亞波長(zhǎng)柱構(gòu)造元件等。熒光體片20例 如包括由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)等形成的透明基板、以及設(shè)置在該透明基板的一個(gè) 面上的熒光體層。發(fā)光二極管10的發(fā)射光從導(dǎo)光板41的一個(gè)端面入射。導(dǎo)入到導(dǎo)光板41內(nèi)的光 在導(dǎo)光板41內(nèi)在反復(fù)全反射的情況下行進(jìn)，并且反射角通過反射曲線42而比全反射角變 小的成分從導(dǎo)光板41的面對(duì)熒光體片20的光射出面41a射出。光束控制元件11使得如 此從導(dǎo)光板41的光射出面41a射出的光的至少一部分成分折曲成垂直或近似垂直于熒光 體片20的熒光體層的光射出面22a的方向并入射到熒光體片20的熒光體層。由此，減少 了向熒光體片20的熒光體層的面傾斜入射的光，可降低熒光體層的光射出面22a上的色度 分布的視角依賴性。(第六實(shí)施例的變形例1)圖18是示出將本發(fā)明應(yīng)用到側(cè)射式背光時(shí)的變形例1的結(jié)構(gòu)的截面圖。該變形 例1在導(dǎo)光板41的光射出面41a上實(shí)施了具有與光束控制元件11相同的光學(xué)作用的加工 43，例如實(shí)施了用于獲得棱鏡構(gòu)造和點(diǎn)印刷構(gòu)造(dot printing structure)的加工等，以 代替圖17的光束控制元件11。由此，減少了向熒光體片20的熒光體層的面傾斜入射的光， 可降低熒光體層的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。另外，也可以在導(dǎo)光板41的 內(nèi)部而不是導(dǎo)光板41的表面上實(shí)施相同的加工43。(第六實(shí)施例的變形例2)另外，如圖19所示，通過在反射曲線42的那側(cè)表面上而不是導(dǎo)光板41的光射出 面41a上實(shí)施相同的加工43，也可獲得減少向熒光體片20的熒光體層22的面傾斜入射的 光的效果。(第七實(shí)施例)圖20至圖23是示出在還添加有反射型偏振膜51、透鏡膜52、擴(kuò)散膜53、擴(kuò)散板 54的照明裝置中用于使光束控制元件11發(fā)揮其效果的、光束控制元件11與熒光體片20的 配置的圖。這里，擴(kuò)散板54和擴(kuò)散膜53將來自發(fā)光二極管10的發(fā)射光擴(kuò)散到大的范圍以 致于無法看到光源的形狀的程度。透鏡膜52是在一個(gè)面上排列形成有微透鏡的光學(xué)膜，用 于通過提高擴(kuò)散光的正面方向的指向性來提高亮度。
在圖20所示的照明裝置中，在發(fā)光元件基板14上依次配置有擴(kuò)散板54、擴(kuò)散膜 53、透鏡膜52、光束控制元件11、熒光體片20、反射型偏振膜51。在這樣的配置中，通過設(shè) 計(jì)光束控制元件11以使其將通過擴(kuò)散板54和擴(kuò)散膜53擴(kuò)散的光折曲成垂直于熒光體片 20的熒光體層的光射出面的方向并入射到熒光體層，減少了向熒光體片20的熒光體層的 面傾斜入射的光，可降低熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。(第七實(shí)施例的變形例1)在圖21所示的照明裝置中，在發(fā)光元件基板14上依次配置了擴(kuò)散板54、擴(kuò)散膜 53、光束控制元件11、熒光體片20、透鏡膜52、反射型偏振膜51。如此，透鏡膜52無論是配 置在比光束控制元件11和熒光體片20更靠近發(fā)光二極管10的一側(cè)還是配置在其相反側(cè)， 均能夠同樣地獲得光束控制元件11的效果，能夠降低熒光體片20的熒光體層的光射出面 上的色度分布的視角依賴性。(第七實(shí)施例的變形例2)在圖22所示的照明裝置中，在發(fā)光元件基板14上依次配置了擴(kuò)散板54、光束控制 元件11、熒光體片20、擴(kuò)散膜53、透鏡膜52、反射型偏振膜51。在這樣的配置中，通過設(shè)計(jì) 光束控制元件11以使其將通過擴(kuò)散板54擴(kuò)散的光折曲成垂直于熒光體片20的熒光體層 的光射出面的方向并入射，減少了向熒光體片20的熒光體層的面傾斜入射的光，可降低熒 光體片20的熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。(第七實(shí)施例的變形例3)在圖23所示的照明裝置中，在發(fā)光元件基板14上依次配置了光束控制元件11、熒 光體片20、擴(kuò)散板54、擴(kuò)散膜53、透鏡膜52、反射型偏振膜51。在這樣的配置中，通過設(shè)計(jì) 光束控制元件11以使其將發(fā)光二極管10的發(fā)射光折曲成垂直于熒光體片20的熒光體層 的光射出面的方向并入射，減少了向熒光體片20的熒光體層的面傾斜入射的光，可降低熒 光體片20的熒光體層的光射出面上的色度分布的視角依賴性。本發(fā)明不僅僅限定于上述實(shí)施方式，不用說可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)添加 各種更新。
1權(quán)利要求
一種照明裝置，包括基板；被配置在所述基板上的多個(gè)發(fā)光元件；從各個(gè)所述發(fā)光元件的光獲得白光的熒光體層；以及光束控制部，其控制來自各個(gè)所述發(fā)光元件的光，以抑制所述熒光體層的色度分布的視角依賴性。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述光束控制部是光學(xué)元件，所述光學(xué)元件控制來自所述發(fā)光元件的光，以使該光以 垂直或近似垂直的方向入射到所述熒光層的光射出面。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中， 所述發(fā)光元件是藍(lán)色發(fā)光二極管，所述熒光體層具有被激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出綠光的熒光體、以及被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出 紅光的熒光體，所述激發(fā)光是藍(lán)光。
4.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中， 所述發(fā)光元件是藍(lán)色發(fā)光二極管，所述熒光體層具有被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出黃光的熒光體，所述激發(fā)光是藍(lán)光。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中， 所述發(fā)光元件是紫色(近紫外)發(fā)光二極管，所述熒光體層具有被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出紅光的熒光體、被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā) 出綠光的熒光體、以及被所述激發(fā)光激發(fā)而發(fā)出藍(lán)光的熒光體，所述激發(fā)光是紫(近紫外)光。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中， 所述多個(gè)發(fā)光元件被二維配置在所述基板上。
7.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中， 所述照明裝置還包括導(dǎo)光板，所述多個(gè)發(fā)光元件被配置成使得發(fā)射光從所述導(dǎo)光板的一個(gè)端面入射， 所述熒光體層面對(duì)所述導(dǎo)光板的光射出面而配置。
8.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其中，所述光束控制部設(shè)置在所述導(dǎo)光板的光射出面與所述熒光體層之間。
9.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其中， 所述光束控制部設(shè)置在所述導(dǎo)光板上。
10.一種顯示裝置，包括顯示面板以及與所述顯示面板相鄰設(shè)置的照明裝置，其中， 所述照明裝置包括基板；被配置在所述基板上的多個(gè)發(fā)光元件；從各個(gè)所述發(fā)光元件的光獲得白光的熒光體層；以及光束控制部，其控制來自各個(gè)所述發(fā)光元件的光，以抑制所述熒光體層的色度分布的 視角依賴性。
全文摘要
提供能夠降低熒光體層的光射出面上的色度分布對(duì)視角的依賴性的照明裝置。在發(fā)光二極管10與熒光體層22之間配置光束控制元件11，該光束控制元件11控制來自發(fā)光二極管10的發(fā)射光，以抑制熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。光束控制元件11使來自發(fā)光二極管10的發(fā)射光向垂直或近似垂直于熒光體層22的光射出面22a的方向折曲并入射到熒光體層22。由此，減少了向熒光體層22的面傾斜入射的光，從而降低了熒光體層22的光射出面22a上的色度分布的視角依賴性。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK101883947SQ20088011861
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者塚原翼 申請(qǐng)人:索尼公司