CN101331357B - 平面光源器件和显示器件 - Google Patents

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Abstract

在基板(3)上设置发射紫色至蓝色的光的多个发光器件(1)，并在其上设置光波导构件(2)，所述光波导构件(2)包括由透明树脂构成并且由所述树脂单独构成的第一区域(2c)、其中在所述树脂中溶解了发光物质的第二区域(2a)、以及其中在所述树脂中溶解了发光物质的第三区域(2b)，在所述第二区域(2a)中的所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的发光器件(1)发射的光的激发产生第二颜色，在所述第三区域(2b)中的所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的发光器件(1)发射的光的激发产生第三颜色。

Description

平面光源器件和显示器件
相关申请的交叉引用
本申请是基于35U.S.C.§111(a)提交的申请，根据35U.S.C.§119(e)(1)，要求根据35U.S.C.§111(b)于2006年1月4日提交的临时申请60/755,792的优先权。
技术领域
本发明涉及用于平面光源器件的光波导构件，使用所述光波导构件的平面光源器件，以及具有例如被用作液晶显示器的背光源的所述平面光源器件的显示器件。
背景技术
近年来，已经极大地改善了发光二极管器件的发光效率，并且将发光二极管器件应用于照明已取得了进展。具体而言，在使用发光二极管器件作为液晶显示器的背光源的情况下，可以实现令人满意的再现色域和高速度响应，并且希望获得高质量的显示(日本专利公开No.3576541)。
常规地，用于液晶显示器的这样的主流背光源是所谓的边发光型，其中将作为光源的冷阴极管设置在框架的边缘面上，用于减小和降低装置的功耗(日本专利公开No.2732492)。然而，近年来增加了扩大液晶显示器的需求，而在提高亮度和亮度的均匀性方面边发光型具有局限性。因此，对于大尺寸液晶显示器，直接照明型光源的采用已得到检验。
图5是截面图，其示出了在液晶显示器中使用的直接照明型的常规平面光源器件的结构(2005年TECHNO-FRONTIER SYMPOSIUM，Thermal Design and Countermeasure Technology Symposium，发表日期：2005年4月20日(Japan Management Association)，G3会议：Latest DesignCase of Heat Radiation Mounting I(pp.G3-3-1至G3-3-4)等等)。将平面光源器件11直接设置在液晶面板21之下。在平面光源器件11中，将使用发光二极管器件的LED光源1设置在框架12的底面上的阵列图形中，并且LED光源1具有彼此不同的多个发光颜色，例如RGB的三种颜色。而且，反射片13覆盖框架12的底面和侧面。此外，在LED光源1之上，在通常距离LED光源1至5cm的范围内设置漫射片14和棱镜片15。
在由LED光源1发射光的情况下，发射的光直接射向漫射片14，或者通过反射片13反射并射向漫射片14。于是发射的光在漫射片14中不规则地反射，并且通过棱镜片15趋向于沿垂直方向传播。然后，发射的光进入液晶面板21。由不同的LED光源1发射的光在LED光源与漫射片14之间的空间中混合。于是漫射片14中不规则的反射改善了该混合，由此实现均匀发光和均匀色度。
然而，在通过使用例如RGB的多个颜色的LED光源而不使用单色的LED光源来进行混色的情况下，混色是不充分的并且可以发现颜色的不均匀。
而且，在使漫射片远离LED光源的情况下，通过空间混色可以将颜色的不均性降低至一定水平。然而，这种方法造成背光源的厚度的增加，对于平板显示器是不优选的。
在上述直接照明型的平面光源器件中，为了进一步改善均匀色度和压缩平面光源器件的厚度，这样是有效的，在设置了多个LED光源的基板的前面设置面向LED光源的光波导板，并在光波导板的背面设置反射层，由此在光波导板中沿水平方向传播和漫射由每个LED光源发射的光，然后正向提取光。
然而，即使在使用了这样的光波导板的情况下，考虑到来自LED芯片的热辐射以及其上设置LED芯片的基板的电路设计，LED光源的设置位置仍具有一定的局限。因此，限制了彼此不同的发光颜色例如RGB的发光源的相对位置，由此使充分的颜色混合受到限制。
如上所述，为了获得白色平面光源例如用于液晶显示器的背光，使用具有多个颜色例如RGB的LED光源是必要的。另一方面，认为不通过具有多个颜色的LED光源的混色而获得白色的方法是使用白光LED光源(日本专利公开No.2004-55772和日本专利公开No.2004-70193)。对于公知的常规白光LED光源，在面朝下接合到基板的LED裸芯片的周围，形成其中分散了无机荧光材料颗粒例如YAG-Ce的树脂层，例如，将从蓝光LED裸芯片发射的蓝光混合到通过蓝光LED裸芯片发射的光所激发的由无机荧光材料颗粒发射的黄色荧光，由此总体上发射白色光。
然而，虽然从上述白光LED光源发射的光在视觉上是白色，但是在可见光波长区域中的发光特征不是平的并且发光的波长分布具有偏差。对于液晶显示器，将RGB的滤色器设置在液晶面板上，并且通过白色背光源发射的白光所经过的滤色器，来提取RGB的每一种颜色用于每个像元。然而，对于上述白光LED光源，因为通过混合蓝色LED光与黄色荧光而获得白色，所以在可见光波长区域的最长波长侧的红颜色区域的强度，比其它波长区域的强度弱。因此，通过红色滤色器的光的颜色是不自然的并且显色性不令人满意。
作为常规白光LED光源的荧光材料，如上所述使用无机颗粒。然而，在下列情况下，使用其中分散了这样的无机颗粒的树脂板作为需要具有足够的光传播特性的光波导板，由于无机颗粒成为了分散源，阻止了沿水平方向的光传播，由此光波导的用于漫射由每个LED光源所发射的光的功能丧失了。
未显示出在其中LED裸芯片与单一种类的荧光材料相结合的上述光源可应用于具有这样的功能的光波导板，该功能用于将由设置在背侧的每个LED光源发射的光导入到具有光传播特性的一个板中，其中该光传播特性用于在板中沿水平方向传播和漫射光并用于正向发射光。
本发明的目的为提供一种光波导构件、使用该光波导构件的平面光源器件，以及显示器件，由此获得具有高显色特性的白光而不使用多个颜色的发光器件。
发明内容
本发明涉及以下模式(1)至(8)。
(1)一种光波导构件，用于漫射从发光器件发射的光并向上导引光，所述光波导构件由透明树脂构成并且被设置在这样的基板上，在所述基板上安装了具有辐射峰值波长在380至390nm范围内的第一颜色的发光器件，所述光波导构件特征包括：
第一区域，由所述树脂独立构成；
第二区域，其中在所述树脂中溶解了发光物质，所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的所述发光器件发射的光的激发产生第二颜色，所述第二颜色具有在不同于所述第一颜色的发光器件的辐射峰值波长的波长处的辐射峰值波长，以及
第三区域，其中在所述树脂中溶解了发光物质，所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的发光器件发射的光的激发产生第三颜色，所述第三颜色具有在不同于所述第一颜色和第二颜色的发光器件的辐射峰值波长的波长处的辐射峰值波长。
(2)根据上述(1)的光波导构件，其特征在于，所述第二颜色的所述发光物质的辐射峰值波长在490至560nm的范围内，以及所述第三颜色的所述发光物质的辐射峰值波长为605nm或者更长。
(3)一种平面光源器件，其特征包括：
根据上述(1)或(2)中的光波导构件，以及
所述第一颜色的发光器件，其辐射峰值波长在380至490nm的范围内。
(4)根据上述(3)中的平面光源器件，其特征在于在所述第一、第二以及第三区域中的每一个之下设置所述第一颜色的发光器件。
(5)根据上述(3)中的平面光源器件，其特征在于，在所述第一区域之下设置所述第一颜色的发光器件。
(6)根据上述(3)至(5)中的任何一项的平面光源器件，其特征在于，所述发光器件是发光二极管。
(7)一种显示器件，其特征为，包括根据上述(3)至(6)中的任何一项的平面光源器件。
(8)根据权利要求7的显示器件，其中显示部分是液晶面板。
对于以上发明，光波导构件包括两种类型，其中如图2-F所示，在光波导构件的正下方并离开光波导构件的底面设置发光器件，以及其中如图2-A至图2-E所示，将发光器件并入到(掩埋入)光波导构件的底部处的内侧部分。在光波导构件“之下”设置发光器件的表述可以应用到所述两种类型。在后面的情况中，因为光波导构件与发光器件彼此成为一体，所以除了发光器件外的部分就是光波导构件。
在以上的发明中，仅仅紫色到蓝色的中的一种颜色的单色发光器件用作光源。此外，在一个光波导构件中形成了包含具有彼此不同的辐射峰值波长的发光器件的至少两种区域，例如绿颜色发光区域和红颜色发光区域。
如上所述，由于使用可以在树脂中溶解的发光物质作为光源，例如如下所述的有机发光物质，所以即使在包含发光物质的区域中，光波导构件也要确保足够的透明度和足够的光传播特性。其中在树脂材料中溶解了有机发光物质的本发明的光波导构件与其中在树脂材料中弥散了无机颗粒的光波导构件不同。
此外，包含发光物质的区域具有作为发射除紫色至蓝色光以外的光的光源的功能，以及作为用于沿水平方向传播光和用于漫射光的光波导部分的功能。
更具体而言，虽然本发明仅使用单色发光器件作为光源，但是从光波导构件的第二和第三区域中包含的发光物质发射的光，变为了在更长波长侧的其它颜色的虚拟光源。
具有彼此不同的发光颜色的第二和第三区域以及除第二和第三区域以外的不包含发光物质的第一区域，与所述光波导构件集成在一起。所以，通过在光波导构件的上面和底面处的反射，在光波导构件中沿水平方向传播从发光器件导被引到光波导构件的紫色至蓝色的第一颜色的光、由光波导构件中的第二和第三区域发射的第二和第三颜色的光例如其它颜色的光例如绿色和红色。
通过以上结构，从平面光源器件提取的白光包括从发光器件发射的紫色光至蓝色光和从第二和第三区域发射的光例如绿色和红色，由此获得了接近可见光波长区域中的自然光特性的平面发光特性，由此获得了具有高显色特性的白光。
此外，即使在第二和第三区域未设置在发光器件的正上方的情况下，通过从发光器件发射的、进入光波导构件并沿在平方向上传播的光，其中溶解了有机发光物质的第二和第三区域也会被激发并发光。因此，可以在光波导构件中，在希望的位置处以希望的形状形成第二和第三区域作为虚拟光源。所以，当与使用具有多种颜色的发光器件的情况相比时，大大减少了对光源位置的限制并使获得混色变得容易。结果，可以降低平面光源器件发射的白色光的颜色的不均匀。
对于其中设置了RGB的每一个LED光源的常规背光源，考虑到产生的发热量和成本，实际上不可能没有缝隙地设置LED。因此，由于RGB的LED光源之间的距离变得较大，所以需要空间距离以提高颜色混合并实现均匀发光，由此增加了背光源的厚度。
与上述结构相反，在本发明中，无论发光器件例如蓝光LED光源的的位置和数量如何，可以在光波导构件中以连续或非连续的方式自由地形成第二和第三区域。因此，本发明的显著优点在于使光的颜色为白色并减薄了背光源。
通过与本发明相关的光波导构件和平面光源器件，可以获得具有高显色特性的白光而不使用多种颜色的LED光源。
通过与本发明相关的显示装置，可以获得高质量图像，因为显示装置例如液晶显示器具有作为背光源的上述平面光源器件。
附图说明
图1是示出了应用了本发明的实施例的液晶显示器的实例的整个结构的视图；
图2-A是示出了与本发明相关的平面光源器件的实施例的局部截面视图；
图2-B是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部截面视图；
图2-C是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部截面视图；
图2-D是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部截面视图；
图2-E是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部截面视图；
图2-F是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部截面视图；
图3-A是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部顶视图；
图3-B是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部顶视图；
图3-C是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部顶视图；
图3-D是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部顶视图；
图3-E是示出了与本发明相关的平面光源器件的另一实施例的局部顶视图；
图4是示出了与本发明的实施例相关的平面光源器件的整个结构的截面视图；以及
图5是示出了在液晶显示器中使用的直接发光型的常规平面光源器件的结构的截面视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细地描述本发明的实施例。在本说明书中，在一些情况下，当从其上设置了发光器件的基板向光波导构件侧观察时被称为“向上”或“向前”，为方便起见使用“向上”或“向前”用于解释，并且这两个词本质上具有相同的意思。然而，本发明并不限于实施例。
图1是示出了应用了本发明的实施例的液晶显示器的实例的整个结构的视图。应用了实施例的液晶显示器件包括容纳发光部件和作为基板的LED基板(安装基板mounting substrate)52的背光源架(框架)51，作为直接发光型的平面光源器件(背光源)50，其中在LED基板52中设置多个发光二极管(LED)53作为光源，发光二极管(LED)53是固态发光器件。
此外，在LED基板(安装基板)52上，背光源器件50包括光波导构件54，光波导构件54是本发明的一个特征并被设置在背光架(框架)51中。
如图12所示，与常规直接发光型背光源器件的区别在于，光波导构件插在发光二极管与漫射片之间的空间，由此能缩短发光二极管与漫射片之间的间隔而不增加背光源的厚度。
在光波导构件上，作为光学补偿片的薄板具有漫射和散射光以便赋予整个表面均匀的亮度的漫射片55和棱镜片56、57，棱镜片56、57是具有将光收集到正向方向的效果的光栅薄膜。
同样，液晶显示模块60具有在两个玻璃基板之间夹有液晶的液晶面板61，以及用于将光波振动限制在特定方向的偏振板(偏振滤光片)62、63。
此外，液晶显示器件具有外围构件，例如驱动器LSI(未示出)。
液晶面板61由包括多种在图中未出的组件。例如，在两块玻璃基板之间或之上，液晶面板61装配有未出的显示电极、有源器件例如TFT(薄膜晶体管)，以及液晶、间隔物、密封剂、取向膜、公共电极、保护膜、滤色器等等。
图2-A至图2-F是示出了与本发明相关的平面光源器件的实施例的局部截面视图，图3-A至3E是与本发明相关的平面光源器件的实施例的局部顶视图。与本发明相关的平面光源器件被用作液晶显示器的白色背光源。
如图2-A至2-F中所示，在与这些实施例相关的平面光源器件中，在基板3的上侧面设置用于发射蓝光的多个LED光源1。
在多个LED光源1上设置其基础材料是能够传播光的树脂的光波导构件2。在光波导构件2内，形成包含辐射峰值波长在490至560nm范围内的有机发光物质的多个绿色发光区2a(上第二区域)，以及包含辐射峰值波长为605nm或更长的有机发光物质的多个红色发光区2b(上第三区域)。
图2-A至2-C中示出的实施例中，将LED光源1设置在单独的树脂区域2c(上第一区域)之下、绿色发光区2a之下以及红色发光区2b之下，光波导构件2的单独的树脂区域2c不包含有机发光物质。
在光波导构件2的不包含有机发光物质的单独的树脂区域2c之下设置的LED光源1所发射的光，进入光波导构件2，并且部分的光在上面和底面处不断反射的同时沿水平方向传播。
设置在绿色发光区域2a之下的LED光源所发射的光进入光波导构件2，并且部分的光激发在绿色发光区域2a中包含的有机发光物质以产生绿色。部分的绿光在光波导构件2的上面和底面处不断反射的同时沿水平方向传播。
设置在绿色发光区2b之下的LED光源所发射的光进入光波导构件2，并且部分的光激发在红色发光区域2b中包含的有机发光物质以产生红色。部分的红光在光波导构件2的上面和底面处不断反射的同时沿水平方向传播。
通过在光波导构件2中沿水平方向传播，漫射从LED光源1发射的蓝光、绿色发光区2a中产生的绿光以及红色发光区2b中产生的红光。结果，从光波导构件2的正面发射其中混合了上述颜色的白光。
图2-D和图2-E中示出的实施例中，在绿色发光区域2a和红色发光区2b之下未设置LED光源1，并且仅将LED设置在不包含有机发光物质的单独的树脂区2C之下。
在上述实施例中，从LED光源1发射的光进入光波导构件2，并且部分的光在上面和底面处不断反射的同时沿水平方向上传播。于是传播的光的一部分进入绿色发光区域2a，并且激发在绿色光发光区域2a中包含的有机发光物质以产生绿色。部分的绿光在光波导构件2的上面和底面处不断反射的同时沿水平方向传播。
此外，从LED光源1发射的光进入光波导构件2，然后沿水平方向上传播的光的一部分进入红色发光区域2b，并且激发在红色光发光区2b中包含的有机发光物质以产生红色。部分的红光在光波导构件2的上面和底面处不断反射的同时沿水平方向传播。
通过在光波导构件2中沿水平方向传播，漫射从LED光源1发射的蓝光、绿色发光区域2a中产生的绿光以及红色发光区域2b中产生的红光。结果，从光波导构件2的正面发射其中混合了上述颜色的白光。
虽然上面已经示例了具体的实施例，但是与本发明相关的平面光源器件具有辐射峰值波长在380至490nm范围内的多个发光器件以及在其上设置的光波导构件。
如图3-A至图3-C所示彼此直线间隔地，或者以如图3-D和图3-E所示的阵列方式，在基板上设置发光器件例如LED光源。例如，LED光源具有尺寸在几百μm至1mm范围内的发光二极管器件。对于特定类型的LED光源，涉及了裸芯片类型、其中在封装内安装发光二极管器件的类型、其中将发光二极管与具有透镜功能的构件集成的类型等等。
作为其上设置了LED光源的基板，例如，提供了其中形成了用于将电流提供给LED光源的电路的基板或者电流基板与散热基板的层压板。将LED光源的阳极和阴极电连接到电路基板上的电极衬垫。作为获得电路基板的方法，提供了这样的一种方法，例如，将铜箔接合到绝缘树脂基板例如玻璃环氧树脂(epoxy)基板上并以电路图形蚀刻铜箔。
该散热基板是由具有高热导率的材料例如铝、铜以及不锈钢的金属或者例如氮化铝的陶瓷所构成的基板。通过将散热基板接合到电路基板的背面，辐射由发光二极管器件产生的热。
作为将LED光源固定到基板上的方法，例如，提供了一种使用具有小的热阻的连接装置的连接方法，例如这样的方法，在电路基板中安装LED光源的部分处形成通孔，并且通过使用银膏或导热硅树脂将LED光源接合到通孔暴露的散热基板上，以及这样的方法，热熔化金属例如铅焊料和金-锡共熔焊料并且以通过凸起的面朝下接合方式，将裸芯片的阳极和阴极与电路基板的电极衬垫连接。
在本发明中，光波导构件是一种由能够传播光的透明材料构成的板(片)状的构件，并且优选通过作为基本材料的树脂形成。光波导构件的厚度例如在0.2至20nm的范围。
光波导构件内部具有第一至第三区域。对于这些区域，第一区域由树脂独立地构成。在第二区域，发光物质溶解在树脂中，通过归因于从第一颜色的发光器件发射的光的激发，该发光物质产生第二颜色，该第二颜色具有不同于第一颜色的发光器件的辐射峰值波长的辐射峰值波长。
在第三区域，发光物质溶解在树脂中，通过归因于由第一颜色的发光器件发射的光的激发，该发光物质产生第三颜色，该第三颜色具有在不同于第一和第二颜色的发光器件的辐射峰值波长的波长处的辐射峰值波长。
在与本发明相关的优选方式中，如图2-A至图2-F的实施例中所示，第二区域是绿色发光区域并且第三区域是红色发光区域。绿色发光区域包含通过从发光器件发射的光主要发射绿色波长区域的光的有机发光物质，并且红色发光区域包含通过从发光器件发射的光主要发射红色波长区域的光的有机发光物质。
绿色发光区域中所包含的有机发光物质优选地具有长波侧延伸至蓝色波长区域的宽吸收边以及发光峰在490至560nm范围内的波长处，并且通过从发光器件发射的光的激发以发射荧光或磷光。
红色发光区中包含的有机发光物质优选地具有长波侧延伸至蓝色波长区域的宽吸收边以及发光峰在605nm的波长处或更长，并且通过从发光器件发射的光的激发以发射荧光或磷光。
在光波导构件中，改善了由发光器件发射的主要成分是蓝色的光、由绿色发光区域发射的主要成分是绿色的光以及由红色发光区域发射的主要成分是红色的光的混合。三种基色的混合使得平面光源器件可以发射白光。
作为用于由平面光源器件发射白色的模式，除了上述R、G和B的组合外，还可以通过适当地选择第二和第三区域中包含的有机发光物质以便从该区域发射黄光和橙光，并且通过将混合从发光器件发射的具有紫色至蓝色的光来获得白光。作为这样的实例，提供了来自第二区域的绿色与来自第三区域的橙色的组合。
在本发明中，有机发光物质用作光波导构件的基础材料。例如，有机发光物质可以溶解于树脂例如环氧树脂和丙烯酸类树脂中，以及在紫外或蓝色的波长区内具有吸收带并且发光峰在较长波长侧。作为特定的实例，提供了其配体是具有含氮的杂环结构的有机分子的过渡金属络合物和稀土金属络合物。
作为用于上述金属络合物的配体，提供了乙酰丙酮(acetylacetonato)、2，2′-联吡啶、4，4′-二甲基-2，2′-联吡啶、1，10-菲咯啉、2-苯基嘧啶、卟啉、酞菁、嘧啶、喹啉、异喹啉及其衍生物。对于配体，对于一种络合物一种或多种配体是配位的。
对于如上所述的有机发光物质，作为其中荧光的强度分布在绿色的波长区内具有峰值的特定的实例，提供了通过下列公式(I)示出的铱络合物。
此外，作为其中荧光的强度分布在红色的波长区域内具有峰值的特定的实例，提供了通过下列公式(II)示出的铱络合物。
Figure S2006800476011D00131
上述有机发光物质可以溶解于作为光波导构件的基础材料的树脂中，即使使用小的量也能获得高的波长转换效率。
此外，有机发光物质具有日本专利公开No.2003-77675中描述的结构，也就是，非离子激发位置(nonionic exited site)是聚合物的一部分或者与聚合物相结合，以及通过在聚合物的一个或多个部分约束金属原子来形成发光部分。可以使用通过激发三重态而发磷光的有机发光物质。作为特定的实例，提供了由金属原子例如铱与氮原子形成的配位键，例如在聚合物一侧上的吡啶结构、嘧啶结构和喹啉结构。
例如，可以通过使用透明树脂作为基础材料，准备在将形成第二和第三区域的部分处形成了凹陷、通孔或凹槽的板构件，以及将其中溶解了有机发光物质的树脂溶液注入到凹陷等等之内，然后硬化树脂溶液，来制造集成了第一至第三区域的光波导构件。此外，还可以通过制造其中溶解了有机发光物质的树脂颗粒(pellet)，并且将该树脂颗粒填充到在分离的透明板中形成的凹陷之内，或者在其中设置了多个树脂颗粒的框架中注入树脂溶液，然后硬化树脂溶液，来制造光波导构件。
如果需要，可以在光波导构件的任何位置处以任何的形状来形成第二和第三区域。如上所述，第二和第三区域的设置位置可以为发光器件之上的部分之外的位置。即使在这样的情况下，从发光器件发射的光也可以进入光波导构件，通过反射在光波导构件中沿水平方向传播，到达第二和第三区域，并激发和放射有机发光物质。
如图2-A和图2-D所示，可以以这样的包含机发光物质的部分从上面延伸至底面的方式，或者如图2-B和图2-E所示，以这样的包含机发光物质的部分不是沿厚度方向的整个部分而是沿厚度方向的一部分的方式，来形成第二和第三区域。第二和第三区域的外部形状还可以是沿光波导构件的厚度方向非垂直面的形状，例如，如图2-C所示，为沿光波导构件的厚度方向具有倾角的形状。此外，沿光波导构件的平面方向的第二和第三区域的形状可以是任何的形状，例如，如图3-A中所示的圆形形状和如图3-B中所示的矩形形状。
图3-A和图3-B示例了这样的实例，其中以串联的形式直线地设置LED光源1，并且将LED光源设置在光波导构件的绿色发光区域2a、红色发光区域2b和单独的树脂区域2c之下，以及图3-C示例了这样的实例，其中以串联的形式线性地设置LED光源1，并且仅将LED光源1设置在光波导构件2中的单独的树脂区域2c之下。此外，图3-D示例了这样的实例，其中LED光源1以类阵列的方式设置，并且将LED光源1设置在光波导构件的绿色发光区域2a、红色发光区域2b和单独的树脂区域2c之下，以及图3-E示例了这样的实例，其中以阵列图形的形式设置LED光源1并且仅将LED光源1设置在光波导构件2中的单独的树脂区域2c之下。
考虑到发光器件例如LED光源的设置，以颜色的不均匀性变少并且可以获得平面发光特征的方式，并考虑到颜色的显色特性，适当地确定光波导构件2中的第一至第三区域的设置。例如，可以以这样的方式设置第一至第三区域，在光波导构件中规则地形成由一个R点、一个G点和一个B点作为一个单元构成的单元设置；由一个R点、两个G点和一个B点作为一个单元构成的单元设置；或者由两个R点、两个G点和一个B点作为一个单元构成的单元设置。例如，在其中以直线设置的两个R点、两个G点和一个B点的配置是单元的情况下，在光波导构件中依次设置红色发光区域、绿色发光区域、单独的树脂区域、绿色发光区域，以及红色发光区域。
如图2-F所示，可以在光波导构件2的背面上的发光器件例如LED光源1的正上方的位置处，形成凹陷4a。另外，还可以在光波导构件2的正面上，在发光器件例如LED光源1的正上方的位置处或者在发光器件的正上方的位置之间的位置处，形成凹陷4b。例如，凹陷4a和4b的形状为圆锥，锥体、圆柱、棱柱或半球。
如上所述，在发光器件的正上方的位置处形成凹陷4a，在其上方，光波导的亮度是最高的，由此抑制了由在发光器件前面的位置处的光波导构件的较高亮度造成的亮度不均匀。所以，可以在光波导构件的发光面上改善亮度分布的均匀性。
此外，还可以在光波导构件2的前面形成凹陷4b，由此改善了光波导构件的发光面上的亮度分布的均匀性。
在本发明中，如果需要，可以在光波导构件的前面和背面形成光散射点以便提高亮度的均匀性。可以通过散射墨的点印刷或者与光波导构件的整体模制来形成光散射点。
在本发明中，如果需要，可以在光波导构件的背面上设置反射部件。作为这样反射部件的实例，提供接合到光波导构件的背面的白色反射片、一种在光波导构件的背面上印刷的白漆的膜、以及在电路基板上形成的白色反射层。
优选地，在基板上设置的发光器件例如LED光源的前面的光波导构件的前面，以优选1至5cm范围的距离设置漫射片。例如，在框架的底面上设置发光器件例如LED光源，其中该框架的底面和侧面被反射片覆盖，并在框架的上面侧上设置漫射片。
图4示出了与本发明的实施例相关的平面光源器件的整个结构。除了仅使用单色LED光源，该单色LED光源是第一颜色的发光器件，并且设置了光波导构件之外，该平面光源器件11与图5中所示的现有技术结构相似。在液晶面板21的正下方设置平面光源器件11。在平面光源器件11中，在框架12的底面上以类阵列的方式设置LED光源1，并且使用反射片13覆盖框架12的底面和侧面。此外，在LED光源1之上设置了光波导构件2，并且在光波导构件之上，在通常距LED光源1的1至5cm的范围内设置漫射片14和棱镜片15。
与本发明相关的显示设备具有上述的平面光源器件。典型地，显示器件的显示部分是液晶面板，如图4中所示，在液晶面板的背面上设置平面光源器件作为背光源。
实例
虽然下面将描述本发明的详细实例，但是本发明并不局限于实例。
实例1
在10g的环氧树脂中溶解8mg上述公式(II)的铱络合物(产品名：由SANYU REC CO.LTD制造的NLD-SL-1101，)并且除气。然后在由铝合金的构成的金属模具中填充铱络合物，该金属铝合金能够制造具有6mm直径和1mm厚度的圆柱颗粒，并在100℃加热两个小时，然后在130℃加热三个小时，以制造能够发射红光的颗粒。
相似地，通过使用30mg的上述公式(I)的铱络合物和10g环氧树脂，制造能够发射绿光的颗粒。此外，还制造了不包含铱络合物，仅由环氧树脂构成的颗粒。
然后在具有50mm的边长和1mm的厚度的方形铝基底板上，形成具有40μm的厚度的白色绝缘层。此外，以10mm的栅距直线地排列四个氮化镓型蓝色LED裸芯片光源，该LED裸芯片光源具有70mW的总辐射通量，455nm的峰值波长以及1mm尺寸的长度和宽度，并且以10mm的栅距平行设置四行排列。
此外，在相邻的行之间的中间位置并且从连接邻近的光源的线向上和向下移动了5mm的位置处，设置蓝色LED裸芯片。从而，制造了能够点亮25个蓝光LED裸芯片光源的基板作为整个基板。
基板上的LED驱动布线图形可以以并行方式，独立地驱动四个串联驱动的四行和三个串联驱动的三行。
上述基板掩藏在具有50mm长度×50mm宽度和3mm高度的内部尺寸的铁架中，其中对表面进行特氟纶(注册商标)处理。然后对该结构的底部进行密闭以防止密封树脂从底部缝隙流出，并且在该结构中填充环氧树脂(产品名：NLD-SL-1101，由SANYU REC CO.LTD制造)直到填满整个结构(离该基板的上面的高度约2mm)。然后，在该结构上设置这样的板形的盖，其中在对应上述蓝光LED裸芯片光源基板上的每个光源的位置处形成具有6.1mm的直径和1mm的高度的圆柱突出部，该蓝光LED裸芯片光源基板是具有60mm长×60mm宽和1mm厚的尺寸的基板，其中对基板表面进行了特氟纶(Teflon)(注册商标)处理。在100℃加热两个小时然后在130℃加热三个小时以获得其中形成2mm的厚度的环氧树脂层的基板，该环氧树脂层具有1mm深度的凹陷。
随后，通过轮流设置颗粒，将能够发射红光的颗粒和能够发射绿光的颗粒填充到串联设置了四个蓝光LED芯片的线路上的环氧树脂凹陷中，。
将不包含铱络合物、仅由环氧树脂构成的颗粒填充到三个蓝光LED芯片以串联的方式排列的线路上，最终制造了图2-B并对应于图3-D的类型的平面光源器件。
对于颗粒的安装，采用的方法是在颗粒的底面和侧面涂敷少量的环氧树脂(等价于在小球制造中使用的环氧树脂)，以便防止归因于在凹陷与颗粒之间产生的缝隙层而造成的透射光量的减少，然后在安装后，在130℃加热颗粒五个小时。
实例2
具有5mm内直径的孔的由聚丙烯(polypropylene)构成的具有6mm外直径和2mm厚度的圆形垫圈，其中将聚丙烯型的双面涂胶胶带接合到垫圈背面，以光源的中心对应垫圈孔的中心的方式，将圆形垫圈接合到实例1中制造的能够点亮25个光源的基板上的每个蓝光LED裸芯片光源的周边。
通过将4mg上述公式(II)的铱络合物溶解到10g环氧树脂中(由SANYU REC CO.LTD.制造的产品名：NLD-SL-1101)并且除气，来制造能够发射红光的未硬化的树脂溶液。此外，通过将能15mg上述公式(I)的铱络合物溶解到10g环氧树脂内，来制造能够发射绿光的未硬化的树脂溶液。通过使用分配器设备，在垫圈孔中设置上述未硬化的树脂溶液和仅由环氧树脂构成而不包含铱络合物的未硬化的树脂溶液，直至约2mm的高度。在130℃加热5小时，以便在蓝光LED裸芯片光源之上，以具有5mm直径和2mm高度的圆柱形状，形成红色发光区域、绿色发光区域和单独的树脂区域。以上区域的排列等同于在实例1中制造的基板上的区域的排列。
随后，与实例1类似，在去除垫圈后，将上述基板掩藏在具有50mm长×50mm宽和3mm高的内部尺寸的铁架中，其中对表面进行了特氟纶(注册商标)处理。然后对该结构的底部进行密闭以防止密封树脂从底部缝隙流出，并且在该结构中填充环氧树脂直到填满整个结构(离该基板的上表面的高度约2mm)。在130℃加热5小时，以获得其中在除上述圆柱区域以外掩埋了透明环氧树脂的基板。
实例3
将实例1和实例2中制造的基板中的每一个设置和固定到铝框架，该铝框架具有正面，该正面被开口出了60mm长度×60mm宽度并具有30mm的深度的底面。除开口部分以外，框架的内面上形成了反射层，在反射层中白色反射膜(产品名：Lumirror 60L(注册商标)，由Toray Industries，Inc制造)彼此接合。
此外，将漫射片(聚碳酸酯，产品名：PC9391-50HL，由TEIJINCHEMICALS LTD制造)固定到铝框架的开口部分的正面，以便制造对应图3-D和图4的平面光源器件。
对于平面光源器件，将220mA的电流施加到其上面形成了红色发光区域和绿色发光区域的四个LED的串联线路，将60mA电流施加到其上面形成了仅由环氧树脂构成的单独的树脂区域的三个LED的串联线路，以及通过色度计(产品名：CS1000，由Konica Minolta，Inc制造)测量漫射片上的总平均亮度和色度坐标。此外，从漫射片的中心位置的对角线，以5mm的间距测量了具有10mm直径的圆形区域，在此情况下测量了亮度的偏差([最大亮度-最小亮度]/平均亮度×100％)和色度坐标的偏差(色度坐标X和Y的最大值和最小值的差值)。在表1中列出了测量结果。
实例4
对于使用实例1和实例2中制造的基板而制造的实例3的平面光源器件，没有电流被施加到其上面形成了红色发光区域和绿色发光区域的四个LED的串联线路，将250mA电流施加到其上面形成了仅由环氧树脂构成的单独的树脂区域的三个LED的串联线路，以及通过色度计(产品名：CS1000，由Konica Minolta，Inc制造)测量漫射片上的总平均亮度和色度坐标。而且，从漫射片的中心位置的对角线，以5mm的间距测量了具有10mm直径的圆形区域，在此情况下测量了亮度的偏差([最大亮度-最小亮度]/平均亮度×100％)和色度坐标的偏差(色度坐标X和Y的最大值和最小值的差值)。
更具体而言，为了光发射，红色发光区域和绿色发光区域没有通过其下的蓝光LED裸芯片光源来激发，而是通过来自邻近的蓝光LED裸芯片光源的在环氧树脂中传播的光来激发而产生光发射。所以，该结构对应图3-E的结构。在表1中列出了测量的结果。
表1
  平均亮度  (cd/cm<sup>2</sup>)   亮度偏差  (％)   平均色度  (X，Y)   色度偏差  (ΔX，ΔY)
  实例3(实例1  的基板)   16000   9   (0.29，0.29)   (0.008，0.009)
  实例3(实例2  的基板)   21000   13   (0.29，0.29)   (0.013，0.018)
  实例4(实例1  的基板)   4800   22   (0.22，0.25)   (0.031，0.025)
  实例4(实例2  的基板)   3700   27   (0.21，0.24)   (0.039，0.030)

Claims (5)

1.一种平面光源器件，包括：
第一颜色的发光器件，具有380至490nm范围内的辐射峰值波长；以及
光波导构件，用于漫射从发光器件发射的光并向上导引光，所述光波导构件由透明树脂构成并被设置在这样的基板上，在所述基板上安装了所述第一颜色的发光器件，所述光波导构件包括：
第一区域，由所述树脂单独构成；
第二区域，其中在所述树脂中溶解了发光物质，所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的发光器件发射的光的激发产生第二颜色，所述第二颜色具有在不同于所述第一颜色的发光器件的辐射峰值波长的波长处的辐射峰值波长；以及
第三区域，其中在所述树脂中溶解了发光物质，所述发光物质通过归因于从所述第一颜色的发光器件发射的光的激发产生第三颜色，所述第三颜色具有在不同于所述第一颜色和第二颜色的发光器件的辐射峰值波长的波长处的辐射峰值波长；
其中在所述第一、第二以及第三区域中的每一个之下设置所述第一颜色的发光器件。
2.根据权利要求1的平面光源器件，其中所述第二颜色的所述发光物质的辐射峰值波长在490至560nm的范围内，以及所述第三颜色的所述发光物质的辐射峰值波长为605nm或者更长。
3.根据权利要求1或2的平面光源器件，其中所述发光器件是发光二极管。
4.一种包括根据权利要求1至3中的任何一项的平面光源器件的显示器件。
5.根据权利要求4的显示器件，其中显示部分是液晶面板。
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