CN101889167A - 光源装置及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了能够抑制颜色不均匀的产生的光源装置以及使用该光源装置的显示装置。光源装置(1)设置有以规定间隔(D)布置在衬底(10)上并发出蓝色光的多个激发光源(11)；以及将从激发光源发出的蓝色光的一部分转换为红色光和绿色光并被布置为与激发光源(11)分离由此与衬底(10)相对的荧光体层(12)。相较于过去的其中荧光体层与各个激发光源邻接形成的构造，不易发生因荧光体层的不均匀涂布而造成各种颜色光强度发生波动的情况。

Description

光源装置及显示装置
技术领域
本发明涉及例如用作液晶显示装置的背光的光源装置，并涉及使用该光源装置的显示装置。
本申请基于分别在2007年12月7日以及2008年5月29日向日本专利局递交的日本专利申请号2007-316688以及2008-140900，并要求享有其优先权，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。
背景技术
在此之前，已经提出了各种光源装置用作液晶显示(LCD)装置的背光，这样的液晶显示装置被用于液晶显示电视、膝上个人电脑、车辆导航系统等(例如，参见专利文献1至3)。这些专利文献中描述的各光源均采用了利用光导装置的边缘发光法。但是，近年来，液晶显示装置的厚度越来越薄，并且面积越来越大，故希望安装在其上的背光在能够实现厚度变薄及面积增大的直下型光源(direct-under type light source)方面有所发展。
因此，例如已经提出了图16(A)及图16(B)中所示的光源装置作为直下型光源。如图16(A)所示，光源装置将发出白色光的点光源110以均一的间隔布置在衬底100上，并将扩散板120等布置在其上方，从而实现均匀的表面发光。
如图16(B)所示，在上述点光源110中，绝缘材料112、电极113、导热接合层114以及副安装衬底116布置在金属板111上。作为激发(excitation)光源的蓝色发光二极管(LED：Light Emitting Diode)117形成在副安装衬底116上。蓝色发光二极管117经由接线115连接至电极113。此外，荧光体层118被涂布并形成为覆盖蓝色发光二极管117。其整体被密封层119封装。通过该构造，从蓝色发光二极管117发出的蓝色光在荧光体层118中被转换为红色光及绿色光，或者被转换为黄色光，由此通过点光源110总体输出白色光。
专利文献1：日本未审查专利申请公开号2003-100126
专利文献2：日本未审查专利申请公开号2003-222861
专利文献3：日本未审查专利申请公开号2001-23420
发明内容
但是，在利用上述白色点光源的直下型光源装置中，需要在微小的LED芯片表面(约1mm或更小的尺寸)上涂布荧光体。因此，存在因不同单元之间涂布的荧光体层不均匀(厚度不均)而易导致颜色不均匀的问题。此外，荧光体层易取决于各个封装内的环境影响而发生劣化，这也成为导致颜色不均匀的因素。
着眼于以上问题完成了本发明，本发明的目的在于提供一种能够抑制颜色不均匀的产生的光源装置，以及使用该光源装置的显示装置。
根据本发明的光源装置包括：发光部分；以及颜色转换层，其被设置为与所述发光部分分离地相对，并且，将来自所述发光部分的处于一个波长范围内的颜色光的一部分转换为处于另一波长范围内的颜色光，由此输出处于所述另一波长范围内的颜色光，并使处于所述一个波长范围内的颜色光的其他部分透射，其中，所述另一波长范围的波长比所述一个波长范围的波长更长。
根据本发明的显示装置包括：基于图像数据受到驱动的显示面板；以及上述根据本发明的光源装置，其向所述显示面板发光。
在本发明的光源装置及显示装置中，从发光部分发出的处于一个波长范围内的颜色光的一部分被颜色转换层转换为处于另一波长范围内的颜色光，由此在光源装置中，从颜色转换层的每个区域输出处于多个波长范围内的颜色光。这里，颜色转换层被设置为与发光部分间隔开并与发光部分相对。因此，相较于颜色转换层与激发光源邻接地形成的构造，不易发生各种颜色光因颜色转换层的不均匀涂布而产生强度波动。
这里，因为无论出射角度如何，穿过颜色转换层的光在颜色转换层内的光路长度是均一的，所以无论出射角度如何，从颜色转换层出射的各种颜色光的强度也变的统一。
根据本发明的光源装置及显示装置，在光源装置中，将从发光部分发出的处于一个波长范围内的颜色光的一部分转换为处于另一波长范围内的颜色光的颜色转换层被设置为与发光部分间隔开并与发光部分相对。由此相较于与激发光源邻接形成颜色转换层的构造，能够抑制各种颜色光的强度的波动。因此，能够抑制颜色不均匀的发生。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施例的光源装置的示意性构造。
图2是用于说明图1所示荧光体层的曲面的形状的视图。
图3是用于说明图1所示光源装置的工作情况的视图。
图4是用于说明图1所示光源装置的工作情况的视图。
图5是剖视图，示出了根据图1所示的光源装置的应用示例的液晶显示装置的示意性构造。
图6是剖视图，示出了根据第一实施例的改变示例1的光源装置的示意性构造。
图7是剖视图，示出了根据第一实施例的改变示例2的光源装置的示意性构造。
图8是剖视图，示出了根据第一实施例的改变示例3的光源装置的示意性构造。
图9是剖视图，示出了根据第一实施例的改变示例4的光源装置的示意性构造。
图10是剖视图，示出了根据本发明的第二实施例的光源装置的示意性构造。
图11是剖视图，示出了根据第二实施例的改变示例5的光源装置的示意性构造。
图12是剖视图，示出了根据本发明的第三实施例的光源装置的示意性构造。
图13是剖视图，示出了根据本发明的第四实施例的光源装置的示意性构造。
图14是剖视图，示出了根据本发明的第四实施例的具体示例的光源装置的示意性构造。
图15是剖视图，示出了图14所示的光源装置的改变示例的示意性构造。
图16是剖视图，示出了根据现有技术的示例的光源装置的示意性构造。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的实施例。
[第一实施例]
图1(A)是示出根据本发明的第一实施例的光源装置(以下称为光源装置1)的示意性构造的z-x平面图，而图1(B)是其x-y剖视图。光源装置1布置有处于同一平面内的多个激发光源，由此整体进行表面发光。该光源装置1设置有荧光体层(颜色转换层)12及扩散层13，其按此顺序布置在发光部分11A上方。发光部分11A布置有多个激发光源(点光源)11，多个激发光源11以预定间隔D布置在衬底10上。同时，以下将描述的第一实施例至第三实施例分别是多个点光源布置在同一平面上的构造示例。此外，在这些构造示例中，假定适当地调节了其上布置有激发光源11的衬底10与荧光体层12之间的间距以及多个激发光源11之间的间隔，并且从一个激发光源11本身发出的各个光的强度彼此相同。
衬底10例如由印刷电路板构成，并被布置在光源装置1的主体的底部。
激发光源11是发出用于下述荧光体层12的激发光的光源，并由发出具有相对较短波长范围的颜色光的器件(例如，蓝色发光二极管以及紫外发光二极管等)构成。但是，着眼于荧光体层12中的输出以及颜色转换率，优选地使用蓝色发光二极管。在本实施例中，以下将描述使用蓝色发光二极管作为激发光源11的情况。
荧光体层12被布置为与激发光源11间隔开以与衬底10相对，并将从激发光源11发出的颜色光的一部分转换为处于更长波长范围内的颜色光。荧光体层12被布置为沿发光部分11A的衬底10大致平行。此外，荧光体层12的光出射表面具有与激发光源11的布置对应的凹凸形状。以下将详述荧光体层12的细节构造。
扩散层通过使从荧光体层12输出的光扩散而实现均匀表面发光。扩散层13例如沿荧光体层12的光出射表面与荧光体层12邻接地布置。
下面，将参考图1(B)以及图2(A)及(B)来描述荧光体层12的细节构造。图2(A)及(B)是说明荧光体层12的表面形状的视图。
在荧光体层12中，对于与各个激发光源11对应的各个区域，光入射表面平坦，而光出射表面被形成为向光出射一侧凸起的凸起曲面S1(以下简称为凸起曲面)。如下设计荧光体层12的凸起曲面S1。例如，如图2(A)所示，当衬底10与荧光体层12之间的空气层的折射率为n1、其厚度为h、荧光体层12的折射率为n2，并且其厚度为t时，从一个激发光源11发出并将垂直入射在荧光体层12上的光L0穿过荧光体层12而不会被折射，由此光路长度为d0(＝t)。另一方面，以角度θ1及角度θ2入射在荧光体层12上的光L1及光L2在荧光体层12中以折射角
Figure GPA00001151281700051
及折射角
Figure GPA00001151281700052
被折射，由此在荧光体层12中的光路长度分别为d1，d2。以此方式，凸起曲面S1被设计使得，无论从荧光体层12出射的出射角如何，穿过荧光体层12的光的光路长度d0，d1，d2，...均是均一的。但是，术语“均一”并不限于其精确地相等的情况，其是一个广义概念，包含其中造成的颜色不均匀不会引起实际问题的范围。
具体而言，当n1＝1.0，n2＝1.5，t＝0.05(mm)，h＝20(mm)，并且D＝50(mm)时，凸起曲面S1被设计使得在x-y剖面内得到如图2(B)所示的曲线。同时，荧光体层12的折射率n2变的越大，则入射光越接近垂直方向，由此凸起曲面S1形成具有较小曲率的缓和弯曲。
当例如使用蓝色发光二极管作为激发光源11时，荧光体层12包含下述荧光体材料中的至少一种。例如，作为用于黄色转换的荧光体材料，存在(Y，Gd)3(Al，Ga)5O12:Ce3+(统称为YAG:Ce3+)以及α-SiAlON:Eu2+等。作为用于黄色或绿色转换的荧光体材料，存在(Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu2+等。作为用于绿色转换的荧光体材料，存在SrGa2S4:Eu2+，β-SiAlON:Eu2+以及Ca3Sc2Si3O12:Ce3+等。作为用于红色转换的荧光体材料，存在(Ca，Sr，Ba)S:Eu2+，(Ca，Sr，Ba)2Si5N8:Eu2+以及CaAlSiN3:Eu2+等。例如，通过使用蓝色发光二极管用于激发光源11，并通过使用以适当混合比率包含用于绿色转换的荧光体材料以及用于红色转换的荧光体材料的荧光体材料作为荧光体层12，可从荧光体层12输出三原色，即红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的颜色光。
此外，可以下述方式形成上述荧光体层12的凸起曲面S1。例如，可通过在布置在荧光体层12的光出射侧的扩散层13的一个表面上预先形成与凸起曲面S1对应的凹凸形状，并将上述荧光体材料涂布在形成有凹凸形状的表面上以使最外侧表面(位于光入射侧的表面)变得平滑来形成凸起曲面S1。
下面，将参考图1至图4来描述上述光源装置1的工作情况及效果。图3(A)是示出设置有其两个表面均平坦的荧光体层的光源装置2的示例性构造的剖视图，而图3(B)是图3(A)中的区域A的放大视图。图4(A)是示出根据本发明的光源装置1的示意性构造的剖视图，而图4(B)是图4(A)中的区域B的放大视图。
在光源装置1中，当从以预定间隔D布置在衬底10上的多个激发光源11发出的各蓝色光入射在荧光体层12上时，其一部分被转换为红色光及绿色光，然后被输出。因此，从荧光体层12的各个区域输出三种颜色R，G及B的颜色光，由此总体产生白色表面发光。然后，通过扩散层13使由从荧光体层12输出的三种颜色构成的白色光均匀扩散。
在图16所示的现有技术光源装置中，每个点光源110均具有如下结构：荧光体层118被涂布并形成在作为激发光源的蓝色发光二极管117的表面上，并且其整体被密封层119封装。换言之，对于各个点光源110，与激发光源邻接地形成荧光体层118。通常，蓝色发光二极管芯片的尺寸为约1mm或更小，因此在如此微小的面积上均匀地涂布荧光体材料极其困难，故易于在不同单元之间发生差异。因此，对荧光体层118的不均匀涂布会导致易于发生从荧光体层118输出的光的颜色不均匀。此外，因封装内环境的影响，荧光体层118易于劣化，这也成为导致颜色不均匀的因素。
因此，如图3(A)中所示的光源装置2，通过使平板荧光体层14与激发光源11分离，并将其作为相对于多个激发光源11的共用层布置成与衬底10相对，可以相较于上述现有技术中的构造使因不均匀涂布荧光体层而产生的影响弱化。因此，相较于以前的技术，能够抑制特别因在直下型光源装置中对荧光体层的不均匀涂布而导致颜色不均匀的发生。
另一方面，如上所述，当其两个表面均平坦的荧光体层14被设置为与激发光源11分离并与衬底10相对时，如图3(B)所示，在沿不同角度方向离开激发光源11发出的光L0，L1，L2以及L3中产生荧光体层14中光路长度d0，d1，d2，d3，...之间的差异。这里，在光路长度较短的区域中(相对于荧光体层14的入射角较小)，因颜色转换量变的相对较小，故蓝色变强。相反，在光路长度较长的区域中(相对于荧光体层14的入射角较大)，因颜色转换量变的相对较大，故黄色(红色及绿色)变强。换言之，取决于在与激发光源11对应的区域内的位置，在荧光体层12中的出射光相对于入射光的颜色转换率发生变化。换言之，取决于光在荧光体层14上入射的角度方向，颜色光被转换的比率发生变化。因此，根据离开荧光体层14的出射角度而产生各种颜色光的强度不同，由此导致颜色不均匀的发生。
因此，在本实施例中，如图4(A)及(B)所示，对于各个激发光源11，荧光体层12的光出射表面具有凸起曲面S1，并被设计使得在从激发光源11发出的光L0，L1，L2以及L3当中，荧光体层14内的光路长度(dA)都是均一的。因此，无论离开荧光体层12的出射角度如何，整体上三种颜色的颜色光的强度在表面处变得均一。
如上所述，在光源装置1中，荧光体层12被设置为与多个激发光源11间隔并与衬底10相对，并且荧光体层12的光出射表面适于在与激发光源11对应的各个区域形成向光出射侧凸起的曲面。由此无论在与激发光源11对应的区域内的位置如何，允许在荧光体层12中出射光相对于入射光的颜色转换率变得统一。换言之，这使得无论离开荧光体层12的出射角度如何，能够使三种颜色的强度均分别统一。因此，相较于设置有其两个表面均平坦的荧光体层的光源装置2，能够特别地抑制因从荧光体层12输出的光的角度方向而发生的颜色不均匀。
此外，如图5所示，上述光源装置1适于用作液晶显示装置3的背光。图5是示出液晶显示装置3的示意性构造的剖视图。在液晶显示装置3中，光学功能层30及液晶显示面板40例如被布置在光源装置1的光出射侧。在液晶显示面板40中，液晶层51例如被密封在TFT衬底50(其上形成有像素电极、TFT(薄膜晶体管)器件等(未示出))与CF衬底52(其上形成有对向电极、颜色滤波器等(未示出))之间。此外，在液晶显示面板40中，偏光器53a及53b被分别安装至光入射侧及光出射侧，由此对入射光以及出射光相对于面板的偏振性进行控制。光学功能层30由各种光学片(例如棱镜片、扩散片以及偏振聚集片等)构成。
在上述液晶显示装置3中，当基于图像数据在TFT衬底50与CF衬底52之间施加驱动电压时，从光源装置1输出的白色光穿过光学功能层30，然后进入液晶显示面板40，并被液晶层51调制，由此实现各种图像显示。这里，因为直下型光源装置1被设置为背光，故能够显示抑制了颜色不均匀及亮度不均匀的高品质图像。
下面，将参考图6至图9来描述本实施例的改变示例。注意，以下将与上述实施例类似的元件赋予相同的标号，并将适当地省略对其的描述。此外，为了简要起见，仅说明了与一个激发光源对应的区域。
(改变示例1)
图6是示出根据本发明的改变示例1的光源装置4的示意性构造的剖视图。在光源装置4中，除了荧光体层16的光入射表面具有在光入射侧凹入的凹入曲面S2(以下简称为凹入曲面)并且与凹入曲面S2邻接地设置基体膜(透明衬底)17之外，其构造与上述光源装置1类似。但是，光源装置4被构造使得通过凸起曲面S1与凹入曲面S2的组合，荧光体层16内的光路长度变的统一。
例如可如下形成荧光体层16。首先，如上所述，独立于预先形成与凸起曲面S1对应的凹凸形状的扩散层13来制备基体膜17，并且在基体膜17上形成与凹入曲面S2对应的凹凸形状。然后，将上述荧光体材料涂布在扩散层13的凹凸表面上，随后，以对基体膜17的凹凸表面施压的方式将荧光体材料夹置在基体膜与扩散层之间。由此，能够形成在光出射表面具有凸起曲面S1并且在光入射表面具有凹入曲面S2的荧光体层16。
因此，即使在凸起曲面S1形成在光出射表面上并且凹入曲面S2形成在光入射表面上的构造的情况下，也能够获得与上述光源装置1类似的效果。此外，使用基体膜使得能够简便地形成希望的曲面形状。
(改变示例2)
图7是示出根据本发明的改变示例2的光源装置5的示意性构造的剖视图。在光源装置5中，除了荧光体层18的光入射表面具有在光入射侧凸起的凸起曲面S3(以下简称为凸起曲面)并且基体膜19与凸起曲面S3邻接设置之外，其构造与上述光源装置1类似。此外，除了荧光体层18的光入射侧上的表面具有凸起曲面S3之外，其具有与上述改变示例1类似的构造。可通过与改变示例1类似的处理来形成其曲面形状。因此，即使利用凸起曲面S1形成在荧光体层18的光出射表面上并且凸起曲面S3形成在其光入射表面上的构造，也能够获得与上述光源装置1及光源装置4类似的效果。
(改变示例3)
图8是示出根据本发明的改变示例3的光源装置6的示意性构造的剖视图。在光源装置6中，除了荧光体层20的光出射表面为平面，对于各个激发光源11的光入射表面具有凸起曲面S3，并且基体膜19与凸起曲面S3邻接地设置之外，其构造与上述光源装置1类似。但是，光源装置6被构造为使得，通过光入射侧的凸起曲面S3，使得荧光体层20内的光路长度变得均一。可通过在具有平滑表面的扩散层15与预先形成有与凸起曲面S3对应的凹凸形状的基体膜19之间夹置上述荧光体材料，来形成上述荧光体层20。因此，即使利用凸起曲面S3形成在荧光体层20的光入射表面上的构造，也能够获得与上述光源装置1，4及5类似的效果。
(改变示例4)
图9是示出根据本发明的改变示例4的光源装置7的示意性构造的剖视图。在光源装置7中，除了荧光体层20的光出射表面为平面，并且对于各个激发光源11的光入射表面具有凸起曲面S3之外，其构造与上述光源装置1类似。在此情况下，例如利用丝网印刷法或喷墨法，可通过改变对于具有平滑表面的扩散层15在各个区域中荧光体材料的涂布量来形成荧光体层20的凸起曲面S3。即使利用这种构造，也可获得与上述光源装置1类似的效果。此外，因为可不使用基体膜来形成荧光体层，故相较于上述光源装置6，能够减少组件的数量。
[第二实施例]
图10是示出根据本发明的第二实施例的光源装置8的示意性构造的x-y剖视图。注意，以下将与上述实施例类似的元件赋予相同的标号，并将适当地省略对其的描述。此外，为了简要起见，将仅说明与一个激发光源对应的区域。
除了荧光体层14及扩散层15为平面形状，并且透镜层22设置在荧光体层14的光入射侧之外，光源装置8具有与上述第一实施例的光源装置1类似的构造。荧光体层14由与上述光源装置1中的荧光体层12类似的荧光体材料构成。
透镜层22将从激发光源11发出的光L0，L1，L2，L3...折射为沿y方向同样地上升，使得其基本垂直地入射在荧光体层14上。透镜层22由球面透镜、非球面透镜或衍射透镜构成，其例如在光入射侧凸起。
因此，透镜层22设置在荧光体层14的光入射侧。因此，从激发光源11发出的光被折射并升高以在荧光体层14上几乎垂直入射。因此，无论在与激发光源11对应的区域内的位置如何，在荧光体层12中出射光对入射光的颜色转换率变得均一。换言之，无论离开激发光源11的光的入射角度如何，荧光体层14内的光路长度变得均一，由此均不易发生各颜色光不易发生在荧光体层14中的各个位置处的强度不同。因此，能够获得与上述第一实施例的光源装置1相同的效果。
(改变示例5)
图11是示出根据上述第二实施例的改变示例5的光源装置24的示意性构造的x-y剖视图。在光源装置24中，为布置在衬底10上的各个激发光源11设置透镜层25，并且荧光体层26及扩散层27分别设置在透镜层25的光入射侧及光出射侧。对于与激发光源11对应的各个区域，荧光体层26具有在光入射侧凹入的曲面形状，并形成均匀的厚度。透镜层25沿荧光体层26的曲面形状设置在荧光体层26的光出射侧上，并且离开激发光源11的各束光L0，L1，L2，...沿其彼此平行的方向被折射。此外，离开激发光源11的各束光L0，L1，L2，...通过荧光体层26的曲面形状垂直地入射在荧光体层26的表面上。
因此，透镜层25可设置在荧光体层26的光出射侧。即使在此情况下，也能够获得与上述第二实施例类似的效果。此外，在这里，因为荧光体层26具有在光入射侧凹入的曲面形状并且被形成为均匀厚度，故离开激发光源11的各束光L0，L1，L2，...垂直地入射在荧光体层26的表面上，并且各束光L0，L1，L2，...在荧光体层26内的光路长度(通过距离)变的彼此相同。因此，无论在与激发光源11对应的区域内的位置如何，出射光对入射光的颜色转换率变得均一。因此，能够有效地抑制颜色不均匀的发生。
[第三实施例]
图12是示出根据本发明的第三实施例的光源装置9的示意性构造的x-y剖视图。注意，以下将与上述实施例类似的元件赋予相同的标号，并将适当地省略对其的描述。此外，为了简要起见，将仅说明与一个激发光源对应的区域。
除了荧光体层23之外，光源装置9具有与上述第二实施例的光源装置8类似的构造。荧光体层23具有平板形状，并且取决于在与激发光源11对应的区域内的位置，对于与每个激发光源对应的区域内的各个位置而言，穿过荧光体层23的光的每单位通过距离的颜色转换率均不相同。具体而言，其被构造为使得荧光体材料的浓度(每单位体积的微粒数量)变的不同。例如，其被构造使得在与激发光源对应的区域中，浓度在从中央部分到端部的各子区域23a，23b，23c及23d中逐级降低(颜色转换率变低)。对于构成荧光体层23的荧光体材料，使用了与上述第一实施例中的荧光体层12类似的荧光体材料。
因此，在荧光体层23中，对于与每个激发光源对应的区域中的各个位置而言，荧光体材料的浓度发生变化。因此，无论离开激发光源11的出射角度如何，在荧光体层23的各个位置处的颜色转换的量变的均一，并且各种颜色光的强度变的均一。因此，能够获得与上述第一实施例的光源装置1相同的效果。
[第四实施例]
图13(A)示出了根据本发明的第四实施例的光源装置31的示意性构造。注意，以下将与上述实施例类似的元件赋予相同的标号，并将适当地省略对其的描述。
光源装置31布置有与发光部分11B间隔开的荧光体层32。激发光源11在具有曲面形状的支撑体33上布置有多个激发光源11。荧光体层32沿支撑体33的曲面形状形成。但是，在本实施例中，从一个激发光源11发出的光具有图13(B)中所示的强度分布S。荧光体层32被构造使得其强度在强度分布S中为最大(峰值P0)的光(中心光)L0垂直地入射在荧光体层32的表面上。以下将说明本实施例的具体示例。
图14(A)示出了根据第四实施例的光源装置31的具体示例。图14(B)是沿图14(A)中的箭头方向观察得到的沿线I-I所取的剖视图。在本示例中，发光部分11B在棒状支撑体35的表面上以预定间隔布置有多个激发光源11，并且管状荧光管34被设置成覆盖发光部分11B。上述光源装置也可被适当地用作诸如荧光灯之类的发光装置。
发光部分11B的支撑体35的表面形状以及荧光管34的表面形状形成为曲面体。例如，如图14(B)所示，发光部分11B的支撑体35呈柱状，并且荧光管34圆筒形，其与支撑体35同心(中心H)。因此，从一个激发光源11输出的光L0沿荧光管34的接触表面的法线方向进入荧光管34。由上述荧光体材料构成的荧光体层34a以均匀厚度形成在荧光管34内侧。同时，上述扩散层可沿荧光管34的形状设置在荧光管34的内侧或外侧。
因此，荧光体层34a被布置为与发光部分11B分隔开，并且其被设置作为多个激发光源11的共用层。因此，相较于现有技术中为各个激发光源涂布并形成荧光体层的情况，能够抑制因荧光体材料的不均匀涂布而造成颜色不均匀的发生。此外，在从激发光源11发出的光中强度最大的光L0垂直地入射在形成均匀厚度的荧光体层34a上。因此，离开各个激发光源11的光L0在荧光体层34a内的光路长度变的彼此相同。因此，能够使在从各个激发光源11发出的光的强度峰值处的颜色转换率变的均一，由此能够有效地抑制因激发光源11的布置而导致颜色不均匀的发生。
(改变示例6)
在上述第四实施例中，发光部分及荧光管的构造并不限于柱状或圆筒形。例如，其可以是呈椭圆柱状的支撑体37a与呈椭圆圆筒形的荧光管36a组合的构造(图15(A))，或者可以是具有大致三角棱柱形(其顶部倒圆)的支撑体37b与具有三角管状的荧光管36b的组合的构造(图15(B))。此外，可以采用以下构造，其中多个激发光源被布置在球状支撑体的表面上的部分被设置作为发光部分，并且呈球状的荧光体层被构造为与发光部分同心以包围发光部分(未示出)。
此外，发光部分的表面形状以及荧光管的表面形状并不限于曲面体，非也可以是多面体。例如，其可以是具有方棱柱形状的支撑体37c与具有规则四面体形状的荧光管36c组合的构造(图15(C))，或是具有六角棱柱形状的支撑体37d与具有规则六面体形状的荧光管36d组合的构造(图15(d))。
以上尽管已经描述了本发明的实施例，但本发明并不限于上述实施例，而是可以存在各种改变示例。例如，尽管已经参考作为示例的使用蓝色发光二极管作为激发光源并且将实现转换成绿色光及红色光的动作的荧光体层用作颜色转换层的构造来进行了描述，但激发光源与颜色转换层的组合并不限于此。例如，紫外发光二极管可被用作激发光源。在此情况下，对于颜色转换层，可以使用(Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu2+，BAM:Eu2+，MN2+，以及α-SiAlON:Eu2+等作为用于绿色转换或黄色转换的荧光体材料。对于用于红色转换的荧光体材料，可以使用Y2O2S:Eu3+，La2O2S:Eu3+，(Ca，Sr，Ba)2Si5N8:Eu2+，CaAlSiN3:Eu2+，LiEuW2O8，Ca(Eu，La)4Si3O13，Eu2W2O9基的材料，(La，Eu)2W3O12，(Ca，Sr，Ba)3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+，CaTiO3:Pr3+，以及Bi3+等。
此外，在上述实施例中，尽管已经作为示例参考了通过将多个激发光源布置在衬底或支撑体上来总体实现表面发光的发光部分进行了描述，但并不限于此。可利用有机EL发光器件或诸如光纤及光导板之类的光导构件来实现表面发光。
此外，在上述实施例中，尽管已经参考了例如扩散层与荧光体层的光出射侧邻接地布置的构造进行了描述，但扩散层也可与荧光体层分离地布置，或者另一光学功能层可设置在扩散层与荧光体层之间。此外，另一功能层可布置在扩散层的光出射侧。此外，其可设置在荧光体层的光入射侧，或可设置在光入射侧以及光出射侧这两侧上。
此外，在第一实施例以及改变示例1及2中，尽管通过在扩散层上形成凹凸形状而形成了位于荧光体层的光出射侧的曲面形状，但并不限于此。可通过在具有平板形状的扩散层与荧光体层之间设置一个或更多基体膜，并在基体膜上形成凹凸形状来形成位于荧光体层的光出射侧的曲面形状。
此外，在上述第一实施例中，尽管已经针对例如光出射表面或光入射表面对于各激发光源具有凸起曲面或凹入曲面的荧光体层的情况、来作为无论在颜色转换层上的入射角度方向如何光路长度均相同的颜色转换层进行了描述，但荧光体层的光出射表面的形状及光入射表面的形状并不限于此。例如，可以是荧光体层的厚度根据其上入射角度方向的变化而逐级变化的构造，或可以是光路长度的差异根据在荧光体层上入射角度方向而减小的形状，例如多面体形状。
此外，尽管已经针对在第一及第二实施例中在光出射侧或光入射侧上形成曲面的荧光体层作为本发明的颜色转换层进行了描述，并针对例如使颜色转换材料的浓度对于各个区域不同的荧光体层进行了描述，但并不限于此。颜色转换层可以是颜色转换材料的浓度对于各个区域均一并且呈平板状的颜色转换层。
此外，在上述第三实施例中，尽管已经针对例如荧光体材料的浓度(颜色转换率)对于各个区域逐级变化的荧光体层作为本发明的颜色转换层进行了描述，但并不限于此。其可以是荧光体材料浓度连续变化的构造。
此外，在上述实施例中，尽管已经针对例如利用液晶显示面板的液晶显示装置进行了描述，但并不限于此，其也可应用于其他显示装置。

Claims (26)

1.一种光源装置，包括：
发光部分，其输出处于一个波长范围内的颜色光；以及
颜色转换层，其被设置为与所述发光部分分离地相对，并且，将来自所述发光部分的处于所述一个波长范围内的颜色光的一部分转换为处于另一波长范围内的颜色光，由此输出处于所述另一波长范围内的颜色光，并使处于所述一个波长范围内的颜色光的其他部分透射，其中，所述另一波长范围的波长比所述一个波长范围的波长更长。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述发光部分包括间隔地布置在所述衬底上的多个点光源，并且
所述颜色转换层在所述衬底的布置有所述点光源的整个区域上延伸。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述发光部分包括被布置在同一平面上的多个点光源，并且
所述颜色转换层被布置为大致平行于所述平面。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中，无论在与所述点光源对应的区域内的位置如何，出射光相对于来自所述点光源的入射光的颜色转换率是均一的。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，无论出射角度如何，从所述颜色转换层出射的各种颜色光的强度是均一的。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其中，无论出射角度如何，穿过所述颜色转换层的光在所述颜色转换层内的光路长度是均一的。
7.根据权利要求6所述的光源装置，其中，在与各个所述点光源对应的各个区域中的所述颜色转换层的光出射表面被形成为凸起曲面。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其中，在与各个所述点光源对应的各个区域中的所述颜色转换层的光入射表面被形成为凹入曲面、凸起曲面或平面。
9.根据权利要求6所述的光源装置，其中，在与各个所述点光源对应的各个区域中的所述颜色转换层的光入射表面被形成为凸起曲面。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的光源装置，还包括透明衬底，所述透明衬底与所述颜色转换层的所述光入射表面进行接触以支撑所述颜色转换层。
11.根据权利要求4所述的光源装置，还包括透镜层，所述透镜层被设置在所述颜色转换层的光入射表面侧，并将来自各个所述点光源的颜色光向使颜色光彼此平行的方向折射。
12.根据权利要求4所述的光源装置，还包括透镜层，
其中，与各个所述点光源对应的各个区域内的所述颜色转换层具有在光入射表面侧凹入的曲面形状，并被形成具有均一的厚度，并且
所述透镜层沿着所述颜色转换层的所述曲面形状被设置在所述颜色转换层的光出射一侧，并且将来自各个所述点光源的颜色光向使颜色光彼此平行的方向折射。
13.根据权利要求5所述的光源装置，其中，穿过所述颜色转换层的光的每单位通过距离的所述颜色转换率取决于在与所述点光源对应的所述区域内的位置而不同。
14.根据权利要求13所述的光源装置，其中，在所述颜色转换层内的颜色转换材料的浓度取决于在与各个所述点光源对应的所述区域内的位置而不同。
15.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述发光部分包括布置在支撑体的表面上的多个点光源，并且
所述颜色转换层沿着所述支撑体的所述表面布置，并被构造为使得从所述点光源发出的中心光线在所述颜色转换层的表面上垂直入射。
16.根据权利要求15所述的光源装置，其中，
所述发光部分包括布置在曲面上的多个点光源，并且
所述颜色转换层沿所述曲面布置。
17.根据权利要求15所述的光源装置，其中，
所述发光部分包括布置在棒状支撑体的表面上的多个点光源，并且
所述颜色转换层被布置为围绕所述发光部分，并且呈与所述发光部分的所述支撑体同心的管状。
18.根据权利要求17所述的光源装置，其中，所述支撑体的表面形状以及所述颜色转换层的表面形状均为曲面体。
19.根据权利要求17所述的光源装置，其中，所述支撑体的表面形状以及所述颜色转换层的表面形状均为多面体。
20.根据权利要求2所述的光源装置，其中，所述点光源是发出处于蓝色波长范围内的光的蓝色发光二极管。
21.根据权利要求20所述的光源装置，其中，所述颜色转换层将蓝色光的一部分转换为处于绿色波长范围内的颜色光以及处于红色波长范围内的颜色光，由此总体上输出白色光。
22.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述颜色转换层包括荧光材料。
23.根据权利要求1所述的光源装置，还包括光扩散层，所述光扩散层设置在所述颜色转换层的光出射侧。
24.一种显示装置，包括：
基于图像数据受到驱动的显示面板；以及
向所述显示面板发光的光源装置，
其中，所述光源装置包括：
发光部分，其输出处于一个波长范围内的颜色光；以及
颜色转换层，其被设置为与所述发光部分分离地相对，并且，将来自所述发光部分的处于所述一个波长范围内的颜色光的一部分转换为处于另一波长范围内的颜色光，由此输出处于所述另一波长范围内的颜色光，并使处于所述一个波长范围内的颜色光的其他部分透射，其中，所述另一波长范围的波长比所述一个波长范围的波长更长。
25.根据权利要求24所述的显示装置，其中，
所述发光部分包括被布置在同一平面上的多个点光源，并且
所述颜色转换层被布置为大致平行于所述平面。
26.根据权利要求25所述的显示装置，其中，无论在与所述点光源对应的区域内的位置如何，出射光相对于来自所述点光源的入射光的颜色转换率是均一的。
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