CN110333629B - 部分驱动型光源装置及使用其的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制在部分地驱动多个发光元件时的对应该成为暗部的部分的着色的部分驱动型光源装置及使用其的图像显示装置。本发明的部分驱动型光源装置具有：激发光源；与所述激发光源分离地配置，且包含发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体的荧光体片；以及配置在所述激发光源与所述荧光体片之间，使来自所述激发光源的所述入射光的波长范围的光的至少一部分透过，并且将来自所述荧光体片的所述射出光的波长范围的至少一部分的光反射的波长选择性反射膜。

Description

部分驱动型光源装置及使用其的图像显示装置
本申请是国际申请日为2016年08月09日、国际申请号为PCT/JP2016/003679、进入中国申请号为201680025996.9、发明名称为“部分驱动型光源装置及使用其的图像显示装置”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种部分驱动型光源装置及使用其的图像显示装置，特别地，涉及远程荧光体方式的部分驱动型光源装置。本申请主张日本专利申请2015-209126号(2015年10月23日申请)和日本专利申请2016-100772号(2016年5月19日申请)的优先权，并为了在此参照而引用该申请的全部公开内容。
背景技术
以往，在平板显示器的技术领域中，使用液晶显示器、等离子显示器以及有源矩阵式有机EL(AMOLED)等。这里，如果将他们着眼于光源，则液晶显示器被分类为背光型的显示器，等离子显示器及有源矩阵式有机EL被分类为自发光型的显示器。
已知背光型的液晶显示器由于即使是映出暗的图像时也需要点亮背光，所以存在画面亮度不充分下降(所谓的“黑浮”)，与自发光型显示器相比明暗的对比度差这样的问题。
为了解决该被称为黑浮的问题，将背光的点亮区域进行分割控制的技术，即部分驱动(有时也称为“区域驱动”、“背光驱动”“Local dimming(局部调光)”)技术逐渐得到了实际应用。在部分驱动型的背光中，在同一画面内的映出亮的图像的部分(亮部)使作为背光的光源的LED较亮地点亮。另一方面，在映出暗的图像的部分(暗部)使LED的亮度下降。通过这样做，能够提高图像的亮部与暗部的亮度对比度。
然而，即使是部分驱动型的背光，在进行部分控制的画面的分割数量少，且在进行部分驱动的一个控制区域内亮部和暗部都存在那样的情况下，无法享受由部分驱动带来的亮度对比度提高的好处。这是由于在一个控制区域内亮部和暗部都存在的情况下，需要将LED配合亮部较亮地点亮，因此，在控制区域内的部分暗部，背光会有些许泄漏。
因此，为了使部分驱动在画面的细节部分有效地发挥作用，期望尽可能地增加画面的部分驱动分割数量。因此，能够实现多分割数量的被称为“直下型”的部分驱动型的背光受到重视。
然而，作为背光发挥作用的光源装置通常由包括绿色和红色发光的荧光体或黄色发光的荧光体、和成为荧光体的激发光源的LED在内的发光部构成。荧光体大多以以下的三种形态中的任一种被使用。在第一形态中，将荧光体混合于树脂材料而覆盖LED芯片。在第二形态中，将荧光体直接涂覆在LED的发光面。在第三形态中，使用将LED与含有荧光体的荧光体片分离的结构(以下，在本说明书中称为“远程荧光体方式”)(例如，专利文献1)。
这里，利用图1的示意图来更具体地说明作为上述第三形态的现有技术的远程荧光体方式的直下型背光。在图1的直下型背光中，在底座51以格子状排列成为激发光源的蓝色LED 10B，除了蓝色LED 10B之外在底座51的内侧设置有反光片52。在蓝色LED 10B的上方按顺序设置扩散板40、荧光体片20、光学片组70，并通过片固定部件53进行把持。应予说明，荧光体片20与蓝色LED 10B分离。如果成为荧光体片20的激发光源的蓝色LED 10B发光，则作为激发光入射到荧光体片20，荧光体片20发出从红色到绿色的波长范围的射出光。将来自蓝色LED 10B的入射光与来自荧光体片20的射出光调和而成为白光。
应予说明，在上述第一形态～第三形态中，第一形态现在被使用得最多。然而，在第一形态和第二形态中，因LED的发光而引起的热和/或光会直接影响到荧光体。此外，在荧光体容易因空气中的水分劣化的情况下，有时需要保护使荧光体分散而成的整个树脂不受水分影响的结构，但是由于技术方面和价格方面的理由，大多数情况下第三形态比第一形态和第二形态优选。因此，在使用容易因热和/或光而产生劣化的种类的荧光体、容易因水分而产生劣化的荧光体的情况下，作为第三形态的远程荧光体方式受到重视。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-158462号公报
发明内容
技术问题
发明人研究了将远程荧光体方式的直下型背光作为部分驱动型而更加提高明暗的对比度的情况。在将图1的背光设为部分驱动的情况下，如图2的(A)所示意性示出的那样，作为发光元件的蓝色LED 10B的点亮区域的上方变亮，蓝色LED 10B的熄灭区域的上方变暗。应予说明，在图2的(A)中，涂白的蓝色LED 10B为点亮，涂黑的蓝色LED 10B为熄灭。图4也同样。关于其他图中的发光元件10或蓝色LED 10B，无意通过涂白和涂黑来区别点亮和熄灭。此外，在图2的(A)中，将蓝色LED 10B的点亮区域仅设为中央区域。如图2的(A)所示，在对蓝色LED 10B的点亮区域进行了控制的情况下，如在图2的(B)示意性地示出图像图案所示，在图像中央部表示亮部，另一方面，中央部以外成为暗部(图中的右下阴影部)，期待亮部与暗部的亮度对比度的提高。
然而，在试做的远程荧光体方式的直下型部分驱动背光中，如在图3中示意性地示出图像图案所示，明确了存在产生来自荧光体片的光在图像中央部的亮部的周边区域(图中的左下阴影部)环绕，淡黄色在应该成为暗部的部分的一部分变深的现象(以下，在本说明书中将该现象称为“着色”)这样的问题。
因此，本发明的目的在于提供能够抑制在部分地驱动多个发光元件时的对应该成为暗部的部分的着色的部分驱动型光源装置。
技术方案
发明人为了实现上述各目的而进行专心研究，探明了着色现象的产生原因。并且，发明人认为以下的两个现象(1)、(2)是着色现象的原因。以下，利用图4的示意图，说明基于发明人的研究的着色现象的机制。图4中，用实线表示蓝光，用虚线表示从红色到绿色的波长范围的光(也可以是黄色区域的波长范围的光)。应予说明，为了使附图简洁而省略荧光体片20中的蓝光的透过和发出。
(1)点亮部侧的基于荧光体片20的射出光中、后向回归光L2入射到熄灭部。应予说明，L2中从红色到绿色的波长范围的光比蓝光更多。从荧光体片射出的从红色到绿色的波长范围的光中，一半射出到外部(相当于图4的上方)，一半成为后向回归光。蓝光向后方回归的比例比该一半的比例低。此外，如果后向回归光L2进入到熄灭部的荧光体片，则再次进行颜色转换。因此，与从点亮部射出的光相比，红绿成分增加。
(2)来自点亮部侧的蓝色LED 10B的放射光中、由扩散板40和反光片52反射得到的反射光L1”入射到熄灭部侧的荧光体片20，并发出从红色到绿色的波长范围的光。此外，来自点亮部侧的蓝色LED 10B的放射光中、以低角度倾斜入射到熄灭部侧的荧光体片的光L1’入射到熄灭部侧的荧光体片20，并发出从红色到绿色的波长范围的光。光L1’、光L1”在熄灭部侧倾斜地入射到荧光体片，与点亮部侧相比光程变得更长，因此还可认为蓝光被荧光体转换得更多。
根据发明人的专心研究，确认了实际上上述(1)的现象作为着色的主要原因而处于主导地位。因此，发明人想到在激发光源与荧光体片之间设置使来自激发光源的入射光透过，并且将来自荧光体片的射出光反射的波长选择性反射膜。此外，发明人还想到使用该波长选择性反射膜，并且将在已述的第一形态或第二形态中使用了荧光体的LED应用于远程荧光体方式。并且，发明人得知通过该波长选择性反射膜，能够显著地抑制远程荧光体方式的部分驱动型光源装置中的着色，而完成本发明。
本发明是基于发明人的上述见解而作出的，用于解决上述各问题的手段如下。即：
<1>一种部分驱动型光源装置，其特征在于，具有：
激发光源，由多个发光元件构成，且能够部分驱动；
荧光体片，与所述激发光源分离地配置，且包含对来自所述激发光源的入射光的波长范围的至少一部分进行转换，而发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体；
波长选择性反射膜，配置在所述激发光源与所述荧光体片之间，使来自所述激发光源的所述入射光的波长范围的光的至少一部分透过，并且使来自所述荧光体片的所述射出光的波长范围的至少一部分的光反射。
该<1>所述的部分驱动型光源装置能够抑制在部分地驱动多个发光元件时的对应该成为暗部的部分的着色。
<2>上述<1>所述的部分驱动型光源装置中，所述荧光体片与所述波长选择性反射膜邻接地配置。
<3>上述<1>所述的部分驱动型光源装置中，所述荧光体片与所述波长选择性反射膜一体化。
<4>上述<1>～<3>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述激发光源中的所述多个发光元件呈格子状排列。
<5>上述<1>～<4>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，在所述激发光源与所述波长选择性反射膜之间还具有扩散板。
<6>上述<1>～<5>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述发光元件为蓝色LED。
<7>上述<6>所述的部分驱动型光源装置中，所述波长选择性反射膜使所述蓝色LED的发光波长范围的至少一部分透过，并且将从绿色到红色的波长范围的至少一部分的光反射。
<8>上述<1>～<5>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述发光元件为洋红色LED。
应予说明，本说明书中的“洋红色LED”是指用肉眼看起来发光颜色为洋红色的LED，关于详细内容后述。
<9>上述<8>所述的部分驱动型光源装置中，所述洋红色LED由蓝色LED和配置在该蓝色LED的芯片上方面的红色荧光体构成。
<10>上述<9>所述的部分驱动型光源装置中，所述洋红色LED在芯片上方面配置氟化物红色发光荧光体。
<11>上述<10>所述的部分驱动型光源装置中，所述氟化物红色发光荧光体为K2SiF6。
<12>上述<8>～<11>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述波长选择性反射膜使所述洋红色LED的发光波长范围的至少一部分透过，并且将绿色的波长范围的至少一部分的光反射。
<13>上述<1>～<12>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述荧光体片的所述荧光体为硫化物系荧光体。
<14>上述<13>所述的部分驱动型光源装置中，所述硫化物系荧光体包含红色硫化物荧光体和绿色硫化物荧光体中的至少一种。
<15>上述<14>所述的部分驱动型光源装置中，所述红色硫化物荧光体为硫化钙荧光体，所述绿色硫化物荧光体为硫代镓酸盐荧光体。
<16>上述<1>～<7>中任一项所述的部分驱动型光源装置中，所述荧光体片的所述荧光体为钇铈铝石榴石荧光体。
<17>一种图像显示装置，其特征在于，具备上述<1>～<16>中任一项所述的部分驱动型光源装置。
技术效果
根据本发明，能够解决以往的上述各个问题，达成上述目的，并能够提供一种能够抑制在部分地驱动多个发光元件时的对应该成为暗部的部分的着色的部分驱动型光源装置。
附图说明
图1是说明现有技术的远程荧光体方式的直下型背光的示意图。
图2的(A)是部分驱动基于发明人的研究的远程荧光体方式的直下型背光时的示意图，图2的(B)是由发明人估计的显示图像图案的示意图。
图3是说明根据发明人的研究得知的在部分驱动远程荧光体方式的直下型背光时产生的着色的示意图。
图4是说明产生着色的机制的示意图。
图5是说明根据本发明的一个实施方式的部分驱动型光源装置1的示意图，图5的(A)是示出部分驱动型光源装置1的主要部分的示意图，图5的(B)和图5的(C)是示出荧光体片20和波长选择性反射膜30的优选实施方式的示意图。
图6的(A)～图6的(C)是说明本发明的优选实施方式的由荧光体片20和波长选择性反射膜30构成的一体化片25的制造方法的一个实施方式中的工序的示意图。
图7是在实验例1、2中使用的背光的示意图，图7的(A)是示出蓝色LED 10B的配置的立体图，图7的(B)是背光的截面图。
图8的(A)是示出在实验例1、2中使用的蓝色LED的发光光谱的图表，图8的(B)和图8的(C)是分别示出在实验例1中使用的绿色发光荧光体和红色发光荧光体的发光光谱的图表。
图9是示出实验例1中的背光的发光光谱和波长选择性反射膜的分光反射光谱的图表。
图10是示出在实验例1中使用的波长选择性反射膜的分光反射率的入射角依赖性的图表。
图11是示出实验例1、2中的基于亮度色度计的测定区域R1～R9的示意图。
图12是示出实验例1～3中的基于亮度色度计的测定方法的示意图。
图13是示出实验例2中的背光的发光光谱和波长选择性反射膜的分光反射光谱的图表。
图14是示出在实验例3中使用的洋红色LED的发光光谱的图表。
图15是在实验例3中使用的背光的示意图，图15的(A)是示出洋红色LED 10M的配置的俯视图，图15的(B)是示出洋红色LED 10M的配置的立体图，图15的(C)是背光的截面图。
图16是示出实验例3中的背光的发光光谱和波长选择性反射膜的分光反射光谱的图表。
图17是示出实验例3中的基于亮度色度计的测定区域R10～R12的示意图。
符号说明
1：部分驱动型光源装置
10：发光元件
10B：蓝色LED
10M：洋红色LED
20：荧光体片
25：一体化片
30：波长选择性反射膜
40：扩散板
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行具体说明。应予说明，关于附图中的各构成部分的大小，只是示意性地夸张地示出，与实际大小不同。
(部分驱动型光源装置)
如图5的(A)所示，根据本发明的一个实施方式的部分驱动型光源装置1包括由多个发光元件10构成的激发光源、荧光体片20、和波长选择性反射膜30，还根据需要包括其他构成部分。该部分驱动型光源装置1优选用于液晶显示器等背光型的图像显示装置用的部分驱动型背光。
如图5的(A)所示，部分驱动型光源装置1具有由多个发光元件10构成，且能够部分驱动的激发光源。此外，部分驱动型光源装置1具有荧光体片20，所述荧光体片20与激发光源分离地配置，且包含对来自激发光源的入射光的波长范围的至少一部分进行转换而发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体。部分驱动型光源装置1还具有配置在所述激发光源和所述荧光体片之间，使来自所述激发光源的所述入射光的波长范围的至少一部分透过，并且将来自荧光体片20的所述射出光的至少一部分反射的波长选择性反射膜30。以下，首先对使用蓝色LED 10B或使用中央发光波长范围比蓝色更靠短波长侧的LED作为发光元件10的第一实施方式进行说明，接下来，对发光元件10为洋红色LED 10M的第二实施方式进行说明。应予说明，原则上对相同的结构要素标注相同的参考符号，并省略重复说明。
(第一实施方式：部分驱动型光源装置)
<激发光源>
激发光源如前所述由多个发光元件10构成，且能够部分驱动。就发光元件10而言，只要能够激发荧光体片20的荧光体则可以使用任意种类的发光元件，但在第一实施方式中优选为蓝色LED 10B。这里所说的蓝色LED 10B是指中央发光波长为440nm～475nm左右的LED。当然，只要能够适当地激发荧光体片20的荧光体，则不限定中央发光波长为蓝色区域，也可以是紫外LED等。
应予说明，第一实施方式中的发光元件10(包括蓝色LED 10B的情况)不用于已述的第一形态和第二形态，而是用于第三形态的远程荧光体方式，因此，发光元件10中的LED芯片不用荧光体灌封，发光面也不用荧光体涂覆。此外，虽然无意限定激发光源的设置条件，但如图1已描述的，通常将激发光源设置在底座内部。此外，关于用于进行部分驱动的控制电路等，虽然未图示但可应用公知的控制电路。
<荧光体片>
荧光体片20如前所述包含对来自激发光源的入射光的波长范围的至少一部分进行转换，而发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体。在激发光源为蓝色LED10B的情况下，优选使用对蓝色的波长范围进行转换，而发出比蓝色更靠长波长侧的波长范围的射出光的荧光体。
本实施方式为远程荧光体方式，因此可以不依赖于用于荧光体片20的荧光体的种类而进行应用。作为可以用于本实施方式的荧光体片20的荧光体可以列举硫化物荧光体。在使用硫化物系荧光体的情况下，荧光体片20的荧光体优选包含红色硫化物荧光体和绿色硫化物荧光体中的至少一种，更优选地包含红色硫化物荧光体和绿色硫化物荧光体两者。并且，作为红色硫化物荧光体可以使用硫化钙荧光体，作为绿色硫化物荧光体可以使用硫代镓酸盐(thiogallate)荧光体。此外，荧光体片20的荧光体除了硫化物系荧光体之外，还可以使用YAG系荧光体，也可以使用钇铈铝石榴石(Yttrium cerium aluminum garnet)荧光体。
此外，如果荧光体片20与激发光源分离地配置，则虽然其间隔没有特别限制，但对热的影响和LED排列时的亮度不均的抑制有效。虽然LED的排列时的亮度不均根据LED的放射角度分布设计、其他的扩散板、光学膜、反光片部件而有较大变化，但期望分离间隔为10mm以上。
<波长选择性反射膜>
波长选择性反射膜30如前所述具有使来自激发光源的入射光的波长范围的至少一部分透过，并且将来自荧光体片20的射出光的至少一部分反射的功能。这样的波长选择性反射膜也被称为二向色滤光片，通常利用电介质多层膜来制作。
在第一实施方式中，通常，来自激发光源的入射光的波长范围与来自荧光体片20的射出光相比为短波长范围。因此，波长选择性反射膜30优选使短波长侧的光透过，并且将长波长侧的光反射。在激发光源为蓝色LED 10B的情况下，波长选择性反射膜30优选使蓝色LED的发光波长范围(即，蓝色)的光透过，并且使从绿色到红色的波长范围的光反射。应予说明，由于波长选择性反射膜30存在入射角依赖性，所以优选在选定透过和反射的阈值时考虑到入射角依赖性。
在根据本实施方式的部分驱动型光源装置1中，波长选择性反射膜30配置在激发光源与荧光体片20之间。因此，如前所述，能够显著地抑制因来自荧光体片20的后向回归光而引起的着色。
这里，荧光体片20除了包含荧光体之外，还可以具有保护荧光体的膜。在这样的情况下，如图5的(B)中示意性示出的那样，荧光体片20可以具有荧光体层21和在该荧光体层21的两面侧的保护膜22、23。荧光体层21可以由在树脂组合物中含有所述荧光体的物质构成。作为树脂组合物可以使用作为形成荧光体层21的材料而公知的物质、例如聚烯烃共聚物成分和光固化性丙烯酸树脂成分等。此外，作为用于保护膜22、23的材料可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等塑料基板和氧化铝等金属氧化物薄膜。
即使在将波长选择性反射膜30配置在激发光源与荧光体片20之间时，存在空隙或配置有任意的光学膜等，也当然能够得到本实施方式的效果。然而，如图5的(B)所示，优选地，将荧光体片20与波长选择性反射膜30邻接地配置。荧光体片20设置在比棱镜片等具有光再循环性的光学片更靠光源侧的位置能够利用来自光学片的再循环光而提高波长转换效率，其结果是因为能够减少使用于荧光体片20的荧光体量。例如，可以在波长选择性反射膜30正上方载置荧光体片20。但是，在此情况下，由于在荧光体片20(更具体地说是保护膜23)的表面和波长选择性反射膜30的表面双方不可避免地存在细微的凹凸，所以可能存在细微的空气层(未图示)。
这样的空气层在入射到荧光体层21的激发光通过该界面时，通过界面使光的一部分反射，其结果可能使光的利用效率下降而成为作为整个背光的亮度下降的原因之一。因此，为了更加提高光的利用效率，优选排除上述空隙或上述细微的空气层。因此，如图5的(C)所示，更优选地是使用将荧光体片20和波长选择性反射膜30一体化而成的一体化片25。一体化片25中的荧光体片20可以包括荧光体层21，并在单侧具有保护膜22。另一方面，在一体化片25中，在与保护膜22相反侧的面接合有波长选择性反射膜30。因为荧光体层21使用具有粘接性的树脂材料，所以只要代替图5的(B)中的保护膜23将荧光体层21和波长选择性反射膜30直接接合，就能够得到这样的一体化片25。
<扩散板>
此外，为了使激发光源成为均匀的面光源，部分驱动型光源装置1如图5的(A)所示，优选还具有扩散板40。扩散板40优选设置在激发光源与波长选择性反射膜30之间。此外，扩散板40也可以兼做波长选择性反射膜30和荧光体片20的支撑体的至少一部分。
<光学膜>
进一步地，虽然未图示，但部分驱动型光源装置1可以还具有通常在背光中使用的包括棱镜片和光扩散片等的光学膜组。这些光学膜组在图5的(A)中，优选设置在比荧光体片20更靠上方(即，荧光体片20的与激发光源侧相反一侧)的位置。
<荧光体片和波长选择性反射膜的一体化片的制造方法>
利用图6来说明荧光体片和波长选择性反射膜的一体化片25的制造方法的一例。一体化片25可以通过图6的(A)所示的搅拌工序(A)、图6的(B)所示的层压工序(B)和图6的(C)所示的冲压加工工序(C)来制作。
在搅拌工序(A)中，将红色荧光体20R和绿色荧光体20G以预定的配合比例混合在由溶剂溶解的树脂糊中，准备含有荧光体的荧光体树脂糊。也可以仅使用红色荧光体20R和绿色荧光体20G中任一种。在层压工序(B)中，在保护膜22上涂覆上述荧光体树脂糊，使用涂覆机110使荧光体树脂糊的膜厚均匀，并利用烘箱120使荧光体树脂糊干燥，形成荧光体层21(图6中未图示符号)。然后，使用热层压机130将波长选择性反射膜30贴合于荧光体层21上，得到将荧光体层21夹持在保护膜22和波长选择性反射膜30之间的一体化片的原料。在冲压加工工序(C)中，利用压力机140对一体化片的原料进行冲压加工，得到在端部侧面露出了荧光体层的预定尺寸的一体化片25。
(第二实施方式)
至此，对优选使用蓝色LED 10B的第一实施方式的部分驱动型光源装置进行了说明。本发明的部分驱动型光源装置能够应用于任意的远程荧光体方式，因此，发光元件10不限于蓝色LED 10B，也可以使用后述的洋红色LED 10M。以下，对使用洋红色LED 10M的第二实施方式的部分驱动型光源装置进行说明。应予说明，这里所说的洋红色LED 10M能够根据在第一形态或第二形态中已述的激发光源来制作。即，在洋红色LED 10M中，通过混合于树脂材料的荧光体来覆盖LED芯片(第一形态)，或者，将荧光体直接涂覆在LED的发光面(第二形态)。因此，在第二实施方式中，使用多种荧光体，某一种类的荧光体用于荧光体片20中，其他种类的荧光体用于LED芯片。
<激发光源>
激发光源与第一实施方式同样由多个发光元件10构成，且能够部分驱动。在第二实施方式中，发光元件10优选为上述洋红色LED 10M。关于本说明书中的洋红色LED 10M的发光波长，由LED单体产生的短波长侧的中央发光波长为440nm～475nm左右，由荧光体产生的长波长侧的中央发光波长为600nm～680nm左右。在这样的光谱的情况下，如果使LED点亮，则来自LED的蓝光与荧光体通过该蓝光激发而发出的红光两者被合成，由此看起来是LED作为整体发出了洋红色的光。因此，如上所述，能够将LED和荧光体介由树脂或直接涂覆于LED的发光面而进行一体化，并将成为上述发光波长的光源作为洋红色LED 10M使用。应予说明，关于激发光源的设置条件和用于进行部分驱动的控制电路等，与第一实施方式相同。
这里，洋红色LED 10M优选由蓝色LED和配置在该蓝色LED的芯片上方面的红色荧光体构成，红色荧光体优选为氟化物红色发光荧光体。作为这样的氟化物红色发光荧光体，可以使用K2TiF6、Ba2TiF6、Na2TiF6、K3ZrF7、K2SiF6等。特别地，作为氟化物红色发光荧光体，优选使用K2SiF6。
<荧光体片>
在第二实施方式中，荧光体片20与第一实施方式同样可以包含红色硫化物荧光体和绿色硫化物荧光体两者，优选仅包含绿色硫化物荧光体。荧光体片20可以具有保护荧光体的膜和优选使用将荧光体片20和波长选择性反射膜30一体化而成的一体化片25等与第一实施方式相同。
<波长选择性反射膜>
在第二实施方式中，为了与洋红色LED 10M的发光波长范围对应，波长选择性反射膜30优选使来自洋红色LED 10M的发光波长范围的至少一部分透过，并且将绿色的波长范围的至少一部分的光反射。作为这样的波长选择性反射膜30可以与第一实施方式同样使用二向色滤光片。
这样，第二实施方式也与第一实施方式同样地能够显著地抑制因来自荧光体片20的后向回归光而引起的着色。应予说明，与第一实施方式同样，第二实施方式的部分驱动型光源装置也优选具有扩散板、光学膜等。此外，关于部分驱动型光源装置的各构成部分的配置条件也与第一实施方式相同，省略重复说明。
(图像显示装置)
本发明的图像显示装置至少具备根据上述本发明的第一实施方式和第二实施方式的部分驱动型光源装置，而且根据需要还具有其他构成部分。
【实施例1】
以下，利用实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明完全不限于以下的实施例。例如，在以下的实验例1中，荧光体片中绿色荧光体和红色发光荧光体都使用硫化物荧光体，在实验例3中荧光体片中使用绿色的硫化物荧光体，但是这些仅仅是一例，本领域技术人员当然理解可以使用任意的荧光体。
(实验例1)
<发明例1>
制作了如在图7的(A)和图7的(B)中示意性地示出的背光。具体如下。将底座51的侧壁作为隔离件，在蓝色LED 10B的上方依次载置扩散板40(帝人公司生产50S、厚度1.5mm)、由波长选择性反射膜30和荧光体片20构成的一体化片25(波长选择性反射膜30为LED侧。)、光学膜组70。应予说明，该蓝色LED 10B的峰值波长为455nm，半峰宽为21nm，并具有郎伯发光分布。在本实验例中，对LED施加约2.8V，每一个LED通有5mA的电流。将蓝色LED发光光谱示于图8的(A)。
对于波长选择性反射膜30而言，使用了エドモンド·オプティクス·ジャパン(edmund·optics·japan)株式会社生产的“二向色彩色滤光片(蓝)”。关于该波长选择性反射膜30的分光反射光谱示于后述的图9。荧光体片20通过使由蓝光激发而发出绿光的硫化物荧光体和由蓝光激发而发出红光的硫化物荧光体分散混合于粘合剂，并将他们涂覆于PET膜，在该涂覆面设置上述波长选择性反射膜30来制作。将在实验例1中使用的绿色和红色发光荧光体的发光光谱分别示于图8的(B)和图8的(C)。此外，以蓝色LED 10B与绿色发光荧光体和红色发光荧光体的各光谱的合成光大致成为白光的方式调整荧光体的配合。
此外，光学膜组70由以短边方向为棱镜方向的棱镜片71(3M公司生产，BEF III)、以长边方向为棱镜方向的棱镜片72(3M公司生产，BEF III)以及反射式偏光膜73(3M公司生产，DBEF-D400)构成。
底座51的内部尺寸为横向270mm、纵向180mm，在底座51的底面以纵向横向均为30mm间隔，按正方形格子状排列蓝色LED 10B横向9个、纵向6个，作为激发光源。这些蓝色LED 10B以能够以横向3个和纵向2个为一个单元控制点亮、熄灭的方式被制作成电路，作为整体能够进行在横向3个单元且纵向3个单元的情况下的点亮和熄灭动作。
应予说明，在底座51的配置有蓝色LED 10B的面，为了使丧失的光最少而提高背光亮度，设置仅在蓝色LED 10B的发光部开孔的反光片(未图示)，提高光的再循环性。进一步地，在配置了蓝色LED 10B的区域横向270mm、纵向180mm的周围，为了相对于蓝色LED 10B的设置面平行地设置光学部件，将底座51的侧壁作为隔离件。隔离件的高度为30mm，在隔离件内侧与蓝色LED 10B的配置面同样地，为了减少所丧失的光而设置有反光片(未图示)。如以上所述，制作了发明例1的背光。
<比较例1>
代替在发明例1中制作由波长选择性反射膜30和荧光体片20构成的一体化片25，制作了没有波长选择性反射膜30的荧光体片20，除此以外与发明例1相同地制作了比较例1的背光。在荧光体片20的制作中，在将混合有荧光体的粘合剂涂覆在PET膜之后，对同一PET膜进行层压加工而制作。
<评价>
关于以上的发明例1和比较例1的背光，进行(A)背光发光光谱的测定、和(B)色度差评价，从而进行了评价。
(A)背光发光光谱的测定
将发明例1的背光和比较例1的背光的光谱示于图9。在图9中一同示出波长选择性反射膜30的分光反射率。应予说明，图9所示的分光反射率是以相对于波长选择性反射膜30的入射角为0度，即测定光相对于波长选择性反射膜30垂直入射的配置进行测定而得。波长选择性反射膜的分光特性依赖于入射角，该入射角依赖性如图10所示。
(B)色度差评价
将发明例1和比较例1的背光分别如图11所示地分割为区域R1～R9(在各区域中仅使横向3个、纵向2个LED点亮。各区域为横向90mm、纵向60mm。)，并仅部分驱动区域R5。然后，如图12所示，使用相机型亮度色度计(Radiant Imaging公司生产、PM-1423F-1)在各区域R2、R4～R6、R8的中心位置测定了背光的亮度和色度。
为了评价色度，进行了以下的测定和计算。
(1)测定各点的色度u’i和v’i(i＝2、4～6、8)。
(2)在R5的中心位置与R2、R4、R6、R8的各中心位置之间分别计算u’i、v’i之差Δu’i、Δv’i。将他们的平方和Δu’v’i作为R5的中心位置与R2、R4、R6、R8的各中心位置周围的点之间的色度差。即，Δu’v’i成为以下的计算式。
【式1】
Figure BDA0002131280260000141
(3)将在i＝2、4、6、8的四个点的上述Δu’v’i的平均值作为Δu’v’进行计算，作为着色程度的指标。
(4)对发明例1和比较例1的值Δu’v’进行比较。
在发明例1中，Δu’v’＝0.0043。
在比较例1中，Δu’v’＝0.0645。
根据以上的结果，确认了以下内容。
首先，根据图9、图10，确认了发明例1中的一体化片25可靠地将来自荧光体片20的发光(射出光)进行了反射。进一步地，如果比较发明例1与比较例1，则也确认了在进行部分驱动的区域的中心与周边区域，色度差显著地下降。因此，发明例1的背光与比较例1的背光相比，能够通过使用一体化片25而能极有效地抑制着色。发明人认为该效果是由于能够抑制基于荧光体片20的射出光中、在扩散板与反光片之间的空间进行漫反射的光向非点亮部的扩散。
(实验例2)
<发明例2>
代替在发明例1中将硫化物荧光体用于荧光体片20的荧光体，而使用发出黄光的1波长型的YAG荧光体，除此以外制作与发明例1同样的背光，制作了发明例2的背光。
<比较例2>
代替在比较例1中将硫化物荧光体用于荧光体片20的荧光体，而使用发出黄光的1波长型的YAG荧光体，除此以外制作与比较例1相同的背光，制作了比较例2的背光。
与实验例1同样地，对发明例2和比较例2的背光进行了评价。将发明例2的背光和比较例2的背光的光谱示于图13。此外，与实验例1同样地测定并计算色度差，如下所示。
在发明例2中，Δu’v’＝0.0090。
在比较例2中，Δu’v’＝0.0363。
在实验例2中，也与实验例1同样能够通过使用一体化片25而能极有效地抑制着色。此外，根据实验例1、2的结果，也确认了本发明的效果完全不限于荧光体片中的荧光体的种类。
【实施例2】
(实验例3)
<发明例3>
作为发光元件使用了洋红色LED 10M来代替在实验例1、2中使用的蓝色LED 10B。洋红色LED 10M按如下所述进行制作。首先，作为激发光源，将蓝色LED芯片安装到基板上之后，灌封了分散有由蓝光激发且发出红光的氟化物荧光体的树脂。来自该LED的蓝光的峰值波长为445nm，半峰宽为18nm，灌封前的LED单体具有郎伯发光分布。被灌封的荧光体树脂大致形成为半球状，其半径约为1mm。应予说明，通过该构成，如果使LED点亮，则来自LED的蓝光与氟化物荧光体通过该蓝光激发而发出的红光两者被合成，由此看起来是LED发出了洋红色的光。将来自该洋红色LED 10M的发光光谱示于图14。以445nm为峰值的光谱为来自蓝色LED芯片的光，在633nm具有峰值的三个峰的多峰型光谱为来自氟化物荧光体的光。
使用该洋红色LED 10M，制作了如图15的(A)～图15的(C)中示意性地示出的背光。使用48个洋红色LED 10M，如图15的(A)所图示那样按菱形格子状排列在底座151(背光底面)。底座151的内部尺寸为横向310mm、纵向132mm，各LED的横向以38.5mm为间距，垂直纵向配置为44mm的间距。
应予说明，在底座151的配置有洋红色LED 10M的面，为了使丧失的光最少而提高背光亮度，设置仅在洋红色LED 10M的发光部开孔的反光片(未图示)，提高光的再循环性。进一步地，在底座151的周围，为了相对于洋红色LED 10M的设置面平行地设置光学部件，与发明例1、2同样地将底座151的侧壁作为隔离件。将侧壁的高度设为30mm。
在该侧壁之上，如图15的(C)所示，依次设置有扩散板140、波长选择性反射膜一体化荧光体片125(波长选择性反射膜130为LED侧。)、光学膜组170。光学膜组从靠近LED的一侧起，由扩散片171(惠和株式会社生产BS-912)、棱镜片172(3M公司生产，BEF III)和反射式偏光膜173(3M公司生产，DBEF-D400)构成。
这里，荧光体片120中的荧光体仅使用了硫化物系的绿色荧光体。通过将来自LED的蓝光与来自LED上的红色荧光体的红光合成，作为背光而生成白光。
此外，波长选择性反射膜130使用了エドモンド·オプティクス·ジャパン(edmund·optics·japan)株式会社生产的“二向色彩色滤光片(洋红)”。关于该波长选择性反射膜130的分光反射光谱示于后述的图16。
如以上所述，制作了发明例3的背光。
<比较例3>
代替在发明例3中制作由波长选择性反射膜和荧光体片构成的一体化片，制作了没有波长选择性反射膜的荧光体片，除此以外与发明例3同样地制作了比较例3的背光。在荧光体片的制作中，在将混合有荧光体的粘合剂涂覆在PET膜之后，对同一PET膜进行层压加工而制作。
<评价>
关于以上的发明例3和比较例3的背光，进行(A)背光发光光谱的测定、和(B)色度差评价，从而进行了评价。
(A)背光发光光谱的测定
将发明例3和比较例3的背光的白光光谱与波长选择性反射膜130的分光反射率一同示于图16。应予说明，图16所示的分光反射率是以相对于波长选择性反射膜130的入射角为0度，即测定光相对于波长选择性反射膜130垂直入射的配置进行测定而得。
(B)色度差评价
由于与实验例1、2相比实验例3的底座为细长的形状，所以如图17所示，使背光中央部沿纵向点亮(使附图中央部的12个点亮)，测定背光在横向的色度分布，通过与全部LED点亮的情况相比来评价着色抑制效果。即，与实施例1同样地，使用相机型亮度色度计在各区域R10～R12中的图示的测定点测定了背光的亮度和色度。即，R10的测定点为画面中心位置，R11和R12的测定点的位置为背光长轴上的中心与侧壁部之间的中间点。
为了评价色度，进行了以下的测定和计算。
(1)测定各点的色度u’i和v’i(i＝10、11、12)。
(2)在R10与R11、R12的各测定点之间分别计算u’i、v’i之差Δu’i、Δv’i(i＝11、12)。将他们的平方和Δu’v’i作为R10与R11、R12的色度差。即，Δu’v’i成为以下的计算式。
【式2】
Figure BDA0002131280260000171
(3)将在i＝11、12的两个点的上述Δu’v’i的平均值作为Δu’v’进行计算，作为着色程度的指标。
(4)对发明例3和比较例3的值Δu’v’进行比较。
在发明例3中，Δu’v’＝0.0102。
在比较例3中，Δu’v’＝0.0283。
根据以上的结果，与发明例1、2的系统相同，确认了即使如洋红色LED与绿色荧光体片的系统那样，在LED表面使用荧光体，通过选择具有与此符合的光学特性的波长选择性反射膜，也能够抑制着色现象。
工业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种能够抑制在部分地驱动多个发光元件时的对应该成为暗部的部分的着色的部分驱动型光源装置。

Claims (16)

1.一种部分驱动型光源装置，其特征在于，具有：
激发光源，由多个发光元件构成，且能够部分驱动；
荧光体片，与所述激发光源分离地配置，且包含对来自所述激发光源的入射光的波长范围的至少一部分进行转换，而发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体；
波长选择性反射膜，配置在所述激发光源与所述荧光体片之间，使来自所述激发光源的所述入射光的波长范围的至少一部分的光透过，并且将来自所述荧光体片的所述射出光的波长范围的至少一部分的光反射，
所述荧光体片具有由含有所述荧光体的树脂组合物构成的荧光体层和保护该荧光体层的保护膜，
将所述荧光体片与所述波长选择性反射膜一体化而构成一体化片，在该一体化片中，在所述荧光体层的一面侧设置所述保护膜，在所述荧光体层的另一面侧，所述荧光体层和所述波长选择性反射膜直接接合。
2.一种部分驱动型光源装置，其特征在于，具有：
激发光源，由多个发光元件构成，且能够部分驱动；
荧光体片，与所述激发光源分离地配置，且包含对来自所述激发光源的入射光的波长范围的至少一部分进行转换，而发出与所述入射光不同的波长范围的射出光的荧光体；
波长选择性反射膜，配置在所述激发光源与所述荧光体片之间，使来自所述激发光源的所述入射光的波长范围的至少一部分的光透过，并且将来自所述荧光体片的所述射出光的波长范围的至少一部分的光反射；以及
光学膜组，设置在所述荧光体片的上方，
所述荧光体片与所述波长选择性反射膜邻接地配置。
3.根据权利要求2所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述荧光体片与所述波长选择性反射膜一体化。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述激发光源中的所述多个发光元件呈格子状排列。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述发光元件为蓝色LED。
6.根据权利要求5所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述波长选择性反射膜使所述蓝色LED的发光波长范围的至少一部分透过，并且将从绿色到红色的波长范围的至少一部分的光反射。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述发光元件为洋红色LED。
8.根据权利要求7所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述洋红色LED由蓝色LED和配置在该蓝色LED的芯片上方面的红色荧光体构成。
9.根据权利要求8所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述红色荧光体为氟化物红色发光荧光体。
10.根据权利要求9所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述氟化物红色发光荧光体为K2SiF6。
11.根据权利要求7所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述波长选择性反射膜使所述洋红色LED的发光波长范围的至少一部分透过，并且将绿色的波长范围的至少一部分的光反射。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述荧光体片的所述荧光体为硫化物系荧光体。
13.根据权利要求12所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述硫化物系荧光体包含红色硫化物荧光体和绿色硫化物荧光体中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述红色硫化物荧光体为硫化钙荧光体，所述绿色硫化物荧光体为硫代镓酸盐荧光体。
15.根据权利要求1～3中任一项所述的部分驱动型光源装置，其特征在于，
所述荧光体片的所述荧光体为钇铈铝石榴石荧光体。
16.一种图像显示装置，其特征在于，
具备权利要求1～15中任一项所述的部分驱动型光源装置。
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