CN1873306A - 照明装置、显示装置和荧光体薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对导光板的设计没有大的影响、使用荧光体、寿命长、效率好、具有宽的颜色再现范围的照明装置。本发明照明装置的结构是在上述导光板的光照射面或上述导光板的背面、上述导光板的光入射面的至少一个位置上设置上述荧光体珠或荧光体薄膜。而且荧光体薄膜由荧光体珠和保持该荧光体珠的高分子薄膜构成，该荧光体珠由荧光体颗粒和包覆该荧光体颗粒且将其包入内部的非透水性材料形成。

Description

照明装置、显示装置和荧光体薄膜

技术领域

本发明涉及便携式信息机器和手机等中使用的液晶显示装置、照射非自发光型显示元件的前灯和背灯等照明装置、以及对从光源发出的光进行波长转换的荧光体珠或荧光体薄膜。

背景技术

作为近年来在手机和手提电脑等中使用的显示装置，大多使用可以在较少电力消耗下获得高精密彩色图象的液晶显示装置。为了对在这些液晶显示装置中使用的液晶元件进行照明，将采用高亮度白色LED的光源用作照明装置用光源。

特别是在手机中，使用明亮的反射型液晶显示装置和表里两面都可以显示图像信息的两面可视型的液晶显示装置。在这些显示装置的照明中使用的白色LED具有下述构成：其配置了在蓝色LED的发光面上分散有绿色荧光体或黄色荧光体的树脂。结果绿色光或黄色光和最初的蓝色光混色得到白色光。

图15是说明现有白色LED的颜色再现范围的XY色度图。图中连接用RGB表示的点的颜色三角形是彩色CRT的色度范围。通过调节该RGB像素的亮度，能表现出该颜色三角形内部存在的全部颜色。以该彩色CRT的颜色三角形的面积为100％，将CRT以外的彩色显示装置所具有的颜色三角形的面积大小定义成NTSC比，作为颜色再现性的指标。对现有白色LED，只在连接激发光仅为蓝色LED的色度坐标101和由波长转换获得只是黄色光的色度坐标102所得的直线上能获得颜色再现，因而颜色再现范围极窄。当然，因为黄色荧光体也可以通过黄色以外的绿色光成分和红色光成分进行波长转换来产生，也可以获得饱和度低但显示红色和绿色的颜色。作为荧光体，大多使用添加了稀土类元素的YAG(钇铝石榴石)等氧化物荧光体和硫族(chalcogenide)化合物。

另一方面，在使用上述现有的白色LED中的荧光体时，因为照射荧光体的光强度大，为了防止其光劣化，在特开平7-176794号公报(专利文献1)中公开了在导光板背面以规定的形成密度涂布荧光体所形成的制品。

进而，和上述专利文献中公开的方法相比，为了以更小面积用荧光体进行波长转换，在特开平10-269822号公报(专利文献2)中公开了在蓝色LED和导光板的光入射面之间安装层状的波长转换体的制品。

但是，目前的氧化物荧光体具有光转换效率低的问题。在为了解决该问题而使用光转换效率高的硫化物、硒化物或碲化物等所谓的硫族化合物的情况下，因为这些荧光体的耐湿性差会有难以获得长使用寿命的荧光体的新问题。

而且，在组合现有的蓝色LED和绿色荧光体或黄色荧光体获得白色光的目前的照明装置中，因为红色的发光强度变弱，有所谓的颜色再现范围窄的问题。

而且，在导光板的背面涂布荧光体的现有的照明装置中，由于涂布浓度必须和导光板内部的光强度分布对应，因此涂布条件就必须和导光板的式样变化程度对应的问题。进而，由于在导光板的背面涂布荧光体，导光板内部的光传播特性发生变化，因此有导光板设计变难的问题。

进而，在光源和导光板的光入射面之间安装层状波长转换体的照明装置中，因为光源和其波长转换体的距离近，存在照射到波长转换体上的光强度分布大、混色性差的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种不会对导光体的设计有大的影响、效率高、寿命长且具有宽的颜色再现范围的荧光体薄膜和照明装置。

本发明的照明装置具有包括光源、传播从光源发出的光使其以平面状照射的导光板、用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面形成的荧光体珠、和保持该荧光体珠的基体(母材)的荧光体层，并且荧光体层设置在导光板的光照射面、导光板的背面、导光板的光入射面中的至少一处上。

荧光体层可以通过在导光板的光出射面上印刷分散了荧光体珠的基体而形成。而且，在基体中分散的荧光体珠的面积密度是以与光源的辐射强度分布成反比的方式设置的。

其中，在荧光体层上以规定比例混合第二荧光体珠，该第二荧光体珠是用疏水性材料包覆与荧光体颗粒具有不同发光波长的第二荧光体的表面而形成的。

而且，使用蓝色光源作为光源，使用将蓝色光转换成红色光的红色荧光体层和将蓝色光转换成绿色光的绿色荧光体层来构成荧光体层。

或者，使用蓝色光作为光源，在导光板的背面和光出射面的至少一方上设置绿色荧光体层和红色荧光体层，并且在导光板的背面或者光出射面上设置用于使在导光板内部传播的光照射到表面上的全息图(hologram)。

或者，使用紫外线光源和蓝色光源作为光源，使用将紫外线转换成绿色光的绿色荧光体薄膜和将紫外线转换成红色光的红色荧光体薄膜来构成荧光体层。

另外，在荧光体珠和第二荧光体珠中，将发短波长光的荧光体珠比另一种荧光体珠设置在更靠近光源的一侧。

进一步地，在导光板的光入射面一侧安装传播从光源发出的光并使其呈线状照射的光导管，在光导管中以规定比例分散用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面形成的荧光体珠和用疏水性材料包覆与该荧光体颗粒具有不同发光波长的第二荧光体的表面形成的第二荧光体珠。

或者，在导光板的光入射面一侧安装传播从光源发出的光并使其呈线状照射的光导管，在光导管中分散用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面形成的荧光体珠，在光导管和导光板的光入射面之间设置含有用疏水性材料包覆与荧光体颗粒具有不同发光波长的第二荧光体的表面形成的第二荧光体珠的荧光体薄膜。

进一步地，本发明的显示装置包括非自发光型的显示元件、用于照明该显示元件的上述任一结构的照明装置。

而且，本发明的荧光体薄膜由用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面形成的荧光体珠和保持荧光体珠的高分子薄膜构成。此时，荧光体珠可以分散在高分子薄膜的内部，也可以通过粘合剂保持在高分子薄膜上。此时，荧光体珠可以单层设置在高分子薄膜上，彼此不产生重叠。进一步地，可以以规定比例混合不含荧光体的透光性珠。而且，还可以以规定比例混合用疏水性材料包覆与荧光体颗粒具有不同发光波长的第二荧光体的表面形成的第二荧光体珠。

附图说明

图1是表示本发明荧光体薄膜结构的截面示意图。

图2是表示本发明荧光体薄膜结构的截面示意图。

图3是表示本发明荧光体薄膜结构的截面示意图。

图4是表示本发明照明装置结构的截面示意图。

图5是表示本发明照明装置结构的截面示意图。

图6是表示本发明照明装置结构的截面示意图。

图7是表示本发明照明装置结构的截面示意图。

图8是表示本发明照明装置结构的截面示意图。

图9是表示本发明照明装置结构的立体示意图。

图10是表示本发明照明装置结构的立体示意图。

图11是详细表示本发明照明装置中使用的荧光体薄膜结构的截面图。

图12是详细表示本发明照明装置中使用的荧光体薄膜结构的截面图。

图13是表示本发明照明装置中使用的荧光体薄膜结构的平面示意图。

图14是说明本发明照明装置的颜色再现范围的色度坐标图。

图15是说明使用现有白色LED的照明装置的颜色再现范围的色度坐标图。

图16是表示本发明照明装置的全部结构的截面示意图。

[符号说明]

1 荧光体珠

2 透明基体

3 非透水性材料

4 荧光体颗粒

6 红色荧光体珠

7 绿色荧光体珠

8 透光性珠

9 粘合剂

10 透明薄膜

11 光源

11a、11b 蓝色光源

12 导光板

13 反射板

14 第一荧光体薄膜

15 第二荧光体薄膜

16 光导管

17 荧光体珠

18 透明薄膜

19、20、21 区域

24 蓝色光的色度坐标

25 绿色光的色度坐标

26 红色光的色度坐标

27 扩散层

28 棱镜层

29 棱镜层

30 框架

31 导光板

32 反射层

33 FPC

具体实施方式

本发明的荧光体薄膜是用荧光体珠和保持了荧光体珠的高分子薄膜构成的，该荧光体珠由荧光体颗粒和包覆该荧光体颗粒并将其包入内部的非透水性(非通水性)材料形成。

此外，作为在高分子薄膜上保持荧光体珠的方法，有将荧光体珠分散在透明高分子基体内部从而使透明高分子基体薄膜化，或者通过高分子粘合剂或无机粘合剂涂布在高分子薄膜上。这样，即使使用硫族化合物作为荧光体颗粒，也可以减少水分导致的老化、实现具有长使用寿命的荧光体薄膜。

在荧光体珠中含有的荧光体颗粒的个数可以是一个，也可以是2个或2个以上的多个颗粒。在荧光体珠中含有的荧光体颗粒个数是1个时，可以使用荧光体颗粒的平均粒径为5nm～50μm左右的颗粒，在荧光体珠中混合多个荧光体颗粒时，优选荧光体平均粒径的最大值为荧光体珠的粒径的1/5左右或以下。

另外，本发明的照明装置包括光源和传播从光源发出的光使其以平面状照射的导光板，上述任一结构的荧光体层设置在导光板的光照射面、导光板的背面、导光板的光入射面中的至少1个位置上。

此外，使用蓝色光源和绿色光源作为光源，分别以空间上分开的方式形成将蓝色光转换成红色光的红色荧光体层和将蓝色光转换成绿色光的绿色荧光体层。进而，在2种荧光体层中，将发短波长光的荧光体层设置在更靠近光源侧。在这些荧光体层上保持通过用非透水性材料包覆各荧光体颗粒形成的荧光体珠。通过这样的结构，不用改变导光板的传播特性就能高效地进行波长转换。而且，通过在空间上分离地配置荧光体珠或荧光体薄膜，可以将波长转换效率差的荧光体配置在靠近光源处，其结果可以使各种颜色的颜色转换效率最大化。

另外，使用紫外线光源和蓝色光源作为光源，荧光体层由将紫外线转换成绿色光的绿色荧光体层和将紫外线转换成红色光的红色荧光体层构成。在这些绿色荧光体层和红色荧光体层上分别保持通过用非透水性材料包覆绿色荧光体颗粒和红色荧光体颗粒形成的绿色荧光体珠和红色荧光体珠。通过这样的结构，可以实现高发光效率的绿色发光和红色发光，通过将其与蓝色光混色可以获得颜色再现范围宽的照明装置。

另外，荧光体层通过在透明的基材上印刷或涂布在高分子粘合材料或无机粘合材料中分散荧光体珠的发光层而形成。此外，荧光体印刷层或涂布层通过在高分子基体中混合分散第一荧光体珠和第二荧光体珠而形成。据此，可以只使用1层荧光体层来实现向多种颜色的波长转换。

另外，以一定比例在第一荧光体珠和第二荧光体珠中混合不含荧光体的透光性珠，并将其用高分子粘合剂或无机粘合剂等粘合剂以大致单层形成于透明薄膜上。通过这样的结构，可以使光源的蓝色发光不影响荧光体而向光出射面导出。此时，形成重叠荧光体的区域可以足够小，且能彼此接近，因此能改善混色特性，实现没有颜色不均的波长转换。

进而，与必需的光强度成比例地设计荧光体珠的面积密度。这样，能制作具有一样颜色混合比的照明装置。

另一方面，作为使用荧光体珠的其他方法，在传播从光源发出的光使其线状照射到上述导光板的光入射面上的光导管中，以规定的比例混合分散第一荧光体珠和第二荧光体珠，在光导管内同时进行波长转换和混色。通过在光导管内混合分散荧光体，可以在均匀且强的光强度下进行波长转换，可以提高波长转换效率。而且，在光导管内，因为从光源发出的光反复多重反射，从而形成均匀的光强度，还可以提高光的混色性。

进而，采用结合使用荧光体薄膜和光导管的结构。该结构是在传播从光源发出的光使其呈线状照射到导光板的光入射面上的光导管中分散第一荧光体珠，并在光导管和导光板的光入射面之间配置印刷或涂布了第二荧光体珠的荧光体薄膜。据此，可以将荧光体均匀地分散在光导管内，从而可以进行更均匀的颜色转换。而且，因为照射在荧光体层上的光强度也一样，也可以在荧光体层上一样地涂布荧光体，制作变得容易。

另外，还可以在导光板的光出射面上直接配置第一荧光体珠和第二荧光体珠。此外，通过这样制作可以减少本发明照明装置的结构要素。

另外，本发明的显示装置带有上述任一结构的照明装置和设置在照明装置光照射面一侧的非自发光型显示元件。

下面通过附图来具体说明本发明的实施例。

(实施例1)

图1是示意性地表示本实施例荧光体薄膜结构的截面图。如图所示，荧光体珠1混合分散在透明基体2中。荧光体珠1是用非透水性材料3包覆荧光体颗粒4形成大致球形。此时，透明基体2为薄膜形状。作为非透水性材料3，可以使用硅树脂和环烯烃类树脂等高分子材料或二氧化硅、玻璃等无机材料。在使用上述无机材料作为非透水性材料3的情况下，可以通过使用公知的溶胶—凝胶法使无机材料在荧光体颗粒4的周围成长来形成。作为透明基体2，可以使用丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂、聚碳酸酯、环烯烃树脂等高分子材料或二氧化硅等无机材料。在使用二氧化硅等无机材料作为透明基体2时，可以通过在硅溶胶中混合分散荧光体珠1并涂布在平板上，然后加热固化来得到。作为荧光体颗粒，可以使用含有稀土类元素的YAG荧光体颗粒和硫族化合物荧光体微粒。特别是硫族化合物荧光体微颗粒发光效率高，但是其吸湿性大，大多具有吸湿引起老化的特性。如本发明所示，通过用非透水性材料包覆硫族化合物荧光体微颗粒并包含在珠中，其不会因为吸湿而老华，可以实现较长的寿命。

在本实施例中，荧光体珠1中混合了大量的荧光体颗粒4。作为荧光体颗粒4的平均粒径，为5nm～10μm，具有比珠的直径足够小的粒径。具体来说，优选粒径为珠直径的1/5左右或以下。如果粒径大于该值，则由于部分荧光体颗粒从珠中露出，有时引起吸湿性老化，因此不是优选的。

将用非透水性材料包覆由蓝色光激发发出红色光的红色荧光体颗粒形成的红色珠和用非透水性材料包覆的由蓝色光激发发出绿色光的绿色荧光体颗粒的绿色荧光体珠以一定比例混合，制作图1所示的荧光体薄膜，由此可以通过照射蓝色光到该荧光体薄膜上来获得具有目标色度的发光颜色。该发光颜色的色彩再现范围可以通过调节所使用的红色荧光体颗粒和绿色荧光体颗粒的材料、其混合比例、各荧光体颗粒的混合浓度和各荧光体颗粒的平均粒径、以及照射蓝色光的强度来任意控制。

(实施例2)

图2示意性地表示本实施例荧光体薄膜的截面结构。本实施例和实施例1不同之处在于，荧光体颗粒4一个一个被非透水性材料3包覆起来。此时也可以使用和实施例1一样的荧光体颗粒和非透水性材料。通过用非透水性材料3一个一个包覆荧光体颗粒4，在形成荧光体珠1时可以使用平均粒径为50μm左右大小的荧光体颗粒。因为大多数市售的荧光体颗粒的最大粒径为10～50μm左右，通过使用本实施例的荧光体珠，选择荧光体颗粒材料的自由度变大，发光颜色的设计变得容易。

而且，通过制成本实施例所示结构的荧光体珠1，可以任意控制非透水性材料3的包覆厚度，并且可以用非透水性材料完全包覆荧光体颗粒，因此可以获得荧光体颗粒所具有的发光特性的长寿命化。

和实施例1同样，将用非透水性材料包覆由蓝色光激发发出红色荧光的红色荧光体颗粒形成的红色荧光体珠和用非透水性材料包覆的由蓝色光激发发出绿色荧光的绿色荧光体颗粒的绿色荧光体珠以一定比例混合，制作图2所示的荧光体薄膜，由此可以通过照射蓝色光到该荧光体薄膜上来获得具有目标色度的发光颜色。该发光颜色的色彩再现范围可以通过调节所使用的红色荧光体颗粒和绿色荧光体颗粒的材料、荧光体珠的混合比例、各荧光体颗粒的平均粒径、以及照射蓝色光的强度来任意控制。

(实施例3)

其次，在图3中示意性地表示本实施例的荧光体薄膜的截面图。本实施例中将上述实施例中说明的红色荧光体珠6、绿色荧光体珠7和内部不含荧光体的透光性珠8通过粘合剂9单层结合到透明薄膜10上而混在一起。与实施例1、实施例2一样，这些荧光体珠的混合比例根据混色后所要得到的发光颜色的色度来调整。透光性珠8可以使用苯乙烯树脂或丙烯酸树脂等高分子树脂、二氧化硅或玻璃等无机材料，通过溶胶—凝胶法来制备。

本实施例的荧光体薄膜例如可以通过在由聚乙烯树脂、丙烯酸树脂或环烯烃类树脂形成的透明薄膜10上使用印刷、涂辊或刮板等涂布作为粘合剂9的紫外线固化型粘合剂来制备。紫外线固化型粘合剂的涂布厚度优选比荧光体珠和透光性珠的平均粒径薄。如此涂布的紫外线固化型粘合剂通过照射规定时间的紫外线来使其假固化(仮硬化)。然后，将以规定比例充分混合的红色荧光体珠6、绿色荧光体珠7和透光性珠8埋入通过刮浆刀等在表面上大致以单层展开的紫外线固化型粘合剂中，然后在再次照射紫外线的同时进行加热，使埋入的珠固定住。

作为粘合剂9，只要是透光性的产品，除了紫外线固化型粘合剂以外，还可以使用常规的热固化型粘合剂或自然固化型粘合剂、粘合材料等。

通过将该透光性珠8和红色荧光体珠6或绿色荧光体珠7混合使用，可以使用透过透光性珠8的激发光蓝色光作为直接照明光，因而可以提高蓝色光的颜色纯度。另外，通过将透光性珠8和红色荧光体珠6或绿色荧光体珠7一起混合，不用在透明薄膜10上制作间隔区域，一样可以固定珠，从而能实现颜色不均匀较少的荧光体薄膜。

(实施例4)

在图4中示意性地表示本实施例照明装置的截面。从光源11射出的蓝色光在导光板12内部传播，并通过在背面形成的微小棱镜组偏转或折射从而改变光路，其一部分从背面射出并被光反射板13反射，还有一部分从导光板12的光出射面直接射出。在此，在导光板12的光出射面上涂布荧光体珠1。这样，在导光板12的光出射面的表面和实施例3一样通过粘合剂固定荧光体珠1。该荧光体珠1是将红色荧光体珠和绿色荧光体珠以及透光性珠混合获得的珠。因此，从导光板12的光出射面出来并透过红色荧光体珠的蓝色光部分被内部的红色荧光体改变波长而发出红色光。另外，从导光板12的光出射面出来并透过绿色荧光体珠的蓝色光部分被内部的绿色荧光体改变波长而发出绿色光。另一方面，透过透光性珠的蓝色光原样射出。这样，可以产生具有期望颜色坐标的照明光。

该实施例中关于照射光的颜色转变的作用和实施例3中所示的一样，但是在该实施例中，由于直接在导光板的光出射面上形成荧光体珠，因此与后面说明的其他照明装置的实施例相比，可以减少零件计数。

在图16中示意性地示出具有该照明装置的液晶显示装置的截面。在照明装置31的上部安装了扩散层27、棱镜层28、29、液晶面板34。而且，在照明装置31下部配置反射层32，全部结构用框架30固定。

(实施例5)

图5是示意性地表示本实施例照明装置结构的截面图。在导光板12的光入射面和光源11之间设置第一荧光体薄膜14，在导光板12和反射板13之间设置第二荧光体薄膜15。光源11是蓝色LED，通常在导光板12的光入射面上设置2个或2个以上。另外，导光板12由丙烯酸树脂或聚碳酸脂树脂、环烯烃类树脂等透明高分子形成，从光入射面获取光源11发出的光并在内部传播。通常在导光板12的光出射面或背面形成微细的棱镜群或散射结构体，在其上照射从光出射面射出的平面上均匀的光。在图5所示的实施例中，在导光板12的背面形成微细的棱镜群，在内部传播的光以规定比例照射到背面，从该背面照射的光经反射板13反射再透过导光板12，从导光板12的光出射面进行照射。作为反射板13，可以使用在高分子基材上蒸镀Al、Ag或Ag和Pd的合金等形成了反射层的反射板，以及在内部混合反射率高的白色颜料的透明高分子基材等。

第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15是只在表面涂布或在内部混合了具有各种不同发光颜色的荧光体珠的透明薄膜。在激发波长相同的情况下，由波长转换得到的光的波长越长，波长转变效率就越低。因而，如果要获得相同光强度的转变光，则转变波长越长，照射光的强度就必须越大。因此，通过在光源11的附近配置红色荧光体薄膜，可以高效地将蓝色光转变成红色光。而且，由于形成导光板12的透明高分子材料对红色光的吸收系数比绿色光和蓝色光小，因此即使转变后光路变长，也可以减少直到照射时的损失。另一方面，由于将蓝色光波长转变成绿色光的绿色荧光体波长转变效率良好，因此可以使用第二荧光体薄膜15在导光板12背面均匀的光照射下进行波长转变。

作为本实施例的荧光体薄膜的具体结构，可以使用实施例1～3中说明的结构。但是，在本实施例中可以是在第一荧光体薄膜14中只含红色荧光体珠，或者以规定比例混合红色荧光体珠和透光性珠的结构。另外，在第二荧光体薄膜15中可以只含有绿色荧光体珠，或者以规定比例混合绿色荧光体珠和透光性珠的结构。

图11、图12是详细说明荧光体薄膜的图。在图11中，荧光体珠17在透明薄膜18上以单层形成。此时，可以如图5所示的第一荧光体薄膜14那样配置在光源11和导光板12的入射面之间，或如第二荧光体薄膜15那样配置在反射板13上。另一方面，在图12中，荧光体珠17直接配置在反射板13上，通过使用这种结构，可以将图5所示的第二荧光体薄膜15和反射板13制成同一部件，从而可以减少照明装置的零件个数。

在图14中示出说明本发明照明装置颜色再现范围的XY色度图。本发明的照明装置由从光源发出的蓝色光的颜色坐标24、绿色光的颜色坐标25和红色光的颜色坐标26形成颜色三角形，通过它们的混色可以任意显示该颜色三角形内部的颜色。该颜色三角形比一般的彩色CRT的颜色三角形103小，但是与目前使用白色LED的照明装置的颜色三角形相比足够地大，颜色再现范围宽。

另外，作为本实施例中说明的照明装置的结构，为了控制照明光的亮度分布或辐射角，无须多言，大都在导光板2的光出射面上配置光扩散板或棱镜层等。

(实施例6)

图6中示意性地表示本实施例照明装置的结构。在本实施例中，在导光板12的背面配置第一荧光体薄膜14，在导光板12的表面上配置第二荧光体薄膜15。光源11使用发光波长为460nm的蓝色LED。此外，在第一荧光体薄膜14上使用发光波长为615nm的硫化物类红色荧光体珠作为红色荧光体颗粒，在第二荧光体薄膜15上发光波长为522nm的氧化物类绿色荧光体珠使用作为绿色荧光体颗粒。通过这样的结构，可以获得色彩表现范围宽的照明装置。另外，因为通过第一荧光体薄膜14的蓝色光以从导光板12侧发出的照射光和由反射板13侧发出的发射光被2次利用，与仅将蓝色光进行一次波长转变的的情况相比，第一荧光体薄膜14中含有的荧光体珠浓度可以减半。

而且，在本实施例中，因为在导光板12内部传播的光实际上只是蓝色光，可以使用于使光从光出射面进行照射的导光板12的结构设计变得容易。据此，可以在提高照明效率的同时缩短设计周期。进而，作为将在导光板12内部传播的光引出到外部的照射方法，除了在导光板12的光出射面或背面使用微细棱镜群或微细散射结构体以外，还可以使用全息图。作为该全息图，可以通过平版印刷术印刷二光束干涉条纹得到的图案，或通过平版印刷术形成利普曼型全息图等计算机全息图而容易地制作。另外，也可以在反射板13的反射面上直接形成第一荧光体薄膜14。

(实施例7)

图7中示意性地表示本实施例照明装置的截面结构。本实施例和实施例6不同的地方是第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15两者都设置在导光板12的光出射面一侧。由于导光板12的出射光具有光强度分布为70％或以上的均匀性，因此通过这样的配置，通过由第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15进行波长转化得到的发光均匀，能提高混色性。进而，通过使用具有红色荧光体珠的第一荧光体薄膜14和具有绿色荧光体珠的第二荧光体薄膜15，能提高波长转换效率。

(实施例8)

在图8中示意性地表示本实施例照明装置的截面结构。本实施例中，在光源11和导光板12的光入射面之间配置第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15。在这种情况下，通过在第一荧光体薄膜14中使用红色荧光体珠，在第二荧光体薄膜15中使用绿色荧光体珠，也可以提高波长转换效率。

另外，此时因为第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15在光源11的附近，照射到这些荧光体层上的光强度分布变大。因此，通过该荧光体层进行波长转换而发光的光强度会因为激发光的强度大的部分变强而在导光板内部混色时发生颜色不均。因此，对于激发光的光照射强度大的部分减小涂布在荧光体层上的荧光体珠浓度，对于激发光的光照射强度小的部分增加涂布在荧光体层上的荧光体珠浓度，从而使由激发光和波长转换得到的发光比基本保持一定。

此外，对于光源11可以使用靠近发出近紫外光的紫外线LED和发出蓝色光的蓝色LED安装的光源。例如由GaN等材料形成的紫外线LED的发光波长为365nm，因为对荧光体的激发能量高，因此能进行高效率的波长转换。但是，由于紫外线会受到构成导光板12的高分子材料等照明装置的结构材料的较大吸收，因此在导光板12内部传播紫外线并在宽范围内均匀激发荧光体不是优选的。因而，如图8所示那样，在紫外线LED和导光板12的间隙间配置荧光体层，在导光板内传播转换后的可见光，可以有效地使用。而且此时通过使用紫外线吸收少的二氧化硅作为构成荧光体珠的非透水性材料，能提高紫外线的利用效率。

图13是示意性地表示将3个光源并排放置时，在第一荧光体薄膜14和第二荧光体层15上涂布的荧光体珠的浓度分布的平面图。在图13中，区域19、20、21的荧光体珠浓度依次变高。区域19对应于光源的亮度中心，照射光的强度也最强，离该亮度中心越远则照射光强度减弱。荧光体一般是照射光强度越强，波长转换效率越高，转换光成分增多。因而，通过随着远离该光源亮度中心而加大荧光体珠的浓度，可以得到相同颜色分布的照明光。这样的区域制作可以通过使用丝网印刷和平版印刷等方法，用对应于各区域的印刷版依次印刷荧光体珠浓度不同的基体而容易地获得。荧光体浓度不同的基体可以通过调节在红色荧光体珠或绿色荧光体珠中混合的透光性珠的混合比例而容易地制作。在图13中，对应于各个光源，将区域分成19、20、21这3个区域，但是分成更多区域可以使颜色分布更好一些。

这样，通过设定图8中在第一荧光体薄膜14和第二荧光体薄膜15上形成的荧光体珠浓度分布，可以获得颜色再现性良好且混色也良好的照明装置。

另外，在使用紫外线LED作为光源的情况下，会促进作为照明装置构成材料的高分子材料的劣化和液晶装置中所含的液晶成分的劣化。进而，对观看者眼睛也有不良影响。因此，虽然图8中没有明示，但是在本实施例中，在第二荧光体薄膜15和导光板12的光入射面之间插入紫外线吸收薄膜。

(实施例9)

图9是示意性地表示本实施例的照明装置结构的立体图。如图所示，在光导管16的两侧端安装二个蓝色光源11a、11b。从该蓝色光源发射的光在光导管16的内部传播并变得均匀，并通过在光导管16与导光板12相对的面或其反面上形成的棱镜偏转，一样地照射在导光板12的光入射面上，从而传入导光板12的内部。在本实施例中，在光导管16中混合红色荧光体珠，在光导管16内部将蓝色光波长转换成红色光。据此，可以实现均匀的波长转换和混色。而且，由于光导管16中蓝色光反复反射，其光强度大，因此可以高效地进行波长转换。

另一方面，在导光板12的背面安装第二荧光体薄膜15，在其表面上一样地配置绿色荧光体珠，或者在内部同样进行混合。通过这样的结构能制作颜色再现性良好、混色性优良的照明装置。

(实施例10)

图10是示意性地表示本实施例照明装置结构的立体图。本实施例和实施例9的不同之处在于，在光导管16和导光板12的光入射面之间插入第二荧光体薄膜15。如实施例9中所说明的，在光导管16内部混合的红色荧光体珠通过在光导管16内部均匀且强度大的蓝色光高效地将蓝色光波长转换成红色光。而且，在光导管内部蓝色光和红色光可以充分均匀地混合。进而，因为从光导管16出射到导光板12的光入射面侧的光均匀，和实施例8不同，绿色荧光体珠只有在第二荧光体薄膜15的表面上均匀涂布或者在其内部混合即可。而且，和实施例9相比，由于照射在第二荧光体薄膜15上的光强度大，因此具有能提高将蓝色光转换成绿色光的效率的特长。此外，和实施例9相比，由于可以减小第二荧光体薄膜15的面积，因此能减少使用的荧光体的量，可以减少照明装置的制造成本。这样，在本实施例中也能实现颜色再现性良好、混色性优良的照明装置。

这样，根据本发明，可以实现寿命长、颜色再现范围宽、光利用效率高的照明装置，能在良好的彩色液晶显示装置中使用。并且，由于可以使用发光效率高的硫族系荧光体而不产生劣化，因此能实现高亮度且长寿命的液晶显示装置。而且，能实现元件的颜色再现性提高、具有更鲜明颜色的液晶显示装置。

Claims (17)

1、一种照明装置，其特征在于具有：

光源、

传播上述光源发出的光使其以平面状照射的导光板、

荧光体层，其包括用疏水性材料包覆荧光体颗粒的表面而形成的荧光体珠和保持该荧光体珠的基体；并且

上述荧光体层设置在上述导光板的光照射面、上述导光板的背面、上述导光板的光入射面中的至少一处上。

2、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于上述荧光体层通过在上述导光板的光出射面上印刷分散了上述荧光体珠的基体而制得。

3、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述基体中分散的上述荧光体珠的面积密度与上述光源的辐射强度分布成反比。

4、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述荧光体层中以规定比例混合用疏水性材料包覆第二荧光体表面而形成的第二荧光体珠，所述第二荧光体和上述荧光体颗粒具有不同的发光波长。

5、如权利要求4所述的照明装置，其特征在于上述光源是蓝色光源，上述荧光体层含有将蓝色光转换成红色光的红色荧光体层，以及将蓝色光转换成绿色光的绿色荧光体层。

6、如权利要求5所述的照明装置，其特征在于使用蓝色光源，上述绿色荧光体层和上述红色荧光体层设置在上述导光板的背面和光出射面中的至少一处上，在上述导光板的背面或光出射面设置用于使在上述导光板内部传播的光照射到表面的全息图。

7、如权利要求4所述的照明装置，其特征在于上述光源是紫外线光源和蓝色光源，上述荧光体层包括将紫外光转换成绿光的绿色荧光体薄膜和将紫外光转换成红光的红色荧光体薄膜。

8、如权利要求4所述的照明装置，其特征在于在上述荧光体珠和上述第二荧光体珠中，发短波长光的荧光体珠比另一荧光体珠设置在更靠近的光源一侧。

9、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述导光板的光入射面一侧安装传播从上述光源发出的光并使其呈线状照射的光导管，在上述光导管中具有上述荧光体层，并且在上述荧光体层中按一定比例分散上述荧光体珠和用疏水性材料包覆第二荧光体表面而形成的第二荧光体珠，该第二荧光体与上述荧光体颗粒具有不同的发光波长。

10、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述导光板的光入射面一侧安装传播从上述光源发出的光并使其呈线状照射的光导管，在上述光导管中分散了上述荧光体珠，在上述光导管和上述导光板的光入射面之间设置含有用疏水性材料包覆第二荧光体表面而形成的第二荧光体珠的荧光体薄膜，所述第二荧光体与上述荧光体颗粒具有不同的发光波长。

11、一种显示装置，其特征在于具有：

非自发光型的显示元件、

光源、

传播从上述光源发出的光并使其照射到上述显示元件上的导光板、

荧光体层，该荧光体层包括用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面而形成的荧光体珠和保持上述荧光体珠的基体，并且

上述荧光体层设置在上述导光板的光照射面、上述导光板的背面、上述导光板的光入射面中的至少一处上。

12、一种荧光体薄膜，其包括用疏水性材料包覆荧光体颗粒表面而形成的荧光体珠和保持上述荧光体珠的高分子薄膜。

13、如权利要求12所述的荧光体薄膜，其特征在于上述荧光体珠分散在上述高分子薄膜的内部。

14、如权利要求12所述的荧光体薄膜，其特征在于上述荧光体珠通过粘合剂保持在上述高分子薄膜上。

15、如权利要求14所述的荧光体薄膜，其特征在于上述荧光体珠单层设置在上述高分子薄膜上，使其不相互重叠。

16、如权利要求12所述的荧光体薄膜，其特征在于以规定比例混合不含有荧光体的透光性珠。

17、如权利要求12所述的荧光体薄膜，其特征在于以规定比例混合用疏水性材料包覆第二荧光体表面而形成的第二荧光体珠，该第二荧光体与上述荧光体颗粒具有不同的发光波长。

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