CN1977397A - 发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置 - Google Patents

发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1977397A
CN1977397A CNA2005800220532A CN200580022053A CN1977397A CN 1977397 A CN1977397 A CN 1977397A CN A2005800220532 A CNA2005800220532 A CN A2005800220532A CN 200580022053 A CN200580022053 A CN 200580022053A CN 1977397 A CN1977397 A CN 1977397A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
illuminating part
green
emitting
sends
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800220532A
Other languages
English (en)
Inventor
金田英明
木岛直人
服部英次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Publication of CN1977397A publication Critical patent/CN1977397A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Abstract

本发明提供发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置,所述发光装置(1)具有:光源(3);第一发光部(4),其含有至少1种发光物质,该第一发光部中的发光物质被光源(3)发出的光激发,发出包含波长长于光源(3)所发出的光的波长的长波长成分的光;以及第二发光部(5),其含有至少1种发光物质,该第二发光部中的发光物质被光源(3)和第一发光部(4)发出的光激发,发出包含波长长于第一发光部(4)发出的光的波长的长波长成分的光;其中,为了提高发光效率和显色性,在发光装置(1)中设置遮光部(6),所述遮光部(6)防止从第一发光部(4)发出的光中的至少一部分入射到第二发光部(5)。

Description

发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置
技术领域
本发明涉及发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置。
背景技术
以往,作为照明光源以及液晶显示器用背光等光源,使用冷阴极管等。但是,近年来,作为其替代光源,开发了伪白色光源,所述伪白色光源是将发出蓝色光的光源和吸收蓝色光并发出黄色光的物质组合而成的。在该伪白色光源中,作为发出蓝色光的光源例如使用InGaN系的发光二极管,作为发出黄色光的物质例如使用添加有铈的铝酸钇。
但是,伪白色光源发出的光的光谱中,绿色光成分和红色光成分实际上不足,因此,伪白色光源的显色性(演色性,color rendering)低,而且,色彩再现性也低。为了解决该问题,有提案提出了下述方法:调整铝酸钇的成分,使其发出黄绿色光,进一步,在此基础上,在铝酸钇中加入吸收蓝色光并发出红色光的物质,从而对伪白色光源发出的光的红色成分的不足进行补充,改善显色性和色彩再现性。
但是,发出红色光的物质大多不仅吸收蓝色光,还吸收波长长于蓝色光但短于红色光的的光,也就是说其还吸收绿色光或黄色光等。例如,作为这类物质,可以举出经铕活化的碱土类金属的硫化物、经铕活化的碱土类金属和硅的氮化物、经铕活化的碱土类金属和硅的氧氮化物等。这些物质通常对波长为400nm~580nm的光具有优异的吸收,并发出橙色光~红色光,该橙色光~红色光在580nm~680nm处具有峰值。
以上述为代表的发出橙色光~红色光的物质对绿色光~黄色光具有吸收,该绿色光~黄色光的波长短于橙色光~红色光;因而混合使用发出橙色光~红色光的物质和发出绿色光~黄色光的物质时,发出绿色光~黄色光的物质所发出的光中的一部分被发出橙色光~红色光的物质所吸收,发光装置的光通量明显下降。
现今正在尝试解决发出长波长的光的发光物质吸收短波长的光而导致的光通量下降的问题。例如,在专利文献1中,在具有被称为物质A和物质B的2种物质(该2种物质吸收来自光源的光并发出不同波长的光)的发光装置中,当物质A(此处相当于发出橙色光~红色光的物质)对物质B(此处相当于发出绿色光~黄色光的物质)所发出的光中的一部分具有吸收时,将物质A配置在比物质B更靠近光源侧,从而能够提高显色性,防止光通量下降。
而且,以往可使用下述显示装置,该显示装置将光(背光)从背面照射至形成有某种像的成像单元,明亮地显示成像单元的像。作为这类显示装置的例子,可以举出使用液晶单元作为成像单元的液晶显示器、通过内部照明对标志(成像单元)进行照射的内部照明标志(紧急出入口显示灯、道路标志等)等。
这些显示装置通常具有背光单元,所述背光单元用于将光从背面照射至成像单元。作为这类背光单元,以往使用荧光灯、冷阴极管等。
但是,在使用荧光灯或冷阴极管作为背光单元的情况下,很难将背光单元小型化,而且,还存在背光单元的使用寿命短等问题。
并且,由于上述背光单元中使用汞,因而有可能对环境造成影响,并且其处理繁琐。
因此,近年来,如上所述,已有提案提出了使用下述发光装置作为背光单元,所述发光装置中使用光源和对来自所述光源的光进行吸收并发出荧光的荧光物质。例如,已有提案提出将上述伪白色光源用作背光单元的技术,所述伪白色光源使用InGaN系的发光二极管和添加有铈的铝酸钇作为光源和发光物质。
并且,除此之外,还提出了将例如在专利文献1中提出的发光装置用作背光单元的提案。
专利文献1:特开2004-71726号公报
但是,在专利文献1的技术中,从物质A和物质B发出的光向四面八方发射,物质B发出的光中的大部分(大致一半)被物质A吸收,不能避免光通量的明显下降。因此,发光装置的发光效率低。
并且,如上所述,对于具有发出蓝色光的光源和吸收蓝色光并发出黄色光的物质的伪白色光源等的发光装置来说,虽然其发光效率高,但显色性不足。
而且,在使用有以往的发光装置的显示装置中,为了再现性良好地显示在成像单元中形成的图像的颜色(即,提高色彩再现性),优选用于背光的白色光为含有光的三原色的光。此处,光的三原色是指红色、蓝色以及绿色。根据这一观点,在使用了发出蓝色光的光源和发出黄色光的荧光物质的现有的发光装置中,红色和绿色的光较少,因此,色彩再现性不足。
并且,显示装置中使用专利文献1所记载的技术时,由于能够发射含有蓝色、绿色以及红色中的全部的白色光,因而在色彩再现性方面没有问题。但是,如上所述,从荧光物质发出的光(即,红色光和绿色光)向四面八方发射,绿色荧光物质所发出的光中的大部分被红色荧光物质吸收,光通量明显下降。因此,背光单元的发光效率降低,使用该背光单元的显示装置所消耗的能量也容易增大。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的,其目的在于提供一种发光装置,所述发光装置具有对光进行吸收并发出光的2种以上的发光物质,其发光效率和显色性得到提高;以及提供使用了该发光装置的照明、显示装置用背光单元以及显示装置;并且提供使用发光效率高的背光单元并且色彩再现性优异的显示装置。
本发明的发明人为解决上述课题进行潜心研究,结果得到如下的知识:在使用了2种以上的发光物质的发光装置中,一种发光物质所发出的光并不入射到包含另一种发光物质的区域中,从而使得一种发光物质所发出的光被另一种发光物质所吸收的量得到抑制,其结果,能够提高发光装置的发光效率和显色性。
并且,发明人根据上述知识发现,在使用背光型的显示装置中,若采用下述方式来形成发射白色光的背光单元,能够提高白色光的发光效率,并能提高显示装置的色彩再现性,从而完成了本发明;所述发射白色光的背光单元的构成中包括蓝色光源、绿色发光部以及红色发光部,并且上述绿色发光部和红色发光部分别有至少一部分独立地形成;所述蓝色光源发出蓝色光;所述绿色发光部具有被蓝色光激发而发光的绿色发光体,发出绿色光;所述红色发光部具有被蓝色光激发而发光的红色发光体,发出红色光。
即,本发明的发光装置的特征在于,其具有:光源;第一发光部,其含有至少1种发光物质,该第一发光部的发光物质被所述光源发出的光激发,发出包含波长长于所述光源发出的光的波长的长波长成分的光;第二发光部,其含有至少1种发光物质,该第二发光部中的发光物质被所述光源和所述第一发光部发出的光激发,发出包含波长长于所述第一发光部发出的光的波长的长波长成分的光;以及遮光部,其防止从所述第一发光部发出的光中的至少一部分入射到所述第二发光部(权利要求1)。由此使得第一发光部发出的光被第二发光部吸收得到抑制,其结果,能够同时提高发光装置的发光效率和显色性。
此时,优选所述遮光部反射从所述第一发光部发出的光中的至少一部分(权利要求2)。由此能够使第一发光部所发出的光得到有效使用,能够进一步提高发光装置的发光效率和显色性。
并且,本发明中的照明的特征在于,所述照明使用了上述的发光装置(权利要求3)。
而且,本发明中的显示装置用背光单元的特征在于,所述背光单元使用了上述的发光装置(权利要求4)。
此外,本发明中的显示装置的特征在于,所述显示装置使用了上述的发光装置(权利要求5)。
另外,本发明另一显示装置为具有背光单元以及成像单元的显示装置,所述背光单元发射背光;所述背光单元发射的所述背光照射到成像单元的背面侧,在成像单元的表面侧形成影像;所述显示装置的特征在于,所述背光单元具有:光源;第一发光部,其含有至少1种发光物质,该第一发光部中的发光物质被所述光源发出的光激发,发出包含波长长于所述光源发出的光的波长的长波长成分的光;以及第二发光部,该第二发光部中的至少一部分与所述第一发光部相独立地形成,其含有至少1种发光物质,其中的发光物质被所述光源和所述第一发光部发出的光激发,发出包含波长长于所述第一发光部发出的光的波长的长波长成分的光(权利要求6)。由此,能够同时提高显示装置的发光效率和色彩再现性。
并且,本发明的又一显示装置为具有背光单元以及成像单元的显示装置,所述背光单元发射白色光;所述背光单元发射的所述白色光照射到成像单元的背面侧,在成像单元的表面侧形成影像;所述显示装置的特征在于,所述背光单元具有:蓝色光源,其发出蓝色光;绿色发光部,其具有被上述蓝色光激发而发光的绿色发光体,发出绿色光;以及红色发光部,该红色发光部中的至少一部分与所述绿色发光部相独立的地形成,其具有被上述蓝色光激发而发光的红色发光体,发出红色光(权利要求7)。由此,能够同时提高显示装置的发光效率和色彩再现性。
此时,优选上述显示装置在所述背光单元和所述成像单元之间具有扩散板,所述扩散板用于扩散从所述背光单元发出的光(权利要求8)。
并且,优选上述显示装置具有导光板,所述导光板用于将来自所述背光单元的光导向至所述成像单元(权利要求9)。
根据本发明,能够得到发光效率和显色性均优异的发光装置。
并且,通过使用本发明的发光装置,能够得到发光效率和显色性优异的照明、显示装置用背光单元以及显示装置。
而且,利用本发明的显示装置,能够同时提高显示装置的发光效率和色彩再现性。
附图说明
图1(a)、图1(b)是示意性示出作为本发明第一实施方式的发光装置的主要部分的图,图1(a)是其剖面图,图1(b)是其立体分解图。
图2(a)、图2(b)是示意性示出作为本发明第二实施方式的发光装置的主要部分的图,图2(a)是其剖面图,图2(b)是其立体分解图。
图3是为了说明使用了本发明的发光装置的背光单元的一例而示意性地示出显示器的主要部分的剖面图。
图4是用于说明作为本发明第三实施方式的显示装置的概要的立体分解示意图。
图5是本发明第三实施方式的背光单元的平面示意图。
图6是用于说明本发明第三实施方式的背光单元的主要部分的剖面示意图。
图7是说明在本发明第三实施方式的显示装置中作为由蓝色光和绿色光合成而得的光的色度坐标而优选的范围的色度图。
图8是用于说明本发明第三实施方式的变形例中的背光单元的主要部分的剖面示意图。
图9是示意性地示出本发明第三实施方式的变形例中的背光单元中使用了表面安装型框架的发光部的结构的一例的剖面图。
图10是示意性地示出作为本发明第三实施方式的变形例的使用了导光板的显示装置的结构的剖面图。
图11是用于说明本发明的实施例1~4中的白色光的合成方法的色度图。
图12是示出本发明的实施例1中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图13是示出本发明的实施例2中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图14是示出本发明的实施例3中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图15是示出本发明的实施例4中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图16是用于说明本发明的实施例5~7中的白色光的合成方法的色度图。
图17是示出本发明的实施例5中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图18是示出本发明的实施例6中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图19是示出本发明的实施例7中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图20是用于说明本发明的实施例8~11中的白色光的合成方法的色度图。
图21是示出本发明的实施例8中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图22是示出本发明的实施例9中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图23是示出本发明的实施例10中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图24是示出本发明的实施例11中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图25是用于说明本发明的实施例12~14中的白色光的合成方法的色度图。
图26是示出本发明的实施例12中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图27是示出本发明的实施例13中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
图28是示出本发明的实施例14中计算出的、相对于白色光的波长的发光强度分布的曲线图。
具体实施方式
下面举出示例详细说明本发明,但本发明并不限于下面的示例等,在不脱离本发明宗旨的范围内,可任意进行变形来实施。
[I.对发光装置的说明]
[I-1.发光装置的概要]
本发明的发光装置具有光源、第一发光部、第二发光部以及遮光部,将所述发光装置构成为朝向要发射光的方向(下面适当称为“规定方向”)发出光。并且,发光装置通常具备框架,所述框架作为基部用于支承光源、第一发光部、第二发光部以及遮光部。
[I-1-1.框架]
框架是用于支承光源、第一发光部、第二发光部以及遮光部的基部,框架的形状和材质等为任意的。
作为框架形状的具体例,可以根据框架的用途,形成为板状、杯状等合适的形状。并且,所示例的形状当中,杯状的框架可以在光的射出方向上具有指向性,能够有效利用发光装置发射的光,所以优选。
并且,作为框架材质的具体例,可以根据用途适当使用金属、合金、玻璃、碳、陶瓷等无机材料以及合成树脂等有机材料等。
而且,优选在框架的材料中使用散热性良好的材料。例如,优选使用热传导性高的材料。通常,光源在使用中发热,但框架由散热性良好的材料形成时,即使在使用中产生热量,也能够稳定地持续使用。
而且,优选在框架的材料中使用绝缘性材料。
并且,在框架的表面中,对于从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光所照射到的框架的表面,优选其能够使所照射的光的成分中的至少某一成分的反射率得到提高,特别地,进一步优选其能够提高整个可见光区域的光的反射率。因此,优选至少光所照射到的表面利用反射率高的材料形成。作为具体例,可以举出以含有玻璃纤维、氧化铝粉末、氧化钛粉末等具有高反射率的物质的材料(注射成型用树脂等)来形成整个框架或框架的表面。
并且,提高框架表面的反射率的具体方法为任意的,除了如上所述选择框架自身的材料之外,例如还可以利用诸如银、铂、铝等具有高反射率的金属或合金进行镀覆或蒸镀处理,由此提高光的反射率。
另外,提高反射率的部分可以是整个框架,也可以是框架的一部分,但通常优选提高从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光所照射到的部分的整个表面的反射率。
而且,通常在框架上设置用于向光源供电的电极。
[I-1-2.光源]
光源用于发出第一发光部和第二发光部内含有的发光物质的激发光,并且,也发出发光装置所发射的光的一个成分。即,从光源所发出的光中的一部分作为激发光被第一发光部和第二发光部内的发光物质吸收,并且,另一部分从发光装置朝向规定方向发射。
光源的种类为任意的,可根据发光装置的用途、结构,选择合适的光源。作为光源的例子,可以举出发光二极管(下面适当称为“LED”)、端面发光型或面发光型的激光二极管、电致发光元件等,通常优选低成本的LED。
并且,光源发出的光的发光波长也为任意的,根据希望发光装置所发射的光来使用发出合适的发光波长的光的光源即可。例如,使发光装置发射白色光的情况下,光源发出的光的发光波长通常为370nm以上,优选为380nm以上,并且,通常为500nm以下,优选为480nm以下。
作为光源的具体例,可以举出使用了InGaN系、GaAlN系、InGaAlN系、ZnSeS系半导体等的LED等,所述半导体是利用MOCVD法等方法在碳化硅、刚玉、氮化镓等的基板上进行晶体成长而成的。
另外,光源可以单独使用1个,也可以并用2个以上的光源。而且,光源可以仅使用一种,也可以并用2种以上的光源。特别是为了提高发光装置的显色性,优选在第一发光部和第二发光部分别设置光源。
并且,当未在第一发光部和第二发光部分别设置光源,而在第一发光部和第二发光部设置共用光源的情况下,优选使第一发光部比第二发光部更靠近光源。即,优选光源与第一发光部最接近的部分彼此之间的距离小于光源与第二发光部最接近的部分彼此之间的最短距离。
例如,在第一发光部和第二发光部之间设置遮光部以使仅有部分光被遮蔽的情况下,若光源设置在相比于第一发光部更靠近第二发光部的位置,来自光源的光首先入射到第二发光部。此时,第二发光部将来自光源的光作为激发光而发出光,但第一发光部不能将来自第二发光部的光作为激发光使用,所以应由第一发光部发出的光的强度不足,或第二发光部发出的光过强,发光装置发射的光的成分偏离作为目标的值,显色性有可能下降。相对于此,若将第一发光部设置在比第二发光部靠近光源的位置,从光源发出的光首先入射到第一发光部。由此,将来自光源的光作为激发光,首先由第一发光部发光,所以能够顺利地进行第一和第二发光部的发光。因此,从发光装置发射的光的颜色的偏差减小,能够进一步提高显色性。
并且,即使将第一发光部配置在比第二发光部更靠近光源的位置的情况下,从光源发出并分别入射到第一发光部和第二发光部的光的强度还与第一发光部和第二发光部的各自的受光面的面积等相关。因此,优选将光源到第一发光部和第二发光部各自的距离、各发光部的受光面的面积设定为使得第一发光部受光的强度大于第二发光部受光的强度。
而且,将光源安装于框架时,其具体方法为任意的,例如可以使用焊料进行安装。焊料的种类为任意的,例如可以使用AuSn、AgSn等。并且,使用焊料的情况下,可通过焊料由形成于框架的电极进行供电。特别是将散热性重要的大电流型的LED、激光二极管等用作光源的情况下,焊料发挥优异的散热性,因而在设置光源时使用焊料非常有效。
此外,利用焊料以外的手段将光源安装到框架的情况下,例如还可以使用环氧树脂、酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等粘合剂。该情况下,使用在粘合剂中混合了银粒子、碳粒子等导电性填料并形成为糊状的材料,从而能够像使用焊料的情况那样使粘合剂通电来向光源进行供电。而且,若混合这些导电性填料,则散热性也有所提高,所以优选。
进一步,向光源进行供电的方法也为任意的,除了使上述的焊料、粘合剂通电之外,还可以利用引线接合(wire bonding)将光源和电极连线来进行供电。此时使用的引线没有限制,材料、尺寸等为任意的。例如,作为引线的材料,可以使用金、铝等金属,并且,引线的粗度通常可以为20μm~40μm,但引线不限于此。
并且,作为向光源供电的其它方法的例子,可以举出通过使用了凸块的倒装芯片(flip-chip)的安装向光源供电的方法。
[I-1-3.第一发光部和第二发光部]
第一发光部被光源发出的光激发,其通过含有至少一种发光物质来形成,所述发光物质发出包含长波长成分的光,该长波长成分的波长长于光源所发出的光的波长。该第一发光部的形成没有特别限制,并且其可以单独设置在1个位置,也可以分开设置在2个以上的位置。另外,对于第一发光部中使用的发光物质,将在后面详细叙述。
在第一发光部中,接受从光源发出的光,由此,发光物质将所接受的光作为激发光而发光。发出的光作为发光装置发射的光的一个成分发射到发光装置外部。其中,当遮光部仅遮蔽从第一发光部向第二发光部射出的光的一部分的情况下,来自第一发光部的光的一部分成为第二发光部的发光物质的激发光。
另一方面,第二发光部被光源发出的光和第一发光部发出的光激发,其通过含有至少一种发光物质来形成,所述发光物质发出包含长波长成分的光,所述长波长成分的波长长于第一发光部发出的光的波长。该第二发光部的形状没有特别限制,并且,可以单独设置在1个位置,也可以分开设置在2个以上的位置。另外,对于第二发光部中使用的发光物质,将在后面详细叙述。
在第二发光部中,接受从光源发出的光发出的光,由此,发光物质将所接受的光作为激发光而发光。并且,从第一发光部发出的光入射到第二发光部的情况下,在第二发光部中,发光物质还将来自该第一发光部的入射光作为激发光而发光。发出的光作为发光装置发射的光的一个成分发射到发光装置外部。
并且,优选上述第一发光部和第二发光部均在光射出面向外部开放。此处,光射出面是指,发光装置朝向规定方向发射光的面。因此,从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光从该光射出面朝向规定方向发射。另外,光射出面的形状为任意的,可以根据其用途,形成为平面、曲面、凹凸面等合适的形状。并且,从发光装置发射的光向多个方向发射的情况或在规定的角度范围发射成发射状的情况下,通常在规定方向上发射最强的光。
此外,第一发光部和第二发光部开放是指,从第一、第二发光部朝向规定方向发射的光不被其它部件遮蔽地发射。更具体地说,从第一发光部朝向规定方向发射的光,不会被光源、遮光部、第二发光部以及(发光装置具有框架的情况下)框架遮蔽,而向发光装置的外部发射,并且,从第二发光部向规定方向发射的光不会被光源、遮光部、第一发光部以及(发光装置具有框架的情况下)框架遮蔽,而向发光装置的外部发射。另外,在光射出面上形成保护层,或在发光装置上安装外罩,使得从第一、第二发光部发射的光通过其它部件发射到发光装置外部的情况下,只要发射的光能够透过保护层、外罩等其它部件,则第一、第二发光部也视为开放。
如上所述使第一发光部和第二发光部在光射出面开放的情况下,能够减少(或消除)由于第一发光部发出的光和从第二发光部发出的光分别被其它发光物质吸收、或被其它部件遮蔽而使其强度减弱的程度。因此,能够提高发光装置的发光效率,并且,能够减小从发光装置发出的光的成分的偏差,提高发光装置的显色性。并且,能够使用蓝色光、红色光以及绿色光也即光的三原色,从发光装置发射光,因此,通过适当选择光源、第一发光部以及第二发光部,能够使本发明的发光装置的色彩再现性非常优异。
[I-1-4.遮光部]
遮光部用于防止从第一发光部发出的光入射到第二发光部。该遮光部只要能够防止从第一发光部发出的光中的至少一部分入射到第二发光部即可,通常防止从第一发光部发出的光入射到第二发光部只要达到下述程度即可,该程度为从发光装置朝向规定方向发射的光能够发挥在实际应用上足够耐用高的发光效率和显色性的程度。进一步,可优选使得从第一发光部发出的光全部未入射到第二发光部。由此,能够防止从第一发光部发出的光被作为第二发光部的激发光所消耗,所以能够抑制第一发光部发出的光的强度下降,能够共同提高发光装置的发光效率和显色性。
并且,此时,优选将遮光部形成为能够反射从第一发光部发出的光中的至少一部分。而且,更优选将其形成为能够反射从第一发光部发出并照射到遮光部的全部光。由此,能够有效使用从第一发光部发出的光,能够进一步提高发光装置的发光效率和显色性。
与此相关,优选将遮光部形成为还能够反射从第二发光部发出的光的至少一部分,更优选形成为能够反射从第二发光部发出并照射到遮光部的全部光。由此,能够有效使用从第二发光部发出的光,能够进一步提高发光装置的发光效率和显色性。
此外,优选将遮光部形成为还能够反射从光源发出的光的至少一部分,更优选形成为能够反射从光源发出并照射到遮光部的全部光。由此,也能够有效使用从光源发出的光,能够进一步提高发光装置的发光效率和显色性。
具体地说,优选遮光部的表面的至少一部分能够提高所照射的光的成分(即,光源、第一发光部以及第二发光部的任意一个发出的光)中的至少任意一个成分的反射率,特别更优选提高整个可见光区域的光的反射率。因此,优选与框架同样地,至少光所照射的表面利用反射率高的材料形成。作为具体例,可以举出以含有玻璃纤维、氧化铝粉末、氧化钛粉末等具有高反射率的物质的材料(注射成型用树脂等)形成整个遮光部或遮光部的表面。
并且,提高遮光部表面的反射率的具体方法为任意的,除了如上所述选择遮光部本身的材料之外,例如还可以利用银、铂、铝等具有高反射率的金属或合金进行镀覆处理,由此也能够提高光的反射率。
另外,提高反射率的部分既可以是整个遮光部也可以是遮光部的一部分,通常,优选使得从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光所照射的部分的整个表面的反射率得到提高。
并且,遮光部的形状只要能够防止从第一发光部发出的光的至少一部分入射到第二发光部即可,没有其它限制,可以形成为任意的形状。例如,可以形成为将第一发光部和第二发光部之间隔开的板状、网状、筛网状等的部件。而且,遮光部可以与框架形成为一体,也可以独立形成。其中,通常优选根据第一发光部和第二发光部的发光强度,对遮光部的位置进行设定以使得发光装置发出作为目标的光。
并且,从发光装置易于制造的方面考虑,优选在框架上设置多个凹部(杯状的凹槽等),在每个凹部内设置光源以及第一发光部或第二发光部。另外,该情况下,隔开各凹部的框架的壁部起到遮光部的作用。在第三实施方式中详细叙述使用了该形态的显示装置。
而且,遮光部的材质只要能够防止从第一发光部发出的光的至少一部分入射到第二发光部即可,没有其它限制,可以以任意的材质来形成。例如,可以根据用途,使用金属、合金、玻璃等无机材料;合成树脂、碳等有机材料等合适的材料。其中,通常优选所述材料如上所述反射第一发光部和第二发光部发出的光、且不吸收第一发光部和第二发光部发出的光。
在本发明的发光装置中,在第一发光部和第二发光部之间设置遮光部,由此防止从第一发光部发出的光入射到第二发光部。因而能够提高本发明的发光装置的发光效率和显色性。下面,详细叙述其结构。
以往,从第一发光部发出的光的一部分朝向第二发光部发出时,从第一发光部发出的光入射到第二发光部,在第二发光部中,发光物质将来自第一发光部的光作为激发光吸收。由此,从第一发光部发出的光在第二发光部被消耗。因此,应向发光装置外发射的来自第一发光部的光的强度下降,从发光装置发射的光的光通量减少,发光效率下降。并且,从第一发光部发出的光在第二发光部被消耗,由此使得从发光装置发射的光的成分发生失衡,发光装置的色彩再现性下降。
而且,将从发光装置发出的光的颜色作为目标颜色的情况下,在如专利文献1所述的结构中,为补充被第二发光部吸收的来自第一发光部的光,需要增加第一发光部的发光物质相对于第二发光部的发光物质的比例。但是,从发光装置发射的光的显色性取决于所使用的发光物质的种类和使用比例,所以在如专利文献1所述结构的发光装置中,发光物质的使用比例偏离最佳值较远,所以光的显色性也容易下降。
相对于此,在本发明的发光装置中,遮光部防止从第一发光部发出的光入射到第二发光部,所以能够抑制由于来自第一发光部的光被第二发光部吸收而产生的强度减弱。因此,与以往相比,能够提高发光装置的发光效率。
此外,由于可以抑制第二发光部吸收从第一发光部发出的光而出现的发光,所以能减小从发光装置发出的光成分的偏差,提高发光装置的显色性。其结果,能够改善发光装置的显色性和色彩再现性。
另外,构成发光装置的各部件的配置、尺寸、形状等可以任意设定,只要能够向第一发光部和第二发光部提供某种激发光(主要是来自光源的光),而且,能够使从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光向发光装置外发射即可。
例如,第一发光部、第二发光部、光源以及框架可以按照间隔开距离的方式进行配置,以使相互之间存在空隙。作为具体例,可以使第一发光部和第二发光部之间具有空隙。并且,也可以使第一发光部和第二发光部的一方或双方与光源之间存在空隙。进一步,还可以使第一发光部和第二发光部的一方或双方与遮光部之间存在空隙。
而且,当第一发光部和第二发光部之间、第一发光部和第二发光部的一方或双方与光源之间具有距离以使其不相互接触时,还可以在两者之间设置其它部件。此时,作为其它部件的材料,若使用玻璃、环氧树脂、硅树脂等树脂等能透过所希望的光的材料,则能够提高光通量,所以理想。作为具体例,只要在光源的全部外周利用透明树脂形成保护层,则无论光源与第一发光部和第二发光部之间是否间隔有距离,均能够将来自光源的光在保持为高光通量的状态下可靠地作为激发光提供给第一发光部和第二发光部,所以可以保护光源,且不会降低发光装置发射的光的强度。
并且,如上所述,第一发光部和第二发光部的大小可以不同。
此外,本发明的发光装置中,还可以具备上述的光源、第一发光部、第二发光部以及框架以外的部件。
例如,可以具备用于保护发光装置本身的外罩。
并且,还可以具备例如用于改变从发光装置发射的光的方向的面镜、棱镜、透镜、光纤等导光部件。
而且,还可以具备用于发散发光装置的发热的散热板等。
此外,例如,为了使从发光装置发射的光中的各成分发生扩散、防止视觉上的光的色斑等,还可以在发光装置的光射出面的外侧设置光扩散层等。
[I-2.发光部的组成]
本发明的发光装置中使用的发光物质只要能够吸收激发光、并发出包含波长长于所吸收的激发光的波长的长波长成分的光即可,没有其它限制。并且,使用发光物质形成第一发光部和第二发光部时,通常将发光物质与粘合剂混合使用。
[I-2-1.发光物质]
发光物质可以根据发光装置的用途适当选择公知的物质。发光本身可以是荧光、磷光等任意机制所发出的光,没有限制。并且,在第一发光部和第二发光部中,发光物质分别可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。其中,第一发光部中使用的发光物质选择下述物质:其被光源发出的光激发,且发出包含波长长于光源发出的光的波长的长波长成分的光,第二发光部中使用的发光物质选择下述物质:其被光源和第一发光部发出的光激发,且发出包含波长长于第一发光部发出的光的波长的长波长成分的光。
发光物质优选为吸收下述波长的光作为激发光的物质,所述波长通常为350nm以上、优选为400nm以上、更优选为430nm以上、并且通常为600nm以下、优选为570nm以下、更优选为550nm以下。
并且,发光物质优选所发出光的波长通常为400nm以上、优选为450nm以上、更优选为500nm以上、并且通常为750nm以下、优选为700nm以下、更优选为670nm以下的物质。
其中,对于第一发光部中使用的发光物质,优选为吸收下述波长的光作为激发光的物质,所述波长通常为350nm以上、优选为400nm以上、更优选为430nm以上、并且通常为520nm以下、优选为500nm以下、更优选为480nm以下。
并且,第一发光部中使用的发光物质优选所发出光的波长通常为400nm以上、优选为450nm以上、更优选为500nm以上、并且通常为600nm以下、优选为570nm以下、更优选为550nm以下的物质。
另一方面,对于第二发光部中使用的发光物质,优选为吸收下述波长的光作为激发光的物质,所述波长通常为400nm以上、优选为450nm以上、更优选为500nm以上、并且通常为600nm以下、优选为570nm以下、更优选为550nm以下。
并且,第二发光部中使用的发光物质优选所发出光的波长通常为550nm以上、优选为580nm以上、更优选为600nm以上、并且通常为750nm以下、优选为700nm以下、更优选为670nm以下的物质。
此外,发光物质优选使用发光效率通常为40%以上、优选为45%以上、更优选为50%以上、进一步优选为55%以上、最优选为60%以上的物质。此处所示的发光效率是用量子吸收效率和内部量子效率的乘积表示的值。
下面,按每个发光部举例说明在本发明的发光装置中使用的优选的发光物质。但是,发光物质不限于下面的示例物,并且,对于所示例的各个发光物质,分别可在本发明宗旨的范围内任意选择用在第一发光部和第二发光部的哪一个中。
(第一发光部的发光物质的优选例)
(第一发光部的第一例)
在第一发光部的发光物质中,作为优选的发光物质的第一例,可以举出由下述式(1)表示的荧光体。
M1 aM2 bM3 cOd      ...式(1)
在上述式(1)中,M1表示2价金属元素,M2表示3价金属元素,M3表示4价金属元素,a、b、c以及d分别表示下述范围的数。
2.7≤a≤3.3
1.8≤b≤2.2
2.7≤c≤3.3
11.0≤d≤13.0
上述式(1)中的M1为2价金属元素,但从发光效率等方面考虑,优选为选自由Mg、Ca、Zn、Sr、Cd以及Ba组成的组中的至少一种金属元素,更优选为Mg、Ca或Zn,特别优选为Ca。该情况下,Ca可以为单一体系,也可以为与Mg的复合体系。基本上,优选M1含有上述中作为优选的元素,但在不损害性能的范围内,还可以含有其它2价金属元素。
并且,上述式(1)中的M2为3价金属元素,但从与M1相同的方面考虑,优选为选自由Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd以及Lu组成的组中的至少一种金属元素,更优选为Al、Sc、Y或Lu,特别优选为Sc。该情况下,Sc可以为单一体系,也可以为与Y或Lu的复合体系。基本上,优选M2含有上述中作为优选的元素,但在不损害性能的范围内,还可以含有其它3价金属元素。
另外,上述式(1)中的M3为4价金属元素,但从与M1、M2相同的方面考虑,优选至少含有Si。而且,优选M3所表示的4价金属元素中,Si的含量通常为50mol%以上,优选为70mol%以上,更优选为80mol%以上,特别优选为90mol%以上。
在上述式(1)中,作为Si以外的4价金属元素M3的具体例,优选为选自由Ti、Ge、Zr、Sn以及Hf组成的组中的至少一种金属元素,更优选为选自由Ti、Zr、Sn以及Hf组成的组中的至少一种金属元素,特别优选为Sn。特别优选M3为Si。基本上,优选M3含有上述中作为优选的元素,但在不损害性能的范围内,还可以含有其它4价金属元素。
另外,本说明书中,不损害性能的范围内的含量是指,相对于上述M1、M2、M3中的每一个的含量通常为10mol%以下,优选为5mol%以下,更优选为1mol%以下。
并且,上述荧光体的晶体结构通常为石榴石晶体结构,其通常为上述式(1)中的a为3、b为2、c为3、d为12的体心立方点阵的晶体。其中,此处,发光中心离子的元素取代M1、M2、M3中的任意金属元素的晶格的位置,或配置在晶格间的缝隙中等,因而其不满足上述式(1)中a为3、b为2、c为3、d为12的情况也是可能的。因此,a、b、c、d分别优选为2.7≤a≤3.3、1.8≤b≤2.2、2.7≤c≤3.3、11.0≤d≤13.0的范围的数。
并且,作为该晶体结构的化合物母体内含有的发光中心离子,至少含有Ce,为了微调发光特性,还可以含有选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm以及Yb组成的组中的1种以上的2价~4价元素。特别地,优选含有选自由Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sm、Eu、Tb、Dy以及Yb组成的组中的1种以上的2价~4价元素,特别优选使用2价Mn、2价~3价的Eu、或3价Tb。
该荧光体通常由波长为420nm~480nm范围的光所激发。发光光谱在500nm~510nm处具有峰值,具有450nm~650nm的波长成分。
另外,此处,作为上述荧光体的具体例,可以举出Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce等。
(第一发光部的第二例)
作为第一发光部中使用的优选发光物质的第二例,可以举出由下述式(2)表示的荧光体。
M1 aM2 bM3 cOd      ...式(2)
在上述式(2)中,M1表示至少含有Ce的活化剂元素,M2表示2价金属元素,M3表示3价金属元素,a、b、c以及d分别表示下述范围的数。
0.0001≤a≤0.2
0.8≤b≤1.2
1.6≤c≤2.4
3.2≤d≤4.8
上述式(2)中,M1为后述的晶体母体中所含有的活化剂元素,其至少含有Ce。并且,出于蓄光性、色度调整、增感等目的,M1可以含有选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm以及Yb组成的组中的至少一种2价~4价元素。
在上述式(2)中,表示活化剂元素M1的含量的值a为0.0001≤a≤0.2。若a值过小,则荧光体的晶体母体中所存在的发光中心离子过少,发光强度有减小的趋势。另一方面,若a值过大,则因浓度消光,发光强度有减小的趋势。因此,从发光强度的方面考虑,a优选为0.0005以上,更优选为0.002以上,并且,优选为0.1以下,更优选为0.04以下。并且,随着Ce含量增高,发光峰值波长向长波长侧移动,视感度高的绿色发光量相对增加,所以从发光强度和发光峰值波长的平衡方面考虑,a通常为0.004以上,优选为0.008以上,更优选为0.02以上,并且,通常为0.15以下,优选为0.1以下,更优选为0.08以下。
并且,上述式(2)中,M2为2价金属元素,但从发光效率等方面考虑,M2优选为选自由Mg、Ca、Zn、Sr、Cd以及Ba组成的组中的至少一种金属元素,更优选为Mg、Ca或Sr,特别优选M2元素的50mol%以上为Ca。
此外,上述式(2)中,M3为3价金属元素,但从与M2相同的方面考虑,优选为选自由Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd、Yb以及Lu组成的组中的至少一种金属元素,更优选为Al、Sc、Yb或Lu,进一步优选为Sc、或为Sc和Al、或为Sc和Lu,特别优选M3元素的50mol%以上为Sc。
荧光体的母体晶体通常为含有2价金属元素M2、3价金属元素M3和氧且以组成式M2M3 2O4表示的晶体,所以化学组成比一般是上述式(2)中的b为1、c为2、d为4。其中,此处,作为活化剂元素的Ce取代M2或M3中的任意一个金属元素的晶格的位置,或配置在晶格间的缝隙中等,因而其不满足上述式(2)中b为1、c为2、d为4的情况也是可能的。
因此,上述式(2)中,b优选通常为0.8以上、优选为0.9以上、并且通常为1.2以下、优选为1.1以下的数。此外,c优选通常为1.6以上、优选为1.8以上、并且通常为2.4以下、优选为2.2以下的数。另外,d优选通常为3.2以上、优选为3.6以上、并且通常为4.8以下、优选为4.4以下的数。
并且,上述式(2)中,M2和M3分别表示2价和3价的金属元素,但只要在发光特性、晶体结构等中没有本质的不同,M2和/或M3的各自一部分可以为1价、4价、5价的任意价数的金属元素,可调整电荷平衡等,而且,还可以在化合物中含有微量的阴离子,例如卤素(F、Cl、Br、I)、氮、硫、硒等。
该荧光体被波长为420nm~480nm范围的光激发,特别是440nm~470nm的光最有效。发光光谱在490nm~550nm处具有峰值,具有450nm~700nm的波长成分。
(第一发光部的其它例子)
作为第一发光部中使用的优选发光物质的其它例子,可以举出Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Ba,Ca,Sr)MgAl10O17:Eu、(Ba,Mg,Ca,Sr)5(PO)4Cl:Eu、(Ba,Ca,Sr)3MgSi2O8:Eu等在400nm~500nm处具有发光峰值的物质;(Ba,Ca,Sr)MgAl10O17:Eu,Mn、(Ba,Ca,Sr)Al2O4:Eu、(Ba,Ca,Sr)Al2O4:Eu,Mn、(Ca,Sr)Al2O4:Eu、以通式CaxSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n:Eu(其中,0.3<x<1.5,0.6<m<3,0≤n<1.5)表示的经Eu活化的α硅铝氧氮陶瓷(α-sialon)等在波长500nm~600nm处具有发光峰值的物质,但不限于此。
并且,上述的荧光体可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。
其中,在所示例的荧光体之中,具有石榴石晶体结构的荧光体不易产生由热、光以及水所致的劣化,所以优选。作为这类具有石榴石晶体结构的荧光体的具体例,可以举出作为发出绿色光的荧光体的第一例示出的荧光体以及Y3(Al,Ga)5O12:Ce。
(第二发光部的发光物质的优选例)
(第二发光部的第一例)
在第二发光部的发光物质中,作为优选的发光物质的第一例,可以举出由下述式(3)表示的荧光体。
MaAbDcEdXe     ...式(3)
上述式(3)中,M表示包含选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb组成的组中的1种或2种以上的元素且至少含有Eu,A表示选自由M元素以外的2价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,D表示选自由4价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,E表示选自由3价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,X表示选自由O、N、F组成的组中的1种或2种以上的元素。
并且,上述式(3)中,a、b、c、d、e分别为下述范围的数。
0.00001≤a≤0.1
a+b=1
0.5≤c≤4
0.5≤d≤8
0.8×(2/3+4/3×c+d)≤e
e≤1.2×(2/3+4/3×c+d)
上述式(3)中,M为至少含有Eu的选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb组成的组中的1种或2种以上的元素,其中优选为选自由Mn、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Yb组成的组中的1种或2种以上的元素,更优选为Eu。
并且,上述式(3)中,A是选自由M元素之外的2价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,其中优选为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的1种或2种以上的元素,更优选为Ca或Ca与Sr的复合体系。
而且,上述式(3)中,D是选自由4价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,其中优选为选自由Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hf组成的组中的1种或2种以上的元素,更优选为Si。
此外,上述式(3)中,E是选自由3价金属元素组成的组中的1种或2种以上的元素,其中优选为选自由B、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd、Lu组成的组中的1种或2种以上的元素,更优选为Al。
进一步,上述式(3)中,X是选自由O、N、F组成的组中的1种或2种以上的元素,其中优选含有N或含有N和O。
并且,上述式(3)中,a表示成为发光中心的元素M的含量,荧光体中的M与(M+A)的原子数之比a{其中,a=(M的原子数)/(M的原子数+A的原子数)}为0.00001~0.1。若a值小于0.00001,则成为发光中心的M的数量少,所以发光亮度有可能下降。若a值大于0.1,则M离子间的干扰引起浓度消光,亮度有可能下降。其中,M为Eu时,从发光亮度增高的方面考虑,优选a值为0.002~0.03。
而且,上述式(3)中,c表示Si等D元素的含量,是以0.5≤c≤4表示的量。优选0.5≤c≤1.8,更优选c=1。c小于0.5时和大于4时,发光亮度有可能下降。并且,在0.5≤c≤1.8的范围内,发光亮度高,其中c=1时发光亮度特别高。
此外,上述式(3)中,d表示Al等E元素的含量,是以0.5≤d≤8表示的量。优选0.5≤d≤1.8,更优选d=1。d值小于0.5时和大于8时,发光亮度有可能下降。并且,在0.5≤d≤1.8的范围内,发光亮度高,其中d=1时发光亮度特别高。
进一步,上述式(3)中,e表示N等X元素的含量,是以0.8×{(2/3)+(4/3)×c+d}~1.2×{(2/3)+(4/3)×c+d}表示的量。更优选e=3。e值在上述范围外时,发光亮度有可能下降。
在以上的组成之中,发光亮度高的优选组成为,至少M元素中含有Eu、A元素中含有Ca、D元素中含有Si、E元素中含有Al、X元素中含有N。其中,优选M元素为Eu、A元素为Ca、D元素为Si、E元素为Al、X元素为N或N与O的混合物的无机化合物。
该荧光体被波长为至少580nm以下的光激发,特别是在400nm~550nm的波长范围效率最高,所以良好地吸收第一发光部发出的光。发光光谱在580nm~720nm的波长范围内具有峰值。
(第二发光部的第二例)
在第二发光部的发光物质中,作为优选的发光物质的第二例,可以举出由下述式(4)表示的荧光体。
EuaCabSrcMdSe      ...式(4)
上述式(4)中,M表示选自由Ba、Mg、Zn组成的组中的至少1种元素,a、b、c、d、e分别为下述范围的数。
0.0002≤a≤0.02
0.3≤b≤0.9998
0≤d≤0.1
a+b+c+d=1
0.9≤e≤1.1
从热稳定性的方面考虑,对于上述式(4)中的a的优选范围而言,通常为0.0002以上,优选为0.0004以上,并且通常为0.02以下。
并且,从温度特性方面考虑,对于上述式(4)中的a的优选范围而言,通常为0.0004以上,并且,通常为0.01以下,优选为0.007以下,更优选为0.005以下,进一步优选为0.004以下。
此外,从发光强度方面考虑,对于上述式(4)中的a的优选范围而言,通常为0.0004以上,优选为0.001以上,并且,通常为0.02以下,优选为0.008以下。若发光中心离子Eu2+的含量小于所述范围,则具有发光强度减小的趋势,另一方面,大于所述范围时,因被称为浓度消光的现象而仍具有发光强度减小的趋势。
对于兼备热稳定性、温度特性、发光强度的上述式(4)中的a的优选范围而言,通常为0.0004以上,优选为0.001以上,并且通常为0.004以下。
而且,上述式(4)的基本晶体EuaCabSrcMdSe中,Eu、Ca、Sr或M所占的阳离子位点和S所占的阴离子位点的摩尔比为1比1,但即使发生一些阳离子缺损或阴离子缺损的情况,也不会对本目的的荧光性能带来很大的影响,所以能够在S所占的阴离子位点的摩尔比e在0.9~1.1的范围内使用的上述式(4)的基本晶体。
上述式(4)的荧光体中,以选自Ba、Mg、Zn中的至少1种元素表示的M对于本发明来说并不是必须的元素,但即使在上述式(4)的化学物质中含有摩尔比d为0≤d≤0.1的比例的M,也能够完成本发明的目的。
此外,即使在上述式(4)的化学物质中含有1%以下量的杂质(即Eu、Ca、Sr、Ba、Zn、S以外的元素),在使用上也不会产生问题。
该荧光体被600nm以下的光激发,特别是在400nm~550nm效率最高,因而还良好地吸收第一发光部发出的光。发光光谱在620nm~680nm处具有峰值。
(第二发光部的其它例)
作为第二发光部中使用的优选的发光物质的其它例子,只要发光波长为550nm~750nm且长于第一发光部的发光波长即可,例如,可以使用以通式CaxSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n:Eu(其中,0.3<x<1.5,0.6<m<3,0≤n<1.5)所表示的经Eu活化的α硅铝氧氮陶瓷、Ca2Si5N8:Eu、CaSi7N10:Eu、发出荧光的铕配位化合物等。
并且,上述荧光体可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。
(发光物质的粒径等)
发光物质通常以粒状使用。此时,发光物质粒子的粒径通常为150μm以下,优选为50μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为10μm以下,最优选为5μm以下。若超过该范围,则发光装置的发光色的偏差增大,并且,在混合发光物质和密封材料的情况下,有可能难以均匀地涂布发光物质。并且,该粒径通常为0.001μm以上,优选为0.01μm以上,更优选为0.1μm以上,进一步优选为1μm以上,最优选为2μm以上。若低于该范围,则发光效率降低。
并且,第二发光部的发光物质与第一发光部的发光物质的体积比为任意的,通常为0.05以上,优选为0.1以上,更优选为0.2以上,并且,通常为1以下,优选为0.8以下,更优选为0.5以下。该体积比过大或过小都难以得到理想的白色发光。
另外,以不使用粘合剂的方式形成第一发光部和第二发光部的情况下,例如可以通过烧制发光物质来制作烧制体,并将该烧制体直接用于第一发光部、第二发光部。另外也可以例如以发光物质制作玻璃、或使用对发光物质的单晶体进行加工而得到的物质,从而能够以不使用粘合剂的方式制作第一发光部、第二发光部。另外,即使在不使用粘合剂的情况下,也可以在第一发光部、第二发光部中共存有添加剂等其它成分。
此外,在第二发光部中混合有下述发光物质、粘合剂以及其它成分,该发光物质被光源和第一发光部发出的光激发,发出包含波长长于第一发光部发出的光的波长的长波长成分,除此之外,该第二发光部中还可以混合第一发光部的发光物质。其中,为了得到更大的光通量,优选第二发光部中含有的第一发光部的发光物质的浓度较小,更优选第二发光部中不含第一发光部的发光物质。
另一方面,通常第一发光部中不含第二发光部的发光物质,但在第一发光部中也可以含有第二发光部的发光物质,只要其含量不至于使第一发光部发出的光的光通量减小即可,通常优选为40体积%以下,更优选完全不含第二发光部的发光物质。即,应按照如下方式选择各发光部中的发光物质:即使存在利用第一发光部发出的光激发第二发光部的发光物质的情况,第二发光部的发光物质也不会过度吸收第一发光部中的第一发光部的发光物质发出的光。
[I-2-2.粘合剂]
如上所述,第一发光部和第二发光部中除了发光物质之外有时还含有粘合剂。粘合剂通常用于使粉末状或粒子状的发光物质发生聚集或使其附着到框架上。对于本发明的发光装置中使用的粘合剂没有限制,可以任意使用公知的粘合剂。
其中,若发光装置构成为透射型,即按照使得从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光透过第一发光部或第二发光部发射到发光装置外部的方式构成,则作为粘合剂优选选择允许发光装置发出的光的各成分透过的物质。
若列举粘合剂的例子,除了树脂等之外,还可以使用玻璃等无机材料。若列举其具体例,则可以举出作为树脂的环氧树脂、硅树脂等有机合成树脂;聚硅氧烷凝胶、玻璃等无机材料等。
并且,将树脂用作粘合剂的情况下,该树脂的粘度为任意的,优选根据所使用的发光物质的粒径和比重、特别是每单位表面积的比重,使用具有合适粘度的粘合剂。例如,若将环氧树脂用于粘合剂,则当发光物质粒子的粒径为2μm~5μm、其比重为2~5时,通常若使用粘度为1Pas~10Pas的环氧树脂,则能够使发光物质粒子良好地分散,所以理想。
另外,粘合剂可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。
[I-2-3.发光物质的使用比例]
发光物质中使用粘合剂的情况下,发光物质与粘合剂之比没有特别限制,以重量比计,发光物质与粘合剂之比通常为0.01以上,优选为0.05以上,更优选为0.1以上,并且,通常为5以下,优选为1以下,更优选为0.5以下。
其中,发光装置为透射型的情况下,为了得到更高的光通量,优选发光物质适当地分散在第一发光部和第二发光部内。另一方面,发光装置为反射型(即,从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光发射到发光装置外部时不透过第一发光部或第二发光部的发光装置)的情况下,为了得到更高的光通量,优选高密度地填充发光物质。因此,应考虑到上述情况,根据发光装置的用途、发光物质的种类和物性、粘合剂的种类和粘度等,设定发光物质的组成。
另外,发光装置发射的光的发光色可以通过调整第一发光部和第二发光部各自的发光物质的比例以及发光物质的使用重量来任意变更。由此,不但能发出色度坐标为(x=0.333,y=0.333)的光,还能发出色度坐标为(x=0.47,y=0.42)、(x=0.35,y=0.25)、(x=0.25,y=0.30)、(x=0.30,y=0.40)等中间的发光色。
[I-2-4.其它成分]
并且,发光物质中还可以含有其它成分,由发光物质以及适当使用的粘合剂和其它成分来形成第一发光部和第二发光部。
其它成分没有特别限制,可以任意使用公知的添加剂。若列举具体例,则例如当对发光装置的配光特性、混色进行控制时,作为其它成分,优选使用氧化铝、氧化钇等扩散剂。另外,例如当对发光物质进行高密度填充时,作为其它成分,优选使用焦磷酸钙、硼酸钡钙等粘结剂。
[I-2-5.发光部的制作方法]
第一发光部和第二发光部的制作方法没有特别限制,可以利用任意方法来制作。下面,示例说明第一发光部和第二发光部的制作方法,但也可以采用下面说明的制作方法之外的方法制作第一发光部和第二发光部。
第一发光部和第二发光部可以按照如下方法制作,例如,将发光物质以及适当使用的粘合剂和其它成分分散在分散介质中,调制浆料,将所调制的浆料涂布到框架等基材上之后,使浆料干燥,从而形成发光部。
浆料的调制可以通过将发光物质、适当使用的粘合剂以及添加剂等其它成分混合在分散介质中来进行。另外,根据粘合剂种类的不同,有时浆料被改称为糊料、粉末等,本说明书中的浆料为包括这些含义的统称。
调制浆料中所使用的分散介质没有限制,可以任意使用公知的分散介质。作为其具体例,可以举出正己烷、正庚烷、solvesso(ソルベツソ)等链烃;甲苯、二甲苯等芳香族烃;三氯乙烯、全氯乙烯等卤代烃;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等醇类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸正丁酯等酯类溶纤剂(セロソブル)、丁基溶纤剂(ブチルソルブ)、溶纤剂乙酸酯等醚类;水、任意的水溶液等水系溶剂等。
接着,将调制的浆料涂布到框架等基材上。涂布方法为任意,可以利用例如点胶(Dispense)、灌胶(Potting)等手法。
另外,当直接在框架上涂布浆料时,涂布成为第一发光部的浆料和成为第二发光部的浆料的顺序为任意的,可以先涂布任何一个。并且,也可以同时涂布。
涂布后,干燥分散介质,制作第一发光部和第二发光部。干燥方法为任意的,可以使用例如自然干燥、加热干燥、真空干燥、烧制、紫外线照射、电子线照射等方法。其中,若采用在几十摄氏度(℃)~几百摄氏度的温度下的烘焙,则可以利用廉价的设备简单、可靠地去除分散介质,所以理想。
另外,如上所述,为制造反射型的发光装置而对发光物质进行高密度化时,优选在浆料中混合作为其它成分的粘结剂。并且,涂布混合有粘结剂的浆料时,优选采用丝网印刷式、喷墨印刷等涂布方法。这是因为第一发光部和第二发光部的区域划分简单。当然,使用粘结剂时,也可以利用通常的涂布方法进行涂布。
并且,还有以不使用浆料的方式制作第一发光部和第二发光部的方法。例如,使发光物质和适当使用的粘合剂、其它成分进行混合并混炼成型,从而能够制作第一发光部和第二发光部。进一步,在成型时,可以通过进行例如冲压成型、挤出成型(T-模头挤出、吹塑挤出、吹制成型、熔融纺丝、异型挤出等)、注射成型等来进行成型。
而且,若使用环氧树脂或硅树脂等热固化性树脂作为粘合剂,则将固化前的粘合剂、发光物质以及适当使用的其它成分进行混合并成型之后,通过加热使粘合剂固化,从而能够制作第一发光部和第二发光部。并且,若粘合剂为UV固化性,则以照射UV光来代替上述方法中的加热,从而使粘合剂树脂固化,由此能够制作第一发光部和第二发光部。
但是,第一发光部和第二发光部可以在制造发光装置时在一串工序中制作,也可以预先另外准备第一发光部和第二发光部,之后组装到框架等上,从而完成发光装置。此外,还可以准备将框架与第一发光部和第二发光部的任意一方组合的单元,通过组合该单元,完成发光装置。
另外,与此相关,设置遮光部的方法也为任意的。例如,可以先设置第一发光部和第二发光部,然后再在两者之间设置遮光部,也可以预先在框架上形成遮光部,分别在利用遮光部分开的凹槽处涂布上述浆料等,随后设置第一发光部和第二发光部。
[I-3.实施方式]
下面举出本发明的实施方式对本发明进行说明,但本发明不限于下述的实施方式,可以在不脱离本发明宗旨的范围内任意进行变形来实施。
[I-3-1.第一实施方式]
图1(a)、图1(b)是示意性地示出作为本发明的第一实施方式的发光装置的主要部分的图,图1(a)是其剖面图,图1(b)是为了说明而将分隔板卸下的立体分解图。
如图1(a)、图1(b)所示,本实施方式的发光装置1具备框架2、作为光源的蓝色LED(蓝色发光部)3、作为第一发光部的绿色发光部4、作为第二发光部的红色发光部5以及作为遮光部的分隔板6。
框架2是用于支承蓝色LED 3、绿色发光部4、红色发光部5以及分隔板6的树脂制的基部。框架2的上面形成有图中上侧开口的剖面梯形的凹部(凹槽)2A。由此,框架2呈杯状,从而可以使得从发光装置1发射的光具有指向性,能够有效利用所发射的光。另外,发光装置1的凹部2A的尺寸(斜面的梯度、从开口部到底面的深度等)被设定为能够使发光装置1朝向规定方向(此处为图中上方向)发射光的尺寸。
并且,凹部2A的底部设置有从发光装置1的外部供电的电极(未图示),可以从该电极向蓝色LED 3供电。
而且,在框架2的凹部2A内面,通过金属镀覆使整个可见光区域的光的反射率得到提高,由此,照射到框架2的凹部2A内面的光也能够从发光装置1朝向规定方向发射。另外,自不必说,镀覆金属时要考虑到不使电极短路。
框架2的凹部2A的底部设置有作为光源的蓝色LED 3。蓝色LED 3是经供电而发出蓝色光的LED。从该蓝色LED 3发出的蓝色光的一部分被绿色发光部4和红色发光部5内的发光物质(此处为荧光物质)作为激发光而吸收,并且,另一部分从发光装置1朝向规定方向(此处为图中上方向)发射。
而且,如上所述,蓝色LED 3设置在框架2的凹部2A的底部,但此处,框架2和蓝色LED 3之间通过银糊料(在粘合剂中混合有银粒子的材料)7相粘合,由此,蓝色LED 3被设置在框架2上。此外,该银糊料7还对蓝色LED 3中产生的热起到散热的作用。
并且,框架2上安装有用于向蓝色LED 3供电的金制的引线8。即,将蓝色LED 3与设置在框架2的凹部2A的底部的电极(省略图示)利用引线8通过引线接合进行连接,通过使该引线8通电来向蓝色LED 3供电,使得蓝色LED 3发出蓝色光。
此外,在框架2的凹部2A处设置有作为第一发光部的绿色发光部4和作为第二发光部的红色发光部5。
凹部2A被绿色发光部4和红色发光部5填充,在凹部2A的开口部,绿色发光部4和红色发光部5面向发光装置1外部的面起到光射出面1A的作用,该光射出面1A为发光装置1朝向规定方向发射光的光射出面。即,从蓝色LED 3发出的蓝色光、从绿色发光部4发出的绿色光、以及从红色发光部5发出的红色光,从该光射出面1A朝向规定方向发射。
绿色发光部4由绿色荧光体和透明树脂形成。绿色荧光体为绿色发光部4的发光物质,被蓝色LED 3发出的蓝色光激发,是发出绿色光的荧光物质,该绿色光的波长长于蓝色光的波长。并且,透明树脂为绿色发光部4的粘合剂,此处使用环氧树脂,该环氧树脂为在全波长区域都能够使可见光透过的合成树脂。
从凹部2A的底部到开口部对图中左侧的部分进行填充以形成绿色发光部4。另外,形成绿色发光部4时,覆盖蓝色LED 3的上面和图中右侧侧面以外的侧面以形成该绿色发光部4。而且,绿色发光部4在凹部2A中所具有的体积大于红色发光部5的体积。
而且,绿色发光部4在凹部2A的开口部具有第一光射出面4A。该第一光射出面4A是形成为平面状的绿色发光部4的图中上侧表面,与框架2的上表面所形成的平面重叠。并且,第一光射出面4A是向发光装置1外部的规定方向发射从绿色发光部4发出的光的面,还从该第一光射出面4A发射蓝色LED 3所发出的蓝色光。此外,第一光射出面4A与后述的第2光射出面5A共同构成向外部发射发光装置1所发出的光的光射出面1A。由此,绿色发光部4在光射出面1A上开放。
另一方面,红色发光部5由红色荧光体和透明树脂形成。红色荧光体是红色发光部5的发光物质,是被蓝色LED 3发出的蓝色光以及绿色发光部4发出的绿色光激发而发出波长长于绿色光波长的红色光的荧光物质。并且,透明树脂是红色发光部5的粘合剂,此处,与绿色发光部4同样地使用能够使可见光透过的环氧树脂。
从凹部2A的底部到开口部对图中右侧的部分进行填充以形成红色发光部5。如上所述,绿色发光部4也从凹部2A的底部到开口部来形成,因此,在发光装置1中所形成的绿色发光部4的厚度(图中纵方向的距离)和红色发光部5的厚度大致相等。并且,形成红色发光部5时,覆盖蓝色LED 3的图中右侧侧面以形成该红色发光部5。此外,红色发光部5在凹部2A中所占有的体积小于绿色发光部4。
而且,红色发光部5也与绿色发光部4同样地在凹部2A的开口部具有第二光射出面5A。该第二光射出面5A是形成为平面状的红色发光部5的图中上侧表面,与框架2的上表面所形成的平面重叠。并且,第二光射出面5A是向发光装置1外部的规定方向发射从红色发光部5发出的光的面,还从该第二光射出面5A发射蓝色LED 3所发出的蓝色光。此外,如上所述,第二光射出面5A与第一光射出面4A共同构成向外部发射发光装置1所发出的光的光射出面1A。由此,红色发光部5在光射出面1A开放。
并且,在绿色发光部4和红色发光部5之间安装有作为遮光部的分隔板6,所述分隔板6从凹部2A的开口部插入到形成于框架2的插入部2B。该分隔板6沿凹部2A的深度方向从开口延伸到蓝色LED附近,并且,形成为整体沿凹部2A的宽度方向延伸的直方体状的树脂制的板。此外,对分隔板6的整个表面实施与框架2相同的镀覆处理,由此,能够高效率地反射可见光。
因此,从绿色发光部4发出的光照射到分隔板6时大部分发生反射,而不会入射到红色发光部5。而且,从红色发光部5发出的光照射到分隔板6时也大部分发生反射,而不会入射到绿色发光部4。其中,在凹部2A的底部附近,在凹部2A的底面和分隔板6的下端之间形成有极其微小的缝隙,在该缝隙处绿色发光部4和红色发光部5相接。由此,绿色发光部4和红色发光部5相接的该缝隙部分中,光能够极其微弱地在绿色发光部和红色发光部5之间往来。
本实施方式的发光装置1按照上述方式构成。因此,从蓝色LED 3发出蓝色光时,蓝色光的一部分被绿色发光部4用作激发光,从绿色发光部4发出绿色光。并且,从蓝色LED 3发出的蓝色光的另外的一部分被红色发光部5用作激发光,从红色发光部5发出红色光。此外,由绿色发光部4发出的绿色光中的少量从绿色发光部4和红色发光部5相接的该缝隙入射到红色发光部5,并被吸收,用作激发光。而且,这样发出的蓝色光、绿色光以及红色光分别从光射出面1A向规定方向发射。
通过这种结构,发光装置1能够发挥高的发光效率和显色性。即,在绿色发光部4和红色发光部5之间设置有防止从绿色发光部4发出的光入射到红色发光部5的分隔板6,因此,能够抑制绿色发光部4发出的光被红色发光部5吸收的量,由此能够提高发光装置1的发光效率和显色性。并且,能够抑制从发光装置1发射的光成分的偏差,所以还可以提高发光装置1的色彩再现性。
另外,在绿色发光部4和红色发光部5相接的该缝隙部分中,从绿色发光部4发出的绿色光入射到红色发光部5,但入射的量非常少,所以发光效率和显色性不会下降。当然,若利用分隔板6分隔蓝色LED 3和红色发光部5相接部分之外的部分,从而使得从绿色发光部4发出的绿色光完全不会入射到红色发光部5,则能够进一步可靠地提高发光效率和显色性。
此外,框架2表面和分隔板6表面分别能够将可见光全部高效地反射,因此,从蓝色LED 3发出的蓝色光、从绿色发光部4发出的绿色光、以及从红色发光部5发出的红色光不会被框架2和分隔板6吸收,而从光射出面1A射出,所以能够有效使用各种光,能够提高发光效率。
[I-3-2.第二实施方式]
图2(a)、图2(b)是示意性地示出作为本发明的第二实施方式的发光装置的主要部分的图,图2(a)是其剖面图,图2(b)是其立体图。其中,在图2(a)中,为了进行说明,以增大厚度的方式示出绿色发光部14和红色发光部15,但实际上绿色发光部14和红色发光部15所形成的膜状部分的厚度薄至不能够通过目视进行确认的程度。
如图2(a)、图2(b)所述,本实施方式的发光装置11具备框架12、作为光源的蓝色LED(蓝色发光部)13、作为第一发光部的绿色发光部14、作为第二发光部的红色发光部15、分隔壁16以及梁19。
框架12与第一实施方式的框架2同样地是用于支承蓝色LED 13、绿色发光部14、红色发光部15、分隔壁16以及梁19的树脂制的基部,框架12的上面形成有图中上侧开口的剖面梯形的凹部(凹槽)12A。因此,与第一实施方式同样地,能够使从发光装置11发射的光具有指向性,能够有效利用发射光。
并且,在框架12中,通过对凹部12A表面实施金属镀覆,从而使照射到框架12表面的光也能够从发光装置11朝向规定方向(此处为图中上方向)发射。
框架12的上部设置有梁19,所述梁19从凹部12A的上部的一方延伸到另一方。该梁19利用至少透过蓝色LED 13发出的蓝色光、绿色发光部14发出的绿色光、以及红色发光部15发出的红色光的材料形成。而且,梁19在下部具有未图示的电极,能够通过该电极向蓝色LED 13供电。
在梁19的下面中央部设置有作为光源的蓝色LED 13。该蓝色LED 13与第一实施方式的蓝色LED 3相同,发挥相同的功能,所以此处省略说明。并且,蓝色LED 13利用银糊料17固定在梁19上,利用引线18通过电极供电。此时,发光装置11的银糊料17和引线18分别与第一实施方式的银糊料7和引线8相同。
此外,作为第一发光部的绿色发光部14和作为第二发光部的红色发光部15分别在框架12上形成为相同膜厚的膜状,利用该绿色发光部14和红色发光部15覆盖框架12的凹部12A的整个内面。
并且,将发光装置11设定为其发射光的规定方向为图中上方向,因此,绿色发光部14的未与框架12和分隔壁16接触的表面、以及红色发光部15的未与框架12和分隔壁16接触的表面,作为发光装置11朝向规定方向发射光的光射出面11A发挥作用,绿色发光部14和红色发光部15分别在该光射出面11A处开放。因此,从蓝色LED 13发出的蓝色光、从绿色发光部14发出的绿色光、以及从红色发光部15发出的红色光,从该光射出面11A朝向规定方向发射。另外,从蓝色LED 13发出的光不直接向规定方向发射,而先被框架12反射,再向外部发射。
而且,从框架12的凹部12A底部到梁19的下表面的空间采用至少透过蓝色LED 13发出的蓝色光、绿色发光部14发出的绿色光、以及红色发光部15发出的红色光的材料(省略图示)来模制。
绿色发光部14通过采用与第一实施方式的绿色发光部4相同的材料在框架12的凹部12A的底面和斜面上进行成膜来形成。并且,绿色发光部14在从凹部12A表面的右端到相对于中央部更靠近图中左侧(此处为相对于与蓝色LED 13的左端对应的位置更靠近左侧)的位置来形成。因此,绿色发光部14具有大于红色发光部15的体积。
另一方面,红色发光部15通过采用与第一实施方式的红色发光部5同样的材料在框架12的凹部12A表面进行成膜来形成。并且,红色发光部15在凹部12A表面的未形成绿色发光部14的底部和斜面形成。绿色发光部14在从框架12的图中右端到相对于中央部更靠近图中右侧的位置来形成,所以红色发光部15按照比绿色发光部14更远离蓝色LED 13的方式形成。
因此,蓝色LED 13发出的蓝色光入射到绿色发光部14的光要比入射到红色发光部15的光多。
此外,在本实施方式的发光装置11中,在绿色发光部14和红色发光部15的边界部分形成有分隔壁16。分隔壁16沿凹部12A的深度方向从凹部12A的底面延伸到蓝色LED 13附近,并且其作为沿凹部12A的宽度方向整体延伸的直方体状的树脂制的板粘合在框架12上。并且,对分隔壁16的整个表面实施与框架12相同的镀覆处理,由此,能够高效地反射可见光。
因此,从绿色发光部14发出的光照射到分隔壁16时大部分发生反射,而不会入射到红色发光部15。并且,从红色发光部15发出的光照射到分隔壁16时也大部分发生反射,而不会入射到绿色发光部14。其中,在分隔壁16的上部附近,在凹部12A的底面和分隔板16的下端之间形成极其细小的缝隙,在该缝隙处少量的光能够在绿色发光部14和红色发光部15往来。
本实施方式的发光装置11按照上述方式构成。因此,从蓝色LED 13发出蓝色光时,蓝色光的一部分被绿色发光部14用作激发光,从绿色发光部14发出绿色光。并且,从蓝色LED 13发出的蓝色光的另一部分被红色发光部15用作激发光,从红色发光部15发出红色光。此外,由绿色发光部14发出的绿色光中的少量通过分隔壁16上部入射到红色发光部15,被红色发光部15吸收,用作激发光。于是,这样发出的蓝色光、绿色光以及红色光分别从光射出面11A向规定方向发射。
通过这种结构,发光装置11能够发挥高的发光效率和显色性。即,在绿色发光部14和红色发光部15之间设置有防止从绿色发光部14发出的光入射到红色发光部15的分隔壁16,所以能够控制绿色发光部14发出的光被红色发光部15吸收的量,由此,能够提高发光装置11的发光效率和显色性。并且,能够控制从发光装置11发射的光成分的偏差,还可以提高发光装置11的色彩再现性。
另外,从绿色发光部14发出的绿色光的一部分通过分隔壁16上部入射到红色发光部15,但入射的量非常少,发光效率和显色性不会下降。当然,若将分隔壁16设置得较高,使得从绿色发光部14发出的绿色光完全不会入射到红色发光部15,则能够进一步可靠地提高发光效率和显色性。
而且,框架12表面和分隔壁16表面分别能够完全将可见光反射,所以从蓝色LED 13发出的蓝色光、从绿色发光部14发出的绿色光、以及从红色发光部15发出的红色光不会被框架12和分隔壁16吸收,而从光射出面11A射出,因此,能够有效使用各种光,能够提高发光效率。
并且,根据发光装置11,能够发挥与第一实施方式的发光装置1相同的作用、效果。
[I-4.发光装置的用途]
本发明的发光装置的用途没有限制,能够应用到使用光的任意用途中。若列举用途的具体例,则可以举出照明、显示装置用背光单元、显示装置(显示器)等。
将本发明的发光装置用于照明时,没有特别限制,例如可以以照相机用的闪光、摄像机的灯、室内外的照明器具等作为照明的各种方式使用。另外,本发明的发光装置中,分别从第一发光部和第二发光部发射的光的波长(即,颜色)不同,但从发光装置发射的光在从发光装置发射之后充分扩散,从光源、第一发光部以及第二发光部发出的光在充分混合状态下视觉化,所以通过视觉观察时,光不按照各成分分离,而目视为目标颜色。若将本发明的发光装置用作照明,则能够以高发光效率照射显色性高的光。
并且,本发明的发光装置通过与例如导光板等光学部件组合,能够用作背光单元。具体可列举例如,在移动电话的显示器等中,为了从背面照射液晶显示部,安装有显示器用的背光单元,在该显示器用背光单元中可以使用本发明的发光装置。
图3是示意性地示出移动电话的显示器21的主要部分的剖面的图,该图用于对使用了本发明的发光装置的背光单元的一个例子进行说明。如图3所示,在液晶显示部22的背面安装有与液晶显示部22的整个背面对应大小的导光板23。该导光板23形成为平板状的光学部件,该部件是利用能够使可见区域的光全部透过的透明材料形成的,在导光板23的侧方安装有发光装置24。该发光装置24按照能够使发射的光入射到导光板23的方式进行安装,由该导光板23和发光装置24构成显示器用背光单元25。因此,发光装置24发射的光入射到导光板23,从与导光板23的液晶显示部22对置的面朝向液晶显示部发射。由此,能够明亮地照射液晶显示部22。此时,分别从发光装置24的第一发光部和第二发光部发射的光的波长(即,颜色)不同,但从发光装置24发射的光在导光板23中混合后变均匀,所以照射液晶显示部22时,不会产生色斑等。
并且,在较大型的显示装置(显示器)等中使用本发明的发光装置的情况下,作为从背面直接照射液晶显示部的背光,有时使用本发明的发光装置。在这种情况下,从发光装置发射的光在到达液晶显示部之前的期间混合变均匀,所以不可能产生色斑等。
另外,为了混合发光装置发射的光的各成分,使用扩散板、光扩散层等,使发光装置发射的光扩散,从而能够更可靠地将光均匀化。这种方法优选在例如音频设备的指示器等不能残留发光色的微小斑的用途中使用。
若像这样作为显示装置的背光或背光单元使用本发明的发光装置,则能够提供色彩再现性良好、且具有高发光效率(亮度)的显示器。
[II.对显示装置的说明]
接着,示出本发明的第三实施方式的同时,详细说明本发明的显示装置。其中,下面使用附图说明本发明的第三实施方式,但本发明不限于下面的第三实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内,可任意进行变形来实施。
另外,图4~图6用于说明本发明的第三实施方式,图4是说明显示装置的概要的立体分解示意图,图5是背光单元的平面示意图,图6是用于说明背光单元的主要部分的剖面示意图。
本实施方式的显示装置构成为具备背光单元和成像单元。并且,本实施方式的显示装置构成为适当包括扩散板、导光板等其它构成部件。
图4是表示本实施方式的显示装置的立体分解示意图。如该图4所示,本实施方式的显示装置构成为具备背光单元101、扩散板102和成像单元103。
[II-1.背光单元]
背光单元101通过扩散板102朝向成像单元103发射作为背光的白色光。另外,此处,背光单元101发射白色光不仅是指刚刚从背光单元101发出后的光为白色的情况,还泛指如下情况:刚从背光单元101发出后不充分扩散而未成为白色的光在到达成像单元103的期间进行扩散,在到达单元103时,成为白色。
图5示出在本实施方式的显示装置中使用的背光单元101的平面示意图。如该图5所示,在本实施方式中,背光单元101在作为框架的基板104上具有多个(此处为7个)用于发射白色光的发光部105。并且,各发光部105具有作为第一发光部的绿色发光部106和作为第二发光部的红色发光部107。
[II-1-1.基板]
基板104是用于设置发光部105的基部,可按照与上述的发光装置中的框架相同的方式构成。因此,基板104的形状、尺寸等可以根据显示装置的形状、尺寸、用途等任意设定。例如,作为基板104的发光部105的形状,可以举出板状、杯状等。并且,对于基板104的表面,可以根据其用途选择平面、曲面、凹凸面等合适的形状。
并且,基板104的材料也为任意的,通常优选利用至少不使绿色光透过的材料形成。作为基板104的材料,也可以使用使绿色光透过的材料,但在该情况下,优选使用至少不透过绿色光的材料对基板104的表面进行涂布等,进行防止绿色光透过的处理。对于防止绿色光透过这一点,将在发光部105的说明中详细叙述。
作为基板104的具体例,可以举出与上述的发光装置中的框架相同的基板。其中,作为无机材料优选陶瓷,作为有机材料优选玻璃环氧树脂等。另外,基板104的材料可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。
并且,基板104的材料中优选使用散热性良好的材料。例如,优选使用热传导性高的材料。发光部105内的光源(参照图6的蓝色光源108)等在使用中发热,但只要用散热性良好的材料形成基板104,则即使在使用中产生热量,也能够稳定地继续使用。
而且,基板104的材料优选使用绝缘性材料。
其中,构成显示装置的情况下,选择基板104的材料时,优选注意其颜色。基板104的颜色为任意的,通常优选使用白色或银色的材料。这是基于以下理由。即,存在如下情况:从发光部105发射的白色光的一部分被扩散板102或成像单元103反射的光、或从显示装置外入射的光,照射到背光单元101朝向成像装置103发射白色光的一侧的面(下面适当称为“白色光发射面”),并发生反射,该反射光从背面照射成像单元103。此时,若基板104吸收可见光,则有可能产生发光效率下降或色差。因此,优选至少基板104的成为白色光发射面的部位为白色或银色。因此,优选基板104的白色光发射面利用白色或银色的材料形成。
而且,对于基板104表面之中、面向发光部105内的绿色发光部106或红色发光部107的部位,优选提高照射到该部位的光成分之中至少某一成分的反射率,特别优选提高整个可见光区域的光的反射率。由此,能够进一步提高背光单元101的发光效率。因此,上述的光照射的部位优选用反射率高的材料形成。作为提高反射率的方法的例子,例如可以举出与上述的发光装置相同的方法。
并且,通常在基板104上形成用于向光源供电的电极和配线。电极和配线怎样形成都可,在构成显示装置的情况下,若使用通孔在基板104的里面形成配线图案,则制造容易,所以理想。另外,电极和配线的材料也为任意的,可以使用例如Cu、镀覆有Au的Cu、镀覆有Ag的Cu、Al、Ag等。
本实施方式中,基板104形成为白色板状的基板104,绿色发光部106和红色发光部107的表面实施了表面处理,使其能够反射整个可见区域波长的光。并且,基板104的里面形成有用于向蓝色光源108供电的配线109,而且,在分别与发光部105对应的位置上具有电极110(参照图6)。
[II-1-2.蓝色光源]
图6是发光部105的剖面示意图。如该图6所示,发光部105具有作为第一发光部的绿色发光部106和作为第二发光部的红色发光部107。并且,在绿色发光部106和红色发光部107上分别设置有蓝色光源108。
蓝色光源108与上述的发光装置中的光源同样地是为了发出绿色发光部106和红色发光部107内含有的发光物质的激发光而发出蓝色光的光源,并且,也是发出蓝色光的光源,该蓝色光为背光单元101发射的白色光的一个成分。即,从蓝色光源108发出的蓝色光中的一部分作为激发光被绿色发光部106和红色发光部107内的发光物质吸收,并且,另一部分从背光单元101朝向成像单元103发射。
蓝色光源108的种类为任意的,可根据显示装置的用途和结构选择合适的光源,通常优选使用配光方面无偏置、发出的光扩散大的光源。
作为蓝色光源108的例子,可以举出与发光装置的说明中示出的光源相同的光源,通常优选廉价的LED。
并且,这样将LED用作蓝色光源108的情况下,其形状没有限制,为任意的形状,为了提高光的取出效率,优选将其侧面形成为锥形。
此外,LED的封装材料也为任意的,例如可以适当使用陶瓷、PPA(聚邻苯二甲酰胺)等。其中,与上述基板104同样地,从提高显示装置的色彩再现性的观点出发,优选封装的颜色为白色或银色,并且,从提高背光单元101的发光效率的观点出发,优选能够提高光的反射率。另外,具有用于蓝色光源108的配线的情况下,该配线的颜色和反射率也与上述基板104或LED用封装相同。
并且,在基板104上安装蓝色光源108时,其具体方法为任意的,例如可以使用焊料进行安装。焊料的种类为任意的,例如可以举出与发光装置的说明中示例的焊料相同的焊料。特别是将散热性非常重要的大电流型的LED或激光二极管等用作蓝色光源108时,焊料发挥优异的散热性,所以在蓝色光源108的设置中使用焊料是很有效的。
并且,对于在利用焊料以外的手段将蓝色光源108安装到基板104的情况,例如可以举出与发光装置的说明中示例的手段相同的手段。该情况下,通过使用在粘合剂中混合有银粒子、碳粒子等导电性填料而成为糊状的材料,能够像使用焊料的情况那样,通过使粘合剂通电来向蓝色光源108供电。而且,若混合这些导电性填料,则散热性也有所提高,所以理想。
此外,向蓝色光源108供电的方法也是任意的,例如可以举出与发光装置的说明中示例的方法相同的方法。
另外,蓝色光源108可以单独使用1个,也可以并用2个以上的光源。而且,蓝色光源108不仅可以使用1种,还可以并用2种以上的光源。
并且,对于蓝色光源108,可以是绿色发光部106和红色发光部107共有一个蓝色光源108,或2个以上的发光部105共有一个蓝色光源108,但通常,为了提高从背光单元101发射的白色光的显色性,优选在绿色发光部106和红色发光部107上分别设置蓝色光源108。
此外,蓝色光源108发出的蓝色光的波长只要能够发射背光单元101所希望的波长的光(本实施方式中为白色光)即可,可以是任意的,优选其吸收通常为350nm以上、优选为370nm以上、更优选为380nm以上、进一步优选为400nm以上、特别优选为430nm以上、并且通常为600nm以下、优选为570nm以下、更优选为550nm以下、进一步优选为500nm以下、特别优选为480nm以下的光。
其中,绿色发光部106中使用的蓝色光源108发出的蓝色光的波长,通常为350nm以上,优选为400nm以上,更优选为430nm以上,并且,通常为520nm以下,优选为500nm以下,更优选为480nm以下。
另一方面,红色发光部107中使用的蓝色光源108发出的蓝色光的波长,通常为400nm以上,优选为450nm以上,更优选为500nm以上,并且,通常600nm以下,优选为570nm以下,更优选为550nm以下。
本实施方式中,作为蓝色光源108,在绿色发光部106和红色发光部107中分别使用发出蓝色光的LED。而且,如图6所示,基板104具备形成于其里面的配线109和将各蓝色光源108与配线109连结的电极110,能够通过该配线109和电极110向蓝色光源108供电。
[II-1-3.绿色发光部和红色发光部]
形成作为第一发光部的绿色发光部106使其含有至少1种发光物质(绿色发光体),所述发光物质被蓝色光源108发出的蓝色光激发,可发出包含波长长于该蓝色光的波长的绿色发光区域成分的绿色光。
通常,绿色发光部106通过在形成于基板104的填充部(凹部)内填充上述发光物质来形成。因此,绿色发光部106的形状形成为与填充部的形状对应的形状。绿色发光部106的形状没有特别限制,通常若为图6所示的杯状,则能够在光的射出方向上具有指向性,能够提高背光单元101的发光效率,所以理想。
并且,绿色发光部106可以单独设置在1个位置,也可以分开设置在2个以上的位置,而且,设置数量可以与红色发光部107的数量相同或不同。
绿色发光部106接受从蓝色光源108发出的蓝色光,由此,将受光的蓝色光作为激发光,使发光物质发光。发出的光(绿色光)作为背光单元101发射的白色光的一个成分,朝向成像单元103发射。
另一方面,形成作为第二发光部的红色发光部107使其含有至少一种发光物质(红色发光体),所述发光物质被蓝色光源108发出的蓝色光激发,可发出包含波长长于该蓝色光和上述绿色光的波长的红色发光区域成分的红色光。
通常,与绿色发光部106同样地,红色发光部107也通过在形成于基板104上的填充部(凹部)中填充上述发光物质来形成。因此,红色发光部107的形状也形成为与填充部的形状对应的形状。红色发光部107的形状也没有特别限制,通常优选与绿色发光部106相同地形成为杯状。
此外,对于红色发光部107,可以单独设置在1个位置,也可以分开设置在2个以上的位置,而且,设置数量可以与红色发光部106的数量相同或不同。
红色发光部107接受从蓝色光源108发出的蓝色光,由此,将受光的蓝色光作为激发光,使发光物质发光。发出的光(红色光)作为背光单元101发射的白色光的一个成分,朝向成像单元103发射。
而且,在本实施方式中,上述的绿色发光部106和红色发光部107分别至少部分独立地形成,优选全部独立地形成。即,通过分别形成绿色发光部106和红色发光部107,使得从绿色发光部106发出的绿色光的至少一部分、优选全部都不会入射到红色发光部107。通常防止从绿色发光部106发出的绿色光入射到红色发光部107只要达到下述程度即可,该程度为从背光单元101朝向成像单元103发射的白色光能够发挥在实际应用上具有足够高的发光效率和色彩再现性的程度。并且,优选从绿色发光部106发出的绿色光全部都不会入射到红色发光部107。由此,能够防止从绿色发光部106发出的绿色光在红色发光部107被作为发光物质的激发光而消耗,因此能够抑制绿色发光部106发出的绿色光的强度下降,能够提高背光单元101的发光效率。此外,能够防止因绿色光被作为激发光吸收而引起从红色发光部107发出的红色光的强度相应地过大,因此,还存在能够提高背光单元101所发射的白色光的显色性的优点。
绿色发光部106和红色发光部107通常通过分别在形成于基板104的填充部填充各发光物质来形成,所以绿色发光部106发出的绿色光被基板104遮蔽,防止其入射到红色发光部107。即,基板104的绿色发光部106和红色发光部107之间的部位起到在发光装置的说明中所叙述的遮光部的作用。当然,为此,如上所述,基板104的材料采用至少能够遮蔽绿色光的材料,或对表面进行涂布。
特别是若按照不仅仅防止绿色光的透过,还能够使蓝色光、绿色光以及红色光中的至少任意一种、优选全部发生反射的方式来形成,则能够有效使用上述的蓝色光、绿色光、红色光等,能够进一步提高背光单元101的发光效率。
并且,为了更可靠地防止绿色光的透过,也可以在绿色发光部106和红色发光部107之间设置防止绿色光透过的壁部。例如,将基板104的白色光发射面的绿色发光部106和红色发光部107之间的部位形成为凸状,将该凸部作为上述壁部,能够更可靠地防止绿色光透过。此时,壁部的形状、尺寸等为任意的。而且,壁部的材料也为任意的,可以使用与基板104相同的材料。此外,与基板104同样地,也优选提高壁部表面的反射率。该情况下,该壁部也起到上述的遮光部的作用。
此外,如上所述,为了使绿色发光部106发出的绿色光不会入射到红色发光部107,优选绿色发光部106和红色发光部107双方均在白色光发射面向外部开放。即,优选从绿色发光部106发出的绿色光不通过红色发光部107而从白色光发射面朝向成像单元103发射,并且,从红色发光部107发出的红色光不通过绿色发光部106而从白色光发射面朝向成像单元103发射。另外,在白色光发射面形成保护层,或在背光单元101上安装外罩,如此,当绿色光和红色光通过保护层或外罩等其它部件向背光单元101的外部发射时,只要能够使绿色光和红色光透过保护层或外罩等其它部件,就可视为绿色发光部106和红色发光部107是开放的。
如上所述,当绿色发光部106和红色发光部107在白色光发射面开放时,能够减小(消除)绿色光和红色光分别被其它发光物质吸收或被其它部件遮蔽而导致的强度减弱的程度。因此,能够提高背光单元101的发光效率。而且,能够减小从背光单元101发射的白色光成分的偏差,提高显色性。此外,使用光的三原色即蓝色光、绿色光以及红色光能够可靠地发射白色光,所以通过适当地选择蓝色光源108、绿色发光部106以及红色发光部107,能够提高显示装置的色彩再现性。
上述的能够提高背光单元101的发光效率的结构,基本与发光装置的情况相同,但下面将特别关注于作为显示装置的用途,与现有技术进行对比,重新对上述的能够提高背光单元101的发光效率的结构进行详细叙述。
以往,在以不全部同时使用蓝色光、绿色光以及红色光的方式合成白色光时,色彩再现性不足。而且,即使在全部同时使用蓝色光、绿色光以及红色光的情况下,若不将发光部105分为绿色发光部106和红色发光部107,而使用发出绿色光的发光物质和发出红色光的发光物质来合成白色光时,绿色光的一部分被发出红色光的发光物质吸收、消耗。在同一发光部中混合、分散发出绿色光的发光物质和发出红色光的发光物质来使用的情况或如专利文献1所述在各个发光部中分别使用发出绿色光的发光物质和发出红色光的发光物质的情况均与上述相同。因此,应该发射到背光单元101外的绿色光的强度下降,从背光单元101发射的白色光的光通量减少,发光效率下降。而且,绿色光被发出红色光的发光物质吸收,红色光变得更强,从背光单元101发射的白色光成分的平衡产生偏差,导致显示装置的色彩再现性下降。
另外,将从背光单元101发射的白色光作为目标白色的情况下,以往,为了补充被红色发光部吸收的来自绿色发光部的光,需要增大绿色发光部的发光物质相对于发出红色光的发光物质的比例。但是,白色光的显色性取决于所使用的发光物质的种类和使用比例,所以在专利文献1等现有的背光单元中,发光物质的使用比例偏离最佳值较远,因此光的显色性也容易下降。
相对于此,本实施方式中使用的背光单元101中,能够防止绿色光入射到红色发光部107,所以能够抑制绿色光被红色发光部107吸收而引起的其强度的减弱。因此,与以往相比,能够提高背光单元101的发光效率。
而且,能够抑制红色发光部107由于吸收绿色光而发光,所以能够减小从背光单元101发射的白色光成分的偏差,提高背光单元101的显色性。其结果,能够改善显示装置的显色性和色彩再现性。
但是,绿色发光部106和红色发光部107的配置为任意,只要能够将蓝色光源108、绿色发光部106以及红色发光部107发出的光(蓝色光、绿色光以及红色光)从背光单元101发射出即可,优选绿色发光部106和红色发光部107按照能够发射作为目标的白色光的方式进行组合,如本实施方式所述将其设置为发光部105。即,白色光的颜色取决于蓝色光、绿色光以及红色光各自的颜色和强度的比例,因而将发射作为目标颜色的白色光的绿色发光部106和红色发光部107以尽可能少的数量进行组合,以单位单元构成发光部105,在希望增强白色光的强度的情况下,采用增加作为单位单元的发光部105的数量的方式进行设计,设计和制造变得简单,较理想。另外,本实施方式中,在一个发光部105中,每设置一个绿色发光部106就设置一个红色发光部107,但其数量为任意,可以分别适当设置2个以上。
并且,在发光部105中配置绿色发光部106和红色发光部107时的配置也为任意的,可以像本实施方式这样沿横向排列,也可以构成为一方包围另一方,还可以配置成更复杂的形状。
此外,增加发光部105的数量的情况下,各发光部105的配置也为任意的。其中,使各发光部105之间的距离均等时可均匀照射成像单元103,所以如图5所示,优选将各发光部105配置成位于正三角形连续而成的图形(参照图5的虚线)中的各三角形的顶点处。
另外,绿色发光部106和红色发光部107的尺寸也为任意的,通常根据作为目标的白色光设定。白色光作为将如上所述的蓝色光、绿色光以及红色光通过合成而成的光从背光单元101发射到成像单元103。因此,所看到的白色光的颜色也根据用于合成的蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度变化。因此,为了制作作为目标颜色的白色光,需要调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度的平衡。此时,作为调整蓝色光、绿色光以及红色光的各强度的平衡的一个方法,存在调整绿色发光部106和红色发光部107的尺寸的方法。即,希望增强绿色光时,相应地相对于红色发光部107来增大绿色发光部106即可,希望减弱绿色光时,相应地相对于红色发光部107减小绿色发光部106即可。
而且,调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度的平衡的方法,不限于上述的调整绿色发光部106和红色发光部107的尺寸的方法,还可以采用任意的方法。
例如,也可以调整供给设置于绿色发光部106的蓝色光源108的电力的电流值与供给设置于红色发光部107的蓝色光源108的电力的电流值之比,籍此调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度的平衡,发射作为目标的白色光。
并且,例如,也可以脉冲驱动蓝色光源108,利用其占空比(duty ratio)进行调整。即,调整设置于绿色发光部106的蓝色光源108的脉冲亮灯时间与设置于红色发光部107的蓝色光源108的脉冲亮灯时间之比,籍此调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度的平衡,发射作为目标的白色光。
此外,也可以调整绿色发光部106和红色发光部107各自所含有的发光物质量的比例,调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的强度的平衡,从而能够发射作为目标的白色光。
但是,如上所述,为了能够发射作为目标的白色光而调整蓝色光、绿色光以及红色光各自的颜色和强度的平衡时,实际上是调整从绿色发光部106发射的光和从红色发光部107发射的光。即,合成蓝色光、绿色光以及红色光而形成的白色光可以作为例如将蓝色光和绿色光合成的光(以下适当称为“短波长光”)与将蓝色光和红色光合成的光(以下适当称为“长波长光”)进行合成而得的光来捕获,该情况下,短波长光是从绿色发光部发射的光,长波长光是从红色发光部发射的光。因此,为了调整从各发光部105发射的白色光的颜色,只要控制绿色发光部106和红色发光部107,调整分别从绿色发光部106和红色发光部107发射的短波长光和长波长光的颜色和强度即可。
此时,如图7所示,上述短波长光(即,将蓝色光和绿色光合成的光)的色度坐标(x,y)通常在(0.25,0.65)、(0.43,0.52)、(0.32,0.33)和(0.18,0.33)所包围的区域(图7的区域I)内,优选在(0.27,0.53)、(0.34,0.49)、(0.27,0.34)和(0.22,0.35)所包围的区域(图7的区域II)内。这是由于其亮度和色彩再现性的平衡良好。
而且,上述长波长光(将蓝色光和红色光合成的光)可以通过如下方式确定其色度坐标:以作为目标的白色光的色度坐标为基准,使长波长光的色度坐标为与短波长光的色度坐标相反的坐标。
另外,本实施方式中,发光部105可以通过在填充部中填充分别与绿色发光部106和红色发光部107对应的发光物质和粘合剂来形成,所述填充部分别独立地在基板104表面上以相同形状(上表面为圆形、截面为梯形)各形成一个。并且,如图6所示,将各发光部105按照各发光部105位于正三角形连续而成的图形(参照图6的虚线)中的各三角形的顶点处的方式进行配设,由此,可将各发光部105间的距离配设为均等。
[II-1-4.发光部的组成]
作为第一发光部的绿色发光部106具有吸收激发光而发出绿色光的发光物质。并且,作为第二发光部的红色发光部107具有吸收激发光而发出红色光的发光物质。此外,绿色发光部106和红色发光部107通常利用粘合剂将各自的发光物质保持在基板104上。
[II-1-4-1.发光物质]
发光物质可以适当选择公知的材料来使用。发光本身可以是荧光、磷光等通过任意机制所发出的光,没有限制。而且,在各个绿色发光部106和红色发光部107中,发光物质可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。其中,绿色发光部106和红色发光部107各自所中使用的发光物质优选根据作为目标的白色光的色度坐标选择合适的材料。
并且,在绿色发光部106中所使用的吸收激发光而发出绿色光的发光物质所发出的绿色光的波长为任意的,只要能够使背光单元101发射白色光即可,例如优选与上述发光装置的说明中列举的用于第一发光部中的发光物质的优选发光波长范围相同的波长范围。
另一方面,在红色发光部107中所使用的吸收激发光而发出红色光的发光物质所发出的红色光的波长也为任意的,只要能够使背光单元101发射白色光即可,例如优选与上述发光装置的说明中列举的用于第二发光部中的发光物质的优选发光波长范围相同的波长范围。
此外,发光物质优选使用发光效率通常为40%以上、优选为45%以上、更优选为50%以上、进一步优选为55%以上、最优选为60%以上的物质。此处所示的发光效率是以量子吸收效率和内部量子效率的乘积表示的值。
若列举优选的发光物质的例子,则作为绿色发光部106的发光物质,可以举出与上述发光装置的说明中作为第一发光部的发光物质的优选示例所举出的物质相同的物质。另一方面,作为红色发光部107的发光物质,可以举出与上述发光装置的说明中作为第二发光部的发光物质的优选示例所举出的物质相同的物质。
而且,在构成显示装置的情况下,对于发光物质,无论是发出绿色光的发光物质还是发出红色光的发光物质,通常都以粒子状使用。此时,发光物质粒子的粒径为任意的,通常为150μm以下,优选为50μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下。若超过该范围,则背光单元101发射的白色光的颜色的偏差增大,且当混合发光物质和密封材料(粘合剂)的情况下,有可能很难均匀涂布发光物质。并且,该粒径通常为0.001μm以上,优选为0.01μm以上,更优选为0.1μm以上,进一步优选为1μm以上,特别优选为2μm以上,最优选为5μm以上。若低于该范围,则发光效率有可能下降。
另外,在以不使用粘合剂的方式形成绿色发光部106和红色发光部107的情况下,例如可以采用与上述的发光装置中的第一发光部和第二发光部相同的方式形成。
而且,红色发光部107中除了发出红色光的发光物质、粘合剂、以及其它成分之外,还可以混合有发出绿色光的发光物质。其中,为了得到更大的光通量,优选红色发光部107中含有的发出绿色光的发光物质的浓度较小,更优选红色发光部107中不含有发出绿色光的发光物质。
另一方面,绿色发光部106中通常不含有发出红色光的发光物质,但只要所含有的发出红色光的发光物质处于不会使绿色光的光通量减小的程度,则也可以含有发出红色光的发光物质。该情况下,绿色发光部106中含有的发出红色光的发光物质的比例通常优选为40体积%以下,更优选绿色发光部106中完全不含发出红色光的发光物质。
即,即使在利用绿色光激发发出红色光的发光物质时,也应分别调整绿色发光部106和红色发光部107中的发光物质,以便在绿色发光部106中发出红色光的发光物质不会过度吸收绿色发光部106的发光物质发出的绿色光。
[II-1-4-2.粘合剂]
如上所述,绿色发光部106和红色发光部107中除了含有发光物质之外,有时还含有粘合剂。与上述的发光装置中同样地,粘合剂通常用于使粉末状或粒子状的发光物质发生聚集或使其附着在基板104上。对于背光单元101中使用的粘合剂没有限制,可以任意使用公知的粘合剂。
而且,背光单元101为透射型,即如图6所示,该背光单元101按照从蓝色光源108、绿色发光部106以及红色发光部107发出的光透过绿色发光部106或红色发光部107向背光单元101的外部发射的方式进行构成的情况下,作为粘合剂,优选选择允许背光单元101发射的白色光的各成分(即,蓝色光、绿色光以及红色光)透过的材料。
若对粘合剂进行列举,则可以举出与上述的发光装置中相同的粘合剂。
并且,将树脂用作粘合剂时,该树脂的粘度为任意的,优选根据所使用的发光物质的粒径和比重、特别是单位表面积的比重,选择具有合适粘度的粘合剂。例如,与上述的发光装置的情况相同地将环氧树脂用作粘合剂时,在发光物质粒子的粒径为2μm~5μm、其比重为2~5的情况下,通常若使用粘度为1Pas~10Pas的环氧树脂,则能够使发光物质粒子得到良好的分散,所以理想。
另外,粘合剂可以单独使用1种,也可以以任意的组合和比例并用2种以上。
[II-1-4-3.发光物质的使用比例]
在绿色发光部106和红色发光部107中使用粘合剂时,发光物质和粘合剂的比例没有限制,以重量比计,发光物质与粘合剂之比优选通常为0.01以上,优选为0.05以上,更优选为0.1以上,并且,通常为5以下,优选为1以下,更优选为0.5以下。
而且,背光单元101为透射型时,为了得到更高的光通量,优选在绿色发光部106和红色发光部107内适当分散发光物质。另一方面,背光单元101为反射型(即,从蓝色光源108、绿色发光部106和红色发光部107发出的光向背光单元的外部发射且不透过绿色发光部106或红色发光部107;参照图8)时,为了得到更高的光通量,优选高密度地填充发光物质。因此,应考虑这些,根据显示装置的用途、发光物质的种类和物性、粘合剂的种类和粘度等,设定发光物质的组成。
另外,自不必说,背光单元101发射的白色光的发光色可以是色度坐标(x,y)为(0.33,0.33)的通常的白色光,为了校正所组合的液晶板或显示板、扩散板、导光板等成像单元的透过特性,可以任意进行变更,例如也可以是色度坐标(x,y)为(0.28,0.25)、(0.25,0.28)、(0.34,0.40)以及(0.40,0.34)所包围的区域内的发光色。
[II-1-4-4.其它成分]
此外,也可以使发光物质含有其它成分,由发光物质以及适当使用的粘合剂和其它成分来形成绿色发光部106和红色发光部107。
对于其它成分没有特别限制,可以任意使用公知的添加剂。例如,可以使用与上述的发光装置中相同的添加剂。
[II-1-4-5.发光部的制作方法]
绿色发光部106和红色发光部107的制作方法没有特别限制,可以利用任意的方法制作。例如,可以采用与上述发光装置中的第一发光部和第二发光部相同的方式制作。
另外,本实施方式中,绿色发光部106和红色发光部107均由对应的荧光体和粘合剂形成。而且,如下设定各发光物质的量和种类以及绿色发光部106和红色发光部107的尺寸等,使得当利用扩散板102扩散从背光单元101发射的光时,若从蓝色光源108发出合适的蓝色光,则其成为白色光{即,色度坐标(x=0.33,y=0.33)}的光。
[II-2.扩散板]
扩散板102是扩散从背光单元101发出的光的部件。如图4所示,该扩散板102设置在背光单元101和成像单元103之间,从背光单元101发射的光在扩散板102内部扩散,成为白色光之后,向成像单元103发射。
扩散板102的具体结构没有限制,形状、材料、尺寸等为任意。可以适当使用公知的扩散板,例如可以使用在表面和里面具有凹凸的薄板等。并且,例如可以使用在合成树脂等粘合剂中分散了合成树脂或玻璃等微粒的构成物,该情况下,由于粘合剂和微粒的折射率之差而产生光扩散。另外,该情况下使用的薄板、粘合剂、微粒等通常由允许从背光单元101发射的白色光的各成分(即蓝色光、绿色光以及红色光)透过的材料形成。
另外,本实施方式中,作为扩散板102使用表面和里面形成有凹凸的、相对于可见光为透明的薄板。
[II-3.成像单元]
成像单元103是背面侧经背光单元101发射的上述白色光照射而在表面侧形成影像的部件。只要是能够形成某种像、使照射的背光的至少一部分透过即可,没有其它限制,可以使用具有任意的形状、尺寸、材料等的公知的部件。
若列举成像单元103的具体例,则可以举出液晶显示器等中使用的液晶单元或内部照明标志等中使用的标志等。
例如,作为液晶单元的一例,可以举出将滤色器、透明电极、取向膜、液晶、取向膜、透明电极按照上述顺序进行重叠而形成液晶层并将该液晶层保持在表面和里面安装有偏光滤波器的玻璃池等容器中而形成的结构。该情况下,在液晶单元中利用施加到透明电极的电极控制液晶的分子排列,形成像,此时,上述的背光单元101利用白色光(背光)从背面照射液晶单元,从而能够在液晶单元的表面侧明亮地显示出形成于液晶单元的像。
而且,显示装置显示形成于成像单元的像的位置只要是在成像单元的表面侧即可,除了直接在成像单元的表面侧显示出影像之外,也可以在某个投影面投影像进行显示。作为这类装置的示例,可以举出例如液晶投影仪等。
并且,例如作为成像单元使用标志的情况下,上述的背光单元101利用白色光(背光)从背面照射标志,从而能够在标志的表面侧明亮地显示出形成于标志的像。
另外,形成于成像单元103的像为任意的,可以是文字,也可以是图像。
本实施方式中,作为成像单元103使用直接在表面显示像的液晶单元。
[II-4.効果]
本实施方式的显示装置具有上述的结构,所以在使用时,通过配线109和电极110适当地对背光单元101的蓝色光源108进行适当供电,以使其能够发射作为目标的白色光。被供电的蓝色光源8发出与所供给的电力对应强度的蓝色光,蓝色光的一部分作为白色光的一个成分向扩散板102发出,另一部分被对应的绿色发光部106或红色发光部107中的发光物质吸收。
绿色发光部106中,发光物质被所吸收的蓝色光激发而发出绿色光,该绿色光作为白色光的一个成分向扩散板102发出。并且,在红色发光部107中,发光物质被所吸收的红色光激发而发出红色光,该红色光也作为白色光的一个成分向扩散板102发出。此时,由于绿色发光部106和红色发光部107相互独立设置,所以绿色光不会被红色发光部107内的发光物质吸收,因此没有绿色光的光通量下降或白色光成分的平衡混乱的情况。
从背光单元101发出的蓝色光、绿色光以及红色光入射到扩散板102,在扩散板102中扩散,向成像单元103发射。即使从背光单元101发射的光在入射到扩散板102之前不充分扩散而作为零散的颜色被观察到时,由于被扩散板102扩散,所以在发射到成像单元103的时刻,成为作为白色观察到的良好的白色光。
成像单元103向背面照射从扩散板102发射的白色光。由此,形成于成像单元103的像明亮地映出在成像单元103的表面。此时,白色光含有蓝色、绿色以及红色的光成分,并且,白色光成分的平衡保持良好,所以映出形成于成像单元103的像时的色彩再现性非常好。
并且,绿色光不会被红色发光部107内的发光物质吸收,所以能够抑制光通量下降,由此,能够减少用于产生背光的能量。即,能够提高背光的发光效率。
[II-5.其它]
以上进行了详细说明,但本发明的显示装置不限于上述的第三实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行任意变形来实施。
例如,可以将绿色发光部106或红色发光部107形成为图8所示的反射型。即,在图8的构成中,蓝色光源108利用梁111设置成从基板104分离,并且,将绿色发光部106和红色发光部107在基板104的凹部表面涂布形成。此外,配线109和电极110设置在基板104的表面和梁111上,以便能够向蓝色电极108供电。除此之外,图8的绿色发光部106和红色发光部107采用与上述的第三实施方式相同的方式构成。该情况下,从蓝色光源108发出的蓝色光的一部分作为白色光的一个成分朝向成像单元103发出,另一部分朝向绿色发光部106和红色发光部107发出。而且,形成于凹部表面的绿色发光部106和红色发光部107,被蓝色光激发而发出绿色光和红色光,由此,能够使背光单元101发射白色光。并且,由于绿色发光部106和红色发光部107相互独立设置,所以绿色光不会被红色发光部107内的发光物质吸收,因此,能够抑制绿色光的光通量下降、白色光成分的平衡混乱的情况。另外,图8中以与图4~图7相同的符号表示的部位与图4~图7中所表示的相同。
此外,例如也可以使用表面安装型的框架形成绿色发光部106和红色发光部107。根据显示装置的用途,大多使用这种使用了表面安装型框架的背光单元101。
若示出使用了表面安装型的框架的发光部105的具体结构,则例如可以举出图9所示的结构。另外,图9是示意性地示出使用了表面安装型的框架的发光部105的结构的一例的剖面图,以与图4~图8相同的符号表示的部位与图4~图8中所表示的相同。
图9的结构中,在基板104一侧面安装有构成于框架112内的绿色发光部106和红色发光部107,由一对该绿色发光部106和红色发光部107形成发光部105。
除了不使从绿色发光部106发出的绿色光透过之外,对于框架112的形状、尺寸、材料(包括对散热性、颜色、反射率给予注意的这一点),优选采用与上述第三实施方式中详细叙述的基板104相同的方式形成。在图9的结构中,发光部105具有一对框架112,各框架112形成为具有凹部的杯状,并具有按照将凹部的底部和框架112的下部连接的方式形成的配线113。而且,上述一对框架112内分别设置有与配线113连接的蓝色光源108,在一个框架112内填充有绿色发光物质和粘合剂,形成绿色发光部106,在另一个框架112内填充有红色发光物质和粘合剂,形成红色发光部107。并且,基板104上形成有通孔114,该通孔114内安装有电极110。此外,能够从形成于基板104的里面的配线109对电极110进行供电,电极110与框架112的配线113利用焊料115连接,从而能够对蓝色光源108供电。另外,焊料115除了起到向蓝色光源108供电之外,还起到将绿色发光部106和红色发光部107固定在基板104上的作用,以及使绿色发光部106和红色发光部107中产生的热量散热的功能。
在使用表面安装型的框架来形成发光部105的情况下,从蓝色光源108发出的蓝色光的一部分作为白色光的一个成分朝向成像单元103发出,另一部分朝向绿色发光部106和红色发光部107发出。而且,形成于凹部的绿色发光部106和红色发光部107,被蓝色光激发,发出绿色光和红色光,由此,背光单元101能够发射白色光。并且,由于绿色发光部106和红色发光部107相互独立地设置,所以在发光时,绿色光不会被红色发光部107内的发光物质吸收,因此,能够抑制绿色光的光通量下降、白色光成分的平衡混乱的情况。
并且,例如,也可以使用将来自背光单元101的白色光导向成像单元103的导光板。若使用导光板,则可以在与上述实施方式中所述的成像单元103对应的位置以外的位置配设背光单元101,能够提高显示装置的设计自由度。而且,导光板没有限制,可以任意使用以利用了面镜、棱镜、透镜、光纤等的导光板为代表的公知的导光板。
图10是示意性地示出使用了导光板的显示装置的结构的剖面图。若使用导光板,则例如图10所示,可以将背光单元101设置在成像单元103的侧方。即,在图10的结构中,在背面使用具有反射膜116的导光板117,利用反射膜116反射从导光板117的侧方(图中右侧)入射的白色光,从而将白色光导向正面(图中上侧)的扩散板102。若像图10那样构成显示装置,则可以将背光单元101设置在成像单元103的侧方。另外,图10中采用与图4~图9中使用的符号相同的符号表示的部位与图4~图9中所表示的相同。
而且,例如,显示装置还可以具有其它部件。例如,可以适当安装防反射膜、视野扩大膜、亮度提高膜、镜片、保护外罩、散热板等。
此外,可以将发光装置的说明中叙述的结构和显示装置的说明中叙述的结构组合来实施,或将上述的各实施方式或变相例组合来实施。
并且,第三实施方式的结构也可以利用发出蓝色、红色、绿色以外的光的光源或发光物质来实现。
另外,通过在上述的发光装置上设置第三发光部,或在背光单元上设置黄色发光部,可以将发光装置或背光单元构成为分别具有3个以上发光部。
实施例
下面,示出实施例,对本发明进行详细说明,但本发明不限于下面的实施例,在不脱离本发明宗旨的范围内,可进行任意变形来实施。
[实施例1]
(绿色发光部的制作)
制作绿色发光部,使得从绿色发光部发射的、蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.25,0.35)。具体地说,按照如下方式制作。
使用图9所示的框架,即使用具有直径为约2.5mm、深度为约0.9mm的凹部的表面安装型的框架,在框架的凹部的底部安装作为蓝色光源的蓝色LED(Cree公司制C460MB),以便能够从基板的背面向蓝色光源供电。并且,在安装了蓝色光源的凹部内填充混合有作为发光物质的Ca2.94Ce0.06Sc1.94Mg0.06Si3O12和作为粘合剂的硅树脂的糊料,制作绿色发光部。此时,以重量比计,发光物质与粘合剂的混合比为约95∶5。
(红色发光部的制作)
制作红色发光部,使得从红色发光部发射的、蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.56,0.27)。具体地说,作为发光物质使用Ca0.992AlSiEu0.008N2.85O0.15,以重量比计,发光物质与粘合剂的混合比为约98∶2,除此之外,采用与绿色发光部相同的方式,制作红色发光部。
(白色光的测定)
对绿色发光部和红色发光部各自的蓝色LED供给20mA的电流,使其发射光,使用OceanOptics公司制的分光器HR2000和LED用积分球,分别对从绿色发光部和红色发光部发射的光测定发光光谱分布。此时,确认到发射的光的色度坐标分别为所设定的色度坐标。
并且,根据测定结果,由从绿色发光部和红色发光部发射的光合成色度坐标为(x,y)=(0.33,0.33)的白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。即,如图11所示,为了合成在连结从绿色发光部发射的光(短波长光)的色度坐标和从红色发光部发射的光(长波长光)的色度坐标的线段上具有色度坐标的白色光,调整从绿色发光部和红色发光部发射的光的强度来合成,并进行计算。本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.48∶0.52。图12中示出得到所计算出的结果的分布。另外,图11是用于说明实施例1~4中的白色光的合成方法的色度图,各线段两端的描点(plot)分别表示从各实施例中的绿色发光部和红色发光部发射的光的色度坐标。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.2lm。
[实施例2]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.27,0.39),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.45,0.22),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,将合成的白色光的色度坐标设定为(x,y)=(0.32,0.33),除此之外,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,在本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.50∶0.50。图13示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例3]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.28,0.42),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.42,0.21),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
进一步,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.47∶0.53。图14中示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例4]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.30,0.47),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.38,0.18),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.46∶0.54。图15中示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例5]
作为发出绿色光的发光物质使用Ca2.94Ce0.06Sc2Si3O12,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.24,0.37),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.52,0.26),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
此外,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.52∶0.48。而且,图16中示出用于说明实施例5~7中的白色光的合成方法的色度图。该图16中,与图11同样地,各线段两端的描点分别表示从各实施例中的绿色发光部和红色发光部发射的光的色度坐标。图17中示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例6]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.25,0.40),除此之外,采用与实施例5相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.45,0.22),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.54∶0.46。图18中示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.0lm。
[实施例7]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.26,0.42),除此之外,采用与实施例5相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.42,0.21),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.54∶0.46。图19中示出得到所计算出的结果的分布。
此外,白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.0lm。
[实施例8]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.25,0.35),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,作为红色发光部的发光物质使用Ca0.1984Sr0.7936Eu0.008AlSiN3,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.51,0.29),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.48∶0.52。此外,图20中示出用于说明实施例8~11中的白色光的合成方法的色度图。该图20中,与图11或图16同样地,各线段两端的描点分别表示从各实施例中的绿色发光部和红色发光部发射的光的色度坐标。图21中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例9]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.27,0.39),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.43,0.24),除此之外,采用与实施例8相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.47∶0.53。图22中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.3lm。
[实施例10]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.28,0.42),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.40,0.22),除此之外,采用与实施例8相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.46∶0.54。图23中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.4lm。
[实施例11]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.30,0.47),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.36,0.20),除此之外,采用与实施例8相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.45∶0.55。图24中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.4lm。
[实施例12]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.24,0.36),除此之外,采用与实施例5相同的方式,制作绿色发光部。
并且,作为红色发光部的发光物质使用Ca0.1984Sr0.7936Eu0.008AlSiN3,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.48,0.27),除此之外,采用与实施例1相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.52∶0.48。并且,图25中示出用于说明实施例12~14中的白色光的合成方法的色度图。该图25中,与图11、图16、图20同样地,各线段两端的描点分别表示从各实施例中的绿色发光部和红色发光部发射的光的色度坐标。图26中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.1lm。
[实施例13]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.26,0.42),除此之外,采用与实施例5相同的方式,制作绿色发光部
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.42,0.24),除此之外,采用与实施例12相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.51∶0.49。图27中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.1lm。
[实施例14]
将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和绿色光的合成光(短波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.27,0.45),除此之外,采用与实施例5相同的方式,制作绿色发光部。
并且,将发光物质与粘合剂的混合比调整成蓝色光和红色光的合成光(长波长光)的色度坐标为(x,y)=(0.40,0.22),除此之外,采用与实施例12相同的方式,制作红色发光部。
而且,采用与实施例1相同的方式,合成白色光,计算相对于白色光的波长的发光强度分布。另外,本实施例中将来自绿色发光部的光与来自红色发光部的光的光谱比设定为0.52∶0.48。图28中示出得到所计算出的结果的分布。
白色光的总光通量达到平均每个蓝色LED为1.1lm。
[总结]
根据以上,确认到在独立设置绿色发光部和红色发光部的情况下,能够以高光通量发射白色光。而且,这些白色光包含蓝色、绿色以及红色的光,因此若使用具备像上述那样相互独立形成的绿色发光部和红色发光部的背光单元,则能够得到发光效率良好且色彩再现性优异的显示装置。
产业上的可利用性
本发明可以用于使用光的任意领域中,例如,除了屋内和屋外用的照明等之外,还可以用于移动电话、家用电气产品、户外设置用显示器、液晶显示器、液晶投影仪等各种电子设备的图像显示装置、内部照明标志等中。
使用特定的方式对本发明进行了详细说明,但本领域的技术人员应该明白,在不脱离本发明的意图和范围的情况下,可进行各种变更。
另外,本申请以2004年6月30日申请的日本专利申请(特愿2004-194154)以及2004年10月18日申请的日本专利申请(特愿2004-303363)为基础,将上述文献的整体以引用的方式援用至本申请中。

Claims (9)

1.一种发光装置,所述发光装置的特征在于,其具有:
光源;
第一发光部,其含有至少1种发光物质,该第一发光部中的发光物质被所述光源发出的光激发,发出包含波长长于所述光源发出的光的波长的长波长成分的光;
第二发光部,其含有至少1种发光物质,该第二发光部中的发光物质被所述光源和所述第一发光部发出的光激发,发出包含波长长于所述第一发光部发出的光的波长的长波长成分的光;以及
遮光部,其防止从所述第一发光部发出的光中的至少一部分入射到所述第二发光部。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述遮光部反射从所述第一发光部发出的光中的至少一部分。
3.一种照明,该照明的特征在于,其使用了权利要求1或2所述的发光装置。
4.一种显示装置用背光单元,该显示装置用背光单元的特征在于,其使用了权利要求1或2所述的发光装置。
5.一种显示装置,该显示装置的特征在于,其使用了权利要求1或2所述的发光装置。
6.一种显示装置,所述显示装置具有背光单元以及成像单元,所述背光单元发射背光,所述背光单元发射的所述背光照射到成像单元的背面侧,在成像单元的表面侧形成影像;所述显示装置的特征在于,
所述背光单元具有:
光源;
第一发光部,其含有至少1种发光物质,该第一发光部中的发光物质被所述光源发出的光激发,发出包含波长长于所述光源发出的光的波长的长波长成分的光;以及
第二发光部,该第二发光部中的至少一部分与所述第一发光部相独立地形成,其含有至少1种发光物质,该第二发光部中的发光物质被所述光源和所述第一发光部发出的光激发,发出包含波长长于所述第一发光部发出的光的波长的长波长成分的光。
7.一种显示装置,所述显示装置具有背光单元以及成像单元,所述背光单元发射白色光,所述背光单元发射的所述白色光照射到成像单元的背面侧,在成像单元的表面侧形成影像;所述显示装置的特征在于,
所述背光单元具有:
蓝色光源,其发出蓝色光;
绿色发光部,其具有被上述蓝色光激发而发光的绿色发光体,发出绿色光;以及
红色发光部,该红色发光部中的至少一部分与所述绿色发光部相独立地形成,其具有被上述蓝色光激发而发光的红色发光体,发出红色光。
8.如权利要求6或7所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置在所述背光单元和所述成像单元之间具有扩散板,所述扩散板用于扩散从所述背光单元发出的光。
9.如权利要求6~8的任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置具有导光板,所述导光板用于将来自所述背光单元的光导向至所述成像单元。
CNA2005800220532A 2004-06-30 2005-06-29 发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置 Pending CN1977397A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004194154 2004-06-30
JP194154/2004 2004-06-30
JP303363/2004 2004-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1977397A true CN1977397A (zh) 2007-06-06

Family

ID=38126363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800220532A Pending CN1977397A (zh) 2004-06-30 2005-06-29 发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1977397A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468416A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 松下电器产业株式会社 发光装置
CN103066187A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 斯坦雷电气株式会社 半导体发光器件和车灯

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468416A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 松下电器产业株式会社 发光装置
CN103066187A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 斯坦雷电气株式会社 半导体发光器件和车灯
CN103066187B (zh) * 2011-10-19 2018-05-15 斯坦雷电气株式会社 半导体发光器件和车灯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1249825C (zh) 发光装置
CN1231980C (zh) 发光装置
CN1633718A (zh) 半导体发光元件、发光装置及半导体发光元件的制造方法
CN1883057A (zh) 发光装置
CN1305960C (zh) 光学半导体元件及适用的环氧树脂组合物及其制造方法
CN1248320C (zh) 白色发光元件
CN1476640A (zh) 发光装置及其制造方法
CN101031630A (zh) 荧光体和使用该荧光体的发光装置、以及图像显示装置和照明装置
CN100338141C (zh) 硬化性组合物、硬化物及其制造方法以及由此硬化物密封的发光二极管
CN1612369A (zh) 发光元件收纳用封装、发光装置以及照明装置
CN1522291A (zh) 氮化物荧光体,其制造方法及发光装置
CN1380703A (zh) 发光装置
CN1534355A (zh) 发光装置用组件、发光装置、背侧光照射装置、显示装置
CN1492521A (zh) 半导体器件和一种使用该半导体器件的光学器件
CN1759492A (zh) 固体元件装置及其制造方法
CN1868071A (zh) 发光装置
CN1906269A (zh) 荧光体及使用该荧光体的发出电灯色光的电灯色光发光二极管灯
CN1822365A (zh) 具有用于控制配光特性透镜的发光装置
CN1747192A (zh) 发光装置
CN1647286A (zh) 光发射器件及使用其的照明器
CN1591921A (zh) 用于交通工具的发光设备及照明器材
CN1609701A (zh) 光源装置和投影仪
CN101045860A (zh) 氧氮化物荧光体及其制造方法以及使用该氧氮化物荧光体的发光装置
CN1764707A (zh) 发光膜、发光装置、发光膜的制造方法以及发光装置的制造方法
CN1977397A (zh) 发光装置、照明、显示装置用背光单元以及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication