JP5255527B2 - 色変換部材および表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられる色変換部材および表示装置に関する。
従来、薄型の表示装置として液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Display)が用いられている。液晶ディスプレイでは、液晶パネルを背後から全面にわたり照射するバックライトが用いられるが、このバックライトの構造により液晶ディスプレイは直下方式とエッジライト方式に大別される。エッジライト方式は、導光板の側面から入射させた光を導光板内部を伝播させた後、導光板の上面から取り出すものである。一方、直下方式は、例えば基板上に複数のCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光管ランプを配設することにより、全体として面発光を行うものである(例えば、特許文献1参照)。
ところで、近年では、液晶ディスプレイの大型化、薄型化、軽量化および長寿命化等に伴い、また点滅制御による動画特性改善の観点から、基板上に複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を配設して面発光を行う発光装置が注目されている。このような発光装置では、白色光を取り出すために、主に次のような2つの手法が用いられている。第1の手法は、R,G,Bの3色の色光をそれぞれ発する発光ダイオードを配設して、これらを同時点灯することにより、3色の光を合成させて白色光を得るものである。そして、第2の手法は、例えば青色発光ダイオードチップを、蛍光体を含有した樹脂により包囲し、青色光を白色光に色変換する、というものである。
ところが、上記第2の手法では、発光ダイオードチップの微小面積に対して蛍光体をポッティングするため、蛍光体含有樹脂をむらなく均一に形成することが困難である。このため近年では、第2の手法に代わる第3の手法として、蛍光体含有樹脂をシート基材で挟み込んだもの(以下、蛍光体シートという)を用いて青色光を色変換する手法が注目を集めている。
一方、蛍光体は、一般に酸素や水蒸気に対して脆弱であり、酸素や水蒸気等に曝されると特性が劣化してしまう。このため、蛍光体シートをバックライトに用いる場合には、輝度や色度の劣化を招く。このような蛍光体の劣化は、特に高温高湿の環境下において顕著である。このため、上記のような蛍光体シートでは、シート基材に高い水蒸気バリア性やガスバリア性等が要求される。
そこで、蛍光体含有樹脂上に珪素化合物等よりなる保護層を設ける手法(特許文献2参照)や、蛍光体含有樹脂の表面に保護用塗布液を直接塗布する手法(特許文献3参照)が提案されている。また、蛍光体含有樹脂を2枚のガラス板で挟み込んで封止する、といった手法も提案されている(特許文献4参照)。
特開2005−108635号公報 特公平6−58440号公報 特開昭59−42500号公報 特開2007−23267号公報
しかしながら、上記特許文献2〜4の手法を用いた場合、蛍光体保護のために特殊な保護層やガラス板等の高価な材料を用いなければならず、製造コストを圧迫してしまうという問題がある。このため、蛍光体シート等の蛍光体により色変換を行う光学部材において、例えば食品パッケージ用途として広く利用されているような安価な材料をシート基材として利用しつつ、蛍光体の劣化を抑制することが望まれている。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、R、G、Bの3色の色光をそれぞれ発する発光ダイオードを用いなくても、白色光を得られる色変換部材およびこれを用いた表示装置を提供することにある。
また、本願発明の別の課題は、異なる蛍光体を混在させた状態で基材シートに封止する場合に比べ、蛍光体の劣化を抑制し易くする色変換部材およびこれを用いた表示装置を提供することにある。
本発明の色変換部材は、対向配置された一対の基材と、一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えたものである。
本発明の表示装置は、上記本発明の色変換部材と、その色変換部材を通過した光を用いて画像を表示する表示パネルとを備えたものである。
本発明の色変換部材および表示装置では、色変換部材への入射光の少なくとも一部は、各色変換層を順に通過する過程において、各蛍光体によってそれぞれ色変換される。これにより、色変換部材から出射する光は、各色光の混色による合成光となる。
本発明は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む色変換部材である。
本発明は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、前記複数の色変換層のうち隣り合う色変換層同士の間に、水蒸気透過率が0.05〜5g/m 2 /日であり、水蒸気の侵入を抑制して前記色変換層を水蒸気から保護する層間バリアフィルムが設けられている色変換部材である
発明は色変換部材であって、前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記基材は、水蒸気透過率が0.05〜5g/m2/日である色変換部材である。
本発明は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、前記複数の色変換層は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含有すると共に、ブチルゴム系接着材を含む第1の樹脂層と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含有すると共に、アクリル系接着材を含む第2の樹脂層とを有する色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有する色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記複数の色変換層のうち隣り合う色変換層同士の間に、層間バリアフィルムが設けられている色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記複数の色変換層は、互いに異なる種類の蛍光体と、その蛍光体を含有する光拡散部材が積み重ねられた積層体である色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記積層体と一方の基材との間に第1の接着層、前記積層体と他方の基材との間に第2の接着層とをそれぞれ有する色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記第1および第2の接着層はそれぞれ、前記積層体のうちその接着層に隣接する光拡散部材に含有された蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記積層体は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含む第1の光拡散部材と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含む第2の光拡散部材とをそれぞれ1または複数有し、前記第1および第2の光拡散部材が交互に積み重ねられている色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記積層体において、前記一方および他方の基材側の双方に、前記第1の光拡散部材が配置され、前記第1および第2の接着層がブチルゴム系接着材を含む色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記積層体において、前記一方および他方の基材側の双方に、前記第2の光拡散部材が配置され、前記第1および第2の接着層がアクリル系接着材を含む色変換部材である。
本発明は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備え、前記複数の色変換層は、互いに異なる種類の蛍光体と、その蛍光体を含有する光拡散部材が積み重ねられた積層体であり、前記積層体と一方の基材との間に第1の接着層、前記積層体と他方の基材との間に第2の接着層とをそれぞれ有し、前記第1および第2の接着層はそれぞれ、前記積層体のうちその接着層に隣接する光拡散部材に含有された蛍光体の種類毎に異なる接着材を含み、前記積層体は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含む第1の光拡散部材と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含む第2の光拡散部材とをそれぞれ1または複数有し、前記第1および第2の光拡散部材が交互に積み重ねられており、前記積層体において、前記一方の基材側に前記第1の光拡散部材、前記他方の基材側に前記第2の光拡散部材がそれぞれ配置され、前記第1の接着層がブチルゴム系接着材、前記第2の接着層がアクリル系接着材をそれぞれ含む色変換部材である。
本発明は色変換部材であって、前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る色変換部材である。
本発明は、光源部と、前記光源部から発せられた光を通過させる色変換部材と、前記色変換部材を通過した光を用いて画像を表示する表示パネルとを備え、前記色変換部材は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを有する表示装置であって、前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む表示装置である。
本発明の色変換部材によれば、複数の色変換層を設け、層毎に異なる種類の蛍光体を有するようにしたので、複数種類の蛍光体同士を同一層内に混在させる場合に比べ、蛍光体の劣化を抑制し易くなる。これにより、一対の基材として、例えば食品パッケージ用途として広く利用されているような安価な材料を利用した場合であっても、蛍光体の劣化を抑制することができる。よって、蛍光体の劣化を低コストで抑制することが可能となる。
本発明の第1の実施の形態に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 比較例に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 実施例1および比較例1−1,1−2に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 実施例1および比較例1−1,1−2に係る色ずれ量を表す図である。 変形例1に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 図5に示した蛍光体シートからの出射光のスペクトルを表す図である。 変形例2に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 蛍光体の種類と接着材の相性を説明するための図である。 変形例3に係る蛍光体シートの断面構成を表す模式図である。 実施例2−1,2−2に係る色ずれ量の経時変化を表す図である。 適用例1に係る表示装置の断面構成を表す模式図である。 適用例1に係る表示装置の断面構成を表す模式図である。 適用例2に係る照明装置の断面構成を表す模式図である。 適用例3に係る照明装置の断面構成を表す模式図である。 本発明の第2の実施の形態に係る拡散板の断面構成を表す模式図である。 比較例に係る拡散板の断面構成を表す模式図である。 変形例4に係る拡散板の断面構成を表す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.第1の実施の形態(蛍光体シート):2層塗り分け、層間バリアフィルム有りの例
2.変形例1:層間バリアフィルム無しの例
3.変形例2:蛍光体の種類に応じた接着材を用いた例
4.変形例3:蛍光体の種類に応じた接着材を用いた例(層間バリアフィルム無し)
5.適用例1〜3:蛍光体シートを用いた表示装置、照明装置の例
6.第2の実施の形態(拡散板):3枚積層、上下共に同一接着材を用いて封止した例
7.変形例4:2枚積層、上下で異なる接着材を用いて封止した例
<第1の実施の形態>
[蛍光体シート10Aの構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る蛍光体シート10Aの断面構造を模式的に表すものである。蛍光体シート10Aは、バリアフィルム13A,13B(一対の基材)間に、赤色変換層12および緑色変換層11が封止されてなるものである。赤色変換層12は青色光の一部を赤色光、緑色変換層11は青色光の一部を緑色光にそれぞれ変換する色変換層である。即ち、蛍光体シート10Aは、蛍光体の種類毎に層分けされた積層構造を有するものである。本実施の形態では、赤色変換層12および緑色変換層11からなる2層構造を例に挙げて説明する。
赤色変換層12は、樹脂層12bと、この樹脂層12b内に分散して含まれる赤色蛍光体12aとを含むものである。赤色蛍光体12aは、例えば青色光を励起光として赤色光への色変換を行うものであり、例えば(Ca,Sr,Ba)S:Eu2+、(Ca,Sr,Ba)2Si58:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+等である。この赤色蛍光体12aは粉末状の粒子であるため、バインダ樹脂としての樹脂層12bによってバリアフィルム13Bの一面に固着、保持されている。樹脂層12bの材料としては、例えばポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等のインクペーストバインダ樹脂等が挙げられる。また、この他にも、例えば次のようなバインダ樹脂としても機能する接着材を用いるようにしてもよい。例えば、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリイミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリエステル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアセタール系、ポリビニルアルコール系、塩化ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエチレン系、セルロース系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、SBR系、SIS系、ポリサルファイド系、ブチルゴム系、シリコーンゴム系、ビニルフェノリック、エポキシフェノリック、クロロプレンフェノリック、ニトリルフェノリック、ナイロンエポキシ、ニトリルエポキシ等である。
緑色変換層11は、樹脂層11bと、この樹脂層11b内に分散して含まれる緑色蛍光体11aとを含むものである。緑色蛍光体11aは、例えば青色光を励起光として緑色光への色変換を行うものであり、例えばSrGa24:Eu2+、Ca3Sc2Si312:Ce3+等である。この緑色蛍光体11aも、赤色蛍光体12aと同様、粉末状の粒子であるため、バインダ樹脂としての樹脂層11bによってバリアフィルム13Aの一面に固着、保持されている。この樹脂層11bの材料としては、上記樹脂層12bにおいて列挙した樹脂が用いられるが、これらの樹脂層11b,12bに用いられる各樹脂は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。但し、詳細は後述するが、各色変換層における蛍光体の種類に応じて選択された樹脂を用いることが望ましい。
バリアフィルム13A,13Bは、赤色変換層12および緑色変換層11を支持する基材シートであると共に、赤色変換層12および緑色変換層11の保護層として機能するものである。バリアフィルム13A,13Bの材料としては、例えばポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルスルホン(PES)および環状非晶質ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、多官能アクリレート、多官能ポリオレフィン、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の透明樹脂が挙げられる。バリアフィルム13A,13Bの水蒸気透過率は、0.05〜5g/m2/day程度、例えば0.1g/m2/day程度のバリア性能の比較的低い材料が好適に用いられ、厚みは、例えば10μm〜1000μmである。
本実施の形態では、更に、赤色変換層12および緑色変換層11間に、バリアフィルム13C(層間バリアフィルム)が設けられている。バリアフィルム13Cの材料や厚み、水蒸気透過率等は、バリアフィルム13A,13Bと同様である。
このような蛍光体シート10Aは、例えば次のようにして形成することができる。即ち、まず、赤色蛍光体12aを、バインダ樹脂を含む溶媒に混合させ、この混合溶液をバリアフィルム13Bの一面に塗布あるいは印刷したのち乾燥させることにより、バリアフィルム13Bの一面に赤色変換層12を形成する(赤色蛍光体を固着させる)。同様に、緑色蛍光体11aを、バインダ樹脂を含む溶媒に混合させ、この混合溶液をバリアフィルム13Aの一面に塗布あるいは印刷したのち乾燥させることにより、バリアフィルム13Aの一面に緑色変換層11を形成する(緑色蛍光体を固着させる)。このようにして形成した赤色変換層12および緑色変換層11の間に、バリアフィルム13Cを挟み込むようにして、接着材等を用いて貼り合わせる。尚、接着材をバインダ樹脂として使用する場合には、各色蛍光体のバリアフィルムへの固着と、バリアフィルム同士の貼り合わせとを、その接着材を用いて同時に行う。この際、接着材の硬化方法(例えば熱硬化型、紫外線硬化型等)に従って、固着および貼り合わせを行う。これにより蛍光体シート10Aを形成する。
[蛍光体シート10Aの作用、効果]
本実施の形態では、青色光が、蛍光体シート10Aの一面、例えばバリアフィルム13Bの側から入射すると、入射した青色光は、赤色変換層12および緑色変換層11を順に通過する。この通過過程において、青色光の一部が赤色光および緑色光にそれぞれ色変換され、バリアフィルム13Aの側から出射する。これら緑色光および赤色光と、蛍光体シート10Aを色変換されずにそのまま通過した青色光との混色により、白色光が得られる。
ここで、図2(A),(B)を参照して、比較例1,2に係る蛍光体シート100A,100Bについて説明する。図2(A)に示したように、比較例1の蛍光体シート100Aは、一対の基材シート102A,102B間に色変換層101を有するものである。色変換層101では、緑色蛍光体101aと赤色蛍光体101bとが樹脂層101c内に混在した状態で保持されている。ところが、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101bのような蛍光体は、一般に、水蒸気や酸素等に対して脆弱である。このため、一対の基材シート102A,102Bを透過した水蒸気等のガスGにより蛍光体が劣化してしまう虞がある。
そこで、図2(B)に示した比較例2の蛍光体シート100Bのように、高いガスバリア性を有するハイバリアフィルム103A,103Bを用いて、色変換層101を挟み込む必要がある。ハイバリアフィルム103A,103Bは、水蒸気透過率が例えば0.05g/m2/day以下の非常に高いバリア機能を有するものである。このようなハイバリアフィルム103A,103Bは、例えばPET等の樹脂フィルムの上に、酸化シリコン(SiOX)や酸化アルミニウム(Al23)等よりなる無機膜が複数積層されたものである。また、無機膜と有機膜を積層する場合もある。更には、ガラス基板等が用いられる場合もある。これにより、ガスGの透過を効果的に防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することができる。ところが、このようなハイバリアフィルム103A,103Bは、その開発が非常に困難である上、材料コストが高く、製造コストが跳ね上がってしまう。
これに対し、本実施の形態では、蛍光体の種類(赤色蛍光体12a,緑色蛍光体11b)毎に層分けし、即ち色変換層を赤色変換層12および緑色変換層11の2層に分け、その間にバリアフィルム103Cを設けている。これにより、比較例1のように、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101bを同一層内に混在させた状態で基材シート102A,102Bに封止する場合に比べ、蛍光体の劣化を抑制し易くなる。
以上説明したように、本実施の形態では、赤色蛍光体12aを含む赤色変換層12と、緑色蛍光体11aを含む緑色変換層11との2層に分けるようにしたので、これらの蛍光体を同一層内に混在させる場合に比べ、各蛍光体の劣化を抑制し易くなる。具体的には、赤色変換層12では、バリアフィルム13B(下面)側からの水蒸気等の侵入をバリアフィルム13Bにより抑制する一方、バリアフィルム13A(上面)側からの水蒸気等の侵入を、バリアフィルム13A,13Cの2枚のフィルムで抑制する。同様に、緑色変換層11では、バリアフィルム13A(上面)側からの水蒸気等の侵入をバリアフィルム13Aにより抑制する一方、バリアフィルム13B(下面)側からの水蒸気等の侵入を、バリアフィルム13B,13Cの2枚のフィルムで抑制する。
従って、赤色変換層12および緑色変換層11を挟み込むバリアフィルム13A〜13Cとして、例えば食品パッケージ用途として広く利用されている安価なバリアフィルム(PETやPENにアルミナやシリカを積層したもの等)を利用しつつ、蛍光体の劣化を抑制することができる。よって、蛍光体の劣化を低コストで抑制することが可能となる。また、蛍光体劣化の抑制により、長時間の使用による色度変動や輝度変動を低減することができる。
(実施例1)
実際に、次のような蛍光体シートのサンプル(サンプル1〜3)を作製し、蛍光体の劣化(色度変化)について調べた。具体的には、比較例1−1として図3(A)に示したようなサンプル1、比較例1−2として図3(B)に示したようなサンプル2を作製すると共に、実施例1として、図3(C)に示したようなサンプル3を作製した。サンプル1は、上記比較例2の構造に相当するものであり、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101bを混在させて含む色変換層101を、ハイバリアフィルム103A1,103B1(水蒸気透過率:0.01g/m2/day)により挟み込んだ構造とした。サンプル2は、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101bを混在させて含む色変換層101を、ローバリアフィルム103A2,103B2(水蒸気透過率:0.1g/m2/day)により挟み込んだ構造とした。サンプル3は、赤色蛍光体12aを含む赤色変換層12と緑色蛍光体11bを含む緑色変換層11とを、ローバリアフィルム13A1,13B1により挟み込むと共に、赤色変換層12および緑色変換層11間にローバリアフィルム13C1を設けた構造とした。ローバリアフィルム13A1,13B1,13C1の水蒸気透過率はそれぞれ0.1g/m2/dayとした。但し、サンプル1〜3において、赤色蛍光体としては青色光を励起光として赤色光を発光する蛍光体、緑色蛍光体としては青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体をそれぞれ用い、いずれの蛍光体も高温高湿下において劣化が大きいとされるものを用いた。励起光源として青色LEDを使用し、これらのサンプル1〜3を、60℃、90%RHの環境下に300時間放置した場合の初期からの色度変化量(Δu’v’)を測定した。結果を図4に示す。
図4に示したように、サンプル1,2同士を比較すると、サンプル1ではハイバリアフィルムを使用しているので、ローバリアフィルムを使用したサンプル2よりも色度変化が少ない。一方、サンプル3(実施例1)では、ローバリアフィルムを使用しているにも関わらず、ハイバリアフィルムを用いたサンプル1と同程度にまで色度変化が抑えられた。この結果より、蛍光体の種類毎に色変換層を分けると共に、各層同士の間にバリアフィルムを設けることにより、安価なローバリアフィルムを利用しつつ蛍光体の劣化を効果的に抑制し得ることがわかる。
次に、上記第1の実施の形態の変形例(変形例1〜3)について説明する。以下では、第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<変形例1>
図5は、変形例1に係る蛍光体シート10Bの断面構造を模式的に表すものである。蛍光体シート10Bは、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと同様、一対のバリアフィルム13A,13B間に、赤色変換層12および緑色変換層11の2層構造を有している。本変形例では、赤色変換層12と緑色変換層11との間にバリアフィルム(バリアフィルム13C)が設けられていない点において、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと異なっている。このような蛍光体シート10Bは、例えば次のようにして形成可能である。即ち、上記第1の実施の形態と同様にして、バリアフィルム13Aの一面に緑色変換層11、バリアフィルム13Bの一面に赤色変換層12をそれぞれ形成した後、これらの赤色変換層12および緑色変換層11を向かい合わせるようにして接着することにより、形成することができる。
このように、赤色変換層12と緑色変換層11との間には、必ずしもバリアフィルム(13C)が設けられていなくともよい。このようなバリアフィルムがなくとも、蛍光体の種類毎に層分けされた積層構造とすることにより、蛍光体の劣化を抑制し易くなるためである。尚、赤色蛍光体12aとして、規格化発光スペクトルピークが600以上の蛍光体、緑色蛍光体11aとして、規格化発光スペクトルピークが500以上600以下の蛍光体をそれぞれ使用した場合、例えば図6に示したようなスペクトルを示す色度(0.20,0.14)の白色光を得られる。
<変形例2>
図7は、変形例2に係る蛍光体シート10Cの断面構造を模式的に表すものである。蛍光体シート10Cは、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと同様、一対のバリアフィルム13A,13B間に、赤色蛍光体12aを含む赤色変換層42と緑色蛍光体11aを含む緑色変換層41とからなる2層構造を有するものである。但し、本変形例では、緑色変換層41および赤色変換層42において、それぞれの蛍光体を保持するための樹脂層として、互いに異なる接着材を含む接着層41b,42bが設けられている点において、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと異なっている。
即ち、本変形例では、緑色変換層41は、緑色蛍光体11aを含むものであるが、この緑色蛍光体11aが、接着層41bによってバリアフィルム13Aの一面に固着、保持されている。接着層41bは、緑色蛍光体11aと相性が良く、緑色蛍光体11aの劣化を効果的に抑制する(相性が良い)接着材を含むものである。一方、赤色変換層42は、赤色蛍光体12aを含むものであるが、この赤色蛍光体12aが、接着層42bによってバリアフィルム13Bの一面に固着、保持されている。接着層42bは、赤色蛍光体11aの劣化を効果的に抑制する(相性が良い)接着材を含むものである。
接着層41b,42bの材料としては、各蛍光体のバインダ樹脂としても機能する接着材、例えばユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリイミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリエステル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアセタール系、ポリビニルアルコール系、塩化ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエチレン系、セルロース系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、SBR系、SIS系、ポリサルファイド系、ブチルゴム系、シリコーンゴム系、ビニルフェノリック、エポキシフェノリック、クロロプレンフェノリック、ニトリルフェノリック、ナイロンエポキシ、ニトリルエポキシ等が挙げられる。
但し、本変形例では、接着層41b,42bでは、蛍光体の種類に応じて選定された接着材が用いられる。蛍光体と接着材との間には、相性の良い組み合わせとそうでない組み合わせが存在するためである。例えば、緑色変換層41では、接着材41bの材料として、緑色蛍光体11aの劣化を効果的に抑制することが可能な接着材、例えばアクリル系接着材が用いられる。赤色変換層42では、接着材42bの材料として、赤色蛍光体12aの劣化を効果的に抑制することが可能な接着材、例えばブチルゴム系接着材が用いられる。尚、アクリル系接着材およびブチルゴム系接着材は、熱硬化型であってもよいし、紫外線硬化型であってもよい。尚、このような接着層41b,42bに用いられる接着材としては、上記のようにバインダ樹脂として機能するものを用いてもよいし、そうでないものを用いてもよい。後者の場合には、上記接着材とは別に、バインダ樹脂として機能する他の樹脂材料(図7には図示せず)、例えばポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等のインクペーストバインダ樹脂等が用いられる。
ここで、上記蛍光体と接着材との組み合わせによる劣化挙動の違いを調べるため、サンプルを作製した。この際、緑色蛍光体(SrGaS4:Eu)を、アクリル系接着材(紫外線硬化型)を用いてPETフィルムに印刷したものと、ブチルゴム系接着材(熱硬化型)を用いてPETフィルムに印刷したものとの2種類のサンプルを作製した。この2種類のサンプルを85℃、85%RHの環境下に放置した。同様にして、赤色蛍光体(CaS:Eu)についても2種類のサンプルを作製し、同様の環境下に放置した。これらのサンプルの輝度(初期の輝度を1とした場合の相対輝度)の経時的変化を、図8(A),(B)に示す。
図8(A),(B)に示したように、緑色蛍光体11aおよび赤色蛍光体12aのどちらの場合においても、アクリル系接着材を使用した場合と、ブチルゴム系接着材を使用した場合とでは、互いに異なる劣化挙動を示した。そして、図8(A)に示したように、緑色蛍光体11aに対しては、アクリル系接着材を使用した場合の方が、ブチルゴム系接着材を使用した場合よりも輝度低下が少なく、蛍光体劣化が効果的に抑制されていることがわかる。一方、図8(B)に示したように、赤色蛍光体42aに対しては、ブチルゴム系接着材を使用した場合の方が、アクリル系接着材を使用した場合よりも輝度低下が少なく、蛍光体劣化が効果的に抑制されていることがわかる。これは、例えば相性の良くない接着材を用いた場合、蛍光体の劣化分解により、その周辺環境のpHが酸性またはアルカリ性に変化し、この環境変化に起因して接着材の劣化が引き起こされ、蛍光体の劣化が更に加速するという悪循環が生じるためと考えられる。このように、蛍光体劣化抑制の観点から、蛍光体の種類(緑色蛍光体11aおよび赤色蛍光体12a)と接着材の種類との好適な組み合わせが存在することがわかる。
そこで、本変形例では、蛍光体と接着材との間に好適な組み合わせがあることに着目し、緑色変換層41と赤色変換層42との2層構造において、緑色変換層41および赤色変換層42において互いに異なる接着材が用いられている。即ち、緑色変換層41では、緑色蛍光体11aをアクリル系接着材よりなる接着層41b内に分散(含有)させる一方、赤色変換層42では、赤色蛍光体12aをブチルゴム系接着材よりなる接着層42b内に分散(含有)させている。これにより、蛍光体の種類毎の劣化速度、即ち色毎の劣化速度の差が軽減され、白色光の色度における経時変化が抑制される。よって、上記第1の実施の形態よりもより効果的に蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。
<変形例3>
図9は、変形例3に係る蛍光体シート10Dの断面構造を模式的に表すものである。蛍光体シート10Dは、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと同様、一対のバリアフィルム13A,13B間に、赤色蛍光体12aを含む赤色変換層42と緑色蛍光体11aを含む緑色変換層41とからなる2層構造を有するものである。また、上記変形例2と同様、緑色変換層41および赤色変換層42において、それぞれの蛍光体を保持するための樹脂層として、互いに異なる接着層41b,42bが設けられている。但し、本変形例では、緑色変換層41と赤色変換層42との間にバリアフィルムが設けられていない点で、上記変形例2の構成と異なっている。
このように、緑色変換層41と赤色変換層42との間にバリアフィルムが設けられていない構成において、緑色変換層41と赤色変換層42における接着層41b,42bに各蛍光体に応じた接着材を用いるようにしてもよい。層間バリアフィルムが設けられていない場合、層間バリアフィルムが設けられている場合に比べてバリア性能が低くなるが、蛍光体の種類毎にその劣化を効果的に抑制し得る接着材を用いることにより、このようなバリア性能の低下を補填することができる。
ここで、上記変形例2、3について、実際に蛍光体シートのサンプル(サンプルA,B)を作製し、蛍光体の劣化(色度変化)について調べた。サンプルAは、変形例2に係る構造(バリアフィルム13C有り)、サンプルBは、変形例3に係る構造(バリアフィルム13C無し)とした。但し、サンプルA,Bにおいて、赤色蛍光体としては青色光を励起光として赤色光を発光する蛍光体、緑色蛍光体としては青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体をそれぞれ用い、いずれの蛍光体も高温高湿下において劣化が大きいとされる硫化物系蛍光体を用いた。励起光源として青色LEDを使用し、これらのサンプルA,Bを、60℃、90%RHの環境下に放置した場合の初期からの色度変化量(Δu’v’)を測定した。結果を図10に示す。図10に示したように、特にバリアフィルム13Cを有する変形例2の蛍光体シート10Cでは、500時間経過後もほとんど色度変化が見られなかった。
尚、上記第1の実施の形態および変形例1〜3では、積層構造として、赤色蛍光体を含む赤色変換層と緑色蛍光体を含む緑色変換層とからなる2層構造を例に挙げて説明したが、3層以上の積層構造であってもよい。この場合、2種類の蛍光体を用いて、各蛍光体をそれぞれ含む2種類の色変換層を交互に積層してもよいし、3種以上の蛍光体を用いて、3種以上の色変換層を積層してもよい。
<適用例1>
図11は、上記蛍光体シート10A〜10Dの適用例(適用例1)に係る表示装置1の断面構造を模式的に表すものである。但し、ここでは、代表して蛍光体シート10Aについて示す。表示装置1は、例えば液晶ディスプレイであり、表示パネル26と、この表示パネル26を照明するバックライトとしての光源部21を備えたものである。表示装置1では、これらの表示パネル26と光源部21との間に、光源部21の側から順に、蛍光体シート10A、拡散板22、拡散フィルム23、レンズフィルム24および反射型偏光フィルム25を順に備えている。
光源部21は、基板20上に複数のLED21aを配置してなり、この光源部21の光出射側に、蛍光体シート10Aが配設される。LED21aは、例えば青色発光ダイオードである。
拡散板22、拡散フィルム23は、入射光を拡散して強度分布を均一化するものである。拡散板22に用いられる材料としては、例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホンおよび環状非晶質ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、多官能アクリレート、多官能ポリオレフィン、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂などが挙げられる。特に、青色発光ダイオードもしくは近紫外発光ダイオードによって劣化が軽微なものが望ましい。この拡散板22の厚みは、例えば1mm〜3mm程度である。レンズフィルム24は、例えばプリズム状(三角柱状)の突起が同一面内に複数並列したものであり、入射光を例えば正面方向に集光する機能を有する。反射型偏光フィルム25は、一方の偏光を透過させ、他方の偏光を下方(光源部21の側)に反射させて再利用に供するものであり、光利用効率を高めるために設けられている。
表示パネル26は、例えば、TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)や各種駆動回路および画素電極等が形成された駆動基板と、カラーフィルタや対向電極等が形成された対向基板との間に液晶層(いずれも図示せず)を封止してなるものである。この表示パネル4の光入射側および光出射側には、それぞれ偏光板(図示せず)が貼り合わされている。
表示装置1では、LED21aから発せられた青色光は、蛍光体シート10Aを通過する。この際、蛍光体シート10Aに入射した青色光は、上述のように赤色光や緑色光に色変換され、最終的に白色光として蛍光体シート10Aを出射する。蛍光体シート10Aから出射した白色光は、拡散板22、拡散フィルム23、レンズフィルム24および反射型偏光フィルム25を順に通過して、表示パネル26を照射する。この照射光が、表示パネル26において画像データに基づいて変調されることにより、画像表示が行われる。このように、蛍光体シート10Aを用いて光源部21からの青色光を白色光に変換することにより、照明光の色度変動や輝度変動を低減することが可能となる。
尚、上記適用例1では、光源部21の直上に蛍光体シート10Aを設けるようにしたが、蛍光体シート10Aの配置場所は、特に限定されない。例えば、図12に示した表示装置2のように、蛍光体シート10Aを拡散板22と拡散フィルム23との間に備えた構成であってもよい。
<適用例2>
図13は、上記蛍光体シート10A〜10Dの適用例(適用例2)に係る照明装置(照明装置3)の断面構造を模式的に表すものである。但し、ここでは、代表して蛍光体シート10Aについて示す。照明装置3は、例えば白色LEDであり、ダイオードチップ30の直上に蛍光体シート10Aが配置されたものである。ダイオードチップ30は、青色光を発する発光素子であり、ワイヤボンド31により陰極フレーム32aおよび陽極フレーム32bに電気的に接続されている。ダイオードチップ30および蛍光体シート10Aは、外装キャップ33によって密閉されている。
照明装置3では、ダイオードチップ30から発せられた青色光が、蛍光体シート10Aにおいて色変換され、白色光として外部へ出射される。このように、ダイオードチップ30の直上に蛍光体シート10を配置してもよく、これにより色度変動や輝度変動の少ない白色LEDを作製することができる。
<適用例3>
図14(A)は、上記蛍光体シート10A〜10Dの適用例(適用例3)に係る照明装置(照明装置4)の断面構造を模式的に表すものである。但し、ここでは、代表して蛍光体シート10Aについて示す。照明装置4は、例えば液晶ディスプレイ等のバックライトとして用いられ、例えば楔形状の導光板34の側面に青色LED35が配設されたものである。尚、導光板34の形状は楔形状に限らず、平行平板状であってもよい。導光板34の材料としては、上記適用例1の拡散板22と同様、例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホンおよび環状非晶質ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、多官能アクリレート、多官能ポリオレフィン、不飽和ポリエステルおよびエポキシ樹脂などが挙げられる。この導光板34の反射面S1には、光取り出しのために、例えば溝加工やドット加工等が施されている。導光板34の発光面S2上に蛍光体シート10Aが設けられている。
このような照明装置4では、青色LED35から導光板34の内部へ入射した青色光は、導光板34内を全反射により伝播したのち、反射面S1に施された加工によって全反射条件を崩され、発光面S2から出射する。導光板34を出射した青色光は、蛍光体シート10Aにおいて色変換される。これにより、色度変動等の少ない白色光を得ることができる。
尚、上記適用例3では、蛍光体シート10Aを導光板34の発光面S2上に設けた場合を例に挙げて説明したが、蛍光体シート10Aは、例えば図14(B)に示したように、導光板34の反射面S1に貼り合わせてもよい。このような場合であっても、導光板34内を伝播する青色光が、反射面S1において全反射条件を崩される際に、蛍光体シート10Aを通過して色変換される。よって、色度変動等の少ない白色光を得ることができる。
<第2の実施の形態>
[拡散板50Aの構成]
図15は、本発明の第2の実施の形態に係る拡散板(拡散板50A)の断面構造を模式的に表すものである。拡散板50Aは、バリアフィルム53A,53B(一対の基材)間に、赤色変換拡散板52および緑色変換拡散板51A,51Bが積み重ねられた状態で封止されたものである。赤色変換拡散板52は、青色光の一部を赤色光に変換する色変換層として機能すると共に、入射光を均一に拡散させる拡散機能を有するものである。緑色変換拡散板51A,51Bは、青色光の一部を緑色光に変換する色変換層として機能すると共に、入射光を均一に拡散させる拡散機能を有するものである。即ち、拡散板50Aは、上記第1の実施の形態と同様、蛍光体の種類毎に層分けされた積層構造を有するものである。以下では、上記第1の実施の形態の蛍光体シート10Aと同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。尚、赤色変換拡散板52および緑色変換拡散板51A,51Bが、本発明の「色変換層」の一具体例である。
但し、本実施の形態では、赤色蛍光体12aが赤色変換拡散板52、緑色蛍光体11aが緑色変換拡散板51A,51Bにそれぞれ含まれており、赤色変換拡散板52を挟むように緑色変換拡散板51A,51Bが設けられた3層積層構造となっている。
赤色変換拡散板52は、その内部に赤色蛍光体12aを分散した状態で含有するものである。赤色蛍光体12aは、赤色変換拡散板52の成形過程において、その基材となる樹脂材料に練り込まれ、これにより、赤色変換拡散板52内に分散して、保持される。
緑色変換拡散板51A,51Bについても同様で、それぞれの内部に緑色蛍光体11aを分散した状態で含有するものであり、緑色蛍光体11aは、緑色変換拡散板51A,51Bの成形過程において、緑色変換拡散板51A,51B内に分散して、保持される。
バリアフィルム53A,53Bは、赤色変換拡散板52および緑色変換拡散板51A,51Bを封止し、保護するための保護シートである。バリアフィルム53A,53Bの材料としては、上記第1の実施の形態のバリアフィルム13A,13Bと同様の透明樹脂が挙げられ、水蒸気透過率が0.05〜5g/m2/day程度のバリア性能の比較的低い材料が好適に用いられる。
本実施の形態では、赤色変換拡散板52および緑色変換拡散板51A,51Bによる積層構造の上面および下面を覆うようにして接着層54が設けられている。接着層54は、バリアフィルム53A,53B間に積層構造を封止するためのものであり、材料としては、例えばユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリイミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリエステル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアセタール系、ポリビニルアルコール系、塩化ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエチレン系、セルロース系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、SBR系、SIS系、ポリサルファイド系、ブチルゴム系、シリコーンゴム系、ビニルフェノリック、エポキシフェノリック、クロロプレンフェノリック、ニトリルフェノリック、ナイロンエポキシ、ニトリルエポキシ等が挙げられる。尚、この接着層54のバリアフィルム53A側およびバリアフィルム53B側の片側半分が、本発明の「第1の接着層」、「第2の接着層」にそれぞれ対応している。
但し、接着層54の材料としては、上記変形例2と同様、蛍光体の種類に応じてその劣化を効果的に抑制し得る接着材(相性の良い接着材)を選定することが望ましい。
具体的には、緑色蛍光体11aとアクリル系接着材との組み合わせ、赤色蛍光体12aとブチルゴム系接着材との組み合わせがそれぞれ好適である。詳細には、積層構造において最も外側(バリアフィルム53A側およびバリアフィルム53B側)に配置された蛍光体、換言すると、接着層54に隣接する拡散板に含有される蛍光体と相性の良い接着材を選定する。例えば、ここでは、緑色蛍光体11aを含有する緑色変換拡散板51A,51Bが最も外側に配置されているため、この緑色蛍光体11aと相性の良い接着材、即ちアクリル系接着材を用いることが望ましい。
[拡散板50Aの作用、効果]
本実施の形態では、青色光が、拡散板50Aの一面、例えばバリアフィルム53Bの側から入射すると、入射した青色光は、緑色変換拡散板51B、赤色変換拡散板52および緑色変換拡散板51Aを順に通過する。この通過過程において、青色光の一部が赤色光および緑色光にそれぞれ色変換され、バリアフィルム53Aの側から出射する。これら緑色光および赤色光と、色変換されずにそのまま通過した青色光との混色により、白色光が得られる。
ここで、図16を参照して、比較例3に係る拡散板104について説明する。拡散板104は、一対のハイバリアフィルム106A,106B間に色変換拡散板105を有するものである。色変換拡散板105では、緑色蛍光体101aと赤色蛍光体101bとが混在した状態で含有されている。この色変換拡散板105は接着層107を介してハイバリアフィルム106A,106B間に封止されている。即ち、比較例3の拡散板104では、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101bが混在して存在するため、上述したような蛍光体と接着材との好適な組み合わせに基づいて、接着層107の材料を選定することができない。このため、緑色蛍光体101aおよび赤色蛍光体101b間の劣化速度が異なり、その結果、白色色度の経時変化が大きくなることがある。従って、このような拡散板104では、蛍光体の劣化を抑制するために、水蒸気透過率が0.01g/m2/day程度以下の高価なハイバリアフィルム106A,106Bを用いることが望ましい。
一方、本実施の形態では、蛍光体の種類(赤色蛍光体12a,緑色蛍光体11b)毎に層分けし、赤色変換拡散板52を緑色変換拡散板51A,51Bにより挟み込んだ積層構造としている。このような積層構造とすることにより、水蒸気等の影響を受け易い最も外側に配置された蛍光体と相性の良い接着材を選定することができる。また、積層構造内部の層(赤色変換拡散板52)については、上下から他の拡散板(緑色変換拡散板51A,51B)で挟まれることになるため、水蒸気の影響を受けにくく、蛍光体が劣化しにくくなる。これにより、蛍光体の種類毎の劣化速度、即ち色毎の劣化速度の差が軽減され、白色光の色度の経時変化が抑制される。
以上説明したように、本実施の形態では、赤色蛍光体12aを含む赤色変換拡散板52と、緑色蛍光体11aを含む緑色変換拡散板51A,51Bとからなる積層構造としたので、蛍光体と接着材との組み合わせの効果を利用して、蛍光体の劣化を抑制し易くなる。これにより、積層構造を挟み込むバリアフィルム53A,53Bとして、例えば食品パッケージ用途として広く利用されている安価なフィルム(PETやPEN等)を利用しつつ、蛍光体の劣化を抑制することができる。よって、蛍光体の劣化を低コストで抑制することが可能となる。また、蛍光体劣化の抑制により、長時間の使用による色度変動や輝度変動を低減することができる。
尚、上記第2の実施の形態では、赤色蛍光体を含む拡散板を、緑色蛍光体を含む2枚の拡散板により挟み込んだ3層積層構造を例に挙げて説明したが、拡散板の積層構造は、これに限定されない。例えば、これら2種類の拡散板を交互にn層(但し、nは5以上の奇数)以上積層した構造であってもよい。蛍光体が2種類で、各蛍光体を含む拡散板を交互に積層する場合、層数が奇数であれば、最も外側の2層は互いに同一種類の蛍光体を含む拡散板となる。よって、上記第2の実施の形態と同様、接着層54として、上記2層の蛍光体と相性の良い接着材を選定すればよい。
また、緑色蛍光体を含む拡散板を、赤色蛍光体を含む2枚の拡散板により挟み込んだ3層積層構造としてもよい。この場合には、接着層54に赤色蛍光体を含む拡散板が隣接することとなるため、接着層54の材料として赤色蛍光体と相性の良い接着材、例えばブチルゴム系接着材を選定すればよい。
次に、上記第2の実施の形態の変形例(変形例4)について説明する。以下では、上記第1および第2の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<変形例4>
図17は、変形例4に係る拡散板50Bの断面構造を模式的に表すものである。拡散板50Bは、バリアフィルム53A,53B間に、赤色変換拡散板56および緑色変換拡散板55が積み重ねられた状態で封止されたものである。赤色変換拡散板56は、上記第2の実施の形態の赤色変換拡散板52と同様の色変換機能および拡散機能を有するものである。緑色変換拡散板55は、上記第2の実施の形態の緑色変換拡散板51A,51Bと同様の色変換機能および拡散機能を有するものである。即ち、拡散板50Bは、上記第1および第2の実施の形態と同様、蛍光体の種類毎に層分けされた積層構造を有するものである。但し、本変形例の積層構造は、赤色変換拡散板56および緑色変換拡散板55からなる2層構造であり、バリアフィルム53A側には緑色変換拡散板55が配置され、バリアフィルム53B側には、赤色変換拡散板56が配置されている。また、バリアフィルム53A側に接着層57(第1の接着層)、バリアフィルム53B側に接着層58(第2の接着層)がそれぞれ設けられ、これら接着層57,58には互いに異なる接着材が用いられる。
接着層57,58は、バリアフィルム53A,53B間に積層構造を封止するためのものである。材料としては、例えばユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリイミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリエステル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアセタール系、ポリビニルアルコール系、塩化ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエチレン系、セルロース系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、SBR系、SIS系、ポリサルファイド系、ブチルゴム系、シリコーンゴム系、ビニルフェノリック、エポキシフェノリック、クロロプレンフェノリック、ニトリルフェノリック、ナイロンエポキシ、ニトリルエポキシ等が挙げられるが、上記第2の実施の形態と同様、隣接する拡散板に含有される蛍光体と相性の良い接着材を選定することが望ましい。具体的には、接着層57としてアクリル系接着材、接着層58としてブチルゴム系接着材を用いることが望ましい。
本変形例のように、積層構造を、赤色変換拡散板56および緑色変換拡散板55からなる2層構造としてもよい。このようにした場合であっても、バリアフィルム53A,53Bの各側に、互いに異なる接着材よりなる接着層57,58を設けることにより、上記第2の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
尚、上記変形例4では、赤色蛍光体を含む拡散板と、緑色蛍光体を含む拡散板とを積み重ねた2層積層構造を例に挙げて説明したが、拡散板の積層構造は、これに限定されない。例えば、これら2種類の拡散板を交互にm層(但し、mは4以上の偶数)以上積層した構造であってもよい。蛍光体が2種類で、各蛍光体を含む拡散板を交互に積層する場合、層数が偶数であれば、最も外側の2層は互いに異なる種類の蛍光体を含む拡散板となる。よって、上記変形例4と同様、バリアフィルム53A,53Bの各側に互いに異なる接着層57,58を設け、接着層57,58毎に各蛍光体と相性の良い接着材を選定すればよい。
尚、上記第2の実施の形態および変形例4では、2種類の蛍光体を互いに異なる拡散板に含有させ、これら2種類の拡散板を交互に積層した構造を例に挙げて説明したが、必ずしも交互に積層されていなくともよく、また蛍光体の種類も2種類に限定されない。
以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、青色光を励起光とする赤色蛍光体および緑色蛍光体の2種類の蛍光体を用いる場合を例に挙げて説明したが、他の種類の蛍光体を用いるようにしてもよい。例えば、黄色変換の蛍光体として、(Y,Gd)3(Al,Ga)512:Ce3+(通称YAG:Ce3+)、α−SiAlON:Eu2+等、黄色もしくは緑色変換の蛍光体として、 (Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+等を用いてもよい。また、使用する蛍光体は3種以上であってもよい。
また、上記実施の形態等では、励起光源として青色LEDを例に挙げて説明したが、これに限定されず、比較的短い波長領域の色光を発する光源、例えば近紫外LEDを用いるようにしてもよい。この場合、蛍光体としては、緑色変換もしくは黄色変換の蛍光体として、(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+、BAM:Eu2+,Mn2+およびα−SiAlON:Eu2+等を用いることができる。赤色変換の蛍光体としては、Y22S:Eu3+、La22S:Eu3+、(Ca,Sr,Ba)2Si58:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+、LiEuW28、Ca(Eu,La)4Si313、Eu229系、(La,Eu)2312、(Ca,Sr,Ba)3MgSi28:Eu2+,Mn2+、CaTiO3:Pr3+,Bi3+等を用いることができる。青色変換の蛍光体としては、BAM:Eu2+、(Ca,Sr,Ba)5(PO43Cl:Eu2+等を用いることができる。但し、発光効率や耐候性の観点からは、青色発光ダイオードを用いることが好ましい。
1,2…表示装置、3,4…照明装置、10A〜10D…蛍光体シート、11,41…緑色変換層、12,42…赤色変換層、11a…緑色蛍光体、12a…赤色蛍光体、11b,12b…樹脂層、13A,13B,13C,53A,53B…バリアフィルム、41b,42b,54…接着層、50A,50B…拡散板、51A,51B,55…緑色変換拡散板、52,56…赤色変換拡散板、20…基板、21a…LED、21…光源部、22…拡散板、23…拡散フィルム、24…レンズフィルム、25…反射型偏光フィルム、26…表示パネル、30…ダイオードチップ、34…導光板。

Claims (18)

  1. 対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、
    前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、
    前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、
    前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む色変換部材。
  2. 対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、
    前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、
    前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、
    前記複数の色変換層のうち隣り合う色変換層同士の間に、水蒸気透過率が0.05〜5g/m 2 /日であり、水蒸気の侵入を抑制して前記色変換層を水蒸気から保護する層間バリアフィルムが設けられている色変換部材。
  3. 前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の色変換部材。
  4. 前記基材は、水蒸気透過率が0.05〜5g/m2/日である請求項1乃至請求項のいずれか1項記載の色変換部材。
  5. 対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備えた色変換部材であって、
    前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、
    前記複数の色変換層は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含有すると共に、ブチルゴム系接着材を含む第1の樹脂層と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含有すると共に、アクリル系接着材を含む第2の樹脂層とを有する色変換部材。
  6. 前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る請求項記載の色変換部材。
  7. 前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有する請求項又はのいずれか1項に記載の色変換部材。
  8. 前記複数の色変換層のうち隣り合う色変換層同士の間に、層間バリアフィルムが設けられている請求項記載の色変換部材。
  9. 前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む請求項記載の色変換部材。
  10. 前記複数の色変換層は、互いに異なる種類の蛍光体と、その蛍光体を含有する光拡散部材が積み重ねられた積層体である請求項に記載の色変換部材。
  11. 前記積層体と一方の基材との間に第1の接着層、前記積層体と他方の基材との間に第2の接着層とをそれぞれ有する請求項10に記載の色変換部材。
  12. 前記第1および第2の接着層はそれぞれ、前記積層体のうちその接着層に隣接する光拡散部材に含有された蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む請求項11に記載の色変換部材。
  13. 前記積層体は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含む第1の光拡散部材と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含む第2の光拡散部材とをそれぞれ1または複数有し、前記第1および第2の光拡散部材が交互に積み重ねられている請求項12に記載の色変換部材。
  14. 前記積層体において、前記一方および他方の基材側の双方に、前記第1の光拡散部材が配置され、前記第1および第2の接着層がブチルゴム系接着材を含む請求項13に記載の色変換部材。
  15. 前記積層体において、前記一方および他方の基材側の双方に、前記第2の光拡散部材が配置され、前記第1および第2の接着層がアクリル系接着材を含む請求項13に記載の色変換部材。
  16. 対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを備え、
    前記複数の色変換層は、互いに異なる種類の蛍光体と、その蛍光体を含有する光拡散部材が積み重ねられた積層体であり、
    前記積層体と一方の基材との間に第1の接着層、前記積層体と他方の基材との間に第2の接着層とをそれぞれ有し、
    前記第1および第2の接着層はそれぞれ、前記積層体のうちその接着層に隣接する光拡散部材に含有された蛍光体の種類毎に異なる接着材を含み、
    前記積層体は、青色光から赤色光への変換を行う赤色蛍光体を含む第1の光拡散部材と、青色光から緑色光への変換を行う緑色蛍光体を含む第2の光拡散部材とをそれぞれ1または複数有し、前記第1および第2の光拡散部材が交互に積み重ねられており、
    前記積層体において、前記一方の基材側に前記第1の光拡散部材、前記他方の基材側に前記第2の光拡散部材がそれぞれ配置され、前記第1の接着層がブチルゴム系接着材、前記第2の接着層がアクリル系接着材をそれぞれ含む色変換部材。
  17. 前記基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、または、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれか一方から成る請求項16記載の色変換部材。
  18. 光源部と、前記光源部から発せられた光を通過させる色変換部材と、前記色変換部材を通過した光を用いて画像を表示する表示パネルとを備え、前記色変換部材は、対向配置された一対の基材と、前記一対の基材間に設けられると共に、層毎に異なる種類の蛍光体を有する複数の色変換層とを有する表示装置であって、
    前記一対の基材はそれぞれ、前記複数の色変換層を保護するバリアフィルムであり、
    前記複数の色変換層はそれぞれ、互いに異なる種類の蛍光体とその蛍光体を保持する樹脂層とを有し、
    前記複数の色変換層における各樹脂層は、前記蛍光体の種類毎に異なる接着材を含む表示装置。
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