TWI400495B - 導光構件及面光源裝置及顯示裝置 - Google Patents

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Description

導光構件及面光源裝置及顯示裝置
本發明為有關於能使用於例如當作液晶顯示器的背光等之用的面光源裝置之導光構件、使用此構件的面光源裝置、以及具備該面光源裝置的顯示裝置。
近年來，發光二極體的發光效率顯著提昇，於照明的應用一直在進展當中。尤其，當發光二極體被當作液晶顯示器背光而使用時，被期待能實現良好的色再現性與高速反應性，而達到高品味的畫質(專利文獻1)。
先前以來，為了液晶顯示器背光的薄型化、低耗電化，光源是以配置冷陰極管於箱形容器端面的所謂側光型者為主流(專利文獻2)，但近年來因對液晶顯示器大型化要求的提高，以側光型而欲達到亮度的提昇及均勻化者有其界限。因此，於大型液晶顯示器就有了採用直下型光源的研究。
圖5所示的斷面圖為利用於液晶顯示器之先前的直下型面光源裝置之構造(非專利文獻1等)。此面光源裝置11配置於液晶面板21的正下方。面光源裝置11，將利用發光二極體元件的LED光源1以陣列狀配列於箱形容器12的底面，以例如RGB3色等等，發光色互異的複數色LED光源1作為光源。箱形容器12的底面及側面以反射片13覆蓋。在LED光源1的上方，隔著距LED光源1通常為1~5cm的距離，配置有擴散片14與稜鏡片15。
一點亮LED光源1，射出的光就會直接或因反射片13的反射而朝向擴散片14，在擴散片14內亂反射之後，由於通過稜鏡片15使得光線被轉成垂直方向射入液晶面板21。從不同的LED光源1射出的光，在與擴散片14之間的空間內混合，更因在擴散片14內亂反射而促進混合，亮度與色度因此而被均勻化。
但是，若非單色LED光源而是使用如RGB的複數色LED光源加以混色時，則會有不能完全混色，而出現色班的問題。
例如，若將LED光源與擴散片間的距離加大，雖然可因空間混色而能將色班減低到某種程度，但這卻會導致背光的厚度增大，以平面面板顯示器而言，其效果並無法令人滿意。
對於此種直下型面光源裝置，為了更加提高色度的均勻性，且不增加平面光源的厚度，有一有效的方法是在配置LED光源的基板前方，配置一與LED光源對面相向的導光板，因導光板的背面配置的反射層，而使得由各LED光源而來的光能在導光板內往橫方向傳播擴散之後，再由其前方將光取出。
但即使使用此種導光板，由LED晶片的散熱、配置LED光源基板的電路設計等的觀點視之，各LED光源的配置位置也有一定的限制。因此，RGB等發光色互異之發光起點的相對位置會被限制，這會成為完全混色被限制的主要原因。
如上所述，為了得到有如液晶顯示器背光等的白色面狀光源，有必要使用RGB等等的複數色LED光源。另一方面，不依賴複數色LED光源的混色而能得到白色的手段，則可以考慮使用白色LED光源(專利文獻4和5)。先前以來眾所週知的白色LED光源，是在相對於基板倒裝焊接的LED裸晶片周圍敷設置分散有YAG－Ce等等無機螢光體粒子的樹脂層，藉由例如來自藍色LED裸晶片的藍色光，將被藍色LED裸晶片的光激發而由無機螢光體粒子而來的黃色螢光與之混色，因而整體發出白色光。
[專利文獻1]日本特許第3576541號公報[專利文獻2]日本特許第2732492號公報[專利文獻3]日本特開平10－82915號公報[專利文獻4]日本特開2004－55772號公報[專利文獻5]日本特開2004－70193號公報
[非專利文獻1]TECHNO－FRONTIER SYMPOSIUM 2005熱設計．対策技術、発行日2005年4月20日(社団法人日本能率協会)、Session G3放熱実装最新設計事例I(p.G3－3－1~G3－3－4)。
可是，如上述之白色LED光源的光，看似白色，但實際上其可見光波長域的發光特性並非平坦，而是在發光強度的波長分布上有偏移。液晶顯示器是在液晶面板上配置RGB的彩色濾光片，再透過彩色濾光片將來自白色背光的白光，以畫素為單位取出RGB的各色，但以上述的白色LED光源為例，因為是將藍色的LED光與黃色的螢光混色而得到白色，所以在可見光波長域的最長波長側之紅色區域的強度會比其他波長域的強度來的弱。因此通過紅色濾光的光色會變得不自然，演色性也變得不好。
此外，雖然有如上述的無機粒子被使用作為先前以來的白色LED光源的螢光體，但在要求完全的光傳播性之導光板上採用分散有這種無機粒子的樹脂板，無機粒子即會成為散亂起點而妨礙光往橫方向的傳播，因而滅失掉導光板之將來自各LED光源的光擴散的功能。
並且，如上述之組合有LED裸晶片與單一種類螢光體的光源，並非暗示可適用於具有將來自配置於背面側之各LED光源的光導入一片具有光傳播性的板，且於板內將這些光往橫方向傳播、擴散再往前方射出之機能的導光板。
本發明以提供即使不使用複數色的發光元件也能得到高演色性白光的導光構件、使用該導光構件的面光源裝置及顯示裝置作為發明的目的之一。
本發明如以下之[1]~[8]所述。
[1]一種導光構件，係被配置於實裝有峰值發光波長在380nm~490nm的範圍內之第一色發光元件的基板之上，用以將前述發光元件發出的光擴散並往上方導光；前述導光構件係由透明的樹脂所成，其特徵為：具有單獨以前述樹脂所構成之第一區域；和於前述樹脂溶解一種能被前述第一色發光元件發出的光所激發，而發出與前述第一色發光元件的峰值發光波長相異之波長上具有峰值發光波長之第二色光的發光物質之第二區域；和於前述樹脂溶解一種能被前述第一色發光元件發出的光所激發，而發出與前述第一色及第二色發光元件的峰值發光波長相異之波長上具有峰值發光波長之第三色光的發光物質之第三區域。
[2]如[1]所記載之導光構件，其中，前述第二色發光物質的峰值發光波長係位於490nm~560nm的範圍，前述第三色發光物質的峰值發光波長係位於605nm以上的波長。
[3]一種面光源裝置，其特徵為：具備[1]或[2]所記載之導光構件；和峰值發光波長在380nm~490nm的範圍之複數的前述第一色發光元件。
[4]如[3]所記載之面光源裝置，其中，前述第一色發光元件係被配置於前述第一區域、第二區域及第三區域之各自的下方。
[5]如[3]所記載之面光源裝置，其中，前述第一色發光元件係被配置於前述第一區域之下方。
[6]如[3]~[5]的任一項所記載之面光源裝置，其中，前述發光元件係為發光二極體。
[7]一種顯示裝置，其特徵為具備[3]~[6]的任一項所記載之面光源裝置。
[8]如[7]所記載之顯示裝置，其中，顯示部係為液晶面板。
此外，對於上述的發明，導光構件的涵義包含將其底面與配置於其正下方的發光元件分離之如圖2－F的形態，和發光元件被一體化於導光構件的下方位置的內部(埋入)之如圖2－A~圖2－E的形態。所謂發光元件配置於導光構件「下方」之表現方式係適用於這兩種形態。並且，就後者而言，一體化的導光構件及發光元件之中，去除掉發光元件的部分即為導光構件。
依據以上的發明，僅使用紫~藍色的單色發光元件作為光源。然後，在一個導光構件的平面內，係由含有峰值發光波長互異的發光物質兩種以上的區域，例如綠色發光區域和紅色發光區域所形成。
如此，因為採用可溶於樹脂的發光物質，例如後述的有機發光物質作為發光體，所以即使是含有發光物質的區域，也能確保導光構件之完全的透明性、光傳播性。此外，溶解有機發光物質於樹脂的本發明之導光構件，並不同於分散無機粒子於樹脂中者。
其次，含有上述發光物質的區域兼具能發出紫~藍色以外的光之作為光源的機能，與將光往橫方向傳播再擴散之導光機能。
也就是說，本發明雖僅使用單色的發光元件作為光源，但來自導光板之前述第二及第三區域所含有的發光物質的發光，也能成為較發光元件的光於更長波長側上發光的擬似他色光源。
再者，導光構件是由發光色互異的前述第二及第三區域、與這些區域外不含有發光物質的前述第一區域整體一體成形，所以由發光元件發出並導入導光構件內的紫~藍色之前述第一色光，會與導光構件內前述第二及第三區域發出的前述第二及第三色光，例如綠色及紅色等等的他色光，在導光構件內被導光構件的上下面所反射而往橫方向傳播再互相擴散、混合，最後形成白色光而由前方取出。
依據如以上的構成，由平面光源取出的白色光裡面，因為含有發光元件所發出的紫~藍色光、和前述第二及第三區域所發出的他色光，例如綠光及紅光，所以能夠在可見光波長域上得到很接近自然光的平坦發光特性、而得到高演色性的白色光。
並且，溶解有發光物質之前述第二及第三區域，即使不配置於發光元件的正上方，也能夠被進入導光構件後再往橫方向傳播之來自發光元件的光激發而發光。因此，能夠在導光構件上以所希望的形狀、於所希望的位置設置作為擬似光源的前述第二及第三區域，所以與使用複數色發光元件的情況相較，能大幅減少對於發光源位置的限制，混色也變得比較容易得到，其結果，也能使面光源裝置造成的色班變小。
對有如先前以來配置有RGB各色LED光源的背光來說，若考慮發熱量與成本，則將LED作無間隙的配列，在現實上並不可行。因此，無論如何都須隔開RGB的各色LED光源間的距離，所以為了提高混色、亮度均勻化，就需要保持在空間上的距離，因而造成背光厚度的增加。
相對於此，本發明則是，無關於藍色LED光源等等的發光元件的位置和數量，而可以在導光構件的平面內，自由自在的以連續或離散的形式形成前述的第二及第三區域。因此能有利於光的白色化與背光厚度的薄型化。
依據本發明的導光構件及面光源裝置，即使不使用複數色的LED光源也能得到高演色性的白光。
依據本發明的顯示裝置，因為是以上述的平面光源作為背光而構成液晶顯示器等等的顯示裝置，所以能夠得到高品質的影像。
〔發明之最佳實施形態〕
以下將對照圖面同時詳細解說本發明。本說明書內，或有將由配置有發光元件的基板所見的導光構件側稱為「上方」或「前方」者，但這是方便上的稱法，在本質上兩者是為同義詞。此外，本發明並不限於以下的實施形態。
圖1所示的圖為適用本實施形態的液晶顯示裝置之一例的全體構成。適用本實施形態的液晶顯示裝置為直下型面光源裝置(背光)50，其具備有收容發光部的背光外框(箱形容器)51、及配列有複數個作為發光源的固體發光元件之發光二極體(LED)53的LED基板(實裝基板)52。並且，背光裝置50還具備位於LED基板(實裝基板)52之上而收容於背光外框(箱形容器)51內的本發明之特徵的導光構件54。其與圖5所示之先前的直下型背光裝置的相異點為發光二極體與擴散板之間的空間隔著導光構件，所以不須增加背光的厚度，即能減小發光二極體與擴散板之間的間隔。在導光構件之上作為光學補償板之用的層積體，具備有能將光散亂．擴散而使整面的亮度均勻的擴散板55、及是為繞射光柵膜而具有往前方的集光效果之稜鏡片56、57。還有，液晶顯示模組60則具備有以2片玻璃基板夾住液晶的液晶面板61，及層積於此液晶面板61之各自的玻璃基板上而能將光波的振動限制於某個方向的偏光板(偏光濾光片)62、63。液晶顯示裝置裡面還配置有未圖示的驅動用LSI等等的週邊零組件。
此液晶面板61，由含有未圖示的各種構成要素所構成。例如，2片玻璃基板上，含有未圖示的顯示電極、薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)等等的主動元件、液晶、間隙子、封膠、配向膜、共通電極、保護膜、彩色濾光片等等。
圖2－A~圖2－F所示的部分斷面圖為本發明之面光源裝置的實施形態，圖3－A~圖3－E所示的部分上視圖為本發明之面光源裝置的實施形態。這些實施形態的面光源裝置是被作為液晶顯示器的白色背光之用。
如圖2－A~圖2－F所示，這些實施形態的面光源裝置之中，發出藍色光的複數LED光源1是被配置於基板3的上側。
在複數的LED光源1的上面，配置有以能傳播光的樹脂為基材的導光構件2。在導光構件2裡面，有分別以複數形成的兩種區域，其一為含有峰值發光波長在490nm~560nm之範圍內的有機發光物質而形成的綠色發光區域2a(前述第二區域)，另一為含有峰值發光波長在605nm以上之波長域的有機發光物質而形成的紅色發光區域2b(前述第三區域)。
圖2－A~圖2－C的實施形態之中，LED光源1係被分別配置在導光構件2之不含有有機發光物質的單純樹脂區域2c(前述第一區域)、綠色發光區域2a、紅色發光區域2b的下方。
由配置於導光構件2之不含有機發光物質的單純樹脂區域2c下方之LED光源1所發出的光，在進入導光構件2之後，其中一部分會在其上下面間一邊重複反射，同時往橫方向傳播。
由配置於綠色發光區域2a下方之LED光源1所發出的光，在進入導光構件2之後，其中一部分會被綠色發光區域2a所含有的有機發光物質激發而產生綠色光。此綠色光之一部分會在導光構件2的上下面間重複反射，同時往橫方向傳播。
由配置於紅色發光區域2b下方之LED光源1所發出的光，在進入導光構件2之後，其中一部分會被紅色發光區域2b所含有的有機發光物質激發而產生紅色光。此紅色光之一部分會在導光構件2的上下面間重複反射，同時往橫方向傳播。
由LED光源1而來的藍光、綠色發光區域2a所生成的的綠光、及紅色區域2b所生成的紅光，會在導光構件2內往橫方向傳播因而擴散，其結果，即能由導光構件2的前方，射出這些色光混色後的白光。
在圖2－D及圖2－E的實施形態，只於不含有有機發光物質的單純樹脂區域配置LED光源1，而不於綠色發光區域2a及紅色發光區域2b的下方配置LED光源1。
在這些實施形態，來自LED光源1的光，在進入導光構件2之後，其中一部分會在上下面間重複反射同時往橫方向傳播，傳播後的一部分光會進入綠色發光區域2a，並激發綠色發光區域2a所含有的有機發光物質而產生綠光。此綠光的一部分會在導光構件的上下面間重複反射同時往橫方向傳播。
並且，由LED光源1進入導光構件2後，往橫方向傳播之光的一部分會進入紅色發光區域2b，並激發紅色發光區域2b所含有的有機發光物質而產生紅光。此紅光的一部分會在導光構件的上下面間重複反射同時往橫方向傳播。
來自LED光源1的藍光、綠色發光區域2a所生成的綠光、及紅色發光區域2b所生成的紅光，會在導光構件2內往橫方向傳播因而擴散，其結果，即能由導光構件2的前方，射出這些色光混色後的白光。
以上例舉為具體的實施形態，但本發明之面光源裝置係具備有峰值發光波長在380nm~490nm之範圍內的複數發光元件，與配置於其上方的導光構件。
LED光源等的發光元件是以相互隔著間隔，並以如圖3－A~圖3－C的線狀或以如圖3－D及圖3－E的陣列狀配置於基板上。LED光源為具有例如數百μm~1mm大小的發光二極體元件，其具體的形態可以是裸晶片的形態、發光二極體元件實裝於封裝內的形態、發光二極體元件與具有透鏡作用的零件等一體化而成的形態等等。
配置LED光源的基板可為例如，形成有能通電給LED光源的電路之基板，或者是電路基板與散熱性基板的層機體等等。LED光源的陽極和陰極則是電氣性的連接於電路基板上的電極襯墊。得到電路基板的方法，可舉在玻璃環氧樹脂基板等的絕緣性樹脂基板上貼合銅箔，再將銅箔蝕刻成電路形狀等的方法為例。
放熱性基板是由鋁、銅、不鏽鋼等的金屬、或是氮化鋁等的陶瓷材料等等熱傳導率較高的材料所形成的基板，且貼合於電路基板的背面，以使發光二極體元件所生的熱能被散熱。
在基板上固定LED光源的方法方面，可舉的有，例如在電路基板上設置LED光源的部分作貫通孔，再以銀膏或導熱性矽樹脂將LED光源接合到由貫孔露出的放熱性基板上的方法；融化鉛銲錫或金－錫共晶銲錫等的金屬，再透過凸塊以倒裝銲接的方式將裸晶片的陰陽極與電路基板的電極襯墊連接的方法等等採用熱阻較小的連接手法連接的方法。
在本發明中，導光構件是由能傳播光的透明材料所成的板(Seet)狀材料，最好是以樹脂作為其基材而形成。導光構件的厚度為例如，0.2mm~20mm。
導光構件於其平面內具有第一~第三區域。這其中，第一區域是單獨由前述樹脂所構成。
第二區域是於前述樹脂內溶解第二色發光的發光物質，這種發光物質能被前述第一色發光元件發出的光激發，而發出峰值發光波長與前述第一色發光元件的峰值發光波長相異的光。
第三區域是於前述樹脂內溶解第三色發光的發光物質，這種發光物質能被前述第一色發光元件發出的光激發，而發出峰值發光波長與前述第一色及第二色發光元件的峰值發光波長相異的光。
本發明的理想形態之中，也如示於圖2－A~圖2－F的實施形態般，前述第二區域為綠色發光區域，前述第三區域為紅色發光區域。綠色發光區域含有因來自發光元件的光而發出以綠色波長域光為主的光之有機發光物質，紅色發光區域含有因來自發光元件的光而發出以紅色波長域光為主的光之有機發光物質。
綠色發光區域所含的有機發光物質，最好是具有長波長側延伸到藍色波長域的寬廣吸收端，在490nm~560nm的波長範圍內具有發光峰值，且能被來自發光元件的光激發而產生螢光或燐光的發光。
紅色發光區域所含的有機發光物質，最好是具有長波長側延伸到藍色波長域的寬廣吸收端，在605nm以上的波長上具有發光峰值，且能被來自發光元件的光激發而產生螢光或燐光的發光。
在導光構件內部，能促進來自發光元件之以藍色為主成分的光、與來自綠色發光區域之以綠色為主成分的光、及來自紅色區域之以紅色為主成分的光之混合，因這些三原色的混色而使得面光源裝置能發出白光。
由面光源裝置所發出的白光，其組成形態除了如上述R、G、B的組合之外，也可以適宜的選擇前述第二及第三區域所含的有機發光物質，而使得由該當區域發出黃色、橙色的光，該當發光再與發光元件的紫~藍色混色而得到白光。此種例子可以舉來自LED光源的藍色、及來自前述第二區域的綠色、以及來自前述第三區域的橙色之組合等為例。
對於本發明，有機發光物質為可溶於用作導光構件的基材之例如環氧系樹脂、壓克力系樹脂等等的樹脂，於紫外或藍色的波長域具有吸收帶，並於更長波長側具有發光峰值。其具體例可舉，以具有含氮雜環骨架的有機分子等為配位子的遷移金屬錯合物及稀土類金屬錯合物等等為例。
被如上述金屬錯合物使用的配位子，可以舉乙醯丙酮(acetylacetonate)、2,2’－聯吡啶(2,2’－bipyridine)、4,4’－二甲基－2,2’－聯吡啶(4,4’－Dimethyl－2,2’－bipyridine)、1,10－啡啉(1,10－Phenanthroline)、2－苯吡啶(2－Phenylpyridine)、樸林(Porphyrin)、酞青素(phthalocyanine)、嘧啶(pyrimidine)、喹啉(quinoline)、異喹啉(Isoquinoline)、以及其衍生物等等為例。一個錯合物配位有一種類或複數種類的這些配位子。
如上述的有機發光物質之中，螢光的強度分布於綠色波長域具有峰值者，其具體例可舉下式(I)所表的銥錯合物為例。
螢光的強度分部於紅色波長域具有峰值者，則可舉下式(II)所表的銥錯合物為例。
如上述之有機發光物質，可溶於形成導光構件基材的樹脂，且只須少許的使用量即可得到高的波長轉換效率。
並且，有機發光物質，其構造為記載於日本專利特開2003－77675號公報之構造，也就是說，非離子性的發光性部分成為高分子的一部分或結合於高分子，前述發光性部分具有將金屬原子以高分子的一個以上的部位拘束而形成的構造，也可以是由激發三重態而發的燐光。其具體例可舉，銥等等的金屬原子與高分子側的吡啶(pyridine)骨架、嘧啶(pyrimidine)骨架、喹啉(quinoline)骨架等等的氮原子配位結合而形成的物質等為例。
前述一體化之第一~第三區域導光構件的製作方式，例如可以先準備以透明的樹脂為基材，並於將會形成第二及第三區域的部分設有凹部、貫通穴、溝槽等之板狀構件，再於該當凹部等處注入溶解有有機發光物質的樹脂液並使其硬化而得。或者，也可預先製作溶解有有機發光物質的樹脂錠粒，再將此樹脂錠粒與形成有凹部的另製透明板嵌合，或是將樹脂液注入配列有複數樹脂錠粒的框內，再使其硬化而得。
第二及第三區域可以因應需要而以任意的形狀設置於導光構件之任意的位置。配置第二及第三區域的位置，如前述一般也可以在發光元件的上方以外。即使在此種狀態，發光元件的光在進入導光構件後也能因反射而在導光構件內往橫方向傳播，到達第二及第三區域後，再激發有機發光物質而發光。
第二及第三區域可以如圖2－A和2－D般，含有有機發光物質的部分是由上面往下面貫通而形成，也可以如圖2－B和2－E般，含有有機發光物質的部分並非形成於導光構件厚度方向的全部而是一部分。第二及第三區域的外形，就導光構件的厚度方向而言，也可以是垂直面以外的形狀，例如如圖2－C般相對於導光構件的厚度方向形成有夾角的形狀。並且，就導光構件的面方向而言，也可以是如圖3－A的圓形、圖3－B的矩形等等任意的形狀。
此外，圖3－A和圖3－B所示之例是以列狀配置LED光源1的同時，在導光構件2的綠色發光區域2a及紅色發光區域2b的下方，和除此以外的單純樹脂區域2c的下方配置LED光源1；圖3－C所示之例是以列狀配置LED光源1的同時，只在導光構件2的單純樹脂區域2c的下方配置LED光源1；圖3－D所示之例是以陣列狀配置LED光源1的同時，於導光構件2的綠色發光區域2a及紅色發光區域2b的下方，和除此以外的單純樹脂區域2c的下方配置LED光源1；圖3－E所示之例是以陣列狀配置LED光源1的同時，只在導光構件2的單純樹脂區域2c的下方配置LED光源1。
為了使色班能變小，且考量演色性而能得到平坦的發光特性，導光構件2的第一~第三區域的配列須考量LED光源等的發光元件的配置等因素而適當的加以決定。例如，以1個R、1個G、1個B為1單位的組成，以1個R、2個G、1個B為1單位的組成，以2個R、2個G、1個B為1單位的組成等等為配列單位，以將此配列單位規則的設置於導光構件平面內的方法，即可配置成第一~第三區域。例如，若以2個R、2個G、1個B配列成線狀為1單位時，即可將各色發光區域依紅色發光區域、綠色發光區域、單純樹脂區域、綠色發光區域、紅色發光區域的順序配列於導光構件內。
如圖2－F所示，也可在導光構件2的背面相對於LED光源1等發光元件的正上方位置，設置凹部4a。甚至也可在導光構件2的正面，相對於例如LED光源1等發光元件的正上方位置、該正上方相鄰位置之間的位置設置凹部4b。這些凹部4a、凹部4b的形狀可為例如，圓錐、角錐、圓柱、角柱、半球等等。
如此，在導光構件的亮度會變得最高之發光元件的正上方位置上設置凹部4a，可以抑制因位於發光元件的前方而導致導光構件的亮度變高所產生的亮度斑，而提高導光構件的光射出面之亮度分布均勻性。
再者，在導光構件2的前面也設置凹部4b，則更能提高導光構件的光射出面之亮度分布的均勻性。
此外，就本發明而言，為了更加提高亮度的均勻性，可以因應須要而在導光構件的前面或背面形成光散亂點。光散亂點的形成可以以點狀印刷散亂性油墨，或是與導光構件一體成形而成。
就本發明而言，也可以因應須要而於導光構件的背面設置反射部。此種反射部可舉在導光構件背面貼合白色反射片、在於導光構件背面印刷白色塗料的膜、在電路基板上形成白色反射層等等為例。
最好能在較配置於基板上的LED光源等的發光元件的導光構件更前方的位置，隔著最好為1cm~5cm的間隔配置擴散片。例如，在底面及側面覆蓋有反射片的箱形容器底面配列LED光源等的發光元件，再將擴散片配置於箱形容器的上面側。
圖4所示為本發明的一種實施形態之面光源裝置的整體。此面光源裝置11，除了只使用前述第一色發光元件的單色LED光源和設置了導光構件2兩點外，與圖5的先前技術是同樣的構成，都是配置於液晶面板21的正下方。在面光源裝置，LED光源1於箱形容器12的底面配列成陣列狀於，箱形容器12的底面及側面則以反射片13覆蓋。在LED光源1之上配置有導光構件2，導光構件的上方，距LED光源1隔著通常為1~5cm的距離，配置有擴散片14與稜鏡片15。
本發明的顯示裝置具備以上說明的面光源裝置。典型上，該當顯示裝置的顯示部係為液晶面板，面光源裝置則是如圖4般配置於液晶面板的背面當作背光。實施例以下將例舉具體的實施例以說明本發明，但本發明並非僅限定於這些實施例。
 [實施例1]
於10g的環氧樹脂(商品名NLD－SL－1101 SANYU REC CO.LTD.(株)製)溶解上述式(II)的銥錯合物8mg並脫氣之後，將其注入能夠製作直徑6mm、厚度1mm的圓柱狀錠粒之鋁合金模具內，再以100℃加熱2小時，接著再以130℃加熱3小時而製作出能紅色發光的錠粒。
同樣的，以上述式(I)的銥錯合物30mg和環氧樹脂10g製作出能綠色發光的錠粒。並且，同樣的，也製作出不含銥錯合物之只有環氧樹脂的錠粒。
接著，於厚度1mm、邊長50mm的正方形鋁金屬底板上形成有厚度40μm的白色絕緣層、其上更形成有銅箔佈線的基板上，將全放射束70mW、峰值波長455nm、長寬邊1mm大小的氮化鎵系藍色LED裸晶片光源4顆，以10mm的間隔配列於直線上，再將此配列以10mm的間隔於橫方向排成4排。
然後，於相鄰兩排的中間且較相鄰兩光源的連線上下錯開5mm的位置上也配置藍色LED裸晶片光源，製作出整片基板能夠點亮25個藍色LED裸晶片光源的基板。
此外，這塊基板的LED驅動線路佈線是作成能各自獨立的並聯驅動4顆串聯驅動的4排和3顆串聯驅動的3排。
接著，將上述基板埋入內緣尺寸為長50mm×寬50mm、高3mm、表面以鐵氟龍(註冊商標)加工的鐵製框模內，為防止封膠從下面的間隙流出而進行補縫施工後，於此框模內灌入並填滿環氧樹脂(商品名NLD－SL－1101 SANYU REC CO.LTD.(株)製)，接著將長60mm×寬60mm、厚1mm、表面以鐵氟龍(註冊商標)加工的基板，並於其上相對於上述藍色LED裸晶片光源基板之各自光源的位置上設置直徑6.1mm、高1mm的圓柱狀凸部而形成的板狀蓋蓋到框模上，之後先以100℃、2小時，再以130℃、3小時加熱，而得到形成有深1mm的凹部、厚2mm的環氧樹脂層的基板。
接著，將能發紅光的錠粒和能發綠光的錠粒交互的各自埋入位於藍色LED晶片光源配列成4顆串聯的線上之環氧樹脂凹部。
於藍色LED晶片光源以3顆串聯配列而成的直線上，則埋入不含銥錯合物、純為環氧樹脂所成的錠粒，最後，製作完成圖2－B的形式相當於圖3－D的面光源裝置。
此外，為防止凹部與錠粒之間的間隙造成透過光量降低，於埋入錠粒時，在錠粒的底面及側面塗上微量環氧樹脂(與錠粒製作時相同的環氧樹脂)，埋入後再以130℃加熱5小時。
[實施例2]
將底面貼有聚丙烯系雙面接著膠帶、外徑6mm、孔內徑5mm、厚2mm的聚丙烯製圓形墊圈貼在實施例1所製作的能點亮25個光源的基板上之各藍色LED裸晶片光源的周圍，此時光源與墊圈孔的中心須保持一致。
接著，將溶解上式(II)的銥錯合物4mg於10g環氧樹脂(商品名NLD－SL－1101 SANYU REC CO.LTD. (株)製)並脫氣後之可能紅色發光的未硬化樹脂溶液，與溶解上式(I)的銥錯合物15mg於10g環氧樹脂並脫氣後之可能綠色發光的未硬化樹脂溶液，與僅有環氧樹脂而不含銥錯合物的未硬化樹脂溶液，利用分液裝置灌注到上述墊圈孔內2mm的高度為止，再以130℃加熱5小時，因而形成在藍色LED裸晶片光源上方，有直徑5mm、高2mm的圓柱狀紅色發光區域、綠色發光區域及單純樹脂區域。此各個區域的配置是作成與實施例1所製作的基板上的配列相同。
接著，在除去墊圈後，與實施例1同樣的，將上述基板嵌入內緣尺寸為長50mm×寬50mm、高3mm、表面以鐵氟龍(註冊商標)加工的鐵製框模內，為防止封膠從下面的間隙流出因而進行補縫施工後，於此框模內灌入並填滿環氧樹脂(距基板上面高約2mm)，再以130℃加熱5小時，而得上述圓柱狀區域之外的區域以環氧樹脂填滿的基板。
[實施例3]
將實施例1及實施例2所製作之各自的基板配置並固定於底面長60mm×寬60mm、深30mm、前面有開口的鋁製箱形容器。開口部以外的箱形容器內面部貼有白色反射膜(品名Lumirror60L(－60L)(註冊商標)Toray Industries,Inc.東(株)製)而形成反射層。於鋁製箱形容器的開口部前面還固定有擴散片(聚碳酸酯、品名PC9391－50HL帝人化成(株)製)，製作成相當於圖3－D及圖4的面光源裝置。
對此面光源裝置，供給220mA的電流給在其上方形成有紅色發光區域及綠色發光區域的4排LED串聯線，供給60mA的電流給在其上方形成有只用環氧樹脂之單純樹脂區域的3排LED串聯線，並以色彩計(品名CS1000 KONICA MINOLTA製)測量擴散片上的整體平均亮度和色度座標。並且，也測量由擴散片的中心位置起，在對角線上以5mm的間隔測量直徑10mm的圓區域時的亮度不均勻((最大亮度－最小亮度)/平均亮度×100%)，和色度座標的不均勻(色度座標X,Y之各自的最大值與最小值的差)。測量結果示於表1。
[實施例4]
對使用實施例1和實施例2所製作的基板製作成的實施例3的面光源裝置，不供給電流給在其上方形成有紅色發光區域及綠色發光區域的4排LED串聯線，而只供給250mA的電流給在其上方形成有只用環氧樹脂之單純樹脂區域的3排LED串聯線，並以色彩計(品名CS1000 KONICA MINOLTA製)測量擴散片上的整體平均亮度和色度座標。並且，也測量由擴散片的中心位置起，在對角線上以5mm的間隔測量直徑10mm的圓區域時的亮度不均勻((最大亮度－最小亮度)/平均亮度×100%)，和色度座標的不均勻(色度座標X，Y之各自的最大值與最小值的差)。
也就是說，紅色發光區域及綠色發光區域並不被其下方的藍色LED裸晶片光源激發，而是被來自其附近的藍色LED裸晶片光源且在環氧樹脂內傳播的光激發而發光。因此成為相當於圖3－E的構成。其測量結果示於表1。
1．．．LED光源
2．．．導光構件
2a．．．綠色發光區域
2b．．．紅色發光區域
2c．．．單純樹脂區域
3．．．基板
4a．．．凹部
4b．．．凹部
11．．．面光源裝置
12．．．箱形容器
13．．．反射片
14．．．擴散片
15．．．稜鏡片
21．．．液晶面板
50．．．直下型面光源裝置
51．．．背光外框
52．．．LED基板
53．．．發光二極體
54．．．導光構件
55．．．擴散片
56．．．稜鏡片
57．．．稜鏡片
60．．．液晶模組
61．．．液晶面板
62．．．偏光板
63．．．偏光板
[圖1]圖1所示之圖為液晶顯示裝置之一例的全體構成，是適用本發明的一種實施形態。
[圖2－A]圖2－A所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的一種實施形態。
[圖2－B]圖2－B所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖2－C]圖2－C所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖2－D]圖2－D所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖2－E]圖2－E所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖2－F]圖2－F所示之部分斷面圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖3－A]圖3－A所示之部分上視圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖3－B]圖3－B所示之部分上視圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖3－C]圖3－C所示之部分上視圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖3－D]圖3－D所示之部分上視圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態。
[圖3－E]圖3－E所示之部分上視圖為本發明之面光源裝置的別種實施形態
[圖4]圖4所示之斷面圖為本發明之一種實施形態的面光源裝置全體。
[圖5]圖5所示之斷面圖為使用於液晶顯示器之先前的直下型面光源裝置之構造。
1．．．LED光源
2．．．導光構件
2a．．．綠色發光區域
2b．．．紅色發光區域
2c．．．單純樹脂區域
3．．．基板

Claims (8)

  1. 一種導光構件，係被配置於實裝有峰值發光波長在380nm~490nm的範圍內之第一色發光元件的基板之上，用以將前述發光元件發出的光擴散並往上方導光；其特徵為：前述導光構件係由透明的樹脂所成，具有單獨以前述樹脂所構成之第一區域；和於前述樹脂溶解一種能被前述第一色發光元件發出的光所激發，而發出與前述第一色發光元件的峰值發光波長相異之波長上具有峰值發光波長之第二色光的發光物質之第二區域；和於前述樹脂溶解一種能被前述第一色發光元件發出的光所激發，而發出與前述第一色及第二色發光元件的峰值發光波長相異之波長上具有峰值發光波長之第三色光的發光物質之第三區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之導光構件，其中，前述第二色發光物質的峰值發光波長係位於490nm~560nm的範圍，前述第三色發光物質的峰值發光波長係位於605nm以上的波長。
  3. 一種面光源裝置，其特徵為：具備申請專利範圍第1或2項所記載之導光構件；和峰值發光波長在380nm~490nm的範圍之複數的前述第一色發光元件。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之面光源裝置，其中，前述第一色發光元件係被配置於前述第一區域、第二區域及第三區域之各自的下方。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之面光源裝置，其中，前述第一色發光元件係被配置於前述第一區域之下方。
  6. 如申請專利範圍第3項所記載之面光源裝置，其中，前述發光元件係為發光二極體。
  7. 一種顯示裝置，其特徵為：具備申請專利範圍第3項所記載之面光源裝置。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之顯示裝置，其中，顯示部係為液晶面板。
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