颜色变换片、照明装置以及显示装置的制作方法

专利名称：颜色变换片、照明装置以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够利用蓝色光作为激励光来提取白色光的颜色变换片，并涉及利用该颜色变换片的照明装置及显示装置。
背景技术：
使用液晶显示器(LCD)作为超薄型显示装置。在液晶显示器中，使用用于从后侧对整个液晶面板进行照明的背光。根据背光的结构，液晶显示器被大体分为直接式(direct type)及边缘光式(edge light type)。在边缘光式的情况下，允许光从光导板的侧面进入并在内部传播，由此在光导板的顶表面上进行面发光。在直接式的情况下，通过将多个冷阴极荧光灯(CCFL)布置在同一平面中来进行面发光。在目前的显示器中，直接式是主流类型 (参见日本未审查专利申请公开号2005-108635)。
另一方面，近年来，对以扩展色域为目的而使用红(R)、蓝⑶及绿(G)三种颜色的发光二极管(LED)的背光较为关注。在这种背光中，通过以预定间隔布置具有三种颜色的多个发光二极管并将其同时点亮，可使颜色混合从而提取白色光。
但是，在使用具有三种颜色的发光二极管的背光中，在提取均一白色光的情况下， 需要用于使颜色光混合的空间，由此背光因该空间而变厚。为了解决该问题，提出了一种方法，其通过仅使用蓝色发光二极管作为光源，并且将利用蓝色光作为激励光来进行颜色变换的荧光体层与蓝色发光二极管进行组合，来提取白色光(例如参见日本未审查专利申请公开号2006-49657)。与利用具有三种颜色的发光二极管的情况进行比较，根据该方法可使背光更薄。
例如使用通过向硫化物材料添加稀土材料而获得的荧光体作为上述荧光体。但是，这种荧光体存在缺陷，其对大气中的水蒸气较敏感，并在暴露至水蒸气时会劣化。为了克服该缺陷，提出了一种通过在蓝色发光二极管芯片的外部封装(exterior cap)的内表面上涂布并形成荧光体层来气密地密封该外部封装的内部的方法(日本未审查专利申请公开号2004-352928)，以及一种通过两块玻璃基板夹置荧光体层以对其进行密封的方法(日本未审查专利申请公开号2006-163939)。

发明内容
因为荧光体材料较为昂贵，故利用少量材料获得较大的效果非常重要。换言之，希望实现一种颜色变换片，其可改进从荧光体层(颜色变换层)基于入射激励光而提取光的效率。
因此，希望提供一种颜色变换片，其可抑制颜色变换层的劣化，并改进光提取效率，还希望提供分别使用该颜色变换片的一种照明装置以及一种显示装置。
根据本发明的实施例的颜色变换片包括颜色变换层，其将作为入射光的第一颜色光的一部分变换为具有比所述第一颜色光的波长更长的波长的第二颜色光；以及成对密封片，其从光入射侧及光出射侧夹置所述颜色变换层，并分别具有位于基材上的无机层叠膜。位于所述光入射侧的所述密封片对所述第二颜色光的反射率高于对所述第一颜色光的反射率，并且位于所述光出射侧的所述密封片对所述第一颜色光的反射率高于对所述第二颜色光的反射率。
根据本发明的实施例的照明装置包括根据本发明的实施例的颜色变换片；以及向颜色变换片发出第一颜色光的光源单元。
根据本发明的实施例的显示装置包括位于显示影像的显示面板与光源单元之间的根据本发明的实施例的颜色变换片。
在根据本发明的实施例的颜色变换片、照明装置以及显示装置中，当第一颜色光进入颜色变换层时，一部分第一颜色光被变换为第二颜色光。通过第二颜色光与穿过颜色变换层并未被颜色变换的第一颜色光的混合，提取出另一种颜色光。因为颜色变换层被分别具有位于基材上的无机层叠膜的成对密封片从光入射侧及光出射侧夹置，故抑制了诸如水蒸气的气体侵入颜色变换层。因为位于光入射侧的密封片对第二颜色光的反射率高于对第一颜色光的反射率，故第一颜色光更易于进入颜色变换层，并且更易于将第二颜色光的逃离至光入射侧的光向光出射侧反射。另一方面，因为位于光出射侧的密封片对第一颜色光的反射率高于对第二颜色光的反射率，故更易于提取第二颜色光，并且另一方面，穿过颜色变换层并未被变换的第一颜色光更易于被第二无机膜反射并返回颜色变换层一侧。
优选地，在成对密封片中，第一及第二无机层叠膜分别具有位于基材上的氮化硅 (SiN)膜或氧化铝(A1203)膜。因为氮化硅膜及氧化铝膜具有阻气特性，故可更有效地抑制水蒸气等侵入颜色变换层。
优选地，在上述氮化硅膜(或氧化铝膜)与基材之间设置氧化硅膜(SiOx: 1. 5 < x < 1. 7)。尽管氮化硅膜及氧化铝膜具有阻气特性，其均存在于高温高湿情况下趋于产生裂缝的缺陷。通过设置存在氧缺陷(oxygendefect)的氧化硅膜，改进氮化硅膜(或氧化铝膜)对基材的附着性，由此抑制了裂缝的产生。
在根据本发明的实施例的颜色变换片、照明装置以及显示装置中，颜色变换层被成对密封片从光入射侧及光出射侧夹置，由此防止颜色变换层暴露至水蒸气等。因为光入射侧的密封片的反射率以及光出射侧的密封片的反射率具有不同预定特性，故可在荧光体层中有效地获得作为入射光的第一颜色光，并有效地提取通过颜色变换生成的第二颜色光。因此，抑制了颜色变换层的劣化，并且改进了光提取效率。换言之，利用少量的荧光体， 实现了低浪费的高效光提取。
根据以下说明，本发明的其他和进一步的目的、特征和优点将得到更加全面的展示


图1是示出根据本发明的实施例的荧光体片的示意性构造的剖视图。
图2A及图2B是示出图1所示密封片(光入射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图3A及图3B是示出图1所示密封片(光出射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图4A至图4C是用于说明制造图1所示荧光体片的处理程序的视图。
图5A及图5B分别是在未形成氧化硅膜的情况下以及在形成了氧化硅膜的情况下 SiN膜的表面的照片。
图6是示出根据图1所示的荧光体片的应用示例的显示装置(照明装置)的示意性构造的剖视图。
图7A及图7B是示出根据改变示例1的密封片(光入射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图8A及图8B是示出根据改变示例1的密封片(光出射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图9A及图9B是示出根据改变示例2的密封片(光入射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图10A及图10B是示出根据改变示例2的密封片(光出射侧)的具体层叠结构及反射率特性的视图。
图11A及图11B是分别示出根据改变示例3的照明装置的剖面构造的剖视图。
具体实施例方式以下将参考附图来详细描述本发明的实施例。将依以下次序进行说明。
1.实施例使用氧化硅膜、氮化硅膜以及二氧化硅膜作为密封片的无机层叠膜的荧光体片的示例 2.应用示例分别具有荧光体片的照明装置及显示装置的示例 3.改变示例1 使用氧化硅膜、氧化铝膜以及二氧化钛膜作为密封片的无机层叠膜的示例 4.改变示例2 使用氧化硅膜、氧化铝膜以及二氧化硅膜作为密封片的无机层叠膜的示例 5.改变示例3 使用光导板作为照明装置的示例 实施例 荧光体片10的构造 图1示出了根据本发明的实施例的荧光体片(颜色变换片)10的剖面结构。荧光体片10例如允许蓝色光进入，利用蓝色光作为激励光执行颜色变换以由此使得能够对白色光进行提取。通过成对密封片10A1及10B1夹置荧光体层(颜色变换层)11来获得荧光体片10。密封片10A1及10B1通过附着层14彼此附着。通过附着层14，荧光体层11密封在密封片10A1与10B1之间。
荧光体层11将一部分入射颜色光颜色变换为具有更长波长的颜色光，通过在树脂材料中分散荧光体来获得荧光体层11。树脂材料的示例包括丙烯酸树脂以及丁醛树脂。荧光体例如使用蓝色光作为激励光来执行颜色变换(能量变换)，并包含至少一种生成绿色、红色或黄色光的荧光体材料。黄色变换的荧光体材料的具体示例是(Y，Gd)3(Al， Ga)5012:Ce3+(公知为YAG:Ce3+)以及a-SiA10N:Eu2+。黄色或绿色变换的荧光体材料例如是(Ca，Sr，Ba)2Si04:Eu2+。绿色变换的荧光体材料例如是 SrGa2S4:Eu2+、^-SiA10N:Eu2+ 或Ca3Sc2Si3012:Ce3+等。红色变换的荧光体材料例如是(Ca，Sr, Ba)S:Eu2+、(Ca, Sr, Ba)2Si5N8:Eu2+或CaAlSiN3:Eu2+等。以下，将作为示例来描述使用蓝色光作为荧光体片10上的入射光(即，作为荧光体层11的激励光)，并在荧光体层11中执行到红色及绿色光的颜色变换的情况。
理想的是，附着层14例如由UV固化粘合剂、热固粘合剂、胶粘剂或热熔剂等制成， 并具有水蒸气阻隔特性。
密封片IOAl及IOBl抑制水蒸气侵入荧光体层11，并被布置为使其在从光入射侧及光出射侧夹置荧光体层11的同时彼此面对。在此情况下，密封片IOAl被设置在光入射侧，而密封片IOBl被设置在光出射侧。密封片IOAl具有通过在基材12上(与荧光体层11 相对的一侧)层叠由无机材料制成的多层薄膜而获得的第一无机层叠膜15A。密封片IOBl 具有位于基材13上(与荧光体层11相对的一侧)的第二无机层叠膜15B。在第一及第二无机层叠膜15A及15B中的膜的材料和厚度等被适当地设置以显示在光入射侧及光出射侧彼此不同的预定反射率特性。以下将描述密封片IOAl及IOBl的具体构造。
密封片IOAl的层叠结构(光入射侧) 图2A示出了位于光入射侧的密封片IOAl的剖面层叠结构，而图2B则示出了密封片IOAl的对于波长的反射率特性。通过在基材12上作为第一无机层叠膜15A而依次层叠诸如氧化硅(SiOx :1· 5 < χ < 1. 7)膜150A、氮化硅(SiN)膜151A、二氧化硅(SiO2)膜152A 以及SiN膜153A来获得密封片IOAl。在密封片IOAl中，从SiN膜153A至基材12的方向为蓝色光透射方向(Dl)，并且蓝色光从SiN膜153A的下表面进入。
优选地，基材12具有阻气特性，并且由具有透明性、易加工性以及抗热性等的材料制成。基材12的材料的示例包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚碳酸酯(PC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚醚砜(PES)以及循环无定形聚烯烃，多官能丙烯酸酯，多官能聚烯烃，不饱和聚酯以及环氧树脂等的热塑树月旨。具体而言，更优选地使用因蓝色发光二极管而导致的劣化程度较小的材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
SiOx膜150A被设置以增大基材12与形成在SiOx膜150A上的无机膜(在此情况下，SiN膜151A)之间的附着性，并且其由存在氧缺陷的氧化硅制成。优选地，SiOx膜150A 中“X”的值处于1.5至1.7 (包含这两个边界值)的范围内。原因在于(将在以下详述)， 如果“X”的值过小(例如，x< 1.5)，则透光性降低，另一方面，如果“X”的值过大(例如， χ > 1. 7)，则不能获得良好的附着性。SiN膜151A用作阻隔层，其可抑制水蒸气等侵入荧光体层11。
例如，基材12的厚度为100 μ m，SiOx膜150A的厚度为2nm，SiN膜151A的厚度为 70nm, SiO2膜152A的厚度为lOOnm，而SiN膜153A的厚度为IOOnm0 通过第一无机层叠膜15A，在密封片IOAl中显示例如图2B所示的反射率特性。具体而言，绿色光(约550nm)及红色光(约650nm)中的反射率高于蓝色光(约450nm)中的反射率。在实施例中，PET被用作基材12。通常，PET具有约10%的反射率。因此，通过第一无机层叠膜15A的层叠结构，在蓝色光中的光反射被抑制，另一方面，有助于绿色及红色光中的光反射。具体而言，透光性的高峰处于约420nm至480nm，反射率的高峰处于约500nm 至 680nm。
密封片IOBl的层叠结构(光出射侧) 图3A示出了位于光出射侧的密封片IOBl的剖视层叠结构，而图3B示出了密封片IOBl的对于波长的反射率特性。通过在基材13上作为第二无机层叠膜15B而依次层叠诸如SiOx膜150B、SiN膜151B、SiO2膜152B、SiN膜153B以及SiO2膜154B来获得密封片 IOBl。在密封片IOBl中，从基材13朝向SiO2膜154B的方向是蓝色光透射方向(Dl)，并且从SiO2膜154B的顶表面发出作为蓝色、绿色以及红色光的混合的白色光。基材13的材料与密封片IOAl中基材12的材料类似。在此情况下，基材13由PET制成。SiOx膜150B及 SiN膜151B的功能与密封片IOAl中SiOx膜150A及SiOx膜151A的功能类似。
例如，基材13的厚度为100 μ m, SiOx膜150B的厚度为2nm，SiN膜151B的厚度为50nm，SiO2膜152B的厚度为30nm，SiN膜153B的厚度为200nm，而SiO2膜154B的厚度为 IOOnm0 通过上述第二无机层叠膜15B，在密封片IOBl中显示例如图3B所示的反射率特性。具体而言，蓝色光的反射率高于绿色及红色光的反射率。在本实施例中，具有约10%的反射率的PET被用作基材13。因此，通过第二无机层叠膜15B的层叠结构，有助于蓝色光的光反射，另一方面，会抑制绿色及红色光的光反射。具体而言，反射率的高峰处于约420nm 至480nm,而透光性的高峰处于约500nm至680nm。
制造荧光体片10的方法 荧光体片10例如如下制成。首先，如图4A所示，通过在基材12上形成第一无机层叠膜15A而形成密封片10A1。此时，在由上述材料制成的基材12上，例如通过使用反应溅射等方法来依次形成SiOx膜150A、SiN膜151A、Si02膜152A以及SiN膜153A以具有上述厚度。尽管未示出，但以与密封片IOAl类似的方式，通过在基材13上形成第二无机层叠膜15B来形成密封片IOBl。
然后，如图4B所示，在密封片IOAl的基材12的表面(位于与第一无机层叠膜15A 相反的那一侧的表面)上，例如通过丝网印刷来形成由上述材料制成的荧光体层11。此时， 上述荧光体与树脂材料在溶剂中混合成为糊状。例如使用甲苯，过氧化甲乙酮或松油醇等作为溶剂。上述糊被涂布在基材12的表面的除外周部分之外的区域上，并被干燥。
随后，如图4C所示，涂布由上述材料制成的附着层14以在密封片IOAl的基材12 一侧覆盖所形成荧光体层11。
最后，密封片IOBl结合在附着层14上使得密封片IOAl的基材12与密封片IOBl 的基材13彼此面对。由此，荧光体层11被密封在密封片IOAl与IOBl之间，由此完成图1 所示的荧光体片10。
荧光体片10的作用及效果 在荧光体片10中，例如当蓝色光进入密封片IOAl时，蓝色光依次穿过第一无机层叠膜15A及基材12，并进入荧光体层11。进入荧光体层11的蓝色光的一部分在荧光体层11中被变换为红色光或绿色光。当通过颜色变换获得的绿色光及红色光与穿过荧光体层11并未被颜色变换的蓝色光进入密封片IOBl时，光依次穿过基材13及第二无机层叠膜 15B，并从第二无机层叠膜15B的顶部被提取作为通过三种颜色的混合而获得的白色光。
通过具有第一无机层叠膜15A的密封片IOAl与具有第二无机层叠膜15B的密封片IOBl夹置荧光体层11，抑制了诸如水蒸气的气体侵入荧光体层11。在实施例中，具体而言，SiN膜151A设置在第一无机层叠膜15A中，并且SiN膜151B设置在第二无机层叠膜 15B中，由此可有效地抑制气体侵入荧光体层11。
如图2B所示，因为位于光入射侧的密封片IOAl在红色光及绿色光中的反射率比在蓝色光中的反射率高，故蓝色光更易于穿过第一无机层叠膜15A，另一方面，红色光及绿色光更易于被第一无机层叠膜15A反射。换言之，蓝色光更易于进入荧光体层11，而在由荧光体层11生成的红色光及绿色光中逃离至光入射侧的光更易于被向光出射侧反射。
另一方面，如图3B所示，因为位于光出射侧的密封片IOBl对蓝色光的反射率高于对红色光及绿色光的反射率，故红色光及绿色光更易于穿过第二无机层叠膜15B，另一方面，蓝色光更易于被第二无机层叠膜15B反射。换言之，红色光及绿色光更易于从第二无机层叠膜15B的顶部离开。另一方面，穿过荧光体层11并未被变换的蓝色光更易于被第二无机层叠膜15B反射并返回至荧光体层11 一侧。
此外，SiOx膜150A还设置在基材12与第一无机层叠膜15A中的SiN膜151A之间，而SiOx膜150B还设置在基材13与第二无机层叠膜15B中的SiN膜151B之间。起气体阻隔层作用的SiN膜151A及151B存在到基材12及13的附着性较差的缺陷，并且在高温高湿情况下趋于产生裂缝。着眼于此，在本实施例中，SiOx膜150A设置在基材12与密封片IOAl中的SiN膜151A之间。由此，提高了 SiN膜151A到基材12的附着性，并且抑制了裂缝在SiN膜151A中的生成。密封片IOBl与以上类似。因此，密封片IOAl及IOBl的耐久性得到改进。
图5A示出了在未形成SiOx膜的情况下(即，SiN膜直接形成在由PET制成的基材上的情况)的环境测试结果。另一方面，图5B示出了在基材与SiN膜之间形成了 SiOx膜的情况下(即，本实施例)的环境测试结果。具体而言，在高温(85°C )高湿(95% )环境中进行了上述环境测试，SiOx膜的厚度被设置为约5mm，而“X”的值被设置为1. 5。如图5A 所示，在未形成SiOx膜的情况下在SiN膜中生成裂缝。相反，如图5B所示，在形成了 SiOx 膜的情况下几乎不会生成裂缝。因此，认为通过利用SiOx膜150A及150B来设置密封片 IOAl及10B1，可以抑制裂缝在SiN膜151A及151B中生成。
基于以下实验结果，当SiOx膜150A及150B中的“X”的值处于1. 5至1. 7 (包含这两个边界值)的范围内时，保持了充分的透光性，并获得了对基材的良好附着性。通过反应溅射在基材上制造了 “X”的值处于0至2的范围内的总共十个样本(样本1至10)，并且测量了样本的附着性及透光性(％ )。表1示出了测量结果。使用氩气(Ar)及氧气(O2) 作为溅射气体。如表1所示，通过改变Ar及O2的流率，“X”的值被改变。通过使用X射线光电子分光术来测量各个示例中的“X”的值。其他溅射参数是功率被设定为2. Okff,并且膜厚被设定为IOOnm至200nm。
表 1
如表1所示，在其中在溅射时氧气流率相对较低的样本1至6( “X”的值为1. 7或更小)中，显示出极佳的附着性。但是，在样本1至6中的样本1至3( “X”的值为1.2或更小)中，透光性低于90%，这对光学构件而言是不希望的。因此，“X”的值优选地为1.5 至1. 7。在此情况下，在抑制了 SiOx膜150A及150B中的光损耗的同时，可获得极佳的附着性。
如上所述，在本实施例中，通过荧光体层11，使用蓝色光作为激励光来提取白色光。因为荧光体层11被密封片IOAl及IOBl密封，故可防止荧光体层11暴露至水蒸气等。 因为位于光入射侧的密封片IOAl的反射率与位于光出射侧的密封片IOBl的反射率具有不同的预定特性，故可在荧光体层11中有效地获得作为激励光的蓝色光，并且可有效地提取通过颜色变换而获得的绿色光及红色光。因此，抑制了荧光体层11的劣化，并且改进了光提取效率。换言之，利用少量荧光体，实现了低浪费的有效光提取。因为荧光体材料通常较为昂贵，故还可降低成本。
应用示例 如图6所示，荧光体片10例如可应用于显示装置1 (照明装置3)。
显示装置1例如是液晶显示器(IXD)，并具有通过在光源单元2正上方布置荧光体片10而获得的作为背光的照明装置3以及基于影像数据来显示影像的显示面板4。在照明装置3与显示面板4之间，从照明装置3 —侧开始依次布置有诸如扩散板5、扩散膜6、透镜膜7以及反射型偏振膜8的各种光学功能膜。
在光源单元2中，多个蓝色LED 21以预定间隔布置在基材20上。从光源单元2 的各个蓝色LED 21向荧光体片10发出蓝色光。
例如通过在TFT基材(其上形成有像素电极以及TFT(薄膜晶体管)器件等)与相对的基材(其上形成有相对电极以及颜色过滤器等(未示出这些器件))之间密封液晶层来获得显示面板4。在显示面板4的光入射侧及光出射侧，附着有偏振器(未示出)，使得其偏振轴彼此垂直。
设置扩散板5及扩散膜6以扩散入射光从而使强度分布均一。通过布置多个棱柱形突起来获得透镜膜7，并且透镜膜7具有会聚入射光的功能。设置反射型偏振膜8以透射偏振光之一，并向下(朝向照明装置3—侧)反射其他偏振光以对光进行重新使用。设置反射型偏振膜8以提高光使用效率。
在显示装置1中，从蓝色LED 21发出的蓝色光被用作荧光体片10的激励光。通过使用蓝色光，从荧光体片10的顶表面，即从照明装置3提取了白色光。该白色光被扩散板5及扩散膜6扩散，被透镜膜7会聚，穿过反射型偏振膜8，并施加至显示面板4。以此方式施加的光由显示面板4基于影像数据而调制，从而显示影像。
下面将说明本发明的改变示例(改变示例1至3)。在以下，利用相同的参考标号来表示与上述实施例中类似的组件，并将省去对其的说明。
在上述实施例中，作为示例，已经描述了使用SiOx膜、SiN膜以及SiO2膜作为第一及第二无机层叠膜15A及15B中的无机材料膜的情况。但是，在本发明中使用的无机材料膜并不限于这些膜。例如，尽管在实施例中形成了 SiN膜来作为具有气体阻隔功能的层，但替代SiN膜，也可以设置氧化铝(Al2O3)膜。在以下改变示例1及2中，将描述使用Al2O3膜作为气体阻隔层的具体层叠结构。在改变示例1及2中，在位于光入射侧及光出射侧的各个密封片中的无机层叠膜的层叠结构与上述实施例中的层叠结构不同，因此，密封片中的反射率特性彼此不同。其他构造与上述实施例的构造类似。
改变示例1 密封片10A2的层叠结构(光入射侧) 图7A示出了根据改变示例1的密封片10A2 (光入射侧)的剖视层叠结构，而图7B 示出了密封片10A2的对于波长的反射率特性。通过在基材12上作为第一无机层叠层16A 而依次层叠诸如SiOx膜150A、二氧化钛(TiO2)膜161A、Al2O3膜162A、TiO2膜163A以及 Al2O3膜164A来获得密封片10A2。在密封片10A2中，从Al2O3膜164A到基材12的方向是蓝色光透射方向(Dl)，并且蓝色光从Al2O3膜164A的下表面进入。在该改变示例中，在密封片10A2中，Al2O3膜162A起到抑制水蒸气等侵入荧光体层11的气体阻隔层的作用。
各个无机材料膜的厚度如下。TiO2膜161A的厚度为80. 59nm, Al2O3膜162A的厚度为82. lnm, TiO2膜163A的厚度为64. 85nm,而Al2O3膜164A的厚度为92. 59nm。基材 12(厚度为ΙΟΟμπι)以及SiOx膜150Α(厚度为2nm)与上述实施例类似。
通过上述第一无机层叠膜16A，在密封片10A2中，例如显示出图7B所示的反射率特性。具体而言，绿色光及红色光中的反射率高于蓝色光中的反射率。在该改变示例中，以与实施例中的密封片IOAl类似的方式，通过第一无机层叠膜16A的层叠结构，蓝色光中的光反射被抑制，另一方面，有助于绿色及红色光中的光反射。
密封片10B2的层叠结构(光出射侧) 图8A示出了位于光出射侧的密封片10B2的剖视层叠结构，而图8B示出了密封片 10B2的对于波长的反射率特性。通过在基材13上作为第二无机层叠层16B而依次层叠诸如 SiOx 膜 150B、Al2O3 膜 161B、Ti02 膜 162B、Al2O3 膜 163B、Ti02 膜 164B 以及 Al2O3 膜 165B 来获得密封片10B2。在密封片10B2中，从基材13到Al2O3膜165B的方向为蓝色光透射方向(D1)，并且作为蓝色、绿色以及红色光的混合的白色光从Al2O3膜165B的顶表面离开。在密封片10B2中，Al2O3膜161B起抑制水蒸气等侵入荧光体层11的气体阻隔层的作用。
各个无机材料膜的厚度如下。例如，Al2O3膜16IB的厚度为100. 31歷，1102膜162B 的厚度为69. 53nm, Al2O3膜163B的厚度为202. 45nm, TiO2膜164B的厚度为141. 27nm，而 Al2O3膜165B的厚度为57. 67nm。基材13 (厚度为100 μ m)以及SiOx膜150B (厚度为2nm) 与上述实施例类似。
通过上述第二无机层叠膜16B，在密封片10B2中，例如显示出图8B所示的反射率特性。具体而言，蓝色光中的反射率高于绿色光及红色光中的反射率。在该改变示例中，以与实施例中的密封片IOBl类似的方式，通过第二无机层叠膜16B的层叠结构，有助于蓝色光中的光反射，另一方面，绿色及红色光中的光反射被抑制。
在该改变示例中，密封片10A2及10B2具有与上述实施例中类似的预定反射率特性，由此在荧光体层11中有效地获得了作为激励光的蓝色光，另一方面，有效地提取了通过颜色变换而获得的绿色光及红色光。因此，获得了与上述实施例类似的效果。换言之，第一及第二无机层叠膜16A及16B可采用使用Al2O3膜作为气体阻隔层并且还使用TiO2膜的层叠结构。尽管与实施例中的SiN膜类似，Al2O3膜具有在高温高湿情况下趋于生成裂缝的特性，但与实施例类似，通过在Al2O3膜与基材之间设置SiOx膜作为附着层，可以抑制裂缝的生成。
改变示例2 密封片10A3的层叠结构(光入射侧) 图9A示出了根据改变示例2的密封片10A3 (光入射侧)的剖视层叠结构，而图9B 示出了密封片10A3的对于波长的反射率特性。通过在基材12上作为第一无机层叠层17A 依次层叠诸如 SiOx 膜 150A、A1203 膜 171A、Si02 膜 172A、A1203 膜 173A 以及 SiO2 膜 174A 而获得密封片10A3。在密封片10A3中，从SiO2膜174A到基材12的方向是蓝色光透射方向 (Dl)，并且蓝色光从SiO2膜174A的下表面进入。在该改变示例中，与改变示例1类似，在密封片10A3中，Al2O3膜171A起到抑制水蒸气等侵入荧光体层11的气体阻隔层的作用。
各个无机材料膜的厚度如下。Al2O3膜171A的厚度为138. 95nm, SiO2膜172A的厚度为76. 9nm，Al2O3膜173A的厚度为55. 16nm，而SiO2膜174A的厚度为103. 31nm。基材 12(厚度为ΙΟΟμπι)以及SiOx膜150Α(厚度为2nm)与上述实施例类似。
通过上述第一无机层叠膜17A，在密封片10A3中，例如显示出图9B所示的反射率特性。具体而言，绿色光及红色光中的反射率高于蓝色光中的反射率。在该改变示例中，以与实施例中的密封片IOAl类似的方式，通过第一无机层叠膜17A的层叠结构，蓝色光中的光反射被抑制，另一方面，有助于绿色及红色光中的光反射。
密封片10B3的层叠结构(光出射侧) 图IOA示出了位于光出射侧的密封片10B3的剖视层叠结构，而图IOB示出了密封片10B3的对于波长的反射率特性。通过在基材13上作为第二无机层叠层17B而依次层叠诸如 SiOx 膜 150B、Si02 膜 171B,Al2O3 膜 172B、Si02 膜 173B,Al2O3 膜 174B 以及 SiO2 膜 175B 来获得密封片10B3。在密封片10B3中，从基材13到SiO2膜175B的方向为蓝色光透射方向(Dl)，并且作为蓝色、绿色以及红色光的混合的白色光从SiO2膜1758的顶表面离开。在密封片10B3中，Al2O3膜172B起抑制水蒸气等侵入荧光体层11的气体阻隔层的作用。
各个无机材料膜的厚度如下。例如，3102膜171B的厚度为126. 52nm。A1203膜172B 的厚度为77. 79nm, Si02膜173B的厚度为256. 57nm, A1203膜174B的厚度为213. 19nm，而 Si02膜175B的厚度为67. 52nm。基材13 (厚度为100 u m)以及SiOx膜150B (厚度为2nm) 与上述实施例类似。
通过上述第二无机层叠膜17B，在密封片10B3中，例如显示出图10B所示的反射率特性。具体而言，蓝色光中的反射率高于绿色光及红色光中的反射率。同样在该改变示例中，以与实施例中的密封片10B1类似的方式，通过第二无机层叠膜17B的层叠结构，有助于蓝色光中的光反射，另一方面，绿色及红色光中的光反射被抑制。
在该改变示例中，密封片10A3及10B3具有与上述实施例中类似的预定反射率特性，由此在荧光体层11中有效地获得了作为激励光的蓝色光，另一方面，有效地提取了通过颜色变换而获得的绿色光及红色光。因此，获得了与上述实施例类似的效果。换言之，第一及第二无机层叠膜17A及17B可采用使用A1203膜作为气体阻隔层并且还使用Si02膜的层叠结构。
改变示例3 图11A及图11B示出了根据改变示例3的照明装置的剖面结构。改变示例3的照明装置使用通过使来自蓝色LED 35的光传播而实现面发光的光导板34作为光源单元。光反射器34a及光扩散器34B设置在光导板34的低面上。荧光体片10并不限于多个蓝色 LED布置在基材上的光源，而是与上述改变示例类似可与光导板34进行结合。在此情况下， 如图11A所示，通过使荧光体片10附着至光导板34光出射侧的表面(光出射表面)，从光导板34的光出射表面发出的蓝色光被用作激励光，从而可提取白色光。或者，通过将荧光体片10附着至光导板34的光入射侧的表面(侧表面)，可以直接获得来自蓝色LED 35的蓝色光，并且可将白色光发出至光导板34的内部。在此情况下，还可将荧光体片10应用至使用光导板34的背光。
尽管以上已经描述了本发明的实施例及改变示例，但本发明并不限于这些实施例等，而是可以进行各种改变。例如，尽管在实施例等中已经描述了通过使用蓝色光作为激励光的颜色变换来生成绿色光及红色光的情况，但本发明并不限于此情况。根据荧光体的类型，可以生成橙色及黄色。从荧光体片10获得的光并不限于白色光，而可以根据使用及目的是其他颜色光。
在本实施例等中，为光入射侧及光出射侧的各个密封片均设置存在氧缺陷的氧化硅膜。但是，也可不形成氧化硅膜。只要荧光体层11被成对密封片夹置并且各个密封片均具有上述反射率特性，就可以获得本发明的效果。
此外，在实施例等中，尽管已经通过具体材料及膜厚描述了在各个密封片中的无机层叠膜的层叠结构，但本发明的无机层叠膜并不限于此。通过层叠至少三个无机材料膜并适当地设定膜厚度，可以实现上述反射率特性。
此外，在实施例等中，以上已经描述了根据所谓片进给法(Sheet-feedmethod)的处理程序作为制造荧光体片10的处理程序的示例。但是，本发明并不限于此处理程序。也可使用所谓辊至辊(roll-to-roll)处理程序。在此情况下，举例来讲，可以连续地或一次全部地执行通过在片辊形基底材料的一面上顺序形成无机层叠膜而形成密封片的处理程序以及在基底材料的另一面上印刷荧光体层的处理程序。随后，形成切口以形成希望尺寸的荧光体片，并且切割片。以与上述处理程序类似的方式将密封片相互附着。
在实施例等中，作为示例，已经描述了通过光源单元2及荧光体片10制成照明装置的设置方式。但是，本发明并不限于该设置方式。例如，还可以设置诸如扩散板5、扩散膜 6、透镜膜7以及反射型偏振膜8等的其他光学功能层。换言之，包括光源单元及荧光体片就已足够。
此外，在实施例等中，作为示例，已经描述了使用液晶面板作为本发明的显示装置的显示面板的设置方式。但是，本发明并不限于该设置方式，而是可应用至其他显示装置。
本申请包含与2009年3月23日向日本专利局递交的日本在先专利申请JP 2009-070156中所揭示的相关的主题，通过引用将其全部内容结合在本说明书中。
本领域的技术人员应该理解，在各种修改、组合、子组合和替换落在所附权利要求范围或其等同范围内的前提下，可以根据设计要求和其他因素进行这些修改、组合、子组合和替换。
权利要求
1.一种颜色变换片，包括颜色变换层，其将作为入射光的第一颜色光的一部分变换为具有比所述第一颜色光的 波长更长的波长的第二颜色光；以及成对密封片，其从光入射侧及光出射侧夹置所述颜色变换层，并分别具有位于基材上 的无机层叠膜，其中，位于所述光入射侧的所述密封片对所述第二颜色光的反射率高于对所述第一颜 色光的反射率，并且位于所述光出射侧的所述密封片对所述第一颜色光的反射率高于对所 述第二颜色光的反射率。
2.根据权利要求1所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜分别具有位于所述基材上的氮化硅(SiN)膜。
3.根据权利要求2所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜分别具有位于所述基材与所述氮化硅膜 之间的氧化硅膜(SiOx :1. 5彡x彡1. 7)。
4.根据权利要求3所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜还分别具有位于所述基材上的二氧化硅 (Si02)膜。
5.根据权利要求4所述的颜色变换片，其中，通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅膜以及氮化硅膜而获 得所述第一无机层叠膜，并且通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅膜、氮化硅膜以及二氧 化硅膜而获得所述第二无机层叠膜。
6.根据权利要求1所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜分别具有位于所述基材上的氧化铝 (A1203)膜。
7.根据权利要求6所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜分别具有位于所述基材与所述氧化铝膜 之间的氧化硅(SiOx :1. 5彡x彡1. 7)膜。
8.根据权利要求7所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜还分别具有位于所述基材上的二氧化钛 (Ti02)膜。
9.根据权利要求8所述的颜色变换片，其中，通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、二氧化钛膜、氧化铝膜、二氧化钛膜以及氧 化铝膜而获得所述第一无机层叠膜，并且通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、氧化铝膜、二氧化钛膜、氧化铝膜、二氧化 钛膜以及氧化铝膜而获得所述第二无机层叠膜。
10.根据权利要求7所述的颜色变换片，其中，所述第一无机层叠膜及所述第二无机层叠膜还分别具有位于所述基材上的二氧化硅 (Si02)膜。
11.根据权利要求10所述的颜色变换片，其中，通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、氧化铝膜、二氧化硅膜、氧化铝膜以及二氧 化硅膜而获得所述第一无机层叠膜，并且通过在所述基材上依次层叠所述氧化硅膜、二氧化硅膜、氧化铝膜、二氧化硅膜、氧化 铝膜以及二氧化硅膜而获得所述第二无机层叠膜。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的颜色变换片，其中， 所述第一颜色光是蓝色光。
13.根据权利要求12所述的颜色变换片，其中， 白色光出射到所述光出射侧。
14.一种照明装置，包括 颜色变换片；以及光源单元，其向所述颜色变换片发出第一颜色光， 其中，所述颜色变换片包括颜色变换层，其将所述第一颜色光的一部分变换为具有比所述第一颜色光的波长更长 的波长的第二颜色光；以及成对密封片，其从光入射侧及光出射侧夹置所述颜色变换层，并分别具有位于基材上 的无机层叠膜，并且位于所述光入射侧的所述密封片对所述第二颜色光的反射率高于对所述第一颜色光 的反射率，并且位于所述光出射侧的所述密封片对所述第一颜色光的反射率高于对所述第 二颜色光的反射率。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其中，所述光源单元由多个发光二极管形成，所述多个发光二极管布置在与所述颜色变换片 平行的平面中。
16.根据权利要求14所述的照明装置，其中所述光源单元包括 光导板，其具有与所述颜色变换片平行的发光面；以及发光二极管，其向所述光导板内部发出第一颜色光。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的照明装置，其中， 所述第一颜色光是蓝色光。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其中， 白色光出射到所述光出射侧。
19.一种显示装置，包括 显示影像的显示面板；发出第一颜色光的光源单元；以及颜色变换片，其设置在所述显示面板与所述光源单元之间，其中，所述颜色变换片包括颜色变换层，其将所述第一颜色光的一部分变换为具有比所述第一颜色光的波长更长 的波长的第二颜色光；以及成对密封片，其从光入射侧及光出射侧夹置所述颜色变换层，并分别具有位于基材上 的无机层叠膜，并且位于所述光入射侧的所述密封片对所述第二颜色光的反射率高于对所述第一颜色光 的反射率，并且位于所述光出射侧的所述密封片对所述第一颜色光的反射率高于对所述第 二颜色光的反射率。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中， 所述第一颜色光是蓝色光，并且 白色光出射到所述光出射侧。
全文摘要
本发明涉及颜色变换片、照明装置以及显示装置。该颜色变换片可抑制颜色变换层的劣化并改进光提取效率。该颜色变换片包括颜色变换层，其将作为入射光的第一颜色光的一部分变换为具有比所述第一颜色光的波长更长的波长的第二颜色光；以及成对密封片，其从光入射侧及光出射侧夹置所述颜色变换层，并分别具有位于基材上的无机层叠膜。位于所述光入射侧的所述密封片对所述第二颜色光的反射率高于对所述第一颜色光的反射率，并且位于所述光出射侧的所述密封片对所述第一颜色光的反射率高于对所述第二颜色光的反射率。
文档编号G02F1/13357GK101846849SQ20101013454
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月16日 优先权日2009年3月23日
发明者大岛宜浩, 塚原翼, 伊藤靖, 名田直司 申请人:索尼公司