WO2012161012A1 - Color-conversion substrate, lighting device, and color display device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a color conversion substrate, a lighting device, and a color display device.
- a liquid crystal display device which is a type of display device, includes, as a backlight, a device that combines a light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a cold cathode tube, a light guide plate, and an optical sheet.
- the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel as an optical shutter.
- the liquid crystal panel includes two substrates and a liquid crystal layer sealed between the two substrates.
- a TFT element is provided on one surface of two substrates, and a color filter (CF) is provided on the other surface.
- the white light of the backlight is emitted as light of a desired color by passing through one of the three primary colors of red, green, and blue provided as a color filter, but is incident by passing through the color filter. Since light components other than the color of the filter are absorbed, the amount of light is reduced to about 1/3.
- Patent Document 1 proposes a display device including a backlight that emits blue light, a liquid crystal panel, and a phosphor substrate.
- the phosphor substrate herein includes a phosphor that absorbs blue light and emits red light, and a phosphor that absorbs blue light and emits green light. Blue light is displayed by light transmitted through the blue color filter, but since the light source light is originally blue, there is almost no loss of light in the blue color filter. As described above, in the display device described in Patent Document 1, there is no loss of light amount due to absorption by the color filter, and light utilization efficiency is improved.
- a method for forming a phosphor layer having a desired pattern on a phosphor substrate a method in which a phosphor is supplied and arranged only in a necessary region can be considered.
- a method may be considered in which a phosphor layer is formed so as to cover the entire surface of the substrate, and only the phosphor layer in a necessary region is left and the others are removed.
- the first method includes an inkjet method and various printing methods.
- the second method includes a photolithography method.
- the phosphor is applied to the entire substrate.
- the first ink jet method applies a phosphor only to a necessary region. Therefore, compared with the second method, the ink jet method of the first method has an advantage that the amount of phosphor to be used can be reduced.
- the inkjet method is preferable because the inkjet method can form a pattern with higher accuracy than the printing method.
- the phosphor constituting the color filter needs to be disposed on the surface of the phosphor substrate on the side of the optical shutter, that is, the side on which light that has passed through the optical shutter enters.
- Crosstalk here means that light that has passed through the optical shutter of one pixel enters a phosphor region other than the phosphor region of the color that correctly corresponds to that pixel. Since display quality deteriorates when crosstalk occurs, it is desirable that the crosstalk be as little or as little as possible.
- the “pixel” refers to a monochrome pixel. For example, when one element of color display in an image is expressed by a combination of three different colors of single color display, it means an area for displaying one of the three colors.
- the liquid crystal display device includes a color filter having a phosphor that emits red fluorescence when excited by blue light, and a phosphor that emits green fluorescence when excited by blue light, and further scatters at least blue light.
- a light scattering film is provided.
- Patent discloses a configuration in which a phosphor is used for a front plate of a liquid crystal display device, and a reflector is provided on the side of the phosphor of the front plate for the purpose of improving light extraction efficiency from the phosphor.
- Reference 3 The configuration described in Patent Document 3 is shown in FIG.
- a red phosphor layer 3r, a green phosphor layer 3g, and a diffusion layer 3b are formed on one surface of the transparent substrate 1.
- An optical shutter 42 is arranged so as to overlap this surface.
- FIG. 26 shows a situation where blue light 4b is incident as backlight from below in the structure shown in FIG.
- the blue light 4b is incident
- the red phosphor layer 3r and the green phosphor layer 3g are excited and emit light
- the red light 5r and the green light 5g are emitted upward from the transparent substrate 1, respectively.
- the diffusion layer 3 b the incident blue light 4 b is scattered, and the blue light 5 b is emitted by being incident on the upper side from the transparent substrate 1.
- a part of the light reflected at the interface between the glass substrate and the outside air trying to be emitted from the inside of the glass substrate toward the outside on the viewing side may enter the other phosphor and excite the other phosphor. .
- display quality is deteriorated.
- an object of the present invention is to provide a color conversion substrate, an illumination device, and a color display device that can improve the light use efficiency.
- a color conversion substrate includes a transparent substrate having a main surface, a plurality of phosphor layers disposed on the main surface and having side surfaces, and the main surface and the phosphor layer. Between the first low refractive index layer having a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer and at least one of the phosphor layers for reflecting light emitted from the side surface of the phosphor layer.
- the light use efficiency can be improved.
- Embodiment 3 It is a schematic diagram of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is a top view of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is a conceptual diagram of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is a conceptual diagram of the 1st modification of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is a conceptual diagram of the 2nd modification of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is a conceptual diagram of the 3rd modification of the illuminating device in Embodiment 3 based on this invention. It is explanatory drawing of the color display apparatus in Embodiment 4 based on this invention.
- substrate in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated.
- the color conversion substrate 101 includes a transparent substrate 1 having a main surface 1a, a plurality of phosphor layers 3 disposed on the main surface 1a and having side surfaces, and a main surface 1a and phosphor layers 3 respectively.
- the reflective film 6 formed at least on the side and the area of the phosphor layer 3 opposite to the transparent substrate 1 that covers the region not covered with the reflective film 6 and has a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer 3 A second low-refractive index layer 10.
- the phosphor layer 3 preferably includes a red phosphor layer 3r and a green phosphor layer 3g.
- the red phosphor layer 3r is formed of a phosphor material that absorbs at least blue light and emits red light.
- the green phosphor layer 3g is formed of a phosphor material that absorbs at least blue light and emits green light.
- a diffusion layer 3b is formed on the main surface 1a.
- the first low refractive index layer 9 and the second low refractive index layer 10 can be formed of resin.
- the upper side in FIG. 1 is the viewer side.
- the color conversion substrate 101 can be used by making blue light 4b as backlight light incident from the opposite side to the viewing side.
- blue light 4b as backlight light incident from the opposite side to the viewing side.
- a usage method in which backlight light is incident from the transparent substrate 1 side and viewed from the opposite side of the transparent substrate 1 is also possible.
- the color conversion substrate 101 When the color conversion substrate 101 is viewed from a direction perpendicular to the main surface 1a of the transparent substrate 1, that is, from above in FIG. 1, it is as shown in FIG. In FIG. 2, the phosphor layer 3 and the like are seen through the transparent substrate 1.
- FIG. 3 shows a situation when the blue light 4b is incident as the backlight light on the color conversion substrate 101 in the present embodiment.
- the upper side in FIG. 3 is the viewing side. Blue light 4b is irradiated from a backlight (not shown) disposed below.
- Each of the plurality of phosphor layers 3 is excited by the incidence of blue light 4b.
- Nondirectional light emission occurs at each point inside the phosphor layer 3.
- the light 11e1 traveling at a small incident angle with respect to the interface 61 between the first low refractive index layer 9 and the phosphor layer 3 is reflected in the first low refractive index layer 9 and the transparent substrate 1. Is transmitted to the viewing side.
- the light 11e2 traveling sideways is reflected by the reflective film 6.
- the light passes through the first low refractive index layer 9 and the transparent substrate 1 and exits to the viewing side.
- the light 11e3 that has traveled at a large incident angle with respect to the interface 61 due to omnidirectional light emission by excitation of the phosphor layer 3 is reflected by the interface 61 and returns to the inside of the phosphor layer 3.
- the incident angle is smaller than a certain level, it can enter the first low refractive index layer 9, but if the incident angle is larger than a certain level, it cannot enter the first low refractive index layer 9 and is reflected by the interface 61. Return to the inside of the phosphor layer 3.
- the incident angle with respect to the interface 62 between the second low refractive index layer 10 and the phosphor layer 3 is large.
- the advanced 11e4 is reflected by the interface 62 and returns to the inside of the phosphor layer 3.
- the light can enter the first low refractive index layer 9 side beyond the interface 61 between the first low refractive index layer 9 and the phosphor layer 3 only when the incident angle with respect to the interface 61 is small to some extent. Therefore, the incident angle of such light is sufficiently small even at the interface 63 between the transparent substrate 1 and the outside air. Therefore, it can be emitted to the viewing side without being reflected by the interface 63. Even though the light has entered the inside of the first low refractive index layer 9, it is possible to avoid a situation in which the light is reflected at the interface 63 and cannot be emitted to the viewer side and lost.
- the color conversion substrate 101 according to the present embodiment has a structure in which the upper and lower sides of each phosphor layer 3 are sandwiched between the first and second low refractive index layers 9 and 10, thus improving the light utilization efficiency. Can be made.
- the blue light 4b is scattered with omnidirectionality, but the first and second low refractive index layers above and below the diffusion layer 3b.
- the same effect can be obtained with respect to the light scattered inside the diffusion layer 3 b by the reflective film 6 and the first and second low refractive index layers 9 and 10.
- the reflective film 6 directly covers the side surface of the phosphor layer 3.
- the second refractive index layer 10 can be replaced by an air layer. It can be said that the air layer has a refractive index of 1.
- the transparent substrate 1 is generally a glass substrate, and the refractive index of the glass substrate is 1.52. It can be said that the phosphor layer 3 has a refractive index of 1.49 to 1.59.
- the first low refractive index layer 9 preferably has a refractive index of 1.20 or more and 1.40 or less.
- the second low refractive index layer 10 preferably has a refractive index of 1.20 or more and 1.40 or less.
- the first and second low-refractive index layers 9 and 10 are members having a refractive index sufficiently lower than that of the phosphor layer 3, so that the light to be emitted from the phosphor layer 3 is severe. It is possible to reflect light other than light having a sufficiently small incident angle after sorting under conditions.
- the plurality of phosphor layers 3 have no scattering characteristics. By adopting this configuration, the phosphor layer 3 can efficiently emit light emitted by itself to the outside.
- the plurality of phosphor layers 3 are preferably transparent.
- a phosphor layer 3 can be formed of, for example, an organic phosphor or a nanophosphor. If the fluorescent substance layer 3 is a transparent body, it can radiate
- the reflective film 6 has a slope facing the transparent substrate 1 side when viewed from the center of the phosphor layer 3.
- the light reflected by the reflective film 6 travels to the transparent substrate 1 side, and the light is easily emitted from the transparent substrate 1 side.
- the characteristics change depending on the angle of the inclined surface of the reflective film 6 with respect to the main surface 1 a of the transparent substrate 1. As shown in FIG. 4, if the angle ⁇ between the inclined surface of the reflective film 6 and the main surface 1a is small, the probability that the light traveling in the phosphor layer 3 can be emitted to the viewer side with only a small number of reflections increases.
- FIG. 4 shows that the light traveling in the phosphor layer 3 can be emitted to the viewer side with only a small number of reflections increases.
- the light traveling in the phosphor layer 3 has a high probability that it cannot be emitted to the viewer side unless it is reflected many times.
- the phosphor layer 3 of each pixel can have a large opening 24 for receiving light, the light utilization efficiency can be further increased.
- the color conversion substrate 102 in the present embodiment includes a transparent partition wall 2 formed on the main surface 1a so as to have a side surface.
- the side surface of the transparent partition 2 is in contact with the side surface of the phosphor layer 3.
- the reflective film 6 covers the side surface of the transparent barrier rib 2 opposite to the surface in contact with the phosphor layer 3 and the surface opposite to the transparent substrate 1.
- Other configurations are the same as those of the color conversion substrate 101 described in the first embodiment.
- the transparent barrier rib 2 may be provided not only in contact with the side surface of the phosphor layer 3, but also in contact with the side surface of the diffusion layer 3b as shown in FIG.
- the light traveling in the lateral direction inside the phosphor layer 3 is transmitted through the transparent partition wall 2 and reflected by the reflective film 6, so that the same effect as in the first embodiment can be obtained. Can do. Furthermore, in this embodiment, since a part of the space surrounded by the reflective film 6 is occupied by the transparent partition wall 2, the volume of the space to be filled with the phosphor material in order to form the phosphor layer 3 is increased. It can be kept small. Therefore, the usage amount of the phosphor material can be reduced. If the amount of phosphor material used can be reduced, the cost will be reduced.
- the transparent barrier ribs 2 are formed first and the concave portions surrounded by the transparent barrier ribs 2 are filled with the phosphor material.
- the body material can be easily placed in the correct location.
- the phosphor material can be filled, for example, by inkjet. If the transparent barrier ribs 2 are formed in advance, the phosphor materials of the adjacent pixels are physically separated, so that the phosphor materials of the adjacent pixels can be prevented from being undesirably mixed.
- the transparent barrier rib 2 is preferably formed of a material having a refractive index equal to or higher than that of the phosphor layer 3.
- the backlight light is the blue light 4b.
- the backlight light is not limited to the blue light but may be light of other colors.
- the backlight light may be white light, for example.
- the plurality of phosphor layers 3 emit red light by absorbing and exciting white light, and emitting green light by absorbing and exciting white light. It is preferable to use a combination of three types of phosphor layers and phosphor layers that emit blue light when excited by absorbing white light.
- the backlight light may be a specific type of light having no color.
- the backlight light may be ultraviolet light.
- the backlight light is ultraviolet light
- the plurality of phosphor layers 3 emits red light by absorbing and exciting ultraviolet light, and emits green light by absorbing and exciting ultraviolet light. It is preferable to use a combination of three types of phosphor layers and phosphor layers that emit blue light when excited by absorbing ultraviolet light.
- the color conversion substrate includes, as one of the plurality of phosphor layers 3, a second wavelength region phosphor layer that absorbs at least light in the first wavelength region and emits light in the second wavelength region. It is preferable that the other one of the body layers 3 includes a third wavelength region phosphor layer that absorbs at least light in the first wavelength region and emits light in the third wavelength region.
- the color conversion substrate can be made. By adopting this configuration, it is possible to emit at least two kinds of light in the second wavelength range and the third wavelength range by irradiating the light in the first wavelength range, using the received light in the first wavelength range as a trigger.
- the color conversion substrate can be made. By adopting this configuration, it is possible to emit at least two kinds of light in the second wavelength range and the third wavelength range by irradiating the light in the first wavelength range, using the received light in the first wavelength range as a trigger.
- the color conversion substrate can be obtained.
- the color conversion substrates 101 and 102 include the diffusion layer 3 b in addition to the plurality of phosphor layers 3. In this way, if a portion that scatters or transmits light in the first wavelength range is provided as it is, any light in the first to third wavelength ranges can be emitted, and a color that allows more diverse displays. It becomes a conversion board.
- Light with different wavelength ranges can be light of different colors. Specifically, it is preferable that the light in the first wavelength range is blue light, the light in the second wavelength range is red light, and the light in the third wavelength range is green light.
- the example of the color conversion board shown in the above embodiments corresponds to this. By adopting this configuration, as long as a blue light source is prepared, the plurality of phosphor layers 3 can emit either red or green light, and color conversion capable of color display is possible. It can be a substrate.
- a diffusion layer 3b or a transparent layer for scattering or transmitting blue light is disposed on the main surface 1a.
- the plurality of phosphor layers 3 can emit any one of the three primary colors of red, green, and blue as long as they are irradiated with blue light, and color display is possible.
- a color conversion substrate can be obtained.
- the configuration includes the diffusion layer 3b.
- the configuration is not limited to the diffusion layer 3b. Instead of scattering the blue light as the light in the first wavelength region as in the diffusion layer 3b, a portion that transmits blue light as it is may be provided.
- Embodiment 3 With reference to FIGS. 7 to 9, a lighting apparatus according to Embodiment 3 based on the present invention will be described.
- the lighting device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in each of the above embodiments.
- a second wavelength region phosphor layer that absorbs at least light in the first wavelength region and emits light in the second wavelength region.
- an illumination device using the color conversion substrate 101 is assumed.
- the illumination device 701 according to the present embodiment includes a color conversion board 101 and a blue light source 43b disposed on the color conversion board 101 so as to emit light toward the color conversion board 101. .
- the illumination device 701 When the illumination device 701 is viewed from a direction perpendicular to the main surface 1a of the transparent substrate 1, that is, from above in FIG. 7, it is as shown in FIG. In FIG. 8, the phosphor layer 3 and the like are seen through the transparent substrate 1.
- FIG. 9 shows a more detailed display of the blue light source 43b in FIG.
- the blue light source 43 b includes a blue LED 431 b and a light guide plate 432.
- the color conversion substrate 101 since the blue light 4b is supplied from the blue light source 43b to the color conversion substrate 101, the color conversion substrate 101 has three types of red light, green light, and blue light. Light is emitted. Since the three primary colors of light are emitted all at once, the whole becomes white light, and the lighting device 701 can be used in the same manner as conventional white light illumination.
- the phosphor layer 3 is configured to be sandwiched between the first low refractive index layer 9 and the second low refractive index layer 10, so that the light Therefore, it is possible to provide a lighting device with high light utilization efficiency.
- the color conversion substrate 102 may be used instead of the color conversion substrate 101.
- the configuration of the blue light source 43b is not limited to that illustrated in FIG. 9, and may be another configuration.
- the blue light source 43b may be a blue LED 433b arranged in a planar manner without a light guide plate. In that case, as shown in FIG. 10, it is preferable to dispose a diffusion plate 436 between the blue LED 433 b and the color conversion substrate 101.
- the blue light source 43b may include an organic EL panel 434b.
- the organic EL panel 434b emits blue light.
- the blue light source 43b may include an inorganic EL panel 435b.
- the inorganic EL panel 435b emits blue light.
- the lighting device includes the color conversion substrate 102 described in Embodiment 2 and a light source that is disposed on the color conversion substrate 102 and emits light in the first wavelength range toward the color conversion substrate 102. May be.
- the phosphor layer 3 is sandwiched between the first low refractive index layer 9 and the second low refractive index layer 10, so that the light use efficiency is high. Therefore, it is possible to provide a lighting device with high light use efficiency.
- the color display device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in any of the above embodiments.
- a color conversion substrate similar to that assumed as the color conversion substrate included in the lighting device in Embodiment 3 is assumed.
- a color display device using the color conversion substrate 101 is assumed.
- a color display device 711 is arranged so as to overlap the color conversion substrate 101 and the color conversion substrate 101, and emits blue light 4 b toward the color conversion substrate 101. 44.
- the self-luminous display device 44 may be an organic EL display panel or an inorganic EL display panel.
- the self-luminous display device 44 includes a substrate 442.
- EL elements 441r, 441g, and 441b are arranged corresponding to each pixel.
- the EL element is arranged in a state of being positioned corresponding to each of these layers. It can be said that.
- the EL elements 441r, 441g, and 441b are organic EL elements or inorganic EL elements.
- the EL elements 441r, 441g, and 441b may all emit blue light.
- the EL elements 441r, 441g, and 441b may emit only blue light.
- the EL elements 441r, 441g, and 441b can be individually turned on / off by a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) provided for each pixel.
- the EL elements 441r, 441g, and 441b emit a desired amount of blue light respectively corresponding to red, green, and blue of the final display content by being operated by the switching elements.
- the EL elements 441 r, 441 g, and 441 b that are formed in layers protruding individually on the main surface of the substrate 442 of the self-luminous display device 44 are displayed as if exposed.
- the EL elements 441r, 441g, 441b may be covered with other transparent members. An example of a more specific structure will be described later.
- the blue light 4b is merely irradiated from the self-luminous display device 44 to the color conversion substrate 101.
- the color conversion substrate 101 receives the received blue light 4b in a different color for each pixel.
- the phosphor layer 3r absorbs the blue light 4b incident from the EL element 441r and emits red light. That is, red light 5r is emitted from the phosphor layer 3r.
- the phosphor layer 3g absorbs the blue light 4b incident from the EL element 441g and emits green light. That is, 5 g of green light is emitted from the phosphor layer 3g.
- the phosphor layer 3b scatters the blue light 4b incident from the EL element 441b and emits it as blue light 5b.
- the phosphor layer 3 is configured to be sandwiched between the first low refractive index layer 9 and the second low refractive index layer 10. Since the light use efficiency is high, a color display device with high light use efficiency can be obtained.
- the color display device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in any of the above embodiments.
- a color conversion substrate similar to that assumed as the color conversion substrate included in the lighting device in Embodiment 3 is assumed. Therefore, in the present embodiment, for example, a color display device using the color conversion substrate 101 is assumed.
- the color display device 712 includes a color conversion substrate 101, a blue light source 43 b disposed on the color conversion substrate 101 so as to emit light toward the color conversion substrate 101, and a color An optical shutter 42 is provided between the conversion substrate 101 and the blue light source 43b.
- the optical shutter 42 is positioned so as to correspond to the color conversion substrate 101. “Positioned so as to correspond” means that, for example, when the optical shutter 42 includes a plurality of pixels, each of the plurality of phosphor layers 3 in the color conversion substrate 101 corresponds to the plurality of pixels of the optical shutter 42. It means that the optical shutter 42 is positioned so as to correspond to one of them.
- the diffusion layer or the transparent layer is also a plurality of pixels of the optical shutter 42.
- the blue light source 43 b includes a blue LED 431 b and a light guide plate 432.
- the configuration of the blue light source 43b is not limited to that illustrated in FIG. 14, but may be other configurations.
- the blue light source 43b may be a blue LED 433b arranged in a plane without having a light guide plate. In that case, as shown in FIG. 15, it is preferable to dispose a diffusion plate 436 between the blue LED 433 b and the color conversion substrate 101.
- the blue light source 43b may include an organic EL panel 434b.
- the organic EL panel 434b emits blue light.
- the blue light source 43b may include an inorganic EL panel 435b.
- the inorganic EL panel 435b emits blue light.
- the optical shutter 42 may be any device that can control whether or not to transmit light for each pixel by some principle.
- the optical shutter 42 may be, for example, a liquid crystal display panel or a transmissive MEMS panel. Still other things may be used. Details will be described later.
- the color display device 712 in this embodiment It is controlled whether or not the blue light 4b emitted from the blue light source 43b is transmitted through each pixel by the optical shutter 42 or how much light is transmitted. Therefore, after passing through the optical shutter 42, each pixel is transmitted. It proceeds as blue light 4b with a light amount set for each. Thus, a predetermined amount of blue light 4b is incident on each of the plurality of phosphor layers 3 and the diffusion layer 3b. When the blue light 4b is incident on any of the plurality of phosphor layers 3r and 3g, the phosphor layer is excited by the blue light 4b to emit light, and red light or green light is emitted to the viewing side.
- the phosphor layer 3 is configured to be sandwiched between the first low refractive index layer 9 and the second low refractive index layer 10. Since the light utilization efficiency is high, a color display device with high light utilization efficiency can be obtained.
- the optical shutter 42 is disposed between the color conversion substrate 101 and the blue light source 43b.
- the optical shutter 42 is disposed between the color conversion substrate 101 and the blue light source 43b.
- other arrangements are conceivable.
- a color display device 713 illustrated in FIG. 18 includes a color conversion substrate 101, a blue light source 43b disposed on the color conversion substrate 101 so as to emit light toward the color conversion substrate 101, and a blue light source of the color conversion substrate 43b. And an optical shutter 42 disposed on the side opposite to 43b. Assuming that the side where the user viewing the display content is located is called “front side” and the side far from the user is called “rear side”, in the example shown in FIG. 18, it can be said that the optical shutter 42 is located on the foremost side. .
- the color conversion substrate 101 has a surface opposite to the surface on which the transparent substrate 1 is located facing the optical shutter 42 side. It is preferable to arrange
- FIG. 19 shows a partially enlarged view when this condition is satisfied in the color display device 712 shown in FIG. With this arrangement, the distance in the thickness direction between the color conversion layer inside the color conversion substrate 101 and the structure for controlling the light transmission of each pixel inside the optical shutter 42 becomes small. The transmission / reception of light for each pixel to / from the shutter 42 is more reliably performed in a correct correspondence relationship.
- the uneven surface of the color conversion substrate 101 is in direct contact with the optical shutter 42.
- the planarization film covers the phosphor layer 3 and the diffusion layer 3 b of the color conversion substrate. 23 may be provided. If the surface on which the planarizing film 23 is provided is overlapped with the optical shutter 42, the surface becomes more stable.
- the planarizing film 23 is not necessarily provided as a hard film before being overlapped with the optical shutter 42, and may serve as an adhesive for bonding to the optical shutter 42.
- the planarizing film 23 may be a transparent resin.
- the side where the transparent substrate 1 is present can be obtained by inverting the front and back of the color conversion substrate without changing the position of the optical shutter.
- the optical shutter 42 and the color conversion substrate are arranged in this order from the front side, and the plurality of phosphor layers 3 are located on the front side of the transparent substrate 1 inside the color conversion substrate. This is preferable because the transmission / reception of light for each pixel between the color conversion substrate and the optical shutter 42 can be performed in a correct correspondence.
- the inclined surface of the reflective film 6 that surrounds the phosphor layer 3 is not spread to the front side but to the rear side, A correction is required. It is necessary to form the inclined surface of the reflective film 6 so as to spread to the front side.
- a partition wall is formed in advance between the phosphor layers 3 and then the reflective film 6 is formed.
- the direction of the inclined surface of the reflective film 6 may be changed. In that case, it is conceivable to form the phosphor layer 3 by forming the reflective film 6 so as to cover the slopes of the partition walls and then filling the recess material surrounded by the partition walls with a phosphor material.
- the color conversion substrate 101 In the configuration in which the color conversion substrate 101 is disposed on the foremost side as in the color display device 712 illustrated in FIG. 14, light emitted from the color display device toward the user is caused by phosphor emission or scattering on the color conversion substrate 101. Since the light is generated, it is emitted at a wide angle, and as a result, the viewing angle characteristics are excellent. For example, when the optical shutter 42 is a liquid crystal display panel, the viewing angle may be limited. However, the problem of the viewing angle is solved by passing through the color conversion substrate 101, and viewing from a wide viewing angle is possible. You can display as you can.
- the optical shutter 42 In the configuration in which the optical shutter 42 is arranged on the foremost side as in the color display device 713 shown in FIG. 18, external light entering from the front side enters the phosphor layer or the diffusion layer of the color conversion substrate 101 and is undesired. Can be prevented by the optical shutter 42. In pixels that should not be displayed, the optical shutter 42 is in a state of blocking light, so that external light does not reach the color conversion substrate 101 in such pixels. Therefore, undesired light emission can be eliminated and display quality can be improved.
- a liquid crystal display panel can be considered as a first example of the optical shutter 42.
- the optical shutter 42 has a structure in which a liquid crystal layer 503 is sandwiched between a glass substrate 501 and a glass substrate 502.
- a source bus line 506 is formed on the surface of the glass substrate 501 on the liquid crystal layer 503 side, and an insulating layer 507 is formed so as to cover the source bus line 506.
- pixel electrodes 504 are arranged on the surface of the insulating layer 507 so as to correspond to the respective pixels.
- a counter electrode 505 is formed on the surface of the glass substrate 502 on the liquid crystal layer 503 side.
- Polarizing plates 508 and 509 are attached to the outer surfaces of the glass substrates 501 and 502, respectively.
- a voltage is applied between the pixel electrode 504 and the counter electrode 505
- the molecular orientation of the liquid crystal layer 503 in the pixel changes.
- the optical shutter 42 switches whether to transmit light in the pixel.
- a transmissive MEMS panel can be considered.
- the transmissive MEMS panel is a panel that can open and close an opening as each pixel by mechanically moving a member by an electric signal for each arranged pixel.
- the optical shutter 42 is a transmissive MEMS panel
- the optical shutter 42 has a structure in which a glass substrate 501 and a glass substrate 502 face each other as shown in FIG.
- a source bus line 506 is formed on the surface of the glass substrate 501 on the glass substrate 502 side, and an insulating layer 507 is formed so as to cover the source bus line 506.
- an electrostatic actuator 510 and a shutter member 511 are arranged on the surface of the insulating layer 507 so as to correspond to each pixel.
- a light shielding layer 512 is formed on the surface of the glass substrate 502 on the glass substrate 501 side so as to separate each pixel.
- the shutter member 511 can be displaced by the action of the electrostatic actuator 510, and as a result, the first state positioned so as to block the opening of the light shielding layer 512 for each pixel and the opening of the light shielding layer 512 are opened. Can be switched to the second state. In the first state, light in the pixel is blocked by the shutter member 511 and is not transmitted. In the second state, light in the pixel is transmitted. In this way, the optical shutter 42 is configured to switch whether to transmit light in the pixel. In the transmissive MEMS panel, if the degree of displacement of the shutter member 511 is controlled in multiple stages, the amount of light to be transmitted can be controlled in multiple stages.
- the optical shutter 42 is not limited to these types.
- the optical shutter 42 is a liquid crystal display panel, it is not limited to the structure shown in FIG.
- the optical shutter 42 is a transmissive MEMS panel, the structure is not limited to that shown in FIG.
- the self-luminous display device 44 As a first example of the self-luminous display device 44, an organic EL display panel can be considered. In this case, as shown in FIG. 23, the self-luminous display device 44 has a structure in which an organic EL layer 513 is sandwiched between a glass substrate 501 and a glass substrate 502.
- the organic EL layer 513 is a layer in which a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are laminated in this order.
- a cathode electrode 514 is formed on the surface of the glass substrate 501 on the organic EL layer 513 side.
- a transparent electrode 515 is formed on the surface of the glass substrate 502 on the organic EL layer 513 side so as to correspond to each pixel.
- a voltage is applied between the cathode electrode 514 and the transparent electrode 515, a portion corresponding to the pixel in the organic EL layer 513 emits light.
- the self-luminous display device 44 includes an insulating layer 516, a light emitting layer 517, and an insulating layer 518 stacked in this order from the bottom and sandwiched between the glass substrate 501 and the glass substrate 502. It has a rare structure.
- a back electrode 519 is formed on the surface of the glass substrate 501 on the light emitting layer 517 side.
- the back electrode 519 can be formed as an Al or ITO film.
- a transparent electrode 515 is formed on the surface of the glass substrate 502 on the light emitting layer 517 side so as to correspond to each pixel. When a voltage is applied between the back electrode 519 and the transparent electrode 515, a portion of the light emitting layer 517 corresponding to the pixel emits light.
- the self-luminous display device 44 is not limited to these types.
- the self-luminous display device 44 is an organic EL display panel, it is not limited to the structure shown in FIG.
- the self-luminous display device 44 is an inorganic EL display panel, it is not limited to the structure shown in FIG.
- the present invention can be used for a color conversion substrate, a lighting device, and a color display device.
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Abstract
Description
本発明は、色変換基板、照明装置およびカラー表示装置に関するものである。 The present invention relates to a color conversion substrate, a lighting device, and a color display device.
従来の自発光型でないカラー表示装置の一形態として、白色光を発するバックライトと光シャッタとを備えた構成のものがある。たとえば、表示装置の一種である液晶表示装置は、LED(Light Emitting Diode)や冷陰極管などの光源と、導光板と、光学シートとを組み合わせた装置をバックライトとして備えている。一方、液晶表示装置は、光シャッタとして液晶パネルを備えている。液晶パネルは2枚の基板とこれら2枚の基板の間に封入された液晶層とを備える。通常、2枚の基板のうち1枚の表面にはTFT素子が設けられ、もう1枚の表面にはカラーフィルタ(CF)が設けられている。バックライトの白色光はカラーフィルタとして設けられた赤、緑、青の3原色のいずれかのフィルタを透過することによって所望の色の光となって出射するが、カラーフィルタを透過することによって入射光のうち当該フィルタの色以外の成分が吸収されるので、光量としては約1/3に低下する。 As one form of a conventional color display device that is not a self-luminous type, there is a configuration including a backlight that emits white light and an optical shutter. For example, a liquid crystal display device, which is a type of display device, includes, as a backlight, a device that combines a light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a cold cathode tube, a light guide plate, and an optical sheet. On the other hand, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel as an optical shutter. The liquid crystal panel includes two substrates and a liquid crystal layer sealed between the two substrates. Usually, a TFT element is provided on one surface of two substrates, and a color filter (CF) is provided on the other surface. The white light of the backlight is emitted as light of a desired color by passing through one of the three primary colors of red, green, and blue provided as a color filter, but is incident by passing through the color filter. Since light components other than the color of the filter are absorbed, the amount of light is reduced to about 1/3.
これに対して、特開2000-131683号公報(特許文献1)には、青色光を発するバックライトと、液晶パネルと、蛍光体基板とを備える表示装置が提案されている。ここでいう蛍光体基板は、青色光を吸収して赤色光を発光する蛍光体と、青色光を吸収し緑色光を発光する蛍光体とを備えるものである。青色光は青色カラーフィルタを透過した光により表示されるが、光源光が元々青色であるので、青色カラーフィルタでの光の損失はほとんどない。このように特許文献1に記載された表示装置ではカラーフィルタでの吸収による光量ロスがなくなり、光の利用効率が向上する。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-131683 (Patent Document 1) proposes a display device including a backlight that emits blue light, a liquid crystal panel, and a phosphor substrate. The phosphor substrate herein includes a phosphor that absorbs blue light and emits red light, and a phosphor that absorbs blue light and emits green light. Blue light is displayed by light transmitted through the blue color filter, but since the light source light is originally blue, there is almost no loss of light in the blue color filter. As described above, in the display device described in
蛍光体基板において所望パターンの蛍光体層を形成する第1の方法としては、必要な領域にのみ蛍光体を供給配置して形成する方法が考えられる。第2の方法としては、基板全面を覆うように蛍光体層を形成し、必要な領域の蛍光体層のみを残して他は除去する方法が考えられる。 As a first method for forming a phosphor layer having a desired pattern on a phosphor substrate, a method in which a phosphor is supplied and arranged only in a necessary region can be considered. As a second method, a method may be considered in which a phosphor layer is formed so as to cover the entire surface of the substrate, and only the phosphor layer in a necessary region is left and the others are removed.
第1の方法としてインクジェット法や種々の印刷法などがある。第2の方法としてフォトリソグラフィ法などがある。第2の方法は基板全体に蛍光体を塗布する。一方、第1の方法のインクジェット法は必要な領域にのみ蛍光体を塗布する。従って第2の方法と比較して第1の方法のインクジェット法は使用する蛍光体の量を削減できるという利点がある。また、第1の方法の中でも、インクジェット法は印刷法と比較して高精度のパターンを形成することができるため、インクジェット法が望ましい。 The first method includes an inkjet method and various printing methods. The second method includes a photolithography method. In the second method, the phosphor is applied to the entire substrate. On the other hand, the first ink jet method applies a phosphor only to a necessary region. Therefore, compared with the second method, the ink jet method of the first method has an advantage that the amount of phosphor to be used can be reduced. Among the first methods, the inkjet method is preferable because the inkjet method can form a pattern with higher accuracy than the printing method.
クロストーク低減のためには光シャッタとカラーフィルタとの間の距離はできるだけ短くすることが望まれる。したがって、カラーフィルタを構成する蛍光体は蛍光体基板の基板の光シャッタ側すなわち光シャッタを経た光が入射する側の表面に配置する必要がある。ここでいう「クロストーク」とは、1つの画素の光シャッタを通過した光が、その画素に正しく対応する色の蛍光体の領域以外の蛍光体の領域に入射することをいう。クロストークが生じると表示品位が低下するので、クロストークはなるべく少ないかまたはないことが望ましい。ただし、ここでいう「画素」とは、単色の画素をいう。たとえば画像の中のカラー表示の1つの要素を3つの異なる色の単色表示の組合せで表現している場合、その3つの色のうちの1色分を表示するための領域をいう。 In order to reduce crosstalk, it is desirable to make the distance between the optical shutter and the color filter as short as possible. Therefore, the phosphor constituting the color filter needs to be disposed on the surface of the phosphor substrate on the side of the optical shutter, that is, the side on which light that has passed through the optical shutter enters. “Crosstalk” here means that light that has passed through the optical shutter of one pixel enters a phosphor region other than the phosphor region of the color that correctly corresponds to that pixel. Since display quality deteriorates when crosstalk occurs, it is desirable that the crosstalk be as little or as little as possible. Here, the “pixel” refers to a monochrome pixel. For example, when one element of color display in an image is expressed by a combination of three different colors of single color display, it means an area for displaying one of the three colors.
青色光源を利用した液晶表示装置のもうひとつの例が特開2009-244383号公報(特許文献2)に記載されている。この液晶表示装置は、青色光に励起されて赤色の蛍光を発する蛍光体、および、青色光に励起されて緑色の蛍光を発する蛍光体を有するカラーフィルタを備え、さらに、少なくとも青色光を散乱させる光散乱フィルムを備えている。 Another example of a liquid crystal display device using a blue light source is described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-244383 (Patent Document 2). The liquid crystal display device includes a color filter having a phosphor that emits red fluorescence when excited by blue light, and a phosphor that emits green fluorescence when excited by blue light, and further scatters at least blue light. A light scattering film is provided.
液晶表示装置の前面板に蛍光体を用いた構成において蛍光体からの光の取出し効率を向上させる目的で前面板の蛍光体の側面に反射板を設ける構成が特開2010-66437号公報(特許文献3)に記載されている。特許文献3に記載された構成を図25に示す。透明基板1の一方の表面に、赤色蛍光体層3r、緑色蛍光体層3gおよび拡散層3bが形成されている。この表面に重ねるように光シャッタ42が配置されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-66437 (Patent) discloses a configuration in which a phosphor is used for a front plate of a liquid crystal display device, and a reflector is provided on the side of the phosphor of the front plate for the purpose of improving light extraction efficiency from the phosphor. Reference 3). The configuration described in
図25に示した構造において、下方からバックライト光として青色光4bが入射した場合の状況を図26に示す。青色光4bが入射することによって赤色蛍光体層3r、緑色蛍光体層3gがそれぞれ励起されて発光し、透明基板1から上側に赤色光5r、緑色光5gがそれぞれ出射している。拡散層3bにおいては入射した青色光4bが散乱させられ、透明基板1から上側に入射することによって青色光5bが出射している。
FIG. 26 shows a situation where
特許文献3の段落0029に記載されているように蛍光体の屈折率を1.5とすると、蛍光体から出射してスネルの法則に従って前側のガラス基板の内部を透過した光は、ガラス基板の内部から視認側外界に向かって出射しようとする際に、ガラス基板と外気との界面への入射角度が一定以上大きければ、図26に示すように界面で反射され、視認側外界に出射することができない。その結果、光の利用効率が低下する。
As described in paragraph 0029 of
ガラス基板の内部から視認側外界に向かって出射しようとしてガラス基板と外気との界面で反射した光の一部は、他の蛍光体に入射して他の蛍光体を励起させてしまうおそれがある。他の蛍光体がこのような励起により発光することは表示品位の劣化につながる。 A part of the light reflected at the interface between the glass substrate and the outside air trying to be emitted from the inside of the glass substrate toward the outside on the viewing side may enter the other phosphor and excite the other phosphor. . When other phosphors emit light by such excitation, display quality is deteriorated.
また、蛍光体の励起により発せられる光のうち視認側ではなく光源側に向かって進行した光は、視認に貢献しない。 Also, light that travels toward the light source rather than the viewer side among the light emitted by excitation of the phosphor does not contribute to the viewer.
特許文献3に記載された構成では、平面的に見て、傾斜面が占める面積を大きく確保する必要があるため、蛍光体および拡散層に入射することができる開口部が小さくなってしまい、全体として光の利用効率低下につながる。
In the configuration described in
そこで、本発明は、光の利用効率を向上することができる色変換基板、照明装置およびカラー表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a color conversion substrate, an illumination device, and a color display device that can improve the light use efficiency.
上記目的を達成するため、本発明に基づく色変換基板は、主表面を有する透明基板と、上記主表面に配置され、それぞれ側面を有する複数の蛍光体層と、上記主表面と上記蛍光体層との間に介在し、上記蛍光体層の屈折率より小さな屈折率を有する第1低屈折率層と、上記蛍光体層の側面から出射する光を反射させるために、上記蛍光体層の少なくとも側方に形成された反射膜と、上記蛍光体層の上記透明基板とは反対側の面において上記反射膜に覆われていない領域を覆い、上記蛍光体層の屈折率より小さな屈折率を有する第2低屈折率層とを備える。 In order to achieve the above object, a color conversion substrate according to the present invention includes a transparent substrate having a main surface, a plurality of phosphor layers disposed on the main surface and having side surfaces, and the main surface and the phosphor layer. Between the first low refractive index layer having a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer and at least one of the phosphor layers for reflecting light emitted from the side surface of the phosphor layer. The reflective film formed on the side and the area of the phosphor layer opposite to the transparent substrate that covers a region not covered with the reflective film, have a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer A second low refractive index layer.
本発明によれば、複数の蛍光体層の各々の上下を第1,第2低屈折率層で挟み込む構造を備えているので、光の利用効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the structure in which each of the plurality of phosphor layers is sandwiched between the first and second low refractive index layers is provided, the light use efficiency can be improved.
(実施の形態1)
図1、図2を参照して、本発明に基づく実施の形態1における色変換基板について説明する。図1に示すように、色変換基板101は、主表面1aを有する透明基板1と、主表面1aに配置され、それぞれ側面を有する複数の蛍光体層3と、主表面1aと蛍光体層3との間に介在し、蛍光体層3の屈折率より小さな屈折率を有する第1低屈折率層9と、蛍光体層3の側面から出射する光を反射させるために、蛍光体層3の少なくとも側方に形成された反射膜6と、蛍光体層3の透明基板1とは反対側の面において反射膜6に覆われていない領域を覆い、蛍光体層3の屈折率より小さな屈折率を有する第2低屈折率層10とを備える。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the color conversion board | substrate in
蛍光体層3は、赤色蛍光体層3rと緑色蛍光体層3gとを含むことが好ましい。赤色蛍光体層3rは少なくとも青色光を吸収して赤色光を発する蛍光体材料によって形成されている。緑色蛍光体層3gは少なくとも青色光を吸収して緑色光を発する蛍光体材料によって形成されている。主表面1aには複数の蛍光体層3の他に拡散層3bが形成されている。第1低屈折率層9および第2低屈折率層10は樹脂で形成することができる。
The
図1における上側が視認側である。色変換基板101は、図1に示すように視認側と反対側からバックライト光としての青色光4bを入射させて用いることができる。ただし、図1に示したのと逆に、透明基板1側からバックライト光を入射させ、透明基板1と反対の側から視認する使用方法も可能である。
The upper side in FIG. 1 is the viewer side. As shown in FIG. 1, the
透明基板1の主表面1aに垂直な方向すなわち図1における上方から色変換基板101を見ると、図2に示すようになる。図2においては、蛍光体層3などは透明基板1を透過して見えている。
When the
本実施の形態における色変換基板101にバックライト光として青色光4bを入射させた場合の状況を図3に示す。図3における上側が視認側である。下方に配置された図示しないバックライトから青色光4bが照射されている。
FIG. 3 shows a situation when the
複数の蛍光体層3の各々は、青色光4bが入射することによって励起される。蛍光体層3の内部の各点では、無指向性の発光が生じる。無指向性の発光が起こった際、第1低屈折率層9と蛍光体層3との界面61に対して小さな入射角で進行した光11e1は、第1低屈折率層9および透明基板1を透過して視認側に出射する。側方に進行した光11e2は、反射膜6によって反射される。その結果、視認側に向かって十分に小さな入射角で進行することとなった場合は、第1低屈折率層9および透明基板1を透過して視認側に出射する。
Each of the plurality of
蛍光体層3の励起による無指向性発光によって、界面61に対して大きな入射角で進行した光11e3は、界面61で反射されて蛍光体層3の内側に戻る。蛍光体層3から出ることなく反射膜6などによる反射を1回以上経た後に、界面61に対して大きな入射角で進行した光についても同様である。入射角がある程度以上小さければ第1低屈折率層9に進入することができるが、入射角がある程度以上大きければ第1低屈折率層9に進入することができずに界面61で反射されて蛍光体層3の内側に戻る。
The light 11e3 that has traveled at a large incident angle with respect to the interface 61 due to omnidirectional light emission by excitation of the
蛍光体層3の励起による無指向性発光によって、視認側と逆側に向かって進行した光のうち、第2低屈折率層10と蛍光体層3との界面62に対して大きな入射角で進行した11e4は、界面62によって反射されて蛍光体層3の内側に戻る。蛍光体層3から出ることなく反射膜6などによる反射を1回以上経た後に、界面62に対して大きな入射角で進行した光についても同様である。
Of the light traveling toward the opposite side to the viewing side by non-directional light emission by excitation of the
光が第1低屈折率層9と蛍光体層3との界面61を越えて第1低屈折率層9側に進入することができるのは、界面61に対する入射角がある程度以上小さいときに限られるので、そのような光は、透明基板1と外気との界面63においても、自ずと入射角が十分に小さくなる。したがって、界面63で反射されることなく視認側に出射することができる。光が第1低屈折率層9の内部へと進入したにもかかわらず界面63において反射されて視認側に出射できずに失われるという事態は避けることができる。
The light can enter the first low
本実施の形態における色変換基板101では、各蛍光体層3の上下を第1,第2低屈折率層9,10で挟み込む構造を備えているので、このようにして光の利用効率を向上させることができる。
The
なお、蛍光体層3とは別に設けられている拡散層3bにおいても、青色光4bが無指向性を以って散乱されるが、拡散層3bの上下を第1,第2低屈折率層9,10で挟み込む構造としておくことによって、拡散層3bの内部で散乱した光についても反射膜6および第1,第2低屈折率層9,10により同様の効果を得ることができる。ただし、本発明としては、拡散層3bの上下を第1,第2低屈折率層9,10で挟み込む構造を備えることは必須ではない。
Even in the
反射膜6は、蛍光体層3の側面を直接覆っている。この構成を採用することにより、部材の種類の数を減らすことができるので、製造工程を削減することができる。
The
第2屈折率層10は空気層によって代用することもできる。空気層は屈折率が1であるといえる。透明基板1はガラス基板とすることが一般的であり、ガラス基板であれば屈折率は1.52である。蛍光体層3は屈折率が1.49以上1.59以下であるといえる。第1低屈折率層9は、屈折率が1.20以上1.40以下であることが好ましい。第2低屈折率層10は、屈折率が1.20以上1.40以下であることが好ましい。この構成を採用することにより、第1,第2低屈折率層9,10は蛍光体層3よりも十分に屈折率が低い部材となるので、蛍光体層3から出射しようとする光を厳しい条件で選別して入射角が十分に小さな光以外は反射することができる。
The second
複数の蛍光体層3は、散乱特性を有さないものであることが好ましい。この構成を採用することにより、蛍光体層3は自ら発光した光を効率良く外部に出射することができる。
It is preferable that the plurality of
複数の蛍光体層3は、透明体であることが好ましい。このような蛍光体層3は、たとえば有機系蛍光体またはナノ蛍光体によって形成することができる。蛍光体層3は透明体であれば自ら発光した光を効率良く外部に出射することができる。
The plurality of
図1に示したように、反射膜6は、蛍光体層3の中心から見て、透明基板1側を向く斜面となっていることが好ましい。この構成を採用することにより、反射膜6によって反射された光は透明基板1側に進行するようになり、光は透明基板1側から出射しやすくなる。この反射膜6の斜面を透明基板1の主表面1aに対してどの程度の角度とするかによって、特性が変化する。図4に示すように反射膜6の斜面が主表面1aとなす角度θが小さければ、蛍光体層3内を進行する光は少ない回数の反射のみで視認側に出射できる確率が高くなる。逆に、図5に示すように反射膜6の斜面が主表面1aとなす角度が大きければ、蛍光体層3内を進行する光は多くの回数反射しなければ視認側に出射できない確率が高くなるが、各画素の蛍光体層3が光を受け入れるための開口部24を大きくすることができるので、光の利用効率をさらに上げることができる。
As shown in FIG. 1, it is preferable that the
(実施の形態2)
図6を参照して、本発明に基づく実施の形態2における色変換基板について説明する。図6に示すように、本実施の形態における色変換基板102は、側面を有するように主表面1aに形成された透明隔壁2を備える。透明隔壁2の側面は、蛍光体層3の側面に接する。反射膜6は、透明隔壁2の、蛍光体層3に接する面とは反対側の側面および透明基板1とは反対側の面を覆っている。その他の構成は、実施の形態1で説明した色変換基板101と同様である。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 6, a color conversion substrate according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 6, the
透明隔壁2は、蛍光体層3の側面に接するように設けるだけでなく、図6に示すように、拡散層3bの側面にも接するように設けてもよい。
The
本実施の形態においても、蛍光体層3の内部で側方に向かって進行する光は透明隔壁2を透過して反射膜6によって反射されるので、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施の形態では、反射膜6によって囲まれる空間の一部は透明隔壁2によって占められることとなるので、蛍光体層3を形成するために蛍光体材料を充填すべき空間の体積を小さく抑えることができる。したがって、蛍光体材料の使用量を低減することができる。蛍光体材料の使用量を低減できればコストダウンにつながる。
Also in the present embodiment, the light traveling in the lateral direction inside the
また、蛍光体層3を形成する際には、先に透明隔壁2を形成しておいて透明隔壁2に囲まれた凹部に蛍光体材料を充填するという方法を採用することができるので、蛍光体材料を容易に正確な位置に配置することができ、好都合である。蛍光体材料はたとえばインクジェットにより充填することができる。透明隔壁2が予め形成されていれば、隣接する画素同士の蛍光体材料は物理的に分けられるので、隣接する画素の蛍光体材料同士が不所望に混じることを防止することができる。
Further, when the
なお、透明隔壁2は、蛍光体層3と同等以上の屈折率を有する材料で形成されていることが好ましい。
The
これまで、各実施の形態では、バックライト光としては、青色光4bを前提として説明してきたが、バックライト光は青色光に限らず、他の色の光であってもよい。
So far, each embodiment has been described on the assumption that the backlight light is the
バックライト光は、たとえば白色光であってもよい。バックライト光を白色光とする場合、複数の蛍光体層3は、白色光を吸収して励起することによって赤色に発光する蛍光体層、白色光を吸収して励起することによって緑色に発光する蛍光体層、白色光を吸収して励起することによって青色に発光する蛍光体層の3種類の組合せとすることが好ましい。
The backlight light may be white light, for example. When the backlight light is white light, the plurality of
また、バックライト光は、色を有さない特定の種類の光であってもよい。たとえば、バックライト光を紫外光とすることも考えられる。バックライト光を紫外光とする場合、複数の蛍光体層3は、紫外光を吸収して励起することによって赤色に発光する蛍光体層、紫外光を吸収して励起することによって緑色に発光する蛍光体層、紫外光を吸収して励起することによって青色に発光する蛍光体層の3種類の組合せとすることが好ましい。
Further, the backlight light may be a specific type of light having no color. For example, the backlight light may be ultraviolet light. When the backlight light is ultraviolet light, the plurality of
この思想を一般化して表現すれば、以下のようになる。
色変換基板としては、複数の蛍光体層3のうちのひとつとして、少なくとも第1波長域の光を吸収して第2波長域で発光する第2波長域蛍光体層が含まれ、複数の蛍光体層3のうちの他のひとつとして少なくとも前記第1波長域の光を吸収して第3波長域で発光する第3波長域蛍光体層が含まれることが好ましい。この構成を採用することにより、第1波長域の光を照射するだけで、この受光した第1波長域の光をきっかけとして、第2波長域、第3波長域の少なくとも2種類の光を発することができる色変換基板とすることができる。この構成を採用することにより、第1波長域の光を照射するだけで、この受光した第1波長域の光をきっかけとして、第2波長域、第3波長域の少なくとも2種類の光を発することができる色変換基板となる。
The generalization of this idea is as follows.
The color conversion substrate includes, as one of the plurality of
さらに、主表面1aには、第1波長域の光を散乱または透過させるための拡散層または透明層が配置されていることが好ましい。実際、上記各実施の形態において色変換基板101,102が複数の蛍光体層3とは別に拡散層3bを備えている。このように、第1波長域の光をそのまま散乱または透過させる部分を設ければ、第1~第3波長域のいずれの光も発することができるようになり、より多様な表示が可能な色変換基板となる。
Furthermore, it is preferable that a diffusion layer or a transparent layer for scattering or transmitting light in the first wavelength region is disposed on the
波長域が互いに異なる光は、互いに異なる色の光となりうる。具体的には、第1波長域の光は青色光であり、第2波長域の光は赤色光であり、第3波長域の光は緑色光であることが好ましい。上記各実施の形態で示した色変換基板の例は、これに該当する。この構成を採用することにより、青色光源を用意しさえすれば、複数の蛍光体層3は、赤、緑の2色のいずれの光も発することができるようになり、カラー表示可能な色変換基板とすることができる。
Light with different wavelength ranges can be light of different colors. Specifically, it is preferable that the light in the first wavelength range is blue light, the light in the second wavelength range is red light, and the light in the third wavelength range is green light. The example of the color conversion board shown in the above embodiments corresponds to this. By adopting this configuration, as long as a blue light source is prepared, the plurality of
さらにこの構成において、主表面1aには、青色光を散乱または透過させるための拡散層3bまたは透明層が配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、複数の蛍光体層3は、青色光を照射しさえすれば赤、緑、青の光の3原色のいずれの光も発することができるようになり、カラー表示可能な色変換基板とすることができる。図示した例では、拡散層3bを備えた構成となっていたが、拡散層3bとは限らない。拡散層3bのように第1波長域の光としての青色光を散乱させる代わりに、青色光のまま透過させる部分を設けてもよい。
Furthermore, in this configuration, it is preferable that a
(実施の形態3)
図7~図9を参照して、本発明に基づく実施の形態3における照明装置について説明する。
(Embodiment 3)
With reference to FIGS. 7 to 9, a lighting apparatus according to
本実施の形態における照明装置は、上記各実施の形態で述べた構成の色変換基板を備える。上記各実施の形態で説明した色変換基板において、複数の蛍光体層3のうちのひとつとして、少なくとも第1波長域の光を吸収して第2波長域で発光する第2波長域蛍光体層が含まれ、複数の蛍光体層3のうちの他のひとつとして少なくとも前記第1波長域の光を吸収して第3波長域で発光する第3波長域蛍光体層が含まれ、なおかつ、第1波長域の光は青色光であり、第2波長域の光は赤色光であり、第3波長域の光は緑色光である色変換基板を想定する。本実施の形態では、たとえば色変換基板101を用いた照明装置を想定する。図7に示すように、本実施の形態における照明装置701は、色変換基板101と、色変換基板101に向けて発光するように色変換基板101に重ねて配置された青色光源43bとを備える。
The lighting device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in each of the above embodiments. In the color conversion substrate described in each of the above embodiments, as one of the plurality of
透明基板1の主表面1aに垂直な方向すなわち図7における上方から照明装置701を見ると、図8に示すようになる。図8においては、蛍光体層3などは透明基板1を透過して見えている。
When the
図7における青色光源43bをより詳しく表示したものを図9に示す。青色光源43bは、青色LED431bと導光板432とを備える。
FIG. 9 shows a more detailed display of the blue
本実施の形態における照明装置701では、色変換基板101に対して青色光源43bから青色光4bが供給されているので、色変換基板101からは、赤色光、緑色光、青色光の3種類の光が出射される。光の3原色が揃った状態で一斉に出射しているので、全体として白色光となり、照明装置701は従来の白色光の照明と同様に使用することができる。
In the
本実施の形態における照明装置701が備える色変換基板101においては、蛍光体層3は第1の低屈折率層9および第2の低屈折率層10によって挟み込まれる構成となっているので、光の利用効率が高くなっており、光の利用効率が高い照明装置とすることができる。
In the
なお、色変換基板101に代えて色変換基板102を用いてもよい。
青色光源43bの構成は図9に例示したものに限らず、他の構成であってもよい。たとえば図10に示すように、青色光源43bは、導光板を備えずに青色LED433bを平面的に配列したものであってもよい。その場合、図10に示すように、青色LED433bと色変換基板101との間に拡散板436を配置することが好ましい。
Note that the
The configuration of the blue
たとえば図11に示すように、青色光源43bは、有機ELパネル434bを備えるものであってもよい。有機ELパネル434bは青色に発光するものである。
For example, as shown in FIG. 11, the blue
あるいは、たとえば図12に示すように、青色光源43bは、無機ELパネル435bを備えるものであってもよい。無機ELパネル435bは青色に発光するものである。
Alternatively, for example, as shown in FIG. 12, the blue
照明装置としては、実施の形態2で説明した色変換基板102と、色変換基板102に重ねて配置され、色変換基板102に向けて第1波長域の光を発する光源とを備えるものであってもよい。この照明装置が備える色変換基板102においては、蛍光体層3は第1の低屈折率層9および第2の低屈折率層10によって挟み込まれる構成となっているので、光の利用効率が高くなっており、光の利用効率が高い照明装置とすることができる。
The lighting device includes the
(実施の形態4)
図13を参照して、本発明に基づく実施の形態4におけるカラー表示装置について説明する。本実施の形態におけるカラー表示装置は、上記各実施の形態のいずれかで述べた構成の色変換基板を備える。実施の形態3で照明装置が備える色変換基板として想定したのと同様の色変換基板を想定する。本実施の形態では、たとえば色変換基板101を用いたカラー表示装置を想定する。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 13, a color display device according to Embodiment 4 of the present invention will be described. The color display device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in any of the above embodiments. A color conversion substrate similar to that assumed as the color conversion substrate included in the lighting device in
図13に示すように、本実施の形態におけるカラー表示装置711は、色変換基板101と、色変換基板101に重ねて配置され、色変換基板101に向けて青色光4bを発する自発光表示装置44とを備える。自発光表示装置44は、有機EL表示パネルまたは無機EL表示パネルであってよい。自発光表示装置44は、基板442を備える。基板442の主表面には、各画素に対応してEL素子441r,441g,441bが配列されている。色変換基板の主表面1aにおいても、各画素に対応して蛍光体層3または拡散層3bが配置されているので、これらの各層に対応して位置決めされた状態でEL素子がそれぞれ配置されているといえる。
As shown in FIG. 13, a
EL素子441r,441g,441bは、有機EL素子または無機EL素子である。EL素子441r,441g,441bは、いずれも青色光を発するものであってよい。EL素子441r,441g,441bは、青色光のみを発するものであってよい。EL素子441r,441g,441bは、画素ごとに設けられたTFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子によって個別にオン/オフの操作が可能となっている。EL素子441r,441g,441bは、スイッチング素子によって操作されることによって、最終的な表示内容の赤、緑、青にそれぞれ対応した所望量の青色光を出射する。
The
図13においては、自発光表示装置44の基板442の主表面に個別に突出する層状に形成されたEL素子441r,441g,441bがあたかも露出しているかのように表示されているが、図13に示す自発光表示装置44の構造は、模式的なものである。実際にはEL素子441r,441g,441bはこのような構造とは限らない。EL素子441r,441g,441bは他の透明な部材によって覆われていてよい。より具体的な構造の例については、後述する。
In FIG. 13, the
本実施の形態では、自発光表示装置44から色変換基板101へは青色光4bが照射されるに過ぎないが、色変換基板101においては、受光した青色光4bを各画素ごとに異なった色に変換することができる。蛍光体層3rは、EL素子441rから入射した青色光4bを吸収して赤色に発光する。すなわち、蛍光体層3rからは赤色光5rが出射する。蛍光体層3gは、EL素子441gから入射した青色光4bを吸収して緑色に発光する。すなわち、蛍光体層3gからは緑色光5gが出射する。蛍光体層3bは、EL素子441bから入射した青色光4bを散乱させて青色光5bとして出射させる。
In the present embodiment, the
このように、画素ごとに赤、緑、青のそれぞれの光を適切に出射することができるので、カラー表示が可能となる。本実施の形態におけるカラー表示装置711が備える色変換基板101においては、蛍光体層3は第1の低屈折率層9および第2の低屈折率層10によって挟み込まれる構成となっているので、光の利用効率が高くなっており、光の利用効率が高いカラー表示装置とすることができる。
In this way, since each of red, green, and blue light can be appropriately emitted for each pixel, color display is possible. In the
(実施の形態5)
図14~図17を参照して、本発明に基づく実施の形態5におけるカラー表示装置について説明する。本実施の形態におけるカラー表示装置は、上記各実施の形態のいずれかで述べた構成の色変換基板を備える。実施の形態3で照明装置が備える色変換基板として想定したのと同様の色変換基板を想定する。したがって、本実施の形態では、たとえば色変換基板101を用いたカラー表示装置を想定する。
(Embodiment 5)
With reference to FIGS. 14 to 17, a color display device according to Embodiment 5 of the present invention will be described. The color display device in this embodiment includes the color conversion substrate having the configuration described in any of the above embodiments. A color conversion substrate similar to that assumed as the color conversion substrate included in the lighting device in
図14に示すように本実施の形態におけるカラー表示装置712は、色変換基板101と、色変換基板101に向けて発光するように色変換基板101に重ねて配置された青色光源43bと、色変換基板101と青色光源43bとの間に配置された光シャッタ42とを備える。光シャッタ42は、色変換基板101と対応するように位置決めされている。「対応するように位置決めされている」とは、たとえば、光シャッタ42が複数の画素を備えている場合、色変換基板101における複数の蛍光体層3の各々が光シャッタ42の複数の画素のうちのいずれかと対応するように、光シャッタ42が位置決めされていることを意味する。さらに、色変換基板101が複数の蛍光体層3の他に青色光を散乱または透過させるための拡散層または透明層を備えている場合、この拡散層または透明層も光シャッタ42の複数の画素のうちのいずれかと対応していることを意味する。青色光源43bは、青色LED431bと導光板432とを備える。
As shown in FIG. 14, the
青色光源43bの構成は図14に例示したものに限らず、他の構成であってもよい。たとえば図15に示すように、青色光源43bは、導光板を備えずに青色LED433bを平面的に配列したものであってもよい。その場合、図15に示すように、青色LED433bと色変換基板101との間に拡散板436を配置することが好ましい。
The configuration of the blue
たとえば図16に示すように、青色光源43bは、有機ELパネル434bを備えるものであってもよい。有機ELパネル434bは青色に発光するものである。
For example, as shown in FIG. 16, the blue
あるいは、たとえば図17に示すように、青色光源43bは、無機ELパネル435bを備えるものであってもよい。無機ELパネル435bは青色に発光するものである。
Alternatively, as shown in FIG. 17, for example, the blue
光シャッタ42は、各画素ごとに光を透過させるか否かを何らかの原理によって制御できる装置であればよい。光シャッタ42は、たとえば液晶表示パネルであってよく、透過型MEMSパネルであってもよい。さらに他のものであってもよい。詳しくは後述する。
The
本実施の形態におけるカラー表示装置712の作用効果について説明する。青色光源43bから出射した青色光4bは光シャッタ42によって各画素ごとに透過させるか否かあるいはどの程度の光量を透過させるかが制御されているので、光シャッタ42を透過した後には、各画素ごとに設定された光量の青色光4bとして進行する。こうして、複数の蛍光体層3および拡散層3bの各々に所定量の青色光4bが入射する。複数の蛍光体層3r,3gのいずれかに青色光4bが入射した場合、その蛍光体層は青色光4bによって励起されて発光し、視認側に赤色光または緑色光が出射する。拡散層3bに青色光4bが入射した場合、入射した青色光4bが散乱されて視認側に青色光が出射する。このようにして、各画素において正しく処理された光のみが出射することとなるので、カラー表示をすることができる。本実施の形態におけるカラー表示装置712が備える色変換基板101においては、蛍光体層3は第1の低屈折率層9および第2の低屈折率層10によって挟み込まれる構成となっているので、光の利用効率が高くなっており、光の利用効率が高いカラー表示装置とすることができる。
The operation and effect of the
なお、図14~図17に示した例では、光シャッタ42が色変換基板101と青色光源43bとの間に配置されていたが、これ以外の配置も考えられる。
In the examples shown in FIGS. 14 to 17, the
たとえば図18に示すカラー表示装置713は、色変換基板101と、色変換基板101に向けて発光するように色変換基板101に重ねて配置された青色光源43bと、色変換基板43bの青色光源43bとは反対側に配置された光シャッタ42とを備える。表示内容を視認するユーザが位置する側を「前側」と呼び、ユーザから遠い側を「後側」と呼ぶものとすると、図18に示した例では、最も前側に光シャッタ42が位置するといえる。
For example, a
なお、図14および図18に示したカラー表示装置712,713の各構成において、色変換基板101は、透明基板1がある側の面とは反対側の面が光シャッタ42の側を向くように配置されていることが好ましい。たとえば図14に示したカラー表示装置712においてこの条件を満たす場合の部分拡大図を図19に示す。このように配置されていれば、色変換基板101内部の色変換層と光シャッタ42内部の各画素の光透過を制御する構造との厚み方向の距離が小さくなるので、色変換基板101と光シャッタ42との間での画素ごとの光の授受がより確実に正しい対応関係で行なわれるようになる。
In each configuration of the
図19では、色変換基板101の凹凸のある面が直接光シャッタ42に接していたが、図20に示すように、色変換基板の蛍光体層3および拡散層3bを覆うように平坦化膜23を設けることとしてもよい。このような平坦化膜23を設けた面を光シャッタ42と重ね合わせた構成とすればより安定する。
In FIG. 19, the uneven surface of the
平坦化膜23は、光シャッタ42と重ね合わせる前に硬い膜として設けられるものとは限らず、光シャッタ42と貼り合わせるための接着剤の役割を果たすものであってもよい。平坦化膜23は、透明な樹脂であってよい。
The
図18に示したカラー表示装置713のように光シャッタ42が最も前側にある構成においても、光シャッタの位置は変えずに色変換基板の表裏を逆にすることによって、透明基板1がある側の面とは反対側の面が光シャッタ42の側を向くように配置してもよい。この場合、前側から、光シャッタ42、色変換基板の順となり、さらにその色変換基板の内部においては透明基板1より複数の蛍光体層3が前側に位置することとなる。このようにすれば、色変換基板と光シャッタ42との間での画素ごとの光の授受がより確実に正しい対応関係で行なわれるようになるので好ましい。ただし、この場合、色変換基板101を用いてそのまま表裏逆にするだけでは、蛍光体層3を取り囲む反射膜6の傾斜面は前側に広がるのではなく後側に広がる向きとなってしまうので、修正が必要である。反射膜6の傾斜面は前側に広がるように形成することが必要である。このためには、透明基板1の主表面1aに蛍光体層3および反射膜6を形成する時点で、蛍光体層3同士の間に予め隔壁を形成してから反射膜6を形成するなどして反射膜6の傾斜面の向きを変更すればよい。その場合、隔壁の斜面を覆うように反射膜6を形成した後で隔壁に囲まれた凹部に蛍光体材料を充填して蛍光体層3を形成することが考えられる。
Even in the configuration in which the
なお、図14に示したように最も前側に色変換基板が配置されている構成と、図18に示したように最も前側に光シャッタ42が配置されている構成とでは、それぞれに異なる長所がある。
The configuration in which the color conversion board is disposed on the foremost side as illustrated in FIG. 14 and the configuration in which the
図14に示したカラー表示装置712のように最も前側に色変換基板101が配置された構成では、カラー表示装置からユーザに向かって出射する光は、色変換基板101における蛍光体発光または散乱によって生じた光であるので、広い角度で出射し、その結果、視野角特性に優れたものとなる。たとえば光シャッタ42が液晶表示パネルである場合には視野角が限られていることもありうるが、色変換基板101を経ることによって視野角の問題は解消し、広い視野角から視認することができるように表示することができる。
In the configuration in which the
図18に示したカラー表示装置713のように最も前側に光シャッタ42が配置された構成では、前側から入る外光が色変換基板101の蛍光体層または拡散層に入射して不所望な画素が発光することを光シャッタ42によって防止することができる。表示させるべきでない画素においては、光シャッタ42は、光を遮断する状態となっているので、そのような画素においては外光が色変換基板101に到達することはなくなる。したがって、不所望な発光をなくすことができ、表示品位を向上させることができる。
In the configuration in which the
光シャッタ42として採用可能な構造の代表的な2つの例を示す。
光シャッタ42の第1の例としては、液晶表示パネルが考えられる。この場合、図21に示すように、光シャッタ42は、ガラス基板501とガラス基板502との間に液晶層503が挟みこまれた構造を備える。ガラス基板501の液晶層503側の表面には、ソースバスライン506が形成され、このソースバスライン506を覆うように絶縁層507が形成されている。さらに絶縁層507の表面に、各画素に対応するように画素電極504が配置されている。ガラス基板502の液晶層503側の表面には、対向電極505が形成されている。ガラス基板501,502の外側の面には、それぞれ偏光板508,509が貼られている。画素電極504と対向電極505との間に電圧が印加されることによって当該画素における液晶層503の分子配向が変化する仕組みとなっている。液晶層503による偏光状態の変化と偏光板508,509との組合せによって、光シャッタ42として当該画素における光を透過させるか否かが切り替わる仕組みとなっている。
Two typical examples of structures that can be employed as the
A liquid crystal display panel can be considered as a first example of the
光シャッタ42の第2の例としては、透過型MEMSパネルが考えられる。透過型MEMSパネルとは、配列された各画素ごとに電気信号によって機械的に部材を動かすことによって、各画素としての開口部の開閉をすることができるパネルである。光シャッタ42が透過型MEMSパネルである場合、図22に示すように、光シャッタ42は、ガラス基板501とガラス基板502とが対向した構造を備える。ガラス基板501のガラス基板502側の表面には、ソースバスライン506が形成され、このソースバスライン506を覆うように絶縁層507が形成されている。さらに絶縁層507の表面に、各画素に対応するように静電アクチュエータ510およびシャッタ部材511が配置されている。ガラス基板502のガラス基板501側の表面には、各画素を隔てるように遮光層512が形成されている。静電アクチュエータ510の作用によりシャッタ部材511は変位することができ、その結果、各画素ごとに遮光層512の開口部を塞ぐように位置する第1状態と、遮光層512の開口部を空けるように位置する第2状態とを切り替えることができる。第1状態では当該画素における光はシャッタ部材511に阻まれて透過しない。第2状態では当該画素における光は透過する。このようにして光シャッタ42として当該画素における光を透過させるか否かを切り替える仕組みとなっている。透過型MEMSパネルにおいては、シャッタ部材511の変位の度合いを多段階で制御することとすれば、透過させる光量を多段階で制御することができる。
As a second example of the
なお、光シャッタ42はこれらの種類に限られない。光シャッタ42が液晶表示パネルである場合、図21に示した構造のものに限られない。光シャッタ42が透過型MEMSパネルである場合、図22に示した構造のものに限られない。
The
自発光表示装置44として採用可能な構造の代表的な2つの例を示す。
自発光表示装置44の第1の例としては、有機EL表示パネルが考えられる。この場合、図23に示すように、自発光表示装置44は、ガラス基板501とガラス基板502との間に有機EL層513が挟みこまれた構造を備える。有機EL層513は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層がこの順に積層されたものである。ガラス基板501の有機EL層513側の表面には、カソード電極514が形成されている。ガラス基板502の有機EL層513側の表面には、各画素に対応するように透明電極515が形成されている。カソード電極514と透明電極515との間に電圧が印加されることによって、有機EL層513のうち当該画素に対応する部分が発光する仕組みとなっている。
Two typical examples of structures that can be employed as the self-
As a first example of the self-
自発光表示装置44の第2の例としては、無機EL表示パネルが考えられる。この場合、図24に示すように、自発光表示装置44は、絶縁層516、発光層517および絶縁層518を下からこの順に積層したものがガラス基板501とガラス基板502との間に挟みこまれた構造を備える。ガラス基板501の発光層517側の表面には、背面電極519が形成されている。背面電極519はAlまたはITOの膜として形成することができる。ガラス基板502の発光層517側の表面には、各画素に対応するように透明電極515が形成されている。背面電極519と透明電極515との間に電圧が印加されることによって、発光層517のうち当該画素に対応する部分が発光する仕組みとなっている。
As a second example of the self-
なお、自発光表示装置44はこれらの種類に限られない。自発光表示装置44が有機EL表示パネルである場合、図23に示した構造のものに限られない。自発光表示装置44が無機EL表示パネルである場合、図24に示した構造のものに限られない。
The self-
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 It should be noted that the above-described embodiment disclosed herein is illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、色変換基板、照明装置およびカラー表示装置に利用することができる。 The present invention can be used for a color conversion substrate, a lighting device, and a color display device.
1 透明基板、1a 主表面、2 透明隔壁、3 蛍光体層、3r 赤色蛍光体層、3g 緑色蛍光体層、3b 拡散層、4b 青色光、6 反射膜、9 第1低屈折率層、10 第2低屈折率層、11e1,11e2,11e3,11e4 光、23 平坦化膜、24 開口部、42 光シャッタ、43b 青色光源、44 自発光表示装置、61,62,63 界面、101,102 色変換基板、431b,433b 青色LED、432 導光板、434b (青色光源としての)有機ELパネル、435b (青色光源としての)無機ELパネル、436 拡散板、441r,441g,441b EL素子、442 基板、501,502 ガラス基板、503 液晶層、504 画素電極、505 対向電極、506 ソースバスライン、507,516,518 絶縁層、508,509 偏光板、510 静電アクチュエータ、511 シャッタ部材、512 遮光層、513 有機EL層、514 カソード電極、515 透明電極、517 発光層、519 背面電極、701 照明装置、711,712,713 カラー表示装置。
1 transparent substrate, 1a main surface, 2 transparent barrier ribs, 3 phosphor layer, 3r red phosphor layer, 3g green phosphor layer, 3b diffusion layer, 4b blue light, 6 reflective film, 9 first low refractive index layer, 10 Second low refractive index layer, 11e1, 11e2, 11e3, 11e4 light, 23 flattening film, 24 openings, 42 light shutter, 43b blue light source, 44 self-luminous display device, 61, 62, 63 interface, 101, 102 color Conversion substrate, 431b, 433b, blue LED, 432, light guide plate, 434b, organic EL panel (as blue light source), 435b, inorganic EL panel (as blue light source), 436 diffusion plate, 441r, 441g, 441b, EL element, 442 substrate, 501, 502 glass substrate, 503 liquid crystal layer, 504 pixel electrode, 505 counter electrode, 506 saw Bus line, 507, 516, 518 insulating layer, 508, 509 polarizing plate, 510 electrostatic actuator, 511 shutter member, 512 light shielding layer, 513 organic EL layer, 514 cathode electrode, 515 transparent electrode, 517 light emitting layer, 519
Claims (17)
前記主表面に配置され、それぞれ側面を有する複数の蛍光体層(3)と、
前記主表面と前記蛍光体層との間に介在し、前記蛍光体層の屈折率より小さな屈折率を有する第1低屈折率層(9)と、
前記蛍光体層の側面から出射する光を反射させるために、前記蛍光体層の少なくとも側方に形成された反射膜(6)と、
前記蛍光体層の前記透明基板とは反対側の面において前記反射膜に覆われていない領域を覆い、前記蛍光体層の屈折率より小さな屈折率を有する第2低屈折率層(10)とを備える、色変換基板。 A transparent substrate (1) having a main surface (1a);
A plurality of phosphor layers (3) disposed on the main surface and each having a side surface;
A first low refractive index layer (9) interposed between the main surface and the phosphor layer and having a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer;
A reflective film (6) formed on at least the side of the phosphor layer in order to reflect light emitted from the side surface of the phosphor layer;
A second low-refractive index layer (10) that covers a region of the phosphor layer opposite to the transparent substrate and that is not covered by the reflective film and has a refractive index smaller than the refractive index of the phosphor layer; A color conversion board comprising:
前記透明隔壁の側面は、前記蛍光体層の側面に接し、
前記反射膜は、前記透明隔壁の、前記蛍光体層に接する面とは反対側の側面および前記透明基板とは反対側の面を覆っている、請求項1に記載の色変換基板。 A transparent partition wall (2) formed on the main surface so as to have a side surface;
The side surface of the transparent partition wall is in contact with the side surface of the phosphor layer,
2. The color conversion substrate according to claim 1, wherein the reflective film covers a side surface of the transparent partition opposite to a surface in contact with the phosphor layer and a surface opposite to the transparent substrate.
前記光シャッタは、前記色変換基板と対応するように位置決めされている、カラー表示装置。 The color conversion board according to claim 10 or 11, a blue light source (43b) disposed on the color conversion board so as to emit light toward the color conversion board, the color conversion board, and the blue light source, An optical shutter (42) disposed between
The color display device, wherein the optical shutter is positioned so as to correspond to the color conversion substrate.
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013180052A1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-05 | シャープ株式会社 | Color-converting substrate and liquid crystal display device |
| WO2016204166A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | シャープ株式会社 | Wavelength conversion-type light emission device, and display device, illumination device, and electronic instrument provided with same |
| KR20180019933A (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-27 | 삼성전자주식회사 | Display panel and display apparutus having the same |
| CN108153036A (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-12 | 三星显示有限公司 | The method of the luminescence generated by light of photo luminescent devices, display panel and control light |
| CN109426028A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 三星显示有限公司 | Display device and its manufacturing method |
| EP3477369A1 (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Color conversion element and display device including the same |
| CN109725457A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 乐金显示有限公司 | Backlight unit and liquid crystal display device including the same |
| KR20190088587A (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and method of manufacturing the same |
| CN113192942A (en) * | 2021-04-21 | 2021-07-30 | Tcl华星光电技术有限公司 | Display panel |
| CN115956178A (en) * | 2020-09-30 | 2023-04-11 | 东丽株式会社 | Color conversion sheet and light source unit, display and lighting device containing same |
| WO2023201637A1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel and display apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329726A (en) * | 1998-05-21 | 1999-11-30 | Sharp Corp | Organic EL device |
| JP2005283673A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Sharp Corp | Liquid crystal display |
| WO2006022123A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic el display device |
| JP2010066437A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display |
| WO2010106704A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | シャープ株式会社 | Display panel and display device |
| WO2012042803A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device |
-
2012
- 2012-05-14 WO PCT/JP2012/062285 patent/WO2012161012A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329726A (en) * | 1998-05-21 | 1999-11-30 | Sharp Corp | Organic EL device |
| JP2005283673A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Sharp Corp | Liquid crystal display |
| WO2006022123A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic el display device |
| JP2010066437A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display |
| WO2010106704A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | シャープ株式会社 | Display panel and display device |
| WO2012042803A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9285629B2 (en) | 2012-05-28 | 2016-03-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color-converting substrate and liquid crystal display device |
| WO2013180052A1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-05 | シャープ株式会社 | Color-converting substrate and liquid crystal display device |
| WO2016204166A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | シャープ株式会社 | Wavelength conversion-type light emission device, and display device, illumination device, and electronic instrument provided with same |
| KR20180019933A (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-27 | 삼성전자주식회사 | Display panel and display apparutus having the same |
| KR102712901B1 (en) * | 2016-08-17 | 2024-10-07 | 삼성전자주식회사 | Display panel and display apparutus having the same |
| US12044870B2 (en) | 2016-12-05 | 2024-07-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Photoluminescence device and display panel including the same |
| CN108153036A (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-12 | 三星显示有限公司 | The method of the luminescence generated by light of photo luminescent devices, display panel and control light |
| US12392944B2 (en) | 2016-12-05 | 2025-08-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Photoluminescence device and display panel including the same |
| CN109426028A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 三星显示有限公司 | Display device and its manufacturing method |
| US11650441B2 (en) | 2017-09-04 | 2023-05-16 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and method of manufacturing the same |
| US10678091B2 (en) | 2017-10-25 | 2020-06-09 | Samsung Display Co., Ltd. | Color conversion element and display device including the same |
| US11042059B2 (en) | 2017-10-25 | 2021-06-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Color conversion element and display device including the same |
| US11281045B2 (en) | 2017-10-25 | 2022-03-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Color conversion element and display device including the same |
| CN109709710A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 三星显示有限公司 | Color conversion element and display device including the same |
| EP3477369A1 (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Color conversion element and display device including the same |
| CN109709710B (en) * | 2017-10-25 | 2024-03-15 | 三星显示有限公司 | Color conversion element and display device including the same |
| CN109725457B (en) * | 2017-10-31 | 2021-11-26 | 乐金显示有限公司 | Backlight unit and liquid crystal display device including the same |
| CN109725457A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 乐金显示有限公司 | Backlight unit and liquid crystal display device including the same |
| KR20190088587A (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and method of manufacturing the same |
| KR102533686B1 (en) * | 2018-01-18 | 2023-05-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and method of manufacturing the same |
| CN115956178A (en) * | 2020-09-30 | 2023-04-11 | 东丽株式会社 | Color conversion sheet and light source unit, display and lighting device containing same |
| CN113192942A (en) * | 2021-04-21 | 2021-07-30 | Tcl华星光电技术有限公司 | Display panel |
| CN113192942B (en) * | 2021-04-21 | 2023-10-17 | Tcl华星光电技术有限公司 | display panel |
| WO2023201637A1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel and display apparatus |
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