JP2009140916A - Surface light-emitting device and polarized light source - Google Patents
Surface light-emitting device and polarized light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009140916A JP2009140916A JP2008286128A JP2008286128A JP2009140916A JP 2009140916 A JP2009140916 A JP 2009140916A JP 2008286128 A JP2008286128 A JP 2008286128A JP 2008286128 A JP2008286128 A JP 2008286128A JP 2009140916 A JP2009140916 A JP 2009140916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- polarized light
- light source
- light emitting
- polarized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 63
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 48
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 37
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 20
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 15
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 15
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 13
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- XPIIYLUXKKHAPJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene;hydrofluoride Chemical group F.FC=C(F)F XPIIYLUXKKHAPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 26
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 9
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- AOJOEFVRHOZDFN-UHFFFAOYSA-N benzyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1=CC=CC=C1 AOJOEFVRHOZDFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- OIWOHHBRDFKZNC-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC1CCCCC1 OIWOHHBRDFKZNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N trans-stilbene Chemical compound C=1C=CC=CC=1/C=C/C1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 2
- QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)F QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N biphenylacetylene Chemical group C1=CC=CC=C1C#CC1=CC=CC=C1 JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N trans-Stilbene Natural products C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
Description
本発明は発光装置に関し、特に偏光を発する面発光装置及び偏光光源に関する。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a surface light emitting device that emits polarized light and a polarized light source.
近年、偏光を発する発光素子が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。このような発光素子を備えた偏光光源を液晶表示装置やフロント型プロジェクタの光源として用いることで、液晶表示装置やフロント型プロジェクタの光利用効率を向上できる。すなわち、これら液晶表示装置などは液晶セルを挟むように偏光板を備えているため、発光装置から偏光が出射されれば、液晶セルの手前に位置する偏光板を通過できる光成分が大きくなり、したがって液晶セルを通過できる光量が大きくなるからである。 In recent years, light-emitting elements that emit polarized light have been developed (see, for example, Non-Patent Document 1). By using a polarized light source including such a light emitting element as a light source for a liquid crystal display device or a front projector, the light use efficiency of the liquid crystal display device or the front projector can be improved. That is, since these liquid crystal display devices are equipped with polarizing plates so as to sandwich the liquid crystal cell, if polarized light is emitted from the light emitting device, the light component that can pass through the polarizing plate located in front of the liquid crystal cell increases, Therefore, the amount of light that can pass through the liquid crystal cell is increased.
以下、図12を参照して説明する。図12に示すように、液晶表示装置100の面発光装置110としては、偏光を発する偏光光源111と、この偏光光源111から出射される偏光150が入射され、入射した偏光150を内部で分散させて出射面112aから均一に光160を出射させる樹脂製の導光板112とを備えるバックライトが提案されている。なお、図12において、符号120,140は液晶セル130を挟むように設けられた偏光板である。
通常、図12に示す樹脂製の導光板112は、アクリルなどの樹脂を射出成形等の手法により所定の形状に成形して製造されている。このような成型時には、樹脂内で分子の配向が起こる。また、成型した後に樹脂を熱硬化させる場合にも、樹脂分子に配向が生じたり残留応力が発生したりする。樹脂分子の配向や残留応力の発生は、導光板内部に複屈折性を発現させる。導光板を構成する樹脂に複屈折性が発現すると、偏光光源で発生した偏光が導光板を通過することで偏光特性が乱れてランダム偏光に近づいてしまう。したがって、図12に模式的に示すような、導光板112から放射される光160は、実際には偏光特性を保つことができず、偏光150を発する偏光光源111を用いた利点を活かしきれない。因みに、ランダム偏光を偏光板に通した場合、偏光板を通過した光強度は約35%まで減衰する。
Normally, the resinous
また、導光板112における上記問題点以外にも、パッケージとしての偏光光源111も同様の問題点を有している。すなわち、導光板112の製造と同様に、上記偏光光源111の製造に際しても、図示しない発光素子を封止するエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の封止樹脂の熱硬化時に、樹脂分子に配向が生じたり残留応力が発生したりする。樹脂分子の配向や残留応力の発生は、封止樹脂内部に複屈折性を発現させる。このように、封止樹脂に複屈折性が発現すると、発光素子で発生した偏光が封止樹脂を通過することで偏光特性が乱れてしまう。したがって、パッケージとしての偏光光源111から放射される偏光の偏光特性を保つことができず、偏光を発する発光素子を用いた利点を活かしきれない。
In addition to the above problems in the
したがって、図12に示すように、導光板112から出射された光160は、偏光板120を通過できない光成分が多くなり、光量の小さい光170が液晶セル130を通過する。そして、検光子としての偏光板140を通過できる光成分はさらに少なくなる。このため、液晶表示装置100における表示の輝度は低く、コントラストも低下したものとなる。
Accordingly, as shown in FIG. 12, the
上記問題点を鑑み、本発明は、出力する偏光の偏光特性の乱れを抑制できる面発光装置及び偏光光源を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a surface light-emitting device and a polarized light source that can suppress disturbance of polarization characteristics of output polarized light.
本発明の一態様によれば、(イ)偏光を発する偏光光源と、(ロ)この偏光光源から発せられた偏光が入射される光入射面と、光を出射する光出射面とを有し、リターデーションが偏光の波長の4分の1以下の低複屈折性を有する光透過性樹脂でなる導光板とを備える面発光装置を提供できる。 According to one aspect of the present invention, (b) a polarized light source that emits polarized light, (b) a light incident surface on which polarized light emitted from the polarized light source is incident, and a light emitting surface that emits light. A surface light emitting device comprising a light guide plate made of a light-transmitting resin having a low birefringence with retardation equal to or less than ¼ of the wavelength of polarized light can be provided.
本発明の他の態様によれば、(イ)偏光を発する発光素子と、(ロ)この発光素子が搭載される実装ベースと、(ハ)リターデーションが発光素子の発する偏光の波長の4分の1以下の低複屈折性を有する光透過性樹脂でなり、且つ発光素子を覆う封止部とを備える偏光光源を提供できる。 According to another aspect of the present invention, (b) a light emitting element that emits polarized light, (b) a mounting base on which the light emitting element is mounted, and (c) a retardation that is a quarter of the wavelength of the polarized light emitted by the light emitting element. A polarized light source comprising a light-transmitting resin having a low birefringence of 1 or less and a sealing portion that covers the light-emitting element can be provided.
本発明によれば、出力する偏光の偏光特性の乱れを抑制できる面発光装置及び偏光光源を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface light-emitting device and polarized light source which can suppress disorder of the polarization characteristic of the polarized light to output can be provided.
以下、本発明の実施の形態に係る面発光装置及び偏光光源の詳細を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, details of a surface light emitting device and a polarized light source according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施の形態は、発光素子にLED(light emitting diode)を用い、面実装構造を有する偏光光源と、樹脂製の導光板とを有する面発光装置に本発明を適用したものである。 In the embodiment of the present invention, an LED (light emitting diode) is used as a light emitting element, and the present invention is applied to a surface light emitting device having a polarized light source having a surface mounting structure and a resin light guide plate.
[面発光装置の構成]
図1に示すように、面発光装置10は、偏光光源1と導光板11とを備えて大略構成されている。図1に示すように、面発光装置10は液晶表示装置40のバックライトとして組み込むことができる。液晶表示装置40は、面発光装置10と、偏光子としての偏光板41と、一対のガラス基板間に液晶が封入されてなる液晶セル42と、検光子としての偏光板43とを備えている。この液晶セル42は、アクティブマトリクスLCD(liquid crystal display)でもパッシブマトリクスLCDのいずれでもよい。また、液晶セル42の他の構成要素としては、カラーフィルタや位相差板を備えた構成でもよい。
[Configuration of surface light emitting device]
As shown in FIG. 1, the surface
導光板11は、リターデーションが光源波長の4分の1以下の複屈折性を有する低複屈折性光透過性材料で形成された樹脂板である。図1に示すように、導光板11において、一方の側面が偏光光源1と対向する光入射面11aである。光入射面11aに偏光20が入射される。また、導光板11の表側面が偏光60を均一に出射する光出射面11bである。図1に示したLは導光長である。
The
なお、「リターデーション」とは、光が物質中を進む際に生じる2つの偏光成分の位相ずれをいい、一般的に以下の式(1)又は式(2)で表される:
リターデーション=2πdΔn/λ ・・・(1)
リターデーション=dΔn ・・・(2)
Δnは物質の配向複屈折率(固有屈折率ではない)、dは光が透過する物質の厚さ、λは光の真空中における波長である。上記のように、光が透過する距離である厚さdが厚いほど、リターデーションは大きくなる。低複屈折性光透過性材料の詳細については後述する。
Note that “retardation” refers to a phase shift between two polarization components generated when light travels through a substance, and is generally represented by the following formula (1) or formula (2):
Retardation = 2πdΔn / λ (1)
Retardation = dΔn (2)
Δn is the orientation birefringence of the material (not the intrinsic refractive index), d is the thickness of the material through which light passes, and λ is the wavelength of the light in vacuum. As described above, the retardation increases as the thickness d, which is the distance through which light passes, is increased. Details of the low birefringence light-transmitting material will be described later.
なお、面発光装置10は、周知のバックライトシステムと同様に、導光板11の光入射面11aと偏光光源1とを取り囲んで光の洩れを防止するランプリフレクタ(図示省略する)や導光板11の裏側面に配置される反射シート(図示省略する)等を備えていてもよい。また、導光板11と偏光板41の間に、光学フィルムを備えてもよい。
The surface
[偏光光源の構成]
図2に示すように、偏光光源1は、偏光を発する発光素子2と、この発光素子2が実装された実装ベース3と、発光素子2を覆う封止部4とを備えている。なお、封止部4が、リターデーションが発光素子2の発する偏光20の波長の4分の1以下である低複屈折性光透過性材料の封止樹脂であることが好ましい。
[Configuration of polarized light source]
As shown in FIG. 2, the polarized
実装ベース3は、面実装構造のパッケージ基板であり、リフレクタ30Rを兼ねた断面凹型形状の実装面30を備えている。実装ベース3の実装面30の底面上に発光素子2が実装されている。また、実装ベース3における発光素子2の側面周囲には、凹部の内周側面でなるリフレクタ30Rが構成されている。
The
[発光素子の構成]
発光素子2は、偏光20を発するLEDである。ここで、「偏光」とは直線偏光成分が均等(ランダム)ではなく偏りがあるものを意味するが、本実施の形態においては100%の直線偏光である必要はない。したがって、偏光20の偏光方向とは最も直線偏光成分の大きい方向である。
[Configuration of Light Emitting Element]
The
発光素子2は、例えば図3に示すように、偏光20を発生する発光部220と、発光部220を搭載した基板である出力部210とを備えている。
For example, as illustrated in FIG. 3, the
発光部220は、GaN結晶の非極性面(non-polar plane)又は半極性面(semi-polar plane)を結晶成長表面として使用し、第1導電型の第1半導体層221、活性層222及び第2導電型の第2半導体層223のそれぞれを、順次、結晶成長表面の法線方向に積層して形成されている。例えば、結晶成長表面が非極性面であるm面とすると、発光素子2はm面を主面とするIII族窒化物半導体により構成される。III族窒化物半導体には、例えば窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等がある。代表的なIII族窒化物半導体はAlxInyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)により表される。GaN半導体は、窒素を含む六方晶化合物半導体の中でもよく知られたIII−V族化合物半導体である。
The
発光素子2の発光波長(発光強度のピークとなる波長)は、活性層222のIn組成を変化させることにより調整できる。本実施形態の発光素子2は、青色発光で、発光波長を400nmである。但し、これに限るものではなく、例えば緑色発光で発光波長を530nm程度としてもよく、またはその他の波長としてもよい。
The light emission wavelength of the light emitting element 2 (the wavelength at which the light emission intensity reaches a peak) can be adjusted by changing the In composition of the
活性層222には、第1半導体層221から第1導電型キャリアが供給され、第2半導体層223から第2導電型のキャリアが供給される。第1導電型がn型であり、第2導電型がp型である場合、活性層222において第1半導体層221から供給される電子と、第2半導体層223から供給される正孔との再結合がなされ、活性層222から偏光20が発せられる。なお、活性層222には、例えば、井戸層(ウェル層)を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層(層障壁層)でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸(quantum well)構造を採用することができる。また、量子井戸構造には井戸層が1つではなく多重化された量子井戸構造が含まれ、更に活性層222を多重量子井戸(MQW)構造とする量子井戸構造が含まれる。
The
通常、GaN結晶の極性面であるc面を結晶成長表面とするIII族窒化物半導体からなる活性層から取り出される光はランダム偏光(無偏光)状態である。一方、c面以外のa面(図4参照)、m面等の非極性面又は半極性面を結晶成長表面とするIII族窒化物半導体を用いて形成した活性層222においては、強い偏光状態の光が発生する。例えば、m面を主面として活性層222が構成される場合は、m面に平行な偏光成分、より具体的にはa軸方向の偏光成分を多く含む偏光20が活性層222から発生する。非極性面及び半極性面の詳細な説明は後述する。
Usually, the light extracted from the active layer made of a group III nitride semiconductor having the c-plane which is the polar plane of the GaN crystal as the crystal growth surface is in a randomly polarized (non-polarized) state. On the other hand, in the
発光部220は、出力部210の結晶成長面上に結晶成長により成長させることにより形成される。すなわち、図3に示すように、発光素子2は出力部210を含み、この出力部210と、この出力部210上の第1半導体層221と、この第1半導体層221上の活性層222と、この活性層222上の第2半導体層223と、を備えている。
The
本実施の形態において、出力部210は例えばGaN単結晶基板により構成されている。出力部210の結晶成長表面となる主面が非極性面であるm面を主面とした場合、この主面上に結晶成長により発光部220を形成することができる。つまり、発光部220はm面を結晶成長主面とするGaNにより構成され、発光素子2はm面を結晶成長主面として成長させたIII族窒化物半導体により構成される。出力部210の主面は発光部220の結晶成長表面と同一である。
In the present embodiment, the
発光素子2は、さらに第1半導体層221に動作電圧を供給する第1電極211と、第2半導体層223に動作電圧を供給する第2電極212とを備える。図3に示すように、第2半導体層223、活性層222及び第1半導体層221の一部の領域がメサエッチングにより除去されて第1半導体層221が露出された表面上に、第1電極211が配設されている。第1半導体層221と第1電極211との間は電気的に接続されている。第2半導体層223と第2電極212との間は電気的に接続されている。
The
第1電極211には例えばアルミニウム(Al)が使用され、第2電極212には例えばパラジウム(Pd)−金(Au)合金が使用される。第1電極211は第1半導体層221にオーミック接続され、第2電極212は第2半導体層223にオーミック接続されている。なお、第1半導体層221と第1電極211との間に第1導電型のコンタクト層を介在させてもよい。また、第2半導体層223と第2電極212との間に第2導電型のコンタクト層を介在させてもよい。
For example, aluminum (Al) is used for the
発光素子2において、出力部210の第1半導体層221に接する結晶成長表面(主面)に対向する面(裏面)は出力面210Aである。活性層222から発せられた偏光20は、出力光として出力面210Aから発光素子2の外部に出力される。なお、発光素子2は第2半導体層223側から光を取り出すこともできる。本実施の形態では、実装ベース3の実装面30上にバンプ電極(図示略)を介して電気的に接続され、フリップチップ方式により発光素子2が実装ベース3に実装されている。
In the
[発光素子の結晶構造]
発光素子2を構成するIII族窒化物半導体のユニットセルの結晶構造は、図4及び図5に示すように、六方晶系の結晶構造に近似する。六方晶系の結晶構造において、c軸は六角柱の軸方向に沿う結晶軸である。このc軸を法線とする面(六角柱の頂面)はc面{0001}である。c面に平行な2つの面においてIII族窒化物半導体の結晶を劈開すると、+c軸側の面(+c面)はIII族原子を並べた結晶面になる。−c軸側の面(−c面)は窒素原子を並べた結晶面となる。このため、c面は、+c軸側と−c軸側とにおいて異なる性質を示すため極性面と呼ばれている。
[Crystal structure of light-emitting element]
The crystal structure of the group cell of III nitride semiconductor constituting the
図5に示すように、1つのIII族原子に対して4つの窒素原子が結合されている。4つの窒素原子はIII族原子を中央に配置した正四面体の4つの頂点に位置している。これらの4つの窒素原子のうち、1つの窒素原子はIII族原子に対して+c軸方向に位置し、他の3つの窒素原子はIII族原子に対して−c軸側に位置している。このような結晶構造を有するため、III族窒化物半導体において分極方向はc軸に沿っている。 As shown in FIG. 5, four nitrogen atoms are bonded to one group III atom. The four nitrogen atoms are located at the four vertices of a regular tetrahedron with a group III atom arranged in the center. Of these four nitrogen atoms, one nitrogen atom is located in the + c axis direction with respect to the group III atom, and the other three nitrogen atoms are located on the −c axis side with respect to the group III atom. Since it has such a crystal structure, the polarization direction is along the c-axis in the group III nitride semiconductor.
六方晶系の結晶構造においては、六角柱の側面のそれぞれはm面{1−100}である。隣り合わない一対の稜線を通る面はa面{11−20}である。m面ならびにa面は、c面に対して直角な結晶面であり、分極方向に対して直交しているため、極性のない平面すなわち非極性面である。さらに、c面に対して傾斜している(c面に平行でもなく、直角でもない)結晶面は、分極方向に対して斜めに交差しているので、若干の極性のある平面すなわち半極性面である。半極性面の具体例は、図6(A)に示す{01−11}面、図6(B)に示す{01−13}面等である。 In the hexagonal crystal structure, each side surface of the hexagonal column is an m-plane {1-100}. A plane passing through a pair of ridge lines that are not adjacent to each other is a-plane {11-20}. The m-plane and the a-plane are crystal planes perpendicular to the c-plane and are orthogonal to the polarization direction, and thus are nonpolar planes, that is, nonpolar planes. Furthermore, since the crystal plane that is inclined with respect to the c-plane (not parallel to the c-plane and not perpendicular to it) intersects the polarization direction obliquely, a slightly polar plane, that is, a semipolar plane It is. Specific examples of the semipolar plane include a {01-11} plane shown in FIG. 6A and a {01-13} plane shown in FIG. 6B.
[導光板及び封止部の構成材料]
導光板11及び封止部4は、光透過性を有し、かつリターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性を有する樹脂材料でなる。本実施の形態で用いる、低複屈折性を有する樹脂材料とは、ポリマーを射出成形や押出し成形を行って配向性が発現しても、複屈折特性は発現しない性質を持つものである。なお、ポリマーとしては、光散乱性の微粒子やボイドなどが混入していないことが好ましい。
[Constituent materials of light guide plate and sealing part]
The
本実施の形態において、リターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性を有する光透過性物質とは、正の複屈折性物質と負の複屈折性物質との混合体や共重合体である。 In the present embodiment, a light-transmitting substance having a low birefringence having a retardation of ¼ or less of the light source wavelength is a mixture or a co-polymer of a positive birefringent substance and a negative birefringent substance. It is a polymer.
正の複屈折性物質としては、例えばポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニリデンフルオライドトリフルオロエチレン(VDF・TrFE−58)、ポリエチレンオキサイド(PEO)などから選ばれるのが好ましい。 The positive birefringent material is preferably selected from, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (VDF · TrFE-58), polyethylene oxide (PEO) and the like.
負の複屈折性物質としては、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)であることが好ましいが、その限りではない。なお、正および負の各複屈折性物質は、上記した物質のなかの1種類の物質でもよいし、複数の物質を組み合わせてもよい。 The negative birefringent material is preferably, for example, polymethyl methacrylate (PMMA), but is not limited thereto. Note that each of the positive and negative birefringent substances may be one kind of the above-mentioned substances, or a plurality of substances may be combined.
リターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性光透過性物質としては、棒状の分子形状で分極率に異方性を有する低分子有機物がポリマーに添加され、結果的にリターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性を有するものでもよい。或いは、ポリマーに無機複屈折性結晶微粒子が添加され、結果的にリターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性を有するものでもよい。 As a low birefringence light-transmitting substance having a retardation of ¼ or less of the light source wavelength, a low molecular organic substance having a rod-like molecular shape and anisotropy in polarizability is added to the polymer, resulting in retardation. May have a low birefringence of one quarter or less of the light source wavelength. Alternatively, inorganic birefringent crystal fine particles may be added to the polymer, and as a result, the retardation may have a low birefringence that is ¼ or less of the light source wavelength.
一般に、高分子樹脂材料に複屈折性が存在することは広く知られている。光学材料として通常使用される高分子樹脂材料の殆どすべてについて、そのポリマーを形成するモノマーが屈折率に関し光学的異方性を有している。そして、このモノマーの光学的異方性がポリマーの一定方向への配列つまり配向により発現することで高分子樹脂材料に複屈折性を生じる。 In general, it is widely known that birefringence exists in polymer resin materials. For almost all of the polymer resin materials usually used as optical materials, the monomers forming the polymer have optical anisotropy with respect to the refractive index. Then, the optical anisotropy of this monomer is manifested by the arrangement or orientation of the polymer in a certain direction, thereby producing birefringence in the polymer resin material.
射出成形や押出し成形などの成形工程を経ると、その際に加わる外力により、ランダムであったポリマー結合鎖が配向し、この結果ポリマーは複屈折性を示すようになる。このため、光学材料として通常使用される高分子樹脂材料の殆どすべてが、複屈折性を有している。この複屈折は一般に、配向複屈折と呼ばれている。 When a molding process such as injection molding or extrusion molding is performed, a random polymer bond chain is oriented by an external force applied at that time, and as a result, the polymer exhibits birefringence. For this reason, almost all of the polymer resin materials normally used as optical materials have birefringence. This birefringence is generally called orientation birefringence.
さらに、高分子樹脂材料は、弾性変形時にも複屈折を発現することがある。この複屈折は一般に、光弾性複屈折と呼ばれている。 Furthermore, the polymer resin material may exhibit birefringence even when elastically deformed. This birefringence is generally called photoelastic birefringence.
そこで、本実施の形態では、射出成形や押出し成形により内部に配向性が発現しても、あるいは弾性変形が生じても、また配向と弾性変形の両方が生じても、リターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性光透過性樹脂でなる導光板11を形成する。また、このような低複屈折性光透過性樹脂を用いて発光素子2を封止して封止部4を形成する。
Therefore, in this embodiment, even if the orientation is expressed inside by injection molding or extrusion molding, or the elastic deformation occurs, both the orientation and the elastic deformation occur, the retardation is the light source wavelength. A
以下、導光板11及び封止部4を構成する光透過性物質である光透過性樹脂について説明する。
Hereinafter, a light transmissive resin that is a light transmissive material constituting the
○ブレンド法により調製した光透過性樹脂
固有複屈折率が正のポリマーと負のポリマーとを、適切なブレンド比で混合することにより、配向が生じたときに互いに複屈折が相殺し合い、巨視的に複屈折を発現させないようにする。ブレンドするポリマーの組み合わせは、例えば下表1の通りである。
表1に示すように、本実施の形態では、ポリメチルメタクリレート(PMMA)と、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)とを80対20の重量比でブレンドして作製したPMMA/PVDF混合体を導光板11や封止部4の構成樹脂として用いる。 As shown in Table 1, in this embodiment, a PMMA / PVDF mixture prepared by blending polymethyl methacrylate (PMMA) and polyvinylidene fluoride (PVDF) at a weight ratio of 80:20 is used as a light guide plate. 11 and the constituent resin of the sealing portion 4.
また、表1に示すように、PMMAと、ポリビニリデンフルオライドトリフルオロエチレン(VDF・TrFE−58)とを90対10の重量比でブレンドして作製したPMMA/VDF・TrFE−58混合体を導光板11や封止部4として用いてもよい。
Further, as shown in Table 1, a PMMA / VDF / TrFE-58 mixture prepared by blending PMMA and polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (VDF / TrFE-58) at a weight ratio of 90:10 was prepared. You may use as the light-
さらに、上記表1に示すように、PMMAと、ポリエチレンオキサイド(PEO)とを65対35の重量比でブレンドして作製したPMMA/PEO混合体で導光板11や封止部4を形成してもよい。
Further, as shown in Table 1, the
上記の「固有複屈折率」は、光学樹脂材料毎に配向複屈折の起こし易さを表す指標であり、ホモポリマー、コポリマー(共重合体)いずれを基材とする光学樹脂材料にも定義され得るものである。配向複屈折率をΔn、配向度をfとすると、固有複屈折率Δn0は以下の式(3)及び式(4)のような関係にある:
Δn=f×Δn0 ・・・(3)
Δn0=Δn/f ・・・(4)
ここで、配向度fはポリマー主鎖の配向の程度を表す指標で、ポリマーが完全に一方に配向した状態をf=1で表す。また、無配向の場合にはf=0であり、通常は、配向度fは0.3よりも小さい値をとる。このときの配向複屈折の大きさ(正又は負の符号が付く)が固有複屈折率Δn0に対応する。
The above-mentioned “intrinsic birefringence” is an index representing the ease of orientation birefringence for each optical resin material, and is defined for optical resin materials based on both homopolymers and copolymers (copolymers). To get. Assuming that the orientation birefringence is Δn and the degree of orientation is f, the intrinsic birefringence Δn0 has a relationship as shown in the following equations (3) and (4):
Δn = f × Δn0 (3)
Δn0 = Δn / f (4)
Here, the degree of orientation f is an index representing the degree of orientation of the polymer main chain, and the state in which the polymer is completely oriented in one direction is represented by f = 1. In the case of non-orientation, f = 0, and the degree of orientation f normally takes a value smaller than 0.3. The magnitude of the orientation birefringence at this time (with a positive or negative sign) corresponds to the intrinsic birefringence Δn0.
一方、光弾性複屈折率ΔnEは、主応力差σ(印加された応力を、直交する二つの主応力に分解したときの両者の差)と、物質に固有の光弾性係数Cとすると、次式(5)のような関係にある:
ΔnE=C・σ ・・・(5)
○ランダム共重合法により生成した光透過性樹脂
固有複屈折率が正のポリマーのモノマーと、負のポリマーのモノマーとを適切な比率で共重合させて、1つのポリマー鎖内で分極率異方性を打ち消すようにする。このような共重合により生成された新規のポリマーは複屈折性を持たないため、配向が生じても複屈折は発現しない。共重合させるモノマーの組み合わせは、例えば下表2のようなものがある。
ΔnE = C · σ (5)
○ Light-transparent resin produced by random copolymerization method Polarization anisotropic in one polymer chain by copolymerizing monomer of positive birefringence and monomer of negative polymer at appropriate ratio Try to counter sex. Since the novel polymer produced by such copolymerization does not have birefringence, birefringence does not appear even if orientation occurs. Examples of combinations of monomers to be copolymerized include those shown in Table 2 below.
表2に示すように、負の複屈折率を持つモノマーとしては、メチルメタクリレート(MMA)、スチレン、ブチルメタクリレート(BMA)、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)等を挙げることができる。 As shown in Table 2, examples of the monomer having a negative birefringence include methyl methacrylate (MMA), styrene, butyl methacrylate (BMA), and cyclohexyl methacrylate (CHMA).
また、表2に示すように、正の複屈折率を持つモノマーとしては、トリフルオロエチルメタクリレート(3FMA)、トリハイドロパーフルオロプロピル(4FMA)、ベンジルメタクリレート(BzMA)等を挙げることができる。 As shown in Table 2, examples of the monomer having a positive birefringence include trifluoroethyl methacrylate (3FMA), trihydroperfluoropropyl (4FMA), and benzyl methacrylate (BzMA).
上記のような負の複屈折率を持つモノマーと正の複屈折率を持つモノマーとを共重合させて生成した新規ポリマーを用いて、導光板11や封止部4を形成してもよい。
The
○異方性低分子ドープ法により生成した光透過性樹脂
棒状の分子形状と分極率の異方性を持つ低分子有機物をポリマーに添加することにより、ポリマーの複屈折を相殺する。ここで、ポリマーの複屈折異方性と正負反対の複屈折異方性を有する低分子を用いる。具体的には、負の配向複屈折率を持つPMMAに対して、トランススチルベン(trans-stilbene)、ジフェニルアセチレン(diphenylacetylene)、ビフェニル(biphenyl)、カルバゾール(calbazole)等を数mol%添加する方法が取られる。このような異方性低分子ドープ法により生成した光透過性樹脂で導光板11や封止部4を形成してもよい。
○ Light-transmitting resin produced by anisotropic low molecular dope method Adds low molecular weight organic substance having rod-shaped molecular shape and anisotropy of polarizability to the polymer to offset the birefringence of the polymer. Here, a low molecule having birefringence anisotropy opposite to the birefringence anisotropy of the polymer is used. Specifically, a method of adding several mol% of trans-stilbene, diphenylacetylene, biphenyl, carbazole, etc. to PMMA having a negative orientation birefringence. Taken. You may form the light-
上記各方法により調製された光透過性樹脂は、射出成形や押出し成形により内部に配向性が発現しても複屈折特性は発現しないように設計される。あるいは弾性変形が生じても複屈折特性が発現しないようにも設計できるし、配向と弾性変形の両方が生じても複屈折特性が発現しないようにも設計できる。このため、導光板11や封止部4を成形する場合に、様々な成形方法を採用することが可能になる。
The light-transmitting resin prepared by each of the above methods is designed so that birefringence characteristics do not appear even when orientation is developed inside by injection molding or extrusion molding. Alternatively, it can be designed so that the birefringence characteristic does not appear even if elastic deformation occurs, or it can be designed so that the birefringence characteristic does not appear even if both orientation and elastic deformation occur. For this reason, when shaping | molding the light-
通常の樹脂、例えばPMMAの固有複屈折率は−4.3×10-3程度である。一方、本実施の形態で使用される光透過性物質の固有複屈折率Δn0は、絶対値で3×10-3以下である。式(3)に示したように配向複屈折率Δnは配向度fに依存するが、固有複屈折率Δn0が絶対値で3×10-3以下である場合、製造方法に依存する配向度fに関わらず、配向複屈折率Δnを小さくすることができる。前述の異方性低分子ドープ法の場合は、ポリマーに棒状の分子形状と分極率の異方性を持つ低分子有機物を添加して複屈折を相殺する方法であるため、厳密な意味でのポリマー分子鎖そのものの固有複屈折率Δn0は添加前のものと同一である。しかし、前記低分子有機物は、ポリマー分子鎖とともに配向するため、ポリマー分子鎖の配向度f=1の時のポリマーと前記低分子有機物との混合物の示す複屈折が固有複屈折率Δn0に相当すると考えてよい。このような定義に立てば、異方性低分子ドープ法によるポリマーにおいても、固有複屈折率Δn0が絶対値で3×10-3以下である場合、製造方法に依存する配向度fに関わらず、配向複屈折率Δnを小さくすることができる。 The intrinsic birefringence of a normal resin such as PMMA is about -4.3 × 10 −3 . On the other hand, the intrinsic birefringence Δn0 of the light transmissive material used in the present embodiment is 3 × 10 −3 or less in absolute value. As shown in Expression (3), the orientation birefringence Δn depends on the orientation degree f, but when the intrinsic birefringence Δn0 is 3 × 10 −3 or less in absolute value, the orientation degree f depends on the manufacturing method. Regardless, the orientation birefringence Δn can be reduced. In the case of the anisotropic low molecular dope method described above, since it is a method of offsetting birefringence by adding a low molecular organic substance having a rod-like molecular shape and anisotropy of polarizability to the polymer, in a strict sense The intrinsic birefringence Δn0 of the polymer molecular chain itself is the same as that before addition. However, since the low molecular organic substance is aligned with the polymer molecular chain, the birefringence of the mixture of the polymer and the low molecular organic substance when the orientation degree f = 1 of the polymer molecular chain corresponds to the intrinsic birefringence Δn0. You can think about it. According to such a definition, even in the polymer by anisotropic low molecular doping method, when the intrinsic birefringence Δn0 is 3 × 10 −3 or less in absolute value, regardless of the orientation degree f depending on the production method, The orientation birefringence Δn can be reduced.
例えばMMA/BzMA共重合体、MMA/3FMA共重合体では、組成比を調整することにより、配向複屈折率Δnは複屈折測定装置の測定範囲内で実質的にゼロ、即ち測定限界以下である。なお、公知の一般的に利用可能な測定方法によるリターデーションの測定下限は0.1nm程度である。式(2)の関係から、測定されたリターデーションを試料の厚さ(試料中を光が伝搬した距離)で割ることにより、複屈折率が求められる。したがって、求められる複屈折率の下限は試料の厚さに依存する。厚さ50μm程度のフィルム(光が透過する物質の厚さd=50μm)を用いて評価した場合の複屈折率は2×10-6程度が下限である。 For example, in the MMA / BzMA copolymer and the MMA / 3FMA copolymer, the orientation birefringence Δn is substantially zero within the measurement range of the birefringence measuring apparatus by adjusting the composition ratio, that is, below the measurement limit. . In addition, the measurement lower limit of the retardation by the well-known generally available measuring method is about 0.1 nm. From the relationship of formula (2), the birefringence is obtained by dividing the measured retardation by the thickness of the sample (the distance that light propagates through the sample). Therefore, the lower limit of the required birefringence depends on the thickness of the sample. The lower limit of the birefringence is about 2 × 10 −6 when evaluated using a film having a thickness of about 50 μm (thickness d of the substance through which light is transmitted = 50 μm).
上記のような光透過性樹脂を導光板11や封止部4に使用することにより、本実施の形態では、式(2)で表されるリターデーションは波長の4分の1以下であった。導光板11の導光長は100mmで、導光長方向に光を透過させた時のリターデーションは約50nmであった。この場合、配向複屈折率Δnは5×10-7程度である。この導光板においては波長400nmの光に対し、配向複屈折率Δnは1×10-6程度まで許容できる。封止部4のリターデーションは5nm程度であった。封止部の厚さが1mmであることから、配向複屈折率Δnは5×10-6程度である。この封止部においては、波長400nmの光に対し、配向複屈折率Δnは1×10-4程度まで許容できる。
By using the light transmissive resin as described above for the
[偏光光源の製造方法]
次に、実施の形態に係る偏光光源1の製造方法の一例を、図7〜図9を参照して説明する。
[Polarized light source manufacturing method]
Next, an example of a method for manufacturing the polarized
図7に示すように、実装ベース3の実装面30上にダイボンディング法により発光素子2を実装する。ここでは、図示しないが、実装ベース3に発光素子2が実装された段階で、発光素子2の第1電極211及び第2電極212を実装ベース3の実装面30に配設された電極に電気的に接続させる。
As shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、既に説明した方法により調製された光透過性樹脂41Aをシリンジ6から滴下塗布する。図8に示すように、発光素子2は光透過性樹脂41Aにより封止される。
Next, as shown in FIG. 8, a
その後、滴下塗布された光透過性樹脂41Aを段階的に昇温させて光透過性樹脂41Aを硬化させ、図9に示すように封止部4の形成工程が終了する。
Thereafter, the light-transmitting
上記方法により調製された光透過性樹脂41Aは、射出成形や押出し成形により内部に配向性が発現しても複屈折特性は発現しない。このため、上述したシリンジ6から光透過性樹脂41Aを滴下塗布する方法以外に、射出成形や押出し成形等の各種の成形方法を適用することができる。これにより、従来の樹脂では出来なかった形状の封止をLEDの偏光状態を保ったまま行う事ができる。更に、既存の成型装置を用いての封止が可能となるため新規の設備投資も必要なく、コストダウンにつながる。
The light-transmitting
上記のような製造方法により、偏光特性を有する発光素子2を封止した状態で、パッケージ全体で偏光特性を保つことができる。
With the manufacturing method as described above, the polarization characteristics can be maintained throughout the package in a state where the
本実施の形態によれば、封止部4が、リターデーションが偏光20の波長の4分の1以下である低複屈折性光透過性樹脂で形成されている。このため、発光素子2から発せられる偏光20の乱れを抑制した偏光光源1を実現できる。また、低複屈折性光透過性樹脂で導光板11を形成したことにより、導光板11の光出射面11bから出射される偏光60の乱れを抑制できる。
According to the present embodiment, the sealing portion 4 is formed of a low birefringence light-transmitting resin whose retardation is equal to or less than ¼ of the wavelength of the
また、本実施の形態によれば、面発光装置10を液晶表示装置40のバックライト用光源として用いることにより、図1に示すように、液晶表示装置40における面発光装置10側に位置する偏光板41を透過する偏光70の光量を向上することができる。したがって、偏光板43を通過できる偏光80の光量も大きくすることができ、表示品質の高い液晶表示装置を実現できる。
Further, according to the present embodiment, by using the surface
さらに、本実施の形態によれば、面発光装置10がパッケージ全体で偏光特性を保つことができるため、液晶表示装置40の偏光板41を省くことも可能である。このため、液晶表示装置40の薄型化、省スペース化ならびに偏光板41の省略によるコスト及び工程の削減も可能となる。特に、本実施の形態によれば、光利用効率が高くなるため、例えば携帯電話やPDA、ノートパソコンのような、液晶表示を備えたモバイル機器の消費電力を低下させ、1回の充電での駆動時間を大幅に延ばすことができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the surface
また、本実施の形態によれば、導光板11から出射する偏光60を究極的には完全偏光に近いものにできるため、透過光強度を約70%にすることが可能となり、ランダム偏光を用いた場合の2倍の光を透過させることができる。このため、液晶表示装置の輝度を所定の値にする場合、リターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性を有する導光板11を用いることにより、偏光光源1の輝度を半分にすることができる。したがって、本実施の形態によれば、消費電力を低減させる効果がある。逆に、同じ駆動電力で液晶表示装置を駆動すれば、約2倍のディスプレイ輝度を得ることが可能となる。このようなLCDモジュールの利用例としては、携帯電話やPDA、ノートパソコン等の小型携帯型情報端末の液晶表示、フロントプロジェクタ等を挙げることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
図10に示すように、偏光光源1を液晶表示装置背面の拡散板50の直下に設置する直下型バックライト形式を採用すれば、偏光光源1を液晶表示装置のサイドに設置する従来の方法と異なり導光板が不要となる。このため、液晶表示装置のさらなる薄型化及び低コスト化が可能となる。
As shown in FIG. 10, if a direct backlight type in which the polarized
また、本実施の形態によれば、偏光光源1を偏光を利用したセンサの光源としても用いることができる。なお、半導体レーザも偏光を発するが、身近なセンサの光源として用いる場合は危険が伴い、被照射物を損傷することも懸念される。これに対して、本実施の形態に係る偏光光源1は、汎用性ならびに安全性の面に優れている。このようなセンサとしては、例えば、複屈折測定装置がある。この複屈折測定装置は、物体へ偏光を照射し、透過してきた光の偏光状態を測定することによって、その物質の屈折率特性を測定する装置である。
Moreover, according to this Embodiment, the polarized
[偏光光源の変形例]
図11は、本実施の形態における偏光光源1の変形例を示している。図11に示した偏光光源1Aは、砲弾型パッケージ構造を備える。図11に示すように、本実施の形態の変形例に係る偏光光源1Aは、実装ベース300と、実装ベース300上に実装され、偏光20を発する発光素子2と、発光素子2を覆い、発光素子2から発せられる偏光20を透過する光透過性樹脂でなる封止部400とを備えている。
[Modified example of polarized light source]
FIG. 11 shows a modification of the polarized
図11に示すように、実装ベース300は、リード31の一端に配設され、このリード31に一体に構成されている。図11に示した変形例において、リード31はカソード電極として用いられている。実装ベース300の基本構成は、図2に示した偏光光源1の実装ベース3と同様であり、リフレクタ30Rを兼ねた断面凹型形状の実装面30を備えている。実装ベース300の実装面30の底面上に発光素子2が実装され、この実装された発光素子2の側面周囲において実装ベース300上にテーパ面として形成されたリフレクタ30Rが構成されている。リード31に近接した領域にはリード32が配設されている。このリード32はアノード電極として用いられ、リード32の一端はワイヤを介して発光素子2に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, the mounting base 300 is disposed at one end of the
封止部400は、リード31の一端の実装ベース300ならびにリード32の一端を被覆し、発光素子2上、すなわち発光素子2から偏光20を発する部分に半球形状のレンズ部4aを有する。図11に示した封止部400は、図2に示した偏光光源1の封止部4と同様に、リターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性光透過性樹脂で形成されている。
The sealing
なお、封止部400の成形方法は、シリンジから滴下塗布する方法、ディスペンサを用いた成形方法、射出成形、押出し成形等の各種の成形方法を適用できる。
In addition, the molding method of the sealing
(その他の実施の形態)
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
It should not be understood that the descriptions and drawings which form part of the disclosure of the above-described embodiments limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上記実施の形態では、面発光装置10は、導光板11に1つの偏光光源1を組み付けた例を説明したが、導光板11の周囲に複数配置する構成としてもよい。また、偏光光源1として、それぞれ赤色、緑色、青色の発光を行う偏光光源を用いて、液晶セル42においてカラーフィルタを省略した構成としてもよい。
For example, in the above embodiment, the surface
また、上記各実施の形態では、偏光光源1に設けた封止部4の構成樹脂が透明な光透過性樹脂だけでなく、赤色、緑色、青色、オレンジ色等の顔料などが光透過性樹脂に混入された構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the constituent resin of the sealing portion 4 provided in the polarized
上記実施の形態では、偏光光源1の封止部4をリターデーションが光源波長の4分の1以下の低複屈折性光透過性樹脂で形成したが、偏光を出射できるものであれば、上記封止部4を有しない偏光光源を用いてもよい。このように封止部4を有しない偏光光源であっても、上記構成の導光板11を備えることにより、液晶セル42側へ通過する偏光の光量を大きくできる。したがって、本発明では、導光板において偏光の乱れを大幅に抑制できるため、多少偏光が乱された光を発する偏光光源を用いても光利用効率を向上できる。
In the said embodiment, although the sealing part 4 of the polarized
また、これまで偏光を発する発光素子の例として非極性面のLEDを用いてきたが、より高い偏光比を有するLD(laser diode)を発光素子として用いることもできる。これにより、さらなる光利用効率向上が期待できる。 Further, an LED having a nonpolar surface has been used as an example of a light emitting element that emits polarized light, but an LD (laser diode) having a higher polarization ratio can also be used as a light emitting element. Thereby, further improvement in light utilization efficiency can be expected.
1…偏光光源
2…発光素子
3、300…実装ベース
4、400…封止部
4a…レンズ部
10…面発光装置
11…導光板
11a…光入射面
11b…光出射面
20…偏光
30…実装面
30R…リフレクタ
31、32…リード
40…液晶表示装置
41A…光透過性樹脂
41…偏光板
42…液晶セル
43…偏光板
50…拡散板
60、70、80…偏光
210…出力部
210A…出力面
211…第1電極
212…第2電極
220…発光部
221…第1半導体層
222…活性層
223…第2半導体層
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記偏光光源から発せられた偏光が入射される光入射面と、光を出射する光出射面とを有し、リターデーションが前記偏光の波長の4分の1以下の低複屈折性を有する光透過性樹脂でなる導光板と、
を備えることを特徴とする面発光装置。 A polarized light source that emits polarized light;
Light having a light incident surface on which polarized light emitted from the polarized light source is incident and a light emitting surface that emits light, and having a low birefringence of retardation equal to or less than ¼ of the wavelength of the polarized light A light guide plate made of a transparent resin;
A surface light emitting device comprising:
前記負の複屈折性物質が、ポリメチルメタクリレート(PMMA)であることを特徴とする請求項2又は3に記載の面発光装置。 The positive birefringent material is selected from polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (VDF · TrFE-58), polyethylene oxide (PEO),
The surface light-emitting device according to claim 2, wherein the negative birefringent substance is polymethyl methacrylate (PMMA).
第1導電型の第1半導体層と、該第1半導体層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第2導電型の第2半導体層と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の面発光装置。 The polarized light source is composed of a group III nitride semiconductor whose main surface is a nonpolar surface or a semipolar surface,
A first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second conductive type second semiconductor layer formed on the light emitting layer. The surface emitting device according to any one of claims 1 to 6.
偏光を発する発光素子と、
前記発光素子が搭載された実装ベースと、
前記光透過性樹脂でなり、且つ前記発光素子を覆う封止部と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の面発光装置。 The polarized light source is
A light emitting element that emits polarized light;
A mounting base on which the light emitting element is mounted;
A sealing portion made of the light transmissive resin and covering the light emitting element;
The surface light-emitting device according to claim 1, comprising:
前記発光素子が搭載された実装ベースと、
リターデーションが前記偏光の波長の4分の1以下の低複屈折性を有する光透過性樹脂でなり、且つ前記発光素子を覆う封止部と、
を備えたことを特徴とする偏光光源。 A light emitting element that emits polarized light;
A mounting base on which the light emitting element is mounted;
A retardation part made of a light-transmitting resin having a low birefringence of ¼ or less of the wavelength of the polarized light, and covering the light emitting element;
A polarized light source comprising:
前記負の複屈折性物質が、ポリメチルメタクリレート(PMMA)であることを特徴とする請求項11又は12に記載の偏光光源。 The positive birefringent material is selected from polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (VDF · TrFE-58), polyethylene oxide (PEO),
The polarized light source according to claim 11 or 12, wherein the negative birefringent substance is polymethyl methacrylate (PMMA).
第1導電型の第1半導体層と、該第1半導体層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第2導電型の第2半導体層と、を備えたことを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載の偏光光源。 The light emitting element is composed of a group III nitride semiconductor having a nonpolar surface or a semipolar surface as a main surface,
A first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second conductive type second semiconductor layer formed on the light emitting layer. The polarized light source according to any one of claims 10 to 15.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008286128A JP5263771B2 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-07 | Surface light emitting device and polarized light source |
US12/269,386 US7915802B2 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-12 | Surface light emitting device and polarization light source |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007293630 | 2007-11-12 | ||
JP2007293624 | 2007-11-12 | ||
JP2007293630 | 2007-11-12 | ||
JP2007293624 | 2007-11-12 | ||
JP2008286128A JP5263771B2 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-07 | Surface light emitting device and polarized light source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009140916A true JP2009140916A (en) | 2009-06-25 |
JP5263771B2 JP5263771B2 (en) | 2013-08-14 |
Family
ID=40871308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008286128A Active JP5263771B2 (en) | 2007-11-12 | 2008-11-07 | Surface light emitting device and polarized light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5263771B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187661A (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Hiroshi Ninomiya | Bare chip mounting surface emitter and method of manufacturing the same |
WO2012114911A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device and light source device |
WO2012137406A1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light-emitting device |
WO2013051430A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-11 | 学校法人慶應義塾 | Optical film and liquid crystal display device provided with same |
WO2016125624A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | シャープ株式会社 | Display device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017090774A (en) | 2015-11-13 | 2017-05-25 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Display device |
JP2017090799A (en) | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Display device |
JP2017168253A (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Luminaire and display device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218760A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Nitto Denko Corp | Polarization plane light source device and liquid crystal display device |
JP2000267091A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
JP2002116435A (en) * | 2000-08-04 | 2002-04-19 | Sharp Corp | Display device |
WO2003107048A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | 日本ゼオン株式会社 | Optical laminate, polarization light source device and liquid crystal display unit |
JP2004133318A (en) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Nippon Zeon Co Ltd | Polarization light source device and liquid crystal display device using same |
WO2007002151A2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-01-04 | The Regents Of The University Of California | Packaging technique for the fabrication of polarized light emitting diodes |
JP2007256874A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Planar polarized light source device and liquid crystal display device |
JP2008020747A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Light guide plate |
-
2008
- 2008-11-07 JP JP2008286128A patent/JP5263771B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218760A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Nitto Denko Corp | Polarization plane light source device and liquid crystal display device |
JP2000267091A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
JP2002116435A (en) * | 2000-08-04 | 2002-04-19 | Sharp Corp | Display device |
WO2003107048A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | 日本ゼオン株式会社 | Optical laminate, polarization light source device and liquid crystal display unit |
JP2004133318A (en) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Nippon Zeon Co Ltd | Polarization light source device and liquid crystal display device using same |
WO2007002151A2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-01-04 | The Regents Of The University Of California | Packaging technique for the fabrication of polarized light emitting diodes |
JP2007256874A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Planar polarized light source device and liquid crystal display device |
JP2008020747A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Light guide plate |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187661A (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Hiroshi Ninomiya | Bare chip mounting surface emitter and method of manufacturing the same |
WO2012114911A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device and light source device |
WO2012137406A1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light-emitting device |
JP5069386B1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-07 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light emitting device |
WO2013051430A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-11 | 学校法人慶應義塾 | Optical film and liquid crystal display device provided with same |
JP2013078900A (en) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Keio Gijuku | Optical film and liquid crystal display device provided with same |
CN103958156A (en) * | 2011-10-04 | 2014-07-30 | 学校法人庆应义塾 | Optical film and liquid crystal display device provided with same |
WO2016125624A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | シャープ株式会社 | Display device |
US10302846B2 (en) | 2015-02-02 | 2019-05-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5263771B2 (en) | 2013-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7915802B2 (en) | Surface light emitting device and polarization light source | |
JP5263771B2 (en) | Surface light emitting device and polarized light source | |
US10495808B2 (en) | Backlight unit and method of lighiting backlight unit | |
US9146419B1 (en) | Quantum rod based color pixel backlight for LCD | |
US9170453B2 (en) | Liquid crystal display panel including photo conversion layer and liquid crystal display device | |
US10168464B2 (en) | Lighting device, display device, and television device | |
KR100704082B1 (en) | Organic electroluminescence cell, planar light source and display device | |
US9829622B2 (en) | Illuminating device and liquid crystal display device | |
US7828473B2 (en) | Illuminating apparatus and display apparatus using the same | |
US20080128728A1 (en) | Polarized light-emitting devices and methods | |
US20070284567A1 (en) | Polarization recycling devices and methods | |
US20080128727A1 (en) | Light recycling systems and methods | |
US20040061810A1 (en) | Backlight for a color LCD using wavelength-converted light emitting devices | |
WO2018201610A1 (en) | Light conversion film for use in backlight module, backlight module, and display device | |
EP2408028B1 (en) | Light emitting device | |
CN108828831B (en) | Quantum dot polaroid, display device and manufacturing method of quantum dot polaroid | |
KR101657518B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
TW201109589A (en) | Remote wavelength converting material configuration for lighting | |
US12001045B2 (en) | Lighting device | |
JP2009540617A (en) | LED device having re-emitting semiconductor structure and reflector | |
WO2019127706A1 (en) | Composite optical film, backlight module and liquid crystal display | |
KR20120075144A (en) | Led package array, back light unit using the same and liquid crystal display device having thereof | |
CN110579905B (en) | Display device | |
JP2009038292A (en) | Light emitting device, and manufacturing method thereof | |
KR20180080740A (en) | Display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130423 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5263771 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |