JP2014002980A - 蛍光体発光部、発光装置および蛍光体発光部の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蛍光体発光部1は、励起光を受けて第1の蛍光を発するナノ結晶蛍光体を含む第1蛍光体部11と、第1蛍光体部11から発せられる第1の蛍光の少なくとも一部を受けて第2の蛍光を発する蛍光体を含む第2蛍光体部12とを備え、第2蛍光体部12が、第1蛍光体部11の励起光の光軸方向に対して垂直な方向の側に配置されている。
【選択図】図1
Description
まず、図1、図2および図3(a)に基づき、本発明の一実施形態であるバックライトユニット(導光部材,カバー部材を含む)10の構成について説明する。図1は、バックライトユニット10の実施の一形態を示す図である。また、図1(a)は、バックライトユニット10を板厚方向に切断したときの断面の様子(導光板3の長手方向から見たときの様子)を示し、図1(b)は、バックライトユニット10を面内方向に切断したときの断面の様子(導光板3の板厚方向から見たときの様子)を示す。また、図2(a)は、蛍光体発光部1の断面図である。また、図3(a)は、図1(a)に示すバックライトユニット10の一部分を抜粋した断面図である。
図1(a)および図1(b)に示すように、本実施形態の蛍光体発光部1の形状は、平板状の形状であり、そのサイズは、縦×横×厚さ=3mm×480mm×1mm(22V型液晶TVの場合)である。
第1蛍光体部11は、励起光源2が有するLEDチップ21からの励起光の主たる照射対象であって、該励起光の照射により蛍光(第1の蛍光;第1波長領域に発光ピーク波長を有する蛍光)を発するナノ結晶蛍光体を少なくとも1種類含んでいる。励起光の主たる照射対象とは、LEDチップ21からの励起光が主に照射される部分であり、励起光の光軸上に位置する部分である。換言すれば、LEDチップ21から出射された励起光の光強度分布における最も光強度が大きい部分が第1蛍光体部11に照射される。そのために、第1蛍光体部11は、励起光源2のLEDパッケージ22が有する凹部22aの正面に配置されている。
第2蛍光体部12は、励起光源2のLEDチップ21からの励起光の主たる照射対象ではない部分であって、第1蛍光体部11から発せられる蛍光(第1の蛍光)の少なくとも一部(蛍光Lh)を受けて第1波長領域よりも長波長側の第2波長領域に発光ピーク波長を有する蛍光(第2の蛍光)を発する蛍光体を含んでいる。蛍光Lhとは、第1蛍光体部11から蛍光体発光部1の面内方向に出射された蛍光である。
光の波長より小さいサイズのナノ結晶蛍光体を第1蛍光体部11に含めた場合には、ナノ結晶蛍光体から励起光が入射される方向に対して垂直な方向に発せられる第1の蛍光が第1の蛍光体自身によって散乱されることがなく、その進行方向を変化させることがないため、励起光の光軸方向に出射する光の全光量が低下してしまうという問題点があることを本発明の発明者が見出した。
励起光源2は、紙面に対して左側から蛍光体発光部1の裏面SUF1の側に光を出射することが可能な位置に設けられている。励起光源2は、LEDパッケージ22、およびLEDチップ21を備える。LEDチップ21は、励起光を出射する励起光源として機能するものであり、後述する光源駆動制御部6から供給される電流によって発光する。
導光板3は、蛍光体発光部1の正面SUF2から出射した光を、少なくとも1つの側面SUF3で受け、受けた光を正面SUF4の側へ導光する部材である。すなわち、蛍光体発光部1の正面SUF2から導光板3の側面SUF3に入射された光は、導光板3の正面SUF4から出射される。言い換えれば、導光板3は、蛍光体発光部1から出射した線状の光を、後述する液晶パネル40などの表示パネルへ入射させるための面光源に変換する透明樹脂の板である。
オーバレイ部材4は、図1(a)に示すように、導光板3の正面SUF4の端部(紙面に対して左側の端部)と、裏面SUF5の端部(紙面に対して左側の端部)と、を少なくとも覆うことで導光板3を挟持している。すなわち、オーバレイ部材4は、導光板3の正面SUF4の端部を覆う側の一枚の平板状部材(カバー部材の導光板の正面の端部を覆う部分)、および、導光板3の裏面SUF5の端部を覆う側の一枚の平板状部材(カバー部材の導光板の裏面の端部を覆う部分)の、少なくとも2枚の平板状部材で構成されている。
オーバレイ部材4の材料は、熱伝導率および/または反射率が高いものが好ましく、熱伝導率および反射率が高い材料として金属材料が好ましいが、金属材料に限定されず、例えば、セラミックス材料や樹脂材料などであっても良い。
LED保持部材5は平板状の形状を有する部材で構成された回路基板であり、図1(b)に示すように、LED保持部材5の表面上に複数の励起光源2が、方向Dに沿ってアレイ状(直線状)に設置される。なお、複数の励起光源2のアレイ状の配置は、本実施形態のように方向Dに沿って1列のみであっても良いし、方向Dに沿って2列以上であっても良い(言い換えれば、複数の励起光源2はマトリクス状に配置されていても良い)。
光源駆動制御部6は、電源7から供給される電流を制御して複数の励起光源2のそれぞれに供給する。光源駆動制御部6は、例えば、いわゆるパルス幅変調信号(PWM信号)のDuty比(デューティ比)などに応じて複数の励起光源2のそれぞれに供給される電流の実効値を変化させてバックライトユニット10に供給する。
次に、図3(b)に基づき、本発明の他の実施形態であるバックライトユニット(導光部材,カバー部材を含む)20の構成について説明する。図3(b)は、バックライトユニット20を板厚方向に切断したときの断面の様子(導光板3の長手方向から見たときの様子)を示す。
次に、図3(c)に基づき、本発明のさらに他の実施形態であるバックライトユニット(導光部材,カバー部材を含む)30の構成について説明する。図3(c)は、バックライトユニット30を板厚方向に切断したときの断面の様子(導光板3の長手方向から見たときの様子)を示す。
(1)蛍光体発光部として、蛍光体発光部1Lと蛍光体発光部1Rとの2枚を備えている点。
(2)オーバレイ部材4の導光板3の正面SUF4の端部を覆う側の平板状部材の内面側、および、裏面SUF5の端部を覆う側の平板状部材の内面側に、それぞれ上下2組の嵌合口h1および嵌合口h2を形成し、上記2組の嵌合口h1および嵌合口h2に蛍光体発光部1Lおよび1Rの上下方向の両端を嵌合させている点。
(3)蛍光体発光部1Lの第1蛍光体部11に含まれる蛍光体と蛍光体発光部1Rの第1蛍光体部11に含まれる蛍光体の波長が異なっている点である。なお、以下では、蛍光体発光部1Lは、蛍光体発光部1Rよりも長波長側の蛍光を発する蛍光体を含んでいるものとする(逆に言えば、蛍光体発光部Rは、蛍光体発光部1Lよりも短波長側の蛍光を発する蛍光体を含んでいるものとする)。
また、バックライトユニット30では、第1のナノ結晶蛍光体を第1蛍光体部11に含む蛍光体発光部1Lと、上記第1のナノ結晶蛍光体が発する蛍光よりも短波長の蛍光を発する第2のナノ結晶蛍光体を第1蛍光体部11に含む蛍光体発光部1Rとを励起光の光軸上に備えている。そして、蛍光体発光部1Lは、蛍光体発光部1Rよりも励起光源2に近い位置に配置されている。換言すれば、長波長側の蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体発光部1Lよりも、短波長側の蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体発光部1Rを導光板3の少なくとも1つの側面SUF3の側に近い方に配置している。
また、図2(b)に示す蛍光体発光部50のように、第1蛍光体部11は、ナノ結晶蛍光体として、緑色発光ナノ結晶蛍光体(第1のナノ結晶蛍光体)11cと、緑色発光ナノ結晶蛍光体11cが発する蛍光よりも長波長の蛍光を発する赤色発光ナノ結晶蛍光体(第2のナノ結晶蛍光体)11dの2種類の蛍光体を少なくとも含んでいても良い。
次に、図4に基づき、本発明の一実施形態である表示装置100の概要構成について説明する。
液晶パネル40は、平板状の部材であり、同パネルを駆動する駆動回路などを含む液晶モジュール(不図示)と接続されている。なお、液晶パネル40の詳細な構成については、従来の液晶パネルと同様なので、ここでは説明を省略する。また、本実施形態では、バックライトユニット10を利用する表示パネルの一例として、液晶パネルを用いて説明するが、表示パネルは、液晶パネルに限定されず、バックライトユニット10を利用できる表示パネルであれば、どのような表示パネルであっても良い。
次に、図5(a)〜(d)に基づき、蛍光体発光部1の製造方法について説明する。
本発明は以下のように表現することもできる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1L 蛍光体発光部
1R 蛍光体発光部
2 励起光源
3 導光板
4 オーバレイ部材
4a 凸部
5 LED保持部材
6 光源駆動制御部
7 電源
10 バックライトユニット
11 第1蛍光体部(第1の蛍光体部)
11c 緑色発光ナノ結晶蛍光体(第1のナノ結晶蛍光体)
11d 赤色発光ナノ結晶蛍光体(第2のナノ結晶蛍光体)
12 第2蛍光体部(第2の蛍光体部)
13 透明板
20 バックライトユニット
21 LEDチップ
22 LEDパッケージ
22a 凹部
30 バックライトユニット
40 液晶パネル
50 蛍光体発光部
100 表示装置
D 方向(面内方向)
h 嵌合口
h1 嵌合口
h2 嵌合口
SUF1 裏面
SUF2 正面
SUF3 側面
SUF4 正面
SUF5 裏面
SUF6 側面
SUF7 側面
SUF8 背面
SUF9 正面
P1 蛍光体(ナノ結晶蛍光体)
Claims (7)
- 入射された励起光によって生じた蛍光の少なくとも一部を該励起光の光軸方向に沿う方向へ出射する蛍光体発光部であって、
励起光を受けて第1波長領域に発光ピーク波長を有する第1の蛍光を発するナノ結晶蛍光体を含む第1の蛍光体部と、
上記第1の蛍光の少なくとも一部を受けて上記第1波長領域よりも長波長側の第2波長領域に発光ピーク波長を有する第2の蛍光を発する蛍光体を含む第2の蛍光体部と、を備え、
上記第2の蛍光体部が、
上記第1の蛍光体部の、上記励起光の光軸方向に対して垂直な方向の側に配置されていることを特徴とする蛍光体発光部。 - 上記第1の蛍光体部は、複数種類のナノ結晶蛍光体を含み、
上記複数種類のナノ結晶蛍光体のうち長波長側の蛍光を発する第1のナノ結晶蛍光体が、短波長側の蛍光を発する第2のナノ結晶蛍光体よりも上記第1の蛍光体部の上記励起光が入射される側に近い方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体発光部。 - 上記第2の蛍光体部は、ナノ結晶蛍光体を含み、
上記第2の蛍光の波長は、上記第1の蛍光の波長以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体発光部。 - 請求項1または2に記載の蛍光体発光部と、
上記蛍光体発光部に励起光を照射する励起光源と、を備え、
上記励起光源の光軸の方向が、上記励起光の入射方向に沿っていることを特徴とする発光装置。 - 上記励起光のスポットの面積は、上記第1の蛍光体部の、上記励起光が照射される面の面積以上であることを特徴とする請求項4に記載の発光装置。
- 請求項4または5に記載の発光装置を備えることを特徴とするバックライト。
- 入射された励起光によって生じた蛍光の少なくとも一部を該励起光の光軸方向に沿う方向へ出射する蛍光体発光部の製造方法であって、
励起光を受けて第1波長領域に発光ピーク波長を有する第1の蛍光を発するナノ結晶蛍光体を含む第1の蛍光体部を透明基板上に形成する第1の蛍光体部形成工程と、
上記第1の蛍光の少なくとも一部を受けて上記第1波長領域よりも長波長側の第2波長領域に発光ピーク波長を有する第2の蛍光を発する蛍光体を含む第2の蛍光体部を上記透明基板上に形成する第2の蛍光体部形成工程と、を含み、
上記第2の蛍光体部を、上記第1の蛍光体部の、上記励起光の光軸方向に対して垂直な方向の側に配置することを特徴とする蛍光体発光部の製造方法。
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