JP2017041340A - 発光装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ用途に好適な発光特性を有する発光装置を提供する。【解決手段】発光装置1は、基体２と、基体２に配置された発光素子３と、発光素子３を封止し、蛍光体を少なくとも含む封止部材４とを備え、光出射面側にプリズムフィルム７が配置される。液晶表示装置は、発光装置１と、発光装置１の光出射面側に配置された導光板とを備え、発光装置１と導光板との間にプリズムフィルム７が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置および液晶表示装置に関する。

発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光装置は、低消費電力、小型化、高輝度、さらには広範囲な色再現性が期待される次世代の発光装置として注目され、活発に研究、開発が行われている。

特開２０１１−２４９４５５号公報（特許文献１）には、基板と、前記基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆う透光性の封止樹脂と、前記封止樹脂の表面から内部に向かって形成される、壁面と底面とからなる複数の溝と、前記複数の溝における前記壁面にのみ形成される散乱構造とを備える発光デバイスが開示されている。このような特許文献１に記載された発光デバイスによれば、発光素子からの光線の指向性を容易に制御することができる。

また特開２００８−１１７６６６号公報（特許文献２）には、光を発する発光素子と、開口部および底面によって規定される窪み部を有し前記底面に発光素子が載置されるパッケージ部材と、発光素子を覆うように窪み部に充填された透光性樹脂からなる封止樹脂部と、封止樹脂部に一部が埋没するように設けられ発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材とを備える発光装置が開示されている。このような特許文献２によれば、導光板に対する入射効率の点で非常に優れた指向特性に制御できる発光装置を提供することができる。

さらに特開２００２−３４３１２３号公報（特許文献３）には、チップ基板上に実装されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを覆うようにチップ基板上に配置されたモールド部と、から成る導光板用ＬＥＤにおいて、上記モールド部の表面が、ＬＥＤチップの光軸に対して垂直な一方向にのみＬＥＤチップからの光を集束させる光学特性を有している、導光板用ＬＥＤが開示されている。

特開２０１１−２４９４５５号公報 特開２００８−１１７６６６号公報 特開２００２−３４３１２３号公報

近年、ディスプレイ用途に好適な発光特性を有する白色光を呈する発光装置の提供が要求されている。発光素子として青色ＬＥＤを用い、当該発光素子からの一次光を吸収して二次光を発するよう赤色蛍光体および緑色蛍光体を用いることで白色光を呈する発光装置を作製する場合、光が蛍光体で散乱することに起因して、緑色光、赤色光の配向が広くなる傾向にあった。特に、赤色蛍光体としてＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いた場合には、その濃度を高くする必要があるため、赤色光の配向の広がりが顕著であった。したがって、赤色光および緑色光については、発光装置から導光板への入光効率が悪いという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ディスプレイ用途に好適な発光特性を有する発光装置を提供することである。

本発明の発光装置は、基体と、前記基体に配置された発光素子と、前記発光素子を封止し、蛍光体を少なくとも含む封止部材とを備え、光出射面側にプリズムフィルムが配置されたことを特徴とする。

本発明の発光装置において、前記発光素子が青色ＬＥＤであり、前記封止部材に含まれる蛍光体が赤色蛍光体および緑色蛍光体であることが好ましい。

本発明の発光装置において、前記赤色蛍光体がＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含み、前記緑色蛍光体がＥｕ付活β−ＳｉＡｌＯＮを少なくとも含むことが好ましい。

本発明の発光装置は、サイドビュー型または側面発光型であることが好ましい。
本発明はまた、基体と、前記基体に配置された発光素子と、前記発光素子を封止し、蛍光体を少なくとも含む封止部材とを備える発光装置と、前記発光装置の光出射面側に配置された導光板とを備える液晶表示装置であって、前記発光装置と前記導光板との間にプリズムフィルムが配置された液晶表示装置についても提供する。

本発明によれば、発光素子として青色ＬＥＤを用い、当該発光素子からの一次光を吸収して二次光を発するよう赤色蛍光体および緑色蛍光体を用いることで白色光を呈する発光装置としたとしても、光が蛍光体で散乱することに起因して、緑色光、赤色光の配向が広くなることが防止され、赤色光および緑色光についても効率よく発光装置から導光板へと入光させることができ、ディスプレイ用途に好適な、指向角が狭く、輝度が向上された発光特性を有する発光装置ならびに液晶表示装置を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の発光装置１を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の切断面線ＩＣ−ＩＣからみた断面図である。 図１（ａ）に示した上面図から、プリズムフィルム７を配置しなかった状態を示す上面図である。 プリズムフィルム７による光の作用を模式的に示す図である。 図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の一部を模式的に示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断面線ＩＶＢ−ＩＶＢからみた断面図である。 図５（ａ）は、本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の一部を模式的に示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断面線ＶＢ−ＶＢからみた断面図である。

以下、本発明の発光装置について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

〔１〕第１の実施形態（発光装置）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の発光装置１を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の切断面線ＩＣ−ＩＣからみた断面図である。本発明の発光装置１は、基体２と、前記基体２上に配置された発光素子３と、前記発光素子３を封止する封止部材４とを備え、前記封止部材４は、蛍光体（図１に示す例では、赤色蛍光体５および緑色蛍光体６）を少なくとも含み、光出射面８側にプリズムフィルム７が配置されたことを特徴とする。また、図２は、図１（ａ）に示した上面図から、プリズムフィルム７を配置しなかった状態を示す上面図である。以下、図１、２を参照して、本発明の発光装置１について詳細に説明する。

＜基体＞
図１に示す基体２は、ステージ部１１と、枠体部１５とを有する。ステージ部１１は樹脂からなることが好ましい。ステージ部１１には配線パターン１３が設けられていることが好ましく、配線パターン１３上には発光素子３が配置されていることが好ましい。枠体部１５は、発光素子３を囲むようにステージ部１１の上面に配置され、封止部材４の外形を規定する。

配線パターン１３は、発光素子３に外部電力を供給するためのものである。配線パターン１３の構成は特に限定されない。たとえば、配線パターン１３は、ステージ部１１の内部に設けられたインナーリード部１２とステージ部１１の外部に設けられたアウターリード部１４とを有し、配線パターン１３において、インナーリード部１２とアウターリード部１４とが互いに電気的に接続されている。インナーリード部１２上には、発光素子３が配置される。アウターリード部１４は、発光装置が搭載される基板に接続される。このような配線パターン１３は、導電性材料からなることが好ましく、たとえば、銀、白金、金および銅の少なくとも１つが銀メッキ、金メッキおよび銀パラジウムメッキのうちの少なくとも１つでメッキされて構成されていることが好ましい。

枠体部１５は、両端が開放された筒状に形成されており、その軸方向がステージ部１１の上面に対して垂直となるようにステージ部１１の上面に配置されている。そのため、枠体部１５はキャビティ部１７を有し、枠体部１５の一方の開放端はステージ部１１で塞がれ、枠体部１５の他方の開放端（以下では「キャビティ部１７の開口」と記す）は開放されている。枠体部１５は、ステージ部１１と一体に形成されていてもよいし、接着剤または固定部材などによりステージ部１１に接続されていてもよい。

枠体部１５の厚さ（基体２のうち封止部材４を囲む側壁の厚さ）は、０．０１〜０．０７ｍｍであることが好ましい。枠体部１５の厚さが０．０１ｍｍ以上であれば、発光強度を高く維持できる。枠体部１５の厚さが０．０７ｍｍ以下であれば、発光装置を小型化できる。より好ましくは、枠体部１５の厚さは０．０２〜０．０６ｍｍである。「枠体部１５の厚さ」は、ステージ部１１の上面に対して平行な方向における枠体部１５の大きさを意味し、たとえば走査型電子顕微鏡などを用いて高倍率の観察像で格子像を観察することによって見積もることができる。

キャビティ部１７の開口（基体２に形成された開口）の形状および大きさなどは特に限定されない。キャビティ部１７の開口が平面視矩形に形成されている場合、その開口を構成する長辺は１〜５ｍｍであることが好ましく、その開口を構成する短辺は０．０５〜０．８ｍｍであることが好ましい。これにより、封止部材となる封止剤をこぼすことなく枠体部１５のキャビティ部１７内へ供給することができる。枠体部１５の厚さを測定する方法にしたがってキャビティ部１７の開口の大きさを見積もることができる。平面視におけるキャビティ部１７の開口の角部は、面取りされていても良いし、面取りされていなくても良い。「平面視」は発光素子３の上から発光装置を見た場合を意味する。

このような枠体部１５は、耐熱性材料からなることが好ましく、たとえば耐熱性ポリマーからなることが好ましい。また、枠体部１５の上面であって一方の配線パターン１３の近傍には、当該配線パターン１３の極性（本実施形態ではカソード）を示す指示部１９が設けられていることが好ましい。これにより、配線パターン１３の極性を間違えることなく発光装置に外部電力を供給することができる。

枠体部１５の横方向において、キャビティ部１７の内面は配線パターン１３の端面よりも外側に位置することが好ましい。これにより、短辺が薄くなるので、容積を確保できる。また、基体２の底面におけるインナーリード部１２の占有率を稼ぐことができるので、反射率が向上する。また、枠体部１５の上面は平坦であることが好ましい。これにより、粘度の高い封止剤が枠体部１５の外へ漏れることを防止できる。

＜発光素子＞
発光素子３は、接着剤２１を介してインナーリード部１２上に固定されていることが好ましい。接着剤２１は、フェニルシリコーン系接着剤であることが好ましい。これにより、耐候性に優れた発光装置を提供することができる。フェニルシリコーン系接着剤は、フェニルシリコーン樹脂に由来する成分を含む接着剤を意味する。「フェニルシリコーン樹脂に由来する成分」はフェニルシリコーン樹脂から１以上の水素原子が除去されたものを意味する。

発光素子３は、導電性ワイヤー２３を介して配線パターン１３のインナーリード部１２に接続されていることが好ましい。導電性ワイヤー２３は、低抵抗な材料からなることが好ましく、金属からなることがより好ましい。

発光素子３は、平面視矩形に形成されていることが好ましく、波長が４３０〜４７０ｎｍ（より好適には４４０〜４７０ｎｍ）である青色領域にピーク波長を有する光（一次光）を発する発光素子であることが好ましい。発光素子３からの光のピーク波長が４３０ｎｍ以上であれば、発光装置からの光における青色光の成分の寄与が小さくなることを防止できるので、演色性の悪化を防止できる。また、発光素子３からの光のピーク波長が４７０ｎｍ以下であれば、発光装置からの光の明るさの低下を防止できる。以上のことから、発光素子３からの光のピーク波長が４３０〜４７０ｎｍであれば、実用的な発光装置を得ることができる。発光素子３は、たとえば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなる青色ＬＥＤであることが好ましい。

＜封止部材＞
封止部材４は、枠体部１５のキャビティ部１７内を充填するように設けられていることが好ましい。これにより、発光素子３は封止部材４で封止されることとなる。このような封止部材４は、蛍光体を少なくとも含む。図１に示す例では、封止部材４は、赤色蛍光体５および緑色蛍光体６を含み、さらに封止樹脂３１を含む。

（赤色蛍光体）
本実施形態の発光装置１は、赤色蛍光体５として、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含むことが好ましい。Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体の発光ピークの中心波長は６２５〜６４５ｎｍ（たとえば６３５ｎｍ）であり、その発光ピークの半値幅は１０ｎｍ程度である。よって、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体はディスプレイ用途に好適な発光特性を示すので、本実施形態の発光装置をディスプレイ用途の発光装置として好適に用いることができる。

しかし、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、たとえばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕまたは（Ｓｒ・Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕなどの赤色蛍光体に比べて発光効率に劣る。そのため、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いる場合には、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕまたは（Ｓｒ・Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを用いる場合よりも含有量を多くすることにより、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いたことに起因する色度の低下または発光強度の低下を防止することが好ましい。

Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、粒子状であり、体積基準のメジアン径が１０〜９０μｍの粒子状であることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。なお、赤色蛍光体５の体積基準のメジアン径は、赤色蛍光体の粒度分布を体積基準で測定したときのメジアン径を意味し、たとえばフロー式粒子像分析装置などを用いて測定される。

Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、たとえば、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎである。Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎにおいて、Ｋの一部または全部がＬｉ、ＮａおよびＮＨ_４のうちの１つ以上で置換されていても良い。

Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体の付活元素はＭｎ（マンガン）が１００％であることが好ましい。しかし、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、付活元素の全量に対して１０モル％未満の範囲で、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ａｇ、ＺｎおよびＭｇの少なくとも１つを付活元素として含んでも良い。付活元素は、母体結晶中でＳｉが占めるべきサイト（Ｓｉサイト）の０．５〜１０％を占めていることが好ましい。母材結晶では、Ｓｉサイトの１０％以下が付活元素以外の元素で置換されていても良い。格子間位置を占める金属元素が母体結晶に添加されていても良い。

なお、赤色蛍光体５は、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体とは異なる赤色蛍光体（たとえば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕまたは（Ｓｒ・Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）をさらに含んでも良い。Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体は高価である。そのため、赤色蛍光体５がＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体とは異なる赤色蛍光体をさらに含むことは、廉価版の色再現性に優れた発光装置に適している。

（緑色蛍光体）
緑色蛍光体６は、発光素子３からの光で励起されて緑色光を発するものである。このような緑色蛍光体６としては、特に制限されるものではないが、たとえば（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、Ｅｕ付活β−ＳｉＡｌＯＮ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）_２Ｓ_４：Ｅｕ、（Ｙ，Ｔｂ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｌｉ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、または、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｃ_２Ｏ_４：Ｃｅなどであることが好ましく、中でもＥｕ付活β−ＳｉＡｌＯＮを緑色蛍光体６として含んでいることが特に好ましい。

本実施形態の発光装置１において、赤色蛍光体５は、緑色蛍光体６に対して、質量比で、２〜５倍含まれていることが好ましい。赤色蛍光体５が緑色蛍光体６に対して質量比で２倍以上含まれていれば、発光効率に優れないＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いたことに起因する赤色の色度の低下または赤色光の発光強度の低下を防止することができる。また、赤色蛍光体５が緑色蛍光体６に対して質量比で５倍以下含まれていれば、発光装置からの光における赤色光の成分の寄与が大きくなりすぎることを防止できる。より好ましくは、赤色蛍光体５は緑色蛍光体６に対して質量比で２〜４倍含まれている。

（封止樹脂）
封止樹脂３１の粘度は、２０００〜７０００（ｍＰａ・ｓ）であることが好ましい。封止樹脂３１の粘度が２０００（ｍＰａ・ｓ）以上であれば、赤色蛍光体５および緑色蛍光体６を発光素子３へ向かって吐出させるときに、吐出装置に取り付けられたノズルの先端およびノズルの内部で蛍光体が詰まることを防止できる。赤色蛍光体５としてＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いた場合、上述のようにＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕまたは（Ｓｒ・Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを用いた場合よりも含有量を多くすることが好ましく、また、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体の体積基準のメジアン径は１０〜９０μｍである。そのため、赤色蛍光体５としてＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いた場合、上述のようにＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕまたは（Ｓｒ・Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを用いた場合よりも、赤色蛍光体５がノズルの先端およびノズルの内部で詰まり易くなる。しかし、封止樹脂４の粘度を上記数値範囲内とすることにより、赤色蛍光体５がノズルの先端およびノズルの内部で詰まることを防止できる。よって、赤色蛍光体５を用いた場合に封止樹脂３１の粘度を上記数値範囲内とすることは非常に効果的である。また、赤色蛍光体５がノズルの先端およびノズルの内部で詰まることを防止できるので、封止部材４では赤色蛍光体５と緑色蛍光体６とが均一に分散することとなる。封止樹脂３１の粘度が７０００（ｍＰａ・ｓ）以下であれば、吐出に要する時間が長くなり過ぎることを防止できる。以上より、封止樹脂３１の粘度が上記数値範囲内であれば、発光装置を量産できる。

粘度が２０００〜７０００（ｍＰａ・ｓ）である封止樹脂３１を得るためには、封止樹脂３１はフェニルシリコーン樹脂を少なくとも含むことが好ましい。より好ましくは、フェニルシリコーン樹脂の粘度が５０００（ｍＰａ・ｓ）以上であり、さらに好ましくは、フェニルシリコーン樹脂の粘度が１００００（ｍＰａ・ｓ）以上である。フェニルシリコーン樹脂の粘度が５０００（ｍＰａ・ｓ）以上であれば、封止樹脂３１の粘度が２０００〜７０００（ｍＰａ・ｓ）となり易い。なお、粘度が４００００（ｍＰａ・ｓ）よりも大きなフェニルシリコーン樹脂を入手することは難しいので、フェニルシリコーン樹脂の粘度は４００００（ｍＰａ・ｓ）以下であることが好ましい。

封止樹脂３１の粘度が２０００〜７０００（ｍＰａ・ｓ）となるのであれば、封止樹脂３１は、粘度が５０００（ｍＰａ・ｓ）未満のフェニルシリコーン樹脂をさらに含んでいても良く、フェニルシリコーン樹脂とは異なる樹脂（たとえば有機変性シリコーン樹脂）を含んでいても良い。また、本明細書では、封止樹脂３１の粘度およびフェニルシリコーン樹脂の粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３：２０１１（液体の粘度測定方法）に準拠して測定された値を意味する。

なお、封止部材４は、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、および、Ｙ_２Ｏ_３のうちの少なくとも１つを含んでいても良い。

［動作］
外部電力が配線パターン１３を介して発光素子３に供給されると、発光素子３が青色光を発生させる。この青色光の一部は、赤色蛍光体５に吸収されて赤色光に波長変換され、封止部材４の外へ放出される。残りの青色光の一部は、緑色蛍光体６に吸収されて緑色光に波長変換され、封止部材４の外へ放出される。残りの青色光は、赤色蛍光体５にも緑色蛍光体６にも吸収されることなく封止部材４の外へ放出される。このようにして赤色光と緑色光と青色光とが同時に封止部材４の外へ放出されるので、光出射面側からは白色光が放出されることとなる。

＜プリズムフィルム＞
本実施形態の発光装置１は、光出射面８側にプリズムフィルム（プリズムシート）７が配置されていることを大きな特徴とする。ここで、図３は、プリズムフィルム７による光の作用を模式的に示す図である。プリズムフィルム７としては、たとえば、平板状の基材部と、プリズムパターンが形成されたプリズム部を備え、基材部とプリズム部とは同じ材料で一体的に形成されていてもよいし、互いに異なる材料で形成されていてもよい。基材部を形成する材料としては、たとえばポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられ、また、プリズム部を形成する材料としては、たとえばアクリル系樹脂、フォトポリマーなどが挙げられる。中でも、基材部が透明性に優れ、かつ、プリズム部が加工性に優れているという理由からは、ポリエステルで形成された基材部とアクリル系樹脂で形成されたプリズム部とを備えるプリズムフィルムを用いることが好ましい。

プリズムシート７のプリズム部におけるプリズムパターンは、均一なパターンであってもランダムなパターンであってもよいが、配向を揃えるという観点からは、均一なパターンであることが好ましい。またプリズム部における突出する部分の形状は、四角錐状、三角錐状、円錐状、レンズ状など特に制限されない。なお、本発明において、プリズムシートのレンズ方向（溝方向）は、導光板厚み方向の入光角外の光を有効利用するため、平行方向とする方が好ましい。直交方向の場合、発光装置の色ムラや輝度ムラがバックライトに発生しやすくなる場合がある。

また、プリズムシートの厚み（基材部のプリズム部とは反対側の端部からプリズム部における突出する部分の端部までの直線距離）は、好適には３０〜５００μｍの範囲内、より好適には４０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。また、プリズム部における突出する部分の間の直線距離（ピッチ）は、好適には１０〜１００μｍの範囲内、より好適には２０〜６０μｍの範囲内であることが好ましい。

プリズムフィルムとしては、市販されているものを特に制限なく用いることができ、たとえばＴＢＥＦ２−ＧＴ（３Ｍ社製）、ＢＥＦ４−ＧＭ−９５ Ｖ２（３Ｍ社製）などが好適な例として挙げられる。

ここで、プリズムシート７は、発光装置の光出射面側に配置されていればよく、図１に示した例のように、発光装置の構成要素として光出射面側に載置する、接着する（好適な接着剤については後述）などの手法を用いて設けられていてもよいし、また、後述する構成のように、発光装置の構成要素としてではなく、発光装置の光出射面側に配置されていてもよい。

本発明の発光装置では、上述のようなプリズムシート７が光出射面側に配置されていることで、図３に示すように、二重反射、屈折、反射／屈折などの作用により、発光装置の光出射面側から照射された光を集光し、光出射面側における輝度を格段に向上させることができるとともに、視野角外の利用されない光を再反射によりリサイクルし、最適な角度となるように集光することができる。これによって、発光素子として青色ＬＥＤを用い、当該発光素子からの一次光を吸収して二次光を発するよう赤色蛍光体および緑色蛍光体を用いることで白色光を呈する発光装置としたとしても、光が蛍光体で散乱することに起因して、緑色光、赤色光の配向が広くなることを防止することができる。特に、赤色蛍光体として、その濃度を高くする必要があるＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を用いた場合であっても、赤色光の配向の顕著な広がりの問題を解消することができる。このように、赤色光および緑色光についても効率よく導光板へと入光させることができ、ディスプレイ用途に好適な、指向角が狭く、輝度が向上された発光特性を有する発光装置を提供することができる。

［発光装置の製造方法］
以下に示す方法にしたがって本実施形態の発光装置を好適に製造することができる。まず、基体２に発光素子３を固定する。たとえば、接着剤２１を挟んで発光素子３をインナーリード部１２上に配置してから、接着剤２１を硬化させる。

次に、発光素子３と基体２とを電気的に接続する。たとえば、導電性ワイヤー２３を用いて発光素子３とインナーリード部１２とを電気的に接続する。

続いて、発光素子３を封止部材４で封止する。たとえば、封止樹脂３１と赤色蛍光体５と緑色蛍光体６とを含む封止剤を調製する。その後、吐出装置をキャビティ部１７の開口の上方に配置し、その吐出装置の液室に封止剤を入れる。この状態で液室内の封止剤をピストンで押すと、封止剤は、吐出装置のノズルから吐出され、キャビティ部１７の開口から発光素子３へ供給される。これにより、発光素子３は封止剤に被覆される。その後、封止樹脂３１を硬化させる。

以上説明したように、図１に示す発光装置は、基体２と、基体２上に配置された発光素子３と、発光素子３を封止する封止部材４とを備える。封止部材４は、粒子状の赤色蛍光体５を少なくとも含む。赤色蛍光体５は、Ｍｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含む。封止部材４の上面４０は、凹凸部４１を少なくとも一部に有する。これにより、ディスプレイ用途に好適な発光特性を有する発光装置が得られる。

図１に示す発光装置は、駆動回路などの電気回路を備えた実装基板に実装するときに発光面に対して垂直に実装するサイドビュー型または側面発光型の発光装置（短辺が薄い）である場合に特に好適である。本発明により、従来のサイドビュー型または側面発光型の発光装置と比較して、指向角が狭く、高輝度で、色再現性に優れたサイドビュー型または側面発光型の発光装置が得られる。特に、サイドビュー型または側面発光型の発光装置の長手方向とプリズムシートの長手方向とが平行となるように配置することで、緑色光と赤色光の明るさ強度の方向依存性を小さくし、換言すれば、指向角を狭く制御することができ、導光板の伝達に有効な放射角±４５°以内の光量を増加させることができる。

〔２〕第２の実施形態（液晶表示装置）
本発明は、基体と、前記基体上に配置された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材とを備え、前記封止部材は、蛍光体を少なくとも含む発光装置と、前記発光装置の光出射面側に配置された導光板とを備える液晶表示装置であって、前記発光装置と前記導光板との間にプリズムフィルムが配置された液晶表示装置についても提供する。ここで、図４は、第２の実施形態の液晶表示装置の一部を模式的に示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断面線ＩＶＢ−ＩＶＢからみた断面図である。

液晶表示装置におけるバックライト装置などでは、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５４に、複数の発光装置５１が並べて実装され、ＦＰＣ５４上に実装された複数の発光装置５１の光出射面側が導光板５５の端面と対向するように配置される。発光装置５１の光出射面側とは反対側は、バックライト枠（ＢＬ枠）５３で覆われる。図４に示す例では、導光板５５と発光装置５１との間に、複数実装された発光装置５１に対し１枚または複数枚のプリズムシート５２が、発光装置５１の光出射面側に配置されるように接着剤５６で接着されることで固定される。発光装置５１とプリズムシート５２とを接着する場合には、発光装置５１の光出射面周辺の狭い範囲での接着に限られることになるが、１個の発光装置の光出射面側に１枚のプリズムシートを接着する場合と比較すると、精度よく貼り付けることができるという利点がある。

ここで、プリズムシート５２の接着に用いられる接着剤５６としては、アクリル樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤など、光透過性を有する接着剤であれば特に制限なく用いることができる。接着剤は市販のものを好適に用いることができ、アクリル樹脂系接着剤の具体例としては、ＨＪ−９１５０Ｗ（日東電工株式会社製）などが挙げられ、シリコーン樹脂系接着剤の具体例としては、スーパーＸ（セメダイン株式会社製）などが挙げられる。

なお、図４には、プリズムシート５２と発光装置５１を接着した場合を例示したが、プリズムシート５２を接着する相手は発光装置５１に限定されるものではなく、バックライト枠、導光板、ＦＰＣの一部などの少なくともいずれかであっても勿論よい。たとえばＦＰＣに対してプリズムシートを接着する場合は、プリズムシートの一端をＬ字に曲げ、その曲げ箇所をのりしろとし、上述した接着剤を用いてＦＰＣに接着することも可能である。この形態では接着位置が発光素子からの光出射面上にないことから接着剤のはみ出しによる影響を気にする必要がなくなる。

〔３〕第３の実施形態（液晶表示装置）
図５は、第３の実施形態の液晶表示装置の一部を模式的に示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断面線ＶＢ−ＶＢからみた断面図である。図５に示す例では、ＦＰＣ７４に、複数の発光装置７１が並べて実装され、ＦＰＣ７４上に実装された複数の発光装置７１の光出射面側が導光板７５の端面と対向するように配置され、発光装置７１の光出射面側とは反対側がバックライト枠（ＢＬ枠）７３で覆われる点は図４に示した例と同様である。図５に示す例では、導光板７５の端部および中央部に、プリズムシート７２を嵌め込み可能な溝が形成されており（図５（ａ））、この溝に２枚のプリズムシートの端部をそれぞれ嵌め込んで固定することで、発光装置７１の光出射面側となるように配置した例が示されている。このように、導光板に予め溝を形成し、これにプリズムシートを嵌め込むようにすることで、光の通過面での接着のはみ出しの虞がなく、接着剤の使用量を減らすことができ、構成部材への接着剤の漏れを防止できるという利点がある。しかしながら、このような導光板の溝への嵌め込みを利用する場合であっても、発光装置とプリズムシートとを接着剤を用いて接着するようにしても勿論よい。なお、導光板の溝の数、配置は図５に示した例に限定されず、たとえば、導光板の両端に溝を形成し、１枚のプリズムシートを嵌め込み、発光装置の光出射面側に配置するようにしても勿論よい。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
まず、基体を用意した。基体は、ステージ部と、耐熱性ポリマーからなる枠体部とを有していた。ステージ部には配線パターンが設けられており、配線パターンは銅合金が銀でメッキされて構成されていた。枠体部は、ステージ部の上面に配置されていた。枠体部にはキャビティ部が形成されており、キャビティ部の側面はステージ部の上面から遠ざかるにつれて外側へ傾斜していた。キャビティ部の深さは０．２７ｍｍであった。キャビティ部の開口は平面視において長方形状（縦０．５ｍｍ（最も厚い部分）×横３．２ｍｍ）に形成されており、平面視における上記開口の角部は面取りされていた。

次に、４５０ｎｍにピーク波長を有する光を発する発光素子を用意した。フェニルシリコーン系接着剤を用いて当該発光素子をインナーリード部上に配置した。その後、１５０℃で１時間保持することによりフェニルシリコーン系接着剤を硬化させた。これにより、発光素子がインナーリード部上に固定された。

続いて、金線を用いてインナーリード部と発光素子とを電気的に接続した。その後、封止剤を調製した。

調製された封止剤には、粘度が１３０００ｍＰａ・ｓのフェニルシリコーン樹脂（Ａ剤（主剤））と、粘度が３６００ｍＰａ・ｓのフェニルシリコーン樹脂（Ｂ剤（硬化剤））と、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ（体積基準のメジアン径（ｄ_５０）が３４．０μｍ、赤色蛍光体）と、Ｅｕ_０．０５Ｓｉ_{１１．５０}Ａｌ_０．５０Ｏ_０．０５Ｎ_{１５．９５}（β型ＳｉＡｌＯＮ）（体積基準のメジアン径（ｄ_５０）が１２．０μｍ）なる組成で表わされる緑色蛍光体とが含まれていた。赤色蛍光体は、フェニルシリコーン樹脂に対して７６質量％含まれており、緑色蛍光体は、フェニルシリコーン樹脂に対して２４質量％含まれていた。

続いて、吐出装置を用いて封止剤を発光素子へ吐出させた。用いた吐出装置のノズルは、外形が０．４ｍｍであり、内径が０．２８ｍｍであった。その後、１００℃で１時間保持してから、１５０℃で１時間保持した。これにより、上記フェニルシリコーン樹脂（Ａ剤（主剤））が上記フェニルシリコーン樹脂（Ｂ剤（硬化剤））により硬化された。その後、幅が０．４ｍｍとなるように基体を分割した。

光出射面側に、プリズムシート（ＢＥＦ４−ＧＭ−９５ Ｖ２、３Ｍ社製）（ピッチ：２４μｍ、厚み：９５μｍ）を、同じ面積となるように切り出し、レンズ方向が平行となるようにシリコーン樹脂系接着剤の基材部側を接着することで、図１に示した発光装置を作製した。

＜実施例２＞
レンズ方向が直交となるようにプリズムシートを接着したこと以外は実施例１と同様にして発光装置を作製した。

＜実施例３＞
プリズムシート（ＴＢＥＦ２−ＧＴ、３Ｍ社製）（ピッチ：２４μｍ、厚み：６５μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして発光装置を作製した。

＜実施例４＞
レンズ方向が直交となるようにプリズムシートを接着したこと以外は実施例３と同様にして発光装置を作製した。

＜比較例＞
レンズフィルムを設けないこと以外は実施例１と同様にした。

［評価試験］
実施例１〜４、比較例でそれぞれ作製した発光装置の輝度および色度について、測定装置ＳＲ３Ａ（株式会社トプコン製）を用いて測定した。

結果を表１に示す。また、実施例１〜４の輝度、色度については比較例に対する相対（％）も併せて示している。

表１から分かるように、実施例では、サイド発光ＬＥＤの指向特性が狭指向特性となり、輝度が比較例に対し約１．５倍、色度もΔＸ、ΔＹ＝０．０３３、０．０５３のものまで得られたことが分かる。

１ 発光装置、２ 基体、３ 発光素子、４ 封止部材、５ 赤色蛍光体、６ 緑色蛍光体、７ プリズムフィルム、８ 光出射面、１１ ステージ部、１２ インナーリード部、１３ 配線パターン、１４ アウターリード部、１５ 枠体部、１７ キャビティ部、２１ 接着剤、２３ 導電性ワイヤー、３１ 封止樹脂、５１ 発光装置、５２ プリズムシート、５３ バックライト枠、５４ フレキシブル配線基板、５５ 導光板、５６ 接着剤、７１ 発光装置、７２ プリズムシート、７３ バックライト枠、７４ フレキシブル配線基板、７５ 導光板。

Claims (5)

1. 基体と、
   前記基体に配置された発光素子と、
   前記発光素子を封止し、蛍光体を少なくとも含む封止部材とを備え、
   光出射面側にプリズムフィルムが配置された、発光装置。
2. 前記発光素子が青色ＬＥＤであり、前記封止部材に含まれる蛍光体が赤色蛍光体および緑色蛍光体である、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記赤色蛍光体がＭｎ^４＋付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含み、前記緑色蛍光体がＥｕ付活β−ＳｉＡｌＯＮを少なくとも含む、請求項２に記載の発光装置。
4. サイドビュー型または側面発光型である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 基体と、前記基体に配置された発光素子と、前記発光素子を封止し、蛍光体を少なくとも含む封止部材とを備える発光装置と、
   前記発光装置の光出射面側に配置された導光板とを備える液晶表示装置であって、
   前記発光装置と前記導光板との間にプリズムフィルムが配置された、液晶表示装置。

Images