JP3117790U - Surface light source device - Google Patents

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照人 小口
雅之 橋爪
朗 井上
都志 渡辺
陽弘 加藤
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Abstract

【課題】蛍光体で波長変換された光の取出し効率を向上させることができると共に蛍光体の量及び表面積を増大させることのできる多色発光可能な面状光源装置を実現する。
【解決手段】 表面が出光面12bと成された透光性材料より成る導光板12と、該導光板12の一端面12aの近傍に配置されたLED14を備え、上記導光板12の出光面12bに、LED14から発光された光を、赤色可視光に波長変換して放射する赤色発光用の蛍光体16Rを担持して成るシート状の第1の不織布18R、緑色可視光に波長変換して放射する緑色発光用の蛍光体16Gを担持して成るシート状の第2の不織布18G、青色可視光に波長変換して放射する青色発光用の蛍光体16Bを担持して成るシート状の第3の不織布18Bを配置し、さらに、上記LED14の外側方、導光板12の裏面12c、上記LED14の配置される導光板12の一端面12a以外の端面を、アルミニウム等より成る光反射部材24で覆った面状光源装置10。
【選択図】図1
A planar light source device capable of improving the extraction efficiency of light wavelength-converted by a phosphor and increasing the amount and surface area of the phosphor and capable of emitting multicolor light.
A light guide plate 12 made of a translucent material whose surface is formed with a light exit surface 12b, and an LED 14 disposed in the vicinity of one end surface 12a of the light guide plate 12, and the light exit surface 12b of the light guide plate 12 is provided. In addition, the sheet-like first non-woven fabric 18R formed by carrying a phosphor 16R for red light emission that radiates the light emitted from the LED 14 into red visible light, and converts the wavelength into green visible light for radiation. Sheet-like second non-woven fabric 18G carrying a green-emitting phosphor 16G, and a third sheet-like non-woven fabric carrying a blue-emitting phosphor 16B that radiates by converting the wavelength to blue visible light. A non-woven fabric 18B is disposed, and the outer surface of the LED 14, the back surface 12c of the light guide plate 12, and the end surface other than the one end surface 12a of the light guide plate 12 on which the LED 14 is disposed are covered with a light reflecting member 24 made of aluminum or the like. A planar light source device 10.
[Selection] Figure 1

Description

この考案は、液晶表示パネルのバックライトや操作スイッチ類の光源等に好適に用いることのできる多色発光可能な面状光源装置に関する。   The present invention relates to a planar light source device capable of emitting multicolor light, which can be suitably used for a backlight of a liquid crystal display panel, a light source of operation switches, and the like.

図9は、従来の面状光源装置の一例を示すものであり、該面状光源装置70は、透光性材料より成る導光板72と、該導光板72の一端面72aに沿って配置された光源としての発光ダイオード(LED)74を備えている。
また、上記LED74の外側方、導光板72の裏面、上記LED74の配置される導光板72の一端面72a以外の端面は、光反射部材76で覆われている。
上記導光板72の表面は出光面72bと成されており、該出光面72b上には、上記LED74から発光された光を、赤色可視光に波長変換して放射する赤色発光用の蛍光体78R、緑色可視光に波長変換して放射する緑色発光用の蛍光体78G、青色可視光に波長変換して放射する青色発光用の蛍光体78Bが膜状に被着されている。これら膜状の蛍光体78R、78G、78Bは、それぞれ、バインダー中に蛍光体78R、78G、78Bを混合して被着・焼成することにより形成される。
FIG. 9 shows an example of a conventional planar light source device. The planar light source device 70 is disposed along a light guide plate 72 made of a translucent material and one end surface 72 a of the light guide plate 72. A light emitting diode (LED) 74 is provided as a light source.
Further, the outer side of the LED 74, the back surface of the light guide plate 72, and the end surface other than the one end surface 72a of the light guide plate 72 on which the LED 74 is disposed are covered with a light reflecting member 76.
The surface of the light guide plate 72 is formed as a light exit surface 72b. On the light exit surface 72b, a red light emitting phosphor 78R that emits the light emitted from the LED 74 by converting the wavelength into red visible light. A green light emitting phosphor 78G that radiates by converting the wavelength to green visible light and a blue light emitting phosphor 78B that converts the wavelength to blue visible light and radiates are coated in a film form. These film-like phosphors 78R, 78G, and 78B are formed by mixing and firing the phosphors 78R, 78G, and 78B in a binder, respectively.

この面状光源装置70にあっては、LED74から放射された光が導光板72の一端面72aから導光板72内部に入射した後、出光面72bから略均一に出射して上記蛍光体78R、78G、78Bに照射されることにより、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の3色の可視光が外部へ放射されるようになっている。   In the planar light source device 70, the light emitted from the LED 74 enters the light guide plate 72 from one end surface 72a of the light guide plate 72, and then exits the light emitting surface 72b substantially uniformly to emit the phosphor 78R. By irradiating 78G and 78B, visible light of three colors of red visible light, green visible light and blue visible light is emitted to the outside.

ところで、上記従来の面状光源装置70にあっては、蛍光体78R、78G、78Bで波長変換された光は、膜状の78R、78G、78Bを透過する「透過光」となるため、波長変換された光が膜状の蛍光体78R、78G、78Bを透過して外部へ出射するまでの間に、その一部が蛍光体78R、78G、78Bによって吸収(自己吸収)されてしまい、光の取出し効率が良好ではなかった。
また、上記蛍光体78R、78G、78Bから放射される光の輝度は、一般に蛍光体78R、78G、78Bの量及び表面積に略比例するものであるが、上記従来の面状光源装置70にあっては、蛍光体78R、78G、78Bが導光板72の出光面72b上に膜状に被着されていることから、十分な量及び表面積の蛍光体78R、78G、78Bを確保することができなかった。
By the way, in the above conventional planar light source device 70, the wavelength-converted light by the phosphors 78R, 78G, 78B becomes “transmitted light” that is transmitted through the film-like 78R, 78G, 78B. A portion of the converted light is absorbed (self-absorbed) by the phosphors 78R, 78G, and 78B until it passes through the film-like phosphors 78R, 78G, and 78B and is emitted to the outside. The removal efficiency of was not good.
The luminance of light emitted from the phosphors 78R, 78G, 78B is generally proportional to the amount and surface area of the phosphors 78R, 78G, 78B. In this case, since the phosphors 78R, 78G, and 78B are deposited in a film shape on the light output surface 72b of the light guide plate 72, a sufficient amount and surface area of the phosphors 78R, 78G, and 78B can be secured. There wasn't.

本考案は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、蛍光体で波長変換された光の取出し効率を向上させることができると共に蛍光体の量及び表面積を増大させることのできる多色発光可能な面状光源装置を実現することにある。   The present invention has been devised in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to improve the extraction efficiency of light wavelength-converted by the phosphor, and the amount of the phosphor and An object is to realize a planar light source device capable of increasing the surface area and capable of emitting multicolor light.

上記の目的を達成するため、本考案に係る第1の面状光源装置は、蛍光体を励起する波長の光を放射する光源と、表面が出光面と成された導光板とを備え、上記導光板の出光面に複数の繊維の集合体を配置すると共に、各繊維の集合体には、他の繊維の集合体が担持する蛍光体の発光色とは異なる発光色の可視光を放射する蛍光体を担持させたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first planar light source device according to the present invention includes a light source that emits light having a wavelength that excites a phosphor, and a light guide plate whose surface is a light exit surface. A plurality of fiber assemblies are arranged on the light exit surface of the light guide plate, and each fiber assembly emits visible light having a light emission color different from the emission color of the phosphor carried by the other fiber assembly. It is characterized by carrying a phosphor.

また、本考案に係る第2の面状光源装置は、蛍光体を励起する波長の光を放射する光源と、表面が出光面と成された導光板とを備え、上記導光板の裏面に複数の繊維の集合体を配置すると共に、各繊維の集合体には、他の繊維の集合体が担持する蛍光体の発光色とは異なる発光色の可視光を放射する蛍光体を担持させたことを特徴とする。
この場合、導光板の厚さを、各繊維の集合体から放射される可視光が混色することなく出光面から放射される厚さに設定しても良い。
In addition, a second planar light source device according to the present invention includes a light source that emits light having a wavelength that excites a phosphor, and a light guide plate whose surface is a light output surface, and a plurality of light sources on the back surface of the light guide plate. In addition, each fiber assembly is loaded with a phosphor that emits visible light of an emission color different from the emission color of the phosphor carried by the other fiber assembly. It is characterized by.
In this case, you may set the thickness of a light-guide plate to the thickness radiated | emitted from a light-emitting surface, without the visible light radiated | emitted from the aggregate | assembly of each fiber mixing.

上記繊維の集合体としては、不織布が好ましく、この場合、不織布を構成する繊維に蛍光体を担持させる。   The aggregate of the fibers is preferably a non-woven fabric. In this case, the phosphor is supported on the fibers constituting the non-woven fabric.

本考案に係る第1の面状光源装置及び第2の面状光源装置にあっては、それぞれ発光色の異なる蛍光体を担持した複数の繊維の集合体を用意しておき、これら繊維の集合体を導光板の出光面、或いは、導光板の裏面に配置するだけで、多色発光可能な面状光源装置を容易に得ることができる。
また、本考案の第1の面状光源装置及び第2の面状光源装置は、繊維の集合体に蛍光体を担持せしめたことにより、蛍光体が立体的に担持されることとなり、この結果、蛍光体で波長変換される光を、蛍光体で反射された反射光として取り出すことができる。このため、蛍光体78R、78G、78Bで波長変換される光を透過光として取り出していた従来の面状光源装置70に比べ、光の取出し効率が向上する。
さらに、本考案の第1の面状光源装置及び第2の面状光源装置は、単位体積当たりの繊維の表面積が大きい繊維の集合体に蛍光体を担持せしめたことから、従来の面状光源装置70の如く、導光板72の出光面72b上に蛍光体78R、78G、78Bを膜状に被着した場合に比べ、蛍光体の量及び表面積を増大させることができる。
In the first planar light source device and the second planar light source device according to the present invention, an assembly of a plurality of fibers carrying phosphors having different emission colors is prepared, and the assembly of these fibers is prepared. A planar light source device capable of emitting multicolor light can be easily obtained simply by arranging the body on the light exit surface of the light guide plate or the back surface of the light guide plate.
In addition, the first planar light source device and the second planar light source device of the present invention support the phosphor three-dimensionally by supporting the phosphor on the fiber assembly. As a result, The light whose wavelength is converted by the phosphor can be extracted as reflected light reflected by the phosphor. For this reason, the light extraction efficiency is improved as compared with the conventional planar light source device 70 in which the light whose wavelength is converted by the phosphors 78R, 78G, and 78B is extracted as transmitted light.
Furthermore, since the first planar light source device and the second planar light source device of the present invention have the phosphors supported on the assembly of fibers having a large surface area per unit volume, the conventional planar light source Compared with the case where the phosphors 78R, 78G, and 78B are deposited on the light exit surface 72b of the light guide plate 72 as in the device 70, the amount and surface area of the phosphor can be increased.

多数の繊維が立体的に絡み合って形成された不織布を、上記繊維の集合体として用い、該不織布を構成する繊維に蛍光体を担持させた場合には、単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きいことから、従来の面状光源装置70の如く、導光板72の出光面72b上に蛍光体78R、78G、78Bを膜状に被着した場合に比べ、蛍光体の量及び表面積を飛躍的に増大させることができる。   When a non-woven fabric formed by entanglement of a large number of fibers is used as an assembly of the above fibers, and the phosphor is supported on the fibers constituting the non-woven fabric, the surface area of the fibers per unit volume is extremely large Therefore, as in the case of the conventional planar light source device 70, the amount and surface area of the phosphor are dramatically increased as compared with the case where the phosphors 78R, 78G, and 78B are deposited on the light exit surface 72b of the light guide plate 72 in the form of a film. Can be increased.

以下、図面に基づき、本考案に係る面状光源装置の実施形態を説明する。
図1及び図2は、本考案に係る第1の面状光源装置10を示すものであり、この第1の面状光源装置10は、アクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネート樹脂等の透光性材料より成る導光板12と、該導光板12の一端面12aの近傍に配置された光源としての複数のLED14を備えている。該LED14は、後述する蛍光体を励起する波長の紫外線や可視光等の光を放射するものであり、LED14に限らず、冷陰極管等を用いることもできる。
Hereinafter, an embodiment of a planar light source device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first planar light source device 10 according to the present invention. This first planar light source device 10 is made of a light-transmitting material such as acrylic resin, glass, polycarbonate resin, or the like. And a plurality of LEDs 14 as light sources arranged in the vicinity of one end surface 12a of the light guide plate 12. The LED 14 emits light such as ultraviolet light and visible light having a wavelength for exciting a phosphor to be described later, and is not limited to the LED 14, and a cold cathode tube or the like can also be used.

上記導光板12の表面は出光面12bと成されている。また、導光板12の出光面12bには、上記LED14から発光された光を、赤色可視光に波長変換して放射する赤色発光用の蛍光体16Rを担持して成る繊維の集合体としてのシート状の第1の不織布18R、緑色可視光に波長変換して放射する緑色発光用の蛍光体16Gを担持して成るシート状の第2の不織布18G、青色可視光に波長変換して放射する青色発光用の蛍光体16Bを担持して成るシート状の第3の不織布18Bが配置されている。   The surface of the light guide plate 12 is a light exit surface 12b. Further, on the light exit surface 12b of the light guide plate 12, a sheet as a fiber aggregate formed by carrying a phosphor 16R for red light emission that radiates the light emitted from the LED 14 by converting the wavelength of the light into red visible light. First nonwoven fabric 18R in the form of a sheet, second nonwoven fabric 18G in the form of a sheet carrying green phosphor 16G for wavelength conversion to green visible light, and blue color to be emitted after wavelength conversion to blue visible light A sheet-like third nonwoven fabric 18B formed by carrying a phosphor 16B for light emission is disposed.

上記不織布18R、18G、18Bは、第2の不織布18Gを示した図3及び図4に示すように、多数の繊維20が立体的に絡み合って形成されるものであり、繊維20間には多数の空隙22(図5参照)が形成されており、また、多数の繊維20が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維20の表面積が極めて大きいものである。
蛍光体16R、16G、16Bは、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に被着・担持されているものであり、図6に示すように、繊維20の表面に、蛍光体16Gの粒子が多数被着されている。
尚、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の繊維密度や、不織布18R、18G、18Bの厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の総表面積を任意に増減可能である。
The nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B are formed by three-dimensionally intertwining many fibers 20 as shown in FIGS. 3 and 4 showing the second nonwoven fabric 18G. 5 (see FIG. 5) is formed, and a large number of fibers 20 are intertwined with each other, so that the surface area of the fibers 20 per unit volume is extremely large.
The phosphors 16R, 16G, and 16B are attached to and supported on the surface of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B. As shown in FIG. A large number of particles are deposited.
Incidentally, the fiber density of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, 18B, the thickness of the nonwoven fabrics 18R, 18G, 18B, the basis weight, etc. are appropriately adjusted, so that the total of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, 18B are adjusted. The surface area can be arbitrarily increased or decreased.

上記繊維20は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の樹脂繊維、レーヨン等のセルロース系の化学繊維、ガラス繊維、アルミナ、ボロン等の金属繊維、天然繊維等の短繊維から成り、その直径は1〜20μm、長さは0.5〜20mm程度である。
尚、長さが50〜100mm程度の長繊維から成る繊維20を用いることも勿論可能である。
The fiber 20 is a resin fiber such as nylon, polyester, acrylic, polypropylene, polyvinyl chloride or fluororesin, a cellulosic chemical fiber such as rayon, a metal fiber such as glass fiber, alumina or boron, or a short fiber such as natural fiber. The diameter is 1 to 20 μm, and the length is about 0.5 to 20 mm.
Of course, it is also possible to use fibers 20 made of long fibers having a length of about 50 to 100 mm.

上記蛍光体16R、16G、16Bは、紫外線や青色可視光等の光の照射を受けると、この光を所定波長の可視光等の光に波長変換するものであり、例えば以下の組成のものを用いることができる。
紫外線等の光を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体16Rとして、MS:Eu(Mは、La、Gd、Yの何れか1種)、0.5MgF・3.5MgO・GeO:Mn、2MgO・2LiO・Sb:Mn、Y(P,V)O4:Eu、YVO4:Eu、(SrMg)3(PO4):Sn、Y:Eu、CaSiO:Pb,Mn等がある。
また、紫外線等の光を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体16Gとして、BaMgAl1627:Eu,Mn、ZnSiO4:Mn、(Ce,Tb,Mn)MgAl1119、LaPO4:Ce,Tb、(Ce,Tb)MgAl1119、YSiO:Ce,Tb、ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al、(Zn,Cd)S:Cu,Al、SrAl:Eu、SrAl:Eu,Dy、SrAl1425:Eu,Dy、YAl12:Tb、Y(Al,Ga)12:Tb、YAl12:Ce、Y(Al,Ga)12:Ce等がある。
更に、紫外線等の光を青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体16Bとして、(SrCaBa)(PO)Cl:Eu、BaMgAl1627:Eu、(SrMg)7:Eu、Sr7:Eu、Sr:Sn、Sr(PO4Cl:Eu、BaMgAl1627:Eu、CaWO4、CaWO4:Pb、ZnS:Ag,Cl、ZnS:Ag,Al、(Sr,Ca,Mg)10(PO)Cl:Eu等がある。
尚、蛍光体16R、16G、16Bは、有機、無機の蛍光染料や、有機、無機の蛍光顔料を含むものである。
When the phosphors 16R, 16G, and 16B are irradiated with light such as ultraviolet rays and blue visible light, the phosphors 16R, 16G, and 16B convert the wavelength of the light into light such as visible light having a predetermined wavelength. Can be used.
As a phosphor 16R for red light emission that converts light such as ultraviolet rays into red visible light, M 2 O 2 S: Eu (M is any one of La, Gd, and Y), 0.5MgF 2 .3.5MgO. GeO 2: Mn, 2MgO · 2LiO 2 · Sb 2 O 3: Mn, Y (P, V) O 4: Eu, YVO 4: Eu, (SrMg) 3 (PO 4): Sn, Y 2 O 3: Eu , CaSiO 3 : Pb, Mn and the like.
Further, the phosphor 16G for green emission for converting light such as ultraviolet rays to green visible light, BaMg 2 Al 16 O 27: Eu, Mn, Zn 2 SiO 4: Mn, (Ce, Tb, Mn) MgAl 11 O 19 , LaPO 4 : Ce, Tb, (Ce, Tb) MgAl 11 O 19 , Y 2 SiO 5 : Ce, Tb, ZnS: Cu, Al, ZnS: Cu, Au, Al, (Zn, Cd) S: Cu , Al, SrAl 2 O 4 : Eu, SrAl 2 O 4 : Eu, Dy, Sr 4 Al 14 O 25 : Eu, Dy, Y 3 Al 5 O 12 : Tb, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : There are Tb, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, and the like.
Further, as a phosphor 16B for blue light emission that converts light such as ultraviolet rays into blue visible light, (SrCaBa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, (SrMg) 2 P 2 O 7 : Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Sn, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, CaWO 4 , CaWO 4 : Pb , ZnS: Ag, Cl, ZnS : Ag, Al, (Sr, Ca, Mg) 10 (PO 4) 6 Cl 2: there is Eu and the like.
The phosphors 16R, 16G, and 16B include organic and inorganic fluorescent dyes and organic and inorganic fluorescent pigments.

上記LED14の外側方、導光板12の裏面12c、上記LED14の配置される導光板12の一端面12a以外の端面は、アルミニウム等より成る光反射部材24で覆われている。   The outer surface of the LED 14, the back surface 12c of the light guide plate 12, and the end surface other than the one end surface 12a of the light guide plate 12 on which the LED 14 is disposed are covered with a light reflecting member 24 made of aluminum or the like.

この第1の面状光源装置10にあっては、LED14から放射された光が導光板12の一端面12aから導光板12内部に入射した後、出光面12bから略均一に出射して、第1の不織布18Rに担持された赤色発光用の蛍光体16R、第2の不織布18Gに担持された緑色発光用の蛍光体16G、第3の不織布18Bに担持された青色発光用の蛍光体16Bに照射されることにより、赤色可視光、緑色可視光及び青色可視光の3色の可視光が放射されるようになっている。
尚、LED14から放射された光の中で、導光板12の一端面12a側へ向かわなかった光を、LED14の外側方を覆う上記光反射部材24で反射させて導光板12の一端面12a側へ導くことができる。また、上記光反射部材24により、導光板12の一端面12a以外の端面から光が逃げるのを防止することができる。さらに、導光板12の裏面12cから出射した光を、上記光反射部材24で反射させて出光面12b側へ導くことができる。
In the first planar light source device 10, after the light emitted from the LED 14 enters the light guide plate 12 from the one end surface 12a of the light guide plate 12, it is emitted substantially uniformly from the light output surface 12b. The phosphor 16R for red light emission carried on one nonwoven fabric 18R, the phosphor 16G for green light emission carried on the second nonwoven fabric 18G, and the phosphor 16B for blue light emission carried on the third nonwoven fabric 18B. By irradiating, visible light of three colors of red visible light, green visible light and blue visible light is emitted.
Of the light radiated from the LED 14, the light that did not go to the one end surface 12 a side of the light guide plate 12 is reflected by the light reflecting member 24 that covers the outer side of the LED 14, and the one end surface 12 a side of the light guide plate 12. Can lead to. Further, the light reflecting member 24 can prevent light from escaping from the end surface other than the one end surface 12a of the light guide plate 12. Furthermore, the light emitted from the back surface 12c of the light guide plate 12 can be reflected by the light reflecting member 24 and guided to the light exit surface 12b side.

而して、上記第1の面状光源装置10にあっては、それぞれ発光色の異なる蛍光体16R、16G、16Bを担持した複数の不織布18R、18G、18Bを用意しておき、これら不織布18R、18G、18Bを導光板12の出光面12bに接着等して配置するだけで、多色発光可能な面状光源装置を容易に得ることができる。
また、本考案の第1の面状光源装置10にあっては、導光板12の出光面12bに3枚の不織布18R、18G、18Bを配置し、該不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に蛍光体16R、16G、16Bを担持せしめたことから、蛍光体16R、16G、16Bが立体的に担持されることとなり、この結果、蛍光体16R、16G、16Bで波長変換される光を、蛍光体16R、16G、16Bで反射された反射光として取り出すことができる。このため、蛍光体78R、78G、78Bで波長変換される光を透過光として取り出していた従来の面状光源装置70に比べ、光の取出し効率が向上する。
さらに、本考案の第1の面状光源装置10は、単位体積当たりの繊維20の表面積が極めて大きい不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に蛍光体16R、16G、16Bを担持せしめたことから、従来の面状光源装置70の如く、導光板72の出光面72b上に蛍光体78R、78G、78Bを膜状に被着した場合に比べ、蛍光体16R、16G、16Bの量及び表面積を飛躍的に増大させることができる。
Thus, in the first planar light source device 10, a plurality of nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B carrying phosphors 16R, 16G, and 16B having different emission colors are prepared, and these nonwoven fabrics 18R are prepared. , 18G, and 18B can be easily obtained by simply arranging the light emitting surface 12b of the light guide plate 12 by adhering them to the surface light source device capable of emitting multicolor light.
Further, in the first planar light source device 10 of the present invention, three nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B are arranged on the light exit surface 12b of the light guide plate 12, and the fibers constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B are arranged. Since the phosphors 16R, 16G, and 16B are carried on the surface of the phosphor 20, the phosphors 16R, 16G, and 16B are three-dimensionally supported. As a result, the wavelengths of the phosphors 16R, 16G, and 16B are converted. Light can be extracted as reflected light reflected by the phosphors 16R, 16G, and 16B. For this reason, the light extraction efficiency is improved as compared with the conventional planar light source device 70 in which light converted in wavelength by the phosphors 78R, 78G, and 78B is extracted as transmitted light.
Further, the first planar light source device 10 of the present invention supports the phosphors 16R, 16G, and 16B on the surface of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B having a very large surface area of the fibers 20 per unit volume. Therefore, the amount of the phosphors 16R, 16G, and 16B is larger than that in the case where the phosphors 78R, 78G, and 78B are deposited on the light output surface 72b of the light guide plate 72 as in the conventional planar light source device 70. And the surface area can be dramatically increased.

以下において、上記不織布18R、18G、18Bに蛍光体16R、16G、16Bを担持させる方法について説明する。
先ず、ポリプロピレン等の高融点材料より成る繊維20を、ポリエチレン等の低融点材料より成る繊維26で被覆した所定長さの複合繊維28(図7参照)を多数準備し、カード法やエアレイ法等を用いて、これら多数の複合繊維28より成るシート状の集積体(ウェブ)を形成する。
Hereinafter, a method for supporting the phosphors 16R, 16G, and 16B on the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B will be described.
First, a large number of composite fibers 28 (see FIG. 7) having a predetermined length obtained by coating fibers 20 made of a high melting point material such as polypropylene with fibers 26 made of a low melting point material such as polyethylene are prepared. Is used to form a sheet-like aggregate (web) made up of a large number of these composite fibers 28.

次に、シート状の集積体を、上記複合繊維28を構成する低融点材料より成る繊維26の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維20の融点より低い温度で加熱し、低融点材料より成る繊維26のみを溶融させると共に、第1の不織布18Rの元となる集積体には粒子状の赤色発光用の蛍光体16R、第2の不織布18Gの元となる集積体には粒子状の緑色発光用の蛍光体16G、第3の不織布18Bの元となる集積体には粒子状の青色発光用の蛍光体16Bを吹き付ける。   Next, the sheet-like assembly is heated at a temperature higher than the melting point of the fiber 26 made of the low-melting-point material constituting the composite fiber 28 and lower than the melting point of the fiber 20 made of the high-melting-point material. In addition to melting only the fibers 26 composed of the first nonwoven fabric 18R, the particulate red light emitting phosphor 16R is used as the original aggregate of the first nonwoven fabric 18R, and the particulate aggregate is used as the second nonwoven fabric 18G. A particulate blue light-emitting phosphor 16B is sprayed on the green light-emitting phosphor 16G and the aggregate of the third nonwoven fabric 18B.

この結果、高融点材料より成る繊維20の交差部分が、溶融した低融点材料より成る繊維26を介して接着することにより、シート状の不織布18R、18G、18Bが形成されると共に、粒子状の蛍光体16R、16G、16Bが、溶融した低融点材料より成る繊維26を介して、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に接着・担持される。
上記方法にあっては、高融点材料より成る繊維20を低融点材料より成る繊維26で被覆した複合繊維28を用い、低融点材料より成る繊維26のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布18R、18G、18Bの形成と、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面への蛍光体16R、16G、16Bの担持を略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。
As a result, the intersecting portions of the fibers 20 made of the high melting point material are bonded through the fibers 26 made of the melted low melting point material, thereby forming the sheet-like nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B. The phosphors 16R, 16G, and 16B are bonded and supported on the surfaces of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B through the fibers made of a molten low melting point material.
In the above method, by using the composite fiber 28 in which the fiber 20 made of the high melting point material is coated with the fiber 26 made of the low melting point material, only the fiber 26 made of the low melting point material is melted to function as an adhesive. Since the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B can be formed and the phosphors 16R, 16G, and 16B can be supported on the surfaces of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B at substantially the same time, it is extremely easy to manufacture.

尚、上記方法以外にも、例えば、蛍光体16R、16G、16Bの分散樹脂液中に不織布18R、18G、18Bを浸漬した後乾燥させたり、不織布18R、18G、18Bの上方から、蛍光体16R、16G、16Bの分散樹脂液を滴下させることにより、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に蛍光体16R、16G、16Bを被着・担持させても良い。
また、不織布18R、18G、18Bを加熱して、該不織布18R、18G、18Bを構成する繊維24の表面を溶融させた状態で蛍光体16R、16G、16Bを吹き付けることにより、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維24の表面に蛍光体16R、16G、16Bを被着・担持させることもできる。
さらに、高温加熱した蛍光体16R、16G、16Bを不織布18R、18G、18Bに吹きつけ、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20を一部溶融させることにより、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の表面に蛍光体16R、16G、16Bを被着・担持させても良い。
In addition to the above method, for example, the nonwoven fabric 18R, 18G, 18B is dipped in the dispersion resin liquid of the phosphor 16R, 16G, 16B and then dried, or from above the nonwoven fabric 18R, 18G, 18B, the phosphor 16R The phosphors 16R, 16G, and 16B may be attached to and supported on the surfaces of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B by dropping the dispersion resin liquid of 16G and 16B.
Further, by heating the nonwoven fabrics 18R, 18G, 18B and blowing the phosphors 16R, 16G, 16B in a state where the surfaces of the fibers 24 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, 18B are melted, the nonwoven fabrics 18R, 18G, The phosphors 16R, 16G, and 16B can be attached and supported on the surface of the fiber 24 constituting the 18B.
Further, the phosphors 16R, 16G, and 16B heated at a high temperature are sprayed onto the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B, and the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B are partially melted to form the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B. Alternatively, the phosphors 16R, 16G, and 16B may be attached to and supported on the surface of the fibers 20 to be performed.

図8は、本考案に係る第2の面状光源装置30を示すものであり、この第2の面状光源装置30は、導光板12の裏面12cに、上記LED14から発光された光を、赤色可視光に波長変換して放射する赤色発光用の蛍光体16Rを担持して成る第1の不織布18R、緑色可視光に波長変換して放射する緑色発光用の蛍光体16Gを担持して成る第2の不織布18G、青色可視光に波長変換して放射する青色発光用の蛍光体16Bを担持して成るの第3の不織布18Bを配置した点に特徴を有するものである。また、導光板12の厚さは、蛍光体16R、16G、16Bから放射される赤色可視光、緑色可視光及び青色可視光の3色の可視光が混色することなく出光面12bから放射される厚さに設定されており、具体的には、8mm以下の厚さに設定される。   FIG. 8 shows a second planar light source device 30 according to the present invention. This second planar light source device 30 transmits the light emitted from the LED 14 to the back surface 12c of the light guide plate 12. As shown in FIG. A first non-woven fabric 18R carrying a red light emitting phosphor 16R that converts the wavelength of red visible light to emit, and a green light emitting phosphor 16G that converts the wavelength of green visible light to emit. The second non-woven fabric 18G is characterized in that a third non-woven fabric 18B comprising a phosphor 16B for emitting blue light that is emitted after being converted into blue visible light is disposed. The thickness of the light guide plate 12 is such that the visible light of the three colors of red visible light, green visible light, and blue visible light emitted from the phosphors 16R, 16G, and 16B is emitted from the light exit surface 12b without being mixed. The thickness is set, specifically, the thickness is set to 8 mm or less.

この第2の面状光源装置30にあっては、LED14から放射された光が導光板12の一端面12aから導光板12導光板72内部に入射した後、導光板裏面12cに配置された第1の不織布18Rに担持された赤色発光用の蛍光体16R、第2の不織布18Gに担持された緑色発光用の蛍光体16G、第3の不織布18Bに担持された青色発光用の蛍光体16Bに照射されることにより、赤色可視光、緑色可視光及び青色可視光の3色の可視光が放射され、この3色の可視光が導光板12内部を透過して、出光面12bから外部へ放射されるようになっている。   In the second planar light source device 30, the light emitted from the LED 14 enters the light guide plate 12 and the light guide plate 72 from one end surface 12a of the light guide plate 12, and is then arranged on the rear surface 12c of the light guide plate. The phosphor 16R for red light emission carried on one nonwoven fabric 18R, the phosphor 16G for green light emission carried on the second nonwoven fabric 18G, and the phosphor 16B for blue light emission carried on the third nonwoven fabric 18B. By irradiation, visible light of three colors of red visible light, green visible light and blue visible light is emitted, and these three colors of visible light are transmitted through the inside of the light guide plate 12 and emitted from the light exit surface 12b to the outside. It has come to be.

尚、第2の面状光源装置30において、導光板12の厚さを8mmより大きくした場合には、上記蛍光体16R、16G、16Bから放射される赤色可視光、緑色可視光及び青色可視光の3色の可視光が様々に混色した複数の発光色の可視光(例えば、赤色可視光と緑色可視光が混色した黄色可視光、緑色可視光と青色可視光が混色した水色可視光
、赤色可視光と青色可視光が混色した桃色可視光等)が出光面12bから放射される。
In the second planar light source device 30, when the thickness of the light guide plate 12 is larger than 8 mm, red visible light, green visible light and blue visible light emitted from the phosphors 16R, 16G, and 16B. A plurality of colors of visible light (for example, yellow visible light in which red visible light and green visible light are mixed, light blue visible light in which green visible light and blue visible light are mixed, red) The visible light and the blue visible light are mixed with each other.

上記においては、導光板12の出光面12b又は裏面12cに3枚の不織布18R、18G、18Bを配置した場合を例示したが、これに限定されるものではなく、本発明は、要するに、導光板12の出光面12b又は裏面12cに、複数の不織布を配置すると共に、各不織布に、他の不織布が担持する蛍光体の発光色とは異なる発光色の可視光を放射する蛍光体を担持させれば良い。   In the above, the case where the three non-woven fabrics 18R, 18G, and 18B are arranged on the light exit surface 12b or the back surface 12c of the light guide plate 12 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the present invention is, in short, the light guide plate. A plurality of non-woven fabrics are arranged on the 12 light exit surface 12b or the back surface 12c, and each non-woven fabric is allowed to carry a phosphor that emits visible light having an emission color different from the emission color of the phosphor carried by the other nonwoven fabric. It ’s fine.

また、上記においては、繊維の集合体として、不織布18R、18G、18Bを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多数の繊維を織り込んで形成した織布を用い、該織布を構成する繊維に蛍光体を担持させても良い。この織布も、不織布18R、18G、18Bには及ばないものの、単位体積当たりの繊維の表面積が大きいものである。   Further, in the above, the case where the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B are used as the fiber aggregate has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and is formed by weaving a large number of fibers. A phosphor may be supported on the fibers constituting the woven fabric. Although this woven fabric does not reach the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B, the surface area of the fiber per unit volume is large.

さらに、上記においては、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20の「表面」に蛍光体16R、16G、16Bを担持せしめた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、透明樹脂等より成る透光性の繊維20に粒子状の蛍光体16R、16G、16Bを練り混むことにより、不織布18R、18G、18Bを構成する繊維20に蛍光体16R、16G、16Bを担持させても良い。
この場合、例えば、未硬化状態の透明樹脂中に、粒子状の蛍光体を所定量混合した後、透明樹脂を延伸、硬化させ、その後、所定の長さに切断することにより、蛍光体16R、16G、16Bが練り混まれた多数の繊維を形成し、斯かる蛍光体16R、16G、16Bが練り混まれた多数の繊維を用いて不織布18R、18G、18Bを形成すれば良い。
Further, in the above description, the case where the phosphors 16R, 16G, and 16B are carried on the “surface” of the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the phosphor 16R is added to the fibers 20 constituting the nonwoven fabrics 18R, 18G, and 18B by kneading the particulate phosphors 16R, 16G, and 16B with the translucent fibers 20 made of a transparent resin or the like. 16G and 16B may be carried.
In this case, for example, after mixing a predetermined amount of particulate phosphor in an uncured transparent resin, the transparent resin is stretched and cured, and then cut into a predetermined length to obtain phosphor 16R, A large number of fibers mixed with 16G and 16B may be formed, and the nonwoven fabrics 18R, 18G and 18B may be formed using a large number of fibers mixed with such phosphors 16R, 16G and 16B.

本考案に係る第1の面状光源装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 1st planar light source device which concerns on this invention. 本考案に係る第1の面状光源装置の平面図である。It is a top view of the 1st planar light source device which concerns on this invention. 蛍光体を担持した第2の不織布を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the 2nd nonwoven fabric which carry | supported fluorescent substance. 蛍光体を担持した第2の不織布を模式的に示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show typically the 2nd nonwoven fabric which carry | supported fluorescent substance. 第2の不織布を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。It is an enlarged view which shows typically the fiber which comprises a 2nd nonwoven fabric. 第2の不織布を構成する繊維を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the fiber which comprises a 2nd nonwoven fabric. 複合繊維を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a composite fiber. 本考案に係る第2の面状光源装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 2nd planar light source device which concerns on this invention. 従来の面状光源装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the conventional planar light source device.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1の面状光源装置
12 導光板
12b 出光面
14 LED
16R 赤色発光用の蛍光体
16G 緑色発光用の蛍光体
16B 青色発光用の蛍光体
18R 第1の不織布
18G 第2の不織布
18B 第3の不織布
24 光反射部材
30 第2の面状光源装置


10 First planar light source device
12 Light guide plate
12b Light emitting surface
14 LED
16R phosphor for red light emission
16G green phosphor
16B Blue phosphor
18R first non-woven fabric
18G second nonwoven fabric
18B Third nonwoven fabric
24 Light reflecting member
30 Second planar light source device


Claims (4)

蛍光体を励起する波長の光を放射する光源と、表面が出光面と成された導光板とを備え、上記導光板の出光面に複数の繊維の集合体を配置すると共に、各繊維の集合体には、他の繊維の集合体が担持する蛍光体の発光色とは異なる発光色の可視光を放射する蛍光体を担持させたことを特徴とする面状光源装置。   A light source that emits light having a wavelength that excites a phosphor; and a light guide plate having a light output surface on the surface. A plurality of fiber assemblies are disposed on the light output surface of the light guide plate, and each fiber assembly A planar light source device, characterized in that the body carries a phosphor that emits visible light having a light emission color different from the light emission color of the phosphor carried by an assembly of other fibers. 蛍光体を励起する波長の光を放射する光源と、表面が出光面と成された導光板とを備え、上記導光板の裏面に複数の繊維の集合体を配置すると共に、各繊維の集合体には、他の繊維の集合体が担持する蛍光体の発光色とは異なる発光色の可視光を放射する蛍光体を担持させたことを特徴とする面状光源装置。   A light source that emits light having a wavelength that excites a phosphor; and a light guide plate having a light output surface on the surface. A plurality of fiber assemblies are disposed on the back surface of the light guide plate, and each fiber assembly. A planar light source device characterized in that a phosphor that emits visible light having an emission color different from the emission color of the phosphor carried by an assembly of other fibers is supported. 上記導光板の厚さが、各繊維の集合体から放射される可視光が混色することなく出光面から放射される厚さに設定されていることを特徴とする請求項2に記載の面状光源装置。   The planar shape according to claim 2, wherein the thickness of the light guide plate is set to a thickness that is radiated from a light exit surface without mixing visible light radiated from each fiber assembly. Light source device. 上記繊維の集合体が不織布であり、該不織布を構成する繊維に蛍光体を担持させたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の面状光源装置。

The planar light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the aggregate of fibers is a nonwoven fabric, and a phosphor is supported on the fibers constituting the nonwoven fabric.

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