KR20180044895A - 파장 변환 부재, 형광체 시트, 백색 광원 장치, 및 표시 장치 - Google Patents

파장 변환 부재, 형광체 시트, 백색 광원 장치, 및 표시 장치 Download PDF

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KR20180044895A
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도모미츠 호리
고이치 기시모토
노리타카 사토
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광원 장치에 사용한 경우에 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 억제하는 것이 가능한 파장 변환 부재를 제공한다. 파장 변환 부재는, 입사광의 적어도 일부의 파장을 변환시켜 상기 입사광과는 상이한 파장의 출사광을 방출하는 형광체와, 상기 입사광 및 상기 출사광 중 적어도 어느 것을 확산시키는 광 확산 요소와, 상기 광 확산 요소를 유지하는 모재를 갖고, 상기 광 확산 요소는 실리콘 레진이고, 상기 모재는 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

파장 변환 부재, 형광체 시트, 백색 광원 장치, 및 표시 장치{WAVELENGTH CONVERSION MEMBER, FLUORESCENT SHEET, WHITE LIGHT SOURCE DEVICE, AND DISPLAY DEVICE}
본 출원은, 일본 특허출원 2015-166111호 (2015년 8월 25일 출원) 의 우선권을 주장하는 것으로서, 당해 출원의 개시 전체를 여기에 참조를 위해 받아들인다.
본 발명은, 파장 변환 부재, 형광체 시트, 백색 광원 장치, 및 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 발광 다이오드와, 이 발광 다이오드가 방출하는 광의 일부를 파장 변환시켜 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 조합하여 백색광을 얻는 광원 장치가 알려져 있으며, 특히는, 청색 발광 다이오드와, 적절히 선택된 형광체를 포함하는 파장 변환 부재를 사용하여, 광색역의 백색광을 얻는 광원 장치가 많이 사용되고 있다.
여기서, 청색 발광 다이오드를 사용한 백색 광원 장치에 사용되는 파장 변환 부재로는, 예를 들어, 광색역 특성이 우수한 내로우 밴드의 발광 특성을 갖는 황화물계의 적색 형광체 및 녹색 형광체를 투명 수지에 분산시켜 이루어지는 시트상의 형광체층을 들 수 있다. 그리고, 백색 광원 장치의 일례에 있어서는, 청색 발광 다이오드를 갖는 광원 유닛의 발광면 전체면이, 이 형광체층을 구비하는 형광체 시트로 덮인 구성을 취하고 있다.
여기서, 상기 형광체 시트는, 통상적으로, 사용하는 형광체의 열화를 방지하거나 하는 관점에서, 어느 정도 이간된 위치에서부터 광원 유닛을 덮고 있다. 그 때문에, 상기 형광체 시트에는, 양호한 광학적 성질 (예를 들어, 휘도 등) 을 담보하기 위해, 비교적 다량의 형광체가 필요해지는 경우가 많다. 일반적으로, 발광 다이오드와 조합하여 사용되는 형광체는 고가여서, 형광체 시트의 원가 구성에 있어서도 형광체가 차지하는 비율은 크다. 이와 같은 이유에 의해, 형광체 시트의 이용을 촉진시키기 위해서는, 형광체의 사용량을 저감시켜 저비용화를 도모하는 것이 중요하며, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다양한 시도가 이루어지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 통상적으로는 실리콘 폴리머인 폴리머 바인더 중에, 형광체 및 2 종류 이상의 소정의 굴절률을 갖는 광 확산재가 분산되어 이루어지는 폴리머 조성물을 사용함으로써, 형광체의 사용량을 줄일 수 있는 데다가, 제조 로트에 있어서의 특성 변동을 잘 발생시키지 않게 할 수 있는 것이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-078691호
그러나, 본 발명자들이 검토한 결과, 상기 특허문헌에 개시된 폴리머 조성물을 사용하여 얻어지는 파장 변환 부재는, 모두 이것을 통하여 발하는 광의 색도가 시간 경과적으로 변동할 수 있다는 문제가 있음을 알 수 있었다.
여기서, 백색 광원 장치에도 사용 가능한, 형광체 및 광 확산재를 사용하여 이루어지는 파장 변환 부재에 관하여, 광의 색도를 장기적으로 유지하는 것에 대한 착상 및 그 시도는 지금까지 이루어지지 않았다.
본 발명은, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광원 장치에 사용한 경우에 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 억제하는 것이 가능한 파장 변환 부재 및 형광체 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광의 색도의 시간 경과적인 변동이 억제된 백색 광원 장치 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이번에 본 발명자들은, 형광체 및 광 확산재를 사용하여 이루어지는 파장 변환 부재에 관한 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 저감시키는 것에 처음으로 주목하였다. 그리고, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 실시한 결과, 파장 변환 부재에 사용되는 재료를 적절히 선택함으로써, 형광체의 사용량을 저감시켜 저비용화를 도모함과 함께, 광의 색도를 장기적으로 유지할 수 있음을 알아내어, 본 발명의 완성에 이르렀다.
본 발명은, 본 발명자들에 의한 상기 지견에 기초한 것으로서, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는 이하와 같다. 즉,
＜1＞ 입사광의 적어도 일부의 파장을 변환시켜 상기 입사광과는 상이한 파장의 출사광을 방출하는 형광체와,
상기 입사광 및 상기 출사광 중 적어도 어느 것을 확산시키는 광 확산 요소와,
상기 광 확산 요소를 유지하는 모재를 갖는 파장 변환 부재로서,
상기 광 확산 요소는 실리콘 레진이고,
상기 모재는 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재이다.
그 ＜1＞ 에 기재된 파장 변환 부재에 있어서, 광 확산 요소로서의 실리콘 레진을 사용함으로써, 광의 산란 효과에 의해 형광체의 사용량을 저감시킬 수 있고, 또한, 당해 실리콘 레진과 모재로서의 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 병용함으로써, 출력하는 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 놀라울 정도로 유지할 수 있다.
＜2＞ 상기 수소 첨가 스티렌계 공중합체가 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머인 상기 ＜1＞ 에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜3＞ 상기 광 확산 요소가 실리콘 레진 입자인 상기 ＜1＞ 또는 ＜2＞ 에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜4＞ 상기 실리콘 레진 입자는, 입경이 2 ㎛ 이상인 상기 ＜3＞ 에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜5＞ 상기 형광체는 황화물계 형광체인 상기 ＜1＞ ∼ ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜6＞ 상기 황화물계 형광체는, 적색 황화물 형광체 및 녹색 황화물 형광체 중 적어도 어느 것을 함유하는 것인 상기 ＜5＞ 에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜7＞ 상기 적색 황화물 형광체는 황화칼슘 형광체이고, 상기 녹색 황화물 형광체는 티오갈레이트 형광체인 상기 ＜6＞ 에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜8＞ 상기 수소 첨가 스티렌계 공중합체의 굴절률과 상기 실리콘 레진의 굴절률의 차의 절대값이, 0.04 이상인 상기 ＜1＞ ∼ ＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜9＞ 시트상인 상기 ＜1＞ ∼ ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 파장 변환 부재이다.
＜10＞ 상기 ＜9＞ 에 기재된 파장 변환 부재와, 상기 파장 변환 부재를 협지하는 기재를 구비하는 형광체 시트이다.
＜11＞ 상기 기재가 수증기 배리어 필름인 상기 ＜10＞ 에 기재된 형광체 시트이다.
＜12＞ 상기 수증기 배리어 필름의 수증기 투과율이 0.05 ∼ 20 g/㎡/일인 상기 ＜11＞ 에 기재된 형광체 시트이다.
＜13＞ 상기 ＜1＞ ∼ ＜9＞ 중 어느 하나에 기재된 파장 변환 부재를 구비하는 백색 광원 장치이다.
＜14＞ 상기 ＜13＞ 에 기재된 백색 광원 장치를 구비하는 표시 장치이다.
본 발명에 의하면, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광원 장치에 사용한 경우에 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 억제하는 것이 가능한 파장 변환 부재 및 형광체 시트를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광의 색도의 시간 경과적인 변동이 억제된 백색 광원 장치 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 변환 부재에 있어서의 광 확산 요소가 가져오는 작용을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 형광체 시트를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은 실시예에 있어서 평가에 사용한 광원의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
(파장 변환 부재)
이하, 본 발명의 일 실시형태의 파장 변환 부재를 설명한다.
본 발명의 일 실시형태의 파장 변환 부재 (이하, 간단히「본 발명의 파장 변환 부재」라고 하는 경우가 있다) 는, 적어도 형광체와, 광 확산 요소와, 모재를 갖고, 필요에 따라, 색재, 그 밖의 임의의 요소를 갖고 있어도 된다.
＜형광체＞
본 발명의 파장 변환 부재가 갖는 형광체는, 입사광의 적어도 일부의 파장을 변환시켜, 이 입사광과는 상이한 파장의 출사광을 방출한다는 성질을 갖는 것이다. 또, 형광체는, 후술하는 광 확산 요소와 함께, 모재 중에 유지된다.
이 형광체로는, 상기 서술한 성질을 갖는 한, 특별히 제한은 없고, 목적, 종류, 흡수 대역, 발광 대역 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 재료의 관점에서는, 황화물계 형광체, 산화물계 형광체, 질화물계 형광체, 불화물계 형광체, 그 밖의 형광체 (YAG 계 형광체, 사이알론계 형광체) 등을 들 수 있고, 색의 관점에서는, 적색 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이것들 중에서도, 황화물계 형광체가, 샤프한 발광 스펙트럼을 갖기 때문에 광색역의 색 재현이 가능한 점에서 바람직하다. 한편으로, 황화물계 형광체는, 일반적으로 고온 고습 환경에 있어서 수증기에 의해 열화되기 쉬워, 백색 LED 에 있어서 채용하는 것은 곤란하다. 따라서, 황화물계 형광체를 사용하는 경우에는, 파장 변환 부재로서의 형광체층을 시트상으로 성형하여, 수증기를 잘 투과시키지 않는 기재로 덮는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 황화물계 형광체로는, 적색 황화물 형광체, 녹색 황화물 형광체를 들 수 있다. 구체적으로는, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 황화물 형광체는, 적색 황화물 형광체 및 녹색 황화물 형광체 중 적어도 어느 것을 포함하는 것인 것이 바람직하다.
또한, 황화물계 형광체로서 적색 황화물 형광체와 녹색 황화물 형광체의 혼합물을 사용하면, 얻어지는 파장 변환 부재를, 청색 발광 다이오드를 구비하는 백색 광원 장치에 바람직하게 사용할 수 있다.
여기서, 적색 황화물 형광체로는, 예를 들어, 청색 여기광의 조사에 의해 파장 620 ∼ 670 ㎚ 의 적색 형광 피크를 갖는 적색 황화물 형광체, 구체적으로는, CaS : Eu (황화칼슘 (CS) 형광체), SrS : Eu 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
또, 녹색 황화물 형광체로는, 예를 들어, 청색 여기광의 조사에 의해 파장 530 ∼ 550 ㎚ 의 녹색 형광 피크를 갖는 녹색 황화물 형광체, 구체적으로는, 티오갈레이트 (SGS) 형광체 (SrxM1-x-y)Ga2S4 : Euy (M 은 Ca, Mg, Ba 중 어느 것이고, 0 ≤ x ＜ 1, 0 ＜ y ＜ 0.2 를 만족한다) 등을 들 수 있다.
그리고, 형광체로서 적색 황화물 형광체와 녹색 황화물 형광체의 혼합물을 사용하는 경우, 형광체 전체에 있어서의 적색 황화물 형광체의 비율이 40 질량％ ∼ 60 질량％ 인 것이 바람직하다. 이로써, 청색 발광 다이오드를 구비하는 백색 광원 장치에 있어서, 광색역의 백색광을 얻을 수 있다.
파장 변환 부재에 있어서의 형광체의 단위 면적당의 양으로는, 특별히 제한되지 않으며, 형광체의 사양, 광원의 색도점, 광원 부재의 광 확산 요소의 확산 특성 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 여기서, 파장 변환 부재에 있어서의 형광체의 단위 면적당의 양은, 형광체층 중의 형광체의 농도와 형광체층 두께의 인자로부터 도출되는 것으로서, 상기 제약에 추가하여, 광 확산 요소로서의 실리콘 레진을 병용함으로써, 예를 들어, 4 g/㎡ 이하로 할 수 있다.
＜광 확산 요소＞
본 발명의 파장 변환 부재가 갖는 광 확산 요소는, 당해 파장 변환 부재에 있어서의 형광체 및/또는 발광 다이오드 등의 발광 소자로부터 방사되는 광을 확산시킨다는 성질을 갖는 것이다. 이하, 파장 변환 부재 중의 광 확산 요소가 가져오는 작용에 대해, 형광체로서 적색 형광체 및 녹색 형광체를 사용함과 함께, 광원으로서 청색 발광 다이오드를 사용한 경우를 예로 하여 개념적으로 설명한다. 도 1(a) 에 나타내는 파장 변환 부재 (100) 에는, 적색 형광체 (101) 및 녹색 형광체 (102) 가 각각 3 개 들어가 있다. 여기서, 청색 발광 다이오드 (104) 로부터 9 개의 청색광 (포톤이라고 생각할 수 있다) (110) 이 나와, 그 중 6 개의 청색광은 3 개의 적색광 (111) 과 3 개의 녹색광 (112) 으로 변환되고, 3 개의 청색광이 반사 등의 산란을 거쳐 외부로 출력되는 것으로 한다. 이 과정에서는, 각 청색광 (110) 이나 변환된 적색광 (111) 및 녹색광 (112) 이, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이 반사 등의 산란을 하면서, 외부로 출력되는 것으로 생각할 수 있다. 이에 대하여, 파장 변환 부재 (100) 중에 광 확산 요소 (103) 를 첨가한 경우, 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 적색 형광체 (101) 및 녹색 형광체 (102) 의 수를 각각 2 개로 줄였다고 하더라도, 3 개의 적색광 (111), 3 개의 녹색광 (112) 및 3 개의 청색광 (110) 이 출력되고, 원하는 색 변환을 실시할 수 있다. 이것은, 광 확산 요소 (103) 의 존재에 의해 파장 변환 부재 (100) 에서의 청색광 (110) 의 산란이 증가함으로써, 청색광 (110) 이 각 형광체에 흡수될 기회가 증가하기 때문이다. 최종적으로, 이 예에 있어서는, 형광체의 사용량을 3 분의 2 로 하는 것이 가능해진다.
여기서, 본 발명에 사용되는 광 확산 요소는, 실리콘 레진인 것을 필요로 한다. 광 확산 요소로서 실리콘 레진을 사용하면, 모재로서의 수소 첨가 스티렌계 공중합체와의 병용에 의해, 출력하는 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 놀라울 정도로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 파장 변환 부재는, 광 확산 요소로서 실리콘 레진 이외의 임의의 요소를 갖고 있어도 된다. 단, 원하는 효과를 얻는 관점에서, 본 발명의 파장 변환 부재는, 광 확산 요소로서 실리콘 레진만을 갖는 것이 바람직하다.
실리콘 레진의 형상으로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 입자상인 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 본 발명의 파장 변환 부재가 갖는 광 확산 요소는, 실리콘 레진 입자인 것이 바람직하다. 광 확산 요소로서의 실리콘 레진이 입자상이면, 보다 균일하게 광을 확산시킬 수 있고, 광학적 성질을 악화시키지 않고 형광체의 사용량을 줄일 수 있다.
또, 상기 서술한 실리콘 레진 입자의 입경으로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 2 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 또, 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 광 산란의 관점에서는 5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 실리콘 레진 입자의 입경이 2 ㎛ 이상임으로써, 파장 변환 부재의 제조 과정에 있어서 실리콘 레진 입자가 응집되는 것을 억제하여, 파장 변환 부재의 품질을 보다 확실하게 유지할 수 있다. 또, 실리콘 레진 입자의 입경이 20 ㎛ 이하임으로써, 파장 변환 부재로서의 형광체층 (통상적으로 두께는 30 ∼ 70 ㎛ 정도로 상정된다) 의 도포면질이나 표면 평활성 등의 품질을 유지할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서「입경」이란, 입자 체적 분포를 기준으로 산출된 평균 입경을 가리키는 것으로 한다.
파장 변환 부재에 있어서의 광 확산 요소의 농도로는, 특별히 제한되지 않으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 형광체의 농도의 1 배 ∼ 10 배인 것이 바람직하다. 형광체의 농도의 1 배 이상임으로써, 광의 효과적인 산란에 의해 형광체의 사용량을 저감시킬 수 있고, 또, 형광체의 농도의 10 배 이하임으로써, 휘도 등의 광학적 성질의 악화, 형광체 도포시의 불균일의 발생, 기재와의 밀착 강도의 저하 등을 억제할 수 있다.
＜모재＞
본 발명의 파장 변환 부재가 갖는 모재는, 광 확산 요소를 유지하기 위한 재료이다. 구체적으로는, 본 발명에 관련된 모재는, 수지 조성물로 형성되고, 모재 중에 광 확산 요소를 분산시킬 수 있다.
여기서, 본 발명에 사용되는 모재는, 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 것을 필요로 한다. 모재로서 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 사용하면, 광 확산 요소로서의 실리콘 레진과의 병용에 의해, 파장 변환 부재로부터 출력하는 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 놀라울 정도로 유지할 수 있다. 또, 수소 첨가 스티렌계 공중합체는, 수소 첨가에 의해 이중 결합이 제거되고 있기 때문에, 당해 수소 첨가 스티렌계 공중합체와 형광체의 반응성이 유의하게 낮고, 또, 모재 자체의 변색이나 출력되는 광의 변색을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 생각된다.
또한, 수소 첨가 스티렌계 공중합체는, 수증기 배리어성이 높고, 또한 흡수성이 낮다는 성질을 갖는다. 그 때문에, 수소 첨가 스티렌계 공중합체는, 특히 형광체로서 물에 약한 황화물계 형광체를 사용하는 경우, 형광체의 열화를 유리하게 억제할 수 있다.
그리고, 수소 첨가 스티렌계 공중합체는 열가소성이기 때문에, 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 사용함으로써, 예를 들어 에너지선 경화성 실리콘 수지를 사용한 경우에 필요해지는 경화 조작을 실시하지 않고, 파장 변환 부재를 얻을 수 있다. 따라서, 저비용으로 파장 변환 부재를 제조할 수 있다.
상기 수소 첨가 스티렌계 공중합체로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머 (SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합 엘라스토머 (SEP), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머 (SEPS), 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체 엘라스토머 (SEEPS) 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이것들 중에서도, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머가, 출력하는 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 유지할 수 있는 점에서 바람직하다.
수소 첨가 스티렌계 공중합체에 있어서의 스티렌 단위의 비율로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 20 ∼ 40 질량％ 가 바람직하다. 수소 첨가 스티렌계 공중합체에 있어서의 스티렌 단위가 20 질량％ 이상임으로써, 모재의 기계적 강도를 향상시킬 수 있고, 한편, 40 질량％ 이하임으로써, 모재의 취화를 억제할 수 있다.
또, 굴절률에 관하여, 사용하는 수소 첨가 스티렌계 공중합체의 굴절률과 광 확산 요소로서의 실리콘 레진의 굴절률의 차의 절대값이 0.04 이상인 것이 바람직하고, 0.08 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 절대값이 0.04 이상임으로써, 광의 산란을 충분히 발생시켜 형광체의 사용량을 저감시키는 효과를 충분히 가져올 수 있다. 또, 이 절대값은 특별히 제한되지 않고, 0.8 이하인 것이 바람직하다.
또한, 수소 첨가 스티렌계 공중합체의 굴절률 및 실리콘 레진의 굴절률 중 어느 쪽의 값이 큰지에 대해서는, 특별히 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에 사용되는 모재는, 수소 첨가 스티렌계 공중합체 이외의 수지를 함유해도 된다. 수소 첨가 스티렌계 공중합체 이외의 수지로는, 이미 알려진 열가소성 수지 및 광경화형 수지를 들 수 있다.
단, 출력하는 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 보다 효과적으로 유지하는 관점에서, 모재에 함유되는 수지에 있어서의 수소 첨가 스티렌계 공중합체의 비율은 60 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 70 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
＜색재＞
본 발명의 파장 변환 부재는, 본 발명의 목적이 저해되지 않는 한에 있어서, 색재를 갖고 있어도 된다. 여기서, 색재란, 원하는 파장 영역의 광을 흡수하는 물질이다. 색재로는, 유기 화합물 및 무기 화합물 중 어느 것이어도 되고, 또, 안료 및 염료 중 어느 것이어도 되는데, 유기 화합물의 염료가 수지로의 균일한 분산 및 용해의 면에서 바람직하다.
또한, 색재는, 특별히 제한되지 않고, 임의의 농도로 모재 중에 분산시킬 수 있다.
＜형상＞
본 발명의 파장 변환 부재의 형상으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 시트상, 돔 형상, 원통상 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 발광 다이오드를 사용한 면상의 광원 장치에 있어서, 형광체 시트를 구성하는 형광체층으로서 사용하는 관점에서, 본 발명의 파장 변환 부재는, 바람직하게 시트상으로 할 수 있다.
본 발명의 파장 변환 부재가 시트상인 경우, 그 두께로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 20 ㎛ ∼ 200 ㎛ 가 바람직하고, 40 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 보다 바람직하다. 시트상의 파장 변환 부재의 두께는, 지나치게 얇아도, 지나치게 두꺼워도, 균일하게 형성하기 어렵다.
＜파장 변환 부재의 제법＞
여기서, 시트상인 파장 변환 부재는, 임의의 기재 상에 형성할 수 있다. 또, 시트상의 파장 변환 부재와 발광 다이오드를 사용한 광원 장치에 있어서의 형광체 시트에 사용하는 경우, 이 시트상의 파장 변환 부재는, 형광체 시트를 구성하는 기재 상에 직접 형성할 수 있다. 이 경우의 형광체 시트의 제법에 대해서는, 후술한다.
(형광체 시트)
본 발명의 형광체 시트는, 시트상의 파장 변환 부재와, 1 쌍의 기재를 구비하고, 추가로, 필요에 따라 적절히 선택한 그 밖의 부재를 구비한다. 여기서, 기재는, 통상적으로는 투명하고 또한 평판상이며, 또, 상기 서술한 본 발명의 파장 변환 부재를 협지하는 구성을 취한다.
본 발명의 형광체 시트는, 상기 서술한 본 발명의 파장 변환 부재를 구비하기 때문에, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광원 장치에 사용한 경우에 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 억제하는 것이 가능하다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 형광체 시트를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 2 에 있어서의 형광체 시트 (1) 는, 파장 변환 부재로서의 형광체층 (100) 과, 형광체층 (100) 을 협지하는 1 쌍의 기재 (105) 를 구비한다. 형광체층 (100) 은, 형광체로서의 적색 형광체 (101) 및 녹색 형광체 (102) 와, 광 확산 요소 (103) 와, 모재 (106) 를 갖는다. 구체적으로는, 모재 (106) 가 광 확산 요소 (103) 를 유지함과 함께, 적색 형광체 (101) 및 녹색 형광체 (102) 를 유지하고 있다.
또한, 본 발명의 형광체 시트는, 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않으며, 예를 들어, 형광체층의 편면 또는 양면에 임의의 그 밖의 부재 (예를 들어, 색재를 함유하는 층) 를 적층하고, 이 적층체를 1 쌍의 기재가 협지하여 이루어지는 형광체 시트나, 형광체층을 협지하는 1 쌍의 기재의 일방의 면 또는 양방의 면에 임의의 그 밖의 부재 (예를 들어, 색재를 함유하는 층) 가 적층되어 이루어지는 형광체 시트도, 본 발명에 포함되는 것으로 한다. 또한, 본 발명의 형광체 시트는, 형광체층을 협지하는 1 쌍의 기재의 단부 (端部) 를 가열하여, 이것들을 용착시킴으로써, 봉지된 것이어도 된다.
＜기재＞
기재로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 열가소성 수지 필름, 열경화성 수지 필름, 광경화성 수지 필름 등을 들 수 있다 (일본 공개특허공보 2011-13567호, 일본 공개특허공보 2013-32515호, 일본 공개특허공보 2015-967호).
상기 기재의 재질로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 필름 등의 폴리에스테르 필름 ; 폴리아미드 필름 ; 폴리이미드 필름 ; 폴리술폰 필름 ; 트리아세틸셀룰로오스 필름 ; 폴리올레핀 필름 ; 폴리카보네이트 (PC) 필름 ; 폴리스티렌 (PS) 필름 ; 폴리에테르술폰 (PES) 필름 ; 고리형 비정질 폴리올레핀 필름 ; 다관능 아크릴레이트 필름 ; 다관능 폴리올레핀 필름 ; 불포화 폴리에스테르 필름 ; 에폭시 수지 필름 ; PVDF, FEP, PFA 등의 불소 수지 필름 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
이것들 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 필름이 특히 바람직하다.
이들 필름의 표면에는, 접촉시키는 층에 대한 밀착성을 개선하기 위해, 필요에 따라, 코로나 방전 처리, 실란 커플링제 처리 등을 실시해도 된다.
기재의 두께로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 10 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 바람직하다.
또, 이 기재는, 형광체 (특히, 황화물계 형광체) 의 가수 분해 등에서 기인하는 열화를 보다 저감시킬 수 있는 점에서, 수증기 배리어 필름인 것이 바람직하다. 여기서, 수증기 배리어 필름은, PET 등의 플라스틱 기판이나 필름의 표면에 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화규소 등의 금속 산화물 박막을 형성한 가스 배리어성 필름으로서, 예를 들어, PET/SiOx/PET 등의 다층 구조의 것이어도 된다.
수증기 배리어 필름의 수증기 투과율로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 0.05 g/㎡/일 ∼ 20 g/㎡/일이 바람직하고, 0.05 g/㎡/일 ∼ 5 g/㎡/일이 보다 바람직하다 (예를 들어, 0.1 g/㎡/일 정도의 비교적 낮은 배리어 성능). 이러한 범위 내이면, 수증기의 침입을 억제하여 형광체층을 수증기로부터 보호할 수 있다.
또한, 상기 수증기 투과율은, 예를 들어, 온도 40 ℃, 습도 90 ％ 의 조건으로 측정한 값으로 할 수 있다.
＜그 밖의 부재＞
또, 본 발명의 형광체 시트는, 특별히 제한되지 않고, 단부에 커버 부재 등을 구비하고 있어도 된다. 또, 상기 커버 부재는, 알루미늄박 등의 반사층을 갖고 있어도 된다.
여기서, 커버 부재의 수증기 투과율로는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 1 g/㎡/일 이하가 바람직하다.
(형광체 시트의 제조)
이하에 본 발명의 형광체 시트를 제조하기 위한 방법의 일례를 설명한다.
상기 방법은, 적어도 교반 공정 (A) 와, 라미네이트 공정 (B) 를 포함하고, 추가로 필요에 따라, 발출 가공 공정 (C) 와, 봉지 공정 (D) 를 포함한다.
-교반 공정 (A)-
교반 공정 (A) 에서는, 예를 들어, 용제에 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 수지를 용해시켜 바인더를 조제한 후, 형광체와 광 확산 요소를 미리 결정된 배합비로 혼합하여, 페이스트상 혼합물을 얻는다. 또한, 파장 변환 부재로서의 형광체 시트에 색재를 함유시키는 경우에는, 형광체 및 광 확산 요소와 함께, 색재를 미리 결정된 배합비로 혼합하면 된다. 여기서, 용제로는, 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 수지를 용해시킬 수 있는 한, 특별히 제한은 되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 그것들의 혼합물 등을 들 수 있다.
페이스트상 혼합물 중의 수지의 비율은, 지나치게 적으면 접착성이 불충분해지고, 지나치게 많으면 용제에 불용이 되므로, 10 질량％ ∼ 40 질량％ 가 바람직하고, 20 질량％ ∼ 30 질량％ 가 보다 바람직하다.
-라미네이트 공정 (B)-
라미네이트 공정 (B) 에서는, 예를 들어, 제 1 기재 상에 페이스트상 혼합물을 도포하고, 바 코터를 사용하여 도포 두께를 균일하게 한다. 이어서, 도포된 페이스트상 혼합물을 오븐에서 건조시켜 용제를 제거하여, 파장 변환 부재로서의 형광체층을 형성한다. 그리고, 열 라미네이터 등의 장치를 사용하여, 형광체층 상에 제 2 기재를 첩합하여, 형광체층이 제 1 기재 및 제 2 기재에 협지된 형광체 시트 (원단) 를 얻을 수 있다.
또한, 기재로의 페이스트상 혼합물의 도포 방법으로는, 특별히 제한되지 않으며, 이미 알려진 방법을 사용할 수 있다.
-발출 가공 공정 (C)-
발출 가공 공정 (C) 에서는, 예를 들어, 라미네이트 공정 (B) 에서 얻어진 형광체 시트의 원단을 프레스기로 발출 가공하여, 단부 측면에 형광체층이 노출된 소정의 사이즈의 형광체 시트를 얻는다.
-봉지 공정 (D)-
봉지 공정 (D) 에서는, 예를 들어, 커버 부재로서의 알루미늄박 테이프를 사용하여, 발출 가공 공정 (C) 에서 얻어진 형광체 시트에 있어서의 제 1 기재와 제 2 기재 사이에 노출된 형광체층을 봉지한다.
(백색 광원 장치)
본 발명의 백색 광원 장치는, 적어도 본 발명의 파장 변환 부재를 구비한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 백색 광원 장치는, 본 발명의 형광체 시트를 구비하고, 필요에 따라, 발광 다이오드, 실장 기판 등의 그 밖의 부재를 구비한다. 본 발명의 백색 광원 장치는, 상기 서술한 본 발명의 파장 변환 부재를 구비하기 때문에, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광의 색도의 시간 경과적인 변동이 억제되고 있다. 본 발명의 백색 광원 장치로는, 예를 들어, 액정 표시 장치의 백라이트 등의 다양한 용도의 조명 장치 등을 들 수 있다.
여기서, 백색 광원 장치는, 청색의 발광 다이오드 (LED) 와 본 발명의 형광체 시트로 이루어지는 것이어도 된다. 이 경우, 본 발명의 형광체 시트는, 적색 황화물 형광체 및 녹색 황화물 형광체 중 적어도 어느 것을 함유하는 것이 바람직하다.
(표시 장치)
본 발명의 표시 장치는, 적어도 본 발명의 백색 광원 장치를 구비하고, 추가로, 필요에 따라, 광선을 제어하는 광학 필름이나 액정 패널, 그 밖의 부재를 구비한다.
본 발명의 표시 장치는, 상기 서술한 본 발명의 파장 변환 부재를 구비하는 백색 광원 장치를 구비하기 때문에, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광의 색도의 시간 경과적인 변동이 억제되고 있다. 본 발명의 표시 장치로는, 예를 들어, 액정 표시 장치 등을 들 수 있다.
실시예
다음으로, 기준예, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기 예에 제한되는 것은 아니다.
＜녹색 황화물 형광체의 조제＞
질산 수용액 (칸토 화학 주식회사 제조, 농도 20 ％) 에 Eu2O3 (주식회사 코쥰도 화학 연구소 제조, 순도 3 N) 을 첨가하고, 80 ℃ 에서 교반함으로써, Eu2O3 을 질산 수용액에 용해시켰다. 그 후, 용매를 증발시킴으로써, Eu(NO3)3 을 얻었다. 이어서, 500 ㎖ 의 순수에 상기 서술한 Eu(NO3)3 과 Sr(NO3)2 (주식회사 코쥰도 화학 연구소 제조, 순도 3 N) 를 첨가하고, 교반하여, 용액을 얻었다. 이 용액에 원하는 비율의 분상 (粉狀) 의 Ga2O3 (주식회사 코쥰도 화학 연구소 제조, 순도 7 N) 을 첨가하고, 교반하면서, 아황산암모늄일수화물 (칸토 화학 주식회사 제조) 을 적하하여, 아황산유로퓸·스트론튬과 산화갈륨의 혼합물인 침전물을 얻었다. 또한, 아황산암모늄일수화물의 적하량은, 용액 중의 Sr 및 Eu 의 몰수의 합계의 1.5 배에 상당하는 몰수의 양으로 하였다. 얻어진 침전물을 전도율이 0.1 mS/㎝ 이하가 될 때까지 순수로의 세정 및 여과를 실시한 후, 120 ℃ 에서 6 시간 건조시켜, 분체 (아황산유로퓸·스트론튬 분체와 산화갈륨 분체의 혼합물) 를 얻었다. 또한, 이 방법은, 이른바 습식법 (즉, 출발 물질을 액상에서 생성시키는 방법) 이다.
얻어진 분체 20 g, 지르코니아 볼 200 g, 및 에탄올 200 ㎖ 를 500 ㎖ 용량의 포트에 넣고, 회전 속도 90 rpm 으로 30 분간 회전시켜 혼합하고, 그 후, 여과하고, 120 ℃ 에서 6 시간 건조시켰다. 이어서, 건조물을 공칭 눈금 간격 100 ㎛ 의 철망 (메시) 에 통과시켜, 분체 혼합품을 얻었다. 또한, 이 분체 혼합품을 1.5 시간 동안 925 ℃ 까지 승온시키고, 이어서, 925 ℃ 에서 1.5 시간 유지하고, 이어서, 2 시간 동안 실온까지 강온시킨다는 조건으로, 전기로에서 소성하였다. 또한, 소성 중에는, 전기로에 황화수소를 0.5 ℓ/분의 비율로 흐르게 하였다. 소성 후의 분체 혼합품을 공칭 눈금 간격 25 ㎛ 의 메시에 통과시켜, 녹색 황화물 형광체 (Sr1-xGa2S4 : Eux, x 는 약 0.1 이다) 를 얻었다.
덧붙여서, 상기 Sr1-xGa2S4 : Eux 의 x 의 값은, Eu(NO3)3 및 Sr(NO3)2 의 첨가량을 적절히 변경함으로써 조절할 수 있고, 이로써, 발광 중심인 Eu 농도를 조정할 수 있다.
＜적색 황화물 형광체의 준비＞
미츠이 금속 광업 주식회사 제조의 적색 황화물 형광체 (「R660N」, CaS : Eu) 를 준비하였다.
(기준예 1)
＜형광체 시트의 제조＞
먼저, PET/증착 SiOx/PET 의 3 층 구조이고, 두께가 38 ㎛ 인 기재로서의 수증기 배리어 필름 (온도 40 ℃, 습도 90 ％ 의 조건에 있어서의 수증기 투과율 : 약 0.2 g/㎡/일) 을 2 장 준비하였다.
한편으로, 용제로서의 톨루엔에 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머 (SEBS) (주식회사 쿠라레 제조,「셉톤 V9827」, 스티렌 단위의 비율 : 30 질량％) 를 용해시켜, 바인더를 조제하였다. 또한, 이 바인더 중의 SEBS 의 농도는 32 질량％ 였다. 이 바인더에 상기 서술한 녹색 황화물 형광체 및 적색 황화물 형광체를 첨가하고 혼합하여, 페이스트상 혼합물을 얻었다. 또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율을 57.0 질량％ 로 하였다. 또, 최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.81 중량％ 로 하였다.
이어서, 이 페이스트상 혼합물을 롤 코터를 사용하여 상기 서술한 수증기 배리어 필름의 표면에 도포하고, 건조에 의해 용제를 휘발시켜, 형광체층을 형성하였다. 그리고, 이 형광체층 상에 동일한 수증기 배리어 필름을 열 라미네이트하였다. 이렇게 하여, 파장 변환 부재로서의 형광체층과, 이 형광체층을 협지하는 기재로서의 수증기 배리어 필름을 구비하는 형광체 시트를 제조하였다. 또한, 형광체층의 두께는 63 ㎛ 였다.
＜형광체 시트 평가용 광원＞
평가에 사용한 광원의 구성을 도 3 에 나타낸다.
이 광원은, 길이 300 ㎜ × 폭 200 ㎜ × 높이 30 ㎜ 의 크기이고, 청색 LED 가 30 ㎜ 피치로 정방 배열되어 있다. 청색 LED 의 발광시의 피크 파장은 약 449 ㎚ 였다. 청색 LED 에는 5.5 W 의 전력을 투입하였다.
제조된 형광체 시트를 포함하는 광원에 대해, 분광 방사 휘도계 (탑콘 제조, SR-3) 를 사용하여, 시료의 발광 스펙트럼을 측정하였다.
＜형광체 시트의 평가＞
얻어진 형광체 시트에 대해, 상기 광원을 사용하여, CIE1931 표색계에 기초한 (x, y) 색도를 분광 방사 휘도계에 의해 구하였다. 그 결과, x 값이 0.277 이고, y 값이 0.238 이었다. 또, 얻어진 형광체 시트에 대해, 휘도를 분광 방사 휘도계에 의해 구한 결과, 3518 ㏅/㎡ 였다.
또한, 얻어진 형광체 시트를 온도 60 ℃, 상대 습도 85 ％ 의 환경 중에 5000 시간 방치하였다. 방치 후의 형광체 시트의 색도를, 상기 광원을 사용함으로써 측정하였다. 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구한 결과, 0.0074 였다. 색도차의 도출시에 (x, y) 색도를 CIE1976 표색계에 기초한 (u', v') 색도로 변환시켰다. 색도차 Δu'v' 는 하기와 같이 정의된다.
(u0', v0') 초기의 색도
(u', v') 5000 시간 후의 색도
색도차 Δu'v' ＝ ((u' － u0')2 ＋ (v' － v0')2)0.5
u' ＝ 4x/(-2x ＋ 12y ＋ 3)
v' ＝ 9y/(-2x ＋ 12y ＋ 3)
여기서, CIE1976 표색계를 사용하여 색도차를 표현한 이유는, CIE1976 표색계에 있어서의 (u', v') 색도 쪽이 CIE1931 표색계에 있어서의 (x, y) 색도보다 인간이 지각하는 색도차와의 선형성이 높기 때문이다.
(실시예 1-1)
＜형광체 시트의 제조＞
먼저, PET/증착 SiOx/PET 의 3 층 구조이고, 두께가 38 ㎛ 인 기재로서의 수증기 배리어 필름 (온도 40 ℃, 습도 90 ％ 의 조건에 있어서의 수증기 투과율 : 약 0.2 g/㎡/일) 을 2 장 준비하였다.
한편으로, 용제로서의 톨루엔에 모재로서의 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머 (SEBS) (주식회사 쿠라레 제조,「셉톤 V9827」) 를 용해시켜, 바인더를 조제하였다. 또한, 이 바인더 중의 SEBS 의 농도는 32 질량％ 였다. 이 바인더에 상기 서술한 녹색 황화물 형광체 및 적색 황화물 형광체를 첨가하여 혼합한 후, 광 확산 요소로서의 실리콘 레진 파우더 (신에츠 화학 주식회사 제조,「KMP-590」) 를 추가로 첨가하여, 페이스트상 혼합물을 얻었다. 또한, 광 확산 요소의 농도는, 형광체의 농도의 0.67 배로 하였다. 또, 최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.47 질량％ 로 하였다.
이어서, 이 페이스트상 혼합물을 롤 코터를 사용하여 상기 서술한 수증기 배리어 필름의 표면에 도포하고, 건조에 의해 용제를 휘발시켜, 형광체층을 형성하였다. 그리고, 이 형광체층 상에 동일한 수증기 배리어 필름을 열 라미네이트하였다. 이렇게 하여, 파장 변환 부재로서의 형광체층과, 이 형광체층을 협지하는 기재로서의 수증기 배리어 필름을 구비하는 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
(실시예 1-2)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.01 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 1.67 배로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
(실시예 1-3)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 7.60 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 2.67 배로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
그리고, 기준예 1 에 있어서 사용한 형광체량에 대한 실시예 1-1 ∼ 1-3 에 있어서 사용한 형광체량의 비 (상대 형광체량) 를, 배합되는 재료 (형광체, 수지, 광 확산 요소) 의 중량비 및 비중을 가미하여, 각각 산출하였다. 또, 기준예 1 에 있어서의 휘도에 대한 실시예 1-1 ∼ 1-3 에 있어서의 휘도 (상대 휘도) 를, 각각 산출하였다.
다음으로, 광 확산 요소의 농도를 횡축 (x 축) 에, 형광체량을 종축 (y 축) 에 취하고, 기준예 1 및 실시예 1-1 ∼ 1-3 의 측정 결과를 플롯하여, 그래프를 작성하였다. 그리고, 실시예 1 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 형광체량의 회귀값을 구하였다. 또, 동일한 방법으로, 실시예 1 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 휘도의 회귀값을 구하였다.
회귀값을 구하는 방법으로서, 구체적으로는, 상기 그래프로부터, 2 차 함수 y ＝ ax2 ＋ bx ＋ c 로 하여 회귀시키고, 계수 a, b, c 를 구하고, x ＝ 2 를 대입하여 y 를 구하였다.
(비교예 1-1)
광 확산 요소로서, 실리콘 레진 파우더 대신에 멜라민 수지 (실리카 복합) A (닛산 화학 주식회사 제조,「옵트비즈 2000M」) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
(비교예 1-2)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.01 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 1.67 배로 한 것 이외에는, 비교예 1-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
비교예 1-1 ∼ 비교예 1-2 의 결과를 사용하여, 실시예 1-1 ∼ 1-3 과 동일한 방법에 의해, 비교예 1 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 형광체량의 회귀값을 구하였다. 또, 동일한 방법으로, 비교예 1 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 휘도의 회귀값을 구하였다.
(비교예 2-1)
광 확산 요소로서, 멜라민 수지 (실리카 복합) A 대신에 멜라민 수지 (실리카 복합) B (닛산 화학 주식회사 제조,「옵트비즈 3500M」) 를 사용한 것 이외에는, 비교예 1-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도 및 휘도를 구하였다.
(비교예 2-2)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.31 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 1.00 배로 한 것 이외에는, 비교예 2-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도 및 휘도를 구하였다.
(비교예 2-3)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.01 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 1.67 배로 한 것 이외에는, 비교예 2-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도 및 휘도를 구하였다.
비교예 2-1 ∼ 비교예 2-3 의 결과를 사용하여, 실시예 1-1 ∼ 1-3 과 동일한 방법에 의해, 비교예 2 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 형광체량의 회귀값을 구하였다. 또, 동일한 방법으로, 비교예 2 로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 휘도의 회귀값을 구하였다.
(비교예 3-1)
모재로서, SEBS 대신에 아크릴계 공중합 엘라스토머 (주식회사 쿠라레 제조,「쿠라리티 LA2140e」) 를 사용한 것 이외에는, 비교예 1-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
(비교예 3-2)
최종적으로 얻어지는 형광체층에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.01 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 1.67 배로 한 것 이외에는, 비교예 3-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
(비교예 3-3)
페이스트상 혼합물에 있어서의 형광체 (녹색 황화물 형광체 ＋ 적색 황화물 형광체) 의 농도를 8.81 질량％ 로 하고, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 2.67 배로 한 것 이외에는, 비교예 3-1 과 동일하게 하여 형광체 시트를 제조하였다.
또한, 형광체 전체량에 있어서의 녹색 황화물 형광체의 비율 및 형광체층의 두께는, 형광체 시트의 (x, y) 색도가 기준예 1 과 거의 동일해지도록, 적절히 조정하였다.
얻어진 형광체 시트에 대해, 기준예 1 과 동일하게 (x, y) 색도, 휘도 및 방치 전후의 색도차 Δu'v' 를 구하였다.
비교예 3-1 ∼ 비교예 3-3 의 결과를 사용하여, 실시예 1-1 ∼ 1-3 과 동일한 방법에 의해, 비교예 3 으로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 형광체량의 회귀값을 구하였다. 또, 동일한 방법으로, 비교예 3 으로서의 광 확산 요소의 농도가 형광체의 농도의 2 배가 될 때의 상대 휘도의 회귀값을 구하였다.
(상대 형광체량의 평가)
각 예에 있어서의 상대 형광체량을, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 2 배로 하였을 때의 상대 형광체량의 회귀값을 사용하여, 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.
◎ : 0.7 미만
○ : 0.7 이상 0.8 미만
× : 0.8 이상
(상대 휘도의 평가)
각 예에 있어서의 상대 휘도를, 광 확산 요소의 농도를 형광체의 농도의 2 배로 하였을 때의 상대 휘도의 회귀값을 사용하여, 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.
◎ : 0.98 이상
○ : 0.90 이상 0.98 미만
× : 0.90 미만
(방치 전후의 색도차 Δu'v' 의 평가)
각 예에 있어서 측정한 방치 전후의 색도차 Δu'v' 가 0.01 미만인 경우에는 ○, 0.01 이상인 경우에는 × 로 하여 평가하였다.
이것들의 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 의 결과로부터, 모재로서 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 것을 사용함과 함께, 광 확산 요소로서 실리콘 레진을 사용함으로써, 일반적으로는 고가인 형광체의 양을 줄이면서, 예를 들어 5000 시간의 사용 후에 있어서도 색도의 변동이 충분히 억제된 파장 변환 부재가 얻어짐을 알 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광원 장치에 사용한 경우에 광의 색도의 시간 경과적인 변동을 억제하는 것이 가능한 파장 변환 부재 및 형광체 시트를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 저비용으로 제조할 수 있는 데다가, 광의 색도의 시간 경과적인 변동이 억제된 백색 광원 장치 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
1 : 형광체 시트
20 : 청색 LED 패키지
40 : 광학 필름
60 : 확산판
100 : 파장 변환 부재 (형광체층)
101 : 적색 형광체
102 : 녹색 형광체
103 : 광 확산 요소
104 : 청색 발광 다이오드
105 : 기재
106 : 모재
110 : 청색광
111 : 적색광
112 : 녹색광

Claims (14)

  1. 입사광의 적어도 일부의 파장을 변환시켜 상기 입사광과는 상이한 파장의 출사광을 방출하는 형광체와,
    상기 입사광 및 상기 출사광 중 적어도 어느 것을 확산시키는 광 확산 요소와,
    상기 광 확산 요소를 유지하는 모재를 갖는 파장 변환 부재로서,
    상기 광 확산 요소는 실리콘 레진이고,
    상기 모재는 수소 첨가 스티렌계 공중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 스티렌계 공중합체가 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합 엘라스토머인, 파장 변환 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 확산 요소가 실리콘 레진 입자인, 파장 변환 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실리콘 레진 입자는, 입경이 2 ㎛ 이상인, 파장 변환 부재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 형광체는 황화물계 형광체인, 파장 변환 부재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 황화물계 형광체는, 적색 황화물 형광체 및 녹색 황화물 형광체 중 적어도 어느 것을 함유하는 것인, 파장 변환 부재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적색 황화물 형광체는 황화칼슘 형광체이고, 상기 녹색 황화물 형광체는 티오갈레이트 형광체인, 파장 변환 부재.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수소 첨가 스티렌계 공중합체의 굴절률과 상기 실리콘 레진의 굴절률의 차의 절대값이, 0.04 이상인, 파장 변환 부재.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    시트상인, 파장 변환 부재.
  10. 제 9 항에 기재된 파장 변환 부재와, 상기 파장 변환 부재를 협지하는 기재를 구비하는, 형광체 시트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기재가 수증기 배리어 필름인, 형광체 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 수증기 배리어 필름의 수증기 투과율이 0.05 ∼ 20 g/㎡/일인, 형광체 시트.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 파장 변환 부재를 구비하는, 백색 광원 장치.
  14. 제 13 항에 기재된 백색 광원 장치를 구비하는, 표시 장치.
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