TW201611350A - 發光裝置 - Google Patents

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TW201611350A
TW201611350A TW104117513A TW104117513A TW201611350A TW 201611350 A TW201611350 A TW 201611350A TW 104117513 A TW104117513 A TW 104117513A TW 104117513 A TW104117513 A TW 104117513A TW 201611350 A TW201611350 A TW 201611350A
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Masaaki Kadomi
Hideki Asano
Takashi Nishimiya
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Nippon Electric Glass Co
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Abstract

本發明提供一種發光裝置，其具備量子點，且發光強度之面內不均減少。 發光裝置1具備發光部11、單元10、光源12、及入射光散射部。發光部11包含量子點。單元10將發光部11密封。光源12對發光部11出射量子點之激發波長之光。入射光散射部配置於光源12與發光部11之間。入射光散射部使射向發光部11之入射光散射。

Description

發光裝置
本發明係關於一種發光裝置。
近年來，使用發光二極體之發光裝置之進步顯著，而採用於液晶之背光源、大型顯示器等。尤其，藉由短波長光之發光元件之半導體材料之發展，而逐漸能夠獲得短波長之光，因此可使用其激發螢光體而獲得更多種波長之光。
自先前以來，已知有使用量子點之發光裝置。例如，於專利文獻1中揭示有一種發光裝置，其具備藍色LED(light-emitting diode，發光二極體)與將藍色LED密封之密封部，且密封部由包含量子點之樹脂組合物構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-126596號公報
藍色LED等光源之出射光強度於光軸處最高，隨著離開光軸而變低。因此，射向包含量子點之發光部之位於光軸上之部分的入射光之強度變高，射向遠離光軸之部分之入射光之強度變低。因此，有如下問題：發光裝置之中央部之發光強度變高，而隨著去往周邊部，發光強度變低。即，有發光強度存在面內不均之問題。
本發明之主要目的在於提供一種發光裝置，其具備量子點，且發光強度之面內不均減少。
本發明之發光裝置具備發光部、單元(cell)、光源、及入射光散射部。發光部包含量子點。單元將發光部密封。光源對發光部出射量子點之激發波長之光。入射光散射部配置於光源與發光部之間。入射光散射部使射向發光部之入射光散射。
本發明之發光裝置中，亦可為，入射光散射部包含光散射材。
本發明之發光裝置中，亦可為，入射光散射部為具有晶界之燒結體。
本發明之發光裝置中，亦可為，入射光散射部具有使射向發光部之入射光散射之凹凸面。
本發明之發光裝置中，亦可為，入射光散射部配置於單元與光源之間。
本發明之發光裝置中，亦可為，單元具有：第1主壁部；第2主壁部，其位於相對於第1主壁部與光源相反之側；及側壁部，其將第1主壁部與第2主壁部連接。於該情形時，亦可為，第1主壁部構成入射光散射部。
本發明之發光裝置中，亦可為，第2主壁部包含光散射材。
本發明之發光裝置中，亦可為，第2主壁部為具有晶界之燒結體。
本發明之發光裝置中，亦可為，第2主壁部具有使來自發光部之出射光散射之凹凸面。
本發明之發光裝置中，亦可為，側壁部包含金屬。
本發明之發光裝置中，亦可為，第1及第2主壁部之各者之厚度為1mm以下。
本發明之發光裝置中，亦可為，第1及第2主壁部之折射率為1.70 以下。
本發明之發光裝置亦可具備位於發光部之側方之反射構件。
本發明之發光裝置中，亦可為，發光部包含光散射材。
根據本發明，可提供一種發光裝置，其具備量子點，且發光強度之面內不均減少。
1‧‧‧發光裝置
1a‧‧‧發光裝置
1b‧‧‧發光裝置
1c‧‧‧發光裝置
10‧‧‧單元
10a‧‧‧第1主壁部
10b‧‧‧第2主壁部
10c‧‧‧側壁部
10d‧‧‧內部空間
10e‧‧‧側面
11‧‧‧發光部
12‧‧‧光源
13‧‧‧入射光散射部
14‧‧‧反射構件
L1‧‧‧距離
L2‧‧‧距離
圖1係第1實施形態之發光裝置之模式性剖視圖。
圖2係第2實施形態之發光裝置之模式性剖視圖。
圖3係第3實施形態之發光裝置之模式性剖視圖。
圖4係第4實施形態之發光裝置之模式性剖視圖。
以下，對實施本發明之較佳形態進行說明。但，下述實施形態僅為例示。本發明並不受下述實施形態任何限定。
又，於實施形態等中所參照之各圖式中，具有實質上相同之功能之構件參照相同符號。又，於實施形態等中所參照之圖式係模式性地記載之圖。圖式中所描繪之物體之尺寸之比率等存在與實物之尺寸之比率等不同之情形。於圖式相互之間，亦存在物體之尺寸比率等不同之情形。具體之物體之尺寸比率等應參酌以下之說明而進行判斷。
(第1實施形態)
圖1係第1實施形態之發光裝置1之模式性剖視圖。
發光裝置1係當激發光入射時出射與激發光不同之波長之光之裝置。發光裝置1亦可為出射激發光與藉由激發光之照射而產生之光之混合光者。
發光裝置1具有單元10。單元10具有第1主壁部10a、第2主壁部10b、及側壁部10c。第1主壁部10a與第2主壁部10b相互空出間隔而對 向。
本實施形態中，第1及第2主壁部10a、10b分別為平板狀。第1及第2主壁部10a、10b之各者之平面形狀例如可為矩形，亦可為多邊形、圓形、多圓形、長圓形等。
第1及第2主壁部10a、10b之各者之厚度較佳為1.0mm以下，更佳為0.5mm以下。藉由使第1及第2主壁部10a、10b之厚度較薄，可提高光之提取效率。
第1及第2主壁部10a、10b可分別由例如玻璃、陶瓷、樹脂等構成。再者，於本發明中，玻璃中包含結晶化玻璃。第1及第2主壁部10a、10b之各者之折射率較佳為1.70以下，更佳為1.60以下。藉由使第1及第2主壁部10a、10b之折射率較小，可提高光之提取效率。
側壁部10c設置於第1主壁部10a與第2主壁部10b之間。側壁部10c係和第1主壁部10a與第2主壁部10b之各者接合。具體而言，側壁部10c係與第1及第2主壁部10a、10b之各者之周緣部接合。藉由該等側壁部10c以及第1及第2主壁部10a、10b而構成有內部空間10d。內部空間10d之厚度例如可設為0.1mm~5mm左右。
側壁部10c例如可由邊框狀或管狀之一個構件構成，亦可由複數個帶狀構件構成。
側壁部10c例如可由玻璃、陶瓷、或鋁、銅、鐵及其等之合金等中之至少一種金屬等構成。
側壁部10c、與第1及第2主壁部10a、10b之接合方法並無特別限定。側壁部10c、與第1及第2主壁部10a、10b可藉由例如雷射焊接等焊接、陽極接合、使用焊料等無機接合材之接合等而接合。
於內部空間10d內，設置有發光部11。發光部11係由單元10密封。發光部11既可設置於內部空間10d之整體，亦可設置於內部空間10d之一部分。發光部11包含量子點。發光部11既可包含1種量子點，亦可包 含複數種量子點。
再者，量子點係當量子點之激發光入射時，出射與激發光不同之波長之光。自量子點出射之光之波長依存於量子點之粒徑。即，可藉由使量子點之粒徑變化而調整所要獲得之光之波長。因此，將量子點之粒徑設為與欲獲得之光之波長相應之粒徑。量子點之粒徑通常為2nm~10nm左右。
例如，作為若照射波長300nm~440nm之紫外~近紫外之激發光則發出藍色之可見光(波長440nm~480nm之螢光)的量子點之具體例，可列舉粒徑為2.0nm~3.0nm左右之CdSe/ZnS之微晶等。作為若照射波長300nm~440nm之紫外~近紫外之激發光或波長440nm~480nm之藍色之激發光則發出綠色之可見光(波長為500nm~540nm之螢光)的量子點之具體例，可列舉粒徑為3.0nm~3.3nm左右之CdSe/ZnS之微晶等。作為若照射波長300nm~440nm之紫外~近紫外之激發光或波長440nm~480nm之藍色之激發光則發出黃色之可見光(波長為540nm~595nm之螢光)的量子點之具體例，可列舉粒徑為3.3nm~4.5nm左右之CdSe/ZnS之微晶等。作為若照射波長300nm~440nm之紫外~近紫外之激發光或波長440nm~480nm之藍色之激發光則發出紅色之可見光(波長為600nm~700nm之螢光)的量子點之具體例，可列舉粒徑為4.5nm~10nm左右之CdSe/ZnS之微晶等。
發光部11包含量子點與量子點之分散媒。分散媒例如可為液體，亦可為樹脂等固體。發光部11除包含量子點及分散媒以外，亦可進而包含例如光散射材。作為較佳地使用之光散射材之具體例，例如可列舉氧化鋁粒子、二氧化鈦粒子、二氧化矽粒子等高反射無機化合物粒子及高反射白色樹脂粒子等。再者，藉由使發光部11含有光散射材，可將發光部11中之發光強度之面內不均減少。
於發光部11由固體構成之情形時，發光部11例如可由複數個發光 層之積層體構成。於該情形時，於複數個發光部，所含之量子點之種類可為相同，亦可不同。
發光裝置1具有光源12。光源12配置於單元10之第1主壁部10a側。第2主壁部10b位於相對於第1主壁部10a與光源12相反之側。本實施形態中，光源12與單元10隔開配置。但，本發明並不限定於該構成。光源亦可與單元接觸而配置。即，亦可於光源之正上方配置單元之第1主壁部。再者，藉由於光源之正上方配置單元之第1主壁部，可將來自光源之出射光之強度不均減少，從而可將發光部11中之發光強度之面內不均減少。
光源12對由單元10密封之發光部11出射量子點之激發波長之光。光源12例如可由LED(Light Emitting Diode)元件、LD(Laser Diode，雷射二極體)元件等構成。本實施形態中，對光源12由LED構成之例進行說明。
於本實施形態中，光源12較發光部11小。光源12對發光部11出射發散光。
一般而言，無關光源之種類，來自光源之出射光存在強度分佈。出射光之強度係於光源之光軸上為最強，隨著遠離光軸而變弱。因此，發光部之中，入射至位於光源之光軸上之部分之光之強度相對變高，入射至遠離光源之光軸之部分之光之強度相對變低。因此，發光部之中，來自位於光源之光軸上之部分之出射光之強度相對變高，來自遠離光源之光軸之部分之出射光之強度相對變低。因此，可能會產生發光強度之面內不均。
發光裝置1中，位於光源12與發光部11之間的第1主壁部10a包含光散射材，兼具作為入射光散射部之功能。因此，可抑制射向發光部11之入射光之強度之面內不均。換言之，能以均一之強度對發光部11供給入射光(激發光)。因此，可將發光裝置1之發光強度之面內不均減少。
再者，本實施形態中，對藉由含有光散射材而構成入射光散射部之例進行了說明。但，本發明並不限定於該構成。例如亦可為，作為第1主壁部10a，使用具有晶界之燒結體、或含有光散射材之具有晶界之燒結體而構成入射光散射部。
又，為了使射向發光部11之入射光之強度不均更少，亦可於第1主壁部10a之表面設置使射向發光部11之入射光散射之凹凸面，藉由該凹凸面而構成入射光散射部。於該情形時，構成入射光散射部之凹凸面之表面粗糙度以平均平方粗糙度(RMS)計較佳為5nm~100nm，進而較佳為10nm~50nm。再者，若構成入射光散射部之凹凸面之表面粗糙度過小，則不易獲得使射向發光部11之入射光散射之效果。另一方面，若構成入射光散射部之凹凸面之表面粗糙度過大，則自光源12出射之光於入射光散射部表面反射，而將向發光部11入射之光之量減少，從而導致轉換效率容易降低。
發光裝置1中，發光部11包含光散射材。因此，於發光部11內亦產生光之散射。因此，可使發光強度之面內不均更少。
發光裝置1中，除第1主壁部10a以外，第2主壁部10b亦包含光散射材。第2主壁部10b兼具作為使出射光散射之出射光散射部之功能。因此，來自發光部11之出射光於第2主壁部10b散射。因此，可使發光裝置1之發光強度之面內不均更少。
亦可代替使第2主壁部10b含有光散射材，而使用具有晶界之燒結體，或使用含有光散射材之具有晶界之燒結體。進而，亦可於第2主壁部10b之表面，設置使來自發光部11之出射光散射之凹凸面。於在第2主壁部10b之表面設置凹凸面之情形時，第2主壁部10b之表面之凹凸面之表面粗糙度以平均平方粗糙度(RMS)計較佳為5nm~100nm，更佳為10nm~50nm。再者，若第2主壁部10b之表面粗糙度過小，則不易獲得使來自發光部11之出射光散射而將發光裝置1之發光強度之面內 不均減少之效果。另一方面，若第2主壁部10b之表面粗糙度過大，則經發光部11轉換之光易於第2主壁部10b表面反射而返回至光源12側，從而導致光之提取效率容易降低。
就使發光裝置1之發光強度之面內不均更少並且提高發光裝置1之發光強度之觀點而言，較佳為由金屬構成側壁部10c。於側壁部10c由金屬構成之情形時，自發光部11朝向側壁部10c之光於側壁部10c反射。反射光主要自發光裝置1之周緣部出射。因此，發光裝置1之周緣部之發光強度提高。因此，可使發光裝置1之發光強度之面內不均更少。又，可提高來自發光部11之光之自第2主壁部10b之提取效率。
再者，亦可不必由金屬構成側壁部10c之整體。例如，亦可由玻璃材、與覆蓋玻璃材之表面之至少一部分之金屬層或白色塗膜等反射膜而構成側壁部10c。
於發光裝置1中，期望來自發光部11之光、或來自發光部11之光與來自光源12之光之混合光之提取效率較高。就該觀點而言，第1及第2主壁部10a、10b之各者之厚度較佳為1.0mm以下，更佳為0.5mm以下。但，若第1及第2主壁部10a、10b之各者之厚度過小，則存在第1及第2主壁部10a、10b之機械強度變得過低之情形。因此，第1及第2主壁部10a、10b之各者之厚度較佳為0.005mm以上。又，第1及第2主壁部10a、10b之各者之折射率較佳為1.70以下，更佳為1.60以下。第1及第2主壁部10a、10b之各者之折射率通常為1.46以上。以下，對本發明之較佳實施形態之其他例進行說明。於以下之說明中，針對具有與上述第1實施形態實質上共同之功能之構件，參照共同之符號，並省略說明。
(第2實施形態)
圖2係第2實施形態之發光裝置1a之模式性剖視圖。
第1實施形態之發光裝置1中，對第1主壁部10a構成入射光散射部之例進行了說明。但，本發明並不限定於該構成。
如圖2所示，第2實施形態之發光裝置1a中，與單元10分開地配置有入射光散射部13。入射光散射部13例如可由含有光散射材之玻璃板、樹脂板、陶瓷板等構成。又，入射光散射部13例如可由在表面具有使光散射之凹凸面之玻璃板、樹脂板、陶瓷板等構成。入射光散射部13例如亦可於表面具有凹凸面，並且含有光散射材。
入射光散射部13配置於密封有發光部11之單元10與光源12之間。入射光散射部13例如可設置於光源12之正上方，亦可設置於單元10之第1主壁部10a之正下方，還可和光源12與單元10之兩者隔開設置。例如，就使來自光源12之出射光之強度不均更少之觀點而言，較佳為入射光散射部13接近於光源12而配置。又，藉由使入射光散射部13接近於光源12而配置，可使入射光散射部13之面積較小。若將光源12與入射光散射部13之間之距離設為L1，將入射光散射部13與單元10之間之距離設為L2，則L1/L2較佳為10以下，更佳為8以下。再者，若L1/L2過大，則必須使入射光散射部13較大，而難以實現發光裝置之小型化。
(第3實施形態)
圖3係第3實施形態之發光裝置1b之模式性剖視圖。
第1及第2實施形態中，對側壁部10c將第1主壁部10a之第2主壁部10b側之表面、與第2主壁部10b之第1主壁部10a側之表面連接之例進行了說明。但，本發明並不限定於該構成。
如圖3所示，發光裝置1b中，側壁部10c係自單元10之厚度方向上之一側端部跨及至另一側端部而設置。側壁部10c構成單元10之側面之整體。側壁部10c連接於第1及第2主壁部10a、10b之端面。
於發光裝置1b中，亦較佳為側壁部10c由金屬材等反射構件構成。藉由將自單元10之厚度方向上之一側端部跨及至另一側端部而設置之側壁部10c由反射構件構成，可進而提高自發光部11朝向側方出射之光之自第2主壁部10b之周緣部之提取效率。因此，可將發光裝置1b之發 光強度之面內不均進而減少，並且可進而提高發光裝置1b之發光強度。
(第4實施形態)
圖4係第4實施形態之發光裝置1c之模式性剖視圖。
第4實施形態之發光裝置1c中，側壁部10c由玻璃材等透光性構件構成。於單元10之側面10e上，配置有反射構件14。本實施形態中，反射構件14係以覆蓋側面10e之實質整體之方式設置。藉由設置反射構件14，可進而提高自發光部11朝向側方出射之光之自第2主壁部10b之周緣部之提取效率。因此，可將發光裝置1c之發光強度之面內不均進而減少，並且可進而提高發光裝置1c之發光強度。
1‧‧‧發光裝置
10‧‧‧單元
10a‧‧‧第1主壁部
10b‧‧‧第2主壁部
10c‧‧‧側壁部
10d‧‧‧內部空間
11‧‧‧發光部
12‧‧‧光源

Claims (14)

  1. 一種發光裝置，其具備：發光部，其包含量子點；單元，其將上述發光部密封；光源，其對上述發光部出射上述量子點之激發波長之光；及入射光散射部，其配置於上述光源與上述發光部之間，使射向上述發光部之入射光散射。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中上述入射光散射部包含光散射材。
  3. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述入射光散射部包含具有晶界之燒結體。
  4. 如請求項1至3中任一項之發光裝置，其中上述入射光散射部具有使射向上述發光部之入射光散射之凹凸面。
  5. 如請求項1至4中任一項之發光裝置，其中上述入射光散射部配置於上述單元與上述光源之間。
  6. 如請求項1至4中任一項之發光裝置，其中上述單元具有：第1主壁部；第2主壁部，其位於相對於上述第1主壁部與上述光源相反之側；及側壁部，其將上述第1主壁部與上述第2主壁部連接；且上述第1主壁部構成上述入射光散射部。
  7. 如請求項6之發光裝置，其中上述第2主壁部包含光散射材。
  8. 如請求項6或7之發光裝置，其中上述第2主壁部包含具有晶界之燒結體。
  9. 如請求項6至8中任一項之發光裝置，其中上述第2主壁部具有使來自上述發光部之出射光散射之凹凸面。
  10. 如請求項6至9中任一項之發光裝置，其中上述側壁部包含金屬。
  11. 如請求項6至10中任一項之發光裝置，其中上述第1及第2主壁部之各者之厚度為1.0mm以下。
  12. 如請求項6至11中任一項之發光裝置，其中上述第1及第2主壁部之折射率為1.70以下。
  13. 如請求項1至12中任一項之發光裝置，其具備位於上述發光部之側方之反射構件。
  14. 如請求項1至13中任一項之發光裝置，其中上述發光部包含光散射材。
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