TW201621219A - 導光構件及使用其之光源裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種與先前相比零件個數較少、且具備穩定之波長轉換效率之導光構件及使用其之光源裝置。本發明之導光構件(11)之特徵在於包括：導光板(12)；收納空間(5)，其為上述導光板(12)內，且與光入射面(12a)對向而形成；及波長轉換物質(3)，其配置於上述收納空間(5)。藉此，與先前相比可將零件個數減少，且可獲得穩定之波長轉換效率。進而，可謀求製造步驟之容易化或製造成本之降低。

Description

導光構件及使用其之光源裝置

本發明係關於一種能夠進行自光入射面入射之光之波長轉換之導光構件及使用其之光源裝置。

例如，於下述之專利文獻1中揭示有關於具備光源、波長轉換構件及導光板等之發光裝置之發明。

波長轉換構件設置於光源與導光板之間，吸收光源所發出之光之後，產生與該光之波長不同之波長之光。波長轉換構件例如於玻璃等之筒狀容器中封入有波長轉換部物質者。波長轉換物質包含螢光顏料、螢光染料或量子點等。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-218954號公報

如此，先前，將波長轉換構件與導光板分別設置。因此，存在容易於波長轉換構件與導光板之間產生位置偏移之問題。又，藉由將波長轉換構件與導光板分別設置，而存在零件個數變多之問題。進而，難以於專利文獻1所示之較細之筒狀容器內穩定且精度良好地封入波長轉換物質。

根據以上情況，於先前之構成中，波長轉換效率之不均容易變 大，又，製造成本之上升或製造步驟之繁雜化成為問題。

本發明係鑒於該方面而開發者，目的在於提供一種尤其與先前相比零件個數較少，且具備穩定之波長轉換效率之導光構件及使用其之光源裝置。

本發明之導光構件之特徵在於包括：導光板；收納空間，其為上述導光板內，且與光入射面對向而形成；及波長轉換物質，其配置於上述收納空間。

於本發明中，於導光板內且與光入射面對向之位置設置收納空間，將波長轉換物質配置於收納空間內。如此，本發明之導光構件使作為導光板之功能與波長轉換功能一體化。因此，不需要如將導光板與波長轉換構件個別設置之先前之情形般，進行導光板與波長轉換構件之間之位置對準，可使波長轉換效率穩定。又，於本發明中，與先前相比可將零件個數減少。進而，於面積較大之導光板設置波長轉換物質用之收納空間，因而與如先前般於較細之筒狀容器內放入波長轉換物質之情形相比，容易將波長轉換物質配置於收納空間內，可使製造步驟容易化。又，基於零件個數之減少及製造步驟之容易化能夠謀求製造成本之降低。

於本發明中，較佳為上述波長轉換物質包含量子點。又，於本發明中，較佳為包含上述波長轉換物質之樹脂組合物設置於上述收納空間。

又，於本發明中，可形成為包含上述波長轉換物質之樹脂組合物被注入至上述收納空間內之構成。或者，可形成為包含上述波長轉換物質之樹脂組合物包括成形體，上述成形體配置於上述收納空間之構成。

又，於本發明中，較佳為，於上述導光板之除上述光入射面及 光出射面以外之至少一部分之區域形成有著色層。藉此，與先前相比可適當且高效率地進行顏色轉換，可自導光構件之光出射面獲得所期望之顏色之光。

又，本發明之光源裝置之特徵在於包括上述任一項之導光構件、及發光元件。於本發明中，較佳為，上述發光元件一體地安裝於上述導光構件之上述光入射面。藉此，可將導光構件與發光元件一體化之光源裝置搭載於顯示裝置等，此時，無將導光構件與發光元件位置對準之繁瑣度，可提高組裝之作業效率。

根據本發明之導光構件，與先前相比可將零件個數減少，又，可獲得穩定之波長轉換效率。進而，可謀求製造步驟之容易化或製造成本之降低。

3‧‧‧波長轉換物質

4‧‧‧著色層

5‧‧‧收納空間

7‧‧‧側方區域

10‧‧‧發光元件

11‧‧‧導光構件

12‧‧‧導光板

12a‧‧‧光入射面

12b‧‧‧表面(上表面)

12c‧‧‧背面(下表面)

12d‧‧‧正面

12e‧‧‧背面

12f‧‧‧光出射面

12g‧‧‧波長轉換區域

12h‧‧‧側部

12i‧‧‧兩端

14‧‧‧反射層

40‧‧‧成形體

50‧‧‧顯示裝置

53‧‧‧擴散板

54‧‧‧顯示部

70‧‧‧光源裝置

L1‧‧‧長度尺寸

L2‧‧‧長度尺寸

L3‧‧‧距離

L4‧‧‧距離

X、Y、Z‧‧‧方向

圖1係表示本發明之第1實施形態之導光構件之立體圖。

圖2係表示本實施形態之第2實施形態之導光構件及使用其之光源裝置之立體圖。

圖3係將圖1所示之導光構件沿著A-A線於高度方向(Z)切斷且自箭頭方向(X)觀察之縱剖視圖。

圖4係將圖2所示之光源裝置沿著B-B線於高度方向(Z)切斷且自箭頭方向(X)觀察之縱剖視圖。

圖5係使用有圖4所示之光源裝置之顯示裝置之縱剖視圖。

圖6係表示與圖3不同之形狀之縱剖視圖。

圖7係表示將具有波長轉換物質之成形體插入至本實施形態之導光構件之收納空間之製造步驟之立體圖。

以下，對本發明之一實施形態(以下，簡稱為「實施形態」)詳細 地進行說明。再者，本發明並不限定於以下之實施形態，可於其主旨之範圍內進行各種變化而實施。

圖1係表示本實施形態之第1實施形態之導光構件之立體圖。圖1所示之X、Y、Z處於分別正交之關係。Z係指朝向紙面上下方向之高度方向，X方向係指紙面深度方向，Y方向係指紙面橫向。

又，圖3係將圖1所示之導光構件沿著A-A線於高度方向(Z)切斷且自箭頭方向(X)觀察之縱剖視圖。

如圖1、圖3所示，導光構件11具有：導光板12；收納空間5，其形成於導光板12之光入射面12a之內側；及波長轉換物質3，其配置於收納空間5。

如圖1所示，導光板12為大致平板狀，且將導光板12之一側面設為光入射面12a。此處，所謂「側面」，係指圖式所示之右側側面及左側側面圖。又，如圖1所示，導光板12具有表面(上表面)12b、背面(下表面)12c、正面12d及背面12e。表面12b與背面12c相對向，且相對於側面與正面12d及背面12e處於大致正交之關係。又，正面12d與背面12e相對向，且相對於側面與表面12b及背面12c處於大致正交之關係。具體而言，光入射面12a係與X-Z平面平行之面，表面12b係與X-Y平面為平面之面。背面12c係於接近光入射面12a之部分，與X-Y平面平行之面，但若自光入射面12a隔開則成為自X-Y平面稍微斜向地傾斜之面。又，正面12d及背面12e係與Y-Z平面平行之面。再者，背面12c既可整體為與X-Y平面平行之面，亦可為整體自X-Y平面稍微斜向地傾斜之面。但是，導光板12之形狀並不特別限定。

圖1所示之導光板12之表面12b係作為光出射面12f而發揮功能。但是，與波長轉換物質3大致對向之區域為波長轉換區域12g，自光入射面12a觀察，將較波長轉換物質3遠之表面12b設為光出射面12f。將與光出射面12f對向之背面12c設為自X-Y平面稍微斜向地傾斜之面。

如圖1所示，收納空間5係自正面12d到達背面12e為止之貫通空間，或者，亦可僅正面12d開口，而背面12e側閉合。但是，較佳為，收納空間5為貫通空間。收納空間5位於光入射面12a之內側，並且相對於表面12b及背面12c位於內側。但是，收納空間5之一部分亦可通到光入射面12a、表面12b或背面12c為止。

收納空間5靠近你導光板12之紙面橫向(Y)之光入射面12a而形成。藉此，波長轉換區域12g僅形成於導光板12之光入射面12a側之有限之狹窄之區域。

如圖3所示，於將導光板12之紙面橫向(Y)之長度尺寸設為L1時，波長轉換區域12g之長度尺寸為L2。而且，L2/L1為0.01~0.2左右。因此，L1-L2成為光出射面12f之區域。

如圖1、圖3所示，波長轉換物質3設置於收納空間5內。較佳為，波長轉換物質3包含量子點。作為波長轉換物質3，亦可使用量子點以外之螢光顏料、螢光染料等，但包含量子點係波長轉換特性優異。

較佳為，包含波長轉換物質3之樹脂組合物設置於收納空間5內。作為樹脂，可使用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、AS(acrylonitrile-styrene，丙烯腈-苯乙烯)樹脂、ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚氯乙烯、聚縮醛、聚醯胺、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚醯胺醯亞胺、聚甲基戊烯、液晶聚合物、環氧樹脂、苯酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、酞酸二烯丙酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、矽酮樹脂、或該等之若干種之混合物等。設為波長轉換物質3分散於樹脂中之狀態。

又，較佳為，使波長轉換物質3分散之樹脂之折射率小於導光板 12之折射率。例如，矽酮樹脂之折射率於鈉D線、23℃下，信越化學工業(股)製之SCR1016為1.52，(股)大賽璐製之A2045為1.55，信越化學工業(股)製之KER-2500為1.41，(股)大賽璐製之A1080為1.41。又，環氧樹脂之折射率於鈉D線、23℃下，(股)大賽璐製之CELVENUS WO917為1.51，CELVENUS WO925為1.50。相對於此，例如於導光板12由丙烯酸系樹脂形成時，導光板12之折射率於一般之丙烯酸系樹脂之情形時為1.49左右。藉由適當選擇使波長轉換物質3分散之樹脂及導光板12之材質，可使樹脂之折射率小於導光板12之折射率。例如，可使用折射率為1.41之矽酮樹脂A1080或KER-2500作為使波長轉換物質3分散之樹脂，由折射率為1.49之環氧樹脂構成導光板12。藉此，進入至波長轉換物質3內之光之一部分於面對收納空間5之導光板12之側壁部分全反射。此係因折射率較小之介質側之入射角大於折射率較大之介質側之入射角。藉此，可減少光自導光板12之側向外部漏出之量，因而可提高顏色轉換效率及發光強度。

又，並不限定包含於波長轉換物質3之量子點之構成及材質，例如，本實施形態中之量子點可具有半導體粒子之核及被覆核之周圍之殼部。核例如使用CdSe，並不特別限定材質。例如，可使用CdS、CdSe、ZnS、ZnSe、InP、CdTe、該等之若干種之複合物等。

作為量子點，例如，包含吸收波長為460nm(藍色)，螢光波長為約520nm(綠色)之量子點及約660nm(紅色)之量子點之2種。因此，若自光入射面12a入射藍色之光，則藉由各量子點，而將藍色之一部分轉換為綠色或紅色。藉此，可自光出射面12f獲得白色之光。

與光出射面12f對向之背面12c為光反射面，向光入射面12a入射且通過波長轉換區域12g之光係於背面12c反射而自光出射面12f向外部被提取。於圖3中，於與光出射面12f對向之背面12c設置有反射層14。但是，可不設置反射層14，而將背面12c進行加工等形成反射 面。

又，於圖3中，於波長轉換區域12g之表面12b及背面12c設置有著色層4。著色層4只要形成於除光入射面12a及光出射面12f以外之至少一部分之區域即可。所謂「著色層」係不透明之層，意指著色有包含白色之顏色之層。著色層4較佳為包含塗料、墨液、或色帶。又，著色層4之顏色不拘，但較佳為白色。因此，只要藉由將白色塗料或白色墨液塗佈於表面12b及背面12c，或將白色色帶貼附於表面12b及背面12c，便可簡單地形成著色層4。

藉此，可抑制入射至光入射面12a之光通過收納空間5與表面12b之間、及收納空間5與背面12c之間之側方區域7之漏光，可適當且高效率地進行顏色轉換，可由光出射面12f獲得所期望之顏色之光。再者，亦可不形成著色層4。

如以上般，於本實施形態中，於導光板12內且與光入射面12a對向之位置設置收納空間5，將波長轉換物質3配置於收納空間5內。如此，本實施形態之導光構件11兼備有作為導光板之功能與波長轉換功能，不需要如先前般將導光板與波長轉換構件個別設置。

因此，於本實施形態中，不需要如先前般進行導光板與波長轉換構件之間之位置對準，可使波長轉換效率穩定。又，如先前般，於將導光板與波長轉換構件個別設置，而將該等構件組合之形態中，於導光板與波長轉換構件之間產生交界面，容易引起交界面之光之擴散或反射。相對於此，於本實施形態中，自光入射面12a入射之光自波長轉換區域12g通過一體化之導光板12內而導向光出射面12f。因此，可獲得穩定之波長轉換效率，並且可提高光強度。

又，於本實施形態中，由於使導光板與波長轉換構件一體化，故而與先前相比可將零件個數減少。進而，於本實施形態中，於設置於面積較大之導光板12之波長轉換物質用之收納空間5配置波長轉換 物質3，故而與如先前般配置將波長轉換物質封入之較細之管狀容器之情形相比，可使製造步驟容易化。又，基於可將零件個數減少且製造步驟之容易化能夠謀求製造成本之降低。

於本實施形態中，包含波長轉換物質3之樹脂組合物既可注入至收納空間5內，包含波長轉換物質3之樹脂組合物亦可包括成形體，將成形體配置於收納空間5。將包含波長轉換物質3之樹脂組合物注入至收納空間5之形態與將成形體插入至收納空間5之情形相比，氣泡進入至包含波長轉換物質3之樹脂組合物內之可能性較高。因此，如圖7所示，預先將包括含波長轉換物質3之樹脂組合物之成形體40利用射出成形等成形，將成形體40向收納空間5插入之形態可抑制氣泡產生，從而較佳。成形體40除了射出成形以外，亦可使用擠壓成形、中空成形、熱成形、壓縮成形、壓延成形、吹脹法、鑄造法等方法製作。

可使成形體40與收納空間5同等或稍微大於收納空間5而形成，將成形體40向收納空間5內壓入。藉此，可使成形體40之外周面與收納空間5之壁面密接。或者，亦可於使成形體40稍微小於收納空間5而形成，於成形體40之外周圍塗佈接著劑之狀態下，將成形體40插入至收納空間5內。藉此，可使成形體40之外周面與收納空間5之壁面之間經由接著層而密接。又，於本實施形態中，為於體積較大之導光板12設置收納空間5，將成形體40插入至收納空間5之形態，故而與如先前般使用較細之筒狀容器之情形相比，可使成形體40之插入容易化。另外，可抑制具有收納空間5之側之構件(本實施形態中之導光板12)側因成形體40之壓入等而破損之不良情況。

圖2係表示本實施形態之第2實施形態之導光構件及使用其之光源裝置之立體圖。圖4係將圖2所示之光源裝置沿著B-B線於高度方向(Z)切斷且自箭頭方向(X)觀察之縱剖視圖。於圖2、圖4中，與圖1、圖3相同之部分標註與圖1、圖3相同之符號。

圖2、圖4所示之導光構件11與圖1、圖3所示之導光構件11相同，包括導光板12、收納空間5、及波長轉換物質3，但如圖4所示，光入射面12a與收納空間5之間之距離L3較圖3所示之光入射面12a與收納空間5之間之距離L4更長地形成。例如，距離L3為1mm~8mm左右。

於圖2、圖4所示之實施形態中，發光元件(LED(light-emitting diode，發光二極體))10一體地安裝於導光構件11之光入射面12a。由發光元件10與導光構件11構成光源裝置70。

可知若配置於收納空間5之波長轉換物質3與發光元件10之間之距離變近，則於波長轉換物質3包含量子點之情形時，於與發光元件10對向之波長轉換物質3之部分發黑。發黑之原因在於，來自發光元件10之光或熱、或其兩者之影響對量子點帶來影響。

因此，於圖2、圖4之構成中，為了抑制發黑，為了使波長轉換物質3遠離發光元件10，而延長波長轉換物質3與光入射面12a之間之距離L3，藉此，即便將發光元件10一體地安裝於光入射面12a，亦可適當地使波長轉換物質3遠離發光元件10。藉此，與先前相比可抑制發黑，並且可簡單地組裝光源裝置70。

圖5係使用圖4所示之光源裝置之顯示裝置之縱剖視圖。如圖5所示，顯示裝置50具有：發光元件10(LED)；導光構件11；及液晶顯示器等顯示部54，其與導光構件11之光出射面12f對向。於圖5中，於顯示部54與導光構件11之間介置有擴散板53等。但亦可不設置擴散板53。配置於顯示部54之背面之光源裝置70作為背光裝置而發揮功能。

又，於圖3至圖5中，將著色層4形成於導光板12之外表面，但是，亦可如圖6所示，將著色層4形成於收納空間5之壁面5a。或者，如圖6所示，可將導光板12之側面與收納空間5之間之導光板12之側部12h本身作為著色層4。於該情形時，將導光板12之成形採用雙色成形，此時，成為導光板12之側部12h之部分使用經著色之樹脂。或 者，亦可將導光板12之側部12h與除此以外之部分利用接著等接合而形成導光板12。

又，亦可於圖1所示之導光板12之具有波長轉換物質3之兩端12i之位置設置著色層4。藉此，可抑制來自導光板12之兩端之漏光，與先前相比可適當且高效率地進行顏色轉換。又，圖3等所示之反射層14亦可為點狀等。

於本實施形態中，可自光源裝置70朝向顯示部54照射波長轉換效率優異之背光，可提高作為顯示裝置50之顯示特性。

[產業上之可利用性]

於本發明中，使用於設置於導光板之收納空間配置有波長轉換物質之導光構件，可實現光源裝置、顯示裝置等。根據本發明之導光構件，可獲得穩定之波長轉換效率，因而可將使用有本發明之導光構件之光源裝置、顯示裝置等維持為高品質。又，可將導光構件之零件個數較先前減少，與先前相比可降低導光構件、光源裝置、顯示裝置之生產成本。

本申請案係基於2014年11月4日申請之日本專利特願2014-224054。該內容全部包含於此處。

3‧‧‧波長轉換物質

4‧‧‧著色層

5‧‧‧收納空間

11‧‧‧導光構件

12‧‧‧導光板

12a‧‧‧光入射面

12b‧‧‧表面(上表面)

12c‧‧‧背面(下表面)

12d‧‧‧正面

12e‧‧‧背面

12f‧‧‧光出射面

12g‧‧‧波長轉換區域

12i‧‧‧兩端

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (8)

1. 一種導光構件，其特徵在於包括：導光板；收納空間，其為上述導光板內，且與光入射面對向而形成；及波長轉換物質，其配置於上述收納空間。
2. 如請求項1之導光構件，其中上述波長轉換物質包含量子點。
3. 如請求項1或2之導光構件，其中包含上述波長轉換物質之樹脂組合物被設置於上述收納空間。
4. 如請求項3之導光構件，其中包含上述波長轉換物質之樹脂組合物被注入至上述收納空間內。
5. 如請求項3之導光構件，其中包含上述波長轉換物質之樹脂組合物包括成形體，上述成形體配置於上述收納空間。
6. 如請求項1至5中任一項之導光構件，其中於上述導光板之除上述光入射面及光出射面以外之至少一部分之區域形成有著色層。
7. 一種光源裝置，其特徵在於包括如請求項1至6中任一項之導光構件、及發光元件。
8. 如請求項7之光源裝置，其中上述發光元件一體地安裝於上述導光構件之上述光入射面。