TWI410665B - Light penetrating scatterers and their use - Google Patents

Light penetrating scatterers and their use Download PDF

Info

Publication number
TWI410665B
TWI410665B TW096111064A TW96111064A TWI410665B TW I410665 B TWI410665 B TW I410665B TW 096111064 A TW096111064 A TW 096111064A TW 96111064 A TW96111064 A TW 96111064A TW I410665 B TWI410665 B TW I410665B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
scatterer
semiconductor laser
oxide
liquid crystal
Prior art date
Application number
TW096111064A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200739118A (en
Inventor
Shin-Ichi Sakata
Fumito Furuuchi
Original Assignee
Ube Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries filed Critical Ube Industries
Publication of TW200739118A publication Critical patent/TW200739118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI410665B publication Critical patent/TWI410665B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0221—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having an irregular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

Description

光穿透散射體及其用途 技術領域
本發明係有關於一種作為光學構件之光穿透散射體與使用該光穿透散射體之液晶顯示器之背光結構及視力無害半導體雷射等的用途。
 背景技術
近年，使光散射之元件的需要性增加。例如，曾有使用紅色、綠色、藍色發光二極體作為液晶顯示器之背光的研究，但為了作為背光使用，必須均一地混合紅色、綠色、藍色發光二極體的光。故，會利用光散射體，以實現前述情況。為了製作更明亮的背光，所需要的是光吸收小，對光之持久性、耐熱性佳的光散射體。(Leading Trendsru解說「LED背光可改變電視之「色」」(NIKKEI ELECTRONICS 2004.12.20,57-62頁))
又，近年，白色發光二極體之研究開發正積極的進行，因此，需要用以均一地混合藍色激勵光與來自螢光體之黃色等的發光之光散射元件。現在是使光散射劑分散於樹脂中，並利用在其中產生之散射來實現，然而，為了得到更明亮的光，所需要的是將光之衰減抑制在最小限度，且對於光之持久性、對於熱之穩定性佳的光散射體。
又，光散射元件之新用途可舉近年正在開發的超高速通訊用視力無害半導體雷射為例。當使用雷射光於通訊 時，可進行高速調變，並可瞬間傳送大容量資料，但若是雷射光射入眼中的話，便非常的危險，因此會成為其應用上的障礙。因此，藉由使雷射光散射，並分散光之功率，可實現視力無害雷射。現在，正開發的是將光散射劑混合於樹脂者，但一般認為今後所需要的是與前述例相同的可減少光之衰減，且具有長期持久性的光散射體。(河西他「超高速IrDA(UFIR)用視力無害半導體雷射」(Sharp Technical Journal第87號‧2003年12月、15-20頁)非專利文獻2)
這樣一來，使光散射之材料的利用便開始涉及多方面。製作使光散射之材料並不困難，例如，只要將折射率與樹脂不同的粉末等混合於樹脂中，便可得到前述材料。然而，分散有前述粉末之光散射元件在光通過時，光之吸收會因粉末表面的缺陷而反覆進行，因此具有光之衰減變大的問題。又，當使用樹脂於元件時，可能會產生對於光之持久性及穩定性的問題。為了解決前述問題，所需要的是光吸收小，且光穩定性及耐熱性高的光散射材料。
 發明揭示
本發明人發現使用由凝固體所構成之陶瓷複合體的光散射體，而該凝固體係由選自於單一金屬氧化物及複合金屬氧化物，且至少折射率不同之2個以上的氧化物相連續且立體地互相纏繞而形成者，可成為光吸收少，且光穩定性及耐熱性佳之光散射元件，而發展到本發明。
即，本發明提供下述內容。
(1)一種光穿透散射體，係由凝固體所構成者，而該凝固體係由選自於單一金屬氧化物及複合金屬氧化物，且至少折射率不同之2個以上的氧化物相連續且立體地互相纏繞而形成者。
(2)如(1)之光穿透散射體，其中所構成之相的邊界部分不具有非晶相。
(3)如(1)或(2)之光穿透散射體，其中氧化物相係由Al2 O3 與Y3 Al5 O12 所構成。
(4)如(1)至(3)中任一項之光穿透散射體，其係藉由一方向凝固法所得到者。
(5)如(1)至(4)中任一項之光穿透散射體，其中可見光之光穿透率在30%以上。
(6)如(1)至(5)中任一項之光穿透散射體，其係板狀。
(7)如(1)至(5)中任一項之光穿透散射體，其係方塊狀。
(8)如(1)至(7)中任一項之光穿透散射體，其中前述折射率差在0.01以上。
(9)如(1)至(8)中任一項之光穿透散射體，其係作為液晶顯示器，而用以混合背光之紅、綠、藍色發光二極體的光者。
(10)如(1)至(8)中任一項之光穿透散射體，其係使半導體雷射光分散以形成視力無害半導體雷射者。
(11)一種光穿透散射體之使用方法，係使光入射(1)至(10)中任一項之光穿透散射體，並使在前述光穿透散射體散射之散射光從前述光穿透散射體射出，以利用前述散射光 者。
(12)如(11)之方法，係將前述光穿透散射體作為液晶顯示器之背光，而用於混合紅、綠、藍色發光二極體的光。
(13)如(11)之方法，係將前述光穿透散射體用於分散半導體雷射光，以形成視力無害半導體雷射。
(14)一種液晶顯示器之背光結構，包含有：紅色、綠色、藍色發光二極體；及(9)之光穿透散射體。
(15)一種視力無害半導體雷射，包含有：半導體雷射；及(1)至(8)中任一項之光穿透散射體。
當使用本發明之光散射體時，相較於習知所使用之使用樹脂之光散射體，可製作光吸收少，光穩定性佳且耐熱性高之光散射體，及使用該光散射體之背光結構、視力無害半導體雷射等。
圖式簡單說明
第1圖顯示本發明之光穿透散射體之組織相片的一例。
第2A圖顯示本發明複合陶瓷之界面之穿透型電子顯微鏡相片的一例，而第2B圖顯示燒結體之界面之穿透型電子顯微鏡相片的一例。
第3圖顯示於樹脂分散有無機粉末之光散射體的截面。
第4圖顯示使用積分球測量穿透光之測量方法。
第5圖顯示以第4圖所示之測量方法所測量之實施例1及比較例1、2的穿透率。
第6圖顯示光散射之測量方法。
第7圖顯示以第6圖所示之測量方法所測量之實施例1 及比較例1、2的光束。
第8圖顯示使用本發明之光穿透散射體於液晶面板之背光混色用的一例。
第9圖顯示將本發明之光穿透散射體組合於半導體雷射之視力無害半導體雷射的一例。
 實施發明之最佳型態
本發明之光散射體係由陶瓷複合體所構成者，而該陶瓷複合體係由選自於單一金屬氧化物及複合金屬氧化物，且至少折射率不同之2個以上的氧化物相連續且立體地互相纏繞而形成者。第1圖顯示以掃描型電子顯微鏡觀察前述陶瓷複合體之截面之組織相片的一例。其中，黑色部分(較暗的部分)係第一結晶相，而灰色部分(較亮的部分)係第二結晶相，而且該2相之折射率不同。因此，入射之光係在第一結晶與第二結晶之界面產生折射及反射。而且，2相之界面係朝各式各樣的方向延伸，因此光會朝所有角度放出。前述情況係在陶瓷複合體之立體組織中進行。故，陶瓷複合體會成為優異的光散射體。前述性質之本質與於玻璃或樹脂等透明物質之表面形成凹凸而製成之光散射體不同。玻璃或樹脂等光散射體係於表面利用光散射者，而本發明之光散射體亦可於材料內部進行光散射。
前述折射率差並未特別限定，宜為0.01以上，而以0.05以上為佳，尤以0.07以上為佳，特別是以1.00以上最佳。雖然折射率差越大，光散射效率越高，但仍以可在陶瓷複合 體實現之折射率差為上限值。
本光散射體之最大特徵之一係光之衰減較少。前述特性被認為係受到材料中前述氧化物相之界面特性很大的幫助者。第2A圖顯示本光散射體中2個結晶相之界面的穿透型電子顯微鏡相片的一例。為了比較，亦同時於第2圖中顯示具有相同結構之燒結體的2個結晶相之界面(粒界)的一例。第2B圖之燒結體相片之中央部分的白色帶狀部分係結晶相的粒界。由無法觀察到結晶晶格的情況可得知其為原子凌亂的非晶質層。因原子之凌亂而產生的缺陷係吸收光的原因，因此不宜存有前述層。另一方面，在第2A圖所示之本發明光散射體，即，陶瓷複合體中，無法觀察到看似燒結體的非晶質層。而且，界面中原子之排列也有規律地排列著，因此相較於燒結體的界面，陶瓷複合體之界面的缺陷較少。故，本材料係光衰減非常少者。
又一特徵可舉本發明之光散射體的光容易在光散射體內擴散為例。該特徵亦是因2個以上的氧化物相連續且立體地互相纏繞而形成之陶瓷複合物的性質而產生。即，由於本發明之光散射體的結晶相是連續的，因此本發明之光散射體具有入射之光於結晶內進行波導，並在材料內部擴散的特徵。因前述特徵，在例如以分散有粉末之樹脂所製成之光散射體中，距離光所照射之部分較遠的光會急速地衰減，但在本發明之光散射體中，即使在離開光照射部分之處，光仍可進行波導，因此光之衰減較少。前述特徵亦可帶來光之照射面因本發明之光散射體而擴大的效果，結 果，可擴大光之範圍。
本發明之光散射體中非常重要的特徵係2以上之氧化物的各結晶相並非各自獨立，而是以不可分的關係形成一體化。例如，在由Al2 O3 結晶與Y3 Al5 O12 結晶所構成之光散射體中，不只存有2個結晶，亦存有2個作為由一種具有非Al2 O3 也非Y3 Al5 O12 之結構的溶液同時結晶化成Al2 O3 結晶與Y3 Al5 O12 結晶之結果的結晶，因此與單獨存有2個結晶之情況不同。因此，具有不存有明確的粒界等之特徵。具有前述結構之光散射元件只混有Al2 O3 結晶與Y3 Al5 O12 結晶，且本質上與燒結體之狀態不同。
最後，與於樹脂中分散有無機粉末之散射體進行比較。樹脂中分散有粉末之光散射體的截面如第3圖所示。在前述光散射體中，當光從粉末之表面射入內部時，或從內部射出時，光會因粒子之表面缺陷而被吸收。又，由於對於粒子表面之光的出入會因在粉末表面產生之散射、反射變多層，因此對於表面之影響非常的大。故，在包含有粉末等光散射劑之樹脂中，光會明顯的衰減。又，在使用樹脂之散射體的情況下，由於在紫外線領域中光之吸收係因樹脂而開始，因此無法在紫外線領域中作為光散射體使用。另一方面，由於本發明之光散射體係由陶瓷所構成，因此只要選擇適當地組成系，即使在紫外線領域中亦可作為光散射體使用。
因此，由於本發明之光穿透散射體係由2個以上折射率不同的結晶相連續且立體地互相纏繞而形成，因此具有優 異的透光性，並可作為光散射大的光散射體。例如，本發明之光穿透散射體具有如前所述之光散射特性，且可視光之穿透率可在30%以上，特別可在40%以上，再者，亦可在50%以上。
(製作方法)
本發明之光散射體係在溶解原料金屬氧化物後，進行凝固而製成。例如，可藉由將裝入保持於預定溫度之坩堝的熔化物控制於冷卻溫度，並一面進行冷卻凝結等簡單的方法得到凝固體，但最好是利用一方向凝固法。該製程之概略如下所述。
以所要成分比率的比例混合作為原料之金屬氧化物，並調整混合粉末。混合方法並未特別限制，可採用乾式混合法及濕式混合法任一者。接著，使用眾所週知之熔化爐，例如，電弧爐，並將其加熱至可溶解所裝入之原料的溫度，而使前述混合粉末溶化於該爐中。
所得到之熔化物係直接裝入坩堝中並使其朝一方向凝固，或是，在使其凝固之後再進行粉碎，並將粉碎物裝入坩堝，並再次進行加熱、熔化，再將裝有溶液之坩堝從熔化爐之加熱區拉出，並進行一方向凝固。溶液之一方向凝固亦可在常壓下進行，但為了得到結晶相之缺陷較少的材料，以在4000Pa以下之壓力下進行為佳，其中又以在0.13Pa(10-3 Torr)以下更佳。
從坩堝之加熱區拉出的速度，即，溶液之凝固速度係依溶液結構及熔化條件設定成適當地值，但通常是在 50mm/小時以下，而以1~20mm/小時為佳。
凝固於一方向之裝置係將坩堝收納於設置於垂直方向上之圓筒狀容器內，並使其可朝上下方向移動，且圓筒狀容器之中央部外側安裝有加熱用之引導線圈，並且設置有用以減低容器內空間之壓力的真空泵，而其本體可使用眾所週知之裝置。
從所得到之凝固體切出所要之形狀的方塊可作為光散射體。
關於形成凝固體之氧化物的種類有種種組合的可能，其中以選自於包含有金屬氧化物與由兩種以上之金屬氧化物所形成之複合氧化物的群之陶瓷為佳。而金屬氧化物包含有：氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鋯(ZrO2 )、氧化鎂(MgO)、氧化矽(SiO2 )、氧化鈦(TiO2 )、氧化鋇(BaO)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鉻(Cr2 O3 )及希土類元素氧化物(La2 O3 、Y2 O3 、CeO3 、Pr6 O3 、Nd2 O3 、Sm2 O3 、Gd2 O3 、Eu2 O3 、Tb4 O3 、Dy2 O3 、Ho2 O3 、Er2 O3 、Tm2 O3 、Yb2 O3 、Lu2 O3 )等。由該等形成之複合氧化物可舉LaAlO3 、CeAlO3 、PrAlO3 、NdAlO3 、SmAlO3 、EuAlO3 、GdAlO3 、DyAlO3 、ErAlO3 、Yb4 Al2 O9 、Y3 Al5 O12 、Er3 Al5 O12 、11Al2 O3 ‧La2 O3 、11Al2 O3 ‧Nd2 O3 、3Dy2 O3 ‧5Al2 O3 、2Dy2 O3 ‧Al2 O3 、11Al2 O3 ‧Pr2 O3 、EuAl11 O18 、2Gd2 O3 ‧Al2 O3 、11Al2 O3 ‧Sm2 O3 、Yb3 Al5 O12 、CeAl11 O18 、Er4 Al2 O9 等為例。
其中，特別以Al2 O3 與希土類元素氧化物之組合為佳。這是因為其可給予光學特性佳且機械特性佳的材料，並且 如後所述，藉由一方向凝固法可輕易得到各結晶相立體且連續的纏繞之複合材料。其中特別以由從Al2 O3 與Y2 O3 所製成之Al2 O3 及Y3 Al5 O12 等2相所構成的複合材料為佳。
由於本光穿透散射體不會像混合有粉末與樹脂之光散射體般於粉體表面產生光散射，因此可進行光穿透性高且有效率的光散射。再者，由於本光穿透散射體係高熔點的陶瓷材料，因此光的、熱的及化學的穩定性非常高，且具有如樹脂材料的耐熱性，並且不會因光而產生劣化的問題。
本發明之光穿透散射體有用於各種使用光穿透散射體之用途中。例如，參照第8圖，可使用光穿透散射體作為具有紅色發光二極體22、綠色發光二極體23、及藍色發光二極體24之液晶25的背光混色用光散射體21，並構成背光結構20。當使用本發明之光散射體時，在單晶體纏繞在一起的組織中，會反覆進行光的波導與散射，結果，可得到較利用通常的表面散射之擴散板更均一的白色。在使用通常的光擴散板之情況下，不均會因光源正上方的強光而變大，因此必須設置印刷有用以控制光樹脂圖案的透明板以避開前述情況。另一方面，在本發明之光散射體中，由於朝橫向之波導越大光之不均越少，因此不需要板。又，為了有效的進行混色，可縮小用以進行光混合的空間，結果，可構成薄的背光。
又，參照第9圖，藉由組合光散射體31與半導體雷射32，可構成視力無害半導體雷射30。所入射之雷射係在本發明之光散射體中朝橫向進行光波導及擴散。相對於分散 有通常粉末之樹脂中的朗伯配光，由於使用本發明之光散射體可以其以上之散射角使雷射光擴散，結果，可實現安全性更高的視力無害雷射。又，由於本發明係未使用樹脂之光散射體，因此亦可充分地確保對於如雷射般強光之持久性。
實施例
以下，舉出具體的例對本發明進行更詳細的說明。
實施例1 ：
首先，秤量莫耳比為82：18之α-Al2 O3 粉末(純度99.99%)與Y2 O3 粉末(純度99.999%)，並將該等粉末加入乙醇中，再利用球磨機進行濕式混合16小時，之後，使用蒸發器除去乙醇，而得到原料粉末。原料粉末係作為在真空爐中預備溶解且凝固於一方向之原料。
接著，將前述原料裝入鉬坩堝，並將其安裝於一方向凝固裝置，並且在1.33×10-3 Pa(10-5 Torr)的壓力下溶解原料。接著，在同一環境氣體中以5mm/小時之速度使坩堝降下，而得到凝固體。所得到之凝固體呈半透明的白色。
垂直於凝固體之凝固方向的截面組織如第1圖所示。白色部分是Y3 Al5 O12 相，而黑色部分是Al2 O3 相。體積比率係Y3 Al5 O12 ：Al2 O3 為55：45。由於Y3 Al5 O12 之折射率大約為1.83，而Al2 O3 之折射率大約為1.77，因此光會根據前述折射率之比及史奈爾定律產生折射，亦同時產生反射，而該光會在不同的界面進行相同的折射與反射。當反覆進行前述動作時，光會在本凝固體中擴散開。前述情況會決定光 散射體之性質。
接著，從凝固體朝相對於凝固方向之垂直方向切出厚度為0.2mm的板，並製成光散射。之後，預備的將前述光散射體放置於光源之前，並以目視確認光散射。接著，藉由第4圖所示之使用積分球的測量方法測量前述材料之穿透光的強度，即，利用檢測器(光電倍增管)4透過積分球3檢出穿透試料1之光2。
測量結果如第5圖所示。第5圖中亦一併顯示比較例2所示之於樹脂中分散有YAG粉末且厚度為0.2mm之板與比較例1所示之具有結構和實施例1相同之燒結體且厚度為0.22mm之板的穿透率。本發明之光穿透散射體(陶瓷複合體)之穿透率在可視光領域中大約為50%，相較於比較例1之燒結體(約21%)與比較例2之粉末分散樹脂(約18%)，可得知穿透率非常好。又，使用比較例2之樹脂的光散射體係在波長較400nm短之紫外線領域中開始吸收，相對於此，實施例1之光散射體在波長較400nm短之領域中亦可穿透充分的光，因此可得知實施1即使在紫外線領域中仍可作為光散射體利用。
接著，調查前述光散射體之特性。測量裝置如第6圖所示。首先，使設有遮光板12之3.0mm角的光源11緊貼於實施例1之厚度為0.2mm的陶瓷複合體(試料)13，並使檢測器14於水平方向上進行掃描，以調查穿透面之光的光束。結果如第7圖所示。在第7圖中亦一併顯示於比較例1之燒結體、比較例2之樹脂中分散有YAG粉末之光散射體的測量結 果，以進行比較。又，在此係將光源之中央部正上方之光的光束規格化為100，而可比較波峰的形狀。比較例1、比較例2之波峰形狀完全相同。實施例1之光散射體於所有位置顯示有較比較例1、2更大的光束。特別地，可確認來自開始離開光源之光束的衰減變少，且實施例1之光散射體之光在試料的面內擴散。因此，實施例1之光散射體具有較比較例1、2之光散射體更佳之光散射效果。又，相對於比較例1、2與規格化之波峰形狀完全相同的情況，實施例1之波峰形狀與該等不同。這表示實施例1之光散射體之光的傳播樣式與比較例1、2之光的傳播樣式不同。前述差異被認為是因為光係由波導路徑傳達於立體且複雜的纏繞有2相結晶之結晶內。
比較例1 ：
首先，將與實施例1相同的原料粉末填充至石墨製的鋼模，並在1.33Pa(10-2 Torr)的環境氣體下，以1700℃、面壓力50Mpa加壓燒結2小時，而製得燒結體。
接著，從所製得之燒結體的中央部切出厚度與實施例1相同之0.2mm的板，並以與實施例1相同的方法測量前述材料的穿透光，而其結果如第5圖所示。光之穿透率大約為20%。
接著，利用與實施例1相同的方法調查光之散射特性。結果如第7圖所示。
比較例2 ：
首先，以87：13之體積混合環氧樹脂與市販的YAG粉 末，並在150℃下10小時使其硬化，而製出分散有粉末之樹脂塊。接著，從前述塊切出厚度與實施例1相同之0.2mm的板，並以與實施例1相同的方法測量前述材料的穿透光。
結果如第5圖所示。光之穿透率大約為20%。
接著，利用與實施例1相同的方法調查光之散射特性。結果如第7圖所示。
實施例2：
在此是使用實施例1之光散射體作為第8圖所示之具有紅、綠、藍色發光二極體之液晶背光的混色用光散射體，而可得到均一的白色。又，相較於使用比較例1、2之光散射體的情況，本實施例可得到非常明亮的顯示。在本發明之背光結構中，係將習知印刷有用以控制光束之圖案的透明板省去，而可薄型化。
實施例3：
藉由組合實施例1之光散射體與第9圖所示之半導體雷射，可構成視力無害半導體雷射。又，相較於使用比較例1、2之光散射體的情況，本實施例係光效率較高者。又，相較於使用比較例1、2之光散射體的情況，本實施例係散射角度廣且安全性高者。
產業上利用之可能性
本發明之光穿透散射體係耐熱性高、光吸收小、光穩定及耐熱性高的光散射體，且可作為背光結構、視力無害半導體雷射等使用，故具有產業上利用之可能性。
1‧‧‧試料
2‧‧‧光
3‧‧‧積分球
4‧‧‧檢測器(光電倍增器)
11‧‧‧光源
12‧‧‧遮光板
13‧‧‧陶瓷複合體(試料)
14‧‧‧檢測器
15‧‧‧光
20‧‧‧背光結構
21‧‧‧光散射體
22‧‧‧紅色發光二極體
23‧‧‧綠色發光二極體
24‧‧‧藍色發光二極體
25‧‧‧液晶
30‧‧‧視力無害半導體雷射
31‧‧‧光散射體
32‧‧‧半導體雷射
第1圖顯示本發明之光穿透散射體之組織相片的一例。
第2A圖顯示本發明複合陶瓷之界面之穿透型電子顯微鏡相片的一例，而第2B圖顯示燒結體之界面之穿透型電子顯微鏡相片的一例。
第3圖顯示於樹脂分散有無機粉末之光散射體的截面。
第4圖顯示使用積分球測量穿透光之測量方法。
第5圖顯示以第4圖所示之測量方法所測量之實施例1及比較例1、2的穿透率。
第6圖顯示光散射之測量方法。
第7圖顯示以第6圖所示之測量方法所測量之實施例1及比較例1、2的光束。
第8圖顯示使用本發明之光穿透散射體於液晶面板之背光混色用的一例。
第9圖顯示將本發明之光穿透散射體組合於半導體雷射之視力無害半導體雷射的一例。

Claims (12)

  1. 一種液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，係由凝固體所構成者，而該凝固體係由至少折射率不同之2個以上的氧化物相連續且立體地互相纏繞而形成者，該2個以上的氧化物選自於單一金屬氧化物及複合金屬氧化物，且，該單一金屬氧化物是選自於氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鋯(ZrO2 )、氧化鎂(MgO)、氧化矽(SiO2 )、氧化鈦(TiO2 )、氧化鋇(BaO)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鉻(Cr2 O3 )及希土類元素氧化物(La2 O3 、Y2 O3 、CeO3 、Pr6 O3 、Nd2 O3 、Sm2 O3 、Gd2 O3 、Eu2 O3 、Tb4 O3 、Dy2 O3 、Ho2 O3 、Er2 O3 、Tm2 O3 、Yb2 O3 、Lu2 O3 )，且該複合金屬氧化物是選自於LaAlO3 、CeAlO3 、PrAlO3 、NdAlO3 、SmAlO3 、EuAlO3 、GdAlO3 、DyAlO3 、ErAlO3 、Yb4 Al2 O9 、Y3 Al5 O12 、Er3 Al5 O12 、11Al2 O3 ‧La2 O3 、11Al2 O3 ‧Nd2 O3 、3Dy2 O3 ‧5Al2 O3 、2Dy2 O3 ‧Al2 O3 、11Al2 O3 ‧Pr2 O3 、EuAl11 O18 、2Gd2 O3 ‧Al2 O3 、11Al2 O3 ‧Sm2 O3 、Yb3 Al5 O12 、CeAl11 O18 、Er4 Al2 O9 ，其中前述折射率不同之2個以上的氧化物相在折射率上的差在0.01以上，且該凝固體是板狀或塊狀。
  2. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其中所構成之相的邊界部分不具有非晶相。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其中氧化物相係 由Al2 O3 與Y3 Al5 O12 所構成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其係藉由一方向凝固法所得到者。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其中可見光之光穿透率在30%以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其係作為液晶顯示器之背光件，而用以混合紅、綠、藍色發光二極體的光者。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，其係使半導體雷射光分散以形成視力無害半導體雷射者。
  8. 一種液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體之使用方法，係使光入射申請專利範圍第1至7項中任一項之液晶顯示器背光件或視力無害半導體雷射裝置的光穿透散射體，並使在前述光穿透散射體散射之散射光從前述光穿透散射體射出，以利用前述散射光者。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，係將前述光穿透散射體作為液晶顯示器之背光，而用於混合紅、綠、藍色發光二極體的光。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，係將前述光穿透散射體 用於分散半導體雷射光，以形成視力無害半導體雷射裝置。
  11. 一種液晶顯示器之背光結構，包含有：紅色、綠色、藍色發光二極體；及申請專利範圍第6項之光穿透散射體。
  12. 一種視力無害半導體雷射裝置，包含有：半導體雷射；及申請專利範圍第1至5項中任一項之光穿透散射體。
TW096111064A 2006-03-30 2007-03-29 Light penetrating scatterers and their use TWI410665B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006093713 2006-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200739118A TW200739118A (en) 2007-10-16
TWI410665B true TWI410665B (zh) 2013-10-01

Family

ID=38563753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096111064A TWI410665B (zh) 2006-03-30 2007-03-29 Light penetrating scatterers and their use

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090122409A1 (zh)
EP (1) EP2000829B1 (zh)
JP (1) JP4775439B2 (zh)
KR (1) KR100988317B1 (zh)
CN (1) CN101410732B (zh)
TW (1) TWI410665B (zh)
WO (1) WO2007114493A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10234606B2 (en) 2015-02-06 2019-03-19 Raytheon Company Nano diffuser
JP2018097351A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光素子及び発光素子の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274860A (ja) * 2001-03-12 2002-09-25 Olympus Optical Co Ltd 光散乱性ガラス材料及びその製造方法
US20040042234A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Toko Kabushiki Kaisha Backlight device
EP1588991A1 (en) * 2003-01-20 2005-10-26 Ube Industries, Ltd. Ceramic composite material for optical conversion and use thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653432A (en) * 1970-09-01 1972-04-04 Us Army Apparatus and method for unidirectionally solidifying high temperature material
CN1211312C (zh) * 1996-07-01 2005-07-20 宇部兴产株式会社 陶瓷复合材料和多孔陶瓷材料及其生产方法
US7163731B2 (en) * 1998-03-20 2007-01-16 Rafael Armament Development Authority, Ltd. Lightweight armor against firearm projectiles
JP2000208793A (ja) 1999-01-18 2000-07-28 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池モジュ―ルおよびその製造方法
JP2002347161A (ja) * 2000-05-31 2002-12-04 Nitto Denko Corp 粒子分散系樹脂シートおよび液晶表示装置
US20050006659A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-13 Ng Kee Yean Light emitting diode utilizing a discrete wavelength-converting layer for color conversion
JP2006173433A (ja) * 2004-12-17 2006-06-29 Ube Ind Ltd 光変換用セラミック複合体およびそれを用いた発光装置
JP4513541B2 (ja) * 2004-12-17 2010-07-28 宇部興産株式会社 光変換用セラミック複合体を用いた発光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274860A (ja) * 2001-03-12 2002-09-25 Olympus Optical Co Ltd 光散乱性ガラス材料及びその製造方法
US20040042234A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Toko Kabushiki Kaisha Backlight device
EP1588991A1 (en) * 2003-01-20 2005-10-26 Ube Industries, Ltd. Ceramic composite material for optical conversion and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2007114493A1 (ja) 2009-08-20
JP4775439B2 (ja) 2011-09-21
CN101410732B (zh) 2010-09-29
EP2000829A2 (en) 2008-12-10
KR100988317B1 (ko) 2010-10-18
TW200739118A (en) 2007-10-16
KR20080098072A (ko) 2008-11-06
CN101410732A (zh) 2009-04-15
EP2000829B1 (en) 2013-09-11
EP2000829A9 (en) 2009-04-08
US20090122409A1 (en) 2009-05-14
EP2000829A4 (en) 2012-01-04
WO2007114493A1 (ja) 2007-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102306267B1 (ko) 알루미노실리케이트 유리
KR102575863B1 (ko) 고 투과 유리
JP5862677B2 (ja) ＣａＦ２系透光性セラミックスおよびその製造方法
WO2006035837A1 (ja) 光学素子及びこれを用いた偏光面光源並びにこれを用いた表示装置
US11746038B2 (en) High transmission glasses
JP2019511984A (ja) 複合導光板
TW201704172A (zh) 導光板及玻璃板
JPWO2014188920A1 (ja) ガラス組成物、ガラスの製造方法、光変換部材、光変換部材の製造方法、照明光源および液晶表示装置
TW201815592A (zh) 用於積層背光單元的方法及裝置
TWI410665B (zh) Light penetrating scatterers and their use
WO2014162893A1 (ja) 光変換部材、その製造方法、照明光源および液晶表示装置
JP4916469B2 (ja) 蛍光体
WO2018053078A1 (en) High transmission glasses with alkaline earth oxides as a modifier
US11254601B2 (en) Low alkali high transmission glasses
EP4036464B1 (en) Light emitting device
JP2020106831A (ja) 波長変換部材及び発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees