TWI610468B - 光源裝置 - Google Patents

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我那霸裕二
西松大介
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迪吉多電子股份有限公司
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Abstract

本發明提供LED元件之亮度降低受抑制之光源裝置。
本發明之光源裝置(1)具有：LED封裝(22)，其具有供LED元件安裝之基板部、包圍LED元件之周圍且成為於LED元件之光射出方向開口之形狀而於內側收容LED元件之周壁部、以封入LED元件之方式填充於周壁部內側之封入樹脂、及由被周壁部包圍之部分之封入樹脂表面所成之使自LED元件射出之光朝封入樹脂之外部射出之光射出面；收容室(3)，其收容LED封裝並填充氮氣；氟系塗覆膜(21)，其以覆蓋光射出面之方式形成於LED封裝(22)之表面。

Description

光源裝置
本發明有關光源裝置。
可燃性氣體(包含可燃性液體之蒸氣)、可燃性粉塵等之可燃性物質與空氣混合時，形成爆炸性氛圍。於此種爆炸性氛圍下，若使用電氣/電子機器(以下簡稱為「機器」)，則自機器之高溫部分產生之熱或機器產生之電火花等成為著火源，而有爆炸性氛圍(可燃性物質)燃燒之虞。因此，已進行機器之防爆化，以使得即使於爆炸性氛圍下使用機器，爆炸性氛圍(可燃性物質)亦不會燃燒。
作為機器之防爆構造之一例，舉例為例如內壓防爆構造(例如專利文獻1)。此種防爆構造係將成為著火源之機器主要部分收容於特定容器(防爆容器)內，於該容器內供給氮氣等之不燃性氣體(保護氣體)而保持內壓，同時以不燃性氣體充滿容器內，而使著火源與容器外部之氛圍(爆炸性氛圍)隔離者。又，作為供給於容器內之不燃性氣體，基於化學安定性優異、處理容易等之觀點，大多 使用氮氣。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-108563號公報
於如內壓防爆型之裝置等之於氮氣氛圍下使用之裝置中，具備LED(light-emitting diode)封裝作為光源時，LED封裝中所含之LED元件之亮度有隨著點亮時間之經過，慢慢降低之問題。
本發明之目的在於提供LED元件之亮度降低受抑制之光源裝置。
本發明人等針對使用LED封裝作為光源之光源裝置，探究了於以氮氣充滿裝置內之狀態使LED封裝連續點亮時，隨著時間經過而於LED封裝內之LED元件之發光面附著源自作為惰性氣體而已知之氮氣的氮成分，因該氮成分而使LED元件之發光面黑化，而使LED元件之亮度降低。
因此，本發明人等為達成前述目的進行積極檢討之結果，發現藉由於LED封裝之光射出面形成特定 之氟系塗覆膜，可抑制LED元件之發光面之黑化，因而完成本發明。
為了解決前述課題之手段如下。亦即
<1>一種光源裝置，其具有：LED封裝，其具有LED元件、供前述LED元件安裝之基板部、包圍前述LED元件之周圍且成為於前述LED元件之光射出方向開口之形狀而於內側收容前述LED元件之周壁部、以封入前述LED元件之方式填充於前述周壁部內側之封入樹脂、及由被前述周壁部包圍之部分之前述封入樹脂表面所成之使自前述LED元件射出之光朝前述封入樹脂之外部射出之光射出面；收容室，其收容前述LED封裝並填充氮氣；及氟系塗覆膜，其以覆蓋前述光射出面之方式形成於前述LED封裝之表面。
<2>如前述<1>之光源裝置，其中前述氟系塗覆膜係使以49質量%以上74質量%以下比例含以下述通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以16質量%以上31質量%以下之比例含以下述通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、與以1質量%以上33質量%以下之比例含以下述通式(3)表示之含氟單體之單體成分無規聚合而得之數平均分子量為20000~100000之氟系共聚物溶解於自總碳數為4~8之氫氟碳及總碳數為4~8之氫氟醚選出之1種以上之溶劑而成之塗覆劑所成，
Figure TWI610468BD00001
(式中，R1為碳數1~3之直鏈狀或分支狀烷基)，
Figure TWI610468BD00002
(式中，R2為氫或甲基，R3為碳數4~8之直鏈狀或分支狀烷基)
Figure TWI610468BD00003
(式中，R4為氫或甲基，n表示4~6之整數)。
<3>如前述<1>或<2>之光源裝置，其中前述氟系塗覆膜之厚度為1μm以上。
<4>如前述<1>~<3>中任一項之光源裝置，其中前述LED封裝具有分散於前述封入樹脂中、吸收自前述LED元件射出之光並放出與前述光不同波長之光的螢光體。
<5>如前述<1>~<4>中任一項之光源裝置，其中前述LED元件含有氮化鎵系半導體。
<6>如前述<1>~<5>中任一項之光源裝置，其具備對前述收容室內供給氮氣之供給部。
<7>如前述<1>~<6>中任一項之光源裝置，其具備設於前述收容室之壁面且使來自前述LED封裝之光從前述收容室側透過至外部之透過部。
<8>如前述<1>~<7>中任一項之光源裝置，其中前述透過部係由利用來自前述LED封裝之光的顯示屏幕而成。
依據本發明，可提供LED元件之亮度降低受抑制之光源裝置。
1、1A‧‧‧光源裝置
2、2A‧‧‧光源單元
21、21A‧‧‧氟系塗覆膜
22、22A‧‧‧LED封裝
23、23A‧‧‧附膜之LED封裝
24、24A‧‧‧LED基板
25、25A‧‧‧LED元件
25a‧‧‧發光面
26‧‧‧基板部
27‧‧‧周壁部
28‧‧‧封入樹脂
29‧‧‧光射出面
3、3A‧‧‧收容室
4、4A‧‧‧框體
41、41A‧‧‧壁
42‧‧‧供給口
43‧‧‧排出口
5‧‧‧供給部
6A‧‧‧液晶面板
7A‧‧‧背光裝置
圖1為本發明一實施形態之光源裝置之示意說明圖。
圖2係光源單元之示意剖面圖。
圖3係LED封裝之俯視圖。
圖4係示意性表示光源裝置之構成之剖面圖。
圖5係示意性表示光源裝置之亮度降低試驗內容之說明圖。
圖6係示意性表示液晶面板之亮度測定方法之說明圖。
圖7係表示實施例1、比較例1及比較例2之各光源 裝置之亮度測定結果之圖表。
圖8係顯示自光射出面側拍攝試驗開始前之LED封裝(無塗膜)之狀態之放大照片之圖。
圖9係顯示自光射出面側拍攝試驗開始起408小時後之LED封裝(無塗膜)之狀態之放大照片之圖。
圖10係顯示拍攝LED元件表面已黑化之LED封裝之剖面之圖。
圖11係表示形成於LED元件之黑色層之利用TOF-SIMS之解析結果之圖。
以下，參考圖1~圖3說明本發明實施形態之光源裝置。圖1係本發明一實施形態之光源裝置1之示意說明圖。光源裝置1係利用氮氣作為不燃性氣體(保護氣體)之內壓防爆型之裝置，主要具備光源單元2、具有於內側收容光源單元2且填充氮氣之收容室3之框體4及對收容室3內供給氮氣之供給部5。又，光源裝置1除光源單元2以外亦具備其他機器類(例如繼電器裝置、配線、電路基板)，此等機器類與光源裝置2一起被收容於框體4之收容室3。
光源單元2具備形成有氟系塗覆膜21之LED封裝22(以下有時稱為「附膜之LED封裝23」)與供附膜之LED封裝23表面安裝之LED基板24。
圖2為光源單元2之示意剖面圖。LED封裝 22係射出白色光之頂面發光型，主要具有LED元件25、供LED元件25安裝之基板部26、包圍LED元件25之周圍且成為於LED元件25之光射出方向(光軸方向)L開口之形狀而於內側收容LED元件25之周壁部27、以封入LED元件25之方式填充於周壁部27內側之封入樹脂28、及由被周壁部27包圍之部分之封入樹脂28表面所成之使自LED元件25射出之光朝封入樹脂28之外部射出之光射出面29。
LED元件25自由包含氮化鎵(GaN)系半導體者所成、產生藍色光或綠色光。作為LED元件25具備例如藍寶石等之透明絕緣基板與於該絕緣基板上依序層合之n型氮化鎵層、活性層及p型氮化鎵層。接著，進而於該層合物上適當形成由ITO(Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)等所成之透明導電膜或由SiO2等所成之保護膜。
LED元件25之外觀形狀係設為大致長方體狀，與基板部26對向之面之相反側之面成為發光面25a。圖2中，發光面25a配置為朝向上側。且圖2中顯示自LED元件25之發光面25a射出之光之光軸方向L。本實施形態之情況，LED元件25之光軸方向L係於相對於LED基板24之表面(安裝面)24a垂直之方向延伸。
周壁部27成為包圍LED元件25之筒狀，以包圍LED元件25周圍之方式立設於基板部26之表面上。周壁部27係由例如白色樹脂之模製品所成，尤其於包圍LED元件25之內周面27a成為光反射面(反射器)。 又，周壁部27之內徑設定為隨著自基板部26側朝開口端部27b側前進逐漸變大，內周面27a全體成為所謂之倒錐狀。
封入樹脂28例如由聚矽氧樹脂所成且填充於周壁部27內側。LED元件25以周壁部27內之封入樹脂28覆蓋，並封入於封入樹脂28內。本實施形態之情況，於封入樹脂28中，分散有螢光體(未圖示)。螢光體係由可吸收自LED元件25射出之光，並放出與該光不同波長之光者所成。具體而言，係由吸收自LED元件25射出之光(藍色光)並放出綠色光之綠色螢光體、吸收自LED元件25射出之光(藍色光)並放出紅色光之紅色螢光體等所成。
圖3係LED封裝22之俯視圖。如圖2及圖3所示，以周壁部27之開口端部27b包圍之部分之封入樹脂28表面成為使自LED元件25射出之光朝封入樹脂28之外部射出之光射出面29。本實施形態之情況，光射出面29如圖3所示，係成為長方形之一組邊置換為1組圓弧般之形狀。光射出面29之外周緣接觸於周壁部27之開口端部27b之內周緣。圖2及圖3中，光射出面29之外周緣與開口端部27b之內周緣之邊界部分以符號X表示。
氟系塗覆膜21以覆蓋光射出面29之方式形成於LED封裝22之表面。本實施形態之情況，氟系塗覆膜21係如圖2所示，不僅形成於形成有光射出面29之LED封裝22之頂面(即光射出面29與周壁部27之開口端部27b之表面)，亦形成於LED封裝22之4個側面。
氟系塗覆膜21係抑制源自氮氣之氮成分之膜形成於LED封裝22之LED元件25之發光面25a者。較好氟系塗覆膜21形成為覆蓋光射出面29之全面並且覆蓋開口端部27b之表面，藉此填塞光射出面29之外周緣與開口端部27b之內周緣之邊界部分X中存在之極微細間隙(例如氣體可通過程度之間隙)。藉由使氟系塗覆膜21形成於此等部位，可更確實地抑制LED封裝22之LED元件25之亮度降低。
於LED封裝22之表面(光射出面29等)形成之氟系塗覆膜21厚度，只要不損及本發明目的則未特別限制，但例如其下限值較好為1μm以上，更好2μm以上。且氟系塗覆膜21厚度之上限值較好為45μm以下，更好為40μm以下。氟系塗覆膜21厚度若在此等範圍，則可抑制以氮氣為原因之LED封裝22之LED元件25之黑色化，同時可抑制LED封裝22之亮度降低(以氮氣為原因之亮度降低及以氟系塗覆膜21之膜厚為原因之亮度降低)。
於光射出面29等之LED封裝22之表面形成氟系塗覆膜21之方法，只要不損及本發明目的則未特別限制，可自適當、習知之方法選擇。形成氟系塗覆膜21之方法舉例為例如將用以形成氟系塗覆膜21之液狀氟系塗覆劑塗佈於LED封裝22之表面，使該塗佈物乾燥，形成氟系塗覆膜21之方法。
又，作為氟系塗佈劑之塗佈方法並未特別限 制，可採用佈膠法、浸漬法、刷毛塗佈法、噴霧法、輥塗法、印刷等之習知方法。
又，如本實施形態所示，藉由不僅於LED封裝22之頂面且亦於側面形成氟系塗覆膜21，而使自氟系塗覆膜21之周緣至上述邊界部分X之距離相較於僅形成於LED封裝22頂面之情況相比更長。其結果，可更確實地抑制氮氣侵入LED封裝22內。又氟系塗覆膜21之詳細組成將於後述。
LED基板24係由於長條狀支持基板上形成絕緣層、由銅箔等所成之配線圖案、保護層等者而成。LED基板24上之配線圖案電性連接於LED封裝22之電極(未圖示)，將自外部供給之電力供給至LED封裝22。光源單元2之LED封裝22藉由未圖示之控制器進行點亮控制。
框體(防爆容器)4係由塑膠製、金屬製等之板材組裝為箱狀者所成，尤其內壁面包圍之部分成為收容光源單元2之收容室3。對於收容室3之壁面等利用未圖示之固定手段固定光源單元2。且針對光源單元2以外之其他機器類(未圖示)，亦同樣以固定於收容室3內之狀態配置。
於框體4之壁41分別設置用以自設置於框體4外部之供給部5對框體4內之收容室3供給氮氣之供給口42、與用以將收容室3內之氮氣等氣體排出至收容室3外部(框體4之外部)之排氣口43。又，框體4內(收容室3內)，若同時蓋住供給口42及排氣口43，則成為與外氣遮 斷之密閉空間。
供給部5係由氮氣高壓容器、連接氮氣高壓容器與供給口42之間之配管(軟管)等所成。若調節氮氣高壓容器所具備之開關閥，則將填充於氮氣高壓容器內之液態氮減壓並氣化，該氣化之氮氣自氮氣高壓容器噴出，進而通過配管自供給口42供給至收容室3內。
排氣口43朝大氣開放，將收容室3內之氮氣等氣體排出至收容室3(框體4)之外部。又，於排氣口43設有控制排出氣體流量(壓力)之調節閥(未圖示)，藉由調節該調節閥，而將收容室3內之壓力控制為高於大氣壓。
其次，針對氟系塗覆膜21詳細說明。氟系塗覆膜21只要為可抑制於LED元件25之發光面25a形成源自氮氣之氮成分的膜者即可。作為此等氟系塗覆膜21，較好為例如使以49質量%以上74質量%以下比例含以下述通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以16質量%以上31質量%以下之比例含以下述通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、與以1質量%以上33質量%以下之比例含以下述通式(3)表示之含氟單體之單體成分無規聚合而得之數平均分子量為20000~100000之氟系無規共聚物溶解於自總碳數為4~8之氫氟碳及總碳數為4~8之氫氟醚選出之1種以上之溶劑而成之氟系塗覆劑所成者。
Figure TWI610468BD00004
(式中，R1為碳數1~3之直鏈狀或分支狀烷基)，
Figure TWI610468BD00005
(式中，R2為氫或甲基，R3為碳數4~8之直鏈狀或分支狀烷基)
Figure TWI610468BD00006
(式中，R4為氫或甲基，n表示4~6之整數)。
此處，針對氟系塗覆劑中所含之氟系共聚物加以說明。氟系共聚物係使以通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、及以通式(3)表示之含氟單體之單體成分無規聚合而得。
通式(1)中之R1為碳數1~3之直鏈狀或分支狀烷基，具體而言，舉例為甲基、乙基、丙基。作為以通 式(1)表示之甲基丙烯酸酯(methacrylate)舉例為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯等，該等化合物可使用一種亦可組合兩種以上使用。以通式(1)表示之甲基丙烯酸酯較好為自甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸正丙酯選擇之一種以上。
通式(2)中之R2為氫或甲基。通式(2)中之R3為碳數4~8之直鏈狀或分支狀烷基，具體舉例為正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基等之辛基。作為以通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯)，舉例為(甲基)丙烯酸之正-、第三-、異-之各丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，該等化合物可使用一種或組合兩種以上使用。以通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯較好為自丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸正丁酯選出之一種以上。本說明書中，所謂(甲基)丙烯酸酯包含甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
通式(3)中之R4為氫或甲基，n為4~6。以通式(3)表示之含氟單體舉例為(甲基)丙烯酸全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸全氟丁基乙酯等。該等含氟單體可使用一種或組合兩種以上使用。
氟系共聚物係藉由以下方法製作。添加含有以通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、與以通式(3)表示之含氟單體之單體成分、聚合溶劑及2,2’-偶氮雙異丁腈等聚合起始劑藉由習知聚合 法進行聚合，而獲得氟系共聚物。
又，只要不損及本發明之目的，除了上述通式(1)~(3)表示之單體以外亦可共聚合其他單體。例如為了賦予功能性而可共聚合具有羧基、羥基、縮水甘油基、醯胺基、烷氧基矽烷基等之極性官能基之含官能基單體。具體而言，可例示例如含烷氧基矽烷基之γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等之矽烷偶合劑、含羧基之甲基丙烯酸、丙烯酸、含縮水甘油基之(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、含羥基之(甲基)丙烯酸羥基乙酯等。含官能基單體不僅可為1種，亦可共聚合2種以上。
作為聚合法可使用例如溶液聚合法、乳化聚合法、塊狀聚合法等。例如溶液聚合法時，將各單體成分以期望單體組成溶解於溶劑，在氮氣氛圍下，添加自由基聚合起始劑並加熱攪拌，可獲得氟系共聚物。
作為聚合時所用之溶劑若為可使單體成分溶解或懸浮者，則可使用任何溶劑，有例如水、或甲苯、二甲苯、庚烷、環己烷、四氫呋喃等之有機溶劑，該等可單獨或組合2種以上使用。
作為聚合起始劑若為具有起始自由基聚合之能力者則未特別限制，舉例為例如過氧化苯甲醯等之過氧化物、偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(異丁酸)二甲酯等之偶氮系化合物，此外舉例為過硫酸鉀、過硫酸銨等之過硫酸系聚合起始劑。
聚合時間並未特別限制，通常為2~24小 時。欲獲得比較高分子量之共聚物時，期望反應1天左右。反應時間過短時，會有殘存未反應之單體，亦使分子量變比較小之情況。氟系共聚物之數平均分子量(Mn)以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)換算，較好為20000~100000左右。氟系共聚物之玻璃轉移溫度較好為0~50℃左右。
單體成分係相對於單體成分之總質量，以49質量%以上74質量%以下比例含以通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以16質量%以上31質量%以下之比例含以通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、與以1質量%以上33質量%以下之比例含以通式(3)表示之含氟單體。
將氟系共聚物溶解於自總碳數為4~8之氫氟碳及總碳數為4~8之氫氟醚選出之1種以上之溶劑作成氟系塗覆劑。
作為總碳數為4~8之氫氟碳之具體例舉例為下述化合物。
Figure TWI610468BD00007
作為總碳數為4~8之氫氟醚舉例為下述化合物。
Figure TWI610468BD00008
該等中，就即使於-20℃亦不凝固之觀點，較好為以式(7)表示之化合物(2,2,2-三氟乙基1,1,2,2-四氟乙基醚)。特佳為以式(7)表示之化合物相對於溶劑總質量含有10質量%以上之溶劑。
又，氟系塗覆劑中，只要不損及本發明目的，亦可添加抗氧化劑、紫外線安定劑、填充劑等之各種添加劑。
又，形成氟系塗覆膜時，將氟系塗覆劑塗佈於LED封裝等之光射出面後，可僅於常溫使該塗膜乾燥，亦可施以不使LED封裝破損之程度之加熱處理。
如以上，光源裝置1由於係以覆蓋LED封裝22之光射出面29之方式形成氟系塗覆膜21，故可抑制於LED元件25之發光面25a生成源自氮氣之氮成分而使發光面25a黑化，因此可抑制自發光面25a射出之光的亮度降低。
又，本實施形態之光源裝置1中，框體4之壁41之一部分或全部可藉由具有光透過性之透過部(例如玻璃板、丙烯酸板等之透明塑膠板、液晶面板等之利用光之顯示屏幕)而構成。該情況，光源單元2自附膜之LED封裝23射出之光自收容室3內透過透過部射出至外部(框體4之外部)。
[實施例]
以下基於實施例更詳細說明本發明。又，本發明絕非由該等實施例所限定者。
[實施例1] (氟系塗覆膜之製作)
將甲基丙烯酸甲酯68g、丙烯酸正丁酯3.5g、丙烯酸2-乙基己酯24g、丙烯酸全氟丁基乙酯4g、甲基丙烯酸0.5g、1,1,2,3,3,4-七氟環戊烷(「ZEORORA H」，日本ZEON股份有限公司製)150g及作為聚合起始劑之2,2’-偶氮雙異丁腈(AIBN)0.1g饋入內容積500ml之玻璃製燒瓶中。於燒瓶中安裝攪拌翼、蓋、冷卻管及溫度計後，以轉速100rpm攪拌。其次，以氮氣置換燒瓶內30分鐘後，添加熱水，將加熱器設定於80℃開始聚合。自開始聚合起2小時後，將0.1g之2,2’-偶氮雙(異丁酸)二甲酯溶解於ZEORORA H 1g中並添加於聚合液中，再繼續聚合3小時。聚合結束後，冷卻至40℃後，添加「ZEORORA H」 650g與「AE-3000」(上述式(7)之化合物，旭硝子股份有限公司製)1100g並攪拌，獲得氟系塗覆劑。
又將上述氟系塗覆劑取1g至鋁杯中，於150℃加熱1小時去除溶劑所得之聚合物(無規聚合物)以GPC(凝膠滲透層析儀)測定後，以PMMA換算，數平均分子量(Mn)為45000，重量平均分子量(Mw)為123000。
(附膜之LED封裝之製作)
準備具備液晶面板(畫面尺寸：12吋，顯示屏幕之一例)6A之光源裝置1A。圖4係示意性表示光源裝置1A之構成之剖面圖。該光源裝置1A係於框體(防爆容器)4A內之收容室3A中具備將光供給至液晶面板6A之邊射式背光裝置7A，於此種背光裝置7A中利用複數個形成有由上述氟系塗覆劑所成之氟系塗覆膜21A之LED封裝22A(亦即附膜之LED封裝23A)。
作為LED封裝22A，係利用射出白色光之「NS系列」(日亞化學工業股份有限公司製)。該LED封裝22A內置有含氮化鎵之藍色LED元件，於封入樹脂中添加特定螢光體(將藍色光進行波長轉換為綠色光之綠色螢光體、將藍色光進行波長轉換為紅色光之紅色螢光體)。
複數個LED封裝22A於長條狀之LED基板24A上以等間隔排列為一行之形狀進行安裝，將LED封裝22A彼此相互電性串聯連接。安裝LED封裝22A之 LED基板24A(亦即光源單元2A)以收容於背光裝置7A之箱型底板74A內之形態固定。又，底板74A內以層合之形態收容構成背光裝置7A之反射片73A、導光板72A及光學片類71A。LED封裝22A(附膜之LED封裝23A)係以光射出面與導光板72A之端面對向之方式固定於底板74內。
液晶面板6A以嵌入之形態安裝於將框體4A之壁41之一部分挖除之部分上。液晶面板6A係具有光透過性之透過部之一例，亦為利用光而顯示文字、記號、圖像等之各種資訊之顯示屏幕之一例。
附膜之LED封裝23A係自框體4A內取出背光裝置7A，接著自該背光裝置7A進而取出光源單元2A，以覆蓋LED基板24A上之LED封裝22A之光射出面之方式形成氟系塗覆膜21者。氟系塗覆膜21A形成於安裝在LED基板24A上之全部LED封裝22A之表面。
又，針對各LED封裝22A，以覆蓋露出之所有表面之方式形成氟系塗覆膜21。各LED封裝22A上形成之氟系塗覆膜21之厚度為10μm。
形成氟系塗覆膜21A時，利用佈膠器，將上述氟系塗覆劑塗佈於氟系塗覆膜21A之表面(光射出面等)。塗佈氟系塗覆劑後，於室溫(23℃)乾燥該塗佈物，於LED封裝22A表面形成氟系塗覆膜21。
(光源裝置1A之亮度降低試驗)
以氮氣充滿上述光源裝置1A內(收容室3A)之狀態，將各LED封裝22A以最高亮度點亮，每特定時間測定此狀態之液晶面板6A之畫面中央亮度，調查光源裝置1A之經時亮度降低。又，亮度降低試驗係在室溫(23℃)進行。圖5係示意性表示光源裝置1A之亮度降低試驗內容之說明圖。
如圖5所示，光源裝置1A之收容室3內，藉由具備氮氣高壓容器之供給部5A供給氮氣。光源裝置1A與收容室3A內之氮氣高壓容器以橡膠管連接，將自氮氣高壓容器噴出之氮氣通過橡膠管供給至光源裝置1A內。於光源裝置1A設有未圖示之供給口，將橡膠管之一端安裝於該供給口。而且，橡膠管之另一端安裝於氮氣高壓容器所具備之開關閥上。
供給至收容室3內之氮氣自未圖示之排出口排出，調節壓力並大氣開放。又，自收容室3內排出之氣體壓力係利用壓力調整閥70A調節，將收容室3內之壓力設定於300hPa(大氣壓+300hPa)。光源裝置1A之排出口與壓力調整閥70A係以橡膠管連接，將自收容室3內排出之氮氣等通過橡膠管供給至壓力調整閥70A。
圖6係示意性表示液晶面板6A之亮度測定方法之說明圖。液晶面板6A之畫面中央之亮度係如圖6所示，以將筒狀連接頭9A安裝於亮度計(「BM-9AC(顯示部)」、「BM-9A20D(受光部)」，TOPCON TECHNOHOUSE股份有限公司製)8A之測量部81A之狀態，將連接頭9A 之前端91A以對畫面中央垂直抵接而測定。
[比較例1、2]
分別準備除了替代氟系塗覆膜21A，形成以下所示之聚矽氧膜以外，與光源裝置1A相同構成之比較例1之光源裝置1X，與除了未形成氟系塗覆膜21A以外，與光源裝置1A相同構成之比較例2之光源裝置1Y，與實施例1之光源裝置1A一起在與實施例1之光源裝置1A相同條件進行亮度降低試驗。又，光源裝置1A、光源裝置1X及光源裝置1Y係自同一供給部5A(氮氣高壓容器)經由分別個別準備之橡膠管供給氮氣。且，光源裝置1X及光源裝置1Y內之各壓力與光源裝置1同樣，利用壓力調整閥70A，調節來自光源裝置1X及光源裝置1Y之各排氣壓力，並設定於300hPa(大氣壓+300hPa)。
(比較例1之聚矽氧膜)
將市售之聚矽氧清漆(「FC-111」，Japan FineChemical股份有限公司製)塗佈於光源裝置1A之LED封裝表面(與實施例1同樣之部位)，使該塗佈物乾燥，形成厚10μm之聚矽氧膜。
光源裝置1A、光源裝置1X及光源裝置1Y之各亮度測定結果示於圖7所示之圖表。圖7所示之圖表之橫軸表示時間(h)，縱軸表示亮度(cd/m2)。如圖7所示，具備形成有氟系塗覆膜21A之LED封裝22A之實施例1 之光源裝置1A，自試驗開始時(0小時後)起之408小時之間，幾乎未見到亮度降低。又，實施例1之光源裝置1A之試驗開始時(0小時後)之亮度為340cd/m2，24小時後之亮度為342cd/m2，96小時後之亮度為352cd/m2，120小時後之亮度為352cd/m2，192小時後之亮度為348cd/m2，264小時後之亮度為347cd/m2，336小時後之亮度為343cd/m2，408小時後之亮度為340cd/m2。
相對於此，具備形成有聚矽氧膜之LED封裝之比較例1之光源裝置1X，自試驗開始起經過192小時從邊緣亮度緩慢開始降低，於408小時後，見到約32%之亮度降低。比較例1之光源裝置1X之試驗開始時(0小時後)之亮度為354cd/m2，24小時後之亮度為355cd/m2，96小時後之亮度為350cd/m2，120小時後之亮度為350cd/m2，192小時後之亮度為334cd/m2，264小時後之亮度為301cd/m2，336小時後之亮度為276cd/m2，408小時後之亮度為240cd/m2。
又，具備未形成塗膜之LED封裝之比較例2之光源裝置1Y，自試驗開始起經過96小時後即見到約17%之亮度降低。比較例2之光源裝置1Y於其後隨著時間經過亮度亦持續降低，於408小時後成為約67%亮度降低之結果。又，比較例2之光源裝置1Y之試驗開始時(0小時後)之亮度為355cd/m2，24小時後之亮度為356cd/m2，96小時後之亮度為295cd/m2，120小時後之亮度為278cd/m2，192小時後之亮度為215cd/m2，264小時 後之亮度為162cd/m2，336小時後之亮度為139cd/m2，408小時後之亮度為117cd/m2。
[LED元件黑化之確認]
針對比較例2之光源裝置1Y，於上述亮度降低試驗後(自試驗開始起408小時後)，自光源裝置1Y取出光源單元，確認LED封裝之LED元件之狀態。圖8係顯示自光射出面側拍攝試驗開始前之LED封裝(無塗膜)22Y之狀態之放大照片之圖，圖9係顯示自光射出面側拍攝試驗開始起408小時後之LED封裝(無塗膜)22Y之狀態之放大照片之圖。如圖8所示，於試驗開始前之LED封裝22Y，LED元件25Y之表面(發光面)未黑化。相對於此，試驗開始起408小時後之LED封裝22Y，確認到LED元件25Y之表面(發光面)變色為黑色(黑化)。
又，亮度降低試驗後(試驗開始起408小時後)之黑化之上述LED封裝22Y藉由離子研磨而十字切割，以光學顯微鏡觀察LED封裝22Y。圖10係顯示拍攝LED元件25Y之表面已黑化之LED封裝22Y之剖面之放大照片之圖。如圖10所示，於LED元件25Y之上側表面(發光面)上確認形成黑色層N。又，確認到黑色層N僅形成於LED元件25Y之上面(發光面)。
[LED元件之黑色層之分析]
針對圖10所示之於LED封裝22Y之LED元件25Y 上形成之黑色層N，使用TOF-SIMS(飛行時間型二次離子質量分析法)進行分析(映射分析)。分析結果(陽離子質量影像)示於圖11。又圖11所示之分析結果圖像對應於以圖10中所示之虛線包圍之區域R。又，圖11所示之分析結果圖像對應於圖10中之區域R右旋轉90°之狀態。因此，圖11之右側對應於圖10之上側，圖11之上側對應於圖10之左側。
如圖11所示，LED元件25Y之表面黑色層N確認係由包含氮原子及碳原子之物質(C3H6N)構成。此推測係在氮氣氛圍下，若LED封裝22Y點亮(通電)，則氛圍中之氮氣通過LED封裝22Y之封入樹脂(例如多孔質聚矽氧)28Y本身，或通過封入樹脂28Y與周壁部27Y之間之極小間隙等而到達LED元件25Y之表面(發光面)，因此氮氣受到化學作用，變化成黑色物質者。推測此等源自氮氣之黑色氮成分附著於LED元件25Y之表面(發光面)，而形成黑色層N者。
又，形成黑色層N之LED封裝22Y，若在非氮氣氛圍下而於大氣下通電(例如15分鐘左右)，則黑色層N消失，LED封裝22Y(LED元件25Y)之亮度恢復到形成黑色層N之前之狀態。亦即，可謂黑色層N於LED元件25Y表面係可逆反應地形成。
<其他實施形態>
本發明並非限定於藉由上述說明及圖式所說明之實施 形態，例如如下之實施形態亦包含於本發明之技術範圍。
(1)上述光源裝置1、1A係使用具備氮氣高壓容器等之供給部5、5A自框體4外部將氮氣供給至框體4內之收容室3之構成(所謂流動型內壓防爆構造)，但本發明不限於此，例如亦可為於光源裝置之框體內(收容室)密閉氮氣之構成(所謂密閉型防爆構造)。
(2)本發明之光源裝置係於LED封裝之封入樹脂中添加螢光體之構成，但亦可為不添加螢光體之構成。
(3)作為LED封裝可為頂面發光型，亦可為側面發光型。
(4)光源裝置為具備1個LED封裝之構成，亦可為具備2個以上之構成。
(5)光源裝置具備複數個LED封裝之情況下，較好所有LED封裝均形成氟系塗覆膜，但依情況而定，亦可複數個LED封裝中，僅特定之LED封裝形成氟系塗覆膜之構成。
1‧‧‧光源裝置
2‧‧‧光源單元
3‧‧‧收容室
4‧‧‧框體
5‧‧‧供給部
21‧‧‧氟系塗覆膜
22‧‧‧LED封裝
23‧‧‧附膜之LED封裝
24‧‧‧LED基板
41‧‧‧壁
42‧‧‧供給口
43‧‧‧排出口

Claims (8)

  1. 一種光源裝置，其具有：LED封裝，其具有LED元件、供前述LED元件安裝之基板部、包圍前述LED元件之周圍且成為於前述LED元件之光射出方向開口之形狀而於內側收容前述LED元件之周壁部、以封入前述LED元件之方式填充於前述周壁部內側之封入樹脂、及由被前述周壁部包圍之部分之前述封入樹脂表面所成之使自前述LED元件射出之光朝前述封入樹脂之外部射出之光射出面；收容室，其收容前述LED封裝並填充氮氣；及氟系塗覆膜，其以覆蓋前述光射出面之方式形成於前述LED封裝之表面。
  2. 如請求項1之光源裝置，其中前述氟系塗覆膜係使以49質量%以上74質量%以下比例含以下述通式(1)表示之甲基丙烯酸酯、以16質量%以上31質量%以下之比例含以下述通式(2)表示之(甲基)丙烯酸酯、與以1質量%以上33質量%以下之比例含以下述通式(3)表示之含氟單體之單體成分無規聚合而得之數平均分子量為20000~100000之氟系共聚物溶解於自總碳數為4~8之氫氟碳及總碳數為4~8之氫氟醚選出之1種以上之溶劑而成之塗覆劑所成，
    Figure TWI610468BC00001
     (式中，R1為碳數1~3之直鏈狀或分支狀烷基)，
    Figure TWI610468BC00002
     (式中，R2為氫或甲基，R3為碳數4~8之直鏈狀或分支狀烷基)
    Figure TWI610468BC00003
     (式中，R4為氫或甲基，n表示4~6之整數)。
  3. 如請求項1或2之光源裝置，其中前述氟系塗覆膜之厚度為1μm以上。
  4. 如請求項1或2之光源裝置，其中前述LED封裝具有分散於前述封入樹脂中、吸收自前述LED元件射出之光並放出與前述光不同波長之光的螢光體。
  5. 如請求項1或2之光源裝置，其中前述LED元件含有氮化鎵系半導體。
  6. 如請求項1或2之光源裝置，其具備對前述收容室 內供給氮氣之供給部。
  7. 如請求項1或2之光源裝置，其具備設於前述收容室之壁面且使來自前述LED封裝之光從前述收容室側透過至外部之透過部。
  8. 如請求項7之光源裝置，其中前述透過部係由利用來自前述LED封裝之光的顯示屏幕而成。
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