発光体封入用毛細管及び波長変換部材
【課題】波長変換部材を用いた光源を高輝度化し得る波長変換部材及びそれに用いる発光体封入用毛細管を提供する。
【解決手段】波長変換部材１は、両端が塞がれた毛細管１０と、毛細管１０内に封入された発光体３０とを備える。毛細管１０は、第１及び第２の主壁部１０ａ，１０ｂを備える。第１及び第２の主壁部１０ａ，１０ｂは、互いに対向している。第１の主壁部１０ａは、第２の主壁部１０ｂよりも厚い。
【解決手段】波長変換部材１は、両端が塞がれた毛細管１０と、毛細管１０内に封入された発光体３０とを備える。毛細管１０は、第１及び第２の主壁部１０ａ，１０ｂを備える。第１及び第２の主壁部１０ａ，１０ｂは、互いに対向している。第１の主壁部１０ａは、第２の主壁部１０ｂよりも厚い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体封入用毛細管及び波長変換部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、液晶ディスプレイのバックライトなどの用途に用いられる白色光源の開発が盛んに行われている。そのような白色光源の一例として、例えば下記の特許文献１には、青色光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の光出射側にＬＥＤからの光の一部を吸収し、黄色の光を出射する波長変換部材を配置した光源が開示されている。この光源からは、ＬＥＤから出射され波長変換部材を透過した青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光が出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶ディスプレイのバックライトには、直下型とエッジライト型とがある。このエッジライト型のバックライトでは、輝度むらが小さく均一な面状光を得るために、導光体の側面に対して均一に光を入射させる必要がある。このため、エッジライト型のバックライトでは、白色の線状光源が好適に用いられる。
【０００５】
白色の線状光源としては、例えば、直線状に配置された青色光を出射する複数のＬＥＤ（以下、「青色ＬＥＤ」とする。）と、複数の青色ＬＥＤの前方に配置されている線状の波長変換部材とを備えるものが考えられる。線状の波長変換部材としては、例えば、毛細管と、毛細管内に封入された発光体とを備えるものが考えられる。
【０００６】
近年、液晶表示装置の高輝度化に伴い、このようなＬＥＤと波長変換部材とを用いた線状光源に対する高輝度化の要求がさらに高まってきている。
【０００７】
本発明は、波長変換部材を用いた光源を高輝度化し得る波長変換部材及びそれに用いる発光体封入用毛細管を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光体封入用毛細管は、長さ方向の一方側の端部が塞がれている一方、長さ方向の他方側の端部が開口している。発光体封入用毛細管には、他方側の端部から発光体が封入される。発光体封入用毛細管は、第１及び第２の主壁部を備える。第１及び第２の主壁部は、互いに対向する。第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い。
【０００９】
本発明の発光体封入用毛細管において、第１の主壁部の厚みは、第２の主壁部の厚みの２倍以上であることが好ましい。
【００１０】
発光体封入用毛細管は、ガラス製であってもよい。
【００１１】
本発明に係る波長変換部材は、毛細管と発光体とを備える。毛細管は、両端が塞がれている。発光体は、毛細管内に封入されている。毛細管は、第１及び第２の主壁部を備える。第１及び第２の主壁部は、互いに対向している。第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い。
【００１２】
本発明の波長変換部材において、第１の主壁部の厚みは、第２の主壁部厚みの２倍以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明の波長変換部材において、発光体は、無機蛍光体であってもよい。
【００１４】
本発明の波長変換部材において、無機蛍光体は、量子ドットであってもよい。
【００１５】
本発明の波長変換部材において、発光体封入用毛細管は、ガラス製であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、波長変換部材を用いた光源を高輝度化し得る波長変換部材及びそれに用いる発光体封入用毛細管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る波長変換部材の略図的斜視図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】図２の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的横断面図である。
【図５】比較例に係る波長変換部材を光源として使用する際の概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る波長変換部材を光源として使用する際の概念図である。
【図７】両端が開口した毛細管の略図的斜視図である。
【図８】毛細管の製造工程を説明するための略図的横断面図である。
【図９】毛細管の製造工程を説明するための略図的横断面図である。
【図１０】一方側の端部が塞がれた毛細管の略図的断面図である。
【図１１】図１０の線ＸＩ−ＸＩにおける略図的断面図である。
【図１２】図１０の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる一例であり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
【００１９】
また、実施形態などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態などにおいて参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率などが異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る波長変換部材の略図的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的横断面図である。
【００２１】
（波長変換部材１）
まず、図１〜図４を参照しながら、波長変換部材１について説明する。
【００２２】
波長変換部材１は、光源から出射される励起光を受光し、その励起光とは波長が異なる光を出射させる部材である。波長変換部材１は、励起光の一部を透過させるものであってもよいし、励起光を透過させないものであってもよい。波長変換部材１が励起光の一部を透過させるものである場合は、波長変換部材１からは、波長変換部材１からの蛍光と、波長変換部材１を透過した励起光との合成光が出射されることとなる。
【００２３】
波長変換部材１は、例えば、導光体の側面に対向するように配置される部材である。具体的には、波長変換部材１は、後述する第１の主壁部１０ａの外表面１０ａ１から、ＬＥＤからの光が入射するように配置される。このため、外表面１０ａ１が光入射面となる。一方、波長変換部材１において、後述する第２の主壁部１０ｂの外表面１０ｂ１が導光体の側面に対向するように配置される。このため、外表面１０ｂ１が光出射面となる。
【００２４】
図１に示すように、波長変換部材１は、細長形状である。波長変換部材１は、両端が塞がれた毛細管１０を備えている。毛細管１０には、発光体３０（図２〜図４を参照）が封止されている。発光体３０は、励起光を受光し、励起光とは異なる波長の光を出射するものである。
【００２５】
発光体３０の種類は特に限定されない。発光体としては、例えば無機蛍光体、有機蛍光体などの蛍光体が挙げられる。これらの中でも無機蛍光体粉末が好ましい。
【００２６】
なお、無機蛍光体は、光源から出射させようとする光の波長や、発光体から出射される励起光の波長などに応じて適宜選択することができる。無機蛍光体は、例えば、酸化物無機蛍光体、窒化物無機蛍光体、酸窒化物無機蛍光体、硫化物無機蛍光体、酸硫化物無機蛍光体、希土類硫化物無機蛍光体、アルミン酸塩化物無機蛍光体、ハロリン酸塩化物無機蛍光体、及び量子ドットから選ばれた１種以上からなるものとすることができる。
【００２７】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると青色の可視光（波長が４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００２８】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると緑色の可視光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ａｌ３＋，Ｃｕ＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋，Ｆ、ＣａＳＯ４：Ｃｅ３＋，Ｍｎ２＋、ＬｉＡｌＯ２：Ｍｎ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ＋，Ｃｌ−、Ｃａ３ＷＯ６：Ｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、Ｓｒ０．２Ｂａ０．７Ｃｌ１．１Ａｌ２Ｏ３．４５：Ｃｅ３＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、ＺｎＯ：Ｓ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｃａ２Ｂａ３（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００２９】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると緑色の可視光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００３０】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると黄色の可視光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する無蛍光体粉末としては、ＺｎＳ：Ｅｕ２＋、Ｂａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｕ、Ｓｒ３ＷＯ６：Ｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳＯ４：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｐ、ＺｎＳ：Ｐ３−，Ｃｌ−、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋などが挙げられる。
【００３１】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると黄色の可視光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｂａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００３２】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると赤色の可視光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＣａＳ：Ｙｂ２＋，Ｃｌ、Ｇｄ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、Ｎａ（Ｍｇ，Ｍｎ）２ＬｉＳｉ４Ｏ１０Ｆ２：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＳｒＢ８Ｏ１３：Ｓｍ２＋、ＭｇＳｒ３Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、α−ＳｒＯ・３Ｂ２Ｏ３：Ｓｍ２＋、ＺｎＳ−ＣｄＳ、ＺｎＳｅ：Ｃｕ＋，Ｃｌ、ＺｎＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、ＺｎＯ：Ｂｉ３＋、ＢａＳ：Ａｕ，Ｋ、ＺｎＳ：Ｐｂ２＋、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋，Ｌｉ＋、ＺｎＳ：Ｐｂ，Ｃｕ、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、（Ｙ、Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｐｂ２＋，Ｍｎ２＋、ＹＰＯ４：Ｅｕ３＋、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ４Ｏ７：Ｅｕ３＋、ＣａＹＡｌＯ４：Ｅｕ３＋、ＬａＯ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＬｉＷ２Ｏ８：Ｅｕ３＋，Ｓｍ３＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋などが挙げられる。
【００３３】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると赤色の可視光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋，Ｔｅ２＋、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ４Ｏ１１、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ５Ｏ１３：Ｅｕ３＋、ＣｄＳ：Ｉｎ，Ｔｅ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、Ｅｕ２Ｗ２Ｏ７などが挙げられる。
【００３４】
無機蛍光体は、量子ドットであってもよい。量子ドットは、励起光が入射したときに、励起光とは異なる波長の光を出射するものである。量子ドットから出射される光の波長は、量子ドット粉末の粒子径に依存する。すなわち、量子ドット粉末の粒子径を変化させることにより、得られる光の波長を調整することができる。このため、量子ドットの粒子径は、得ようとする光の波長に応じた粒子径とされている。
【００３５】
量子ドットとしては、例えば、粒子径が２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の粉末状のものを用いることができる。例えば、波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると青色の蛍光（波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が２．０ｎｍ〜３．０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると緑色の蛍光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が３．０ｎｍ〜３．３ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると黄色の蛍光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が３．３ｎｍ〜４．５ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると赤色の蛍光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が４．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。
【００３６】
励起光や発光の波長域に合わせて、複数の無機蛍光体粉末を混合して用いてもよい。例えば、紫外域の励起光を照射して白色光を得る場合は、青色、緑色、赤色の蛍光を発する無機蛍光体を混合して使用すればよい。
【００３７】
無機蛍光体粉末の分散媒は、特に限定されない。分散媒としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられる。
【００３８】
分散媒としてのガラスは、無機蛍光体粉末を安定して保持できるものである限りにおいて特に限定されない。分散媒として用いることのできるガラスの具体例としては、例えば、珪酸塩系ガラス、硼酸塩系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの少なくとも一種）などの硼珪酸塩系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラスなどのリン酸塩系ガラス、硼リン酸塩系ガラスなどが挙げられる。なかでも、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラスやＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラスが好ましく用いられる。
【００３９】
分散媒としてのセラミックスの具体例としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、窒化ケイ素、窒化チタン等の金属窒化物などが挙げられる。
【００４０】
毛細管１０は、ガラス製である。もっとも、本発明において、発光体封入用毛細管を構成する材料は、励起光及び蛍光を透過させるものであれば特に限定されない。発光体封入用毛細管は、例えば、樹脂製、セラミックス製などであってもよい。また、発光体封入用毛細管は、互いに異なる材料からなる複数の部材により構成されていてもよい。例えば、発光体封入用毛細管の一部が樹脂製であり、残りの一部がガラス製であってもよい。
【００４１】
毛細管１０は、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂを備えている。さらに、毛細管１０は、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端壁部１０ｅ、１０ｆとを備えている。これら第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端壁部１０ｅ、１０ｆとによって、発光体３０を封入するための内部空間１０Ａが構成されている。
【００４２】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、幅方向Ｗと、幅方向Ｗに対して垂直な長さ方向Ｌとに沿って延びている。第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、幅方向Ｗと長さ方向Ｌとのそれぞれに対して垂直な厚み方向Ｔにおいて互いに対向している。第１の主壁部１０ａと第２の主壁部１０ｂとは、平行である。
【００４３】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、長手方向が長さ方向Ｌに沿う矩形平板状である。すなわち、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂの外表面１０ａ１、１０ｂ１及び内表面のそれぞれは、平面状である。
【００４４】
第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２の２倍以上である。第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２の２〜１０倍であることが好ましく、３〜５倍であることがより好ましい。
【００４５】
第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、例えば０．０４〜１ｍｍ程度である。第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２は、例えば０．０２〜０．１ｍｍ程度である。第１の主壁部１０ａと第２の主壁部１０ｂとの厚み方向Ｔにおける間隔Ｓ３は、例えば０．０２〜０．２ｍｍ程度である。
【００４６】
第１の主壁部１０ａの幅方向ＷにおけるＷ１側端部と、第２の主壁部１０ｂの幅方向ＷにおけるＷ１側端部とは、第１の側壁部１０ｃにより接続されている。一方、第１の主壁部１０ａの幅方向ＷにおけるＷ２側端部と、第２の主壁部１０ｂの幅方向ＷにおけるＷ２側端部とは、第２の側壁部１０ｄにより接続されている。
【００４７】
第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄのそれぞれは、長手方向が長さ方向Ｌに沿う矩形平板状である。すなわち、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄの外表面及び内表面のそれぞれは、平面状である。
【００４８】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄにより構成された長さ方向ＬのＬ１側開口は、第１の端壁部１０ｅにより塞がれている。一方、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄにより構成された長さ方向ＬのＬ２側開口は、第２の端壁部１０ｆにより塞がれている。
【００４９】
ところで、近年、液晶ディスプレイなどの小型化に伴い、バックライトの小型化も要求されている。よって、バックライトに使用される波長変換部材の発光体封入用毛細管の厚みも小さいことが望ましい。このような観点から、図５に示すように、発光体封入用毛細管１００の第１の主壁部１００ａの厚みと第２の主壁部１００ｂの厚みとは、共に、発光体封入用毛細管１００の強度が低くなりすぎない範囲で、極力薄くされている。この場合、波長変換部材１０１に封入された発光体の全体にＬＥＤ１０２からの光を照射するためには、ＬＥＤ１０２と波長変換部材１０１との間の間隔をある程度大きくする必要がある。従って、ＬＥＤ１０２を波長変換部材１０１から離間して配置する必要がある。さらに、ＬＥＤ１０２を保持固定する部材が別途必要であるためコスト上昇の原因となる。
【００５０】
しかしながら、ＬＥＤ１０２を波長変換部材１０１から離間して配置した場合は、ＬＥＤ１０２から出射した光の一部が、第１の主壁部１００ａの外表面１００ａ１で反射される。このため、発光体封入用毛細管１００の内部に封入された発光体への光の入射効率が低下する。その結果、波長変換部材１０１から出射する光の強度が低くなる。また、１００ａ１にＡＲ膜などの反射防止機能を備える必要がありコスト上昇の原因となる。
【００５１】
それに対して、本実施形態では、第１の主壁部１０ａの厚みを大きくして、ＬＥＤ５０を第１の主壁部１０ａの外表面１０ａ１に密着させて配置させることで、外表面１０ａ１におけるＬＥＤ５０からの光の反射を抑制している。また、第１の主壁部１０ａの屈折率は、空気の屈折率よりも高いため、ＬＥＤ５０と発光体３０との間の光路長を長くすることができる。そのため、ＬＥＤ５０と波長変換部材１を離間して配置する場合に比べて、ＬＥＤ５０と発光体３０との距離を小さくすることができ、この距離を小さくしても、発光体３０全体にＬＥＤ５０からの光を照射することができる。従って、発光体３０への光の入射効率を高めることができる。その結果、波長変換部材１を用いた光源の高輝度化を図ることができる。波長変換部材１を用いた光源のさらなる高輝度化を図る観点からは、第１の主壁部１０ａの厚みが、第２の主壁部１０ｂの厚みの２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。但し、第１の主壁部１０ａの厚みが、第２の主壁部１０ｂの厚みに対して大きすぎると、ＬＥＤ５０からの光の第１の主壁部１０ａにおける吸収量が多くなりすぎるため、発光体３０への光入射率がかえって低くなってしまう場合がある。また、波長変換部材１が大型化してしまう場合がある。従って、第１の主壁部１０ａの厚みは、第２の主壁部１０ｂの厚みの１０倍以下であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。
【００５２】
また、毛細管１０がガラス製である場合は、毛細管１０の屈折率を高くし得る。このため、第１の主壁部１０ａにおけるＬＥＤ５０からの光の光路長をより長くし得る。従って、毛細管１０は、ガラス製であることが好ましく、屈折率が１．４８以上のガラスからなることがより好ましく、屈折率が１．５０以上のガラスからなることがさらに好ましい。
【００５３】
（波長変換部材１の製造方法）
次に、波長変換部材１の製造方法の一例について、図７〜図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
まず、図７に示す、両端が開口しているガラス製の毛細管２０を用意する。この毛細管２０は、第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂと、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄとを有する。
【００５５】
第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂは、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂを構成するための部分である。よって、第１の主壁部２０ａの厚み方向Ｔにおける厚みは、第２の主壁部２０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みよりも厚い。また、第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂのそれぞれは、平板状である。
【００５６】
一方、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄは、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄを構成するための部分である。第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄのそれぞれは、平板状である。
【００５７】
この毛細管２０は、例えば以下の要領で作成することができる。まず、円筒状の毛細管４０を用意する。その毛細管４０の内部に毛細管２０の内表面に対応した形状の外表面を有する棒４１を挿入する。その状態で、毛細管４０の内部を減圧しながら毛細管４０を加熱する。そうすると、毛細管４０が棒４１に沿った形状に変形する。その後、毛細管４０を冷却しながら棒４１を抜き、例えば図９の破線の位置で長さ方向Ｌに沿って切断、研磨などを行うことにより毛細管２０を得ることができる。
【００５８】
次に、毛細管２０の長さ方向ＬのＬ２側端部を塞ぐ。これにより、図１０〜１２に示す、長さ方向Ｌの一方側端部が塞がれた毛細管２１を得る。この毛細管２１は、上記第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂと、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄと、Ｌ２側の開口部を塞ぐ端壁部２０ｆとを有する。
【００５９】
次に、毛細管２０内に発光体を封入することにより波長変換部材１を製造することができる。具体的には、まず、発光体３０を毛細管２０内に注入する。発光体３０の注入方法は、特に限定されないが、毛細管２０内を減圧した状態で発光体を供給することにより発光体３０を毛細管２０内に注入することができる。その後、毛細管２０のＬ１側端部を塞ぎ、毛細管１０を作製する。以上の工程により、波長変換部材１を製造することができる。
【００６０】
なお、毛細管２０の長さ方向ＬのＬ１側端部及びＬ２側端部を塞ぐ方法は特に限定されない。例えば、毛細管２０のＬ１側端部及びＬ２側端部を加熱して軟化させることにより塞ぐことができるし、各種接着剤によって塞いでもよい。
【００６１】
（変形例）
以下、上記実施形態の変形例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に同様の機能を有する部材を同様の符号で参照し、説明を省略する。
【００６２】
上記実施形態では、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄ、１０ｃ、１０ｄの外表面及び内表面が平面である場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄ、１０ｃ、１０ｄの外表面及び外表面は、それぞれ外側に向かって突出する凸状などであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…波長変換部材
１０，２０，２１，４０…毛細管
１０Ａ…内部空間
１０ａ…第１の主壁部
１０ａ１…第１の主壁部１０ａの外表面
１０ｂ…第２の主壁部
１０ｂ１…第２の主壁部１０ｂの外表面
１０ｃ…第１の側壁部
１０ｄ…第２の側壁部
１０ｅ…第１の端壁部
１０ｆ…第２の端壁部
２０ａ…第１の主壁部
２０ｂ…第２の主壁部
２０ｃ…第１の側壁部
２０ｄ…第２の側壁部
２０ｆ…端壁部
３０…発光体
４１…棒
５０…ＬＥＤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体封入用毛細管及び波長変換部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、液晶ディスプレイのバックライトなどの用途に用いられる白色光源の開発が盛んに行われている。そのような白色光源の一例として、例えば下記の特許文献１には、青色光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の光出射側にＬＥＤからの光の一部を吸収し、黄色の光を出射する波長変換部材を配置した光源が開示されている。この光源からは、ＬＥＤから出射され波長変換部材を透過した青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光が出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶ディスプレイのバックライトには、直下型とエッジライト型とがある。このエッジライト型のバックライトでは、輝度むらが小さく均一な面状光を得るために、導光体の側面に対して均一に光を入射させる必要がある。このため、エッジライト型のバックライトでは、白色の線状光源が好適に用いられる。
【０００５】
白色の線状光源としては、例えば、直線状に配置された青色光を出射する複数のＬＥＤ（以下、「青色ＬＥＤ」とする。）と、複数の青色ＬＥＤの前方に配置されている線状の波長変換部材とを備えるものが考えられる。線状の波長変換部材としては、例えば、毛細管と、毛細管内に封入された発光体とを備えるものが考えられる。
【０００６】
近年、液晶表示装置の高輝度化に伴い、このようなＬＥＤと波長変換部材とを用いた線状光源に対する高輝度化の要求がさらに高まってきている。
【０００７】
本発明は、波長変換部材を用いた光源を高輝度化し得る波長変換部材及びそれに用いる発光体封入用毛細管を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発光体封入用毛細管は、長さ方向の一方側の端部が塞がれている一方、長さ方向の他方側の端部が開口している。発光体封入用毛細管には、他方側の端部から発光体が封入される。発光体封入用毛細管は、第１及び第２の主壁部を備える。第１及び第２の主壁部は、互いに対向する。第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い。
【０００９】
本発明の発光体封入用毛細管において、第１の主壁部の厚みは、第２の主壁部の厚みの２倍以上であることが好ましい。
【００１０】
発光体封入用毛細管は、ガラス製であってもよい。
【００１１】
本発明に係る波長変換部材は、毛細管と発光体とを備える。毛細管は、両端が塞がれている。発光体は、毛細管内に封入されている。毛細管は、第１及び第２の主壁部を備える。第１及び第２の主壁部は、互いに対向している。第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い。
【００１２】
本発明の波長変換部材において、第１の主壁部の厚みは、第２の主壁部厚みの２倍以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明の波長変換部材において、発光体は、無機蛍光体であってもよい。
【００１４】
本発明の波長変換部材において、無機蛍光体は、量子ドットであってもよい。
【００１５】
本発明の波長変換部材において、発光体封入用毛細管は、ガラス製であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、波長変換部材を用いた光源を高輝度化し得る波長変換部材及びそれに用いる発光体封入用毛細管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る波長変換部材の略図的斜視図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】図２の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的横断面図である。
【図５】比較例に係る波長変換部材を光源として使用する際の概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る波長変換部材を光源として使用する際の概念図である。
【図７】両端が開口した毛細管の略図的斜視図である。
【図８】毛細管の製造工程を説明するための略図的横断面図である。
【図９】毛細管の製造工程を説明するための略図的横断面図である。
【図１０】一方側の端部が塞がれた毛細管の略図的断面図である。
【図１１】図１０の線ＸＩ−ＸＩにおける略図的断面図である。
【図１２】図１０の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる一例であり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
【００１９】
また、実施形態などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態などにおいて参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率などが異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る波長変換部材の略図的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的横断面図である。
【００２１】
（波長変換部材１）
まず、図１〜図４を参照しながら、波長変換部材１について説明する。
【００２２】
波長変換部材１は、光源から出射される励起光を受光し、その励起光とは波長が異なる光を出射させる部材である。波長変換部材１は、励起光の一部を透過させるものであってもよいし、励起光を透過させないものであってもよい。波長変換部材１が励起光の一部を透過させるものである場合は、波長変換部材１からは、波長変換部材１からの蛍光と、波長変換部材１を透過した励起光との合成光が出射されることとなる。
【００２３】
波長変換部材１は、例えば、導光体の側面に対向するように配置される部材である。具体的には、波長変換部材１は、後述する第１の主壁部１０ａの外表面１０ａ１から、ＬＥＤからの光が入射するように配置される。このため、外表面１０ａ１が光入射面となる。一方、波長変換部材１において、後述する第２の主壁部１０ｂの外表面１０ｂ１が導光体の側面に対向するように配置される。このため、外表面１０ｂ１が光出射面となる。
【００２４】
図１に示すように、波長変換部材１は、細長形状である。波長変換部材１は、両端が塞がれた毛細管１０を備えている。毛細管１０には、発光体３０（図２〜図４を参照）が封止されている。発光体３０は、励起光を受光し、励起光とは異なる波長の光を出射するものである。
【００２５】
発光体３０の種類は特に限定されない。発光体としては、例えば無機蛍光体、有機蛍光体などの蛍光体が挙げられる。これらの中でも無機蛍光体粉末が好ましい。
【００２６】
なお、無機蛍光体は、光源から出射させようとする光の波長や、発光体から出射される励起光の波長などに応じて適宜選択することができる。無機蛍光体は、例えば、酸化物無機蛍光体、窒化物無機蛍光体、酸窒化物無機蛍光体、硫化物無機蛍光体、酸硫化物無機蛍光体、希土類硫化物無機蛍光体、アルミン酸塩化物無機蛍光体、ハロリン酸塩化物無機蛍光体、及び量子ドットから選ばれた１種以上からなるものとすることができる。
【００２７】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると青色の可視光（波長が４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００２８】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると緑色の可視光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ａｌ３＋，Ｃｕ＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋，Ｆ、ＣａＳＯ４：Ｃｅ３＋，Ｍｎ２＋、ＬｉＡｌＯ２：Ｍｎ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ＋，Ｃｌ−、Ｃａ３ＷＯ６：Ｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、Ｓｒ０．２Ｂａ０．７Ｃｌ１．１Ａｌ２Ｏ３．４５：Ｃｅ３＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、ＺｎＯ：Ｓ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｃａ２Ｂａ３（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００２９】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると緑色の可視光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋などが挙げられる。
【００３０】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると黄色の可視光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する無蛍光体粉末としては、ＺｎＳ：Ｅｕ２＋、Ｂａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｕ、Ｓｒ３ＷＯ６：Ｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳＯ４：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｐ、ＺｎＳ：Ｐ３−，Ｃｌ−、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋などが挙げられる。
【００３１】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると黄色の可視光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、Ｂａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００３２】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると赤色の可視光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＣａＳ：Ｙｂ２＋，Ｃｌ、Ｇｄ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、Ｎａ（Ｍｇ，Ｍｎ）２ＬｉＳｉ４Ｏ１０Ｆ２：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＳｒＢ８Ｏ１３：Ｓｍ２＋、ＭｇＳｒ３Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、α−ＳｒＯ・３Ｂ２Ｏ３：Ｓｍ２＋、ＺｎＳ−ＣｄＳ、ＺｎＳｅ：Ｃｕ＋，Ｃｌ、ＺｎＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、ＺｎＯ：Ｂｉ３＋、ＢａＳ：Ａｕ，Ｋ、ＺｎＳ：Ｐｂ２＋、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋，Ｌｉ＋、ＺｎＳ：Ｐｂ，Ｃｕ、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、（Ｙ、Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｐｂ２＋，Ｍｎ２＋、ＹＰＯ４：Ｅｕ３＋、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ４Ｏ７：Ｅｕ３＋、ＣａＹＡｌＯ４：Ｅｕ３＋、ＬａＯ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＬｉＷ２Ｏ８：Ｅｕ３＋，Ｓｍ３＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋などが挙げられる。
【００３３】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると赤色の可視光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する無機蛍光体粉末としては、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋，Ｔｅ２＋、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ４Ｏ１１、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ５Ｏ１３：Ｅｕ３＋、ＣｄＳ：Ｉｎ，Ｔｅ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、Ｅｕ２Ｗ２Ｏ７などが挙げられる。
【００３４】
無機蛍光体は、量子ドットであってもよい。量子ドットは、励起光が入射したときに、励起光とは異なる波長の光を出射するものである。量子ドットから出射される光の波長は、量子ドット粉末の粒子径に依存する。すなわち、量子ドット粉末の粒子径を変化させることにより、得られる光の波長を調整することができる。このため、量子ドットの粒子径は、得ようとする光の波長に応じた粒子径とされている。
【００３５】
量子ドットとしては、例えば、粒子径が２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の粉末状のものを用いることができる。例えば、波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると青色の蛍光（波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が２．０ｎｍ〜３．０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると緑色の蛍光（波長が５００ｎｍ〜５４０ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が３．０ｎｍ〜３．３ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると黄色の蛍光（波長が５４０ｎｍ〜５９５ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が３．３ｎｍ〜４．５ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると赤色の蛍光（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光）を発する量子ドット粉末の具体例としては、粒子径が４．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。
【００３６】
励起光や発光の波長域に合わせて、複数の無機蛍光体粉末を混合して用いてもよい。例えば、紫外域の励起光を照射して白色光を得る場合は、青色、緑色、赤色の蛍光を発する無機蛍光体を混合して使用すればよい。
【００３７】
無機蛍光体粉末の分散媒は、特に限定されない。分散媒としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられる。
【００３８】
分散媒としてのガラスは、無機蛍光体粉末を安定して保持できるものである限りにおいて特に限定されない。分散媒として用いることのできるガラスの具体例としては、例えば、珪酸塩系ガラス、硼酸塩系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの少なくとも一種）などの硼珪酸塩系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラスなどのリン酸塩系ガラス、硼リン酸塩系ガラスなどが挙げられる。なかでも、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラスやＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラスが好ましく用いられる。
【００３９】
分散媒としてのセラミックスの具体例としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、窒化ケイ素、窒化チタン等の金属窒化物などが挙げられる。
【００４０】
毛細管１０は、ガラス製である。もっとも、本発明において、発光体封入用毛細管を構成する材料は、励起光及び蛍光を透過させるものであれば特に限定されない。発光体封入用毛細管は、例えば、樹脂製、セラミックス製などであってもよい。また、発光体封入用毛細管は、互いに異なる材料からなる複数の部材により構成されていてもよい。例えば、発光体封入用毛細管の一部が樹脂製であり、残りの一部がガラス製であってもよい。
【００４１】
毛細管１０は、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂを備えている。さらに、毛細管１０は、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端壁部１０ｅ、１０ｆとを備えている。これら第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端壁部１０ｅ、１０ｆとによって、発光体３０を封入するための内部空間１０Ａが構成されている。
【００４２】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、幅方向Ｗと、幅方向Ｗに対して垂直な長さ方向Ｌとに沿って延びている。第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、幅方向Ｗと長さ方向Ｌとのそれぞれに対して垂直な厚み方向Ｔにおいて互いに対向している。第１の主壁部１０ａと第２の主壁部１０ｂとは、平行である。
【００４３】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂのそれぞれは、長手方向が長さ方向Ｌに沿う矩形平板状である。すなわち、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂの外表面１０ａ１、１０ｂ１及び内表面のそれぞれは、平面状である。
【００４４】
第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２の２倍以上である。第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２の２〜１０倍であることが好ましく、３〜５倍であることがより好ましい。
【００４５】
第１の主壁部１０ａの厚み方向Ｔにおける厚みＳ１は、例えば０．０４〜１ｍｍ程度である。第２の主壁部１０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みＳ２は、例えば０．０２〜０．１ｍｍ程度である。第１の主壁部１０ａと第２の主壁部１０ｂとの厚み方向Ｔにおける間隔Ｓ３は、例えば０．０２〜０．２ｍｍ程度である。
【００４６】
第１の主壁部１０ａの幅方向ＷにおけるＷ１側端部と、第２の主壁部１０ｂの幅方向ＷにおけるＷ１側端部とは、第１の側壁部１０ｃにより接続されている。一方、第１の主壁部１０ａの幅方向ＷにおけるＷ２側端部と、第２の主壁部１０ｂの幅方向ＷにおけるＷ２側端部とは、第２の側壁部１０ｄにより接続されている。
【００４７】
第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄのそれぞれは、長手方向が長さ方向Ｌに沿う矩形平板状である。すなわち、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄの外表面及び内表面のそれぞれは、平面状である。
【００４８】
第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄにより構成された長さ方向ＬのＬ１側開口は、第１の端壁部１０ｅにより塞がれている。一方、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄにより構成された長さ方向ＬのＬ２側開口は、第２の端壁部１０ｆにより塞がれている。
【００４９】
ところで、近年、液晶ディスプレイなどの小型化に伴い、バックライトの小型化も要求されている。よって、バックライトに使用される波長変換部材の発光体封入用毛細管の厚みも小さいことが望ましい。このような観点から、図５に示すように、発光体封入用毛細管１００の第１の主壁部１００ａの厚みと第２の主壁部１００ｂの厚みとは、共に、発光体封入用毛細管１００の強度が低くなりすぎない範囲で、極力薄くされている。この場合、波長変換部材１０１に封入された発光体の全体にＬＥＤ１０２からの光を照射するためには、ＬＥＤ１０２と波長変換部材１０１との間の間隔をある程度大きくする必要がある。従って、ＬＥＤ１０２を波長変換部材１０１から離間して配置する必要がある。さらに、ＬＥＤ１０２を保持固定する部材が別途必要であるためコスト上昇の原因となる。
【００５０】
しかしながら、ＬＥＤ１０２を波長変換部材１０１から離間して配置した場合は、ＬＥＤ１０２から出射した光の一部が、第１の主壁部１００ａの外表面１００ａ１で反射される。このため、発光体封入用毛細管１００の内部に封入された発光体への光の入射効率が低下する。その結果、波長変換部材１０１から出射する光の強度が低くなる。また、１００ａ１にＡＲ膜などの反射防止機能を備える必要がありコスト上昇の原因となる。
【００５１】
それに対して、本実施形態では、第１の主壁部１０ａの厚みを大きくして、ＬＥＤ５０を第１の主壁部１０ａの外表面１０ａ１に密着させて配置させることで、外表面１０ａ１におけるＬＥＤ５０からの光の反射を抑制している。また、第１の主壁部１０ａの屈折率は、空気の屈折率よりも高いため、ＬＥＤ５０と発光体３０との間の光路長を長くすることができる。そのため、ＬＥＤ５０と波長変換部材１を離間して配置する場合に比べて、ＬＥＤ５０と発光体３０との距離を小さくすることができ、この距離を小さくしても、発光体３０全体にＬＥＤ５０からの光を照射することができる。従って、発光体３０への光の入射効率を高めることができる。その結果、波長変換部材１を用いた光源の高輝度化を図ることができる。波長変換部材１を用いた光源のさらなる高輝度化を図る観点からは、第１の主壁部１０ａの厚みが、第２の主壁部１０ｂの厚みの２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。但し、第１の主壁部１０ａの厚みが、第２の主壁部１０ｂの厚みに対して大きすぎると、ＬＥＤ５０からの光の第１の主壁部１０ａにおける吸収量が多くなりすぎるため、発光体３０への光入射率がかえって低くなってしまう場合がある。また、波長変換部材１が大型化してしまう場合がある。従って、第１の主壁部１０ａの厚みは、第２の主壁部１０ｂの厚みの１０倍以下であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。
【００５２】
また、毛細管１０がガラス製である場合は、毛細管１０の屈折率を高くし得る。このため、第１の主壁部１０ａにおけるＬＥＤ５０からの光の光路長をより長くし得る。従って、毛細管１０は、ガラス製であることが好ましく、屈折率が１．４８以上のガラスからなることがより好ましく、屈折率が１．５０以上のガラスからなることがさらに好ましい。
【００５３】
（波長変換部材１の製造方法）
次に、波長変換部材１の製造方法の一例について、図７〜図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
まず、図７に示す、両端が開口しているガラス製の毛細管２０を用意する。この毛細管２０は、第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂと、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄとを有する。
【００５５】
第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂは、第１及び第２の主壁部１０ａ、１０ｂを構成するための部分である。よって、第１の主壁部２０ａの厚み方向Ｔにおける厚みは、第２の主壁部２０ｂの厚み方向Ｔにおける厚みよりも厚い。また、第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂのそれぞれは、平板状である。
【００５６】
一方、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄは、第１及び第２の側壁部１０ｃ、１０ｄを構成するための部分である。第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄのそれぞれは、平板状である。
【００５７】
この毛細管２０は、例えば以下の要領で作成することができる。まず、円筒状の毛細管４０を用意する。その毛細管４０の内部に毛細管２０の内表面に対応した形状の外表面を有する棒４１を挿入する。その状態で、毛細管４０の内部を減圧しながら毛細管４０を加熱する。そうすると、毛細管４０が棒４１に沿った形状に変形する。その後、毛細管４０を冷却しながら棒４１を抜き、例えば図９の破線の位置で長さ方向Ｌに沿って切断、研磨などを行うことにより毛細管２０を得ることができる。
【００５８】
次に、毛細管２０の長さ方向ＬのＬ２側端部を塞ぐ。これにより、図１０〜１２に示す、長さ方向Ｌの一方側端部が塞がれた毛細管２１を得る。この毛細管２１は、上記第１及び第２の主壁部２０ａ、２０ｂと、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄと、Ｌ２側の開口部を塞ぐ端壁部２０ｆとを有する。
【００５９】
次に、毛細管２０内に発光体を封入することにより波長変換部材１を製造することができる。具体的には、まず、発光体３０を毛細管２０内に注入する。発光体３０の注入方法は、特に限定されないが、毛細管２０内を減圧した状態で発光体を供給することにより発光体３０を毛細管２０内に注入することができる。その後、毛細管２０のＬ１側端部を塞ぎ、毛細管１０を作製する。以上の工程により、波長変換部材１を製造することができる。
【００６０】
なお、毛細管２０の長さ方向ＬのＬ１側端部及びＬ２側端部を塞ぐ方法は特に限定されない。例えば、毛細管２０のＬ１側端部及びＬ２側端部を加熱して軟化させることにより塞ぐことができるし、各種接着剤によって塞いでもよい。
【００６１】
（変形例）
以下、上記実施形態の変形例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に同様の機能を有する部材を同様の符号で参照し、説明を省略する。
【００６２】
上記実施形態では、第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄ、１０ｃ、１０ｄの外表面及び内表面が平面である場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば第１及び第２の側壁部２０ｃ、２０ｄ、１０ｃ、１０ｄの外表面及び外表面は、それぞれ外側に向かって突出する凸状などであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…波長変換部材
１０，２０，２１，４０…毛細管
１０Ａ…内部空間
１０ａ…第１の主壁部
１０ａ１…第１の主壁部１０ａの外表面
１０ｂ…第２の主壁部
１０ｂ１…第２の主壁部１０ｂの外表面
１０ｃ…第１の側壁部
１０ｄ…第２の側壁部
１０ｅ…第１の端壁部
１０ｆ…第２の端壁部
２０ａ…第１の主壁部
２０ｂ…第２の主壁部
２０ｃ…第１の側壁部
２０ｄ…第２の側壁部
２０ｆ…端壁部
３０…発光体
４１…棒
５０…ＬＥＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向の一方側の端部が塞がれている一方、長さ方向の他方側の端部が開口しており、前記他方側の端部から発光体が封入される発光体封入用毛細管であって、
前記発光体封入用毛細管は、互いに対向する第１及び第２の主壁部を備え、
前記第１の主壁部は、前記第２の主壁部よりも厚い、発光体封入用毛細管。
【請求項２】
前記第１の主壁部の厚みは、前記第２の主壁部の厚みの２倍以上である、請求項１に記載の発光体封入用毛細管。
【請求項３】
発光体封入用毛細管は、ガラス製である、請求項１または２に記載の発光体封入用毛細管。
【請求項４】
両端が塞がれた毛細管と、前記毛細管内に封入された発光体とを備える波長変換部材であって、
前記毛細管は、
互いに対向する第１及び第２の主壁部を備え、
前記第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い、
波長変換部材。
【請求項５】
前記第１の主壁部の厚みは、前記第２の主壁部厚みの２倍以上である、請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記発光体は、無機蛍光体である、請求項４または５に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記無機蛍光体は、量子ドットである、請求項６に記載の波長変換部材。
【請求項８】
発光体封入用毛細管は、ガラス製である、請求項４〜７のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１】
長さ方向の一方側の端部が塞がれている一方、長さ方向の他方側の端部が開口しており、前記他方側の端部から発光体が封入される発光体封入用毛細管であって、
前記発光体封入用毛細管は、互いに対向する第１及び第２の主壁部を備え、
前記第１の主壁部は、前記第２の主壁部よりも厚い、発光体封入用毛細管。
【請求項２】
前記第１の主壁部の厚みは、前記第２の主壁部の厚みの２倍以上である、請求項１に記載の発光体封入用毛細管。
【請求項３】
発光体封入用毛細管は、ガラス製である、請求項１または２に記載の発光体封入用毛細管。
【請求項４】
両端が塞がれた毛細管と、前記毛細管内に封入された発光体とを備える波長変換部材であって、
前記毛細管は、
互いに対向する第１及び第２の主壁部を備え、
前記第１の主壁部は、第２の主壁部よりも厚い、
波長変換部材。
【請求項５】
前記第１の主壁部の厚みは、前記第２の主壁部厚みの２倍以上である、請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記発光体は、無機蛍光体である、請求項４または５に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記無機蛍光体は、量子ドットである、請求項６に記載の波長変換部材。
【請求項８】
発光体封入用毛細管は、ガラス製である、請求項４〜７のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６８７２８（Ｐ２０１３−６８７２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６１７０（Ｐ２０１１−２０６１７０）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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