蛍光体封入用毛細管の製造方法及び波長変換部材の製造方法
【課題】ガラス毛細管中に蛍光体が封入された波長変換部材であって、端部の太さが抑制された波長変換部材を製造し得る方法を提供する。
【解決手段】横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂを封止する封止工程を行う。封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含む。第１の加熱工程は、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂ上を横切らせることにより第２の端部１０Ｂを加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【解決手段】横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂを封止する封止工程を行う。封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含む。第１の加熱工程は、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂ上を横切らせることにより第２の端部１０Ｂを加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体封入用毛細管の製造方法及び波長変換部材の製造方法に関する。
【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】
ところで、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。直下型のバックライトは、比較的高い輝度が得られやすいという利点を有する反面、面状光源と拡散板とが積層されるため、厚さ寸法が大きくなりやすいという欠点を有する。それに対して、エッジライト型のバックライトでは、光源が導光体の側方に配置される。このため、エッジライト型のバックライトには、直下型のバックライトよりも薄型化しやすいという利点がある。従って、エッジライト型のバックライトは、携帯電話機用液晶ディスプレイや、ノート型パソコン用液晶ディスプレイなどの薄型であることが強く求められる用途に多用されている。
【０００５】
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。
【０００６】
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蛍光体とを備えるものが考えられる。
【０００７】
このような線状の波長変換部材を製造し得る方法として、例えば、上記特許文献２には、以下のような方法が記載されている。具体的には、まず、ガラス毛細管の一部をバーナーにより加熱することによって一方の端部が塞がれたガラス毛細管を作製する。そのガラス毛細管に液体試料を注入した後に、ガラス毛細管の他方側端部をバーナーで加熱しながら切り離すことにより封止することが開示されている。特許文献２に記載の波長変換部材のガラス管は、横断面円形である。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の波長変換部材では、横断面が円形であるため、波長変換部材からの光の導光体への入射率を十分に高めることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ガラス毛細管中に蛍光体が封入された波長変換部材であって、端部の太さが抑制された波長変換部材を製造し得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る蛍光体封入用毛細管の製造方法は、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管の製造方法に関する。本発明に係る蛍光体封入用毛細管の製造方法は、封止工程を備えている。封止工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の第２の端部を封止する工程である。封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含む。第１の加熱工程は、加熱手段を第２の端部上を横切らせることにより第２の端部を加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段を第２の端部の上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【００１１】
第１及び第２の加熱工程において、第２の端部がガラス毛細管の第２の端部以外の部分よりも太くならないように加熱手段による加熱温度及び加熱手段の移動速度を設定することが好ましい。
【００１２】
第１及び第２の加熱工程において、加熱手段を、ガラス毛細管の厚み方向に移動させることが好ましい。
【００１３】
加熱手段として、レーザー照射装置を用い、レーザー照射装置により第２の端部にレーザーを照射することにより、第２の端部を加熱することが好ましい。
【００１４】
レーザー照射装置として、レーザー光のスポット形状が、ガラス毛細管の幅方向に細長い細長形状であるレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１５】
レーザー照射装置として、第１及び第２の加熱工程において第２の端部に対してレーザー光が照射されている時間が、レーザー照射装置の移動方向と垂直な方向において一定となるようなスポット形状のレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１６】
なお、本発明において、「時間が一定」は、各時間が平均時間の±１０％の範囲内にあることを意味し、時間のばらつきが完全にゼロであることを意味するものではない。
【００１７】
レーザー照射装置として、レーザー光の強度が、ガラス毛細管の幅方向におけるレーザー光のスポットの中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る波長変換部材の製造方法は、両端が封止されたガラス毛細管と、ガラス毛細管内に封入された蛍光体とを備える波長変換部材の製造方法に関する。本発明に係る波長変換部材の製造方法では、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管を用意する用意工程を行う。ガラス毛細管に第１の端部から蛍光体を注入する。蛍光体が注入されたガラス毛細管の第１の端部を封止する第１の端部封止工程を行う。第１の端部封止工程は、第３の加熱工程と、第４の加熱工程とを含む。第３の加熱工程は、加熱手段を第１の端部上を横切らせることにより第１の端部を加熱して封止する工程である。第４の加熱工程は、加熱手段を第１の端部の上を、第
３の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【００１９】
用意工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の第２の端部を封止する第２の端部封止工程を有していてもよい。第２の端部封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含むことが好ましい。第１の加熱工程は、加熱手段を第２の端部上を横切らせることにより第２の端部を加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段を第２の端部の上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ガラス毛細管中に蛍光体が封入された波長変換部材であって、端部の太さが抑制された波長変換部材を製造し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガラス毛細管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１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図５】レーザーのスポット径の形状を説明するための模式的平面図である。
【図６】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図７】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図８】蛍光体封入用毛細管の略図的断面図である。
【図９】蛍光体封入用毛細管への蛍光体の注入工程を説明するための略図的断面図である。
【図１０】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１１】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１２】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１３】波長変換部材の略図的断面図である。
【図１４】変形例に係るレーザーのスポット径の形状を説明するための模式的平面図である。
【図１５】波長変換部材の端部の幅方向から視た側面写真である。
【図１６】波長変換部材の端部の厚み方向から視た側面写真である。
【図１７】変形例に係るレーザーのスポット径の形状及びレーザーの出力分布を説明するための模式的平面図である。
【図１８】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【図１９】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【図２０】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（蛍光体封入用毛細管の製造方法）
まず、本実施形態における蛍光体封入用毛細管の製造方法について説明する。ここで説明する蛍光体封入用毛細管は、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管である。
【００２４】
（ガラス毛細管１０の用意）
まず、図１〜図３に示す、第１及び第２の端部１０Ａ，１０Ｂのそれぞれが開口したガラス毛細管１０を用意する。ガラス毛細管１０は、横断面（すなわち、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに沿った断面）における外形が幅方向Ｗに細長い細長形状を有する。具体的には、本実施形態では、ガラス毛細管１０は、横断面における外形が矩形状である角管状に形成されている。ここで、「角管」とは、長さ方向Ｌから視た際に、外形及び内形のそれぞれが矩形状である直管を意味する。「矩形」には、角部が面取り状またはＲ面取り状である矩形が含まれるものとする。
【００２５】
ガラス毛細管１０は、互いに対向する平板状の第１及び第２の側壁部１０ａ、１０ｂと、互いに対向する平板状の第３及び第４の側壁部１０ｃ、１０ｄとを有する。これら第１〜第４の側壁部１０ａ〜１０ｄによって、角柱状の貫通孔１０ｅが区画形成されている。
【００２６】
ガラス毛細管１０の寸法は特に限定されない。ガラス毛細管１０の肉厚ｔ（図２を参照）は、例えば、０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の厚み方向Ｔに沿った内径Ｌ１は、例えば、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の厚み方向Ｔに沿った外径Ｌ３は、例えば、０．０７ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに沿った内径Ｌ２は、例えば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに沿った外径Ｌ４は、例えば、０．１２ｍｍ〜４．０ｍｍ程度とすることができる。Ｌ１／Ｌ２及びＬ３／Ｌ４は、例えば、０．０２５〜０．５程度とすることができる。ｔ／Ｌ１は、例えば、０．０１〜２．０程度とすることができる。ｔ／Ｌ２は、例えば、０．００５
〜２．０程度とすることができる。ガラス毛細管１０の長さ方向Ｌに沿った寸法Ｌ５は、例えば、１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
ガラス毛細管１０を構成しているガラスの種類は、特に限定されない。ガラス毛細管１０は、例えば、珪酸塩系ガラス、硼酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、硼珪酸塩系ガラス、硼リン酸塩系ガラスなどからなるものであってもよい。なかでも、製造される蛍光体封入用毛細管の剛性を高める観点から、ガラス毛細管１０は、珪酸塩系ガラス、硼珪酸塩系ガラスにより形成されていることが好ましい。
【００２８】
ガラス毛細管１０の軟化温度（Ａｔ）も特に限定されない。ガラス毛細管１０の軟化温度（Ａｔ）は、例えば、７００℃〜９５０℃程度とすることができる。
【００２９】
（ガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂの封止）
次に、図４〜図７を参照しながら、ガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂを封止する工程について説明する。
【００３０】
この封止工程には、第１の加熱工程と第２の加熱工程とが含まれる。
【００３１】
まず、第１の加熱工程を行う。具体的には、図４に示すように、第２の端部１０Ｂの長さ方向ＬのＬ２側において、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を横切らせる。より具体的には、本実施形態では、加熱手段２０を、第２の端部１０Ｂの上を、厚み方向ＴのＴ１側からＴ２側に向けて横切らせる。これにより、第２の端部１０Ｂを加熱して軟化させる。そして、第２の端部１０Ｂを封止する。
【００３２】
次に、第２の加熱工程を行う。具体的には、図６に示すように、第２の端部１０Ｂの長さ方向ＬのＬ２側において、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせる。すなわち、加熱手段２０を、第２の端部１０Ｂの上を、厚み方向ＴのＴ２側からＴ１側に向けて横切らせる。これにより、図７に示すように、封止された第２の端部１０Ｂを再度加熱して、第２の端部１０Ｂの形状を整える。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１及び第２の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる例について説明するが、本発明において、加熱手段の移動方向は、厚み方向に限定されない。加熱手段を幅方向に移動させてもよいし、幅方向及び厚み方向に傾斜した方向に移動させてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、第１及び第２の加熱工程を１回ずつ行う例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。第１及び第２の加熱工程を複数回繰り返して行ってもよい。
【００３５】
加熱手段２０は、ガラス毛細管１０を加熱可能なものである限りにおいて特に限定されない。加熱手段２０は、例えば、レーザー照射装置や、バーナーなどにより構成することができる。以下、本実施形態では、加熱手段２０として、レーザー照射装置を用いる例について説明する。
【００３６】
より具体的には、本実施形態において加熱手段２０として用いるレーザー照射装置は、図５に示すように、レーザー光のスポット２１の形状が、ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに細長い細長形状であるものである。このため、第１及び第２の加熱工程において、第２の端部１０Ｂに対してレーザー光が照射されている時間が、加熱手段２０の移動方向である厚み方向Ｔと垂直な幅方向Ｗにおいて一定とされている。すなわち、第２の端部１０Ｂの幅方向Ｗの一方側端部、中央部及び他方側端部のそれぞれが、第１及び第２の加熱工程のそれぞれにおいて、略同じ時間だけレーザー光が照射されることとなる。
【００３７】
なお、第１及び第２の加熱工程における加熱手段２０による加熱温度と、加熱手段２０の移動速度とは、第２の端部１０Ｂがガラス毛細管１０の他の部分よりも太くならないような値に設定されている。
【００３８】
具体的には、レーザー光の出力を５Ｗ〜３０Ｗ程度、移動速度を１ｍｍ／分〜５０ｍｍ／分に調整される。
【００３９】
（蛍光体封入用毛細管１１）
上記第２の端部１０Ｂの封止工程を行うことにより、図８に示す蛍光体封入用毛細管１１を作製することができる（用意工程）。
【００４０】
蛍光体封入用毛細管１１の長さ方向ＬのＬ１側に位置する第１の端部１１Ａは開口している。この第１の端部１１Ａは、第１の端部１０Ａから構成されたものである。一方、蛍光体封入用毛細管１１の長さ方向ＬのＬ２側に位置する第２の端部１１Ｂは、封止されている。この第２の端部１１Ｂは、第２の端部１０Ｂから形成されたものである。蛍光体封入用毛細管１１も、ガラス毛細管１０と同様に、横断面における外形が幅方向Ｗに細長い細長形状、具体的には矩形状のものである。
【００４１】
（蛍光体の注入）
次に、図９に示すように、蛍光体封入用毛細管１１内に蛍光体３０を注入する。この蛍光体３０の注入方法は特に限定されないが、蛍光体３０が、液体状であったり、蛍光体微粒子が液体中に分散したものである場合は、例えば、蛍光体封入用毛細管１１内を減圧にした状態で蛍光体封入用毛細管１１内に蛍光体を供給する方法を用いることが好ましい。
【００４２】
この工程で注入する蛍光体３０の種類は特に限定されない。蛍光体は、例えば、無機蛍光体粉末を含むものであってもよい。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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）を発する無蛍光体の具体例としては、ＺｎＳ：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、Ｇｄ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋などが挙げられる。
【００４３】
また、無機蛍光体粉末は、例えば、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、量子ドットの粒子径に依存する。すなわち、量子ドット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。量子ドットは、一般に酸素との接触により劣化が生じ易い。
【００４４】
量子ドットは、例えば、粒子径が２ｎｍ〜１０ｎｍ程度のものを用いることができる。例えば、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）を発する量子ドットの具体例としては、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）を発する量子ドットの具体例としては、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３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長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）を発する量子ドットの具体例としては、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３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長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）を発する量子ドットの具体例としては、粒子径が４．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。
【００４５】
蛍光体封入用毛細管１１内には、励起光の波長域や発光させたい色に合わせて、１種類または複数種類の蛍光体３０を封入してもよい。例えば、紫外〜近紫外の励起光を照射して、演色性に優れた白色光を得たい場合は、紫外〜近紫外の励起光の照射により、青色、緑色及び赤色の可視光（蛍光）を発する蛍光体３０を混合して使用すればよい。また、青色の励起光を照射して、演色性に優れた白色光を得たい場合は、青色の励起光の照射により、緑色及び赤色の可視光（蛍光）を発する蛍光体３０を混合して使用すればよい。
【００４６】
（蛍光体封入用毛細管１１の第１の端部１１Ａの封止）
次に、蛍光体３０が注入された蛍光体封入用毛細管１１の第１の端部１１Ａを封止する工程を行う。この工程は、上記の第２の端部１０Ｂの封止工程と実質的に同様の工程である。
【００４７】
具体的には、第１の端部１１Ａの封止工程には、第３の加熱工程と第４の加熱工程とが含まれる。
【００４８】
まず、第３の加熱工程を行う。具体的には、図１０に示すように、第１の端部１１Ａの長さ方向ＬのＬ１側において、加熱手段２０を第１の端部１１Ａの上を横切らせる。より具体的には、本実施形態では、加熱手段２０を、第１の端部１１Ａの上を、厚み方向ＴのＴ１側からＴ２側に向けて横切らせる。これにより、第１の端部１１Ａを加熱して軟化させる。そして、第１の端部１１Ａを封止する。
【００４９】
次に、第４の加熱工程を行う。具体的には、図１１に示すように、第１の端部１１Ａの長さ方向ＬのＬ１側において、加熱手段２０を第１の端部１１Ａの上を、第３の加熱工程とは逆方向に横切らせる。すなわち、加熱手段２０を、第１の端部１１Ａの上を、厚み方向ＴのＴ２側からＴ１側に向けて横切らせる。これにより、図１２に示すように、封止された第１の端部１１Ａを再度加熱して、第１の端部１１Ａの形状を整える。
【００５０】
なお、本実施形態では、第３及び第４の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる例について説明するが、本発明において、加熱手段の移動方向は、厚み方向に限定されない。加熱手段を幅方向に移動させてもよいし、幅方向及び厚み方向に傾斜した方向に移動させてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、第３及び第４の加熱工程を１回ずつ行う例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。第３及び第４の加熱工程を複数回繰り返して行ってもよい。
【００５２】
加熱手段２０は、上記第１及び第２の加熱工程において使用したものと同様のものを使用することができるが、第１及び第２の加熱工程と第３及び第４の加熱工程とで異なる加熱手段を用いてもよい。
【００５３】
なお、第３及び第４の加熱工程における加熱手段２０による加熱温度と、加熱手段２０の移動速度とは、第１の端部１１Ａが蛍光体封入用毛細管１１の他の部分よりも太くならないような値に設定されている。
【００５４】
（波長変換部材１３）
以上の工程により、図１３に示す波長変換部材１３が製造される。波長変換部材１３は、両端部１２Ａ，１２Ｂが封止されたガラス毛細管１２を有する。両端部１２Ａ，１２Ｂの太さは、ガラス毛細管１２の中央部分１２Ｃの太さ以下である。中央部分１２Ｃの横断面における外形は、細長形状、詳細には矩形状である。ガラス毛細管１２の内部には、蛍光体３０が封入されている。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、細長形状のガラス毛細管１０を使用する。このため、横断面における外形が細長形状、より詳細には、矩形状であり、導光体に近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００５６】
また、第２の端部１０Ｂ及び第１の端部１１Ａの封止を、２回の加熱工程により行う。まず、第１または第３の加熱工程では、加熱手段２０をＴ１側からＴ２側に第２または第１の端部１０Ｂ，１１Ａの上を横切らせる。この工程を行った場合、第２または第１の端部１０Ｂ，１１ＡのＴ１側の部分１０Ｂ１，１１Ａ１にレーザー光が照射される時間よりもＴ２側の部分１０Ｂ２，１１Ａ２にレーザー光が照射される時間の方が長くなる。このため、部分１０Ｂ２，１１Ａ２の温度が、部分１０Ｂ１，１１Ａ１よりも高くなる。従って、図６及び図１１に示すように、第２及び第１の端部１０Ｂ，１１Ａは、非対称形状となる。
【００５７】
一方、第２または第４の加熱工程では、第２または第１の端部１０Ｂ，１１ＡのＴ２側の部分よりもＴ１側の部分の方が温度が高くなる。このため、Ｔ１側の部分の軟化が促進され、図７及び図１２に示すように、第２または第１の端部１０Ｂ，１１Ａの形状が対称形状となる。
【００５８】
このように、第１または第３の加熱工程と、第２または第４の加熱工程とを行うことにより、図１５及び図１６に示すように、得られる波長変換部材１３の両端部の形状を対象形に近くできると共に、両端部の太さが他の部分の太さ以下とすることができる。従って、本実施形態の方法によれば、導光体により近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００５９】
なお、通常は、加熱手段を走査させることなく、端部に対向して配置した加熱手段により端部の封止を行う。しかしながら、このようにした場合は、封止された端部の太さが他の部分よりも太くなってしまう。従って、このような封止方法により製造された波長変換部材は、導光体に十分に近接して配置することができない。
【００６０】
本実施形態では、第１〜第４の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる。このようにすることにより、例えば加熱手段を幅方向に移動させた場合と比べて、端部の太さが他の部分よりも太くなることを容易に抑制できる。
【００６１】
本実施形態では、加熱手段２０としてレーザー照射装置を使用する。このようにすることにより、例えば加熱手段としてバーナーを使用したときと比べて、より局所的な加熱が可能となる。従って、端部１２Ａ，１２Ｂの形状の対称性をより向上し得る。
【００６２】
ところで、例えば図１４に示すようにスポット２１の形状が円形であるレーザー照射装置を使用してもよい。しかしながら、この場合は、第１〜第４の加熱工程において、端部１０Ｂ，１１Ａにレーザー光が照射される時間が、幅方向Ｗにおいてばらつくことになる。具体的には、端部１０Ｂ，１１Ａの幅方向Ｗの中央部には長時間にわたってレーザー光が照射され、端部には、短時間のみレーザー光が照射されることとなる。このため、封止された端部１０Ｂ，１１Ａの形状の対称性が低くなってしまうと共に、中央部が過剰に加熱し、中央部の太さが太くなってしまう場合がある。
【００６３】
それに対して本実施形態では、スポット２１の形状が細長形状とされており、端部１０Ｂ，１１Ａにレーザー光が照射される時間の幅方向Ｗにおけるばらつきが抑制されている。従って、中央部の太さが太くなってしまうことをより効果的に抑制することができる。その結果、導光体にさらに近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００６４】
また、本実施形態のように、スポット２１の形状が細長形状である場合は、図１７に示すように、レーザー光の強度が、ガラス毛細管１０の幅方向Ｗにおけるレーザー光のスポット２１の中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。この場合、複数のガラス毛細管１０を幅方向Ｗに沿って配列してレーザー光の照射を行うことにより、複数のガラス毛細管１０の端部を同じ加熱工程により好適に封止することができる。
【００６５】
上記実施形態では、ガラス毛細管１０の横断面における内形及び外形のそれぞれが略矩形状である例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図１８に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形及び外形のそれぞれが長円状であってもよい。また、ガラス毛細管の横断面における内形及び外形のそれぞれが楕円形状であってもよい。
【００６６】
図１９に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形が略矩形状である一方、外形が長円状または楕円形状であってもよい。
【００６７】
図２０に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形が略矩形状であって、外形が、幅方向に対向する２辺が外側に向かって膨出した略矩形状であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…ガラス毛細管
１０Ａ…ガラス毛細管１０の第１の端部
１０Ｂ…ガラス毛細管１０の第２の端部
１０ａ〜１０ｄ…側壁部
１０ｅ…貫通孔
１１…蛍光体封入用毛細管
１１Ａ…蛍光体封入用毛細管の第１の端部
１１Ｂ…蛍光体封入用毛細管の第２の端部
１２…ガラス毛細管
１２Ａ，１２Ｂ…ガラス毛細管１２の端部
１２Ｃ…ガラス毛細管１２の中央部分
１３…波長変換部材
２０…加熱手段
２１…スポット
３０…蛍光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体封入用毛細管の製造方法及び波長変換部材の製造方法に関する。
【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】
ところで、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。直下型のバックライトは、比較的高い輝度が得られやすいという利点を有する反面、面状光源と拡散板とが積層されるため、厚さ寸法が大きくなりやすいという欠点を有する。それに対して、エッジライト型のバックライトでは、光源が導光体の側方に配置される。このため、エッジライト型のバックライトには、直下型のバックライトよりも薄型化しやすいという利点がある。従って、エッジライト型のバックライトは、携帯電話機用液晶ディスプレイや、ノート型パソコン用液晶ディスプレイなどの薄型であることが強く求められる用途に多用されている。
【０００５】
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。
【０００６】
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蛍光体とを備えるものが考えられる。
【０００７】
このような線状の波長変換部材を製造し得る方法として、例えば、上記特許文献２には、以下のような方法が記載されている。具体的には、まず、ガラス毛細管の一部をバーナーにより加熱することによって一方の端部が塞がれたガラス毛細管を作製する。そのガラス毛細管に液体試料を注入した後に、ガラス毛細管の他方側端部をバーナーで加熱しながら切り離すことにより封止することが開示されている。特許文献２に記載の波長変換部材のガラス管は、横断面円形である。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の波長変換部材では、横断面が円形であるため、波長変換部材からの光の導光体への入射率を十分に高めることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ガラス毛細管中に蛍光体が封入された波長変換部材であって、端部の太さが抑制された波長変換部材を製造し得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る蛍光体封入用毛細管の製造方法は、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管の製造方法に関する。本発明に係る蛍光体封入用毛細管の製造方法は、封止工程を備えている。封止工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の第２の端部を封止する工程である。封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含む。第１の加熱工程は、加熱手段を第２の端部上を横切らせることにより第２の端部を加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段を第２の端部の上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【００１１】
第１及び第２の加熱工程において、第２の端部がガラス毛細管の第２の端部以外の部分よりも太くならないように加熱手段による加熱温度及び加熱手段の移動速度を設定することが好ましい。
【００１２】
第１及び第２の加熱工程において、加熱手段を、ガラス毛細管の厚み方向に移動させることが好ましい。
【００１３】
加熱手段として、レーザー照射装置を用い、レーザー照射装置により第２の端部にレーザーを照射することにより、第２の端部を加熱することが好ましい。
【００１４】
レーザー照射装置として、レーザー光のスポット形状が、ガラス毛細管の幅方向に細長い細長形状であるレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１５】
レーザー照射装置として、第１及び第２の加熱工程において第２の端部に対してレーザー光が照射されている時間が、レーザー照射装置の移動方向と垂直な方向において一定となるようなスポット形状のレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１６】
なお、本発明において、「時間が一定」は、各時間が平均時間の±１０％の範囲内にあることを意味し、時間のばらつきが完全にゼロであることを意味するものではない。
【００１７】
レーザー照射装置として、レーザー光の強度が、ガラス毛細管の幅方向におけるレーザー光のスポットの中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る波長変換部材の製造方法は、両端が封止されたガラス毛細管と、ガラス毛細管内に封入された蛍光体とを備える波長変換部材の製造方法に関する。本発明に係る波長変換部材の製造方法では、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管を用意する用意工程を行う。ガラス毛細管に第１の端部から蛍光体を注入する。蛍光体が注入されたガラス毛細管の第１の端部を封止する第１の端部封止工程を行う。第１の端部封止工程は、第３の加熱工程と、第４の加熱工程とを含む。第３の加熱工程は、加熱手段を第１の端部上を横切らせることにより第１の端部を加熱して封止する工程である。第４の加熱工程は、加熱手段を第１の端部の上を、第
３の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【００１９】
用意工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の第２の端部を封止する第２の端部封止工程を有していてもよい。第２の端部封止工程は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを含むことが好ましい。第１の加熱工程は、加熱手段を第２の端部上を横切らせることにより第２の端部を加熱して封止する工程である。第２の加熱工程は、加熱手段を第２の端部の上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する工程である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ガラス毛細管中に蛍光体が封入された波長変換部材であって、端部の太さが抑制された波長変換部材を製造し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガラス毛細管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１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図５】レーザーのスポット径の形状を説明するための模式的平面図である。
【図６】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図７】ガラス毛細管の第２の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図８】蛍光体封入用毛細管の略図的断面図である。
【図９】蛍光体封入用毛細管への蛍光体の注入工程を説明するための略図的断面図である。
【図１０】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１１】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１２】蛍光体封入用毛細管の第１の端部の封止工程を説明するための模式的側面図である。
【図１３】波長変換部材の略図的断面図である。
【図１４】変形例に係るレーザーのスポット径の形状を説明するための模式的平面図である。
【図１５】波長変換部材の端部の幅方向から視た側面写真である。
【図１６】波長変換部材の端部の厚み方向から視た側面写真である。
【図１７】変形例に係るレーザーのスポット径の形状及びレーザーの出力分布を説明するための模式的平面図である。
【図１８】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【図１９】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【図２０】変形例におけるガラス毛細管の略図的横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（蛍光体封入用毛細管の製造方法）
まず、本実施形態における蛍光体封入用毛細管の製造方法について説明する。ここで説明する蛍光体封入用毛細管は、長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管である。
【００２４】
（ガラス毛細管１０の用意）
まず、図１〜図３に示す、第１及び第２の端部１０Ａ，１０Ｂのそれぞれが開口したガラス毛細管１０を用意する。ガラス毛細管１０は、横断面（すなわち、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに沿った断面）における外形が幅方向Ｗに細長い細長形状を有する。具体的には、本実施形態では、ガラス毛細管１０は、横断面における外形が矩形状である角管状に形成されている。ここで、「角管」とは、長さ方向Ｌから視た際に、外形及び内形のそれぞれが矩形状である直管を意味する。「矩形」には、角部が面取り状またはＲ面取り状である矩形が含まれるものとする。
【００２５】
ガラス毛細管１０は、互いに対向する平板状の第１及び第２の側壁部１０ａ、１０ｂと、互いに対向する平板状の第３及び第４の側壁部１０ｃ、１０ｄとを有する。これら第１〜第４の側壁部１０ａ〜１０ｄによって、角柱状の貫通孔１０ｅが区画形成されている。
【００２６】
ガラス毛細管１０の寸法は特に限定されない。ガラス毛細管１０の肉厚ｔ（図２を参照）は、例えば、０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の厚み方向Ｔに沿った内径Ｌ１は、例えば、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の厚み方向Ｔに沿った外径Ｌ３は、例えば、０．０７ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに沿った内径Ｌ２は、例えば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とすることができる。ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに沿った外径Ｌ４は、例えば、０．１２ｍｍ〜４．０ｍｍ程度とすることができる。Ｌ１／Ｌ２及びＬ３／Ｌ４は、例えば、０．０２５〜０．５程度とすることができる。ｔ／Ｌ１は、例えば、０．０１〜２．０程度とすることができる。ｔ／Ｌ２は、例えば、０．００５
〜２．０程度とすることができる。ガラス毛細管１０の長さ方向Ｌに沿った寸法Ｌ５は、例えば、１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
ガラス毛細管１０を構成しているガラスの種類は、特に限定されない。ガラス毛細管１０は、例えば、珪酸塩系ガラス、硼酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、硼珪酸塩系ガラス、硼リン酸塩系ガラスなどからなるものであってもよい。なかでも、製造される蛍光体封入用毛細管の剛性を高める観点から、ガラス毛細管１０は、珪酸塩系ガラス、硼珪酸塩系ガラスにより形成されていることが好ましい。
【００２８】
ガラス毛細管１０の軟化温度（Ａｔ）も特に限定されない。ガラス毛細管１０の軟化温度（Ａｔ）は、例えば、７００℃〜９５０℃程度とすることができる。
【００２９】
（ガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂの封止）
次に、図４〜図７を参照しながら、ガラス毛細管１０の第２の端部１０Ｂを封止する工程について説明する。
【００３０】
この封止工程には、第１の加熱工程と第２の加熱工程とが含まれる。
【００３１】
まず、第１の加熱工程を行う。具体的には、図４に示すように、第２の端部１０Ｂの長さ方向ＬのＬ２側において、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を横切らせる。より具体的には、本実施形態では、加熱手段２０を、第２の端部１０Ｂの上を、厚み方向ＴのＴ１側からＴ２側に向けて横切らせる。これにより、第２の端部１０Ｂを加熱して軟化させる。そして、第２の端部１０Ｂを封止する。
【００３２】
次に、第２の加熱工程を行う。具体的には、図６に示すように、第２の端部１０Ｂの長さ方向ＬのＬ２側において、加熱手段２０を第２の端部１０Ｂの上を、第１の加熱工程とは逆方向に横切らせる。すなわち、加熱手段２０を、第２の端部１０Ｂの上を、厚み方向ＴのＴ２側からＴ１側に向けて横切らせる。これにより、図７に示すように、封止された第２の端部１０Ｂを再度加熱して、第２の端部１０Ｂの形状を整える。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１及び第２の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる例について説明するが、本発明において、加熱手段の移動方向は、厚み方向に限定されない。加熱手段を幅方向に移動させてもよいし、幅方向及び厚み方向に傾斜した方向に移動させてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、第１及び第２の加熱工程を１回ずつ行う例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。第１及び第２の加熱工程を複数回繰り返して行ってもよい。
【００３５】
加熱手段２０は、ガラス毛細管１０を加熱可能なものである限りにおいて特に限定されない。加熱手段２０は、例えば、レーザー照射装置や、バーナーなどにより構成することができる。以下、本実施形態では、加熱手段２０として、レーザー照射装置を用いる例について説明する。
【００３６】
より具体的には、本実施形態において加熱手段２０として用いるレーザー照射装置は、図５に示すように、レーザー光のスポット２１の形状が、ガラス毛細管１０の幅方向Ｗに細長い細長形状であるものである。このため、第１及び第２の加熱工程において、第２の端部１０Ｂに対してレーザー光が照射されている時間が、加熱手段２０の移動方向である厚み方向Ｔと垂直な幅方向Ｗにおいて一定とされている。すなわち、第２の端部１０Ｂの幅方向Ｗの一方側端部、中央部及び他方側端部のそれぞれが、第１及び第２の加熱工程のそれぞれにおいて、略同じ時間だけレーザー光が照射されることとなる。
【００３７】
なお、第１及び第２の加熱工程における加熱手段２０による加熱温度と、加熱手段２０の移動速度とは、第２の端部１０Ｂがガラス毛細管１０の他の部分よりも太くならないような値に設定されている。
【００３８】
具体的には、レーザー光の出力を５Ｗ〜３０Ｗ程度、移動速度を１ｍｍ／分〜５０ｍｍ／分に調整される。
【００３９】
（蛍光体封入用毛細管１１）
上記第２の端部１０Ｂの封止工程を行うことにより、図８に示す蛍光体封入用毛細管１１を作製することができる（用意工程）。
【００４０】
蛍光体封入用毛細管１１の長さ方向ＬのＬ１側に位置する第１の端部１１Ａは開口している。この第１の端部１１Ａは、第１の端部１０Ａから構成されたものである。一方、蛍光体封入用毛細管１１の長さ方向ＬのＬ２側に位置する第２の端部１１Ｂは、封止されている。この第２の端部１１Ｂは、第２の端部１０Ｂから形成されたものである。蛍光体封入用毛細管１１も、ガラス毛細管１０と同様に、横断面における外形が幅方向Ｗに細長い細長形状、具体的には矩形状のものである。
【００４１】
（蛍光体の注入）
次に、図９に示すように、蛍光体封入用毛細管１１内に蛍光体３０を注入する。この蛍光体３０の注入方法は特に限定されないが、蛍光体３０が、液体状であったり、蛍光体微粒子が液体中に分散したものである場合は、例えば、蛍光体封入用毛細管１１内を減圧にした状態で蛍光体封入用毛細管１１内に蛍光体を供給する方法を用いることが好ましい。
【００４２】
この工程で注入する蛍光体３０の種類は特に限定されない。蛍光体は、例えば、無機蛍光体粉末を含むものであってもよい。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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）を発する無蛍光体の具体例としては、ＺｎＳ：Ｅｕ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋などが挙げられる。波長３００ｎｍ〜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の具体例としては、Ｇｄ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋などが挙げられる。波長４４０ｎｍ〜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の具体例としては、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋などが挙げられる。
【００４３】
また、無機蛍光体粉末は、例えば、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、量子ドットの粒子径に依存する。すなわち、量子ドット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。量子ドットは、一般に酸素との接触により劣化が生じ易い。
【００４４】
量子ドットは、例えば、粒子径が２ｎｍ〜１０ｎｍ程度のものを用いることができる。例えば、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）を発する量子ドットの具体例としては、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）を発する量子ドットの具体例としては、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３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長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）を発する量子ドットの具体例としては、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３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光や波長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）を発する量子ドットの具体例としては、粒子径が４．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度のＣｄＳｅの微結晶などが挙げられる。
【００４５】
蛍光体封入用毛細管１１内には、励起光の波長域や発光させたい色に合わせて、１種類または複数種類の蛍光体３０を封入してもよい。例えば、紫外〜近紫外の励起光を照射して、演色性に優れた白色光を得たい場合は、紫外〜近紫外の励起光の照射により、青色、緑色及び赤色の可視光（蛍光）を発する蛍光体３０を混合して使用すればよい。また、青色の励起光を照射して、演色性に優れた白色光を得たい場合は、青色の励起光の照射により、緑色及び赤色の可視光（蛍光）を発する蛍光体３０を混合して使用すればよい。
【００４６】
（蛍光体封入用毛細管１１の第１の端部１１Ａの封止）
次に、蛍光体３０が注入された蛍光体封入用毛細管１１の第１の端部１１Ａを封止する工程を行う。この工程は、上記の第２の端部１０Ｂの封止工程と実質的に同様の工程である。
【００４７】
具体的には、第１の端部１１Ａの封止工程には、第３の加熱工程と第４の加熱工程とが含まれる。
【００４８】
まず、第３の加熱工程を行う。具体的には、図１０に示すように、第１の端部１１Ａの長さ方向ＬのＬ１側において、加熱手段２０を第１の端部１１Ａの上を横切らせる。より具体的には、本実施形態では、加熱手段２０を、第１の端部１１Ａの上を、厚み方向ＴのＴ１側からＴ２側に向けて横切らせる。これにより、第１の端部１１Ａを加熱して軟化させる。そして、第１の端部１１Ａを封止する。
【００４９】
次に、第４の加熱工程を行う。具体的には、図１１に示すように、第１の端部１１Ａの長さ方向ＬのＬ１側において、加熱手段２０を第１の端部１１Ａの上を、第３の加熱工程とは逆方向に横切らせる。すなわち、加熱手段２０を、第１の端部１１Ａの上を、厚み方向ＴのＴ２側からＴ１側に向けて横切らせる。これにより、図１２に示すように、封止された第１の端部１１Ａを再度加熱して、第１の端部１１Ａの形状を整える。
【００５０】
なお、本実施形態では、第３及び第４の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる例について説明するが、本発明において、加熱手段の移動方向は、厚み方向に限定されない。加熱手段を幅方向に移動させてもよいし、幅方向及び厚み方向に傾斜した方向に移動させてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、第３及び第４の加熱工程を１回ずつ行う例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。第３及び第４の加熱工程を複数回繰り返して行ってもよい。
【００５２】
加熱手段２０は、上記第１及び第２の加熱工程において使用したものと同様のものを使用することができるが、第１及び第２の加熱工程と第３及び第４の加熱工程とで異なる加熱手段を用いてもよい。
【００５３】
なお、第３及び第４の加熱工程における加熱手段２０による加熱温度と、加熱手段２０の移動速度とは、第１の端部１１Ａが蛍光体封入用毛細管１１の他の部分よりも太くならないような値に設定されている。
【００５４】
（波長変換部材１３）
以上の工程により、図１３に示す波長変換部材１３が製造される。波長変換部材１３は、両端部１２Ａ，１２Ｂが封止されたガラス毛細管１２を有する。両端部１２Ａ，１２Ｂの太さは、ガラス毛細管１２の中央部分１２Ｃの太さ以下である。中央部分１２Ｃの横断面における外形は、細長形状、詳細には矩形状である。ガラス毛細管１２の内部には、蛍光体３０が封入されている。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、細長形状のガラス毛細管１０を使用する。このため、横断面における外形が細長形状、より詳細には、矩形状であり、導光体に近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００５６】
また、第２の端部１０Ｂ及び第１の端部１１Ａの封止を、２回の加熱工程により行う。まず、第１または第３の加熱工程では、加熱手段２０をＴ１側からＴ２側に第２または第１の端部１０Ｂ，１１Ａの上を横切らせる。この工程を行った場合、第２または第１の端部１０Ｂ，１１ＡのＴ１側の部分１０Ｂ１，１１Ａ１にレーザー光が照射される時間よりもＴ２側の部分１０Ｂ２，１１Ａ２にレーザー光が照射される時間の方が長くなる。このため、部分１０Ｂ２，１１Ａ２の温度が、部分１０Ｂ１，１１Ａ１よりも高くなる。従って、図６及び図１１に示すように、第２及び第１の端部１０Ｂ，１１Ａは、非対称形状となる。
【００５７】
一方、第２または第４の加熱工程では、第２または第１の端部１０Ｂ，１１ＡのＴ２側の部分よりもＴ１側の部分の方が温度が高くなる。このため、Ｔ１側の部分の軟化が促進され、図７及び図１２に示すように、第２または第１の端部１０Ｂ，１１Ａの形状が対称形状となる。
【００５８】
このように、第１または第３の加熱工程と、第２または第４の加熱工程とを行うことにより、図１５及び図１６に示すように、得られる波長変換部材１３の両端部の形状を対象形に近くできると共に、両端部の太さが他の部分の太さ以下とすることができる。従って、本実施形態の方法によれば、導光体により近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００５９】
なお、通常は、加熱手段を走査させることなく、端部に対向して配置した加熱手段により端部の封止を行う。しかしながら、このようにした場合は、封止された端部の太さが他の部分よりも太くなってしまう。従って、このような封止方法により製造された波長変換部材は、導光体に十分に近接して配置することができない。
【００６０】
本実施形態では、第１〜第４の加熱工程において、加熱手段２０を厚み方向Ｔに移動させる。このようにすることにより、例えば加熱手段を幅方向に移動させた場合と比べて、端部の太さが他の部分よりも太くなることを容易に抑制できる。
【００６１】
本実施形態では、加熱手段２０としてレーザー照射装置を使用する。このようにすることにより、例えば加熱手段としてバーナーを使用したときと比べて、より局所的な加熱が可能となる。従って、端部１２Ａ，１２Ｂの形状の対称性をより向上し得る。
【００６２】
ところで、例えば図１４に示すようにスポット２１の形状が円形であるレーザー照射装置を使用してもよい。しかしながら、この場合は、第１〜第４の加熱工程において、端部１０Ｂ，１１Ａにレーザー光が照射される時間が、幅方向Ｗにおいてばらつくことになる。具体的には、端部１０Ｂ，１１Ａの幅方向Ｗの中央部には長時間にわたってレーザー光が照射され、端部には、短時間のみレーザー光が照射されることとなる。このため、封止された端部１０Ｂ，１１Ａの形状の対称性が低くなってしまうと共に、中央部が過剰に加熱し、中央部の太さが太くなってしまう場合がある。
【００６３】
それに対して本実施形態では、スポット２１の形状が細長形状とされており、端部１０Ｂ，１１Ａにレーザー光が照射される時間の幅方向Ｗにおけるばらつきが抑制されている。従って、中央部の太さが太くなってしまうことをより効果的に抑制することができる。その結果、導光体にさらに近接して配置可能な波長変換部材１３を製造することができる。
【００６４】
また、本実施形態のように、スポット２１の形状が細長形状である場合は、図１７に示すように、レーザー光の強度が、ガラス毛細管１０の幅方向Ｗにおけるレーザー光のスポット２１の中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いることが好ましい。この場合、複数のガラス毛細管１０を幅方向Ｗに沿って配列してレーザー光の照射を行うことにより、複数のガラス毛細管１０の端部を同じ加熱工程により好適に封止することができる。
【００６５】
上記実施形態では、ガラス毛細管１０の横断面における内形及び外形のそれぞれが略矩形状である例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図１８に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形及び外形のそれぞれが長円状であってもよい。また、ガラス毛細管の横断面における内形及び外形のそれぞれが楕円形状であってもよい。
【００６６】
図１９に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形が略矩形状である一方、外形が長円状または楕円形状であってもよい。
【００６７】
図２０に示すように、ガラス毛細管１０の横断面における内形が略矩形状であって、外形が、幅方向に対向する２辺が外側に向かって膨出した略矩形状であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…ガラス毛細管
１０Ａ…ガラス毛細管１０の第１の端部
１０Ｂ…ガラス毛細管１０の第２の端部
１０ａ〜１０ｄ…側壁部
１０ｅ…貫通孔
１１…蛍光体封入用毛細管
１１Ａ…蛍光体封入用毛細管の第１の端部
１１Ｂ…蛍光体封入用毛細管の第２の端部
１２…ガラス毛細管
１２Ａ，１２Ｂ…ガラス毛細管１２の端部
１２Ｃ…ガラス毛細管１２の中央部分
１３…波長変換部材
２０…加熱手段
２１…スポット
３０…蛍光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、前記長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、前記第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管の製造方法であって、
横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の前記第２の端部を封止する封止工程を備え、
前記封止工程は、
加熱手段を前記第２の端部上を横切らせることにより前記第２の端部を加熱して封止する第１の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第２の端部の上を、前記第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第２の加熱工程と、を含む、蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の加熱工程において、前記第２の端部が前記ガラス毛細管の前記第２の端部以外の部分よりも太くならないように前記加熱手段による加熱温度及び加熱手段の移動速度を設定する、請求項１に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の加熱工程において、前記加熱手段を、前記ガラス毛細管の厚み方向に移動させる、請求項１または２に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項４】
前記加熱手段として、レーザー照射装置を用い、前記レーザー照射装置により前記第２の端部にレーザーを照射することにより、前記第２の端部を加熱する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項５】
前記レーザー照射装置として、レーザー光のスポット形状が、前記ガラス毛細管の幅方向に細長い細長形状であるレーザー照射装置を用いる、請求項４に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項６】
前記レーザー照射装置として、前記第１及び第２の加熱工程において前記第２の端部に対して前記レーザー光が照射されている時間が、前記レーザー照射装置の移動方向と垂直な方向において一定となるようなスポット形状のレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる、請求項４または５に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項７】
前記レーザー照射装置として、レーザー光の強度が、前記ガラス毛細管の幅方向における前記レーザー光のスポットの中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項８】
両端が封止されたガラス毛細管と、前記ガラス毛細管内に封入された蛍光体とを備える波長変換部材の製造方法であって、
長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、前記長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管を用意する用意工程と、
前記ガラス毛細管に前記第１の端部から前記蛍光体を注入する工程と、
前記蛍光体が注入されたガラス毛細管の前記第１の端部を封止する第１の端部封止工程を備え、
前記第１の端部封止工程は、
加熱手段を前記第１の端部上を横切らせることにより前記第１の端部を加熱して封止する第３の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第１の端部の上を、前記第３の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第４の加熱工程と、
を含む、波長変換部材の製造方法。
【請求項９】
前記用意工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の前記第２の端部を封止する第２の端部封止工程を有し、
前記第２の端部封止工程は、
加熱手段を前記第２の端部上を横切らせることにより前記第２の端部を加熱して封止する第１の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第２の端部の上を、前記第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第２の加熱工程と、を含む、請求項８に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１】
長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、前記長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、前記第１の端部から蛍光体が封入される蛍光体封入用毛細管の製造方法であって、
横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の前記第２の端部を封止する封止工程を備え、
前記封止工程は、
加熱手段を前記第２の端部上を横切らせることにより前記第２の端部を加熱して封止する第１の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第２の端部の上を、前記第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第２の加熱工程と、を含む、蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の加熱工程において、前記第２の端部が前記ガラス毛細管の前記第２の端部以外の部分よりも太くならないように前記加熱手段による加熱温度及び加熱手段の移動速度を設定する、請求項１に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の加熱工程において、前記加熱手段を、前記ガラス毛細管の厚み方向に移動させる、請求項１または２に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項４】
前記加熱手段として、レーザー照射装置を用い、前記レーザー照射装置により前記第２の端部にレーザーを照射することにより、前記第２の端部を加熱する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項５】
前記レーザー照射装置として、レーザー光のスポット形状が、前記ガラス毛細管の幅方向に細長い細長形状であるレーザー照射装置を用いる、請求項４に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項６】
前記レーザー照射装置として、前記第１及び第２の加熱工程において前記第２の端部に対して前記レーザー光が照射されている時間が、前記レーザー照射装置の移動方向と垂直な方向において一定となるようなスポット形状のレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる、請求項４または５に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項７】
前記レーザー照射装置として、レーザー光の強度が、前記ガラス毛細管の幅方向における前記レーザー光のスポットの中央部において略一定であるレーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の蛍光体封入用毛細管の製造方法。
【請求項８】
両端が封止されたガラス毛細管と、前記ガラス毛細管内に封入された蛍光体とを備える波長変換部材の製造方法であって、
長さ方向の第１の側に位置する第１の端部が開口している一方、前記長さ方向の第２の側に位置する第２の端部が封止されており、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管を用意する用意工程と、
前記ガラス毛細管に前記第１の端部から前記蛍光体を注入する工程と、
前記蛍光体が注入されたガラス毛細管の前記第１の端部を封止する第１の端部封止工程を備え、
前記第１の端部封止工程は、
加熱手段を前記第１の端部上を横切らせることにより前記第１の端部を加熱して封止する第３の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第１の端部の上を、前記第３の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第４の加熱工程と、
を含む、波長変換部材の製造方法。
【請求項９】
前記用意工程は、横断面における外形が幅方向に細長い細長形状のガラス毛細管の前記第２の端部を封止する第２の端部封止工程を有し、
前記第２の端部封止工程は、
加熱手段を前記第２の端部上を横切らせることにより前記第２の端部を加熱して封止する第１の加熱工程と、
前記加熱手段を前記第２の端部の上を、前記第１の加熱工程とは逆方向に横切らせることにより再度加熱する第２の加熱工程と、を含む、請求項８に記載の波長変換部材の製造方法。
【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１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１８６４３６（Ｐ２０１２−１８６４３６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１４６９（Ｐ２０１１−１５１４６９）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【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２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【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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