(57)【要約】  特に、従来に比べて、色変換を適切に行うことができる波長変換部材、及びそれを用いた発光装置、発光素子、光源装置、並びに表示装置を提供することを目的とする。本発明の波長変換部材（１）は、光入射面（２ａ）、光出射面（２ｂ）及び前記光入射面と前記光出射面との間を繋ぐ側面（２ｃ）を備え、前記側面よりも内側に収納空間（５）が設けられた容器（２）と、前記収納空間内に充填された波長変換物質（３）と、前記側面上に形成された着色層（４）と、を有することを特徴とする。
2016027789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、
前記収納空間内に配置された波長変換物質と、
前記側面上、前記第２の面の端部上、又は、前記側面上から前記第２の端部上にかけて形成された着色層と、
を有することを特徴とする波長変換部材。
【請求項２】
第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、
前記収納空間内に配置された波長変換物質と、
前記収納空間の壁面に形成された着色層と、
を有することを特徴とする波長変換部材。
【請求項３】
第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、
前記収納空間内に配置された波長変換物質と、
前記容器の前記側面と前記収納空間までの間に設けられた着色層と、
を有することを特徴とする波長変換部材。
【請求項４】
前記波長変換物質は、量子ドットを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記波長変換物質は、前記量子ドットを分散した樹脂組成物により形成されることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記波長変換物質は、前記量子ドットをシリコーン樹脂に分散した樹脂組成物により形成されることを特徴とする請求項５に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記第１の面及び前記第２の面の、少なくともいずれか一方に垂直な平面で切断した、前記収納空間及び前記容器の外形断面は、いずれも矩形状であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記着色層は、白色に着色されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記着色層は塗料、インク、あるいはテープにより構成されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記波長変換物質を構成する樹脂の屈折率は、前記容器の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記第１の面に対向して設けられた発光素子と、前記発光素子の発光側に配置される請求項１ないし１０のいずれかに記載の波長変換部材と、を有して構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
青色光を発する発光チップと、前記発光チップの光出射側に配置された請求項１ないし１０のいずれかに記載の波長変換部材と、を有して構成されることを特徴とする発光素子。
【請求項１３】
請求項１１に記載の発光装置、あるいは、請求項１２に記載の発光素子と、導光板と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項１４】
表示部と、前記表示部の裏面側に配置された請求項１１に記載の発光装置、あるいは、請求項１２に記載の発光素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に波長変換部材を充填した波長変換部材、及びそれを用いた発光装置、発光素子、光源装置、並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記の特許文献１には、光源、波長変換部材及び導光板等を備えた発光装置に関する発明が開示されている。【０００３】
波長変換部材は、光源と導光板との間に設けられ、光源が発する波長の光を吸収した後、これとは異なる波長の光を発生させるものである。波長変換部材は、例えばガラス等の筒状の容器に波長変換部物質が封入されている。波長変化物質には、蛍光顔料、蛍光染料又は量子ドット等が含まれる。例えば波長変化物質は、光源の青色光を吸収して、その一部を赤色光又は緑色光に変換する。そして、特許文献１の[００１５]〜［００１７］には、光源の光が波長変換物質を通過することにより、赤色、緑色、及び青色の光が合成されて白色光が生成されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３―２１８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す構成では、光源から波長変換部材を通過した光の色合いは、光源色に近く、適切に色変換されていないことがわかった。光源からの光は、波長変換物質の側方に位置する容器側部内も通り抜ける。このため、波長変換部材の光出射面では、波長変換物質内を通った光と、波長変換物質内を通らずに容器側部内を通過した光とが混じり合い、合成色としては、光源色に近い色合いとなってしまう。【０００６】
したがって上記のように、光源の青色光を、白色光に変換するために波長変換部材に通しても、白色光に適切に変換できなかった。【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特に、従来に比べて、色変換を適切かつ高効率に行うことができる波長変換部材、及びそれを用いた発光装置、発光素子、光源装置、並びに表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の波長変換部材は、第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、前記収納空間内に配置された波長変換物質と、前記側面上、前記第２の面の端部上、又は、前記側面上から前記第２の面の端部上にかけて形成された着色層と、を有することを特徴とする。【０００９】
本発明の波長変換部材は、第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、前記収納空間内に配置された波長変換物質と、前記収納空間の壁面に形成された着色層と、を有することを特徴とする。【００１０】
本発明の波長変換部材は、第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び、前記第１の面と前記第２の面との間を繋ぐ側面を備え、前記側面よりも内側に収納空間が設けられた容器と、前記収納空間内に配置された波長変換物質と、前記容器の前記側面と前記収納空間までの間に設けられた着色層と、を有することを特徴とする。【００１１】
また本発明では、前記波長変換物質は、量子ドットを含むことが好ましい。また本発明では、前記波長変換物質は、前記量子ドットを分散した樹脂組成物により形成されることが好ましい。このとき、前記波長変換物質は、前記量子ドットをシリコーン樹脂に分散した樹脂組成物により形成されることが好ましい。【００１２】
また本発明では、前記第１の面及び前記第２の面の、少なくともいずれか一方に垂直な平面で切断した、前記収納空間及び前記容器の外形断面は、いずれも矩形状であることが好ましい。【００１３】
また本発明では、前記着色層は、白色に着色されていることが好ましい。また本発明では、前記着色層は塗料、インク、あるいはテープにより構成されることが好ましい。また本発明では、前記波長変換物質を構成する樹脂の屈折率は、前記容器の屈折率よりも小さいことが好ましい。【００１４】
また本発明における発光装置は、前記第１の面に対向して設けられた発光素子と、前記発光素子の発光側に配置される上記のいずれかに記載の波長変換部材と、を有して構成されることを特徴とする。【００１５】
また本発明における発光素子は、青色光を発する発光チップと、前記発光チップの光出射側に配置された上記のいずれかに記載の波長変換部材と、を有して構成されることを特徴とする。【００１６】
また本発明における光源装置は、上記に記載の発光装置、あるいは、上記に記載の発光素子と、導光板と、を有することを特徴とする。【００１７】
また本発明における表示装置は、表示部と、前記表示部の裏面側に配置された上記に記載の発光装置、あるいは、上記に記載の発光素子と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の波長変換部材によれば、従来に比べて、色変換を適切かつ高効率に行うことができる。本発明の発光装置、発光素子、光源装置及び表示装置は、いずれも本発明の波長変換部材を備えている。したがって波長変換部材を通して所望の色に、あるいは所望の色により近い色に適切かつ高効率に変換でき、装置としての信頼度を高めることができる。これにより、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明における第１の実施の形態を示す波長変換部材の斜視図である。
【図２】図１に示す波長変換部材をＡ−Ａ線に沿って平面方向に切断し矢印方向から見た断面図である。
【図３】図２とは異なる断面形状を示す波長変換部材の断面図である。
【図４】図２、図３とは異なる断面形状を示す波長変換部材の断面図である。
【図５】図２とは異なる断面形状を示す波長変換部材の断面図である。
【図６】図２とは異なる断面形状を示す波長変換部材の断面図である。
【図７】図１に示す波長変換部材を用いた発光装置及び光源装置の平面図である。
【図８】本発明における第２の実施の形態を示す波長変換部材を備えた発光素子の分解斜視図である。
【図９】図８に示す波長変換部材を組み合せた状態で、Ｂ−Ｂ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た拡大縦断面図である。
【図１０】図８に示す発光素子の各部材を組み合わせた状態で、図８に示すＢ−Ｂ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た発光素子の縦断面図である。
【図１１】図９とは異なる断面形状を示す波長変換部材の拡大縦断面図である。
【図１２】図８に示す発光素子を用いた表示装置の縦断面図である。
【図１３】実施例１における発光スペクトルである。
【図１４】実施例１における色度図である。
【図１５】実施例２における発光スペクトルである。
【図１６】実施例２における色度図である。
【図１７】実施例３における発光スペクトルである。
【図１８】実施例３における色度図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２１】
図１は、本発明における第１の実施の形態を示す波長変換部材の斜視図である。図２は、図１に示す波長変換部材をＡ−Ａ線に沿って平面方向に切断し矢印方向から見た断面図である。
【００２２】
図１、図２に示すように、第１の実施の形態における波長変換部材１は、容器２と、波長変換物質３と、着色層４とを有して構成される。
【００２３】
容器２は、波長変換物質３を収納し保持することが可能とされる。容器２は透明な部材であることが好ましい。「透明」とは、一般的に透明と認識されるものや、可視光線透過率が約５０％以上のものを指す。
【００２４】
図１、図２に示すように容器２は、光入射面２ａ、光出射面２ｂ、及び、光入射面２ａと光出射面２ｂとの間を繋ぐ側面２ｃとを備える。図１、図２に示すように、光入射面２ａと光出射面２ｂとは互いに対向した位置関係にある。
【００２５】
図１、図２に示すように、容器２には、光入射面２ａ、光出射面２ｂ及び側面２ｃよりも内側に収納空間５が形成されている。収納空間５は少なくとも側面２ｃよりも内側に位置していればよい。すなわち、例えば収納空間５の一部は、光入射面２ａ及び光出射面２ｂにまで達していてもよい。
【００２６】
収納空間５には、波長変換物質３が配置されている。図１に示すように、収納空間５は開口しており、ここから波長変換物質３を収納空間５内に封入して、充填することができる。
【００２７】
例えば、容器２の縦横寸法の大きさは、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度、収納空間５の縦横寸法は、数百μｍ〜数ｍｍ程度である。
【００２８】
図２に示すように、光入射面２ａ及び光出射面２ｂの、少なくともいずれか一方に垂直な平面で切断した断面形状において、収納空間５の外形断面及び容器２の外形断面はいずれも矩形状で形成されている。このような切断面は、光入射面２ａ、光出射面２ｂ及び側面２ｃが現れる方向に向けて切断した面である。ここで「矩形状」とは４つの頂点が略直角であり、正方形、長方形を含む。
【００２９】
図２に示すように、収納空間５の外形断面及び容器２の外形断面は相似形であることが好ましい。
【００３０】
図１、図２に示す容器２は例えばガラス管の容器であり、ガラスキャピラリを例示できる。ただし、上記したように透明性に優れる容器を構成できれば樹脂等であってもよい。
【００３１】
図１、図２に示す波長変換物質３は、青色の光を吸収して赤色の光を発する物質、及び、青色の光を吸収して緑色の光を発する物質を含むことが好ましい。具体的には、波長変換物質３に量子ドットを含むことが好ましい。波長変換物質３として、量子ドット以外の蛍光顔料、蛍光染料等を用いてもよいが、量子ドットを含むことが、波長変換特性に優れる。
【００３２】
波長変換物質３は、量子ドットを分散した樹脂組成物により形成されることが好ましい。樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリメチルペンテン、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、シリコーン樹脂、又は、これらのいくつかの混合物等を使用することができる。このうち、シリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂を用いて量子ドットを分散した樹脂組成物を形成することが好適である。より好ましくは、シリコーン樹脂を用いて量子ドットを分散した樹脂組成物を形成する。
【００３３】
また、波長変換物質３を構成する樹脂の屈折率は、容器２の屈折率に比べて小さいことが好ましい。例えば、シリコーン樹脂の屈折率は、ナトリウムＤ線、２３℃において、信越化学工業（株）製のＳＣＲ１０１６で１．５２、（株）ダイセル製のＡ２０４５で１．５５、信越化学工業（株）製のＫＥＲ−２５００で１．４１、（株）ダイセル製のＡ１０８０で１．４１である。また、エポキシ樹脂の屈折率は、ナトリウムＤ線、２３℃において、（株）ダイセル製のセルビーナスＷＯ９１７で１．５１、セルビーナスＷＯ９２５で１．５０である。これに対して、ガラスによる容器２の屈折率は、一般的なガラスの場合で１．４５前後であり、高屈折率の光学ガラスの場合で１．５０〜１．９０程度である。したがって、波長変換物質３を構成する樹脂及び容器２の材質を適切に選択することにより、波長変換物質３を構成する樹脂の屈折率を、容器２の屈折率に比べて小さくできる。例えば、波長変換物質３を構成する樹脂として屈折率が１．４１のシリコーン樹脂であるＡ１０８０又はＫＥＲ−２５００を用い、容器２を屈折率１．４５のガラスで構成することができる。また別の例として、波長変換物質３を構成する樹脂として屈折率が１．４１〜１．５５のシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂を用い、容器２を屈折率１．５６以上の高屈折率のガラスで構成することができる。これにより、波長変換物質３内に進入した光の一部が、収納空間５に面する容器２の側壁部分で全反射する。屈折率の小さい媒体側における入射角は、屈折率の大きい媒体側における入射角より大きくなるためである。これにより光が容器２の側方から外部へ漏れる量を減らすことができるので、色変換効率及び発光強度を高めることができる。なお、ここでいう波長変換物質３を構成する樹脂とは、量子ドットを分散するための樹脂に限定されるものではない。
【００３４】
また波長変換物質３に含まれる量子ドットの構成及び材質を限定するものではないが、例えば、本実施の形態における量子ドットは、半導体粒子のコアと、コアの周囲を被覆するシェル部とを有することができる。コアには、例えば、ＣｄＳｅが使用されるが、特に材質を限定するものでない。例えば、少なくともＺｎとＣｄとを含有するコア材、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｅ及びＳを含有するコア材、ＺｎＣｕＩｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅ、これらのいくつかの複合物等が使用できる。本実施の形態における量子ドットは、シェル部が形成されず、半導体粒子のコア部のみで構成されてもよい。すなわち、量子ドットは、少なくともコア部を備えていれば、シェル部による被覆構造を備えていなくてもよい。例えば、コア部に対して、シェル部の被覆を行った場合、被覆構造となる領域が小さいか被覆部分が薄すぎて被覆構造を分析・確認できないことがある。したがって、分析によるシェル部の有無にかかわらず、量子ドットと判断することができる。
【００３５】
量子ドットとして、例えば、吸収波長が４６０ｎｍ（青色）であって、蛍光波長が約５２０ｎｍ（緑色）の量子ドット及び約６６０ｎｍ（赤色）の量子ドットの２種類が含まれている。このため、光入射面２ａから青色の光が入射されると、それぞれの量子ドットによって、青色の一部が、緑色又は赤色に変換される。これによって、光出射面２ｂから白色の光を得ることができる。しかしながら従来においては、青色光を適切に白色光に変換できなかった。それは、波長変換物質３を充填した収納空間５と側面２ｃとの間の側方領域７（図２参照）を青色光が、光入射面２ａから光出射面２ｂに抜けることで、光出射面２ｂにて青色の波長強度が強く出てしまうためである。
【００３６】
そこで本実施の形態では、図１、図２に示すように側面２ｃ、２ｃに着色層４、４を設けた。「着色層」とは透明でない層であり、白色を含む色が着色された層を指す。着色層４は、塗料、インク、あるいはテープにより構成されることが好ましい。また着色層４の色を限定するものでないが、白色であることが好適である。したがって白い塗料や白色インクを側面２ｃに塗布したり、白色テープを側面２ｃに貼るだけで簡単に着色層４を形成することができる。また、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属を蒸着して金属層４とすることもできる。
【００３７】
これにより、側方領域７を通過する光抜けを従来に抑制することができ、従来に比べて色変換を適切かつ高効率に行うことができ、所望の色の光を光出射面２ｂより得ることができる。また本実施の形態によれば、白色光の発光強度を従来と同等あるいそれ以上にすることができる。
【００３８】
図１、図２では着色層４を、容器２の側面２ｃに形成しているが、図３Ａに示すように、着色層４を、容器２の側面２ｃから光出射面２ｂの端部２ｅにかけて形成することができる。あるいは図３Ｂに示すように、着色層４を、光出射面２ｂの端部２ｅにのみ形成することもできる。着色層４は、図２に示すように、容器２の側面２ｃか、図３Ａに示すように、容器２の側面２ｃから光出射面２ｂの端部２ｅにかけて形成されることが好ましい。
【００３９】
光出射面２ｂの端部２ｅは、収納空間５と側面２ｃとの間の側方領域７に対向している。よって端部２ｅは、波長変換物質３が充填された収納空間５と対向していない。したがって光出射面２ｂの端部２ｅに設けられた着色層４は、波長変換物質３が充填された収納空間５の両側に位置し、収納空間５と対向しないことが好ましいが、光出射面２ｂ上で着色層４が多少長く形成され、収納空間５と一部対向していてもよい。例えば着色層４は、収納空間５の幅の約１／３以下と対向する程度であれば許容範囲に含まれる。
【００４０】
なお着色層４は、側面２ｃあるいは端部２ｅの全面に形成されることが好ましいが、必ずしも全面でなくてもよく、側面２ｃあるいは端部２ｅの一部であってもよい。ただし、側面２ｃあるいは端部２ｅの５０％以上の面積を着色層４で覆うことが好ましい。また、着色層４は、側方領域７の上に形成される代わりに、側方領域７の全部又は一部を着色された材料とすることで形成してもよい。例えば、側方領域７の全部又は一部を、白色のガラス又は白色の樹脂とすることで形成することもできる。
【００４１】
図２、図３に示すように、断面形状は、容器２及び収納空間５の外形形状が矩形状であることが好適である。ただし、図４Ａのように、容器２の側面２ｃ及び収納空間５の側壁面が曲面である構成や、楕円状の構成とすることもできる。
【００４２】
また、図２、図３では、容器２及び収納空間５の外形形状が正方形であったが、図４Ｂに示すように、容器２及び収納空間５の外形形状を長方形とすることできる。
【００４３】
なお曲面を含む断面形状よりも、図２や図４Ｂに示すように、矩形状であることで、本実施の形態の着色層４を設けた効果（適切かつ高効率に色変換でき、従来に比べて所望の色の光を得ることができる）を適切に発揮させることができる。
【００４４】
また図２、図３及び図４Ａ、図４Ｂでは、容器２及び収納空間５の断面の外形形状を互いに相似形状としているが、図４Ｃに示すように、容器２の断面の外形形状と収納空間５の断面の外形形状とを異ならせることもできる。例えば図４Ｃでは、容器２の断面の外形形状が矩形状であり、収納空間５の断面の外形形状が六角形である。ただし、容器２及び収納空間５の断面の外形形状を互いに相似形状とすることが、本実施の形態の着色層４を設けた効果（適切かつ高効率に色変換でき、従来に比べて所望の色の光を得ることができる）を適切に発揮させることができ好ましい。また図４Ｄに示すように、容器２及び収納空間５の断面の外形形状を、それぞれ互いに相似の台形状にすることができる。例えば図４Ｄでは、台形の短辺側を光入射面２ａとし、長辺側を光出射面２ｂとしている。これにより、光源から放出された光を、所定の大きさに拡大することができる。また、他の例として、図４Ｄとは逆に、台形の長辺側を光入射面２ａとし、短辺側を光出射面２ｂとしてもよい。これにより、光源から放出された光を、所定の大きさに集光することができる。また、容器２及び収納空間５の断面の外形形状は、図４Ｄとは異なり、台形の上底と下底との中心を通る中心線に対して、側面が互いに線対称の位置に形成されていてもよい。
【００４５】
また図２、図３、及び図４の各図において、光入射面及び光出射面は平面で形成されているが、光入射面及び光出射面のいずれか一方、又は、双方が曲面で形成されてもよい。また、図２、図３、図４Ｂ〜図４Ｄの各図において、容器２の側面は平面で形成されているが、側面が曲面で形成されてもよい。また各辺の間の角をＲ形状にしてもよい。すなわち、矩形状、六角形、台形状などの表現は、幾何学的に正確な四角形、六角形、台形などに限られるものではなく、これらを構成する線及び角度が、歪を有し、又は、誤差を含むものも含まれる。これらにより、放出される光の方向を調節することができる。
【００４６】
なお図４の各図ではいずれも着色層４を容器２の側面２ｃに形成しているが、図３Ａのように、着色層４を容器２の側面２ｃ上から光出射面２ｂの端部２ｅ上にかけて、あるいは図３Ｂのように、光出射面２ｂの端部２ｅ上に設けることもできる。
【００４７】
また上記では、いずれも着色層４を容器２の外面に形成していたが、図５に示すように、着色層４を内部空間５の壁面５ａに形成することもできる。着色層４を形成する壁面５ａは、容器２の側面２ｃと対向した位置にある。
【００４８】
あるいは、図６に示すように、容器２の側面２ｃと内部空間５との間の容器２の側部２ｄそのものを着色層４とすることができる。係る場合、容器２の成形を二色成形し、このとき、容器２の側部２ｄとなる部分には着色した樹脂を用いる。あるいは、容器２の側部２ｄと、それ以外の部分とを接着等で接合し図６に示す容器２を形成することもできる。なお、図５、図６において、図２、図３と同じ符号は、図２、図３と同じ部分を示している。
【００４９】
図１に示す波長変換部材１を、図７に示すように、ＬＥＤ等の発光素子１０と導光板１２との間に介在させることができる。ここで波長変換部材１と発光素子１０とを組み合わせたものが、発光装置であり、さらに発光装置に導光板１２を加えて光源装置が構成される。あるいは、波長変換部材１と導光板１２とを組み合わせて導光部材を構成することもできる。図７に示す発光装置は、例えば、液晶ディスプレイの白色面光源として用いることができる。
【００５０】
図７に示す構成により、発光素子１０から発せられた光は、波長変換部材１の光入射面２ａから入射され、波長変換物質３（図１参照）にて波長変換され、波長変換された光が光出射面２ｂから導光板１２に出射される。図１に示す図面では、波長変換部材１を構成する容器２の側面２ｃに形成された着色層４は上下面に現れる。本実施の形態では、着色層４を設けたことで、発光素子１０からの光源光が波長変換部材１の側方領域を波長変換されずに通り抜ける割合を減らすことができ、従来に比べて、所望の色の光を光出射面２ｂから得ることができる。例えば所望の色の発光光とは白色光であり、図７に示す発光装置や光源装置は白色光を従来に比べて効果的に発光させることができ装置としての信頼度を高めることができる。
【００５１】
図８は、本発明における第２の実施の形態を示す波長変換部材を備えた発光素子の分解斜視図である。図９は、図８に示す波長変換部材を組み合せた状態で、Ｂ−Ｂ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た拡大縦断面図である。図１０は、図８に示す発光素子の各部材を組み合わせた状態で、図８に示すＢ−Ｂ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た発光素子の縦断面図である。
【００５２】
図８、図１０に示す発光素子２０は、波長変換部材２１と、ＬＥＤチップ（発光チップ）２２とを有して構成される。波長変換部材２１は、容器本体２３と蓋体２４との複数ピースで構成された容器２５を備える。また図８、図９、図１０に示すように、容器本体２３の中央部には有底の収納空間２６が形成されている。そして波長変換物質２７が収納空間２６に充填されている。蓋体２４が容器本体２３上に図示しない接着層を介して接合される。また、容器２５の側面２５ｃに着色層２８が形成される。
【００５３】
図８、図９、図１０に示す波長変換部材２１の容器２５の下面が光入射面２５ａである。光入射面２５ａに対向する上面が光出射面２５ｂである。
【００５４】
図８、図９、図１０に示す波長変換部材２１の容器２５に設けられた側面２５ｃに対して内側の位置に収納空間２６が形成されている。図９では、図８のＢ−Ｂ線での切断面に現れる側面２５ｃを図示したが、Ｂ−Ｂ線での切断面に現れない他の２つの側面２５ｃ（図８に示す正面側と裏面側）にも同様に着色層２８を形成することが好適である。なお、光の指向性により、ある側面２５ｃに着色層２８を設けることが効果的であれば、ある側面２５ｃ上にのみ着色層２８を設け、他の側面２５ｃに着色層２８を設けなくてもよい。ただし、好ましくは全ての側面２５ｃ上に着色層２８を設けることである。
【００５５】
図１０に示すように、ＬＥＤチップ２２は、プリント配線基板２９に接続され、図８、図１０に示すようにＬＥＤチップ２２の周囲が枠体３０に囲まれている。そして、枠体３０内は樹脂層３１で封止されている。
【００５６】
図１０に示すように、波長変換部材２１が枠体３０の上面に図示しない接着層を介して接合されてＬＥＤ等の発光素子２０が構成される。
【００５７】
図１１Ａに示すように、着色層２８は、波長変換部材２１の容器２５の側面２５ｃ上から光出射面２５ｂの端部２５ｅ上にかけて形成されてもよい。また図１１Ｂに示すように、着色層２８は、光出射面２５ｂの端部２５ｅ上にのみ形成されてもよい。
【００５８】
図１２は、図８に示す発光素子を用いた表示装置の縦断面図である。図１２に示すように表示装置５０は、複数の発光素子２０（ＬＥＤ）と、各発光素子２０に対向する液晶ディスプレイ等の表示部５４とを有して構成される。各発光素子２０は、表示部５４の裏面側に配置される。
【００５９】
複数の発光素子２０は支持体５２に支持されている。各発光素子２０は、所定の間隔を空けて配列されている。各発光素子２０と支持体５２とで表示部５４に対するバックライト５５を構成している。支持体５２はシート状や板状、あるいはケース状である等、特に形状や材質を限定するものでない。
【００６０】
図１２に示すように、バックライト５５と表示部５４との間には、光拡散板５３等が介在している。
【００６１】
図８、図１０に示す発光素子２０と図７に示す導光板１２とを組み合わせて光源装置を構成することができる。あるいは、図７に示す発光装置（発光素子と、キャピラリ状の波長変換部材１と導光板１２等を備える）を図１２に示す表示部５４の裏面側に配置し（光拡散板５３等の介在は任意である）、表示装置５０を構成してもよい。
【００６２】
また本実施の形態の波長変換部材や発光素子を、上記に示した光源装置や表示装置以外に、その他の形態の光源装置、照明装置、光拡散装置、光反射装置等にも適用することができる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の効果を明確にするために実施した実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。【００６４】
［キャピラリ］
内寸０．５ｍｍ×０．５ｍｍ角型ガラスキャピラリ（図１、図２参照）
［量子ドット］
コア／シェル構造の赤色発光量子ドット（ＱＹ値；８３％）と緑色発光量子ドット（ＱＹ値８０％、８１％）
［量子ドットに対する分散樹脂］
シリコーン樹脂
エポキシ樹脂
［キャピラリへの樹脂封入］
真空引きで封入
［全光束測定］
キャピラリを導光板の底に貼り付けて測定した。その際、光源として４５０ｎｍ波長ＬＥＤ（駆動２０ｍＡ）を３個点灯させた。そして、分光器としてＡＳＥＮＳＥＴＥＫ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｐａｓｓｐｏｒｔを用いた。【００６５】
［試料１］
量子ドットに対する分散樹脂としてシリコーン樹脂を用い、量子ドットが分散されたシリコーン樹脂をキャピラリへ封入した。なお、量子ドット濃度は、吸光度が１５％となる濃度とした。
［試料２］
量子ドットに対する分散樹脂としてエポキシ樹脂を用い、量子ドットが分散されたエポキシ樹脂をキャピラリへ封入した。なお、量子ドット濃度は、吸光度が１５％となる濃度とした。【００６６】
［実施例１］
実施例１では、試料１を用い、キャピラリにペイントを塗布していない波長変換部材（以下、「ｎｏｎｅ＿１」という）、キャピラリの光出射面の端部に白色ペイントを塗布した波長変換部材（以下、「ｔｏｐ＿１」という）、キャピラリの光出射面の側面に白色ペイントを塗布した波長変換部材（以下、「ｓｉｄｅ＿１」という）、キャピラリの光出射面の側面上から光出射面の端部上にかけて白色ペイントを塗布した波長変換部材（以下、「ｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１」という）を用意した。【００６７】
そして、導光板の表面（光出射面）側から発せられる光の発光スペクトル、及び色度図を求めた。その実験結果が、図１３及び図１４に示されている。【００６８】
図１３に示すように、ｎｏｎｅ＿１では、波長約４５０ｎｍ（青色）に大きなピークが見られた。白色ペイントを施すことで、波長約４５０ｎｍ（青色）でのピークを抑えることができるとわかった。特に、ｓｉｄｅ＿１あるいは、ｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１とすることで、効果的に、波長約４５０ｎｍ（青色）でのピークを抑えることができるとわかった。【００６９】
続いて、図１４の色度図に示すように、ｎｏｎｅ＿１が青色で、ｓｉｄｅ＿１及びｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１は白色あるいは白色に近く、ｔｏｐ＿１は、ｎｏｎｅ＿１とｓｉｄｅ＿１との間の色合いになることがわかった。【００７０】
このように、ｔｏｐ＿１、ｓｉｄｅ＿１及びｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１では白色ペイントにより光入射面から光出射面への側方領域からの青色の光抜けが抑えられることで、光出射面での合成孔は従来（ｎｏｎｅ＿１）よりも青みを抑えることができ、特に、ｓｉｄｅ＿１及びｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１では白色あるいは白色に近い光を得ることができた。しかも、ｔｏｐ＿１、ｓｉｄｅ＿１及びｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿１ではいずれもｎｏｎｅ＿１と同等以上の白色光の発光強度を得ることができ、特にｓｉｄｅ＿１の場合はｎｏｎｅ＿１よりも白色光の発光強度の増大が顕著に見られた。【００７１】
［実施例２］
実施例２では、試料１を用い、キャピラリにペイントを塗布していない波長変換部材（以下、「ｎｏｎｅ＿２」という）、キャピラリの光出射面の端部に銀色ペイントを塗布した波長変換部材（ｔｏｐ＿２）、キャピラリの光出射面の側面に銀色ペイントを塗布した波長変換部材（ｓｉｄｅ＿２）、キャピラリの光出射面の側面上から光出射面の端部上にかけて銀色ペイントを塗布した波長変換部材（ｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿２）を用意した。【００７２】
そして、導光板の表面（光出射面）側から発せられる光の発光スペクトル、及び色度図を求めた。その実験結果が、図１５及び図１６に示されている。【００７３】
図１５に示すように、ｎｏｎｅ＿２では、波長約４５０ｎｍ（青色）に大きなピークが見られた。一方、銀色ペイントを施すことで、特に、ｔｏｐ＿２や、ｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿２とすることで、効果的に、波長約４５０ｎｍ（青色）でのピークを抑えることができるとわかった。【００７４】
図１６の色度図を見ると、銀色ペイントを施すことで、いずれもｎｏｎｅ＿２より青色が弱まり、白色に近くなる。本実施の形態では、白色ペイントを施した実施例１の方が、実施例２よりも効果が大きかった。【００７５】
［実施例３］
実施例３では、試料２を用い、キャピラリにペイントを塗布していない波長変換部材（ｎｏｎｅ＿３）、キャピラリの光出射面の端部に白色ペイントを塗布した波長変換部材（ｔｏｐ＿３）、キャピラリの光出射面の側面に白色ペイントを塗布した波長変換部材（ｓｉｄｅ＿３）、キャピラリの光出射面の側面上から光出射面の端部上にかけて白色ペイントを塗布した波長変換部材（ｓｉｄｅ＋ｔｏｐ＿３）を用意した。【００７６】
そして、導光板の表面（光出射面）側から発せられる光の発光スペクトル、及び色度図を求めた。その実験結果が、図１７及び図１８に示されている。【００７７】
図１７に示すように、ｎｏｎｅ＿３では、波長約４５０ｎｍ（青色）に大きなピークが見られた。白色ペイントを施すことで、波長約４５０ｎｍ（青色）でのピークを抑えることができるがわかった。【００７８】
続いて、図１８の色度図に示すように、白色ペイントを施すことで、いずれもｎｏｎｅ＿３より青色が弱まり、白色に近くなるが、分散樹脂としてシリコーン樹脂を用いたほうが（図１４参照）、エポキシ樹脂を用いるよりも、青色を抑制でき、より白色に近づけることができるとわかった。【００７９】
［試料３］
量子ドットに対する分散樹脂としてエポキシ樹脂を用い、量子ドットが分散されたエポキシ樹脂をキャピラリへ封入した。分散樹脂中の量子ドットの濃度を吸光度が２０％となる濃度とした。
［試料４］
量子ドットに対する分散樹脂としてエポキシ樹脂を用い、量子ドットが分散されたエポキシ樹脂をキャピラリへ封入した。分散樹脂中の量子ドットの濃度を吸光度が３０％となる濃度とした。
［試料５］
量子ドットに対する分散樹脂としてシリコーン樹脂を用い、量子ドットが分散されたシリコーン樹脂をキャピラリへ封入した。分散樹脂中の量子ドットの濃度を吸光度が２０％となる濃度とした。【００８０】
［比較例１］
比較例１では、試料３を用い、キャピラリにペイントを塗布していない波長変換部材を用意した。そして光束測定を行った測定結果が以下の表１に示されている。【００８１】
【表１】
2016027789.tif 000003
【００８２】
［比較例２］
比較例２では、試料４を用い、キャピラリにペイントを塗布していない波長変換部材を用意した。そして光束測定を行った測定結果が以下の表２に示されている。【００８３】
【表２】
2016027789.tif 000004
【００８４】
［実施例３〜５］
実施例３〜５では、夫々試料１を用い、キャピラリの側面に白色ペイントを塗布した波長変換部材を用意した。そして光束測定を行う測定位置を実施例３〜５で変えた。実施例４は導光板の中央付近、実施例３、及び実施例５はその両側位置を測定位置とした。【００８５】
実施例３の測定結果が、以下の表３に、実施例４の測定結果が、以下の表４に、実施例５の測定結果が、以下の表５に、夫々示されている。【００８６】
【表３】
2016027789.tif 000005
【００８７】
【表４】
2016027789.tif 000006
【００８８】
【表５】
2016027789.tif 000007
【００８９】
［実施例６〜８］
実施例６〜８では、夫々試料５を用い、キャピラリの側面に白色ペイントを塗布した波長変換部材を用意した。そして光束測定を行う測定位置を実施例６〜８で変えた。実施例７は導光板の中央付近、実施例６、及び実施例８はその両側位置を測定位置とした。【００９０】
実施例６の測定結果が、以下の表６に、実施例７の測定結果が、以下の表７に、実施例８の測定結果が、以下の表８に、夫々示されている。【００９１】
【表６】
2016027789.tif 000008
【００９２】
【表７】
2016027789.tif 000009
【００９３】
【表８】
2016027789.tif 000010
【００９４】
上記の実験結果により、実施例では、色度図のｘ座標を０．３０〜０．４０、ｙ座標を０．３５〜０４５、かつ、色温度を４０００Ｋ〜６５００Ｋ程度にできることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明では、容器内に波長変換物質を封入した波長変換部材を用いて、ＬＥＤやバックライト装置、表示装置等を実現できる。本発明の波長変換部材によれば、色変換を適切かつ高効率に行うことができるので、本発明の波長変換部材を用いたＬＥＤ、バックライト装置、表示装置等の消費電力を低減することができる。【００９６】
本出願は、２０１４年８月２２日出願の特願２０１４−１６９５３１に基づく。この内容は全てここに含めておく。
【図１】
2016027789.tif 000011
【図２】
2016027789.tif 000012
【図３】
2016027789.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016027789.tif 000017
【図８】
2016027789.tif 000018
【図９】
2016027789.tif 000019
【図１０】
2016027789.tif 000020
【図１１】
2016027789.tif 000021
【図１２】
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【図１３】
2016027789.tif 000023
【図１４】
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【図１５】
2016027789.tif 000025
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
2016027789.tif 000029
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2016027789.tif 000031
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