JPH1097200A - 光 源 - Google Patents
光 源Info
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- JPH1097200A JPH1097200A JP9147337A JP14733797A JPH1097200A JP H1097200 A JPH1097200 A JP H1097200A JP 9147337 A JP9147337 A JP 9147337A JP 14733797 A JP14733797 A JP 14733797A JP H1097200 A JPH1097200 A JP H1097200A
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- light source
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Abstract
利用できる白色発光可能な光源を実現する。均一な白色
発光を観測できる。白色以外の任意色の発光を可能に
し、信頼性に優れたLEDの特性を利用して、各種操作
スイッチ等に利用する。 【解決手段】 光源は、青色を放出する窒化ガリウム系
化合物半導体と光学的に接続された蛍光散乱層を有す
る。
Description
プレイのバックライト、照光式操作スイッチ等に使用さ
れる光源に係り、特に液晶ディスプレイのバックライト
として好適に用いることができる光源に関する。
使用される液晶ディスプレイのバックライト用の面状光
源には、例えばEL、冷陰極管が使用されている。EL
はそれ自体が面状光源であり、冷陰極管は拡散板を用い
て面状光源とされ、現在それらのバックライトの発光色
はほとんどが白色とされている。
す。)もバックライト用光源として一部利用されてい
る。しかしLEDを用いて白色発光を得る場合、従来で
は青色LEDの発光出力が数十μWほどしかないため、
他の赤色LED、緑色LEDを用いて白色発光を実現さ
せるには、それら各色発光LEDの特性を合致させにく
く色変化が大きいという欠点がある。また、三原色のL
EDを集合させて、同一平面上に幾何学的に同じ位置に
配置しても、バックライトとしてはそれらのLEDを接
近した位置で視認するため、均一な白色光源にすること
は不可能であった。従って現在白色の液晶バックライト
の面状光源には、大型では冷陰極管、小型〜中型にはE
Lと使い分けられているのが現状で、LEDを用いた白
色発光のバックライトはほとんど知られていない。
点を解決するために成されたもので、その目的とすると
ころは、LEDを用い、主としてバックライトとして利
用できる白色発光可能な光源を実現すると共に、均一な
白色発光を観測できる光源を提供することにあり、さら
には白色以外の任意色の発光が可能な光源を提供し、信
頼性に優れたLEDの特性を利用し、各種操作スイッチ
等に利用できる光源を提供することにある。
放出する窒化ガリウム系化合物半導体と光学的に接続さ
れた蛍光散乱層を有する。蛍光散乱層は、窒化ガリウム
系化合物半導体の青色発光により励起されて蛍光を発す
る蛍光物質と、蛍光を散乱させる粉末とを有する。窒化
ガリウム系化合物半導体の青色発光は、蛍光散乱層に含
まれる蛍光物質で波長変換され、さらに、粉末で散乱さ
れて外部に放射される。
光板2を蛍光散乱層3側から見た平面図である。導光板
2は例えばアクリル、硝子等の透明な材料よりなり、そ
の導光板2の端面に青色LED1が埋設されることによ
り、導光板2と青色LED1とが光学的に接続されてい
る。なお本発明において、青色LED1と導光板2の端
面とが光学的に接続されているとは、簡単に言えば、導
光板2の端面から青色LEDの光を導入することをい
い、例えばこの図に示すように青色LED1を埋設する
ことはもちろんのこと、青色LEDを接着したり、ま
た、光ファイバー等を用いて導光板2の端面に青色LE
Dの発光を導くことによって実現可能である。
きるように、蛍光物質と白色顔料とを調合したインクが
塗布されてなり、青色LED1の発光を導光物質で波長
変換すると同時に、白色顔料でその蛍光を導光板2内に
散乱させている。特に図1では前記蛍光散乱層3をドッ
ト状とし、第一の主面側の表面輝度が一定となるよう
に、青色LED1に接近するにつれて、第二の主面側の
単位面積あたりの蛍光散乱層3の面積を減じるようなパ
ターンとし、さらには青色LED1と最も離れた第二の
主面の端部の面積はやや最大面積に比して若干小さくし
ている。ここで、図1中の■は蛍光散乱層3のパターン
を表している。図1では青色LEDを一つの端面に2個
配した構造としているが、導光板が四角形であれば四方
の端面全てにLEDを接続してもよいことはいうまでも
なく、LEDの個数も限定するものではない。さらに、
LEDの配置状況により、第一の主面側から観測する発
光を面状均一とするように蛍光散乱層の塗布形状、塗布
状態を適宜変更することができる。
クライトとして実装した場合の模式断面図である。これ
は図1に示す面状光源の第二の主面側に、例えばチタン
酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等よりなる
散乱反射層6と、例えばAlよりなるべース7とが積層
された反射板を設置し、第一の主面側に表面が凹凸とさ
れている光拡散板5を設置しており、これらの構成は光
源を冷陰極管とするバックライトと特に変わるものでは
ない。
1から出た光は、チップ近傍で一部導光板以外の外部に
放射されるが、大部分の光は導光板2の中を全反射を繰
り返しながら、導光板の端面に達する。端面に達した光
は端面全てに形成された反射膜4に反射されて、全反射
を繰り返す。この時、導光板2の第二の主面側に設けら
れた蛍光散乱層3により一部の光は散乱され、また一部
の光は蛍光物質により吸収され同時に波長変換されて放
射され、導光板2の第一の主面側から観測する発光色は
これらの光を合成した光が観測できる。例えば橙色の蛍
光顔料と白色顔料からなる蛍光散乱層3を設けた面状光
源では、先に述べた作用により、青色LEDからの発光
色が白色となって観測できる。また色調は蛍光物質の種
類と白色顔料の混合比により任意に調整できる。特に本
発明では一つの青色LEDの発光波長はその主発光ピー
クが500nmよりも短く、その発光出力は200μW
以上、更に好ましくは300μW以上の出力が必要であ
る。なぜなら発光波長が500nm以上であると全ての
色が実現しにくくなり、またその発光出力が200μW
よりも少ないと、たとえ導光板の端面に光学的に接続す
る青色LEDの数を増やしても、充分な明るさの均一な
面状発光の光源が得られにくい傾向にあるからである。
に示すドット状のパターンで、蛍光散乱層3をスクリー
ン印刷により形成した。蛍光散乱層3は、赤色蛍光顔料
であるシンロイヒ化学製FA−001と緑色蛍光顔料で
ある同社製FA−005とを等量に混合した蛍光顔料
と、白色粉末としてチタン酸バリウムとを重量比で1:
5の割合で混合し、それをアクリル系バインダー中に分
散したものを印刷して形成した。
れたアクリル板を、所望のパターンに従って切断し、ア
クリル板の端面(切断面)を全て研磨した後、研磨面に
Alよりなる反射層4を形成することにより、蛍光散乱
層3が形成された導光板2を得た。
け、その穴に発光波長480nm、発光出力1200μ
Wを有する窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色L
EDをそれぞれ1個づつ埋め込むことにより、本発明の
実施例の光源を得た。この光源の青色LEDを同時に点
灯させたところ、導光板2の発光観測面側からはやや黄
色みを帯びた白色のほぼ均一な面状発光が得られた。さ
らに、発光観測面側に予めマット加工が施された光拡散
板5と、蛍光散乱層3側にAlベース7上にチタン酸バ
リウム層6が塗布された反射板を設置して、バックライ
ト用光源としたところ、光拡散板5側から完全に面状均
一な白色発光が得られた。輝度は55cd/m2であっ
た。
料としてBASF社のLumogenF Yellow
−083と橙色蛍光染料として同社製Orenge−2
40とをほぼ等量混合し、それらをブチルカルビト−ル
アセテートに溶解した蛍光染料と、白色物質としてチタ
ン酸バリウムとを重量比で1(染料):200の割合で
混合したものを用いて形成する他は、実施例1と同様に
して本発明の光源を得たところ、ほぼ均一な面状発光が
観測された。さらに同様にしてバックライト用光源とし
たところ、完全に均一な面状発光が観測された。
青色発光の窒化ガリウム系化合物半導体を用い、しかも
導光板の片方の面に青色LEDにより波長変換できる蛍
光物質と、蛍光を散乱させる粉末とを含有した蛍光散乱
層を有していることにより、信頼性に優れたLEDによ
る光源を実現することが可能となった。しかも蛍光散乱
層の粉末は、蛍光物質により波長変換された光を反射、
拡散させる作用があるため、使用する蛍光物質の使用量
が少なくて済む。更に好都合なことには、LEDチップ
と蛍光物質とが直接接することがないので、蛍光物質の
劣化が少なく、長期間にわたって光源の色調変化を起こ
すことがない。さらに、色調に関しては、蛍光物質、白
色粉末の種類、混合量等を変更することにより、白色を
含め任意の色調を提供することができる。
好ましくは使用する青色LEDの発光出力が200μW
以上のものとすることにより、蛍光物質により効率的に
波長変換して大きな面積の明るい光源を実現することが
できる。このように、本願の光源は、バックライト用光
源等だけでなく、蛍光物質を利用した照光式操作スイッ
チ等に利用することもできる。
散乱層側から見た平面図
として実装した場合の模式断面図
Claims (3)
- 【請求項1】 青色を放出する窒化ガリウム系化合物半
導体と光学的に接続された蛍光散乱層を有する光源であ
って、 前記蛍光散乱層が、窒化ガリウム系化合物半導体の発光
により励起されて蛍光を発する蛍光物質と、蛍光を散乱
させる粉末とを有することを特徴とする光源。 - 【請求項2】 粉末が白色粉末で光源が白色光を放射す
る請求項1の光源。 - 【請求項3】 青色発光ダイオードの発光により励起さ
れて蛍光を発する蛍光物質と、この蛍光物質の蛍光を散
乱させる白色粉末とを有する蛍光散乱層と、この蛍光散
乱層に光を照射する青色発光ダイオードとを備え、青色
発光ダイオードの発光が前記蛍光散乱層に含まれる蛍光
物質で波長変換され、白色粉末で散乱されて外部に観測
されるように構成されてなる光源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9147337A JPH1097200A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光 源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9147337A JPH1097200A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光 源 |
Related Parent Applications (1)
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JP14733697A Division JP2868085B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 面状光源 |
Related Child Applications (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1097200A true JPH1097200A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=15427906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9147337A Withdrawn JPH1097200A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光 源 |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH1097200A (ja) |
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-
1997
- 1997-05-20 JP JP9147337A patent/JPH1097200A/ja not_active Withdrawn
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