特許 5678885 波長変換素子、光源及び液晶用バックライトユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5678885

(24)【登録日】2015年1月16日

(45)【発行日】2015年3月4日

(54)【発明の名称】波長変換素子、光源及び液晶用バックライトユニット

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20060101AFI20150212BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20150212BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20150212BHJP

   F21V 7/22 20060101ALI20150212BHJP

   C09K 11/00 20060101ALN20150212BHJP

   C09K 11/56 20060101ALN20150212BHJP

   F21Y 101/02 20060101ALN20150212BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 441

   G02F1/13357

   F21S2/00 430

   F21V7/00 320

   F21V7/22 240

   F21V7/22 300

   !C09K11/00 D

   !C09K11/56CPC

   F21Y101:02

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-527538(P2011-527538)

(86)(22)【出願日】2011年6月29日

(86)【国際出願番号】JP2011064909

(87)【国際公開番号】WO2012026206

(87)【国際公開日】20120301

【審査請求日】2014年1月16日

(31)【優先権主張番号】特願2010-189407(P2010-189407)

(32)【優先日】2010年8月26日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2010-245366(P2010-245366)

(32)【優先日】2010年11月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】角見 昌昭

(72)【発明者】

【氏名】山口 義正

(72)【発明者】

【氏名】西宮 隆史

【審査官】 林 政道

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３４７２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０７６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２８５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０３９８２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−００４０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４４７７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ７／００

Ｆ２１Ｖ ７／２２

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｃ０９Ｋ １１／００

Ｃ０９Ｋ １１／５６

Ｆ２１Ｙ １０１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

励起光が入射したときに、前記励起光の一部を吸収し、前記励起光とは波長が異なる光を発する、無機蛍光体粉末が分散しているガラスまたはセラミックスからなる波長変換基板と、
前記波長変換基板の一方の表面の上に配置されており、金属または合金からなる反射層と、
前記反射層と前記波長変換基板との間に形成されており、前記反射層と前記波長変換基板との密着強度を高める、酸化アルミニウム、酸化クロムまたは酸化銅からなる密着層と、
を備える波長変換素子。

【請求項2】

前記波長変換基板の他方の表面の上に形成されており、前記波長変換基板の他方の表面から入射しようとする光の反射を抑制する反射抑制層をさらに備える、請求項１に記載の波長変換素子。

【請求項3】

前記反射抑制層は、屈折率が相対的に低い低屈折率層と、屈折率が相対的に高い高屈折率層とが交互に積層された積層体により形成されている、請求項２に記載の波長変換素子。

【請求項4】

前記反射層は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ及びＴｉからなる群から選ばれた金属またはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ及びＴｉからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属を含む合金からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換素子。

【請求項5】

前記反射層の上に形成されており、半田固定層をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換素子。

【請求項6】

前記半田固定層は、ＡｕまたはＡｕを含む合金、ＳｎまたはＳｎを含む合金、ＩｎまたはＩｎを含む合金、ＰｂまたはＰｂを含む合金、ＡｌまたはＡｌを含む合金、若しくは、ＡｇまたはＡｇを含む合金からなる、請求項５に記載の波長変換素子。

【請求項7】

前記半田固定層と前記反射層との間に形成されており、Ｎｉ、ＮｉＣｒ合金、ＰｔまたはＰｄからなるバリア層をさらに備える、請求項５または６に記載の波長変換素子。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記波長変換基板の他方の表面に対して前記励起光を出射する発光素子と、
を備える光源。

【請求項9】

前記発光素子は、半導体発光素子により構成されている。請求項８に記載の光源。

【請求項10】

前記波長変換素子は、前記反射層の上に形成されており、ＡｕまたはＡｕを含む合金、もしくは、ＳｎまたはＳｎを含む合金からなる半田固定層をさらに有し、
筐体と、
前記筐体と前記波長変換基板の半田固定層とを接合している半田層と、
をさらに備える、請求項８または９に記載の光源。

【請求項11】

請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光源と、
主面と側面とを有し、前記波長変換素子からの光を前記側面で受光し、前記主面から面状光を出射する導光体と、
を備える液晶用バックライトユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長変換素子、それを備える光源及び液晶用バックライトユニットに関する。

【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２００５−２０９８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、ＬＥＤを複数配置した光源などの場合、光源使用中において、波長変換素子が破損したり、経時的に出射される光の強度が低下するという問題があることが分かった。

【0005】

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源使用中に波長変換素子が破損したり、波長変換素子を備える光源から出射される光の強度が低下するのを抑制し得る波長変換素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る波長変換素子は、波長変換基板と、反射層とを備えている。波長変換基板は、励起光が入射したときに、励起光の一部を吸収し、励起光とは波長が異なる光を発する。反射層は、波長変換基板の一方の表面の上に配置されている。反射層は、金属または合金からなる。

【0007】

なお、本発明において、「基板」には、シート状またはフィルム状の部材が含まれるものとする。

【0008】

本発明に係る波長変換素子は、波長変換基板の他方の表面の上に形成されており、波長変換基板の他方の表面から入射しようとする光の反射を抑制する反射抑制層をさらに備えていることが好ましい。

【0009】

本発明に係る波長変換素子では、反射抑制層は、屈折率が相対的に低い低屈折率層と、屈折率が相対的に高い高屈折率層とが交互に積層された積層体により形成されていることが好ましい。

【0010】

本発明に係る波長変換素子では、反射層は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ及びＴｉからなる群から選ばれた金属またはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ及びＴｉからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属を含む合金からなることが好ましい。

【0011】

本発明に係る波長変換素子は、反射層と波長変換基板との間に形成されており、反射層と波長変換基板との密着強度を高める密着層をさらに備えていることが好ましい。

【0012】

本発明に係る波長変換素子では、密着層は、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化銅、チタン、クロムまたはクロムを含む合金からなることが好ましい。

【0013】

本発明に係る波長変換素子は、反射層の上に形成されている半田固定層をさらに備えていることが好ましい。

【0014】

半田固定層は、ＡｕまたはＡｕを含む合金、ＳｎまたはＳｎを含む合金、ＩｎまたはＩｎを含む合金、ＰｂまたはＰｂを含む合金、ＡｌまたはＡｌを含む合金、若しくは、ＡｇまたはＡｇを含む合金からなることが好ましい。

【0015】

本発明に係る波長変換素子は、半田固定層と反射層との間に形成されており、Ｎｉ、ＮｉＣｒ合金、ＰｔまたはＰｄからなるバリア層をさらに備えていることが好ましい。

【0016】

本発明に係る波長変換素子では、波長変換基板は、無機蛍光体粉末が分散しているガラスまたはセラミックスからなることが好ましい。

【0017】

本発明に係る光源は、上記本発明に係る波長変換素子と、波長変換基板の他方の表面に対して励起光を出射する発光素子とを備えている。

【0018】

本発明に係る光源では、発光素子は、半導体発光素子により構成されていることが好ましい。

【0019】

本発明に係る光源では、波長変換素子は、反射層の上に形成されており、ＡｕまたはＡｕを含む合金、もしくは、ＳｎまたはＳｎを含む合金からなる半田固定層をさらに有することが好ましい。その場合において、本発明に係る光源は、筐体と、筐体と波長変換基板の半田固定層とを接合している半田層とをさらに備えていることが好ましい。

【0020】

本発明に係る液晶用バックライトユニットは、上記本発明に係る光源と、導光体とを有する。導光体は、主面と側面とを有する。導光体は、波長変換素子からの光を側面で受光し、主面から面状光として出射する。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、光源使用中において、波長変換素子の破損や波長変換素子を備える光源から出射される光の強度の低下を抑制し得る波長変換素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明を実施した一実施形態に係る光源の模式図である。

【図2】図２は、本発明を実施した一実施形態における波長変換素子の略図的断面図である。

【図3】図３は、反射抑制層の略図的断面図である。

【図4】図４は、変形例に係る光源の模式図である。

【図5】図５は、第２の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。

【図6】図６は、第３の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。

【図7】図７は、第４の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す光源１を例に挙げて説明する。但し、光源１及び光源１に含まれる波長変換素子２０は、単なる例示である。本発明に係る光源及び波長変換素子は、光源１及び波長変換素子２０に何ら限定されない。

【0024】

図１は、本実施形態に係る光源の模式図である。図２は、本実施形態における波長変換素子の略図的断面図である。図３は、本実施形態における反射抑制層の略図的断面図である。

【0025】

図１に示すように、光源１は、発光素子１０と、波長変換素子２０と、ダイクロイックミラー１１と、筐体１２とを備えている。発光素子１０、ダイクロイックミラー１１及び波長変換素子２０は、筐体１２の内部に収納されて固定されている。筐体１２は、発光素子１０、ダイクロイックミラー１１及び波長変換素子２０を保持できるものである限りにおいて特に限定されない。筐体１２は、例えば、樹脂や金属、合金により形成することができる。なかでも、筐体１２は、金属や合金などの熱伝導率の高い材料からなるものであることが好ましい。具体的には、筐体１２は、例えば、鉄、アルミニウム、銅などの金属や、ステンレスなどの合金により形成されていることが好ましい。

【0026】

発光素子１０は、波長変換素子２０に向けて、波長変換素子２０の励起光を出射する。発光素子１０は、励起光を出射できるものであるかぎりにおいて特に限定されない。発光素子１０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザー発光素子、ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）発光素子、プラズマ発光素子などにより構成することができる。

【0027】

図２に示すように、波長変換素子２０は、波長変換基板２１を備えている。波長変換基板２１は、第１及び第２の主面２１ａ、２１ｂを有する。波長変換基板２１は、第１の主面２１ａが発光素子１０（図１を参照）側を向き、発光素子１０から出射された励起光Ｌ０が第１の主面２１ａに入射するように配置されている。

【0028】

波長変換基板２１は、励起光Ｌ０を吸収し、吸収した励起光とは波長が異なる光を出射する蛍光体を含む。具体的には、本実施形態では、波長変換基板２１は、無機蛍光体粉末が分散しているガラスからなる。このため、波長変換基板２１は、励起光Ｌ０の一部を吸収し、吸収した励起光とは波長が異なる光を出射する。無機蛍光体粉末及びガラスは、高い耐熱性を有するため、無機蛍光体粉末が分散しているガラスにより波長変換基板２１を形成することにより、波長変換基板２１の高い耐熱性を実現することができる。

【0029】

波長変換基板２１の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とすることができる。波長変換基板２１が厚すぎると、励起光Ｌ０のうち波長変換基板２１により吸収される光の割合が多くなり、反射光Ｌ２の強度が低くなりすぎる場合がある。一方、波長変換基板２１が薄すぎると、蛍光Ｌ１の強度が低くなりすぎる場合がある。

【0030】

なお、無機蛍光体粉末は、光源１から出射させようとする光Ｌ３の波長や、発光素子１０から出射される励起光Ｌ０の波長などに応じて適宜選択することができる。無機蛍光体粉末は、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及びハロリン酸塩化物無機蛍光体から選ばれた１種以上からなるものとすることができる。

【0031】

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、Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋などが挙げられる。

【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、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＢａＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇｄ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^２＋、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ^２＋、ＺｎＳ：Ａｌ^３＋，Ｃｕ^＋、ＣａＳ：Ｓｎ^２＋、ＣａＳ：Ｓｎ^２＋，Ｆ、ＣａＳＯ_４：Ｃｅ^３＋，Ｍｎ^２＋、ＬｉＡｌＯ_２：Ｍｎ^２＋、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ^＋，Ｃｌ⁻、Ｃａ_３ＷＯ_６：Ｕ、Ｃａ_３ＳｉＯ_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_０．２Ｂａ_０．７Ｃｌ_１．１Ａｌ_２Ｏ_３．４５：Ｃｅ^３＋，Ｍｎ^２＋、Ｂａ_２ＭｇＳｉ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_２Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋、ＺｎＯ：Ｓ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｃａ_２Ｂａ_３（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ^２＋、ＢａＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋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、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＢａＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ^３＋、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇｄ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^２＋、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ^２＋などが挙げられる。

【0034】

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：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｕ、Ｓｒ_３ＷＯ_６：Ｕ、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＳＯ_４：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、ＺｎＳ：Ｐ、ＺｎＳ：Ｐ^３−，Ｃｌ⁻、ＺｎＳ：Ｍｎ^２＋などが挙げられる。

【0035】

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、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇｄ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^２＋、Ｂａ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｕ、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋が挙げられる。

【0036】

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：Ｙｂ^２＋，Ｃｌ、Ｇｄ_３Ｇａ_４Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｍｎ^２＋、Ｎａ（Ｍｇ，Ｍｎ）_２ＬｉＳｉ_４Ｏ_１０Ｆ_２：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｓｎ^２＋、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋、ＳｒＢ_８Ｏ_１３：Ｓｍ^２＋、ＭｇＳｒ_３Ｓｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、α−ＳｒＯ・３Ｂ_２Ｏ_３：Ｓｍ^２＋、ＺｎＳ−ＣｄＳ、ＺｎＳｅ：Ｃｕ^＋，Ｃｌ、ＺｎＧａ_２Ｓ_４：Ｍｎ^２＋、ＺｎＯ：Ｂｉ^３＋、ＢａＳ：Ａｕ，Ｋ、ＺｎＳ：Ｐｂ^２＋、ＺｎＳ：Ｓｎ^２＋，Ｌｉ^＋、ＺｎＳ：Ｐｂ，Ｃｕ、ＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋、ＣａＴｉＯ_３：Ｅｕ^３＋、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、（Ｙ、Ｇｄ）_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、ＣａＳ：Ｐｂ^２＋，Ｍｎ^２＋、ＹＰＯ_４：Ｅｕ^３＋、Ｃａ_２ＭｇＳｉ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、ＳｒＡｌ_４Ｏ_７：Ｅｕ^３＋、ＣａＹＡｌＯ_４：Ｅｕ^３＋、ＬａＯ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、ＬｉＷ_２Ｏ_８：Ｅｕ^３＋，Ｓｍ^３＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋などが挙げられる。

【0037】

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：Ｍｎ^２＋，Ｔｅ^２＋、Ｍｇ_２ＴｉＯ_４：Ｍｎ^４＋、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋、ＳｒＳ：Ｅｕ^２＋、ＣａＳ：Ｅｕ^２＋、Ｎａ_１．２３Ｋ_０．４２Ｅｕ_０．１２ＴｉＳｉ_４Ｏ_１１、Ｎａ_１．２３Ｋ_０．４２Ｅｕ_０．１２ＴｉＳｉ_５Ｏ_１３：Ｅｕ^３＋、ＣｄＳ：Ｉｎ，Ｔｅ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、ＣａＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、Ｅｕ_２Ｗ_２Ｏ_７などが挙げられる。

【0038】

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粉末を混合して使用すればよい。

【0039】

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。

【0040】

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、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−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−Ｐ_２Ｏ_５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、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＲＯ系ガラスやＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスが好ましく用いられる。

【0041】

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。

【0042】

波長変換基板２１における無機蛍光体粉末の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１質量％〜９５質量％であることが好ましく、１０質量％〜９０質量％であることがより好ましく、５０質量％〜９０質量％であることが特に好ましい。図２に示すように、波長変換基板の、発光素子１０とは反対側の第２の主面２１ｂの上には、金属または合金からなる反射層２４が形成されている。このため、本実施形態では、励起光Ｌ０のうち、波長変換基板２１により吸収されなかった光や、波長変換基板２１において生じた蛍光のうち、反射層２４側に出射された光は、反射層２４によって、発光素子１０側に反射される。よって、励起光Ｌ０が波長変換基板２１に入射すると、励起光Ｌ０を吸収した無機蛍光体粉末が発する蛍光Ｌ１と、励起光Ｌ０の反射光Ｌ２とが波長変換基板２１の第１の主面２１ａから発光素子１０側に向けて出射される。よって、図１に示す波長変換基板２１から発光素子１０側に出射する光Ｌ３は、蛍光Ｌ１と反射光Ｌ２との合成光となる。従って、発光素子１０として青色光を出射するＬＥＤを用い、青色光を吸収し、黄色光を発光する波長変換素子２０を用いることにより、例えば、液晶ディスプレイの光源として有用な白色光光源１を実現することができる。なお、合成光Ｌ３は、ダイクロイックミラー１１により反射されることにより、発光素子１０とは異なる方向に取り出される。

【0043】

反射層２４の材質は、励起光Ｌ０を反射できる金属または合金であれば特に限定されない。反射層２４の形成に好ましく用いられる金属及び合金としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ及びＴｉからなる群から選ばれた金属や、Ａｇ−Ｐｄ合金などの、これらの金属のうちの少なくとも一種の金属を含む合金が挙げられる。なかでも、反射層２４は、ＡｇやＡｌなどの金属またはＡｇ及びＡｌのうちの少なくとも一種を含む合金により形成されていることが好ましい。その場合、反射層２４の光反射率を高くでき、光源１から出射される合成光Ｌ３の強度を高めることができる。以下、本実施形態では、反射層２４がＡｇにより形成されている例について説明する。

【0044】

なお、反射層２４の厚みは、励起光Ｌ０を好適に反射できる厚みである限りにおいて特に限定されない。反射層２４の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度とすることができる。反射層２４の厚みが薄すぎると、励起光Ｌ０の反射率が低くなりすぎる場合がある。一方、反射層２４の厚みが厚すぎると、膜応力の増加や表面散乱の影響が生じる場合がある。

【0045】

一方、波長変換基板２１の第１の主面２１ａの上には、反射抑制層２２が形成されている。この反射抑制層２２の膜厚を調整することで、第１の主面２１ａから入射しようとする励起光Ｌ０の第１の主面２１ａにおける反射が抑制される。また、蛍光Ｌ１や反射光Ｌ２の第１の主面２１ａにおける反射も抑制される。その結果、励起光Ｌ０の利用効率を高めることができ、合成光Ｌ３の強度を高めることができる。

【0046】

反射抑制層２２は、第１の主面２１ａにおける励起光Ｌ０の反射を抑制できるものであれば特に限定されない。反射抑制層２２は、例えば、図３に示すように、低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとが交互に積層された積層体により構成することができる。ここで、低屈折率層２２Ｌは、相対的に屈折率が低い層である。低屈折率層２２Ｌは、例えば、酸化ケイ素、フッ化マグネシウムなどにより形成することができる。高屈折率層２２Ｈは、相対的に屈折率が高い層である。高屈折率層２２Ｈは、例えば、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ハフニウムなどにより形成することができる。なお、高屈折率層２２Ｈの屈折率と、低屈折率層２２Ｌの屈折率とは、０．１以上異なることが好ましい。低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとの総数は、特に限定されないが、例えば、２〜５０程度であることが好ましく、４〜２０程度であることがより好ましく、４〜１０程度であることがさらに好ましい。低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとの総数が少なすぎると、反射抑制効果が十分に得られなくなる場合がある。一方、低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとの総数が多すぎると、膜応力が大きくなり、剥がれやすくなる場合がある。また、低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとの形成に要する時間が長くなりすぎる場合がある。

【0047】

低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとのそれぞれの厚みは、反射を抑制しようとする波長に応じて適宜設定することができる。低屈折率層２２Ｌと高屈折率層２２Ｈとのそれぞれの厚みは、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。

【0048】

反射層２４と波長変換基板２１の間には、密着層２３が形成されている。密着層２３は、反射層２４との密着強度が、反射層２４と波長変換基板２１との密着強度よりも高く、かつ波長変換基板２１との密着強度が、反射層２４と波長変換基板２１との密着強度よりも高い層である。従って、この密着層２３により、反射層２４と波長変換基板２１との密着強度が高められている。密着層２３は、反射層２４と波長変換基板２１との密着強度を向上可能なものである限りにおいて特に限定されない。密着層２３は、例えば、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化銅、チタン、クロム、クロムを含む合金などにより形成することができる。クロムを含む合金の具体例としては、ＮｉＣｒ合金が挙げられる。

【0049】

なお、密着層２３が酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化銅などの酸化物からなる場合は、密着層２３の厚みは、例えば、５ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。密着層２３が薄すぎると、密着強度の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、密着層２３が厚すぎると、膜応力の増加により剥がれが生じる場合がある。特に、酸化クロム、酸化銅の場合には、密着層２３が厚すぎると、密着層２３による光吸収が大きくなりすぎ、反射光の強度が低下してしまう場合がある。

【0050】

密着層２３がチタン、クロム、クロムを含む合金などの金属や合金からなる場合は、密着層２３の厚みは、例えば、１０ｎｍ以下であることが好ましい。密着層２３が厚すぎると、密着層２３による光吸収が大きくなりすぎ、反射光の強度が低下してしまう場合がある。一方、密着層２３が薄すぎると、密着強度の向上効果が十分に得られない場合がある。このため、密着層２３がチタン、クロム、クロムを含む合金などの金属や合金からなる場合は、密着層２３の厚みは、例えば、０．１ｎｍ以上であることが好ましい。

【0051】

また、密着強度が高いＡｌを反射層２４として用いる場合は、反射層（Ａｌ）と波長変換基板２１との間には密着層２３を形成しなくてもよい。

【0052】

反射層２４の上には、バリア層２５を介して、ＡｕまたはＡｕを含む合金、もしくは、ＳｎまたはＳｎを含む合金からなり、半田濡れ性の高い半田固定層２６が積層されている。そして、半田固定層２６が、Ｓｎ合金などの各種半田により形成されている半田層１３により筐体１２に接合されている。ここで半田固定層２６は、半田層１３による接合強度を高めるための層である。半田固定層２６の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。半田固定層２６の厚みが薄すぎると、濡れ性が低下する場合がある。一方、半田固定層２６の厚みが厚すぎると、生産性が低下する場合がある。

【0053】

バリア層２５は、Ｎｉ、ＮｉＣｒ合金からなるＮｉＣｒ合金層、ＰｔからなるＰｔ層、またはＰｄからなるＰｄ層により構成されている。このバリア層２５により、半田による接合時に、半田により反射層２４が損傷することを効果的に抑制することができる。バリア層２５の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。バリア層２５の厚みが薄すぎると、バリア効果が十分に得られず、反射層２４が損傷する場合がある。一方、バリア層２５の厚みが厚すぎると、膜応力により半田固定層２６に割れが生じる場合がある。

【0054】

なお、バリア層２５をＮｉＣｒ合金により形成する場合、ＮｉとＣｒとのモル比（Ｎｉ／Ｃｒ）は、５０以上１００未満とすることができる。

【0055】

以上説明したように、本実施形態では、金属または合金からなる反射層２４が設けられている。このため、以下の実施例及び比較例によっても裏付けられるように、光源１の使用中における合成光Ｌ３の強度低下を効果的に抑制することができる。この効果が得られる理由は、金属または合金からなり、熱伝導率の高い反射層２４を第２の主面の上に形成することにより、波長変換基板２１の温度上昇に伴う熱消光が抑制されたためであると考えられる。特に、本実施形態では、反射層２４の上に、金属または合金からなり、熱伝導率の高いバリア層２５や半田固定層２６及び半田層１３が形成されている。このため、放熱性がより高くなっており、波長変換基板２１の温度上昇に伴う熱消光がより効果的に抑制されたものと考えられる。

【0056】

また、熱消光のより効果的な抑制を図る観点からは、筐体１２は、金属や合金などの熱伝導率の高い材料からなるものであることが好ましい。半田層１３に換えて、例えば無機接着剤の硬化物からなる無機接着層を設けてもよい。この場合は、バリア層２５及び半田固定層２６を設ける必要は必ずしもない。

【0057】

この本実施形態の効果は、発光素子１０の種類に関わらず得られるものであると考えられるが、高出力のＬＥＤやレーザー素子などの発熱しやすい半導体発光素子１０が用いられており、波長変換基板２１の温度が上昇しやすい場合により顕著に奏されるものと考えられる。

【0058】

なお、この波長変換基板２１の第２の主面２１ｂの上に金属または合金からなり、光透過率の低い反射層２４を形成することは、波長変換素子２０を、透過型ではなく、反射型にすることによって初めて実現されることである。

【0059】

上記実施形態では、波長変換基板２１が、ガラス及び無機蛍光体粉末という無機材料からなる場合について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、有機材料からなる蛍光体粉末を用いてもよいし、蛍光体粉末の分散媒をセラミックスや有機樹脂にしてもよい。

【0060】

上記実施形態では、ダイクロイックミラー１１を用いて合成光Ｌ３を取り出す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。例えば、発光素子１０を、波長変換基板２１に対して励起光Ｌ０が斜めに入射するように配置し、ダイクロイックミラー１１を用いずに光源を構成してもよい。

【0061】

以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例や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共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。

【0062】

（変形例）
図４は、本変形例に係る光源の模式図である。図４に示すように、本変形例では、筐体１２の表面１２ａに凹部１２ｂが形成されている。波長変換素子２０は、その凹部１２ｂ内に配置されている。波長変換素子２０の表面２０ａは、筐体１２の表面１２ａと面一である。よって、本変形例では、波長変換素子２０の側面が筐体１２により覆われている。このため、波長変換素子２０の側面からの光の出射が抑制されている。よって、波長変換素子２０の表面２０ａから出射する光の強度を高めることができる。従って、出射光Ｌ３の強度を高めることができる。

【0063】

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。本実施形態の液晶用バックライトユニット２は、液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられるものである。

【0064】

液晶用バックライトユニット２は、光源１ａと、導光体３０とを備えている。光源１ａは、発光素子１０と、ダイクロイックミラー１１と、半田層１３により筐体１２に取り付けられた波長変換素子２０とを有する。光源１０から出射された励起光Ｌ０は、ダイクロイックミラー１１により波長変換素子２０に導かれる。一方、蛍光と反射光との合成光である光Ｌ３は、ダイクロイックミラー１１を透過する。ダイクロイックミラー１１を透過した光Ｌ３は、導光体３０の側面３０ａから入射する。導光体３０に入射した光は、導光体３０内を導光され、主面３０ｂから面状光Ｌ４として出射される。

【0065】

本実施形態においても、金属または合金からなる反射層が設けられている。このため、液晶用バックライトユニット２の使用中における合成光Ｌ３の強度低下を効果的に抑制することができる。

【0066】

（第３及び第４の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。図７は、第４の実施形態に係る液晶用バックライトユニットの模式図である。

【0067】

第３及び第４の実施形態の液晶用バックライトユニット２ａ、２ｂは、上記第２の実施形態の液晶用バックライトユニット２と、光源の構成においてのみ異なる。図６及び図７に示すように、第３及び第４の実施形態において用いられている光源１ｂ、１ｃは、ダイクロイックミラー１１を有さない。第３及び第４の実施形態においては、発光素子１０からの出射光Ｌ０が直接波長変換素子２０に入射し、波長変換素子２０から出射された光Ｌ３が導光体３０の側面３０ａに直接入射するように発光素子１０及び波長変換素子２０が配置されている。

【0068】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0069】

（実施例）
まず、ホウケイ酸系ガラスからなるガラス粉末８５質量％に対し、ＣａＳ：Ｃｅ^３＋の蛍光体粉末１５質量％を添加し、混合した後、焼成し、厚み０．２ｍｍの波長変換基板を作製した。

【0070】

次に、作製した波長変換基板の一方の表面に、低屈折率層が酸化ケイ素からなり、高屈折率層が酸化タンタルからなる厚さ２５０ｎｍの反射抑制層を形成した。

【0071】

さらに、反射抑制層を形成した反対側の表面に、厚さが１３４ｎｍとなるように、酸化アルミニウムの密着層を形成した後、密着層の上に、厚さ２００ｎｍとなるように、Ａｇからなる反射層を形成した。続いて、反射層の上に、厚さ５００ｎｍとなるように、ＮｉＣｒ合金からなるバリア層を形成した後、バリア層上に、厚さ３００ｎｍとなるように、Ａｕからなる半田固定層を形成して波長変換素子（反射型）を作製した。

【0072】

作製した波長変換素子と金属からなる筐体とを半田を用いて接合した後、反射抑制層を形成した側の表面に光が照射されるように波長変換素子を配置したものを、電流３０ｍＡで操作したレーザー光（波長４４０ｎｍ〜４５０ｎｍ）を３０分間連続照射し、照射開始直後及び照射開始から３０分後の波長変換基板で変換されて出てくる光の強度を測定し、時間経過に伴う発光強度の低下量を評価した。また、目視で、破損がないかを確認した。その結果、本実施例における波長変換素子の発光強度の低下量は１５％と小さいものであった。また、波長変換素子及びその周辺に破損は認められなかった。

【0073】

（比較例）
実施例と同じ方法で作製した波長変換素子を、反射抑制層を形成した側の表面に光が照射されるようにエポキシ樹脂を用いて筐体と接着した後、実施例と同様の評価を行った。その結果、照射開始から約２０分後に波長変換素子に破損が生じた。

【符号の説明】

【0074】

１、１ａ〜１ｃ…光源
２、２ａ、２ｂ…液晶用バックライトユニット
１０…発光素子
１１…ダイクロイックミラー
１２…筐体
１２ａ…筐体の表面
１２ｂ…凹部
１３…半田層
２０…波長変換素子
２０ａ…波長変換素子の表面
２１…波長変換基板
２１ａ…第１の主面
２１ｂ…第２の主面
２２…反射抑制層
２２Ｈ…高屈折率層
２２Ｌ…低屈折率層
２３…密着層
２４…反射層
２５…バリア層
２６…半田固定層
３０…導光体
３０ａ…導光体の側面
３０ｂ…導光体の主面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】