(57)【要約】【課題】使用材料の制約を低減させると共に、演色性を向上させた白色光を発光できるようにした発光装置及び色補正シートを提供する。【解決手段】発光装置１は、光源手段２として、青色光を放射する青色ＬＥＤチップに黄色蛍光体を含有する色変換部を設置した二波長型の白色ＬＥＤチップ５を有する。白色ＬＥＤチップ５から間隙を開けて色補正シート３を設けた。色補正シート３は、青色ＬＥＤチップに近い側から遠い側に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体を含む第一層９と、波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体を含む第二層１０と、紫外線吸収剤を添加した第三層１１とを光透過性樹脂層で順次形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光を放射する青色ＬＥＤ光源を有していて白色光を出射する光源手段と、前記青色ＬＥＤ光源から間隙を開けて設けられた色補正シートとを備えており、
前記色補正シートは、前記青色ＬＥＤ光源に近い側に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、前記青色ＬＥＤ光源から遠い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体とを、光透過性樹脂層内にそれぞれ含有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記光源手段は、前記青色ＬＥＤ光源と、該青色ＬＥＤ光源に配置された黄色蛍光体、または緑色蛍光体及び赤色蛍光体と、を有する請求項１に記載された発光装置。
【請求項３】
青色光を放射する青色ＬＥＤ光源を有している光源手段と、前記青色ＬＥＤ光源から間隙を開けて設けられた色補正シートとを備えており、
前記色補正シートは、前記青色ＬＥＤ光源に近い側に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、前記青色ＬＥＤ光源から遠い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、前記第一の蛍光体よりも更に前記青色ＬＥＤ光源に近い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第三の蛍光体とを、光透過性樹脂層内にそれぞれ含有することを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記第一の蛍光体の発光波長は前記第二の蛍光体の発光波長より大きく設定されている請求項１乃至３のいずれかに記載された発光装置。
【請求項５】
前記第一の蛍光体は赤色蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載された発光装置。
【請求項６】
前記第二の蛍光体は黄色蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載された発光装置。
【請求項７】
前記第三の蛍光体は黄色蛍光体であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載された発光装置。
【請求項８】
前記色補正シートは光の入射側と出射側の少なくとも一方の表面にレンズ群を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された発光装置。 
【請求項９】
前記色補正シートは光の入射側と出射側の少なくとも一方の表面に凹凸が付与されており、該凹凸は表面粗度Ｒz(JIS B 0601-1994に規定される十点平均粗さ)が３μm〜１００μmの範囲にあり且つ表面拡散がＨｚ値で２０〜９５%の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された発光装置。
【請求項１０】
前記色補正シートにおいて、前記第一の蛍光体の体積含有率より第二蛍光体の体積含有率の方が大きく設定されている請求項１から請求項９のいずれかに記載された発光装置。
【請求項１１】
白色ＬＥＤ光源から放射される光を透過して白色光を出射するための色補正シートであ
って、
前記白色ＬＥＤ光源に近い側に含有されていて波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、前記白色ＬＥＤ光源から遠い側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、が光透過性樹脂層内にそれぞれ設けられていることを特徴とする色補正シート。
【請求項１２】
青色ＬＥＤ光源から放射される光を透過して白色光を出射するための色補正シートであ
って、
前記青色ＬＥＤ光源に近い側に含有されていて波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、前記青色ＬＥＤ光源から遠い側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、前記第一の蛍光体よりも更に前記青色ＬＥＤ光源側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第三の蛍光体と、が光透過性樹脂層内にそれぞれ設けられていることを特徴とする色補正シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色補正シートと、この色補正シートを含むフラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるＬＥＤチップを用いた表示装置、照明装置、ディスプレイ装置等の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色ＬＥＤとして、青色光を放射する青色ＬＥＤチップと、この青色ＬＥＤチッ
プが放射する青色光を吸収して、緑色光、黄色光、赤色光等を発光する蛍光体を含有する色変換部とを備えることで白色光を発光するものが知られている。
一般に、白色ＬＥＤにおいて、色変換部はＬＥＤ実装部に設けられ、青色ＬＥＤチップ
や紫外ＬＥＤチップ上に直接配置されている。このような構成において色変換部は各ＬＥＤチップの発熱による熱に晒されることになり劣化する。また、色変換部に含まれる蛍光体も、高エネルギーの紫外光や青色光、ＬＥＤチップの発熱による熱に晒されて、劣化や温度消光という問題が発生し、使用可能な材料への制約が非常に大きいという問題がある。
さらに光源装置として複数個のＬＥＤチップを配列したＬＥＤユニットを設けた発光装置の場合には、ＬＥＤチップ毎に色変換部を配置するため、ＬＥＤ光源毎に色のばらつきが発生するという問題がある。また、紫外光や青色光のような短波長にて指向性の強い発光を有するＬＥＤチップを光源として使用することで、蛍光灯を用いた照明装置と演色性が大きく異なることが問題となっている。
【０００３】
ＬＥＤチップと色変換部を組み込んだ複数個のＬＥＤユニットを備えた発光装置において、ＬＥＤチップ毎の色ずれ、ＬＥＤチップから発生する熱や光による色変換部や蛍光体の劣化を改善するために、特許文献１及び２に記載された発光装置が提案されている。
これらの発光装置では、青色光を発光する青色ＬＥＤチップや紫外光を発光する紫外ＬＥＤを有する複数個の光源装置と、これら青色ＬＥＤや紫外ＬＥＤから離間した位置に配設されていて蛍光体を含有する白色変換シートとを備えている。これらの発光装置によれば、蛍光体や白色変換シートがＬＥＤ光源の熱による影響を受けずに白色光を作り出すことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４１７０６号公報
【特許文献２】特開２００８−５３５９０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、上述した発光装置では、上述した紫外光や青色光のような短波長で指向
性の強い発光を生じる紫外ＬＥＤや青色ＬＥＤを光源として使用するため、蛍光灯を用いた照明装置と比較して演色性が大きく異なるという問題がある。また、これらの発光装置を例えば照明装置等に用いた場合、外光の紫外線によって白色変換シート内に含まれる蛍光体の劣化を生じるという問題も改善されていない。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、使用材料の制約を低減させる
とともに、演色性を向上させた白色光を発光できるようにした発光装置及び発光装置等に用いられる色補正シート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】
【０００７】
本発明による発光装置は、青色光を放射する青色ＬＥＤ光源を有していて白色光を出射
する光源手段と、青色ＬＥＤ光源から間隙を開けて設けられた色補正シートとを備えており、色補正シートは、青色ＬＥＤ光源に近い側に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、青色ＬＥＤ光源から遠い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体とを、光透過性樹脂層内にそれぞれ含有することを特徴とする。
本発明によれば、青色ＬＥＤから発光する青色光が光源手段で白色光に変換され、この白色光は色補正シート内に入射して第一の蛍光体に吸収されて例えば赤色光を発光し、更に一部の青色光は第二の蛍光体に吸収されて例えば黄色光または緑色光を発光することで、青色光と赤色光と黄色光または緑色光との混色によって白色光として出射する。赤色光を発光することで色補正シートから発光する白色光の演色性を向上できると共に、色補正シートは青色ＬＥＤ光源から離間しているために光源の熱による劣化を抑制できて使用材料の制約を低減できる。
【０００８】
なお、光源手段は、青色ＬＥＤ光源と、青色ＬＥＤ光源に配置された黄色蛍光体、または緑色蛍光体及び赤色蛍光体と、を有することが好ましい。
青色ＬＥＤ光源から出射する青色光の一部が黄色蛍光体で吸収されて黄色光が発光し、青色光と黄色光との組合せで擬似的な白色光を発光できる。或いは青色ＬＥＤ光源から出射する青色光の一部が緑色蛍光体及び赤色蛍光体に吸収されて緑色光と赤色光が発光することで混色によって白色光を出射できる。
【０００９】
また、本発明による発光装置は、青色光を放射する青色ＬＥＤ光源を有している光源手段と、青色ＬＥＤ光源から間隙を開けて設けられた色補正シートとを備えており、色補正シートは、青色ＬＥＤ光源に近い側に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、青色ＬＥＤ光源から遠い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、第一の蛍光体よりも更に青色ＬＥＤ光源に近い側に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第三の蛍光体とを、光透過性樹脂層内にそれぞれ含有することを特徴とする。
本発明による発光装置によれば、青色ＬＥＤ光源から出射する青色光を色補正シートの最も光源手段側の第三の蛍光体に入射することで、第三の蛍光体を構成する例えば黄色蛍光体または緑色蛍光体に吸収されて黄色光または緑色光を発光し、第三の蛍光体に吸収されない青色光と混色して擬似的な白色光になる。この白色光が第一の蛍光体に吸収されて赤色光を発光し、更に一部の青色光は第二の蛍光体に吸収されて例えば黄色光または緑色光を発光することで、青色光と赤色光と黄色光または緑色光との混色によって白色光として出射する。赤色光を発光することで白色光の演色性を向上できると共に、色補正シートは青色ＬＥＤ光源の熱による劣化を抑制できる。
【００１０】
また、第一の蛍光体の発光波長は第二の蛍光体の発光波長より大きく設定されているから、第一の蛍光体と第二の蛍光体でそれぞれ吸収されて発光する光が異なる色を発光できる。
第一の蛍光体は赤色蛍光体であることが好ましく、これにより白色光の演色性を向上させることができる。
そして、第二の蛍光体は黄色蛍光体または緑色蛍光体であることが好ましく、第一の蛍光体よりも光の進行方向前方側に第二の蛍光体を配置することで、第二の蛍光体から発光する黄色光または緑色光が第一の蛍光体で吸収されるのを防止できる。
また、第三の蛍光体は黄色蛍光体であることが好ましく、青色ＬＥＤ光源から発光する青色光と混色して擬似的な白色光を発光し、色補正シートの第一の蛍光体に入射させることができる。
【００１１】
また、色補正シートは光の入射側と出射側の少なくとも一方の表面にレンズ群を有する
ことが好ましい。
色補正シートの入射面にレンズ群を配設した場合には光源から入射する光量の取り込み効率を向上させることができ、出射側のレンズ群を配設した場合には正面輝度を向上させることができる。しかも、光源からの光の利用効率を向上させることができる。 
また、色補正シートは光の入射側と出射側の少なくとも一方の表面に凹凸が付与されており、該凹凸は表面粗度Ｒz(JIS B 0601-1994に規定される十点平均粗さ)が３μm〜１００μmの範囲にあり且つ表面拡散がＨｚ値で２０〜９５%の範囲にあることが好ましい。
色補正シートの入射側と出射側の少なくとも一方の表面に凹凸を形成することで、表面に傷が生じた際に透過する光を拡散できるから視認性を低下させ、外光の反射を抑制できる。
【００１２】
色補正シートには紫外線吸収剤が添加されていることが好ましく、これにより外部から紫外線が色補正シートに照射されても蛍光体の劣化や輝度の変化を抑制できる。
また、色補正シートにおいて、第一の蛍光体の体積含有率より第二蛍光体の体積含有率の方が大きいことが好ましい。この場合、演色性を向上できる。第一の蛍光体の吸収波長が第二の蛍光体の発光波長に相当するため、第一の蛍光体と比較して第二蛍光体の含有量が多くないと十分な赤色等を得ることができない。
また、色補正シート内には微粒子または気泡のいずれかの光拡散要素が含まれていてもよい。
光拡散要素を色補正シート内に分散配置させることで、色ズレを低減できると共に、表面の傷やシート自体の着色の視認性を低下させることができる。しかも、光拡散要素を付与することで、青色ＬＥＤ光源からの光の強い指向性を緩和することが可能となるため、視覚への刺激を低減させながら、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００１３】
本発明による色補正シートは、白色ＬＥＤ光源から放射される光を透過して白色光を出射するための色補正シートであって、白色ＬＥＤ光源に近い側に含有されていて波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、白色ＬＥＤ光源から遠い側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、が光透過性樹脂層内にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
白色ＬＥＤ光源から出射する白色光は、色補正シート内の第一の蛍光体に吸収されて発光することで演色性を向上できると共に第二の蛍光体に吸収されて発光することで白色光を出射させることができる。
【００１４】
本発明による色補正シートは、青色ＬＥＤ光源から放射される光を透過して白色光を出
射するための色補正シートであって、青色ＬＥＤ光源に近い側に含有されていて波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第一の蛍光体と、青色ＬＥＤ光源から遠い側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第二の蛍光体と、第一の蛍光体よりも青色ＬＥＤ光源側に含有されていて波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内に発光ピークを有する第三の蛍光体と、が光透過性樹脂層内にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
青色ＬＥＤ光源から出射する青色光は第三の蛍光体に吸収されて発光することで擬似的
な白色光に変換されて出射し、この白色光が第一の蛍光体に吸収されて発光することで演色性を向上できると共に第二の蛍光体に吸収されて発光することで白色光を出射させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による発光装置によれば、青色ＬＥＤから発光する青色光が光源手段で白色光に変換され、この白色光は色補正シート内に入射して第一の蛍光体に吸収されて例えば赤色光を発光し、更に一部の青色光は第二の蛍光体に吸収されて例えば黄色光または緑色光を発光することで、青色光と赤色光と黄色光または緑色光との混色によって白色光を出射でき、波長５５０〜６５０ｎｍに発光ピークを有する第一の蛍光体で発光することで色補正シートから発光する白色光の演色性を向上できると共に、色補正シートは青色ＬＥＤを含む光源手段から離間しているために光源の熱による光透過性樹脂層や第一及び第二の蛍光体の劣化を抑制できて、第一及び第二の蛍光体の温度消光を抑制できる。そのため、色補正シートの使用材料の制約を低減できる。
また、本発明による発光装置によれば、青色ＬＥＤから発光する青色光が、色補正シート内に入射して第三の蛍光体で白色光に変換された後に、第一の蛍光体及び第二の蛍光体に順次吸収されて例えば赤色光と黄色光または緑色光を発光することで白色光を出射でき、第一の蛍光体で発光することで色補正シートから発光する白色光の演色性を向上できると共に、色補正シートは青色ＬＥＤを含む光源手段から離間しているために光源の熱による光透過性樹脂層や第一乃至第三の蛍光体の劣化を抑制できて、第一乃至第三の蛍光体の温度消光を抑制できる。そのため、色補正シートの使用材料の制約を低減できる。
また、本発明による色補正シートは、光源側に比較的長波長の第一の蛍光体を含有させたから、出射する白色光の演色性を向上できると共に、色補正シートは光透過性樹脂で形成されていて成形性に優れているので色補正シートやこれを含む発光装置の形状の自由度も向上する。
また、本発明による色補正シートは、光源側に比較的短波長の第三の蛍光体を含有することで出射光を白色光に変換でき、次いで比較的長波長の第一の蛍光体を含有させたから白色光の演色性を向上できる。また、光透過性樹脂で形成されていて成形性に優れているので色補正シートやこれを含む発光装置の形状の自由度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図２】図１に示す発光装置のＬＥＤ光源と色補正シートとを示す部分拡大図である。
【図３】本発明の第二実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図４】図３に示す発光装置のＬＥＤ光源と色補正シートとを示す部分拡大図である。
【図５】本発明の第三実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図６】本発明の第四実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図７】本発明の第五実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図８】本発明の第六実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【図９】本発明の第七実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の第一実施形態による発光装置と色補正シートを示した要部構成図である。
図１に示す第一実施形態としての発光装置１は光源手段２と色補正シート３とが所定の間隔、例えば光源手段２からの出射光を他の色の光に変換し得る間隙を開けて対向して配設されている。
光源手段２は、シート状の基板４上に白色ＬＥＤチップ５からなる白色ＬＥＤ光源が所定間隔で複数配列されている。これら白色ＬＥＤチップ５は、図２に示すように、青色ＬＥＤ光源である青色ＬＥＤチップ６と黄色光を発光する黄色発光体を含有する色変換部７とを備えている二波長型白色ＬＥＤである。白色ＬＥＤチップ５では、青色ＬＥＤチップ６から発光する青色光の一部を色変換部７に含む黄色発光体によって吸収して励起し、青色光と黄色光とによって擬似的な白色光となって白色ＬＥＤチップ５から発光することになる。
【００１８】
色補正シート３は、所定の間隙を隔てて白色ＬＥＤチップ５に対向して配設されている。色補正シート３は少なくとも二層以上のシート状の層が積層されてなり、本実施形態では三層で構成されている。色補正シート３の各層は光透過性樹脂で形成されている。
即ち、この色補正シート３は、図１及び図２に示すように、光源手段２側から波長５５０〜６５０nmに発光ピークを有する第一の蛍光体が１種類以上含有された第一層９と、波長４５０nm〜５５０nmに発光ピークを有する第二の蛍光体が１種類以上含有された第二層１０と、例えば紫外線吸収剤が含有された第三層１１とが積層されて構成されている。第一の蛍光体は第一層９内に均一な濃度で分散されている。同様に第二の蛍光体も第二層１０内に均一な濃度で分散され、紫外線吸収剤も第三層１１内に均一な濃度で分散されている。
第一の蛍光体の波長は第二の蛍光体の波長より長波長に設定されている。第一の蛍光体は例えば赤色蛍光体を含み、第二の蛍光体は黄色蛍光体または／及び緑色蛍光体を含んでいる。
【００１９】
また、より短波長に発光ピークを有する第二の蛍光体の含有量が第一の蛍光体の含有量より多いことが好ましく、発光装置１における発光効率と演色性の向上に寄与する。色補正シート３は各層がそれぞれ同一の樹脂材料である光透過性樹脂で形成されているが、異なった材質の樹脂から形成されてもよい。
また、本実施形態による発光装置１の光源手段２における白色ＬＥＤチップ５や青色ＬＥＤチップ６は、５００ｎｍよりも短波長の発光ピークを有するものであれば任意のものを用いることが可能である。
【００２０】
色補正シート３内において、色補正シート３の総体積をＣとし、５５０〜６５０nmに発光ピークを有する第一の蛍光体の総体積をＶａとした場合、第一の蛍光体の色補正シート３における総体積含有率Ｖ1＝Ｖａ／Ｃとなる。また、４５０〜５５０nmに発光ピークを有する第二の蛍光体の総体積をＶｂとした場合、第二の蛍光体の色補正シート３における総体積含有率Ｖ２＝Ｖｂ／Ｃとなる。
そして、第一の蛍光体の総体積含有率Ｖ１と第二の蛍光体の総体積含有率Ｖ２との関係は、Ｖ１＜Ｖ２の関係にあることが望ましい。しかも、Ｖ１＋Ｖ２≦４０％であることが望ましい。これにより、長波長で発光する第一の蛍光体の体積含有率であるＶ１が第二の蛍光体の体積含有率Ｖ２と比較して小さいことで、色補正シート３から出射する白色光の演色性を向上できる。
一方、Ｖ１＋Ｖ２＞４０％の場合では、色補正シート３自体への着色と青色光のロスが非常に大きくなってしまうという不具合が発生する。
【００２１】
なお、第一及び第二の蛍光体の材質は、上述した吸収波長を有するものであれば任意のものを使用することが可能であるが、望ましくは有機金属化合物である。
一方、色補正シート３の材質はアクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル／スチレン系共重合樹脂等の光透過性樹脂であり、これらは光透過性が高く、耐衝撃性を有する。そのため、第一及び第二の蛍光体の材質として上述した有機金属化合物を用いると混練や分散性が向上する。
【００２２】
色補正シート３の第三層１１に添加されている紫外線吸収剤は、例えばベンゾトリアゾール系、ヒドロキシフェニルトリアジン系、ヒンダードアミン系等の任意の有機紫外線吸収剤を用いることが可能である。これらの紫外線吸収剤が樹脂層に混練され、分散されてなる。
なお、紫外線吸収剤は外光が直接入射する第三層１１に含有されているが、第一層９や第二層１０にも含有されていてもよく、いずれの場合でも紫外線吸収効果を発揮できる。
【００２３】
また、色補正シート３の厚みtは５０μｍ≦t≦１０ｍｍであり、光源手段２の形状によって任意の形状を付与することが可能である。厚みｔ＜５０μmの場合には剛性が不足し、色補正シート３を多層にて成形する場合に成形性が非常に落ちるといった問題がある。また、厚みt＞１０ｍｍの場合には表面形状のコントロールが非常に困難になるという問題がある。
光源手段２の形状やサイズによって、より剛性が必要な場合などには色補正シート３を樹脂、ガラス等の基材と貼り合わせて剛性を増大させて使用することもできる。
【００２４】
本実施形態による発光装置１は上述の構成を備えているから、光源手段２における二波長型の白色ＬＥＤチップ５では、青色ＬＥＤ光源の青色ＬＥＤチップ６から青色光が出射されると、青色光の一部が白色ＬＥＤチップ５内で色変換部７の黄色蛍光体に吸収されて黄色光が発光する。そして、この黄色光と色変換部７に吸収されずに透過した青色光との混色によって疑似的な白色光となって白色ＬＥＤチップ５の光源から発光する。
この場合、白色ＬＥＤチップ５内の色変換部７の黄色蛍光体は耐熱性が比較的高いために、高エネルギーの青色光によって劣化したり温度消失したりすることを抑制できる。
【００２５】
そして、光源手段２である白色ＬＥＤチップ５から放射された白色光は、所定距離離間した色補正シート３に入射する。色補正シート３では、最も光源手段２側の第一層９内に波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに発光ピークを持つ第一の蛍光体が均一濃度で含有されているから、第一の蛍光体である赤色蛍光体によって白色光の一部が吸収されて赤色光を放出する。この赤色光によって色補正シート３から出射する白色光の演色性を高めることができる。
第一層９に入射する白色光のうち黄色光は赤色光よりも短波長であるため第一の蛍光体の赤色蛍光体に吸収されるが、第二層１０内に波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍに発光ピークを持つ第二の蛍光体の黄色蛍光体（または緑色蛍光体）が均一濃度に含有されているために、白色光の一部が第二の蛍光体である黄色蛍光体（または緑色蛍光体）によって吸収されて緑色と赤色の中間色である黄色光（または緑色光）が発光する。
【００２６】
そのため、青色光と赤色光と黄色光とが混色することで、白色光が得られる。しかも、第二の蛍光体の赤色光によって演色性の高い白色光が色補正シート３から出射する。特に、本実施形態による発光装置１では、色補正シート３の第一層９に含まれる第一の蛍光体としての赤色蛍光体が第二層１０に含まれる第二の蛍光体である黄色蛍光体よりも含有率が小さいために、発光効率と演色性を向上させることができる。
なお、第一の蛍光体である赤色蛍光体の吸収波長が第二の蛍光体である黄色蛍光体または緑色蛍光体の発光波長に相当するため、赤色蛍光体と比較して黄色または緑色蛍光体の含有量が多くないと十分な赤色等を得ることができない。
【００２７】
上述のように本実施形態による発光装置１によれば、色補正シート３が複数個の白色ＬＥＤチップ５に対向して所要の間隙をおいて配置されているので、色のばらつきや、熱による光透過性樹脂および第一及び第二の蛍光体の劣化、ならびにこれら蛍光体の温度消光を抑制することができる。
また、白色光が入射する色補正シート３内には、光源である白色ＬＥＤチップ５側の第一層９内に第一の蛍光体である赤色蛍光体が含有されているから、白色光の演色性を高めることができる。更に、第一層９より白色ＬＥＤチップ５から遠い第二層１０に第二の蛍光体として黄色蛍光体を含有させたことで、白色ＬＥＤチップ５内の色変換部７内の黄色蛍光体から出射する短波長の黄色光が第一の蛍光体に吸収されても、第二の蛍光体によって黄色光を発光させることができるから、青色光と赤色光と黄色光が組み合わされて白色光が得られる。
【００２８】
また、色補正シート３の第三層１１等に紫外線吸収剤を添加したことで、外光による紫外線が入射して蛍光体や光透過性樹脂層を劣化させることを抑制できる。また色補正シート３は光透過性樹脂等の樹脂層から成り、成形性に優れているので発光装置１の形状の自由度を向上できる。
【００２９】
次に、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した第一実施形態と同一または
同様な部材、部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
図３及び図４は本発明の第二実施形態による発光装置を示した要部構成図である。
本第二実施形態による発光装置１５は、第一実施形態と同様に光源手段２と色補正シート１６とが所要の間隙を開けて対向配置されている。本実施形態において、光源手段２は基板４上に複数の青色ＬＥＤチップ６が青色ＬＥＤ光源として所定間隔で配列されて構成されている。  
色補正シート１６は、第一実施形態の色補正シート３と同様に三層の光透過性樹脂層で構成され、青色ＬＥＤチップ６に最も近い層を補正層１７として波長４５０〜５５０ｎｍに発光ピークを有する第三の蛍光体、例えば黄色蛍光体が含有されている。補正層１７に続く第一層１８には第一実施形態における波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに発光ピークを有する第一の蛍光体、例えば赤色蛍光体が含有されており、第一層１８に続く第二層１９には補正層１７と同一の第二の蛍光体、例えば黄色蛍光体または緑色蛍光体が含有されている。
そして、色補正シート１６の補正層１７、第一層１８、第二層１９には紫外線吸収剤が添加されている。これら第一及び第二の蛍光体、紫外線吸収剤は均一濃度で分散して含有されている。
【００３０】
本実施形態による発光装置１５は上述の構成を備えているから、光源手段２の青色ＬＥＤチップ６から発光された青色光は色補正シート１６における最も光源に近い補正層１７に入射することで、青色光の一部が第三の蛍光体である黄色蛍光体に吸収されて黄色光が発光する。これによって、この黄色光と黄色蛍光体で吸収されない青色光との混色によって疑似的な白色光が発生する。
そして、この白色光は、色補正シート１６の第一層１８に入射し、第一層１８内に含有されている波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに発光ピークを持つ第一の蛍光体の赤色蛍光体によって白色光の一部が吸収されて赤色光として発光する。
一方、補正層１７の第三の蛍光体である黄色蛍光体が青色光を吸収して発光する黄色光は、第一層１８の第一の蛍光体が励起されて発光する赤色光よりも短波長であるため第一の蛍光体に吸収されてしまうが、第二層１９内に波長４５０ｎｍ〜５５ｎｍに発光ピークを持つ第二の蛍光体である黄色蛍光体が均一に含有されているために、青色光を第二の蛍光体である黄色蛍光体で吸収して黄色光として発光する。
【００３１】
そのため、本実施形態による発光装置１５は、第一実施形態による発光装置１と同様に、青色光と赤色光と黄色光とが混色することで白色光が得られ、しかも赤色光が含まれるために、また赤色蛍光体は黄色蛍光体より含有率が小さいために、演色性を高めることができる。
従って、第一実施形態による発光装置１と同様な効果を奏する。特に本実施形態による発光装置１５では、光源手段２として青色ＬＥＤチップ６を設けるだけでよいから、構成が一層簡単になり製造コストを低減できる。
【００３２】
次に本発明の他の実施形態について図５乃至図９により説明するが、上述した第一及び／または第二の実施形態による発光装置１、１５と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
第三の実施形態による発光装置２２は、例えば第一の実施形態による発光装置１と同様な構成を備えているものとする。
色補正シート２３Ａは、第一実施形態による色補正シート３における光源手段２側の光の入射面、即ち第一層９の入射面に、例えば単位レンズとして略円錐状または四角錐等の多角錐形状等のプリズムレンズ１３やシリンドリカル形状のレンズを複数配列した或いはこれら複数種形状のプリズムレンズ１３を組合せて配列したレンズ群が設けられている。
色補正シート２３Ａの光入射面に複数のレンズ１３群を配列させたことで、光源手段２から放射される白色光の光量の取り込み効率を向上させることができる。
【００３３】
図６に示す第四実施形態による発光装置２５は、第三実施形態と相違して、色補正シート２３Ｂにおける第一実施形態による色補正シート３の出射面側に上述した複数のプリズムレンズ１３群が配列されている。
色補正シート２３Ｂの出射面側、即ち第三層１１の出射面にプリズムレンズ１３群を配列させたことで、出射光について正面輝度を向上させることができる。
【００３４】
また、図７に示す第五実施形態による発光装置２７は、第四実施形態と相違して色補正シート２３Ｃにおける第一の実施形態による色補正シート３の出射面側、即ち第三層１１に寸法が種々異なる複数種または同一形状をなす凸曲面形状の凸レンズ１４群が配列されている。これらの凸レンズ１４は略半球状のレンズや大小複数の凸レンズが接続された複合レンズ等が任意の配列で多数設けられて構成されている。
色補正シート２３Ｃの出射面側に凸レンズ１４群を配列させたことで、第四実施形態による発光装置２５と同様に、出射光について正面輝度を向上できる。
また、凸レンズ１４群は色補正シート２３Ｃの出射面側、即ち第三層１１の出射面に代えて入射面側、即ち第一層９の入射面に設けても良い。
【００３５】
また、上述した第三乃至第五実施形態による発光装置２２，２５，２７において、プリズムレンズ１３、凸レンズ１４等のレンズ群における単位レンズの断面形状として上述した三角形や多角形、曲率を有する凸曲面の配列やこれらの組み合わせの配列を任意に採用できる。そして、色補正シート２３Ａ、２３Ｂ，２３Ｃの入射面または／及び出射面には上述した各レンズ１３，１４群が多数設けられてなるレンズ群が二次元的に配列されていてもよい。ここで二次元的配列とはシリンドリカル、直交、ハニカム配列が一例として挙げられる。
【００３６】
また、上述した色補正シート２３Ａ〜２３Ｃにおいて、入射面と出射面の一方の表面または両面に設けた上述の各レンズ１３，１４群に代えて、或いは上述した各レンズ１３，１４群の表面に加えて、表面粗度Ｒz (JIS B 0601-1994に規定される十点平均粗さ)が３μm〜１００μmの範囲にあって表面拡散がＨｚ値で２０〜９５%の範囲にあるランダムな凹凸群を付与するようにしてもよい。また第一、第二実施形態による発光装置１，１５の色補正シート３，１６の表面または／及び裏面にも凹凸群を採用できる。
このような構成を採用すれば、ランダムな凹凸群を配設した色補正シート２３Ａ〜２３Ｃは、複数の各レンズ１３，１４群のみを配列した色補正シート２３Ａ〜２３Ｃの表裏面と比較して、表面に傷等が発生した際の視認性の低下や外光の反射を抑制する効果を一層発揮できる。
【００３７】
上述のように第三乃至第五実施形態による発光装置２２，２５，２７によれば、上述した第一実施形態及び／または第二実施形態による発光装置１、１５による効果に加えて、色補正シート２３Ａ〜２３Ｃの入射面側または／及び出射面側に多数の各レンズ１３、１４群を付与することで光源手段２からの光の利用効率を向上させることができ、特に色補正シート２３Ａ〜２３Ｃの入射面側に設ければ光源手段２からの光の取り込み効率を向上でき、出射面側に設ければ出射光の正面輝度を向上できる。
また、色補正シート３，１６，２３Ａ〜２３Ｃの入射面側または／及び出射面側に表面凹凸群を設けることで、白色ＬＥＤチップ５の白色光や青色ＬＥＤチップ６の青色光の強い指向性を緩和することが可能になるため、視覚への刺激を低減させながら発光効率のよい発光装置１，１５，２２，２５，２７を得ることができる。
【００３８】
次に本発明の第六実施形態による発光装置３０について図８により説明する。
図８に示す発光装置３０も、光源手段２と光透過性樹脂層で構成された色補正シート３１とを所要の間隙を開けて設けた基本構成を有している。本実施形態では、色補正シート３１は上述の各実施形態に示すように複数層の光透過性樹脂層を積層した構成ではなく、単一の層で構成されている。
そして、色補正シート３１内で、最も光源手段２側には波長５５０〜６５０nmに発光ピークを持つ第一の蛍光体が分散して配置されている。第一の蛍光体としては例えば赤色蛍光体等の１種類以上の蛍光体が層状に設けられている。また、第一の蛍光体に対して光源手段２から遠い側には波長４５０〜５５０nmに発光ピークを持つ第二の蛍光体が分散して配置されている。第二の蛍光体として例えば黄色蛍光体等の１種類以上の蛍光体が層状に設けられている。また、第二の蛍光体の更に光源手段２から遠い側には紫外線吸収剤が分散して例えば層状に配設されている。
これら第一の蛍光体、第二の蛍光体は均一な濃度で分散されていてもよく、あるいは均一な濃度でなくてもよい。また、紫外線吸収剤は色補正シート３１の全体に分散して添加されていてもよい。
【００３９】
本実施形態では、色補正シート３１内のより光源手段２側に第一の蛍光体の含有率が第二の蛍光体より低くなるように添加されて成る。白色ＬＥＤチップ５側に第一の蛍光体を添加させることで、白色ＬＥＤチップ５から放射される短波長の黄色光が吸収されるが、第一の蛍光体による赤色光で演色性を高めることができる。また、第一の蛍光体よりも白色ＬＥＤチップ５から遠い側に第二の蛍光体をより多い含有率で添加することによって十分な赤色光を得ることが出来て、高効率で発光させることが可能となって演色性を高めることができる。また、第一の蛍光体によって第二の蛍光体、例えば黄色蛍光体で発光する黄色光が吸収されない。
そのため、光源手段２から放射される青色光と赤色光と黄色光との混色によって色補正シート３１から白色光を出射できる。
【００４０】
図９は本発明の第七実施形態による発光装置３３を示すものである。
図９に示す発光装置３３において、光源手段２と色補正シート３４は上述した第六実施形態によるものと同一構成を備えている。
この色補正シート３４内には微粒子または気泡のいずれか又は両方の光拡散要素３５が分散して含まれている。例えば微粒子としてはスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物及びその共重合体などからなる有機系粒子やガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、金属酸化物などからなる無機系微粒子などの任意のものを使用することが可能である。分散性や成形性を考慮すれば、微粒子は望ましくは有機系粒子である。
色補正シート３４内に微粒子や気泡等の光拡散要素３５を分散して添加することにより、色ずれの低減や色補正シート３４の表面における傷等の損傷があったり、色補正シート３４自体の着色があったとしても、透過する白色光が光拡散要素３５で反射して拡散したり屈折したりすることで光を散乱できて、傷や着色の視認性を低下させることが可能となる。
【００４１】
ここで、色補正シート３４における微粒子や気泡等の光拡散要素３５の体積含有率をＳ
vol％とすると、０＜Ｓ≦３０vol％程度であり、望ましくは０≦Ｓ≦２０vol％程度である。体積含有率Ｓ＞３０％では、光源手段２における白色ＬＥＤチップ５や青色ＬＥＤチップ６の光源に起因する輝度ムラや色ずれの低減、傷の視認性低下という機能は向上するが、一方で成形性の低下や透過率の低下による輝度低下といった不具合が発生する。
なお、上述した第三乃至第七実施形態による発光装置２２、２５、２７、３０、３３では、第一実施形態による白色ＬＥＤチップ５を用いた光源手段２と色補正シート３とを備えた基本構成のものを用いて説明したが、第二実施形態による青色ＬＥＤチップ６を用いた光源手段２と色補正シート１６とを備えた基本構成のものを用いてもよいことは上述したとおりである。
【００４２】
また、上述した各実施形態における光源手段２に設けた白色ＬＥＤチップ５は、青色ＬＥＤチップ６によって黄色蛍光体を励起する二波長型白色ＬＥＤに代えて、青色ＬＥＤチップ６に赤色蛍光体と緑色蛍光体を直接設置して励起し、一部の青色光から赤色光と緑色光を発光して白色光を発光させる三波長型白色ＬＥＤ等を用いることができる。
【実施例】
【００４３】
次に本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
実施例１では色補正シートに紫外線抑制剤を添加したことによる輝度変化について試験した。
実施例１では、第六実施形態による発光装置３０を試験例として用いた。光源手段２は青色ＬＥＤチップ６の光放射側に黄色蛍光体７を設けて擬似的な白色光を発光させる白色ＬＥＤチップ５を用いた。色補正シート３１の光透過性樹脂層の材質をアクリルスチレン共重合体で構成し、２ｍｍ厚とした。蛍光体を添加しない色補正シート３１の光透過率は５５％である。
【００４４】
本実施例１では、色補正シート３１に１種類の蛍光体を添加させて試験に用いるものとしてそれぞれサンプルを製作した。具体的には、色補正シート３１に第二の蛍光体として発光ピーク波長４８０ｎｍの黄色蛍光体を含有させ、これを蛍光体Ａとした。また、色補正シート３１に第一の蛍光体として発光ピーク波長５８０ｎｍの赤色蛍光体を含有させ、これを蛍光体Ｂとした。
そして、色補正シート３１に添加する紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール共重合体を用いた。それぞれ蛍光体Ａ，Ｂを含有させた２種類の補正シート３１について、紫外線吸収剤を０ｗｔ％、１ｗｔ％、５ｗｔ％添加したものを１組２個ずつ合計３組６個をそれぞれ作成してサンプル１〜６とした。
【００４５】
各サンプル１〜６について耐光試験を行った。耐光試験は発光装置３０に蛍光体ＡまたはＢを含有した色補正シート３１のサンプル１〜６を光源手段２から所定距離離間して設置した状態で、光源手段２の白色ＬＥＤ５を発光させると共に、キセノン光源を用いて昼光色に類似した紫外線を発光装置３０の外部から色補正シート３１に照射するキセノンフェード試験を２４０時間行った。
耐光試験の開始前と終了後に輝度測定装置「トプコン社製分光輝度計ＳＲ−３Ａ」を用いて発光装置３０における色補正シート３１の光出射面側から正面輝度を測定した。耐光試験開始前に、紫外線を照射しない「フェード未実施」状態における正面輝度を測定してこれを基準（１．００）とした。耐光試験終了後、紫外線を照射した「フェード実施」後における正面輝度を測定して正面輝度比を算出した。
耐光試験において、評価基準として、耐光試験の前後で測定した輝度の変化が±５％以内のものを合格「○」とし、±５％を外れるものを不合格「×」とした。
【００４６】
【表１】
2010283221.tif 000003
【００４７】
表1に示す結果から、色補正シート３１内に蛍光体Ａ、Ｂを含有した場合、紫外線吸収剤が１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で含有されていれば紫外線による輝度の変化を±５％以内に抑制できた。これにより、色補正シート３への紫外線吸収剤添加の効果を確認できた。なお、紫外線吸収剤は５ｗｔ％を超えて添加しても紫外線吸収効果は向上しない。
【００４８】
（実施例２）
実施例２では、色補正シートの層構成と各層に含まれる蛍光体と添加率に基づく正面輝度の演色性比を試験した。
実施例２では、第一実施形態による発光装置１を試験例として用いた。光源手段２は実施例１と同様に青色ＬＥＤチップ６と黄色蛍光体７を備えた白色ＬＥＤチップ５を用いた。色補正シート３は光源手段２側から第一層９，第二層１０、第三層１１を積層した三層構造とし、各層における光透過性樹脂層の材質をアクリルスチレン共重合体で構成し、厚みは第一層９が０．１ｍｍ、第二層１０が０．１ｍｍ、第三層１１が１．８ｍｍとし、全体で２ｍｍ厚とした。蛍光体を添加しない状態での色補正シート３の光透過率は５５％である。
【００４９】
本実施例２では、色補正シート３の各層に、下記表２に記載の通り、発光ピーク波長４８０ｎｍの黄色蛍光体を蛍光体Ａとし、発光ピーク波長５８０ｎｍの赤色蛍光体を蛍光体Ｂとし、紫外線吸収剤はベンゾトリアゾール系吸収剤を用いて、それぞれ添加させた。これら添加剤の記載されていない層は添加剤なしとした。そして、表２に示すようにサンプル１〜８を製作した。各添加剤の添加率も表２に示す通りに設定した。
なお、サンプル５において、第一層９内の蛍光体Ａ／蛍光体Ｂなる表示は、第一層９内に蛍光体ＡとＢを順次積層させるように含有させたものであり、光源手段２側に蛍光体Ａを添加し、第二層１０側に蛍光体Ｂを添加した構成を示す。
【００５０】
各サンプル１〜８について耐光試験を行った。耐光試験は発光装置１に表２に示す層構成を備えた色補正シート３のサンプル１〜８を光源手段２から所定距離離間して設置した状態で、光源手段２の白色ＬＥＤ５を発光させて各発光装置３の輝度を測定した。
輝度の測定に際して、輝度測定装置「トプコン社製分光輝度計ＳＲ−３Ａ」を用いて発光装置１における色補正シート３の光出射面側から正面輝度を測定した。
そして、サンプル１に示す色補正シート３の各層に蛍光体Ａ、Ｂ、紫外線吸収剤を添加しないものについて発光装置１の輝度を測定して、これを基準（１．０）として、蛍光体Ａ，Ｂや紫外線吸収剤を添加したサンプル２〜８について、正面輝度をそれぞれ測定して正面輝度比を算出した。
演色性比について、サンプル１の基準１．０に対して他のサンプル２〜８を用いた場合の正面輝度比が、１．０以上のものを合格「○」とし、１．０未満のものを不合格「×」とした。
【００５１】
【表２】
2010283221.tif 000004
【００５２】
耐光試験の結果、サンプル２，３，４、６は白色ＬＥＤチップ５側に近い側に蛍光体Ｂ，遠い側に蛍光体Ａを含有しており、しかも蛍光体Ａの方が蛍光体Ｂより含有割合が高いために十分な赤色光を得ることができるから、演色性が向上した。一方で、サンプル７では、蛍光体Ｂが蛍光体Ａの２倍の含有割合を有するために演色性は低下する不具合が生じた。
【符号の説明】
【００５３】
１、１５、２２、２５、２７、３０、３３  光源装置
２  光源手段
３、１６、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、３１、３４  色補正シート
５  白色ＬＥＤチップ
６  青色ＬＥＤチップ
７  色変換部
９、１８  第一層
１０、１９  第二層
１１  第三層
１３  プリズムレンズ
１４  凸レンズ
１７  補正層
３５  光拡散要素
【図１】
2010283221.tif 000005
【図２】
2010283221.tif 000006
【図３】
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【図４】
2010283221.tif 000008
【図５】
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【図６】
2010283221.tif 000010
【図７】
2010283221.tif 000011
【図９】
2010283221.tif 000012
【図８】
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