(57)【要約】【課題】蛍光体を励起して所望の色度の発光を得るＬＥＤを用いた面発光装置において、出射光の色分離に起因する色度ムラを比較的簡易な方法で確実に防止する。【解決手段】本発明に係る面発光装置は、発光面を画定する光透過性の発光面部材３と、内部にＬＥＤ基板７を収容可能な筺体１，２と、第１のスペクトルの光を放出するＬＥＤ素子と、第１のスペクトルの光により励起されて第２のスペクトルの光を放出する蛍光体と、を具備し、筺体の少なくとも１つの側面に配設されたＬＥＤ基板７に実装された少なくとも１つのＬＥＤ６と、を具備する。さらに、発光面部材３に対向する筺体底面においてＬＥＤに近接して配設された第１の光反射体２１と、ＬＥＤから遠位方向に延在する第２の光反射体２２とを具備する。【選択図】図１
2010157445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面を画定する光透過性の発光面部材と、
内部にＬＥＤ基板を収容可能な筺体と、
第１のスペクトルの光を放出するＬＥＤ素子と、第１のスペクトルの光により励起されて第２のスペクトルの光を放出する蛍光体と、を具備し、筺体の少なくとも１つの側面に配設されたＬＥＤ基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤと、
を具備する面発光装置において、
発光面部材に対向する筺体底面においてＬＥＤに近接して配設された第１の光反射体と、ＬＥＤから遠位方向に延在する第２の光反射体と、を具備することを特徴とする、面発光装置。
【請求項２】
第１の光反射体および第２の光反射体が、ＬＥＤの光軸方向に放出された第１のスペクトルの光と、ＬＥＤの光軸方向から所定の角度範囲の方向に放出された、第１のスペクトルと異なる第２のスペクトルの光とを、発光面部材と同一平面上において互いに混合せしめるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
発光面部材に対向するＬＥＤの側部を包囲する規制部材をさらに具備し、当該規制部材は、その内面に反射面が形成され、ＬＥＤの出射光を反射するように適合されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の面発光装置。
【請求項４】
ＬＥＤが、ＬＥＤの本体から一対のリード線が延出され、該リード線を介して基板上に固定された砲弾型ＬＥＤであり、規制部材が砲弾型ＬＥＤのリード線の軸ずれを規制することを特徴とする、請求項３に記載の面発光装置。
【請求項５】
規制部材が発光面部材に対向する筺体底面に向かって開口していることを特徴とする、請求項３または４に記載の面発光装置。
【請求項６】
規制部材の先端が、ＬＥＤの先端よりも面発光装置内側に突出して延在していることを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを用いた面発光装置に関し、とくに特定の波長の出射光で蛍光体を励起するＬＥＤを光源とする面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は、水銀などの有害な物質を含まない固体発光素子で、高寿命でかつ低消費電力というその有利な特徴を活かして蛍光灯など既存の光源装置に置き換えられ、様々な用途に広く普及することが期待されている。
【０００３】
点光源であるＬＥＤを多数同時に使用して構成された面発光装置は従来から数多くの形態のものが提案されており、例えばパチンコ台などの遊技機の広告表示部や液晶テレビのバックライトとして開発が進められている。ＬＥＤを用いて均一な面状の発光を得る１つの手法として、多数のＬＥＤをそれぞれ近接して配置し、擬似的に線状ないし面状の光源のように構成することが考えられる。しかし、ＬＥＤは、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）など従来の光源に比べてなお調達コストが高いため、光学的特性など要求される仕様を満足しつつコスト低減を可能とする新しい手法が求められている。
【０００４】
バックライトなどの面発光装置において一般に用いられる表面実装型のＬＥＤに比べて、いわゆる砲弾型ＬＥＤは比較的安価で入手可能だが、光量が比較的少なく、光軸周りの色度分布にムラがあるなどの光学的問題に加えて、組立時および使用状態における構造上の弱さなどが懸念され、バックライトなどの用途に広く利用されるには至っていない。例えば図９に示すように、砲弾型ＬＥＤ６０は、ＬＥＤ本体から延出された２本のリード線６０ｂ，６０ｃのみで基板７０上に固定されるため、ＬＥＤ６０を基板７０に実装する際やユニット４０を運ぶ際に不意の衝撃が加わってリード線６０ｂ，６０ｃが曲がってＬＥＤ６０の光軸がずれてしまい、光学的特性に悪影響を与えることがあった。さらに場合によっては、リード線６０ｂ，６０ｃに過度の負荷がかかって折れるなどして、ＬＥＤ６０が不点灯に至るなど実用上の問題があった。
【０００５】
かかる問題に対し、特許文献１および特許文献２は、砲弾型ＬＥＤのリード線回りの変位を抑制する部材を取り付けて上記問題の解消を試みた発明を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７２９３１号公報
【特許文献２】特開平４−１０４１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記文献が教示する従来技術においては、確かにＬＥＤの光軸のずれが発生しにくい構造になっているものの砲弾型ＬＥＤの光学的な問題を解消しうる構造とはなっていない。例えば、ＬＥＤの取付け位置付近では光量が比較的多く明るくなり、一方、ＬＥＤ取付け位置から遠位の方向には光が届きにくいため相対的に暗くなって、面発光させたときに輝度ムラが現れる。さらに、ＬＥＤからの直接光が発光面に投影され、砲弾型ＬＥＤの配列に沿って、表示面上に輝線が現れるといった問題が生じることがあった。
【０００８】
さらに別の観点から、砲弾型ＬＥＤにおける出射光の色分離の問題がある。図１０を参照し、一般的な白色砲弾型ＬＥＤ６０を例として、この形態のＬＥＤにおける発光色の分離の問題について説明する。
【０００９】
ここで例示する一般的な砲弾型のＬＥＤ６０は、青色の発光領域をもつＬＥＤチップとＹＡＧ系の黄色の蛍光体とを組み合わせて白色光を生成するタイプのもので、十分に離れて観察すると概ね白色の発光が得られているように見える。しかしながら、図１０に模式的に示したように、実際には光軸方向近傍には青色の光が、そしてＬＥＤ６０の樹脂モールドされた部位６０ａの側部からは黄色の光が放出されている。このような発光色の分離は、ＬＥＤ６０から出た光の一部が反射面で反射されることにより、他の光とその導光経路が大きく異なった場合や直射光を透明な出光面に投影したような場合に顕著に現れる。とくに反射面を介して光を面状に拡散混合させるような面発光装置においては、光の波長により反射特性（分光反射率）が異なることも相俟って、色分離が発生しやすい。
【００１０】
出射光の色分離は、図示した砲弾型ＬＥＤ６０に特有の現象ではなく、蛍光体を励起して所望の色の発光を得るタイプのＬＥＤであれば程度の差はあっても少なからず発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、従来技術の上記問題に鑑みてなされたもので、砲弾型ＬＥＤなど蛍光体を励起して発光するＬＥＤ光源を用いた新規の面発光装置を提供する。
【００１２】
より具体的には、本発明に係る面発光装置は、発光面を画定する光透過性の発光面部材と、内部にＬＥＤ基板を収容可能な筺体と、第１のスペクトルの光を放出するＬＥＤ素子と、第１のスペクトルの光により励起されて第２のスペクトルの光を放出する蛍光体と、を具備し、筺体の少なくとも１つの側面に配設されたＬＥＤ基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤと、を具備し、発光面部材に対向する筺体底面においてＬＥＤに近接して配設された第１の光反射体と、ＬＥＤから遠位方向に延在する第２の光反射体と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＬＥＤの出光方向に設けられた第１の光反射体と第２の光反射体とでＬＥＤの出射光をそれぞれ反射することによって、異なる波長の光が分離されて出射される形態のＬＥＤを用いても、結果として発光面全体にわたって色みムラのない良好な面発光を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の面発光装置１０を示す分解斜視図であり、図２および図３は、規制部材（本形態では、規制部８および長尺部材９からなる）をＬＥＤ基板７に組み付けた状態を示す部分拡大図であり、図２はその斜視図、図３は正面図および側面図である。
【００１５】
図１に示すとおり、本形態に係る面発光装置１０は、上部および下部が大きく開口した窓枠状のフロントフレーム１と、フロントフレーム１の上部開口に近接して配設される光学部材３と、複数のＬＥＤ６をＬＥＤ基板７の長手方向に沿って所定の間隔をおいて列設したＬＥＤアレイと、複数のＬＥＤ６の取付け位置に対応して所定の間隔をおいて形成された複数の規制部８を具備する規制部材と、フロントフレーム１に対して組付け可能で、面発光装置１０の筺体底部を構成するバックフレーム２と、を具備する。バックフレーム２の底面には、第１のリフレクタ２１と第２のリフレクタ２２とが配設されている。図１において、バックフレーム２の内側の形状はリフレクタ２１，２２の陰に隠れて本来視認できないが、本形態の理解のため点線で示してある。
【００１６】
なお本明細書では、説明の便宜上、「フロントフレーム」、「バックフレーム」という用語を用いるが、これは本発明に係る面発光装置の使用態様を限定することを意図したものではないことに留意されたい。同様に、発光装置の各部品の位置関係を説明するために本明細書において用いる「前面」、「背面」および「側面」等の用語についても同様であり、これらは、本発明の装置の使用態様をいかなる意味にも限定するものではない。
【００１７】
フロントフレーム１の上側の枠縁は、四辺が下側の枠縁より内側に延出している。これにより拡散板などから構成される光学部材３を係止し、その位置決めおよび固定が容易に行えるようになっている。本形態の例では、フロントフレーム１とバックフレーム２とで光学部材３を狭持するような態様で筺体が構成される（図４参照）。
【００１８】
図示した本形態の筐体は、フロントフレーム１の側面に形成された開口部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対して、バックフレーム２の外側面に突出形成された係止部２ａ，２ｂ、２ｃ，２ｄ（図１では係止部２ａ，２ｄは死角となっているため図示していない）を係止させて組み立てることができる。
【００１９】
この他にも両フレームを所定の寸法公差をもって作製し、一方の内側面と他方の外側面とを互いに当接させて嵌め合わせるようにして組み立てることもできる。また、かかる筐体を構成するにあたっては、本形態のようなフロントフレーム１およびバックフレーム２からなる形態を採用する必要はなく、部材点数を減らして組立工程の手間を省くことができるように所定の金型を用いた別異の手法を採用できることはいうまでもない。さらに、図示したような直方体の筺体に限らず、用途に応じて様々な形状のものを採用することができる。
【００２０】
フロントフレーム１およびバックフレーム２は、各種金属および樹脂その他任意の材料で適宜構成することができるが、導光領域１１となるその内空間に面した内側面には、白色のコーティング層や鏡面を形成するなどして、光の利用効率を高める構成とするのが好ましい。また、後述するように、バックフレーム２の底面に反射板をバックフレーム２と一体または別体で設けてもよい。
【００２１】
窓枠状のフロントフレーム１の開口を覆うように所定の寸法に形成された光学部材３は、例えば光を拡散透過する作用をもつ拡散板ないし拡散シート、プリズムなど所定の幾何学的な表面構造を有するレンズシートおよび偏光フィルム等を重ね合わせた積層体から構成される。光学部材３は、ＬＥＤ６を点灯させたときに光が照射され、看者が面発光を視認可能となる部位である。
【００２２】
次に、図２および図３の拡大図を参照して本発明に係るＬＥＤ照明ユニット４について説明する。
【００２３】
ＬＥＤ照明ユニット４の光源であるＬＥＤ６は、ＬＥＤチップ（図示せず）の実装部に接続されたリード線６ｂと、ＬＥＤチップとワイヤボンディングにより接続されたリード線６ｃとがＬＥＤ本体からそれぞれ延出され、ＬＥＤチップを封入する樹脂モールド６ａが形成されたいわゆる砲弾型と呼ばれるタイプである。
【００２４】
ＬＥＤチップは、青色の発光領域を有する公知のＬＥＤ素子を用いることができる。ＬＥＤチップは、ＹＡＧなど黄色の蛍光体を含む樹脂によって封入されており、青色の光を蛍光体を介することで白色に変えるというタイプのＬＥＤである。
【００２５】
ＬＥＤ６は、例えばリード線６ｂ，６ｃの各先端を基板７に対して裏側から半田６ｄで固定する周知の方法を採用しうるが、ＬＥＤ６の固定方法はとくに限定されるべきものではない。また、図示した形態は、基板７の長手方向に沿って一列にＬＥＤ６を配置してあるが、これを複数列、例えば千鳥状に配置したものでもよい。このように、ＬＥＤ６の配列は必要な光学特性やコストなど仕様に応じて様々な形態を採ることが可能であり、例えばＬＥＤ６を配設する間隔も等間隔のみならず、所定の規律に従ってＬＥＤ６の間隔を異ならしめるように配列したものでもよい。
【００２６】
本発明に従って、複数のＬＥＤ６に対応してその軸ずれを防止する規制部材がそれぞれ設けられる。本形態に係る規制部材は、ＬＥＤ基板７（および面発光装置１０の筺体側面）と実質的に同じ長さの長尺部材９と一体成形され、ＬＥＤ６と同方向に延出した複数の断面略Ｕ字の壁面からなる規制部８を具備している。
【００２７】
規制部材をＬＥＤアレイに組み付ける態様は、何ら限定されるものではないが、ＬＥＤ６の不具合や寿命切れに伴う交換などメンテナンスの便宜のために、接着剤などを使用せずに規制部材を着脱可能とすることが好ましい。例えば、ＬＥＤ基板７の両端など所定の位置に突起を形成し、対応する位置に突起を受ける開口部を規制部材に設けておくことによってこれらを介して組み付けるといった手法を採用することができる。
【００２８】
規制部８は、列設された複数のＬＥＤ６に対応して所定の間隔で形成され、ＬＥＤ照明ユニット４に衝撃が加わってもリード線６ｂ，６ｃが曲がることがないように各ＬＥＤ６を少なくとも部分的に包囲することができる。規制部８を構成する隔壁８ａは、一対のリード線６ｂ，６ｃの軸心を結んで形成される平面と略平行に延在するのが好ましい。つまり、ＬＥＤ６に予期せぬ力が加わった場合に、ＬＥＤ６のリード線６ｂ，６ｃと基板７の接着点に強い負荷がかかるが、主に問題となるのは一対のリード線６ｂ，６ｃを結ぶ面に直角な方向（図示した形態ではＬＥＤ基板７の長手方向）に作用する力である。したがって、かかる力を受けてもＬＥＤ６の光軸のずれを防止ないし制限することができるように一対の隔壁８ａ，８ａを形成するのが好ましい。
【００２９】
また、規制部８は、ＬＥＤ６の両側方に延在する一対の隔壁８ａ，８ａに加えて、これらの間に延在する接続部８ｂを具備するのが好ましい。連結部８ｂは、図示したようにＬＥＤの上方に設けることが好ましいが、これは必ずしも本質的な特徴ではなく、ＬＥＤ６の下方のみ、あるいは両方に設けてもよい。詳細は後述するが、光学的特性に関する観点からＬＥＤ６の上方（ここでいう「上方」とは、看者が発光を視認できる方向、すなわち発光面側を意味する。）に設けることによって、発光面における輝線の出現を抑えることができるほか、砲弾型白色ＬＥＤ６など蛍光体を励起して発光するＬＥＤ特有の色分離の問題を軽減することができる。
【００３０】
しかし、そうであるからといって本発明に係る規制部材は、いかなる特定の形態にも限定されるべきではない。例示にすぎないが、図４（ａ）〜（ｆ）で示した形態の規制部１８，２８，３８，４８，５８，６８も同様に本発明に係る規制部材として採用することができる。すなわち、図５（ａ）に示したように、断面略Ｕ字の壁面が連接された規制部１８としてもよいし、図４（ｂ）または図４（ｃ）のような断面略Ｖ字状の壁面からなる規制部２８でもよいし、図４（ｄ）のように、略Ｖ字状の壁面が連接された形態でもよいし、図４（ｅ）または図４（ｆ）のように断面略コ字状の形態の規制部５８やそれらを連接した形態の規制部６８としてもよい。
【００３１】
図示しないが、この他にも断面略Ｃ字状の規制部として形成してもよいし、ＬＥＤ６の周方向に完全に包囲する断面略Ｏ字状の規制部を採用してもよい。
【００３２】
図５を参照し、別の観点から本発明の規制部材の構成例を説明する。図５（ａ）に示したとおり、本形態の規制部材は、第１の規制部７８ａおよび第２の規制部７８ｂとからなる。本形態は、ＬＥＤ６のリード線６ｂ，６ｃがＬＥＤアレイに沿って横方向に並ぶような構成となっており、図１〜４を参照して説明した他の構成例に係るＬＥＤ６をそれぞれ９０度回転させて取り付けたものである。そのため、ＬＥＤ６に作用する力のうち軸ずれを生ぜしめるのは、主にＬＥＤアレイの配設方向に直角の方向（図５における上下方向）に作用する力である。これに対し、本形態では、ＬＥＤ６を上下両側から挟み込むように第１規制部７８ａおよび第２規制部７８ｂを組み付けることでＬＥＤ６の軸ずれを防止している。
【００３３】
図５（ｂ）に示した形態の規制部材も図５（ａ）と同様に、２つの部材、すなわち第１の規制部８８ａおよび第２の規制部８８ｂとから構成されるが、ＬＥＤ６間に延在する隔壁８８ａ１を具備する点で異なり、図５（ａ）の形態に比べるとＬＥＤ６が個別に隔壁８８ａ１によって囲まれているため光学的制御が容易である。
【００３４】
再び図２および図３を参照して、規制部８のＬＥＤ６に対向する内面には、光反射面８ｄが形成されており、ＬＥＤ６から放射状に放出される光のうち、光軸から所定の角度範囲の方向（ドーム状の樹脂モールド部６ａの側方）に放出される光を中空の導光領域１１（図示した形態ではフロントフレーム１ないし光学部材３とバックフレーム２とで囲まれた空間）に向かって反射させることで、光の損失を低減するような構成となっている。とくに、本発明の一側面に従って、ＬＥＤ６と規制部８との間に間隙が設けられており、これらが実質的に非接触となっているため、光の反射効率を高め、従来のＬＥＤ照明ユニットでは利用されずに損失となっていた光も最大限有効に活用することができる。ここでいう「実質的に非接触」とは、単にＬＥＤ６の外形の寸法よりも規制部８の内径の寸法を十分に大きく設計することを意味し、ＬＥＤのリード線６ｂ，６ｃが曲がって規制部８に内接した状態を排除する意味に解釈すべきではない。
【００３５】
規制部８の反射面８ｄは、規制部材それ自体を白色ないし乳白色のポリカーボネートなど高反射性の樹脂材料で一体成形することによって形成された拡散反射面とすることができるほか、表面のみを白色ないし乳白色の材料でコーティングしてもよく、また、例えば白色ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、樹脂材と白色顔料を混合したものを貼り合わせて形成してもよい。規制部８内面に形成される反射面８ｄは、拡散反射面に限定されるものではなく鏡面反射面としてもよい。
【００３６】
反射面８ｄを含め規制部材を単一の材質で形成する場合を除き、規制部材自体の材質は、とくに限定されず、例えば種々の樹脂材料や金属材料を適宜用いることができる。
【００３７】
また、必要であれば規制部材に放熱用の構造を設けることができる。例えばＬＥＤ６の軸ずれを防止するという規制部８の所期の機能に影響を与えない箇所に突起やフィンを設けるなどして表面積を大きくして放熱を促進する構成にしてもよいし、規制部材を伝熱性の高い金属で被覆するなどして放熱経路を形成してもよい。規制部材をＬＥＤ基板７に密着させて取り付ける形態を採用すれば、規制部材を介してＬＥＤ６の発熱を効果的に放出することができる。
【００３８】
次に、図６〜８を参照して、本発明に係る面発光装置１０の光学的作用について説明する。
【００３９】
図６〜８は、図１の分解斜視図で示した面発光装置１０を組み立てた状態の断面図であり、図中には、ＬＥＤ６から放出された光が中空の導光領域１１内を通る経路が模式的に矢印で示されている。
【００４０】
本形態において、図２および図３を参照して既に説明したＬＥＤ照明ユニット４は、フロントフレーム１とバックフレーム２を組み立てて構成された筺体の一方の側面に取り付けられている。ＬＥＤ照明ユニット４の取付けは、種々の方法を採用することができ、例えばバックフレーム２の側面の一部に切欠きを設けておき、別途ＬＥＤ基板７の裏側にその切欠きに適合する凸部をあらかじめ設けておくことによって、ＬＥＤ照明ユニット４の取付けと各部材間の位置決めを同時に行うような態様を採用することができる。
【００４１】
バックフレーム２の側面（図６〜図８の断面図で図示されていない側面を含む）には反射面１３が形成されており、ＬＥＤ６から出射された光を導光領域１１内に反射するような構成となっており、中空の導光領域１１を通過して各側面まで到達した光を反射して面発光に利用できる。
【００４２】
さらに、既述したように、ＬＥＤ６を部分的に包囲する規制部材すなわち規制部８の内面も反射面となっているため、図示したように、ＬＥＤ６の側方に出された光も他の直接光または反射光と混ざり合って面発光として利用される。このように光の利用効率を高めることは、表面実装型ＬＥＤに比べて一般に光量が劣る砲弾型ＬＥＤ６を用いる上で非常に重要な点であるといえる。
【００４３】
バックフレーム２の側面に形成された反射面１３は、それぞれ規制部材の反射面と同様に形成することができる。すなわち、白色ないし乳白色の樹脂でバックフレーム２と一体に成形してもよいし、バックフレーム２の表面に白色インクを塗布したものや、白色ＰＥＴフィルムを貼り付けるなど、種々の手法が適用可能である。
【００４４】
図６〜図８には、実践の矢印で示した青色成分の光と、破線の矢印で示した黄色成分の光の経路とがそれぞれ模式的に示されている。
【００４５】
本形態の面発光装置１０においては、筺体側面に取り付けたＬＥＤ照明ユニット４の下方に近接して第１のリフレクタ２１が設けられるとともに、バックフレーム２の底面に形成され、出光方向に向かって傾斜した第２のリフレクタ２２が設けられている。図示した形態では、第１のリフレクタ２１および第２のリフレクタ２２は、ともに断面が略三角形に形成されているが、傾斜面は直線状の断面に限定されるものではなく、例えば放物線や双曲線など任意の曲線の断面を有するものでもよく、あるいは直線部と曲線部の組合せであってもよい。
【００４６】
図６に示した領域Ｘおよび光の経路を示す矢印は、ＬＥＤ照明ユニット４から出た青色の光と黄色の光が分離した状態でそれぞれ導光領域１１に入光し、反射面１３によって反射された青色の光と、ＬＥＤの側方から放出された黄色の直接光とが混色されることを示している。つまり、本形態の面発光装置１０によれば、異なる方向から出た光が異なる経路を通って結局同じ領域から出光することによって、色の分離を逆に利用してこれを制御することによって所望の白色光を生成している。
【００４７】
同様に、図７に示した領域Ｙは、ＬＥＤ照明ユニットから遠位の領域においても色分離した光が異なる経路を通って互いに混合される様子を示している。図７の例では、ＬＥＤの側方から出た黄色成分の光が第１のリフレクタ２１で反射される一方で、正面に出た青色成分の光が第２のリフレクタ２２および反射面１３を介して反射されることによって、白色光を実現している。
【００４８】
図８は、発光面の中央部、すなわち領域Ｚにおいても青色の光と黄色の光とが混色して白色の光が生成される様を示している。ここで、ＬＥ側方から出た黄色の光は、ＬＥＤを包囲する規制部材によって面発光装置３０の底面側にいったん反射された後に、第２のリフレクタ２２によって再び反射され、発光面上の領域Ｚを照射する。一方、光軸方向に出射された青色の光は、第２のリフレクタ２２と反射面１３によって反射されて同じく領域Ｚを照射する。
【００４９】
以上のとおり、図６〜図８を参照して、ＬＥＤ照明ユニット４の取付け位置に近接する領域Ｘ、遠位の領域Ｙおよび中央部のそれぞれの領域について、光が混合されることを概説したが、光学部材３の他の領域においても同様に青色と黄色の光の混合がなされるように調整することができる。第１のリフレクタ２１および第２のリフレクタ２２を具体的にどのような傾斜面とするかは、所望の輝度分布に近づくように光学シミュレーションまたは実験を通して詳細に決定することができる。反射面１３を必要に応じて傾斜させてもよい。
【００５０】
第１のリフレクタ２１および第２のリフレクタ２２の表面は、それぞれ公知の手段により白色の拡散反射面か金属材料で被覆した鏡面反射面とすることができる。例えば、白色面は白色ＰＥＴまたは白色インクなどにより形成することができ、鏡面は、アルミニウムなど光沢のある金属材料で被覆することによって形成することができる。特定の形態に限定する必要はないが、例えば第１のリフレクタ２１を鏡面反射面とし、第２のリフレクタ２２を拡散反射面とするのが好ましい。これらのリフレクタは、別体として構成できるほか、バックフレーム２と一体成形したものでもよい。
【００５１】
さらに本形態では、規制部８は、ＬＥＤ６の先端よりも筺体内側に突出するように形成されている。このことは、後述するように、ＬＥＤ６が光軸回りに色分離が発生する場合にその影響を軽減することができるほか、面発光装置１０の外部から光を観察したときにＬＥＤ６の真上に輝線が出現することを抑える効果がある。すなわち、ＬＥＤ６の先端（樹脂でモールドされた部位の先端）が規制部８の先端よりも遠位に延在している場合、発光状態のＬＥＤ６が光学部材３を介しても輝点として視認可能な場合があり、これがさらに隣り合うＬＥＤ６と連なり合って発光面上輝線となって現れてしまう恐れがある。
【００５２】
ＬＥＤアレイの位置に対応する輝線は、フロントフレーム１の上側の枠縁を装置内側に向かって長く延出させることによって隠すことも可能である。しかし、窓枠状のフロントフレーム１を内方に延出させるということは、発光面として有効な面積が小さくなることを意味するので必ずしも好ましい手法とはいえない。
【００５３】
これに対し、ＬＥＤ６の先端が完全に隠れるように、すなわちその上部を覆うように規制部８を形成した本形態においては、かかる問題は生じることがなく、確実に輝線の出現を抑えることが可能である。さらに付言すると、反射面１３で反射された光は、その一部が反対側の側面にまで到達するので、規制部材の真上の領域が暗部になるということもない。
【００５４】
このように、ＬＥＤ６から放出された光は、筺体内の反対側の側面まで到達し、そこで反射されることによって、光の利用効率を高めるとともに、輝度の均一化に寄与している。そのため、本形態で用いるＬＥＤ６は、筺体の反対側まで十分に光が届くように、比較的配光角が小さい指向性の高いタイプ、例えば配光角が１５度以下のものを選定するのがよい。筺体の寸法にも依るので一概にはいえないが、例えば配光角が１２０〜１６０度と比較的大きいＬＥＤを用いるとＬＥＤアレイの取付け側が明るく光り、反対側が相対的に暗くなって輝度ムラが生じる恐れがある。
【００５５】
砲弾型ＬＥＤを用いて従来の面発光装置を設計する場合には、色分離の問題を無視するか、出向側にレンズなどを介在させて、いったん光を混色して白色に変える必要があった。しかし、レンズなどの光学部材を介在させると光の損失が起こる場合があり、光量が比較的少ない砲弾型ＬＥＤなどでは実用面で問題があった。また、レンズの組付け時や使用中に生じる位置ずれなどで光学特性が所期のものと異なってしまう場合などは問題がとくに顕在化する。
【００５６】
本発明は、このようなレンズを必要とすることなく、発光色の分離に起因する実用上の問題を解消する非常に有用な発明である。
【００５７】
本明細書では、青色の発光領域をもつＬＥＤチップと蛍光体を組み合わせて白色を生成する砲弾型ＬＥＤを例に説明したが、本発明は、かかる特定の形態のＬＥＤのみに適用可能と限定して解釈すべきではない。つまり、本発明が解決しようとする発光の色分離の問題は、ある特定の波長帯の光を生成するＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせて所定の色の光を生成する他のタイプのＬＥＤにおいても同様に発生する。したがって、このような色分離を生じる他のタイプのＬＥＤについても本発明を同様に適用することができることはいうまでもない。具体的には、青色と黄色を組み合わせて白色光を生成する実施形態に係る砲弾型ＬＥＤに限定されず、ＲＧＢ各種の砲弾型ＬＥＤにも適用できるし、蛍光体を励起して発光するタイプのＬＥＤであれば砲弾型以外のＬＥＤにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る面発光装置は、液晶表示装置や看板、誘導灯などの情報表示手段に使用するバックライトとして適用できるほか、一般的な照明器具として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一形態に係る面発光装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一形態に係るＬＥＤ照明ユニットの一部を示す斜視図である。
【図３】（ａ）図２に示したＬＥＤ照明ユニットの正面図、および（ｂ）その側面図である。
【図４】本発明に係る規制部材の変形例を示す図である。
【図５】本発明に係る規制部材の別の変形例を示す図である。
【図６】本発明の一形態に係る面発光装置の断面図である。
【図７】本発明の一形態に係る面発光装置の断面図である。
【図８】本発明の一形態に係る面発光装置の断面図である。
【図９】砲弾型ＬＥＤの軸ずれの現象を説明する図である。
【図１０】砲弾型ＬＥＤの色分離の現象を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    面発光装置
１    フロントフレーム
２    バックフレーム
３    光学部材
４    ＬＥＤ照明ユニット
６    ＬＥＤ
８    規制部
２１    第１のリフレクタ
２２    第２のリフレクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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