(57)【要約】【課題】  導光体の設計に大きな影響を与えず、蛍光体を用いて効率の良い広い色再現範囲を持った照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光源と、光源からの光および光源によって蛍光体を励起して得た発光によって、赤色光、緑色光、および青色光を得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して、平面状に照射する導光板を備えるとともに、導光板の光照射面、または裏面、または光入射面のいずれか１箇所以上蛍光体が蛍光体層として配置された構成とした。【選択図】    図１
2006202533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光、及び、前記光源によって蛍光体を励起して得た発光によって、赤色光、緑色光、および青色光を得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板とを備え、前記蛍光体が前記導光板の光照射面または前記導光板の裏面または前記導光板の光入射面のいずれか１箇所以上に配置された蛍光体層であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源として青色光源と緑色光源を備え、前記蛍光体として、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と、緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体の２種類の蛍光体層を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源として紫外線光源と青色光源を備え、前記蛍光体として、紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と、紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体の２種類の蛍光体層を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記２種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層が光源側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記蛍光体層は、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層が、透明基材上に分散された構成であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記分散された発光層は、得られる発光強度に比例するように、前記透明基材の面内で面積密度が異なることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記分散された発光層は、前記光源の輻射強度分布に反比例するように、前記透明基材の面内で面積密度が異なることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源からの光を伝播し、前記導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、前記光パイプに、前記第一蛍光体粒子と前記第二蛍光体粒子とが所定の割合で分散されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
前記光源からの光を伝播し、前記導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、前記光パイプに前記第一蛍光体粒子を分散させ、前記光パイプと前記導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を備えることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光源として青色光源を用い、前記第一発光層として赤色蛍光体層を、前記第二発光層として緑色蛍光体層を用い、前記導光板の裏面または光出射面に導光板内部を伝播する光を表面に照射するためのホログラムが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯情報機器や携帯電話などに用いられる液晶素子を照明するフロントライトやバックライトとして用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では携帯電話やモバイルコンピュータなどに用いられる表示装置としては、高精細カラー画像が少ない消費電力で得られる液晶表示装置が多く用いられている。これらの液晶表示装置に用いられる液晶素子を照明するため、高輝度の白色ＬＥＤを用いた光源が照明装置用光源として用いられるようになっている。
【０００３】
特に携帯電話においては、開口が大きく明るい反射型液晶表示装置や、表裏両面から画像情報を表示することが可能な両面可視型液晶表示装置が用いられている。これらの表示装置の照明に用いられている白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤの発光面の直前に樹脂中に分散させた緑色蛍光体または黄色蛍光体を配して、その結果得られる緑色光または黄色光と元の青色光とを混色させて白色光を得る構造としたものが一般的である。
【０００４】
図１２は従来の白色ＬＥＤの色再現範囲を説明するＸＹ色度図である。図中ＲＧＢで示される点を結んだ色三角形はカラーＣＲＴのものである。これらＲＧＢ画素の輝度を調節することによって、この色三角形の内部に存在する色を全て表現することができる。このカラーＣＲＴの色三角形の面積を１００％として、ＣＲＴ以外のカラー表示装置が有する色三角形の面積の大きさをＮＴＳＣ比として定義されており、色再現性の指標となっている。
【０００５】
従来の白色ＬＥＤは、発光の青色ＬＥＤのみの色度座標である１０１と波長変換で得られる黄色光のみの色度座標１０２とを結ぶ直線上でのみしか色再現ができないために、色再現範囲は極めて狭かった。もちろん、黄色蛍光体は黄色以外にも緑色光や赤色光成分も波長変換によって生じるために、赤色や緑色の色表現も可能である。
【０００６】
一方、上記従来の白色ＬＥＤでの蛍光体の用い方では蛍光体に照射される光強度が強いために、その光劣化を防ぐことを目的として導光板の裏面に蛍光体を所定の形成密度で塗布形成したものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
さらにまた、上記特許文献に開示されている方法に比べて、より少ない面積で蛍光体を用いて波長変換を行なうために、青色ＬＥＤと導光板の光入射面との間に層状の波長変換体を設けたものが開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平７−１７６７９４号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開平１０−２６９８２２号公報（第３項、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の青色ＬＥＤと緑色蛍光体または黄色蛍光体を組み合わせて白色光を得る従来の照明装置においては、赤色の発光強度が弱いために色再現範囲が狭いという課題を有していた。
【０００９】
また、蛍光体を導光板の裏面に塗布した従来の照明装置においては、導光板内部の光強度の分布に合わせて塗布濃度を合わせこまなければならないために、導光板の仕様が変更する度に塗布条件を合わせこまなければならないという課題を有していた。さらにまた、導光板の裏面に蛍光体を塗布することによって、導光板内部での光伝播特性が変化するため導光板設計が困難になるという課題を有していた。
【００１０】
さらにまた、光源と導光板の光入射面との間に層状の波長変換体を配した従来の照明装置においては、光源とその波長変換体との距離が近接しているために波長変換体に照射される光強度の分布が大きく、混色性が悪いという課題を有していた。
【００１１】
本発明の照明装置は、導光体の設計に大きな影響を与えず、効率の良い広い色再現範囲を持った照明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】
【００１２】
そこで、本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光、及び、前記光源によって蛍光体を励起して得た発光によって、赤色光、緑色光、および青色光を得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板とを備えており、蛍光体が導光板の光照射面または裏面または光入射面のいずれか１箇所以上に配置されている。さらに、光源として青色光源と緑色光源を、蛍光体として青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体の２種類の蛍光体層を備えることとした。あるいは、光源として紫外線光源と青色光源を、蛍光体として紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体の２種類の蛍光体層を備えることとした。また、上述の２種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層を光源側に配置することとした。
【００１３】
また、蛍光体層を、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層が、透明基材上に分散された構成とした。このとき、分散された発光層は、得られる発光強度に比例するように、透明基材の面内で面積密度が異なっている。あるいは、分散された発光層は、光源の輻射強度分布に反比例するように、透明基材の面内で面積密度が異なっている。
【００１４】
さらに、光源からの光を伝播させ、導光板の光入射面に線状に照射させる光パイプを備え、この光パイプに、第一蛍光体粒子と第二蛍光体粒子を所定の割合で分散することとした。あるいは、光源からの光を伝播させ、導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、この光パイプに第一蛍光体粒子を分散させ、光パイプと導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を備える構成とした。より具体的には、光源として青色光源を用い、第一発光層として赤色蛍光体層を、第二発光層として緑色蛍光体層を用い、導光板の裏面または光出射面に導光板内部を伝播する光を表面に照射するためのホログラムを形成することとした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の照明装置は、色再現領域が広く光利用効率の高い照明装置とすることができるために、平面を照明するための良好なカラー照明装置が実現できる。また、この照明装置を液晶表示装置に用いることによって、素子の色再現性が向上し、より高鮮明なカラー液晶表示装置が実現できる。
【００１６】
また、本発明の照明装置を一般の室内などで用いる平面型照明装置として用いることによって、低消費電力の壁掛け型照明装置を実現することが可能となり、一般の照明環境を向上させるとともに省資源化が可能であるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の照明装置は、光源からの光と蛍光体を励起して得た発光を用いて赤色光、緑色光、および青色光とを得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板と、蛍光体が導光板の光照射面または導光板の裏面または導光板の光入射面のいずれか１箇所以上に蛍光体層として配されている。そして、光源として青色光源と緑色光源を用い、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と、緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体とを各々空間的に分離して形成した。さらに、２種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層は、より光源側に配置した。このような構成によって、導光板の伝播特性を変えることなく、効率の良い波長変換を行なうことができた。また、蛍光体を空間的に分離して形成することによって、より波長変換効率の悪い蛍光体を光源の近くに配置することができ、結果として各色に対する色変換効率を最大化することが可能となった。
【００１８】
また、光源として紫外線光源と青色光源を用い、蛍光体を、紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と、紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体とした。このような構成によって、発光効率の高い緑色発光と赤色発光を実現し、これを青色光と混色することによって色再現範囲の広い照明装置が実現できた。
【００１９】
蛍光体層は、高分子母材に蛍光体粒子を分散させた発光層を透明な基材上に印刷または塗布して形成した。そして、蛍光体層は、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層とを、透明高分子基材上面内に空間的に分離して配した。これによって、蛍光体層を１層だけ用いて多色への波長変換を可能とすることができた。そして、蛍光体が互いに重なり合わないために他の蛍光体による光吸収を低減でき、実質的に波長変換効率を向上させることが可能となった。なお、このとき、互いの蛍光体が形成されている領域を充分小さく、かつ近接させることによって混色特性を改善し、色むらのない波長変換を可能とした。
【００２０】
そして、分散させる発光層の面積密度を必要とする発光強度に比例するようにした。このことによって、一様な色混合比を持った照明装置とすることができた。
【００２１】
一方、蛍光体層を用いない方法として、光源からの光を伝播し線状に導光板の光入射面に照射する光パイプ中に、第一蛍光体粒子と第二蛍光体粒子とを所定の割合で混合分散させて、光パイプ内で波長変換と混色を同時に行なった。
【００２２】
光パイプ内に蛍光体を混合分散させることによって、均一で強い光強度内での波長変換が可能となり、波長変換効率を向上させることが可能となった。また、光パイプ内では、光源からの光が多重反射を繰り返して均一な光場を形成するために、光の混色性も向上させることが可能となった。
【００２３】
さらに、蛍光体層と光パイプを併用する構成とした。これは、光源からの光を伝播し線状に導光板の光入射面に照射する光パイプ中に第一蛍光体粒子を分散させ、光パイプと導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を配した構造である。このことによって、光パイプ内への蛍光体の分散を均一に行なうことが可能となり、より均一な色変換が可能となった。また、蛍光体層に照射される光強度も一様となるために、蛍光体層も蛍光体を一様に塗布することが可能となり、その作製が容易となった。
【００２４】
以下に本発明の照明装置に関する実施例を、図面を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２５】
本実施例の照明装置の構成を図１に模式的に示す。図１に示す照明装置は、光源１、導光板２、反射板３、第一蛍光体層４、および第二蛍光体層５から構成されている。光源１は青色ＬＥＤであり、導光板の光入射面に通常２つ以上配置されている。また、導光板２は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂やシクロオレフィン系樹脂などの透明高分子で形成されており、光源１からの光を光入射面から取り込んで内部に伝播する。一般に、導光板２の光出射面または裏面には微細なプリズム群や散乱構造体が形成されており、光出射面から面上の均一な光を照射する。図１に示す実施例では、導光板１の裏面には微細なプリズム群が形成されており、内部を伝播する光を所定の割合で裏面に照射し、この裏面から照射された光は反射板５で反射されて再び導光板２を透過して、導光板２の光出射面から照射される。
【００２６】
反射板５としては、高分子基材上にＡｌやＡｇまたはＡｇとＰｄとの合金などを蒸着した反射層を形成したものや、内部に反射率の高い白色顔料を混合した透明高分子基材などを用いることができる。
【００２７】
第一蛍光体層４と第二蛍光体層５とは各々異なった蛍光体が表面に塗布された透明フィルムである。図７に示すように、蛍光体層４と５は透明高分子基材８上に樹脂バインダーに混合した蛍光体７が塗布して形成されている。具体的に本実施例では、第一蛍光体層４は青色光を赤色光に波長変換する赤色蛍光体が透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に透明なシリコン樹脂バインダーやエポキシ樹脂バインダーを母材として塗布されている。また、第二蛍光体層５は青色光を緑色光に波長変換する緑色蛍光体を透明なＰＥＴフィルム上に透明なシリコン樹脂バインダーを母材として塗布されている。透明高分子基材８としてはＰＥＴ以外にも、アクリル（ＰＭＭＡ）系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などの透明高分子基材を用いることができる。
【００２８】
第二蛍光体層５に照射される光は均一な強度を持っているために、その上に塗布する蛍光体の膜厚は一様に塗布することができる。また、第一蛍光体層４の上に塗布されている蛍光体は少なくとも光源１からの光が照射される領域に塗布されておれば良い。
【００２９】
一方、一般により短波長の光を波長変換する場合、波長変換して得られる光の波長が長くなるほど波長変換効率は低下する。従って、同じ光強度の変換光を得ようとすると、変換波長が長くなるほど照射光強度を大きくする必要がある。従って、赤色蛍光体を光源１の近傍に配することにより、青色光を赤色光に効率良く変換することができる。また、導光板２を形成する透明高分子材料の赤色光に対する吸収係数は、緑色光や青色光に比較して少ないため、変換後の光路が長くなっても照射されるまでの損失を少なくすることができる。
【００３０】
一方、青色光から緑色光に波長変換する緑色蛍光体は波長変換効率が良いため、第二蛍光体層５に配して導光板２の裏面の均一な光照射の下で波長変換を行なう。
【００３１】
図１１に本発明の照明装置の色再現範囲を説明するためのＸＹ色度図を示す。本発明の照明装置は、発光源からの青色光による色座標１４と、緑色光による色座標１５と、赤色光による色座標が色三角形を形成し、これらの混色によってこの色三角形内部の色を任意に表現することができる。この色三角形は、一般のカラーＣＲＴの色三角形１０３よりは小さくなるが、従来の白色ＬＥＤを用いた照明装置の色三角形よりも十分大きくなり、色再現範囲が広がっている。
【００３２】
なお、本発明の実施例で説明する照明装置の構成として、照明光の輝度分布や放射角を制御するために、導光板２の光出射面上に光拡散板やプリズムシートなどを配する場合が多いことは言うまでもない。
（具体例１）
図１に示す構成において、発光波長４６０ｎｍの青色ＬＥＤを３個光源として用いた。また、第一蛍光体層４としてエポキシ樹脂バインダーに混合した赤色蛍光体粉末を混合したものを、スピンコートを用いて塗布した。赤色蛍光体としては、６５０ｎｍの発光を示す蛍光体を用いた。また、第二蛍光体層５としてエポキシ樹脂バインダーに混合した緑色蛍光体粉末を混合したものを、スピンコートを用いて塗布した。緑色蛍光体としては、５２２ｎｍの発光を示す蛍光体を用いた。
【００３３】
各蛍光体のバインダーへの混合濃度と塗布厚みを調節することによって、ＮＴＳＣ比を任意に変化させることができた。
（具体例２）
具体例１において、第二蛍光体層５をフィルムとして挿入する代わりに、図８で示すように反射板３の上に緑色蛍光体７を直接塗布して第二蛍光体層とした。また、この第二蛍光体層に用いた蛍光体は、５３５ｎｍの発光を示す蛍光体を用いた。このような構成とすることによって、第二蛍光体層をフィルムにした場合と比較して表面反射の損失が低減し、より高輝度の照明が可能となった。また、この具体例においても色再現範囲は従来の白色ＬＥＤを用いた場合よりも広くなった。
【実施例２】
【００３４】
図２に本実施例の照明装置を模式的に示す。この実施例２では、第一蛍光体層４を導光板２の裏面に、第二蛍光体層５を導光板２の裏面に配した。光源としては発光波長４６０ｎｍの青色ＬＥＤを用いた。そして、第一蛍光体層４には赤色蛍光体として６１５ｎｍの発光を示す蛍光体を用い、第二蛍光体層５としては、５２２ｎｍの発光を示す緑色蛍光体を用いた。
【００３５】
このような構成とすることによって、色表現領域の広い照明装置とすることが可能となった。また、第一蛍光体層４を通過する青色光は導光板２側からの照射光と反射板３側からの反射光で２回利用されるために、１回だけ青色光を波長変換する場合に比べて第一導光体層４に含有させる蛍光体濃度を半分にすることができる。
【００３６】
また、この実施例では導光板２の内部を伝播する光は実質的に青色光だけとなるため、光出射面から照射するための導光板の構造設計を容易にすることができ、照明効率を向上させることができると共に設計納期を短縮することができた。さらにこのことにより、導光板２内部を伝播する光を外部に取り出して照射する手段として、導光板２の光出射面または裏面に微細プリズム群や微細散乱構造体を用いる以外に、ホログラムを効率良く用いることが可能となった。このホログラムとしては、二光束干渉縞によって得たパターンをリソグラフィーによって転写したり、リップマン型ホログラムなどの計算機ホログラムをリソグラフィーによって形成したりすることによって容易に作製することができる。
【００３７】
また、この実施例においても、実施例１の具体例２に示したように、第一蛍光体層４を反射板３の反射面に直接形成することもできる。
【実施例３】
【００３８】
図３に本実施例の照明装置を模式的に示す。本実施例が実施例２と異なる点は、第一蛍光体層４と第二蛍光体層５が両方とも導光板２の光出射面側に配されていることである。導光板２の光出射光は光強度分布が７０％以上の均一性を有しているために、このような配置にすることによって第一蛍光体層４および第二蛍光体層５による波長変換によって得られた発光強度を均一にし、混色性を向上させることができた。さらに、第一蛍光体層４に赤色蛍光体を、第二蛍光体層５に緑色蛍光体を用いることによって、波長変換効率を向上させることができた。
【実施例４】
【００３９】
図４に本実施例の照明装置を模式的に示す。本実施例においては、第一蛍光体層４と第二蛍光体層５を光源１と導光板２の光入射面との間に配した。この場合も、第一蛍光体層４に赤色蛍光体を、第二蛍光体層５に緑色蛍光体を用いることによって、波長変換効率を向上させることができた。
【００４０】
また、この場合、第一蛍光体層４と第二蛍光体層５とは光源１に近いために、これら蛍光体層に照射される光強度分布が大きくなる。そのため、これら蛍光体層で波長変換されて発光する光強度は、発光の強度が大きな部分が強くなるために導光板内部で混色されるときに色むらが発生してしまう。そこで、発光の光照射強度が大きな部分は蛍光体層に塗布する蛍光体厚みを薄く、発光の光照射強度が小さな部分は蛍光体層に塗布する蛍光体厚みを厚くして、発光と波長変換で得られた発光光との比がほぼ一定になるようにした。
【００４１】
そして、光源１として近紫外光を発光する紫外線ＬＥＤと青色光を発光する青色ＬＥＤを近接して配した光源を用いることができる。ＧａＮなどの材料で形成した紫外線ＬＥＤは例えば発光波長３６５ｎｍであり、蛍光体に対する励起エネルギーが高いために高効率の波長変換を行なうことができる。しかしながら、紫外線は導光板２を構成する高分子材料などの照明装置の構成部材によって大きな吸収を受けるために、紫外線を導光板内に伝播させて広い領域で均一に蛍光体を励起することは好ましくない。従って、図４に示すように紫外線ＬＥＤと導光板２の間隙に蛍光体層を配置して、導光板内では変換後の可視光を伝播させて用いると効率が良い。
【００４２】
図９は光源を３つ並列に並べて配置した場合の、第一蛍光体層４および第二蛍光体層５に塗布する蛍光体の濃度分布を模式的に示した平面図である。図９において、領域９、１０、１１の順に蛍光体の濃度が高くなっている。領域９は光源の輝度中心に対応しており照射光強度が最も強く、この輝度中心から離れるに従って照射光強度が弱くなる。蛍光体は一般に照射光強度が強いほど波長変換効率が高くなり変換光成分が多くなる。従って、このように光源の輝度中心から遠ざかるにつれて蛍光体の濃度を大きくすることによって一様な色分布の照明光を得ることが可能となる。
【００４３】
このような領域の作製は、スクリーン印刷やオフセット印刷などで各領域に対応した印刷版を用いて蛍光体濃度の異なる母材を順次印刷することによって容易に得ることができる。
【００４４】
図では各光源に対応して領域を領域９、１０、１１の３領域に分割したが、より多くの領域に分割した方が色分布を良くすることができる。
【００４５】
このようにして、図４における第一蛍光体層４と第二蛍光体層５に形成する蛍光体濃度に分布を設けることによって、色再現性が良く混色も良好な照明装置を得ることができた。
（具体例）
図４において、紫外線ＬＥＤと青色ＬＥＤとを近接させて１つのパッケージに封入した光源１を３つ並列に配置した。紫外線ＬＥＤの発光波長は３６５ｎｍであり、青色ＬＥＤの発光波長は４７０ｎｍとした。
【００４６】
第一蛍光体層４上に図９で示す分布を持たせて赤色蛍光体をスクリーン印刷した。赤色蛍光体をシリコン樹脂母材に混合分散させて５段階の濃度の印刷原料とした。そして、領域の外側から順番に印刷と硬化を繰り返して第一蛍光体層４とした。また、第二蛍光体層５としては緑色蛍光体を第一蛍光体層４と同様に印刷硬化させたものを用いた。このようにして、紫外線ＬＥＤで赤色光と緑色光とを励起して、青色ＬＥＤからの青色光と混色することによって、色再現範囲が広く、混色性も良好な照明装置とすることができた。特に、発光として用いる紫外光は色再現に与える影響はなく、励起された赤色光と緑色光、および青色光源からの青色光の混色のみを考えれば良いために、色調整の容易な照明装置とすることができた。
【００４７】
なお、紫外光は照明装置の構成部材である高分子材料の劣化を促進し、また液晶装置に紫外線の混入した光を照射すると液晶が劣化してしまう。さらには、観測者の目にも悪影響を与える。そのため、図４には明示していないが、本具体例では第二蛍光体層５と導光板２の光入射面との間に、紫外線吸収フィルムを挿入した。
【実施例５】
【００４８】
図５に本実施例の斜視図を模式的に示す。図５においては、青色光源１ａと１ｂとを光パイプ６の両側端に配してある。これらの青色光源から出射した光は光パイプ６の内部を伝播して均一化されて、光パイプ２の導光板２との対向面またはその逆面に形成されたプリズムによって偏向され、導光板２の光入射面に一様に照射されて導光板２の内部に導かれる。
【００４９】
本実施例の照明装置においては、光パイプ６の中に赤色蛍光体を混合して、光パイプ６内部で青色光を赤色光に波長変換することによって、均一な波長変換と混色を実現した。また、光パイプ６の中では青色光は繰り返し反射する上に、光強度が強いために効率の良い波長変換が可能となった。
【００５０】
一方、導光板２の裏面には第二蛍光体層５が配されており、緑色蛍光体がその表面に一様に形成されているか、または内部に一様に混合されている。
【００５１】
このような、構成とすることによって色再現性が良く混色性に優れた照明装置とすることができた。
【実施例６】
【００５２】
図６に本実施例に関する斜視図を模式的に示す。図６に示した構成が実施例５と異なる点は、第二蛍光体層５が光パイプ６と導光板２の光入射面との間に挿入されている点である。
【００５３】
実施例５で説明したように、光パイプ６の内部に混合された赤色蛍光体は、光パイプ６内部の均一で強度の強い青色光によって効率良く青色光を赤色光に波長変換する。また、光パイプ内部で青色光と赤色光とは、充分均一に混色することができる。
【００５４】
さらに、光パイプ６から導光板２の光入射面側に出射される光は均一であるために、第二蛍光体層５の表面に塗布または内部に混合する蛍光体は均一であれば良い。また、第五実施例に比べて、第二蛍光体層５に照射される光強度が強いために、青色光を緑色光に変換する効率を高くすることができるという特長を持っている。そして、第二蛍光体層５の面積を実施例５に比較して小さくすることができるために、使用する蛍光体の量を減らすことができ、照明装置の製造コストを削減することができる。
【００５５】
このようにして、本実施例でも、色再現性が良く、混色性に優れた照明装置を実現できた。
【実施例７】
【００５６】
図６に示す実施例６においては、第二蛍光体層５の表面に塗布する蛍光体は均一で一様にすれば良い。このとき例えば、青色光を赤色蛍光体で波長変換して赤色光を得る場合は波長変換に必要なエネルギーを吸収して強度が落ちる。その同じ青色光を用いて緑色蛍光体を用いて青色光を緑色光に波長変換するのは効率的ではない。
【００５７】
そこで、本実施例では図６に示す構成において、第二蛍光体層５に赤色蛍光体と緑色蛍光体を領域分割して選択的に印刷して発光を有効に用いた。具体的には、図１０に示すように透明高分子基材８上に、赤色蛍光体塗布領域１２と緑色蛍光体塗布領域１３とを互いに離間させたパターンを用いて、各々の領域に赤色蛍光体と緑色蛍光体とを樹脂母材中に混合分散させてスクリーン印刷した。このようにすることによって、光パイプ６の内部に蛍光体を混合分散させることなく、１枚の蛍光体層を用いることによって１光源から２波長の波長変換を効率良く行なうことが可能となった。また、各蛍光体は互いに発光を吸収して弱めあうことなく良好な強度の発光で波長変換することができるようになる。
【００５８】
図１０において、分割する領域の形状は必ずしも矩形である必要は無く、ドット形状や多角形形状をしていても良い。波長変換される光の強度は分割領域の面積密度を調節することによって容易に調整することができる。また、印刷する蛍光体の厚みや、母材に分散させる蛍光体濃度を変えても良い。
【００５９】
充分な混色を行なうためには、印刷領域は可能な限り小さい方が良い。スクリーン印刷やオフセット印刷またはインクジェットによる印刷法を用いることによって、印刷領域の大きさは５０〜１００μｍまでの任意の大きさに調節することができ、充分な混色が可能である。
【００６０】
印刷領域の大きさを変化させて蛍光体濃度を変化させることによって、図９に示すような蛍光体濃度分布を実質的に持った蛍光体層を形成することも容易に実現することが可能となる。
【００６１】
また、このように蛍光体形成領域を分散させて形成することは、蛍光体層を光源と導光板の光入射面との間隙に配する以外の場合でも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図７】本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の照明装置の色再現範囲を説明する色度図である。
【図１２】従来の白色ＬＥＤを用いた照明装置の色再現範囲を表す色度図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  光源
２  導光板
３  反射板
４  第一蛍光体層
５  第二蛍光体層
６  光パイプ
７  蛍光体
８  透明高分子基材
【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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【図１１】
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【図１２】
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