(57)【要約】【課題】環境リスクが低く、均一な面状光を出射する光源を提供することにある。【解決手段】光源１は、管状の光源本体１０と、光源本体１０の開口端部に設けられた発光素子２２と、光源本体１０の内周面又は外周面に形成された光変換層３０と、を少なくとも有する。光変換層３０は、発光素子２２からの光を受光して、より長い波長の変換光を出射する。【選択図】図１
2006080386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の光源本体と、
前記光源本体の開口端部に設けられた発光素子と、
前記光源本体の内周面又は外周面に形成された光変換層と、
を少なくとも有し、
前記光変換層は前記発光素子からの光を受光して前記光の波長よりも長い波長の変換光を出射する光源。
【請求項２】
請求項１に記載された光源において、
前記光源本体の内部は空気よりも高い屈折率を有する材料により充填されている光源。
【請求項３】
請求項１に記載された光源において、
前記開口端部が密閉されており、
前記光源本体の内部の圧力が大気圧未満である光源。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に設けられ、相互に並行に延びる複数の区分壁と、
前記基板及び前記複数の区分壁により形成された複数の光変換室と、
前記複数の光変換室のそれぞれの底面及び／又は側面に設けられた光変換層と、
前記複数の光変換室のそれぞれに設けられた発光素子と、
を少なくとも有し、
前記光変換層は前記発光素子からの光を受光して前記光の波長よりも長い波長の変換光を出射する光源。
【請求項５】
請求項４に記載された光源において、
前記複数の光変換室の内部は空気よりも高い屈折率を有する材料により充填されている光源。
【請求項６】
請求項４に記載された光源において、
前記複数の光変換室の内部の圧力が大気圧未満である光源。
【請求項７】
請求項１又は４に記載された光源において、
前記発光素子からの光を集光するレンズを前記発光素子の光出射面側にさらに有する光源。
【請求項８】
請求項７に記載された光源において、
前記レンズはセルフォックレンズである光源。
【請求項９】
請求項１又は４に記載された光源において、
前記発光素子は発光ダイオードである光源。
【請求項１０】
請求項４に記載された光源において、
前記変換光の出射方向側に設けられ、前記変換光を拡散透過する散乱板をさらに有する光源。
【請求項１１】
請求項４に記載された光源において、
前記変換光の出射方向側に設けられ、所定波長未満の光を反射し、且つ前記所定波長以上の光を透過するバンドパスフィルタをさらに有する光源。
【請求項１２】
請求項４に記載された光源において、
前記複数の光変換室から選ばれた少なくとも２つの光変換室は前記変換光の波長が異なる光源。
【請求項１３】
請求項１２に記載された光源において、
前記少なくとも２つの光変換室の底面の面積が相互に異なる光源。
【請求項１４】
請求項１２に記載された光源において、
前記発光素子のうち前記少なくとも２つの光変換室に設けられた前記発光素子からの光の強度が相互に異なる光源。
【請求項１５】
請求項１４に記載された光源において、
前記発光素子のうち前記少なくとも２つの光変換室に設けられた発光素子に印加される電流密度が相互に異なる光源。
【請求項１６】
請求項４に記載された光源において、
前記変換光の出射方向側に設けられ、所定方向の偏光のみを選択的に透過する偏光板をさらに有する光源。
【請求項１７】
線状の複数の光源が平行に配列された面状の光源ユニットを有する照明装置であって、
前記光源は請求項１に記載された光源である照明装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載された照明装置において、
前記光源ユニットの一方面を覆い、前記光源ユニットから出射される光を散乱透過する散乱板をさらに備えた照明装置。
【請求項１９】
請求項４に記載された光源を有する表示装置。
【請求項２０】
請求項１７に記載された照明装置を有する表示装置。
【請求項２１】
請求項１３に記載された光源を製造する方法であって、
前記少なくとも２つの光変換室の底面積が異なるように、前記基板上に前記複数の区分壁を形成する工程と、
前記複数の光変換室のそれぞれの底面及び／又は側面に前記光変換層を形成する工程と、
を有する光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源、照明装置、これらのいずれかを用いた表示装置、及び光源の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、面状照明装置として、例えば、放電電極を備えた密閉容器を備え、密閉容器中に水銀蒸気と希ガスとが封入された面状の蛍光ランプが一般的に用いられている。
【０００３】
しかしながら、この蛍光ランプに封入されている水銀は人体及び環境に有害な物質であり、近年、環境保全の観点からその使用が制限されつつある。そのような潮流のもと、水銀等の有害物質を実質的に含まず、環境リスクの低い面状照明装置の研究開発が盛んに行われている。
【０００４】
水銀等の有害物質を実質的に含まない面状照明装置として、例えば特許文献１には発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」とする。）照明光源をマトリクス状に配設したカード型ＬＥＤ照明装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９３５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤ照明光源は光の指向性が強い。このため、ＬＥＤ照明光源がマトリクス状に配設されたカード型ＬＥＤ照明装置は、出射光に斑が生じ、均一な面状光が得られないという問題がある。
【０００６】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は環境リスクが低い光源を実現することにある。第２の目的は均一な面状光を出射する光源を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面による光源は、管状の光源本体と、前記光源本体の開口端部に設けられた発光素子と、前記光源本体の内周面又は外周面に形成された光変換層と、を少なくとも有する。前記光変換層は、前記発光素子からの光を受光して前記光の波長よりも長い波長の変換光を出射する。本発明の第１の局面による光源では管状の光源本体の内周面又は外周面に形成された光変換層から均一な光が出射される。そのため、この光源によれば均一な線状光を得ることができる。また、この光源は実質的に水銀を含まないので、環境リスクが低い。
【０００８】
本発明の第１の局面による光源は前記光源本体の内部が空気よりも高い屈折率を有する材料により充填されていても構わない。この構成によれば、光変換層の界面における屈折率変化を抑制することができる。このため、発光素子から出射された光の光変換層の界面における反射率を低減することができるので、光変換層への光入射率を大きくすることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【０００９】
本発明の第１の局面による光源は、前記開口端部が密閉されており、前記光源本体の内部の圧力が大気圧未満であっても構わない。この構成によれば、発光素子から出射された光が光変換層に入射するまでに減衰してしまうことを効果的に抑制することができる。このため、光の利用効率を高めることができる。従って、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。また、光変換層が光源本体の内周面に形成されている場合は、光変換層が光源本体中の酸素により劣化するのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の局面による光源は、基板と、前記基板上に設けられ、相互に並行に延びる複数の区分壁と、前記基板及び前記複数の区分壁により形成された複数の光変換室と、前記複数の光変換室のそれぞれの底面及び／又は側面に設けられた光変換層と、前記複数の光変換室のそれぞれに設けられた発光素子と、を少なくとも有する。前記光変換層は前記発光素子からの光を受光して前記光の波長よりも長い波長の変換光を出射する。本発明の第２の局面による光源では、光変換室の底面及び／又は側面に設けられた光変換層から均一に光が出射される。そのため、この光源によれば均一な面状光を得ることができる。また、この光源は実質的に水銀を含まないので、環境リスクが低い。
【００１１】
本発明の第２の局面による光源は前記複数の光変換室の内部が空気よりも高い屈折率を有する材料により充填されていても構わない。この構成によれば、光変換層の界面における屈折率変化を抑制することができる。このため、発光素子から出射された光の光変換層の界面における反射率を低減することができるので、光変換層への光入射率を大きくすることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００１２】
本発明の第２の局面による光源は前記複数の光変換室の内部の圧力が大気圧未満であっても構わない。この構成によれば、発光素子から出射された光が光変換層に入射するまでに減衰することを効果的に抑制することができる。このため、光の利用効率を高めることができる。従って、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００１３】
本発明の第１及び第２の局面による光源は前記発光素子からの光を集光するレンズを前記発光素子の光出射面側にさらに有していても構わない。この構成によれば、発光素子からの光が光変換層に、より均一に入射する。このため、光変換層から、より均一に光が出射される。従って、この構成によれば、より均一な線状光又は面状光が得られる。また、前記レンズはセルフォックレンズであっても構わない。あるいは、ボールレンズや凸レンズであっても構わない。
【００１４】
本発明の第１及び第２の局面による光源は前記発光素子が発光ダイオードであっても構わない。ＬＥＤは低消費電力且つ長寿命である。このため、この構成によれば低い消費電力を実現することができる。長い製品寿命を実現することができる。
【００１５】
本発明の第２の局面による光源は、前記変換光の出射方向側に設けられ、前記変換光を拡散透過する散乱板をさらに有していても構わない。この構成によれば、光変換層から出射される変換光は散乱板によって拡散、混合される。このため、より均一な面状光が得られる。また、複数の光変換室から選ばれた少なくとも２つの光変換室が変換光の波長の異なる場合は、複数色の変換光が散乱板により混合される。従って、均一な色調の光が得られる。
【００１６】
本発明の第２の局面による光源は、前記変換光の出射方向側に設けられ、所定波長未満の光を反射し、且つ前記所定波長以上の光を透過するバンドパスフィルタをさらに有していても構わない。この構成によれば、発光素子から出射される光の光変換層への入射光率を向上させることができる。このため、光の利用効率を高めることができる。従って、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００１７】
本発明の第２の局面による光源は、前記複数の光変換室から選ばれた少なくとも２つの光変換室が前記変換光の波長が異なっていても構わない。前記少なくとも２つの光変換室の底面の面積が相互に異なっていても構わない。また、前記発光素子のうち前記少なくとも２つの光変換室に設けられた前記発光素子からの光の強度が相互に異なっていても構わない。さらに、前記発光素子のうち前記少なくとも２つの光変換室に設けられた発光素子に印加される電流密度が相互に異なっていても構わない。
【００１８】
本発明の第２の局面による光源は、前記変換光の出射方向側に設けられ、所定方向の偏光のみを選択的に透過する偏光板をさらに有していても構わない。
【００１９】
本発明に係る照明装置は、線状の複数の光源が平行に配列された面状の光源ユニットを有する。前記光源は本発明の第１の局面による光源である。
【００２０】
本発明に係る照明装置は、前記光源ユニットの一方面を覆い、前記光源ユニットから出射される光を散乱透過する散乱板をさらに備えていても構わない。本発明に係る照明装置は実質的に水銀を含まないので、環境リスクが低い。また、上述の通り、平行に配列された複数の光源のそれぞれから均一な線状光が得られる。複数の均一な線状光は、光源ユニットの光出射方向側に設けられた散乱板により散乱され、よりムラのない光となる。従って、本発明に係る照明装置によればより均一な面状光を得ることができる。
【００２１】
本発明の第１の局面による表示装置は本発明の第２の局面による光源を有する。上述の通り、本発明の第２の局面による光源は均一な面状光を出射することができる。また、実質的に水銀を含まないので、環境リスクが低い。従って、本発明の第１の局面による表示装置は均一に画像を表示することができ、環境リスクが低いものである。
【００２２】
本発明の第２の局面による表示装置は本発明に係る照明装置を有する。本発明に係る照明装置からは均一な面状光が得られる。このため、本発明に係る第２の局面による表示装置は均一に画像を表示することができる。
【００２３】
本発明に係る光源の製造方法は、基板と、前記基板上に設けられ、相互に並行に延びる複数の区分壁と、前記基板及び前記複数の区分壁により形成された複数の光変換室と、前記複数の光変換室のそれぞれの底面及び／又は側面に設けられた光変換層と、前記複数の光変換室のそれぞれに設けられた発光素子と、を少なくとも有し、前記複数の光変換室から選ばれた少なくとも２つの光変換室は前記変換光の波長が異なり、前記光変換層は前記発光素子からの光を受光して前記光の波長よりも長い波長の変換光を出射する光源に関する。そして、前記少なくとも２つの光変換室の底面積が異なるように、前記基板上に前記複数の区分壁を形成する工程と、前記複数の光変換室のそれぞれの底面及び／又は側面に前記光変換層を形成する工程と、を有する。この製造方法によれば光変換層に使用する蛍光材料の組成を変更することなく、製造工程における設計変更のみで容易に出射光の色調を変化させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、均一な均一な面状光を得ることができる。環境リスクが低い光源を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（実施形態１）図１は実施形態１に係る線状光源１の概略断面図である。
【００２７】
この線状光源１は、円筒状の光源本体１０と、光源本体１０の両開口端部に設けられたＬＥＤチップ２０とを有する。ＬＥＤチップ２０は光源本体１０の両開口端部を密閉しており、光源本体１０の内部の圧力は大気圧未満となるように減圧されている。光源本体１０の内周面には光変換層３０が形成されている。ＬＥＤチップ２０の光出射方向側にはボールレンズ５０が設けられている。ＬＥＤチップ２０はＬＥＤ素子２２と、ＬＥＤ素子２２を駆動するための回路が形成された基板２１とを有する。さらに、ＬＥＤ素子２２の光の出射方向に拡径する孔が形成されたカップ２３を有する。
【００２８】
この線状光源１ではＬＥＤ素子２２から出射された光が直接ボールレンズ５０に入射する。あるいは、カップ２３の表面２３ａに反射されてボールレンズ５０に入射する。ボールレンズ５０に入射した光は、ボールレンズ５０により集光され、光源本体１０の内周面に設けられた光変換層３０を照射する。光変換層３０を照射した光は光変換層３０によってＬＥＤ素子２２から出射された光の波長よりも長い波長を有する光に変換され、その変換光が光源本体１０の外周面から放射状に出射される仕組みとなっている。
【００２９】
線状光源１では、ＬＥＤ素子２２から出射された光は、ボールレンズ５０によって集光され、光変換層３０全体を均一に照射される。光変換層３０から出射される変換光の強度は光変換層３０に入射する光の強度と相関する。このため、光変換層３０の全体から均一な変換光が出射される。従って、線状光源１によれば均一な線状光が得られる。本実施形態では、ＬＥＤ素子２２から出射される光を集光するレンズとしてボールレンズを用いたが、本発明は何らこれに限定されるものではない。例えば、セルフォックレンズや通常の凸レンズであっても構わない。尚、セルフォックレンズとはレンズに入射した光をレンズ内で放物線状に屈折させるレンズのことをいう。
【００３０】
カップ２３の中央部に設けられ、拡径する孔の表面２３ａは光反射面に形成されている。ＬＥＤ素子２２からカップ２３方向に出射された光は表面２３ａによって光変換層３０に向けて反射される。そのため、ＬＥＤ素子２２から出射された光が光変換層３０に入射する効率を高めることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００３１】
光源本体１０の内部の圧力は大気圧未満となるように減圧されている。ＬＥＤ素子２２から出射された光の一部は、光変換層３０に到達するまでに、光源本体１０の内部に存在する酸素分子、窒素分子、又は水分子等によって吸収される。光源本体１０の内部の圧力を大気圧未満となるように減圧することにより、光源本体１０の内部に存在する酸素分子等が減少し、ＬＥＤ素子２２から出射された光が酸素分子等により吸収されることを効果的に抑制することができる。そのため、ＬＥＤ素子２２からの光が光変換層３０に入射する効率を高めることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００３２】
光源本体１０の内部は空気よりも高い屈折率を有する材料（高屈折率材料）により充填されていても構わない。この構成によれば、高屈折率材料と光変換層３０との間に生じる屈折率差を小さくすることができる。これにより、ＬＥＤ素子２２から出射された光の光変換層３０と高屈折率材料との界面における反射率を低減することができるので、光変換層３０への光入射率を向上させることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００３３】
この線状光源１では、光源本体１０は円筒状に形成されているが、長手方向に貫通孔を有する角柱体や断面多角形の棒状体であっても構わない。
【００３４】
この線状光源１では、光変換層３０に光を照射する発光素子としてＬＥＤ素子２２を用いている。ＬＥＤ素子２２は、発光素子の中でも消費電力が比較的少なく、長寿命である。従って、光源本体１０は低い消費電力と長い製品寿命を実現することができる。また、ＬＥＤ素子２２は実質的に水銀等の環境有害物質を含まない。従って、線状光源１は環境リスクが低い。尚、ＬＥＤ素子２２は４００ｎｍ以下の波長の光を出射するものであることが好ましい。
【００３５】
以下、線状光源１の各部材の材料について説明する。尚、下記の各部材の材料は単なる例示であり、本発明は何ら以下の材料に限定されるものではない。
【００３６】
光源本体１０及びボールレンズ５０は、ガラスやプラスティック等の光透過性材料により形成することができる。基板２１はＬＥＤ素子２２を駆動するための回路が形成されたガラス基板やプラスティック基板等により構成することができる。ＬＥＤ素子２２の材料としては、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、及びＳｉＣ等が挙げられる。これらの材料を混合して用いても構わない。カップ２３はガラスやプラスティック等により形成することができる。カップ２３の表面２３ａは、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は白色の塗料等をラミネート又は塗布することにより形成することができる。光変換層３０は、蛍光材料を混合させた透明樹脂等からなる。蛍光材料としては、（Ｙ・Ｓｍ）3（Ａｌ・Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.39Ｇｄ0.57Ｃｅ0.03Ｓｍ0.01）3Ａl5Ｏ12、ＺｎＳｅ等が挙げられる。透明樹脂としては、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００３７】
（実施形態２）図２は実施形態２に係る面状光源１００の斜視図である。
【００３８】
図３は図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。
【００３９】
図４は図２中ＩＶ−ＩＶ線で切断した概略断面図である。
【００４０】
面状光源１００は、図３において上側開口の凹部が設けられた基板本体１１０ａと、基板本体１１０ａの上に、凹部を覆うように設けられた上部基板１１０ｂとを有する基板１１０を備えている。基板本体１１０ａの凹部内には相互に並行に延びる複数の区分壁１２０が設けられている。基板１１０と区分壁１２０とは複数の光変換室１３０を形成している。光変換室１３０内の圧力は大気圧未満となるように減圧されている。光変換室１３０の底面及び側面（区分壁１２０の側壁）には光変換層１５０が形成されている。光変換室１３０の両開口端部にはＬＥＤチップ１４０がそれぞれ設けられている。ＬＥＤチップ１４０は、ＬＥＤ素子１４３と、ＬＥＤ素子１４３を駆動するための回路が形成されたＬＥＤ用基板１４１と、ＬＥＤ素子１４３の周囲を囲むように設けられたカップ１４２とを有する。カップ１４２の中央にはＬＥＤ素子１４３の光出射方向に拡径する孔が形成されており、孔の表面は光反射面に形成されている。ＬＥＤ素子１４３の光出射方向側にはセルフォックレンズ１６０が設けられている。
【００４１】
この面状光源１００では、ＬＥＤ素子１４３から出射された光が直接セルフォックレンズ１６０に入射する。あるいは、カップ１４２の光反射性に形成された表面に反射されてセルフォックレンズ１６０に入射する。セルフォックレンズ１６０に入射した光は、集光され、光変換室１３０の側面及び底面に設けられた光変換層１５０を照射する。光変換層１５０を照射した光は光変換層１５０によってＬＥＤ素子１４３から出射された光の波長よりも長い波長を有する光に変換され、その変換光が上部基板１１０ｂ側に出射する仕組みとなっている。
【００４２】
ＬＥＤ素子１４３から出射された光はセルフォックレンズ１６０によって集光され、光変換層１５０全体を均一に照射する。光変換層１５０から出射される変換光の強度は光変換層１５０に入射する光の強度と相関する。このため、光変換層１５０の全体から均一な変換光が出射される。従って、面状光源１００によれば均一な面状光が得られる。本実施形態ではＬＥＤ素子１４３から出射される光を集光するレンズとしてセルフォックレンズを用いたが、本発明は何らこれに限定されるものではない。例えば、ボールレンズや通常の凸レンズであっても構わない。
【００４３】
カップ１４２の中央部に設けられ、拡径する孔の表面１４２ａは光反射面に形成されている。ＬＥＤ素子１４３からカップ１４２方向に出射された光は、光反射性に形成された表面１４２ａによって光変換層１５０側に向けて反射される。そのため、ＬＥＤ素子１４３からの光が光変換層１５０に入射する効率を高めることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００４４】
光変換室１３０の内部は大気圧未満となるように減圧されている。ＬＥＤ素子１４３から出射された光の一部は光変換層１５０に到達するまでに光変換室１３０に存在する酸素分子、窒素分子、又は水分子等によって吸収される。光変換室１３０内の圧力を大気圧未満となるように減圧することにより、光変換室１３０に存在する酸素分子等が減少し、ＬＥＤ素子１４３から出射された光が酸素分子等により吸収されることを効果的に抑制することができる。そのため、ＬＥＤ素子１４３からの光が光変換層１５０に入射する効率を高めることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００４５】
光変換室１３０は空気よりも高い屈折率を有する材料により充填されていても構わない。この構成によれば、ＬＥＤ素子１４３から出射された光の光変換層１５０の界面における反射率を低減することができるので、光変換層１５０への入射率を向上させることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００４６】
この面状光源１００では、光変換層１５０に光を照射する発光素子としてＬＥＤ素子１４３が用いられている。ＬＥＤ素子１４３は、発光素子の中でも比較的消費電力が少なく、長寿命である。従って、基板１１０は低い消費電力と長い製品寿命を実現することができる。また、ＬＥＤ素子１４３は実質的に水銀等の環境有害物質を含まないので、面状光源１００は環境リスクが低い。尚、ＬＥＤ素子１４３は４００ｎｍ以下の波長の光を出射するものであることが好ましい。
【００４７】
上部基板１１０ｂよりも内側（図３で下側）にはＬＥＤ素子１４３から出射される光を反射し、光変換層１５０から出射される光を透過するバンドパスフィルタ１７０が設けられている。通常、上部基板１１０ｂはガラスやプラスティック等からなるので、ＬＥＤ素子１４３から出射される短波長の光の透過率が非常に低い。バンドパスフィルタ１７０を設けない場合は、ＬＥＤ素子１４３から上部基板１１０ｂ側に出射された光は上部基板１１０ｂにより吸収される。バンドパスフィルタ１７０を上部基板１１０ｂよりも内側に配設することによって、上部基板１１０ｂにより吸収される短波長の光を光変換層１５０側に反射させることができる。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。
【００４８】
上部基板１１０ｂの上には散乱板１８０が設けられている。散乱板１８０により相互に並行に延びる複数の光変換室１３０から出射される光は拡散、混合されて面状光源１００から出射する。従って、散乱板１８０を配設することにより、よりムラがなく均一な光が得られる。
【００４９】
散乱板１８０の上には偏光板１９０が設けられている。偏光板１９０を設けることにより、面状光源１００から出射される光の偏光方向をそろえることができるので、液晶表示装置等に好適な面状光源を実現することができる。尚、偏光板１９０は、特定方向の偏光のみを透過させ、それ以外の方向の偏光を反射させるものであっても構わない。
【００５０】
本実施形態に係る面状光源１００は、基板１１０は凹部を有する基板本体１１０ａと上部基板１１０ｂとからなるが、何らこの構成に限定されるものではない。例えば、基板本体１１０ａと上部基板１１０ｂとが一体に形成されていても構わない。
【００５１】
本実施形態２では、光変換層１５０は光変換室１３０の底面及び側面に形成されているが、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。例えば、光変換層１５０は光変換室１３０の側面又は底面のみに形成されていても構わない。
【００５２】
以下、面状光源１００の各部材の材料について説明する。尚、下記の各部材の材料は単なる例示であり、本発明は何ら以下の材料に限定されるものではない。
【００５３】
基板１１０及びセルフォックレンズ１６０は、ガラスやプラスティック等の光透過性材料により形成することができる。ＬＥＤ用基板２４１はＬＥＤ素子１４３を駆動するための回路が形成されたガラス基板やプラスティック基板等により構成することができる。ＬＥＤ素子１４３の材料としては、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、及びＳｉＣ等が挙げられる。これらの材料を混合して用いても構わない。カップ１４２はガラスやプラスティック等により形成することができる。カップ１４２の表面に銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は白色の塗料等をラミネート又は塗布しても構わない。光変換層１５０は、蛍光材料を混合させた透明樹脂等からなる。蛍光材料としては、（Ｙ・Ｓｍ）3（Ａｌ・Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.39Ｇｄ0.57Ｃｅ0.03Ｓｍ0.01）3Ａl5Ｏ12、ＺｎＳｅ等が挙げられる。透明樹脂としては、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００５４】
（実施形態３）図５は実施形態３に係る面状光源２００の斜視図である。
【００５５】
図６は図５中ＶＩ−ＶＩ線で切断した概略断面図である。
【００５６】
図７は図２中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。
【００５７】
面状光源２００は、図６において上側開口の凹部が設けられた基板本体２１０ａと、基板本体２１０ａの上に、凹部を覆うように設けられた上部基板２１０ｂとを有する基板２１０を備えている。基板本体２１０ａの上には相互に並行に延びる複数の区分壁２２０が設けられている。基板２１０と区分壁２２０とが複数の光変換室２３０を形成している。光変換室２３０内の圧力は大気圧未満となるように減圧されている。光変換室２３０の底面及び側面（区分壁２２０の側壁）には光変換層２５０が形成されている。光変換室２３０の両開口端部にはＬＥＤチップ２４０がそれぞれ設けられている。ＬＥＤチップ２４０は、ＬＥＤ素子２４３と、ＬＥＤ素子２４３を駆動するための回路が形成されたＬＥＤ用基板２４１と、ＬＥＤ素子２４３の周囲を囲むように設けられたカップ２４２とを有する。カップ２４２の中央にはＬＥＤ素子２４３の光出射方向に拡径する孔が形成されており、孔の表面は光反射面に形成されている。ＬＥＤ素子２４３の光出射方向側にはセルフォックレンズ２６０が設けられている。上部基板２１０ｂの光変換層２５０側にはバンドパスフィルタ２７０が設けられている。上部基板２１０ｂの上には散乱板２８０が設けられている。散乱板２８０の上には偏光板２９０が設けられている。
【００５８】
光変換室２３０は異なる波長（色調）の変換光を出射する３種類の光変換室２３０Ｒ、２３０Ｇ、及び２３０Ｂを有する。具体的には、図６において左側からＲ（赤）の変換光を出射する光変換層２５０Ｒを有する光変換室２３０Ｒ、Ｇ（緑）の変換光を出射する光変換層２５０Ｇを有する光変換室２３０Ｇ、及びＢ（青）の変換光を出射する光変換層２５０Ｂを有する光変換室２３０Ｂがこの順番で配列されている。光変換層２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂは相互に面積が異なる。
【００５９】
この面状光源２００は複数種類の光変換室２３０を有する点以外は実施形態１に係る面状光源１００と同様の構成を有する。以下、面状光源１００とは異なる光変換室２３０及び光変換層２５０について詳細に説明する。
【００６０】
光変換室２３０のそれぞれに設けられた発光素子２４３から光が出射されると、光変換層２５０Ｒ、２５０Ｇ、及び２５０Ｂから、それぞれＲの光、Ｇの光、Ｂの光が出射される。これらの光は、上部基板２１０ｂの上に設けられた散乱板２８０により散乱（拡散）、混合され、均一な色調の光として面状光源２００から出射する。
【００６１】
光変換層２５０の各々から出射される光の強度は光変換層２５０の面積が大きくなるに従って強くなる。そのため、面状光源２００では光変換層２５０Ｒ、２５０Ｇ、及び２５０Ｂの面積の比率を変化させることによって種々の色調の光を出射させることができる。例えば、光変換層２５０Ｒの面積を大きくすることにより、赤みのより強い色調の光を出射させることができる。
【００６２】
また、光変換層２５０の各々から出射される光の強度はＬＥＤ素子２４３から光変換層２５０を照射される光の強度が強くなるに従って強くなる。そのため、光変換室２３０Ｒ、２３０Ｇ、及び２３０Ｂのそれぞれに設けられたＬＥＤ素子２４３に印加する電流密度を変化させることによって出射光の色調を調整することができる。例えば、光変換室２３０Ｒに設けられたＬＥＤ素子２４３に印加する電流密度を大きくすることによってＬＥＤ素子２４３から出射される光の強度が強くなり、光変換層２５０Ｒから出射する光の強度も強くなる。その結果、面状光源２００の出射光は赤みがかった色調の光に調整される。
【００６３】
次に、面状光源２００の製造方法について詳細に説明する。尚、下記製造方法は単なる例示であって、本発明は何ら下記の製造方法に限定されるものではない。
【００６４】
まず、フォトリソフラフィー技術等を用いて、ガラス基板等に所望の形状にエッチング技術、若しくはスクリーン印刷技術などを用いることにより基板本体２１０ａ及び区画壁２２０を同時に形成する。この際、後に形成する光変換層２５０の種類によって光変換室２３０の底面積が異なるように区画壁２２０を形成する。例えばスクリーン印刷技術等を用いて、２つ間隔おきに光変換室２３０の底面及び側面（区画壁２２０の側壁）にＲの光を出射する蛍光材料を塗布成膜することにより光変換層２５０Ｒを形成する。同様に、光変換層２５０Ｇ、及び２５０Ｂを形成する。
【００６５】
スパッタ法等により導電性材料からなる膜をガラス基板等に形成し、フォトリソフラフィー技術等を用いて所望の形状にエッチングし、ＬＥＤ素子２４３を駆動するための回路を形成することによりＬＥＤ用基板２４１を形成する。半田等によりＬＥＤ用基板２４１にＬＥＤ素子２４３を電気的に接続する。接着剤等を用いて、ＬＥＤ用基板２４１にガラス等からなるカップ２４２を接着する。そして、接着剤等を用いて、カップ２４２にセルフォックレンズ２６０を接着固定することによりＬＥＤチップ２４０を形成する。接着剤等を用いて、基板本体２１０ａの両側端面に完成したＬＥＤチップ２４０をそれぞれ接着固定する。
【００６６】
スパッタ法等を用いて、シリカゲル（ＳｉＯ2）等の低屈折率材料からなる層と、酸化チタン（ＴｉＯ2）等の高屈折率材料からなる層とが積層した多層膜を形成することによりバンドパスフィルタ２７０を上部基板２１０ｂの一方面に形成する。接着剤等を用いて、上部基板２１０ｂの他方の面に散乱板２８０を接着固定する。接着剤等を用いて、散乱板２８０の上に偏光板２９０を接着固定する。減圧状態を保ちながら、バンドパスフィルタ２７０と光変換層２５０とが対向するように、この上部基板２１０ｂを基板本体２１０ａに接着固定することにより面状光源２００を製造することができる。
【００６７】
この製造方法によれば、基板本体２１０ａを形成する際に使用するマスクの形状、及びＣＶＤ法により光変換層２５０を形成する際の条件のみを変更することにより、面状光源２００から出射する光の色調を容易に変更することができる。言い換えれば、出射光の色調を変更するために新たな蛍光材料の開発、調達等をする必要がない。
【００６８】
（実施形態４）図８は実施形態４に係る面状照明装置３００の概略断面図である。
【００６９】
この面状照明装置３００は凹部が形成された基板３１０を有する。基板３１０の凹部側表面には光反射層３２０が形成されている。また、基板３１０の凹部には実施形態１に係る複数の線状光源１が相互に並行に配設されている。基板３１０の凹部に対向するように散乱板３３０が設けられている。散乱板３３０の上には偏光板３４０が設けられている。
【００７０】
この面状照明装置３００では、相互に並行に延びる複数の線状光源１のそれぞれから均一な線状光が出射される。線状光源１から散乱板３３０の方向に出射された光は散乱板３３０によって拡散混合され均一な面状光となる。均一な面状光３３０は偏光板３４０を透過することによって、一方向の偏光成分の均一な面状光として面状照明装置３００から出射する。
【００７１】
線状光源１は、実施形態１に係るものであり、光の利用効率が高く、高輝度且つ低消費電力である。従って、線状光源１を有する面状照明装置３００は高輝度且つ低消費電力である。基板３１０の凹部側表面には光反射層３２０が設けられている。線状光源１から光反射層３２０側に出射された光は光反射層３２０によって散乱板３３０側に反射される。そのため、線状光源１から出射された光の面状照明装置３００からの出射率が高い。従って、光の利用効率を高めることができるので、高い輝度及び低い消費電力を実現することができる。光反射層３２０は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の金属、又は白色樹脂等からなる薄膜により形成することができる。
【００７２】
基板３１０の上には散乱板３３０が設けられている。散乱板３３０により、相互に並行に延びる複数の線状光源１から出射される光は拡散されて面状照明装置３００から出射する。従って、散乱板３３０を配設することにより、よりムラがなく均一な光が得られる。散乱板３３０の上には偏光板３４０が設けられている。偏光板３４０を設けることにより、面状照明装置３００から出射される光の偏光をそろえることができるので、液晶表示装置等に好適な面状光源を実現することができる。尚、偏光板３４０は、特定方向の偏光のみを透過させ、それ以外の方向の偏光を反射させるものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態１に係る線状光源１の概略断面図である。
【図２】実施形態２に係る面状光源１００の斜視図である。
【図３】図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。
【図４】図２中ＩＶ−ＩＶ線で切断した概略断面図である。
【図５】実施形態３に係る面状光源２００の斜視図である。
【図６】図５中ＶＩ−ＶＩ線で切断した概略断面図である。
【図７】図２中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。
【図８】実施形態４に係る面状照明装置３００の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      線状光源
１０      光源本体
２０      ＬＥＤチップ
２１      基板
２２      ＬＥＤ素子
２３      カップ
４０      光変換層
５０      ボールレンズ
１００、２００      面状光源
１１０、２１０、３１０      基板
１１０ａ    基板本体
１１０ｂ    上部基板
１２０、２２０      区分壁
１３０、２３０      光変換室
１４０、２４０      ＬＥＤチップ
１４１、２４１      ＬＥＤ用基板
１４２、２４２      カップ
１４３、２４３      ＬＥＤ素子
１５０、２５０      光変換層
１６０      セルフォックレンズ
１７０、２７０      バンドパスフィルタ
１８０、２８０、３３０      散乱板
１９０、２９０、３４０      偏光板
３００      面状照明装置
３１０      基板
【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】
2006080386.tif 000009
【図８】
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