(57)【要約】【課題】簡単な構造で製品歩留まりを向上させ、組立作業が容易で製造工数を低減することができ、蛍光膜が劣化し難く製品寿命を大幅に延ばすことができるＬＥＤ面発光装置を実現する。【解決手段】ＬＥＤ面発光装置３０１は、基板５０上に実装される複数のＬＥＤ６０と、複数のＬＥＤ６０上に各ＬＥＤ６０と間隙Ｇを隔てて張設され、ＬＥＤ６０の照射光で励起されて発光する蛍光膜１００と、を備える。蛍光膜１００は、被積層基材としての樹脂フィルム１０と、樹脂フィルム１０上に積層され、ＬＥＤ６０の照射光で励起されて発光する蛍光層２０と、を少なくとも備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被積層基材としての透光性を有する樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルム上に積層され、ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光層と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ用蛍光膜。
【請求項２】
前記蛍光層は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ用蛍光膜。
【請求項３】
前記蛍光層には、演色性を調整するための赤色蛍光体塗料が更に混合されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ用蛍光膜。
【請求項４】
前記蛍光層に加え、前記樹脂フィルム上に拡散層または／およびプリズム層が積層されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＬＥＤ用蛍光膜。
【請求項５】
前記蛍光層、前記拡散層、及び前記プリズム層は、前記樹脂フィルム上に印刷により積層されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＬＥＤ用蛍光膜。
【請求項６】
ロール・ツー・ロール装置により、透光性を有する樹脂フィルムを供給する手順と、
前記樹脂フィルム上にＬＥＤの照射光で励起される蛍光体塗料を印刷する手順と、
を少なくとも有することを特徴とするＬＥＤ用蛍光膜の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂フィルム上に拡散層を印刷する手順または／および前記樹脂フィルム上にプリズム層を印刷する手順を有することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ用蛍光膜の製造方法。
【請求項８】
基板上に実装される複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤ上に該ＬＥＤと間隙を隔てて張設され、前記ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光膜と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ面発光装置。
【請求項９】
前記蛍光膜は、
被積層基材としての樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルム上に積層され、ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光層と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１０】
前記蛍光層は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１１】
前記蛍光層には、演色性を調整するための赤色蛍光体塗料が更に混合されることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１２】
前記蛍光膜は、蛍光層に加え、前記樹脂フィルム上に拡散層または／およびプリズム層が積層されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１３】
前記基板上における前記複数のＬＥＤ間には、前記蛍光膜の撓みを抑制するための支持部材が配設されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１４】
前記ＬＥＤは、発光角度を拡大するための拡散部材で覆われていることを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載のＬＥＤ面発光装置。
【請求項１５】
請求項８から１４のいずれか１項に記載のＬＥＤ面発光装置上に、液晶ディスプレイを配設したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の光で励起されるＬＥＤ用蛍光膜、ＬＥＤ用蛍光膜の製造方法、当該蛍光膜を備えたＬＥＤ面発光装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット型端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、及び液晶テレビ等の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の背面には、バックライトアセンブリとして白色の面発光装置が配設されている。
【０００３】
従来のバックライトアセンブリは、冷陰極管と導光板との組み合わせや有機ＥＬ（Electro Luminescence）等で構成されていた。しかしながら、冷陰極管は比較的点灯寿命が短い。また、有機ＥＬは製造コストが高いことに加え、サイズ的な制約がある。
【０００４】
そのため、近年、バックライトアセンブリは、ＬＥＤを用いた面発光装置へと移行してきている。現行のＬＥＤ面発光装置は、励起方式により白色発光する蛍光体充填型のＬＥＤを搭載した装置が主流である。蛍光体充填型ＬＥＤは、図１０に示すように、例えば、パッケージケーシング５０１内の底面に青色ＬＥＤ５０２を実装した後、該パッケージケーシング５０１内に黄色蛍光体塗料の溶滴を注入・充填し、加熱・乾燥させて、青色ＬＥＤ５０２上に黄色蛍光体層５０３を形成している（例えば、特許文献１参照）。なお、図１０において、５０４は基板、５０５はワイヤーボンディング、５０６は電極である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１２５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、蛍光体充填型ＬＥＤは、蛍光体層の耐湿管理が難しい。すなわち、蛍光体充填型ＬＥＤは、蛍光体層の乾燥途中や保管中において当該蛍光体層にクラックが発生することがあり、製品歩留まりが悪いという問題がある。特に、面発光装置（平面光源）として作製するためには、基板上に複数個のＬＥＤをマトリクス状に配置する必要があるため、ＬＥＤの製品歩留まりの向上が求められる。
【０００７】
また、蛍光体充填型ＬＥＤを用いた面発光装置は、各ＬＥＤ毎に蛍光体塗料を注入・充填して蛍光体層を作製するので、蛍光体層の作製作業が繁雑であり、製造工数が増大するという問題がある。
【０００８】
さらに、蛍光体充填型ＬＥＤは、ＬＥＤ上に蛍光体層が注入・充填され、蛍光体層とＬＥＤとが直接接触する構造になっているため、ＬＥＤの発熱によって蛍光体層が劣化しやすく、製品寿命が短くなるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は、上記の事情に鑑みて、耐湿管理が不要でクラックが発生せず、常温保管可能なＬＥＤ用蛍光膜及びＬＥＤ用蛍光膜の製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、簡単な構造で製品歩留まりを向上させ、組立作業が容易で製造工数を低減することができ、蛍光膜が劣化し難く製品寿命を大幅に延長することができるＬＥＤ面発光装置、当該ＬＥＤ面発光装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ用蛍光膜は、被積層基材としての透光性を有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルム上に積層され、ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光層と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記蛍光層は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光することが好ましい。
【００１３】
前記蛍光層には、演色性を調整するための赤色蛍光体塗料が更に混合されることが好ましい。
【００１４】
前記蛍光層に加え、前記樹脂フィルム上に拡散層または／およびプリズム層が積層されていることが好ましい。
【００１５】
前記蛍光層、前記拡散層、及び前記プリズム層は、前記樹脂フィルム上に印刷により積層されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造方法は、ロール・ツー・ロール装置により、透光性を有する樹脂フィルムを供給する手順と、前記樹脂フィルム上にＬＥＤの照射光で励起される蛍光体塗料を印刷する手順と、を少なくとも有することを特徴とする。
【００１７】
前記ＬＥＤ用蛍光膜の製造方法において、更に前記樹脂フィルム上に拡散層を印刷する手順または／および前記樹脂フィルム上にプリズム層を印刷する手順を有することが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明に係るＬＥＤ面発光装置は、基板上に実装される複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤ上に該ＬＥＤと間隙を隔てて張設され、前記ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光膜と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
前記ＬＥＤ面発光装置の構成において、前記蛍光膜は、被積層基材としての樹脂フィルムと、前記樹脂フィルム上に積層され、ＬＥＤの照射光で励起されて発光する蛍光層と、を備えることが好ましい。
【００２０】
前記蛍光層は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光することが好ましい。
【００２１】
前記蛍光層には、演色性を調整するための赤色蛍光体塗料が更に混合されることが好ましい。
【００２２】
前記蛍光膜は、蛍光層に加え、前記樹脂フィルム上に拡散層または／およびプリズム層が積層されていることが好ましい。
【００２３】
前記基板上における前記複数のＬＥＤ間には、前記蛍光膜の撓みを抑制するための支持部材が配設されていることが好ましい。
【００２４】
前記ＬＥＤは、発光角度を拡大するための拡散部材で覆われていることが好ましい。
【００２５】
そして、本発明に係る画像形成装置は、前記のいずれかのＬＥＤ面発光装置上に、液晶ディスプレイを配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るＬＥＤ用蛍光膜及びＬＥＤ用蛍光膜の製造方法によれば、耐湿管理が不要でクラックが発生せず、常温保管可能な蛍光膜を実現することができるという優れた効果を発揮する。
【００２７】
本発明に係るＬＥＤ面発光装置及び画像形成装置によれば、簡単な構造で製品歩留まりを向上させ、組立作業が容易で製造工数を低減することができ、蛍光膜が劣化し難く製品寿命を大幅に延長することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第１層構造の模式図である。
【図２】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第２層構造の模式図である。
【図３Ａ】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第３層構造における一例の模式図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第３層構造における他例の模式図である。
【図４Ａ】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第４層構造における一例の模式図である。
【図４Ｂ】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第４層構造における他例の模式図である。
【図５】第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置の概略図である。
【図６】第１実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造方法の工程図である。
【図７】第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置の構造図である。
【図８】第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置の構造図である。
【図９】第４の実施形態に係る画像形成装置の構造図である。
【図１０】従来の蛍光体充填型ＬＥＤの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜、ＬＥＤ用蛍光膜の製造方法、ＬＥＤ面発光装置、及び画像形成装置について説明する。ただし、図面において、同一又は類似の部材や部分には同一又は類似の符号を付している。また、図面は模式的に図示しており、実際の寸法や比率等とは必ずしも一致しない。さらに、図面相互間において、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることがある。
【００３０】
〔第１の実施形態〕
まず、図１から図４Ｂを参照して、第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の構成について説明する。図１は第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第１層構造の模式図である。図２は第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第２層構造の模式図である。図３Ａは第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第３層構造における一例の模式図である。図３Ｂは第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第３層構造における他例の模式図である。図４Ａは第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第４層構造における一例の模式図である。図４Ｂは第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の第４層構造における他例の模式図である。
【００３１】
図１から図４Ｂに示すように、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜（以下、単に「蛍光膜」という場合もある。）１００は、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の照射光によって励起されて発光する性質を有する。蛍光膜１００は、樹脂フィルム１０上に、少なくも蛍光層２０を有する蛍光フィルムである。
【００３２】
第１層構造の蛍光膜１０１は、図１に示すように、樹脂フィルム１０上に蛍光層２０のみを積層したフィルムである。また、第２層構造の蛍光膜１０２は、図２に示すように、樹脂フィルム１０上に拡散層３０及び蛍光層２０を積層したフィルムである。さらに、第３層構造の蛍光膜１０３は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、樹脂フィルム１０上にプリズム層４０及び蛍光層２０を積層したフィルムである。そして、第４層構造の蛍光膜１０４は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、樹脂フィルム１０上に、拡散層３０、プリズム層４０、及び蛍光層２０を積層したフィルムである。このように蛍光膜１００は、概ね４種類の構造を有するが、樹脂フィルム１０上への各層の積層順序によって更に多くのバリエーションが存在する。
【００３３】
すなわち、図２の蛍光膜１０２は、樹脂フィルム１０上に拡散層３０を介して蛍光層２０が積層されているが、拡散層３０と蛍光層２０の積層順序が逆であっても構わない。図３Ａの蛍光膜１０３は、樹脂フィルム１０上にプリズム層４０を介して、蛍光層２０が積層されている。図３Ｂの蛍光膜１０３は、樹脂フィルム１０上に蛍光層２０を介して、プリズム層４０が積層されている。図４Ａの蛍光膜１０４は、樹脂フィルム１０上に拡散層３０及びプリズム層４０を介して、蛍光層２０が積層されている。図４Ｂの蛍光膜１０４は、樹脂フィルム１０上に拡散層３０及び蛍光層２０を介して、プリズム層４０が積層されている。樹脂フィルム１０側を表面として、プリズム層４０が最下層に存在する場合には、プリズム層４０は逆プリズムとして形成される。なお、図１から図４Ｂに図示した蛍光膜１００の構成は例示であって、列挙した層構造に限定されない。
【００３４】
樹脂フィルム１０は、蛍光層２０、拡散層３０、及びプリズム層４０を積層するための被積層基材として機能する。樹脂フィルム１０は、透光性を有することが好まく、無色透明であることがより好ましい。樹脂フィルム１０としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等の合成樹脂フィルムが挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。
【００３５】
蛍光層２０は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、シリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材が適量混合される。また、蛍光体材料には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、及びＢＯＳ（バリウム・オルソシリケート）系などがある。白色光の演色性を調整するために、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合することに加えて、更に赤色蛍光体塗料が適量混合される。本実施形態の蛍光層２０は、青色ＬＥＤの青色の照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光する。
【００３６】
蛍光膜１００は、ロール・ツー・ロール装置を用いて、印刷技術により連続製造される。すなわち、樹脂フィルム１０を被積層基材として、当該樹脂フィルム１０上に蛍光層２０、拡散層３０、及びプリズム層４０が印刷により形成される。
【００３７】
次に、図５を参照して、第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の作用とともに、第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法について説明する。図５は第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の製造装置の概略図である。
【００３８】
図５に示すように、第１の実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００はロール・ツー・ロール装置によって構成され、少なくとも、樹脂フィルム供給装置２１０、蛍光層印刷装置２２０、硬化装置２５０、及び切断装置２８０を備える。図５に例示するＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００は、更に拡散層印刷装置２３０及びプリズム層印刷装置２４０を備えている。図５に例示したＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００の装置構成は図４Ａの層構成に対応しているが、図１から図３Ｂ及び図４Ｂに例示した層構成によって、装置構成が適宜改変される。以下、ＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００の構成要素ごとに説明する。
【００３９】
樹脂フィルム供給装置２１０は、透光性を有する樹脂フィルム１０を連続供給する。本実施形態の樹脂フィルム供給装置２１０としては、例えば、巻出しロールを採用することが好ましい。樹脂フィルム供給装置２１０は、樹脂フィルム１０を巻出す際の撓みを防止するための押えロール２１１を備える。なお、樹脂フィルム供給装置２１０は、巻出しロールに限定されず、樹脂フィルム１０を連続供給可能な装置であれば、例えば、枚葉式供給装置等の他の形式の供給装置であっても構わない。
【００４０】
樹脂フィルム１０としては、上述のＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、及びＴＡＣ等の合成樹脂フィルムが挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。
【００４１】
蛍光膜１００の表裏面には、軽剥離膜１３が貼付される。樹脂フィルム１０は、円筒体状に巻回された状態で、樹脂フィルム供給装置２１０としての巻出しロールに取り付けられる。
【００４２】
樹脂フィルム供給装置２１０は、樹脂フィルム１０の裏面に貼付された軽剥離膜１３を剥離する剥離装置２１３を備える。本実施形態の剥離装置２１３は、例えば、巻取りロールによって形成されているが、巻取り形式に限定されず、他の形式の剥離装置であっても構わない。
【００４３】
拡散層印刷装置２３０は、樹脂フィルム１０上に拡散層３０を印刷により積層する。プリズム印刷装置２４０は、樹脂フィルム１０に積層した拡散層３０上にプリズム層４０を印刷により積層する。拡散層３０及びプリズム層４０の印刷には、ポリプロピレン（ＰＰ；polypropylene)やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethylene terephthalate）等の合成樹脂材を用いる。蛍光層印刷装置２２０は、樹脂フィルム１０に積層した拡散層３０及びプリズム層４０上に蛍光層２０を印刷により積層する。蛍光層２０の印刷には、上述のＹＡＧ系、ＴＡＧ系、サイアロン系、及びＢＯＳ系などの蛍光材料を用いる。なお、ＬＥＤ用蛍光膜１００が拡散層３０またはプリズム層４０を有しない場合には、拡散層印刷装置２３０またはプリズム印刷装置２４０は印刷を行わない。また、ＬＥＤ用蛍光膜１００の層構成におうじて、拡散層印刷装置２３０、プリズム印刷装置２４０、及び蛍光層印刷装置２２０の配設順序は適宜変更される。
【００４４】
硬化装置２５０は、樹脂フィルム１０上の拡散層３０、プリズム層４０、及び蛍光層２０を加熱してシリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材を硬化させ、樹脂フィルム１０、拡散層３０、プリズム層４０、及び蛍光層２０の積層体を一体化させる。
【００４５】
本実施形態では、硬化装置２５０と押圧装置２７５との間に、平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置２７０が配置されている。平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置２７０には、フィルム積層体１１０の移送を阻害しないように、非接触型の測定装置、検査装置を用いることが好ましい。本実施形態では、移送方向Ｆの上流側から平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置７０の順序で配置されているが、配置順序は限定されない。また、必ずしも平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置２７０の全ての装置を設ける必要はない。
【００４６】
平坦度測定装置２６０は、フィルム積層体１１０の平坦度を測定する。本実施形態の平坦度測定装置２６０としては、例えば、レーザ光にて非接触で部材の反りや歪みを測定する変位センサが挙げられる。平坦度測定装置２６０は、レーザ光変位測定式に限定されず、例えば、プリズム斜入射式やミラー光学系斜入射式等の他の方式の平坦度測定装置を採用してもよい。
【００４７】
ピンホール検査装置２６５は、フィルム積層体１１０のピンホールの有無を検出する。本実施形態のピンホール検査装置２６５としては、例えば、光の透過により非接触でピンホールの有無を検出する光学式ピンホール検査装置が挙げられる。ピンホール検査装置２６５は、光学式ピンホール検査装置に限定されず、例えば、静電気による放電パルス方式等の他の方式のピンホール検査装置を採用してもよい。
【００４８】
異物付着検査装置２７０は、フィルム積層体１１０への異物の付着の有無を検査する。本実施形態の異物付着検査装置２７０としては、例えば、光学式の異物付着検査装置や高速画像検査装置が挙げられる。
【００４９】
異物付着検査装置２７０の移送方向Ｆの下流側には、剥離膜供給装置２１４及び押圧装置２７５が配設されている。剥離膜供給装置２１４は、蛍光層２０上に軽剥離膜１４を貼付する。軽剥離膜１４は、剥離膜供給装置２１４から巻き出されて供給される。剥離膜供給装置２１４は軽剥離膜１４の上面を押えるための押さえロール２１５を備えている。押圧装置２７５は、適度の押圧力により、蛍光層２０上に軽剥離膜１４を貼付する。
【００５０】
切断装置２８０は、硬化装置２５０によって硬化処理され、平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置２７０を経て、軽剥離膜１４を貼付したフィルム積層体１１０から複数のＬＥＤ用蛍光膜１００を切り抜く。本実施形態の切断装置２８０には、例えば、レーザ切断装置を採用することが好ましい。切断装置２８０は、レーザ切断装置に限定されず、例えば、パンチ切断装置等の他の形式の切断装置によって構成しても構わない。切断装置２８０の下部には、当該切断装置２６０によって切断された複数の蛍光膜１００を受けるための収容容器２８１が備えられている。
【００５１】
樹脂フィルム供給装置２１０と拡散層印刷装置２３０との間、蛍光層印刷装置２２０と硬化装置２５０との間、異物付着検査装置２７０と押圧装置２７５との間、押圧装置２７５と切断装置２８０との間、及び切断装置２８０と巻取りロール２９０との間には、それぞれ案内ロール２１６，２１７が配置されている。案内ロール２１６，２１７の配設部位は、例示の位置に限定されない。
【００５２】
本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００の移送方向Ｆの最下流側には、巻取りロール２９０が配置されている。巻取りロール２９０は、切断装置２８０でフィルム積層体１１０から複数の蛍光膜１００を切り抜いた後の残存フィルム積層体１２０を巻き取る。巻取りロール２９０は、残存フィルム積層体１２０の上面を押えるための押さえロール２９１を備えている。
【００５３】
次に、図５及び図６を参照して、第１実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００の作用とともに、第１実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法について説明する。図６は第１実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造方法の工程図である。
【００５４】
図５及び図６に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法は、ロール・ツー・ロール装置により、透光性を有する樹脂フィルム１０を供給する手順と、樹脂フィルム１０上にＬＥＤ６０の照射光で励起される蛍光層２０を印刷する手順と、を少なくとも有する。本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法は、更に樹脂フィルム１０上に拡散層３０を印刷する手順または／および樹脂フィルム１０上にプリズム層４０を印刷する手順を有する。具体的には、各手順は以下のように実施される。
【００５５】
まず、図５及び図６に示すように、樹脂フィルム１０を供給する手順（Ｓ１１０）では、樹脂フィルム供給装置２００が透光性を有する樹脂フィルム１０を供給する。本実施形態では、樹脂フィルム供給装置２１０として巻出しロールを採用しているので、樹脂フィルム１０連続供給することができる。樹脂フィルム１０は、円筒体状に巻回された状態で、樹脂フィルム供給装置２１０としての巻出しロールに取り付けられる。
【００５６】
樹脂フィルム１０の表裏面には、軽剥離膜１３が貼付されている。樹脂フィルム１０の供給に際して、当該樹脂フィルム１０の裏面側（積層側）の軽剥離膜１３は、剥離装置２１３によって順次巻き取られて、剥離される。したがって、フィルム積層体１１０の樹脂フィルム１０の表面（図５では下面）には、軽剥離膜１３が残存している。
【００５７】
また、拡散層３０を印刷する手順（Ｓ１２０）では、樹脂フィルム１０上に拡散層印刷装置２３０によって拡散層３０が印刷される。さらに、プリズム層４０を印刷する手順（Ｓ１３０）では、樹脂フィルム１０に積層された拡散層３０上にプリズム層印刷装置２４０によってプリズム層４０が印刷される。そして、蛍光層２０を印刷する手順（Ｓ１４０）では、樹脂フィルム１０に積層された拡散層３０及びプリズム層４０上に蛍光層印刷装置２２０によって蛍光層２０が印刷される。ステップＳ１２０からＳ１４０は、図４Ａで例示した層構成について説明したものであり、層構成によって積層内容や積層順序が異なる。
【００５８】
樹脂フィルム１０上に拡散層３０、プリズム層４０、及び蛍光層２０を積層した後、硬化装置２５０によって当該フィルム積層体１１０を加熱して硬化処理する（Ｓ１５０）。硬化装置２６０によってシリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材が硬化してフィルム積層体１１０は一体化される。
【００５９】
次に、フィルム積層体１１０を硬化処理した後、平坦度測定装置２６０がフィルム積層体１１０の平坦度を測定する（Ｓ１６０）。本実施形態の平坦度測定装置２６０は、例えば、レーザ光にて非接触で部材の反りや歪みを測定する変位センサを採用している。本実施形態では、平坦度測定装置２６０として非接触型の測定装置を採用しているので、フィルム積層体１１０の移送を阻害することがない。
【００６０】
さらに、フィルム積層体１１０の平坦度を測定した後、ピンホール検査装置２６５がフィルム積層体１１０のピンホールの有無を検出する（Ｓ１７０）。本実施形態のピンホール検査装置２６５は、例えば、光の透過により非接触でピンホールの有無を検出する光学式ピンホール検査装置を採用している。本実施形態では、ピンホール検査装置２６５として非接触型の検査装置を採用しているので、フィルム積層体１１０の移送を阻害することがない。
【００６１】
そして、フィルム積層体１１０のピンホールの有無を検査した後、異物付着検査装置２７０がフィルム積層体１１０の異物付着の有無を検出する（Ｓ１８０）。本実施形態の異物付着検査装置２７０は、例えば、光学式の異物付着検査装置や高速画像検査装置により異物付着の有無を検査する。本実施形態では、異物付着検査装置２７０として非接触型の検査装置を採用しているので、フィルム積層体１１０の移送を阻害することがない。なお、フィルム積層体１１０の平坦度を測定する手順（Ｓ１６０）、フィルム積層体１１のピンホールの有無を検査する手順（Ｓ１７０）、及びフィルム積層体１１０の異物付着の有無を検出する手順の実施順序は例示の順序と異なっていても構わない。また、必ずしもこれらの全ての測定や検査を行う必要はない。
【００６２】
次に、フィルム積層体１１０の異物付着の有無を検査した後、押圧装置２７５が剥離膜供給装置２１４から供給される軽剥離膜１４を蛍光層２０上に貼付する（Ｓ１９０）。さらに、切断装置２８０は、軽剥離膜１４が貼付されたフィルム積層体１１０から複数の蛍光膜１００を切り抜く（Ｓ２００）。本実施形態の切断装置２８０は、例えば、レーザ切断装置を採用している。レーザ切断装置は、切断部にバリや黄変等の発生がなく、パンチ切断装置のように衝撃が加わらないので、タッチパネル回路の損傷も生じない。切断装置２０６によって切断された複数の蛍光膜１００は、当該切断装置２８０の下部の収容容器２８１に収容される。
【００６３】
最後に、移送方向Ｆの最下流側に配置された巻取りロール２９０が、複数の蛍光膜１００を切り抜いた後の残存フィルム積層体１２０を巻き取る（Ｓ２１０）。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００、およびＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法では、硬化装置２５０が粘着材もしくは結合材を硬化することにより、樹脂フィルム１０上の蛍光層２０、拡散層３０、及びプリズム層４０がフィルム状に一体形成される。したがって、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００、およびＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法によれば、耐湿管理が不要でクラックが発生せず、常温保管可能なＬＥＤ用蛍光膜１００を作製することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００、およびＬＥＤ用蛍光膜１００の製造方法によれば、樹脂フィルムの供給工程、フィルム積層体の積層工程、硬化工程、測定・検査工程、押圧工程及び切断工程からなる簡単な一連の工程において、ＬＥＤ用蛍光膜１００を歩留まり良く連続で製造することができる。従来の蛍光体充填型ＬＥＤのように、ＬＥＤパッケージ毎に蛍光体の溶滴を注入・充填していた製造工程に比して、製造工数および製造コストを大幅に低減することができる。
【００６６】
さらに、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００は、硬化装置２５０と押圧装置２７５との間に、平坦度測定装置２６０、ピンホール検査装置２６５、及び異物付着検査装置２７０を有するので、ＬＥＤ用蛍光膜１００の品質管理を積極的に行うことができる。
【００６７】
そして、本実施形態に係るＬＥＤ用蛍光膜の製造装置２００は、ロール・ツー・ロール装置として構成されているので、樹脂フィルム供給装置２１０から巻取りロール２９０までの一連の工程において、複数のＬＥＤ用蛍光膜１００を連続で製造することができる。
【００６８】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置の構成について説明する。図７は第２の実施形態に係る面発光装置の構造図である。
【００６９】
図７に示すように、第２実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１は、配線基板５０、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）６０、及び蛍光膜１００を主に備える。以下、第２実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１について、各構成要素ごとに説明する。
【００７０】
配線基板５０としては、プリント配線を施したアルミニウム基板が挙げられる。配線基板５０には、不図示の配線パターンが形成されている。配線基板５０は、スマートフォンや携帯タブレット等の液晶表示装置のサイズに合わせて、基板サイズが決定される。
【００７１】
ＬＥＤ６０としては、フリップチップＬＥＤを採用することが好ましい。配線基板１０の配線パターン上には、複数のＬＥＤ６０がリフロー実装６５される。複数のＬＥＤ６０は、配線基板５０上に、例えば、縦横配置等の規則的な配置で、もしくは散点状配置等の不規則的な配置でマトリクス状に配置される。
【００７２】
本実施形態のＬＥＤ６０としては、例えば、青色光を発光するフリップチップ青色ＬＥＤを採用する。フリップチップＬＥＤとしては、例えば、１Ｗ／チップ以上の出力を有し、光量が大きく高輝度を有するハイパワーＬＥＤを採用してもよい。なお、ＬＥＤの発光色は必ずしも青色光に限定されず、例えば、赤色光、緑色光、もしくは紫外線光などの他の発光色であってもよいが、蛍光膜１００の蛍光体材料の配合が異なる。
【００７３】
複数のＬＥＤ６０上には、当該ＬＥＤと間隙Ｇを隔てて、第１の実施形態に係る蛍光膜１００（上述の１０１，１０２，１０３を含む。）が張設されている。具体的には、蛍光膜１００は、配線基板１０の周囲に接着層９０により接着固定される。特に、大面積のＬＥＤ面発光装置２００の場合は、蛍光膜１００とフリップチップＬＥＤ６０との間隙Ｇを保持するために、もしくは蛍光膜１００の撓みを抑制するために、ＬＥＤ６０，６０同士の間などに必要に応じて支持部材８０を配設することが好ましい。支持部材８０としては、支柱や枠体等が考えられる。
【００７４】
蛍光膜１００としては、例えば、シリコン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の合成樹脂材に窒化物等の蛍光体塗料を混合したものが挙げられるが、例示の材質に限定されず、白色ＬＥＤに適用される各種の材質を採用することができる。
【００７５】
白色発光のＬＥＤ面発光装置２００を得るためには、蛍光体を用いる励起方式の場合、青色ＬＥＤと黄色蛍光膜との組み合わせの他、近紫外ＬＥＤとＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の混合蛍光膜との組み合わせが挙げられる。白色発光させるＬＥＤ面発光装置３０１の場合は、色温度（Ｋ）と演色性（Ｒａ）が問題となる。したがって、蛍光膜１００は、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは赤色蛍光体塗料、黄緑色蛍光体塗料もしくは赤色蛍光体塗料、または赤色蛍光体塗料及び緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して印刷技術で作製し、面発光装置としての発光色を検証調整する。
【００７６】
蛍光膜１００の蛍光層２０の構成材料としては、例えば、青色ＬＥＤの青色光が通過して白色に発色する黄色蛍光体塗料が採用される。蛍光膜１００の肉厚は、青色フリップチップＬＥＤの光量に応じて、黄色の蛍光膜１００を通過した光が白色に発色するに十分な厚みに設定される。また、青色ＬＥＤと黄色の蛍光膜との組み合わせに限定されず、ＬＥＤ面発光装置２００における白色光の発光方式に応じて、蛍光膜１００は適宜好ましいものを採用する。例えば、励起方式を採用する場合は、近紫外線ＬＥＤとＲＧＢ蛍光膜を組み合わせてもよい。また、３波長方式を採用する場合は、ＲＧＢ３色の光の混合によって白色光を得るために、蛍光膜６０として、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の３種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。
【００７７】
次に、図７を参照して、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１の作用について説明する。図７に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１に電源を投入して、ＬＥＤ６０を点灯させると、該ＬＥＤ６０から蛍光膜１００へ向けて光が照射される。本実施形態では、ＬＥＤ６０として青色のフリップチップＬＥＤを採用しているので、蛍光膜１００へ向けて青色光が照射される。ＬＥＤ６０から照射された青色光は、当該ＬＥＤ６０と間隙Ｇを隔てて張設された蛍光膜１００に入射する。
【００７８】
本実施形態では、蛍光膜１００として、青色の補色である黄色の蛍光層２０を有する蛍光フィルムを採用している。したがって、蛍光膜１００を通過した光は、青色光と黄色光とを合成した白色光として発色する。本実施形態の蛍光層２０は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑蛍光体塗料が混合され、青色ＬＥＤの青色の照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光する。
【００７９】
例えば、黄色蛍光体塗料（ＹＡＧ）に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料、及び適量のシリコン（Ｓｉ）を混合する場合は、４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて白色発光する。シリコン（Ｓｉ）は粘着材もしくは結合材として用いる。ここで、４４０ｎｍの光が網膜に悪影響を与えると言われている。上述のように、４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長で白色発光することにより、ブルーライトを軽減して目を保護することができるので、液晶テレビ、スマートフォン、及びタブレット端末のバックライトアセンブリとして適している。他方、黄色蛍光体塗料（ＹＡＧ）に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合しない場合は、４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて白色発光するので、一般照明向けに使用することが好ましい。
【００８０】
また、本実施形態の蛍光層２０には、赤色蛍光体塗料を更に混合することが好ましい。黄色蛍光体塗料と緑色蛍光体塗料もしくは黄緑蛍光体塗料に加え、更に赤色蛍光体塗料を混合することにより、演色性（Ｒａ）を調整することができる。
【００８１】
現行のＬＥＤ面発光装置は、パッケージケーシング内へのＬＥＤ実装、蛍光体塗料注入・充填、及び蛍光体層の加熱・乾燥という工程を経て蛍光体充填型ＬＥＤを個々に作製し、複数個の当該蛍光体充填型ＬＥＤを基板上にマトリクス配置で実装して作製される。
【００８２】
これに対し、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１は、マトリクス配置で実装した複数個のフリップチップＬＥＤ６０上に間隙Ｇを隔てて積層構造の蛍光膜（フィルム）１００を貼付するだけの簡単な構造である。すなわち、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１は、簡単な構造で製品歩留まりを向上させ、組立作業が容易で製造工数を低減することができる。
【００８３】
また、積層構造の蛍光膜１００は、ロール・ツー・ロール装置を用いて、印刷技術により作製する。これにより、本実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１は、蛍光体塗料の使用量を大幅に低減することができると共に、組立工数も低減することができ、その結果、製造コストを大幅に低減することができる。さらに、本実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１は、製造コストを大幅に低減することができるので、液晶表示装置を備えた携帯端末等の最終製品の製造コストの低減を図ることができる。
【００８４】
そして、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１によれば、積層構造の蛍光膜１００を印刷技術で作成し、最終組立はマトリクス配置した複数個のＬＥＤ６０上に間隙Ｇを隔てて当該蛍光膜１００を貼付するのみの簡単な構造である。蛍光体充填型ＬＥＤのように蛍光体塗料の溶滴注入用のパッケージケーシングが不要であるので、基板上に直接フリップチップＬＥＤをリフロー実装６５することができ、ＬＥＤ面発光装置３０１の薄型化及び軽量化を促進することができる。その結果、当該ＬＥＤ面発光装置３０１をバックライトアセンブリとする液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を備えた携帯端末の薄型化及び軽量化を図ることができる。
【００８５】
また、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１によれば、ＬＥＤ６０と蛍光膜１００とが間隙Ｇを隔てて設けられる。したがって、ＬＥＤ６０の熱が蛍光膜（フィルム）１００に伝わり難いので、当該蛍光膜１００が熱劣化し難く、ＬＥＤ面発光装置３０１の製品寿命を大幅に延長することができる。加えて、この蛍光膜１００は、蛍光層２０のみならず、拡散層３０やプリズム層４０を備えているので、出射光量を増大することができ、視認性に優れた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を得ることができる。
【００８６】
さらに、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１では、ロール・ツー・ロール装置を用いて印刷技術により特殊構造の蛍光膜１００をフィルム状に作製し、最終組立も複数のＬＥＤ６０を搭載した配線基板５０に接着固定するだけの簡単な構造であるので、製造コストを大幅に低減することができる。その結果、液晶表示装置を備えた携帯端末等の最終製品の市場価格が抑えられる。
【００８７】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０２の構成について説明する。図８は第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置の構造図である。
【００８８】
第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０２は、各ＬＥＤ６０が発光角度を拡大するための拡散部材７０で覆われている点が、第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１と異なる。拡散部材７０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の樹脂材をディプすることよりドーム状に形成されている。拡散部材７０がドーム状を呈しているので、当該拡散部材７０はレンズ機能を有し、指向性を有するフリップチップＬＥＤ６０の発光角度を拡大することができる。拡散部材７０は例示のシリコン樹脂に限定されず、エポキシ樹脂等の他の合成樹脂材を採用してもよい。
【００８９】
第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０２は、基本的に第２の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１と同様の作用効果を奏する。特に、第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０２は、各ＬＥＤ６０が発光角度を拡大するための拡散部材７０で覆われているので、ＬＥＤ６０の発光角度（視野角）を拡大することができるという有利な効果を発揮する。
【００９０】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図９は第４の実施形態に係る画像形成装置の側断面図である。
【００９１】
図８に示すように、第２及び第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１，３０２上に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３１０を配設して、薄型ディスプレイ等の画像形成装置４００を構成することができる。すなわち、第２及び第３の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１，３０２は、液晶ディスプレイ３１０の背面にバックライトアセンブリとして配設され、周囲は携帯端末等の筐体で封止される。
【００９２】
液晶ディスプレイ３１０は、ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２上に、プリズムシートを積層して配設することもできる。しかし、ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２では、積層構造の蛍光膜１００がＬＥＤ６０と間隙Ｇを隔てて張設されており、当該蛍光膜１００は蛍光層２０に加えて、拡散層３０やプリズム層４０を有する。よって、ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２において所望の光量が得られ、当該ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２上にプリズムシートを積層することを要しないか、あるいはプリズムシートを積層する場合にも、当該プリズムシートの積層数を低減することができる。
【００９３】
すなわち、第４の実施形態に係る画像形成装置４００では、プリズムシートが不要であるか、プリズムシートの積層数が低減されるので、部品点数が削減され、当該画像形成装置４００の組立工数および材料費を低減することができる。かつ、プリズムシートの積層数の低減により、画像形成装置４００の薄型化を図ることができる。
【００９４】
このように、上記の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１，３０２は、液晶表示装置３１０のバックライトアセンブリとして用いられるが、各種ディスプレイや看板などを照らす目的で用いてもよい。また、ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２は、案内灯、表示灯、非常灯もしくは各種検査用照明として用いてもよく、当該ＬＥＤ面発光装置３０１，３０２を構成要素の一部として含む各種機器・装置全般に適用可能である。
【００９５】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
【００９６】
すなわち、上記の実施形態では、配線基板５０として、プリント配線を施したアルミニウム基板を用いている。蛍光膜１００はフィルムであるので、フリップチップＬＥＤを実装する基板として、アルミニウム基板の代わりにフレキシブル基板を採用すれば、近年特に注目されているウエアラブル端末への応用も可能となる。フレキシブル基板は、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等の樹脂フィルム上に電子回路を印刷技術によって形成する。上記の実施形態に係るＬＥＤ面発光装置３０１，３０２は、携帯端末の薄型化及び軽量化を促進するので、ウエアラブル端末を含む携帯端末市場の発展に寄与しうる。
【符号の説明】
【００９７】
１０    樹脂フィルム、
２０    蛍光層、
３０    拡散層、
４０    プリズム層、
５０    配線基板、
６０    ＬＥＤ、
７０    拡散部材、
８０    支持部材、
１００    蛍光膜、
３０１、３０２    ＬＥＤ面発光装置、
３１０    液晶ディスプレイ、
４００    画像形成装置、
Ｇ    間隙。
【図１】
2016225423.tif 000003
【図２】
2016225423.tif 000004
【図３Ａ】
2016225423.tif 000005
【図３Ｂ】
2016225423.tif 000006
【図４Ａ】
2016225423.tif 000007
【図４Ｂ】
2016225423.tif 000008
【図５】
2016225423.tif 000009
【図６】
2016225423.tif 000010
【図７】
2016225423.tif 000011
【図８】
2016225423.tif 000012
【図９】
2016225423.tif 000013
【図１０】
2016225423.tif 000014