JP2006080386A

JP2006080386A - Light source, lighting system, display device using any one thereof, and light source manufacturing method

Info

Publication number: JP2006080386A
Application number: JP2004264428A
Authority: JP
Inventors: Masumi Nakamichi; 眞澄中道
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source that emits planar light which poses low risk to environment and is uniform. <P>SOLUTION: The light source 1 has at least a tubular light source body 10, a light emitting device 22 provided at the end of an opening of the light source body 10, and a photconversion layer 30 formed on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the light source body 10. The photconversion layer 30 receives light from the light emitting device 22 to emit converted light having a longer wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。 The present invention relates to a light source, an illumination device, a display device using any of these, and a method for manufacturing the light source.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a planar lighting device, for example, a planar fluorescent lamp that includes a sealed container including a discharge electrode and in which mercury vapor and a rare gas are sealed in a sealed container is generally used.

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。 However, mercury enclosed in the fluorescent lamp is a harmful substance to the human body and the environment, and its use is being restricted in recent years from the viewpoint of environmental protection. Under such a trend, research and development of planar lighting devices that are substantially free of mercury and other harmful substances and have low environmental risks are being actively conducted.

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。
特開２００４−１９３５８１号公報 As a planar illumination device that does not substantially contain harmful substances such as mercury, for example, Patent Document 1 discloses a card-type LED illumination device in which light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) illumination light sources are arranged in a matrix. It is disclosed.
JP 2004-193581 A

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。 However, the LED illumination light source has strong light directivity. For this reason, the card-type LED illumination device in which the LED illumination light sources are arranged in a matrix has a problem that unevenness occurs in the emitted light and uniform planar light cannot be obtained.

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。 This invention is made | formed in view of the point which concerns, The 1st objective is to implement | achieve the light source with a low environmental risk. The second object is to realize a light source that emits uniform planar light.

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。 A light source according to a first aspect of the present invention includes a tubular light source body, a light emitting element provided at an opening end of the light source body, and a light conversion layer formed on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the light source body. At least. The light conversion layer receives light from the light emitting element and emits converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light. In the light source according to the first aspect of the present invention, uniform light is emitted from the light conversion layer formed on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the tubular light source body. Therefore, according to this light source, uniform linear light can be obtained. Moreover, since this light source does not substantially contain mercury, the environmental risk is low.

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。 In the light source according to the first aspect of the present invention, the inside of the light source body may be filled with a material having a higher refractive index than air. According to this configuration, a change in refractive index at the interface of the light conversion layer can be suppressed. For this reason, since the reflectance in the interface of the light conversion layer of the light radiate | emitted from the light emitting element can be reduced, the light incidence rate to a light conversion layer can be enlarged. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 In the light source according to the first aspect of the present invention, the opening end may be sealed, and the pressure inside the light source body may be less than atmospheric pressure. According to this structure, it can suppress effectively that the light radiate | emitted from the light emitting element attenuate | damps before it injects into a light conversion layer. For this reason, the utilization efficiency of light can be improved. Therefore, high luminance and low power consumption can be realized. Further, when the light conversion layer is formed on the inner peripheral surface of the light source body, the light conversion layer can be effectively suppressed from being deteriorated by oxygen in the light source body.

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。 A light source according to a second aspect of the present invention includes a substrate, a plurality of partition walls provided on the substrate and extending in parallel with each other, and a plurality of light conversion chambers formed by the substrate and the plurality of partition walls. And at least a light conversion layer provided on each bottom surface and / or side surface of the plurality of light conversion chambers, and a light emitting element provided on each of the plurality of light conversion chambers. The light conversion layer receives light from the light emitting element and emits converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light. In the light source according to the second aspect of the present invention, light is uniformly emitted from the light conversion layer provided on the bottom surface and / or the side surface of the light conversion chamber. Therefore, uniform planar light can be obtained with this light source. Moreover, since this light source does not substantially contain mercury, the environmental risk is low.

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。 In the light source according to the second aspect of the present invention, the inside of the plurality of light conversion chambers may be filled with a material having a higher refractive index than air. According to this configuration, a change in refractive index at the interface of the light conversion layer can be suppressed. For this reason, since the reflectance in the interface of the light conversion layer of the light radiate | emitted from the light emitting element can be reduced, the light incidence rate to a light conversion layer can be enlarged. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 In the light source according to the second aspect of the present invention, the pressure inside the plurality of light conversion chambers may be less than atmospheric pressure. According to this configuration, it is possible to effectively suppress the light emitted from the light emitting element from being attenuated before entering the light conversion layer. For this reason, the utilization efficiency of light can be improved. Therefore, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 The light source according to the first and second aspects of the present invention may further include a lens for condensing light from the light emitting element on the light emitting surface side of the light emitting element. According to this configuration, the light from the light emitting element enters the light conversion layer more uniformly. For this reason, light is more uniformly emitted from the light conversion layer. Therefore, according to this configuration, more uniform linear light or planar light can be obtained. The lens may be a SELFOC lens. Alternatively, a ball lens or a convex lens may be used.

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。 In the light source according to the first and second aspects of the present invention, the light emitting element may be a light emitting diode. LEDs have low power consumption and long life. For this reason, according to this structure, low power consumption is realizable. Long product life can be realized.

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。 The light source according to the second aspect of the present invention may further include a scattering plate that is provided on the emission direction side of the converted light and diffuses and transmits the converted light. According to this configuration, the converted light emitted from the light conversion layer is diffused and mixed by the scattering plate. For this reason, more uniform planar light can be obtained. When at least two light conversion chambers selected from a plurality of light conversion chambers have different wavelengths of converted light, the converted light of a plurality of colors is mixed by the scattering plate. Therefore, uniform color tone light can be obtained.

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。 A light source according to a second aspect of the present invention further includes a band-pass filter that is provided on the emission direction side of the converted light, reflects light having a wavelength less than a predetermined wavelength, and transmits light having the wavelength not less than the predetermined wavelength. It doesn't matter. According to this structure, the incident light rate to the light conversion layer of the light emitted from the light emitting element can be improved. For this reason, the utilization efficiency of light can be improved. Therefore, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 In the light source according to the second aspect of the present invention, at least two light conversion chambers selected from the plurality of light conversion chambers may have different wavelengths of the converted light. The areas of the bottom surfaces of the at least two light conversion chambers may be different from each other. Moreover, the light intensity from the light emitting elements provided in the at least two light conversion chambers of the light emitting elements may be different from each other. Furthermore, the current densities applied to the light emitting elements provided in the at least two light conversion chambers among the light emitting elements may be different from each other.

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。 The light source according to the second aspect of the present invention may further include a polarizing plate that is provided on the emission direction side of the converted light and selectively transmits only polarized light in a predetermined direction.

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。 The illumination device according to the present invention includes a planar light source unit in which a plurality of linear light sources are arranged in parallel. The light source is a light source according to the first aspect of the present invention.

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。 The illumination device according to the present invention may further include a scattering plate that covers one surface of the light source unit and scatters and transmits light emitted from the light source unit. Since the lighting device according to the present invention does not substantially contain mercury, the environmental risk is low. Further, as described above, uniform linear light can be obtained from each of a plurality of light sources arranged in parallel. The plurality of uniform linear lights are scattered by a scattering plate provided on the light emission direction side of the light source unit, and become light with more uniformity. Therefore, according to the illumination device according to the present invention, more uniform planar light can be obtained.

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。 The display device according to the first aspect of the present invention has the light source according to the second aspect of the present invention. As described above, the light source according to the second aspect of the present invention can emit uniform planar light. Moreover, since it does not contain mercury substantially, environmental risk is low. Therefore, the display device according to the first aspect of the present invention can display images uniformly and has a low environmental risk.

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。 The display device according to the second aspect of the present invention includes the illumination device according to the present invention. Uniform planar light can be obtained from the illumination device according to the present invention. For this reason, the display device according to the second aspect of the present invention can display images uniformly.

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。 A method of manufacturing a light source according to the present invention includes a substrate, a plurality of partition walls provided on the substrate and extending in parallel with each other, a plurality of light conversion chambers formed by the substrate and the plurality of partition walls, A plurality of light conversion chambers, each including at least a light conversion layer provided on a bottom surface and / or a side surface of each of the plurality of light conversion chambers; and a light emitting element provided in each of the plurality of light conversion chambers. At least two light conversion chambers selected from the above, the wavelength of the converted light is different, and the light conversion layer is related to a light source that receives light from the light emitting element and emits converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light . And forming the plurality of partition walls on the substrate so that the bottom areas of the at least two light conversion chambers are different from each other, and the light conversion on each bottom surface and / or side surface of the plurality of light conversion chambers. Forming a layer. According to this manufacturing method, the color tone of the emitted light can be easily changed only by changing the design in the manufacturing process without changing the composition of the fluorescent material used for the light conversion layer.

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。 As described above, according to the present invention, uniform and uniform planar light can be obtained. A light source with low environmental risk can be realized.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（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。 (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view of a linear light source 1 according to Embodiment 1. In FIG.

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。 The linear light source 1 includes a cylindrical light source body 10 and LED chips 20 provided at both opening ends of the light source body 10. The LED chip 20 seals both opening ends of the light source body 10, and the pressure inside the light source body 10 is reduced so as to be less than atmospheric pressure. A light conversion layer 30 is formed on the inner peripheral surface of the light source body 10. A ball lens 50 is provided on the light emitting direction side of the LED chip 20. The LED chip 20 includes an LED element 22 and a substrate 21 on which a circuit for driving the LED element 22 is formed. Furthermore, it has the cup 23 in which the hole diameter-expanded in the light emission direction of the LED element 22 was formed.

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。 In the linear light source 1, the light emitted from the LED element 22 directly enters the ball lens 50. Alternatively, the light is reflected by the surface 23 a of the cup 23 and enters the ball lens 50. The light incident on the ball lens 50 is collected by the ball lens 50 and irradiates the light conversion layer 30 provided on the inner peripheral surface of the light source body 10. The light irradiated on the light conversion layer 30 is converted by the light conversion layer 30 into light having a wavelength longer than that of the light emitted from the LED element 22, and the converted light is emitted radially from the outer peripheral surface of the light source body 10. It is a mechanism.

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。 In the linear light source 1, the light emitted from the LED element 22 is collected by the ball lens 50 and uniformly irradiated on the entire light conversion layer 30. The intensity of the converted light emitted from the light conversion layer 30 correlates with the intensity of the light incident on the light conversion layer 30. For this reason, uniform converted light is emitted from the entire light conversion layer 30. Therefore, according to the linear light source 1, uniform linear light can be obtained. In the present embodiment, a ball lens is used as a lens for condensing light emitted from the LED element 22, but the present invention is not limited to this. For example, a selfoc lens or a normal convex lens may be used. A selfoc lens refers to a lens that refracts light incident on the lens into a parabolic shape within the lens.

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。 The surface 23a of the hole which is provided in the center part of the cup 23 and expands in diameter is formed on the light reflecting surface. The light emitted from the LED element 22 in the direction of the cup 23 is reflected toward the light conversion layer 30 by the surface 23a. Therefore, the efficiency with which the light emitted from the LED element 22 enters the light conversion layer 30 can be increased. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 The pressure inside the light source body 10 is reduced so as to be less than atmospheric pressure. A part of the light emitted from the LED element 22 is absorbed by oxygen molecules, nitrogen molecules, water molecules, or the like existing inside the light source body 10 before reaching the light conversion layer 30. By reducing the pressure inside the light source body 10 to be less than atmospheric pressure, oxygen molecules and the like existing inside the light source body 10 are reduced, and light emitted from the LED element 22 is absorbed by oxygen molecules and the like. Can be effectively suppressed. Therefore, the efficiency with which the light from the LED element 22 enters the light conversion layer 30 can be increased. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 The interior of the light source body 10 may be filled with a material having a higher refractive index than air (high refractive index material). According to this configuration, the refractive index difference generated between the high refractive index material and the light conversion layer 30 can be reduced. Thereby, since the reflectance in the interface of the light conversion layer 30 and high refractive index material of the light radiate | emitted from the LED element 22 can be reduced, the light incidence rate to the light conversion layer 30 can be improved. . Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 In this linear light source 1, the light source body 10 is formed in a cylindrical shape, but may be a prismatic body having a through hole in the longitudinal direction or a rod-shaped body having a polygonal section.

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。 In the linear light source 1, an LED element 22 is used as a light emitting element that irradiates light to the light conversion layer 30. The LED element 22 consumes relatively little power among light emitting elements and has a long life. Therefore, the light source body 10 can realize low power consumption and a long product life. Moreover, the LED element 22 does not substantially contain an environmentally hazardous substance such as mercury. Therefore, the linear light source 1 has a low environmental risk. The LED element 22 preferably emits light having a wavelength of 400 nm or less.

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。 Hereinafter, the material of each member of the linear light source 1 will be described. The materials of the following members are merely examples, and the present invention is not limited to the following materials.

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、（Ｙ_0.39Ｇｄ_0.57Ｃｅ_0.03Ｓｍ_0.01）₃Ａ_l5Ｏ₁₂、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。 The light source body 10 and the ball lens 50 can be formed of a light transmissive material such as glass or plastic. The substrate 21 can be constituted by a glass substrate, a plastic substrate, or the like on which a circuit for driving the LED element 22 is formed. Examples of the material of the LED element 22 include GaN, ZnSe, ZnTe, ZnS, and SiC. A mixture of these materials may be used. The cup 23 can be formed of glass or plastic. The surface 23a of the cup 23 can be formed by laminating or applying a metal such as silver (Ag) or aluminum (Al), or a white paint. The light conversion layer 30 is made of a transparent resin mixed with a fluorescent material. _{Examples of the} fluorescent material include (Y · Sm) ₃ (Al · Ga) ₅ O ₁₂ : Ce, (Y _0.39 Gd _0.57 Ce _0.03 Sm _0.01 ) ₃ Al ₅ O ₁₂ , ZnSe, and the like. An example of the transparent resin is an acrylic resin.

（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。 (Embodiment 2) FIG. 2 is a perspective view of a planar light source 100 according to Embodiment 2. FIG.

図３は図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

図４は図２中ＩＶ−ＩＶ線で切断した概略断面図である。 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

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。 The planar light source 100 includes a substrate 110 having a substrate main body 110a provided with a recess in the upper opening in FIG. 3 and an upper substrate 110b provided on the substrate main body 110a so as to cover the recess. A plurality of partition walls 120 extending in parallel with each other are provided in the recess of the substrate body 110a. The substrate 110 and the partition wall 120 form a plurality of light conversion chambers 130. The pressure in the light conversion chamber 130 is reduced to be less than atmospheric pressure. A light conversion layer 150 is formed on the bottom and side surfaces of the light conversion chamber 130 (side walls of the partition wall 120). LED chips 140 are respectively provided at both opening ends of the light conversion chamber 130. The LED chip 140 includes an LED element 143, an LED substrate 141 on which a circuit for driving the LED element 143 is formed, and a cup 142 provided so as to surround the LED element 143. In the center of the cup 142, a hole that expands in the light emitting direction of the LED element 143 is formed, and the surface of the hole is formed as a light reflecting surface. A SELFOC lens 160 is provided on the light emitting direction side of the LED element 143.

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。 In the planar light source 100, the light emitted from the LED element 143 directly enters the selfoc lens 160. Alternatively, the light is reflected by the light reflecting surface of the cup 142 and enters the SELFOC lens 160. The light incident on the Selfoc lens 160 is collected and irradiates the light conversion layer 150 provided on the side surface and the bottom surface of the light conversion chamber 130. The light irradiated on the light conversion layer 150 is converted into light having a wavelength longer than the wavelength of the light emitted from the LED element 143 by the light conversion layer 150, and the converted light is emitted to the upper substrate 110b side. Yes.

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。 The light emitted from the LED element 143 is collected by the selfoc lens 160 and uniformly irradiates the entire light conversion layer 150. The intensity of converted light emitted from the light conversion layer 150 correlates with the intensity of light incident on the light conversion layer 150. For this reason, uniform converted light is emitted from the entire light conversion layer 150. Therefore, according to the planar light source 100, uniform planar light can be obtained. In the present embodiment, a selfoc lens is used as a lens for condensing light emitted from the LED element 143, but the present invention is not limited to this. For example, a ball lens or a normal convex lens may be used.

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。 A surface 142a of a hole that is provided at the center of the cup 142 and expands in diameter is formed on a light reflecting surface. The light emitted from the LED element 143 in the direction of the cup 142 is reflected toward the light conversion layer 150 side by the surface 142a formed to be light reflective. Therefore, the efficiency with which the light from the LED element 143 enters the light conversion layer 150 can be increased. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 The inside of the light conversion chamber 130 is depressurized so as to be less than atmospheric pressure. Part of the light emitted from the LED element 143 is absorbed by oxygen molecules, nitrogen molecules, water molecules, or the like existing in the light conversion chamber 130 before reaching the light conversion layer 150. By reducing the pressure in the light conversion chamber 130 to be less than atmospheric pressure, oxygen molecules and the like existing in the light conversion chamber 130 are reduced, and light emitted from the LED element 143 is absorbed by the oxygen molecules and the like. This can be effectively suppressed. Therefore, the efficiency with which the light from the LED element 143 enters the light conversion layer 150 can be increased. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 The light conversion chamber 130 may be filled with a material having a higher refractive index than air. According to this configuration, the reflectance of the light emitted from the LED element 143 at the interface of the light conversion layer 150 can be reduced, so that the incidence rate to the light conversion layer 150 can be improved. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 In the planar light source 100, an LED element 143 is used as a light emitting element that irradiates light to the light conversion layer 150. The LED element 143 consumes relatively little power among light emitting elements and has a long life. Therefore, the substrate 110 can realize low power consumption and a long product life. Moreover, since the LED element 143 substantially does not contain environmental harmful substances, such as mercury, the planar light source 100 has a low environmental risk. The LED element 143 preferably emits light having a wavelength of 400 nm or less.

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。 A band-pass filter 170 that reflects light emitted from the LED element 143 and transmits light emitted from the light conversion layer 150 is provided on the inner side (lower side in FIG. 3) of the upper substrate 110b. Usually, the upper substrate 110b is made of glass, plastic, or the like, and therefore has a very low transmittance for light having a short wavelength emitted from the LED element 143. When the bandpass filter 170 is not provided, the light emitted from the LED element 143 to the upper substrate 110b side is absorbed by the upper substrate 110b. By disposing the band pass filter 170 on the inner side of the upper substrate 110b, it is possible to reflect light having a short wavelength absorbed by the upper substrate 110b to the light conversion layer 150 side. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized.

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。 A scattering plate 180 is provided on the upper substrate 110b. The light emitted from the plurality of light conversion chambers 130 extending in parallel with each other by the scattering plate 180 is diffused and mixed and emitted from the planar light source 100. Therefore, by arranging the scattering plate 180, uniform light can be obtained without any unevenness.

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。 A polarizing plate 190 is provided on the scattering plate 180. By providing the polarizing plate 190, the polarization direction of the light emitted from the planar light source 100 can be aligned, so that a planar light source suitable for a liquid crystal display device or the like can be realized. The polarizing plate 190 may transmit only polarized light in a specific direction and reflect polarized light in other directions.

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。 In the planar light source 100 according to the present embodiment, the substrate 110 includes a substrate main body 110a having a recess and an upper substrate 110b, but is not limited to this configuration. For example, the substrate body 110a and the upper substrate 110b may be integrally formed.

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。 In Embodiment 2, the light conversion layer 150 is formed on the bottom and side surfaces of the light conversion chamber 130, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the light conversion layer 150 may be formed only on the side surface or the bottom surface of the light conversion chamber 130.

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。 Hereinafter, the material of each member of the planar light source 100 will be described. The materials of the following members are merely examples, and the present invention is not limited to the following materials.

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、（Ｙ_0.39Ｇｄ_0.57Ｃｅ_0.03Ｓｍ_0.01）₃Ａ_l5Ｏ₁₂、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。 The substrate 110 and the Selfoc lens 160 can be formed of a light transmissive material such as glass or plastic. The LED substrate 241 can be formed of a glass substrate, a plastic substrate, or the like on which a circuit for driving the LED element 143 is formed. Examples of the material of the LED element 143 include GaP, GaAsP, GaAlAs, InGaAlP, GaN, ZnSe, ZnTe, ZnS, and SiC. A mixture of these materials may be used. The cup 142 can be formed of glass, plastic or the like. A metal such as silver (Ag) or aluminum (Al), or a white paint may be laminated or applied to the surface of the cup 142. The light conversion layer 150 is made of a transparent resin mixed with a fluorescent material. _{Examples of the} fluorescent material include (Y · Sm) ₃ (Al · Ga) ₅ O ₁₂ : Ce, (Y _0.39 Gd _0.57 Ce _0.03 Sm _0.01 ) ₃ Al ₅ O ₁₂ , ZnSe, and the like. An example of the transparent resin is an acrylic resin.

（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。 (Third Embodiment) FIG. 5 is a perspective view of a planar light source 200 according to a third embodiment.

図６は図５中ＶＩ−ＶＩ線で切断した概略断面図である。 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.

図７は図２中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。 7 is a schematic cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.

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。 The planar light source 200 includes a substrate 210 having a substrate main body 210a provided with a recess having an upper opening in FIG. 6 and an upper substrate 210b provided on the substrate main body 210a so as to cover the recess. A plurality of partition walls 220 extending in parallel with each other are provided on the substrate body 210a. The substrate 210 and the partition wall 220 form a plurality of light conversion chambers 230. The pressure in the light conversion chamber 230 is reduced so as to be less than atmospheric pressure. A light conversion layer 250 is formed on the bottom and side surfaces of the light conversion chamber 230 (side walls of the partition wall 220). LED chips 240 are respectively provided at both opening ends of the light conversion chamber 230. The LED chip 240 includes an LED element 243, an LED substrate 241 on which a circuit for driving the LED element 243 is formed, and a cup 242 provided so as to surround the LED element 243. In the center of the cup 242, a hole that expands in the light emitting direction of the LED element 243 is formed, and the surface of the hole is formed as a light reflecting surface. A SELFOC lens 260 is provided on the light emitting direction side of the LED element 243. A band pass filter 270 is provided on the light conversion layer 250 side of the upper substrate 210b. A scattering plate 280 is provided on the upper substrate 210b. A polarizing plate 290 is provided on the scattering plate 280.

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。 The light conversion chamber 230 includes three types of light conversion chambers 230R, 230G, and 230B that emit converted light having different wavelengths (color tones). Specifically, in FIG. 6, a light conversion chamber 230R having a light conversion layer 250R that emits R (red) converted light from the left side, and a light conversion chamber 250G having a light conversion layer 250G that emits G (green) converted light. The light conversion chambers 230B having the light conversion layers 250B that emit the converted light of 230G and B (blue) are arranged in this order. The light conversion layers 250R, 250G, and 250B have different areas.

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。 The planar light source 200 has the same configuration as that of the planar light source 100 according to the first embodiment except that the planar light source 200 includes a plurality of types of light conversion chambers 230. Hereinafter, the light conversion chamber 230 and the light conversion layer 250 different from the planar light source 100 will be described in detail.

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。 When light is emitted from the light emitting elements 243 provided in each of the light conversion chambers 230, R light, G light, and B light are emitted from the light conversion layers 250R, 250G, and 250B, respectively. These lights are scattered (diffused) and mixed by the scattering plate 280 provided on the upper substrate 210b, and are emitted from the planar light source 200 as light having a uniform color tone.

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。 The intensity of light emitted from each of the light conversion layers 250 increases as the area of the light conversion layer 250 increases. Therefore, the planar light source 200 can emit light of various colors by changing the ratio of the areas of the light conversion layers 250R, 250G, and 250B. For example, by increasing the area of the light conversion layer 250R, it is possible to emit light having a stronger reddish color tone.

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。 Further, the intensity of the light emitted from each of the light conversion layers 250 increases as the intensity of the light irradiated from the LED elements 243 to the light conversion layer 250 increases. Therefore, the color tone of the emitted light can be adjusted by changing the current density applied to the LED elements 243 provided in each of the light conversion chambers 230R, 230G, and 230B. For example, by increasing the current density applied to the LED element 243 provided in the light conversion chamber 230R, the intensity of light emitted from the LED element 243 increases, and the intensity of light emitted from the light conversion layer 250R also increases. . As a result, the light emitted from the planar light source 200 is adjusted to light with a reddish color tone.

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。 Next, a method for manufacturing the planar light source 200 will be described in detail. In addition, the following manufacturing method is a mere illustration, Comprising: This invention is not limited to the following manufacturing method at all.

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。 First, the substrate body 210a and the partition wall 220 are simultaneously formed by using an etching technique or a screen printing technique in a desired shape on a glass substrate or the like using a photolithographic technique or the like. At this time, the partition wall 220 is formed so that the bottom area of the light conversion chamber 230 differs depending on the type of the light conversion layer 250 to be formed later. For example, by using a screen printing technique or the like, the light conversion layer 250R is formed by coating and forming a fluorescent material that emits R light on the bottom and side surfaces (side walls of the partition wall 220) of the light conversion chamber 230 at intervals of two. Form. Similarly, the light conversion layers 250G and 250B are formed.

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。 A film made of a conductive material is formed on a glass substrate or the like by sputtering or the like, etched into a desired shape using a photolithographic technique or the like, and a circuit for driving the LED element 243 is formed, thereby forming an LED substrate 241. Form. The LED element 243 is electrically connected to the LED substrate 241 with solder or the like. A cup 242 made of glass or the like is bonded to the LED substrate 241 using an adhesive or the like. Then, the LED chip 240 is formed by bonding and fixing the SELFOC lens 260 to the cup 242 using an adhesive or the like. The completed LED chips 240 are bonded and fixed to both end surfaces of the substrate body 210a using an adhesive or the like.

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。 By using a sputtering method or the like, a band is formed by forming a multilayer film in which a layer made of a low refractive index material such as silica gel (SiO ₂ ) and a layer made of a high refractive index material such as titanium oxide (TiO ₂ ) are laminated. A pass filter 270 is formed on one surface of the upper substrate 210b. The scattering plate 280 is bonded and fixed to the other surface of the upper substrate 210b using an adhesive or the like. The polarizing plate 290 is bonded and fixed on the scattering plate 280 using an adhesive or the like. The planar light source 200 can be manufactured by adhering and fixing the upper substrate 210b to the substrate body 210a so that the band-pass filter 270 and the light conversion layer 250 face each other while maintaining the reduced pressure state.

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。 According to this manufacturing method, the light emitted from the planar light source 200 is changed by changing only the shape of the mask used when forming the substrate body 210a and the conditions for forming the light conversion layer 250 by the CVD method. Can be easily changed. In other words, it is not necessary to develop or procure a new fluorescent material in order to change the color tone of the emitted light.

（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。 (Embodiment 4) FIG. 8 is a schematic sectional view of a planar illumination device 300 according to Embodiment 4. In FIG.

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。 The planar lighting device 300 includes a substrate 310 having a recess. A light reflecting layer 320 is formed on the concave side surface of the substrate 310. A plurality of linear light sources 1 according to the first embodiment are arranged in parallel with each other in the concave portion of the substrate 310. A scattering plate 330 is provided so as to face the concave portion of the substrate 310. A polarizing plate 340 is provided on the scattering plate 330.

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。 In the planar illumination device 300, uniform linear light is emitted from each of a plurality of linear light sources 1 extending in parallel with each other. Light emitted from the linear light source 1 in the direction of the scattering plate 330 is diffused and mixed by the scattering plate 330 to become uniform planar light. The uniform planar light 330 passes through the polarizing plate 340 and is emitted from the planar illumination device 300 as uniform planar light having a polarization component in one direction.

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。 The linear light source 1 is according to Embodiment 1, has high light utilization efficiency, high luminance, and low power consumption. Therefore, the planar illumination device 300 having the linear light source 1 has high luminance and low power consumption. A light reflecting layer 320 is provided on the concave side surface of the substrate 310. The light emitted from the linear light source 1 to the light reflecting layer 320 side is reflected by the light reflecting layer 320 to the scattering plate 330 side. Therefore, the emission rate of the light emitted from the linear light source 1 from the planar illumination device 300 is high. Therefore, since the light use efficiency can be increased, high luminance and low power consumption can be realized. The light reflecting layer 320 can be formed of a thin film made of a metal such as aluminum (Al) or silver (Ag), or a white resin.

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。 A scattering plate 330 is provided on the substrate 310. The light emitted from the plurality of linear light sources 1 extending in parallel with each other is diffused by the scattering plate 330 and emitted from the planar illumination device 300. Therefore, by disposing the scattering plate 330, uniform light can be obtained without unevenness. A polarizing plate 340 is provided on the scattering plate 330. By providing the polarizing plate 340, the polarization of the light emitted from the planar illumination device 300 can be made uniform, so that a planar light source suitable for a liquid crystal display device or the like can be realized. Note that the polarizing plate 340 may transmit only polarized light in a specific direction and reflect polarized light in other directions.

実施形態１に係る線状光源１の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a linear light source 1 according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２に係る面状光源１００の斜視図である。6 is a perspective view of a planar light source 100 according to Embodiment 2. FIG. 図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the III-III line | wire in FIG. 図２中ＩＶ−ＩＶ線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the IV-IV line in FIG. 実施形態３に係る面状光源２００の斜視図である。6 is a perspective view of a planar light source 200 according to Embodiment 3. FIG. 図５中ＶＩ−ＶＩ線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the VI-VI line in FIG. 図２中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the VII-VII line in FIG. 実施形態４に係る面状照明装置３００の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the planar illuminating device 300 which concerns on Embodiment 4. FIG.

Explanation of symbols

１線状光源
１０光源本体
２０ＬＥＤチップ
２１基板
２２ＬＥＤ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、２４０ＬＥＤチップ
１４１、２４１ＬＥＤ用基板
１４２、２４２カップ
１４３、２４３ＬＥＤ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 1 Linear light source
10 Light source body
20 LED chip
21 Substrate
22 LED elements
23 cups
40 Light conversion layer
50 Ball lens 100, 200 Planar light source 110, 210, 310 Substrate 110a Substrate body 110b Upper substrate 120, 220 Partition wall 130, 230 Light conversion chamber 140, 240 LED chip 141, 241 LED substrate 142, 242 Cup 143, 243 LED element 150, 250 Light conversion layer 160 Selfoc lens 170, 270 Band pass filter 180, 280, 330 Scatter plate 190, 290, 340 Polarizing plate 300 Planar illumination device 310 Substrate

Claims

A tubular light source body;
A light emitting element provided at an opening end of the light source body;
A light conversion layer formed on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the light source body;
Having at least
The light conversion layer is a light source that receives light from the light emitting element and emits converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light.

The light source according to claim 1,
A light source in which the inside of the light source body is filled with a material having a higher refractive index than air.

The light source according to claim 1,
The open end is sealed;
A light source in which the pressure inside the light source body is less than atmospheric pressure.

A substrate,
A plurality of partition walls provided on the substrate and extending in parallel with each other;
A plurality of light conversion chambers formed by the substrate and the plurality of partition walls;
A light conversion layer provided on a bottom surface and / or a side surface of each of the plurality of light conversion chambers;
A light emitting element provided in each of the plurality of light conversion chambers;
Having at least
The light conversion layer is a light source that receives light from the light emitting element and emits converted light having a wavelength longer than the wavelength of the light.

The light source according to claim 4,
A light source in which the inside of the plurality of light conversion chambers is filled with a material having a higher refractive index than air.

The light source according to claim 4,
A light source in which the pressure inside the plurality of light conversion chambers is less than atmospheric pressure.

In the light source according to claim 1 or 4,
A light source further comprising a lens for condensing light from the light emitting element on a light emitting surface side of the light emitting element.

The light source according to claim 7,
The lens is a light source that is a SELFOC lens.

In the light source according to claim 1 or 4,
The light-emitting element is a light-emitting diode.

The light source according to claim 4,
A light source further comprising a scattering plate provided on the emission direction side of the converted light and diffusing and transmitting the converted light.

The light source according to claim 4,
A light source further provided with a band pass filter provided on the emission direction side of the converted light, which reflects light having a wavelength less than a predetermined wavelength and transmits light having the wavelength equal to or greater than the predetermined wavelength.

The light source according to claim 4,
At least two light conversion chambers selected from the plurality of light conversion chambers are light sources having different wavelengths of the converted light.

The light source according to claim 12,
Light sources having different areas of the bottom surfaces of the at least two light conversion chambers.

The light source according to claim 12,
Light sources having different light intensities from the light emitting elements provided in the at least two light conversion chambers of the light emitting elements.

The light source according to claim 14, wherein
Light sources having different current densities applied to light emitting elements provided in the at least two light conversion chambers among the light emitting elements.

The light source according to claim 4,
A light source that further includes a polarizing plate that is provided on the emission direction side of the converted light and selectively transmits only polarized light in a predetermined direction.

A lighting device having a planar light source unit in which a plurality of linear light sources are arranged in parallel,
The lighting device according to claim 1, wherein the light source is a light source.

The lighting device according to claim 17.
An illumination device further comprising a scattering plate that covers one surface of the light source unit and scatters and transmits light emitted from the light source unit.

A display device comprising the light source according to claim 4.

A display device comprising the illumination device according to claim 17.

A method of manufacturing a light source according to claim 13, comprising:
Forming the plurality of partition walls on the substrate such that the bottom areas of the at least two light conversion chambers are different;
Forming the light conversion layer on the bottom and / or side of each of the plurality of light conversion chambers;
A method of manufacturing a light source having