JP2016162591A - 面発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】正面方向に取り出される光に色ずれが発生することを抑制する。【解決手段】面発光モジュール１１は、透明基板２および発光部３を有する面発光素子１と、透明基板２の表面２ｂを覆う蛍光体粒子７Ｎを含み、表面２ｂから出射された光の一部を第１色光としてそのまま透過させるとともに、表面２ｂから出射された光の他の一部を蛍光体粒子７Ｎにより波長変換して第２色光として出射する蛍光体層７とを備える。蛍光体層７は、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少なくなるように構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、面発光素子および蛍光体層を備えた面発光モジュールに関する。

面発光モジュールは、携帯型電子機器のバックライトや液晶モニターのバックライト、あるいは照明器具として活用されている。面発光モジュールは、有機ＥＬなどの面発光素子を備えている。有機ＥＬは、有機層に電圧を印加することによって発光する。有機ＥＬは、面発光が可能なことや、低電圧で高輝度の発光が可能なことや、薄型で軽量であることなどから近年注目されている。

有機ＥＬなどの面発光素子を用いて任意色の発光を実現する手法として、複数の面発光素子を用いる手法が挙げられる。たとえば、Ｒ色の光を出射する面発光素子と、Ｇ色の光を出射する面発光素子と、Ｂ色の光を出射する面発光素子とを準備し、これらの３つの面発光素子から出射された光を合成することで白色光が得られる。しかしながら、これらの３つの面発光素子（たとえば有機材料）は、劣化の程度に差を有しているため、長時間の使用後に色ずれが生じ易く、安定した白色の発光を長期にわたって得ることは難しい。これは、白色以外の発光を得る場合にも同様である。

特開２００３−１７３８７７号公報（特許文献１）には、有機ＥＬの透明電極の外側に蛍光体層および拡散層を設けた面発光体が開示されている。同公報は、２波長の補色関係を利用し、有機ＥＬで発生する発光波長と蛍光体層で発生する発光波長とを合成することにより、白色が得られる旨を述べている。

国際公開第２０１０／１５０５１６号（特許文献２）には、複数の発光素子の正面側に蛍光体層を設けた面光源が開示されている。蛍光体層は、所定面積あたりの当該蛍光体層によって第１の色光が第２の色光に変換される変換割合が、発光素子のそれぞれの光軸から離れるにつれて小さくなるように構成されている。

特開２００３−１７３８７７号公報 国際公開第２０１０／１５０５１６号

面発光素子の発光面側に蛍光体層を設け、面発光素子から出射された光と蛍光体層により波長変換された光とを合成する場合には、面発光モジュールを正面方向から視認した際に色ずれが生じやすい。特許文献１，２に開示されているように、色ずれの発生を抑制する技術は種々提案されているが未だ改善の余地が残されている。

本発明は、上記のような実情に鑑みて為されたものであって、面発光素子から出射された光と蛍光体層により波長変換された光とを合成する場合に、正面方向に取り出される光に色ずれが発生することを抑制可能な面発光モジュールを提供することを目的とする。

本発明に基づく面発光モジュールは、透明基板と上記透明基板の一方の表面上に設けられた発光部とを有し、上記発光部からの光を上記透明基板に取り込んで上記透明基板の他方の表面から出射する面発光素子と、上記透明基板の上記他方の表面を覆うように配置された蛍光体粒子を含み、上記他方の表面から出射された光の一部を第１色光としてそのまま透過させるとともに、上記他方の表面から出射された光の他の一部を上記蛍光体粒子により波長変換して第２色光として出射する蛍光体層と、を備え、上記蛍光体層は、上記蛍光体層のうちの上記発光部の中央部に対応する部分に含まれる上記蛍光体粒子の量が、上記蛍光体層のうちの上記発光部の周辺部に対応する部分に含まれる上記蛍光体粒子の量よりも少なくなるように構成されている。

好ましくは、上記蛍光体層は、上記蛍光体層のうちの上記発光部の中央部に対応する部分に含まれる上記蛍光体粒子の密度が、上記蛍光体層のうちの上記発光部の周辺部に対応する部分に含まれる上記蛍光体粒子の密度よりも少なくなるように構成されている。

好ましくは、上記蛍光体層は、上記蛍光体層のうちの上記発光部の中央部に対応する部分の厚さが、上記蛍光体層のうちの上記発光部の周辺部に対応する部分の厚さよりも薄くなるように構成されている。

好ましくは、上記蛍光体層は、シート状部材の表面に塗布されることにより形成されており、上記蛍光体層は、上記シート状部材を介して上記透明基板の上記他方の表面を覆うように配置されている。

好ましくは、上記面発光素子は、有機ＥＬから構成される。
好ましくは、上記面発光素子は、波長が４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を出射する。

好ましくは、上記蛍光体層は、上記他方の表面から出射された光の他の一部を上記蛍光体粒子により波長変換することで、波長が５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の黄色光を出射する。

蛍光体層のうちの発光部の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子の量が、蛍光体層のうちの発光部の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子の量よりも少ないことによって、正面方向に取り出される第１色光の光量と正面方向に取り出される第２色光の光量との比率の差が、発光部の中央部に対応する位置と発光部の周辺部に対応する位置とで小さくなる。これにより、面発光モジュールを正面方向から視認した際に色ずれが発生することを抑制できる。

参考技術における面発光モジュールを示す平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 参考技術における面発光モジュールの動作している様子を示す断面図である。 実施の形態１における面発光モジュールを示す平面図である。 図４中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態１における面発光モジュールの動作している様子を示す断面図である。 比較例１における面発光モジュールを示す断面図である。 比較例１における面発光モジュールから出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示す図である。 比較例２における面発光モジュールから出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示す図である。 実施例における面発光モジュールを示す断面図である。 実施例における面発光モジュールから出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示す図である。 実施の形態２における面発光モジュールを示す断面図である。 実施の形態３における面発光モジュールを示す断面図である。

［参考技術］
実施の形態について説明する前に、図１〜図３を参照して、実施の形態に関する参考技術について説明する。参考技術の説明において、同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。図１は、参考技術における面発光モジュール１０を示す平面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図３は、面発光モジュール１０の動作している様子を示す断面図である。

図１および図２に示すように、面発光モジュール１０は、面発光素子１および蛍光体層７を備える。面発光素子１は、透明基板２と、透明基板２の一方の表面２ａ上に設けられた発光部３とを有する。透明基板２は、板状に形成され、平行な表面２ａ，２ｂを有する。面発光素子１は、発光部３からの光を透明基板２の表面２ａを通して透明基板２の内部に取り込む。面発光素子１は、透明基板２に取り込んだ光を透明基板２の他方の表面２ｂから出射する。参考技術における発光部３は、有機発光層５および一対の電極４，６を含んでいる。有機発光層５は、電源Ｅから電極４，６を通して給電されることで発光する。

蛍光体層７は、透明基板２の表面２ｂを覆うように配置された蛍光体粒子７Ｎと、蛍光体粒子７Ｎを保持する基材７Ｍとを有する。蛍光体層７は、透明基板２の表面２ｂから出射された光の一部をそのまま透過させ、第１色光として光出射面７Ｓから出射する。蛍光体層７は、さらに、透明基板２の表面２ｂから出射された光の他の一部を蛍光体粒子７Ｎにより波長変換し、第２色光として光出射面７Ｓから出射する。第１色光および第２色光は、合成された状態で光出射面７Ｓから出射される。

ここで、参考技術の面発光モジュール１０においては、蛍光体層７の基材７Ｍが均一な厚さを有しており、蛍光体粒子７Ｎも均一な密度で分散して基材７Ｍに保持されている。すなわち、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量（体積）と、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量（体積）とは同じである。

図３を参照して、面発光モジュール１０の動作についてより具体的に説明する。発光部３から出射された光は、透明基板２の内部に入射する。透明基板２に入射した光の一部は、透明基板２の内部を伝播して表面２ｂから出射される。ここで、発光部３から出射された光を第１色光とする。発光部３から出射されて正面方向（透明基板２の表面２ａ，２ｂに対して直交する方向）に進み、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された第１色光の輝度（光量）は、発光部３に対応する面全体で均一となる（図３中の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３を参照）。

一方で、発光部３から出射されて正面方向に進まない光（導波光）は、透明基板２の中を導波した後、蛍光体層７の中の蛍光体粒子７Ｎに吸収されることによってはじめて第２色光として正面方向に取り出される。第２色光として正面方向に取り出された光は、蛍光体層７が透明基板２の表面２ｂに設けられていない場合には、透明基板２の中で全反射を繰り返して透明基板２の表面２ｂから取り出されなかった光である。

光出射面７Ｓのうち、発光部３の中央部に対応する位置では、発光部３の周辺部からの導波光の寄与があるため光が多く集まり出射される。これに対し、光出射面７Ｓのうち、発光部３の周辺部に対応する位置では、発光部３の端部の方からの導波光の寄与しかないため光が少なく集まり出射される。結果として、光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置から正面方向に取り出される第２色光の輝度は（図３中の矢印Ｂ１，Ｂ３）、光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置から正面方向に取り出される第２色光の輝度（図３中の矢印Ｂ２）よりも低くなる。

したがって、光出射面７Ｓから正面方向に取り出される第１色光と第２色光との輝度の比率は、光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置と、光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置とで異なることになる。たとえば、光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置では、青色と黄色とのバランスが取れてきれいな白色を形成することができたとしても、光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置では、青色と黄色とのバランスが取れず（青色の輝度が低く、黄色の輝度が高くなり）、きれいな白色を形成することができなくなる。

なお、冒頭で説明した国際公開第２０１０／１５０５１６号（特許文献２）においては、複数の発光素子の正面側に蛍光体層を設けた面光源が開示されている。蛍光体層は、所定面積あたりの当該蛍光体層によって第１色光が第２色光に変換される変換割合が、発光素子のそれぞれの光軸から離れるにつれて小さくなるように構成されている。特許文献２では、１つ１つの発光素子から離れるにつれて光の輝度（光量）が小さくなるという原理を利用しているため、第１色光が第２色光に変換される変換割合が発光素子のそれぞれの光軸から離れるにつれて小さくなるという蛍光体層を用いることで色ずれを軽減することができる。しかしながら、このような蛍光体層を上述の参考技術における面発光モジュール１０にそのまま適用したとしても、正面方向に取り出される光に色ずれが発生することを十分に抑制することはできない。

［実施の形態］
実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
図４は、実施の形態１における面発光モジュール１１を示す平面図である。図５は、図４中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。図６は、面発光モジュール１１の動作している様子を示す断面図である。

図４および図５に示すように、面発光モジュール１１は、面発光素子１および蛍光体層７を備える。本実施の形態の面発光素子１は、有機ＥＬから構成され、透明基板２と、透明基板２の一方の表面２ａ上に設けられた発光部３とを有する。面発光素子１は、無機ＥＬから構成されていてもよい。

透明基板２は、板状に形成され、平行な表面２ａ，２ｂを有する。透明基板２の大きさ（長さＷ１×幅Ｗ２×厚さＴＨ）は、たとえば３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．２ｍｍである。透明基板２は、たとえば、ソーダガラスや無アルカリガラス等の透明ガラス板、または、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂からなるプラスチック板から形成される。

面発光素子１は、発光部３からの光を透明基板２の表面２ａを通して透明基板２の内部に取り込む。面発光素子１は、透明基板２に取り込んだ光を透明基板２の他方の表面２ｂから出射する。本実施の形態の発光部３は、有機発光層５および一対の電極４，６を含んでいる。発光部３の大きさ（長さＷ３×幅Ｗ４）は、たとえば２ｍｍ×２ｍｍである。

電極４は、有機発光層５に正孔を注入するための陽極として機能する。電極４は、真空蒸着法やスパッタリング法を使用することで、透明基板２の表面２ａに形成される。電極４は、仕事関数の大きい金属から形成されていることが好ましい。具体的な材料を例示すると、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＣｕＩ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性材料が挙げられる。有機発光層５で発生した光を透過させてより多く外部に取り出すために、電極４の透過率は、７０％以上であることが好ましく、電極４の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。本実施の形態では、電極４の膜厚は１５０ｎｍである。

電極６は、有機発光層５に電子を注入するための陰極として機能する。電極６は、真空蒸着法やスパッタリング法を使用することで、有機発光層５を覆うように形成される。電極６は、仕事関数の小さい金属から形成されていることが好ましい。具体的な材料を例示すると、銀、アルミニウム、ナトリウム、マグネシウム、リチウム等の導電性材料が挙げられる。有機発光層５で発生した光を反射させてより多く外部に取り出すために、電極６の透過率は１０％以下であることが好ましく、電極６の膜厚は、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。本実施の形態では、電極６の膜厚は１５０ｎｍである。

電源Ｅによって、電極４（陽極）に正電圧が印加されるとともに、電極６（陰極）に負電圧が印加される。有機発光層５に電子および正孔が注入され、これらが再結合することによって有機発光層５の内部で光が発生する。このような機能を有する有機発光層５は、単層の電界発光層から構成されていてもよく、正孔輸送層、電界発光層および電子輸送層などが順次積層されることによって構成されていてもよい。

正孔輸送層を設けることで、電極４から有機発光層５への正孔の注入効率を向上させることができるとともに、電子の正孔輸送層（電極４）への不要な移動を抑制できる。電子輸送層を設けることで、電極６から有機発光層５への電子の注入効率を向上させることができるとともに、正孔の電子輸送層（電極６）への不要な移動を抑制できる。正孔輸送層および電子輸送層は、いずれも薄膜形成に適した材料から形成されていることが好ましい。

面発光モジュール１１から外部に取り出される光がたとえば白色光になるように、発光部３から出射される光（第１色光）は、蛍光体層７で波長変換されて取り出される光（第２色光）と補色関係を有していることが好ましい。たとえば、蛍光体粒子７Ｎとして黄色蛍光体を使用する場合には、波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の青色光を出射するドーパント材料を有機発光層５に含有させる。蛍光体粒子７Ｎとして赤緑蛍光体を使用する場合には、紫外線を発光するドーパント材料を有機発光層５に含有させる。

蛍光体層７は、透明基板２の表面２ｂを覆うように配置された蛍光体粒子７Ｎと、蛍光体粒子７Ｎを保持する基材７Ｍとを有する。蛍光体粒子７Ｎは、蛍光を発する色素を含有している。具体的な材料を例示すると、ＹＡＧ蛍光体や、Ｃｅを含まない非ガーネット系蛍光体などが挙げられる。ＹＡＧ蛍光体の場合、波長変換により、波長が５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の黄色光を出射する。蛍光体層７は、たとえば、印刷法、スプレー法、スピンコート法等の、各種の塗布法によって透明基板２の表面２ｂを覆うように形成される。蛍光体粒子７Ｎは、塗布される前は有機溶媒に含有されており、有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が望ましい。

蛍光体層７は、透明基板２の表面２ｂから出射された光の一部をそのまま透過させ、第１色光として光出射面７Ｓから出射する。蛍光体層７は、さらに、透明基板２の表面２ｂから出射された光の他の一部を蛍光体粒子７Ｎにより波長変換し、第２色光として光出射面７Ｓから出射する。第１色光および第２色光は、合成された状態で光出射面７Ｓから出射される。

ここで、本実施の形態の面発光モジュール１１においては、蛍光体粒子７Ｎが均一な密度で分散して基材７Ｍに保持されているが、蛍光体層７に凹部７Ｐが設けられている。蛍光体層７は、発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１から発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に近づくにつれて厚さが徐々に厚くなる形状を有している。蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１の厚さは、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２の厚さに比べて薄い。すなわち、本実施の形態の蛍光体層７は、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量（体積）が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量（体積）よりも少なくなるように構成されている。

図６を参照して、面発光モジュール１１の動作についてより具体的に説明する。発光部３から出射された光は、透明基板２の内部に入射する。透明基板２に入射した光の一部は、透明基板２の内部を伝播して表面２ｂから出射される。上述のとおり、本実施の形態においては、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少ない。

したがって、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分では透過率が高く、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分では透過率が低くなっている。これにより、発光部３から出射されて正面方向（透明基板２の表面２ａ，２ｂに対して直交する方向）に進み、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された第１色光の輝度は、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分よりも（図６中の矢印Ａ１，Ａ３）、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分の方が高くなる（矢印Ａ２）。換言すると、図３中の矢印Ａ２で示される輝度に比べて、図６中の矢印Ａ２で示される輝度の方が高くなる。

一方で、発光部３から出射されて正面方向に進まない光（導波光）は、透明基板２の中を導波した後、蛍光体層７の中の蛍光体粒子７Ｎに吸収されることによってはじめて第２色光として正面方向に取り出される。光出射面７Ｓのうち、発光部３の中央部に対応する位置では、発光部３の周辺部からの導波光の寄与があるため光が多く集まり出射される。これに対し、光出射面７Ｓのうち、発光部３の周辺部に対応する位置では、発光部３の端部の方からの導波光の寄与しかないため光が少なく集まり出射される。

ここで、本実施の形態では、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少ない。したがって、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分では、第１色光を第２色光に波長変換して取り出す変換効率が上述の参考技術の場合に比べて低くなっている。換言すると、図３中の矢印Ｂ２で示される輝度に比べて、図６中の矢印Ｂ２で示される輝度の方が低くなっている。

したがって、正面方向に取り出される第１色光の光量と正面方向に取り出される第２色光の光量との比率の差は、上述の参考技術の場合に比べて、発光部３の中央部に対応する位置と発光部３の周辺部に対応する位置とで小さくなる。たとえば、光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置では、青色と黄色とのバランスが取れてきれいな白色を形成することができる。光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置でも、青色と黄色とのバランスが取れてきれいな白色を形成することができる。したがって、上述の構成によれば、面発光モジュール１１を正面方向から視認した際に色ずれが発生することを抑制できると言える。

［実験例］
図７〜図１０を参照して、上述の実施の形態１に関して行なった実験例について説明する。

（比較例１）
まず、比較例１として、図７に示すような構成を有する面発光モジュール１２を準備した。面発光モジュール１２は、上述の実施の形態１における蛍光体層７を備えていない。透明基板２は、３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．２ｍｍの大きさを有し、無アルカリガラスから形成される。発光部３の大きさは、２ｍｍ×２ｍｍである。電極４としては、スパッタリング法により１５０ｎｍの膜厚を有するＩＴＯを形成した。電極６としては、真空蒸着法により、１５０ｎｍの膜厚を有する銀を形成した。有機発光層５としては、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長の青色光を出射するドーパント材料を採用した。

面発光モジュール１２の場合には、発光部３からの光を透明基板２の表面２ａを通して透明基板２の内部に取り込む。面発光素子１は、透明基板２に取り込んだ光を透明基板２の他方の表面２ｂから出射する。透明基板２の表面２ｂからは、青色光が波長変換されることなくそのまま出射されることになる。透明基板２の内部には導波光が存在するが、導波光は全反射を繰り返して透明基板２の外部には取り出されないため、透明基板２の表面２ｂから正面方向に取り出された光の輝度としては、発光部３に対応する面全体で均一となる（図７中の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３を参照）。

図８の横軸は、発光部３の中央の位置を０とした場合における位置を示している。上述のとおり、発光部３は２ｍｍ×２ｍｍの大きさを有している。図８の縦軸は、比較例１における面発光モジュール１２から出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示している。図８に示すように、面発光モジュール１２の場合には、青色光が波長変換されることなくそのまま出射されるため、色座標もｘ，ｙ方向において均一となる。

（比較例２）
次に、比較例２として、上述の参考技術と同様な構成を有する面発光モジュール１０（図１，図２参照）を準備した。面発光モジュール１０は、上述の比較例１の面発光モジュール１２の構成に加えて、蛍光体層７（図２参照）を備えている。蛍光体層７は、スプレー法により透明基板２の表面２ｂに形成した。蛍光体層７は、波長変換により、波長が５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の黄色光を出射するＹＡＧ蛍光体を含むものとした。比較例２においては、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量と、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量とは同じである。

上記の参考技術の説明の中で述べたように、比較例２の構成では、蛍光体層７が均一に塗布されていることによって、透過率が全体的に小さくなり、正面方向に取り出される青色光の輝度は比較例１の場合に比べて一様に小さくなる。したがって、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された第１色光の輝度（光量）は、発光部３に対応する面全体で均一となる（図３中の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３を参照）。

一方で、比較例１の場合には透明基板２の外部に取り出されなかった導波光は、蛍光体層７の中の蛍光体粒子７Ｎに吸収されることによって第２色光として正面方向に取り出される。上記の参考技術の説明の中で述べたように、光出射面７Ｓのうち、発光部３の中央部に対応する位置では、発光部３の周辺部からの導波光の寄与があるため光が多く集まり出射される。これに対し、光出射面７Ｓのうち、発光部３の周辺部に対応する位置では、発光部３の端部の方からの導波光の寄与しかないため光が少なく集まり出射される。光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置から正面方向に取り出される第２色光の輝度は（図３中の矢印Ｂ１，Ｂ３）、光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置から正面方向に取り出される第２色光の輝度よりも低くなる（図３中の矢印Ｂ２）。

図９の横軸は、発光部３の中央の位置を０とした場合における位置を示している。図９の縦軸は、比較例２における面発光モジュール１０から出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示している。面発光モジュール１０の場合には、光出射面７Ｓから正面方向に取り出される第１色光と第２色光との輝度の比率は、光出射面７Ｓのうちの発光部３の中央部に対応する位置と、光出射面７Ｓのうちの発光部３の周辺部に対応する位置とで異なることになる。したがって図９に示すように、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された光の色座標は、ｘ，ｙ方向において不均一となる。

（実施例）
実施例として、図１０に示すような構成を有する面発光モジュール１３を準備した。面発光モジュール１３は、上述の実施の形態１の場合と同様に、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少なくなるように構成されている。

このような蛍光体層７を形成するためには、まず、蛍光体粒子７Ｎを含有した塗料（メタノールを含む樹脂など）を、透明基板２の表面２ｂの全面に均一に塗布する（第１層７ａの形成）。次に、発光部３の中央部に対応する部分を除きつつ、第１層７ａの表面に塗料を均一に塗布する（第２層７ｂの形成）。さらに、発光部３の中央部に対応する部分を除きつつ、第２層７ｂの表面に塗料を均一に塗布する（第３層７ｃの形成）。この際には、第２層７ｂに形成した凹部よりも大きな開口幅を有する凹部が形成されるようにする。その後、同様にして第４層７ｄを形成する。これを、必要な回数だけ繰り返して行なう。

上記の実施の形態１の説明の中で述べたように、当該実施例の構成では、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分では透過率が高く、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分では透過率が低くなっている。これにより、発光部３から出射されて正面方向に進み、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された第１色光の輝度は、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分よりも、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分の方が高くなる。

一方で、発光部３から出射されて正面方向に進まない光（導波光）は、透明基板２の中を導波した後、蛍光体層７の中の蛍光体粒子７Ｎに吸収されることによってはじめて第２色光として正面方向に取り出される。光出射面７Ｓのうち、発光部３の中央部に対応する位置では、発光部３の周辺部からの導波光の寄与があるため光が多く集まり出射される。これに対し、光出射面７Ｓのうち、発光部３の周辺部に対応する位置では、発光部３の端部の方からの導波光の寄与しかないため光が少なく集まり出射される。当該実施例においては、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量は、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少ない。したがって、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分では、第１色光を第２色光に波長変換して取り出す変換効率が上述の比較例２の場合に比べて低くなっている。

図１１の横軸は、発光部３の中央の位置を０とした場合における位置を示している。図１１の縦軸は、実施例における面発光モジュール１３から出射された光を正面方向から観察した際の色座標ｘ，ｙを示している。面発光モジュール１３の場合には、正面方向に取り出される第１色光の光量と正面方向に取り出される第２色光の光量との比率の差は、上述の比較例２の場合に比べて、発光部３の中央部に対応する位置と発光部３の周辺部に対応する位置とで小さくなる。したがって図１１に示すように、蛍光体層７の光出射面７Ｓから正面方向に取り出された光の色座標は、ｘ，ｙ方向において均一となっていることがわかる。

［実施の形態２］
図１２を参照して、実施の形態２における面発光モジュール１４について説明する。上述の実施の形態１においては、蛍光体層７に凹部７Ｐが設けられている（図５参照）。これにより、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少なくなるように構成されている。

図１２に示す面発光モジュール１４においては、蛍光体層７が均一な厚さを有しているが、蛍光体層７は、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの密度が、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの密度よりも少なくなるように構成されている。当該構成によっても、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量は、蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少なくなり、上述の実施の形態１と同様の作用および効果を得ることができる。実施の形態１における蛍光体層７に凹部７Ｐを設けるという思想と、実施の形態２における蛍光体粒子７Ｎの密度を領域毎で異ならせるという思想とは、組み合わせて実施されてもよい。

［実施の形態３］
図１３を参照して、実施の形態３における面発光モジュール１５について説明する。本実施の形態では、蛍光体層７が、透明なシート状部材８の表面に塗布されることにより形成されている。シート状部材８は、透明な接着層９によって透明基板２の表面２ｂに光学的に密着しており、蛍光体層７は、シート状部材８および接着層９を介して（介在させて）透明基板２の他方の表面２ｂを覆うように配置されている。

シート状部材８としては、透明基板２と同様な、厚み０．２ｍｍの無アルカリガラスを採用することができる。接着層９としては、透明粘着フィルム、透明ゲル、透明光学接着剤等が用いられる。透明粘着フィルムの具体例としては、３Ｍ社製の「高透明性接着剤転写テープ、Optical Clear Adhesive Tape（ＯＣＡテープ）」が挙げられる。透明ゲルの具体例としては、ウレタンゲルが挙げられる。透明光学接着剤の具体例としては、Norland社製の「NOA68、NOA65、NOA63」などが挙げられる。

これらの構成を採用する場合であっても、蛍光体層７のうちの発光部３の中央部に対応する部分Ｒ１に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量が蛍光体層７のうちの発光部３の周辺部に対応する部分Ｒ２に含まれる蛍光体粒子７Ｎの量よりも少ないことにより、上述の実施の形態１と同様の作用および効果を得ることができる。また、蛍光体層７を塗布したシート状部材８と面発光素子１とを別体で作成することによって、作成が簡単になり、不良品を減らすこともできる。

以上、実施の形態および実施例について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 面発光素子、２ 透明基板、２ａ，２ｂ 表面、３ 発光部、４，６ 電極、５ 有機発光層、７ 蛍光体層、７Ｍ 基材、７Ｎ 蛍光体粒子、７Ｐ 凹部、７Ｓ 光出射面、７ａ 第１層、７ｂ 第２層、７ｃ 第３層、７ｄ 第４層、８ シート状部材、９ 接着層、１０，１１，１２，１３，１４，１５ 面発光モジュール、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 矢印、Ｅ 電源、Ｒ１，Ｒ２ 部分、ＴＨ 厚さ、Ｗ１，Ｗ３ 長さ、Ｗ２，Ｗ４ 幅。

Claims (7)

1. 透明基板と前記透明基板の一方の表面上に設けられた発光部とを有し、前記発光部からの光を前記透明基板に取り込んで前記透明基板の他方の表面から出射する面発光素子と、
   前記透明基板の前記他方の表面を覆うように配置された蛍光体粒子を含み、前記他方の表面から出射された光の一部を第１色光としてそのまま透過させるとともに、前記他方の表面から出射された光の他の一部を前記蛍光体粒子により波長変換して第２色光として出射する蛍光体層と、を備え、
   前記蛍光体層は、前記蛍光体層のうちの前記発光部の中央部に対応する部分に含まれる前記蛍光体粒子の量が、前記蛍光体層のうちの前記発光部の周辺部に対応する部分に含まれる前記蛍光体粒子の量よりも少なくなるように構成されている、
   面発光モジュール。
2. 前記蛍光体層は、前記蛍光体層のうちの前記発光部の中央部に対応する部分に含まれる前記蛍光体粒子の密度が、前記蛍光体層のうちの前記発光部の周辺部に対応する部分に含まれる前記蛍光体粒子の密度よりも少なくなるように構成されている、
   請求項１に記載の面発光モジュール。
3. 前記蛍光体層は、前記蛍光体層のうちの前記発光部の中央部に対応する部分の厚さが、前記蛍光体層のうちの前記発光部の周辺部に対応する部分の厚さよりも薄くなるように構成されている、
   請求項１または２に記載の面発光モジュール。
4. 前記蛍光体層は、シート状部材の表面に塗布されることにより形成されており、
   前記蛍光体層は、前記シート状部材を介して前記透明基板の前記他方の表面を覆うように配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の面発光モジュール。
5. 前記面発光素子は、有機ＥＬから構成される、
   請求項１から４のいずれかに記載の面発光モジュール。
6. 前記面発光素子は、波長が４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を出射する、
   請求項１から５のいずれかに記載の面発光モジュール。
7. 前記蛍光体層は、前記他方の表面から出射された光の他の一部を前記蛍光体粒子により波長変換することで、波長が５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の黄色光を出射する、
   請求項１から６のいずれかに記載の面発光モジュール。

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