JP7372523B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、照明用灯具、液晶バックライト用灯具として用いられる発光装置に関する。

近年、例えば、照明用灯具、液晶バックライト用灯具の光源として、半導体発光素子を用いた発光装置が用いられている。

例えば、特許文献１には、面均一照明装置の一例として、白色インクによるドットパターンが光拡散板に形成された直下型の発光装置が開示されている。

特開２００８－２８２７４４号公報 特開２００７－２１４０８１号公報

しかしながら、上記従来の発光装置では、光拡散板の上面視における色度の均一性を得ることは困難であった。

本発明は、発光面における色度の面均一性を確保することが可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、基板と、光源と、光拡散板と、積層部と、を備えている。光源は、基板上に配置されている。光拡散板は、光源と所定の間隔を介して基板に略平行に配置されており、光源から照射された光を拡散させる。積層部は、第１層と第２層とを有し、光源側から第１層、第２層の順に、光源に対応する位置に配置されている。第１層は、透過特性および反射特性を有しており、第２層は、色変換特性を有している。

本発明に係る発光装置によれば、発光面における色度の面均一性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る発光装置の全体構成を示す断面図。 図１の発光装置における積層部を透過した透過光および反射光のイメージを示す概略断面図。 図１の発光装置の複数の光源から照射された光の輝度分布を示す上面図。 図１の発光装置の光学フィルムに印刷された積層部の配置を示す平面図。 図４のＡ部分の拡大図。 図１の発光装置の白色インク層および積層部の分光透過率特性を示すグラフ。 シアン・マゼンタ・イエロ・ホワイトの４色のインクの分光透過率を示すグラフ。 （ａ）は、比較例として、白色インク層のみでの透過光イメージを示す図。（ｂ）は、比較例２として、色変換インク層のみでの透過光イメージを示す図。 本発明の他の実施形態に係る発光装置における積層部を透過した透過光および反射光のイメージを示す概略断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係る発光装置における積層部を透過した透過光および反射光のイメージを示す概略断面図。 （ａ），（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る発光装置における積層部を透過した透過光および反射光のイメージを示す概略断面図。 本発明の実施例１～３に係る発光装置のインク構成、透過率等を示す図。

本発明の一実施形態に係る発光装置１０について、図１～図８（ｂ）を用いて説明する。

なお、以下の説明において、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、以下の説明では必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は、図面を参照した開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が制限されるものではない。

（１）発光装置１０
本実施形態の発光装置１０は、例えば、照明用灯具、液晶バックライト用灯具として用いられ、図１に示すように、基板１１と、光源１２と、拡散反射シート（反射シート）１３と、側面ミラー（反射部）１４と、光拡散板１５と、光学フィルム１６と、積層部１７と、を備えている。

（１－１）基板１１
基板１１は、例えば、セラミックス、樹脂等の材料を用いて成形されており、上面側に複数の光源１２が略等間隔で配置されている。基板１１の上面および下面には、導体配線層および金属層が設けられている。

基板１１の材料としては、低コストおよび成形容易性の点から、樹脂が選択されてもよい。樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を挙げることができる。基板１１の厚さは、適宜選択することができ、基板１１は、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板、あるいは、リジット基板のいずれであってもよい。リジット基板は、湾曲可能な薄型リジット基板であってもよい。

また、耐熱性および耐光性に優れるという観点で、セラミックスを基板１１の材料として選択してもよい。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、フォルステライト、ガラスセラミックス、窒化物系（例えば、ＡｌＮ）、炭化物系（例えば、ＳｉＣ）、ＬＴＣＣ等が挙げられる。

基板１１は、複合材料によって形成されていてもよい。具体的には、上述した樹脂に、ガラス繊維、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機フィラーを混合してもよい。例えば、ガラス繊維強化樹脂（ガラスエポキシ樹脂）などが挙げられる。これにより、基板１１の機械的強度の向上、熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることができる。

また、基板１１は、少なくとも上面が電気的絶縁性を有していればよく、積層構造を有していてもよい。例えば、基板１１には、表面に絶縁層が設けられた金属板が用いられていてもよい。

（１－２）光源１２
光源１２は、対向配置された積層部１７に向かって、例えば、白色光を照射する、いわゆる上面発光（トップビュー）のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む光源であって、図１に示すように、基板１１の上面に配置されている。

なお、上記白色光には、厳密な白色光だけでなく、例えば、電球色の光も含まれる。

本実施形態では、複数の光源１２は、直交する２方向、つまり、ｘ方向およびｙ方向（図３参照）に沿って２次元に配列されており、ｘ方向の配列ピッチｐｘとｙ方向の配列ピッチｐｙは、略等しい（例えば、４４ｍｍ）（図３参照）。ただし、複数の光源１２の配列方向は、これに限られるものではなく、例えば、ｘ方向とｙ方向のピッチが異なっていてもよいし、配列の２方向が直交していなくてもよい。また、配列ピッチについても、略等間隔に限られるものではなく、不等間隔であってもよい。例えば、基板１１の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように、各光源１２が配列されていてもよい。さらに、各光源１２の配列は、格子状に限らず、例えば、六角形状等の他の形態であってもよい。

各光源１２は、出射面を有する発光素子を少なくとも含んでおり、発光素子が白色光を出射してもよいし、発光素子が出射する光が被覆部材を透過することにより、光源１２全体として白色光を出射してもよい。また、光源１２は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光を出射する３つの発光部分を含む発光素子、あるいは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をそれぞれ出射する３つ発光素子を含んでおり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光が混合することにより白色光を出射してもよい。あるいは、光源１２から出射される光の演色性を高めるため、光源１２は、白色光を出射する発光素子と、他の色を出射する発光素子とを含んでいてもよい。

光源１２に含まれる発光素子は、半導体発光素子であって、半導体レーザ、発光ダイオード等、公知の発光素子を用いることができる。本実施形態においては、発光素子として発光ダイオードを例示する。発光素子は、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いた素子を用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む素子を用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。発光素子の表面を覆う被覆部材が、波長変換部材を備える場合、発光素子は、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を含むことが好ましい。

光源１２は、半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。光源１２は、同一面側に正負の電極を有するものであってもよいし、異なる面に正負の電極を有するものであってもよい。

光源１２に含まれる発光素子は、ベアチップであってもよいし、側面側にリフレクタを備えたパッケージを備えていてもよい。また、光源１２は、出射面から出射される光の出射角度を広くするためのレンズ等（例えば、ＬＥＤパッケージに含まれる１次レンズ、ＬＥＤパッケージとは別の２次レンズ等）を備えていてもよい。

（１－３）拡散反射シート１３
拡散反射シート（反射シート）１３は、図１に示すように、光源１２の部分を除く基板１１の上面を覆うように配置されている。そして、拡散反射シート１３は、光源１２から照射された光のうち、側面ミラー１４において反射された光、積層部１７において反射された光等を、光拡散板１５の方向へ拡散および反射させる。

これにより、光源１２から照射された光の利用効率を向上させることができる。

なお、拡散反射シート１３は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等の熱可塑性樹脂によって形成されている。

また、拡散反射シート１３は、図１に示す上面側が発光面となる。

（１－４）側面ミラー１４
側面ミラー（反射部）１４は、図１に示すように、基板１１と光拡散板１５との間に形成される空間の側面を覆うように配置されている。そして、側面ミラー１４は、光源１２から照射された光、積層部１７において反射された光等を、その表面において反射させる。

これにより、拡散反射シート１３と同様に、光源１２から照射された光の利用効率を向上させることができる。

なお、側面ミラー１４は、例えば、酸化膜、窒化膜、酸窒化膜、あるいはこれらの組み合わせ等によって形成される。側面ミラー１４は、例えば、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ等の材料から形成される誘電体多層膜によって形成される。

（１－５）光拡散板１５
光拡散板１５は、図１に示すように、光源１２が配置された基板１１に対して略平行に、基板１１との間に所定の隙間を介して配置されている。

光拡散板１５は、入射する光を拡散させて透過させる機能を有しており、例えば、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料によって構成されている。光を拡散させる構造は、光拡散板１５の表面に凹凸を設けたり、光拡散板１５中に屈折率の異なる材料を分散させたりすることによって設けられる。

なお、光拡散板１５は、光拡散シート、ディフューザフィルム等の名称で市販されているものを利用してもよい。

また、光拡散板１５の光源１２と対向する面側には、複数の積層部１７が形成された光学フィルム１６が設けられている。

（１－６）光学フィルム１６
光学フィルム１６は、光透過性を有するフィルムであって、図１に示すように、光拡散板１５の光源１２側の面に配置されている。そして、光学フィルム１６は、図２に示すように、光源１２側の面における光源１２に対向する位置に、それぞれ積層部１７が形成されている。

光学フィルム１６は、例えば、透明フィルム、光拡散フィルム、ハーフミラーフィルム等を用いることができる。

ここでは、光学フィルム１６には、後述する複数の積層部１７を構成するドットパターンが印刷されている。そして、光学フィルム１６は、これらの積層部１７のドットパターンが複数の光源１２に対向配置されるように、正確に位置合わせされた状態で光拡散板１５に対して取り付けられている。

（１－７）積層部１７
積層部１７は、基板１１に配置された光源１２から照射された光の輝度および色度の面均一度を向上させるために、図１に示すように、光源１２と光拡散板１５との間に配置されている。そして、積層部１７は、例えば、インクジェットプリンタを用いて形成された印刷層であって、印刷面が光源１２側に向くように配置されている。

より具体的には、複数の積層部１７は、光拡散板１５の光源１２側の面に設けられた光学フィルム１６の表面に配置されている。そして、複数の積層部１７は、図３に示す基板１１上に配置された複数の光源１２に対向する位置にそれぞれ配置されている（図４参照）。すなわち、複数の積層部１７は、複数の光源１２の配置に合わせて、ｘ方向およびｙ方向において略等間隔で格子状に配置されている。

なお、複数の積層部１７の配置については、複数の光源１２と同様に、ｘ方向およびｙ方向において略等間隔で格子状の配置に限定されるものではなく、例えば、光源１２の配置に合わせて配置されていれば、不等間隔であってもよいし、他の配置形状であってもよい。

また、積層部１７は、上述した光学フィルム１６の表面に、ドットパターン（ディザパターン）として形成されている。なお、ドットパターンは、例えば、インクジェットプリンタを用いて、ＵＶ（Ultraviolet）光によって硬化されるＵＶインクによって形成される。

それぞれの積層部１７を構成するドットパターンは、図３および図４に示すように、上面視において、対向配置された光源１２の出射面と重複する位置に配置され、光源１２の光の出射面よりも大きい領域に形成されている。そして、積層部１７は、図５に示すように、光源１２に対向する位置（光源１２から最短距離の位置）を中心とする円の径方向外側に向かって、ドットパターンのドット密度が低くなるように形成されている。これにより、積層部１７のドットパターンは、光源１２に対向する位置において、光の透過率が最も低く、そこから径方向外側に向かって光の透過率が高くなるように形成されている。

ここで、積層部１７が設けられていない状態では、図３に示すように、光源１２から照射された光の輝度分布は、光源１２の直上の光拡散板１５の位置が最も高く、光源１２に対応する位置を中心とする円の径方向外側に向かって徐々に輝度が低くなっていく。

このため、光拡散板１５の表面における輝度分布を略均一にするために、光源１２の直上の位置の輝度を低くするとともに、その直上の位置から離れた位置の輝度を高くする必要がある。

そこで、本実施形態の発光装置１０では、図３に示すドットパターンのない状態の光拡散板１５の上面輝度分布を元に、最低輝度の部分を基準にして、最高輝度の部分を積層部１７のドットパターンの低透過率の部分（光源１２に対向する位置）によって最低輝度の部分と同等程度まで低下させる。さらに、本実施形態の発光装置１０では、拡散および反射特性を有する各部材によってドットパターンにおける反射光の成分を面全域に広げることにより、最低輝度の部分へ輝度が加算されることにより、発光面における輝度を均一化することができる。

次に、このような特性を有する積層部１７の詳細な構成について、以下で説明する。

積層部１７は、図２に示すように、光源１２側から順に、白色インク層（第１層）１７ａ、色変換インク層（第２層）１７ｂ、白色インク層（第３層）１７ｃを積層させた３層構造を有している。

白色インク層（第１層）１７ａは、図２に示すように、３層構造の積層部１７のうち、最も光源１２側に配置された層であって、光源１２から照射された光に対する透過特性と反射特性とを有している。そして、白色インク層１７ａは、例えば、白色のＵＶインクを用いてインクジェットプリンタによって形成されている。

これにより、白色インク層１７ａは、図２に示すように、光源１２から照射された光の一部を透過させるとともに、その一部以外の光をその表面において反射させる。

この結果、光源１２から最も近い距離にあり最も輝度が高くなる光拡散板１５の位置（光源１２に対向する位置）において、輝度を抑制するとともに、基板１１側に反射した光を再利用することで、光源１２に対向する位置以外の領域の輝度を向上させることができる。

ここで、白色インク層１７ａは、図６に示すように、波長が長くなるにつれて光の透過率が徐々に大きくなる分光透過率特性を有している。なお、白色インク層１７ｃについても同様である。

色変換インク層（第２層）１７ｂは、図２に示すように、３層構造の積層部１７のうち、白色インク層１７ａ，１７ｃの間に挟まれるように配置された層であって、色変換特性を有している。

つまり、本実施形態では、色変換インク層１７ｂが、その色変換特性によって、図６に示すように、特に、白色インクの５００～７００ｎｍの長波長側の透過率を下げることにより、積層部１７における分光透過率のばらつきの差が、例えば、波長４５０～７００ｎｍの範囲において５％の範囲内になるように調整する。

なお、色変換インク層１７ｂのドットパターンを形成するインクは、単色であってもよいし、複数色であってもよい。また、複数色の場合には、混色の単層構造であってもよいし、複数色の層を積層した構造であってもよい。複数色の場合には、例えば、マゼンタとシアンとを適量合成することにより、色変換インク層１７ｂを形成することができる。

すなわち、例えば、シアン、マゼンタ、イエロ、ホワイトのＵＶインクは、図７に示すように、それぞれの色の分光透過率に差があるため、吸収される光の成分の波長が異なっている。

具体的には、例えば、白色インクは４２０ｎｍ以下の短波長側の成分を吸収しやすく、シアンインクは５５０ｎｍよりも長波長側の成分を吸収しやすく、マゼンタインクは５００～５７０ｎｍの範囲の波長の成分を吸収しやすい。

このため、色変換インク層１７ｂは、白色インク層１７ａ，１７ｃに含まれる白色インクの分光透過率が短波長側の成分を吸収しやすいことを考慮して、例えば、マゼンタとシアンとを適量合成することにより形成されることが好ましい。

これにより、白色インク層１７ａ，１７ｃの白色インクの分光透過率特性を考慮して、長波長側の光の成分を吸収しやすい色をバランスよく混色させて色変換インク層１７ｂを形成することで、積層部１７における光の色シフトを効果的に抑制することができる。

白色インク層（第３層）１７ｃは、図２に示すように、３層構造の積層部１７のうち、最も光源１２側から遠い位置、すなわち、光拡散板１５と色変換インク層１７ｂとの間に配置されている。そして、白色インク層１７ｃは、上述した白色インク層１７ａと同様に、光源１２から照射された光に対する透過特性と反射特性とを有している。

また、白色インク層１７ｃは、光拡散板１５の上面から見て、積層部１７を構成するドットパターンが、発光装置１０の消灯時に見えてしまうことを抑制するために設けられている。

＜積層部１７の特性＞
ここで、３層構造を有する積層部１７の特性について、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す比較例１，２を用いて説明すれば以下の通りである。

すなわち、比較例１では、図８（ａ）に示すように、例えば、光拡散板１５（光学フィルム１６）における光源１２に対向する位置に、白色インク層１７ｃが１層設けられている。そして、比較例１の構成では、白色インク層１７ｃのドットパターンを形成するインクには、拡散反射および透過の両特性を有する白色インクが用いられている。

この場合、白色インクのインク透過率特性は、図６のグラフに示すように、光の波長に応じて変化し、必ずしも略均一にはならない。また、白色インクは、図６に示すように、短波長側（波長４２０ｎｍ以下）の光を吸収する特性があるため、白色光を透過させると短波長側の成分が吸収された結果、透過光は赤方向へ色シフト（色度が変化）する。すなわち、白色インクだけでは、輝度ムラを抑制することができても、色ムラを充分に抑制することができないおそれがある。

このため、比較例１の構成では、白色インク層１７ｃのドットパターンによって、光拡散板１５の面輝度分布を均一にできたとしても、ドットパターンを透過した光とドットパターンにおいて反射された光とが異なる色になってしまい、光拡散板１５の上面視における色度の均一性を得ることは困難である。

一方、比較例２では、図８（ｂ）に示すように、例えば、光拡散板１５（光学フィルム１６）における光源１２に対向する位置に、長波長側の透過率を低下させる色補正インクを白色インクと混ぜた色変換インク層１７ｂが１層設けられている。

比較例２の構成では、透過光の色を元の白色光に合わせることはできるものの、反射光が短波長側（青方向）へ色シフト（色度が変化）してしまう。この結果、比較例２の構成でも、輝度および色度の両方の均一性を得ることは困難である。

これに対して、本実施形態の発光装置１０では、図２に示すように、基板１１上に複数配置された光源１２と光拡散板１５との間に、光拡散板１５の表面における光源１２から照射された白色光の輝度および色度を均一化するための複数の積層部１７が設けられている。そして、積層部１７は、図２に示すように、光源１２側から光拡散板１５に向かって、白色インク層１７ａ、色変換インク層１７ｂ、白色インク層１７ｃが積層された３層構造を有している。

これにより、白色インク層１７ａの白色インクの透過率特性によって色シフトした光に対して、色変換インク層１７ｂの色変換特性によって、白色インクの特性を抑制する方向へ調整することで、図６に示すように、積層部１７における所定の波長範囲での分光透過率を略均一化することができる。

よって、積層部１７において、図６のグラフに示すように、光の波長（横軸）に対する分光透過率（縦軸）が略一定となるため、特定の波長の光だけが多く吸収されることなく、図２に示すように、積層部１７における透過光および反射光の色度を略一致させることができる。

この結果、積層部１７における透過光および反射光の色度が変化する（色シフト）することを効果的に抑制して、発光面における輝度だけでなく色度も均一化することができる。

さらに、積層部１７が、最上層（光拡散板１５側の層）に白色インク層１７ｃを有しているため、消灯時の光拡散板１５の上面視において、積層部１７のドットパターンを見えにくくすることができる。

なお、積層部１７を形成するドットパターンは、一般的なインクジェットプリンタでは、１回の印刷においてインクの濃度（透過率）を変化させながら印刷することはできないため、いわゆるディザパターン等のドット有無の面積比（ドット密度）による階調透過率を変化させて濃度を制御すればよい。

具体的には、例えば、ドット印刷されていない状態を透過率１００％とし、同一面積内に同一サイズのドットを粗～密に変化させて印刷し、ベタ塗りを最低透過率とするインク透過率特性を基準にして、ドットパターンの必要濃度（透過率）に合わせて各光源１２の出射面の直上から周辺に向かって低透過率から高透過率となるように印刷されればよい。

また、白色インク層の数の変更によって透過率を制御し、その結果生じる色ずれを色変換インク層１７ｂで制御することで、インク全体の透過率を制御することができる。このため、色変換インク層１７ｂの厚みを大きくして低透過率にするほど、ＯＤ（基板１１の表面と光拡散板１５との間の距離）を小さくすることが可能となる。

一方、階調豊かなドットパターンを形成するためには、ドットパターンの解像度（ドットパターンの大きさ）を高解像度とし、所望のＯＤでの最高輝度値を最低輝度値まで低下させる透過率を最大値とするインク全体透過率とすればよい。

なお、ＯＤ（基板１１の表面と光拡散板１５との間の距離）は、ドットパターンにおける最低透過率によって、その限界値が決まる。

＜主な特徴＞
本実施形態の発光装置１０は、図１に示すように、基板１１、光源１２、光拡散板１５、積層部１７を備えている。光源１２は、基板１１上に配置されている。光拡散板１５は、光源１２と所定の間隔を介して基板１１に略平行に配置されており、光源１２から照射された光を拡散させる。積層部１７は、図２に示すように、白色インク層１７ａと色変換インク層１７ｂとを有し、光源１２側から白色インク層１７ａ、色変換インク層１７ｂの順に、光源１２に対応する位置に配置されている。白色インク層１７ａは、透過特性および反射特性を有しており、色変換インク層１７ｂは、色変換特性を有している。

これにより、光源１２から照射された光は、光源１２に対応する位置に配置された積層部１７の表面に形成された白色インク層１７ａにおいて、その一部が透過され、その一部以外の光は反射される。

よって、積層部１７がなければ最も輝度が高くなる光拡散板１５の複数の光源１２に対応する部分（光拡散板１５における光源１２から最短距離の位置）における輝度を下げることができる。さらに、白色インク層１７ａによって反射された光を再利用することで、光拡散板１５の複数の光源１２に対応する部分（光拡散板１５における光源１２から最短距離の位置）の周囲の輝度を上昇させることができる。

この結果、光拡散板１５の発光面における輝度を略均一化させることができる。

一方、積層部１７の白色インク層１７ａを透過した光は、白色インク層１７ａの上に積層された色変換インク層１７ｂにおいて、白色インク層１７ａの白色インクの特性を抑制するように調整される。

具体的には、色変換インク層１７ｂは、白色インク層１７ａの白色インクの透過率特性によって色シフトした光に対して、色変換インク層１７ｂの色変換特性によって、白色インクの特性を抑制する方向へ調整することで、図６に示すように、積層部１７における分光透過率を略均一化することができる。

これにより、白色インク層１７ａを透過あるいは反射した光の色の変化（色シフト）が発生することを抑制して、光拡散板１５の発光面における色度を均一化することができる。

この結果、本実施形態の発光装置１０の構成によれば、光拡散板１５の発光面における輝度の均一化を図ることができるとともに、色度の均一化も図ることができる。

また、本実施形態では、積層部１７は、図５に示すように、光源１２に対向する位置（光源１２から最短距離の位置）を中心とする円の径方向外側に向かって、ドットパターンのドット密度が低くなるように形成されている。

これにより、積層部１７を形成するドットパターンは、光源１２に対向する位置において、光の透過率が最も低く、そこから径方向外側に向かって光の透過率が高くなるように形成されている。

この結果、光拡散板１５の発光面における輝度については、積層部１７を形成するドットパターンのドット密度の変化（透過率の変化）によって、さらに効果的に均一化させることができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、図２に示すように、積層部１７が、光源１２側から、白色インク層１７ａ、色変換インク層１７ｂ、白色インク層１７ｃの３層構造を有している例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図９に示すように、白色インク層１１７ａと色変換インク層１１７ｂとを含む２層構造を有する積層部１１７であってもよい。

この場合でも、白色インク層１１７ａの透過特性および反射特性と、色変換インク層１１７ｂの色変換特性とを組み合わせることで、発光面における輝度および色度の面均一性を確保することができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、図２に示すように、積層部１７が、光拡散板１５における光源１２側の面に配置された光学フィルム１６上に設けられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１０（ａ）に示すように、白色インク層２１７ａ、色変換インク層２１７ｂ、白色インク層２１７ｃを含む３層構造を有する積層部２１７が、光拡散板１５の光源１２とは反対側の面に配置された構成であってもよい。

また、図１０（ｂ）に示すように、白色インク層３１７ａと色変換インク層３１７ｂとを含む２層構造を有する積層部３１７であってもよい。

さらに、積層部は、光拡散板に接触する位置に設けられていなくてもよく、基板と光拡散板との間に設けられていてもよい。

上記のいずれの構成であっても、発光面における輝度および色度の面均一性を確保することができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、図１に示すように、表面に積層部１７が塗布（印刷）された光学フィルム１６が、光拡散板１５の表面に貼り付けられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１１に示すように、積層部１７が、光学フィルムを介さずに、光拡散板１５の表面に直接印刷された構成であってもよい。

（Ｄ）
上記本実施形態では、白色インク層１７ａ，１７ｃの白色インクの分光透過率特性によって、透過光が長波長（赤色光）側へ色シフトした場合に、色変換インク層１７ｂが白色インクに起因して生じる色シフトを抑制する方向へ調整する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、色変換インク層（第２層）は、白色インク層（第１層および第３層）の白色インクの分光透過率特性を補色する方向へ調整すればよい。具体的には、例えば、白色インク層（第１層および第３層）において長波長側の吸収により、透過光が短波長側へ色シフトした場合には、色変換インク層（第２層）は、色シフトを抑制する補色関係となる波長吸収特性を持つ構成として設けられていればよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、積層部１７を構成する各層が、光学フィルム１６の表面に印刷されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、積層部が、光学フィルムの表面に塗布された構成であってもよい。

あるいは、積層部が、光拡散板の表面に、直接、塗布された構成であってもよい。

（Ｆ）
上記実施形態では、第１層および第３層として、白色インクを含む白色インク層１７ａ，１７ｃを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、第１層および第３層として、光透過特性および光反射特性を有する層であれば、白色インク層以外の色の層であってもよい。

（Ｇ）
上記実施形態では、光源１２から照射された光の利用効率を向上させるために、拡散反射シート（反射シート）１３および側面ミラー（反射部）１４を備えた発光装置１０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、本発明の発光装置は、拡散反射シート（反射シート）および側面ミラー（反射部）のいずれか一方、または両方を備えていない構成であってもよい。

また、拡散反射シート（反射シート）および側面ミラー（反射部）が設けられる位置は、上記実施形態の位置に限定されるものではなく、他の位置であってもよい。

（Ｈ）
上記実施形態では、図１に示すように、光の利用効率を向上させるために、側面ミラー１４が基板１１と光拡散板１５との間に形成される空間の側面を覆うように配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、側面ミラーの代わりに、反射特性を有する白色樹脂等によって形成されたリフレクタを用いてもよい。

（Ｉ）
上記実施形態では、光源１２として、上面から光を発する、いわゆる上面発光（トップビュー）のＬＥＤを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、側面から光を発する側面発光（サイドビュー）のＬＥＤを用いた発光装置であってもよい。

（Ｊ）
上記実施形態では、基板１１上に複数の光源１２が設けられており、複数の光源１２のそれぞれに対応する位置に積層部１７が設けられた構成を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、基板１１上に単数の光源が設けられた構成であってもよい。

この場合には、単数の光源に対応する位置に、単数の積層部が設けられた構成であればよい。

（Ｋ）
上記実施形態では、光源１２から照射される光の色が、白色光である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、光源から照射される光の色が、例えば、白色光以外であってもよい。

この場合には、色補正に使用されるインクの割合（色補正値）を調整することで、色シフト（色度の変化）の問題を解消すればよい。

＜実施例＞
本実施形態の発光装置１０の実施例１～３について、図１２を用いて説明すれば以下の通りである。

実施例１～３は、上述したように、低透過率にするほど、ＯＤ（基板１１の表面と光拡散板１５との間の距離）を小さくすることが可能となる点に着目し、ＯＤピッチ比に応じた分光透過率を持つインク構成例である。

なお、図１２において、ＯＤピッチ比とは、複数の光源１２の配列ピッチ（例えば、４４ｍｍ）に対するＯＤ（基板１１の表面と光拡散板１５との間の距離）の大きさの割合を意味している。

解像度とは、例えば、インクジェットプリンタの性能によって決まる値であって、印刷されるドットパターンのドットの細かさを意味している。

白色印刷濃度とは、インクジェットプリンタの設定において、１回ごとの白色印刷インク濃度調整が可能である。よって、本実施例１～３では、ＯＤピッチ比に応じて必要とされる最低透過率を得るための手段として用いられている。なお、本実施例１～３では、実施例１，２では１００％、実施例３では７５％に設定されている。

白色印刷（光源側）とは、光源１２側に配置された白色インク層１７ａの白色印刷の回数、すなわち、同じ白色印刷を何回重ねたかを意味している。本実施例１～３では、ＯＤピッチ比に応じた所望の最低透過率を得るための手段として用いられている。なお、本実施例１～３では、実施例１のみ２回、実施例２，３はそれぞれ１回に設定されている。

色補正（シアン）および色補正（マゼンタ）とは、色変換インク層１７ｂを、シアンとマゼンタの混色した状態で印刷した際の、各色の比率を意味している。

白色印刷（拡散板側）とは、光拡散板１５側に配置された白色インク層１７ｃの白色印刷の回数、すなわち、同じ白色印刷を何回重ねたかを意味しており、所望の最低透過率を得るための手段として用いられている。なお、本実施例１～３では、全て１回に設定されているが、最低透過率を下げる手段として用いられてもよい。

最低透過率とは、ＯＤピッチ比に応じた分光透過率になるように各種条件が設定された場合の、積層部１７における光の最低透過率を意味している。

具体的には、実施例１は、図１２に示すように、光源１２の配列ピッチ（例えば、４４ｍｍ）に対して、１／５（０．２０）の薄さ、すなわち、例えば、ＯＤ≒８．８ｍｍに設定されている。

実施例２は、図１２に示すように、光源１２の配列ピッチ（例えば、４４ｍｍ）に対して、１／４（０．２５）の薄さ、すなわち、ＯＤ≒１１ｍｍに設定されている。

実施例３は、図１２に示すように、光源１２の配列ピッチ（例えば、４４ｍｍ）に対して、１／３（０．３３）の薄さ、すなわち、例えば、ＯＤ≒１５ｍｍに設定されている。

ここで、上記実施例１～３では、同じ光源１２（ＬＥＤ）から照射された光に対する色補正のため、大きな色補正値の差は生じないものの、ＯＤが変化することで必要最低透過率が変化する。このため、最大限の階調を確保するためには、その最低透過率となるインク透過率を有する色補正インクの構成となる様に、調整されればよい。

具体的には、実施例１のように、ＯＤが最も小さい（約８．８ｍｍ）構成では、白色印刷濃度１００％、光源１２側の白色インク層１７ａの白色印刷を２回とし、最低透過率を９．２％まで低下させることで、発光面における輝度および色度の均一性を確保することができた。

また、実施例２のように、ＯＤが実施例１よりもやや大きい１１ｍｍの構成では、光源１２側の白色インク層１７ａの白色印刷を１回とし、最低透過率を１５．３％まで上昇させても、発光面における輝度および色度の均一性を確保することができた。

さらに、実施例３のように、ＯＤが最も大きい（約１５ｍｍ）の構成では、白色印刷濃度を１００％から７５％まで低下させ、最低透過率を２７．９％まで上昇させても、発光面における輝度および色度の均一性を確保することができた。

このような設定により、実施例１～３で使用されたインク構成によれば、透過光色と反射光色との間の色度のムラが抑制され、光拡散板１５の上面視における発光面の均一度を得ることができた。

この結果、ＯＤが小さい薄型の発光装置１０を構成した場合でも、積層部１７における透過率をＯＤピッチに応じて調整することで、発光面における輝度および色度の均一性を確保することができた。

なお、光源１２から照射される光の色が、例えば、白色光以外である場合には、上記実施例において、色補正に使用されるインクの割合（色補正値）を調整することで、色シフト（色度の変化）の問題を解消すればよい。

本発明の発光装置は、発光面における輝度および色度の面均一性を確保することができるという効果を奏することから、発光面における輝度および色度の面均一性が求められる、例えば、薄型照明灯具各種および液晶バックライト等の発光装置に対して広く適用可能である。

１０ 発光装置
１１ 基板
１２ 光源
１３ 拡散反射シート（反射シート）
１４ 側面ミラー（反射部）
１５ 光拡散板
１６ 光学フィルム
１７ 積層部
１７ａ 白色インク層（第１層）
１７ｂ 色変換インク層（第２層）
１７ｃ 白色インク層（第３層）
１１７ 積層部
１１７ａ 白色インク層（第１層）
１１７ｂ 色変換インク層（第２層）
２１７ 積層部
２１７ａ 白色インク層（第１層）
２１７ｂ 色変換インク層（第２層）
２１７ｃ 白色インク層（第３層）
３１７ 積層部
３１７ａ 白色インク層（第１層）
３１７ｂ 色変換インク層（第２層）

Claims (15)

1. 基板と、
   前記基板上に配置された光源と、
   前記光源と所定の間隔を介して前記基板に略平行に配置されており、前記光源から照射された光を拡散させる光拡散板と、
   第１層と第２層とを有し、前記光源側から前記第１層、前記第２層の順に、前記光源に対応する位置に配置された積層部と、
   前記光拡散板と前記積層部との間に配置された光学フィルムと、
   を備え、
   前記第１層は、透過特性および反射特性を有しており、前記第２層は、色変換特性を有している、
   発光装置。
2. 前記積層部は、前記第２層を挟み込むように前記第１層の反対側に配置された第３層をさらに有しており、
   前記第３層は、透過特性および反射特性を有している、
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記積層部は、前記光拡散板と前記光源との間に配置されている、
   請求項１または２に記載の発光装置。
4. 基板と、
   前記基板上に配置された光源と、
   前記光源と所定の間隔を介して前記基板に略平行に配置されており、前記光源から照射された光を拡散させる光拡散板と、
   第１層と第２層とを有し、前記光源側から前記第１層、前記第２層の順に、前記光源に対応する位置に配置された積層部と、
   を備え、
   前記第１層は、透過特性および反射特性を有しており、前記第２層は、色変換特性を有しているとともに、
   前記積層部における分光透過率は、４５０～７００ｎｍの範囲において、透過率のばらつきの差が５％の範囲内である、
   発光装置。
5. 前記第２層は、前記第１層の前記透過特性および前記反射特性を抑制する特性を有している、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記第２層は、単層または複数の色の層の積層を含む、
   請求項５に記載の発光装置。
7. 前記積層部は、ドット密度の変化によって前記光の透過率が調整されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 基板と、
   前記基板上に配置された光源と、
   前記光源と所定の間隔を介して前記基板に略平行に配置されており、前記光源から照射された光を拡散させる光拡散板と、
   第１層と第２層とを有し、前記光源側から前記第１層、前記第２層の順に、前記光源に対応する位置に配置された積層部と、
   を備え、
   前記第１層は、透過特性および反射特性を有しており、前記第２層は、色変換特性を有しているとともに、
   前記積層部は、光透過性を持つ光学フィルムに塗布されている、
   発光装置。
9. 前記積層部は、塗布面が前記光源に向くように配置されている、
   請求項８に記載の発光装置。
10. 前記光学フィルムは、透明フィルム、光拡散フィルム、ハーフミラーフィルムのいずれかのフィルムである、
    請求項８または９に記載の発光装置。
11. 前記積層部は、前記光拡散板に直接塗布されている、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記積層部は、上面視において前記光源の出射面と重複する位置に配置され、前記出射面よりも大きい領域を有しており、
    前記積層部は、前記領域において、前記上面視における透過率が、前記光源の前記出射面から最短距離の位置を中心にして周辺に向かって高くなるように形成されている、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の発光装置。
13. 前記光源は、複数配置されており、前記積層部は、複数の前記光源に対応する位置にそれぞれ配置されている、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
14. 前記基板上における前記光源の間に配置されており、前記光源から照射された光を反射する反射シートを、さらに備えている、
    請求項１３に記載の発光装置。
15. 前記基板と前記光拡散板との間に形成される空間の側面部分を覆うように配置されており、前記光源から照射された光を反射する反射部を、さらに備えている、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の発光装置。