JP7790699B2 - カラーディスプレイを照明するための照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーディスプレイを照明するための照明装置に関する。

近年、スマートフォン，タブレット型情報端末機器，カーナビゲーション機器，ノート型パソコン，ゲーム機器、または乗物のインストルメントパネル等の、画面に表示される情報を人に視認させる情報端末機器が急速に普及しており、我々の生活に広く浸透している。

例えば、スマートフォンの利用においては，夜間に室内照明を消灯して寝る直前までスマートフォンの画面を見て、インターネットサイトの閲覧や、ソーシャルメディアネットワークサービスを利用したりする。

ところで、人の網膜には、光を感知する光受容体が存在する。一般に視覚と呼ばれる明暗覚，色覚，形態覚，運動覚等のイメージ形成の視覚は、網膜に存在する光受容体である錐体や杆体により感知されていることが知られてきた。一方、近年、イメージ形成の視覚に加えて、非イメージ形成の視覚が着目されている。非イメージ形成の視覚とは、睡眠・覚醒リズムのような概日リズムに影響を与える、イメージ形成の視覚ではない視覚である。このような非イメージ形成の視覚は、2002年に哺乳類の網膜上に発見された、錐体や杆体とは異なる、新たな光受容体である、内因性光感受性網膜神経節細胞（ipRGC）の発見に基づいて認識されるようになった。ipRGCは、非イメージ形成の視覚、すなわち、無意識に光を感知する光受容体である。

網膜の光受容体である、錐体，杆体及びipRGCは、光によって色が変わるオプシンと称されるタンパク質である視物質を含む。視物質とは、光を受けたときに色が変わる物質であり、色の変化によって光を受けたことを感知し、その信号を脳に伝達する。錐体細胞に含まれる視物質は、赤色を感知するための５５９ｎｍ、緑色を感知するための５３１ｎｍ、青色を感知するための４１９ｎｍに吸収ピークを有する。また、杆体細胞に含まれる視物質は、４９６ｎｍに吸収ピークを有する。これらの視物質による光の感知は、大脳皮質の視覚野へ信号として伝達される。

一方、ipRGCは、ピーク波長４８４ｎｍである吸収波長を有するオプシンの一種である、特殊なメラノプシンと呼ばれる視物質を有し、光を感じやすくする、つまり特定の光の刺激を受けることで人は明るく感じやすくなることが知られている。

また、近年、ＬＥＤ装置を用いた照明において、人に対して疲労感を与えにくい照明についても研究されている。例えば、下記特許文献１は、暗所において明るく感じさせて高い視認性を与え、かつ疲労感を与えにくい光を発する光源として、ＣＩＥ１９３１の色度図の座標において、無彩色を示す座標Ｗ（0.33,0.33）とスペクトル軌跡上の４８０ｎｍの座標Ｂ（0.091，0.133）と、５６０ｎｍの座標Ｇ（0.373，0.624）とを結ぶ線分ＷＢ及び線分ＷＧとスペクトル軌跡に囲まれる領域における、色純度が２～５０の領域に含まれ、かつ、波長領域４８０～５４０ｎｍにおいて連続した分光波長が占める面積が３８０～７８０ｎｍの光源全体の分光波長面積に対して１５％以上である光を発する光源を開示する。

また、下記特許文献２は、オフィス等での視作業において、ユーザに違和感を与えることなく、ディスプレイの文字の視認性を高めることができる照明装置を開示する。具体的には、発光部を備える照明装置であって、照明装置を天井に設置したときに発光部の直下方向を鉛直角０°とした場合、照明装置から照射される照明光のうち鉛直角０°の方向に出射する第１の光の色は、相関色温度が４０００Ｋ以上５８００Ｋ以下の範囲で、ＸＹＺ表色系のｕ’ｖ’色座標において０．７１２５ｕ’＋０．３２８４＜ｖ’＜０．７１２５ｕ’＋０．３３３９の範囲にあり、照明装置から照射される照明光のうち所定の鉛直角以上の範囲に出射する第２の光は、第１の光よりも相関色温度が高い照明装置を開示する。

また、下記特許文献３は、ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる照明装置を開示する。具体的には、第１照明光を照射する発光部を備え、第１照明光の光特性は、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが－９以上０以下の範囲で、内因性光感受性網膜神経節細胞（ipRGC）刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上である、ディスプレイ用照明装置を開示する。

また、下記特許文献４は、白さ感を高めて視認性の向上を図ることができる照明装置を開示する。具体的には、固体発光素子を有する光源を備え、光源は、相関色温度が５４００Ｋ～７０００Ｋの範囲で、色偏差Ｄｕｖ－６～８の範囲にあり、The CIE 1997 Interim Color Appearance Model (Simple Version)で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値が２．７以下となる分光放射特性を有する照明装置を開示する。

また、下記特許文献５は、高齢者が眩しさを感じることを抑えつつ、高齢者に対して文字や観察対象物の色の彩度が低下して見えるのを抑制する照明装置を開示する。具体的には、第一光源モジュールと、第一光源モジュールの周囲を囲む第二光源モジュールとを備え、第一光源モジュールの１／２ビーム角が第二光源モジュールの１／２ビーム角よりも小さく、第一光源モジュールが発する光の相関色温度は、第二光源モジュールが発する光の相関色温度よりも高い照明装置を開示する。

特開２０１９－１２５５７７号公報 特開２０１９－０９６５７３号公報 特開２０１８－０８８３７４号公報 特開２０１４－０７５１８６号公報 特開２０１７－１５７４８５号公報

情報端末機器のカラーディスプレイには、赤（R），緑（G）、青（B）の光の３原色（RGB）を画素として、それらの色を混色させることにより、フルカラーの全ての色を再現している。このようなフルカラーにより再現される各色は、イメージ形成の視覚を刺激するための、RGBのそれぞれの鋭いピークを含む。このような鋭いピークは、イメージ形成の視覚において認識される色再現のためには必要である。一方、このようなカラーディスプレイは、人の目を特定波長の光のみで刺激するために、目が疲労しやすくなる傾向があった。

本発明は、上述したような問題を解決すべく、カラーディスプレイから発生される光の色を調整することにより、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせやすい、カラーディスプレイを照明するための照明装置を提供することを課題とする。

本発明の一局面は、情報端末機器のカラーディスプレイを調光するために用いられ、複数のＬＥＤ装置から構成される光源部を備えるカラーディスプレイを照明するための照明装置である。このようなカラーディスプレイを照らす照明装置によれば、例えば、カラーディスプレイからの光を照明装置の光源部から照射した光と混合させることにより、使用者が視認するカラーディスプレイの分光分布特性や照度を調整することができる。その結果、例えば、カラーディスプレイの発光色に殆ど含まれない非イメージ形成の視覚を刺激する波長の光を強調することにより、暗い光でも明るく感じさせたり、相関色温度を低色温度へシフトさせて不快な眩しさであるグレアを軽減させて目の疲労や視認性を向上させたり、する等の目的に応じた色にカラーディスプレイの発光色を調光して視認させることができる。このような照明装置は、光源部からの発光をカラーディスプレイに向けて投光するための照明固定部をさらに備えることが好ましい。また、情報端末機器としては、スマートフォン，タブレット型情報端末機器，カーナビゲーション機器，ノート型パソコン，またはインストルメントパネル等が挙げられる。

また、光源部からの発光は、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、第１のピークの相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示すことが好ましい。このような発光スペクトルを示す照明装置によれば、人が暗い環境でフルカラーのカラーディスプレイを視認するときに、カラーディスプレイの発光色に殆ど含まれない非イメージ形成の視覚を刺激する波長４９０～５２０ｎｍの光を増加させることにより、暗い光でも明るく感じさせ、照度の低い光源であってもカラーディスプレイの画面を見やすく感じさせる。また、波長５６０～６３０ｎｍの光を増加させることにより、カラーディスプレイの発光の相関色温度を低色温度へシフトさせて不快な眩しさであるグレアを軽減させることができる。それにより、カラーディスプレイを視認する人に、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせる。

また、複数のＬＥＤ装置は、第１のＬＥＤ装置と第２のＬＥＤ装置とを、それぞれ少なくとも１つ以上含み、第１のＬＥＤ装置は、波長５６０～６６０ｎｍの範囲における最大発光強度を示すピーク(A)（以下、第２のピークとも称する）を有し、ピーク(A)の相対発光強度を１．０とした場合、波長４２０～４８０ｎｍにおける最大相対発光強度が０．４～０．８の範囲にあり、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示し、第２のＬＥＤ装置は、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示すピーク(B)（以下、第３のピークとも称する）を有し、ピーク(B)の相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５２０～５８０ｎｍの全範囲において０．３以上の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す。このようにカラーディスプレイを照らす照明として、第１のＬＥＤ装置と第２のＬＥＤ装置とを組み合わせた光と、カラーディスプレイの光とを混色させることにより、カラーディスプレイを視認する人に、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせやすい照明装置が得られやすくなる。

また、第１のＬＥＤ装置は、第１の青色ＬＥＤ素子と、第１の青色ＬＥＤ素子の発光に励起されて蛍光を発する、波長４９０～５３０ｎｍの範囲に半値幅８０～１２０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第１の蛍光体と、波長５１０～５８０ｎｍの範囲に半値幅１００～１３０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第２の蛍光体と、波長５８０～６８０ｎｍの範囲に半値幅６０～１００ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第３の蛍光体とを含むことが好ましい。

また、第２のＬＥＤ装置は、第２の青色ＬＥＤ素子と、第２の青色ＬＥＤ素子の発光に励起されて蛍光を発する、波長５１０～５８０ｎｍの範囲に半値幅１００～１３０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第２の蛍光体と、波長４３０～４９０ｎｍの範囲に半値幅５０～８０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第４の蛍光体と、を含む、ことが好ましい。

本発明によれば、カラーディスプレイから発生される光の色を調整することにより、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせやすい、カラーディスプレイを照明するための照明装置が得られる。

図１は、本実施形態の照明装置１０をスマートフォン１００に装着したときの状態を示す説明図である。 図２は、蛍光体を含有する複数の、ＬＥＤ装置１ａ，１ｂから構成される光源モジュール３の平面模式図である。 図３は、照明装置１０がスマートフォン１００のカラーディスプレイ１０１に投光している様子を説明する説明図である。 図４は、照明装置１０の光源５の位置を変更して照射領域を変更する様子を説明する説明図である。 図５は、他の実施形態の照明装置２０の説明図である。 図６は、他の実施形態の照明装置３０の説明図である。 図７は、他の実施形態の照明装置４０の説明図である。 図８は、他の実施形態の照明装置５０の説明図である。 図９は、他の実施形態の照明装置６０をカーナビゲーション機器のカラーディスプレイ１１０に装着したときの状態を示す正面模式図である。 図１０は、照明装置６０をカーナビゲーション機器のカラーディスプレイ１１０に配置したときの層構成を説明するための模式説明図である。 図１１は、本実施形態の照明装置に係る実施例で得られた各照明装置の発光スペクトルを示す。 図１２は、本実施形態の照明装置の光源部を構成するためのＬＥＤ装置２００の平面模式図である。 図１３は、図１２のＬＥＤ装置２００のＢ－Ｂ′断面における断面模式図である。 図１４は、スマートフォンのカラーディスプレイに、種類の異なる画面表示（表示画面Ａ～Ｄ）を表示させたときの、各画面表示の分光分布を示す。 図１５は、カラーディスプレイの照度及び色座標を測定する方法を説明する説明図である。

本実施形態の照明装置は、スマートフォン，タブレット型情報端末機器，カーナビゲーション機器，ノート型パソコン，またはインストルメントパネル等の情報端末機器のカラーディスプレイを調光するために用いられ、複数のＬＥＤ装置から構成される光源部を備えるカラーディスプレイを照明するための照明装置である。

本発明に係る照明装置の一例として、第１実施形態として、情報端末機器のカラーディスプレイを照明するための照明装置のいくつかの実施形態を代表例として詳しく説明する。

図１は本実施形態の照明装置１０を、情報端末機器であるスマートフォン１００に装着したときの状態を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。スマートフォン１００は、各種情報をフルカラーで提示するカラーディスプレイ１０１を備える。

図１中、１０は、光源部５と、光源部５からの発光をカラーディスプレイ１０１に向けて投光するための照明固定部２とを備える、照明装置である。光源部５は、図２に示すような、互いに発光スペクトルの異なる、２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂを配された光源モジュール３をシリコーン樹脂等の透明部材の成形体で封止するように収容されている。また、照明装置１０は、スマートフォン１００の筐体の上部を挟持して光源部５からの発光をカラーディスプレイ１０１に向けて投光するために光源部５を固定するための照明固定部２を備える。なお、本実施形態の光源モジュール３は２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂを配された構成体であるが、このような光源モジュールの代わりに、１種類のみのＬＥＤ装置が複数個配された光源モジュールや３種以上のＬＥＤ装置が複数個配された光源モジュールを用いてもよい。

図２に示した光源モジュール３は、ＬＥＤ装置を実装するための表面実装回路基板３ａに、２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂを交互に３個ずつ実装したＬＥＤ装置構成体である。表面実装回路基板３ａには、所定の電流量に制御された電力をＬＥＤ装置１ａ，１ｂに供給するための図略の電力供給回路が形成されている。電力供給回路は、各ＬＥＤ装置１ａ，１ｂに供給される電流量を調整して明るさを制御させる。各ＬＥＤ装置に供給される電流量は特に限定されないが、１～２００ｍＡ、または２～１５０ｍＡ、さらには３～１００ｍＡであることが好ましく、照明光の必要とする明るさに応じて電流値の制御や抵抗の制御により電流量を適宜変更できる。また、各ＬＥＤ装置の点灯をパルス制御することにより照明光の明るさを制御させてもよい。

そして、電力供給回路を通じて電源４から所定の電流量の電力供給を受けて、ＬＥＤ装置１ａ，１ｂが点灯する。電源４は特に限定されず、照明装置１０に収容された、ＵＳＢ端子から給電を受けることにより充電されるリチウムイオン電池、または一次電池のような電池であっても、また、スマートフォン１００に収容された電池を電源としても、家庭用コンセントから給電を受ける１００Ｖ電源等であってもよく、特に限定されない。

図３は照明装置１０がスマートフォン１００のカラーディスプレイ１０１に投光しているときの様子を説明する説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。

図３に示すように、本実施形態の照明装置１０は、光源モジュール３を収容した光源部５から、電力を付与されて点灯した２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂからの発光を、カラーディスプレイ１０１に向けて投光するために用いられる。このような照明装置１０によれば、光源部５からの発光を目的に応じて調光することにより、カラーディスプレイ１０１からの発光を光源部５の発光と混合させることにより、目的に応じた色に調光した画面を人に視認させることができる。具体的には、例えば、カラーディスプレイ１０１からの発光を、不快な眩しさを軽減するように相関色温度を低色温度へシフトさせてグレアを防止するように調光させたり、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたり、または、入眠を妨げないような色に調光させたり、覚醒させるような色に調光させたりすることができる。

照明装置においては、カラーディスプレイのサイズや配置に応じて、カラーディスプレイに照射される光のエリアを調整できることが好ましい。図１に示した照明装置１０においては、照明固定部２はスマートフォン１００の筐体の上部を挟持して光源部５からの発光をカラーディスプレイ１０１に向けて投光する。このような照明装置１０においては、図４に示すように、カラーディスプレイ１０１の画面に対して、光源部５の位置を変化させる、スライド構造を有するような照明固定部２を用いた場合には、カラーディスプレイ１０１に照射される光のエリアを調整できる点から好ましい。

また、図５は、他の実施形態の照明装置２０の説明図である。照明装置２０は、スマートフォン１００の筐体の上部を挟持する挟持基部１２ａと、挟持基部１２ａに磁石等により光源部５を着脱自在に支持する照明支持部１２ｂとからなる照明固定部１２とを含む。このような照明装置２０によれば、使用しないときには、挟持基部１２ａから照明支持部１２ｂを取り外すことにより、持ち運びを容易にさせる点から好ましい。また、図６は、他の実施形態の照明装置３０の説明図である。照明装置３０も、使用しないときに、照明固定基部２２ａからスライドレールにより、光源部５を接合した照明固定部２２ｂを着脱できるような構造を有する。

また、図７は、他の実施形態の照明装置４０の模式説明図である。照明装置４０は、挟持基部３２ａに接続された、折り曲げることにより変形可能なフレキシブル部分３２ｂを有する照明固定部３２を備え、フレキシブル部分３２ｂの先端に光源部５が固定されている構造を有する以外は、照明装置１０と同様の構成を有する。このように、フレキシブル部分３２ｂを介して光源部５が固定されている構造を有する場合には、フレキシブル部分３２ｂを可動させることにより、カラーディスプレイ１０１に光が照射されるエリアを自由に調整することができる点から好ましい。

また、図８は、他の実施形態の照明装置５０の説明図である。照明装置５０は、挟持基部４２ａに接続された、反射部材４３を有する照明固定部４２を備える。そして、２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂを配された光源モジュール３、反射部材４３を備えた光源部４５を備える。照明装置５０は、光源部４５が反射部材４３を有し、２種類のＬＥＤ装置１ａ，１ｂから発光が反射部材４３の内部で反射及び光の混色されることにより、矢印で示すようにカラーディスプレイ１０１の表面に配光されている。

以上、スマートフォン１００のカラーディスプレイの光色を調光するために用いられる照明装置の実施形態について説明した。なお、上記各照明装置は、スマートフォンに代えて、タブレット型情報端末機器にも同様に適用できる。

また、図９は本実施形態の照明装置６０をカーナビゲーション機器のカラーディスプレイを視認する人に、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせる。１１０に装着したときの状態を示す正面模式図である。また、図１０は、カーナビゲーション機器のカラーディスプレイ１１０に照明装置６０を配置したときの層構成を説明するための模式説明図である。

カーナビゲーション機器は、各種情報をフルカラーで提示するカラーディスプレイ１１０を備える。カラーディスプレイ１１０は筐体の枠に囲まれている。枠に照明装置６０が粘着剤等で接着、又はビスやナット，吸盤等で取り付けされている。

図９及び図１０中、６０は、光源部５５と、光源部５５からの発光をカラーディスプレイ１１０に向けて投光するための導光板である照明固定部５２とを備える、照明装置である。光源部５５は、複数のＬＥＤ装置を配された光源モジュール３をシリコーン樹脂やアクリル樹脂等の透明部材の成形体からなる導光板の一側面から光を入射させるように一体化されている。

光源モジュールは、例えば、複数のＬＥＤ装置を表面実装回路基板に実装して構成される。表面実装回路基板には各ＬＥＤ装置に電力を供給するための図略の電力供給回路が形成されている。そして、電力供給回路を通じて電源から電力供給を受けて、ＬＥＤ装置を点灯させて発光させる。電源は特に限定されず、照明装置６０に収容された、ＵＳＢ端子から給電を受けることにより充電されるリチウムイオン電池、または一次電池のような電池であっても、自動車に収容された基本電圧１２ｖまたは２４ｖのシガーソケットからの給電であってもよい。

以上、カーナビゲーション機器のカラーディスプレイ１１０の光色を調光するために用いられる照明装置の実施形態について説明した。なお、上記各照明装置は、カーナビゲーション機器のカラーディスプレイ１１０に代えて、ノート型パソコンやインストルメントパネルのカラーディスプレイにも同様に適用できる。

本実施形態の照明装置の発光は、特に限定されないが、光源部からの発光が、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、第１のピークの相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示すことがとくに好ましい。

図１１は、本実施形態の照明装置に係る、後述する実施例で得られた照明装置の発光のスペクトルを示す。図１１においては、照明装置Ｄ１として、上記好ましい条件を備えるスペクトルが一例として示されている。

照明装置Ｄ１のスペクトルにおいて、１１は波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークであり、相対発光強度が１．０である。また、１２ａは、波長４９０～５２０ｎｍの領域における最小発光強度を示す点、１２ｂは、波長４９０～５２０ｎｍの領域における最大発光強度を示す点である。また、１３ａは、波長５６０～６３０ｎｍの領域における最小発光強度を示す点、１３ｂは、波長５６０～６３０ｎｍの領域における最大発光強度を示す点である。

図１１の照明装置Ｄ１として例示したように、第１のピーク波長における相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７、さらには０．３～０．６、とくには０．４～０．６の範囲にある相対発光強度を有するような光で、フルカラーディスプレイを照明することによれば、人に暗い光でも明るく感じさせ、照度の低い光源であってもカラーディスプレイの画面を見やすく感じさせる点から好ましい。また、第１のピーク波長における相対発光強度を１．０とした場合、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９、さらには０．６～０．８５、とくには０．７～０．８５の範囲にある相対発光強度を有するような光で、カラーディスプレイを照明することによれば、カラーディスプレイの発光の相関色温度を低色温度へシフトさせて不快な眩しさであるグレアを軽減させることができる点から好ましい。それにより、カラーディスプレイを視認する人に、目の疲労を低減させたり視認性を向上させたりさせる。また、このような発光スペクトルを示す照明装置によれば、とくに暗い環境において、カラーディスプレイの視認性を顕著に向上させることができる。

なお、ＣＩＥ１９３１の色温度において、一般的なフルカラーディスプレイが表示する平均的な表示画面は、相関色温度が７０００Ｋを超える、不快な眩しさを与えるグレアの高い発光を示す。本実施形態の照明装置を用いて、上述したような波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有するようなスペクトルの光を発する照明装置でカラーディスプレイを照明することによれば、とくに、カラーディスプレイの色温度が、例えば、７０００Ｋ未満にまで低下させることができるために、不快な眩しさであるグレアを抑制することができる。

本実施形態の照明装置は、例えば、上述のように、表面実装回路基板上に少なくとも２つのＬＥＤ装置を実装してなるＬＥＤ装置構成体である光源部を備える。このような光源部に含まれる少なくとも２つのＬＥＤ装置は、同様の発光スペクトルを示す１種のみのＬＥＤ装置を複数個組み合わせたものであっても、異なる発光スペクトルを示す複数種のＬＥＤ装置を複数個組み合わせたものであってもよく、求められる用途の照度や照射面積等に応じて適宜選択される。照明装置に実装される少なくとも２つのＬＥＤ装置の個数としては、例えば、３～３０個、さらには５～２０個の範囲であることが実用上好ましい。

少なくとも２つのＬＥＤ装置を構成する各ＬＥＤ装置としては、青色ＬＥＤ素子を含む青色ＬＥＤ装置に後述するような蛍光体を組み合わせた、蛍光体含有ＬＥＤ装置を含むことが、上述したような特性を有する照明装置を製造しやすい点から好ましい。次に、このような照明装置に実装される蛍光体含有ＬＥＤ装置の代表例について、図面を参照して説明する。

図１２は、本実施形態の照明装置の光源部を構成するためのＬＥＤ装置２００の平面模式図である。また、図１３は、図１２のＬＥＤ装置２００のＢ－Ｂ′断面における断面模式図である。図１２及び図１３を参照すれば、本実施形態のＬＥＤ装置２００は、青色ＬＥＤ素子２０１を含むＬＥＤ装置本体２０５を蛍光体２０３及び必要に応じて配合される光拡散材を含有する蛍光体層である蛍光体含有キャップ２０９で覆うように製造されたＬＥＤ装置である。

図１３に示すように、ＬＥＤ装置本体２０５は、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す青色ＬＥＤ素子２０１と、青色ＬＥＤ素子２０１を収容する凹部２０２ａを備えるパッケージ部材２０２と、凹部２０２ａに収容された青色ＬＥＤ素子２０１を封止する透明樹脂封止材２０４とを備える青色ＬＥＤ装置である。

青色ＬＥＤ素子２０１は、波長４２０～４８０ｎｍの青色領域に発光ピークを有する光を発する。ＬＥＤ装置本体２０５は青色ＬＥＤ素子２０１を含むために、波長４２０～４８０ｎｍの範囲に最大発光強度を示す第１のピークを形成する。青色ＬＥＤ素子は、高い蛍光体の発光効率が得られ、長期信頼性にも優れる。

青色ＬＥＤ素子としては、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色ＬＥＤ素子が挙げられる。また、透明樹脂封止材は、凹部に収容された青色ＬＥＤ素子を封止して密封する。透明樹脂封止材を形成する透明樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。本実施形態のＬＥＤ装置本体２０５は表面実装型装置（ＳＭＤ）と称されるタイプであるが、ＳＭＤの代わりに、いわゆる砲弾型、パッケージ型、チップオンボード型（ＣＯＢタイプ）などの他のタイプのＬＥＤ装置を用いてもよい。

ＬＥＤ装置本体２０５の凹部２０２ａの内壁面には、銀メッキ等による反射膜２０７が形成されていてもよい。青色ＬＥＤ素子２０１の一方の電極はリード２０２ｂに接続され、青色ＬＥＤ素子２０１の他方の電極は金線２０６によりワイヤーボンディングされてリード２０２ｃに接続されて、それぞれ外部へ延出されている。リード２０２ｂはアノードであり、リード２０２ｃはカソードである。ＬＥＤ装置本体２０５のリード２０２ｃに電源の正極側、リード２０２ｂに電源の負極側を接続して、電力を付与することにより、青色ＬＥＤ素子２０１が発光する。このようなＬＥＤ装置本体２０５においては、透明樹脂封止材２０４の上面が発光面になる。そして、ＬＥＤ装置本体２０５の発光面を覆うように蛍光体含有キャップ２０９が装着されている。

蛍光体含有キャップ２０９は、青色ＬＥＤ素子の発光に励起されて蛍光を発する蛍光体を光透過性樹脂に配合した蛍光体シートをキャップ形状に成形した成形体である。光透過性樹脂の具体例としては、例えばシリコーンゴム（シリコーンエラストマー）やシリコーンレジン等が例示される。

また、蛍光体としては、例えば、ユーロピウム賦活ストロンチウム・アルミネイト（ＳＡＥ）系蛍光体：ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体や、セリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体等のＬｕＡＧ（ＬＡＧ）系蛍光体；クロロシリケート蛍光体等のシリケート系蛍光体；セリウム付活イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体等のイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体；アルミネート系蛍光体；β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ（サイアロン系蛍光体）；窒化物系蛍光体；（Ｓｒ，Ｃａ）ＣａＡｌＳｉＮ₃：ＥｕやＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ等のカズン系（ＣＡＳＮ）系蛍光体等が挙げられる。

とくに、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあるような発光スペクトルを示す蛍光体含有ＬＥＤ装置を得るためには、波長４９０～５３０ｎｍの範囲に半値幅が８０～１２０ｎｍであるような蛍光ピーク波長を有するＬＡＧ系蛍光体を配合することが好ましい。

また、とくに、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にあるような発光スペクトルを示す蛍光体含有ＬＥＤ装置を得るためには、波長５８０～６８０ｎｍの範囲に半値幅６０～１００ｎｍであるような蛍光ピーク波長を有するＣＡＳＮ系蛍光体を配合することが好ましい。

さらに、波長５１０～５８０ｎｍの範囲に半値幅１００～１３０ｎｍであるような蛍光ピーク波長を有するＹＡＧ系蛍光体，波長４３０～４９０ｎｍの範囲に半値幅５０～８０ｎｍであるような蛍光ピーク波長を有するＳＡＥ系蛍光体等を配合して発光スペクトルを調整することが好ましい。

また、蛍光体含有キャップには、波長４２０～４８０ｎｍの青色ＬＥＤ素子の光を拡散することにより、蛍光体含有キャップ内の蛍光体を効率良く励起させるために光拡散材を配合することが好ましい。このような光拡散材としては、シリカや炭酸カルシウムが挙げられる。

また、蛍光体含有キャップには、所定の波長の光を吸収することにより発光色を調整するための成分として必要に応じて着色材を配合してもよい。このような着色材の具体例としては、例えば、緑色顔料として、クロムグリーン，酸化クロム，ピグメントグリーンＢ，マラカイトグリーンレーキ，ファナルイエローグリーンＧ，フタロシアニングリーン等の有機または無機顔料が挙げられる。また、光源全体の輝度を調節するために、酸化チタン，タルク，硫酸バリウム等の白色顔料、カーボンブラック等の黒色顔料を併用することができる。これらは、蛍光体と混合しても、蛍光体を含まない層を設けて配合してもよい。

また、上述した蛍光体含有キャップに変えて、蛍光体を含有する平板な蛍光体シートを接着したり、ＬＥＤ装置本体の発光面に蛍光体を含有する蛍光体層を設けて蛍光体含有ＬＥＤ装置を製造したりしてもよい。蛍光体層としては、青色ＬＥＤ素子の表面に形成されたり、透明樹脂封止材の内部または表面に塗布や印刷などで形成されたりした膜状であってもよい。とくに蛍光体層が、透明樹脂封止材の表面に形成された膜状である場合、蛍光体層に配合される蛍光体や光色調整剤の配合量や、分光波長や発光強度の微調整、ＬＥＤ装置の製造が容易になる点から好ましい。また、蛍光体含有ＬＥＤ装置には、蛍光体層を形成する代わりに、青色ＬＥＤ素子を封止する透明樹脂封止材に蛍光体を分散させてもよい。

上述したような、光源部からの発光が、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、第１のピークの相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す照明装置は、例えば、次のようにして、より簡便に製造することができる。

一例として、図１１を参照すれば、照明装置Ｄ２は、波長５６０～６６０ｎｍの範囲における最大相対発光強度１．０を示すピーク(A)（第２のピーク）１４を有し、ピーク(A)１４の相対発光強度を１．０とした場合、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示すピーク１５の最大相対発光強度が０．４～０．８、さらには０．６～０．７の範囲にあり、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７、さらには０．３～０．６の範囲、となる発光スペクトルを示す。また、照明装置Ｄ３は、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大相対発光強度１．０を示すピーク(B)（第３のピーク）を有し、ピーク(B)の相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７、とくには０．２５～０．５の範囲にある、波長５２０～５８０ｎｍの全範囲において０．３以上の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す。図１１において、照明装置Ｄ１は、光源部からの発光が、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、第１のピーク１１の相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す。このような照明装置Ｄ１は、照明装置Ｄ２と照明装置Ｄ３との中間的な発光スペクトルを示す。従って、照明装置Ｄ２または照明装置Ｄ３を形成するＬＥＤ装置を組み合わせて調整することにより、簡便に調整することができる。

以上、本実施形態の照明装置について詳しく説明した。なお、本実施形態の照明装置は上述したような構成に限られず、更なる他の要素を含んだり、改変されたりしてもよい。具体的には、例えば、ＬＥＤ装置として、蛍光体を含有しない、青色ＬＥＤ素子を含む青色ＬＥＤ装置や、ＬＥＤ装置の分光波長を調整するカラーフィルターや、色むらのない光を取り出すための光拡散材や、光の配光を制御するための導光部材やレンズ部材を必要に応じて組み合わせてもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲は、実施例に何ら限定されるものではない。

［蛍光体］
本実施例で用いた蛍光体を以下の表１にまとめて示す。

［ＬＥＤ装置の製造］
表１に示した蛍光体Ｆ１～Ｆ４及び光拡散材Ｄ（炭酸カルシウム）をシリコーンゴムに下記表２に示す配合割合で均一に分散させた蛍光体を含有するシリコーンゴム組成物を調製し、各組成物を熱プレス成形することにより、厚さ０．３ｍｍの蛍光体含有キャップＣ１及びＣ２を製造した。

そして、青色ＬＥＤ装置の発光面に、蛍光体含有キャップＣ１またはＣ２をそれぞれシリコーン系接着剤で接着して蛍光体含有ＬＥＤ装置Ｌ１（第１のＬＥＤ装置），Ｌ２（第２のＬＥＤ装置）を製造した。なお、青色ＬＥＤ装置としては、日亜化学工業（株）製の「ＮＳＳＢ０６４（発光ピーク：４６７ｎｍ）」を用いた。

［照明装置の製造］
図２に示すように、ＬＥＤ装置Ｌ１（１ａ）またはＬＥＤ装置Ｌ２（１ｂ）を１５ｍｍ間隔で６個実装できる、紙面左端から順に配置されたランドNo.１～No.６を備えた、タテ７ｍｍ×横１０ｍｍの帯状の表面実装回路基板に、表２に示した蛍光体含有ＬＥＤ装置Ｌ１又はＬ２の何れかを、表３に示した組み合わせで合計６個の蛍光体含有ＬＥＤ装置を実装した。

そして、照明装置Ｄ１～Ｄ３のそれぞれに実装された６個の蛍光体含有ＬＥＤ装置（Ｌ１，Ｌ２）に供給電流量１０ｍＡで電力を供給して照明装置Ｄ１～Ｄ３を点灯させたときの発光スペクトルを分光放射照度計（コニカミノルタ（株）製のＣＬ－５００Ａ）を用いて測定した。そして、波長４９０～５２０ｎｍの範囲における相対発光強度の範囲、波長５６０～６３０ｎｍの範囲における相対発光強度の範囲を読み取った。図１１に得られた照明装置Ｄ１～Ｄ３の発光スペクトルを示す。

そして、約６．０インチのＦｕｌｌ ＨＤ液晶カラーディスプレイを備えたスマートフォン（ソニー（株）製のXperia 8）を準備した。なお、ソニー（株）製のXperia 8は、現在市販されている各種スマートフォンの中で、平均的な分光分布や照度を示すために、代表的に採用した。図１４に、ソニー（株）製のXperia 8の液晶カラーディスプレイに、種類の異なる画面表示（表示画面Ａ～Ｄ）を表示させたときの、各画面表示の分光分布の一例を示す。

そして、図１に示したように、スマートフォンの筐体の上部に、照明装置Ｄ１～Ｄ３の何れかを固定した。そして、図１５に示すように、ＨＤ液晶カラーディスプレイの中央の測定距離３０ｃｍの位置からにおける分光放射照度計（コニカミノルタ（株）製のＣＬ－５００Ａ）を用いて照度及び色座標を測定した。また、色温度を算出した。なお、測定距離３０ｃｍはスマートフォンの画面を見るときの、目と画面の平均的な距離として採用した。また、照明装置Ｄ１～Ｄ３のそれぞれに実装された６個の蛍光体含有ＬＥＤ装置（Ｌ１，Ｌ２）には、供給電流量１０ｍＡ、２０ｍＡ、３０ｍＡで電力を供給した。

そして、暗所において、照明装置Ｄ１～Ｄ３の何れかでＨＤ液晶カラーディスプレイを照明したときの、見やすさを、スマートフォンの使用者１０人に、以下の基準に基づいて判定させた。なお、供給電流量は、１０～３０ｍＡの範囲で、各人が調整した。そして、多数決で判定を決定した。

（判定基準）
Ａ：照明装置を点灯していないときの液晶カラーディスプレイの色味に対して著しい違和感は無く、また、画面の明るさによる目のちらつきや不快な眩しさを感じさせるグレアが抑制されて目が疲れにくい感じであった。
Ｂ：多少の色の変化による違和感はあったが、グレアが抑制されて目が疲れにくい感じであった。
Ｃ：グレアが感じられ、目が疲れやすい感じであった。

評価結果を下記表４に示す。

表４を参照すれば、全ての実施例で得られた照明装置で照らされた液晶カラーディスプレイから発生される光の色は、比較例の照明装置で照らされていない液晶カラーディスプレイから発生される色に対して、色温度が低くなっており、不快な眩しさであるグレアを軽減させていた。また、とくに、光源部からの発光が、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、第１のピークの相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す、ＬＥＤ照明装置Ｄ１を用いた実施例１－１，１－２、１－３，１－４においては、照明装置を点灯していないときの液晶カラーディスプレイの色味に対して著しい違和感は無く、また、画面の明るさによる目のちらつきや不快な眩しさを感じさせるグレアが抑制されて目が疲れにくい感じが確認された。

１ａ，１ｂ ＬＥＤ装置
２ 照明固定部
３ 光源モジュール
３ａ 表面実装回路基板
４ 電源
５，４５，５５ 光源部
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 照明装置
１２，２２ｂ，３２，４２，５２ 照明固定部
６０ 照明装置
１００ スマートフォン
１０１，１１０ カラーディスプレイ
２００ ＬＥＤ装置
２０１ 青色ＬＥＤ素子
２０２ パッケージ部材
２０３ 蛍光体
２０４ 透明樹脂封止材
２０５ ＬＥＤ装置本体
２０９ 蛍光体含有キャップ

Claims (6)

1. 情報端末機器のカラーディスプレイを調光するために用いられ、
   複数のＬＥＤ装置から構成される光源部を備え、
   前記複数のＬＥＤ装置は、第１のＬＥＤ装置と第２のＬＥＤ装置とを、それぞれ少なくとも１つ以上含み、
   前記第１のＬＥＤ装置は、波長５６０～６６０ｎｍの範囲における最大発光強度を示すピーク(A)を有し、前記ピーク(A)の相対発光強度を１．０とした場合、波長４２０～４８０ｎｍにおける最大相対発光強度が０．４～０．８の範囲にあり、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示し、
   前記第２のＬＥＤ装置は、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示すピーク(B)を有し、前記ピーク(B)の相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５２０～５８０ｎｍの全範囲において０．３以上の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す、
   カラーディスプレイを照明するための照明装置。
2. 前記光源部からの発光を前記カラーディスプレイに向けて投光するための照明固定部をさらに備える、請求項１に記載のカラーディスプレイを照明するための照明装置。
3. 前記光源部からの発光が、波長４２０～４８０ｎｍの範囲における最大発光強度を示す第１のピークを有し、前記第１のピークの相対発光強度を１．０とした場合、波長４９０～５２０ｎｍの全範囲において０．２～０．７の範囲にあり、波長５６０～６３０ｎｍの全範囲において０．５～０．９の範囲にある相対発光強度を有する発光スペクトルを示す、請求項１または２に記載のカラーディスプレイを照明するための照明装置。
4. 前記第１のＬＥＤ装置は、第１の青色ＬＥＤ素子と、前記第１の青色ＬＥＤ素子の発光に励起されて蛍光を発する、波長４９０～５３０ｎｍの範囲に半値幅８０～１２０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第１の蛍光体と、波長５１０～５８０ｎｍの範囲に半値幅１００～１３０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第２の蛍光体と、波長５８０～６８０ｎｍの範囲に半値幅６０～１００ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第３の蛍光体とを、含む、請求項１～３の何れか１項に記載のカラーディスプレイを照明するための照明装置。
5. 前記第２のＬＥＤ装置は、第２の青色ＬＥＤ素子と、前記第２の青色ＬＥＤ素子の発光に励起されて蛍光を発する、波長５１０～５８０ｎｍの範囲に半値幅１００～１３０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第２の蛍光体と、波長４３０～４９０ｎｍの範囲に半値幅５０～８０ｎｍの蛍光ピーク波長を有する第４の蛍光体と、を含む、請求項１～４の何れか１項に記載のカラーディスプレイを照明するための照明装置。
6. 前記情報端末機器は、スマートフォン，タブレット型情報端末機器，カーナビゲーション機器，ノート型パソコン，またはインストルメントパネルである請求項１～５の何れか１項に記載の照明装置。