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JP2006202533A - Lighting system - Google Patents

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JP2006202533A
JP2006202533A JP2005010539A JP2005010539A JP2006202533A JP 2006202533 A JP2006202533 A JP 2006202533A JP 2005010539 A JP2005010539 A JP 2005010539A JP 2005010539 A JP2005010539 A JP 2005010539A JP 2006202533 A JP2006202533 A JP 2006202533A
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JP
Japan
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light
phosphor
guide plate
light source
red
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005010539A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Dejima
範宏 出島
Tomoyoshi Fukuda
知喜 福田
Shin Kurihara
慎 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2005010539A priority Critical patent/JP2006202533A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system having an efficient, wide color reproduction range by using a phosphor without greatly affecting the design of a light guide body. <P>SOLUTION: The lighting system comprises a light source, means for obtaining red light, green light and blue light through the use of light from the light source and light emission obtained by excitation of the phosphor by the light source, and a light guide plate that provides a color mixture of the red light, the green light and the blue light to transfer the same, and effects its irradiation in a flat form. The phosphor as a phosphor layer is placed on at least one of the light-irradiating surface, the back surface and the light incident surface of the light guide plate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、携帯情報機器や携帯電話などに用いられる液晶素子を照明するフロントライトやバックライトとして用いられる照明装置に関する。   The present invention relates to an illuminating device used as a front light or a backlight for illuminating a liquid crystal element used for a portable information device, a cellular phone, or the like.

近年では携帯電話やモバイルコンピュータなどに用いられる表示装置としては、高精細カラー画像が少ない消費電力で得られる液晶表示装置が多く用いられている。これらの液晶表示装置に用いられる液晶素子を照明するため、高輝度の白色LEDを用いた光源が照明装置用光源として用いられるようになっている。   In recent years, as a display device used for a mobile phone, a mobile computer, or the like, a liquid crystal display device that can obtain high-definition color images with low power consumption is often used. In order to illuminate liquid crystal elements used in these liquid crystal display devices, a light source using a high-intensity white LED is used as a light source for an illumination device.

特に携帯電話においては、開口が大きく明るい反射型液晶表示装置や、表裏両面から画像情報を表示することが可能な両面可視型液晶表示装置が用いられている。これらの表示装置の照明に用いられている白色LEDは、青色LEDの発光面の直前に樹脂中に分散させた緑色蛍光体または黄色蛍光体を配して、その結果得られる緑色光または黄色光と元の青色光とを混色させて白色光を得る構造としたものが一般的である。   In particular, mobile phones use a reflective liquid crystal display device with a large opening and a bright double-sided visible liquid crystal display device capable of displaying image information from both the front and back sides. The white LED used for illumination of these display devices has a green phosphor or a yellow phosphor dispersed in a resin just before the light emitting surface of the blue LED, and the resulting green or yellow light. In general, a structure in which white light is obtained by mixing the blue light with the original blue light is used.

図12は従来の白色LEDの色再現範囲を説明するXY色度図である。図中RGBで示される点を結んだ色三角形はカラーCRTのものである。これらRGB画素の輝度を調節することによって、この色三角形の内部に存在する色を全て表現することができる。このカラーCRTの色三角形の面積を100%として、CRT以外のカラー表示装置が有する色三角形の面積の大きさをNTSC比として定義されており、色再現性の指標となっている。   FIG. 12 is an XY chromaticity diagram illustrating the color reproduction range of a conventional white LED. In the figure, the color triangle connecting the points indicated by RGB is that of the color CRT. By adjusting the luminance of these RGB pixels, all the colors existing inside the color triangle can be expressed. The area of the color triangle of the color CRT is defined as 100%, and the size of the color triangle of a color display device other than the CRT is defined as the NTSC ratio, which is an index of color reproducibility.

従来の白色LEDは、発光の青色LEDのみの色度座標である101と波長変換で得られる黄色光のみの色度座標102とを結ぶ直線上でのみしか色再現ができないために、色再現範囲は極めて狭かった。もちろん、黄色蛍光体は黄色以外にも緑色光や赤色光成分も波長変換によって生じるために、赤色や緑色の色表現も可能である。   The conventional white LED can reproduce color only on a straight line connecting the chromaticity coordinate 101 of only the emitting blue LED and the chromaticity coordinate 102 of only yellow light obtained by wavelength conversion. Was extremely narrow. Of course, since the yellow phosphor also generates green light and red light components other than yellow by wavelength conversion, it is possible to express red and green colors.

一方、上記従来の白色LEDでの蛍光体の用い方では蛍光体に照射される光強度が強いために、その光劣化を防ぐことを目的として導光板の裏面に蛍光体を所定の形成密度で塗布形成したものが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。   On the other hand, the phosphor used in the conventional white LED has a high intensity of light applied to the phosphor. Therefore, in order to prevent the light deterioration, the phosphor is formed on the back surface of the light guide plate at a predetermined formation density. What was formed by coating is disclosed (for example, see Patent Document 1).

さらにまた、上記特許文献に開示されている方法に比べて、より少ない面積で蛍光体を用いて波長変換を行なうために、青色LEDと導光板の光入射面との間に層状の波長変換体を設けたものが開示されている(例えば、特許文献2を参照)。
特開平7−176794号公報(第2頁、第1図) 特開平10−269822号公報(第3項、第1図)
Furthermore, in order to perform wavelength conversion using a phosphor with a smaller area compared to the method disclosed in the above-mentioned patent document, a layered wavelength converter between the blue LED and the light incident surface of the light guide plate is used. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-176794 (2nd page, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 10-269822 (term 3, FIG. 1)

しかしながら、従来の青色LEDと緑色蛍光体または黄色蛍光体を組み合わせて白色光を得る従来の照明装置においては、赤色の発光強度が弱いために色再現範囲が狭いという課題を有していた。   However, the conventional illumination device that obtains white light by combining a conventional blue LED and a green phosphor or a yellow phosphor has a problem that the color reproduction range is narrow because the red emission intensity is weak.

また、蛍光体を導光板の裏面に塗布した従来の照明装置においては、導光板内部の光強度の分布に合わせて塗布濃度を合わせこまなければならないために、導光板の仕様が変更する度に塗布条件を合わせこまなければならないという課題を有していた。さらにまた、導光板の裏面に蛍光体を塗布することによって、導光板内部での光伝播特性が変化するため導光板設計が困難になるという課題を有していた。   In addition, in the conventional lighting device in which the phosphor is applied to the back surface of the light guide plate, the coating concentration must be adjusted according to the light intensity distribution inside the light guide plate. There was a problem that the application conditions had to be matched. Furthermore, since the light propagation characteristic inside the light guide plate is changed by applying the phosphor on the back surface of the light guide plate, it has been difficult to design the light guide plate.

さらにまた、光源と導光板の光入射面との間に層状の波長変換体を配した従来の照明装置においては、光源とその波長変換体との距離が近接しているために波長変換体に照射される光強度の分布が大きく、混色性が悪いという課題を有していた。   Furthermore, in a conventional illumination device in which a layered wavelength converter is arranged between the light source and the light incident surface of the light guide plate, the distance between the light source and the wavelength converter is close, so the wavelength converter There was a problem that the distribution of the intensity of the irradiated light was large and the color mixing property was poor.

本発明の照明装置は、導光体の設計に大きな影響を与えず、効率の良い広い色再現範囲を持った照明装置を提供することを目的とする。   An object of the illumination device of the present invention is to provide an illumination device having a wide color reproduction range that does not greatly affect the design of the light guide and is efficient.

そこで、本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光、及び、前記光源によって蛍光体を励起して得た発光によって、赤色光、緑色光、および青色光を得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板とを備えており、蛍光体が導光板の光照射面または裏面または光入射面のいずれか1箇所以上に配置されている。さらに、光源として青色光源と緑色光源を、蛍光体として青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体の2種類の蛍光体層を備えることとした。あるいは、光源として紫外線光源と青色光源を、蛍光体として紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体の2種類の蛍光体層を備えることとした。また、上述の2種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層を光源側に配置することとした。   Therefore, the illumination device of the present invention includes a light source, means for obtaining red light, green light, and blue light by light emitted from the light source and light emission obtained by exciting the phosphor with the light source, and the red light. A light guide plate that propagates mixed colors of light, green light, and blue light and irradiates the light in a planar shape, and the phosphor is disposed at one or more of the light irradiation surface, the back surface, or the light incident surface of the light guide plate. ing. Further, two types of phosphor layers are provided: a blue light source and a green light source as light sources, a red phosphor that converts blue light into red light and a red phosphor that converts green light into red light as phosphors. Alternatively, an ultraviolet light source and a blue light source are provided as light sources, and two kinds of phosphor layers are provided as a phosphor, a green phosphor that converts ultraviolet light into green light and a red phosphor that converts ultraviolet light into red light. In addition, among the two types of phosphor layers described above, a phosphor layer that converts light emission having a shorter wavelength is arranged on the light source side.

また、蛍光体層を、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層が、透明基材上に分散された構成とした。このとき、分散された発光層は、得られる発光強度に比例するように、透明基材の面内で面積密度が異なっている。あるいは、分散された発光層は、光源の輻射強度分布に反比例するように、透明基材の面内で面積密度が異なっている。   Further, the phosphor layer includes a first light-emitting layer in which the first phosphor particles are dispersed in a polymer matrix, and a second light-emitting layer in which the second phosphor particles are dispersed in a polymer matrix. The configuration was distributed above. At this time, the dispersed light emitting layers have different area densities in the plane of the transparent substrate so as to be proportional to the obtained light emission intensity. Alternatively, the dispersed light-emitting layers have different area densities in the plane of the transparent substrate so as to be inversely proportional to the radiation intensity distribution of the light source.

さらに、光源からの光を伝播させ、導光板の光入射面に線状に照射させる光パイプを備え、この光パイプに、第一蛍光体粒子と第二蛍光体粒子を所定の割合で分散することとした。あるいは、光源からの光を伝播させ、導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、この光パイプに第一蛍光体粒子を分散させ、光パイプと導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を備える構成とした。より具体的には、光源として青色光源を用い、第一発光層として赤色蛍光体層を、第二発光層として緑色蛍光体層を用い、導光板の裏面または光出射面に導光板内部を伝播する光を表面に照射するためのホログラムを形成することとした。   Furthermore, a light pipe for propagating light from the light source and linearly irradiating the light incident surface of the light guide plate is provided, and the first phosphor particles and the second phosphor particles are dispersed at a predetermined ratio in the light pipe. It was decided. Alternatively, a light pipe that propagates light from the light source and linearly irradiates the light incident surface of the light guide plate, the first phosphor particles are dispersed in the light pipe, the light pipe and the light incident surface of the light guide plate, and It was set as the structure provided with the fluorescent substance layer which distribute | arranged the 2nd fluorescent substance between these. More specifically, a blue light source is used as the light source, a red phosphor layer is used as the first light emitting layer, a green phosphor layer is used as the second light emitting layer, and the light guide plate propagates to the back surface or the light exit surface. The hologram for irradiating the surface with the light to be formed was formed.

本発明の照明装置は、色再現領域が広く光利用効率の高い照明装置とすることができるために、平面を照明するための良好なカラー照明装置が実現できる。また、この照明装置を液晶表示装置に用いることによって、素子の色再現性が向上し、より高鮮明なカラー液晶表示装置が実現できる。   Since the lighting device of the present invention can be a lighting device with a wide color reproduction region and high light utilization efficiency, a good color lighting device for illuminating a plane can be realized. Further, by using this illumination device for a liquid crystal display device, the color reproducibility of the element is improved, and a higher-definition color liquid crystal display device can be realized.

また、本発明の照明装置を一般の室内などで用いる平面型照明装置として用いることによって、低消費電力の壁掛け型照明装置を実現することが可能となり、一般の照明環境を向上させるとともに省資源化が可能であるという効果を有する。   Further, by using the lighting device of the present invention as a flat lighting device used in a general room, it becomes possible to realize a wall-mounted lighting device with low power consumption, improving the general lighting environment and saving resources. Has the effect of being possible.

本発明の照明装置は、光源からの光と蛍光体を励起して得た発光を用いて赤色光、緑色光、および青色光とを得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板と、蛍光体が導光板の光照射面または導光板の裏面または導光板の光入射面のいずれか1箇所以上に蛍光体層として配されている。そして、光源として青色光源と緑色光源を用い、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と、緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体とを各々空間的に分離して形成した。さらに、2種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層は、より光源側に配置した。このような構成によって、導光板の伝播特性を変えることなく、効率の良い波長変換を行なうことができた。また、蛍光体を空間的に分離して形成することによって、より波長変換効率の悪い蛍光体を光源の近くに配置することができ、結果として各色に対する色変換効率を最大化することが可能となった。   The illumination device of the present invention includes means for obtaining red light, green light, and blue light using light emitted from a light source and light emission obtained by exciting a phosphor, and the red light, green light, and blue light. A light guide plate that propagates mixed colors and irradiates it in a planar shape, and a phosphor is disposed as a phosphor layer at one or more of the light irradiation surface of the light guide plate, the back surface of the light guide plate, or the light incident surface of the light guide plate. Then, using a blue light source and a green light source as light sources, a red phosphor that converts blue light into red light and a red phosphor that converts green light into red light are spatially separated from each other. Furthermore, among the two types of phosphor layers, the phosphor layer that converts light emission with a shorter wavelength was arranged on the light source side. With such a configuration, efficient wavelength conversion could be performed without changing the propagation characteristics of the light guide plate. In addition, by forming the phosphors spatially separated, it is possible to place phosphors with lower wavelength conversion efficiency near the light source, and as a result, it is possible to maximize the color conversion efficiency for each color. became.

また、光源として紫外線光源と青色光源を用い、蛍光体を、紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と、紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体とした。このような構成によって、発光効率の高い緑色発光と赤色発光を実現し、これを青色光と混色することによって色再現範囲の広い照明装置が実現できた。   In addition, an ultraviolet light source and a blue light source were used as the light sources, and the phosphor was a green phosphor that converts ultraviolet light into green light and a red phosphor that converts ultraviolet light into red light. With such a configuration, green light emission and red light emission with high light emission efficiency were realized, and an illumination device with a wide color reproduction range could be realized by mixing this with blue light.

蛍光体層は、高分子母材に蛍光体粒子を分散させた発光層を透明な基材上に印刷または塗布して形成した。そして、蛍光体層は、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層とを、透明高分子基材上面内に空間的に分離して配した。これによって、蛍光体層を1層だけ用いて多色への波長変換を可能とすることができた。そして、蛍光体が互いに重なり合わないために他の蛍光体による光吸収を低減でき、実質的に波長変換効率を向上させることが可能となった。なお、このとき、互いの蛍光体が形成されている領域を充分小さく、かつ近接させることによって混色特性を改善し、色むらのない波長変換を可能とした。   The phosphor layer was formed by printing or coating a light emitting layer in which phosphor particles were dispersed in a polymer matrix on a transparent substrate. The phosphor layer includes a first light emitting layer in which the first phosphor particles are dispersed in the polymer matrix and a second light emitting layer in which the second phosphor particles are dispersed in the polymer matrix. Spatially separated in the upper surface of the molecular substrate. As a result, it was possible to perform wavelength conversion to multiple colors using only one phosphor layer. Since the phosphors do not overlap each other, light absorption by other phosphors can be reduced, and the wavelength conversion efficiency can be substantially improved. At this time, the area where the phosphors are formed is sufficiently small and close to each other, thereby improving the color mixing characteristics and enabling wavelength conversion without color unevenness.

そして、分散させる発光層の面積密度を必要とする発光強度に比例するようにした。このことによって、一様な色混合比を持った照明装置とすることができた。   The area density of the light emitting layer to be dispersed is proportional to the required light emission intensity. As a result, a lighting device having a uniform color mixing ratio could be obtained.

一方、蛍光体層を用いない方法として、光源からの光を伝播し線状に導光板の光入射面に照射する光パイプ中に、第一蛍光体粒子と第二蛍光体粒子とを所定の割合で混合分散させて、光パイプ内で波長変換と混色を同時に行なった。   On the other hand, as a method not using the phosphor layer, the first phosphor particles and the second phosphor particles are preliminarily provided in a light pipe that propagates light from the light source and irradiates the light incident surface of the light guide plate in a linear shape. Mixing and dispersing at a ratio, wavelength conversion and color mixing were simultaneously performed in the light pipe.

光パイプ内に蛍光体を混合分散させることによって、均一で強い光強度内での波長変換が可能となり、波長変換効率を向上させることが可能となった。また、光パイプ内では、光源からの光が多重反射を繰り返して均一な光場を形成するために、光の混色性も向上させることが可能となった。   By mixing and dispersing phosphors in the light pipe, wavelength conversion within a uniform and strong light intensity is possible, and wavelength conversion efficiency can be improved. Further, in the light pipe, the light from the light source repeats multiple reflections to form a uniform light field, which makes it possible to improve light color mixing.

さらに、蛍光体層と光パイプを併用する構成とした。これは、光源からの光を伝播し線状に導光板の光入射面に照射する光パイプ中に第一蛍光体粒子を分散させ、光パイプと導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を配した構造である。このことによって、光パイプ内への蛍光体の分散を均一に行なうことが可能となり、より均一な色変換が可能となった。また、蛍光体層に照射される光強度も一様となるために、蛍光体層も蛍光体を一様に塗布することが可能となり、その作製が容易となった。   Further, the phosphor layer and the light pipe are used in combination. This is because the first phosphor particles are dispersed in a light pipe that propagates light from the light source and linearly irradiates the light incident surface of the light guide plate, and the second fluorescent material is disposed between the light pipe and the light incident surface of the light guide plate. This is a structure in which a phosphor layer in which a phosphor is arranged is arranged. As a result, the phosphor can be uniformly dispersed in the light pipe, and more uniform color conversion is possible. In addition, since the light intensity applied to the phosphor layer is uniform, the phosphor layer can be uniformly coated with the phosphor layer, and the production thereof becomes easy.

以下に本発明の照明装置に関する実施例を、図面を用いて具体的に説明する。   Embodiments relating to the lighting device of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

本実施例の照明装置の構成を図1に模式的に示す。図1に示す照明装置は、光源1、導光板2、反射板3、第一蛍光体層4、および第二蛍光体層5から構成されている。光源1は青色LEDであり、導光板の光入射面に通常2つ以上配置されている。また、導光板2は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂やシクロオレフィン系樹脂などの透明高分子で形成されており、光源1からの光を光入射面から取り込んで内部に伝播する。一般に、導光板2の光出射面または裏面には微細なプリズム群や散乱構造体が形成されており、光出射面から面上の均一な光を照射する。図1に示す実施例では、導光板1の裏面には微細なプリズム群が形成されており、内部を伝播する光を所定の割合で裏面に照射し、この裏面から照射された光は反射板5で反射されて再び導光板2を透過して、導光板2の光出射面から照射される。   FIG. 1 schematically shows the configuration of the illumination device of this example. The illumination device shown in FIG. 1 includes a light source 1, a light guide plate 2, a reflection plate 3, a first phosphor layer 4, and a second phosphor layer 5. The light source 1 is a blue LED, and usually two or more are disposed on the light incident surface of the light guide plate. The light guide plate 2 is formed of a transparent polymer such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a cycloolefin resin, and takes light from the light source 1 from the light incident surface and propagates the light into the inside. In general, a fine prism group or a scattering structure is formed on the light exit surface or the back surface of the light guide plate 2, and uniform light on the surface is irradiated from the light exit surface. In the embodiment shown in FIG. 1, a fine prism group is formed on the back surface of the light guide plate 1, and the light propagating inside is irradiated to the back surface at a predetermined ratio, and the light irradiated from the back surface is reflected by the reflector plate. The light is reflected by 5, passes through the light guide plate 2 again, and is irradiated from the light exit surface of the light guide plate 2.

反射板5としては、高分子基材上にAlやAgまたはAgとPdとの合金などを蒸着した反射層を形成したものや、内部に反射率の高い白色顔料を混合した透明高分子基材などを用いることができる。   As the reflector 5, a transparent base material in which a reflective layer in which Al, Ag or an alloy of Ag and Pd is deposited is formed on a polymer base material, or a white pigment having a high reflectance is mixed therein. Etc. can be used.

第一蛍光体層4と第二蛍光体層5とは各々異なった蛍光体が表面に塗布された透明フィルムである。図7に示すように、蛍光体層4と5は透明高分子基材8上に樹脂バインダーに混合した蛍光体7が塗布して形成されている。具体的に本実施例では、第一蛍光体層4は青色光を赤色光に波長変換する赤色蛍光体が透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に透明なシリコン樹脂バインダーやエポキシ樹脂バインダーを母材として塗布されている。また、第二蛍光体層5は青色光を緑色光に波長変換する緑色蛍光体を透明なPETフィルム上に透明なシリコン樹脂バインダーを母材として塗布されている。透明高分子基材8としてはPET以外にも、アクリル(PMMA)系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などの透明高分子基材を用いることができる。   The first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 are transparent films in which different phosphors are coated on the surface. As shown in FIG. 7, the phosphor layers 4 and 5 are formed by applying a phosphor 7 mixed with a resin binder on a transparent polymer substrate 8. Specifically, in this embodiment, the first phosphor layer 4 is made of a transparent silicon resin binder or an epoxy resin binder on a polyethylene terephthalate (PET) film in which the red phosphor that converts the wavelength of blue light into red light is transparent. It is applied as. The second phosphor layer 5 is formed by coating a green phosphor that converts blue light into green light with a transparent silicon resin binder as a base material on a transparent PET film. As the transparent polymer substrate 8, in addition to PET, a transparent polymer substrate such as an acrylic (PMMA) resin, a polycarbonate (PC) resin, a silicon resin, a fluorine resin, or a cycloolefin resin may be used. it can.

第二蛍光体層5に照射される光は均一な強度を持っているために、その上に塗布する蛍光体の膜厚は一様に塗布することができる。また、第一蛍光体層4の上に塗布されている蛍光体は少なくとも光源1からの光が照射される領域に塗布されておれば良い。   Since the light with which the second phosphor layer 5 is irradiated has a uniform intensity, the thickness of the phosphor to be coated thereon can be uniformly applied. Further, the phosphor applied on the first phosphor layer 4 may be applied to at least a region irradiated with light from the light source 1.

一方、一般により短波長の光を波長変換する場合、波長変換して得られる光の波長が長くなるほど波長変換効率は低下する。従って、同じ光強度の変換光を得ようとすると、変換波長が長くなるほど照射光強度を大きくする必要がある。従って、赤色蛍光体を光源1の近傍に配することにより、青色光を赤色光に効率良く変換することができる。また、導光板2を形成する透明高分子材料の赤色光に対する吸収係数は、緑色光や青色光に比較して少ないため、変換後の光路が長くなっても照射されるまでの損失を少なくすることができる。   On the other hand, when wavelength conversion of light having a shorter wavelength is generally performed, the wavelength conversion efficiency decreases as the wavelength of light obtained by wavelength conversion becomes longer. Therefore, to obtain converted light having the same light intensity, it is necessary to increase the irradiation light intensity as the conversion wavelength increases. Therefore, by arranging the red phosphor in the vicinity of the light source 1, it is possible to efficiently convert blue light into red light. Moreover, since the absorption coefficient with respect to red light of the transparent polymer material which forms the light-guide plate 2 is small compared with green light or blue light, even if the optical path after conversion becomes long, the loss until it irradiates is reduced. be able to.

一方、青色光から緑色光に波長変換する緑色蛍光体は波長変換効率が良いため、第二蛍光体層5に配して導光板2の裏面の均一な光照射の下で波長変換を行なう。   On the other hand, since the green phosphor that converts the wavelength of blue light to green light has high wavelength conversion efficiency, the green phosphor is arranged in the second phosphor layer 5 to perform wavelength conversion under uniform light irradiation on the back surface of the light guide plate 2.

図11に本発明の照明装置の色再現範囲を説明するためのXY色度図を示す。本発明の照明装置は、発光源からの青色光による色座標14と、緑色光による色座標15と、赤色光による色座標が色三角形を形成し、これらの混色によってこの色三角形内部の色を任意に表現することができる。この色三角形は、一般のカラーCRTの色三角形103よりは小さくなるが、従来の白色LEDを用いた照明装置の色三角形よりも十分大きくなり、色再現範囲が広がっている。   FIG. 11 shows an XY chromaticity diagram for explaining the color reproduction range of the illumination device of the present invention. In the illuminating device of the present invention, the color coordinate 14 by the blue light from the light source, the color coordinate 15 by the green light, and the color coordinate by the red light form a color triangle, and by mixing these colors, the color inside this color triangle is changed. It can be expressed arbitrarily. Although this color triangle is smaller than the color triangle 103 of a general color CRT, it is sufficiently larger than the color triangle of a conventional illumination device using a white LED, and the color reproduction range is widened.

なお、本発明の実施例で説明する照明装置の構成として、照明光の輝度分布や放射角を制御するために、導光板2の光出射面上に光拡散板やプリズムシートなどを配する場合が多いことは言うまでもない。
(具体例1)
図1に示す構成において、発光波長460nmの青色LEDを3個光源として用いた。また、第一蛍光体層4としてエポキシ樹脂バインダーに混合した赤色蛍光体粉末を混合したものを、スピンコートを用いて塗布した。赤色蛍光体としては、650nmの発光を示す蛍光体を用いた。また、第二蛍光体層5としてエポキシ樹脂バインダーに混合した緑色蛍光体粉末を混合したものを、スピンコートを用いて塗布した。緑色蛍光体としては、522nmの発光を示す蛍光体を用いた。
In addition, as a structure of the illuminating device described in the embodiment of the present invention, a light diffusing plate, a prism sheet, or the like is arranged on the light emitting surface of the light guide plate 2 in order to control the luminance distribution and radiation angle of the illumination light. Needless to say, there are many.
(Specific example 1)
In the configuration shown in FIG. 1, three blue LEDs having an emission wavelength of 460 nm were used as light sources. Moreover, what mixed the red fluorescent substance powder mixed with the epoxy resin binder as the 1st fluorescent substance layer 4 was apply | coated using the spin coat. As the red phosphor, a phosphor exhibiting 650 nm emission was used. Moreover, what mixed the green fluorescent substance powder mixed with the epoxy resin binder as the 2nd fluorescent substance layer 5 was apply | coated using the spin coat. As the green phosphor, a phosphor exhibiting 522 nm emission was used.

各蛍光体のバインダーへの混合濃度と塗布厚みを調節することによって、NTSC比を任意に変化させることができた。
(具体例2)
具体例1において、第二蛍光体層5をフィルムとして挿入する代わりに、図8で示すように反射板3の上に緑色蛍光体7を直接塗布して第二蛍光体層とした。また、この第二蛍光体層に用いた蛍光体は、535nmの発光を示す蛍光体を用いた。このような構成とすることによって、第二蛍光体層をフィルムにした場合と比較して表面反射の損失が低減し、より高輝度の照明が可能となった。また、この具体例においても色再現範囲は従来の白色LEDを用いた場合よりも広くなった。
The NTSC ratio could be arbitrarily changed by adjusting the mixing concentration of each phosphor to the binder and the coating thickness.
(Specific example 2)
In Example 1, instead of inserting the second phosphor layer 5 as a film, a green phosphor 7 was directly applied on the reflector 3 as shown in FIG. 8 to form a second phosphor layer. Moreover, the fluorescent substance used for this 2nd fluorescent substance layer used the fluorescent substance which shows light emission of 535 nm. By adopting such a configuration, the loss of surface reflection is reduced as compared with the case where the second phosphor layer is formed into a film, and illumination with higher luminance is possible. Also in this specific example, the color reproduction range is wider than when a conventional white LED is used.

図2に本実施例の照明装置を模式的に示す。この実施例2では、第一蛍光体層4を導光板2の裏面に、第二蛍光体層5を導光板2の裏面に配した。光源としては発光波長460nmの青色LEDを用いた。そして、第一蛍光体層4には赤色蛍光体として615nmの発光を示す蛍光体を用い、第二蛍光体層5としては、522nmの発光を示す緑色蛍光体を用いた。   FIG. 2 schematically shows the illumination device of this example. In Example 2, the first phosphor layer 4 was disposed on the back surface of the light guide plate 2, and the second phosphor layer 5 was disposed on the back surface of the light guide plate 2. A blue LED having an emission wavelength of 460 nm was used as the light source. For the first phosphor layer 4, a phosphor exhibiting 615 nm emission was used as the red phosphor, and as the second phosphor layer 5, a green phosphor exhibiting 522 nm emission was used.

このような構成とすることによって、色表現領域の広い照明装置とすることが可能となった。また、第一蛍光体層4を通過する青色光は導光板2側からの照射光と反射板3側からの反射光で2回利用されるために、1回だけ青色光を波長変換する場合に比べて第一導光体層4に含有させる蛍光体濃度を半分にすることができる。   With such a configuration, it is possible to provide a lighting device with a wide color expression area. In addition, since the blue light passing through the first phosphor layer 4 is used twice by irradiation light from the light guide plate 2 side and reflected light from the reflection plate 3 side, the wavelength of the blue light is converted only once. In comparison with the above, the phosphor concentration contained in the first light guide layer 4 can be halved.

また、この実施例では導光板2の内部を伝播する光は実質的に青色光だけとなるため、光出射面から照射するための導光板の構造設計を容易にすることができ、照明効率を向上させることができると共に設計納期を短縮することができた。さらにこのことにより、導光板2内部を伝播する光を外部に取り出して照射する手段として、導光板2の光出射面または裏面に微細プリズム群や微細散乱構造体を用いる以外に、ホログラムを効率良く用いることが可能となった。このホログラムとしては、二光束干渉縞によって得たパターンをリソグラフィーによって転写したり、リップマン型ホログラムなどの計算機ホログラムをリソグラフィーによって形成したりすることによって容易に作製することができる。   In this embodiment, since the light propagating through the light guide plate 2 is substantially only blue light, the structural design of the light guide plate for irradiating from the light exit surface can be facilitated, and the illumination efficiency can be improved. It was possible to improve the design delivery time. In addition, as a means for taking out and irradiating light propagating through the light guide plate 2 to the outside, this makes it possible to efficiently generate holograms other than using a fine prism group or a fine scattering structure on the light exit surface or back surface of the light guide plate 2. It became possible to use. This hologram can be easily produced by transferring a pattern obtained by two-beam interference fringes by lithography, or by forming a computer generated hologram such as a Lippmann hologram by lithography.

また、この実施例においても、実施例1の具体例2に示したように、第一蛍光体層4を反射板3の反射面に直接形成することもできる。   Also in this embodiment, the first phosphor layer 4 can be directly formed on the reflection surface of the reflector 3 as shown in the second specific example of the first embodiment.

図3に本実施例の照明装置を模式的に示す。本実施例が実施例2と異なる点は、第一蛍光体層4と第二蛍光体層5が両方とも導光板2の光出射面側に配されていることである。導光板2の光出射光は光強度分布が70%以上の均一性を有しているために、このような配置にすることによって第一蛍光体層4および第二蛍光体層5による波長変換によって得られた発光強度を均一にし、混色性を向上させることができた。さらに、第一蛍光体層4に赤色蛍光体を、第二蛍光体層5に緑色蛍光体を用いることによって、波長変換効率を向上させることができた。   FIG. 3 schematically shows the illumination device of this example. The difference between the present embodiment and the second embodiment is that both the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 are arranged on the light emitting surface side of the light guide plate 2. Since the light emitted from the light guide plate 2 has a light intensity distribution with a uniformity of 70% or more, the wavelength conversion by the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 is performed by such an arrangement. The light emission intensity obtained by this can be made uniform, and the color mixing property can be improved. Furthermore, the wavelength conversion efficiency could be improved by using a red phosphor for the first phosphor layer 4 and a green phosphor for the second phosphor layer 5.

図4に本実施例の照明装置を模式的に示す。本実施例においては、第一蛍光体層4と第二蛍光体層5を光源1と導光板2の光入射面との間に配した。この場合も、第一蛍光体層4に赤色蛍光体を、第二蛍光体層5に緑色蛍光体を用いることによって、波長変換効率を向上させることができた。   FIG. 4 schematically shows the illumination device of this example. In the present embodiment, the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 are disposed between the light source 1 and the light incident surface of the light guide plate 2. Also in this case, the wavelength conversion efficiency could be improved by using a red phosphor for the first phosphor layer 4 and a green phosphor for the second phosphor layer 5.

また、この場合、第一蛍光体層4と第二蛍光体層5とは光源1に近いために、これら蛍光体層に照射される光強度分布が大きくなる。そのため、これら蛍光体層で波長変換されて発光する光強度は、発光の強度が大きな部分が強くなるために導光板内部で混色されるときに色むらが発生してしまう。そこで、発光の光照射強度が大きな部分は蛍光体層に塗布する蛍光体厚みを薄く、発光の光照射強度が小さな部分は蛍光体層に塗布する蛍光体厚みを厚くして、発光と波長変換で得られた発光光との比がほぼ一定になるようにした。   In this case, since the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 are close to the light source 1, the light intensity distribution applied to these phosphor layers is increased. For this reason, the light intensity of the light emitted from the phosphor layer after being wavelength-converted becomes uneven when the colors are mixed inside the light guide plate because the portion where the light emission intensity is high becomes strong. Therefore, light emission and wavelength conversion are performed by reducing the thickness of the phosphor applied to the phosphor layer at the portion where the light emission intensity is high and increasing the thickness of the phosphor applied at the phosphor layer at the portion where the light emission intensity is low. The ratio with the emitted light obtained in step 1 was made almost constant.

そして、光源1として近紫外光を発光する紫外線LEDと青色光を発光する青色LEDを近接して配した光源を用いることができる。GaNなどの材料で形成した紫外線LEDは例えば発光波長365nmであり、蛍光体に対する励起エネルギーが高いために高効率の波長変換を行なうことができる。しかしながら、紫外線は導光板2を構成する高分子材料などの照明装置の構成部材によって大きな吸収を受けるために、紫外線を導光板内に伝播させて広い領域で均一に蛍光体を励起することは好ましくない。従って、図4に示すように紫外線LEDと導光板2の間隙に蛍光体層を配置して、導光板内では変換後の可視光を伝播させて用いると効率が良い。   A light source in which an ultraviolet LED that emits near ultraviolet light and a blue LED that emits blue light are arranged close to each other can be used as the light source 1. An ultraviolet LED formed of a material such as GaN has a light emission wavelength of 365 nm, for example, and has high excitation energy for the phosphor, so that highly efficient wavelength conversion can be performed. However, since the ultraviolet rays are greatly absorbed by the constituent members of the lighting device such as the polymer material constituting the light guide plate 2, it is preferable to propagate the ultraviolet rays into the light guide plate to uniformly excite the phosphor in a wide area. Absent. Therefore, it is efficient to arrange a phosphor layer in the gap between the ultraviolet LED and the light guide plate 2 as shown in FIG. 4 and to propagate the visible light after conversion in the light guide plate.

図9は光源を3つ並列に並べて配置した場合の、第一蛍光体層4および第二蛍光体層5に塗布する蛍光体の濃度分布を模式的に示した平面図である。図9において、領域9、10、11の順に蛍光体の濃度が高くなっている。領域9は光源の輝度中心に対応しており照射光強度が最も強く、この輝度中心から離れるに従って照射光強度が弱くなる。蛍光体は一般に照射光強度が強いほど波長変換効率が高くなり変換光成分が多くなる。従って、このように光源の輝度中心から遠ざかるにつれて蛍光体の濃度を大きくすることによって一様な色分布の照明光を得ることが可能となる。   FIG. 9 is a plan view schematically showing the concentration distribution of the phosphor applied to the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 when three light sources are arranged in parallel. In FIG. 9, the concentration of the phosphor increases in the order of regions 9, 10, and 11. The region 9 corresponds to the luminance center of the light source, and the irradiation light intensity is the strongest, and the irradiation light intensity decreases as the distance from the luminance center increases. In general, the stronger the irradiation light intensity of the phosphor, the higher the wavelength conversion efficiency and the more the converted light component. Therefore, it is possible to obtain illumination light with a uniform color distribution by increasing the concentration of the phosphor as the distance from the luminance center of the light source increases.

このような領域の作製は、スクリーン印刷やオフセット印刷などで各領域に対応した印刷版を用いて蛍光体濃度の異なる母材を順次印刷することによって容易に得ることができる。   Such a region can be easily produced by sequentially printing base materials having different phosphor concentrations using a printing plate corresponding to each region by screen printing or offset printing.

図では各光源に対応して領域を領域9、10、11の3領域に分割したが、より多くの領域に分割した方が色分布を良くすることができる。   In the figure, the area is divided into three areas 9, 10, and 11 corresponding to each light source. However, the color distribution can be improved by dividing the area into more areas.

このようにして、図4における第一蛍光体層4と第二蛍光体層5に形成する蛍光体濃度に分布を設けることによって、色再現性が良く混色も良好な照明装置を得ることができた。
(具体例)
図4において、紫外線LEDと青色LEDとを近接させて1つのパッケージに封入した光源1を3つ並列に配置した。紫外線LEDの発光波長は365nmであり、青色LEDの発光波長は470nmとした。
Thus, by providing a distribution in the phosphor concentrations formed in the first phosphor layer 4 and the second phosphor layer 5 in FIG. 4, it is possible to obtain an illumination device with good color reproducibility and good color mixing. It was.
(Concrete example)
In FIG. 4, three light sources 1 in which ultraviolet LEDs and blue LEDs are close to each other and sealed in one package are arranged in parallel. The emission wavelength of the ultraviolet LED was 365 nm, and the emission wavelength of the blue LED was 470 nm.

第一蛍光体層4上に図9で示す分布を持たせて赤色蛍光体をスクリーン印刷した。赤色蛍光体をシリコン樹脂母材に混合分散させて5段階の濃度の印刷原料とした。そして、領域の外側から順番に印刷と硬化を繰り返して第一蛍光体層4とした。また、第二蛍光体層5としては緑色蛍光体を第一蛍光体層4と同様に印刷硬化させたものを用いた。このようにして、紫外線LEDで赤色光と緑色光とを励起して、青色LEDからの青色光と混色することによって、色再現範囲が広く、混色性も良好な照明装置とすることができた。特に、発光として用いる紫外光は色再現に与える影響はなく、励起された赤色光と緑色光、および青色光源からの青色光の混色のみを考えれば良いために、色調整の容易な照明装置とすることができた。   A red phosphor was screen printed on the first phosphor layer 4 with the distribution shown in FIG. The red phosphor was mixed and dispersed in a silicon resin base material to obtain a printing material having five levels of density. Then, printing and curing were repeated in order from the outside of the region to form the first phosphor layer 4. Further, as the second phosphor layer 5, a green phosphor printed and cured in the same manner as the first phosphor layer 4 was used. In this way, the red LED and the green light are excited by the ultraviolet LED and mixed with the blue light from the blue LED, so that an illumination device having a wide color reproduction range and a good color mixing property has been achieved. . In particular, the ultraviolet light used for light emission has no effect on color reproduction, and only the mixed color of excited red light and green light and blue light from a blue light source needs to be considered. We were able to.

なお、紫外光は照明装置の構成部材である高分子材料の劣化を促進し、また液晶装置に紫外線の混入した光を照射すると液晶が劣化してしまう。さらには、観測者の目にも悪影響を与える。そのため、図4には明示していないが、本具体例では第二蛍光体層5と導光板2の光入射面との間に、紫外線吸収フィルムを挿入した。   Note that the ultraviolet light promotes deterioration of the polymer material that is a constituent member of the lighting device, and the liquid crystal deteriorates when the liquid crystal device is irradiated with light mixed with ultraviolet light. In addition, it has an adverse effect on the eyes of the observer. Therefore, although not explicitly shown in FIG. 4, in this specific example, an ultraviolet absorbing film is inserted between the second phosphor layer 5 and the light incident surface of the light guide plate 2.

図5に本実施例の斜視図を模式的に示す。図5においては、青色光源1aと1bとを光パイプ6の両側端に配してある。これらの青色光源から出射した光は光パイプ6の内部を伝播して均一化されて、光パイプ2の導光板2との対向面またはその逆面に形成されたプリズムによって偏向され、導光板2の光入射面に一様に照射されて導光板2の内部に導かれる。   FIG. 5 schematically shows a perspective view of the present embodiment. In FIG. 5, blue light sources 1 a and 1 b are arranged on both side ends of the light pipe 6. Light emitted from these blue light sources propagates through the inside of the light pipe 6 to be uniformed, and is deflected by a prism formed on the surface of the light pipe 2 facing the light guide plate 2 or on the opposite surface thereof. The light incident surface is uniformly irradiated and guided into the light guide plate 2.

本実施例の照明装置においては、光パイプ6の中に赤色蛍光体を混合して、光パイプ6内部で青色光を赤色光に波長変換することによって、均一な波長変換と混色を実現した。また、光パイプ6の中では青色光は繰り返し反射する上に、光強度が強いために効率の良い波長変換が可能となった。   In the illuminating device of this embodiment, a uniform wavelength conversion and color mixing are realized by mixing a red phosphor in the light pipe 6 and converting the wavelength of blue light into red light inside the light pipe 6. In addition, the blue light is repeatedly reflected in the light pipe 6 and the light intensity is strong, so that efficient wavelength conversion is possible.

一方、導光板2の裏面には第二蛍光体層5が配されており、緑色蛍光体がその表面に一様に形成されているか、または内部に一様に混合されている。   On the other hand, the second phosphor layer 5 is disposed on the back surface of the light guide plate 2, and the green phosphor is uniformly formed on the surface or uniformly mixed therein.

このような、構成とすることによって色再現性が良く混色性に優れた照明装置とすることができた。   By adopting such a configuration, it was possible to obtain an illumination device with good color reproducibility and excellent color mixing.

図6に本実施例に関する斜視図を模式的に示す。図6に示した構成が実施例5と異なる点は、第二蛍光体層5が光パイプ6と導光板2の光入射面との間に挿入されている点である。   FIG. 6 schematically shows a perspective view of this embodiment. 6 differs from the fifth embodiment in that the second phosphor layer 5 is inserted between the light pipe 6 and the light incident surface of the light guide plate 2.

実施例5で説明したように、光パイプ6の内部に混合された赤色蛍光体は、光パイプ6内部の均一で強度の強い青色光によって効率良く青色光を赤色光に波長変換する。また、光パイプ内部で青色光と赤色光とは、充分均一に混色することができる。   As described in the fifth embodiment, the red phosphor mixed in the inside of the light pipe 6 efficiently converts the wavelength of the blue light into red light by the uniform and strong blue light inside the light pipe 6. Also, blue light and red light can be mixed sufficiently uniformly inside the light pipe.

さらに、光パイプ6から導光板2の光入射面側に出射される光は均一であるために、第二蛍光体層5の表面に塗布または内部に混合する蛍光体は均一であれば良い。また、第五実施例に比べて、第二蛍光体層5に照射される光強度が強いために、青色光を緑色光に変換する効率を高くすることができるという特長を持っている。そして、第二蛍光体層5の面積を実施例5に比較して小さくすることができるために、使用する蛍光体の量を減らすことができ、照明装置の製造コストを削減することができる。   Furthermore, since the light emitted from the light pipe 6 to the light incident surface side of the light guide plate 2 is uniform, the phosphor applied to the surface of the second phosphor layer 5 or mixed therein may be uniform. Further, as compared with the fifth embodiment, since the intensity of the light applied to the second phosphor layer 5 is strong, the efficiency of converting blue light into green light can be increased. And since the area of the 2nd fluorescent substance layer 5 can be made small compared with Example 5, the quantity of the fluorescent substance to be used can be reduced and the manufacturing cost of an illuminating device can be reduced.

このようにして、本実施例でも、色再現性が良く、混色性に優れた照明装置を実現できた。   In this way, also in this example, an illuminating device having good color reproducibility and excellent color mixing could be realized.

図6に示す実施例6においては、第二蛍光体層5の表面に塗布する蛍光体は均一で一様にすれば良い。このとき例えば、青色光を赤色蛍光体で波長変換して赤色光を得る場合は波長変換に必要なエネルギーを吸収して強度が落ちる。その同じ青色光を用いて緑色蛍光体を用いて青色光を緑色光に波長変換するのは効率的ではない。   In Example 6 shown in FIG. 6, the phosphor applied to the surface of the second phosphor layer 5 may be uniform and uniform. At this time, for example, when blue light is wavelength-converted with a red phosphor to obtain red light, energy required for wavelength conversion is absorbed and the intensity decreases. It is not efficient to convert the wavelength of blue light into green light using the same blue light and a green phosphor.

そこで、本実施例では図6に示す構成において、第二蛍光体層5に赤色蛍光体と緑色蛍光体を領域分割して選択的に印刷して発光を有効に用いた。具体的には、図10に示すように透明高分子基材8上に、赤色蛍光体塗布領域12と緑色蛍光体塗布領域13とを互いに離間させたパターンを用いて、各々の領域に赤色蛍光体と緑色蛍光体とを樹脂母材中に混合分散させてスクリーン印刷した。このようにすることによって、光パイプ6の内部に蛍光体を混合分散させることなく、1枚の蛍光体層を用いることによって1光源から2波長の波長変換を効率良く行なうことが可能となった。また、各蛍光体は互いに発光を吸収して弱めあうことなく良好な強度の発光で波長変換することができるようになる。   Therefore, in the present embodiment, in the configuration shown in FIG. 6, the red phosphor and the green phosphor are divided into regions on the second phosphor layer 5 and selectively printed to effectively use light emission. Specifically, as shown in FIG. 10, a pattern in which a red phosphor coating region 12 and a green phosphor coating region 13 are separated from each other on a transparent polymer substrate 8 is used. The body and the green phosphor were mixed and dispersed in a resin base material and screen printed. By doing so, it is possible to efficiently perform wavelength conversion of two wavelengths from one light source by using one phosphor layer without mixing and dispersing phosphors inside the light pipe 6. . In addition, each phosphor can absorb light emitted from each other and can perform wavelength conversion with light having a good intensity without weakening each other.

図10において、分割する領域の形状は必ずしも矩形である必要は無く、ドット形状や多角形形状をしていても良い。波長変換される光の強度は分割領域の面積密度を調節することによって容易に調整することができる。また、印刷する蛍光体の厚みや、母材に分散させる蛍光体濃度を変えても良い。   In FIG. 10, the shape of the area to be divided is not necessarily rectangular, and may be a dot shape or a polygonal shape. The intensity of the light subjected to wavelength conversion can be easily adjusted by adjusting the area density of the divided regions. Further, the thickness of the phosphor to be printed and the concentration of the phosphor dispersed in the base material may be changed.

充分な混色を行なうためには、印刷領域は可能な限り小さい方が良い。スクリーン印刷やオフセット印刷またはインクジェットによる印刷法を用いることによって、印刷領域の大きさは50〜100μmまでの任意の大きさに調節することができ、充分な混色が可能である。   In order to achieve sufficient color mixing, the print area should be as small as possible. By using screen printing, offset printing, or inkjet printing, the size of the printing area can be adjusted to an arbitrary size of 50 to 100 μm, and sufficient color mixing is possible.

印刷領域の大きさを変化させて蛍光体濃度を変化させることによって、図9に示すような蛍光体濃度分布を実質的に持った蛍光体層を形成することも容易に実現することが可能となる。   It is possible to easily form a phosphor layer substantially having a phosphor concentration distribution as shown in FIG. 9 by changing the size of the printing region to change the phosphor concentration. Become.

また、このように蛍光体形成領域を分散させて形成することは、蛍光体層を光源と導光板の光入射面との間隙に配する以外の場合でも適用できることは言うまでもない。   Further, it goes without saying that the formation of the phosphor forming regions dispersed in this manner can be applied to cases other than arranging the phosphor layer in the gap between the light source and the light incident surface of the light guide plate.

本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明による照明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the illuminating device by this invention. 本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the fluorescent substance layer used by this invention. 本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the fluorescent substance layer used by this invention. 本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the fluorescent substance layer used by this invention. 本発明で用いた蛍光体層の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the fluorescent substance layer used by this invention. 本発明の照明装置の色再現範囲を説明する色度図である。It is a chromaticity diagram explaining the color reproduction range of the illuminating device of this invention. 従来の白色LEDを用いた照明装置の色再現範囲を表す色度図である。It is a chromaticity diagram showing the color reproduction range of the illuminating device using the conventional white LED.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 導光板
3 反射板
4 第一蛍光体層
5 第二蛍光体層
6 光パイプ
7 蛍光体
8 透明高分子基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Light guide plate 3 Reflector 4 First phosphor layer 5 Second phosphor layer 6 Light pipe 7 Phosphor 8 Transparent polymer substrate

Claims (10)

光源と、前記光源からの光、及び、前記光源によって蛍光体を励起して得た発光によって、赤色光、緑色光、および青色光を得る手段と、これら赤色光、緑色光、および青色光を混色伝播して平面状に照射する導光板とを備え、前記蛍光体が前記導光板の光照射面または前記導光板の裏面または前記導光板の光入射面のいずれか1箇所以上に配置された蛍光体層であることを特徴とする照明装置。   A light source, light from the light source, and means for obtaining red light, green light, and blue light by light emission obtained by exciting a phosphor with the light source, and the red light, green light, and blue light. A light guide plate that propagates mixed colors and irradiates in a planar shape, and the phosphor is disposed at one or more of a light irradiation surface of the light guide plate, a rear surface of the light guide plate, or a light incident surface of the light guide plate. An illumination device comprising a phosphor layer. 前記光源として青色光源と緑色光源を備え、前記蛍光体として、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体と、緑色光を赤色光に変換する赤色蛍光体の2種類の蛍光体層を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The light source includes a blue light source and a green light source, and the phosphor includes two types of phosphor layers: a red phosphor that converts blue light into red light and a red phosphor that converts green light into red light. The lighting device according to claim 1. 前記光源として紫外線光源と青色光源を備え、前記蛍光体として、紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体と、紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体の2種類の蛍光体層を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The light source includes an ultraviolet light source and a blue light source, and the phosphor includes two types of phosphor layers: a green phosphor that converts ultraviolet light into green light and a red phosphor that converts ultraviolet light into red light. The lighting device according to claim 1. 前記2種類の蛍光体層のうち、より波長の短い発光に変換する蛍光体層が光源側に配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の照明装置。   4. The illumination device according to claim 2, wherein, of the two types of phosphor layers, a phosphor layer that converts light emission having a shorter wavelength is disposed on a light source side. 5. 前記蛍光体層は、高分子母材に第一蛍光体粒子を分散させた第一発光層と、高分子母材に第二蛍光体粒子を分散させた第二発光層が、透明基材上に分散された構成であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The phosphor layer includes a first light-emitting layer in which first phosphor particles are dispersed in a polymer matrix, and a second light-emitting layer in which second phosphor particles are dispersed in a polymer matrix on a transparent substrate. The illumination device according to claim 1, wherein the illumination device has a configuration distributed to each other. 前記分散された発光層は、得られる発光強度に比例するように、前記透明基材の面内で面積密度が異なることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 5, wherein the dispersed light emitting layers have different area densities in the plane of the transparent substrate so as to be proportional to the obtained light emission intensity. 前記分散された発光層は、前記光源の輻射強度分布に反比例するように、前記透明基材の面内で面積密度が異なることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 5, wherein the dispersed light emitting layers have different area densities in the plane of the transparent substrate so as to be inversely proportional to a radiation intensity distribution of the light source. 前記光源からの光を伝播し、前記導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、前記光パイプに、前記第一蛍光体粒子と前記第二蛍光体粒子とが所定の割合で分散されたことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。   A light pipe that propagates light from the light source and linearly irradiates the light incident surface of the light guide plate, and the light pipe has a predetermined ratio of the first phosphor particles and the second phosphor particles. The lighting device according to claim 5, wherein the lighting device is dispersed by a light source. 前記光源からの光を伝播し、前記導光板の光入射面に線状に照射する光パイプを備え、前記光パイプに前記第一蛍光体粒子を分散させ、前記光パイプと前記導光板の光入射面との間に第二蛍光体を配した蛍光体層を備えることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。   A light pipe that propagates light from the light source and linearly irradiates a light incident surface of the light guide plate, disperses the first phosphor particles in the light pipe, and light of the light pipe and the light guide plate; The illumination device according to claim 5, further comprising a phosphor layer in which a second phosphor is disposed between the incident surface and the incident surface. 前記光源として青色光源を用い、前記第一発光層として赤色蛍光体層を、前記第二発光層として緑色蛍光体層を用い、前記導光板の裏面または光出射面に導光板内部を伝播する光を表面に照射するためのホログラムが形成されていることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。   A blue light source is used as the light source, a red phosphor layer is used as the first light emitting layer, a green phosphor layer is used as the second light emitting layer, and light propagates through the light guide plate to the back surface or the light exit surface of the light guide plate. The illumination device according to claim 5, wherein a hologram for irradiating the surface is formed.
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