JP5220381B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光色の異なる複数種類のＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した面状照明装置に関し、特に、液晶表示パネル用のバックライトに適した面状照明装置に関するものである。

薄型であること等に特徴を有する液晶表示パネルは、自ら発光しないことから、画像を表示するには照明手段が必要となる。この照明手段は、液晶表示パネルの下部側に配置される導光板の側面に光源を配置して構成されるサイドライト方式の面状照明装置と、液晶表示パネルの下部側に光源を平面状に配置して構成される直下方式の面状照明装置とに大別される。

サイドライト方式の面状照明装置を構成する光源には、小型で省電力性および耐環境性に優れたＬＥＤが比較的多く用いられている。一方、直下型の面状照明装置には、これまで冷陰極管等の線状光源が専ら用いられてきていたが、近時では照明のエリアコントロールへの対応が容易である等の理由からＬＥＤの適用が試みられている。

また、面状照明装置を液晶表示パネルのフルカラー表示に対応させるには、光源に白色光源を用いる必要がある。白色光が得られるＬＥＤ光源としては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせて構成される白色ＬＥＤ（擬似白色ＬＥＤ）が広く実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。また、近年では、赤（Ｒ）色ＬＥＤと、緑（Ｇ）色ＬＥＤと、青（Ｂ）色ＬＥＤとを組み合わせて構成されるＲＧＢ−ＬＥＤ（三波長白色ＬＥＤ）が、色再現性の観点から注目されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２４２５１３号公報 特開２００６−３３９０４７号公報

ところで、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせて構成された白色ＬＥＤは、発効効率が優れているものの、色再現性に劣るという問題がある。
一方、ＲＧＢ−ＬＥＤは、色再現性に優れているものの、発光効率が劣るという問題がある。また、ＲＧＢ−ＬＥＤを光源に使用する場合には、３種類の単色性ＬＥＤから出射された３原色（赤、緑、青）の光を混色することによって白色光が得られることから、光源の近傍部分において、大きさが３種類の単色性ＬＥＤの配置間隔に依存する色むらが発生する。

また、ＲＧＢ−ＬＥＤを使って太陽光に近い白色光を得るには、赤色光と緑色光と青色光の放射束比を３:７:１程度にする必要がある。例えば、赤色光の放射束は、緑色光の放射束の約３／７で足りることになる。この点、赤色ＬＥＤは、温度変化による波長シフトが大きいこと、および比較的大きな電流を流すとＬＥＤチップを構成する結晶の欠陥が増加し易いという特質を有することなどから、１素子当たりの放射束を緑色ＬＥＤよりも小さくせざるを得ない。このため、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとの使用個数は、略同一となる。
一方、青色光の放射束は、緑色光の放射束の約１／７で足りることになる。この点、青色ＬＥＤは、緑色ＬＥＤと同じ結晶系を使うことができるため、両者の１素子当たりの放射束を等しくすることができる。両者の１素子当たりの放射束を等しくした場合を想定すると、青色ＬＥＤの使用個数は、緑色ＬＥＤの使用個数の約１／７で足りる。これにより、青色ＬＥＤの配置間隔は、緑色ＬＥＤの配置間隔と比較すると約７倍広くなる。このように青色ＬＥＤの配置間隔が緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの配置間隔よりも広くなることによって、光源近傍の比較的広い領域に色むら（以下、この種の色むらを便宜的に「青色光の偏在による色むら」ともいう）が発生する。

色むらの照明光への影響を排除するためには、面状照明装置は、三原色を十分に混色させて均一な白色光を得るまでの距離（混色距離）に相当する非有効領域（デッドエリア）を確保しなければならない。色むらが大きいほど広いデッドエリアを要し、面状照明装置が大きくなる。このことは、装置の小型化の要求に反することになる。なお、青色光の偏在による色むらを解消するために、１素子当りの放射束を小さくして青色ＬＥＤの使用個数を増加させることにより、青色ＬＥＤの配置間隔を狭くすることも考えられるが、部材コストが大きくなることから実用的ではない。
したがって、ＲＧＢ−ＬＥＤを光源とする面状照明装置は、色再現性に優れているものの、色むらが大きく（色むらが認められる領域が広く）、この色むらを解消するために長い混色距離を確保せざるを得ないという問題を有していた。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サイドライト方式および直下方式のいずれの照明形態であっても、高効率で色再現性に優れ、混色距離の小さい小型な面状照明装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の面状照明装置は、発光色の異なる複数種類の発光ダイオードから構成された光源を備えて画像表示パネルを照明する面状照明装置において、前記光源は、赤色光を発光する複数の赤色ＬＥＤと、緑色光を発光する複数の緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせて構成され、青色光を主に発光するとともに、赤色光および緑色光を補助的に発光する、複数の青白色ＬＥＤとを有することを特徴とするものである。

本発明においては、面状照明装置を構成する光源を、赤色光（６００ｎｍから６６０ｎｍ）を発光する複数の赤色ＬＥＤと、緑色光（５００ｎｍから５８０ｎｍ）を発光する複数の緑色ＬＥＤと、青色光（４１０ｎｍから４８０ｎｍ）を主に発光するともに、赤色光および緑色光を補助的に発光する、複数の青白色ＬＥＤとから構成している。すなわち、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤが、赤色光および緑色光の単色性光源としてそれぞれ機能するように構成されているのに対し、青白色ＬＥＤは、青色光の単色性光源として擬似的に機能するとともに、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの補助光源として機能するように構成されている。
青白色ＬＥＤを赤色光および緑色光の発光源として使用することにより、従来の光源であるＲＧＢ−ＬＥＤでは青色ＬＥＤに比べて使用個数が多かった赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの使用個数が減少される。また、所定光量（放射束）の青色光を得るには、青白色ＬＥＤを使用する方が、従来の青色ＬＥＤを使用するよりも必要な素子の個数が多くなる。したがって、ＲＧＢ−ＬＥＤにおける青色ＬＥＤを青白ＬＥＤに置き換えることによって、面状照明装置を構成する３種類のＬＥＤ（赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青白色ＬＥＤ）間の使用個数の差が小さくなる、すなわち、３種類のＬＥＤの使用個数が均等化される。これにより、従来の光源であるＲＧＢ−ＬＥＤを面状照明装置に適用した場合に問題となっていた、青色光の偏在による色むらが低減される。また、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青白色ＬＥＤのそれぞれが、３原色（赤、緑、青）の単色性光源として機能することから、色再現性にも優れている。さらに、青白色ＬＥＤが青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて構成されていることから、発光効率も優れている。

また、本発明の請求項１に記載の面状照明装置は、前記青白色ＬＥＤの発光色度が、ＣＩＥ（国際照明委員会）色度図において０．１５≦ｘ≦０．２７、０．１５≦ｙ≦０．２７であることを特徴とするものであり、本発明の青白色ＬＥＤの好適な色度範囲を示すものである。

また、本発明の請求項２に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１に記載の面状照明装置において、前記光源が、略同一個数の前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとで構成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、青白色ＬＥＤを赤色および緑色の発光源としても利用するとともに、３種類のＬＥＤの駆動電流を微調整する等により３種類のＬＥＤの放射束を精密に制御することによって、３種類のＬＥＤの使用個数の均等化をより高いレベルで達成することができる。これにより、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青白色ＬＥＤの使用個数を１０％以内の誤差で略一致させることができる。この結果、青色光の偏在による色むらがより一層低減される。

また、本発明の請求項３に記載の面状照明装置は、本発明の請求項２に記載の面状照明装置において、前記光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとからなる単位光源を、１次元方向に略等間隔に複数配置して構成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青白色ＬＥＤとからなる単位光源を１次元方向に略等間隔に複数配置することにより、３種類のＬＥＤを順に配置させ、かつ、３種類のＬＥＤのそれぞれを略等間隔に配置させることができる。これにより、青色光の偏在による色むらを更に高いレベルで低減させることができる。

また、本発明の請求項４に記載の面状照明装置は、本発明の請求項３に記載の面状照明装置において、前記光源が、前記画像表示パネルの下部側に配置される導光板の少なくとも一側面に沿って配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、青色光の偏在による色むらが低減される光源を導光板の少なくとも一側面（入光面）に配置させたことにより、混色領域（導光板の一側面からビューイングエリアまでの領域であるデッドエリア）を可及的に小さくすることができる。これにより、いわゆる狭額縁状のサイドライト方式の面状照明装置を実現することができる。

また、本発明の請求項５に記載の面状照明装置は、本発明の請求項２に記載の面状照明装置において、前記光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとからなる単位光源を、２次元方向にそれぞれ略等間隔に複数配置して構成されるとともに、前記画像表示パネルの下部側に配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青白色ＬＥＤとからなる単位光源を２次元方向に略等間隔に複数配置することにより、３種類のＬＥＤのそれぞれを２次元方向に略等間隔に配置させることができる。これにより、青色光の偏在による色むらを更に高いレベルで低減させることができる。光源前方の２次元方向に対する色むらが低減されることにより、混色距離（光源から画像表示パネルまでの距離）を可及的に小さくすることができ、薄型の直下方式の面状照明装置を実現することができる。あるいは、混色するための拡散シートのヘーズ値を小さくすることができ、光の利用効率を高めることができる。

また、本発明の請求項６に記載の面状照明装置は、本発明の請求項３から５のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記単位光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとを近接配置させて構成されていることを特徴とするものである。
本発明のように３種類のＬＥＤを近接配置して単位光源を構成させた場合であっても、青色光の偏在による色むらが低減される。また、単位光源を構成する３種類のＬＥＤを所定の間隔を開けて配置させたことにより発生する色むらも低減される。また、単位光源を構成する３種類のＬＥＤを近接配置させていることから、単位光源の１パッケージ化が容易になる。これにより、回路配線の引き回し等も容易になり、生産性の向上を図ることができる。

また、本発明の請求項７に記載の面状照明装置は、本発明の請求項３から６のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記画像表示パネルに表示する画像の３原色の色情報に同期して、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤへの供給電力をそれぞれ動的に制御することを特徴とするものである。
本発明によれば、光源が３原色のそれぞれを発光する３種類のＬＥＤから構成されていることから、３種類のＬＥＤの駆動電流をそれぞれ制御することによって、３原色の放射束を独立に制御することもできる。したがって、３原色の画像情報のピーク輝度に対応して、３種類のＬＥＤの駆動電流をそれぞれ独立かつ動的に変化させることができる。そして、画像表示パネル（例えば、液晶表示パネル）の３原色の画素の駆動電圧を３種類のＬＥＤの駆動電流に対応させてそれぞれ動的に調整することができる。このような駆動方式を採用することによって、消費電力がより低減するとともに、色再現性のよい画像を表示することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る面状照明装置を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る面状照明装置１の全体構成を概略的に示す平面図である。面状照明装置１は、サイドライト方式の面状照明装置であり、被照明体である画像表示パネル（例えば、液晶表示パネル）の下部側に配置される導光板２と、導光板２の一側面（入光面）２ａに沿って配置（１次元方向に配置）される光源４とを備えている。なお、光源４は、図示していない回路基板に実装されている。

導光板２は、略矩形平板状をした透明基板により構成されている。導光板２の一側面２ａには、導光板２内に入射した光源４からの光の広がり角を調整するための入光プリズム（図示せず）が形成されている。また、導光板２の下面（裏面）には、光源４から導光板２内に入射した光を散乱させる光路変換手段（図示せず）が形成されている。また、導光板２の下面側には、導光板２の下面から漏れ出した光を導光板２に戻すためのリフレクタが配置されている。そして、導光板２の上面（表面）側には、導光板の上面から出射する光を均一にするための拡散シートおよび指向特性を調整するためのプリズムシート等の光学シート類（図示せず）が適宜配置されている。

光源４は、複数の赤色ＬＥＤ４Ｒと、複数の緑色ＬＥＤ４Ｇと、複数の青白色ＬＥＤ４ＢＷとから構成されている。図１に示す例では、各々１個の赤色ＬＥＤ４Ｒと、緑色ＬＥＤ４Ｇと、青白色ＬＥＤ４ＢＷとを所定の間隔で配置して構成された単位光源４ａが、導光板２の一側面２ａに沿って間隔Ｐ１で等間隔に複数配置されている。全体的に見ると、３種類のＬＥＤは順に配置され、かつ、３種類のＬＥＤはそれぞれ間隔Ｐ１で等間隔に配置されている。また、３種類のＬＥＤのそれぞれの個数は同一となっている。

赤色ＬＥＤ４Ｒは、図２に発光分光特性（横軸：発光波長、縦軸：発光強度）を示すように、６００ｎｍから６８０ｎｍの間に発光中心波長を有する単色性ＬＥＤである。緑色ＬＥＤ４Ｇは、同じく図２に示すように、５００ｎｍから５８０ｎｍの間に発光中心波長を有する単色性ＬＥＤである。

次に、青白色ＬＥＤ４ＢＷについて詳しく説明する。青白色ＬＥＤ４ＢＷは、例えば、図３に示すように、光を反射する機能を有する箱状のパッケージ５と、本パッケージ５の底部に実装された青色ＬＥＤチップ６と、蛍光体７が分散されたモールド部材８とを備えている。
パッケージ５は、例えば白色樹脂により成形されている。青色ＬＥＤチップ６は、４１０ｎｍから４８０ｎｍの間に発光中心波長を有する単色性ＬＥＤである。蛍光体７は、例えば、Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（黄色蛍光体）であり、青色ＬＥＤチップ６が発光する青色光を受けて概ね波長４８０ｎｍから７００ｎｍにかけて発光する蛍光体である。モールド部材８は、例えば、透光性を有するシリコーン樹脂である。なお、モールド部材８中に酸化チタンなどの拡散粒子が分散されていてもよい。

青白色ＬＥＤ４ＢＷは、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とから構成されている点では従来の白色ＬＥＤ（擬似白色ＬＥＤ）と一致するが、蛍光体の使用量（モールド部材８に分散されている蛍光体７の量）を所定範囲内で減少させた点で異なっている。具体的には、青白色ＬＥＤ４ＢＷが発光する光の発光色度がＣＩＥ（国際照明委員会）色度図において０．１５≦ｘ≦０．２７、０．１５≦ｙ≦０．２７となるように、青白色ＬＥＤ４ＢＷを構成する蛍光体の使用量を制御するとよい。

図４は、青白色ＬＥＤ４ＢＷの発光分光特性の一例を、一般的な白色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの発光分光特性と対比して示す図である。なお、図４に示す青白色ＬＥＤ４ＢＷのＣＩＥ色度図におけるｘ値およびｙ値は、それぞれ０．２６７および０．２２２である。
青白色ＬＥＤ４ＢＷは、波長４５０ｎｍにメインピークを有するとともに、概ね波長４００ｎｍから７００ｎｍにかけて発光する点で白色ＬＥＤと共通する。ただし、青白色ＬＥＤ４ＢＷは、緑色帯（波長５００ｎｍから５８０ｎｍ）および赤色帯（波長６００ｎｍから６６０ｎｍ）での発光強度が白色ＬＥＤと比較して小さくなるように構成されている。また、図４では各ＬＥＤの発光分光特性を青色（波長４５０ｎｍ）の発光強度で規格化して示していることから、図４からは直接的には読み取ることができないが、青白色ＬＥＤ４ＢＷは、青色帯での発光強度が白色ＬＥＤと比較して大きくなるように構成されている。一方、青白色ＬＥＤ４ＢＷは、青色ＬＥＤと比較すると、青色帯での発光強度が小さいが、緑色帯および赤色帯でも発光するように構成されている点で異なる。すなわち、青白色ＬＥＤは、青色光の単色性光源となるべく青色光を主に発光するとともに、赤色光および緑色光の補助光源となるべく赤色光および緑色光を補助的に発光するように構成されている。

上記構成をなす第１の実施形態に係る面状照明装置１によれば、次のような作用効果を得ることができる。
面状照明装置１は、光源４から発せられる各色の光を、導光板２の入光面２ａから導光板２内に入射させ、その光を導光板２の内部を伝播させつつ導光板２の上面から均一に出射させることにより、導光板２の上部側に配置される画像表示パネルを照明するものである。なお、導光板２内に入射された各色の光は、導光板の下面に形成された光路変換手段により散乱され混色される。

光源４を上述のように構成した場合、３原色のうち青色光は、青白色ＬＥＤ４ＢＷを発光させることにより所定光量（放射束）の全てが得られる。一方、３原色のうち赤色光は、青白色ＬＥＤ４ＢＷを発光させることによって所定光量の一部が得られ、残りの光量を赤色ＬＥＤ４Ｒを発光させることによって得られる。同様に、３原色のうち緑色光は、青白色ＬＥＤ４ＢＷを発光させることによって所定光量の一部が得られ、残りの光量を緑色ＬＥＤ４Ｇを発光させることによって得られる。
このように、青白色ＬＥＤ４ＢＷを赤色および緑色の発光源として使用することにより、従来の光源であるＲＧＢ−ＬＥＤでは青色ＬＥＤに比べて使用個数が多かった赤色ＬＥＤ４Ｒおよび緑色ＬＥＤ４Ｇの使用個数が減少する。また、ＲＧＢ−ＬＥＤを構成する青色ＬＥＤに比べて青白色ＬＥＤ４ＢＷの方が一素子当りの青色光の発光量が小さいことから、ＲＧＢ−ＬＥＤを光源に使用した場合における青色ＬＥＤの使用個数と比較して、青白色ＬＥＤ４ＢＷの使用個数が多くなる。これらの理由により、ＲＧＢ−ＬＥＤを光源に使用する場合と比較して、３種類のＬＥＤ間の使用個数の差が小さくなる、すなわち３種類のＬＥＤの使用個数が均等化される。３種類のＬＥＤの使用個数が均等化されることにより、光源４を使用した面状照明装置１における青色光の偏在による色むらが低減される。

さらに、蛍光体の使用量、３種類のＬＥＤの駆動電流およびＬＥＤチップの発光面積を微調整すること等により３種類のＬＥＤの放射束を精密に制御することによって、３種類のＬＥＤの使用個数の均等化をより高いレベルで達成することができる。これにより、３種類のＬＥＤの使用個数を１０％以内の誤差で略一致させることが可能となる。この結果、青色光の偏在による色むらをより一層低減させることができる。色むらが低減されることにより、混色距離（図１のデッドエリアＺに相当）が短くなるので、いわゆる狭額縁状の面状照明装置を構成することができる。

なお、３種類のＬＥＤの配置形態については上記形態に限定されるものではなく、例えば、各ＬＥＤを近接配置させて単位光源４ａを構成するようにしてもよい。このように単位光源４ａを構成した場合であっても、青色光の偏在による色むらは低減される。また、単位光源４ａを構成する３種類のＬＥＤを所定の間隔を開けて配置したことによって発生する色むらも低減される。さらに、単位光源４ａを構成する３種類のＬＥＤを近接配置させることによって、単位光源４ａの１パッケージ化が容易になる。これにより、回路配線の引き回し等が容易になり、装置の生産性を向上させることができる。
また、単位光源４ａを構成する隣接するＬＥＤ間の間隔と、隣接する単位光源４ａ間の間隔を一致させることによって、全ての隣接するＬＥＤ間の間隔を等しくしてもよい。この場合には、全てのＬＥＤを均等に分散させることができることから、各ＬＥＤから放出される熱の部分的な集中を回避することができる。
また、単位光源４ａを構成する３種類のＬＥＤを配置する順番も上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、青白色ＬＥＤ４ＢＷを赤色ＬＥＤ４Ｒと緑色ＬＥＤ４Ｇとの間に配置させる構成としてもよい。さらに、光源４を導光板２の複数の側面に配置させてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る面状照明装置を添付図面を参照して説明するが、以下の説明において、上述した第１の実施形態における面状照明装置１と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分の説明は適宜省略する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る面状照明装置１０の全体構成の一例を概略的に示す平面図である。面状照明装置１０は、被照明体である画像表示パネル（例えば、液晶表示パネル）の下部側に配置される直下方式の面状照明装置であり、略矩形平板状をした基板１２と、基板１２上に整列配置させた光源１４とを備えている。光源１４の出射方向側（図示前方側）には、出射光を均一にするための拡散シートおよび指向特性を調整するためのプリズムシート等の光学シート類（図示せず）が適宜配置されている。

基板１２は、光源１４を搭載し、本光源１４に電力を供給するための回路基板として構成されている。なお、基板１２が光の反射機能を有するように、光源１４が実装されている面に、例えば、白色塗装が施されていてもよい。

光源１４は、第１の実施形態と同様に、複数の赤色ＬＥＤ４Ｒと、複数の緑色ＬＥＤ４Ｇと、複数の青白色ＬＥＤ４ＢＷとから構成されている。図５に示す例では、仮想的な三角形の各頂点に、赤色ＬＥＤ４Ｒと、緑色ＬＥＤ４Ｇと、青白色ＬＥＤ４ＢＷとをそれぞれ１個ずつ配置して構成された単位光源１４ａが、２次元方向に対してそれぞれ等間隔に複数配置されている。全体的に見ると、３種類のＬＥＤは、それぞれ２次元方向に対して等間隔に配置されている。図５に示す例では、横方向の間隔はＰ２であり、縦方向の間隔はＰ３である。また、３種類のＬＥＤのそれぞれの使用個数は同一となっている。

第２の実施形態においても、第１の実施形態において説明した理由により、３種類のＬＥＤの使用個数が均等化される。これにより、光源１４の近傍に発生する青色光の偏在による色むらが低減される。色むらが低減されることにより、混色距離（光源１４から、光源１４の出射方向側に配置される画像表示パネルまでの距離）を短くすることができ、厚みの薄い直下方式の面状照明装置を構成することができる。

また、３種類のＬＥＤの配置形態についても上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、各ＬＥＤを近接配置して単位光源１４ａを構成してもよい。このように単位光源１４ａを構成した場合であっても、青色光の偏在による色むらは低減される。また、単位光源１４ａを構成する３種類のＬＥＤを所定の間隔を開けて配置したことによって発生する色むらも低減される。さらに、単位光源１４ａを構成する３種類のＬＥＤを近接配置させることによって、単位光源１４ａの１パッケージ化が容易になる。これにより、回路配線の引き回し等が容易になり、装置の生産性を向上させることができる。

なお、上記実施形態では３種類のＬＥＤを２次元方向に配置させているが、本発明に係る３種類のＬＥＤを１次元方向のみ（１列状）に配置して構成された照明装置も、本発明に係る面状照明装置に含まれるものである。

次に、以上のいずれの実施形態に係る面状照明装置においても、画像表示パネル(例えば、液晶表示パネル)の表示画像に対応して、以下のように３種類のＬＥＤを発光させることもできる。まず、画像表示パネルを駆動する表示画像の輝度情報に同期させながら、画像情報のピーク輝度に対応して、３種類のＬＥＤを駆動する電流を、３種類のＬＥＤの駆動電流の比率を一定にして、動的に変化させることができる。そして、画像表示パネルを構成する３原色の画素の駆動電圧をＬＥＤの駆動電流に合わせて動的に調整することで、消費電力が低減されるとともに、ダイナミックコントラストが高まり、黒が沈んだ切れのある画像を表示することができる。

また、本発明に係る光源４，１４を用いた場合であっても、光源４，１４が３原色の光をそれぞれ発光する３種類のＬＥＤにより構成されていることから、３種類のＬＥＤの駆動電流を個別に変化させることによって、３原色の放射束を独立に制御することができる。したがって、画像表示パネルを駆動する表示画像の色情報に同期させながら、３原色の画像情報のピーク輝度に対応して、３種類のＬＥＤの駆動電流をそれぞれ動的に変化させることができる。そして、画像表示パネルを構成する３原色の画素の駆動電圧を３種類のＬＥＤの駆動電流に合わせてそれぞれ動的に調整することで、消費電力が低減するとともに、色再現性のよい画像を表示することができる。
なお、本実施形態に係る面状照明装置が、例えば液晶表示パネル用のバックライトとして使用される際には、青色成分のみが照明光として必要とされる場合が想定される。このような場合には、青白色ＬＥＤ４ＢＷを出射した光のうち青色成分以外の光を、液晶表示パネルを構成するカラーフィルタにより遮光させることにより、色純度のよい青色光を得ることができる。

また、以上のいずれの実施形態においても、赤色ＬＥＤ４Ｒは、４１０ｎｍから４８０ｎｍの間に発光中心波長を有する青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤで励起され５８０ｎｍから６６０ｎｍの間に発光中心波長を持つ蛍光体とで構成されていてもよい。同様に、緑色ＬＥＤ４Ｇは、４１０ｎｍから４８０ｎｍの間に発光中心波長を有する青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤで励起され４８０ｎｍから５８０ｎｍに発光中心波長を有する蛍光体とで構成されていてもよい。このように構成された各ＬＥＤを光源４、１４として使用する場合であっても、各ＬＥＤからの出射光を例えば液晶表示パネルを構成するカラーフィルタを透過させることによって、色純度のよい照明光を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係るサイドライト方式の面状照明装置を概略的に示す平面図である。 本発明の光源を構成する赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青白色ＬＥＤの発光分光特性の一例を示す図である。 本発明に係る青白色ＬＥＤの構成の一例を概略的に示す断面図である。 本発明を構成する青白色ＬＥＤの発光分光特性の一例を、従来の白色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤと比較して示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る直下方式の面状照明装置を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１，１０：面状照明装置、２：導光板、４，１４：光源、４ａ，１４ａ：単位光源、4Ｒ：赤色ＬＥＤ、４Ｇ：緑色ＬＥＤ、４ＢＷ：青白色ＬＥＤ、１２：基板

Claims (7)

1. 発光色の異なる複数種類の発光ダイオードから構成された光源を備えて画像表示パネルを照明する面状照明装置において、
   前記光源は、赤色光を発光する複数の赤色ＬＥＤと、緑色光を発光する複数の緑色ＬＥＤと、発光色度がＣＩＥ色度図において０．１５≦ｘ≦０．２７、０．１５≦ｙ≦０．２７となるように青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせて構成され、青色光を主に発光するともに、赤色光および緑色光を補助的に発光する、複数の青白色ＬＥＤとを有することを特徴とする面状照明装置。
2. 前記光源が、略同一個数の前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとからなる単位光源を、１次元方向に略等間隔に複数配置して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
4. 前記光源が、前記画像表示パネルの下部側に配置される導光板の少なくとも一側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
5. 前記光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとからなる単位光源を、２次元方向にそれぞれ略等間隔に複数配置して構成されるとともに、前記画像表示パネルの下部側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
6. 前記単位光源が、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤとを近接配置させて構成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の面状照明装置。
7. 前記画像表示パネルに表示する画像の３原色の色情報に同期して、前記赤色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記青白色ＬＥＤへの供給電力をそれぞれ動的に制御することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の面状照明装置。

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