JP2002270020A

JP2002270020A - 光源装置

Info

Publication number: JP2002270020A
Application number: JP2001064243A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takeda; 英明武田; Nobuo Nakatsugawa; 伸夫中津川
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】表示デバイスのバックライト等に良好に適用
することができ、より均一な白色光を放射することがで
きる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１０は、大別して、導光板１５
の一端面に沿って交互に配列され、各々所定の白色光及
び青色光を発光する白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ及び青色
ＬＥＤ１３を備えた光源部１１と、光源部１１から個別
に入射された白色光及び青色光を散乱、反射するととも
に、上記白色光に付随して発生する黄色光と、青色ＬＥ
Ｄによる青色光を所定の発光輝度（光量比）で合成して
白色光を生成し、均一な分布を有する白色の平面光Ｌｆ
を放射する導光板１５と、を有して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置に関し、
特に、液晶表示装置等のバックライトに適用して良好な
平板型の光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータや携帯電話、携帯情
報端末等の情報通信機器の普及が著しい。このような情
報通信機器においては、入出力インターフェースとし
て、液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）
等の表示デバイスが搭載されている。

【０００３】このような表示デバイスにおいては、暗環
境においても画面に表示された情報が明確に視認される
ように、例えば、透過型の液晶表示パネルの背面側にバ
ックライトを配置した構成を有するものが多用されてい
る。ここで、バックライトとしては、一般に平面白色光
源が用いられ、そのための構成として、蛍光管（冷陰極
管）と平面導光板、もしくは、平面蛍光管等からなる構
成が適用されてきた。

【０００４】これらの蛍光管を用いた構成においては、
表示情報の色再現性（又は、発色性）や高輝度性の点で
優れているが、蛍光管を安定して点灯するためのインバ
ータ回路等、様々な周辺回路が必要となり、表示デバイ
ス、ひいては、表示デバイスを搭載する上記情報通信機
器が大型化するという問題や、インバータ回路に内蔵さ
れたインバータ用トランスにより交流電圧を生成して蛍
光管を交流駆動する際に、交流成分のノイズ（音声ノイ
ズ）が発生して、例えば、上記情報通信機器の音響機能
に影響を及ぼし、音質の低下等を招くという問題を有し
ていた。

【０００５】そこで、このような蛍光管を適用したバッ
クライトの問題点を解決する構成として、従来、赤色、
緑色、青色の各発光ダイオード（Light Emitting Diod
e；以下、「ＬＥＤ」と略記する）を備え、図６に示す
ように、各ＬＥＤから発光される赤色光、緑色光、青色
光の各スペクトル分布Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂを合成すること
により、白色光として視認されるスペクトル分布Ｓｗを
得る手法が採用されてきたが、近年、新たに、単色光デ
バイスとして白色ＬＥＤが開発され、平面白色光源への
適用が検討されている。

【０００６】ここで、図７（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、白色ＬＥＤ１００は、概略、マウントリード１０１
の一端側に設けられたカップ部１０１ａ内に、例えば、
窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体からなる青色Ｌ
ＥＤチップ１０２を載置して、該青色ＬＥＤチップ１０
２に、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡ
Ｇ）系蛍光体１０３ａを分散させた樹脂層１０３を塗着
し、該マウントリード１０１の一端側を、エポキシ樹脂
等の封止樹脂１０６により封止した構成を有している。
なお、図７中、１０４はインナーリード、１０５は導電
性ワイヤーである。また、上記封止樹脂１０６は、封止
形状を任意の曲率に設定することにより光学レンズとし
て機能し、所望の配光特性が実現される。

【０００７】そして、白色ＬＥＤにおける発光原理は、
マウントリード１０１及びインナーリード１０４間に所
定の電力を供給することによって、青色ＬＥＤチップ１
０２を発光させ、図８に示すように、この青色ＬＥＤチ
ップ１０２から発光される波長４６０ｎｍ付近にピーク
を有する青色光Ｌｂ（スペクトル分布Ｓｂ）と、該青色
光Ｌｂに基づいて励起されたＹＡＧ系蛍光体１０３ａか
ら発光される波長５５０ｎｍ付近にピークを有する黄色
（又は、黄緑色）光Ｌｙ（スペクトル分布Ｓｙ）とを、
所定の発光強度（光量比）で混色することにより、図８
及び図９の色度図に示すように、所定のスペクトル分布
Ｓｗを有する白色光が発光される。

【０００８】このような白色ＬＥＤを適用したバックラ
イトによれば、光源を直流電圧により駆動することがで
きるので、上述したような蛍光管やインバータ回路等の
周辺回路を必要とせず、かつ、長寿命、小型軽量である
うえに、低消費電力で高輝度発光が可能であるため、液
晶表示装置の構成を簡素化して、小型軽量化が要求され
る携帯電話等、上記情報通信機器に良好に搭載すること
ができるとともに、インバータ回路等による音声ノイズ
の発生を抑制して、上記情報通信機器の音響機能（音
質）を大幅に改善させることができるという特徴を有し
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色ＬＥ
ＤチップとＹＡＧ系蛍光体を用いた白色ＬＥＤについ
て、発明者が各種実験を行い、光源としての発光特性を
検証したところ、白色ＬＥＤ本来の（目的とする）白色
光領域のほかに、他の発色光からなる領域が生成される
ことが判明した。具体的には、市販されている白色ＬＥ
Ｄに電力を供給することにより発光される白色光を観測
すると、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、白色ＬＥ
Ｄ１００の前方に本来の白色光領域Ｒｗが形成されると
ともに、該白色光領域Ｒｗの周囲（又は、外周領域）
に、黄色光又は黄緑色光からなる領域（以下、「黄色光
領域」と記す）Ｒｙが形成されることが観測された。な
お、図１０においては、便宜的にハッチングを施して各
領域Ｒｗ、Ｒｙの拡がり及び境界を示したが、実際に
は、明確な境界は存在せず、各領域における発光強度が
中心から外周方向に向かって緩やかに減衰する拡がりを
有するものであり、図中、ハッチングを施した領域のみ
が特定の発光色で発光することを意味するものではな
い。

【００１０】これは、白色ＬＥＤによる発光される白色
光が、上述したように、ＹＡＧ系蛍光体を用いた蛍光作
用を利用し、青色光をより長波長側（すなわち、より光
エネルギーが低い方）に変換する２次励起により、青色
光の補色となる黄色光（又は、黄緑色光）を発光させ
て、該青色光及び黄色光を混色することにより生成され
ているため、該白色光が、白色ＬＥＤを封止する封止樹
脂により構成される光学レンズを介して放射される際
に、白色光の一部が青色光及び黄色光（又は、青色光、
赤色光、緑色光）の各光成分に分光されて、白色光領域
の周囲に発生することによるものと考えられる。

【００１１】そのため、このような白色ＬＥＤを、図１
１（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶表示装置等のバッ
クライト１０Ｐに適用した場合、導光板１１０の端面に
沿って隣接して配置された白色ＬＥＤ１００ａ、１００
ｂにより形成される黄色光領域Ｒｙａ、Ｒｙｂ相互が重
複する領域Ｒｖｙにおいては、黄色光が強調しあうた
め、本来の白色光との発色性バランスが悪くなり、バッ
クライトの一端面（図１１（ａ）における正面、図１１
（ｂ）における上面）側から放射される平面光Ｌｆの発
色ムラや輝度ムラを生じて、液晶表示装置における表示
画質の低下等を招くという問題を有していた。

【００１２】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
み、表示デバイスのバックライト等に良好に適用するこ
とができ、より均一な白色光を放射することができる光
源装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光源装置
は、発光ダイオードからなり、第１の発色光の分布領域
を有して白色光を放射する第１の発光部と、発光ダイオ
ードからなり、第２の発色光を放射する第２の発光部
と、を備え、前記第１の発色光と前記第２の発色光は、
前記分布領域において光の合成により白色光に調色され
るように、相互に補色の関係にあることを特徴としてい
る。

【００１４】すなわち、第１の光源部から発光される白
色光に付随して、白色光領域の外周領域（分布領域）を
形成する第１の発色光と、第２の光源部から発光される
第２の発色光とを合成（混色）することにより、外周領
域において白色光が発光される。これにより、第１の光
源部から発光される本来の白色光領域に加え、外周領域
においても白色光に付随して生成される他の発色光（黄
色光）を調色して白色光を発光することができるので、
より広い領域（範囲）で均一な分布の白色光を生成、発
光することができる。

【００１５】また、上記光源装置は、前記第１の発色光
及び前記第２の発色光が一端面から個別に入射される導
光板を備え、前記第１の発色光と前記第２の発色光は、
前記導光板の内部における前記光の合成により前記白色
光に調色されて、前記導光板の他の端面から放射される
ものであってもよい。

【００１６】すなわち、第１の光源部から発光される白
色光及び第１の発色光と、第２の光源部から発光される
第２の発色光が導光板に個別に入射され、該導光板の内
部において、第１の発色光と第２の発色光が合成されて
白色光に調色されるとともに、均一に拡散される。これ
により、導光板の特定の端面から発色ムラや輝度ムラが
抑制された均一な分布の白色光（平面光）が放射され、
例えば、透過型の表示パネルに照射されるので、液晶表
示装置における表示画質を改善することができる光源装
置（バックライト）を実現することができる。

【００１７】ここで、上記第１の発光部及び第２の発光
部は、導光板の一端面に沿って交互に配列されているも
の、あるいは、第１の発光部に隣接して、第２の発光部
が配列されているものであってもよい。これにより、高
価な白色ＬＥＤ（第１の光源部）を効率的に配置して、
第１の光源部から発光される白色光に付随して、白色光
領域の外周領域を形成する第１の発色光と、第２の光源
部から発光される第２の発色光とを良好に合成して白色
光を生成することができるので、より安価かつ簡略化さ
れた装置構成で、導光板の特定の端面全域から均一な分
布の白色光を放射することができる。

【００１８】また、上記第１の発色光は、白色光であ
り、第２の発色光は、青色光であってもよく、また、第
１の発光部は、単色光源であり、第２の発光部は、単色
光源又は複数の単色光源からなるものであってもよい。
ここで、第１の発光部としては、例えば、窒化ガリウム
系化合物半導体からなる発光素子と、イットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光体と、を有するものを良
好に適用することができる。

【００１９】これにより、近年、開発された単色光デバ
イスである白色ＬＥＤをバックライト等の光源装置に適
用する場合に、白色ＬＥＤ（第１の光源部）から発光さ
れる白色光に付随して生成され、該白色光領域の外周領
域を形成する黄色光（第１の発色光）に対して、青色Ｌ
ＥＤ（第２の光源部）から発光される青色光（第２の発
色光）を合成して、黄色光を白色光に調色することがで
きるので、市販の白色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを用いて、
比較的安価かつ簡略化された装置構成で均一な分布の白
色光を放射することができる光源を実現することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光源装置につ
いて、実施の形態を示して詳しく説明する。図１は、本
発明に係る光源装置の一実施形態を示す概略構成図であ
り、図２は、本実施形態に係る光源装置から放射される
発色光のＣＩＥ色度図である。

【００２１】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施
形態に係る光源装置１０は、大別して、複数の発光ダイ
オード（ＬＥＤ）が所定の順序で配列された光源部１１
と、該光源部１１が一端面側に密着して設けられた導光
板１５と、を有して構成されている。

【００２２】以下、各構成について、具体的に説明す
る。光源部１１は、少なくとも、導光板１５の一端面に
沿って交互に配列された白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ（第
１の発光部）及び青色ＬＥＤ１３（第２の発光部）と、
白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ及び青色ＬＥＤ１３の背面側
に設けられ、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ及び青色ＬＥＤ
１３から発光される光を導光板１５の一端面方向に反射
するリフレクタ（反射プレート）１４と、を備えてい
る。

【００２３】ここで、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂは、上
述した従来技術において、図６に示したものと同様に、
例えば、窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色ＬＥ
ＤチップとＹＡＧ系蛍光体を分散させた樹脂層を有し、
光学レンズとして機能する封止樹脂により封止して構成
され、図７に示したように、青色ＬＥＤチップから発光
される青色光（スペクトル分布Ｓｂ）と、該青色光に基
づいて励起されたＹＡＧ系蛍光体から発光される黄色光
（スペクトル分布Ｓｙ）とを合成することにより、スペ
クトル分布Ｓｗを有する白色光を発光する。

【００２４】また、青色ＬＥＤ１３は、例えば、白色Ｌ
ＥＤ１２ａ、１２ｂを構成する青色ＬＥＤチップと同様
に、窒化ガリウム系化合物半導体からなる周知の発光ダ
イオードであって、図５又は図７に示したように、波長
４６０ｎｍ付近にピークを有する青色光Ｌｂ（第２の発
色光；スペクトル分布Ｓｂ）を所定の発光強度で発光す
る。

【００２５】導光板１５は、ガラスやアクリル等の光透
過性の合成樹脂により構成され、光源部１１の各白色Ｌ
ＥＤ１２ａ、１２ｂ及び青色ＬＥＤ１３から発光された
白色光及び青色光が、直接又はリフレクタ１４に反射し
て間接的に、一端面から個別に入射されるとともに、入
射された白色光及び青色光に基づいて、他の端面から白
色光からなる平面光Ｌｆが放射される。

【００２６】また、該導光板１５において、平面光Ｌｆ
が放射される他の端面（図１（ａ）における正面、図１
（ｂ）における上面）の略全域には、導光板１５から放
出される白色光を均一に拡散して面発光させるプリズム
シート（拡散シート）１６と、該他の端面に対向する背
面側の略全域には、導光板１５内部で散乱、拡散する白
色光を上記他の端面側に反射させる反射シート１７が設
けられている。

【００２７】このような構成を有する光源装置１０にお
いて、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ及び青色ＬＥＤ１３の
各々に所定の電力を供給すると、各白色ＬＥＤ１２ａ、
１２ｂ及び青色ＬＥＤ１３から、所定の発光強度で白色
光及び青色光が発光され、該光が直接又はリフレクタ１
４により反射して、導光板１５の一端面から個別に入射
される。これにより、導光板１５に個別に入射した白色
光及び青色光は、導光板１５内部で散乱、反射を繰り返
し、図１（ａ）に示すように、白色ＬＥＤ１２ａ、１２
ｂ及び青色ＬＥＤ１３の各々に対応して、所定の拡がり
を有する白色光及び青色光の分布領域を形成する。な
お、図１（ａ）においては、便宜的にハッチングを施し
て各領域（Ｒｗ、Ｒｙａ、Ｒｙｂ）の拡がり及び境界を
示したが、実際には、明確な境界は存在せず、各領域に
おける発光強度が中心から外周方向に向かって緩やかに
減衰する拡がりを有するものであり、図中、ハッチング
を施した領域のみが特定の発光色（白色、黄色）で発光
することを意味するものではない。

【００２８】具体的には、図１（ａ）に示すように、白
色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂの前方の導光板１５には、各
々、本来の白色光領域Ｒｗが拡散形成されるとともに、
各白色光領域Ｒｗの外周に、従来技術に示した理由によ
り、白色光に付随して発生する黄色光（第１の発色光）
からなる黄色光領域（分布領域）Ｒｙａ、Ｒｙｂが拡散
形成される。ここで、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂに対応
する白色光領域Ｒｗは、各々に付随して形成される黄色
光領域Ｒｙａ、Ｒｙｂ相互が重ならないように、十分に
離間するように設定される必要があり、そのため、白色
ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ相互が十分に離間して配置されて
いる。

【００２９】また、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ間に配置
される青色ＬＥＤ１３の前方の導光板１５には、所定の
拡がりを有する青色光領域Ｒｂが拡散形成される。ここ
で、青色光領域Ｒｂは、隣接して配置された白色ＬＥＤ
１２ａ、１２ｂに対応して形成された白色光領域Ｒｗの
一部及び黄色光領域Ｒｙａ、Ｒｙｂと相互に重なる領域
を有するように設定される。

【００３０】したがって、本実施形態に係る光源装置に
よれば、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂから発光される白色
光により形成される本来の白色光領域Ｒｗの外周に形成
される黄色光領域Ｒｙａ、Ｒｙｂと、青色ＬＥＤ１３か
ら発光される青色光により形成される青色光領域Ｒｂと
が重なる領域Ｒｗａ、Ｒｗｂにおいて、黄色光と青色光
が所定の発光強度（光量比）で合成されることにより、
図２の色度図に示すように、黄色光領域Ｒｙａ、Ｒｙｂ
単独での発光色（黄色）がより白色光に近い発光色を示
す色度座標に移行するように調色される。これにより、
白色光領域Ｒｗの外周に形成される黄色光領域Ｒｙａ、
Ｒｙｂ（すなわち、領域Ｒｗａ、Ｒｗｂ）において、白
色光と認識される発色光が発光される。

【００３１】また、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂから発光
される白色光により形成される本来の白色光領域Ｒｗ
と、青色ＬＥＤ１３から発光される青色光により形成さ
れる青色光領域Ｒｂとが重なる領域Ｒｖａ、Ｒｖｂにお
いても、白色光領域Ｒｗ内に含まれる黄色光成分と青色
光が合成されることにより、上述した場合と同様に、黄
色光成分がより白色光に近い発光色を示す色度座標に移
行するように調色される。これにより、白色光領域Ｒｗ
の一部の領域（すなわち、領域Ｒｖａ、Ｒｖｂ）におい
て、本来の白色光領域Ｒｗにおける白色光に加え、黄色
光成分も白色光として発光するので、発光色がより強調
される。

【００３２】これにより、白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂか
ら発光される白色光により形成された本来の白色光領域
Ｒｗに加え、その外周領域及び白色光領域Ｒｗの一部の
領域においても、白色光が発光されることになり、さら
に、該白色光が導光板１５内部で散乱、反射を繰り返す
ので、導光板１５のより広い領域（範囲）で、発色ムラ
や輝度ムラが抑制された略均一な分布を有する白色の平
面光Ｌｆを放射することができる。

【００３３】また、導光板１５から、より高い発光強度
で白色の平面光Ｌｆを放射することができるので、所定
の発光輝度を実現するために必要な白色ＬＥＤの個数を
削減することができるとともに、光源として白色ＬＥＤ
及び青色ＬＥＤを適用することができるので、発光駆動
制御を行う制御回路を簡略化することができ、比較的安
価で小型軽量な光源装置を実現することができる。

【００３４】なお、本実施形態においては、光源部１１
として、２個の白色ＬＥＤ１２ａ、１２ｂと１個の青色
ＬＥＤ１３を交互に配置した場合について説明したが、
本発明は、この形態に限定されるものではなく、より多
数の白色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを交互に配列するもので
あってもよい。また、白色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの配列
の順序についても、２個の白色ＬＥＤの間に１個の青色
ＬＥＤを配置する形態に限定されるものではなく、２個
の青色ＬＥＤの間に１個の白色ＬＥＤを配置する形態で
あってもよい。要するに、本発明は、少なくとも、白色
ＬＥＤから発光される白色光に付随して発生する黄色光
領域と、青色ＬＥＤから発光される青色光による青色光
領域相互が重なり、より白色光と認識される発色光を合
成して発光するものであれば、後述する実施形態に示す
ような他の形態を有するものであってもよい。

【００３５】次に、本実施形態に係る光源装置の適用例
について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形
態に係る光源装置を液晶表示装置のバックライトに適用
した場合の概略構成を示す図である。ここで、上述した
実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して
説明する。

【００３６】図３に示すように、本適用例に係る液晶表
示装置は、概略、透過型の液晶表示パネル２０と、該液
晶表示パネル２０の背面（図面下方）側に配置された光
源装置（バックライト）１０Ａと、液晶表示パネル２０
を表示駆動するための走査ドライバや信号ドライバや光
源装置１０Ａを点灯駆動するための制御回路等の周辺回
路（図示を省略）と、を有して構成されている。

【００３７】液晶表示パネル２０は、図３に示すよう
に、概略、対向して配置された一対の透明絶縁基板２
１、２２と、一方の透明絶縁基板２１の対向面側にマト
リクス状に配置された画素電極２３と、各画素電極２３
に接続されたスイッチング素子（薄膜トランジスタ）Ｔ
ＦＴと、他方の透明絶縁基板２２の対向面側の略全域に
設けられ、コモン電圧（Ｖcom）が供給される共通電極
（コモン電極）２４と、画素電極２３と共通電極２４の
間に充填された液晶２５と、を有して構成されている。
なお、図示を省略したが、液晶表示パネル２０の行方向
には、複数のスイッチング素子ＴＦＴのゲートと上記走
査ドライバとを接続する走査ラインが設けられ、液晶表
示パネル２０の列方向には、複数のスイッチング素子Ｔ
ＦＴのドレインと上記信号ドライバとを接続するデータ
ラインが設けられている。

【００３８】光源装置（バックライト）１０Ａは、上述
した実施形態に示した光源装置１０と同等の構成を有
し、導光板１５の一端面に沿って、交互に配列された白
色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤ、並びに、白色ＬＥＤ及び青色
ＬＥＤから発光される光を導光板１５方向に反射するリ
フレクタ１４とからなる光源部１１と、透明なアクリル
等の合成樹脂により構成され、光源部１１から一端面を
介して個別に入射された青色光及び白色光を散乱、反射
するとともに、白色光に付随して発生する黄色光と青色
光を合成して白色光を生成して、均一な分布を有する白
色の平面光Ｌｆを放射する導光板１５と、液晶表示パネ
ル２０と導光板１５との間に設けられ、導光板１５から
放射される白色光を拡散して液晶表示パネル２０に照射
するプリズムシート１６と、導光板１５の背面側に設け
られ、導光板１５内部の光を液晶表示パネル２０側に反
射させる反射シート１７と、を有して構成されている。

【００３９】このような構成を有する液晶表示装置によ
れば、上述したように、導光板１５内部において、光源
部１１を構成する白色ＬＥＤから発光される白色光に付
随して発生する黄色光と青色ＬＥＤから発光される青色
光が合成（混色）されて、より広い範囲で、かつ、より
高い発光強度で白色光が発光されるので、導光板１５の
液晶表示パネル２０に対向する端面の略全域から、発色
ムラや輝度ムラが抑制された略均一な分布を有する白色
の平面光Ｌｆを放射することができ、液晶表示装置（液
晶表示パネル）における表示画質を大幅に改善すること
ができる。なお、本適用例においては、本発明に係る光
源装置を液晶表示装置のバックライトに適用した場合に
ついて説明したが、本発明は、これに限定されるもので
はなく、他の透過型の表示デバイスに適用されるもので
あってもよい。

【００４０】次に、本発明に係る光源装置の他の実施形
態について、図面を参照して説明する。図４は、本発明
に係る光源装置の他の実施形態を示す概略構成図であ
り、図５は、本発明に係る光源装置のさらに他の実施形
態を示す概略構成図である。ここで、上述した実施形態
と同等の構成については、同一の符号を付して、その説
明を簡略化又は省略する。また、以下の説明では必要に
応じて、複数の白色ＬＥＤ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、・
・・の総称を便宜的に「白色ＬＥＤ１２」と表記すると
ともに、複数の青色ＬＥＤ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・
・・の総称を便宜的に「青色ＬＥＤ１３」と表記する。

【００４１】図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明
の他の実施形態に係る光源装置１０Ｂは、導光板１５に
隣接して設けられる光源部１１Ｂにおいて、例えば、導
光板１５の厚み方向（図４（ａ）の上下方向）に沿っ
て、一対の白色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３（具体的
には、白色ＬＥＤ１２ｃ−青色ＬＥＤ１３ａ、白色ＬＥ
Ｄ１２ｄ−青色ＬＥＤ１３ｂ、白色ＬＥＤ１２ｅ−青色
ＬＥＤ１３ｃ、・・・）が配置されるとともに、導光板
１５の一端面の長手方向（図４（ａ）の左右方向）に沿
って、上記一対の白色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３の
配置位置が交互に配列されるように構成されている。す
なわち、図４（ａ）に示すように、特定の白色ＬＥＤ
（例えば、１２ｃ）に対して、導光板１５の厚み方向及
び一端面の長手方向のいずれの方向においても、青色Ｌ
ＥＤ（例えば、１３ａ、１３ｂ）が隣接して配置された
構成を有している。

【００４２】したがって、このような構成を有する光源
装置１０Ｂによれば、図４（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、白色ＬＥＤ１２ｃ、１２ｄから発光され、導光板１
５の一端面から入射した白色光により形成された本来の
白色光領域Ｒｗ及び白色光領域Ｒｗの外周に形成される
黄色光領域Ｒｙｃ、Ｒｙｄのうち、白色ＬＥＤ１２ｃ、
１２ｄに隣接して配置された青色ＬＥＤ１３ａ、１３ｂ
から発光され、導光板１５の一端面から入射した青色光
により形成された各青色光領域Ｒｂａ、Ｒｂｂと重なる
領域（すなわち、白色光領域Ｒｗの一部の領域Ｒｖｃ、
Ｒｖｄ及び白色光領域Ｒｗの外周領域Ｒｗｃ、Ｒｗｄ）
において、白色光に含まれる黄色光成分及び白色光に付
随して発生する黄色光と、青色光が合成（混色）され
て、図２の色度図に示したように白色光に調色され、本
来の白色光領域Ｒｗに加え、その外周領域においても、
高い発光輝度で白色光が発光されることになり、さら
に、該白色光が導光板１５内部で散乱、反射を繰り返す
ことにより、上述した実施形態と同様に、導光板１５の
より広い領域（範囲）で、発色ムラや輝度ムラが抑制さ
れた略均一な分布を有する白色の平面光Ｌｆを放射する
ことができる。

【００４３】また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、
本発明のさらに他の本実施形態に係る光源装置１０Ｃ
は、導光板１５に隣接して設けられる光源部１１Ｃにお
いて、例えば、導光板１５の一端面の長手方向（図５
（ａ）の左右方向）に沿って、白色ＬＥＤ１２及び青色
ＬＥＤ１３が交互に千鳥状に配置されるように構成され
ている。

【００４４】すなわち、図５（ａ）に示すように、導光
板１５の厚み方向（図５（ａ）の上下方向）の上方部
に、白色ＬＥＤ１２ｇ、１２ｈ、・・・が所定の間隔で
配列され、導光板１５の厚み方向の下方部であって、上
記白色ＬＥＤ１２ｇ、１２ｈ、・・・相互の間隙に対応
して、青色ＬＥＤ１３ｄ、１３ｅ、・・・が白色ＬＥＤ
１２ｇ、１２ｈ、・・・と同等の間隔で配列されてい
る。これにより、白色ＬＥＤ１２及び青色ＬＥＤ１３は
相互に、斜め方向に所定の寸法だけ離間した構成を有し
ている。

【００４５】したがって、このような構成を有する光源
装置１０Ｃによれば、図５（ｂ）に示すように、白色Ｌ
ＥＤ１２ｇから発光され、導光板１５の一端面から入射
した白色光により形成された本来の白色光領域Ｒｗ及び
白色光領域Ｒｗの外周に形成される黄色光領域Ｒｙｇの
うち、白色ＬＥＤ１２ｇに対して斜め方向に隣接して配
置された青色ＬＥＤ１３ｄから発光され、導光板１５の
一端面から入射した青色光により形成された各青色光領
域Ｒｂｄと重なる領域（すなわち、白色光領域Ｒｗの一
部の領域Ｒｖｇ及び白色光領域Ｒｗの外周領域Ｒｗｇ）
において、白色光に含まれる黄色光成分及び白色光に付
随して発生する黄色光と、青色光が合成（混色）され
て、図２の色度図に示したように白色光に調色され、本
来の白色光領域Ｒｗに加え、その外周領域においても、
高い発光輝度で白色光が発光されることになり、さら
に、該白色光が導光板１５内部で散乱、反射を繰り返す
ことにより、上述した実施形態と同様に、導光板１５の
より広い領域（範囲）で、発色ムラや輝度ムラが抑制さ
れた略均一な分布を有する白色の平面光Ｌｆを放射する
ことができる。

【００４６】なお、上述した各実施形態においては、市
販されている白色ＬＥＤの発光特性を検証した際に、白
色ＬＥＤ本来の白色光領域の外周領域に観測される黄色
光を白色光に調色して、均一な白色の平面光を放射する
ことを目的として、白色ＬＥＤに隣接して、単色光デバ
イスである青色ＬＥＤを配置した構成を示したが、本発
明は、この形態に限定されるものではなく、白色光領域
の外周領域に観測される他の発色光に対しても、該他の
発色光の補色関係となる発色光を発光する、単一の単色
光デバイス又は複数の単色光デバイスを配置して、該他
の発色光と補色関係にある発色光とを合成することによ
り、白色光に調色するものであってもよいことはいうま
でもない。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係る光源装置によれば、発光ダ
イオードからなる第１の光源部から発光される白色光に
付随して、白色光領域の外周領域（分布領域）を形成す
る第１の発色光と、発光ダイオードからなる第２の光源
部から発光される第２の発色光とを合成（混色）するこ
とにより、外周領域において白色光が発光される。これ
により、第１の光源部から発光される本来の白色光領域
に加え、外周領域においても白色光に付随して生成され
る他の発色光（黄色光）を調色して白色光を発光するこ
とができるので、より広い領域（範囲）で均一な分布の
白色光を生成、発光することができる。

【００４８】また、上記光源装置は、第１の光源部から
発光される白色光及び第１の発色光と、第２の光源部か
ら発光される第２の発色光が導光板に個別に入射され、
該導光板の内部において、第１の発色光と第２の発色光
が合成されて白色光に調色されるとともに、均一に拡散
される。これにより、導光板の特定の端面から発色ムラ
や輝度ムラが抑制された均一な分布の白色光（平面光）
が放射され、例えば、透過型の表示パネルに照射される
ので、液晶表示装置における表示画質を改善することが
できる光源装置（バックライト）を実現することができ
る。

【００４９】ここで、上記第１の発光部及び第２の発光
部は、導光板の一端面に沿って交互に配列されているも
の、あるいは、第１の発光部に隣接して、第２の発光部
が配列されているものであってもよく、これにより、高
価な白色ＬＥＤ（第１の光源部）を効率的に配置して、
第１の光源部から発光される白色光に付随して、白色光
領域の外周領域を形成する第１の発色光と、第２の光源
部から発光される第２の発色光とを良好に合成して白色
光を生成することができるので、より安価かつ簡略化さ
れた装置構成で、導光板の特定の端面全域から均一な分
布の白色光を放射することができる。

【００５０】また、上記第１の発色光は、白色光であ
り、第２の発色光は、青色光であってもよく、また、第
１の発光部は、単色光源であり、第２の発光部は、単色
光源又は複数の単色光源からなるものであってもよい。
ここで、第１の発光部としては、例えば、窒化ガリウム
系化合物半導体からなる発光素子と、イットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光体と、を有するものを良
好に適用することができる。

【００５１】これによれば、近年、開発された単色光デ
バイスである白色ＬＥＤをバックライト等の光源装置に
適用する場合に、白色ＬＥＤ（第１の光源部）から発光
される白色光に付随して生成され、該白色光領域の外周
領域を形成する黄色光（第１の発色光）に対して、青色
ＬＥＤ（第２の光源部）から発光される青色光（第２の
発色光）を合成して、黄色光を白色光に調色することが
できるので、市販の白色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを用い
て、比較的安価かつ簡略化された装置構成で均一な分布
の白色光を放射することができる光源を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光源装置の一実施形態を示す概略
構成図である。

【図２】本実施形態に係る光源装置から放射される発色
光のＣＩＥ色度図である。

【図３】本実施形態に係る光源装置を液晶表示装置のバ
ックライトに適用した場合の概略構成を示す図である。

【図４】本発明に係る光源装置の他の実施形態を示す概
略構成図である。

【図５】本発明に係る光源装置のさらに他の実施形態を
示す概略構成図である。

【図６】従来技術における赤色、緑色、青色の各発光ダ
イオードから発光される赤色光、緑色光、青色光の各ス
ペクトル特性を示すスペクトル分布図である。

【図７】白色ＬＥＤの概略構成と、白色光の発光原理を
示す図である。

【図８】白色ＬＥＤにおける青色光、黄色光及び白色光
の各スペクトル特性を示すスペクトル分布図である。

【図９】白色ＬＥＤにおける青色光、黄色光及び白色光
のＣＩＥ色度図である。

【図１０】白色ＬＥＤから発光される白色光により形成
される白色光領域及び外周領域（黄緑色光領域）の拡が
りを示す概略図である。

【図１１】白色ＬＥＤを用いた光源装置を、液晶表示装
置等のバックライトに適用した場合の問題点を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ〜１０Ｃ光源装置１１光源部１２ａ〜１２ｈ白色ＬＥＤ１３、１３ａ〜１３ｅ青色ＬＥＤ１４リフレクタ１５導光板１６プリズムシート１７反射シート２０液晶表示パネルＲｗ白色光領域Ｒｙａ〜Ｒｙｄ、Ｒｙｇ黄色光領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA45Z FB02 LA01 LA11 LA18 5G435 AA04 BB12 BB15 CC12 EE23 EE27 LL07 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光ダイオードからなり、第１の発色光
の分布領域を有して白色光を放射する第１の発光部と、発光ダイオードからなり、第２の発色光を放射する第２
の発光部と、を備え、前記第１の発色光と前記第２の発色光は、前記分布領域
において光の合成により白色光に調色されるように、相
互に補色の関係にあることを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記光源装置は、前記第１の発色光及び前記第２の発色光が一端面から個
別に入射される導光板を備え、前記第１の発色光と前記第２の発色光は、前記導光板の
内部における前記光の合成により前記白色光に調色され
て、前記導光板の他の端面から放射されることを特徴と
する請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記第１の発光部及び前記第２の発光部
は、前記導光板の一端面に沿って交互に配列されている
ことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】前記第１の発光部及び前記第２の発光部
は、前記第１の発光部に隣接して、前記第２の発光部が
配列されていることを特徴とする請求項２記載の光源装
置。
【請求項５】前記第１の発色光は、白色光であり、前
記第２の発色光は、青色光であることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載の光源装置。