JP2003152227A - Ｌｅｄの色補正手段および色補正方法 - Google Patents

Ｌｅｄの色補正手段および色補正方法

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JP2003152227A JP2001348275A JP2001348275A JP2003152227A JP 2003152227 A JP2003152227 A JP 2003152227A JP 2001348275 A JP2001348275 A JP 2001348275A JP 2001348275 A JP2001348275 A JP 2001348275A JP 2003152227 A JP2003152227 A JP 2003152227A
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Hirohiko Ishii
廣彦 石井
Koichi Fukazawa
孝一 深澤
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Citizen Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 白色等の所望の色度の照明を目的としたＬＥ
Ｄが製造上のばらつきにより所望の色度に入るものが少
ないため、照明に利用することが出来ない場合があると
いう問題を改善する。 【解決手段】 ＬＥＤ１０において、透光性樹脂よりな
りＬＥＤ素子１を被覆、保護するＬＥＤ保護部材７の表
面にＬＥＤの色補正手段８を設け、該色補正手段を前記
ＬＥＤ保護部材７に塗布されたインク、顔料等の色フィ
ルター部材８ｃ、８ｍ、８ｙにより構成することによ
り、該色補正手段８が所望の色度に対し前記ＬＥＤ素子
１の発光の色度と補色関係の色度の透過特性を有するよ
うにし、これにより、ＬＥＤ１０としての発光の色度を
所望の色度となるよう補正して照明光１５として出射さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はＬＥＤ（発光ダイ
オード）に関し、特にＬＥＤの色補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤは小型で消費電力も少ないため、
携帯機器の照明手段として適しており、近年は発光色も
３原色のはか白色、中間色も出せるようになってきたの
で、液晶パネルのバックライト、キー照明、インジケー
その他各種の表示手段に照明の発光源として広く用いら
れ、これらの表示の色調も用途に応じ豊かなものとなっ
てきている。
【０００３】図１０はかかるＬＥＤの発光モジュール
（以下略して単にＬＥＤという。）１１０の構造を示す
図である。図１０において１０１はＬＥＤ素子、１０２
は基板、１０３、１０４は基板１０２上に設けられた接
続電極である。ＬＥＤ素子１０１のカソード電極１０１
ｋは導電性接着剤等を用い接続電極１０３に接続され、
ＬＥＤ素子１０１のアノード電極１０１ａはワイヤー１
０６を介して接続電極１０４に接続されている。１０７
は、無色透明な樹脂材よりなる保護部材であり、前記Ｌ
ＥＤ素子１０１、接続電極１０３、１０４、ワイヤー１
０６を被覆、保護するようにして、基板１０２上にモー
ルド加工により形成されている。保護部材１０７は必要
に応じレンズ形に形成することもできる。接続電極１０
３、１０４は基板１０３の側面を経てその裏側に引き出
されている。
【０００４】図示しない駆動回路より、前記接続電極１
０４、１０３等を介してＬＥＤ素子１０１素子に所定の
電流が供給されると、ＬＥＤ素子１０１の組成状態に応
じたで色度でＬＥＤ素子１０１が発光し、その発光は透
光性の保護部材７を透過して、外部に照明光１１５とし
て出射する。ここで、要求される照明光１１５の色度は
用途、趣向に応じて様々である。例えば、フルカラーの
液晶パネルのバックライトとして用いる場合には、照明
光の色は白色であることが望ましい。又携帯電話等で文
字画面の背景色としての照明の場合は趣向に応じた中間
色が求められる場合がある。かかる白色や中間色の発光
はＬＥＤ素子の組成やＬＥＤ内の混合物の成分を調整し
て製造することにより実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は所望の色度の発光をするＬＥＤを揃えて当初より作り
こむことは実際には大変困難である。これは、製造時に
ベースとなるＬＥＤ素子の発光波長のばらつき、混合材
である蛍光体の量のばらつき等による不可避なばらつき
によるものである。図１１はかかる発光の色度のばらつ
きの一例として、白色の発光を目的として製造されたＬ
ＥＤの発光の色度のばらつきを示す色度図である。ここ
で、ｘはＲの割合を、ｙはＧの割合を示す。そして、図
には示していないが、ｚをＢの割合としたとき、常に ｘ＋ｙ＋ｚ＝１・・・・（１） の関係があるとしている。図１１において、Ｃ０はＲ，
Ｇ，Ｂの成分比が１：１；１である白色の色度の点を示
し、この場合，座標は略ｘ＝０．３３，ｙ＝０．３３，
（ｚ＝０．３３）となっている。白色を目的としたＬＥ
Ｄの色度は図のドットで示すように実際にはＣ０を取り
囲む領域Ｓの範囲に分布している。領域Ｓの中でＣ０に
近い領域Ｓ０は実用上白色とみなされる領域である。領
域Ｓ０から左側に外れた領域Ｓ１は青又はＣ（シアン）
系の中間色であり、右側に外れた領域Ｓ２は赤又はＹ
（イエロー）系の中間色であり、上側に外れた領域Ｓ３
は緑系の中間色であり、下側に外れたＳ４はＭ（マゼン
タ）系の中間色となる。
【０００６】このような現状から、白色の発光を目的と
するＬＥＤを得ようとする場合は、本来ならば、多数の
ＬＥＤの色度を測定し、この中から、色度が図１１の領
域Ｓ０に入るもののみを選別して使用するのが望まし
い。しかし、これでは実際には合格率が低すぎて実施が
困難である。そこで、次善の策として、多数のＬＥＤ
の色度を測定し、色度の領域（Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ４）ごとにクラス分けをする。次に、クラス分
けされた領域に対応した用途があれば、これに振向け
る。例えば色度の領域がＳ０のものの他に領域Ｓ１のも
のも用途Ａとして青又はシアン系の中間色照明の用途に
振り向け、色度が領域Ｓ２のものは赤又はＹ（イエロ
ー）系の中間色照明の用途Ｂがあればこれに振り向け
る。同様にして、色度が領域Ｓ３、領域Ｓ４のものも、
それぞれに対応する中間色照明の用途Ｃ（緑系）、Ｄ
（マゼンタ系）があればこれに振向ける。しかし、実際
には、市場の趣向等により前記の中間色照明の用途Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄはすべて存在するものではなく、例えばＣ
（緑系）、Ｄ（マゼンタ）の用途はなく、領域Ｓ３、Ｓ
４の色度のＬＥＤは無駄になってしまうというような場
合が少なくない。
【０００７】本発明は白色等の所望の色度を目的とした
ＬＥＤの上記の問題点すなわち、製造上のばらつきに
より所望の色度に入るものが少ないという問題、およ
び次善の策として所望の色度でないものを他の用途に振
向ける場合にも、用途に限界があり、結局使用されない
無駄なＬＥＤを生じ実質的な歩留が低下する場合が多い
という問題を改善することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにその第１の手段として本発明は、透光性樹脂よりな
りＬＥＤ素子を被覆、保護するＬＥＤ保護部材の表面又
は内部に設けられたＬＥＤの色補正手段において、該色
補正手段は、前記ＬＥＤ保護部材の表面に塗布され又は
その内部に混入された、インク、顔料等のフィルター部
材よりなり、該フィルター部材は所望の色度に対し前記
ＬＥＤ素子の発光の色度と補色関係の色度の透過特性を
有し、ＬＥＤの発光の色度を所望の色度となるよう補正
することを特徴とする。
【０００９】上記の課題を解決するためにその第２の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記フィ
ルター部材は互いに透過色の異なる複数のフィルター層
よりなり、フィルター材全体の最終的な透過特性の色度
は、減法混色の原理により、所望の色度に対し、ＬＥＤ
素子の発光の色度と補色関係の色度となるように、前記
各フィルター層の厚み又は透過率が選択、設定されてい
ることを特徴とする。
【００１０】上記の課題を解決するためにその第３の手
段として本発明は、前記第２の手段において、前記透過
色の異なる複数のフィルター層は、シアン、マゼンタ、
イエローの各色にそれぞれ着色された３層のフィルター
層であることを特徴とする。
【００１１】上記の課題を解決するためにその第４の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のい
ずれかにおいて、前記保護部材は前記ＬＥＤ素子の発光
を集光する作用をなすレンズ樹脂部材であることを特徴
とする。
【００１２】上記の課題を解決するためにその第５の手
段として本発明は、透光樹脂よりなりＬＥＤ素子を被
覆、保護するＬＥＤ保護部材の表面に設けられ、又はそ
のＬＥＤ保護部材の内部に混入されたＬＥＤの色補正手
段において、前記ＬＥＤ素子の発光は青色の成分を有
し、前記色補正手段は、前記青色の発光成分により緑、
赤、黄等の光を励起する蛍光材料を含有する蛍光塗料
を、前記ＬＥＤ保護部材の表面に塗布し、又はそのＬＥ
Ｄ保護部材の内部に混入してなり、前記励起される光の
との加法混色により、前記ＬＥＤの発光の色度を所望の
色度となるよう補正することを特徴とする。
【００１３】上記の課題を解決するためにその第６の手
段として本発明は、透光性樹脂よりなりＬＥＤ素子を被
覆、保護するＬＥＤ保護部材の表面に設けられ、又はそ
のＬＥＤ保護部材の内部に混入された色補正手段により
色補正を行うＬＥＤの色補正方法おいて、前記色補正手
段を設ける前に前記ＬＥＤ素子の発光の色度を測定した
後、所望の色度に対し前記測定された色度と補色関係と
なる色度を算出し、その後、前記色補正手段であるイン
ク、顔料等のフィルター部材の透過特性の色度が、前記
算出された色度となるように、インク、顔料等のフィル
ター部材を形成し、外部への射出光を前記所望の色度に
なるように補正することを特徴とする。
【００１４】上記の課題を解決するためにその第７の手
段として本発明は、前記第６の手段において、前記フィ
ルター部材は互いに透過色の異なる複数のフィルター層
よりなり、フィルター部材全体の最終的な透過特性の色
度が、減法混色の原理により、所望の色度に対し、ＬＥ
Ｄの発光の色度と補色関係の色度となるように、前記各
フィルター層の厚み又は透過率を選択して前記ＬＥＤ保
護部材に塗布することを特徴とする。
【００１５】上記の課題を解決するためにその第８の手
段として本発明は、前記第７の手段において、前記透過
色の異なる複数のフィルター層は、シアン、マゼンタ、
イエローの各色にそれぞれ着色された３層のフィルター
層であることを特徴とする。
【００１６】上記の課題を解決するためにその第９の手
段として本発明は、前記第６の手段乃至第８の手段のい
ずれかにおいて、前記保護部材は前記ＬＥＤ素子の発光
を集光する作用をなすレンズ樹脂部材であることを特徴
とする。
【００１７】上記の課題を解決するためにその第１０の
手段として本発明は、透光性樹脂よりなり青色の発光成
分を有するＬＥＤ素子を被覆、保護するＬＥＤ保護部材
の表面に、前記青色の発光成分により緑、赤、黄等の互
いに波長の異なる光を励起する蛍光材料を含有する蛍光
塗料を塗布してなる色補正手段を設けて、色補正を行う
ＬＥＤの色補正方法おいて、前記色補正手段を設ける前
に前記ＬＥＤ素子の発光の色度を測定した後、所望の色
度に対し前記測定された色度と補色関係となる色度を算
出し、その後、前記励起される光の加法混色により合成
された色度が、前記算出された色度となるように、前記
各波長を励起する蛍光材料の成分の比率と塗料の厚味を
選択して蛍光塗料を前記ＬＥＤ保護部材に塗布し、ＬＥ
Ｄの発光の色度を所望の色度となるよう補正することを
特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
第１の実施の形態に係る色補正手段について説明する。
図１は本第１の実施の形態に係るＬＥＤ１０の構成を示
す図であり、（ａ）は正面を示す断面図（ｂ）は側面を
示す断面図である。図１において、１はＬＥＤ素子、２
は基板、３、４は基板３上に設けられた接続電極であ
る。ＬＥＤ素子１のカソード電極１ｋは導電性接着剤等
を用い接続電極３に接続されＬＥＤ素子１のアノード１
ａはワイヤー６を介して接続電極４に接続されている。
７は無色透明な樹脂材よりなる保護部材であり、前記Ｌ
ＥＤ素子１、接続電極３、４、ワイヤー６を被覆、保護
するようにして、基板２上にモールド加工により形成さ
れている。保護部材７は断面が円弧部を有し、シリンド
リカルレンズ状をなしている。８は保護部材の表面に形
成された色補正手段としての色フィルタである。色フィ
ルタ８はＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ
ー）の色の塗布されたインク又は顔料等よりなるインク
層８ｃ、８ｍ、８ｙよりなっている。接続電極３、４は
基板２の裏側に引き出されている。
【００１９】上記の構成において図示しない駆動回路よ
り、前記接続電極４、３等を介してＬＥＤ素子１に所定
の電流が供給されると、ＬＥＤ素子の組成状態に応じた
で色度でＬＥＤ素子１が発光し、その発光１２は透明な
保護部材７を透過して、色フィルタ８に達し更にこれを
透過してＬＥＤ素子１とは色度の異なる波長成分の光に
変換され、外部に照明光１５として出射する。ここで、
たとえば、要求される照明光１５の色度が白色であり、
ＬＥＤ素子１の光の色度が白色からかなりずれた中間色
の色度であっても、色フィルタの波長特性を適切に設定
することにより、白色又は略白色の照明光１５を出射す
ることができる。以下にその原理を図面を用いて説明す
る。
【００２０】図２はＬＥＤ素子１の発光１２の色度およ
び照明光１５の色度を示す図であり、図３はＬＥＤ素子
１の発光１２および照明光１５の波長スペクトルを示す
図である。図４は色フィルタ８の透過率の波長スペクト
ルを示す図である。図５は色フィルタ８の各インク層の
透過率の波長スペクトルを示す図であり、（ａ）はＣ
（シアン）のインク層８ｃの波長スペクトルを、（ｂ）
Ｍ（マゼンタ）のインク層８ｍの波長スペクトルを、
（ｃ）Ｙ（イエロー）のインク層の波長スペクトルを、
（ｄ）は色フィルタ８全体としての波長スペクトルを示
す。）色補正の方法は、ＬＥＤ素子１の発光１２の波
長スペクトル（図３）を測定しこれからその色度C０１
（図２）を求める。次に前記のＬＥＤ素子１の色度ｃ
０１を目標とする白色の照明光１５の色度ｃ０に補正す
るための色フィルタ８の透過率の波長スペクトルを計算
で求める。次に、求められた色フィルタ８の透過率の
波長スペクトルを実現するための前記インク層８ｃ、８
ｍ、８ｙのそれぞれの波長スペクトルを計算で求める。
次に、前記インク層８ｃ、８ｍ、８ｙの波長スペクト
ルが計算で求められた値となるように、各インク層の厚
味等を制御してインク層８ｃ、８ｍ、８ｙの塗布を行
う。
【００２１】図２はＬＥＤ素子１の発光１２の色度およ
び照明光１５の色度を示す図であり、図３はＬＥＤ素子
１の発光１２および照明光１５の波長スペクトルを示す
図である。前記の工程において、ＬＥＤ素子１の発光
１２の波長スペクトルを測定した結果が図３のＨ１に示
すスペクトルであるとする。このときスペクトルＨ１の
Ｒ、Ｇ、Ｂの強度の比率は図に示すように、略 Ｒ１：Ｇ１：Ｂ１＝０．２７：０．３８：０．３５・・・・（２） であり、これからその発光の色度を求めるとその座標は
図２のｃ０１に示すように、ｘ＝０．２７ ｙ＝０．
３８ となり、白色（図２のｃ０）から大分ずれてい
る。
【００２２】次に工程において白色への補正を目的と
した色フィルタ８の透過率のスペクトルを、前記のＬＥ
Ｄの発光１２の波長スペクトルのデータに基づき計算に
より求める。すなわち、目標とする略白色の照明光１５
のＲ、Ｇ、Ｂの強度の比率（Ｒ０：Ｇ０：Ｂ０ とす
る）は図３のスペクトルＨ１に示すように Ｒ０：Ｇ０：Ｂ０＝０．３３：０．３３：０．３３ ・・・（３） である。
【００２３】ここで、色フィルタ８全体の波長スペクト
ル比を Ｒ８：Ｇ８：Ｂ８ としたとき、減法混色の原
理により Ｒ１×Ｒ８：Ｇ１×Ｇ８：Ｂ１×Ｂ８＝Ｒ０：Ｇ０：Ｂ０・・・（４） が成り立つように Ｒ８：Ｇ８：Ｂ８ を決めればよ
い。（４）式に（２）式と（３）式を代入することによ
り、 ０．２７×Ｒ８：０．３８×Ｇ８：０．３５×Ｂ８＝
０．３３：０．３３：０．３３ となりこれより、 Ｒ８：Ｇ８：Ｂ８＝１．２２：０．８７：０．９４ ＝０．４：０．２９：０．３１・・・・（５） これより、色フィルタ８の色度ｃ８の座標は図２に示す
ようにｘ＝０．４ ｙ＝０．２９となる。ここで、図４
は色フィルタ８全体の透過率のスペクトルＨ８を示す図
である。ここで（５）式は Ｒ８：Ｇ８：Ｂ８＝０．８：０．５８：０．６２・・・・（６） と表すこともできるので、前記図スペクトルＨ８のスペ
クトル比は（６）式のようになっている。
【００２４】次に工程において求められた前記の色フ
ィルタ８の透過率のスペクトルＨ８（図４）を実現する
ための前記インク層８ｃ、８ｍ、８ｙのそれぞれの透過
率のスペクトル（比率）を計算で求める。ここで、Ｃ
（シアン）のインク層８ｃの透過特性は、Ｇ成分とＢ成
分は透過するがＲ成分は透過しにくいのでスペクトル比
率（Ｒ８ｃ：Ｇ８ｃ：Ｂ８ｃ）は Ｒ８ｃ：Ｇ８ｃ：Ｂ８ｃ＝ｒ：１：１ （ｒ＜１） 同様にして、Ｍ（マゼンタ）のインク層８ｍのＲ、Ｇ、
Ｂのスペクトル比率（Ｒ８ｍ：Ｇ８ｍ：Ｂ８ｍ）は一般
的に Ｒ８ｍ：Ｇ８ｍ：Ｂ８ｍ＝１：ｍ：１ （ｍ＜１） 同様にして、Ｙ（イエロー）のインク層８ｙのＲ、Ｇ、
Ｂのスペクトル比率（Ｒ８ｙ：Ｇ８ｙ：Ｂ８ｙ）は一般
的に Ｒ８ｙ：Ｇ８ｙ：Ｂ８ｙ＝１：１：ｙ （ｙ＜１） となる。このように、インク層８ｃ、８ｍ、８ｙのスペ
クトルは一般にＲ、Ｇ、Ｂの成分をすべて有している。
（なお、インク層の厚味が極端に薄くなるとすべてのイ
ンク層８ｃ、８ｍ、８ｙにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの比率は
１：１；１となり無色透明に近づく。）
【００２５】従って一般には、各インク層８ｃ、８ｍ、
８ｙがともに大なり小なりＲ、Ｇ、Ｂの成分を透過する
ので、これらインク層が積層された場合でも透過光は黒
色となることなくＲ、Ｇ、Ｂの成分を有している。本実
施の形態は、このような原理を利用して色フィルタ８の
透過特性を所望の値に計算により設定するものである。
すなわち、上記したように、Ｃ（シアン）のインク層８
ｃの透過特性のスペクトル比を Ｒ８ｃ：Ｇ８ｃ：Ｂ８
ｃ 、Ｍ（マゼンタ）のインク層８ｍの透過特性のスペ
クトル比を Ｒ８ｍ：Ｇ８ｍ：Ｂ８ｍ 、Ｙ（イエロ
ー）のインク層８ｙの透過特性のスペクトル比を Ｒ８
ｙ：Ｇ８ｙ：Ｂ８ｙ としたとき、色フィルタ８全体の
透過特性のスペクトル比 Ｒ８ｙ：Ｇ８ｙ：Ｂ８ｙ は
減法混色の原理により Ｒ８：Ｇ８：Ｂ８＝Ｒ８ｃ×Ｒ８ｍ×Ｒ８ｙ＋Ｇ８ｃ×Ｇ８ｍ×Ｇ８ｙ ＋Ｂ８ｃ×Ｂ８ｍ×Ｂ８ｙ・・・・・（７） となる。
【００２６】（７）式に（６）式を代入すると ０．８：０．５８：０．６２＝Ｒ８ｃ×Ｒ８ｍ×Ｒ８ｙ＋Ｇ８ｃ×Ｇ８ｍ×Ｇ８ ｙ ＋Ｂ８ｃ×Ｂ８ｍ×Ｂ８ｙ・・・・・（８） （８）式を満足するように各インク層のスペクトル比
（Ｒ、Ｇ、Ｂの透過率）を求めると Ｒ８ｃ＝０．８ Ｒ８ｍ＝１ Ｒ８ｙ＝１ Ｇ８ｃ＝１ Ｇ８ｍ＝０．５８ Ｇ８ｙ＝１ Ｂ８ｃ＝１ Ｂ８ｍ＝１ Ｂ８ｙ＝０．６２ ・・・・（９） 図５は（９）式に示す各インク層のスペクトル比に対応
した透過特性を示す図であり、（ａ）はＣ（シアン）の
インク層８ｃの透過特性Ｈ８ｃを、（ｂ）はＭ（マゼン
タ）のインク層８ｍの透過特性Ｈ８ｍを、（ｃ）はＹ
（イエロー）のインク層８ｍの透過特性Ｈ８ｙを示す。
又、（ｄ）は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の透過特性を重ね
合わせた透過特性Ｈ８を示し図４の透過特性Ｈ８と一致
する。
【００２７】次に工程において、前記インク層８ｃ、
８ｍ、８ｙの透過特性が（９）式や図５で示すような値
となるように、厚味等を制御してインク層８ｃ、８ｍ、
８ｙの塗布を行う。この際、最終的な合わせ込みは透過
光のスペクトルを実測しながら行うこともできる。たと
えば、シアンのインク層８ｃを塗布する塗布の厚味を上
げてゆくと、次第に透過光のＲ成分のみが低下して行
く。よって、最初は、経験的に決まる大体の厚味を出し
ておき、最終的には透過光のＲ成分が当初の０．８倍に
なるまで少しずつインクの塗布を行うようにすれば、透
過光を所望の色度に精度よく合わせこむことができる。
色度についての精度があまり要求されない場合は大体の
厚味だしだけで十分であり、工数は低減できる。
【００２８】このようにして、インク層８ｃ、８ｍ、８
ｙの透過特性を計算値に合わせ込むようにして順次重ね
て塗布して色フィルタ８を形成することにより、色フィ
ルタ８全体の透過特性（又は色度）を計算で求めた所望
の値（式（６））又は所望の色度（図２のｃ８）とする
ことができる。そしてこれにより、ＬＥＤ素子１を出射
した色度がｃ１（図２）の中間色である発光１２を色フ
ィルタ８を透過させることにより、色補正を行い、所望
とする白色の色度ｃ０（図２）の照明光１５として外部
に出射することができる。ここで、色フィルタ８の色度
ｃ８とＬＥＤ素子１の色度ｃ１とは照明光１５の白色の
色度ｃ０に関し互いに補色関係にある（（４）式参
照）。
【００２９】本第１の実施の形態はこれに限らず。同様
の原理により色補正により、白色以外の所望の中間色の
照明光を与えることもできる。すなわち、一般にＬＥＤ
素子の発光の色度ｃＬの座標を ｘ＝ｘＬ ｙ＝ｙＬ
（ｚ＝ｚＬ） とし、所望の中間色の照明光１
５の色度ｃｓの座標を ｘ＝ｘｓ ｙ＝ｙｓ（ｚ＝
ｚｓ） とし、 色補正に必要な色フィルタ８の色度
ｃ８の座標をｘ＝ｘ８ ｙ＝ｙ８ （ ｚ＝ｚ８ ）
としたとき、これらの色度の間には減法混色の原理によ
り ｘｓ：ｙｓ：ｚｓ ＝ｘＬ×ｘ８：ｙＬ×ｙ８：ｚＬ×ｚ８ ・・・（１０） の関係が成り立ち、照明光の色度ｃｓに関しＬＥＤ素子
の発光の色度ｃＬと色フィルタ８の色度ｃ８とは補色関
係にある。よってかかる補色関係にある色フィルタ８を
すでに説明したような方法で形成すれば所望の色補正を
することができる。
【００３０】このように、本第１の実施の形態によれ
ば、ＬＥＤ素子の製造上の理由からＬＥＤ素子の製品の
発光の色度がばらついて、所望の色度のものが得られな
い場合でも、色度を補正することにより、出射する照明
光の色度を所望の色度に合わせることができる。よっ
て、従来のように単に選別により所望の色度に近いもの
を準備するのではなく、ＬＥＤとしての照明光を積極的
に所望の色度に一致させることができるので、照明の品
質を格段に向上するとともに、実質的な歩留まりを向上
させることができる。なお、以上の説明においては色フ
ィルタ８が３つのインク層８ｃ、８ｍ、８ｙを有する場
合につき説明したが、本実施の形態はこれに限るもので
はなく、色補正の目的によっては、色フィルタ８をイン
ク層８ｃ、８ｍ、８ｙうちの１層又は２層をもって構成
することができる。例えば、Ｒ成分のみを補正したいと
きは、シアンのインク層８ｃのみで十分であり、Ｒ成分
とＧ成分のみを補正したいときはシアンのインク層８ｃ
とマゼンタのインク層８ｍがあれば十分である。なお、
上記の場合はいずれも、保護部材（７）の表面に色フィ
ルタ（８）を形成するものであるが、本発明はこれに限
らず、上記と同様のフィルター特性を有する粒子状又は
粉末状のシアン、マゼンタ、イエロー等の色フィルタを
保護部材（７）に混入することによっても、同様の色補
正の効果を得ることができる。
【００３１】次に、図６は図１に示すＬＥＤ１０を用い
たエッジライト方式の面状の構成を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。図１において、３０は面状光源であり、導光板２１
と発光源としてＬＥＤ１０を有している。導光板２１は
無色透明のプラスチック材等よりなり、板状で略直方体
形状をしており、その一方の主面を光出射面２１ｂと
し、該光出射面２１ｂと対向する下面２１ａには、発光
源からの光を前記光出射面２１ｂに向けて光を反射させ
るための手段として、その表面に複数の微小なシボ又は
複数個の半球状ドット等を有する光拡散面が形成されて
いる。
【００３２】ＬＥＤ１０は導光板２１の側面２１ｃに対
向する位置に配設され、図示しない駆動回路より所定の
電流が供給されて、ＬＥＤ素子１が発光し、色フィルタ
８を透過して前記した白色の照明光１５を出射する。照
明光１５は側面２１ｃから導光板１に入り、大部分の光
は上面である光出射面１ｂで全反射、下面である光拡散
面２１ａでは全反射又は乱反射を１回又は複数回行った
後に上面である光出射面２１ｂより外部に出射する。外
部に出射した光は白色のパネル照明光２５として液晶パ
ネル２７を背後より照明する。ＬＥＤ１０の保護部材７
は断面が円弧部を有し、シリンドリカルレンズ状をなし
ているので集光作用を有し、出射する照明光１５を拡散
させずにしぼって導光板２１の側面２１ｃ入射させ、光
の利用効率を高め、パネル照明光２５の明るさを上げる
効果を有する。このように本第１の実施の形態によれ
ば、レンズ効果を保ったまま色補正を行うことができ
る。
【００３３】以下に、図面に基づいて本発明の第２の実
施の形態に係る色補正手段について説明する。図７は本
第２の実施の形態に係るＬＥＤの構成を示す図であり、
（ａ）は正面から見た断面図（ｂ）は側面から見た断面
図である。図７において、保護部材７はレンズ形状では
なく、略直方体の形状をなしている。保護部材７の表面
には蛍光体材料をエポキシ等の有機樹脂に混合してなる
蛍光塗料が塗布されて蛍光塗料膜９が形成されている。
蛍光塗料膜９には、青色（Ｂ）の光成分により緑
（G）、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）等の励起光を発生する蛍光
体材料が含まれている。その他の構成等に関しては、図
１に示すＬＥＤの場合と同様である。
【００３４】上記の構成において、すでに説明したのと
同様にしてＬＥＤ素子１に所定の電流を流すとＬＥＤ素
子１は図２に示す色度ｃ２の発光１２を行う。ここで色
度ｃ２の座標はたとえばｘ＝０．３ ｙ＝０．２ （ｚ
＝０．５） である。図８はかかるＬＥＤ素子１の発光
１２のとるスペクトルＨ２を示す図である。スペクトル
Ｈ２のＲ、Ｇ、Ｂ成分（後述するＲ２、Ｇ２、Ｂ２）の
比率は０．３：０．２：０．５である。図８に示すよう
に前記スペクトルＨ２のＢ成分は前記蛍光塗料膜９に入
ると一部が蛍光体材料に吸収されてＢｈだけ減少して外
部に出射する。スペクトルＨ２のＧ成分は前記の励起
（Ｂ成分の吸収によるＧ成分の励起）によりＧｈだけ増
加して外部に出射する。スペクトルＨ２のＲ成分は前記
の励起（Ｂ成分の吸収によるＲ成分の励起）によりＲｈ
だけ増加して外部に出射する。このようにして、スペク
トルＨ２はＲ、Ｇ、Ｂの比率が０．３３：０．３３：
０．３３であるスペクトルＨ０の白色光（図２のｃ０に
相当）に補正されて、照明光１５として外部に出射す
る。
【００３５】このためには、図８に示すように Ｒｈ＝
０．０３ Ｇｈ＝０．１３ Ｂｈ＝−０．１７ で
あることが必要であるが、これを達成するには、次のよ
うにする。ここで図９は前記スペクトル変化分Ｒｈ、Ｇ
ｈ、Ｂｈの変動を示す図である。すなわち、光塗料膜９
の厚味をｘとすると図９（ａ）に示すように、ｘ＝０の
ときは、Ｒｈ＝０ Ｇｈ＝０ Ｂｈ＝０ であるが、
ｘの増加とともにＢｈは勾配−ｋで減少し、Ｒｈは勾配
αｋで増加し、Ｇｈは勾配βｋで増加する。そこで、厚
味ｘを変化させて、Ｂｈ＝−０．１７となる厚味ｘｓと
する。そしてこの厚味ｘｓにおいてＲｈ＝０．０３
Ｇｈ＝０．１３となるように予め前記αとβを設定して
おく。この設定は蛍光塗料膜９に含まれる緑（G）、赤
（Ｒ）、黄（Ｙ）等の励起光を発生する蛍光体材料の種
類と成分比を適切に調整することにより可能である。こ
の結果、図９（ｂ）に示すように前記のｘｓの厚味にお
いて、補正後のスペクトル成分Ｒｓ、Gｓ、ＢｓをＲｓ
＝０．３３ Gｓ＝０．３３Ｂｓ＝０．３３ とし白色
光とすることができる。
【００３６】この値は一般化して言えば、ＬＥＤの発光
１２のＲ、G、Ｂの成分であるＲ２、G２、Ｂ２（図９
（ｂ））にそれぞれ前記補正成分Ｒｈ、Gｈ、Ｂｈを加
えて得られたものである。すなわち、図８および図９
（ｂ）に示すように本第２の実施の形態における色補正
の原理は、ＬＥＤの発光１２スペクトルＨ２の成分のＲ
２、Ｇ２、Ｂ２に対し蛍光塗料膜９で発生するスペクト
ル成分Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈとを加法混色することにより色
補正を行い、所望の色度とするものである。よって、蛍
光塗料膜９の蛍光体材料の成分比および蛍光塗料膜９の
膜圧を適切に選択して前記補正成分Ｒｈ、Gｈ、Ｂｈを
所望の値に適合させることにより、白色を目的とした補
正のみではなく、中間色を目的とした補正もある範囲で
は可能である（例えばＢ成分を増大するような補正はで
きない。）。又本第２の実施の形態は上記もように、加
法混色の原理により色補正を行うので、補正の際の光の
利用効率を高く維持でき、補正後の照明光の明るさを高
く維持することができる。なお、上に説明した第２実施
形態においては蛍光体（蛍光塗料膜９）を保護部材
（７）の表面に形成するものであるが、本発明はこれに
限らず同様の励起特性を有する蛍光体の粉末を青色のＬ
ＥＤ素子を被覆する保護部材（７）に混入することによ
り、同様の色補正の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
ＬＥＤに対し色フィルタ等の色補正手段を設けることに
よりＬＥＤ素子自体の発光の色度が、ばらついて、白色
等の所望の色度から外れていても、これを所望の色度に
補正して照明光として利用することができる。よってＬ
ＥＤを用いた照明の色度を均一化して従来よりも格段に
品質を高め、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る色補正手段を
備えたＬＥＤの構成を示す図である。
【図２】図１に示すＬＥＤ等の発光の色度を示す色度図
である。
【図３】図１に示すＬＥＤにおける発光の波長スペクト
ルを示す図である。
【図４】図１に示すＬＥＤにおける色フィルタの透過率
の波長スペクトルを示す図である。
【図５】図１に示すＬＥＤにおける色フィルタの各イン
ク層の透過率の波長スペクトルを示す図である。
【図６】図１に示すＬＥＤを使用した面状光源の構成を
示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る色補正手段を
備えたＬＥＤの構成を示す図である。
【図８】図７に示すＬＥＤにおける発光の波長スペクト
ルを示す図である。
【図９】図７に示すＬＥＤにおける色補正の原理を示す
図である。
【図１０】従来のＬＥＤの構成を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ素子の発光の色度のバラツキを示す色
度図である。
【符号の説明】 １ ＬＥＤ素子 １ａ アノード電極 １ｋ カソード電極 ２ 基板 ３、４ 接続電極 ６ ワイヤー ７ 保護部材 ８ 色フィルタ ８ｃ、８ｍ、８ｙ インク層 ９ 蛍光塗料膜 １０ ＬＥＤ １２ 発光 １５ 照明光 ２１ 導光板 ２５ パネル照明光 ２７ 液晶パネル ３０ 面状光源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透光性樹脂よりなりＬＥＤ素子を被覆、
    保護するＬＥＤ保護部材の表面又は内部に設けられたＬ
    ＥＤの色補正手段において、該色補正手段は、前記ＬＥ
    Ｄ保護部材の表面に塗布され又はその内部に混入され
    た、インク、顔料等のフィルター部材よりなり、該フィ
    ルター部材は所望の色度に対し前記ＬＥＤ素子の発光の
    色度と補色関係の色度の透過特性を有し、ＬＥＤの発光
    の色度を所望の色度となるよう補正することを特徴とす
    るＬＥＤの色補正手段。
  2. 【請求項２】 前記フィルター部材は互いに透過色の異
    なる複数のフィルター層よりなり、フィルター材全体の
    最終的な透過特性の色度は、減法混色の原理により、所
    望の色度に対し、ＬＥＤ素子の発光の色度と補色関係の
    色度となるように、前記各フィルター層の厚み又は透過
    率が選択、設定されていることを特徴とする請求項１に
    記載のＬＥＤの色補正手段。
  3. 【請求項３】 前記透過色の異なる複数のフィルター層
    は、シアン、マゼンタ、イエローの各色にそれぞれ着色
    された３層のフィルター層であることを特徴とする請求
    項２に記載のＬＥＤの色補正手段。
  4. 【請求項４】 前記保護部材は前記ＬＥＤ素子の発光を
    集光する作用をなすレンズ樹脂部材であることを特徴と
    する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＬＥＤの
    色補正手段。
  5. 【請求項５】 透光樹脂よりなりＬＥＤ素子を被覆、保
    護するＬＥＤ保護部材の表面に設けられ、又はそのＬＥ
    Ｄ保護部材の内部に混入されたＬＥＤの色補正手段にお
    いて、前記ＬＥＤ素子の発光は青色の成分を有し、前記
    色補正手段は、前記青色の発光成分により緑、赤、黄等
    の光を励起する蛍光材料を含有する蛍光塗料を、前記Ｌ
    ＥＤ保護部材の表面に塗布し、又はそのＬＥＤ保護部材
    の内部に混入してなり、前記励起される光のとの加法混
    色により、前記ＬＥＤの発光の色度を所望の色度となる
    よう補正することを特徴とするＬＥＤの色補正手段。
  6. 【請求項６】 透光性樹脂よりなりＬＥＤ素子を被覆、
    保護するＬＥＤ保護部材の表面に設けられ、又はそのＬ
    ＥＤ保護部材の内部に混入された色補正手段により色補
    正を行うＬＥＤの色補正方法おいて、前記色補正手段を
    設ける前に前記ＬＥＤ素子の発光の色度を測定した後、
    所望の色度に対し前記測定された色度と補色関係となる
    色度を算出し、その後、前記色補正手段であるインク、
    顔料等のフィルター部材の透過特性の色度が、前記算出
    された色度となるように、インク、顔料等のフィルター
    部材を形成し、外部への射出光を前記所望の色度になる
    ように補正することを特徴とするＬＥＤの色補正方法。
  7. 【請求項７】 前記フィルター部材は互いに透過色の異
    なる複数のフィルター層よりなり、フィルター部材全体
    の最終的な透過特性の色度が、減法混色の原理により、
    所望の色度に対し、ＬＥＤの発光の色度と補色関係の色
    度となるように、前記各フィルター層の厚み又は透過率
    を選択して前記ＬＥＤ保護部材に塗布することを特徴と
    する請求項６に記載のＬＥＤの色補正方法。
  8. 【請求項８】 前記透過色の異なる複数のフィルター層
    は、シアン、マゼンタ、イエローの各色にそれぞれ着色
    された３層のフィルター層であることを特徴とする請求
    項７に記載のＬＥＤの色補正方法。
  9. 【請求項９】 前記ＬＥＤ保護部材は前記ＬＥＤ素子の
    発光を集光する作用をなすレンズ樹脂部材であることを
    特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のＬ
    ＥＤの色補正方法。
  10. 【請求項１０】 透光性樹脂よりなり青色の発光成分を
    有するＬＥＤ素子を被覆、保護するＬＥＤ保護部材の表
    面に、前記青色の発光成分により緑、赤、黄等の互いに
    波長の異なる光を励起する蛍光材料を含有する蛍光塗料
    を塗布してなる色補正手段を設けて、色補正を行うＬＥ
    Ｄの色補正方法おいて、前記色補正手段を設ける前に前
    記ＬＥＤ素子の発光の色度を測定した後、所望の色度に
    対し前記測定された色度と補色関係となる色度を算出
    し、その後、前記励起される光の加法混色により合成さ
    れた色度が、前記算出された色度となるように、前記各
    波長を励起する蛍光材料の成分の比率と塗料の厚味を選
    択して蛍光塗料を前記ＬＥＤ保護部材に塗布し、ＬＥＤ
    の発光の色度を所望の色度となるよう補正することを特
    徴とするＬＥＤの色補正方法。
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