JP2006128008A - Lighting system - Google Patents

Lighting system Download PDF

Info

Publication number
JP2006128008A
JP2006128008A JP2004317058A JP2004317058A JP2006128008A JP 2006128008 A JP2006128008 A JP 2006128008A JP 2004317058 A JP2004317058 A JP 2004317058A JP 2004317058 A JP2004317058 A JP 2004317058A JP 2006128008 A JP2006128008 A JP 2006128008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
red
green
blue
led
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2004317058A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Enomoto
正 榎本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004317058A priority Critical patent/JP2006128008A/en
Publication of JP2006128008A publication Critical patent/JP2006128008A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress occurrence of color unevenness. <P>SOLUTION: A lighting system is provided with a light source in which light-emitting elements IR, IG, IB of red color, green color, and blue color have been arranged, and a wavelength selecting means 3 which has a red light reflecting means in which green light and blue light out of the red light, the green light, and the blue light are made to be selectively transmitted, a green light reflecting means in which the red light and the blue light out of the red light, the green light, and the blue light are made to be selectively transmitted, and a blue light reflecting means in which the red light and the green light out of the red light, the green light, and the blue light are made to be selectively transmitted. The red light reflecting means, the green light reflecting means, and the blue light reflecting means are respectively installed upward the light-emitting elements IR, IG, IB of the red color, the green color, and the blue color. By this, transmission of the surplus red right, green light, and blue light can be prevented in a region where the light intensity is strong of the red light, the green light, and the blue light above the light-emitting elements IR, IG, IB of the red color, the green color, and the blue color. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、白色光を出射する照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination device that emits white light.

従来、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)のバックライト用光源として、蛍光ランプ(FL:Fluorescent Lamp)、エレクトロルミネッセンス(EL:Electro Luminescence)、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が使用されているが、LEDは、その色特性からLCDの色再現範囲を広げるものとして近年特に期待されている。   Conventionally, a fluorescent lamp (FL), an electroluminescence (EL), and a light emitting diode (LED) are used as a backlight light source of a liquid crystal display (LCD). However, in recent years, LEDs are particularly expected to expand the color reproduction range of LCDs due to their color characteristics.

LEDを用いる光源としては、(1)白色LEDを用いるもの、(2)各色のLEDを単独で用いて、それからの光を拡散板等で拡散することで白色光を作り出すものがある。しかしながら、長寿命の白色LEDは現在のところ実現されていないため、光源としては後者が広く検討されている(例えば、特許文献1参照)。   As a light source using an LED, there are (1) one using a white LED and (2) one using each color LED alone and diffusing the light from the LED with a diffusion plate or the like to produce white light. However, since a long-life white LED has not been realized at present, the latter is widely studied as a light source (see, for example, Patent Document 1).

ところで、光の混合を用いた最も一般的な表示装置としてCRT(Cathode-Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)などがある。これらは光の三原色からなる微小ドットを隣接させることで色混合し、色を再現している。   By the way, CRT (Cathode-Ray Tube), LCD (Liquid Crystal Display), etc. are the most common display devices using light mixing. These are color-mixed by adjoining micro dots composed of the three primary colors of light to reproduce the color.

バックライト用の白色光源を作り出す場合にも、大出力のLEDをお互いに分離した状態とするよりも各色の点光源を近接させたほうが、より色混合が容易となる。また、それら近接させた点光源を平面内に均等に分散させることで、面内の光量の分布を小さく抑えることができる。そのためには小さいLEDを近接して並べるのがよい。これを発展させるとLED画素によるディスプレイが可能となる。しかしながら、この方法はLEDのコストと加工の難しさの点から現時点では現実的ではない。   Even when creating a white light source for backlight, color mixing is easier when the point light sources of the respective colors are brought closer to each other than when the high-power LEDs are separated from each other. Further, by distributing the point light sources that are close to each other evenly in the plane, the distribution of the amount of light in the plane can be kept small. For this purpose, it is preferable to arrange small LEDs close to each other. If this is developed, a display using LED pixels becomes possible. However, this method is not practical at present because of the cost of LED and the difficulty of processing.

各色のLEDを拡散して色混合を行って白色光を得る場合には、異なる色の点光源が大きく離れていると、その光混合は非常に難しくなる。そこで、3色のLEDチップをひとつの台の上に固定したものを光源として用いることが提案されている。しかしながら、この光源には、歩留まりが低くコストが高くつく、大出力のものがまだ得られていないという問題がある。   When white light is obtained by diffusing LEDs of each color to perform color mixing, if the point light sources of different colors are far apart, the light mixing becomes very difficult. Therefore, it has been proposed to use a light source in which three color LED chips are fixed on one base. However, this light source has a problem that the yield is low, the cost is high, and a high output light source has not yet been obtained.

そこで、光を側方放射(サイドエミッション)するLED、所謂サイドミッション型LEDを光源として用いて、広い範囲に光を照射・拡散して色混合を行う方法が提案されている。   In view of this, a method has been proposed in which color mixing is performed by irradiating and diffusing light over a wide range, using an LED that emits light laterally (side emission), that is, a so-called side mission LED.

特開平8−211361号公報JP-A-8-212361

しかしながら、この方法では、光の混合度合いが充分ではなく、色むらが発生してしまうという問題がある。また、LEDから光を側方に照射した後、拡散板とプリズムシートとにより面方向に光を立ち上げるために光量の損出が大きくなってしまうという問題もある。   However, this method has a problem that the degree of light mixing is not sufficient and color unevenness occurs. In addition, there is also a problem that after the light is emitted from the LED to the side, the loss of the light amount increases because the light is raised in the surface direction by the diffusion plate and the prism sheet.

したがって、この発明の第1の目的は、色むらの発生を抑制することができる照明装置を提供することにある。   Therefore, a first object of the present invention is to provide an illumination device that can suppress the occurrence of color unevenness.

また、この発明の第2の目的は、色むらの発生および光量の損出を抑制することができる照明装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide an illumination device that can suppress the occurrence of color unevenness and the loss of light quantity.

上述の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、赤色、緑色および青色の発光素子が配置された光源と、
赤色光、緑色光および青色光のうち緑色光および青色光を選択透過させる赤色光反射手段、赤色光、緑色光および青色光のうち赤色光および青色光を選択透過させる緑色光反射手段および、赤色光、緑色光および青色光のうち赤色光および緑色光を選択透過させる青色光反射手段を有する波長選択透過手段と
を備え、
赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段がそれぞれ、赤色、緑色および青色の発光素子の上方に設けられていることを特徴とする照明装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a light source in which red, green and blue light emitting elements are arranged,
Red light reflecting means for selectively transmitting green light and blue light among red light, green light and blue light, Green light reflecting means for selectively transmitting red light and blue light among red light, green light and blue light, and red Wavelength selective transmission means having blue light reflection means for selectively transmitting red light and green light among light, green light and blue light, and
The illumination device is characterized in that the red light reflecting means, the green light reflecting means, and the blue light reflecting means are provided above the red, green, and blue light emitting elements, respectively.

請求項1記載の発明では、赤色、緑色、青色の発光素子それぞれの上方にて赤色光、緑色光、青色光の光量を低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the amount of red light, green light, and blue light can be reduced above each of the red, green, and blue light emitting elements.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段により反射された赤色光、緑色光および青色光を波長選択透過手段に向けて反射する反射手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect, the red light, the green light and the blue light reflected by the red light reflecting means, the green light reflecting means and the blue light reflecting means are directed to the wavelength selective transmitting means. It is further characterized by further comprising reflecting means for reflecting.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段はそれぞれ、発光素子から出射された赤色光、緑色光および青色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルからなることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect, the red light reflecting means, the green light reflecting means, and the blue light reflecting means correspond to red light, green light, and blue light emitted from the light emitting element, respectively. It consists of a photonic crystal having a band gap.

請求項4記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、フォトニッククリスタルは、微小ドット状であること特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect, the photonic crystal is in the form of minute dots.

請求項5記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、波長選択透過手段を透過した光を拡散するための拡散手段をさらに備えることを特徴とする。   The invention described in claim 5 is the illuminating device according to claim 1, further comprising a diffusing unit for diffusing the light transmitted through the wavelength selective transmitting unit.

請求項6記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、波長選択透過手段を透過した光の方向を前方に向けるためのプリズム手段をさらに備えることを特徴とする。   The invention described in claim 6 is the illuminating device according to claim 1, further comprising prism means for directing the direction of the light transmitted through the wavelength selective transmission means forward.

請求項7記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、波長選択透過手段を透過した光のうち、特定の偏光方向の光を透過する偏光選択手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first aspect of the present invention, the illumination device further includes a polarization selection unit that transmits light having a specific polarization direction among the light transmitted through the wavelength selective transmission unit.

反射手段、拡散手段、プリズム手段および偏光選択手段は、典型的には、板、シートまたはフィルム状を有する。また、フォトニッククリスタルは、典型的には、透明性を有する基材上に形成され、基材としては、典型的には、透明性を有する基板、シートまたはフィルムが用いられる。   The reflecting means, the diffusing means, the prism means and the polarized light selecting means typically have a plate, sheet or film shape. The photonic crystal is typically formed on a transparent substrate, and a transparent substrate, sheet, or film is typically used as the substrate.

以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、赤色反射手段、緑色反射手段および青色反射手段がそれぞれ、赤色、緑色および青色の発光素子の上方に設けられているので、赤色の発光素子の上方にて光量の多い赤色光を低減し、緑色の発光素子の上方にて光量の多い緑色光を低減し、青色の発光素子の上方にて光量の多い青色光を低減することができる。すなわち、赤色、緑色および青色の発光素子から出射された光を波長選択透過手段により選択透過させて各色のバランスを調整できる。よって、色むらのない白色光を生成することができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, since the red reflecting means, the green reflecting means, and the blue reflecting means are provided above the red, green, and blue light emitting elements, respectively, the red light emission Reduces red light with a large amount of light above the element, reduces green light with a large amount of light above the green light emitting element, and reduces blue light with a large amount of light above the blue light emitting element . That is, the light emitted from the red, green, and blue light emitting elements can be selectively transmitted by the wavelength selective transmission means to adjust the balance of each color. Therefore, white light with no color unevenness can be generated.

また、請求項2に係る発明によれば、反射手段が、赤色反射手段、緑色反射手段および青色反射手段により反射された赤色光、緑色光および青色光を波長選択透過手段に向けて反射するので、色むらの発生および光量の損出を抑制することができる。   According to the invention of claim 2, the reflecting means reflects the red light, the green light and the blue light reflected by the red reflecting means, the green reflecting means and the blue reflecting means toward the wavelength selective transmitting means. In addition, the occurrence of color unevenness and the loss of light amount can be suppressed.

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図1は、この発明の第1の実施形態による照明装置の一構成例を示す断面図である。図1に示すように、この表示装置は、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bが一主面に設けられた反射板2と、波長選択透過板3とを備える。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a lighting device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the display device includes a reflecting plate 2 having a red LED 1 </ b> R, a green LED 1 </ b> G, and a blue LED 1 </ b> B provided on one main surface, and a wavelength selective transmission plate 3.

この照明装置の特徴は、1)「RGBに対応するフォトニックバンドギャップを有する3種のフォトニッククリスタルのドットにより1つの大光量光源を細かい点光源に分割する」、2)「LED光源からの各色の光強度に応じてそのフォトニッククリスタルのドットを調整し各色の透過強度が平均するように配列する」という点にある。なお、この照明装置は、液晶表示装置などのバックライトとして用いて好適なものである。   Features of this lighting device are as follows: 1) “divide one large light source into fine point light sources by three photonic crystal dots having photonic band gaps corresponding to RGB”, 2) “from LED light source The dots of the photonic crystal are adjusted in accordance with the light intensity of each color, and are arranged so that the transmission intensity of each color is averaged. Note that this illumination device is suitable for use as a backlight of a liquid crystal display device or the like.

赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bはそれぞれ、赤色光、緑色光、青色光を出射可能に構成されている。反射板2は、波長選択透過板3により反射された光を反射して、波長選択透過板3に再度入射させるためのものである。赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bは、例えば、所定の2次元パターンで反射板2上に設けられている。この2次元パターンとしては、格子状、ストライプ状またはデルタ(Δ)状などが挙げられる。なお、デルタ状とする場合には、赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bそれぞれが、デルタの各頂点に位置するようにする。   The red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B are configured to emit red light, green light, and blue light, respectively. The reflection plate 2 is for reflecting the light reflected by the wavelength selective transmission plate 3 so as to enter the wavelength selective transmission plate 3 again. The red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B are provided on the reflector 2 in a predetermined two-dimensional pattern, for example. Examples of the two-dimensional pattern include a lattice shape, a stripe shape, and a delta (Δ) shape. In the case of a delta shape, each of the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B is positioned at each vertex of the delta.

波長選択透過板3は、透明基板3aと、この透明基板3a上に設けられたフォトニッククリスタル層3bとからなる。透明基板3aは、赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bから出射された光を透過可能な材料から構成されている。このような材料としては、例えばガラスまたはプラスチックを使用できる。   The wavelength selective transmission plate 3 includes a transparent substrate 3a and a photonic crystal layer 3b provided on the transparent substrate 3a. The transparent substrate 3a is made of a material that can transmit light emitted from the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B. As such a material, for example, glass or plastic can be used.

フォトニッククリスタル層3bは、赤色光を選択反射するのに対して緑色光および青色光を選択透過するドットと、緑色光を選択反射するのに対して赤色光および青色光を選択透過するドットと、青色光を選択反射するのに対して赤色光および緑色光を選択透過するドットとからなる。これらのドットは、例えば2次元パターンに配列され、具体的には例えば赤色光を反射するドットは赤色LED1Rの上方に設けられ、緑色光を反射するドットは緑色LED1Gの上方に設けられ、青色光を反射するドットは青色LED1Bの上方に設けられる。   The photonic crystal layer 3b includes dots that selectively reflect green light and blue light while selectively reflecting red light, and dots that selectively transmit red light and blue light while selectively reflecting green light. And dots that selectively reflect blue light but selectively transmit red light and green light. These dots are arranged in, for example, a two-dimensional pattern. Specifically, for example, dots that reflect red light are provided above the red LED 1R, dots that reflect green light are provided above the green LED 1G, and blue light Is provided above the blue LED 1B.

赤色LED1Rから出射された赤色光を反射するドットは、赤色LED1Rから出射された赤色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルから構成され、緑色LED1Gから出射された緑色光を反射するドットは、緑色LED1Gから出射された緑色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルから構成され、青色LED1Bから出射された青色光を反射するドットは、青色LED1Bから出射された青色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルから構成される。   The dot that reflects the red light emitted from the red LED 1R is composed of a photonic crystal having a band gap corresponding to the red light emitted from the red LED 1R, and the dot that reflects the green light emitted from the green LED 1G is A dot that is composed of a photonic crystal having a band gap corresponding to the green light emitted from the green LED 1G and reflects the blue light emitted from the blue LED 1B has a band gap corresponding to the blue light emitted from the blue LED 1B. It consists of a photonic crystal.

フォトニッククリスタルとは、光の波長程度の周期構造を有する構造体であり、例えば数百nm、具体的には例えば200〜400nmを有する、粒径の揃った微粒子を細密充填したもの、半導体技術で構造を作成したものなどであり、2次元的(層状)に周期構造を有するもの、3次元的に周期構造を有するものなどがある。なお、微粒子の材料としては、有機材料または無機材料を用いることができる。   A photonic crystal is a structure having a periodic structure on the order of the wavelength of light, for example, a finely packed fine particle having a uniform particle diameter, for example, several hundred nm, specifically 200 to 400 nm, semiconductor technology And a structure having a periodic structure in two dimensions (layered), and a structure having a periodic structure in three dimensions. Note that an organic material or an inorganic material can be used as the material of the fine particles.

フォトニッククリスタルの特徴は、その周期構造によりある波長の光が進入できなくなるフォトニックバンドギャップを有するという点に、すなわち、フォトニックバンドギャップに相当する光を強く反射するという点にある。このためフォトニッククリスタルはそのバンドギャップに応じた色を呈する。このフォトニックバンドギャップは、フォトニッククリスタルの周期構造の大きさを調整することで容易に制御することができる。例えば、微粒子によるフォトニッククリスタルでは、その粒子径を変化させることでフォトニックバンドギャップを制御できる。   A feature of the photonic crystal is that it has a photonic band gap in which light of a certain wavelength cannot enter due to its periodic structure, that is, it strongly reflects light corresponding to the photonic band gap. For this reason, the photonic crystal exhibits a color corresponding to its band gap. This photonic band gap can be easily controlled by adjusting the size of the periodic structure of the photonic crystal. For example, in a photonic crystal composed of fine particles, the photonic band gap can be controlled by changing the particle diameter.

図2Aは、波長選択透過板3の一構成例を示す拡大断面図である。図2Bは、波長選択透過板3の一構成例を示す拡大平面図である。図2Aおよび2Bでは、赤色光を反射するフォトニッククリスタル、緑色光を反射するフォトニッククリスタルおよび青色を反射するフォトニッククリスタルが二次元パターンに配列されている。   FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of the wavelength selective transmission plate 3. FIG. 2B is an enlarged plan view showing a configuration example of the wavelength selective transmission plate 3. 2A and 2B, photonic crystals that reflect red light, photonic crystals that reflect green light, and photonic crystals that reflect blue light are arranged in a two-dimensional pattern.

図3は、ドットの配列パターンの一例を模式的に示す平面図である。図3において、斜線が付された丸、白丸、黒丸はそれぞれ、赤色光、緑色光、青色光を反射するドットを示し、星印はそれぞれ、赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1B直上の位置を示す。図3では、フォトニッククリスタル層3bは赤色光、緑色光および青色光を反射するドットを2次元配列して構成され、赤色LED1Rの上方には赤色光を反射するドットがそれ以外のドットに比して多く設けられ、緑色LED1Gの上方には緑色光を反射するドットがそれ以外のドットに比して多く設けられ、青色LED1Bの上方には青色光を反射するドットがそれ以外のドットに比して多く設けられている。   FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of a dot arrangement pattern. In FIG. 3, hatched circles, white circles, and black circles indicate dots that reflect red light, green light, and blue light, respectively, and stars indicate positions immediately above the red LED 1R, green LED 1G, and blue LED 1B, respectively. . In FIG. 3, the photonic crystal layer 3b is configured by two-dimensionally arranging dots that reflect red light, green light, and blue light, and the dot that reflects red light is higher than the other dots above the red LED 1R. The green LED 1G is provided with more dots that reflect green light than other dots, and the blue LED 1B is provided with dots that reflect blue light compared to the other dots. Many are provided.

すなわち、赤色光の光量が多い赤色LED1Rの上方の領域には、赤色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルが多く設けられ、緑色光の光量が多い緑色LED1Gの上方の領域には、緑色に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルが多く設けられ、青色光の光量が多い青色LED1Bの上方の領域には、青色に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルが多く設けられている。   That is, many photonic crystals having a band gap corresponding to red light are provided in the region above the red LED 1R where the amount of red light is large, and green is present in the region above the green LED 1G where the amount of green light is large. Many photonic crystals having a band gap corresponding to blue are provided, and many photonic crystals having a band gap corresponding to blue are provided in a region above the blue LED 1B where the amount of blue light is large.

赤色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルは赤色光を選択反射し、緑色光および青色光を選択透過し、緑色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルは緑色光を選択反射し、赤色光および青色光を選択透過し、青色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルは青色光を選択反射し、赤色光および緑色光を選択透過するので、赤色光、緑色光、青色光の光量が多い赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bの上方の領域において、過剰な赤色光、緑色光および青色光の透過を防ぐことができ、色むらを解消できる。   A photonic crystal having a band gap corresponding to red light selectively reflects red light, selectively transmits green light and blue light, and a photonic crystal having a band gap corresponding to green light selectively reflects green light, A photonic crystal that selectively transmits red light and blue light and has a band gap corresponding to blue light selectively reflects blue light and selectively transmits red light and green light. In regions above the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B that have a large amount of light, excessive red light, green light, and blue light can be prevented from being transmitted, and color unevenness can be eliminated.

赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1B上に赤色光、緑色光、青色光を反射するために設けられたドットは、例えばほぼ円形状をなすように設けられている。また、各LED間に対応する領域には、例えば、一方のLEDの直上から他方のそれに向かうに従って、一方のLEDからの光を反射するドットが徐々に減少するのに対して他方のLEDからの光を反射するドットが徐々に増加するようにドットが配列されている。   The dots provided on the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B for reflecting the red light, the green light, and the blue light are provided, for example, in a substantially circular shape. Moreover, in the area | region corresponding between each LED, for example, the dot which reflects the light from one LED reduces gradually as it goes to the other one from on the other side, whereas it is from one LED. The dots are arranged so that the number of dots that reflect light gradually increases.

より具体的には例えば、赤色LED1Rと緑色LED1Gとの間に対応する領域には赤色LED1Rの直上から緑色LED1Gの直上に向かうに従って、赤色LED1Rからの光を反射するドットが徐々に減少するのに対して緑色LED1Gからの光を反射するドットが徐々に増加するようにドットが配列されている。   More specifically, for example, in the region corresponding to the area between the red LED 1R and the green LED 1G, the number of dots that reflect light from the red LED 1R gradually decreases as it goes from directly above the red LED 1R to directly above the green LED 1G. On the other hand, the dots are arranged so that the number of dots reflecting the light from the green LED 1G gradually increases.

図4は、フォトニッククリスタルのドットの面内分布(一次元表示)の一例を示す略線図である。なお、図4において、11R、11G、11Bはそれぞれ、赤色光、緑色光、青色光の光強度を示す。12は、赤色光を反射するドット、緑色光を反射するドット、青色光を反射するドットの面内分布を示す。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of in-plane distribution (one-dimensional display) of dots of a photonic crystal. In FIG. 4, 11R, 11G, and 11B indicate the light intensities of red light, green light, and blue light, respectively. Reference numeral 12 denotes an in-plane distribution of dots that reflect red light, dots that reflect green light, and dots that reflect blue light.

図4に示すように、赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bの上方ではそれぞれ、赤色光を反射するドット、緑色光を反射するドット、青色光を反射するドットの密度が高くなる。具体的には、各色の光強度に応じてフォトニッククリスタルのドットの密度が高くなる。より具体的には、赤色LED1Rの光強度に応じて赤色光を反射するドットの密度が高くなり、緑色LED1Gの光強度に応じて緑色光を反射するドットの密度が高くなり、青色LED1Bの光強度に応じて青色光を反射するドットの密度が高くなる。   As shown in FIG. 4, above the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B, the density of dots that reflect red light, dots that reflect green light, and dots that reflect blue light increases. Specifically, the density of the photonic crystal dots increases according to the light intensity of each color. More specifically, the density of dots that reflect red light increases according to the light intensity of the red LED 1R, the density of dots that reflect green light increases according to the light intensity of the green LED 1G, and the light of the blue LED 1B increases. Depending on the intensity, the density of dots that reflect blue light increases.

以下に、微粒子によるフォトニッククリスタル層3bの形成方法の一例について説明する。なお、フォトニッククリスタルの種類は、各色のバランスを調整し、均一な白色光が得られるものであれば、特に限定されるものではない。   Below, an example of the formation method of the photonic crystal layer 3b by microparticles | fine-particles is demonstrated. The type of photonic crystal is not particularly limited as long as the balance of each color is adjusted and uniform white light can be obtained.

まず、赤色光に対応した粒径を有するシリカ微粒子、緑色光に対応した粒径を有するシリカ微粒子、青色光に対応した粒径を有するシリカ微粒子をそれぞれ単分散させた3種の溶液を作製する。そして、これらの溶液を光源である赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bからの色強度に応じて、透明基板3a上にドット状に塗布する。この塗布の方法としては、例えばインクジェットのようなプリント手法を用いることができる。なお、ドットはフォトニッククリスタルとしての特徴を失わない限り小さくすることが好ましい。その後、シリカ微粒子の液滴が乱れないようにゆっくりと自然乾燥させる。これにより、フォトニッククリスタルのドットが形成される。   First, three types of solutions are prepared in which silica fine particles having a particle size corresponding to red light, silica fine particles having a particle size corresponding to green light, and silica fine particles having a particle size corresponding to blue light are monodispersed. . Then, these solutions are applied in the form of dots on the transparent substrate 3a in accordance with the color intensity from the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B which are light sources. As the coating method, for example, a printing method such as ink jet can be used. In addition, it is preferable to make a dot small as long as the feature as a photonic crystal is not lost. Then, it is naturally dried slowly so that the droplets of silica fine particles are not disturbed. As a result, a photonic crystal dot is formed.

この発明の第1の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
赤色LED1R、緑色LED1G、青色LED1Bから出射された光を、フォトニッククリスタル層3bを用いてRGBの微小領域点光源にし水平方向に分散配置するとともに、そのフォトニッククリスタル層3bに入射する光の強度に合わせてその配列を変化させることにより、色むらのない、面内に均等な光量を有するLCD用バックライトなどの照明装置を実現できる。
According to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
The light emitted from the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B is dispersed in the horizontal direction by using the photonic crystal layer 3b as a RGB small area point light source, and the intensity of the light incident on the photonic crystal layer 3b By changing the arrangement in accordance with the above, it is possible to realize an illuminating device such as a backlight for an LCD having uniform light quantity in a plane without color unevenness.

また、微粒子からなるフォトニッククリスタルを用いる場合には、インクジェットのようなプリント技術を利用でき、製造性に優れ、低コストの波長選択透過板3を提供できる。さらに、光源側で色むらをなくすため、無理に側方放射を行う必要がなく、LEDからの光を無駄なく利用できLCD用バックライトなどの照明装置の光量を上げることができる。   In addition, when a photonic crystal made of fine particles is used, a printing technique such as inkjet can be used, and the wavelength selective transmission plate 3 having excellent manufacturability and low cost can be provided. Further, since the color unevenness is eliminated on the light source side, it is not necessary to forcibly perform side radiation, and the light from the LED can be used without waste, and the light quantity of an illumination device such as an LCD backlight can be increased.

また、波長選択透過板3で反射された光は、波長選択透過板3を透過するまで反射板2により繰り返し反射されるので、最初に波長選択透過板3を透過できなかった光も最終的には利用できるようになり、光量の大幅な低下を防ぐことができる。   Further, since the light reflected by the wavelength selective transmission plate 3 is repeatedly reflected by the reflection plate 2 until it passes through the wavelength selective transmission plate 3, the light that could not be transmitted through the wavelength selective transmission plate 3 at first is finally obtained. Can be used, and a significant reduction in the amount of light can be prevented.

次に、この発明の第2の実施形態について説明する。図5は、この発明の第2の実施形態による照明装置の一構成例を示す断面図である。図5に示すように、この照明装置は、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bが一主面に設けられた反射板2と、赤色LED1R、緑色LED1Gおよび青色LED1Bから出射された赤色光、緑色光および青色光を選択透過する波長選択透過板3と、波長選択透過板3を透過した光を拡散する拡散板4とを備える。この拡散板4を備えることにより、さらに色混合を向上させ、より均一な白色光を生成することができる。   Next explained is the second embodiment of the invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the illumination device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the illumination device includes a reflector 2 provided with a red LED 1R, a green LED 1G, and a blue LED 1B on one main surface, and red light and green light emitted from the red LED 1R, the green LED 1G, and the blue LED 1B. And a wavelength selective transmission plate 3 that selectively transmits blue light and a diffusion plate 4 that diffuses light transmitted through the wavelength selective transmission plate 3. By providing this diffusing plate 4, color mixing can be further improved and more uniform white light can be generated.

次に、この発明の第3の実施形態について説明する。この第3の実施形態による照明装置は、波長選択透過板3の上方にさらに各種の光学フィルムを備える。この各種の光学フィルムとしては、例えば、BEF(Brightness Enhancement Film)などのプリズムシート、D−BEF(Dual-Brightness Enhancement Film)などの偏光選択フィルムなどを用いることができる。   Next explained is the third embodiment of the invention. The illumination device according to the third embodiment further includes various optical films above the wavelength selective transmission plate 3. As these various optical films, for example, prism sheets such as BEF (Brightness Enhancement Film), polarization selective films such as D-BEF (Dual-Brightness Enhancement Film), and the like can be used.

例えば、光学フィルムとしてプリズムシートおよび偏光選択フィルムを備える場合には、波長選択透過板3を透過した光がプリズムシート、偏光選択フィルムの順に透過するように、プリズムシート、偏光選択フィルムを備えるようにする。   For example, when a prism sheet and a polarization selection film are provided as the optical film, the prism sheet and the polarization selection film are provided so that light transmitted through the wavelength selection transmission plate 3 is transmitted in the order of the prism sheet and the polarization selection film. To do.

プリズムシートをさらに設けた場合には、この照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いたときに、光線方向を前方に向けて液晶表示装置の輝度を向上させることができる。また、偏光選択フィルムをさらに設けた場合には、この照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いたときに、入射光の偏光面を反射を繰り返しながら偏光板と一致させることで、偏光板を通過する光量を増やして輝度を上げることができる。   In the case where a prism sheet is further provided, the luminance of the liquid crystal display device can be improved by turning the light beam direction forward when the illumination device is used as a backlight of the liquid crystal display device. Further, in the case where a polarization selection film is further provided, when this illumination device is used as a backlight of a liquid crystal display device, the polarization plane of incident light is made to coincide with the polarization plate while repeating reflection. Brightness can be increased by increasing the amount of light passing therethrough.

また、この第3の実施形態による照明装置に、拡散板3をさらに備えるようにしてもよい。この場合、例えば、拡散板3は、波長選択透過板3と各種の光学フィルムとの間に設けられる。   Moreover, you may make it further provide the diffusion plate 3 in the illuminating device by this 3rd Embodiment. In this case, for example, the diffusion plate 3 is provided between the wavelength selective transmission plate 3 and various optical films.

以上、この発明の第1〜3の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   Although the first to third embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. is there.

例えば、上述の第1〜3の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。   For example, the numerical values given in the above first to third embodiments are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

また、上述の第1〜3の実施形態において、各LED間に対応する領域にはドットを設けないようにして、各色のバランスを調整し、色むらのない白色光を生成するようにしてもよい。   In the first to third embodiments described above, it is possible to adjust the balance of each color so as to generate white light with no color unevenness by not providing dots in regions corresponding to the respective LEDs. Good.

この発明の第1の実施形態による照明装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the illuminating device by 1st Embodiment of this invention. 図2Aは、波長選択透過板の一構成例を示す拡大断面図、図2Bは、波長選択透過板の一構成例を示す拡大平面図である。FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view showing one configuration example of the wavelength selective transmission plate, and FIG. 2B is an enlarged plan view showing one configuration example of the wavelength selective transmission plate. ドットの配列パターンの一例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically an example of the arrangement pattern of a dot. フォトニッククリスタルのドットの面内分布の一例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an example of the in-plane distribution of the dot of a photonic crystal. この発明の第2の実施形態による照明装置の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of 1 structure of the illuminating device by 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1R・・・赤色LED、1G・・・緑色LED、1B・・・青色LED、2・・・反射板、3・・・波長選択透過板、3a・・・基板、3b・・・フォトニッククリスタル、4・・・拡散板   1R ... red LED, 1G ... green LED, 1B ... blue LED, 2 ... reflecting plate, 3 ... wavelength selective transmission plate, 3a ... substrate, 3b ... photonic crystal・ ・ ・ Diffusion plate

Claims (7)

赤色、緑色および青色の発光素子が配置された光源と、
赤色光、緑色光および青色光のうち緑色光および青色光を選択透過させる赤色光反射手段、赤色光、緑色光および青色光のうち赤色光および青色光を選択透過させる緑色光反射手段および、赤色光、緑色光および青色光のうち赤色光および緑色光を選択透過させる青色光反射手段を有する波長選択透過手段と
を備え、
上記赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段がそれぞれ、上記赤色、緑色および青色の発光素子の上方に設けられていることを特徴とする照明装置。
A light source in which red, green and blue light emitting elements are arranged;
Red light reflecting means for selectively transmitting green light and blue light among red light, green light and blue light, Green light reflecting means for selectively transmitting red light and blue light among red light, green light and blue light, and red Wavelength selective transmission means having blue light reflection means for selectively transmitting red light and green light among light, green light and blue light, and
An illumination device, wherein the red light reflecting means, the green light reflecting means, and the blue light reflecting means are provided above the red, green, and blue light emitting elements, respectively.
上記赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段により反射された赤色光、緑色光および青色光を上記波長選択透過手段に向けて反射する反射手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。   The reflection means for reflecting red light, green light and blue light reflected by the red light reflection means, the green light reflection means and the blue light reflection means toward the wavelength selective transmission means. The lighting device according to 1. 上記赤色光反射手段、緑色光反射手段および青色光反射手段はそれぞれ、上記発光素子から出射された赤色光、緑色光および青色光に対応するバンドギャップを有するフォトニッククリスタルからなることを特徴とする請求項1記載の照明装置。   The red light reflecting means, the green light reflecting means, and the blue light reflecting means are each composed of a photonic crystal having band gaps corresponding to red light, green light, and blue light emitted from the light emitting element. The lighting device according to claim 1. 上記フォトニッククリスタルは、微小ドット状であること特徴とする請求項1記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the photonic crystal is in the form of minute dots. 上記波長選択透過手段を透過した光を拡散するための拡散手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。   The illuminating device according to claim 1, further comprising a diffusing unit for diffusing the light transmitted through the wavelength selective transmitting unit. 上記波長選択透過手段を透過した光の方向を前方に向けるためのプリズム手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, further comprising prism means for directing the direction of light transmitted through the wavelength selective transmission means forward. 上記波長選択透過手段を透過した光のうち、特定の偏光方向の光を透過する偏光選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。   The illumination apparatus according to claim 1, further comprising a polarization selection unit that transmits light having a specific polarization direction out of the light transmitted through the wavelength selection transmission unit.
JP2004317058A 2004-10-29 2004-10-29 Lighting system Pending JP2006128008A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004317058A JP2006128008A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Lighting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004317058A JP2006128008A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Lighting system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006128008A true JP2006128008A (en) 2006-05-18

Family

ID=36722498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004317058A Pending JP2006128008A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Lighting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006128008A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510278A (en) * 2012-03-14 2015-04-02 ラムダ ガード テクノロジーズ リミテッド Optical device
JP7445530B2 (en) 2019-06-26 2024-03-07 中強光電股▲ふん▼有限公司 Light source module and display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510278A (en) * 2012-03-14 2015-04-02 ラムダ ガード テクノロジーズ リミテッド Optical device
US9890925B2 (en) 2012-03-14 2018-02-13 Lamda Guard Technologies Ltd Optical device
JP7445530B2 (en) 2019-06-26 2024-03-07 中強光電股▲ふん▼有限公司 Light source module and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE47887E1 (en) Laser illuminated backlight for flat panel displays
US10338433B2 (en) Light-emitting apparatus and display apparatus
TWI541472B (en) Backlight module
US8740438B2 (en) Illumination module
US8246235B2 (en) Illumination system for luminaires and display device
JP5026620B2 (en) Surface light source and liquid crystal display device
US9903544B2 (en) Light-emitting apparatus
WO2019201172A1 (en) Backlight source, backlight module and display device
KR20170074947A (en) Quantum dot backlight module and display device
KR20160116792A (en) Display apparatus
US20110038141A1 (en) Lateral emission led backlight for lcd
US9766388B2 (en) Backlight module and liquid crystal display device
JP2006202533A (en) Lighting system
CN104503137A (en) Backlight module and liquid crystal display with same
JP2010123551A (en) Surface light source and liquid crystal display device
US20150301269A1 (en) Planar light source device and liquid crystal display apparatus
US20210333459A1 (en) Light guide plate, backlight module and display device
WO2016138699A1 (en) Backlight module and liquid crystal display device having same
WO2011021436A1 (en) Light emitting device
US20120113677A1 (en) Light guide plate and backlight module
CN212379689U (en) Display module assembly and display device based on quantum dot
JP2006128008A (en) Lighting system
JP2009181883A (en) Backlight device
JP2021118169A (en) Illumination device and display device
KR20140047854A (en) Light guide palte and back-light unit including the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060209