JP2006252958A - 照明装置、及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高輝度及び広範囲の色再現性を有するとともに、面全体で均一な光を出射することが可能な照明装置及びそれを備えた液晶表示装置を実現する。
【解決手段】 本発明の照明装置３は、青色及び緑色の光を出射するＧＢランプ１４と、赤色を出射するＲＬＥＤ１５と、該ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から出射された光を外部に照射する発光部とを備え、上記発光部の上面が発光面をなすとともに、上記ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５が、発光部に対して下層をなすように配置されている。また、ＲＬＥＤ１５は、該ＲＬＥＤ１５から出射される光の出射方向が、上記発光面に対して垂直方向とは異なる方向となるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置及びこれを備えた液晶表示装置に関するものである。より詳しくは、冷陰極管等の放電管とＬＥＤ（発光ダイオード）とを用いた照明装置と、この照明装置を備えた液晶表示装置に関するものである。

従来から、液晶表示装置のバックライトの光源として、主に冷陰極管等の放電管やＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられている。冷陰極管は、励起された水銀が紫外線を放出し、紫外線がガラス管の内壁に塗布された蛍光体にあたることによって可視光を放出している。一般的に、この蛍光体としてＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）色を配合することにより、放出する可視光は白色となる。

一方、ＬＥＤは、ＬＥＤチップ（Ｐ型半導体（＋）とＮ型半導体（−）とを接合したもの）に順方向の電圧を印加することで生じる正孔と電子との再結合により、正孔と電子とが各々持っていたエネルギーよりも小さなエネルギーで安定するため、余分なエネルギーが光に変換されて発光する。

また、液晶表示装置に用いられるバックライトには、液晶パネルの直下に光源を配置して、均一な面発光を可能にする方式（直下式）や、液晶パネルの端部に光源を配置して、光源から照射した光を、導光体を利用して面光源化する方式（エッジライト式）が採用されている。

ここで、冷陰極管を用いたエッジライト式のバックライトを用いた液晶表示装置の代表的な構成を図９に示す。図９に示すように、液晶表示装置は、端面から入射した光を均一に表面へ出射させるように導く導光体１００と、導光体１００へ光を照射する冷陰極管１１０と、冷陰極管１１０より照射される光を反射して、導光体１００へ入射させるリフレクター１２０と、導光体１００を透過する光を反射して表面へ出射させる反射シート１３０と、導光体１００の表面より外部に向けて光を拡散させる拡散シート１４０と、更に光を集光させるレンズシート１５０とを備えている。

しかしながら、このエッジライト式のバックライトを用いた液晶表示装置では、液晶パネルの端面側から入射した光を、導光体を用いて面発光させているため、液晶パネルを大型化（大画面化）した場合には、画面全体で均一な面発光を実現することが困難である。また、端面から入射できる光では十分な輝度を確保することが困難であり、導光体が大型化することにより重量が増大するため実用的ではない。

さらに、バックライトとして冷陰極管を用いた場合には、色再現性の基本となる白色を、ＲＧＢ各色蛍光体の配合比を変化させることによって調整している。ただし、輝度と発光スペクトラムとの関係から、Ｒを配合した場合には輝度は低下し、特に、Ｒを純赤の発光スペクトラムに近似させる程輝度が低下してしまうことが知られている（ＧＢ蛍光体冷陰極管に対して、ＲＧＢ蛍光体冷陰極管は、１０〜１５％の輝度低下が発生する）。その結果、冷陰極管を用いた場合に、高輝度化を図ろうとすると、Ｒ蛍光体の発光スペクトラムは短波長（オレンジ色）側へ若干シフトする傾向があるため、色再現範囲を狭める要因となっている。

ここで、図１０は、冷陰極管から発光された光の一般的な発光スペクトラムを示し、図１１は、この冷陰極管をバックライトとして用いた液晶表示装置の液晶パネルを透過した直後の光の一般的な発光スペクトラムを示す。また、図１２は、上記冷陰極管をバックライトとして用いた液晶表示装置の色再現範囲（一点鎖線で示した三角形内部領域）とＮＴＳＣが定めた色度域（点線で示した三角形内部領域）とを比較した図である。

図１０及び図１１に示すように、従来の冷陰極管を用いた場合には、高輝度化を図ろうとするために、Ｒ蛍光体として、発光スペクトラムが６１０〜６２０ｎｍ付近に存在する蛍光体を用いており、純赤に近い６３０〜６４０ｎｍ程度の波長と比較して短波長側（オレンジ側）にシフトしている。このため、図１２に示すように、上記冷陰極管をバックライトとして用いた液晶表示装置の色再現範囲はＮＴＳＣが定めた色度域に比較して面積比が約７４．２％程度と狭い値を示すこととなっている。

これに対して、ＲＧＢ（白色）のＬＥＤを光源として用いた直下式やエッジライト式の液晶表示装置が提案されている。ただし、これらは、高色再現性を実現できるものの、多数のＬＥＤを必要とするため、高消費電力・高発熱・高コスト等の問題を有している。

このため、蛍光管とＬＥＤとの双方を有するバックライトを用いた液晶表示装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、蛍光管とＬＥＤとを有する、いわゆる直下式のバックライトを備えた液晶表示装置が記載されている。
特開２００４−１３９８７６号公報（平成１６年(2004)５月１３日公開）

しかしながら、上記特許文献１の構成では、ＬＥＤは、蛍光管の長手方向に複数配置されているとともに、ＬＥＤの発光部分が液晶パネル方向に向くように配置されている。このため、ＬＥＤの光の出射方向が液晶パネル方向になること、及び、線状光源である蛍光管と点状光源であるＬＥＤとの組み合わせになることから、液晶パネルを透過する光を面全体で均一とすることが困難となる。すなわち、ＬＥＤから出射された光と蛍光管から出射された光との交わりが面全体で均一とならず、液晶パネルを透過する光が面全体で均一となるような光を出射することが困難になるという問題点を有している。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高輝度及び広範囲の色再現性を有するとともに、面全体で均一な光を出射することが可能な照明装置及びそれを備えた液晶表示装置を実現することにある。

本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、１色以上の光を出射する第１光源と、該第１光源とは異なる色を出射する第２光源と、該第１光源及び第２光源から出射された光を外部に照射する照射部とを備え、上記照射部の上面が照射面をなすとともに、上記第１光源及び第２光源が、上記照射部に対して下層をなすように配置されている照明装置において、上記第２光源は、該第２光源から出射される光の出射方向が、上記照射面に対して垂直方向とは異なる方向となるように配置されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、照明装置は、第１光源及び第２光源を備えている。この第１光源は１色以上の光を出射する光源である。一方、第２光源は、第１光源から出射される光とは異なる色の光を出射する光源である。また、第１光源及び第２光源から出射された光は、照射部から外部に照射されるようになっている。

また、照射部の上面は照射面をなすとともに、第１光源及び第２光源は、照射部に対して下層をなすように配置されている。すなわち、第１光源及び第２光源が、照射部の外部に光を照射する部分とは反対側に配置されているとともに、照射部の直下に配置されている。

このように、第１光源及び第２光源を備えていることから、使用する色に応じた光源を用いることができ、外部に照射される光の色再現範囲を拡大することができる。また、外部に照射する光に応じた色や輝度の光源を用いればよいことから、光源の選択自由度も向上する。

また、上記照明装置は、第２光源が、その光の出射方向が照射面に対して垂直方向とは異なる方向となるように配置されている。ここで、第２光源から出射される光の出射方向とは、第２光源から出射された光の方向を指すが、主として第２光源から照射された光のうち、最も光量（光強度）の大きい光が出射される方向（第２光源から出射される光の強度分布のピークが指向する方向）を指す。

なお、例えば、照射面から外部への光照射方向が、照射面に対して垂直方向である場合には、第２光源は、その光出射方向が、照射部からの光出射方向とは異なる向きに配置されていることとなる。

このように第２光源を配置することにより、第２光源の光出射方向を変更することができる。具体的には、第１光源から出射された光と第２光源から出射された光を混色させて外部に照射する場合に、第１光源の光出射方向や光量等に応じて第２光源の光出射方向を設定することにより、照射面全体で均一な面状の光照射を実現することができる。また、異なる複数の光源を用いていることから、輝度を向上させることも可能になる。

本発明に係る照明装置では、上記第１光源が線状の光源であり、第２光源が点状の光源であることが好ましい。上記の構成によれば、線状の光源及び点状の光源といった異なる光源を組み合わせた場合であっても、第２光源を適切に配置することにより、均一な面状の光照射を実現することができる。

本発明に係る照明装置では、上記第２光源を複数備え、該複数の第２光源が第１光源を挟むように配置され、該第１光源を挟むように配置された第２光源の各々は、その出射方向が、上記第１光源から上記照射面に対して垂直に向かう方向と交差していることが好ましい。上記の構成によれば、第１光源から出射された光と、第２光源から出射された光との混色を効率的に行うことが可能になる。従って、より輝度の高い光を外部に照射することができる。

本発明に係る照明装置では、上記第２光源は、上記第１光源の長手方向と平行に複数配置されているとともに、該第１光源を挟むように配置された第２光源の各々は、第１光源に対して千鳥状に配置されていることが好ましい。上記の構成によれば、第１光源から出射された光と第２光源から出射された光とを混色させた場合に、ムラなく均一な光を外部に照射することができる。ここで、千鳥状とは、第１光源を挟むように配置された第２光源の各々が、その出射方向が直接交差することのない位置に配置されている状態を示す。

本発明に係る照明装置では、上記第１光源は青色及び緑色の光を出射する光源であり、第２光源は赤色の光を出射する光源であることが好ましい。上記の構成によれば、青色及び緑色の光を出射する光源と赤色の光を出射する光源とを異ならせることができ、これにより、例えば、第２光源として用いる赤色として、種々の波長の赤色を選択することができる。それゆえ、この場合、赤色の色再現範囲を拡大することが可能になる。

本発明に係る照明装置では、上記第１光源が放電管であり、第２光源が発光ダイオードであることが好ましい。上記の構成によれば、放電管を光源とする色や発光ダイオードを光源とする色を適宜選択することが可能になるため、照射すべき色に応じた光源を用いることができる。また、特に赤色の発光ダイオードを用いた場合には、赤色の色再現範囲を拡大することが可能になる。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかに記載の照明装置を備えていることを特徴としている。上記の構成によれば、液晶表示装置は、上記照明装置を備えているので、色再現範囲が広く均一に照射された光を用いた表示を行うことが可能になる。特に、上記照明装置をバックライトとして用いた場合には、液晶表示装置は、より高品質な画像を表示することができる。

本発明に係る照明装置は、以上のように、第２光源は、その光の出射方向が上記照射部から出射される光の照射方向とは異なるように配置されているので、照射部分全体で均一な光照射を実現することができ、種々の波長の赤色を選択することができるので、赤色の色再現範囲を拡大することが可能になるという効果を奏する。

また、本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記の照明装置を備えているので、色再現範囲が広く均一に照射された光を用いた表示を行うことが可能になり、より高品質な画像を表示することができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態について図１ないし図８に基づいて説明すると以下の通りである。図２は、本実施の形態に係る液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、液晶表示装置１は、液晶セル２とバックライトユニット（照明装置）３とを備えている。

液晶セル２は、２枚のガラス基板４・５の間に液晶分子が充填された液晶層６を有する、いわゆる液晶パネルである。２枚のガラス基板４・５の間には、例えば球状または柱状のスペーサ７が配置されており、ガラス基板４・５が一定の間隔となるように保たれている。また、ガラス基板４・５の一方には、画素電極８が形成されており、他方には対向電極９が形成された構成を有している。さらに、この画素電極８及び対向電極９の内面には液晶分子を一定方向に配向させるための配向膜１０・１１が設けられている。また、両ガラス基板４・５の外側の面には偏光板１２・１３が設けられている。ただし、本発明の液晶表示装置１が備える液晶セルとしては、この構成を有する液晶セルのみならず、一般的に使用可能な他の構成の液晶セルも適用可能である。

バックライトユニット３は、液晶表示装置１での表示を実現するための外部照射光である。図１は、本実施の形態のバックライトユニット３の概略構成を示す斜視図であり、図３は、バックライトユニット３の概略構成を示す断面図である。また、図４は、バックライトユニット３の概略構成を示す平面図である。

図１、図３及び図４に示すように、バックライトユニット３は、ＧＢランプ（第１光源）１４、ＲＬＥＤ（第２光源）１５、ランプクリップ１６、ベース１７、反射板１８、バックアングル１９、発光部（照射部）２０を備えている。

ＧＢランプ１４は、光源として用いる冷陰極管であり、内部にＧ（緑）色及びＢ（青）色の蛍光体が塗布された蛍光管である。すなわち、放電により冷陰極管内に充填された水銀から発生する紫外線が蛍光体に当たることにより、冷陰極管から緑色及び青色の可視光が照射される。ＧＢランプ１４は、細長い円柱形状をしており、本実施の形態では、その長手方向が液晶セル２の長辺と同じ方向になるように配置されている。ＧＢランプ１４は、ランプクリップ１６に保持されている。

ＲＬＥＤ１５は、Ｒ（赤）色の光を出射する発光ダイオードである。また、ベース１７は、上記ＲＬＥＤ１５を固定するものである。このベース１７は、上記ＧＢランプ１４の長手方向と同じ方向に延伸した山型形状の部分と平面形状の部分との組み合わせが連続して設けられた構成を有しており、ＲＬＥＤ１５は山型の斜面部分に配置されている。上記ＧＢランプ１４やＲＬＥＤ１５の配置位置等の詳細については後述する。

なお、ＧＢランプ１４やＲＬＥＤ１５は、発光することによって発熱する。すなわち、バックライトユニット３は、使用に伴いその内部の温度が上昇する。従って、ベース１７は放熱機能を有していることが好ましい。このため、ベース１７に用いる材質として、例えばアルミニウムを用いることが好ましい。

このように、本実施の形態では、緑色及び青色発光用の光源として冷陰極管を用い、赤色発光用の光源としてＬＥＤを用いる構成を有している。すなわち、バックライトユニット３は、光源として、冷陰極管とＬＥＤとを組み合わせたものを用いている。

反射板１８は、ＧＢランプ１４やＲＬＥＤ１５といった光源から出射された光を無駄なく発光部２０側に反射させるものである。反射板１８は、シート状又は板状となっており、ベース１７上に設けられている。すなわち、反射板１８は、ベース１７の山型部分や平面部分の各部分に応じた形状をしており、ベース１７上に露出したＲＬＥＤ１５の発光部分を除き、ベース１７上のほぼ全域に設けられている。なお、反射板１８は、光を反射させることができるものであればよく、反射率がより高いものであることが好ましい。例えば白色のＰＥＴ(polyethylene terephthalate)製のシートや金属製の板上に白色のＰＥＴ製シートを設けた構成、または銀蒸着加工を施したシートなどを挙げることができる。

ランプクリップ１６は、ＧＢランプ１４を所定の位置に保持するためのものである。ランプクリップ１６は、上記反射板１８上に設けられている。具体的には、ランプクリップ１６は、ベース１７上に設けられた反射板１８の山型部分から平面部分の一部にかけて配置されているとともに、山型の頂点部分から発光部２０側に延びた突起状の支持部材を有している。ランプクリップ１６を山型部分から平面部分の一部にかけて配置することにより、山型部分を間に挟んで両側に位置する各ＧＢランプ１４を所定の位置に支持・固定することができるようになっている。

また、山型部分の頂点から延伸した突起状の支持部材は、発光部２０を支持している。すなわち、支持部材が発光部２０を支持することにより、ＧＢランプ１４やＲＬＥＤ１５と発光部２０との距離が、バックライトユニット３全体で一定となるように保っている。ランプクリップ１６は、ＧＢランプ１４の長手方向に沿って１個設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。すなわち、ランプクリップ１６は、ＧＢランプ１４を保持し、発光部２０との距離を一定に保つことができる程度に設けられていればよい。

発光部２０は、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から出射された光を液晶セル２へ照射するためのものである。発光部２０は、その上面が発光面（照射面）からなっており、この発光面は複数の層からなっている。具体的には、発光部２０は、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５が設けられている側から順に、拡散板２１、拡散シート２２、レンズシート２３、及び輝度上昇シート２４が積層された構造を有している。

拡散板２１は、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から出射された光を散乱・拡散させるものである。これにより、光源（ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５）から出射された光のムラを均整化させるようになっている。拡散板２１は、光のムラを均整化させることができるものであればよいが、例えば、拡散剤を含むプラスチック等から作製することができる。また、拡散板２１は、後述する他のシート（拡散シート２２、レンズシート２３及び輝度上昇シート２４）の最下層に位置するものであり、これらシート全体のたわみを防止する機能も有している。

拡散シート２２は、光源（ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５）から出射され拡散板２１を透過した光を、さらに拡散し、液晶セル２に照射する光（発光部２０から出射される光）の均整度をさらに高めるためのシートである。拡散シート２２は、拡散剤を含む材質からなっており、その表面は、ビーズ等が配置された梨地状になっている。拡散シート２２を透過する光は、この梨地状の表面によって拡散される。

レンズシート２３は、光源（ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５）から出射され、拡散板２１及び拡散シート２２を透過した光を集光し、正面輝度を向上させるためのシートである。レンズシート２３の輝度上昇シート２４側の表面には、プリズム形状に形成された複数のレンズが設けられている。レンズシート２３を透過する光は、このプリズム形状のレンズを透過することによって集光されて正面輝度を向上させるようになっている。

輝度上昇シート２４は、液晶セル２に照射される光のうち、液晶セル２の偏光板１２を透過せずに反射した光を再利用して輝度をさらに上昇させるためのシートである。すなわち、輝度上昇シート２４は、光を反射する機能と偏光する機能とを有しており、偏光板１２から反射された光を液晶セル２側へ反射するとともに、偏光させるようになっている。これにより、偏光板１２を透過する光量を向上させることが可能となり輝度を上昇させることができる。

バックアングル１９は、上記各部材を含むバックライトユニット３全体の構成部材の骨格となる部材であり、ベース１７がバックアングル１９上に形成されている。バックアングル１９は、ある程度の剛性を有する材質からなることが好ましく、アルミニウム等の金属を用いて作製することが好ましい。

ここで、上記ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５の配置位置について具体的に説明する。図１、図３及び図４に示すように、本実施の形態に係るバックライトユニット３は、細長い円柱形状のＧＢランプ１４が複数配置されている。このＧＢランプ１４は、ランプクリップ１６にて保持されており、ベース１７の平面部分に位置する箇所に配置されている。

また、これら複数のＧＢランプ１４は、各ＧＢランプ１４の長手方向が同じ方向となるように（各ＧＢランプ１４が互いに平行になるように）配置されているとともに、隣接するＧＢランプ１４間の間隔が均等になるように配置されている。このように配置すれば、ＧＢランプ１４から出射される光をより均一な面発光とすることが可能になるため好ましい。ただし、必ずしもこの配置に限定されるものではない。また、各ＧＢランプ１４間の間隔は使用するＧＢランプ１４の太さ（直径）や出射可能な光の強度等を考慮して適宜設定すればよい。

ＲＬＥＤ１５は、ベース１７の山型部分の各斜面に位置する反射板１８下部に配置されている。すなわち、ＲＬＥＤ１５は、その発光面が斜面と平行になるように配置されている。また、ＲＬＥＤ１５は複数配置されており、これら複数のＲＬＥＤ１５は、ＧＢランプ１４の長手方向と同方向に延伸した山形部分の斜面に一定の間隔で配置されている。

また、ＲＬＥＤ１５は各斜面に配置されており、各ＧＢランプ１４を挟むように配置されている。すなわち、ＧＢランプ１４を挟むように配置されたＲＬＥＤ１５の各々は、その出射方向が、ＧＢランプ１４から照射面に対して垂直に向かう方向と交差するように配置されている。

これら一本のＧＢランプ１４を挟むように配置された各ＲＬＥＤ１５は、ＧＢランプ１４の長手方向に沿って千鳥状に（交互に）配置されている。すなわち、ＧＢランプ１４の長手方向に延伸した斜面上に設けられたＲＬＥＤ１５は、ＧＢランプ１４を挟むように配置された斜面上に設けられたＲＬＥＤ１５のうち、隣り合うＲＬＥＤ１５間に位置するように配置されている。なお、千鳥状とは、ＧＢランプ１４を挟むように配置されたＲＬＥＤ１５の各々が、その出射方向が直接交差することのない位置に配置されている状態を示す。

具体的には、隣り合う２つのＲＬＥＤ１５の間の位置に、ＧＢランプ１４を挟むように配置された斜面上に設けられたＲＬＥＤ１５の１つが配置されている。すなわち、これら３つのＲＬＥＤ１５が三角形の頂点に位置するように配置されている（図４の点線ａで示す三角形）。このような配置のＲＬＥＤ１５が、各斜面上の長手方向に複数設けられている。

このように、冷陰極管であるＧＢランプ１４と発光ダイオードであるＲＬＥＤ１５とを用いることにより、色再現性（特に赤色）を向上させることができるようになる。ここで、図５は、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から光が出射された状態を示す図である。図５に示すように、ＧＢランプ１４とＲＬＥＤ１５とを上記位置関係となるように配置した場合には、ＲＬＥＤ１５から出射された光を、ＧＢランプ１４から出射される光と効率的に混色させることが可能になる。

具体的には、ＧＢランプ１４から出射された光は、ＧＢランプ１４を中心として同心円状に拡がる。すなわち、ＧＢランプ１４から出射された光の強度は、ＧＢランプ１４からの距離が長くなるに従って弱くなる。一方、ＲＬＥＤ１５は、拡散板２１に対して一定の角度を有する方向に光を出射する。ＲＬＥＤ１５から出射された光の強度は、ＲＬＥＤ１５からの距離が同じ場合には、出射方向の光強度が最も強く、出射方向から離れるに従い弱くなっていく。

このため、ＲＬＥＤ１５の光出射方向を拡散板２１に対して垂直方向とすると、ＧＢランプ１４の光の強度分布との関係から、混色とした場合にムラができてしまい、均一な白色光とすることが困難にある。これに対して、ＲＬＥＤ１５の光出射方向を拡散板２１に対して一定の角度を有する方向にすることで、ＧＢランプ１４から出射された光の強度分布に対するＲＬＥＤ１５から出射された光の強度分布を調整することが可能となる。

その結果、ＲＬＥＤ１５から出射された光と、ＧＢランプ１４から出射された光との混色を効率的に行うことが可能となる。なお、ＲＬＥＤ１５から出射される光の強度分布の調整は、ベース１７の山型部分の斜面の角度を調整することによって行うことができる。これにより、ＧＢランプ１４から出射された光とＲＬＥＤ１５から出射された光とを混色させ、均一な白色光とすることができる。

なお、ＲＬＥＤ１５の光出射方向を拡散板２１に対して垂直方向とした場合に、ＧＢランプ１４から出射された光とＲＬＥＤ１５から出射された光との混色をムラなく均一に行うためには、光源（ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５）から発光部２０までの距離を十分に確保する必要がある。これに対して、ＲＬＥＤ１５の光出射方向を拡散板２１に対して一定の角度を有するようにＲＬＥＤ１５を配置することにより、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から発光部２０までの距離が短い場合であっても混色を効果的に行うことができる。このため、バックライトユニット３の厚さを薄くすることが可能となる。

なお、ＲＬＥＤ１５を配置する斜面の角度（ＲＬＥＤ１５の光出射角度）は、ＧＢランプ１４の直径の大きさやＧＢランプ１４から出射される光強度、ＲＬＥＤ１５から出射される光強度等を考慮して、混色を最適に行うことができる角度となるように適宜設定すればよい。

また、本実施の形態では、ＧＢランプ１４を挟むように配置されたＲＬＥＤ１５が三角形の頂点に位置するように配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、ＧＢランプ１４を挟む斜面に配置された各ＲＬＥＤ１５が同じ位置に同じ間隔で配置されていてもよい。この場合、隣り合う２つのＲＬＥＤ１５と、ＧＢランプ１４を挟む斜面上に配置された、隣り合う２つのＲＬＥＤ１５とが四角形の頂点に位置するように配置（いわゆる正方配置）されている。すなわち、ＧＢランプ１４を挟むように配置されたＲＬＥＤ１５の各々が、その出射方向が直接交差するような位置に配置されている状態である。

ただし、ＲＬＥＤ１５は、互いに向き合う斜面上に交互に（三角形の頂点に位置するように）配置されていることが好ましい。特に、例えば斜面上に配置したＲＬＥＤの間隔を大きくした場合には、向き合う斜面上に配置されたＲＬＥＤ１５が同じ位置にあるよりも、交互に配置されている方が均一な面発光を実現できる。特に三角形の頂点に位置する３つのＲＬＥＤ１５が、正三角形の頂点に位置するように配置されていることが好ましく、この場合には、より均一な面発光を実現することができる。

また、ＧＢランプ１４の直径が大きくなる程、ＧＢランプ１４はＲＬＥＤ１５から出射された光の遮蔽物ともなる。このため、ＲＬＥＤ１５を、その光の出射方向が拡散板２１に対して垂直となるように配置するよりも、拡散板２１に対して一定の角度を有するように配置することにより、ＲＬＥＤ１５から出射された光とＧＢランプ１４から出射された光との混色を効率的に行うことが可能となる。

次に、上記構成を有するバックライトユニット３や、このバックライトユニット３を備えた液晶表示装置１から出射された光の色再現性について説明する。

図６は、上記構成を有するバックライトユニット３から出射された光の発光スペクトラムを示す図である。また、図７は、上記バックライトユニット３を備えた液晶表示装置１から出射された光の発光スペクトラムを示す図である。

図６に示すように、バックライトユニット３から出射された光の発光スペクトラムは、４４６ｎｍ、５４４ｎｍ及び６４１ｎｍ付近にピークが存在している。４４６ｎｍ付近のピークは青色に対応する発光スペクトラムであり、５４４ｎｍ付近のピークは緑色に対応する発光スペクトラムである。また、６４１ｎｍ付近のピークは赤色に対応する発光スペクトラムである。

図６に示す発光スペクトラムと、図１０に示す従来の構成のバックライトユニットから出射された光の発光スペクトラムとを比較すると、青色及び緑色に対応する発光スペクトラムは、従来と本実施の形態とでは、ほぼ同じ波長付近にピークが存在している。これに対して、赤色に対応する発光スペクトラムは、本実施の形態では、従来と比較してより赤色側（長波長側）にシフトしている。

また、図７に示すように、上記バックライトユニット３を備えた液晶表示装置１から出射された光の発光スペクトラムにおいても、４５４ｎｍ、５４４ｎｍ及び６４１ｎｍ付近にピークが存在している。この場合においても、４５４ｎｍ付近のピークが青色に対応する発光スペクトラムであり、５４４ｎｍ付近のピークが緑色に対応する発光スペクトラムである。また、６４１ｎｍ付近のピークが赤色に対応する発光スペクトラムである。

図７に示す発光スペクトラムと、図１１に示す従来の構成のバックライトユニットを備えた液晶表示装置から出射された光の発光スペクトラムとを比較すると、本実施の形態では、青色及び緑色に対応する発光スペクトラムは、従来とほぼ同じ波長付近にピークが存在しているのに対して、赤色に対応する発光スペクトラムは、従来よりも赤色側（長波長側）にシフトしている。

すなわち、図６及び図７の発光スペクトラムに示すように、本実施の形態のバックライトユニット３の構成とすることにより、バックライトユニット３から出射される光の色再現性の範囲が拡大していることがわかる。

また、図８に、本実施の形態に係る液晶表示装置１の色再現性を表すＮＴＳＣ比を示す。ＮＴＳＣ比とは、アメリカテレビジョン標準化委員会(National Television Standards Committee)が定めた規格で規定されている色度域に対する色再現範囲を面積比で表したものである。図８に示すグラフのうち、実線（細線）はCIE Chromaticityを示す。このCIE Chromaticityとは、国際照明委員会で確立された技術であり、可視光線の全ての波長で得られたそれぞれの光の出力エネルギーを色座標で表現したものである。また、点線はＮＴＳＣを示す。すなわち、理論的に最も理想的な色再現性（１００％）の範囲を示す。また、一点鎖線は冷陰極管のみ用いたバックライトユニットのＮＴＳＣ比を示している。すなわち、従来のバックライトユニットを備えた液晶表示装置の色再現性を示す。実線（太線）は冷陰極管及びＬＥＤを用いたバックライトユニットのＮＴＳＣ比を示している。すなわち、本発明の液晶表示装置の色再現性を示すものである。

図８に示すように、従来の液晶表示装置のＮＴＳＣ比が７４．２％であるのに対して、本発明に係る液晶表示装置１のＮＴＳＣ比は８１．０％となっている。これからも、色再現性が向上していることがわかる。また、図８に示すグラフにおいて、３つの頂点は各々ＲＧＢを表しており、これら頂点のうちｘ軸の値が最も大きい点がＲ（赤色）を表す点である。

この図からわかるように、従来と比較して、特にＲに係る部分の範囲が拡大しており、赤色の色再現性が向上していることがわかる。さらに、本発明の液晶表示装置１では、緑色及び青色用の光源としてＧＢランプ１４を用いていることに加えて、赤色用の光源としてＲＬＥＤ１５を用いているため、従来の蛍光管のみを光源としたバックライトと比較して輝度が向上したものとなっている。

次に、本発明のバックライトユニット３の駆動方法について説明する。

本実施の形態に係るバックライトユニット３に用いられる上記ＧＢランプ１４等の冷陰極管と、ＲＬＥＤ１５等の発光ダイオードとでは温度特性が異なる。すなわち、ＧＢランプ１４とＲＬＥＤ１５とでは、電圧印加開始時（立ち上がり時）における光量（光強度）の上昇変化率が異なる。

具体的には、ＧＢランプ１４は、電圧が印加されると光照射を開始して、時間の経過とともに光量（光強度）が上昇する。そして、一定時間が経過すると所定の光量（光強度）に達する。一方、ＲＬＥＤ１５は、電圧が印加されると同時に所定の光量（光強度）の光を照射する。すなわち、ＲＬＥＤ１５は、立ち上がり時において所定の光量（光強度）に達するまでの上昇期間はなく、電圧印加と同時に所定の光量（光強度）の光を出射するようになっている。

また、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５は、発光により発熱する。従って、電圧が印加されてから一定時間経過後（光照射開始から一定時間経過後）には、バックライトユニット３内におけるＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５の周囲環境温度は上昇する。ＧＢランプ１４とＲＬＥＤ１５とでは、周囲環境温度の変化における光量（光強度）の変化率も異なっている。

具体的には、ＧＢランプ１４は、周囲環境温度が上昇すると、光強度が向上する特性を有している。一方、ＲＬＥＤ１５は、周囲環境温度が上昇すると、光強度が低下する特性を有している。このため、一定時間経過後においては、周囲環境温度の変化に起因して、ＧＢランプ１４から出射された青色及び緑色とＲＬＥＤ１５から出射された赤色との光強度（輝度）のバランスが少しずつ変化してしまう。

すなわち、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５の立ち上がり時や、発光を開始してから一定時間経過後には、ＧＢランプ１４から出射された光とＲＬＥＤ１５から出射された光とにおいて光強度差（輝度差）が生じてしまう。このため、本発明の液晶表示装置１では、バックライトユニット３から照射される白色光の発光色調が変化してしまうことを回避するために、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から照射された光の各色の光強度をモニタリングして、常に一定の光強度（輝度）バランスとなるように制御している。

具体的には、例えば、ＧＢランプ１４及びＲＬＥＤ１５から出射された光の各色の光強度をモニタリングするセンサ（不図示）を設け、このセンサの検知結果に基づき、各色の光強度の変化に応じてＧＢランプ１４用の制御電流やＲＬＥＤ１５用の制御電流を調整し制御することで、常に一定の光強度（色度）を確保することが可能となる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、少なくとも、青色及び緑色の光源として冷陰極管等の放電管を用いるとともに、赤色の光源としてＬＥＤを用いた照明装置に利用できる。また、この光源を直下式のバックライトとして用いた液晶表示装置に利用できる。したがって、照明装置や、この照明装置を備えた液晶表示装置、この液晶表示装置を用いたテレビ、モニタ等の用途に適用が可能である。

本発明の実施の一形態を示すものであり、バックライトユニットの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、バックライトユニットの概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、バックライトユニットの概略構成を示す平面図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、ＧＢランプ及びＲＬＥＤから光が出射された状態を示す図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、バックライトユニットから出射された光の発光スペクトラムを示す図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、バックライトユニットを備えた液晶表示装置から出射された光の発光スペクトラムを示す図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、液晶表示装置の色再現性を表すＮＴＳＣ比を示す図である。 従来のバックライトを用いた液晶表示装置の代表的な構成を示す断面図である。 従来の冷陰極管から発光された光の一般的な発光スペクトラムを示す図である。 従来の冷陰極管をバックライトとして用いた液晶表示装置の液晶パネルを透過した直後の光の一般的な発光スペクトラムを示す図である。 従来の冷陰極管をバックライトとして用いた液晶表示装置の色再現範囲を表すＮＴＳＣ比を示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶セル
３ バックライトユニット（照明装置）
１４ ＧＢランプ（第１光源）
１５ ＲＬＥＤ（第２光源）
１６ ランプクリップ
１７ ベース
１８ 反射板
１９ バックアングル
２０ 発光部（照射部）
２１ 拡散板
２２ 拡散シート
２３ レンズシート
２４ 輝度上昇シート

Claims (7)

1. １色以上の光を出射する第１光源と、該第１光源とは異なる色を出射する第２光源と、該第１光源及び第２光源から出射された光を外部に照射する照射部とを備え、
   上記照射部の上面が照射面をなすとともに、上記第１光源及び第２光源が、上記照射部に対して下層をなすように配置されている照明装置において、
   上記第２光源は、該第２光源から出射される光の出射方向が、上記照射面に対して垂直方向とは異なる方向となるように配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 上記第１光源が線状の光源であり、第２光源が点状の光源であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 上記第２光源を複数備え、該複数の第２光源が第１光源を挟むように配置され、該第１光源を挟むように配置された第２光源の各々は、その出射方向が、上記第１光源から上記照射面に対して垂直に向かう方向と交差していることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 上記第２光源は、上記第１光源の長手方向と平行に複数配置されているとともに、該第１光源を挟むように配置された第２光源の各々は、第１光源に対して千鳥状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。
5. 上記第１光源は青色及び緑色の光を出射する光源であり、第２光源は赤色の光を出射する光源であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 上記第１光源が放電管であり、第２光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする液晶表示装置。

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