JP2007073639A - 光源装置、表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 所望の色を発光させることができ、色再現性の良好な光源装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも2種類以上の発光色の発光素子R,G,Bから1つの発光素子群1を構成し、各発光素子群1において、発光素子群1を構成する発光素子R,G,B全体を覆って、上方に開口を有する反射材2が設けられていると共に、発光素子R,G,Bの上方に拡散材3が設けられている光源装置5を構成する。
【選択図】 図3
【解決手段】 少なくとも2種類以上の発光色の発光素子R,G,Bから1つの発光素子群1を構成し、各発光素子群1において、発光素子群1を構成する発光素子R,G,B全体を覆って、上方に開口を有する反射材2が設けられていると共に、発光素子R,G,Bの上方に拡散材3が設けられている光源装置5を構成する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源として備えた光源装置に係わり、特にR,G,B3色の発光ダイオードを均等に拡散発光させて、所望の色(白色やその他の色)の面光源を得る照明用光源装置に適応して好適なものである。また、本発明は、表示部を背面から照明する光源装置を備えた表示装置に係わる。
従来、発光ダイオード(LED)を使用して、白色光とした白色LED光源としては、大別して下記の2種類の構成が提案されている。
第1の構成は、赤色発光ダイオードと、緑色発光ダイオードと、青色発光ダイオードとを組み合わせて、混色させて白色光を得る構成である。
第2の構成は、青色発光ダイオードに黄色の蛍光体を塗布して、蛍光体を励起させることにより、擬似白色を発光させる構成である。
第1の構成は、赤色発光ダイオードと、緑色発光ダイオードと、青色発光ダイオードとを組み合わせて、混色させて白色光を得る構成である。
第2の構成は、青色発光ダイオードに黄色の蛍光体を塗布して、蛍光体を励起させることにより、擬似白色を発光させる構成である。
近年、発光ダイオードの高出力化が進んだことにより、この白色LED光源の用途が広がっている。
特に、高輝度が要求される照明用や、プロジェクタ光源、並びに大型液晶ディスプレイ用のバックライトへの応用が考えられている。これらの用途において、水銀フリーによる環境負荷が小さいこと、色再現性が良好であること、応答性が良好であること、輝度の可変性を有すること、寿命が長いこと等の発光ダイオードの特長から、白色LED光源が、従来の蛍光管(熱陰極管及び冷陰極管)に代わる白色光源として期待されている。
特に、高輝度が要求される照明用や、プロジェクタ光源、並びに大型液晶ディスプレイ用のバックライトへの応用が考えられている。これらの用途において、水銀フリーによる環境負荷が小さいこと、色再現性が良好であること、応答性が良好であること、輝度の可変性を有すること、寿命が長いこと等の発光ダイオードの特長から、白色LED光源が、従来の蛍光管(熱陰極管及び冷陰極管)に代わる白色光源として期待されている。
上述した、照明用、プロジェクタ光源、並びに大型液晶ディスプレイ用のバックライトへ、白色LED光源を応用する際には、現状では、要求輝度を達成して面光源とするために、点光源である発光ダイオードを多数使用する必要がある。
発光ダイオードを使用したバックライトの構造としては、エッジライト方式及び直下方式の2つの方式が代表的なものである。
エッジライト方式は、拡散板の下面に設けられた導光板の端面へ、照明方向と直交する方向から発光ダイオードを発光させて、面光源とするものである。
直下方式は、拡散板の直下にマトリックス状に配置された発光ダイオードから、拡散板に鉛直な方向に発光させるものである。
エッジライト方式は、拡散板の下面に設けられた導光板の端面へ、照明方向と直交する方向から発光ダイオードを発光させて、面光源とするものである。
直下方式は、拡散板の直下にマトリックス状に配置された発光ダイオードから、拡散板に鉛直な方向に発光させるものである。
ところで、上述した第1の構成の白色LED光源を、直下方式のバックライトに適用する場合には、制限されたバックライト厚の範囲内で、各発光ダイオードからの光を面内に均一に分散させるために、各発光ダイオード光源から出射した光を横方向へ拡散させる光学部材を各発光ダイオード上に配置する構成が採用されている。
この光学部材として、一般的には、レンズや略円錐型反射面を用いた構成が知られている(例えば、特許文献1や特許文献2を参照)。
この光学部材として、一般的には、レンズや略円錐型反射面を用いた構成が知られている(例えば、特許文献1や特許文献2を参照)。
前述した第1の構成の白色LED光源では、各発光ダイオードからの光を面内に均一に分散させて混色させるために、適当な光路長が必要となる。そのため、各発光ダイオード光源から出射した光を横方向へ拡散させる光学部材を設けないで発光ダイオードのみで光源を構成すると、ある程度の厚さを確保する必要がある。このように厚くする必要があることから、バックライト装置及びバックライト装置を用いた表示装置において、薄型化や小型化を図ることが困難になる。
これに対して、特許文献1や特許文献2に示したように、拡散や反射等の光学部材を各発光ダイオード上に配置した構成では、光学部材を使用することによって光路長を確保することが可能になるため、バックライト装置や表示装置において、薄型化や小型化を図ることが可能になる。
しかしながら、光学部材を多用する必要があることから、部品点数や材料及び組み立てのコストが増大することになる。
しかしながら、光学部材を多用する必要があることから、部品点数や材料及び組み立てのコストが増大することになる。
前述した第2の構成の白色LED光源では、緑色の波長の光や赤色の波長の光を、蛍光体によって放射させることによって、擬似白色を形成しているため、色再現性が悪い。
また、蛍光体が劣化すると、色度が変化してしまう。
また、蛍光体が劣化すると、色度が変化してしまう。
従って、バックライト装置や表示装置の薄型化や小型化を図ることができ、また所望の色(白色や他の色)を発光させることができ、色再現性の良好な構成のLED光源が要望される。
上述した問題の解決のために、本発明においては、所望の色を発光させることができ、色再現性の良好な光源装置、及びこの光源装置を備えた表示装置を提供するものである。
本発明の光源装置は、少なくとも2種類以上の発光色の発光素子から1つの発光素子群を構成し、各発光素子群において、発光素子群を構成する発光素子全体を覆って、上方に開口を有する反射材が設けられていると共に、発光素子の上方に拡散材が設けられているものである。
また、本発明の表示装置は、画像を表示する表示部と、この表示部を背面側から照明する光源装置とを備え、この光源装置が上記本発明の光源装置の構成であるものである。
また、本発明の表示装置は、画像を表示する表示部と、この表示部を背面側から照明する光源装置とを備え、この光源装置が上記本発明の光源装置の構成であるものである。
上述の本発明の光源装置の構成によれば、各発光素子群において、発光素子群を構成する発光素子全体を覆って、上方に開口を有する反射材が設けられていることにより、発光素子群を構成するそれぞれの発光素子から出射した光を反射材によって反射させることができる。開口に達した光は発光素子群から外に放射される。開口以外の反射材の部分に当たった光は反射され、反射を繰り返すうちに方向を変えて、開口から外に放射させることができる。このようにして、それぞれの発光素子から出射した光を集めることができ、集めた光を、反射材の開口を通じて発光素子群の外部に放射することができる。
また、各発光素子群において、発光素子の上方に拡散材が設けられていることにより、拡散材によって光の分布を均一に混合して、所望の色の光とすることができる。反射材によって反射された光は、様々な向きを持っていて、向きによって光量がばらついているため、そのままでは向きによって異なる色に見える。そこで、拡散材によって拡散させることにより、光の向きによる光量のばらつきを抑えて、均一な分布を有する所望の色の光とすることができる。
これにより、各発光素子群において、各発光色を容易に混色することができ、所望の色(例えば白色やその他の色)を発光させることが可能となる。
また、各発光素子群において、発光素子の上方に拡散材が設けられていることにより、拡散材によって光の分布を均一に混合して、所望の色の光とすることができる。反射材によって反射された光は、様々な向きを持っていて、向きによって光量がばらついているため、そのままでは向きによって異なる色に見える。そこで、拡散材によって拡散させることにより、光の向きによる光量のばらつきを抑えて、均一な分布を有する所望の色の光とすることができる。
これにより、各発光素子群において、各発光色を容易に混色することができ、所望の色(例えば白色やその他の色)を発光させることが可能となる。
また、本発明の表示装置の構成によれば、表示部を背面側から照明する光源装置が上記本発明の光源装置の構成であることにより、光源装置から均一な分布を有する所望の色の光が照射されるため、表示部に表示される画像の色度や輝度の分布が良好な分布となる。
上述の本発明の光源装置によれば、2種類以上の発光色の発光素子からの出射光を混色して、均一な分布を有する所望の色の光を発光させることが可能となるため、色度や輝度の分布が良好で、色再現性が良好な光源を実現することができる。
例えば、混色により白色光が得られるように構成した場合には、良好な白色光源を実現することが可能になる。
例えば、混色により白色光が得られるように構成した場合には、良好な白色光源を実現することが可能になる。
そして、レンズ等の特別な光学部材を使用する必要がなく、また各発光素子毎に光学部材を設ける必要がないため、部品点数や部品コストを低減することが可能になる。
また、本発明の表示装置によれば、表示部に表示される画像の色度や輝度の分布が良好な分布となることにより、表示すべき画像を、良好な画質で表示することができる。
さらに、本発明によれば、短い距離・小さい空間で混色を行うことが可能になるため、光源装置や表示装置において、小型化や薄型化を図ることが可能になる。
本発明の第1の実施の形態として、光源装置の要部の斜視図を図1に示す。
図1に示すように、3色の発光色の発光ダイオード、即ち赤色発光ダイオードRと、緑色発光ダイオードGと、青色発光ダイオードBとを、それぞれ1個ずつ備えて、1組の発光ダイオードユニット1が構成されている。
図1に示すように、3色の発光色の発光ダイオード、即ち赤色発光ダイオードRと、緑色発光ダイオードGと、青色発光ダイオードBとを、それぞれ1個ずつ備えて、1組の発光ダイオードユニット1が構成されている。
本実施の形態では、特に、発光ダイオードユニット1において、この発光ダイオードユニット1を構成する3個の発光ダイオードR,G,B全体を覆って、上面に開口を有する反射材2が設けられている。
この反射材2は、4つの面から構成され、いずれの面も斜面となっている。そして、底面側の開口と、上面の開口とが、いずれも長方形状であり、かつ上面の開口が底面側の開口よりも小さい寸法・面積となっている。
この反射材2は、4つの面から構成され、いずれの面も斜面となっている。そして、底面側の開口と、上面の開口とが、いずれも長方形状であり、かつ上面の開口が底面側の開口よりも小さい寸法・面積となっている。
反射材2の上面の開口に達した光は、発光ダイオードユニット1から外に放射される。その一方で、上面の開口以外の部分の反射材2に当たった光は、反射材2によって反射される。そして、反射を繰り返すうちに方向を変えて、反射材2の上面の開口から外に放射させることができる。
このようにして、それぞれの発光ダイオードR,G,Bから出射した光を集めることができ、集めた光を混合して、開口を通じて発光ダイオードユニット1の外部に放射することができる。
このようにして、それぞれの発光ダイオードR,G,Bから出射した光を集めることができ、集めた光を混合して、開口を通じて発光ダイオードユニット1の外部に放射することができる。
また、発光ダイオードR,G,Bの上方の、反射材2の上面の開口を塞ぐように、拡散材3が設けられている。
これにより、反射材2によって混合した光を、拡散材3によって光の分布を均一に混合して、所望の色の光とすることができる。
反射材2によって反射された光は、様々な向きを持っていて、向きによって光量がばらついているため、そのままでは向きによって異なる色に見える。そこで、拡散材3によって拡散させることにより、光の向きによる光量のばらつきを抑えて、均一な分布を有する所望の色の光、例えば均一な白色光とすることが可能になる。
これにより、反射材2によって混合した光を、拡散材3によって光の分布を均一に混合して、所望の色の光とすることができる。
反射材2によって反射された光は、様々な向きを持っていて、向きによって光量がばらついているため、そのままでは向きによって異なる色に見える。そこで、拡散材3によって拡散させることにより、光の向きによる光量のばらつきを抑えて、均一な分布を有する所望の色の光、例えば均一な白色光とすることが可能になる。
このように、発光ダイオードユニット1は、反射材2及び拡散材3を設けたことによって、3個の発光ダイオードR,G,Bのそれぞれから出射した光を混合して、均一な分布を有する光とすることができる。
従って、発光ダイオードユニット1を、「光混合器」とも呼ぶことができる。
従って、発光ダイオードユニット1を、「光混合器」とも呼ぶことができる。
図1に示す発光ダイオードユニット(光混合器)1の断面図を、図2A及び図2Bに示す。図2Aは、発光ダイオードユニット(光混合器)1の長手方向に平行な面における断面図であり、図2Bは、幅方向の面における断面図である。
図2A及び図2Bに示すように、基板4の上に、各発光ダイオードR,G,Bのチップが配置され、その上方を反射材2が覆っている。また、反射材2の上面の開口を埋めて、拡散材3が設けられている。
図2A及び図2Bに示すように、基板4の上に、各発光ダイオードR,G,Bのチップが配置され、その上方を反射材2が覆っている。また、反射材2の上面の開口を埋めて、拡散材3が設けられている。
反射材2としては、好ましくは、400nm〜800nmの波長範囲の光に対して、50%以上の反射率を有する材料を用いる。さらに好ましくは、93%以上の全反射率を有する材料を用いる。
このように高い反射率を有する材料としては、様々な材料が考えられるが、金属を用いると重量が大きくなるため、例えば、PET等の樹脂に気泡を入れたものや、反射塗装をした樹脂等を用いる。
このように高い反射率を有する材料としては、様々な材料が考えられるが、金属を用いると重量が大きくなるため、例えば、PET等の樹脂に気泡を入れたものや、反射塗装をした樹脂等を用いる。
拡散材3としては、各発光ダイオードR,G,Bから出射した光を透過する性質の、一般的な拡散材を用いることができる。例えば、液晶表示装置のバックライト光源に用いられている拡散板(図4の拡散板41)と同様の拡散材料を使用することができる。
なお、図2A及び図2Bでは、基板4上に各発光ダイオードR,G,Bのチップを直接配置した、いわゆるベアチップ実装となっているが、各発光ダイオードR,G,Bのパッケージを実装してもよい。
この場合、各発光ダイオードR,G,Bのパッケージの上を反射材で覆って、発光ダイオードユニット(光混合器)を構成すればよい。
この場合、各発光ダイオードR,G,Bのパッケージの上を反射材で覆って、発光ダイオードユニット(光混合器)を構成すればよい。
また、図1及び図2に示す発光ダイオードユニット(光混合器)1において、各発光ダイオードR,G,Bと反射材2との間は、空洞とした構成、或いは、透明材(例えば、透明樹脂)を充填した構成の、いずれの構成としても構わない。
図1及び図2に示す発光ダイオードユニット(光混合器)1において、各発光色の発光ダイオードR,G,Bや反射材2や拡散材3の寸法は、例えば、各発光ダイオードR,G,Bを一辺9mmの正方形、反射材2の底面側の開口を長さLA=30mm・幅WA=10mmとし、反射材2の上面の開口を長さLB=7mm・幅WB=5mmとし、高さHを12mmとすることができる。また、拡散材3の厚さは、例えば2mmとすることができる。
もちろん、発光ダイオードユニット(光混合器)1は、これらの寸法に限定されるものではない。
もちろん、発光ダイオードユニット(光混合器)1は、これらの寸法に限定されるものではない。
また、上述した寸法の発光ダイオードユニット(光混合器)1について、各発光ダイオードR,G,Bから出射した光の反射及び拡散のシミュレーションを行った。
その結果、3色の光が均一に混ざり合って、白色光が得られることが確かめられた。
その結果、3色の光が均一に混ざり合って、白色光が得られることが確かめられた。
発光ダイオードユニット(光混合器)1から出射する光は、白色光に限らず、所望の色の光を出射させることが可能である。
3色の発光ダイオードR,G,Bの発光強度の比を特定の比率とすることにより、白色光を出射させることができる。
また、3色の発光ダイオードR,G,Bのそれぞれの発光強度を変えることにより、発光ダイオードユニット(光混合器)1から出射する光の色度を変えて、様々な色とすることが可能である。
3色の発光ダイオードR,G,Bの発光強度の比を特定の比率とすることにより、白色光を出射させることができる。
また、3色の発光ダイオードR,G,Bのそれぞれの発光強度を変えることにより、発光ダイオードユニット(光混合器)1から出射する光の色度を変えて、様々な色とすることが可能である。
ここで、図1及び図2に示す発光ダイオードユニット1を、マトリックス配置した、光源装置の一形態を図3A及び図3Bに示す。図3Aは光源装置の斜視図を示し、図3Bは光源装置の平面図を示している。
この光源装置5は、図1及び図2に示した発光ダイオードユニット(光混合器)1が、縦横にマトリックス配置されて構成されている。
この光源装置5は、図1及び図2に示した発光ダイオードユニット(光混合器)1が、縦横にマトリックス配置されて構成されている。
上述の本実施の形態の光源装置5の構成によれば、各発光ダイオードユニット1において、3色の発光ダイオードR,G,Bの上方を覆って、上面に開口を有する反射材2が設けられ、この反射材2の上面の開口を塞ぐように、拡散材3が設けられている。
これにより、各発光ダイオードR,G,Bから出射した光を、混合して、均一な分布を有する光として、上面の開口を通じて、発光ダイオードユニット1の外部へ出射させることができる。
また、図1に示す発光ダイオードユニット1を、図3に示すようにマトリックス配置して構成した光源装置5において、各ユニット1の色度を均一とすることができる。
これにより、色再現性の良好な光源装置5を実現することができると共に、光源装置5の厚さを薄くしても良好な色度分布を得ることができ、光源装置5を薄型化・小型化することが可能になる。
これにより、各発光ダイオードR,G,Bから出射した光を、混合して、均一な分布を有する光として、上面の開口を通じて、発光ダイオードユニット1の外部へ出射させることができる。
また、図1に示す発光ダイオードユニット1を、図3に示すようにマトリックス配置して構成した光源装置5において、各ユニット1の色度を均一とすることができる。
これにより、色再現性の良好な光源装置5を実現することができると共に、光源装置5の厚さを薄くしても良好な色度分布を得ることができ、光源装置5を薄型化・小型化することが可能になる。
そして、本実施の形態の光学装置5では、レンズ等の特別な光学部材を使用する必要がなく、各発光ダイオードR,G,B毎に光学部材を設ける必要もない。これにより、特殊で高価な発光ダイオードR,G,Bを用いる必要がなくなる。
また、レンズ等の光学部材を発光ダイオードR,G,B毎に設ける場合には、光学部材を支持するために発光ダイオードR,G,Bをパッケージ化する必要が生じるのに対して、光学部材が不要となることにより、各発光ダイオードR,G,Bをベアチップで実装することが可能になる。
従って、部品点数や部品コストを低減することが可能になる。
また、レンズ等の光学部材を発光ダイオードR,G,B毎に設ける場合には、光学部材を支持するために発光ダイオードR,G,Bをパッケージ化する必要が生じるのに対して、光学部材が不要となることにより、各発光ダイオードR,G,Bをベアチップで実装することが可能になる。
従って、部品点数や部品コストを低減することが可能になる。
さらに、本実施の形態の光源装置5では、各発光ダイオードユニット1において、反射材2の上面の開口が、底面側の開口よりも小さい面積で形成されているため、反射材2が斜面となっていて、各発光ダイオードR,G,Bから出射した光を繰り返し反射させて、小さい面積の開口に集めることができる。
これにより、3色の発光ダイオードR,G,Bからの光を集束させて、均一な分布の光に混合させやすくなっている。
これにより、3色の発光ダイオードR,G,Bからの光を集束させて、均一な分布の光に混合させやすくなっている。
図3に示した光源装置5は、照明用、プロジェクタ光源、カラー液晶表示装置のバックライト装置、等の用途に用いることが可能である。
そして、図3に示した構成の光源装置5は、色再現性が良好な光源となるため、このような用途に用いて好適である。
そして、図3に示した構成の光源装置5は、色再現性が良好な光源となるため、このような用途に用いて好適である。
図3に示した構成の光源装置5をバックライト装置に適用して、図4に概略構成図(分解斜視図)を示すようなカラー液晶表示装置を構成することができる。
図4に示すカラー液晶表示装置100は、透過型のカラー液晶表示パネル10と、このカラー液晶表示パネル10の背面側に設けられたバックライトユニット40とから成る。
図4に示すカラー液晶表示装置100は、透過型のカラー液晶表示パネル10と、このカラー液晶表示パネル10の背面側に設けられたバックライトユニット40とから成る。
透過型のカラー液晶表示パネル10は、ガラス等で構成された2枚の透明な基板(TFT基板11、対向電極基板12)を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層13を設けた構成となっている。TFT基板11には、マトリクス状に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)16と、画素電極17とが形成されている。
薄膜トランジスタ16は、走査線15により、順次選択されると共に、信号線14から供給される映像信号を、対応する画素電極17に書き込む。
対向電極基板12は、その内表面に、対向電極18及びカラーフィルター19が形成されている。
薄膜トランジスタ16は、走査線15により、順次選択されると共に、信号線14から供給される映像信号を、対応する画素電極17に書き込む。
対向電極基板12は、その内表面に、対向電極18及びカラーフィルター19が形成されている。
カラーフィルター19は、図示しないが、各画素に対応したセグメントに分割されている。例えば、3原色である赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルターの3つのセグメントに分割されている。
このカラー液晶表示装置100では、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル10を2枚の偏光板31,32で挟み、バックライトユニット40により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
バックライトユニット40は、カラー液晶表示パネル10を背面側から照明するものである。図4に示すように、バックライトユニット40は、光源を備え、光源から出射された光を混色した白色光を光照射面20aから面発光するバックライト装置20と、このバックライト装置20の光出射面20a上に積層された拡散板41とから構成されている。
拡散板41は、光出射面20aから出射された白色光を拡散させることにより、面発光における輝度の均一化を行うものである。
拡散板41は、光出射面20aから出射された白色光を拡散させることにより、面発光における輝度の均一化を行うものである。
そして、バックライト装置20は、図3A及び図3Bに示したように、3色R,G,Bの発光ダイオードから成る発光ダイオードユニット1が、マトリックス配置されて構成される。
これにより、各発光ダイオードユニット1において、均一な色度が得られるので、カラー液晶表示パネル10に表示される画像の輝度や色度の分布を良好な分布とすることができる。
従って、表示すべき画像を、良好な画質で表示することができる。
これにより、各発光ダイオードユニット1において、均一な色度が得られるので、カラー液晶表示パネル10に表示される画像の輝度や色度の分布を良好な分布とすることができる。
従って、表示すべき画像を、良好な画質で表示することができる。
次に、図1及び図2に示した発光ダイオードユニット(光混合器)1を変形した形態を、図5A及び図5Bに示す。図5A及び図5Bは、発光ダイオードユニット(光混合器)の断面図を示している。
図5A及び図5Bに示す発光ダイオードユニット(光混合器)7は、発光ダイオードR,G,Bを覆う反射材2の底面側の開口を埋めるように、発光ダイオードR,G,Bの間及び外側の隙間に、反射材6を設けた構成である。
このように構成することにより、底面側に設けた反射材6によって、隙間に入りこんだ光の損失をなくして、底面側における反射の効率を上げることができるため、発光ダイオードR,G,Bから出射した光の利用効率を向上することができる。
図5A及び図5Bに示す発光ダイオードユニット(光混合器)7は、発光ダイオードR,G,Bを覆う反射材2の底面側の開口を埋めるように、発光ダイオードR,G,Bの間及び外側の隙間に、反射材6を設けた構成である。
このように構成することにより、底面側に設けた反射材6によって、隙間に入りこんだ光の損失をなくして、底面側における反射の効率を上げることができるため、発光ダイオードR,G,Bから出射した光の利用効率を向上することができる。
続いて、発光ダイオードユニット(光混合器)の他の形態を、図6〜図8にそれぞれ示す。図6A・図7A・図8Aは、それぞれ発光ダイオードユニット(光混合器)の斜視図を示しており、図6B・図7B・図8Bは、それぞれ発光ダイオードユニット(光混合器)の平面図を示している。
図6A及び図6Bに示す形態では、底面及び上面の開口が長方形であり、上面の開口が底面側の開口よりも面積が小さくなるように反射材2を配置し、上面の開口を塞ぐように拡散材3を設けて、発光ダイオードユニット(光混合器)21を構成している。
この場合は、反射材2の4つの面のうち、発光ダイオードユニット21の長手方向に沿った2つの面が底面に垂直になっていて、反射材2の底面側の開口と上面の開口とがほぼ等しい幅となっている点で、図1及び図2に示した発光ダイオードユニット1とは異なっている。
この場合は、反射材2の4つの面のうち、発光ダイオードユニット21の長手方向に沿った2つの面が底面に垂直になっていて、反射材2の底面側の開口と上面の開口とがほぼ等しい幅となっている点で、図1及び図2に示した発光ダイオードユニット1とは異なっている。
図7A及び図7Bに示す形態では、底面及び上面の開口が楕円形であり、上面の開口が底面側の開口よりも小さくなるように反射材2を配置し、上面の開口を塞ぐように拡散材3を設けて、発光ダイオードユニット(光混合器)22を構成している。
この場合は、反射材2が曲面を形成している。
この場合は、反射材2が曲面を形成している。
図8A及び図8Bに示す形態では、底面及び上面の開口が正三角形であり、上面の開口が底面側の開口よりも小さくなるように反射材2を配置し、上面の開口を塞ぐように拡散材3を設けて、三角錐台形状の発光ダイオードユニット(光混合器)23を構成している。
この構成は、例えば、各発光ダイオードR,G,Bを、図1及び図2に示したインライン状ではなく、デルタ状に配置した場合に好適である。
この構成は、例えば、各発光ダイオードR,G,Bを、図1及び図2に示したインライン状ではなく、デルタ状に配置した場合に好適である。
これら図6〜図8に示した各形態の発光ダイオードユニット(光混合器)21,22,23を用いて、光源装置を構成した場合も、各ユニット21,22,23の色度を均一にして、色再現性の良好な光源装置を実現することができると共に、光源装置を薄型化・小型化することが可能になる。また、部品点数や部品コストを低減することが可能になる。
上述の各形態では、3色の発光色の発光ダイオードR,G,Bにより発光ダイオードユニット(光混合器)を構成したが、本発明において、光源を構成する色数は3色に限らず、少なくとも2色以上でも構成可能である。
ただし、カラー液晶表示装置のバックライト装置に用いる場合には、少なくともR,G,B3色以上を備えている必要がある。
ただし、カラー液晶表示装置のバックライト装置に用いる場合には、少なくともR,G,B3色以上を備えている必要がある。
また、本発明においては、例えば、赤R、緑G、青B以外の発光色の発光ダイオードを使用することも可能である。他の発光色の発光ダイオードとR,G,Bの3色の発光ダイオードとを組み合わせてもよい。
さらに、各発光色の発光ダイオードのチップの数や、チップ面積の大小は、各発光色の発光ダイオードの発光特性や、必要となる照明輝度及び色度に応じて、様々に変形することが可能である。
また、拡散材は、反射材の開口の部分に限らず、発光ダイオードの上方のその他の部分に設けてもよい。例えば、反射材の開口と発光ダイオードとの中間に設けることが可能である。
また、拡散材は、反射材の開口の部分に限らず、発光ダイオードの上方のその他の部分に設けてもよい。例えば、反射材の開口と発光ダイオードとの中間に設けることが可能である。
また、本発明は、直下型のバックライト装置や照明装置として用いるために、発光ダイオードユニットをマトリックス配列して光源装置を構成する場合に限定されるものではなく、各発光色の発光ダイオードが配置された発光ダイオードユニットから成るLEDパッケージ単体で、光源装置を構成してもよい。
上述の各実施の形態では、発光素子として、発光ダイオード(LED)を用いたが、本発明では、その他の発光素子を用いて光源装置を構成してもよい。例えば、半導体レーザ等を発光素子として用いることも可能である。
そして、複数の発光色の発光素子を用いて、上述の各実施の形態の発光ダイオードユニットに相当する、発光素子群を構成すればよい。
そして、複数の発光色の発光素子を用いて、上述の各実施の形態の発光ダイオードユニットに相当する、発光素子群を構成すればよい。
また、本発明の表示装置としては、図4に示したようなカラー液晶表示装置に限定されるものではなく、画像(文字のみの画像も含む)を表示する表示部とバックライトとを備えた構成であれば、表示部が液晶表示パネル以外の構成であってもよい。
液晶表示装置のようにバックライト光源からの光を透過させる構成の他に、表示部が自発的に発光する構成であっても、例えば、輝度を上げるための補助光源としてバックライト光源を使用する場合には、本発明を適用することが可能である。
液晶表示装置のようにバックライト光源からの光を透過させる構成の他に、表示部が自発的に発光する構成であっても、例えば、輝度を上げるための補助光源としてバックライト光源を使用する場合には、本発明を適用することが可能である。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
1,7,21,22,23 発光ダイオードユニット(光混合器)、2,6 反射材、3 拡散材、4 基板、5 光源装置、10 カラー液晶表示パネル、19 カラーフィルター、20 バックライト装置、R 赤色発光ダイオード、G 緑色発光ダイオード、B 青色発光ダイオード
Claims (6)
- 少なくとも2種類以上の発光色の発光素子から1つの発光素子群を構成し、前記発光素子群から成る光源装置であって、
各前記発光素子群において、前記発光素子群を構成する前記発光素子全体を覆って、上方に開口を有する反射材が設けられていると共に、前記発光素子の上方に拡散材が設けられている
ことを特徴とする光源装置。 - 前記拡散材は、前記反射材の前記開口の部分に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 各前記発光素子群が、赤色の発光色の発光素子と、緑色の発光色の発光素子と、青色の発光色の発光素子とを少なくとも有して成ることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射材は、底面側の開口よりも上方の前記開口の方が小さい面積となっていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 画像を表示する表示部と、
前記表示部を背面側から照明する光源装置とを備えて成り、
前記光源装置は、少なくとも2種類以上の発光色の発光素子から1つの発光素子群を構成し、各前記発光素子群において、前記発光素子群を構成する前記発光素子全体を覆って、上方に開口を有する反射材が設けられていると共に、前記発光素子の上方に拡散材が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005256983A JP2007073639A (ja) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | 光源装置、表示装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009510752A (ja) * | 2005-09-28 | 2009-03-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高輝度発光ダイオードデバイス |
JP2011150861A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Opt Design:Kk | Led光源装置及びこの光源装置を用いた照明装置 |
-
2005
- 2005-09-05 JP JP2005256983A patent/JP2007073639A/ja active Pending
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