JP2010055876A - 照明装置、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】複数の発光ダイオードと、発光ダイオードを収納する筐体５を備えた照明装置であって、複数の発光ダイオードには、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが含まれ、複数色の各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは、筐体５の設置面５ａに対して、互いに異なる設置角度で設置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光ダイオードを用いた照明装置、特に複数色の発光ダイオードを有する照明装置、及びこれを用いた表示装置に関する。

近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光する照明装置（バックライト）と、照明装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。

また、上記照明装置には、冷陰極蛍光管や熱陰極蛍光管からなる線状光源を液晶パネルの側方または下方に配置したエッジライト型または直下型のものが提供されている。しかるに、上記のような冷陰極蛍光管等には水銀が含まれており、廃棄する冷陰極蛍光管のリサイクル等を行い難かった。そこで、水銀を使用していない発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いた照明装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

また、上記従来の照明装置では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の各色光を発光する三色の発光ダイオードを一列に並べて、これら三色の発光ダイオードからの光を混色することで白色光を得ていた。
特開２００６−１２８１２５号公報

しかしながら、上記のような従来の照明装置では、薄型化を図ったときに、白色光を適切に得ることができずに、発光品位が低下するという問題点があった。

ここで、図６を参照して、従来の照明装置での問題点について具体的に説明する。

図６は、従来の照明装置での問題点を説明する図である。

図６において、従来の照明装置５０では、筺体５１上にＲＧＢの発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂが一列に並べられている。また、従来の照明装置５０では、発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂは所定の間隔をおいて筺体５１の設置面上に配置されており、各発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂは、図６に一点鎖線にて示すように、上方に設置された拡散板５３に向かって光を発光するようになっている。また、従来の照明装置５０では、図６に斜線部にて示すように、拡散板５３の下方で発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂからの各色光は互いに混じり合って、白色光に混色される。また、従来の照明装置５０では、発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂからの各色光は、拡散板５３の内部などで白色光に混色され、当該拡散板５３の上方に設けられた液晶パネル（図示せず）に向かって出射される。

ここで、従来の照明装置５０において、その薄型化を図ったとき、つまり発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂと拡散板５３との距離を小さくしたときに、各発光ダイオード５２ｒ、５２ｇ、５２ｂからの各色光が白色光に適切に混色されずに、視認されてしまうことがあった。この結果、従来の照明装置５０では、薄型化を図ったときに、発光品位が低下するという問題点を生じることがあった。

上記の課題を鑑み、本発明は、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを収容する筐体を備えた照明装置であって、
前記複数の発光ダイオードには、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の発光ダイオードが含まれ、
前記複数色の各発光ダイオードは、前記筐体の設置面に対して、互いに異なる設置角度で設置されていることを特徴とするものである。

上記のように構成された照明装置では、複数の発光ダイオードに、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の発光ダイオードが含まれている。また、これらの複数色の発光ダイオードは、筐体の設置面に対して、互いに異なる設置角度で設置されている。これにより、上記従来例と異なり、薄型化を図ったときでも、複数色の各発光ダイオードからの光を互いに確実に混ざり合わせることができる。この結果、上記従来例と異なり、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができ、発光品位に優れた照明装置を構成することができる。

また、上記照明装置において、前記複数色の少なくとも１つの発光ダイオードは、前記設置面に対し所定の傾斜角度となるように形成された傾斜面を有する取付台を介在させて、当該設置面に取り付けられていることが好ましい。

この場合、上記少なくとも１つの発光ダイオードを対応する上記設置角度で容易に筐体に取り付けることができる。

また、上記照明装置において、前記複数の発光ダイオードの上方に設けられるとともに、前記複数の発光ダイオードからの光を拡散する拡散板を備え、
前記複数色の発光ダイオードでは、当該複数色の各発光ダイオードの光軸の一致点が前記拡散板の上方に設定されていることが好ましい。

この場合、薄型化を図ったときでも、複数色の各発光ダイオードからの光を、より確実に互いに混ざり合わせることができ、白色光をより容易に得ることができる。

また、本発明の表示装置は、上記いずれかの照明装置を用いたことを特徴とするものである。

上記のように構成された表示装置では、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置が用いられているので、コンパクトで優れた表示性能を有する表示装置を容易に構成することができる。

本発明によれば、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の照明装置、及びこれを用いた表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる照明装置及び液晶表示装置を説明する図である。図において、本実施形態の液晶表示装置１には、本発明の照明装置２と、照明装置２からの光が照射される液晶パネル３とが設けられており、これらの照明装置２と液晶パネル３とが透過型の液晶表示装置１として一体化されている。また、液晶表示装置１では、表示部としての液晶パネル３で、文字や画像などの情報が表示されるように構成されている。

照明装置２は、複数の発光ダイオード４と、これらの発光ダイオード４を収容する筐体５を備えている。複数の発光ダイオード４には、後に詳述するように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが用いられている。筐体５は、上端部側（図の上側）が開口した有底状に構成されており、その底部に発光ダイオード４が取り付けられている。また、筐体５の開口部側には、拡散板６が当該開口部を塞ぐように設置されており、複数の発光ダイオード４からの光を拡散するようになっている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３と導光板６との間に、例えば偏光シート６、及びプリズム（集光）シート７が設置されており、これら光学シートによって、照明装置２からの上記照明光の輝度上昇などが適宜行われて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３に含まれた液晶層（図示せず）がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）９を介在させて駆動制御回路１０に接続されており、当該駆動制御回路１０が上記液晶層を画素単位に駆動可能に構成されている。また、駆動制御回路１０の近傍には、複数の発光ダイオード４を点灯駆動する駆動回路としての点灯駆動回路１１が設置されている。

ここで、図２〜図５も参照して、本実施形態の照明装置２での発光ダイオード４について具体的に説明する。

図２は照明装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図であり、図３は図２に示した発光ダイオードの具体的な構成を説明する図である。図４は上記照明装置の要部構成を説明する図であり、図５は図４に示した発光ダイオードでの具体的な動作を説明する図である。

図２に例示するように、筐体５の内部では、複数の発光ダイオード４が図２の上下方向で６列に並べられて配置されている。これら複数の発光ダイオード４には、上述したように、ＲＧＢの各色光を発光する発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂ（図にハッチングなし、ハッチング、及びクロスハッチングにてそれぞれ図示）が含まれている。つまり、照明装置２では、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを一組として、図２に例示するように、これらの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが、この順番で一列に並べられている。そして、照明装置２では、ＲＧＢの各色光を白色光に混色して、当該白色光を照明光として液晶パネル３側に出射するようになっている。これにより、照明装置２では、照明光の発光品位を向上させ、フルカラー画像に適切な照明光を液晶パネル３に入射させることが可能となり、液晶パネル３の表示品位を簡単に向上できるように構成されている。

また、複数の発光ダイオード４では、液晶パネル３の大きさや当該液晶パネル３で要求される輝度や表示品位等の表示性能などに応じて、ＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの設置数や種類、サイズ等が選択されている。具体的にいえば、各発光ダイオード４には、例えば消費電力が１Ｗ程度のパワーＬＥＤあるいは７０ｍＷ程度の消費電力のチップＬＥＤが適宜使用されるようになっている。

具体的には、発光ダイオード４は、図３に示すように、ＲＧＢのいずれかの色の光を発光する発光体としての半導体素子４１と、半導体素子４１を収納した収納部材４３の内部に充填されて、半導体素子４１を覆うように設けられた透明な封止樹脂４２とを備えている。また、発光ダイオード４には、収納部材４３の内部で半導体素子４１に接続されたリード細線４４、４５と、収納部材４３の外部でリード細線４４、４５にそれぞれ接続されたリード４６、４７が設けられている。

また、図４及び図５に例示するように、照明装置２では、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは、筐体５の設置面５に対して、互いに異なる設置角度で設置されている。具体的にいえば、照明装置２では、例えば赤色及び青色の発光ダイオード４ｒ、４ｂがそれぞれ設置面５ａに対し所定の傾斜角度となるように形成された傾斜面１２ａ１、１２ｂ１を有する取付台１２ａ、１２ｂを介在させて、当該設置面５ａに取り付けられている。より具体的には、赤色及び青色の発光ダイオード４ｒ、４ｂ各々は、図４に示すように、設置面５ａに対し平行となるように、かつ中央に設けられた緑色の発光ダイオード４ｂ側に傾くように設置されている。

さらに、このＲＧＢを一組とする発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂでは、図５に示すように、各光軸Ｒ、Ｇ、Ｂの一致点Ｃが拡散板６の上方となるように、これらＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは筐体５の設置面５ａに設置されている。そして、各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは、図５に一点鎖線にて示すように、拡散板６に向かって光を発光するようになっている。これにより、本実施形態の照明装置２では、図５に斜線部にて示すように、拡散板６の下方において、中央に設けられた緑色の発光ダイオード４ｂからの緑色光の照射範囲内に、左右に設けられた赤色及び青色の発光ダイオード４ｒ、４ｂからの赤色光及び青色光を照射することができる。

以上のように構成された本実施形態の照明装置２では、複数の発光ダイオード４に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光するＲＧＢ（複数色）の発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが含まれている。また、これらのＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは、筐体５の設置面５ａに対して、互いに異なる設置角度で設置されている。これにより、本実施形態の照明装置２では、上記従来例と異なり、薄型化を図ったときでも、ＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂからの光を互いに確実に混ざり合わせることができる。この結果、本実施形態では、上記従来例と異なり、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができ、発光品位に優れた照明装置２を構成することができる。

また、本実施形態の照明装置２では、図５に示したように、ＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの光軸Ｒ、Ｇ、Ｂの一致点Ｃが、拡散板６の上方に設定されている。これにより、本実施形態の照明装置２では、薄型化を図ったときでも、図５に斜線部にて示したように、ＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂからの光を、より確実に互いに混ざり合わせることができ、白色光をより容易に得ることができる。

また、本実施形態では、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置２が用いられているので、コンパクトで優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。

尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、画像、文字などの情報を表示する非発光型の表示部を備えた各種表示装置に適用することができる。具体的には、半透過型や反射型の液晶表示装置、あるいはリアプロジェクション等の投写型表示装置に本発明の照明装置を好適に用いることができる。

また、上記の説明以外に、本発明は、レントゲン写真に光を照射するシャウカステンあるいは写真ネガ等に光を照射して視認をし易くするためのライトボックスや、看板や駅構内の壁面などに設置される広告等をライトアップする発光装置の照明装置（バックライト）として好適に用いることができる。

また、上記の説明では、複数色の発光ダイオードとして、ＲＧＢの発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明は白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の発光ダイオードが含まれているものであれば何等限定されない。具体的には、黄色の光及び青色の光を発光する２種類の発光ダイオードを使用したり、ＲＧＢの発光ダイオードに白色光を発光する発光ダイオードを含めたりしてもよい。

また、上記の説明では、筐体の設置面に対し所定の傾斜角度となるように形成された傾斜面を有する取付台を介在させて、Ｒ及びＢの各発光ダイオードを筐体の設置面に取り付けた場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、筐体の設置面に対して、互いに異なる設置角度で複数色の各発光ダイオードを設置するものであればよい。

但し、上記実施形態のように、上述の取付台を用いる場合の方が、少なくとも１つの発光ダイオードを対応する上記設置角度で容易に筐体に取り付けることができる点で好ましい。

本発明は、薄型化を図ったときでも、白色光を容易に得ることができる発光品位に優れた照明装置、及びこれを用いたコンパクトで高性能な表示装置に対して有用である。

本発明の一実施形態にかかる照明装置及び液晶表示装置を説明する図である。 照明装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。 図２に示した発光ダイオードの具体的な構成を説明する図である。 上記照明装置の要部構成を説明する図である。 図４に示した発光ダイオードでの具体的な動作を説明する図である。 従来の照明装置での問題点を説明する図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置（表示装置）
２ 照明装置
４ 発光ダイオード
４ｒ 赤色の発光ダイオード
４ｇ 緑色の発光ダイオード
４ｂ 青色の発光ダイオード
５ 筐体
５ａ 設置面
１２ａ、１２ｂ 取付台
１２ａ１、１２ｂ１ 傾斜面

Claims (4)

1. 複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードを収容する筐体を備えた照明装置であって、
   前記複数の発光ダイオードには、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の発光ダイオードが含まれ、
   前記複数色の各発光ダイオードは、前記筐体の設置面に対して、互いに異なる設置角度で設置されている、
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記複数色の少なくとも１つの発光ダイオードは、前記設置面に対し所定の傾斜角度となるように形成された傾斜面を有する取付台を介在させて、当該設置面に取り付けられている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数の発光ダイオードの上方に設けられるとともに、前記複数の発光ダイオードからの光を拡散する拡散板を備え、
   前記複数色の発光ダイオードでは、当該複数色の各発光ダイオードの光軸の一致点が前記拡散板の上方に設定されている請求項１または２に記載の照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置を用いたことを特徴とする表示装置。

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