JP5548118B2 - 照明装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
(1)光の3原色である赤色(R:Red)、緑色(G:Green)、および青色(B:Blue)の3色の発光をそれぞれ実現する3種のLEDを組み合わせて白色光を得る方式、
(2)青色発光する青色LEDを励起源として使用し、黄色発光蛍光体や緑色、赤色等の発光蛍光体を励起することによって光源の青色光と蛍光体の発光色の混合により白色光を得る方式、
(3)410nmより短波長の近紫外領域に発光ピークを有する紫外(UV:Ultra Violet)発光LEDを励起源として使用し、赤発光蛍光体、緑発光蛍光体、および青発光蛍光体を励起することによって赤青緑3色の光を得、これらを混合させて、白色を得る方式。
の3つの方式が知られている。
一例として青色LED13を光源とした図5の構造をあげることができる(特許文献2)。
図6を用いて図5の構造での白色発光を実現する原理を説明する。本構造では青色LED13から放射された青色光が導光体10内を反射しながら進行し、一部が進行途中で導光体外に放出される。また蛍光膜15にぶつかった青色光の一部は蛍光体を励起する。励起された蛍光体発光も導光体外に放出され、青色光と蛍光体発光により白色発光が得られる。本構造では、蛍光体を励起する青色光は蛍光膜15の下側から入射したのち、蛍光膜15の上側に透過していく構造のため透過励起型と呼ばれる。
(比較例1)
LEDとしては、発光中心波長455nmの青色LEDを、蛍光体として緑色蛍光体である(Ba,Sr)SiO4:Eu、赤色蛍光体であるCaAlSiN3:Euを用い、2種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を作製して図10の構造照明装置を作製し、特性評価を行った。
比較例1において、蛍光体として黄色蛍光体としてYAG:Ce(Y3Al5O12:Ce)、緑色蛍光体である(Ba,Sr)SiO4:Eu、赤色蛍光体であるCaAlSiN3:Euを用い、3種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を作製して図10の構造照明装置を作製し、特性評価を行った。Raは90となるように3種蛍光体粉体の混合比、濃度および蛍光体膜厚を調整した。以下に示す実施例においても同一のRaとなるように蛍光膜を作製し、正面輝度の比較を行った。その際、本比較例での正面輝度を100とした。
比較例1において、蛍光体として黄色蛍光体としてYAG:Ce(Y3Al5O12:Ce)、赤色蛍光体であるCaS:Eu用い、2種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を作製して図10の構造照明装置を作製し、特性評価を行った。Raは80となるように2種蛍光体粉体の混合比、濃度および蛍光体膜厚を調整した。以下に示す実施例においても同一のRaとなるように蛍光膜を作製し、正面輝度の比較を行った。その際、本比較例での正面輝度を100とした。
比較例1において、蛍光体として橙色蛍光体であるSr3SiO5:Eu、緑色蛍光体である(Ba,Sr)SiO4:Eu、赤色蛍光体であるCaAlSiN3:Euを用い、3種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を作製して図10の構造照明装置を作製し、特性評価を行った。Raは85となるように3種蛍光体粉体の混合比、濃度および蛍光体膜厚を調整した。以下に示す実施例においても同一のRaとなるように蛍光膜を作製し、正面輝度の比較を行った。その際、本比較例での正面輝度を100とした。
比較例1において、LEDとしては、発光中心波長375nmの紫外LEDを、蛍光体として青色蛍光体であるBaMgAl10O17:Eu、緑色蛍光体であるZn2SiO4:Mn、赤色蛍光体であるY2O3:Euを用い、3種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を作製して図10の構造照明装置を作製し、特性評価を行った。但し、本比較例においては、図10におけるLED13は紫外線LEDに置き換えている。Raは95となるように3種蛍光体粉体の混合比、濃度および蛍光体膜厚を調整した。以下に示す実施例においても同一のRaとなるように蛍光膜を作製し、正面輝度の比較を行った。その際、本比較例での正面輝度を100とした。
比較例1を参考に、励起用青色LEDを複数配置した図21の照明装置を作製した。LEDとしては、発光中心波長455nmの青色LEDを、蛍光体として緑色蛍光体である(Ba,Sr)SiO4:Eu、赤色蛍光体であるCaAlSiN3:Euを用い、2種蛍光体の混合物を用いた蛍光膜を用い、特性評価を行った。Raは93となるように赤蛍光体、緑蛍光体粉体の混合比、濃度および蛍光体膜厚を調整した。以下に示す実施例においても同一のRaとなるように蛍光膜を作製し、正面輝度の比較を行った。その際、本比較例での正面輝度を100とした。
2 ワイヤ
3 リードフレーム
4 ケース
5 封止樹脂
6 レンズ
7 ヒートシンク
8 蛍光体粒子
9 反射シート
10 導光体
11 白色LED
12 拡散シート
13 青色LED
14 蛍光体塗布反射シート
15 蛍光膜
16 分離構造蛍光膜
17 反射隔壁膜
18 フィルタレス液晶パネル
20 導光体における主導光方向。
Claims (15)
- 発光ダイオードと、導光体と、導光体の周りに配置された反射シートを有する照明装置であって、
前記導光体は、前記発光ダイオードからの光を取り込む入射面と、光を外部に出射する出射面を有し、前記導光体の前記入射面および前記出射面以外の面が反射シートで覆われ、
前記反射シートの前記導光体の側には前記発光ダイオードからの光の波長を変換するための色の異なる複数の蛍光膜が形成され、
前記蛍光膜は、前記導光体の面方向に色毎に領域が分かれており、
前記色毎に分かれた領域の間には、反射隔壁が形成されていることを特徴とする照明装置。 - 発光ダイオードと、導光体と、導光体の周りに配置された反射シートを有する照明装置であって、
前記導光体は、前記発光ダイオードからの光を取り込む入射面と、光を外部に出射する出射面を有し、前記導光体の前記入射面および前記出射面以外の面が反射シートで覆われ、
前記導光体の前記反射シートで覆われた面には、前記発光ダイオードからの光の波長を変換するための色の異なる複数の蛍光膜が形成され、
前記蛍光膜は、前記導光体の面方向に色毎に領域が分かれており、
前記色毎に分かれた領域の間には、反射隔壁が形成されていることを特徴とする照明装置。 - 発光ダイオードと、導光体と、導光体の周りに配置された反射シートと、拡散シートを有する照明装置であって、
前記導光体は、前記発光ダイオードからの光を取り込む入射面と、光を外部に出射する出射面を有し、前記導光体の前記入射面および前記出射面以外の面が反射シートで覆われ、
前記導光体の前記出射面に前記拡散シートが配置され、
前記拡散シートには前記発光ダイオードからの光の波長を変換するための色の異なる複数の蛍光膜が形成され、
前記蛍光膜は、前記導光体の出射面方向に色毎に領域が分かれており、
前記色毎に分かれた領域の間には、反射隔壁が形成されていることを特徴とする照明装置。 - 前記蛍光膜の前記色毎に分かれた領域の各々は、前記導光体における光の主導光方向の長さをLとし、前記主導光方向と直角の方向の幅をWとした場合、L/Wは2以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光膜の前記色毎に分かれた領域の各々は、前記導光体における光の主導光方向の長さをLとし、前記主導光方向と直角の方向の幅をWとした場合、L/Wは10以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光膜の前記色毎に分かれた領域の各々は、前記導光体における光の主導光方向の長さをLとし、前記主導光方向と直角の方向の幅をWとした場合、Wの値は蛍光体の色毎に異なることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体は柱状または板状構造であり、前記導光体の前記入射面と前記出射面以外はすべて前記反射シートによって覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体の前記入射面は複数存在し、前記入射面の各々に対応して発光ダイオードが配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光体は、黄色蛍光体YAG:Ce(Y3Al5O12:Ce)を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光体は、赤色蛍光体CaAlSiN3:Euを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光体は、緑色蛍光体(Ba,Sr)SiO4:Euを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記蛍光体は、橙色蛍光体Sr3SiO5:Eu、を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記発光ダイオードは青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記発光ダイオードは紫外線発光ダイオードであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の照明装置。
- 液晶表示パネルとバックライトを有するカラー液晶表示装置であって、
前記バックライトは前記液晶表示パネルと対向する面において、色の異なる蛍光膜が反射隔壁を挟んでストライプ状に形成され、前記蛍光膜は発光ダイオードからの光を波長変換することによって発光し、
前記液晶表示パネルには、前記バックライトの前記ストライプ状の蛍光膜と対応して画素が形成され、
前記液晶表示パネルはカラーフィルタを有さないことを特徴とするカラー液晶表示装置。
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