WO2007037048A1 - 照明装置、バックライト装置、液晶表示装置 - Google Patents

照明装置、バックライト装置、液晶表示装置 Download PDF

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light
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led
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Kentaro Kamada
Mitsuhiro Moriyasu
Keiji Hayashi
Ryoh Hatakeyama
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity

Definitions

  • Lighting device backlight device, liquid crystal display device
  • the present invention relates to an illumination device using two types of light sources, a backlight device using the illumination device, and a liquid crystal display device using the backlight device.
  • a liquid crystal display device since the display element is a non-light emitting type, display light is usually given by a backlight device.
  • a backlight device As an example of a backlight used in a liquid crystal display device, as shown in FIG. 6, an optical member (not shown) such as a diffuser is combined with an illuminating device 100 in which a plurality of white light sources 101 are arranged.
  • an optical member such as a diffuser is combined with an illuminating device 100 in which a plurality of white light sources 101 are arranged.
  • a fluorescent tube is usually used as the white light source 100.
  • the use of the fluorescent tube has a problem that the color purity of display light obtained is low. This is because, in a fluorescent tube, the purity of R light among the three primary colors R, G, and B is generally low.
  • Patent Document 1 discloses two kinds of light sources, namely, a fluorescent tube 111 and an LED (Light) as shown in FIG. There is disclosed a backlight device in which an optical member (not shown) is combined with an illuminating device 110 in which an emitting diode (112) is arranged.
  • a red phosphor is excluded from the fluorescent tube 111, and a fluorescent tube 111 having a spectral characteristic having only a blue spectral characteristic and a green spectral characteristic is used.
  • a fluorescent tube 111 having a spectral characteristic having only a blue spectral characteristic and a green spectral characteristic is used.
  • Patent Document 2 discloses an illumination device using a plurality of types of LEDs having different emission colors.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Gazette “JP 2004-139876 (Publication Date: May 2004)
  • Patent Document 2 Japanese Published Patent Publication “JP 2003-187623 Publication (Publication Date: July 4, 2003)”
  • Patent Document 1 [0007]
  • the conventional configuration in Patent Document 1 has the following problems.
  • the illumination device 110 in Patent Document 1 it is necessary to arrange two types of light sources so as not to overlap each other in the irradiation surface. For this reason, the illumination device 110 cannot obtain uniform display light with respect to both types of light sources.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to realize an illumination device that can obtain a uniform amount of light over the entire irradiation surface.
  • the illumination device includes a first light source and a second light source, each having a different spectral characteristic, in a case where the irradiation surface side is open,
  • the second light source is arranged at the end in the first arrangement direction, the main light source arranged on the bottom surface of the casing and the casing. It is characterized by comprising a sub-light source disposed on the inner side wall of the body.
  • the second The light source includes a main light source disposed on the bottom surface of the casing and a sub light source disposed on the inner surface of the side wall of the casing. Therefore, for the first light source, when the light sources having the same light amount are arranged so as to obtain a substantially uniform light amount in the vicinity of the end portion, for the second light source, the sub light source is provided on the inner surface of the side wall of the housing. A substantially uniform amount of light can be obtained near the edge. This makes it possible to obtain a uniform amount of light over the entire irradiation surface compared to an illumination device including a first light source and a second light source having different spectral characteristics.
  • FIG. 1, showing an embodiment of the present invention is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device.
  • Fig. 2 is a diagram showing an attachment angle of an end side surface in the illuminating device.
  • FIG. 3 is a diagram showing directional characteristics of LEDs attached to the side surface of the casing in the lighting device.
  • FIG. 4 showing another embodiment of the present invention, is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device provided with the illumination device.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional lighting device.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional lighting device.
  • FIGS. 1 to 5 One embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 1 to 5. First, a schematic configuration of the lighting apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG.
  • the illuminating device 1 shown in FIG. 1 is used in a backlight device of a transmissive (or transmissive reflective) liquid crystal display device in order to improve the color reproducibility of the image of the liquid crystal display device. It is assumed that two types of light sources are used. That is, the lighting device 1 is configured by arranging a plurality of fluorescent tubes 11 as a first light source and a plurality of LEDs 12 as a second light source inside a housing 13. In the lighting device 1, the fluorescent tubes 11 and the LEDs 12 are alternately arranged along the X direction (first arrangement direction) in the drawing.
  • the first light source has at least one emission spectrum of RGB, and the second light source is a light source having an emission spectrum of the remaining specific band.
  • the first light source is preferably a fluorescent tube with high power efficiency (for example, a cold cathode tube), but the type of fluorescent tube is not particularly limited.
  • the second light source is not limited to the LED in the above example, but it is also possible to use electoric luminescence or the like in addition to the LED. It is preferable that the second light source has a wide-angle radiation directivity, and the number of installed second light sources is preferably larger than the number of installed first light sources.
  • the driving method of the first light source is preferably a DC / AC conversion driving method using a transformer, and the driving method of the second light source is preferably a DC voltage input method. In the following description, a configuration using an LED as the second light source is illustrated.
  • the fluorescent tube 11 is a fluorescent tube having a spectral characteristic in which, for example, a red phosphor is excluded and only a blue spectral characteristic and a green spectral characteristic are included.
  • a fluorescent tube 11 is combined with an LED 12 having a spectral characteristic having a red spectral characteristic.
  • the housing 13 has an opening on the surface on the side where light emitted from the light source is emitted toward the display panel, and the inner surface of the housing 13 is such that the light emitted from the light source can be used effectively on the other surfaces. It is a reflective surface.
  • the pitch between the adjacent fluorescent tubes 11 is approximately 2L, and the pitch between the fluorescent tube 11 at the end and the end surface of the housing in the X direction of the illumination device 1 is approximately the same. .
  • one fluorescent tube 11 gives a light amount in the range of about L on both sides thereof, the light emitted from all the fluorescent tubes 11 can obtain a substantially uniform light amount within the irradiation surface.
  • the irradiation surface here refers to a surface parallel to the surface from which light is emitted from the illumination device, and is represented by the XY plane in FIG.
  • the LED 12 A is disposed between the adjacent fluorescent tubes 11, and the LED 12 B is disposed on the inner surface of the side wall of the housing 13.
  • the pitch between the LEDs 12A adjacent in the X direction is approximately 2L
  • the pitch between the LED 12A at the end and the end surface of the housing in the X direction of the lighting device 1 is also approximately 2L.
  • the amount of light provided by the LED 12A is insufficient near the end of the housing 13, and it is not possible to obtain a substantially uniform amount of light within the irradiation surface for only the emitted light from the LED 12A.
  • the illuminating device 1 includes the LED 12B as a sub light source that compensates for the shortage of light at the end of the LED 12A that is the main light source.
  • the inner wall of the side surface of the housing 13 is not necessarily perpendicular to the light source placement surface (that is, the bottom surface of the housing 13), and has a mounting angle ⁇ as shown in FIG. ing.
  • the setting of the directivity of the emitted light from the LED 12B is preferably varied according to the mounting angle ⁇ .
  • the relationship between the mounting angle ⁇ and the directivity characteristics of the LED 12B will be described below.
  • the mounting angle ⁇ is an angle formed by the inner wall of the side surface of the housing 13 and a surface perpendicular to the bottom surface of the housing 13.
  • the mounting angle ⁇ is formed for the purpose of reinforcing the side surface portion of the housing 13 in an actual module design, and is usually set within a range of 0 to 45 °. Since the LED 12B is mounted on the side surface portion having the mounting angle ⁇ , it is desirable that the directivity characteristic is a value corresponding to the size of the mounting angle ⁇ .
  • the emitted light from the LED 12B is normal to the mounting surface.
  • the light intensity decreases as the emission angle at which the light intensity is strongest increases in the normal direction force.
  • the amount of light becomes 1/2 of the amount of light in the normal direction at the emission angle where the angle from the normal direction of the mounting surface is the largest.
  • the above formula means the following state in the lighting device of the present embodiment. That is, when the directivity characteristic of the LED 12B satisfies the above formula, the angle from the normal direction of the mounting surface becomes low in the light emitted from the LED 12B in the normal direction of the irradiation surface. In this case, the light emitted from the LED 12B can be used most efficiently for the purpose of compensating for the shortage of light near the end of the lighting device, and the amount of light emitted from the end of the lighting device can be increased efficiently.
  • the mounting angle ⁇ is ⁇ 45 °. Therefore, the directivity characteristic ⁇ of the LED 12B is preferably ⁇ 90 °.
  • the directivity characteristic ⁇ of the LED 12B may be set within a range of about ⁇ 20 ° with respect to the value derived from the above formula.
  • the directivity ⁇ is
  • the LED 12A is attached to the bottom surface portion of the housing 13, while the LED 12B is attached to the side surface portion of the housing 13, so that the mounting height of the LED 12B (that is, from the bottom surface of the housing 13). Distance) can be different from LED12A.
  • the light quantity of the LED 12B is preferably set according to its mounting height.
  • the mounting surface of the LED 12A in the housing 13 ie, the bottom surface of the housing 13
  • the top surface of the housing 13 ie, the back surface of the display panel in the liquid crystal display device
  • the light quantity of the LED 12 is preferably set according to the distance from the back surface of the display panel.
  • the light quantity ratio between the LED 12A and the LED 12 is preferably matched with the ratio of the distance from the back surface of the display panel. This makes it possible to appropriately compensate for the shortage of light near the end of the lighting device and obtain a uniform light emission amount as a whole.
  • the fluorescent tube 11 is a fluorescent tube having a spectral characteristic having, for example, only a blue spectrum characteristic and a green spectrum characteristic, excluding a red phosphor, and the LED 12 is LED with spectral characteristics with red spectral characteristics.
  • the present invention is not limited to this.
  • the LED 12 having a spectral characteristic having a blue spectrum characteristic is used as the LED 12, and the blue fluorescent substance is excluded from the fluorescent tube combined therewith.
  • a fluorescent tube having a spectral characteristic having only a red spectral characteristic and a green spectral characteristic may be used.
  • the second light source may include two or more types of LEDs having different spectral characteristics.
  • a spectral characteristic LED with a red spectral characteristic and a spectral characteristic LED with a blue spectral characteristic are used.
  • the fluorescent tube combined with this a fluorescent tube having a spectral characteristic having at least a green spectrum characteristic may be used (the fluorescent tube may have a spectral characteristic other than green).
  • the present invention can also be applied to uniforming the amount of light in the X direction and the Y direction perpendicular to the irradiation surface. .
  • FIG. 4 shows a configuration example when the LED 12 is used with a spectral characteristic LED 12r having a red spectral characteristic and a spectral characteristic LED 12b having a blue spectral characteristic.
  • the LEDs 12r and the LEDs 12b are alternately arranged in one row of the LEDs 12 arranged between the adjacent fluorescent tubes 11. Then, at the end in the arrangement direction of the LEDs 12 for one row (that is, the Y direction in the figure: the second arrangement direction), an LED for compensating for the shortage of the light quantity at the end is provided.
  • the LED to compensate for the lack of light at the edge in the Y direction is the LED12r with spectral characteristics with blue spectral characteristics, and even with spectral characteristics with red spectral characteristics. Furthermore, LEDs with a spectral characteristic with a blue spectral characteristic, LEDs with a spectral characteristic with a red spectral characteristic, and LEDs to compensate for insufficient light intensity at the end in the Y direction can be used together. Les. Further, it is desirable that the light amount and directivity of the LED 12D provided at the end to compensate for the shortage of light at the end in the Y direction are set under the same conditions as the LED 12B. In other words, in the configuration of FIG. 4, the LED 12r having a spectral characteristic having a red spectral characteristic is composed of a main light source 12rC and a sub light source 12rD.
  • the illumination device includes a dimming control unit for controlling the brightness of the light source, and at least one of the first light source and the second light source by the dimming control unit.
  • One emission intensity may be controllable.
  • the illumination device 1 or 2 in the above description is used as a backlight device of a liquid crystal display device
  • an optical member that gives the illumination light of the illumination device 1 or 2 a light distribution characteristic, a luminance distribution characteristic, or the like Is disposed on the light exit side of the illumination device.
  • the backlight device 6 shown in FIG. 5 includes, as the optical member 5, a diffusion plate 51, a diffusion sheet 52, a prism sheet 53, and The reflective polarizing sheet 54 is included.
  • a backlight device may be formed by combining the force S, the illumination device 2 exemplifying the configuration using the illumination device 1, and the optical member 5 as described above.
  • a liquid crystal panel 7 for displaying an image is arranged on the backlight device 6.
  • the illumination device includes a first light source and a second light source having different spectral characteristics in the first array in the irradiation surface within the housing having an opening on the irradiation surface side.
  • the second light source includes a main light source disposed on the bottom surface of the housing and an inner surface of the side wall of the housing It is characterized by comprising a sub-light source arranged in.
  • the second light source is disposed on the main light source disposed on the bottom surface of the casing and the inner surface of the side wall of the casing. It consists of a sub-light source. Therefore, for the first light source, when the light sources having the same light amount are arranged so as to obtain a substantially uniform light amount in the vicinity of the end portion, for the second light source, the sub light source is provided on the inner surface of the side wall of the housing. A substantially uniform amount of light can be obtained near the edge. This makes it possible to obtain a uniform amount of light over the entire irradiation surface compared to an illumination device including a first light source and a second light source having different spectral characteristics.
  • the first light source is a fluorescent tube
  • the second light source is LED or electoluminescence
  • the first light source a fluorescent tube with high power efficiency (for example, a cold cathode tube) is used, and further, a color with low color purity is obtained with the second light source. And a lighting device having high color reproducibility can be provided.
  • the angle formed by the inner surface of the side wall of the housing to which the sub light source is attached and a surface perpendicular to the bottom surface of the housing is ⁇ , and the sub light source has a mounting surface of the sub light source.
  • the light emitted from the sub-light source can be most efficiently used for the purpose of compensating for the shortage of light near the end of the illumination device, and the light emission amount at the end of the illumination device can be efficiently used. Can enhance the power.
  • the distance between the mounting surface of the main light source and the upper surface of the housing in the housing is set as' the distance between the mounting position of the sub light source and the upper surface of the housing.
  • the light quantity ratio between the main light source and the sub light source can be matched with the ratio of the distance from the back surface of the display panel, and the light quantity shortage near the end of the lighting device can be appropriately compensated for, A uniform light emission amount can be obtained as a whole.
  • the second light source includes two types of LEDs having different spectral characteristics, and the two types of LEDs are arranged in the first arrangement direction within the irradiation surface. Are arranged alternately along a second arrangement direction orthogonal to the at least one of the two types of LEDs at the end of the second arrangement direction. And a sub-light source disposed on the inner surface of the side wall of the casing.
  • the LEDs having the same light amount are arranged so as to obtain a substantially uniform light amount near the end portion at one end of the second arrangement direction.
  • a substantially uniform amount of light can be obtained in the vicinity of the end portion, and a first light source and a second light source having different spectral characteristics are provided.
  • a uniform amount of light can be obtained over the entire irradiated surface.

Abstract

　照明装置(1)において、分光特性がそれぞれ異なる蛍光管(11)とＬＥＤ(12)とを、照射面内のＸ方向に沿って交互に配置する。蛍光管(11)は、同光量の光源を上記Ｘ方向の端部付近でも略均一な光量が得られるようなピッチにて配置されている。ＬＥＤ(12)は、筐体(13)の底面においてＬＥＤ(12A)を配置し、筐体(13)の側面部内壁においてにＬＥＤ(12B)を配置する。これにより、照射面の全体で均一な光量を得ることのできる照明装置を実現できる。

Description

明 細 書
照明装置、バックライト装置、液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、 2種類の光源を用いた照明装置、該照明装置を用いたバックライト装置 、及び該バックライト装置を用いた液晶表示装置に関するものである。
背景技術
[0002] 液晶表示装置においては、その表示素子が非発光型であるため、通常、バックライ ト装置によって表示光が与えられる。液晶表示装置に使用されるバックライトの一例と しては、図 6に示すように、白色光源 101を複数列配置してなる照明装置 100に拡散 板等の光学部材（図示せず）を組み合わせることで、液晶表示装置の表示面内方向 で均一な表示光を得るようにしたものがある。
[0003] ところ力、照明装置 100では、通常、白色光源 100として蛍光管が用いられるが、 蛍光管の使用では得られる表示光の色純度が低いといった問題がある。これは、蛍 光管では、一般的に、 R, G, Bの 3原色のうち、 Rの光の純度が低くなるためである。
[0004] このため、液晶表示装置の画像の色再現性を向上させるための技術として、特許 文献 1には、図 7に示すように、 2種類の光源、すなわち、蛍光管 111と LED (Light E mitting Diode) 112とを配置してなる照明装置 110に光学部材（図示せず）を組み合 わせたバックライト装置が開示されている。
[0005] この照明装置 110では、蛍光管 111から赤の蛍光体を排除し、青色スペクトラム特 性および緑色スペクトラム特性のみを有する分光特性の蛍光管 111を用いる。そして 、この蛍光管 111と、赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LED112とを組み合わ せることによって、 R， G， Bのすべてにおいて高い色純度を得ることでき、高い色再 現性を得ることができる。
[0006] また、特許文献 2においては、発光色の異なる複数種類の LEDを用いた照明装置 が開示されている。
特許文献 1 :日本国公開特許公報「特開 2004— 139876号公報 (公開日： 2004年 5 特許文献 2 :日本国公開特許公報「特開 2003— 187623号公報 (公開日： 2003年 7 月 4日）」
発明の開示
[0007] し力、しながら、上記特許文献 1における従来の構成では、以下に示すような問題が ある。
[0008] すなわち、特許文献 1における照明装置 110では、 2種類の光源を照射面内にお いて互いに重ならないように配置する必要がある。このため、上記照明装置 110では 、両方の種類の光源にぉレ、て均一な表示光を得ることができなレ、。
[0009] 図 7を例に取れば、蛍光管 111では、隣接する蛍光管 111同士のピッチを 2Lとした 場合、端部の蛍光管 111と照明装置 110端部とのピッチは Lであり、蛍光管 111の出 射光については均一な光を得ることができる。これに対し、 LED112は蛍光管 111の 間に配置されるため、隣接する LED112同士のピッチを 2Lとした場合、端部の LED 112と照明装置 110端部とのピッチも 2Lであり、端部において光量不足となる。した がって、照明装置端部付近で赤色光量の少ない光となり、青みがかった光となる。
[0010] 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、照射面の全体 で均一な光量を得ることのできる照明装置を実現することにある。
[0011] 本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、分光特性がそれぞれ異な る第 1光源と第 2光源とが、照射面側が開口した筐体内部にて、照射面内の第 1の配 列方向に沿って交互に配置されてなる照明装置において、上記第 1の配列方向の 端部では、上記第 2光源は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と上記筐体の 側壁内面に配置されるサブ光源とからなることを特徴としている。
[0012] 上述のように、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とが、照射面内の第 1 の配列方向に沿って交互に配置されてなる照明装置では、これら 2種類の光源を照 射面内において互いに重ならないように配置する必要がある。この場合、第 1光源お よび第 2光源のそれぞれにおいて同一光量の光源を規則的に配置する従来構成で は、特に端部付近で、第 1光源および第 2光源の両方において均一な表示光を得る ことができなかった。
[0013] これに対し、上記の構成によれば、上記第 1の配列方向の端部において、上記第 2 光源は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と上記筐体の側壁内面に配置され るサブ光源とからなつている。したがって、上記第 1光源について、同光量の光源を 上記端部付近で略均一な光量が得られるように配置した場合、第 2光源については 、サブ光源を筐体の側壁内面に備えることによって上記端部付近で略均一な光量が 得られる。これにより、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とを備えた照明 装置にぉレ、て、照射面の全体で均一な光量を得ることができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の一実施形態を示すものであり、照明装置の概略構成を示す図である。
[図 2]上記照明装置における端部側面の取付角を示す図である。
[図 3]上記照明装置における筐体側面に取り付けられる LEDの指向特性とを示す図 である。
[図 4]本発明の他の実施形態を示すものであり、照明装置の概略構成を示す図であ る。
[図 5]上記照明装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す図である。
[図 6]従来の照明装置の概略構成を示す図である。
[図 7]従来の照明装置の概略構成を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明の一実施形態について図 1ないし図 5に基づいて説明すると以下の通りで ある。先ず、本実施の形態に係る照明装置の概略構成について図 1を参照して以下 に説明する。
[0016] 図 1に示す照明装置 1は、透過型 (もしくは透過反射型）の液晶表示装置のバックラ イト装置において使用されるものであり、液晶表示装置の画像の色再現性を向上さ せるために、 2種類の光源を用いることを前提としている。すなわち、照明装置 1は、 筐体 13の内部に、第 1光源としての複数の蛍光管 11、および第 2光源としての複数 の LED12を配置して構成されている。照明装置 1では、蛍光管 11および LED12は 、図中の X方向（第 1の配列方向）に沿って交互に配置されている。
[0017] 上記第 1光源は RGBのうち少なくとも 1種類以上の発光スペクトルを有し、上記第 2 光源は残りの特定帯域の発光スペクトルを有する光源である。尚、本発明において、 第 1光源としては、電力効率の高い蛍光管（例えば冷陰極管）を用いることが好まし レ、が、蛍光管の種類は特に限定されない。また、第 2光源も、上記例の LEDに限定 されるものではなぐ LED以外にエレクト口ルミネッセンス等を用いることも可能である 。上記第 2光源は広角な放射指向性を有することが好ましぐその設置数が第 1光源 の設置数よりも多いことが好ましい。また、第 1光源の駆動方式は変圧器を用いた DC /AC変換駆動方式であり、第 2光源の駆動方式は直流電圧入力方式であることが 好ましレ、。以下の説明においては、第 2光源として LEDを使用した構成を例示してい る。
[0018] 蛍光管 11は、例えば、赤の蛍光体が排除され、青色スペクトラム特性および緑色ス ぺクトラム特性のみを有する分光特性の蛍光管であるとする。このような蛍光管 11に は、赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LED12が組み合わされる。これにより、 照明装置 11では、 R, G, Bのすべてにおいて高い色純度を得ることでき、高い色再 現性を得ることができる。
[0019] また、筐体 13は、光源が発する光を表示パネルに向けて出射する側の面が開口し ており、それ以外の面では光源からの出射光を有効利用できるようにその内面は反 射面となっている。
[0020] 蛍光管 11については、隣接する蛍光管 11同士のピッチをほぼ 2Lとし、端部の蛍 光管 11と照明装置 1の X方向における筐体端部面とのピッチをほぼしとする。そして 、蛍光管 11は 1本あたりにつき、その両側のほぼ Lの範囲について光量を与えるので 、全ての蛍光管 11からの出射光に関しては、照射面内でほぼ均一な光量を得ること ができる。尚、ここで言う照射面とは、照明装置から光が出射される面と平行な面を指 し、図 1においては XY平面で表される。
[0021] 一方、 LED12については、隣接する蛍光管 11の各間において LED12Aを配置し 、さらに筐体 13の側壁内面において LED12Bを配置している。このため、 X方向に 隣接する LED12A同士のピッチはほぼ 2Lであり、端部の LED12Aと照明装置 1の X方向における筐体端部面とのピッチもほぼ 2Lとなる。このため、 LED12Aによって 与えられる光量は、筐体 13の端部付近で不足し、 LED12Aからの出射光のみにつ いては、照射面内でほぼ均一な光量を得ることできない。このため、本実施の形態に 係る照明装置 1では、メイン光源である LED12Aにおける端部での光量不足を補う サブ光源として LED12Bを備えている。
[0022] また、筐体 13の側面内壁は、光源の配置面（すなわち、筐体 13の底面）に対して 垂直であるとは限らず、図 2に示すように、取付角 Θを有している。そして、 LED12B の出射光の指向特性の設定は、この取付角 Θに応じて変動させることが好ましい。 以下に、上記取付角 Θと LED12Bの指向特性の関係について説明する。尚、ここで の取付角 Θは、筐体 13の側面内壁と、筐体 13の底面に垂直な面とのなす角である
[0023] 上記取付角 Θは、実際のモジュール設計において、筐体 13の側面部補強を目的 として形成されるものであり、通常 0〜45° の範囲内で設定される。そして、 LED12 Bは、上記取付角 Θを有する側面部に取り付けられることから、その指向特性は上記 取付角 Θの大きさに応じた値とすることが望ましくなる。
[0024] 図 3を参照して説明すれば、筐体 13における LED12Bの取付面、すなわち筐体 1 3の側面部が取付角 Θを有する場合、 LED12Bからの出射光は取付面の法線方向 において最も光量が強ぐ出射角度が上記法線方向力 遠くなるほど光量は低下す る。そして、 LED12Bにおいて、取付面の法線方向からの角度がひ 'となる出射角度 において、その光量が法線方向における光量の 1/2になるとする。この時、角度 α ( = 2 α ' )を LED12Bの指向特性とする。
[0025] そして、上記取付角 Θと上記指向特性 αとの関係については、
(180° — α ) /2= Θ、すなわち、
α = 180° - 2 Θ
を満たすことが最も好ましい。尚、上記式は、本実施の照明装置において以下の状 態を意味している。すなわち、 LED12Bの指向特性が上記式を満たす場合、該 LE D12Bから照射面の法線方向に出射する光において、取付面の法線方向からの角 度がひ 'となる。この場合、 LED12Bからの出射光を、照明装置の端部付近での光 量不足を補う目的において最も効率よく利用でき、照明装置端部の発光量を効率よ く高めること力できる。
[0026] また、本実施の形態に係る照明装置において、上記取付角 Θが Θ≤45° であるこ とから、 LED12Bの指向特性 αは、 α≥90° であることが好ましい。
[0027] さらに、 LED12Bの指向特性 αは、上記式から導かれる値に対して、 ± 20° 程度 の範囲内で設定されていれば良い。言い換えれば、上記指向特性 αは、
ひ = 180° - 2 Θ ± 20°
を満たすものであればよい
また、照明装置 1では、 LED12Aが筐体 13の底面部に取り付けられるのに対し、 L ED12Bは筐体 13の側面部に取り付けるため、 LED12Bの取付高さ（すなわち、筐 体 13の底面からの距離）は LED12Aと異ならせることができる。そして、 LED12Bの 光量は、その取付高さに応じて設定することが好ましい。
[0028] 図 2を参照して説明すれば、筐体 13における LED12Aの取付面（すなわち筐体 1 3の底面）と筐体 13の上面（すなわち、液晶表示装置においては表示パネル裏面）と の距離を /3 'とし、 LED12Bの取付位置と筐体 13の上面との距離を /3とする場合、 L ED12Bの光量は以下のように決定することが好ましい。
[0029] (1^：0128の光量）= (；3 /；3，） X (LED12Aの光量）
すなわち、 LED12の光量は表示パネル裏面からの距離に応じて設定することが好 ましぐ LED12Aと LED12との光量比は表示パネル裏面からの距離の比に一致さ せることが好ましい。これにより、照明装置の端部付近での光量不足を適切に補い、 全体的に均一な発光量を得ることができる。
[0030] また、上記説明における照明装置 1では、蛍光管 11を、例えば、赤の蛍光体を排 除し、青色スペクトラム特性および緑色スペクトラム特性のみを有する分光特性の蛍 光管としており、 LED12を赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LEDとしている。 し力、しながら、本発明はこれに限定されるものではなぐ LED12として青色スぺクトラ ム特性を持つ分光特性の LEDを用い、これと組み合わせる蛍光管に関しては、青の 蛍光体を排除し、赤色スペクトラム特性および緑色スペクトラム特性のみを有する分 光特性の蛍光管を用いても良い。
[0031] さらには、第 2光源として LEDを用いる場合、該第 2光源は、分光特性が異なる 2種 類以上の LEDを含むものであってもよレ、。例えば、 LED12として赤色スペクトラム特 性を持つ分光特性の LEDと、青色スペクトラム特性を持つ分光特性の LEDとを用い 、これと組み合わせる蛍光管に関しては、少なくとも緑色スペクトラム特性を有する分 光特性の蛍光管を用いても良い（蛍光管は、緑色以外のスペクトラム特性を有してい ても良い）。そして、 LED12として、分光特性がそれぞれ異なる 2種類の LEDを用い る場合には、上記 X方向と照射面内で直交する Y方向の光量均一化についても、本 発明を適用することが可能である。
[0032] 図 4は、 LED12として、赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LED12rと、青色 スペクトラム特性を持つ分光特性の LED 12bと用いた場合の構成例を示している。 図 4に示す照明装置 2では、隣接する蛍光管 11の間に配置される一列分の LED12 において、 LED12rおよび LED12bが交互に配列されている。そして、この一列分 の LED12の配列方向（すなわち図中の Y方向：第 2の配列方向）の端部においては 、該端部の光量不足を補うための LEDが設けられる。図 4では、 Y方向の端部の光 量不足を補うための LEDは、青色スペクトラム特性を持つ分光特性の LED12rであ る力 赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LEDであってもよレ、。さらには、青色ス ぺクトラム特性を持つ分光特性の LEDと赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LE Dと力 Y方向の端部の光量不足を補うための LEDとして混在して用いられていても 良レ、。また、 Y方向の端部の光量不足を補うために端部に設けられる LED12Dの光 量および指向特性は、 LED12Bと同様の条件により設定されることが望ましい。すな わち、図 4の構成では、赤色スペクトラム特性を持つ分光特性の LED 12rが、メイン 光源 12rCとサブ光源 12rDとからなっている。
[0033] さらに、本実施の形態に係る照明装置では、光源の明るさを制御するための調光 制御手段を具備し、該調光制御手段によって、第 1光源と第 2光源とのうち少なくとも 一方の発光強度が制御可能となる構成としても良い。これにより、第 1光源と第 2光源 との光をバランスよく混色でき、液晶表示のバックライトとして用いるのに好適な白色 光を得ること力 Sできる。
[0034] 上記説明における照明装置 1または 2は、液晶表示装置のバックライト装置として用 レ、る場合、該照明装置 1または 2の照明光に配光特性及び輝度分布特性等を持た せる光学部材が、該照明装置の光出射側に配置される。例えば、図 5に示すバックラ イト装置 6は、光学部材 5として、拡散板 51、拡散シート 52、プリズムシート 53および 、反射偏光シート 54を含んで構成されている。図 5では、照明装置 1を用いた構成を 例示している力 S、照明装置 2と上述のような光学部材 5とを組み合わせてバックライト 装置としても良い。
[0035] さらに、液晶表示装置として用いる場合には、バックライト装置 6に対して画像を表 示するための液晶パネル 7を配置する。
[0036] 本発明に係る照明装置は、以上のように、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とが、照射面側が開口した筐体内部にて、照射面内の第 1の配列方向に沿つ て交互に配置されてなる照明装置において、上記第 1の配列方向の端部では、上記 第 2光源は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と上記筐体の側壁内面に配置 されるサブ光源とからなることを特徴としてレ、る。
[0037] 上述のように、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とが、照射面内の第 1 の配列方向に沿って交互に配置されてなる照明装置では、これら 2種類の光源を照 射面内において互いに重ならないように配置する必要がある。この場合、第 1光源お よび第 2光源のそれぞれにおいて同一光量の光源を規則的に配置する従来構成で は、特に端部付近で、第 1光源および第 2光源の両方において均一な表示光を得る ことができなかった。
[0038] これに対し、上記の構成によれば、上記第 1の配列方向の端部において、上記第 2 光源は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と上記筐体の側壁内面に配置され るサブ光源とからなつている。したがって、上記第 1光源について、同光量の光源を 上記端部付近で略均一な光量が得られるように配置した場合、第 2光源については 、サブ光源を筐体の側壁内面に備えることによって上記端部付近で略均一な光量が 得られる。これにより、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とを備えた照明 装置にぉレ、て、照射面の全体で均一な光量を得ることができる。
[0039] また、上記照明装置においては、上記第 1光源は蛍光管であり、上記第 2光源は L EDまたはエレクト口ルミネッセンスであることが好ましい。
[0040] 上記の構成によれば、第 1光源としては、電力効率の高い蛍光管（例えば冷陰極管 )を用レ、、さらに、蛍光管では色純度が低い色を第 2光源で得ることができ、高い色再 現性を有する照明装置を提供できる。 [0041] また、上記照明装置においては、上記サブ光源が取り付けられる筐体の側壁内面 と該筐体の底面に垂直な面とのなす角を Θ、上記サブ光源において該サブ光源の 取付面の法線方向の光量の 100%〜50%の光量が出射される出射角度の範囲（す なわち、サブ光源の指向特性)をひとした場合、
ひ = 180° - 2 Θ ± 20°
であることが好ましい。
[0042] 上記の構成によれば、上記サブ光源からの出射光を、照明装置の端部付近での光 量不足を補う目的において最も効率よく利用でき、照明装置端部の発光量を効率よ く高めること力できる。
[0043] また、上記照明装置においては、上記筐体における上記メイン光源の取付面と上 記筐体の上面との距離を '、上記サブ光源の取付位置と上記筐体の上面との距離 を とした場合、
(サブ光源の光量） = ( β Ζ β Ί χ (メイン光源の光量）
であることが好ましい。
[0044] 上記の構成によれば、メイン光源とサブ光源との光量比が表示パネル裏面からの 距離の比に一致させられることとなり、照明装置の端部付近での光量不足を適切に 補い、全体的に均一な発光量を得ることができる。
[0045] また、上記照明装置においては、上記第 2光源は、分光特性が異なる 2種類の LE Dを含むものであるとともに、これら 2種類の LEDは、上記照射面内で上記第 1の配 列方向と直交する第 2の配列方向に沿って交互に配置されており、上記第 2の配列 方向の端部では、上記 2種類の LEDの少なくとも一方は、上記筐体の底面に配置さ れるメイン光源と上記筐体の側壁内面に配置されるサブ光源とからなる構成とするこ とができる。
[0046] 上記の構成によれば、上記第 2の配列方向の端部において、 2種類の LEDの一方 について、同光量の LEDを上記端部付近で略均一な光量が得られるように配置した 場合、他方の LEDについては、サブ光源を筐体の側壁内面に備えることによって上 記端部付近で略均一な光量が得られ、分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光 源とを備えた照明装置において、照射面の全体で均一な光量を得ることができる。 本発明は、上記した主要な特徴から逸脱することなぐ他のいろいろな形で実施す ること力 Sできる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限 定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すもの であって、明細書本文には、なんら拘束されなレ、。さらに、特許請求の範囲の均等範 囲に属する変形や変更、プロセスは、全て本発明の範囲内のものである。

Claims

請求の範囲
[1] 分光特性がそれぞれ異なる第 1光源と第 2光源とが、照射面側が開口した筐体内 部にて、照射面内の第 1の配列方向に沿って交互に配置されてなる照明装置におい て、
上記第 2光源は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と上記筐体の側壁内面 に配置されるサブ光源とからなることを特徴とする照明装置。
[2] 上記第 1光源は RGBのうち少なくとも 1種類以上の発光スペクトルを有し、上記第 2 光源は残りの特定帯域の発光スペクトルを有する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 1光源は蛍光管であり、上記第 2光源は LEDまたはエレクト口ルミネッセンス であることを特徴とする請求項 1に記載の照明装置。
[4] 上記サブ光源が取り付けられる筐体の側壁内面と該筐体の底面に垂直な面とのな す角を Θ、上記サブ光源において該サブ光源の取付面の法線方向の光量の 100%
〜50%の光量が出射される出射角度の範囲を αとした場合、
α = 180° - 2 Θ ± 20°
であることを特徴とする請求項 1に記載の照明装置。
[5] 上記筐体における上記メイン光源の取付面と上記筐体の上面との距離を /3 '、上記 サブ光源の取付位置と上記筐体の上面との距離を βとした場合、
(サブ光源の光量） = ( /3 / /3 ' ) X (メイン光源の光量）
であることを特徴とする請求項 1に記載の照明装置。
[6] 上記第 2光源は、分光特性が異なる 2種類の LEDを含むものであるとともに、これら
2種類の LEDは、上記照射面内で上記第 1の配列方向と直交する第 2の配列方向に 沿って交互に配置されており、
上記 2種類の LEDの少なくとも一方は、上記筐体の底面に配置されるメイン光源と 上記筐体の側壁内面に配置されるサブ光源とからなることを特徴とする請求項 1に記 載の照明装置。
[7] 上記第 1光源の駆動方式は変圧器を用いた DC/AC変換駆動方式であり、
上記第 2光源の駆動方式は直流電圧入力方式であることを特徴とする請求項 1な レ、し 6の何れかに記載の照明装置。
[8] さらに、光源の明るさを制御するための調光制御手段を具備し、
該調光制御手段によって、上記第 1光源と前記第 2光源とのうち少なくとも一方の発 光強度が制御可能であることを特徴とする請求項 1ないし 6の何れかに記載の照明 装置。
[9] 上記第 2の光源は広角な放射指向性を有することを特徴とする請求項 1ないし 6の 何れかに記載の照明装置。
[10] 上記第 2光源の設置数が前記第 1光源の設置数よりも多いことを特徴とする請求項
1ないし 6の何れかに記載の照明装置。
[11] 請求項 1ないし 10の何れに記載の照明装置に加えて、
該照明装置の照明光に配光特性及び輝度分布特性を持たせる光学部材を有する ことを特徴とするバックライト装置。
[12] 請求項 11に記載のバックライト装置に加えて、
該バックライト装置により表示可能な液晶表示パネルを有することを特徴とする液晶 表示装置。
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