JP3937644B2 - Light source, lighting device, and liquid crystal device using the lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型小型テレビ,ページャ,壁掛けテレビ,ノート型パソコンや携帯型ゲーム機の液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトユニットとしての照明装置や液晶装置等に利用できる光源に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、小型テレビ,ページャ,壁掛けテレビ,ノート型パソコンや携帯型ゲーム機に用いられる液晶パネル等からなる表示部には、光源としての冷陰極蛍光管(CCFL)を導光板の側方に配置したエッジライト方式(あるいはサイドライト方式)のバックライトユニットが用いられている。
【0003】
しかしながら、冷陰極蛍光管は、点灯性が悪い,専用の駆動回路を必要とする,光量調整が難しい,消費電力が大きい,発熱が多い,ノイズが多い,振動や衝撃に弱い等の種々の難点を有していた。
【0004】
そこで、上記のような難点の無いバックライトユニットとして、LED(発光ダイオード)を光源として利用しようとする試みがなされている。
【0005】
但し、小型テレビやノート型パソコン等の液晶パネルのバックライトユニットにおいては、腕時計の表示確認用の単なる照明や各種電子機器のパイロットランプのようにLEDの発する赤色や緑色の単色光では役に立たず、冷陰極蛍光管の発光に近い白色光が求められている。
【0006】
しかし、昨今の技術開発の進展によってInGaN系やGaN系などの化合物半導体を材料として青色の単色光を発光するLEDは実用化されているが、LEDチップ単体で白色光を発光するものは未だ存在しない。
【0007】
そこで、現在入手が容易なLED(赤色系,緑色系,青色系)を用いて白色光を得るためには、色彩理論に基づいて、赤色光,緑色光,青色光を加法混色する方式が一般的である。
【0008】
そして、従来における加法混色方式としては、
▲1▼赤色系,緑色系,青色系の単色光を発光する3種類のLEDを用いて、RGBの混色により白色を表現する方式(図8のスペクトル特性のグラフ参照)。
【0009】
▲2▼青色系の単色光を発光するLEDのみを用い、緑色および赤色は波長変換フィルタにより生成して、RGBの混色により白色を表現する方式(図9参照)。
【0010】
がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲1▼に係る加法混色方式においては、赤色系,緑色系,青色系の単色光を発光する各LEDの輝度が異なるため、均一な白色光を生成するためには、RGB3色の光刺激値が均一となるように、3種類のLEDの電流制御等を厳密に行う必要があり、光源としてのLEDアレイの設計等に時間がかかる。また、3種類のLEDを全て同数使用する必要があるためコストも嵩む(特に青色LEDは最も単価が高い)という不都合があった。
【0012】
また、上記▲2▼に係る加法混色方式においては、図9のスペクトル特性のグラフに示すように、蛍光変換されて生成される赤色(R)成分のエネルギーが、青色(B),緑色(G)の成分より波長域が広くエネルギー強度が弱いため赤色フィルタをかけたときの、赤色光の輝度や彩度が低くなってしまうという難点があった。
【0013】
この発明の目的は、LEDによって白色輝度が高くかつ、赤色フィルタとの組み合わせ時に赤色の輝度や彩度の高くなるような白色光を放つ光源を提供すると共に、この光源を用いた新規な照明装置および液晶装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、青色の単色光を発光する第1のLEDと、赤色の単色光を発光する第2のLEDとを使用し、緑色光は、上記青色光から波長変換して生成し、上記第1のLEDによって生成された青色光,緑色光と、上記第2のLEDからの赤色光とを調合する加法混色により白色光を得るようにしたものである。
【0015】
これにより、高輝度の白色光を簡便な方式により効率よく得ることができる。
【0016】
即ち、上記▲1▼の従来例のように3種類(赤色系,緑色系,青色系)のLEDをそれぞれ制御する場合に比べて、本発明では2種類のLED(第1のLEDと第2のLED)の制御で済むため光源の設計等に時間とコストを低減することができる。
【0017】
また、上記▲2▼に係る加法混色方式においては、蛍光変換された赤色(R)成分のエネルギーの波長域が広くエネルギー強度が弱いため赤色フィルタをかけたときの、赤色光の輝度や彩度が低くなってしまうという難点があったが、本発明では、白色光を構成する赤色光を独立したLED(第2のLED)によって供給するようになっているため、LEDによって白色自体の輝度が高くかつ、赤色フィルタとの組み合わせ時に赤色の輝度や彩度の高くなるような白色光を実現できる。
【0018】
ここでいう赤色フィルタとは、LCD等のカラーフィルタとして用いる560nm〜650nm以下の波長域の光をほぼ全域にわたってカットするものである。
【0019】
なお、上記青色光から波長変換して生成された上記緑色光の強度を測定もしくは算定し、マンセル色相に対する色相面積を示すxy色度図において、生成光の属する領域を求め、該領域の上記生成光に対して加法混色した光が上記xy色度図(例えば、国際照明委員会(CIE: Commision Internationale de l'Eclairage)制定のマンセル色相に対する色相面積を示す標準のxy色度図の標準白の領域に属するように、第2のLEDからの赤色光の強度を決定するとよい。これにより、容易に標準白に近い白色光を得ることができる。
【0020】
また、上記第1のLEDは、InGaN系またはGaN系等の青色光を発光するLEDで構成し、上記第2のLEDは、GaP系,GaAlAs混晶系等の赤色光を発光するLEDで構成することができる。
【0021】
これにより、高輝度の青色光と、高輝度の赤色光を得ることができ、青色光から蛍光変換された青色光と緑色光と前記赤色光を加法混色することにより高輝度の白色光を得ることが可能である。
【0022】
また、上記蛍光変換方式は、第1のLEDの照射域に、当該LEDから発光される所定波長の青色光により少なくとも緑色の蛍光を発生する所定の蛍光材料を添加した波長変換手段としての蛍光フィルタを配置するものとすることができる。
【0023】
これにより、蛍光変換方式により青色光と緑色光を簡便に生成することができる。したがって、上記第1のLEDから発光される赤色光と上記のようにして生成された青色光と緑色光とを加法混色することにより白色光を得ることができる。
【0024】
なお、上記蛍光フィルタは、酸化物ガラス母体に所定の希土類元素を添加して形成したり、透光性の所定の有機ポリマーからなる蛍光体で形成することができる。
【0025】
また、上記光源を、導光板の側方に配置することにより高輝度の白色光を供給することのできる照明装置を作成することができる。
【0026】
さらにまた、上記照明装置を液晶パネルの照明手段として用いることにより、たとえば、応用製品であるノート型パソコンの液晶ディスプレイ等の液晶装置において、高輝度の白色光と高い彩度の赤色の供給により見易い画面を提供することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【0028】
ここに、図1は本実施形態に係る光源としてのLEDアレイの構成例を示す概略図,図2は本実施形態に係るLEDアレイのスペクトル特性を示すグラフ,図3は上記LEDアレイを組み込んだバックライトユニットの構成例を示す分解斜視図,図4(a),(b)はバックライトユニットの他の構成例を示す斜視図,図5は図3のバックライトユニットの平面図と側面図,図6はxy色度図,図7は本実施形態に係る液晶装置(ページャ)の構成を示す分解斜視図である。
【0029】
図1において、符号1は光源としてのLEDアレイ本体を示し、その長手方向に第2のLEDとしてのLEDaと第1のLEDとしてのLEDbがそれぞれ互い違いに取り付けられている。
【0030】
ここで、各LEDaは例えばGaP系,GaAlAs混晶系等の赤色光(波長は例えば650nm)を発光するLEDで構成されている。
【0031】
また、各LEDbは例えばInGaN系またはGaN系等の青色光(波長は例えば470nm)を発光するLEDで構成されている。
【0032】
各LEDbの前面(照射域)には青色光を受けて青色光および緑色光の蛍光を発光する蛍光フィルタ2がそれぞれ設けられている。
【0033】
この蛍光フィルタ2は、例えば、酸化物ガラス母体に所定の希土類元素を添加して形成したものや、透光性の有機ポリマーからなる蛍光体で形成することができる。
【0034】
このように構成されたLEDアレイ1によれば、各LEDbから発光される青色光は各蛍光フィルタ2によって波長変換されて青色と緑色の蛍光を生成する。
【0035】
そのスペクトルは例えば図2のB点,G点をピークとするような分布となる。
【0036】
一方のLEDaからは赤色の単色光が発光され、図2おいてR点をピークとする分布となる。
【0037】
そして、各蛍光フィルタ2によって生成された青色と緑色の蛍光と、LEDaからの赤色光が照射域で加法混色されて、図5の国際照明委員会(CIE: Commision Internationale de l'Eclairage)制定のマンセル色相に対する色相面積を示す標準のxy色度図(但し、xは赤色光の波長(700nm),yは緑色光の波長(546nm))において、標準白(WHITE)の領域に属する白色光が生成される。
【0038】
このようにして得られる白色光は、図8に示した従来の加法混色方式による場合に比して、赤色成分をLEDaによって直接供給しているので十分な光度とすることができ、高い輝度の白色光とすることができる。
【0039】
また、本実施形態に係るLEDアレイ1では、LEDbからの青色光の波長変換によって得る色成分を青色と緑色の2系統とし、図8に示した従来例のように効率の悪い赤色系の長波長光の蛍光変換は行っていないので、青色光のエネルギーロスを抑えることができ、結果的に輝度の高い白色光を得ることができる。
【0040】
また、LEDアレイ1においても最終的には青色成分(B)と緑色成分(G)と赤色成分(R)を合成して白色光を得ているが、構成上は、蛍光フィルタ2を用いた蛍光変換によって青色光と緑色光を同時に得ているため、青色光と緑色光の混合光と赤色光の2色を混合する形態となっている。
【0041】
したがって、図8に示したように、赤色系,緑色系,青色系の単色光を発光する3種類のLEDを用いて3色の混合具合を精密に制御して白色光を得る場合に比して、2色を混合する場合の方が調整の仕方が容易であり、LEDアレイ1の製造コストを低廉化することができる。
【0042】
さらに、カラーフィルタを備えた液晶パネルに適用した場合、液晶パネルのカラーフィルタの分光特性は、図2(b)に示すような特性であることから、バックライトユニットの赤色光の成分は、ほとんど透過し、彩度の高い赤色を得ることができる。
【0043】
次に、上記LEDアレイ1を用いたバックライトユニットの実施形態を図3から図5を参照して説明する。
【0044】
図3,図5において、符号3はPMMA(ポリメチルメタクリレート)樹脂等の透明性樹脂で形成される導光板である。この導光板3の一端部には上述のLEDアレイ1が係合される取付孔4が形成されている。
【0045】
また、導光板3の裏面には大小の凹面状の窪みからなる光拡散部6が複数形成されている。さらに、導光板3の下側には反射板5が配置されている。
【0046】
なお、図示は省略したが、LEDアレイ1には電流量等を制御する制御回路が接続されている。
【0047】
【参考例1】
また、図4(a)に示したように、第2のLEDとして赤色光を発光するLEDaと第1のLEDとして青色光および緑色光を発光するLEDbを、樹脂製の一つのハウジング202の中に内蔵したLEDユニットUを複数個(図上は2個)にわたって取付基板201上に並設して、導光板200の側面200aに対向して配設してバックライトユニットを構成してもよい。
【0048】
【参考例2】
さらに、図4(b)に示すように、透光性樹脂で成形され、側面に複数の拡散パターン301を形成し、周囲を反射シート(図示省略)で覆ったライトパイプ300の両端に、第2のLEDとして赤色光を発光するLEDaと第1のLEDとして青色光および緑色光を発光するLEDbを配置し、当該ライトパイプ300内においてLEDaとLEDbの光を混色させて、導光板302の側面から入射する構成としてもよい。
【0049】
以上が、本発明に係る照明装置としてのバックライトユニットの一実施形態の概要であり、次にその動作および作用について説明する。
【0050】
本実施形態において、LEDアレイ1に制御回路を介して通電されると、上記各LEDaおよび上記各LEDbが発光を開始する。
【0051】
そして、LEDbから発光される青色光は蛍光フィルタ2によって青色光と緑色光に波長変換されて導光板3内に入射する。
【0052】
また、LEDaから発光される赤色光は直接的に導光板3内に入射する。
【0053】
これらの青色光と緑色光の混合色光および赤色光は、各LEDから放射されると同時に加法混色されて白色光となる。この白色光は、従来に比して赤色成分をLEDaによって直接供給されるので十分な光度とすることができ、高い輝度の白色光とすることができる。
【0054】
そして、上記のようにして生成された白色光は、導光板3内を伝播し、反射板5による反射や、光拡散部6による拡散により、導光板3の上方へ放射される。
【0055】
よって、本実施形態に係るバックライトユニットによれば高輝度の白色光のバックライトを得ることができ、このバックライトユニットを液晶パネル等に組み込むことにより、一層明るく赤色彩度の高い良好な画像を提供することが可能となる。
【0056】
ここで、図7に示す実施形態は、前記照明装置としてのバックライトユニットを用いた液晶装置の一例としてのページャである。
【0057】
図7において、ページャ100は、金属フレーム101に、液晶表示装置としての液晶パネル102,上記実施形態に係る光源としてのLEDアレイ1を組み込んだ導光板3等を備えるバックライトユニット103,第1のシールド板104,駆動回路や制御回路が形成された回路基板105および第2のシールド板106を順次重ね合わせる形で組み込む構成となっている。
【0058】
なお、液晶パネル102と回路基板105の電気的導通は、フィルム状のケーブル107,108によって行われるようになっている。
【0059】
また、図示は省略したが、ページャ100には、電源としてのバッテリー,オンオフ用のスイッチ等が設けられており、また、ページャ100の起動時にはバックライトユニット103のLEDアレイ1に通電されるように構成されている。
【0060】
このように構成された液晶装置としてのページャは、スイッチの操作によりオン状態とすると、ページャとしての機能が立ち上がると同時に、バックライトユニット103のLEDアレイ1にも通電が開始され、上記各LEDaおよび上記各LEDbが発光を開始する。
【0061】
そして、LEDbから発光される青色光は蛍光フィルタ2によって青色光と緑色光に波長変換されて導光板3内に入射し、LEDaから発光される赤色光は直接的に導光板3内に入射する。
【0062】
これらの青色光と緑色光の混合色光および赤色光は、各LEDから放射されると同時に加法混色されて高輝度の白色光となる。
【0063】
この高輝度の白色光は、導光板3内を伝播し、上記反射板5によって上方へ反射されたり、上記光拡散部6によって拡散されて、導光板3の上方へ放射され、液晶パネル102の裏面側から均一な照射光として入射する。
【0064】
したがって、従来に比して輝度が向上した白色光のバックライトにより、一層明るく見易い画面とすることができる。
【0065】
なお、本実施形態では、LEDアレイ1を組み込んだ照明装置としてのバックライトユニットの使用例としてページャを例示したが、これに限られるものではなく、携帯型の小型テレビ,壁掛けテレビ,ノート型パソコンや携帯型ゲーム機の液晶ディスプレイなどバックライトユニットを組み込む液晶装置の全般に使用することができ、何れにおいても従来より画面の輝度が向上し、かつ、画面を構成する赤色の彩度が向上するという効果を得ることができる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蛍光変換方式によって青色と緑色の光を生成する第1のLEDと、赤色の単色光を発光する第2のLEDとを備え、上記第1のLEDにより生成された青色と緑色の光と、上記第2のLEDからの赤色光とを調合する加法混色により白色光を得るようにしたので、高輝度の白色光とLCD等の赤色フィルターを用いる表示装置で高い彩度の赤色を簡便な方式により効率よく得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係るLEDアレイの構成例を示す概略図である。
【図2】 本実施形態に係るLEDアレイのスペクトル特性を示すグラフである。
【図3】 本実施形態に係るLEDアレイを組み込んだバックライトユニットの構成例を示す分解斜視図である。
【図4】 バックライトユニットの参考例を示す斜視図である。
【図5】 上記バックライトユニットの平面図と側面図である。
【図6】 国際照明委員会(CIE:Commision Internationale de l’Eclairage)制定のマンセル色相に対する色相面積を示す標準のxy色度図(但し、xは赤色光の波長(700nm),yは緑色光の波長(546nm))である。
【図7】 本実施形態に係る液晶装置(ページャ)の構成を示す分解斜視図である。
【図8】 従来のLEDアレイのスペクトル特性を示すグラフである。
【図9】 従来のLEDアレイのスペクトル特性を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source that can be used in a lighting device or a liquid crystal device as a backlight unit used in a liquid crystal display of a portable small-sized television, a pager, a wall-mounted television, a notebook computer, or a portable game machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a cold cathode fluorescent tube (CCFL) as a light source has been placed on the side of the light guide plate in the display unit consisting of a liquid crystal panel used in small TVs, pagers, wall-mounted TVs, notebook computers and portable game machines. An edge light type (or side light type) backlight unit is used.
[0003]
However, the cold cathode fluorescent tube has various problems such as poor lighting performance, requiring a dedicated drive circuit, difficult adjustment of light quantity, large power consumption, a lot of heat generation, a lot of noise, and weakness against vibration and shock. Had.
[0004]
Therefore, an attempt has been made to use an LED (light emitting diode) as a light source as a backlight unit without the above-described drawbacks.
[0005]
However, in backlight units of liquid crystal panels such as small TVs and notebook computers, simple lighting for checking the display of wristwatches and red and green monochromatic light emitted by LEDs like pilot lamps of various electronic devices are not useful. There is a demand for white light that is close to the emission of a cold cathode fluorescent tube.
[0006]
However, LEDs that emit blue monochromatic light using InGaN-based or GaN-based compound semiconductors as a material have been put to practical use due to recent technological development, but there are still LED chips that emit white light. do not do.
[0007]
Therefore, in order to obtain white light using LEDs (red, green, and blue) that are readily available, a method of additive color mixing of red, green, and blue is generally used based on color theory. Is.
[0008]
As a conventional additive color mixing method,
(1) A method of expressing white by RGB color mixing using three types of LEDs emitting red, green and blue monochromatic light (see the spectral characteristic graph in FIG. 8).
[0009]
(2) A system in which only LEDs emitting blue monochromatic light are used, green and red are generated by wavelength conversion filters, and white is expressed by RGB color mixture (see FIG. 9).
[0010]
There is.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the additive color mixing method according to the above (1), the brightness of each LED emitting single-color light of red, green, and blue colors is different. Therefore, in order to generate uniform white light, three colors of RGB are used. It is necessary to strictly control the currents of the three types of LEDs so that the photostimulus values are uniform, and it takes time to design an LED array as a light source. Moreover, since it is necessary to use the same number of all three types of LEDs, the cost is increased (particularly blue LEDs have the highest unit price).
[0012]
In addition, in the additive color mixing method according to the above (2), the energy of the red (R) component generated by fluorescence conversion is blue (B), green (G ), The wavelength range is wider and the energy intensity is weaker. Therefore, when the red filter is applied, the brightness and saturation of red light are lowered.
[0013]
An object of the present invention is to provide a light source that emits white light having high white luminance by an LED and high red luminance and saturation when combined with a red filter, and a novel illumination device using the light source And providing a liquid crystal device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses a first LED that emits blue monochromatic light and a second LED that emits red monochromatic light, and the green light has a wavelength from the blue light. The white light is obtained by additive color mixing of blue light, green light generated by the first LED, and red light from the second LED.
[0015]
Thereby, high-intensity white light can be efficiently obtained by a simple method.
[0016]
That is, compared with the case of controlling three types (red, green, and blue) of LEDs as in the conventional example of (1) above, the present invention has two types of LEDs (first LED and second LED). Therefore, it is possible to reduce the time and cost for designing the light source.
[0017]
In addition, in the additive color mixing method according to the above (2), since the wavelength range of the energy of the fluorescently converted red (R) component is wide and the energy intensity is weak, the luminance and saturation of red light when a red filter is applied. However, in the present invention, the red light constituting the white light is supplied by an independent LED (second LED). It is possible to realize white light that is high and has high red luminance and saturation when combined with a red filter.
[0018]
A red filter here cuts light in a wavelength range of 560 nm to 650 nm or less used as a color filter for an LCD or the like over almost the entire area.
[0019]
In addition, the intensity of the green light generated by wavelength conversion from the blue light is measured or calculated, and in the xy chromaticity diagram showing the hue area with respect to the Munsell hue, a region to which the generated light belongs is obtained, and the generation of the region is performed. Light that is additively mixed with light is the above-mentioned xy chromaticity diagram (for example, the standard white of the standard xy chromaticity diagram showing the hue area for Munsell hue established by the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage)) The intensity of red light from the second LED may be determined so as to belong to the region, so that white light close to standard white can be easily obtained.
[0020]
The first LED is composed of an LED emitting blue light such as InGaN or GaN, and the second LED is composed of an LED emitting red light such as GaP or GaAlAs mixed crystal. can do.
[0021]
As a result, high luminance blue light and high luminance red light can be obtained, and high luminance white light can be obtained by additively mixing the blue light, green light, and red light, which are fluorescently converted from blue light. It is possible.
[0022]
Further, the fluorescence conversion method includes a fluorescent filter as a wavelength conversion unit in which a predetermined fluorescent material that generates at least green fluorescence by blue light of a predetermined wavelength emitted from the LED is added to the irradiation region of the first LED. Can be arranged.
[0023]
Thereby, blue light and green light can be easily generated by the fluorescence conversion method. Therefore, white light can be obtained by additively mixing the red light emitted from the first LED, the blue light generated as described above, and the green light.
[0024]
The fluorescent filter can be formed by adding a predetermined rare earth element to an oxide glass matrix, or can be formed by a phosphor made of a predetermined translucent organic polymer.
[0025]
Moreover, the illuminating device which can supply white light with high brightness | luminance can be created by arrange | positioning the said light source to the side of a light-guide plate.
[0026]
Furthermore, by using the lighting device as a lighting means of a liquid crystal panel, for example, in a liquid crystal device such as a liquid crystal display of a notebook personal computer which is an applied product, it is easy to see by supplying high-intensity white light and high chroma red. A screen can be provided.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an LED array as a light source according to the present embodiment, FIG. 2 is a graph showing spectral characteristics of the LED array according to the present embodiment, and FIG. 3 incorporates the LED array. FIG. 4A and FIG. 4B are perspective views showing other configuration examples of the backlight unit, and FIG. 5 is a plan view and a side view of the backlight unit of FIG. 6 is an xy chromaticity diagram, and FIG. 7 is an exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal device (pager) according to the present embodiment.
[0029]
In FIG. 1, the code | symbol 1 shows the LED array main body as a light source, and LEDa as 2nd LED and LEDb as 1st LED are attached to the longitudinal direction alternately.
[0030]
Here, each LEDa is configured by an LED that emits red light (wavelength is, for example, 650 nm) such as GaP-based, GaAlAs mixed crystal, and the like.
[0031]
Each LEDb is formed of an LED that emits blue light (wavelength is 470 nm, for example) such as InGaN or GaN.
[0032]
A
[0033]
The
[0034]
According to the LED array 1 configured as described above, the blue light emitted from each LEDb is wavelength-converted by each
[0035]
The spectrum has a distribution with peaks at points B and G in FIG. 2, for example.
[0036]
One LEDa emits red monochromatic light, and has a distribution having a peak at point R in FIG.
[0037]
Then, the blue and green fluorescence generated by each
[0038]
Compared with the case of the conventional additive color mixing method shown in FIG. 8, the white light obtained in this way can be sufficiently luminous because the red component is directly supplied by the LEDa, and has a high luminance. It can be white light.
[0039]
Further, in the LED array 1 according to the present embodiment, the color components obtained by the wavelength conversion of the blue light from the LEDs b are two systems of blue and green, and the length of the red system that is inefficient as in the conventional example shown in FIG. Since fluorescence conversion of wavelength light is not performed, energy loss of blue light can be suppressed, and as a result, white light with high luminance can be obtained.
[0040]
In the LED array 1 as well, the blue component (B), the green component (G), and the red component (R) are finally combined to obtain white light. However, the
[0041]
Therefore, as shown in FIG. 8, compared to the case where white light is obtained by precisely controlling the mixing of the three colors using three types of LEDs emitting red, green and blue monochromatic lights. In the case of mixing two colors, the adjustment method is easier, and the manufacturing cost of the LED array 1 can be reduced.
[0042]
Furthermore, when applied to a liquid crystal panel provided with a color filter, the spectral characteristics of the color filter of the liquid crystal panel are as shown in FIG. It is possible to obtain a red color that is transmitted and has high saturation.
[0043]
Next, an embodiment of a backlight unit using the LED array 1 will be described with reference to FIGS.
[0044]
3 and 5,
[0045]
In addition, a plurality of
[0046]
Although not shown, the LED array 1 is connected to a control circuit that controls the amount of current.
[0047]
[Reference Example 1]
Further, as shown in FIG. 4A, an LEDa that emits red light as the second LED and an LEDb that emits blue light and green light as the first LED are arranged in one
[0048]
[Reference Example 2]
Further, as shown in FIG. 4 (b), the first and second ends of the
[0049]
The above is the outline of one embodiment of the backlight unit as the illumination device according to the present invention, and the operation and action will be described next.
[0050]
In the present embodiment, when the LED array 1 is energized via the control circuit, the LEDs a and the LEDs b start to emit light.
[0051]
The blue light emitted from the LEDb is wavelength-converted into blue light and green light by the
[0052]
Further, the red light emitted from the LEDa directly enters the
[0053]
These blue light and green light mixed color light and red light are emitted from each LED and additively mixed to become white light. The white light is supplied with a red component directly by the LEDa as compared with the conventional light, so that it can have a sufficient luminous intensity, and can be white light with high luminance.
[0054]
And the white light produced | generated as mentioned above propagates the inside of the light-
[0055]
Therefore, according to the backlight unit according to the present embodiment, it is possible to obtain a high-luminance white light backlight. By incorporating this backlight unit into a liquid crystal panel or the like, a brighter and better image with high red saturation is obtained. Can be provided.
[0056]
Here, the embodiment shown in FIG. 7 is a pager as an example of a liquid crystal device using a backlight unit as the illumination device.
[0057]
In FIG. 7, a
[0058]
The
[0059]
Although not shown, the
[0060]
When the pager as the liquid crystal device configured as described above is turned on by the operation of the switch, the function as the pager is started up, and at the same time, the LED array 1 of the
[0061]
The blue light emitted from the LEDb is wavelength-converted into blue light and green light by the
[0062]
The mixed color light and red light of these blue light and green light are radiated from each LED, and at the same time are additively mixed to become high-intensity white light.
[0063]
This high-intensity white light propagates through the
[0064]
Therefore, it is possible to obtain a brighter and easier-to-see screen by using a white light backlight whose luminance is improved as compared with the related art.
[0065]
In this embodiment, the pager is illustrated as an example of the use of the backlight unit as a lighting device incorporating the LED array 1. However, the present invention is not limited to this, and the portable small television, wall-mounted television, and notebook personal computer are not limited thereto. It can be used for all liquid crystal devices that incorporate a backlight unit such as a liquid crystal display of a portable game machine, and in any case, the brightness of the screen is improved as compared with the conventional case, and the saturation of red constituting the screen is improved. The effect that can be obtained.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first LED includes a first LED that generates blue and green light by a fluorescence conversion method, and a second LED that emits red monochromatic light. Since white light is obtained by additive color mixing of the blue and green light generated by the above and the red light from the second LED, display using high brightness white light and a red filter such as LCD There is an effect that a highly saturated red color can be efficiently obtained by a simple method using the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an LED array according to the present embodiment.
FIG. 2 is a graph showing spectral characteristics of the LED array according to the embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration example of a backlight unit incorporating the LED array according to the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a reference example of a backlight unit.
FIG. 5 is a plan view and a side view of the backlight unit.
[Figure 6] Standard xy chromaticity diagram showing hue area for Munsell hue established by the International Commission on Illumination (CIE), where x is the wavelength of red light (700 nm) and y is green light Wavelength (546 nm).
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal device (pager) according to the present embodiment.
FIG. 8 is a graph showing spectral characteristics of a conventional LED array.
FIG. 9 is a graph showing spectral characteristics of a conventional LED array.
Claims (8)
前記光源は、
青色の単色光を発光する複数の第1のLEDと、
赤色の単色光を発光する前記第1のLEDとは独立した複数の第2のLEDと、
複数の波長変換手段と、を有し、
前記第1のLEDと前記第2のLEDとが互い違いに複数配置したLEDアレイを形成するとともに、
前記複数の波長変換手段は、前記LEDアレイの前記複数の第1のLEDから出射する青色の単色光の照射域にそれぞれ形成され、
上記複数の第1のLEDからの青色の単色光を波長変換して生成した青色成分の光及び緑色成分の光と、上記複数の第2のLEDからの赤色の単色光の赤色成分の光とを前記導光板に入射させることにより、当該導光板内で加法混色により調合した白色光を得ることを特徴とする光源。A light source for making light incident on the light guide plate,
The light source is
A plurality of first LEDs that emit blue monochromatic light;
A plurality of second LEDs independent of the first LED emitting red monochromatic light;
A plurality of wavelength conversion means,
Forming an LED array in which a plurality of the first LEDs and the second LEDs are alternately arranged;
The plurality of wavelength conversion means are respectively formed in an irradiation region of blue monochromatic light emitted from the plurality of first LEDs of the LED array,
Blue component light and green component light generated by wavelength-converting blue monochromatic light from the plurality of first LEDs, and red component light of red monochromatic light from the plurality of second LEDs, and The light source is characterized in that white light prepared by additive color mixing in the light guide plate is obtained by making the light incident on the light guide plate.
上記第2のLEDは、GaP系,GaAlAs混晶系等の赤色光を発光するLEDで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源。The first LED is composed of an LED that emits blue light such as InGaN-based or GaN-based,
3. The light source according to claim 1, wherein the second LED is an LED that emits red light, such as a GaP-based or GaAlAs mixed crystal.
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