(57)【要約】【課題】  温度上昇に伴う色合いの変化及び輝度変化を抑制し、消費電力の低減を図る。【解決手段】  少なくともＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子１１Ｒを含む複数種類の発光素子１１と、発光素子１１の発熱を放散させるヒートシンク１２とを備え、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子１１Ｒに対応するヒートシンクを、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子１１Ｒより発熱量の大きい他の発光素子１１Ｇ、１１Ｂに対応するヒートシンクから熱的に独立させる。他の発光素子１１Ｇ，１１Ｂは例えばＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子である。ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子１１Ｒに対応するヒートシンク１２ａと他の発光素子１１Ｇ，１１Ｂに対応するヒートシンク１２ｂとは分離している。【選択図】  図１
2006147820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子を含む複数種類の発光素子と、上記発光素子の発熱を放散させるヒートシンクとを備え、
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンクを、上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子より発熱量の大きい他の発光素子に対応するヒートシンクから熱的に独立させることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記他の発光素子がＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンク温度が上記他の発光素子に対応するヒートシンク温度より低いことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンク温度と上記他の発光素子に対応するヒートシンク温度との差が１０℃以上であることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンク温度と上記他の発光素子に対応するヒートシンク温度との差が２０℃以上であることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子及び上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンクは、上記他の発光素子又は上記他の発光素子に対応するヒートシンクより下方に配置されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンクと上記他の発光素子に対応するヒートシンクとが分離していること特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項８】
上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンクを強制冷却する冷却装置を有することを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
上記冷却装置は、上記ヒートシンク温度を監視しながら上記ヒートシンクの温度制御を行うことを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の発光装置を光源として備えることを特徴とする液晶表示装置用バックライト装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
消費電力が１０Ｗ以上であることを特徴とする請求項１１記載の照明装置。
【請求項１３】
消費電力が２０Ｗ以上であることを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子とＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子とを備える発光装置及びこれを用いた液晶表示装置用バックライト装置、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用バックライト装置の光源としては冷陰極管が現在広く普及しているが、液晶表示装置の用途の拡大に伴って色再現性や応答性等に対する要求が非常に厳しくなりつつある状況を考えると、将来的には対応が難しくなることが予想される。そこで近年では、発光素子として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）を利用した光源が注目されている。ＬＥＤは、活性層の混晶組成により発光波長の制御が可能な、いわゆる波長選択性を有するとともに、色純度及び高速応答性においても優れているため、３原色を混色して白色光とし、これを液晶表示装置用バックライト装置の光源として利用することで、液晶表示装置の色再現性や応答性の大幅な改善が可能となる。また、ＬＥＤは、液晶表示装置用バックライト装置用途に止まらず、例えば表示装置や各種照明装置への応用も期待されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
ところでＬＥＤ光源は、従来使用されている冷陰極管に比較して温度変化による波長及び発光効率の変化が大きいことが問題となる。例えばＬＥＤを液晶表示装置用バックライト装置の光源として用いた場合、電源投入直後から発熱により温度上昇し、その結果、液晶表示装置の色合いや輝度が変化して所望の特性が得られないという不都合が生じる。また、色合いの変化を抑制するためにＬＥＤの各色の光出力をリアルタイムでモニタし、白色光を維持しようとすると、消費電力が大幅に増大するという問題もある。この問題は、多数のＬＥＤが必要となる大型のシステム、例えば大画面液晶表示装置等では特に顕著となる。
【０００４】
上述の問題を回避するために様々な放熱対策が提案されている。例えば、ＬＥＤが埋設されたチップ自体に放熱機構を設けることによりＬＥＤの発熱を基板等に放散させるようにしている（例えば特許文献２、特許文献３等参照）。しかしながら、基板に蓄熱すると結局はＬＥＤ温度が上昇し、上述と同様の問題が発生するため、実際にはＬＥＤが実装される基板側の放熱対策が重要となる。そこで、例えばＬＥＤが実装される基板の裏面にヒートシンクを設け、素子での発熱を回路基板を介して効率よくヒートシンクより逃がすようにしている（例えば特許文献４、特許文献５等参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４０５１５公報
【特許文献２】特開２００３−１８８４２４号公報
【特許文献３】特開２００２−３５９４０３号公報
【特許文献４】特開２００２−３３０１１号公報
【特許文献５】特開２００３−９２０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献４及び特許文献５に記載されるヒートシンクを用いた場合であっても、例えば発光装置、液晶表示装置用バックライト装置、照明装置等、ＲＧＢの３原色のＬＥＤを基板等に実装した場合、やはり上述のような色合いの変化や輝度変化といった不具合を生じ、有効な解決策は現状では見つかっていない。
【０００６】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、温度上昇に伴う色合いの変化及び輝度変化を抑制し、消費電力の低減を図ることが可能な発光装置、及びこれを用いた液晶表示装置用バックライト装置、照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の問題を解決するために本発明者らが長期にわたり検討した結果、温度上昇による影響を受けやすいＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子をＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子等の発熱量の大きい他の発光素子とは異なるヒートシンクで放熱させることが特性の安定化に極めて有効であるとの知見を得、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る発光装置は、少なくともＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子を含む複数種類の発光素子と、上記発光素子の発熱を放散させるヒートシンクとを備え、上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子に対応するヒートシンクを、上記ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子より発熱量の大きい他の発光素子に対応するヒートシンクから熱的に独立させることを特徴とする。また、本発明に係る液晶表示装置用バックライト装置は、上記発光装置を光源として備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る照明装置は、上記発光装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
例えば赤色（Ｒ）ＬＥＤとして一般的に使用されるＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子は、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）ＬＥＤとして一般的に使用されるＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子（Ｂ，Ｇ）に比べて発熱量が小さく、且つピーク波長及び発光効率が温度上昇の影響を受けやすいという特徴がある。従来はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子とＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子を全て同一のヒートシンクで放熱していたため、ヒートシンクを介してＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子が加熱され、その結果、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子の大幅な波長シフトや発光効率の変化を引き起こすという不具合を生じていた。
【００１０】
本発明ではＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子のヒートシンクをＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子等、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子より発熱量の大きい他の発光素子から熱的に独立させることによって、他の発光素子の発熱によるＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子への悪影響を抑制し、その結果、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子の波長シフトや発光効率低下が抑制される。ＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子は比較的温度上昇の影響を受けにくいため、ＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子自身の発熱によるＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子の特性変化はほとんど問題とならない。したがって、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子とＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体発光素子等の他の発光素子とが混在する発光装置全体として、色合いや輝度の安定化が実現される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子のヒートシンクを発熱量の大きい他の発光素子から熱的に独立させることによって、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体発光素子の波長シフトや発光効率の変化を低減し、その結果、色合い及び輝度の安定化を実現した発光装置を提供することができる。また、本発明に係る発光装置は、使用中の色合い変化が抑制されるので、例えば白色点を保つ制御に要する消費電力の低減を図ることができる。また、本発明によれば、上述の発光装置を利用することにより、色合い及び輝度の安定化を図り、省電力を実現した液晶表示装置用バックライト装置及び照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した発光装置及びこれを用いた液晶表示装置用バックライト装置及び照明装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１に、液晶表示装置のバックライト装置に適用した概略断面図を示す。バックライト装置は、光源となる発光装置１と、発光装置１からの発光を反射及び拡散させて面状光源とする反射ユニット２とを備えるものである。
【００１４】
先ず、バックライト装置を構成する発光装置１について説明する。発光装置１は、基本的には、複数個の発光素子１１と、発光素子１１の放熱を放散させるヒートシンク１２とで構成される。
【００１５】
発光素子１１は、任意の基板（ここでは反射ユニットの底面）やヒートシンク１２上に実装可能なチップ状であり、化合物半導体を発光層として有する発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）が樹脂等によって封止されてなる。発光素子１１は、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を発光層として有し、発光色が赤色であるＬＥＤを有する発光素子１１Ｒ（以下、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒと称する。）と、ＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体を発光層として有し、発光色が緑色である発光素子１１Ｇ（以下、ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇと称する。）と、ＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体を発光層として有し、発光色が青色である発光素子１１Ｂ（以下、ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂと称する。）とで構成される。各発光素子１１の発色は混色されて、例えば白色光となる。なお、図１においては、ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１ＧとＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１ＢとをＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｂ、２Ｇとしてまとめて図示するが、実際にはＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１ＧとＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂとは別々の発光素子として実装される。発光素子１１の配列状態は、例えば図１中紙面に対し垂直方向に延びる色別のライン状とすることができるが、これに制限されるものではない。
【００１６】
ヒートシンク１２としては、発光素子１１の発熱を放散可能であれば特に制限なく使用でき、例えば金属、セラミック、シリコン等を構成材料とするヒートシンクを使用でき、例えば一対の絶縁層で金属層を挟み込むとともに発光素子１１に対応する配線パターンを有し、回路基板とヒートシンクとしての機能を兼ねるヒートシンクを用いることが好ましい。また、図１に示すように、ヒートシンク１２の発光素子１１の実装面と反対側の面（裏面）にフィン１３を設け、ヒートシンク１２の放熱性をさらに高めてもよい。
【００１７】
本発明では、ヒートシンク１２のＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒの放熱に関与する領域と、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒより発熱量の大きい他の発光素子（ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂ）の放熱に関与する領域とが互いに熱的に独立した状態となるようにする。例えば、ヒートシンク１２が分離され、互いに熱的に独立したヒートシンク１２ａとヒートシンク１２ｂとから構成されるとともに、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒに一方のヒートシンク１２ａが熱的に接触し、他の発光素子（ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂ）に他方のヒートシンク１２ｂが熱的に接触することが好ましい。他の発光素子であるＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１ＧとＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂとは、例えば共通のヒートシンク１２ｂを対応させてもよく、異なるヒートシンクを対応させて別々に放熱させてもよい。
【００１８】
なお、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒが他の発光素子から熱的に独立した状態とは、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒに対応するヒートシンク１２ａと他の発光素子に対応するヒートシンク１２ｂとで、これら発光素子１１を発光させたとき、各ヒートシンクの温度が異なる状態のことを指す。ここでいうヒートシンク温度は、発光素子１１の発光直後のヒートシンク温度ではなく、発光素子１１の発光を適当な時間維持し、発光素子１１の発熱によってヒートシンクが加熱され平衡に到達した後の温度のことをいう。
【００１９】
発光素子１１の実装面を水平面から傾けて使用する場合、図１に示すように、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒ及びこれが実装されるヒートシンク１２ａは、他の発光素子（ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂ）又は他の発光素子が実装されるヒートシンク１２ｂより下方に配置されることが好ましい。ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒ及びヒートシンク１２ａを下方に配置することにより、他の発光素子又はヒートシンク１２ｂによって暖められた空気の対流による、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒ及びヒートシンク１２ａの温度上昇を抑制することができる。
【００２０】
次に、バックライト装置を構成する反射ユニット２について説明する。反射ユニット２は、発光装置１の発光を遮光、混色及び拡散する機能を有し、バックライト装置を用いた液晶ディスプレイの色むらや輝度むら等を低減する目的で配置されるものである。反射ユニット２は、例えば、発光素子１１の発光を遮光し反射させる遮光反射板２１と、遮光反射板２１で反射した光を前面に反射させる反射板２２と、導光反射板２１のさらに前面に配置され各色を混色及び導光する導光混色板２３と、導光混色板２３の前面に配置された拡散板２４と、これらを支持する筐体２５とを備えて構成され、筐体２５の底面２５ａの内側に発光素子１１が実装されている。反射ユニット２の底面２５ａとヒートシンク１２とは熱的に接触し、発光素子１１の発熱がヒートシンク１２に伝達される。なお、反射ユニット２が図１に示す構成に限定されないことは言うまでもない。
【００２１】
本発明の発光装置１においては、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒの放熱に関与するヒートシンク１２ａと、他の発光素子であるＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂの放熱に関与するヒートシンク１２ｂとが分離して熱的に独立している。ここで、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２ＲはＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂより発熱量が小さいため、発光素子１１を発光させたときに最終的に到達するヒートシンク１２の温度は、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒに対応するヒートシンク１２ａの方がヒートシンク１２ｂより低くなる。ヒートシンク１２ａとヒートシンク１２ｂとの温度差は、例えば１０℃以上、より好ましくは２０℃以上である。したがって、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒに対応するヒートシンク１２ａをＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｇ及びＡｌＧａＩｎＮ系発光素子１１Ｂに対応するヒートシンク１２ｂから熱的に独立した状態とすることによって、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒの温度上昇を抑制し、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒの波長シフトや発光効率の大幅な低下を抑制することができる。したがって、発光装置１全体としての色合いや輝度変化を防止し、温度特性の安定化を図ることができる。
【００２２】
また、発光装置１を反射ユニット２等と組み合わせて液晶ディスプレイ用バックライト装置を構成した場合、液晶ディスプレイの使用中の色合いの変化や輝度変化等の不具合の発生が防止され、液晶ディスプレイの表示特性の向上を図ることができる。また、バックライト装置の色合いの変化が低減されているため、所望の白色度を保つ制御の必要性が薄くなり、制御に要する消費電力を低減することができる。したがって、本発明を適用したバックライト装置は、バックライトとして多数の発光素子１を必要とする大型のシステム、例えば３０インチクラスの大画面液晶表示装置用バックライトとして好適である。
【００２３】
なお、上述の説明では、ヒートシンク１２がヒートシンク１２ａとヒートシンク１２ｂとに構造的に分離され、それぞれにＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒ、その他の発光素子を対応させた例を挙げたが、本発明は、ヒートシンク１２においてＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒの放熱に関与する領域と、ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子２Ｇ、２Ｂの放熱に関与する領域とが熱的に独立した状態とされれば、ヒートシンク１２の構造については限定されるものではない。例えば、互いに熱的に独立した状態とされれば、ヒートシンク１２ａとヒートシンク１２ｂとが構造的に連結しても、共通であってもよい。
【００２４】
次に、発光装置及びこれを用いたバックライト装置の変形例について、図２を参照しながら説明する。以下では、図１に示す発光装置及びバックライト装置と同様の部材については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２５】
変形例の発光装置１においては、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒに対応するヒートシンク１２ａに空冷ファン１４が近接して配置され、ヒートシンク１２ａを強制冷却する構造とされる。空冷ファン１４は、ヒートシンク１２ａに取り付けられた温度センサ（図示せず。）から出力されるヒートシンク温度を監視しながらヒートシンク１２ａの温度制御を行う構成とされることが好ましい。
また、反射ユニット２においては、筐体２５の一部が開口して発光素子１１の実装面側に通気路２６が設けられる。例えばＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒの下方の側壁２５ｂが開口して吸気口２７ａとされ、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒの上方の底面２５ａが開口して排気口２８ａとされる。ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子２Ｇ、２Ｂにも吸気口２７ｂ及び排気口２８ｂが設けられる。ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒの通気路２６ａとＡｌＧａＩｎＮ系発光素子２Ｇ、２Ｂの通気路２６ｂとの間は断熱材２９で隔てられる。
【００２６】
変形例の発光装置１においては、空冷ファン１４の設置や、空冷ファン１４でヒートシンク１２ａを温度制御するため、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子２Ｒの放熱性がさらに向上し、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子１１Ｒの波長シフトや発光効率の低下をより確実に抑制することができる。
【００２７】
以上、本発明の発光装置で液晶ディスプレイのバックライト装置を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子を含む複数種類の発光素子とヒートシンクとを備える構成であれば、例えば反射ユニット等を持たない発光装置や、各種の照明装置に適用可能であることは言うまでもない。また、消費電力が１０Ｗ以上、好ましく２０Ｗ以上の照明装置に適用する場合、本発明の効果を有効に得ることができる。
【実施例】
【００２８】
本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００２９】
以下では、最初に、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを光源として用いた従来の発光装置（従来例）における問題点について説明し、その後で本発明のバックライト装置（実施例）について説明する。
【００３０】
先ず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各発光色のＬＥＤを用意した。例えば、赤色ＬＥＤとしては波長６３０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤ、緑色ＬＥＤとしては波長５２５ｎｍのＡｌＧａＩｎＮ系ＬＥＤ、青色ＬＥＤとしては波長４６０ｎｍのＡｌＧａＩｎＮ系ＬＥＤを選択した。これらは、ほぼＮＴＳＣ比１００％に相当するような波長の選択の一例である。これらＬＥＤの室温におけるピーク波長及びエネルギー効率は、例えば以下の表１のようになる。
【００３１】
【表１】
2006147820.tif 000003
【００３２】
また、これらＬＥＤの６０℃の環境下における波長及びエネルギー効率は、例えば以下の表２のようになる。また、各ＬＥＤの温度とエネルギー効率との関係を図３に、各ＬＥＤの温度と発光波長との関係を図４に示す。
【００３３】
【表２】
2006147820.tif 000004
【００３４】
表１と表２との比較から、温度上昇によってＬＥＤのエネルギー効率は低減し、また、発光波長もシフトすることがわかる。このような温度上昇に伴う変化は、主にＬＥＤを構成する活性層やクラッド層の材料に起因している。また、表１、表２、図３及び図４から、温度上昇による波長シフト及びエネルギー効率低下は、特にＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤにおいて著しいことがわかる。
【００３５】
＜従来例＞
次に、市販のＬＥＤ（１個あたりの消費電力：１Ｗ以下）を使用して図１に示すバックライト装置と類似の構造を持つバックライト装置を作製した。ＬＥＤとしては、上記ＡｌＧａＩｎＰ系赤色ＬＥＤを３５個、上記ＡｌＧａＩｎＮ系緑色ＬＥＤを７０個、上記ＡｌＧａＩｎＮ系青色ＬＥＤを３５個使用した。ただし、ここで作製したバックライト装置は、全てのＬＥＤを１つのヒートシンクに対応させ放熱させる点で図１のバックライト装置と異なり、従来例に相当するものである。このバックライト装置における各ＬＥＤの駆動電流は３５０ｍＡに固定し、ＰＷＭ変調で輝度を調整した。このようなバックライト装置において、室温で５０００ｌｍの光束を実現する場合に必要な消費電力は、おおよそ以下の表３のように見積もられる。なお、５０００ｌｍは、３０インチクラスの液晶テレビに必要となるバックライトの光量に相当する。
【００３６】
【表３】
2006147820.tif 000005
【００３７】
次に、上述の従来例に相当するバックライト装置を実際に動作させた。動作直後、すなわちＬＥＤの点灯直後からヒートシンク温度は徐々に上昇し、最終的には６０℃を超えた。また、動作直後（室温）のバックライト装置の色合いは白色であったが、時間経過に伴って次第に青緑色に変化した。このように、従来例のバックライト装置は、使用中に発光の色合いが変化し、安定性に欠けるものであった。
【００３８】
また、従来例のバックライト装置においてＲ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤの光出力をリアルタイムでモニタするシステムを使用し、所望の白色点を維持した。その結果、ヒートシンク温度は徐々に上昇し、最終的には６０℃を超えた。このときのバックライト装置における光出力及び消費電力を下記表４に示す。
【００３９】
【表４】
2006147820.tif 000006
【００４０】
表３と表４との比較から明らかなように、従来例のバックライト装置では、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤの光出力をリアルタイムでモニタするシステムを使用して白色を保った結果、赤色ＬＥＤの消費電力が他の色のＬＥＤに比べて大幅に増加した。赤色ＬＥＤの消費電力が大幅に増加した原因は、最も温度の影響を受けやすい赤色ＬＥＤを消費電力及び発熱量の大きいＡｌＧａＩｎＮ系ＬＥＤ（緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤ）と同一のヒートシンクに実装することにより赤色ＬＥＤが加熱され、赤色ＬＥＤの効率が低下したためである。
【００４１】
＜実施例１＞
次に、本発明の実施例について説明する。実施例１では、従来例と同じ種類及び個数のＬＥＤを使用して、図１と同じ構造のバックライト装置を作製した。実施例１のバックライト装置は、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを同一のヒートシンクで放熱させ、赤色ＬＥＤのみを緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤとは異なるヒートシンクで放熱させる点で、従来例のバックライト装置と異なるものである。
【００４２】
実施例１のバックライト装置を、上記従来例と同様の条件で実際に動作させた。実施例１のバックライト装置の動作直後（室温）の特性を、下記表５に示す。
【００４３】
【表５】
2006147820.tif 000007
【００４４】
また、実施例１のバックライト装置の動作を維持したところ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤに対応するヒートシンクの温度は時間の経過につれて上昇して６０℃を超えたのに対し、赤色ＬＥＤに対応するヒートシンクの温度は４０℃程度にしか上昇しなかった。
【００４５】
また、従来例の場合と同様に、実施例１のバックライト装置において、光出力をモニタして白色点を保つ制御を行った。このときの実施例１のバックライト装置の特性を、下記表６に示す。
【００４６】
【表６】
2006147820.tif 000008
【００４７】
従来例のバックライト装置では、白色点を保つ制御を行ったところ、動作直後（室温）に比べて赤色ＬＥＤの消費電力が倍以上に増加したのに対して、実施例１のバックライト装置では赤色ＬＥＤの消費電力の増加は４割程度に抑えられた。
【００４８】
以上の実施例１から、室温付近での消費電力の少ない赤色ＬＥＤのみを他のＬＥＤとは異なるヒートシンクに実装することで、赤色ＬＥＤの温度上昇を抑制し、消費電力の低減が可能であることが確認された。
【００４９】
＜実施例２＞
実施例２では、従来例及び実施例１と同じ種類及び個数のＬＥＤを使用して、図２と同じ構造のバックライト装置を作製した。実施例２のバックライト装置は、赤色ＬＥＤを実装したヒートシンクに放熱板を取り付け、さらに空冷ファンを取り付けたものである。実施例２のバックライト装置を、空冷ファンを動作させて赤色ＬＥＤを実装したヒートシンクを冷却しながら、上記従来例及び実施例１と同様の条件で実際に動作させた。実施例２のバックライト装置の動作を維持したところ、赤色ＬＥＤを実装したヒートシンクの温度は３０℃程度であり、温度上昇がさらに抑制された。また、従来例及び実施例１の場合と同様に、実施例２のバックライト装置において白色点を保つ制御を行った。このときの実施例２のバックライト装置の特性を、下記表７に示す。
【００５０】
【表７】
2006147820.tif 000009
【００５１】
表７から明らかなように、実施例２のバックライト装置では、動作直後と比較した赤色ＬＥＤの消費電力の増加は２割程度であり、さらに効率的に赤色ＬＥＤの特性変化を抑制していることがわかる。また、実施例２のバックライト装置において、光出力をモニタして白色点を維持する制御を行わずに動作させ、このときのバックライト装置の発光の色合いを観察した。その結果、従来例のバックライト装置で同様の検討を行った場合と比較して、白色点の変化量の減少が見られた。したがって、本発明のバックライト装置は、色合いの安定性にも優れることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を適用したバックライト装置の一例を示す要部概略断面図である。
【図２】本発明を適用したバックライト装置の他の例を示す要部概略断面図である。
【図３】ＬＥＤの温度と外部エネルギー効率との関係を示す特性図である。
【図４】ＬＥＤの温度とＬＥＤのピーク波長との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  発光装置、２  反射ユニット、１１  発光素子、１１Ｒ  ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子、１１Ｇ・１１Ｂ  ＡｌＧａＩｎＮ系発光素子、１２  ヒートシンク、１３  フィン、１４  空冷ファン、２１  遮光反射板、２２  反射板、２３  導光混色板、２４  拡散板、２５  筐体、２６  通気路、２７  吸気口、２８  排気口、２９  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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