(57)【要約】【課題】ＬＥＤと蛍光体により生成された白色光の色温度を調整することが可能な、バックライト装置と、白色光の色温度を調整する、色温度調整方法を提供する。【解決手段】本発明のバックライト装置、および色温度調整方法は、青色ＬＥＤ２１と、青色ＬＥＤ２１からの青色光を吸収し、青色ＬＥＤ２１からの青色光とは異なる波長の光を発光する蛍光体とから生成された白色光の色温度を調整する、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３を備え、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、青色ＬＥＤ２１とは異なる波長の光を発光している。したがって、本発明のバックライト装置は、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３より発光される光の輝度を調整することにより、白色光の色温度を調整することができる。【選択図】  図１
2008205133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光ダイオードと、
上記第１の発光ダイオードより発光される光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発光する蛍光体と、を備えたバックライト装置であって、
上記第１の発光ダイオードと上記蛍光体とからの光より生成された白色光の色温度を調整する、少なくとも１種類以上の第２の発光ダイオードを備え、
上記第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードからの光とは異なる波長の光を発光することを特徴とする、バックライト装置。
【請求項２】
上記第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードより小さいサイズとなっていることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
上記バックライト装置に備えられる、上記第２の発光ダイオードの種類ごとの個数は、第１の発光ダイオードの個数よりも少ないことを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
上記第１の発光ダイオードは、上記蛍光体を含む封止樹脂で封止されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項５】
上記第２の発光ダイオードを、上記第１の発光ダイオードを封止した封止樹脂の内部に備えていることを特徴とする、請求項４に記載のバックライト装置。
【請求項６】
上記第２の発光ダイオードは、上記蛍光体を含まない透明樹脂で封止されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項７】
上記第２の発光ダイオードは、温度による波長シフトが相対的に小さい第２の発光ダイオードと、上記波長シフトが相対的に大きい第２の発光ダイオードとを含み、
波長シフトが小さい方の第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードを封止した封止樹脂の内部に備えられている一方、
波長シフトが大きい方の第２の発光ダイオードは、上記蛍光体を含まない透明樹脂で封止されていることを特徴とする、請求項４に記載のバックライト装置。
【請求項８】
上記蛍光体は、光の３原色のうち、少なくとも１色の光を発光する蛍光体となっていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項９】
上記蛍光体は、光の３原色のうち、少なくとも１色の光を発光する蛍光体と、光の３原色とは異なる補色の光を発光する蛍光体との組み合わせとなっていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項１０】
複数の波長の光を発光する、複数の第３の発光ダイオードと、
上記第３の発光ダイオードからの光を吸収し、吸収した光と同波長の光を発光する、少なくとも１種類以上の蛍光体と、を備えたことを特徴とする、バックライト装置。
【請求項１１】
第１の発光ダイオードと、
上記第１の発光ダイオードより発光される光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発光する蛍光体と、を備えたバックライト装置における、上記第１の発光ダイオードと上記蛍光体とより生成された白色光の色温度を調整する、色温度調整方法であって、
上記バックライト装置は、さらに、上記第１の発光ダイオードの光とは異なる波長の光を発光する第２の発光ダイオードを備えており、
上記第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整することによって、上記白色光の色温度を調整する第１のステップを備えたことを特徴とする、色温度調整方法。
【請求項１２】
上記第１の発光ダイオードからの光の輝度と、上記第２の発光ダイオードからの光の輝度との比率を一定にし、かつ、
上記第１の発光ダイオードおよび上記第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整し、上記第１のステップで色温度が調整された白色光の輝度を調整する第２のステップを備えたことを特徴とする、請求項１１に記載の色温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置における、液晶パネルに白色光を照射する、バックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、バックライト装置により生成した光を、液晶パネルの背面から照射している。このバックライトからの光が、液晶パネルとカラーフィルターを組み合わせたモジュールを透過して、カラー画像の表示は行われている。
【０００３】
これまでは、上記バックライト装置を構成する光源としてＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：冷陰極蛍光灯）が使用されていた。
【０００４】
しかしながら、今日では、液晶ＴＶ等に使用されるバックライト装置の光源は、ＣＣＦＬからＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）に置き換わると予想されている。
【０００５】
一般的にバックライト装置の光源にＬＥＤを使用すると、ＣＣＦＬを使用した場合と比べ、高寿命、高信頼性、および高性能になるといわれている。
【０００６】
ここで、図１０を参照して、カラー液晶表示装置の一般的な構成を説明する。
図１０は、一般的な透過型カラー液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【０００７】
同図に示すように、透過型カラー液晶表示装置１００は、液晶パネル１０１と、プリズムシート１０２と、拡散シート１０３と、拡散板１０４と、バックライト装置１０５とで構成される。ここで、バックライト装置１０５は、ＬＥＤを搭載するＬＥＤモジュールを配線基板上に複数備えており、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）に電流を供給することで、白色光を生成する。
【０００８】
バックライト装置１０５によって生成された白色光は、拡散シート１０３および拡散板１０４によって拡散され、プリズムシート１０２を通り、液晶パネル１０１に照射される。
【０００９】
次に、ＬＥＤを用いたバックライト装置についてより詳しく説明する。まず、従来技術として、バックライト装置の光源に、ＬＥＤと、ＬＥＤからの発光を吸収し、波長変換して異なる色の光を発光する蛍光体とを組み合わせた、バックライト装置がある。このバックライト装置は、ＬＥＤと蛍光体との発光によって、擬似的に白色光を生成している。
【００１０】
この場合、一般的に、ＬＥＤとして青色発光するものを使用し、蛍光体として青色光を吸収して黄色発光するものを使用している。上記青色発光のＬＥＤ（以下、青色ＬＥＤとする）と、黄色発光の蛍光体（以下、黄色蛍光体とする）とを組み合わせ、擬似的な白色（以下、擬似白色とする）を生成し、バックライト装置の光源に利用している。
【００１１】
しかしながら、上記のような、青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組み合わせにより生成された擬似白色は、特定の色成分が少ない、言い換えれば、上記のような青色と黄色の混色による場合には、赤色および緑色成分が少ないという問題がある。したがって、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用バックライトとして、擬似白色を使用する場合には、色再現範囲が狭いという問題があり、さらに、上記擬似白色は演色性に欠けるという問題がある。なお、演色性とは、白色光を構成する光の波長成分の輝度バランスを示すものである。
【００１２】
また、黄色蛍光体のかわりに、緑色発光と赤色発光との蛍光体を用いて、擬似白色を生成し、バックライト装置の光源に利用する方法もある。この組み合わせの場合、蛍光体は、青色ＬＥＤからの青色光を吸収し、緑色光および赤色光を発光するため、言い換えれば、吸収した光の波長より、長い波長の光を発光するため、蛍光体において、光の変換効率が悪くなる。また、色再現範囲は黄色発光の蛍光体を用いた場合より改善されるものの、変換効率が悪くなることに起因して、生成された白色光の輝度が暗くなるという問題がある。
【００１３】
特許文献１では、青色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤと、紫外線ＬＥＤと、紫外線ＬＥＤからの紫外線を吸収し緑色発光する蛍光体とによって、バックライト装置の光源を構成している例が開示されている。
【００１４】
特許文献１の例に示すような、液晶パネルに照射される白色光を、３原色（青色・緑色・赤色）の光で構成し、且つ、３原色の光を個別のＬＥＤで生成している場合では、各ＬＥＤの電流値を制御することで、各光の輝度の調整を行い、上述した色温度を調整している。
【００１５】
さらに、特許文献２では、青色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤとで、バックライト装置の光源を構成している例が提案されている。
【００１６】
この特許文献２においても同様に、液晶パネルに照射される白色光は、３原色（青色・赤色・緑色）の光を混合して生成されている。よって、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで生成された擬似白色光に比べ、色再現範囲は広くなる。また、上記３原色の光の輝度を、各ＬＥＤを個別に調整することにより、色温度のバラツキを調整している。
【特許文献１】特開２００６―９１８９６号（平成１８年４月６日公開）
【特許文献２】特開２００６―２３７２８２号（平成１８年９月７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前述のような、液晶パネルに照射する白色光を構成する３原色の光を、各色ごとに個別のＬＥＤを用いて生成している方法は、バックライト装置に多数のＬＥＤが必要となる。この結果、バックライト装置に必要となるＬＥＤの数が増加し、コストアップになるという問題が生じる。
【００１８】
具体的には、白色光を生成する１つの青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組み合わせを１ドットとすると、４６インチ型の透過型液晶ディスプレイ装置における、バックライト装置（直下型）に必要な光源数は、約７００ドットとなる。
【００１９】
このとき、青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組み合わせによって、白色光を生成した場合、バックライト装置に必要となるＬＥＤの数は、７００ドット×青色ＬＥＤより、７００個となる。また、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとで、白色光を生成した場合、バックライト装置に必要となるＬＥＤの数は、７００ドット×（赤色ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ）より、２１００個のとなる。
【００２０】
上記のように、３原色のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ）で白色光を生成した場合は、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで白色光を生成した場合に比べ、ＬＥＤチップ数が３倍必要となり、コストアップとなる。
【００２１】
次に、短波長ＬＥＤと複数の蛍光体とを用いた場合、例えば、青色ＬＥＤと赤色蛍光体および緑色蛍光体とを用いたバックライト装置における問題点を述べる。
【００２２】
上記の組み合わせの場合、１ドットの光源を構成するのに、必要となるＬＥＤの数は短波長ＬＥＤの１個であるため、部品コストが安いという利点がある。さらに、短波長ＬＥＤからの青色光と、緑色蛍光体および赤色蛍光体からの緑色光および赤色光との、３原色の光で白色光を生成しているため、白色光の色再現範囲は広くなる。
【００２３】
しかしながら、上記のような、青色ＬＥＤと緑色蛍光体および赤色蛍光体とを組み合わせることによって生成された白色光においては、色再現範囲が固定となり、生成された白色光の色温度を調整できないという問題がある。これは、白色光を構成する緑色光および赤色光は、蛍光体によって生成されており、蛍光体より発光される光の輝度は、吸収する光の輝度によって、つまりこの場合では、青色ＬＥＤからの青色光の輝度によって決定されるからである。したがって、３原色の光の輝度を個別に調整できないため、生成された白色光の色温度を調整できないという問題が発生する。
【００２４】
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、ＬＥＤと蛍光体により生成された白色光の色温度を調整することが可能な、バックライト装置と、輝度および色温度調整方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明のバックライト装置は、上記課題を解決するために、
第１の発光ダイオードと、上記第１の発光ダイオードより発光される光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発光する蛍光体と、を備えたバックライト装置であって、上記第１の発光ダイオードと上記蛍光体とからの光より生成された白色光の色温度を調整する、少なくとも１種類以上の第２の発光ダイオードを備え、上記第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードからの光とは異なる波長の光を発光することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成を備えたことにより、バックライト装置は、第１の発光ダイオードに電流を供給することで、第１の発光ダイオードを発光させている。さらに、第１の発光ダイオードより発光された光を、蛍光体が吸収し、第１の発光ダイオードとは異なる波長の光を発光する。この第１の発光ダイオードおよび蛍光体からの光より、バックライト装置で生成される白色光は構成されている。
【００２７】
ここで、上記蛍光体は第１の発光ダイオードからの光を吸収し発光しているため、蛍光体より発光される光の輝度は、第１の発光ダイオードからの光の輝度によって決定される。したがって、第１の発光ダイオードからの光の輝度と、蛍光体からの光の輝度とを、個別に調整できないため、生成された白色光の色温度を調整できないという問題がある。
【００２８】
この問題に対して、本発明のバックライト装置は、第１の発光ダイオードと蛍光体とより生成される白色光の色温度を調整するための、少なくとも１種類以上の第２の発光ダイオードを備えている。バックライト装置は、第２の発光ダイオードに電流を供給し、この電流値を調整することにより、第１の発光ダイオードからの光とは、個別に、第２の発光ダイオードからの光の輝度を調整することができる。また、第２の発光ダイオードは、第１の発光ダイオードとは異なる波長の光を発光している。ここで、第１の発光ダイオードと蛍光体より生成された白色光に、第２の発光ダイオードからの光を加えることにより、白色光の波長成分のバランスを、言い換えれば、白色光の色温度を変えることになる。
【００２９】
したがって、バックライト装置は、第１の発光ダイオードおよび蛍光体からの光より生成された白色光に、第２の発光ダイオードからの光を加え、さらに、第２の発光ダイオードからの光の輝度を調整することにより、バックライト装置において生成される白色光の色温度を調整することが可能となる効果を奏する。
【００３０】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードより小さいサイズとなっていることを特徴としている。
【００３１】
まず、第２の発光ダイオードは、バックライト装置で生成される白色光の輝度および色温度を調整するために、バックライト装置に備えられたものである。したがって、白色光の基本となる光を発光する第１の発光ダイオードに比べ、第２の発光ダイオードより発光される種類ごとの光の輝度は、小さい輝度で十分となる。よって、バックライト装置は、第２の発光ダイオードのサイズを、第１の発光ダイオードのサイズよりも、小さくすることができる。
【００３２】
ここで、一般的に、発光ダイオードの価格は、サイズが小さくなればなるほど低価格になる。したがって、本発明のバックライト装置は、第２の発光ダイオードのサイズを、第１の発光ダイオードのサイズより小さくすることにより、コストを低減する効果を奏する。
【００３３】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記バックライト装置に備えられる、上記第２の発光ダイオードの種類ごとの個数は、第１の発光ダイオードの個数よりも少ないことを特徴としている。
【００３４】
上述したように、第２の発光ダイオードは、バックライト装置で生成される白色光の輝度および色温度を調整するために、バックライト装置に備えられたものである。したがって、白色光の基本となる光を発光する第１の発光ダイオードに比べ、第２の発光ダイオードより発光される種類ごとの光の輝度は、小さい輝度で十分となる。よって、バックライト装置が備える第２の発光ダイオードの種類ごとの個数は、第１の発光ダイオードの個数に比べ、少ない個数とすることができる。
【００３５】
したがって、本発明のバックライト装置は、第２の発光ダイオードの種類ごとの個数を、第１の発光ダイオードの個数より少なくすることにより、コストを抑える効果を奏する。
【００３６】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記第１の発光ダイオードは、上記蛍光体を含む封止樹脂で封止されていることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成を備えたことにより、蛍光体は、第１の発光ダイオードより発光される光を、効率よく吸収することが可能となる効果を奏する。さらには、第１の発光ダイオードと、蛍光体との距離が近づくことになり、第１の発光ダイオードより発光される光と、蛍光体より発光される光からの光の混色が向上するという効果を奏する。
【００３８】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記第２の発光ダイオードを、上記第１の発光ダイオードを封止した封止樹脂の内部に備えていることを特徴としている。
【００３９】
上記構成を備えたことにより、第２の発光ダイオードと、第１の発光ダイオードとの間隔を短くすることになる。これにより、第２の発光ダイオードより発光される光と、第１の発光ダイオードより発光される光との混色が向上するという効果を奏する。
【００４０】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記第２の発光ダイオードは、上記蛍光体を含まない透明樹脂で封止されていることを特徴としている。
【００４１】
上記構成を備えたことにより、第２の発光ダイオードは、第１の発光ダイオードとは個別に、透明樹脂で封止されている。
【００４２】
一般的に、発光ダイオードは、自身が発する熱や、周辺温度の変化によって、発光する光の波長が変化する波長シフトの特性を有している。したがって、本発明のバックライト装置は、第２の発光ダイオードを、第１の発光ダイオードとは個別に、透明樹脂で封止しているため、第２の発光ダイオードからの熱と、第１の発光ダイオードからの熱とが、互いに影響を及ぼすことを防止している。結果、バックライト装置は、発光ダイオードの温度変化による波長シフトを極力低減する効果を奏する。
【００４３】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記第２の発光ダイオードは、温度による波長シフトが相対的に小さい第２の発光ダイオードと、上記波長シフトが相対的に大きい第２の発光ダイオードとを含み、波長シフトが小さい方の第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードを封止した封止樹脂の内部に備えられている一方、波長シフトが大きい方の第２の発光ダイオードは、上記蛍光体を含まない透明樹脂で封止されていることを特徴としている。
【００４４】
まず、発光ダイオードは、その種類によって波長シフトに対する影響の程度が異なる。つまり、自身の発熱や周辺温度の変化によって、波長シフトに対する影響が大きい発光ダイオードと、波長シフトに対する影響が小さい発光ダイオードとがある。
【００４５】
したがって、本発明のバックライト装置は、波長シフトが相対的に小さい第２の発光ダイオードを、第１の発光ダイオードと一緒に封止樹脂で封止することにより、第１の発光ダイオードおよび第２の発光ダイオードが発光する光の混色を向上させることができる。
【００４６】
さらに、波長シフトが相対的に大きい第２の発光ダイオードを、１つ１つ個別に透明樹脂で封止することで、波長シフトを低減することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明のバックライト装置は、発光ダイオードの種類ごとに異なる波長シフトの特性に応じて、第１の発光ダイオードおよび第２の発光ダイオードを封止樹脂または透明樹脂で封止することができる。よって、バックライト装置は、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとの光の混色を向上させ、かつ、第１の発光ダイオードおよび第２の発光ダイオードの波長シフトを低減する効果を奏する。
【００４８】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記蛍光体は、光の３原色のうち、少なくとも１色の光を発光する蛍光体となっていることを特徴としている。
【００４９】
上記封止樹脂に含まれる蛍光体が、光の３原色のうち、少なくとも１色の光を発光することにより、バックライト装置で生成される白色光は、原色の光の波長成分を含むことになる。したがって、バックライト装置で生成される白色光の演色性が向上するという効果を奏する。
【００５０】
なお、演色性とは、白色光を構成する光の波長成分の輝度バランスを示すものである。
【００５１】
本発明のバックライト装置は、さらに、
上記蛍光体は、光の３原色のうち、少なくとも１色の光を発光する蛍光体と、光の３原色とは異なる補色の光を発光する蛍光体との組み合わせとなっていることを特徴としている。
【００５２】
上記の構成を備えたことにより、バックライト装置で生成される白色光は、原色の光の波長成分と、補色の光の波長成分とを含むことになる。したがって、バックライト装置で生成される白色光の演色性がより向上するという効果を奏する。
【００５３】
本発明のバックライト装置は、
複数の波長の光を発光する、複数の第３の発光ダイオードと、上記第３の発光ダイオードからの光を吸収し、吸収した光と同波長の光を発光する、少なくとも１種類以上の蛍光体と、を備えたことを特徴としている。
【００５４】
まず、第３の発光ダイオードは、自身の温度変化および周辺温度の変化によって、発光する光の波長シフトが発生する。ここで、バックライト装置において生成される白色光を、第３の発光ダイオードのみを用いて生成した場合、第３の発光ダイオードの波長シフトにより、バックライト装置からの白色光の輝度および色温度が変化するという問題がある。
【００５５】
特許文献２においては、発光ダイオードの温度変化による波長シフトを補正するための温度補償回路を備え、発光ダイオードに供給する電流を調整することで、発光ダイオードの温度変化による波長シフトを対策している。しかしながら、特許文献２の構成では、温度補償回路を備えることにより、バックライト装置の設計が複雑となり、さらに、温度補償回路を構成するＩＣが別途必要となるため、コストアップに繋がるという問題が生じる。
【００５６】
ここで、本発明のバックライト装置においては、第３の発光ダイオードからの光を吸収し、吸収した光と同波長の光を発光する蛍光体を備えている。また、蛍光体は、発光ダイオードと異なり、周辺温度の変化によって波長シフトが生じることはない。
【００５７】
したがって、本発明のバックライト装置は、第３の発光ダイオードに波長シフトが生じたとしても、蛍光体が、波長シフト前の第３の発光ダイオードと同波長の光を発光しているため、波長シフトによる白色光の輝度および色温度の変化を、低減することが可能となる効果を奏する。
【００５８】
本発明の色温度調整方法は、
第１の発光ダイオードと、上記第１の発光ダイオードより発光される光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発光する蛍光体と、を備えたバックライト装置における、上記第１の発光ダイオードと上記蛍光体とより生成された白色光の色温度を調整する、色温度調整方法であって、上記バックライト装置は、さらに、上記第１の発光ダイオードの光とは異なる波長の光を発光する第２の発光ダイオードを備えており、上記第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整することによって、上記白色光の色温度を調整する第１のステップを備えたことを特徴としている。
【００５９】
まず、白色光の色温度は、白色光を構成する各光の輝度の比率によって決定される。
【００６０】
このとき、上記蛍光体が発光する光の輝度は、第１の発光ダイオードからの光の輝度によって決定される。このため、第１の発光ダイオードからの光の輝度と、蛍光体からの光の輝度を個別に調整することができない。したがって、第１の発光ダイオードからの光と蛍光体からの光との輝度の比率は一定となるため、第１の発光ダイオードおよび蛍光体により生成された白色光においては、色温度を調整することができないという問題がある。
【００６１】
ここで、本発明の色温度調整方法は、バックライト装置が備える、第２の発光ダイオードからの光の輝度を調整することにより、白色光の色温度を調整することができる。
【００６２】
具体的には、第２の発光ダイオードに流れる電流の電流値を調整することにより、第１の発光ダイオードからの光とは、個別に、第２の発光ダイオードからの光の輝度を調整する。さらに、第２の発光ダイオードは、第１の発光ダイオードからの光とは異なる波長の光を発光する。したがって、本発明の色温度調整方法は、第２の発光ダイオードからの光の輝度を調整することにより、白色光を構成する各光の輝度の比率を調整することができる。結果、本発明の色温度調整方法は、バックライト装置で生成する白色光の色温度を調整することが可能となる効果を奏する。
【００６３】
本発明の色温度調整方法は、さらに、
上記第１の発光ダイオードからの光の輝度と、上記第２の発光ダイオードからの光の輝度との比率を一定にし、かつ、上記第１の発光ダイオードおよび上記第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整し、上記第１のステップで色温度が調整された白色光の輝度を調整する第２のステップを備えたことを特徴としている。
【００６４】
上記特徴を備えたことにより、本発明の色温度調整方法は、第１のステップで調整した白色光の色温度を変化させずに、白色光の輝度を調整することができる。
【００６５】
具体的には、第２のステップにおいて、白色光の輝度を調整するにあたり、第１の発光ダイオードより発光される光の輝度と、第２の発光ダイオードより発光される光の輝度との比率を一定にしている。白色光の色温度は、白色光を構成する各光の輝度の比率によって決定される。したがって、第１の発光ダイオードより発光される光の輝度と、第２の発光ダイオードより発光される光の輝度との比率を一定にすることにより、第１のステップで調整した白色光の色温度がずれることを防止することになる。
【００６６】
したがって、第１の発光ダイオードより発光される光の輝度と、第２の発光ダイオードより発光される光の輝度との比率を一定にし、かつ、第１の発光ダイオードおよび第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整して、白色光の輝度を調整することにより、第１のステップで調整された白色光の色温度を変化させずに、白色光の輝度を調整することが可能となる効果を奏する。
【発明の効果】
【００６７】
本発明のバックライト装置は、以上のように、第１の発光ダイオードと蛍光体とからの光より生成された白色光の輝度および色温度を調整する、少なくとも１種類以上の第２の発光ダイオードを備え、上記第２の発光ダイオードは、上記第１の発光ダイオードからの光とは異なる波長の光を発光する。
【００６８】
さらに、本発明の輝度および色温度調整方法は、以上のように、第２の発光ダイオードより発光される光の輝度を調整することによって、白色光の色温度を調整する第１のステップを備えている。
【００６９】
したがって、本発明のバックライト装置、および色温度調整方法は、発光ダイオードと蛍光体により生成された白色光の色温度を調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して以下に説明する。
【００７１】
（バックライト装置の構成）
まず、本実施形態に係るバックライト装置の構成について、図１（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係るバックライト装置１の構成を示す模式図である。
【００７２】
同図（ａ）に示すように、バックライト装置１は、配線基板１０と、配線基板１０上に規則的に配置されたＬＥＤモジュール２０とを備え、上記配線基板１０と各ＬＥＤモジュール２０とは、電気的に接続されている。
【００７３】
ここで、バックライト装置１は、図示しない電源回路からの電流を、ＬＥＤモジュール２０に供給している。さらに、ＬＥＤモジュール２０は、供給された電流を、搭載するＬＥＤに与えることによって、搭載するＬＥＤを発光させ、白色光を生成している。なお、ＬＥＤモジュール２０より生成された白色光は、拡散シート１０３および拡散板１０４によって拡散され、プリズムシート１０２を通り、液晶パネル１０１（図１０を参照）に照射される。
【００７４】
（ＬＥＤモジュール２０の構成）
以下に、図１（ｂ）を参照して、ＬＥＤモジュール２０の構成を説明する。
図１（ｂ）は、バックライト装置１の配線基板１０上に配置されるＬＥＤモジュール２０の構成を示す模式図である。
【００７５】
同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール２０は、青色光を発光する青色ＬＥＤ２１（特許請求の範囲に記載の、第１の発光ダイオードに相当）と、青色ＬＥＤ２１からの光とは異なる波長の光となる、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ２２（特許請求の範囲に記載の、第２の発光ダイオードに相当）と、青色ＬＥＤ２１からの光とは異なる波長の光となる赤色光を発光する赤色ＬＥＤ２３（特許請求項の範囲に記載の、第２の発光ダイオードに相当）と、モジュール用の基板であるＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂２４とにより、構成されている。
【００７６】
ここで、本実施形態においては、青色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、および赤色ＬＥＤ２３は、チップ状のＬＥＤである。また、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３のチップサイズは約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものであり、青色ＬＥＤ２１のチップサイズは、約１０００μｍとなるラージサイズと呼ばれるものである。
【００７７】
さらに、封止樹脂２４には、２種類の蛍光体が含まれている。詳細には、封止樹脂２４には、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光を吸収し、吸収した光とは異なる波長となる緑色光を発光する緑色蛍光体と、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光を吸収し、吸収した光とは異なる波長となる赤色光を発光する赤色蛍光体とが含まれている。
【００７８】
また、青色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、および赤色ＬＥＤ２３は、ＬＥＤフレーム２５の上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続される。このＬＥＤフレーム２５は、配線基板１０（図２（ａ）参照）と電気的に接続する接続端子を有しており、配線基板１０と、青色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、および赤色ＬＥＤ２３とを電気的に接続する役割を有している。また、青色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、および赤色ＬＥＤ２３は、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含む封止樹脂２４により、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。
【００７９】
（白色光の生成）
次に、本実施形態に係るバックライト装置１における、液晶パネルに照射する白色光の生成について説明する。
【００８０】
まず、バックライト装置１は、配線基板１０およびＬＥＤフレーム２５を介して、青色ＬＥＤ２１に電流を供給し、青色ＬＥＤ２１を発光させる。青色ＬＥＤ２１が発光した場合、封止樹脂２４に含まれる緑色蛍光体および赤色蛍光体は、青色ＬＥＤ２１からの青色光を吸収し、緑色光および赤色光を発光する。このとき、封止樹脂２４を透過した青色ＬＥＤ２１からの青色光と、緑色蛍光体および赤色蛍光体からの緑色光および赤色光とによって、ＬＥＤモジュール２０は、白色光を発光する。
【００８１】
ここで、青色ＬＥＤ２１のみ発光した場合の、ＬＥＤモジュール２０から発光される白色光のスペクトル分布を、図２に示す。
図２は、青色ＬＥＤ２１のみ発光した場合の、ＬＥＤモジュール２０より発光される白色光のスペクトル分布の一例を示す説明図である。
【００８２】
同図に示すように、青色ＬＥＤ２１のみ発光させた場合、ＬＥＤモジュール２０より発光される白色光のスペクトル分布は、青色光を示す波長４５０ｎｍ付近の輝度が最も大きくなる。さらに緑色光を示す波長５２０ｎｍ付近の輝度と、赤色光を示す波長６４０ｎｍ付近の輝度は、青色光の輝度に比べ小さい値となっている。このように、緑色光と赤色光の輝度が青色光の強度に比べ小さいと、ＬＥＤモジュール２０より発光される白色光の輝度および色温度のバランスが悪いことを示す。
【００８３】
ここで、バックライト装置１は、青色ＬＥＤ２１のみ発光させた場合の、ＬＥＤモジュール２０からの白色光の輝度および色温度を調整するために、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３に電流を供給し、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３を発光させる。バックライト装置１は、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３へ供給する電流値を調整することにより、ＬＥＤモジュール２０より発光される白色光の輝度および色温度を調整している。
【００８４】
ここで、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３より発光される緑色光と赤色光のスペクトル分布を、図３を参照して説明する。
図３は、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３から発光される緑色光と赤色光のスペクトル分布を示す説明図である。
【００８５】
同図に示すように、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、図１に示した青色ＬＥＤ２１より発光される青色光の輝度に比べ、小さい輝度となっている。これは、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、青色ＬＥＤ２１に比べ、サイズが小さいスモールサイズのＬＥＤチップを使用しているためである。
【００８６】
本実施形態においては、図２に示した青色ＬＥＤ２１のみを発光させた場合の白色光の輝度および色温度を、図３に示した緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３より発光される緑色光と赤色光で調整している。
【００８７】
次に、図４を参照して、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３によって、輝度および色温度が調整された白色光のスペクトル分布を説明する。
図４は、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３によって、輝度および色温度が調整された白色光のスペクトル分布を示す説明図である。
【００８８】
同図に示すように、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３によって、輝度および色温度が調整された白色光は、図１に示す青色ＬＥＤ２１のみ発光させた場合の白色光に比べ、緑色光を示す５２０ｎｍ付近の強度と、赤色光を示す６４０ｎｍ付近の輝度が高くなっている。これにより、緑色光と赤色光の輝度が、青色光を示す４５０ｎｍ付近の輝度に近づき、バックライト装置で生成された白色光の色温度のバランスが向上している。
【００８９】
以上のように、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３によって、バックライト装置において生成される白色光の輝度および色温度を調整することが可能となる。
【００９０】
さらに、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、青色ＬＥＤ２１のサイズに比べ、小さいサイズとなるスモールサイズのＬＥＤを使用している。一般的に、ＬＥＤの価格は、サイズが小さくなるほど、低価格となる。
【００９１】
図４に示したような、色温度のバランスがよい白色光を、３原色のＬＥＤのみで生成しようとすると、緑色光を発光するＬＥＤおよび赤色光を発光するＬＥＤは、青色ＬＥＤ２１と同等のサイズで、かつ、同等の個数が必要となる。
【００９２】
ここで、本実施形態においては、図３に示したように、緑色ＬＥＤ２２と赤色ＬＥＤ２３で発光される緑色光および赤色光は、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光に比べ、小さい輝度で十分である。したがって、緑色ＬＥＤ２２と赤色ＬＥＤ２３は、青色ＬＥＤ２１に比べ小さい低価格のスモールサイズのＬＥＤとすることが可能となるため、白色光をＬＥＤのみで生成した場合に比べ、低価格でバックライト装置を製造することが可能となる。
【００９３】
（輝度および色温度調整方法）
次に、図５を参照して、白色光の輝度および色温度の調整方法について説明する。
図５は、バックライト装置より発光される白色光の輝度および色温度の調整方法を示すフローチャート図である。
【００９４】
まず、同図のステップ１に示すように、バックライト装置１は、蛍光体を励起する青色ＬＥＤ２１のみに電流を供給する。電流を供給された青色ＬＥＤ２１は、青色光を発光する。さらに、封止樹脂２４に含まれる緑色蛍光体および赤色蛍光体は、青色ＬＥＤ２１からの青色光を吸収し、緑色光および赤色光を発光する。
【００９５】
次に、ステップ２において、バックライト装置１が、青色ＬＥＤ２１，緑色蛍光体，および赤色蛍光体からの青色光と緑色光と赤色光とからなる白色光の輝度を測定する。この輝度の測定に関しては、各ＬＥＤの近くに温度センサーを配置することにより、ＬＥＤの周辺温度と、ＬＥＤに流れる電流との情報から、各ＬＥＤが発光する光の輝度を、バックライト装置１が算出する。
【００９６】
なお、上記各ＬＥＤが発光する光の輝度の算出に関しては、各ＬＥＤが発光する光の輝度と、各ＬＥＤの周辺温度と、各ＬＥＤに流れる電流との相関関係を予め測定しておき、この測定したデータを用いて、バックライト装置１は、上記各ＬＥＤが発光する光の輝度を算出する。この予め測定した上記相関関係のデータを用いて、各ＬＥＤが発光する光の輝度を算出することは、他の実施形態でも同様である。
【００９７】
次に、バックライト装置１は、算出した各ＬＥＤからの光の輝度の情報より、白色光の輝度を求めている。また、上記温度センサーの代わりに、バックライト装置１にカラーセンサーを備えてもよい。この場合は、カラーセンサーが白色光の輝度を測定し、その測定した情報をバックライト装置１に出力することにより、バックライト装置１は、白色光の輝度の情報を得ることができる。
【００９８】
さらに、バックライト装置１は、ステップ２で測定した白色光の輝度の値に基づき、青色ＬＥＤ２１に流れる電流を調整し、白色光の輝度を目標の値に近づける（ステップ３）。
【００９９】
次に、バックライト装置１は、ステップ３で輝度を調整した後の、白色光の色温度を測定する（ステップ４）。この場合も、ステップ２と同様に、各ＬＥＤの近くに配置された温度センサーまたはカラーセンサーからの情報と、ＬＥＤに流れる電流値とから、各ＬＥＤが発光する光の輝度を、バックライト装置１は算出している。さらに、バックライト装置１は、各ＬＥＤが発光する光の輝度の比率より、白色光の色温度を得ている。
【０１００】
次に、バックライト装置１は、ステップ４で測定した白色光の色温度の値に基づき、調整用のＬＥＤである緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３に流れる電流を個別に調整し、白色光の色温度を目標となる値に調整する（ステップ５；特許請求の範囲に記載の、第１のステップに相当）。
【０１０１】
さらに、ステップ５で色温度が調整された白色光の輝度を、バックライト装置１が再測定する（ステップ６）。バックライト装置１は、ステップ６で再測定した白色光の輝度が、目標値と異なっているかを判定する（ステップ７）。ここで、ステップ７の判定において、ステップ６で再測定した白色光の輝度が、目標値と異なっていた場合は、バックライト装置１は、青色ＬＥＤ２１と緑色ＬＥＤ２２と赤色ＬＥＤ２２とから発光される各光の輝度の比率を求める（ステップ８）。この場合も、ステップ２において説明したように、ＬＥＤの周辺温度と、各ＬＥＤに流れる電流値より、バックライト装置１が、青色ＬＥＤ２１と緑色ＬＥＤ２２と赤色ＬＥＤ２２とから発光される各光の輝度の比率を求める。次に、バックライト装置１は、ステップ８で求めた、各ＬＥＤから発光される各光の輝度の比率を一定に保ちつつ、各ＬＥＤの電流値を調整して、白色光の輝度を目標値になるように調整する（ステップ９；特許請求の範囲に記載の、第２のステップに相当）。
【０１０２】
以上のように、ステップ５において、バックライト装置１が白色光の色温度を調整した後、各ＬＥＤから発光される各光の輝度の比率を一定に保つことにより、ステップ９における輝度を調整において、白色光の色温度がずれることを、バックライト装置１は回避している。
【０１０３】
また、本実施形態においては、青色ＬＥＤ２１と緑色ＬＥＤ２２と赤色ＬＥＤ２３とを、１つの封止樹脂で封止している。これは、各ＬＥＤを個別に封止した場合よりも、各ＬＥＤが発光する光の混色が向上するという効果を奏している。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、封止樹脂が含む蛍光体を励起させるＬＥＤとして、青色ＬＥＤ２１を用いたが、本発明に係るバックライト装置は、これに限るものではなく、青色光以外の光を発光するＬＥＤであってもよい。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、バックライト装置が備える各ＬＥＤは、ＬＥＤモジュールを介して、配線基板１０上に配置されているが、本発明に係るバックライト装置は、これに限るものではなく、直接に配線基板１０上に配置されてもよい。
【０１０６】
さらに、本実施の形態では、各ＬＥＤを封止する封止樹脂２４が蛍光体を含んでいるが、本発明に係るバックライト装置は、これに限るものではなく、蛍光体を配線基板上に直接配置してもよい。
【０１０７】
なお、以下の実施形態２から４では、上記の実施形態１と異なる箇所について説明し、重複する箇所についてはその説明を省略する。
【０１０８】
〔実施形態２〕
次に、本発明の第２の実施形態における、バックライト装置２の構成について、図６（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。
図６（ａ）は、本実施形態に係るバックライト装置２の構成を示す模式図である。
【０１０９】
同図（ａ）に示すように、バックライト装置２は、配線基板１０と、配線基板１０上に規則的に配置されたＬＥＤモジュール３０およびＬＥＤモジュール４０とを備え、上記配線基板１０と、各ＬＥＤモジュール３０および各ＬＥＤモジュール４０とは、電気的に接続されている。
【０１１０】
ここで、バックライト装置２は、図示しない電源回路からの電流を、ＬＥＤモジュール３０およびＬＥＤモジュール４０に供給している。
【０１１１】
（ＬＥＤモジュール３０およびＬＥＤモジュール４０の構成）
以下に、図６（ｂ）を参照して、ＬＥＤモジュール３０およびＬＥＤモジュール４０の構成を説明する。
図６（ｂ）は、バックライト装置２の配線基板１０上に配置される、ＬＥＤモジュール３０およびＬＥＤモジュール４０の構成を示す模式図である。
【０１１２】
まず、ＬＥＤモジュール３０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール３０は、青色光を発光する青色ＬＥＤ２１と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂３４とにより、構成されている。ここで、封止樹脂３４には、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光を吸収し、吸収した光とは異なる波長となる黄色光を発光する黄色蛍光体が含まれている。
【０１１３】
上記青色ＬＥＤ２１は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに、青色ＬＥＤ２１は、封止樹脂３４によって封止されている。
【０１１４】
次に、ＬＥＤモジュール４０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール４０は、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ４２と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含まない透明な封止樹脂４４（特許請求の範囲に記載の、透明樹脂に相当）とにより、構成されている。
【０１１５】
上記緑色ＬＥＤ４２は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに、緑色ＬＥＤ４２は、封止樹脂４４によって封止されている。
【０１１６】
なお、青色ＬＥＤ２１のサイズは、約１０００μｍとなるラージサイズと呼ばれるものであり、緑色ＬＥＤ４２のサイズも、青色ＬＥＤ４２のサイズと同様に、約１０００μｍとなるラージサイズと呼ばれるものである。
【０１１７】
（白色光の生成）
次に、本実施形態に係るバックライト装置２における、白色光の生成について説明する。
【０１１８】
まず、バックライト装置２は、ＬＥＤフレーム２５を介して、青色ＬＥＤ２１に電流を供給し、青色ＬＥＤ２１を発光させる。青色ＬＥＤ２１が発光した青色光を、封止樹脂３４に含まれる黄色蛍光体が吸収し、黄色光を発光する。この青色ＬＥＤ２１と黄色蛍光体によって発光された青色光と黄色光とより、バックライト装置２の白色光が生成される。
【０１１９】
しかしながら、青色ＬＥＤ２１のみに電流を供給した場合に生成される白色光は、演色性に欠ける。ここで、図６（ａ）に示すように、バックライト装置２は、ＬＥＤモジュール４０を備えている。バックライト装置２は、ＬＥＤモジュール４０に電流を供給し、緑色ＬＥＤ４２を発光させて、緑色光を生成する。この緑色ＬＥＤ４２からの緑色光により、バックライト装置２は、自身が生成する白色光の演色性を向上させている。また、バックライト装置２は、緑色ＬＥＤ４２に供給される電流を調整することにより、白色光の輝度および色温度を調整している。
【０１２０】
さらに、バックライト装置２は、第１の実施形態と異なり、輝度および色温度調整用のＬＥＤである緑色ＬＥＤ４２を、個別に、透明な封止樹脂４４で封止している。
【０１２１】
一般的に、ＬＥＤは自身の発熱や、周辺温度の変化によって、発光する光の波長が変化する波長シフトを引き起こす。したがって、バックライト装置２のように、青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ４２を個別に封止することにより、青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ４２が発する熱を、互いに影響しあうことを防止していることになる。結果、複数のＬＥＤを１つの封止樹脂で封止した場合よりも、本実施形態のように、各青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ４２を個別に封止することにより、各青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ４２の温度変化による波長シフトを低減することができる。
【０１２２】
また、白色光の輝度および色温度の調整に用いた、ＬＥＤモジュール４０は、ＬＥＤモジュール３０の近くに配置されることが好ましい。これは、ＬＥＤモジュール３０の近くにＬＥＤモジュール４０を配置することにより、ＬＥＤモジュール４０およびＬＥＤモジュール３０で発光される各光の混色がよくなるからである。
【０１２３】
なお、白色光の輝度および色温度の詳細な調整方法は、第１の実施形態と同様の方法である。具体的には、第１の実施形態における青色ＬＥＤ２１は、本実施形態の青色ＬＥＤ２１に対応し、第１の実施形態における緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、本実施形態の緑色ＬＥＤ４２に対応している。したがって、本実施形態では、白色光の輝度および色温度の調整方法についての詳細な説明は省略する。
【０１２４】
〔実施形態３〕
次に、本発明の第３の実施形態における、バックライト装置３の構成について、図７（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。
図７（ａ）は、本実施形態に係るバックライト装置３の構成を示す模式図である。
【０１２５】
同図（ａ）に示すように、バックライト装置３は、配線基板１０と、配線基板１０上に規則的に配置されたＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０とを備えている。配線基板１０と、各ＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０とは、電気的に接続されている。
【０１２６】
ここで、バックライト装置３は、図示しない電源回路からの電流を、ＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０に供給している。
【０１２７】
（ＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０の構成）
以下に、図７（ｂ）を参照して、ＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０の構成を説明する。
図７（ｂ）は、バックライト装置３の配線基板１０上に配置される、ＬＥＤモジュール５０およびＬＥＤモジュール６０の構成を示す模式図である。
【０１２８】
まず、ＬＥＤモジュール５０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール５０は、青色光を発光する青色ＬＥＤ２１と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂５４とにより、構成されている。ここで、封止樹脂５４には、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光を吸収し、黄色光および赤色光を発光する黄色蛍光体および赤色蛍光体が含まれている。
【０１２９】
上記青色ＬＥＤ２１は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに青色ＬＥＤ２１は、封止樹脂５４によって封止されている。また、青色ＬＥＤ２１のサイズは、約１０００μｍとなるラージサイズと呼ばれるものである。
【０１３０】
次に、ＬＥＤモジュール６０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール６０は、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ２２と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含まない透明な封止樹脂４４とにより、構成されている。
【０１３１】
上記緑色ＬＥＤ２２は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに、緑色ＬＥＤ２２は、封止樹脂４４によって封止されている。また、緑色ＬＥＤ２２のサイズは約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１３２】
（白色光の生成）
次に、本実施形態に係るバックライト装置３における、白色光の生成について説明する。
【０１３３】
まず、バックライト装置３は、ＬＥＤフレーム２５を介して、青色ＬＥＤ２１に電流を供給し、青色ＬＥＤ２１を発光させる。青色ＬＥＤ２１が発光した青色光を、封止樹脂５４に含まれる黄色蛍光体および赤色蛍光体が吸収し、黄色光および赤色光を発光する。この青色ＬＥＤ２１と黄色蛍光体と赤色蛍光体とによって発光された、青色光と黄色光と赤色光とにより、バックライト装置３の白色光が生成される。
【０１３４】
ここで、黄色蛍光体および赤色蛍光体によって発光された、黄色光および赤色光の各輝度は、青色ＬＥＤ２１からの青色光の輝度によって決定される。したがって、青色光と黄色光と赤色光の輝度の比率を変更できないため、青色ＬＥＤ２１のみに電流を供給した場合に生成される白色光の色温度を調整することができない。
【０１３５】
ここで、バックライト装置３は、ＬＥＤモジュール６０の緑色ＬＥＤ２２に電流を供給し、この電流を調整することによって、自身が生成する白色光の輝度および色温度を調整することができる。
【０１３６】
なお、白色光の輝度および色温度の詳細な調整方法は、第１の実施形態と同様の方法である。具体的には、第１の実施形態における青色ＬＥＤ２１は、本実施形態の青色ＬＥＤ２１に対応し、第１の実施形態における緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、本実施形態の緑色ＬＥＤ２２に対応している。したがって、本実施形態では、白色光の輝度および色温度の調整方法についての詳細な説明は省略する。
【０１３７】
〔実施形態４〕
次に、本発明の第４の実施形態における、バックライト装置４の構成について、図８（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。
図８（ａ）は、本実施形態に係るバックライト装置４の構成を示す模式図である。
【０１３８】
同図（ａ）に示すように、バックライト装置４は、配線基板１０と、配線基板１０上に規則的に配置された、複数のＬＥＤモジュール７０およびＬＥＤモジュール８０とによって構成されている。配線基板１０と、各ＬＥＤモジュール７０および各ＬＥＤモジュール８０とは、電気的に接続されている。
【０１３９】
ここで、バックライト装置４は、図示しない電源回路からの電流を、ＬＥＤモジュール７０およびＬＥＤモジュール８０に供給している。
【０１４０】
（ＬＥＤモジュール７０およびＬＥＤモジュール８０の構成）
以下に、図８（ｂ）を参照して、ＬＥＤモジュール７０およびＬＥＤモジュール８０の構成を説明する。
図８（ｂ）は、バックライト装置４の配線基板１０上に配置される、ＬＥＤモジュール７０およびＬＥＤモジュール８０の構成を示す模式図である。
【０１４１】
まず、ＬＥＤモジュール７０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール７０は、青色光を発光する青色ＬＥＤ２１と、ＬＥＤフレーム２５と、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ２２と、蛍光体を含む封止樹脂３４とにより、構成されている。ここで、封止樹脂３４には、青色ＬＥＤ２１より発光される青色光を吸収し、緑色光および赤色光を発光する緑色蛍光体および赤色蛍光体が含まれている。
【０１４２】
上記青色ＬＥＤ２１は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに青色ＬＥＤ２１は、封止樹脂３４によって、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。また、青色ＬＥＤ２１のサイズは、約１０００μｍとなるラージサイズと呼ばれるものであり、緑色ＬＥＤ２２のサイズは、約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１４３】
次に、ＬＥＤモジュール８０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール８０は、赤色光を発光する赤色ＬＥＤ２３と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含まない透明な封止樹脂４４とにより、構成されている。
【０１４４】
上記赤色ＬＥＤ２３は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに、赤色ＬＥＤ２３は、封止樹脂４４によって、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。また、赤色ＬＥＤ２３のサイズは約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１４５】
（白色光の生成）
次に、本実施形態に係るバックライト装置４における、白色光の生成について説明する。
【０１４６】
まず、バックライト装置４は、ＬＥＤフレーム２５を介して、青色ＬＥＤ２１に電流を供給し、青色ＬＥＤ２１を発光させる。青色ＬＥＤ２１が発光した青色光を、封止樹脂３４に含まれる緑色蛍光体および赤色蛍光体が吸収し、緑色光および赤色光を発光する。この青色ＬＥＤ２１と緑色蛍光体と赤色蛍光体とによって発光された、青色光と緑色光と赤色光とによって、バックライト装置４の白色光が生成されている。
【０１４７】
しかしながら、緑色蛍光体および赤色蛍光体によって発光された緑色光および赤色光の輝度は、青色ＬＥＤ２１からの青色光比べ、小さい輝度となる。したがって、生成された白色光の色温度が悪く、さらに、輝度も弱いものとなっている。したがって青色ＬＥＤ２１のみ発光させた場合に生成される白色光の色温度のバランスは悪くなる。
【０１４８】
さらに、緑色蛍光体および赤色蛍光体によって発光された緑色光および赤色光の輝度は、青色ＬＥＤ２１からの青色光の輝度によって決定される。このため、青色ＬＥＤ２１と緑色蛍光体と赤色蛍光体とからの青色光と緑色光と赤色光との輝度の比率を、個別に調整することができない。したがって、青色ＬＥＤ２１のみを発光させた場合では、青色ＬＥＤ２１と緑色蛍光体と赤色蛍光体とからの各光より生成される白色光の色温度を調整することができないという問題が生じる。
【０１４９】
ここで、バックライト装置４は、ＬＥＤモジュール７０における緑色ＬＥＤ２２と、ＬＥＤモジュール８０における赤色ＬＥＤ２３とに、電流を供給し、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３を発光させる。バックライト装置４は、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３に供給する電流を調整することにより、緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤから発光される緑色光および赤色光の輝度を調整し、自身が発光する白色光の輝度および色温度を調整することができる。
【０１５０】
また、バックライト装置４においては、赤色ＬＥＤ２３を、青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ２２とは、異なるモジュールに実装し、封止樹脂４４で個別に封止している。一般的に、赤色ＬＥＤ２２は、青色ＬＥＤ２１や緑色ＬＥＤ２２に比べ、周辺温度による波長シフトが大きいという問題がある。したがって、バックライト装置４は、赤色ＬＥＤ２３を、他のＬＥＤとは個別のＬＥＤモジュール８０とすることにより、青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ２２からの発熱の影響を抑え、温度変化による波長シフトを低減している。      
【０１５１】
一方、温度変化による波長シフトが少ない青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ２２は、１つのＬＥＤフレームに実装され、封止樹脂３４で封止されている。これにより、バックライト装置４は、青色ＬＥＤ２１および緑色ＬＥＤ２２より発光される青色光と緑色光の混色を向上することを可能としている。
【０１５２】
なお、白色光の輝度および色温度の詳細な調整方法は、第１の実施形態と同様の方法である。具体的には、第１の実施形態における青色ＬＥＤ２１は、本実施形態の青色ＬＥＤ２１に対応し、第１の実施形態における緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３は、本実施形態の緑色ＬＥＤ２２および赤色ＬＥＤ２３に対応している。したがって、本実施形態では、白色光の輝度および色温度の調整方法についての詳細な説明は省略する。
【０１５３】
〔実施形態５〕
次に、本発明に係る第５の実施形態における、バックライト装置５の構成について、図９（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。
図９（ａ）は、本実施形態に係るバックライト装置５の構成を示す模式図である。
【０１５４】
同図（ａ）に示すように、バックライト装置５は、配線基板１０と、配線基板１０上に規則的に配置されたＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２とによって構成されている。さらに、配線基板１０と、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２とは、電気的に接続されている。
【０１５５】
ここで、バックライト装置５は、図示しない電源回路からの電流を、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２に供給している。ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２は、供給された電流を、搭載する各ＬＥＤに与えることによって、搭載する各ＬＥＤを発光させ、白色光を生成している。
【０１５６】
（ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，ＬＥＤモジュール９２の構成）
以下に、図９（ｂ）を参照して、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２の構成を説明する。
図９（ｂ）は、バックライト装置５の配線基板１０上に配置されるＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２の構成を示す模式図である。
【０１５７】
まず、ＬＥＤモジュール９０の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール９０は、青色光を発光する青色ＬＥＤ３１（特許請求の範囲に記載の、第３の発光ダイオードに相当）と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂９３とによって構成されている。また、封止樹脂９３は、青色ＬＥＤ３１より発光される青色光を吸収し、青色光を発光する青色蛍光体を含んでいる。
【０１５８】
上記青色ＬＥＤ３１は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに青色ＬＥＤ３１は、封止樹脂９３により、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。また、青色ＬＥＤ３１のサイズは、約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１５９】
次に、ＬＥＤモジュール９１の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール９１は、緑色光を発光する緑色ＬＥＤ３２（特許請求の範囲に記載の、第３の発光ダイオードに相当）と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂９４とによって構成されている。また、封止樹脂９４は、緑色ＬＥＤ３２より発光される緑色光を吸収し、緑色光を発光する緑色蛍光体を含んでいる。
【０１６０】
上記緑色ＬＥＤ３２は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに緑色ＬＥＤ３２は、封止樹脂９４により、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。また、緑色ＬＥＤ３２のサイズは、約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１６１】
次に、ＬＥＤモジュール９２の構成について説明する。同図（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール９２は、赤色光を発光する赤色ＬＥＤ３３（特許請求の範囲に記載の、第３の発光ダイオードに相当）と、ＬＥＤフレーム２５と、蛍光体を含む封止樹脂９５とによって構成されている。また、封止樹脂９５は、赤色ＬＥＤ３３より発光される赤色光を吸収し、赤色光を発光する赤色蛍光体を含んでいる。
【０１６２】
上記赤色ＬＥＤ３３は、ＬＥＤフレーム２５上に実装され、ＬＥＤフレーム２５とは電気的に接続されている。さらに赤色ＬＥＤ３３は、封止樹脂９５により、ＬＥＤフレーム２５に封止されている。また、赤色ＬＥＤ３３のサイズは、約４００μｍとなるスモールサイズと呼ばれるものである。
【０１６３】
（白色光の生成）
バックライト装置５は、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２に、図示しない電源回路からの電流を供給する。ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２は、供給された電流を、各ＬＥＤモジュールが搭載する、青色ＬＥＤ３１，緑色ＬＥＤ３２，および赤色ＬＥＤ３３に供給することにより、各ＬＥＤを発光させる。
【０１６４】
ＬＥＤモジュール９０においては、青色ＬＥＤ３１が発光した青色光を、封止樹脂９３に含まれる青色蛍光体が吸収し、青色光を発光する。また、ＬＥＤモジュール９１においては、緑色ＬＥＤ３２が発光した緑色光を、封止樹脂９４に含まれる緑色蛍光体が吸収し、緑色光を発光する。さらに、ＬＥＤモジュール９２においては、赤色ＬＥＤ３３が発光した赤色光を、封止樹脂９５に含まれる赤色蛍光体が吸収し、赤色光を発光する。
【０１６５】
以上より、バックライト装置５は、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２より発光される、青色光，緑色光，および赤色光によって、白色光を生成している。ここでバックライト装置５は、各ＬＥＤモジュール内の青色ＬＥＤ３１，緑色ＬＥＤ３２，および赤色ＬＥＤ３３に流れる電流を個別に調整することにより、各ＬＥＤモジュールより発光される、青色光，緑色光，および赤色光の輝度を個別に変更することができる。結果、バックライト装置５は、青色光，緑色光，および赤色光の輝度を個別に変更することにより、生成する白色光の輝度および色温度を調整することができる。
【０１６６】
しかしながら、ＬＥＤは、自身の発熱や周辺温度の変化によって、発光する光の波長が変化する波長シフトが発生するという特性をもっている。したがって、各ＬＥＤに流れる電流を調整して、輝度および色温度を調整したとしても、発光する時間が長時間となるなど、ＬＥＤ自身の温度や周辺温度が変化することによって、各ＬＥＤより発光される光は、輝度および色温度にずれが発生することになる。
【０１６７】
ここで、バックライト装置５が備える、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２は、内部のＬＥＤの光と同色の光を発光する蛍光体を、封止樹脂が含んでいる。一般的に、蛍光体は、ＬＥＤとは異なり、温度変化による波長シフトのような、発光する光の波長を変化させることはほとんどない。
【０１６８】
したがって、青色ＬＥＤ３１，緑色ＬＥＤ３２，および赤色ＬＥＤ３３より発光される光に波長シフトが発生したとしても、各ＬＥＤモジュールの封止樹脂に含まれる蛍光体によって、バックライト装置５は、各ＬＥＤの波長シフトの影響を軽減することが可能となる。
【０１６９】
なお、本実施の形態における、バックライト装置５において、ＬＥＤモジュール９０，ＬＥＤモジュール９１，およびＬＥＤモジュール９２のすべてのＬＥＤモジュールが、内部のＬＥＤの光と同色の光を発光する蛍光体を含む封止樹脂を有している。しかしながら、本発明に係るバックライト装置は、これに限るものではなく、少なくとも１つ以上のＬＥＤモジュールが、内部のＬＥＤの光と同色の光を発光する蛍光体を含む封止樹脂を有していてもよい。例えば、温度変化により波長シフトが最も大きい、赤色ＬＥＤ３２を含む、ＬＥＤモジュール９２のみ、封止樹脂に赤色光を発光する蛍光体を含む構成となってもよい。
【０１７０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７１】
なお、本発明のバックライト装置を以下のように構成してもよい。
・透過型ディスプレイ装置とバックライト装置をそなえ、前記バックライト装置は前記ディスプレイ装置の背面に配置され少なくとも１個以上のＬＥＤ（発光ダイオード）から構成されており、短波長ＬＥＤと蛍光体を用いたＬＥＤ（以下擬似白色ＬＥＤという）と複数の波長（例えばＲ／Ｇ／Ｂ）のＬＥＤを組み合わせて使用することを特徴とするバックライト装置。
・透過型ディスプレイ装置とバックライト装置をそなえ、前記バックライト装置は前記ディスプレイ装置の背面に配置され少なくとも１個以上のＬＥＤ（発光ダイオード）から構成されており、複数の波長（例えばＲ／Ｇ／Ｂ）のＬＥＤを組み合わせて使用するバックライト装置において、少なくとも１個以上で、同じ波長のＬＥＤに蛍光体を組合せて、輝度ムラ／色ムラを補正することを特徴とするバックライト装置。
・上記バックライト装置において、短波長ＬＥＤと蛍光体を用いたＬＥＤの色ムラ／輝度ムラを複数の波長（例えばＲ／Ｇ／Ｂ）のＬＥＤを用いて補正することを特徴とするバックライト装置。
・上記複数の波長のＬＥＤは、１つのパッケージの中に複数（例えばＲ／Ｇ／Ｂ三つ）のＬＥＤチップを搭載した形態（以下マルチチップＬＥＤという）でも良い。
・上記複数の波長のＬＥＤは、１つのパッケージの中に単数（例えばＲ／Ｇ／Ｂ各一つ）のＬＥＤチップを搭載した形態（以下単色ＬＥＤという）でも良い。
・上記擬似白色ＬＥＤに使用する蛍光体は補色の蛍光体でも良い。
・上記擬似白色ＬＥＤに使用する蛍光体は原色の蛍光体でも良い。
・上記擬似白色ＬＥＤに使用する蛍光体は原色と補色を組み合わせた蛍光体でも良い。
・上記バックライト装置において擬似白色ＬＥＤに対する単色ＬＥＤ／マルチチップＬＥＤの含有比率は１であることを特徴とする。
・上記バックライト装置において擬似白色ＬＥＤに対する単色ＬＥＤ／マルチチップＬＥＤの含有比率は、１より大きいかあるいは１より小さいことを特徴とする。
【０１７２】
さらに、本発明の輝度、色温度調整方法を以下のように構成してもよい。
・擬似白色ＬＥＤを所定の輝度、色温度になるように調整する工程と上記工程で調整した条件で擬似白色ＬＥＤを点灯させ、同時に白色ＬＥＤも点灯させ、白色ＬＥＤのＲ／Ｇ／Ｂ  ＬＥＤに流れる電流値を個別に調整し目標の色温度に調整する工程と、目標の輝度に調整する工程からなることを特徴とするバックライト装置の輝度、色温度調整方法。
・上記目標の輝度に調整する工程は、擬似白色ＬＥＤと白色ＬＥＤのＲ／Ｇ／Ｂ  ＬＥＤの輝度の比率を調整前と一定にしたまま調整することを特徴とするバックライト装置の輝度、色温度調整方法。
・上記目標の輝度に調整する工程は、白色ＬＥＤのＲ／Ｇ／Ｂ  ＬＥＤの輝度の比率を調整前と一定にしたまま調整することを特徴とするバックライト装置の輝度、色温度調整方法。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明は、３原色の光をＬＥＤで生成した場合よりコストを抑え、且つ、輝度および色温度を調整することが可能な、バックライト装置を提供することができ、カラー液晶テレビ等の液晶パネルを有する機器において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の一形態における、バックライト装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の一形態における、青色ＬＥＤ，緑色蛍光体，および赤色蛍光体より生成される白色光のスペクトル分布を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態における、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤが発光する、光のスペクトル分布を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態における、バックライト装置によって色温度が調整された白色光の、スペクトル分布を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の一形態における、白色光の輝度および色温度の調整方法を示す、フローチャート図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施の形態における、各ＬＥＤを個別のＬＥＤモジュールに実装したバックライト装置の構成を示す模式図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明のさらに他の実施の形態における、補色および原色の蛍光体を１つの封止樹脂に備えたバックライト装置の構成を示す模式図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明のさらに他の実施の形態における、赤色ＬＥＤのみ個別にＬＥＤモジュールに実装したバックライト装置の構成を示す模式図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明のさらに他の実施の形態における、各ＬＥＤモジュールに、内部に搭載するＬＥＤと同色の光を発光する蛍光体を含む、バックライト装置の構成を示す模式図である。
【図１０】従来例における、バックライト装置を備えたカラー液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１    バックライト装置
２    バックライト装置
３    バックライト装置
４    バックライト装置
５    バックライト装置
２１  青色ＬＥＤ（第１の発光ダイオード）
２２  緑色ＬＥＤ（第２の発光ダイオード）
２３  赤色ＬＥＤ（第２の発光ダイオード）
２４  封止樹脂
３１  青色ＬＥＤ（第３の発光ダイオード）
３２  緑色ＬＥＤ（第３の発光ダイオード）
３３  赤色ＬＥＤ（第３の発光ダイオード）
３４  封止樹脂
４２  緑色ＬＥＤ（第２の発光ダイオード）
４４  封止樹脂（透明樹脂）
５４  封止樹脂
９３  封止樹脂
９４  封止樹脂
９５  封止樹脂
【図１】
2008205133.tif 000003
【図２】
2008205133.tif 000004
【図３】
2008205133.tif 000005
【図４】
2008205133.tif 000006
【図５】
2008205133.tif 000007
【図６】
2008205133.tif 000008
【図７】
2008205133.tif 000009
【図８】
2008205133.tif 000010
【図９】
2008205133.tif 000011
【図１０】
2008205133.tif 000012