(57)【要約】【課題】発光色が複数のＬＥＤ使用して、色ムラが少なく、薄くて軽いＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】本発明のＬＥＤ照明装置は、発光色が異なる複数のＬＥＤと、発光色毎の前記ＬＥＤに対応した、光路が渦巻き形状に形成された導光路とを備え、前記ＬＥＤチップの発光色毎に設けられた前記導光路の光路それぞれが、並列に配置されていることにより、色ムラが少なく、かつ、薄くて軽くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が異なる複数のＬＥＤと、
発光色毎の前記ＬＥＤに対応した、光路が渦巻き形状に形成された導光路とを備え、
前記ＬＥＤチップの発光色毎に設けられた前記導光路の光路それぞれが、並列に配置されている、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤは、青色、緑色、赤色の発光色の３種類である、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
白色のＬＥＤの導光路を更に備え、
白色のＬＥＤの前記導光路は、青色、緑色、赤色の前記導光路の最外周に配置されている、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記導光路の各光路の最終部のそれぞれは、前記導光路の渦巻き形状を中心点とした場合に、当該中心点とそれぞれの前記最終部とを結ぶ仮想線のそれぞれが１５度以上離れている、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記光路には、反射材が塗布されており、
前記反射材の塗布量は、前記ＬＥＤから離れるほど多くなる、請求項１から４までの何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを使った照明装置に関する。特に導光板を用いたバックライト等のに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＬＥＤ照明装置としては、例えば液晶パネル等のような光の透過を制御して表示する表示装置のバックライトとしてサイドランプ型と直下ランプ型のものがあった。サイドランプ型とは、導光板の横側からランプで照射した光をパネル面内に均一に導光させ、反射材によって表示面側に出光させるものである。一方、直下ランプ型とは、パネルの背後にランプを配置して、拡散層を通過して表示面側のパネル面内に均一に出光させるものであった。これらのうち直下型ランプは、輝度出力からみると、パネルの背後にあるため出光量が多いことから高輝度化できることで有利である。特に、これらの発光源に、有彩色のＬＥＤチップを使用することで、低い直流電圧で駆動できることから省消費電力、駆動によるノイズ発生なし、さらに、ＬＥＤチップの種類によって色再現性を高くすることができる（例えば、特許文献１）。そのため、有彩色のＬＥＤを使用した直下ランプ型は有用である。図３は、特許文献１に記載された従来の光源素子の断面図を示すものである。
【０００３】
図３において、赤色ＬＥＤ１０Ｒ、緑色ＬＥＤ１０Ｇ、青色ＬＥＤ１０Ｂは支持部材１１に実装され、赤色ＬＥＤ１０Ｒ、緑色ＬＥＤ１０Ｇ、青色ＬＥＤ１０Ｂの出光側に導光部材８、その前面には導光された光を拡散する粘着材１４ａで支持された拡散層１２を備えており、出光面より赤色ＬＥＤ１０Ｒ、緑色ＬＥＤ１０Ｇ、青色ＬＥＤ１０Ｂのそれぞれの発光色が混色された光が照射される。
【特許文献１】特開２００２−１３３９３２号公報（段落番号００２１〜００３４、図１を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図３の構成では、赤色ＬＥＤ１０Ｒ、緑色ＬＥＤ１０Ｇ、青色ＬＥＤ１０Ｂの発光色を均一に混色するため、出光面との距離を長くとる必要があった。つまり、導光部材８の厚さを十分に厚くしなければならなかった。そのため、光源素子が分厚くなる、また、重くなるという課題を有していた。さらに、導光部材８の厚さを厚くするだけでは十分な混色ができないため、拡散層１２を厚くする必要があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされ、その目的とするところは、発光色が複数のＬＥＤ使用して、色ムラが少なく、薄くて軽いＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するため、本願発明のＬＥＤ照明装置は、発光色が異なる複数のＬＥＤと、発光色毎の前記ＬＥＤに対応した、光路が渦巻き形状に形成された導光路とを備え、前記ＬＥＤチップの発光色毎に設けられた前記導光路の光路それぞれが、並列に配置されている。
【０００７】
ある好適な実施形態において、前記ＬＥＤは、青色、緑色、赤色の発光色の３種類である。
【０００８】
ある好適な実施形態において、白色のＬＥＤの導光路を更に備え、白色のＬＥＤの前記導光路は、青色、緑色、赤色の前記導光路の最外周に配置されている。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記導光路の各光路の最終部のそれぞれは、前記導光路の渦巻き形状を中心点とした場合に、当該中心点とそれぞれの前記最終部とを結ぶ仮想線のそれぞれが１５度以上離れている。
【００１０】
ある好適な実施形態において、前記光路には、反射材が塗布されており、前記反射材の塗布量は、前記ＬＥＤから離れるほど多くなる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のＬＥＤ照明装置は、発光色が異なる複数のＬＥＤと、発光色毎の前記ＬＥＤに対応した、光路が渦巻き形状に形成された導光路とを備え、前記ＬＥＤチップの発光色毎に設けられた前記導光路の光路それぞれが、並列に配置されていることにより、色ムラが少なく、かつ、薄くて軽くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ照明装置１０００を斜視図で、図２は正面図（拡散板１０３の背面から見た図）で示すものである。なお、簡略化のため、図２の導光路（１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ）は、線図で代用する。
【００１４】
図１において、ＬＥＤチップ１０１Ａ、ＬＥＤチップ１０１Ｂ、ＬＥＤチップ１０１Ｃは、出光面１０５の背後に配置された発光色が複数のＬＥＤチップであり、寸法はＬＥＤチップの発光上面が０．３ｍｍ２から２．０ｍｍ２であることが実用的である。本実施形態においては、寸法０．３ｍｍ２のＬＥＤチップ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを用いた。また、ＬＥＤチップ１０１Ａには、４６０ｎｍにピーク波長をもつ青色のＬＥＤチップ、ＬＥＤチップ１０１Ｂには、５４０ｎｍにピーク波長をもつ緑色のＬＥＤチップ、ＬＥＤチップ１０１Ｃには６３０ｎｍにピーク波長をもつ赤色のＬＥＤチップを用いた。拡散板１０３の出光面１０５の裏面に配置される導光路１０２Ａ、導光路１０２Ｂ、導光路１０２Ｃは、ＬＥＤチップ１０１の発光色毎に渦巻き形状に形成された光路、つまり、ＬＥＤチップ１０１Ａに対して導光路１０２Ａ、ＬＥＤチップ１０１Ｂに対して導光路１０２Ｂ、ＬＥＤチップ１０１Ｃに対して導光路１０２Ｃである。また、導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃのそれぞれの光路は、並列になるように配置されている。つまり、導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの光路が順番に隣接するように配置されている。導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの幅は、０．０５ｍｍから２０ｍｍであることが実用的である。本実施形態においては、光路寸法幅０．３ｍｍとし材料にはアクリル樹脂を用いた。
【００１５】
なお、本実施形態では、拡散板１０３の背面（裏面）に導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを配置したが、導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを拡散板１０３の中に形成しても構わない。この場合は、導光路１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを拡散板１０３でパッケージングしているような構成である。
【００１６】
以上のように構成されたＬＥＤ照明装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１７】
ＬＥＤチップ１０１Ａより発光された光は拡散板１０３面内にある導光路１０２Ａを通って拡散板１０３面全面に均一に導光される。同様にＬＥＤチップ１０１Ｂ、ＬＥＤチップ１０１Ｃも導光路１０２Ｂ、導光路１０２Ｃを通って拡散板１０３全面に均一に導光され出光面１０５から出光される。出光面１０５から出光された光はカラーテレビの色表示と同様の併置混色の原理に従って均一に混色される。したがって、導光路１０２Ａ、導光路１０２Ｂ、導光路１０２Ｃの各間隔は小さければ小さい程均一に混色される。
【００１８】
以上のように、本実施の形態のＬＥＤ照明装置１０００では、出光面１０５の背後に配置された発光色が異なる複数のＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃ（本実施形態では赤色、緑色、青色のＬＥＤチップ）と、それぞれの発色のＬＥＤチップに対応した、渦巻き形状の導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃとを備えることにより、各導光路によって拡散板の全面から各発光色が系統的に均一に出光されることとなり、出光された光は併置混色の原理に従って均一に混色することができる。
【００１９】
なお、本実施形態では、ＬＥＤチップ１０１として、寸法０．３ｍｍ２を用いたが、これに限定されることなく、１．０ｍｍ２でも２．０ｍｍ２でも良い。ただし、小型化という場合では寸法０．３ｍｍ２が良く、高輝度化という場合では寸法２．０ｍｍ２が良い。また、ＬＥＤチップ１０１ではなく、一般的に普及しているＬＥＤチップ毎にモールドされて素子化された砲弾型のＬＥＤを使用しても良い。
【００２０】
また、ＬＥＤチップ１０１Ａには、４６０ｎｍにピーク波長をもつ青色ＬＥＤチップ、ＬＥＤチップ１０１Ｂには、５４０ｎｍにピーク波長をもつ緑色ＬＥＤチップ、ＬＥＤチップ１０１Ｃには６３０ｎｍにピーク波長をもつ赤色ＬＥＤチップを用いた。また、ＬＥＤチップ１０１には、３種類のＬＥＤチップを用いたが、これに限定されることなく、２種類から数十種類のＬＥＤチップであってもよい。バックライトのように発光色の色域面積が必要な場合では３種類以上で青色、緑色、赤色に発光するＬＥＤチップが良い。これに限定されることなく、３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視光のピーク波長の組合わせであってもよい。
【００２１】
（実施の形態２）
図４に本願発明の実施の形態２を示す。図４は実施の形態２のＬＥＤ照明装置４０００の正面図を示す。実施形態１と同一構成は同一符号を記して説明を省略する。
【００２２】
実施形態１の照明装置１０００では、導光路１０２Ａ、導光路１０２Ｂ、導光路１０２Ｃの外周部は発光面の周辺の色ムラに大きな影響を及ぼす。これを解決するためには、導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃの各光路の最終部４０１Ａ、４０１Ｂ、４０１Ｃの３つがなるべく離れていた方が不均一な色ムラは低減できる。すなわち、図４のＬＥＤ照明装置４０００では、導光路４０１Ａ，Ｂ，Ｃの渦巻き形状の中心点４０２とした場合に、中心点４０２と導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの最終部４０１Ａ，Ｂ，Ｃとを結ぶ仮想線４０２Ａ，Ｂ，Ｃとのそれぞれの角度が１２０度離れている（最終部４０１Ａ，Ｂ，Ｃが等間隔になっているので、最も不均一な色ムラを抑制できる）。なお、不均一な色ムラを無くす効果は、前記角度を少なくとも１５度以上離れたところから発生し始めるため、角度は１５度以上離す方が好ましい。
【００２３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施形態３におけるＬＥＤ照明装置５０００の正面図示すものである。図５において、実施形態１の構成と異なるところは白色のＬＥＤチップ５０１と導光路５０２を設けた点である。導光路５０２は、導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃの最外周に配置されている。実施形態１と同一の構成は同一の符号を記して説明を省略する。
【００２４】
白色ＬＥＤチップ５０１から発光された光は拡散板１０３面上にある導光路５０２を通って導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃの周囲を取り囲むように光る。そのため、各導光路１０２Ａ、Ｂ、Ｃの最終部４０１Ａ、Ｂ、Ｃ付近で各導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃから出光される発光色との交じり合いがないため色ムラが生じていたが、導光路５０２から出光される白色光と混じり合うことで、低彩色化されることになるため色ムラは低減される。
【００２５】
以上のように、本実施の形態のＬＥＤ照明装置５０００では、導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃの各光路の最終部のさらに外側には、白色ＬＥＤチップ５０１用の光路が形成されていることにより、各光路の最終部から出光される発光色と白色ＬＥＤチップ５０１の発光色が混色されることとなり、色ムラは低減される。
【００２６】
（他の実施の形態）
本発明の実施形態４におけるＬＥＤ照明装置１０００等の上記ＬＥＤ照明装置における導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃ，５０２の光路の拡散板１０３の反対側の面には、反射材が塗布されている。反射材の塗布量は、ＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃから離れる程多くなる。すなわち、ＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃに近い程、ＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃからの光が強いため反射材の塗布量が少なくして拡散板１０３方向に照射される光の量を少なくし、ＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃから遠い程、ＬＥＤチップ１０１Ａ，Ｂ，Ｃからの光が弱いため反射材の塗布量を多くして拡散板１０３方向に照射される光の量を多くする。このことより、渦巻き形状の導光路１０２Ａ，Ｂ，Ｃや円形の導光路５０２をＬＥＤチップからの距離によらず均一にすることができ、拡散板１０３上でもより色ムラを抑制できる。
【００２７】
また、実施形態１〜３では、導光路１０１Ａ，Ｂ，Ｃ、５０２は、拡散板１０３上にあったが、導光路１０１Ａ，Ｂ，Ｃ，５０２を拡散板１０３内に埋め込んでも良い。すなわち、拡散板１０３で導光路やＬＥＤチップを封止するような構成にしても良い。
【００２８】
また、図６のように、ＬＥＤ照明装置１０００を拡散板１０３上に複数個存在させても良い。この構成は、発光面積が大きいとき、発光量を多くしたいときは有用である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のＬＥＤ照明装置は、混色性がよく、色ムラが少ないにも関わらず、薄く、かつ、軽くすることができるので、店舗照明の一般照明分野などの住宅分野、表示装置のバックライトなどの映像分野等に利用されることを目的として有彩色のＬＥＤチップを使用したＬＥＤ照明装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１におけるＬＥＤ照明装置１０００の斜視を示す図
【図２】本発明の実施形態１におけるＬＥＤ照明装置１０００の正面を示す図
【図３】従来のＬＥＤ照明装置の断面を示す図
【図４】本発明の実施形態２におけるＬＥＤ照明装置４０００の正面を示す図
【図５】本発明の実施形態３におけるＬＥＤ照明装置５０００の正面を示す図
【図６】本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ照明装置６０００の正面を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，５０１    ＬＥＤチップ
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，５０２    導光路
１０３    拡散板
１０５    出射面
４０１Ａ，４０１Ｂ，４０１Ｃ    最終部
１０００，４０００，５０００，６０００    ＬＥＤ照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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