(57)【要約】【課題】従来の液晶表示装置用バックライトに用いる発光ダイオード光源は、混色を行うためにある程度以上の大きさが必要であり、これが液晶表示装置の小型化または薄型化の妨げとなっていた。【解決手段】青色、緑色、赤色の光を、青色発光ダイオードを用いた青色光源、青色発光ダイオードと緑色蛍光体を組み合わせた緑色光源、青色発光ダイオードと赤色蛍光体を組み合わせた赤色光源によって構成し、これらを拡散層で覆った一つのパッケージとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の青色発光ダイオード素子を含む第一の光源と、
第二の青色発光ダイオード素子と、第二の青色発光ダイオード素子を被覆する、第二の青色発光ダイオード素子からの青色光によって励起されて緑色を発する蛍光体と、を含む第二の光源と、
第三の青色発光ダイオード素子と、第三の青色発光ダイオード素子を被覆する、第三の青色発光ダイオード素子からの青色光によって励起されて赤色を発する蛍光体と、を含む第三の光源と、
第一の光源、第二の光源、第三の光源を覆う拡散層、とを含む光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを用いた液晶表示装置用バックライト光源に関する。より詳しくは、蛍光体と発光ダイオードを組み合わせ、複数の色を発することのできる発光ダイオードを用いた液晶表示装置用バックライト光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるバックライト光源として、従来は冷陰極管が用いられてきた。しかし、冷陰極管はＨｇを用いていることや、消費電力が大きいこと、さらにより薄型にし難いという問題を有していた。そこで、近年は、冷陰極管に代わってこの問題点を解消しうる発光ダイオードを用いる場合が増えつつある。
【０００３】
発光ダイオードを用いた光源の中では、特に蛍光体と発光ダイオード素子とを組み合わせた白色発光ダイオードの開発が特に盛んである。また、白色以外の光を発しうるよう、蛍光体成分を様々に変えたものも考案されている。
【０００４】
特許文献１においては、青色発光ダイオード素子による青色光源と、青色発光ダイオード素子に緑色蛍光体を組み合わせた緑色光源と、青色発光ダイオード素子に赤色蛍光体を組み合わせた赤色光源とを含むＲＧＢ光源が開示されている。この光源は、温度上昇による色度変化を抑制しうる利点がある。
【特許文献１】特開２００６−３０９２０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、液晶表示装置用バックライトに用いるための構成を念頭においていない。そのため、光源からバックライト光源を構成する部品の一つである導光板までの距離が短い場合、青色、緑色、赤色の各色の光の混色性が悪くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記課題を請求項記載の構成によって解決した。即ち、本発明は、第一の青色発光ダイオード素子を含む第一の光源と、第二の青色発光ダイオード素子と、第二の青色発光ダイオード素子を被覆する、第二の青色発光ダイオード素子からの青色光によって励起されて緑色を発する蛍光体と、を含む第二の光源と、第三の青色発光ダイオード素子と、第三の青色発光ダイオード素子を被覆する、第三の青色発光ダイオード素子からの青色光によって励起されて赤色を発する蛍光体と、を含む第三の光源と、第一の光源、第二の光源、第三の光源を覆う拡散層、とを含む光源である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成により、温度上昇による色度変化を抑制しうる利点を保ちつつ、導光板までの距離が短くとも各色の光の混色性が良好な光源を得ることができ、ひいては液晶表示装置を薄型化、小型化しうる。また、全ての青色発光ダイオード素子が熱的に結合された状態になり、青色発光ダイオード素子間の温度差が小さくなるため、温度差によるチップ間の発光効率変化が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明の基本構成を示す。基板６に青色発光ダイオード素子１を少なくとも３個配置する。青色発光ダイオード素子１の実質的な発光面上に、この素子の青色発光を吸収し、異なる発光色に変換する蛍光体からなる色変換層を形成する。本例では、青色光から緑色光に色変換する緑色蛍光体層２および、青色光から赤色光に色変換する赤色蛍光体層３が配置されている。青色発光ダイオード素子１から直接放射される青色光（図１で中央の青色発光ダイオード素子から）と、青色光から蛍光体により色変換された緑色光および赤色光を混色して白色光を得る。各蛍光体層は、ステンシル等を利用したいわゆる印刷法や、スプレー法等を用い、実質的に該当する各青色発光ダイオード素子１の発光面を覆うように形成する。
【０００９】
図１中の３個の青色発光ダイオード素子１は個別に駆動しうるよう配線されており、発光色を調光する、または各発光色を単独で光らせる必要がある場合には独立して配線する。本例では青色、緑色、赤色の各色につき一つの光源が一つのパッケージに含まれた、いわゆる３ｉｎ１と呼ばれる構成である。しかし、より強い緑色の発光強度を得たい場合、更にもう一つの緑色発光部を追加した４ｉｎ１と呼ばれる構成であってもよい。図には反射リング５が図示されているが、これは主に横方向の放射された光を正面方向（図では上方へ）に反射させるためのものであり、必須の構成要素ではない。
【００１０】
図１の構成では、更に発光部の周囲を拡散材を含む拡散層４で覆っている。拡散層４の形状は、図１に示すように上面の光放射面形状を平滑としてもよい。また、図２のように拡散層４によって発光ダイオード素子間を架橋した構造であっても、また、図３のように発光ダイオード素子１を３つ拡散層で覆い、その上に緑色蛍光体層２、赤色蛍光体層３を配置しても良い。更に、図示しないが、例えばドーム状であったり、青色発光ダイオード素子１の並びに対し、直線軸方向を合わせた、いわゆるカマボコ形状としてもよい。
【００１１】
青色発光ダイオード素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を好適に用いることができる。発光波長は、概ね４５０〜４７０ｎｍ程度である。また、この素子によって励起される緑色蛍光体層２は、例えば（Ｂａ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕや（Ｃａ，Ｓｒ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ等をシリコーン等適切なバインダー樹脂に混合したものを用いることができる。更に、赤色蛍光体層３は、例えばＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕやサイアロン系蛍光体等をシリコーン等適切なバインダー樹脂に混合したものを用いることができる。
【００１２】
拡散層４は、平均粒子径５〜５０μｍ程度のＳｉＯ２粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子、ＴｉＯ２粒子などをシリコーンやエポキシなどのバインダー樹脂に混合したものを用いることができる。また、反射リング５は、ＡｌＮやＡｌ２Ｏ３等のセラミック、アルミニウムや銀等反射率の高い金属で表面をコーティングした金属等を用いることができる。更に、基板６は、セラミックや金属基板を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である。
【図２】本発明の変形例である。
【図３】本発明の別の変形例である。
【００１４】
１          青色発光ダイオード素子
２          緑色蛍光体層
３          赤色蛍光体層
４          拡散層
５          反射リング
６          基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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