JP2003222861A

JP2003222861A - 蛍光体色度補正板

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Publication number: JP2003222861A
Application number: JP2002020794A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Okuwaki; 大作奥脇
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP4039551B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー液晶表示用のバックライト又はフロン
トライト等の照明手段において、発光源である白色用発
光ダイオードの色度のバラツキを液晶パネルのカラーフ
ィルタ特性にマッチするように改善する。【解決手段】ＹＡＧ蛍光体ｙを有する蛍光体色度補正
板８を、白色用発光ダイオード１を発光源とする液晶パ
ネル７の照明装置１０の発光から照明に至る光路に設
け、その白色用発光ダイオード１の発光により励起され
るＹＡＧ蛍光体ｙの蛍光により、白色用発光ダイオード
１の発光の色度を液晶パネルのカラーフィルタ特性に合
せて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば液晶パネル
を背面より照射するバックライト又は液晶パネルを前面
より照明するフロントライトに使用される色度補正手段
に関し、特に蛍光体色度補正板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブック型のワードプロセッサやコ
ンピュータ、又は携帯電話機、携帯TVのような小型、薄
型の情報機器の表示装置として、薄型でしかも見易い照
明機構を有する液晶表示装置が用いられている。このよ
うな液晶表示用の照明機構としてバックライトおよびフ
ロントライトが従来より知られている。ここで液晶表示
用バックライトとは、液晶パネルを背後から全面にわた
り照射する面状の光源であり、液晶表示用フロントライ
トとは液晶パネルを前面より照明する面状の光源であ
り、いずれも蛍光ランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）等
よりなる発光源と、その発光源の光束を液晶パネルに照
射する面状の光束に変換する導光板等の光路変換手段を
備えている。この中で、特に近年は、更なる小型、薄
型化と長寿命化を目的として発光源としてＬＥＤを用い
たものが多く使用されるようになってきている。

【０００３】かかる面状光源により白色の照明光を出射
させ、パネル等に対し白色の照明をしようとするとき
は、発光源として白色の蛍光ランプを用いるか、ＬＥＤ
の場合にはＲ，Ｇ，Ｂの３種類のＬＥＤを同時点灯、又
は時分割点灯して白色光を合成することが一般的であっ
た。更に最近は、ＬＥＤの場合、単独で白色に近い光を
発光する白色用ＬＥＤが開発され、利用できるようにな
ってきた。このような白色用ＬＥＤを用いることによ
り、小型で簡単な構成で白色照明を目的とする液晶表示
用バックライトまたは液晶表示用フロントライトを形成
することが可能となった。図１０はこのようなうなＬＥ
Ｄの発光源を持ち、カラー液晶パネルの白色照明を目的
とした従来の液晶表示用バックライトの主要部を示す図
であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図
である。

【０００４】図１０において、１１０はカラー表示用の
液晶パネルの照明を目的としたバックライトであり、導
光板１０１と発光源としてＬＥＤ１０２を有している。
導光板１０２は無色透明なプラスチック材等の透光部材
よりなる板状で略直方体形状をしており、その一方の主
面を光出射面１０１ａとし、該光出射面１０１ａと対向
する面には、発光源からの光を前記光出射面１０１ａに
向けて反射させるための手段として、その表面に複数の
微小なシボ又は複数個の半球状ドット等を有する光拡散
面１０１ｂが形成されている。ＬＥＤ１０２はＬＥＤ基
板１０３に支持されて導光板１０１の入光側面１０１ｃ
に対向する位置に配設され、図示しない駆動回路より所
定の電流が供給されて、後述するような白色を目的とし
た光を発光、出射する。

【０００５】図１１（ａ）は白色発光を目的とするＬＥ
Ｄ１０２の内部構造を示す図である。図１１ｂ）は発光
部はＬＥＤ１０２の発光部の詳細を示す図である。図に
おいて、１０２ａは青色を発光する発光ダイオード素
子、１０２ｂは発光ダイオード素子１０２ａを保持する
端子Ａ、１０２ｃは他方の端子Ｂ、である。発光ダイオ
ード素子１０２ａのｎ電極１０２ａｎおよびｐ電極１０
２ａｐはそれぞれボンデイングワイヤー１０２ｄによ
り、端子Ａ（１０２ｂ）及び端子Ｂ（１０２ｃ）に接続
されている。端子Ａ（１０２ｂ）の凹部内には発光ダイ
オード素子１０２ａを被うようにしてＹＡＧ蛍光体ｙを
混入、分散した樹脂層よりなる蛍光体層１０２ｆが充填
されている。１０２ｇは透光性を有する封止部材であ
り、端子Ａ（１０２ｂ）及び端子Ｂ（１０２ｃ）の突出
部を除き上記の部材全体を封止し、保護する。このよう
なＬＥＤ１０２において、発光ダイオード素子１０２ａ
が青色発光をすると、その青色発光の一部がＹＡＧ蛍光
体ｙに吸収されて黄緑色の励起光を発する。これによ
り、蛍光体層１０２ｆの上面からは、蛍光体層１０２ｆ
を透過した青色光とＹＡＧ蛍光体ｙで励起された励起光
（蛍光）である黄緑色の光が混ざり合って出射し、封止
部材１０２ｆを透過してＬＥＤ１０２の外部に出射す
る。かかるＬＥＤ１０２の発光の色度は、青色と黄緑色
の光の強度の比率により変化するが、これらの比率を適
切に設定すれば、理論的には真の白色又はその近傍にお
いて、所望の色度を得ることができる。（しかし、実際
には、不可避な製造条件のバラツキにより、発光ダイオ
ード素子１０２ａの青色発光の強度が変動し、ＹＡＧ蛍
光体ｙの濃度（又は成分）のバラツキにより黄緑色の励
起光の強度はかなり変動するので、これらの加法混色に
よるＬＥＤ１０２の発光の色度を所望の範囲に入れるこ
とは容易ではない。）

【０００６】図１０に示すように、ＬＥＤ１０２からの
出射光は導光板１０１に入り、大部分の光は上面である
光出射面１０１ａで全反射、下面である光拡散面１０１
ｂでは全反射又は乱反射を１回又は複数回行った後に上
面である光出射面１０１ａより照明光１０５として外部
に出射する。外部に出射した照明光１０５は（ｂ）に示
すように図示しないカラーフィルタを有する透過型もし
くは半透過型の液晶パネル（又は液晶表示板）１０７を
背後から照明する。なお、前記照明する面内の輝度の均
一性を確保するために上記下面１０１ｂ内のシボの粗さ
を調整したり、半球状ドットの形状、密度を場所により
変えたりする。

【０００７】次に図１２は白色を目的としたＬＥＤの発
光源を持ち、カラー表示用液晶パネルの白色照明を目的
とした従来の液晶表示用フロントライトの構成を示す図
であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側
面図である。図１２において、１２０はフロントライト
であり、発光源である白色用ＬＥＤ１０２と光路変換部
材であるガイドロッド１１２、ガイドプレート１１３、
反射板１１４を有している。１１７は図示しないカラー
フィルタを有する反射型液晶パネル（又は反射型液晶表
示板）であり、後述するように前記フロントライト１２
０の照明の対象であると共に、その反射作用により、光
路変換部材としての役割もなすものである。前記のガイ
ドロット１１２は透光性の樹脂等よりなり略四角柱状を
なし、長手方向に平行な一方の端面は複数のＶ溝１１２
ｖを有する反射面１１２ｂとなっており、この反射面１
１２ｂに対向する側面は平滑な出射面１１２ｃとなって
いる。ガイドロッド１１２の長手方向に直交する端面１
１２ｄは白色用ＬＥＤ１０２の発光の入射面となってい
る。ガイドロッド１１２の前記端面１１２ｄに対向して
白色用ＬＥＤ１０２が配置され、反射面１１２ｂに対向
して反射板１１４が配置されている。ガイドプレート１
１３は全体的には四角の平板状で、その一方の側面が前
記ガイドロッド１１２に対向した入射面１１３ａとなっ
ている。ガイドプレート１１３の上面１１３ｂには入射
面１１３ａに平行な方向に延びる複数のＶ溝プリズム１
１３ｖが設けられている。ガイドプレートの下面１１３
ｃは平滑で、後述するように内部に対する反射面と反射
型液晶表示板１１７に対する出射面及び入射面の役割を
兼用する。

【０００８】今、白色用ＬＥＤ１０２が発光するとその
発光の光線はガイドロッド１１２の前記端面１１２ｄか
ら入射し、ガイドロッド１１２内において、主としてＶ
溝１１２ｖにおける反射により出射面１１２ｃから、ガ
イドプレート１１３に向けて出射光を発する。ここで、
反射板１１４はガイドロッド１１２の前記反射面１１２
ｂから後方に漏れた光を反射させて、再びガイドロッド
内１１２に入射させ、光の利用効率を高める作用をな
す。ガイドロッド１１２からの出射光はＶ溝１１２ｖの
作用により、ガイドロッドの長手方向全体にわたって略
均一に出射し、線状光源として機能する。この出射光は
ガイドプレート１１３の入射面１１３ａよりガイドプレ
ート内に入り、内部に入った光線の大部分は、図１０２
（ｃ）に示すように直接に又は上面１１３ｂのＶ溝プリ
ズム以外の部分による反射又は下面１１３ｃによる反射
等を経て上面のＶ溝プリズム１１３ｖの斜面に達しここ
で全反射されて下面１１３ｃ経て反射型液晶表示板１１
７に入射する。反射型液晶表示板１１７に入射した光は
その反射膜１１７ｂにおいて反射され、その反射光は画
像情報を有する光線として、再びガイドプレート１１３
に入射し、これを透過して外部に表示のための光線を出
射する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、図１
０に示して説明した小型・薄型のバックライト１１０及
び図１２に示して説明した小型・薄型のフロントライト
１２０により、共にカラーＬＣＤ用白色照明を目的とし
た液晶パネルの照明がなされる。しかしながら、上記の
バックライト１１０フロントライト１２０等の従来の液
晶表示用の照明手段においては、以下に述べるような問
題点がある。即ち、上記のような反射型又は透過型もし
くは半透過型の液晶パネルは、カラー表示のために、そ
の内部に図示しないカラーフィルタを有しているが、カ
ラーフィルタの特性が各メーカーごとに異なっている。
一方、液晶パネルの表示する画像の色度はカラーフィル
ターの特性（透過率の波長特性）と照明光の色度即ち発
光源である白色用ＬＥＤ（１０２）の色度に依存して定
まる。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタの特性の
バランスが完全にとれている場合には、白色用ＬＥＤの
色度が完全に白色であれば、カラー信号が白色のとき
は、液晶パネルの表示色は白色となる。

【００１０】しかし、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタの
特性のバランスがＲ，Ｇに傾いているときは、白色用Ｌ
ＥＤの色度が完全に白色であっても、液晶パネルの表示
色は黄緑がかった色となり、所望の白色の表示色は得ら
れない。この場合、所望の白色の表示色を得るには、白
色用ＬＥＤの色度を完全な白色とせず、Ｒ、Ｇ、よりも
Ｂが勝った青みがかった白色すなわち、カラーフィルタ
と補色関係にある色度とすることが必要である。このこ
とは、白色を表示する場合に限らず、カラー信号により
指定された種々の色度の色を忠実に表示しようとする場
合にも成立つことである。よって、液晶パネルのメーカ
ーはカラーフィルタの特性のバラツキにあわせて、この
特性を補償できる色度の白色用ＬＥＤを色度のランクを
指定してランク別に要求するようになってきた。

【００１１】図１４は前記白色用ＬＥＤ１０２の発光の
色度を示すＣＩＥ色度図である。ここで、ｘはＲの割合
を、ｙはＧの割合を示す。そして、図には示していない
が、ｚをＢの割合としたとき、常にｘ＋ｙ＋ｚ＝１・・・・（１）の関係があるとしている。（Ｃ０はＲ，Ｇ，Ｂの成分比
が１：１；１である色度の点を示し、この場合，座標は
略ｘ＝０．３３，ｙ＝０．３３，（ｚ＝０．３３）とな
っている。）ここで、ｂ１は指定されたランクｂ１の色
度の範囲を示し、ｂ２は指定されたランクｂ２の色度の
範囲を示す。ところが、かかる指定された領域ｂ１、ｂ
２内に色度を入れることを目的にＬＥＤを製造しても実
際の製品の色度はすでに説明したような製造上の不可避
な理由により、ばらつき、上記ランクｂ１、ｂ２を大き
くはみ出でた領域Ｓ内にばらついてしまう。図１４にお
いて、ｃ０は白色の色度（Ｒ，Ｇ，Ｂの比率は略０．
３３：０．３３：０．３３）、ｃ１２およびｃ１３は上
記ランクｂ１、ｂ２から外れた白色用ＬＥＤの色度を示
す。

【００１２】ここで、図１３は前記のｃ１２、ｃ１３、
ｃ０の色度に対応する発光のスペクトル示す図である。
ここで、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ０はそれぞれ、前記色度点
ｃ１２、ｃ１３、ｃ０に対応するスペクトルを示す。こ
れらの、スペクトル図において、横軸は波長を示し、６
２５ｎｍの前後がＲの領域、５６０ｎｍ前後がＧの領
域、４５０ｎｍの近傍がＢの領域である。縦軸はスペク
トルの相対強度を示す。図１３（ａ）に示すスペクトル
Ｈ１２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの比率が０．２８：０．２５：
０．４７となり、かなりＢの成分が他の成分よりかなり
大となっている。この場合は白色ＬＥＤ１０２を構成す
る青色発光ダイオード素子の輝度に対してＹＡＧ蛍光体
の濃度が少ない場合に対応し領域ｂ１、ｂ２よりも更に
青みがかった色度となる。図１３（ｂ）に示すスペクト
ルＨ１３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの比率が０．３２：０．３８：
０．３となりＲ、Ｇの成分がＢの成分より大となってい
る。この場合は、前記の発光ダイオード素子の輝度との
バランスでＹＡＧ蛍光体の濃度が大きすぎる場合に対応
し、領域ｂ１、ｂ２よりも黄緑がかった色度となる。こ
のように、白色ＬＥＤ１０２を製造する際にその構成要
素の不可避なバラツキにより、その発光の色度が指定さ
れたランク（ｂ１、ｂ２）に入らない場合を生ずる。

【００１３】白色ＬＥＤの発光の色度が指定されたラン
クのいずれにも入らない場合は、その白色ＬＥＤは無駄
となってしまう。又、発光の色度が指定されたランク
（ｂ１、ｂ２）に入るものについても、ランクｂ１に入
る白色ＬＥＤとランクｂ２に入る白色ＬＥＤの個数の比
率がマッチングする液晶パネルの個数の比率と一致しな
い場合は、結果的に無駄を生ずる。例えば、ランクｂ１
の白色ＬＥＤを必要とする液晶パネルが５０個、ランク
ｂ２の白色ＬＥＤを必要とする液晶パネルが５０個ある
とき、２００個の白色ＬＥＤの中にランクｂ１に入るも
のが５０個、ランクｂ２に入るものが１００個、ランク
ｂ１にも、ランクｂ２にも入らないものが５０個あった
とすると、無駄になるのはランク外の５０個だけではな
く、ランクｂ２に入るものの内５０個はあまってしまっ
て使われないので、結果的に無駄となる。この場合、実
際に使用できる白色ＬＥＤ１００個を得るために白色Ｌ
ＥＤを２００個入手する必要があり、結果的に１００個
が無駄となる。このように、カラー表示を目的とした液
晶パネルの照明手段であるバックライト又はフロントラ
イトの照明光の色度は従来は白色ＬＥＤの色度そのもの
であるため、液晶パネルのカラーフィルタの特性にマッ
チするようにユーザーから指定された色度のランクを狙
って白色ＬＥＤを生産したとしても、ランクからは外れ
て、バックライト又はフロントライトに使用できないも
のが多数生じ、不良品又は在庫が増える結果となる。更
に最近はユーザーの指定する色度のランクは細かく要求
されるので、指定の色度に入れることがますます困難な
状態となってきている。

【００１４】そこで本発明は、カラー表示用の液晶パネ
ルに用いられる照明手段であるバックライト又はフロン
トライトにおいて、所望の色度ランク入らない白色ＬＥ
Ｄの色度を補正して照明光の色度を所望の色度ランクに
入れるように改善することを目的とする。この発明の前
記ならびにそのほかの目的と新規の特徴は本明細書の記
述および添付図面から明らかになるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにその第１の手段として本発明は、ＹＡＧ蛍光体を有
する蛍光体色度補正板であって、ＬＥＤを発光源とする
照明装置の発光から照明に至る光路に設けられ、そのＬ
ＥＤの発光により励起されるＹＡＧ蛍光体の蛍光によ
り、ＬＥＤの発光の色度を補正することを特徴とする。

【００１６】上記の課題を解決するためにその第２の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板はバックライトユニットの拡散板、又は
プリズムシートの上下面の両側もしくはいずれか片側に
ＹＡＧ蛍光体をシリコン樹脂等の樹脂に配合したものを
塗布して形成されたものであることを特徴とする。

【００１７】上記の課題を解決するためにその第３の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板は、バックライトユニットの反射シート
の上面にＹＡＧ蛍光体をシリコン樹脂等の樹脂に配合し
たものを塗布して形成されたものであることを特徴とす
る。

【００１８】上記の課題を解決するためにその第４の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板は、ＰＣ（ポリカーボネード）、ＰＭＭ
Ａ（アクリル）等よりなる透明板又は透明シートの上下
面の両側もしくはいずれか片側にＹＡＧ蛍光体をシリコ
ン樹脂等の樹脂に配合したものを塗布して形成された蛍
光体色度補正板であって、バックライトユニットの導光
板と反射シートの間、導光板と拡散板の間、拡散板とプ
リズムシートの間又はＬＥＤと導光板の間の少なくとも
１つの隙間に挿入して配置されることを特徴とする。

【００１９】上記の課題を解決するためにその第５の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板は、ＰＣ（ポリカーボネード）、ＰＭＭ
Ａ（アクリル）等よりなる透明板又は透明シートの内に
ＹＡＧ蛍光体を混入して形成された蛍光体色度補正板で
あって、バックライトユニットの導光板と反射シートの
間、導光板と拡散板の間、拡散板とプリズムシートの間
又はＬＥＤと導光板の間の少なくとも１つの隙間に挿入
して配置されることを特徴とする。

【００２０】上記の課題を解決するためにその第６の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板は、ＰＣ（ポリカーボネード）、ＰＭＭ
Ａ（アクリル）等よりなる透明板又は透明シートの上下
面の両側もしくはいずれか片側にＹＡＧ蛍光体をシリコ
ン樹脂等の樹脂に配合したものを塗布して形成された蛍
光体色度補正板であって、フロントライトユニットのＬ
ＥＤとガイドロッドの間、ガイドロッドとガイドプレー
トの間の少なくとも１つの隙間に挿入して配置されるこ
とを特徴とする。

【００２１】上記の課題を解決するためにその第７の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記の蛍
光体色度補正板は、ＰＣ（ポリカーボネード）、ＰＭＭ
Ａ（アクリル）等よりなる透明板又は透明シートの内に
ＹＡＧ蛍光体を混入して形成された蛍光体色度補正板で
あって、フロントライトユニットのＬＥＤとガイドロッ
ドの間、ガイドロッドとガイドプレートの間の少なくと
も１つの隙間に挿入して配置されることを特徴とする。

【００２２】上記の課題を解決するためにその第８の手
段として本発明は、前記第１の手段において、前記蛍光
体色度補正板はＹＡＧ蛍光体を混入して形成されたバッ
クライトユニットの拡散板又はプリズムシートであるこ
とを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
第１実施形態につき図面を用いて説明する。図１は本発
明の第１実施形態に係る蛍光体色度補正板を用いたバッ
クライト１０の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は断面図である。（ｃ）は（ｂ）に示すＣ部の拡
大図である。図１において、１は白色用発光ダイオード
（又は白色用ＬＥＤ）、２は導光板、３は拡散板、８は
拡散板３の下面に形成された蛍光体色度補正板である。
前記色補正板８は、図１（ｃ）に示すようにＹＡＧ蛍光
体ｙをシリコン樹脂等の樹脂ｊに配合したものを塗布す
ることにより形成される。４はＰｙプリズムシート、５
はＰｘプリズムシート、６は反射板、７はカラー表示用
の透過型もしくは半透過型の液晶表示板であり、図示し
ないカラーフィルタを有している。白色用発光ダイオー
ド１は導光板２の側面２ｃに対向する位置に配置され、
導光板１の上方には拡散板３、Ｐｙプリズムシート４、
Ｐｘプリズムシート５が順次重ねて配置される。反射シ
ート６は導光板２の下面２ｂに対向、近接して配置され
る。白色用発光ダイオード１の発光は導光板２の側面２
ｃから入射し、導光板２の上面２ａと下面２ｂの間で反
射を繰り返しながらその内部を伝播し、その間に平滑な
上面２ａから（上方に）出射する。下面２ｂは細かな凹
凸を有する乱反射面となっており、光を種々の方向に拡
散できるようになっている。反射板６は乱反射面である
下面２ｂから外部に出ようとする光を反射させて内部に
戻し、光の利用効率を上げる作用をなす。

【００２４】導光板２の上面２ａからの出射光は蛍光体
色度補正板８を経て拡散板３に達し、ここで光の方向が
中程度の範囲に絞りこまれる。更に、Ｐｙプリズムシー
ト４によりｙ方向の角度が絞りこまれ、Ｐｘプリズムシ
ート５によりｘ方向の角度が絞りこまれ、最終的には出
射光を略ｚ方向に揃える。このｚ方向に揃った光線が液
晶表示板７に入射することにより液晶を透過する光の状
態を理想的なものとし、鮮明でＳＮの高い表示を可能と
する。

【００２５】本第１実施の形態の特徴とするところは、
すでに述べたように、拡散板３の下面に形成された色補
正板８の内部にYAG蛍光体ｙが混入されていることであ
る。ここで、白色用発光ダイオード１の発光のスペクト
ルを図２（ａ）のスペクトルＨ１２に示す。又このスペ
クトルＨ１２に対応する色度を図３の色度図の色度点ｃ
１２に示す。（これらは従来例の説明において図１３
（ａ）および図１４にそれぞれ示したスペクトルＨ１２
及び色度点ｃ１２と同一である。なお、本実施形態にお
いては、白色用発光ダイオード１を２個用いているが、
スペクトルＨ１２は２個の平均的なスペクトルであ
る。）このスペクトルＨ１２に対応する図３の色度点ｃ
１２は、指定された色度のランクｂ１、ｂ２よりも左下
方に外れており、スペクトルＨ１２のＲ、Ｇ、Ｂの比率
は略０．２８：０．２５：０．４７となっており、図
２（ａ）に示すように４６０ｎｍをピークとする青色光
の強度が、５５０ｎｍをピークとする黄緑色の光の強度
に比してかなり大となっている。このため白色用発光ダ
イオード１の発光色は、かなり青みがかった白色となっ
ている。

【００２６】この白色用発光ダイオード１の発光光線が
上記のように導光板２を経て拡散板３の下面に形成され
た蛍光体色度補正板８に入射し、図１（ｃ）に示すよう
に、蛍光体色度補正板８の内部において入射光のうち青
色成分（４６０ｎｍをピーク）の一部がＹＡＧ蛍光体ｙ
に吸収され、５５０ｎｍをピークとした黄緑色の励起ス
ペクトルを発生する。これにより，ＹＡＧ蛍光体ｙの混
入量を適切に設定しておけば、図２（ａ）に示すように
白色用発光ダイオード１の発光のスペクトルＨ１２の青
色成分を減少させ、黄緑色の成分を増加させ、図に示す
スペクトルＨ２（Ｒ、G、Bの比率は略０．３：０．３：
０．４）の光線となって蛍光体色度補正板８を透過して
拡散板３に入射させることができる。この拡散板３に入
射するスペクトルＨ２の光線の色度は図３の点ｃ２とな
っており、ランクｂ２の領域に入っている。ここでＹＡ
Ｇ蛍光体ｙの励起スペクトル自体の色度は図３のｃ３と
なっており、蛍光体色度補正板８から拡散板３に入射す
る光線の色度は、ＹＡＧ蛍光体ｙの混入量が増加するに
従って点ｃ１２と点ｃ３を結ぶ点線上をたどってｃ３に
向かって移動する。上記の例においては、蛍光体ｙの混
入量を、色度が領域ｂ２内にある点ｃ２となるように設
定したが、蛍光体ｙ混入量を更に若干増やすことによ
り、図２（ｂ）に示すように前記発光スペクトルＨ１２
の青色成分を更に減少させ、黄緑色の成分を更に増加さ
せてスペクトルＨ１（Ｒ、G、Bの比率は略０．３２：
０．３４：０．３４）に補正することができる。ここで
スペクトルＨ１に対応する色度は図３の点ｃ１となり、
光線の色度をランクｂ１内に入れることができる。蛍光
体ｙの混入料は蛍光体色度補正板８の厚さに比例するの
で、本実施の形態の場合は蛍光体色度補正板８の厚さを
適切に設定することにより光線の色度をｂ１のランクで
も、ｂ２のランクでも所望のランクに入れることができ
る。

【００２７】なお、ＹＡＧ蛍光体の成分の調製によりそ
の発光スペクトルの色度は図３に示すｃ３を含む円弧状
の曲線Ｓｒの上を移動する。このような性質を利用すれ
ば、白色用発光ダイオード１の色度ｃ１２を、ＹＡＧ蛍
光体ｙの含有量及び成分を適切に設定することにより、
破線で囲まれた領域ＤＳ内で補正することができる。従
って、用途によって、完全な白色が必要とされる場合で
も、白色の色度点ｃ１（Ｒ、G、Bの比率は略０．３３：
０．３３：０．３３）は図３に示すように前記領域ＤＳ
内にあるので、白色用発光ダイオード１の色度ｃ１２を
完全な白色に補正することもできる。このようにして、
一般に青色成分が過大なために、所望のランクから外れ
ている白色用発光ダイオードの色度を所望のランクに入
れるように補正することができる。ただし、本発明にお
いては、発光ダイオードのスペクトルの青色成分を減少
させて、黄緑色成分を増加させる補正はできるが、その
逆に青色成分を増加させて、黄緑色成分を減少させる補
正はできない。例えば、すでに図１３（ｂ）に示したス
ペクトルＨ１３の場合（その色度点はｃ１３）は、青色
成分に比して黄緑色成分が過大となっているが、このよ
うな場合に上記蛍光体色度補正板を用いても所望の色度
ランクｂ１又はｂ２に入るように色度を補正することは
できない。（その意味において、所望の色度の補正光を
得ようよすれば、白色発光ダイオード（１）として当初
より、ある程度青みがかった白色用発光ダイオードを狙
って作り込んでおくことが望ましい。）

【００２８】このようにして、色度が所望の色度に補正
されて蛍光体色度補正板８から出た光は、すでに説明し
た原理により、拡散板３、ｙ方向プリズムシート４、ｘ
方向プリズムシート５を順次経てｚ方向に揃った所望の
色度のランクに入る照明光として透過型の液晶表示板７
に入射する。このようにして、透過型の液晶表示板７の
カラーフィルタ特性にマッチした照明がなされ、色度の
再現性に優れたカラー画像の表示をすることができる。
なお本実施の形態のバックライトは、白黒表示用の透過
型の液晶表示板等の照明手段として用いる場合には、青
みがかった色度の白色用を用い、すでに説明した原理を
用いて色度補正をすることにより、純粋の白色またはこ
れに極近い照明光を出射することができる。なお、図示
は省略するが、拡散板３の上下両面、又上面に上記と同
様の蛍光体色度補正板を形成した場合も本第１実施形態
と同様の効果が得られる。

【００２９】次に、図４は図１に示した第１実施形態の
変形例であるバックライト２０の構成を示す図である。
図２に示すようにバックライト２０においては、拡散板
３の下面に形成した前記色補正板８（図１）の代わり
に、同様の材料により、Ｐｙプリズムシート４の下面お
よびＰｘプリズムシート５の下面にそれぞれ蛍光体色度
補正板８が塗布等により形成されている。その他の構成
については図１に示したバックライト１０と同様であ
る。このような構成において、白色用発光ダイオード１
の発光はすでに説明した光路を経て前記蛍光体色度補正
板８ｙに入射する。そして、ここで色度補正がなされた
光がＰｙプリズムシート４を経て前記蛍光体色度補正板
８ｘに入射し、ここで更なる色度補正がなされた後、Ｐ
ｘプリズムシート５を経て、照明光として透過型液晶表
示板７に入射する。このように白色用発光ダイオード１
の発光は２回わたって色度補正されるが、色度補正の原
理そのものは、すでに説明したものと同様であり、照明
光の色度は最終的に所望の色度のランクｂ１又はｂ２に
入るように補正される。なお、蛍光体色度補正板は８ｘ
及び８ｙのどちらかでもよい。

【００３０】以下に、図面に基づいて本発明の第２実施
形態につき図面を用いて説明する。図５は本発明の第２
実施形態に係る蛍光体色度補正板を用いたバックライト
３０の構成を示す断面図であり、（ａ）は全体図、
（ｂ）、（ｃ）は蛍光体色度補正板の拡大図である。本
第２実施形態に係るバックライト３０の蛍光体色度補正
板を除いた基本的な構成は、図１に示すバックライト１
０の基本的構成と同様ある。図５において９は別体とし
て製作された蛍光体色度補正板であり、（ｂ）に示すよ
うにＰＣ（ポリカーボネイト）やＰＭＭＡ（アクリル）
よりなる透明板（又は透明シート）９ａの上下面の両側
もしくはどちらか片側にＹＡＧ蛍光体ｙを樹脂（シリコ
ン樹脂等）ｊに配合したものを塗布して硬化することに
より形成する。この形状は板状又はシート状である。蛍
光体色度補正板９は（ｃ）に示すように前記の透明板
（又は透明シート）９ａ内にＹＡＧ蛍光体ｙが混入され
たものを使用してもよい。このような蛍光体色度補正板
９が、導光板２と反射板６の間、導光板２と拡散板３の
間、拡散板３とＰｙプリズムシート４の間、およびＰｙ
プリズムシート４とＰｘプリズムシート５の間にそれぞ
れ１枚ずつ挿入されている。

【００３１】この挿入は密着状態で挿入してもよいし、
ホルダー等を用い、若干の隙間をおいて挿入、保持する
ようにしてもよい。本第２実施形態においても、光が蛍
光体色度補正板９を通過する度に、すでに説明した原理
により光線の色度補正が行われ、最終的には所望のラン
クに入る色度の照明光となって、透過型液晶表示板７に
入射する。本第２実施形態においては、予めＹＡＧ蛍光
体の含有量を種々に変えた蛍光体色度補正板９を何種類
か準備しておき、もともとの白色用発光ダイオード１の
発光の色度に対応し、所望の色度ランクに入れるために
必要な補正の程度に応じて、適切なＹＡＧ蛍光体の含有
量の蛍光体色度補正板９を選択して使用することによ
り、きめ細かく目的に応じた色度補正ができる。なお本
実施の形態はこれに限らず、蛍光体色度補正板９が挿入
された上記の場所のいずれか１又は１以上の場所に、蛍
光体色度補正板９が挿入された場合も効果を有する。
又、前記のように導光板２と反射板６の間に蛍光体色度
補正板９を挿入する代わりに、図示は省略するが、反射
シートの上面にＹＡＧ蛍光体を樹脂（シリコン樹脂等）
に配合したものを塗布して効果させたものを用いても同
様の色度補正の効果を有する。

【００３２】次に、図６は図５に示した第２実施形態の
変形例であるバックライト４０の構成を示す図である。
図６に示すようにバックライト４０においては、図５の
バックライト３０に使用したのと同様の、別体として製
作された蛍光体色度補正板９が白色用発光ダイオード１
と導光板２の入光側面２ｃの間に挿入されて配置されて
いる。白色用発光ダイオード１の発光は蛍光体色度補正
板９を通過する際に所望の色度に補正され、色度が補正
された光が側面２ｃより導光板２内に入り、以後、すで
に説明したような光路を経て、所望の色度に補正された
照明光として透過型の液晶表示板７に入射する。この場
合も、上記と同様の原理により、きめ細かく目的に応じ
た色度補正ができる。

【００３３】以下に、図面に基づいて本発明の第３実施
形態につき図面を用いて説明する。図７は本発明に係る
蛍光体色度補正板を用いたフロントライト５０の構成を
示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、
（ｃ）、（ｄ）は断面図である。図において、１は白色
用発光ダイオード、９は蛍光体色度補正板であり、１２
はガイドロッド、１３はガイドプレート、１４は反射
板、１７は反射型液晶表示板である。ガイドロット１２
は透光性の樹脂等よりなり略四角柱状をなし、長手方向
に平行な一方の端面は複数のV溝１２ｖを有する反射面
１２ｂとなっており、この反射面１２ｂに対向する側面
は平滑な出射面１２ｃとなっている。ガイドロッド１２
の長手方向に直交する端面１２ｄは白色用発光ダイオー
ド１の発光の入射面となっている。ガイドロッド１２の
前記端面１２ｄに対向して白色用発光ダイオード１が配
置され、反射面１２ｂに対向して反射板１４が配置され
ている。ガイドプレート１３は全体的には四角の平板状
で、その一方の側面が前記ガイドロッド１２に対向した
入射面１３ａとなっている。ガイドプレート１３の上面
１３ｂには入射面１３ａに平行な方向に延びる複数のＶ
溝プリズム１３ｖが設けられている。ガイドプレートの
下面１３ｃは平滑で、後述するように内部に対する反射
面と反射型液晶表示板１７に対する出射面及び入射面の
役割を兼用する。

【００３４】図７に示すように、フロントライト５０に
おいては、蛍光体色度補正板９がガイドロッド１２の端
面１２ｄと白色用発光ダイオード１の隙間に挿入されて
いる。この点が本第３実施形態の特徴とするところであ
り、その他の構成については図１２に示した従来のフロ
ントライト１２０と同様である。なお本実施の形態で使
用する蛍光体色度補正板９は別体として製作されたもの
であり、図５（ｂ）に示す色補正板９と同様に、透明板
（又は透明シート）の上下面の両側もしくはどちらか片
側にＹＡＧ蛍光体を樹脂に配合したものを塗布して硬化
することにより形成されたものか、又は図５（ｃ）に示
すものと同様に前記の透明板（又は透明シート）内にＹ
ＡＧ蛍光体ｙが混入されて形成されたものである。蛍光
体色度補正板９の挿入は隙間なく密着されて挿入される
場合と、適切なホルダーに保持されて、又はガイドロッ
ド１２の端面１２ｄ等に透明な接着剤により接着され
て、若干の隙間をもって挿入される場合がある。

【００３５】今、白色用発光ダイオード１が発光すると
その発光の光線は前記蛍光体色度補正板９を透過してガ
イドロッド１２内にの前記端面１２ｄから入る。光線が
前記蛍光体色度補正板９を透過する際に、光線の色度は
白色用発光ダイオード１の本来の色度から所望のランク
に入る色度に補正される。この補正された色度の光線が
端面１２ｄから入射し、ガイドロッド１２内において、
主としてＶ溝１２ｖにおける反射により出射面１２ｃか
ら、ガイドプレート１３に向けて出射光となる。ここ
で、反射板１４はガイドロッド１２の前記反射面１２ｂ
から後方に漏れた光を反射させて、再びガイドロッド内
１２に入射させ、光の利用効率を高める作用をなす。ガ
イドロッド１２からの出射光はＶ溝１２ｖの作用によ
り、ガイドロッドの長手方向全体にわたって略均一に出
射し、線状光源として機能する。この出射光はガイドプ
レート１３の入射面１３ａよりガイドプレート内に入
り、内部に入った光線の大部分は、図７（ｃ）に示すよ
うに直接に又は下面１３ｃによる反射等を経て上面のＶ
溝プリズム１３ｖの斜面に達しここで全反射されて下面
１３ｃを経て反射型液晶表示板１７に色度補償された照
明光として入射する。反射型液晶表示板１７に入射した
光はその反射膜１７ｂにおいて反射され、その反射光は
画像情報を有する光線として、再びガイドプレート１３
に入射し、これを透過して外部に表示のための光線を出
射する。ここで、反射型液晶表示板１７はカラー化のた
めに図示しないカラーフィルタを有している。このよう
に、本実施の形態においては、蛍光体色度補正板９の効
果により、カラー表示用の反射型液晶表示板１７に所望
の色度ランクに入るように色度補正された照明光を入射
することができ、これにより表示画像の色度の再現性を
向上し、画質を向上させることができる。

【００３６】図７（ｄ）に示すガイドプレート２３は図
７（ｃ）に示したガイドプレート１３の変形例であり、
入射面は２３ａであり、その上面２３ｂには階段状の階
段プリズム２３ｐが設けられている。階段プリズム２３
ｐの一方の斜面の傾斜はガイドプレート１３の前記Ｖ溝
プリズム１３ｖの斜面の傾斜よりもかなりゆるやかにな
っている。ガイドププレート２３は、階段プリズム２３
ｐの反射作用により、基本的には前記ガイドプレート１
３と同様の原理により、平滑な下面２３ｃから反射型液
晶表示板１７に対し照明光を出射し、その反射光を下面
２３ｃから再入射させ、上面２３ｂから表示光として出
射させる。ガイドプレート１３に比較すると、プリズム
面からの反射光の傾きが大となり、斜め漏れの光が増
え、光の利用効率は低下するが、ガイドプレートを製造
するための成形型の磨耗が少なくなり、結果的に製造コ
ストを低減する利点を有する。図７（ｃ）に示すガイド
プレート１３のの代わりに図７（ｄ）に示すガイドプレ
ートを使用した場合もカラー表示用の反射型液晶表示板
１７に所望の色度ランクに入るように色度補正された照
明光を入射することができ、上記と同様の色度補正の効
果を得ることができる。

【００３７】以下に、図面に基づいて本発明の第４施形
態につき図面を用いて説明する。図８は本第４施形態に
係る蛍光体色度補正板９を用いたフロントライト６０の
構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）、（ｃ）
は断面図である。図８（ａ）に示すように本第４実施形
態においては、ガイドロッド１２の出射面となる側面１
２ｃとガイドプレート１３の入射面１３ａとの隙間に蛍
光体色度補正板９が挿入されている、本第４施形態のフ
ロントライト６０に使用する蛍光体色度補正板９は図７
に示す第３施形態のフロントライト５０に使用する蛍光
体色度補正板９に比較して細長い形状となっているが、
材料的にはＹＡＧ蛍光体を含み、同様の構成たなってい
る。フロントライト６０のその他の構成は前記フロント
ライト５０と同様である。白色発光ダイオード１が発光
するとその発光は図７に示した第３実施形態のフロント
ライト２０と基本的には同様の経路を経て外部に出射す
る。この間、ガイドロッド１２の側面１２ｃとガイドプ
レート１３の入射面１３ａとの隙間に挿入された蛍光体
色度補正板９内を光線が通過するが、この際、すでに述
べたのと同様の原理により、光線の色度が所望のランク
に色度補正されてガイドプレート１３に入射する。この
結果、ガイドプレート１３の出射光として所望のランク
に色度補正された照明光が反射型液晶表示板１７に入射
し、以下第３実施形態のフロントライト５０の場合と同
様にして、色度の再現性に優れた画像表示をすることが
できる。

【００３８】図８（ｃ）はガイドプレート１３の代わり
に階段プリズム２３ｐを有する階段プリズム型のガイド
プレート２３を用い、ガイドロッド１２の出射面１２ｃ
とガイドプレート２３の入射面２３ａの間に蛍光体色度
補正板９を挿入た場合を示す。この場合も、図７（ｂ）
に示すガイドプレート１３を用いたのとほぼ同様の原理
により、同様の色度補正の効果を得ることができる。

【００３９】以下に、図面に基づいて本発明の第５施形
態につき図面を用いて説明する。図９は本発明の第５施
形態に係るバックライト７０の構成を示す図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）、は断面図、（ｃ）は拡散板の
拡大断面図である。図９において、３３は拡散板である
が、（ｃ）に示すようにその内部にＹＡＧ蛍光体ｙが拡
散されており、蛍光体色度補正板としての役割も兼用し
ている。蛍光体色度補正板を除いた基本的な構成につい
ては、前記バックライト７０の構成は図１に示すバック
ライト１０同様である。光線が拡散板３３を通過する際
に、すでに説明した原理により色度補正が行われる。本
第５実施形態に係るバックライト７０は第１実施形態に
係るバックライト１０と、基本的には同一の原理によ
り、同様の色度補正の効果を有する。なお、この他に、
本第５実施形態の変形例として、図示は省略するが、Ｐ
ｙプリズムシート４又はＰｘプリズムシート５その内部
にＹＡＧ蛍光体が拡散された状態で形成し、蛍光体色度
補正板としての役割も兼用させることもできる。この場
合も同様の色度の補正効果を有する。

【００４０】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の蛍光体色
度補正板を白色用発光ダイオードを有するカラー液晶表
示用のバックライト又はフロントライトに使用すること
により、白色用発光ダイオード自体の発光の色度のバラ
ツキを補正して、液晶パネルのカラーフィルタ特性にマ
ッチした所望の色度の照明光を出射することができる。
又、用途に応じ、完全な白色又はこれに近い照明光を出
射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光体色度補正板を使用したバックラ
イトの１実施形態を示す図である。

【図２】図１に示すバックライトに使用する白色用発光
ダイオードの発光のスペクトルおよび色度補正後のスペ
クトルを示す図である。

【図３】図１に示すバックライトの白色用発光ダイオー
ドおよび照明光の色度を示す色度図である。

【図４】図１に示すバックライトの変形例を示す図であ
る。

【図５】本発明の蛍光体色度補正板を使用したバックラ
イトの他の実施形態を示す図である。

【図６】図５に示すバックライトの変形例を示す図であ
る。

【図７】本発明の蛍光体色度補正板を使用したフロント
ライトの１実施形態を示す図である。

【図８】本発明の蛍光体色度補正板を使用したフロント
ライトの他の１つの実施形態を示す図である。

【図９】本発明の蛍光体色度補正板を使用したバックラ
イトの更なる１つの実施形態を示す図である。

【図１０】従来のバックライトを示す図である。

【図１１】白色用発光ダイオードの構成を示す図であ
る。

【図１２】従来のフロントライトを示す図である。

【図１３】白色用発光ダイオードの発光の波長スペクト
ルを示す図である。

【図１４】白色用発光ダイオードの発光の色度を示す図
である。

【符号の説明】

１白色用発光ダイオード２導光板３拡散板４ｙ方向プリズムシート５ｘ方向プリズムシート６反射板７透過型液晶表示板８、９蛍光体色度補正板１０、２０、３０、４０、７０バックライト１２ガイドロッド１３、２３ガイドプレート１４反射板１７反射型液晶表示板５０、６０フロントライトｙＹＡＧ蛍光体ｊ樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｍ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＹＡＧ蛍光体を有する蛍光体色度補正板
であって、ＬＥＤを発光源とする照明装置の発光から照
明に至る光路に設けられ、そのＬＥＤの発光により励起
されるＹＡＧ蛍光体の蛍光により、ＬＥＤの発光の色度
を補正することを特徴とする蛍光体色度補正板。
【請求項２】前記の蛍光体色度補正板はバックライト
ユニットの拡散板、又はプリズムシートの上下面の両側
もしくはいずれか片側にＹＡＧ蛍光体をシリコン樹脂等
の樹脂に配合したものを塗布して形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体色度補正板。
【請求項３】前記の蛍光体色度補正板は、バックライ
トユニットの反射シートの上面にＹＡＧ蛍光体をシリコ
ン樹脂等の樹脂に配合したものを塗布して形成されたも
のであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体色度
補正板。
【請求項４】前記の蛍光体色度補正板は、ＰＣ（ポリ
カーボネード）、ＰＭＭＡ（アクリル）等よりなる透明
板又は透明シートの上下面の両側もしくはいずれか片側
にＹＡＧ蛍光体をシリコン樹脂等の樹脂に配合したもの
を塗布して形成された蛍光体色度補正板であって、バッ
クライトユニットの導光板と反射シートの間、導光板と
拡散板の間、拡散板とプリズムシートの間又はＬＥＤと
導光板の間の少なくとも１つの隙間に挿入して配置され
ることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体色度補正
板。
【請求項５】前記の蛍光体色度補正板は、ＰＣ（ポリ
カーボネード）、ＰＭＭＡ（アクリル）等よりなる透明
板又は透明シートの内にＹＡＧ蛍光体を混入して形成さ
れた蛍光体色度補正板であって、バックライトユニット
の導光板と反射シートの間、導光板と拡散板の間、拡散
板とプリズムシートの間又はＬＥＤと導光板の間の少な
くとも１つの隙間に挿入して配置されることを特徴とす
る請求項１に記載の蛍光体色度補正板。
【請求項６】前記の蛍光体色度補正板は、ＰＣ（ポリ
カーボネード）、ＰＭＭＡ（アクリル）等よりなる透明
板又は透明シートの上下面の両側もしくはいずれか片側
にＹＡＧ蛍光体をシリコン樹脂等の樹脂に配合したもの
を塗布して形成された蛍光体色度補正板であって、フロ
ントライトユニットのＬＥＤとガイドロッドの間、ガイ
ドロッドとガイドプレートの間の少なくとも１つの隙間
に挿入して配置されることを特徴とする請求項１に記載
の蛍光体色度補正板。
【請求項７】前記の蛍光体色度補正板は、ＰＣ（ポリ
カーボネード）、ＰＭＭＡ（アクリル）等よりなる透明
板又は透明シートの内にＹＡＧ蛍光体を混入して形成さ
れた蛍光体色度補正板であって、フロントライトユニッ
トのＬＥＤとガイドロッドの間、ガイドロッドとガイド
プレートの間の少なくとも１つの隙間に挿入して配置さ
れることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体色度補正
板。
【請求項８】前記蛍光体色度補正板はＹＡＧ蛍光体を
混入して形成されたバックライトユニットの拡散板又は
プリズムシートであることを特徴とする請求項１に記載
の蛍光体色度補正板。