JP6397789B2 - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、面光源装置及び液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に適用されるエッジライト方式の面光源装置において、点光源として、白色発光ダイオードを備えたものが実用化されている。複数の点光源が導光板の一辺に沿って配置された構成では、点光源に近い入光面の近傍において輝度ムラが生じやすい。このような課題に対して、例えば、入光面に出光面と垂直な方向に長い異方性形状を有する複数の凹部又は凸部を設ける技術が提案されている。

特開２０１３−３３２５２号公報

本実施形態の目的は、その面内での色度を均一化することが可能な面光源装置、及び、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
一方向に並んだ第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源と対向する側面、及び、前記側面と交差する主面を有する導光板と、を備えた面光源装置であって、前記第１光源及び前記第２光源の各々は、青色発光ダイオードチップと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせた３波長発光ダイオードであり、前記第１光源は、青色ピーク波長の第１ピーク値、緑色ピーク波長の第２ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第３ピーク値を有する第１スペクトル特性を有し、前記第２光源は、青色ピーク波長の第４ピーク値、緑色ピーク波長の第５ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第６ピーク値を有する第２スペクトル特性を有し、前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値が略同等であり、且つ、前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値が略同等である、面光源装置が提供される。

本実施形態によれば、
一方向に並んだ第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源と対向する側面、及び、前記側面と交差する主面を有する導光板と、前記主面と対向する側に位置する液晶表示パネルと、を備えた液晶表示装置であって、前記第１光源及び前記第２光源の各々は、青色発光ダイオードチップと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせた３波長発光ダイオードであり、前記第１光源は、青色ピーク波長の第１ピーク値、緑色ピーク波長の第２ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第３ピーク値を有する第１スペクトル特性を有し、前記第２光源は、青色ピーク波長の第４ピーク値、緑色ピーク波長の第５ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第６ピーク値を有する第２スペクトル特性を有し、前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値が略同等であり、且つ、前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値が略同等である、液晶表示装置が提供される。

図１は、本実施形態における液晶表示装置ＬＣＤの構成例を概略的に示す分解斜視図である。 図２は、図１に示した液晶表示装置ＬＣＤの構成例を概略的に示す断面図である。 図３Ａは、図１に示した発光ダイオードＬＤの構成例を概略的に示す断面図である。 図３Ｂは、図１に示した発光ダイオードＬＤの他の構成例を概略的に示す断面図である。 図４は、一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）の色度のマージンＭを示すｘｙ色度図である。 図５は、図４に示した線Ｌ０上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。 図６は、図４に示したのと同一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）について赤色波長のピーク値及び緑色波長のピーク値の許容範囲とマージンＭとの関係を示すｘｙ色度図である。 図７は、図６に示した線Ｌ１１又は線Ｌ１２上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。 図８は、図６に示した線Ｌ２１又は線Ｌ２２上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。 図９は、図４に示したのと同一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）について赤色波長のピーク値及び緑色波長のピーク値の許容範囲とマージンＭとの関係を示すｕ’ｖ’色度図である。 図１０は、選択した発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の組み合わせと、見栄えの評価結果をまとめた図である。 図１１Ａは、代表的な面光源装置ＬＳにおける色度分布の測定結果を示す図である。 図１１Ｂは、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２と測定位置との関係を説明するための図である。 図１２は、マージンＭ内に１４個の色度ランクを設定した例を示すｘｙ色度図である。 図１３は、マージンＭ内に３９個の色度ランクを設定した例を示すｘｙ色度図である。 図１４は、図１に示した光源ユニットＬＵにおける発光ダイオードＬＤのレイアウト例を示す図である。 図１５は、サンプル番号１乃至１２の面光源装置ＬＳに適用される発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度を示す図である。 図１６は、サンプル番号１３乃至２４の面光源装置ＬＳに適用される発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度を示す図である。 図１７は、面光源装置ＬＳのサンプル番号と、見栄えの評価結果とをまとめた図である。 図１８は、各サンプルの面光源装置ＬＳにおける発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度差と、見栄えとの相関関係を示す図である。 図１９は、各サンプルの面光源装置ＬＳにおける発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のピーク波長でのピーク値の差分と、見栄えとの相関関係を示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態における液晶表示装置ＬＣＤの構成例を概略的に示す分解斜視図である。

液晶表示装置ＬＣＤは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルＰＮＬ、両面テープＴＰ、光学シートＯＳ、フレームＦＲ、導光板ＬＧ、光源ユニットＬＵ、反射シートＲＳ、ベゼルＢＺなどを備えている。液晶表示パネルＰＮＬを照明する面光源装置ＬＳは、少なくとも導光板ＬＧ及び光源ユニットＬＵを備えて構成されている。

液晶表示パネルＰＮＬは、平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層と、を備えている。なお、液晶層は、液晶表示パネルＰＮＬの厚みに比べて極めて薄く、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを貼り合せるシール材の内側に位置しているため、その図示を省略している。

液晶表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とが対向する領域に画像を表示する表示エリアＤＡを有している。図示した例では、表示エリアＤＡは、長方形状に形成されている。液晶表示パネルＰＮＬは、面光源装置ＬＳからの光を選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。なお、液晶表示パネルＰＮＬは、透過表示機能に加えて、外光を選択的に反射することで画像を表示する反射表示機能を備えた半透過型であってもよい。また、液晶表示パネルＰＮＬは、表示モードとして、主として基板主面に略平行な横電界を利用する横電界モードに対応した構成を有していても良いし、主として基板主面に略垂直な縦電界を利用する縦電界モードに対応した構成を有していても良い。

図示した例では、液晶表示パネルＰＮＬを駆動するのに必要な信号を供給する信号供給源として、駆動ＩＣチップＣＰ及びフレキシブルプリント回路基板ＦＰＣが第１基板ＳＵＢ１に実装されている。

光学シートＯＳは、光透過性を有しており、液晶表示パネルＰＮＬの裏面側に位置し、少なくとも表示エリアＤＡと対向している。光学シートＯＳとしては、拡散シートＯＳＡ、プリズムシートＯＳＢ、プリズムシートＯＳＣ、拡散シートＯＳＤなどが含まれる。図示した例では、これらの光学シートＯＳは、いずれも長方形状に形成されている。

フレームＦＲは、液晶表示パネルＰＮＬとベゼルＢＺとの間に位置している。図示した例では、フレームＦＲは、矩形枠状に形成されており、表示エリアＤＡと対向する長方形状の開口部ＯＰを有している。

両面テープＴＰは、表示エリアＤＡの外側で液晶表示パネルＰＮＬとフレームＦＲとの間に位置している。この両面テープＴＰは、例えば遮光性を有しており、矩形枠状に形成されている。

導光板ＬＧは、フレームＦＲとベゼルＢＺとの間に位置している。図示した例では、導光板ＬＧは、平板状に形成され、第１主面ＬＧＡ、第１主面ＬＧＡとは反対側の第２主面ＬＧＢ、及び、第１主面ＬＧＡと第２主面ＬＧＢとを繋ぐ側面ＬＧＣを有している。

光源ユニットＬＵは、導光板ＬＧの側面ＬＧＣに沿って配置されている。光源ユニットＬＵは、光源として機能する発光ダイオードＬＤ、複数の発光ダイオードＬＤが実装されるフレキシブル回路基板ＬＦＰＣなどを備えている。複数の発光ダイオードＬＤは、一方向に並んでいる。図示した例では、これらの発光ダイオードＬＤは、導光板ＬＧの短辺に平行な側面ＬＧＣに沿って一列に並んでいる。なお、発光ダイオードＬＤは、導光板ＬＧの長辺に平行な他の側面（側面ＬＧＣに交差する側面）に沿って並んでいても良い。一例では、光源ユニットＬＵは、偶数個の発光ダイオードＬＤを備えている。発光ダイオードＬＤの詳細については後述する。

反射シートＲＳは、光反射性を有しており、ベゼルＢＺと導光板ＬＧとの間に位置している。図示した例では、反射シートＲＳは、長方形状に形成されている。

ベゼルＢＺは、上記の液晶表示パネルＰＮＬ、両面テープＴＰ、光学シートＯＳ、フレームＦＲ、導光板ＬＧ、光源ユニットＬＵ、反射シートＲＳを収容している。図示した例では、面光源装置ＬＳは、液晶表示パネルＰＮＬを背面側、つまり第１基板ＳＵＢ１と対向する側に配置されており、いわゆるバックライトとして機能する。

図２は、図１に示した液晶表示装置ＬＣＤの構成例を概略的に示す断面図である。

液晶表示パネルＰＮＬ、各種光学シートＯＳＡ乃至ＯＳＤ、導光板ＬＧ、及び、反射シートＲＳは、表示エリアＤＡのみならず、表示エリアＤＡよりも外側の非表示エリアＮＤＡに延在している。光源ユニットＬＵ及びフレームＦＲは、非表示エリアＮＤＡに位置している。

反射シートＲＳは、導光板ＬＧの第２主面ＬＧＢと対向している。各種光学シートＯＳＡ乃至ＯＳＤの各々は、導光板ＬＧの第１主面ＬＧＡと液晶表示パネルＰＮＬとの間で積層されている。

光源ユニットＬＵにおいて、フレキシブル回路基板ＬＦＰＣは、ベゼルＢＺと、導光板ＬＧ及びフレームＦＲとの間に位置している。フレキシブル回路基板ＬＦＰＣは、例えば、両面テープなどで導光板ＬＧの第２主面ＬＧＢに接着されている。発光ダイオードＬＤは、フレームＦＲとベゼルＢＺとの間のスペースに収容されている。発光ダイオードＬＤの発光面ＬＥは、導光板ＬＧの側面ＬＧＣと対向している。側面ＬＧＣは、発光ダイオードＬＤからの放射光が入射する入射面に相当する。また、側面ＬＧＣに交差する第１主面ＬＧＡは、側面ＬＧＣから入射した光を出射する出射面に相当する。液晶表示パネルＰＮＬは、第１主面ＬＧＡと対向する側に位置している。

両面テープＴＰは、非表示エリアＮＤＡにおいて、液晶表示パネルＰＮＬとフレームＦＲとを接着している。液晶表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１の外面に接着された第１光学素子ＯＤ１、及び、第２基板ＳＵＢ２の外面に接着された第２光学素子ＯＤ２を備えている。第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２の各々は、少なくとも偏光板を含んでいる。第１光学素子ＯＤ１は、光学シート（拡散シート）ＯＤＡと対向している。

図３Ａは、図１に示した発光ダイオードＬＤの構成例を概略的に示す断面図である。

本実施形態で適用される発光ダイオードＬＤは、青色に発光する青色発光ダイオードチップ（以下、青色ＬＥＤチップと称する）と、赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせて構成されている。このような発光ダイオードＬＤは、シングルチップ型の３波長発光ダイオードなどと称されるものである。

すなわち、発光ダイオードＬＤは、フレーム１１、青色ＬＥＤチップ１２、樹脂層１３、パッケージ１４などを備えている。フレーム１１は、銅などの金属製であり、青色ＬＥＤチップ１２を支持している。青色ＬＥＤチップ１２は、フレーム１１に実装されている。この青色ＬＥＤチップ１２は、例えば４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの青色波長においてスペクトル強度のピークを有する青色光を放射する。樹脂層１３は、青色ＬＥＤチップ１２の発光面１２Ｅと対向する側に位置している。この樹脂層１３は、少なくとも赤色蛍光体１３Ｒ及び緑色蛍光体１３Ｇを含んでいる。なお、樹脂層１３は、必要に応じて、赤色及び緑色とは異なる他の色の蛍光体を含んでいても良く、一例では、黄色の蛍光体を含んでいても良い。パッケージ１４は、これらのフレーム１１、青色ＬＥＤチップ１２、及び、樹脂層１３を収容している。

発光ダイオードＬＤは、青色ＬＥＤチップ１２からの青色光、赤色蛍光体１３Ｒからの赤色の蛍光、及び、緑色蛍光体１３Ｇからの緑色の蛍光を組み合わせて白色光を放射する白色光源として機能する。この発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、青色波長、緑色波長、及び、赤色波長のそれぞれにピークを有する。青色波長でのピークは、主として青色ＬＥＤチップ１２から放射された青色光に依存する。緑色波長でのピークは、主として緑色蛍光体１３Ｇからの蛍光に依存する。赤色波長でのピークは、主として赤色蛍光体１３Ｒからの蛍光に依存する。

図３Ｂは、図１に示した発光ダイオードＬＤの他の構成例を概略的に示す断面図である。ここに示した構成例は、図３Ａに示した構成例と比較して、１個の発光ダイオードＬＤが２個の青色ＬＥＤチップ１２１及び１２２を備えた点で相違している。これらの青色ＬＥＤチップ１２１及び１２２は、赤色蛍光体１３Ｒ及び緑色蛍光体１３Ｇを含んだ樹脂層１３と対向し、フレーム１１とともにパッケージ１４に収容されている。

このような発光ダイオードＬＤは、ＹＡＧやシリケート系などの黄色蛍光体を使用した白色発光ダイオード（比較例）と比較して、色度図上での色再現範囲を拡大できるといった利点を有している。一方で、発光ダイオードＬＤは、２種類の蛍光体を使用しているため、比較例の白色発光ダイオードよりも、製造上の色度バラつきが大きくなる傾向がある。また、発光ダイオードＬＤは、青色波長、緑色波長、及び、赤色波長の３波長でそれぞれピークを有するスペクトル特性を有しているため、スペクトルのバラツキ、例えば青色波長、緑色波長、赤色波長のそれぞれでのピーク値のバラツキなどにより、放射される白色光の色度のバラツキが大きくなる傾向がある。このため、量産された発光ダイオードＬＤについて、それぞれ固有の色度は、色度図上で比較的広範囲に分布している。

このような発光ダイオードＬＤを光源ユニットＬＵに適用する際には、予め各発光ダイオードをその色度に応じて対応する色度ランク別に分類し、異なる色度ランクの発光ダイオードＬＤを規則的に配置する（ミキシング）実装方法が提案されている。このような実装方法によれば、色度ランクの異なる発光ダイオードＬＤからの個々の放射光が導光板ＬＧの内部で混ざり、導光板ＬＧから出射される。

ところで、発光ダイオードＬＤのミキシングに際しては、異なる色度ランクの発光ダイオードＬＤの組み合わせによっては個々の放射光が十分に混ざらないことがある。特に、導光板ＬＧの側面（入射面）ＬＧＣの近傍では、発光ダイオードＬＤからの放射光の個々の色味がそのまま残り、面光源装置ＬＳとしてその面内での色度の均一性が損なわれてしまう虞がある。また、このような面光源装置ＬＳを適用した液晶表示装置では、表示品位が低下してしまう虞がある。

以下、本実施形態における発光ダイオードＬＤのミキシングについて説明する。

図４は、一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）の色度のマージンＭを示すｘｙ色度図である。なお、ここでのｘｙ色度図とは、２°視野ＸＹＺ表色系において、色度座標（ｘ、ｙ）を平面上に示した図であり、ＣＩＥ１９３１色度図と称される場合もある。

一仕様の発光ダイオードＬＤは、同一波長にスペクトル強度のピークを有する青色ＬＥＤチップと、赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせて、目標色度座標の放射光（白色光）が得られるように製造される。このように製造された発光ダイオードＬＤの各々において、それらの放射光の色度は、各発光ダイオードＬＤの青色波長、緑色波長、及び、赤色波長それぞれのピーク値のバラツキに起因して、色度図上で所定範囲に亘って分布する。例えば、一仕様の発光ダイオードＬＤは、図中のドットＤｔで示した目標色度座標の放射光が得られるように製造される。このとき、当該一仕様の発光ダイオードＬＤの色度のマージン（バラツキ）Ｍは、座標Ｄ１から座標Ｄ２までの範囲に亘り、図示した例では、図中の座標Ｄ１乃至Ｄ４で規定される四角形で示した範囲に亘る。なお、マージンＭの形状は、図示した例に限らない。

一例では、ドットＤｔで示した目標色度座標は、（ｘ，ｙ）＝（0.2748,0.2525）であり、座標Ｄ１は（ｘ，ｙ）＝（0.2620,0.2350）であり、座標Ｄ２は（ｘ，ｙ）＝（0.2875,0.2700）であり、座標Ｄ３は（ｘ，ｙ）＝（0.2788,0.2700）であり、座標Ｄ４は（ｘ，ｙ）＝（0.2704,0.2350）である。目標色度座標のドットＤｔは、座標Ｄ１と座標Ｄ２との中間、或いはマージンＭの中央（図示した四角形の重心）に位置している。

図中の線Ｌ０は、一仕様の発光ダイオードＬＤのうち、緑色波長のピーク値と赤色波長のピーク値との比が一定であり、青色波長のピーク値が異なるスペクトル特性を有する発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。なお、この線Ｌ０は、必ずしも直線であるとは限らない。線Ｌ０上のドットＤ１１乃至Ｄ１８、及び、ドットＤ２１乃至Ｄ２６は、代表的な発光ダイオードＬＤの色度を示している。なお、目標色度座標のドットＤｔは、線Ｌ０上に位置している。線Ｌ０は、マージンＭを横切っている。線Ｌ０上のドットＤｔ、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、及びＤ２２は、いずれもマージンＭの内側に位置している。

図５は、図４に示した線Ｌ０上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。本実施形態では、発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、分光放射輝度計ＣＳ２０００（コニカミノルタ社製）で測定した。

図中の横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸はスペクトル強度（ａ．ｕ．）を表す。発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、約４５０ｎｍ（一例では約４４５ｎｍ）の青色波長、約５４０ｎｍ（一例では５３８ｎｍ）の緑色波長、及び、約６３０ｎｍ（一例では６３１ｎｍ）の赤色波長のそれぞれにピークを有する。なお、図示した例のスペクトル特性は、赤色波長において３つのピークを有するが、ここでは、最もスペクトル強度が高いピークを赤色波長のピークとしている。また、青色波長などの他の波長においても複数のピークが出現する場合においても、最もスペクトル強度が高いピークを赤色波長のピークとする。各ピークでのスペクトル強度がピーク値に相当する。なお、以下の説明では、上記の分光放射輝度計で測定したスペクトル特性において、スペクトル強度のピークが得られる波長をピーク波長と称する場合がある。図中のλbは青色ピーク波長（約４４５ｎｍ）を示し、λgは緑色ピーク波長（約５３８ｎｍ）を示し、λrは赤色ピーク波長（約６３１ｎｍ）を示している。

また、図中の横軸の波長は、人間の目で感じる光の色の波長を数値化したドミナント波長に換算することも可能である。すなわち、横軸をドミナント波長とするスペクトル特性は、図示した各波長でのスペクトル強度に、視感度を乗じることによって得られる。

いま、ドットＤｔで示した目標色度座標が得られる発光ダイオードＬＤのスペクトル特性において、青色ピーク波長λbでのピーク値ＰＢを１とする。緑色ピーク波長λgのピーク値及び赤色ピーク波長λrのピーク値を一定として、青色ピーク波長λbのピーク値ＰＢのみを１から１．４まで０．０５刻みで変更したそれぞれの発光ダイオードＬＤは、図４のドットＤ１１乃至Ｄ１８で示した色度を有し、また、青色ピーク波長λbのピーク値ＰＢのみを１から０．７まで０．０５刻みで変更したそれぞれの発光ダイオードＬＤは、図４のドットＤ２１乃至Ｄ２６で示した色度を有する。代表的には、ドットＤ１１はピーク値ＰＢが１．０５の場合に相当し、ドットＤ１２はピーク値ＰＢが１．１０の場合に相当し、ドットＤ１３はピーク値ＰＢが１．１５の場合に相当する。また、ドットＤ２１はピーク値ＰＢが０．９５の場合に相当し、ドットＤ２２はピーク値ＰＢが０．９０の場合に相当し、ドットＤ２３はピーク値ＰＢが０．８５の場合に相当する。

図６は、図４に示したのと同一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）について赤色ピーク波長のピーク値及び緑色ピーク波長のピーク値の許容範囲とマージンＭとの関係を示すｘｙ色度図である。

ここでは、同一仕様の発光ダイオードＬＤについて、それぞれのスペクトル特性に基づいて５種類に分類した。図中の線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２は、分類した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当するものであり、いずれもマージンＭを横切っている。なお、本実施形態においては、後述するすべての線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２について、必ずしも直線であるとは限らない。

ここで、マージンＭと線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２との関係に着目する。線Ｌ０は、座標Ｄ１と座標Ｄ４との間、及び、座標Ｄ２と座標Ｄ３との間を通り、マージンＭの中央を横切る。線Ｌ１１及びＬ１２は、座標Ｄ１と座標Ｄ３との間、及び、座標Ｄ２と座標Ｄ３との間を通る。線Ｌ１２は座標Ｄ３の近傍のマージンＭを横切り、線Ｌ１１は線Ｌ０と線Ｌ１２との略中間に位置している。線Ｌ２１及びＬ２２は、座標Ｄ１と座標Ｄ４との間、及び、座標Ｄ２と座標Ｄ４との間を通る。線Ｌ２２は座標Ｄ４の近傍のマージンＭを横切り、線Ｌ２１は線Ｌ０と線Ｌ２２との略中間に位置している。

線Ｌ０に対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、図５に示した通り、緑色ピーク波長のピーク値と赤色ピーク波長のピーク値との比が一定であり、青色ピーク波長のピーク値のみを０．７から１．４まで０．０５刻みで変更した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。ここで、青色ピーク波長のピーク値を１としたスペクトル特性を基準スペクトル特性とする。

線Ｌ１１及びＬ１２にそれぞれ対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性では、緑色ピーク波長でのピーク値を１とするように規格化したときに、赤色ピーク波長でのピーク値が基準スペクトル特性の赤色ピーク波長でのピーク値よりも小さい。より具体的には、Ｌ１１に対応するスペクトル特性は、その赤色ピーク波長において、基準スペクトル特性のピーク値の９０％相当のピーク値を有する。また、Ｌ１２に対応するスペクトル特性は、その赤色ピーク波長において、基準スペクトル特性のピーク値の８０％相当のピーク値を有する。

つまり、線Ｌ１１に対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、緑色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の緑色ピーク波長のピーク値と同一であり、且つ、赤色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の赤色ピーク波長のピーク値の９０％に相当する一方で、青色ピーク波長のピーク値のみを線Ｌ０の場合と同様に０．７から１．４まで０．０５刻みで変更した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。同様に、線Ｌ１２に対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、緑色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の緑色ピーク波長のピーク値と同一であり、且つ、赤色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の赤色ピーク波長のピーク値の８０％に相当する一方で、青色ピーク波長のピーク値のみを線Ｌ０の場合と同様に０．７から１．４まで０．０５刻みで変更した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。

線Ｌ２１及びＬ２２にそれぞれ対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性では、赤色ピーク波長でのピーク値を１とするように規格化したときに、緑色ピーク波長でのピーク値が基準スペクトル特性の緑色ピーク波長でのピーク値よりも小さい。より具体的には、Ｌ２１に対応するスペクトル特性は、その緑色ピーク波長において、基準スペクトル特性のピーク値の９０％相当のピーク値を有する。また、Ｌ２２に対応するスペクトル特性は、その緑色ピーク波長において、基準スペクトル特性のピーク値の８０％相当のピーク値を有する。

つまり、線Ｌ２１に対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、赤色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の赤色ピーク波長のピーク値と同一であり、且つ、緑色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の緑色ピーク波長のピーク値の９０％に相当する一方で、青色ピーク波長のピーク値のみを線Ｌ０の場合と同様に０．７から１．４まで０．０５刻みで変更した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。同様に、線Ｌ２２に対応する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性は、赤色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の赤色ピーク波長のピーク値と同一であり、且つ、緑色ピーク波長のピーク値が基準スペクトル特性の緑色ピーク波長のピーク値の８０％に相当する一方で、青色ピーク波長のピーク値のみを線Ｌ０の場合と同様に０．７から１．４まで０．０５刻みで変更した発光ダイオードＬＤの個々の色度の集合に相当する。

図中の８つのドットＤＡ０、ＤＢ０、ＤＢ１、ＤＣ０、ＤＣ１、ＤＤ０、ＤＤ１、ＤＥ１は、いずれもマージンＭの内側に位置し、しかも、マージンＭの端部近傍に位置する。ドットＤＡ０は、線Ｌ１２上もしくはその近傍に位置する。ドットＤＢ０及びＤＢ１は、線Ｌ１１上もしくはその近傍に位置する。ドットＤＣ０及びＤＣ１は、線Ｌ０上もしくはその近傍に位置する。ドットＤＤ０及びＤＤ１は、線Ｌ２１上もしくはその近傍に位置する。ドットＤＥ１は、線Ｌ２２上もしくはその近傍に位置する。

図７は、図６に示した線Ｌ１１又は線Ｌ１２上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。図８は、図６に示した線Ｌ２１又は線Ｌ２２上の色度を有する発光ダイオードＬＤのスペクトル特性の一例を示す図である。なお、図７及び図８において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸はスペクトル強度（ａ．ｕ．）を表す。

図７に示した例では、２種類の発光ダイオードＬＤのスペクトル特性ＳＰＡ及びＳＰＢについて、約５３８ｎｍの緑色ピーク波長λgでのピーク値を１とするように規格化している。約６３１ｎｍの赤色ピーク波長λrにおいては、スペクトル特性ＳＰＡはピーク値ＰＲＡを有し、スペクトル特性ＳＰＢはピーク値ＰＲＢを有している。このとき、ピーク値ＰＲＢは、ピーク値ＰＲＡよりも小さい。なお、青色ピーク波長λbについては、同一仕様の発光ダイオードＬＤを使用しているため、ピーク波長はいずれも同一であるが、ピーク値は必ずしも一致するとは限らない。図示した例では、スペクトル特性ＳＰＡ及びＳＰＢにおいて、青色ピーク波長λbのピーク値はほぼ同一である。

スペクトル特性ＳＰＡが図５に示した基準スペクトル特性であるとすると、スペクトル特性ＳＰＢは、線Ｌ１１又は線Ｌ１２に対応するスペクトル特性に相当する。スペクトル特性ＳＰＢが線Ｌ１１に対応するスペクトル特性である場合、その赤色ピーク波長λrのピーク値ＰＲＢは、ピーク値ＰＲＡの９０％である。また、スペクトル特性ＳＰＢが線Ｌ１２に対応するスペクトル特性である場合、その赤色ピーク波長λrのピーク値ＰＲＢは、ピーク値ＰＲＡの８０％である。なお、スペクトル特性ＳＰＡが線Ｌ１１に対応するスペクトル特性であって、スペクトル特性ＳＰＢが線Ｌ１２に対応するスペクトル特性であっても良い。

要するに、線Ｌ１１又はＬ１２に対応するスペクトル特性は、緑色ピーク波長λgにおいて基準スペクトル特性と同等のピーク値を有する一方で、赤色ピーク波長λrにおいては基準スペクトル特性のピーク値よりも小さいピーク値を有している。また、線Ｌ１２に対応するスペクトル特性は、緑色ピーク波長λgにおいて線Ｌ１１に対応するスペクトル特性と同等のピーク値を有する一方で、赤色ピーク波長λrにおいては線Ｌ１１に対応するスペクトル特性のピーク値よりも小さいピーク値を有している。

図８に示した例では、２種類の発光ダイオードＬＤのスペクトル特性ＳＰＣ及びＳＰＤについて、約６３１ｎｍの赤色ピーク波長λrでのピーク値を１とするように規格化している。約５３８ｎｍの緑色ピーク波長λgにおいては、スペクトル特性ＳＰＣはピーク値ＰＧＣを有し、スペクトル特性ＳＰＤはピーク値ＰＧＤを有している。このとき、ピーク値ＰＧＤは、ピーク値ＰＧＣよりも小さい。なお、青色ピーク波長λbについては、同一仕様の発光ダイオードＬＤを使用しているため、ピーク波長はいずれも同一であるが、ピーク値は必ずしも一致するとは限らない。

スペクトル特性ＳＰＣが上記の基準スペクトル特性であるとすると、スペクトル特性ＳＰＤは、線Ｌ２１又は線Ｌ２２に対応するスペクトル特性に相当する。スペクトル特性ＳＰＤが線Ｌ２１に対応するスペクトル特性である場合、そのピーク値ＰＧＤは、ピーク値ＰＧＣの９０％である。また、スペクトル特性ＳＰＤが線Ｌ２２に対応するスペクトル特性である場合、そのピーク値ＰＧＤは、ピーク値ＰＧＣの８０％である。なお、スペクトル特性ＳＰＣが線Ｌ２１に対応するスペクトル特性であって、スペクトル特性ＳＰＤが線Ｌ２２に対応するスペクトル特性であっても良い。

要するに、線Ｌ２１又はＬ２２に対応するスペクトル特性は、赤色ピーク波長λrにおいて基準スペクトル特性と同等のピーク値を有する一方で、緑色ピーク波長λgにおいては基準スペクトル特性のピーク値よりも小さいピーク値を有している。また、線Ｌ２２に対応するスペクトル特性は、赤色ピーク波長λrにおいて線Ｌ２１に対応するスペクトル特性と同等のピーク値を有する一方で、緑色ピーク波長λgにおいては線Ｌ２１に対応するスペクトル特性のピーク値よりも小さいピーク値を有している。

図９は、図４に示したのと同一仕様の発光ダイオードＬＤから放射される放射光（白色光）について赤色ピーク波長のピーク値及び緑色ピーク波長のピーク値の許容範囲とマージンＭとの関係を示すｕ’ｖ’色度図である。

ｕ’ｖ’色度図は、ｘｙ色度図の色度座標を既知の式に基づいて変換することによって得られるものである。すなわち、色度座標（ｕ’、ｖ’）は、ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚまたは色度座標（ｘ、ｙ）から次の式によって得られる。
ｕ’＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ）＝４ｘ／（−２ｘ＋１２ｙ＋３）
ｖ’＝９Ｙ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ）＝９ｙ／（−２ｘ＋１２ｙ＋３）

図６に示したｘｙ色度図と同様に、マージンＭは、四角形状で表される。図中の線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２は、いずれもマージンＭを横切っている。図中の８つのドットＤＡ０、ＤＢ０、ＤＢ１、ＤＣ０、ＤＣ１、ＤＤ０、ＤＤ１、ＤＥ１は、いずれもマージンＭの内側に位置している。

次に、本実施形態における発光ダイオードＬＤの最適なミキシングについて検討する。

１つの面光源装置ＬＳは、色度ランクに応じて分類された複数種類の発光ダイオードが組み合わされるが、ここでは、ミキシングによって組み合わされる２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２に着目して説明する。

すなわち、本実施形態の発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の各々は、青色発光ダイオードチップ１２、赤色蛍光体１３Ｒ、及び、緑色蛍光体１３Ｇによる各波長でのスペクトル強度を指標として色度図上に規定される色度ランクに基づいて選択された発光ダイオードである。ここでの色度図とは、ｘｙ色度図、あるいは、ｕ’ｖ’色度図のいずれでも良いし、他の色度図であっても良い。

色度ランクについては、種々の分類の手法がある。ここでは、まず図６に示したマージンＭを横切る５本の線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２に沿ったそれぞれの色度に応じて各色度ランクに分類し、さらに、マージンＭの内側において、ドットＤｔで示した目標色度座標のｙ座標よりも高い座標値の色度の色度ランクと、目標色度座標のｙ座標よりも低い座標値の色度の色度ランクとに分類した。一例では、マージンＭに属する一仕様の発光ダイオードＬＤは、上記の手法によって８つの色度ランクに分類される。分類した８つの色度ランクは、例えば、図６に示したマージンＭの内側を破線で区画した８つの領域Ａ１乃至Ａ８に対応する。なお、各破線は、５本の線Ｌ０、Ｌ１１及びＬ１２、Ｌ２１及びＬ２２のうち、隣接する線の中間に位置する。図６に示したドットＤＡ０は、領域Ａ１で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応する。同様に、ドットＤＢ０は領域Ａ２で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＣ０は領域Ａ３で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＤ０は領域Ａ４で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＢ１は領域Ａ５で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＣ１は領域Ａ６で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＤ１は領域Ａ７で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応し、ＤＥ１は、領域Ａ８で示した色度ランクにおける代表的な発光ダイオードＬＤの色度に対応する。

発明者は、８つの色度ランクに分類された発光ダイオードＬＤの中から２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択して面光源装置ＬＳを製造し、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を点灯して観察した際の見栄えについて主観評価した。

図１０は、選択した発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の組み合わせと、見栄えの評価結果をまとめた図である。

図中の「×」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からの放射光の個々の色味がそのまま視認された場合に相当する。図中の「○」及び「◎」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からの個々の放射光が十分に混ざり、個々の色味が視認されなかった場合に相当する。また、図中の「◎」は、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からの放射光が混ざった際に、その白色光の色度が目標色度と同等であると視認された場合に相当する。

発光ダイオードＬＤ１の色度がＤＡ０である場合、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ０またはＤＢ１である場合に見栄えが良好であった。特に、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１である場合には、より目標色度座標に近い色度が得られた。一方、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＣ０、ＤＤ０、ＤＣ１、ＤＤ１、ＤＥ１である場合には見栄えが悪かった。

発光ダイオードＬＤ１の色度がＤＢ０である場合、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１、ＤＣ１、ＤＣ０である場合に見栄えが良好であった。特に、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１、ＤＣ１である場合には、より目標色度座標に近い色度が得られた。一方、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＤ０、ＤＤ１、ＤＥ１である場合には見栄えが悪かった。

発光ダイオードＬＤ１の色度がＤＣ０である場合、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１、ＤＣ１、ＤＤ１、ＤＤ０である場合に見栄えが良好であった。特に、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１、ＤＣ１、ＤＤ１である場合には、より目標色度座標に近い色度が得られた。一方、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＥ１である場合には見栄えが悪かった。

発光ダイオードＬＤ１の色度がＤＤ０である場合、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＣ１、ＤＤ１、ＤＥ１である場合に見栄えが良好であり、しかも、目標色度座標に近い色度が得られた。一方、発光ダイオードＬＤ２の色度がＤＢ１である場合には見栄えが悪かった。

次に、発明者は、８つの色度ランクに分類された発光ダイオードＬＤの中から２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択して面光源装置ＬＳを製造し、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を点灯して、測定器を用いて面内の色度分布を測定した。測定箇所は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣから３乃至４ｍｍ離れた第１主面ＬＧＡ上とした。ここでは、測定器として、２次元色彩輝度計ＣＡ−２５００（コニカミノルタ社製）を用いた。

図１１Ａは、代表的な面光源装置ＬＳにおける色度分布の測定結果を示す図である。図１１Ｂは、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２と測定位置との関係を説明するための図である。なお、ここでの色度は、ｕ’ｖ’色度図上の座標値として測定した。

図１１Ａにおいて、図中の（ａ）は、主観評価により見栄えが悪いと判断された発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択して製造した面光源装置ＬＳの色度分布の測定結果である。図中の（ｂ）は、主観評価により見栄えが良好であると判断された発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択して製造した面光源装置ＬＳの色度分布の測定結果である。また、図中の（ａ１）及び（ｂ１）は測定した色度のｕ’座標値の分布を示し、図中の（ａ２）及び（ｂ２）は測定した色度のｖ’座標値の分布を示している。なお、（ａ１）、（ｂ１）、（ａ２）、及び、（ｂ２）において、横軸は測定位置に相当する。なお、図１１Ｂに示すように、測定対象の面光源装置における光源ユニットＬＵは、４個の発光ダイオードＬＤ１と、４個の発光ダイオードＬＤ２とを備えており、発光ダイオードＬＤ１と発光ダイオードＬＤ２とが一方向に沿って交互に等ピッチで配置された構成である。発光ダイオードＬＤ１と発光ダイオードＬＤ２とでは、互いに色度ランクが異なる。このため、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の近傍の測定位置では、ｕ’座標値及びｖ’座標値が必ずしも一致しない。図示した例では、発光ダイオードＬＤ１の近傍の測定位置でのｖ’座標値と、発光ダイオードＬＤ２の近傍の測定位置でのｖ’座標値との間で差が生じている。

ｕ’ｖ’色度図においては、白色の色度座標から横軸ｕ’の負側にずれるにしたがって緑色の傾向が強くなり、白色の色度座標から横軸ｕ’の正側にずれるにしたがって赤色の傾向が強くなる。このため、ｕ’座標値としては、その変化量が小さいほど、白色の色度が維持される（あるいは色味の変化が少ない）ため、色味の差がほとんど視認されず、見栄えが良好であると判断される。逆に、ｕ’座標値の変化量が大きいほど、赤色と緑色との色味の差が視認されやすくなり、見栄えが悪いと判断される。（ａ１）の測定結果によれば、ｕ’座標値の変化量は、約０．００８であった。これに対して、（ｂ１）の測定結果によれば、ｕ’座標値の変化量は、約０．００３であり、白色の色度座標からほとんど変化していないことが確認された。

一方、白色の色度座標から縦軸ｖ’の正側又は負側のずれに対しては、色味の変化が視認されにくい。このため、（ａ２）及び（ｂ２）の測定結果によれば、ｖ’座標値の変化量はいずれも約０．０１であったが、見栄えに対する影響はほとんどないことが確認された。

以上の評価結果に基づくと、本実施形態における発光ダイオードＬＤの好適なミキシングとは以下の通りとなる。

好適なミキシングの１つとしては、マージンＭの内側において、同一線上もしくはその近傍に位置する色度を有する発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択することである。このようなミキシングは、選択した２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２がそれぞれ以下のスペクトル特性を有するものとして換言できる。

すなわち、発光ダイオードＬＤ１は、青色ピーク波長λｂの第１ピーク値ＰＢ１、緑色ピーク波長λｇの第２ピーク値ＰＧ１、及び、赤色ピーク波長λｒの第３ピーク値ＰＲ１を有する第１スペクトル特性ＳＰ１を有する。発光ダイオードＬＤ２は、青色ピーク波長λｂの第４ピーク値ＰＢ２、緑色ピーク波長λｇの第５ピーク値ＰＧ２、及び、赤色ピーク波長λｒの第６ピーク値ＰＲ２を有する第２スペクトル特性ＳＰ２を有する。このとき、第２ピーク値ＰＧ１及び第５ピーク値ＰＧ２が略同等であり、且つ、第３ピーク値ＰＲ１及び第６ピーク値ＰＲ２が略同等である。なお、ここでの「略同等」とは、完全に一致する場合と、完全一致の場合に対して所定の許容範囲を有する場合とを含むものである。

このようなミキシングの例としては、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のそれぞれの色度がＤＢ０及びＤＢ１である場合や、ＤＣ０及びＤＣ１である場合や、ＤＤ０及びＤＤ１である場合などが該当する。

他の好適なミキシングの１つとしては、マージンＭの内側において、隣接する線上もしくはその近傍に位置する色度を有する発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択することである。このようなミキシングは、選択した２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２がそれぞれ以下のスペクトル特性を有するものとして換言できる。

すなわち、発光ダイオードＬＤ１が上記の第１スペクトル特性ＳＰ１を有し、発光ダイオードＬＤ２が上記の第２スペクトル特性ＳＰ２を有し、第２ピーク値ＰＧ１及び第５ピーク値ＰＧ２を１とするように第１スペクトル特性ＳＰ１及び第２スペクトル特性ＳＰ２を規格化したとき、第３ピーク値ＰＲ１は第６ピーク値ＰＲ２の９０％以上１００％以下である。これは、上記の「第３ピーク値ＰＲ１及び第６ピーク値ＰＲ２が略同等である」ことの許容範囲に相当する。

ここで、図７に示したスペクトル特性との対応を考慮すると、規格化後の第１スペクトル特性ＳＰ１は図中のスペクトル特性ＳＰＢに対応し、規格化後の第２スペクトル特性ＳＰ２は図中のスペクトル特性ＳＰＡに対応し、第３ピーク値ＰＲ１は図中のピーク値ＰＲＢに対応し、第６ピーク値ＰＲ２は図中のピーク値ＰＲＡに対応する。

このようなミキシングの例としては、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のそれぞれの色度がＤＣ０及びＤＢ０である場合や、ＤＣ１及びＤＢ１である場合などが該当する。

または、発光ダイオードＬＤ１が上記の第１スペクトル特性ＳＰ１を有し、発光ダイオードＬＤ２が上記の第２スペクトル特性ＳＰ２を有し、第３ピーク値ＰＲ１及び第６ピーク値ＰＲ２を１とするように第１スペクトル特性ＳＰ１及び第２スペクトル特性ＳＰ２を規格化したとき、第２ピーク値ＰＧ１は第５ピーク値ＰＧ２の９０％以上１００％以下である。これは、上記の「第２ピーク値ＰＧ１及び第５ピーク値ＰＧ２が略同等である」ことの許容範囲に相当する。

ここで、図８に示したスペクトル特性との対応を考慮すると、規格化後の第１スペクトル特性ＳＰ１は図中のスペクトル特性ＳＰＤに対応し、規格化後の第２スペクトル特性ＳＰ２は図中のスペクトル特性ＳＰＣに対応し、第２ピーク値ＰＧ１は図中のピーク値ＰＧＤに対応し、第５ピーク値ＰＧ２は図中のピーク値ＰＧＣに対応する。

このようなミキシングの例としては、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のそれぞれの色度がＤＣ０及びＤＤ０である場合や、ＤＣ１及びＤＤ１である場合などが該当する。

上記のミキシングの中でも、より好適なミキシングの１つとしては、マージンＭの内側において、目標色度座標Ｄｔを挟んで相対する色度を有する発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択することである。このようなミキシングは、２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２が以下のようにして選択されるものとして換言できる。

すなわち、２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２は、発光ダイオードＬＤ１から放射される白色光の第１色度と発光ダイオードＬＤ２から放射される白色光の第２色度との間に目標色度座標Ｄｔが位置するように選択される。

このようなミキシングの例としては、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のそれぞれの色度がＤＢ０及びＤＢ１である場合や、ＤＣ０及びＤＣ１である場合や、ＤＤ０及びＤＤ１である場合などが該当する。

ここでのミキシングについては、発光ダイオードＬＤ１の第１スペクトル特性ＳＰ１において第１ピーク値ＰＢ１が得られる青色ピーク波長λｂと、発光ダイオードＬＤ２のスペクトル特性ＳＰ２において第４ピーク値ＰＢ２が得られる青色ピーク波長λｂとが同一波長である（つまり、同一仕様の発光ダイオードを適用した）。しかしながら、上記のミキシングは、ここで説明した例に限らず、それぞれのピーク値の青色ピーク波長が異なる発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２についても適用可能である。

次に、本実施形態における発光ダイオードＬＤの好適なミキシングの実施例について説明する。

≪実施例１≫
図１２は、マージンＭ内に１４個の色度ランクを設定した例を示すｘｙ色度図である。

ここでは、マージンＭの横軸方向は、線Ｌ０、Ｌ１１、及び、Ｌ２１によって分割し、マージンＭの縦軸方向は、ｙ座標値を０．００５刻みで分割した。これにより、線Ｌ０と線Ｌ１１との間については、ｊ１、ｋ１、ｍ１、ｎ１、ｐ１、ｒ１、ｓ１で示す７個の色度ランクが設定され、線Ｌ０と線Ｌ２１との間については、ｊ２、ｋ２、ｍ２、ｎ２、ｐ２、ｒ２、ｓ２で示す７個の色度ランクが設定される。

これらの各色度ランクに分類された発光ダイオードＬＤについては、同列の色度ランク同士を組み合わせることで、良好な見栄えを実現することが可能である。例えば、ｊ１、ｋ１、ｍ１、ｎ１、ｐ１、ｒ１、ｓ１の各色度ランクについては、いかなる組み合わせも可能である。同様に、ｊ２、ｋ２、ｍ２、ｎ２、ｐ２、ｒ２、ｓ２の各色度ランクについては、いかなる組み合わせも可能である。勿論、同一色度ランクの組み合わせも可能である。特に、ｍ１、ｎ１、ｐ１、ｍ２、ｎ２、ｐ２の各色度ランクに分類される発光ダイオードについては、ミキシングを行うことなく、同一色度ランクの発光ダイオードを組み合わせても良い。

一方で、異なる列の色度ランクの組み合わせは、見栄えの悪化を招くため、好ましくない。

このようなミキシングによって製造された面光源装置ＬＳによれば、光源ユニットＬＵの近傍を含めて、その面内で色度を均一化することが可能となる。また、このような面光源装置ＬＳを適用した液晶表示装置ＬＣＤによれば、良好な表示品位を得ることが可能となる。

また、このように色度図上に線Ｌ０〜Ｌ２１との関係に基づく色度ランクで領域設定をしておくことで、指標となる線の選択や当該線からの離間度を調べる等、線との関係を逐一調べることなく当該発光ダイオードがどの発光ダイオードと組み合わせることで良好な光源となり得るか（或いは、当該発光ダイオードがどの発光ダイオードと組み合わせた際に良好な光源とはなり得ないのか）を容易に判断することが可能となる。

また、同列の色度ランクのうち、ドットＤｔで示した目標色度座標を挟んで相対する色度ランクを組み合わせることがより好ましい。例えば、ｊ１、ｋ１、ｍ１のいずれかの色度ランクと、ｐ１、ｒ１、ｓ１のいずれかの色度ランクとを組み合わせることで、ミキシング後に、ｍ１、ｎ１、ｐ１のいずれかの色度ランク内の色度が得られる。同様に、ｊ２、ｋ２、ｍ２のいずれかの色度ランクと、ｐ２、ｒ２、ｓ２のいずれかの色度ランクとを組み合わせることで、ミキシング後に、ｍ２、ｎ２、ｐ２のいずれかの色度ランク内の色度が得られる。このようなミキシングによって製造された面光源装置ＬＳによれば、マージンＭよりもさらに小さい色度範囲内、特に、目標色度により近い色度を得ることが可能となる。

図示した例では、ミキシングによって、図中の座標Ｄ３１乃至Ｄ３４で規定される色度範囲内の色度を得ることが可能となる。一例では、座標Ｄ３１は（ｘ，ｙ）＝（0.267,0.245）であり、座標Ｄ３２は（ｘ，ｙ）＝（0.284,0.260）であり、座標Ｄ３３は（ｘ，ｙ）＝（0.274,0.260）であり、座標Ｄ３４は（ｘ，ｙ）＝（0.276,0.245）である。このような色度範囲においては、（Δｘ，Δｙ）＝（0.017,0.015）となる。但し、Δｘはｘ座標値の差であり、Δｙはｙ座標値の差である。つまり、このようなミキシングより、製造された各面光源装置ＬＳの色度の個体差をより低減することが可能となる。

≪実施例２≫
図１３は、マージンＭ内に３９個の色度ランクを設定した例を示すｘｙ色度図である。

実施例２は、実施例１と比較して、マージンＭの横軸方向については、線Ｌ０、Ｌ１１、及び、Ｌ２１によって分割するとともに、隣接する線間をさらに１／２に分割した点で相違している。なお、マージンＭの縦軸方向は、実施例１と同様に、ｙ座標値を０．００５刻みで分割した。

これらの各色度ランクに分類された発光ダイオードＬＤについては、同列の色度ランク同士を組み合わせることで、良好な見栄えを実現することが可能である。また、隣接する列の色度ランク同士を組み合わせた場合は、実施例１における同列の色度ランク同士を組み合わせる場合に相当するため、このような組み合わせにおいても、良好な見栄えを実現することが可能である。

一方で、間に１列以上隔てた異なる列の色度ランクの組み合わせは、見栄えの悪化を招くため、好ましくない。

このようなミキシングによって製造された面光源装置ＬＳ、及び、このような面光源装置ＬＳを適用した液晶表示装置ＬＣＤによれば、実施例１で説明したのと同様の効果が得られる。

また、同列あるいは隣接する列の色度ランクのうち、ドットＤｔで示した目標色度座標を挟んで相対する色度ランクを組み合わせることがより好ましい。このようなミキシングによって製造された面光源装置ＬＳによれば、実施例１で説明したのと同様の効果が得られる。

図示した例では、ミキシングによって、図中の座標Ｄ４１乃至Ｄ４４で規定される色度範囲内の色度を得ることが可能となる。一例では、座標Ｄ４１は（ｘ，ｙ）＝（0.266,0.245）であり、座標Ｄ４２は（ｘ，ｙ）＝（0.284,0.260）であり、座標Ｄ４３は（ｘ，ｙ）＝（0.273,0.260）であり、座標Ｄ４４は（ｘ，ｙ）＝（0.277,0.245）である。このような色度範囲においては、（Δｘ，Δｙ）＝（0.018,0.015）となる。

次に、本実施形態に適用可能な光源ユニットＬＵの発光ダイオードＬＤのレイアウト例について説明する。

図１４は、図１に示した光源ユニットＬＵにおける発光ダイオードＬＤのレイアウト例を示す図である。

図中の（ａ）で示した例では、光源ユニットＬＵは、フレキシブル回路基板ＬＦＰＣの上に、上記の通り選択された２種類の発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を備えている。発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２は、交互に配置されている。

図中の（ｂ）で示した例では、光源ユニットＬＵは、フレキシブル回路基板ＬＦＰＣの上に、３種類以上の発光ダイオードＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３…を含む光源セットＬＳＴを備えている。光源セットＬＳＴは、繰り返し配置されている。光源セットＬＳＴに含まれる発光ダイオードＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３…は、上記の好適な手法によって選択されたものである。

次に、他の実施形態について説明する。すなわち、発明者は、色度が異なる２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を選択して２４種類の面光源装置ＬＳを製造し、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２を点灯して観察した際の見栄えについて主観評価した。

図１５は、サンプル番号１乃至１２の面光源装置ＬＳに適用される発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度を示す図である。図１６は、サンプル番号１３乃至２４の面光源装置ＬＳに適用される発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度を示す図である。図１５及び図１６中の（ａ）は面光源装置ＬＳにおいて発光ダイオードＬＤ１のみを点灯した時の色度を示し、図１５及び図１６中の（ｂ）は面光源装置ＬＳにおいて発光ダイオードＬＤ２のみを点灯した時の中心の色度を示している。図中の番号はサンプル番号を示している。なお、ここでの色度は、ｕ’ｖ’色度図上の座標値として測定した。また、測定器は、分光放射輝度計CS-2000（コニカミノルタ社製）を用いた。

上記の２４種類の面光源装置ＬＳにおいては、いずれも、発光ダイオードＬＤ１における青色ピーク波長と、発光ダイオードＬＤ２における青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内である。一例では、２４種類の面光源装置ＬＳに適用される発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２は、それぞれの青色ピーク波長が４４４．８ｎｍ〜４４７．７ｎｍの範囲内にあるものを選択している。

図１７は、面光源装置ＬＳのサンプル番号と、見栄えの評価結果とをまとめた図である。図中の「×」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からの放射光の個々の色味がそのまま色度ムラとして視認された場合に相当する。図中の「△」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からの放射光が混ざり、色度ムラが許容される場合に相当する。図中の「○」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で色度ムラがほとんど見えない場合に相当する。図中の「◎」は、導光板ＬＧの側面ＬＧＣの近傍で色度ムラが全く見えない場合に相当する。図示したように、サンプル番号３、６、２４を除く、他のサンプルについては色度ムラが目立たない許容範囲であることが確認された。

図１８は、各サンプルの面光源装置ＬＳにおける発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２の色度差と、見栄えとの相関関係を示す図である。ここでは、色度差として、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２におけるそれぞれの色度のｕ’座標値の差Δｕ’に着目している。但し、Δｕ’は絶対値である。図示したように、Δｕ’が０．００７８以下の面光源装置によれば、色度ムラが目立たない許容範囲であることが確認された。

つまり、好適なミキシングの１つとしては、面光源装置ＬＳを構成する２つの発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２は、発光ダイオードＬＤ１から放射される白色光の第１色度及び発光ダイオードＬＤ２から放射される白色光の第２色度をそれぞれｕ’ｖ’色度図における座標値としてあらわしたとき、ｕ’座標値の差の絶対値が０．００７８以下となるように選択される。

図１９は、各サンプルの面光源装置ＬＳにおける発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のピーク波長でのピーク値の差分と、見栄えとの相関関係を示す図である。ここでは、ピーク値の差分として、発光ダイオードＬＤ１及びＬＤ２のそれぞれのスペクトル特性における赤色ピーク波長λｒでのピーク値の差分に着目している。つまり、上記の図７に示したように、発光ダイオードＬＤ１がスペクトル特性ＳＰＡを有し、発光ダイオードＬＤ２がスペクトル特性ＳＰＢを有し、赤色ピーク波長λｒにおいてそれぞれピーク値ＰＲＡ及びＰＲＢを有する場合、ピーク値の差分ΔＰは、（ＰＲＡ−ＰＲＢ）％に相当する。図示したように、ピーク値の差分ΔＰが２０．２％以下の面光源装置によれば、色度ムラが目立たない許容範囲であることが確認された。

つまり、好適なミキシングの１つとしては、発光ダイオードＬＤ１における青色ピーク波長と、発光ダイオードＬＤ２における青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内であることを前提とした場合、緑色ピーク波長λｇにおけるそれぞれのピーク値を１とするように発光ダイオードＬＤ１のスペクトル特性及び発光ダイオードＬＤ２のスペクトル特性を規格化したとき、赤色ピーク波長λｒにおける発光ダイオードＬＤ１のピーク値は発光ダイオードＬＤ２のピーク値の７９．８％以上１００％以下である。

なお、図示した例では、ピーク値の差分として、赤色ピーク波長λｒでのピーク値の差分に着目したが、緑色ピーク波長λｇでのピーク値の差分に着目した場合にも同様の傾向が確認された。つまり、他の好適なミキシングの１つとしては、赤色ピーク波長λｒにおけるそれぞれのピーク値を１とするように発光ダイオードＬＤ１のスペクトル特性及び発光ダイオードＬＤ２のスペクトル特性を規格化したとき、緑色ピーク波長λｇにおける発光ダイオードＬＤ１のピーク値は発光ダイオードＬＤ２のピーク値の７９．８％以上１００％以下である。

以上説明したように、本実施形態によれば、その面内での色度を均一化することが可能な面光源装置、及び、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、本実施形態の面光源装置ＬＳは、液晶表示パネルＰＮＬの前面側、つまり第２基板ＳＵＢ２と対向する側に配置されても良く、いわゆるフロントライトとして機能しても良い。

ＬＣＤ…液晶表示装置 ＰＮＬ…液晶表示パネル ＬＳ…面光源装置
ＬＵ…光源ユニット ＬＤ…発光ダイオード
ＬＧ…導光板

Claims (18)

1. 一方向に並んだ第１光源及び第２光源と、
   前記第１光源及び前記第２光源と対向する側面、及び、前記側面と交差する主面を有する導光板と、を備えた面光源装置であって、
   前記第１光源及び前記第２光源の各々は、青色発光ダイオードチップと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせた３波長発光ダイオードであり、
   前記第１光源は、青色ピーク波長の第１ピーク値、緑色ピーク波長の第２ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第３ピーク値を有する第１スペクトル特性を有し、
   前記第２光源は、青色ピーク波長の第４ピーク値、緑色ピーク波長の第５ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第６ピーク値を有する第２スペクトル特性を有し、
   前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値が略同等であり、且つ、前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値が略同等であり、
   前記第１ピーク値は、前記第４ピーク値とは異なる、面光源装置。
2. 前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第３ピーク値は前記第６ピーク値の９０％以上１００％以下である、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第２ピーク値は前記第５ピーク値の９０％以上１００％以下である、請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１光源から放射される白色光の第１色度と前記第２光源から放射される白色光の第２色度との間に目標色度座標が位置するように選択される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面光源装置。
5. 前記第１ピーク値の青色ピーク波長は、前記第４ピーク値の青色ピーク波長と同一である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の面光源装置。
6. 前記第１光源における前記第１ピーク値の青色ピーク波長と、前記第２光源における前記第４ピーク値の青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内であり、
   前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第３ピーク値は前記第６ピーク値の７９．８％以上１００％以下である、請求項１に記載の面光源装置。
7. 前記第１光源における前記第１ピーク値の青色ピーク波長と、前記第２光源における前記第４ピーク値の青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内であり、
   前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第２ピーク値は前記第５ピーク値の７９．８％以上１００％以下である、請求項１または６に記載の面光源装置。
8. 前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１光源から放射される白色光の第１色度、及び、前記第２光源から放射される白色光の第２色度をそれぞれｕ’ｖ’色度図における座標値としてあらわしたとき、ｕ’座標値の差の絶対値が０．００７８以下となるように選択される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の面光源装置。
9. 一方向に並んだ第１光源及び第２光源と、
   前記第１光源及び前記第２光源と対向する側面、及び、前記側面と交差する主面を有する導光板と、
   前記主面と対向する側に位置する液晶表示パネルと、を備えた液晶表示装置であって、
   前記第１光源及び前記第２光源の各々は、青色発光ダイオードチップと赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを組み合わせた３波長発光ダイオードであり、
   前記第１光源は、青色ピーク波長の第１ピーク値、緑色ピーク波長の第２ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第３ピーク値を有する第１スペクトル特性を有し、
   前記第２光源は、青色ピーク波長の第４ピーク値、緑色ピーク波長の第５ピーク値、及び、赤色ピーク波長の第６ピーク値を有する第２スペクトル特性を有し、
   前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値が略同等であり、且つ、前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値が略同等であり、
   前記第１ピーク値は、前記第４ピーク値とは異なる、液晶表示装置。
10. 前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第３ピーク値は前記第６ピーク値の９０％以上１００％以下である、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第２ピーク値は前記第５ピーク値の９０％以上１００％以下である、請求項９または１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１光源から放射される白色光の第１色度と前記第２光源から放射される白色光の第２色度との間に目標色度座標が位置するように選択される、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
13. 前記第１ピーク値の青色ピーク波長は、前記第４ピーク値の青色ピーク波長と同一である、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１光源における前記第１ピーク値の青色ピーク波長と、前記第２光源における前記第４ピーク値の青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内であり、
    前記第２ピーク値及び前記第５ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第３ピーク値は前記第６ピーク値の７９．８％以上１００％以下である、請求項９に記載の液晶表示装置。
15. 前記第１光源における前記第１ピーク値の青色ピーク波長と、前記第２光源における前記第４ピーク値の青色ピーク波長との差が３ｎｍ以内であり、
    前記第３ピーク値及び前記第６ピーク値を１とするように前記第１スペクトル特性及び前記第２スペクトル特性を規格化したとき、前記第２ピーク値は前記第５ピーク値の７９．８％以上１００％以下である、請求項９または１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１光源から放射される白色光の第１色度、及び、前記第２光源から放射される白色光の第２色度をそれぞれｕ’ｖ’色度図における座標値としてあらわしたとき、ｕ’座標値の差の絶対値が０．００７８以下となるように選択される、請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
17. 目標色度座標が得られる３波長発光ダイオードのスペクトル特性において青色ピーク波長のピーク値を１としたとき、前記第１ピーク値及び前記第４ピーク値は、０．９以上１．１以下である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の面光源装置。
18. 目標色度座標が得られる３波長発光ダイオードのスペクトル特性において青色ピーク波長のピーク値を１としたとき、前記第１ピーク値及び前記第４ピーク値は、０．９以上１．１以下である、請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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