JP2009212275A - Backlight source for liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【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1A light-emitting diode light source used in a conventional backlight for a liquid crystal display device needs to have a certain size or more in order to perform color mixing, which has hindered miniaturization or thinning of the liquid crystal display device.
Blue, green and red light are composed of a blue light source using a blue light emitting diode, a green light source combining a blue light emitting diode and a green phosphor, and a red light source combining a blue light emitting diode and a red phosphor. These are one package covered with a diffusion layer.
[Selection] Figure 1
Description
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。 The present invention relates to a backlight light source for a liquid crystal display device using a light emitting diode. More specifically, the present invention relates to a backlight light source for a liquid crystal display device using a light emitting diode capable of emitting a plurality of colors by combining a phosphor and a light emitting diode.
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。 Conventionally, a cold cathode tube has been used as a backlight source used in a liquid crystal display device. However, the cold cathode tube has problems that Hg is used, power consumption is large, and it is difficult to make it thinner. Therefore, in recent years, the use of light emitting diodes that can solve this problem in place of cold cathode tubes is increasing.
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。 Among light sources using light-emitting diodes, development of white light-emitting diodes that combine phosphors and light-emitting diode elements is particularly active. In addition, various phosphor components have been devised so that light other than white can be emitted.
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。
The technique described in
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。 In the present invention, the above-described problems have been solved by the structure described in the claims. That is, the present invention relates to a first light source including a first blue light emitting diode element, a second blue light emitting diode element, and a second blue light emitting diode element covering the second blue light emitting diode element. A phosphor that emits green upon being excited by blue light; a third blue light emitting diode element that covers a third blue light emitting diode element; and a third blue light emitting diode element that covers the third blue light emitting diode element. A light source including a third light source including a phosphor that is excited by blue light and emits red, and a first light source, a second light source, and a diffusion layer covering the third light source.
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。 With the configuration of the present invention, it is possible to obtain a light source with good color mixing of light of each color even if the distance to the light guide plate is short, while maintaining the advantage of suppressing chromaticity change due to temperature rise, and thus a liquid crystal display device. Can be made thinner and smaller. In addition, since all the blue light emitting diode elements are in a thermally coupled state and the temperature difference between the blue light emitting diode elements is reduced, the change in light emission efficiency between chips due to the temperature difference is reduced.
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。
FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention. At least three blue light
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。
The three blue light
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。
In the configuration of FIG. 1, the periphery of the light emitting portion is further covered with a
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。
As the blue light
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。
The
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
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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。 A first light source comprising a first blue light emitting diode element;
A second light source comprising: a second blue light-emitting diode element; and a phosphor that covers the second blue light-emitting diode element and emits green when excited by blue light from the second blue light-emitting diode element;
A third light source comprising: a third blue light emitting diode element; and a phosphor that coats the third blue light emitting diode element and emits red light when excited by blue light from the third blue light emitting diode element;
A light source including a first light source, a second light source, and a diffusion layer covering the third light source.
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