(57)【要約】      （修正有）【課題】発光ダイオードを利用したＬＣＤバックライトユニットを提供する。【解決手段】ＬＣＤバックライトユニットは、青色光源４０、赤色光源２０及び緑色光源３０を備え、緑色光源は、ＵＶ発光ダイオードと、ＵＶ発光ダイオードからの光により励起される緑色蛍光体とを備え、緑色光源ＬＥＤの発光効率を向上させたことを特徴とする。【選択図】図１
2006310856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光源、赤色光源及び緑色光源を備え、
前記緑色光源は、第１ＵＶ発光ダイオードと、前記第１ＵＶ発光ダイオードからの光により励起される緑色蛍光体と、を備えることを特徴とする発光ダイオードを利用したＬＣＤバックライトユニット。
【請求項２】
前記青色光源、赤色光源、緑色光源は、実質的に同じ割合で設置され、前記青色光源、赤色光源、緑色光源にそれぞれ入力される電流は、実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項３】
前記緑色蛍光体は、ＺｎＳ、（ＢａＳｒ）２ＳｉＯ４、ＬａＰＯ４、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７からなるグループのうち選択されたいずれか一つの母体にアクティベータを添加したことを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項４】
前記第１ＵＶ発光ダイオードのピーク波長は、４３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項５】
前記第１ＵＶ発光ダイオードは、ＩｎＧａＡｌＮ活性層を備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項６】
前記緑色光源は、パッケージングフレーム上に位置し、
前記緑色光源と前記パッケージングフレームとの間には、シリコンサブマウントがさらに配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項７】
前記第１ＵＶ発光ダイオードと前記緑色蛍光体との間には、前記第１ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状のシリコン樹脂が形成され、前記緑色蛍光体は、前記シリコン樹脂上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項８】
前記緑色蛍光体は、シリコン樹脂と混合されて、前記第１ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項９】
前記青色光源は、第２ＵＶ発光ダイオードと、前記第２ＵＶ発光ダイオードからの光により励起される青色蛍光体と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１０】
前記青色蛍光体は、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｃ１２またはＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌの少なくともいずれか一方を母体にアクティベータを添加したことを特徴とする請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１１】
前記青色光源は、パッケージングフレーム上に位置し、
前記青色光源と前記パッケージングフレームとの間には、シリコンサブマウントがさらに配置されたことを特徴とする請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１２】
前記第２ＵＶ発光ダイオードと前記青色蛍光体との間には、前記第２ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状のシリコン樹脂が形成され、前記青色蛍光体は、前記シリコン樹脂上に形成されたことを特徴とする請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１３】
前記青色蛍光体は、シリコン樹脂と混合されて前記第２ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状であることを特徴とする請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１４】
前記赤色光源は、第３ＵＶ発光ダイオードと、前記第３ＵＶ発光ダイオードからの光により励起される赤色蛍光体と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１５】
前記赤色蛍光体は、ＳｒＳ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、ＹＶＯ、Ｍ（ＷＯ）からなる母体のうち少なくともいずれか一つの母体にアクティベータを添加したものであり、ここで、Ｍは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１４に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１６】
前記赤色光源は、パッケージングフレーム上に位置し、
前記赤色光源と前記パッケージングフレームとの間には、シリコンサブマウントがさらに配置されたことを特徴とする請求項１４に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１７】
前記第３ＵＶ発光ダイオードと前記赤色蛍光体との間には、前記第３ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状のシリコン樹脂が形成され、前記赤色蛍光体は、前記シリコン樹脂上に形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１８】
前記赤色蛍光体は、シリコン樹脂と混合されて前記第３ＵＶ発光ダイオードを取り囲む凸状であることを特徴とする請求項１４に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を利用したＬＣＤバックライトユニットに係り、特に発光効率が向上した緑色光源を利用したＬＣＤバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は、平板パネルの中でも軽くて消費電力の少ないという長所を有するが、それ自体が発光して画像を形成するものではなく、外部から入射された光で画像を形成する受光形の表示装置であるので、暗い所では画像を見ることができないという問題点がある。かかる問題点を解決するために、ＬＣＤの背面には、バックライト装置が設置される。
【０００３】
従来のバックライト装置である冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）は、ガス放電による特性ピーク波長が固定されており、ノイズ波長が存在して色純度が低い。
【０００４】
ＣＣＦＬを代替するＬＥＤを利用したバックライトは、発光波長及び半値幅の調節が可能であり、色純度が非常に高く、色表現力が優秀であることが要求されるので、ＬＣＤ用のバックライトとして研究されている。
【０００５】
図１は、ＬＥＤのピーク波長による内部量子効率及び抽出効率を示すグラフである。全波長帯域で抽出効率に大きな差はないが、５００〜６００ｎｍ緑色波長の内部量子効率が１０％レベルと非常に低いので、ＬＥＤの三色光源を利用するＬＣＤバックライトにおいて、赤色波長及び青色波長の光源より多い、例えば２倍の緑色波長光源を使用しなければならず、消費電力及び製造コストが増加する。
【０００６】
一方、ＬＥＤは、バンドギャップから光が放出され、バンドギャップは温度及び電流の関数で表されるので、ＬＥＤの温度及び電流の変化によって発光波長のピークが異なり、したがって発光色が不安定になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決するためのものであって、緑色光源ＬＥＤの発光効率を向上させたＬＣＤバックライトユニットを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、色座標が安定した可視光を発光するＬＥＤ光源を備えたＬＣＤバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明のＬＥＤを利用したＬＣＤバックライトユニットは、青色光源、赤色光源及び緑色光源を備え、前記緑色光源は、第１ＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）ＬＥＤ（発光ダイオード）と、前記第１ＵＶ  ＬＥＤからの光により励起される緑色蛍光体と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記青色光源、赤色光源、緑色光源は、実質的に同じ割合で設置され、前記青色光源、赤色光源、緑色光源にそれぞれ入力される電流は、実質的に同一である。
【００１１】
本発明によれば、前記緑色蛍光体は、ＺｎＳ、（ＢａＳｒ）２ＳｉＯ４、ＬａＰＯ４、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７からなるグループのうち選択されたいずれか一つの母体にアクティベータを添加する。
【００１２】
前記緑色光源は、パッケージングフレーム上に位置し、前記緑色光源と前記パッケージングフレームとの間には、シリコンサブマウントがさらに配置されうる。
【００１３】
本発明の一局面によれば、前記第１ＵＶ  ＬＥＤと前記緑色蛍光体との間には、前記第１ＵＶ  ＬＥＤを取り囲む凸状のシリコン樹脂が形成され、前記緑色蛍光体は、前記シリコン樹脂上に形成される。
【００１４】
本発明の他の局面によれば、前記緑色蛍光体は、シリコン樹脂に混入されて前記第１ＵＶ  ＬＥＤを取り囲む凸状である。
【００１５】
前記青色光源は、第２ＵＶ  ＬＥＤと、前記第２ＵＶ  ＬＥＤからの光により励起される青色蛍光体と、を備える。
【００１６】
前記赤色光源は、第３ＵＶ  ＬＥＤと、前記第３ＵＶ  ＬＥＤからの光により励起される赤色蛍光体と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるＬＥＤを利用したＬＣＤバックライトユニットによれば、ＵＶ  ＬＥＤにより緑色光を放出するので、発光効率を向上させ、したがってＬＣＤバックライトユニットに使われる緑色光源の数を減らし、消費電力も低下させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、下記に例示される実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明を当業者に十分に説明するために提供されるものである。以下の図面で、同じ参照符号は同じ構成要素を指称し、図面上で各構成要素の大きさは、説明の明瞭性及び便宜上誇張されうる。
【００１９】
図２は、本発明によるＬＣＤバックライトユニットの一実施形態を示す図面である。
【００２０】
図２に示すように、基板１０上に（ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）：プリント回路基板）１２が配置されており、ＰＣＢ１２上にそれぞれ複数の赤色光源２０、緑色光源３０、青色光源４０が配置されている。それらの赤色光源２０、緑色光源３０、青色光源４０は、実質的に同じ割合で設置される。また、赤色光源２０、緑色光源３０、青色光源４０にそれぞれ入力される電流は、実質的に同一である。
【００２１】
これは、従来の技術で、赤色及び青色光源に対して２〜３倍の緑色光源を使用することと比較して、バックライトユニットの製造コスト及び消費電力を低下させうる。前記光源からの三色光は、導光板５０で互いに均一に混合されて白色光に転換されて、拡散板６０を通じてＬＣＤパネル（図示せず）に入射される。前記光源２０，３０，４０、導光板５０、拡散板６０などの配置は多様に具現され、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図３は、本発明の緑色光源の構造を概略的に示す断面図である。緑色光源３０は、パッケージングフレーム３１の底部に配置されたシリコンサブマウント３２、ＵＶ（紫外線）ＬＥＤ３３、サブマウント３２上でＵＶ  ＬＥＤ３３を取り囲むシリコン樹脂３４、及び前記シリコン樹脂３４上に塗布された緑色蛍光物質３５を備える。ＵＶ  ＬＥＤ３３は、ＩｎＧａＡｌＮ活性層（図示せず）を備え、２００〜４３０ｎｍのピーク波長の光を放出する。前記シリコンサブマウント３２は、ＵＶ  ＬＥＤ３３からの熱を外部に容易に放出する。前記シリコン樹脂３４は、表面張力によって前記ＵＶ  ＬＥＤ３３上に凸状に形成されて、その上に形成される緑色蛍光物質３５の形状を凸状にする。かかる凸状の緑色蛍光物質３５は、均一な発光を助長する。
【００２３】
前記緑色蛍光物質３５は、ＵＶ  ＬＥＤ３３から発光された紫外線により励起されて、５００ｎｍ〜５５０ｎｍ範囲の波長を有する光を放出する蛍光物質が使われる。かかる蛍光物質としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，（ＢａＳｒ）２ＳｉＯ４：ＥｕＭ（Ｍ：Ｈｏ，Ｅｒ，ＣｅまたはＹ），ＬａＰＯ４：Ｅｕ，ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕなどが使われうる。かかる緑色蛍光物質３５を使用すれば、光転換効率が４５〜５０％ほどであり、したがって、図１のＵＶ  ＬＥＤ３３の６５％内部量子効率と乗ずれば、ほぼ３０％の発光効率が得られる。したがって、ＵＶ  ＬＥＤ３３及び緑色蛍光物質３５を使用する一つの緑色光源３０は、従来の２〜３個の緑色ＬＥＤと同程度の発光効率を有する。
【００２４】
図４は、本発明の緑色光源に注入される電流による光量の変化を示すグラフである。ＵＶ  ＬＥＤに注入される電流を５００ｍＡまで上昇させる場合、その上昇につれて、ＵＶ  ＬＥＤの光量が線形的に増加し、これにより、本発明の緑色光源（ＵＶ−ＧＲＥＥＮ  ＬＥＤ）からの緑色光量も線形的に増加することが分かる。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ従来の緑色ＬＥＤ及び本発明の緑色光源に注入される電流を２０ｍＡから５００ｍＡに上昇させることによるピーク波長の変化を示すグラフである。図５Ａを参照すれば、従来の緑色ＬＥＤは、注入電流の上昇によってピーク波長が変わることを示す一方、図５Ｂを参照すれば、本発明の緑色光源は、注入電流の変化にもピーク波長の変化がほとんどなかった。
【００２６】
図６は、従来の緑色ＬＥＤ及び本発明の緑色光源に注入される電流を２０ｍＡから５００ｍＡまで上昇させることによる緑色色座標の変化を示すグラフである。従来の半導体緑色ＬＥＤ（ＧＲＥＥＮ  ＬＥＤ）は、電流の上昇によってピーク波長が短波長に変わりつつ色座標が左側に移動する。本発明の緑色光源（ＵＶ−ＧＲＥＥＮ  ＬＥＤ）からの緑色光の座標は、電流の変化にもかかわらず、色座標がＸ：０．２８２±０．０００３，Ｙ：０．６７３±０．００３と安定して表れた。かかる一定な色座標の発現は、緑色光源の注入電流によるピーク波長の変化がほとんどないことに起因し、したがってディスプレイのバックライト装置として有用に使われうる。
【００２７】
図７は、本発明の緑色光源の他の実施形態を概略的に示す断面図であり、図３の緑色光源と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
緑色光源１３０は、パッケージングフレーム３１の底部に配置されたシリコンサブマウント３２、ＵＶ  ＬＥＤ３３、及びサブマウント３２上でＵＶ  ＬＥＤを取り囲み、シリコン樹脂と混合された緑色蛍光物質３６を備える。ＵＶ  ＬＥＤ３３は、ＩｎＧａＡｌＮ活性層（図示せず）を備え、２００〜４３０ｎｍのピーク波長の光を放出する。
【００２９】
また、青色光源として、緑色光源のように、ＵＶ  ＬＥＤ上に４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ範囲の波長を有する青色光を放出する蛍光物質が使われうる。かかる蛍光物質としては、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｃ１２：ＥｕまたはＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕなどが使われうる。
【００３０】
赤色光源としては、ＵＶ  ＬＥＤ上に６００ｎｍ〜７００ｎｍ範囲の波長を有する赤色光を放出する蛍光物質が使われうる。かかる蛍光物質としては、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，ＹＶＯ：ＥｕまたはＭ（ＷＯ）：Ｅｕ，Ｓｍ（Ｍ；Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｂａ，ＣａまたはＭｇ）などが使われうる。青色光源と赤色光源との構造は、図３及び図７と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００３１】
本発明は、図面に示した実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ＬＣＤ関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＬＥＤのピーク波長による内部量子効率及び抽出効率を示すグラフである。
【図２】本発明によるＬＣＤバックライトユニットの一実施形態を示す図面である。
【図３】本発明の緑色光源の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の緑色光源に注入される電流による光量の変化を示すグラフである。
【図５Ａ】従来の緑色ＬＥＤに注入される電流を２０ｍＡから５００ｍＡに上昇させることによるピーク波長の変化を示すグラフである。
【図５Ｂ】本発明の緑色光源に注入される電流を２０ｍＡから５００ｍＡに上昇させることによるピーク波長の変化を示すグラフである。
【図６】従来の緑色ＬＥＤ及び本発明の緑色光源に注入される電流を２０ｍＡから５００ｍＡまで上昇させることによる緑色色座標の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の緑色光源の他の実施形態を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    基板、
１２    ＰＣＢ、
２０    赤色光源、
３０    緑色光源、
３１    パッケージングフレーム、
３２    シリコンサブマウント、
３３    ＵＶ  ＬＥＤ、
３４    シリコン樹脂、
３５    緑色蛍光物質、
４０    青色光源、
５０    導光板、
６０    拡散板。
【図１】
2006310856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2006310856.tif 000008
【図６】
2006310856.tif 000009
【図７】
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