(57)【要約】【課題】  表示装置に設置されて垂直な状態に使われるバックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置を提供する。【解決手段】  複数のラインをなすように、複数の発光デバイスを配列して形成される複数の発光デバイス配列ライン、及び各発光デバイス配列ラインに沿って設置されたヒートパイプを備え、発光デバイス配列ライン及びヒートパイプは、そのヒートパイプでの凝縮された物質の移動が重力の影響により促進可能に水平方向に対して所定角度をなす。【選択図】      図２
2006178451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に設置されて垂直な状態に使われるバックライトシステムにおいて、
複数のラインをなすように、複数の発光デバイスを配列して形成される複数の発光デバイス配列ラインと、
前記各発光デバイス配列ラインに沿って設置されたヒートパイプと、を備え、
前記発光デバイス配列ライン及びヒートパイプは、そのヒートパイプでの凝縮された物質の移動が重力の影響により促進可能に水平方向に対して所定角度をなすことを特徴とするバックライトシステム。
【請求項２】
前記各ラインをなす複数の発光デバイスは、基板上に一列に配列され、このような複数の基板がベースプレートに設置されて、前記複数の発光デバイス配列ラインを形成することを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項３】
前記複数の発光デバイス配列ライン及びヒートパイプは、前記水平方向に対してほぼ垂直をなすか、または前記水平方向に対して傾斜した角度をなすことを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項４】
前記複数の発光デバイス配列ラインにそれぞれ対応して位置し、対応するヒートパイプの端部に設置されたヒートシンクをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項５】
前記複数の発光デバイス配列ラインの一側には、前記発光デバイス駆動のための回路部が位置し、
前記ヒートシンクは、前記回路部が位置した領域を除いた複数の発光デバイス配列ライン長の一部にわたっていることを特徴とする請求項４に記載のバックライトシステム。
【請求項６】
前記ヒートパイプは、前記複数の発光デバイス配列ラインの全体にわたっていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトシステム。
【請求項７】
前記ヒートパイプは、前記複数の発光デバイス配列ラインとヒートシンクとの間に位置することを特徴とする請求項４に記載のバックライトシステム。
【請求項８】
前記複数の発光デバイス配列ラインにそれぞれ対応する所定位置に冷却ファンをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のバックライトシステム。
【請求項９】
前記発光デバイスは、
光を発生させる発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップ側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１０】
前記コリメータは、入射光をほぼ側面方向に進めさせる側面放出器及びドーム状のコリメータのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載のバックライトシステム。
【請求項１１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を照射する請求項１ないし１０のうちいずれか一項に記載のバックライトシステムと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
ラインに配置された複数の発光デバイスと、
前記ラインに沿って配置されたヒートパイプと、を備え、
前記ヒートパイプは、ワーキングフルイドを内包し、前記ラインの長手方向に形成された蒸発部を有し、そのヒートパイプの上端に位置した凝縮部を有することを特徴とする表示装置に使用できるバックライトシステム。
【請求項１３】
前記凝縮部で凝縮されたワーキングフルイドは、重力によりヒートパイプの下端まで下がることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトシステム。
【請求項１４】
入力イメージ信号によってイメージを表示するパネル、及び前記パネルを照明するバックライトユニットを備え、
前記バックライトユニットは、
ラインに配置された複数の発光デバイスと、
前記ラインに沿って配置されたヒートパイプと、を備え、
前記ヒートパイプは、ワーキングフルイドを内包し、前記ラインの長手方向に形成された蒸発部を有し、そのヒートパイプの上端に位置した凝縮部を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
前記凝縮部で凝縮されたワーキングフルイドは、重力によりヒートパイプの下端に下がることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記パネルは、
重力の方向に対応する垂直方向に配置され、前記長手方向は、前記重力の方向に対応することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記パネルは、
前記重力の方向と第１角度を有する方向に配置され、前記長手方向は、前記重力の方向と第２角度を形成することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置に係り、特に直下発光型のバックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板表示装置のうち一つである液晶表示装置（ＬＣＤ）は、それ自体が発光して画像を形成せず、外部から光が入射されて画像を形成する受光型の表示装置である。バックライトシステムは、かかるＬＣＤの背面に設置されて光を照射する。
【０００３】
バックライトシステムは、光源の配置形態によって、ＬＣＤの直下に設置された複数の光源からの光を液晶パネルに照射する直下発光型と、導光板（ＬＧＰ）の側壁に設置された光源からの光を液晶パネルに伝達するエッジ発光型とに大別されうる。
【０００４】
直下発光型のバックライトシステムには、点光源としてランベルシャンの光が出射される発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用できる。
【０００５】
ＬＥＤを点光源として使用する直下発光型のバックライトシステムにおいて、ＬＥＤは、２次元アレイに配列される。特に、ＬＥＤは、複数のラインをなすように配列され、各ラインに一列に複数のＬＥＤが位置する。
【０００６】
ＬＥＤを使用する場合に熱が多く発生するが、この熱により温度が高くなれば、ＬＥＤの出射光量及び出射光波長などが変化し、バックライトシステムの輝度及び色座標などが変わる。
【０００７】
したがって、ＬＥＤなどの熱源で発生した熱を排出するために、バックライトシステムには、放熱デバイスが使われる。通常的に、水平方向に一列に配列された複数のＬＥＤの一ラインに対して一つのヒートシンク、ファン、ヒートパイプがそれぞれ設置される。
【０００８】
通常的な直下発光型のバックライトシステムでは、一列に配列された複数のＬＥＤラインを水平方向と平行に配置するので、これによりヒートパイプも水平方向に設置される。前記ヒートパイプは、ワーキングフルイドが周辺環境から熱を奪って気化される気化部と、ワーキングフルイドが熱を放出して液化される凝縮部との間のワーキングフルイド循環を有する二相熱伝達メカニズムである。
【０００９】
しかし、ヒートパイプを水平方向に設置する場合、ヒートパイプの性能が低下しうる。すなわち、ヒートパイプは、ワーキングフルイドの循環により熱を移動させて冷却効果を有する。しかし、ヒートパイプを水平に設置する場合、凝縮部で液化されたワーキングフルイドがウィックを通じて蒸発部に戻ること、すなわちワーキングフルイドの循環が円滑に行われず、これによりヒートパイプが自身の機能を行えなくなる。
【００１０】
かかるヒートパイプの性能低下により、ＬＥＤなどの熱源で発生した熱を効果的に除去できなければ、バックライトシステムの輝度低下及び色座標変化が発生する。したがって、ＬＥＤなどの熱源で発生した熱を効果的に除去可能にバックライトシステムを改善する必要がある。
【特許文献１】日本特開平８−２１１３６１号公報
【特許文献２】米国特許公告第２００２／０１５９００２Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、前記のような問題点を改善するためのものであって、ＬＥＤなどの熱源で発生する熱を効果的に除去可能に、発光デバイスの配列及びそれによる少なくとも一つのヒートパイプの配置方向が改善された直下発光型のバックライトシステム及びそれを採用したＬＣＤを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、表示装置に設置されて垂直な状態に使われるバックライトシステムにおいて、複数のラインをなすように、複数の発光デバイスを配列して形成される複数の発光デバイス配列ライン、及び前記各発光デバイス配列ラインに沿って設置されたヒートパイプを備え、前記発光デバイス配列ライン及びヒートパイプは、そのヒートパイプでの凝縮された物質の移動が重力の影響により促進可能に水平方向に対して所定角度をなすことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記各ラインをなす複数の発光デバイスは、基板上に一列に配列され、このような複数の基板がベースプレートに設置されて、前記複数の発光デバイス配列ラインを形成する。
【００１４】
前記複数の発光デバイス配列ライン及びヒートパイプは、前記水平方向に対してほぼ垂直をなすか、または前記水平方向に対して傾斜した角度をなす。
【００１５】
前記複数の発光デバイス配列ラインにそれぞれ対応して位置し、対応するヒートパイプの端部に設置されたヒートシンクをさらに備える。
【００１６】
前記複数の発光デバイス配列ラインの一側には、前記発光デバイス駆動のための回路部が位置し、前記ヒートシンクは、前記回路部が位置した領域を除いた複数の発光デバイス配列ライン長の一部にわたっている。
【００１７】
前記ヒートパイプは、前記複数の発光デバイス配列ラインの全体にわたっていることが望ましい。
【００１８】
前記ヒートパイプは、前記複数の発光デバイス配列ラインとヒートシンクとの間に位置することが望ましい。
【００１９】
前記複数の発光デバイス配列ラインにそれぞれ対応する所定位置に冷却ファンをさらに備える。
【００２０】
前記発光デバイスは、光を発生させる発光ダイオードチップ、及び前記発光ダイオードチップ側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータを備える。
【００２１】
前記コリメータは、入射光をほぼ側面方向に進めさせる側面放出器及びドーム状のコリメータのうちいずれか一つである。
【００２２】
前記の目的を達成するための本発明による液晶表示装置は、液晶パネル、及び前記液晶パネルに光を照射する前記した特徴のうち少なくともいずれか一つを有するバックライトシステムを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記の目的を達成するための本発明による表示装置に使用できるバックライトシステムは、ラインに配置された複数の発光デバイス、及び前記ラインに沿って配置されたヒートパイプを備え、前記ヒートパイプは、ワーキングフルイドを内包し、前記ラインの長手方向に形成された蒸発部を有し、そのヒートパイプの上端に位置した凝縮部を有することを特徴とする。
【００２４】
前記の目的を達成するための本発明による液晶表示装置は、入力されるイメージ信号によってイメージを表示するパネル、及び前記パネルを照明するバックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の直下発光型のバックライトシステム及びそれを適用したＬＣＤによれば、発光デバイスの配列及びそれによるヒートパイプの配置方向を改善することによって、ＬＥＤなどの熱源で発生する熱を効果的に除去できる。したがって、輝度低下の問題や色座標変更などが発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による直下発光型のバックライトシステム及びそれを採用したＬＣＤの望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明によるバックライトシステムの発光デバイス１０配列の一実施形態を概略的に示す図である。図２は、発光デバイス１０が図１のように配列されるときのバックライトシステムの底面図であり、図３は、本発明によるバックライトシステムの左側面図であり、図４は、本発明によるバックライトシステムの一部分を拡大して示す正面図である。
【００２８】
図１ないし図４に示すように、本発明によるバックライトシステムは、ベースプレート１に配列され、各ライン上に複数の発光デバイス１０を一列に配列して形成されて、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎ、及び前記各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎに沿って設置されたヒートパイプ３を備え、前記発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎ及びヒートパイプ３は、そのヒートパイプ３での凝縮された物質、すなわちワーキングフルイドの移動が重力の影響により促進可能に配置される。また、本発明によるバックライトシステムは、前記各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎに対応して位置するヒートシンク４、及び前記複数の発光デバイス１０に連結される回路部７をさらに備える。また、本発明によるバックライトシステムは、前記各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎに対応して位置する冷却ファン５をさらに備える。
【００２９】
本発明の一実施形態によるバックライトシステムにおいて、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、複数の発光デバイス１０が一列に配列された基板２をベースプレート１に複数のラインをなすように設置することによって得られる。この複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、全体的には、発光デバイス１０の２次元アレイを形成する。複数の発光デバイス１０を備える基板２が、それぞれ発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎに該当する。図１及び図２では、６個の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌ６が形成された例を示す。
【００３０】
このとき、各ラインＬ１〜Ｌｎは、後述するように、水平方向に対して所定角度をなし、ラインＬ１〜Ｌｎの間は互いに平行する。本発明によるバックライトシステムの全体面積は、一般的な表示装置で画面の水平対垂直の比率が４：３または１６：９であることを考慮するとき、水平方向の大きさ（幅）が垂直方向の大きさ（高さ）より大きく形成されうる。もちろん、本発明によるバックライトシステムが、垂直方向の大きさが水平方向の大きさより大きい表示装置に適用される場合には、それによりその幅は変更されうる。
【００３１】
前記基板２は、複数の発光デバイス１０の各ＬＥＤチップが電気的に連結されるように設置される印刷回路基板（ＰＣＢ）、例えばメタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）でありうる。ここで、発光デバイス１０の具体的な構成については後述する。
【００３２】
前記のように、一列に複数の発光デバイス１０が配列された基板２を複数のラインをなすようにベースプレート１に複数個設置すれば、図１に示したような複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎを得ることができる。
【００３３】
このとき、ヒートパイプ３で凝縮された物質が重力の作用により移動しようとすれば、ヒートパイプ３が設置された方向は、重力が作用する垂直方向成分を含めねばならず、また、ヒートパイプ３は、気化されたワーキングフルイドが凝縮される凝縮部が上方側、すなわち前記ヒートパイプ３の上端部分に位置するように設置されねばならない。例えば、ヒートパイプ３は、冷却ファン５に対応する第１端部及び前記第１端部の反対側に第２端部を備え、前記凝縮部３ａは、前記第１端部に位置する。蒸発部３ｂは、複数の発光デバイス配列ラインそれぞれの長手方向に形成される。
【００３４】
したがって、ヒートパイプ３の凝縮部３ａで凝縮された物質（ワーキングフルイド）の移動が重力の影響により促進可能に、前記複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、重力の方向に垂直な水平方向に対して所定角度、例えば垂直または傾斜した角度をなすように形成され、前記ヒートパイプ３は、各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎに沿って設置される。ヒートパイプ３は、前記各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎの基板２の底面に設置されるか、または複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎが配置される上面に逆になるベースプレート１の底面に設置されうる。
【００３５】
ここで、重力の方向に垂直な水平方向は、表示装置の水平走査方向に該当し、前記水平方向に対して垂直な方向は、重力の方向またはその逆方向に該当する。バックライトシステムを照明光として使用する表示装置、例えばＬＣＤは、垂直な状態に使われ、ＬＣＤでの水平走査方向は、地表面に平行またはほぼ平行して地表面に対して所定の鋭角をなす走査方向となり、それに垂直な走査方向が垂直走査方向となる。
【００３６】
前記のように、各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎが水平方向に対して所定角度、例えば垂直または傾斜した角度をなせば、各ラインに沿って配列されたヒートパイプ３も、水平方向に対して所定角度、例えば垂直または傾斜した角度をなす。
【００３７】
ここで、前記水平方向に対して所定角度をなすという意味は、水平方向と垂直方向とを含む平面内で水平方向に対して所定角度をなすか、または水平方向に平行し、垂直方向に垂直な平面に対して所定角度をなすと解釈されうる。
【００３８】
図１ないし図４では、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎが水平方向に対してほぼ垂直をなし、これにより、ヒートパイプ３も水平方向に対してほぼ垂直をなす場合を示す。
【００３９】
代案として、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、図５に示すように、水平方向に対して傾斜した角度θをなすように形成されることもある。この場合、ヒートパイプ３も水平方向に対して傾斜した角度θをなすが、このヒートパイプ３の設置方向が水平方向に対して垂直な成分を有するので、ヒートパイプ３を水平方向に対して垂直に設置した場合と同様に、重力の影響により凝縮された物質の移動が促進されうる。
【００４０】
前記のように、ヒートパイプ３は、熱が多く発生するＬＥＤチップで発生した熱を効果的に除去可能に、複数の発光デバイス１０が配列された各ラインＬ１〜Ｌｎに沿って配列されることが望ましいが、複数の発光デバイス１０が配列されたラインＬ１〜Ｌｎが水平走査方向に対して所定角度、例えば垂直または傾斜した角度をなすことにより、ヒートパイプ３も水平走査方向に対して所定角度、例えば垂直または傾斜した角度をなし、これにより、ヒートパイプ３で凝縮された物質の移動が重力の作用により促進されうる。すなわち、凝縮により液化された物質が重力の影響によりさらに速く下がることができる。
【００４１】
したがって、ヒートパイプ３内でワーキングフルイドの循環が円滑に行われ、これにより、ヒートパイプ３は、一ラインにあるそれぞれの発光デバイス１０のＬＥＤチップの温度均一性を維持させることができる。
【００４２】
ここで、ヒートパイプ３は、周知されたように、蒸発部３ｂ、断熱部（図示せず）及び凝縮部３ａからなるが、蒸発部３ｂに熱が加えられれば、ワーキングフルイドが気化されて断熱部を経て凝縮部３ａに移動し、気化されたワーキングフルイドは、凝縮部３ａで液化されてウィックを通じて再び蒸発部３ｂに戻る。かかる一連の過程を反復して、熱源の熱、例えば発光デバイス１０のＬＥＤチップまたは後述する回路部７で発生した熱を移動させて冷却効果を有する。このように、ヒートパイプ３は、ワーキングフルイドの循環により熱を移動させて冷却効果を有する。
【００４３】
このとき、本発明によるバックライトシステムにおいては、ヒートパイプ３が水平方向に対して所定角度をなして重力の作用によりワーキングフルイドの移動が促進可能に設置されているので、凝縮部で液化されたワーキングフルイドがウィックを通じて蒸発部に戻る循環作用が円滑に行われうる。したがって、ヒートパイプ３が自身の機能を行えるため、ＬＥＤチップなどの熱源で発生した熱を効果的に除去できるので、バックライトシステムの輝度低下及び色座標変化が発生しなくなる。
【００４４】
ヒートパイプ３は、各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎの全体にわたっていることが望ましい。また、ヒートパイプ３は、発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎとヒートシンク４との間に位置することが望ましい。このとき、発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎを垂直または傾斜した角度θで形成することによって、ヒートパイプ３は、その凝縮部が上方に位置するように設置される。このとき、ヒートパイプ３の蒸発部は、全体的に分布する。ヒートパイプ３の凝縮部で液体に変わったワーキングフルイドは、ウィックを通じて再び蒸発部に移動する。この場合、ワーキングフルイドは、重力の力を借りて下部に移動できる。ここで、ヒートパイプ３については周知されているので、さらに詳細な説明及び図示は省略する。
【００４５】
一方、ベースプレート１の底面の一側には、図２及び図３に示したように、発光デバイス１０の駆動のための回路部７が設置されうる。
【００４６】
このように、回路部７がベースプレート１に設置される場合、ヒートシンク４は、回路部７が位置した領域を除いた複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎ長の一部にわたっていることが望ましい。
【００４７】
この場合にも、回路部７のあるヒートシンク４が設置されていない部分では、ヒートパイプ３があるため、各発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎ上の発光デバイス１０のＬＥＤチップの温度均一性は維持されうる。
【００４８】
前記のようにヒートシンク４が設置されていない部分に回路部７を位置させれば、それほどバックライトシステムを薄くするという利点がある。
【００４９】
冷却ファン５は、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎにそれぞれ対応する所定位置に位置する。一つの冷却ファン５は、一つのヒートシンク４にのみ風量をそのヒートシンク４のフィンに平行な方向に伝達させつつ放熱させる。したがって、例えば、最初の発光デバイス配列ラインＬ１と二番目の発光デバイス配列ラインＬ２との間に温度差がある場合にも、各ライン上に設置された冷却ファン５の速度を変化させてライン間の温度差を縮めることが可能である。
【００５０】
前記のように、一列になった発光デバイス１０の一ラインＬ１〜Ｌｎに対して一つのヒートパイプ３、ヒートシンク４及び冷却ファン５が設置されうる。
【００５１】
このとき、ヒートシンク４及び／または冷却ファン５は、ヒートパイプ３の凝縮部上に位置するように上方側に設置されることが望ましい。
【００５２】
すなわち、本発明によるバックライトシステムにおいて、ヒートパイプ３は、水平方向に対して垂直または傾斜した角度θで設置されるので、ヒートパイプ３は、その凝縮部が上方側に位置するように、ベースプレート１または発光デバイス１０が結合された基板２に設置され、このヒートパイプ３の上端に位置した凝縮部位置にヒートシンク４及び冷却ファン５が設置されることが望ましい。
【００５３】
一方、図１ないし図５では、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎが一列に配列された複数の発光デバイス１０を備える基板２を、複数のラインをなすようにベースプレート１に設置することによって得られた例を示す。代案として、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、ベースプレート１に直接的に発光デバイス１０を、複数のラインをなすように設置することによって得られる。この場合、ベースプレート１としては、発光デバイス１０の各ＬＥＤチップが電気的に連結されるように設置されるＰＣＢ、例えばＭＣＰＣＢを備える。この場合にも、複数の発光デバイス配列ラインＬ１〜Ｌｎは、水平走査方向に対して所定角度をなすように形成される。
【００５４】
一方、発光デバイス１０は、図６に示したように、光を発生させるＬＥＤチップ１１、及びＬＥＤチップ１１側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータ、例えば入射光をほぼ側面方向に進めさせる側面放出器１３を備えて構成されうる。
【００５５】
光を発生させるＬＥＤチップ１１は、ベース１２に配置された状態に側面放出器１３と結合されうる。
【００５６】
このとき、ＬＥＤチップ１１と側面放出器１３との間は密着されることが望ましい。このようにＬＥＤチップ１１と側面放出器１３との間を密着させることにより、ＬＥＤチップ１１で発生して側面放出器１３内に入る光量を極大化させることができる。
【００５７】
発光デバイス１０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ色光を出射するように設けられうる。この場合には、発光デバイス１０にＬＥＤチップ１１として、Ｒ，ＧまたはＢ色光を発生させるＬＥＤチップが使われる。前記各ライン上では、Ｒ，Ｇ，Ｂ色光を出射する発光デバイス１０が交互に配置されうる。
【００５８】
このとき、各ライン上に配置される各色光別の発光デバイス１０は、それから出射される光量を考慮してその個数を同一にするか、または異ならせることもある。
【００５９】
Ｒ，Ｇ，Ｂ用のＬＥＤチップから出射されるＲ，Ｇ，Ｂ色光量は、差があることがあり、現在は、Ｇ  ＬＥＤの出射光量が他のＲ，Ｂ  ＬＥＤに比べて少ない。したがって、出射される各カラー光量の差を考慮して、例えば図１及び図５に示したように、各ライン上にＲ，Ｂ用の発光デバイスは同一な数で配置し、Ｇ発光デバイスはそれより２倍となるように配置できる。各ライン上でＲ，Ｇ，Ｂ用の発光デバイスの配置順序は、例えばＲ，Ｇ，Ｇ，ＢまたはＢ，Ｇ，Ｇ，Ｒの順序となりうる。
【００６０】
代案として、発光デバイス１０は、いずれも白色光を出射するように設けられうる。この場合には、発光デバイス１０にいずれも白色光を発生させるＬＥＤチップが使われる。
【００６１】
前記のように発光デバイス１０にＲ，Ｇ，Ｂ色光を発生させるＬＥＤチップを使用するか、または白色光を発生させるＬＥＤチップを使用する場合、このような本発明によるバックライトシステムを適用したＬＣＤは、カラー画像を表示できる。
【００６２】
一方、側面放出器１３は、透明物質からなる透明ボディを有する。この側面放出器１３は、例えば中心軸Ｃに対して傾斜したじょうご状の反射面１４、反射面１４で反射されて入射される光を屈折透過させるように中心軸Ｃに対して傾斜した第１屈折面１５、及び下面から第１屈折面１５まで連結された凸状の第２屈折面１７からなる。ＬＥＤチップ１１から出射されて側面放出器１３の反射面１４側に入射された光は、その反射面１４で反射されて第１屈折面１５に向かい、この第１屈折面１５を透過してほぼ側面方向に進む。また、ＬＥＤチップ１１から出射されて凸状の第２屈折面１７に入射された光は、その第２屈折面１７を透過してほぼ側面方向に進める。
【００６３】
ここで、側面放出器１３は、ＬＥＤチップ１１側から入射された光をほぼ側面方向に出射させる範囲内でその形状が多様に変形されうる。
【００６４】
図７は、本発明の一実施形態による直下発光型のバックライトシステムの全体構造を概略的に示す図である。図７に示すように、本発明によるバックライトシステムは、前記した構成に付加して、発光デバイス１０の下方側に位置して入射光を拡散反射させる反射拡散板１１０、及び発光デバイス１０の上方に位置して入射光を拡散透過させる透過拡散板１４０を備える。
【００６５】
反射拡散板１１０は、入射光を拡散反射させて上方、すなわち液晶パネル（図７参照）側に進める。反射拡散板１１０は、発光デバイス１０の下方側に位置可能にベースプレート１上に置かれる。このために、反射拡散板１１０に複数の発光デバイス１０を通過させることができる複数のホールを形成し、反射拡散板１１０は、このホールに発光デバイス１０が挟まれた状態でベースプレート１に設置される。
【００６６】
透過拡散板１４０は、発光デバイス１０及び反射拡散板１１０の上方にバックライトシステムの下部１００に対して所定間隔ｄが離隔されるように位置する。透過拡散板１４０は、入射される光を拡散透過させる。
【００６７】
このとき、透過拡散板１４０が発光デバイス１０と近すぎれば、発光デバイス１０の位置する部分が残りの部分に比べてさらに明るく見えて輝度均一度が低下しうる。また、透過拡散板１４０が発光デバイス１０から離隔されるほど、バックライトシステム１００が厚くなる。したがって、この透過拡散板１４０と発光デバイス１０及び反射拡散板１１０を備えるバックライトシステムの下部１００との離隔距離ｄは、光の拡散により光が所望するほどよく混ざる範囲内で最小に決まることが望ましい。
【００６８】
一方、発光デバイス１０のＬＥＤチップ１１から出射された光のほとんどは、側面放出器１３により側面方向に出射されるが、側面放出器１３を通過して上方側に進める光も一部存在しうる。側面放出器１３の上方側に進める光量は、例えばＬＥＤチップ１１から出射された光のほぼ２０％程度となりうる。
【００６９】
かかる側面放出器１３の上方側に進める光の存在により、バックライトシステムの上方から見るとき、ＬＥＤチップ１１の位置に光スポットが見られることもある。また、カラー具現のために、例えばＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのカラー光を出射するＲ，Ｇ，Ｂ  ＬＥＤチップを配置する場合、色が見られることもある。
【００７０】
したがって、本発明によるバックライトシステムは、発光デバイス１０から上方に直ちに出射される光を直ちに進めずに反射させるように、光学プレート１３０の一面に形成された複数の反射ミラー１２０をさらに備えることが望ましい。このとき、複数の反射ミラー１２０は、各発光デバイス１０の上方に存在するように、発光デバイス１０のアレイに対応して光学プレート１３０の一面にアレイに形成されることが望ましい。
【００７１】
複数の反射ミラー１２０が形成される光学プレート１３０は、入射光をそのまま透過させる透明なポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる。また、光学プレート１３０は、透過拡散板（すなわち、第２透過拡散板）からなることもある。
【００７２】
このとき、複数の反射ミラー１２０と発光デバイス１０との間は、所定間隔が離隔されることが望ましく、かかる間隔が維持可能に光学プレート１３０は、支持台１３５により支持されることが望ましい。支持台１３５は、反射拡散板１１０またはベースプレート１に対して光学プレート１３０を支持する。
【００７３】
光学プレート１３０として透過拡散板を使用する場合には、反射拡散板１１０と透過拡散板１４０のみを備える場合に比べて光の拡散がさらに十分に起きるので、透過拡散板１４０と発光デバイス１０との間隔、すなわち透過拡散板１４０と本発明によるバックライトシステムの下部１００との間隔ｄを縮めることができるので、バックライトシステムを薄くするのに寄与できる。
【００７４】
もちろん、光学プレート１３０として透過拡散板を使用する場合には、透明なＰＭＭＡを使用する場合に比べて光の透過率が相対的に低下しうる。したがって、光学プレート１３０として透過拡散板を使用するか、または透明なＰＭＭＡを使用するかは、光の出射率を高めるのに重点を置くか、またはバックライトシステムをさらに薄くするのに重点を置くかによって決定すればよい。
【００７５】
一方、本発明によるバックライトシステムは、透過拡散板１４０から出射される光の直進性を向上させるための輝度向上フィルム（ＢＥＦ）１５０をさらに備える。また、本発明によるバックライトシステムは、偏光効率を向上させるための偏光向上フィルム１７０をさらに備える。
【００７６】
ＢＥＦ  １５０は、透過拡散板１４０から出射される光を屈折及び集光させて光の直進性を向上させることによって、輝度を向上させる。
【００７７】
偏光向上フィルム１７０は、例えばｐ偏光の光は透過させ、ｓ偏光の光は反射させる過程を通じて、入射された光のほとんどを一偏光、例えばｐ偏光の光に出射させる。
【００７８】
本発明によるバックライトシステムを適用したＬＣＤの場合、バックライトシステム上に液晶パネルを備える。液晶パネルは、周知されたように、一線形偏光の光を液晶パネルの液晶層に入射させ、電界駆動により液晶ディレクタの方向を変えることによって、液晶層を通過する光の偏光変化により画像情報などを表示する。
【００７９】
したがって、液晶パネルに入射される光が単一偏光となるほど、光利用効率を向上させるので、前記のようにバックライトシステムに偏光向上フィルム１７０を備えれば光効率を向上させる。
【００８０】
一方、以上では、本発明によるバックライトシステムが、コリメータとして側面放出器１３が形成された発光デバイス１０を備える場合を例として説明及び図示したが、本発明によるバックライトシステムは、図８に示したように、ドーム状のコリメータ１９０が形成された発光デバイス１８０を備えることも可能である。図８は、本発明による直下発光型のバックライトシステムの他の実施形態を示す図であって、ドーム状のコリメータ１９０が形成された発光デバイス１８０を備えること以外に、残りの構成要素は、前記の実施形態と実質的に同一である。したがって、ここでは、実質的に同一または類似した機能を行う部材は、前記と同一な参照符号で表示し、その反復的な説明は省略する。
【００８１】
図９は、本発明によるバックライトシステムを備えたＬＣＤを概略的に示す図である。図９に示すように、ＬＣＤは、バックライトシステム２００及びこのバックライトシステム２００上に備えられた液晶パネル３００を備える。バックライトシステム２００としては、前記した本発明によるバックライトシステムを備える。液晶パネル３００は、駆動回路部と連結されている。ここで、ＬＣＤの分野で液晶パネルの具体的な構成及び回路駆動による表示作動について周知されているので、これについての具体的な説明及び図示を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によるバックライトシステムは、ＬＣＤで液晶パネルの照明のために使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明によるバックライトシステムの発光デバイス配列の一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】発光デバイスが図１のように配列されるときのバックライトシステムの底面図である。
【図３】本発明によるバックライトシステムの左側面図である。
【図４】本発明によるバックライトシステムの一部分を拡大して示す正面図である。
【図５】本発明によるバックライトシステムの発光デバイス配列の他の実施形態を概略的に示す図である。
【図６】図３及び図４の発光デバイスを拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による直下発光型のバックライトシステムの全体構造を概略的に示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態による直下発光型のバックライトシステムの全体構造を概略的に示す図である。
【図９】本発明によるバックライトシステムを備えたＬＣＤを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    ベースプレート
２    基板
３    ヒートパイプ
４    ヒートシンク
５    冷却ファン
７    回路部
１０  発光デバイス
【図１】
2006178451.tif 000003
【図２】
2006178451.tif 000004
【図３】
2006178451.tif 000005
【図４】
2006178451.tif 000006
【図５】
2006178451.tif 000007
【図６】
2006178451.tif 000008
【図７】
2006178451.tif 000009
【図８】
2006178451.tif 000010
【図９】
2006178451.tif 000011