(57)【要約】【課題】  色再現性に優れて小型化に有利な、表示装置用光源を提供する。【解決手段】  基板上に実装されていて、赤色、緑色、及び青色のうちの２つ以上の色成分を含む光を発する混色発光ダイオードと、及び基板上に実装されていて、赤色、緑色、及び青色のうちのいずれか１つの色成分を主に含む光を発する単色発光ダイオードとを含む。【選択図】図４
2006019736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、
前記基板上に実装されている複数の発光ダイオードを含み、
前記発光ダイオードは、少なくとも１つの白色光を発する白色発光ダイオード及び少なくとも１つの赤色光を発する赤色発光ダイオードを含んでなる、表示装置用光源。
【請求項２】
前記白色発光ダイオードは、青色光と同一または青色光より短い波長帯の光を発す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が発する光の波長を変換する蛍光体を含み、前記白色発光ダイオードが発する光は、赤色、緑色、及び青色の３つの色成分を全て含む、請求項１に記載の表示装置用光源。
【請求項３】
前記発光ダイオードチップは、リードフレーム上に配置されており、前記蛍光体はモールディング材で覆われている、請求項２に記載の表示装置用光源。
【請求項４】
前記白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードチップ及びこれを覆っている黄色蛍光体を含む、請求項１に記載の表示装置用光源。
【請求項５】
前記白色発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードチップ及びこれを覆っている赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物を含む、請求項１に記載の表示装置用光源。
【請求項６】
前記白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されていて、前記白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードが交互に現れるように配置されている、請求項１に記載の表示装置用光源。
【請求項７】
前記白色発光ダイオードは前記赤色発光ダイオードを囲む形態に配列されている、請求項１に記載の表示装置用光源。
【請求項８】
基板、
前記基板上に実装されていて、第１発光ダイオードチップ及びこの第１発光ダイオードチップが発する光の波長を変換する蛍光体を含む第１発光ダイオード、
前記基板上に実装されていて、蛍光体を含まない第２発光ダイオードを含む、表示装置用光源。
【請求項９】
前記第１発光ダイオードチップは青色光を発し、前記蛍光体は黄色蛍光体であり、前記第２発光ダイオードは赤色光を発する、請求項８に記載の表示装置用光源。
【請求項１０】
前記第１発光ダイオードチップは紫外線光を発し、前記蛍光体は赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物であり、前記第２発光ダイオードは赤色光を発する、請求項８に記載の表示装置用光源。
【請求項１１】
前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されていて、前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードが交互に現れるように配置されている、請求項８に記載の表示装置用光源。
【請求項１２】
前記第１発光ダイオードは前記第２発光ダイオードを囲む形態に配列されている、請求項８に記載の表示装置用光源。
【請求項１３】
基板、
前記基板上に形成されていて、スペクトル幅が２００ｎｍ以上の波長範囲にかかる光を発する第１発光ダイオード、
前記基板上に形成されていて、スペクトル幅が１００ｎｍ以下の波長範囲にかかる光を発する第２発光ダイオードを含む、表示装置用光源。
【請求項１４】
前記第１発光ダイオードが発する光のスペクトルは少なくとも２ヶ所のピークを有し、前記第２発光ダイオードが発する光のスペクトルは１ヶ所のピークを有する、請求項１３に記載の表示装置用光源。
【請求項１５】
前記第１発光ダイオードが発する光のスペクトルは赤色、緑色、及び青色領域の３ケ所でピークを有する、請求項１４に記載の表示装置用光源。
【請求項１６】
前記第２発光ダイオードが発する光のスペクトルは赤色領域でピークを有する、請求項１４に記載の表示装置用光源。
【請求項１７】
リードフレーム、
前記リードフレーム上に実装されている第１発光ダイオードチップ、
前記第１発光ダイオードチップを覆っている蛍光体、
前記リードフレーム上に実装されている第２発光ダイオードチップ、
前記第１及び第２発光ダイオードチップ及び前記蛍光体を覆って保護するモールディング材を含む、発光ダイオード。
【請求項１８】
前記第１発光ダイオードチップの数は第２発光ダイオードチップの数より多い、請求項１７に記載の発光ダイオード。
【請求項１９】
前記第１発光ダイオードチップは青色光を発し、前記蛍光体は黄色蛍光体であり、前記第２発光ダイオードチップは赤色光を発する、請求項１７に記載の発光ダイオード。
【請求項２０】
前記第１発光ダイオードチップは紫外線光を発し、前記蛍光体は赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物であり、前記第２発光ダイオードチップは赤色光を発する、請求項１７に記載の発光ダイオード。
【請求項２１】
導光板、
前記導光板の一側面に配置されていて、白色光を発する白色発光ダイオード及び赤色光を発する赤色発光ダイオードを含む第１表示装置用光源を含む、バックライト装置。
【請求項２２】
前記導光板は側面に溝を有し、前記白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードの発光部は前記溝に収容されている、請求項２１に記載のバックライト装置。
【請求項２３】
前記導光板の前記第１表示装置用光源が配置された側面の反対側の側面に第２表示装置用光源がさらに配置されている、請求項２１に記載のバックライト装置。
【請求項２４】
前記導光板は、前記第１表示装置用光源が配置された側面で厚さが最も厚く、その反対側の側面に向かって厚さが次第に薄くなる、請求項２１に記載のバックライト装置。
【請求項２５】
基板、
前記基板上に実装されていて、白色光を発する白色発光ダイオード、
前記基板上に実装されていて、赤色光を発する赤色発光ダイオード、
前記基板上に形成されていて、少なくとも前記白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードの発光部を露出する孔を有する反射板を含む、バックライト装置。
【請求項２６】
前記白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されている、請求項２５に記載されているバックライト装置。
【請求項２７】
前記基板は複数が互いに平行に配置されている、請求項２６に記載のバックライト装置。
【請求項２８】
基板と、
第１波長範囲にかかる光を発し、前記基板上に実装されている第１発光ダイオードと、
第２波長範囲にかかる光を発し、前記基板上に実装されている第２発光ダイオードと、
を含み、前記第１波長範囲と第２波長範囲とは実質的に互いに重畳せず、前記第１及び第２波長範囲を合わせれば、可視光線波長の領域の全体にかかる波長範囲をなす、表示装置用光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置用光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのモニターやＴＶなどに使用される表示装置（display device）には、自ら発光する発光ダイオード（light emitting diode、ＬＥＤ）、ＥＬ（electroluminescence）、真空蛍光表示装置（vacuum fluorescent display、ＶＦＤ）、電界発光素子（field emission display、ＦＥＤ）、プラズマ表示装置（plasma display panel、ＰＤＰ）などと、自ら発光せずに別途の光源を必要とする液晶表示装置（liquid crystal display、ＬＣＤ）などがある。
【０００３】
一般的な液晶表示装置は、電界生成電極が形成された２つの表示板及びその間に注入されている誘電率異方性（dielectric  anisotropy）を有する液晶層を含む。電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、電圧を変化させて電場の強さを調節することによって、液晶層を通過する光の透過率を調節して、所望の画像を表示する。
【０００４】
この時の光は、別途に備えられた人工光源から提供される光であっても自然光であってもよい。
【０００５】
液晶表示装置用人工光源、つまりバックライト（backlight）装置は、光源としてＣＣＦＬ（cold cathode fluorescent lamp）やＥＥＦＬ（external electrode fluorescent）などのようないくつかの蛍光ランプ（fluorescent lamp）を使用したり複数の発光ダイオードを使用したりする。
【０００６】
この中でも、発光ダイオードは、水銀を使用しないので環境に優しく、機構的に安定しているので寿命が長いなどの長所があるため、次世代バックライト装置の光源として注目されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が目的とする技術的課題は、色再現性に優れた表示装置用光源を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の技術的課題は、小型化に有利な表示装置用光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような技術的課題を達成するための本発明の１つの特徴による表示装置用光源は、三原色のうちの２つ以上の色成分を含む混色発光ダイオード及び単色発光ダイオードを共に配置する。
【００１０】
具体的には、基板、前記基板上に実装されている複数の発光ダイオードを含み、前記発光ダイオードは、少なくとも１つの白色光を発する白色発光ダイオード及び少なくとも１つの赤色光を発する赤色発光ダイオードを含んでなる表示装置用光源を提供する。
【００１１】
この時、混色発光ダイオードが発する光は、赤色、緑色、及び青色の３つの色成分を全て含み、単色発光ダイオードは赤色光を発し、前記混色発光ダイオードは、青色発光ダイオードチップ及びこれを覆っている黄色蛍光体を含むことが好ましい。前記混色発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードチップ及びこれを覆っている赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物を含むことも可能であり、前記混色発光ダイオード及び前記単色発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されていて、前記混色発光ダイオード及び前記単色発光ダイオードが交互に現れるように配置されていることが好ましい。前記混色発光ダイオードは前記単色発光ダイオードを囲む形態に配列されることが好ましい。
【００１２】
または、基板、前記基板上に実装されていて、第１発光ダイオードチップ及びこの第１発光ダイオードチップが発する光の波長を変換する蛍光体を含む第１発光ダイオード、前記基板上に実装されていて、蛍光体を含まない第２発光ダイオードを含む表示装置用光源を提供する。
【００１３】
この時、前記第１発光ダイオードチップは青色光を発し、前記蛍光体は黄色蛍光体であり、前記第２発光ダイオードは赤色光を発することが好ましく、前記第１発光ダイオードチップは紫外線光を発し、前記蛍光体は赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物であり、前記第２発光ダイオードは赤色光を発することも可能であり、前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されていて、前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードが交互に現れるように配置されていることが好ましい。前記第１発光ダイオードは前記第２発光ダイオードを囲む形態に配列されることが好ましい。
【００１４】
または、基板、前記基板上に形成されていて、スペクトル幅が２００ｎｍ以上の波長範囲にかかる光を発する第１発光ダイオード、前記基板上に形成されていて、スペクトル幅が１００ｎｍ以下の波長範囲にかかる光を発する第２発光ダイオードを含む表示装置用光源を提供する。
【００１５】
この時、前記第１発光ダイオードが発する光のスペクトルは少なくとも２つのピークを有し、前記第２発光ダイオードが発する光のスペクトルは１つのピークを有することが好ましく、前記第１発光ダイオードが発する光のスペクトルは赤色、緑色、及び青色領域の３ケ所でピークを有することが好ましい。また、前記第２発光ダイオードが発する光のスペクトルは赤色領域でピークを有することが好ましい。
【００１６】
また、リードフレーム、前記リードフレーム上に実装されている第１発光ダイオードチップ、前記第１発光ダイオードチップを覆っている蛍光体、前記リードフレーム上に実装されている第２発光ダイオードチップ、前記第１及び第２発光ダイオードチップ及び前記蛍光体を覆って保護するモールディング材を含む発光ダイオードを提供する。
【００１７】
この時、前記第１発光ダイオードチップの数は第２発光ダイオードチップの数より多いことが好ましく、前記第１発光ダイオードチップは青色光を発し、前記蛍光体は黄色蛍光体であり、前記第２発光ダイオードチップは赤色光を発することが好ましい。前記第１発光ダイオードチップは紫外線光を発し、前記蛍光体は赤色、緑色、及び青色蛍光体の混合物であり、前記第２発光ダイオードチップは赤色光を発することも可能である。
【００１８】
また、導光板、前記導光板の一側面に配置されていて、赤色、緑色、及び青色のうちの２つ以上の色成分を含む光を発する混色発光ダイオード及び赤色、緑色、及び青色のうちのいずれか１つの色成分を主に含む光を発する単色発光ダイオードを含む第１表示装置用光源を含むバックライト装置を提供する。
【００１９】
この時、前記導光板は側面に溝を有し、前記混色発光ダイオード及び前記単色発光ダイオードは前記溝に収容されていて、前記導光板の前記第１表示装置用光源が配置された側面の反対側の側面に配置されていることが好ましい。前記導光板は、前記第１表示装置用光源が配置された側面で厚さが最も厚く、その反対側の側面に向かって厚さが次第に薄くなることが好ましい。
【００２０】
また、基板、前記基板上に実装されていて、赤色、緑色、及び青色のうちの２つ以上の色成分を含む光を発する混色発光ダイオード、前記基板上に実装されていて、赤色、緑色、及び青色のうちのいずれか１つの色成分を主に含む光を発する単色発光ダイオード、前記基板上に形成されていて、少なくとも前記混色発光ダイオード及び前記単色発光ダイオードの発光部を露出する孔を有する反射板を含むバックライト装置を提供する。
【００２１】
この時、前記混色発光ダイオード及び前記単色発光ダイオードは前記基板上に一列に配列されていて、前記基板は複数が互いに平行に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発光ダイオードを使用する表示装置用光源が占める空間を減少させることができ、赤色、緑色、及び青色成分を均一に含む白色光を発する表示装置用光源を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
それでは、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
【００２４】
図面では、各々の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分については、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上に”あるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
【００２５】
それでは、本発明の実施形態による表示装置用光源の駆動装置について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図であり、図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
【００２７】
図１に示したように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（liquid crystal panel assembly）３００、これに連結されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、液晶表示板組立体３００に光を照射する光源部９１０、光源部９１０を制御する光源駆動部９２０、及びこれらを制御する信号制御部（signal controller）６００を含む。
【００２８】
一方、図２に示したように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、構造的に見ると、表示部３３０及びバックライト部３４０を含む液晶モジュール３５０、液晶モジュール３５０を収納して固定する前面及び後面シャーシ３６１、３６２、モールドフレーム３６３、３６４を含む。
【００２９】
表示部３３０は、液晶表示板組立体３００、これに付着されたゲートテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ、tape carrier packet）４１０及びデータテープキャリアパッケージ５１０、そして当該ＴＣＰ４１０、５１０に付着されているゲート印刷回路基板（ＰＣＢ、printed circuit board）４５０及びデータ印刷回路基板５５０を含む。
【００３０】
液晶表示板組立体３００は、図２及び図３に示したように、構造的に見ると、下部表示板１００及び上部表示板２００、及びその間に注入されている液晶層３を含み、図１及び図３に示したように、等価回路で見ると、複数の表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）、及びこれに連結されていて、行列形態に配列された複数の画素（pixel）を含む。
【００３１】
表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）は、下部表示板１００に形成されていて、ゲート信号（走査信号とも言う）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）、及びデータ信号を伝達するデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）を含む。ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）は、行方向にのびていて、互いにほぼ平行であり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）は、列方向にのびていて、互いにほぼ平行である。
【００３２】
各画素は、表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）、及びこれに連結された液晶キャパシタ（liquid crystal capacitor）（ＣＬＣ）及びストレージキャパシタ（storage capacitor）（ＣＳＴ）を含む。ストレージキャパシタ（ＣＳＴ）は必要に応じて省略することができる。
【００３３】
薄膜トランジスタなどスイッチング素子（Ｑ）は、下部表示板１００に形成されていて、三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ（ＣＬＣ）及びストレージキャパシタ（ＣＳＴ）に連結されている。
【００３４】
液晶キャパシタ（ＣＬＣ）は、下部表示板１００の画素電極１９０及び上部表示板２００の共通電極２７０を二端子として、２つの電極１９０、２７０間の液晶層３が誘電体としての役割を果たす。画素電極１９０はスイッチング素子（Ｑ）に連結され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成されていて、共通電圧（Ｖｃｏｍ）が印加される。図３とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に形成される場合もあり、この時には２つの電極１９０、２７０のうちの少なくとも１つが線形態または棒形態に形成される。
【００３５】
液晶キャパシタ（ＣＬＣ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（ＣＳＴ）は、下部表示板１００に形成された別個の信号線（図示せず）が絶縁体を隔てて画素電極１９０と重畳して構成され、この別個の信号線には共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ（ＣＳＴ）は、画素電極１９０が絶縁体を隔てて真上の前段ゲート線と重畳して構成されることもできる。
【００３６】
一方、色表示を実現するためには、各画素が三原色のうちの１つを固有に表示したり（空間分割）各画素が時間によって交互に三原色を表示するようにして（時間分割）、これら三原色の空間的、時間的合計で所望の色相が認識されるようにしたりする。図３は空間分割の一例であって、各画素が、画素電極１９０に対応する上部表示板２００の領域に赤色、緑色、または青色の色フィルター２３０が形成されることを示している。図３とは異なって、色フィルター２３０は下部表示板１００の画素電極１９０上または下に形成されることもできる。
【００３７】
図２で、バックライト部３４０は、液晶表示板組立体３００の下部に装着されていて、複数の発光ダイオード３４４がＰＣＢ基板３４５に実装されて構成される光源体３４９、組立体３００と発光ダイオード３４４との間に位置して、発光ダイオード３４４からの光を組立体３００に拡散する拡散板３４２及び複数の光学シート３４３、ＰＣＢ基板３４５の上部に位置して、発光ダイオード３４４の発光部を突出する複数の孔を有して、発光ダイオード３４４からの光を組立体３００側に反射する反射板３４１、そして反射板３４１と拡散板３４２との間に装着されて、光源体３４９と拡散板３４２との間の距離を一定に維持して、拡散板３４２及び光学シート３４３を支持するモールドフレーム３６３、３６４を含む。
【００３８】
光源として使用される発光ダイオード（ＬＥＤ）３４４は、白色光を発する白色発光ダイオード及び赤色光を発する赤色発光ダイオードを含み、これら白色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードが所定の形態でＰＣＢ基板３４５上に配列されて、光源体３４９を形成する。
【００３９】
図２に示した光源体３４９の個数は３つであるが、その数は変更されることもある。
【００４０】
また、図２に示したバックライト部の構造は、光源体３４９が液晶表示板組立体３００の下部面に並んで配置されている直下型であるが、光源体が液晶表示板組立体３００の下部周縁に配置されていて、導光板（light guide）を通じて組立体３００の全面で光を拡散するエッジ型でもよい。
【００４１】
液晶表示板組立体３００の２つの表示板１００、２００の外側面には、光源体３４９から発される光を偏光する偏光子（図示せず）が付着されている。
【００４２】
図１及び図２を参照すれば、階調電圧生成部８００は、データＰＣＢ５５０に形成されていて、画素の透過率に関する二組の複数の階調電圧を生成する。二組のうちの一組は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し、他の一組は負の値を有する。
【００４３】
ゲート駆動部４００は、集積回路（integrated circuit、ＩＣ）チップの形態で各ゲートＴＣＰ４１０上に装着されており、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されて、外部からのゲートオン電圧（Ｖｏｎ）及びゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせを含んでなるゲート信号をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加する。
【００４４】
データ駆動部５００は、ＩＣチップの形態で各データＴＣＰ５１０上に装着されており、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されて、階調電圧生成部８００からの階調電圧の中から選択したデータ電圧をデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。
【００４５】
本発明の他の実施形態によれば、ゲート駆動部４００またはデータ駆動部５００は、ＩＣチップの形態で下部表示板１００上に装着されており、また他の実施形態によれば、下部表示板１００に他の素子と共に集積される。この２種類の場合、ゲートＰＣＢ４５０またはゲートＴＣＰ４１０は省略することができる。
【００４６】
ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する信号制御部６００は、データＰＣＢ５５０またはゲートＰＣＢ４５０に形成されている。
【００４７】
それでは、このような液晶表示装置の表示動作について、詳細に説明する。
【００４８】
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び入力制御信号に基づいて、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理して、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）はゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）及び処理した映像信号（ＤＡＴ）はデータ駆動部５００に出力する。
【００４９】
ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、フレームの開始を知らせる垂直同期開始信号（ＳＴＶ）、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力時期を制御するゲートクロック信号（ＣＰＶ）、及びゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）などを含む。
【００５０】
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、映像信号（ＤＡＴ）の伝送開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）にデータ電圧を印加するように支持するロード信号（ＬＯＡＤ）、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ電圧の極性（以下、「共通電圧に対するデータ電圧の極性」を略して「データ電圧の極性」とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）、及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）などを含む。
【００５１】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって１つの行の画素に対する映像信号（ＤＡＴ）を順次に受信してシフトさせ、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像信号（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することによって、映像信号（ＤＡＴ）を当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。
【００５２】
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）をターンオンさせて、これによりデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子（Ｑ）を通じて当該画素に印加される。
【００５３】
画素に印加されたデータ電圧と共通電圧（Ｖｃｏｍ）との差は、液晶キャパシタ（ＣＬＣ）の充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配列を異にする。
【００５４】
光源駆動部９２０は、光源部９１０に印加される電流を制御して、光源部９１０を構成する発光ダイオード３４４を点滅させて、その明るさを制御する。
【００５５】
このような光源駆動部９２０の動作によって、発光ダイオード３４４からの光は液晶層３を通過しながら液晶分子の配列によってその偏光が変化する。このような偏光の変化は、偏光子によって光の透過率の変化として現れる。
【００５６】
１水平周期（または１Ｈ）[水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、ゲートクロック信号（ＣＰＶ）の一周期]が過ぎると、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００は、次の行の画素に対して同一な動作を繰り返す。このような方式で、１フレーム（frame）の間に全てのゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加して、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終われば次のフレームが始まって、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前のフレームでのデータ電圧の極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって１つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変化したり（行反転、ドット反転）、１つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なったりすることがある（列反転、ドット反転）。
【００５７】
以下、本発明の一実施形態による光源部９１０、つまりバックライト装置を構成する光源体３４９について、図４乃至図６を参照して詳細に説明する。
【００５８】
図４は本発明の一実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオード（ＬＥＤ）の配置図であり、図５は本発明の他の実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオードの配置図であり、図６は本発明の他の実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオードの配置図である。
【００５９】
まず、図４を参照すれば、長い帯形態のＰＣＢ基板３４５上に白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒが一列に交互に実装されている。ここで、白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒの数は、各発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒが発する光の強さ及び白色発光ダイオード３４４Ｗが発する白色光で補償されるべき赤色成分の量によって調整することができる。この時、白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒの配置は、これらが発する光ができるだけ均一に混合されるように配置する。例えば、白色発光ダイオード３４４Ｗが赤色発光ダイオード３４４Ｒに比べて２倍多く配置されるとすれば、２つの白色発光ダイオード３４４Ｗに対して１つの赤色発光ダイオード３４４Ｒを配置する。
【００６０】
また、隣接するＰＣＢ基板３４５間でも、同色を発する発光ダイオードは互いに交互に位置するように発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒを配置するのが好ましい。
【００６１】
白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒの出力も、補償されるべき赤色成分の量によって調整することができる。
【００６２】
図５及び図６には白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒの他の配置図が示されている。
【００６３】
図５及び図６に示されているように、白色発光ダイオード３４４Ｗが赤色発光ダイオード３４４Ｒを囲む単位形態が反復的に現れるように、発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒを配置することができる。このような配置は、図５及び図６に示したように、１つのＰＣＢ基板３４５’、３４５”上に単位形態が完成されるように配置することもでき、図４に示したような帯形態のＰＣＢ基板３４５を数個連係させて単位形態が完成されるように配置することもできる。
【００６４】
図５では、赤色発光ダイオード３４４ＲがＰＣＢ基板３４５’の中心に配置されており、白色発光ダイオード３４４Ｗがほぼ赤色発光ダイオード３４４Ｒの４隣接側面に配置されている。図６では、赤色発光ダイオード３４４ＲがＰＣＢ基板３４５”の中心に配置されており、白色発光ダイオード３４４Ｗがほぼ赤色発光ダイオード３４４Ｒの４隣接側面及び対角方向の各々に配置されている。
【００６５】
その他にも、発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒの配置形態は、多様に変更することができる。
【００６６】
図７及び図８は本発明の実施形態によるバックライト装置に使用される白色発光ダイオードの断面図である。
【００６７】
まず、図７を参照すれば、リードフレーム４０上に青色発光ダイオードチップ１１が実装されていて、青色発光ダイオードチップ１１を黄色蛍光体２１が覆っており、黄色蛍光体２１をモールディング材３０が覆っている。ここで、黄色蛍光体２１は青色発光ダイオードチップ１１が発する青色光の一部を黄色光に変換する役割を果たす。
【００６８】
したがって、青色発光ダイオードチップ１１が発する青色光及び黄色蛍光体２１が変換した黄色光が混合されて、白色光をなす。
【００６９】
次に、図８を参照すれば、リードフレーム４０上に紫外線光を発する紫外線発光ダイオードチップ１１が実装されていて、紫外線発光ダイオードチップ１１を赤色、緑色、青色の３色の蛍光体２２、２３、２４が覆っており、３色の蛍光体２２、２３、２４を再びモールディング材３０が覆っている。ここで、赤色、緑色、及び青色蛍光体２２、２３、２４は各々紫外線光を赤色光、緑色光、及び青色光に変換する役割を果たす。
【００７０】
したがって、紫外線発光ダイオードチップ１２が発する紫外線光は赤色、緑色、及び青色蛍光体２２、２３、２４によって赤色光、緑色光、及び青色光に変換されて、白色光をなす。
【００７１】
本発明で使用される白色発光ダイオードは、その他にも多様に変更することができる。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、白色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを光源として使用しているが、白色でない混色光を発する発光ダイオードまたは赤色でない単色光を発する発光ダイオードを光源として使用することもできる。例えば、青色及び緑色の混色光を主に発する発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを光源として使用することもでき、赤色及び緑色の混色光を主に発する発光ダイオード及び青色発光ダイオードを光源として使用することもでき、赤色及び青色の混色光を主に発する発光ダイオード及び緑色発光ダイオードを光源として使用することもできる。
【００７３】
図９は本発明の実施形態によるバックライト装置における光源駆動部及び各発光ダイオードの連結状態を示す図面である。
【００７４】
白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒは、別途に光源駆動部９２０に連結されて、必要な電源の供給を受ける。この時、光源駆動部９２０は供給電源を制御して、白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒの明るさを各々調節し、バックライト装置が発する白色光の色感を異ならせることができる。
【００７５】
それでは、本発明の実施形態による表示装置用光源の長所について説明する。
【００７６】
図１０は本発明の実施形態によるバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図であり、図１１は赤色、緑色、青色発光ダイオードを使用して白色光を実現するバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図であり、図１２は赤色、緑色、緑色、青色発光ダイオードを使用して白色光を実現するバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図である。
【００７７】
図１０乃至図１２に示したように発光ダイオードを配列する場合、最少色混合領域の長さ（Ｘ）は次の通り求めることができる。ここで、最少色混合領域とは、各発光ダイオードが発する光が混合されて白色光になる最小限の空間を意味する。
[数式１]
Ｘ＝０．５×（一周期内にある発光ダイオードの数）×発光ダイオード間の間隔（ｐ）／ｔａｎα
前記数式１で、周期とは同一な発光ダイオードの配置が再び現れるまでの区間であり、αは発光ダイオードの光放射角の１／２である。
【００７８】
したがって、本発明の実施形態による構造である図１０の場合には、最少色混合領域（Ｘ）は下記数式２で計算される。
[数式２]
Ｘ＝０．５×２×ｐ／ｔａｎα＝ｐ／ｔａｎα
赤色、緑色、青色の３色の発光ダイオードを利用する図１１の場合には、最少色混合領域（Ｘ）は下記数式３で計算される。
[数式３]
Ｘ＝０．５×３×ｐ／ｔａｎα＝１．５ｐ／ｔａｎα
赤色、緑色、緑色、青色の３色４つの発光ダイオードを利用する図１２の場合には、最少色混合領域は下記数式４で計算される。
[数式４]
Ｘ＝０．５×４×ｐ／ｔａｎα＝２ｐ／ｔａｎα
以上のように、本発明の実施形態による光源は、最少色混合領域が赤色、緑色、緑色、青色の３色４つの発光ダイオードを利用する場合に比べると１／２、赤色、緑色、青色の３色の発光ダイオードを利用する場合に比べると２／３に減少する。
【００７９】
このような光源を液晶表示装置の白色光源として使用する場合には、最少色混合領域と同程度の領域をバックライトが占める空間として確保しなければならない。したがって、本発明の実施形態による光源を使用すれば、バックライトが占める空間を減少させることができるので、液晶表示装置を薄くするのに非常に有利である。
【００８０】
また、本発明の実施形態による表示装置用光源を使用すれば、表示装置の色再現性が向上する。これを、図１３及び図１４を参照して説明する。
【００８１】
図１３は紫外線発光ダイオードチップ及び３色の蛍光体を使用して白色を実現する白色発光ダイオードが発する白色光のスペクトルと、液晶表示装置の赤色、緑色、青色の色フィルターを通過した光のスペクトルとを比較したグラフである。図１４は本発明の実施形態によるバックライト装置の光源部が発する白色光のスペクトルと、液晶表示装置の赤色、緑色、青色の色フィルターを通過した光のスペクトルとを比較したグラフである。
【００８２】
まず、図１３を参照すれば、紫外線発光ダイオードチップ及び３色の蛍光体を使用する白色発光ダイオードが発する白色光は、全ての波長帯の光を含んでいるのではなく、青色波長帯、緑色波長帯、及び赤色波長帯の光を部分的に含んでいる。つまり、白色発光ダイオードが発する白色光のスペクトルは、青色領域である４００〜４６０ｎｍの波長範囲で２つのピークが現れ、緑色領域である５００〜５５０ｎｍの波長範囲で１つのピークが現れ、赤色領域である６００ｎｍ以上の波長範囲でも１つのピークが現れる。ところが、これを完全な白色光が液晶表示装置で使用する各色フィルターを通過した後に現れるスペクトルと比較すると、青色及び緑色の場合には、白色発光ダイオードが発する白色光のスペクトル内にほとんど含まれる反面、赤色の場合には、白色発光ダイオードが発する白色光のスペクトルを逸脱する部分がより多いことが分かる。これは、白色発光ダイオードが発する白色光では液晶表示装置が赤色を正確に表示するのが難しいということを意味する。
【００８３】
図１４を参照すれば、紫外線発光ダイオードチップ及び３色の蛍光体を使用する白色発光ダイオードが発する白色光に赤色発光ダイオードが発する赤色光が加えられる場合に、赤色領域が多く補償されることが分かる。つまり、白色発光ダイオードが発する白色光が含まない５９０〜６１０ｎｍの波長範囲でピークを有する赤色光を発する発光ダイオードを追加して、光の不足した成分を補充するのである。これは、液晶表示装置が赤色をより正確に表示することができ、液晶表示装置の色再現性が向上することを意味する。
【００８４】
図１５及び図１６は、本発明の実施形態のように不完全な白色光を発する発光ダイオード及び単色発光ダイオードを共に使用することによって、より完全な白色光源を実現する原理を説明するスペクトルグラフである。
【００８５】
本発明の実施形態では、赤色成分が不足した白色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを共に使用することによって、より完全な白色光源を実現することを例示しているが、前記で説明したように、青色や緑色成分が不足した白色発光ダイオードや波長領域のうちの一部がない混色発光ダイオード及びその不足した成分の光を発する単色発光ダイオードを共に使用することによって、優れた白色光源を実現することができる。
【００８６】
図１５は赤色成分がない混色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを共に使用する場合のスペクトルを示し、図１６は４５０ｎｍから５００ｎｍの間の波長成分が不足した白色発光ダイオード及び４５０ｎｍから５００ｎｍの間の波長成分を有する光を発する発光ダイオードを共に使用する場合のスペクトルを示す。
【００８７】
図１７及び図１８は本発明の他の実施形態によるバックライト装置の光源として使用される発光ダイオードの断面図である。
【００８８】
図１７及び図１８は、白色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを一体にパッケージングして、より完全な白色光を発する白色光源を実現したことを示す。
【００８９】
まず、図１７を参照すれば、リードフレーム４０上に青色発光ダイオードチップ１１及び赤色発光ダイオードチップ１３が共に実装されていて、青色発光ダイオードチップ１１上に黄色蛍光体２１が塗布されていて、これらをモールディング材３０が覆って保護している。
【００９０】
次に、図１８を参照すれば、青色発光ダイオードチップ１１及びこれを覆う黄色蛍光体２１を２つずつ含み、赤色発光ダイオードチップ１３を１つだけ含む発光ダイオードを示している。これは図１７に比べて赤色成分の比率が減少する。
【００９１】
このように、１つの発光ダイオード内に含まれる発光ダイオードチップ１１、１３及び蛍光体２１の数は、発光ダイオードチップ１１、１３の出力及び必要とする白色光のスペクトルによって調整することができる。
【００９２】
以上のように、白色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを一体にパッケージングすれば、色混合領域が不必要になるので、光源が占める空間をさらに減少させることができ、ＰＣＢ基板上に発光ダイオードを配列する工程も単純になって、生産性の向上に有利である。
【００９３】
一方、青色や緑色成分が不足した白色発光ダイオードまたは波長領域のうちの一部がない混色発光ダイオード及びその不足した成分の光を発する単色発光ダイオードを一体にパッケージングすることにより、優れた白色光源を実現することができる。
【００９４】
以上のような構造の光源は、直下型だけでなくエッジ型バックライト装置にも使用することができる。これを図１９乃至図２２を参照して説明する。
【００９５】
図１９は本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の上側面図であり、図２０は図１９のＸＸ−ＸＸ´線による断面図である。
【００９６】
楔形態の導光板５０の一側面に、白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒが実装されているＰＣＢ基板３４５が配置されている。
【００９７】
図２１は本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の上側面図であり、図２２は図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ´線による断面図である。
【００９８】
楔形態の導光板５０の一側面に、白色発光ダイオード３４４Ｗ及び赤色発光ダイオード３４４Ｒが実装されているＰＣＢ基板３４５が配置されていて、発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒが導光板５０に形成されている溝の内部に収容されている。このようにすれば、図１９及び図２０の形態に比べてバックライトが占める空間を減少させることができ、発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒが発する光が導光板５０を逸脱するのを防止することができる。
【００９９】
図２３は本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の断面図である。
【０１００】
本実施形態は発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒを実装したＰＣＢ基板３４５が導光板５０の両側に配置されている。この場合には、導光板５０を楔形態ではなく平板形態に形成する。
【０１０１】
一方、図１９乃至図２３の実施形態で、白色及び赤色発光ダイオード３４４Ｗ、３４４Ｒの代わりに、青色や緑色成分が不足した白色ダイオードまたは波長領域のうちの一部がない混色発光ダイオード及びその不足した成分の光を発する単色発光ダイオードを使用することもできる。
【０１０２】
以上で、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、バックライトが必要な、たとえば液晶表示装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオード（ＬＥＤ）の配置図である。
【図５】本発明の他の実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオードの配置図である。
【図６】本発明の他の実施形態による液晶表示装置用バックライト装置における発光ダイオードの配置図である。
【図７】本発明の実施形態によるバックライト装置に使用される白色発光ダイオードの断面図である。
【図８】本発明の実施形態によるバックライト装置に使用される白色発光ダイオードの断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるバックライト装置における光源駆動部及び各発光ダイオードの連結状態を示す図面である。
【図１０】本発明の実施形態によるバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図である。
【図１１】赤色、緑色、青色発光ダイオードを使用して白色光を実現するバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図である。
【図１２】赤色、緑色、緑色、青色発光ダイオードを使用して白色光を実現するバックライト装置で要求される最少色混合領域を示す概念図である。
【図１３】紫外線発光ダイオードチップ及び３色の蛍光体を使用して白色を実現する白色発光ダイオードが発する白色光のスペクトルと、液晶表示装置の赤色、緑色、青色の色フィルターを通過した光のスペクトルとを比較したグラフである。
【図１４】本発明の実施形態によるバックライト装置の光源部が発する白色光のスペクトルと、液晶表示装置の赤色、緑色、青色の色フィルターを通過した光のスペクトルとを比較したグラフである。
【図１５】本発明の実施形態のように不完全な白色光を発する発光ダイオード及び単色発光ダイオードを共に使用することによって、より完全な白色光源を実現する原理を説明するスペクトルグラフである。
【図１６】本発明の実施形態のように不完全な白色光を発する発光ダイオード及び単色発光ダイオードを共に使用することによって、より完全な白色光源を実現する原理を説明するスペクトルグラフである。
【図１７】本発明の他の実施形態によるバックライト装置の光源として使用される発光ダイオードの断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態によるバックライト装置の光源として使用される発光ダイオードの断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の上側面図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ´線による断面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の上側面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ´線による断面図である。
【図２３】本発明の他の実施形態によるエッジ型バックライト装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
３    液晶層
１１    青色発光ダイオードチップ
１２    紫外線発光ダイオードチップ
１３    赤色発光ダイオードチップ
２１    黄色蛍光体
２２    赤色蛍光体
２３    緑色蛍光体
２４    青色蛍光体
３０    モールディング材
４０    リードフレーム
１００    下部表示板
１９０    画素電極
２００    上部表示板
２３０    色フィルター
２７０    共通電極
３００    液晶表示板組立体
３３０    表示部
３４０    バックライト部
３４１    反射板
３４２    拡散板
３４３    光学シート
３４４    発光ダイオード
３４５    ＰＣＢ基板
３４９    光源体
３５０    液晶モジュール
３６１    前面シャーシ
３６２    後面シャーシ
３６３、３６４    モールドフレーム
４００    ゲート駆動部
４１０    ゲートＴＣＰ
４５０    ゲートＰＣＢ
５００    データ駆動部
５１０    データＴＣＰ
５５０    データＰＣＢ
６００    制御信号部
８００    階調電圧生成部
９１０    光源部
９２０    光源駆動部
【図１】
2006019736.tif 000003
【図２】
2006019736.tif 000004
【図３】
2006019736.tif 000005
【図４】
2006019736.tif 000006
【図５】
2006019736.tif 000007
【図６】
2006019736.tif 000008
【図７】
2006019736.tif 000009
【図８】
2006019736.tif 000010
【図９】
2006019736.tif 000011
【図１０】
2006019736.tif 000012
【図１１】
2006019736.tif 000013
【図１２】
2006019736.tif 000014
【図１３】
2006019736.tif 000015
【図１４】
2006019736.tif 000016
【図１５】
2006019736.tif 000017
【図１６】
2006019736.tif 000018
【図１７】
2006019736.tif 000019
【図１８】
2006019736.tif 000020
【図１９】
2006019736.tif 000021
【図２０】
2006019736.tif 000022
【図２１】
2006019736.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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