(57)【要約】【課題】本発明は、白色ＬＥＤを利用して全体的に均一な白色光を得ることができる面光源及びこれを具備したＬＣＤバックライトユニットを提供すること。【解決手段】本発明による面光源１００は、所定の間隔で離隔され配列された複数の白色ＬＥＤ１１０を含み、上記複数の白色ＬＥＤ１１０は各白色ＬＥＤ１１０とそこから最短距離に配置された任意の白色ＬＥＤ１１０との組み合わせからなるＬＥＤユニットの中心光量が、各白色ＬＥＤ１１０から出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるように配列される。本発明は上記の白色ＬＥＤ１１０を利用した面光源１００を有するＬＣＤバックライトユニットを提供する。【選択図】図３
2011129538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で離隔されて配列され電気的に直列に接続された複数の白色ＬＥＤをそれぞ
れ有する複数のブロックを備え、
それぞれの白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップと、前記青色ＬＥＤチップの周囲に配置さ
れ、前記青色ＬＥＤチップにより励起され赤色光を発する赤色蛍光体と、前記青色ＬＥＤ
チップの周囲に配置され前記青色ＬＥＤチップにより励起され緑色光を発する緑色蛍光体
を含み、
前記白色ＬＥＤの配列は、行ラインの間隔及び列ラインの間隔が８．２〜７０ｍｍの範
囲であり、
直列に接続された前記複数の白色ＬＥＤの一端は、前記複数のブロックで共通の第１コ
ネクタに接続され、直列に接続された前記複数の白色ＬＥＤの他端は、それぞれのブロッ
クで個別の第２コネクタに接続される面光源。
【請求項２】
前記白色ＬＥＤチップは、周波長（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）が４３
０〜４５６ｎｍである青色ＬＥＤチップと、赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発す
る緑色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項３】
前記青色ＬＥＤチップは、周波長（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）が４３
０〜４５６ｎｍであり、
前記赤色蛍光体が発する赤色光の色座標は、ＣＩＥ１９３１色座標系を基準に４つの頂
点（０．６４４８、０．４５４４）、（０．８０７９、０．２９２０）、（０．６４２７
、０．２９０５）及び（０．４７９４、０．４６３３）により囲まれた領域内にあり、
前記緑色蛍光体が発する緑色光の色座標は、ＣＩＥ１９３１色座標系を基準に４つの頂
点（０．１２７０、０．８０３７）、（０．４１１７、０．５８６１）、（０．４１９７
、０．５３１６）及び（０．２５５５、０．５０３０）により囲まれた領域内にあること
を特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項４】
前記青色ＬＥＤチップの発光スペクトラムの半値幅（ＦＷＨＭ）は１０〜３０ｎｍで、
緑色蛍光体の半値幅は３０〜１００ｎｍで、赤色蛍光体の半値幅は５０〜２００ｎｍであ
ることを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項５】
前記赤色蛍光体は、窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕまたは
硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成の（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕであることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか一つに記載の面光源。
【請求項６】
前記緑色蛍光体は、ケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系組成の（Ｂａx、Ｓｒy、Ｍｇz）
ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｆ、Ｃｌ（０＜ｘ、ｙ≦２、０≦ｚ≦２、０ｐｐｍ≦Ｆ、Ｃｌ≦５０
０００００ｐｐｍ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ及び窒化物
（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のβ−ＳｉＡｌＯＮから構成されたグループから選ばれた一つ
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の面光源。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の面光源を備える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、白色ＬＥＤを利用した面光源及びこれを具備したＬＣＤバックライトユニッ
トに関するもので、より詳細には、白色ＬＥＤを利用して全体的に均一な白色光を得るこ
とができる面光源及びこれを具備したＬＣＤバックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤのバックライトの光源として従来から使用されている冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌ
ｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）は水銀ガスを使用
するため、環境汚染を引き起こす可能性がある。また、応答速度が遅く、色再現性が低い
上、ＬＣＤパネルの軽薄短小化に適切ではないという短所がある。
【０００３】
これに比べＬＥＤは環境にやさしく、応答速度が数ナノ秒と高速応答が可能であり、ビ
デオ信号ストリームに効果的で、インパルシブ（ｉｍｐｕｌｓｉｖｅ）駆動も可能である
。また、色再現性が１００％以上であり、赤色、緑色、青色ＬＥＤの光量を調節すること
で輝度、色温度等を任意で変更できる上、ＬＣＤパネルの軽薄短小化に適合した長所を有
する。これらの背景から、ＬＥＤは最近ＬＣＤパネル等のバックライト用光源として積極
的に採用されている。
【０００４】
このようにＬＥＤを採用したＬＣＤバックライトは、光源の位置によりエッジ型バック
ライトと直下型バックライトに分けることができる。エッジ型バックライトは横の長さが
長いバー形状の光源が側面に位置し導光板を利用してＬＣＤパネルの全面に光を照射する
方式を採択したもので、直下型はＬＣＤパネルの下部に位置しＬＣＤパネルと略同じ面積
を有する面光源から直接ＬＣＤパネルの全面に光を照射する方式を採択したものである。
【０００５】
図１及び図２は、従来の面光源の赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの各ＬＥＤの配列を示した
図である。
【０００６】
従来の直下型ＬＣＤパネルに使用される面光源１０は、赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの光
を混合し白色光を生成するために、図１に図示したように赤色、緑色及び青色の各ＬＥＤ
１１，１２，１３が三角形の頂点に近接して配置されているＬＥＤユニットＵを四角形の
４つの頂点のそれぞれに配列するか、または図２に図示されたように、上記したようなＬ
ＥＤユニットＵを三角形の３つの頂点のそれぞれに配列して構成する。しかし、上記のよ
うなＬＥＤユニットＵを図１に図示したように四角形状に配列する場合、赤色ＬＥＤ１１
が偏りディルプレイからみると赤色ラインがみえるようになる。
【０００７】
一方、図２に図示したように、三角形状に配列する場合には比較的に赤色、緑色及び青
色が均等に配置されるが、赤色、緑色及び青色ＬＥＤ１１，１２，１３の各光源は、元来
のＬＥＤユニットＵで白色光を出すために合わせられているため、周りのＬＥＤユニット
Ｕの残り二つの光源とのレベルを合わせるために、ＬＥＤユニットＵ間のバランスも合わ
せなければならず、結局、バックライトユニットの光源全体に亘って相互バランスを合わ
せなければならない。これは製品の生産を困難にするか、製品の品質を低下させる要因と
なる。
【０００８】
また、赤色、緑色及び青色ＬＥＤの光量の差のため、色の均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔ
ｙ）が良くないか、色均一性（ｃｏｌｏｒ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が良くても明暗の均
一度が悪くなる。
【０００９】
例えば、部分的に赤色がみえたり、一部分が青色で暗くみえたりする現象が発生する。
また、温度の上昇によって、各ＬＥＤの色相がより濃くなり、白色面光源としての機能が
損なう場合がある。
【００１０】
従って、このような従来の面光源１０及びこれを採用したＬＣＤバックライトユニット
の場合、色の混ざり度合いに限界があり白色光の均一な分布を得ることができないという
問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的の一つは、白色ＬＥＤ
を利用して全体的に均一な白色光を得ることができる面光源及びこれを具備したＬＣＤバ
ックライトユニットを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、白色ＬＥＤを利用して全体的に均一な白色光を得ることができる
面光源を具備した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】
【００１３】
本発明の一側面は、複数の白色ＬＥＤを所定の間隔で離隔させて配列し、各白色ＬＥＤ
とそこから最短距離に配置された任意の白色ＬＥＤとの組み合わせからなるＬＥＤユニッ
トの中心光量が、各白色ＬＥＤから出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％にな
るように、上記白色ＬＥＤの配列を調節したことを特徴とする白色ＬＥＤを利用した面光
源を提供する。
【００１４】
上記白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップにより励起され赤色光
を発する赤色蛍光体と、上記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され上記青色ＬＥＤチップに
より励起されて緑色光を発する緑色蛍光体を含むことができる。
【００１５】
好ましくは、上記白色ＬＥＤに使用される青色ＬＥＤは周波長（ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｗ
ａｖｅｌｅｎｇｔｈ）が４３０〜４５６ｎｍである光を放出するＬＥＤであることができ
る。
【００１６】
好ましくは、上記赤色蛍光体が発する赤色光の色座標はＣＩＥ１９３１色座標系を基準
に４つの頂点（０．６４４８、０．４５４４）、（０．８０７９、０．２９２０）、（０
．６４２７、０．２９０５）及び（０．４７９４、０．４６３３）により囲まれた領域内
にあり、上記緑色蛍光体が発する緑色光の色座標はＣＩＥ１９３１色座標系を基準に４つ
の頂点（０．１２７０、０．８０３７）、（０．４１１７、０．５８６１）、（０．４１
９７、０．５３１６）及び（０．２５５５、０．５０３０）により囲まれた領域内にある
ことができる。
【００１７】
好ましくは、上記青色チップの発光スペクトラムの半値幅（ＦＷＨＭ）は１０〜３０ｎ
ｍで、緑色蛍光体の半値幅は３０〜１００ｎｍで、赤色蛍光体の半値幅は５０〜２００ｎ
ｍであることができる。
【００１８】
本発明に採用される白色ＬＥＤは周波長（ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）
が２５０〜４２０ｎｍであるＵＶ  ＬＥＤチップと、上記ＵＶ  ＬＥＤチップの周囲に配
置され赤色光を発する赤色蛍光体と、緑色光を発する緑色蛍光体と、青色光を発する青色
蛍光体を含むことができる。
【００１９】
上記白色ＬＥＤの配列は、上記白色ＬＥＤの間の行ラインの間隔及び列ラインの間隔は
８．２〜７０ｍｍ範囲にあることができ、上記白色ＬＥＤの配列の調節は、上記白色ＬＥ
Ｄの間の行間隔、列間隔及び配置角度を調節することにより行われることができる。
【００２０】
上記ＬＥＤユニットは多角形、円形及びこれらの組み合わせにより構成された群から選
ばれる一つの形状であることができる。
【００２１】
上記赤色蛍光体は窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、または
硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成の（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕであることができる。
【００２２】
上記緑色蛍光体はケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系組成の（Ｂａx、Ｓｒy、Ｍｇz）Ｓ
ｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｆ、Ｃｌ（０＜ｘ、ｙ≦２、０≦ｚ≦２、０ｐｐｍ≦Ｆ、Ｃｌ≦５００
００００ｐｐｍ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ及び窒化物（
ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のβ−ＳｉＡｌＯＮから構成されたグループから選ばれる一つで
あることができる。
【００２３】
本発明の他の側面は、基板と、上記基板上に具備された反射板と、上記反射板上に具備
され、複数の白色ＬＥＤを所定の間隔で離隔させ配列し、各白色ＬＥＤとそこから最短距
離に配置された任意の白色ＬＥＤとの組み合わせからなるＬＥＤユニットの中心光量が、
各白色ＬＥＤから出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるように、上記白
色ＬＥＤの配列を調節した面光源と、上記面光源上に具備され上記面光源から入射された
光を均一に拡散させる拡散シートと、上記拡散シート上に具備され上記拡散シートから拡
散された光を集光する集光シートを含むＬＣＤバックライトユニットを提供する。
【００２４】
好ましくは、上記集光シート上に具備された保護シートをさらに含むことができる。
【００２５】
本発明のさらに他の実施形態は、それぞれ少なくとも一つの第１及び第２コネクタが形
成された配線基板と上記配線基板上に実装されｍ個の列とｎ個の行のマトリックスに配列
されたｍ×ｎ個の白色ＬＥＤチップ（ｍ及びｎはそれぞれ２以上の正の整数）を有する複
数のＬＥＤモジュールを含む。ここで、上記ｍ×ｎ個のＬＥＤ光源は複数の単位ブロック
に分かれ、上記複数のブロックは上記白色ＬＥＤチップが上記ブロック単位で独立して駆
動されることができるように上記第１及び第２コネクタに連結され、上記ｍ×ｎ個の白色
ＬＥＤは各白色ＬＥＤチップとそこから最短距離に配置された任意の白色ＬＥＤチップと
の組み合わせからなるＬＥＤユニットの中心光量が、各白色ＬＥＤチップから出る光量の
総計を平均した値の８０％〜１２０％になるように配列される。
【００２６】
好ましくは、上記複数のブロックは上記第１コネクタに共通に連結され、上記第２コネ
クタは上記各モジュールのブロック数と同じ数で、上記複数のブロックは上記複数の第２
コネクタにそれぞれ連結されることができる。
【００２７】
好ましくは、上記ＬＥＤモジュールは２〜２８個で、上記各モジュール当り１〜２８の
ブロックで構成され、上記各ブロックには２〜２４０個の白色ＬＥＤが配列されることが
できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による白色ＬＥＤを利用した面光源及びこれを具備したＬＣＤバックライトユニ
ットによると、白色ＬＥＤの適切な配列を通して面内に全体的に均一な白色光を得ること
ができる。そして、赤色、緑色及び青色ＬＥＤの組み合わせからなる従来の面光源とは異
なり、本発明ではワンチップ（ｏｎｅ−ｃｈｉｐ）、即ち、白色ＬＥＤのみを使用するた
め、ＬＥＤの配列に制約が少なく、製作が簡単で回路の構成が単純であるという長所があ
る。
【００２９】
また、本発明はＬＣＤパネルの全面に均一な白色光を提供することができ、より鮮明な
ＬＣＤ映像を具現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参考し本発明の実施例について、本発明が属する技術分野において
通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００３１】
白色ＬＥＤを利用した面光源
先ず、図３及び図４を参考して本発明の実施例による白色ＬＥＤを利用した面光源につ
いて詳細に説明する。
【００３２】
図３及び図４は、本発明による面光源の白色ＷのＬＥＤ配列を示した図である。
【００３３】
図３及び図４に図示したように、本発明による白色ＬＥＤを利用した面光源１００は、
複数の白色ＷのＬＥＤ１１０を所定の間隔で離隔させて配列する。
【００３４】
ここで、図示はしていないが、上記白色ＬＥＤ１１０は、青色ＬＥＤチップと、赤色蛍
光体及び緑色蛍光体で構成されるか、紫外光（ＵＶ）のＬＥＤチップと赤色蛍光体、緑色
蛍光体及び青色蛍光体で構成されることが好ましい。
【００３５】
上記赤色蛍光体としては、窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ
または硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成の（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ等を使用することが好
ましい。
【００３６】
また、上記緑色蛍光体としてはケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系組成の（Ｂａx、Ｓｒy
、Ｍｇz）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｆ、Ｃｌ（０＜ｘ、ｙ≦２、０≦ｚ≦２、０ｐｐｍ≦Ｆ、Ｃ
ｌ≦５００００００ｐｐｍ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）系組成のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕま
たは窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成のβ-ＳｉＡｌＯＮ等を使用することが好ましい。
【００３７】
また、上記青色蛍光体はケイ酸塩（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系組成物質、硫化物（ｓｕｌｆ
ｉｄｅ）系組成物質、窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）系組成物質及びアルミン酸塩（ａｌｕｍ
ｉｎａｔｅ）系組成物質から構成されたグループから選ばれる一つであることを特徴とす
る。
【００３８】
このように、白色ＬＥＤ１１０を使用して白色光を具現する場合、ワンチップ（ｏｎｅ
−ｃｈｉｐ）を使用しているため、既存の赤色、緑色及び青色ＬＥＤ１１，１２，１３を
利用した白色光の具現方式により製作が簡単で回路の単純な構成が可能であるという長所
がある。
【００３９】
特に、本発明では上記白色ＬＥＤ１１０の配列、例えば上記白色ＬＥＤ１１０の行ライ
ンＬｃの間隔Ｄ１、上記白色ＬＥＤ１１０の列ラインＬｒの間隔Ｄ２及び配置角度θを調
節することにより、各白色ＬＥＤ１１０とそこから最短距離に配置された任意の白色ＬＥ
Ｄ１１０との組み合わせからなるＬＥＤユニットＵの中心Ｃにおいて、上記中心Ｃの光量
が、各白色ＬＥＤ１１０から出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるよう
にする。
【００４０】
ここで、上記ＬＥＤユニットＵは、図３に図示したような三角形状を有することもでき
、または図４に図示したような四角形状を有することもできる。従って、上記ＬＥＤユニ
ットＵの中心Ｃは、三角配置した３個の白色ＬＥＤ１１０の重心になることもでき（図３
参照）、または四角配置した４個の白色ＬＥＤ１１０の重心になることもできる（図４参
照）。
【００４１】
従来とは異なり、白色光源を利用して図３または図４のように配列し、各三角形以上の
多角形配列になるとき、各光源から最短距離にある光源ユニット（図３及び図４における
共通領域に影響を与える周辺のＬＥＤ）の中心光量が各光源から出る総光量を平均した光
量の８０〜１２０％になる配列にした時、図６ａで分かるように最適な均一度（ｕｎｉｆ
ｏｒｍｉｔｙ）を確認することができる。
【００４２】
上記ＬＥＤユニットＵの形状は、上記のような形状のみに限定されず、本発明の技術的
思想の範囲内で、例えば三角形以上の多角形、円形及びこれらの組み合わせにより構成さ
れた群から選ばれる一つの形状を含み、多様に変更されることができる。
【００４３】
全ての測定基準をＬＥＤの中央にする場合に、図３でａは２０〜１４０ｍｍで、ｂ、ｃ
は１５〜９０ｍｍ（ｂ、ｃが同一の場合、最適の均一度になり、ｂ＋ｃはａより大きくな
ければならない）の範囲で調節されることが好ましい。また、θは各白色ＬＥＤアレイの
行ラインＬｃを基準に他の行ラインに位置した隣接した白色ＬＥＤに対する角度を示し（
例えば、白色ＬＥＤアレイのライン（Ｌｃ）に対するｂまたはｃが成す角度）、図３でθ
は７０〜１１０°を有する構造で最適の配列を見出すことができる。Ｄ１、Ｄ２は８．２
〜７０ｍｍ範囲で最適の均一度を見出すことができる。
【００４４】
これと同様に、図４のようにθが略９０°である配列の条件でもＤ１、Ｄ２は８．２〜
７０ｍｍ範囲で最適の配列を見出すことができる。
【００４５】
上述の配列は、以下のような条件の光源を使用することが好ましい。この場合、優れた
色再現性及び輝度の向上効果を期待することができる。
【００４６】
本発明において好ましく採用できる白色ＬＥＤ光源は、青色チップ（Ｂｌｕｅ  Ｃｈｉ
ｐ）の場合、周波長（ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）が４３０〜４５６ｎｍ
の青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され上記青色ＬＥＤチップに
より励起されて赤色光を発する赤色蛍光体と、上記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され、
上記青色ＬＥＤチップにより励起されて緑色光を発する緑色蛍光体を含む。
【００４７】
好ましい実施形態で、上記赤色蛍光体が発する赤色光の色座標はＣＩＥ１９３１色座標
系を基準に４つの頂点（０．６４４８、０．４５４４）、（０．８０７９、０．２９２０
）、（０．６４２７、０．２９０５）及び（０．４７９４、０．４６３３）により囲まれ
た領域内にあり、上記緑色蛍光体が発する緑色光の色座標はＣＩＥ１９３１色座標系を基
準に４つの頂点（０．１２７０、０．８０３７）、（０．４１１７、０．５８６１）、（
０．４１９７、０．５３１６）及び（０．２５５５、０．５０３０）により囲まれた領域
内にあることができる。
【００４８】
上記白色ＬＥＤ光源を採用したＬＣＤバックライトユニットはＣＩＥ１９７６色度図（
ＣＩＥ１９７６  ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）上でｓ−ＲＧＢ領域に該当する色座標の領
域のように高い色再現性を示すことができる（図９参照）。このような高い色再現性は冷
陰極蛍光ランプ（‘ＣＣＦＬ  ＢＬＵ’）と赤色、青色、緑色ＬＥＤの組み合わせ（‘Ｒ
ＧＢ  ＬＥＤ  ＢＬＵ’と表示）では無論、従来の‘青色ＬＥＤチップ−赤色及び緑色蛍
光体'の組み合わせでは達成できないものであった。
【００４９】
また、好ましくは、青色ＬＥＤチップの発光スペクトラムの半値幅（ＦＷＨＭ）は１０
〜３０ｎｍで、緑色蛍光体１０５の半値幅は３０〜１００ｎｍで、赤色蛍光体の半値幅は
５０〜２００ｎｍ程度であることができる。各光源が上記した範囲の半値幅を有すること
により、より良い色均一性及び色品質の白色光を得ることができる。このような半値幅の
条件のみでも白色ＬＥＤ光源の性能を向上させるのに有益であるが、上述の青色ＬＥＤチ
ップの周波長と赤色蛍光体及び緑色蛍光体の色座標の条件と結合されることにより、より
有益に使用することもできる。
【００５０】
特に、青色ＬＥＤチップの周波長と半値幅をそれぞれ４３０〜４５６ｎｍ及び１０〜３
０ｎｍと限定することにより、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ赤色蛍光体の効率と（Ｂａx、Ｓｒ
y、Ｍｇz）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｆ、Ｃｌ（０＜ｘ、ｙ≦２、０≦ｚ≦２、０ｐｐｍ≦Ｆ、
Ｃｌ≦５００００００ｐｐｍ）緑色蛍光体の効率を大きく向上させることができる。
【００５１】
即ち、本発明は白色ＬＥＤ１１０を利用することにより、従来の赤色、緑色及び青色Ｌ
ＥＤを利用する面光源に比べ、ＬＥＤ１１０の配列に制約が遥かに少ないという長所があ
る。
【００５２】
また、本発明では、上記のようにＬＥＤユニットＵの中心Ｃの光量が各白色ＬＥＤ１１
０から出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるようにすることにより、面
内で均一な光量を得ることができ、安定した生産及び品質を具現することができる。
【００５３】
ここで、上記ＬＥＤユニットＵの中心Ｃの光量が各白色ＬＥＤ１１０の光量の総計を平
均した値の８０％より少ない場合、各白色ＬＥＤ１１０に必要な電力の効率が落ち、却っ
て温度が上昇して消費電力の上昇とともに均一度の低下も招く。また、１２０％より大き
い場合には、明るさを向上することはできるが、白色ＬＥＤ１１０を多く使用することに
なるため、コストと製造の面で不利であるという短所がある。
【００５４】
従って、本発明では、中心Ｃの光量が上記の数値範囲となるように白色ＬＥＤ１１０の
配列を調節することにより最適の均一度を得ることができる。
【００５５】
白色ＬＥＤを利用した面光源を具備したＬＣＤバックライトユニット
上述のような面光源は、ＬＣＤでＬＣＤパネルの後面の光を照射するＬＣＤバックライ
トユニットに採用することができる。
【００５６】
以下、図５を参考して本発明の白色ＬＥＤを利用した面光源を具備したＬＣＤバックラ
イトユニットに対して詳細に説明する。
【００５７】
図５は本発明による白色ＬＥＤを利用した面光源を具備したＬＣＤバックライトユニッ
トを示した分解側面図である。
【００５８】
図５に図示したように、ＬＣＤパネル２７０の後面に配置される本発明によるＬＣＤバ
ックライトユニット２００は基板２１０と、上記基板２１０上に具備された反射板２２０
及び白色ＬＥＤ１１０から構成された面光源を含む。上記反射板２２０は上記白色ＬＥＤ
１１０から放出された光を上部に反射させる役割を担う。
【００５９】
上記面光源は反射板２２０上に具備され、図３及び図４で上述したように複数の白色Ｌ
ＥＤ１１０を所定の間隔で離隔させて配列し、各白色ＬＥＤ１１０とそこから最短距離に
配置された任意の白色ＬＥＤ１１０との組み合わせからなるＬＥＤユニットＵの中心光量
が、各白色ＬＥＤ１１０から出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるよう
に、上記白色ＬＥＤ１１０の間の行間隔Ｄ１、列間隔Ｄ２及び配置角度θを調節したもの
である。
【００６０】
上記反射板２２０の縁上には、傾斜面２３５を有する側壁２３０が上記白色ＬＥＤ１１
０を囲むように形成されることもできる。このとき、上記白色ＬＥＤ１１０から側方向に
放出される光を上部に放出することができるように、上記側壁２３０の傾斜面２３５に反
射物質がさらに塗布されることが好ましい。
【００６１】
上記面光源上には、面光源から入射された光を均一に拡散させ光が部分的に密集するこ
とを低減する拡散シート２４０が具備されている。
【００６２】
上記拡散シート２４０上には、上記拡散シート２４０から拡散された光を上記ＬＣＤパ
ネル２７０の平面に垂直な方向に集光する集光シート２５０が具備されている。
【００６３】
ここで、上記集光シート２５０上には、下部の光学構造物を保護するための保護シート
２６０がさらに具備されることができる。上記保護シート２６０は上記集光シート２５０
の表面を保護する上、光の分布を均一にするために光を拡散させる役割も担う。
【００６４】
上記保護シート２６０上にはＬＣＤパネル２７０が設置される。このような本発明によ
るＬＣＤバックライトユニット２００は、白色ＬＥＤ１１０を利用した面光源でＬＣＤパ
ネルの全面に均一な白色光を提供することにより、より鮮明なＬＣＤ映像を得ることがで
きる。
【００６５】
分割駆動のＬＣＤバックライトユニット
上述の白色ＬＥＤ配列は、分割駆動のＬＣＤバックライトユニットにも適用されること
ができる。
【００６６】
本実施形態で、上記基板２１０は、正、負の電流を流すことができる少なくとも一つの
第１及び第２コネクタが形成された配線基板であることができ、上記配線基板上に実装さ
れてｍ個の列とｎ個の行のマトリックスに配列されたｍ×ｎ個の白色ＬＥＤ（ｍ及びｎは
それぞれ２以上の正の整数）を有する複数の白色ＬＥＤモジュールを含み、上記ｍ×ｎ個
のＬＥＤ光源は複数の単位ブロックに分かれ、上記複数のブロックは上記ＬＥＤチップが
上記ブロック単位で独立的に駆動されることができるように上記コネクタに連結されたＬ
ＣＤバックライトユニットを提供する。
【００６７】
分割駆動のためのコネクタの連結構造で、上記複数のブロックは上記第１コネクタに共
通に連結され、上記第２コネクタは上記各モジュールのブロック数と同じ数で、上記複数
のブロックは上記複数の第２コネクタにそれぞれ連結されることができる。
【００６８】
本実施形態による分割駆動のＬＣＤバックライト装置で、ＬＥＤモジュール数、上記Ｌ
ＥＤモジュールのブロック数及び／または上記ブロック当り白色ＬＥＤチップ数を適切に
調節することにより分割駆動のＬＣＤバックライト装置に必要な光量に適切なＬＥＤチッ
プ数と配列を提供することができる。
【００６９】
好ましくは、上記ＬＥＤモジュールは２〜２８個で、上記各モジュール当り１〜２８の
ブロックで構成され、上記各ブロックには２〜２４０個の白色ＬＥＤが配列されることが
できる。
【００７０】
特に、上記ＬＣＤバックライトユニットが４０インチの規格に使用される場合に、上記
ＬＥＤモジュールは１〜１４個のブロックを含むことができる。４６インチの場合には、
上記ＬＥＤモジュールは１〜１５個のブロックを含むことができる。ＴＶ４６インチのＬ
ＣＤを基準に画面の大きさ（ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）を１０２０×５８０ｍｍとしたと
き、１ブロック当り２〜２４０個のＬＥＤを使用すると考えると、全体の使用ＬＥＤ数は
４〜１００８００個を使用することができる。
【００７１】
一方、より大型のバックライト装置である場合には、モジュール数自体を増加させるこ
とにより容易に必要なＬＥＤチップ数を採用することができる。具体的には、上記ＬＥＤ
モジュールは１〜２８個のブロックを有し、上記ＬＥＤモジュールの各ブロックには２〜
２４０個の白色ＬＥＤが配列されたものであることができる。
【００７２】
特に、上記ＬＣＤバックライトユニットが５２インチの場合に、上記ＬＥＤモジュール
は４〜１２個であることが好ましく、上記ＬＣＤバックライトユニットが５７インチの場
合には、上記ＬＥＤモジュールは６〜２０個であることが好ましい。
【００７３】
図７に図示されたように、本実施形態による分割駆動のＬＣＤバックライトユニット３
００は４個のＬＥＤモジュール３２０を含む。上記ＬＥＤモジュール３２０は配線基板３
１１と上記配線基板３１１上に搭載された複数のＬＥＤチップ３１０を含む。上記ＬＥＤ
チップ３１０は白色ＬＥＤで４個の列（ｒｏｗ）と９個の行（ｃｏｌｕｍｎ）のマトリッ
クスに配列された形態で例示されている。
【００７４】
上記ＬＥＤモジュール３２０は、６個のブロックＢ１−Ｂ６に分けることができる。本
発明でＬＥＤモジュール３２０を構成するブロックＢ１−Ｂ６は個別的に駆動されること
ができる単位を意味する。
【００７５】
本実施形態のように、各ブロックＢ１−Ｂ６内のＬＥＤチップ３１０は直列に連結され
ることができる。ここで、ブロック単位別にＬＥＤチップ３１０の分割駆動ができるよう
に各ブロックＢ１−Ｂ６の回路の少なくとも一端は個別的なコネクタに連結される。
【００７６】
このような分割駆動のための連結のために、上記ＬＥＤモジュール３２０の配線基板３
１１はそれぞれ２個の第１コネクタ３１２と６個の第２コネクタ３１４ａ，３１４ｂ，３
１４ｃを含んだ形態で例示されている。上記第１及び第２コネクタ３１２，３１４ａ，３
１４ｂ，３１４ｃは相互に異なる極性に連結されて外部電圧をＬＥＤチップ３１０に提供
する役割を担う。
【００７７】
図８には図７に図示された分割駆動のＬＣＤバックライト装置のモジュールで分割駆動
のための回路形態が図示されている。
【００７８】
図８を参照すると、上記ＬＥＤモジュール３２０は配線基板３１１と上記配線基板３１
１上に４個の列と９個の行のマトリックスに配列された複数のＬＥＤチップ３１０を含む
。
【００７９】
上記ＬＥＤモジュール３２０で、上記ＬＥＤチップ３１０は図８で説明したように６個
のブロックＢ１−Ｂ６に分かれる。
【００８０】
本実施形態では、第１及び第２番目の列で３個の行単位でそれぞれ６個の白色ＬＥＤチ
ップ３１０が第１〜第３ブロックＢ１−Ｂ３を形成し、これと同様に第３及び第４番目の
列で３個の行単位でそれぞれ６個の白色ＬＥＤチップ３１０が第４〜第６ブロックＢ４−
Ｂ６を形成する。
【００８１】
各ブロックのＬＥＤチップ３１０は相互に直列に連結された構造を有する。第１〜第３
ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３の直列回路で（＋）端は第１コネクタＰ１に共通に連結され、
（−）端はブロック単位に分かれて３個の個別の第２コネクタＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３に
それぞれ連結される。
【００８２】
これと同様に、第４〜第６ブロックＢ４，Ｂ５，Ｂ６の直列回路で（＋）端は第１コネ
クタに共通に連結され、（−）端はブロック単位に分かれて３個の個別の第２コネクタに
それぞれ連結される。ここで、図８のＰ１及びＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３はそれぞれ図７に
図示された第１及び第２コネクタに対応する要素と理解されることができる。
【００８３】
このように、本発明による分割駆動のＬＣＤバックライトユニットはブロック単位で分
割駆動に必要な構造を具現すると同時に、大きく３個の単位で必要なＬＥＤ数を調節する
ことができる。
【００８４】
より具体的には、上記分割駆動のＬＣＤバックライトユニットは全体的に均一な照光の
ために複数の列と行からなるマトリックス構造で白色ＬＥＤを配列し、ＬＥＤモジュール
数と、上記ＬＥＤモジュール内において分割駆動構造で提供されるブロック数と、各ブロ
ックのＬＥＤチップ数を適切に調節して面積に必要な適切なＬＥＤチップ数を容易に提供
することができる。これにより、必要な数で適切な稠密度を有するように容易に配列が可
能で、結果的に中大型ディルプレイで局所輝度制御（ｌｏｃａｌ  ｄｉｍｍｉｎｇ）効果
と全体的な色均一度を効果的に改善することができる。
【００８５】
以下、バックライト装置（ＢＬＵ）のサイズに応じた適切なＬＥＤ数とそれによる各単
位別（ＬＥＤモジュール、ブロック、ブロック当りチップ）の調節範囲に対する選択につ
いて説明する。
【００８６】
ここでは、代表的なディスプレイの大きさとして、４０インチ、４６インチ、５２イン
チ及び５７インチを例示する。
【００８７】
先ず、各ＢＬＵサイズに対する総要求光量（単位：ｌｕｍｅｎｓ）はそれぞれ７０００
、８０００、９３０００、１３０００に設定されることができる。このような総要求光量
を満たすことができるＬＥＤチップ数は表１に示すように、単位ＬＥＤチップの光量によ
り決定されることができる。
【００８８】
一般的に使用される４、８、１０、１５ルーメンスのＬＥＤチップで、必要な数を下記
の表１のように示すことができる。
【００８９】
【表１】
2011129538.tif 000003
【００９０】
表１に示したように、使用されるＬＥＤチップの単位光量により要求されるＬＥＤチッ
プ数は多少差異があることができる。このような多くの数のＬＥＤチップは色均一度及び
輝度を考慮し最適の稠密度を有することができるように適切な配列を有する必要がある。
【００９１】
このような配列が多様な面積及び数により容易に具現されることができるように、本発
明ではＬＥＤモジュール数、モジュール当りブロック数、ブロック当りＬＥＤチップ数を
適切に選び最適の輝度及び色均一度の条件を得ることができる方案を提供する。
【００９２】
表１に示した条件を満たすために、各ＢＬＵサイズでＬＥＤモジュール数、モジュール
当りブロック数、ブロック当りＬＥＤチップ数は下記の表２のように選ばれることができ
る。
【００９３】
【表２】
2011129538.tif 000004
【００９４】
中型サイズに該当する４０インチ、４６インチの場合には、上記ＬＥＤモジュール数と
ブロック当りＬＥＤチップ数が同じ範囲で選ばれることができ、上記ＬＣＤバックライト
装置は４０インチの場合には、上記ＬＥＤモジュールを４〜１４個のブロックで構成し、
上記ＬＣＤバックライト装置は４６インチの場合には上記ＬＥＤモジュールを５〜１５個
のブロックで構成することができる。無論、必要によって異なる調節因子、即ち、モジュ
ール数とブロック当りチップ数を表２に示した範囲で適切に異なるように選ぶことができ
る。
【００９５】
また、比較的に大型サイズに該当する５２インチ、５７インチの場合には、上記ＬＥＤ
モジュールのブロック数は６〜２８個の範囲で、上記ＬＥＤモジュールの各ブロックに対
するＬＥＤチップ数は６〜２４個の範囲で選ぶことができる。モジュール数は、好ましく
は、上記ＬＣＤバックライト装置は５２インチの場合には上記ＬＥＤモジュールは６〜１
２個であることができ、上記ＬＥＤバックライト装置は５７インチの場合に、上記ＬＥＤ
モジュールは６〜２０個であることができる。
【００９６】
無論、上記の分割駆動のＬＣＤバックライトユニットに使用される光源は上述のように
白色ＬＥＤ光源（"白色ＬＥＤを利用した面光源"参照）のうち、いずれかの形態であるこ
とができる。
【００９７】
以上で本発明の好ましい実施例に対して詳細に説明したが、当該技術分野において通常
の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるとい
う点を理解することができる。従って、本発明の権利範囲は開示の実施例に限定されるも
のではなく、上述の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
変形及び改良の形態または本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の面光源の赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色ＢのＬＥＤ配列を示す図である。
【図２】従来の面光源の赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色ＢのＬＥＤ配列を示す図である。
【図３】本発明による面光源の白色ＷのＬＥＤ配列を示す図である。
【図４】本発明による面光源の白色ＷのＬＥＤ配列を示す図である。
【図５】本発明による白色ＬＥＤを利用した面光源を具備したＬＣＤバックライトユニットを示す分解側面図である。
【図６ａ】各白色ＬＥＤから出る光量の総計を平均した値の８０％乃至１２０％の場合の光量の均一度実験（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）の結果を示す図である。
【図６ｂ】光量の総計を平均した値が１２０％を超える場合の光量の均一度実験の結果を示す図である。
【図７】本発明の特定実施形態による分割駆動のＬＣＤバックライトユニットにおける光源配列を示す図である。
【図８】図７に図示した分割駆動のＬＣＤバックライトユニットのモジュールで分割駆動のための回路の具現を説明するための図である。
【図９】白色ＬＥＤ光源をＬＣＤディスプレイのバックライトユニットに使用した場合に得られる色座標の範囲を示した図である。
【符号の説明】
【００９９】
１００  面光源
１１０  白色ＬＥＤ
Ｕ  ＬＥＤユニット
Ｃ  ＬＥＤユニットの中心
Ｄ１  行間隔
Ｄ２  列間隔
θ  配置角度
２００  ＬＣＤバックライトユニット
２１０  基板
２２０  反射板
２３０  側壁
２３５  傾斜面
２４０  拡散シート
２５０  集光シート
２６０  保護シート
２７０  ＬＣＤパネル
【図１】
2011129538.tif 000005
【図２】
2011129538.tif 000006
【図３】
2011129538.tif 000007
【図４】
2011129538.tif 000008
【図５】
2011129538.tif 000009
【図７】
2011129538.tif 000010
【図８】
2011129538.tif 000011
【図９】
2011129538.tif 000012
【図６ａ】
2011129538.tif 000013
【図６ｂ】
2011129538.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に直列に連結された複数のＬＥＤをそれぞれ有する複数のブロックを備え、
直列に連結された前記複数のＬＥＤの一端は、前記複数のブロックで共通の第１コネクタに接続され、直列に連結された前記複数のＬＥＤの他端は、それぞれのブロックで個別の第２コネクタに接続されるＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤが実装される配線基板を更に備える
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記配線基板に設けられた前記複数のブロックは、第１のグループおよび第２のグループを形成し、
グループ毎に、それぞれのブロックの回路の一端は、前記複数のブロックで共通の第１コネクタに接続され、それぞれの前記ブロックの回路の他端は、それぞれの前記ブロックで個別の第２コネクタに接続される
請求項２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
それぞれのＬＥＤは、白色ＬＥＤである
請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップと、前記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され、前記青色ＬＥＤチップにより励起され赤色光を発する赤色蛍光体と、前記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され前記青色ＬＥＤチップにより励起され緑色光を発する緑色蛍光体を含む
請求項４に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
それぞれの前記ＬＥＤは、所定の間隔で離隔されて配列される
請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤは、ｍ×ｎのマトリックスに配列される（ｍ及びｎはそれぞれ２以上の正の整数）
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記複数のＬＥＤはブロック単位で独立に駆動される
請求項１から７のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュールを有するＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１０】
複数の前記ＬＥＤモジュールを有する、請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１１】
ブロック単位で、前記ＬＥＤモジュールを分割駆動する
請求項９または１０に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の一側面は、電気的に直列に連結された複数のＬＥＤをそれぞれ有する複数のブロックを備え、直列に連結された複数のＬＥＤの一端は、複数のブロックで共通の第１コネクタに接続され、直列に連結された複数のＬＥＤの他端は、それぞれのブロックで個別の第２コネクタに接続されるＬＥＤモジュールを提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の側面は、複数の白色ＬＥＤを所定の間隔で離隔させて配列し、各白色ＬＥＤとそこから最短距離に配置された任意の白色ＬＥＤとの組み合わせからなるＬＥＤユニットの中心光量が、各白色ＬＥＤから出る光量の総計を平均した値の８０％〜１２０％になるように、上記白色ＬＥＤの配列を調節したことを特徴とする白色ＬＥＤを利用した面光源を提供する。上記白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップにより励起され赤色光を発する赤色蛍光体と、上記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され上記青色ＬＥＤチップにより励起されて緑色光を発する緑色蛍光体を含むことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月25日(2011.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に直列に連結された複数のＬＥＤをそれぞれ有する複数のブロックを備え、
直列に連結された前記複数のＬＥＤの一端は、前記複数のブロックで共通の第１コネクタに接続され、直列に連結された前記複数のＬＥＤの他端は、それぞれのブロックで個別の第２コネクタに接続されるＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤが実装される配線基板を更に備える
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記配線基板に設けられた前記複数のブロックは、第１のグループおよび第２のグループを形成し、
グループ毎に、それぞれのブロックの回路の一端は、前記複数のブロックで共通の第１コネクタに接続され、それぞれの前記ブロックの回路の他端は、それぞれの前記ブロックで個別の第２コネクタに接続される
請求項２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
それぞれのＬＥＤは、白色ＬＥＤである
請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップと、前記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され、前記青色ＬＥＤチップにより励起され赤色光を発する赤色蛍光体と、前記青色ＬＥＤチップの周囲に配置され前記青色ＬＥＤチップにより励起され緑色光を発する緑色蛍光体を含む
請求項４に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
それぞれの前記ＬＥＤは、所定の間隔で離隔されて配列される
請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤは、ｍ×ｎのマトリックスに配列される（ｍ及びｎはそれぞれ２以上の正の整数）
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記複数のＬＥＤはブロック単位で独立に駆動される
請求項１から７のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュールを有するＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１０】
複数の前記ＬＥＤモジュールを有する、請求項９に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１１】
ブロック単位で、前記ＬＥＤモジュールを分割駆動する
請求項９または１０に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項１２】
ＬＣＤパネルと、
前記ＬＣＤパネルに光を照射する、請求項９から１１のいずれか一項に記載のＬＣＤバックライトユニットと
を備えるＬＣＤ装置。