(57)【要約】【課題】  均一色の光で広領域を照明するためのバックライト照明システムを提供する。【解決手段】  バックライト照明システムは、直線に沿い配列された所定数の発光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）組を有する。その組は、少なくとも２つの発光体を各々が含む部分組の複数に分割される。それぞれが互いに異なる色点を有する部分組の各々は、実質的に同じ発光色点をもつ発光体を含む。第１ステップとして、最小の発光体数をもつ部分組の発光体が、実質的に等間隔のそれぞれの位置に割当てられる。最小の発光体数をもつ部分組から繰り返し始め、未だ占有されていない実質的に等間隔の位置に、部分組の発光体を割当てることによって、その組の発光体が、それぞれの位置に割当てられる。本発明によるバックライト照明システムは、均一な光及び色の分布を有する。【選択図】          図２
2004342608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な色の光によって広領域を照明するためのバックライト照明システムであって、該照明システムが、
Ｎ個の位置を備える直線に沿って配列された所定数（Ｎ）の発光体（６；Ｒ、Ｇ、Ｂ）の組からなり、
該組が、少なくとも２つの発光体を各々が含む部分組の複数に分割され、
実質的に同じ発光色点をもつ発光体を各々が含む前記部分組のそれぞれが、互いに異なる発光色点を有し、
最小の発光体数をもつ前記部分組の前記発光体が、それぞれ実質的に等間隔の位置に割当てられ、
前記最小の発光体数をもつ前記部分組で始めることを繰り返しながら、前記部分組の前記発光体を未だ占有されていない実質的に等間隔の位置に割当てることによって、前記組の前記発光体が、それぞれの位置に割当てられる、
ことを特徴とするバックライト照明システム。
【請求項２】
前記組発光体の前記割当てが、前記直線の始まりと終わりで、ミラーリング効果を考慮に入れることを特徴とする請求項１に記載のバックライト照明システム。
【請求項３】
前記発光体の部分組の少なくとも１つが、前記部分組における発光体の平均光出力に比べ実質的に低い照明光出力をもつ少なくとも１つの発光体を含み、前記一つの発光体は、前記部分組の発光体間の距離がより小さくなる前記線の領域に割当てられ、逆もまた同様であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項４】
発光体の前記部分組の少なくとも１つが、前記部分組における発光体の平均光出力に比べ実質的に高い照明光出力をもつ第１発光体を少なくとも含み、前記部分組が、前記部分組における発光体の平均光出力に比べ実質的に低い照明光出力をもつ第２発光体を少なくとも含み、前記第１及び第２発光体が、互いに比較的近い位置に割当てられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項５】
発光体の前記部分組の少なくとも１つが、該部分組における前記発光体の色の三刺激値の平均とは異なる色の三刺激値をもつ少なくとも１つの発光体を含み、該発光体は、前記部分組の前記発光体間の距離がより小さくなる前記線の領域に割当てられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項６】
発光体の部分組を少なくとも３つ含み、発光体が互いに比較的近接して配列される第１と第２の部分組の間の色の三刺激値における差が、他の部分組との間に比べ、より大きいものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項７】
前記発光体が等間隔の位置に配列されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項８】
前記照明システムが、所定数（Ｎ）の発光体の組を複数含み、各組の発光体が前記直線に沿って配列されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システム。
【請求項９】
前記発光体が、組の各々において同一の形態で配列されたことを特徴とする請求項８に記載のバックライト照明システム。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載のバックライト照明システムを含むディスプレイ装置。
【請求項１１】
液晶ディスプレイ（２５）を含むことを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な色の光により広領域を照明するためのバックライト照明システムに関する。
本発明は、さらに、こうしたバックライト照明システムを含むディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる色の光源が均一な照明システムを生成するために用いられるときには、良好な色の均一性を達成する問題が発生する。各々の個別色の発光体数は、適切に選択される必要があるだけでなく、局所的な色の変化を乱すのを避けるために、発光体は、さらに、最適パターンで配置される必要がある。バックライト照明システムとしては、例えば、バックライトが色混合用光ガイドにより形成される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用の、いわゆる端部光源型バックライト照明システムにおけるような、特別の色混合配列を有するものがある。別の状態においては、バックライト照明システムは、例えば直下型バックライト照明システムにおけるような相対的に簡易な色混合配列を有するものがある。さらに別の状態においては、バックライト照明システムは、例えば、バックライトが色混合のための付加的手段によって提供されるものではないＬＣＤ用の端部光源型バックライト照明システムにおけるように、色混合配列を事実上持たないものとすることができる。バックライト照明システムの両タイプは、専用の設計基準を必要とする。発光体は、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）の光源などの本質的に異なる色の光源にすることができる。別の状態においては、発光体は、同じになるはずであったのが、例えば製造プロセスのばらつきのせいで僅かに異なって現れる色をもつ光源を含むことがある。こうした状態の例としては、様々な厚みの蛍光層を備える蛍光変換型発光ダイオード（ＬＥＤ）か又は様々な輝度の個別ダイスを備えるマルチダイスのＲＧＢ白色パッケージがある。
【０００３】
特許出願ＷＯ−Ａ０２０９０８２６には、前壁、後壁及び縁領域を備える光射出パネルを含む、ディスプレイ装置を照明するためのバックライト照明システムが記載されている。縁領域の少なくとも１つは、光透過性であり、光源に関連付けられる。光は、例えば、青色、緑色及び赤色ＬＥＤの対称的クラスタという３つの相互に異なる発光色点を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）の対称的クラスタを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知のバックライト照明システムの不都合は、バックライト照明システムの光及び色の分布が十分に均一ではないことである。結果として、均一色の光による広領域の照明が不十分となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、上記不都合を完全に又は部分的に除去することである。本発明によれば、この目的のために、冒頭で触れた種類のバックライト照明システムは、
Ｎ個の位置を備える直線に沿って配列された所定数（Ｎ）の発光体（６；Ｒ、Ｇ、Ｂ）の組からなり、
その組が、少なくとも２つの発光体を各々が含む部分組の複数に分割され、
実質的に同じ発光色点を備える発光体を各々が含む部分組のそれぞれが、互いに異なる発光色点を有し、
最小の発光体数をもつ部分組の発光体が、実質的に等間隔のそれぞれの位置に割当てられ、
その最小の発光体数をもつ部分組で始めることを繰り返し、その部分組の発光体を未だ占有されていない実質的に等間隔の位置に割当てることによって、その組の発光体が、それぞれの位置に割当てられる。
本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲においては、バックライト照明システムに発光体を配置するための設計基準が与えられ、バックライト照明システムによって放出される光及び色の分布が改良された均一性をもつものとなる。公知のバックライト照明システムにおいては、発光体の配置は、個々の発光体が配置される線に垂直な仮想面に対して対称的である。発光体のこうした対称的配置は、バックライト照明システムにおける発光体の割当てに制約をもたらし、バックライト照明システムにおける発光体の構成は少ないものとなる。
【０００６】
本発明によると、発光体を配置するためのＮ個の位置が存在する。一例として、３種類の発光体すなわち赤色（Ｒ）発光体と、緑色（Ｇ）発光体と、青色（Ｂ）発光体を含むバックライト照明システムが、考慮される。（他の例においては、３色に代わり４色が、すなわち、赤色、緑色及び青色発光体以外に、例えば橙色といった追加色の発光体である第４の種類が採用される構成が考慮される）。それぞれの色の各々が、部分組に割当てられる。それゆえ、この特定の例において、発光体の組は、３つの部分組、すなわち、多数の赤色発光体をもつ第１部分組と、多数の緑色発光体をもつ第２部分組と、多数の青色発光体をもつ第３部分組とを含み、３つの部分組の発光体総数がＮになる。バックライト照明システムの部分組の各々に用いられるＲ、Ｇ、Ｂの発光体数は、とりわけ、発光体のそれぞれの個々の放射特性によって、及び、バックライト照明システムの所望色点と例えばバックライト照明システムに関連するディスプレイ装置の光学特性との組合せによって、定められる。部分組のそれぞれの要素数は、所望の光学構成に基づいて、計算され、最適化させることができる。
この計算結果は、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝Ｎを考慮に入れて、Ｘ個の赤色発光体と、Ｙ個の緑色発光体と、Ｚ個の青色発光体とを用いるべきであるとするものと、仮定する。発光体総数Ｎは、例えばバックライト照明システムの所望光出力と、バックライト照明システムの所望寸法と、直線に沿う発光体の配置に課される幾何学的及び／又は熱的制約とによって、定められる。
【０００７】
本発明によると、組における発光体の割当ては、最小の発光体数を含む部分組から始める。一例として、Ｘ＜Ｙ＜Ｚとするならば、発光体の組全体の発光体の割当ては、Ｘ個の赤色発光体の部分組から始める。赤色発光体の部分組のＸ個の発光体は、実質的に等間隔の位置に割当てられる。ここで、「実質的に等間隔」とは、特定の部分組の発光体が、できるかぎり等間隔で配置されることを意味する。このことは、例えば、第１と第２の発光体間に５つの位置が存在し、第２と第３の発光体間に４つの位置が存在し、第３と第４の発光体間に５つの位置が存在するなど、一つの部分組の発光体間の位置の数が変わることがあるということを意味する。こうした構成は、第１と第２の発光体間に４つの位置が存在し、第２と第３の発光体間に６つの位置が存在し、第３と第４の発光体間に４つの位置が存在するなどという構成に比べ、より「実質的に等間隔」である。
【０００８】
次のステップとして、その次に少ない数の発光体をもつ部分組の発光体が、その組に割当てられる。この特定の例において、緑色発光体の部分組のＹ個の発光体は、従前の部分組の発光体によって既に占有されている位置に、この部分組の発光体を割当てないことを考慮に入れて、実質的に等間隔の位置に割当てられる。
このプロセスは、発光体の全てが、その組におけるＮ個の全ての位置に割当てられるまで、反復的に繰り返される。通常、最後の部分組の発光体は、その線に沿う残余の空位置に配置される。ある部分組の発光体数が別の部分組数に等しい（例えば、Ｘ＝Ｙ）場合には、その割当てが、どの部分組で始められても問題ない。
【０００９】
公知のバックライト照明システムの欠点は、光源全体及び各色の部分組において、それが発光体の総数に制約を課すことである。結果として、発光体によりスクリーンの縁部全体を覆うことが不可能になり、及び／又は、特定の色点については、それらの相対数が次善のものとなる。こうしたバックライト照明システムにおいては、ある色の発光体は全出力で駆動されることになるが、他の色の発光体は低い出力で駆動されることになり、色の部分組に最適数の発光体をもつ光源と比較して、全体としてスクリーンにおける光出力が低くなる。本発明によるバックライト照明システムは、十分に均一な光及び色の分布を有する。結果として、十分に均一な色の光による広領域の照明が得られる。
【００１０】
本発明によるバックライト照明システムの好ましい実施形態は、照明システムが、各組の所定数の発光体の組を複数含み、各組の発光体が直線に沿って配列されることを特徴とする。発光体は、組の各々において、同一形態で配列されることが好ましい。このようにすれば、発光体の最初の組について割当てを確立するときに、発光体の配列が比較的容易になる。
【００１１】
通常は、発光体を割当てる際には、付加的効果が考慮されなければならない。直線の終わりだけでなく始まりでも、ミラーリング面が存在することがある。これは、例えば反射ミラーにより形成されるバックライト照明システムの壁面に起因する「実在」ミラー、又は、発光体の別の組が直線に沿って配列されることによる「仮想」ミラーのいずれかである。このために、本発明によるバックライト照明システムの好ましい実施形態は、組の発光体の割当てが、直線の始まりと終わりで、ミラーリング効果を考慮に入れることを特徴とする。線に沿った考慮中の「中央の」組に隣接する発光体組内の発光体について、その発光体が「有形」か「仮想」かを問わず考慮が払われることになるので、このミラーリング効果は、その組における発光体割当てを変化させるものとなる。本発明によれば、（仮想）ミラーの他方の側にある発光体を採用して、バックライト照明システムの光及び色の分布をさらに改良する。
【００１２】
通常の製造条件のもとでは、互いに比較してみると、発光体の全てが十分に同一とはならない。発光体のいくつかは、対応する部分組の所望の又は平均照明光出力に比べ、僅かながら、高いか又は低い照明光出力を有することになる。こうした相対的に小さな理想的挙動からのずれを、発光体の割当てにおいて考慮することができる。このために、本発明によるバックライト照明システムの好ましい実施形態は、発光体の部分組の少なくとも１つが、その部分組における発光体の平均光出力に比べ、実質的に低い照明光出力をもつ発光体の少なくとも１つを含み、この１つの発光体が、その部分組の発光体間の距離がより小さくなる線の領域に割当てられる及び逆もまた同様であることを特徴とする。
【００１３】
部分組の第１及び第２の発光体間に４つの位置があり、かつ、第４及び第５の発光体間にも４つの位置があるが、第２及び第３発光体間、並びに第３及び第４の発光体間には５つの位置があるというように、特定の部分組の発光体間の位置の数が異なるものとなる場合を、光源の「実質的に等間隔な」配置が意味すると仮定するならば、次に、その部分組における発光体の平均光出力に比べ、わずかに高い照明光出力をもつ発光体は、好ましくは、第３の発光体のための位置（この第３の位置の両側には、他の部分組の発光体のための５つの位置がある）に置かれることになる。
【００１４】
本発明によるバックライト照明システムの別の好ましい実施形態は、発光体の部分組の少なくとも１つが、その部分組における発光体の平均光出力に比べて実質的に高い照明光出力をもつ第１発光体を少なくとも含み、かつ、その部分組が、その部分組における発光体の平均光出力に比べて実質的に低い照明光出力をもつ第２発光体を少なくとも含み、これら第１及び第２の発光体が、互いに比較的近い位置に割当てられることを特徴とする。２つの発光体が、互いに比較的近い位置に配列されると、その発光体の一方の幾分高い照明出力と、発光体の他方の幾分低い照明光出力による効果が、補完されることになる。
【００１５】
通常の製造条件のもとでは、互いに比較してみると、発光体の全てが十分に同一とはならない。いくつかの発光体の色は、対応する部分組の発光体の所望の又は平均の色から、僅かながらずれることになる。こうした相対的に小さな理想的挙動からのずれを、発光体の割当てにおいて考慮することができる。このために、本発明によるバックライト照明システムの好ましい実施形態は、発光体の部分組の少なくとも１つが、その部分組における発光体の色の三刺激値の平均とは異なる色の三刺激値をもつ発光体の少なくとも１つを含み、この発光体が、その部分組における発光体間の距離がより小さくなる線の領域に割当てられることを特徴とする。
本発明によるバックライト照明システムの好ましい実施形態は、発光体の部分組を少なくとも３つ含み、第１と第２の部分組の間における色の三刺激値の差が、他の部分組との間におけるものより大きく、これら第１及び第２の部分組の発光体は、互いに比較的近接して配列される。
【００１６】
製造目的のためには、発光体は、割当てのための所定の等間隔の位置が設けられた基板上に配置されるのが望ましい。それにも拘らず、本発明によれば、発光体は、等間隔ではない位置に配列することができる。このことにより、発光体の割当てについての自由度を、より高めることができる。
本発明はまた、上記したように、バックライト照明システムを含むディスプレイ装置にも関する。好ましくは、ディスプレイ装置が液晶ディスプレイを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のこれら及び他の態様は、後述される実施形態から明らかであり、その実施形態を参照して説明される。
図は、純然たる概略図であり、縮尺に合せて描かれてはいない。とりわけ、寸法のいくつかは、わかりやすくするために、強く誇張された形式で示される。図における同様な構成要素は、できる限り同じ参照数字によって、表示される。
【００１８】
図１は、本発明に基づくバックライト照明システムの実施形態の断面図を概略的に示す。この照明システムは、光伝達材料の光射出パネル１を含む。パネル１は、例えば、合成樹脂、アクリル、ポリカーボネート、Ｐｅｒａｐｅｘ（商標）などのＰＰＭＡ、又はガラスで作られる。作動中に、光は、全内面反射の影響を受けてパネル１を通り、運ばれる。パネル１は、前壁２とその前壁とは反対側の後壁３を有する。前壁２と後壁３との間に、縁領域４、５がある。図１に示される例においては、４で参照される縁領域は光伝達性であり、発光体６の少なくとも１つが、そこに組み合わされる。作動中に、発光体６から発生する光は、光伝達縁領域４に入射し、パネル１内で拡散する。照明システムの別の実施形態においては、５で参照される縁領域もまた光伝達性であり、もう１つの発光体がそこに組み合わされる。
【００１９】
作動中に、光射出パネル１は、ディスプレイ装置、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置２５の方向へ光を射出する。この目的のために、光射出パネル１の後壁３には、光射出パネル１の外に出る光を結合するための手段（図１に図示せず）が設けられる。これらの手段は、変形部（のパターン）を含み、例えば、スクリーン印刷されたドット、ウェッジ及び／又はリッジを含む。この手段は、例えば、印刷、プレス、エッチング、けがき又はサンドブラストによって、パネル１の後壁に施される。別の実施形態においては、変形部は、光射出パネルの前壁に（も）施される。この手段は、光射出パネル１の外に出る光を反射、散乱及び／又は屈折によって結合する。外に出る光を結合する手段は、一般に、関連する光射出パネルの後壁全域に不均一に分布され、すなわち、それらは、できる限り均一に関連する照明システムの外に向けて光が結合されることを可能にする所定勾配で施される。
外に出る光を結合する手段は、第２光源として機能する。特定の光学システムを、その第２光源に組合わせることができ、その光学システムは、例えば後壁２（図１に図示せず）に設けられる。この光学システムは、例えば、幅広の光線を生成するのに用いることができる。
【００２０】
図１の例において、発光体６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の複数を含む。一般に、ＬＥＤの光源輝度は、蛍光灯のそれの何倍にもなる。さらに、ＬＥＤが使用されるときには、光がパネル内に結合される効率は、蛍光灯の場合に比べて高くなる。発光体としてのＬＥＤを用いることは、ＬＥＤが合成樹脂材料でできているパネルに接することができる利点を有する。ＬＥＤは、光射出パネル１の方向にほとんど熱を放出せず、有害な（紫外線）放射線を放出しない。ＬＥＤを用いることは、ＬＥＤから出る光をパネル内に結合するための手段を省くことができるという、付加的な利点を有する。ＬＥＤの適用は、好ましいことに、より小型の照明システムをもたらす。
【００２１】
図１には、光射出パネル１から出る光のさらなる混合をもたらす任意の（偏光）拡散体２１と反射拡散体２２が示される。図１はさらに、ディスプレイ装置、好ましくはＬＣＤパネル２５をきわめて概略的に示す。光射出パネル１、発光体６、拡散体２１、ディスプレイ装置２５及びハウジング２８の組立体は、例えば（ビデオ）画像を表示するためのディスプレイ装置を形成する。
【００２２】
図１において、光射出パネル１には、作動中に、発光体６から射出される光の光学特性を計測するためのセンサ１０が、さらに設けられる。このセンサ１０は、縁領域に隣接して設けられ、発光体６の光束を適切に適合させるための制御電子回路（図１に図示せず）に結合される。センサ１０及び制御電子装置によって、光射出パネル１の外で結合される光の質及び量に影響を与えるのに用いられるフィードバック・メカニズムが形成可能である。
【００２３】
図１に示される例において、ＬＥＤは、光伝達性の縁部領域４に接する。１’で参照される光射出パネル１の第１部分は、ＬＥＤから発生する光を混合するのに用いられる。好ましくは、発光ダイオードの各１つは、少なくとも５ｌｍの光束を有する。こうした高出力を有するＬＥＤは、ＬＥＤパワーパッケージとも呼ばれる。こうした高効率、高出力のＬＥＤを用いることは、所望の比較的高い光出力で、ＬＥＤ数が、比較的小さくできるという特有の利点を有する。これは、製造されるべき照明システムのコンパクト化及び効率に明確な効果を有する。ＬＥＤを用いることは、動的照明の可能性が得られるという利点をさらに有する。ＬＥＤの異なるタイプが組合され、及び／又は、異なる色のＬＥＤが採用されると、例えば、照明システムが所望の色温度の白色光を放出できるようにする望ましい形で色を混合することが可能になる。さらに、ディスプレイ装置の条件に関係なく、色の変化をもたらすことができる。
【００２４】
図２は、１７個の発光体（Ｎ＝１７）組のための配列をもつバックライト照明システムの本発明による実施形態を示す。図２において点線位置は、実際か又は仮想のいずれかである隣接（点線の）発光体組を示す。これらの隣接組は、中央の発光体組（１から１７という番号で表される位置）のミラーリング効果によるか又は追加的発光体組の存在によるか、そのいずれかによって生じるものである。（仮想）ミラーリング面は、一点鎖線１２、１２’によって表される。組における位置への発光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の割当ては、本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲に記載されたような設計基準による。図２の例において、１７個の発光体組は、対称的ではないことが分かる。
【００２５】
図２の例においては、３種類の発光体、すなわち赤色（Ｒ）発光体と緑色（Ｇ）発光体と青色（Ｂ）発光体を含むバックライト照明システムが、考えられている。それぞれの色の各々は、部分組に割当てられる。発光体組は、３つの部分組、すなわち、多数の赤色発光体をもつ第１部分組と、多数の緑色発光体をもつ第２部分組と、多数の青色発光体をもつ第３部分組とを含み、３つの部分組における発光体総数がＮになる。バックライト照明システムの部分組の各々において用いられるＲ、Ｇ、Ｂの発光体数は、とりわけ、発光体のそれぞれの個々の放射特性（例えば、部分組のそれぞれの発光体の光出力及び三刺激値）により、及び、バックライト照明システムの所望色点と例えばバックライト照明システムに関連するディスプレイ装置の光学特性（例えば、ＬＣＤ装置のＲ、Ｇ、Ｂのピクセルの典型的な吸収特性）との組合せによって定められる。部分組のそれぞれの要素数は、所望の光学的構成に基づいて計算され、最適化することができる。
こうした計算結果は、３つの赤色発光体と、９つの緑色発光体と、５つの青色発光体とが用いられること（３＋９＋５＝１７）であると、仮定する。１７の発光体総数は、例えば、バックライト照明システムの所望光出力と、バックライト照明システムの所望寸法と、その線に沿う発光体の配置に課された幾何学的及び／又は熱的制約とによって、定められる。
【００２６】
本発明によれば、組に対する発光体の割当ては、最小の発光体数を含む部分組から始める。この場合において、赤色発光体をもつ部分組は、３つの発光体のみを含む。したがって、赤色発光体の部分組の３つの発光体は、実質的に等間隔の位置に割当てられる。
図３Ａは、最小の発光体数をもつ部分組の発光体の有利な配置を示す。図３Ｂは、最小の発光体数をもつ部分組の発光体の有利さがより少ない配置を示す。図３Ａ及び図３Ｂの例において、その直線の始まりと終わりで、ミラーリング効果が考慮に入れられる。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂの例において、最小の発光体数をもつ部分組の発光体は、完全には、等間隔に配置できないことが分かる。図３Ａの例において、赤色発光体間の空位置数は、（丸で囲まれた数字で表される）４及び５の間で変化する。図３Ｂの例において、赤色発光体間の空位置数は、（丸で囲まれた数字で表される）４及び６の間で変化する。ミラーリング効果を考慮に入れることなく、図３Ａ又は図３Ｂに示された構成のどちらが好ましいかを、明らかにすることはできない。隣接する発光体組の「点線の」発光体を考慮に入れることによって、図３Ａにおける発光体の割当てが、図３Ｂにおける割当てに比べ、より有利であるということを明らかになる。図３Ａの状態において、発光体は、図３Ｂの状態に比べ、より「実質的に等間隔」に割当てられる。
【００２８】
通常の製造条件として、部分組における発光体の全ては、相互比較してみると、必ずしも同一でないことになる。発光体のいくつかは、対応する部分組の所望又は平均照明光出力に比べ、僅かながら、より高いか又はより低い照明光出力を有することになる。こうした相対的に小さな理想的動作からのずれは、発光体の割当てにおいて、直ちに考慮することができる。部分組の発光体の１つが、その部分組における発光体の平均光出力に比べ、実質的により高い照明光出力を有するならば、その発光体は、その部分組の発光体間の距離がより大きい線領域に割当てられるのが好ましい。図３Ａの例において、平均光出力に比べ、より高い光出力をもつ赤色発光体は、中心位置（例えば、位置９）に配置されるのが好ましい。
【００２９】
最小の発光体数をもつ部分組の発光体が配置されたときは、次のステップとして、次なる最小の発光体数をもつ部分組の発光体が、その組に割当てられる。所与の例において、青色発光体の部分組の５つの発光体は、従前の（赤色）部分組の発光体によって既に占有されている位置に、この青色部分組の発光体を割当てないことを考慮に入れて、実質的に等間隔位置に割当てられる。図３Ａにおいて３つの赤色発光体の割当てから始めて、図４は、次なる最小の発光体数をもつ部分組の５つの発光体の有利な配置を示す。図４の例において、直線の始まりと終わりで、ミラーリング効果が考慮される。
【００３０】
図４の例において、次なる最小の発光体数をもつ部分組の発光体は、完全には、等間隔に配置できないことが分かる。赤色発光体が存在しないならば、その線の中心位置（位置９）がまさに適切である。しかしながら、この位置は、既に赤色発光体によって占有されている。図４の例において、「中心の」青色発光体は、位置１０に割当てられた。別の実施形態において、「中心の」青色発光体は、同様の結果をもたらす位置８に割当てることができる。
図４の例において、青色発光体間の空位置数は、（丸で囲まれた数字で表される）２と３の間で変化する。隣接する発光体組の「点線入りの」青色発光体を考慮に入れることによって、図４に示されるような青色発光体の割当てが、与えられる。図４の状態において、青色発光体は、一見したところでは、パターンが相対的に不規則に見えるが、「実質的に等間隔」に割当てられる。
【００３１】
考慮中の部分組の発光体の１つが、その部分組における発光体の平均光出力に比べ、実質的により高い照明光出力をもつ少なくとも１つの発光体と、その部分組が、その部分組における発光体の平均光出力に比べ、実質的により低い照明光出力をもつ少なくとも第２発光体とを含むのであれば、その第１及び第２の発光体は、相対的に互いが近い位置に割当てられるのが好ましい。図４の例において、相対的に高い光出力をもつ青色発光体及び相対的に低い光出力をもつ青色発光体は、位置１０及び１３か又は位置１３及び１６に割当てられることが好ましい。
割当てプロセスは、通常、発光体の全てが、その組におけるＮの全ての位置に割当てられるまで、反復的に繰り返される。図４の例において、緑色発光体のみが、未だ割当てられていない。最大の発光体数をもつ部分組の発光体は、その線に沿う残余の空位置に割当てられる。このようにして、図２に示されるような状態が得られる。
【００３２】
図５は、本発明によるバックライト照明システムの５つの実施形態を示す。図５の実施形態において、発光体組の始まりと終わりで、ミラーリング効果が考慮される。
図５における第１実施形態は、１１個の発光体の組を含む。採用される３種類の発光体、すなわち、３つの赤色発光体と、６つの緑色発光体と、２つの青色発光体が割当てられていると仮定すれば、位置３と位置９に割当てられる青色発光体から始めて、位置２と、（中心位置）６と、位置１０に割当てられた３つの赤色発光体が、次に続く。最後に、６つの緑色発光体が残余の空位置に割当てられる。１１個の発光体の組は、ディスプレイの長辺側の側面に沿って
2004342608.tif 000003
の対角線をもつディスプレイ装置用、又は、ディスプレイの短辺側の側面に沿って
2004342608.tif 000004
の対角線をもつディスプレイ装置用の適切な端部光源を形成するように、設計される。図５における第１実施形態は、赤色、青色及び緑色の発光体の対称的割当てを含むものである。
【００３３】
図５における第２実施形態は、１７個の発光体の組を含む。採用される３種類の発光体、すなわち、３つの赤色発光体と、９つの緑色発光体と、５つの青色発光体が割当てられていると仮定すれば、赤色発光体から始めて、青色発光体が次に続く。最後に、残余の９つの緑色発光体が、残余の空位置に割当てられる。この第２実施形態は、図２に示されるものと同じであり、図３Ａ及び図４に示される割当てにより、構築されたものである。１７の発光体の組は、ディスプレイの長辺側の側面に沿って
2004342608.tif 000005
の対角線をもつディスプレイ装置用の適切な端部光源を形成するように、設計される。図５における第２実施形態は、赤色、青色及び緑色発光体の対称的割当てを含むものである。
【００３４】
図５における第３実施形態は、２５個の発光体の組を含む。採用される３種類の発光体、すなわち、５個の赤色発光体と、１４個の緑色発光体と、６個の青色発光体が割当てられていると仮定すれば、赤色発光体から始めて、青色発光体が次に続く。最後に、緑色発光体が、残余の空位置に割当てられる。２５の発光体の組は、
2004342608.tif 000006
の対角線をもつディスプレイ装置用の適切な端部光源を形成するように、設計される。図５における第３実施形態は、赤色発光体の対称的割当てを含むものである。しかしながら、青色及び緑色発光体の割当ては非対称的である。
【００３５】
図５における第４実施形態は、３４個の発光体の組を含む。採用される３種類の発光体すなわち、１０個の赤色発光体と、１８個の緑色発光体と、６個の青色発光体が割当てられていると仮定すれば、青色発光体から始めて、赤色発光体が次に続く。最後に、緑色発光体が、残余の空位置に割当てられる。３４の発光体の組は、
2004342608.tif 000007
の対角線をもつディスプレイ装置用の適切な端部光源を形成するように、設計される。図５における第４実施形態は、発光体の対称的割当てを含むものである。
【００３６】
図５における第５実施形態は、４０個の発光体の組を含む。採用される３種類の発光体すなわち、１０個の赤色発光体と、２２個の緑色発光体と、８個の青色発光体が割当てられていると仮定すれば、青色発光体から始めて、赤色発光体が次に続く。最後に、緑色発光体が、残余の空位置に割当てられる。４０の発光体の組は、
2004342608.tif 000008
の対角線をもつディスプレイ装置用の適切な端部光源を形成するように、設計される。図５における第５実施形態は、発光体の対称的割当てを含むものである。
【００３７】
本発明は、以下のように説明することもできる。
均一色の光をもつ広領域の照明を提供する光源（バックライト照明システム）は、直線状に配置された多数の個別発光体から構成され、これら発光体の各々が、その光源における他の発光体のいくつかから射出される光の色とは異なる色の光を放出するものであり、照明される領域の直線寸法に相当する距離にわたって分布される。その光源は、以下の特性を有する、すなわち、
それは、各々が本質的に同一色（及びスペクトル）の光を放出する発光体の色組（「発光体の部分組」）を、いくつか含んでおり、
その発光体は、最小の発光体数を含む色組の発光体が、光源長全域に、本質的に等間隔で配列されるような形で配列される。
こうした光源において、その発光体は、そのＸＹＺ色の三刺激値が互いに最も異なる２色の組の発光体がその線に沿い相互に隣り合って配置されるような形で、配列されることが好ましい。各々が同じ順序で配列された全ての色組（「部分組」）からなる発光体を包含する発光体の小さな部分配列から構成されるこうした光源においては、その発光体が周期的に配列されることが好ましい。その部分配列が対称的である必要はない。
色組のいくつかは、この色組における発光体の平均光出力に比べ、実質的により高い及び／又はより低い照明光出力をもつ発光体を含むことが好ましい。それらの色組のそれぞれの平均光出力に比べ、より高い及び／又はより低い照明光出力をもつこうした発光体は、光源の外端部に近接して設置されることが好ましい。
それらの色組のそれぞれの平均光出力に比べ、より高い及び／又はより低い照明光出力をもつ発光体は、色組の発光体間の距離がこの色組の発光体間の平均距離からずれる領域に、設置されることが好ましい。この色組の発光体間の局所的距離が平均に比べ、より小さい場合は、平均に比べ、より低い照明出力をもつ発光体が用いられる。すなわち、この色組の発光体間の局所的距離が平均に比べ、より大きい場合は、平均に比べ、より高い照明出力をもつ発光体が用いられる。
【００３８】
バックライト照明システムのための発光体の割当て基準は、以下のように説明することもできる。
例えば、色混合配列を備える端部光源型バックライトのための大きな混合長をもつバックライト・システム（「バックライト照明システム」）用の線状光源について、ＬＥＤ（「発光体」）をクラスタ状に組立てることはない。色の均一性は、配置位置を選択することによって達成される。すなわち、
本来、色の全ては、同一色（「発光体の部分組」）の発光体間の距離がその色からなる全てのＬＥＤ間で同一になるように、線に沿って配置されている必要がある。端部に最も近い特定色（部分組）からなる発光体の各々について、色混合配列の端部との距離は、同色の２つの発光体間の距離の半分である必要がある。ＬＥＤを配置することができる個所数が不連続かつ限定的であるので、この基準による発光体の割当ては、ＬＥＤを一列に配置する際に、矛盾を与える。このように、線状光源の同一点に異なる色のＬＥＤを持たせることは望ましい。このジレンマを以下の方法で処理することが好ましい。第１に、最少数の色のＬＥＤの全て（「最少数を備える部分組」）が（実質的に）等間隔で配置される。第２に、次に少ない色のＬＥＤ（「次なる最少数を備える部分組」）が配置される。配置のための所望点（「位置」）が最少数の色のＬＥＤによって既に占領されている場合には、近接する点が選択される必要がある。好ましくは、等間隔の配置基準は、この２番目の色のために、できるだけ近接するように追従される。第３に（すなわち、適用される異なる色の数により最後に）、３番目に少ない色のＬＥＤが、空所を満たすことによって、配置される。
【００３９】
上記基準により構成される光源（「バックライト照明システム」）は、ＬＥＤが配置される個所が不連続であるために、かつ、２つの異なる色のＬＥＤが同一点に据えることができないという理由で最適な個所からずれる必要があるために、最適な色の均一性を可能にする基準から、さらにずれることになる。この非最適性は、１つの色内にある発光体の全てが同一の色及び輝度を有することを仮定している。結果として、光源長全域に、所与の色の含有量が高すぎる領域が存在し、かつ、その所与の色の含有量が低すぎる領域もまた、存在することになる。その含有量が低すぎる領域内の点に、所与の色の平均に比べ、より明るい発光体を選択することによって、より均一な光源を達成することができる。より暗い補完色の発光体を選択することによってもまた、同様の結果を達成することができる。色の均一性を改良する別の方法は、ＬＥＤの色を選択することであり、それにより、より均一な結果が達成される。３つの解決策は、１つのアプローチに（及び／又は）結合することができる。このアプローチは、ＬＥＤ製造において色及び輝度に十分なばらつきがあり、かつ、個別発光体の色及び輝度がある精度で知られていることを、前提とする。
【００４０】
例えば直下型バックライト用のような短い混合長をもつバックライトシステム（「バックライト照明システム」）における線状光源について、発光体は、好ましくは、同一群にクラスタ化される。しかしながら、クラスタ内のクラスタ構成が対称的である必要はない。具体的に、直下型バックライト用の光源として、以下の色構成を備える４つのＬＥＤのクラスタ、すなわち、ＧＲＢＧを含むＬＥＤの線状配列が、提案される。こうしたケースにおいて、光源構成は、
ＧＲＢＧＧＲＢＧ．．．ＧＲＢＧ
である。
色の均一性をさらに改良するために、光源領域における平均からずれるフラックスをもつＬＥＤは、色点が、そうでなければ平均の色点からずれることになる位置に割当てられる。具体的には、直下型バックライト用の上記光源構成について、発光体は、配列、すなわち、
ＧＲＢＧＧＲＢＧ．．．ＧＲＢＧ
の下線位置で、平均フラックスに比べ、少なくとも１．３倍低いフラックスをもつものが採用されることが好ましい。あるいは、発光体は、配列、すなわち、
ＧＲＢＧＧＲＢＧ．．．ＧＲＢＧ
の下線位置で、平均フラックスに比べ、少なくとも１．３倍高いフラックスをもつものが採用される。
【００４１】
上記の実施形態は、本発明の限界を示すものではなく、当業者であれば、添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの別の実施形態を設計することができるであろう。特許請求の範囲において、括弧に配されたいかなる引用符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞の「含む」及びその活用形は、特許請求の範囲において記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に付される不定冠詞は、こうした要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、別個要素のいくつかを含むハードウェア及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて、実行することができる。手段のいくつかを列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの１つ及びいくつかのアイテムによって、具体化することができる。ある手段が相互に異なる従属請求項において詳述されるという単なる事実は、これらの手段の組合せを用いることに利点がないことを示しているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるバックライト照明システムの実施形態を含むディスプレイ装置の断面図である。
【図２】１７個の発光体の組についての配列を備える本発明によるバックライト照明システムの実施形態を示す。
【図３Ａ】本発明による最小の発光体数をもつ部分組の発光体の有利な配置を示す。
【図３Ｂ】本発明による最小の発光体数をもつ部分組の発光体の有利さがが一層少ない配置を示す。
【図４】図３Ａにおける発光体の割当てから始め、次なる最小の発光体数をもつ部分組の発光体の有利な配置を示す。
【図５】本発明によるバックライト照明システムの５つの実施形態を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１：光射出パネル
２：前壁
３：後壁
４：縁領域
５：縁領域
６：発光体
１０：センサ
２１：偏光拡散体
２２：反射拡散体
２５：ディスプレイ装置
２８：ハウジング
【図１】
2004342608.tif 000009
【図２】
2004342608.tif 000010
【図３Ａ】
2004342608.tif 000011
【図３Ｂ】
2004342608.tif 000012
【図４】
2004342608.tif 000013
【図５】
2004342608.tif 000014
【外国語明細書】
2004342608.tif 000015
2004342608.tif 000016
2004342608.tif 000017
2004342608.tif 000018
2004342608.tif 000019
2004342608.tif 000020
2004342608.tif 000021
2004342608.tif 000022
2004342608.tif 000023
2004342608.tif 000024
2004342608.tif 000025
2004342608.tif 000026
2004342608.tif 000027
2004342608.tif 000028
2004342608.tif 000029
2004342608.tif 000030
2004342608.tif 000031
2004342608.tif 000032
2004342608.tif 000033
2004342608.tif 000034
2004342608.tif 000035
2004342608.tif 000036
2004342608.tif 000037
2004342608.tif 000038
2004342608.tif 000039