(57)【要約】  それぞれ第１の色、第２の色、及び第３（非白色）の色のｎ１、ｎ２及びｎ３個のカラーＬＥＤ光源、及びこれらの光源に接続された駆動回路を有するバックライト。前記回路は、第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源、及び第３のＬＥＤ光源をそれぞれの最大駆動特性の所定の比率、例えば１０％以内で駆動するように構成され、数ｎ１、ｎ２及びｎ３は通電された第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源からの光が合成される場合に、実質上白色であるように選択される。場合により、バックライトは数ｎ４個の白色ＬＥＤ光源を更に備え、カラーＬＥＤ光源はそれらの最大定格の１０％以内で駆動されても、されなくてもよい。白色光源の数ｎ４個は、バックライト出力の色域を所望の仕様の所定の比率、例えば１０％以内に維持しながら、バックライトの輝度を増大させるように選択される。
2010528432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力照明領域を有する白色光バックライト、
前記出力照明領域内に光を放射するように配置された複数のカラー光源と、
前記複数のカラー光源に接続された駆動回路と、
を備え、
前記複数のカラー光源は、第１の数ｎ１個の第１のＬＥＤ光源と、第２の数ｎ２個の第２のＬＥＤ光源と、第３の数ｎ３個の第３のＬＥＤ光源とを有し、
前記第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源は、
（ｉ）白色でなく、そして互いに実質的に異なる、第１の色の光、第２の色の光及び    第３の色の光をそれぞれ放射し、そして、
（ｉｉ）第１の最大出力特性、第２の最大出力特性及び第３の最大出力特性に対応す    る、第１の最大駆動特性、第２の最大駆動特性及び第３の最大駆動特性をそれぞれ有    し、
前記回路は、
前記第１のＬＥＤ光源を、前記第１の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして
前記第２のＬＥＤ光源を、前記第２の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして
前記第３のＬＥＤ光源を、第３の最大駆動特性の１０％以内で駆動するように構成さ  れ、そして、
前記通電された、第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源からの光は、合成される場合に、実質的に白色であるように、ｎ１、ｎ２及びｎ３は選択される。
【請求項２】
前記バックライトが、前記出力照明領域の後ろに空洞を含み、そして前記複数のカラー光源が、前記空洞内に光を放射する、請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記回路が、前記第１の最大駆動特性の平均ｘ％で前記第１のＬＥＤ光源を駆動し、そして前記第２の最大駆動特性の平均ｙ％で前記第２のＬＥＤ光源を駆動し、そして前記第３の最大駆動特性の平均ｚ％で前記第３のＬＥＤ光源を駆動するように構成され、そしてｎ１×（１−ｘ％）＜１、かつｎ２×（１−ｙ％）＜１、かつｎ３×（１−ｚ％）＜１である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項４】
前記第１の最大駆動特性、第２の最大駆動特性及び第３の最大駆動特性が、それぞれ第１の動作温度、第２の動作温度及び第３の動作温度における、それぞれ第１、第２及び第３の最大駆動電流である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項５】
前記第１の色が赤であり、前記第２の色が緑であり、前記第３の色が青である、請求項１に記載のバックライト。
【請求項６】
ｎ１＝ｎ３、かつｎ２＝４×ｎ１である、請求項４に記載のバックライト。
【請求項７】
前記第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源、及び第３のＬＥＤ光源が、前記出力照明領域の外周近傍に配置されて、エッジライト方式のバックライトを提供する、請求項１に記載のバックライト。
【請求項８】
前記第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源、及び第３のＬＥＤ光源が、前記出力照明領域の真後ろに配置されて、直下型方式のバックライトを提供する、請求項１に記載のバックライト。
【請求項９】
前記第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源、及び第３のＬＥＤ光源が、集合体として配置され、各集合体が、第１の局所平面について鏡面対称性を示す、請求項１に記載のバックライト。
【請求項１０】
各集合体がまた、前記第１の局所平面に直交する第２の局所平面について鏡面対称性を示す、請求項９に記載のバックライト。
【請求項１１】
前記出力照明領域内に光を放射する１個以上の白色ＬＥＤ光源を更に含む、請求項１に記載のバックライト。
【請求項１２】
前記光源が、所望の色域の１０％以内である色域を示す、請求項１１に記載のバックライト。
【請求項１３】
前記光源が、所望の色域の５％以内である色域を示す、請求項１２に記載のバックライト。
【請求項１４】
前記所望の色域が、（ｕ’，ｖ’）座標において測定されるＮＴＳＣ１９５３色域である、請求項１３に記載のバックライト。
【請求項１５】
出力照明領域を有する白色光バックライト、
前記出力照明領域内に光を放射するように配置された複数のカラー光源と、
前記複数のカラー光源は、第１の数ｎ１個の第１のＬＥＤ光源と、第２の数ｎ２個の
第２のＬＥＤ光源と、そして第３の数ｎ３個の第３のＬＥＤ光源とを有し、
前記第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源は、
（ｉ）白色でなく、そして互いに実質的に異なる、第１の色の光、第２の色の光及      び第３の色の光をそれぞれ放射し、そして、
（ｉｉ）第１の最大出力特性、第２の最大出力特性及び第３の最大出力特性に対応      する、第１の最大駆動特性、第２の最大駆動特性及び第３の最大駆動特性をそれぞ      れ有する、
前記出力照明領域内に光を放射する数ｎ４個の白色ＬＥＤ光源と、
前記複数のカラー光源と前記白色ＬＥＤ光源とに接続された駆動回路と、
を備え、
前記出力照明領域の色域を、所望の色域の１０％以内に維持しながら、前記出力照明領域の発光効率を高めるように、前記数ｎ４は選択されている。
【請求項１６】
前記出力照明領域の後ろに空洞を含み、そして前記複数のカラー光源及び前記数ｎ４個の白色ＬＥＤ光源が前記空洞内に光を放射する、請求項１５に記載のバックライト。
【請求項１７】
前記色域が、（ｕ’，ｖ’）色座標において測定され、そして前記所望の色域が、ＮＴＳＣ１９５３色域である、請求項１５に記載のバックライト。
【請求項１８】
前記数ｎ４が、前記出力照明領域の色域を、前記所望の色域の５％以内に維持する、請求項１５に記載のバックライト。
【請求項１９】
前記回路が、前記第１のＬＥＤ光源を、前記第１の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして前記第２のＬＥＤ光源を、前記第２の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして前記第３のＬＥＤ光源を、前記第３の最大駆動特性の１０％以内で駆動するように構成され、そして通電された第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源からの光が、合成される場合に、実質的に白色であるように、ｎ１、ｎ２及びｎ３が選択される、請求項１５に記載のバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色光を放射するが、カラー光源を有し、その出力が合成されることで白色光を生成するような拡張範囲型光源に関する。白色発光型拡張光源の一例として、液晶ディスプレイ又は他のグラフィックを後ろから照明するのに適したバックライトがある。別の例として一般的な照明目的で用いられる拡張光源がある。
【背景技術】
【０００２】
少なくともアイザック・ニュートンの時代より、白色光は青から赤までの可視色のスペクトルからなっていることが知られている。これを応用して赤、緑、及び青の光線のような異なる色の光線を合成することによって白色光を生成することも知られており、この原理のデモンストレーションを見る学校の生徒達を魅了し続けている。
【０００３】
ある種の最新型の薄型パネルテレビユニットにおいて、この同じ原理が用いられている。こうしたユニットでは、個々の赤、緑、及び青の発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを使用して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを照明する。赤、緑、及び青のＬＥＤは装置の背面上に規則的な繰り返しパターンで配列され、ＬＥＤ上に高拡散性のプレートを配置することによってＬＣＤパネルの全体にわたって後ろに比較的均一な拡張白色光源が提供される。繰り返しパターン内では、ＬＥＤは１個の赤、１個の青、及び２個の緑の近接して配された４個のＬＥＤ群に集合体化されている。次いで複数の同様の集合体が装置の背面に所定のパターンで配列される。したがって、ユニットで使用されるＬＥＤの全体の集団では、赤（Ｒ）：緑（Ｇ）：青（Ｂ）の比は１：２：１となる。
【０００４】
ＬＣＤパネルの後ろに拡張白色光源を提供するために協働するＬＥＤ、拡散プレート、及び他の要素はまとめて「バックライト」と呼ばれる。
【０００５】
バックライトは、バックライトの出力範囲に対して内部光源がどこに配置されるかによって２つのカテゴリーのいずれかに分類されると考えられる。ここでバックライトの「出力範囲」とはディスプレイ装置の目に見える範囲又は領域に相当する。バックライトの「出力範囲」は、本明細書では、領域及び表面そのものと領域又は表面の面積（平方メートル、平方ミリメートル、平方インチといった単位を有する数量）とを区別するために「出力領域」又は「出力表面」ともしばしば呼ばれる。
【０００６】
第１のカテゴリーは「エッジライト」方式である。エッジライト式バックライトでは、平面図の視点で見て、１個以上の光源がバックライト構造の外側の境界又は外周に沿って、通常は、出力範囲に相当する範囲又は領域の外側に配置される。光源は、バックライトの出力範囲の境界をなすフレーム又はベゼルによってしばしば視界から遮られている。光源は、通常、ラップトップコンピュータのディスプレイにおけるように特に極めて薄型のバックライトが望ましい場合に、「ライトガイド」と呼ばれる要素内に光を放射する。ライトガイドは、長さ及び幅の寸法がバックライトの出力範囲のオーダーである、透明かつ中実の比較的薄いプレートである。ライトガイドは、全反射（ＴＩＲ）を利用して辺縁に取り付けられた光源からライトガイドの全長又は全幅にわたってバックライトの反対側の辺縁にまで光を伝送又は案内するものであり、ライトガイドの表面には局在化された抽出構造の不均一なパターンが設けられることによって、案内された光の一部がライトガイドの外部へ、バックライトの出力範囲へ向けて進路を変えるものである。こうしたバックライトは、ライトガイドの後ろ又は下に配置される反射材料などの光制御フィルム、並びに、ライトガイドの前方又は上に配置される反射偏光フィルム及びプリズム状ＢＥＦフィルムを通常、更に有することによって、法線方向の輝度が高くなっている。
【０００７】
第２のカテゴリーは「直下型」方式である。直下型方式のバックライトでは、平面図の視点で見て、１個以上の光源が出力範囲に相当する範囲又は領域のほぼ内側に、通常は領域内の規則的なアレイ又はパターンとして配置される。あるいは、直下型方式のバックライトの光源は、バックライトの出力範囲の真後ろに配置されている、ということもできる。光源の上には、通常、高拡散性プレートが配置されて、光を出力範囲にわたって拡散する。ここでもやはり、拡散プレートの上に反射偏光フィルム及びプリズム状ＢＥＦフィルムなどの光制御フィルムを更に配置して、法線方向の輝度及び効率を高めることができる。
【０００８】
場合により、直下型方式のバックライトがバックライトの外周に１乃至複数の光源を更に有してもよく、エッジライト方式のバックライトが出力範囲の真後ろに１乃至複数の光源を有してもよい。こうした場合、バックライトは、バックライトの出力範囲の真後ろから大部分の光が照明されるのであれば「直下型」方式と考えられ、バインダーの出力範囲の外周から大部分の光が照明されるのであれば「エッジライト」方式と考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＬＣＤパネルはその操作方法のため、１つのみの光の偏光状態を利用しており、このためＬＣＤ用途では、単に偏光されてない光の輝度及び均一度ではなく、適正又は使用可能な偏光状態の光についてバックライトの輝度及び均一度を知ることが重要となる場合がある。この点に関し、他のすべての要因が同じであれば、主として又は専ら使用可能な偏光状態の光を放射するバックライトの方が、偏光されていない光を放射するバックライトよりもＬＣＤ用途ではより効率的である。しかしながら、ランダムに偏光された光を放射する程度であっても、使用可能な偏光状態のみにない光を放射するバックライトは、使用不能な偏光状態をＬＣＤパネルの背後に設けられる吸収偏光板によって容易に消失させることが可能であることから、ＬＣＤ用途では依然完全に使用可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
出願人等は、個別のカラーＬＥＤ光源を使用した装置が、必ずしも、こうした光源を最も効果的に利用していないことを見出した。例えば、出願人等は、白色発光バックライトにおいて使用されるすべての赤、緑、及び青（又は他の成分色）の相対的な数は、バックライトのカラーＬＥＤの全体の数を最小化又は実質的に減少させるように、それぞれの最大駆動特性及び最大出力特性に基づいて調整可能であることを見出した。これは、ＬＥＤ装置を実装するために利用可能な物理的空間すなわち「実装場所（リアルエステート）」が限定されており、バックライトの出力範囲に対して標準化した場合には、バックライトのサイズが大きくなるのに従って実際に減少することから、特にエッジライト方式のバックライトにおいて特に有用である。これは、長方形又はこれに似た形状の周長に対する面積の比が、特性平面内寸法Ｌ（例、所定のアスペクト比の長方形について、バックライトの出力領域の長さ、又は幅、又は対角線の測定値）とともに直線的に減少する（１／Ｌ）ためである。
【００１１】
出願人等は更に、カラーＬＥＤ及び白色発光ＬＥＤの両方を使用した白色光バックライトの設計を最適化することが可能な関係を見出した。白色発光ＬＥＤの数は、所望の色域の仕様の特定の比率以内にバックライト出力の色域を維持しつつ、出力照明範囲の輝度を高めるか実質的に最大化する上で充分に大きな数を選択することができる。
【００１２】
したがって本願は、出力照明範囲と、該範囲内に光を放射する（例えば、リサイクリング空洞、ライトガイド、拡散プレートなどを介して）ように配置された複数のカラー光源と、該複数のカラー光源に接続された駆動回路とを有する白色光バックライトを特に開示するものである。実施形態によっては、前記複数のカラー光源は、第１の数ｎ１個の第１のＬＥＤ光源と、第２の数ｎ２個の第２のＬＥＤ光源と、第３の数ｎ３個の第３のＬＥＤ光源とを有し、該第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源は、（ｉ）白色でなく、そして互いに実質的に異なる、第１の色の光、第２の色の光及び第３の色の光をそれぞれ放射し、そして、（ｉｉ）第１の最大出力特性、第２の最大出力特性及び第３の最大出力特性に対応する、第１の最大駆動特性、第２の最大駆動特性及び第３の最大駆動特性をそれぞれ有する。回路は、第１のＬＥＤ光源を、例えば、第１の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして第２のＬＥＤ光源を第２の最大駆動特性の１０％以内で駆動し、そして第３のＬＥＤ光源を第３の最大駆動特性の１０％以内で駆動するように構成されている。更に、通電された第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源からの光が、合成される場合に、実質的に白色であるように、数ｎ１、ｎ２及びｎ３は選択される。他の実施形態では、前記複数のカラー光源は、例えば第１の色の光、第２の色の光、第３の色の光及び第４の色の光を放射する光源のような、任意の数の色を放射する任意の適当な数のＬＥＤ光源を有してもよい。
【００１３】
本願は更に、出力照明範囲と、該範囲内に光を放射するように配置された複数のカラー光源と、やはり出力範囲内に光を放射する数ｎ４個の白色ＬＥＤ光源と、前記複数のカラー光源及び前記白色ＬＥＤ光源に接続された駆動回路とを有する白色光バックライトを開示する。前記多数のカラー光源は、第１の数ｎ１個の第１のＬＥＤ光源と、第２の数ｎ２個の第２のＬＥＤ光源と、第３の数ｎ３個の第３のＬＥＤ光源とを有し、該第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源及び第３のＬＥＤ光源は、（ｉ）白色でなく、そして互いに実質的に異なる第１の色の光、第２の色の光及び第３の色の光をそれぞれ放射し、そして、（ｉｉ）第１の最大出力特性、第２の最大出力特性及び第３の最大出力特性に対応する、第１の最大駆動特性、第２の最大駆動特性及び第３の最大駆動特性をそれぞれ有する。白色ＬＥＤ光源の数ｎ４は、第１のＬＥＤ光源、第２のＬＥＤ光源、及び第３のＬＥＤ光源の数ｎ１、ｎ２、及びｎ３が与えられたとして、所望の色域の仕様の所定の比率、例えば１０％以内にバックライト出力の色域を維持しながら、出力照明範囲の発光効率を高める又は最大化させるように選択される。
【００１４】
本願のこれら及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかとなるであろう。しかしながら上記要約は、請求される発明の主題を限定するものと決して解釈すべきものではなく、発明の主題は、手続きにおいて補正されうる付属の特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本明細書の全体を通じて付属の図面を参照する。図中、類似の参照符号は類似の要素を示すものである。
【図１】バックライトの概略斜視図。
【図２ａ】異なるＬＥＤ配置又は集合体の個々のＬＥＤについて白色光を生成するために必要な仮定的相対駆動強度。
【図２ｂ】異なるＬＥＤ配置又は集合体の個々のＬＥＤについて白色光を生成するために必要な仮定的相対駆動強度。
【図２ｃ】異なるＬＥＤ配置又は集合体の個々のＬＥＤについて白色光を生成するために必要な仮定的相対駆動強度。
【図３ａ】白色発光ＬＥＤについてＣＩＥ  １９３１  ｘ、ｙ色座標における測定された色域。
【図３ｂ】ＲＧＧＧＢのＬＥＤの組み合わせについてＣＩＥ  １９３１  ｘ、ｙ色座標における測定された色域。
【図４】カラーＬＥＤの配置の平面又は前面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書で述べるカラー及び白色発光ＬＥＤの組み合わせは、バックライト又はほとんど限定されない設計の他の拡張範囲型光源において使用することができる。最も単純な形態では、バックライトは、個々の光源からの光を拡散して、均一な出力に合成（又は混合）するための拡散プレートで覆われた空洞内に実装される光源のみを有していてもよい。バックライトは、後方に伝播する光を集めて効率を高めるための背面反射板を更に有してもよい。バックライトがエッジライト方式のものである場合には、バックライトの出力範囲を横切って光を伝送するための中実のライトガイドを更に有してもよい。反射偏光板、プリズム状輝度向上フィルム（ＢＥＦ）、転向フィルム、拡散フィルム、高反射性鏡面反射板、拡散反射フィルムなどの光制御フィルムを更に使用することもできる。こうしたバックライト要素及びバックライトの形状の組み合わせを通じ、バックライトは、異なるカラー光源及び白色発光光源（使用される場合）からの光が適当に混合又は均質化されることによって、目的とする用途に適した輝度及び均一度特性を有するバックライトが与えられるように構成されることが好ましい。
【００１７】
開示される光源の組み合わせに関連して有用かつ有利であるが決して必要ではないバックライトの部類として、リサイクリング空洞を組み込んだバックライトがある。この種のバックライトの例は、本発明の譲受人に譲渡された以下の国際特許出願に開示されている。すなわち、「有益な設計特性を有する薄型中空バックライト」（Thin Hollow Backlights With Beneficial Design Characteristics）（代理人整理番号６３０３１ＷＯ００３）、「半鏡面要素を備えたリサイクリングバックライト」（Recycling Backlights With Semi-specular Components）（代理人整理番号６３０３２ＷＯ００３）、「エッジライト方式バックライト用のコリメート光インジェクター」（Collimating Light Injectors for Edge-Lit Backlights）（代理人整理番号６３０３４ＷＯ００４）、及び「バックライト及びバックライトを使用したディスプレイシステム」（Backlight and Display System Using Same）（代理人整理番号６３２７４ＷＯ００４）である。これらの特許出願に記載されるバックライトの少なくとも一部のものは、以下の設計上の特徴の一部又は全部を有している。すなわち、
・光のかなりの部分が、ほぼ同一の拡がりを有する前方及び後方反射板の間で、部分透過性かつ部分反射性である前方反射板から出射する前に複数回反射するようなリサイクリング光学的空洞。
【００１８】
・低損失の前方及び後方反射板及び側部反射板を有する低吸収損失の実質的に封入された空洞を提供すること、例えばすべての光源の累積放射面積をバックライトの出力範囲のわずかな割合とすることによって、光源に関連した損失を極めて低く抑えることとの両方によってリサイクリング空洞内を伝播する光の全体の損失が極めて低く抑えられている。
【００１９】
・中空のリサイクリング光学的空洞。すなわち、空洞内部においてアクリル又はガラスなどの光学的に密な媒質ではなく、空気、真空中などで光が横方向に伝送される。
【００２０】
・特定の（使用可能な）偏光状態の光のみを放射するように設計されたバックライトの場合、使用可能な光の横への伝送又は拡がりを支持し、光線角度のランダム化によってバックライトの出力の許容可能な空間的均一度が得られるだけの充分に高い反射率を前方反射板が有する一方で、バックライトの用途輝度が許容可能であるような、適当な用途使用可能な角度へと充分に高い透過率を前方反射板が有する。
【００２１】
・リサイクリング光学的空洞が、鏡面及び拡散特性の所定のバランスを空洞に与える１乃至複数の要素を有し、該要素は、空洞内部における充分な横方向の光の伝送及び混合を支持するだけの充分な鏡面性を有し、更に、狭い角度の範囲のみで空洞内に光が注入される場合にも、空洞内部における安定状態の光の角度分布を実質的に均質化するだけの充分な拡散性（及び、更に特定の（使用可能な）偏光状態の光のみを放射するように設計されたバックライトの場合、空洞内部でのリサイクリングは、入射光の偏光状態に対して、反射光の偏光をある程度ランダム化することを含み、これにより使用不可能な偏光が使用可能な偏光に変換される機構が与えられる）。
【００２２】
・リサイクリング空洞の前方反射板が一般に入射角と共に増大する反射率と、入射角と共に一般に減少する透過率とを有し、該反射率及び透過率は、偏光されていない可視光に対するものであると共に任意の入射面に対するものであり、かつ／又は使用可能な偏光状態の斜めの入射光がｐ偏光されている平面に入射する使用可能な偏光状態の光に対するものである（更に、前方反射板は高い半球反射率の値を有する一方で、用途使用可能な光の高い透過率を更に有する）。
【００２３】
・最初にリサイクリング空洞に注入された光を横断面（横断面はバックライトの出力範囲に平行である）に近い伝播方向に部分的にコリメート又は拘束する（例、横断面からの平均光束偏向角度が、０〜４０°、又は０〜３０°、又は０〜１５°の範囲であるような注入光線）ような光注入光学素子。
【００２４】
選択されるバックライトの種類とは関係なく、光を物理的に均質化又は混合することの課題以外に、拡張範囲型の白色光出力を提供する上で個々のカラーＬＥＤ光源の使用によって生ずる諸問題に注意を向けることとする。図１には、それぞれ赤、緑、及び青色発光ＬＥＤのような３個のカラーＬＥＤ光源１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含む原色のバックライトが概略斜視図にて示されている。駆動回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、図に示されるように、各光源に接続されて各光源に通電する。この実施形態及び他の開示される実施形態における駆動回路は、従来の設計のものである。拡散プレート１４は、３つの光源によって放射された光を遮断及び均質化して、白色光を放射するバックライト出力範囲１６を提供する。
【００２５】
「白色」の特定の暗度又は色相が、目的とされる用途で望まれる、又は必要とされる程度に応じて、出力範囲において得られる「白色」の度合いは、回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃがそれぞれの光源を駆動する相対強度（発光ダイオードでは、電流「Ｉ」、又はＶが所定のダイオードの両側での電圧降下を示すものとして、電力「Ｐ＝Ｉ×Ｖ」として通常表される）に大きく依存していることが速やかに認識されるであろう。今日、市販されているカラーＬＥＤでは、緑色発光ＬＥＤは赤色及び青色発光ＬＥＤよりも白色光スペクトルの生成に対する寄与は小さい傾向にある。このことは、同様な設計の赤、緑及び青色ＬＥＤを製造業者から入手し、それぞれを推奨される最大駆動特性（通常、所定の温度における最大作動電流）で駆動又は通電してそれらの出力を合わせた場合に、赤及び青色光が過剰となるか、緑色光が不足するために明らかな紫の色相の光を生ずるという事実に反映されている。
【００２６】
上記に述べたように、一部の既存のＬＥＤ駆動装置では、赤又は青色ＬＥＤの２倍の数の緑色ＬＥＤを使用しており、これらは４つの集合体にまとめられている。しかしながら、出願人等は、こうした配置であっても、４つのＬＥＤのすべてをそれらの推奨される最大駆動特性で駆動すると依然として、紫色の光の色相を生ずることを見出した。この結果、緑色ＬＥＤは既にそれらの最大光出力を与えていることから、赤及び青色ＬＥＤへの動力は（電力、又は電流、又は全放射光学出力などによらず）「白色」を生ずるバランスを得るためには、それらの最大作動点よりも大幅に低減されなければならない。
【００２７】
こうした状況は、ＬＥＤ／ＬＣＤテレビの製造業者によって商業上許容されるものとして考えられているが、出願人等は、カラーＬＥＤ光源のより効果的な利用という点で改善の余地を見出したものである。図２ａ〜ｃは、出願人等によって特定されたこうした改善の余地を示すためのものである。これらの図は測定されたデータをプロットしたものではなく、説明の目的で大幅に簡略化されている点に留意されたい。図は「白色」光を生成する上で必要とされる相対駆動強度をプロットしたものであり、相対駆動強度は特定のＬＥＤに対してそのＬＥＤの最大推奨駆動特性の比率として与えられる。ここで駆動特性は、例えば電力Ｐ、電流Ｉ、又は全放射光学出力であってもよい。したがって、これらの図では、異なるカラーＬＥＤについて駆動特性が同じであるという仮定はしていない。
【００２８】
図２ａは、１個の赤、１個の緑、１個の青、すなわち「ＲＧＢ」の３個のＬＥＤ群について示したものである。赤色及び青色ＬＥＤは緑色ＬＥＤよりも白色スペクトルの生成に対する寄与が大きいことから、緑色ＬＥＤの出力と混合された場合に白色光を生成するようにこれらの駆動強度を同等のレベルにまで低減させなければならない。図では、低減後のレベルは、それぞれ２５％である。
【００２９】
図２の群に別の緑色ＬＥＤを加えると、１個の赤、２個の緑、１個の青、すなわち「ＲＧＧＢ」の４個のＬＥＤ群となる。この新たな群の駆動強度を図２ｂに示す。緑色光の量がＲＧＢ群の２倍であることから、赤色及び青色ＬＥＤを図２ａのそれぞれのレベルの２倍のレベルで駆動することができる。しかしながらこの配置においても、赤色及び青色ＬＥＤは、それぞれの最大推奨駆動特性を大幅に下回って駆動されている。
【００３０】
ここで次の質問を考えてみる。すべてのＬＥＤがそれぞれの最大推奨駆動特性で、又はそれに近い値で駆動されるが、これによって合成された光学出力が望ましい「白色」光出力をやはり与えるためには、異なるカラー（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ＬＥＤのどのような組み合わせが必要であろうか？  この場合、答えは、更に２個の緑色ＬＥＤを加えなければならない、であり、図２ｃに示されるようなＲＧＧＧＧＢとなる。この組み合わせでは、バックライトの出力に寄与するカラーＬＥＤのすべてがそれぞれの最大推奨駆動特性で、又はそれに近い値で駆動される。実際には、望ましい白色点（例、特定の相関色温度）に出力を調整するためには、１００％からずれている必要がある場合もある。例えば、ＬＣＤテレビのバックライトの用途では、ＣＣＴが６５００Ｋである（Ｄ６５としても知られる）ことが望ましい場合がある。名目上、すべて同じ色であるＬＥＤ光源間の色変動を調整するため、駆動強度の調節が必要となる場合もなる。個々のＬＥＤが温度変化に曝されたり、ＬＥＤが劣化する際の色ずれを調整するために駆動強度の調節が必要となる場合もある。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂなどによらず、与えられた色のすべてのＬＥＤは最大駆動特性の特定の比率の範囲内の平均駆動強度を有することが望ましい。特定の比率は、例えば、２５％、２０％、１５％、１０％又は５％であってもよく（それぞれ７５％、８０％、８５％、９０％又は９５％の平均相対駆動強度）、各光源は、それぞれの最大駆動特性を大幅に上回って駆動されないことが好ましい。
【００３１】
別の観点から見ると、必要な場合、カラーＬＥＤの総数を、バックライトに使用されている特定の色のＬＥＤの総数の関数である最小の数に減らすことが可能である。この条件は、それぞれの特定の色について比較的多数のＬＥＤ、例えば少なくとも５個、又は少なくとも１０個、がある場合に最も重要となる。例えば、全部でｎ１個の赤色ＬＥＤ、全部でｎ２個の緑色ＬＥＤ、及び全部でｎ３個の青色ＬＥＤがバックライトに光を与えていると仮定する。更に、赤色ＬＥＤは９５％の平均相対駆動強度で動作していると仮定する。１０個の赤色ＬＥＤ（ｎ１＝１０）があるとすると、１０の９５％は９．５であり、１０個のＬＥＤはすべてが必要とされる。しかしながら、１００個の赤色ＬＥＤ（ｎ１＝１００）がある場合、１００の９５％は９５であるから、赤色ＬＥＤの数は以前と同じ量の赤色光を生成しつつ（１００％の平均相対駆動強度で動作させて）９５に減らすことができる。同じ分析をバックライトの他のすべてのカラーＬＥＤ群に適用することができる。一般に、この条件は、赤色ＬＥＤの最大駆動特性の平均ｘ％で赤色ＬＥＤ光源を駆動し、緑色ＬＥＤの最大駆動特性の平均ｙ％で緑色ＬＥＤ光源を駆動し、青色ＬＥＤの最大駆動特性の平均ｚ％で青色ＬＥＤ光源を駆動するように構成され、そしてｎ１×（１−ｘ％）＜１、かつｎ２×（１−ｙ％）＜１、かつｎ３×（１−ｚ％）＜１であるような、異なるＬＥＤの駆動回路として表すことができる。
【００３２】
上記の方法論に従うことで、特定の用途で必要とされるカラーＬＥＤの数、ひいては製造コストを大幅に減らすことが可能である。例えば、図２ＣのＲＧＧＧＧＢ群は図２ｂのＲＧＧＢ群又は図２ａのＲＧＢ群よりも多くのカラーＬＥＤを含んでいるが、ＲＧＧＧＧＢ群はＲＧＧＢ群よりも２倍多くの、ＲＧＢ群よりも４倍多くの白色光を放射している。ＲＧＧＧＧＢ群の６個のＬＥＤと同じ量の白色光を放射するためには、ＲＧＧＢ群では８個のＬＥＤ（２つの群）を必要とし、ＲＧＢ群では１２個のＬＥＤ（４つの群）を必要とする。
【００３３】
このように少ない数のカラーＬＥＤをあらゆるバックライトで有効に使用することができるが、ＬＥＤを実装するために利用可能な「実装場所（リアルエステート）」すなわち空間が、バックライトの空洞の辺縁に限定されたエッジライト方式バックライトにおいて特に有用である。例えば、対角が１０１．６ｃｍ（４０インチ）でありアスペクト比が１６：９であるテレビ又はバックライトでは、１辺の長縁のみ（上部又は底部の）が光源用に利用可能である場合には、８８．５ｃｍの直線距離が与えられ、両方の短縁（側辺）が利用可能である場合には、９９．６ｃｍの直線距離が与えられ、両方の長縁が利用可能である場合には、１７７．１ｃｍの直線距離が与えられる。場合によっては、上記に述べた方法論によってＬＥＤ光源の全数を、例えば望ましい底部のみの配置で１辺の長縁に沿って設置することが可能である。
【００３４】
場合によっては、エッジライト方式バックライト又は多くのＬＥＤ光源の拡張された列を要する同様の装置が複数の平行の列を収容する充分なリアルエステートの「幅」又は「奥行き」を有している場合もある。例えば、バックライトの空洞の辺縁は、以下の２列の集合体化されたＲＧＧＧＧＢのＬＥＤを収容してもよい。
【００３５】
ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ
ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ  ＲＧＧＧＧＢ
これらの列は、下記の配置におけるように、互いに同じである必要はない。
【００３６】
ＲＢ      ＲＢ      ＲＢ      ＲＢ
ＧＧＧＧ  ＧＧＧＧ  ＧＧＧＧ  ＧＧＧＧ
他の色の構成も可能である。例えば、白色ＬＥＤを本明細書で述べるようなカラーＬＥＤと組み合わせる場合、赤、緑及び白の新規かつ異なる組み合わせを定義することもできる。白色ＬＥＤは通常、青色ＬＥＤダイを使用して製造され、青色光の一部によって刺激されると黄色光を放射する黄色の蛍光体を含むことにより、青と黄色の組み合わせが白く見えるようになっている。これらの白色ＬＥＤを製造する際、ＬＥＤの色温度は青味がかった「冷白色」（cool white）〜より琥珀色又は金色に近い「暖白色」（warm white）で変化し得る。白色ＬＥＤとして「冷白色」の部類のものを選択する場合、一般的なＲＧＧＢの組み合わせで必要とされる青色光が実際には冷白色ＬＥＤからの過剰な青色に由来するような赤色、緑色及び白色ＬＥＤの組み合わせを定義することが可能である。したがって実施形態によっては白色光を生成する上で青色ＬＥＤを必要としない。
【００３７】
本開示において有用な光源には、赤色、緑色、青色（又は白色を生成する他のカラー光源の組み合わせ）、及び白色が含まれる。実施形態によっては、より輝度の低い画像が望ましい場合にはカラー光源のみを起動し、より高い輝度レベルでは、ＲＧＢ光源を安定的最大輝度に維持し、白色光源を利用して必要な輝度を得ることが可能である。こうした駆動形態は、高範囲の輝度レベルにわたって高い色域を維持しながら高い出力効率が得られるという利点を有する。このシステムは、各画像の内容が必要とされる輝度について分析され、バックライトがその輝度に動的に調節されるような動的輝度制御を更に有してもよい。領域化されたバックライトシステムでは、各領域の画像を必要とされる輝度について分析し、その領域の輝度を本明細書で述べるように必要とされる輝度に調節することが可能である。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
この例では、フィリップス・ルミレッズ・ライティング社（Philips Lumileds Lighting Company）によって販売される赤、緑及びロイヤル・ブルーのＬｕｘｅｏｎ  ＩＩＩ  Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ発光装置を５０℃のスラグ又はヒートシンク温度で特性を調べた。赤色ＬＥＤは最大電流定格が１．４Ａであり、緑色及び青色ＬＥＤはそれぞれ７００ｍＡの最大電流定格であった。それぞれの色、光束、及びコスト特性を以下に示す。
【００３９】
【表１】
2010528432.tif 000003
【００４０】
表中、ＴＬＦはルーメンで表される量である全光束を指す。ここで、色温度ＣＣＴ＝６５００Ｋ、すなわち（ｘ，ｙ）＝（０．３１４，０．３２６）にそれぞれ調整された２個の色単位を考える。いずれの場合も、色をΔＥ＜０．００２５以内に調整した。ただし、ΔＥはｘ及びｙをＣＩＥ  １９３１色座標空間における座標として（Δｘ２＋Δｙ２）の平方根として定義される色差である。比較を行った２個の色単位（又はＬＥＤ群）は１個のＲＧＧＢ単位と１個のＲＧＧＧＧＢ単位である。
【００４１】
【表２】
2010528432.tif 000004
【００４２】
すべてのＬＥＤがその定格電力又はそれに近い値で駆動されるＲＧＧＧＧＢ単位は、より低コストの白色光を与えるものである。ルーメン／米ドルの基準を用いれば、ＲＧＧＧＧＢ単位は部品コストに費やされる１ドル当たりの光がＲＧＧＢ単位よりも約３５％多い。
【００４３】
ここで、同じ２個のＬＥＤ単位を、６５００ルーメンの全光束を要する一般的な４０インチ（１０１．６センチ）（対角）、１６：９のＬＣＤテレビにおいて比較する。ＲＧＧＢ単位は１２４個のＬＥＤ（３１個の単位又は集合体）を要し、２７２ワット、価格は３００．７０ドルである。ＲＧＧＧＧＢ単位は９６個のＬＥＤ（１６個の単位又は集合体）を要し、２８１ワット、価格は２２５．６０ドルである。後者の単位ではＬＥＤの数、コスト、及びリアルエステート（バックライトの辺縁又は背面によらず）を大幅に低減することが可能である。０．９ｃｍのＬＥＤパッケージサイズでは、ＲＧＧＢ単位（１１０．６ｃｍが必要）はライトエンジンにおいて「トップ・アンド・ボトム」型の実装デザインのみが可能である。これに対し、ＲＧＧＧＧＢ単位では、８６．４ｃｍのみを必要とし、「サイドライト」型、又は更には「ボトム・オンリー」型の実装デザインを選択することが可能である。ＬＥＤパッケージのカウント数が少ないことによって回路、配線、機械的支持、及び組立ての労力が低減されることによっても、節約が実現され得る。
【００４４】
（実施例２）
この例では、オスラム社（OSRAM）によって販売される赤、緑及びロイヤル・ブルーのＬａｍｂｅｒｔｉａｎ発光装置を５０℃のスラグ又はヒートシンク温度で特性を調べた。これらはＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  ＴＯＰＬＥＤ装置としても知られる表面実装（ＳＭＴ）装置である。ＯＳＲＡＭ社の文書２００６−０６−１９（青、緑−薄ＧａＮ）、２００６−０３−２８（赤強調薄膜ＬＥＤ）及び２００６−０８−３０（白−薄ＧａＮ）を参照されたい。それぞれの色、光束、及びコスト特性は以下の通りである。
【００４５】
【表３】
2010528432.tif 000005
【００４６】
ここで再び色温度ＣＣＴ＝６５００Ｋ、すなわち（ｘ，ｙ）＝（０．３１４，０．３２６）にそれぞれ調整された２個の色単位を考える。いずれの場合も色を、Ｄ６５色温度のΔＤ＜０．００２５以内に再び調整した。比較を行った２個の色単位（又はＬＥＤ群）は１個のＲＧＧＢ単位と１個のＲＲＲＧＧＧＧＢＢ単位である。
【００４７】
【表４】
2010528432.tif 000006
【００４８】
すべてのＬＥＤが定格電力又はそれに近い値で駆動されるＲＲＲＧＧＧＧＢＢ単位は低コストの白色光を与え、部品コストに費やされる１ドル当たりの光がＲＧＧＢ単位よりも約３５％多いことがやはり理解される。
【００４９】
ここで、同じ２個のＬＥＤ単位を、９００ルーメンの全光束を要する一般的な１５インチ（３８．１ｃｍ）（対角）、１６：９のＬＣＤテレビにおいて比較する。ＲＧＧＢ単位は９６個のＬＥＤ（２４個の単位又は集合体）を要し、３０ワット、価格は３３．００ドルである。ＲＲＲＧＧＧＧＢＢ単位は７２個のＬＥＤ（８個の単位又は集合体）、３０ワット、価格は２４．００ドルである。後者の単位ではＬＥＤの数、コスト、及びリアルエステート（バックライトの辺縁又は背面によらず）を大幅に低減することが可能である。３．５ｍｍのＬＥＤパッケージサイズでは、ＲＧＧＢ単位（３３．６ｃｍが必要）はライトエンジンにおいて「トップ・アンド・ボトム」型の実装デザインのみが可能である。これに対し、ＲＧＧＧＧＢ単位では、８６．４ｃｍのみを必要とし、「サイドライト」これに対しＲＲＲＧＧＧＧＢＢ単位では、２５．２ｃｍのみを必要とし、「サイドライト」型、又は更には「ボトム・オンリー」型の実装デザインを選択することが可能である。ＬＥＤパッケージのカウント数が少ないことによって回路、配線、機械的支持、及び組立ての労力が低減されることによっても節約が実現され得る。
【００５０】
−カラーＬＥＤシステムへの白色発光ＬＥＤの追加−
蛍光体で覆われた青色又は紫外線発光ＬＥＤダイが、白色光を放射する小面積の光源を与える白色発光ＬＥＤが知られている。通常、ＬＥＤが青色光を放射し、蛍光体が黄色光を放射し、青色光の一部が蛍光体層を透過する。青色光は黄色光と合成されて白色光を生成する。こうした白色発光ＬＥＤはカラーＬＥＤ光源を更に含む照明システムに組み込むことができる。
【００５１】
出願人等は、市販の白色発光ＬＥＤは白色光の生成においてカラーＬＥＤの組み合わせよりも効率的である（消費電力１ワット当たりの光束）傾向にあるが、カラーＬＥＤはより高い色域を与え、現時点ではより低コストであることを見出した。
【００５２】
このことは次の比較によって実証される。白色発光ＬＥＤ、すなわちクリー社（Cree, Inc）より７０９０パッケージで製造されるＸｌａｍｐを入手した。これを５０℃で動作される１個の赤色、１個の青色、及び４個の緑色Ｌｕｘｅｏｎ  ＩＩＩ  ＬＥＤからなるＲＧＧＧＧＢのカラーＬＥＤの組み合わせと比較した。白色発光ＬＥＤの価格は２．４２ドルであり、最小の横寸法は０．７ｃｍであった。カラーＬＥＤの価格は１４．１０ドル（全体）であり、最小の横寸法は０．９ｃｍ（それぞれ）であった。３５０ｍＡの定格直流電流で以下の測定値を得た。白色ＬＥＤはＣＣＴが６５００であり、５１．５ルーメンの全光束を有し、１．２０ワットのジュール熱を発生した。カラーＬＥＤはＣＣＴが６５００であり、４２３ルーメンの全光束を有し、１７．６ワットの熱を発生した。
【００５３】
これら２つのシステムの色域を、カラーフィルター面を有するＬＥＤパネルを使用し、赤／緑／青色の強度及び色成分を別々に測定して求めた。その結果を図３ａ（白色発光ＬＥＤ）及び３ｂ（ＲＧＧＧＧＢのＬＥＤの組み合わせ）の色空間プロットに示す。これらの図は、ＣＩＥ  １９３１のｘ、ｙ色座標を用いて、それぞれのシステムについて測定された色域（太線の三角形）をプロットしたものである。両図には更にＤ６５色温度、及びＮＴＳＣ  １９５３色域（細線の三角形）が更に示されている。カラーＬＥＤの組み合わせによって与えられる色域は、白色発光ＬＥＤによって与えられる色域よりも実質的に大きな面積を有することが分かる。各システムの色域をＮＴＳＣ  １９５３標準の比率として計算したところ、白色発光ＬＥＤでは６４％、カラーＬＥＤの組み合わせでは１１２％の結果を得た。同様の比較（ＮＴＳＣ  １９５３標準を用いた）を、色値をＣＩＥ  １９７６色座標（ｕ’，ｖ’）に変換後に繰り返したところ、白色発光ＬＥＤでは７７％、カラーＬＥＤの組み合わせでは１４８％の結果を得た。
【００５４】
これら２つのシステムを５５００ルーメンを生成するのに必要なライトエンジンの場合について更に評価し、以下の結果を得た。
【００５５】
【表５】
2010528432.tif 000007
【００５６】
表に示した色域率（％）は、ＮＴＳＣ  １９５３標準に対して（ｕ’，ｖ’）色座標を用いて測定した。白色ＬＥＤでは、ほぼ同じ全光束に対してカラーＬＥＤよりも発生したジュール熱がはるかに少ないことが分かる。その一方で、カラーＬＥＤは白色発光ＬＥＤよりも大幅に大きな色域を与える。これに基づき、出願人等は、制御された量の白色発光ＬＥＤをカラーＬＥＤシステムに加えることによって、システムの輝度の増分とシステムの色域の損失分とのバランスをとることが可能であることを提案するものである。色域はＮＴＳＣ  １９５３標準のような望ましい色域標準の比率として表すか、目的とするシステムの用途に応じて別の望ましい標準で表すことができる。例えば、他の色域標準としては、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ（１９９８）、Ａｐｐｌｅ  ＲＧＢ、Ｂｅｓｔ  ＲＧＢ、Ｂｅｔａ  ＲＧＢ、Ｂｒｕｃｅ  ＲＧＢ、ＣＩＥ  ＲＧＢ、ＣｏｌｏｒＭａｔｃｈ  ＲＧＢ、Ｄｏｎ  ＲＧＢ  ４、ＥＣＩ  ＲＧＢ、Ｅｋｔａ  Ｓｐａｃｅ  ＰＳ５、ＰＡＬ／ＳＥＣ  ＡＭ  ＲＧＢ、ＰｒｏＰｈｏｔｏ  ＲＧＢ、ＳＭＰＴＥ−Ｃ  ＲＧＢ、ｓＲＧＢ、及びＷｉｄｅ  Ｇａｍｕｔ  ＲＧＢが挙げられる。更に、色域は（ｘ，ｙ）座標又は（ｕ’，ｖ’）座標で測定することができる。
【００５７】
次に、所望のバランスを得るためにカラーＬＥＤに白色発光ＬＥＤを加えることの効果を実証する。５０℃のスラグ温度で動作される、１３群又は集合体の上記に述べたようなＲＧＧＧＧＢ  Ｌｕｘｅｏｎ  ＩＩＩ  ＬＥＤを用意する。これは、４０インチ（１０１．６ｃｍ）（対角）、１６：９のＬＣＤテレビのバックライトに適したライトエンジンとなる、５５００ルーメンの白色光を生成する。次にカラーＬＥＤの集合体を１個ずつ取り外して、全体の光束が５５００ルーメンに維持されるような量の白色発光ＬＥＤ群で置き換える。結果を下表に示す。
【００５８】
【表６】
2010528432.tif 000008
【００５９】
上記と同様、色域率（％）を（ｕ’，ｖ’）空間においてＮＴＳＣ  １９５３標準に対して計算した。カラーＬＥＤ集合体が白色発光ＬＥＤに置き換えられるのに従って、色域が減少することが分かる。発生する熱量も減少するが、全光束は一定に維持されることから、このことは発光効率（ルーメン／ワット）が高くなることを意味する。したがって、所定の電力消費に対し、システムの輝度は増大することになる。あるいは、与えられたシステムの輝度に対し、全電力消費量及び熱発生量は減少し、これによりシステムの熱管理の必要条件が緩和される。
【００６０】
色域が標的色域（この場合、（ｕ’，ｖ’）座標におけるＮＴＳＣ  １９５３標準）の１０％以内であるとすると、４、５、６又は７個のカラーＬＥＤ集合体（又は７４、６６、５８又は５０個の白色発光ＬＥＤ）を有する実施形態は少なくとも許容され得る。標的条件の５％の更に厳密な条件では５又は６個のカラーＬＥＤ集合体（６６又は５８個の白色発光ＬＥＤ）を有する実施形態は依然許容され得る。目的とする用途の許容度又は必要条件に応じて、精度の他の比率又は程度を用いることも可能である。
【００６１】
白色発光ＬＥＤがカラーＬＥＤシステムに加えられている場合、及びバックライトシステムにカラーＬＥＤのみがある場合のいずれの場合においても、ＬＥＤのパターン又は配置は対称性を示すことが有利である。直下型方式のバックライトの場合、空洞の高反射性の側面に隣接して配置されるＬＥＤの集合体は、こうした表面にそれ自体の虚像を生成し、バックライトの出力範囲に潜在的にカラーアーティファクトを生ずる。集合体が第１の局所平面及び第２の局所平面（例、垂直及び水平、又は第１の空洞側面に対して平行かつ第２の空洞側面に対して平行）について鏡面対称性を有するようにするとこうした障害を低減することができる。図４に示されるカラーＬＥＤ集合体の平面図配置を参照する。エッジライト方式のバックライトにおいて使用されるようなＬＥＤの直線的配置の場合、鏡面対称性を示す集合体又は繰り返し単位にＬＥＤを配置することもできる。カラーＬＥＤ及び白色発光ＬＥＤの両者を合わせたこうした集合体の一例として、ＧＲＧＢＧＲＷＷＷＷＷＷＲＧＢＧＲＧがある。
【００６２】
上記の考察では、合成されて白色光を与える任意の色の組み合わせ（３つの異なる色に限定されない）を「赤」、「緑」及び「青」に代用することができる。例えば、シアン色光源と黄色光源を組み合わせて白色光を生成することができる。これらの色を加えることで、より高い演色評価数（ＣＲＩ）を与えることも可能であり、これにより、光源によって照明される物体をより現実的に表現することも可能となる。
【００６３】
また、上記に述べたように、白色ＬＥＤ光源を適正に選択することによって、色品質を低下させることなく、青色ＬＥＤ光源を上述の実施形態の一部のものから省くことが可能である。
【００６４】
特に断らない限り、「バックライト」と言う場合、目的とする用途において名目上均一な照明を与える他の拡張範囲型光源にも適用されるものである。こうした他の装置は、偏光出力を提供するものでも、非偏光出力を提供するものであってもよい。例としては、ライトボックス、サイン、チャンネル文字、及び、屋内（例、家又はオフィス）又は屋外用の、しばしば「ルミネア」と称される一般的照明装置が挙げられる。エッジライト方式の装置は対向する主面の両方、すなわち、上記で言う「前方反射板」及び「後方反射板」の両方から光を放射するように構成することができる点に留意されたい。その場合、前方及び後方反射板はいずれも部分透過性である。そうした装置は、２枚の独立したＬＣＤパネル又はバックライトの両側に配される他のグラフィック部材を照明することができる。その場合、前方及び後方反射板は同じ又は類似の構造を有していてもよい。
【００６５】
「ＬＥＤ」なる語は、可視光、紫外線、赤外線を問わず、光を放射するダイオードを指す。これには、従来のもの又は超高輝度のものであるかによらず、「ＬＥＤ」として市販されている非コヒーレントな封入又はカプセル化された半導体装置を含む。ＬＥＤが紫外線のような非可視光を放射する場合、及び、ＬＥＤが可視光を放射する特定の場合、ＬＥＤは蛍光体を含む（あるいはＬＥＤは離れて配置された蛍光体を照明する場合もある）ようにパッケージングされて、短い波長をより波長の長い可視光に変換し、特定の場合には白色光を放射する装置を与える。「ＬＥＤダイ」とは最も基本的な形態、すなわち、半導体プロセス技術によって製造された個別の部品又はチップの形態で与えられるＬＥＤである。構成要素又はチップは、デバイスに通電するための電力の適用に適した電気的接点を有してもよい。構成要素又はチップの個々の層及びその他の機能的要素は、通常、ウェハスケールで形成された後、完成したウェハは個々の小片部にダイシングされて、多数のＬＥＤダイを得ることができる。ＬＥＤは、単純なドーム形状のレンズ又は他の任意の公知の形状又は構造に形成された材料を封入したカップ形の反射要素又は他の反射基材、抽出要素、及び他のパケージング要素を更に含んでもよく、これらの要素は前方放射、側方放射、又は他の望ましい光出力分布を生ずる。
【００６６】
特に断らない限り、ＬＥＤと言う場合には、カラーであるか白色であるかによらず、また偏光又は非偏光であるかによらず、小さな放射面積で明るい光を放射することが可能な他の光源にも適用されるものである。例としては半導体レーザー装置及び固体レーザー励起を利用した光源が挙げられる。
【００６７】
本明細書で述べる実施形態は、光源からの光の輝度及び色の一方又は両方を検出及び制御するための光センサー及びフィードバックシステムを更に含んでもよい。例えば、センサーを個々の光源又は光源の集合体の近くに配置して出力を監視し、白色点又は色温度を制御、維持又は調節するためのフィードバックを与えることができる。混合された光をサンプリングするために１個以上のセンサーを辺縁に沿って、あるいは空洞の内部に配置することが有用である場合もある。場合によっては、例えばディスプレイが置かれた部屋などの視覚空間内のディスプレイの外部の周辺光を検出するためのセンサーを与えることが有用である場合もある。制御ロジックを用いて、周辺の視覚条件に基づいて光源の出力を適当に調節することができる。例えば光−周波数変換又は光−電圧変換センサー（テキサス・アドバンスド・オプトエレクトロニック・ソリューションズ社（Texas Advanced Optoelectronic Solutions）、テキサス州、プラノ（Plano）より入手可能）などの任意の適当なセンサーを使用することができる。更に、熱センサーを使用して光源の出力を監視及び制御することができる。これらの方法の内の任意のものを用いて、動作条件及び経時的な部品の劣化の補償に基づいて光出力を調節することができる。更に、ダイナミックコントラスト、垂直走査若しくは水平領域、又はフィールドシーケンシャルシステムにおいてセンサーを用いて制御システムにフィードバック信号を与えることができる。
【００６８】
特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される形状寸法、量、及び物理的性質を表すすべての数値は、「約」という語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、特に記載されない限り、前述の明細書及び添付の請求の範囲に記載される数のパラメータは、本願明細書において開示される教示を利用している当業者によって得られようとしている所望の性質によって変化可能である近似値である。したがって、そうでないことを特に断らない限り、前述の明細書及び添付の請求の範囲に記載される数値パラメータは、本願明細書において開示される教示を利用する当業者が得ようとする所望の性質に応じて変化し得る近似値である。
【００６９】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本開示に様々な改変及び変更を行うことが可能である点は当業者には明らかであり、本発明は本明細書に記載された例示的な実施形態に限定されない点は理解されるべきである。本明細書において参照するすべての米国特許、特許出願公報、未公開の特許出願、並びに他の特許及び非特許文献は、それらの全容を援用するものである。ただしその中のいずれかの主題が上記の開示と直接矛盾する場合にはその限りではない。
【図１】
2010528432.tif 000009
【図２ａ】
2010528432.tif 000010
【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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