JP2006331839A - 発光ダイオードアレイと直下型バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 均一な調色を実現できる発光ダイオードアレイと直下型のバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】 発光ダイオードアレイは、複数の第１色発光ダイオードと、複数の第２色発光ダイオードと、複数の第３色発光ダイオードを備えている。第１色発光ダイオードと第２色発光ダイオードと第３色発光ダイオードは、ｍ行×ｎ列のアレイ状に配列されている。ｍ行×ｎ行のアレイでは、任意の４行×１列のアレイ又は任意の１行×４列のアレイの一方と、任意の２行×２列のアレイが、２つの第１色発光ダイオードと１つの第２色発光ダイオードと１つの第３色発光ダイオードによって構成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオードアレイ（LED Array）と直下型バックライトモジュール（Direct Type Back Light Module）に関する。特に、均一な調色を実現できる発光ダイオードアレイと直下型バックライトモジュールに関する。

産業の高度な発展に伴い、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノートパソコン、ディスクトップコンピュータ等のデジタル機器は、利便性や多機能性や外観等の向上が急速に進んでいる。携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノートパソコン、ディスクトップコンピュータ等では、利用者と機器が情報交換するためのインターフェースに、ディスプレイが用いられており、良好な操作性が実現されている。
近年、多くの携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノートパソコン、ディスクトップコンピュータでは、ディスプレイに液晶表示パネル（LCD panel）を利用している。液晶表示パネル自身は発光する機能を備えていないことから、液晶表示パネルの背面に面光源であるバックライトモジュール（back light module）を設ける必要がある。それにより、液晶表示パネルは、表示機能を発揮できるとともに、十分な輝度とコントラストを実現することが可能となる。

バックライトモジュールは、エッジライト型と直下型との２種類に大別される。エッジライト型のバックライトモジュールでは、導光板（light guide plate）によって、線光源を液晶表示パネルが必要とする面光源に変換する必要がある。それに対して、直下型バックライトモジュールでは、導光板を必要とすることなく、直接的に液晶表示パネルが必要とする面光源を提供することができる。そのことから、高輝度な光源を必要とする表示装置では、一般に直下型のバックライトモジュールが採用されている。
近年の直下型のバックライトモジュールは、その構成から２種類に大別することができる。その一つは、複数の冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL）を、平行に配列して構成するものである。もう一つは、複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode）を、アレイ状に配列して構成するものである。冷陰極蛍光ランプに比べ、発光ダイオードは、高い色彩飽和度を有し、水銀レスであり、耐久性に優れ、発熱が少なく、駆動電流によって色温を調整可能等の特性を備えていることから、バックライトモジュールへの採用が拡大しつつある。

図１は、従来の発光ダイオードアレイを示す概略図である。従来の発光ダイオードアレイ１００は、例えばバックライトモジュールの面光源等に採用されている。図１に示すように、従来の発光ダイオードアレイ１００では、発光色が異なる複数の発光ダイオード１１０が、アレイ（array）状に配列されている。発光ダイオード１１０は、緑色発光ダイオード１１２と、赤色発光ダイオード１１４と、青色発光ダイオード１１６を含んでいる。緑色発光ダイオード１１２が発する緑色光と、赤色発光ダイオード１１４が発する赤色光と、青色発光ダイオード１１６が発する青色光を調色することによって、白色の面光源を提供することができる。
従来の発光ダイオードアレイ１００によれば、発光色が異なる複数の発光ダイオード１１０は、行方向に観察した場合、通常２つの緑色発光ダイオード１１２と、１つの赤色発光ダイオード１１４と、１つの青色発光ダイオード１１６によって、一つの白色発光ユニットを構成している。一つの白色発光ユニットでは、左から右へ、例えば緑色発光ダイオード１１２、赤色発光ダイオード１１４、青色発光ダイオード１１６、緑色発光ダイオード１１２の順に配列される。

従来の発光ダイオードアレイ１００では、前記の形態で配列される発光色が異なる複数の発光ダイオード１１０を例えば列方向に観察すると、各列には同じ色（例えば全部緑色、あるいは全部赤色、あるいは全部青色）の発光ダイオードのみが配列されている。そのことから、従来の発光ダイオードアレイ１００では、発光ダイオード１１０が配列されている列毎に、異なる色の線が複数形成されてしまい、その調色効果が悪くなるという問題がある。
本発明の一つの目的は、均一な調色を実現することができる発光ダイオードアレイを提供することである。
本発明の他の一つの目的は、均一に調色された面光源を液晶表示パネルに提供することができるバックライトモジュールを提供することである。

本発明によって具現化される発光ダイオードアレイでは、複数の発光ダイオードがアレイ状に配列されている。複数の発光ダイオードのアレイにおいて、任意の２行×２列のアレイには、２つ第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれている。さらに、任意の４行×１列のアレイ又は任意の１行×４列のアレイには、２つの第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれている。
それにより、この発光ダイオードアレイは、均一な調色を実現することが可能となる。

本発明によって具現化される直下型のバックライトモジュールでは、複数の発光ダイオードがアレイ状に配列されている。複数の発光ダイオードのアレイにおいて、任意の２行×２列のアレイには、２つ第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれている。さらに、任意の４行×１列のアレイ又は任意の１行×４列のアレイには、２つの第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれている。
それにより、この直下型のバックライトモジュールは、均一に調色された面光源を液晶表示パネルに提供することができる。

本発明によって具現化される発光ダイオードアレイは、主に、第１の色を発光する複数の発光ダイオードと、第２の色を発光する複数の発光ダイオードと、第３の色を発光する複数の発光ダイオードを備えている。第１色発光ダイオード群と、第２色発光ダイオード群と、第３色発光ダイオード群は、ｍ行×ｎ列のアレイに配列されている。ｍ行×ｎ列のアレイのなかの任意の２行×２列のアレイは、２つの第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードから構成されている。

本発明による発光ダイオードアレイでは、複数の発光ダイオードが２行毎に同じ順序で繰り返し配列されていることが好ましい。この場合、そのうちの一方の１行では、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に配列されており、他方の１行では、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に配置されていることが好ましい。この発光ダイオードアレイでは、隣り合う任意の２行において、第１色発光ダイオードと第２色発光ダイオードと第３色発光ダイオードを異なる順序に配列されている。

上記の発光ダイオードアレイでは、第１色発光ダイオードが緑色発光ダイオードであり、第２色発光ダイオードが赤色発光ダイオードであり、第３色発光ダイオードが青色発光ダイオードであることが好ましい。あるいは、第２色発光ダイオードが青色発光ダイオードであり、第３色発光ダイオードが赤色発光ダイオードであることも好ましい。

本発明によって具現化される直下型のバックライトモジュールは、主に、複数の第１モジュールと、複数の第２モジュールを備えている。第１モジュールと第２モジュールは、交互に配列されている。
第１モジュールは、第１電気回路基板と、第１電気回路基板に配列されている複数の第１色発光ダイオードと複数の第２色発光ダイオードと複数の第３色発光ダイオードを備えている。複数の第１色発光ダイオードと複数の第２色発光ダイオードと複数の第３色発光ダイオードは、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に配列されている。
第２モジュールは、第２電気回路基板と、第２電気回路基板に配列されている複数の第１色発光ダイオードと複数の第２色発光ダイオードと複数の第３色発光ダイオードを備えている。複数の第１色発光ダイオードと複数の第２色発光ダイオードと複数の第３色発光ダイオードは、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に配列されている。
この直下型のバックライトモジュールでは、隣り合う任意の第１モジュールと第２モジュールにおいて、第１色発光ダイオードと第２色発光ダイオードと第３色発光ダイオードが異なる順に配列される。

上記の直下型のバックライトモジュールでは、第１モジュールおよび第２モジュールにおいて、第１色発光ダイオードが緑色発光ダイオードであり、第２色発光ダイオードが赤色発光ダイオードであり、第３色発光ダイオードが青色発光ダイオードであることが好ましい。あるいは、第２色発光ダイオードが青色発光ダイオードであり、第３色発光ダイオードが赤色発光ダイオードであることも好ましい。

本発明によると、アレイ状に配列される複数の発光ダイオードから任意に選択した２行×２列の発光ダイオード群に、２つの第１色発光ダイオード（例えば緑色発光ダイオード）と、１つの第２色発光ダイオード（例えば赤色発光ダイオード）と、１つの第３色発光ダイオード（例えば青色発光ダイオード）が含まれることとなる。それにより、本発明による発光ダイオードアレイでは、隣り合う任意の２行あるいは２列を観察したときに、赤色発光ダイオードが並んで配列されることや、青色発光ダイオードが並んで配列されることがなく、均一の調色を実現することが可能となる。本発明の技術を直下型のバックライトモジュールの発光ダイオードアレイに適用することによって、均一な調色を実現する面光源を提供するバックライトモジュールを具現化することが可能となる。

本発明の目的、特徴、利点をさらに明瞭にするために、本発明を実施する好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は本発明の好適な実施形態による発光ダイオードアレイの配列を示す概略図である。図２に示すように、本発明の発光ダイオードアレイ２００は、主に複数の第１色発光ダイオード２１２と、複数の第２色発光ダイオード２１４と、複数の第３色発光ダイオード２１６から構成されている。複数の第１色発光ダイオード２１２と、複数の第２色発光ダイオード２１４と、複数の第３色発光ダイオード２１６は、ｍ行×ｎ列のアレイ状に配列されている。
実施形態の一例として、第１色発光ダイオード２１２には、例えば緑色発光ダイオードを採用することができる。また、第２色発光ダイオード２１４には、例えば赤色発光ダイオードを採用することができる。また、第３色発光ダイオード２１６には、例えば青色発光ダイオードを採用することができる。そして、複数の第１色発光ダイオード２１２と複数の第２色発光ダイオード２１４と複数の第３色発光ダイオード２１６は、６行×８列のアレイ状に配列することができる。

図２に示すように、本実施例の発光ダイオードアレイ２００では、奇数行（本実施形態では第１行、第３行、第５行である）において、第１色発光ダイオード２１２と第２色発光ダイオード２１４と第３色発光ダイオード２１６は、左から右へ、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に配列されている。一方、偶数行（本実施例では第２行、第４行、第６行である）において、第１色発光ダイオードアレイ２１２と第２色発光ダイオードアレイ２１４と第３色発光ダイオードアレイ２１６は、左から右へ、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に配列されている。
即ち、発光ダイオードアレイ２００では、２行毎に繰り返して、奇数行における発光ダイオードが、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードと順に並ぶ配列順を構成しており、一方、偶数行における発光ダイオードが、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に並ぶ配列順を構成している。

以上をまとめると、隣り合う任意の２行の発光ダイオードをみたときに、一方の行では、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードの順に並ぶ配列順が形成されており、他方の行では青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に並ぶ配列順が構成されている。それにより、発光ダイオードアレイ２００では、いずれの２行×２列のアレイにおいても、２つ緑色発光ダイオードと、１つ赤色発光ダイオードと、１つ青色発光ダイオードからなる白色の発光ユニットが構成されている。また、任意の１行×４列のアレイ（見方を変えると４行×１列ともいえる）には、２つ緑色発光ダイオードと、１つ赤色発光ダイオードと、１つ青色発光ダイオードが含まれている。本実施例の発光ダイオードアレイ２００では、隣り合う行あるいは列のいずれにおいても、赤色発光ダイオードが並んで配列されることや、青色発光ダイオードが並んで配列されることがない。従来技術のように一列に配列される発光ダイオードが全て同じ色であるようなことがなく、光の調色が不均一になることが避けられる。

上記した実施形態の変形例として、第２色発光ダイオードに青色発光ダイオードを採用し、第３色発光ダイオードに赤色発光ダイオードを採用することができる。この場合、奇数行における発光ダイオードが、左から右へ、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードの順に並び、偶数行における発光ダイオードが、左から右へ、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードの順に並ぶこととなる。

以上説明したように、本発明の技術を実施した発光ダイオードアレイでは、そのなかの任意の２行×２列のアレイに、２つの第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれることを特徴とする。そして、上記した実施形態によれば、隣り合う任意の２行あるいは２列において、同じ色の赤色発光ダイオードが並んで配列されることや、同じ色の青色発光ダイオードが並んで配列されることがなく、光を均一に調色することができる。

本発明の技術を実施した上記の発光ダイオードを用いることによって、直下型のバックライトモジュールを構成することができる。図３（ａ）は本発明の好適な実施形態による第１モジュールを示す概略図であり、図３（ｂ）は本発明の好適な実施形態による第２モジュールを示す概略図である。図４は、本発明の好適な実施形態による直下型バックライトモジュールを示す概略図である。
図４に示すように、本発明を実施した直下型バックライトモジュール３００は、複数の第１モジュール３１０と、複数の第２モジュール３２０を備えている。第１モジュール３１０と第２モジュール３２０は、交互に繰り返し配置されている。

図３（ａ）に示すように、第１モジュール３１０は、第１電気回路基板３１８と、複数の第１色発光ダイオード３１２と、複数の第２色発光ダイオード３１４と、複数の第３色発光ダイオード３１６を備えている。第１色発光ダイオード３１２と第２色発光ダイオード３１４と第３色発光ダイオード３１６は、第１電気回路基板３１８上に例えば表面実装技術（ＳＭＴ）によって取付けられている。複数の第１色発光ダイオード３１２と複数の第２色発光ダイオード３１４と複数の第３色発光ダイオード３１６は、左から右へ、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に並んでいる。図３（ａ）に示すように、第１色発光ダイオード３１２には、例えば緑色発光ダイオードを用いることができ、第２色発光ダイオード３１４には、例えば赤色発光ダイオードを用いることができ、第３色発光ダイオード３１６には、例えば青色発光ダイオードを用いることができる。あるいは、第２色発光ダイオード３１４に青色発光ダイオードを用いるとともに、第３色発光ダイオード３１６に赤色発光ダイオードを用いることもできる。

図３（ｂ）に示すように、第２モジュール３２０は、第２電気回路基板３２８と、複数の第１色発光ダイオード３２２と、複数の第２色発光ダイオード３２４と、複数の第３色発光ダイオード３２６を備えている。第１色発光ダイオード３２２と第２色発光ダイオード３２４と第３色発光ダイオード３２６は、第２電気回路基板３２８上に例えば表面実装技術（ＳＭＴ）によって取付けられている。複数の第１色発光ダイオード３２２と複数の第２色発光ダイオード３２４と複数の第３色発光ダイオード３２６は、左から右へ、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に並んでいる。図３（ｂ）に示すように、第１色発光ダイオード３２２には、例えば緑色発光ダイオードを用いることができ、第２色発光ダイオード３２４には、例えば赤色発光ダイオードを用いることができ、第３色発光ダイオード３２６には、例えば青色発光ダイオードを用いることができる。あるいは、第２色発光ダイオード３２４に青色発光ダイオードを用いるとともに、第３色発光ダイオード３２６に赤色発光ダイオードを用いることもできる。

図４に示すように、この直下型バックライトモジュール３００では、第１モジュール３１０と第２モジュール３２０が交互に配列されているので、第１モジュール３１０と第２モジュール３２０から構成される発光ダイオードアレイでは、いずれの２行×２列のアレイにも、２つの第１色発光ダイオードと、１つの第２色発光ダイオードと、１つの第３色発光ダイオードが含まれている。また、任意の１行×４列のアレイ（見方を変えると４行×１列のアレイともいえる）には、２つ緑色発光ダイオードと、１つ赤色発光ダイオードと、１つ青色発光ダイオードが含まれている。直下型バックライトモジュール３００では、隣り合う任意の２行あるいは２列において、同じ色の赤色発光ダイオードが並んで配置されることや、同じ色の青色発光ダイオードが並んで配列されることがなく、光を均一に調色する面光源を提供ことができる。
そのことから、本発明を実施した発光ダイオードアレイを非自発光式ディスプレイの直下型バックライトモジュールに用いると、液晶表示パネルが白色を均一に表示することができると共に、高い輝度を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

従来の発光ダイオードアレイの配列を示す図。 本発明の一実施形態である発光ダイオードアレイの配列を示す図。 図３（ａ)は本発明の一実施形態である第１モジュールを示す概略図であり、図３（ｂ）は本発明の一実施形態である第２モジュールを示す概略図である。 本発明の一実施形態である直下型バックライトモジュールの構成を示す図。

符号の説明

１００・・従来の発光ダイオードアレイ
１１０・・発光ダイオード
１１２・・赤色発光ダイオード
１１４・・緑色発光ダイオード
１１６・・青色発光ダイオード
２００・・発光ダイオードアレイ
２１２・・第１色発光ダイオード
２１４・・第２色発光ダイオード
２１６・・第３色発光ダイオード
３００・・直下型バックライトモジュール
３１２・・第１モジュール
３１２・・第１色発光ダイオード
３１４・・第２色発光ダイオード
３１６・・第３色発光ダイオード
３１８・・第１電気回路基板
３２０・・第２モジュール
３２２・・第１色発光ダイオード
３２４・・第２色発光ダイオード
３２６・・第３色発光ダイオード
２３８・・第２電気回路基板

Claims (15)

1. 複数の第１色発光ダイオードと、
   複数の第２色発光ダイオードと、
   複数の第３色発光ダイオードを備え、
   前記第１色発光ダイオードと前記第２色発光ダイオードと前記第３色発光ダイオードがｍ行×ｎ列のアレイ状に配列されており、
   前記ｍ行×ｎ行のアレイでは、任意の４行×１列のアレイ又は任意の１行×４列のアレイの一方と、任意の２行×２列のアレイが、２つの第１色発光ダイオードと１つの第２色発光ダイオードと１つの第３色発光ダイオードによって構成されていることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
2. 前記ｍ行×ｎ行のアレイでは、行方向又は列方向に関して、
   第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に並ぶ第１の配列と、
   第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に並ぶ第２の配列を含んでおり、
   前記第１配列と前記第２配列が交互に配置されていることを特徴とする請求項１の発光ダイオードアレイ。
3. 前記ｍ行×ｎ行のアレイのなかの隣り合う任意の２行又は２列では、前記第１色発光ダイオードと前記第２色発光ダイオードと前記第３色発光ダイオードが、異なる順序に配列されていることを特徴とする請求項１又は２の発光ダイオードアレイ。
4. 前記第１色発光ダイオードは、緑色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれかの発光ダイオードアレイ。
5. 前記第２色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードであることを特徴とする請求項４の発光ダイオードアレイ。
6. 前記第３色発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項５の発光ダイオードアレイ。
7. 前記第２色発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項４の発光ダイオードアレイ。
8. 前記第３色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードであることを特徴とする請求項７の発光ダイオードアレイ。
9. 交互に配置されている第１モジュールと第２モジュールを備え、
   前記第１モジュールは、第１電気回路基板と、前記第１電気回路基板に配置されている複数の第１色発光ダイオードと、前記第１電気回路基板に配置されている複数の第２色発光ダイオードと、前記第１電気回路基板に配置されている複数の第３色発光ダイオードを有しており、
   前記第２モジュールは、第２電気回路基板と、前記第２電気回路基板に配置されている複数の第１色発光ダイオードと、前記第２電気回路基板に配置されている複数の第２色発光ダイオードと、前記第２電気回路基板に配置されている複数の第３色発光ダイオードを有しており、
   前記第１モジュールの少なくとも一部では、前記複数の第１色発光ダイオードと前記複数の第２色発光ダイオードと前記複数の第３色発光ダイオードが、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオード、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオードの順に並んでおり、
   前記第２モジュールの少なくとも一部では、前記複数の第１色発光ダイオードと前記複数の第２色発光ダイオードと前記複数の第３色発光ダイオードが、第３色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第１色発光ダイオード、第２色発光ダイオードの順に並んでいることを特徴とする直下型のバックライトモジュール。
10. 隣り合う任意の２行又は２列では、前記第１色発光ダイオードと前記第２色発光ダイオードと前記第３色発光ダイオードが、異なる順序に配列されていることを特徴とする請求項９の直下型のバックライトモジュール。
11. 前記第１色発光ダイオードは、緑色発光ダイオードであることを特徴とする請求項９又は１０の直下型のバックライトモジュール。
12. 前記第２色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１１の直下型のバックライトモジュール。
13. 前記第３色発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１２の直下型のバックライトモジュール。
14. 前記第２色発光ダイオードは、青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１１の直下型のバックライトモジュール。
15. 前記第３色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１４の直下型のバックライトモジュール。

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