JP2015506568A - バックライトデバイス用の発光デバイス及び発光デバイスの動作方法 - Google Patents

Abstract

バックライトデバイスの照明用の発光デバイスが提供される。発光デバイスは、光源のアレイ、及び光源のアレイの端部に沿って配置された少なくとも１つの反射板を含む。アレイは、交互の第１及び第２の光源によって配列され、第１の光源は第１の色の光を発し、第２の光源は第２の色の光を発する。少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と、当該光源の反射板内の虚像との結合強度は、少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度の約８０〜１２０％である。本発明は、さらに、このような発光デバイスを含むエッジリット又は直接照明バックライトデバイスを提供する。少なくとも１つの反射板は、光源のアレイの端部に沿って配置されたバックライトデバイスの少なくとも１つの内壁である。また、バックライトデバイスの照明用の発光デバイスの動作方法が提供される。

Description

ＴＶ及びモニター等のディスプレイに要求される光量を生成するためのマルチ発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用は、益々普及している。通常、ＬＥＤは、ディスプレイの背面に均一な光を供給することを意図されたバックライトデバイスと呼ばれるパネルを形成する。通常、ＬＥＤのクラスター（グループ）の混合光が特定の要求を満たすよう、例えば、各クラスターのＬＥＤからの混合光が同じ目標白色点を形成するよう、異なる色のＬＥＤがクラスター化される。一例として、ＲＧＢＧカラーのＬＥＤのクラスター又は列が使用されてもよい（Ｒは赤色ＬＥＤ、Ｇは緑色ＬＥＤ、Ｂは青色ＬＥＤを指す）。

ほとんどのバックライトは「エッジリット」又は「バックリット」のいずれかであり、両者はディスプレイに対するＬＥＤの配置において異なる。エッジリットバックライトにおいて、ＬＥＤはバックライトのへりに沿って配置されており、ディスプレイを照射するようにＬＥＤからの光を方向づけるために導光板が用いられる。一方、バックリットバックライト（「直接照明（direct-lit）」バックライトとも呼ぶ）のＬＥＤはディスプレイ又は出力領域の背後に直接配置されている。ベゼル（ディスプレイの活性領域の周囲の暗い端部）を縮小しつつ、ディスプレイのガマット又は色域を向上させることへの需要が高まっている。また、ディスプレイを可能な限り薄くする需要が高まっている。しかし、これらの需要を全て満たそうとする場合、問題が生じる。例えば、端部における不十分な色混合のため、ディスプレイを見ているとき、通常、ディスプレイの端部に最も近い個別のＬＥＤの色が視認される。ＲＧＢＧシステムにおいて、これは、例えば一端において過度に赤色であり、多端において過度に緑色であるディスプレイをもたらす可能性がある。バックリットバックライトにおいては、ディスプレイの角部が、不十分な色混合のため、選択された白色点から一層離れた色を有する可能性がある。

この問題の解決策はＵＳ７６７１８３２において提案されている。ＵＳ７６７１８３２では、クラスターの色の重心に基づいて端部におけるＬＥＤのクラスターの白色点の色がシフトされている、すなわち、端部におけるクラスターの色を反対色に向けてシフトすることにより影響が最小化されている。

本発明の目的は、上記技術及び従来技術の改良を提供することである。

本発明の第１の側面によれば、バックライトデバイスの照明用の発光デバイスにより、上記目的が提供される。発光デバイスは、第１及び第２の光源が交互に並ぶ光源のアレイであって、第１の光源は第１の色の光を発し、第２の光源は第２の色の光を発する、光源のアレイを含む。デバイスはさらに、光源のアレイの端部に沿って配置される少なくとも１つの反射板を含む。少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源、及び当該少なくとも１つの光源の反射板内の虚像の結合強度は、少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度の約８０〜１２０％である。

本開示において、「少なくとも１つの反射板に隣接する」光源は、「端部光源」とも呼ばれ、「少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の」光源は、「中央光源」とも呼ばれる。

「アレイの端部（又は端）」は、例えば、アレイが光源の単一の列の場合は端の光源、若しくは光源の列であり得り、又は光源の二次元アレイの外側の横列又は縦列であり得る。

したがって、反射板に隣接する少なくとも１つの光源は、反射板に最も近い少なくとも１つの光源であり得る。

「第１及び第２の光源が交互に並ぶ（又は配列される）」光源のアレイは、アレイの列内の１つおきの光源は第１の種類の光源であり、列内の１つおきの光源は第２の種類の光源である光源のアレイを指す。したがって、アレイの列において、端の光源を除いて、全ての第１の種類の光源は２つの第２の種類の光源と隣接し、その逆も正しい。また、アレイが光源が縦及び横に並ぶ二次元アレイである場合、アレイは、縦及び横両方に沿って第１及び第２の光源が交互に並んでもよく、すなわち、交互の第１及び第２の光源の二次元パターンを形成してもよい。しかし、縦列における光源間の距離は、横列における光源間の距離とは異なってもよい。例えば、縦列における光源間の距離は横列における光源間の距離より長くてもよい。

アレイの少なくとも１つの列の光源は、それぞれが第１及び第２の光源を含むクラスターとして配列されてもよい。したがって、アレイの列は等しい数の第１及び第２光源を有し得る。

第１又は第２の色の光を発する光源とは、異なるスペクトルの光を発する光源を指す、すなわち、第１の色は第２の色とは異なる。しかし、同じ色の光を発するために、同色の光源のそれぞれからの発光のスペクトルが同一である必要はない。言い換えれば、「紫色」と呼ばれる２つの光源は、わずかに異なる発光スペクトルを有してもよい。また、２つの異なる色を供給する２つの異なるスペクトルがいくらかの重なりを有してもよい。

好ましくは、第１及び第２の光源は、第１及び第２の光源の結合光が白色点を有するように結合される。一例として、光源が、それぞれが第１及び第２の光源を含むクラスターとして配列される場合、クラスターは共通の目標白色点を有するよう決定されてもよい。白色点、又は基準光は、特定の相関色温度（ＣＣＴ）（Ｋ）を有することによって特定されてもよい。

反射板は、例えばバックライトシステムのへり又は内壁でもよく、へり又は内壁は反射特性を備え、光源に隣接する。

本発明の発光デバイスにおいて、発光デバイスの動作中、すなわち、光源が「ＯＮ」の場合、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と、反射板内の当該光源の虚像との結合強度は、少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度の約８０〜１２０％であることを理解されたい。言い換えれば、発光デバイスの光源は、発光デバイスの動作中、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と、反射板内の当該光源の虚像との結合強度が少なくとも１つの反射板と隣接しない同色の光源の平均強度の約８０〜１２０％になるように決定され得る。

本発明の第１の側面は、反射板において反射される光、例えばバックライトの光源に隣接する内壁において反射される光が、デバイスによる発光の均一性を向上させるために利用され得るという洞察を用いる。反射板又は鏡面における（又は近くの）光源を、当該光源及びその虚像の結合強度が端付近ではない同色の光源の平均強度の約８０〜１２０％になるように選択及び駆動することにより、均一な反復パターンの形成が保証される。反射板が完全反射（反射率）の場合、光源の一次元アレイの端にある光源の強度は、中央光源の平均強度の半分である。言い換えれば、少なくとも１つの反射板の最も近くに配置された少なくとも１つの光源の強度は、反射板及び光源のアレイが例えばバックライトユニットの反射板端部の付近で一定の強度を有する実際プラス仮想光源の無限アレイを形成するような強度であり、これはバックライトディスプレイの端部付近における均一性を向上させる。したがって、本発明の第１の側面に係る発光デバイスは、バックライトディスプレイの照明に使用される光源アレイの端部における光の均一性を向上させ、よって、バックライトディスプレイのカラーをより均一にする。

発明者は、さらに、ミラー光源からの光を含む場合にかかる無限反復パターンを作成するためには、アレイ光源は２つの異なる色の光源から構成されなければならないことに気が付いた。したがって、本発明の第１の側面は、例えばＲＧＢＧ光源のクラスター等を必要とせず、２種類の光源のみを必要とする点でも有利である。また、これはＲＧＢＧ光源の使用に伴う二次的な問題を除去する。一例として、従来技術のバックライトがＲＧＢＧクラスターを含む場合、システムの右端において、Ｇ光源及びその虚像は２つの隣接する緑色光源を形成するので、システムは右端において強化された緑色を有する。端部に近い光源の色の強度が調整されたとしても、光源及びその反射のパターンは均一にならない、すなわち、ＲＧＢＧはＧＢＧＲと反射され、均一な反復パターンは形成され得ない。よって、２色システムを使用して、端部の光源の強度を調整するという発明者による洞察は、ほぼ完ぺきな光源の反復シーケンスの形成を容易にする。

また、中央光源とは異なる強度を有する端部光源を得るために、個別の光源を、例えば制御ユニットによって個別に制御してもよい。したがって、制御ユニットは、例えば端部光源を流れる電流が中央光源を流れる電流とは異なるように光源を駆動するために使用される電流を調整することにより、中央光源とは異なる電力で端部光源を駆動するよう構成され得る。

本発明の第１の側面の実施形態において、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と当該光源の反射板内の虚像との結合強度は、少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度の約９０−１１０％、例えば９５−１０５％、例えば９９−１０１％でもよい。

好ましくは、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と、当該光源の反射板内の虚像との結合強度は少なくとも１つの反射板と隣接しない同色の光源の平均強度と等しくてもよい。ただし、実践的な原因によりいくらかのわずかなずれが認められ得るが、それでも本発明の利益は提供される、すなわち、発光デバイスからの発光の均一性は向上されることを理解されたい。

本発明の第１の側面の実施形態によれば、少なくとも１つの反射板は光源アレイにほぼ垂直に配置されてもよい。例えば、光源アレイが光源の列である場合、少なくとも１つの反射板は光源の列にほぼ垂直に配置されてもよい。

本発明の第１の側面の実施形態において、Ｉ_ｅｄｇｅによって表される反射板に隣接する光源の強度は、次の式によって得られ、

Ｉ_ｅｄｇｅ＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ）

ここで、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}は少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度であり、Ｒは反射板の反射率である。したがって、発明者は、反射板の反射率を考慮することにより端部光源の強度を好適に調整できるという洞察に達した。上記したように、反射板が完全ミラーである場合、すなわち反射率が１００％の場合、Ｉ_ｅｄｇｅ＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／２である。反射板の反射率は１００％でなくてもよく、かかるずれは補償され得ることを理解されたい。

本発明の第１の側面の実施形態において、光源のアレイは光源の一次元列である。したがって、光源は列状に配列されてもよい、すなわち、線形アレイでもよい。したがって、この実施形態は、少なくとも１つの反射板が光源のアレイに隣接するバックライトの内壁であるエッジリットバックライトに対応し得る。

光源のアレイが一次元アレイを形成する本発明の第１の側面の実施形態において、反射板は、光源の列を通る仮想の軸上の、列の端に配置された光源の中心とほぼ同じ位置からほぼ垂直に延びる。また、この実施形態において、Ｉ_ｅｄｇｅによって表される列の端に配置された光源の強度は、次の式によって得ることができ、

Ｉ_ｅｄｇｅ＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}

ここで、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}は列の端に配置されていない同色の光源の平均強度である。したがって、この実施形態は、光源が水平な列に沿って配置されている場合、反射板が端部光源と同じ「水平位置」に配置される例に対応する。この場合、端部光源からの発光の半分が反射板によって反射されない可能性がある、すなわち、発光の半分のみが反射板を「見て」、反射板によって反射される。したがって、発光の半分は反射板内の仮想光と結合して、中央光源と同じ強度の単一の光源となり、これは、仮想及び実際の光源の無限アレイの形成を容易にする。言い換えれば、アレイが水平な列として配置される場合、ミラーは端部光源の「上方」に配置され得るという事実から、端部光源から発せられる光の半分のみがシステム内に反射され、他の半分が失われ得る、すなわち、「実際の」Ｉ_ｅｄｇｅはやはりＩ_{ｃｅｎｔｅｒ}の半分であり得る。

また、反射板は、光源の列を通る仮想軸上の、端部光源の外側端と端部光源の中心との間の位置から光源の列にほぼ垂直に延びてもよい。かかる実施形態において、ＬＥＤの光の約５０〜１００％が反射板において反射されてもよく、よって、端部光源の強度は、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源と、当該光源の反射板における虚像との結合強度が同色の中央光源の平均強度の約８０〜１２０％となるような強度である。例えば、光が導光板又はバックライト内に結合される場合、光源から導光板に直接内部結合される光の量と、反射板によって内部結合される光の量の和は、同色の中央光源の平均強度とほぼ同じである。

本発明の第１の側面の実施形態において、第１の光源の中心と、第１の光源に隣接する第２の光源の中心との間の距離はｐであってもよく、少なくとも１つの反射板から、反射板に隣接する少なくとも１つの光源の端までの距離はｄでもよい。ｄとｐとの関係はｄ＜０．５ｐでもよく、好ましくはｄ＜０．２５ｐでもよい。

また、ｄとｐとの関係は、ｄ＜０．１ｐ、例えばｄ＜０．０５ｐでもよい。ｐの好適な値は１０ｍｍであり得り、光源の幅は約１ｍｍでもよい。ｄ＜０．１ｐの場合、光源はミラー又は反射板の位置に配置され得る。

一例として、ｄは、光源のアレイに沿う方向における距離でもよい。したがって、光源はピッチｐで配置されてもよい、すなわち、互いに距離ｐの間隔で配置されてもよく、この場合、少なくとも１つの反射板から、反射板に隣接する少なくとも１つの光源までの光源アレイに沿う方向における距離が０＜ｄ＜０．５ｐ、好ましくは０＜ｄ＜０．２５ｐ、一層好ましくは０＜ｄ＜０．１ｐとなるように反射板を配置すると有利である。また、光源がクラスターで配列されている場合、２つのクラスター間の距離ｐ’は約２ｐでもよい。ｐ’が２ｐと等しい、又はほぼ等しい場合、全ての光源が、全ての光源間の距離がほぼ等しい連続的な列に配列され、これは、光源の反復パターンの形成を容易にする。

本発明の第１の側面の実施形態において、光源のアレイは光源の二次元アレイである。したがって、光源は縦列及び横列に配列され得る。この実施形態は、したがって、１つ又は複数の反射板が、光源アレイに隣接するバックライトの端部の１つ又は複数であり得るバックリット（直接照明）バックライトに対応し得る。

一例として、デバイスは、光源のアレイの少なくとも第１の外側の列に沿って延びる反射率Ｒ１の少なくとも第１の種類の反射板と、光源のアレイの少なくとも第２の外側の列に沿って延びる反射板Ｒ２の少なくとも第２の種類の反射板とを含み、光源の第２の外側の列は、光源の第１の列とは異なる方向に延在する。また、本例において、Ｉｅｄｇｅ１によって表される第１の種類の反射板に隣接する列内の光源の強度は、次の式によって得ることができる。

Ｉ_{ｅｄｇｅ１}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ１）

また、本例において、Ｉ_{ｅｄｇｅ２}によって表される第２の種類の反射板に隣接する列内の光源の強度は、次の式によって得ることができる。

Ｉ_{ｅｄｇｅ２}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ２）

また、本例において、Ｉ_{ｃｏｒｎｅｒ}によって表される第１及び第２の種類の反射板の両方に隣接する角部光源の強度は、次の式によって得ることができる。

Ｉ_{ｃｏｒｎｅｒ}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ１＊Ｒ２）

本例において、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}は、いずれの反射板とも隣接していない列内の同色の光源の平均強度である。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ第１及び第２の反射板によって形成される２つの鏡面の反射率である。発明者は、二次元アレイにおいて、第１及び第２の反射板の両方の反射率に関して、アレイの角部における光源の強度を好適に補償し得ることに気が付いた。

光源の第１の列は光源の第２の列に対してほぼ垂直でもよく、これは、第１の種類の反射板が第２の種類の反射板に対してほぼ垂直に配置されてもよいことを意味する。一例として、デバイスは、第１の種類の反射板を２つ、及び第２の種類の反射板を２つ備えてもよい。ただし、アレイの全ての辺が、それぞれ異なる種類の反射板に隣接してもよい。

また、反射板が囲われた領域を形成してもよく、アレイは囲われた領域内に配置されてもよい。したがって、ほとんどのバックリット・バックライト・ディスプレイにおいてそうであるように、反射板が光源の二次元アレイを「包囲」してもよい。囲われた領域は、例えば長方形又は正方形の領域でもよい。

本発明の第１の側面の実施形態において、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

ＬＥＤは多数の好適な特性を有する。例えば、ＬＥＤは、それら（ＬＥＤ）が要求される光束を有するように選択され得り、又は要求される光束を得るためにより低い電力で電気的に駆動され得り、又はこれらの２つの方法の組み合わせが用いられてもよい。

第１の側面の実施形態において、第１及び第２の色はそれぞれ紫色（Ｐ）及び緑色（Ｇ）でもよい。ＬＥＤが使用される場合、紫色ＬＥＤは、例えば青色ダイと赤色蛍光体との組み合わせ、又は単一のパッケージ内の赤色及び青色ダイの組み合わせを用いることによって得られてもよい。

他の例として、第１及び第２の色は、それぞれ赤色（Ｒ）及びシアン色でもよい。

他の例として、第１及び第２の色は、それぞれ青色（Ｂ）及び黄色でもよい。

本発明の第１の側面の実施形態において、デバイスはさらに、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源の色及び／又は強度を測定するための少なくとも１つのセンサを備える。

本実施形態は、例えばＬＥＤが光源である場合、ＬＥＤを流れる電流を調整することによって光源の例えば強度の調整を提供するという点で有利である。よって、ディスプレイの端部、及びさらに例えば中央における色を測定するためにデバイスにセンサを付加してもよく、これに従って例えばＬＥＤを流れる電流を調整することにより光源の強度を調整できる。本実施形態は、発光デバイスの安定性を向上させるという点で有利であり、特に、システムの寿命全体を通して安定した色点を得るために有利である。

一実施形態によれば、前述の実施形態のいずれか１つに係る発光デバイスを備えるエッジリット又は直接照明バックライトデバイスであって、少なくとも１つの反射板が、光源のアレイに隣接するバックライトデバイスの少なくとも１つ内壁であるバックライトデバイスが提供される。したがって、本実施形態によれば、光源のアレイを囲う、又は光源からの光を結合するために使用される導光板を囲う１つ又は複数の内壁が、少なくとも内壁に隣接する光源からの光を反射するミラーとして機能してもよい。本実施形態は、例えば色及び輝度に関して向上された均一性を有するバックライトディスプレイが提供するという点で有利である。

エッジリット又は直接照明バックライトデバイスは、例えばエッジリットＬＣＤモニター若しくはＴＶ、又はバックリット（直接照明）ＬＣＤモニター若しくはＴＶであり得る。

本発明の第２の側面によれば、バックライトデバイスを照明するための発光デバイスの動作方法が提供される。発光デバイスは、光源のアレイと、光源のアレイの端部に沿って配置された少なくとも１つの反射板とを備える。光源のアレイは、第１及び第２の光源が交互に配列され、第１の光源は第１の色の光を発し、第２の光源は第２の色の光を発する。方法は、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源の強度と、当該光源の反射板内の虚像との結合強度が、少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の光源の平均強度の８０〜１２０％になるように、少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源の強度を調整するステップを含む。

本発明の第２の側面において使用される用語及び定義は、上記の本発明の他の側面に関連して説明されたものと同じである。上記の本発明の第１の側面と同様に、第２の側面に係る方法は、バックライトディスプレイのより均一なカラーを提供する。

本発明の第１の側面に関連して説明された実施形態の特徴は、本発明の第２の側面に係る方法と組わせられると理解されたい。

本発明の他の特徴及び利点は、特許請求の範囲及び下記の記載を分析することにより明らかになるであろう。当業者は、本発明の異なる特徴を組み合わせることにより、下記に明記される実施形態以外の実施形態を作成できることを認識する。

次に、本発明の現在の好ましい実施形態を示す添付の図面を参照しながら、本発明の上記及び他の側面をより詳細に説明する。

図１ａは、光源の一次元アレイを含む発光デバイスを示す。 図１ｂは、光源のアレイに沿う方向において反射板に最も近い光源の中心とほぼ同じ位置に反射板が配置される発光デバイスを示す。 図２は、光源の二次元アレイを含む発光デバイスを示す。

図１ａは、例えばエッジリット・バックライト・ディスプレイを照明するために使用され得る発光デバイス１の一実施形態を示す。デバイス１は、この場合は交互の緑色（Ｇ）及び紫色（Ｐ）ＬＥＤの一次元アレイであるＬＥＤ２のアレイを含む。この例において、ＬＥＤはクラスター（グループ）で配列されている、すなわち、１つの緑色ＬＥＤ及び１つの紫色ＬＥＤが１つのクラスターを形成し、例えば、緑色ＬＥＤ４ａ及び紫色ＬＥＤ５ｂが単一のクラスターを形成する。クラスター内ではＬＥＤは距離又はピッチｐ間隔で配置されており、クラスターは距離ｐ’間隔で配置されている。この例では全てのＬＥＤが均等に配置されているので、距離ｐ’＝２ｐである。緑色（Ｇ）及び紫色（Ｐ）ＬＥＤは、クラスターの混合光が共通の白色点を形成するよう選択される。発光デバイスは、この例ではＬＥＤ２のアレイの左端に沿って配置された第１の内壁である反射率Ｒａの第１の反射板３ａ、及び、この例ではＬＥＤ２のアレイの右端に沿って配置された第２の内壁である反射率Ｒｂの第２の反射板３ｂをさらに含む。

エッジリットシステムの場合、導光板として機能する透明なプラスティック板がＬＥＤアレイに沿ってＬＥＤアレイの「上方」の位置に、すなわち、図１ａのように上方から見た場合にプレートがＬＥＤ２のアレイを覆う又は保護するように配置される。この場合、ＬＥＤの光はＬＥＤアレイに面するプレートの端部に結合され得る。

反射板３ａは、アレイの端部ＬＥＤ、すなわち反射板３ａの最も近くに配置されているＬＥＤから距離ｄを空けて配置される。好ましくは、ｄ＜０．５ｐ、より好ましくはｄ＜０．２５ｐ、一層好ましくはｄ＜０．１ｐである。

ＬＥＤアレイは、第１の反射板３ａに最も近い又は隣接する緑色の端部ＬＥＤ４ａ、及び、第２の反射板４ｂに隣接する紫色の端部ＬＥＤ４ｂを含む。いずれの反射板とも隣接していないアレイの残りのＬＥＤは「中央ＬＥＤ」とされ、例えば中央紫色ＬＥＤ５ｂ及び中央緑色ＬＥＤ５ａが例として挙げられる。端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂの強度は、端部ＬＥＤと、反射板内の当該端部ＬＥＤの虚像との結合強度が同色の中央ＬＥＤの平均強度の８０〜１２０％以内に含まれるよう調整される。端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂの強度は、例えば端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂを駆動するのに用いられる電流を調整し、中央ＬＥＤ５ａ及び５ｂを流れる電流とは異ならせることによって調整され得る。これは、例えば制御手段（図示無し）によって実行されてもよい。

すなわち、中央緑色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｇ，５ａであり、端部緑色ＬＥＤ４ａの強度がＩ_Ｇ，４ａである場合、好ましくはＩ_Ｇ，４ａ＝Ｉ_Ｇ，５ａ／（１＋Ｒ_ａ）である。例えば、反射板３ａの反射率が１００％の場合、すなわちＲ_ａ＝１の場合、Ｉ_Ｇ，４ａ＝Ｉ_Ｇ，５ａ／２である。

同様に、中央紫色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｐ，５ｂであり、端部紫色ＬＥＤ４ｂの強度がＩ_Ｐ，４ｂである場合、Ｉ_Ｐ，４ｂ＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／（１＋Ｒ_ｂ）である。例えば、反射板３ｂの反射率が１００％である場合、すなわちＲ_ｂ＝１の場合、Ｉ_Ｐ，４ｂ＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／２である。

したがって、反射板に映し出される光を考慮し、且つ反射板がともに反射率１００％である場合、発光デバイス１のＬＥＤアレイは以下の反復色パターンを形成する。

G*, P*, (1/2G* + 1/2G), P, G, P, .... G, P, G, (1/2 P + 1/2P*), G*, P*

ここで、Ｇは強度Ｇの緑色光、Ｐは強度Ｐの紫色光、Ｇ＊は強度Ｇの反射緑色光、Ｐ＊は強度Ｐの反射紫色光を表す。したがって、中央緑色ＬＥＤの強度の半分の端部緑色ＬＥＤ（1/2Ｇ）は、自身のミラー光（1/2Ｇ＊）と合わせて強度Ｇの緑色光、すなわち上記パターンにおける（1/2Ｇ＊＋1/2Ｇ）として視認される。同様に、中央紫色ＬＥＤの半分の強度の端部紫色ＬＥＤ（1/2Ｐ）は、自身のミラー光（1/2Ｐ＊）と合わせて強度Ｐの紫色ＬＥＤ、すなわち上記パターンにおける（1/2Ｐ＋1/2Ｐ＊）として視認される。

図１ｂは、図１ａのデバイスと同様な発光デバイス１の例を示すが、ここでは第１の反射板３ａ及びアレイ２のみが示されている。この実施形態において、反射板３ａは、ＬＥＤのアレイ２を通る仮想軸上の反射板３ａに隣接するＬＥＤ４ａの中心とほぼ同じ位置に配置される。言い換えれば、ＬＥＤ２の列を水平な列として見た場合、反射板３ａは端部ＬＥＤ４ａの中心と同じ水平位置に配置されるが、垂直方向において端部ＬＥＤ４ａからずらされる。したがって、この実施形態において、端部ＬＥＤ４ａ（この例では緑色（Ｇ）ＬＥＤ）の半分だけが反射板を「見る」、すなわち、ＬＥＤ４ａから発された光の約５０％のみが反射板３ａによって反射される。すなわち、反射板に最も近い端部緑色ＬＥＤ４ａの強度がＩ_Ｇ，４ａであり、中央緑色ＬＥＤ５ａの平均強度がＩ_Ｇ，５ａである場合、ＬＥＤアレイが反射板端部の付近で一定の強度を有する実際プラス仮想光源の無限アレイを形成するためには、Ｉ_Ｇ，４ａ＝Ｉ_Ｇ，５ａである。中央緑色ＬＥＤの例を５ａと示す。

図２は、光源２（この例ではＬＥＤ）のアレイが二次元アレイとして配列されている発光デバイス１の一実施形態を示す。図２のデバイスは、例えばバックリットバックライトディスプレイを照明するために用いられ得る。二次元アレイ２は、交互の緑色（Ｇ）及び紫色（Ｐ）ＬＥＤのアレイを含み、これは、図１ａ及び図１ｂと同様に、連続する１つの緑色ＬＥＤと１つの隣接する紫色ＬＥＤとがクラスターを形成することを意味する。緑色（Ｇ）及び紫色（Ｐ）ＬＥＤは、全てのＬＥＤがＯＮの場合、連続するクラスターの混合光が共通の白色点を形成するように選択される。また、アレイは、縦列及び横列の両方が交互に緑色及び紫色ＬＥＤを有するよう、すなわち、アレイ２の縦列が交互に緑色及び紫色ＬＥＤを有し、アレイ２の横列が交互に緑色及び紫色ＬＥＤを有するよう配列される。アレイ２の横列におけるＬＥＤ間の距離はアレイ２の縦列（コラム）のＬＥＤ間の距離と同じでもよいし、アレイ２の横列におけるＬＥＤ間の距離はアレイ２の縦列（コラム）のＬＥＤ間の距離とは異なってもよい。

図２に示す実施形態において、ＬＥＤは各横列において同じ数の緑色及び紫色ＬＥＤを有するように配置されている、すなわち、ある横列内のＬＥＤはそれぞれが２つのＬＥＤを含むクラスターとして並べられているが、アレイの縦列内の緑色及び紫色ＬＥＤの数は異なる。したがって、縦列内のＬＥＤがクラスターで配列されていたとしても、横列内のＬＥＤが必ずしもクラスターで配列されなくてもよい。しかし、各縦列が同じ数の緑色及び紫色ＬＥＤを有し、アレイ２の横列及び縦列の両方においてそれぞれが２つのＬＥＤを含むクラスターが形成されてもよいことを理解されたい。

発光デバイスは、反射率がＲａの２つの反射板３ａ、及び反射率がＲｂの２つの反射板３ｂをさらに備える。しかし、左側の反射板３ａが右側の反射板３ａとは異なる反射率を有してもよく、また上側の反射板３ｂが下側の反射板３ｂとは異なる反射率を有してもよいことを理解されたい。言い換えれば、対向する反射板が異なる反射率を有してもよい。

反射板は、反射板がＬＥＤのアレイを包囲し、反射板３ａがアレイ２のＬＥＤの縦列とほぼ平行になり、反射板３ｂがアレイ２のＬＥＤの横列とほぼ平行になるように配置される。すなわち、反射板３ａ及び３ｂは、内部にＬＥＤのアレイ２が配置される長方形又は正方形領域を形成する。この例において、反射板３ａ及び３ｂは、ＬＥＤアレイの辺（端部）に隣接して配置されるデバイスの内壁である。

ＬＥＤの二次元アレイ２は４つの「角部」ＬＥＤを有し、そのうちの２つは緑色４ｄであり、２つは紫色４ｃである。各角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄは、反射板３ａ及び反射板３ｂの両方に隣接する。横又は縦の端の列の残りの緑色ＬＥＤ４ａは反射板３ａ、３ｂの一方に隣接し、横又は縦の端の列の残りの紫色ＬＥＤ４ｂは反射板３ａ、３ｂの一方に隣接する。いずれの反射板とも接していないアレイの残りのＬＥＤは「中央ＬＥＤ」とされ、例えば中央紫色ＬＥＤ５ｂ及び中央緑色ＬＥＤ５ａが例として挙げられる。

角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄ並びに端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂの強度は、角部ＬＥＤとその反射板内の虚像との結合強度が同色の中央ＬＥＤの平均強度と大体等しくなり、端部ＬＥＤとその反射板内の虚像との結合強度が同色の中央ＬＥＤの平均強度と大体等しくなるよう調整される。

角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄの強度、並びに端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂの強度は、例えば角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄを駆動するために使用される電流、並びに端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂを駆動するために使用される電流を調整することによって調整されてもよい。このようにすることで、角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄを流れる電流が中央ＬＥＤ５ａ及び５ｂを流れる電流と異なり、端部ＬＥＤ４ａ及び４ｂを流れる電流が中央ＬＥＤ５ａ及び５ｂを流れる電流、さらに角部ＬＥＤ４ｃ及び４ｄを流れる電流と異なるようにすることができる。ＬＥＤを流れる電流の調整は、例えば制御ユニット（図示無し）によって実行されてもよい。

すなわち、中央緑色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｇ，５ａであり、角部緑色ＬＥＤ４ｄの強度がＩ_Ｇ，４ｄである場合、Ｉ_Ｇ，４ｄ＝Ｉ_Ｇ，５ａ／（１＋Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂ＋Ｒ_ａ＊Ｒ_ｂ）である。同様に、中央紫色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｐ，５ｂであり、角部紫色ＬＥＤ４ｃの強度がＩ_Ｐ，４ｃである場合、Ｉ_Ｐ，４ｃ＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／（１＋Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂ＋Ｒ_ａ＊Ｒ_ｂ）である。

したがって、二次元アレイ２の角部ＬＥＤ４ｃ、４ｄに関しては、両方の反射板における反射を考慮するように強度が調整される。

他の実施形態において、左側の反射板３ａの反射率Ｒａは右側の反射板３ａの反射率Ｒａ’とは異なり、上側の反射板３ｂの反射率Ｒｂは下側の反射板３ｂの反射率Ｒｂ’とは異なる。このような場合、角部ＬＥＤの強度は、右上の角部緑色ＬＥＤ４ｄの強度がＩ_{Ｇ，４ｄ， ｔｏｐ ｒｉｇｈｔ}で、Ｉ_{Ｇ，４ｄ， ｔｏｐ ｒｉｇｈｔ}＝Ｉ_Ｇ，５ａ／（１＋Ｒａ’＋Ｒｂ＋Ｒａ’＊Ｒｂ）であり、右下の角部緑色４ｄの強度がＩ_{Ｇ，４ｄ， ｂｏｔｔｏｍ ｒｉｇｈｔ}で、Ｉ_{Ｇ，４ｄ， ｂｏｔｔｏｍ ｒｉｇｈｔ}＝Ｉ_Ｇ，５ａ／（１＋Ｒ_ａ’＋Ｒ_ｂ’＋Ｒ_ａ’＊Ｒ_ｂ’）であるように調整されてもよい。さらに、左上の角部紫色ＬＥＤ４ｃの強度がＩ_{Ｐ，４ｃ， ｔｏｐ ｌｅｆｔ}で、Ｉ_{Ｐ，４ｃ， ｔｏｐ ｌｅｆｔ}＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／（１＋Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂ＋Ｒ_ａ＊Ｒ_ｂ）であり、左下の角部紫色ＬＥＤ４ｃの強度がＩ_{Ｐ，４ｃ， ｂｏｔｔｏｍ ｌｅｆｔ}で、Ｉ_{Ｐ，４ｃ， ｂｏｔｔｏｍ ｌｅｆｔ}＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／（１＋Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂ’＋Ｒ_ａ＊Ｒ_ｂ’）であるように強度が調整されてもよい。

さらに、中央緑色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｇ，５ａ、端部緑色ＬＥＤ４ａの強度がＩ_Ｇ，４ａの場合、Ｉ_Ｇ，４ａ＝Ｉ_Ｇ，５ａ／（１＋Ｒ）であり、ここで、端部緑色ＬＥＤ４ａが反射板３ａに隣接する場合Ｒ＝Ｒａ、端部緑色ＬＥＤ４ａが反射板３ｂに隣接する場合Ｒ＝Ｒｂである。同様に、中央紫色ＬＥＤの平均強度がＩ_Ｐ，５ｂ、端部紫色ＬＥＤ４ｂの強度がＩ_Ｐ，４ｂの場合、Ｉ_Ｐ，４ｂ＝Ｉ_Ｐ，５ｂ／（１＋Ｒ）であり、ここで、端部紫色ＬＥＤ４ｂが反射板３ａに隣接する場合Ｒ＝Ｒａ、端部緑色ＬＥＤ４ｂが反射板３ｂに隣接する場合Ｒ＝Ｒｂである。

したがって、図２の二次元アレイは、例えばバックライトディスプレイ内に実装された場合、端部においてより均一な色を供給する。

本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明してきたが、当業者は多様な変形例及び改変例等を理解するであろう。よって、開示の実施形態は付属の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲を限定することを意図しない。

Claims (14)

1. −第１及び第２の光源が交互に並ぶ光源のアレイであって、前記第１の光源は第１の色の光を発し、前記第２の光源は第２の色の光を発する、当該光源のアレイと、
   −前記光源のアレイの端部に沿って配置される少なくとも１つの反射板と
   を含み、
   前記少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源、及び当該少なくとも１つの光源の前記反射板内の虚像の結合強度は、前記少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の前記光源の平均強度の約８０〜１２０％である、発光デバイス。
2. 前記少なくとも１つの反射板は、前記光源のアレイにほぼ垂直に配置される、請求項１に記載の発光デバイス。
3. Ｉ_ｅｄｇｅによって表される、前記反射板に隣接する前記光源の強度は、次の式によって求められ、
   
   Ｉ_ｅｄｇｅ＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ）
   
   ここで、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}は前記少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の前記光源の平均強度であり、Ｒは前記反射板の反射率である、請求項１又は２に記載の発光デバイス。
4. 前記光源のアレイは、光源の一次元列である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光デバイス。
5. 前記反射板は、前記光源の列を通過する仮想の軸上のある位置から、前記光源の列にほぼ垂直に延び、前記ある位置は、前記光源の列の端に配置された１つの光源の中心の位置とほぼ同じ前記軸上の位置であり、
   Ｉ_ｅｄｇｅによって表される、前記列の端に配置された前記光源の強度は、次の式によって表され、
   
   Ｉ_ｅｄｇｅ＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}
   
   ここで、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}は前記列の前記端に配置されていない同色の前記光源の平均強度である、請求項４に記載の発光デバイス。
6. 前記少なくとも１つの反射板から前記反射板に隣接する前記少なくとも１つの光源の端までの距離はｄによって表され、
   
   ｄ＜０．５ｐ、例えばｄ＜０．２５ｐ、例えばｄ＜０．１ｐ
   
   であり、ここで、ｐは、第１の光源の中心と前記第１の光源に隣接する第２の光源の中心との間の距離である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光デバイス。
7. 前記光源のアレイは光源の二次元アレイである、請求項１乃至３のいずれか一項、又は請求項１乃至３のいずれか一項に従属する請求項６に記載の発光デバイス。
8. −前記光源のアレイの少なくとも第１の外側列に沿って延びる、反射率Ｒ１の少なくとも第１の種類の反射板と、
   −前記光源のアレイの少なくとも第２の外側列に沿って延びる、反射率Ｒ２の少なくとも第２の種類の反射板であって、前記光源の第２の外側列は前記光源の第１の外側列とは異なる方向に延びる、当該少なくとも第２の種類の反射板と
   を含み、
   −Ｉ_{ｅｄｇｅ１}によって表される前記第１の種類の反射板に隣接する前記列内の光源の強度は、次の式によって求められ、
   
   Ｉ_{ｅｄｇｅ１}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ１）
   
   −Ｉ_{ｅｄｇｅ２}によって表される前記第２の種類の反射板に隣接する前記列内の光源の強度は、次の式によって求められ、
   
   Ｉ_{ｅｄｇｅ２}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ２）
   
   −Ｉ_{ｃｏｒｎｅｒ}によって表される、前記第１の種類の反射板及び前記第２の種類の反射板の両方に隣接する角部光源の強度は、次の式によって求められ、
   
   Ｉ_{ｃｏｒｎｅｒ}＝Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}／（１＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ１＊Ｒ２）
   
   ここで、Ｉ_{ｃｅｎｔｅｒ}はいずれかの反射板に隣接する列に含まれない同色の前記光源の平均強度である、請求項７に記載の発光デバイス。
9. 前記第１の種類の反射板を２つ、及び前記第２の種類の反射板を２つ有し、前記複数の反射板は囲まれた領域を形成し、前記アレイは前記囲まれた領域内に配置される、請求項８に記載の発光デバイス。
10. 前記光源は発光ダイオードである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光デバイス。
11. 前記第１及び第２の色は、それぞれ紫色及び緑色である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光デバイス。
12. 前記少なくとも１つの反射板に隣接する少なくとも１つの光源の色及び／又は強度を測定する少なくとも１つのセンサをさらに含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光デバイス。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光デバイスを含むエッジリット又は直接照明バックライトデバイスであって、前記少なくとも１つの反射板は、前記光源のアレイの端部に沿って配置される前記バックライトデバイスの少なくとも１つの内壁である、エッジリット又は直接照明バックライトデバイス。
14. バックライトデバイスの照明用の発光デバイスの動作方法であって、前記発光デバイスは、
    −第１及び第２の光源が交互に並ぶ光源のアレイであって、前記第１の光源は第１の色の光を発し、前記第２の光源は第２の色の光を発する、当該光源のアレイと、
    −前記光源のアレイの端部に沿って配置される少なくとも１つの反射板と
    を含み、
    −前記方法は、前記少なくとも１つの反射板に隣接する前記少なくとも１つの光源、及び当該少なくとも１つの光源の前記反射板内の虚像の結合強度が、前記少なくとも１つの反射板に隣接しない同色の前記光源の平均強度の約８０〜１２０％となるように、前記少なくとも１つの反射板に隣接する前記少なくとも１つの光源の強度を調整するステップを含む、方法。

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