KR101587576B1 - Ｌｃｄ 디스플레이들을 위한 화이트 포인트 보상된 ｌｅｄ들 - Google Patents

Abstract

컬러 LCD에 대한 백라이트는 그 위에 적색 및 녹색 형광체들의 층을 가지는 청색 LED 다이를 이용하여 형성된 백색광 LED들을 포함한다. 백색광의 청색광 성분의 LCD 층들에 의한 감쇠는 청색 파장이 더 짧게 됨에 따라 통상적으로 더 크다. LCD 스크린의 표면에 걸쳐 균일한 청색 컬러 성분을 달성하고 LCD별로 균일한 광 출력을 달성하기 위해, 형광체 층의 청색광 누설은 청색 LED 다이의 지배 또는 피크 파장에 맞춰진다. 그러므로, 상이한 지배 또는 피크 파장들을 가지는 청색 LED 다이들이 백라이트에 이용되는 경우에, 백라이트의 다양한 백색광 LED들의 화이트 포인트들은 매칭하지 못할 것이다. 맞춰진 형광체 층들을 통한 상이한 누설 양들은 LCD 층들의 감쇠 대 파장을 상쇄시킨다.

Description

ＬＣＤ 디스플레이들을 위한 화이트 포인트 보상된 ＬＥＤ들{WHITE POINT COMPENSATED LEDS FOR LCD DISPLAYS}

본 발명은 액정 디스플레이들(LCDs)에 대한 백라이트들에 관한 것으로, 특히 백색광 발광 다이오드들(LEDs)을 이용하는 LCD 백라이트들에 관한 것이다.

도 1은 종래의 컬러 투과형 LCD의 하나의 타입을 예시하고 있다.

도 1에서, LCD(10)는 상부 LCD 층들에 대한 백라이팅을 제공하는 LED 백색 광원(12)을 포함한다. LED 백색 광원(12)은 크기, 신뢰성, 고전압 전원의 이용의 회피와 같이 전통적인 형광 전구를 이용하는 것보다 다소의 장점들을 가지고 있다.

매우 작은 디스플레이들 이외에, 통상적으로 LCD 층들의 기저부에 광을 더 균일하게 분산시키고 요구되는 휘도 레벨을 공급하기 위해 백라이트에 이용되는 복수의 백색광 LED들이 있다. 소형 및 중형 LCD 백라이트들에 대해, 백색광 LED들은 광을 그 상부 표면 밖으로 균일하게 누설하는 투명한 광 가이드의 하나 이상의 에지들에 광학적으로 결합될 수 있다. 복수의 LED들로부터의 광은 광 가이드 내에서 다소 믹싱된다. 중형 및 대형 LCD 백라이트들에 대해, 백색광 LED들의 어레이는 광 믹싱 박스의 기저부 표면에 배치될 수 있다. 확산기, 휘도 향상막(BEF), 및 듀얼 휘도 향상막(DBEF)은 광 가이드 또는 박스 개구 위에 배치되어, LCD 층들을 조명하기 위한 광을 원활하게 하고 지향시킨다. 설계자들은, 백라이트가 백라이트 표면에 걸쳐 균일한 화이트 포인트를 출력하도록, 백라이트 백색광 LED들 모두가 동일한 타겟 화이트 포인트를 출력시키도록 하기 위해 노력해 왔다.

도 1의 층(13)은 특정 응용에 이용되는 에지-리트 광 가이드 및/또는 임의의 믹싱 옵틱스(믹싱 박스, 확산기, BEF, DBEF, 등)를 나타낸다. 광원(12) 및 광 가이드/믹싱 옵틱스(층(13))의 조합은 백라이트(14)로 지칭된다.

편광 필터(15)는 백색광을 선형으로 편광시킨다. 그리고나서, 편광된 백색광은 디스플레이에서 각 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀에 대해 하나의 트랜지스터를 가지는 투명 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(16)에 투과된다. 밀접하게 이격된 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들의 세트는 그 컬러 "도트"가 3개의 서브픽셀들의 조합인 화이트 픽셀로서 지칭된다. RGB 서브픽셀들이 모두 에너지 공급되는 경우, 도트는 백색광을 생성한다. TFT 어레이들은 공지되어 있다. TFT 어레이는 LCD 컨트롤러(17)에 의해 제어된다.

TFT 어레이(16) 위에는 액정층(20)이 있고, 액정층(20) 위에는 그라운드에 접속된 투명 도전층(22)이 있다. 하나의 타입의 LCD에서, 액정층(20)의 서브픽셀 영역에 걸친 전계는 그 서브픽셀 영역을 통과하는 광이 들어오는 편광에 대해 수직으로 회전되는 편광을 가지도록 한다. 액정층(20)의 서브픽셀 영역에 걸친 전계의 부재는 액정들이 정렬하고 광의 편광에 영향을 미치지 않도록 한다. 트랜지스터들에 선택적으로 에너지공급하는 것은 액정층(20)에 걸친 로컬 전계들을 제어한다. 각 셔터는 들어오는 광의 0-100%(무손실 시스템을 가정함)을 디스플레이의 출력에 전달하도록 제어가능하므로, 하나의 서브픽셀과 연관된 액정층의 각 부분은 통상적으로 셔터로서 지칭된다. 액정층은 공지되어 있고 상용으로 가용하다.

편광 필터(24)는 편광 필터(15)로부터 출력된 광에 수직인 편광된 광만을 통과시킨다. 그러므로, 편광 필터(24)는 액정층(20)에서 에너지공급된 서브픽셀 영역에 의해 편광되었던 광만을 통과시키고 액정층(20)의 비-에너지공급된 부분들을 통과하는 모든 광을 흡수한다. 액정층(20)에 걸친 전계들의 크기들은 개별적인 R, G 및 B 성분들의 휘도를 제어하여, 표시된 이미지에서 각 픽셀에 대한 임의의 컬러를 생성한다.

다른 타입들의 LCD들은 단지 비-에너지공급된 픽셀들만을 통해 광을 통과시킨다. 다른 LCD들은 상이한 배향 편광기들을 이용한다. 일부 타입들의 LCD들은 TFT 어레이(16)에 대해 패시브 도전체 그리드를 대체하고, 여기에서 특정 로우(row) 도전체 및 칼럼(column) 도전체에 에너지 공급하는 것은 교차점에서 액정층의 픽셀 영역에 에너지 공급하는 것이다.

그리고나서, 편광 필터(24)를 통과한 광은 RGB 픽셀 필터(25)에 의해 필터링된다. RGB 픽셀 필터(25)는 액정층(20)의 아래 또는 위 어느 장소와 같이, 스택 내에서 다른 위치들에 로케이팅될 수 있다. RGB 픽셀 필터(25)는 적색 필터층, 녹색 필터층, 및 청색 필터층을 포함할 수 있다. 층들은 박막들로서 피착될 수 있다. 하나의 예로서, 적색 필터층은 디스플레이의 적색 서브픽셀 영역들을 정의하는 적색 광 필터 영역들의 어레이를 포함한다. 유사하게, 녹색 및 청색 필터층들은 단지 녹색 또는 청색광만이 녹색 및 청색 서브픽셀들의 영역들에서 통과하도록 할 수 있다. 따라서, RGB 픽셀 필터(25)는 디스플레이에서 각 R, G 및 B 서브픽셀에 대한 필터를 제공한다.

RGB 픽셀 필터(25)는, 각 필터 서브픽셀 영역이 삼원 컬러들 중 하나만이 통과되게 할 수 있기 때문에, 그에 도달하는 모든 광의 적어도 2/3를 본질적으로 필터링 제거한다. 이것은 종래 기술의 LCD들의 일반적으로 나쁜 효율에서 중요한 인자이다. 백라이트(14) 위의 LCD 층들의 전체 투과율은 4-10%의 수준이다.

하나의 타입의 백색광 LED(30)가 도 2에 도시되어 있다. LED(30)는 p-타입 층(33)과 n-타입 층(34)의 사이에 반도체 발광 액티브 층(32)으로 형성된 플립-칩 LED를 포함한다. 선택적으로는, 성장 기판(예를 들면, 사파이어)은 제거된다. LED 다이는 청색광을 방출한다. LED 다이에 대한 전형적인 재료들은 GaN 및 SiC이다. 그러한 LED들을 형성하는 예들은 양쪽 모두 Philips Lumileds Lighting에 양도되어 있고 참고로 첨부된 미국특허 제6,649,440호 및 제6,274,399호에 기재되어 있다.

LED 다이는 세라믹 또는 실리콘과 같은 임의의 적합한 재료로 형성된 서브마운트(36) 상에 장착된다. LED 다이는 골드볼들(gold balls)(44)을 통해 서브마운트(36) 상의 연관된 금속 패드들(40)에 본딩되는 기저부 금속 컨택트들(38)을 가지고 있다. 서브마운트(36)를 통한 비아들은 서브마운트(36)의 기저부 표면 상의 금속 패드들에서 종료하고, 이들은 회로 보드(46) 상에서 금속 리드들에게 본딩된다. 금속 리드들은 다른 LED들 또는 전원에 접속된다.

LED 다이는 단지 청색광만을 방출하므로, 백색광을 생성하기 위해서는 적색 및 녹색 광 성분들이 추가되어야 된다. 그러한 적색 및 녹색 성분들은 적색 및 녹색 형광체들을 포함하거나 황색-녹색 형광체(예를 들면, YAG)를 포함하는 형광체층(48)에 의해 제공된다. 형광체층(48)은 LED 다이의 측면들을 덮을 수도 있다. 백색광을 생성하기 위해 청색 다이 위에 형광체 층을 제공하는 다수의 주지된 방법들이 있다.

형광체 층(48)은 청색 LED 광의 일부가 누설되게 할 수 있다. 청색광의 일부는 형광체에 의해 흡수되고 적색 및 녹색 광(또는 황색-녹색 광)으로서 재방출된다. 청색광 및 형광체 방출의 조합은 백색광을 생성한다. 타겟 화이트 포인트는 층에서의 형광체 입자들의 밀도들, 형광체들의 상대 양들, 및 형광체 층의 두께를 선택함으로써 달성된다.

제조자로부터의 청색 LED들은 동일한 반복된 절차를 이용하여 제조될 수 있더라도, 청색 LED들의 지배 파장들은 뱃치(batch)에 따라 가변되고 심지어 하나의 단일 뱃치 내에서도 가변된다. 지배 파장이 특정 응용들에 대해 중요한 경우, 제조자들은 청색 LED들에 에너지공급하고 그 지배 파장들을 측정하며, 그 지배 파장들에 따라 LED들을 비닝(bin)한다. 지배 파장들은 40nm만큼 상이할 수 있고, 각 빈은 통상적으로 5-8nm 범위(즉, 빈의 중심 파장으로부터 2.5-4nm 변동)내에 LED들을 포함할 수 있다. LCD 백라이트로 이용되는 청색 LED들에 대한 지배 파장들의 전형적인 범위는 420-460nm이다.

지금까지, 백라이트들의 설계자들은, 사람의 눈이 백라이트 표면에 걸쳐 그리고 백라이트마다 동일한 백색광이 나오는 것을 느끼도록, 모든 백라이트 LED들의 화이트 포인트들을 동일하게 만들려고 노력해 왔다. 이것은 청색 LED 다이들을 정확하게 매칭하고 각 다이에 대한 형광체 층 특성들을 정확하게 복제함으로써 수행될 수 있다. 이것은 타겟 지배 파장을 매칭하지 못하는 LED 다이들에게는 쓸모가 없다. 다르게는, 형광체 층 특성들은, 각 LED에 대한 결과적인 화이트 포인트가 하나의 단일 타겟 화이트 포인트를 매칭하도록, 각 청색 LED 빈에 대해 맞춰질 수 있다. 그러한 모든 백색광은 사람 눈에는 동일하게 보일 것이다.

본 발명자들은 LCD 층들에 의한 광 감쇠 대 파장을 측정했고, 감쇠는 가시 범위 내에서 파장들에 따라 가변된다고 결정했다. 청색 파장 범위 내의 변동은 월등히 크다. 감쇠는 편광기들, ITO 전극(투명 접지층), 액정층, 및 RGB 필터들에 의한 조합된 감쇠에 기인한다. 또한 광 가이드(이용되는 경우), 확산기(이용되는 경우), 및 BEF들(이용되는 경우)에 의한 비-평평한 감쇠가 있다.

본 발명자들은 가변되는 LCD 층들에 의한 광 감쇠 대 파장으로 인해, 백라이트 LED들의 포인트들이 청색 LED들의 각 빈에 대한 형광체 특성들을 맞춤으로써 매칭되더라도, LCD에 의한 측정된 컬러 출력은, 예를 들면 모든 픽셀들이 전적으로 턴온되어 고체상태 백색광 표시를 생성하는 경우에, LCD의 표면에 걸쳐 일관되지 않는다.

그러므로, 필요한 것은 결과적으로 LCD의 컬러 출력이 LCD의 표면에 걸쳐 그리고 LCD마다 일관된 것으로 나타나는 LED 백라이트이다.

<발명의 요약>

청색 파장 대역에서 LCD 층들에 의한 광의 감쇠는 청색 파장이 더 짧게 됨에 따라 더 크다. 본 발명자들은, LCD 스크린의 표면에 걸쳐 균일한 청색 컬러 성분을 달성하기 위해, 청색 LED 다이 지배 파장들이 상이한 경우에, 모든 다양한 백색광 LED들의 화이트 포인트들(상관된 컬러 온도들)이 매칭하지 않아야 된다는 것을 발견했다. 이것은 종래의 LED 백라이트 설계 목표에 역행한다.

LCD 층들의 감쇠 대 파장을 상쇄(offset)하기 위해, 청색광의 비교적 짧은 지배 파장을 방출하는 청색 LED 다이들은, 청색광의 더 긴 지배 파장을 방출하는 청색 LED 다이들에 대한 형광체 층들에 비해, 더 많은 청색광이 누설되도록 맞춰지는 형광체 층을 가지고 있다. 환언하면, LCD는 더 긴 청색 파장들보다 더 짧은 청색 파장들을 더 많이 감쇠시키므로, LCD가 짧은 파장 청색 LED들 또는 긴 파장 청색 LED들을 이용하여 백라이팅되는지 여부에 관계없이 LCD의 청색 출력이 동일하게 되도록 하기 위해 더 짧은 파장의 청색광의 더 많은 부분이 형광체 층을 통해 누설되어야만 된다. LCD의 후방에 인가되는 청색광의 양은 단지 형광체를 통한 누설에 의해서만 영향을 받는다.

예들에서 지배 파장들이 청색 LED들을 특징짓는데 이용되지만, 피크 파장들이 대신 이용될 수도 있다.

상이한 빈들에 대해 형광체 층을 통한 상이한 양들의 청색광 누설을 얻기 위해, 형광체 층의 두께가 맞춰지거나 및/또는 형광체 입자들의 밀도가 맞춰진다. 더 얇은 형광체 층은 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 한다. 형광체 입자들의 더 낮은 밀도도 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 한다. 더 적은 정도로, 적색 및 녹색 형광체들의 상대 비율들은 LED 다이의 상이한 여기 에너지들을 설명하도록 조정될 수 있다.

형광체 층은 결과적으로 LCD로부터 균일한 적색 및 녹색 광 출력으로 나타나도록 백색광의 적색 및 녹색 광 성분들을 여전히 공급해야 한다. 적색 및 녹색 광의 LCD에 의한 감쇠가 파장에 따라 크게 가변되지 않으므로, 백색광 LED의 적색 및 녹색 광 성분들의 크기들은 모든 LED들에 대해 일관될 수 있다.

백라이트에 이용되는 다양한 백색광 LED들이 거의 동일한 적색 및 녹색 광 성분들을 방출하지만 각 LED 다이의 지배 파장에 따라 청색광의 다양한 휘도 레벨들을 방출하므로, 다양한 LED들의 화이트 포인트들은 상이할 것이고, 이는 백라이트가 상이한 빈들로부터 청색 LED들을 이용한 경우에 백라이트 출력이 그 표면에 걸쳐 불-균일하도록 한다. 이것은 다양한 LED들로부터의 광이 철저하게 믹싱되지 않는 백라이트의 영역들에서 특히 분명하다. 더 짧은 지배 청색 파장을 출력하는 백색광 LED들은 더 긴 지배 청색 파장을 출력하는 백색광 LED들보다 더 푸르게 나타날 것이다.

각 백라이트가 동일한 빈으로부터의 모든 청색 LED 다이들을 이용하여 백색광 LED들로만 파퓰레이팅된 경우, 전체 백라이트에 걸친 화이트 포인트는 거의 균일할 것이다. 그 경우에 본 발명의 이점은, 백라이트들을 파퓰레이팅하는데 LED들 중 어느 빈이 이용되었든지 간에 LCD들의 출력 컬러가 LCD별로 일관될 것이라는 점이다.

백라이트에 대한 LED들의 화이트 포인트들의 이러한 제어는 백색광 LED들이 광 가이드의 에지에 결합되는 백라이트들, 및 LED들이 LCD 층들 뒤에 직접적으로 분산된 백라이트들에 적용가능하다.

하나의 실시예에서, 특정 청색 LED 다이에 대한 형광체는 다이 위에 형광체를 압축 몰딩함으로써 다이 위에 형성된다. 이것은 형광체 파우더를 고 굴절율 실리콘과 같은 액체 바인더에 부유시키고, 형광체/바인더를 몰드의 인덴테이션들에 투여함으로써 수행된다. 그리고나서, 서브마운트 웨이퍼 상에 장착된 청색 LED들이 몰드와 접합되어, 각 청색 LED가 인덴테이션 내에서 형광체/바인더 재료에 담가진다. 그리고나서, 형광체/바인더가 경화되고, 그리고나서 서브바운트 웨이퍼가 몰드로부터 분리된다. 양호하게는, 웨이퍼를 파퓰레이팅하는 모든 청색 LED들은 동일한 빈으로부터 선택되어, 모든 LED 다이들에 대해 형광체/바인더 및/또는 몰드 인덴테이션들이 동일하다.

또 하나의 실시예에서, LED 다이들의 최상부에 고정된 형광체 플레이트들은 LED 빈에 기초하여 맞춰진다.

투명한 렌즈가 다이/형광체 위에 몰딩되어 광 추출을 개선하고 LED를 보호할 수 있다.

도 1은 LED 백색광 백라이트를 구비하는 종래 LCD의 개략도이다.
도 2는 청색 LED 다이 및 적색 및 녹색 광 성분들을 추가하는 형광체 층을 이용하는 하나의 타입의 백색광 LED의 단면도이다.
도 3은 LCD의 측정된 청색, 녹색 및 적색 광 출력과 함께 종래 LCD에서의 RGB 필터 특성들의 그래프로서, 측정된 광 출력이 RGB 필터 특성들과 매칭되지 않는다는 것을 보여주고 있고, 더 짧은 파장 청색광이 더 긴 파장 청색광보다 더 많이 감쇠된다는 것을 보여주고 있다.
도 4는 표준 CIE u'v' 색도 차트의 v' 성분 대 청색 파장의 변경의 그래프이다.
도 5는 2개의 상이한 백색광 LED들의 상이한 출력 스펙트럼 분포들의 그래프이고, 여기에서 화이트 포인트들은 상이하지만 LCD의 컬러 출력은 백라이트의 LED들 중 어느 하나를 이용하여 동일하다.
도 6은 LCD 층들 및 백색광 LED 백라이트를 포함하는 LCD의 단면도로서, 백색광 LED들은 LCD 층들 바로 뒤에 어레이로 배열된다.
도 7은 LCD 층들 및 백색광 LED 백라이트를 포함하는 LCD의 단면도로서, 백색광 LED들은 광 가이드의 에지에 결합되어 백라이트를 형성한다.
도 8a-8c는 청색 LED 다이 위에 맞춰진 형광체 층을 몰딩하고, 이어서 다이 및 형광체 위에 투명한 렌즈를 몰딩하기 위한 2-단계 오버몰딩 프로세스를 예시하고 있다.
도 9a 및 9b는 청색 LED 다이 위에 맞춰진 형광체 플레이트를 고정한 후 다이 및 형광체 위에 투명한 렌즈를 몰딩하는 것을 예시하고 있다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 백색광 LED들을 이용하여 LCD를 생성하는데 이용되는 다양한 단계들을 식별하는 플로우차트이다.
동일하거나 등가인 구성요소들은 동일한 숫자로 라벨링된다.

본 발명은 본 양수인에 의해 제조된 AlInGaN 청색 LED들과 같은 종래의 청색 LED 다이들을 이용할 수 있다. 플립-칩 LED 다이는 여기에서 단순성을 위해 예들에 이용된다. 청색 LED 다이는 성장 기판이 제거된 상태에서, 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.

LED들을 형성하는 예들은 양쪽 모두 Philips Lumileds Lighting에 양도되고 참고로 첨부된 미국특허 제6,649,440호 및 제6,274,399호에 기재되어 있다.

LCD들을 위한 백라이트들에 이용하기 위한 청색 LED들은 대략 440nm의 지배 파장을 가지려는 것이다. 그러나, LED 제조 프로세스들의 본질적인 특성으로 인해, 지배 파장들은 통상적으로 약 420-460nm의 범위이다. 청색 LED 다이들은 에너지 공급되어 측정 디바이스에 의해 각 LED의 지배 파장을 결정하도록 테스트된다. 그리고나서, 다이들은, 물리적으로 또는 테스트 후에 웨이퍼 상의 LED 다이의 로케이션을 메모리에 저장함으로써 비닝된다. 각 빈은 빈의 지정된 지배 파장의 약 2-4nm 내의 지배 파장을 가지는 다이들만을 포함할 수 있다.

용어 "지배 파장"은 사람의 눈에 의해 감지되는 단일 파장을 지칭하고, 광원과 동일한 외관(apparent) 컬러를 가지는 단색광의 파장으로서 정의된다. 단일 파장("X"nm)의 컬러가 주어진 LED의 컬러와 구별불가능한 경우, 그 LED는 "X"의 지배 파장을 가지고 있다.

청색 LED들을 비닝하는 또 하나의 방법은 그 피크 파장을 측정하는 것이다. 피크 파장은 광원의 라디오메트릭(radiometric) 방출 스펙트럼이 최대에 도달하는 단일 파장으로 정의된다. 이것은 사람 눈에 의한 광원의 감지된 방출을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 지배 파장이 본 예들에 이용될 것이지만, 지배 파장 또는 피크 파장 중 어느 하나가 청색 LED들을 비닝하는데 이용될 수 있다.

백색 LED 백라이트와 이용하기 위한 특정 LCD의 감쇠 대 파장 특성들은 넓은 스펙트럼 광원을 LCD층들의 뒤쪽에 공급한 후 상이한 파장들에서 LCD로부터의 광 출력을 측정함으로써 결정된다.

도 3은 특정 LCD에서 RGB 컬러 필터들(굵은 선들)의 광 감쇠 특성들의 단순화된 도시이다. 상대 필터 특성들은 유지되는 동안에, 적색 필터의 피크 적색 출력이 1.0으로 설정되도록 크기들이 정규화된다. 이상적으로는, 필터들은 좁은 대역에 걸쳐 일정한 감쇠를 제공한 후 급격하게 하강한다. 그러나, 실제 LCD에서, 필터 특성들은 매우 파장 의존적이다.

그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 청색 필터 라인(50)은 440nm의 파장에서 청색광의 최소 감쇠를 제공하고, 점선 녹색 필터 라인(52)은 520nm의 파장에서 녹색광의 최소 감쇠를 제공하며, 적색 필터 라인(54)은 거의 평평하다. 이상적으로는, 청색 필터를 통한 청색광의 양은 청색 LED 다이들의 지배 파장들의 전체 범위에 걸쳐 일정하지만, 실제로는 그렇게 적용되지 않는다.

도 4는 도 3과 일관되는 청색광 범위에 걸친 LCD 감쇠의 특성들을 예시하고 있다. 도 4에서, LCD에 인가된 광 컬러로부터 LCD로부터의 광 컬러 출력으로의 v'의 변경은 특정 LCD에 대한 파장에 대해 플로팅되고, 여기에서 v'는 표준 CIE 색도 다이어그램 상의 y-축 값이다. 표준 CIE 다이어그램은 u' 및 v' 값들의 교차점들에서 대응하는 컬러들을 보여준다. 이상적으로는, LCD 층들에 의해 야기된 v' 변경은 모든 파장들에 걸쳐 평평할 것이다. 더 짧은 청색 파장들에서 v' 값들의 더 큰 변경은 LCD에 의한 더 큰 감쇠, 및 청색으로부터 이격된 CIE 색도 다이어그램 상의 컬러에서의 "윗방향으로의"시프트에 상관된다.

다시 도 3을 참조하면, 각 파장에 대한 측정된 LCD 광 출력은 더 좁은 선들(56, 58 및 60)에 의해 도시되어 있다. 이러한 측정은 넓은 스펙트럼 광원으로 LCD 층들을 백라이팅하고, 단일 컬러(적색, 녹색, 또는 청색)의 픽셀들만을 완전하게 턴온하며, 그리고나서 광학 측정 장비를 이용하여 그 단일 컬러에 대해 광 휘도 대 파장을 측정함으로써 수행될 수 있다. 녹색광 출력 라인(58)은 녹색 필터 라인(52)으로 스케일링되지만, 청색광 출력 라인(56), 녹색광 출력 라인(58), 및 적색광 출력 라인(60)의 상대 크기들은 유지된다. 측정된 청색광 출력 라인(56)은 파장이 더 짧게 됨에 따라 청색 필터 라인(50)으로부터 더 벗어나도록 도시되어 있다. 녹색광 출력 라인(58)은 녹색 필터의 특성들과 매칭한다. 적색광 출력 라인(60)은 LCD 층들에 의해 다소 감쇠되지만, 적색광 출력이 평평하므로, 적색 범위에 걸쳐 LCD 층들에 의한 감쇠는 파장에 크게 민감하지 않다.

LCD 층들의 감쇠 대 파장 특성들로 인해, LCD의 화이트 포인트(들)는 모든 적색, 녹색 및 청색 픽셀들이 동시에 턴온되는 경우에, 백라이트의 화이트 포인트(들)와 동일하지 않을 것이다.

수직 점선들(64-68)은 지배 파장들 또는 피크 파장들 중 어느 하나를 측정함으로써 결정된 청색 LED 다이들의 5개의 상이한 빈들의 중심 파장들을 나타낸다. 도 3으로부터 볼 수 있는 바와 같이, LCD는 빈(68)과 연관된 청색광보다 빈(64)과 연관된 청색광을 훨씬 더 많이 감쇠시킨다. 이는, 청색 LED들의 모든 빈들에 대해 동일한 양의 청색광이 형광체 층을 통해 누설되었다면, 빈(64)으로부터 LED에 의해 조명될 때 LCD에 의한 관찰된 청색광 출력은 빈(68)으로부터 LED에 의해 조명될 때의 청색광 출력보다 덜 밝을 것이라는 것을 의미한다. 백라이트는 백라이트의 전체 출력 표면에 걸쳐 다양한 백색광 LED들로부터의 모든 광을 동질적으로 믹싱하지 않으므로, 이것은 LCD의 청색광 출력이 LCD의 표면에 걸쳐 가변되도록 유발할 것이다. 에지-리트 백라이트에 대해, 이것은 LED들이 로케이팅되고 광이 완전화게 믹싱되지 않는 백라이트의 에지들 근처에서 특히 사실이다. LED들이 LCD의 후방에서 직접적으로 분산되는 믹싱 박스 시스템에 대해, 컬러 불-균일성은 각 LED에 인접한 완전한 스크린에 걸쳐 발생할 것이다.

LCD 층들의 감쇠 대 파장 특성들을 보상하기 위해, 청색 LED들에 걸친 형광체 층은 각 청색 LED 빈에 맞춰져, 더 짧은 파장 빈들에 대해 더 많은 청색광이 누설되게 할 수 있다. 형광체 층에 의해 제공된 백색광의 적색 및 녹색 광 성분들은 거의 영향을 받지 않을 것이다. 그러므로, 빈(64)으로부터 짧은 파장 청색 LED들을 이용하여 형성된 백색광 LED들은, 빈들(65-68)로부터 더 긴 파장 청색 LED들을 이용하여 형성된 백색광 LED들에 비해 더 많은 청색광이 누설되므로, 사람 눈에 더 푸르게 보일 것이다. 빈(68)으로부터 청색 LED 다이들을 이용하여 형성된 LED들로부터의 백색광은 빈들(64-67)로부터의 모든 다른 백색광 LED들 중 가장 적게 푸르게 보일 것이다.

청색광 누설을 조정하는 것은 바인더에서 형광체 입자 밀도를 변경하거나 형광체 층을 더 얇게 만드는 것에 의해 달성될 수 있다.

도 5는 2개의 상이한 백색광 LED들로부터의 백색광 방출들을 플로팅하는 그래프로서, 형광체층은 청색광 누설의 양을 조정하도록 맞춰졌다. 백색광은 LCD를 통과하지 않았다. 커브(72)는 더 짧은 지배 또는 피크 파장 청색 LED를 이용하는 백색광 LED에 대한 다양한 파장들에서의 방출된 광의 상대 휘도를 보여주고 있다. 커브(74)는 더 긴 파장 청색 LED를 이용하는 백색광 LED에 대한 다양한 파장들에서 방출된 광의 상대 휘도를 보여주고 있다. 이들 백색광 LED들이 LCD를 백라이팅하는데 이용되었다면, 커브(72)를 생성하는 LED의 화이트 포인트가 백라이트의 출력에서 더 푸르게 보일 것이지만, LCD의 화이트 포인트(모든 픽셀들)는 양쪽 LED들에 대해 정확하게 동일할 것이다. 양쪽 청색 LED들 상의 형광체 층들은 동일한 녹색 및 적색광 성분들을 생성하므로, 도 5에서 백색광 LED들의 녹색 및 적색 광 출력은 동일하다는 점에 유의하라.

그러므로, 본 발명을 이용함으로써, 상이한 빈들로부터 청색 LED들을 이용하여 형성된 백색광 LED들로 파퓰레이팅된 백라이트는 그 표면에 걸쳐 불균일한 화이트 포인트를 가질 것이다.

각 백라이트가 모두 동일한 빈으로부터의 청색 LED들을 이용하여 백색광 LED들로만 파퓰레이팅되는 경우, 전체 백라이트에 걸친 화이트 포인트는 거의 균일할 것이다. 그 경우에 본 발명의 이점은, 백라이트들을 파퓰레이팅하는데 LED들의 어느 빈이 이용되었든지 간에, LCD들의 출력 컬러가 LCD별로 일관될 것이라는 점이다.

도 6은 반사형 백라이트 믹싱 박스(78)의 기저부에 장착된, 도 5에 표현된 LED들과 같은 보상된 백색광 LED들(76)을 예시하고 있다. LED들(76)을 형성하는데 이용되는 청색 LED 다이들은 다양한 빈들로부터인 것으로 추정되므로, LED들(76)의 화이트 포인트들은 상이할 것이다. 확산기(80)는 LED들(76)로부터의 광을 추가적으로 믹싱한다. LED 광은 백라이트(LED들(76), 박스(78) 및 확산기(80)를 포함함)에서 다소 믹싱되지만, 백라이트로부터의 방출은 LED들(76)로부터의 상이한 화이트 포인트들로 인해 백라이트 표면에 걸쳐 균일하지 않다. 그러나, LCD 층들(82)의 컬러 출력은 적색 및 녹색 형광체 층(들)의 맞춤으로 인해 청색 파장 범위에서 LCD에 걸쳐 거의 균일할 것이다. YAG 황색-녹색 형광체 층이 대신 이용될 수 있고, 여기에서 형광체 층은 청색광 누설의 양을 조정하도록 상기 설명된 바와 같이 맞춰진다. LCD 층들(82)은 도 1에 도시된 것들과 동일할 수 있다.

백라이트 재료들 자체는 청색 파장들을 상이한 정도들까지 감쇠시킬 수 있으므로, 백라이트 재료들에 의한 청색광 감쇠는 형광체 층을 맞출 때 고려되어야만 된다.

도 7은 예를 들면 PMMA 재료로 형성된 광 가이드 백라이트(84)를 이용하는 또 하나의 LCD 타입을 예시하고 있다. LCD 층들(82)의 후방 표면을 조명하기 위해 광을 위쪽으로 균일하게 반사하도록 백라이트의 기저부 표면 상에 프리즘들 또는 러프닝(roughening)이 있을 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, LED 광이 백라이트(84)에서 다소 믹싱되더라도, 백라이트(84)로부터의 방출은 특히, LED들(76)의 근처의 백라이트의 에지들에서, LED들(76)로부터의 상이한 화이트 포인트들로 인해 백라이트 표면에 걸쳐 여전히 균일하지 않을 것이다. 그러나, LCD 층들(82)의 컬러 출력은 적색 및 녹색(또는 YAG) 형광체 층(들)의 맞춤으로 인해 청색 파장 범위에서 LCD에 걸쳐 거의 균일할 것이다. PMMA에 의한 청색광의 감쇠는 파장에 따라 가변되므로, 형광체 층을 맞출 때 이러한 청색광 감쇠 특성이 고려되어야 된다.

도 8a-8c는 청색 LED 다이 위에 맞춰진 형광체 층을 형성하기 위한 하나의 방법을 예시하고 있다. 도 8a에서, 서브마운트 웨이퍼(86)는 그 위에, 양호하게는 동일한 빈으로부터 청색 LED 다이들(88)의 어레이를 장착한다. 웨이퍼(86) 상에 장착된 100개 이상의 LED들이 있을 수 있다. 서브마운트 웨이퍼(86)는 세라믹일 수 있고, 금속 패드들/리드들이 LED 다이들(88)의 각각에 본딩된다.

몰드(90)는 각 LED 다이(88) 위에 형광체 층의 원하는 형태에 대응하는 인덴테이션들(91)을 가지고 있다. 몰드(90)는 양호하는 금속으로 형성된다. 매우 얇은 비-스틱(non-stick) 막은 해제 층으로서 몰드(90) 위에 배치되거나, 몰드(90)는 원하는 경우에 비-스틱 표면층을 가질 수 있다.

몰드 인덴테이션들(91)은 실리콘 바인더(94) 내에서 적색 및 녹색 형광체 입자들(92)의 열-경화가능한 혼합물로 채워진다. 실리콘은 AlInGaN LED로부터 광 추출을 크게 개선하도록 충분히 높은 굴절율(예를 들면, 1.76)을 가진다. 형광체 입자들(92)의 밀도 및/또는 형광체 층의 두께는 이전에 설명된 바와 같이, 이용된 LED 다이들의 특정 빈에 대해 적절한 양의 청색광이 누설되게 할 수 있도록 선택된다.

웨이퍼(86) 및 몰드(90)는 접합되어, 진공 시일(vacuum seal)이 웨이퍼(86)의 주변부와 몰드(90) 사이에 생성된다. 그러므로, 각 LED 다이(88)는 형광체 혼합물에 삽입되고, 혼합물은 압축 하에 있다.

그리고나서, 몰드(90)는 바인더 재료를 경화시킬 시간동안 약 섭씨 150도(또는 다른 적합한 온도)로 가열된다.

그리고나서, 웨이퍼(86)는 몰드(90)로부터 분리된다. 그리고나서, 바인더 재료는 열 또는 UV 광에 의해 추가적으로 경화될 수 있다.

그리고나서, 도 8b에서, 맞춰진 형광체 층(95)을 가지는 각 LED들 위에 투명한 실리콘 렌즈가 몰딩된다. 몰드(96)의 인덴션들은 액체 또는 연화된 실리콘(98)으로 채워지고, 웨이퍼(86) 및 몰드(96)는 이전에 설명된 바와 같이 접합된다. 그리고나서, 실리콘(98)이 경화되고, 웨이퍼(86) 및 몰드가 분리되어 도 8c에 도시된 구조를 생성하며, 여기에서 투명 렌즈(100)가 LED 다이들 및 형광체 층들의 각각 위에 형성된다. 그리고나서, 서브마운트 웨이퍼(86)가 다이싱되어(예를 들면, 점선(102)을 따라) 백색광 LED들을 분리한다. 그리고나서, 백색광 LED 서브마운트들은 도 2에 도시된 바와 같이 백라이트에 이용하기 위해 다른 백색광 LED들과 함께, 회로 보드 상에 장착될 수 있다.

형광체 및 렌즈들을 몰딩하는 것에 관한 추가 세부사항들은, 여기에 참고로 첨부되고 발명의 명칭이 LED with Phosphor Tile and Overmolded Phosphor in Lens인 Gerd Mueller 등에 의한 미국특허공보 20080048200에서 찾을 수 있다.

도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 형광체 층을 몰딩하는 대신에, 형광체 층은 플레이트들(103)로서 수행되고 도 2에 도시된 구조와 유사하게, 실리콘의 얇은 층을 이용하여 LED 다이(88)의 최상부 표면에 고정될 수 있다. 플레이트들(103)의 두께 및/또는 형광체 입자들의 밀도는 청색 LED 다이들의 각 빈에 대해 맞춰져 원하는 양의 청색광을 누설한다. 세라믹 형광체의 시트를 형성하는 하나의 방법은 열 및 압력을 이용하여 형광체 파우더의 그레인들을 소결하는 것이다. 플레이트를 통과하는 청색 LED 광의 비율은 형광체의 밀도 및 플레이트의 두께에 의존되고, 이는 정확하게 제어될 수 있다. 얇은 시트의 형광체를 형성하는 또 하나의 방법은 얇은 시트에 형광체의 슬러리를 형성하고 그 슬러리를 건조하는 것이다. 그러한 세라믹 형광체 플레이트들을 형성하는 것은 여기에 참고로 첨부되고 발명의 명칭이 Luminescent Ceramic for a Light Emitting Diode인 Gerd Mueller 등에 의한 미국특허공보 20050269582에 기재되어 있다.

그리고나서, 렌즈(100)가 도 8b 및 c에 대해 설명된 동일한 프로세스를 이용하여 LED 다이 및 형광체 플레이트 위에 몰딩된다.

투명한 렌즈는 광 추출을 개선하고 LED 및 형광체를 보호한다.

도 10은 본 발명의 하나의 실시예에서 다양한 단계들을 도시하는 플로우차트이다.

단계 111에서, 표시 시스템에서 LCD 층들의 감쇠 대 청색광 파장 특성들 및 백라이트 재료들이 결정된다. 백라이트에 의한 무시가능한 감쇠가 존재하는 경우, 백라이트 특성들은 무시될 수 있다.

단계 112에서, 청색 LED 다이들의 지배 파장들이 측정되고, LED들은 그 지배 파장에 따라 비닝된다.

단계 113에서, 각 청색 LED 다이 빈에 대해 청색 LED 다이들 위의 적색/녹색 형광체 층의 필요한 특성들(예를 들면, 밀도, 두께, 비율)은 균일한 LCD 출력 컬러를 달성하는데 필요한 LED들로부터의 백색광 출력을 생성하기 위해 결정되고, LCD 층들의 감쇠 대 청색 파장 특성들 및 백라이트 재료들을 고려한다. 이러한 결정은 시뮬레이션 알고리즘을 이용하거나 경험적 방법들에 의해 수행될 수 있다.

단계 114에서, 빈과 연관된 맞춰진 적색 및 녹색 형광체 층(또는 YAG 층)이 그 빈에서 청색 LED 다이들 위에 제공된다. 이것은 맞춰진 형광체 플레이트를 LED 다이 위에 고정시키거나(단계 115), 또는 LED 다이 위에 맞춰진 형광체 층을 몰딩하거나(단계 116), 또는 일부 다른 기술에 의해 수행될 수 있다.

단계 117에서, 선택적인 투명 렌즈가 다이 및 형광체 위에 몰딩되어 광 추출을 개선하고 LED 및 형광체를 보호한다.

단계 118에서, 결과적인 백색광 LED들은 백라이트에서 컬러 LCD가 각 LCD에 걸쳐 균일한 적색, 녹색 및 청색 출력을 달성하고 LCD별로 균일한 컬러를 달성하는데 이용된다.

전형적인 LCD는 더 긴 파장 청색광보다 더 짧은 파장 청색광을 더 많이 감쇠시키지만, 본 발명은 비-평평한 청색광 파장 대 감쇠 특성들을 가지는 LCD 들에 광범위하게 적용된다.

본 발명의 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 기술분야의 숙련자들에게는, 그 더 넓은 양태들에서 본 발명에서 벗어나지 않고서도 변경들 및 변형들이 만들어질 수 있다는 것은 자명하고, 따라서 첨부된 청구항들은 그 범주 내에 본 발명의 진실한 사상 및 범주에 드는 모든 그러한 변경들 및 변형들을 포함하는 것이다.

Claims (15)

1. 백색광을 방출하는 발광 다이오드들(LED)을 이용하여 액정 표시(LCD) 시스템을 형성하기 위한 방법으로서,
   컬러 표시 시스템을 형성하는데 이용되는 적어도 LCD 층들의 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 결정하는 단계 - 더 짧은 청색 파장 광은 가시 파장들의 범위 내에서 LCD 층들에 의해 더 긴 청색 파장 광과는 상이하게 감쇠됨 -;
   청색 LED 다이들의 지배적인 파장 또는 피크 파장을 측정하는 단계;
   상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 층들을 제공하는 단계 - 상기 형광체 층들은 상기 청색 LED 다이들로부터 방출된 청색광이 상기 형광체 층들을 통해 누설될 수 있도록 하고, 형광체 층을 통한 청색광 누설의 양은 형광체 층들의 특성들을 조정함으로써 제어되며, 청색 LED 다이 위의 형광체 층을 통한 청색광 누설의 양은 상기 청색 LED 다이의 지배 또는 피크 파장에 대응하고, 제1 지배 또는 피크 파장을 가지는 제1 청색 LED 다이에 대한 상기 형광체 층은, 상기 LCD 층들의 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 적어도 부분적으로 상쇄하기 위해, 실질적으로 상이한 지배 또는 피크 파장을 가지는 제2 청색 LED 다이에 대한 형광체 층에 비해 더 많은 청색광이 누설될 수 있도록 맞춰지며, 형광체 층을 통해 누설되는 청색광 및 상기 형광체 층에 의해 생성된 광의 조합에 의해 방출된 광은 상기 형광체 층을 통해 누설된 청색광의 양에 적어도 부분적으로 의존하는 화이트 포인트를 가지는 백색광이고, 연관된 형광체 층들을 가지는 청색 LED 다이들은 백색광 LED들임 -; 및
   상기 LCD 층들을 조명하기 위해 백라이트에 대한 광원으로서 상기 백색광 LED들 중 적어도 하나를 제공하는 단계
   를 포함하고,
   상기 형광체 층들의 특성들을 조정하는 것은,
   상기 형광체 층들 내의 형광체 입자들의 밀도를 조정하는 것 - 형광체 입자들의 더 낮은 밀도는 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -; 및
   상기 형광체 층들의 두께를 조정하는 것 - 더 얇은 형광체 층은 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -
   중 적어도 하나를 포함하는, 액정 표시 시스템 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 백색광 LED를 상기 백라이트에 결합시키는 단계를 더 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 LCD 층들을 조명하기 위해 상기 백라이트를 상기 LCD 층들에 결합시키는 단계를 더 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 백라이트에 대한 광원으로서 백색광 LED들 중 적어도 하나를 제공하는 단계는 상기 광원으로서 상기 복수의 백색광 LED를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 백라이트에 대한 광원으로서 제공된 복수의 LED 내의 백색광 LED들은 상이한 화이트 포인트들을 가지는 액정 표시 시스템 형성 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 형광체 층들은 적색 및 녹색 형광체 입자들을 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 층들을 제공하는 단계는 상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 층들을 몰딩하는 단계를 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 층들을 제공하는 단계는 상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 플레이트들을 고정하는 단계를 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 백색광 LED를 상기 백라이트에 결합시키는 단계;
    상기 LCD 층들을 조명하기 위해 상기 백라이트를 상기 LCD 층들에 결합시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 백색광 LED에 에너지 공급하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 시스템 형성 방법.
11. 라이팅 시스템으로서,
    복수의 백색광, 발광 다이오드들(LEDs) - 각각의 백색광 LED는 청색광을 방출하는 LED 다이 및 상기 LED 다이 위의 형광체 층을 포함하고, 상기 형광체 층을 통해 누설되는 청색광과 상기 형광체 층에 의해 생성된 광의 조합에 의해 방출된 광은 상기 형광체 층을 통해 누설된 청색광의 양에 적어도 부분적으로 의존하는 화이트 포인트를 가지는 백색광임 -; 및
    상기 백색광 LED들 및 광 믹싱 디바이스를 포함하는 백라이트 - 상기 백라이트는 액정 표시(LCD) 층들을 백라이팅하기 위해 설계되고 상기 LCD 층들은 비-평평한(non-flat) 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 가지고 있으며 더 짧은 청색 파장 광은 가시 파장들의 범위 내에서 상기 LCD 층들에 의해 더 긴 청색 파장 광과는 상이하게 감쇠됨 -
    를 포함하고,
    LED 다이 위의 상기 형광체 층을 통한 청색광 누설의 양은 상기 LED 다이의 지배 또는 피크 파장에 실질적으로 대응하고, 제1 지배 또는 피크 파장을 가지는 제1 LED 다이에 대한 상기 형광체 층은, 상기 LCD 층들의 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 적어도 부분적으로 상쇄하기 위해, 실질적으로 상이한 지배 또는 피크 파장을 가지는 제2 LED 다이에 대한 형광체 층에 비해 더 많은 청색광이 누설될 수 있도록 하고,
    상기 제1 LED 다이 및 상기 제2 LED 다이에 대한 상기 형광체 층들은,
    상기 형광체 층들 내의 형광체 입자들의 밀도 - 형광체 입자들의 더 낮은 밀도는 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -; 및
    상기 형광체 층들의 두께 - 더 얇은 형광체 층은 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -
    중 적어도 하나에 있어서 서로와 상이한, 라이팅 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 백라이트에 결합된 상기 LCD 층들을 더 포함하는 라이팅 시스템.
13. 컬러 액정 표시(LCD) 시스템에 대한 백라이트로서,
    상기 백라이트는,
    컬러 표시 시스템을 형성하는데 이용되는 적어도 LCD 층들의 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 결정하고 - 더 짧은 청색 파장 광은 가시 파장들의 범위 내에서 LCD 층들에 의해 더 긴 청색 파장 광과는 상이하게 감쇠됨 -;
    청색 LED 다이들의 지배 또는 피크 파장들을 측정하고;
    상기 청색 LED 다이들 위에 형광체 층들을 제공하고 - 상기 형광체 층들은 상기 청색 LED 다이들로부터 방출된 청색광이 상기 형광체 층들을 통해 누설될 수 있도록 하고, 형광체 층을 통한 청색광 누설의 양은 형광체 층들의 특성들을 조정함으로써 제어되며, 청색 LED 다이 위의 형광체 층을 통한 청색광 누설의 양은 상기 청색 LED 다이의 지배 또는 피크 파장에 대응하고, 제1 지배 또는 피크 파장을 가지는 제1 청색 LED 다이에 대한 상기 형광체 층은, 상기 LCD 층들의 청색광 파장에 대한 청색광의 감쇠 특성들을 적어도 부분적으로 상쇄하기 위해, 실질적으로 상이한 지배 또는 피크 파장을 가지는 제2 청색 LED 다이에 대한 형광체 층에 비해 더 많은 청색광이 누설될 수 있도록 맞춰지며, 형광체 층을 통해 누설되는 청색광 및 상기 형광체 층에 의해 생성된 광의 조합에 의해 방출된 광은 상기 형광체 층을 통해 누설된 청색광의 양에 적어도 부분적으로 의존하는 화이트 포인트를 가지는 백색광이고, 연관된 형광체 층들을 가지는 청색 LED 다이들은 백색광 LED들임 -; 및
    상기 LCD 층들을 조명하는 백라이트를 형성하도록 복수의 상기 백색광 LED를 광 믹싱 디바이스에 결합시키는
    프로세스를 이용하여 형성되고,
    상기 형광체 층들의 특성들을 조정하는 것은,
    상기 형광체 층들 내의 형광체 입자들의 밀도를 조정하는 것 - 형광체 입자들의 더 낮은 밀도는 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -; 및
    상기 형광체 층들의 두께를 조정하는 것 - 더 얇은 형광체 층은 더 많은 청색광이 형광체 층을 통해 누설될 수 있도록 함 -
    중 적어도 하나를 포함하는, 백라이트.
14. 제13항에 있어서, 상기 광 믹싱 디바이스에 결합된 상기 복수의 LED 내의 백색광 LED들은 상이한 화이트 포인트들을 가지는 백라이트.
15. 제13항에 있어서, 상기 형광체 층들은 적색 및 녹색 형광체 입자들을 포함하는 백라이트.

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