JP4332539B2 - バックライトユニットとこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトユニットとこれを含む液晶表示装置に関し、より詳細には、点光源が効率的に配置されるバックライトユニットとこれを含む液晶表示装置に関する。

最近従来のＣＲＴの代替として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等の平板表示装置が多く開発されている。
この中、液晶表示装置は、薄膜トランジスター基板、カラーフィルター基板、そして両基板の間に液晶が注入される液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルは、非発光素子であるため、薄膜トランジスター基板の後面には光を供給するためのバックライトユニットが配置される。バックライトユニットから照射された光は、液晶の配列状態により、透過量が調整される。液晶表示パネル及びバックライトユニットはシャーシ内に収容される。

バックライトユニットは、光源の位置によりエッジ型と直下型に区分される。エッジ型は、導光板の側面に光源が設置される構造で、主にラップトップ型及びデスクトップコンピュータのような比較的に大きさが小さい液晶表示装置に適用される。このようなエッジ型バックライトユニットは、光の均一性が良く、耐久寿命も長く、液晶表示装置の薄形化に有利である。

直下型は、液晶表示装置の大きさが大型化されながら、重点的に開発された構造であり、液晶表示パネルの下部面に一つ以上の光源を配置させて、液晶表示パネルに全面的に光を供給する構造である。このような直下型バックライトユニットは、エッジ型バックライトユニットに比べて、多数の光源を利用でき、高い輝度を確保できる長所がある反面、輝度が均一でない短所がある。

直下型バックライトユニットの光源として、ランプのような線光源でない点光源であり、輝度が高くて色の再現性が優秀なＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）が注目されている。ＬＥＤは、通常ＬＥＤ回路基板に一列で装着され、ＬＥＤ回路基板は、液晶表示パネル背面に複数のＬＥＤが互いに平行に配置される。
ところが、このような配置では、ＬＥＤ回路基板上部の輝度が強くなり、ＬＥＤ回路基板の間は輝度が弱くなって、液晶表示パネルの輝度が不均一になる問題が生じる。

本発明の第１の目的は、点光源が効率的に配置されるバックライトユニットを提供することである。
本発明の第２の目的は、点光源が効率的に配置される液晶表示装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、液晶表示装置において、点光源を効率的に配置する方法を提供することである。

前記本発明の目的は、液晶表示パネルに光を提供するバックライトユニットにおいて、基板と前記基板上の複数の点光源を含んで、前記点光源が配置される正六角形の白色光供給面光源基本単位が連続配置されており、前記面光源基本単位には互いに異なる波長の光を発生させる少なくとも２以上の点光源が配置され、前記面光源基本単位における対向する二辺の間の距離は、前記液晶表示パネルにおける前記点光源の光強度の有効発光距離に対応するよう設定されるバックライトユニットにより、達成される。
一実施例により、前記面光源基本単位は、前記基板上で規則的に配置され、前記面光源基本単位の各辺は隣接する前記面光源基本単位のある辺と接する。
前記面光源基本単位には、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤが配置されることを特徴とする。

一実施例により、前記点光源は、ＬＥＤであることができる。
一実施例により、前記面光源基本単位は、正六角形である内部セルを含める。
一実施例により、前記内部セルに配置される前記点光源は、同一配置形態を有するか、互いに異なる配置形態を有する。
一実施例により、前記内部セルには、白色光供給ユニットが形成される。

一実施例により、前記点光源が配置される配置平面は、長辺と短辺を有する長方形の形態であり、前記内部セルは前記配置平面全面に配置される。
一実施例により、前記面光源基本単位は、前記配置平面の長辺にかかっている長辺セル、前記配置平面の短辺にかかっている短辺セル、そして前記配置平面の角にかかっている角セルをさらに含むことができる。

一実施例により、前記配置平面の長辺は、前記内部セルの対向する二つの辺と平行を成す。
一実施例により、前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の５０％以上である前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが位置される。
一実施例により、前記配置平面の短辺は、前記内部セルの対向する二つの辺と平行を成す。

一実施例により、前記配置平面の長辺の長さは、前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離の１／２の整数倍と前記セル距離の１０乃至４０%の合計で表示される。
一実施例により、前記短辺セルは、前記白色光供給ユニットが配置される第１短辺セルと、前記白色光供給ユニットが配置されない第２短辺セルを含み、前記第１短辺セルと前記第２短辺セルは、前記配置平面の短辺に交互にかかっていることができる。

一実施例により、前記配置平面の一対の長辺は、各々同一行に配置される前記長辺セルにかかって、前記長辺セルの面積は、前記内部セル面積の６０％以上でありうる。
一実施例により、前記長辺セルに前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記角セルの中、面積が前記内部セル面積の２０％以上である前記角セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。

一実施例により、前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の３０％以上である前記短辺セルと前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の５０％以上である前記短辺セルと前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記白色光供給ユニットは、一対の緑色ＬＥＤを含み、前記一対の緑色ＬＥＤは、前記配置平面の長辺方向に配置される。

一実施例により、前記白色光供給ユニットは、一対の赤色ＬＥＤを含み、前記一対の赤色ＬＥＤは、前記配置平面の長辺方向に配置される。
前記本発明の第２の目的は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に形成される基板と、前記基板上の複数の点光源を含み、前記点光源が配置される正六角形の白色光供給面光源基本単位が連続配置される液晶表示装置により達成される。

一実施例により、前記面光源基本単位は、前記基板上で規則的に配置され、前記面光源基本単位の各辺は、隣接する前記面光源基本単位のある辺―と接する。
一実施例により、前記点光源はＬＥＤでありうる。
一実施例により、前記面光源基本単位は、正六角形である内部セルを含める。
一実施例により、前記内部セルに配置される前記点光源は、同一配置形態を維持したり、互いに異なる配置形態を有する。

一実施例により、前記内部セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記配置平面は、長辺と短辺を有する長方形の形態であり、前記内部セルは、前記配置平面の全面に配置される。
一実施例により、前記面光源基本単位は、前記配置平面の長辺にかかっている長辺セル、前記配置平面の短辺にかかっている短辺セル、そして前記配置平面の角にかかっている角セルをさらに含める。

一実施例により、前記配置平面の短辺は、前記正六角形面光源基本単位の対向する二つの辺とを成す。
一実施例により、前記配置平面の長辺の長さは、前記正六角形面光源基本単位の対向する二つの辺の間の距離である面光源基本単位距離の１／２の整数倍と、前記面光源基本単位距離の１０乃至４０%の合計で表示される。

一実施例により、前記短辺セルは、前記白色光供給ユニットが配置される第１短辺セルと、前記白色光供給ユニットが配置されない第２短辺セルを含み、前記第１短辺セルと前記第２短辺セルは、前記配置平面の短辺に交互にかかっている。
一実施例により、前記配置平面の一対の長辺は、各々同一行の前記長辺セルにかかって、前記長辺セルの面積は、前記内部セル面積の６０％以上でありうる。

一実施例により、前記長辺セルに前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記角セルの中、面積が前記内部セルの面積の２０％以上である前記角セルに、白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の３０％以上である前記短辺セルと長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。

一実施例により、前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の５０％以上である前記短辺セルと前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置される。
一実施例により、前記白色光供給ユニットは、一対の緑色ＬＥＤを含み、前記一対の緑色ＬＥＤは、前記配置平面の長辺方向に配置される。
一実施例により、前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離は、前記点光源の有効発光の長さに対応できる。

一実施例により、前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離は、前記点光源の有効発光の長さの９０乃至１１０%でありうる。
一実施例により、前記各点光源の有効発光の長さは、実質的に同一であることもありうる。
一実施例により、前記基板は、バー型で複数に備えられ、均一間隔で平行配置される。

一実施例により、前記白色光供給ユニットは、前記基板に一定間隔に配置される。
一実施例により、隣接した前記基板に配置される前記白色光ユニットは、互いに交差配置される。
前記本発明の第３の目的は、液晶表示パネルに対応する配置平面に正六角形の面光源基本単位が連続配置されるように、点光源を配置し、前記面光源基本単位には互いに異なる波長の光を発生させる少なくとも２以上の点光源を配置することにより達成される。
前記面光源基本単位には、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤが配置されることを特徴とする。

本発明によると、ＬＥＤが効率的に配置されるバックライトユニットと、これを含む液晶表示装置が提供される。

以下、添付図を参照して、本発明をより一層詳細に説明する。
色々な実施例において同一構成要素については、同一参照番号を付け、同一構成要素については、第１実施例を代表として説明して他の実施例では省略する。
以下の実施例では、点光源としてＬＥＤを例として説明するが、本発明はＬＥＤ以外の点光源にも適用される。

本発明の第１実施例による液晶表示装置を図１乃至図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例による液晶表示装置の分解斜視図であり、図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図、図３は本発明の第１実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。
液晶表示装置１は、液晶表示パネル２０、液晶表示パネル２０の背面に順次に形成された光調節部材３０、反射板４０、ＬＥＤ回路基板５１、そしてＬＥＤ回路基板５１に実装されて反射板４０のＬＥＤ収容口４１に配置されるＬＥＤ６０を含む。

液晶表示パネル２０、光調節部材３０、ＬＥＤ回路基板５１は、上部シャーシ１０と下部シャーシ７０に収容される。
液晶表示パネル２０は、薄膜トランジスターが形成される薄膜トランジスター基板２１と薄膜トランジスター基板２１と対面しているカラーフィルター基板２２、両基板２１、２２を接合させてセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を形成するシーラント２３、両基板２１、２２とシーラント２３の間に形成される液晶層２４を含む。

第１実施例による液晶表示パネル２０は、長辺と短辺を有する長方形で形成される。液晶表示パネル２０は、液晶層２４の配列を調整して画面を形成するが、非発光素子であるため、背面に形成配置されるＬＥＤ６０から光が供給されなければならない。薄膜トランジスター基板２１の一側には、駆動信号の印加のための駆動部２５が形成される。駆動部２５は、軟性印刷回路基板（ＦＰＣ）２６、軟性印刷回路基板２６に装着される駆動チップ２７、軟性印刷回路基板２６の他側に連結される回路基板（ＰＣＢ）２８を含む。図示された駆動部２５は、ＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）方式を示しており、ＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）等、公知の他の方式も可能である。また、駆動部２５が配線形成過程で薄膜トランジスター基板２１に形成されることも可能である。

液晶表示パネル２０の背面に形成される光調節部材３０は、拡散板３１、プリズムフィルム３２及び保護フィルム３３を含む。
拡散板３１は、ベース板とベース板に形成された玉形のビードを含むコーティング層で構成される。拡散板３１は、ＬＥＤ６０から供給された光を拡散させて、輝度を均一にする。

プリズムフィルム３２には、上部面に三角柱形のプリズムが一定の配列で形成される。プリズムフィルム３２は、拡散板３１で拡散した光を上部の液晶表示パネル２０の配置平面に垂直方向に集光する役割を果たす。プリズムフィルム３２は、通常２枚が使われ、各プリズムフィルム３２に形成されたマイクロプリズムは所定の角度を成す。プリズムフィルム３２を通過した光は、ほとんど垂直に進行されて、均一な輝度分布を提供する。必要に応じて、プリズムフィルム３２と一緒に反射偏光フィルムを使用することができ、プリズムフィルム３２を使用せず反射偏光フィルムだけを使用することも可能である。

最も上部に位置する保護フィルム３３は、曲げ伸ばしなどのスクラッチに弱いプリズムフィルム３２を保護する。
ＬＥＤ６０が実装されていないＬＥＤ回路基板５１の上には、反射板４０が形成される。反射板４０には、ＬＥＤ６０の配置に対応するＬＥＤ収容口４１が形成される。ＬＥＤ収容口４１は、ＬＥＤの配置及び数に対応させて、互いに平行な６列で形成されて、各列には７個のＬＥＤ収容口４１が互いに一定の間隔をおいて形成される。ＬＥＤ収容口４１は、隣接する列の間には互いに交差配置される。

各ＬＥＤ収容口４１には、ＬＥＤ６０の白色光供給ユニット６１が配置され、ＬＥＤ収容口４１は白色光供給ユニット６１に比べて多少大きく形成される。
ＬＥＤ６０は、光を発生させるチップ６２をはじめとする大部分が、反射板４０より高く配置される。反射板４０は、下部に入射される光を反射させて、拡散板３１に供給する役割を果たす。反射板４０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）で構成されることもでき、銀やアルミニウムがコーティングされることもありうる。また反射板４０は、ＬＥＤ６０で発生する強い熱により溝が発生しないように多少厚く形成される。

ＬＥＤ回路基板５１は、板形状であり、６枚が平行に等間隔に配置される。ＬＥＤ回路基板５１は、長さ方向が液晶表示パネル２０の長辺と平行に配置される。ＬＥＤ６０では熱が多く発生するため、ＬＥＤ回路基板５１は、熱伝導率が優秀なアルミニウムを主材料として作られる。図示されていないが、熱放出を容易にするため、液晶表示装置１はヒートパイプ、放熱ピン、冷却ファンなどをさらに含むことができる。板形状のＬＥＤ回路基板５１は、液晶表示装置に合わせてその枚数を調整可能である。

ＬＥＤ６０は、ＬＥＤ回路基板５１に実装され、液晶表示パネル２０の背面全体にわたって配置される。ＬＥＤ６０は、白色光を供給する複数の白色光供給ユニット６１を含むが、第１実施例で白色光供給ユニット６１は、各々一つずつの赤色ＬＥＤ（６０ａ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）と一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）で構成される。白色光供給ユニット６１は、ＬＥＤ回路基板５１に一定間隔で配置される。

ＬＥＤ６０は、光を発光するチップ６２、チップ６２とＬＥＤ回路基板５１を連結するリード６３、リード６３を収容してチップ６２を囲んでいるプラスチックモールド６４、そしてチップ６２の上部に配置されるシリコン６５及びバルブ（ｂｕｌｂ）６６を含む。ＬＥＤ６０で発生した光の供給パターンはバルブ６６の形態に大きく影響を受けるが、第１実施例によるバルブ６６は、楕円形態を有する。バルブ６６は、ポーリメタメチルアクリルレート（ＰＭＭＡ）で構成される。

ＬＥＤ６０の全体的な配置は、図３のようになる。ＬＥＤ６０は、液晶表示パネル２０の表示領域に該当する配置平面に配置される。配置平面は、液晶表示パネル２０の形態のように長辺と短辺を有する長方形である。ＬＥＤ６０は、配置平面全体にわたって規則的に配置される。配置平面は、複数の正六角形を含む蜂の巣状で分割することができ、これにより、色々な形を有する仮想の面光源基本単位８０が形成される。面光源基本単位８０は、配置平面を隙間なく埋めている。隣接したセル間の距離であるセル距離（Ｌ１）は、ＬＥＤ６０の有効発光距離（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｌｅｎｇｔｈ）を基づいて設定されて、ＬＥＤ６０はこのような面光源基本単位８０を基づいて配置される。

以下、配置平面を蜂の巣状で分割する理由と、ＬＥＤ６０の有効発光距離を図４乃至図８を参照して説明する。
図４は位置に対するＬＥＤの光の強度の分布を、１つのＬＥＤについて１次元的に示すグラフであり、図５は位置に対するＬＥＤの光の強度の分布を、複数配列されたＬＥＤについて１次元的に示すグラフである。ＬＥＤ６０で生成された光は、液晶表示パネル２０に供給される。液晶表示パネル２０に供給された光の強度分布は、図４のようなガウス分布になる。即ち、液晶表示パネル２０の中、ＬＥＤ６０のすぐ上の部分に最も強い光が供給され、距離が遠くなるほど光の強度は弱くなる。光の強度グラフで標準偏差に該当する両地点の間の距離（Ｌ１）を有効発光距離という。有効発光距離は、ＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０の間の距離（図２のｄ１）により変化する。ＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０との間の距離ｄ１が遠くなるほど、有効発光距離は大きくなる反面、輝度は落ちる。ＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０との間の距離ｄ１は、ＬＥＤ６０の白色光供給ユニット６１を基準として求められる。有効発光距離は、発光性能、バルブ６６の形態など、ＬＥＤ６０自体の特性によっても変化する。

図５のように、同一有効発光距離を有するＬＥＤ６０を有効発光距離程度の間隔をあけて一定に配置させると、液晶表示パネル２０は位置に関わらず、一定強度の光の供給を受けることができる。
以上、図４及び図５は、１次元的であり、ＬＥＤ６０を有効発光距離と一緒に平面上に１つのＬＥＤについて図示すると、図６のようになる。即ち、一つのＬＥＤ６０で出す光は、ＬＥＤ６０を中心とし、直径が有効発光距離の円として表示することができる。

有効発光距離を考慮してＬＥＤ６０を平面上に密集して示すと、図７のようになる。隣接した円の中心間の距離は、有効発光距離に該当する。図７で示した三角形の各頂点には各々ＬＥＤ６０が形成されるようになる。
図７の配置は、円の間に空の部分が存在するため、図８に示すように全ての平面を正六角形で分割する。つまり、正六角形の中心で有効発行距離Ｌ１の円を描いた場合、正六角形の各頂点はその円弧状に位置するように、平面を分割する。よって、正六角形の中心を中心とする円は、図８の点線で示すように、互いに隣接する正六角形どうしで一部重なり合うようになり、図７のような隙間はなくなる。

正六角形の対向する二つの辺の長さ、即ち隣接する正六角形の中心間の距離は、有効発光距離に該当する。図８と同じ正六角形の中心にＬＥＤ６０を各々位置させると、液晶表示パネル２０は位置と関係なく一定強度の光の供給を受けられる。ＬＥＤ６０が白色光を発生すると、液晶表示パネル２０は均一な白色光を、ＬＥＤ６０が赤色光を発生すると、液晶表示パネル２０は均一な赤色光の供給を受ける。

ここで各正六角形内に配置されるＬＥＤ６０は、正六角形の中心に配置しなくても良い。ただ、ＬＥＤ６０の間の距離が有効発光距離に対応しなければならないため、ＬＥＤ６０は規則的に、即ち隣接したＬＥＤ６０間の距離が一定に配置されなければならない。また、ＬＥＤ６０は、赤色ＬＥＤ（６０ａ）、緑色ＬＥＤ（６０ｂ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）が各々正六角形内に配置されて、白色光を供給することもできる。この時、各色のＬＥＤ６０は、各々規則的に配置されなければならない。

図３に戻って、説明すると次のようである。
図８は、無限平面に関する図面であるが、実際の配置平面は一定の大きさを有する。第１実施例による配置平面は、長方形の形態で長さがＬ２である長辺と、長さがＬ３である短辺を有する。配置平面により、面光源基本単位８０は辺にかかっていない内部セル８１、短辺にかかっている短辺セル８２ａ、８２ｂ、長辺にかかっている長辺セル８３、そして角かかっている角セル８４ａ、８４ｂに分けられる。第１実施例による面光源基本単位８０は、内部セル８１の対向する一対の辺が配置平面の短辺と平行配置される。

内部セル８１内には白色光供給ユニット６１が配置される。内部セル８１の対向する２辺の長さがセル長さ（Ｌ１）であり、ＬＥＤ６０の有効発光距離に対応する。ＬＥＤ６０の有効発光距離とセル長さ（Ｌ１）は多少差がありうるが、例えば、セル長さ（Ｌ１）が有効発光距離の９０乃至１１０%の間であることもありうる。
白色光供給ユニット６１は、各々一つずつの赤色ＬＥＤ（６０ａ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）そして一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）で構成されるが、各ＬＥＤ６０の有効発光距離は実質的に同一であることが望ましい。各ＬＥＤ６０の有効発光距離が異なる場合、最も短い有効発光距離をセル間のセル距離に設定したり、有効発光距離の平均をセル距離（Ｌ１）にすることができる。

白色光供給ユニット６１に含まれたＬＥＤ６０の配置を見ると、一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）が長辺方向に配置される。赤色ＬＥＤ（６０ａ）と青色ＬＥＤ（６０ｃ）は、一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）の間で短辺方向に配置される。各色のＬＥＤ６０が輝度に寄与する順は、緑色ＬＥＤ（６０ｂ）、赤色ＬＥＤ（６０ａ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）である。
第１実施例では、白色光供給ユニット６１が配置されていない第２短辺セル８２ｂが長辺の両端部に配置される。従って、輝度に大きく影響を与える緑色ＬＥＤ（６０ｂ）を長辺方向で配置すると、第２短辺セル８２ｂの輝度減少を補うことができる。

両短辺にかかっている短辺セル８２ａ、８２ｂは、大きさが内部セル８１の５０％以上である第１短辺セル８２ａと、大きさが内部セル８１の５０%以下である第２短辺セル８２ｂを含む。第１短辺セル８２ａには白色光供給ユニット６１が形成され、第２短辺セル８２ｂには白色光供給ユニット６１が形成されない。各短辺に沿って第１短辺セル８２ａと第２短辺セル８２ｂは交互に配置されている。

白色光供給ユニット６１が形成されない第２短辺セル８２ｂは、輝度が低いため、第２短辺セル８２ｂの面積をなるべく減らすべきである。一方、第１短辺セル８２ａの面積は、内部セル８１の５０%より大きくべきであるが、これは面光源基本単位８０の中心に配置される白色光供給ユニット６１自体の大きさを考慮しなければならないためである。つまり、第１短辺セル８２ａの面積は、白色光供給ユニット６１の配置部分が含まれるように、内部セル８１の５０%より大きく設定する。

従って、第２短辺セル８２ｂの長辺方向への長さ（Ｌ４、Ｌ５）は、各々第１短辺セル８２ａに白色光供給ユニット６１が配置できる距離より少し大きいが望ましい。これは長辺の長さ（Ｌ２）がセル距離（Ｌ１）の半分の整数倍とセル距離（Ｌ１）の１０乃至４０%の合計で表される時に達成される。実施例で長辺の長さ（Ｌ２）は、Ｌ２=（Ｌ１／２）×１３+Ｌ１×０．３で表される。セル距離（Ｌ１）が８ｃｍで白色光供給ユニット６１の長さ（Ｌ６）が２ｃｍとすると、Ｌ４とＬ５は各々（Ｌ１×０．３）／２である１．２ｃｍとなる。第１短辺セル８２ａの長辺方向への長さ（Ｌ７）はＬ１／２+１．２である５．２ｃｍとなり、白色光供給ユニット６１が配置されるようになる。セル距離（Ｌ１）と長辺の長さ（Ｌ２）との間の適切な関係は、白色光供給ユニット６１の大きさにより調節される。

一対の長辺にかかっている長辺セル８３は、各々単一行に配置される。即ち、一つの長辺は、２行の面光源基本単位８０にかかっていないことである。各長辺セル８３には白色光供給ユニット６１が配置されるが、このために長辺セル８３の面積は内部セル８１の６０％以上であることが望ましい。
角にかかっている角セル８４ａ、８４ｂは、面積が比較的広い第１角セル８４ａと面積が比較的狭い第２角セル８４ｂを含む。第１角セル８４ａには白色光供給ユニット６１が配置されるが、第２角セル８４ｂには白色光供給ユニット６１が配置されない。

以上、第１実施例によると、ＬＥＤ６０は規則的に配置される。従って、白色光供給ユニット６１は、板型のＬＥＤ回路基板５１に一定の間隔、即ち、セル距離程度の間隔に配置されると良い。また反射板４０のＬＥＤ収容口４１も規則的に配置される。
以下では図９乃至図１５を参照して、本発明の第２実施例乃至第８実施例によるＬＥＤ配置を説明する。

図９は、第２実施例によるＬＥＤ配置を示す。第１実施例のように内部セル８１の対向する一対の辺は、配置平面の短辺と平行配置される。短辺に沿って白色光供給ユニット６１が配置される第１短辺セル８２ａと、白色光供給ユニット６１が配置されない第２短辺セル８２ｂが交互にかかっている。
第２実施例によると、ＬＥＤ６０は規則的に配置されていない。短辺に隣接した内部セル８１の白色光供給ユニット６１は短辺側に偏って配置されている。これは白色光供給ユニット６１が配置されない第２短辺セル８２ｂの輝度を補うためである。

ＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０間の距離は、ＬＥＤ６０のカラーミキシングのため、ある程度維持されなければならない。それとは逆に液晶表示装置１の厚さを薄くするため、ＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０間の間隔は制限されなければならない。このような制約によりＬＥＤ６０と液晶表示パネル２０間の距離を調節して、有効発光距離を調節することは容易ではない。また液晶表示パネル２０の大きさも調整することが容易ではない。従って、第１実施例及び第２実施例のような配置平面の大きさと有効発光距離間の関係を得ることが難しいこともあり、面光源基本単位８０の形態は、ＬＥＤ６０が規則的に配置されている第１実施例と異なることもできる。

第３実施例はこのような場合のＬＥＤ６０の配置に関する。
図１０は、第３実施例によるＬＥＤ配置を示す。第１実施例のように内部セル８１の対向する一対の辺は、配置平面の短辺と平行に配置される。短辺セル８２は短辺により、二等分されて、面積が内部セル８１の約５０%である。短辺セル８２には白色光供給ユニット６１が配置されるが、白色光供給ユニット６１は左側に偏っている。長辺セル８３も長辺により、二等分されて、面積が内部セル８１の約５０%である。長辺セル８３にも白色光供給ユニット６１が配置されるが、白色光供給ユニット６１は上側に偏っている。角セル８４も長辺と短辺により分けられて、面積が内部セルの約２５%である。角セル８４にも白色光供給ユニット６１が配置されるが、白色光供給ユニット６１は左上側に偏っている。つまり、短辺セル８２、長辺セル８３、角セル８４の各辺にかかるセル内の白色光供給ユニット６１は、各セルの内部に位置するように配置される。

第３実施例の短辺セル８２、長辺セル８３、角セル８４は、面積は第１実施例より減少されるが、全ての白色光供給ユニット６１がそのセル内に配置される。しかし、大きさに関係なく、すべての面光源基本単位８０に白色光供給ユニット６１を形成させることは効率的ではない。
白色光供給ユニット６１は、例えば、短辺セル８２と長辺セル８３のうち、面積が内部セル６１面積の３０％以上である短辺セル８２と長辺セル８３内に配置される。これとは異なって、白色光供給ユニット６１は、短辺セル８２と長辺セル８３のうち、面積が内部セル６１面積の５０％以上である短辺セル８２及び長辺セル８３内に配置され得る。

角セル８４に対しては、白色光供給ユニット６１は、例えば、面積が内部セル６１の面積の２０％以上である角セル８４に配置される。短辺セル８２と長辺セル８３は、隣接する３個の面光源基本単位８０のそれぞれから光を受ける反面、角セル８４は、隣接する２個の面光源基本単位８０のみから光を受ける。従って、角セル８４は、面積が多少小さくても白色光供給ユニット６１を形成させることが望ましい。

以上の第２実施例及び第３実施例では、ＬＥＤ６０が不規則的に配置される。具体的には、第２実施例では内部セル８１に配置される白色光供給ユニット６１が、不規則的に配置される。特に、配置平面の短辺及び長辺付近のセルでは、配置平面の短辺及び長辺にかかっているか否かに関わらず、白色光供給ユニット６１を不規則に配置する。
一方、第３実施例では、配置平面の短辺及び長辺にかかっていないセルでは、内部セル８１に配置される白色光供給ユニット６１が、規則的に配置される。しかし、短辺セル８２、長辺セル８３、角セル８４に配置される白色光供給ユニット６１まで考慮すると、白色光供給ユニット６１は不規則に配置されている。つまり、配置平面の短辺及び長辺にかかっていないセルでは、白色光供給ユニット６１が不規則的に配置される。

第２実施例及び第３実施例では、不規則なＬＥＤ６０の配置により白色光供給ユニット６１がＬＥＤ回路基板５１に不規則に配置される。また必要により、ＬＥＤ回路基板５１間の間隔も不規則に配置される。また反射板４０のＬＥＤ収容口４１もＬＥＤ６０の配置により不規則的に配置される。
第４実施例と第５実施例は、白色光供給ユニット６１の構成が第１実施例と異なる場合である。

図１１は第４実施例によるＬＥＤ配置を示す。第４実施例による白色光供給ユニット６１は、各々一つずつの赤色ＬＥＤ（６０ａ）、緑色ＬＥＤ（６０ｂ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）で構成される。白色光供給ユニット６１は、内部セル８１の中心に配置される。各ＬＥＤ６０は正三角形を形成しながら配置されており、赤色ＬＥＤ（６０ａ）及び緑色ＬＥＤ（６０ｂ）が互いに長辺方向に位置するように配置される。

図１２は、第５実施例によるＬＥＤ配置を示す。第５実施例による白色光供給ユニット６１は、一対の赤色ＬＥＤ（６０ａ）と、一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）と、一つの青色ＬＥＤ（６０ｃ）とで構成される。白色光供給ユニット６１は、内部セル８１の中心に配置される。赤色ＬＥＤ（６０ａ）及ぶ緑色ＬＥＤ（６０ｂ）は、互いに長辺方向に位置するように配置されており、青色ＬＥＤ（６０ｃ）は、中央に配置される。短辺側に比べて長辺側の方が辺の長さが長いため、白色光供給ユニット６１が配置されない第２短辺セル８２ｂが多く存在する可能性が高い。従って、第５実施例を適用することで、輝度に大きく影響を与える赤色ＬＥＤ（６０ａ）と緑色ＬＥＤ（６０ｂ）を長辺方向に配置すると、第２短辺セル８２ｂでの輝度減少を補うことができる。

第６実施例は、長辺と短辺の配置が第１実施例と異なった場合である。
図１３は、第６実施例によるＬＥＤ配置を示す。内部セル８１の対向する二つの辺は、長辺と平行に配置される。短辺に沿って、白色光供給ユニット６１が配置されている短辺セル８２がかかっている。長辺に沿って、白色光供給ユニット６１が配置される第１長辺セル８３ａと、白色光供給ユニット６１が形成されない第２長辺セル８３ｂとが交互にかかっている。白色光供給ユニット６１は、１つの赤色ＬＥＤ（６０ａ）と、１つの青色ＬＥＤ（６０ｃ）と、一対の緑色ＬＥＤ（６０ｂ）とで構成される。緑色ＬＥＤ（６０ｂ）は、短辺方向に配置されており、その間に赤色ＬＥＤ（６０ａ）と青色ＬＥＤ（６０ｃ）が配置される。輝度に大きく影響を与える緑色ＬＥＤ（６０ｂ）を短辺方向に配置すると、第２長辺セル８３ｂでの輝度減少を補える。

第６実施例のような構造でも有効発光距離と配置平面の大きさとの関係により、多様な形状の面光源基本単位８０が形成される。この時、各面光源基本単位８０の白色光供給ユニット６１の配置は、第２実施例または第３実施例を適用可能である。
第７実施例と第８実施例は、白色光供給ユニット６１が面光源基本単位８０の中心に配置されない場合である。

図１４は、第７実施例によるＬＥＤ配置を示す。白色光供給ユニット６１は、各々一つずつの赤色ＬＥＤ（６０ａ）、緑色ＬＥＤ（６０ｂ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）で構成される。
各ＬＥＤ６０は、内部セル８１に一列に配置される。また隣接するＬＥＤ６０も一列に配置されるため、板型のＬＥＤ回路基板５１を使用できる。白色光供給ユニット６１と各ＬＥＤ６０は規則的に配置される。

図１５は、第８実施例によるＬＥＤ配置を示す。白色光供給ユニット６１は、赤色ＬＥＤ（６０ａ）、緑色ＬＥＤ（６０ｂ）、青色ＬＥＤ（６０ｃ）で構成される。各ＬＥＤ６０は、内部セル８１で概略三角形を形成しながら配置される。この場合、ＬＥＤ回路基板５１は、ＬＥＤ６０の配置に合わせて備えられなければならない。白色光供給ユニット６１と各ＬＥＤ６０は規則的に配置される。

本発明のいくつかの実施例を図で示して説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者ならば、本発明の原則や精神の範囲内で本実施例を変形できることがわかる。本発明の範囲は、請求項とその均等物により決められる。

本発明の第１実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図である。 本発明の第１実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 第１実施例によるＬＥＤ配置の原理を説明する図（１）である。 第１実施例によるＬＥＤ配置の原理を説明する図（２）である。 第１実施例によるＬＥＤ配置の原理を説明する図（３）である。 第１実施例によるＬＥＤ配置の原理を説明する図（４）である。 第１実施例によるＬＥＤ配置の原理を説明する図（５）である。 本発明の第２実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第３実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第４実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第５実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第６実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第７実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。 本発明の第８実施例によるＬＥＤ配置を説明する図である。を説明する図である。

符号の説明

１０ 上部シャーシ
２０ 液晶表示パネル
３０ 光調節部材
４０ 反射板
４１ ＬＥＤ収容口
５１ ＬＥＤ回路基板
６０ ＬＥＤ
６１ 白色光供給ユニット
７０ 下部シャーシ
８０ 面光源基本単位

Claims (31)

1. 液晶表示パネルに光を提供するバックライトユニットにおいて、
   基板と、
   前記基板上の複数の点光源とを含み、
   前記点光源を配置する正六角形の白色光供給の面光源基本単位が連続配置されており、前記面光源基本単位には互いに異なる波長の光を発生させる少なくとも２以上の点光源が配置され、
   前記面光源基本単位における対向する二辺の間の距離は、前記液晶表示パネルにおける前記点光源の光強度の有効発光距離に対応するよう設定されることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記面光源基本単位は、前記基板上で規則的に配置され、前記面光源基本単位の各辺は隣接する前記面光源基本単位のある辺と接していることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記点光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
4. 前記面光源基本単位は、正六角形である内部セルを含むことを特徴とする請求項３に記載のバックライトユニット。
5. 前記内部セルに配置される前記点光源は、同一配置形態を有することを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
6. 前記内部セルに配置される前記点光源は、互いに異なる配置形態を有することを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
7. 前記内部セルには、白色光供給ユニットが形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
8. 前記点光源が配置される配置平面は、長辺と短辺を有する長方形であり、
   前記内部セルは、前記配置平面の全面に配置されることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
9. 前記面光源基本単位は、
   前記配置平面の長辺にかかっている長辺セル、前記配置平面の短辺にかかっている短辺セル、そして前記配置平面の角にかかっている角セルをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のバックライトユニット。
10. 前記配置平面の長辺は、前記内部セルの対向する二つの辺と平行を成すことを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
11. 前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の５０％以上である前記長辺セルには、前記白色光供給ユニットが位置することを特徴とする請求項１０に記載のバックライトユニット。
12. 前記配置平面の短辺は、前記内部セルの対向する二つの辺と平行を成すことを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
13. 前記配置平面の長辺の長さは、前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離の１／２の整数倍と、前記セル距離の１０乃至４０%の合計で表示されることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
14. 前記短辺セルは、前記白色光供給ユニットが配置される第１短辺セルと前記白色光供給ユニットが配置されない第２短辺セルを含み、
    前記第１短辺セルと前記第２短辺セルは、前記配置平面の短辺に交互にかかっていることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
15. 前記配置平面の一対の長辺は、各々同一行に位置する前記長辺セルにかかって、前記長辺セルの面積は、前記内部セル面積の６０％以上であることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
16. 前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置されることを特徴とする請求項１５に記載のバックライトユニット。
17. 前記角セルの中、面積が前記内部セル面積の２０％以上である前記角セルに、前記白色光供給ユニットが配置されることを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
18. 前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の３０％以上である前記短辺セルと前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置されることを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
19. 前記短辺セルと前記長辺セルの中、面積が前記内部セル面積の５０％以上である前記短辺セルと前記長辺セルに、前記白色光供給ユニットが配置されることを特徴とする請求項１８に記載のバックライトユニット。
20. 前記白色光供給ユニットは、一対の緑色ＬＥＤを含み、前記一対の緑色ＬＥＤは、前記配置平面の長辺方向に配置されることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
21. 前記白色光供給ユニットは、一対の赤色ＬＥＤを含み、前記一対の赤色ＬＥＤは、前記配置平面の長辺方向に配置されることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
22. 液晶表示パネルと、
    前記請求項１〜２０のバックライトユニットと、
    前記バックライトユニットの基板は、前記液晶表示パネルの背面に形成されることを特徴とする液晶表示装置。
23. 前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離は、前記点光源の有効発光の長さに対応することを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
24. 前記内部セルの対向する二つの辺の間の距離であるセル距離は、前記点光源の有効発光の長さの９０乃至１１０%であることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
25. 前記各点光源の有効発光の長さは、実質的に同一であることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
26. 前記基板は、板型で複数に備えられて、均一間隔で平行に配置されることを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
27. 前記白色光供給ユニットは、前記基板に一定間隔をおいて配置されることを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示装置。
28. 隣接する前記基板に配置される前記白色光ユニットは、互いに交差配置されることを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示装置。
29. 液晶表示パネルに対応する配置平面に正六角形の面光源基本単位が連続配置されるように点光源を配置し、前記面光源基本単位には互いに異なる波長の光を発生させる少なくとも２以上の点光源を配置され、前記面光源基本単位における対向する二辺の間の距離は、前記液晶表示パネルにおける前記点光源の光強度の有効発光距離に対応するよう設定されることを特徴とする点光源配置方法。
30. 前記面光源基本単位には、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤが配置されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
31. 前記面光源基本単位には、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤが配置されることを特徴とする請求項２９に記載の点光源配置方法。

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