JP2004526290A - 照明系およびディスプレイデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】発光パネル内、特に光源の近傍、の光分布が、十分に一様ではなく、その結果として、ディスプレイデバイスの照明の一様性が、不十分となる、従来の照明系の短所を完全に、あるいは、部分的に解決すること。
【解決手段】バックライト系が、前面壁(2; 12)と、それに対向する背面壁(3; 13)と、対向し合うエッジ面(4, 14; 5, 15)とを持つ少なくとも2つの発光パネル(1;11)を有している。エッジ面の少なくとも1つ(4, 14)は、導光性であり、光源(6; 16)を配されている。光源(6; 16)から生じる光は、発光パネル(1;11)内に拡散していき、ディスプレイデバイス(25)（LCDデバイスであることが好ましい）の方向に向かって、発光パネル(1; 11)の中から外に結合する。参照番号1を付した発光パネルに配された光源(6)は、赤色および青色のLED、または、赤色および緑色のLEDのクラスタを有している。参照番号11を付した発光パネルに配された光源(16)は、青色および緑色のLED、または、緑色のみのLEDのクラスタを有している。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】バックライト系が、前面壁(2; 12)と、それに対向する背面壁(3; 13)と、対向し合うエッジ面(4, 14; 5, 15)とを持つ少なくとも2つの発光パネル(1;11)を有している。エッジ面の少なくとも1つ(4, 14)は、導光性であり、光源(6; 16)を配されている。光源(6; 16)から生じる光は、発光パネル(1;11)内に拡散していき、ディスプレイデバイス(25)（LCDデバイスであることが好ましい）の方向に向かって、発光パネル(1; 11)の中から外に結合する。参照番号1を付した発光パネルに配された光源(6)は、赤色および青色のLED、または、赤色および緑色のLEDのクラスタを有している。参照番号11を付した発光パネルに配された光源(16)は、青色および緑色のLED、または、緑色のみのLEDのクラスタを有している。
【選択図】図１Ａ
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイデバイスを照明するための照明系であって、該照明系が、
前面壁、当該前面壁に対向する背面壁、および、前記前面壁と前記背面壁との間のエッジエリアを有する発光パネルを備え、
前記パネルの前記エッジエリアの少なくとも1つが、導光性であり、
少なくとも1つの光源が、前記導光エッジエリアに配され、かつ、
動作時に、前記光源から生じる光が、前記導光エッジエリアに入射して、前記パネル内に広がる照明系に関するものである。
【０００２】
本発明は、また、当該照明系を有するディスプレイデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
このような照明系は、それ自体公知であり、エッジライト系とも呼ばれている。これらは、とりわけ、例えば、テレビジョン受像機やモニタのための、（映像）ディスプレイデバイスのバックライトとして用いられている。このような照明系は、（ポータブル）コンピュータや（コードレス）電話機に用いられる液晶ディスプレイデバイス（LCDパネルとも呼ばれる）のような非自発光ディスプレイのためのバックライトとして、特に好適に用いることができる。
【０００４】
当該ディスプレイデバイスは、一般に、各々が少なくとも1つの電極によって駆動される、規則的なパターンの画素を備えた基板を具備している。（映像）ディスプレイデバイスの（表示）画面の適切なエリアに映像やデータグラフィック描写を再現するために、ディスプレイデバイスは、制御回路を用いる。LCDデバイスにおいては、バックライトから生じた光が、種々のタイプの液晶効果を利用したスイッチ即ち変調器によって変調される。さらに、ディスプレイは、電気泳動効果や電気機械効果に基づくものであってもよい。
【０００５】
冒頭のパラグラフで述べた照明系において、通例、管状の低圧水銀蒸気放電ランプ、例えば、1つ以上の冷陰極蛍光ランプ(CCFL)が、光源として用いられ、動作中、その光源から放出される光が、光導波路として働く発光パネルの内部に結合される。この光導波路は、一般に、例えば、合成樹脂物質あるいはガラスから作られた、相対的に薄く、平坦なパネルを形成しており、光は、全内部反射の作用を受けて、その光導波路を通って運ばれていく。
【０００６】
このような照明系は、また、エレクトロルミネセント素子のような複数の光電素子（電気光学素子とも呼ばれる）の形態の他の光源、例えば、発光ダイオード(LED)、を具備していてもよい。これらの光源は、一般に、発光パネルの導光エッジエリアの周辺に、あるいは、それに接触して、設けられており、したがって、動作時には、光源から生じた光は、導光エッジエリアに入射して、パネル内に広がる。
【０００７】
EP-A 446 324号公報は、LCDパネルを、それとは異なるタイプの周辺光で照明することを可能にする照明系を開示している。その光源として、ライトパイプとも呼ばれる発光パネルの内部に光を結合させる白熱ランプ製のものを使用している。その発光パネルにおいて、光の多重反射が、LCDパネルを照明するための光分布を発生させる。
【０００８】
【特許文献１】
EP-A 446 324号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のタイプの照明系は、発光パネル内、特に光源の近傍、の光分布が十分に一様ではないという欠点を持っている。その結果として、ディスプレイデバイスの照明の一様性が、不十分となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の1つの目的は、上述の短所を完全に、あるいは、部分的に解決することである。
【００１１】
本発明によれば、この目的は、
前記照明系が、第1の発光パネルおよび第2の発光パネルを有し、該第1および第2の発光パネルが、少なくとも実質的に平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1および第2の光出射波長を持つ2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ1タイプの発光ダイオードを有しているか、または、1タイプの発光ダイオードが第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを含んでいる、2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることで達成される。
【００１２】
本発明による照明系において2つ以上の発光パネルを用いることは、第1の発光パネルの導光エッジエリアに、相異なる光出射波長を持つ（最大）2タイプのLEDが配され、そして、第2の発光パネルの導光エッジエリアに、1タイプまたは（最大）2タイプのLEDが配されるという利点を持つ。相異なる色の3タイプのLED、例えば赤色、緑色、青色のLEDが交互になっているクラスタが、1つの発光パネルの導光エッジエリアに配されていると、かなり広い空間が、それらのLEDから生じる光を十分な程度まで混合するのに必要となる。最大2タイプのLEDから生じる光を一方の発光パネルに結合させることによって、そして、1タイプまたは最大2タイプのLEDから生じる光を他方の発光パネルに結合させることによって、光を混合するのに必要な空間が、相当に縮小される。
【００１３】
本発明による処置のおかげで、照明系から出射される光の分布の均一性が、改良される。その結果として、（映像）ディスプレイデバイスのより一様な照明が、得られる。さらに、本発明による照明系は、相異なる色の3タイプのLEDが、1つの発光パネルに配されている照明系に比して、同一の光均一性を持つ、よりコンパクトな照明系を得ることを可能にする。
【００１４】
多重の発光パネルを充当するさらなる利点は、パネルの各々の光出力および光分布に、個別に作用を及ぼすことができるということにある。
【００１５】
複数のLED、例えば、青色と緑色、または、赤色と緑色、または、青色と赤色のLEDが交互になっているクラスタが、第1の発光パネルの導光エッジエリアに配されているのが好ましい。複数のLED、例えば、緑色のみのLED、または、赤色と緑色のLEDが交互になっているクラスタ、または、青色と緑色のLEDが交互になっているクラスタが、第2の発光パネルの導光エッジエリアに配されているのが好ましい。
【００１６】
LEDから出射される光量は、発光ダイオードの光束を変化させることによって調整される。光量の調整は、一般に、エネルギー効率良く行われる。例えば、LEDは、効率を目に付くほどに低下させることなく暗くすることができる。発光ダイオードから出射される光強度は、ディスプレイデバイスによって表示されるべき映像の照明レベルに応答して、または、周辺光のレベルに応答して、変化できるようにするのが好ましい。ディスプレイデバイスによって表示される映像の色点は、照明系によって決定されるのが好ましい。それによって、ディスプレイデバイスによって表示される映像の（改善された）ダイナミックレンジ（例えば、コントラスト）が、得られる。
【００１７】
照明系の他の一実施例は、前記照明系が、第1の発光パネル、第2の発光パネル、および第3の発光パネルを有し、
該第1、第2、および、第3の発光パネルが、少なくとも実質的に互いに平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第2の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることを特徴とする。
【００１８】
これは、光の混合のために必要な空間が小さいから、発光パネルの寸法をさらに縮小させることを可能にする。
【００１９】
本発明による処置のおかげで、照明系から出射される光が、より均一に分布する。その結果として、（映像）ディスプレイデバイスのより一様な照明が、得られる。
【００２０】
さらに、相異なる色の3タイプのLEDが、1つの発光パネルに配されている照明系に比して、本発明による照明系は、同一の光均一性を持つ、（横方向に）よりコンパクトな照明系を得ることを可能にする。
【００２１】
照明系のこの他の実施例の場合、前記導光エッジエリアは、前記導光パネルで反対の側面に交互に定められているのが好ましい。
【００２２】
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の赤色発光ダイオードを有しており、前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の緑色発光ダイオードを有しており、前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の青色発光ダイオードを有しているのが好ましい。
【００２３】
照明系の他の実施例の場合、発光パネルに配されている色が、交換される。
【００２４】
照明系のさらなる他の実施例の場合、特定の光出射波長を持つLEDと別に、蛍光体を付けられたLEDが用いられ、その結果として、LEDから出射される光の光出射が、当該蛍光体によって、異なった、望みの光出射波長を持つ光に変換される。赤色LEDと蛍光体LEDとの組み合わせを、他の色を生成するために、とりわけ好適に用いることができる。
【００２５】
照明系のさらなる他の実施例の場合、特定の光出射波長を持つ、相異なる比率のLEDが、例えばLEDの効力に応じて、用いられる。とりわけ適切な1照明系において、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のLED間の比率が、2:1:1である。2:1:1のR:G:B比を持つLEDの第1の例は、第1の発光パネルが、赤色のみのLEDを有し、一方、第2の発光パネルが、緑色と青色のLEDを交互に有するものである。2:1:1のR:G:B比を持つLEDの第2の例は、第1の発光パネルで赤色LEDが緑色LEDと交互になり、一方、第2の発光パネルは、赤色と青色のLEDを交互に有するものである。他の一実施例の場合、照明系の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のLED間の比率が、1:1:2である。1:1:2のR:G:B比を持つLEDの第1の例は、第1の発光パネルが、赤色と緑色のLEDを交互に有し、一方、第2の発光パネルが、青色のみのLEDを有するものである。1:1:2のR:G:B比を持つLEDの第2の例は、第1の発光パネルが、赤色と青色のLEDを交互に有し、一方、第2の発光パネルが、緑色と青色のLEDを交互に有するものである。上述の例は、例としてたてられているにすぎない。相異なる色のLEDの多くの他の組み合わせの比率が、可能である。適切な蛍光体を付けられたLEDを充当することも、可能である。
【００２６】
前記発光ダイオードの各1つずつが、少なくとも5 lmの光束を持つことが好ましい。このような高い出力を持つLEDは、LEDパワーパッケージとも呼ばれている。このような高効率・高出力LEDの使用は、望みの、相当に高い光出力において、LEDの個数を、相当に少なくできるという特別の利点を持つ。これは、製造される照明系のコンパクト性および効率への顕著な効果である。
【００２７】
LEDの使用は、動的な照明の可能性が得られるというさらなる利点を持つ。この目的のために、動作時に光源から出射される光の光学特性を測定するためのセンサを、導光エッジエリアに定めるのが好ましい。相異なるタイプのLEDを組み合わせると、および／または、相異なる色のLEDを利用すると、色を混合させて望ましい色を得ること、例えば、照明系に望みの色温度の白色光を出射させることが可能になる。さらに、色変化を、ディスプレイデバイスの状態にかかわりなく、発生させることができる。
【００２８】
空間を節約するために、光パネルは、前後に配置させることが好ましい。発光パネルの前面壁または、より好ましくは背面壁に、そのパネルの中から外に光を結合させるための手段が設けられる。光をカップリングアウトする（外部に結合させる）ためのそれらの手段は、カップリングアウトメンバとも呼ばれる。これらの手段は、それ自体公知であり、変形（パターン）を有する。当該手段は、反射、散乱、および／または、屈折によって、発光パネルの中から外に光を結合させる。一般に、光をカップリングアウトするための手段は、当の発光パネルの背面壁上に不均一に分布している、即ち、これらは、光が、当の発光パネルの中から外にできるのみ一様に結合するように、あらかじめ定められた分布勾配を持って設けられる。
【００２９】
ディスプレイデバイスに最も近く定められている第1の発光パネルは、第1の発光パネルの、ディスプレイデバイスに面しない側に定められている第2の発光パネルから生じる光を通過させる。他の一実施例の場合、第2の発光パネルが、第1の発光パネルとディスプレイデバイスとの間に配置されている。
【００３０】
導光エッジエリアが、第1と第2との発光パネルで、互い違いに反対の側面に定められれば、とりわけ好都合である。これは、発光パネルの中から外に光を結合させる手段の分布傾斜によって生じる光のどんな作用も、その傾斜が同一（でありながら逆向きの）方向に走っているから、補償することを可能にする。これは、3つの連続して配置された発光パネルにおいても、同様に達成できる。
【００３１】
照明系の一実施例は、前記照明系が前記発光ダイオードの前記光束を変化させるための制御電子機器を有することを特徴とする。適切な制御電子機器は、望みの色温度効果を獲得することを可能にする。制御電子機器は、アセンブリのユーザが、例えば、周囲光の色温度を測定するセンサを用いて、あるいは、例えば、（パーソナル）コンピュータのビデオカードを用いて、および／または、コンピュータプログラムのドライブソフトウェアを用いて、作用を及ぼすことができるのが、特に好適である。
【００３２】
本発明のこれらの、そして、他の観点が、後述の実施例から明らかになり、かつ、それらを参照して解明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図は、純粋に線図的なものであり、一定の縮尺率で描かれてはいない。明確のために特に、いくつかの寸法は、強く誇張されている。図において、可能なときはいつも、同等の参照番号が、同等の部分を指示している。
【００３４】
図1Aは、本発明による照明系の一実施例の断面図である。この照明系は、導光物質からなる発光パネル1; 11を有している。パネル1; 11は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、PMMA（パースペックスのような）などの合成樹脂、あるいは、ガラスからできている。動作時には、光は、全内部反射の作用下で、パネル1;11中を送られていく。パネル1; 11は、前面壁2; 12、および、当該前面壁に対向する背面壁3; 13を持っている。前面壁2; 12と背面壁3; 13との間には、エッジエリア4;14, 5; 15がある。図1Aに示す例では、参照番号4; 14のエッジエリアは、導光性であり、少なくとも1つの光源6; 16が、それに配されている。動作時には、光源6;16から生じた光が、導光エッジエリア4; 14に入射して、パネル1; 11内に拡散していく。
【００３５】
照明系の他の一実施例の場合、参照番号5; 15のエッジエリアも、導光性であり、さらなる光源が、それに配されている。
【００３６】
本発明によれば、照明系は、少なくとも2つの導光パネル1; 11を有し、当該パネル1; 11は、少なくとも実質的に平行になるように、前後して配置されている（図1Bも参照）。動作時には、発光パネル1;11は、ディスプレイデバイス、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)デバイス、の方向に発光する。この目的のために、発光パネル1; 11の各々の背面壁3; 13は、発光パネル1;11の中から外に光を結合させるための手段（図1Aには図示せず）を備えている。これらの手段は、変形（パターン）を有しており、例えば、スクリーン印刷したドット、ウェッジ、および／または、リッジを具備している。これらの手段は、例えば、印刷、プレス、エッチング、スクライビング、あるいは、サンドブラストによって、パネル1;11の背面壁に設けられる。他の一実施例の場合、これらの変形が、発光パネル1; 11の前面壁2; 12に設けられる。これらの手段は、反射、散乱、および／または、屈折によって、発光パネル1;11の中から外に光を結合させる。光をカップリングアウトするための手段が、一般に、当の発光パネルの背面壁上に不均一に分布している、即ち、これらは、光を、当の照明系の中から外にできるのみ一様に結合させるように、あらかじめ定められた分布勾配を持って設けられている。
【００３７】
第1の発光パネルから生じる光は、ディスプレイデバイスに到達するために、第2の発光パネル中を伝播するということに注意されたい。第2の、そして必要であれば第3の発光パネルの透過度が、ディスプレイデバイスの位置における光のミキシングに作用を及ぼす。光をカップリングアウトするための手段は、発光パネル内に光を拡散透過させるカップリングアウトメンバを有するのが好ましく、該カップリングアウトメンバは、例えば、当の発光パネルの背面壁の表面を粗くすることによって配置される。さらに、当該カップリングアウトメンバの両発光パネル上の分布変化は、互いに逆向きとなるのが望ましい。言い換えれば、光が、当の発光パネルの中から外に結合する程度を決定するカップリングアウト率が、第1の発光パネルでは、ある1方向に対して増加し、第2の発光パネルでは、同一方向に対して減少する。
【００３８】
光が、（光の望みの色温度および演色性に設定するために）ディスプレイデバイスの位置で満足のいくように確実に混合されるように、発光パネルのカップリングアウトメンバの分布勾配が、整合される。一般に、第2の発光パネルのカップリングアウトメンバは、第1の発光パネルから生じる光の通過に作用を及ぼす、即ち、減衰させる。これは、第1の発光パネルの中から外に結合する光に適切に作用を及ぼす、即ち、増加させることによって、例えば、第1の発光パネルのカップリングアウトメンバの分布および／または密度を設定し直すことによって、補償することができる。一般に、反復処理を用いることによって、発光パネルからの光透過度の偏差は、改善される。
【００３９】
光をカップリングアウトする手段は、2次光源として働く。特定の光学系が、当該2次光源に配されてもよい。この光学系は、例えば、前面壁2; 12に設けられてもよい（図1Aには図示せず）。この光学系は、例えば、広い光ビームを生成するために用いてもよい。
【００４０】
ディスプレイデバイス25に最も近い、参照番号11の発光パネルは、発光パネル11の、ディスプレイデバイス25に面しない側に定められている、参照番号1の発光パネルから生じる光を通過させる。図1Aに示す例では、導光エッジエリア4, 14が、第1と第2との発光パネル1, 11で、互いに反対の側面に定められている。このようにすると、発光パネル1, 11の中から外に光を結合させる手段の分布傾斜によって生じる光のどんな作用も、その傾斜が同一（でありながら逆向きの）方向に走っているから、補償することができる。
【００４１】
光源6; 16は、複数の発光ダイオード(LED)を有している（図1Bも参照）。LEDの光源表面の明るさは、蛍光管のそれの何倍もある。加えて、LEDを用いると、光がパネルの内部に結合する効率が、蛍光管の場合よりも高い。光源としてLEDを用いることは、LEDが、合成樹脂からできたパネルに直接コンタクトできるという利点を持つ。LEDは、発光パネル1, 11の方向にほとんど熱を発せず、有害な（UV：紫外線）輻射を発しない。LEDの使用は、LEDから生じる光をパネルの内部に結合させる手段を省略することを可能にするというさらなる利点を持つ。LEDの適用が、よりコンパクトな照明系へと好都合に導く。
【００４２】
図1Aには、選択任意の（偏光）拡散体21および反射拡散体22が示されており、これらは、発光パネル1; 11から生じる光のさらなる混合を発生させる。図1Aは、さらに、参照番号25を付されたディスプレイデバイス（LCDパネルであることが好ましい）を線図的に示している。パネル1, 11、光源6, 16、拡散体21、ディスプレイデバイス25、および、ハウジング28のアセンブリは、例えば、（ビデオ）映像を表示するためのディスプレイデバイスを形成している。
【００４３】
図1Aにおいて、各発光パネル1, 11は、さらに、動作時に光源6, 16から出射される光の光学特性を測定するためのセンサ10, 20を備えている。このセンサ10, 20は、光源6, 16の光束を適切に適合させるための制御電子機器（図1Aに図示せず）に結合されている。センサ10, 20および制御電子機器によって、発光パネル1, 11の中から外に結合される光の質および量に作用を及ぼすために用いられるフィードバック機構が、形成できる。
【００４４】
図1Aに示す例において、LEDは、導光エッジエリア4, 14にコンタクトしている。参照番号1'; 11'を付された発光パネル1; 11の第1の部分は、LEDから生じる光を混合するために用いられる。3タイプ／色のLED、即ち、青色、緑色、赤色のLEDではなくて、最大2タイプ／色のLEDが、発光パネル1;11に配されており、その結果、相異なる色を混合するために必要な長さが、相当に短縮され、したがって、よりコンパクトな（映像）ディスプレイデバイスが、得られる。照明系の他の一実施例の場合、光は、空気で満たされているのが好ましい、個別の光混合室で混合される。
【００４５】
図1Bは、図1Aに示す照明系の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。複数のLED 6R, 6B, 6R', 6B', ...; 16G, 16G', 16G", ...から生じる光が、導光エッジエリア4, 14を介してパネル1; 11内に結合される。
【００４６】
図1Bに示す例において、2つの相異なる色のLED、即ち、赤色LED 6R, 6R', ...および青色LED 6B, 6B', ...が、参照番号1を付された導光パネルに配されており、また、参照番号1を付された導光パネルに配されているLEDの色と異なる色のLED、即ち、緑色LED 16G, 16G', 16G", ...が、参照番号11を付された導光パネルに配されている。光が、発光パネル1; 11によって適切に混合されると、ディスプレイデバイス25は、白色光で照明される。LEDを適切に制御することによって、ディスプレイデバイス25に入射する光の光レベルおよび／または色温度が、調整できる。
【００４７】
図1Cは、図1Aに示す照明系の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。複数のLED 6R, 6G, 6R', 6G', ...; 16B, 16G, 16B', 16G', ...から生じる光が、導光エッジエリア4, 14を介して発光パネル1; 11内に結合される。
【００４８】
図1Cに示す例において、2つの相異なる色のLED、即ち、赤色LED 6R, 6R', ...および緑色LED 16G, 16G', 16G", ...が、参照番号1を付された導光パネルに配されており、また、参照番号1を付された導光パネルに配されているLEDの色と異なる色のLEDを部分的に有するLED、即ち、緑色と青色のLED 16B, 16G, 16B', 16G', ...が、参照番号11を付された導光パネルに配されている。光が、発光パネル1; 11によって適切に混合されると、ディスプレイデバイス25は、白色光で照明される。LEDを適切に制御することによって、ディスプレイデバイス25に入射する光の光レベルおよび／または色温度が、調整できる。
【００４９】
他の一実施例の場合、相対的に高い光出力を持つ黄色の、および／または、シアン色のLEDを用いることもできる。
【００５０】
他の一実施例の場合、赤色LEDを、蛍光体を付けられた青色LEDと組み合わせて用いてもよい。その結果、後者は、2つのスペクトル帯に、即ち、1つは青色帯に、1つは緑色帯に、出射する。このため、第1のパネルが蛍光体をコートしたLEDを備え、第2のパネルが赤色LEDを備え、したがって、パネル当り単一のタイプのLEDを用いることを可能にする、2枚のパネルしか必要ではなくなる。そして、この場合に、単一のパネルしか用いられないとしても、2つのタイプのLEDしか必要ではない。
【００５１】
用いられるLEDは、各々、少なくとも5 lmの光束を持つことが好ましい。このような高い出力を持つLEDは、LEDパワーパッケージとも呼ばれている。パワーLEDの例は、"LuxeonTM"タイプのLED (Lumileds社製)であり、LED当りの光束は、赤色LEDで35 lm、緑色LEDで20 lm、青色LEDで8 lm、黄色LEDで40 lmである。
【００５２】
LEDは、（金属コア）プリント回路基板上に搭載させることが好ましい。パワーLEDが、このような（金属コア）プリント回路基板(PCB)上に設けられると、LEDに発生した熱は、PCBを介した熱伝導によって直ちに散逸させることができる。照明系の興味深い一実施例の場合、（金属コア）プリント回路基板は、熱伝導接続を介してディスプレイデバイスのハウジングにコンタクトしている。
【００５３】
図2Aは、照明系の他の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。この例において、照明系は、それぞれ、LED 56; 56'を配された2つの発光パネル51;51'を有しており、LED 56; 56'から生じる光が、光混合室59; 59'を介して発光パネル51; 51'内に結合する。当該光混合室59; 59'は、反射壁を備えられた、空気で満たされた空間を有するのが好ましい。他の一実施例の場合、光混合室は、導光物質を有する。
【００５４】
図2Bは、照明系のさらなる他の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。この特にコンパクトな実施例の場合、照明系は、それぞれ、LED 66; 66'が配された2つの発光パネル61;61'を有しており、LED 66; 66'から生じる光は、光混合室69; 69'を介して発光パネル61; 61'内に結合する。この実施例の場合、発光パネル61;61'は、矩形ではなく、傾斜側面が設けられている。発光パネル61; 61'の厚さは、導光エッジエリア64; 64'までの距離に反比例するのが好ましい。光混合室69;69'は、反射壁が設けられた、空気で満たされた空間を有するのが好ましい。他の一実施例の場合、光混合室は、導光物質を有する。
【００５５】
図3は、本発明による照明系のさらなる一実施例を有するディスプレイデバイスの非常に線図的な断面図である。この実施例の場合、照明系は、それぞれ、1つのタイプのLEDが配された3つの発光パネル101, 111, 101'を有しており、例えば、第1の発光パネル101は、もっぱら青色LED 106を配されており、第2の発光パネル111は、複数のもっぱら緑色LED 116が配されており、第3の発光パネル101'は、複数のもっぱら赤色LED 106'が配されている。
【００５６】
図3は、選択任意の（偏光）拡散体121および反射拡散体122を示しており、それらは、発光パネル101, 111, 101'から生じる光をさらに混合させる。図3は、さらに、参照番号125を付されたディスプレイデバイス（LCDパネルであることが好ましい）を線図的に示している。パネル101, 111, 101'、光源106, 116, 106'、拡散体121、ディスプレイデバイス125、および、ハウジング128のアセンブリは、例えば、（ビデオ）映像を表示するためのディスプレイデバイスを形成している。
【００５７】
本発明の範囲内において、多くの変形が、当業者に可能であることは明らかである。
【００５８】
本発明の保護の範囲は、上に述べた例に限定されない。本発明は、各新規な特色および各特色の組み合わせに具体化される。請求項中の参照番号は、その保護の範囲を限定するものではない。動詞「有する」、および、その活用形の使用は、請求項中に記載されている要素以外の要素の存在を排除するものではない。要素の前の冠詞「1」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による照明系の一実施例を有するディスプレイデバイスの断面図(A)、この照明系の一実施例の詳細の断面図(B)、この照明系の他の一実施例の詳細の断面図(C)である。
【図２】照明系の他の一実施例の詳細の断面図(A)、照明系のさらなる他の一実施例の詳細の断面図(B)である。
【図３】本発明による照明系のさらなる一実施例を有するディスプレイデバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
1, 11, 51, 51', 61, 61', 101, 101', 111 発光パネル
1', 11' 発光パネルの第1の部分（光混合室）
2, 12 前面壁
3, 13 背面壁
4, 14, 64, 64' 導光エッジエリア
5, 15 エッジエリア
6, 16, 106, 106' 116; 光源
6B, 6B', 6G, 6G', 6R, 6R', 56, 56', 66, 66' LED
10, 20 センサ
21, 121 拡散体
22, 122 反射拡散体
25, 125 ディスプレイデバイス
28, 128 ハウジング
59, 59', 69, 69' 光混合室
【０００１】
本発明は、ディスプレイデバイスを照明するための照明系であって、該照明系が、
前面壁、当該前面壁に対向する背面壁、および、前記前面壁と前記背面壁との間のエッジエリアを有する発光パネルを備え、
前記パネルの前記エッジエリアの少なくとも1つが、導光性であり、
少なくとも1つの光源が、前記導光エッジエリアに配され、かつ、
動作時に、前記光源から生じる光が、前記導光エッジエリアに入射して、前記パネル内に広がる照明系に関するものである。
【０００２】
本発明は、また、当該照明系を有するディスプレイデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
このような照明系は、それ自体公知であり、エッジライト系とも呼ばれている。これらは、とりわけ、例えば、テレビジョン受像機やモニタのための、（映像）ディスプレイデバイスのバックライトとして用いられている。このような照明系は、（ポータブル）コンピュータや（コードレス）電話機に用いられる液晶ディスプレイデバイス（LCDパネルとも呼ばれる）のような非自発光ディスプレイのためのバックライトとして、特に好適に用いることができる。
【０００４】
当該ディスプレイデバイスは、一般に、各々が少なくとも1つの電極によって駆動される、規則的なパターンの画素を備えた基板を具備している。（映像）ディスプレイデバイスの（表示）画面の適切なエリアに映像やデータグラフィック描写を再現するために、ディスプレイデバイスは、制御回路を用いる。LCDデバイスにおいては、バックライトから生じた光が、種々のタイプの液晶効果を利用したスイッチ即ち変調器によって変調される。さらに、ディスプレイは、電気泳動効果や電気機械効果に基づくものであってもよい。
【０００５】
冒頭のパラグラフで述べた照明系において、通例、管状の低圧水銀蒸気放電ランプ、例えば、1つ以上の冷陰極蛍光ランプ(CCFL)が、光源として用いられ、動作中、その光源から放出される光が、光導波路として働く発光パネルの内部に結合される。この光導波路は、一般に、例えば、合成樹脂物質あるいはガラスから作られた、相対的に薄く、平坦なパネルを形成しており、光は、全内部反射の作用を受けて、その光導波路を通って運ばれていく。
【０００６】
このような照明系は、また、エレクトロルミネセント素子のような複数の光電素子（電気光学素子とも呼ばれる）の形態の他の光源、例えば、発光ダイオード(LED)、を具備していてもよい。これらの光源は、一般に、発光パネルの導光エッジエリアの周辺に、あるいは、それに接触して、設けられており、したがって、動作時には、光源から生じた光は、導光エッジエリアに入射して、パネル内に広がる。
【０００７】
EP-A 446 324号公報は、LCDパネルを、それとは異なるタイプの周辺光で照明することを可能にする照明系を開示している。その光源として、ライトパイプとも呼ばれる発光パネルの内部に光を結合させる白熱ランプ製のものを使用している。その発光パネルにおいて、光の多重反射が、LCDパネルを照明するための光分布を発生させる。
【０００８】
【特許文献１】
EP-A 446 324号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のタイプの照明系は、発光パネル内、特に光源の近傍、の光分布が十分に一様ではないという欠点を持っている。その結果として、ディスプレイデバイスの照明の一様性が、不十分となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の1つの目的は、上述の短所を完全に、あるいは、部分的に解決することである。
【００１１】
本発明によれば、この目的は、
前記照明系が、第1の発光パネルおよび第2の発光パネルを有し、該第1および第2の発光パネルが、少なくとも実質的に平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1および第2の光出射波長を持つ2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ1タイプの発光ダイオードを有しているか、または、1タイプの発光ダイオードが第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを含んでいる、2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることで達成される。
【００１２】
本発明による照明系において2つ以上の発光パネルを用いることは、第1の発光パネルの導光エッジエリアに、相異なる光出射波長を持つ（最大）2タイプのLEDが配され、そして、第2の発光パネルの導光エッジエリアに、1タイプまたは（最大）2タイプのLEDが配されるという利点を持つ。相異なる色の3タイプのLED、例えば赤色、緑色、青色のLEDが交互になっているクラスタが、1つの発光パネルの導光エッジエリアに配されていると、かなり広い空間が、それらのLEDから生じる光を十分な程度まで混合するのに必要となる。最大2タイプのLEDから生じる光を一方の発光パネルに結合させることによって、そして、1タイプまたは最大2タイプのLEDから生じる光を他方の発光パネルに結合させることによって、光を混合するのに必要な空間が、相当に縮小される。
【００１３】
本発明による処置のおかげで、照明系から出射される光の分布の均一性が、改良される。その結果として、（映像）ディスプレイデバイスのより一様な照明が、得られる。さらに、本発明による照明系は、相異なる色の3タイプのLEDが、1つの発光パネルに配されている照明系に比して、同一の光均一性を持つ、よりコンパクトな照明系を得ることを可能にする。
【００１４】
多重の発光パネルを充当するさらなる利点は、パネルの各々の光出力および光分布に、個別に作用を及ぼすことができるということにある。
【００１５】
複数のLED、例えば、青色と緑色、または、赤色と緑色、または、青色と赤色のLEDが交互になっているクラスタが、第1の発光パネルの導光エッジエリアに配されているのが好ましい。複数のLED、例えば、緑色のみのLED、または、赤色と緑色のLEDが交互になっているクラスタ、または、青色と緑色のLEDが交互になっているクラスタが、第2の発光パネルの導光エッジエリアに配されているのが好ましい。
【００１６】
LEDから出射される光量は、発光ダイオードの光束を変化させることによって調整される。光量の調整は、一般に、エネルギー効率良く行われる。例えば、LEDは、効率を目に付くほどに低下させることなく暗くすることができる。発光ダイオードから出射される光強度は、ディスプレイデバイスによって表示されるべき映像の照明レベルに応答して、または、周辺光のレベルに応答して、変化できるようにするのが好ましい。ディスプレイデバイスによって表示される映像の色点は、照明系によって決定されるのが好ましい。それによって、ディスプレイデバイスによって表示される映像の（改善された）ダイナミックレンジ（例えば、コントラスト）が、得られる。
【００１７】
照明系の他の一実施例は、前記照明系が、第1の発光パネル、第2の発光パネル、および第3の発光パネルを有し、
該第1、第2、および、第3の発光パネルが、少なくとも実質的に互いに平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第2の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることを特徴とする。
【００１８】
これは、光の混合のために必要な空間が小さいから、発光パネルの寸法をさらに縮小させることを可能にする。
【００１９】
本発明による処置のおかげで、照明系から出射される光が、より均一に分布する。その結果として、（映像）ディスプレイデバイスのより一様な照明が、得られる。
【００２０】
さらに、相異なる色の3タイプのLEDが、1つの発光パネルに配されている照明系に比して、本発明による照明系は、同一の光均一性を持つ、（横方向に）よりコンパクトな照明系を得ることを可能にする。
【００２１】
照明系のこの他の実施例の場合、前記導光エッジエリアは、前記導光パネルで反対の側面に交互に定められているのが好ましい。
【００２２】
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の赤色発光ダイオードを有しており、前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の緑色発光ダイオードを有しており、前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の青色発光ダイオードを有しているのが好ましい。
【００２３】
照明系の他の実施例の場合、発光パネルに配されている色が、交換される。
【００２４】
照明系のさらなる他の実施例の場合、特定の光出射波長を持つLEDと別に、蛍光体を付けられたLEDが用いられ、その結果として、LEDから出射される光の光出射が、当該蛍光体によって、異なった、望みの光出射波長を持つ光に変換される。赤色LEDと蛍光体LEDとの組み合わせを、他の色を生成するために、とりわけ好適に用いることができる。
【００２５】
照明系のさらなる他の実施例の場合、特定の光出射波長を持つ、相異なる比率のLEDが、例えばLEDの効力に応じて、用いられる。とりわけ適切な1照明系において、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のLED間の比率が、2:1:1である。2:1:1のR:G:B比を持つLEDの第1の例は、第1の発光パネルが、赤色のみのLEDを有し、一方、第2の発光パネルが、緑色と青色のLEDを交互に有するものである。2:1:1のR:G:B比を持つLEDの第2の例は、第1の発光パネルで赤色LEDが緑色LEDと交互になり、一方、第2の発光パネルは、赤色と青色のLEDを交互に有するものである。他の一実施例の場合、照明系の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のLED間の比率が、1:1:2である。1:1:2のR:G:B比を持つLEDの第1の例は、第1の発光パネルが、赤色と緑色のLEDを交互に有し、一方、第2の発光パネルが、青色のみのLEDを有するものである。1:1:2のR:G:B比を持つLEDの第2の例は、第1の発光パネルが、赤色と青色のLEDを交互に有し、一方、第2の発光パネルが、緑色と青色のLEDを交互に有するものである。上述の例は、例としてたてられているにすぎない。相異なる色のLEDの多くの他の組み合わせの比率が、可能である。適切な蛍光体を付けられたLEDを充当することも、可能である。
【００２６】
前記発光ダイオードの各1つずつが、少なくとも5 lmの光束を持つことが好ましい。このような高い出力を持つLEDは、LEDパワーパッケージとも呼ばれている。このような高効率・高出力LEDの使用は、望みの、相当に高い光出力において、LEDの個数を、相当に少なくできるという特別の利点を持つ。これは、製造される照明系のコンパクト性および効率への顕著な効果である。
【００２７】
LEDの使用は、動的な照明の可能性が得られるというさらなる利点を持つ。この目的のために、動作時に光源から出射される光の光学特性を測定するためのセンサを、導光エッジエリアに定めるのが好ましい。相異なるタイプのLEDを組み合わせると、および／または、相異なる色のLEDを利用すると、色を混合させて望ましい色を得ること、例えば、照明系に望みの色温度の白色光を出射させることが可能になる。さらに、色変化を、ディスプレイデバイスの状態にかかわりなく、発生させることができる。
【００２８】
空間を節約するために、光パネルは、前後に配置させることが好ましい。発光パネルの前面壁または、より好ましくは背面壁に、そのパネルの中から外に光を結合させるための手段が設けられる。光をカップリングアウトする（外部に結合させる）ためのそれらの手段は、カップリングアウトメンバとも呼ばれる。これらの手段は、それ自体公知であり、変形（パターン）を有する。当該手段は、反射、散乱、および／または、屈折によって、発光パネルの中から外に光を結合させる。一般に、光をカップリングアウトするための手段は、当の発光パネルの背面壁上に不均一に分布している、即ち、これらは、光が、当の発光パネルの中から外にできるのみ一様に結合するように、あらかじめ定められた分布勾配を持って設けられる。
【００２９】
ディスプレイデバイスに最も近く定められている第1の発光パネルは、第1の発光パネルの、ディスプレイデバイスに面しない側に定められている第2の発光パネルから生じる光を通過させる。他の一実施例の場合、第2の発光パネルが、第1の発光パネルとディスプレイデバイスとの間に配置されている。
【００３０】
導光エッジエリアが、第1と第2との発光パネルで、互い違いに反対の側面に定められれば、とりわけ好都合である。これは、発光パネルの中から外に光を結合させる手段の分布傾斜によって生じる光のどんな作用も、その傾斜が同一（でありながら逆向きの）方向に走っているから、補償することを可能にする。これは、3つの連続して配置された発光パネルにおいても、同様に達成できる。
【００３１】
照明系の一実施例は、前記照明系が前記発光ダイオードの前記光束を変化させるための制御電子機器を有することを特徴とする。適切な制御電子機器は、望みの色温度効果を獲得することを可能にする。制御電子機器は、アセンブリのユーザが、例えば、周囲光の色温度を測定するセンサを用いて、あるいは、例えば、（パーソナル）コンピュータのビデオカードを用いて、および／または、コンピュータプログラムのドライブソフトウェアを用いて、作用を及ぼすことができるのが、特に好適である。
【００３２】
本発明のこれらの、そして、他の観点が、後述の実施例から明らかになり、かつ、それらを参照して解明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図は、純粋に線図的なものであり、一定の縮尺率で描かれてはいない。明確のために特に、いくつかの寸法は、強く誇張されている。図において、可能なときはいつも、同等の参照番号が、同等の部分を指示している。
【００３４】
図1Aは、本発明による照明系の一実施例の断面図である。この照明系は、導光物質からなる発光パネル1; 11を有している。パネル1; 11は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、PMMA（パースペックスのような）などの合成樹脂、あるいは、ガラスからできている。動作時には、光は、全内部反射の作用下で、パネル1;11中を送られていく。パネル1; 11は、前面壁2; 12、および、当該前面壁に対向する背面壁3; 13を持っている。前面壁2; 12と背面壁3; 13との間には、エッジエリア4;14, 5; 15がある。図1Aに示す例では、参照番号4; 14のエッジエリアは、導光性であり、少なくとも1つの光源6; 16が、それに配されている。動作時には、光源6;16から生じた光が、導光エッジエリア4; 14に入射して、パネル1; 11内に拡散していく。
【００３５】
照明系の他の一実施例の場合、参照番号5; 15のエッジエリアも、導光性であり、さらなる光源が、それに配されている。
【００３６】
本発明によれば、照明系は、少なくとも2つの導光パネル1; 11を有し、当該パネル1; 11は、少なくとも実質的に平行になるように、前後して配置されている（図1Bも参照）。動作時には、発光パネル1;11は、ディスプレイデバイス、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)デバイス、の方向に発光する。この目的のために、発光パネル1; 11の各々の背面壁3; 13は、発光パネル1;11の中から外に光を結合させるための手段（図1Aには図示せず）を備えている。これらの手段は、変形（パターン）を有しており、例えば、スクリーン印刷したドット、ウェッジ、および／または、リッジを具備している。これらの手段は、例えば、印刷、プレス、エッチング、スクライビング、あるいは、サンドブラストによって、パネル1;11の背面壁に設けられる。他の一実施例の場合、これらの変形が、発光パネル1; 11の前面壁2; 12に設けられる。これらの手段は、反射、散乱、および／または、屈折によって、発光パネル1;11の中から外に光を結合させる。光をカップリングアウトするための手段が、一般に、当の発光パネルの背面壁上に不均一に分布している、即ち、これらは、光を、当の照明系の中から外にできるのみ一様に結合させるように、あらかじめ定められた分布勾配を持って設けられている。
【００３７】
第1の発光パネルから生じる光は、ディスプレイデバイスに到達するために、第2の発光パネル中を伝播するということに注意されたい。第2の、そして必要であれば第3の発光パネルの透過度が、ディスプレイデバイスの位置における光のミキシングに作用を及ぼす。光をカップリングアウトするための手段は、発光パネル内に光を拡散透過させるカップリングアウトメンバを有するのが好ましく、該カップリングアウトメンバは、例えば、当の発光パネルの背面壁の表面を粗くすることによって配置される。さらに、当該カップリングアウトメンバの両発光パネル上の分布変化は、互いに逆向きとなるのが望ましい。言い換えれば、光が、当の発光パネルの中から外に結合する程度を決定するカップリングアウト率が、第1の発光パネルでは、ある1方向に対して増加し、第2の発光パネルでは、同一方向に対して減少する。
【００３８】
光が、（光の望みの色温度および演色性に設定するために）ディスプレイデバイスの位置で満足のいくように確実に混合されるように、発光パネルのカップリングアウトメンバの分布勾配が、整合される。一般に、第2の発光パネルのカップリングアウトメンバは、第1の発光パネルから生じる光の通過に作用を及ぼす、即ち、減衰させる。これは、第1の発光パネルの中から外に結合する光に適切に作用を及ぼす、即ち、増加させることによって、例えば、第1の発光パネルのカップリングアウトメンバの分布および／または密度を設定し直すことによって、補償することができる。一般に、反復処理を用いることによって、発光パネルからの光透過度の偏差は、改善される。
【００３９】
光をカップリングアウトする手段は、2次光源として働く。特定の光学系が、当該2次光源に配されてもよい。この光学系は、例えば、前面壁2; 12に設けられてもよい（図1Aには図示せず）。この光学系は、例えば、広い光ビームを生成するために用いてもよい。
【００４０】
ディスプレイデバイス25に最も近い、参照番号11の発光パネルは、発光パネル11の、ディスプレイデバイス25に面しない側に定められている、参照番号1の発光パネルから生じる光を通過させる。図1Aに示す例では、導光エッジエリア4, 14が、第1と第2との発光パネル1, 11で、互いに反対の側面に定められている。このようにすると、発光パネル1, 11の中から外に光を結合させる手段の分布傾斜によって生じる光のどんな作用も、その傾斜が同一（でありながら逆向きの）方向に走っているから、補償することができる。
【００４１】
光源6; 16は、複数の発光ダイオード(LED)を有している（図1Bも参照）。LEDの光源表面の明るさは、蛍光管のそれの何倍もある。加えて、LEDを用いると、光がパネルの内部に結合する効率が、蛍光管の場合よりも高い。光源としてLEDを用いることは、LEDが、合成樹脂からできたパネルに直接コンタクトできるという利点を持つ。LEDは、発光パネル1, 11の方向にほとんど熱を発せず、有害な（UV：紫外線）輻射を発しない。LEDの使用は、LEDから生じる光をパネルの内部に結合させる手段を省略することを可能にするというさらなる利点を持つ。LEDの適用が、よりコンパクトな照明系へと好都合に導く。
【００４２】
図1Aには、選択任意の（偏光）拡散体21および反射拡散体22が示されており、これらは、発光パネル1; 11から生じる光のさらなる混合を発生させる。図1Aは、さらに、参照番号25を付されたディスプレイデバイス（LCDパネルであることが好ましい）を線図的に示している。パネル1, 11、光源6, 16、拡散体21、ディスプレイデバイス25、および、ハウジング28のアセンブリは、例えば、（ビデオ）映像を表示するためのディスプレイデバイスを形成している。
【００４３】
図1Aにおいて、各発光パネル1, 11は、さらに、動作時に光源6, 16から出射される光の光学特性を測定するためのセンサ10, 20を備えている。このセンサ10, 20は、光源6, 16の光束を適切に適合させるための制御電子機器（図1Aに図示せず）に結合されている。センサ10, 20および制御電子機器によって、発光パネル1, 11の中から外に結合される光の質および量に作用を及ぼすために用いられるフィードバック機構が、形成できる。
【００４４】
図1Aに示す例において、LEDは、導光エッジエリア4, 14にコンタクトしている。参照番号1'; 11'を付された発光パネル1; 11の第1の部分は、LEDから生じる光を混合するために用いられる。3タイプ／色のLED、即ち、青色、緑色、赤色のLEDではなくて、最大2タイプ／色のLEDが、発光パネル1;11に配されており、その結果、相異なる色を混合するために必要な長さが、相当に短縮され、したがって、よりコンパクトな（映像）ディスプレイデバイスが、得られる。照明系の他の一実施例の場合、光は、空気で満たされているのが好ましい、個別の光混合室で混合される。
【００４５】
図1Bは、図1Aに示す照明系の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。複数のLED 6R, 6B, 6R', 6B', ...; 16G, 16G', 16G", ...から生じる光が、導光エッジエリア4, 14を介してパネル1; 11内に結合される。
【００４６】
図1Bに示す例において、2つの相異なる色のLED、即ち、赤色LED 6R, 6R', ...および青色LED 6B, 6B', ...が、参照番号1を付された導光パネルに配されており、また、参照番号1を付された導光パネルに配されているLEDの色と異なる色のLED、即ち、緑色LED 16G, 16G', 16G", ...が、参照番号11を付された導光パネルに配されている。光が、発光パネル1; 11によって適切に混合されると、ディスプレイデバイス25は、白色光で照明される。LEDを適切に制御することによって、ディスプレイデバイス25に入射する光の光レベルおよび／または色温度が、調整できる。
【００４７】
図1Cは、図1Aに示す照明系の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。複数のLED 6R, 6G, 6R', 6G', ...; 16B, 16G, 16B', 16G', ...から生じる光が、導光エッジエリア4, 14を介して発光パネル1; 11内に結合される。
【００４８】
図1Cに示す例において、2つの相異なる色のLED、即ち、赤色LED 6R, 6R', ...および緑色LED 16G, 16G', 16G", ...が、参照番号1を付された導光パネルに配されており、また、参照番号1を付された導光パネルに配されているLEDの色と異なる色のLEDを部分的に有するLED、即ち、緑色と青色のLED 16B, 16G, 16B', 16G', ...が、参照番号11を付された導光パネルに配されている。光が、発光パネル1; 11によって適切に混合されると、ディスプレイデバイス25は、白色光で照明される。LEDを適切に制御することによって、ディスプレイデバイス25に入射する光の光レベルおよび／または色温度が、調整できる。
【００４９】
他の一実施例の場合、相対的に高い光出力を持つ黄色の、および／または、シアン色のLEDを用いることもできる。
【００５０】
他の一実施例の場合、赤色LEDを、蛍光体を付けられた青色LEDと組み合わせて用いてもよい。その結果、後者は、2つのスペクトル帯に、即ち、1つは青色帯に、1つは緑色帯に、出射する。このため、第1のパネルが蛍光体をコートしたLEDを備え、第2のパネルが赤色LEDを備え、したがって、パネル当り単一のタイプのLEDを用いることを可能にする、2枚のパネルしか必要ではなくなる。そして、この場合に、単一のパネルしか用いられないとしても、2つのタイプのLEDしか必要ではない。
【００５１】
用いられるLEDは、各々、少なくとも5 lmの光束を持つことが好ましい。このような高い出力を持つLEDは、LEDパワーパッケージとも呼ばれている。パワーLEDの例は、"LuxeonTM"タイプのLED (Lumileds社製)であり、LED当りの光束は、赤色LEDで35 lm、緑色LEDで20 lm、青色LEDで8 lm、黄色LEDで40 lmである。
【００５２】
LEDは、（金属コア）プリント回路基板上に搭載させることが好ましい。パワーLEDが、このような（金属コア）プリント回路基板(PCB)上に設けられると、LEDに発生した熱は、PCBを介した熱伝導によって直ちに散逸させることができる。照明系の興味深い一実施例の場合、（金属コア）プリント回路基板は、熱伝導接続を介してディスプレイデバイスのハウジングにコンタクトしている。
【００５３】
図2Aは、照明系の他の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。この例において、照明系は、それぞれ、LED 56; 56'を配された2つの発光パネル51;51'を有しており、LED 56; 56'から生じる光が、光混合室59; 59'を介して発光パネル51; 51'内に結合する。当該光混合室59; 59'は、反射壁を備えられた、空気で満たされた空間を有するのが好ましい。他の一実施例の場合、光混合室は、導光物質を有する。
【００５４】
図2Bは、照明系のさらなる他の一実施例の詳細の非常に線図的な断面図である。この特にコンパクトな実施例の場合、照明系は、それぞれ、LED 66; 66'が配された2つの発光パネル61;61'を有しており、LED 66; 66'から生じる光は、光混合室69; 69'を介して発光パネル61; 61'内に結合する。この実施例の場合、発光パネル61;61'は、矩形ではなく、傾斜側面が設けられている。発光パネル61; 61'の厚さは、導光エッジエリア64; 64'までの距離に反比例するのが好ましい。光混合室69;69'は、反射壁が設けられた、空気で満たされた空間を有するのが好ましい。他の一実施例の場合、光混合室は、導光物質を有する。
【００５５】
図3は、本発明による照明系のさらなる一実施例を有するディスプレイデバイスの非常に線図的な断面図である。この実施例の場合、照明系は、それぞれ、1つのタイプのLEDが配された3つの発光パネル101, 111, 101'を有しており、例えば、第1の発光パネル101は、もっぱら青色LED 106を配されており、第2の発光パネル111は、複数のもっぱら緑色LED 116が配されており、第3の発光パネル101'は、複数のもっぱら赤色LED 106'が配されている。
【００５６】
図3は、選択任意の（偏光）拡散体121および反射拡散体122を示しており、それらは、発光パネル101, 111, 101'から生じる光をさらに混合させる。図3は、さらに、参照番号125を付されたディスプレイデバイス（LCDパネルであることが好ましい）を線図的に示している。パネル101, 111, 101'、光源106, 116, 106'、拡散体121、ディスプレイデバイス125、および、ハウジング128のアセンブリは、例えば、（ビデオ）映像を表示するためのディスプレイデバイスを形成している。
【００５７】
本発明の範囲内において、多くの変形が、当業者に可能であることは明らかである。
【００５８】
本発明の保護の範囲は、上に述べた例に限定されない。本発明は、各新規な特色および各特色の組み合わせに具体化される。請求項中の参照番号は、その保護の範囲を限定するものではない。動詞「有する」、および、その活用形の使用は、請求項中に記載されている要素以外の要素の存在を排除するものではない。要素の前の冠詞「1」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による照明系の一実施例を有するディスプレイデバイスの断面図(A)、この照明系の一実施例の詳細の断面図(B)、この照明系の他の一実施例の詳細の断面図(C)である。
【図２】照明系の他の一実施例の詳細の断面図(A)、照明系のさらなる他の一実施例の詳細の断面図(B)である。
【図３】本発明による照明系のさらなる一実施例を有するディスプレイデバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
1, 11, 51, 51', 61, 61', 101, 101', 111 発光パネル
1', 11' 発光パネルの第1の部分（光混合室）
2, 12 前面壁
3, 13 背面壁
4, 14, 64, 64' 導光エッジエリア
5, 15 エッジエリア
6, 16, 106, 106' 116; 光源
6B, 6B', 6G, 6G', 6R, 6R', 56, 56', 66, 66' LED
10, 20 センサ
21, 121 拡散体
22, 122 反射拡散体
25, 125 ディスプレイデバイス
28, 128 ハウジング
59, 59', 69, 69' 光混合室
Claims (11)
- ディスプレイデバイスを照明するための照明系であって、該照明系が、
前面壁、当該前面壁に対向する背面壁、および、前記前面壁と前記背面壁との間のエッジエリアを有する発光パネルを備え、
前記パネルの前記エッジエリアの少なくとも1つが、導光性であり、
少なくとも1つの光源が、前記導光エッジエリアに配されており、かつ、
動作時に、前記光源から生じる光が、前記導光エッジエリアに入射して、前記パネル内に広がる照明系において、
前記照明系が、第1の発光パネルおよび第2の発光パネルを有し、
該第1および第2の発光パネルが、少なくとも実質的に平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1および第2の光出射波長を持つ2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ1タイプの発光ダイオードを有しているか、または、1タイプの発光ダイオードが第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを含んでいる、2タイプの発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることを特徴とする照明系。 - 前記導光エッジエリアが、前記第1および第2の発光パネルで互いに反対の側面に定められていることを特徴とする請求項1に記載の照明系。
- ディスプレイデバイスを照明するための照明系であって、
該照明系が、前面壁、当該前面壁に対向する背面壁、および、前記前面壁と前記背面壁との間のエッジエリアを有する発光パネルを備え、
前記パネルの前記エッジエリアの少なくとも1つが、導光性であり、
少なくとも1つの光源が、前記導光エッジエリアに配されており、かつ、
動作時に、前記光源から生じる光が、前記導光エッジエリアに入射して、前記パネル内に広がる照明系において、
前記照明系が、第1の発光パネル、第2の発光パネル、および第3の発光パネルを有し、該第1、第2、および、第3の発光パネルが、実質的に平行になるように配置されており、
前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第1の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第2の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、第3の光出射波長を持つ発光ダイオードを有しており、
前記第1、前記第2、および、前記第3の光出射波長が、相異なることを特徴とする照明系。 - 前記導光エッジエリアが、前記導光パネルで反対の側面に交互に定められていることを特徴とする請求項3に記載の照明系。
- 前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の赤色および青色の発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の緑色発光ダイオードを有していることを特徴とする請求項1または2に記載の照明系。 - 前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の赤色および緑色の発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の青色および緑色の発光ダイオードを有していることを特徴とする請求項1または2に記載の照明系。 - 前記第1の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の赤色発光ダイオードを有しており、
前記第2の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の緑色発光ダイオードを有しており、
前記第3の発光パネルの前記導光エッジエリアに配されている前記光源が、複数の青色発光ダイオードを有していることを特徴とする請求項3または4に記載の照明系。 - 前記発光ダイオードの各1つずつが、少なくとも5 lmの光束を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明系。
- 前記発光ダイオードの前記光束を変化させるための制御電子機器を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明系。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の照明系を有するディスプレイデバイス。
- 液晶ディスプレイを有する請求項10に記載のディスプレイデバイス。
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