JP3766042B2 - Rear light source for display device and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイ装置（例えば、ディスプレイモニタあるいは液晶テレビジョン）に使用される背面光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイモニタ用バックライト（背面光源）としては、一般的に、蛍光ランプである冷陰極蛍光放電管（ＣＣＦＬ）が用いられている。
【０００３】
又、最近では、白色ＬＥＤランプがバックライト用ランプとして利用可能であることが、報告されている。例えば、特開２００１−２７２９３８号公報において、２個以上のＬＥＤランプを用いたＬＣＤ用バックライトが開示されており、しかも同公報においては、個々のＬＥＤランプの色調を均一に調整する技術が提案されている。この技術により、標準的な白色光を発するバックライトが得られる。ここで、「白色ＬＥＤランプ」は、青色の光を発するＩｎＧａＮと、白色光を発する色変換部材（同部材は蛍光物質を含む）とから成る構造を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＩＥ１９３１標準表色系であるｘｙ−色度図において、現状の色再現範囲は、従来の代表的ディスプレイ装置であるＣＲＴディスプレイモニタが実現する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色座標（色度点）を結んで得られる三角形の範囲内となる。例えば、色再現範囲の標準規格の一つであるＥＢＵ（European Broadcasting Union）では色再現範囲の三角形の面積（以後、単に色再現範囲と称す）は0.1134となり、同じく標準規格の一つであるIEC61966-2-1 sRGBでは色再現範囲は0.1121となるが、ＣＲＴディスプレイモニタの色再現範囲は0.11413であり、上記両規格を満足している。
【０００５】
ところで、自然界においては、この標準ＲＧＢ信号によって定まる色再現範囲外に位置する多数の色が存在している。例えば、絵の具の色の６割がＣＲＴディスプレイモニタの色再現範囲の外側に位置している。このため、より多くの色をディスプレイモニタ上で表現可能にすることが、印刷製版関連業界あるいは映画産業・放送業界等から、要望されているところである。そのためには、約４０年の間拡大され得なかった色再現範囲（0.11）を拡大することが急務である。この色再現範囲の拡大により、インターネットを使用するビットストリーム映像配信の展開や、ストリーム放送等の展開を発展させることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、フラットディスプレイモニタの代表例であるＣＣＦＬバックライト液晶ディスプレイモニタの色再現範囲は例えば0.1108であり、その値はＣＲＴディスプレイモニタのそれよりも小さい。同様に、白色ＬＥＤランプをバックライトとして用いる液晶ディスプレイモニタの色再現範囲もまた、ＣＲＴディスプレイモニタのそれよりも劣る。従って、現状の液晶ディスプレイモニタによっては、色再現範囲（0.11）を拡大することが出来ないのである。
【０００７】
又、フラットディスプレイモニタとして最近注目されている有機ＥＬディスプレイモニタにおいても、その色再現範囲は例えば0.1141であり、従って、同モニタもまた現状の色再現範囲（0.11）を拡大することが出来ない。
【０００８】
この発明はかかる現状認識に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現状の色再現範囲（0.11）を拡大し得る液晶ディスプレイ装置を実現すると共に、後述する様に、均一な明るさの背面光源を実現する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明の主題は、ディスプレイ装置用背面光源であって、複数の半導体発光素子ブロックと、複数の電流調整制御回路と、データ収集制御回路と、前記データ収集制御回路と前記複数の電流調整制御回路の各々とを接続するバスとを備えており、前記複数の半導体発光素子ブロックの各々は、第１電源端子と、第２電源端子と、第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第１制御信号に応じた第１電流量を有する電流を当該第１端と当該第２端間に流す第１電流駆動回路と、前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第１電流駆動回路と直列に接続されており、前記第１電流駆動回路によって印加される前記第１電流量に応じた光量を有する赤色の単色光を発する第１半導体発光素子と、第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第２制御信号に応じた第２電流量の電流を当該第１端と当該第２端間に流す第２電流駆動回路と、前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第２電流駆動回路と直列に接続されており、前記第２電流駆動回路によって印加される前記第２電流量に応じた光量を有する緑色の単色光を発する第２半導体発光素子と、第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第３制御信号に応じた第３電流量の電流を当該第１端と当該第２端間に流す第３電流駆動回路と、前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第３電流駆動回路と直列に接続されており、前記第３電流駆動回路によって印加される前記第３電流量に応じた光量を有する青色の単色光を発する第３半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子が発する前記赤色単色光の光量を検出する第１光検出器と、前記第２半導体発光素子が発する前記緑色単色光の光量を検出する第２光検出器と、前記第３半導体発光素子が発する前記青色単色光の光量を検出する第３光検出器とを備えており、前記複数の電流調整制御回路の各々は、前記複数の半導体発光素子ブロックの各々毎に設けられており、しかも、前記複数の電流調整制御回路の各々は、当該電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックに於ける、前記第１電流駆動回路の前記第３端、前記第２電流駆動回路の前記第３端及び前記第３電流駆動回路の前記第３端にそれぞれ接続された第１制御信号出力端、第２制御信号出力端及び第３制御信号出力端を備えており、前記データ収集制御回路は、前記複数の半導体発光素子ブロックの各々に属する前記第１、第２及び第３光検出器から第１、第２及び第３光量データ信号を収集し、各半導体発光素子ブロックの前記第１、第２及び第３光量データ信号を、前記バスを介して、対応する電流調整制御回路に送信し、前記複数の電流調整制御回路の各々は、色温度に関する所定の規格値と、各電流調整制御回路毎に予め定められた白色光の所定の輝度値とを記憶する記憶部と、当該電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックに於ける、前記第１光量データ信号と、前記第２光量データ信号と、前記第３光量データ信号とに基づき、前記白色光の色温度及び前記色温度の調整後における前記白色光の輝度を演算する演算部分と、前記演算部分で演算された前記色温度の演算値と前記色温度に関する前記所定の規格値との比較処理に基づいて、前記色温度の調整時における前記第１制御信号、前記第２制御信号、及び前記第３制御信号をそれぞれ個別に設定する個別電流調整制御部と、前記演算部分で演算された前記白色光の前記輝度の演算値と当該電流調整制御回路に関して予め定められた前記白色光の所定の輝度値との個別の比較処理に基づいて、当該電流調整制御回路に関する、前記色温度の調整後における前記第１制御信号、前記第２制御信号、及び前記第３制御信号を共通の信号として設定する共通電流増減割合調整制御部とを更に備えており、前記複数の電流調整制御回路の各々に於ける前記個別電流調整制御部は、対応する半導体発光素子ブロックに対して、前記第１半導体発光素子が発する前記赤色単色光と前記第２半導体発光素子が発する前記緑色単色光と前記第３半導体発光素子が発する前記青色単色光との混合により得られる前記白色光の前記色温度が当該電流調整制御回路に於ける前記所定の規格値となる様に、前記第１電流量を制御するための前記第１制御信号を前記第１制御信号出力端から前記第１電流駆動回路へ出力し、更に前記第２電流量を制御するための前記第２制御信号を前記第２制御信号出力端から前記第２電流駆動回路へ出力し、更に前記第３電流量を制御するための前記第３制御信号を前記第３制御信号出力端から前記第３ 電流駆動回路へ出力する一方、前記複数の電流調整制御回路の各々に於ける前記共通電流増減割合調整制御部は、対応する半導体発光素子ブロックに対して、当該電流調整制御回路に於ける、前記色温度の調整後の前記第１電流量、前記第２電流量及び前記第３電流量の全てを共通の電流増減率で以って増減する様に指令する前記第１制御信号、前記第２制御信号及び前記第３制御信号を、それぞれ前記第１制御信号出力端、前記第２制御信号出力端及び前記第３制御信号出力端から前記第１電流駆動回路、前記第２電流駆動回路及び前記第３電流駆動回路へ出力することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
＜モニタの構成＞
図１は、本実施の形態に係る液晶ディスプレイモニタの構成を模式的に示す縦断面図であり、図２は、図１の矢印Ａ１方向から同モニタを眺めたときの平面図である。
【００１９】
両図１，２に示す液晶ディスプレイモニタは、大別して、液晶パネルＬＣＤＰと、バックライト（背面光源）とから成る。
【００２０】
この内、液晶パネルＬＣＤＰは、表示面である前面ＦＳと、前面ＦＳに対向した背面ＢＳとを有すると共に、液晶材をその内部に封止するアレイ基板（図示せず）と、当該アレイ基板内に設けられたＲＧＢカラーフィルタ及び２枚の偏光板（いずれも図示せず）と、アレイ基板用駆動回路（図示せず）とを、備えている。
【００２１】
他方、バックライトの構成としては、光源が液晶パネルの側面側に配設されるサイドライト方式と、光源が液晶パネルの直下に配設される直下方式とがあるが、ここでは、バックライトは液晶パネルＬＣＤＰの背面ＢＳの上方及び下方側に配設されており、サイドライト方式バックライトに該当する。従って、当該バックライトは、背面ＢＳの上方側及び下方側に配置された白色光源ＷＬＳと、白色光源ＷＬＳから放出された白色光を散乱させつつ同光を背面ＢＳ直下にまで伝播させ得る導光板ＬＧＰとを備える。尚、両図１，２においては、白色光源ＷＬＳ用のリフレクタや、導光板ＬＧＰの裏面に沿って配設される反射シートや、導光板ＬＧＰの表面側に配設される拡散シート等の図示化は、割愛されている。
【００２２】
本実施の形態の特徴点は、白色光源ＷＬＳの構成にある。即ち、白色光源ＷＬＳは、複数の半導体発光素子ブロックＬＥＤＢＬのみから構成されている（ここでは、便宜上、６個のダイオードブロックＬＥＤＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ６）から成る）。そして、各半導体発光素子ブロックＬＥＤＢＬは、１）赤色の単色光を発する少なくとも一つの赤色用半導体発光素子ＬＥＤＲと、２）緑色の単色光を発する少なくとも一つの緑色用半導体発光素子ＬＥＤＧと、３）青色の単色光を発する少なくとも一つの青色用半導体発光素子ＬＥＤＢとから、構成されている。各半導体発光素子ブロックＬＥＤＢＬにおいて、赤色用半導体発光素子ＬＥＤＲから放出された赤色光と、緑色用半導体発光素子ＬＥＤＧから放出された緑色光と、青色用半導体発光素子ＬＥＤＢから放出された青色光とは混合されて白色光が生成され、生成された白色光は導光板ＬＧＰに入射する。
【００２３】
この様に、本実施の形態に係るバックライト（背面光源）は、一般的なＣＣＦＬバックライトに代えて、ＲＧＢ単色光半導体発光素子のみから成る、少なくとも一つの半導体発光素子ブロックＬＥＤＢＬで以って構成されている。
【００２４】
尚、サイドライト方式バックライトに代えて、直下方式バックライトで以って本実施の形態に係るバックライトを構成しても良い。その様な模式例を図３の縦断面図に示す。この方式によるバックライトＷＬＳＭでは、導光板は不用であり、背面ＢＳの上側及び下側位置のみならず、背面ＢＳ直下にも、多数の半導体発光素子ブロックＬＥＤＢＬが配置される。
【００２５】
＜色再現範囲の拡大＞
次に、この様なバックライトを想到させるに至った着眼点及び効果の実証を、記載する。即ち、本願発明者は、発光スペクトルの半値幅が比較的小さいと言う半導体発光素子（発光ダイオード）の特性に、従って、半導体発光素子が放出する光は単色光に近いものとなり、発光色の純度が比較的高いと言う点に、着眼した。この点を利用するならば、白色光を形成するＲＧＢ３原色の純度を高めることが出来るので、その結果、色再現範囲の拡大化を図ることが可能かもしれないと、本願発明者は考えた。
【００２６】
この様な発想に基づいて、本願発明者は、図１及び図２に例示されるＲＧＢ―ＬＥＤバックライト液晶ディスプレイモニタの色再現範囲をシミュレーションしてみた。その結果を、図４のｘｙ−色度図（C.I.E. Chromaticity Diagram）に示す。図４において、曲線Ｃ０は、ＣＩＥ（国際照明委員会：Commission Internationale de l’ Eclairage）によって定められた馬蹄形状の色度図であり、自然界に存在する全ての光はこの馬蹄形状Ｃ０の中の座標値で以って表現され得る。又、三角形Ｃ１及びＣ３は、それぞれ標準規格ｓＲＧＢ及びＥＢＵにおける色再現範囲を与える。これらに対して、×印で表記されるＲＧＢ各色度点を結んで得られる三角形Ｃ２は、図１及び図２で例示されるＲＧＢ−ＬＥＤバックライト液晶パネルにおける色再現範囲を示す。図４より、三角形Ｃ２で与えられる色再現範囲は、標準規格の色再現範囲の５０％をも拡大出来ることが判った。この結果より、図１及び図２で例示されるＲＧＢ−ＬＥＤバックライト液晶パネルは、馬蹄形状Ｃ０とｓＲＧＢ又はＥＢＵで示される三角形Ｃ１又はＣ３とで囲まれる領域に存在する色を少しでも多く再現することが出来る。
【００２７】
この利点を更に確証するために、本願発明者は、図１及び図２に例示されるＲＧＢ―ＬＥＤバックライト液晶ディスプレイモニタを試作し、その試作品の色再現範囲を実測してみた。それらの実測データをプロットしたのが図５であり、同図中の三角形Ｃ２１、Ｃ２２がそれぞれ試作品Ｎｏ.1及び試作品Ｎｏ.２の実測色再現範囲を示している。尚、図５では、比較のために、ＣＩＥ馬蹄形状Ｃ０、標準規格ｓＲＧＢで規定される色再現範囲Ｃ１、及びＲＧＢ―ＬＥＤバックライト単体での色再現範囲Ｃ２０をも、描いている。図５において、試作品Ｎｏ.1のＲ座標値については、ｘが0.6685であり、ｙが0.3093であり、Ｇ座標値については、ｘが0.2343であり、ｙが0.6700であり、Ｂ座標値については、ｘが0.1475であり、ｙが0.0573である。又、試作品Ｎｏ.2のＲ座標値については、ｘが0.6751であり、ｙが0.2927であり、Ｇ座標値については、ｘが0.2474であり、ｙが0.6762であり、Ｂ座標値については、ｘが0.1547であり、ｙが0.0491である。そこで、ＲＧＢ座標で囲まれる２次元の面積を色再現範囲の値として算出すると、ＣＣＦＬバックライト液晶ディスプレイモニタでは色再現範囲は0.110787であるのに対して、試作品Ｎｏ.1の色再現範囲は0.148668であり、試作品Ｎｏ.2の色再現範囲は0.151866である。従って、試作品Ｎｏ.1及び試作品Ｎｏ.2は、ＣＣＦＬバックライト液晶ディスプレイモニタの色再現範囲の１．４倍〜１．５倍に相当する色再現範囲を実現している。
【００２８】
以上より、本実施の形態に係るＲＧＢ―ＬＥＤバックライト液晶ディスプレイモニタは、過去４０年間拡大されることの無かった色再現範囲を、その約１．５倍にまで拡張し得るのである。正に、この利点が本願発明者による研究活動によって実現された点に、液晶ディスプレイ装置用バックライトの白色光源をＲＧＢ３色の半導体発光素子で以って構成する真価ないしは意義があるのである。
【００２９】
＜新たな課題＞
半導体発光素子が発する光の明るさ（光量）には、製造上の特性（電気―光変換効率）のバラツキに起因して、バラツキが発生する。このため、図１及び図２或いは図３に例示した様に、赤、緑、及び青の光をそれぞれ発する少なくとも３個の半導体発光素子で以ってバックライト用白色光源のブロックＬＥＤＢＬを構成する場合には、個々の半導体発光素子における明るさのバラツキにより、赤、緑、及び青の光を混合して得られる光は、赤、緑、及び青の何れかに、あるいは中間色に色づいたりすると共に、混色光の明るさもばらつく。従って、この様なバラツキを調整することなく、図１及び図２或いは図３に例示した液晶ディスプレイ装置を構成するときには、液晶パネルの画面上に、無視し得ない色むらが出現してしまうと言う新たな問題点が顕出する。このため、この様な色むらの発生を解消することが新たに求められるのである。
【００３０】
そこで、本願発明者は、この様な新たな問題点を克服すべく、ＲＧＢ―ＬＥＤバックライトにおけるホワイトバランス（色温度）・輝度調整技術を開発した。以下では、新たに開発したＲＧＢ―ＬＥＤバックライトについて記載する。
【００３１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、アナログ方式に基づくＲＧＢ―ＬＥＤバックライトの色温度・輝度調整技術に関する。この発明が採用するホワイトバランス・輝度調整技術のポイント（基本的考え方）は、（１）背面光源の半導体発光素子ブロックに属する個々の半導体発光素子に流れる電流を個別に制御することで、各半導体発光素子が出射する単色光の混合により得られる白色光の色温度を所定の規格値に等しくなる様に調整し、（２）その上で、調整後の色温度を維持しながら、つまり、各半導体発光素子が出射する単色光の強度比を維持しながら、ブロック内の全ての半導体発光素子に流れる電流の増大あるいは減少を同一の割合で制御することにより、白色光の輝度（明るさ）を所定の希望値に等しくなる様に調整する点にある。以下、図面を参照しつつ、その特徴点を詳述する。
【００３２】
＜背面光源のブロック構成＞
図６は、本実施の形態に係る背面光源の電気的構成を模式的に示すブロック図である。
【００３３】
図６において、高電位側の電源端子（第１電源端子とも称す）２０には、電源電圧Ｖｃｃの電源（図示せず）が接続されている。尚、上記電源は、当該背面光源専用として設けられても良いし、あるいは、当該背面光源とディスプレイモニタ及び／又は液晶パネルの制御回路とに共用されていても良い。
【００３４】
第１可変型定電流駆動回路（単に第１電流駆動回路とも称す）４は、接地された第１端５と、第２端６と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第１制御信号Ｖ１の電圧に応じた第１電流量を有する第１電流を、第２端６と第１端５間に流す。又、第１半導体発光素子（赤色用発光ダイオードとも称す）１は、電源端子２０に接続されたアノードと、第１電流駆動回路４の第２端６に接続されたカソードとを有しており、第１電流駆動回路４によって印加ないしは注入される第１電流量に応じた光量を有する赤色の単色光Ｒを発する。
【００３５】
第２可変型定電流駆動回路（単に第２電流駆動回路とも称す）１０は、接地された第１端１１と、第２端１４と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第２制御信号Ｖ２の電圧に応じた第２電流量の第２電流を、第２端１４と第１端１１との間に流す。又、第２半導体発光素子（緑色用発光ダイオードとも称す）２は、電源端子２０に接続されたアノードと、第２電流駆動回路１０の第２端１４に接続されたカソードとを有しており、第２電流駆動回路１０によって印加ないしは注入される第２電流量に応じた光量を有する緑色の単色光Ｇを発する。
【００３６】
第３可変型定電流駆動回路（単に第３電流駆動回路とも称す）１７は、接地された第１端１６と、第２端１５と、第３端とを有し、第３端に印加される第３制御信号Ｖ３の電圧に応じた第３電流量の電流を、第２端１５と第１端１６との間に流す。又、第３半導体発光素子（青色用発光ダイオードとも称す）３は、電源端子２０に接続されたアノードと、第３電流駆動回路１７の第２端１５に接続されたカソードとを有しており、第３電流駆動回路１７によって印加ないしは注入される第３電流量に応じた光量を有する青色の単色光Ｂを発する。
【００３７】
尚、各第１端５，１１，１６に接続される電源端子（低電位側の第２電源端子とも称す）を、図６の接地端に代えて、負の電源電圧を有する電源に接続された電源端子に置き換えても良い。この点は、後述する実施の形態３及び４においても、同様に成立つ。
【００３８】
これらの構成要素に対して、本実施の形態の中核部を成す制御回路ＣＣは、第１制御回路７、第２制御回路１２、及び第３制御回路１８より成る。
【００３９】
この内、第１制御回路７は、第１個別電流調整入力端子８に接続された第１入力端子と、共通電流増減割合入力端子９に接続された第２入力端子と、第１制御信号出力端に該当する出力端子とを備える。そして、同回路７は、（１）第１個別電流調整入力端子８に印加される第１電圧信号に応じて、３つの単色光Ｒ，Ｇ，Ｂの混合により生成される白色光の色温度調整用の第１制御信号Ｖ１を生成・出力する。この第１制御信号Ｖ１は、第１電流の第１電流量の増減を制御し得る電圧信号である。更に、同回路７は、（２）共通電流増減割合入力端子９に印加される共通電圧信号に応じて、色温度調整後に行う白色光の輝度調整用の第１制御信号Ｖ１を生成・出力する。このときの第１制御信号Ｖ１が指令する第１電流量の増減割合は、後述する第２及び第３制御信号Ｖ２、Ｖ３が指令する電流量増減割合と等しい。
【００４０】
又、第２制御回路１２は、第２個別電流調整入力端子１３に接続された第１入力端子と、共通電流増減割合入力端子９に接続された第２入力端子と、第２制御信号出力端に該当する出力端子とを備えている。同様に、同回路１２は、（１）第２個別電流調整入力端子１３に印加される第２電圧信号（上記第１電圧信号とは別個に生成される信号である）に応じて、色温度調整用の第２制御信号Ｖ２を生成・出力する。この第２制御信号Ｖ２は、第２電流の第２電流量の増減を個別に制御し得る電圧信号である。更に、同回路７は、（２）共通電流増減割合入力端子９に印加される共通電圧信号に応じて、色温度調整後に行う白色光の輝度調整用の第２制御信号Ｖ２を生成・出力する。このときの第２制御信号Ｖ２の指令内容は、既述した通り、第１制御信号Ｖ１のそれに相当する（第１電流量の増減割合と第２電流量の増減割合とは互いに等しい）。
【００４１】
又、第３制御回路１８は、第３個別電流調整入力端子１９に接続された第１入力端子と、共通電流増減割合入力端子９に接続された第２入力端子と、第３制御信号出力端に該当する出力端子とを備えている。そして、同回路１８は、（１）第３個別電流調整入力端子１９に印加される第３電圧信号（第３電圧信号は、上記第１及び第２電圧信号とは別個に生成される信号である）に応じて、色温度調整用の第３制御信号Ｖ３を生成・出力する。この第３制御信号Ｖ３は、第３電流の第３電流量の増減を個別に制御し得る電圧信号である。更に、同回路７は、（２）共通電流増減割合入力端子９に印加される共通電圧信号に応じて、色温度調整後に行う白色光の輝度調整用の第３制御信号Ｖ３を生成・出力する。このときの第３制御信号Ｖ３の指令内容は、既述した通り、第１及び第２制御信号Ｖ１、Ｖ２のそれらに相当する（第３電流量の増減割合は、第１及び第２電流量の増減割合に等しい）。
【００４２】
次に、図６の各部の動作を記載する。
【００４３】
＜色温度の調整＞
背面光源の白色光源を構成する複数の半導体発光素子ブロックの色温度が互いに異なるときには、図７の左側に示す様に、パネルの表示画面上において色ムラが生じる。尚、図７中のＤ５５、Ｄ６５、Ｄ９５は何れも色温度の規格値であり、図７の一例では両半導体発光素子ブロックの色温度を規格値Ｄ６５に統一する状態が描かれている。そこで、この様な色ムラを防止するためには、半導体発光素子ブロックの色温度が所定の規格値に等しくなる様に、当該ブロックに属する全半導体発光素子の光量を個別に調整する必要性がある。
【００４４】
そのために、図６の各端子８，１３，１９に、それぞれ第１、第２及び第３電圧信号が個別に印加され、それに応じて各制御回路７，１２，１８は第１、第２及び第３電流量を指定する第１、第２及び第３制御信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を個別に出力する。その結果、各半導体発光素子１，２，３に注入される第１、第２及び第３電流量が増加／減少されて、各単色光Ｒ，Ｇ，Ｂの光量が別個に調整される。この様な光量の調整は、白色光の色温度が所定の規格値となるまで、続行される。ここで、各電流の個別調整を行う操作者は、パネルの表示画面を観測しながら、表示画面上の色ムラが無くなる様にマニュアルで第１、第２及び第３電圧信号を個別に設定・調整しても良いし、あるいは、白色光の色温度を測定しながら、その測定結果に基づいて、第１、第２及び第３電圧信号をマニュアルで個別に設定・調整しても良い。
【００４５】
＜白色光の明るさの調整＞
各半導体発光素子ブロックの色温度を所定の規格値（例えばＤ６５）に合わせても、各ブロックが生成する白色光の輝度にバラツキがある場合には、図７の右側に示す様に、パネルの表示画面上に明暗（輝度ムラ）が生じる。そこで、パネルの表示画面全体の明るさを均一にするために、調整後の色温度を維持しながら、背面光源内の各ブロックが生成する白色光の輝度を均一にするための電流調整が更に必要となる。
【００４６】
そのために、色温度調整完了後における、各端子８，１３，１９に印加されている第１、第２及び第３電圧信号のレベルを固定した上で、図６の端子９に共通電圧を印加する。この印加に応じて、各制御回路７，１２，１８は、各半導体発光素子１，２，３に注入される電流の増加率／減少率が同一割合になる様に指令する制御信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を生成・出力する。その結果、第１、第２及び第３電流は共に同一の（共通の）割合で以って増加／減少し、赤色光Ｒの光量と緑色光Ｇの光量と青色光Ｂの光量との比率を保ったまま、混合により得られる白色光の輝度が増加／減少される。その際、操作者は、パネルの表示画面の明るさを目視で観測しながら、あるいは、白色光の輝度を測定しながら、共通電圧信号をマニュアルで個別に設定・調整する。
【００４７】
以上の構成より、図６の制御回路ＣＣは、次の機能を有する。即ち、（１）同回路ＣＣは、第１半導体発光素子１が発する赤色単色光Ｒと第２半導体発光素子２が発する緑色単色光Ｇと第３半導体発光素子３が発する青色単色光Ｂとの混合により得られる白色光の色温度が所定の規格値となる様に、第１電流量を制御するための第１制御信号Ｖ１を第１制御信号出力端から第１電流駆動回路４へ出力し、更に第２電流量を制御するための第２制御信号Ｖ２を第２制御信号出力端から第２電流駆動回路１０へ出力し、更に第３電流量を制御するための第３制御信号Ｖ３を第３制御信号出力端から第３電流駆動回路１７へ出力する。（２）次に、同回路ＣＣは、色温度調整完了後の第１電流量、第２電流量及び第３電流量の全てを共通の電流増減率で以って増減する様に指令する第１制御信号Ｖ１、第２制御信号Ｖ２及び第３制御信号Ｖ３を、それぞれ第１電流駆動回路４、第２電流駆動回路１０及び第３電流駆動回路１７へ出力する。
【００４８】
＜背面光源の具体的構成例＞
図８は、図６の具体化の一例を示す図である。図８では、第１電流駆動回路４は、第１ＮＰＮバイポーラトランジスタＴ１と第１固定抵抗器とから構成されており、第１制御回路７は、第１可変抵抗器ＶＲ１（ポテンショメーター等）と第１整流ダイオードとから構成されている。従って、第１可変抵抗器ＶＲ１の抵抗調整用端子が図６の端子８を成す。又、図８では、第２電流駆動回路１０は、第２ＮＰＮバイポーラトランジスタＴ２と第２固定抵抗器とから構成されており、第２制御回路１２は、第２可変抵抗器ＶＲ２（ポテンショメーター等）と第２整流ダイオードとから構成されている。従って、第２可変抵抗器ＶＲ２の抵抗調整用端子が図６の端子１３を成す。更に、図８では、第３電流駆動回路１７は、第３ＮＰＮバイポーラトランジスタＴ３と第３固定抵抗器とから構成されており、第３制御回路１８は、第３可変抵抗器ＶＲ３（ポテンショメーター等）と第３整流ダイオードとから構成されている。従って、第３可変抵抗器ＶＲ３の抵抗調整用端子が図６の端子１９を成す。
【００４９】
図８において、各可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の抵抗値を個別に調整する。各可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の抵抗値の調整に応じて、各バイポーラトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３のベース電位が変化し、第１、第２及び第３電流量が調整される。この様な調整により、白色光の色温度が所定の規格値に調整される。その際、端子９には、一定の電圧が印加されている。
【００５０】
又、図８において、端子９には、外部の共通ポテンショメーター（図示せず）の出力が印加される。従って、各可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の抵抗値を固定した状態において共通ポテンショメーターを調整することによって、各バイポーラトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３のベース電位を同一の割合で以って増加／減少させることが出来、これにより、調整後の色温度を維持しつつ、白色光の輝度を所定の希望値に設定することが可能となる。
【００５１】
＜本実施の形態の利点＞
本構成によれば、各半導体発光素子１，２，３の電流量を個別に変化させることが出来ると共に、各半導体発光素子１，２，３の電流量を共通の割合で増減することが可能となる。従って、赤、緑、及び青の半導体発光素子１，２，３の個別電流調整で以って白色バランスの調整を行い、引き続いて、共通の増減率に基づいた各半導体発光素子１，２，３の電流の増減調整で以って、白色バランスを保ったままで白色光の明るさの調整を行うことが可能となる。その結果、背面光源製造時の作業者、あるいは、当該背面光源を組み込んだ液晶ディスプレイ装置を購入したユーザー（例えば、印刷製版分野のデザイナー）は、上記調整方法を実行することにより、希望する、所定の規格値の色温度及び均一な所定の輝度を有する背面光源を得ることが出来、しかも、その様に調整された後の背面光源を組み込んで成る液晶ディスプレイ装置の表示画面上に色ムラを発生させない様にすることが可能となる。
【００５２】
＜実施の形態２の変形例＞
半導体発光素子ブロック内の第１半導体発光素子、第２半導体発光素子及び第３半導体発光素子の内の少なくとも一つが、複数の発光ダイオードを備える様にしても良い。その様な変形例においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
その様な一例を、図９のブロック図に示す。図９においては、青色用の半導体発光素子３（図６）が、第１及び第２青色用発光ダイオード３Ａ，３Ｂより構成されており、各発光ダイオード３Ａ，３Ｂより発する青色光ＢＡ，ＢＢの混合により、調整対象である青色光Ｂが得られる。
【００５４】
尚、参考として、図９の具体化の一例を、図８中に破線で示す。この例では、駆動回路１７は、２個の駆動回路１７Ａ、１７Ｂより成る。
【００５５】
（実施の形態３）
本実施の形態は、デジタル方式に基づくＲＧＢ―ＬＥＤバックライトの色温度・輝度調整技術に関する。但し、本実施の形態におけるホワイトバランス・輝度調整方法は、基本的に、実施の形態１で記載したものと同一である。主要な相違点は、実施の形態１における制御回路（図６の回路ＣＣ）の機能の全てがマイクロコンピュータチップ（ＩＣ）（以下では単にマイコンチップと略す）によって自動的に行われる点にある。以下、図面に基づき、その特徴点を記載する。
【００５６】
図１０は、本実施の形態に係る背面光源の構成を示すブロック図である。図１０において、図６の参照符号と同一符号の構成要素は、実施の形態１で記載したものと同一である。
【００５７】
第１電流駆動回路４は、第１トランジスタＴ１（バイポーラトランジスタ又はＭＯＳトランジスタ）と、第１固定抵抗器と、第１Ｄ／Ａ変換器２１と、第１バッファ増幅器２２とから成る。同様に、第２電流駆動回路１０は、第２トランジスタＴ２（バイポーラトランジスタ又はＭＯＳトランジスタ）と、第２固定抵抗器と、第２Ｄ／Ａ変換器２３と、第２バッファ増幅器２４とから成る。同様に、第３電流駆動回路１７は、第３トランジスタＴ３（バイポーラトランジスタ又はＭＯＳトランジスタ）と、第３固定抵抗器と、第３Ｄ／Ａ変換器２５と、第３バッファ増幅器２６とから成る。
【００５８】
更に、本背面光源は、第１、第２及び第３光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３（例えば、これらの光検出器はフォトダイオードより成る）を有する。即ち、本背面光源を組み込んだ液晶ディスプレイモジュールＬＣＤＭの背面ＢＳ（参照記号ＦＳは前面）の内で、各半導体発光素子１，２，３に対向する各部分には開口（図示せず）が形成されており、各開口及びその周辺部上に、対応する光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３が取付けられている。そして、各光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、マイコンチップ（制御回路）３０による制御の下で、それぞれ第１、第２、及び第３半導体発光素子１，２，３が発する単色光Ｒ，Ｇ，Ｂの光量を検出し、その測定結果を、それぞれ第１、第２及び第３光量データ信号ＶＱ１，ＶＱ２，ＶＱ３として、マイコンチップ３０に送信する。
【００５９】
他方、マイコンチップ３０は図６の制御回路ＣＣと同一の機能を呈する回路部であり、記憶回路ないしは記憶部３０Ｍ、演算部、個別電流調整制御部、及び共通電流増減割合調整制御部を有する。
【００６０】
即ち、記憶回路３０Ｍは、色温度に関する所定の規格値と、白色光の所定の輝度値とを、テーブル値として記憶している。このテーブル値は、操作者によって任意に書換え可能である。
【００６１】
そして、演算部分は、第１光量データ信号ＶＱ１と、第２光量データ信号ＶＱ２と、第３光量データ信号ＶＱ３とに基づき、白色光の色温度及び色温度調整後における白色光の輝度を演算する。
【００６２】
更に、個別電流調整制御部は、演算部分の動作によって得られた色温度の演算値と、テーブル値（色温度に関する所定の規格値）との比較処理に基づいて、色温度調整時における第１制御信号Ｖ１、第２制御信号Ｖ２、及び第３制御信号Ｖ３のレベルをそれぞれ個別に設定し、各回路４，１０，１７に出力する。
【００６３】
更に、共通電流増減割合調整制御部は、演算部分の動作によって得られた輝度の演算値と、テーブル値（所定の輝度値）との比較処理に基づいて、色温度調整完了後における第１制御信号Ｖ１、第２制御信号Ｖ２、及び第３制御信号Ｖ３のレベルを各回路４，１０，１７に共通の信号として設定し、出力する。
【００６４】
この構成により、マイコンチップ３０は、（１）光量データ信号ＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３より算出した色温度とテーブル値との比較処理に基づいて、各トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３のベースに印加すべき各制御信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のレベルを適切な値に個別に且つ自動的に設定・調整し、これにより白色光の色温度を所定の規格値に合わせ込む。更に引き続いて、同チップ３０は、（２）光量データ信号ＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３より算出した輝度とテーブル値との比較処理に基づいて、第１、第２及び第３電流の全てを共通の割合（増減率）で増大／減少させるための各制御信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のレベルを自動的に設定し出力する。これにより、単色光Ｒ，Ｇ，Ｂの混合により得られる白色光の輝度は所定の輝度値に合わせ込まれる。従って、操作者（製造作業者やユーザー）は、マイコンチップ３０のテーブル値を設定するだけで、希望する色温度及び希望する明るさを有する背面光源を自動的に得ることが可能となる。この様に、液晶ディスプレイ装置の表示画面上に色ムラを発生させない様にするために背面光源の明るさを均一にする調整作業を自動的に行うことが出来る。
【００６５】
尚、図１０では各トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベース電位を制御することで第１、第２及び第３電流量を制御することとしているが、これに代えて、マイコンチップ３０からパルス信号を各トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベースに印加し、各パルス信号のパルス幅を制御することによって、従って、各パルス信号のデューティファクタを制御することによって、第１、第２及び第３電流量を制御することとしても良い。この場合、各駆動回路４，１０，１７におけるＤ／Ａ変換器及びバッファ増幅器に代えて、パルス幅変調器を設けることになるが、この構成に代えて、マイコンチップ３０自体が、その内部でパルス幅変調を行った上で、変調後のパルス信号を制御信号として出力する構成を採用することも可能である。
【００６６】
又、本実施の形態においても、電源端子２０における電圧Ｖｃｃの上記電源及び／又はマイコンチップ３０は、当該背面光源専用として設けられても良いし、あるいは、当該背面光源とディスプレイモニタ及び／又は液晶パネルの制御回路とに共用されていても良い。
【００６７】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、背面光源は、（１）複数の半導体発光素子ブロックと、（２）各半導体発光素子ブロック毎に設けられた電流調整制御回路（マイコンチップ）と、（３）各電流調整制御回路とデータバスを介して接続されていると共に、各半導体発光素子ブロックにおけるＲ，Ｇ，Ｂ用光検出器からの第１、第２及び第３光量データ信号を収集して、それらの光量データ信号を、データバスを介して、対応する電流調整制御回路に送信するデータ収集制御回路（マイコンチップ）とを備えることによって、各半導体発光素子ブロック毎に、当該ブロックが生成する白色光の色温度及び輝度を適切な値に調整する。これにより、各半導体発光素子ブロック毎に、当該ブロックを構成する赤色用、緑色用及び青色用の半導体発光素子の各々が有する特性のバラツキを自動的に調整することが出来る。ここで、各半導体発光素子ブロックとそれに対応する電流調整制御回路（マイコンチップ）の構成は、実施の形態３における対応するもの（図１０）と同一である。従って、各半導体発光素子ブロックは、第１電源端子２０と、第２電源端子（ここでは接地端）と、第１半導体発光素子１と、第１電流駆動回路４と、第２半導体発光素子２と、第２電流駆動回路１０と、第３半導体発光素子３と、第３電流駆動回路１７と、第１光検出器ＰＤ１と、第２光検出器ＰＤ２と、第３光検出器ＰＤ３とを備えている。そして、各制御回路（マイコンチップ）は、既述した、記憶部と、演算部と、個別電流調整制御部と、共通電流増減割合調整制御部とを、同様に有する。以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る背面光源の一例を記載する。
【００６８】
図１１は、本実施の形態に係る背面光源の構成例を示すブロック図である。ここでは、便宜上、背面光源の白色光源部は、３個の半導体発光素子ブロックＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３より構成されているものとしている。又、図１２のブロック図は、半導体発光素子ブロックの代表例として、第１ＬＥＤブロックＢＬ１の内部構成を示すと共に、第１ブロック用制御回路（マイコンチップ）ＣＣ１とデータ収集制御回路（マイコンチップ）ＣＣ０とのＩＩＣバスを介した接続関係を示しており、更に、データ収集制御回路（マイコンチップ）ＣＣ０における各光量データ信号の収集機能をも図示している。尚、各制御回路ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３が有する書換え可能な記憶回路（例えばＲＡＭ）Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、図１０の記憶回路３０Ｍに相当しており、各ブロック毎に設定された、白色色の色温度の規格値、及び、白色色の所定の輝度値を、テーブル値として保有している。
【００６９】
図１１及び図１２において、ＤＬは光量データ信号を送信するデータラインであり、ＣＬは各ブロック用のクロック信号を送信するクロックラインである。又、ＤＬＴはデータライン端子、ＣＬＴ１、ＣＬＴ２及びＣＬＴ３はそれぞれ第１、第２及び第３ブロック用クロック信号を受信するクロックライン端子であり、ＤＴは光量データ信号を受信する入力端子、ＣＬＴはクロック信号を受信する入力端子である。又、ＯＴ１、ＯＴ２、及びＯＴ３は、それぞれ第１、第２及び第３制御信号を出力する端子、ＩＴ１、ＩＴ２、及びＩＴ３は、それぞれ第１、第２及び第３制御信号を受信する端子である。
【００７０】
データ収集制御回路（マイコンチップ）ＣＣ０は、例えば第１ＬＥＤブロックＢＬ１が生成する白色光の色温度及び輝度を調整するときには、当該ブロックＢＬ１に属する各光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を制御して、光量データ信号を取得し、それらのデータを内部のメモリに格納する。そして、同回路ＣＣ０は、第１ブロック用制御回路ＣＣ１を指定する第１クロック信号を生成し、収集した第１ＬＥＤブロックＢＬ１用の光量データ信号を第１クロック信号に同期させてＩＩＣバスに出力する。これにより、第１ブロック用制御回路ＣＣ１は、第１クロック信号に同期して、測量された光量データ信号を取得する。それ以後の同回路ＣＣ１が行う調整動作は、実施の形態３において既述した通りである。そして、データ収集制御回路ＣＣ０は、その他のＬＥＤブロックＢＬ２、ＢＬ３に対しても同様の動作を実行し、それに応じて、各制御回路ＣＣ２、ＣＣ３は実施の形態３において既述した通りのホワイトバランス及び輝度の自動調整を行う。
【００７１】
本実施の形態によれば、各半導体発光素子ブロック毎にホワイトバランス及び輝度の自動調整を行うことが出来るので、より一層均一な明るさを有する背面光源を実現して、液晶ディスプレイ装置における色ムラの発生をより一層確実に防止することが可能となる。
【００７２】
尚、各制御回路（マイコンチップ）ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３は一個のマイコンチップによって実現されても良く、又、本実施の形態においても、電源端子２０における電圧Ｖｃｃの上記電源及び／又は各マイコンチップＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３は、当該背面光源専用として設けられても良いし、あるいは、当該背面光源と、ディスプレイモニタ及び／又は液晶パネルの制御回路とに共用されていても良い。
【００７３】
＜実施の形態４の変形例＞
各半導体発光素子ブロックを構成する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの配置順序によっては、液晶ディスプレイ装置の画面周辺部が画面中央部に比べて暗くなると言う事態が発生し得る。この問題点を解消する方策としては、各ブロック用制御回路における輝度のテーブル値をブロック毎に変更してやれば良い。これにより、各ブロックの調整後の色温度を保ったまま、各ブロックの存在位置に対応する画面上の場所毎に、白色光の明るさを変えることが出来、例えば画面中央部を相対的に暗くする一方で画面周辺部を相対的に明るくすることで、画面全体の明るさを均一にすることが可能となる。
【００７４】
図１３は、この様な輝度テーブル値の変更方法の一例を示すものであり、各ブロックに対する演算係数を示している。図１３中、５８，６０，６２は、ブロック場所識別番号であり、５９，６１，６３は場所毎の演算係数である。
【００７５】
図１３に例示する方法においては、各記憶回路Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に設定している所定の輝度テーブル値に対して、対応するブロックの場所に応じて定まる演算係数を乗じた値を、各ブロックにおける輝度の調整目標値に設定するのである。この様な演算係数は、ユーザー等の操作者によって適宜に定められた上で、対応する記憶回路に設定される。
【００７６】
例えば、図１３に示す一例では、画面端５８に位置するブロックの記憶回路に対しては演算係数５９を設定することとし、その隣接点６０に位置するブロックの記憶回路に対しては演算係数６１を設定する。
【００７７】
この様な演算係数を設定すると言う構成は、ブロック数が３を越える場合に対しても、同様に適用可能である。
【００７８】
本変形例によれば、画面周辺部の明るさ低下を補うことが出来る。
【００７９】
＜実施の形態２−４に共通の変形例＞
各半導体発光素子とそれに対応する電流駆動回路との配置関係を逆転する様にしても良い。この様な変形例においても、各実施の形態において既述した作用・効果が同様に得られる。
【００８０】
その様な一例を示すものが図１４及び図１５であり、前者は図６の回路構成に本変形例を適用したものであり、後者は図１０の回路構成に本変形例を適用したものである。両図１４，１５に示す様に、各電流駆動回路４，１０，１７の第２端及び第１端は、それぞれ、高電位側の第１電源端子２０及び対応する半導体発光素子１，２，３のアノード電極に接続されており、各半導体発光素子１，２，３のカソード電極は低電位側の第２電源端子（ここでは接地端子として記載されている）に接続されている。
【００８１】
以上、図６、図１０、図１４及び図１５に開示される構成を踏まえて電流駆動回路と半導体発光素子との配置関係を述べるならば、「各電流駆動回路４，１０，１７とそれに対応する半導体発光素子１，２，３とは、第１電源端子２０と第２電源端子間において直列に接続されている」と、言える。
【００８２】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２の各発明によれば、赤色用、緑色用、及び青色用半導体発光素子の各々の明るさを独立して調整出来ると共に、３色の明るさを同一の割合で調整することが可能な為、色ムラが無く且つ均一な明るさを有する背面光源を実現することが出来る。
【００８４】
特に請求項２の発明によれば、演算係数を設けることで、画面周辺部の明るさ低下を補うことが出来ると言う効果を奏する。
【００８５】
請求項３の発明によれば、色再現範囲を従来の約１．５倍に拡大することが出来ると言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】 実施の形態１の変形例に係る液晶ディスプレイ装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図４】 実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の色再現範囲のシミュレーション結果を示す色度図である。
【図５】 実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の色再現範囲の実測結果を示す色度図である。
【図６】 本発明の実施の形態２に係るＬＣＤ用背面光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】 本発明におけるＬＣＤ用背面光源の白色光の調整を模式的に示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係るＬＣＤ用背面光源の具体的回路構成例を示す図である。
【図９】 実施の形態２の変形例に係るＬＣＤ用背面光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】 本発明の実施の形態３に係るＬＣＤ用背面光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４に係るＬＣＤ用背面光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１２】 本発明の実施の形態４に係るＬＣＤ用背面光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１３】 実施の形態４の変形例における演算係数を模式的に示す図である。
【図１４】 図６に示すＬＣＤ用背面光源の変形例を模式的に示すブロック図である。
【図１５】 図１０に示すＬＣＤ用背面光源の変形例を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 第１半導体発光素子、２ 第２半導体発光素子、３ 第３半導体発光素子、４ 第１電流駆動回路、１０ 第２電流駆動回路、１７ 第３電流駆動回路、ＣＣ，ＣＣ０，ＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３ 制御回路、２０ 電源端子、３０ 制御回路、３０Ｍ 記憶回路、ＰＤ１ 第１光検出器、ＰＤ２ 第２光検出器、ＰＤ３ 第３光検出器、ＶＱ１ 第１光量データ信号、ＶＱ２ 第２光量データ信号、ＶＱ３ 第３光量データ信号、ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３ ＬＥＤブロック。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a back light source used for a liquid crystal display device (for example, a display monitor or a liquid crystal television).
[0002]
[Prior art]
As a backlight (back light source) for a liquid crystal display monitor, a cold cathode fluorescent discharge tube (CCFL) that is a fluorescent lamp is generally used.
[0003]
Recently, it has been reported that white LED lamps can be used as backlight lamps. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-272938 discloses a backlight for an LCD using two or more LED lamps, and this publication proposes a technique for uniformly adjusting the color tone of each LED lamp. Has been. This technique provides a backlight that emits standard white light. Here, the “white LED lamp” has a structure composed of InGaN that emits blue light and a color conversion member that emits white light (the member includes a fluorescent material).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the xy-chromaticity diagram which is the CIE 1931 standard color system, the current color reproduction range is red (R), green (G) and blue (B) realized by a CRT display monitor which is a conventional representative display device. It is within the range of a triangle obtained by connecting each color coordinate (chromaticity point). For example, in EBU (European Broadcasting Union), which is one of the standards for the color reproduction range, the triangular area of the color reproduction range (hereinafter simply referred to as the color reproduction range) is 0.1134, which is also one of the standards, IEC61966. -2-1 sRGB has a color reproduction range of 0.1121, but the CRT display monitor has a color reproduction range of 0.11413, which satisfies both the above standards.
[0005]
In the natural world, there are many colors located outside the color reproduction range determined by the standard RGB signal. For example, 60% of the colors of the paint are located outside the color reproduction range of the CRT display monitor. For this reason, it is demanded by the printing plate making related industry, the movie industry / broadcasting industry, etc. that more colors can be expressed on a display monitor. To that end, it is urgent to expand the color reproduction range (0.11) that could not be expanded for about 40 years. By expanding the color reproduction range, development of bit stream video distribution using the Internet, development of stream broadcasting, and the like can be developed.
[0006]
However, the color reproduction range of a CCFL backlight liquid crystal display monitor, which is a typical example of a flat display monitor, is 0.1108, for example, which is smaller than that of a CRT display monitor. Similarly, the color reproduction range of a liquid crystal display monitor using a white LED lamp as a backlight is also inferior to that of a CRT display monitor. Therefore, the color reproduction range (0.11) cannot be expanded depending on the current liquid crystal display monitor.
[0007]
Further, even in an organic EL display monitor that has recently attracted attention as a flat display monitor, the color reproduction range is, for example, 0.1141, and therefore the monitor cannot expand the current color reproduction range (0.11).
[0008]
The present invention has been made in view of such recognition of the present situation, and an object of the present invention is to realize a liquid crystal display device capable of expanding the current color reproduction range (0.11) and to obtain uniform brightness as described later. It is in the point which realizes the back light source.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The subject of the present invention is a back light source for a display device, comprising a plurality of semiconductor light emitting element blocks, a plurality of current adjustment control circuits, a data collection control circuit, the data collection control circuit, and the plurality of current adjustment control circuits. Each of the plurality of semiconductor light emitting element blocks includes a first power supply terminal, a second power supply terminal, a first end, a second end, and a third end. A first current driving circuit for passing a current having a first current amount according to a first control signal applied to the third end between the first end and the second end, and the first power source Between the terminal and the second power supply terminal, red monochromatic light is connected in series with the first current driving circuit and has a light amount corresponding to the first current amount applied by the first current driving circuit. A first semiconductor light emitting element emitting, a first end, a second And a second current drive circuit that has a third end, and causes a second current amount corresponding to a second control signal applied to the third end to flow between the first end and the second end. The first power supply terminal and the second power supply terminal are connected in series with the second current drive circuit, and have a light amount corresponding to the second current amount applied by the second current drive circuit. A second semiconductor light emitting element emitting green monochromatic light; a first end; a second end; and a third end; a third current amount corresponding to a third control signal applied to the third end A third current driving circuit for flowing the current between the first end and the second end; and the third current driving circuit connected in series between the first power supply terminal and the second power supply terminal; A first monochromatic light emitting light having a light quantity corresponding to the third current amount applied by the third current driving circuit; A semiconductor light emitting device, a first photodetector for detecting the amount of red monochromatic light emitted from the first semiconductor light emitting device, and a second light detection for detecting the amount of green monochromatic light emitted from the second semiconductor light emitting device. And a third photodetector for detecting the amount of the blue monochromatic light emitted from the third semiconductor light emitting element, and each of the plurality of current adjustment control circuits includes a plurality of semiconductor light emitting element blocks. Further, each of the plurality of current adjustment control circuits is provided in each of the third ends of the first current drive circuit in the semiconductor light emitting element block corresponding to the current adjustment control circuit. A first control signal output terminal, a second control signal output terminal, and a third control signal output terminal connected to the third terminal of the second current driver circuit and the third terminal of the third current driver circuit, respectively; The data collection The collector control circuit collects first, second, and third light quantity data signals from the first, second, and third photodetectors belonging to each of the plurality of semiconductor light emitting element blocks, and The first, second, and third light quantity data signals are transmitted to the corresponding current adjustment control circuit via the bus, and each of the plurality of current adjustment control circuits includes a predetermined standard value relating to color temperature, A storage unit that stores a predetermined luminance value of white light determined in advance for each current adjustment control circuit, and the first light amount data signal in the semiconductor light emitting element block corresponding to the current adjustment control circuit, Based on the second light quantity data signal and the third light quantity data signal, the calculation part for calculating the color temperature of the white light and the brightness of the white light after adjusting the color temperature is calculated by the calculation part. The color temperature The first control signal, the second control signal, and the third control signal are individually set based on a comparison process between the calculated value and the predetermined standard value relating to the color temperature. An individual current adjustment control unit, and an individual comparison process between the calculated value of the luminance of the white light calculated in the calculation part and the predetermined luminance value of the white light predetermined for the current adjustment control circuit. Based on the current adjustment control circuit, a common current increase / decrease ratio adjustment control unit that sets the first control signal, the second control signal, and the third control signal after adjustment of the color temperature as a common signal; And the individual current adjustment control unit in each of the plurality of current adjustment control circuits emits the first semiconductor light emitting element to the corresponding semiconductor light emitting element block. The color temperature of the white light obtained by mixing the red monochromatic light, the green monochromatic light emitted from the second semiconductor light emitting element, and the blue monochromatic light emitted from the third semiconductor light emitting element is applied to the current adjustment control circuit. The first control signal for controlling the first current amount is output from the first control signal output terminal to the first current driving circuit so as to be the predetermined standard value in the first current driving circuit, and further the second The second control signal for controlling the amount of current is output from the second control signal output terminal to the second current driving circuit, and the third control signal for controlling the third amount of current is further outputted. 3 From the control signal output end, the third While outputting to the current drive circuit, the common current increase / decrease ratio adjustment control unit in each of the plurality of current adjustment control circuits, for the corresponding semiconductor light emitting element block, in the current adjustment control circuit, The first control signal for instructing to increase / decrease all of the first current amount, the second current amount, and the third current amount after adjustment of the color temperature with a common current increase / decrease rate, The control signal and the third control signal are respectively sent from the first control signal output terminal, the second control signal output terminal, and the third control signal output terminal to the first current driving circuit, the second current driving circuit, and the Output to the third current drive circuitIt is characterized by that.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
<Monitor configuration>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the liquid crystal display monitor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view when the monitor is viewed from the direction of arrow A1 in FIG.
[0019]
The liquid crystal display monitors shown in FIGS. 1 and 2 are roughly composed of a liquid crystal panel LCDP and a backlight (back light source).
[0020]
Among these, the liquid crystal panel LCDP has a front surface FS which is a display surface and a back surface BS facing the front surface FS, and an array substrate (not shown) for sealing a liquid crystal material therein, And an RGB color filter and two polarizing plates (both not shown) and an array substrate drive circuit (not shown).
[0021]
On the other hand, the backlight configuration includes a sidelight system in which the light source is disposed on the side surface side of the liquid crystal panel and a direct light system in which the light source is disposed directly under the liquid crystal panel. It is disposed above and below the back surface BS of the liquid crystal panel LCDP and corresponds to a sidelight type backlight. Therefore, the backlight includes a white light source WLS disposed above and below the back surface BS, and a light guide plate that can diffuse the white light emitted from the white light source WLS and directly propagate the light to just below the back surface BS. And LGP. 1 and 2, a reflector for the white light source WLS, a reflection sheet disposed along the back surface of the light guide plate LGP, a diffusion sheet disposed on the front surface side of the light guide plate LGP, and the like are illustrated. Bake is omitted.
[0022]
The feature point of this embodiment is the configuration of the white light source WLS. That is, the white light source WLS has a plurality ofSemiconductor light emitting deviceIt consists of only block LEDBL (here, for convenience, it consists of six diode blocks LEDBL (BL1 to BL6)). And eachSemiconductor light emitting deviceBlock LEDBL is1)For at least one red that emits red monochromatic lightSemiconductor light emitting deviceLEDR,2)For at least one green emitting green monochromatic lightSemiconductor light emitting deviceLEDG,3)For at least one blue emitting blue monochromatic lightSemiconductor light emitting deviceIt consists of LEDB. eachSemiconductor light emitting deviceFor block LEDBL, for redSemiconductor light emitting deviceFor red light emitted from LEDR and greenSemiconductor light emitting deviceFor green light emitted from LEDG and blue lightSemiconductor light emitting deviceThe white light is mixed with the blue light emitted from the LEDB, and the generated white light enters the light guide plate LGP.
[0023]
As described above, the backlight (back light source) according to the present embodiment is replaced with a general CCFL backlight, instead of RGB monochromatic light.Semiconductor light emitting deviceAt least one consisting of onlySemiconductor light emitting deviceIt consists of block LEDs BL.
[0024]
Note that the backlight according to this embodiment may be configured with a direct-type backlight instead of the sidelight-type backlight. Such a schematic example is shown in the longitudinal sectional view of FIG. In the backlight WLSM by this method, the light guide plate is unnecessary, and not only the upper and lower positions of the back surface BS, but also a large number not only under the back surface BS.Semiconductor light emitting deviceA block LEDBL is arranged.
[0025]
<Expansion of color reproduction range>
Next, the verification of the point of focus and the effect that led to such a backlight will be described. That is, the inventor of the present application says that the half width of the emission spectrum is relatively small.Semiconductor light emitting device (Light emitting diode)According to the characteristics ofSemiconductor light emitting deviceWe focused on the point that the light emitted from the slab is close to monochromatic light and the purity of the emitted color is relatively high. If this point is utilized, the inventors of the present application thought that the purity of the three primary colors of RGB forming white light can be increased, and as a result, the color reproduction range may be expanded.
[0026]
Based on such an idea, the inventor of the present application simulated the color reproduction range of the RGB-LED backlight liquid crystal display monitor illustrated in FIGS. 1 and 2. The result is shown in the xy-chromaticity diagram (C.I.E. Chromaticity Diagram) of FIG. In FIG. 4, a curve C0 is a chromaticity diagram of a horseshoe shape defined by the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage), and all the light existing in nature is in this horseshoe shape C0. It can be expressed by coordinate values. Triangles C1 and C3 give the color reproduction ranges in the standards sRGB and EBU, respectively. On the other hand, a triangle C2 obtained by connecting RGB chromaticity points represented by x marks indicates a color reproduction range in the RGB-LED backlight liquid crystal panel exemplified in FIGS. FIG. 4 shows that the color reproduction range given by the triangle C2 can be expanded by 50% of the standard color reproduction range. As a result, the RGB-LED backlight liquid crystal panel illustrated in FIGS. 1 and 2 reproduces as much of the color existing in the region surrounded by the horseshoe shape C0 and the triangle C1 or C3 indicated by sRGB or EBU. I can do it.
[0027]
In order to further confirm this advantage, the inventor of the present application prototyped an RGB-LED backlight liquid crystal display monitor exemplified in FIGS. 1 and 2 and actually measured the color reproduction range of the prototype. FIG. 5 is a plot of the actual measurement data, and triangles C21 and C22 in the figure indicate the actual color reproduction ranges of the prototype No. 1 and the prototype No. 2, respectively. For comparison, FIG. 5 also illustrates a CIE horseshoe shape C0, a color reproduction range C1 defined by the standard sRGB, and a color reproduction range C20 of the RGB-LED backlight alone. In FIG. 5, for the R coordinate value of prototype No. 1, x is 0.6685, y is 0.3093, G coordinate value is x 0.2343, y is 0.6700, and B coordinate value is X is 0.1475 and y is 0.0573. For the R coordinate value of prototype No. 2, x is 0.6751, y is 0.2927, G coordinate value is x 0.2474, y is 0.6762, and B coordinate value is x is 0.1547 and y is 0.0491. Therefore, when the two-dimensional area surrounded by the RGB coordinates is calculated as the value of the color reproduction range, the color reproduction range of the CCFL backlight LCD monitor is 0.110787, whereas the color reproduction range of the prototype No. 1 is The color reproduction range of prototype No. 2 is 0.151866. Therefore, prototype No. 1 and prototype No. 2 achieve a color reproduction range corresponding to 1.4 to 1.5 times the color reproduction range of the CCFL backlight liquid crystal display monitor.
[0028]
As described above, the RGB-LED backlight liquid crystal display monitor according to the present embodiment can expand the color reproduction range that has not been expanded for the past 40 years to about 1.5 times the color reproduction range. Exactly, this advantage has been realized through research activities by the inventors of the present invention.Semiconductor light emitting deviceTherefore, it has a real value or significance.
[0029]
<New issues>
Semiconductor light emitting deviceThe brightness (light quantity) of the light emitted from the light beam varies due to variations in manufacturing characteristics (electric-light conversion efficiency). Therefore, as illustrated in FIG. 1 and FIG. 2 or FIG. 3, the block LEDBL of the white light source for backlight is composed of at least three semiconductor light emitting elements that respectively emit red, green, and blue light. In some cases, the light obtained by mixing red, green, and blue light is colored either red, green, blue, or an intermediate color due to variations in brightness among individual semiconductor light emitting devices. At the same time, the brightness of the mixed color light also varies. Accordingly, when the liquid crystal display device illustrated in FIG. 1, FIG. 2, or FIG. 3 is configured without adjusting such variations, color irregularities that cannot be ignored appear on the screen of the liquid crystal panel. A new problem is revealed. For this reason, it is newly required to eliminate the occurrence of such color unevenness.
[0030]
Accordingly, the present inventor has developed a white balance (color temperature) / luminance adjustment technique in an RGB-LED backlight to overcome such a new problem. The newly developed RGB-LED backlight is described below.
[0031]
(Embodiment 2)
The present embodiment relates to a color temperature / luminance adjustment technique for an RGB-LED backlight based on an analog system. The points (basic concept) of the white balance / brightness adjustment technology adopted by the present invention are as follows: (1) The current flowing through each semiconductor light emitting element belonging to the semiconductor light emitting element block of the back light source is individually controlled, so that The color temperature of white light obtained by mixing monochromatic light emitted from the light emitting element is adjusted to be equal to a predetermined standard value, and (2) while maintaining the adjusted color temperature, that is, The brightness (brightness) of white light is controlled by controlling the increase or decrease of the current flowing in all the semiconductor light emitting elements in the block at the same rate while maintaining the intensity ratio of the monochromatic light emitted from the semiconductor light emitting element. The point is that the adjustment is made to be equal to a predetermined desired value. Hereinafter, the feature points will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
<Back light source block configuration>
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of the back light source according to the present embodiment.
[0033]
In FIG. 6, a power source (not shown) of a power source voltage Vcc is connected to a high potential side power source terminal (also referred to as a first power source terminal) 20. The power source may be provided exclusively for the rear light source, or may be shared by the rear light source and a display monitor and / or a liquid crystal panel control circuit.
[0034]
A first variable constant current drive circuit (also simply referred to as a first current drive circuit) 4 has a grounded
[0035]
A second variable constant current drive circuit (also simply referred to as a second current drive circuit) 10 has a grounded
[0036]
A third variable constant current drive circuit (also simply referred to as a third current drive circuit) 17 has a grounded
[0037]
Note that the power supply terminals connected to the first ends 5, 11, 16 (also referred to as low-potential side second power supply terminals) are connected to a power supply having a negative power supply voltage in place of the ground terminal in FIG. It may be replaced with a power terminal. This also holds true for
[0038]
For these components, the control circuit CC that forms the core of the present embodiment includes a first control circuit 7, a
[0039]
The first control circuit 7 includes a first input terminal connected to the first individual current
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
Next, the operation of each part in FIG. 6 will be described.
[0043]
<Adjustment of color temperature>
The multiple white light sources that make up the back light sourceSemiconductor light emitting deviceWhen the color temperatures of the blocks are different from each other, color unevenness occurs on the display screen of the panel as shown on the left side of FIG. Note that D55, D65, and D95 in FIG. 7 are standard values of the color temperature, and in the example of FIG.Semiconductor light emitting deviceA state is shown in which the color temperature of the block is unified to the standard value D65. Therefore, in order to prevent such color unevenness,Semiconductor light emitting deviceIt is necessary to individually adjust the light amounts of all the semiconductor light emitting elements belonging to the block so that the color temperature of the block becomes equal to a predetermined standard value.
[0044]
For this purpose, the first, second and third voltage signals are individually applied to the
[0045]
<Adjusting the brightness of white light>
Even if the color temperature of each semiconductor light emitting element block is adjusted to a predetermined standard value (for example, D65), if the luminance of white light generated by each block varies, as shown on the right side of FIG. Light and dark (brightness unevenness) occurs on the display screen. Therefore, in order to make the brightness of the entire display screen of the panel uniform, the current adjustment for making the brightness of the white light generated by each block in the back light source uniform is further performed while maintaining the adjusted color temperature. Necessary.
[0046]
Therefore, after the color temperature adjustment is completed, the common voltage is applied to the terminal 9 in FIG. 6 after fixing the levels of the first, second, and third voltage signals applied to the
[0047]
With the above configuration, the control circuit CC of FIG. 6 has the following functions. That is, (1) The circuit CC includes a red monochromatic light R emitted from the first semiconductor
[0048]
<Specific configuration example of back light source>
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the implementation of FIG. In FIG. 8, the first
[0049]
In FIG. 8, the resistance values of the variable resistors VR1, VR2, and VR3 are individually adjusted. The base potentials of the bipolar transistors T1, T2, and T3 change according to the adjustment of the resistance values of the variable resistors VR1, VR2, and VR3, and the first, second, and third current amounts are adjusted. By such adjustment, the color temperature of white light is adjusted to a predetermined standard value. At that time, a constant voltage is applied to the terminal 9.
[0050]
In FIG. 8, the output of an external common potentiometer (not shown) is applied to the terminal 9. Therefore, by adjusting the common potentiometer with the resistance values of the variable resistors VR1, VR2, and VR3 fixed, the base potentials of the bipolar transistors T1, T2, and T3 are increased / decreased at the same rate. This makes it possible to set the luminance of white light to a predetermined desired value while maintaining the adjusted color temperature.
[0051]
<Advantages of this embodiment>
According to this configuration, the current amount of each of the semiconductor
[0052]
<Modification of
At least one of the first semiconductor light emitting element, the second semiconductor light emitting element, and the third semiconductor light emitting element in the semiconductor light emitting element block may include a plurality of light emitting diodes. In such a modification, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0053]
One such example is shown in the block diagram of FIG. In FIG. 9, the blue semiconductor light emitting element 3 (FIG. 6) is composed of first and second blue
[0054]
For reference, an example of the implementation of FIG. 9 is indicated by a broken line in FIG. In this example, the
[0055]
(Embodiment 3)
The present embodiment relates to a color temperature / luminance adjustment technique for an RGB-LED backlight based on a digital method. However, the white balance / brightness adjustment method in the present embodiment is basically the same as that described in the first embodiment. The main difference is that all the functions of the control circuit (circuit CC in FIG. 6) in the first embodiment are automatically performed by a microcomputer chip (IC) (hereinafter simply referred to as a microcomputer chip). The feature points will be described below based on the drawings.
[0056]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the back light source according to the present embodiment. 10, components having the same reference numerals as those in FIG. 6 are the same as those described in the first embodiment.
[0057]
The first
[0058]
Further, the back light source has first, second and third photodetectors PD1, PD2, PD3 (for example, these photodetectors are composed of photodiodes). That is, an opening (not shown) is formed in each part facing the semiconductor
[0059]
On the other hand, the
[0060]
That is, the
[0061]
The calculation part calculates the color temperature of the white light and the luminance of the white light after the color temperature adjustment based on the first light quantity data signal VQ1, the second light quantity data signal VQ2, and the third light quantity data signal VQ3. .
[0062]
Further, the individual current adjustment control unit performs the first adjustment at the time of color temperature adjustment based on a comparison process between the calculated value of the color temperature obtained by the operation of the calculation part and the table value (predetermined standard value regarding the color temperature). Control signal V1, second control signal V2, and second3The level of the control signal V3 is set individually and output to the
[0063]
Further, the common current increase / decrease ratio adjustment control unit performs the first control after the color temperature adjustment is completed based on a comparison process between the calculated luminance value obtained by the operation of the calculation part and the table value (predetermined luminance value). The levels of the signal V1, the second control signal V2, and the third control signal V3 are set and output as common signals to the
[0064]
With this configuration, the
[0065]
In FIG. 10, the first, second, and third current amounts are controlled by controlling the base potentials of the transistors T1, T2, and T3. Instead, a pulse signal is sent from the
[0066]
Also in the present embodiment, the power source and / or the
[0067]
(Embodiment 4)
In the present embodiment, the back light source includes (1) a plurality of semiconductor light emitting element blocks, (2) a current adjustment control circuit (microcomputer chip) provided for each semiconductor light emitting element block, and (3) each current. The first, second, and third light quantity data signals from the R, G, B photodetectors in each semiconductor light emitting element block are collected and connected to the adjustment control circuit via the data bus. By providing a data collection control circuit (microcomputer chip) that transmits a light amount data signal to a corresponding current adjustment control circuit via a data bus, for each semiconductor light emitting element block, white light generated by the block is generated. Adjust the color temperature and brightness to appropriate values. Thereby, for each semiconductor light emitting element block, it is possible to automatically adjust variation in characteristics of each of the red, green, and blue semiconductor light emitting elements constituting the block. Here, the configuration of each semiconductor light emitting element block and the corresponding current adjustment control circuit (microcomputer chip) is the same as the corresponding one in the third embodiment (FIG. 10). Accordingly, each semiconductor light emitting element block includes a first
[0068]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the back light source according to the present embodiment. Here, for the sake of convenience, the white light source part of the back light source is assumed to be composed of three semiconductor light emitting element blocks BL1, BL2, and BL3. The block diagram of FIG. 12 shows the internal configuration of the first LED block BL1 as a representative example of the semiconductor light emitting element block, and also includes a first block control circuit (microcomputer chip) CC1 and a data collection control circuit (microcomputer chip) CC0. And a collecting function of each light amount data signal in the data collection control circuit (microcomputer chip) CC0 is also illustrated. Note that the rewritable memory circuits (for example, RAMs) M1, M2, and M3 included in the control circuits CC1, CC2, and CC3 correspond to the
[0069]
11 and 12, DL is a data line for transmitting a light quantity data signal, and CL is a clock line for transmitting a clock signal for each block. DLT is a data line terminal, CLT1, CLT2, and CLT3 are clock line terminals that receive the first, second, and third block clock signals, DT is an input terminal that receives the light quantity data signal, and CLT is a clock. An input terminal for receiving a signal. OT1, OT2, and OT3 are terminals that output the first, second, and third control signals, respectively. IT1, IT2, and IT3 are terminals that receive the first, second, and third control signals, respectively. is there.
[0070]
For example, when adjusting the color temperature and luminance of white light generated by the first LED block BL1, the data collection control circuit (microcomputer chip) CC0 controls the photodetectors PD1, PD2, and PD3 belonging to the block BL1, A light quantity data signal is acquired and stored in an internal memory. The circuit CC0 generates a first clock signal designating the first block control circuit CC1, and outputs the collected light amount data signal for the first LED block BL1 to the IIC bus in synchronization with the first clock signal. . Thus, the first block control circuit CC1 acquires the measured light amount data signal in synchronization with the first clock signal. Subsequent adjustment operations performed by the circuit CC1 are as described in the third embodiment. Then, the data collection control circuit CC0 performs the same operation on the other LED blocks BL2 and BL3, and accordingly, the control circuits CC2 and CC3 perform the white balance as described in the third embodiment. And automatically adjust the brightness.
[0071]
According to the present embodiment, white balance and brightness can be automatically adjusted for each semiconductor light emitting element block, so that a back light source having a more uniform brightness can be realized and color unevenness in a liquid crystal display device can be achieved. It is possible to more reliably prevent the occurrence of.
[0072]
Each control circuit (microcomputer chip) CC1, CC2, CC3 may be realized by a single microcomputer chip. Also in the present embodiment, the power supply of the voltage Vcc at the
[0073]
<Modification of
Depending on the arrangement order of the red LED, the green LED, and the blue LED constituting each semiconductor light emitting element block, a situation may occur where the screen peripheral portion of the liquid crystal display device becomes darker than the screen central portion. To solve this problem, the luminance table value in each block control circuit may be changed for each block. As a result, the brightness of the white light can be changed for each location on the screen corresponding to the position of each block while maintaining the adjusted color temperature of each block. By making the periphery of the screen relatively bright while making it dark, it becomes possible to make the brightness of the entire screen uniform.
[0074]
FIG. 13 shows an example of such a method of changing the brightness table value, and shows the calculation coefficient for each block. In FIG. 13, 58, 60 and 62 are block location identification numbers, and 59, 61 and 63 are calculation coefficients for each location.
[0075]
In the method illustrated in FIG. 13, a value obtained by multiplying a predetermined luminance table value set in each storage circuit M1, M2, and M3 by a calculation coefficient determined according to the location of the corresponding block is used for each block. The brightness adjustment target value is set at. Such a calculation coefficient is appropriately determined by an operator such as a user and set in a corresponding storage circuit.
[0076]
For example, in the example shown in FIG. 13, the
[0077]
Such a configuration of setting the calculation coefficient can be similarly applied to a case where the number of blocks exceeds three.
[0078]
According to this modification, it is possible to compensate for a decrease in brightness at the periphery of the screen.
[0079]
<Modification common to Embodiment 2-4>
You may make it reverse the arrangement | positioning relationship between each semiconductor light-emitting device and the current drive circuit corresponding to it. Even in such a modification, the actions and effects described in the respective embodiments can be obtained similarly.
[0080]
FIG. 14 and FIG. 15 show such an example, the former is the one in which this modification is applied to the circuit configuration of FIG. 6, and the latter is the one in which this modification is applied to the circuit configuration in FIG. is there. As shown in FIGS. 14 and 15, the second end and the first end of each of the
[0081]
The arrangement relationship between the current driving circuit and the semiconductor light emitting element will be described based on the configurations disclosed in FIGS. 6, 10, 14 and 15 as follows: “Each
[0082]
(Appendix)
While the embodiments of the present invention have been disclosed and described in detail above, the above description exemplifies aspects to which the present invention can be applied, and the present invention is not limited thereto. In other words, various modifications and variations to the described aspects can be considered without departing from the scope of the present invention.
[0083]
【The invention's effect】
Claim1And claims2According to each of the inventions, the brightness of each of the semiconductor light emitting elements for red, green, and blue can be adjusted independently, and the brightness of the three colors can be adjusted at the same ratio. A back light source having no color unevenness and uniform brightness can be realized.
[0084]
Especially claims2According to the invention, by providing the calculation coefficient, there is an effect that it is possible to compensate for a decrease in brightness at the periphery of the screen.
[0085]
ClaimThreeAccording to the invention, there is an effect that the color reproduction range can be expanded to about 1.5 times the conventional one.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to
3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to a modification of the first embodiment. FIG.
4 is a chromaticity diagram showing a simulation result of a color reproduction range of the liquid crystal display device according to
5 is a chromaticity diagram showing an actual measurement result of a color reproduction range of the liquid crystal display device according to
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of an LCD back light source according to
FIG. 7 is a diagram schematically showing white light adjustment of a back light source for LCD in the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a specific circuit configuration example of an LCD back light source according to
FIG. 9 is a block diagram schematically showing a configuration of a back light source for LCD according to a modification of the second embodiment.
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of an LCD back light source according to
FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration of a back light source for LCD according to
FIG. 12 is a block diagram schematically showing a configuration of a back light source for LCD according to
FIG. 13 is a diagram schematically showing calculation coefficients in a modification of the fourth embodiment.
14 is a block diagram schematically showing a modification of the back light source for LCD shown in FIG. 6. FIG.
15 is a block diagram schematically showing a modification of the back light source for LCD shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
複数の半導体発光素子ブロックと、
複数の電流調整制御回路と、
データ収集制御回路と、
前記データ収集制御回路と前記複数の電流調整制御回路の各々とを接続するバスとを備えており、
前記複数の半導体発光素子ブロックの各々は、
第１電源端子と、
第２電源端子と、
第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第１制御信号に応じた第１電流量を有する電流を当該第１端と当該第２端間に流す第１電流駆動回路と、
前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第１電流駆動回路と直列に接続されており、前記第１電流駆動回路によって印加される前記第１電流量に応じた光量を有する赤色の単色光を発する第１半導体発光素子と、
第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第２制御信号に応じた第２電流量の電流を当該第１端と当該第２端間に流す第２電流駆動回路と、
前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第２電流駆動回路と直列に接続されており、前記第２電流駆動回路によって印加される前記第２電流量に応じた光量を有する緑色の単色光を発する第２半導体発光素子と、
第１端と、第２端と、第３端とを有し、当該第３端に印加される第３制御信号に応じた第３電流量の電流を当該第１端と当該第２端間に流す第３電流駆動回路と、
前記第１電源端子と前記第２電源端子間において、前記第３電流駆動回路と直列に接続されており、前記第３電流駆動回路によって印加される前記第３電流量に応じた光量を有する青色の単色光を発する第３半導体発光素子と、
前記第１半導体発光素子が発する前記赤色単色光の光量を検出する第１光検出器と、
前記第２半導体発光素子が発する前記緑色単色光の光量を検出する第２光検出器と、
前記第３半導体発光素子が発する前記青色単色光の光量を検出する第３光検出器とを備えており、
前記複数の電流調整制御回路の各々は、前記複数の半導体発光素子ブロックの各々毎に設けられており、しかも、前記複数の電流調整制御回路の各々は、当該電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックに於ける、前記第１電流駆動回路の前記第３端、前記第２電流駆動回路の前記第３端及び前記第３電流駆動回路の前記第３端にそれぞれ接続された第１制御信号出力端、第２制御信号出力端及び第３制御信号出力端を備えており、
前記データ収集制御回路は、前記複数の半導体発光素子ブロックの各々に属する前記第１、第２及び第３光検出器から第１、第２及び第３光量データ信号を収集し、各半導体発光素子ブロックの前記第１、第２及び第３光量データ信号を、前記バスを介して、対応する電流調整制御回路に送信し、
前記複数の電流調整制御回路の各々は、
色温度に関する所定の規格値と、各電流調整制御回路毎に予め定められた白色光の所定の輝度値とを記憶する記憶部と、
当該電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックに於ける、前記第１光量データ信号と、前記第２光量データ信号と、前記第３光量データ信号とに基づき、前記白色光の色温度及び前記色温度の調整後における前記白色光の輝度を演算する演算部分と、
前記演算部分で演算された前記色温度の演算値と前記色温度に関する前記所定の規格値との比較処理に基づいて、前記色温度の調整時における前記第１制御信号、前記第２制御信号、及び前記第３制御信号をそれぞれ個別に設定する個別電流調整制御部と、
前記演算部分で演算された前記白色光の前記輝度の演算値と当該電流調整制御回路に関して予め定められた前記白色光の所定の輝度値との個別の比較処理に基づいて、当該電流調整制御回路に関する、前記色温度の調整後における前記第１制御信号、前記第２制御信 号、及び前記第３制御信号を共通の信号として設定する共通電流増減割合調整制御部とを更に備えており、
前記複数の電流調整制御回路の各々に於ける前記個別電流調整制御部は、対応する半導体発光素子ブロックに対して、前記第１半導体発光素子が発する前記赤色単色光と前記第２半導体発光素子が発する前記緑色単色光と前記第３半導体発光素子が発する前記青色単色光との混合により得られる前記白色光の前記色温度が当該電流調整制御回路に於ける前記所定の規格値となる様に、前記第１電流量を制御するための前記第１制御信号を前記第１制御信号出力端から前記第１電流駆動回路へ出力し、更に前記第２電流量を制御するための前記第２制御信号を前記第２制御信号出力端から前記第２電流駆動回路へ出力し、更に前記第３電流量を制御するための前記第３制御信号を前記第３制御信号出力端から前記第３電流駆動回路へ出力する一方、
前記複数の電流調整制御回路の各々に於ける前記共通電流増減割合調整制御部は、対応する半導体発光素子ブロックに対して、当該電流調整制御回路に於ける、前記色温度の調整後の前記第１電流量、前記第２電流量及び前記第３電流量の全てを共通の電流増減率で以って増減する様に指令する前記第１制御信号、前記第２制御信号及び前記第３制御信号を、それぞれ前記第１制御信号出力端、前記第２制御信号出力端及び前記第３制御信号出力端から前記第１電流駆動回路、前記第２電流駆動回路及び前記第３電流駆動回路へ出力することを特徴とする、
ディスプレイ装置用背面光源。 A rear light source for a display device,
A plurality of semiconductor light emitting element blocks;
A plurality of current adjustment control circuits;
A data collection control circuit;
Bus and the Bei Eteori for connecting the each of the said data acquisition control circuit a plurality of current adjustment control circuit,
Each of the plurality of semiconductor light emitting element blocks includes:
A first power terminal;
A second power supply terminal;
A first end, a second end, and a third end. A current having a first current amount corresponding to a first control signal applied to the third end is supplied to the first end and the second end. A first current drive circuit for passing between;
A red color connected between the first power supply terminal and the second power supply terminal in series with the first current drive circuit and having a light amount corresponding to the first current amount applied by the first current drive circuit. A first semiconductor light emitting device emitting monochromatic light of
A first end, a second end, and a third end, and a second current amount corresponding to a second control signal applied to the third end is transmitted between the first end and the second end. A second current drive circuit for flowing through
A green light connected between the first power supply terminal and the second power supply terminal in series with the second current drive circuit and having a light amount corresponding to the second current amount applied by the second current drive circuit. A second semiconductor light emitting device emitting monochromatic light of
A first end, a second end, and a third end, and a third current amount corresponding to a third control signal applied to the third end is transmitted between the first end and the second end. A third current drive circuit for flowing through
A blue color connected between the first power supply terminal and the second power supply terminal in series with the third current drive circuit and having a light amount corresponding to the third current amount applied by the third current drive circuit A third semiconductor light emitting device emitting monochromatic light of
A first photodetector for detecting a light amount of the red monochromatic light emitted by the first semiconductor light emitting element;
A second photodetector for detecting the amount of the green monochromatic light emitted by the second semiconductor light emitting element;
A third photodetector for detecting the amount of the blue monochromatic light emitted by the third semiconductor light emitting element ,
Each of the plurality of current adjustment control circuits is provided for each of the plurality of semiconductor light emitting element blocks, and each of the plurality of current adjustment control circuits is a semiconductor light emitting device corresponding to the current adjustment control circuit. First control signals connected to the third end of the first current driving circuit, the third end of the second current driving circuit, and the third end of the third current driving circuit, respectively, in the element block An output end, a second control signal output end, and a third control signal output end;
Wherein the data collection control circuit, said first belonging to each of the plurality of semiconductor light-emitting element block, the second and third optical detectors or et first collects second and third light quantity data signals, each of the semiconductor light-emitting Sending the first, second and third light quantity data signals of the element block to the corresponding current adjustment control circuit via the bus ;
Each of the plurality of current adjustment control circuits includes:
A storage unit that stores a predetermined standard value relating to the color temperature and a predetermined luminance value of white light determined in advance for each current adjustment control circuit;
Based on the first light amount data signal, the second light amount data signal, and the third light amount data signal in the semiconductor light emitting element block corresponding to the current adjustment control circuit, the color temperature of the white light and the A calculation part for calculating the brightness of the white light after adjusting the color temperature;
The first control signal, the second control signal at the time of adjusting the color temperature, based on a comparison process between the calculated value of the color temperature calculated in the calculation part and the predetermined standard value related to the color temperature, And an individual current adjustment control unit for individually setting the third control signal,
The current adjustment control circuit based on an individual comparison process between the calculated value of the luminance of the white light calculated in the calculation part and the predetermined luminance value of the white light predetermined for the current adjustment control circuit. relating the first control signal after the adjustment of the color temperature, the second control signals, and further comprising a common current decrease ratio adjustment control unit that sets the third control signal as a common signal,
The individual current adjustment control unit in each of the plurality of current adjustment control circuits is configured such that the red single-color light emitted from the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element correspond to a corresponding semiconductor light emitting element block. The color temperature of the white light obtained by mixing the green monochromatic light emitted and the blue monochromatic light emitted by the third semiconductor light emitting element becomes the predetermined standard value in the current adjustment control circuit. The first control signal for controlling the first current amount is output from the first control signal output terminal to the first current driving circuit, and further the second control signal for controlling the second current amount. Is output from the second control signal output terminal to the second current driving circuit, and further, the third control signal for controlling the third current amount is output from the third control signal output terminal to the third current driving circuit. Output to ,
The common current increase / decrease ratio adjustment control unit in each of the plurality of current adjustment control circuits is configured to adjust the color temperature after the color temperature adjustment in the current adjustment control circuit to the corresponding semiconductor light emitting element block. The first control signal, the second control signal, and the third control signal that command to increase / decrease all of one current amount, the second current amount, and the third current amount with a common current increase / decrease rate. Are output from the first control signal output terminal, the second control signal output terminal, and the third control signal output terminal to the first current drive circuit, the second current drive circuit, and the third current drive circuit, respectively. It is characterized by
Rear light source for display devices.
前記複数の電流調整制御回路の各々が有する前記記憶部は、当該電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックの存在場所に応じて定まる、前記白色光の前記所定の輝度値に乗ずるための演算係数をも記憶しており、
各電流調整制御回路に於いて、対応する白色光の所定の輝度値に対応する演算係数を乗じた値が、各電流調整制御回路に対応する半導体発光素子ブロックに於ける輝度の調整目標値に設定され、各電流調整制御回路に於ける共通電流増減割合調整制御部は、対応する演算部分で演算された前記白色光の前記輝度の演算値と前記輝度の調整目標値との比較処理を行うことを特徴とする、
ディスプレイ装置用背面光源。A back light source for a display device according to claim 1 ,
The storage unit included in each of the plurality of current adjustment control circuits is an operation for multiplying the predetermined luminance value of the white light , which is determined according to the location of the semiconductor light emitting element block corresponding to the current adjustment control circuit. I also remember the coefficients ,
In each current adjustment control circuit, the value obtained by multiplying the predetermined luminance value of the corresponding white light by the calculation coefficient corresponds to the luminance adjustment target value in the semiconductor light emitting element block corresponding to each current adjustment control circuit. The common current increase / decrease ratio adjustment control unit set in each current adjustment control circuit performs a comparison process between the calculated value of the luminance of the white light calculated in the corresponding calculation part and the adjustment target value of the luminance. It is characterized by
Rear light source for display devices.
前記液晶パネルの前記背面側に配設された請求項１又は２の何れかに記載の前記ディスプレイ装置用背面光源とを備えることを特徴とする、
液晶ディスプレイ装置。A liquid crystal panel having a front surface as a display surface and a back surface facing the front surface;
Characterized in that it comprises a said back light source for a display device according to any of the said rear claim 1 or disposed side 2 of the liquid crystal panel,
Liquid crystal display device.
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