CN104081546B - Led分类方法、led分类装置 - Google Patents

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Abstract

LED分类装置(21)中，若将发出1次光的LED元件和被1次光激励而发出波长比1次光要长的2次光的荧光体进行组合的LED的1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类。系数计算部(26)和校正色度计算部(27)对作为分类对象的所有LED计算出假设1次光透过液晶显示装置的滤色片而得到的色度的校正值，从针对作为分类对象的所有LED得到的色度分别减去该校正值，从而对色度进行校正。色度等级分类部(28)基于校正色度对LED进行色度等级分类。

Description

LED分类方法、LED分类装置
技术领域
本发明涉及LED分类方法，该LED分类方法中对于多个LED(发光二极管)能否用于液晶显示装置的背光源，基于其色度分布来进行分类。
背景技术
近年来，作为液晶显示装置的背光源，普遍使用将寿命长且功耗低的LED用作光源的背光源。对于这样的背光源通常使用白色LED。白色LED一般通过将蓝色LED和荧光体进行组合来构成。在这样的白色LED中，通过将由蓝色LED芯片发出的蓝色光和荧光体被该蓝色光所激励而发出的光进行色彩混合而得到白色光。例如，作为荧光体使用绿色荧光体和红色荧光体的白色LED中，利用蓝色光激发绿色荧光体和红色荧光体来得到绿色光及红色光，通过将该绿色光及红色光与蓝色光进行色彩混合来得到白色光。
将这种白色LED用于背光源时，需要根据液晶显示装置的液晶面板的显示特性来应用荧光体以便发出希望的白色。
例如，专利文献1公开了可容易且迅速地将荧光体提供给制造工序的方法，该荧光体将由蓝色LED和荧光体所得到的白色发光色变为更均匀的色调。在该方法中，对于通过与荧光体材料有关的系数将白色LED的光源色信息与所需发光色信息之间的关系进行关联的内容，确定与通过应用由客户呈现的特定白色LED的光源色信息和所需发光色信息来求得的系数相关联的荧光体材料。由此，可迅速得到实际满足客户要求的所需发光色信息的荧光原料的种类、组成比、相对于基材的混合比(重量百分比)等作为荧光体特定信息，而不必等到在现实中获得发光元件。
另一方面，在专利文献2中公开了如下方法：不使用试错法而是利用软件进行计算并求得荧光体的混合浓度，以使白色LED具有高色彩再现性，从而能迅速地制造白色LED。在该方法中，首先执行以下处理：将调整了浓度的2种荧光体的光与LED的光进行混合来得到混合光光谱，使该混合光光谱与标准光谱相接近。接着，进行以下处理：利用滤色片对该混合光光谱进行分光而得到3原色，求出该3原色的色度坐标所包围的面积，求出3原色构成的白色光的色度坐标位置。这些处理通过计算来执行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“特开2001-107036号公报(2001年4月17日公开)”
专利文献2：日本公开专利公报“特开2010-93237号公报(2010年4月22日公开)”
专利文献3：日本公开专利公报“特开2007-322850号公报(2007年12月13日公开)”
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1、2公开的方法是在制造白色LED时决定荧光体的浓度等的方法。然而，将多个组合了蓝色LED和荧光体的白色LED用于背光源的情况下，即使如上所述那样最佳地决定荧光体浓度等，也很难形成荧光体成为希望的浓度和量的荧光体层。因此，制造时白色LED之间的荧光体的浓度和量不均匀。此外，产品之间还存在蓝色LED、发光层特性的偏差，因此，在白色LED之间、蓝色光的峰值波长存在偏差。因此，荧光体的激发光和蓝色LED的蓝色光之间的光强度的平衡会发生偏差，因此白色LED之间色度也发生偏差。
若将这种色度有偏差的白色LED直接用于背光源，则会发生显示面内的显示色彩不均匀的问题。以往，为了解决这种问题，仅分选出以色度分布落在规定范围内的方式进行色度等级分类的白色LED并将这些LED用于背光源。
图10是表示这种色度等级分类的一个示例的图。如图10所示，仅分选出色度分布在上述规定范围即矩形框F内的白色LED并使用。该框F进一步分割成更小范围，构成为能针对每次分割进行色度等级划分。在该框F内，蓝色光分量的峰值波长较短的一组的白色LED的色度分布在实线所示范围D11中。在范围D11中，峰值波长为444.7nm，色度的平均值AVE11处于实线圆圈所示的位置。另一方面，在该框F内，蓝色光分量的峰值波长较长的一组的白色LED的色度分布在虚线所示范围D12中。在范围D12中，峰值波长为446.2nm，色度的平均值AVE12处于虚线圆圈所示的位置。
然而，即便这样分选出白色LED本身发出的光的色度落入规定范围内的白色LED，尤其因为受到滤色片的影响，透过液晶面板且显示在面板上的白色LED的色度会被分为与蓝色光的峰值波长相应的色度偏差范围的组，偏差范围会扩大。因此，在液晶面板的面板显示上呈现出与希望的色度等级范围偏离的白色LED。关于其理由，下面进行详细说明。
首先，液晶面板的显示面上的蓝色光的亮度最大值由该蓝色光透过的液晶面板的滤色片(蓝色滤光片)的透射率(以及包含透过光学片、扩散板等从LED光源到液晶面板为止的光学构件时发生的亮度降低量)和从白色LED的蓝色LED发出的该蓝色光的光强度来决定(光强度×透射率)。另一方面，即使在具有如上所述那样分类到规定色度等级范围的色度的白色LED中，蓝色光分量的峰值波长的偏差也在±5nm左右。此外，对于滤色片(蓝色滤光片)的透射率而言，存在波长越短、降低越多的趋势。因此，由于蓝色光分量的峰值波长如上所述那样存在偏差，液晶面板的显示屏上的蓝色光的亮度最大值变得不同。
图11是表示白色LED中的蓝色LED的发光光谱和滤色片(蓝色滤光片)的透射特性之间的关系的曲线图。在图11中，纵轴表示滤色片的透射率与蓝色LED发出的光的强度。
如图11所示，若将蓝色光分量的峰值波长的中心设为450nm，则峰值波长在445nm～455nm的范围内偏移。在图11中，以虚线表示峰值波长为455nm的蓝色光的光谱，以点划线表示峰值波长为445nm的蓝色光的光谱。此外，将蓝色光的光谱中超过蓝色滤光片的透射率的部分(图中以阴影表示)进行切削。
因此，在峰值波长为455nm的蓝色光和峰值波长为445nm的蓝色光中，被蓝色滤光片切削的光量不同。具体而言，蓝色光的峰值波长越短，蓝色滤光片的透射率越低，因此，被蓝色滤光片切削的光量增多。因而，当白色光透过滤色片时，包含峰值波长较短的蓝色光的白色光的色度以与该蓝色光的光量变少的部分相对应地向黄色侧偏移。而且，由于视觉灵敏度的影响，蓝色光分量进一步降低(荧光体的光分量的比率相对于蓝色光的光分量而增加)。
图12是示出表示同一色度的多个白色LED的光谱的曲线图。图13是表示白色LED发出的光的色度的等级范围与透过液晶面板后的该发出的光的色度的等级范围的图。
图12所示各白色LED的光谱中蓝色光的峰值波长存在偏差，但各白色LED的色度在图13所示框F内且相同。若各白色LED发出的光透过滤色片(蓝色滤光片)，则根据透射特性对蓝色光的光量进行切削，因此色度分布向色度较高的方向偏移。在该情况下，对于蓝色光分量的峰值波长为中心值(图11所示情况下为450nm)的白色LED而言，其色度分布在框Ftyp中，框Ftyp是从框F朝x值和y值增大的方向偏移的框。与此相对，对于蓝色光分量的峰值波长比中心值要短的白色LED而言，其色度分布在框Fmin中，框Fmin是相比于框Ftyp朝x值和y值增大的方向偏移的框。另一方面，对于蓝色光分量的峰值波长比中心值要长的白色LED而言，其色度分布在框Fmax中，框Fmax是相比于框Ftyp朝x值和y值减小的方向偏移的框。
上述那样蓝色光分量的峰值波长较短的情况下，为了避免色度朝黄色侧偏移的问题，在液晶面板中进行白平衡调整，从而分别调整红色光和绿色光的最大亮度与降低到希望亮度以下的蓝色光的最大亮度之间的平衡。然而，这种白平衡调整会导致液晶面板的显示亮度整体上降低的新问题。
此外，人的视觉灵敏度即便在相同色度和相同亮度下观看影像，也会因视角不同而不同。这是通常被称作色彩的面积效应等的现象，2度视野和10度视野的分光灵敏度分别由国际照明委员会(CIE)所决定。对于液晶面板，这一现象呈现为色彩根据液晶面板的画面尺寸、收视者与液晶面板的画面之间的距离而看起来不同的现象。在该现象中，若LED光源的白色色度不适合于收视者正在收看液晶面板上显示的图像的情形，则与上述情况相同，需要进行白平衡调整，因此，仍然产生最大亮度降低的问题。
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种不需要进行会导致液晶面板上的显示亮度降低的大幅度的白平衡调整、且以在液晶面板上的色度偏差落入希望范围内的方式分选出的白色LED。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明涉及LED分类方法，用于解决上述问题，若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类方法的特征在于，包括如下工序：色度校正工序，该色度校正工序对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及色度等级分类工序，该色度等级分类工序基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类。
此外，本发明涉及LED分类装置，若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的该LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类装置的特征在于，包括：色度校正单元，该色度校正单元对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及色度等级分类单元，该色度等级分类单元基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类。
在上述结构中，利用色度校正工序或色度校正单元，对作为分类对象的所有LED计算出假设1次光透过滤色片后的色度的校正值，基于该校正值，将针对作为分类对象的所有LED得到的色度作为校正色度进行校正。之后，由色度等级分类工序或色度等级分类单元对LED进行色度等级分类。
通过这样利用校正色度来进行色度等级分类，从而对滤色片造成的光强度的变化量进行预测，能更加适当地对LED进行色度等级分类。将基于这种色度等级分类来分选出的LED安装到液晶显示装置的各背光源，从而能对从背光源透过滤色片后的光的亮度偏差进行抑制。
发明效果
通过如上所述那样构成，本发明所涉及的LED分类方法具有以下效果：容易分选出即便安装于背光源也无需降低亮度的LED。
附图说明
图1是表示将通过本发明的一实施方式所涉及的LED分类方法进行了分类的LED用于背光源的液晶显示装置的结构的立体图。
图2是表示将通过本发明的一实施方式所涉及的LED分类方法进行了分类的LED用于背光源的另一液晶显示装置的结构的立体图。
图3是表示各液晶显示装置的滤色片的透射光谱的曲线图。
图4是表示上述LED的结构的纵向剖视图。
图5是表示上述LED的发光光谱的曲线图。
图6是表示用于实现上述LED分类方法的LED分类装置的结构的框图。
图7是表示相对于峰值波长的偏移量的、蓝色光透过滤色片之后的色度变化量的曲线图，峰值波长的偏移量是指从分类对象即上述LED发出的蓝色光自峰值波长的平均波长偏移的偏移量。
图8是表示由上述LED分类装置利用换算成透过滤色片之后的值的校正色度来进行的色度等级分类的图。
图9是表示上述LED分类装置进行的LED分类步骤的流程图。
图10是表示白色LED的现有色度等级分类的图。
图11是表示白色LED中的蓝色LED的发光光谱和滤色片的透射特性之间的关系的曲线图。
图12是表示利用图10的色度等级分类来选出的同一色度的多个白色LED的发光光谱的曲线图。
图13是表示白色LED发出的光的色度的等级范围与透过液晶面板后的该发出的光的色度的等级范围的图。
具体实施方式
下面，参照图1～图9，对本发明所涉及的一实施方式进行说明。
[液晶显示装置]
〔液晶显示装置的结构〕
图1是表示本实施方式所涉及的液晶显示装置1的简要结构的立体图。图2是表示本实施方式所涉及的另一液晶显示装置2的简要结构的立体图。图3是表示液晶显示装置1、2的滤色片7的透射光谱的曲线图。
如图1所示，液晶显示装置1包括背光源3和液晶面板4。
背光源3配置于液晶面板4的背面侧，是将光照射于液晶面板4的整个面的侧光式背光源，具有多个发光装置5和导光板6。发光装置5以规定间隔安装于导光板6的侧边，是朝导光板6侧发出光的白色LED。如上所述，白色LED包含蓝色LED、以及由蓝色LED的蓝色光进行激励的红色荧光体和绿色荧光体。导光板6进行偏转从而将由发光装置5发出的光出射至液晶面板4侧。
液晶面板4在相对的2片透明基板之间填满了液晶，通过以矩阵状构成的像素单位来改变液晶的取向状态，从而变更来自背光源3的光的透射率。此外，液晶面板4具有配置于显示面侧的滤色片7。滤色片7对构成各像素的3个子像素的每一个子像素形成有具有图3所示的透射光谱的红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色用滤光片。使光透过各滤光片，从而能将各滤光片的色彩的光射出。液晶面板4中，基于由每个显示图像所决定的各像素的色彩所对应的红(R)、绿(G)、蓝(B)光的色彩分量比，独立地调整与子像素对应的液晶层的透射率，从而以应显示的色彩来显示各像素。
如图2所示，液晶显示装置2包括背光源8和液晶面板4。
背光源8配置于液晶面板4的背面侧，是将光照射于液晶面板4的整个面的直下式背光源，具有多个发光装置5和安装基板9。发光装置5以规定间隔安装于按照基板9的整个面，直接将光发射到液晶面板4。该背光源8可对每个小区域(例如像素)调制亮度，因此具有节能的优点，此外能增大明暗对比度。
〔LED的结构〕
图4是表示作为用于上述背光源3、8的发光装置5的LED10的结构的纵向剖视图。图5是表示LED10的发光光谱的曲线图。
图4所示LED10是用作发光装置5的白色LED，包括框体11、LED芯片12、引线框13、引线14、树脂15以及荧光体16、17。
框体11配置在引线框13上。此外，框体11由尼龙类材料形成，具有凹部11a。凹部11a的倾斜面形成为对LED芯片12的出射光进行反射的反射面。为了高效地取得LED芯片12的出射光，该反射面优选由包含银或铝的金属膜来形成。
引线框13通过插入到框体11来插入成形。引线框13的上端部通过分割来形成，其中一部分露出于框体11的凹部11a的底面。此外，引线框13的下端部被切断成规定长度并且沿着框体11的外壁弯曲，成为外部端子。
LED芯片12(LED元件)例如为具有导电性基板的GaN类半导体发光元件，在导电性基板的底面形成底面电极，在与其相反的面上形成上部电极。LED芯片12的出射光(1次光)是处于430～480nm的范围内的蓝色光，在450nm处具有峰值波长。此外，利用导电性钎料，将LED芯片12芯片接合到露出于凹部11a的底面的引线框13的上端部的一侧。而且，利用引线14将LED芯片12的上部电极与引线框13的上端部的另一侧进行引线接合。由此，LED芯片12与引线框13进行电连接。
将树脂15填充在凹部11a内，从而对凹部11a进行密封。此外，要求树脂15相对于波长较短的1次光的耐久性高，因此，优选使用硅树脂。
荧光体16、17分散在树脂15中。荧光体16是发出波长比1次光要长的绿色(峰值波长在500nm以上550nm以下)2次光的绿色荧光体，例如，由Eu激活β赛隆(サイアロン：Sialon)的荧光体材料构成。另一方面，荧光体17是发出波长比1次光要长的红色(峰值波长在600nm以上780nm以下)2次光的红色荧光体，例如，由混合有CaAlSiN3：Eu的荧光体材料构成。通过使用这种荧光体材料16、17，能得到显色性良好的3波长型的LED10。
如上所述那样构成的LED10中，随着从LED芯片12射出的1次光通过树脂15，其中的一部分对荧光体16、17进行激励并被转换成2次光。混合有1次光和2次光的出射光(合成光)成为大致白色光并辐射到外部。
图5是表示LED10的发光光谱的曲线图，纵轴是强度(任意单位)、横轴是波长(nm)。
如图5所示，3波长型LED10的发光光谱以蓝色、绿色、红色具有峰值的方式进行分布，蓝色光的峰值最大。此外，LED10使用以1次光中的波长在430～480nm范围内的蓝色光进行激励并高效地发光的特定荧光体16、17。由此，能得到具有与液晶显示装置1、2的透射特性相符合地进行了调整的光谱特性的发光装置5(LED10)。
[LED分类装置]
图6是表示LED分类装置21的结构的框图。
图6所示LED分类装置21用于实现本实施方式的LED分类方法，该LED分类方法对上述用作发光装置5的LED10是否是适合于背光源3、8的发光装置5进行分类。为了对LED10进行分类，该LED分类装置21包括存储器22、存储部23、显示部24以及运算处理部25。
〔存储器、存储部以及显示部的结构〕
存储器22是对来自LED特性测定装置31的LED10的特性测定值进行临时存储、或对运算处理部25所进行的运算处理所产生的运算数据进行临时存储的易失性存储器。对作为分类对象的所有LED10、将特性测定值与为了能确定LED10而分配给各LED10的编码进行对应，在该对应后的状态下将特性测定值存储于存储器22。LED特性测定装置31是对LED10的特性进行测定的装置，在使大量LED10发光的状态下对各LED的色度、峰值波长等进行测定并将其作为特性测定值进行输出。
存储部23是对运算处理部25的运算处理所得到的LED10的分类结果进行保存的存储装置，由硬盘装置等构成。
显示部24是用于显示上述分类结果的显示装置。
〔运算处理部的结构〕
运算处理部25基于来自LED特性测定装置31的特性测定值，进行对LED10的分类处理。该运算处理部25利用下述运算式，将LED10的出射光的色度(x,y)校正为假设LED10的出射光透过上述滤色片7(蓝色滤光片)后的校正色度(x1,y1)(色度校正单元)。此外，运算处理部25基于校正色度(x1,y1)，对LED10进行色度等级分类。
其中，上述色度(x,y)以及校正色度(x1,y1)是以一般的2度视野的等色函数进行变换的色度。除此之外，可以对色度(x,y)以及校正色度(x1,y1)全部使用以10度视野的等色函数对光谱数据进行变换后的色度。因而，运算处理部25也可使用10度视野的等色函数来对色度进行校正。
用于电视机等的平面状光源的出射光而言，即使以2度视野的等色函数计算出的色度(x,y)完全相同，也可能根据人实际收看的状况而被看成不同色彩。这是因为看到的色彩根据视野范围而变得不同。一般而言，对用于显示器的光源的色度进行计算的情况下，比2度视野更多的是使用10度视野的等色函数来进行色度调整。若以这种方法对色度进行均质化，人能看到均匀的色彩，因此优选利用这种方法。
具体而言，在观察者以离开50cm的位置观察直径为1.7cm的试料的情形中，判定色彩时为2度视野，以同样的距离观察8.7cm的试料时为10度视野。2度视野中视角为1度～4度，10度视野适合用于视角在4度以上的情况中。
使用了上述10度视野的等色函数的色度调整适用于假设了上述蓝色滤光片的色度的校正，但也能适用于未假设蓝色滤光片的色度的校正。
[表1]
在表1中，收视者在与显示器相离5m(5000mm)的位置处观看14英寸以上的显示器的情况下，适合使用10度视野。假设一般的收视位置为与显示器相离100cm～300cm的位置、电视机用显示器的一般尺寸为21英寸以上的情况下，认为以10度视野对该显示器的色度进行评价较为合适。此外，观看个人计算机用显示器的情况下，假设一般收视位置为与该显示器相离50cm～100cm的位置、该显示器的一般尺寸为14英寸时，认为该显示器的色度也适合于以10度视野进行评价。
另外，假设为透过虑色片(蓝色滤光片)，则考虑来自发光装置5的出射光透过液晶面板4为止的色度变化来进行校正。该色度变化是来自发光装置5的出射光透过扩散版、光学片、导光板等光学构件、滤色片7(蓝色滤光片)以及液晶面板4的情况下、对该出射光的色度的色度变化。由此，该校正更适合于实际液晶面板4的显示，成为优选校正。
此外，在本实施方式中，如上所述，将滤色片7的透射特性的校正作为蓝色滤光片的透射特性的校正。这是因为，如本发明所要解决的问题中所记载那样，在发光装置5的大规模生产水平下，来自发光装置5的出射光中蓝色光分量的峰值波长的偏差较大，这对来自发光装置5的出射光的色度在透过滤色片7的前后发生的偏差带来较大影响。对此，通过对红色滤光片和绿色滤光片的透射特性进行校正，能成为更适合实际液晶面板的显示的校正。然而，仅校正蓝色滤光片的透射特性的方法能如下所述那样利用简单的校正式对发光装置5的测定数据进行校正，被称作简单的方法。此外，该校正方法可以不对蓝色光的峰值进行等级分类，因此能减少发光装置5的特性分类项目(管理特性项目)。
x1＝x-α×(λp-λ0)
y1＝y-β×(λp-λ0)
在上述运算式中，λp是LED10的出射光中蓝色光分量的峰值波长的测定值。对蓝色光的色度有影响的不仅仅是峰值波长，光谱形状也会产生影响，因此，该测定值是不仅考虑了发光强度的最大点、还考虑了发光光谱形状的主导波长(主波长)的测定值。对于主导波长的测定而言，例如，提取480nm以下的发光光谱、对作为蓝色单色光的主导波长进行测定。该测定考虑了发光装置5内的蓝色LED光被荧光体吸收的影响。
λ0是该峰值波长的测定值的中心值(偏差的平均波长)，设定在445nm～450nm的范围内。该波长基于所有LED10的蓝色光的峰值波长来计算出，然而优选作为用于液晶显示装置1、2的各自的背光源3、8的1组中的所有LED10或该数目以上的LED10的平均值而计算出。
α和β是系数，设定在0～0.01的范围内。
色度(x,y)和峰值波长λp从LED特性测定装置31作为LED10的特性测定值而获取。
为了实现上述处理，运算处理部25具有系数计算部26、校正色度计算部27以及色度等级分类部28。
〈系数计算部的结构〉
系数计算部26(系数计算单元)基于存储器22所存储的、来自LED特性测定装置31的作为特性测定值的色度(x,y)以及峰值波长λp，计算出运算式的系数α和系数β。具体而言，系数计算部26进行以下处理。图7是用于说明该处理的图，表示相对于峰值波长的偏移量的、蓝色光透过滤色片之后的色度变化量的曲线图，峰值波长的偏移量是指从分类对象即LED10发出的蓝色光自峰值波长的平均波长偏移的偏移量。
(1)系数计算部26基于2个LED10的彼此不同的峰值波长λp，通过仿真，求出假设平均波长为λ0的光透过滤色片7之后的色度。此处使用的仿真基于滤色片7的透射率的函数。具体而言，进行如下处理，根据该函数，求出与平均波长λ0对应的透射率，将该透射率和与平均波长λ0对应的光强度相乘来得到光强度，基于该光强度计算出色度。此外，2个峰值波长λp是合成光的色度相同的2个LED10的峰值波长λp，是以平均波长λ0为中心从平均波长λ0偏离的峰值波长λp。从该平均波长λ0偏离的最大值为±5nm左右。此外，系数计算部26计算出存储器22存储的所有LED10的峰值波长λp的平均，从而求出平均波长λ0，并存储到存储器22。
(2)系数计算部26将上述那样求出的色度作为基准色度(x0,y0)，通过仿真求出与2个峰值波长λp对应的色度自基准色度(x0,y0)偏离的变化量Δx,Δy。此处使用的仿真基于滤色片7的透射率的函数。具体而言，进行以下处理，根据该函数，分别求出与2个峰值波长λp对应的透射率，将该透射率和与2个峰值波长λp对应的光强度相乘来得到光强度，基于该光强度计算出色度，将该色度与基准色度(x0,y0)之差作为变化量Δx,Δy来计算出。
(3)如图7所示，系数计算部26将由上述2个峰值波长λp与对应于这些峰值波长λp的2个变化量Δx,Δy所分别确定的2个点相连的直线Lx,Ly的斜率作为系数α,β而得到，并存储于存储器22。通过使用这种系数α、β，能利用直线Lx,Ly，以直线近似的方式来得到与从平均波长λ0偏离的任意波长λp的偏移量对应的变化量Δx,Δy。
〈校正色度计算部的结构〉
校正色度计算部27(校正色度计算单元)将存储器22所存储的系数α,β应用到运算式，对从存储器22读取的所有LED10的峰值波长λp、利用运算式计算出校正色度(x1,y1)。校正色度计算部27将计算出的校正色度(x1,y1)存储到存储器22。
运算式中的(λp-λ0)是峰值波长λp与平均波长λ0之差(波长偏移量)，如图7所示，以直线近似的方式得到与该波长偏移量对应的色度变化量Δx,Δy。通过将波长偏移量与上述系数α,β分别相乘，从而得到色度(x,y)的校正值。之后，从存储器22读取的色度(x,y)减去校正值，从而得到校正色度(x1,y1)。
〈色度等级分类部的结构〉
色度等级分类部28(色度等级分类单元)从存储器22读取校正色度(x1,y1)，基于该校正色度(x1,y1)对LED10进行色度等级分类。图8是表示这种色度等级分类的一个示例的图。如图8所示，色度等级分类部28根据校正色度(x1,y1)是否分布在规定范围即矩形框F内来对LED10进行分类，将该结果以与LED10的编码进行对应的状态保存到存储部23。此外，色度等级分类部28将存储器22所保存的LED10的分类结果作为要分选的LED10而与编码一并显示在显示部24。
上述框F进一步分割成更小范围，构成为能针对每次分割进行色度等级划分。在该框F内，蓝色光的波长较短的一组的LED10的校正色度(x1,y1)分布在实线所示范围D1中。在范围D1中，峰值波长为444.7nm，色度的平均值AVE1处于实线圆圈所示的位置。另一方面，在框F内，蓝色光的波长较长的一组的LED10的色度分布在虚线所示范围D2中。在范围D2中，峰值波长为446.2nm，色度的平均值AVE2处于虚线圆圈所示的位置。
〈运算处理部的实现方式〉
运算处理部25中的系数计算部26、校正色度计算部27以及色度等级分类部28等各模块如下那样使用CPU、通过软件(LED分类程序)来实现。即，该LED分类程序使计算机作为LED分类装置21(系数计算部26、校正色度计算部27以及色度等级分类部28)来发挥功能。
或者，上述各模块可用硬件逻辑来构成，以利用DSP(数字信号处理器)的程序所进行的处理来实现。
上述软件的程序代码(执行形式程序、中间代码程序、源程序)可记录在以计算机能读取的方式进行记录的记录介质中。将该记录介质提供给LED分类装置21，CPU读取记录介质中所记录的程序代码并执行，从而也能达成本发明的目的。
作为上述记录介质，例如可使用磁带或盒带等的带类、包含软盘(注册商标)/硬盘等磁盘或CD-ROM/MO/MD/BD/DVD/CD-R等光盘的盘类。除此以外，作为上述记录介质，也可以使用IC卡(包括存储卡)/光卡等卡类、或者掩模ROM/EPROM/EEPROM(注册商标)/闪存ROM等半导体存储器类等。
此外，将LED分类装置21构成为能与通信网络连接，可通过通信网络提供上述程序代码。作为此通信网络，没有特别限定，例如可利用互联网、内联网、外联网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟个人网(virtual private network)、电话线路网、移动通信网、卫星通信网等。另外，作为构成通信网络的传输介质，没有特别限定，例如可用IEEE1394、USB、电力线载波、有线电视线路、电话线路、ADSL线路等的有线方式，也可用IrDA或遥控器那样的红外线、蓝牙(Bluetooth(注册商标))、802.11无线、HDR、移动电话网、卫星线路、地面波数字网等无线方式。此外，本发明也能以通过电子传输的方式实现上述程序代码的、嵌入载波中的计算机数据信号的方式来实现。
〔LED分类装置进行的LED分类处理〕
参照图9的流程图来说明LED分类装置21对LED10进行的分类处理。图9是表示该分类处理的步骤的流程图。
如图9所示，首先，对作为分类对象的所有LED10从LED特性测定装置31获取特性测定值，并存储于存储器22(步骤S1)。接着，利用获取的特性测定值、并基于仿真，计算出系数α,β(步骤S2：系数计算工序、色度校正工序)。此时，系数计算部26如上所述那样将连接2个点的直线Lx,Ly各自的斜率作为系数α,β而求出。
进一步地，利用上述运算式以及上述系数α,β，计算出校正色度(x1,y1)(步骤S3：校正色度计算工序、色度校正工序)。此时，校正色度计算部27对作为分类对象的所有LED10、利用所测定的色度(x,y)和峰值波长λp来计算出校正色度(x1,y1)。
之后，基于校正色度(x1,y1)、对LED10进行色度等级分类(步骤S4：色度等级分类工序)。此时，色度等级分类部28根据校正色度(x1,y1)是否分布在图8所示框F内来对LED10进行色度等级分类。根据该色度等级分类，若校正色度(x1,y1)在规定范围内，则将表示该校正色度(x1,y1)的LED10作为用于背光源3、8的对象进行分类。
[LED分类装置的效果]
如上所述，LED分类装置21构成为利用运算处理部25将透过滤色片7之后的色度(x,y)校正成校正色度(x1,y1)，基于该校正色度(x1,y1)对LED10进行色度等级分类。
由此，对于峰值波长λp向较长一侧偏离的LED10，计算出校正色度(x1,y1)以使得色度(x,y)向蓝色(色度较低的一侧)偏移(参照：图8中的平均值AVE2)。另一方面，对于峰值波长λp向较短一侧偏离的LED10，计算出校正色度(x1,y1)以使得色度(x,y)向黄色(色度较高的一侧)偏移(参照：图8中的平均值AVE1)。
之后，利用这样校正得到的校正色度(x1,y1)，对滤色片7造成的蓝色光的强度降低量(偏移量)进行预测，从而能对LED10进行色度等级分类。通过将基于这种色度等级分类分选出的LED10安装于液晶显示装置1、2中的各背光源3、8，能抑制液晶面板4中的蓝色光的亮度偏差。尤其，若峰值波长λp较短的LED10的出射光透过液晶面板4(滤色片)7，则滤色片7对蓝色光分量进行大幅切削，色度进一步朝黄色侧偏移。因而，通过进行上述色度校正，作为液晶面板用光源能进行更适当的色度等级分类。
另外，若仅使用图8所示框F的中心等级的LED10，则成品率较低，因此还使用色度分布在较高或较低等级中的LED10。这使用公知的排列规则，即，使色度相差较大的LED10彼此相邻来进行配置，从而在整个液晶面板4使色度平均。
[附加事项]
含荧光体16、17的LED10的发光光谱成为还包含荧光体色分量的形状，在LED特性测定装置31中通过测定峰值波长，能得到蓝色光的波长。然而，峰值波长的测定容易受噪声影响，因此，容易产生误差。为了抑制噪声影响，LED特性测定装置31对从400nm到长波长侧的荧光体色分量不出现为止的波长范围进行指定，在该波长范围中对主导波长(主波长)进行计算即可。如上所述，例如，提取480nm以下的发光光谱，从而对作为蓝色单色光的主导波长进行测定。该测定考虑了发光装置5内的蓝色LED光被荧光体吸收的影响。
[附加事项]
本实施方式所涉及的LED分类方法和LED分类装置能如下那样实现。
LED分类方法中，若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的该LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类方法包括如下工序：色度校正工序，该色度校正工序对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及色度等级分类工序，该色度等级分类工序基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类。
此外，LED分类装置中，若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的该LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类装置包括：色度校正部，该色度校正部对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及色度等级分类部，该色度等级分类部基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类。
所述LED分类方法优选为，所述色度校正工序包括：系数计算工序，该系数计算工序计算出针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述1次光的峰值波长的平均波长，计算出具有该平均波长的所述1次光透过所述滤色片时的基准色度与相对于该基准色度的所述色度的变化量，将所述变化量相对于所述峰值波长自所述平均波长偏移的偏移量的斜率作为所述色度的校正值的系数来计算出；以及校正色度计算工序，该校正色度计算工序通过将所述峰值波长与所述平均波长之差乘以所述系数来计算出所述校正值，从针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述色度分别减去该校正值，从而计算出所述校正色度。
此外，所述LED分类装置优选为，所述色度校正部包括：系数计算部，该系数计算部计算出针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述1次光的峰值波长的平均波长，计算出具有该平均波长的所述1次光透过所述滤色片时的基准色度与相对于该基准色度的所述色度的变化量，将所述变化量相对于所述峰值波长自所述平均波长偏移的偏移量的斜率作为所述色度的校正值的系数来计算出；以及校正色度计算部，该校正色度计算部通过将所述峰值波长与所述平均波长之差乘以所述系数来计算出所述校正值，从针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述色度减去该校正值，从而计算出所述校正色度。
在上述结构中，利用系数计算工序或系数计算部，基于假设透过滤色片来得到的、相对于基准色度的色度变化量的斜率来计算出校正值的系数，因此，将1次光透过滤色片造成的色度变化反映在校正值上。之后，利用校正色度计算工序或校正色度计算部，通过从色度减去这样得到的校正值来计算出校正色度。
由此，能容易将滤色片造成的色度变化反映在色度校正上。
在所述LED分类方法或所述LED分类装置中，优选为所述1次光是蓝色光。
如上所述，LED之间的蓝色光的峰值波长存在偏差，因此蓝色光透过滤色片后的光强度发生偏差，从而影响显示色彩。对此，如上所述，通过对透过滤色片所造成的变化进行预测来校正色度，从而基于滤色片造成的色度分布变化，能对LED进行适当的色度等级分类。
所述LED分类方法或所述LED分类装置中，所述色度校正工序或所述色度校正单元优选利用10度视野的等色函数来对所述色度进行校正。
通过利用10度视野的等色函数来对色度进行校正，使人眼看到的色度均质化，因此，人能看到均匀的色彩，且能调整成希望的色度。
此外，LED分类程序是用于使计算机作为所述LED分类装置的各部而发挥功能的程序。此外，记录介质是记录有所述LED分类程序的计算机可读记录介质。这些LED分类程序和记录介质也包含在本实施方式的技术范围中。
另外，在本实施方式中对包含绿色荧光体和红色荧光体的LED10的分类进行了说明，但LED10所包含的荧光体不限于此。例如，可包含以蓝色LED的蓝色光进行激励的黄色荧光体来代替绿色荧光体和红色荧光体。由此，将蓝色LED的蓝色光和黄色荧光体的黄色光进行混合，从而能得到虚拟白色。
此外，本实施方式构成为，LED特性测定装置31设置在LED分类装置21的外部，但可将LED特性测定装置31作为LED分类装置21的一部分来设置。
另外，本发明并不限于上述实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更。即，本发明的技术范围也包括将在权利要求所示范围内进行适当变更后的技术方案相组合后得到的实施方式。
工业上的实用性
本发明所涉及的LED分类方法对透过滤色片的状态下的亮度变化进行预测来校正LED的色度，因此，能适用于在背光源中使用LED的液晶显示装置。
标号说明
1 液晶显示装置
2 液晶显示装置
3 背光源
4 液晶面板
5 发光装置
7 滤色片
8 背光源
10 LED
12 LED芯片(LED元件)
16 荧光体
17 荧光体
21 LED分类装置
22 存储器
23 存储部
24 显示部
25 运算处理部
26 系数计算部(色度校正单元、系数计算单元)
27 校正色度计算部(色度校正单元、校正色度计算单元)
28 色度等级分类部(色度等级分类单元)
31 LED特性测定装置
F 框(规定范围)
α系数
β 系数
λ0 平均波长
λp 峰值波长
(x,y) 色度
(x0,y0) 基准色度
(x1,y1) 校正色度
Δx,Δy 变化量

Claims (6)

1.一种LED分类方法，
若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类方法的特征在于，包括如下工序：
色度校正工序，该色度校正工序对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及
色度等级分类工序，该色度等级分类工序基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类，
所述色度校正工序包括：
系数计算工序，该系数计算工序计算出针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述1次光的峰值波长的平均波长，计算出具有该平均波长的所述1次光透过所述滤色片时的基准色度与相对于该基准色度的所述色度的变化量，将所述变化量相对于所述峰值波长自所述平均波长偏移的偏移量的斜率作为所述色度的校正值的系数来计算出；以及
校正色度计算工序，该校正色度计算工序中通过将所述峰值波长与所述平均波长之差乘以所述系数来计算出所述校正值，从针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述色度分别减去该校正值，从而计算出所述校正色度。
2.如权利要求1所述的LED分类方法，其特征在于，
所述1次光是蓝色光。
3.如权利要求1或2所述的LED分类方法，其特征在于，
所述色度校正工序利用10度视野的等色函数来校正所述色度。
4.一种LED分类装置，
若将发出1次光的LED元件和被所述1次光激励而发出波长比所述1次光要长的2次光的荧光体进行组合从而发出所述1次光和所述2次光的合成光的LED的所述1次光的色度在规定范围内，则将该LED作为用于液晶显示装置的背光源的对象进行分类，该LED分类装置的特征在于，包括：
色度校正单元，该色度校正单元对作为分类对象的所有所述LED计算出因所述1次光透过所述液晶显示装置的滤色片而产生的所述色度的校正值，基于该校正值，对作为分类对象的所有所述LED将所述色度作为校正色度进行校正；以及
色度等级分类单元，该色度等级分类单元基于所述校正色度，对所述LED进行色度等级分类，
所述色度校正单元包括：
系数计算单元，该系数计算单元计算出针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述1次光的峰值波长的平均波长，计算出具有该平均波长的所述1次光透过所述滤色片时的基准色度与相对于该基准色度的所述色度的变化量，将所述变化量相对于所述峰值波长自所述平均波长偏移的偏移量的斜率作为所述色度的校正值的系数来计算出；以及
校正色度计算单元，该校正色度计算单元通过将所述峰值波长与所述平均波长之差乘以所述系数来计算出所述校正值，从针对作为分类对象的所有所述LED得到的所述色度减去该校正值，从而计算出所述校正色度。
5.如权利要求4所述的LED分类装置，其特征在于，
所述1次光是蓝色光。
6.如权利要求4或5所述的LED分类装置，其特征在于，
所述色度校正单元利用10度视野的等色函数来校正所述色度。
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