JP2006339047A - バックライト装置及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させることにより、混色状態を改善すること、或いは画像情報に追随した輝度プロファイルを得ることを、可能にするバックライト装置を提供する。
【解決手段】 表示部を背面側から照明するバックライト装置２０を、複数個の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが光源として用いられ、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して、機械的に駆動することにより、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段（台座２３と回転軸２４）が設けられている構成とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、バックライト装置、及びバックライト装置を備えた液晶表示装置に係わる。

近年、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）に代表されるように、ディスプレイ（画像表示装置）の薄型化が進行している。
特に、カラー液晶表示パネルを用いたカラー液晶表示装置は、低消費電力で駆動することが可能であり、大型のカラー液晶パネルの低価格化等に伴い、今後の更なる発展が期待できる。

カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネルを、背面側からバックライト装置で照明することにより、カラー画像を表示させる、いわゆるバックライト方式が主流となっている。
バックライト装置の光源としては、蛍光管を使用して白色光を発光するＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、カメラやスキャナにより取り込んだ色情報を受信し表示する映像機器、即ちディスプレイやプリンタは、受け取った色情報を正確に表示する必要がある。
例えば、カメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。

しかし、ＣＣＦＬを光源としたバックライト装置を備えたカラー液晶表示装置は、色再現範囲がカラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の規格で定められている色再現範囲（図示せず）よりも狭い範囲となっているため、充分に色再現性を得ることができない。
また、ＣＣＦＬは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への影響が考えられ、今後、バックライト装置の光源として、ＣＣＦＬに代わる光源が求められる。

そこで、ＣＣＦＬに代わる光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が有望視されている。
この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることにより、ＣＣＦＬを光源とした場合と比較して、カラー液晶表示パネルを介した光の色純度が高くなるため、色再現範囲を大幅に広げることができる。

従来の発光ダイオードを用いたバックライト装置は、図１０Ａに示すように、基板１０１上にＲ，Ｇ，Ｂの各色の発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを横に並べた構造である。
そして、発光ダイオード１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの上方に拡散板１０３を配置することにより、発光ダイオード１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからの３色の光を混色して、表示部を照明している。

また、従来のバックライト装置は、表示される画像に関係なく、常に一定の高輝度で発光している。
このため、消費電力の無駄が多くなっている。

そこで、画像の平均輝度に合わせて、バックライト装置全体の輝度を制御する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、さらに効率を高くするために、画像の絵柄に合わせて１画面内でのバックライトの輝度を制御することも提案されている。

即ち、図１１Ａに示すように、表示する画像情報が、画面の上方が明るく下方が暗い分布を有する場合において、図１１Ｂに示すように、画面上方の行の発光ダイオード１０２の輝度を大きくして、画面下方の行の発光ダイオード１０２の輝度を小さくする。これにより、各発光ダイオード１０２の輝度プロファイル１１１から、上方が高く下方が低い合成輝度プロファイル１１２が得られる。

特開２００１−２２２８５号公報 特表２００４−５１６５０４号公報

しかしながら、液晶ディスプレイの大きな特徴である薄型化を図るために、バックライト装置を薄くすると、Ｒ，Ｇ，Ｂの色が充分に混ざる空間が狭くなり、色分離が発生して、図１０Ｂに示すようなスポット状の色むら１１０が発生してしまう。
このスポット状の色むら１１０は、各ＬＥＤ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの直上の位置において、対応する色Ｒ，Ｇ，Ｂのスポットが発生している。

このような色むら１１０の発生を回避するためには、例えば、発光ダイオードの個数を増やして、各発光ダイオード間の距離を狭くすることや、白色発光ダイオードを使用することが考えられる。

しかし、発光ダイオードの個数を増やすと、コストアップにつながってしまう。
そして、発光ダイオードの間隔が狭くなることによって、隣接する発光ダイオードのレンズ自体が影となることから、逆に混色状態の均一性を悪化させてしまう、という弊害もある。
また、白色発光ダイオードは、まだ充分な性能が得られていない。

一方、上記特許文献２に記載された構成では、発光ダイオードに供給する電流・電圧を変化させることによって輝度を制御していることから、電源部や他の回路素子の構成によって制約を受けるため、電流・電圧をあまり大きく変化させることができない。
そのため、輝度（光量）を広い範囲で変化させて、輝度プロファイル（光量分布）の振幅を大きくすることが難しくなっており、表示する画像情報の内容によっては、バックライト装置の輝度プロファイルを追随させることができないことがある。

上述した問題の解決のために、本発明においては、発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させることにより、混色状態を改善すること、或いは画像情報に追随した輝度プロファイルを得ることを、可能にするバックライト装置、及びバックライト装置を備えた液晶表示装置を提供するものである。

本発明のバックライト装置は、表示部を背面側から照明する装置であって、光源として、複数個の発光ダイオードが用いられ、各発光ダイオードに対して、機械的に駆動することにより、発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段が設けられているものである。
また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とから成り、バックライト装置が上記本発明のバックライト装置の構成であるものである。

上述の本発明のバックライト装置によれば、光源として複数個の発光ダイオードが用いられ、各発光ダイオードに対して、機械的に駆動することにより、発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段が設けられている。
これにより、光量分布調整手段の駆動によって、発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を時間変化させることが可能になる。

従って、複数個の発光ダイオード等の構成と、光量分布調整手段の構成とを対応させて、それぞれの構成を選定することにより、例えば、以下に列挙することが可能になる。

例えば、発光ダイオードとして、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有し、これらの発光ダイオードから発光された赤色光、緑色光、青色光を混色して白色光とする混色手段を備えた構成として、さらに光量分布調整手段を、他の発光色の発光ダイオードとは独立して形成した構成（即ち各発光色毎に独立して形成した構成）とする。
この場合には、光量分布調整手段の駆動によって、各発光色の空間的な光量分布を変化させて、各発光色の混色状態を調整することができる。

例えば、表示部において表示される画像情報の内容に対応して、それぞれの光量分布調整手段の駆動が制御される構成とする。
この場合には、それぞれ光量分布調整手段の駆動によって、画像情報の内容に対応した輝度プロファイルが得られる。
光量分布調整手段が機械的に駆動するので、個々の光量分布調整手段において、光量分布を比較的大きく変化させることが可能になる。また、光量分布のピークの位置をシフトさせることも可能になる。
従って、発光ダイオードに供給する電圧・電流の変化により光量を変化させる構成と比較して、光量分布を大きく変化させることが可能になる。
さらに、光量分布のピークの位置をシフトさせることも可能になることから、複数個の発光ダイオードで光量分布のピークの位置を近づけることによって、その位置の光量を大きくすることが可能になる。これにより、個々の発光ダイオードの光量が小さくても、大きい光量を得ることが可能になる。

上述の本発明によれば、光量分布調整手段を機械的に駆動させることにより、発光ダイオードから出射された光の空間的な光量分布を時間変化させることができる。
このため、複数個の発光ダイオード等の構成と、光量分布調整手段の構成とを対応させて、それぞれの構成を選定することにより、例えば、以下に列挙する効果を実現することが可能になる。

例えば、光量分布調整手段の駆動により各発光色の空間的な光量分布を変化させて、各発光色の混色状態を調整することができるように構成することにより、混色の状態を改善して、色むらの発生を抑制することが可能になる。
これにより、バックライト装置からの照明光を均一な白色光源とすることが可能になり、バックライト装置を薄くして、バックライト装置を備えた液晶表示装置の小型化を図ることが可能になる。

例えば、画像情報に対応して光量分布調整手段を駆動させて、光量分布を大きく変化させることが可能になるように構成することにより、消費電力を削減することが可能になり、またダイナミックレンジを拡大してコントラストを向上させることが可能になる。
これにより、バックライト装置を備えた液晶表示装置において、消費電力の低減や画質の改善を図ることが可能になる。

本発明の一実施の形態として、バックライト方式のカラー液晶表示装置の概略構成図（分解斜視図）を図１に示す。
このカラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライトユニット４０とから成る。

透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１、対向電極基板１２）を互いに対向配置させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１には、マトリクス状に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１６と、画素電極１７とが形成されている。
薄膜トランジスタ１６は、走査線１５により、順次選択されると共に、信号線１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１７に書き込む。
対向電極基板１２は、その内表面に、対向電極１８及びカラーフィルター１９が形成されている。

カラーフィルター１９は、各画素に対応したセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルターＣＦＲ、緑色フィルターＣＦＧ、青色フィルターＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。
カラーフィルターの配列パターンには、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないがデルタ配列、正方配列等がある。

このカラー液晶表示装置１００では、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１０を２枚の偏光板３１，３２で挟み、バックライトユニット４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。

バックライトユニット４０は、カラー液晶表示パネル１０を背面側から照明するものである。図１に示すように、バックライトユニット４０は、光源を備え、光源から出射された光を混色した白色光を光照射面２０ａから面発光するバックライト装置２０と、このバックライト装置２０の光出射面２０ａ上に積層された拡散板４１とから構成されている。
拡散板４１は、光出射面２０ａから出射された白色光を拡散させることにより、面発光における輝度の均一化を行うものである。

また、図１のバックライト装置２０の概略構成図を図３に示す。
図３に示すように、バックライト装置２０は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを光源として用いている。
なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称する場合には、単に発光ダイオード２１と呼ぶ。

図３に示すように、各発光ダイオード２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）は、基板２２上に、３色の発光ダイオードを、図中縦方向では、同色の発光ダイオードを並べて配置し、図中横方向では、左から赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの順に配置している。

各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの間隔は、縦方向では広い間隔になっているが、横方向では狭い間隔になっている。
これは、横方向に並んだ発光ダイオードの間隔を狭めることにより、３色の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの混色を行うためである。

なお、各発光ダイオードの横方向の順番は、図３に示した以外の順番、例えば、緑色発光ダイオードを等間隔で配置して、各緑色発光ダイオードの間に、赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードとを交互に配置した順番（緑、赤、緑、青、緑、赤、緑、青、緑）としてもよい。

バックライト装置２０内に配置された、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの各発光ダイオードから発光された光は、当該バックライト装置２０で混色されて白色光とされる。

また、各発光ダイオード２１には、レンズやプリズム、反射鏡等が設けられて、各発光ダイオード２１から出射した赤色光、緑色光、青色光が、一様に混色されて広指向性の出射光が得られるように構成される。

本実施の形態においては、特に、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを、台座２３の上に配置して、この台座２３を回転軸２４の回りに回動させることが可能な構成としている。
台座２３は、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの発光色が同じ縦方向（混色を得る方向に垂直な方向）の列毎に分割されており、同じ列にある同発光色の発光ダイオードを、同時に傾斜させることができる。

図３のうち、横方向の一組の赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂの断面図を図４Ａに示す。
それぞれの発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、発光層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとレンズ２６とにより構成されている。

図３及び図４Ａに示すように、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの間隔の狭い横方向、即ち混色を得る方向において、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを傾斜させることが可能であると共に、機械的な駆動によって回転軸２４の回りに台座２３を回動させることにより、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの傾斜角度を変化させることができる。

台座２３を回動させるための機械的な駆動の方法としては、例えば、回転軸２４をモーター等に接続すればよい。
また、本実施の形態では、図３に示すように、各列の回転軸２４が連結されているため、同一制御により各列の台座２３を連動して駆動させることができる。

そして、機械的な駆動によって、台座２３を回転軸２４の周囲に回動させることにより、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの傾斜角度を時間変化させることができる。
これにより、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの出射光の輝度分布が、見かけ上は時間積分された分布となる。
このため、図１０Ｂのような色むら１１０を生じることがなくなり、またレンズ２６自体の影が薄くなることから、図４Ｂに示す色むらのない均一な分布が得られる。そして、水平面上のどの位置をとっても、あたかも白色ＬＥＤのように視認できる。

傾斜角度の変化は、水平な状態から、右下がりのみの範囲、左下がりのみの範囲、右下がり及び左下がりにわたる範囲、のいずれの範囲とすることも可能である。
発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの輝度分布特性や、隣接する発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの間隔に対応して、傾斜角度の変化の範囲や振幅を適宜決定する。

なお、各台座２３の間は、傾斜した際に隙間が空かないような工夫を施すことで、放射角度が狭くなる側（図４Ａに示す状態では、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの右側）でも光の漏れを防ぐことが好ましい。

上述の本実施の形態の構成によれば、３原色の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによりバックライト装置２０の光源を構成し、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して、回転軸２４の周囲に回動する台座２３が設けられ、この台座２３が機械的な駆動によって回動する構成となっている。
そして、台座２３は、縦方向の同一列の発光ダイオードにおいて、即ち同一発光色の発光ダイオードにおいて、共通に形成され、他の発光色の発光ダイオードとは独立して形成されている。
このため、台座２３を回動させて、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの横方向（混色を得る方向と同一方向）の傾斜角度を時間変化させることができるため、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出射した光の空間的な光量分布を時間変化させることができる。
これにより、３色の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの出射光の輝度分布を、見かけ上時間積分された分布として、各発光色の混色状態を調整することができるため、色むらのない均一な分布とすることが可能になる。

従って、本実施の形態の構成によれば、バックライト装置２０からの照明光を均一な白色光源とすることが可能になるため、バックライト装置２０を薄くすることができる。
そして、バックライト装置２０を備えたカラー液晶表示装置１００の小型化を図ることができる。

なお、図３に示した本実施の形態の構成に対して、各列の回転軸２４を連結しないで、それぞれ独立に駆動させる構成とすることも可能である。
この構成において、さらに、傾斜角度の振幅や時間変化を、各列で異ならせることも可能である。

次に、本発明の他の実施の形態として、カラー液晶表示装置のバックライト装置の概略構成図（平面図）を図５に示す。

本実施の形態のバックライト装置５０では、特に、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを、回転軸２４の回りに回動させることが可能な台座２３の上に配置すると共に、この台座２３を、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの横方向に分割しており、同じ行にある発光ダイオードを、同時に傾斜させることができる構成としている。
また、各行の回転軸２４を互いに独立させており、台座２３の回動を各行毎に独立して行うことが可能な構成としている。

その他の構成は、図３に示したバックライト装置２０と同様であるので、重複説明を省略する。

また、図３に示したバックライト装置２０と同様に、本実施の形態のバックライト装置５０を用いて、カラー液晶表示装置を構成することができる。

本実施の形態では、台座２３を横方向（混色を得る方向と同じ方向）に分割していることから、台座２３の回動によって、発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの縦方向の傾斜角度が変化する。
これにより、縦方向の光量分布を時間変化させることができる。

本実施の形態の構成においては、さらに液晶表示パネルに表示する画像情報に対応させて、画面内の輝度を制御することも可能になる。
このことを、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。
図６Ａに示すように、表示する画像情報が、画面の上方が明るく下方が暗い分布を有する場合を考える。
この場合には、図６Ｂに示すように、画面上方の行の発光ダイオード２１は傾斜角度を小さくして、画面下方の行の発光ダイオード２１は傾斜角度を大きくして上方へ傾斜させる。これにより、画面下方の行の発光ダイオード２１の輝度プロファイルのピークが画面上方にシフトする。
このとき、各行の発光ダイオード２１の輝度プロファイル５１から得られる合成輝度プロファイル５２は、輝度の変化量が大きくなっており、ダイナミックレンジを拡大することができる。
また、図１１Ｂに示した構成と比較して、より急峻で大きい分布を得ることが可能になる。

上述の本実施の形態によれば、各発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して、回転軸２４の周囲に回動する台座２３が設けられ、この台座２３が横方向の同一行の発光ダイオード２１において、共通に形成され、他の行の発光ダイオード２１とは独立して形成されている。
また、図６Ｂに示したように、表示部で表示する画像情報の内容に対応して、各行の発光ダイオード２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）の傾斜角度が変化するように、台座２３の駆動を制御する。
これにより、各行の台座２３の駆動によって、画面全体で画像情報の内容に対応した輝度プロファイル５２が得られる。
そして、台座２３が機械的に駆動するので、個々の台座２３において、光量分布を比較的大きく変化させることが可能になる。また、光量分布のピークの位置をシフトさせることも可能になる。
従って、発光ダイオードに供給する電圧・電流の変化により光量を変化させる構成と比較して、光量分布を大きく変化させることが可能になる。
さらに、光量分布のピークの位置をシフトさせることも可能になることから、複数個の発光ダイオード２１で光量分布のピークの位置を近づけることによって、その位置の光量を大きくすることが可能になる。これにより、個々の発光ダイオード２１の光量が小さくても、大きい光量を得ることが可能になることから、個々の発光ダイオード２１に供給する電圧・電流を低減しても、画像情報に対応した輝度プロファイルを得ることが可能である。

従って、本実施の形態の構成によれば、個々の発光ダイオード２１に供給する電圧・電流を低減することにより、バックライト装置５０の消費電力を削減することが可能になる。また、ダイナミックレンジを拡大してコントラストを向上させることが可能になる。
これにより、バックライト装置５０を備えた液晶表示装置において、消費電力の低減や画質の改善を図ることが可能になる。

なお、回動する台座２３を共通に形成する範囲としては、上述した各実施の形態のような、発光ダイオード２１の列単位や行単位に限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、３色１組の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して共通に台座２３を形成して、この１組毎に独立して傾斜角度を変化させる構成が考えられる。この場合は、行の一部を単位としているが、列の一部や複数行や複数列を単位とすることも可能である。
また例えば、図８に示すように、１個の発光ダイオード２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）毎に台座２３を形成して、各発光ダイオード毎に独立して傾斜角度を変化させる構成も考えられる。

台座２３を回動させることにより、傾斜角度を変化させる発光ダイオード２１の単位としては、１個の発光ダイオードから、画面全体を複数（２つ以上）に分割した領域まで、様々な範囲が考えられる。
この単位に合わせて、台座２３を形成し、それぞれ角度を制御することができるように構成する。

個々の台座２３が独立して駆動する構成とすれば、図６Ｂに示したと同様に、画像情報に合わせて、台座２３の傾斜角度を変化させることも可能である。
図８のように、１個の発光ダイオード２１毎に台座２３を形成した場合には、画像情報と対応させるためのプログラムが複雑にはなるが、バックライト装置からの照明光の輝度分布を、画像情報の輝度分布にさらに近づけることが可能である。

また、図８のように、１個の発光ダイオード２１毎に台座２３を形成した場合には、各発光色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の発光ダイオード２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対してそれぞれ独立に台座２３が形成されているため、例えば、台座２３を横方向に傾斜させる構成とすれば、混色状態を改善して色むらのない均一な白色光源とすることも可能である。

上述の各実施の形態では、発光ダイオード２１から出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段として、発光ダイオード２１が設置された台座２３を回転軸２４の回りに回動させて、発光ダイオード２１の傾斜角度を変化させる構成を採用していた。
本発明においては、光量分布調整手段として、その他の構成を採用することも可能である。

例えば、台座２３を回動させて発光ダイオード２１を傾斜させる代わりに、発光ダイオード２１を直接傾斜させる構成も考えられる。この場合、台座２３の代わりに、発光ダイオード２１のパッケージを保持して回転軸と接続する部材を設ければよい。

また例えば、回転軸２４を用いる代わりに、発光ダイオード２１のパッケージ又は台座２３の下に、電気的に伸縮する部材（例えば、電磁石や電歪素子、ＭＥＭＳ素子等が考えられる）を設けて、この部材の伸縮により、傾斜角度を変化させる構成も考えられる。
この構成では、発光ダイオード２１の傾斜角度を変化させる範囲に応じて、部材の種類、位置や伸縮量を選定すればよい。
さらに、伸縮する部材の位置を選定することにより、発光ダイオード２１を傾斜させる方向も変化させることが可能である。例えば、発光ダイオード２１のパッケージ又は台座２３の下の四隅に伸縮する部材を設けることにより、右或いは左の２つの部材を伸縮させれば横方向に傾斜させることができ、手前或いは奥の２つの部材を伸縮させれば縦方向に傾斜させることができる。

一方、発光ダイオードの傾斜角度を変化させなくても、光量分布の調整を行うことが可能である。
例えば、光量分布調整手段として、発光ダイオードの周囲に反射板を設けることにより、この反射板を機械的に駆動させて、光量分布を時間変化させることが可能である。

このように反射板を設けた構成では、反射板を共通に形成する発光ダイオードの範囲を選定することにより、台座２３を共通に形成する発光ダイオードの範囲を選定した場合と同様の作用効果を実現することが可能である。
即ち、縦方向の同一発光色の発光ダイオードに共通して反射板を形成し、反射板を発光色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎に独立して形成することにより、混色の状態を調整して色むらを発生しないようにすることが可能である。
また、横方向の発光ダイオードに共通して反射板を形成することにより、輝度プロファイルの変化を大きくして、ダイナミックレンジを拡大することが可能である。

このうち、横方向の発光ダイオードに共通して反射板を形成した場合を、次に示す。
本発明のさらに他の実施の形態として、バックライト装置６０の縦方向の断面図を図９に示す。

このバックライト装置６０では、発光ダイオード２１が基板２２上に固定されており、それぞれの発光ダイオード２１の図中下側に可動式の反射板６１が設けられている。
反射板６１は、機械的に駆動することにより、基板２２に対する縦方向の傾斜角度が変化する構成となっている。
基板２２に対する反射板６１の傾斜角度を変化させることにより、発光ダイオード２１から出射した光の空間的光量分布を変化させることができる。

そして、図６Ａに示したように、表示する画像情報が、画面の上方が明るく下方が暗い分布を有する場合には、図９に示すように、画面上方の行の発光ダイオード２１の反射板６１は基板２２にほぼ垂直として、画面下方の行の発光ダイオード２１の反射板６１は（基板２２の垂線から）上側に大きい角度で傾斜させる。これにより、画面下方の行の発光ダイオード２１の輝度プロファイルのピークが画面上方にシフトする。
このとき、各行の発光ダイオード２１の輝度プロファイル６２から得られる合成輝度プロファイル６３は、輝度の変化量が大きくなっており、ダイナミックレンジを拡大することができる。
即ち、図５及び図６Ｂに示したバックライト装置５０と同様の作用効果を得ることができる。

なお、可動式の反射板６１は、発光ダイオード２１の片側のみに設けても、両側に設けても、どちらでも構わない。
反射板６１を発光ダイオード２１の両側に設けることにより、片側のみに設けた場合と比較して、光量分布をより広い範囲で変化させることが可能になる。
また、可動式の反射板６１を、各発光ダイオード２１の四方（上下左右）にそれぞれ設けた構成も可能である。

本発明のバックライト装置及びカラー液晶表示装置において、台座２３や反射板６１等の、光量分布調整手段の駆動周波数は、６０Ｈｚ以上とすることが望ましい。
このように駆動周波数を大きくすることにより、色むらを低減できる効果に加えて、色むらが若干あったとしても、色むらの位置が高速で移動して同じ位置にとどまる時間が非常に短くなるために、色むらが視認されにくくなる効果がある。

なお、本発明では、機械的に駆動する光量分布調整手段により、発光ダイオードの輝度プロファイルを調整する構成であるが、この構成において、さらに従来提案されているように、発光ダイオードに供給する電流や電圧を変化させて光量分布を調整する構成を組み合わせることも可能である。このように構成することにより、さらにダイナミックレンジを拡大することができ、場所によって輝度の差が大きい画像に対しても、バックライト装置の輝度プロファイルを追随させることが可能になる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明の一実施の形態のカラー液晶表示装置の概略構成図（分解斜視図）である。 図１のカラー液晶表示装置のカラーフィルターの配列パターンを示す図である。 図１のバックライト装置の概略構成図である。 Ａ 図３のバックライト装置の横方向３個１組の発光ダイオードの断面図である。 Ｂ 図４Ａの構成で、拡散板上に観察される色むら分布を示す図である。 本発明の他の実施の形態のバックライト装置の概略構成図（平面図）である。 Ａ 表示する原画像の輝度分布を模式的に示す図である。 Ｂ 図５の構成において、縦方向の発光ダイオードの輝度分布を合成した輝度分布を示す図である。 横方向３個１組の発光ダイオードに共通して台座を形成した構成のバックライト装置の平面図である。 個々の発光ダイオード毎に台座を独立して形成した構成のバックライト装置の平面図である。 本発明の他の実施の形態のバックライト装置の概略構成図（縦方向の断面図）である。 Ａ 従来のＬＥＤバックライト装置における３個１組の発光ダイオードの断面図である。 Ｂ 図１０Ａの構成で、拡散板上に観察される色むら分布を示す図である。 Ａ 表示する原画像の輝度分布を模式的に示す図である。 Ｂ 縦方向の発光ダイオードの輝度分布を合成した輝度分布を示す図である。

符号の説明

１０ カラー液晶表示パネル、１９ カラーフィルター、２０，５０，６０ バックライト装置、２１ 発光ダイオード、２１Ｒ 赤色発光ダイオード、２１Ｇ 緑色発光ダイオード、２１Ｂ 青色発光ダイオード、２３ 台座、２４ 回転軸、６１ 反射板、１００ カラー液晶表示装置

Claims (10)

1. 表示部を背面側から照明するバックライト装置であって、
   光源として、複数個の発光ダイオードが用いられ、
   各前記発光ダイオードに対して、機械的に駆動することにより、前記発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段が設けられている
   ことを特徴とするバックライト装置。
2. 前記発光ダイオードとして、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有し、前記光源から発光された赤色光、緑色光、青色光を混色して白色光とする混色手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード、並びに前記青色発光ダイオードは、それぞれ発光ダイオードに対する前記光量分布調整手段が、他の発光色の発光ダイオードとは独立して形成されていることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
4. 前記表示部において表示される画像情報の内容に対応して、各前記光量分布調整手段の駆動が制御されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
5. 前記光量分布調整手段は、直接に、又は他の部材を介して間接に、前記発光ダイオードの傾斜角度を変化させる構成であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
6. 前記光量分布調整手段は、前記発光ダイオードが取り付けられた台座と、前記台座を回動させる回転軸とから構成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記光量分布調整手段は、前記発光ダイオードの周囲に配置され、前記発光ダイオードから出射した光を反射させる構成であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
8. 前記光量分布調整手段の駆動が、６０Ｈｚ以上の周波数で行われることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
9. 液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とから成り、
   前記バックライト装置は、光源として、複数個の発光ダイオードが用いられ、
   各発光ダイオードに対して、機械的に駆動することにより、前記発光ダイオードから出射した光の空間的な光量分布を変化させる、光量分布調整手段が設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
10. 前記液晶表示パネルがカラーフィルターを備えた構成であり、前記バックライト装置は、前記発光ダイオードとして、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有し、前記光源から発光された赤色光、緑色光、青色光を混色して白色光とする混色手段を備えた構成であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。