JP2008135459A - Ｌｅｄ光源および液晶表示装置用バックライトシステム - Google Patents

Abstract

【課題】高演色性と色再現性および輝度を確保した上での低消費電力化を可能とするＬＥＤバックライトを実現すること。
【解決手段】低消費電力で輝度確保が可能なシングルチップ方式の白色ＬＥＤと、高い演色性と色再現性の確保が可能なマルチチップ方式のフルカラーＬＥＤとを組み合わせ、これらのＬＥＤをＸＹ平面内で適切に配置し、これにより、高演色性と色再現性の確保と輝度を確保した上での低消費電力化の両立を可能とするＬＥＤバックライトを実現している。このＬＥＤ光源は、マルチチップ型フルカラーＬＥＤは複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されており、このフルカラーＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとはＸ方向に一直線上に等間隔（ｄ）で配置されている。例えば、ＸＹ平面内に、ＲＧＢのＬＥＤを３つ縦配列したマルチチップ型のフルカラーＬＥＤ相互間に白色ＬＥＤ（Ｗ）１つを配置し、これを周期的に繰り返す構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを用いたＬＥＤ光源およびこれを利用した液晶表示装置用バックライトに関する。

液晶ディスプレイは液晶自体が自己発光しないため、バックライトを用いて外部から照射光を照明することが必要であり、このバックライトとして、蛍光ランプ（冷陰極管）や発光ダイオード（ＬＥＤ）あるいはエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を光源として用いたものがあるが、従来は蛍光ランプを光源とするバックライトが主流であった。

しかし、蛍光ランプの点灯には、数十ｋＨｚの周波数の高電圧（７００Ｖ程度）をランプ両端に印加させることが必要であることから、微小浮遊容量を介して電流漏れが発生したり断線や短絡等が生じ易いという問題がある。また、蛍光ランプから得られる白色光は青みがかっており、高い色再現性を得るためには白色度の点で十分とはいえないこと、特に冷陰極管では、電源投入後安定した輝度や演色性の光を得る為には十数分の時間が必要であること、さらに、蛍光ランプには管内放電を容易にするために水銀が使用されているが、環境有害物質である水銀の使用は環境保護の観点から好ましくない等の問題があった。

これに対して、ＬＥＤをバックライト用光源として用いると、長寿命で衝撃にも強く断線等も生じ難いこと、色純度に優れていること、低電圧動作素子であるために取扱いや安全性に優れ小型軽量化が容易であること、電源投入直後から安定した演色性や輝度の光を得ることが可能であること、電流値に対する発光量の直線性が良好で且つ応答速度が速いこと等の利点があり、ＬＥＤバックライトに関する研究開発が進められてきている。特に、青色ＬＥＤ実用化の後は、ＬＥＤのもつ優れた色再現性や低環境負荷という利点を生かして、実用化に向けた研究開発が加速してきている。

しかし、このようなＬＥＤバックライトを実用化する上で、従来のＬＥＤバックライトは、高演色性と色再現性の確保と輝度を確保した上での低消費電力化とは必ずしも両立しないという問題が指摘されている（例えば、特許文献１参照）。つまり、演色性と色再現性に優れた高輝度のＬＥＤバックライトは消費電力が高くなる一方、低消費電力化を図ろうとすると演色性と色再現性が低下してしまうという問題が生じてしまうのである。

ところで、白色光を得るには、緑（Ｇ）と赤（Ｒ）と青（Ｂ）の光を、およそ６対３対１の比率で混合することが必要であるが、ＲＧＢ各色のＬＥＤの電力−光変換効率が各々異なり、その中でも特に緑色ＬＥＤの変換効率が低く、相対的に高い青色や赤色のＬＥＤの効率が十分に生かされていないことが主な理由である。

白色光を得る別の方法として、白色ＬＥＤを用いる方法がある。白色ＬＥＤは青色光で蛍光体を励起することで黄色光を得て、この光と元々の青色光とを混合することで擬似的な白色光を得る方法が現在の主流である。この方法では、蛍光灯の変換効率（およそ、８０〜１００ｌｍ／Ｗ）を超えることも可能であり、電力−光変換効率の非常に高い光源を得ることが可能であるが、白色光のスペクトラムはＲＧＢ各色を混合して得られる光と異なり赤色や緑色が不足しており、演色性や色再現性は良くない。

このような欠点を改善すべく、近紫外線発光のＬＥＤを用いて蛍光体を励起する方法も研究されており、より赤みがかった光を得ることができるが、この方法でもＲＧＢを混合して得られる光に比べると未だ演色性や色再現性は良くないというのが実情である。これが、ＲＧＢの三原色を用い、演色性と色再現性に優れた高輝度のＬＥＤバックライトは消費電力が高く、低消費電力化を図るために白色ＬＥＤを使用すると演色性と色再現性が低下してしまうという問題の基本的な理由である。

更に、ＬＥＤを用いた光源には、ＬＥＤに流す電流値や動作する温度によって発光スペクトラムが変化すると言う特性があり、従来は、これを補正するために色の変化を検出するセンサ類とその検出値に従って色の変化を補正する手段を追加することが行われてきた。そのためには、本来ＬＥＤ光源には必要ではないセンサ類等とこれ等を制御するための制御装置類と、これ等を制御する手段（例えば制御用のソフトウエア等）を開発し搭載することが必要で、装置の価格が高くなり普及を阻害する一要因となっていた。
特開２００６−０７９９９１号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高演色性と色再現性および輝度を確保した上での低消費電力化を可能とするＬＥＤバックライトを実現することにある。

このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ＬＥＤ光源であって、複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されたマルチチップ型フルカラーＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとがＸ方向に一直線上に等間隔配置されており、１個の前記フルカラーＬＥＤとｎ個（ｎは０以外の自然数）の前記白色ＬＥＤからなるＬＥＤ群がＸ方向に周期的に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、ＬＥＤ光源であって、複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されたマルチチップ型フルカラーＬＥＤと複数のシングルチップ型白色ＬＥＤの群とがＸ方向に等間隔に一直線上に周期的配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のＬＥＤ光源において、前記マルチチップ型のフルカラーＬＥＤは、ＲＧＢそれぞれの色を発光する３つのＬＥＤから構成されている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＬＥＤ光源において、前記マルチチップ型のフルカラーＬＥＤは、ＲＢＧ配列の第１のフルカラーＬＥＤまたはＧＢＲ配列の第２のフルカラーＬＥＤであり、該第１のフルカラーＬＥＤと第２のフルカラーＬＥＤが交互に配置されている。

請求項５に記載の発明は、ＬＥＤ光源であって、単色ＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとがＸ方向に一直線上に等間隔配置されており、１個の前記単色ＬＥＤとｎ個（ｎは０以外の自然数）の前記白色ＬＥＤからなるＬＥＤ群がＸ方向に周期的に配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＬＥＤ光源において、前記単色ＬＥＤはＲＧＢの何れかを発光する色調調整用のＬＥＤである。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ光源の制御システムであって、輝度制御情報に基づいて前記ＬＥＤ光源の発光輝度値で定まる前記シングルチップ型白色ＬＥＤの電流値を定めるための輝度制御信号を生成する画像処理制御部と、前記輝度制御信号に基づいて定まる前記白色ＬＥＤに流す電流値を複数の範囲に分類する電流範囲判定部と、前記電流範囲毎に前記ＬＥＤ光源の色バランスが予め設定された範囲となるように前記マルチチップ型フルカラーＬＥＤを構成する複数のＬＥＤそれぞれに流す電流値を記憶した電流制御部と、前記電流範囲判定部の電流範囲分類結果に基づいて前記電流制御部に対して前記複数のＬＥＤ毎の電流値補正情報を送付する補正情報選択部と、前記複数の各ＬＥＤそれぞれに流す電流を制御する輝度制御部と、を備えていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のＬＥＤ光源の制御システムにおいて、外部からの輝度調整用の外部インタフェースを更に有する。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ光源からなるバックライトと、請求項７または８に記載の制御システムを備えている液晶表示装置である。

このように、本発明によれば、低消費電力で輝度確保が可能なシングルチップ方式の白色ＬＥＤと、高い演色性と色再現性の確保が可能なマルチチップ方式（多色ＬＥＤ）のフルカラーＬＥＤとを組み合わせ、これらのＬＥＤをＸＹ平面内で適切に配置することとしたので、白色ＬＥＤには輝度を分担させ、フルカラーＬＥＤには演色性と色再現性を分担させることにより、高輝度で演色性と色再現性の良好な低消費電力のバックライトを可能とする。

また、本発明の液晶表示装置用バックライト（ＬＥＤ光源）は、従来の白色ＬＥＤのみでは不可能であった、任意の色温度の設定や色バランスの設定が可能であると共に、従来のＬＥＤバックライトの欠点である、温度等による色調の変動の抑止を可能とし、また多色ＬＥＤの組合せや白色ＬＥＤの光源で共通且つ最大の欠点であった、電流値による色の変化の抑止をも可能とするものである。

以下に、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。

本発明は、フルカラーＬＥＤと白色ＬＥＤを組み合わせ配置してバックライト光源とすることを基本構成としている。ここで、本発明のＬＥＤバックライトを構成するフルカラーＬＥＤはマルチチップ方式のものであり、ＲＧＢの３色の加法混色により少なくとも白色を得ることのできるＬＥＤの組み合わせ、あるいはそれ以上の発色のＬＥＤを組み合わせたものでも良い。例えばＧａＡｌＡｓ系の赤色ＬＥＤと、ＧａＰ系の緑色ＬＥＤと、ＩｎＧａＮ系の青色ＬＥＤの組み合わせなどがあり得る。ここで、「マルチチップ方式」のフルカラーＬＥＤとは、複数のＬＥＤからの異なる波長の光を加法混合して所望の色の光を得るＬＥＤを意味し、単に複数のＬＥＤチップを一つのパッケージ内に搭載したものを意味するものではない。

なお、以降の説明においては、フルカラーＬＥＤとして、赤（Ｒ）色ＬＥＤ、緑（Ｇ）色ＬＥＤ、青（Ｂ）色ＬＥＤの３色のＬＥＤを仮定し、これにより白色光を得ることができるものして説明するが、これらのＬＥＤの発光色は必ずしも、厳密な意味での赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に限定する必要はない。本発明で用いられるフルカラーＬＥＤは、加法混色により白色を得ることが可能な組合せのものであればよく、そのような組合せが可能なものを、赤（Ｒ）色系ＬＥＤ、緑（Ｇ）色系ＬＥＤ、および青（Ｂ）色系ＬＥＤと呼ぶこととする。

また、本発明のＬＥＤバックライトを構成する白色ＬＥＤはシングルチップ方式のもので、青色ＬＥＤと蛍光体を用いて白色光を得るタイプのものであっても、近紫外線発光のＬＥＤを用いて蛍光体を励起するタイプのものであっても、またその他の方法で白色光を生成するものであっても良い。

液晶表示装置用バックライトを上述のフルカラーＬＥＤのみで構成した場合、バックライト光源としての充分な輝度の確保を重視すれば消費電力が大きくなり、低消費電力化を図ろうとすると輝度が不足してしまうという問題がある。一方、上述の白色ＬＥＤのみでバックライトを構成した場合には、充分な輝度を得ることはできるものの、液晶表示装置に求められる高い演色性や色再現性を満足することが困難であること、白色ＬＥＤの発する色は固定であり色温度等を外部から変更することは非常に難しいこと、更には白色ＬＥＤが動作する条件（周囲温度や電流値）による発光スペクトラムの変動に伴い色ずれが生じてしまうという重大な問題も内在していた。

このような問題に加えて、ＬＥＤバックライトには、大きな輝度バラツキが存在するという問題や、ＬＥＤの発光スペクトルが素子温度やＬＥＤに流れる電流の値に応じて変化して「色ずれ」を生じてバックライト光の色バランスが崩れるという問題もある。

そこで、本発明においては、低消費電力で輝度確保が可能なシングルチップ方式の白色ＬＥＤと、高い演色性と色再現性の確保が可能なマルチチップ方式のフルカラーＬＥＤとを組み合わせ、これらのＬＥＤをＸＹ平面内で適切に配置し、これにより、高演色性と色再現性の確保と輝度を確保した上での低消費電力化の両立を可能とするＬＥＤバックライトを実現している。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のバックライトのフルカラーＬＥＤ（ＲＧＢそれぞれのＬＥＤ）と白色ＬＥＤの配置例を説明するための図である。これらの図に示したように、マルチチップ型フルカラーＬＥＤは複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されており、このフルカラーＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとはＸ方向に一直線上に等間隔（ｄ）で配置されている。

図１（Ａ）の配置では、ＸＹ平面内に、ＲＧＢのＬＥＤを３つ縦配列したマルチチップ型のフルカラーＬＥＤ相互間に白色ＬＥＤ（Ｗ）１つを配置し、これを周期的に繰り返す構成としている。また、図１（Ｂ）の配置では、ＲＧＢのＬＥＤを３つ縦配列したマルチチップ型のフルカラーＬＥＤ相互間に白色ＬＥＤ（Ｗ）を２つずつ並列に配置している。なお、上記のマルチチップ型のフルカラーＬＥＤ相互間に白色ＬＥＤ（Ｗ）を３以上ずつ並列に配置してもよい。つまり、１個のフルカラーＬＥＤとｎ個（ｎは０以外の自然数）の白色ＬＥＤからなるＬＥＤ群がＸ方向に周期的に配置されてＬＥＤ光源を構成している。

さらに、図１（Ｃ）の配置では、ＲＧＢのＬＥＤを３つ縦配列したマルチチップ型のフルカラーＬＥＤ相互間に、４つの白色ＬＥＤ（Ｗ）を１グループずつ配置し、なお且つこれらを隣接した配列間でずらして配置している。つまり、複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されたマルチチップ型フルカラーＬＥＤと複数のシングルチップ型白色ＬＥＤの群とがＸ方向に等間隔に一直線上に周期的配置されてＬＥＤ光源を構成している。なお、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に図示した以外にも様々なＬＥＤ配置が可能である。

これらの図に示されたＬＥＤ配置例では、マルチチップ型フルカラーＬＥＤ内での３つのＬＥＤの配列は、図中上方向から、ＲＢＧの第１の配列またはＧＢＲの第２の配列とされ、これら２通りの配列が交互に繰り返されている。

なお、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示したようなフルカラーＬＥＤと白色ＬＥＤの組み合わせ配置の変形として、図２に示すように、白色ＬＥＤ（Ｗ）をバックライトの基本光源とし、この白色ＬＥＤからの光の色調を調整するための付随光源として、ＲＧＢのＬＥＤを配置するようにしてもよい。この構成の場合には、ＲＧＢの３色のＬＥＤの何れのＬＥＤをも付随光源として備える必要はなく、図２に示した例では、並列に２つずつ配置された白色ＬＥＤの相互間に、緑色ＬＥＤ（Ｇ）と赤色ＬＥＤ（Ｒ）が交互に配置されている。

高い演色性と色再現性を確保するために赤色系ＬＥＤと緑色系ＬＥＤおよび青色系ＬＥＤを用いて加法混色により白色光を得ようとすると、フルカラーＬＥＤとしての総消費電力は大きくならざるを得ない。一方、白色ＬＥＤを用いると単独で白色光を得ることができるために原理的に消費電力は少なくできるが、一般に、演色性と色再現性を充分に確保することが困難である。これに対して、フルカラーＬＥＤと白色ＬＥＤの組み合わせでバックライトを構成すると、フルカラーＬＥＤの長所と白色ＬＥＤの長所を併せもつバックライトが得られることとなり、従来の構成のＬＥＤバックライトに比較して、消費電力を格段に低減した高輝度光源であって、しかも演色性と色再現性に優れたバックライトが実現できる。

本発明のように、フルカラーＬＥＤと白色ＬＥＤを組み合わせて光源とした場合、白色ＬＥＤの高輝度性ゆえに、フルカラーＬＥＤの「輝度ばらつき」がバックライト光全体の「輝度ばらつき」に占める割合が小さいため、フルカラーＬＥＤのみでバックライトを構成する場合に比較して、ＲＧＢそれぞれのＬＥＤの「輝度ばらつき」の許容範囲を広く設定することが可能となる。また、図１（Ｂ）や図１（Ｃ）のように、フルカラーＬＥＤに対する白色ＬＥＤの配置比率を高めることとすると、白色ＬＥＤ個々の「輝度ばらつき」のバックライト光全体の「輝度ばらつき」に占める割合が小さくなるため、個々の白色ＬＥＤの「輝度ばらつき」の許容範囲も広く設定可能となる。

加えて、フルカラーＬＥＤを構成するＲＧＢのＬＥＤに流す電流を適正に制御することとすれば、白色ＬＥＤの素子温度や電流値に応じて生じる白色光の色バランスが崩れた場合でも、それを調整することが可能となる。

なお、上述した技術的優位性は、図２に示したようなＬＥＤ配置のバックライトすなわち、白色ＬＥＤをバックライトの基本光源とし付随光源としてＲＧＢの少なくとも何れかのＬＥＤを配置する構成のバックライトにおいても同様に得ることができる。

図３は本発明のバックライトを備えた液晶表示装置の構成例（バックライト制御例）を説明するためのブロック図、図４はバックライト制御のための信号処理の流れを説明するためのフローチャートである。

符号化された１画面分の画像情報が入力されると、画像処理制御部（１１）で復号化処理されて画像データが生成され（Ｓ１０１）、この画像データに基づいて液晶表示パネル側の液晶駆動信号（ＲＧＢ信号）とバックライト側の輝度制御信号（バックライト信号）が生成される(Ｓ１０２)。ここで、液晶駆動信号（ＲＧＢ信号）とは液晶表示パネル側で各画素のＲＧＢそれぞれの液晶シャッタを制御するための信号であり、輝度制御信号（バックライト信号）とは表示すべき画像の明るさに応じて制御すべきバックライトの明るさ（バックライト光の輝度）を所定の値とするために必要な白色ＬＥＤおよびフルカラーＬＥＤのそれぞれの輝度を制御するための信号である。

液晶駆動信号（ＲＧＢ信号）と輝度制御信号（バックライト信号）は画像同期・データ送出制御部（１２）に送信され、この画像同期・データ送出制御部（１２）によりＲＧＢ信号とバックライト信号は液晶表示パネルに表示させる画像の表示タイミングに同期され（Ｓ１０３）、ＲＧＢ信号とバックライト信号がそれぞれ液晶表示パネル（１３）とバックライト輝度指示部（１４）に送信される（Ｓ１０４）。

バックライト輝度指示部（１４）は、このバックライト信号に基づいて、バックライト光の輝度が所定の輝度となるように輝度制御のためのＬＥＤ輝度制御信号を生成し、この信号を全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）と共に電流範囲判定部（１６）に対して送出する。

全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）はＬＥＤ輝度信号に基づいて白赤緑青の各色ＬＥＤの輝度を制御する時の基準に用いる信号を、白赤緑青のそれぞれに対応付けられた輝度制御ＤＡコンバータ（１９Ｗ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）に送出する（Ｓ１０５）。また、電流範囲判定部（１６）は、上述のＬＥＤ輝度制御信号に基づいて定まる白色ＬＥＤに流す電流値がどの範囲にあるかを判定する（Ｓ１０６）。ここで、ＬＥＤに流す電流値と輝度は比例関係にあるとはいえ非直線性も内在しているため、ここでは、白色ＬＥＤの輝度に対しても補正を行うこととして説明してある。

また、電流制御レジスタ部（１７Ｗ、１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）は、白赤緑青のそれぞれのＬＥＤに対応付けられて設けられた記憶手段であり、電流範囲判定値毎にバックライトとして出力される光の色バランスが予め設定された範囲となるように白赤緑青それぞれのＬＥＤに流す電流値を補正する情報が格納されており、その補正情報を白赤緑青それぞれのＬＥＤに対応付けられて設けられた選択部（１８Ｗ、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）経由で各色のＬＥＤに対応付けられた輝度制御ＤＡコンバータ（１９Ｗ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）へと送出する（Ｓ１０７）。

電流範囲判定部（１６）は、白色ＬＥＤに流す電流値を複数の水準（電流値範囲）に分類するための機能（例えばテーブル）を保有しており、ＬＥＤ輝度制御信号に基づいて定まる白色ＬＥＤの電流値が何れの電流値範囲にあるかを判定する（Ｓ１０６）。なお、白赤緑青それぞれのＬＥＤに流れる電流に応じてバックライトの輝度が定まり、且つバックライトを構成するＬＥＤは白色ＬＥＤが多数であるので、白色ＬＥＤに流れる電流値でバックライトの輝度は決まってしまうことから、上記「電流値範囲」は白色ＬＥＤの「輝度範囲」と実質的には同じものである。

電流範囲判定部（１６）には、例えば、白色ＬＥＤの輝度の最小乃至最大の範囲で１０％ずつの１０水準（レベル１乃至１０）に分類し、それぞれの「輝度範囲」に対応する「電流値範囲」に分類するテーブルが記憶されている。そして、白色ＬＥＤに対応付けられた電流値が例えば輝度４６％に相当するものであれば、輝度範囲４１〜５０％に対応する電流値範囲に分類する判断（例えばレベル５とする判断）が実行され、その結果は選択部（１８Ｗ、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）へと送出される（Ｓ１０８）。

電流制御レジスタ部（１７Ｗ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）には、バックライトの色バランスを予め設定した範囲内のものとするための情報（例えば、テーブル）が格納されている。ＬＥＤの発光スペクトルは、素子温度やＬＥＤに流れる電流の値に応じて変化して「色ずれ」を生じる。したがって、このようなＬＥＤ発光スペクトルの「色ずれ」を補正しないままに輝度制御信号のみに基づいて白赤緑青それぞれのＬＥＤの輝度制御を行うと、上記「色ずれ」に起因して、バックライトの色バランスが崩れてしまう結果となる。このような色バランスの変化を予め設定した範囲内に抑えるためには、赤緑青の各ＬＥＤ輝度信号に補正を加え、ＬＥＤ光源の「色ずれ」がバックライト光の色バランスの大きな崩れとして顕在化しないようにすればよい。また、ＬＥＤに流す電流値と輝度は比例関係にあるとは言え非直線性も内在しているため、ここでは、白色ＬＥＤの輝度に対しても補正を行いより精度の良い輝度の制御を可能としている。電流制御レジスタ部（１７Ｗ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）に格納される情報とは、このような電流値補正情報である。

この電流値補正情報を利用すれば、バックライト輝度指示部（１４）から入力されたＬＥＤ輝度制御信号に基づいて定まる電流値を白赤緑青のそれぞれのＬＥＤにそのまま流すとこれらのＬＥＤの少なくとも１つが「色ずれ」を生じ、この「色ずれ」がバックライト光の色バランスを崩してしまう場合には、ＬＥＤに流す電流を制御し、仮に「色ずれ」が生じていたとしても、バックライト光の色バランス変化が所定の範囲内に収まるように補正されることとなる。なお、このような「色ずれ」は白赤緑青の全てのＬＥＤにおいても生じ得るものであるから、電流制御レジスタ部（１７Ｗ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）には、白色ＬＥＤに流れる電流値範囲毎に、当該電流範囲に対応付けられた各ＬＥＤの電流値補正情報が設定されている。

選択部（１８Ｗ、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）には、白色ＬＥＤの電流値範囲判定結果が電流範囲判定部（１６）から出力され、選択部（１８Ｗ、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）はこの判定結果に基づいて電流制御レジスタ部（１７Ｗ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）から必要な電流値補正情報を選択し（Ｓ１０９）、各ＬＥＤ毎に選択された電流値補正情報を、白赤緑青のそれぞれに対応付けられた輝度制御ＤＡコンバータ（１９Ｗ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）に送出する（Ｓ１１０）。

輝度制御ＤＡコンバータ（１９Ｗ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）では、上述した各ＬＥＤ毎の電流値補正情報に基づいて全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）から送信されたＬＥＤの輝度を制御する時の基準に用いる信号を補正し、補正後の各色のＬＥＤに対する輝度信号をアナログ変換しこれが電流制御回路部（２０）へと送られて（Ｓ１１０）、各ＬＥＤに流すべき電流値に変換される。つまり、輝度制御ＤＡコンバータ（１９Ｗ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ）は、全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）から送信されたＬＥＤの輝度を制御する時の基準に用いる信号より定まる電流値を基準電流値とし、選択部（１８Ｒ，１８Ｇ,１８Ｂ）が選択した電流値の補正内容に応じた電圧を出力する（Ｓ１１１）。

例えば、選択部（１８Ｗ、１８Ｒ，１８Ｇ,１８Ｂ）が電流値範囲の補正不要を指示している場合は全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）から送信されたＬＥＤの輝度を制御する際の基準に用いる信号より定まる電流値そのものを各ＬＥＤに流すための設定値（基準電圧）として出力し、補正を要すると指示している場合には、当該補正後の電流値範囲に対応する設定値（補正電圧）を出力するといった具合になる。なお、全輝度制御ＤＡコンバータ（１５）には、外部インタフェース（２１）とマニュアル輝度制御ＤＡコンバータ（２２）を介して、マニュアルによる輝度調整信号が外部から入力可能となっている。

このような電流制御を行うこととすると、フルカラーＬＥＤを構成するＲＧＢの各ＬＥＤは、各動作電流範囲毎に色バランスが所定の範囲となるように発光することとなるから、例え白色ＬＥＤやフルカラーＬＥＤの動作電流が変化して「色ずれ」が生じたとしても、バックライト光の色バランスの変動は予め設定された範囲に収めることが可能となる。

以上、実施例により本発明について説明したが、上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。上述の実施例を種々変形することは本発明の範囲内にあり、更に本発明の範囲内において他の様々な実施例が可能である。例えば、バックライトとして用いるＬＥＤは、赤（Ｒ）色ＬＥＤ、緑（Ｇ）色ＬＥＤ、および青（Ｂ）色ＬＥＤの３色のＬＥＤである必要は必ずしもなく、混色により白色のＬＥＤを得ることが可能な組合せのＬＥＤ（赤（Ｒ）色系ＬＥＤ、緑（Ｇ）色系ＬＥＤ、および青（Ｂ）色系ＬＥＤ）であればよく、さらには、白色ＬＥＤとこれらの何れかのＬＥＤとの組合せとすることとしてもよい。また、選択部の電流値範囲の補正指示は、ＲＧＢに対してのみに行うとしても良い。この場合は、色バランスの制御がより簡単となり必要とされるハードウエア量も少なくなるために装置価格の更なる低減が可能となる。

本発明により、高演色性と色再現性および輝度を確保した上での低消費電力化を可能とするＬＥＤバックライトを実現することが可能となる。

本発明のバックライトのフルカラーＬＥＤ（ＲＧＢそれぞれのＬＥＤ）と白色ＬＥＤの配置例を説明するための図である。 本発明のバックライトのＬＥＤの他の配置例を説明するための図である。 本発明のバックライトを備えた液晶表示装置の構成例（バックライト制御例）を説明するためのブロック図である。 バックライト制御のための信号処理の流れを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１ 画像処理制御部
１２ 画像同期・データ送出制御部
１３ 液晶表示パネル
１４ バックライト輝度指示部
１５ 全輝度制御ＤＡコンバータ
１６ 電流範囲判定部
１７ 電流制御レジスタ部
１８ 選択部
１９ 輝度制御ＤＡコンバータ
２０ 電流制御回路部

Claims (9)

1. 複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されたマルチチップ型フルカラーＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとがＸ方向に一直線上に等間隔配置されており、１個の前記フルカラーＬＥＤとｎ個（ｎは０以外の自然数）の前記白色ＬＥＤからなるＬＥＤ群がＸ方向に周期的に配置されていることを特徴とするＬＥＤ光源。
2. 複数の単色ＬＥＤをＹ方向に一直線上に配列して構成されたマルチチップ型フルカラーＬＥＤと複数のシングルチップ型白色ＬＥＤの群とがＸ方向に等間隔に一直線上に周期的配置されていることを特徴とするＬＥＤ光源。
3. 前記マルチチップ型のフルカラーＬＥＤは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）それぞれの色を発光する３つのＬＥＤから構成される請求項１または２に記載のＬＥＤ光源。
4. 前記マルチチップ型のフルカラーＬＥＤは、ＲＢＧ配列の第１のフルカラーＬＥＤまたはＧＢＲ配列の第２のフルカラーＬＥＤであり、該第１のフルカラーＬＥＤと第２のフルカラーＬＥＤが交互に配置されている請求項３に記載のＬＥＤ光源。
5. 単色ＬＥＤとシングルチップ型白色ＬＥＤとがＸ方向に一直線上に等間隔配置されており、１個の前記単色ＬＥＤとｎ個（ｎは０以外の自然数）の前記白色ＬＥＤからなるＬＥＤ群がＸ方向に周期的に配置されていることを特徴とするＬＥＤ光源。
6. 前記単色ＬＥＤはＲＧＢの何れかを発光する色調調整用のＬＥＤである請求項５に記載のＬＥＤ光源。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ光源の制御システムであって、
   輝度制御情報に基づいて前記ＬＥＤ光源の発光輝度値で定まる前記シングルチップ型白色ＬＥＤの電流値を定めるための輝度制御信号を生成する画像処理制御部と、
   前記輝度制御信号に基づいて定まる前記白色ＬＥＤに流す電流値を複数の範囲に分類する電流範囲判定部と、
   前記電流範囲毎に前記ＬＥＤ光源の色バランスが予め設定された範囲となるように前記マルチチップ型フルカラーＬＥＤを構成する複数のＬＥＤそれぞれに流す電流値を記憶した電流制御部と、
   前記電流範囲判定部の電流範囲分類結果に基づいて前記電流制御部に対して前記複数のＬＥＤ毎の電流値補正情報を送付する補正情報選択部と、
   前記複数の各ＬＥＤそれぞれに流す電流を制御する輝度制御部と、
   を備えていることを特徴とするＬＥＤ光源の制御システム。
8. 外部からの輝度調整用の外部インタフェースを有する請求項７に記載のＬＥＤ光源の制御システム。
9. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤ光源からなるバックライトと、請求項７または８に記載の制御システムを備えている液晶表示装置。

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