JP2010020276A - バックライトユニット及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

バックライトユニット及びこれを含む液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】均一な色感を再現する液晶表示装置を提供して、多様な輝度及び色座標値の光を供給するバックライトユニットを提供する。
【解決手段】本発明は、液晶パネルと、液晶パネルに光を供給するために複数個のＬＥＤを具備した液晶表示装置のバックライトの構成方法であって、(１)複数個のＬＥＤは、全て同一色座標を有して２種以上の相異なる光度を有するように構成される第１方法と；(２)複数個のＬＥＤは、全て同一光度を有して２種以上の相異なる色座標を有するように構成される第２方法と；(３)複数個のＬＥＤは、２種以上の相異なる色座標を有して、また、２種以上の相異なる光度を有するように構成される第３方法のうち一つを選択する。本発明によれば、多様な種類のＬＥＤ使用を拡大することができて、また、多様なカラーのＬＥＤを組み合わせるため希望する色座標の構成が容易であって表示映像の色感をさらに向上させる長所がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトの構成方法に関するものであって、特に発光ダイオードＬＥＤをバックライトユニットとして採用した液晶表示装置におけるＬＥＤ使用率を極大化して、多様な輝度と色相を表現することができるＬＥＤバックライトの構成方法に関する。
通常のＮＴＰＣは、使用者が移動間に情報を利用することができるようにノートパソコン(Notebook）のサイズで製作される。このようなＮＴＰＣでは情報を表示するための表示装置として、液晶表示装置が用いられる。
液晶表示装置は、映像を表示する液晶パネル、液晶パネルを駆動するための駆動回路部及び液晶パネルに光を供給するバックライトユニットを含んで構成されるが、液晶パネルは、２枚のガラス基板間にマトリックス状で配列された液晶セルとこれら液晶セルに供給される信号をそれぞれ転換するためのスイッチング素子を含んで構成される。
このような液晶表示装置は、外部から入る光量を調節して画像を表示する受光装置であるため前記液晶パネルに光を照射するための別途の光源、すなわちバックライトランプを具備したバックライトユニットが必要である。
このようなバックライトユニットは、小型化、薄形化、軽量化の傾向にあり、この傾向によって消費電力、重量、輝度等で有利な発光ダイオード(以下'ＬＥＤ'と言う)が提案された。
図１は、従来技術による液晶表示装置の側面照明タイプ(Edge type)バックライトユニットとしてＬＥＤを用いる構成を説明するための図面であって、ＬＥＤアレイ１０とＬＥＤ駆動部２０を含んで構成される。
前記ＬＥＤアレイ１０は、白色光を出射する複数個のＬＥＤ１１と、前記複数個のＬＥＤ１１を実装した軟性回路基板(Flexible printed circuit:ＦＰＣ)１２を含んで構成される。
前記ＬＥＤ駆動部２０は、外部回路部からＬＥＤ駆動電源及びＬＥＤ制御信号等の入力を受けて前記複数のＬＥＤ１１に対する点灯制御を実施する。
このようなＬＥＤバックライトユニットは、通常液晶表示装置に採択するために輝度と色座標を基準にして分類するが、この時前記輝度は、通常光度(Luminous Intensity)または、全光束(Luminous Flux)であって前記色座標は、ＣＩＥ１９３１(ｘｙ座標)または、ＣＩＥ１９７６(ｕ'ｖ'座標)等を基準にする。
しかし前記のような構成では、液晶表示装置に全て同一光度と同一色座標値を有するＬＥＤのみを用いるようになるが、これで液晶表示装置が有する輝度及び色座標値が規格を外れることができなくなり使用領域が制限されてまた、同一な液晶表示装置であってもＬＥＤの光度及び色座標値の差によって不均一な色感を示す問題点が生じる。
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出したものであって、均一な色感を再現する液晶表示装置を提供して、多様な輝度及び色座標値の光を供給するバックライトユニットを提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するために本発明は、第１光度を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと;第２光度を有する第２複数の発光ダイオードを含み、少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに散在配置されて目標光度に対応される平均光度の光を液晶表示装置全体にかけて均一に提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニットを提供する。
前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに交互に配置される。
そして、前記第１複数の発光ダイオード及び前記第２複数の発光ダイオードは、それぞれ第１色座標値を有する。
また、前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、相異なる色座標値を有して、それぞれ群集配置されて目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供する。
ここで、そして、前記液晶表示装置用バックライトユニットは、前記平均光度と同一な第３光度を有する第３複数の発光ダイオードをさらに含み、前記平均光度と同一な前記第３光度を有する第４複数の発光ダイオードをさらに含む。この場合、前記第３及び第４複数の発光ダイオードは相異なる色座標値を有して、それぞれ群集配置されて目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供する。
一方、本発明は、第１色座標値を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと；第２色座標値を有する第２複数の発光ダイオードを含み、少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに結合して目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニットを提供する。
前記第１及び第２複数の発光ダイオードはそれぞれ群集配置される。
前記第１複数の発光ダイオードは第１光度を有して、前記第２複数の発光ダイオードは第２光度を有する。
また、前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに相異なる光度を有して、互いに交互に配置されて目標光度に対応される平均光度の光を提供する。
そして、前記液晶表示装置用バックライトユニットは、前記平均色座標値と同一な第３色座標値を有する第３複数の発光ダイオードをさらに含んだり、それぞれ前記平均色座標値と同一な第３色座標値を有する第３複数の発光ダイオード及び第４複数の発光ダイオードをさらに含む。この場合、前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに相異なる光度を有して、互いに交互に配置されて目標光度に対応する平均光度の光を提供する。
他の一方、本発明は、第１光度及び第１色座標値を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと；第２光度及び第２色座標値を有する第２複数の発光ダイオードＬＥＤと;
第３光度及び第３色座標値を有する第３複数の発光ダイオードＬＥＤと;第４光度及び第４色座標値を有する第４複数の発光ダイオードＬＥＤとを含み、少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに散在配置されて目標光度に対応される平均光度の光を提供して、少なくとも前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに結合して目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニットを提供する。前記第１及び第２色座標値は前記目標色座標値と同じであったり、前記第１及び第２色座標値の平均値は前記目標色座標値に対応される。
そして、前記液晶表示装置用バックライトユニットは、前記目標光度に対応される第５光度を有する第５複数の発光ダイオードをさらに含む。
また、前記第３及び第４光度は前記目標光度に対応されたり、前記第３及び第４光度の平均値は前記目標光度に対応される。
そして、前記液晶表示装置用バックライトユニットは、前記目標色座標値と同一な第５色座標値を有する第５複数の発光ダイオードをさらに含む。
また、少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに結合して前記目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供して、前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに散在配置されて前記目標光度に対応される平均光度の光を提供する。
本発明によれば、多様な種類のＬＥＤを用いることができて、また、多様な色相のＬＥＤを組み合わせるため希望する色座標値を表現することが容易であって表示映像の色感の均一度をさらに向上させる長所がある。
以下、添付した図面を参照して本発明に対して詳細に説明する。
本発明は、ＮＴＰＣ等の液晶表示装置を構成するバックライトユニットにおいて、その光度(Luminous Intensity)及び色座標値の平均が目標値になるように多様な光度及び多様な色座標値を有する複数個のＬＥＤを組み合わせて構成することによって、バックライトユニットの輝度及び色座標における表現領域を拡張して液晶表示装置の色感表現範囲を拡張させることを目的とする。
これで本発明による液晶表示装置のＬＥＤバックライトユニットの構成方法は、前記複数個のＬＥＤに対して次のように分類されることができるが、
(１)全て同一色座標値を有して２種以上の相異なる光度を有するように構成する第１方法と、
(２)全て同一光度を有して２種以上の相異なる色座標値を有するように構成される第２方法及び、
(３)２種以上の相異なる色座標値を有してまた、２種以上の相異なる光度を有するように構成される第３方法を含んで３種の構成方法が可能である。
したがって、液晶表示装置のバックライトユニットは、複数のＬＥＤを含んで構成され、複数のＬＥＤの中から少なくとも二つのＬＥＤは、相異なる光度及び相異なる色座標値の中、少なくとも一つに該当する。例えば、相異なる光度及び同一色座標値を有する第１及び第２ＬＥＤを第１ＬＥＤ対といって、同一光度及び相異なる色座標値を有する第３及び第４ＬＥＤを第２ＬＥＤ対といって、相異なる光度及び相異なる色座標値を有する第５及び第６ＬＥＤを第３ＬＥＤ対という時、バックライトユニットは、第１ないし第３ＬＥＤ対の中、少なくとも一つのＬＥＤ対を含む。結果的に、バックライトユニットは、第１及び第２ＬＥＤを含む第１組合と、第３及び第４ＬＥＤを含む第２組合と、第５及び第６ＬＥＤを含む第３組合と、第１ないし第４ＬＥＤを含む第４組合と、第１、第２、第５及び第６ＬＥＤを含む第５組合と、第３ないし第６ＬＥＤを含む第６組合と、第１ないし第６ＬＥＤを含む第７組合の中一つを含むことができる。
ここで前記第１方法を図２を参照すると、それぞれ１．６ｃｄ、１．７ｃｄ、１．８ｃｄ、１．９ｃｄ間の光度を有するＬＥＤに対してＬ０−Ｌ１−Ｌ２レベルのうちＬ１レベルの光度具現を目的とする場合、前記Ｌ０及びＬ２レベルのＬＥＤを混用すればよい。
すなわち、Ｌ０＋Ｌ２≒Ｌ１の等式が成立するが、これで同一色座標値を有するが、多様な光度(または、全光束)レベルを有する複数のＬＥＤを混合適用して、その平均光度を介して目標とする光度を示すようにする方法は、多様に変形することができるものである。
ここで、互いに散在配置される複数のＬＥＤは、それぞれが有する相異なる光度の平均値が目標とする光度に対応され、その結果複数のＬＥＤは目標とする光度の光を液晶表示装置全体にかけて均一に提供する。例えば、複数のＬＥＤは相異なる光度のＬＥＤが一つずつ交互に(交代で)配置されることができる。
このように本発明の第１方法による液晶表示装置のＬＥＤバックライトユニットの構成方法は、２種以上の相異なる光度の平均値に該当する光度を有する光を液晶パネルに供給することを特徴とする方法である。
図３は、前記第２方法に対して説明するための色座標値(カラーランク）の参照図面であって、ＣＩＥ１９３１(ｘｙ座標)標準規約による色座標を例示した。この時前記色座標は、ＣＩＥ１９７６(ｕ'ｖ'座標)を利用しても良い。
図示したように、バックライトユニットに適用可能な同一光度の複数のＬＥＤそれぞれが具現される色座標上の表現領域を複数個の領域(ａないしｉ領域)で分類して、前記分類された色座標領域のうち一部に該当するＬＥＤを選択組み合わせることによって、目標とする色座標値に対応される混色特性を有する光が供給されるようにすることができる。
例えば、光度が互いに同じであってｉ領域に対応される色座標値を有するＬＥＤとａ領域に対応される色座標値を有するＬＥＤを組み合わせる場合、大体ｅ領域の色座標値に該当する光を得ることができ、同様に(f+h+a)のように３領域に対応される色座標値を有するＬＥＤを組み合わせる場合大体ｅ領域の色座標値に該当する光を得ることができる。
すなわち、相異なる色座標値を有する複数のＬＥＤは、それぞれ同一色座標値を有するＬＥＤが群集を形成するように配置されることができ、相異なる色座標値の平均値が目標とする色座標値になるように組み合わされることができる。
このように本発明の第２方法による液晶表示装置のＬＥＤバックライトユニットの構成方法は、２種以上の相異なる色座標値の平均値に該当する色座標値を有する光を前記液晶パネルに提供することを特徴とする方法である。
最後に、本発明の第３方法による液晶表示装置のＬＥＤバックライトユニットの構成方法は、前記説明した第１方法及び第２方法を混用して適用する方法であって、２種以上の相異なる光度の平均値と、２種以上の相異なる色座標値の平均値を利用することを特徴とする。
したがって本発明の第１方法ないし第３方法によれば、ＬＥＤアレイは、目標とする光度及び色座標値を示すために多様な光度及び色座標値の組み合わせを介する多様なＬＥＤ選択が可能であり、これでＬＥＤアレイを構成するＬＥＤ組み合わせも多様に現われることができる。
例えば、目標とする光度及び色座標値がＡ１−ｅ(前記図２及び図３を再び参照)の場合、[１]同一光度−同一色座標値(ＬＥＤアレイのＬＥＤ構成例示:Ａ１−ｅ、Ａ１−ｅ、Ａ１−ｅ、Ａ１−ｅ、．．．)、[２]同一光度−色座標値２種(ＬＥＤアレイのＬＥＤ構成例示:Ａ１−ｉ、Ａ１−ａ、Ａ１−ｉ、Ａ１−ａ、．．．)、[３]光度２種−色座標値２種(ＬＥＤアレイのＬＥＤ構成例示:Ａ２−ｉ、Ａ０−ａ、Ａ２−ｉ、Ａ０−ａ、．．．)、[４]光度３種−色座標値３種(ＬＥＤアレイのＬＥＤ構成例示:Ａ０−ｆ、Ａ１−ｈ、Ａ２−ａ、Ａ０−ｆ、Ａ１−ｈ、Ａ２−ａ、．．．)等のように一つの目標光度及び目標色座標値に対して多様な組み合わせで具現することができる。
以下説明する＜表１＞は、本発明による液晶表示装置のＬＥＤバックライトユニットの構成方法のうち第３方法を介した実験データの表であって、図４ないし図６は、それぞれ＜表１＞の光度レベル例示図、＜表１＞の色座標上のカラーランク例示図、＜表１＞による液晶表示装置の色座標値分布図である。
Figure 2010020276
前記＜表１＞を説明すると、第１ＬＥＤ(ＬＥＤ１)と第２ＬＥＤ(ＬＥＤ２)を備えるが、それぞれ多様な光度レベル(図４参照）と多様な色座標値(図５参照)による組み合わせを介して同一仕様の両液晶表示装置(Sample1及びSample2)で表示される輝度(単位:ｃｄ／ｍ２)と色座標上のｘ座標及びｙ座標をそれぞれ記録している。
すなわち、図４に示したように、第１及び第２ＬＥＤ(ＬＥＤ１、ＬＥＤ２）は、それぞれ１．６ｃｄ、１．７ｃｄ、１．８ｃｄ、１．９ｃｄ、２．０ｃｄ間のＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４レベルのうち一つの光度を有することができ、Ａ１領域ないしＡ７領域、Ｂ１領域ないしＢ７領域の中一つの色座標値を有することができる。
実験の正確度を高めるためにそれぞれ多様な組み合わせで２０回の実験データを算出しており、実際目標にしたターゲット色座標値は、図６に‘Ｘ'で表記された通りｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２９である。
これで前記第１ＬＥＤ(ＬＥＤ１)と第２ＬＥＤ(ＬＥＤ２）の組み合わせにより前記両液晶表示装置(Sample1及びSample2)で測定される光の色座標値分布は、図６に示したように、全て前記両サンプル液晶表示装置(Sample1及びSample2)で許容する標準領域内に分布することはもちろんであって前記ターゲット色座標値に隣接して現われている。
すなわち、前記実験を介して見た通り、多様な光度及び色座標値を組み合わせて実際目標にしたターゲット光度とターゲット色座標値の具現が可能なことがわかるので、このように本発明は多様な種類のＬＥＤを用いることができて、また、多様な色座標値のＬＥＤを組み合わせるため希望する色座標値の光を供給するバックライトの構成が容易であって表示映像の色感をさらに向上させる長所がある。
従来技術による液晶表示装置の側面照明タイプバックライトユニット。 本発明による液晶表示装置のバックライトユニットの構成を説明するための光度レベル例示図。 本発明による液晶表示装置のバックライトユニットの構成を説明するためのカラーランク例示図。 ＜表１＞の本発明による液晶表示装置のバックライトユニットを構成する複数のＬＥＤの光度レベル例示図。 ＜表１＞の本発明による液晶表示装置のバックライトユニットを構成する複数のＬＥＤの色座標上のカラーランク例示図。 ＜表１＞による液晶表示装置の色座標値分布図。

Claims (20)

  1. 第１光度を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと;
    第２光度を有する第２複数の発光ダイオードとを含み、
    少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、互いに散在配置されて目標光度に対応される平均光度の光を液晶表示装置全体にかけて均一に提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
  2. 前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、互いに交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  3. 前記第１複数の発光ダイオードは、第１色座標値を有して前記第２複数の発光ダイオードは前記第１色座標値を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  4. 前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、相異なる色座標値を有して、それぞれ群集配置されて目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  5. 前記平均光度と同一な第３光度を有する第３複数の発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  6. 前記平均光度と同一な前記第３光度を有する第４複数の発光ダイオードをさらに含み、
    前記第３及び第４複数の発光ダイオードは相異なる色座標値を有して、それぞれ群集配置されて目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  7. 第１色座標値を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと;
    第２色座標値を有する第２複数の発光ダイオードとを含み、
    少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに結合して目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
  8. 前記第１及び第２複数の発光ダイオードはそれぞれ群集配置されることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  9. 前記第１複数の発光ダイオードは第１光度を有して、前記第２複数の発光ダイオードは第２光度を有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  10. 前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、互いに相異なる光度を有して、互いに交互に配置されて目標光度に対応される平均光度の光を提供することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  11. 前記平均色座標値と同一な第３色座標値を有する第３複数の発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  12. 前記平均色座標値と同一な前記第３色座標値を有する第４複数の発光ダイオードをさらに含み、
    前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに相異なる光度を有して、互いに交互に配置されて目標光度に対応される平均光度の光を提供することを特徴とする請求項１１に記載のバックライトユニット。
  13. 第１光度及び第１色座標値を有する第１複数の発光ダイオードＬＥＤと;
    第２光度及び第２色座標値を有する第２複数の発光ダイオードＬＥＤと;
    第３光度及び第３色座標値を有する第３複数の発光ダイオードＬＥＤと;
    第４光度及び第４色座標値を有する第４複数の発光ダイオードＬＥＤとを含み、
    少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは互いに散在配置されて目標光度に対応される平均光度の光を提供して、少なくとも前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに結合して目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
  14. 前記第１及び第２色座標値は、前記目標色座標値に対応することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  15. 前記第１及び第２色座標値の平均値は、前記目標色座標値に対応することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  16. 前記目標光度に対応される第５光度を有する第５複数の発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  17. 前記第３及び第４光度は、前記目標光度に対応することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  18. 前記第３及び第４光度の平均値は、前記目標光度に対応することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  19. 前記目標色座標値に対応される第５色座標値を有する第５複数の発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
  20. 少なくとも前記第１及び第２複数の発光ダイオードは、互いに結合して前記目標色座標値に対応される平均色座標値の光を提供して、前記第３及び第４複数の発光ダイオードは互いに散在配置されて前記目標光度に対応される平均光度の光を提供することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
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