JP2013143239A - Ｌｅｄバックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ光源を複数配設した直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を提供し、このＬＥＤバックライト装置を用いることで表示品位を向上させることが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】実装基板５に所定ピッチ毎に複数面状に配設して常時発光制御される主ＬＥＤ光源１Ａと、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設され、常時は用いずに所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源１Ｂと、を備えたＬＥＤバックライト装置ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４）とし、このＬＥＤバックライト装置ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４）を備えた液晶表示装置１０とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルの後方から光を照射するバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置に関し、特に、光源としてＬＥＤを用いて、ＬＥＤの発光をエリア毎に制御するローカルディミング制御を行うＬＥＤバックライト装置および液晶表示装置に関する。

近年、発光効率の向上や発光量の増加と共に、寿命が長く消費電力が小さくて、環境にやさしいとされるＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いた照明装置が実用化されつつある。また、青色ＬＥＤチップが開発されて以来、この青色ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップからの光に励起されて所定波長の励起光を発光する蛍光体と、を組み合わせて白色発光する白色ＬＥＤ光源や、青色ＬＥＤチップと緑色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとの三原色のＬＥＤチップを用いて白色光を合成する白色ＬＥＤ光源が開発されている。

そのために、液晶表示装置などのバックライトとして、この白色ＬＥＤ光源を配設したＬＥＤバックライト装置が用いられている。また、液晶表示装置などのバックライトとしては、表示画面の後面に光源を配置する直下型のバックライト装置と、表示画面の側部に光源を配置し表示画面の後面に導光板を設置して、表示画面の側部から導光板に光を入射して、導光板内を反射させながら導光板の発光面から面状に発光させるエッジライト型のバックライト装置が知られている。

エッジライト型のバックライト装置は、表示画面の側部に光源部を設け、表示画面の後方に板状の導光板を設置する構成なので、薄型化が容易であり、液晶表示装置などの薄型化にとって好ましい。また、直下型のバックライト装置は、表示画面の後面に光源を設置して直に照明しているので、高輝度照明が容易であり、発光輝度のエリア毎の制御も容易となって好ましい。

また、それぞれのＬＥＤ光源は、サブマウント基板にＬＥＤチップを搭載してその上を透明樹脂、あるいは所定の蛍光体を配合した透明樹脂で封止してパッケージ化されたＬＥＤパッケージからなり、このＬＥＤパッケージを、ＬＥＤ実装基板に複数一体に設置してモジュール化された所定形状の発光体（ＬＥＤモジュール）を形成している。

また、直下型のバックライト装置においては、ＬＥＤ光源から射出される光を拡散して均一にするために、拡散板やレンズシートなどの光学部材が配設されている。すなわち、ＬＥＤバックライト装置は、ＬＥＤモジュールによって形成される面状光を、複数枚の光学シートを通過させ、液晶パネルに供給する。これにより、非発光型の液晶パネルは、ＬＥＤバックライト装置からの光（バックライト光）を受光して表示機能を向上させる。

上記したように、従来構成の直下型のＬＥＤバックライト装置においては、複数のＬＥＤ光源を、例えば格子状に配設して、面状の発光体を形成している。また、表示機能を向上させＬＥＤバックライト装置の消費電力を低減するために、表示する画像に応じて各ＬＥＤ光源の電流値を制御する（エリア制御する：ローカルディミング制御と称する）ことが行われている。すなわち、表示される画像に応じて複数のＬＥＤ光源をブロック毎に発光制御して消費電力を低減すると共に表示品位を向上させることが行われている。

また、バックライトのエリア制御を行う際に、各エリア間の輝度ムラを抑制することが求められており、例えば、各エリアの境界を挟んで対向して設置されるＬＥＤ光源の発光制御をそれぞれ相互に入れ替えて制御して、エリアの境界を目立たせないようにしたバックライト装置およびそれを用いた液晶表示装置（例えば、特許文献１参照）が既に公開されている。

特開２０１０−２６２９００号公報

点状光源であるＬＥＤ光源を格子状に複数配設した構成であっても、それぞれのＬＥＤ光源からの光を拡散して混ぜ合わせることで、均一な照明光を得ることは可能である。また、射出する光を四角形状の配光分布で拡散するＬＥＤ光源を用いることで、ＬＥＤ光源からの光が四角形状に拡散して、境界部に輝度低下部が生じず、光強度が低下せず、均一な面状発光を可能とすることができる。しかし、表示部に表示する画像には種々の形状があるので、単に、四角形状の配光分布の発光エリアの発光を制御するだけでは、表示品位を十分向上させることはできない。

特許文献１に記載されたバックライト装置では、各エリアの境界を挟んで対向して設置されるＬＥＤ光源の発光制御をそれぞれ相互に入れ替えて制御しているので、エリアの境界は目立たないようにすることは可能であるが、ローカルディミング制御が、隣のエリアの駆動制御条件に限定されるので、ローカルディミング制御の自由度が限定されて、十分に高精度なローカルディミング制御を行うことは困難である。

そのために、複数のＬＥＤ光源をエリア毎にローカルディミング制御する構成であるとともに、表示する画像の輪郭や輝度レベルに応じてより高精度にローカルディミング制御が可能であることが望まれる。また、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を用いて、液晶表示装置の表示品位を向上させることが望まれる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、ＬＥＤ光源を複数配設した直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を提供し、このＬＥＤバックライト装置を用いることで表示品位を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、それぞれが点状光源であるＬＥＤ光源を実装基板に面状に複数配設して、所定面積の面状発光体を形成するＬＥＤバックライト装置であって、前記実装基板に所定ピッチ毎に複数面状に配設して常時発光制御される主ＬＥＤ光源と、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設され、常時は用いずに必要に応じて所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源と、を備えたことを特徴としている。

この構成によると、面状に複数配設される主ＬＥＤ光源を介して均一に面発光可能なバックライト装置を構成することができる。また、必要に応じて、すなわち、表示装置に表示される画像の形状や明るさなどに応じて副ＬＥＤ光源を発光制御することにより、より高精度にエリア制御できる。すなわち、ＬＥＤ光源を複数配設した直下型のＬＥＤバックライト装置において、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を得ることができる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する配光特性とは異なる配光特性を有することを特徴としている。この構成によると、副ＬＥＤ光源が有する配光特性に適応した画像が表示されるときに、この副ＬＥＤ光源を発光制御することで、表示品位を向上させることができ、さらに高精度にエリア制御できる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する配光特性とはそれぞれ異なる配光特性を有する複数のＬＥＤ光源から成ることを特徴としている。この構成によると、それぞれの副ＬＥＤ光源が有する配光特性に適応した画像が表示されるときに、これらの副ＬＥＤ光源を発光制御することで表示画像の輪郭に応じたエリアを発光制御でき、表示品位を向上させることができる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する発光色とは異なる発光色を有することを特徴としている。この構成によると、副ＬＥＤ光源が有する発光色に適応した画像が表示されるときに、この副ＬＥＤ光源を発光制御することで、さらにエリア制御を高精度に行うことができ、表示品位を向上させることができる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記主ＬＥＤ光源は第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成り、前記副ＬＥＤ光源は第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源から成り、これらの第一ＬＥＤ光源と第二ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に発光制御可能としたことを特徴としている。この構成によると、均一な面発光を可能にする第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源とは異なる第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源を個別に発光制御することで、表示される画像の形状に応じて副ＬＥＤ光源を発光制御して表示品位を向上させることができる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記主ＬＥＤ光源は第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成り、前記副ＬＥＤ光源は第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源、および、第三の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源から成り、これらの第一ＬＥＤ光源と第二ＬＥＤ光源と第三ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に発光制御可能としたことを特徴としている。この構成によると、均一な面発光を可能にする第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源とは異なる第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源、および、第三の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源を個別に発光制御することで、表示される画像の形状に応じてそれぞれの副ＬＥＤ光源を個別に発光制御して表示品位をさらに向上させることができる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記第一ＬＥＤ光源は四角形状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され円形状の配光特性を有することを特徴としている。この構成によると、四角形状の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源を例えば格子状に配設して均一な面発光を安定して行うことができる。また、副ＬＥＤ光源が主ＬＥＤ光源間の中心部に配設され円形状の配光特性を有するので、円形状に明るく表示される画像に容易に適応して発光制御でき、高精度なローカルディミング制御が可能になる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記第一ＬＥＤ光源は円形状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され四角形状の配光特性を有することを特徴としている。この構成によると、円形状の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源を例えば千鳥状もしくは不等間隔の格子状に配設することで、均一な面発光を安定して行うことができる。また、第二ＬＥＤ光源が第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され四角形状の配光特性を有するので、四角形状に明るく表示される画像に容易に適応して発光制御でき、高精度なローカルディミング制御が可能になる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記第一ＬＥＤ光源は四角形状または円柱状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され円形状または四角形状の配光特性を有し、前記第三ＬＥＤ光源は、四角形状でなく円形状でない所望される所定形状の配光特性を有することを特徴としている。この構成によると、円形でもなく四角でもない所定形状の画像が表示される際に、この第三ＬＥＤ光源を発光制御することにより所定形状の画像を強調して明確に表示できるようになって、高精度なローカルディミング制御が可能になる。

また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記主ＬＥＤ光源は前記実装基板に格子状もしくは不等間隔の格子状に配設され、前記副ＬＥＤ光源は前記実装基板の四隅と中央部に配設されることを特徴としている。この構成によると、主ＬＥＤ光源を格子状もしくは不等間隔の格子状に配設することで、均一な面発光を安定して行うことができる。また、副ＬＥＤ光源が実装基板の四隅と中心部に配設されるので、暗くなりやすい四隅を明るく照らし、バックライトモジュールのスペック値を決める画面中央部を明るく照らすことで、より表示品位を向上させることができる。

また本発明は、上記のＬＥＤバックライト装置と液晶パネルとを備えた液晶表示装置としたことを特徴としている。この構成によると、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を用いることで表示品位を向上させることが可能な液晶表示装置を得ることができる。

本発明によれば、常時発光制御される主ＬＥＤ光源と、常時は用いず必要に応じて発光制御して用いる副ＬＥＤ光源と、を備えたバックライト構成としたので、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を得ることができる。そのために、このＬＥＤバックライト装置を用いることで、表示品位の向上した液晶表示装置を得ることができる。

本発明に係るＬＥＤバックライト装置を備える液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。 本発明に係るＬＥＤバックライト装置の第一実施形態を示す平面図である。 図２に示すＬＥＤバックライト装置のＬＥＤ光源の配光特性を説明する平面図である。 図２に示すＬＥＤバックライト装置のディミング処理状態を示す概略説明図である。 本発明に係るＬＥＤバックライト装置の第二実施形態を示す平面図である。 本発明に係るＬＥＤバックライト装置の第三実施形態を示す平面図である。 本発明に係るＬＥＤバックライト装置の第四実施形態を示す平面図である。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。

本発明に係るＬＥＤバックライト装置は液晶表示装置に用いる直下型のバックライト装置であって、液晶パネルの背面に複数のＬＥＤ光源が面状に配設されている。この本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬを備えた液晶表示装置１０について図１を用いて説明する。

図１の概略断面図に示すように、液晶表示装置１０は、複数のＬＥＤ光源１を基板５に所定ピッチで搭載したＬＥＤバックライト装置ＢＬと拡散板６とレンズシート７と液晶パネル８を枠体１１に一体に組み付けた構成とされている。また、その形状は、例えば、平面視矩形の表示部外形である。

拡散板６およびレンズシート７は、入射される光を拡散して均一にすると共に輝度を高めるための薄板状、または、フィルム状の光学部材であって、ＬＥＤ光源１が発光する光を拡散させて、液晶パネル８の全域に光をいきわたらせる機能を有する。

液晶パネル８は、二枚の透明なガラス基板の間に液晶材料をサンドイッチ状に封入し、カラーフィルタや偏光フィルタを積層した構成であって、格子状に形成されるスイッチング素子を介して格子状に多数の画素を形成し、各スイッチング素子に供給する電圧を変化して液晶配向を変化させ、各画素の透過する光の量を制御して、液晶パネル８の上面に所定の画像を表示する構成とされている。

液晶パネル８は非発光型の表示パネルであるので、バックライト装置からの光（バックライト光）を受光することで表示機能を発揮する。そのために、ＬＥＤバックライト装置ＢＬからの光が液晶パネル８の全面を色むらなく均一に照射できれば、液晶表示装置１０の表示品位が向上する。

それぞれが点状光源であるＬＥＤ光源１からの光を、拡散板６とレンズシート７を介して、光を拡散して均一にして輝度を高めて液晶パネル８に照射する構成であるので、直下型のＬＥＤバックライト装置においては、隣り合うＬＥＤ光源１の照射領域を重ね合わせていることが望ましい。

また、複数のＬＥＤ光源１からの光を重ね合わせて均一な面状光を得るためには、それぞれのＬＥＤ光源１の配設状態に応じた所定の配光特性パターンにすることが好ましい。例えば、射出する光を四角形状の配光分布で拡散するＬＥＤ光源１を格子状に配設することで、ＬＥＤ光源からの光が四角形状に拡散して混ざり合い、境界部に輝度低下部が生じず、光強度が低下せず、均一な面状発光を可能とすることができる。

また、射出する光を円形状の配光分布で拡散するＬＥＤ光源１を千鳥状に配設することで、ＬＥＤ光源からの光が円形状に拡散して混ざり合い、境界部に輝度低下部が生じず、光強度が低下せず、均一な面状発光を可能とすることができる。

ＬＥＤ光源の配光特性を所定のパターン形状にするためには、出射される光を所定形状に拡散させる拡散レンズを用いる方法や、複数のＬＥＤチップを傾斜台を介して異なる方向に向けて設置する方法や、封止樹脂を所望の方向に光を拡散可能な形状に固化する方法などを用いて実施することができる、また、これらの方法を組み合わせて用いることもある。

このように、それぞれが点状光源であるＬＥＤ光源１を面状に複数配設する際に、配設パターンに応じて、それぞれのＬＥＤ光源１から出射される光を、その拡散領域において均一に混色して、輝度ムラや色ムラを生じない拡散パターン（配光特性）を得ることができる。

また、表示機能を向上させるとともに、ＬＥＤバックライト装置ＢＬの消費電力を低減するために、表示する画像に応じて各エリア毎に、あるいは各ＬＥＤ光源毎に、供給する電流値を制御するローカルディミング制御を行なっている。しかし、表示部に表示する画像には種々の形状があるので、単に、均一な面状の配光分布の発光エリアの発光を制御するだけでは、表示品位を十分向上させることはできない。

そのために、本実施形態においては、それぞれが点状光源であるＬＥＤ光源１を実装基板５に面状に複数配設して、所定面積の面状発光体を形成するＬＥＤバックライト装置ＢＬであって、実装基板に常時発光制御する主ＬＥＤ光源を所定ピッチ毎に複数配設して均一な面発光を可能にするとともに、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に、常時は用いずに所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源を配設したものである。

すなわち、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬは、実装基板５に所定ピッチ毎に複数面状に配設して常時発光制御される主ＬＥＤ光源と、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設され、常時は用いずに必要に応じて所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源と、を備えた構成とされる。

例えば、図２に示す第一実施形態のＬＥＤバックライト装置ＢＬ１のように、主ＬＥＤ光源１Ａを格子状に複数配設し、副ＬＥＤ光源１Ｂを、複数の主ＬＥＤ光源１Ａ間の中心部にそれぞれ配設する。この構成であれば、常時発光制御する主ＬＥＤ光源１Ａを用いて均一に面発光可能なバックライト装置ＢＬ１を構成することができる。また、複数の主ＬＥＤ光源１Ａをディミング制御することに加えて、必要に応じて副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御することにより、より高精度にエリア制御できる。すなわち、ＬＥＤ光源１（１Ａ、１Ｂ）を複数配設した直下型のＬＥＤバックライト装置ＢＬにおいて、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置ＢＬ１を得ることができる。

それぞれのＬＥＤ光源１（主ＬＥＤ光源１Ａと副ＬＥＤ光源１Ｂ）を実装する基板は、一枚ものの実装基板５Ａに主ＬＥＤ光源１Ａと副ＬＥＤ光源１Ｂを一体に実装した構成でもよく、主ＬＥＤ光源１Ａを列状に実装する小幅の実装基板５Ｂと副ＬＥＤ光源１Ｂを列状に実装する小幅の実装基板５Ｃとを組み合わせる構成であってもよい。主ＬＥＤ光源１Ａと副ＬＥＤ光源１Ｂを、それぞれ小幅の実装基板５Ｂ、５Ｃに実装して、これらを組み合わせる構成であれば、種々の配光特性のＬＥＤ光源を組み合わせてバックライト装置を構築可能となるので、表示機能に対する多様な要求にも容易に対応可能となって好ましいといえる。

次に、主ＬＥＤ光源１Ａと副ＬＥＤ光源１Ｂの配光特性について説明する。主ＬＥＤ光源１Ａの配光特性と副ＬＥＤ光源１Ｂの配光特性とが同じ場合であっても、主ＬＥＤ光源１Ａのディミング制御に加えて副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御して所定領域の輝度を調整できるので、必要に応じて、すなわち、表示装置に表示される画像の形状や明るさなどに応じて副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御することにより、より高精度にエリア制御できる。すなわち、ＬＥＤ光源１を複数配設した直下型のＬＥＤバックライト装置において、ＬＥＤ光源１を主ＬＥＤ光源１Ａと副ＬＥＤ光源１Ｂとで構成することにより、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置ＢＬを得ることができる。

また、副ＬＥＤ光源１Ｂが、主ＬＥＤ光源１Ａが有する配光特性とは異なる配光特性を有する構成であれば、副ＬＥＤ光源１Ｂが有する配光特性に適応した画像が表示されるときに、この副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御することで、所定領域の輝度を調整して表示品位を向上させることができ、さらに高精度にエリア制御できる。

すなわち、主ＬＥＤ光源１Ａが第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成り、副ＬＥＤ光源が第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源から成り、これらの第一ＬＥＤ光源と第二ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に発光制御可能とする構成であれば、均一な面発光を可能にする第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源とは異なる第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源を、必要に応じて、すなわち表示される画像の形状や輝度に応じて発光制御して表示品位を向上させることができる。

例えば、図２に示す格子状に複数配設される主ＬＥＤ光源１Ａが四角形状の配光特性を有し、複数の主ＬＥＤ光源１Ａ間の中心部に配設される副ＬＥＤ光源１Ｂが円形状の配光特性を有する場合には、図３に示す形状のエリア領域の発光輝度をエリア制御するローカルディミング制御を行うことができる。

図３には、格子状に配設される複数の主ＬＥＤ光源１Ａが有する四角形状の配光特性（出光分布）Ａ１が上下左右に互いに重なっている状態を示している。このように、上下左右に互いに隣り合う主ＬＥＤ光源１Ａのそれぞれの出光分布が、それぞれの四角形状の辺が平行に重なり合うことで、輝度ムラや色ムラを生じずに均一に発光するバックライト装置を構築することができる。さらに、主ＬＥＤ光源間の所定部位に副ＬＥＤ光源１Ｂを配設して、この副ＬＥＤ光源１Ｂを必要に応じて発光制御することで、さらに高精度にエリア制御できて表示品位を向上させることができる。

すなわち、複数の主ＬＥＤ光源１Ａが有する四角形状の配光特性Ａ１のエリアをローカルディミング制御できることに加えて、副ＬＥＤ光源１Ｂが有する円形状の配光特性Ｂ１のエリアの発光輝度を調整することで、より高精度なローカルディミング制御を行うことができる。

上記で表記した四角形状の配光特性Ａ１とは、平面視で略四角形状であればよく、角部が多少丸くなったものや立体的に歪んだものも四角形状の範囲である。また、円形状の配光特性Ｂ１の意味も、平面視で略円形状であればよく、多少楕円状であっても立体的に歪んでいてもここで言う円形状の配光特性の範囲である。

上記の構成であれば、副ＬＥＤ光源１Ｂの配光特性Ｂ１に近い円形状の明るい画像を表示する際に、この副ＬＥＤ光源１Ｂを発光させると共に発光輝度を調整して、より精度の高い画像表示を行うことができる。特に、太陽などの丸い発光体を表示する場合には、この円形状の配光特性Ｂ１を有する副ＬＥＤ光源１Ｂを用いることが好ましい。

例えば、上記構成のＬＥＤバックライト装置ＢＬ１であれば、図４に示すようなローカルディミング制御を行うことができる。すなわち、格子状に複数配設している主ＬＥＤ光源１Ａをディミング制御して四角形状の配光特性領域内の発光輝度を調整し、さらに、主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設している副ＬＥＤ光源１Ｂを必要に応じて点灯制御しディミング制御して円形状の配光特性領域内の発光輝度を調整することができる。

それぞれの主ＬＥＤ光源１Ａをディミング制御することにより、図中に示すディミング領域ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４を所定の輝度に調整し、副ＬＥＤ光源１Ｂを必要に応じてディミング制御することにより、ディミング領域ＬＤ１１、ＬＤ１２、ＬＤ１３を所定の輝度に調整できる。このように、この両者を組み合わせて円形状に光る物体を強調しながら高精度なローカルディミング制御を行うことができる。

主ＬＥＤ光源１Ａは格子状に配設され四角形状の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成るとして説明したが、格子状以外の状態で配設されていて、四角形状以外の配光特性を有するＬＥＤ光源を用いている場合について図５を用いて説明する。

この図５に示す第二実施形態のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２が備える主ＬＥＤ光源１Ａは、千鳥状に配設され円形状の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源１ＡＢから成る。また、副ＬＥＤ光源１Ｂはこれらの中間部に配設され四角形状の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源１ＢＢから成る構成とされる。この構成であっても、第一（主）ＬＥＤ光源１ＡＢが有する配光特性とは異なる配光特性を有する第二（副）ＬＥＤ光源１ＢＢを、必要に応じて個別に発光制御することで表示品位を向上させることができる。すなわち、いずれにしても、表示装置に表示される画像の形状や明るさなどに応じて副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御することにより、より高精度にエリア制御できる。

また、副ＬＥＤ光源１Ｂは１種に限定されず、複数種類の配光特性を有する構成であってもよい。この構成の一例について図６を用いて説明する。

図６には、主ＬＥＤ光源１Ａとして、格子状に配設され四角形状の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源１ＡＡを備え、副ＬＥＤ光源１Ｂとして、これらの中間部に配設され円形状の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源１ＢＡと三角形状の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源１ＢＣとを備えた第三実施形態のＬＥＤバックライト装置ＢＬ３を示している。

この第三実施形態のＬＥＤバックライト装置ＢＬ３であれば、これらの第一ＬＥＤ光源１ＡＡと第二ＬＥＤ光源１ＢＡと第三ＬＥＤ光源１ＢＣをそれぞれ個別に発光制御することにより、均一な面発光を可能にする第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源１ＡＡをディミング制御することに加えて、第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源１ＡＢ、および、第三の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源１ＢＣを個別にディミング制御することで、表示される画像の形状に応じてそれぞれの副ＬＥＤ光源を個別に発光制御して表示品位をさらに向上させことができる。

すなわち、四角形状でもなく円形状でもない、例えば、三角形状の画像が表示される場合に、この三角形状の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源１ＢＣを発光制御することにより、この三角形状の画像を強調して明確に表示できるようになって、高精度なローカルディミング制御が可能になる。

また、副ＬＥＤ光源１Ｂとして、第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源１ＡＢと第三の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源１ＢＣに加えて、第四の配光特性を有する第四ＬＥＤ光源を備えた構成であってもよい。

ここで、均一な面発光を行うために用いる第一ＬＥＤ光源１ＡＡは白色発光する白色ＬＥＤ光源であることが好ましいが、必要に応じて個別に発光制御する副ＬＥＤ光源１Ｂとして用いる第二ＬＥＤ光源１ＡＢまたは第三ＬＥＤ光源１ＢＣなどは白色ＬＥＤ光源でも、白色以外の色で発光するその他の色のＬＥＤ光源であってもよい。

そのために、特に赤色を強調したい表示装置に対しては、赤色発光するＬＥＤ光源から成る副ＬＥＤ光源を配設するなど、所望の色のコントラストをより良好にしたい場合にも対応することができる。

次に、副ＬＥＤ光源を配設する位置を異ならせたその他の実施形態について図７を用いて説明する。

この図７には、格子状に配設され主ＬＥＤ光源１Ａとなる第一ＬＥＤ光源１ＡＡと、副ＬＥＤ光源１Ｂとしての、実装基板の四隅に設けられた第二ＬＥＤ光源１ＢＡａと中央部に設けられた第二ＬＥＤ光源１ＢＡｂとを備えた構成とされる第四実施形態のＬＥＤバックライト装置ＢＬ４を示している。

実装基板の四隅に第二ＬＥＤ光源１ＢＡａを設ける構成であれば、従来の直下型のＬＥＤバックライト装置では暗くなり易い角部を明るくすることができて表示品位を向上させことができる。また、中央部に第二ＬＥＤ光源１ＢＡｂを設ける構成であれば、ＬＥＤバックライト装置としてのスペックを決める画面中央部の明るさを向上させることができて好ましい。

四隅に設ける第二ＬＥＤ光源１ＢＡａと中央部に設ける第二ＬＥＤ光源１ＢＡｂは、それぞれ同じ配光特性を有するＬＥＤ光源でもよいが、それぞれ異なる配光特性を有するＬＥＤ光源であってもよい。また、主ＬＥＤ光源１Ａとなる第一ＬＥＤ光源１ＡＡの配光特性と同じであっても、それぞれ異なる配光特性であってもよいことも同じである。

また、実装基板に所定ピッチ毎に複数面状に配設される主ＬＥＤ光源１Ａ（第一ＬＥＤ光源１ＡＡ）は格子状に限定されず、不等間隔での格子状でも千鳥状であってもよく、均一な面発光を可能にする形態であればよい。

すなわち、主ＬＥＤ光源１Ａを格子状もしくは不等間隔の格子状（千鳥状を含む）に配設することで、均一な面発光を安定して行うことができ、副ＬＥＤ光源１Ｂが実装基板の四隅と中心部に配設されるので、暗くなりやすい四隅を明るく照らし、バックライトモジュールのスペック値を決める画面中央部を明るく照らすことで、より表示品位を向上させることができる。

次に、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４）の操作方法について説明する。

本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４）を備えた液晶表示装置１０は、画像信号などを受信する受信部と、受信した画像信号などから液晶パネルを駆動するパネル駆動部とＬＥＤ光源を発光制御する光源駆動部とを備えており、受信した画像信号の内、暗い画像部分に相当するエリアを判定し、このエリアに相当する主ＬＥＤ光源の発光輝度を暗くするディミング制御を行う。すなわち、暗くする分、消費電力を低減し、発光輝度のコントラストを向上させることができる。

また、必要に応じて副ＬＥＤ光源を発光制御するディミング制御を行う。例えば、入力される画像信号の内、暗い画像部分に相当するエリアの主ＬＥＤ光源１Ａをディミングすることにより表示画像の発光輝度のコントラストを向上させる。ここで、さらに明るい画像部分があれば、この画像部分に相当するエリアにある副ＬＥＤ光源１Ｂを発光させ、さらにディミング制御することで明るい画像部分を強調することができる。

また、明るい画像部分の形状を判定して、配設した副ＬＥＤ光源１Ｂの配光特性とのマッチング処理を行い、この配光特性と合致した明るい画像部分が確認された場合に、この該当するエリアの副ＬＥＤ光源１Ｂを発光させ、さらにディミング制御することで所定形状の明るい画像部分を強調できる。

例えば、画像信号から表示する画像のエッジ検出とハフ変換を行う画像処理を介して画像の輪郭を検出し、検出された画像輪郭と副ＬＥＤ光源１Ｂの配光特性とが合致するか否かのマッチング処理を行い、合致したエリアの副ＬＥＤ光源１Ｂを発光制御することにより高精度なローカルディミング制御を行うことができる。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置１０が備える光源駆動部は、これらの画像処理機能と、主ＬＥＤ光源ローカルディミング制御機能と副ＬＥＤ光源ローカルディミング制御機能を有する。

上記した副ＬＥＤ光源１Ｂは常時は用いずに所定時のみに発光制御して用いるＬＥＤ光源であって、必要に応じて、例えば、表示装置に表示される画像の形状や明るさなどに応じて発光制御することにより、より高精度にエリア制御するものである。

すなわち、所定ピッチ毎に複数面状に配設して常時発光制御される主ＬＥＤ光源１Ａと、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設され、常時は用いずに必要に応じて所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源１Ｂと、を備えたＬＥＤバックライト装置ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４）は、より精度の高いローカルディミング制御を行うことができる。

また、副ＬＥＤ光源が主ＬＥＤ光源が有する配光特性とは異なる配光特性を有する構成であれば、副ＬＥＤ光源が有する配光特性に適応した画像を明るく表示するときに、この副ＬＥＤ光源を発光制御することで高精度にエリア制御して、表示品位を向上させることができる。

また、副ＬＥＤ光源が主ＬＥＤ光源が有する発光色とは異なる発光色を有する構成であれば、副ＬＥＤ光源が有する発光色に適応した画像が表示されるときに、この副ＬＥＤ光源を発光制御することで高精度にエリア制御して、色のコントラストを上げて表示品位を向上させることができる。

上記したように、本発明によれば、高精度にローカルディミング制御が可能なＬＥＤバックライト装置を得ることができる。そのために、このＬＥＤバックライト装置を用いることで、表示品位の向上した液晶表示装置を得ることができる。

従って、本発明に係るＬＥＤバックライト装置は、より精度の高いローカルディミング制御を行うことが求められる液晶表示装置のＬＥＤバックライト装置に好適に利用可能となる。

１ ＬＥＤ光源
１Ａ 主ＬＥＤ光源
１ＡＡ、１ＡＢ 第一ＬＥＤ光源
１Ｂ 副ＬＥＤ光源
１ＢＡ、１ＢＢ 第二ＬＥＤ光源
１ＢＣ 第三ＬＥＤ光源
５ 実装基板
８ 液晶パネル
１０ 液晶表示装置
ＢＬ（ＢＬ１〜ＢＬ４） ＬＥＤバックライト装置

Claims (11)

1. それぞれが点状光源であるＬＥＤ光源を実装基板に面状に複数配設して、所定面積の面状発光体を形成するＬＥＤバックライト装置であって、
   前記実装基板に所定ピッチ毎に複数面状に配設して常時発光制御される主ＬＥＤ光源と、これらの主ＬＥＤ光源間の所定部位に配設され、常時は用いずに必要に応じて所定時のみに発光制御して用いる副ＬＥＤ光源と、を備えたことを特徴とするＬＥＤバックライト装置。
2. 前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する配光特性とは異なる配光特性を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライト装置。
3. 前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する配光特性とはそれぞれ異なる配光特性を有する複数のＬＥＤ光源から成ることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤバックライト装置。
4. 前記副ＬＥＤ光源は前記主ＬＥＤ光源が有する発光色とは異なる発光色を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤバックライト装置。
5. 前記主ＬＥＤ光源は第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成り、前記副ＬＥＤ光源は第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源から成り、これらの第一ＬＥＤ光源と第二ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に発光制御可能としたことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤバックライト装置。
6. 前記主ＬＥＤ光源は第一の配光特性を有する第一ＬＥＤ光源から成り、前記副ＬＥＤ光源は第二の配光特性を有する第二ＬＥＤ光源、および、第三の配光特性を有する第三ＬＥＤ光源から成り、これらの第一ＬＥＤ光源と第二ＬＥＤ光源と第三ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に発光制御可能としたことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤバックライト装置。
7. 前記第一ＬＥＤ光源は四角形状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され円形状の配光特性を有することを特徴とする請求項５または６に記載のＬＥＤバックライト装置。
8. 前記第一ＬＥＤ光源は円形状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され四角形状の配光特性を有することを特徴とする請求項５または６に記載のＬＥＤバックライト装置。
9. 前記第一ＬＥＤ光源は四角形状または円柱状の配光特性を有し、前記第二ＬＥＤ光源は前記第一ＬＥＤ光源間の中心部に配設され円形状または四角形状の配光特性を有し、前記第三ＬＥＤ光源は、四角形状でなく円形状でない所望される所定形状の配光特性を有することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤバックライト装置。
10. 前記主ＬＥＤ光源は前記実装基板に格子状もしくは不等間隔の格子状に配設され、前記副ＬＥＤ光源は前記実装基板の四隅と中央部に配設されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤバックライト装置。
11. 液晶パネルと請求項１から１０のいずれかに記載されたＬＥＤバックライト装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。

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