JP5367409B2 - 液晶表示装置および照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード素子を用いたパッケージ光源を有する液晶表示装置および照明装置に適用して有効な技術に関するものである。

従来、面状光線を発する照明装置（以下、面発光型の照明装置という）は、たとえば、液晶表示装置のバックライトユニット、室内照明用の照明装置、Ｘ線写真のフィルムを観察する際のライトボックスなどに用いられている。面発光型の照明装置には、たとえば、光源として、発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子という）を有するパッケージ光源を用いたものがある。

液晶表示装置のバックライトユニットは、従来、光源として冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）などの蛍光灯を用いることが多かった。しかしながら、近年の液晶表示装置では、バックライトユニットの光源として、ＬＥＤ素子を有するパッケージ光源を用いることが多くなってきており、今後も適用規模が拡大していくと予想される。

液晶表示装置のバックライトユニットは、白色の面状光線を発する面発光型の照明装置である。このとき、バックライトユニットの光源の構成としては、たとえば、青色系の光を発する青色パッケージ光源、緑色系の光を発する緑色パッケージ光源、および赤色系の光を発する赤色パッケージ光源の３種類のパッケージ光源を用いる構成と、白色光を発する白色パッケージ光源を用いる構成とが考えられる。白色パッケージ光源を用いるバックライトユニットは、３種類のパッケージ光源を用いる構成に比べて、低コストで構成できる。そのため、液晶表示装置のバックライトユニットでは、白色パッケージ光源を用いることが多い。

従来の白色パッケージ光源の代表的な構成は、青色ＬＥＤ素子と、たとえば、Ｃｅイオンをドープしたガーネット結晶黄色蛍光体とを組み合せた構成である。この白色パッケージ光源では、補色関係にある青色発光と黄色蛍光を合成して白色光を得ている。

しかしながら、黄色蛍光体を励起して得られる黄色系の光では、緑色から赤色までの広範囲なスペクトルをカバーすることが難しい。そのため、このような構成の白色パッケージ光源には、演色性が不十分で色再現範囲が狭くなるという課題がある。また、バックライトユニットの光源としてこのような構成の白色パッケージ光源を用いた液晶表示装置は、一般に、色再現範囲がＮＴＳＣ比で６５％程度という、狭い範囲の画像色再現しかできない。

また、近年では、色純度や演色性を高め、色再現範囲を拡大するための白色パッケージ光源の構成として、種々の構成が提案されている（たとえば、特許文献１乃至特許文献４を参照。）。

特許文献１には、青色ＬＥＤ素子と、緑色蛍光体および赤色蛍光体の２種類の蛍光体とを用いた白色パッケージ光源が示されており、各蛍光体の色度座標の範囲を規定することで、従来よりも広い色再現範囲と優れた色均一性を確保することができるとしている。

また、特許文献２には、赤色ＬＥＤ素子および青色ＬＥＤ素子と、緑色蛍光体とを組合せた白色パッケージ光源が示されており、色温度が低い領域における演色性や、発光効率を高くすることができるとしている。

また、特許文献３には、少なくとも青色光と緑色光を発光する多色発光ＬＥＤ素子１つと、赤色蛍光体とを組み合わせた白色パッケージ光源が示されており、基本三原色が含まれる色バランスのとれた白色光を提供でき、かつ、１種類の蛍光体のみを用いて分散しているので、白色パッケージ光源ごとの白色バランスが安定するとしている。

また、特許文献４には、少なくとも１つの青色ＬＥＤダイおよび少なくとも１つの緑色ＬＥＤダイと、赤色蛍光体とを組み合わせた白色パッケージ光源が示されており、青色ＬＥＤダイと緑色ダイから出射した光の波長を別の波長に転換することで、青色光、緑色光、および赤色光が混合した白色光に調整することが可能であるとしている。

またさらに、近年の白色パッケージ光源の構成には、たとえば、紫外ＬＥＤ素子と、青色蛍光体、緑色蛍光体、および赤色蛍光体の３種類の蛍光体とを用いる構成や、１つのパッケージ光源内に青色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、および赤色ＬＥＤ素子が搭載されている構成などもある。

特開２００７−１３４６０６号公報 特開２００８−１４７１９０号公報 特開２００８−０４１８０７号公報 特開２００７−１４２３８９号公報

しかしながら、従来のＬＥＤ素子を用いた白色パッケージ光源には、それぞれ、以下のような問題がある。

青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合せた第１の構成の白色パッケージ光源には、前述のように、演色性が不十分で色再現範囲が狭いという問題がある。そのため、第１の構成の白色パッケージ光源をバックライトユニットの光源として用いた液晶表示装置では、たとえば、色再現範囲がＮＴＳＣ比で６５％程度という狭い範囲の画像色再現しかできないという問題がある。

青色ＬＥＤ素子と、緑色蛍光体および赤色蛍光体の２種類の蛍光体とを組み合わせた第２の構成の白色パッケージ光源や、紫外ＬＥＤ素子と、青色蛍光体、緑色蛍光体、および赤色蛍光体の３種類の蛍光体とを組み合わせた第３の構成の白色パッケージ光源は、演色性や色再現範囲が第１の構成の白色パッケージ光源よりも改善されており、画像色再現の点で適用性が向上している。そのため、第２の構成および第３の構成の白色パッケージ光源には、色再現範囲がＮＴＳＣ比で８０％以上のものもある。

しかしながら、第２の構成および第３の構成の白色パッケージ光源における白色光の色度は、最初に設定した２種類または３種類の蛍光体により、ほぼ固定されることになるので、制御性はほとんどとれない。そのため、第２の構成および第３の構成の白色パッケージ光源における白色光の色度座標の調整は、蛍光体分量の比率を調節することによって行うが、蛍光体の密度や封止量の違いにより、色度や他の特性にバラツキを生じやすい。

また、第２の構成および第３の構成の白色パッケージ光源で使用する蛍光体材料の比重が異なる場合は、たとえば、２種類または３種類の蛍光体を含有させた混合樹脂を作製する際に、各蛍光体粒子の沈降に差が生じるので、色度やスペクトル分布の調整が難しくなる。すなわち、蛍光体を２種類以上使用する白色パッケージ光源では、蛍光体の相対的な比重の違いや均等に分散できない不十分な混和性と沈降性の違いによって、色の分離や輝度の変動分布が生じるという問題がある。

またさらに、紫外ＬＥＤ素子を用いる第３の構成のパッケージ光源では、紫外ＬＥＤ素子が発する紫外線によりパッケージ構成部材、基板構成部材、および光学系部材などに光劣化が生じる。そのため、第３の構成の白色パッケージ光源は、白色光の色度に経時変化が生じやすく、信頼性の点で問題がある。

液晶表示装置のバックライトユニットなどに用いられる面発光型の照明装置の光源として白色パッケージ光源を用いるときには、通常、複数個の白色パッケージ光源により面状光線を生成する。また、このような面発光型の照明装置では、通常、面状光線の色度が面内で一定になる用にすることが望まれる。したがって、液晶表示装置のバックライトユニットなどの面発光型の照明装置の光源として第２の構成または第３の構成の白色パッケージ光源を用いた場合は、たとえば、面状光線の色度を均一化させることや、色度が均一化された状態を長時間維持することが難しいという問題がある。

１つのパッケージ光源内に青色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、および赤色ＬＥＤ素子が搭載されている第４の構成の白色パッケージ光源は、基本三原色の混色により白色光を得る構成であるため、色再現範囲を理想的に向上させることができ、ＮＴＳＣ比で１００％を超える色再現範囲を実現することができる。また、第４の構成の白色パッケージ光源は、ＲＧＢ光源のスペクトル比率を制御することにより、白色光の色度を自在に制御することが可能である。

しかしながら、第４の構成の白色パッケージ光源が搭載している３種類のＬＥＤ素子は、通常、動作時に注入する電流によって色度や輝度の変化の仕方がそれぞれ異なるので、目標とする色度座標への調整と制御が複雑になる。そのため、バックライトユニットなどの面発光型の照明装置の光源として第４の構成の白色パッケージ光源を用いる場合は、たとえば、それぞれのＬＥＤ素子の配線ラインに対応させた制御回路を設けるとともに、白色光の色度を３波長色センサーによって受光してフィードバックする回路を設けて、白色光源の色度や輝度を制御することが必要となる。このように、ＬＥＤ素子毎に色度と輝度を調整する場合は、輝度を安定化させる制御と、色度を安定化させる制御の方向が必ずしも一致しない状況がある。そのうえ、電流を注入して制御する場合は、各ＬＥＤ素子の接合温度が増大変動し、温度特性にしたがった白色光の色度座標の変動がさらに加わることになる。そのため、バックライトユニットなどの面発光型の照明装置の光源として第４の構成の白色パッケージ光源を用いる場合は、接合温度の変動に対する制御に関しても、色センサーによるフィードバック回路の制御上、所定に相関関係で同期させるか関連させる構成の回路を搭載させる必要がある。

環境温度が変化した場合には、定電流で制御していても、各ＬＥＤ素子の接合温度が変動し、各ＬＥＤ素子の色度および輝度に、温度特性を反映した変動が生じる。ＬＥＤ素子の温度特性は、青色ＬＥＤ素子＜緑色ＬＥＤ素子＜赤色ＬＥＤ素子の順に大きく、環境温度の影響を受けて変動する。このような温度変化による色度および輝度の変動を抑制するには、温度センサーを適用することにより、フィードバック回路を設けて制御することが必要となる。温度変化に対するフィードバック制御には、温度センサからのフィードバック信号を受け取り、実際に制御を行うまでに、構成部材の熱伝導を介しているので、時間を要するフィードバック制御となる。そのため、このようなフィードバック制御をする場合、構成部材が大型になると、全体系の温度が安定するのに数十分かかる場合もある。

これに対し、液晶表示装置では、画像の応答速度を考慮して、画質として色度や輝度が時間変動することを避け、安定して制御できるように対応する必要がある。そのため、液晶表示装置のバックライトユニットの光源として第４の構成の白色パッケージ光源を用いる場合は、上記のような温度変化に対するフィードバック制御をタイミングよく行ってバックライト光源モジュールが安定に動作するように対応することに困難な点が多く、画像の時間的に変化する速度に応答できない状況が生じてくる。

したがって、バックライトユニットなどの面発光型の照明装置の光源として第４の構成の白色パッケージ光源を用いた場合は、色度および輝度の制御が困難になるとともに、制御回路が複雑になるという問題がある。また、バックライトユニットなどの面発光型の照明装置の光源として第４の構成の白色パッケージ光源を用いた場合は、色度および輝度を制御する制御回路が複雑になることなどから、製造コストや消費電力が増大するという問題がある。

また、特許文献２に示されている白色パッケージ光源は、赤色ＬＥＤ素子の温度特性が大きく変化するので、輝度と色度の調整を両立させる条件の設定が難しく、駆動回路の構成も複雑になる。

また、特許文献３に示されている白色パッケージ光源は、１つの多色発光ＬＥＤ素子と１つの蛍光体材料で構成されるので、構成としては単純化されるものの、多色発光ＬＥＤ素子の電流制御による色度の調整が難しく、色度と輝度の調整を両立させる条件が成立せず、駆動回路の構成も複雑になる。

またさらに、特許文献４に示されている白色パッケージ光源は、１つのパッケージ内に対して、青色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、および赤色蛍光体を設置し、赤色蛍光体を介して青色光および緑色光の一部を波長変換して赤色光を呈することにより、白色光を出射する。特許文献４には、パッケージの部材構成や、蛍光体の材料仕様、青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子の発光波長などに関して、詳細な内容が記述されている。このうち、ＬＥＤ素子の構成に関しては、赤色蛍光体の混入量に合せて青色ＬＥＤ素子と緑色ＬＥＤ素子の数量を設定することにより、色温度を２５００Ｋから７０００Ｋの範囲に調整することができることを記述している。また、回路構成に関しては、１つの駆動回路により、青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子を駆動する場合と、２つの駆動回路により、青色ＬＥＤ素子と緑色ＬＥＤ素子とを独立に変調して駆動する場合を示している。

しかしながら、特許文献４には、色度や輝度の制御に関する詳細な内容が示されておらず、駆動条件によって実際に色度や輝度が制御されている結果は全く示されていない。さらに、特許文献４では、温度によって変化する色度や輝度の変動に対する制御について全く触れていない。

液晶表示装置のバックライトユニットで用いる光源は、前述のように、液晶表示パネルに対応する精密な色度座標の調整と、色度や輝度の変動に対する安定性を制御することが要求されている。また、液晶表示装置では、バックライトユニットから液晶表示パネル１に照射する面状光線に、たとえば、色温度１５０００Ｋから２００００Ｋ程度に対応する色度座標が要求される。

しかしながら、特許文献４には、色温度１５０００Ｋから２００００Ｋに対応する色度座標を実現していることや、色度座標の安定性についての変動分布が示されていない。すなわち、特許文献４には、液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いることが可能であることを開示または示唆する、色度や輝度の温度変化の許容量制御に関しても記述がない。

以上のことをまとめると、従来のＬＥＤ素子を有する白色パッケージ光源を液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いた場合は、たとえば、各白色パッケージ光源から出射する白色光の色度および輝度を制御することが難しいという問題があった。

また、このような問題は、液晶表示装置のバックライトユニットに限らず、白色光の色度および輝度を精度よく制御することが要求される面発光型の照明装置全般に言える。

本発明の目的は、たとえば、バックライトユニットの光源としてＬＥＤ素子を有する白色パッケージ光源を用いた液晶表示装置における白色光の色度および輝度を精度よく制御することが可能な技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、たとえば、バックライトユニットの光源としてＬＥＤ素子を有する白色パッケージ光源を用いた液晶表示装置における、パッケージ光源の温度変化による白色光の色度および輝度の変動を抑制することが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）液晶表示パネルと、基材と、前記基材上に形成された青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子と、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を封止する樹脂と、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を制御する光源制御回路とを有し、前記樹脂は、赤色蛍光体を含有し、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光、およびそれらの出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した白色光を前記液晶表示パネルに照射する液晶表示装置であって、前記樹脂に含有させる前記赤色蛍光体の含有量により、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第１の光の色度座標ｘ値と、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第２の光の色度座標ｘ値とを、それぞれ、あらかじめ定められた範囲に合わせるとともに、前記光源制御回路により前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を制御して前記樹脂から出射する前記白色光の色度座標ｙ値をあらかじめ定められた範囲に合わせる液晶表示装置。

（２）前記（１）の液晶表示装置において、前記光源制御回路は、あらかじめ用意された前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量、および前記樹脂から出射する白色光の輝度の関係を示したデータを有し、当該データに基づいて、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を電流または電圧により制御する液晶表示装置。

（３）前記（１）の液晶表示装置において、前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子の温度に応じて、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子に加える電流または電圧の大きさを制御する手段を有する液晶表示装置。

（４）前記（３）の液晶表示装置において、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子に加える電流または電圧の大きさを制御する前記手段は、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子のそれぞれに接続されたツェナーダイオードである液晶表示装置。

（５）前記（１）の液晶表示装置において、前記赤色蛍光体は、蛍光活性物としてユーロピウム（Ｅｕ）イオンを有する液晶表示装置。

（６）前記（１）の液晶表示装置において、前記色度座標ｘ値の前記あらかじめ定められた範囲は、０．００５以下である液晶表示装置。

（７）前記（１）の液晶表示装置において、前記色度座標ｙ値の前記あらかじめ定められた範囲は、０．００５以下である液晶表示装置。

（８）前記（１）の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、薄膜トランジスタを有する液晶画素がマトリクス状に配置されており、前記薄膜トランジスタの電圧駆動により、青色、緑色、および赤色の各色に相当するカラーフィルタ対応の前記液晶画素の透過率を開閉調整し、前記青色ＬＥＤ素子の発光スペクトル、緑色ＬＥＤ素子の発光スペクトル、および前記赤色蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ分離独立して前記液晶表示パネルから取り出すことにより、青色、緑色、および赤色のバックライト光を抽出する構成を有する液晶表示装置。

（９）前記（１）の液晶表示装置において、前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量と前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量とを独立して制御する液晶表示装置。

（１０）前記（１）の液晶表示装置において、前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を単一に制御する液晶表示装置。

（１１）前記（１）の液晶表示装置において、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子は、前記液晶表示パネルの表示領域の背面側に配置されている液晶表示装置。

（１２）前記（１）の液晶表示装置において、前記白色光の色度座標は、色温度が１５０００Ｋ以上２００００Ｋ以下の範囲である液晶表示装置。

（１３）基材と、前記基材上に形成された青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子と、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を封止する樹脂と、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を制御する光源制御回路とを有し、前記樹脂は、赤色蛍光体を含有し、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光、およびそれらの出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した白色光を出射する照明装置であって、前記樹脂に含有させる前記赤色蛍光体の含有量により、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第１の光の色度座標ｘ値と、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第２の光の色度座標ｘ値とを、それぞれ、あらかじめ定められた範囲に合わせるとともに、前記光源制御回路により前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を制御して前記樹脂から出射する前記白色光の色度座標ｙ値をあらかじめ定められた範囲に合わせる照明装置。

本発明の液晶表示装置および照明装置によれば、たとえば、パッケージ光源から出射する白色光の色度および輝度を容易に制御することができる。

また、本発明の液晶表示装置および照明装置によれば、パッケージ光源の温度変化による白色光の色度および輝度の変動を抑制することができる。

実施例１の液晶表示装置における主要部の概略構成の一例を示す模式斜視図である。 実施例１の液晶表示装置の概略構成を補足する模式ブロック図である。 パッケージ光源の概略構成の一例を示す模式平面図である。 図３のＡ−Ａ’線におけるパッケージ光源の断面構成の一例を示す模式断面図である。 パッケージ光源から所望の色度の白色光を出射させる方法の原理を説明するための模式ｘｙ色度図である。 パッケージ光源から出射させる白色光の色度の制御方法の一例を説明するための模式ｘｙ色度図である。 実施例１の液晶表示装置における青色ＬＥＤ素子の駆動電流と緑色ＬＥＤ素子の駆動電流との相関関係の一例を示す模式グラフ図である。 ＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の光出力との関係の一例を示す模式グラフ図である。 パッケージ光源の接続方法の第１の例を示す模式回路図である。 パッケージ光源の接続方法の第２の例を示す模式回路図である。 パッケージ光源の接続方法の第３の例を示す模式回路図である。 パッケージ光源の接続方法の第４の例を示す模式回路図である。 実施例１の液晶表示装置におけるＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 実施例１の液晶表示装置におけるＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｙ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 色度ｙ値をほぼ０．２０に固定したときの色度ｘ値の変動幅を見通した結果を示す模式グラフ図である。 色度ｙ値が固定されるようにＬＥＤ素子の駆動電流を制御したときの駆動電流と色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 色度ｙ値が０．２０になるように制御したときの各ＬＥＤ素子の駆動電流の関係の一例を示す模式グラフ図である。 実施例１の液晶表示装置においてパッケージ光源から出射する白色光の分光スペクトルの一例を示す模式グラフ図である。 実施例１の液晶表示装置における色再現範囲の一例を示す模式ｘｙ色度図である。 図１１に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。 図１２に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。 本発明による実施例２の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第１の例を示す模式回路図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第２の例を示す模式回路図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第３の例を示す模式回路図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第４の例を示す模式回路図である。 パッケージ光源に定電流を加えたときの温度と光出力の相対値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 ＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｘ値との関係を温度毎に調べた結果の一例を示す模式グラフ図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と光出力の相対値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と白色光の色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と白色光の色度ｙ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。 図２５に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。 図２６に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１および図２は、本発明による実施例１の液晶表示装置の概略構成の一例を説明するための模式図である。
図１は、実施例１の液晶表示装置における主要部の概略構成の一例を示す模式斜視図である。図２は、実施例１の液晶表示装置の概略構成を補足する模式ブロック図である。

実施例１の液晶表示装置は、たとえば、図１に示すように、液晶表示パネル１、バックライト光源モジュール２、光拡散板３、光拡散フィルム４、プリズムシート５、および偏光反射シート６を有する。また、実施例１の液晶表示装置は、そのほかに、たとえば、図２に示すように、第１の駆動回路１０、第２の駆動回路１１、光源制御回路１２、および主制御回路１３を有する。また、実施例１の液晶表示装置における光源制御回路１２は、ルックアップテーブル１４を有する。

液晶表示パネル１は、一対の基板の間に液晶材料が封入された表示パネルであり、たとえば、図２に示すように、複数の映像信号線ＤＬおよび複数の走査信号線ＧＬを有する。このとき、複数の映像信号線ＤＬは、第１の駆動回路１０と接続しており、複数の走査信号線ＧＬは、第２の駆動回路１１と接続している。また、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡは、複数の画素からなり、それぞれの画素は、ＴＦＴ素子、画素電極、液晶層、および共通電極を有する。実施例１の液晶表示装置における液晶表示パネル１は、たとえば、従来の透過型または半透過型の液晶表示装置で用いられているアクティブマトリクス型の液晶表示パネルであればよい。そのため、本明細書では、液晶表示パネル１に関する詳細な説明を省略する。

第１の駆動回路１０は、一般にデータドライバなどと呼ばれている駆動回路であり、それぞれの画素の画素電極に加える階調電圧を生成して各映像信号線に出力する回路である。また、第２の駆動回路１１は、一般に走査ドライバまたはゲートドライバなどと呼ばれている駆動回路であり、映像信号線に入力された階調電圧を加える画素電極（画素）を選択する走査信号を生成して各走査信号線に出力する回路である。実施例１の液晶表示装置における第１の駆動回路１０および第２の駆動回路１１は、それぞれ、従来の液晶表示装置で用いられている駆動回路であればよい。そのため、本明細書では、第１の駆動回路１０および第２の駆動回路１１に関する詳細な説明を省略する。

バックライト光源モジュール２は、配線板７および複数のパッケージ光源８を有する。複数のパッケージ光源８は、それぞれ、白色光９を発する光源であり、配線板７のうちの、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡと重なる領域ＬＡにマトリクス状に配置されている。このとき、各パッケージ光源８は、配線板７に設けられた配線を介して光源制御回路１２と接続している。実施例１の液晶表示装置におけるパッケージ光源８の構成例や、各パッケージ光源８と光源制御回路１２との接続方法の例は、後述する。

光源制御回路１２は、各パッケージ光源８の光量を制御する回路であり、たとえば、パッケージ光源８の輝度や色度の電流依存性に関するデータが登録されたルックアップテーブル１４を有する。光源制御回路１２の構成例や、各パッケージ光源８に加える電流値の制御方法の例は、後述する。

光拡散板３、光拡散フィルム４、プリズムシート５、および偏光反射シート６は、各パッケージ光源８が発した白色光９の面輝度や偏光状態を調整するための光学部品である。実施例１の液晶表示装置におけるこれらの光学部品は、たとえば、従来の透過型または半透過型の液晶表示装置で用いられているものと同じでよい。そのため、本明細書では、光拡散板３、光拡散フィルム４、プリズムシート５、および偏光反射シート６に関する詳細な説明を省略する。なお、バックライト光源モジュール２と液晶表示パネル１との間に介在させる光学部品の構成は、上記の構成に限らず、別の構成であってもよいことはもちろんである。

主制御回路１３は、一般に、ＴＦＴコントローラまたはタイミングコントローラなどと呼ばれている制御回路であり、たとえば、液晶表示装置の外部から入力された信号に基づいて第１の駆動回路１０、第２の駆動回路１１、および光源制御回路１２の動作を制御する信号を生成して出力する回路である。また、主制御回路１３は、たとえば、第１の駆動回路１０、第２の駆動回路１１、および光源制御回路１２を動作させる電力を生成する回路や、液晶表示パネル１の共通電極に加える電圧を生成する回路なども有する。実施例１の液晶表示装置における主制御回路１３は、従来の液晶表示装置で用いられている制御回路であればよい。そのため、本明細書では、第１の駆動回路１０および第２の駆動回路１１に関する詳細な説明を省略する。

図３および図４は、実施例１の液晶表示装置におけるパッケージ光源の概略構成の一例を説明するための模式図である。
図３は、パッケージ光源の概略構成の一例を示す模式平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線におけるパッケージ光源の断面構成の一例を示す模式断面図である。

実施例１の液晶表示装置では、パッケージ光源８として、青色ＬＥＤ素子が発する青色系の光、緑色ＬＥＤ素子が発する緑色系の光、およびそれらの光で赤色蛍光体を励起することで得られる赤色系の光が混合した白色光９を出射し、かつ、青色ＬＥＤ素子の発光量と緑色ＬＥＤ素子の発光量とを独立して制御することが可能な白色パッケージ光源を用いる。このとき、パッケージ光源８は、たとえば、図３および図４に示すように、基材１５、配線１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、青色ＬＥＤ素子１７、緑色ＬＥＤ素子１８、ダイボンド材１９、ボンディングワイヤ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ、リフレクタ２１、および封止樹脂２２を有する。

基材１５は、樹脂モールド材またはセラミック材でなる絶縁基板であり、たとえば、表面に配線１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられている。

青色ＬＥＤ素子１７は、所定の大きさの電流を流すことで青色系の光を発する発光ダイオード素子であり、ダイボンド材１９で基板１５に固定されている。このとき、青色ＬＥＤ素子１７は、第１の電極がボンディングワイヤ２０ａにより配線１６ａと接続しており、第２の電極がボンディングワイヤ２０ｂにより配線１６ｂと接続している。

緑色ＬＥＤ素子１８は、所定の電流を流すことで緑色系の光を発する発光ダイオード素子であり、ダイボンド材１９で基板１５に固定されている。このとき、緑色ＬＥＤ素子１８は、第１の電極がボンディングワイヤ２０ｃにより配線１６ｃと接続しており、第２の電極がボンディングワイヤ２０ｄにより配線１６ｄと接続している。

リフレクタ２１は、白色光９の出射方向およびその広がり量を調整するための環状の部品である。なお、リフレクタ２１の内周面の傾斜角度は、図４に示したような角度に限らず、適宜変更可能であることはもちろんである。

封止樹脂２２は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの無色透明な樹脂に赤色蛍光体を分散させた樹脂でなる。このとき、赤色蛍光体には、蛍光活性物としてＥｕイオンを含有する蛍光体材料（たとえば、Ｅｕ添加したＣａＳｉＡｌＮ_３やＳｒＣａＳｉＡｌＮ_３）を用いる。なお、封止樹脂２１の光出射面は、図４に示したような平坦な面に限らず、凸状または凹状の曲面であってもよいことはもちろんである。

また、図３および図４に示した構成は、実施例１の液晶表示装置に用いるパッケージ光源８の構成の一例である。すなわち、実施例１の液晶表示装置に用いるパッケージ光源８は、青色ＬＥＤ素子１７、緑色ＬＥＤ素子１８、および赤色蛍光体を有する構成であり、かつ、青色ＬＥＤ素子１７の光量と緑色ＬＥＤ素子１８の光量を独立して制御することが可能な構成であれば、別の構成であってもよい。

このような構成のパッケージ光源８から出射する光は、青色ＬＥＤ素子１７が発する青色系の光、緑色ＬＥＤ素子１８が発する緑色系の光、および各ＬＥＤ素子が発した光で赤色蛍光体を励起して得られる赤色系の光を混合した光である。そのため、パッケージ光源８は、青色系の光、緑色系の光、および赤色系の光の光量や色度を調整することで、所望の色度（色温度）の白色光９を出射させることができる。

図５は、パッケージ光源から所望の色度の白色光を出射させる方法の原理を説明するための模式ｘｙ色度図である。
なお、図５において、横軸ｘはｘｙ色度のｘ値であり、縦軸ｙはｘｙ色度のｙ値である。また、図５において、線ＣＬは単色光軌跡（スペクトル軌跡と呼ぶこともある）であり、曲線ＴＬはプランク式による色温度曲線（黒体軌跡または完全放射体軌跡とよぶこともある）の一部である。また、図５において、丸印は青色ＬＥＤ素子１７のみを発光させたときにパッケージ光源８から出射する第１の光の色度座標を示す点であり、四角印は緑色ＬＥＤ素子１８のみを発光させたときにパッケージ光源８から出射する第２の光の色度座標を示す点であり、菱形印はパッケージ光源８から出射させることが可能な白色光の色度座標を示す点である。

光源が発する光の色は、たとえば、ｘｙ色度の色度座標や、ｘｙ色度と対応した色温度で表現される。光源が発する光の色は、たとえば、図５に示したｘｙ色度図における単色光軌跡ＣＬで囲まれる領域の内側に存在する色度座標（ｘ，ｙ）で表される。

また、光源が発する光の色温度は、物体を完全放射体と仮定してプランク式（プランクの放射法則）を表すことで、次のように示される。プランク式によると、黒体の分光放射発散度Ｍは、下記数式１で表される。
Ｍ＝ｃ_１・λ^−５／［ｅｘｐ（ｃ_２／λＴ）−１］ ・・・（数式１）

数式１において、ｃ_１およびｃ_２は定数であり、ｃ_１＝３．７１４１５×１０^−１６Ｗ／ｍ^２、ｃ_２＝１．４３８８×１０^−２ｍＫである。また、数式１において、λは波長（単位はｍ）であり、Ｔは絶対温度で表される黒体温度（単位はＫ）である。

また、分光放射発散度Ｍを可視領域の波長λの依存性で示し、分光スペクトルとすると、光の三刺激値ＸＹＺから、ｘｙ色度図における色度座標（ｘ，ｙ）が求まる。このとき、各黒体温度Ｔにおける色度座標（ｘ，ｙ）をｘｙ色度図にプロットすると、その分布は、たとえば、図５に示したような色温度曲線ＴＬで表される。

液晶表示装置のバックライトユニットに用いる光源は、高い色温度が要求され、白色補正バランスに必要な色度座標からすると、色温度を１５０００Ｋ以上の値に制御することが望まれる。

パッケージ光源８から出射する光は、青色ＬＥＤ素子１７のみを発光させたときに出射する第１の光と、緑色ＬＥＤ素子１８のみを発光させたときに出射する第２の光とを混合した光である。このとき、パッケージ光源８から出射する光の色度座標は、第１の光の色度座標と第２の光の色度座標とを結ぶ線分上に存在する。またこのとき、パッケージ光源８から出射させることが可能な白色光９の色度座標、すなわちパッケージ光源８の白色点は、第１の光の色度座標と第２の光の色度座標を結ぶ線分と、色温度曲線ＴＬとの交点になる。

したがって、たとえば、図５に示すように、第１の光の色度座標（丸印の点）が領域ＢＡに入り、第２の光の色度座標（四角印の点）が領域ＧＡに入るようなパッケージ光源８を用いれば、液晶表示装置で要求される色温度が１５０００Ｋから２００００Ｋの白色光９を得ることができる。

また、パッケージ光源８における第１の光の色度座標および第２の光の色度座標は、パッケージ光源８の仕様、たとえば、各ＬＥＤ素子１７，１８が発する光の波長、赤色蛍光体が発する光の波長、および樹脂材料２２に含まれる赤色蛍光体の量などによって決まる。そのため、パッケージ光源８の白色点の色度座標および色温度が液晶表示装置で要求される値になるように調整することは、比較的容易である。

ところで、液晶表示装置は、通常、バックライトから液晶表示パネル１に照射する光の輝度を調整できるようになっている。そのため、液晶表示装置のバックライト光源としてパッケージ光源８を用いる場合、パッケージ光源８から出射する白色光９は、たとえば、輝度によらず、色度座標（色温度）が一定であることが望まれる。

したがって、実施例１の液晶表示装置では、パッケージ光源８の仕様および駆動方法を、以下で説明するような仕様および駆動方法にすることで、輝度に依存した白色光９の色度座標（色温度）の変動を抑制する。なお、実施例１の液晶表示装置では、輝度に依存した白色光９の色度ｘ値の変動量および色度ｙ値の変動量が、それぞれ、０．００５以下になることを目標にしている。

図６乃至図８は、実施例１の液晶表示装置における白色光の色度の制御方法の一例を説明するための模式図である。
図６は、パッケージ光源から出射させる白色光の色度の制御方法の一例を説明するための模式ｘｙ色度図である。図７は、実施例１の液晶表示装置における青色ＬＥＤ素子の駆動電流と緑色ＬＥＤ素子の駆動電流との相関関係の一例を示す模式グラフ図である。図８は、ＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の光出力との関係の一例を示す模式グラフ図である。
なお、図６において、横軸ｘはｘｙ色度のｘ値であり、縦軸ｙはｘｙ色度のｙ値である。また、図６において、線ＣＬは単色光軌跡であり、曲線ＴＬはプランク式による色温度曲線の一部である。また、図６において、丸印は第１の光の色度座標（ｘ_１，ｙ_１）を示す点であり、四角印は第２の光の色度座標（ｘ_２，ｙ_２）を示す点であり、菱形印は所望の白色光９の色度座標（ｘ_ｗ，ｙ_ｗ）を示す点である。
また、図７において、横軸Ｉ_ｂｌｕｅは青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流（単位はｍＡ）であり、縦軸Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}は緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流（単位はｍＡ）である。
また、図８において、横軸Ｉ_ｂｌｕｅは青色ＬＥＤ素子１６の駆動電流（単位はｍＡ）であり、縦軸ＲＩＮＴは出射する白色光の光出力の相対値である。

実施例１では、パッケージ光源８から出射させる白色光９の色度の制御方法の一例として、パッケージ光源８に要求される白色光９の色度座標、すなわち白色点が、図６に示した菱形印で示した点（ｘ_ｗ，ｙ_ｗ）である場合を挙げる。

パッケージ光源８から出射する光の色度座標は、前述のように、第１の光の色度座標と、第２の光の色度座標とを結ぶ線分上にある。そのため、パッケージ光源８の白色点が点（ｘ_ｗ，ｙ_ｗ）になるようにするには、第１の光の色度座標および第２の光の色度座標が、それぞれ、たとえば、図６に示した丸印で示した点（ｘ_１，ｙ_１）および四角印で示した点（ｘ_２，ｙ_２）になるようにすればよい。

パッケージ光源８における第１の光の色度座標および第２の光の色度座標が、それぞれ、点（ｘ_１，ｙ_１）および点（ｘ_２，ｙ_２）になるようにするには、たとえば、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８が発する光の波長に基づいて、赤色蛍光体の種類や、封止樹脂２２への含有量などを調整すればよい。

このようなパッケージ光源８から白色光９を出射させるには、たとえば、第１の光と第２の光との光量（スペクトル強度）の比がΔｙ_２：Δｙ_１になるように、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流と緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流を制御すればよい。なお、Δｙ_１およびΔｙ_２は、それぞれ、図６に示したように、白色光９の色度ｙ値ｙ_ｗと第１の光の色度ｙ値ｙ_１との差、および第２の光の色度ｙ値ｙ_２と白色光９の色度ｙ値ｙ_ｗとの差である。

ところで、パッケージ光源８から出射する白色光９の色度ｘ値は、主として、赤色蛍光体の種類や封止樹脂２２への含有量などによって決まる。そのため、パッケージ光源８は、第１の光の色度ｘ値ｘ_１、第２の光の色度ｘ値ｘ_２、および白色点の色度ｘ値ｘ_ｗの関係が、ｘ_１≒ｘ_２≒ｘ_ｗになるように赤色蛍光体の種類や、封止樹脂２２への含有量などを調整することが望ましい。このようなパッケージ光源８は、白色光９の色度ｘ値の変動量を制御しやすくなり、目標とする範囲（たとえば、０．００５以下）に抑えることができる。

これに対し、パッケージ光源８から出射する白色光９の色度ｙ値は、主として、各ＬＥＤ素子１７，１８が発する光の光量（輝度）、すなわち各ＬＥＤ素子１７，１８に加える駆動電流の大きさによって決まる。そのため、実施例１の液晶表示装置では、あらかじめ、パッケージ光源８から出射する白色光９の色度ｙ値の変動量が所望の範囲（たとえば、０．００５以下）になるような、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}との関係を調べる。

この関係を調べるときには、たとえば、青色ＬＥＤ素子１７に所定の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅを加えた状態で緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を変化させ、パッケージ光源８から出射する光の色度座標が、所望の白色光９の色度座標（ｘ_ｗ，ｙ_ｗ）と一致するか、または最も近くなる駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を求めればよい。

本願発明者らが、あるパッケージ光源８における上記の関係を調べたところ、パッケージ光源８から出射する白色光９の色度座標が輝度によらず概ね一定になる駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}との関係として、たとえば、図７に四角印で示したような結果が得られ、四角印の点を結ぶとほぼ直線関係になった。

このとき、当該パッケージ光源８における駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと白色光９の光出力の相対値ＲＩＮＴとの関係は、たとえば、図８に示すような関係になった。なお、図８における光出力は、図７の関係に基づいて設定される駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を供給したときにパッケージ光源８から出射する白色光９の光出力である。

図７および図８に示したような駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の関係、および駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}と白色光９の光出力の相対値ＲＩＮＴとの関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅおよび緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御すれば、パッケージ光源８から出射させる白色光９の色度および輝度を、精度よく制御できる。

したがって、実施例１の液晶表示装置では、ルックアップテーブル１４に、たとえば、図７および図８に示したような関係を登録しておく。

光源制御回路１２は、前述のように、各パッケージ光源８の光量を制御する回路であり、たとえば、主制御回路１３からの制御信号に基づいて、各パッケージ光源８に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を生成する。このとき、光源制御回路１２は、ルックアップテーブル１４を参照し、当該制御信号で指定されている白色光９の輝度と図８の関係から青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅの値を決定し、決定した駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅの値と図７の関係から緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の値を決定する。そして、光源制御回路１２は、上記の手順で決定した値の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を生成し、各パッケージ光源８に供給する。

以上のようにして、光源制御回路１２は、封止樹脂２２を通過して出射する第１の光および第２の光を、電流あるいは電圧制御によって、白色光９の色度座標ｙ値を目標とする範囲に合わせている。この結果、目標とする白色光９の色度座標を制御することができるとともに、必要とされる光量を実現し、目標とする輝度を設定することも両立させることができる。したがって、実施例１の液晶表示装置では、輝度による白色光９の色度（色温度）の変動を抑制することができる。

図９乃至図１２は、実施例１の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の例を説明するための模式回路図である。
図９は、パッケージ光源の接続方法の第１の例を示す模式回路図である。図１０は、パッケージ光源の接続方法の第２の例を示す模式回路図である。図１１は、パッケージ光源の接続方法の第３の例を示す模式回路図である。図１２は、パッケージ光源の接続方法の第４の例を示す模式回路図である。

実施例１の液晶表示装置では、前述のように、図７および図８に示したような関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを決定し、白色光９の色度（色温度）および輝度を制御する。

そのため、パッケージ光源８と光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図９に示すように、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８に、それぞれ、独立した抵抗２３，２４とトランジスタ２５，２６とを接続する。このようにすると、光源制御回路１２は、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅの大きさと、緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の大きさとを独立して制御できる。そのため、光源制御回路１２は、図７および図８に示したような関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを生成し、各ＬＥＤ素子１７，１８に供給することで、各パッケージ光源８から出射する白色光９の色度および輝度を制御することができる。

また、実施例１の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを独立して制御することができればよい。したがって、パッケージ光源８と光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図１０に示すように、青色ＬＥＤ素子１７の第１の電極および緑色ＬＥＤ素子１８の第１の電極を、抵抗２７を介して１つのトランジスタ２８のソース（またはドレイン）に接続してもよい。

この場合、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８は、１つのトランジスタ２８により駆動するが、青色ＬＥＤ素子１７側の抵抗２３と緑色ＬＥＤ素子１８側の抵抗２４との比率により、各ＬＥＤ素子１７，１８に注入される電流を相関する比率に制御することができる。そのため、光制御回路１２は、青色ＬＥＤ素子１７と緑色ＬＥＤ素子１８との電流制御を独立して行うことができ、図９に示した接続方法と同様に、各パッケージ光源８から出射する白色光９の色度および輝度を制御することができる。

また、図９および図１０に示した例は、複数のパッケージ光源８に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を、パッケージ光源８毎に独立して制御する場合の接続方法の一例である。しかしながら、実施例１の液晶表示装置の場合、配線板７に搭載されるパッケージ光源８の数が多いので、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を、パッケージ光源８毎に独立して制御するのは効率が悪い。

したがって、パッケージ光源８と光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図１１に示すように、４個のパッケージ光源８を直列に接続し、それらを１つのパッケージ光源（光源ユニット）と見なして光源制御回路１２と接続してもよい。このとき、４個のパッケージ光源８は、青色ＬＥＤ素子１７同士を直列に接続し、緑色ＬＥＤ素子１８同士を直列に接続する。そして、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８に、それぞれ、独立した抵抗２３，２４とトランジスタ２５，２６とを接続する。このようにすると、光源制御回路１２は、４個の青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅの大きさと、４個の緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の大きさとを独立して制御できる。そのため、光源制御回路１２は、図７および図８に示したような関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを生成し、各ＬＥＤ素子１７，１８に供給することで、各パッケージ光源８から出射する白色光９の色度および輝度を制御することができる。

また、実施例１の液晶表示装置において、４個のパッケージ光源８からなる光源ユニットと光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図１２に示すように、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８を、抵抗２７を介して１つのトランジスタ２８のソース（またはドレイン）に接続してもよい。この場合も、光制御回路１２は、図１１に示した接続方法と同様に、各パッケージ光源８から出射する白色光９の色度および輝度を制御することができる。

なお、複数個のパッケージ光源８を直列に接続する場合、接続するパッケージ光源８の個数は、図１１および図１２に示したような４個に限らず、別の個数でもよいことはもちろんである。

また、実施例１の液晶表示装置では、複数個のパッケージ光源８を直列に接続する代わりに、１つの基材１５に青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の組が複数組搭載されているパッケージ光源８を用いてもよいことはもちろんである。

図１３乃至図１９は、実施例１の液晶表示装置の作用効果を説明するための模式図である。
図１３は、実施例１の液晶表示装置におけるＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図１４は、実施例１の液晶表示装置におけるＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｙ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図１５は、色度ｙ値をほぼ０．２０に固定したときの色度ｘ値の変動幅を見通した結果を示す模式グラフ図である。図１６は、色度ｙ値が固定されるようにＬＥＤ素子の駆動電流を制御したときの駆動電流と色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図１７は、色度ｙ値が０．２０になるように制御したときの各ＬＥＤ素子の駆動電流の関係の一例を示す模式グラフ図である。図１８は、パッケージ光源から出射する白色光の分光スペクトルの一例を示す模式グラフ図である。図１９は、実施例１の液晶表示装置における色再現範囲の一例を示す模式ｘｙ色度図である。

実施例１の液晶表示装置では、前述のように、バックライト光源として使用するパッケージ光源８における青色ＬＥＤ素子１７と緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}と白色光９の輝度との関係をあらかじめ調べておき、その関係をルックアップテーブル１４に登録しておくことで、白色光９の色度および輝度を精度よく制御する。

このような方法でパッケージ光源８を制御したときの、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと白色光９の色度ｘ値との関係は、本願発明者らが調べたところ、たとえば、図１３に示すような関係になった。なお、図１３における白色光９の色度ｘ値は、図７に示した青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}との関係に基づいてパッケージ光源８を駆動させたときの値である。

このように、実施例１の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅが１０ｍＡから８５ｍＡの範囲においてパッケージ光源８から出射する白色光９の輝度による色度ｘ値の変動量が０．００４であった。したがって、実施例１の液晶表示装置は、輝度による白色光９の色度ｘ値の変動量を、前述の目標の範囲（０．００５以下）に抑えることができている。

またこのとき、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと白色光９の色度ｙ値との関係は、たとえば、図１４に示すような関係になった。なお、図１３における白色光９の色度ｘ値は、図７に示した青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}との関係に基づいてパッケージ光源８を駆動させたときの値である。

このように、実施例１の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅが１０ｍＡから８５ｍＡの範囲においてパッケージ光源８から出射する白色光９の輝度による色度ｙ値の変動量が０．００４であった。したがって、実施例１の液晶表示装置は、輝度による白色光９の色度ｙ値の変動量も、前述の目標の範囲（０．００５以下）に抑えることができている。

また、本願発明者らは、図１３および図１４に示したような、各ＬＥＤ素子の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}と色度ｘｙ値との関係に基づいて、色度ｙ値の変動を抑制してほぼ０．２０に固定した場合に、色度ｘ値の変動量がどの程度になるかを見通してみた。その結果、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと白色光９の色度ｘ値との関係は、たとえば、図１５に示すような関係になり、白色光９の色度ｘ値の変動量は０．００３６であった。これにより、色度ｘｙ値のどちらか一方を固定するように各ＬＥＤ素子の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御することで、他方の色度値の変動量を多少とも低減できるものと期待される。

そこで、本願発明者らが、実際に青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅおよび緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を同時に制御しながら、色度ｙ値を固定したときにおける、色度ｘ値の変動量を調べたところ、たとえば、図１６に示すような結果が得られ、色度ｘ値の変動量は０．００３１に制限されることがわかった。なお、図１６に示した結果は、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅを１０ｍＡから１００ｍＡまで変化させ、色度ｙ値が０．２０になるように緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御したときの色度ｘ値の変動量である。

すなわち、色度ｙ値が固定されるように各ＬＥＤ素子の駆動電流を制御したときの色度ｘ値の変動幅は、図１３および図１４に示したような各ＬＥＤ素子の電流値の相関関係を比例させて調整した場合の変動幅と比べて、約０．００１小さくできることが示された。

また、色度ｙ値が０．２に固定されるように各ＬＥＤ素子の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御したときの、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係は、たとえば、図１６に示すような関係になった。この駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係は、図７に示した相関関係と比べると、多少下に凸の曲線となる関係にある。

このように、実施例１の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係を把握した上で、色度ｘｙ値のどちらか一方を固定するように駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係を微調整して精度よく制御することにより、白色光９の色度（色温度）の制御性がさらに向上することがわかる。

また、上記の結果から、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、色度ｘｙ値の変動量を所定の範囲（０．００５以下）に抑制しながら、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅおよび緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}をパルス幅変調することにより、相対的に輝度値を振幅させることも可能である。

また、実施例１の液晶表示装置で用いたパッケージ光源８に対して上記のような制御を行ったところ、白色光９の分光スペクトルは、たとえば、図１８に実線で示した曲線ＳＰ１のような分布になった。これに対し、緑色蛍光体および赤色蛍光体を青色ＬＥＤ素子で励起する従来の白色光源における白色光の分光スペクトルは、たとえば、図１８に点線で示した曲線ＳＰ２のような分布になる。

このように、実施例１の液晶表示装置で用いるパッケージ光源８は、緑色蛍光体および赤色蛍光体を青色ＬＥＤ素子で励起する従来の白色光源とは異なり、緑色ＬＥＤ素子により色純度の高いスペクトルが実現されている。さらに、図１８に示した分光スペクトル分布から、実施例１の液晶表示装置で用いるパッケージ光源８は、カラーフィルタの透過スペクトルに対応し、ＲＧＢカラーフィルタのクロスする波長域ではスペクトル強度が低く抑えられ分離していることも見て取れる。これは、ＲＧＢカラーフィルタに対し光利用効率が高いことを示し、液晶表示パネル１に対しバックライト光源として有効に作用することを意味する。このことは、バックライト光源がＲＧＢカラーフィルタと液晶表示パネル１を通しても色再現を高く反映させることができることを示唆する。

またさらに、本願発明者らが、バックライト光源としてパッケージ光源８を用いた場合の、ＲＧＢカラーフィルタと液晶表示パネル１を透過した光の色再現範囲を調べたところ、たとえば、図１９に示すような結果が得られた。なお、図１９のｘｙ色度図において、点線で示した三角形の領域ＣＡ１は、ＮＴＳＣ方式の映像における色再現範囲である。

実施例１の液晶表示装置における色再現範囲は、図１９に実線の三角形で示した範囲ＣＡ２であり、ＮＴＳＣ比で約８３％であることがわかった。これに対し、緑色蛍光体および赤色蛍光体を青色ＬＥＤ素子で励起する従来の白色光源では、色再現範囲がＮＴＳＣ比で７８％までである。したがって、実施例１の液晶表示装置は、従来の液晶表示装置に比べて、約５％は色再現範囲を拡大できていることになる。

以上説明したように、実施例１の液晶表示装置は、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の電流特性を反映した制御データをルックアップテーブル１４に登録し、当該ルックアップデータ１４に基づいて青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅおよび緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御することで、白色光９の色度および輝度を精度よく制御できる。

また、実施例１の液晶表示装置は、従来の液晶表示装置に比べて色再現範囲を拡大できる

図２０および図２１は、実施例１の液晶表示装置におけるバックライト光源モジュールの具体例を説明するための模式回路図である。
図２０は、図１１に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。図２１は、図１２に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。

実施例１の液晶表示装置におけるバックライト光源モジュール２は、たとえば、図１および図２に示したように、複数のパッケージ光源８がマトリクス状に配置されている。このとき、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度は、表示領域ＤＡの全体における面輝度が均一になるように制御するだけでなく、たとえば、エリア分割制御またはローカルディミングと呼ばれる制御方法のように、表示領域ＤＡを複数の小領域に分割して小領域毎に独立して制御することもできる。

表示領域ＤＡを複数の小領域に分割し、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度を小領域毎に制御する場合、バックライト光源モジュール２の回路構成は、たとえば、図２０に示すような構成にする。このとき、パッケージ光源８は、たとえば、図１１に示したように４個の直列に接続したパッケージ光源８を１つの光源ユニット２９とし、当該光源ユニット２９を配線板７の領域ＬＡ内にマトリクス状に配置する。そして、それぞれの光源ユニット２９に接続しているトランジスタ２５，２６のゲートをフリップフロップ回路３０に接続しておき、光源制御回路１２からの信号が、それぞれの分割エリアに相応するトランジスタに入力されるようにしておく。このようにすると、バックライト光源モジュール２から出射する白色光９の輝度は、光源ユニット２９毎に制御することができる。そのため、実施例１の液晶表示装置は、バックライト光源モジュール２の構成を、図２０に示すような構成にすることで、たとえば、液晶表示パネル１に表示する映像や画像に応じて、表示領域ＤＡのある小領域は輝度を高くし、別のある小領域は輝度を低くするという制御をすることができるようになる。

また、表示領域ＤＡを複数の小領域に分割し、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度を小領域毎に制御する場合、バックライト光源モジュール２の回路構成は、たとえば、図２１に示すような構成にしてもよい。このとき、パッケージ光源８は、たとえば、図１２に示したように４個の直列に接続したパッケージ光源８を１つの光源ユニット２９とし、当該光源ユニット２９を配線板７の領域ＬＡにマトリクス状に配置する。この場合も、バックライト光源モジュール２から出射する白色光９の輝度は、光源ユニット２９毎に制御することができる。そのため、実施例１の液晶表示装置は、バックライト光源モジュール２の構成を、図２１に示すような構成にすることで、たとえば、液晶表示パネル１に表示する映像や画像に応じて、表示領域ＤＡのある小領域は輝度を高くし、別のある小領域は輝度を低くするという制御をすることができるようになる。

またこのとき、実施例１の液晶表示装置において各パッケージ光源８から出射する白色光は、輝度による色度ｘ値および色度ｙ値の変動量がそれぞれ目標の範囲（０．００５以下）に収まるように制御される。そのため、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、輝度が高い小領域における色度と、輝度が低い小領域における色度とのずれによる映像の違和感などを低減することができる。

エリア分割制御では、たとえば、第１の駆動回路１０に用いるドライバＩＣの個数とチャンネル数を対応させることにより、たとえば、光源ユニット２９の数に合せて、エリアの分割数を確保することができる。これらにより、目標とする白色光の輝度と色度を制御しながら、光源ユニット２９がカバーするエリアを分割して制御することが可能である。

実施例１の液晶表示装置では、上記のようにして、青色ＬＥＤ素子１７、緑色ＬＥＤ素子１８、およびそれらのＬＥＤ素子からの光で励起される赤色蛍光体により、白色バランスのとれた白色光を生成する白色光源（パッケージ光源８）について述べており、白色光源が発した白色光９から、青色発光スペクトル、緑色発光スペクトル、および赤色蛍光スペクトルを抽出し、映像信号のＲＧＢ色と対応する画素のバックライト光とすることができる。すなわち、液晶表示パネル１の各液晶画素（画素）が有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）の電圧駆動を用いて、青色、緑色、および赤色の各色のカラーフィルタに相応する液晶画素の透過率を開閉調整することによって、バックライト光源モジュール２から出射される、青色ＬＥＤ素子１７の発光スペクトル、緑色ＬＥＤ素子１８の発光スペクトル、および赤色蛍光体の蛍光スペクトルを混合した、図１８に示すような白色光スペクトルから、上記ＲＧＢ色スペクトルをそれぞれ分離独立して、液晶表示パネル１から取り出すことができる。これにより、実施例１の液晶表示装置は、青色、緑色、および赤色のバックライト光を対応する各ＲＧＢ色のカラーフィルタから抽出する構成ができ、映像信号の色を忠実に再現することが可能になる。

実施例１では、液晶表示装置に用いるバックライト光源モジュール２と光源制御回路１２との構成について提案説明した。実施例１の構成では、バックライト光源モジュール２に必要とされる、白色光９の輝度や色度の目標値を達成できるだけでなく、電流変化によって変動する輝度や色度を制御することにより、分布を抑制し光学的な均一性を確保できる。また、このような構成は、大型テレビ用の液晶表示装置に適用可能であるばかりではなく、たとえば、ノートブック型パーソナルコンピュータ用や車載カーナビゲーション用、あるいは携帯電話端末用などの中型または小型サイズの液晶表示装置にも適用可能である。またさらに、実施例１の液晶表示装置に用いているバックライト光源モジュール２は、駆動条件を制御することによって、白色光９の色度を調整することができ、白色補正バランスをとることが可能であり、用途に応じた所定の白色補正バランスをとった面状光線を提供することができる。そのため、実施例１のバックライト光源モジュール２および光源制御回路１２の構成は、液晶表示装置のバックライトに限らず、たとえば、室内照明や屋外照明、Ｘ線写真のフィルムの観察に用いるライトボックスなどの面発光型の照明装置にも適用できる。

実施例１の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}との相関関係をあらかじめ調べ、その相関関係をルックアップテーブル１４に登録しておくことで、パッケージ光源８から出射する白色光９の色度（色温度）の、輝度による変動幅を抑制している。

このとき、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、ある大きさの駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅを加えたときの青色ＬＥＤ素子１７の光量、およびある大きさの駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を加えたときの緑色ＬＥＤ素子１８の光量が、それぞれ、常に同じ光量であることを想定している。

しかしながら、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８は、それぞれ、温度により発光効率が変化し、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}が一定であっても、温度が高くなるほど光量が低下するのが一般的である。

そこで、実施例２の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の光量の温度依存性も考慮した駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係に基づいて、各パッケージ光源８に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御する。

図２２は、本発明による実施例２の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。

実施例２の液晶表示装置は、たとえば、図２２に示すように、液晶表示パネル１、パッケージ光源８がマトリクス状に配置されたバックライト光源モジュール２、第１の駆動回路１０、第２の駆動回路１１、ルックアップテーブル１４’を有する光源制御回路１２、主制御回路１３、および光源温度測定手段３１を有する。なお、実施例２の液晶表示装置において、実施例１と異なるのは、主として、光源温度測定手段３１を有する点と、ルックアップテーブル１４’に登録する相関関係のデータの構成および光源制御回路１２における駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の制御方法である。

実施例２の液晶表示装置では、バックライト光源モジュール２を動作させているときに、たとえば、光源温度測定手段３１でパッケージ光源８の温度を測定し、その温度データを光源制御回路１２にフィードバックする。このとき、光源制御回路１２のルックアップテーブル１４’には、前述のように、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の光量の温度依存性も考慮した駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の相関関係を登録しておく。そして、光源制御回路１２は、たとえば、パッケージ光源８の温度データおよびルックアップテーブル１４’に登録された相関関係に基づいて、各ＬＥＤ素子に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を生成する。

図２３乃至図２６は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の例を説明するための模式回路図である。
図２３は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第１の例を示す模式回路図である。図２４は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第２の例を示す模式回路図である。図２５は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第３の例を示す模式回路図である。図２６は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の接続方法の第４の例を示す模式回路図である。

実施例２の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の光量の温度変化による白色光９の色度（色温度）および輝度の変動を抑制するために、たとえば、図２３に示すように、青色ＬＥＤ素子１７とトランジスタ２５との間および緑色ＬＥＤ素子１８とトランジスタ２６との間に、それぞれ、ツェナーダイオード３２，３３を接続する。このとき、青色ＬＥＤ素子１７とトランジスタ２５との間に接続するツェナーダイオード３２は、たとえば、青色ＬＥＤ素子１７の光量の温度変化を補償するような温度係数と抵抗を有する仕様に合う特性、すなわち、温度に応じて青色ＬＥＤ１７を流れる電流の大きさが所定の変化をする特性のものを選択する。同様に、緑色ＬＥＤ素子１８とトランジスタ２６との間に接続するツェナーダイオード３３は、たとえば、緑色ＬＥＤ素子１８の光量の温度変化を補償するような温度係数と抵抗を有する仕様に合う特性のものを選択する。すなわち、実施例２の液晶表示装置では、ツェナーダイオード３２，３３を光源温度測定手段３１として機能させる。

このようにすると、光源制御回路１２は、図７および図８に示したような関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを生成し、各ＬＥＤ素子１７，１８に供給することで、温度変化による白色光９の色度および輝度の変動を抑制することができる。

また、実施例２の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを独立して制御することができればよい。したがって、パッケージ光源８と光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図２３に示すように、青色ＬＥＤ素子１７に接続しているツェナーダイオード３２と緑色ＬＥＤ素子１８に接続しているツェナーダイオード３３を、抵抗２７を介して１つのトランジスタ２８のソース（またはドレイン）に接続してもよい。

この場合、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８は、１つのトランジスタ２８により駆動するが、青色ＬＥＤ素子１７側の抵抗２３と緑色ＬＥＤ素子１８側の抵抗２４との比率により、各ＬＥＤ素子１７，１８に注入される電流を相関する比率に制御することができる。そのため、光制御回路１２は、青色ＬＥＤ素子１７と緑色ＬＥＤ素子１８との電流制御を独立して行うことができ、図２４に示した接続方法と同様に、温度変化による白色光９の色度および輝度の変動を抑制することができる。

また、図２３および図２４に示した例は、複数のパッケージ光源８に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を、パッケージ光源８毎に独立して制御する場合の接続方法の一例である。しかしながら、実施例２の液晶表示装置の場合も、配線板７に搭載されるパッケージ光源８の数が多いので、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を、パッケージ光源８毎に独立して制御するのは効率が悪い。

したがって、実施例２の液晶表示装置において、パッケージ光源８と光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図２５に示すように、４個のパッケージ光源８を直列に接続し、それらの１つのパッケージ光源（光源ユニット）と見なして光源制御回路１２と接続してもよい。このとき、４個のパッケージ光源８は、青色ＬＥＤ素子１７同士を直列に接続し、緑色ＬＥＤ素子１８同士を直列に接続する。そして、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８に、それぞれ、独立した抵抗２３，２４、ツェナーダイオード３２，３３、およびトランジスタ２５，２６を接続する。このようにすると、光源制御回路１２は、４個の青色ＬＥＤ素子１７に加える駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅの大きさと、４個の緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}の大きさとを独立して制御できる。そのため、光源制御回路１２は、図７および図８に示したような関係に基づいて、青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと緑色ＬＥＤ１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}とを生成し、各ＬＥＤ素子１７，１８に供給することで、温度変化による白色光９の色度および輝度の変動を抑制することができる。

また、実施例２の液晶表示装置において、４個のパッケージ光源８からなる光源ユニットと光源制御回路１２とを接続するときには、たとえば、図２６に示すように、青色ＬＥＤ素子１７に接続されたツェナーダイオード３２および緑色ＬＥＤ素子１８に接続されたツェナーダイオード３３を、抵抗２７を介して１つのトランジスタ２８のソース（またはドレイン）に接続してもよい。この場合も、光制御回路１２は、図２５に示した接続方法と同様に、温度変化による白色光９の色度および輝度の変動を抑制することができる。

なお、複数個のパッケージ光源８を直列に接続する場合、接続するパッケージ光源８の個数は、図２５および図２６に示したような４個に限らず、別の個数でもよいことはもちろんである。

また、実施例２の液晶表示装置では、複数個のパッケージ光源８を直列に接続する代わりに、１つの基材に青色ＬＥＤ素子１６および緑色ＬＥＤ素子１７の組が複数組搭載されているパッケージ光源８を用いてもよいことはもちろんである。

図２７乃至図３１は、実施例２の液晶表示装置の作用効果を説明するための模式図である。
図２７は、パッケージ光源に定電流を加えたときの温度と光出力の相対値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図２８は、ＬＥＤ素子の駆動電流と白色光の色度ｘ値との関係を温度毎に調べた結果の一例を示す模式グラフ図である。図２９は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と光出力の相対値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図３０は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と白色光の色度ｘ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。図３１は、実施例２の液晶表示装置におけるパッケージ光源の温度と白色光の色度ｙ値との関係の一例を示す模式グラフ図である。

実施例２の液晶表示装置に用いるパッケージ光源８は、図３および図４に示したような構成である。このようなパッケージ光源８に所定の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を加えたときのパッケージ光源８の温度と光出力との関係は、たとえば、図２７に示したような関係になる。なお、図２７には、室温２５℃でパッケージ光源８の点灯を開始し、開始時の光出力を１としたときの各温度における光出力を示している。

このように、パッケージ光源８を定電流で駆動させると、温度が上昇するにつれて光出力が低下し、パッケージ光源８の温度が８０℃になると、光出力は約６％低下する。

また、パッケージ光源８の温度を一定に保った状態で駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を変えると、白色光９の色度ｘ値は、たとえば、図２８に示すような変化をする。なお、図２８には、温度を２５℃、３５℃、４５℃、５５℃、６５℃、７５℃、および８０℃に保ったときの、それぞれの温度における駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅと白色光９の色度ｘ値との関係を示している。またこのとき、緑色ＬＥＤ素子１８に加える駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}は、たとえば、図７の関係に基づき、白色光９の色度ｙ値がほぼ０．２に固定されるように制御している。

このように、パッケージ光源８の温度変化を考慮すると、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}に依存した白色光９の色度ｘ値の変動幅は０．００６になる。そのため、実施例１の液晶表示装置の場合は、たとえば、使用時間、すなわちパッケージ光源８の点灯時間が長くなり、温度が上昇すると、駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}に依存した白色光９の色度の変動量が目標としている範囲よりも大きくなってしまう。

これに対し、実施例２の液晶表示装置のように、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８のそれぞれにツェナーダイオード３２，３３を接続した場合、温度と光出力との関係は、たとえば、図２９に示したような関係になる。なお、図２９には、ツェナーダイオード３２，３３を接続した場合の関係を黒塗りの菱形印で示しており、接続していない場合の関係を白抜きの菱形印で示している。

このように、実施例２の液晶表示装置は、パッケージ光源８を定電流で駆動させたときの白色光９の光出力の温度変化を抑制することができる。

また、実施例２の液晶表示装置では、パッケージ光源８を定電流で駆動させたときの温度と白色光９の色度ｘ値との関係が、たとえば、図３０に示したような関係になる。なお、図３０には、ツェナーダイオードを接続した場合の関係を黒塗りの菱形印で示しており、接続していない場合の関係を白抜きの菱形印で示している。

またこのとき、実施例２の液晶表示装置では、パッケージ光源８を定電流で駆動させたときの温度と白色光９の色度ｙ値との関係が、たとえば、図３１に示したような関係になる。なお、図３１には、ツェナーダイオード３２，３３を接続した場合の関係を黒塗りの菱形印で示しており、接続していない場合の関係を白抜きの菱形印で示している。

このように、実施例２の液晶表示装置は、パッケージ光源８を定電流で駆動させたときに白色光９の色度ｘ値が一定である温度範囲が、実施例１の液晶表示装置に場合に比べて広くなる。また、実施例２の液晶表示装置は、パッケージ光源８を定電流で駆動させたときの、温度変化による白色光９の色度ｙ値の変動量が、実施例１の液晶表示装置に比べて狭くなる。

したがって、実施例２の液晶表示装置は、白色光９の色度および輝度を、実施例１の液晶表示装置よりもさらに精度よく制御することができる。

以上説明したように、実施例２の液晶表示装置は、パッケージ光源８のＬＥＤ素子１７，１８にツェナーダイオード３２，３３を接続し、その状態での青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の電流特性を反映した制御データに基づいて青色ＬＥＤ素子１７の駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅおよび緑色ＬＥＤ素子１８の駆動電流Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を制御することで、白色光９の色度および輝度をさらに精度よく制御できる。

図３３および図３４は、実施例２の液晶表示装置におけるバックライト光源モジュールの具体例を説明するための模式回路図である。
図３３は、図２５に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。図３４は、図２６に示した接続方法を適用した場合のバックライト光源モジュールの回路構成の一例を示す模式回路図である。

実施例２の液晶表示装置におけるバックライト光源モジュール２は、たとえば、図２２に示したように、複数のパッケージ光源８がマトリクス状に配置されている。このとき、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度は、表示領域ＤＡの全体における面輝度が均一になるように制御するだけでなく、たとえば、エリア分割制御またはローカルディミングと呼ばれる制御方法のように、表示領域ＤＡを複数の小領域に分割して小領域毎に独立して制御することもできる。

表示領域ＤＡを複数の小領域に分割し、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度を小領域毎に制御する場合、バックライト光源モジュール２の回路構成は、たとえば、図３２に示すような構成にする。このとき、パッケージ光源８は、たとえば、図２５に示したように４個の直列に接続したパッケージ光源８を１つの光源ユニット２９とし、当該光源ユニット２９を配線板の領域ＬＡ内にマトリクス状に配置する。そして、それぞれの光源ユニット２９に接続しているトランジスタ２５，２６のゲートをフリップフロップ回路３０に接続しておき、光源制御回路１２からの信号が、それぞれの分割エリアに相応するトランジスタに入力されるようにしておく。このようにすると、バックライト光源モジュール２から出射する白色光９の輝度は、光源ユニット２９毎に制御することができる。そのため、実施例２の液晶表示装置は、バックライト光源モジュール２の構成を、図３２に示すような構成にすることで、たとえば、液晶表示パネル１に表示する映像や画像に応じて、表示領域ＤＡのある小領域は輝度を高くし、別のある小領域は輝度を低くするという制御をすることができるようになる。

また、表示領域ＤＡを複数の小領域に分割し、バックライト光源モジュール２から液晶表示パネル１に照射される面状光線の面輝度を小領域毎に制御する場合、バックライト光源モジュール２の回路構成は、たとえば、図３３に示すような構成にしてもよい。このとき、パッケージ光源８は、たとえば、図２６に示したように４個の直列に接続したパッケージ光源８を１つの光源ユニット２９とし、当該光源ユニット２９を配線板７の領域ＬＡ内にマトリクス状に配置する。この場合も、バックライト光源モジュール２から出射する白色光９の輝度は、光源ユニット２９毎に制御することができる。そのため、実施例１の液晶表示装置は、バックライト光源モジュール２の構成を、図３３に示すような構成にすることで、たとえば、液晶表示パネル１に表示する映像や画像に応じて、表示領域ＤＡのある小領域は輝度を高くし、別のある小領域は輝度を低くするという制御をすることができるようになる。

またこのとき、実施例２の液晶表示装置において各パッケージ光源８から出射する白色光９の色度は、加える駆動電流の大きさおよび温度変化による変動量が目標の範囲（０．００５以下）に収まるように制御される。そのため、実施例２の液晶表示装置では、たとえば、輝度が高い小領域における色度と、輝度が低い小領域における色度とのずれによる映像の違和感などを低減することができる。

エリア分割制御では、たとえば、第１の駆動回路１０に用いるドライバＩＣの個数とチャンネル数を対応させることにより、たとえば、光源ユニットの数に合せて、エリアの分割数を確保することができる。これらにより、目標とする白色光の輝度と色度を制御しながら、光源ユニットがカバーするエリアを分割して制御することが可能である。

実施例２では、液晶表示装置に用いるバックライト光源モジュール２と光源制御回路１２との構成について提案説明した。実施例２の構成では、バックライト光源モジュール２に必要とされる、白色光９輝度や色度の目標値を達成できるだけでなく、電流変化によって変動する輝度や色度を制御することにより、分布を抑制し光学的な均一性を確保できる。また、このような構成は、大型テレビ用の液晶表示装置に適用可能であるばかりではなく、たとえば、ノートブック型パーソナルコンピュータ用や車載カーナビゲーション用、あるいは携帯電話端末用などの中型または小型サイズの液晶表示装置にも適用可能である。またさらに、実施例２の液晶表示装置に用いているバックライト光源モジュール２は、駆動条件を制御することによって、白色光９の色度を調整することができ、白色補正バランスをとることが可能であり、用途に応じた所定の白色補正バランスをとった面状光線を提供することができる。そのため、実施例２のバックライト光源モジュール２および光源制御回路１２の構成は、液晶表示装置のバックライトに限らず、たとえば、室内照明や屋外照明、Ｘ線写真のフィルムの観察に用いるライトボックスなどの面発光型の照明装置にも適用できる。

また、実施例２では、ツェナーダイオード３２，３３を用いて、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８の光量の温度変化を抑制しており、ツェナーダイオード３２，３３が光源温度測定手段３１として機能している。しかしながら、実施例２の液晶表示装置では、たとえば、各ＬＥＤ素子１７，１８の光量の電流依存性および温度依存性に関するデータをルックアップテーブル１４’に登録しておき、パッケージ光源８の温度に合わせた駆動電流Ｉ_ｂｌｕｅ，Ｉ_{ｇｒｅｅｎ}を生成することができればよい。そのため、光源温度測定手段３１は、上記のツェナーダイオード３２，３３に限らず、別の温度センサなどでもよい。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

たとえば、実施例１および実施例２では、青色ＬＥＤ素子１７、緑色ＬＥＤ素子１８、および赤色蛍光体を有するパッケージ光源８を用いた場合を挙げた。しかしながら、本発明は、これに限らず、たとえば、青色ＬＥＤ素子、赤色ＬＥＤ素子、および緑色蛍光体を有するパッケージ光源、または緑色ＬＥＤ素子、赤色ＬＥＤ素子、および青色蛍光体を有するパッケージ光源などを用いる場合にも適用できることはもちろんである。

また、実施例１および実施例２では、青色ＬＥＤ素子１７および緑色ＬＥＤ素子１８を有するパッケージ光源８を用いた場合を挙げた。しかしながら、本発明は、これに限らず、たとえば、青色および緑色の半導体レーザダイオードを有するパッケージ光源を用いた場合にも適用できることはもちろんである。

また、実施例１および実施例２では、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡの後方にパッケージ光源８が配置されている、いわゆる直下型のバックライトユニットを挙げている。しかしながら、本発明は、これに限らず、導光板を用いて、複数のパッケージ光源８から出射した光を面状光線に変換する導光板方式（エッジライト方式ということもある）のバックライトにも適用できることはもちろんである。

本明細書の実施例１および実施例２では、液晶表示装置のバックライトに本発明を適用した場合を挙げた。しかしながら、本発明は、これに限らず、たとえば、前述の照明装置やライトボックスのように、パッケージ光源８から出射する白色光９の輝度を段階的に調整することが可能であり、かつ、輝度による色度（色温度）の変動量を一定の範囲に抑制することが望まれる面発光型の照明装置にも適用できることはもちろんである。

１ 液晶表示パネル
２ バックライト光源モジュール
３ 光拡散板
４ 光拡散フィルム
５ プリズムシート
６ 偏光反射シート
７ 配線板
８ パッケージ光源
９ 白色光
１０ 第１の駆動回路
１１ 第２の駆動回路
１２ 光源制御回路
１３ 主制御回路
１４ ルックアップテーブル
１５ 基材
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 配線
１７ 青色ＬＥＤ素子
１８ 緑色ＬＥＤ素子
１９ ダイボンド材
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ ボンディングワイヤ
２１ リフレクタ
２２ 封止樹脂
２３，２４，２７ 抵抗
２５，２６，２８ トランジスタ
２９ 光源ユニット
３０ フリップフロップ回路
３１ 光源温度測定手段
３２，３３ ツェナーダイオード

Claims (11)

1. 液晶表示パネルと、
   基材と、
   前記基材上に形成された青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子と、
   前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を封止する樹脂と、
   前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を制御する光源制御回路と、を有し、
   前記樹脂は、赤色蛍光体を含有し、
   前記青色ＬＥＤ素子からの出射光、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光、およびそれらの出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した白色光を前記液晶表示パネルに照射する液晶表示装置であって、
   前記樹脂に含有させる前記赤色蛍光体の含有量により、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第１の光の色度座標ｘ値と、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第２の光の色度座標ｘ値とを、それぞれ、前記樹脂から出射する前記白色光の輝度を変化させたときの当該白色光の色度座標ｘ値の変動量が０．００５以下に収まるように合わせるとともに、
   前記光源制御回路により前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を制御して、前記樹脂から出射する前記白色光の色度座標ｙ値を当該白色光の輝度を変化させたときの当該色度座標ｙ値の変動量が０．００５以下に収まるように合わせることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記光源制御回路は、あらかじめ用意された前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量、および前記樹脂から出射する白色光の輝度の関係を示したデータを有し、当該データに基づいた電流制御または電圧制御により、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子の温度に応じて、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子に加える電流または電圧の大きさを制御する手段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。
4. 前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子に加える電流または電圧の大きさを制御する前記手段は、前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子のそれぞれに接続されたツェナーダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記赤色蛍光体は、蛍光活性物としてユーロピウム（Ｅｕ）イオン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。
6. 前記液晶表示パネルは、薄膜トランジスタを有する液晶画素がマトリクス状に配置されており、
   前記薄膜トランジスタの電圧駆動により、青色、緑色、および赤色の各色に相当するカラーフィルタ対応の前記液晶画素の透過率を開閉調整し、前記青色ＬＥＤ素子の発光スペクトル、緑色ＬＥＤ素子の発光スペクトル、および前記赤色蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ分離独立して前記液晶表示パネルから取り出すことにより、青色、緑色、および赤色のバックライト光を抽出する構成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。
7. 前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量と前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量とを独立して制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記光源制御回路は、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を単一に制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子は、前記液晶表示パネルの表示領域の背面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記白色光の色度座標は、色温度が１５０００Ｋ以上２００００Ｋ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 基材と、
    前記基材上に形成された青色ＬＥＤ素子および緑色ＬＥＤ素子と、
    前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を封止する樹脂と、
    前記青色ＬＥＤ素子および前記緑色ＬＥＤ素子を制御する光源制御回路と、を有し、
    前記樹脂は、赤色蛍光体を含有し、
    前記青色ＬＥＤ素子からの出射光、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光、およびそれらの出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した白色光を出射する照明装置であって、
    前記樹脂に含有させる前記赤色蛍光体の含有量により、前記青色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第１の光の色度座標ｘ値と、前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光および当該出射光で赤色蛍光体を励起して得られる放射光を混合した第２の光の色度座標ｘ値とを、それぞれ、前記樹脂から出射する前記白色光の輝度を変化させたときの当該白色光の色度座標ｘ値の変動量が０．００５以下に収まるように合わせるとともに、
    前記光源制御回路により前記青色ＬＥＤ素子からの出射光の光量および前記緑色ＬＥＤ素子からの出射光の光量を制御して、前記樹脂から出射する前記白色光の色度座標ｙ値を当該白色光の輝度を変化させたときの当該色度座標ｙ値の変動量が０．００５以下に収まるように合わせることを特徴とする照明装置。

Images