JP7043277B2 - Light source module and backlight device - Google Patents
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Description
本発明は、エリアを分割して個別に輝度調整を行う光源モジュールを備えたバックライト装置および表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight device and a display device provided with a light source module that divides an area and individually adjusts the brightness.
近年ではLEDの発光効率が向上してきたため、液晶用のバックライトなどにおいて、3原色である赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光をそれぞれ発する3種類のLEDが用いられるようになってきた。これら3種類のLEDの発したRGBの光を混色することによって白色光を得る手法が用いられるようになってきている。 Since the luminous efficiency of LEDs has improved in recent years, three types of LEDs that emit three primary colors, red (R), green (G), and blue (B), are used in backlights for liquid crystals and the like. It has become. A method of obtaining white light by mixing RGB light emitted from these three types of LEDs has come to be used.
しかしながら、LEDは、その種類(LEDの「種類」とは、発光色(発光波長)により分類した種類を意味する。)によって通電時間による輝度の変化率が大きく異なることが従来技術として知られている(特許文献1参照)。 However, it is known as a prior art that the rate of change in brightness with energization time varies greatly depending on the type of LED (the "type" of the LED means a type classified according to the emission color (emission wavelength)). (See Patent Document 1).
その原因は、通電してLEDを発光させることによりLEDは発熱し、発熱することによってLED自体の発光効率は低下するが、その低下率がLEDの種類によって異なるためである。また、長時間LEDに通電するとLEDは劣化することになるが、その劣化率もLEDの種類によって異なるためでもある。 The reason is that the LED generates heat when the LED is energized to emit light, and the luminous efficiency of the LED itself decreases due to the heat generation, but the rate of decrease differs depending on the type of LED. Further, when the LED is energized for a long time, the LED deteriorates, and the deterioration rate also differs depending on the type of LED.
このように、LEDはその種類によって輝度の変化率が異なるので、初期設定時に白色光を出射するように各輝度が調整されていたとしても、使用していくうちに各輝度の割合が変化する。そのため、混色された光は白色からずれた色合いを示すようになってしまう。 In this way, since the rate of change in brightness differs depending on the type of LED, even if each brightness is adjusted to emit white light at the time of initial setting, the ratio of each brightness changes as it is used. .. Therefore, the mixed light will show a hue deviating from white.
これらの問題を解消し、安定した白色光を出射できるようにするのが好ましい。例えば、RGBの3原色の混合による白色光を受光し、RGBそれぞれの波長帯域の光エネルギーをそれぞれ測光する受光素子と、受光素子の信号に基づいて光源の光のエネルギーを調整する調整手段とを備えた照明装置が開発されている(特許文献1参照)。 It is preferable to solve these problems so that stable white light can be emitted. For example, a light receiving element that receives white light obtained by mixing the three primary colors of RGB and measures the light energy of each wavelength band of RGB, and an adjusting means that adjusts the light energy of the light source based on the signal of the light receiving element. A lighting device equipped with the above has been developed (see Patent Document 1).
一方、液晶パネルのサイズが大きくなると、導光板を用いたバックライト(いわゆるエッジライト型バックライト)では光量不足になってくる。そのため、基板上に複数のLEDを配列してなる光源モジュールを液晶パネルの背面に並べ、液晶パネルの背面から直接光を照射するバックライト(いわゆる直下型バックライト)が必要になってくる。 On the other hand, as the size of the liquid crystal panel increases, the amount of light becomes insufficient in the backlight using the light guide plate (so-called edge light type backlight). Therefore, a backlight (so-called direct type backlight) is required in which a light source module in which a plurality of LEDs are arranged on a substrate is arranged on the back surface of the liquid crystal panel and the light is directly irradiated from the back surface of the liquid crystal panel.
直下型バックライトにおいても、LEDを用いた他の光源と同様、LEDの種類に応じた発光強度、温度特性、経年劣化の違い等のため、LEDの光量を随時調整しなければ白色光のばらつきが生じてくる。 Similar to other light sources using LEDs, the direct type backlight also has variations in white light unless the amount of LED light is adjusted as needed due to differences in emission intensity, temperature characteristics, aging deterioration, etc. depending on the type of LED. Will occur.
直下型バックライトを構成する光源モジュールの製造段階において、良好な白色光を発するように各光源モジュールを調整していたとしても、以下のような問題が生じる。具体的には、これら光源モジュールが機器の内部に組み込まれた状態では、機器内部の温度分布などによって光源モジュールごとに色のばらつきが生じる。また、各光源モジュールに通電すると、LEDの自己発熱により通電時間の経過とともに基板温度が上昇するため、基板温度の上昇も色のばらつきの原因となる。さらに、長時間使用した場合、LEDの種類ごとの劣化の度合いが異なることにより色のばらつきの原因となる。 Even if each light source module is adjusted so as to emit good white light in the manufacturing stage of the light source module constituting the direct type backlight, the following problems occur. Specifically, when these light source modules are incorporated inside the device, the color varies from light source module to light source module due to the temperature distribution inside the device. Further, when each light source module is energized, the substrate temperature rises with the passage of energization time due to the self-heating of the LED, so that the increase in the substrate temperature also causes color variation. Further, when the LED is used for a long time, the degree of deterioration differs depending on the type of LED, which causes color variation.
このため、製造段階において各光源モジュールを調整していたとしても、光源モジュールを使用しつつ、光源モジュールに搭載されているLEDの種類ごとの光量を適切に補正する必要がある。 Therefore, even if each light source module is adjusted at the manufacturing stage, it is necessary to appropriately correct the amount of light for each type of LED mounted on the light source module while using the light source module.
このため、各光源モジュールで同数のRGB各色のLEDをほぼ均一に分散させるように配置し、その中心に受光素子を配置することにより光源モジュールから取り出される光の状態を測光することが従来技術として知られている(特許文献2参照)。 Therefore, as a conventional technique, the same number of RGB LEDs of each color are arranged so as to be distributed almost uniformly in each light source module, and the light receiving element is arranged in the center thereof to measure the state of the light taken out from the light source module. It is known (see Patent Document 2).
しかしながら、上述のような従来技術は、光源モジュールに同数のRGB各色のLEDをほぼ均一に分散させるように配置し、さらに受光素子を配置することは、手間であり生産効率を低下させてしまう課題がある。また受光素子がバックライト装置の中心に一つだけ配置される構成のため、光源モジュール内の各LEDの劣化具合については評価できず、細かな補正を行うことができないという問題がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, arranging the same number of LEDs of each color of RGB in the light source module so as to disperse them substantially uniformly, and further arranging the light receiving elements is troublesome and reduces the production efficiency. There is. Further, since only one light receiving element is arranged in the center of the backlight device, there is a problem that the deterioration degree of each LED in the light source module cannot be evaluated and fine correction cannot be performed.
本発明の一態様は、エリアを分割して個別に輝度調整を行う光源モジュールを備えたバックライト装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize a backlight device including a light source module that divides an area and individually adjusts the brightness.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる光源モジュールは、発光素子と、受光素子と、透明樹脂とを備え、前記発光素子と前記受光素子とが同一パッケージにアセンブリされ、前記発光素子と前記受光素子とを透明樹脂で保護するようにパッケージングされたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the light source module according to one aspect of the present invention includes a light emitting element, a light receiving element, and a transparent resin, and the light emitting element and the light receiving element are assembled in the same package. It is characterized in that the light emitting element and the light receiving element are packaged so as to be protected by a transparent resin.
本発明の一態様によれば、バックライト装置において個別に輝度調整を行う光源モジュールを提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a light source module that individually adjusts the brightness in the backlight device.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail.
〔受光素子内蔵LEDモジュール10の構成〕
図1は、本実施形態にかかる受光素子内蔵LEDモジュール10の構成例を示す概略図である。受光素子内蔵LEDモジュール10は、発光素子として赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色のLEDから構成されるLED部30と受光素子40とを各々1つずつ配置し、同一パッケージにアセンブリされて樹脂20で覆われている光源モジュールである。好ましい実施形態では、透明樹脂で保護するように光源モジュールとしてパッケージングされる。
[Structure of
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of the
〔受光素子内蔵LEDモジュール10の作用〕
3原色である赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光をそれぞれ発する3種類のLEDから構成されるLED部30からの光をモジュール内の受光素子40が検知する。樹脂20は、受光素子内蔵LEDモジュール10を保護し取り扱いを容易にすると共に、LEDの発光を拡散するレンズの役割も備える。
[Action of
The
〔受光素子内蔵LEDモジュール10のみによるバックライト装置構成〕
図2は、図1の複数の受光素子内蔵LEDモジュール10を基板の一方の面にマトリックス状に配置したバックライト200の一態様を示す。図2では、6×6のマトリックス配列を示しているが、配列態様は任意の数値を採用することができる。好ましい実施形態では、LED制御回路(図示せず)は、受光素子内蔵LEDモジュール10が並べられる基板の面とは反対の面に配置される。好ましい実施形態では、LED制御回路は、LED駆動回路(図示せず)の他に受光素子40の値を受けてLED駆動の電流を補正して輝度補正を行うモジュール制御回路(図示せず)を備える。
[Backlight device configuration using only the
FIG. 2 shows an aspect of the
このように受光素子内蔵LEDモジュール10を並べることにより、従来技術(特許文献2)のようにLEDと受光素子とを個別に配置する必要がなく、基板作製の効率化を図ることができる。
By arranging the
図2に記載の受光素子内蔵LEDモジュール10は、自発光したLED部30の輝度をモジュール内の受光素子40で測定することができるため、受光素子内蔵LEDモジュール10内のLED部30を順次点灯していき点灯毎に輝度を測定することができる。LED制御回路は、目標輝度と測定輝度とを比較し、点灯輝度が目標に近づくように補正を行う。補正は、駆動電圧で輝度を表現している場合には、駆動電圧を上げる補正を行う。点灯と非点灯の繰り返しで輝度を表現している場合には、点灯時間と非点灯時間の比を調整して補正を行うことができる。
Since the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals are given to the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment, and the description thereof will not be repeated.
〔受光素子内蔵LEDモジュール10が点在するバックライト装置構成〕
図3は、基板の一方の面で、受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35を受光素子内蔵LEDモジュール10の周辺に8個配列したバックライト300の一態様を示す。図3の態様では、受光素子内蔵LEDモジュール10を取り囲むように従来のLEDモジュール35が配置されているが、かかるマトリックス形態に限定されるものではない。簡略化のため樹脂20の表示を省略しているが、好ましい実施形態では各モジュールは樹脂20で保護するように覆われてパッケージングされている。受光素子内蔵LEDモジュール10を含めた9個のモジュールを1ブロック(3×3のマトリックス配列)として配置して、基板を構成した場合を記載している(2ブロック×2ブロックのマトリックス配列)。ブロックの中心の受光素子内蔵LEDモジュール10内の受光素子40によって、周辺の受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35の輝度を測定する。
[Backlight device configuration in which
FIG. 3 shows an aspect of the
LEDを1モジュール毎に順次点灯させて、輝度を測定しても良いし、1ブロック毎にLEDを点灯させて輝度を測定しても良い。ブロックごとに輝度を測定することによりブロックで規定されたエリア毎の補正が容易になる。 The LED may be turned on sequentially for each module to measure the brightness, or the LED may be turned on for each block to measure the brightness. By measuring the brightness for each block, the correction for each area specified by the block becomes easy.
図3では、1ブロックが3×3のマトリックス配列を示しているが、配列個数は任意の数値を採用することができる。また全体として2ブロック×2ブロックのマトリックス配列示しているが、配列個数は任意の数値を採用することができる。好ましい実施形態では、基板の一方の面で、少なくとも受光素子内蔵LEDモジュール10が、受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35と隣接するように、受光素子内蔵LEDモジュール10をマトリックス状に配列する態様とすることができる。この場合、ある受光素子内蔵LEDモジュール10と最短距離にある別の受光素子内蔵LEDモジュール10との距離を1辺の長さとするブロックを構成することができる。この場合も、ブロックの中心の受光素子内蔵LEDモジュール10内の受光素子40によって、周辺の受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35の輝度を測定することができる。好ましい実施形態では、LED制御回路(図示せず)は、各モジュールが並べられる基板の面とは反対の面に配置される。
In FIG. 3, one block shows a matrix array of 3 × 3, but any numerical value can be adopted as the number of arrays. Further, although the matrix array of 2 blocks × 2 blocks is shown as a whole, any numerical value can be adopted as the number of arrays. In a preferred embodiment, the
〔実施形態3〕
LEDを覆っている透明樹脂は経時劣化があり、透明度が低下する。図1に示したとおり受光素子内蔵LEDモジュール10の受光素子40は保護のため樹脂で覆う必要があるが、樹脂が劣化した場合、基板表面での輝度と受光素子40で測定する輝度とに差が生じる。これは、単体でパッケージされた従来の受光素子においても同様である。しかし、従来の受光素子では補正を行う手段が無かったが、受光素子内蔵LEDモジュール10を用いることにより樹脂の曇り具合を測定することが可能である。
[Embodiment 3]
The transparent resin covering the LED deteriorates with time, and the transparency decreases. As shown in FIG. 1, the
1か所のLEDの輝度を複数の受光素子で測定して、出荷時のデータと比較することにより、樹脂の透過率を推測して、輝度を補正する。 By measuring the brightness of one LED with a plurality of light receiving elements and comparing it with the data at the time of shipment, the transmittance of the resin is estimated and the brightness is corrected.
好ましい実施形態の輝度補正方法では、輝度低下測定対象LED部30と同一モジュールに内蔵されている受光素子(第1の受光素子)の測定値と、別のモジュールに内蔵されている受光素子(第2の受光素子)の測定値とを比較する。このような比較により、パッケージ外からみたLEDの輝度の低下状態を計算することができる。
In the brightness correction method of the preferred embodiment, the measured value of the light receiving element (first light receiving element) built in the same module as the
図3において、受光素子内蔵LEDモジュール10の透明樹脂が曇った場合、周辺の受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35の輝度を低く計測してしまう。1か所の受光素子内蔵LEDモジュール10の輝度を複数の受光素子で測定して、出荷時のデータと比較することで、樹脂の曇り度合いを推測して、輝度の測定値を補正することができる。例えば、ある受光素子内蔵LEDモジュールAの受光素子による輝度の測定結果が、工場出荷時の輝度の70%と計測され、別の受光素子内蔵LEDモジュールBの受光素子による輝度の測定結果が、工場出荷時の輝度の80%と計測された場合を想定する。この場合、2つの計測結果から、Aの受光素子内蔵LEDモジュールは、樹脂20の曇りにより、受光感度が87.5%(=70%÷80%)程度に低下していると推測して、測定値を補正する。これをバックライト全面にわたるモジュールで繰り返すと精度が向上する。
In FIG. 3, when the transparent resin of the
他の好ましい実施形態では、パッケージの外から見たLEDモジュールの輝度の低下状態を評価に用いることができる。具体的には、輝度低下を評価したい対象の受光素子内蔵LEDモジュールCに内蔵された受光素子による受光測定結果と、別の受光素子内蔵LEDモジュールDに内蔵された受光素子の受光測定結果を利用してLEDモジュールの輝度の低下状態を評価する。 In another preferred embodiment, the reduced brightness of the LED module as seen from the outside of the package can be used for evaluation. Specifically, the light receiving measurement result by the light receiving element built in the light receiving element built-in LED module C for which the brightness reduction is to be evaluated and the light receiving measurement result of the light receiving element built in another light receiving element built-in LED module D are used. Then, the reduced state of the brightness of the LED module is evaluated.
受光素子内蔵LEDモジュールCに内蔵された受光素子40(第1の受光素子)の受光測定結果により、受光素子内蔵LEDモジュールCのLED部30は、工場出荷時の90%の輝度になった場合を想定する。しかし、受光素子内蔵LEDモジュールCに内蔵した受光素子(第1の受光素子)の受光測定結果(90%)をそのまま採用すると、樹脂の透過率低下を考慮していないため、輝度低下を低く見積もり過ぎることになる。一方、受光素子内蔵LEDモジュールDに内蔵された受光素子による受光測定結果(例えば、81.225%)を用いると、受光素子内蔵LEDモジュールDのパッケージの樹脂の透過率低下も包含してしまうため、輝度低下を大きく見積もり過ぎることになる。以下、受光素子内蔵LEDモジュールCに内蔵された受光素子を「受光素子C」(第1の受光素子)とし、受光素子内蔵LEDモジュールDに内蔵された受光素子を「受光素子D」(第2の受光素子)と称する。
When the
受光素子内蔵LEDモジュールCおよび受光素子内蔵LEDモジュールDは、同じ樹脂20を同じ環境下で使用しているため、双方の樹脂20の透過率の低下は同じと仮定する。受光素子C(第1の受光素子)の受光測定結果(90%)と受光素子D(第2の受光素子)の受光測定結果(81.225%)との差異は、双方の透明樹脂の黄変による透過率の低下に起因すると考えられる。具体的には、双方の透明樹脂の低下した透過率の二乗の値が、双方の測定結果の差異につながると考えられる。したがって、透明樹脂の低下した透過率は、以下の式で算出できる:
透明樹脂の透過率(出荷時比)=
(受光素子Cの測定値(出荷時比)÷受光素子D(出荷時比))^(1/2)。
上記の例では、(81.225%÷90%)^(1/2)=95%と算出できる。つまり、受光素子D(第2の受光素子)の測定結果(81.225%)は、受光素子C(第1の受光素子)の測定結果(90%)に、双方の透明樹脂の透過率95%の二乗を乗じた値となっているのが確認できる(81.225%=90%×95%×95%)。
Since the LED module C with a built-in light receiving element and the LED module D with a built-in light receiving element use the
Transmittance of transparent resin (compared to the time of shipment) =
(Measured value of light receiving element C (ratio at the time of shipment) ÷ light receiving element D (ratio at the time of shipment)) ^ (1/2).
In the above example, it can be calculated as (81.225% ÷ 90%) ^ (1/2) = 95%. That is, the measurement result (81.225%) of the light receiving element D (second light receiving element) is based on the measurement result (90%) of the light receiving element C (first light receiving element), and the transmittance of both transparent resins is 95. It can be confirmed that the value is multiplied by the square of% (81.225% = 90% × 95% × 95%).
本来のバックライトの輝度低下は、LED部30の輝度の低下と、樹脂の透過率の低下の双方を考慮する必要がある。低下した輝度(受光感度)は、低下したLED部30の輝度と、樹脂の低下した透過率とを掛け合わせて算出することができる。上記の例のように、受光素子内蔵LEDモジュールCのLED部30の劣化により輝度が90%となり、透明樹脂の劣化により低下した透過率が95%となった場合の輝度の低下は、以下のように算出される。具体的には、工場出荷時に対して(90%×95%=)85.5%の輝度となる。かかる算出結果を用いて測定値を更正することができる。
For the original decrease in the brightness of the backlight, it is necessary to consider both the decrease in the brightness of the
上述した樹脂の透過率の算出例は、図2のような態様だけでなく、図3のような受光素子内蔵LEDモジュール10と、受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35とが混在して配列する態様で構成されるバックライト装置においても適用可能である。更に後述する図6のような態様のバックライト装置においても適用可能である。
In the above-mentioned example of calculating the transmittance of the resin, not only the embodiment as shown in FIG. 2, but also the
〔実施形態4〕
好ましい実施形態では、受光素子40は、ダイオードに逆方向のバイアス電圧をかけることにより機能する。一方、LED部30の各発光ダイオード(発光素子)は、ダイオードに順方向のバイアス電圧をかけることにより発光するよう構成されている。したがって、1つのダイオード410のアノードとカソードとに印加するバイアス電圧を変化させてバイアス方向を変えることにより、当該ダイオード410を受光素子としても使用でき、発光素子(LED部30)としても使用することができる。つまり、バイアス方向を切り替えることができる切替回路400を備えることにより、発光素子と受光素子とをそれぞれ用意することなく、共通のダイオード410を発光素子としても使用でき、受光素子としても使用できる。
[Embodiment 4]
In a preferred embodiment, the
〔実施形態5〕
別の好ましい実施形態では、受光素子40は、ダイオードに逆方向のバイアスをかけずに、アノードとカソードが同電位になることにより機能する。例えば、図5(a)に示す通り、LEDを発光素子として使用する場合、各ダイオードに順方向のバイアス電圧をかけることにより発光するように構成されている。これに対し、例えば、外部回路によりR(赤色)およびB(青色)のダイオードに関して、それぞれのダイオードのアノードとカソードとに印加するバイアス電圧を変化させることができる。具体的には、それぞれのダイオードのアノードとカソードとに印加するバイアス電圧を変化させて、アノードとカソードとを同電位にするようにバイアス電圧を調整する。これにより、図5(b)に示す例では、R(赤色)およびB(青色)のダイオードを受光素子として使用することができ、G(緑)のダイオードを発光素子として機能させることができる。
[Embodiment 5]
In another preferred embodiment, the
〔共用LEDモジュール50の構成〕
共用LEDモジュール50は、外観上は、3原色である赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光をそれぞれ発する3種類のダイオードから構成されるLED部30と同等である。好ましい実施形態では、共用LEDモジュール50を実装するバックライト装置において、これらのダイオードのうち少なくとも1つを受光素子として使用することができる外部回路を備える。
[Configuration of shared LED module 50]
The shared
実施形態4の例では、共通のダイオード410から構成されるLED部30と、切替回路400とを備える。光源モジュールの一態様として、共通のダイオード410から構成されるLED部30と、切替回路400とは同一パッケージにアセンブリされて構成されてもよい。好ましい実施形態では、LED部30を構成する共通のダイオード410は透明樹脂で保護するように光源モジュールとしてパッケージングされる。別の実施形態では、切替回路400は同一パッケージではなく、外部回路としてバックライト装置に実装される。この場合、切替回路400は、同一パッケージにアセンブリされないため、共用LEDモジュール50は実質的にはLED部30と同等である。
In the example of the fourth embodiment, the
実施形態5の例でも、例えば、R(赤色)およびB(青色)のダイオードについてアノードとカソードを同電位にする回路を外部回路としてバックライト装置に実装することができる。この場合も、外部回路は、同一パッケージにアセンブリされないため、共用LEDモジュール50は実質的にはLED部30と同等である。
Also in the example of the fifth embodiment, for example, a circuit in which the anode and the cathode have the same potential for the R (red) and B (blue) diodes can be mounted on the backlight device as an external circuit. Also in this case, since the external circuit is not assembled in the same package, the shared
〔外部回路の構成〕
図4は、実施形態4に関するバイアス方向の切替回路400の一例を示す。バイアス方向を切り替える対象となるダイオード410のそれぞれの端子にスイッチ420および430を設ける。スイッチ420、430はそれぞれ、切替端子として発光側端子と受光側端子を備える。スイッチ420、430をそれぞれ発光側端子側に切り替えた場合、ダイオード410には順方向のバイアスがかかり、ダイオード410は発光素子(LED)として機能する。スイッチ420、430をそれぞれ、受光側端子側に切り替えた場合、ダイオード410には逆方向のバイアスがかかり、ダイオード410は受光素子として機能する。
[Structure of external circuit]
FIG. 4 shows an example of the bias
図5は、実施形態5に関する回路構成の一例を示す。一例として、外部回路によりR(赤色)、B(青色)のダイオードについてアノードとカソードを同電位に調整する場合について説明する。好ましい実施形態では、図5(b)に示す通り、アノード電圧を0V(GND)にして、カソード電圧も0Vにする。例えば、R(赤色)およびB(青色)のLEDドライバのトランジスタをONにすることにより、R(赤色)およびB(青色)のダイオードを0Vにショートさせることができる。このようにすることで、ダイオードに逆方向のバイアスをかけずに、アノードとカソードを同電位に変化させることができる。これにより、図5(b)に示す例では、R(赤色)およびB(青色)のダイオードを受光素子として使用することができ、G(緑色)のダイオードを発光素子として機能させることができる。 FIG. 5 shows an example of a circuit configuration according to the fifth embodiment. As an example, a case where the anode and the cathode of the R (red) and B (blue) diodes are adjusted to the same potential by an external circuit will be described. In a preferred embodiment, as shown in FIG. 5B, the anode voltage is set to 0V (GND) and the cathode voltage is also set to 0V. For example, by turning on the transistors of the R (red) and B (blue) LED drivers, the R (red) and B (blue) diodes can be shorted to 0V. By doing so, the anode and cathode can be changed to the same potential without biasing the diode in the opposite direction. Thereby, in the example shown in FIG. 5 (b), the R (red) and B (blue) diodes can be used as the light receiving element, and the G (green) diode can be made to function as the light emitting element.
〔共用LEDモジュール50を配置したバックライト装置〕
図6は、外部回路をバックライトの裏面に備えたバックライト装置500を表面から見た一態様である。例えば、実施形態4の態様では、図4の切替回路400を基板裏面のLED制御回路(図示せず)に備えた複数の共用LEDモジュール50をバックライトの表面側にマトリックス状に配置したバックライト装置500の一態様である。実施形態5の態様では、図5(b)に示したLEDドライバのトランジスタをONにする外部回路を基板裏面のLED制御回路(図示せず)に備えた態様である。図5(b)に示した共用LEDモジュール50をバックライトの表面側にマトリックス状に配置したバックライト装置500の一態様である。簡略化のため樹脂20の表示を省略しているが、好ましい実施形態では各共用LEDモジュール50は透明樹脂で保護するようにパッケージングされる。図6では、6×6のマトリックス配列を示しているが、配列個数は任意の数値を採用することができる。
[Backlight device in which the shared
FIG. 6 is an aspect of the
通常のバックライトとして使用する場合は、すべてのダイオードをLEDとして使用し、モジュールの劣化を測定する場合には所望のダイオードを受光素子として使用することにより、モジュールの劣化具合を調べることができる。任意のモジュールのダイオードを受光素子として選択することができるため、事前に受光素子を所定の場所に配置することなく柔軟に所望のモジュールの劣化を調べることができる。 When used as a normal backlight, all the diodes are used as LEDs, and when measuring the deterioration of the module, the desired diode is used as a light receiving element, so that the degree of deterioration of the module can be investigated. Since the diode of any module can be selected as the light receiving element, deterioration of the desired module can be flexibly investigated without arranging the light receiving element in a predetermined place in advance.
上述の実施形態2では、バックライト基板の表面側に、少なくとも受光素子内蔵LEDモジュール10が、受光素子を内蔵しない従来のLEDモジュール35と隣接するように、受光素子内蔵LEDモジュール10をマトリックス状に配列する態様を示した。本実施形態では、実施形態2における受光素子内蔵LEDモジュール10に代えて、共用LEDモジュール50を点在配置することもできる。点在する受光素子内蔵LEDモジュール10の全てを、共用LEDモジュール50と置換してもよく、点在する受光素子内蔵LEDモジュール10の一部を置換してもよい。
In the above-described second embodiment, the
上述の実施形態1では、バックライト基板の表面側に、受光素子内蔵LEDモジュール10をマトリックス状に配置したバックライト200の一態様を示した。本実施形態のバックライト装置500は、実施形態1の受光素子内蔵LEDモジュール10の全てを共用LEDモジュール50と置換した態様と考えることもできる。好ましい実施形態では、実施形態1の受光素子内蔵LEDモジュール10の一部を共用LEDモジュール50と置換してもよい。
In the first embodiment described above, one aspect of the
〔まとめ〕
本発明の態様1にかかる光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10)は、発光素子(LED部30)と、受光素子(40)と、透明樹脂(樹脂20)と、を備え、前記発光素子(LED部30)と前記受光素子(40)とが同一パッケージにアセンブリされ、前記発光素子(LED部30)と前記受光素子(40)とを透明樹脂(樹脂20)で保護するようにパッケージングされたことを特徴とする。
〔summary〕
The light source module (
上記の構成によれば、バックライト装置において個別に輝度調整を行う光源モジュールを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a light source module that individually adjusts the brightness in the backlight device.
本発明の態様2にかかる光源モジュール(共用LEDモジュール50)は、上記態様1において、前記発光素子(LED部30)と、前記受光素子(40)とが共通のダイオードからなり、前記共通のダイオードのアノードとカソードに印加するバイアス電圧を変化させることにより前記共通のダイオードを発光素子(LED部30)として機能させ、または、受光素子(40)として機能させることを特徴とする。 In the light source module (shared LED module 50) according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the light emitting element (LED unit 30) and the light receiving element (40) are made of a common diode, and the common diode. The common diode is made to function as a light emitting element (LED unit 30) or a light receiving element (40) by changing the bias voltage applied to the anode and the cathode.
上記の構成によれば、発光素子と受光素子をそれぞれ別個に用意することなく、共通のダイオードを発光素子としても使用でき、受光素子としても使用できる光源モジュールを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a light source module in which a common diode can be used as a light emitting element and can also be used as a light receiving element without separately preparing a light emitting element and a light receiving element.
本発明の態様3にかかるバックライト装置(200、500)は、上記態様1または2における光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)を複数備え、複数の前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)をバックライト基板の一方の面にマトリックス状に配置したことを特徴とする。
The backlight device (200, 500) according to the third aspect of the present invention includes a plurality of light source modules (
上記の構成によれば、LEDと受光素子とを個別に配置する必要がなく、バックライト基板作製の効率化を図ることができる。 According to the above configuration, it is not necessary to arrange the LED and the light receiving element individually, and it is possible to improve the efficiency of manufacturing the backlight substrate.
本発明の態様4にかかるバックライト装置(300)は、透明樹脂(樹脂20)で保護するようにパッケージングされたLEDモジュール(35)を更に複数備え、前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)と前記LEDモジュール(35)とをバックライト基板の一方の面にマトリックス状に配置し、少なくとも前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)が、前記LEDモジュール(35)と隣接するように配置したことを特徴とする。
The backlight device (300) according to the fourth aspect of the present invention further includes a plurality of LED modules (35) packaged so as to be protected by a transparent resin (resin 20), and the light source module (
上記の構成によれば、ある光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)と最短距離にある別の受光素子内蔵LEDモジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)との距離を1辺の長さとするブロックを構成することができ、ブロックごとに輝度を測定することによりブロックで規定されたエリア毎の補正が容易となる。
According to the above configuration, one light source module (
本発明の態様5にかかるバックライト装置(200、300、500)は、上記態様3または4にかかるバックライト装置において、第1の前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)にアセンブリされた発光素子(LED部30、ダイオード410)の輝度について、第1の前記光源モジュールにアセンブリされた第1の受光素子(受光素子40、ダイオード410)における受光測定結果と、第2の前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)にアセンブリされた第2の受光素子(受光素子40、ダイオード410)における受光測定結果とを比較することにより前記透明樹脂(樹脂20)の透過率を算出することを特徴とする。
The backlight device (200, 300, 500) according to the fifth aspect of the present invention is the first light source module (
上記の構成によれば、1か所のLEDの輝度を複数の受光素子で測定して、出荷時のデータと比較することにより、樹脂の透過率を推測して、輝度を補正することができる。 According to the above configuration, by measuring the brightness of one LED with a plurality of light receiving elements and comparing it with the data at the time of shipment, the transmittance of the resin can be estimated and the brightness can be corrected. ..
本発明の態様6にかかるバックライト装置の輝度補正方法は、上記態様3または4にかかるバックライト装置(200、300、500)に配置された第1の前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)にアセンブリされた発光素子(LED部30、ダイオード410)の輝度について、第1の前記光源モジュールにアセンブリされた第1の受光素子(受光素子40、ダイオード410)における受光測定結果と、第2の前記光源モジュール(受光素子内蔵LEDモジュール10、共用LEDモジュール50)にアセンブリされた第2の受光素子(受光素子40、ダイオード410)における受光測定結果とを比較することにより前記透明樹脂(樹脂20)の透過率を算出することを特徴とする。
The method for correcting the brightness of the backlight device according to the sixth aspect of the present invention is the first light source module (
上記の構成によれば、1か所のLEDの輝度を複数の受光素子で測定して、出荷時のデータと比較することにより、樹脂の透過率を推測して、輝度を補正することができる。 According to the above configuration, by measuring the brightness of one LED with a plurality of light receiving elements and comparing it with the data at the time of shipment, the transmittance of the resin can be estimated and the brightness can be corrected. ..
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Further, by combining the technical means disclosed in each embodiment, new technical features can be formed.
本発明の態様7にかかる光源モジュール(共用LEDモジュール50)は、上記態様1において、前記発光素子(LED部30)と、前記受光素子(40)とが共通のダイオード(410)からなり、スイッチ(420、430)を更に備え、前記スイッチを切り替えることにより前記ダイオード(410)を発光素子(LED部30)として機能させ、または、受光素子(40)として機能させることを特徴とする。
In the
上記の構成によれば、発光素子と受光素子をそれぞれ別個に用意することなく、共通のダイオードを発光素子としても使用でき、受光素子としても使用できる光源モジュールを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a light source module in which a common diode can be used as a light emitting element and can also be used as a light receiving element without separately preparing a light emitting element and a light receiving element.
本発明の態様8にかかる光源モジュール(共用LEDモジュール50)は、上記態様1において、前記発光素子(LED部30)と、前記受光素子(40)とが共通のダイオード(共用LEDモジュール50のR(赤色)又はB(青色)のダイオード)からなり、
共通のダイオードに順バイアスを印加させることにより前記共通のダイオードを発光素子(LED部30)として機能させ、
前記共通のダイオードのアノードとカソードのバイアス電圧が等しくなるようにバイアス電圧を変化させることにより、前記共通のダイオードを受光素子(40)として機能させることを特徴とする。
In the light source module (shared LED module 50) according to the eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the diode (R of the shared LED module 50) in which the light emitting element (LED unit 30) and the light receiving element (40) are common. (Red) or B (blue) diode)
By applying a forward bias to the common diode, the common diode functions as a light emitting element (LED unit 30).
It is characterized in that the common diode functions as a light receiving element (40) by changing the bias voltage so that the bias voltage of the anode and the cathode of the common diode becomes equal.
上記の構成によれば、発光素子と受光素子をそれぞれ別個に用意することなく、共通のダイオードを発光素子としても使用でき、受光素子としても使用できる光源モジュールを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a light source module in which a common diode can be used as a light emitting element and can also be used as a light receiving element without separately preparing a light emitting element and a light receiving element.
10 受光素子内蔵LEDモジュール
20 樹脂
30 LED部
40 受光素子
35 LEDモジュール
50 共用LEDモジュール
200、300、500 バックライト装置
400 切替回路
410 ダイオード
420、430 スイッチ
10 LED module with built-in light receiving
Claims (6)
複数の前記光源モジュールをバックライト基板の一方の面にマトリックス状に配置したバックライト装置であって、
前記光源モジュールは、
発光素子と、
受光素子と、
透明樹脂と、
を備え、
前記発光素子と前記受光素子とが同一パッケージにアセンブリされ、
前記発光素子と前記受光素子とを透明樹脂で保護するようにパッケージングされ、
第1の前記光源モジュールにアセンブリされた発光素子の輝度について、第1の前記光源モジュールにアセンブリされた第1の受光素子における受光測定結果と、第2の前記光源モジュールにアセンブリされた第2の受光素子における受光測定結果とを比較することにより前記透明樹脂の透過率を算出することを特徴とするバックライト装置。 Equipped with multiple light source modules
A backlight device in which a plurality of the light source modules are arranged in a matrix on one surface of a backlight substrate.
The light source module is
Light emitting element and
With the light receiving element
With transparent resin
Equipped with
The light emitting element and the light receiving element are assembled in the same package.
The light emitting element and the light receiving element are packaged so as to be protected by a transparent resin.
Regarding the brightness of the light emitting element assembled in the first light source module, the light receiving measurement result in the first light receiving element assembled in the first light source module and the second light source assembled in the second light source module. A backlight device characterized in that the transmittance of the transparent resin is calculated by comparing with a light receiving measurement result in a light receiving element.
複数の前記光源モジュールをバックライト基板の一方の面にマトリックス状に配置したバックライト装置であって、 A backlight device in which a plurality of the light source modules are arranged in a matrix on one surface of a backlight substrate.
前記光源モジュールは、 The light source module is
発光素子と、 Light emitting element and
受光素子と、 With the light receiving element
透明樹脂と、 With transparent resin
を備え、Equipped with
前記発光素子と前記受光素子とが同一パッケージにアセンブリされ、 The light emitting element and the light receiving element are assembled in the same package.
前記発光素子と前記受光素子とを透明樹脂で保護するようにパッケージングされ、 The light emitting element and the light receiving element are packaged so as to be protected by a transparent resin.
前記LEDモジュールは、 The LED module is
透明樹脂で保護するようにパッケージングされた発光素子を備え、且つ受光素子を備えず、 It has a light emitting element packaged to protect it with a transparent resin and does not have a light receiving element.
前記光源モジュールと前記LEDモジュールとをバックライト基板の同一の面にマトリックス状に配置し、 The light source module and the LED module are arranged in a matrix on the same surface of the backlight substrate.
少なくとも前記光源モジュールが、前記LEDモジュールと隣接するように配置したことを特徴とするバックライト装置。 A backlight device characterized in that at least the light source module is arranged so as to be adjacent to the LED module.
前記共通のダイオードのアノードとカソードとに印加するバイアス電圧を変化させることにより前記共通のダイオードを発光素子として機能させ、または、受光素子として機能させることを特徴とする請求項1又は2に記載のバックライト装置。 The light emitting element and the light receiving element are made of a common diode.
The first or second aspect of the present invention, wherein the common diode functions as a light emitting element or a light receiving element by changing the bias voltage applied to the anode and the cathode of the common diode. Backlight device.
前記光源モジュールと前記LEDモジュールとをバックライト基板の同一の面にマトリックス状に配置し、
少なくとも前記光源モジュールが、前記LEDモジュールと隣接するように配置し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。 An LED module in which a light emitting element is packaged so as to be protected by a transparent resin, and further provided with a plurality of LED modules not provided with a light receiving element .
The light source module and the LED module are arranged in a matrix on the same surface of the backlight substrate.
The backlight device according to claim 1 , wherein at least the light source module is arranged so as to be adjacent to the LED module.
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