KR101425956B1 - 면형상 광원 장치 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

투과형 액정 표시 장치를 배면(背面; back surface)으로부터 조명하는 면형상 광원 장치는, P×Q개의, 광원이 개별적으로 제어되는 면형상 광원 유닛을 포함한다. 각 광원은 복수(複數; plurality)의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고, 각 발광 소자 유닛은, 적색을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자를 포함한다. 각 면형상 광원 유닛에 있어서 복수의 적색 발광 소자, 복수의 녹색 발광 소자, 복수의 청색 발광 소자 각각에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심( center of mass)은, 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치한다.
10…컬러 액정 표시 장치, 11…표시 영역, 12…표시 영역 유닛, 13…액정 재료, 20…프런트·패널(앞면 패널), 21…제1 기판, 22…컬러 필터, 23…오버코트층, 24…투명한 제1 전극, 25…배향막, 26…편광 필름, 30…리어·패널(배면 패널), 31…제2 기판, 32…스위칭 소자, 34…투명한 제2 전극, 35…배향막, 36…편광 필름, 37…절연층, 40…면형상 광원 장치, 41…격벽, 42…면형상 광원 유닛, 43…발광 소자 유닛, 44, 44R, 44G, 44B…발광 다이오드, 45, 45R, 45G, 45B…포토다이오드(광 센서), 51…하우징, 52A…하우징의 바닥면, 52B…하우징의 측면, 53…외측 프레임, 54…내측 프레임, 55A, 55B…스페이서, 56…가이드 부재, 57…브래킷 부재, 61…확산판, 62…확산 시트, 63…프리즘 시트, 64…편광 변환 시트, 65…반사 시트, 70…백라이트 제어 유닛, 71…연산 회로, 72…메모리, 80…면형상 광원 유닛 구동 회로, 81…연산 회로, 82…메모리, 83…LED 구동 회로, 84…포토다이오드 제어 회로, 85R, 85G, 85B…스위칭 소자, 86…발광 다이오드 구동 전원, 90…액정 표시 장치 구동 회로, 91…타이밍 컨트롤러

Description

면형상 광원 장치 및 액정 표시 장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}
도 1의 (a) 및 (b)는 실시예 1에 따라 발광 소자 유닛을 구성하는 발광 소자의 배치를 모식적으로 도시하는 도면.
도 2의 (a) 및 (b)는 실시예 2에 따라 발광 소자 유닛을 구성하는 발광 소자의 배치를 모식적으로 도시하는 도면.
도 3은 휘도 프로파일의 일 예를 모식적으로 도시하는 그래프.
도 4는 실시예 1에 따른 액정 표시 장치 조립체의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에서 사용하기에 적합한 컬러 액정 표시 장치 및 면형상 광원 장치를 포함하는 액정 표시 장치 조립체의 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 사용하기에 적합한 구동 회로의 일부분의 개념도.
도 7의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치에 있어서의 발광 다이오드 등의 배치/배열 상태를 모식적으로 도시하는 도면.
도 7의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 액정 표시 장치 및 면형상 광원 장치를 포함하는 액정 표시 장치 조립체의 모식적인 일부 단면도.
도 8은 컬러 액정 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 9의 (a) 및 (b)는 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max과 동일한 값을 가지는 구동 신호에 대응하는 제어 신호가 화소에 공급되었다고 가정할 경우 획득될 표시 휘도·제2 규정값 y2가 면형상 광원 유닛에 의해서 얻어지도록, 면형상 광원 유닛 구동 회로의 제어하에서 면형상 광원 유닛의 광원 휘도 Y2가 증가되는/감소되는 상태를 설명하기 위한 개념도.
도 10의 (a)는 부화소를 구동하기 위해서 액정 표시 장치 구동 회로에 입력되는 구동 신호의 값을 2.2승한 값(x＇≡x2.2)과 듀티비(=tON/tConst)와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 10의 (b)는 부화소의 광 투과율을 제어하기 위한 제어 신호의 값 X와 표시 휘도 y와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 11의 (a) 및 (b)는 면형상 광원 장치의 광원 휘도와 화소의 광 투과율(개구율)과, 표시 영역에 있어서의 표시 휘도와의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 12의 (a) 및 (b)는 각각, 일본 특허공개공보 제2005-258403호에 개시된 4개의 발광 다이오드의 배치 상태를 도시하는 도면 및, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서 부분적인 발광 불균일(발광색 시프트)이 생기는 상태를 모식적으로 도시하는 도면.
도 13의 (a) 및 (b)는 각각, 종래의 기술에 따른 면형상 광원 장치에 있어서 의 발광 다이오드의 배치 상태를 도시하는 도면 및, 면형상 광원 유닛에 대응하는 부분의 외연 영역에 있어서 부분적인 발광 불균일(발광색 시프트) 어떻게 발생하는지를 모식적으로 도시하는 도면.
도 14의 (a) 및 (b)는 각각, 종래의 기술에 따른 또다른 면광원 장치 내 발광 다이오드의 배치 상태를 도시하는 도면 및, 면형상 광원 유닛에 대응하는 부분의 외연 영역에 있어서 부분적인 발광 불균일(발광색 어긋나고)이 어떻게 발생하는지를 모식적으로 도시하는 도면.
본 발명은 2006년 6월 21일 일본 특허청에 등록된 일본 특허 공보 JP2006-17139에 관련된 주제를 포함하며, 이 특허의 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다.
본 발명은 면형상 광원 장치(面狀光源裝置; surface light source device) 및 액정 표시 장치(liquid crystal display unit)에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 있어서는, 액정 재료 그 자체는 발광하지 않는다. 따라서, 예를 들면 액정 표시 장치의 표시 영역을 조사(照射;radiate)하는 직시형(direct type)의 면형상 광원 장치(백 라이트)를, 복수(複數; plurality)의 화소로 구성된 표시 영역의 배면(背面; back surface)에 배치한다. 또한, 컬러 액정 표시 장치에 있어서, 하나의 화소는, 예를 들면 적색 발광 부화소(副畵素; sub pixel), 녹색 발광 부화소 및 청색 발광 부화소의 3개의 부화소로 구성되어 있다. 그리고, 각 화소 혹은 각 부화소를 구성하는 액정 셀을, 일종의 광학 셔터{라이트·밸브(light valve)}로서 동작시킴으로써, 즉 각 화소 혹은 각 부화소의 광 투과율(개구율)을 제어하고, 면형상 광원 장치로부터 출사(出射; emit)된 조명광(예를 들면, 백색광)의 광 투과율을 제어하는 것에 의해, 화상을 표시하고 있다.
종래의 기술에서, 액정 표시 장치 조립체(組立體; assembly)의 면형상 광원 장치는, 표시 영역 전체를, 균일하고(uniform) 또한 일정한(constant) 밝기(明度; brightness)로 조명한다. 이와 같은 면형상 광원 장치와는 다른 구성, 즉 복수의 면형상 광원 유닛으로 구성되고, 복수의 표시 영역 유닛에 있어서의 조도의 분포를 변화시키는 구성을 가지는 면형상 광원 장치가, 예를 들면, 일본 특허공개공보(特開) 제2005-258403호에 개시되어 있다.
이와 같은 면형상 광원 장치는, 이하에 설명하는 방법에 기초해서 제어된다. 즉, 면형상 광원 장치를 구성하는 각각의 면형상 광원 유닛의 최고 휘도(luminance)를 Ymax로 하고, 표시 영역 유닛에 있어서의 화소의 광 투과율(개구율)의 최대값(구체적으로는, 예를 들면 100%)을 Ltmax로 한다. 또, 면형상 광원 장치를 구성하는 각각의 면형상 광원 유닛이 최고 휘도 Ymax일 때, 표시 영역 유닛에 있어서의 각 화소의 표시 휘도(y0)을 얻기 위한 각 화소의 광 투과율(개구율)을 Lt0으로 한다. 그러면, 이 경우에 있어서는, 면형상 광원 장치를 구성하는 각각의 면형상 광원 유닛의 광원 휘도 Y0을,
Y0·Ltmax=Ymax·Lt0
을 만족시키도록 제어될 수 있다. 또한, 이와 같은 제어의 개념도를 도 11의(a) 및 (b)에 도시한다. 여기서, 면형상 광원 유닛의 광원 휘도 Y0을, 액정 표시 장치의 화상 표시에 있어서의 프레임(편의상, 화상 표시 프레임이라고 부른다) 마다 변화시킨다.
그리고, 이와 같은 면형상 광원 장치의 제어(면형상 광원 장치의 분할 구동이라고 부르는 경우가 있다)에 의해, 액정 표시 장치에 있어서의 화이트(白; white) 레벨의 증가, 블랙(黑; black) 레벨의 저하에 의한 컨트라스트비의 증가를 달성할 수 있고, 그 결과, 화상 표시의 품질의 향상을 도모할 수 있고, 면형상 광원 장치의 소비 전력의 감소를 도모할 수 있다.
또한, 일본 특허공개공보 제2005-258403호에 개시된 기술에 있어서는, 1개의 면형상 광원 유닛에는 4개의 발광 다이오드(LED)가 배치되어 있다(일본 특허공개공보 제2005-258403호의 단락 번호 [0071] 및 도 18 참조). 일본 특허공개공보 제2005-258403호에 개시된 4개의 LED의 배치 상태를, 도 12의 (a)에 모식적으로 도시한다.
또, 표시 영역 전체를, 균일하고 또한 일정한 밝기로 조명하는 면형상 광원 장치에 있어서의 발광 다이오드의 배치의 일부를, 도 13의 (a) 및 도 14의 (a)에 예시한다. 또한, 이와 같은 배치의 일예가, 닛케이 일렉트로닉스　2004년 12월 20일 제889호의 제124∼제128 페이지에 게재되어 있다. 여기서, 도면에서 적색 발광 다이오드를 동그라미 속에 "R"문자를 넣은 기호로 나타내고, 녹색 발광 다이오드를 동그라미 속에 "G"문자를 넣은 기호로 나타내며, 청색 발광 다이오드를 동그라미 속에 "B"문자를 넣은 기호로 나타내었다.
도 12의 (a)에 도시한 4개의 LED의 배치 상태에 있어서는, 면형상 광원 유닛의 외연(外緣; outer edge) 영역에 있어서, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 부분적인 발광색 불균일(斑; variation; 얼룩, 차이)(발광색의 시프트)이 생겨 버린다. 즉, 면형상 광원 유닛의 중앙 부분으로부터는 백색광(白色光)이 출사되지만, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서는, 백색광과는 약간 다른 광이 출사된다. 또한, 도 12의 (b)에 있어서, 가는 점선은, 청색 발광 LED에 의해서 생성되는 휘도 프로파일에 있어서의 어떤(或; given; 임의의) 값의 등고선(等高線; contour line)을 모식적으로 나타낸다. 또, 일점 쇄선(one-dot chain line)은, 적색 발광 LED에 의해서 생성되는 휘도 프로파일 내 주어진 값의 등고선을 모식적으로 나타낸다. 녹색 발광 LED에 의해서 생성되는 휘도 프로파일 내 주어진 값의 등고선의 도시는 생략했지만, 적색 발광 LED에 의해서 생성되는 휘도 프로파일 혹은 녹색 발광 LED에 의해 생성되는 휘도 프로파일과 일치하고 있지 않다.
마찬가지로, 도 13의 (a) 및 도 14의 (a)에 도시한 LED의 배열에 기초해서, 면형상 광원 장치의 분할 구동을 시도(attempting)한 경우에도, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서, 도 13의 (b) 혹은 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 부분적인 발광 불균일(발광색 시프트)이 생겨 버린다. 또한, 도 13의 (a) 및 도 14의 (a)에 있어서, 면형상 광원 장치의 분할 구동을 시도했을 때의 면형상 광원 장치의 분할 상태를 실선으로 나타낸다. 또, 도 13의 (b) 및 도 14의(b)에 있어서는, 면형상 광원 유닛의 외연에 대응하는 부분을 실선으로 나타낸다.
그리고, 이와 같은 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서의 부분적인 불균일(컬러 시프트)은, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 대응한 액정 표시 장치에 있어서의 화소에서 원하는 색으로부터의 시프트를 야기한다.
따라서, 분할 구동되는 면형상 광원 장치를 구성하는 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서의 부분적인 불균일(색 시프트)이 생기기 어려운 구성, 구조를 가지는 면형상 광원 장치가 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양상(態樣; aspect) 내지 제3 양상에 따라, 배면으로부터 투과형 액정 표시 장치를 조명하는 면형상 광원 장치로서, 이 액정 표시 장치는 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성된 표시 영역을 가지며, 액정 표시 장치의 표시 영역을 P×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정함으로써 획득된 그 P×Q개의 표시 영역 유닛에 대응하는 P×Q개의 면형상 광원 유닛을 포함하는 면형상 광원 장치가 제공된다. 면형상 광원 유닛에 포함된 광원은, 개별적으로 제어되고, 각 면형상 광원 유닛에 포함된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛을 포함하고, 각 발광 소자 유닛은, 적어도 1개의 적색(赤色)을 발광하는 적색 발광 소자, 적어도 1개의 녹색(綠色)을 발광하는 녹색 발광 소자 및, 적어도 1개의 청색(靑色)을 발광하는 청색 발광 소자를 포함한다.
그리고, 본 발명의 제1 양상에 따른 면형상 광원 장치에 있어서, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심(重心; center of mass)은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치하고, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 녹색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치하고, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 청색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치한다.
여기서, 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심이, 이 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치한다는 것이 아래와 같이 규정된다. 즉, 면형상 광원 장치에 있어서, 1개의 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자만을 턴온(turn on)하고, 복수의 적색 발광 소자의 발광에 기초하는 2차원의 휘도 프로파일을 측정하며, 면형상 광원 유닛의 외연의 투사 영상(projection image)에 포함되는 2차원의 휘도 프로파일 부분에 있어서의 무게중심을 구한다. 그리고, 이 휘도 프로파일의 무게중심 위치가 면형상 광원 유닛의 무게중심{통상, 면형상 광원 유닛의 중심점(中心点; center point)과 일치한다}을 중심으로 한 직경 D(㎜)의 원의 내부에 위치할 때, "실질적으로 일치한다" 고 한다. 여기서, "D"의 값(단위：㎜)은, 면형상 광원 유닛의 면적을 S0(㎟)으로 했을 때,
D=0. 2S0 1 /2
을 만족시킨다. 동일한 정의가 "형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 녹색 발광 소자 에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심이, 이 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치한다", 혹은 "형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 청색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심이, 이 면형상 광원 유닛의 중심과 실질적으로 일치한다"에 적용된다. 또한, 휘도 프로파일의 소정의(所定; predetermined) 위치를 원점(原点)(0, 0)으로 하고, 휘도 프로파일에 있어서의 점(xi, yi)에 있어서의 휘도가 L(xi, yi)로 주어질 때, 이하의 식 (A), 식 (B)로부터, 휘도 프로파일의 무게중심의 좌표(XC, YC)를 구할 수가 있다.
Figure 112007043782476-pat00001
또, 본 발명의 제2 양상에 따른 면형상 광원 장치에 있어서는, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자의 위치의 무게중심은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치하고, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 녹색 발광 소자의 위치의 무게중심은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치하고, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 청색 발광 소자의 위치의 무게중심은 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자의 위치의 무게중심이 이 면형상 광원 유닛의 무게중심과 실질적으로 일치할 때, 이것은 복수의 적색 발광 소자의 위치의 무게중심(복수의 적색 발광 소자의 위치 좌표로부터 구해진 복수의 적색 발광 소자의 중심점)으로부터 면형상 광원 유닛의 무게중심(통상, 면형상 광원 유닛의 중심점에 일치한다)까지의 거리 d가, 면형상 광원 유닛의 면적을 S0(㎟)으로 했을 때, 이하의 값을 만족시키는 것을 의미한다. 동일한 정의가 복수의 녹색 발광 소자, 복수의 청색 발광 소자에도 적용될 수 있다.
d≤0.05S0 1 /2
또한, 본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치에 있어서는, 면형상 광원 유닛의 평면 형상은 직사각형(矩形; rectangular shape)이고, 각 면형상 광원 유닛에 있어서, 면형상 광원 유닛의 변(邊; side)을 따라서, 적어도 1개의 적색 발광 소자, 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 적어도 1개의 청색 발광 소자가 배치되어 있고, 또한 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자가 면형상 광원의 네 변을 따라 동일한 순서로 배열된다.
본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치에 있어서, 면형상 광원 유닛의 1변을 따라서, 복수의 적색 발광 소자가 배치되어 있는 경우, 및/또는, 복수의 녹색 발광 소자가 배치되어 있는 경우, 및/또는, 복수의 청색 발광 소자가 배치되어 있는 경우, 1개의 면형상 광원 유닛의 1변에 있어서, 동일한 발광색의 발광 소자가 서로 인접(adjacent)해서 배열되지 않는 것이 바람직함이 주목되어야 한다. 또, 인 접하는 2개의 면형상 광원 유닛의 변을 따라서 바라보았을 때에도, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자의 배열순은 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양상 내지 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치(이하, 이들을 총칭해서 단지 본 발명에 따른 면형상 광원 장치라고 부른다)에 있어서, 1개의 면형상 광원 유닛에 구비된 광원은 복수의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있다. 발광 소자 유닛의 개수는, 구체적으로는, 2이상이면 좋다. 이 경우에는, 복수의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 적색 발광 소자는 2회 회전 대칭으로(two-rotation symmetrically) 배치되어 있고, 복수의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 녹색 발광 소자는 2회 회전 대칭으로 배치되고, 복수의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 청색 발광 소자는 2회 회전 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 나아가, 발광 소자 유닛의 개수는, 4개인 것이 가장 바람직하다.
그리고, 1개의 면형상 광원 유닛에 구비된 광원이 4개의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있는 경우, 1개의 면형상 광원 유닛에 있어서, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 적색 발광 소자는 4회 회전 대칭으로(four-rotation symmetrically) 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 녹색 발광 소자는 4회 회전 대칭으로 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 청색 발광 소자는 4회 회전 대칭으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 나아가서는, 이 경우, 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 2개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고, 이들 4개의 발광 소자는, 가상의 직사각형의 네 모서리에 배치되어 있고, 면형상 광원 유닛의 평면 형상을 직사각형 으로 하고, 면형상 광원 유닛의 무게중심을 원점으로 한 좌표계를 가정했을 때, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에 가장 가까운 모서리 및, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에서 가장 먼 모서리에, 녹색 발광 소자가 배치되어 있고, 나머지 두 모서리의 각각에, 적색 발광 소자 및 청색 발광 소자가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 이 경우 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 1개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고, 이들 3개의 발광 소자의 각각은, 가상의 "L"자의 세로획(縱棒; vertical bar; 세로로 긋는 선)의 선단 부분, 가상의 "L"자의 가로획(橫棒; horizontal bar; 가로로 긋는 선)의 선단 부분 및, 세로획과 가로획이 교차하는 부분에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 1개의 적색 발광 소자, 2개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자로 구성되고, 상술한 바와 같이 배열된 유닛을 "2×2 유닛"이라고 칭했을 때, 각 발광 소자 유닛은, 1×2=2개의 "2×2 유닛"으로 구성되거나, 혹은 또, 2×2=4개의 「2×2 유닛」으로 구성되거나, 혹은 또, 2×3=6개의 "2×2 유닛"으로 구성되거나, 혹은 또, a×b=a·b개의 "2×2 유닛"으로 구성이 채택될 수 있다.
상술된 바와 같이 다양한 바람직한 형태 및 구성을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원장치에 있어서, 각각의 두 개의 인접한 면형상 광원 유닛은 격벽(partition wall)으로 서로 분리될 수 있다. 격벽에 의해서, 면형상 광원 유닛을 구성하는 광원으로부터 출사된 광의 반사 또는 투과 또는 반사 및 투과가 제어된다. 또한, 이 경우, 1개의 면형상 광원 유닛은, 4개의 격벽에 의해서 둘러싸이거나, 혹은 또, 3개의 격벽과 하우징(筐體; housing)(후술한다)의 1개의 측면에 의해 서 둘러싸이거나, 혹은 또, 2개의 격벽과 하우징의 2개의 측면에 의해서 둘러싸여 있다. 격벽을 구성하는 재료로서, 예를 들면 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, ABS 수지를 들 수가 있다. 격벽 표면에 광 확산 반사 기능을 부여해도 좋으며, 경면 반사 기능(鏡面反射機能; specular reflection function)을 부여해도 좋다. 격벽 표면에 광 확산 반사 기능을 부여하기 위해서는, 샌드 블라스트법(sand blast method)에 기초해서 격벽 표면에 오목볼록(凹凸; irregularities)을 형성하거나, 오목볼록을 가지는 필름(광 확산 필름)을 격벽 표면에 접착(貼付; attaching)하면 좋다. 또, 격벽 표면에 경면 반사 기능을 부여하기 위해서는, 광 반사 필름을 격벽 표면에 접착하거나, 예를 들면 도금(plating)에 의해서 격벽 표면에 광 반사층을 형성하면 좋다.
상술된 다양한 바람직한 구성을 포함하는 본 발명의 실시예에 따라 면형상 광원에서, 발광 소자로서, 발광 다이오드(LED)를 들 수가 있다. 발광 소자를 발광 다이오드로 구성하는 경우, 적색 발광 소자로서, 예를 들면 파장 640㎚의 적색을 발광하는 적색 발광 다이오드를 들 수 있고, 녹색 발광 소자로서, 예를 들면 파장 530㎚의 녹색을 발광하는 녹색 발광 다이오드를 들 수 있으며, 청색 발광 소자로서, 예를 들면 파장 450㎚의 청색을 발광하는 청색 발광 다이오드를 들 수 있고, 이들 발광 다이오드의 발광에 의해서, 백색광을 얻을 수가 있다. 적색, 녹색, 청색 이외의 제4번째의 색, 제5번째의 색…을 발광하는 발광 소자(발광 다이오드)를 더 구비하고 있어도 좋지만, 이 경우에는, 제4번째의 색, 제5번째의 색…을 발광하는 발광 소자도, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자에 요구되는 규정을 만족시킬 필요가 있다.
발광 다이오드는, 소위 페이스업(face up) 구조를 가지고 있어도 좋고, 플립칩(flip-chip) 구조를 가지고 있어도 좋다. 즉, 발광 다이오드는, 기판(基板; substrate) 및, 기판 상에 형성된 발광층으로 구성되어 있고, 발광층으로부터 광이 외부로 출사되는 구조로 해도 좋고, 발광층으로부터 광이 기판을 통과해서 외부로 출사되는 구조로 해도 좋다. 보다 구체적으로는, 발광 다이오드(LED)는, 예를 들면 기판 상에 형성된 제1 도전형(예를 들면 n형)을 가지는 화합물 반도체층으로 이루어지는 제1 클래드층, 제1 클래드층 상에 형성된 활성층, 활성층 상에 형성된 제2 도전형(예를 들면 p형)을 가지는 화합물 반도체층으로 이루어지는 제2 클래드층의 적층 구조를 가지고, 제1 클래드층에 전기적으로 접속된 제1 전극 및, 제2 클래드층에 전기적으로 접속된 제2 전극을 구비하고 있다. 발광 다이오드를 구성하는 층은, 발광 파장에 의존해서, 주지(周知)의 화합물 반도체 재료로 구성하면 좋다.
또한, 램버트 시안 방식(Lambert Cyan type)과 같이, 직진 방향으로의 광 강도가 강한 렌즈를 발광 다이오드의 광 출사 부분에 부착해도 좋다.
본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치에 있어서는, 광원의 발광 상태(구체적으로는, 예를 들면 광원의 휘도(luminace), 혹은 광원의 색도(chromaticity), 혹은 광원의 휘도와 색도)를 측정하기 위한 광 센서가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 광 센서의 수는, 최저 1개이면 좋지만, 1개의 면형상 광원 유닛에 한 세트의 광 센서가 배치되어 있는 구성으로 하는 것이, 각 면형상 광원 유닛의 발광 상태를 확실하게 측정한다고 하는 관점에서 바람직하다. 광 센서로서, 알려진 포토다이오드나 CCD 장치를 들 수가 있다. 그리고, 이 경우, 한 세트의 광 센서를, 적색광의 광 강도를 측정하기 위해서 적색 필터가 부착된 포토다이오드, 녹색광의 광 강도를 측정하기 위해서 녹색 필터가 부착된 포토다이오드 및, 청색광의 광 강도를 측정하기 위해서 청색 필터가 부착된 포토다이오드로 구성할 수가 있다.
여기서, 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율이라고도 불린다) Lt, 화소 혹은 부화소에 대응하는 표시 영역 부분의 휘도(표시 휘도) y 및, 면형상 광원 유닛의 휘도(광원 휘도) Y를, 이하와 같이 정의한다.
Y1: 광원 휘도, 예를 들면 최고 휘도이며, 이하에서 광원 휘도 제1 규정값(first specified light-source-transmittance value)라고 부르는 경우가 있다.
Lt1: 표시 영역 유닛에 있어서의 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율)의, 예를 들면 최대값이며, 이하에서 광 투과율·제1 규정값(first specified light-transmittance value)라고 부르는 경우가 있다.
Lt2: 광원 휘도가 광원 휘도·제1 규정값 Y1일 때, 표시 영역 유닛을 구성하는 모든 화소를 구동하기 위해서 구동 회로에 입력되는 구동 신호의 값 중의 최대값을 나타내는 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max와 동일한 값을 가지는 구동 신호에 상당하는 제어 신호가 화소 혹은 부화소에 공급되었다고 가정했을 때의 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율)이며, 이하에서 광 투과율·제2 규정값이 라고 부르는 경우가 있다. 또한, 0≤Lt2≤Lt1 임이 기록되어야 한다.
y2: 광원 휘도가 광원 휘도·제1 규정값 Y1이며, 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율)이 광 투과율·제2 규정값 Lt2라고 가정했을 때에 얻어지는 표시 휘도이다. 이하에서 표시 휘도·제2 규정값이라고 부르는 경우가 있다.
Y2: 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max와 동일한 값을 가지는 구동 신호에 상당하는 제어 신호가 화소 혹은 부화소에 공급되었다고 가정하고, 또 이 때의 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율)이 광 투과율·제1 규정값 Lt1로 보정되었다고 가정했을 때, 화소 혹은 부화소의 휘도를 표시 휘도·제2 규정값(y2)으로 하기 위한 면형상 광원 유닛의 광원 휘도. 단, 광원 휘도 Y2에는, 각 면형상 광원 유닛의 광원 휘도가 다른 면형상 광원 유닛의 광원 휘도에 미치는 영향을 고려한 보정이 행해지는 경우가 있다.
본 발명의 실시예에 따라 면형상 광원 장치의 구동 동안, 표시 영역 유닛 내 구동 신호 최대값 xU -max와 똑같은(동일한) 값을 가지는 구동 신호에 상당하는 제어 신호가 화소에 공급되었다고 가정함으로써 화소의 휘도(광 투과율·제1 규정값 Lt1에 있어서의 표시 휘도·제2 규정값 y2)를 획득하기 위해, 표시 영역 유닛에 대응하는 면형상 광원 유닛을 구성하는 광원의 휘도를 구동 회로에 의해서 제어하지만, 구체적으로는, 예를 들면 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율)을, 예를 들면 광 투과율·제1 규정값 Lt1로 했을 때에 표시 휘도 y2가 얻어지도록, 광원 휘도 Y2를 제어하면 좋다(예를 들면, 감소시키면 좋다). 즉, 예를 들면 이하의 수학식 1을 만족시키도록, 화상 표시 프레임마다 면형상 광원 유닛의 광원 휘도 Y2를 제어하면 좋다. 또한, Y2≤Y1의 관계에 있다.
Y2·Lt1=Y1·Lt2　　
구동 회로는, 예를 들면 펄스폭 변조(PWM) 신호 발생 회로, 듀티비 제어 회로, 발광 다이오드(LED) 구동 회로, 연산 회로, 메모리 등으로 구성된 면형상 광원 장치 제어 회로(백라이트 제어 유닛 및 면형상 광원 유닛 구동 회로)와, 타이밍 컨트롤러 등의 알려진 회로로 구성된 액정 표시 장치 구동 회로로 구성할 수가 있다.
면형상 광원 장치는, 나아가서는, 확산판, 확산 시트, 프리즘 시트, 편광(偏光; polarization) 변환 시트 등을 포함하는 광학 기능 시트군이나, 반사 시트를 포함할 수가 있다.
투과형 액정 표시 장치는, 예를 들면 투명한 제1 전극을 구비한 프런트·패널(front panel), 투명한 제2 전극을 구비한 리어·패널(rear panel) 및, 프런트·패널과 리어 패널 사이에 배치된 액정 재료로 이루어진다.
프런트·패널은, 보다 구체적으로는, 예를 들면 유리 기판이나 실리콘 기판으로 이루어지는 제1 기판과, 제1 기판의 내면에 마련된 투명한 제1 전극(공통 전극이라고도 부르며, 예를 들면 ITO로 이루어진다)과, 제1 기판의 외면에 설치된 편 광 필름으로 구성되어 있다. 나아가서는, 투과형 컬러 액정 표시 장치에 있어서는, 제1 기판의 내면에, 아크릴 수지나 에폭시 수지로 이루어지는 오버코트층(overcoat layer)에 의해서 코팅(被覆; coat)된 컬러 필터가 마련되어 있다. 컬러 필터의 배치 패턴으로서, 델타 배열, 스트라이프 배열, 다이애거널(diagonal) 배열 및 렉탱글(rectangle) 배열을 들 수가 있다. 그리고, 프런트·패널은, 오버코트층 상에 투명한 제1 전극이 더 형성된 구성을 가지고 있다. 한편, 리어·패널은, 보다 구체적으로는, 예를 들면 유리 기판이나 실리콘 기판으로 이루어지는 제2 기판과, 제2 기판의 내면에 형성된 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 의해서 도통(conduction)/비도통(non-conduction)이 제어되는 투명한 제2 전극(화소 전극이라고도 부르며, 예를 들면 ITO로 이루어진다)과, 제2 기판의 외면에 마련된 편광 필름으로 구성되어 있다. 투명한 제2 전극을 포함하는 전체 면(全面; entire surface)에는 배향막(alignment layer)이 형성되어 있다. 이들의 투과형 컬러 액정 표시 장치를 포함하는 액정 표시 장치를 구성하는 각종 부재나 액정 재료는, 알려진 부재 및 재료로 구성할 수가 있다. 스위칭 소자로서, 단결정 실리콘 반도체 기판에 형성된 MOS형 FET나, 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 3단자 소자나, MIM 소자, 바리스터(varistor) 소자, 다이오드 등의 2단자 소자를 예시할 수가 있다.
투명한 제1 전극과 투명한 제2 전극의 중복(重複; overlap) 영역으로서 액정 셀을 포함하는 영역이 1 화소 혹은 1 부화소에 해당한다. 그리고, 투과형 컬러 액정 표시 장치에 있어서는, 각 화소를 구성하는 적색 발광 부화소(부화소 [R])는, 이러한(상기) 영역과 적색을 투과하는 컬러 필터와의 조합(組合; combination)으로 구성되고, 녹색 발광 부화소(부화소 [G])는, 이러한 영역과 녹색을 투과하는 컬러 필터와의 조합으로 구성되며, 청색 발광 부화소(부화소 [B])는, 이러한 영역과 청색을 투과하는 컬러 필터와의 조합으로 구성되어 있다. 부화소 [R], 부화소 [G] 및 부화소 [B]의 배치 패턴은, 상술한 컬러 필터의 배치 패턴과 일치한다. 화소는 적색 발광 부화소, 녹색 발광 화소, 및 청색 발광 부화소를 포함하는 세 개의 부화소의 한 세트로 반드시 구성될 필요는 없다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 화소는 예를 들면 이들 3개의 부화소에 또 하나 혹은 복수의 부화소를 추가한 한 세트(예를 들면, 휘도 향상을 위해서 백색을 발광하는 부화소를 추가한 한 세트, 색재현 범위를 확대하기 위해서 보색(補色)을 발광하는 부화소를 추가한 한 세트, 색재현 범위를 확대하기 위해서 옐로우(yellow)를 발광하는 부화소를 추가한 한 세트, 색재현 범위를 확대하기 위해서 옐로우 및 시안(cyan)을 발광하는 부화소를 더한 한 세트)로 구성될 수도 있다.
2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소의 수 M0×N0을 (M0, N0)으로 표기했을 때, (M0, N0)의 값으로서, 구체적으로는 VGA(640, 480), S-VGA(800, 600), XGA(1024, 768), APRC(1152, 900), S-XGA(1280, 1024), U-XGA(1600, 1200), HD-TV(1920, 1080), Q-XGA(2048, 1536) 이외에, (1920, 1035), (720, 480), (1280, 960) 등, 화상 표시용 해상도(解像度; resolution)의 몇 가지를 예시할 수 있다. 그러나, (M0, N0) 값이 이 값들에 한정되는 것은 아니다. (M0, N0)의 값과 (P, Q)의 값과의 관계로서, 한정하는 것은 아니지만, 아래의 표 1에 예시할 수가 있다. 1개 의 표시 영역 유닛을 구성하는 화소의 수로서, 20×20 내지 320×240, 바람직하게는, 50×50 내지 200×200을 예시할 수가 있다. 표시 영역 유닛에 있어서의 화소의 수는, 일정하거나 변할 수 있다.
Figure 112007043782476-pat00002
본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치에서, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심과 면형상 광원 유닛의 무게중심과의 관계를 규정하거나, 혹은 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 무게중심의 위치와 면형상 광원 유닛의 무게중심과의 관계를 규정하거나, 혹은 또, 각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 배치/배열 상태를 규정함으로써, 면형상 광원 유닛의 외연에서 부분적인 색 변화(색 시프트)가 발생하는 것을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다. 그 결과, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 대응하는 액정 표시 장치 내에서 원하는 색으로부터의 색 시프트의 발생을 억제하는 것이 가능하다.
면형상 광원 유닛이 격벽으로 구획(區劃; partition)되어 있는 경우, 격벽의 존재로 인해, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서의 부분적인 불균일(색 시프트)의 발생이, 한층더 현저하게 인식되기 쉽게 된다. 이를 고려하여, 본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치에 있어서, 면형상 광원 유닛의 외연 영역에 있어서의 부분적인 불균일(색 시프트)의 발생이 확실하게 방지되므로, 비록 면형상 광원 유닛이 격벽에 의해 구획되어 있는 경우이더라도, 문제가 발생하지 않을 가능성이 크다.
나아가서는, 본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치에 있어서, 표시 영역 유닛 내 구동 신호 최대값 xU -max와 동일한 값을 가지는 구동 신호에 상당하는 제어 신호가 화소에 공급되었다고 가정했을 때의 화소의 휘도(광 투과율·제1 규정값 Lt1에 있어서의 표시 휘도·제2 규정값 y2)가 얻어지도록, 표시 영역 유닛에 대응하는 면형상 광원 유닛을 구성하는 광원의 휘도를 구동 회로에 의해서 제어하면, 면형상 광원 장치의 소비 전력의 감소를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 화이트 레벨의 증가나 블랙 레벨의 증가를 도모하고, 이에 의해 높은 콘트라스트비(액정 표시 장치의 화면 표면에 있어서의, 외광 반사 등을 포함하지 않는, 전체 블랙(全黑; full black) 표시부와 전체 화이트(全白; full white) 표시부의 휘도비)를 얻을 수 있다. 따라서, 원하는 표시 영역의 밝기를 강조하는 것이 가능하게 되므로, 화상 표시의 품질 향상을 도모할 수가 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 면형상 광원 장치를 설명될 것이다. 이에 앞서서, 각 실시예에 있어서 사용하기에 적합한 투과형 컬러 액정 표시 장치나 면형상 광원 장치의 개요를, 도 5, 도 6, 도 7의 (a) 및 (b), 도 8을 참조하여 설명한다.
도 5에 개념도를 도시하는 바와 같이, 투과형 컬러 액정 표시 장치(10)는, 제1 방향을 따라 M0개, 제2 방향을 따라 N0개의, 합계 M0×N0개의 화소가 2차원 매트릭스형상으로 배열된 표시 영역(11)을 구비하고 있다. 여기서, 표시 영역(11)을, P×Q개의 가상의 표시 영역 유닛(12)으로 분할했다고 가정한다. 각 표시 영역 유닛(12)은 복수의 화소로 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들면 화상 표시용 해상도로서 HD-TV 규격을 만족시키는 것이고, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 화소의 수 M0×N0을 (M0, N0)으로 표기했을 때, 예를 들면 (1920, 1080)이다. 또, 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성된 표시 영역(11)(도 5에 있어서, 일점쇄선으로 나타낸다)이 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛(12)(경계를 점선으로 나타낸다)으로 분할되어 있다. (P, Q)의 값은, 예를 들면 (19, 12)이다. 단, 도면의 간소화를 위해서, 도 5에 있어서의 표시 영역 유닛(12)(및, 후술하는 면형상 광원 유닛(42))의 수는, 이 값과는 다르다. 각 표시 영역 유닛(12)은 복수(M×N)의 화소로 구성되어 있고, 1개의 표시 영역 유닛(12)을 구성하는 화소의 수는, 예를 들면 약 10,000이다. 각 화소는, 각각이 다른 색을 발광하는 복수의 부화소를 한 세트로 해서 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 화소는, 적색 발광 부화소(부화소[R]), 녹색 발광 부화소(부화소[G]) 및, 청색 발광 부화소(부화소[B])의 3개의 부화소(서브 픽셀)로 구성되어 있다. 이 투과형 컬러 액정 표시 장치(10)는, 선-순차적으로(線順次; line-sequentially) 구동된다. 보다 구체적으로는, 컬러 액정 표시 장치(10)는, 매트릭스형상으로 교차하는 주사 전극(제1 방향을 따라 연장하고 있다)과 데이터 전극(제2 방향을 따라 연장하고 있다)을 가진다. 주사 전극에 주사 신호를 입력해서 주사 전극을 선택 및 주사하고, 데이터 전극에 입력된 데이터 신호(제어 신호에 기초하는 신호이다)에 기초해서 화상을 표시시켜서, 일 화면(one screen)을 구성한다.
컬러 액정 표시 장치(10)는, 도 8에 모식적인 일부 단면도에서 도시되는 바와 같이, 투명한 제1 전극(24)을 구비한 프런트·패널(20), 투명한 제2 전극(34)을 구비한 리어·패널(30) 및, 프런트·패널(20)과 리어·패널(30) 사이에 배치된 액정 재료(13)로 이루어진다.
프런트·패널(20)은, 예를 들면 유리 기판으로 이루어지는 제1 기판(21)과, 제1 기판(21)의 외면에 마련된 편광 필름(26)을 포함한다. 제1 기판(21)의 내면에는, 아크릴 수지나 에폭시 수지로 이루어지는 오버코트층(23)에 의해 코팅된 컬러 필터(22)가 마련된다. 오버코트층(23) 상에는, 투명한 제1 전극(공통 전극이라고도 부르며, 예를 들면 ITO로 이루어진다)(24)이 형성되고, 투명한 제1 전극(24) 상에 는 배향막(25)이 형성되어 있다. 한편, 보다 구체적으로 리어·패널(30)은, 예를 들면 유리 기판으로 이루어지는 제2 기판(31)과, 제2 기판(31)의 내면에 형성된 스위칭 소자(구체적으로는, 박막 트랜지스터, TFT)(32)와, 스위칭 소자(32)에 의해서 도통/비도통이 제어되는 투명한 제2 전극(화소 전극이라고도 부르며, 예를 들면 ITO로 이루어진다)(34)과, 제2 기판(31)의 외면에 마련된 편광 필름(36)으로 구성되어 있다. 투명한 제2 전극(34)을 포함하는 전면에는 배향막(35)이 형성되어 있다. 프런트·패널(20)과 리어·패널(30)은, 그들의 외주부(外周部; outer peripheral portion)에서 봉지재(封止材; sealant)(미도시)를 거쳐서 접합(接合; joint)되어 있다. 또한, 스위칭 소자(32)는, TFT에 한정되지 않음이 주목되어야 한다. 예를 들면 스위칭 소자(32)는 MIM 소자로 구성될 수 있다. 도면에서의 참조 번호(37)는 스위칭 소자(32)와 스위칭 소자(32) 사이에 마련된 절연층(insulating layer)이다.
이들 투과형 컬러 액정 표시 장치를 구성하는 각종 부재나, 액정 재료는, 알려진 부재(部材; components) 및 재료로 구성할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
직시형의 면형상 광원 장치(백 라이트)(40)는, P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛(12)에 대응한 P ×Q개의 면형상 광원 유닛(42)으로 이루어진다. 각 면형상 광원 유닛(42)은 면형상 광원 유닛(42)에 대응하는 표시 영역 유닛(12)을 배면으로부터 조명한다. 면형상 광원 유닛(42)에 구비된 광원은 개별적으로 제어된다. 컬러 액정 표시 장치(10)의 하부에 면형상 광원 장치(40)가 위치되어 있지만, 도 5에 있 어서, 컬러 액정 표시 장치(10)와 면형상 광원 장치(40)를 따로따로 표시했다. 면형상 광원 장치(40)에 있어서의 발광 다이오드 등의 배치/배열 상태를 도 7의 (a)에 모식적으로 도시하고, 컬러 액정 표시 장치(10) 및 면형상 광원 장치(40)로 이루어지는 액정 표시 장치 조립체의 모식적인 일부 단면도를 도 7의 (b)에 도시한다.
각 면형상 광원 유닛(42)에 포함된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛(43)으로 구성되어 있다. 또, 각 발광 소자 유닛(43)은, 적어도 1개의 적색을 발광하는 적색 발광 소자(구체적으로는, 적색 발광 다이오드(44R)), 적어도 1개의 녹색을 발광하는 녹색 발광 소자(구체적으로는, 녹색 발광 다이오드(44G)) 및, 적어도 1개의 청색을 발광하는 청색 발광 소자(구체적으로는, 청색 발광 다이오드(44B))로 구성되어 있다. 각 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)는, 펄스폭 변조(PWM) 제어 방식에 기초해서 구동된다. 적색 발광 다이오드(44R)는, 적색(예를 들면, 파장 640㎚)을 발광하고, 녹색 발광 다이오드(44G)는, 녹색(예를 들면, 파장 530㎚)을 발광하며, 청색 발광 다이오드는, 청색(예를 들면, 파장 450㎚)을 발광한다는 점이 주목되어야 한다.
또한, 면형상 광원 유닛(42)의 평면 형상은 직사각형이다.
도 7의 (b)에 액정 표시 장치 조립체의 모식적인 일부 단면도를 도시하는 바와 같이, 면형상 광원 장치(40)는, 외측 프레임(53)과 내측 프레임(54)을 구비한 하우징(51)으로 구성되어 있다. 투과형 컬러 액정 표시 장치(10)의 단부(端部; end)는, 외측 프레임(53)과 내측 프레임(54) 사이에, 스페이서(55A, 55B)를 거쳐서 끼워 넣어지도록 보존유지(保持; hold)되어 있다. 또, 외측 프레임(53)과 내측 프레임(54) 사이에는, 가이드 부재(56)가 배치되어 있고, 외측 프레임(53)과 내측 프레임(54) 사이에 끼워넣어진 컬러 액정 표시 장치(10)가 어긋나지 않는 구조로 되어 있다. 하우징(51) 내 상부에는, 확산판(61)이 스페이서(55C), 브래킷 부재(57)를 거쳐서 내측 프레임(54)에 부착되어 있다. 또, 확산판(61) 상에는, 확산 시트(62), 프리즘 시트(63), 편광 변환 시트(64)를 포함하는 광학 기능 시트군이 적층되어(laminated) 있다.
하우징(51)의 내부로서 하부에는, 반사 시트(65)가 구비되어 있다. 여기서, 이 반사 시트(65)는, 그 반사면이 확산판(61)과 대향하도록 배치되고, 하우징(51)의 바닥면(底面; bottom surface)(52A)에 부착용 부재(attatching member)(미도시)를 거쳐서 부착되어 있다. 반사 시트(65)는, 예를 들면 시트 기판(sheet substrate) 상에, 은(銀) 반사막, 저굴절률막, 고굴절률막을 순차(sequentially) 적층한 구조를 가지는 은증(銀增; silver augmented) 반사막으로 구성할 수가 있다. 반사 시트(65)는, 복수의 발광 다이오드(44)로부터 출사된 광이나, 하우징(51)의 측면(52B)에 의해 반사된 광, 혹은 경우에 따라서는, 도 7의 (a)에 도시하는 격벽(41)에 의해서 반사된 광을 반사한다. 따라서, 적색을 발광하는 복수의 적색 발광 다이오드(44R), 녹색을 발광하는 복수의 녹색 발광 다이오드(44G) 및, 청색을 발광하는 복수의 청색 발광 다이오드(44B)로부터 출사된 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼색(混色)되고, 색순도(色純度)가 높은 백색광을 조명광으로서 얻을 수가 있다. 이 조명광은, 확산판(61), 확산 시트(62), 프리즘 시트(63), 편광 변환 시 트(64)와 같은 광학 기능 시트군을 통과해서, 컬러 액정 표시 장치(10)를 배면으로부터 조사(illuminate)한다.
하우징(51)의 바닥면(52A) 근방(近傍; near)에는, 광 센서로서 포토다이오드(45R, 45G, 45B)가 배치되어 있다. 또한, 포토다이오드(45R)는, 적색광의 광 강도(light intensity)를 측정하기 위해서 적색 필터가 부착된 포토다이오드이며, 포토다이오드(45G)는, 녹색광의 광 강도를 측정하기 위해서 녹색 필터가 부착된 포토다이오드이며, 포토다이오드(45B)는, 청색광의 광 강도를 측정하기 위해서 청색 필터가 부착된 포토다이오드임이 주목되어야 한다. 이 경우, 1개의 면형상 광원 유닛(42)에 한 세트의 광 센서(포토다이오드 45R, 45G, 45B)가 배치되어 있다. 광센서인 포토다이오드(45R, 45G, 45B)에 의해서, 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)의 휘도(luminance) 및 색도(chromacity)가 측정된다.
면형상 광원 장치(40)를 구성하는 면형상 광원 유닛(42)과 면형상 광원 유닛(42)은, 필수는 아니지만, 격벽(41)에 의해 서로 구획(仕切; partition)되어 있다. 1개의 면형상 광원 유닛(42)은, 4개의 격벽(41)에 의해서 둘러싸이거나, 3개의 격벽(41)과 하우징(51)의 1개의 측면(52B)에 의해서 둘러싸이거나, 2개의 격벽(41)과 하우징(51)의 2개의 측면(52B)에 의해서 둘러싸여 있다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 외부(표시 회로)로부터의 구동 신호에 기초해서 면형상 광원 장치(40) 및 컬러 액정 표시 장치(10)를 구동하기 위한 구동 회로는, 펄스폭 변조 제어 방식에 기초해서, 각 면형상 광원 유닛(42)에 있어서의 발광 소자 유닛(43)을 구성하는, 직렬 접속된 적색 발광 다이오드(44R), 직렬 접속 된 녹색 발광 다이오드(44G) 및, 직렬 접속된 청색 발광 다이오드(44B)의 온/오프 제어를 수행하는 백라이트 제어 유닛(70) 및 면형상 광원 유닛 구동 회로(80)와, 액정 표시 장치 구동 회로(90)로 구성되어 있다. 백라이트 제어 유닛(70)은, 연산 회로(71) 및 메모리(memory)(72)로 구성되어 있다. 한편, 면형상 광원 유닛 구동 회로(80)는, 연산 회로(81), 메모리(메모리)(82), LED 구동 회로(83), 포토다이오드 제어 회로(84), FET로 이루어지는 스위칭 소자(85R, 85G, 85B), 발광 다이오드 구동 전원(정전류원)(86)으로 구성되어 있다. 백라이트 제어 유닛(70) 및 면형상 광원 유닛 구동 회로(80)를 구성하는 이들 회로 등은 알려진 회로 등으로 구성될 수 있다. 한편, 컬러 액정 표시 장치(10)를 구동하기 위한 액정 표시 장치 구동 회로(90)는, 타이밍 컨트롤러(91)와 같은 알려진 회로로 구성되어 있다. 컬러 액정 표시 장치(10)에는, 액정 셀을 구성하는 TFT로 이루어지는 스위칭 소자(32)를 구동하기 위한, 게이트·드라이버, 소스·드라이버 등 (이들은 미도시)이 구비되어 있다. 어떤 화상 표시 프레임에 있어서의 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)의 발광 상태는, 포토다이오드(45R, 45G, 45B)에 의해서 측정되고, 포토다이오드(45R, 45G, 45B)로부터의 출력은 포토다이오드 제어 회로(84)에 입력되고, 포토다이오드 제어 회로(84), 연산 회로(81)에 있어서, 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)의 예를 들면 휘도 및 색도로서의 데이터(신호)로 변환되며, 이러한 데이터가 LED 구동 회로(83)에 보내지며, 다음의 화상 표시 프레임에 있어서의 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)의 발광 상태가 제어되는 피드백 메커니즘이 형성된다. 또, 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)의 하류쪽(downstream side)에는 전류 검출용 저항(rR, rG, rB)이, 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)와 직렬로 삽입되어 있고, 저항(rR, rG, rB)의 전류 흐름은 전압으로 변환되고, 저항(rR, rG, rB)에 있어서의 전압 강하가 소정의 값으로 되도록, LED 구동 회로(83)의 제어하에서, 발광 다이오드 구동 전원(정전류원)(86)의 동작이 제어된다. 여기서, 도 6에는, 발광 다이오드 구동 전원(정전류원)(86)을 1개로 묘사하고 있지만, 실제로는, 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)를 구동하기 위한 발광 다이오드 구동 전원(86)이 배치되어 있다.
2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성된 표시 영역(11)이 P ×Q개의 표시 영역 유닛으로 분할되어 있다. 이 상태를, "행" 및 "열"로 표현하면, 표시 영역(11)은 Q행×P열의 표시 영역 유닛으로 분할되어 있다고 할 수 있다. 또, 표시 영역 유닛(12)은 복수(M ×N)의 화소로 구성되어 있지만, 이 상태를 "행" 및 "열"로 표현하면, N행 ×M열의 화소로 구성되어 있다고 할 수 있다. 또한, 2차원 매트릭스 형상으로 배열되고, 제q행, 제p열[단, q=1, 2,…, Q이며, p=1, 2,…, P]에 위치하는 표시 영역 유닛, 면형상 광원 유닛을 각각, 표시 영역 유닛(12(q, p)), 면형상 광원 유닛(42(q, p))으로 표기하고, 표시 영역 유닛(12(q, p)) 혹은 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 관련된 요소 및 항목에, 첨자(添字) 「(q, p)」혹은 「-(q, p)」를 붙이는 경우가 있다. 여기서, 적색 발광 부화소(부화소[R]), 녹색 발광 부화소(부화소[G]) 및, 청색 발광 부화소(부화소[B])를 일괄하여 통합해서(collectively) "부 화소[R, G, B]" 라고 부르는 경우가 있다. 부화소[R, G, B]의 동작의 제어(구체적으로는, 예를 들면 광 투과율(개구율)의 제어)를 위해서 부화소[R, G, B]에 입력되는 적색 발광 제어 신호, 녹색 발광 제어 신호 및, 청색 발광 제어 신호를 일괄하여 통합해서 "제어 신호[R, G, B]"라고 부르는 경우가 있고, 표시 영역 유닛을 구성하는 부화소[R, G, B]를 구동하기 위해서 외부로부터 구동 회로로 입력되는 적색 발광 부화소 구동 신호, 녹색 발광 부화소 구동 신호 및, 청색 발광 부화소 구동 신호를 일괄하여 통합해서 "구동 신호[R, G, B]"라고 부르는 경우가 있다.
각 화소는, 부화소[R](적색 발광 서브픽셀), 부화소[G](녹색 발광 서브픽셀) 및, 부화소[B](청색 발광 서브픽셀)의 3개의 부화소(서브픽셀)를 한 세트로 해서 구성되어 있다. 아래 실시예의 설명에 있어서는, 부화소[R, G, B]의 각각의 휘도의 제어{계조(階調; gray level) 제어}를 0∼255의 28 단계 내 8-비트 제어로 설정한다. 따라서, 각 표시 영역 유닛(12)을 구성하는 각 화소에 있어서의 부화소[R, G, B]의 각각을 구동하기 위해서 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력되는 구동 신호[R, G, B]의 값(xR, xG, xB)의 각각은, 28 단계의 값을 취한다. 또, 각 면형상 광원 유닛을 구성하는 적색 발광 다이오드(44R), 녹색 발광 다이오드(44G) 및 청색 발광 다이오드(44B)의 각각의 발광 시간을 제어하기 위한 펄스폭 변조 출력 신호의 각각의 값 SR, SG, SB도, 0∼255의 28 단계의 값을 취한다. 그러나, 이것은 제한적으로 해석되어서는 안된다. 예를 들면 10∼1023의 210 단계 내 10비트로 설정될 수 있 으며, 이 경우에는, 예를 들어 8비트 수치가 4배만큼 증가될 수 있다.
화소의 각각에, 화소의 각각의 광 투과율 Lt를 제어하는 제어 신호가 구동 회로로부터 공급된다. 구체적으로는, 부화소[R, G, B]의 각각의 광 투과율 Lt를 제어하는 제어 신호[R, G, B]가 공급된다. 즉, 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 있어서는, 입력된 구동 신호[R, G, B]로부터 제어 신호[R, G, B]가 생성되고, 이 제어 신호[R, G, B]가 부화소[R, G, B]에 공급(출력)된다. 또한, 면형상 광원 유닛(42)의 광원 휘도 Y2가 1화상 표시 프레임마다 변하므로, 제어 신호[R, G, B]는, 기본적으로 구동 신호[R, G, B]의 값을 2.2승(乘; power)한 값에 대해서, 광원 휘도 Y2의 변화에 기초하는 보정(보상)을 수행함으로써 획득된 값을 가진다. 또한, 액정 표시 장치 구동 회로(90)를 구성하는 타이밍 컨트롤러(91)로부터, 컬러 액정 표시 장치(10)의 게이트·드라이버 및 소스·드라이버에, 제어 신호[R, G, B]가 알려진 방법으로 보내지며, 제어 신호[R, G, B]에 기초해 각 부화소를 구성하는 스위칭 소자(32)가 구동되고, 액정 셀을 구성하는 투명한 제1 전극(24) 및 투명한 제2 전극(34)에 원하는 전압이 인가되며, 이에 의해 각 부화소의 광 투과율(개구율)(Lt)이 제어된다. 이 경우, 제어 신호[R, G, B]의 값이 클수록, 부화소[R, G, B]의 광 투과율(부화소의 개구율)(Lt)이 높아지고, 부화소[R, G, B]의 휘도(표시 휘도 y) 가 높아진다. 즉, 부화소[R, G, B]를 통과하는 광에 의해서 구성되는 화상(통상, 일종(一種), 점형상의(点狀; spot-like) 화상)은 밝다.
표시 휘도 y 및 광원 휘도 Y2의 제어는, 컬러 액정(10)의 화상 표시에 있어 서 1화상 표시 프레임마다, 표시 영역 유닛마다, 면형상 광원 유닛마다 행해진다. 또, 1화상 표시 프레임 내 컬러 액정(10)의 동작과 면형상 광원 장치(40)의 동작은 상호 간에 동기된다(synchronized). 또한, 구동 회로에 전기 신호로서 1초 동안에 보내지는 화상 정보의 수{초당 화상(images-per-second)}이 프레임 주파수(프레임율)이며, 프레임 주파수의 역수(逆數; inverse)가 프레임 시간(단위: 초(秒; second))이다.
실시예 1
실시예 1은, 본 발명의 제1 양상 내지 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치에 관한 것이다.
즉, 실시예 1에 따른 면형상 광원 장치(40)에 있어서, 각 면형상 광원 유닛(42(q, p))에서, 복수의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치하고 있고, 또 복수의 녹색 발광 소자(녹색 발광 다이오드(44G))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치하고 있으며, 나아가서는, 복수의 청색 발광 소자(청색 발광 다이오드(44B))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치하고 있다. 또한, 도 3의 그래프에 휘도 프로파일의 일 예가 모식적으로 도시됨이 주목되어야 한다.
대안적으로, 실시예 1의 면형상 광원 장치(40)에 있어서, 각 면형상 광원 유 닛(42(q, p))에서, 복수의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R))의 위치의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치하고 있고, 또 복수의 녹색 발광 소자(녹색 발광 다이오드(44G))의 위치의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 중심과 실질적으로 일치하고 있으며, 복수의 청색 발광 소자(청색 발광 다이오드(44B))의 위치의 무게중심은 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치하고 있다.
또한, 복수의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R))의 발광 특성이 동일한 경우에는, 복수의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심 및, 복수의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R))의 위치의 무게중심은, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치한다. 또, 복수의 녹색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44G))의 발광 특성이 동일한 경우에는, 복수의 녹색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44G))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심 및, 복수의 녹색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44G))의 위치의 무게중심은, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치한다. 나아가서는, 복수의 청색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44B))의 발광 특성이 동일한 경우에는, 복수의 청색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44B))에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심 및, 복수의 청색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44B))의 위치의 무게중심은, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심과 실질적으로 일치한다.
나아가서는, 실시예 1에 따른 면형상 광원 장치(40)에 있어서, 각 면형상 광원 유닛(42(q, p))에서, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 변을 따라서, 적어도 1개의 적색 발광 소자(44R), 적어도 1개의 녹색 발광 소자(44G) 및, 적어도 1개의 청색 발광 소자(44B)가 배치되어 있고, 또한 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 네 모서리에 있어서의 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G) 및 청색 발광 소자(44B)는 동일한 순서로 배열된다.
보다 구체적으로는, 실시예 1에 있어서는, 1개의 면형상 광원 유닛(42(q, p))은, 4개의 발광 소자 유닛(43)으로 구성되어 있다. 그리고, 1개의 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 있어서, 4개의 발광 소자 유닛(43)을 구성하는 각각의 적색 발광 소자(44R)는 4회 회전 대칭으로 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛(43)을 구성하는 각각의 녹색 발광 소자(44G)는 4회 회전 대칭으로 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛(43)을 구성하는 각각의 청색 발광 소자(44B)는 4회 회전 대칭으로 배치되어 있다.
즉, 도 1의 (a) 및 (b)에 모식적인 배치/배열을 도시하는 바와 같이, 각 발광 소자 유닛(43)은, 1개의 적색 발광 소자(44R), 2개의 녹색 발광 소자(44G) 및, 1개의 청색 발광 소자(44B)로 구성되어 있다. 그리고, 이들 4개의 발광 소자(44R, 44G, 44B)는, 가상의 직사각형의 네 모서리에 배치되어 있다. 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심을 원점으로 한 좌표계를 가정했을 때, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에 가장 가까운 모서리 및, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에서 가장 먼 모서리에, 녹색 발광 소자(44G)가 배치되어 있고, 나머지 2개의 모서리의 각각에, 적색 발광 소자(44R) 및 청색 발광 소자(44B)가 배치되어 있다. 또, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 네 모서리에 있어서의 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G) 및 청색 발광 소자(44B)의 배열 순서는, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심을 중심으로 해서, 시계회전 방향으로 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 네 모서리를 회전했을 때, 모든 변에서, 발광 소자(44R, 44G, 44B)는 녹색 발광 소자(44G), 청색 발광 소자(44B), 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G)의 순서로 배치되어 있다. 또한, 가상의 직사각형의 변은, 면형상 광원 유닛의 변과 평행하다.
또, 도 1의 (b)에 모식적인 배치/배열을 도시하는 바와 같이, 1개의 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 1변을 따라서, 1개의 적색 발광 소자(44R)가 배치되어 있고, 2개의 녹색 발광 소자(44G)가 배치되어 있으며, 나아가서는, 1개의 청색 발광 소자(44B)가 배치되어 있지만, 1개의 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 1변을 따라서, 동일한 발광색의 발광 소자가 서로 인접해서 배열되어 있지는 않다. 나아가서는, 인접하는 2개의 면형상 광원 유닛[면형상 광원 유닛(42(q, p))을 중심으로 해서 생각한 경우, 면형상 광원 유닛(42(q-1, p)), 면형상 광원 유닛(42(q+1, p)), 면형상 광원 유닛(42(q, p-1))및 면형상 광원 유닛(42(q, p+1))]의 변을 따라서 바라보았을 때에도, 적 색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G) 및 청색 발광 소자(44B)의 배열 순서는 동일하다.
이하, 실시예 1에 따른 액정 표시 장치 조립체의 구동 방법이 도 5 및 도 6과, 도 4의 흐름도를 참조해서 설명된다.
[스텝-100]
스캔 컨버터와 같이 알려진 디스플레이 회로로부터 송출된 1화상 표시 프레임분의 구동 신호[R, G, B] 및 클럭 신호 CLK는, 백라이트 제어 유닛(70) 및 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력된다(도 5 참조). 구동 신호[R, G, B]는, 예를 들면 촬상관(image picture tube)에의 입력 광량(input light quantity)을 y＇로 했을 때, 촬상관으로부터의 출력 신호이며, 예를 들면 방송국 등으로부터 출력되고, 화소의 광 투과율 Lt를 제어하기 위해서 액정 표시 장치 구동 회로(90)에도 입력되는 구동 신호이며, 입력 광량 y＇의 0. 45승의 함수로 나타낼 수가 있다. 그리고, 백 라이트 제어 유닛(70)에 입력된 1화상 표시 프레임분의 구동 신호[R, G, B]의 값 xR, xG, xB는, 백라이트 제어 유닛(70)을 구성하는 메모리(메모리)(72)에, 일시적으로 기억된다. 또, 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력된 1화상 표시 프레임분의 구동 신호[R, G, B]의 값xR, xG, xB도, 액정 표시 장치 구동 회로(90)를 구성하는 메모리(미도시)에, 일단 기억된다.
[스텝-110]
그 다음에, 백라이트 제어 유닛(70)을 구성하는 연산 회로(71)에 있어서는, 메모리(72)에 기억된 구동 신호[R, G, B]의 값을 판독하고, 제(p, q)번째[단, 우선, p=1, q=1]의 표시 영역 유닛(12(q, p))에 있어서, 이 제(p, q)번째의 표시 영역 유닛(12(q, p))을 구성하는 모든 화소에 있어서의 부화소[R, G, B](q, p)를 구동하기 위한 구동 신호[R, G, B](q, p)의 값 xR -(q, p), xG -(q, p), xB -(q, p) 중의 최대값인 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max(q, p)은 연산 회로(71)에 의해 결정된다. 그리고, 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max(q, p)을, 메모리(72)에 기억한다. 이 스텝을, m=1, 2,…, M, n=1, 2,…, N의 전부에 대해서, 즉, M×N개의 화소에 대해서 실행한다.
예를 들면, xR -(q, p)가 "110"에 상당하는 값이며, xG -(q, p)가 "150"에 상당하는 값이며, xB -(q, p)가 "50"에 상당하는 값인 경우, xU -max(q, p)는 "150"에 상당하는 값이다.
이 동작은 (p, q)=(1, 1)부터 (P, Q)까지 반복되고, 모든 표시 영역 유닛(12(q, p))에 있어서의 표시 영역 유닛 내·구동 신호 최대값 xU -max(q, p)은, 메모리(72)에 기억된다.
[스텝-120]
그리고, 표시 영역 유닛(12(q, p)) 내·구동 신호 최대값 xU -max(q, p)와 동일한 값을 가지는 구동 신호[R, G, B](q, p)에 상당하는 제어 신호[R, G, B](q, p)가 부화 소[R, G, B](q, p)에 공급되었다고 가정했을 때의 휘도(광 투과율·제1 규정값 Lt1에 있어서의 표시 휘도·제2 규정값 y2 -(q, p))가 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 의해 얻어지도록, 표시 영역 유닛(12(q, p))에 대응하는 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 광원 휘도 y2-(q, p)를, 면형상 광원 유닛 구동 회로(80(q, p))의 제어하에서, 증감한다. 구체적으로는, 이하의 식 (1)을 만족시키도록, 1화상 표시 프레임마다, 면형상 광원 유닛마다 광원 휘도 Y2를 제어하면 좋다. 보다 구체적으로는, 광원 휘도 제어 함수 g(xnol -max)인 식 (2)에 기초해서 발광 소자 유닛(43)의 휘도를 제어하고, 또한 수학식 1을 만족시키도록 광원 휘도 Y2를 제어하면 좋다. 이와 같은 제어의 개념도를, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시한다. 단, 후술하는 바와 같이, 다른 면형상 광원 유닛(42)의 영향 등에 기초한 보정을, 광원 휘도 Y2에 대해서 행할 필요가 있다. 또한, 광원 휘도 Y2의 제어에 관한 이들의 관계, 즉 표시 영역 유닛·구동 신호 최대값 xU -max, 이 최대값 xU -max와 동일한 값을 가지는 구동 신호에 상당하는 제어 신호의 값, 이와 같은 제어 신호가 화소(부화소)에 공급되었다고 가정했을 때의 표시 휘도·제2 규정값 y2, 이 때의 각 부화소의 광 투과율(개구율)[광투과율·제2 규정값 Lt2], 각 부화소의 광 투과율(개구율)을 광 투과율·제1 규정값 Lt1로 했을 때에 표시 휘도·제2 규정값 y2가 얻어지는 바와 같은 면형상 광원 유닛에 있어서의 휘도 제어 파라미터의 관계는, 미리 구해 두고, 메모리(72) 등에 기억해 두면 좋다.
Y2·Lt1=Y1·Lt1 　 (1)
g(xnol -max)=a1·(xnol -max)2.2+a0 　 (2)
여기서, 화소(혹은, 화소를 구성하는 부화소[R, G, B]의 각각)를 구동하기 위해서 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력되는 구동 신호(구동 신호[R, G, B])의 최대값을 xmax로 했을 때,
xnol -max≡xU -max/xmax
이며, a1, a0은 정수(定數; constant)이며,
a1+a0=1
0＜a0＜1, 0＜a1＜1
로 나타낼 수가 있다. 예를 들면,
a1=0.99
a0=0.01
로 하면 좋다. 또, 구동 신호[R, G, B]의 값 xR, xG, xB의 각각은, 28 단계의 값을 취하므로, xmax의 값은 "255"에 상당하는 값이다.
그런데, 면형상 광원 장치(40)에 있어서는, 예를 들면 (p, q)=(1, 1)의 면형 상 광원 유닛(42(1,1))의 휘도 제어를 가정한 경우, 다른 P×Q개의 면형상 광원 유닛(42)으로부터의 영향을 고려할 필요가 있다. 이와 같은 면형상 광원 유닛(42)이 다른 면형상 광원 유닛(42)으로부터 받는 영향은, 각 면형상 광원 유닛(42)의 발광 프로파일에 의해서 미리 판명되고 있으므로, 역산(inverse operation)에 의해 차분(差分; difference)을 계산할 수 있고, 그 결과, 보정이 가능하다. 연산의 기본형을 이하에 설명한다.
식 (1) 및 식 (2)의 요청에 기초하는 P×Q개의 면형상 광원 유닛(42)에 요구되는 휘도(광원 휘도 Y2)를 행렬[LP×Q]로 나타낸다. 또, 어떤 면형상 광원 유닛만을 구동하고, 다른 면형상 광원 유닛은 구동하고 있지 않을 때에 얻어지는 어떤 면형상 광원 유닛의 휘도를, P×Q개의 면형상 광원 유닛(42)에 대해서 미리 구해 둔다. 이러한 휘도를 행렬[L＇P×Q]로 나타낸다. 나아가서는, 보정 계수를 행렬[αP×Q]로 나타낸다. 그러면, 이들 행렬의 관계는, 이하의 식 (3-1)로 나타낼 수가 있다. 보정 계수의 행렬[αP×Q]는, 미리 구해 둘 수가 있다.
[LP×Q]=[L＇P×Q]·[αP×Q]　　 (3-1)
따라서, 식 (3-1)로부터 행렬[L＇P×Q]를 구하면 좋다. 행렬[L＇P×Q]는, 역행렬의 연산으로부터 구할 수가 있다. 즉, 다음이 계산될 수 있다.
[L＇P×Q]=[LP×Q]·[αP×Q]-1　　 (3-2)
그리고, 행렬[L＇P×Q]로 나타내어진 휘도가 얻어지도록, 각 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 포함된 광원(복수의 발광 소자 유닛(43))을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 이러한 동작 및 처리는, 메모리(메모리)(82)에 기억된 정보(데이터 테이블)를 이용해서 실행될 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자 유닛(43)의 제어에 있어서는, 행렬[L＇P×Q]의 값은 부(負)의 값을 취할 수 없으므로, 연산 결과는 정(正)의 영역에 그칠(止; keep) 필요가 있는 것은 물론이다. 따라서, 식 (3-2)의 해(解)는 엄밀해(嚴密解; exact solution)가 아니라, 근사해(近似解; approximate solution)로 되는 경우가 있다.
이와 같이, 백라이트 제어 유닛(70)을 구성하는 연산 회로(71)에 있어서 얻어진 식 (1) 및 식 (2)의 값에 기초해서 얻어진 행렬[LP×Q], 보정 계수의 행렬[αP×Q]에 기초해서, 상술한 바와 같이, 면형상 광원 유닛을 단독으로 구동했다고 가정했을 때의 휘도의 행렬[L＇P×Q]를 구하고, 나아가서는, 메모리(72)에 기억된 변환 테이블에 기초해서, 1 내지 255의 범위내에 대응하는 정수(整數; integers) 중 하나로 변환한다. 이렇게 해서, 백라이트 제어 유닛(70)을 구성하는 연산 회로(71)에 있어서, 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 있어서의 적색 발광 다이오드(44R)의 발광 시간을 제어하기 위한 펄스폭 변조 출력 신호의 값 SR-(q, p), 녹색 발광 다이오드(44G)의 발광 시간을 제어하기 위한 펄스폭 변조 출력 신호의 값 SG -(q, p), 청색 발광 다 이오드(44B)의 발광 시간을 제어하기 위한 펄스폭 변조 출력 신호의 값 SB -(q, p)를 얻을 수가 있다.
[스텝-130]
다음에, 백라이트 제어 유닛(70)을 구성하는 연산 회로(71)에 있어서 얻어진 펄스폭 변조 출력 신호의 값 SR-(q, p), SG -(q, p), SB -(q, p)은, 면형상 광원 유닛(42(q, p))에 대응해서 마련된 면형상 광원 유닛 구동 회로 (80(q, p))의 메모리(82)에 보내지고, 메모리(82)에 있어서 기억된다. 또, 클럭 신호 CLK도 면형상 광원 유닛 구동 회로(80(q, p))에 송출된다(도 6 참조).
[스텝-140]
그리고, 펄스폭 변조 출력 신호의 값 SR-(q, p), SG -(q, p), SB -(q, p)에 기초해서, 연산 회로(81)는 면형상 광원 유닛(42(q, p))을 구성하는 적색 발광 다이오드(44R)의 온 시간 tR-ON 및 오프 시간 tR-OFF, 녹색 발광 다이오드(44G)의 온 시간 tG-ON 및 오프 시간 tG-OFF, 청색 발광 다이오드(44B)의 온 시간 tB-ON 및 오프 시간 tB-OFF을 결정한다.
또한,
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=상수값 tConst
임이 주목되어야 한다. 또, 발광 다이오드의 펄스폭 변조에 기초하는 구동에 있어 서의 듀티비는,
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
로 나타낼 수가 있다.
그리고, 면형상 광원 유닛(42(q, p))을 구성하는 적색 발광 다이오드(44R), 녹색 발광 다이오드(44G), 청색 발광 다이오드(44B)의 온 시간 tR-ON-(q, p), tG-ON-(q, p), tB-ON-(q, p)에 상당하는 신호가, LED 구동 회로(83)에 보내지고, 이 LED 구동 회로(83)로부터, 온 시간 tR-ON-(q, p), tG-ON-(q, p), tB-ON-(q, p)에 상당하는 신호의 값에 기초해서, 스위칭 소자(85R(q, p), 85G(q, p), 85B(q, p))가, 온 시간 tR-ON-(q, p), tG-ON-(q, p), tB-ON-(q, p)만큼 온 상태로 되고, 발광 다이오드 구동 전원(86)으로부터의 LED 구동 전류가, 각 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)에 흐르게 된다. 그 결과, 각 발광 다이오드(44R, 44G, 44B)는, 1화상 표시 프레임에 있어서, 온 시간 tR-ON-(q, p), tG-ON-(q, p), tB-ON-(q, p)만큼 발광하며, 이에 의해, 제(p, q)번째의 표시 영역 유닛(12(q, p))을, 소정의 조도에 있어서 조명한다.
이렇게 해서 얻어진 상태를, 도 10의 (a) 및 (b)에 실선으로 나타난다. 도 10의 (a)는, 부화소를 구동하기 위해서 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력되는 구동 신호의 값을 2.2승한 값(x＇≡x2.2)과 듀티비(=tON/tConst)와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 10의 (b)는, 부화소의 광 투과율 Lt를 제어하기 위한 제 어 신호의 값 X와 표시 휘도 y와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다.
[스텝-150]
한편, 액정 표시 장치 구동 회로(90)에 입력된 구동 신호[R, G, B](q, p)의 값 xR-(q, p), xG -(q, p), xB -(q, p)는 타이밍 컨트롤러(91)에 보내지고, 타이밍 컨트롤러(91)에 있어서는, 입력된 구동 신호[R, G, B](q, p)에 상당하는 제어 신호[R, G, B](q, p)를, 부화소[R, G, B](q, p)에 공급(출력)한다. 액정 표시 장치 구동 회로(90)의 타이밍 컨트롤러(91)에 있어서 생성되고, 액정 표시 장치 구동 회로(90)로부터 부화소[R, G, B](q, p)에 공급되는 제어 신호[R, G, B](q, p)의 값 xR -(q, p), xG -(q, p), xB -(q, p)와, 구동 신호[R, G, B](q, p)의 값 xR -(q, p), xG -(q, p), xB -(q, p)은, 이하의 식 (4-1), 식 (4-2), 식 (4-3)의 관계에 있다. 단, b1 _R, b0 _R, b1 _G, b0 _G, b1 _B, b0 _B는 상수(constants)이다. 또, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 광원 휘도 Y2 -(q, p)를 화상 표시 프레임마다 변화시키므로, 제어 신호[R, G, B](q, p)는 기본적으로, 구동 신호[R, G, B](q, p)의 값을 2.2승한 값에 대해서, 광원 휘도 Y2 -(q, p)의 변화에 기초하는 보정(보상)을 행한 값을 가진다. 즉, 실시예 1에 있어서는, 1화상 표시 프레임마다 광원 휘도 Y2 -(q, p)가 변화하므로, 광원 휘도 Y2 -(q, p)(≤Y1)에 있어서 표시 휘도·제2 규정값 Y2 -(q, p)이 얻어지도록 제어 신호[R,G, B](q, p)의 값 xR -(q, p), xG -(q, p), xB -(q, p)를 결 정, 보정(보상)해서, 화소 혹은 부화소의 광 투과율(개구율) Lt를 제어하고 있다. 여기서, 식 (4-1), 식 (4-2), 식 (4-3)의 함수 fR, fG, fB는, 이러한 보정(보상)을 행하기 위한 미리 구해진 함수이다.
xR -(q, p)=fR(b1 _R·xR -(q, p) 2.2+b0 _R)　 …(4-1)
xG -(q, p)=fG(b1 _G·xG -(q, p) 2.2+b0 _G)　 　…(4-2)
xB -(q, p)=fB(b1 _B·xB -(q, p) 2.2+b0 _B)　 　…(4-3)
이렇게 해서, 1화상 표시 프레임에 있어서의 화상 표시 동작이 완료된다.
실시예 2
실시예 2는 실시예 1의 변형이다. 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 모식적인 배치/배열을 도시하는 바와 같이, 실시예 2에 있어서는, 각 발광 소자 유닛(43)은, 1개의 적색 발광 소자(적색 발광 다이오드(44R)), 1개의 녹색 발광 소자(녹색 발광 다이오드(44G)) 및, 1개의 청색 발광 소자(청색 발광 다이오드(44B))로 구성되어 있다. 그리고, 이들 3개의 발광 소자(44R, 44B, 44G)의 각각은, 가상의 "L"자의 세로획의 선단 부분, 가로획의 선단 부분 및, 세로획과 가로획이 교차하는 부분에 배치되어 있다. 또한, 가상의 "L"자의 세로획 및 가로획은, 면형상 광원 유닛의 변과 평행하며, 가상의 "L"자의 세로획과 가로획이 교차하는 부분은, 면형상 광원 유닛의 모서리에 근접해 있다.
또, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 네 모서리에 있어서의 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G) 및 청색 발광 소자(44B)의 배열 순서는, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 무게중심을 중심으로 해서 시계회전 방향으로 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 네 모서리를 회전했을 때, 모든 변에 있어서, 녹색 발광 소자(44G), 청색 발광 소자(44B), 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G)의 순서로 배치되어 있다.
또, 도 2의 (b)에 모식적인 배치/배열을 도시하는 바와 같이, 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 1변을 따라서, 1개의 적색 발광 소자(44R), 1개의 녹색 발광 소자(44G), 1개의 청색 발광 소자(44B)가 배치되어 있지만, 1개의 면형상 광원 유닛(42(q, p))의 1변을 따라서, 동일한 발광색의 발광 소자가 서로 인접해서 배치되어 있지는 않다. 나아가서는, 인접하는 2개의 면형상 광원 유닛[면형상 광원 유닛(42(q, p))을 중심으로 해서 생각한 경우, 면형상 광원 유닛(42(q-1, p)), 면형상 광원 유닛(42(q+1, p)), 면형상 광원 유닛(42(q, p-1)) 및 면형상 광원 유닛(42(q, p+1))]의 변을 따라서 바라보았을 때에도, 적색 발광 소자(44R), 녹색 발광 소자(44G) 및 청색 발광 소자(44B)의 배열 순서는 동일하다.
이상으로 설명한 발광 다이오드의 배열을 제외하고, 실시예 2의 면형상 광원 장치의 구성, 구조, 동작 및 구동 방법은, 실시예 1에서 설명한 면형상 광원 장치의 구성, 구조, 동작 및 구동 방법과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 기초해서 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 설명한 투과형 컬러 액정 표시 장치, 면형상 광원 장치, 면형상 광원 유닛, 액정 표시 장치 조립체, 구동 회로의 구성 및 구조는 예시이고, 이들을 구성하는 부재, 재료 등도 예시이며, 적당히 변경할 수가 있다. 실시예에 있어서는, 면형상 광원 유닛의 네 모서리 근방에 각 발광 소자 유닛을 배치했지만, 각 발광 소자 유닛의 배치는 이것에 한정되지 않는다. 각각의 발광 소자 유닛은 면광원 장치의 네 모서리 근처에 배치될 수 있다. 발광 다이오드의 온도를 온도 센서로 감시하고, 그 결과를, 면형상 광원 유닛 구동 회로(80)에 피드백하는 것에 의해, 면형상 광원 유닛(42)의 휘도 보상(보정)이나 온도 제어 역시 가능하다. 상기 실시예에 있어서는, 액정 표시 장치의 표시 영역을 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정해서 설명을 했지만, 경우에 따라서는, 투과형 액정 표시 장치는, P ×Q개의 실제의 표시 영역 유닛으로 분할된 구조를 가지고 있어도 좋다.
실시예에 있어서는, 본 발명의 제1 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건, 본 발명의 제2 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건 및, 본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건을 동시에 만족시키는 면형상 광원 장치를 설명했지만, 면형상 광원 장치는, 당연히,
(1) 본 발명의 제1 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건만을 만족시켜도 좋고,
(2) 본 발명의 제2 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건만을 만족시켜 도 좋고,
(3) 본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건만을 만족시켜도 좋고,
(4) 본 발명의 제1 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건 및 본 발명의 제2 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건을 만족시켜도 좋고,
(5) 본 발명의 제2 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건 및 본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건을 만족시켜도 좋고,
(6) 본 발명의 제3 양상에 따른 면형상 광원 장치의 구성 요건 및 본 발명의 제1 양상에 따른 형상 광원 장치의 구성 요건을 만족시켜도 좋다.
본 발명은 면형상 광원 장치(面狀光源裝置; surface light source device) 및 액정 표시 장치(liquid crystal display unit)에 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성된 표시 영역을 가지는 투과형 액정 표시 장치를 배면(背面; back surface)으로부터 조명하는 면형상 광원 장치(面狀光源裝置; surface light source device)로서,
    액정 표시 장치의 표시 영역을 P×Q개의 가상(imaginary) 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정했을 때 그 P ×Q개의 표시 영역 유닛에 대응한 P×Q개의 면형상 광원 유닛으로 이루어지고,
    면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 개별적으로 제어되고,
    각 면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고,
    각 발광 소자 유닛은, 적색(赤色)을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색(綠色)을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심(重心; center of mass)은, 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 녹색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은, 면형상 광원 유닛의 무게중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 청색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게중심은, 면형상 광원 유닛의 무게중심과 일치하는, 면형상 광원 장치.
  2. 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소를 포함하는 표시 영역을 가지는 투과형 액정 표시 장치를 배면으로부터 조명하는 면형상 광원 장치로서,
    액정 표시 장치의 표시 영역을 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정했을 때 획득되는 P ×Q개의 가상 표시 영역 유닛에 대응하는 P ×Q개의 면형상 광원 유닛으로 이루어지고,
    면형상 광원 유닛에 포함된 광원은, 개별적으로 제어되고,
    각 면형상 광원 유닛에 포함된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛을 포함하고,
    각 발광 소자 유닛은, 적색을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자를 포함하고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 적색 발광 소자의 위치의 무게중심은, 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 녹색 발광 소자의 위치의 무게중심은, 그 면형상 광원 유닛의 무게중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서의 복수의 청색 발광 소자의 위치의 무게중심은, 그 면형상 광원 유닛의 중심과 일치하는, 면형상 광원 장치.
  3. 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성된 표시 영역을 가지는 투과형 액정 표시 장치를 배면으로부터 조명하는 면형상 광원 장치로서,
    액정 표시 장치의 표시 영역을 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정함으로써 획득되는 그 P ×Q개의 표시 영역 유닛에 대응한 P ×Q개의 면형상 광원 유닛으로 이루어지고,
    면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 개별적으로 제어되고,
    각 면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고,
    각 발광 소자 유닛은, 적색을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고,
    면형상 광원 유닛의 평면 형상은 직사각형(矩形; rectangular shape)이며,
    각 면형상 광원 유닛에 있어서, 면형상 광원 유닛의 각각의 변(side)을 따라서, 적어도 1개의 적색 발광 소자, 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 적어도 1개의 청색 발광 소자가 배치되어 있고, 또한 면형상 광원 유닛의 4변을 따라 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자는 동일한 순서로 배치되고,
    각각의 면형상 광원 유닛은, 4개의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고,
    각각의 면형상 광원 유닛에서, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 적색 발광 소자는 4회전 대칭으로(four-rotation symmetrically) 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 녹색 발광 소자는 4회전 대칭으로 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 청색 발광 소자는 4회전 대칭으로 배치되어 있는, 면형상 광원 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각각의 면형상 광원 유닛은, 4개의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있는, 면형상 광원 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 각각의 면형상 광원 유닛에서, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 적색 발광 소자는 4회전 대칭으로(four-rotation symmetrically) 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 녹색 발광 소자는 4회전 대칭으로 배치되어 있고, 4개의 발광 소자 유닛을 구성하는 각각의 청색 발광 소자는 4회전 대칭으로 배치되는, 면형상 광원 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 2개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자를 포함하고,
    그 4개의 발광 소자는, 가상의 직사각형의 네 모서리에 배치되어 있고,
    면형상 광원 유닛의 평면 형상을 직사각형으로 하고, 면형상 광원 유닛의 무게중심을 원점(原点)으로 한 좌표계를 가정했을 때, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에 가장 가까운 모서리 및, 가상의 직사각형의 네 모서리중의 원점에서 가장 먼 모서리에, 녹색 발광 소자가 배치되어 있고, 나머지 두 모서리의 각각에, 적색 발광 소자 및 청색 발광 소자가 배치되는, 면형상 광원 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 1개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자를 포함하고,
    그 3개의 발광 소자의 각각은, 가상의 "L"자의 세로획(vertical bar)의 선단 부분(distal end portion), 가상의 "L"자의 가로획(horizontal bar)의 선단 부분 및, 세로획과 가로획이 교차하는 부분에 배치되는, 면형상 광원 장치.
  8. 2차원 매트릭스로 배열되는 화소를 포함하는 표시 영역을 가지는 투과형 액정 표시 장치(transmission-type liquid crystal display)로서, 배면으로부터 액정 표시 장치를 조명하는 면형상 광원 장치를 포함하며,
    여기서:
    면형상 광원 장치는 액정 표시 장치의 표시 영역을 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정함으로써 획득되는 P ×Q개의 표시 영역 유닛에 대응하는 P ×Q개의 면형상 광원 유닛으로 이루어지고,
    면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 개별적으로 제어되고,
    각 면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고,
    각 발광 소자 유닛은, 적색을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고,
    각 면형상 광원 내 복수의 적색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 내 복수의 녹색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 내 복수의 청색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하는, 투과형 액정 표시 장치.
  9. 2차원 매트릭스로 배열된 화소를 포함하는 표시 영역을 가지는 투과형 액정 표시 장치로서, 배면으로부터 액정 표시 장치를 조명하는 면형상 광원 장치를 포함하며,
    여기서,
    면형상 광원 장치는 액정 표시 장치의 표시 영역을 P ×Q개의 가상의 표시 영역 유닛으로 분할했다고 가정함으로써 획득되는 P ×Q개의 표시 영역 유닛에 대응하는 P ×Q개의 면형상 광원 유닛으로 이루어지고,
    면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 개별적으로 제어되고,
    각 면형상 광원 유닛에 구비된 광원은, 복수의 발광 소자 유닛으로 구성되어 있고,
    각 발광 소자 유닛은, 적색을 발광하는 적어도 1개의 적색 발광 소자, 녹색을 발광하는 적어도 1개의 녹색 발광 소자 및, 청색을 발광하는 적어도 1개의 청색 발광 소자로 구성되어 있고,
    각 면형상 광원 내 복수의 적색 발광 소자에 기초하는 휘도 프로파일의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 내 복수의 녹색 발광 소자 위치의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하고,
    각 면형상 광원 내 복수의 청색 발광 소자 위치의 무게 중심은 면형상 광원 유닛의 무게 중심과 일치하는, 투과형 액정 표시 장치.
  10. 제 3항에 있어서, 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 2개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자를 포함하고,
    그 4개의 발광 소자는, 가상의 직사각형의 네 모서리에 배치되어 있고,
    면형상 광원 유닛의 평면 형상을 직사각형으로 하고, 면형상 광원 유닛의 무게중심을 원점(原点)으로 한 좌표계를 가정했을 때, 가상의 직사각형의 네 모서리 중의 원점에 가장 가까운 모서리 및, 가상의 직사각형의 네 모서리중의 원점에서 가장 먼 모서리에, 녹색 발광 소자가 배치되어 있고, 나머지 두 모서리의 각각에, 적색 발광 소자 및 청색 발광 소자가 배치되는, 면형상 광원 장치.
  11. 제 3항에 있어서, 각 발광 소자 유닛은, 1개의 적색 발광 소자, 1개의 녹색 발광 소자 및, 1개의 청색 발광 소자를 포함하고,
    그 3개의 발광 소자의 각각은, 가상의 "L"자의 세로획(vertical bar)의 선단 부분(distal end portion), 가상의 "L"자의 가로획(horizontal bar)의 선단 부분 및, 세로획과 가로획이 교차하는 부분에 배치되는, 면형상 광원 장치.
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