KR20070083977A - 백라이트 장치 - Google Patents

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KR20070083977A
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타카시 오쿠
타케오 아라이
유타카 오타
야스히로 타가와
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 다이오드(21)를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 메인이 되는 발광 다이오드 유닛 21mn(m, n은 자연수)과, 복수의 발광 다이오드(21)를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는, 메인이 되는 발광 다이오드 유닛 21mn보다 적은 수의 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을 구비하고, 2 차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을, 동일 행 위에 인접하여 나열하지 않고 배열함과 동시에, 2차원 매트릭스의 중심열에 배열시키는 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을, 컬러액정 표시패널(110)의 중심측에 배열한 것이다.
백라이트 장치, 광원, 백색광, 발광 다이오드, 컬러액정 표시패널

Description

백라이트 장치{BACKLIGHT DEVICE}
본 발명은, 컬러액정 표시패널을 조명하는 백라이트 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 백라이트 장치의 광원으로서 사용하는 색도, 휘도에 편차가 있는 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛을 색도 얼룩, 휘도 얼룩을 억제하면서 적절히 배열시킨 백라이트 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 일본국에 있어서 2004년 11월 9일에 출원된 일본 특허출원 번호2004-325661을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
텔레비젼방송이 개시되고나서 오랜 세월 사용되어 온 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)나, 플라즈마 디스플레이(PDP : Plasma Display Panel)라는 매우 박형화된 텔레비젼 수상기가 고안되어, 실용화되고 있다. 특히, 컬러액정 표시패널을 사용한 컬러액정 표시장치는, 저소비 전력으로 구동이 가능하고, 대형의 컬러액정 표시패널의 저가격화 등에 따라, 가속적으로 보급되는 것을 생각할 수 있으며, 금후의 더욱더 발전을 기대할 수 있는 표시장치이다.
컬러액정 표시장치는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백라이트 장치로 조명함으로써 컬러 화상을 표시하도록 하는 백라이트 방식이 주류를 이루고 있다. 백라이트 장치의 광원으로서는, 형광관을 사용한 백색광을 발광하는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 많이 이용되고 있다.
CCFL는 형광관 내에 수은을 봉입하므로, 환경에 악영향 줄 수 있기 때문에, 금후, 백라이트 장치의 광원으로서, CCFL를 대신하는 광원이 요구되고 있다. 그래서, CCFL를 대신하는 광원으로서 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)가 유망시되고 있다. 청색발광 다이오드의 개발에 의해, 빛의 3원색인 적색광, 녹색광, 청색광을 각각 발광하는 발광 다이오드를 구비하게 된다. 따라서, 이 발광 다이오드를 백라이트 장치의 광원으로 하는 것으로, 컬러액정 표시패널을 통한 색광의 색순도가 높아지므로, 색재현 범위를 NTSC방식으로 규정될 만큼, 또한 그것을 초월할 정도까지 넓히는 것을 기대할 수 있게 된다.
일반적으로, 발광 다이오드는, 색도, 휘도 모두 편차가 큰 발광 디바이스이기 때문에, 시장에 나돌고 있는 발광 다이오드를 무작위로 사용하여 백라이트 장치의 광원을 구성했을 경우, 색도 균일성이 낮고(색도 얼룩이 크다), 휘도 균일성이 낮아(휘도 얼룩의 크다), 바람직하지 못한 발광 특성의 백라이트 장치가 형성되게 된다.
그래서, 본 발명은, 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 색도, 휘도에 편차가 있는 발광 다이오드를 낭비하지 않고 광원을 구성한 경우에도, 색도 얼룩, 휘도 얼룩이 없는 백색광을 출사하여, 컬러액정 표시패널의 조명광으로 하는 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 백라이트 장치의 하나의 실시예는, 컬러필터를 구비한 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 제1의 주발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 제1의 주발광 소자열보다 적은 수의 제2의 주발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 제1의 주발광 소자열보다 적은 수의 제1의 부 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 제1의 부 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 부 발광 소자열을 구비하고, 제1의 주발광 소자열, 제2의 주발광 소자열, 제1의 부 발광 소자열 및 제2의 부 발광 소자열을, 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 제1의 부 발광 소자열을 색도에 의거하여 컬러액정 표시 패널의 중심측에 배열시키고, 제2의 주발광 소자열을 휘도에 의거하여 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키고, 제2의 부 발광 소자열을 색도에 의거하여 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키거나, 휘도에 의거하여 컬러액정 표시패널의 가장자리측 중 어느 개소에 배열한 것이다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 제1의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 제1의 주 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 제1의 주 발광 소자열보다 적은 수의 제1의 부 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 제1의 부 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 부 발광 소자열을 구비하고, 제1의 주 발광 소자열, 제2의 주 발광 소자열, 제1의 부 발광 소자열 및 제2의 부 발광 소자열을, 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 제1의 부 발광 소자열을 색도에 의거하여 동일 행 위에 인접해서 나열하지 않고 배열시키는 동시에, 2차원 매트릭스의 중심열에 배열시키는 제1의 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키고, 제2의 주 발광 소자열을 휘도에 의거하여 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키고, 제2의 부 발광 소자열을 색도에 의거하여 동일 행 위에 인접하여 나열하지 않고 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키거나, 휘도에 의거하여 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열한 것이다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고, 주 발광 소자열, 부 발광 소자열을, 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열한 것이다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고, 주 발광 소자열, 부 발광 소자열을, 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 부 발광 소자열을 동일 행 위에 인접하여 나열하지 않고 배열시키는 동시에, 2차원 매트릭스의 중심열에 배열시키는 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열한 것이다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고, 주 발광 소자열, 부 발광 소자열을, 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열하도록 한 것이다.
또한 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예는, 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치이며, 광원으로서, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과, 복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고, 주 발광 소자열, 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 부 발광 소자열을 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키도록 한 것이다.
본 발명은, 색도에 근거한 배열 정책, 휘도에 근거한 배열 정책을 충족시키도록 배열시키는 것으로, 잉여생산된 발광 소자열을 휘도 얼룩, 색도 얼룩을 발생시키지 않도록 하면서, 낭비 없이 사용할 수 있다. 따라서, 컬러액정 표시패널을 조명하는 백라이트 장치, 즉, 컬러액정 표시패널과, 백라이트 장치를 구비한 컬러액정 표시장치의 제조 비용을 대폭 삭감시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 있어서 도면을 참조하여 설명되는 실시예로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1은, 본 발명을 적용한 투과형 컬러액정 표시장치의 한 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는, 투과형 컬러액정 표시장치의 컬러액정 표시패널이 구비하는 컬러필터의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 3은, 투과형 컬러액정 표시장치가 구비하는 백라이트 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 1의 X-X선 단면도이다.
도 5는, 투과형 컬러액정 표시장치를 구동하는 구동회로를 나타내는 블록 회로도이다.
도 6은, 발광 다이오드 유닛을 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킨 백라이트 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은, 색도에 의거하여 발광 다이오드 유닛을 분류할 때 사용하는 그레이드를 할당한 xy색도도이다.
도 8은, 백라이트 장치의 수직방향의 각 위치에 있어서의 휘도를 도시한 도 면이다.
도 9는, 발광 다이오드 유닛의 배열 위치의 차이에 의한 백라이트 장치의 출사광에 대한 기여도를 도시한 도면이다.
도 10은, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 1행만 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 수직방향의 색도(x좌표만)를, 배열 위치마다 도시하는 도면이다.
도 11은, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 1행만 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 면내 색도차(x좌표만)를, 배열 위치에 대하여 도시한 도면이다.
도 12는, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 복수행 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 수직방향의 색도(x좌표만)를, 배열 개수마다 도시한 도면이다.
도 13은, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 복수행 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 면내 색도차(x좌표만)를, 배열 개수에 대하여 도시한 도면이다.
도 14는, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 복수행 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 수직방향의 색도(x좌표만)를, 2개의 다른 배열 위치 마다 도시한 도면이다.
도 15는, 발광 다이오드 유닛을 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 경우에 있어서, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 색도에 의거하여 배열시키는 일례를 도 시한 도면이다.
도 16은, 발광 다이오드 유닛을 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 경우에 있어서, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 색도에 의거하여 배열시키는 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 17은, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 복수행 배열했을 때, 백라이트 장치로부터 출사되는 백색광의 휘도를, 2개의 다른 배열 위치마다 도시한 도면이다.
도 18은, 발광 다이오드 유닛을 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 경우에 있어서, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛을 휘도에 의거하여 배열시키는 일례를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 적절히 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은, 예를 들면 도 1에 나타나 있는 바와 같이 구성되는 투과형 컬러액정 표시장치(100)에 적용된다.
이 투과형 컬러액정 표시장치(100)는, 투과형의 컬러액정 표시패널(110)과, 이 액정표시 패널(110)의 배면측에 설치된 액정표시용 백라이트 장치(140)로 이루어진다. 이 투과형 컬러액정 표시장치(100)는, 도시하지 않지만, 지상파나 위성파를 수신하는 아날로그 튜너, 디지탈 튜너 등의 수신부, 이 수신부에서 수신한 영상 신호, 음성신호를 각각 처리하는 영상신호처리부, 음성신호처리부, 음성신호처리부에서 처리된 음성신호를 출력하는 스피커와 같은 음성신호출력부 등을 구비하도록 해도 된다.
투과형의 컬러액정 표시패널(110)은, 유리 등으로 구성된 2장의 투명한 기판(TFT기판(111), 대향전극기판(112))을 서로 대향 배치시키고, 그 간극에, 예를 들면 트위스테드 네마틱(TN)액정을 봉입한 액정층(113)을 설치한 구성으로 되어 있다. TFT기판(111)에는, 매트릭스 모양으로 배치된 신호선(114)과, 주사선(115)과, 이 신호선(114), 주사선(115)의 교점에 배치된 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(116)와, 화소전극(117)이 형성되어 있다. 박막트랜지스터(116)는, 주사선(115)에 의해, 순차 선택되는 동시에, 신호선(114)으로부터 공급되는 영상신호를, 대응하는 화소전극(117)에 기록한다. 한편, 대향전극기판(112)의 내표면에는, 대향전극(118) 및 컬러필터(119)가 형성되어 있는 경우도 있다.
그 경우, 컬러필터(119)는, 각 화소에 대응한 복수의 세그먼트로 분할되어 있다. 예를 들면 도 2와 같이, 3원색인 적색 필터 CFR, 녹색 필터 CFG, 청색 필터 CFB의 3개의 세그먼트로 분할되어 있다. 컬러필터(119)의 배열 패턴은, 도 2에 나타내는 스트라이프 배열 외에, 도시하지 않지만, 델타 배열, 정방 배열 등이 있다.
다시, 도 1을 사용하여, 투과형 컬러액정 표시장치(100)의 구성을 설명한다. 이 투과형 컬러액정 표시장치(100)는, 투과형의 컬러액정 표시패널(110)을 2장의 편광판(131, 132)사이에 끼우고, 백라이트 장치(140)에 의해 배면측에서 백색광을 조사한 상태에서, 액티브 매트릭스 방식으로 구동함으로써, 원하는 풀컬러 영상을 표시하도록 할 수 있다.
백라이트 장치(140)는, 상기 컬러액정 표시패널(110)을 배면측에서 조명한다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이 백라이트 장치(140)는, 여기에서는 도시하지 않은 광원이나, 광원으로부터 출사된 빛을 백색광에 혼색하는 기능 등이 포함된 백라이트 케이싱부(120)안에, 확산판(141)이나, 확산판(141)위에 겹쳐서 배열되는 확산 시트(142), 프리즘 시트(143), 편광변환 시트(144) 등의 광학기능 시트군(145) 등을 구비한 구성으로 되어 있다. 확산판(141)은, 광원으로부터 출사된 빛을, 내부확산시키는 것으로 면발광에 있어서의 휘도의 균일화를 행한다.
일반적으로, 광학기능 시트군은, 예를 들면 입사광을 직교하는 편광성분으로 분해하는 기능, 광파의 위상차를 보상하여 광각 시야각화 착색 방지를 도모하는 기능, 입사광을 확산시키는 기능, 휘도향상을 도모하는 기능 등을 구비한 시트로 구성되고 있으며, 백라이트 장치(140)로부터 면발광된 빛을 컬러액정 표시패널(110)의 조명에 최적인 광학특성을 가지는 조명광으로 변환하기 위해 설치된다. 따라서, 광학기능 시트군(145)의 구성은, 전술한 확산 시트(142), 프리즘 시트(143), 편광변환시트(144)에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 광학기능 시트을 사용할 수 있다.
도 3에 백라이트 케이싱부(120)안의 개략적인 구성도를 나타낸다. 이 도 3에 나타나 있는 바와 같이 백라이트 케이싱부(120)는, 적색(R)광을 발광하는 적색발광 다이오드 21R, 녹색(G)광을 발광하는 녹색발광 다이오드 21G, 청색(B)광을 발광하는 청색발광 다이오드 21B를 광원으로서 사용하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어 서, 적색발광 다이오드 21R, 녹색발광 다이오드 21G, 청색발광 다이오드 21B를 총칭하는 경우에는, 간단히 발광 다이오드(21)라고 부른다.
이 발광 다이오드(21)를, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 기판(22)위에 원하는 순서로 열 모양으로 복수배열시키는 것으로, 하나의 발광 다이오드 유닛 21mn(m, n은, 자연수)이 형성된다. 이 발광 다이오드 유닛 21mn이, 백라이트 장치(140)에 있어서, 광원인 발광 다이오드(21)를 배열할 때의 최소단위가 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 발광 다이오드 유닛 21mn도 광원으로 칭한다.
발광 다이오드 유닛 21mn을 형성하기 위해, 기판(22)위에 발광 다이오드(21)를 배열하는 순서는, 도 3에 나타나 있는 바와 같은, 적색발광 다이오드 21R, 녹색발광 다이오드 21G, 청색발광 다이오드 21B를 반복 단위로 하는 가장 기본적인 배열 방법이나, 도시하지 않지만, 예를 들면 녹색발광 다이오드 21G를 등간격으로 배열시키고, 등간격으로 배열시킨 인접하는 녹색발광 다이오드 21G 사이에, 적색발광 다이오드 21R, 청색발광 다이오드 21B를 교대로 배열시키는 순서 등 여러가지 배열의 방법이 있다. 이 발광 다이오드 유닛 21mn은, 후술과 같이, 소정의 범위 내의 색도, 휘도가 되는 백색광을 출사하도록 발광 다이오드(21)가 선택되게 된다.
발광 다이오드 유닛 21mn은, 백라이트 장치(140)가 조명하는 컬러 액정표시패털(110)의 패널 사이즈에 따른 수만큼, 백라이트 케이싱부(120)안에 2차원 매트릭스 모양으로 배열되게 된다. 백라이트 케이싱부(120)안으로의 발광 다이오드 유 닛 21mn의 배열 방법은, 도 3에 나타나 있는 바와 같이 발광 다이오드 유닛 21mn의 길이 방향이 수평방향이 되도록 배열해도 좋고, 도시하지 않지만, 발광 다이오드 유닛 21mn의 길이 방향이 수직방향이 되도록 배열해도 좋으며, 양자를 조합해도 된다.
또한, 발광 다이오드 유닛 21mn의 길이 방향을, 수평방향 또는 수직방향으로 하도록 배열하는 방법은, 종래까지의 백라이트 장치의 광원으로서 이용하고 있었던 CCFL의 배열 방법과 같아지므로, 축적된 설계 노하우를 이용할 수 있고, 비용의 삭감이나, 제조과정까지 요하는 시간을 단축할 수 있다.
백라이트 케이싱부(120)의 내벽면(120a)은, 발광 다이오드(21)로부터 발광된 빛의 이용 효율을 높이기 위해 반사 가공이 행해진 반사면으로 되어 있다. 또한 백라이트 장치(140)안에는, 도시하지 않지만, 광원인 발광 다이오드(21)로부터 출사된 각 색광을 색도 얼룩이 적은 백색광에 혼색하는 혼색 기능을 구비한 다이버터 플레이트가 설치된다. 이 다이버터 플레이트로 혼색된 빛은, 전술한, 확산판(141), 광학기능 시트군(145)을 통해 백색광으로서 백라이트 장치(140)로부터 출사되어, 컬러액정 표시패널(110)을 배면측으로부터 조명한다.
도 4에, 투과형 컬러액정 표시장치(100)를 구축했을 때, 도 1에 나타내는 투과형 컬러액정 표시장치(100)에 부가한 X-X선으로 절단했을 때의 단면도를 일부 나타낸다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이 액정표시장치(100)를 구성하는 컬러액정 표시패널(110)은, 투과형 컬러액정 표시장치(100)의 외부 케이싱이 되는 외부 프레 임(101)과, 내부 프레임(102)에 의해, 스페이서(103a, 103b)를 끼우도록 유지된다. 또한 외부 프레임(101)과, 내부 프레임(102) 사이에는, 가이드 부재(104)가 설치되고 있으며, 외부 프레임(101)과, 내부 프레임(102)에 의해 끼워진 컬러액정 표시패널(110)이 길이 방향으로 어긋나게 되는 것을 억제하고 있다.
한편, 투과형 컬러액정 표시장치(100)를 구성하는 백라이트 장치(140)는, 상기한 바와 같이 광학기능 시트군(145)이 적층 된 도광판(141)과, 광원인 발광 다이오드 유닛 21mn을 덮도록 하여 설치된, 각 발광 다이오드(21)로부터 출사된 적색(R)광, 녹색(G)광, 청색(B)광을 혼색시키기 위한 확산 도광판(다이버터 플레이트)(125)를 구비하고 있다. 또한 확산 도광판(125)과, 백라이트 케이싱부(120) 사이에는 반사 시트(126)가 배치되어 있다.
확산 도광판(125)은, 광원으로서 3원색(R, G, B)을 발광하는 발광 다이오드(21)를 사용하고 있기 때문에 혼색기능을 가지고, 발광 다이오드(21)로부터 출사된 빛, 반사 시트(126)에서 반사된 빛을 확산시킨다.
반사 시트(126)는, 그 반사면이, 확산 도광판(125)의 광입사면(125a)과 대향하도록, 발광 다이오드(21)의 발광 방향보다도 백라이트 케이싱부(120)측이 되도록 배치되어 있다. 반사 시트(126)는, 예를 들면 시트 기본재 위에 은반사막, 저굴절율막, 고굴절율막을 순차적으로 적층함으로써 형성된 은증(銀增) 반사막 등이다. 이 반사 시트(126)는, 주로 발광 다이오드(125)로부터 발광되어, 확산 도광판(125)으로 반사되어서 입사한 빛이나, 백라이트 케이싱부(120)의 반사 가공을 실시하여 반사면이 된 내벽면(120a)에서 반사된 빛 등을 반사한다.
백라이트 장치(140)가 구비하는 확산판(141), 확산 도광판(125), 반사 시트(126)는, 도 4에 나타나 있는 바와 같이 각각이 서로 대향하도록 배열되고 있으며, 백라이트 케이싱부(120)에 복수 설치된 광학 스탯(105)에 의해, 서로의 대향간격을 유지하면서 해당 백라이트 장치(140)의 백라이트 케이싱부(120)안에 유지되고 있다. 이 때, 확산판(141)은, 백라이트 케이싱부(120)에 설치된 브래킷 부재(108)에서도 유지되게 된다.
또한 도 4에 나타나 있는 바와 같이 각 발광 다이오드(21)는, 상세를 생략하지만 각각 발광 밸브를 수지 홀더에 의해 유지하는 동시에, 수지 홀더로부터 한 쌍의 단자가 돌출되어 이루어진다. 각 발광 다이오드(21)에는, 광원으로부터 발해진 빛을 측면에서 방사시키는 광학부품(21a)이 설치된 측면방사 발광 다이오드, 즉, 출사광의 주성분을 발광 밸브의 외주방향으로 출사하는 지향성을 가지는 소위 사이드 이미션형의 LED가 이용되고 있다.
또한, 측면방사 발광 다이오드에 대해서는, 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2003-8068호나 일본국 공개특허공보 특개2004-133391호 등에 개시되어 있다.
이러한 구성의 투과형 컬러액정 표시장치(100)는, 예를 들면 도 5에 나타나 있는 바와 같은 구동회로(200)에 의해 구동된다. 구동회로(200)는, 컬러액정 표시패널(110)이나, 백라이트 장치(140)의 구동전원을 공급하는 전원부(210), 컬러액정 표시패널(110)을 구동하는 X드라이버 회로(220) 및 Y드라이버 회로(230), 외부에서 공급되는 영상신호나, 이 투과형 컬러액정 표시장치(100)가 구비하는 도시하지 않 은 수신부에서 수신되고, 영상신호 처리부에서 처리된 영상신호가, 입력 단자(240)를 통해 공급되는 RGB프로세스 처리부(250), 이 RGB프로세스 처리부(250)에 접속된 화상 메모리(260) 및 제어부(270), 백라이트 장치(140)를 구동제어하는 백라이트 구동제어부(280)등을 구비하고 있다.
이 구동회로(200)에 있어서, 입력 단자(240)를 통해 입력된 영상신호는, RGB프로세스 처리부(250)에 의해, 크로마 처리 등의 신호 처리가 행해지고, 또한 콤퍼짓 신호로부터 컬러액정 표시패널(110)의 구동에 적합한 RGB세퍼레이트 신호로 변환되어, 제어부(270)에 공급되는 동시에, 화상 메모리(260)를 통해 X드라이버(220)에 공급된다.
또한 제어부(270)는, 상기 RGB세퍼레이트 신호에 따른 소정의 타이밍에서, X드라이버 회로(220) 및 Y드라이버 회로(230)를 제어하고, 상기 화상 메모리(260)를 통해 X드라이버 회로(220)에 공급되는 RGB세퍼레이트 신호로, 컬러액정 표시패널(110)을 구동함으로써, 상기 RGB세퍼레이트 신호에 따른 영상을 표시한다.
백라이트 구동제어부(280)는, 전원(210)으로부터 공급되는 전압으로부터, 펄스폭변조(PWM)신호를 생성하고, 백라이트 장치(140)의 광원인 각 발광 다이오드(21)를 구동한다. 일반적으로 발광 다이오드의 색온도는, 동작 전류에 의존하는 특성이 있다. 따라서, 원하는 휘도를 얻으면서, 충실하게 색재현시키기(색온도를 일정하게 한다)위해서는, 펄스폭 변조신호를 사용하여 발광 다이오드(21)를 구동하고, 색의 변화를 억제할 필요가 있다.
유저 인터페이스(300)는, 전술한 도시하지 않은 수신부에서 수신하는 채널을 선택하거나, 마찬가지로 도시하지 않은 음성 출력부에서 출력시키는 음성출력량을 조정하거나, 컬러액정 표시패널(110)을 조명하는 백라이트 장치(140)로부터의 백색광의 휘도조절, 화이트 밸런스 조절 등을 실행하기 위한 인터페이스이다.
예를 들면 유저 인터페이스(300)로부터, 유저가 휘도조절을 했을 경우에는, 구동회로(200)의 제어부(270)를 통해 백라이트 구동제어부(280)에 휘도제어신호가 전달된다. 백라이트 구동제어부(280)는, 이 휘도제어신호에 따라, 펄스폭 변조신호의 듀티비를, 적색(R)발광 다이오드 21R, 녹색(G)발광 다이오드 21G, 청색(B)발광 다이오드 21B 마다 바꾸어, 적색(R)발광 다이오드 21R, 녹색(G)발광 다이오드 21G, 청색(B)발광 다이오드 21B를 구동제어하게 된다.
계속해서, 투과형 컬러액정 표시장치(100)가 구비하는 백라이트 장치(140)의 광원으로서 사용하는 발광 다이오드 유닛 21mn의 선택 방법에 관하여 설명을 한다.
일반적으로, 발광 다이오드는, 색도, 휘도 모두 편차가 높은 발광 소자(발광 디바이스)이다. 백라이트 장치(140)의 광원으로서 사용하는 발광 다이오드(21)도, 각 색광을 발광하는 발광 다이오드(21)사이에서, 예외없이 색도, 휘도의 편차가 높은 것이 사용되게 된다.
그래서, 컬러액정 표시패널(110)을 조명하는 백라이트 장치(140)로부터 출사된 백색광이, 원하는 색도, 휘도가 되도록, 광원으로서 사용하는 발광 다이오드(21)를 적절히 선택할 필요가 있다. 이 때, 원하는 색도, 휘도로 하는 것만을 고려하게 되면, 제조된 발광 다이오드(21) 중에서 선택되는 발광 다이오드(21)에 치 우침이 일어나고, 사용되지 않은 발광 다이오드(21), 즉, 남은 발광 다이오드(21)가 증가하게 되어, 불필요한 원가가 발생하게 된다.
따라서, 백라이트 장치(140)의 광원에는, 색도, 휘도에 편차를 가지는 발광 다이오드(21)에서 전부 선택하면서, 목표로 하는 색도, 휘도의 백색광을 형성하도록 적절한 조합이 정해지게 된다.
컬러액정 표시패널(110)이 대형화되었을 경우에는, 광원으로서 사용되는 발광 다이오드(21)의 수도 대폭 증가하므로, 발광 다이오드(21)의 색도, 휘도를 하나씩 검증하여, 목표로 하는 색도, 휘도가 되는 백색광을 얻을 수 있는 조합을 생각하는 것은 매우 곤란하다. 그래서, 전술한 발광 다이오드 유닛 21mn단위로, 색도, 휘도를 고려하여 원하는 백색광을 얻을 수 있는, 발광 다이오드 유닛 21mn의 최적인 조합을 결정하는 것으로, 광원으로서 사용하는 발광 다이오드(21)의 선택을 용이하게 할 수 있게 된다. 즉, 백라이트 장치(140)의 광원은, 발광 다이오드(21)단체의 집합체로서 구성되어 있는 것이 아니고, 발광 다이오드(21)를 복수 구비한 발광 소자군인 발광 다이오드 유닛 21mn의 집합체로서 구성되어 있으면 취할 수 있다.
이 발광 다이오드 유닛 21mn은, 백라이트 장치(140)의 광원으로서, 백라이트 케이싱부(120)안에 색도, 휘도, 각각에 근거하여 색도 얼룩, 휘도 얼룩이 없는 백색광을 얻을 수 있도록, 색도에 근거한 배열 정책, 휘도에 근거한 배열 정책을 모두 충족하도록 배열시킨다.
이하에, 색도에 근거한 배열 정책, 휘도에 근거한 배열 정책, 각각에 대해 설명을 한다. 또한, 설명의 번잡함을 피하기 위해 색도에 근거한 배열 정책, 휘도에 근거한 배열 정책은, 각각 독립하여 설명을 하지만, 실제로는, 어느 배열 정책도 동시에 충족시키도록 하여 발광 다이오드 유닛 21mn을 백라이트 케이싱부(120)안에 배열하게 된다.
(색도에 근거한 배열 정책)
<1차원 매트릭스 모양으로 배열할 경우>
우선, 색도에 근거한 배열 정책에 대해 설명하는 데 있어서, 도 6에 나타나 있는 바와 같이 발광 다이오드 유닛 21mn의 m=6, n=1로 하여, 발광 다이오드 유닛 21mn을, 컬러액정 표시패널(110)의 수평방향을 길이 방향으로 하여 6행만 배열시키는 경우를 검토한다.
백라이트 장치(140)의 백라이트 케이싱부(120)안에 배열되는 각 발광 다이오드 유닛 21mn은, 백라이트 장치(140)에 있어서 목표로 하고 있는 색도의 백색광을 출사하도록, 색도에 편차가 있는 발광 다이오드(21)를 복수배열 함으로써 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터 선택된 것이다.
이와 같이 색도에 편차가 있는 발광 다이오드(21)를 유효하게 이용하여 발광 다이오드 유닛 21mn을 형성하고자 하는 경우, 형성한 모든 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터 목표가 되는 색도와 완전히 일치한 색도가 되는 백색광을 발광시키는 것이 극히 곤란하다.
즉, 발광 다이오드 유닛 21mn은, 이 발광 다이오드 유닛 21mn을 구성하는 적색발광 다이오드 21R끼리, 녹색발광 다이오드 21G끼리, 청색발광 다이오드 21B끼리, 각각에서 발광되는 각 색광의 색도가 다르기 때문에, 예를 들면 황색 기미가 있는 백색광, 푸른 기미가 있는 백색광과 같은 색순도가 좋지 않은 백색광을 출사하는 유닛도 존재하게 된다.
따라서, 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn이 발광하는 백색광의 색도를 확인하여, 색도에 따라 발광 다이오드 유닛 21mn을 적절히 백라이트 케이싱부(120)안에 배열시키지 않으면 색도 얼룩의 원인이 된다.
그래서, 이와 같이 색도의 편차가 있는 발광 다이오드(21)를 사용하여 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백색광의 색도에 의거하여 예를 들면 도 7에 나타내는, XYZ표색계의 xy색도도(국제조명 위원회(CIE: Commission Internationale del’Eclairage)가 1931년에 정했다.)안에 설정된 색도 범위의 그레이드 A, B, C, D중 어느 하나에 분류한다. 실제로는 발광 다이오드 유닛 21mn을 분류하는 그레이드는, 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn이 발광하는 백색광의 색도의 편차 정도에 따라, 도 7에 나타내는 이외의 넓은 범위로도 설정되게 된다. 어느 경우도, 발광 다이오드 유닛 21mn은, 백라이트 장치(140)에 있어서 목표로 하고 있는 백색광의 색도점 근방에 가장 많이 존재하는 분포가 된다.
여기에서, 백라이트 장치(140)의 백라이트 케이싱부(120)안에 배열시키는 발 광 다이오드 유닛 21mn의 배열 위치에 따른 영향을 검증한다. 예를 들면 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 백라이트 케이싱부(120)안에 발광 다이오드 유닛 21mn를 배열시켜, 모든 발광 다이오드 유닛 21mn을 점등시켰을 때의 휘도와, 발광 다이오드 21mn을 1행씩 점등시켰을 때 휘도를 비교하면 도 8에 나타나 있는 바와 같은 결과가 된다.
도 8에 나타내는 가로축은, 도 6에 나타낸 백라이트 장치(140)에 있어서의 수직방향의 위치와 일치하고 있다. 도 8에 나타내는 가로축의 마이너스 방향은, 발광 다이오드 유닛 21mn과, 발광 다이오드 21mn과의 중간위치를 중심으로 했을 때의 상방향과 일치하고 있으며, 도 8에 나타내는 횡축의 플러스 방향은, 같은 중간위치를 중심으로 했을 때의 하방향과 일치하고 있다. 또한 도 8에 있어서, 발광 다이오드 21mn을 1행씩 점등시켰을 때의 데이터는, 중첩시키고 있다.
도 8에 나타나 있는 바와 같이 발광 다이오드 유닛 21mn을 모두 점등시켰을 때의 휘도 P1과, 각 발광 다이오드 유닛 21mn을 단독으로 점등시켰을 때의 휘도 P2는, 약 1％정도의 차만 있음을 알 수 있다. 따라서, 어떤 특정한 위치에 배열된 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터의 발광광이, 백라이트 장치(140)로부터 출사되는 백색광을 형성하고 있기 때문이 아니고, 백라이트 케이싱부(120)의 어느 위치에 배열된 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터의 발광광도 백라이트 장치(140)로부터 출사되 는 백색광에 모두 영향을 주기 때문이라고 생각할 수 있다.
도 9에, 백라이트 장치(140)로부터 출사되는 백색광에, 도 6에 나타낸 각 발광 다이오드 21mn으로부터 발광되는 빛이 어느 정도 기여하고 있는 지를 가중치로 나타낸다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 발광 다이오드(21)로부터 발광되는 빛은, 50％를 넘지 않는다. 즉 각 발광 다이오드 21mn에 의해 발광되는 빛의 조도분포는, 백라이트 케이싱부(120)안의 비교적 넓은 범위에 퍼져 있다고 생각할 수 있다.
따라서, 이 결과를 색도에 적용시켰을 경우, 백라이트 장치(140)의 광원에 사용하는 발광 다이오드 21mn사이에, 명백하게 색도 얼룩을 일으키게 될 정도의 색도차가 있는 경우라도, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열시키는 것으로 색도 얼룩이 해소되는 방향에서 빛이 혼합하는 것을 알 수 있다. 즉, 같은 백라이트 케이싱부(120)안에 색도차가 다른 발광 다이오드 유닛 21mn을 적극적으로 배열시켜도 색도 얼룩을 해소하는 것이 가능하기 때문에, 전술한 도 7에 나타나 있는 바와 같이 색도의 차이에 따라 분류된, 다른 그레이드간의 발광 다이오드 유닛 21mn을 동일한 백라이트 케이싱부(120)안에 배열시킬 수 있다.
이러한 백라이트 장치(140)의 성질을 근거로, 도 7에 나타나 있는 바와 같은 색도도 안에서 그레이드 분류된 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터, 적절히 발광 다이오드 21mn을 선택하여, 색도 얼룩을 또한 해소시키도록 배열시킨다.
이 때, 동일한 백라이트 장치(140)에 광원으로서 사용하는 발광 다이오드 유 닛 21mn은, 2종류의 그레이드로부터 선택된 것으로 한정한다. 이것은, 백라이트 장치(140)를 양산할 때의 작업 공정의 번잡함을 해소하기 위한 조치이다.
발광 다이오드 유닛 21mn을 선택하는 그레이드의 조합은, 색도가 가까울 수록 좋다. 즉, 도 7에 나타내는 그레이드에서는, (그레이드 A, 그레이드 B), (그레이드 A, 그레이드 D), (그레이드 B, 그레이드 C), (그레이드 C, 그레이드 D)등의 조합으로부터, 각각 발광 다이오드 유닛 21mn을 선택하는 것이 바람직하다. 또한 (그레이드 A, 그레이드 C), (그레이드 B, 그레이드 D)등의 조합도 생각할 수 있지만, 전술한 4종류의 조합보다도 색도 얼룩을 해소시키는 곤란도가 높아지게 된다.
발광 다이오드 유닛 21mn을 선택하는 그레이드의 조합이 결정되면, 다음은, 백라이트 케이싱부(120)안에서의 배열 위치를 결정하게 된다. 상기한 바와 같이, 발광 다이오드 유닛 21mn은, 배열 위치에 따라, 백라이트 장치(140)로서 출사하는 백색광으로의 기여도가 다르기 때문에, 다른 색도의 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열하는 때에는, 배열 위치에 따른 가중치를 고려하는 것으로, 색도차의 영향을 더욱 억제시킨 배열 위치를 구할 수 있다.
상기한 바와 같이, 발광 다이오드 유닛 21mn은, 어떤 목표가 되는 색도의 백색광이 되도록 편차가 있는 복수의 발광 다이오드(21)를 배열시켜 형성되고 있다. 따라서, 목표하는 색도에 가까운 그레이드의 색도를 나타내는 발광 다이오드 유닛 21mn의 수가, 압도적으로 많아지고, 목표로 하는 색도로부터 멀어짐에 따라서, 그 색도를 나타내는 발광 다이오드 유닛 21mn의 상대적인 수는 감소하게 된다.
따라서, 2종류의 그레이드의 발광 다이오드 유닛 21mn을 선택할 때도, 색도에 따라 그레이드에 분류했을 때, 수가 많아진 그레이드의 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백라이트 케이싱부(120) 전체에 배치시키는 메인이 되는 발광 다이오드 유닛 21mn으로 하고, 소수의 그레이드의 발광 다이오드 유닛 21mn을 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn으로서 위치시키게 된다.
계속해서, 발광 다이오드 유닛 21mn의 배열 위치에 의한 색도차로의 영향을, 실제로 2종류의 그레이드의 발광 다이오드 유닛 21mn을 사용하여 검증한다. 여기에서는, 색도차로의 영향을 보다 알기 쉽게 나타내기 위해, 도 7에 있어서, 색도차가 커지는 워스트 케이스인 그레이드 A와, 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 사용하는 것으로 한다. 구체적으로는, 도 7에 나타내는 그레이드 A에 속하고, 색도점 a의 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 메인이 되는 발광 다이오드 유닛 21mn하며, 그레이드 C에 속하고, 색도점 c의 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn으로 한다.
(1)서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을 1행만 사용했을 경우 우선, 도 6에 도시하는 백라이트 장치(140)에 있어서, 그레이드 A에 속하고, 색도점 a의 백색 광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 5행, 그레이드 C에 속하고, 색도점 c의 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 1행만 사용했을 경우에 대해서 생각한다.
도 10은, 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn의 배열 위치를 변화시켰을 때의 백라이트 장치(140)의 수직방향의 각 위치에 있어서의 색도점의 x좌표를, 전술한 배열 위치마다의 가중치를 고려하여 산출한 결과이다. 또한 도 11은, 백라이트 장치(140)로부터 출사되는 백색광의 출사면 내에 있어서의 x좌표의 최저색도와, 최고색도와의 차인 색도차△x를, 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn의 배열 위치마다 산출한 도면이다.
도 10, 도 11에 나타내는 결과로부터, 색도가 다른 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열할 때, 컬러액정 표시패널(110)의 가장자리부측인, 백라이트 케이싱부(120)의 상단부측 또는 하단부측, 즉, 발광 다이오드 유닛 21mn 또는 발광 다이오드 유닛 21mn로서 배열시키면, 출사되는 백색광의 출사면안에 있어서의 색도차가 최대가 되어, 색도 얼룩이 강하게 나타나게 될 가능성이 높다. 반대로, 컬러액정 표시패널(110)의 중심부근인 백라이트 케이싱부(120)의 중심측, 즉 발광 다이오드 유닛 2131 또는 발광 다이오드 유닛 2141로서 배열시키면, 출사되는 백색광의 출사면 내에 있어서의 색도차를 최소로 할 수 있고, 색도 얼룩을 대폭 억제할 수 있다.
(2)그레이드 C의 발광 다이오드 유닛 21mn을 복수행 사용했을 경우 계속해서, 그레이 A에 속하고, 색도점 a의 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시킨, 도 6에 나타내는 백라이트 장치(140)에 있어서, 이 발광 다이오드 유닛 21mn을, 위부터 순서대로 그레이드 C에 속하고, 색도점 c의 백색광을 발광하는 발광 다이오드 유닛 21mn으로 교체하는 경우에 대하여 검토한다.
도 12는, 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 순서대로 교체하여 배열했을 때의 백라이트 장치(140)의 수직방향의 각 위치에 있어서의 색도점의 x좌표를, 전술한 배열 위치마다의 무게를 고려하여 산출한 결과이다. 또한 도 13은, 백라이트 장치(140)로부터 출사되는 출사면 내에 있어서의 백색광의 x좌표의 최저색도와, 최고색도와의 차인 색도차△x를, 배열시키는 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn의 행수마다 산출한 도면이다.
도 12, 도 13에 나타내는 결과로부터, 색도가 다른 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백라이트 케이싱부(120)안에 복수행 배열할 때, 복수행 나란히 배열시키면, 출사되는 백색광의 출사면 내에 있어서의 색도차가 커지게 되어 색도 얼룩이 강하게 나타나게 될 가능성이 높음을 알 수 있다.
그래서, 이번은, 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 복수배열시키는 경우에 있어서, 복수행 나열하지 않는 배열로 할 수 있다. 도 14는, 그레이 드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을, 발광 다이오드 유닛 2121, 2141, 2161로 하고, 하나 간격으로 배열시켰을 경우와, 마찬가지로 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을, 발광 다이오드 유닛 2121, 2151로서, 2행째와 5행째에 배열시켰을 경우의 각각에 있어서, 백라이트 장치(140)의 수직방향의 각 위치에 있어서의 색도점의 x좌표를 전술한 배열 위치마다의 가중치를 고려하여 산출한 결과이다.
서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을 복수행 배열시킬 때, 1행 마다 어느 정도의 간격을 두고 배열시키지 않았을 경우, 대다수를 차지하는 메인이 되는 색도의 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터 출사된 백색광과 서로 섞이지 않고, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn으로부터 출사된 백색광의 색도가 뭉쳐져 표시되게 되어 색도 얼룩이 현저하게 된다.
또한 1행만 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시킬 때의 검증 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백라이트 케이싱부(120)의 상단부 또는 하단부에 배열시켰을 경우에는, 백라이트 케이싱부(120)의 내벽면(120a)에 실시된 빛의 이용 효율을 상승시키기 위한 반사 기능에 의해 반사된 빛이 강해져, 상단부 또는 하단부 부근에서 색이 뭉쳐 보이게 된다.
따라서, 도 14에 나타나 있는 바와 같이 그레이드 C에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을, 2행째와, 5행째, 즉, 발광 다이오드 유닛 2121 및 발광 다이오드 유닛 2151로서 배열하면, 하나 간격으로 교대로 배열했을 경우와 비교하여, 출사되는 백 색광의 출사면 내에 있어서의 색도차가 해소되어, 색도 얼룩을 대폭 억제할 수 있다.
이와 같이, 색도의 그레이드가 다른 발광 다이오드 유닛 21mn을 동일한 백 라이트 장치(140)의 광원으로서 사용할 경우, 소수의 색도의 발광 다이오드 유닛 21mn을 컬러액정 표시패널(110)의 가장자리부를 피해, 중심측이 되도록 배열시키고, 복수행 배열하는 경우에는, 예를 들면 2개 간격과 같은 어느 정도의 간격을 갖고 배열시키는 것으로, 색도 얼룩을 억제한 배열로 할 수 있다.
<2차원 매트릭스 모양으로 배열할 경우>
전술한 예에서는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이 발광 다이오드 유닛 21mn을 1차원 매트릭스 모양으로 배열했을 경우의 색도에 근거한 배열 정책에 관하여 설명을 했지만, 다음에 발광 다이오드 유닛 21mn을 2차원 매트릭스 모양으로 배열했을 경우의 색도에 근거한 배열 정책에 관하여 설명을 한다.
2차원 매트릭스 모양으로 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열하는 데 있어서, 46인치의 컬러액정 표시패널(110)에 대응시키기 위해, 발광 다이오드 유닛 21mn의 m=6, n=3으로 하고, 발광 다이오드 유닛 21mn을, 컬러액정 표시패널(110)의 수평방향을 길이 방향으로 하여 수직방향으로 6행, 수평방향으로 3열만 배열시키는 경우를 검토한다.
예를 들면 도 7에 나타나 있는 바와 같이 그레이드 분류된 발광 다이오드 유 닛 21mn 중, 그레이드 B에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 백라이트 케이싱부(120)내, 전체에 배열시켰을 때, 그레이드 A에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn을 6개만 배열시킨다고 하면, 도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 된다.
도 15에 나타나 있는 바와 같이 그레이드 A에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn은, 발광 다이오드 유닛 2111, 2141, 2122, 2152, 2113, 2143으로서, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열된다. 또한 도 16에 나타나 있는 바와 같이 그레이드 A에 속하는 발광 다이오드 유닛 21mn은, 발광 다이오드 유닛 2111, 2141, 2122, 2152, 2133, 2163로서, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열된다.
도 15, 도 16에 나타나 있는 바와 같이, 각각의 백라이트 장치(140)의 백라이트 케이싱부(120)안에 있어서, 2차원 매트릭스의 중심열인 2열째에 배열된 백라이트 유닛 21m2는, 전술한 1차원 매트릭스 모양으로 복수행의 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열할 경우의 배열 정책을 그대로 적용하고, 삽입하는 소수의 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 2121mn을 백라이트 케이싱부(120)의 상단부 또는 하단부에 배열하지 않고, 삽입하는 소수의 부가 되는 발광 다이오드 유닛 2121mn을 어느 정도의 간격을 가지도록 배열시키게 된다. 여기에서는, 2행의 발광 다이오드 유닛 21mn을 통해, 발광 다이오드 유닛 2122, 2152로서 배열되고 있다.
백라이트 케이싱부(120)안의 좌우에 배열된 1열째의 발광 다이오드 유닛 21m1과, 3열째의 발광 다이오드 유닛 21m3은, 2열째에 배열된 발광 다이오드 유닛 21m2와 달리, 도 15에 있어서는, 발광 다이오드 유닛 2111, 2113이, 도 16에 있어서는, 발광 다이오드 유닛 2111, 2163이, 백라이트 케이싱부(120)의 상단부 또는 하단부에 배열되어 있다.
이것은, 수직방향인 동일 열에 있어서 색이 뭉쳐져 나타나는 것을 피함과 동시에, 수평방향인 동일 행에 있어서 색이 뭉쳐져 나타나게 되는 것을 피하기 위한 배열이다.
예를 들면 도 15, 도 16에 있어서, 그레이드 A에 속하는 색도의 발광 다이오드 유닛 21mn을, 발광 다이오드 유닛 2121, 2122, 2123의 위치에 배열시키면, 2행째를 중심으로 하여 수평방향으로 다른 색도의 백색광이 강하게 나타나, 색도 얼룩을 일으키게 된다. 따라서, 동일 행 위에 발광 다이오드 유닛 21mn이 나열되는 것을 피할 필요가 있으며, 이와 같이, 동일 행 위에, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시키지 않는 색도에 근거하는 배열 정책은, 컬러액정 표시패널(110)의 인치 사이즈가 커져 2차원 매트릭스 모양으로 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시킬 필요가 있는 경우에는, 특히 요구되는 배열 정책이 된다.
발광 다이오드 유닛 21mn을 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 경우에는, 컬러액정 표시패널(110)의 수평방향의 길이가, 발광 다이오드 유닛 21mn의 길이 방향 길이의 2배 이상이 되어 백라이트 케이싱부(120)의 내벽면(120a)으로부터의 반사에 의한 영향이 상대적으로 작아진다. 따라서, 이 경우, 동일 행 모양으로 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시키지 않는 배열 정책은, 백라이트 케이싱부(120)의 상단부 또는 하단부에 배열시키지 않는, 1차원 매트릭스 모양으로 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시키는 예를 사용하여 설명한 배열 정책보다, 프라이어리티가 높아진다.
(휘도에 근거한 배열 정책)
휘도의 경우도, 색도와 마찬가지로, 같은 백라이트 장치(140)안에 다른 2종류의 휘도를 가지는 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시킬 수 있다.
복수의 발광 다이오드(21)에 의해 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn은, 색도와 마찬가지로 휘도에 따른 그레이드로 분류되어, 소정의 범위내의 휘도차가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn이 선택된다. 선택된 발광 다이오드 유닛 21mn은, 컬러액정 표시패널(110)을 조명했을 때, 중심휘도가 높아지도록 배열시키게 된다. 이것이 휘도에 의거하여 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열할 때의 배열 정책이 된다.
예를 들면 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 6행의 발광 다이오드 유닛 21mn을 백라이트 케이싱부(120)안에 배열할 경우에는, 배열시키는 발광 다이오드 유닛 21mn으로서, 고휘도(H)의 것이 4개, 저휘도(L)의 것이 2개 준비되어 있다고 하자.
도 17은, 저휘도(L)의 발광 다이오드 유닛 21mn을, 도 6에 나타내는 발광 다 이오드 유닛 2131, 2141의 위치에 배열시켰을 경우와, 발광 다이오드 유닛 2111, 2161의 위치에 배열시켰을 경우의 백라이트 장치(140)의 수직방향의 각 위치에 있어서의 휘도를 나타낸 도면이다. 도 17에 나타나 있는 바와 같이 저휘도(L)의 발광 다이오드 21mn은, 컬러액정 표시패널(110)의 가장자리부인 백라이트 케이싱부(120)안의 상단부 또는 하단부에 배열시키는 것이 바람직하고, 중심에 저휘도(L)의 발광 다이오드 유닛 21mn을 배열시킨 경우와 비교하여 6.8％휘도 상승시키고 있다.
또한 휘도에 의거하여 발광 다이오드 유닛 21mn을 백라이트 케이싱부(120)안에 2차원 매트릭스 모양으로 배열시키는 경우도 동일한 배열 정책이 된다.
예를 들면 2차원 매트릭스 모양으로 발광 다이오드 유닛 21mn을, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열하는 데 있어서, 46인치의 컬러액정 표시패널(110)에 대응시키기 위해, 발광 다이오드 유닛 21mn의 m=6, n=3으로서, 발광 다이오드 유닛 21mn을, 컬러액정 표시패널(110)의 수평방향을 길이 방향으로 하여 수직방향으로 6행, 수평방향으로 3열만 배열시킬 경우를 생각한다.
전술한 휘도에 근거한 배열 정책에 따르면, 도 18에 나타나 있는 바와 같이 저휘도(L)의 발광 다이오드 유닛 21mn은, 백라이트 장치(140)의 백라이트 케이싱부(120)안의 상단부 또는 하단부에 배열된다. 이와 같이, 발광 다이오드 유닛 21mn 이 배열된 백라이트 장치(140)로 컬러액정 표시패널(110)을 조명하는 것으로 중심휘도가 높은 시각적으로 양호한 화상을 표시하도록 할 수 있다.
이와 같이, 색도에 근거한 배열 정책과, 휘도에 근거한 배열 정책을 조합하면, 색도에 의거하여 그레이드 분류된 각 발광 다이오드 유닛 21mn은, 또한 휘도에 의거하여 고휘도인 것과, 저휘도인 것으로 분류된다. 따라서, 백라이트 케이싱부(120)안에 배열하기 위해 2개의 다른 색도 그레이드로부터 선택된 메인이 되는 발광 다이오드 유닛 21mn, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn도, 고휘도인 것과, 저휘도인 것으로 분류되고 있기 때문에, 색도에 근거한 배열 정책과, 휘도에 근거한 배열 정책을 조합하여 적용할 경우, 합계 4종류의 발광 다이오드 유닛 21mn이, 동일 백라이트 장치(140)안에 배열되게 된다.
이 때, 서브가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn 중, 휘도가 저휘도가 되는 발광 다이오드 유닛 21mn은, 색도에 의거하여 컬러액정 표시패널(110)의 중심측에 배치시키거나 또는 휘도에 의거하여 컬러액정 표시패널(110)의 가장자리측의 어느 개소에 배열시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 발광되는 백색광의 휘도, 색도에 편차가 있는 발광 다이오드(21)를 사용하여, 소정의 색도, 휘도를 목표로 하여 형성된 발광 다이오드 유닛 21mn을 백라이트 장치(140)의 광원으로서 사용할 때, 전술한 색도에 근거한 배열 휘도에 근거한 배열 정책 배열을 동시에 충족시키도록 배열하는 것으로, 종래까지는 남게 된 발광 다이오드 유닛 21mn을 휘도 얼룩, 색도 얼룩을 발생시키지 않도록 하면서, 낭비 없이 사용할 수 있다. 따라서, 백라이트 장치(140), 결국은 투과형 컬러액정 표시장치(100)의 제조 비용을 대폭 삭감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 벗어나지 않고, 여러가지 변경, 치환 또는 그 동등의 것을 행할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명백하다.

Claims (10)

  1. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 제1의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 상기 소정 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 주 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도를 나타내고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 주 발광 소자열보다 적은 수의 제1의 부 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 부 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 제1의 주 발광 소자열, 상기 제2의 주 발광 소자열, 상기 제1의 부 발광 소자열 및 상기 제2의 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 상기 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 제1의 부 발광 소자열을, 색도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키고, 상기 제2의 주 발광 소자열을 휘도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키고, 상기 제2의 부 발광 소자열을 색도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키거나, 휘도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측 중 어느 하나에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 부 발광 소자열, 상기 제2의 부 발광 소자열을 2행 이상 배열시킬 경우, 색도에 근거하여 소정 수의 상기 제1의 주 발광 소자열을 통해 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  3. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 제1의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 상기 소정 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 주 발 광 소자열보다 적은 수의 제2의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도를 나타내고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 주 발광 소자열보다 적은 수의 제1의 부 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 제1의 부 발광 소자열보다 적은 수의 제2의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 제1의 주 발광 소자열, 상기 제2의 주 발광 소자열, 상기 제1의 부 발광 소자열 및 상기 제2의 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 제1의 부 발광 소자열을, 색도에 의거하여 동일 행 위에 인접하여 나열하지 않고 배열시키는 동시에, 2차원 매트릭스의 중심열에 배열시키는 상기 제1의 부 발광 소자열을 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키고, 상기 제2의 주 발광 소자열을, 휘도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키고, 상기 제2의 부 발광 소자열을, 색도에 의거하여 동일 행 위에 인접해서 나열하지 않고, 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키거나, 휘도에 의거하여 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1의 부 발광 소자열, 상기 제2의 부 발광 소자열을, 2차원 매트릭스의 동일 열 위에, 2행 이상 배열시킬 경우, 색도에 근거하여 소정 수의 상기 제1의 주 발광 소자열을 통해 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  5. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 주 발광 소자열, 상기 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 상기 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 부 발광 소자열을 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 부 발광 소자열을 2행 이상 배열시킬 경우, 소정 수의 상기 주 발광 소자열을 통해 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정 색도의 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 색도 근방의 색도의 백색광을 발광하는 상기 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 주 발광 소자열, 상기 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여, 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 부 발광 소자열을, 동일 행 위에 인접하여 나열하지 않고 배열시키는 동시에, 2차원 매트릭스의 중심열에 배열시키는 상기 부 발광 소자열을 상기 컬러액정 표시패널의 중심측에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 부 발광 소자열을 2차원 매트릭스의 동일 열 위에 2행 이상 배열시킬 경우, 소정 수의 상기 주 발광 소자열을 통해 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  9. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는, 상기 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 주 발광 소자열, 상기 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 상기 컬러액정 표시패널의 수직방향으로 1차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 부 발광 소자열을 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  10. 투과형의 컬러액정 표시패널을 배면측에서 백색광으로 조명하는 백라이트 장 치로서,
    광원으로서,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 소정의 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 복수의 주 발광 소자열과,
    복수의 발광 소자를 열 모양으로 배열시켜 이루어지고, 상기 소정의 휘도보다 낮은 휘도를 나타내는 백색광을 발광하는 상기 주 발광 소자열보다 적은 수의 부 발광 소자열을 구비하고,
    상기 주 발광 소자열, 상기 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 수평방향을 길이 방향으로 하여 2차원 매트릭스 모양으로 배열시킬 때, 상기 부 발광 소자열을, 상기 컬러액정 표시패널의 가장자리측에 배열시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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