TWI375082B - Surface light source device and liquid crystal display unit - Google Patents

Description

1375082 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於表面光源裝置和液晶顯示單元。 【先前技術】

在液晶顯示單元中，液晶本身不發光。如此，例如， 將發射光線到液晶顯示單元的顯示區之所謂直接型表面光 源裝置（背光）配置在複數像素所形成的顯示區之背面上 。應注意的是，在彩色液晶顯示單元中，一像素係由包括 紅色發光子像素、綠色發光子像素、及藍色發光子像素的 三子像素所形成。藉由使構成各個像素或子像素的液晶晶 粒能夠操作成一種光學快門（光閥），即藉由控制各個像 素或各個子像素的光透射比（鏡孔比），控制從表面光源 裝置發出的照明光（例如、白光）之光透射比，如此顯示 影像。

在習知技術中，液晶顯示單元組裝的表面光源裝置以 均勻和固定的亮度照射整個顯示區。已知有具有不同於上 述表面光源裝置的配置之配置的表面光源裝置，例如，日 本未審査專利申請出版號碼2 005 -25 8403所揭示一般，在 其中表面光源裝置包括複數表面光源單元，及改變複數顯 不區單兀中的照明分佈。 依據如下面所說明的方法控制此種表面光源裝置。也 就是說，使構成表面光源裝置之各自表面光源單元的最大 亮度爲Ymax，及使顯示區單元中的像素之光透射比（鏡孔 -5- 1375082 比）的最大値（尤其是，例如、100% )爲Ltmax。另外， 當構成表面光源裝置之各自表面光源單元具有最大亮度 Ymax時’使用以獲得顯示區單元中的各個像素之顯示亮度 y〇之各個像素的光透射比（鏡孔比）爲LtC。然後，在此 例中，可將構成表面光源裝置之各個表面光源單元的光源 亮度Y〇控制成滿足下面關係。 Y 0'Ltmax = Y max"Lt〇 圖11A及11B爲此種控制的槪念式圖解。在此例中， 爲液晶顯示單元的影像顯示器中之每一圖框改變表面光源 單元的光源亮度Y〇 (稱作影像顯示圖框以方便說明） 經由如上述控制表面光源裝置（通常稱作表面光源裝 置的分割驅動），由於液晶顯示單元中之白色位準增加和 黑色位準減少，所以能夠達成對比率增加。結果，能夠達 成影像顯示器的品質提高，及表面光源裝置的電耗降低。 在日本未審查專利申請出版號碼2005 -2 5 8403所揭示 的技術中，將四個發光二極體（LEDs )配置在一表面光源 單元中（見日本未審查專利申請出版號碼2005 -2 5 8403的 段落[0071]及圖18)。圖12A爲日本未審查專利申請出版 號碼2005-258403所揭示之四個LEDs的配置槪要圖。 另外，圖13A及14A例示以均勻和固定亮度照射整 個顯示區之表面光源裝置中的發光二極體之配置的一部分 。在 2004 年的十二月 20 日之 Nikkei Electronic, Vol. 889 的第1 2 4到1 2 8頁特別記載此種配置的一例子。此處，在 圖式中，以具有圓圈圍起來的字體“R”之符號表示紅色發 -6 - 1375082 光二極體，以具有圓圈圍起來的字體“G”之符號表示綠色 發光二極體，及以具有圓圈圍起來的字體“B”之符號表示 藍色發光二極體。 【發明內容】 在圖12A所示之四個LEDs的配置中，發光色的局部 變化（發光色的位移）發生在圖12B所示之表面光源單元 之外邊緣區。也就是說，儘管從表面光源單元的中心部位 發出白色，但是稍微不同於白色的色彩光線從表面光源單 元的外邊緣區發出。應注意的是，在圖12B中，窄點線槪 要表示由藍色發光LED所產生的亮度輪廓中之指定値的 輪廓線。 另外，一點鏈線槪要表示由紅色發光LED所產生的 亮度輪廓中之指定値的輪廓線。雖然圖式省略由綠色發光 LED所產生的亮度輪廓中之指定値的輪廓線，但是計數線 與紅色發光LED所產生的亮度輪廓或藍色發光LED所產 生的亮度輪廓之計數線不一致。 同樣地，在依據圖13A及14A所示之LEDs的配置試 圖分割驅動表面光源裝置之例子中，也如圖13B或14B所 示一般也發生發光色的局部變化（發光色的位移）。在圖 13A及14A中，實線表示當試圖分割驅動表面光源裝置時 的表面光源裝置之分割狀態。另外，在圖13B及14B中， 實線表示對應於表面光源單元的外邊緣之部位。 表面光源裝置的外邊緣區之此種局部色彩變化（色移 1375082 )產生從對應於表面光源單元的外邊緣區之液晶顯示單元 的像素中之想要色彩位移。 因此，想要設置一表面發光裝置，其具有局部色彩變 化（色移）不容易發生在構成經過分割驅動的表面光源裝 置之表面光源單元的外邊緣區之組配和結構。 根據本發明的第一到第三觀點每一個，設置有表面光 源裝置，其從背面照射透射型液晶顯示單元，液晶顯示單 元具有包括以二維矩陣排列的像素之顯示區，包含：PxQ 個表面光源單元，對應於PxQ個想像顯示區單元，PxQ個 想像顯示區單元係藉由假設將液晶顯示單元的顯示區分成 PxQ個想像顯示區單元所獲得。個別控制包括在表面光源 單元中的光源，包括在各個表面光源單元中之光源包括複 數發光元件單元，及各個發光元件單元包括至少一個發出 紅光之紅色發光元件，至少一個發出綠光之綠色發光元件 ，及至少一個發出藍光之藍色發光元件。 另外’在根據本發明的第一觀點之表面光源裝置中， 依據各個表面光源單元中的複數紅色發光元件之亮度.輪廓 的質量中心實際上與表面光源單元的質量中心一致，依據 各個表面光源單元中的複數綠色發光元件之亮度輪廓的質 量中心實際上與表面光源單元的質量中心一致，及依據各 個表面光源單元中的複數藍色發光元件之亮度輪廓的質量 中心實際上與表面光源單元的質量中心一致。 此處’依據各個表面光源單元中的複數紅色發光元件 之亮度輪廓的質量中心實際上與表面光源單元的質量中心 -8- 1375082 —致的狀態被說明如下。也就是說，在表面光源裝置中， 只有一表面光源單元中的複數紅色發光元件被打開以依據 來自複數紅色發光元件的光發射量測二維亮度輪廓，及決 定包括在表面光源單元的外邊緣之投影影像中的二維亮度 輪廓之部位中的質量中心。然後，若此亮度輪廓的質量中 心的位置位在畫在表面光源單元的質量中心（一般與表面 光源單元的中心點一致）四周的直徑D之圓形內，則視作 亮度輪廓與表面光源單元的質量中心彼此“實際上一致，’。 此處，隨著表面光源單元的表面積爲S〇(mm2)，“D”的値 (單位：mm )滿足下面關係： D = 0.2S〇l/2。 相同定義應用於“依據各個表面光源單元中的複數綠 色發光元件之亮度輪廓的質量中心實際上與表面光源單元 的質量中心一致“或”依據各個表面光源單元中的複數藍色 發光元件之亮度輪廓的質量中心實際上與表面光源單元的 質量中心一致”的狀態。應注意的是，當亮度輪廓的預定 位置被設定爲原點（0，0)，及亮度輪廓中的點（Xi，yi)之亮 度爲L(xi，yi)時，可從下面的等式（A)及（b)決定亮度輪廓 的質量中心的座標（Xc，Yc) = ΣΣμ(ά) 1375082 另外’在根據本發明的第二觀點之表面光源裝置中， 各個表面光源單元中的複數紅色發光元件之位置的質量中 心實際上與表面光源單兀的質量中心一致，各個表面光源 單元中的複數綠色發光元件之位置的質量中心實際上與表 面光源單元的質量中心一致，各個表面光源單元中的複數 藍色發光元件之位置的質量中心實際上與表面光源單元的 質量中心一致。 此處，當各個表面光源單元中的複數紅色發光元件之 位置的質量中心實際上與表面光源單元的質量中心一致時 ’此意謂隨著表面光源單元的表面積爲SG(mm2)，從複數 紅色發光元件的位置之質量的中心（從複數紅色發光元件 的位置座標所決定的複數紅色發光元件之中心點）到表面 光源單元的質量中心（一般與表面光源裝置的中心點一致 )的距離d滿足下面關係。相同定義應用於複數綠色發光 元件和複數藍色發光元件。 d<0.0 S〇1/2 另外’在根據本發明的第三觀點之表面光源裝置中， 表面光源單元在平視時具有矩形形狀，及在各個表面光源 單元中，將至少一個紅色發光元件，至少一個綠色發光元 件’及至少一個藍色發光元件沿著表面光源單元的各個側 邊排列’和將紅色發光元件’綠色發光元件，及藍色發光 元件以相同次序沿著表面光源單元的四個側邊排列。 應注意的是，在根據本發明的第三觀點之表面光源裝 -10- 1375082 置中，當沿著表面光源單元的一側排列有複數紅色發光元 件，及/或複數綠色發光元件，及/或複數藍色發光元件時 ，沒有相同顏色的發光元件彼此毗連配置較佳。另外，當 沿著毗連表面光源單元的側邊觀看時，紅色發光元件，綠 色發光元件，及藍色發光元件的排列次序也相同較佳。 在根據本發明的第一到第三觀點之表面光源裝置中（ 下面將這些通稱爲根據本發明的實施例之表面光源裝置） ，包括在一表面光源單元中的光源包括複數發光元件單元 。尤其是，其滿足發光元件單元的數目大於二。在此例中 ，兩回旋轉對稱地排列構成複數發光元件單元的各紅色的 發光元件，兩回旋轉對稱地排列構成複數發光元件單元的 各綠色的發光元件，及兩回旋轉對稱地排列構成複數發光 元件單元的各藍色的發光元件較佳。另外，發光元件的數 目是四更好。 另外，當包括在一表面光源單元中的光源包括四個發 光元件單元時，在各個表面光源單元中，四回旋轉對稱地 排列構成四個發光元件單元的各紅色的發光元件，四回旋 轉對稱地排列構成四個發光元件單元的各綠色的發光元件 ，及四回旋轉對稱地排列構成四個發光元件單元的各藍色 的發光元件較佳。另外，在此例中，各個發光元件單元包 括一個紅色發光元件，兩個綠色發光元件，及一個藍色發 光元件較理想，將這四個發光元件排列在想像矩形的四個 角，及當假設原點位於在平視時具有矩形形狀之表面光源 單元的質量中心的座標系統時，將綠色發光元件分別排列 -11 - 1375082 在最接近原點的想像矩形之四個角之一和位在最遠離原點 的想像矩形之四個角之一，及將紅色發光元件和藍色發光 元件分別排列在剩下的兩個角。另一選擇是，在此例中， 各個發光元件單元包括一個紅色發光元件，一個綠色發光 元件，和一個藍色發光元件，及將這三發光元件分別排列 在想像字體“L”的直條之末端部位，想像字體“L”的橫條之 末端部位，及直條與橫條之間的交點較理想。另一選擇是 ，也可以採用各個發光元件單元包括一個紅色發光元件， 兩個綠色發光元件，及一個藍色發光元件的組配，及當如 上述排列的一組單元稱作“2x2單元”時，各個發光元件單 元包括 1x2 = 2 “2x2單元”，或 2x2 = 4 “2x2單元”，或 2x 3 = 6 “2x2單元”，或另一選擇是axb = a. b“2x2單元” 在包括上述較佳模式和組配之根據本發明的實施例之 表面光源裝置中，各個兩毗連表面光源單元可以隔牆彼此 分開。由於隔牆，所以可控制從構成表面光源單元的光源 發出之光的透射、反射，或透射和反射。應注意的是，在 此例中，一表面光源單元由四隔牆、或由三隔牆和外殼的 一側面（稍後將說明）、或由外殼的兩側牆或兩側面所圍 繞。形成隔牆的材料之例子包括丙烯酸樹脂，聚碳酸酯樹 脂，和 ABS樹脂。賦予隔牆的表面光擴散反射功能或鏡 面反射功能。可依據噴沙法在隔牆的表面上形成不規則， 或裝附具有不規則的膜（光擴散膜）到隔牆的表面上而給 予隔牆的表面光擴散反射功能。另外，可藉由裝附光反射 膜到隔牆的表面上，或例如以電鍍在隔牆的表面上形成光 -12- 1375082 反射層而給予隔牆的表面鏡面反射功能。 在包括上述較佳模式和組配之根據本發明的 表面光源裝置中，可使用發光二極體（LEDs)當 件。在由發光二極體形成發光元件的例子中，可 具有例如640 nm的波長之紅光的紅色發光二極 色發光元件，可使用發出具有例如530 nm的波 的綠色發光二極體當作綠色發光元件，及可使用 例如450 nm的波長之藍光的藍色發光二極體當 光元件。可由來自這些發光二極體的光發射獲得 然可另外設置發出除了紅、綠、及藍之外的第四 第五色的光之發光元件（發光二極體），但在此 出第四色的光和第五色的光之發光元件也需要滿 光元件、綠色發光元件、及藍色發光元件所需的 發光二極體可具有所謂的面朝上結構或可具 結構。也就是說，可以採用由基板和形成在基板 層所形成之發光二極體，並且將光從發光層發射 結構，或來自發光層的光通過欲發射到外面的基 。尤其是，發光二極體（LED)具有包括形成在 由具有第一導電型（例如、η型）的化合物半導 之第一包層、形成在第一包層上的活性層、及形 包層上且由具有第二導電型（例如、ρ型）的化 體所形成之第二包層的疊層結構，並且也包括電 一包層的第一電極，及電連接到第二包層的第二 依據發光波長從已知化合物半導體材料形成發光 實施例之 作發光元 使用發出 體當作紅 長之綠光 發出具有 作藍色發 白光。雖 色的光和 例中，發 足紅色發 規格。 有倒裝片 上的發光 到外面之 板之結構 基板上且 體所形成 成在第一 合物半導 連接到第 電極。可 二極體的 -13- 1375082 層。 應注意的是，如同在Lambert Cyan型中，可將在直 線方向具有高光強度的透鏡裝附於發光二極體的發光部位 〇 在根據本發明的實施例之表面光源裝置中，設置用以 量測光源的發光狀態（尤其是，光源的亮度、光源的彩度 、或光源的亮度和彩度）之光學感應器較理想。雖然從可 靠量測各個表面光源單元的發光狀態之觀點而言光學感應 器的數目可至少一個’但是爲各個表面光源單元配置一組 光學感應器較理想。可使用已知光電二極體或CCD裝置 當作光學感應器。另外，在此例中，可由裝附紅色濾光片 以量測紅光的光強度之光電二極體，裝附綠色濾光片以量 測綠光的光強度之光電二極體，及裝附藍色濾光片以量測 藍光的光強度之光電二極體形成一組光學感應器。 此處’像素或子像素的光透射比（又稱作鏡孔比）Lt ’對應於像素或子像素的顯示區之部位中的亮度（顯示亮 度）y’及表面光源單元的亮度（光源亮度）γ被定義如 下。 Y i :光源亮度，例如，下面通常稱作第—指定光源透 射比値之其最大値。

Lh:顯示區單元中之像素或子像素的光透射比（鏡 孔比）’例如’下面通常稱作第一指定光透射比之其最大 値。

Lt2:藉由假設對應於具有等於表示輸入到用以驅動 •14- 1375082 構成顯示區單元之所有像素的驅動電路之驅動信號的値之 最大値的顯示區單元中之最大驅動信號値Xu_max的値之驅 動信號的控制信號已供應到像素或子像素所獲得之像素或 子像素的光透射比（鏡孔比）。下面通常稱此爲第二指定 光透射比値。應注意的是，0^Lt2^Lt j。 y2:藉由假設光源亮度是在第一指定光源亮度値Yi， 及像素或子像素的光透射比（鏡孔比）是在第二指定光透 射比値Lt2所獲得之顯示亮度。 y2:使像素或子像素的的亮度成爲第二指定顯示亮度 値（y2)所需之表面光源單元的光源亮度，假設對應於具 有等於顯示區單元中之最大驅動信號値Xu-max的値之驅動 信號的控制信號已供應到像素或子像素，並且另外以像素 或子像素的光透射比（鏡孔比）已被校正成第一指定光透 射比値Lt !。然而，需注意的是，有光源亮度Y2經過考量 各個表面光源單元的光源亮度對其他表面光源單元的光源 透射比之影響的校正之例子。 在驅動根據本發明的實施例之表面光源裝置期間，由 驅動電路控制構成對應於顯示區單元的表面光源單元之光 源的亮度，藉以獲得藉由假設對應於具有等於顯示區單元 中之最大驅動信號値Xu-max的値之驅動信號的控制信號已 供應到像素或子像素所獲得之像素亮度（第一指定光透射 比値Lt!中的第二指定顯示亮度値y2 )。尤其是，例如， 光源亮度 Y2可被控制成（例如，可被減少成）當像素或 子像素的光透射比（鏡孔比）設定在第一指定光透射比値 -15- 1375082 [^時，獲得顯示亮度y2。也就是說，例如， 像顯示圖框控制表面光源單元的光源亮度γ2 下面等式（1)，其中Υ0Υ,。 Υ2 · Lt, = Υ , · Lt2 ( 1) 藉由例如由脈衝寬度調變（PWM )信號產 用比控制電路、發光二極體（LE D )驅動電路 、記憶體等所形成之表面光源控制電路（背光 表面光源單元驅動電路）與由諸如時序控制器 所形成之液晶顯示單元驅動電路可形成驅動電 表面光源裝置可另外包括光學功能片群， 片、稜鏡片、及偏光轉換片、或反射片。 透射型液晶顯不單兀包括，例如，包括第 的前面板、包括第二透明電極的後面板、及配 和後面板之間的液晶材料。 尤其是，正板包括，例如，由玻璃基板或 成的第一基板、設置在第一基板的內表面上之 極（又稱作共用電極且由例如ITO所製成）、 一基板的外表面上之偏光膜。另外，在透射型 示單元的例子中，塗佈有由丙烯酸樹脂或環氧 覆套層之彩色濾光片設置在第一基板的內表面 光片的排列圖型之例子包括δ排列、條紋排列 列、及矩形排列。另外，前面板具有將第一透 形成在覆套層上之結構。另一方面，尤其是， ，例如，玻璃基板或矽基板所製成的第二基板 可爲每一影 ，使得滿足 生電路、作 、算術電路 控制單元和 等已知電路 路。 其包括擴散 一透明電極 置在前面板 矽基板所製 第一透明電 及設置在第 彩色液晶顯 樹脂所製成 上。彩色濾 、對角線排 明電極另外 後面板包括 、形成在第 -16- 1375082 二基板的內表面上之交換元件、由交換元件控制傳導/非 傳導之第二透明電極（又稱作像素電極且由例如ITO製成 )、及設置在第二基板的外表面上之偏光膜。校準層形成 在包括第二透明電極的整個表面上。可由已知組件和材料 形成構成透射型彩色液晶顯示單元的這些各種組件和液晶 材料。交換元件的例子包括諸如MOS型FET或薄膜電晶 體（TFT )等三終端元件，或諸如MIM元件，變阻器元件 ，或形成在單晶矽半導體基板上的二極體等兩終端元件。 第一透明電極和第二透明電極重疊並且包括液晶晶粒 的區域對應於一像素或一子像素。另外，在透射型彩色液 晶顯示單元中，構成各個像素之紅色發光子像素（子像素 [R])係由上述區域和傳送紅色的彩色濾光片之組合所形 成，構成各個像素之綠色發光子像素（子像素[G])係由 上述區域和傳送綠色的彩色濾光片之組合所形成，及構成 各個像素之藍色發光子像素（子像素[B])係由上述區域 和傳送藍色的彩色濾光片之組合所形成。子像素[R]、子 像素[G]、及子像素[B]的排列圖型與上述之彩色濾光片的 排列圖型一致。應注意的是，不一定由包括紅色發光子像 素、綠色發光子像素、及藍色發光子像素的一組三子像素 形成像素。也可以由具有另外添加到這三子像素之一或複 數子·像素（例如、具有發出白光以增加亮度的添加子像素 之一組子像素，具有發出補色的光以增加色重現範圍之添 加子像素的一組子像素，具有發出黃光以增加色重現範圍 的添加子像素之一組子像素，具有發出黃和青綠光以增加 -17- 1375082 色重現範圍的添加子像素之一組子像素）形成像素。 當以二維矩陣排列的像素之數目Μ〇ΧΝ〇爲（M〇，No)時 ，諸如 VGA (640, 480), S-VGA (800, 600)，XGA (1 024, 768)，APRC (1152，900)，S-XGA ( 1 280，1 024)，U-XGA ( 1 600，1 200)，HD-TV (1 920，1080)，及 Q-XGA (2048，1 5 3 6) ，和（1 920，1 03 5)，（720, 480)，（1 280, 960)等用於影像顯示 的幾個解析度，可被例示當作（M〇，N〇)的特定値。然而， (M〇, Nc)的値並不侷限於這些値。雖然沒有限制（M〇, N〇)的 値和（P，Q)的値之間的關係，但是可如下面表1所示一般 例示關係。可從20x20到320x240的範圍例示構成一顯示 區單元的像素數目，從5 0x50到200x2 00更好。顯示區單 元中的像素數目可以是固定或變化的。 表1 P的値 Q的値 VGA(640, 480) 2~32 2〜24 S-VGAC800, 600) 3~40 2~30 XGA( 1 024, 768) 4〜50 3〜39 APRC( 1 1 5 2, 900) 4~58 3〜45 S-XGAC 1 280, 1 024) 4〜64 4〜5 1 U-XGA( 1 600, 1 200) 6〜80 4〜60 HD-TA(1 920, 1 080) 6~86 4〜54 〇-XGA(2048, 1 536) 7-102 5〜77 (1 920, 1 035) 7〜64 4~52 (720, 480) 3〜34 2~24 (1280, 960) 4〜64 3~48

在根據本發明的實施例之表面光源裝置中，藉由指定 依據各個表面光源單元中之複數紅色發光元件、綠色發光 -18 - 1375082 元件、及藍色發光元件的亮度輪廓之質量的中心之間 係，或藉由指定各個表面光源單元中之複數紅色發光 、綠色發光元件、及藍色發光元件的位置之質量的中 間的關係，或藉由指定各個表面光源單元中之複數紅 光元件、綠色發光元件、及藍色發光元件的佈置/排 能夠可靠地防止局部色彩變化（色移）發生在表面光 元的外邊緣區中。結果，可以抑制對應於表面光源單 外邊緣區之液晶顯示單元的像素中之想要色彩的位移 〇 在由表面光源裝置中之隔牆將表面光源單元彼此 的例子中，由於隔牆的存在，表面光源單元的外邊緣 之局部色彩變化（色移）的發生無疑地變得更加明顯 此點而言，利用根據本發明的實施例之表面光源裝置 夠可靠地防止表面光源單元的外邊緣區中之局部色彩 (色移）的發生，如此即使當由隔牆將表面光源單元 隔開時，仍不會產生問題。 另外，在根據本發明的實施例之表面光源裝置中 構成對應於顯示區單元的表面光源單元之光源的亮度 制成獲得藉由假設對應於具有等於顯示區單元中之最 動信號値Xu™的値之驅動信號的控制信號已供應到 所獲得之像素亮度（第一指定光透射比値Lt,中的第 定顯示亮度値y2)時，不僅能夠達成表面光源裝置的 降低，並且能夠達成白色位準的增加或黑色位準的減 藉以達成高對比率（液晶顯示單元的螢幕表面中之全 的關 元件 心之 色發 列， 源單 元的 發生 隔開 區中 。就 ，能 變化 彼此 ，當 被控 大驅 像素 二指 電耗 少， 白的 -19- 1375082 顯示部位之亮度與全黑的顯示部位之亮度之間的比率’除 了外來光反射之外）。因爲如此能夠增加想要的顯示區之 亮度，所以可提高影像顯示品質。 【實施方式】

現在將參考圖式說明根據本發明的實施例之表面光源 裝置。在說明實施例之前，將參考圖5，6，7A及7B，與8 簡要說明各自實施例所使用的透射型彩色液晶顯示單元和 表面光源裝置。

如圖5的槪念圖所示，透射型彩色液晶顯示單元1 〇 包括顯示區1 1，其以二維矩陣排列包括沿著第一方向排列 的M〇像素和沿著第二方向排列的NQ像素之總計MgXN0像 素。此處，假設顯示區11被分成PxQ個想像顯示區單元 12。各個顯示區單元12係由複數像素所形成。尤其是， 彩色液晶顯示單元1 0例如具有滿足HD-TV標準的影像顯 示解析度，及當以維矩陣排列的ΜοχΝο像素數目被表示成 (Μ〇，Ν〇)時，例如以（1 920，1 080)表示像素的數目。另外， 由以二維矩陣排列的像素所形成之顯示區1 1 (以圖5中的 單點鏈線指出）被分成PXQ個想像顯示區單元1 2 (以點 線指出其邊界）。（P，Q)的値例如是（19，12)。然而，爲了 簡化圖式，圖5所示之顯示區單元12(及稍後將說明之表 面光源單元42)的數目不同於此値。各個顯示區單元12 係由複數（MxN)像素所形成，及構成—顯示區單元12的像 素數目例如是大約1〇,〇〇〇。各個像素係由分別發出不同顏 -20- 1375082 色的光之一組複數子像素所形成。尤其是，各個像素係由 包括紅色發光子像素（子像素[R])，綠色發光子像素（ 子像素[G])，及藍色發光子像素（子像素[B])的三子像 素所形成。逐線驅動透射型彩色液晶顯示單元10。尤其是 ，彩色液晶顯示單元1〇具有彼此以矩陣形式交叉之掃描 電極（沿著第一方向延伸）和資料電極（沿著第二方向延 伸）。藉由輸入掃描信號到掃描電極以描掃和選擇掃描電 極，及依據輸入到資料電極的資料信號（爲依據控制信號 的信號）顯示影像，如此形成一螢幕。 如圖8的槪要局部剖面圖所示，彩色液晶顯示單元10 包括具有第一透明電極24的前面板，具有第二透明電極 34的後面板30，及排列在前面板20和後面板30之間的 液晶材料1 3。 則面板20包括例如玻璃基板所製成的第一基板21， 及設置在第一基板21的外表面上之偏光膜26。將塗佈有 由丙烯酸樹脂或環氧樹脂所製成覆套層23之彩色濾光片 22設置在第一基板21的內表面上。第一透明電極24 (又 稱作共用電極且由例如ITO所製成）形成在覆套層23上 。校準層25形成在第一透明電極24上。另一方面，後面 板30例如包括玻璃基板所製成的第二基板31，形成在第 二基板31的內表面上之交換元件（尤其是，薄膜電晶體 或TFT) 32，由交換元件32控制傳導/非傳導之第二透明 電極（又稱作像素電極且由例如ITO製成）34，及設置在 第二基板31的外表面上之偏光膜36。校準層35形成在包 -21 - 1375082 括第二透明電極34的整個表面上。經由密封劑（未圖示 )將前面板20和後面板30彼此接合在它們各自的外周圍 部位。應注意的是，交換元件32並不侷限於TFT。例如 ，可由MIM元件形成交換元件32。圖式中的參考號碼37 指出設置在每兩毗連交換元件32之間的絕緣層。 因爲可由已知組件和材料形成構成透射型彩色液晶顯 示單元的這些各種組件和液晶材料，所以省略其詳細說明 〇

直接型表面光源裝置（背光）40係由對應於PxQ個 想像顯示區單元12的PxQ個表面光源單元42所形成。各 個表面光源單元42從背面照射對應於那表面光源單元42 的顯示區單元12。個別控制包括在表面光源單元42中的 光源。應注意的是，雖然表面光源裝置40位在彩色液晶 顯示單元10下面，但是在圖5中，彩色液晶顯示單元1〇 和表面光源裝置40被分開圖示。圖7A槪要圖示發光二極 體等的佈置/排列，及圖7B圖示包括彩色液晶顯示單元1 〇 和表面光源.裝置40的液晶顯示單元組裝之槪要局部剖面 圖。 包括在各個表面光源單元42中的光源係由複數發光 元件單元43所形成。另外，各個發光元件單元43包括發 出紅光之至少一紅色發光二極體（尤其是，紅色發光二極 體44R)，發出綠光之至少一綠色發光二極體（尤其是， 綠色發光二極體44G)，及發出藍光之至少一藍色發光二 極體（尤其是，藍色發光二極體44B)。依據脈衝寬度調 -22- 1375082 變（PWM)控制法驅動各個發光二極體44R，44G，44B。 應注意的是，紅色發光二極體44R發出紅光（具有例如波 長640 nm)，綠色發光二極體44G發出綠光（具有例如 波長530 nm)，藍色發光二極體44B發出藍光（具有例 如波長450 nm)。 另外，表面光源單元42的形狀在平視時是矩形。 如圖7B的液晶顯示單元組裝之槪要局部剖面圖所示 ，表面光源裝置40具有包括外框53及內框54的外殼51 。在適當的地方支托透射型彩色液晶顯示器10的端部， 藉以經由間隔物5 5 A，5 5 B夾置於外框5 3及內框5 4之間 。另外，在外框53及內框54之間配置導引構件56，如此 防止夾置於外框53及內框54之間的彩色液晶顯示單元1〇 從原有位置移開。在外殻5 1內的上部位中，經由間隔物 55C及托架構件57將擴散板61裝附於內框54。另外，包 括擴散片62、稜鏡片63、及偏光轉換片64的光學功能片 群疊層在擴散板61上。 反射片65設置在外殼51內的下部位。在此例中，反 射片65被配置有面向擴散板61的反射表面，且透過裝附 構件（未圖示）裝附於外殼51的底表面52A。可由例如 以在片基板上連續疊層銀反射膜、低折射率膜、及高折射 率膜所形成的銀增大反射膜形成反射片65。反射片65反 射從複數發光二極體44所發出的光，或由外殻51的側面 5 2B所反射之光，或圖7 A所示的隔牆41之光，視情況而 定。因此，從發出紅光的複數紅色發光二極體44R、發出 -23-

1375082 綠光的複數綠色發光二極體44G、及發出藍光的複數藍 二極體44B發出之紅光、綠光、及藍光混合在一起，藉 能夠獲得具有高色純度的白光當作照明光。此照明光通 諸如擴散片62、稜鏡片63、及偏光轉換片64等光學功 片群，並且從背面照射彩色液晶顯示單元1 0。 當作光學感應器的光電二極體45R，45G，45B被配 在接近外殼51的底表面52Α»應注意的是，光電二極 45R是裝附紅色濾光片以量測紅光的光強度之光電二極 ，光電二極體45G是裝附綠色濾光片以量測綠光的光強 之光電二極體，光電二極體45B是裝附藍色濾光片以量 藍光的光強度之光電二極體。在此例中，將一組光學感 器（光電二極體45R，45G，45B)配置在一表面光源單 42中。以充作光學感應器的光電二極體45R，45G, 45B 測發光二極體44R，44G, 44B的亮度和彩度。 雖然不是絕對必要，但是構成表面光源裝置40的 兩毗連表面光源單元42以隔牆4 1彼此隔開。由四隔牆 ，或由三隔牆4 1和外殼5 1的一側面5 2 B，或由兩隔牆 和外殼51的兩側面52B圍繞一表面光源單元42。 如圖5及6所示，依據來自外面（顯示電路）的驅 信號以驅動表面光源裝置40和彩色液晶顯示單元10之 動電路包括背光控制單元70和表面光源單元驅動電路 ，其依據脈衝寬度調變控制法執行構成各個表面光源單 42中的發光元件單元43之串聯式連接紅色發光二極 44R、串聯式連接綠色發光二極體44G、及連接藍色發 光 以 過 能 置 體 體 度 測 應 元 量 每 41 4 1 動 驅 80 元 體 光 -24- 1375082 二極體44B的ΟΝ/OFF控制；與液晶顯示單元驅動電路90 。背光控制單元70包括算術電路71和記憶體72。另一方 面’表面光源單元驅動電路80包括算術電路81、記憶體 82、LED驅動電路83、光電二極體控制電路84、FETs製 成的交換元件85R，85G，85B、及發光二極體驅動電源（ 固定電流源）86。可由已知電路等形成構成背光控制單元 70和表面光源單元驅動電路的這些電路等。另一方面，由 諸如時序控制器91等已知電路形成用以驅動彩色液晶顯 示單元1 0的液晶顯示單元驅動電路90。彩色液晶顯示單 元1〇包括閘極驅動器、源極驅動器等（未圖示），用以 驅動構成液晶晶粒之TFTs所製成的交換元件32。反饋機 構被形成作以光電二極體45R，45G，45B量測指定影像顯 示圖框中的發光二極體44R，44G, 44B之發光狀態，來自 光電二極體45 R，4 5G，45B的輸出被輸入到光電二極體控 制電路84，並且例如在光電二極體控制電路84和算術電 路81中轉換成發光二極體44R，44G，44B的亮度和彩度上 之資料（信號），及將此種資料發送到LED驅動電路83 ，藉以控制下一影像顯示圖框中之發光二極體44R，44G, 44B的發光狀態。另外，在發光二極體44R，44G，44B的 下游側上，將電流偵測電阻器rR，rG，rB插入與發光二極 體44R，44G，44B串聯在一起，將在電阻器rR，rG，rB中流 動的電流轉換成電壓，及發光二極體驅動電源（固定電流 源）86的操作在LED驅動電路83的控制之下，使得各個 電阻器rR, re，rB中的壓降變成預定値。雖然圖6描繪一 -25- 1375082 發光二極體驅動電源（固定電流源）86，但是可配置有複 數發光二極體驅動電源86以分別驅動發光二極體44R， 44G，44B。 將由二維矩陣所排列的像素所形成之顯示區11分成 PxQ個顯示區單元。若以“列”及“行”表示此狀態，則可以 說成將顯示區11分成Q列 xP行顯示區單元。另外，顯 示區單元12係由複數（MxN)像素所形成。若以“列”及“行” 表示此狀態，則可以說成顯示區單元12係由N列 X N 行像素所形成。應注意的是，以二維矩陣排列並且位在第 q列和第P行[其中q = 1，2, , Q，及p = 1, 2,…，P]之顯示 區單元和表面光源單元分別表示作顯示區單元12(<), p)及表 面光源單元42(q, p)，下標符號”（q，p)”或”-(q，p)”通常加在 與顯示區單元12(q，p)或表面光源單元42(q, p)相關的元素 或項。此處，紅色發光子像素（子像素[R])、綠色發光 子像素（子像素[G])、及藍色發光子像素（子像素[B]) 通常統稱作“子像素[R，G，B]”。輸入到子像素[R，G，B]用 於控制子像素[R，G，B]的操作之紅光發射控制信號，綠光 發射控制信號、及藍光發射控制信號（尤其是，例如，光 透射比（鏡孔比）的控制）通常統稱作“控制信號[R，G, B]”。從外面輸入到驅動電路以驅動構成顯示區單元的子 像素[R, G，B]之紅色發光子像素驅動信號，綠色發光子像 素驅動信號，及藍色發光子像素驅動信號通常統稱作“驅 動信號[R，G，B]”。 各個像素包括含子像素[R](紅色發光子像素）、子 -26- 1375082 像素[G](綠色發光子像素）、及子像素[B](藍色發光子 像素）的一組三子像素。在下面的實施例說明中，各個子 像素[R，G，B]的亮度之控制（灰階控制）被設定作從〇到 25 5共28階中之8位元控制。因此，輸入到液晶顯示單元 驅動電路90以分別驅動構成各個顯示單元12的各個像素 中之子像素[R，G，B]的各個驅動信號[R，G, B]之値xR，xG， xB採用28階中的値。另外，用以分別控制構成各個表面 光源單元之紅色發光二極體44R、綠色發光二極體44G、 及藍色發光二極體4 4B的光發射時間之各個脈衝寬度調變 輸入信號的値sR，sG，sB也採用從0到2 5 5共28階中之値 。然而，此不應構成限制。例如，可將控制設定作從〇到 1 023共21Q階中之10位元控制，其中例如可以四倍增加8 位元數値。 將用以控制各個像素的光透射比Lt之控制信號從驅 動電路供應到各個像素。尤其是，將用以分別控制子像素 [R, G，B]的光透射比之控制信號[R，G，B]供應到各自的子 像素[R，G, B]。也就是說，在液晶顯示單元驅動電路90 中，從所輸入的驅動信號[R, G，B]產生控制信號[R，G，B] ，及將控制信號[R，G，B]供應（輸出）到子像素[R，G，B] 。應注意的是，因爲爲每一影像顯示圖框改變表面光源單 元42的光源亮度Y2，所以基本上，控制信號[R，G，B]每 一個都具有藉由依據光源亮度Υ2的變化執行校正所獲得 之値，與藉由將各個驅動信號[R，G，Β]的値提高到第2.2 功率有關。另外，由已知方法從構成液晶顯示單元驅動電 -27- 1375082 路90的時序控制器91發送控制信號[R, G，B]到彩色液晶 顯示單元10的閘極驅動器和源極驅動器，依據控制信號 [R，G，B]驅動構成各個子像素的交換元件32，及將想要的 電壓施加到構成液晶晶粒之各個第一透明電極24和第二 透明電極3 4，藉以控制各個子像素的光透射比（鏡孔比） 。在此例中，當控制信號[R, G，B]的値變越大時，子像素 [R, G，B]的光透射比（子像素的鏡孔比）Lt變得越高，及 子像素[R, G，B]的亮度（顯示亮度y)變得越高。也就是 說，由通過子像素[R，G，B]的的光所形成之影像（一般而 言，是一種光點狀影像）是明亮的。 爲彩色液晶的影像顯示器1〇中之每一影像顯示圖框 、每一顯示區單元、及每一表面光源單元執行顯示亮度y 和光源亮度 y2的控制。另外，一影像顯示圖框內之彩色 液晶顯示單元10的操作及表面光源裝置40的操作彼此同 步。應注意的是，在一秒內發送到驅動電路當作電信號的 每段影像資訊數目（每秒的影像）是圖框頻率（圖框率） ，及圖框頻率的逆轉是圖框時間（單位：秒）。 實施例1 實施例1係相關於根據本發明的第一到第三觀點每一 個之表面光源裝置。 也就是說，在根據實施例1的表面光源裝置40中， 在各個表面光源單元42(q, Ρ)中’依據複數紅色發光元件（ 紅色發光二極體44R )的亮度輪廓之質量的中心實際上與 -28-

1375082 表面光源單元42(q, p)的質量中心一致，依據複I 元件（綠色發光二極體44G)的亮度輪廓之質I 際上與表面光源單元4 2 (q, p)的質量中心一致，ί 藍色發光元件（藍色發光二極體4 4Β )的亮度翱 的中心實際上與表面光源單元42(q, ρ)的質量中1 注意的是，在圖3的圖式中槪要圖示亮度輪廓的 另一選擇是，在根據實施例1的表面光源髮 ，在各個表面光源單元42(q, ^中，複數紅色發氕 色發光二極體44R)的位置之質量的中心實際上 源單元42(q, ^的質量中心一致，複數綠色發光元 發光二極體44G)的位置之質量的中心實際上與 單元42(q，p)的質量中心一致，及複數藍色發光元 發光二極體44B)的位置之質量的中心實際上與 單元42(q, p)的質量中心一致。 應注意的是，當複數紅色發光元件（紅色發 44R )的光發射特性相同時，依據複數紅色發光 色發光二極體44 R )的亮度輪廓之質量的中心， 色發光元件（紅色發光二極體44R)的位置之質 實際上與表面光源單元42(q, p)的質量中心一致。 複數綠色發光元件（綠色發光二極體44G)的光 相同時，依據複數綠色發光元件（綠色發光二極 的亮度輪廓之質量的中心，及複數綠色發光元件 光二極體44G )的位置之質量的中心實際上與表 元42(q, ^的質量中心一致。另外，當複數藍色發 【綠色發光 :的中心實 :依據複數 i廓之質量 、一致。應、 一例子。 i置40中 元件（紅 與表面光 件（綠色 表面光源 件（藍色 表面光源 光二極體 元件（紅 及複數紅 量的中心 另外，當 發射特性 體 44G) (綠色發 面光源單 光元件（ -29- 1375082 藍色發光二極體44B)的光發射特性相同時，依據複數藍 色發光元件（藍色發光二極體44B)的亮度輪廓之質量的 中心’及複數藍色發光元件（藍色發光二極體44B)的位 置之質量的中心實際上與表面光源單元42(q, p)的質量中心 —致。 另外，在根據實施例1的表面光源裝置40中，在各 個表面光源單元42(q, p)中，至少一紅色發光元件44R、至 少一綠色發光元件44G '及至少一藍色發光元件44B沿著 表面光源單元42(q，p)的側邊排列，及紅色發光元件44R、 綠色發光元件44G、及藍色發光元件44B以相同次序沿著 表面光源單元42(q，p)的四個側邊排列。 尤其是，根據實施例1，一光源單元42(q, ^包括四個 發光元件單元43。另外，在一表面光源單元4 2 p)中， 將構成四個發光元件單元43的各紅色發光元件44R四回 旋轉對稱地排列，將構成四個發光元件單元43的各綠色 發光元件44G四回旋轉對稱地排列，及將構成四個發光元 件單元43的各藍色發光元件44B四回旋轉對稱地排列。 也就是說，如圖1 A及1 B的槪要佈置/排列所示，各 個發光元件單元43包括一紅色發光元件44R、兩綠色發 光元件44G、及一藍色發光元件44B。另外這四個發光元 件44R，44G，44B排列在想像矩形的四個角。當假設原點 位在表面光源單元42 (q, p>的質量中心的座標系統時，綠色 發光元件44G排列在位於最接近原點之想像矩形的四個角 之一，及位於最遠離原點的想像矩形之四個角之一，綠色 -30- 1375082 發光元件44G和藍色發光元件44B分別排列在剩下的兩個 角。另外，表面光源單元（q, Μ的四個側邊中之紅色發光元 件44R、綠色發光元件44G、及藍色發光元件44Β的排列 次序是當繞著表面光源單元42(q, ρ)的質量中心順時針方向 沿著表面光源單元42(q, p)的四個側邊移動時，在所有側邊 中，以綠色發光元件44G、藍色發光元件44B、紅色發光 元件44R、及綠色發光元件44G的次序排列發光元件44R, 44G，44B。應注意的是，想像矩形的側邊與表面光源單元 的側邊平行。 另外，如圖1 B的佈置/排列所示，儘管一紅色發光元 件44R、兩綠色發光元件44G、及一藍色發光元件44B沿 著一表面光源單元4 2(q, p)的一表面排列，但是同一顏色的 發光元件並不沿著一表面光源單元42(q, p)的一表面彼此峨 連排列。另外，當沿著兩毗連表面光源單元的側邊[表面 光源單元42(q, p)當作中心，表面光源單元42(^, p)，表面 光源單元42(q+1,p)，及表面光源單元42(q, p+nm看時， 紅色發光元件44R、綠色發光元件44G、及藍色發光元件 44B的排列次序在各自側邊之間是相同的。 現在將參考圖5及6及圖4的流程圖說明根據實施例 1之用以驅動液晶顯示單元組裝的方法。 [步驟-1 00] 將從諸如掃描轉換器等已知顯示電路發送之對應於一 影像顯示圖框驅動信號[R，G，B]和時脈信號CLK輸入到 -31 - 1375082 背光控制單元70和液晶顯示單元驅動電路90 (見圖5 ) 。應注意的是，例如將到攝影管的輸入光量指定爲y’，驅 動信號[R，G, B]是例如從廣播站等輸出之來自攝影管的輸 出信號，並且又輸入到液晶顯示單元驅動電路90以控制 像素的光透射比Lt，及可被表示作輸入光量y’的第0.45 功率之函數。另外，將對應於輸入到背光控制單元70的 —影像顯示圖框之驅動信號[R，G，B]的値xR, XG, χΒ暫時 儲存到構成背光控制單元70的記憶體72內。另外，對應 於輸入到液晶顯示單元驅動電路90的一影像顯示圖框之 驅動信號[R, G, Β]的値xR, xG，χβ也暫時儲存到構成液晶 顯示單元驅動電路90的記憶體（未圖示）內。 [步驟-1 10] 接著，在構成背光控制單元70的算術電路71中，讀 取儲存在記憶體72中之驅動信號[R，G，B]的値，由算術 電路71決定有關第（p，q)[其中，首先，p=l，q=l]顯示區 單兀12(q，p)，顯不區單兀中的最大驅動信號値Xu-max(q, p)，表示構成第（P, q)顯示區單元12(q, ^之所有像素中的 用以驅動子像素[R, G，B]之驅動信號[R, q，B] (〇, p)的値 XR-(q，P)，XG-(q，p), XB.(q, 之間的最大値。有關 m=l，2，…， Μ，n=l，2,...，N，也就是說，有關MxN像素的所有例子 執行此步驟。 例如，若X R-(q, P)是對應於“1 10”的値，XG-(q, P)是對 應於“150”的値，xB-(q, p)是對應於“50”的値，則xu-max(q, -32- 1375082 P)是對應於“150”的値。 從（p，q) = (1，υ到（P，Q)重複此操作，及將各個顯示 區單元12^，^的顯示區單元中之最大驅動信號値Xumax(q, «〇儲存到記憶體72內。 [步驟-120] 然後’以藉由假設對應於各個具有等於顯示區單元中 之最大驅動信號値p)的値之驅動信號[R，G，B] (q, P>的控制信號[R，G，B] (q, p)已供應到子像素[R，G，B] (q p) 所獲得之亮度（第一指定光透射比値Lt 1中的第二指定顯 示亮度値y2-(q，P>可由表面光源單元42(q，p)獲得之方式， 在表面光源單元驅動電路8 0(<J, p)的控制之下增加/減少對 應於顯示區單元12(q, p)的表面光源單元42(q，…之光源亮 度Y2-(q, P)。尤其是，藉由爲每一影像顯示圖框和每一表 面光源單元將光源亮度Y2控制成滿足下面等式（1)加以達 成。尤其是’藉由依據是光源亮度控制函數g(xn<>l.max)的 等式（2)控制發光元件單元43之亮度，及藉由將發光元件 單元的光源亮度Y2控制成滿足等式（1)加以達成。圖9A 及9Β圖式此種控制的槪念圖。然而，如下面將說明一般 ，需要依據其他表面光源單元42等的影響執行有關光源 亮度Υ2的校正。有關光源亮度Υ2的控制之這些關係，也 就是說，顯示區單元中的最大驅動信號値Xu.max，對應於 具有等於最大値Xu.max的値之驅動信號的控制信號之値， 藉由假設此種控制信號已供應到像素（子像素）所獲得之 -33- 1375082 第二指定顯示亮度値y2，此時的各個子像素之光透射比（ 鏡孔比）[第二指定光透射比値Lt2]，當各個子像素的光 透射比（鏡孔比）被設定在第一指定光透射比値Lt,時能 夠獲得第二指定顯示亮度値y2之表面光源單元中的亮度 控制參數可事先決定並且儲存在記憶體72等。 Y2 · Lt, = Y! Lt, (1) g(Xnol-max) = al * ( X η ο I - m a x ) 2 2 + » 0 (2) 此處，假設輸入到用以驅動像素的液晶顯示單元驅動 電路90之驅動信號（驅動信號[R, G，B])的最大値（或 構成像素的各自子像素[R, G，B])是Xmax，則

Xnol-max = Xll-max/Xmax， 及a!，aQ是常數，並且能夠被表示如下： a 1+a〇= 1 0< a 1 < 1 ' 0< a〇<l。 例如，al5 aD可被設定作 a 1 = 0 · 9 9，及 a〇=0.01 。 另外’因爲驅動信號[R, G, B]的各値xr，xg, xb採用 28階中的値，及値xmax是對應於”2 5 5”的値。 附帶地，在表面光源裝置40中，假設（p，q) = (1，1) 的表面光源單元42(|，之亮度可被控制的例子，例如，需 要將來自其他PxQ個表面光源單元42的影響列入考慮。 因爲從其他表面光源單元42對表面光源單元42產生影響 之此種影響事先從各個表面光源42的發光輪廓發現，所 --· a 1、乃 -34- 1375082 以可由逆向操作計算差異，結果，可以校正。下面將說明 計算的基本形式。 以矩陣[LPxq]表示依據等式（1)及（2)的要求之PxQ個 表面光源單元42所需的亮度（光源亮度Y2)。另外，爲 PxQ個表面光源單元42事先決定當只驅動既定表面光源 單元和不驅動其他表面光源單元時所獲得的表面光源單元 之亮度。以矩陣[L’PxQ]表示此種亮度。然後可以下面等式 (3-1)表示這些矩陣之間的關係。可事先決定校正係數的矩 陣[CtpXQ]。 [LpxQ] = [LpxQ] · [apxQ] (3-1) 因此，可從等式（3-1)決定[L’PXQ]。可從逆矩陣的計算 決定矩陣[L’Pxq]。也就是說，可計算如下： [L ’ P X Q ] = [ L P X Q ] . [ a P X Q ]-丨 （3-2) 然後，可將包括在各自表面光源單元42(q, ^中的光源 (複數發光元件單元43)控制成獲得以矩陣[L’PxQ]所表示 的亮度。尤其是，藉由使用儲存在記憶體82中的資訊（ 資料表）可執行此種操作和處理。不用說，在控制複數發 光元件單元43時，因爲矩陣[L’PxQ]的値無法採用負値， 所以需要將計算結果保持在正範圍內。因此，會有等式（3-2)的解答不是精確的解答而是近似解答的情況。 在此方式中，依據根據在構成背光控制單元70的算 術電路.71中所獲得之等式（1)及（2)的値所獲得之矩陣 [LPxq]，與校正係數的矩陣[apxQ]，以如上述的方法，決定 藉由假設獨立驅動表面光源獲得的亮度之矩陣[L’PXQ]，接 -35- 1375082 著，依據儲存在記億體72中的轉換表轉換成範圍1到25 5 內的對應整數之一。在此方式中，在構成背光控制單元70 的算術電路71中，可獲得表面光源單元42(q, p)中之用以 控制紅色發光二極體44R的發光時間之脈衝寬度調變輸出 信號的値SR.(q, p)，用以控制綠色發光二極體44G的發光 時間之脈衝寬度調變輸出信號的値SG.(q, p)，用以控制藍 色發光二極體44B的發光時間之脈衝寬度調變輸出信號的 値 SB-(q，p>。 [步驟-130] 接著，將在構成背光控制單元70的算術電路71中所 獲得之脈衝寬度調變輸出信號的値SR.(q, p)、SG.(q, p)、SB. (q，P)發送到對應於表面光源單元42(q, p)所設置的表面光源 單元驅動電路80(q, p)之記憶體82，並且儲存到記億體82 內。另外，也將時脈信號4 2(q，p)發送到表面光源單元驅動 電路80(q, p)(見圖6)。 [步驟-130] 然後，依據脈衝寬度調變輸出信號的値311-(<1,|>)、8(3_ p)、SB.(q, p)’算術電路81決定構成表面光源單元42(q, p)的紅色發光二極體44R之ON時間tR.0N和OFF時間tR. OFF，綠色發光二極體44G之ON時間tG.0N和OFF時間 tG-〇FF，及藍色發光二極體44B之ON時間tB.0N和OFF時 間 t B - 0 F F。 -36- 1375082 應注意的是， tR-ON + tR.〇FF = tG-ON + tG.〇FF= tB-ON + tB-OFF=常數値 tc 作 光 體 號 ON - 電 時 來 光 發 -(q. 射 圖 子 ( 顯 另外，依據發光二極體的脈衝寬度調變之驅動中的 用比可表示成： t〇N/(t〇N+t〇FF) = t〇N/tc〇nst

另外，將對應於構成表面光源單元42(q, 的紅色發 二極體44R、綠色發光±極體44G、及藍色發光二極 44B 之 ON 時間 tR-〇N.(()，p)、tG-0N-((|，p)、tB_0N.(q, p)的信 發送到LED驅動電路83，並且依據對應於ON時間tR. (q, p)、tG.0N-(q，p)、tB.0N-(q，p)的信號之値，以 LED 驅動 路 83 打開交換元件 85R(q, p)、85G(q, p)、85B(q, p)達 ON 間 tR-ON.(q，p)、tG.0N.(q，p)、tB-ON-(<)，p)的期間，如此， 自發光二極體驅動電源86的LED驅動電流通過各個發 二極體44R, 44G, 44B。結果，在一影像顯示圖框中， 光二極體44R，44G，44B分別發射光線達on時間tR_0N p)、tG-0N-(CI，p)、tB-ON-(q, p)的期間，藉以以預定照度照 第（P，q)顯示區單元12(q, P)。 在圖1 0 A及1 0 B中以實線表示如此獲得的狀態。 10A爲藉由將輸入到液晶顯示單元驅動電路90以驅動 像素之驅動信號的値提高到第2.2功率所獲得之工作比 = t0N/tC()nst)和値（χ’Ξχ22)之間的關係槪要圖。圖10B爲 不亮度y和控制子像素的光透射比Lt之控制信號的値 之間的關係槪要圖。 -37-

X 1375082 [步驟-150] 另一方面，將輸入到液晶顯示單元驅動電路90的驅 動信號[R，G，B](q，p)之値 XR-(q，p)、p)、XB.((J，p)發送 到時序控制器91，及將對應於所輸入的驅動信號[R5 G， B](q, p)之控制信號[R，G，B](q, p)供應（輸出）到子像素[R， G，p)。由液晶顯不單兀驅動電路90的時序控制器91 所產生且從液晶顯示單元驅動電路9 0供應到子像素[R，G， B](q，p)之控制信號[R，G，B](q，p)的値 xR.(q，p)、xG.(q，p)、 xB-(q, p>’ 及驅動信號[R，G，B](q，p)的値 p)、XG-(q, p) 、XB-(q, p)具有下面等式（4-1)、等式（4-2)、等式（4-3)所表 不的關係’其中 bl_R、 b〇_R、 bi_G、 b〇_G、 b|_B、 b〇_B 是常 數。應注意的是，因爲爲每一影像顯示圖框改變表面光源 單元42(q, P)的光源亮度Y2-(q, p)，所以基本上控制信號[R, G，B] (q，p)各個都具有藉由依據光源亮度Y2_(q p)有關將各 個驅動信號[R，G，B] (q, p)的値提高到第2.2功率所獲得之 値的改變執行校正（補償）所獲得之値。也就是說，在實 施例1中，因爲爲每一影像顯示圖框改變光源亮度Y2.(q， P) ’ 所以將控制信號[R，G，B] (q，p)的値 XR.(q，p)、XG.(q, p) 、XB-(q, p)決定和校正（補償）成第二指定顯示亮度値y2_ U, 被獲得有光源亮度Y2.(q, MbYi)，藉以控制像素或子 像素的光透射比（鏡孔比）Lt。此處，等式（4-1 )、等式 (4-2)、等式（4-3)中的函數fR、fG、fB是爲執行此種校正 (補償）所事先決定之函數。 -38- 1375082 XR-(q, p)=fR(bl 2 2 .R · XR-(q, p) +b〇_R) (4-1) X〇-(q, P) = f〇(bi. _ G . X G - ( q , p ) 2 2 + b 〇 _ G ) (4-2) XB-(q, p) = fB(b | .B XB-(q, p)22 + b〇_B) (4-3) 在此方式中，完成一影像顯示圖框中的影像顯示 實施例2 實施例2是實施例1的修正。如圖2A及2B的槪 置/排列所示一般，在實施例2中，各個發光元件單ί 包括一紅色發光元件（紅色發光二極體44R)、一綠 光元件（綠色發光二極體44G)、及一藍色發光元件 色發光二極體44Β )。另外，這三發光元件44R, 44Β分別排列在想像字體“L”的直條之末端部位、其 的末端部位，及直條和橫條的交點。應注意的是，想 體“L”的直條和橫條與表面光源單元的側邊平行，及 字體“L”的直條和橫條之交點接近於表面光源單元的角 另外’表面光源單元42(q, ρ)的四個側邊中之紅色 元件44R、綠色發光元件44G、及藍色發光元件44B 列次序是當繞著表面光源單元4 2 (q, p)的質量中心順時 向沿著表面光源單元42 (q, p)的四個側邊移動時，在所 邊中’以綠色發光元件44G、藍色發光元件44B、紅 光元件44R、及綠色發光元件44G的次序排列發光 44R，44G，44B。 另外，如圖2B的槪要佈置/排列所示，儘管一紅 操作 要佈 I； 43 色發 (藍 44G， 橫條 像字 想像 〇 發光 的排 針方 有側 色發 元件 色發 -39- 1375082 光元件44R、一綠色發光元件44G、及一藍色發光 44 B沿著一表面光源單元42 (q, p)的一表面排列，但是 顔色的發光元件並不沿著一表面光源單元42(t|, p)的一 彼此毗連排列。另外，當沿著兩毗連表面光源單元的 [表面光源單元42(q, p)當作中心，表面光源單元42(q ，表面光源單元42(q+1,p)，及表面光源單元42u，p + 看時，紅色發光元件44R、綠色發光元件44G、及藍 光元件44B的排列次序在各自側邊之間是相同的。

除了如上述的發光二極體之排列外，根據實施例 組配、結構、操作、及驅動方法與根據實施例1的組 結構、操作、及驅動方法相同。因此，省略其詳細說E 儘管已經由較佳實施例說明本發明，但本發明並 限於這些實施例。實施例中所圖解說明的透射型彩色 顯示單元、表面光源裝置、表面光源單元、液晶顯示 組裝、及驅動電路的組配和結構，及其組件和材料僅 範性，可作適當修改。儘管在實施例中，將各自發光 單元排列在表面光源單元的四個角附近，但是各自發 件單元的排列並不侷限於此。可將各自發光元件單元 在表面光源單元的四個側邊附近。也可以用溫度感應 視發光二極體的溫度，及饋送回監視結果給表面光源 驅動電路80，藉以執行表面光源單元42的亮度補償 正）或溫度控制。儘管上述實施例的說明是依據將液 示單元的顯示區分成PXQ個想像顯示區單元之假設， 視例子而定，透射型液晶顯示單元也可具有將其分成

元件 同一 表面 側邊 -1，p) "]觀 色發 2的 配、 因。 不侷 液晶 單元 是示 元件 光元 排列 器監 單元 (校 晶顯 但是 PxQ (5 > -40 - 1375082 個實際顯示區單元的結構。 儘管在上述實施例中，旨在說明同時滿足根據本發明 • 的第一觀點之表面光源裝置的構成特徵，根據本發明的第 . 二觀點之表面光源裝置的構成特徵，和根據本發明的第三 觀點之表面光源裝置的構成特徵之表面光源裝置，當然， ' 表面光源裝置： • (1)只滿足根據本發明的第一觀點之表面光源裝置的構 φ 成特徵： (2) 只滿足根據本發明的第二觀點之表面光源裝置的構 成特徵； (3) 只滿足根據本發明的第三觀點之表面光源裝置的構 成特徵； (4) 滿足根據本發明的第一觀點之表面光源裝置的構成 特徵和根據本發明的第二觀點之表面光源裝置的構成特徵 1 # (5)滿足根據本發明的第二觀點之表面光源裝置的構成 • 特徵和根據本發明的第三觀點之表面光源裝置的構成特徵 (6)滿足根據本發明的第三觀點之表面光源裝置的構成 特徵和滿足根據本發明的第一觀點之表面光源裝置的構成 特徵。 【圖式簡單說明】 圖1A及1B爲根據實施例i之構成發光元件單元的發 -41 - 1375082 光元件之排列的槪要圖； 圖2A及2B爲根據實施例2之構成發光元件單元的發 • 光元件之排列的槪要圖； . 圖3爲亮度輪廓的例子之槪要圖； 圖4爲根據實施例1之驅動液晶顯示單元的方法之流 程圖； ·_ 圖5爲包括適用於本發明的實施例之表面光源裝置和 φ 彩色液晶顯示單元的液晶顯示單元組裝之槪念圖； 圖6爲適用於本發明的實施例之驅動電路的一部分之 槪念圖； 圖7A爲根據本發明的實施例之表面光源裝置中的發 光二極體等之排列/佈置的槪要圖；及圖7B爲包括根據本 發明的實施例之表面光源裝置和彩色液晶顯示單元的液晶 顯示單元組裝之槪要局部剖面圖； 圖8爲彩色液晶顯示單元的槪要局部剖面圖； # 圖9A及9B爲在表面光源單元驅動電路控制之下增加 . /減少表面光源單元的光源亮度Y2，使得由表面光源單元 獲得藉由假設對應於具有等於顯示區單元中之最大驅動信 號値Xu-max的値之驅動信號的控制信號已供應到像素所獲 得第二指定顯示亮度値y2之槪念圖； 圖10A爲作用比（=tQn/tC()nst )和藉由提高輸入到用 以驅動子像素的液晶顯示單元驅動電路之驅動信號的値到 第2.2功率所獲得之値（x’Sx22 )之間的關係之槪要圖； 及圖10B爲顯示亮度y和用以控制子像素的光透射比之控 -42- 1375082 制信號的値χ之間的關係之槪要圖； 圖11A及11B爲表面光源裝置的光源量度、像素的光 透射比（鏡孔比）、及顯示區中的顯示亮度之間的關係之 槪念圖； 圖12A及12B分別爲日本未審查專利申請出版號碼 2005-25 8403所揭示之四個發光二極體的排列圖，及發光 色彩的局部變化（發光色彩的位移）如何發生在表面光源 單元的外邊緣區中之槪要圖； 圖13A及13B分別爲根據習知技術的表面發光裝置中 之發光二極體的排列圖，及發光色彩的局部變化（發光色 彩的位移）如何發生在對應於表面光源單元的部位之外邊 緣區中的槪要圖；及 圖14A及14B分別爲根據習知技術的另一表面發光裝 置中之發光二極體的排列圖，及發光色彩的局部變化（發 光色彩的位移）如何發生在對應於表面光源單元的部位之 外邊緣區中的槪要圖。 【主要元件符號說明】 10:彩色液晶顯示單元 1 1 :顯示區 1 2 :顯示區單元 1 3 :液晶材料 20 :前面板 2 1 .第一基板 -43- 1375082 2 2 :彩色濾光片 23 :覆套層 • 24 :第一透明電極 . 25 :校準層 26 :偏光膜 ' 30 :後面板 - 31 :第二基板 φ 3 2 :交換元件 3 4 :第二透明電極 35 :校準層 36 :偏光膜 3 7 :絕緣層 40 :表面光源裝置 41 :隔牆 42 :表面光源單元 • 43 :發光元件單元 . 44R :紅色發光二極體 44G :綠色發光二極體 44B :藍色發光二極體 45R :光電二極體 45G :光電二極體 45B :光電二極體 51 :外殼 52A :底表面 -44- 1375082 5 2B :側面 53 :外框 • 54 :內框 . 5 5 A :間隔物 5 5 B :間隔物 • 5 5 C :間隔物 - 56 :導引構件 φ 57 :托架構件 61 :擴散板 62 :擴散片 63 :稜鏡片 6 4 :偏光轉換片 65 :反射片 70 :背光控制單元 7 1 :算術電路 φ 72 :記憶體 . 80:表面光源單元驅動電路 8 1 :算術電路 8 2 :記憶體 8 3 : L E D驅動電路 84:光電二極體控制電路 8 5 R :交換元件 8 5 G :交換元件 8 5 B :交換元件 -45- 1375082 86:發光二極體驅動電源 90 =液晶顯示單元驅動電路 9 1 :時序控制器 rR =電流偵測電阻器 rG =電流偵測電阻器 rB =電流偵測電阻器

Lt :光透射比 R :紅色發光子像素 G:綠色發光子像素 B:藍色發光子像素 CLK :時脈信號

-46 -

Claims (1)

1375082 第096121023號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國101年5月8 日修正 十、申請專利範圍 1 一種表靣光源裝置，其從背面照射透射型液晶顯示 單元，該液晶顯示單元具有包括以二維矩陣排列的像素之 顯示區，該表面光源裝置包含： PxQ個表面光源單元，對應於PxQ個想像顯示區單元 ，該PxQ個想像顯示區單元係藉由假設將該液晶顯示單元 的該顯示區分成該PxQ個想像顯示區單元所獲得， 其中 個別控制包括在該等表面光源單元中的光源， 包括在各個該等表面光源單元中之光源包括複數發光 元件單元， 各個該等發光元件單元包括至少一個發出紅光之紅色 發光元件、至少一個發出綠光之綠色發光元件、及至少一 個發出藍光之藍色發光元件， 依據各個該等表面光源單元中的複數紅色發光元件之 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 —致， 依據各個該等表面光源單元中的複數綠色發光元件之 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 —致， 依據各個該等表面光源單元中的複數藍色發光元件之 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 1375082 一致，及 其中該等表面光源單元的每一個都包括四個發光元件 單元，在該等表面光源單元的每一個中，將構成該四個發 光元件單元之各紅色發光元件四回旋轉對稱地排列，構成 該四個發光元件單元之各綠色發光元件四回旋轉對稱地排 列’及構成該四個發光元件單元之各藍色發光元件四回旋 轉對稱地排列。 2. —種表面光源裝置，其從背面照射透射型液晶顯 示單元，該液晶顯示單元具有包括以二維矩陣排列的像素 之顯示區，該表面光源裝置包含： PxQ個表面光源單元，對應於PxQ個想像顯示區單元 ’該PxQ個想像顯示區單元係藉由假設將該液晶顯示單元 的該顯示區分成該PxQ個想像顯示區單元所獲得， 其中 個別控制包括在該等表面光源單元中的光源， 包括在各個該等表面光源單元中之光源包括複數發光 元件單元， 各個該等發光元件單元包括至少一個發出紅光之紅色 發光元件、至少一個發出綠光之綠色發光元件、及至少一 個發出藍光之藍色發光元件， 各個該等表面光源單元中的複數紅色發光元件之位置 的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心一致， 各個該等表面光源單元中的複數綠色發光元件之位置 的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心一致， -2- 1375082 各個該等表面光源單元中的複數藍色發光元件之位置 的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心一致，及 其中該等表面光源單元的每一個都包括四個發光元件 單元，在該等表面光源單元的每一個中，將構成該四個發 光元件單元之各紅色發光元件四回旋轉對稱地排列，構成 該四個發光元件單元之各綠色發光元件四回旋轉對稱地排 列’及構成該四個發光元件單元之各藍色發光元件四回旋 轉對稱地排列。 3 · —種表面光源裝置’其從背面照射透射型液晶顯 示單元’該液晶顯示單元具有包括以二維矩陣排列的像素 之顯示區，該表面光源裝置包含： PxQ個表面光源單元，對應於PxQ個想像顯示區單元 ’該PxQ個想像顯示區單元係藉由假設將該液晶顯示單元 的該顯示區分成該PxQ個想像顯示區單元所獲得， 其中 個別控制包括在該等表面光源單元中的光源， 包括在各個該等表面光源單元中之光源包括複數發光 元件單元， - 各個該等發光元件單元包括至少一個發出紅光之紅色 發光元件、至少一個發出綠光之綠色發光元件、及至少一 個發出藍光之藍色發光元件， 該表面光源單元在平視時具有矩形形狀， 在各個該等表面光源單元中，將至少一個紅色發光元 件、至少一個綠色發光元件、及至少一個藍色發光元件沿 -3- 1375082 著該表面光源單元的各個側邊排列，和將該紅色發光元件 、該綠色發光元件、及該藍色發光元件以相同次序沿著該 表面光源單元的四個側邊排列，及 其中該等表面光源單元的每一個都包括四個發光元件 單元，在該等表面光源單元的每一個中，將構成該四個發 光元件單元之各紅色發光元件四回旋轉對稱地排列’構成 該四個發光元件單元之各綠色發光元件四回旋轉對稱地排 列，及構成該四個發光元件單元之各藍色發光元件四回旋 轉對稱地排列。 4. 根據申請專利範圍第1至3項任一項之表面光源 裝置，其中： 各個該等發光元件單元包括一個紅色發光元件、兩個 綠色發光元件、和一個藍色發光元件； 將該四個發光元件排列在想像矩形的四個角；及 當假設原點位於在平視時具有矩形形狀之該表面光源 單元的質量中心之座標系統時，將該等綠色發光元件分別 排列在位於最接近該原點的該想像矩形之該四個角之一和 位於最遠離該.原點的該想像矩形之該四個角之一，及將該 紅色發光元件和該藍色發光元件分別排列在剩下的兩個角 〇 5. 根據申請專利範圍第1至3項任一項之表面光源 裝置，其中： 各個該等發光元件單元包括一個紅色發光元件、一個 綠色發光元件、和一個藍色發光元件：及 -4- 1375082 將該三個發光元件分別排列在想像字體“L”的直條之 末端部位、該想像字體“L”的橫條之末端部位、及該直條 與該橫條之間的交點。 . 6- 一種透射型液晶顯示單元，其貝.有包括以二維矩 陣排列的像素之顯示區，包含從背面照射該液晶顯示單元 之表面光源裝置， 其中： 9 該表面光源裝置包括PxQ個表面光源單元，該PxQ 個表面光源單元對應於PxQ個想像顯示區單元，該PXQ 個想像顯示區單元係藉由假設將該液晶顯示單元的該顯示 區分成該PxQ個想像顯示區單元所獲得， 個別控制包括在該等表面光源單元中的光源， 包括在各個該等表面光源單元中之光源包括複數發光 元件單元， 各個該等發光元件單元包括至少一個發出紅光之紅色 ® 發光元件、至少一個發出綠光之綠色發光元件、及至少一 • 個發出藍光之藍色發光元件， . 依據各個該等表面光源單元中的複數紅色發光元件之 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 一致， 依據各個該等表面光源單元中的複數綠色發光元件之 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 -致， 依據各個該等表面光源單兀中的複數藍色發光元件之 -5- 1375082 亮度輪廓的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心 —致，及 其中該等表面光源單元的每一個都包括四個發光元件 單元，在該等表面光源單元的每一個中，將構成該四個發 光元件單元之各紅色發光元件四回旋轉對稱地排列，構成 該四個發光元件單元之各綠色發光元件四回旋轉對稱地排 列，及構成該四個發光元件單元之各藍色發光元件四回旋 轉對稱地排列。 7.—種透射型液晶顯示單元，其具有包括以二維矩 陣排列的像素之顯示區，包含從背面照射該液晶顯示單元 之表面光源裝置， 其中： 該表面光源裝置包括PxQ個表面光源單元，該PxQ 個表面光源單元對應於PxQ個想像顯示區單元，該PxQ 個想像顯示區單元係藉由假設將該液晶顯示單元的該顯示 區分成該PxQ個想像顯示區單元所獲得， 個別控制包括在該等表面光源單元中的光源， 包括在各個該等表面光源單元中之光源包括複數發光 元件單元， 各個該等發光元件單元包括至少一個發出紅光之紅色 發光元件、至少一個發出綠光之綠色發光元件、及至少一 個發出藍光之藍色發光元件， 各個該等表面光源單元中的複數紅色發光元件之位置 的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心一致， -6- 1375082 各個該等表面光源單元中的複數綠色發光元件之位置 的質量中心實際上與該表面光源單元的質量中心一致， 各個該等表面光源單元中的複數藍色發光元件之位置的質 量中心實際上與該表靣光源單元的質量中心一致1及 其中該等表面光源單元的每一個都包括四個發光元件 單元，在該等表面光源單元的每一個中，將構成該四個發 光元件單元之各紅色發光元件四回旋轉對稱地排列，構成 該四個發光元件單元之各綠色發光元件四回旋轉對稱地排 列，及構成該四個發光元件單元之各藍色發光元件四回旋 轉對稱地排列。