WO2007138724A1

WO2007138724A1 - バックライト装置、及びこれを用いた表示装置

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Publication number: WO2007138724A1
Application number: PCT/JP2006/323564
Authority: WO
Inventors: Munetoshi Ueyama
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-12-06
Also published as: CN101400940B; US20090251922A1; CN101400940A

Abstract

　バックライト装置（２）において、導光板（５）の上側及び下側に発光ダイオード（４）をそれぞれ設置する設置領域としての上側領域及び下側領域を設ける。さらに、これらの上側領域及び下側領域では、光量が互いに所定の範囲内となるように、複数の発光ダイオード（４）を分散して設置する。

Description

明細書

バックライト装置、及びこれを用いた表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、バックライト装置、特に光源としての発光ダイオードを有するバックライト装置、及びこれを用いた表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光するバックライト装置と、ノくックライト装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれてレ、る。

[0003] また、上記バックライト装置には、冷陰極管や熱陰極管からなる線状光源を液晶パネルの側方または下方に配置したエッジライト型または直下型のものが提供されている。しかるに、上記のような冷陰極管等には水銀が含まれており、廃棄する冷陰極管のリサイクル等を行い難かった。そこで、水銀を使用していない発光ダイオード（LED )を光源に用いたバックライト装置が提案されている（例えば、特開 2004— 21147号公報参照。）。

[0004] また、上記従来のバックライト装置では、赤色 (R)、緑色（G)、及び青色（B)の各色光を発光する三色の発光ダイオードを設けて、これら三色の色光を混色することで白色光を得ていた。また、この従来のバックライト装置では、発光ダイオードからの光を検出するセンサーを設置し、その検出結果を基に RGBの各発光ダイオードの光量を調整することにより、対応する発光ダイオードの輝度や色度の経時的な変化を抑制可能とされていた。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、上記のような発光ダイオードでは、その光量のバラツキが非常に大きいものであった。すなわち、発光ダイオードでは、型番や形式、あるいは光度、定格電流値、指向角等の諸特性の設計値などが同じ製品どうしでも、その半導体素材の品質や特性などによって製品毎の光量が著しく異なることがあった。また、発光ダイオードでは、使用環境の変化、特に周囲温度の変動により、冷陰極管などに比べて発光効率が変わり易ぐ光量もまた比較的変化し易かった。

[0006] このため、上記のように、複数の発光ダイオードを設けた従来のバックライト装置では、発光ダイオード毎の光量のバラツキや周囲環境の変化に伴う発光効率の変化に起因して、当該複数の各発光ダイオードの光量が不均一となり、液晶パネル (外部）への光に輝度ムラが生じ易いという問題点があった。ことに、液晶表示装置での大画面化や高輝度化などに応じて、発光ダイオードの設置数を増加させたときには、設置数の増加及びこれに伴う発熱量の増大等により、光量の不均一の幅 (最も明るい発光ダイオードと最も暗い発光ダイオードとの光量差)が著しく大きくなることがあった。この結果、従来のバックライト装置では、発光ダイオードの設置数を増加させたときには、外部への光に輝度ムラが発生するのを防ぐことは極めて困難となった。

[0007] なお、発光ダイオードでは、一般的に、光量を揃えて販売されてはおらず、光量や輝度などを指定して購入する場合には、発光ダイオードの単価が高騰して、バックライト装置のコストアップが生じるのを防ぐことが甚だ困難になるという新たな問題点を発生するおそれがあった。

[0008] 上記の課題を鑑み、本発明は、発光ダイオードの設置数を増加させるときでも、輝度ムラの発生を防ぐことができるバックライト装置、及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記の目的を達成するために、本発明にかかるバックライト装置は、複数の発光ダィオードと、

互いに異なる箇所に設定されるとともに、前記複数のいずれかの発光ダイオードを設置する複数の設置領域とを備え、

前記複数の設置領域では、光量が互いに所定の範囲内となるように、前記複数の発光ダイオードを分散して設置していることを特徴とするものである。

[0010] 上記のように構成されたバックライト装置では、発光ダイオードの設置領域が互いに異なる複数の箇所に設定されている。また、複数の設置領域では、光量が互いに所定の範囲内となるように、発光ダイオードが設置されている。これにより、上記従来例と異なり、発光ダイオードの設置数を増加させるときでも、バックライト装置から外部に発光される光に、発光ダイオード毎の光量のバラツキや周囲環境の変化に起因する輝度ムラが生じるのを防ぐことができる。

[0011] また、上記バックライト装置において、前記発光ダイオードを点灯駆動する駆動回路を備えるとともに、

複数の前記設置領域は、前記発光ダイオードが前記駆動回路によって点灯駆動されたときの温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されてレ、ることが好ましレ、。

[0012] この場合、各設置領域では、その温度分布が把握された状態で、発光ダイオードが適切に設置されるので、各設置領域での光量を容易に所定の範囲内とすることができる。これにより、各設置領域での温度分布が異なる場合でも、外部への光に輝度ムラが生じるのを確実に防ぐことができる。

[0013] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域は、外部装置にて発生した熱による温度上昇分を含んだ前記温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されてもよレ、。

[0014] この場合、外部装置からの発生熱に起因する周囲温度変動の悪影響を確実に排除した状態で、各設置領域での光量をより容易に所定の範囲内とすることができ、外部への光に輝度ムラが生じるのをより確実に防ぐことができる。

[0015] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域は、使用状態において重力が作用する鉛直方向での位置が互いに異なる箇所に設定されていることが好ましい。

[0016] この場合、複数の設置領域は実際の使用状態に応じて上記鉛直方向で互いに異なる位置に設定されることとなり、使用されるときに発生する熱の自然対流に起因する外部への光の輝度ムラの発生を確実に防ぐことができる。

[0017] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードの個数を互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされてもよい。 [0018] この場合、各発光ダイオードへの供給電流値を同一にしたときでも、複数の設置領域での各光量の調整を簡単に行うことが可能となり、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができる。

[0019] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードの発光面の大きさを互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされてもよい。

[0020] この場合、複数の各設置領域での発光ダイオードの組込作業の簡単化を図りつつ、光量調整を簡単に行うことができ、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができる。

[0021] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードへの供給電流値を互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされてもよい。

[0022] この場合、高精度な光量調整を簡単に行うことができ、上記輝度ムラの発生防止をより確実に行うことができる。

[0023] また、上記バックライト装置において、前記複数の発光ダイオードには、発光色が互いに異なる複数種類の発光ダイオードが含まれてもよレ、。

[0024] この場合、白色の光を発光する白色の発光ダイオードを用いる場合に比べ対応する上記発光色の色純度を向上させることができ、色度分布などの発光品位に優れたバックライト装置を容易に構成することができる。

[0025] また、上記バックライト装置において、前記複数の発光ダイオードには、赤色、緑色

、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが含まれていることが好ましい。

[0026] この場合、赤色、緑色、及び青色の各発光色の色純度を向上させることができ、より優れた発光品位のバックライト装置を容易に構成することができる。

[0027] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、前記複数の発光ダイオードのうち、赤色の光を発光する赤色の発光ダイオードの個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを互いに変更することにより、赤色光の光量が互いに所定の範囲内とされていることが好ましい。 [0028] この場合、複数の設置領域では周囲温度の変動に応じて発光効率及び光量が最も変化し易い赤色の発光ダイオードに対して、その赤色光の光量が互いに所定の範圏内とされているので、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができる。しかも、バックライト装置の発光品位 (色度分布）をより容易に向上させることができる。

[0029] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、緑色の光を発光する緑色の発光ダイオードの個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを互いに変更することにより、緑色光の光量が互いに所定の範囲内とされていることが好ましい。

[0030] この場合、複数の設置領域では上記赤色の発光ダイオードに加えて、周囲温度の変動に応じて発光効率及び光量が比較的変化し易い緑色の発光ダイオードに対して、その緑色光の光量が互いに所定の範囲内とされているので、上記輝度ムラの発生防止をより確実に行うことができる。しかも、バックライト装置の発光品位 (色度分布 )をより容易に向上させることができる。

[0031] また、上記バックライト装置において、前記複数の設置領域では、色度が互いに所定の範囲内とされていることが好ましい。

[0032] この場合、より優れた発光品位のバックライト装置を確実に構成することができる。

[0033] また、上記バックライト装置において、前記複数の発光ダイオードからの光が導入される導光板を備えてもよい。

[0034] この場合、上記輝度ムラの発生が確実に防がれたエッジライト型のバックライト装置を構成することが可能となり、薄型化されたバックライト装置を容易に得ることができる

[0035] また、上記バックライト装置において、前記複数の発光ダイオードでは、発光面が被照射物に対して直線上に配置されてもよい。

[0036] この場合、上記輝度ムラの発生が確実に防がれた直下型のバックライト装置を構成することができ、高輝度化されたバックライト装置を容易に得ることができる。

[0037] また、本発明の表示装置は、表示部を備えた表示装置であって、

前記表示部には、上記いずれかのバックライト装置からの光が照射されることを特徴とするものである。

[0038] 上記のように構成された表示装置では、発光ダイオードの設置数を増加させるときでも、輝度ムラの発生を防ぐことが可能なバックライト装置からの光を表示部に照射させているので、当該表示部の高輝度化及び大画面化を図ったときでも、表示性能に優れた表示装置を容易に構成することができる。

発明の効果

[0039] 本発明によれば、発光ダイオードの設置数を増加させるときでも、輝度ムラの発生を防ぐことができるバックライト装置、及びこれを用いた表示装置を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0040] [図 1]本発明の第 1の実施形態にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 2]図 1に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。

[図 3]図 2に示した発光ダイオードの温度特性の具体例を示すグラフである。

[図 4]本発明の第 2の実施形態にかかるバックライト装置の要部構成を示す平面図である。

[図 5]本発明の第 3の実施形態にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 6]図 5に示したバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。

[図 7]本発明の第 4の実施形態にかかるバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。

[図 8]本発明の第 5の実施形態にかかるバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下、本発明のバックライト装置、及びこれを用いた表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。 [0042] [第 1の実施形態]

図 1は本発明の第 1の実施形態にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図 2は図 1に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図 1及び図 2において、本実施形態では、本発明のバックライト装置 2と、バックライト装置 2からの光が照射される表示部としての液晶パネル 3とが設けられており、これらバックライト装置 2と液晶パネル 3とが透過型の液晶表示装置 1として一体化されている。

[0043] ノくックライト装置 2は、光源としての複数の発光ダイオード 4と、複数の各発光ダイォード 4からの光が導入される導光板 5とを備えており、導光板 5から液晶パネル 3側に平面状の照明光を照射するようになっている。また、バックライト装置 2では、複数の発光ダイオード 4は図 2に例示するように、導光板 5に対し、同図 2の上側及び下側にそれぞれ設定された上側領域及び下側領域のいずれか一方の発光ダイオード 4の設置領域に設けられている。これらの上側領域と下側領域とは、液晶パネル 3に設けられた表示面（図示せず）の横方向での上側部分及び下側部分にそれぞれ対向するように、液晶表示装置 1の内部に組み込まれる。また、これら上側領域と下側領域とは、液晶表示装置 1の使用時において、重力が作用する鉛直方向の上側及び下側にそれぞれ配置されるようになっており、当該液晶表示装置 1の使用時での温度分布（温度上昇範囲）が互いに異なっている（詳細は後述。）。

[0044] また、複数の発光ダイオード 4には、赤色 (R)、緑色（G)、及び青色（B)の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオード 4r、 4g、及び 4bが含まれている。また、これらの赤色、緑色、及び青色の発光ダイオード 4r、 4g、及び 4bは、図 2にノ、ツチングなし、ハッチング、及びクロスハッチングにてそれぞれ図示している（後掲の図 4、図 6、図 7、及び図 8においても同様。）。さらに、これらの赤色、緑色、及び青色の各発光ダイオード 4r、 4g、及び 4bでは、後に詳述するように、導光板 5に向かつて発光される光量が上側領域と下側領域とで互いに所定の範囲内となるように、上側領域での設置数と下側領域での設置数とが異なる個数に設定されている。但し、図 2では、図面の簡略化のために、発光ダイオード 4r、 4g、及び 4bの各設置数を適宜少なくして示している（後掲の図 4及び図 6乃至図 8においても同様。）。なお、例えば対角 20インチ以上の液晶表示装置 1の場合には、発光ダイオード 4r、 4g、及び 4 bの具体的な設置数は各々数十個単位である。

[0045] また、液晶表示装置 1では、液晶パネル 3と導光板 5との間に、例えば偏光シート 6 、プリズム (集光）シート 7、及び拡散シート 8が設置されており、これらの光学シートによって、ノノクライト装置 2からの上記照明光の輝度上昇などが適宜行われて、液晶パネル 3の表示性能を向上させるようになつている。

[0046] また、液晶表示装置 1では、液晶パネル 3に含まれた液晶層（図示せず）力 FPC (F1 exible Printed Circuit) 9を介在させて駆動制御回路 10に接続されており、当該駆動制御回路 10が上記液晶層を画素単位に駆動可能に構成されている。また、駆動制御回路 10は、 CPU等の演算部を備えており、発熱源として働ぐバックライト装置 2の外部装置に含まれている。また、駆動制御回路 10は、図 1に示すように、ノくックライト装置 2の導光板 5の裏側で、例えば上記上側領域の近傍に取り付けられている。つまり、駆動制御回路 10は、導光板 5の液晶パネル 3の非表示面側で、上記表示面の横方向に沿って上記鉛直方向の上側に設置されてレ、る。

[0047] また、駆動制御回路 10の近傍には、複数の発光ダイオード 4を点灯駆動する駆動回路としての点灯駆動回路 11が、例えば鉛直方向の上側と下側との中間箇所で、導光板 5の裏側に設置されている。この点灯駆動回路 11には、各発光ダイオード 4 への電力源を構成する電源回路や発光ダイオード 4毎の点灯駆動を制御する制御（ IC)チップなどが含まれており、発光ダイオード 4とともに、バックライト装置 2側の発熱源を構成している。

[0048] 導光板 5には、例えば透明なアクリル樹脂などの合成樹脂が用いられている。また、導光板 5では、図 1に例示するように、断面矩形状のものが使用されている。そして、この導光板 5では、上記上側領域及び下側領域の各発光ダイオード 4からの光が上側側面及び下側側面に対してそれぞれ入射される。その後、導光板 5では、拡散シート 8に対向配置された発光面から照明光が液晶パネル 3に向かって出射される。

[0049] 具体的には、上側領域及び下側領域の各発光ダイオード 4及び導光板 5は図示しない筐体に収容されており、各発光ダイオード 4からの光は、外部への光漏れが極力防がれた状態で、対応する上側側面または下側側面から導光板 5の内部に対し、直接的にまたはリフレタターを介在させて間接的に効率よく導入されるようになっている。これにより、ノックライト装置 2では、各発光ダイオード 4の光利用効率を容易に向上させることができ、上記照明光の高輝度化を簡単に図ることができる。

[0050] また、ノックライト装置 2では、発光ダイオード 4の設置領域である上記の上側領域及び下側領域は液晶表示装置 1の使用時での温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されている。詳細にいえば、バックライト装置 2では、液晶表示装置 1の使用時での上記筐体内部の温度分布が実測またはシミュレーションなどによって予め求められており、液晶表示装置 1の使用時に上記鉛直方向の上側に配置される上側領域の方が鉛直方向の下側に配置される下側領域に比べ、例えば 10〜 15°C程度温度の高い領域であることが予め把握されている。つまり、液晶表示装置 1の使用状態では、上側領域の温度はその内部に設置された発光ダイオード 4からの熱だけでなく、下側領域の設置された発光ダイオード 4、駆動制御回路 10、及び点灯駆動回路 1 1からの各熱の影響 (熱の自然対流）により、下側領域の温度に比べ上記 10〜： 15°C 程度の温度上昇が生じていることが予め判別されて、使用時での温度分布が互いに異なる上側領域及び下側領域として設定されている。

[0051] また、複数の発光ダイオード 4には、上述したように、 RGBの各色光を発光する発光ダイオード 4r、 4g、 4bが含まれており、この導光板 5では、導入された RGBの各色光を白色光に混色して、当該白色光を上記発光面から照明光として出光するようになっている。これにより、バックライト装置 2では、照明光の発光品位を向上させ、フルカラー画像に適切な照明光を液晶パネル 3に入射させることが可能となり、液晶パネル 3の表示品位を簡単に向上できる。

[0052] また、複数の発光ダイオード 4では、液晶パネル 3の大きさや当該液晶パネル 3で要求される輝度や表示品位等の表示性能などに応じて、 RGBの各発光ダイオード 4 r、 4g、 4bの設置数や種類、サイズ等が選択されている。具体的にいえば、各発光ダィオード 4には、例えば消費電力力 S1W程度のパワー LEDあるいは 70mW程度の消費電力のチップ LEDが適宜使用されるようになっている。

[0053] さらに、バックライト装置 2では、上側領域及び下側領域での各温度分布を用いて、これらの上側領域及び下側領域から導光板 5に向かって発光される光量が互いに所定の範囲内となるように、上側領域及び下側領域の各々において発光ダイオード 4r 、 4g、 4bの各設置数が決定されている。これにより、バックライト装置 2では、液晶表示装置 1の使用時において、温度分布が異なる上側領域及び下側領域での相対的な光量差を所定の範囲内として、上記照明光に輝度ムラが生じるのを極力防げるようになっている。

[0054] すなわち、バックライト装置 2では、発光ダイオード毎の光量のバラツキ (製品毎の光量バラツキ）がある場合でも、そのバラツキが解消（相殺）されるように、上側領域及び下側領域に対して、各色の発光ダイオード 4r、 4g、 4bが適切に分散されて設置されている。また、予め求められた液晶表示装置 1の使用時での上側領域及び下側領域での各温度分布に基づレ、て、上側領域及び下側領域での周囲温度の相違による光量差を極力生じないように、当該上側領域及び下側領域での発光ダイオード 4r、 4g、 4bの各設置数は定められている。

[0055] 具体的にいえば、発光ダイオード 4は、周囲温度に応じて、発光効率が変化して光量も変化する。また、発光ダイオード 4では、その発光色の相違、つまり発光色の種類により、周囲温度に対する発光効率及び光量の各変化の割合が異なる。すなわち、図 3に例示するように、常温（25°C)のときの光量を 1としたときに、赤色の発光ダイオードでは、曲線 50rにて示すように、周囲温度が高くなるにつれて、発光効率が低下して、相対光度（光量)も低下する。また、緑色の発光ダイオードでは、曲線 50gにて示すように、周囲温度が高くなるにつれて、発光効率が若干低下して、相対光度も若干低下する。一方、青色及び白色 (擬似白色）の発光ダイオードでは、曲線 50b及び曲線 50wにてそれぞれ示すように、周囲温度が高くなるにつれて、発光効率が僅かに向上して、相対光度も僅かに大きくなる。

[0056] それ故、バックライト装置 2では、図 2に例示するように、赤色の発光ダイオード 4rの設置数は、液晶表示装置 1の使用時に低温である下側領域よりも、高温である上側領域の方が多くなるよう配置されており、使用時での赤色光の光量が上側領域及び下側領域で所定の範囲内とされている。また、同様に、緑色の発光ダイオード 4g及び青色の発光ダイオード 4b各々においても、図 3に示した温度特性に応じて、上側領域及び下側領域での設置数が定められ、使用時での緑色光及び青色光の光量が上側領域及び下側領域で所定の範囲内とされている。

[0057] 以上のように構成された本実施形態では、発光ダイオード 4の設置領域として、液晶表示装置 1の使用時での温度分布が互いに異なる上側領域及び下側領域が設定されている。また、複数の設置領域では、光量が互いに所定の範囲内となるように、発光ダイオード 4が設置されている。これにより、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード 4の設置数を増加させるときでも、ノノクライト装置 2から外部に発光される照明光に、発光ダイオード毎の光量のバラツキや周囲環境の変化に起因する輝度ムラが生じるのを防ぐことができる。また、このように、発光ダイオード 4の設置数を増加させるときでも、輝度ムラの発生が防がれたバックライト装置 2を用いることにより、本実施形態では、液晶パネル (表示部） 3の高輝度化及び大画面化を図ったときでも、表示性能に優れた液晶表示装置 1を容易に構成することができる。

[0058] [第 2の実施形態]

図 4は、本発明の第 2の実施形態にかかるバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図において、本実施形態と上記第 1の実施形態との主な相違点は、導光板 5の左側側面及び右側側面に複数の発光ダイオードを対向して配置した点である。なお、上記第 1の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

[0059] すなわち、図 4に示すように、本実施形態では、複数の発光ダイオード 4が導光板 5 の左側側面及び右側側面に対向して配置されており、これらの左側側面及び右側側面から光を導光板 5の内部に導入するようになっている。また、導光板 5では、液晶表示装置 1の使用時において、図 4の上側部分が上記鉛直方向の上側となるように、ノ^クライト装置 2内に組み込まれており、本実施形態では、図 4の上下方向の中間部を境界として、発光ダイオード 4の設置領域が上側領域と下側領域とに分けて設定されている。つまり、これらの上側領域と下側領域とは、第 1の実施形態と同様に、駆動制御回路 10の温度上昇分を含んだ液晶表示装置 1の使用時での温度上昇値を用いて定められており、互いに異なる箇所に設定されてレ、る。

[0060] また、本実施形態では、第 1の実施形態と同様に、上側領域及び下側領域から導光板 5に向かって発光される光量が互いに所定の範囲内となるように、上側領域及び下側領域の各々において発光ダイオード 4r、 4g、 4bの各設置数が決定されている。例えば、図 4に示すように、赤色の発光ダイオード 4rの設置数が、液晶表示装置 1の使用時に低温である下側領域よりも、高温である上側領域の方が多くなるよう配置されており、使用時での赤色光の光量が上側領域及び下側領域で所定の範囲内とされてレ、る。

[0061] 以上のように、本実施形態では、第 1の実施形態と同様に、液晶表示装置 1の使用時にぉレ、て、温度分布が異なる上側領域及び下側領域での相対的な光量差を所定の範囲内としているので、第 1の実施形態と同様な作用'効果を奏することができる。

[0062] [第 3の実施形態]

図 5は本発明の第 3の実施形態にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図 6は図 5に示したバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。図において、本実施形態と上記第 2の実施形態との主な相違点は、複数の発光ダイオードを液晶パネルの下方側に配置した直下型のバックライト装置を構成した点である。なお、上記第 2の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

[0063] すなわち、図 5に示すように、本実施形態では、複数の発光ダイオード 4は上端部側が開口した有底状のケース 12の内部に収容されている。また、ケース 12の開口部側には、拡散シート 8の代わりに、拡散板 13が当該開口部を塞ぐように設置されている。そして、本実施形態では、導光板 5を備えたエッジライト型のバックライト装置と異なり、各発光ダイオード 4の発光面が導光板 5を介在させることなぐ液晶パネル (被照射物） 3に対して、直線上に配置された直下型のバックライト装置が構成されている

[0064] また、図 6に例示するように、複数の発光ダイオード 4は、図 6の上下方向で 4列に並べられて配置されており、各列が発光ダイオード 4の設置領域に設定されている。つまり、本実施形態では、例えば図 6に矢印 Yにて示す上記鉛直方向の下側から上側に向力方向（つまり、重力の作用方向とは反対の方向）に沿って、第 1、第 2、第 3 、及び第 4の設置領域が設定されている。また、これらの第 1〜第 4の設置領域は、液晶表示装置 1の使用時におけるケース 12の内部温度分布を基に設定されたものであり、最下列の第 1の設置領域での温度上昇が最も低温の領域であり、第 2、第 3、及び第 4の設置領域の順番で温度上昇が高温の領域とされている。

[0065] また、本実施形態では、上記実施形態と同様に、第 1〜第 4の設置領域力液晶パネル 3に向かって発光される光量が互いに所定の範囲内となるように、第 1〜第 4の設置領域の各々において発光ダイオード 4r、 4g、 4bの各設置数が決定されている。例えば、図 6に示すように、赤色の発光ダイオード 4rの設置数力液晶表示装置 1の使用時に低温である下方側の領域よりも、高温である上方側の領域の方が多くなるよう配置されており、使用時での赤色光の光量が第 1〜第 4の設置領域で互いに所定の範囲内とされている。

[0066] 以上のように、本実施形態では、上記実施形態と同様に、液晶表示装置 1の使用時において、温度分布が異なる第 1〜第 4の設置領域での相対的な光量差を所定の範囲内としているので、上記実施形態と同様な作用'効果を奏することができる。

[0067] [第 4の実施形態]

図 7は、本発明の第 4の実施形態に力かるバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。図において、本実施形態と上記第 3の実施形態との主な相違点は、ケースの内部温度分布に応じて、複数の各設置領域での発光ダイォードの設置総数を変更した点である。なお、上記第 3の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

[0068] すなわち、図 7に示すように、本実施形態では、複数の発光ダイオード 4は、最下列の第 1の設置領域での発光ダイオード 4の設置総数 (つまり、発光ダイオード 4r、 4g、 4bの各設置数の合計数）が一番少ない数に設定されている。そして、液晶表示装置 1の使用時における温度上昇が高くなるにつれて、発光ダイオード 4の設置総数は増カロされている。すなわち、第 2、第 3、及び第 4の設置領域での発光ダイオード 4の設置総数がこの順番で順次増やされてレ、る。

[0069] また、本実施形態では、上記第 3の実施形態と同様に、第 1〜第 4の設置領域から液晶パネル 3に向かって発光される光量が互いに所定の範囲内となるように、第 1〜第 4の設置領域の各々において発光ダイオード 4r、 4g、 4bの各設置数が決定されている。例えば、図 7に示すように、赤色の発光ダイオード 4rの設置数が、液晶表示装置 1の使用時に低温である下方側の領域よりも、高温である上方側の領域の方が多くなるよう配置されており、使用時での赤色光の光量が第 1〜第 4の設置領域で互いに所定の範囲内とされている。

[0070] 以上のように、本実施形態では、上記第 3の実施形態と同様に、液晶表示装置 1の使用時において、温度分布が異なる第 1〜第 4の設置領域での相対的な光量差を所定の範囲内としているので、上記第 3の実施形態と同様な作用'効果を奏することができる。また、第 1〜第 4の各設置領域での発光ダイオード 4の設置総数をケース 12 の内部温度分布に応じて、増減しているので、本実施形態は、第 3の実施形態よりも、液晶表示装置 1の使用時におけるケース 12の内部温度分布に幅が広ぐ第 1の設置領域と第 4の設置領域との温度差が大きいものにより容易に対応して、上記照明光に輝度ムラが発生するのを防止できる。

[0071] [第 5の実施形態]

図 8は、本発明の第 5の実施形態に力かるバックライト装置における発光ダイオードの配置例を示す平面図である。図において、本実施形態と上記第 3の実施形態との主な相違点は、複数の設置領域での発光ダイオードの個数を変更する代わりに、発光ダイオードの発光面の大きさを変更することにより、これらの設置領域での光量を互いに所定の範囲内とした点である。なお、上記第 3の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

[0072] すなわち、図 8に示すように、本実施形態では、複数の発光ダイオード 4は、図 8の上下方向で 5列に並べられて配置されており、各列が発光ダイオード 4の設置領域に設定されている。つまり、本実施形態では、例えば図 8に矢印 Yにて示す上記鉛直方向の下側から上側に向かう方向（つまり、重力の作用方向とは反対の方向）に沿って、第 1、第 2、第 3、第 4、及び第 5の設置領域が設定されている。また、これら第 1〜第 5の設置領域は、液晶表示装置 1の使用時におけるケース 12の内部温度分布を基に設定されたものであり、最下列の第 1の設置領域での温度上昇が最も低温の領域であり、第 2、第 3、第 4、及び第 5の設置領域の順番で温度上昇が高温の領域とされている。

[0073] また、本実施形態では、第 1〜第 5の設置領域から液晶パネル 3に向かって発光される光量が互いに所定の範囲内となるように、第 1〜第 5の設置領域の各々において発光ダイオード、 4g、 4bの各発光面の大きさが決定されている。具体的には、本実施形態では、例えば、図 8に示すように、赤色の発光ダイオード 4rにおいて、発光面の大きさが異なる製品が使用されている。つまり、この発光ダイオード 4rでは、赤色発光素子（赤色チップ）の個数が相違する、例えば 1パッケージに複数個の赤色チップが含まれた、いわゆるスリーインワン（3inl)やフォーインワン（4inl)等の LEDチップサイズ (定格電流値）が異なるものが使用されている。そして、図 8に示したように、液晶表示装置 1の使用時に低温である下方側の領域よりも、高温である上方側の領域の方が発光面の大きいものが設置されて、使用時での赤色光の光量が第 1〜第 5 の設置領域で互いに所定の範囲内とされている。

[0074] 以上のように、本実施形態では、上記実施形態と同様に、液晶表示装置 1の使用時において、温度分布が異なる第 1〜第 5の設置領域での相対的な光量差を所定の範囲内としているので、上記実施形態と同様な作用'効果を奏することができる。

[0075] 尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすベての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

[0076] 例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明のバックライト装置はこれに限定されるものではな光源の光を利用して、画像、文字などの情報を表示する非発光型の表示部を備えた各種表示装置に適用することができる。具体的には、半透過型や反射型の液晶表示装置、あるいはリアプロジェクシヨン等の投写型表示装置に本発明のバックライト装置を好適に用いることができる。

[0077] また、上記の説明以外に、本発明は、レントゲン写真に光を照射するシャゥカステンあるいは写真ネガ等に光を照射して視認をし易くするためのライトボックスや、看板や駅構内の壁面などに設置される広告等をライトアップする発光装置のバックライト装置として好適に用いることができる。

[0078] また、上記の説明では、表示面が鉛直方向に平行となるように設置される液晶表示装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は鉛直方向に対して所定角度にて傾けられる表示面を備えた液晶表示装置に適用することもできる。

[0079] また、上記の説明では、液晶表示装置の使用時での温度分布を用いて、発光ダイオードの設置領域を複数設定する場合について説明したが、本発明は互いに異なる箇所に複数の設置領域を設定するとともに、これら設置領域での光量が互いに所定の範囲内となるように、複数の発光ダイオードを分散して設置するものであれば何等限定されない。

[0080] 但し、上記実施形態のように、発光ダイオードが点灯駆動回路 (駆動回路）によって点灯駆動されたときでの温度分布を用いて、互いに異なる箇所に複数の設置領域を設定する場合の方が好ましい。すなわち、このように構成した場合には、各設置領域において、その温度分布が把握された状態で、発光ダイオードが適切に設置される。この結果、各設置領域での温度分布が異なる場合でも、外部への光（照明光）に輝度ムラが生じるのを確実に防ぐことができるからである。

[0081] さらに、上記実施形態のように、液晶パネルの駆動制御回路 (外部装置）にて発生した熱による温度上昇分を含んだ温度分布を用いて、互いに異なる箇所に複数の設置領域を設定する場合の方がより好ましい。つまり、この場合には、外部装置からの発生熱に起因する周囲温度変動の悪影響を確実に排除した状態で、各設置領域での光量をより容易に所定の範囲内とすることが可能となり、照明光の輝度ムラの発生をより確実に防ぐことができるからである。言い換えれば、複数の設置領域は、バックライト装置自体が本来的に有する発光ダイオード等の発熱源（内的要因）だけでなく、当該バックライト装置が組み込まれる液晶パネル側の発熱源 (外乱）に起因する温度上昇分も含んだ温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されることとなり、各設置領域での光量調整を行う際に、外乱の悪影響をより確実に排除できる点で好ましい。

[0082] また、上記の説明では、バックライト装置の外部装置として液晶パネルの駆動制御回路を例示した場合について説明したが、本発明の外部装置はこれに限定されるものではなぐ外部装置にはバックライト装置に適宜取り付けられて、使用時に熱を発生して発熱源を構成する各種電気部品、電気回路等が含まれる。具体的には、液晶パネルに含まれた一対の一方の基板上に実装されるドライバ _ICの発熱による温度上昇分を考慮して、複数の設置領域を設定することもできる。

[0083] また、上記の説明では、複数の設置領域において、設置される発光ダイオードの個数または発光面の大きさを互いに変更することにより、相対的な光量差を所定の範囲内とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ複数の設置領域において、設置される発光ダイオードへの供給電流値を互いに変更することにより、光量が互いに所定の範囲内とする構成でもよい。また、複数の各設置領域での個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを変更する構成でもよい。

[0084] 尚、上記第 1〜第 4の実施形態のように、発光ダイオードの個数を互いに変更することにより、複数の設置領域での光量を互いに所定の範囲内とした場合には、複数の設置領域での各光量の調整を簡単に行うことが可能となり、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができる点で好ましい。

[0085] また、上記第 5の実施形態のように、発光ダイオードの発光面の大きさを互いに変更することにより、複数の設置領域での光量が互いに所定の範囲内とした場合には、複数の各設置領域での発光ダイオードの組込作業の簡単化を図りつつ、光量調整を簡単に行うことができ、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができる点で好ましい。

[0086] また、発光ダイオードへの供給電流値を互いに変更することにより、複数の設置領域での光量を互いに所定の範囲内とした場合には、高精度な光量調整を簡単に行うことができ、上記輝度ムラの発生防止をより確実に行うことができる点で好ましい。

[0087] また、上記の説明では、 RGBの対応する色光を発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ白色光を発光する白色の発光ダイオードだけを光源として含んだバックライト装置に適用して、複数の白色の発光ダイオードを複数の設置領域に分散設置して、これらの設置領域からの光量を所定の範囲内に揃えさせてもよい。また、発光色が互いに異なるとともに、白色光に混色可能な少なくとも二色、例えば黄色と青色の各発光ダイオードを使用したバックライト装置に本発明を適用することもできる。

[0088] 但し、上記実施形態のように、赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードを用いる場合の方が、照明光に含まれる赤色、緑色、及び青色の各発光色の色純度を向上させることが可能となり、ノノクライト装置の発光品位を容易に向上できるとともに、表示品位 (表示性能）を高めた表示装置を容易に構成できる点で好ましい。

[0089] また、上記の説明では、赤色、緑色、及び青色の各発光ダイオードについて、複数の各設置領域での個数または発光面の大きさを変更する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ赤色、緑色、及び青色のいずれか一色の発光ダイオードだけについて、複数の各設置領域での個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを変更する構成でもよい。

[0090] 但し、少なくとも赤色の発光ダイオードについて、複数の各設置領域での個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを変更することが好ましい。すなわち、この場合には、複数の設置領域において、周囲温度の変動に応じて発光効率及び光量が最も変化し易い赤色の発光ダイオードに対して、その赤色光の光量が互いに所定の範囲内とされるので、上記輝度ムラの発生防止を確実に、かつ容易に行うことができるからである。さらには、バックライト装置の発光品位 (色度分布）をより容易に向上させることができる。

[0091] また、赤色の発光ダイオードに加えて、緑色の発光ダイオードについて、複数の各設置領域での個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを変更することが好ましい。すなわち、この場合には、複数の設置領域において、周囲温度の変動に応じて発光効率及び光量が比較的変化し易い緑色の発光ダイオードに対して、その緑色光の光量が互いに所定の範囲内とされるので、上記輝度ムラの発生防止をより確実に行うことができ、しかもバックライト装置の発光品位 (色度分布）をより容易に向上させることができるからである。

[0092] また、上記の説明以外に、複数の各発光ダイオードについて、予め同一の測定条件にて点灯させることにより、対応する発光ダイオードの光量 (光束量や光度）を測定して、その測定結果を基に複数のいずれかのランクに振り分けられた発光ダイオードを使用することもできる。このように、発光ダイオード個別の光量について予めランク分けされた発光ダイオードを使用することにより、複数の設置領域での光量を互いに揃える調整作業を簡単化することができる。 [0093] また、上記の説明以外に、複数の設置領域において、色度が互いに所定の範囲内となるように、複数の発光ダイオードを分散して設置する構成でもよい。このように構成した場合には、バックライト装置の発光品位 (色度分布）をより確実に向上させることができる。さらには、発光ダイオードの発光スペクトルを予め測定して、その測定結果を基に発光ダイオードの色純度を複数のいずれかのランクに予め振り分けて、互いに異なる設置領域に配置する構成でもよい。このように、光量ランクに加えて、発光スペクトルについてランク分けして、互いに異なる設置領域に配置する場合には、発光品位に優れたバックライト装置及び優れた表示品位の表示装置をより容易に構成できる点で好ましい。

[0094] また、上記の説明以外に、各設置領域に温度センサーを設けて、その温度検出結果を基に対応する設置領域内の発光ダイオードへの供給電流値を微調整したり、各設置領域に光量を測定する光センサーを設置して、その光量測定結果を基に対応する設置領域内の発光ダイオードへの供給電流値を微調整したりすることにより、バックライト装置の照明光に輝度ムラが生じるのを防止する構成でもよい。

産業上の利用可能性

[0095] 本発明にかかるバックライト装置及びこれを用いた表示装置は、発光ダイオードの設置数を増加させるときでも、輝度ムラが発生するのを防ぐことができるので、大型画面を有する表示部に対し高輝度な光を照射可能なバックライト装置及び当該表示部を備えた表示装置に対して有効である。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の発光ダイオードと、

前記複数の設置領域では、光量が互いに所定の範囲内となるように、前記複数の発光ダイオードを分散して設置していることを特徴とするバックライト装置。

[2] 前記発光ダイオードを点灯駆動する駆動回路を備えるとともに、

前記複数の設置領域は、前記発光ダイオードが前記駆動回路によって点灯駆動されたときの温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されてレ、る請求項 1に記載のバックライト装置。

[3] 前記複数の設置領域は、外部装置にて発生した熱による温度上昇分を含んだ前記温度分布を用いて、互いに異なる箇所に設定されている請求項 2に記載のバックライト装置。

[4] 前記複数の設置領域は、使用状態において重力が作用する鉛直方向での位置が互いに異なる箇所に設定されている請求項 1〜3のいずれ力 1項に記載のバックライト装置。

[5] 前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードの個数を互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされている請求項 1〜4のいずれか 1項に記載のバックライト装置。

[6] 前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードの発光面の大きさを互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされている請求項 1〜5のいずれカ 1項に記載のバックライト装置。

[7] 前記複数の設置領域では、設置される発光ダイオードへの供給電流値を互いに変更することにより、前記光量が互いに所定の範囲内とされている請求項 1〜6のいずれカ 1項に記載のバックライト装置。

[8] 前記複数の発光ダイオードには、発光色が互いに異なる複数種類の発光ダイオードが含まれている請求項 1〜7のいずれ力 1項に記載のバックライト装置。

[9] 前記複数の発光ダイオードには、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが含まれている請求項 1〜8のいずれか 1項に記載のバックライト装置。

[10] 前記複数の設置領域では、前記複数の発光ダイオードのうち、赤色の光を発光する赤色の発光ダイオードの個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを互いに変更することにより、赤色光の光量が互いに所定の範囲内とされている請求項 8または 9に記載のバックライト装置。

[11] 前記複数の設置領域では、緑色の光を発光する緑色の発光ダイオードの個数、発光面の大きさ、及び供給電流値の大きさの少なくとも一つを互いに変更することにより、緑色光の光量が互いに所定の範囲内とされている請求項 10に記載のバックライト装置。

[12] 前記複数の設置領域では、色度が互いに所定の範囲内とされている請求項 1〜11 のいずれ力 1項に記載のバックライト装置。

[13] 前記複数の発光ダイオードからの光が導入される導光板を備えている請求項 1〜： 12 のいずれ力 1項に記載のバックライト装置。

[14] 前記複数の発光ダイオードでは、発光面が被照射物に対して直線上に配置されてレ、る請求項 1〜： 12のいずれか 1項に記載のバックライト装置。

[15] 表示部を備えた表示装置であって、

前記表示部には、請求項 1〜： 14のいずれ力 1項に記載のバックライト装置からの光が照射されることを特徴とする表示装置。