JP2006310402A - 光源基板製造方法、光源基板、バックライト装置、液晶ディスプレイ装置、調整装置 - Google Patents

光源基板製造方法、光源基板、バックライト装置、液晶ディスプレイ装置、調整装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 光源基板の製造時において各光源素子の輝度を調整可能として光源素子の歩留まりの向上及び光源基板の生産性の向上・低コスト化を図る。
【解決手段】 配線基板上において所要の接続形態により接続された各光源素子に対し並列の関係となるように抵抗素子を接続した光源基板とする。この光源基板について、上記各光源素子の輝度を測定した結果に基づき上記抵抗素子をレーザ光によりトリミング又は切断する。これによって各光源素子の輝度を調整することができ、例えば規格外の輝度となる光源素子を廃棄していた従来と比較して光源素子の歩留まりの向上が図られ、これによって光源基板の生産性の向上・低コスト化が図られる。
【選択図】図1

Description

本発明は、配線基板上に例えばLEDなどの光源素子が複数設けられた光源基板を製造するための光源基板製造方法、及び光源基板に関する。また、上記光源基板が備えられたバックライト装置、及びこのバックライト装置を備える液晶ディスプレイ装置に関する。また、上記光源基板製造方法に用いられて好適な調整装置に関する。
例えば液晶ディスプレイ装置のように自発光型でないディスプレイ装置では、光源からの光を表示パネル背面から照射するためのバックライトが設けられる。
従来の液晶ディスプレイ装置が備えるバックライトとしては、光源として冷陰極蛍光管を用いるものが広く知られているが、近年では、LED(Light Emitting Diode)を用いるようにしたものも提案されている。周知のようにLEDとしては従来の光源素子と比較して高輝度、低消費電力であることが知られている。
但し、LEDとしては、例えば従来から用いられている冷陰極蛍光管などと比較して、個体ごとに輝度がばらつくことが知られている。上記のようにしてLEDをバックライトの光源として用いる場合、複数のLEDを並べて構成するようにされるが、このことで画面の或る部分では輝度が高く他の部分では輝度が低いといういわゆる輝度ムラが問題となる。
そこで、従来においては、各LEDの輝度を測定し、その輝度が規格内とされるものは良品とし、規格外とされるものは不良品として廃棄するといったことが行われてきた。
或いは、輝度の高いLEDについて例えば白色塗料を塗布するなどして輝度を低下させ、これによって輝度が低めのLEDとの輝度差を調整して輝度ムラが抑制されるようにするなどの手法が採られてきた。
なお、関連する従来技術としては以下の特許文献を挙げることができる。
特開昭62−254476号公報
しかしながら上記のようにして規格外とされる輝度によるLEDを廃棄する場合には、歩留まりの悪化、及びそれに伴うコスト高が問題となる。
また、上記のように白色塗料を塗布する工程としても現状では人手により行われているもので、その分調整の手間と人手による高コスト化が強いられる。
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、光源基板製造方法として以下のようにすることとした。
つまり、本発明の光源基板製造方法としては、配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子とを少なくとも備えた光源基板を製造するための光源基板製造方法として、上記各光源素子の輝度を測定した結果に基づき、上記抵抗素子をレーザ光によりトリミング又は切断する輝度調整工程を少なくとも備えるものである。
上記のようにして光源素子に並列接続された抵抗素子が切断又はトリミングされることにより、光源素子に流れる電流量が制御され、これによって光源素子の輝度を調整することができる。
また、本発明において、光源基板上で抵抗素子は光源素子に対し並列に接続されるので、例えば抵抗素子を光源素子に対し直列に接続する場合とは異なり、抵抗素子を完全に切断する調整も可能となる。
上記のようにして本発明によれば、各光源素子の輝度を調整することができるので、輝度が規格外となる光源素子を不良品として廃棄する必要はなくなり、これによって光源素子の歩留まりの向上が図られる。そして、このように光源素子の歩留まりの向上が図られることで、光源基板の生産安定化及び低コスト化を図ることができる。
また、本発明によれば、上記のようにして抵抗素子を完全に切断する調整も可能となるが、抵抗素子が完全に切断された場合、抵抗素子による電力損失をゼロとすることができる。つまり、この点で光源素子の発光効率の向上も図られる。
また、このような各光源素子の輝度調整を可能とする本発明の光源基板としては、その実現のために必要な追加部品は、光源素子に並列接続する抵抗素子のみである。すなわち、その分、このような輝度調整を可能とする光源基板実現のためのコストアップを効果的に抑制できる。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について説明していく。
図1は、第1の実施の形態としてのLED(Light Emitting Diode)発光基板1、及び輝度調整装置5の外観を模式的に示している。
先ず、LED発光基板1は、基板1a上に光源素子としてのLED3a、LED3b、LED3cが直列に接続されている。LED3aは、一方の端子が基板1a上に形成された電源入力端子taに接続され、他方の端子が基板1a上に形成されたプリント配線2aを介してLED3bの一方の端子と接続されている。また、LED3bの他方の端子は、同じく基板1a上に形成されたプリント配線2bを介してLED3cの一方の端子と接続され、LED3cの他方の端子が基板1a上の電源入力端子tbと接続されている。
その上で、各LED3に対しては、並列に輝度調整抵抗4a〜4cが接続される。すなわち、LED3aに対しては輝度調整抵抗4a、LED3bに対しては輝度調整抵抗4b、LED3cに対しては輝度調整抵抗4cがそれぞれ並列に接続される。
これら輝度調整抵抗4a〜4cとしては、プリント抵抗として基板1a上に印刷されたものである。これら輝度調整抵抗4a〜4cは抵抗値が同等に設定されている。
確認のため、このようなLED発光基板1の電気的な構成を図3の回路図に示すが、図示するようにして電源入力端子taと電源入力端子tbとの間に、「LED3a−LED3b−LED3c」による直接接続回路が形成され、これらLED3a、LED3b、LED3cに対し、各々輝度調整抵抗4a、輝度調整抵抗4b、輝度調整抵抗4cが並列に接続されたものとなる。
なお、ここでは基板1a上にLED3が3つ形成される場合を例示しているが、この場合LED3は複数形成されていればよくその数について特定に限定するものではない。
また、図1において、輝度調整装置5は、図示するようにして制御部6、輝度測定部7a〜7c、スライド駆動部8、レーザ照射部9、スライド駆動部10を備えている。
制御部6は、輝度調整装置5の全体制御を行う部位として機能する。制御部6には図示する電源出力端子toa、tobが備えられ、LED発光基板1に設けられた上記電源入力端子ta、tbと接続されることで、LED3a〜LED3cを点灯させるための電源電圧を供給するようにされる。
また、制御部6には、輝度測定部7a〜輝度測定部7cによって測定された輝度の情報が入力される。これら輝度測定部7a〜7cには、後述するように輝度センサが設けられ、制御部6はこれら輝度測定部7a〜7c内に設けられた輝度センサによって測定された輝度情報が入力されるようになっている。
この場合、輝度測定部7としては、LED発光基板1上に設けられたLED3の数に応じ、輝度測定部7a〜7cの3つを備えるものとしている。これら輝度測定部7a〜7cは、図示するスライド駆動部10によって図中Z軸方向に一体的に移動可能に保持される。スライド駆動部10のスライド動作は、後述するように制御部6によって制御されるようになっている。
ここで、輝度測定部7a〜7cは、次の図4に示されるようにして、LED発光基板1上に設けられたLED3a〜3cをそれぞれ覆うことができるような形状により構成されている。また、各輝度測定部7a〜7cの間隔は、LED発光基板1上に設けられたLED3a〜3cの間隔に応じた間隔に設定されている。
これらにより、輝度測定時において、これら輝度測定部7a〜7cが上記スライド駆動部10によってLED発光基板1に接近する方向に移動された場合に、それぞれが対応するLED3を覆うことができるようにされ、これによって輝度測定部7a〜7cのそれぞれが他のLED3からの光を遮光することができるようにされる。そして、このように輝度測定時に他のLED3からの光を遮光できることで、各輝度測定部7内の輝度センサによって適正に輝度測定ができるように図られている。
また図1において、レーザ照射部9は、スライド駆動部8によって図中X軸方向及びY軸方向に移動可能に保持される。Y軸方向に移動可能とされることで、照射したレーザ光によってLED発光基板1上に形成された輝度調整抵抗4a〜4cをトリミング又は切断することができるようにされている。また、X軸方向に移動可能とされることで、レーザ照射位置を輝度調整抵抗4a〜4c間で移動させることができるようにされる。
上記スライド駆動部8によるスライド動作としても制御部6によって制御されるようになっている。
ここで、上記説明では、「切断」と「トリミング」を使い分けているが、本明細書において「切断」は、図1に示される輝度調整抵抗4aのように、並列接続された抵抗素子の抵抗値を無限大とするまで完全に切ることを意味する。また、「トリミング」は、図1に示されている輝度調整抵抗4b、4cのように、並列接続された抵抗素子を部分的に切ることを意味するものであるとする。
図2は、輝度調整装置5の内部構成について示すブロック図である。
先ず、制御部6内には、図示するように電源回路11と、例えばマイクロコンピュータにより構成されるコントローラ16とが備えられる。
電源回路11は、例えば図示されない商用交流電源を入力して直流出力電圧を生成するAC→DCコンバータとして構成される。特にこの場合の電源回路11は、上記直流出力電圧についての定電圧制御を行うように構成されている。このような定電圧による直流出力電圧を基に図示する動作電源が得られる。動作電源は当該輝度調整装置5内の各部に供給される。また、電源回路11は、上記定電圧による直流出力電圧を基に、図示する電源出力端子toaと電源出力端子tobとの間に出力電圧E1を得るようにされる。
電源回路11は、この出力電圧E1については定電流制御を行うようにされる。また電源回路11は、この出力電圧E1の出力を、コントローラ16の制御に基づいてオン/オフする。
コントローラ16は、当該輝度調整装置5の全体制御を行う。
コントローラ16に対しては、図1にも示した輝度測定部7a〜7c内に備えられる輝度センサ15a〜15cが接続され、これら輝度センサ15によって測定される輝度の情報が供給される。
また、コントローラ16は、スライド駆動部8内に設けられたスライド駆動回路12と接続される。スライド駆動部8内には、レーザ照射部9を図1に示したX軸方向へスライド移動させるためのX軸スライドモータ12xと、Y軸方向へスライド移動させるためのY軸スライドモータ12yが設けられている。上記スライド駆動回路12はこれらX軸スライドモータ12xとY軸スライドモータ12yに対する駆動制御を、コントローラ16の制御に基づいて行う。
また、コントローラ16は、レーザ照射部9内のレーザ駆動回路13と接続されている。レーザ駆動回路13はコントローラ16の制御に基づき、同じくレーザ照射部9内に設けられたレーザダイオード14の発光駆動制御を行う。
さらに、コントローラ16は、スライド駆動部10内のスライド駆動回路17と接続される。スライド駆動部10内には、図1に示したようにして輝度測定部7a〜7cをZ軸方向にスライド移動させるためのZ軸スライドモータ17zが設けられ、上記スライド駆動回路17は、コントローラ16の制御に基づいてこのZ軸スライドモータ17zの駆動制御を行う。
ここで、図1を参照して、上記構成による輝度調整装置5を用いた第1の実施の形態としての輝度調整動作について説明する。
ここで、確認のために述べておくと、以下で説明する実施の形態としての輝度調整動作は、LED発光基板1の製造工程において、最終的に光源素子としての各LED3の輝度を調整する際に実行されるもので、これにより各LED3の輝度ムラが抑制されたLED発光基板1を製造することを目的に行われるものである。
先ず、調整動作を行うにあたっては、図1に示されているようにして、輝度調整装置5に対してLED発光基板1が然るべき位置にセットされると共に、LED発光基板1上の電源入力端子ta、tbと、制御部6の電源入力端子toa、tobとが接続される。
輝度調整装置5は、先ずは上記電源出力端子to(toa、tob)からの出力電圧E1の出力を開始し、LED3a〜3cを点灯させる。
そして、スライド駆動部10によって輝度測定部7a〜7cをZ軸方向にスライド移動させて、各LED3a〜3cを覆った上で、各LED3a〜3cの輝度を測定する。
このとき、制御部6内のコントローラ16には輝度測定部7a〜7c(輝度センサ15a〜15c)によって測定された輝度情報が入力されるが、コントローラ16は、各輝度センサ15ごと(すなわち各LED3ごと)に、測定された輝度の値を例えば内部のRAM等に格納するようにされる。その上で、このように格納した輝度の値から、輝度が最小のLED3(LED(Lmin))を特定する。
このように輝度が最小のLED(Lmin)を特定すると、このLED(Lmin)に接続されている輝度調整抵抗4を、レーザ照射部9により切断する。例えば図1では、LED3aが上記LED(Lmin)として特定され、このLED3aに接続された輝度調整抵抗4aが切断された例が示されている。
LED(Lmin)の輝度調整抵抗4の切断にあたっては、先ずはスライド駆動部8によりレーザ照射部9をLED(Lmin)に接続された輝度調整抵抗4上までスライド移動させる。その上で、同じくスライド駆動部8によりレーザ照射部9を図中Y軸方向にスライドさせることで、レーザ照射部9(レーザダイオード14)が照射するレーザ光により輝度調整抵抗4が切断される。
次いで、このように輝度調整抵抗4が切断されたLED(Lmin)について、その輝度を基準輝度b-minとして測定する動作を行う。すなわち、図1の例では輝度測定部7aにて測定された輝度を基準輝度b-minとして得るものである。
そして、この基準輝度b-minに基づき、他のLED3に接続された輝度調整抵抗4をトリミングしていく。すなわち、上記基準輝度b-minで一定となるように、上記LED(Lmin)以外のLED3に接続された輝度調整抵抗4を上記レーザ照射部9のレーザ照射によりトリミングする。例えば図1の例では、LED3b、LED3cが上記LED(Lmin)以外のLED3とされ、これらに並列接続された輝度調整抵抗4b、4cがそれぞれトリミングされた例が示されている。
このとき、上記のように各LED3の輝度を上記基準輝度b-minに調整する手法としては、以下の2つが考えられる。
1つは、調整対象とするLED3に接続された輝度調整抵抗4をレーザ照射部9によりトリミングしながら対応する輝度測定部7により測定される輝度をモニタリングし、その値が上記基準輝度b-minとなるまでトリミングを行う、フィードバック型の手法である。
また1つは、予め調整対象とするLED3の輝度と上記基準輝度b-minとの差分値を求め、この差分値から割り出されるトリミング量に応じて輝度調整抵抗4をトリミングするフォーワード型の手法である。
本実施の形態では、前者のフィードバック型の手法を採るものとする。
ところで、上記調整動作のように各LED3に接続された輝度調整抵抗4を切断又はトリミングする場合は、切断又はトリミングされた輝度調整抵抗4の抵抗値が変化する。これによると、例えば各LED3を駆動する出力電圧E1が固定の電圧源に基づくものであると、LED3に流れる電流量が変化して輝度測定を適正に行うことができなくなる。
このため本実施の形態では、各LED3を点灯させるための出力電圧E1は、先に述べたように電源回路11において定電流制御されるものとしている。これによれば、或る輝度調整抵抗4が切断又はトリミングされた場合にも、各LED3に流れる電流量は一定となるように制御でき、調整動作は適正に行うことができる。
上記のような第1の実施の形態の動作によって、LED発光基板1上に設けられた各LED3の輝度は、上記基準輝度b-minで一定となるように調整される。
このようにしてLED発光基板1上に設けられた各LED3の輝度が一定に調整されることで、従来のように規格外の輝度によるLED3を不良品として廃棄しなくても済むものとでき、これによってLED3の歩留まりが向上し、LED発光基板1の生産性向上と低コスト化が図られる。
また、実施の形態のLED発光基板1としては、各LED3に対し並列に輝度調整抵抗4を接続しているので、上記動作のように、少なくとも輝度が最小であるLED3についてはこれと接続された輝度調整抵抗4を切断する調整が可能となる。
例えば、輝度調整抵抗4を各LED3に対し直列に挿入することも考えられるが、この場合は輝度調整抵抗4を完全に切断するとLED3への電力供給が不可能となり、従って輝度調整抵抗4を或る程度残す必要があり、輝度調整抵抗4による電力損失をゼロとすることができない。
これに対し、本実施の形態のように輝度調整抵抗4を切断する調整が可能となれば、切断された輝度調整抵抗4による電力損失はゼロとすることができ、この点で輝度調整が可能なLED発光基板において、電力損失の低減が図られ、またLED3の発光効率の向上が図られる。
また、このような各LED3の輝度調整が可能なLED発光基板1としては、これまでの説明から理解されるように、各LED3について並列に輝度調整抵抗4としての抵抗素子を追加するのみで実現できる。つまり、本実施の形態によれば、各LED3の輝度調整が可能なLED発光基板の実現にあたっての回路規模の拡大、及びコストアップを有効に抑制できる。
また、輝度調整装置5によれば、各LED3の輝度調整自体は人手に依らず行うことができる。これにより、各LED3の輝度調整を行うにあたって人件費の削減が図られ、この点でもLED発光基板1の製造コスト削減が図られる。
図5は、上記第1の実施の形態としての調整動作を実現するための処理動作について示すフローチャートである。この図に示す処理動作は、図2に示したコントローラ16が実行するものである。
なお、この図に示す処理動作が実行されるにあたっては、少なくともLED発光基板1上の電源入力端子ta、tbと、制御部6の電源出力端子toa、tobとが接続されていることが前提となる。
図5において、先ずステップS101では、LED点灯処理を実行する。すなわち、図2に示した電源回路11に対する制御を行って電源出力端子to(toa、tob)からの出力電圧E1の出力をオンとし、これによってLED発光基板1上のLED3a〜3cを点灯させる。
ステップS102においては、各LED3の輝度を測定し、測定値を保持するための処理を実行する。
このステップS102の処理としては、先ずは図2に示したスライド駆動回路17を制御して各輝度測定部7をZ軸方向にスライド移動させる。つまり、これによって輝度測定部7a〜7cがLED3a〜3cを覆うようにする。その上で、各輝度測定部7内の各輝度センサ15によって輝度測定を実行させ、これによって各輝度センサ15から得られる輝度の情報を、各輝度センサ15ごとに(すなわち各LED3ごとに)保持する。先にも述べたように、これら各LED3ごとの輝度情報は、例えば内部のRAM等に格納する。
続くステップS103においては、上記のように格納した輝度測定部7ごとの輝度情報から、輝度が最小のLED3(LED(Lmin))を特定する。
その上で、ステップS104では、このLED(Lmin)に接続されている輝度調整抵抗4を切断するための処理を実行する。
このステップS104の処理としては、先ずは図2に示したスライド駆動回路12に対する制御を行ってX軸スライドモータ12xを駆動することで、レーザ照射部9をLED(Lmin)に接続された輝度調整抵抗4上までスライド移動させる。その上で、レーザ駆動回路13を制御することでレーザダイオード14をオンとさせ、さらにスライド駆動回路12に対する制御を行ってY軸スライドモータ12yを駆動することでレーザ照射部9をY軸方向(図2参照)にスライドさせ、これによって輝度調整抵抗4を切断させる。
ステップS105では、LED(Lmin)の輝度を測定し、その値を基準輝度b-minとして保持するための処理を実行する。すなわち、先の図1の例のようにLED3aが輝度が最小のLED(min)であるとされた場合は、このLED3aに対応して設けられた輝度測定部7a内の輝度センサ15aによって輝度測定を実行させ、これにより得られる輝度の値を上記基準輝度b-minとして保持するといったものである。
ステップS106では、基準輝度b-minとなるように、各LED3の輝度調整抵抗4をトリミングする処理を実行する。
このステップS106としては 上記LED(Lmin)以外の残りのLED3について、順次以下の処理を実行する。
先ず、予め定められた順序に従い選択した輝度センサ15による輝度測定を開始させ、当該輝度センサ15より得られる輝度の値についてモニタリングを開始する。そして、上記選択された輝度センサ15が測定対象としているLED3に接続された輝度調整抵抗4上に、レーザ照射部9がスライド移動されるようにスライド駆動回路12対する制御を行う。その上で、レーザ駆動回路13を制御してレーザダイオード14をオンとさせ、さらにスライド駆動回路12に対する制御を行ってY軸スライドモータ12yを駆動することで、レーザ照射部9のY軸方向(図2参照)へのスライド移動を開始させ、これによって上記測定対象のLED3に接続された輝度調整抵抗4のレーザトリミングを開始させる。以降は、モニタリングされる輝度の値が上記基準輝度d-minとなるまで、上記Y軸スライドモータ12yの動作を継続させる。これによって調整対象として選択されたLED3の輝度が上記基準輝度d-minとなるようにレーザトリミングを行うことができる。
このような処理がさらに残りのLED3について実行されることで、LED発光基板1上の全てのLED3の輝度が、上記基準輝度d-minで一定となるように調整を行うことができる。
なおこのとき、或るLED3についての輝度調整抵抗4のトリミングが終了し別のLED3について輝度調整抵抗のトリミングを行うにあたっては、スライド駆動回路12を制御して、X軸スライドモータ12xによりレーザ照射部9を上記別のLED3上に移動させる処理を実行するものとなる。
ところで、上記図5に示した処理動作としては、LED発光基板1上の各LED3の輝度を厳密に一定の輝度で合わせるように調整を行うものとしたが、実際として、各LED3の輝度としては必ずしも厳密に一定の輝度に調整される必要はなく、所定の誤差許容範囲内に収まるものであれば足るという考え方もできる。
また、電力損失及び各LED3の発光効率の点から言えば、LED発光基板1においては、できる限り多くの輝度調整抵抗4を切断できることが好ましい。
そこで、調整動作としては、以下のようにして行うこともできる。
すなわち先ず、輝度が最小となるLED(Lmin)を基準として、予め定められた誤差許容範囲内の輝度となっているLED3については、すべてのLED3について輝度調整抵抗4を切断する。その上で、上記誤差許容範囲内で輝度が最大であったLED3について、上記の切断後に改めてその輝度(基準輝度b-ref)を測定すると共に、上記誤差許容範囲外の輝度であった他のLED3については、上記基準輝度b-refとなるように輝度調整抵抗4をトリミングするものである。
このような調整動作によれば、輝度調整抵抗4が切断された各LED3間での輝度差は当然のことながら上記誤差許容範囲に収まっていることになる。そして、その他のLED3については、上記誤差許容範囲内で最大となる輝度(基準輝度b-ref)となるように調整されるので、結果として全てのLED3の輝度が誤差許容範囲内において収まるように調整されるものとなる。
そして、この場合の調整動作によれば、上記もしているように誤差許容範囲内の輝度となる全てのLED3について、その輝度調整抵抗4を切断できるので、先の図5に基づく調整動作ではLED(min)のみについてしか輝度調整抵抗4を切断できなかったことと比較すれば、より多くのLED3について輝度調整抵抗4を切断することができる。
なお、確認のために述べておくと、上記のように各LED3の輝度を所定の誤差許容範囲内に収めるように調整を行う場合も、誤差許容範囲内で一定の輝度となるように調整が行われると言う意味で、各LED3の輝度が一定となるように調整されることに変わりはない。
上記のような第1の実施の形態の変形例としての調整動作を実現するための処理動作を、次の図6のフローチャートを参照して説明する。
なお、この図に示す処理動作としても図2に示したコントローラ16が実行するものである。また、この場合も図中の処理動作が実行されるにあたっては、少なくともLED発光基板1上の電源入力端子ta、tbと、制御部6の電源出力端子toa、tobとが接続されているものとする。
図6において、先ずステップS201〜S203では、先の図5に示したステップS101〜S103と同様の処理を実行する。すなわち、LED点灯処理によりLED発光基板1上のLED3a〜3cを点灯させ、各LED3の輝度測定及び測定値の保持処理を実行した上で、輝度が最小のLED3(LED(Lmin))を特定する。
そしてこの場合、続くステップS204では、上記LED(Lmin)の輝度を基準として所定の誤差許容範囲内で最大の輝度となるLED(Lref)を特定する。
すなわち、コントローラ16は、ステップS202にて保持した各LED3ごとの輝度情報を参照し、LED(Lmin)の輝度を基準として予め定められた所定の誤差許容範囲内の輝度となるLED3のうち、輝度が最大であるLED3(LED(Lref))を特定する。
ステップS205では、LED(Lref)の輝度以下となる全てのLED3の輝度調整抵抗4を切断するための処理を実行する。
すなわち、先ずは先のステップS202にて保持した各LED3ごとの輝度情報を参照し、上記LED(Lref)の輝度以下の輝度となっているLED3を特定する。例えば、図1の例においてLED(Lmin)がLED3a、LED(Lref)がLED3bであったとすると、これらLED3a、LED3bが特定されることになる。
そして、このように特定されたLED(Lref)の輝度以下となるLED3に接続された、切断対象となる輝度調整抵抗4ついて順次、スライド駆動回路12を制御してX軸スライドモータ12xによりレーザ照射部9を切断対象の輝度調整抵抗4上にスライド移動させ、レーザ駆動回路13によりレーザダイオード14をオンとさせ、さらにスライド駆動回路12を制御してY軸スライドモータ12yによりレーザ照射部9をY軸方向にスライド移動させることで、輝度調整抵抗4が切断されるようにする。
このようなステップS205による処理が実行されることで、最小輝度であるLED(Lmin)の輝度を基準としたときに上記誤差許容範囲内の輝度を有する全てのLED3について、輝度調整抵抗4が切断される。
続くステップS206においては、LED(Lref)の輝度を測定し、その値を基準輝度b-refとして保持するための処理を実行する。
すなわち、LED(Lref)に対応付けられた輝度センサ15によって輝度測定を実行させ、これに応じて得られる輝度の値を基準輝度b-refとして保持する。
ステップS207では、LED(Lref)よりも輝度が大きかったLEDについて、基準輝度b-refとなるように輝度調整抵抗4をトリミングするための処理を実行する。
このステップS207としては、先ずステップS202にて保持された輝度情報より、LED(Lref)の輝度よりも大きな輝度となっていたLED3を特定する。すなわち、これによって最小輝度のLED(Lmin)の輝度を基準としたときの上記誤差許容範囲の範囲外となっていたLED3が特定される。
そして、これら誤差許容範囲外となっていたLED3について、上記基準輝度b-refとなるように輝度調整抵抗4をトリミングするための処理を実行する。
この場合のトリミングのための処理としては、基準輝度の値が「b-ref」、トリミング対象がLED(Lref)の輝度よりも大きな輝度となっていたLED3に接続される輝度調整抵抗4となる以外は、先の図5におけるステップS106にて説明したものと同様となる。
上記調整動作のように、最小輝度となるLED(Lmin)を基準としたときに輝度が誤差許容範囲内であるLED3については、その輝度調整抵抗4を切断することで、これらのLED3間の輝度差は誤差許容範囲内に収めることができる。また、上記誤差許容範囲外であったLED3については、上記のようにして、誤差許容範囲内で最大輝度となるLED(Lref)の輝度調整抵抗4の切断後の輝度(基準輝度b-ref)となるように調整されるので、結果として、全てのLED3の輝度が上記誤差許容範囲内に収まるように調整することができる。
その上でこの場合は、上記もしているように誤差許容範囲内の輝度となっていたLED3についてはすべて輝度調整抵抗4を切断できるので、LED(min)のみについてしか輝度調整抵抗4が切断できない図5の調整動作と比較すれば、より多くのLED3について輝度調整抵抗4を切断することができる。つまり、これによって電力損失はより低減でき、LED3の発光効率はさらに向上させることができる。
続いては、第2の実施の形態について説明する。
図7は、第2の実施の形態としてのLED発光基板30の構造を示している。
第2の実施の形態のLED発光基板30は、液晶ディスプレイ装置のバックライトに用いられるもので、各LED3としては、それぞれ発光色の異なるLED3が混在して用いられる。
ここで、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして、その光源にLED3を用いたものでは、それぞれ発光色の異なるLED3を混在させ、それらの発光制御を行うことで白色光を得るようにされる。例えば、赤色LED、青色LED、緑色LEDによる組を用いる等、光の3原色又はそれに近い波長から白色光を得る構成とすることで、従来の冷陰極蛍光管を用いたバックライトとするよりも色再現性を飛躍的に向上させることができる。
このような液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられることに対応させた構成として、第2の実施の形態のLED発光基板30としては、例えば図2に示されるようにして基板30aの平面上に赤色LED3R→緑色LED3G→青色LED3Bの順でLED3を配列するものとしている。
このように配列されたLED3の水平方向の一列(図中破線により囲われた部分)は、LEDアレイと呼ばれる。そして、このLEDアレイが、垂直方向にわたり複数設けられる構成が採られている。
ここで、実際において、液晶ディスプレイ装置のバックライトに用いられる場合のLED発光基板30上には、数百個程度のLED3が配列されることになるが、ここでは説明の便宜上、各LEDアレイには6つのLED3が配列され、またLEDアレイとしては2つのみ形成されているものとする。つまりこの場合のLED3の総数は、図示されているように12個であるとする。
LED発光基板30において、一方のLEDアレイには、図示するように「赤色LED3Ra→緑色LED3Ga→青色LED3Ba→赤色LED3Rb→緑色LED3Gb→青色LED3Bb」の順で各LED3が配列される。また、他方のLEDアレイには「赤色LED3Rc→緑色LED3Gc→青色LED3Bc→赤色LED3Rd→緑色LED3Gd→青色LED3Bd」が配列されている。
そして、各赤色LED3R、各緑色LED3G、各青色LED3Bが、それぞれ直列に接続されるように配線される。すなわち、赤色LED3Rについては、この場合は「赤色LED3Ra−赤色LED3Rc−赤色LED3Rd−赤色LED3Rb」による直列接続回路が形成されるように配線が行われている。
また、緑色LED3Gについては、「緑色LED3Ga−緑色LED3Gc−緑色LED3Gd−緑色LED3Gb」による直列接続回路が形成されるように配線され、同様に青色LED3Bについては、「青色LED3Ba−青色LED3Bc−青色LED3Bd−青色LED3Bb」による直列接続回路が形成されるように配線されている。
さらに、上記赤色LED3Rの直列接続回路の一端にR用電源入力端子tR1、他端にはR用電源入力端子tR2が接続される。また、上記緑色LED3Gの直列接続回路の一端にはG用電源入力端子tG1、他端にG用電源入力端子tG2が接続される。さらに、上記青色LED3Bの直列接続回路の一端にはB用電源入力端子tB1、他端にはB用電源入力端子tB2が接続される。
その上で、この場合も各LED3に対しては、輝度調整抵抗4が並列に接続される。すなわち、赤色LED3Ra〜3Rdに対し輝度調整抵抗4Ra〜4Rdが並列接続される。同様に緑色LED3Ga〜3Gdに対し輝度調整抵抗4Ga〜4Gdが並列接続され、青色LED3Ba〜3Bdに対し輝度調整抵抗4Ba〜4Bdが並列接続される。
この場合も各輝度調整抵抗4は印刷抵抗とされ、それぞれ同じ抵抗値が設定される。
なお、ここでは、LED3の配列がR→G→Bを最小単位として行うようにしているが、このような配列の最小単位を形成するLED3の個数、及び各色の配列の仕方はこれに限定されるものでなく、例えばR→G→B→G→R等の他の配列とすることもできる。また、LED3としては赤色、青色、緑色以外にも、例えばシアンやマゼンタ等を用いることももできる。
図8は、このような第2の実施の形態のLED発光基板30に対応して各LED3の輝度調整を行うための、第2の実施の形態としての輝度調整装置20の外観を模式的に示している。
先ず、この図においても図7に示したLED発光基板30が示されている。ここでは便宜上、LED発光基板30上の各LED3及び各電源入力端子t(tG、tR、tB)のみを示し、他の部分については省略して示している。
この場合の輝度調整装置20において、スライド駆動部8、レーザ照射部9、輝度測定部7は、先の第1の実施の形態で説明したものと同様となる。
但しこの場合、輝度測定部7としては、輝度測定部7a〜7dの4つが設けられる。すなわち、この場合の輝度測定部7としては、LED発光基板30上に設けられる1色分のLED3の個数に対応した数を設けるようにされている。その上で、各輝度測定部7a〜7dの間隔は、LED発光基板30上の同一色のLED3のそれぞれの間隔に応じた間隔に設定される。これらにより、各色ごとのLED3の輝度測定の際には、輝度測定部7のスライド移動を不要とすることができる。
また、制御部6には、LED発光基板30の電源入力端子tR、tG、tBに対して接続されて電源電圧を供給するための、電源出力端子tRO、tGO、tBOが備えられている。
さらにこの場合は、上記4つの輝度測定部7a〜7dを一体的にスライド移動させるためのスライド駆動部21が設けられる。このスライド駆動部21としては、輝度測定部7a〜7dのZ軸方向へのスライド移動と共に、X軸方向へのスライド移動が可能となるように構成される。
このように輝度測定部7a〜7dがX軸方向にスライド移動可能に構成されることで、各色ごとに輝度測定部7a〜7dを移動させてそれぞれの輝度を測定することができる。
図9は、第2の実施の形態の輝度調整装置20の内部構成を示している。
なお、この図においては、第1の実施の形態の輝度調整装置20の場合と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略し、主に第1の実施の形態の場合と異なる部分について説明を行う。
先ず、この場合の制御部6には、上述のようにして電源出力端子tRO、tGO、tBOが備えられたことに対応させて、電源回路11からの出力電圧E1をこれら電源出力端子tRO、tGO、tBOに切り換えて供給するためのスイッチSWが設けられる。このスイッチSWの切り換え制御は、コントローラ16によって行われる。
なお、上記スイッチSWは電源回路11内に設けられて、コントローラ16が電源回路11に対する制御を行うことで切り換えが行われるように構成されてもよい。
この場合のコントローラ16は、上述のようにして輝度測定部7dが追加されたことに応じ、当該輝度測定部7d内に設けられた輝度センサ15dとも接続され、これによって当該輝度センサ15bからの輝度情報が供給されるようになっている。
さらに、図8にも示したスライド駆動部21内には、輝度測定部7a〜7dを図8に示したX軸方向へスライド移動させるためのX軸スライドモータ21xと、Z軸方向へスライド移動させるためのZ軸スライドモータ21z、及びこれらの駆動制御を行うスライド駆動回路21aが設けられている。スライド駆動回路21aは、X軸スライドモータ21xとZ軸スライドモータ21zに対する駆動制御をコントローラ16の制御に基づいて行うようにされる。
上記構成による輝度調整装置20によって行う第2の実施の形態の調整動作としては、上述のようにしてそれぞれ異なる発光色のLED3について、同一色のLED3ごとに、先の第1の実施の形態の調整動作を行う。すなわち、この場合は同一色のLED3ごとに、各LED3の輝度が一定となるように輝度調整抵抗4を切断又はトリミングする調整動作を行うものとなる。
例えば、第2の実施の形態のようなR→G→Bの配列順に従った場合は、LED発光基板30上の赤色LED3Ra〜3Rd→緑色LED3Ga〜3Gd→青色LED3Ba〜3Bdの順で調整を行っていく。
この場合、輝度調整装置20としては、先ずは電源回路11による出力電圧E1の出力を開始した上で、スイッチSWにより電源出力端子tRoを選択することで、赤色LED3Ra〜3Rdを点灯させる。そして、スライド駆動部21により輝度測定部7a〜7dをX軸方向にスライド移動させて赤色LED3Ra〜3Rd上に配置し、さらにスライド駆動部21によりこれら輝度測定部7a〜7dが赤色LED3Ra〜3Rdを覆うようにZ軸方向に移動させる。
これ以降は、赤色LED3Rを対象として先の第1の実施の形態で説明したものと同様の調整動作を行う。すなわち、各輝度測定部7(各輝度センサ15)により各赤色LED3Rの輝度測定を行い、その測定値に基づいて、各赤色LED3Rの輝度が、最小輝度のLED(Lmin)の輝度(b-min)で一定となるように、各赤色LED3Rに並列接続された輝度調整抵抗4を切断又はトリミングする調整を行う。
そして、赤色LED3Rについての輝度調整が終了した場合、緑色LED3Gについても同様の調整動作を行う。
このために、先ずは赤色LED3Rについての調整動作が終了したことに応じては、スイッチSWにより電源出力端子tGoを選択するようにし、これによって緑色LED3Ga〜3Gdを点灯させる。
そして、この時点では赤色LED3Ra〜3Rdを覆っている各輝度測定部7を、スライド駆動部21によりLED発光基板30から離れる方向に移動させ、その上で、同じくスライド駆動部21により輝度測定部7a〜7dをX軸方向へスライド移動させることで、輝度測定部7a〜7dを緑色LED3Ga〜3Gd上に位置させる。さらに、スライド駆動部21によりこれら輝度測定部7a〜7dをLED発光基板30に接近する方向に移動させることで、これら輝度測定部7a〜7dが緑色LED3Ga〜3Gdを覆うようにする。
これ以降は、これら緑色LED3Gを対象として先の第1の実施の形態で説明したものと同様の調整動作を行う。
さらに、緑色LED3Gについての調整動作が終了したことに応じては、スイッチSWにて電源出力端子tBoを選択することで、今度は青色LED3Ba〜3Bdを点灯させ、以降は上記説明による動作と同様の動作によって、輝度測定部7a〜7dが青色LED3Ba〜3Bdを覆うように移動させ、その上でこれら青色LED3Ba〜3Bdについて、第1の実施の形態で説明したものと同様の調整動作を行う。
このような第2の実施の形態の調整動作によれば、異なる発光色によるLED3が混在して配列されたLED発光基板30について、同一色のLED3ごとに輝度が一定となるように調整を行うことができる。そして、これにより、この場合としても規格外の輝度によるLED3を不良品として廃棄しなくても済むものとでき、LED3の歩留まりの向上が図られ、これによってLED発光基板30の生産性向上、及び低コスト化が図られる。
また、第2の実施の形態のLED発光基板30としても、少なくとも輝度が最小であるLED3についてはこれと接続された輝度調整抵抗4を切断する調整が可能となる。すなわち、これによって第1の実施の形態のLED発光基板1と同様に、輝度調整が可能なLED発光基板において電力損失の低減が図られ、LED3の発光効率の向上が図られる。
さらに、LED発光基板30としても輝度調整を可能とするにあったては各LED3と並列に輝度調整抵抗4を接続するのみであるので、非常に簡易且つ安価な追加構成でこれを実現することができる。
図10は、上記第2の実施の形態の輝度調整装置20としての調整動作を実現するための処理動作を示したフローチャートである。なお、この図に示す処理動作は図9に示したコントローラ16が実行するものである。また、この場合も図中の処理動作が実行されるにあたっては、少なくともLED発光基板30上の電源入力端子tR、tG、tBが、それぞれ制御部6の電源出力端子tRo、tGb、tBoと接続されていることが前提となる。
先ず、ステップS301では、電源ON処理を実行する。すなわち、図8に示した電源回路11による出力電圧E1の出力を開始させる。
そして、ステップS302では、所定の電源出力端子を選択するための処理を行う。この場合は、上述のようにして先ずは赤色LED3Ra〜3Rdについて調整を行うものとされているので、スイッチSWによりR用電源出力端子tRoを選択させる。すなわち、このステップS302としては、このように予め最初に調整を行うべきとされた所定色のLED3に電源を供給するための電源出力端子を選択するための処理となる。
ステップS303では、輝度測定部7a〜7dを所定色のLED3上に移動させる処理を実行する。つまり、このステップS303としては、予め最初に調整動作を行うべきとされた所定色のLED3上に輝度測定部7a〜7dを移動させるための処理であり、この場合は赤色LED3Ra〜3Rd上に輝度測定部7a〜7dを移動させる処理となる。
具体的な処理としては、先ず図8に示したスライド駆動回路21aを制御して、X軸スライドモータ21xにより輝度測定部7a〜7dをX軸方向にスライド移動させて、上記所定色のLED3上(この場合は赤色LED3Ra〜3Rd上)に位置させる。さらに、スライド駆動回路21aを制御し、Z軸スライドモータによりこれら輝度測定部7a〜7dが上記所定色のLED3を覆うようにZ軸方向へのスライド駆動を実行させる。
その上でステップS304においては、調整処理を実行する。この調整処理としては、先の図5に示した第1の実施の形態としての処理動作中のステップS102〜S106と同様の処理動作を実行する。
すなわち、これによって先ずは最初に調整動作を行うべきとされた所定色のLED3(赤色LED3Ra〜3Rd)について、輝度を一定とするように調整を行うことができる。
なお、先の図5に示したステップS102としては、輝度測定部7を調整対象のLED3を覆うようにZ軸方向に移動させる処理も含むものとして説明した。つまり厳密に言えば、この場合に上記調整処理としてステップS102の処理が実行されることによっては、このようなZ軸方向への移動処理が重複するものとなる。従ってこの場合の上記ステップS304の調整処理における、ステップS102に対応する処理としては、このような輝度測定部7をZ軸方向へ移動させる処理に相当する部分を除いた処理を実行することになる。
続くステップS305では、全色のLED3について調整処理が完了したか否かについて判別を行う。全色のLED3について調整処理が完了したと判別した場合は図示するように処理動作を終了する。
また、全色のLED3について未だ調整処理が完了していないと判別した場合は、ステップS306に処理を進める。
ステップS306では、次の電源出力端子を選択するための処理を実行する。つまり、直前の調整処理で調整対象とされた色のLED3の次に調整対象とすべきとして予め設定された、次の色のLED3を点灯させるための電源出力端子を認識し、その電源出力端子をスイッチSWにより選択させるものである。
ステップS307では、輝度測定部7を次の色のLED3上に移動させる処理を実行する。このステップS307の処理としては、移動目標が異なる以外は先のステップS303と同様の処理を行う。
このステップS307の処理を実行すると、先のステップS304による調整処理を実行するようにされる。
上記説明によるステップS305→S306→S307→S304の処理動作が実行されることで、他の色のLED3(緑色LED3Ga〜3Gd、青色LED3Ba〜3Bd)についても、同様に輝度を一定とするように調整を行うことができる。
なお、第2の実施の形態としても、同一色のLED3ごとの調整動作としては、先の図6に示したような所定の誤差許容範囲内で収めるような調整動作とすることで、LED発光基板30における電力損失のさらなる低減、及びLED3の発光効率のさらなる向上が図れる。
この場合の処理動作としては、図10に示したステップS304の調整処理として、先の図6に示したステップS202〜S207の処理を実行するもとすればよい。
なお、図6に示したステップS202としても、輝度測定部7を調整対象のLED3を覆うようにZ軸方向に移動させる処理も含むものとされている。従ってこの場合としても、ステップS304の調整処理内において行うステップS202に対応する処理としては、このような輝度測定部7をZ軸方向へ移動させる処理に相当する部分を除いた処理を実行することになる。
続いては、上記第2の実施の形態の輝度調整装置20によって輝度調整が行われたLED発光基板30を、バックライトの光源として備える、実施の形態としての液晶ディスプレイ装置41について説明する。
図11は、実施の形態としての液晶ディスプレイ装置41の内部構成を示すブロック図である。この図では液晶ディスプレイ装置41の主に映像表示系に係る部分のみを抽出して示しており、他の部分については省略して示している。
図11において、先ず電源回路34は、図示されない商用交流電源に基づき直流・定電圧による出力電圧VBLをメイン出力として生成する。この出力電圧VBLはバックライト駆動制御部35に供給され、後述するようにバックライト部36を発光駆動するための電源として用いられる。
また、電源回路34は商用交流電源に基づき、同じく直流・定電圧による動作電源を生成する。この動作電源は液晶ディスプレイ装置41内の必要な各部に対し供給される。
映像入力端子tVinから入力された映像信号は、映像信号処理部32に供給される。映像信号処理部32は供給された映像信号に基づくRGBデータを生成し映像メモリ33に供給する。映像メモリ33は上記RGBデータを蓄積すると共に、1水平ラインごとのRGBデータを順次Xドライバ39に供給する。
また、映像信号処理部32は、上記映像信号から輝度情報の検出を行ってこれを制御部(マイクロコンピュータ)31に対し供給する。
また、映像信号処理部32は上記映像信号から水平同期信号及び垂直同期信号の検出を行ってこれを制御部31に供給する。
制御部31は、上記映像信号処理部32からの輝度情報に基づき、バックライト部36における発光量を制御するための制御信号cntを生成し、これをバックライト駆動制御部35に対して供給する。
また、制御部31は、上記映像信号処理部32から供給される水平同期信号、垂直同期信号に基づき、それぞれXドライバ39、Yドライバ40を駆動するためのタイミング信号を生成する。
Yドライバ40は上記制御部31からのタイミング信号に基づき、液晶表示パネル38の水平方向に形成されたY電極に順次駆動電圧を印加する。
また、Xドライバ39は、上記映像メモリ33から順次供給されてくる1水平ラインごとのRGBデータと、制御部31からのタイミング信号とに基づき、液晶表示パネル38の垂直方向に形成されたX電極に駆動電圧を印加する。これらの動作により、Yドライバ40によって駆動電圧が印加された1水平ラインごとの線順次で、各画素がRGBデータに基づき点灯されていき、この結果液晶表示パネル38上では入力映像信号に応じた映像が得られる。
バックライト部36は、液晶表示パネル38に背面から光を照射するために設けられる。後に図示するが、このバックライト部36の光源として、先のLED発光基板30が設けられている。
このバックライト部36と液晶表示パネル38との間には、バックライト部36が発光する光を制御するための光学シート・拡散板37が挿入される。
バックライト駆動制御部35には、上述のように電源回路34からの出力電圧VBLと、制御部31からの制御信号cntとが供給される。
さらに、この場合のバックライト駆動制御部35に対しては、センサ部36aが接続される。このセンサ部36aは、バックライト部36の側面に設けられ、バックライト部36が発光する光のホワイトバランス調整を行うためのセンサ部として設けられ、少なくともバックライト部36の発光色の色温度検出のためのカラーセンサを備える。
バックライト駆動制御部35は、このセンサ部36aの検出値CLと、上記出力電圧VBL、制御信号cntに基づき、バックライト部36を発光駆動制御する。
図12は、バックライト駆動制御部35とバックライト部36の内部構成を示している。
先ず、バックライト部36内には、先に説明したLED発光基板30が設けられている。この図に示されているように、電気回路図的には、赤色LED3Ra〜3Rdは、R用電源入力端子tR1とR用電源入力端子tR2と間において、「赤色LED3Ra−赤色LED3Rc−赤色LED3Rd−赤色LED3Rb」による直列接続回路が形成されるように接続されている。
また、緑色LED3Gについては、G用電源入力端子tG1とG用電源入力端子tG2と間において「緑色LED3Ga−緑色LED3Gc−緑色LED3Gd−緑色LED3Gb」による直列接続回路が形成されるように接続され、同様に青色LED3Bについても、B用電源入力端子tB1とB用電源入力端子tB2と間において「青色LED3Ba−青色LED3Bc−青色LED3Bd−青色LED3Bb」による直列接続回路が形成されるように接続されている。そして、これら各LED3に対し、並列に輝度調整抵抗4が接続されている。
なお、確認のために述べておくと、この場合のLED発光基板30としては、先に説明した輝度調整装置20によって、その製造時において各LED3の輝度調整が行われたものであり、各LED3に並列接続された輝度調整抵抗4としては切断又はトリミングによりその抵抗値が調整されたものとなる。
ここでは説明の便宜上、全てのLED3に対し輝度調整抵抗4が電気的に並列接続されているものとして示しているが、実際のLED発光基板30としては、調整動作時の輝度調整抵抗4の切断により電気的に輝度調整抵抗4が接続されていないLED3が混在していることになる。
また、バックライト駆動制御部35には、赤色LED駆動・制御回路35R、緑色LED駆動・制御回路35G、青色LED駆動・制御回路35B、及びドライバIC35bが備えられている。
先ず、ドライバIC35bに対しては、図11に示した制御部31からの制御信号cntと、センサ部36aからの検出値CLが供給される。ドライバIC35bは、これら制御信号cntと検出値CLとに基づき、赤色LED3R、緑色LED3G、青色LED3Bの各発光量を算出し、これら各発光量を指示するためのPWM制御信号を、赤色LED駆動・制御回路35R、緑色LED駆動・制御回路35G、青色LED駆動・制御回路35Bに対して供給する。
このPWM信号は各LED駆動・制御回路(35R、35G、35B)内の後述するPWM制御回路43が備えるスイッチング素子のオン/オフデューティを指示するための信号である。
赤色LED駆動・制御回路35R、緑色LED駆動・制御回路35G、青色LED駆動・制御回路35Bには、それぞれ先の図11に示した電源回路31からの出力電圧VBLが供給されている。
これら赤色LED駆動・制御回路35R、緑色LED駆動・制御回路35G、青色LED駆動・制御回路35Bは、この出力電圧VBLと上記ドライバIC35bからの上記PWM制御信号に基づき、それぞれ赤色LED3Ra〜3Rd、緑色LED3Ga〜3Gd、青色LED3Bの各直列接続回路に対し、図示するLED駆動電圧VLEDR、VLEDG、VLEDBを供給する。
図13は、これら各LED駆動・制御回路(35R、35G、35B)の内部構成を示している。各LED駆動・制御回路(35R、35G、35B)には、電源回路31からの出力電圧VBLを入力して直流・定電流による出力電圧を生成するDC→DCコンバータ42が設けられる。そして、このDC→DCコンバータ42の出力は、図示するPWM制御回路43によってPWM制御され、さらにピーク電流設定回路43によってその電流ピーク値が制限されて、図示するLED駆動電圧VLEDとして対応する発光色によるLED3の直列接続回路に対して供給される。
このとき、PWM制御回路43は、ドライバICからのPWM制御信号に基づき、内部のスイッチング素子のオン/オフデューティを変化させて出力電圧VLEDについてのPWM制御を行う。また、ピーク電流設定回路44としてもドライバIC35bからのPWM制御信号が供給され、このPWM制御信号に応じた電流のピーク値で一定となるように、LED3に供給される電流値を制御する。
このようにしてドライバIC35bから供給されるPWM制御信号に基づき、LED駆動電圧VLEDがPWM制御され、さらにそのときのピーク電流値が上記PWM制御信号に応じた値で一定となるように制御されることで、上述のようにドライバIC35bにおいて制御信号cntと検出値CLとに応じて求められた各発光量となるように、赤色LED3Ra〜3Rd、緑色LED3Ga〜3Gd、青色LED3Ba〜3Bdが発光駆動される。
図14(a)は、液晶ディスプレイ装置41の外観図を示している。なお、この図では液晶ディスプレイ装置41を背面から見た場合の外観図を示している。
図示するように液晶ディスプレイ装置41の背面には、それぞれ冷却ファン45aを備えた1対のヒートシンク45、45と、複数本のヒートパイプ46とが設けられている。ヒートシンク45、45は、それぞれが液晶ディスプレイ装置41の背面上の両サイドに位置するようにして設けられ、複数本のヒートパイプ46は、それぞれのヒートシンク45、45間を繋ぐようにして設けられている。
図14(b)は、液晶ディスプレイ装置41の断面図を示している。先の図11においても示したように、液晶表示パネル38の背面には光学シート・拡散板37が設けられている。さらに背面にはバックライト部36におけるLED発光基板30、さらにその背面に各LED3が発する光を反射する反射板47が設けられる。
この図14(b)に示されるようにヒートパイプ46は、LED発光基板30と反射板47を介して接するように設けられている。そして、ヒートパイプ46とヒートシンク45とは、図示するようにしてヒートシンク45が背面側となるようにして繋がれている。さらに、ヒートシンク45aの背面に、冷却ファン45aが位置するようにされる。この冷却ファン45aによりヒートシンク45の放熱が効率良く行われるようになっている。
ここで、実施の形態のLED発光基板30では、輝度調整抵抗4を基板30a上の印刷抵抗として形成するものとしているが、このようなLED発光基板30を上記実施の形態の液晶ディスプレイ装置41に用いることによって、LED発光基板30の発熱を効率良く外部に放出することができる。
つまり、図14(b)を参照してわかるように、このように輝度調整抵抗4が基板30a上の印刷抵抗とされていることで、LED発光基板30での発熱は、効率良くヒートパイプ46に導くことができるからである。
上記のようにして実施の形態の液晶ディスプレイ装置41としては、輝度調整装置20によって輝度調整が行われたLED発光基板30を、バックライト部36の光源として備えるようにしたものである。
このようにしてLED発光基板30をバックライト部36の光源として設けたことで、実施の形態の液晶ディスプレイ装置41によれば、バックライト部36での電力損失が低減され、各LED3の発光効率が良好な液晶ディスプレイ装置を実現できる。
また、上記のようにLED発光基板30を光源として備えた実施の形態のバックライト部36としても、同様に電力損失が低減され各LED3の発光効率が良好なバックライト装置を実現できる。
ところで、先に説明した液晶ディスプレイ装置41の構成によると、LED発光基板30上に設けられた各LED3については、同一色のLED3ごとでの発光量制御となっているが、個々のLED3について発光量制御を行うものではない。
すなわち、このことによると、各色のLED3において、個々のLED3の輝度にバラツキがあると、適正な発光量制御及びホワイトバランス調整を行うことができないことになる。
しかし、実施の形態のLED発光基板30によれば、各色ごとに、LED3個々の輝度を一定となるように調整することができるので、このような実施の形態のLED発光基板30を光源として備える実施の形態としての液晶ディスプレイ装置41、及びバックライト部36によれば、適正な発光量制御及びホワイトバランス調整が可能となる液晶ディスプレイ装置及びバックライト装置を実現できる。
ここで、本発明としては、これまでに説明した各実施の形態に限定されるべきものではない。
例えば各実施の形態の輝度調整装置(5、20)は、LED発光基板(1、30)への電源供給部を備える構成としたが、LED発光基板への電源供給部は別途外部に設けるものとし、LEDの点灯/消灯制御は別途外部において行うように構成してもよい。
また、各実施の形態の輝度調整装置において、輝度測定部7の遮光機構は図4に示したよな円筒形状に限らず、他のLED3からの光を遮光できれば他の構造が採られてもよい。
また、各実施の形態の輝度調整装置では、輝度測定部7を、1度の調整動作で調整対象とするLED3の個数に応じた個数を設けるものとしたが、その個数について特に限定するものではない。
また、レーザ照射部9は1つのみ設けるものとしたが、各LED3対応に1つずつ設ける等、複数個を備えるようにしてもよい。
また、レーザ照射部9による輝度調整抵抗4の切断・トリミングにあたって、レーザ照射部9自体をスライド移動させる構成としたが、例えばレーザ光を偏光させる等他の手法により切断・トリミングを行う構成とすることもできる。
また、輝度調整装置に対しLED発光基板を調整位置にセットするにあたっては、ベルトコンベア等で順次LED発光基板を調整位置に搬送する構成とすることもできる。
また、実施の形態の輝度調整装置において、各種スライド移動はモータ駆動により行う場合を例示したが、他の駆動方式を採用することもできる。
また、実施の形態では光源素子としてLEDを例示したが、本発明としてはLED以外の他の光源素子についても好適に適用できる。
本発明における第1の実施の形態としての光源基板及び調整装置の外観を模式的に示した図である。 第1の実施の形態としての調整装置の内部構成を示したブロック図である。 第1の実施の形態の発光基板の構成を示す回路図である。 実施の形態の調整装置が備える輝度測定部の外形形状を例示的に示した図である。 第1の実施の形態としての調整動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。 第1の実施の形態の変形例としての調整動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。 第2の実施の形態としての発光基板の外観図である。 第2の実施の形態としての調整装置の外観を模式的に示した図である。 第2の実施の形態の調整装置の内部構成を示したブロック図である。 第2の実施の形態としての調整動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。 実施の形態としての液晶ディスプレイ装置の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態の液晶ディスプレイ装置が備えるバックライト部とバックライト駆動制御部の内部構成を示す回路・ブロック図である。 上記バックライト駆動制御部の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態の液晶ディスプレイ装置の外観(背面)と断面とについて示した図である。
符号の説明
1,30 LED発光基板、3a〜3c,3Ra〜3Rd,3Ga〜3Gd,3Ba〜3Bd LED、4a〜4c,4Ra〜4Rd,4Ga〜4Gd,4Ba〜4Bd 輝度調整抵抗、ta,tb 電源入力端子、tR1,tR2 R用電源入力端子、tG1,tG2 G用電源入力端子、tB1,tB2 B用電源入力端子、5,20 輝度調整装置、6 制御部、7a〜7d 輝度測定部、8,10,21 スライド駆動部、9 レーザ照射部、11 電源回路、12,17 スライド駆動回路、12x,21x X軸スライドモータ、12y Y軸スライドモータ、17z,21z Z軸スライドモータ、13 レーザ駆動回路、14 レーザダイオード、15a〜15d 輝度センサ、16 コントローラ、32 映像信号処理部、33 映像メモリ、34 電源回路、35 バックライト駆動制御部、35R 赤色LED駆動・制御回路、35G 緑色LED駆動・制御回路、35B 青色LED駆動・制御回路、36 バックライト部、35b ドライバIC、36a センサ部、37 光学シート・拡散板、38 液晶表示パネル、39 Xドライバ、40 Yドライバ、41 液晶ディスプレイ装置、42 DC→DCコンバータ、43 PWM制御回路、44 ピーク電流設定回路、45 ヒートシンク、45a 冷却ファン、46 ヒートパイプ、47 反射板

Claims (11)

  1. 配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子とを少なくとも備えた光源基板を製造するための光源基板製造方法として、
    上記各光源素子の輝度を測定した結果に基づき、上記抵抗素子をレーザ光によりトリミング又は切断する輝度調整工程を少なくとも備える、
    ことを特徴とする光源基板製造方法。
  2. 上記輝度調整工程は、
    上記各光源素子の輝度を測定した結果に基づき輝度が最も小さい最小輝度光源素子を特定し、上記最小輝度光源素子に接続された抵抗素子を切断しそのときの上記最小輝度光源素子の輝度を基準輝度として測定すると共に、
    上記基準輝度で一定となるように、各光源素子に接続された上記抵抗素子をトリミングする、
    ことを特徴とする請求項1に記載の光源基板製造方法。
  3. 上記輝度調整工程は、
    上記各光源素子の輝度を測定した結果に基づき輝度が最も小さい最小輝度光源素子を特定し、上記最小輝度光源素子の輝度を基準として所定の誤差許容範囲内となる光源素子のうち、輝度が最大となる基準輝度光源素子を特定した上で、上記誤差許容範囲内となる輝度を有する光源素子に接続された抵抗素子を切断すると共に、
    上記基準輝度光源素子の輝度を基準輝度として測定し、さらに、上記基準輝度で一定となるように、上記誤差許容範囲外となる輝度を有する光源素子に接続された抵抗素子をトリミングする、
    ことを特徴とする請求項1に記載の光源基板製造方法。
  4. 上記光源基板には、発光色の異なる上記発光素子が混在して設けられており、
    上記輝度調整工程は、
    同じ発光色による上記光源素子ごとに、各光源素子の輝度を測定した結果に基づき上記抵抗素子をレーザ光によりトリミング又は切断する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の光源基板製造方法。
  5. 配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子と、を少なくとも備えた光源基板であって、
    上記光源素子の輝度調整のために上記抵抗素子がトリミング又は切断されて抵抗値が調整されていることを特徴とする光源基板。
  6. 上記複数の光源素子には発光色の異なる光源素子が混在し、
    上記配線基板上には、それぞれ発光色が異なる光源素子どうしが物理的に同列に配列された上で、同じ発光色による光源素子どうしは、電気的に直列の関係により接続される、
    ことを特徴とする請求項5に記載の光源基板。
  7. 上記抵抗素子は印刷抵抗であることを特徴とする請求項5に記載の光源基板。
  8. ディスプレイ装置の光源として備えられるバックライト装置であって、
    配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子とを少なくとも備えた光源基板として、上記光源素子の輝度調整のために上記抵抗素子がトリミング又は切断されて抵抗値が調整されている光源基板を少なくとも備える、
    ことを特徴とするバックライト装置。
  9. 少なくとも液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルに対して光源素子からの光を背面照射するバックライト手段とを備え、
    上記バックライト手段は、
    配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の上記光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子とを少なくとも備えた光源基板として、上記光源素子の輝度調整のために上記抵抗素子がトリミング又は切断されて抵抗値が調整されている光源基板を少なくとも備える、
    ことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
  10. 配線基板上において所要の接続形態により接続された複数の光源素子と、各光源素子に対し並列の関係となるように接続された抵抗素子とを少なくとも備えた光源基板について、上記各光源素子の輝度調整を行うための調整装置として、
    上記光源素子の輝度を測定する輝度測定手段と、
    上記輝度測定手段による上記各光源素子の輝度測定結果に基づき、上記抵抗素子をトリミング又は切断する輝度調整手段を備える、
    ことを特徴とする調整装置。
  11. 上記測定手段には、上記光源素子の輝度測定時に他の光源素子からの光を遮光する遮光機構が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の調整装置。
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