JP6478755B2 - バックライト装置およびそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置に関し、より詳しくは、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を採用している液晶表示装置用のバックライト装置に関する。

近年、デジタル機器の高機能化・高性能化が顕著であり、各種画像に関する高品質化への要求が高まっている。そこで、表示装置，印刷装置，撮像装置などの分野においては、従来より、色再現範囲（「色域」とも呼ばれている。）の拡大が図られている。液晶テレビジョンなどの液晶表示装置に関しては、例えばバックライト装置やカラーフィルタを改良することによって色再現範囲の拡大が図られている。

ところで、液晶表示装置においては、３原色の加法混色によって色の表示が行われる。このため、透過型の液晶表示装置には、赤色成分，緑色成分，および青色成分を含む白色光を液晶パネルに照射することのできるバックライト装置が必要とされる。バックライト装置の光源には、従来、ＣＣＦＬと呼ばれる冷陰極管が多く採用されていた。しかしながら、近年、消費電力の低さや輝度制御の容易さなどの観点からＬＥＤの採用が増加している。

上述したように、透過型の液晶表示装置には、白色光を液晶パネルに照射することのできるバックライト装置が必要とされる。そこで、例えば、青色ＬＥＤ素子９５２を黄色蛍光体９５４で覆った構造の白色発光体９５０を光源とするバックライト装置（図２２参照）や、青色ＬＥＤ素子９６２を赤色蛍光体９６４および緑色蛍光体９６６で覆った構造の白色発光体９６０を光源とするバックライト装置（図２３参照）が用いられている。また、赤色ＬＥＤ素子９３２からなる赤色発光体９３０と緑色ＬＥＤ素子９２２からなる緑色発光体９２０と青色ＬＥＤ素子９４２からなる青色発光体９４０とを光源とするバックライト装置（図２４参照）も用いられている。上述した各構成において、各蛍光体は、対応するＬＥＤ素子から発せられる光によって励起されて発光する。なお、一般的にはＬＥＤ素子がレンズで覆われた状態のものも「ＬＥＤ」と呼ばれているが、本明細書においては、当該状態のものをＬＥＤ素子と明確に区別するために「発光体」という。また、本明細書においては、白色光を発するために形成された例えば図２４に示すような一組の光源群のことを「ＬＥＤモジュール」という。

図２４に示す構成によれば、図２２に示す構成や図２３に示す構成に比べて、駆動回路が複雑になり、高コスト・高消費電力となる。しかしながら、色再現範囲については、図２２に示す構成や図２３に示す構成を採用した場合よりも図２４に示す構成を採用した場合の方が広くなる。従って、従来、広い色再現範囲を実現する際には、図２４に示す構成のＬＥＤモジュールが光源に採用されることが多かった。しかしながら、発光体に用いる蛍光体の近年の技術の進歩により、図２４に示す構成のＬＥＤモジュールよりも広い色再現範囲を実現するＬＥＤモジュールが提供されている。具体的には、図２５に示すような、青色ＬＥＤ素子９１２を赤色蛍光体９１４で覆った構造のマゼンタ色発光体９１０と緑色ＬＥＤ素子９２２からなる緑色発光体９２０とによって構成されたＬＥＤモジュールが提供されている。図２５に示す構成のＬＥＤモジュールによれば、２つの波長（青色の波長および赤色の波長）が発光スペクトルのピーク波長となるような光がマゼンタ色発光体９１０から発せられ、緑色の波長が発光スペクトルのピーク波長となるような光が緑色発光体９２０から発せられる。そして、これらの光の合成光が白色光となる。図２５に示す構成のこのＬＥＤモジュールによれば、図２４に示す構成のＬＥＤモジュールよりも広い色再現範囲が得られる。以上のように、液晶表示装置に関しては、図２５に示した構成のＬＥＤモジュールをバックライト装置の光源とすることによって、色再現範囲の拡大が行われている。

なお、本件発明に関連して、以下の先行技術文献が知られている。特開２００８−９７８９６号公報には、複数の白色ＬＥＤの間に補正用ＬＥＤを設けることによって色再現性の調整を可能にする技術が開示されている。特開２００８−９６４９２号公報には、３原色のうちの緑色の波長域の相対光度を増大させた白色ＬＥＤ，赤色ＬＥＤ，および青色ＬＥＤからなるＬＥＤモジュールを光源として採用することによって表示画面の色再現性を最適化する技術が開示されている。特開２００７−１４１５４８号公報には、白色ＬＥＤと赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを一体化したＬＥＤモジュールを光源として採用することによって表示画面の色再現性を最適化する技術が開示されている。国際公開２００９／１１０１２９号パンフレットには、輝度を独立して制御することのできる４色のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤ，青色ＬＥＤ，およびシアン色ＬＥＤ）を光源として採用することによって高精細な多原色表示や忠実な色再現を行う技術が開示されている。

特開２００８−９７８９６号公報 特開２００８−９６４９２号公報 特開２００７−１４１５４８号公報 国際公開２００９／１１０１２９号パンフレット

ところが、図２５に示した構成のＬＥＤモジュールが採用されている場合には、色ムラが生じることがある。これについて、以下に詳しく説明する。表示装置に関しては、例えば目的に応じた色の映像表示が行われるよう、色温度の調整が可能なものがある。一般に色温度の調整は３原色（赤色，緑色，および青色）のそれぞれのゲイン（入力信号の強さに対して実際に表示される色の強さ）を調整することによって行われるが、光源の輝度を制御することによって色温度を調整することもできる。これに関し、図２５に示した構成のＬＥＤモジュールによれば、マゼンタ色発光体９１０からの発光を制御することによってマゼンタ色の輝度が制御され、緑色発光体９２０からの発光を制御することによって緑色の輝度が制御される（図２６参照）。しかしながら、輝度を独立に制御することができるのが２色（マゼンタ色および緑色）だけであるので、たとえ色温度の調整が行われても、複数のＬＥＤ間での波長や光度のばらつきに起因して白色（白色点）のばらつきが生じる。その結果、色ムラが生じる。

そこで本発明は、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置を実現することを目的とする。

第１の発明は、論理的に複数のエリアに分割される表示部を有する表示パネルの背面に光を照射するバックライト装置であって、
光源に発光ダイオード素子を用いたバックライト本体部と、
前記バックライト本体部に含まれる光源を駆動するバックライト駆動部と
を備え、
前記バックライト本体部は、
発光ダイオード素子を含み、２つのピーク波長を有する光を発する第１の発光体と、
発光ダイオード素子を含み、前記第１の発光体から発せられる光が有する２つのピーク波長とは異なる１つのピーク波長を有する光を発する第２の発光体と
からなり、
前記バックライト駆動部は、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度をそれぞれ独立にかつエリア毎に制御し、全てのエリアについて、ｘｙ色度図上において前記第１の発光体から発せられる光と前記第２の発光体から発せられる光との合成光の色度座標が黒体軌跡上の色度座標となるように、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度を制御することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記バックライト駆動部は、前記合成光の色度座標が前記第１の発光体から発せられる光の色度座標と前記第２の発光体から発せられる光の色度座標とを結ぶ直線と前記黒体軌跡との交点の色度座標となるように、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度を制御することを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記第１の発光体は、青色発光ダイオード素子と赤色蛍光体とからなり、
前記第２の発光体は、緑色発光ダイオード素子からなることを特徴とする。

第４の発明は、第１または第２の発明において、
前記第１の発光体は、青色発光ダイオード素子と緑色蛍光体とからなり、
前記第２の発光体は、赤色発光ダイオード素子からなることを特徴とする。

第５の発明は、第１または第２の発明において、
前記第１の発光体は、緑色発光ダイオード素子と赤色蛍光体とからなり、または、赤色発光ダイオード素子と緑色蛍光体とからなり、
前記第２の発光体は、青色発光ダイオード素子からなることを特徴とする。

第６の発明は、液晶表示装置であって、
前記表示パネルとしての液晶パネルと、
第１から第５までのいずれかの発明に係るバックライト装置と
を備えることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、バックライト装置の光源は、複数のピーク波長を有する光を発する第１の発光体と、第１の発光体から発せられる光が有する複数のピーク波長とは異なる１つのピーク波長を有する光を発する第２の発光体とによって構成される。ここで、第１の発光体に蛍光体を含めることにより、光源に赤色発光ダイオード素子，緑色発光ダイオード素子，および青色発光ダイオード素子が用いられている場合と比較して、色再現範囲を広くすることができる。また、第１の発光体から発せられる光の輝度および第２の発光体から発せられる光の輝度は、バックライト駆動回路によってエリア毎に制御される。これにより、白色点の調整がエリア毎に行われるので、表示部全体での白色点のばらつきを小さくすることができる。以上より、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、表示装置用のバックライト装置が実現される。また、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡上の色度座標となるように、第１の発光体から発せられる光の輝度および第２の発光体から発せられる光の輝度の調整が行われる。このため、表示部全体での白色点のばらつきが顕著に小さくなり、効果的に色ムラの発生が抑制される。

上記第２の発明によれば、上記第１の発明と同様、表示部全体での白色点のばらつきが顕著に小さくなり、効果的に色ムラの発生が抑制される。

上記第３の発明によれば、マゼンタ色および緑色の輝度を独立にかつエリア毎に制御することによって、表示部全体での白色点のばらつきを小さくすることができる。

上記第４の発明によれば、シアン色および赤色の輝度を独立にかつエリア毎に制御することによって、表示部全体での白色点のばらつきを小さくすることができる。

上記第５の発明によれば、黄色および青色の輝度を独立にかつエリア毎に制御することによって、表示部全体での白色点のばらつきを小さくすることができる。

上記第６の発明によれば、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置が実現される。

本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置によるＬＥＤ（ＬＥＤ素子）の駆動について説明するための図である。 上記第１の実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第１の実施形態において、ローカルディミング処理について説明するための図である。 上記第１の実施形態におけるバックライト本体部の概略構成を示す図である。 上記第１の実施形態において、ＬＥＤ基板に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。 上記第１の実施形態において、バックライト駆動回路の一構成例を示す回路図である。 上記第１の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するための図である。 上記第１の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 マゼンダ色の輝度を全てのエリアで等しくするとともに緑色の輝度を全てのエリアで等しくした場合の白色点のばらつきについて説明するための図である。 上記第１の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 上記第１の実施形態における白色点のばらつきについて説明するための図である。 ＬＥＤモジュールの構成の違いによる発光スペクトルの違いについて説明するための図である。 ＬＥＤモジュールの構成の違いによる色再現範囲の違いについて説明するためのｘｙ色度図である。 本発明の第２の実施形態において、ＬＥＤ基板に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。 上記第２の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するための図である。 上記第２の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 上記第２の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 本発明の第３の実施形態において、ＬＥＤ基板に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。 上記第３の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するための図である。 上記第３の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 上記第３の実施形態に係るバックライト装置による白色点の調整について説明するためのｘｙ色度図である。 従来のバックライト装置について説明するための図である。 従来のバックライト装置について説明するための図である。 従来のバックライト装置について説明するための図である。 従来のバックライト装置について説明するための図である。 従来のバックライト装置による白色点の調整について説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態および第３の実施形態に関しては、第１の実施形態と同様の点については適宜説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成および動作＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、バックライト装置１００と表示制御回路２００とソースドライバ（映像信号線駆動回路）３００とゲートドライバ（走査信号線駆動回路）４００と表示部５００とを備えている。バックライト装置１００は、バックライト本体部１０１とバックライト駆動回路１０２とによって構成されている。

表示部５００には、複数本（ｎ本）のソースバスライン（映像信号線）ＳＬ１〜ＳＬｎと、複数本（ｍ本）のゲートバスライン（走査信号線）ＧＬ１〜ＧＬｍと、それら複数本のソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎと複数本のゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｎ×ｍ個）の画素形成部とが含まれている。これらの画素形成部はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成している。各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲートバスラインにゲート端子が接続される共に当該交差点を通過するソースバスラインにソース端子が接続されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５０と、その薄膜トランジスタ５０のドレイン端子に接続された画素電極５１と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ｅｃと、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極５１と共通電極Ｅｃとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極５１と共通電極Ｅｃとにより形成される液晶容量により、画素容量Ｃｐが構成される。なお、一般的には、画素容量Ｃｐに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられる。但し、補助容量は本発明には直接に関係しないのでその説明および図示を省略する。

バックライト本体部１０１は、表示部５００を含む液晶パネルの背面側に設けられ、液晶パネルの背面にバックライト光を照射する。バックライト本体部１０１は、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を備えている。なお、このバックライト本体部１０１の詳しい構成については後述する。

表示制御回路２００は、外部から送られる画像信号ＤＡＴと水平同期信号や垂直同期信号などのタイミング信号群ＴＧとを受け取り、デジタル映像信号ＤＶと、ソースドライバ３００の動作を制御するためのソーススタートパルス信号ＳＳＰ，ソースクロック信号ＳＣＫ，およびラッチストローブ信号ＬＳと、ゲートドライバ４００の動作を制御するためのゲートスタートパルス信号ＧＳＰおよびゲートクロック信号ＧＣＫと、バックライト駆動回路１０２の動作を制御するためのバックライト制御信号ＢＳとを出力する。

ソースドライバ３００は、表示制御回路２００から送られるデジタル映像信号ＤＶ，ソーススタートパルス信号ＳＳＰ，ソースクロック信号ＳＣＫ，およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）を印加する。このとき、ソースドライバ３００では、ソースクロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに印加すべき電圧を示すデジタル映像信号ＤＶが順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号ＬＳのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル映像信号ＤＶがアナログ電圧に変換される。その変換されたアナログ電圧は、駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）として全てのソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに一斉に印加される。

ゲートドライバ４００は、表示制御回路２００から送られるゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、アクティブな走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）の各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍへの印加を１垂直走査期間を周期として繰り返す。

バックライト駆動回路１０２は、表示制御回路２００から送られるバックライト制御信号ＢＳに基づいて、バックライト本体部１０１内の光源（ＬＥＤ）の輝度を制御する。

以上のようにして、各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍに走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）が印加され、各ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）が印加され、バックライト本体部１０１内の光源の輝度が制御されることにより、外部から送られる画像信号ＤＡＴに応じた画像が表示部５００に表示される。

＜１．２ ローカルディミング処理＞
ところで、液晶表示装置に関しては、従来より、消費電力を低減することが課題となっている。そこで、近年、画面を論理的に複数のエリアに分割してエリア毎に光源の輝度を制御するローカルディミング処理を行う液晶表示装置が開発されている。ローカルディミング処理では、光源の輝度は、対応するエリア内の入力画像に基づいて制御される。具体的には、各光源の輝度は、対応するエリアに含まれる画素の目標輝度（入力階調値に対応する輝度）の最大値や平均値などに基づいて求められる。そして、光源の輝度が本来の輝度よりも小さくされたエリアでは、各画素の透過率が高められる。これにより、各画素において目標とする表示輝度が得られる。本実施形態に係る液晶表示装置では、このようなローカルディミング処理が行われる（後述する第２の実施形態および第３の実施形態についても同様である。）。

本実施形態に係る液晶表示装置では、例えば図３に示すように、表示部５００が論理的に複数のエリアに分割される。各エリアには、対応するＬＥＤモジュール（一群の光源群）１１が設けられている。なお、１つのエリアに複数組のＬＥＤモジュール１１が設けられていても良い。このような構成において、バックライト駆動回路１０２は、図１に示すように、ＬＥＤモジュール１１に含まれるＬＥＤ（ＬＥＤ素子）をエリア毎に駆動する。

＜１．３ バックライト本体部の構成＞
図４は、本実施形態におけるバックライト本体部１０１の概略構成を示す図である。なお、図４は、液晶パネル５およびバックライト本体部１０１を側面から見た図である。バックライト本体部１０１は、液晶パネル５の背面側に設けられている。すなわち、本実施形態においては、直下型のバックライトが採用されている。バックライト本体部１０１は、光源としての複数の発光体を搭載したＬＥＤ基板１０と、発光体から発せられた光を拡散させて均一にするための拡散板１２と、液晶パネル５に向けて照射される光の効率を高めるための光学シート１４と、ＬＥＤ基板１０等を支持するシャーシ１６とによって構成されている。

＜１．４ ＬＥＤモジュールの構成＞
図５は、ＬＥＤ基板１０に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。本実施形態においては、ＬＥＤモジュールは、青色ＬＥＤ素子１１２を赤色蛍光体１１４で覆った構造のマゼンタ色発光体１１０と、緑色ＬＥＤ素子１２２からなる緑色発光体１２０とによって構成されている。すなわち、本実施形態におけるＬＥＤモジュールの構成は、図２５に示した従来例における構成と同様の構成となっている。なお、本実施形態においては、マゼンタ色発光体１１０によって第１の発光体が実現され、緑色発光体１２０によって第２の発光体が実現されている。

マゼンタ色発光体１１０は、マゼンタ色光（青色の波長および赤色の波長が発光スペクトルのピーク波長となるような光）を出射する。緑色発光体１２０は、緑色光（緑色の波長が発光スペクトルのピーク波長となるような光）を出射する。このようにしてマゼンタ色光がマゼンタ色発光体１１０から出射され、かつ、緑色光が緑色発光体１２０から出射されることにより、白色光が液晶パネル５に照射される。

＜１．５ バックライト駆動回路の構成＞
図６は、本実施形態におけるバックライト駆動回路１０２の一構成例を示す回路図である。なお、図６においては、光源に用いられているＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）を総称して符号１９で表している。また、図６には、１つのエリアに含まれる直列に接続された一系統分のＬＥＤ素子１９を駆動するための構成要素を示している。なお、以下においては、ＬＥＤ素子１９に流れる電流のことを「点灯電流」という。

図６に示すように、電源７００とバックライト駆動回路１０２との間に一系統分の複数のＬＥＤ素子１９が直列に接続されている。バックライト駆動回路１０２は、電流検出回路６１，一定電流維持回路６２，ＰＷＭ制御回路６３，抵抗器６４，および制御部６５を有している。

電流検出回路６１は、点灯電流の検出を行う。電流検出回路６１による点灯電流の検出の結果である検出電流値Ｉｄｅｔは、制御部６５に与えられる。なお、この電流検出回路６１は、例えばシャント抵抗や差動増幅器を用いた公知の回路によって実現される。

一定電流維持回路６２は、目標輝度に応じた一定電流がＬＥＤ素子１９に流れるようにする制御を行う。この一定電流維持回路６２は、例えば、図６に示すように、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６２２とオペアンプ６２４とによって構成される。ＦＥＴ６２２については、ゲート端子はオペアンプ６２４の出力端子に接続され、ドレイン端子は電流検出回路６１に接続され、ソース端子は、ＰＷＭ制御回路６３およびオペアンプ６２４の反転入力端子に接続されている。オペアンプ６２４の非反転入力端子には、制御部６５から制御電圧Ｖｃｔｌが与えられている。以上のような構成によりオペアンプ６２４には負帰還がかかるので、イマジナリショートによりオペアンプ６２４の非反転入力端子−反転入力端子間の電圧が０になるように当該オペアンプ６２４は動作する。このため、ＦＥＴ６２２のソース電圧はＶｃｔｌで一定となる。このソース電圧と抵抗器６４の抵抗値とに基づいて、一定電流がＬＥＤ素子１９に流れる。なお、目標輝度が変わると制御部６５から出力される制御電圧Ｖｃｔｌの大きさが変化するので、目標輝度に応じて、ＬＥＤ素子１９に流れる電流の大きさも変化する。

ＰＷＭ制御回路６３には、トランジスタ６３０が含まれている。ＰＷＭ制御回路６３は、制御部６５から与えられる制御信号Ｓｃｔｌのパルス幅に応じてトランジスタ６３０のオン／オフを制御することによって、点灯電流の大きさを制御する。制御信号Ｓｃｔｌのパルス幅が大きければ、トランジスタ６３０がオン状態となる時間が相対的に長くなるので、点灯電流の大きさは大きくなる。一方、制御信号Ｓｃｔｌのパルス幅が小さければ、トランジスタ６３０がオン状態となる時間が相対的に短くなるので、点灯電流の大きさは小さくなる。

制御部６５は、ＬＥＤ素子１９の目標輝度と上記検出電流値Ｉｄｅｔとに基づいて、目標輝度に応じた大きさの点灯電流がＬＥＤ素子１９に流れるよう、一定電流維持回路６２に制御電圧Ｖｃｔｌを与えるとともにＰＷＭ制御回路６３に制御信号Ｓｃｔｌを与える。

本実施形態においては、例えば以上のような構成のバックライト駆動回路１０２によって、マゼンタ色発光体１１０および緑色発光体１２０に含まれる各ＬＥＤ素子の点灯電流の大きさがそれぞれ独立にかつエリア毎に制御される。すなわち、マゼンタ色発光体１１０からの発光がエリア毎に制御されるとともに、緑色発光体１２０からの発光がエリア毎に制御される。これにより、エリア毎に、マゼンタ色の輝度および緑色の輝度がそれぞれ独立に制御される。

＜１．６ 白色点の調整＞
次に、白色点の調整について説明する。本実施形態においては、図７に示すように、マゼンタ色発光体１１０からの発光を制御することによってマゼンタ色の輝度が制御され、緑色発光体１２０からの発光を制御することによって緑色の輝度が制御される。このようにマゼンタ色の輝度および緑色の輝度を制御することによって、合成光の色（ｘｙ色度図上における色度座標）が調整される。ここで、或る１つのエリアのＬＥＤモジュールに着目したときに、マゼンタ色発光体１１０から発せられる光の色度座標が図８で符号７１で示す色度座標であって、緑色発光体１２０から発せられる光の色度座標が図８で符号７２で示す色度座標であると仮定する。このとき、マゼンタ色の輝度および緑色の輝度を制御することによって、合成光の色度座標は図８で符号７３で示す直線上の色度座標を取り得る。すなわち、図８で符号７３で示す直線上の色度座標から白色点の色度座標を選択することができる。なお、図８において、符号７０の曲線は、黒体軌跡（黒体輻射の軌跡）を表している（これについては、図９〜図１１，図１６，図１７，図２０，および図２１も同様である。）。

ところで、ＬＥＤの特性には個体差があるので、上述したように、複数のＬＥＤ間には波長や光度のばらつきが生じる。すなわち、マゼンタ色発光体１１０から発せられる光の色度座標にはばらつきがあり、緑色発光体１２０から発せられる光の色度座標にもばらつきがある。このため、マゼンダ色の輝度を全てのエリアで等しくするとともに緑色の輝度を全てのエリアで等しくすると、波長や光度のばらつきに起因して白色点のばらつきが生じる。例えば、図９で符号８１で示す範囲で白色点がばらつく。

そこで、上述したように、本実施形態では、マゼンタ色の輝度および緑色の輝度がそれぞれ独立にかつエリア毎に制御される。また、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、マゼンタ色の輝度および緑色の輝度の調整が行われる。例えば、マゼンタ色発光体１１０から発せられる光の色度座標が図１０で符号７１１で示す色度座標であって、緑色発光体１２０から発せられる光の色度座標が図１０で符号７１２で示す色度座標であるエリアでは、符号７１１で示す色度座標と符号７１２で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７２１の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、マゼンダ色の輝度および緑色の輝度が制御される。また、マゼンタ色発光体１１０から発せられる光の色度座標が図１０で符号７１３で示す色度座標であって、緑色発光体１２０から発せられる光の色度座標が図１０で符号７１４で示す色度座標であるエリアでは、符号７１３で示す色度座標と符号７１４で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７２２の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、マゼンダ色の輝度および緑色の輝度が制御される。このような輝度制御が行われることによって白色点は黒体軌跡７０上でばらつくことになるので、白色点のばらつきは小さくなる。例えば、白色点のばらつきは、図１１で符号８２で示す範囲内に収まる。

＜１．７ 色再現範囲＞
白色光を得るために赤色ＬＥＤ素子からなる赤色発光体と緑色ＬＥＤ素子からなる緑色発光体と青色ＬＥＤ素子からなる青色発光体とによってＬＥＤモジュールを構成した場合（すなわち、図２４に示した構成のＬＥＤモジュールが採用されている場合）、当該ＬＥＤモジュールからの発光スペクトルは、図１２で符号８３で示すような曲線で表される。これに対して、本実施形態のように、白色光を得るために青色ＬＥＤ素子を赤色蛍光体で覆った構造のマゼンタ色発光体と緑色ＬＥＤ素子からなる緑色発光体とによってＬＥＤモジュールを構成した場合、当該ＬＥＤモジュールからの発光スペクトルは、図１２で符号８４で示すような曲線で表される。これらの発光スペクトルに基づくと、図２４に示した構成のＬＥＤモジュールが採用されている場合の色再現範囲は図１３で符号９で示す三角形で表されるのに対し、本実施形態の構成のＬＥＤモジュールが採用されている場合の色再現範囲は図１３で符号７で示す三角形で表される。このように、本実施形態においては、図２４に示した構成のＬＥＤモジュールが採用されている場合よりも広い色再現範囲が得られる。

＜１．８ 効果＞
本実施形態においては、青色ＬＥＤ素子１１２を赤色蛍光体１１４で覆った構造のマゼンタ色発光体１１０と緑色ＬＥＤ素子１２２からなる緑色発光体１２０とで構成されたＬＥＤモジュールが光源として採用されている。このため、広い色再現範囲が得られる。また、本実施形態においては、バックライト駆動回路１０２はマゼンタ色の輝度および緑色の輝度をエリア毎に制御することができるように構成されている。従って、エリア毎に白色点の調整を行うことによって、表示部５００全体での白色点のばらつきを小さくすることが可能となる。本実施形態においては、より具体的には、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、マゼンタ色の輝度および緑色の輝度の調整が行われる。このため、表示部５００全体での白色点のばらつきが顕著に小さくなり、効果的に色ムラの発生が抑制される。これにより、従来よりも表示品位が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が実現される。また、本実施形態におけるＬＥＤモジュールは従来の構成（図２５に示した構成）に対してＬＥＤ素子の追加を要さないので、バックライト駆動回路１０２が従来よりも複雑化することはない。従って、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が低コストで実現される。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 構成＞
全体構成（図２参照），バックライト本体部１０１の構成（図４参照），およびバックライト駆動回路１０２の構成（図６参照）については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。但し、図４に関し、ＬＥＤ基板１０に搭載されるＬＥＤモジュールの構成は、上記第１の実施形態と本実施形態とで異なる。図１４は、本実施形態において、ＬＥＤ基板１０に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。本実施形態においては、ＬＥＤモジュールは、青色ＬＥＤ素子１３２を緑色蛍光体１３４で覆った構造のシアン色発光体１３０と、赤色ＬＥＤ素子１４２からなる赤色発光体１４０とによって構成されている。なお、本実施形態においては、シアン色発光体１３０によって第１の発光体が実現され、赤色発光体１４０によって第２の発光体が実現されている。

シアン色発光体１３０は、シアン色光（青色の波長および緑色の波長が発光スペクトルのピーク波長となるような光）を出射する。赤色発光体１４０は、赤色光を出射する。このようにしてシアン色光がシアン色発光体１３０から出射され、かつ、赤色光が赤色発光体１４０から出射されることにより、白色光が液晶パネル５に照射される。

＜２．２ 白色点の調整＞
次に、白色点の調整について説明する。本実施形態においては、図１５に示すように、シアン色発光体１３０からの発光を制御することによってシアン色の輝度が制御され、赤色発光体１４０からの発光を制御することによって赤色の輝度が制御される。このようにシアン色の輝度および赤色の輝度を制御することによって、合成光の色（ｘｙ色度図上における色度座標）が調整される。ここで、或る１つのエリアのＬＥＤモジュールに着目したときに、シアン色発光体１３０から発せられる光の色度座標が図１６で符号７４で示す色度座標であって、赤色発光体１４０から発せられる光の色度座標が図１６で符号７５で示す色度座標であると仮定する。このとき、シアン色の輝度および赤色の輝度を制御することによって、合成光の色度座標は図１６で符号７６で示す直線上の色度座標を取り得る。すなわち、図１６で符号７６で示す直線上の色度座標から白色点の色度座標を選択することができる。

本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様にして、シアン色の輝度および赤色の輝度がそれぞれ独立にかつエリア毎に制御される。また、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、シアン色の輝度および赤色の輝度の調整が行われる。例えば、シアン色発光体１３０から発せられる光の色度座標が図１７で符号７３１で示す色度座標であって、赤色発光体１４０から発せられる光の色度座標が図１７で符号７３２で示す色度座標であるエリアでは、符号７３１で示す色度座標と符号７３２で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７４１の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、シアン色の輝度および赤色の輝度が制御される。また、シアン色発光体１３０から発せられる光の色度座標が図１７で符号７３３で示す色度座標であって、赤色発光体１４０から発せられる光の色度座標が図１７で符号７３４で示す色度座標であるエリアでは、符号７３３で示す色度座標と符号７３４で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７４２の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、シアン色の輝度および赤色の輝度が制御される。このような輝度制御が行われることによって白色点は黒体軌跡７０上でばらつくことになるので、白色点のばらつきは小さくなる。

＜２．３ 効果＞
本実施形態においては、青色ＬＥＤ素子１３２を緑色蛍光体１３４で覆った構造のシアン色発光体１３０と赤色ＬＥＤ素子１４２からなる赤色発光体１４０とで構成されたＬＥＤモジュールが光源として採用されている。このため、広い色再現範囲が得られる。また、本実施形態においては、バックライト駆動回路１０２はシアン色の輝度および赤色の輝度をエリア毎に制御することができるように構成されている。従って、エリア毎に白色点の調整を行うことによって、表示部５００全体での白色点のばらつきを小さくすることが可能となる。本実施形態においては、より具体的には、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、シアン色の輝度および赤色の輝度の調整が行われる。このため、表示部５００全体での白色点のばらつきが顕著に小さくなり、効果的に色ムラの発生が抑制される。これにより、従来よりも表示品位が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が実現される。また、本実施形態におけるＬＥＤモジュールに含まれているＬＥＤ素子の数は従来の構成（図２５に示した構成）におけるＬＥＤ素子の数に等しいので、バックライト駆動回路１０２が従来よりも複雑化することはない。従って、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が低コストで実現される。

＜３．第３の実施形態＞
＜３．１ 構成＞
全体構成（図２参照），バックライト本体部１０１の構成（図４参照），およびバックライト駆動回路１０２の構成（図６参照）については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。但し、図４に関し、ＬＥＤ基板１０に搭載されるＬＥＤモジュールの構成は、上記第１の実施形態と本実施形態とで異なる。図１８は、本実施形態において、ＬＥＤ基板１０に搭載されるＬＥＤモジュールの構成を示す図である。本実施形態においては、ＬＥＤモジュールは、緑色ＬＥＤ素子１５２を赤色蛍光体１５４で覆った構造の黄色発光体１５０と、青色ＬＥＤ素子１６２からなる青色発光体１６０とによって構成されている。なお、本実施形態においては、黄色発光体１５０によって第１の発光体が実現され、青色発光体１６０によって第２の発光体が実現されている。

黄色発光体１５０は、黄色光（緑色の波長および赤色の波長が発光スペクトルのピーク波長となるような光）を出射する。青色発光体１６０は、青色光を出射する。このようにして黄色光が黄色発光体１５０から出射され、かつ、青色光が青色発光体１６０から出射されることにより、白色光が液晶パネル５に照射される。

＜３．２ 白色点の調整＞
次に、白色点の調整について説明する。本実施形態においては、図１９に示すように、黄色発光体１５０からの発光を制御することによって黄色の輝度が制御され、青色発光体１６０からの発光を制御することによって青色の輝度が制御される。このように黄色の輝度および青色の輝度を制御することによって、合成光の色（ｘｙ色度図上における色度座標）が調整される。ここで、或る１つのエリアのＬＥＤモジュールに着目したときに、黄色発光体１５０から発せられる光の色度座標が図２０で符号７７で示す色度座標であって、青色発光体１６０から発せられる光の色度座標が図２０で符号７８で示す色度座標であると仮定する。このとき、黄色の輝度および青色の輝度を制御することによって、合成光の色度座標は図２０で符号７９で示す直線上の色度座標を取り得る。すなわち、図２０で符号７９で示す直線上の色度座標から白色点の色度座標を選択することができる。

本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様にして、黄色の輝度および青色の輝度がそれぞれ独立にかつエリア毎に制御される。また、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、黄色の輝度および青色の輝度の調整が行われる。例えば、黄色発光体１５０から発せられる光の色度座標が図２１で符号７５１で示す色度座標であって、青色発光体１６０から発せられる光の色度座標が図２１で符号７５２で示す色度座標であるエリアでは、符号７５１で示す色度座標と符号７５２で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７６１の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、黄色の輝度および青色の輝度が制御される。また、黄色発光体１５０から発せられる光の色度座標が図２１で符号７５３で示す色度座標であって、青色発光体１６０から発せられる光の色度座標が図２１で符号７５４で示す色度座標であるエリアでは、符号７５３で示す色度座標と符号７５４で示す色度座標とを結ぶ直線と黒体軌跡７０との交点７６２の色度座標が当該エリアにおける白色点の色度座標となるように、黄色の輝度および青色の輝度が制御される。このような輝度制御が行われることによって白色点は黒体軌跡７０上でばらつくことになるので、白色点のばらつきは小さくなる。

＜３．３ 効果＞
本実施形態においては、緑色ＬＥＤ素子１５２を赤色蛍光体１５４で覆った構造の黄色発光体１５０と青色ＬＥＤ素子１６２からなる青色発光体１６０とで構成されたＬＥＤモジュールが光源として採用されている。このため、広い色再現範囲が得られる。また、本実施形態においては、バックライト駆動回路１０２は黄色の輝度および青色の輝度をエリア毎に制御することができるように構成されている。従って、エリア毎に白色点の調整を行うことによって、表示部５００全体での白色点のばらつきを小さくすることが可能となる。本実施形態においては、より具体的には、全てのエリアにおいて、白色点の色度座標が黒体軌跡７０上の色度座標となるように、黄色の輝度および青色の輝度の調整が行われる。このため、表示部５００全体での白色点のばらつきが顕著に小さくなり、効果的に色ムラの発生が抑制される。これにより、従来よりも表示品位が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が実現される。また、本実施形態におけるＬＥＤモジュールに含まれているＬＥＤ素子の数は従来の構成（図２５に示した構成）におけるＬＥＤ素子の数に等しいので、バックライト駆動回路１０２が従来よりも複雑化することはない。従って、色ムラの発生を抑制することができ、かつ、広い色再現範囲を得ることのできる、液晶表示装置用のバックライト装置が低コストで実現される。

なお、赤色ＬＥＤ素子を緑色蛍光体で覆った構造の黄色発光体と青色ＬＥＤ素子からなる青色発光体とでＬＥＤモジュールを構成した場合にも同様の効果が得られる。

５…液晶パネル
１０…ＬＥＤ基板
１１…ＬＥＤモジュール
１２…拡散板
１４…光学シート
１６…シャーシ
７０…黒体軌跡
１００…バックライト装置
１０１…バックライト本体部
１０２…バックライト駆動回路
１１０…マゼンタ色発光体
１１２…青色ＬＥＤ素子
１１４…赤色蛍光体
１２０…緑色発光体
１２２…緑色ＬＥＤ素子
１３０…シアン色発光体
１３２…青色ＬＥＤ素子
１３４…緑色蛍光体
１４０…赤色発光体
１４２…赤色ＬＥＤ素子
１５０…黄色発光体
１５２…緑色ＬＥＤ素子
１５４…赤色蛍光体
１６０…青色発光体
１６２…青色ＬＥＤ素子
２００…表示制御回路
３００…ソースドライバ（映像信号線駆動回路）
４００…ゲートドライバ（走査信号線駆動回路）
５００…表示部

Claims (6)

1. 論理的に複数のエリアに分割される表示部を有する表示パネルの背面に光を照射するバックライト装置であって、
   光源に発光ダイオード素子を用いたバックライト本体部と、
   前記バックライト本体部に含まれる光源を駆動するバックライト駆動部と
   を備え、
   前記バックライト本体部は、
   発光ダイオード素子を含み、２つのピーク波長を有する光を発する第１の発光体と、
   発光ダイオード素子を含み、前記第１の発光体から発せられる光が有する２つのピーク波長とは異なる１つのピーク波長を有する光を発する第２の発光体と
   からなり、
   前記バックライト駆動部は、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度をそれぞれ独立にかつエリア毎に制御し、全てのエリアについて、ｘｙ色度図上において前記第１の発光体から発せられる光と前記第２の発光体から発せられる光との合成光の色度座標が黒体軌跡上の色度座標となるように、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度を制御することを特徴とする、バックライト装置。
2. 前記バックライト駆動部は、前記合成光の色度座標が前記第１の発光体から発せられる光の色度座標と前記第２の発光体から発せられる光の色度座標とを結ぶ直線と前記黒体軌跡との交点の色度座標となるように、前記第１の発光体から発せられる光の輝度および前記第２の発光体から発せられる光の輝度を制御することを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記第１の発光体は、青色発光ダイオード素子と赤色蛍光体とからなり、
   前記第２の発光体は、緑色発光ダイオード素子からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライト装置。
4. 前記第１の発光体は、青色発光ダイオード素子と緑色蛍光体とからなり、
   前記第２の発光体は、赤色発光ダイオード素子からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライト装置。
5. 前記第１の発光体は、緑色発光ダイオード素子と赤色蛍光体とからなり、または、赤色発光ダイオード素子と緑色蛍光体とからなり、
   前記第２の発光体は、青色発光ダイオード素子からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライト装置。
6. 液晶表示装置であって、
   前記表示パネルとしての液晶パネルと、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のバックライト装置と
   を備えることを特徴とする、液晶表示装置。

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