专利名称：背后照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对彩色液晶板进行照明的背后照明装置；详细而言，本发明涉及使作为背后照明装置的光源使用的发出色度、亮度存在偏差的白光的发光二极管单元，又抑制色度偏差、亮度偏差，又排列适当的背后照明装置。
本申请将2004年11月9日在日本国申请的日本国专利申请号2004-325661作为基础，主张优先权，并经参考将其引用于本发明。
背景技术：
已设计液晶显示器(LCDLiquid Crystal Display)和等离子体显示板(PPDPlasma Display Panel)的非常薄的电视接收机，以代替开创电视广播后一直长年使用的CRT(Cathode Ray Tube阴极射线管)。尤其是使用彩色液晶板的彩色液晶显示装置，考虑随着能以低耗电驱动、大型彩色液晶显示板的低价化等，可望今后进一步发展。
彩色液晶显示装置，用背后照明装置从背面侧照明透射型彩色液晶显示板的方式成为主流。作为背后照明装置的光源，很多采用使用荧光管的发出白光的CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp冷阴极荧光灯)。
CCFL由于在荧光管内封入水银，可认为对环境影响坏，所以今后作为背后照明装置的光源，寻求代替CCFL的光源。因此，有望发光二极管(LEDLightEmitting Diode)作为代替CCFL的光源。由于发蓝光的二极管的开发，分别发出红光、绿光、蓝光的发光二极管已齐全。因此，通过将此发光二极管作为背后照明装置的光源，以彩色液晶显示板为中介的色光的色纯度提高，可望色再现范围扩大到NTSC制规定的程度甚至超过该程度。
发光二极管一般是色度、亮度都偏差大的发光器件，所以随便使用充斥市场的发光二极管构成背后照明装置的光源时，色度的均匀性低(色度不匀大)、亮度均匀性低(亮度不匀大)，形成发光特性不好的背后照明装置。
因此，本发明是为解决上述问题而提出的，其目的为提供一种即使不浪费地使用色度、亮度具有偏差发光二极管构成光源的情况下也出射无色度不匀、亮度不匀的白光作为彩色液晶显示板的照明光的背后照明装置。
发明内容
一本发明背后照明装置实施方式是一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状，以显示规定亮度并且发出规定色度的白光的多个第1主发光元件串；使多个发光元件排成列状，以显示低于规定宽度并且发出规定色度的白光的数量少于第1主发光元件串的第2主发光元件串；使多个发光元件排成列状，以显示规定亮度并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于第1主发光元件串的第1副发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，以显示低于规定亮度并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于第1副发光元件串的第2副发光元件串，将第1主发光元件串、第2主发光元件串、第1副发光元件串和第2副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使第1副发光元件串根据色度排在彩色液晶板的中心侧，使第2主发光元件串根据亮度排在彩色液晶板的周缘侧，使第2副发光元件串根据色度排在彩色液晶板的中心侧、或根据亮度排在彩色液晶板的一周缘侧。
另一本发明实施方式的背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状，以显示规定亮度并且发出规定色度的白光的多个第1主发光元件串；使多个发光元件排成列状，以显示低于规定宽度并且发出规定色度的白光的数量少于第1主发光元件串的第2主发光元件串；使多个发光元件排成列状，以显示规定亮度并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于第1主发光元件串的第1副发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，以显示低于规定亮度并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于第1副发光元件串的第2副发光元件串，将第1主发光元件串、第2主发光元件串、第1副发光元件串和第2副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，排成2维矩阵状时，使第1副发光元件串根据色度排列成不在同一行上相邻并排而且使排在2维矩阵的中心列第1副发光元件串排在彩色液晶显示板的中心侧，使第2主发光元件串根据亮度排在彩色液晶板的周缘侧，使第2副发光元件串根据色度排在彩色液晶板的中心侧而不在同一行上并排、或根据亮度排在彩色液晶板的周缘侧。
又一本发明实施方式的背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于主发光元件串的副发光元件串，将主发光元件串、副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使副发光元件串根据色度排在彩色液晶板的中心侧。
另一本发明实施方式的背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度附近的色度的白光的数量少于主发光元件串的副发光元件串，将主发光元件串、副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向排成2维矩阵状时，使副发光元件串排成在同一行上不相邻并排，同时还使排在2维矩阵的中心列的副发光元件串排在彩色液晶板的中心侧。
又一本发明实施方式的背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出显示规定亮度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出显示低于规定亮度的白光的数量少于主发光元件串的副发光元件串，将主发光元件串、副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使副发光元件串根据色度排在彩色液晶板的周缘侧。
另一本发明实施方式的背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其中作为光源，具有使多个发光元件排成列状并且发出显示规定亮度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出显示低于规定亮度的白光的数量少于主发光元件串的副发光元件串，将主发光元件串、副发光元件串以彩色液晶显示板的水平方向为长度方向排成2维矩阵状时，使副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶板的周缘侧。
本发明通过排列成满足基于色度的排列策略、满足基于亮度的排列策略，能使剩余生产的发光元件串又不发生亮度不匀、色度不匀又不浪费地得到使用。因此，能大幅度削减对彩色液晶显示板进行照明的背后照明装置的制造成本，也即大幅度削减具有彩色液晶显示板和背后照明装置的彩色液晶显示装置的制造成本。
从下文中参照
的实施方式会进一步明白本发明的其它目的、本发明得到的具体利点。
图1是示出一应用本发明的透射性彩色液晶显示装置实施方式的分解立体图。
图2是示出一例透射型液晶显示装置的彩色液晶显示板的滤色片的俯视图。
图3是示出透射型彩色液晶显示装置具有的背后照明装置的立体图。
图4是图1的X-X线剖视图。
图5是示出驱动透射型液晶显示装置的驱动电路的电路框图。
图6是示出将发光二极管单元排成1维矩阵状的背后照明装置的俯视图。
图7是根据色度分配对发光二极管进行分类时使用的等级的xy色度图。
图8是示出背后照明装置的垂直方向各位置的亮度的图。
图9是示出对发光二极管单元排列位置不同的背后照明装置出射光的贡献度的图。
图10是每一排列位置示出仅排列1行副发光二极管单元时背后照明装置出射的白光在垂直方向的色度(仅x坐标)的图。
图11是对排列位置示出仅排列1行副发光二极管单元时背后照明装置出射的白光的面内色度差(仅x坐标)的图。
图12是每一排列条数示出排列多行副发光二极管单元时背后照明装置出射的白光在垂直方向的色度(仅x坐标)的图。
图13是对排列条数示出排列多行副发光二极管单元时背后照明装置出射的白光的面内色度差(仅x坐标)的图。
图14是每2个不同排列位置示出排列多行副发光二极管单元时背后照明装置出射的白光在垂直方向的色度(仅x坐标)的图。
图15是示出一例将发光二极管单元排列成2维矩阵状时根据色度排列副发光二极管单元的图。
图16是示出另一例将发光二极管单元排列成2维矩阵状时根据色度排列副发光二极管单元的图。
图17是每2个不同排列位置示出排列多行副发光二极管单元时背后照明装置出射到白光亮度的图。
图18是示出一例将发光二极管单元排列成2维矩阵状时根据亮度排列副发光二极管单元的图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。本发明不受下文的例子限定，在不脱离本发明要旨的范围可作适当变换。
本发明可用于例如图1所示那样组成的透射型彩色液晶显示装置100。
此透射型彩色液晶显示装置100包含透射型彩色液晶显示板110和设置在该液晶显示板110的背面侧的液晶显示用背后照明装置。虽然未图示，但该透射型液晶显示装置100也可包含接收地面波和卫星波的模拟调谐器或数字调谐器的接收部、分别处理该接收部接收的视频信号和音频信号的视频信号处理部和音频信号处理部、输出音频信号处理部处理后的音频信号的扬声器的音频信号输出部。
透射型彩色液晶显示板110的组成为使玻璃等构成的2块透明衬底(TFT衬底111、对置电极衬底112)配置成相互对置，并且在其间隙设置封入例如双扭式向列型(TN)液晶的液晶层113。在TFT衬底111上形成配置成矩阵状的信号线114、扫描线115、配置在该信号线114与扫描线115的交点的作为开关元件的薄膜晶体管116、以及像素电极117。薄膜晶体管116由扫描线115依次加以选择，并同时将信号线114供给的视频信号写入到对应的像素电极117。另一方面，已存在对置电极衬底的内表面上形成对置电极118和滤色片119的情况。
该情况下，将滤色片119划分成与各像素对应的多个段。例如，如图2所示，划分成作为3原色的红色滤光片CFR、绿色滤光片CFG、蓝色滤光片CFB这3个段。滤色片119的排列方式除图2所示的带状排列外，还有未图示的三角形排列、正方形排列等。
又，用图1说明透射型彩色液晶显示装置100的组成。此透射型彩色液晶显示装置100用2块偏振片131、132将透射型彩色液晶显示板110夹在中间，在背后照明装置140从背面侧照射白光的状态下，以有源矩阵方式进行驱动，从而能显示希望的标准彩色视像。
背后照明装置140从背面侧对所示彩色液晶显示板110进行照明。如图1所示，背后照明装置140的组成包含这里未图示的光源、在编入将光源出射的光混合成白光的功能等的背后照明壳体部120内的扩散片141、和叠置并排列在扩散板141上的扩散片142、棱镜片143、偏振变换片144这些光功能片群145。扩散片141通过使光源出射的光在内部扩散，进行面发光的亮度均匀化。
光功能片群一般由具有将入射光分解成正交偏振分量的功能、补偿光波相位差以谋求扩大视场角或防止着色的功能、使入射光扩散的功能、谋求提高亮度的功能等的镜片构成，设置该群以便将背后照明装置140面发光而成的光变换成具有对彩色液晶显示板110的照明优化的光学特性的照明光。因此，光功能片群145的组成不限于上述扩散片142、棱镜片143、偏振变换片144，能用各种光功能片。
图3示出背后照明壳体部120内的概略组成。如该图3所示，背后照明壳体部120将发出红(R)光的红色发光二极管21R、发绿(G)光的绿色发光二极管21G、发蓝(B)光的蓝色发光二极管21B用作光源。下文的说明中，总称红色发光二极管21R、绿色发光二极管21G、蓝色发光二极管21B时，仅称为发光二极管21。
如图3所示，通过使多个这种发光二极管21在衬底22上按希望的顺序排成列状，形成1个发光二极管单元21mn(m、n为自然数)。该发光二极管单元21mn是背后照明装置140中排列作为光源的发光二极管21时的最小单位。下文说明中，也将发光二极管单元21mn称为光源。
为了形成发光二极管单元21mn，在衬底22上排列发光二极管21的序号有图3那样将红色发光二极管21R、绿色发光二极管21G、蓝色发光二极管21B当作重复单位的最基本排列方法、或例如等间隔排列绿色发光二极管21G并且在等间隔排列的相邻绿色发光二极管21G之间交替排列红色发光二极管21R、蓝色发光二极管21B的序号(未图示)等各种排列方法。后面将阐述，该发光二极管单元21mn选择发光二极管21，以便出射规定范围内的色度、亮度的白光。
将数量适应背后照明装置140照明的彩色液晶显示板110的板规模的发光二极管单元21mn，在背后照明壳体部120内排列成2维矩阵状。背后照明壳体部120内的发光二极管单元21mn排列方法，可以如图3所示那样排列成发光二极管单元21mn的长度方向为水平方向，也可排列成发光二极管单元21mn的长度方向为垂直方向(未图示)，还可将两者组合。
排列成发光二极管单元21mn的长度方向为水平方向或垂直方向的方法与以往用作背后照明装置的光源的CCFL的排列方法相同，所以能利用积存的设计诀窍，可削减成本并缩短制造前需要的时间。
背后照明壳体部120的内壁面120a形成完成发射加工的反射面，以便提高发光二极管21发出的光的利用效率。背后照明装置140内设置具有将作为光源的发光二极管21出射的各色光混色成色度不匀小的白光的混色功能的转向片。此转向片上混色后得到的光通过扩散片141、光功能片群145从背后照明装置140出射，并从背面侧对彩色液晶显示板110进行照明。
图4示出排完透射型彩色液晶显示装置100时，在图1所示的透射型彩色液晶显示装置100标注的X-X线剖切时的部分剖视图。如图4所示，构成液晶显示装置100的彩色液晶显示板110，由成为透射型彩色液晶显示装置100的外部壳体的框架101和内部框架102以衬垫103a、103b为中介夹在内部并加以保持。在外部框架101与内部框架102之间设置引导构件104，以抑制由外部框架101与内部框架102夹住的彩色液晶显示板110往长度方向移动。
另一方面，构成透射型彩色液晶显示装置100的背后照明装置140，具有如上文所述那样叠积光功能片群145的导光片141、以及设置成覆盖作为光源的发光二极管单元21mn的使各发光二极管21出射的红(R)光、绿(G)光、蓝(B)光混色用的扩散导光片(转向片)125。而且，在扩散导光片125与背后照明装置120之间配置反射片126。
扩散导光片125由于将发出3原色(R、G、B)的光的发光二极管21用作光源，具有混色功能，使发光二极管21出射的光、反射片126反射的光扩散。
配置反射片126，使其反射面与扩散导光片125的光入射面125a对置，而且处在比发光二极管21的发光方向靠近背后照明壳体部120的部位。反射片126是例如通过在片基体材料上依次叠积银反射膜、低折射率膜、高折射率膜而形成的银增感反射膜等。此反射片126主要反射被扩散导光片125反射后入射的光、实施背后照明壳体部120的反射加工后作为反射面的内壁面120a上反射的光等。
将背后照明装置140具有的扩散片141、扩散导光片125、反射片126如图4所示那样排列成相互对置，并且一面利用设置在背后照明壳体部120的多个光学间柱105保持相互对置的间隔，一面将其保持在该背后照明装置140的背后照明壳体部120内。这时，扩散片141也用设置在背后照明壳体部120的托架构件108加以保持。
如图4所示，各发光二极管21虽省略其细节，但由树脂座保持各自的发光管，同时还从树脂座伸出一对端子。各发光二极管21中使用设置使光源发出的光从侧面辐射的光学部件21a的侧面辐射型发光二极管，也就是使用具有将出射光的主分量往发光管的外周方向出射的方向性的所谓的旁射型LED。
再者，例如日本国专利公开2003-8068号公报和日本国专利公开2004-133391号公报等中已揭示侧面辐射发光二极管。
利用例如图5所示的驱动电路200，驱动这种组成的透射型彩色液晶显示装置100。驱动电路200具有供给彩色液晶显示板110和背后照明装置140的驱动电源的电源部210、驱动彩色液晶显示板110的X驱动器电路220和Y驱动器电路230、通过输入端子240供给由该透射型彩色液晶显示装置100具有的未图示的接收部接收并由视频信号处理部处理的视频信号的RGB加工处理部250、连接该RGB加工处理部250的图像存储器260和控制部270、对背后照明装置140进行驱动控制的背后照明驱动控制部280等。
此驱动电路200中，通过输入端子240输入的视频信号由RGB加工处理部250作色度处理等信号处理，而且从复合信号变换成适合驱动彩色液晶显示板110的RGB分离信号，供给控制部270，同时还通过图像存储器260供给X驱动器220。
控制部270在符合所述RGB分离信号的规定定时，控制X驱动器电路220和Y驱动器电路230，用通过所述图像存储器260，供给X驱动器电路的RGB分离信号驱动彩色液晶显示板110，从而显示符合所述RGB分离信号的视像。
背后照明驱动控制部280根据从电源210供给的电压，出射脉宽调制(PWM)信号，驱动作为背后照明装置140的光源的各发光二极管21。发光二极管的色温度一般具有依赖于工作电流的特性。因此，为了又得到希望的亮度又使色忠实再现(使色温度恒定)，需要使用脉宽调制信号驱动发光二极管21，以抑制色变化。
用户接口300是一种接口，用于选择上述未图示的接收部接收的频道，或调整也未图示的声音输出部输出的声音输出量，或执行来自照明彩色液晶显示板110的背后照明装置140的白光的亮度调节、白平衡调节等。
例如用户从用户接口作亮度调节时，通过驱动电路200的控制部270将亮度控制信号传给背后照明驱动控制部280。背后照明驱动控制部280根据该亮度控制信号对每一红色(R)发光二极管21R、绿色(G)发光二极管21G、蓝色(B)发光二极管21B改变脉宽调制信号的占空比，对红色(R)发光二极管21R、绿色(G)发光二极管21G、蓝色(B)发光二极管21B进行驱动控制。
接着，说明用作透射型彩色液晶显示装置100具有的背后照明装置140的光源的发光二极管21mn的选择方法。
发光二极管一般是色度、亮度均偏差大的发光元件(发光器件)。用作背后照明装置140的光源的发光二极管21，也使用发出各色光的发光二极管21之间无例外地色度、亮度偏差大的。
因此，需要适当选择用作光源的发光二极管21，使得照明彩色液晶显示装置110的背后照明装置140出射的白光形成希望的色度、亮度。这时，仅考虑希望的色度、亮度，则从制造的发光二极管21中选择的发光二极管21产生偏颇，不使用的发光二极管21增加，即剩余的发光二极管21增加，发生成本浪费。
因此，背后照明装置140的光源中，一面从色度、亮度存在偏差的发光二极管21普遍选择，一面按形成目标色度、亮度的白光的要求决定适当的组合。
将彩色液晶显示板110大型化时，用作光源的发光二极管21的数量大幅度增加，所以非常难逐一检验发光二极管21的色度、亮度，并考虑获得目标色度、亮度的白光的组合。因此，认为通过以上述发光二极管单元21mn为单位考虑色度、亮度并决定取得希望白光的发光二极管单元21mn的最佳组合，便于选择用作光源的发光二极管21。即，可判断为背后照明装置140的光源不是作为发光二极管21的单体的集合体构成，而是作为包含多个发光二极管21的发光元件群、即发光二极管单元21mn的集合体构成。
此发光二极管单元21mn作为背后照明装置140的光源，使其排列成基于色度的排列策略、基于亮度的排列策略都得到满足，以便在背后照明壳体部120内分别根据色度、亮度得到无色度不匀、亮度不匀的白光。
下面，分别说明基于色度的排列策略、基于亮度的排列策略。再者，为了避免烦杂，分别独立说明基于色度的排列策略、基于亮度的排列策略，但实际上以哪个排列策略都同时得到满足的方式将发光二极管单元21mn排列在背后照明壳体部120内。
{基于色度的排列策略}<排成1维矩阵状的情况>
首先，说明基于色度的排列策略之际，研究图6所示那样使发光二极管单元21mn的m＝6、n＝1并将彩色液晶显示板110的水平方向作为长度方向排列6行发光二极管单元21mn的情况。
排在背后照明装置140的背后照明壳体部120内的各发光二极管单元21mn是从通过排列多个色度存在偏差的发光二极管21而形成的发光二极管单元21mn选择的，以便在背后照明装置140中出射目标色度的白光。
要有效利用这样在色度中存在偏差的发送二极管21形成发光二极管单元21mn时，形成的全部发光二极管单元21mn极难发出与目标色度完全一致的色度的白光。
即，发光二极管单元21mn由于构成该发光二极管单元21mn的各红色发光二极管单元21R、各绿色发光二极管单元21G、各蓝色发光二极管单元21B中分别发出的各色光的色度不同，存在例如出射带点黄色的白光、带点蓝色的白光这种色纯度不好的白光的单元。
因此，不看清形成的发光二极管单元21mn发出的白光的色度并根据色度使发光二极管单元21mn适当排列在背后照明壳体部102内，则成为色度不匀的原因。
因此，根据白光的色度将使用这样存在色度偏差的发光二极管21形成的发光二极管单元21mn分类成例如图7所示的XYZ表色系统的xy色度图(国际照明委员会(CIECommission Internationale de l’Eclairage)在1931年装定)中设定的色度范围的等级A、B、C、D中的1个。实际上划分发光二极管单元21mn的等级根据形成的发光二极管单元21mn发出的白光的色度偏差程度设置在图7所示以外的大范围中。任一种情况下，发光二极管单元21mn形成在背后照明装置140中目标白光色度点附近存在最多的分布。
这里，检验排在背后照明装置140的背后照明壳体部120内的发光二极管单元21mn的排列位置的影响。例如对图6所示那样在背后照明壳体部120内排列发光二极管单元21mn并点亮全部发光二极管单元21mn时的亮度和逐行点亮发光二极管单元21mn时的亮度进行比较，则为图8所示的结果。
图8所示的横轴与图6所示的背后照明装置140的垂直方向的位置一致。图8所示的横轴的负方向与发光二极管单元21mn和发光二极管单元21mn的中间位置为中心时的上方向一致，图8所示的横轴的正方向与该中间位置为中心时的下方向一致。而且，图8中，逐行点亮发光二极管单元21mn时的数据重叠。
如图8所示，判明全部点亮发光二极管单元21mn时的亮度P1与单独点亮光发光二极管单元21mn时的亮度P2仅相差1％。因此，可认为排在某特定位置的发光二极管单元21mn发出的光并非形成背后照明装置140出射的白光，排在背后照明壳体部120的哪个位置的发光二极管单元21mn发出的光都普遍影响背后照明装置140出射到白光。
图9以加权方式示出图6所示的各发光二极管单元21mn发出的光对背后照明装置40出射的白光贡献多大。如图9所示，各发光二极管单元21mn发出的光不超过50％。即，可认为各发光二极管单元21mn发出的光的照度分布扩大到背后照明壳体部120内较大的范围。
因此，判明将该结果套用到色度时，即使在背后照明装置140的光源中使用的发光二极管单元21mn之间明显存在色度不匀的程度的色度差的情况下，通过使其排列在背后照明壳体部120内，也在消除色度不匀的方向混合光。即，在该背后照明壳体部120内，以有源方式排列色度差不同的发光二极管单元21mn，也能消除色度不匀，所以能使上述图7所示那样根据色度差不同分类的不同的等级之间的发光二极管单元21mn，排列在同一背后照明壳体部120内。
根据这种背后照明装置140的特性，从图7所示的色度图中划分等级的发光二极管单元21mn适当选择发光二极管单元21mn，并排列成进一步消除色度不匀。
这时，在同一背后照明装置140中用作光源的发光二极管单元21mn限于从2种等级选择。这是用于消除批量生产背后照明装置140时的作业工序的复杂性的措施。
选择发光二极管单元21mn的等级组合，其色度越接近越好。即，图7所示的等级最好从(等级A、等级B)、(等级A、等级D)、(等级B、等级C)、(等级C、等级D)这些组合选择各自的发光二极管单元21mn。还考虑(等级A、等级C)、(等级B、等级D)，但与上述4种组合相比，消除色度不匀的难度大。
确定选择发光二极管单元21mn的等级组合，则接着决定背后照明壳体部120内的排列位置。如上文所述，发光二极管单元21mn由于对作为背后照明装置140出射的白光的贡献度随排列位置而不同，排列不同色度的发光二极管单元21mn时考虑适应排列位置的加权，从而能求出使色度差的影响最受到抑制的排列位置。
如上所述，排列多个存在偏差的发光二极管21，使其形成某目标色度的白光，从而形成发光二极管单元21mn。因此，显示接近目标色度的等级的色度的发光二极管单元21mn数量占压倒多数，并且随着远离目标色度，显示该色度的发光二极管单元21mn的相对数量减少。
因此，既在选择2种等级的发光二极管单元21mn时，也在根据色度分成等级时，将数量多的等级的发光二极管单元21mn当作配置在整个背后照明壳体部120的主发光二极管单元21mn装入，将数量少的等级的发光二极管单元21mn当作副发光二极管单元21mn装入。
接着，实际用2种等级的发光二极管单元21mn，检验对发光二极管单元21mn排列位置的色度差的影响。这里，为了较容易理解地示出对色度差的影响，图7中画成使用色度差大的最坏情况的等级A和等级C所属的发光二极管单元21mn。具体而言，将属于图7所示的等级A并且发出色度点a的白光的发光二极管单元21mn当作主发光二极管单元21mn，将属于等级C并且发出色度点c的白光的发光二极管单元21mn当作副发光二极管单元21mn。
(1)仅用1行副发光二极管单元21mn的情况，首先，考虑图6所示的背后照明装置140中，使用5行属于等级A并且发出色度点a的白光的发光二极管单元21mn、仅使用1行属于等级C并且发出色度点c的白光的发光二极管单元21mn的情况。
图10是对使属于等级C的发光二极管单元21mn的排列位置变化时的背后照明装置140的垂直方向各位置的色度点的x坐标考虑每一上述排列位置的加权后算出的结果。图11是对属于等级C的发光二极管单元21mn的每一排列位置算出背后照明装置140出射的白光的出射面内的x坐标的最低色度与最高色度之差(即色度差Δx)的图。
根据图10、图11所示的结果，将色度不同的发光二极管单元21mn排列在背后照明壳体部120内时，作为彩色液晶显示板110的周缘部侧的背后照明壳体部120的上端部侧和下端部侧，即发光二极管单元21mn或当作发光二极管单元21mn排列时，出射的白光的出射面内的色度差最大，激烈出现色度不匀的可能性高。反之，彩色液晶显示板110的中心附近的背后照明壳体部120的中心侧，即发光二极管单元21mn或当作发光二极管单元21mn排列时，能使出射的白光的出射面内的色度差最小，能大幅度抑制色度不匀。
(2)使用多行等级C的发光二极管单元21mn的情况，接着研究的情况为在排列属于等级A并且发出色度点a的白光的发光二极管单元21mn的图6所示的背后照明装置140中，将该发光二极管单元21mn从上到下依次换成属于等级C并且发出色度点c的白光的发光二极管单元21mn。
图12是对依次调换并排列属于等级C的发光二极管单元21mn时的背后照明装置140的垂直方向各位置的色度点的x坐标考虑每一所述排列位置的加权后算出的结果。图13是对排列的属于等级C的发光二极管单元21mn的每一行数算出背后照明装置140出射的出射面内的白光的x坐标的最低色度与最高色度之差(即色度差Δx)的图。
根据图12、图13所述的1结果，判明将多行色度差不同的发光二极管单元21mn排列在背后照明壳体部120内时，多行并行排列，则出射白光的出射面内的色度差变大，激烈出现色度不匀的可能性高。
因此，现在考虑排列多个属于等级C的发光二极管单元21mn的情况下，不多行并排的排列。图14是分别在将属于等级C的发光二极管单元21mn取为发光二极管单元2121、2141、2161并且间隔1个地排列的情况以及将同样属于等级C的发光二极管单元21mn取为2121、2151并且排列在第2行和第5行的情况下，考虑每一上述排列位置后算出背后照明装置140的垂直方向的各位置的色度点的x坐标的结果。
排列多行发光二极管单元21mn时，不作每行具有某种程度的间隔地排列的情况下，副发光二极管单元21mn出射的白光的色度僵硬地进行显示，不与占大多数的主色度发光二极管单元21mn出射的白光混合，因而色度不匀显著。
从仅排列1行副发光二极管单元21mn时的检验结果判明，排列在背后照明壳体部120的上端部或下端部的情况下，使施加在背后照明壳体部120内壁面120a的光利用效率用的反射功能反射的光加强，在上端部或下端部附近看到彩色僵硬。
因此，如图14所示，将属于等级C的发光二极管单元21mn取为第2行、第5行，即当作发光二极管单元2121和发光二极管单元2151排列时，与隔开1个地交替排列时相比，能消除出射的白光的出射面内的色度差，大幅度抑制色度不匀。
这样，将色度等级不同的发光二极管单元21mn用作同一背后照明装置140的光源时，使数量少的色度的发光二极管单元21mn排列成避开彩色液晶显示板110的周缘部，处在中心侧，并且排列多行时，通过例如以隔开2个的方式具有某种程度的间隔地排列，能形成抑制色度不匀的排列。
<排成2维矩阵状的情况>
上述例子说明了基于将发光二极管单元21mn排成1维矩阵状时的色度的排列策略，如图7所示。下面，说明基于将发光二极管单元21mn排成2维矩阵状时的色度的排列策略。
研究的情况为将发光二极管单元21mn在背后照明壳体部120内排列成2维矩阵状时，为了适应46英寸的彩色液晶显示板110，使发光二极管单元21mn的m＝6、m＝3，并将彩色液晶显示板110的水平方向当作长度方向，使发光二极管单元21mn在垂直方向排列6行，在水平方向排列3列。
例如，将图7所示那样分等级的发光二极管单元21mn中，属于等级B的发光二极管单元21mn全部配置在背后照明壳体部120内时，仅排列6个属于等级A的发光二极管单元21mn，则变成图15、图16所示的状态。
如图15所示，将属于等级A的发光二极管单元21mn取为发光二极管单元2111、2141、2122、2152、2113、2143，排列在背后照明壳体部120内。又，如图16所示，将属于等级A的发光二极管单元21mn取为发光二极管单元2111、2141、2122、2152、2133、2163，排列在背后照明壳体部120内。
如图15、图16所示，各自的背后照明装置140的背后照明壳体部120内，排列在作为2维矩阵的中心列的第2列的发光二极管单元21m2原样应用将多行发光二极管单元21mn排列成上述1维矩阵状时的排列策略，并且不使插入的数量少的发光二极管单元2121mn排列在背后照明壳体部120的上端部或下端部，而使插入的数量少的副发光二极管单元2121mn排列成具有某种程度的间隔。这里，以2行发光二极管单元21mn为中介，取为发光二极管单元2122、2152进行排列。
排在背后照明壳体部120内的左右的第1列发光二极管单元21m1和第3列发光二极管单元21m3与排在第2列的发光二极管单元21m2不同，在图15和图16中分别将发光二极管单元2111、2113和发光二极管单元2111、2163排列在背后照明壳体部120的上端部或下端部。
这种排列用于避免垂直方向的同一列中彩色呈现僵硬，同时还避免水平方向的同一行中彩色呈现僵硬。
例如，在图15、图16中，使属于等级A的色度的发光二极管单元21mn排列在发光二极管单元2121、2122、2123的位置时，以第2行为中心在水平方向上不同色度的白光呈现加强，产生色度不匀。因此，需要避免同一行上发光二极管单元21mn并排，这样在同一行上不排列副发光二极管单元21mn的基于色度的排列策略在彩色液晶显示板110的英寸规模大，需要将发光二极管单元21mn排列成2维矩阵状时，形成专门要求的排列策略。
使发光二极管单元21mn排列成2维矩阵状时，彩色液晶显示板110的水平方向长度为不小于发光二极管单元21mn的长度方向的长度的2倍，来自背后照明壳体部120的内壁面120a的反射造成的影响相对变小。因此，这时不使发光二极管单元21mn排列成同一行状的排列策略，其优先度高于不使其排列在背后照明壳体部120的上端部或下端部这种用使发光二极管单元21mn排列成1维矩阵状的例子说明的排列策略。
{基于亮度的排列策略}亮度的情况下，与色度相同，能排列同一背后照明装置140内具有不同的2种亮度的发光二极管单元21mn。
将由多个发光二极管21形成的发光二极管单元21mn与色度同样地分类成符合亮度的等级，并选择形成规定范围内的亮度差的发光二极管单元21mn。选择的发光二极管单元21mn对彩色液晶显示板110进行照明时，使其排列成中心亮度高。这就是根据亮度排列发光二极管单元21mn时的排列策略。
例如，如图6所示那样将6行发光二极管单元21mn排列在背后照明壳体部120内时，作为排列的发光二极管单元21mn准备4个高亮度(H)的单元、2个低亮度(L)的单元。
图17是示出使低亮度(L)发光二极管单元21mn排列在图6所示的发光二极管单元2131、2141的位置时和排列在发光二极管单元2111、2161的位置时的背后照明装置140在垂直方向的各位置的亮度的图。如图17所示，最好使低亮度(L)发光二极管单元21mn排列在彩色液晶显示板110的周缘部，即排列在背后照明壳体部120内的上端部或下端部，从而与使带来的(L)发光二极管单元21mn排列在中心时相比，亮度提高6.8％。
根据亮度，使发光二极管单元21mn在背后照明壳体部120内排列成2维矩阵状时，排列策略相同。
考虑的情况为例如将发光二极管单元21mn在背后照明壳体部120内排列成2维矩阵状时，为了适应46英寸的彩色液晶显示板110，使发光二极管单元21mn的m＝6、m＝3，并以彩色液晶显示板110的水平方向为长度方向，使发光二极管单元21mn在垂直方向排列6行，在水平方向排列3行。
按照上述基于亮度的排列策略，则如图18所示，将低亮度(L)发光二极管单元21mn排在背后照明装置140的背后照明壳体部120内的上端部或下端部。这样，用排列发光二极管单元21mn的背后照明装置140照明彩色液晶显示板110，从而能显示中心亮度高的视觉上良好的图像。
这样，组合基于色度的排列策略和基于亮度的排列策略时，根据色度分等级的各发光二极管单元21mn还根据亮度分类成高亮度的单元和低亮度的单元。因此，为了排列在背后照明壳体部120内而从2个不同的色度等级选择的主发光二极管单元21mn、副发光二极管单元21mn还分类成高亮度的单元和低亮度的单元，所以组合应用基于色度的排列策略和基于亮度的排列策略时，将共计4种发光二极管单元21mn排列在同一背后照明装置140内。
这时，使副发光二极管单元21mn中将亮度取为低亮度的发光二极管单元21mn根据色度排在彩色液晶显示板110的中心侧，或根据亮度排在彩色液晶显示板110的一周缘侧。
如上文所说明，将使用发出的白光的亮度、色度存在偏差的发光二极管21以规定的色度、亮度为目标形成的发光二极管单元21mn用作背后照明装置140的光源时，使其排列成同时满足上述基于色度的排列策略、基于亮度的排列策略的排列，从而能使以往剩余的发光二极管单元21mn又不发生亮度不匀、色度不匀、又不浪费地得到使用。因此，能大幅度削减背后照明装置140的制造成本、即透射型彩色液晶显示装置100的制造成本。
再者，本领域的技术人员会明白，本发明不受参照
的上述实施例限定，能进行各种变更、置换或其同等的处理，而不脱离所附权利要求书的范围将其主旨。
权利要求
1.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，显示规定亮度并且发出规定色度的白光的多个第1主发光元件串；使多个发光元件排成列状，显示低于所述规定亮度的亮度并且发出所述规定色度的白光的数量少于所述第1主发光元件串的第2主发光元件串；使多个发光元件排成列状，显示规定亮度，并且发出所述规定色度附近的色度的白光的数量少于所述第1主发光元件串的第1副发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，显示低于所述规定亮度的亮度并且发出所述规定色度附近的色度的白光的数量少于所述第1副发光元件串的第2副发光元件串，将所述第1主发光元件串、所述第2主发光元件串、所述第1副发光元件串和所述第2副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在所述液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使所述第1副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的中心侧，使所述第2主发光元件串根据亮度排在所述彩色液晶显示板的周缘侧，使所述第2副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的中心侧、或根据亮度排在所述彩色液晶显示板的一周缘侧。
2.根据权利要求1中所述的背后照明装置，其特征在于，排列大于等于2行的所述第1副发光元件串、所述第2副发光元件串时，使它们根据色度并间隔规定数量的所述第1主发光元件串为中介排列。
3.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，显示规定亮度并且发出规定色度的白光的多个第1主发光元件串；使多个发光元件排成列状，显示低于所述规定亮度的亮度并且发出所述规定色度的白光的、数量少于所述第1主发光元件串的第2主发光元件串；使多个发光元件排成列状，显示规定亮度，并且发出所述规定色度附近的色度的白光的、数量少于所述第1主发光元件串的第1副发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，显示低于所述规定亮度的亮度并且发出所述规定色度附近的色度的白光的数量少于所述第1副发光元件串的第2副发光元件串，将所述第1主发光元件串、所述第2主发光元件串、所述第1副发光元件串和所述第2副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，排成2维矩阵状时，使所述第1副发光元件串根据色度排列成不在同一行上相邻并排而且使排在2维矩阵的中心列的所述第1副发光元件串排在所述彩色液晶显示板的中心侧，使所述第2主发光元件串根据亮度排在所述彩色液晶显示板的周缘侧，使所述第2副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的中心侧而不在同一行上并排、或根据亮度排在所述彩色液晶显示板的周缘侧。
4.根据权利要求3中所述的背后照明装置，其特征在于，在2维矩阵的同一列上排列大于等于2行的所述第1副发光元件串、所述第2副发光元件串时，使它们根据色度并间隔规定数量的所述第1主发光元件串排列。
5.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出所述规定色度附近的色度的白光的数量少于所述主发光元件串的副发光元件串，将所述主发光元件串、所述副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在所述液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使所述副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的中心侧。
6.根据权利要求5中所述的背后照明装置，其特征在于，排列大于等于2行的所述副发光元件串时，使其间隔规定数量的所述主发光元件串排列。
7.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出规定色度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出所述规定色度附近的色度的白光的数量少于所述主发光元件串的副发光元件串，将所述主发光元件串、所述副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向排成2维矩阵状时，使所述副发光元件串排成在同一行上不相邻并排，同时还使排在2维矩阵的中心列的所述副发光元件串排在所述彩色液晶显示板的中心侧。
8.根据权利要求7中所述的背后照明装置，其特征在于，
2维矩阵的同一列上排列大于等于2行的所述副发光元件串时，使其间隔规定数量的所述主发光元件串排列。
9.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出显示规定亮度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出显示低于所述规定亮度的白光的数量少于所述主发光元件串的副发光元件串，将所述主发光元件串、所述副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向，在所述液晶显示板的垂直方向排成1维矩阵状时，使所述副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的周缘侧。
10.一种背后照明装置，对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明，其特征在于，作为光源，具有使多个发光元件排成列状，并且发出显示规定亮度的白光的多个主发光元件串；以及使多个发光元件排成列状，并且发出显示低于所述规定亮度的亮度的白光的数量少于所述主发光元件串的副发光元件串，将所述主发光元件串、所述副发光元件串以所述彩色液晶显示板的水平方向为长度方向排成2维矩阵状时，使所述副发光元件串根据色度排在所述彩色液晶显示板的周缘侧。
全文摘要
本发明是对透射型彩色液晶显示板从背面侧用白光进行照明的背后照明装置。其中作为光源，包含使多个发光二极管(21)排成列状并且发出规定色度的白光的多个主发光二极管单元(2文档编号F21S8/04GK101057175SQ20058003824
公开日2007年10月17日 申请日期2005年10月24日 优先权日2004年11月9日
发明者奥贵司, 新井健雄, 太田温, 田川康弘 申请人:索尼株式会社