(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をＰ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該Ｐ×Ｑ個の表示領域ユニットに対応したＰ×Ｑ個の面状光源ユニットから成り、
面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御され、
（ａ）上面が液晶表示装置と対面する拡散板、及び、
（ｂ）光源と拡散板との間、あるいは、拡散板の下面に配された光透過制御部材、
を備えており、
光透過制御部材は、Ｐ×Ｑ個の面状光源ユニットに対応したＰ×Ｑ個の光透過制御部材ユニットから成り、
各光透過制御部材ユニットは、
（Ａ）該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列された複数の第１傾斜面、
（Ｂ）第１傾斜面と第１傾斜面とを結ぶ第２傾斜面、並びに、
（Ｃ）第１傾斜面及び第２傾斜面の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜、
を備えており、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に向かう光は、該第１傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されることを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面に向かう光は、該第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射されることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項３】
光学薄膜は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率ＴＲMAXとなり、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、該光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項４】
光学薄膜は、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた多層膜から成ることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項５】
光源側へと延びる第１傾斜面の法線は、光源に近づく方向に延びており、
光源側へと延びる第２傾斜面の法線は、光源から遠ざかる方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項６】
光源側へと延びる第１傾斜面の法線は、光源から遠ざかる方向に延びており、
光源側へと延びる第２傾斜面の法線は、光源に近づく方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置にあっては、液晶材料それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置の表示領域を照射する直下型の面状光源装置（バックライト）を、複数の画素から構成された表示領域の背面に配置する。尚、カラー液晶表示装置において、１画素は、例えば、赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素の３つの副画素から構成されている。そして、各画素あるいは各副画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター（ライト・バルブ）として動作させることによって、即ち、各画素あるいは各副画素の光透過率（開口率）を制御し、面状光源装置から出射された照明光（例えば、白色光）の光透過率を制御することで、画像を表示している。面状光源装置は、筐体を備え、筐体内に配設された複数の光源、及び、筐体の上部に取り付けられた拡散板から構成されている。光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）や冷陰極線型の蛍光ランプが使用される。
【０００３】
従来、液晶表示装置組立体における面状光源装置は、表示領域全体を、均一、且つ、一定の明るさで照明しているが、このような面状光源装置とは別の構成、即ち、複数の面状光源ユニットから構成され、複数の表示領域ユニットにおける照度の分布を変化させる構成を有する面状光源装置が、例えば、特開２００５−２５８４０３から周知である。
【０００４】
このような面状光源装置は、以下に説明する方法に基づき制御される。即ち、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの最高輝度をＹmaxとし、表示領域ユニットにおける画素の光透過率（開口率）の最大値（具体的には、例えば１００％）をＬｔmaxとする。また、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットが最高輝度Ｙmaxであるときに、表示領域ユニットにおける各画素の表示輝度ｙ0を得るための各画素の光透過率（開口率）をＬｔ0とする。すると、この場合にあっては、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Ｙ0を、
Ｙ0・Ｌｔmax＝Ｙmax・Ｌｔ0
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。ここで、面状光源ユニットの光源輝度Ｙ0を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム（便宜上、画像表示フレームと呼ぶ）毎に変化させる。
【０００５】
そして、このような面状光源装置の制御（面状光源装置の分割駆動とも呼ばれる）によって、液晶表示装置における白レベルの増加、黒レベルの低下によるコントラスト比の増加を図ることができる結果、画像表示の品質の向上を図ることができるし、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５８４０３
【特許文献２】特開２００５−３５２４２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、或る面状光源ユニットの光源から出射された光の一部は、他の面状光源ユニットに侵入する。それ故、上述したように、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Ｙ0を制御したとき、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与える。従って、それぞれの面状光源ユニットの光源輝度を、このような影響を考慮して補正しなければならない。然るに、或る面状光源ユニットの光源輝度が、多数の他の面状光源ユニット（例えば、他の全ての面状光源ユニット）の光源輝度に影響を与える場合には、このような補正を行うための演算量が飛躍的に増加するといった問題がある。
【０００８】
一方、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を配置すれば、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を少なくすることが可能である。しかしながら、このような解決策では、光源から出射された光によって隔壁の影が生じ、この影によって拡散板に輝度ムラが生じてしまう虞がある。そして、拡散板に輝度ムラが生じると、即ち、隣接する面状光源ユニットの間に輝度ムラが生じると、画像表示の品質が低下してしまう。
【０００９】
また、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響が大きい場合、白レベルの増加や黒レベルの低下を図ることが困難となり、高いコントラスト比（液晶表示装置の画面表面における、外光反射等を含まない、全黒表示部と全白表示部の輝度比）を得ることができなくなるし、所望の表示領域の明るさを強調することが困難となる。
【００１０】
拡散板と光源との間に、入射された光の透過光と反射光とが所定の割合となるように、高屈折率膜と低屈折率膜とが少なくとも１層ずつ積層された誘電体多層膜から成る透過反射手段が配置された構造を有するバックライト装置が、例えば、特開２００５−３５２４２６から周知である。ところで、この特許公開公報に開示された透過反射手段は平面状であり、光源から出射され、透過反射手段によって反射された光は、直接的には、この光源の方に向かって戻されない。従って、分割駆動される面状光源装置にこの特許公開公報に開示された透過反射手段を適用した場合、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を小さくすることは困難である。また、１つの面状光源ユニットから見た場合の光源の光利用効率が低い。
【００１１】
従って、本発明の目的は、或る面状光源ユニットの光源輝度が及ぼす他の面状光源ユニットの光源輝度への影響を出来る限り少なくすることができ、しかも、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い構造を有する面状光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の面状光源装置は、２次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をＰ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該Ｐ×Ｑ個の表示領域ユニットに対応したＰ×Ｑ個の面状光源ユニットから成り、
面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御され、
（ａ）上面が液晶表示装置と対面する拡散板、及び、
（ｂ）光源と拡散板との間、あるいは、拡散板の下面に配された光透過制御部材、
を備えており、
光透過制御部材は、Ｐ×Ｑ個の面状光源ユニットに対応したＰ×Ｑ個の光透過制御部材ユニットから成り、
各光透過制御部材ユニットは、
（Ａ）該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列された複数の第１傾斜面、
（Ｂ）第１傾斜面と第１傾斜面とを結ぶ第２傾斜面、並びに、
（Ｃ）第１傾斜面及び第２傾斜面の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜、
を備えており、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に向かう光は、該第１傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されることを特徴とする。
【００１３】
尚、本発明の面状光源装置において、隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部（場合によっては全部）は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されるが、具体的な光の挙動は以下のとおりである。
（１）隣接光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって全ての光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される形態
（２）隣接光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって一部の光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻され、他の光は、第２傾斜面において光学薄膜を透過して拡散板に入射し、及び／又は、第２傾斜面において光学薄膜によって反射されて、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入し、及び／又は、第２傾斜面において光学薄膜によって反射されて、更に別の光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する形態
（３）隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面上に形成された光学薄膜によって全ての光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される形態
（４）隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面上に形成された光学薄膜によって一部の光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻され、他の光は、第１傾斜面において光学薄膜を透過して拡散板に入射し、及び／又は、第１傾斜面において光学薄膜によって反射されて、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入し、及び／又は、第１傾斜面において光学薄膜によって反射されて、更に別の光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する形態
【００１４】
本発明の面状光源装置にあっては、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面に向かう光は、この第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射される構成とすることが好ましい。この反射された光は、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットに戻るが、場合によっては、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する場合もある。
【００１５】
また、上記の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光学薄膜は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率ＴＲMAXとなり、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、この光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている構成とすることが望ましい。ここで、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニットを切断したときの第１傾斜面の傾斜は、例えば、第１傾斜面の延びる方向と仮想垂直平面との成す角度が直角の場合に、最も大きくなる。即ち、光学薄膜への光の入射角が最も大きくなる。第１傾斜面の傾斜は、このように、第１傾斜面の或る地点と光源との位置関係によって変化する場合があるので、「光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、この光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面への入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている」とは、複数の第１傾斜面の任意の１つの第１傾斜面を取り上げたとき、係る１つの第１傾斜面のいずれかの地点での入射角が入射角θMAXと等しくなることを意味する。
【００１６】
更には、上述した各種の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光学薄膜は、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた（例えば、交互に複数積層させた）多層膜から成ることが好ましい。ここで、低屈折率層を構成する材料としてＳｉＯXを挙げることができるし、高屈折率層を構成する材料として五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）を挙げることができる。尚、使用する材料、積層構成、各層の厚さ等を適切に選択することで、光の入射角に依存した光透過率を所望の値に変化させることができる。
【００１７】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光源側へと延びる第１傾斜面の法線は光源に近づく方向に延びており、光源側へと延びる第２傾斜面の法線は光源から遠ざかる方向に延びている構成とすることができる。尚、この場合には、第１傾斜面は、この第１傾斜面が含まれる光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面しており、第２傾斜面は、隣接する光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面していると云える。あるいは又、光源側へと延びる第１傾斜面の法線は光源から遠ざかる方向に延びており、光源側へと延びる第２傾斜面の法線は光源に近づく方向に延びている構成とすることもできる。尚、この場合には、第２傾斜面は、この第２傾斜面が含まれる光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面しており、第１傾斜面は、隣接する光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面していると云える。
【００１８】
本発明の面状光源装置にあっては、第２傾斜面によって第１傾斜面と第１傾斜面とは結ばれているが、より具体的には、第１傾斜面の頂部と、この第１傾斜面に隣接する第１傾斜面の底部が、第２傾斜面によって結ばれている。面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニットを切断したときの第１傾斜面及び第２傾斜面によって形成された形状として、具体的には、鋸形、頂部及び底部が丸みを帯びた鋸形、波形や正弦波を含む曲線を例示することができる。
【００１９】
或る光透過制御部材ユニットと、この光透過制御部材ユニットに隣接する隣接光透過制御部材ユニットとは、或る光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、拡散板と略平行な平面によって接続されていてもよい。
【００２０】
複数の第１傾斜面は、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列されているが、Ｐ≧２，Ｑ≧２である場合、第１傾斜面を光源側から眺めたときの平面形状は、光透過制御部材ユニットの外形形状と略相似形であることが好ましいが、同心の環状（ドーナッツ状）とすることもできる。具体的には、光透過制御部材ユニットの外形形状が例えば矩形の場合、第１傾斜面を光源側から眺めたときの平面形状として、同心の矩形の「ロ」の字状、コーナー部が丸みを帯びた同心の矩形の「ロ」の字状、同心の環状（ドーナッツ状）を挙げることができる。また、列方向（後述する第１の方向）に沿った値であるＰの値が１であり（Ｐ＝１）、行方向（後述する第２の方向）に沿った値であるＱの値が２以上（Ｑ≧２）である場合、第１傾斜面及び第２傾斜面は列方向（第１の方向）にのみ延びている。そして、この場合、「複数の第１傾斜面が同心に配列されている」とは、光源を通り、列方向（第１の方向）と平行な仮想垂直平面に対して対称に、複数の第１傾斜面（及び第２傾斜面）が配置されていることを意味する。一方、列方向（第１の方向）に沿った値であるＰの値が２以上であり（Ｐ≧２）、行方向（第２の方向）に沿った値であるＱの値が１（Ｑ＝１）である場合、第１傾斜面及び第２傾斜面は行方向（第２の方向）にのみ延びている。そして、この場合、「複数の第１傾斜面が同心に配列されている」とは、光源を通り、行方向（第２の方向）と平行な仮想垂直平面に対して対称に、複数の第１傾斜面（及び第２傾斜面）が配置されていることを意味する。
【００２１】
各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に向かう光は、この第１傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射するが、このときの第１傾斜面上に形成された光学薄膜における光透過率ＴＲ11は、０．７×ＴＲMAX≦ＴＲ11≦ＴＲMAXであることが望ましい。また、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射されるが、このときの光学薄膜における光透過率ＴＲ2は、ＴＲ2≦０．３×ＴＲMAXであることが望ましい。更には、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第２傾斜面に向かう光が、この第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射される構成とした場合、このときの第２傾斜面上に形成された光学薄膜における光透過率は、本質的に任意の値とすることができる。
【００２２】
本発明の面状光源装置において、光透過制御部材は、光源と拡散板との間に配されており、あるいは、拡散板の下面に配されている。前者の構成にあっては、光透過制御部材と光源との間に隙間が存在し、光透過制御部材と拡散板との間にも隙間が存在する。一方、後者の構成にあっては、光透過制御部材が、拡散板の下面に固定された構成とすることができるし、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成とすることもできる。
【００２３】
光透過制御部材が拡散板と別に作製されている構成にあっては、光透過制御部材を構成し、第１傾斜面及び第２傾斜面が形成された基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；アクリル系樹脂；メタクリル樹脂といった、光源から出射される光に対して透明な材料を挙げることができ、更には、この場合、拡散板を構成する材料として、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；ポリスチレン系樹脂（ＰＳ）；メタクリル樹脂を挙げることができる。尚、光透過制御部材の拡散板と対向する面は、第１傾斜面及び第２傾斜面と略平行であってもよいし（即ち、凹凸面としてもよいし）、拡散板と略平行な平面であってもよい。一方、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成にあっては、光透過制御部材を兼ねた拡散板を構成する材料として、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）；ポリスチレン系樹脂（ＰＳ）；メタクリル樹脂を挙げることができ、この場合、拡散板の厚さ方向に沿って、拡散板の光拡散効率が変化していてもよい。具体的には、拡散板の下面に向かって拡散板の光透過率が次第に高くなっていてもよい。
【００２４】
光学薄膜は、光の入射角に依存して光透過率が変化するだけでなく、光の波長に依存して光透過率が変化する場合もある。例えば、後述するように、光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び、青色発光ダイオードを１組として構成されている場合、赤色光の透過／反射を専ら制御する赤色用光学薄膜、緑色光の透過／反射を専ら制御する緑色用光学薄膜、青色光の透過／反射を専ら制御する青色用光学薄膜が積層された構造の光学薄膜としてもよい。
【００２５】
光学薄膜を基材あるいは拡散板下面上に形成する方法として、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、ナノ・インプリントの代表される印刷法を例示することができる。また、基材の形成方法として、使用する材料にも依存するが、プラスチック素材を用いた成形法、係る成形法と加熱・加圧による賦形法の組合せを例示することができる。
【００２６】
本発明の面状光源装置において、１つの面状光源ユニットは、４つの面状光源ユニットによって囲まれ、あるいは又、３つの面状光源ユニットと筐体（後述する）の１つの側面によって囲まれ、あるいは又、２つの面状光源ユニットと筐体の２つの側面によって囲まれている。
【００２７】
本発明の面状光源装置において、面状光源装置を構成する面状光源ユニットの光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を挙げることができるし、あるいは又、冷陰極線型の蛍光ランプや、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置、冷陰極電界電子放出装置（ＦＥＤ）、プラズマ表示装置、通常のランプを挙げることもできる。光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば波長６４０ｎｍの赤色を発光する赤色発光ダイオード、例えば波長５３０ｎｍの緑色を発光する緑色発光ダイオード、及び、例えば波長４５０ｎｍの青色を発光する青色発光ダイオードを１組として構成して白色光を得ることができるし、白色発光ダイオード（例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色を発光する発光ダイオード）の発光によって白色光を得ることもできる。赤色、緑色、青色以外の第４番目の色、第５番目の色・・・を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。
【００２８】
また、光源を発光ダイオードから構成する場合、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオードが、筐体内に配置、配列されている。より具体的には、（１つの赤色発光ダイオード，１つの緑色発光ダイオード，１つの青色発光ダイオード）、（１つの赤色発光ダイオード，２つの緑色発光ダイオード，１つの青色発光ダイオード）、（２つの赤色発光ダイオード，２つの緑色発光ダイオード，１つの青色発光ダイオード）等の組合せから成る発光ダイオード・ユニットから、光源を構成することができる。１つの面状光源ユニットには、少なくとも１つの発光ダイオード・ユニットが備えられている。光源を発光ダイオード・ユニットから構成する場合、発光ダイオード・ユニットの中心が光源の中心部に相当する。
【００２９】
発光ダイオードは、所謂フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。即ち、発光ダイオードは、基板、及び、基板上に形成された発光層から構成されており、発光層から光が外部に出射される構造としてもよいし、発光層からの光が基板を通過して外部に出射される構造としてもよい。より具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、例えば、基板上に形成された第１導電型（例えばｎ型）を有する化合物半導体層から成る第１クラッド層、第１クラッド層上に形成された活性層、活性層上に形成された第２導電型（例えばｐ型）を有する化合物半導体層から成る第２クラッド層の積層構造を有し、第１クラッド層に電気的に接続された第１電極、及び、第２クラッド層に電気的に接続された第２電極を備えている。発光ダイオードを構成する層は、発光波長に依存して、周知の化合物半導体材料から構成すればよい。
【００３０】
本発明の面状光源装置にあっては、光源の発光状態（具体的には、例えば、光源の輝度、あるいは、光源の色度、あるいは、光源の輝度と色度）を測定するための光センサーが配設されていることが望ましい。光センサーの数は、最低１個であればよいが、１個の面状光源ユニットに１組の光センサーが配置されている構成とすることが、各面状光源ユニットの発光状態を確実に測定するといった観点から望ましい。光センサーとして、周知のフォトダイオードやＣＣＤ装置を挙げることができる。光源を、例えば、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び、青色発光ダイオードを１組として構成する場合、光センサーによって測定される光源の発光状態は、光源の輝度及び色度である。また、この場合、１組の光センサーを、赤色光の光強度を測定するために赤色フィルターが取り付けられたフォトダイオード、緑色光の光強度を測定するために緑色フィルターが取り付けられたフォトダイオード、及び、青色光の光強度を測定するために青色フィルターが取り付けられたフォトダイオードから構成することができる。
【００３１】
ここで、画素あるいは副画素の光透過率（開口率とも呼ばれる）Ｌｔ、画素あるいは副画素に対応する表示領域の部分の輝度（表示輝度）ｙ、及び、面状光源ユニットの輝度（光源輝度）Ｙを、以下のとおり、定義する。
【００３２】
Ｙ1・・・・光源輝度の、例えば最高輝度であり、以下、光源輝度・第１規定値と呼ぶ場合がある。
Ｌｔ1・・・表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率（開口率）の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第１規定値と呼ぶ場合がある。
Ｌｔ2・・・光源輝度が光源輝度・第１規定値Ｙ1であるときに、表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率（開口率）であり、以下、光透過率・第２規定値と呼ぶ場合がある。尚、０≦Ｌｔ2≦Ｌｔ1
ｙ2・・・・光源輝度が光源輝度・第１規定値Ｙ1であり、画素あるいは副画素の光透過率（開口率）が光透過率・第２規定値Ｌｔ2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第２規定値と呼ぶ場合がある。
Ｙ2・・・・表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率（開口率）が光透過率・第１規定値Ｌｔ1に補正された仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第２規定値（ｙ2）とするための面状光源ユニットの光源輝度。但し、光源輝度Ｙ2には、各面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を考慮した補正が施される場合がある。
【００３３】
本発明の面状光源装置の駆動時、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度（光透過率・第１規定値Ｌｔ1における表示輝度・第２規定値ｙ2）が得られるように、表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットを構成する光源の輝度を駆動回路によって制御するが、具体的には、例えば、画素あるいは副画素の光透過率（開口率）を、例えば光透過率・第１規定値Ｌｔ1としたときに表示輝度ｙ2が得られるように、光源輝度Ｙ2を制御すればよい（例えば、減少させればよい）。即ち、例えば、以下の式（１）を満足するように、画像表示フレーム毎に面状光源ユニットの光源輝度Ｙ2を制御すればよい。尚、Ｙ2≦Ｙ1の関係にある。
【００３４】
Ｙ2・Ｌｔ1＝Ｙ1・Ｌｔ2    （１）
【００３５】
駆動回路は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号発生回路、デューティ比制御回路、発光ダイオード（ＬＥＤ）駆動回路、演算回路、記憶装置（メモリ）等から構成された面状光源装置制御回路（バックライト制御ユニット及び面状光源ユニット駆動回路）、並びに、タイミングコントローラ等の周知の回路から構成された液晶表示装置駆動回路から構成することができる。
【００３６】
面状光源装置は、更には、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートを備えている構成とすることができる。
【００３７】
透過型の液晶表示装置は、例えば、透明第１電極を備えたフロント・パネル、透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。
【００３８】
フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第１の基板と、第１の基板の内面に設けられた透明第１電極（共通電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第１の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、透過型のカラー液晶表示装置においては、第１の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。そして、フロント・パネルは、更に、オーバーコート層上に透明第１電極が形成された構成を有している。尚、透明第１電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第２の基板と、第２の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通／非導通が制御される透明第２電極（画素電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第２の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第２電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を含む液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたＭＯＳ型ＦＥＴや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）といった３端子素子や、ＭＩＭ素子、バリスタ素子、ダイオード等の２端子素子を例示することができる。
【００３９】
透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、１画素（ピクセル）あるいは１副画素（サブピクセル）に該当する。そして、透過型のカラー液晶表示装置においては、各画素（ピクセル）を構成する赤色発光副画素（副画素［Ｒ］）は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素（副画素［Ｇ］）は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素（副画素［Ｂ］）は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。副画素［Ｒ］、副画素［Ｇ］及び副画素［Ｂ］の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。尚、画素は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の３つの副画素を１組として構成される構成に限定されず、例えば、これらの３つの副画素に更に１あるいは複数の副画素を加えた１組（例えば、輝度向上のために白色を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた１組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた１組）から構成することもできる。
【００４０】
２次元マトリクス状に配列された画素（ピクセル）の数Ｍ0×Ｎ0を（Ｍ0，Ｎ0）で表記したとき、（Ｍ0，Ｎ0）の値として、具体的には、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（１２８０，９６０）等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。また、（Ｍ0，Ｎ0）の値と（Ｐ，Ｑ）の値との関係として、限定するものではないが、以下の表１に例示することができる。１つの表示領域ユニットを構成する画素の数として、２０×２０乃至３２０×２４０、好ましくは、５０×５０乃至２００×２００を例示することができる。表示領域ユニットにおける画素の数は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
【００４１】
0004622935.tif 000002
【発明の効果】
【００４２】
本発明の面状光源装置にあっては、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面に向かう光は、この第１傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、拡散板にて拡散されて出射し、液晶表示装置を背面から照射する。一方、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される。従って、或る面状光源ユニットの光源輝度が及ぼす他の面状光源ユニットの光源輝度への影響を出来る限り少なくすることができ、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い。しかも、面状光源装置から出射される光の光路長が延び、面状光源ユニットあるいは面状光源装置内での光の混合を十分に行うことができるので、面状光源装置の薄型化を一層の図ることが可能となる。更には、液晶表示装置における白レベルの増加や黒レベルの低下を図ることが可能となり、高いコントラスト比を達成することができるし、所望の表示領域の明るさを強調することが可能となり、画像表示の品質の向上を図ることができる。また、或る面状光源ユニットの光源輝度が多数の他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与えるときの光源輝度の補正を行うための演算量の減少を図ることができる。更には、１つの面状光源ユニットから見た場合の光源の光利用効率の向上を図ることができ、最終的に、面状光源装置における消費電力の低減を図ることができる。
【００４３】
更には、本発明の面状光源装置において、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度（光透過率・第１規定値Ｌｔ1における表示輝度・第２規定値ｙ2）が得られるように、表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットを構成する光源の輝度を駆動回路によって制御すれば、面状光源装置の消費電力の一層の低減を図ることができるばかりか、白レベルの増加や黒レベルの一層の低下を図り、一層高いコントラスト比を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明の面状光源装置を説明するが、それに先立ち、実施例において使用に適した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置の概要を、図５、図６、図７の（Ａ）及び（Ｂ）、図８を参照して、説明する。
【００４５】
図５に概念図を示すように、透過型のカラー液晶表示装置１０は、第１の方向に沿ってＭ0個、第２の方向に沿ってＮ0個の、合計Ｍ0×Ｎ0個の画素が２次元マトリクス状に配列された表示領域１１を備えている。ここで、表示領域１１を、Ｐ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニット１２に分割したと想定する。各表示領域ユニット１２は複数の画素から構成されている。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてＨＤ−ＴＶ規格を満たすものであり、２次元マトリクス状に配列された画素（ピクセル）の数Ｍ0×Ｎ0を（Ｍ0，Ｎ0）で表記したとき、例えば、（１９２０，１０８０）である。また、２次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域１１（図５において、一点鎖線で示す）がＰ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニット１２（境界を点線で示す）に分割されている。（Ｐ，Ｑ）の値は、例えば、（１９，１２）である。但し、図面の簡素化のため、図５における表示領域ユニット１２（及び、後述する面状光源ユニット４２）の数は、この値と異なる。各表示領域ユニット１２は複数（Ｍ×Ｎ）の画素から構成されており、１つの表示領域ユニット１２を構成する画素の数は、例えば、約１万である。各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を１組として構成されている。より具体的には、各画素は、赤色発光副画素（副画素［Ｒ］）、緑色発光副画素（副画素［Ｇ］）、及び、青色発光副画素（副画素［Ｂ］）の３つの副画素（サブピクセル）から構成されている。この透過型のカラー液晶表示装置１０は、線順次駆動される。より具体的には、カラー液晶表示装置１０は、マトリクス状に交差する走査電極（第１の方向に沿って延びている）とデータ電極（第２の方向に沿って延びている）とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号（制御信号に基づく信号である）に基づき画像を表示させ、１画面を構成する。
【００４６】
カラー液晶表示装置１０は、図８に模式的な一部断面図を示すように、透明第１電極２４を備えたフロント・パネル２０、透明第２電極３４を備えたリア・パネル３０、及び、フロント・パネル２０とリア・パネル３０との間に配された液晶材料１３から成る。
【００４７】
フロント・パネル２０は、例えば、ガラス基板から成る第１の基板２１と、第１の基板２１の外面に設けられた偏光フィルム２６とから構成されている。第１の基板２１の内面には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層２３によって被覆されたカラーフィルター２２が設けられ、オーバーコート層２３上には、透明第１電極（共通電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）２４が形成され、透明第１電極２４上には配向膜２５が形成されている。一方、リア・パネル３０は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第２の基板３１と、第２の基板３１の内面に形成されたスイッチング素子（具体的には、薄膜トランジスタ、ＴＦＴ）３２と、スイッチング素子３２によって導通／非導通が制御される透明第２電極（画素電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）３４と、第２の基板３１の外面に設けられた偏光フィルム３６とから構成されている。透明第２電極３４を含む全面には配向膜３５が形成されている。フロント・パネル２０とリア・パネル３０とは、それらの外周部で封止材（図示せず）を介して接合されている。尚、スイッチング素子３２は、ＴＦＴに限定されず、例えば、ＭＩＭ素子から構成することもできる。また、図面における参照番号３７は、スイッチング素子３２とスイッチング素子３２との間に設けられた絶縁層である。
【００４８】
これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
直下型の面状光源装置（バックライト）４０は、Ｐ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニット１２に対応したＰ×Ｑ個の面状光源ユニット４２から成り、各面状光源ユニット４２は、面状光源ユニット４２に対応する表示領域ユニット１２を背面から照明する。面状光源ユニット４２に備えられた光源は、個別に制御される。尚、カラー液晶表示装置１０の下方に面状光源装置４０が位置しているが、図５においては、カラー液晶表示装置１０と面状光源装置４０とを別々に表示した。面状光源装置４０における発光ダイオード等の配置、配列状態を図７の（Ａ）に模式的に示し、カラー液晶表示装置１０及び面状光源装置４０から成る液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を図７の（Ｂ）に示す。図７の（Ａ）には、面状光源ユニット４２の境界を点線で示した。光源は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式に基づき駆動される発光ダイオード４１から成る。
【００５０】
図７の（Ｂ）に液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を示すように、面状光源装置４０は、外側フレーム５３と内側フレーム５４とを備えた筐体５１から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置１０の端部は、外側フレーム５３と内側フレーム５４とによって、スペーサ５５Ａ，５５Ｂを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム５３と内側フレーム５４との間には、ガイド部材５６が配置されており、外側フレーム５３と内側フレーム５４とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置１０がずれない構造となっている。筐体５１の内部であって上部には、拡散板６１が、スペーサ５５Ｃ、ブラケット部材５７を介して、内側フレーム５４に取り付けられている。また、拡散板６１の上には、拡散シート６２、プリズムシート６３、偏光変換シート６４といった光学機能シート群が積層されている。
【００５１】
筐体５１の内部であって下部には、反射シート６５が備えられている。ここで、この反射シート６５は、その反射面が拡散板６１と対向するように配置され、筐体５１の底面５２Ａに図示しない取付け用部材を介して取り付けられている。反射シート６５は、例えば、シート基材上に、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層された構造を有する銀増反射膜から構成することができる。反射シート６５は、複数の発光ダイオード４１（光源４１）から出射された光や、筐体５１の側面５２Ｂによって反射された光を反射する。こうして、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード４１Ｒ（光源４１Ｒ）、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード４１Ｇ（光源４１Ｇ）、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオード４１Ｂ（光源４１Ｂ）から出射された赤色光、緑色光及び青色光が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、後述する光透過制御部材１００を通過し、更には、拡散板６１、拡散シート６２、プリズムシート６３、偏光変換シート６４といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置１０を背面から照射する。
【００５２】
筐体５１の底面５２Ａ近傍には、光センサーであるフォトダイオード４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂが配置されている。尚、フォトダイオード４３Ｒは、赤色光の光強度を測定するために赤色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード４３Ｇは、緑色光の光強度を測定するために緑色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード４３Ｂは、青色光の光強度を測定するために青色フィルターが取り付けられたフォトダイオードである。ここで、１個の面状光源ユニット４２に１組の光センサー（フォトダイオード４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ）が配置されている。光センサーであるフォトダイオード４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂによって測定される光源４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの発光状態は、発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの輝度及び色度である。
【００５３】
発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの配列状態は、例えば、赤色（例えば、波長６４０ｎｍ）を発光する赤色発光ダイオード４１Ｒ、緑色（例えば、波長５３０ｎｍ）を発光する緑色発光ダイオード４１Ｇ、及び、青色（例えば、波長４５０ｎｍ）を発光する青色発光ダイオード４１Ｂを１組とした発光ダイオード・ユニットを水平方向及び垂直方向に複数、並べる配列とすることができる。尚、この場合、１つの面状光源ユニット４２に１つの発光ダイオード・ユニットが配置されており、発光ダイオード・ユニットの中心が光源の中心に相当する。
【００５４】
図５及び図６に示すように、外部（ディスプレイ回路）からの駆動信号に基づき面状光源装置４０及びカラー液晶表示装置１０を駆動するための駆動回路は、パルス幅変調制御方式に基づき、面状光源装置４０を構成する赤色発光ダイオード４１Ｒ、緑色発光ダイオード４１Ｇ及び青色発光ダイオード４１Ｂのオン／オフ制御を行うバックライト制御ユニット７０及び面状光源ユニット駆動回路８０、並びに、液晶表示装置駆動回路９０から構成されている。バックライト制御ユニット７０は、演算回路７１及び記憶装置（メモリ）７２から構成されている。一方、面状光源ユニット駆動回路８０は、演算回路８１、記憶装置（メモリ）８２、ＬＥＤ駆動回路８３、フォトダイオード制御回路８４、ＦＥＴから成るスイッチング素子８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ、発光ダイオード駆動電源（定電流源）８６から構成されている。バックライト制御ユニット７０及び面状光源ユニット駆動回路８０を構成するこれらの回路等は、周知の回路等とすることができる。一方、カラー液晶表示装置１０を駆動するための液晶表示装置駆動回路９０は、タイミングコントローラ９１といった周知の回路から構成されている。カラー液晶表示装置１０には、液晶セルを構成するＴＦＴから成るスイッチング素子３２を駆動するための、ゲート・ドライバ、ソース・ドライバ等（これらは図示せず）が備えられている。或る画像表示フレームにおける発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの発光状態は、フォトダイオード４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂによって測定され、フォトダイオード４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂからの出力はフォトダイオード制御回路８４に入力され、フォトダイオード制御回路８４、演算回路８１において、発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの例えば輝度及び色度としてのデータ（信号）とされ、係るデータがＬＥＤ駆動回路８３に送られ、次の画像表示フレームにおける発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの発光状態が制御されるといったフィードバック機構が形成される。また、発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの下流には電流検出用の抵抗体ｒR，ｒG，ｒBが、発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと直列に挿入されており、抵抗体ｒR，ｒG，ｒBを流れる電流が電圧に変換され、抵抗体ｒR，ｒG，ｒBにおける電圧降下が所定の値となるように、ＬＥＤ駆動回路８３の制御下、発光ダイオード駆動電源８６の動作が制御される。ここで、図６には、発光ダイオード駆動電源（定電流源）８６を１つで描写しているが、実際には、発光ダイオード４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂのそれぞれを駆動するための発光ダイオード駆動電源８６が配されている。
【００５５】
２次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域がＰ×Ｑ個の表示領域ユニットに分割されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Ｑ行×Ｐ列の表示領域ユニットに分割されていると云える。また、表示領域ユニット１２は複数（Ｍ×Ｎ）の画素から構成されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Ｎ行×Ｍ列の画素から構成されていると云える。尚、２次元マトリクス状に配列され、第ｑ行、第ｐ列［但し、ｑ＝１，２，・・・，Ｑであり、ｐ＝１，２，・・・，Ｐである］に位置する表示領域ユニット、面状光源ユニットを、それぞれ、表示領域ユニット１２(q,p)、面状光源ユニット４２(q,p)と表記し、表示領域ユニット１２(q,p)あるいは面状光源ユニット４２(q,p)に関連する要素、項目に、添字「(q,p)」あるいは「-(q,p)」を付する場合がある。ここで、赤色発光副画素（副画素［Ｒ］）、緑色発光副画素（副画素［Ｇ］）、及び、青色発光副画素（副画素［Ｂ］）を一括して纏めて『副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］』と呼ぶ場合があるし、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の動作の制御（具体的には、例えば、光透過率（開口率）の制御）のために副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］に入力される赤色発光制御信号、緑色発光制御信号、及び、青色発光制御信号を一括して纏めて『制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］』と呼ぶ場合があるし、表示領域ユニットを構成する副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］を駆動するために駆動回路に外部から入力される赤色発光副画素駆動信号、緑色発光副画素駆動信号、及び、青色発光副画素駆動信号を一括して纏めて『駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］』と呼ぶ場合がある。
【００５６】
各画素は、副画素［Ｒ］（赤色発光サブピクセル）、副画素［Ｇ］（緑色発光サブピクセル）、及び、副画素［Ｂ］（青色発光サブピクセル）の３つの副画素（サブピクセル）を１組として構成されているが、以下の実施例の説明においては、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれの輝度の制御（階調制御）を８ビット制御とし、０〜２５５の２8段階にて行うとする。従って、各表示領域ユニット１２を構成する各画素における副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれを駆動するために液晶表示装置駆動回路９０に入力される駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値ｘR，ｘG，ｘBのそれぞれは、２8段階の値をとる。また、各面状光源ユニットを構成する赤色発光ダイオード４１Ｒ、緑色発光ダイオード４１Ｇ及び青色発光ダイオード４１Ｂのそれぞれの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値ＳR，ＳG，ＳBも、０〜２５５の２8段階の値をとる。但し、これに限定するものではなく、例えば、１０ビット制御とし、０〜１０２３の２10段階にて行うこともでき、この場合には、８ビットの数値での表現を、例えば４倍すればよい。
【００５７】
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ｌｔを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれに、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれの光透過率Ｌｔを制御する制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］が液晶表示装置駆動回路９０から供給される。即ち、液晶表示装置駆動回路９０においては、入力された駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］から制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］が生成され、この制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］が副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］に供給（出力）される。尚、面状光源ユニット４２の光源輝度Ｙ2を１画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］は、基本的に、駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値を２．２乗した値に対して、光源輝度Ｙ2の変化に基づく補正（補償）を行った値を有する。そして、液晶表示装置駆動回路９０を構成するタイミングコントローラ９１から、カラー液晶表示装置１０のゲート・ドライバ及びソース・ドライバに、制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］が周知の方法で送出され、制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］に基づき各副画素を構成するスイッチング素子３２が駆動され、液晶セルを構成する透明第１電極２４及び透明第２電極３４に所望の電圧が印加されることで、各副画素の光透過率（開口率）Ｌｔが制御される。ここで、制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値が大きいほど、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の光透過率（副画素の開口率）Ｌｔが高くなり、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の輝度（表示輝度ｙ）の値が高くなる。即ち、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］を通過する光によって構成される画像（通常、一種、点状である）は明るい。
【００５８】
表示輝度ｙ及び光源輝度Ｙ2の制御は、カラー液晶表示装置１０の画像表示における１画像表示フレーム毎、表示領域ユニット毎、面状光源ユニット毎に行われる。また、１画像表示フレーム内におけるカラー液晶表示装置１０の動作と面状光源装置４０の動作とは同期させられる。尚、駆動回路に電気信号として１秒間に送られる画像情報の数（毎秒画像）がフレーム周波数（フレームレート）であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間（単位：秒）である。
【実施例１】
【００５９】
実施例１は、本発明の面状光源装置に関する。実施例１の面状光源装置の模式的な一部断面図を図１に示す。尚、図１あるいは後述する図２〜図４は、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面であって、第１傾斜面及び第２傾斜面が延びる方向と直角の方向に位置する仮想垂直平面で、光透過制御部材ユニット等を切断したときの面状光源装置の模式的な一部断面図である。
【００６０】
実施例１の面状光源装置４０は、上述したとおり、２次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域１１を有する透過型のカラー液晶表示装置１０を背面から照明する面状光源装置である。そして、この面状光源装置４０は、カラー液晶表示装置１０の表示領域１１をＰ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニット１２に分割したと想定したときのこれらのＰ×Ｑ個の表示領域ユニット１２に対応したＰ×Ｑ個の面状光源ユニット４２から成り、面状光源ユニット４２に備えられた光源４１は、個別に制御される。但し、面状光源ユニットの光源輝度は他の面状光源ユニットに備えられた光源の発光状態等による影響を受けるので、この影響を考慮した上で、光源の発光状態を制御することが望ましい。
【００６１】
面状光源装置４０は、更に、
（ａ）アクリル系樹脂シートから作製され、上面が液晶表示装置と対面する拡散板６１、及び、
（ｂ）光源４１と拡散板６１との間に配された光透過制御部材１００、
を備えている。尚、光透過制御部材１００は、図示しない取付け用部材を介して、内側フレーム５４に取り付けられている。
【００６２】
ここで、光透過制御部材１００は、Ｐ×Ｑ個の面状光源ユニット４２に対応したＰ×Ｑ個の光透過制御部材ユニット１１０から成る。そして、各光透過制御部材ユニット１１０は、
（Ａ）この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１の中心部を通る垂直軸ＮＬ0を中心として同心に配列された複数の第１傾斜面（図１においては、第１傾斜面Ａ1，Ａ2，Ａ3で示し、以下の説明においては、第１傾斜面１１１と総称する場合がある）、
（Ｂ）第１傾斜面１１１と第１傾斜面１１１とを結ぶ第２傾斜面（図１においては、第２傾斜面Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3で示し、以下の説明においては、第２傾斜面１１２と総称する場合がある）、並びに、
（Ｃ）第１傾斜面１１１及び第２傾斜面１１２の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜１１３（図１においては、第１傾斜面１１１及び第２傾斜面１１２と特に区別していない）、
を備えている。尚、図１あるいは後述する図２〜図４に示した第１傾斜面や第２傾斜面の数は例示であり、係る数に限定するものではない。また、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接した隣接光透過制御部材ユニットを隣接光透過制御部材ユニット１１０’と呼び、隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第１傾斜面を第１傾斜面１１１’、第２傾斜面を第２傾斜面１１２’、光学薄膜を光学薄膜１１３’と呼び、隣接光透過制御部材ユニット１１０’に対応した面状光源ユニット、及び、この面状光源ユニットを構成する光源を、それぞれ、面状光源ユニット４２’、光源４１’と呼ぶ場合がある。
【００６３】
そして、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第１傾斜面１１１に向かう光は、この第１傾斜面１１１上に形成された光学薄膜１１３を透過して、拡散板６１に入射する。この光線を図１あるいは後述する図３〜図４においては、一点鎖線で示す。また、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接した隣接光透過制御部材ユニット１１０’に向かう光の少なくとも一部（実施例１にあっては全部であり、これらの光線を図１あるいは後述する図３〜図４においては点線で示す）は、隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第１傾斜面又は第２傾斜面上に形成された光学薄膜（実施例１にあっては、より具体的には、第２傾斜面１１２’上に形成された光学薄膜１１３’であり、図１においては、第２傾斜面１１２’を第２傾斜面ｂ1，ｂ2，ｂ3で示す）によって反射され、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２内に戻される。
【００６４】
また、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第２傾斜面１１２に向かう光は、この第２傾斜面１１２上に形成された光学薄膜１１３によって反射され、実施例１にあっては、主に、この面状光源ユニット４２に戻される。
【００６５】
光学薄膜１１３は、ＳｉＯXから成る低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有し、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）から成る高屈折率層とを交互に複数積層させた多層膜から成る。多層膜の構成を、以下の表２に示す。尚、第１傾斜面１１１及び第２傾斜面１１２が形成された基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から成るシートである。この光学薄膜１１３への入射角と光透過率の関係を測定したグラフを、図１１、図１２及び図１３に示すが、図１１は、ピーク波長６４０ｎｍの光が入射したときのデータであり、図１２は、ピーク波長５３０ｎｍの光が入射したときのデータであり、図１３は、ピーク波長４５０ｎｍの光が入射したときのデータである。光学薄膜１１３の光透過率は、どの光に対しても、入射角２５度近傍から急激に上昇し始め、入射角５０〜６０度において最大となり、徐々に減少している。
【００６６】
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【００６７】
光学薄膜１１３は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率ＴＲMAXとなり、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光の、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第１傾斜面１１１に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている。面状光源ユニット４２を構成する光源４１の中心部を通る垂直軸ＮＬ0を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニット１１０を切断したときの第１傾斜面１１１の傾斜は、第１傾斜面１１１の延びる方向と仮想垂直平面との成す角度が直角の場合に、最も大きくなる。即ち、光学薄膜１１３への光の入射角が最も大きくなる。そして、複数の第１傾斜面１１１の任意の１つの第１傾斜面１１１を取り上げたとき、係る１つの第１傾斜面１１１のいずれかの地点での入射角が入射角θMAXと等しくなる。
【００６８】
光源側へと延びる第１傾斜面１１１の法線ＮＬ1（法線ＮＬ1の延びる方向を図１に矢印で示す）は光源４１に近づく方向に延びており、光源側へと延びる第２傾斜面１１２の法線ＮＬ2（法線ＮＬ2の延びる方向を図１に矢印で示す）は光源４１から遠ざかる方向に延びている。より具体的には、第１傾斜面１１１は、この第１傾斜面１１１が含まれる光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１に概ね面しており、第２傾斜面１１２は、隣接する光透過制御部材ユニット１１０’に対応した面状光源ユニット４２’を構成する光源４１’に概ね面している。
【００６９】
また、第２傾斜面１１２によって第１傾斜面１１１と第１傾斜面１１１とは結ばれているが、より具体的には、第１傾斜面１１１の頂部と、この第１傾斜面１１１に隣接する第１傾斜面１１１の底部が、第２傾斜面１１２によって結ばれている。面状光源ユニット４２を構成する光源４１の中心部を通る垂直軸ＮＬ0を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニット１１０を切断したときの第１傾斜面１１１及び第２傾斜面１１２によって形成された形状は、鋸形である。また、光透過制御部材ユニット１１０を構成する第２傾斜面１１２（第２傾斜面Ｂ3）と隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第２傾斜面１１２’（第２傾斜面ｂ3）とが接続されることで、光透過制御部材ユニット１１０と、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接する隣接光透過制御部材ユニット１１０’とは接続されている。
【００７０】
更には、複数の第１傾斜面１１１は、面状光源ユニット４２を構成する光源４１の中心部を通る垂直軸ＮＬ0を中心として同心に配列されているが、具体的には、第１傾斜面１１１を光源側から眺めたときの平面形状は、光透過制御部材ユニット１１０の外形形状と略相似形である。より具体的には、光透過制御部材ユニット１１０の外形形状は矩形であり、第１傾斜面１１１を光源側から眺めたときの平面形状は、コーナー部が丸みを帯びた同心の矩形の「ロ」の字状である。
【００７１】
各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第１傾斜面１１１に向かう光は、この第１傾斜面１１１上に形成された光学薄膜１１３を透過して、拡散板６１に入射するが、このときの第１傾斜面１１１上に形成された光学薄膜における光透過率ＴＲ11は、０．７×ＴＲMAX≦ＴＲ11≦ＴＲMAXである。具体的には、入射角が４５度〜６５度となるように、第１傾斜面１１１の傾斜角を決定している。また、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接した隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第２傾斜面１１２’に向かう光は、この第２傾斜面１１２’上に形成された光学薄膜１１３’によって反射されるが、このときの第２傾斜面１１２’上に形成された光学薄膜１１３’における光透過率ＴＲ2は、ＴＲ2≦０．３×ＴＲMAXである。更には、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第２傾斜面１１２に向かう光は、この第２傾斜面１１２上に形成された光学薄膜１１３によって反射される。
【００７２】
実施例１にあっては、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ｌｔを制御する制御信号が駆動回路から供給される。より具体的には、各画素を構成する副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれに、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれの光透過率Ｌｔを制御する制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］が駆動回路９０から供給される。そして、面状光源ユニット４２(q,p)のそれぞれにおいて、各表示領域ユニット１２(q,p)を構成する全ての画素（副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)）を駆動するために駆動回路７０，８０(q,p)，９０に入力される駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ｘR-(q,p)，ｘG-(q,p)，ｘB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素（副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)）の輝度（光透過率・第１規定値Ｌｔ1における表示輝度・第２規定値ｙ2-(q,p)）が得られるように、この表示領域ユニット１２(q,p)に対応する面状光源ユニット４２(q,p)を構成する光源４１(q,p)の輝度を面状光源ユニット駆動回路８０(q,p)によって制御する。
【００７３】
以下、実施例１における液晶表示装置組立体の駆動方法を、図５及び図６を参照して説明する。
【００７４】
［ステップ−１００］
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された１画像表示フレーム分の駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］及びクロック信号ＣＬＫは、バックライト制御ユニット７０及び液晶表示装置駆動回路９０に入力される（図５参照）。尚、駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］は、例えば撮像管への入力光量をｙ’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ｌｔを制御するために液晶表示装置駆動回路９０にも入力される駆動信号であり、入力光量ｙ’の０．４５乗の関数で表すことができる。そして、バックライト制御ユニット７０に入力された１画像表示フレーム分の駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値ｘR，ｘG，ｘBは、バックライト制御ユニット７０を構成する記憶装置（メモリ）７２に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路９０に入力された１画像表示フレーム分の駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値ｘR，ｘG，ｘBも、液晶表示装置駆動回路９０を構成する記憶装置（図示せず）に、一旦、記憶される。
【００７５】
［ステップ−１１０］
次いで、バックライト制御ユニット７０を構成する演算回路７１においては、記憶装置７２に記憶された駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値を読み出し、第（ｐ，ｑ）番目［但し、先ず、ｐ＝１，ｑ＝１］の表示領域ユニット１２(q,p)において、この第（ｐ，ｑ）番目の表示領域ユニット１２(q,p)を構成する全ての画素における副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)を駆動するための駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ｘR-(q,p)，ｘG-(q,p)，ｘB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max(q,p)を、演算回路７１において求める。そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max(q,p)を、記憶装置７２に記憶する。このステップを、ｍ＝１，２，・・・，Ｍ、ｎ＝１，２，・・・，Ｎの全てに対して、即ち、Ｍ×Ｎ個の画素に対して、実行する。
【００７６】
例えば、ｘR-(q,p)が「１１０」に相当する値であり、ｘG-(q,p)が「１５０」に相当する値であり、ｘB-(q,p)が「５０」に相当する値である場合、ｘU-max(q,p)は「１５０」に相当する値である。
【００７７】
この操作を、（ｐ，ｑ）＝（１，１）から（Ｐ，Ｑ）まで繰り返し、全ての表示領域ユニット１２(q,p)における表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max(q,p)を、記憶装置７２に記憶する。
【００７８】
そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)に相当する制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)が副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)に供給されたと想定したときの輝度（光透過率・第１規定値Ｌｔ1における表示輝度・第２規定値ｙ2-(q,p)）が面状光源ユニット４２(q,p)によって得られるように、表示領域ユニット１２(q,p)に対応する面状光源ユニット４２(q,p)の光源輝度Ｙ2-(q,p)を、面状光源ユニット駆動回路８０(q,p)の制御下、増減する。具体的には、以下の式（１）を満足するように、１画像表示フレーム毎、１面状光源ユニット毎に光源輝度Ｙ2を制御すればよい。より具体的には、光源輝度制御関数ｇ（ｘnol-max）である式（２）に基づき光源４１(q,p)の輝度を制御し、且つ、式（１）を満足するように光源輝度Ｙ2を制御すればよい。このような制御の概念図を、図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。但し、後述するように、他の面状光源ユニット４２の影響に基づいた補正を、光源輝度Ｙ2に対して施す必要がある。尚、光源輝度Ｙ2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-max、この最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素（副画素）に供給されたと想定したときの表示輝度・第２規定値ｙ2、このときの各副画素の光透過率（開口率）［光透過率・第２規定値Ｌｔ2］、各副画素の光透過率（開口率）を光透過率・第１規定値Ｌｔ1としたときに表示輝度・第２規定値ｙ2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係は、予め求めておき、記憶装置７２等に記憶しておけばよい。
【００７９】
Ｙ2・Ｌｔ1＝Ｙ1・Ｌｔ2    （１）
ｇ（ｘnol-max）＝ａ1・（ｘnol-max）2.2＋ａ0    （２）
【００８０】
ここで、画素（あるいは、画素を構成する副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］のそれぞれ）を駆動するために液晶表示装置駆動回路９０に入力される駆動信号（駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］）の最大値をｘmaxとしたとき、
ｘnol-max≡ｘU-max／ｘmax
であり、ａ1，ａ0は定数であり、
ａ1＋ａ0＝１
０＜ａ0＜１，０＜ａ1＜１
で表すことができる。例えば、
ａ1＝０．９９
ａ0＝０．０１
とすればよい。また、駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］の値ｘR，ｘG，ｘBのそれぞれは、２8段階の値をとるので、ｘmaxの値は「２５５」に相当する値である。
【００８１】
ところで、面状光源装置にあっては、例えば、（ｐ，ｑ）＝（１，１）の面状光源ユニット４２(1,1)の輝度制御を想定した場合、他のＰ×Ｑ個の面状光源ユニット４２からの影響を考慮する必要がある。このような面状光源ユニット４２が他の面状光源ユニット４２から受ける影響は、各面状光源ユニット４２の発光プロファイルによって予め判明しているので、逆算によって差分を計算でき、その結果、補正が可能である。演算の基本形を以下に説明する。
【００８２】
式（１）及び式（２）の要請に基づくＰ×Ｑ個の面状光源ユニット４２に要求される輝度（光源輝度Ｙ2）を行列［ＬPxQ］で表す。また、或る面状光源ユニットのみを駆動し、他の面状光源ユニットは駆動していないときに得られる或る面状光源ユニットの輝度を、Ｐ×Ｑ個の面状光源ユニット４２に対して予め求めておく。係る輝度を行列［Ｌ’PxQ］で表す。更には、補正係数を行列［αPxQ］で表す。すると、これらの行列の関係は、以下の式（３−１）で表すことができる。補正係数の行列［αPxQ］は、予め求めておくことができる。
［ＬPxQ］＝［Ｌ’PxQ］・［αPxQ］    （３−１）
よって、式（３−１）から行列［Ｌ’PxQ］を求めればよい。行列［Ｌ’PxQ］は、逆行列の演算から求めることができる。即ち、
［Ｌ’PxQ］＝［ＬPxQ］・［αPxQ］-1    （３−２）
を計算すればよい。そして、行列［Ｌ’PxQ］で表された輝度が得られるように光源４１(q,p)を制御すればよく、具体的には、係る操作、処理は、記憶装置（メモリ）８２に記憶された情報（データテーブル）を用いて行えばよい。尚、光源４１(q,p)の制御にあっては、行列［Ｌ’PxQ］の値は負の値を取れないので、演算結果は正の領域にとどめる必要があることは云うまでもない。従って、式（３−２）の解は厳密解ではなく、近似解となる場合がある。
【００８３】
このように、バックライト制御ユニット７０を構成する演算回路７１において得られた式（１）及び式（２）の値に基づき得られた行列［ＬPxQ］、補正係数の行列［αPxQ］に基づき、上述したとおり、面状光源ユニットを単独で駆動したと想定したときの輝度の行列［Ｌ’PxQ］を求め、更には、記憶装置７２に記憶された変換テーブルに基づき、０〜２５５の範囲内の対応する整数に変換する。こうして、バックライト制御ユニット７０を構成する演算回路７１において、面状光源ユニット４２(q,p)における赤色発光ダイオード４１Ｒ(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値ＳR-(q,p)、緑色発光ダイオード４１Ｇ(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値ＳG-(q,p)、青色発光ダイオード４１Ｂ(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値ＳB-(q,p)を得ることができる。
【００８４】
［ステップ−１２０］
次に、バックライト制御ユニット７０を構成する演算回路７１において得られたパルス幅変調出力信号の値ＳR-(q,p)，ＳG-(q,p)，ＳB-(q,p)は、面状光源ユニット４２(q,p)に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路８０(q,p)の記憶装置８２に送出され、記憶装置８２において記憶される。また、クロック信号ＣＬＫも面状光源ユニット駆動回路８０(q,p)に送出される（図６参照）。
【００８５】
［ステップ−１３０］
そして、パルス幅変調出力信号の値ＳR-(q,p)，ＳG-(q,p)，ＳB-(q,p)に基づき、面状光源ユニット４２(q,p)を構成する赤色発光ダイオード４１Ｒ(q,p)のオン時間ｔR-ON及びオフ時間ｔR-OFF、緑色発光ダイオード４１Ｇ(q,p)のオン時間ｔG-ON及びオフ時間ｔG-OFF、青色発光ダイオード４１Ｂ(q,p)のオン時間ｔB-ON及びオフ時間ｔB-OFFを演算回路８１は決定する。尚、
ｔR-ON＋ｔR-OFF＝ｔG-ON＋ｔG-OFF＝ｔB-ON＋ｔB-OFF＝一定値ｔConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
ｔON／（ｔON＋ｔOFF）＝ｔON／ｔConst
で表すことができる。
【００８６】
そして、面状光源ユニット４２(q,p)を構成する赤色発光ダイオード４１Ｒ(q,p)，緑色発光ダイオード４１Ｇ(q,p)、青色発光ダイオード４１Ｂ(q,p)のオン時間ｔR-ON-(q,p)，ｔG-ON-(q,p)，ｔB-ON-(q,p)に相当する信号が、ＬＥＤ駆動回路８３に送られ、このＬＥＤ駆動回路８３から、オン時間ｔR-ON-(q,p)，ｔG-ON-(q,p)，ｔB-ON-(q,p)に相当する信号の値に基づき、スイッチング素子８５Ｒ(q,p)，８５Ｇ(q,p)，８５Ｂ(q,p)が、オン時間ｔR-ON-(q,p)，ｔG-ON-(q,p)，ｔB-ON-(q,p)だけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源８６からのＬＥＤ駆動電流が、各発光ダイオード４１Ｒ(q,p)，４１Ｇ(q,p)，４１Ｂ(q,p)に流される。その結果、各発光ダイオード４１Ｒ(q,p)，４１Ｇ(q,p)，４１Ｂ(q,p)は、１画像表示フレームにおいて、オン時間ｔR-ON-(q,p)，ｔG-ON-(q,p)，ｔB-ON-(q,p)だけ発光する。こうして、第（ｐ，ｑ）番目の表示領域ユニット１２(q,p)を、所定の照度において照明する。
【００８７】
こうして得られた状態を、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に実線で示すが、図１０の（Ａ）は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路９０に入力される駆動信号の値を２．２乗した値（ｘ’≡ｘ2.2）とデューティ比（＝ｔON／ｔConst）との関係を模式的に示す図であり、図１０の（Ｂ）は、副画素の光透過率Ｌｔを制御するための制御信号の値Ｘと表示輝度ｙとの関係を模式的に示す図である。
【００８８】
一方、液晶表示装置駆動回路９０に入力された駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ｘR-(q,p)，ｘG-(q,p)，ｘB-(q,p)はタイミングコントローラ９１へ送られ、タイミングコントローラ９１にあっては、入力された駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)に相当する制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)を、副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)に供給（出力）する。液晶表示装置駆動回路９０のタイミングコントローラ９１において生成され、液晶表示装置駆動回路９０から副画素［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)に供給される制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ＸR-(q,p)，ＸG-(q,p)，ＸB-(q,p)と、駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ｘR-(q,p)，ｘG-(q,p)，ｘB-(q,p)とは、以下の式（４−１）、式（４−２）、式（４−３）の関係にある。但し、ｂ1_R，ｂ0_R，ｂ1_G，ｂ0_G，ｂ1_B，ｂ0_Bは定数である。また、面状光源ユニット４２(q,p)の光源輝度Ｙ2-(q,p)を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)は、基本的に、駆動信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値を２．２乗した値に対して、光源輝度Ｙ2-(q,p)の変化に基づく補正（補償）を行った値を有する。即ち、実施例１にあっては、１画像表示フレーム毎に光源輝度Ｙ2-(q,p)が変化するので、光源輝度Ｙ2-(q,p)（≦Ｙ1）において表示輝度・第２規定値ｙ2-(q,p)が得られるように制御信号［Ｒ，Ｇ，Ｂ］(q,p)の値ＸR-(q,p)，ＸG-(q,p)，ＸB-(q,p)を決定、補正（補償）して、画素あるいは副画素の光透過率（開口率）Ｌｔを制御している。ここで、式（４−１）、式（４−２）、式（４−３）の関数ｆR，ｆG，ｆBは、係る補正（補償）を行うための予め求められた関数である。
【００８９】
ＸR-(q,p)＝ｆR（ｂ1_R・ｘR-(q,p)2.2＋ｂ0_R）    （４−１）
ＸG-(q,p)＝ｆG（ｂ1_G・ｘG-(q,p)2.2＋ｂ0_G）    （４−２）
ＸB-(q,p)＝ｆB（ｂ1_B・ｘB-(q,p)2.2＋ｂ0_B）    （４−３）
【００９０】
こうして、１画像表示フレームにおける画像表示動作が完了する。
【００９１】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、面状光源ユニット、液晶表示装置組立体、光透過制御部材、駆動回路の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。発光ダイオードの温度を温度センサーで監視し、その結果を、面状光源ユニット駆動回路８０にフィードバックすることで、面状光源ユニット４２の輝度補償（補正）や温度制御を行ってもよい。実施例においては、液晶表示装置の表示領域をＰ×Ｑ個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定して説明を行ったが、場合によっては、透過型の液晶表示装置は、Ｐ×Ｑ個の実際の表示領域ユニットに分割された構造を有していてもよい。
【００９２】
図２に模式的な一部断面図を示すように、第１傾斜面１１１及び第２傾斜面１１２を、光源側へと延びる第１傾斜面１１１の法線は、光源４１から遠ざかる方向に延びており、光源側へと延びる第２傾斜面１１２の法線は、光源４１に近づく方向に延びている構成とすることもできる。具体的には、第２傾斜面１１２は、この第２傾斜面１１２が含まれる光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１に概ね面しており、第１傾斜面１１１は、隣接する光透過制御部材ユニット１１０’に対応した面状光源ユニット４２’を構成する光源４１’に概ね面している構成とすることができる。尚、この場合にあっても、或る光透過制御部材ユニット１１０と、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接する隣接光透過制御部材ユニット１１０’とは、或る光透過制御部材ユニット１１０を構成する第２傾斜面１１２（第２傾斜面Ｂ2）と隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第２傾斜面１１２’（第２傾斜面ｂ2）とが接続されることで、接続されている。また、図２に示した例においては、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０を構成する第１傾斜面１１１に向かう光は、この第１傾斜面１１１上に形成された光学薄膜１１３を透過して、拡散板６１に入射する。一方、各光透過制御部材ユニット１１０において、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２を構成する光源４１から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット１１０に隣接した隣接光透過制御部材ユニット１１０’に向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニット１１０’を構成する第２傾斜面１１２’上に形成された光学薄膜１１３’によって反射され、この光透過制御部材ユニット１１０に対応した面状光源ユニット４２内に戻される。
【００９３】
実施例１においては、光透過制御部材１００と拡散板６１との間に隙間を空けたが、光透過制御部材を拡散板６１の下面に配してもよい。この場合、図３に示すように、光透過制御部材が拡散板の下面に固定された構成とすることができるし、図４に示すように、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成とすることもできる。尚、図３あるいは図４に示した変形例を、図２に示した変形例に適用することもできる。
【００９４】
光源として、ＬＥＤの代わりに、冷陰極線型の蛍光ランプを用いることもできる。蛍光ランプが列方向（第１の方向）に沿って延びるように配置され、且つ、行方向（第２の方向）に沿って複数本配置されている場合、行方向（第２の方向）と平行な仮想垂直平面で面状光源装置を切断したときの一部断面図は、図１〜図４に示したと同様である。そして、この場合には、複数の第１傾斜面は、光源を通り、列方向（第１の方向）と平行な仮想垂直平面に対して対称に配置されている。一方、蛍光ランプが行方向（第２の方向）に沿って延びるように配置され、且つ、列方向（第１の方向）に沿って複数本配置されている場合、列方向（第１の方向）と平行な仮想垂直平面で面状光源装置を切断したときの一部断面図は、図１〜図４に示したと同様である。そして、この場合には、複数の第１傾斜面は、光源を通り、行方向（第２の方向）と平行な仮想垂直平面に対して対称に配置されている。
【００９５】
場合によっては、面状光源装置４０を構成する面状光源ユニット４２と面状光源ユニット４２とは隔壁で仕切られていてもよい。但し、光源から出射された光によって隔壁の影が生じない程度の低い隔壁とする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、実施例１における光透過制御部材等を含む面状光源装置の模式的な一部断面図である。
【図２】図２は、実施例１における光透過制御部材及び拡散板の変形例の模式的な一部断面図である。
【図３】図３は、実施例１における光透過制御部材及び拡散板の別の変形例の模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、実施例１における光透過制御部材及び拡散板の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例での使用に適したカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の概念図である。
【図６】図６は、実施例での使用に適した駆動回路の一部分の概念図である。
【図７】図７の（Ａ）は、実施例の面状光源装置における発光ダイオード等の配置、配列状態を模式的に示す図であり、図７の（Ｂ）は、実施例のカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図である。
【図８】図８は、カラー液晶表示装置の模式的な一部断面図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、表示領域ユニット内・駆動信号最大値ｘU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの表示輝度・第２規定値ｙ2が面状光源ユニットによって得られるように、面状光源ユニットの光源輝度Ｙ2を、面状光源ユニット駆動回路の制御下、増減する状態を説明するための概念図である。
【図１０】図１０の（Ａ）は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路に入力される駆動信号の値を２．２乗した値（ｘ’≡ｘ2.2）とデューティ比（＝ｔON／ｔConst）との関係を模式的に示す図であり、図１０の（Ｂ）は、副画素の光透過率を制御するための制御信号の値Ｘと表示輝度ｙとの関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１の光学薄膜にピーク波長６４０ｎｍの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施例１の光学薄膜にピーク波長５３０ｎｍの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施例１の光学薄膜にピーク波長４５０ｎｍの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。
【図１４】図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、面状光源装置の光源輝度と、画素の光透過率（開口率）と、表示領域における表示輝度との関係を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０・・・カラー液晶表示装置、１１・・・表示領域、１２・・・表示領域ユニット、１３・・・液晶材料、２０・・・フロント・パネル、２１・・・第１の基板、２２・・・カラーフィルター、２３・・・オーバーコート層、２４・・・透明第１電極、２５・・・配向膜、２６・・・偏光フィルム、３０・・・リア・パネル、３１・・・第２の基板、３２・・・スイッチング素子、３４・・・透明第２電極、３５・・・配向膜、３６・・・偏光フィルム、３７・・・絶縁層、４０・・・面状光源装置、４１，４１’，４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ・・・発光ダイオード（光源）、４２，４２’・・・面状光源ユニット、４３，４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ・・・フォトダイオード（光センサー）、５１・・・筐体、５２Ａ・・・筐体の底面、５２Ｂ・・・筐体の側面、５３・・・外側フレーム、５４・・・内側フレーム、５５Ａ，５５Ｂ・・・スペーサ、５６・・・ガイド部材、５７・・・ブラケット部材、６１・・・拡散板、６２・・・拡散シート、６３・・・プリズムシート、６４・・・偏光変換シート、６５・・・反射シート、７０・・・バックライト制御ユニット、７１・・・演算回路、７２・・・記憶装置（メモリ）、８０・・・面状光源ユニット駆動回路、８１・・・演算回路、８２・・・記憶装置（メモリ）、８３・・・ＬＥＤ駆動回路、８４・・・フォトダイオード制御回路、８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ・・・スイッチング素子、８６・・・発光ダイオード駆動電源、９０・・・液晶表示装置駆動回路、９１・・・タイミングコントローラ、１００・・・光透過制御部材、１１０，１１０’・・・光透過制御部材ユニット、１１１，１１１’・・・第１傾斜面、１１２，１１２’・・・第２傾斜面、１１３，１１３’・・・光学薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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