(57)【要約】【課題】  発光素子の発光波長や輝度を制御してばらつきを低減した上で、広い色再現範囲を実現する。【解決手段】  画像表示装置における発光ダイオードの駆動回路は、同時に駆動される赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給する際に、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれについてパルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる色光をそれぞれ発光する複数の発光素子を同時に駆動する発光素子の駆動回路であって、
上記複数の発光素子のそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給するパルス駆動電流供給手段と、
上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する電流密度振幅設定手段とを備えること
を特徴とする発光素子の駆動回路。
【請求項２】
上記電流密度振幅設定手段は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光された光が入射される光学フィルタの特性に応じて、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を調整すること
を特徴とする請求項１記載の発光素子の駆動回路。
【請求項３】
上記電流密度振幅設定手段は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、上記光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定すること
を特徴とする請求項２記載の発光素子の駆動回路。
【請求項４】
上記複数の発光素子は、画像表示装置におけるバックライトの光源として用いられること
を特徴とする請求項３記載の発光素子の駆動回路。
【請求項５】
上記複数の発光素子は、光学フィルタが設けられずに、発光する光が直視されるような画像表示装置に用いられること
を特徴とする請求項１記載の発光素子の駆動回路。
【請求項６】
上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の輝度を、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流のパルス密度によって制御する輝度制御手段を備えること
を特徴とする請求項１記載の発光素子の駆動回路。
【請求項７】
上記複数の発光素子は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオード、及び青色光を発光する青色発光ダイオードであること
を特徴とする請求項１記載の発光素子の駆動回路。
【請求項８】
各種画像を表示画面に表示する画像表示装置であって、
互いに異なる色光をそれぞれ発光する複数の発光素子と、
上記複数の発光素子のそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給する際に、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する発光素子駆動回路とを備えること
を特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
上記複数の発光素子のそれぞれによって発光された光が入射される光学フィルタを備え、
上記発光素子駆動回路は、上記光学フィルタの特性に応じて、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を調整すること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記発光素子駆動回路は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、上記光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定すること
を特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記複数の発光素子は、バックライトの光源として用いられること
を特徴とする請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
一の色光を発光する発光素子が複数設けられること
を特徴とする請求項１１記載の画像表示装置。
【請求項１３】
予め上記複数の発光素子のそれぞれの温度特性を割り出し、当該画像表示装置の温度特性をモニタする手段を備えること
を特徴とする請求項１２記載の画像表示装置。
【請求項１４】
光学フィルタを設けずに、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光が直視されるものであること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１５】
上記複数の発光素子を組として複数の当該組をマトリクス状に配列し、これら複数の組を、それぞれ、上記発光素子駆動回路を用いて駆動するタイプのものであること
を特徴とする請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１６】
上記複数の発光素子は、バックライトの光源として用いられ、
当該複数の発光素子をそれぞれ時分割で駆動し、液晶素子によってピクセル透過光を制御するフィールドシーケンシャルタイプのものであること
を特徴とする請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１７】
上記発光素子駆動回路は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の輝度を、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流のパルス密度によって制御すること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１８】
上記複数の発光素子は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオード、及び青色光を発光する青色発光ダイオードであること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードといった互いに異なる色光をそれぞれ発光する複数の発光素子を同時に駆動する発光素子の駆動回路、及びこの発光素子の駆動回路を用いて構成され、各種画像を表示画面に表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオードをはじめとする発光素子は、例えば、信号機、屋外に設置される大型画像表示装置、液晶表示装置のバックライト、又は蛍光体励起光源といったように、その用途に著しい広がりをみせている。発光ダイオードは、通常、混晶半導体層を基板上に積層して多層構造を形成し、所要の電極を形成することによって構成される。
【０００３】
かかる発光ダイオードは、結晶成長時における温度やガス濃度分布の他、その他の製造工程における設計値とのずれや使用環境等に起因して、個々の素子間で発光波長が敏感に変化したりばらつきが生じたりする。そのため、高精度に所望の発光波長の光を発光する発光ダイオードを量産することは困難である。
【０００４】
これに対して、このような発光素子間の発光波長を制御する試みもなされており、例えば特許文献１乃至特許文献２等に記載された技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３７６１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２０５２号公報
【０００６】
具体的には、特許文献１には、電流値を変化させることによって発光波長が変化する発光ダイオードに複数のピーク電流値をもつパルス電流を流すことにより、発光色を制御する発光ダイオードの発光色制御方法が開示されている。これにより、この発光ダイオードの発光色制御方法においては、発光源を１箇所として小型化を図ることができるとともに、容易に発光色を制御することができるとしている。
【０００７】
また、特許文献２には、同時に駆動される複数の発光素子を駆動する発光素子の駆動回路が開示されている。特に、この発光素子の駆動回路は、複数の発光素子間の発光波長のばらつきを当該発光素子に供給する電流を制御することによって補正する発光波長補正手段と、複数の発光素子間の輝度のばらつきを補正する発光輝度補正手段とを備えるものである。これにより、この発光素子の駆動回路においては、製造上のばらつきから均一な発光が困難である発光素子であっても、素子間のばらつきを有効に補正することができるとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、例えば、青色及び緑色の発光波長を有するＩｎＧａＮ系の化合物半導体発光ダイオードと、赤色の発光波長を有するＡｌＩｎＧａＰ系の化合物半導体発光ダイオードとを、各画素に対応させて配列して構成される画像表示装置においては、各素子の発光波長のばらつきに起因した表示映像のざらつきが生じることがある。かかる画像表示装置においては、画素間の色度座標や輝度の調整が行われているものの、上述したように、発光素子の発光波長そのものがばらついて異なることから、調整後の色再現範囲が狭くなるといったように、限界があるのが現状である。
【０００９】
また、窒化ガリウム系化合物半導体からなる紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせた白色光源においては、励起光源とされる発光ダイオードの波長によって蛍光体の励起効率が変化するといったように、色合いが均一なデバイスを製造することが困難である。
【００１０】
さらに、青色及び緑色の発光波長を有するＩｎＧａＮ系の化合物半導体発光ダイオードと、赤色の発光波長を有するＡｌＩｎＧａＰ系の化合物半導体発光ダイオードとを、バックライトの光源として用いた液晶表示装置が提案されているが、かかる液晶表示装置においても、発光ダイオードの製造ばらつきや環境温度による特性変化等に起因して、色再現範囲が狭くなったり変化したりするという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、発光素子の発光波長や輝度を制御してばらつきを低減した上で、広い色再現範囲を実現することができる発光素子の駆動回路、及びこの発光素子の駆動回路を用いて構成される画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成する本発明にかかる発光素子の駆動回路は、互いに異なる色光をそれぞれ発光する複数の発光素子を同時に駆動する発光素子の駆動回路であって、上記複数の発光素子のそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給するパルス駆動電流供給手段と、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する電流密度振幅設定手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
このような本発明にかかる発光素子の駆動回路は、複数の発光素子のそれぞれについてパルス駆動電流の電流密度振幅を制御することにより、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を変化させる。このとき、本発明にかかる発光素子の駆動回路は、発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、パルス駆動電流の電流密度振幅を制御する。
【００１４】
具体的には、上記電流密度振幅設定手段は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光された光が入射される光学フィルタの特性に応じて、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を調整する。より具体的には、上記電流密度振幅設定手段は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、上記光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。
【００１５】
これは、光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長が、複数の発光素子のそれぞれに望まれる発光ピーク波長と略同一の分光特性を有することによるものである。これにより、本発明にかかる発光素子の駆動回路においては、光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長と、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長とを略一致させることができる。
【００１６】
なお、このような複数の発光素子の用途としては、画像表示装置におけるバックライトの光源が挙げられる。また、複数の発光素子は、光学フィルタが設けられずに、発光する光が直視されるような画像表示装置にも用いることができる。
【００１７】
また、本発明にかかる発光素子の駆動回路は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の輝度を、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流のパルス密度によって制御する輝度制御手段を備えることを特徴としている。
【００１８】
これにより、本発明にかかる発光素子の駆動回路においては、複数の発光素子のそれぞれについてパルス駆動電流の電流密度振幅とパルス密度とを独立して制御することができることから、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長と輝度とを独立して変化させることができる。
【００１９】
なお、上記複数の発光素子としては、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオード、及び青色光を発光する青色発光ダイオードが好適である。
【００２０】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる画像表示装置は、各種画像を表示画面に表示する画像表示装置であって、互いに異なる色光をそれぞれ発光する複数の発光素子と、上記複数の発光素子のそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給する際に、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する発光素子駆動回路とを備えることを特徴としている。
【００２１】
このような本発明にかかる画像表示装置は、複数の発光素子のそれぞれについてパルス駆動電流の電流密度振幅を制御することにより、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内に調整する。したがって、本発明にかかる画像表示装置は、色再現範囲を可変とすることができる。
【００２２】
具体的には、本発明にかかる画像表示装置は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光された光が入射される光学フィルタを備えるものに適用することができる。この場合、上記発光素子駆動回路は、上記光学フィルタの特性に応じて、当該複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を調整する。より具体的には、上記発光素子駆動回路は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、上記光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、上記パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。
【００２３】
これにより、本発明にかかる画像表示装置においては、複数の発光素子のそれぞれに望まれる発光ピーク波長と略同一の分光特性を有する光学フィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長と、当該発光ピーク波長とを略一致させることができる。
【００２４】
なお、このような複数の発光素子は、バックライトの光源として用いられる。また、本発明にかかる画像表示装置においては、一の色光を発光する発光素子を複数設けてもよい。このとき、本発明にかかる画像表示装置は、予め上記複数の発光素子のそれぞれの温度特性を割り出し、当該画像表示装置の温度特性をモニタする手段を備えることにより、電源投入直後から安定した白色点とバックライト輝度とを実現することができる。
【００２５】
また、本発明にかかる画像表示装置は、光学フィルタを設けずに、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光が直視されるものであっても適用することができる。この種の画像表示装置としては、上記複数の発光素子を組として複数の当該組をマトリクス状に配列し、これら複数の組を、それぞれ、上記発光素子駆動回路を用いて駆動するタイプのものが挙げられる。また、この種の画像表示装置としては、上記複数の発光素子をバックライトの光源として用い、当該複数の発光素子をそれぞれ時分割で駆動し、液晶素子によってピクセル透過光を制御するフィールドシーケンシャルタイプのものも挙げられる。
【００２６】
また、本発明にかかる画像表示装置において、上記発光素子駆動回路は、上記複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の輝度を、当該複数の発光素子のそれぞれについて上記パルス駆動電流のパルス密度によって制御する。
【００２７】
これにより、本発明にかかる画像表示装置においては、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長と輝度とを独立して変化させることができ、色再現範囲を犠牲にすることなく色や輝度のばらつきを抑制することができる。
【００２８】
なお、上記複数の発光素子としては、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色光を発光する緑色発光ダイオード、及び青色光を発光する青色発光ダイオードが好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明においては、複数の発光素子のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内に調整することができることから、色再現範囲を可変とすることができ、発光素子における発光波長のばらつきを低減した上で、広い色再現範囲を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
この実施の形態は、赤色、緑色及び青色の発光波長を有する発光素子としての３種の発光ダイオードを光源として用いる画像表示装置である。この画像表示装置は、発光ダイオードの製造ばらつきや環境温度による特性変化等に起因する発光波長のばらつきや変化を、各素子の駆動電流の電流密度振幅によって制御するとともに、駆動電流のパルス密度によって輝度を制御するものである。特に、この画像表示装置は、複数の発光ダイオードのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内に調整することにより、色再現範囲を可変とするものである。
【００３２】
なお、発光ダイオードを光源として用いる画像表示装置においては、赤色光、緑色光及び青色光の発光ピーク波長として、それぞれ、６２５ｎｍ、５２５ｎｍ、４５５ｎｍ程度を選択した場合には、ＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）比１００％以上をカバーする高い色再現範囲となる。例えば、画像表示装置においては、青緑域（シアン〜エメラルド）の領域をさらに広く表現するには、緑色の波長として５００ｎｍ程度を選択するといった可能性もあるものの、ここでは、一般的な画像表示を目的とし、これらの波長（６２５ｎｍ、５２５ｎｍ、４５５ｎｍ）を中心とした説明を行うものとする。
【００３３】
画像表示装置における発光ダイオードの駆動回路は、図１に示すように、各部を統括的に制御する制御部１１と、駆動電流の供給源である駆動電流源１２と、所定のパルス信号を生成するパルス生成器１３と、赤色光を発光する赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色光を発光する青色発光ダイオード１５Ｂをパルス駆動電流によって同時に駆動するスイッチングドライバ１４とを備える。
【００３４】
このような発光ダイオードの駆動回路は、制御部１１の制御のもとに、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれについて、駆動電流源１２から出力される駆動電流の電流密度振幅と、パルス生成器１３から出力されるパルス信号の時間軸方向の密度（パルス密度）とを設定し、これら駆動電流及びパルス信号をスイッチングドライバ１４に供給する。そして、この発光ダイオードの駆動回路は、スイッチングドライバ１４により、駆動電流源１２から出力された駆動電流に対して、パルス生成器１３から出力されたパルス信号に基づいてパルス変調を施し、このパルス駆動電流を、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれに対して供給する。すなわち、この発光ダイオードの駆動回路は、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光波長を、スイッチングドライバ１４から供給されたパルス駆動電流の電流密度振幅によって変調するとともに、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の輝度を、スイッチングドライバ１４から供給されたパルス駆動電流のパルス密度によって変調する。
【００３５】
なお、このような発光ダイオードの駆動回路において、駆動電流源１２、パルス生成器１３、及びスイッチングドライバ１４は、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれに対してパルス変調を施したパルス駆動電流を供給するパルス駆動電流供給手段として構成される。また、制御部１１は、詳細は後述するが、これら赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長を、所望の発光波長の±２０ｎｍ〜±１０ｎｍ以内となるように、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれについてパルス駆動電流の電流密度振幅を設定する電流密度振幅設定手段として構成される。さらに、制御部１１は、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の輝度を、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれについてパルス駆動電流のパルス密度によって制御する輝度制御手段としても構成される。
【００３６】
さて、以下では、このような発光ダイオードの駆動回路を用いて構成した画像表示装置について説明する。
【００３７】
まず、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂをバックライトの光源に適用した画像表示装置について説明する。
【００３８】
かかるバックライトは、例えば図２に示すように、光源としての赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光された光を全面にわたって導光する導光板２１と、この導光板２１の下層に設けられ当該導光板２１によって導光された光を上層方向に反射する反射板２２と、この反射板２２によって反射され導光板２２を透過した光を拡散する拡散板２３とを有する。なお、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂは、それぞれ、発光した光が導光板２１によって効率的に導光される位置であれば設置位置に拘泥するものではなく、例えば同図に示すように、導光板２１の側面に並設される。
【００３９】
このようなバックライトは、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光された赤色光、緑色光及び青色光を、導光板２１を介して全面に導光し、これを反射板２２によって反射するとともに、拡散板２３によって拡散することにより、同図中矢印で示す方向へと白色光を照射する。このようなバックライトを備える画像表示装置は、特に図示しないが、当該バックライトによって照射される白色光が、赤色光、緑色光及び青色光用の光学フィルタであるカラーフィルタと液晶素子とから少なくとも構成される液晶表示素子に対して入射されることになる。なお、カラーフィルタは、画像表示装置が透過型である場合には、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ透過する透過型カラーフィルタとして構成され、画像表示装置が反射型である場合には、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ反射する反射型カラーフィルタとして構成される。
【００４０】
ここで、バックライトにおいては、色再現範囲や明るさといった要求される用途によって赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される最適な発光波長の選択は異なるものの、例えば色再現と明るさとを両立させるためには、赤色光の発光ピーク波長が６２５ｎｍ程度であり、緑色光の発光ピーク波長が５２５ｎｍ程度であり、青色光の発光ピーク波長が４５５ｎｍ程度であるのが望ましい。
【００４１】
一方、カラーフィルタは、典型的な冷陰極管用のバックライトに用いられている透過型カラーフィルタの場合における分光特性を図３に示すように、その透過ピーク波長が、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれに望まれる発光ピーク波長と略同一の分光特性を有する。勿論、反射型カラーフィルタも、その反射ピーク波長が、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれに望まれる発光ピーク波長と略同一の分光特性を有するように構成される。
【００４２】
しかしながら、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂの製造ばらつきは、通常、カラーフィルタの製造ばらつきよりも非常に大きく、実際の製造時には、所望の発光波長を有する発光ダイオードを製造することは困難であることから、各色の最適な発光ピーク波長を実現することは困難を極める。
【００４３】
そこで、画像表示装置においては、上述したように、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光が所望の発光ピーク波長を有するように、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅を設定したパルス密度駆動とする。このとき、画像表示装置においては、カラーフィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長と、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長とが略一致するように、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。
【００４４】
ここで、画像表示装置においては、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、カラーフィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ以内となるようにするのが望ましく、さらに望ましくは±１０ｎｍ以内となるようにするのがよい。
【００４５】
例えば、青色発光ダイオード１５Ｂの発光ピーク波長が長波長側に２０ｎｍずれた場合には、当該青色発光ダイオード１５Ｂによって発光された光は、青色光用のカラーフィルタを透過する光成分が減少するのみならず、緑色光用のカラーフィルタも透過してしまう。そのため、画像表示装置においては、緑色の画素を透過する光に４７０ｎｍ〜４９０ｎｍ程度の成分が混在することになり、緑色の色純度を低下させる現象が生じる。また、緑色発光ダイオード１５Ｇの発光ピーク波長が短波長側に２０ｎｍずれた場合にも、当該緑色発光ダイオード１５Ｇによって発光された光は、緑色光用のカラーフィルタを透過する光成分が減少するのみならず、青色光用のカラーフィルタも透過することから、画像表示装置においては、青色の色純度を低下させる現象が生じる。特に、この緑色の成分は、ごく弱い光であっても、青色に比べて視感度が高いことから影響が大きい。このような現象は、緑色光と赤色光との間においても、同様に生じる。さらに、青色発光ダイオード１５Ｂの発光ピーク波長を短波長側に２０ｎｍずらし、且つ赤色発光ダイオード１５Ｒの発光ピーク波長を長波長側に２０ｎｍずらした場合には、極端に視感度が低いことから、当該赤色発光ダイオード１５Ｒ及び青色発光ダイオード１５Ｂを光源として用いることは不適である。
【００４６】
したがって、画像表示装置においては、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂのそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、カラーフィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ以内、さらに望ましくは、±１０ｎｍ以内となるように、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。
【００４７】
これにより、画像表示装置においては、表示画面上で生じる色ムラが大幅に低減し、極めて高い視感効率で広い色再現範囲を実現することができる。また、画像表示装置においては、発光波長と輝度とを独立して制御可能であることから、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅を制御して所望の発光波長に設定した後に、パルス密度を調整することにより、所望の白色点及びバックライト輝度を実現することができる。
【００４８】
つぎに、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それぞれ複数用いてバックライトを構成した画像表示装置について説明する。
【００４９】
このバックライトは、例えば図４に示すように、光源として、複数の赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・を設けて構成される。
【００５０】
このようなバックライトにおいては、各色について複数の発光ダイオードを設けていることから、それらの発光波長のばらつきに起因して、当該バックライト面上で観測されるスペクトルは太くなる傾向にある。
【００５１】
例えば、青色発光ダイオードの典型的なスペクトル半値幅は、２５ｎｍ程度であるが、その発光ピーク波長が±１０ｎｍ程度ばらついた場合には、バックライト面上での半値幅は、４０ｎｍ以上となる。これにより、画像表示装置においては、色純度がより低下する事態を招来するとともに、導光板２１の形状によっては、バックライト面内での色や輝度のばらつきが発生する。
【００５２】
そこで、画像表示装置においては、赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・のそれぞれによって発光される光が所望の発光ピーク波長及び輝度を有するように、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅及びパルス密度を設定したパルス密度駆動とする。このときも、画像表示装置においては、カラーフィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長と、赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長とが略一致するように、制御部１１の制御のもとに、パルス駆動電流の電流密度振幅を設定する。
【００５３】
また、画像表示装置においては、この場合においても、上述した理由に基づいて、赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・のそれぞれによって発光される光の発光ピーク波長が、カラーフィルタの透過ピーク波長又は反射ピーク波長の±２０ｎｍ以内となるようにするのが望ましく、さらに望ましくは±１０ｎｍ以内となるようにするのがよい。
【００５４】
ここで、従来のように、発光波長がばらつく複数の発光ダイオードを用いた場合には、拡散方法や輝度のみを調整することにより、バックライト面上の色や輝度のばらつきを抑制することはできるものの、かかる方法は、発光ピーク波長のばらつく発光ダイオードを混色するために、色度図上での色再現範囲が狭くなるという欠点がある。
【００５５】
これに対して、本発明の画像表示装置においては、赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・のそれぞれの発光ピーク波長そのものを均一にすることができることから、色再現範囲を犠牲にすることなく色や輝度のばらつきを抑制することができる。
【００５６】
さらに、このように発光ダイオードを高密度に実装した画像表示装置においては、動作時における温度上昇が非常に大きくなり、特に、大出力を必要とする場合には、その温度上昇が数１０度℃に達することもある。これは、発光ダイオードの特性に影響を与え、発光波長のシフトや効率の低下を招来する。具体的には、画像表示装置においては、２５℃乃至７５℃程度の温度上昇があった場合には、効率が赤色で６５％、緑色で８５％、青色で９５％程度に減少するとともに、波長が赤色で−１０ｎｍ、緑色で−５ｎｍ、青色で−２ｎｍ程度変化する。すなわち、画像表示装置においては、電源投入直後から温度上昇の過程で白色点やバックライト輝度が変化し、安定した表示品質を実現することができない。
【００５７】
そこで、画像表示装置においては、予め赤色発光ダイオード１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・、緑色発光ダイオード１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・、及び青色発光ダイオード１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・のそれぞれの温度特性を割り出し、当該画像表示装置の温度特性をモニタする。これにより、画像表示装置においては、電源投入直後から安定した白色点とバックライト輝度とを実現することができる。
【００５８】
つぎに、発光ダイオードによって発光される光を直視するような画像表示装置について説明する。
【００５９】
かかる画像表示装置においては、カラーフィルタが設けられることはなく、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独立して制御することができる。すなわち、かかる画像表示装置においては、発光色が異なる発光ダイオード間で色光のクロストークに関する問題は生じず、各色独立して制御することができる。
【００６０】
このような画像表示装置としては、例えば図５に示すように、赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂを組として複数の組をマトリクス状に配列し、これら赤色発光ダイオード１５Ｒ、緑色発光ダイオード１５Ｇ、及び青色発光ダイオード１５Ｂの組を、それぞれ、先に図１に示した駆動回路と同様に構成される所定の駆動ＩＣ（Integrated Circuit）３０を用いて駆動するタイプの他、特に図示しないが、バックライトを構成する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それぞれ時分割で駆動し、液晶素子によってピクセル透過光を制御するいわゆるフィールドシーケンシャルタイプの液晶表示装置がある。
【００６１】
このような画像表示装置においては、より高い色再現範囲を実現してパネル毎の色のばらつきを抑制するためには、発光ダイオードそのものの発光波長が重要となる。これは、カラーフィルタを用いる画像表示装置であっても、より高い色純度やパネル毎の色のばらつきを抑制する観点から、同様に重要な事項である。
【００６２】
ここで、色再現範囲については、ＮＴＳＣやＥＢＵ（European Broadcasting Union）といった規格が存在するが、発光ダイオードを光源として用いる画像表示装置においては、赤色光、緑色光及び青色光の発光ピーク波長として、それぞれ、６２５ｎｍ、５２５ｎｍ、４５５ｎｍ程度を選択した場合には、例えば図６に色度図を示すように、ＮＴＳＣ比１００％以上をカバーし、さらに、これら発光ピーク波長に対して±１０ｎｍ以内であれば、各色の発光波長にばらつきが生じた場合であっても、ＮＴＳＣ比の大半と、ＥＢＵ比の略全体をカバーする色再現範囲となる。
【００６３】
したがって、かかる画像表示装置においては、所望の発光波長の±２０ｎｍ以内、さらに望ましくは±１０ｎｍ以内となるように、各色の発光ダイオードの発光波長を調整することにより、製造時に発光波長にばらつきが生じた発光ダイオードであっても、広い色再現範囲を実現することができる。
【００６４】
以上詳細に説明したように、本発明の実施の形態として示す画像表示装置においては、所望の発光波長の±２０ｎｍ以内、さらに望ましくは±１０ｎｍ以内となるように、各色の発光ダイオードの発光波長を調整することにより、製造時に発光波長にばらつきが生じた場合であっても、広い色再現範囲を実現することができる。
【００６５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、赤色、緑色及び青色の色度図に基づく説明を行ったが、本発明は、赤色、緑色及び青色の色度座標を全く他の座標にとる画像表示装置や、赤色、緑色及び青色のみならず、シアン、マゼンタ、イエローといった多色化した画像表示装置であっても適用することができる。
【００６６】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態として示す画像表示装置における発光ダイオードの駆動回路の構成を説明するブロック図である。
【図２】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バックライトに適用した画像表示装置における当該バックライトの構成を説明する斜視図である。
【図３】典型的な冷陰極管用のバックライトに用いられている透過型カラーフィルタの分光特性を説明する図である。
【図４】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それぞれ複数用いてバックライトを構成した画像表示装置における当該バックライトの構成を説明する斜視図である。
【図５】発光ダイオードによって発光される光を直視するような画像表示装置の構成を説明する要部斜視図である。
【図６】ＮＴＳＣ及びＥＢＵ規格における色度図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１  制御部
１２  駆動電流源
１３  パルス生成器
１４  スイッチングドライバ
１５Ｒ，１５Ｒ１，１５Ｒ２，・・・  赤色発光ダイオード
１５Ｇ，１５Ｇ１，１５Ｇ２，・・・  緑色発光ダイオード
１５Ｂ，１５Ｂ１，１５Ｂ２，・・・  青色発光ダイオード
２１  導光板
２２  反射板
２３  拡散板
３０  駆動ＩＣ
【図１】
2005260116.tif 000003
【図２】
2005260116.tif 000004
【図３】
2005260116.tif 000005
【図４】
2005260116.tif 000006
【図５】
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【図６】
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