(57)【要約】【課題】輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができるＬＥＤバックライト装置を提供する。【解決手段】白色ＬＥＤ（第１白色ＬＥＤ１０Ａ）と、前記白色ＬＥＤと発光色の異なる色相補正用ＬＥＤ（第２白色ＬＥＤ１０Ｂ）とをそれぞれ複数備え、経年変化による前記白色ＬＥＤの色相変化と相関のある経年変化積算データに応じて、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する調光制御部８を備えるバックライト装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤと発光色の異なる色相補正用ＬＥＤとをそれぞれ複数備え、
経年変化による前記白色ＬＥＤの色相変化と相関のある経年変化積算データに応じて、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する調光制御部を備えることを特徴とするＬＥＤバックライト装置。
【請求項２】
前記色相補正用ＬＥＤが、前記白色より色温度が低い黄色みがかった白色光を発光するＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、又は黄緑色ＬＥＤである請求項１に記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項３】
前記調光制御部が、
経年変化が進むにしたがって前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との差が小さくなるように、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項４】
前記色相補正用ＬＥＤが前記白色ＬＥＤより高輝度である請求項３に記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項５】
複数の前記白色ＬＥＤが、前記色相補正用ＬＥＤの近傍に位置する近傍白色ＬＥＤと、前記色相補正用ＬＥＤの近傍に位置しない非近傍白色ＬＥＤとに分類され、
前記調光制御部が、
経年変化が進むにしたがって前記非近傍白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との差が小さくなり且つ前記非近傍白色ＬＥＤの調光度と前記近傍ＬＥＤの調光度との差が大きくなるように、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項６】
表示パネルと、前記表示パネルを前記表示パネルの背面から照明する請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤバックライト装置とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源とするＬＥＤバックライト装置及びそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示パネルと、前記表示パネルを前記表示パネルの背面から照明するバックライト装置とを備える表示装置（例えば透過型液晶表示装置）においては、テレビ受像機などの比較的画面サイズが大きい表示装置である場合、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp）等の蛍光管を光源とするバックライト装置を用いる構成が一般的であった。
【０００３】
ところが、近年、白色ＬＥＤの低価格化および発光効率の向上が進んだため、環境問題などの観点から、蛍光管よりも消費電力が小さいＬＥＤをバックライト装置の光源に用いている表示装置、すなわち、ＬＥＤバックライト装置を備えた表示装置が脚光を浴びている。そして、比較的画面サイズが大きい表示装置においても、ＬＥＤバックライト装置の採用が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２２１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばテレビ受像機の場合、１０年以上の長期間にわたって使用されることはそれほど珍しくない。このような長期間の使用では経年変化による劣化が問題となり得る。
【０００６】
蛍光管を光源とするバックライト装置では、経年変化により輝度は劣化するが、色相はほとんど変化しないので、経年変化によってホワイトバランスが崩れることはなかった。
【０００７】
これに対してＬＥＤを光源とするＬＥＤバックライト装置では、ＬＥＤ自体の経年変化により輝度劣化と色相変化が起こる。白色ＬＥＤの場合、経年変化による色相変化は、緑の劣化が最も激しく、その次に赤の劣化が激しい。一般的な白色ＬＥＤでは、ｘ，ｙの色度値で言えば、約３００００時間経過後にｘは０．０１〜０．０２程度劣化し、ｙは０．０２〜０．０４程度劣化し、これらの劣化によりホワイトバランスが崩れる。勿論、ＬＥＤでも経年変化による色相変化が小さいものは存在するが、そのようなＬＥＤは高価であり、テレビ受像機等の一般民生機器に使用できる状況ではない。
【０００８】
そこで、ＬＥＤバックライト装置を備え入力映像信号の信号値を補正して色相を変化させることができる表示装置（例えば特許文献１参照）において、経年変化による色度ｘ，ｙの減少想定値に合わせて、使用時間の増加ともに入力映像信号の青色成分信号値を減少させる補正を実施することで、経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することが考えられる。このような方法を実現することができる表示装置の概略構成を図７に示す。なお、図７中の光源部には複数の白色ＬＥＤが一列に並べられている。
【０００９】
しかし、このような方法では、ＬＥＤ自体が経年変化で輝度減少するのに加えて、入力映像信号の青色成分信号値を使用時間の増加ともに減少させるので、輝度減少が更に大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の状況に鑑み、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができるＬＥＤバックライト装置及びそれを備えた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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係るＬＥＤバックライト装置は、白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤと発光色の異なる色相補正用ＬＥＤとをそれぞれ複数備え、経年変化による前記白色ＬＥＤの色相変化と相関のある経年変化積算データに応じて、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する調光制御部を備える構成（第１の構成）とする。なお、本明細書では、２種類のＬＥＤが互いに白色発光であって、互いにその色温度が異なる場合は、その２種類のＬＥＤの発光色は互いに異なると定義する。
【００１２】
また、上記第１の構成のＬＥＤバックライト装置において、前記色相補正用ＬＥＤが、前記白色より色温度が低い黄色みがかった白色光を発光するＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、又は黄緑色ＬＥＤである構成（第２の構成）にしてもよい。
【００１３】
また、上記第１または第２の構成のＬＥＤバックライト装置において、前記調光制御部が、経年変化が進むにしたがって前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との差が小さくなるように、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する構成（第３の構成）にしてもよい。
【００１４】
また、上記第３の構成のＬＥＤバックライト装置において、前記色相補正用ＬＥＤが前記白色ＬＥＤより高輝度である構成（第４の構成）にしてもよい。
【００１５】
また、上記第１または第２の構成のＬＥＤバックライト装置において、複数の前記白色ＬＥＤが、前記色相補正用ＬＥＤの近傍に位置する近傍白色ＬＥＤと、前記色相補正用ＬＥＤの近傍に位置しない非近傍白色ＬＥＤとに分類され、前記調光制御部が、経年変化が進むにしたがって前記非近傍白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との差が小さくなり且つ前記非近傍白色ＬＥＤの調光度と前記近傍ＬＥＤの調光度との差が大きくなるように、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する構成（第５の構成）にしてもよい。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを前記表示パネルの背面から照明する上記第１〜第５のいずれかの構成のＬＥＤバックライト装置とを備える構成とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ＬＥＤバックライト装置が、白色ＬＥＤと、前記白色ＬＥＤと発光色の異なる色相補正用ＬＥＤとをそれぞれ複数備え、経年変化による前記白色ＬＥＤの色相変化と相関のある経年変化積算データに応じて、前記白色ＬＥＤの調光度と前記色相補正用ＬＥＤの調光度との関係を制御する調光制御部を備える構成となる。このような構成によると、入力映像信号の青色成分信号値を使用時間の増加ともに減少させることなく色相を補正することができるので、ＬＥＤの輝度減少の要因は経年変化による輝度劣化のみになる。したがって、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における調光信号の波形例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態における調光信号の波形例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る表示装置の変形例の概要を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る表示装置の他の変形例の概要を示す図である。
【図７】使用時間の増加ともに入力映像信号の青色成分信号値を減少させる補正を実施する表示装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る表示装置の概略構成を図１に示す。図１に示す本発明の第１実施形態に係る表示装置は、映像処理部１と、液晶表示制御部２と、信号ドライバ３と、走査ドライバ４と、液晶表示パネル５と、ＬＥＤバックライト装置６とを備える液晶表示装置である。ＬＥＤバックライト装置６は、経年変化積算部７と、調光制御部８と、ＬＥＤドライバ９と、光源部１０と、導光板１１とを備えるエッジ型バックライト装置である。
【００２１】
映像処理部１は、液晶表示装置の内部で生成された映像信号（例えば、不図示のチューナ部で生成された映像信号など）や液晶表示装置の外部から入力された映像信号に対して、各種の処理を施した後、液晶表示制御部２に出力する。液晶表示制御部２は、映像処理部１から出力された映像信号に従って、信号ドライバ３及び走査ドライバ４を制御する。信号ドライバ３は、液晶表示制御部２の制御に従って、液晶表示パネル５の信号線（不図示）にデータを供給し、走査ドライバ４は、液晶表示制御部２の制御に従って、液晶表示パネル５の走査線（不図示）にデータを供給する。これにより、液晶表示パネル５が駆動する。
【００２２】
ＬＥＤバックライト装置６の光源部１０は、第１白色ＬＥＤ１０Ａと第２白色ＬＥＤ１０Ｂとをそれぞれ複数有している。第２白色ＬＥＤ１０Ｂは、第１白色ＬＥＤ１０Ａより高輝度、すなわち供給電流が同一であるときの輝度が第１白色ＬＥＤ１０Ａより高く、第１白色ＬＥＤ１０Ａより色温度が低く、黄色みがかった白色光を発光する。本実施形態では、第１白色ＬＥＤ１０Ａ、第１白色ＬＥＤ１０Ａ、第２白色ＬＥＤ１０Ｂの順で、第１白色ＬＥＤ１０Ａおよび第２白色ＬＥＤ１０Ｂが周期的に配置されている。
【００２３】
経年変化積算部７は、タイマを内蔵しており、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間を計測し、その計測したＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間を経年変化積算データとして調光制御部８に出力する。
【００２４】
調光制御部８は、調光設定値に基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である第１白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を設定し、調光設定値および経年変化積算部７から送出される経年変化積算データに基づいてＰＷＭ信号である第２白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を設定して、第１白色ＬＥＤ用調光信号および第２白色ＬＥＤ用調光信号を生成する。
【００２５】
第２白色ＬＥＤ１０Ｂが第１白色ＬＥＤ１０Ａより高輝度であるため、第２白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を、第１白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値より小さく設定する。また、経年変化が進むにしたがって、すなわちＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が大きくなるにしたがって、第１白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値と第２白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値との差が小さくなるようにする。これにより、経年変化が進むにしたがって、第２白色ＬＥＤ１０Ｂから発光される黄色みがかった白色光が強くなり、経年変化による第１白色ＬＥＤ１０Ａの緑および赤の劣化を補うことになるので、ホワイトバランスの崩れを抑制することができる。なお、ＬＥＤバックライト装置６の照明ムラを抑制する観点から、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が零のとき、第１白色ＬＥＤ１０Ａと第２白色ＬＥＤ１０Ｂの輝度が略同一になるように、第２白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を設定することが望ましい。
【００２６】
ここで、第１白色ＬＥＤ用調光信号および第２白色ＬＥＤ用調光信号の波形例を図２に示す。図２（ａ）は、調光設定値が５０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が零の場合の波形例を示している。図２（ｂ）は、調光設定値が８０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が零の場合の波形例を示している。図２（ｃ）は、調光設定値が５０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が３００００時間の場合の波形例を示している。図２（ｄ）は、調光設定値が８０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６の点灯積算時間が３００００時間の場合の波形例を示している。
【００２７】
ＬＥＤドライバ９は、Ｍチャンネル出力の駆動回路である。ＬＥＤドライバ９の各チャンネルにはそれぞれ、第１白色ＬＥＤ１０ＡがＮ個または第２白色ＬＥＤ１０ＢがＮ個接続されている。ＬＥＤドライバ９は、第１白色ＬＥＤ用調光信号に応じて生成した第１ＰＷＭ電流を第１白色ＬＥＤ１０Ａが接続されているチャンネルに出力し、第２白色ＬＥＤ用調光信号に応じて生成した第２ＰＷＭ電流を第２白色ＬＥＤ１０Ｂが接続されているチャンネルに出力する。
【００２８】
上記のような構成により、入力映像信号の青色成分信号値を使用時間の増加ともに減少させることなく色相を補正することができるので、ＬＥＤの輝度減少の要因は経年変化による輝度劣化のみになる。したがって、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る表示装置の概略構成を図３に示す。なお、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図３に示す本発明の第２実施形態に係る表示装置は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る表示装置からＬＥＤバックライト装置６を取り除き、その代わりにＬＥＤバックライト装置６’を設けた構成である。ＬＥＤバックライト装置６’は、経年変化積算部７と、調光制御部８’と、ＬＥＤドライバ９'と、光源部１０’と、導光板１１とを備えるエッジ型バックライト装置である。
【００３０】
ＬＥＤバックライト装置６’の光源部１０’は、白色ＬＥＤ１０Ｃと黄色ＬＥＤ１０Ｄとをそれぞれ複数有している。本実施形態では、白色ＬＥＤ１０Ｃが一列に並び、白色ＬＥＤ１０Ｃの配列方向と同一の配列方向で黄色ＬＥＤ１０Ｄが一列に並び、さらに配列方向において、白色ＬＥＤ１０Ｃ、白色ＬＥＤ１０Ｃ、黄色ＬＥＤ１０Ｄ、白色ＬＥＤ１０Ｃの順で、白色ＬＥＤ１０Ｃおよび黄色ＬＥＤ１０Ｄが周期的に配置されている。
【００３１】
経年変化積算部７は、タイマを内蔵しており、ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間を計測し、その計測したＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間を経年変化積算データとして調光制御部８’に出力する。
【００３２】
調光制御部８’は、調光設定値に基づいてＰＷＭ信号である白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を設定し、調光設定値および経年変化積算部７から送出される経年変化積算データに基づいてＰＷＭ信号である黄色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値および黄色ＬＥＤ近傍白色ＬＥＤ用調光信号（以下、「近傍白色ＬＥＤ用調光信号」と略す）のオンデューティ値を設定して、白色ＬＥＤ用調光信号、黄色ＬＥＤ用調光信号、および近傍白色ＬＥＤ用調光信号を生成する。
【００３３】
ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が零である場合、色相を補正する必要がないので、黄色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を零に設定する。また、経年変化が進むにしたがって、すなわちＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が大きくなるにしたがって、白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値と黄色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値との差が小さくなるようにする。これにより、経年変化が進むにしたがって、黄色ＬＥＤ１０Ｄから発光される黄色光が強くなり、経年変化による白色ＬＥＤ１０Ｃの緑および赤の劣化を補うことになるので、ホワイトバランスの崩れを抑制することができる。さらに、ＬＥＤバックライト装置６’の照明ムラを抑制する観点から、黄色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値の増加に応じて、近傍白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を減少させている。なお、図３において点線で囲まれている１つの黄色ＬＥＤ１０Ｄとその近傍の２つの白色ＬＥＤ１０Ｄとの合計輝度が、点線で囲まれていない白色ＬＥＤ１０Ｄの２つ分の輝度と略同一になるように、近傍白色ＬＥＤ用調光信号のオンデューティ値を設定することが望ましい。
【００３４】
ここで、白色ＬＥＤ用調光信号、黄色ＬＥＤ用調光信号、および近傍白色ＬＥＤ用調光信号の波形例を図４に示す。図４（ａ）は、調光設定値が５０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が零の場合の波形例を示している。図４（ｂ）は、調光設定値が８０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が零の場合の波形例を示している。図４（ｃ）は、調光設定値が５０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が３００００時間の場合の波形例を示している。図４（ｄ）は、調光設定値が８０％調光の値であり、ＬＥＤバックライト装置６’の点灯積算時間が３００００時間の場合の波形例を示している。
【００３５】
ＬＥＤドライバ９’は、Ｍチャンネル出力の駆動回路である。ＬＥＤドライバ９’の各チャンネルにはそれぞれ、白色ＬＥＤ１０ＣがＮ個または黄色ＬＥＤ１０ＤがＮ個接続されている。ＬＥＤドライバ９’は、白色ＬＥＤ用調光信号に応じて生成した第１ＰＷＭ電流を図３において点線で囲まれていない白色ＬＥＤ１０Ｃが接続されているチャンネルに出力し、黄色ＬＥＤ用調光信号に応じて生成した第２ＰＷＭ電流を黄色ＬＥＤ１０Ｄが接続されているチャンネルに出力し、近傍白色ＬＥＤ用調光信号に応じて生成した第３ＰＷＭ電流を図３において点線で囲まれている白色ＬＥＤ１０Ｃが接続されているチャンネルに出力する。
【００３６】
上記のような構成により、入力映像信号の青色成分信号値を使用時間の増加ともに減少させることなく色相を補正することができるので、ＬＥＤの輝度減少の要因は経年変化による輝度劣化のみになる。したがって、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。
【００３７】
＜その他＞
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。変更のいくつかの例を以下に示す。
【００３８】
上述した第１実施形態および第２実施形態では光源部が１つのユニットであったが、光源部が複数のユニットからなる構成であってもよい。かかる構成の一例（本発明の第１実施形態に係る表示装置において光源部のユニット数を１から４に変形した例）を図５に示す。なお、図５では光源部１０および導光板１１のみを図示している。
【００３９】
また、本発明の第１実施形態に係る表示装置において、黄色みがかった白色光を発光する第２白色ＬＥＤ１０Ｂを、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、あるいは黄緑色ＬＥＤに置換しても、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。ただし、緑色ＬＥＤを用いた場合、第１白色ＬＥＤ１０Ａの経年変化による色相変化のうち最も激しい緑の劣化は補うことができるが、その次に激しい赤の劣化は補うことができない。
【００４０】
同様に、本発明の第２実施形態に係る表示装置において、黄色ＬＥＤを、白色ＬＥＤ１０Ｃよりより色温度が低く、黄色みがかった白色光を発光する他の白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、あるいは黄緑色ＬＥＤに置換しても、輝度減少を最小限に抑えながら経年変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。ただし、緑色ＬＥＤを用いた場合、白色ＬＥＤ１０Ｃの経年変化による色相変化のうち最も激しい緑の劣化は補うことができるが、その次に激しい赤の劣化は補うことができない。
【００４１】
また、上述した第１実施形態および第２実施形態ではエッジ型バックライト装置を用いたが、これに代えて、直下型バックライト装置を用いる構成であってもよい。かかる構成の一例（本発明の第１実施形態に係る表示装置においてエッジ型バックライト装置を直下型バックライト装置に変形した例）を図６に示す。なお、図６では直下型バックライト装置の光源部のみを図示している。
【００４２】
また、上述した第１実施形態および第２実施形態では経年変化積算データとしてＬＥＤバックライト装置の点灯積算時間を用いたが、他のパラメータを経年変化積算データとして用いてもよい。例えば、経年変化によるＬＥＤの色相変化との相関はＬＥＤバックライト装置の点灯積算時間に比べて弱くなるが、時計機能を利用して工場出荷時からの経過時間を計測し、その計測した経過時間を経年変化積算データとしてもよい。
【００４３】
また、上述した第１実施形態および第２実施形態ではバックライト装置が経年変化積算部を備えていたが、これに代えて、経年変化積算部をバックライト装置の外部に設けるようにしてよい。
【００４４】
また、各図において図示したＬＥＤの配置はあくまで例示であり、他の配置を採用しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４５】
１  映像処理部
２  液晶表示制御部
３  信号ドライバ
４  走査ドライバ
５  液晶表示パネル
６、６’  ＬＥＤバックライト装置
７  経年変化積算部
８、８’  調光制御部
９、９’  ＬＥＤドライバ
１０、１０’  光源部
１０Ａ  第１白色ＬＥＤ
１０Ｂ  第２白色ＬＥＤ
１０Ｃ  白色ＬＥＤ
１０Ｄ  黄色ＬＥＤ
１１  導光板
【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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