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JP2006171693A - バックライト装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置 - Google Patents

バックライト装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 電源投入時の温度に関わらず、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間が長くなってしまうのを防止する。
【解決手段】 カラー液晶表示装置３０は、液晶表示部１０と、光源に赤、緑、青のＬＥＤを用いたバックライト２０と、各色のＬＥＤを駆動する駆動部３８と、ＬＥＤの温度を検出する温度センサ４１と、ＬＥＤから発せられた白色光の色度を検出する色度センサ４２とを備えている。駆動部３８は、ＬＥＤに電流を供給して駆動するとともに、白色光が所定の色度となるように、色度センサ４２の検出値に基づき各色のＬＥＤの電流量をフィードバック制御する。さらに、駆動部３８は、電源投入時に、各色のＬＥＤの初期電流値を不揮発性メモリ３８ａから読み出し、その初期電流値を温度センサ４１の検出値に応じて補正して、その補正値で各色のＬＥＤを起動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、非発光の透過型の表示部の背面側に設けられるバックライト装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置に関するものである。
液晶パネルのバックライトでは、蛍光管を使ったＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）タイプが主流であるが、環境的に水銀レスが要求されてきている。このことから、近年、ＣＣＦＬに変わる光源としてＬＥＤが有望視されている。特に、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの各原色を個別に使用し、光学的に合成加法混色して白色光を得る方法は、色のバランスがとりやすいため、テレビジョン用途として用いることが盛んに検討されている。
ＬＥＤをバックライトの光源として用いる場合、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの発光効率が異なるため、各色のＬＥＤに流す電流も他の色と独立していなければならない。また、各々の色で使用するＬＥＤは半導体組成が異なるために、色毎に素子の電圧にも相違があり、消費電力も異なる。また、ＬＥＤをバックライトの光源として用いる場合、現実的なコストの観点から、それぞれのＬＥＤを個別に駆動するようなことはできない（例えば、特許文献１参照）。
このような赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを光源として用いるバックライトでは、これら各色の光を一定の比率で光学的に合成して、常に所定の色度の白色光を生成しなければならない。そのため、赤、緑、青のフォトセンサにより各色の光量検出しながら、それぞれのグループのＬＥＤに流す電流をフィードバック制御により調整することによって、赤、緑、青を一定の比率で合成して、所定の色度の白色光に調整している。
ところが、このようなフィードバック制御の応答が早いと色度が頻繁に変わり、ユーザに容易に視認されてしまう。このような色度が頻繁に変わる不都合を避けるため、フィードバック制御は、通常はゆっくりとした応答に設定される。したがって、電源投入時は、このようなフィードバック制御による色度の調整は期待できない。
そのため、このようなＬＥＤを光源としたバックライトにおいては、赤、緑、青毎に予め初期の電流量（例えば、ＰＷＭのデューティ比）を算出しておき、電源投入直後は、この初期電流量により各色のＬＥＤを駆動するようにしている。この初期電流量は、例えば、工場出荷前にそのバックライトの特性に応じて算出されるが、この値を最適に設定することができれば、電源投入をしてから所定の色度に収束するまでの時間をより短くすることができる。
なお、初期電流量が最適に設定されておらず所定の色度に収束するまでの時間が長くなってしまう場合、画面上では、最初はピンク色の状態となっており、その徐々に白色に近づいていくといった現象が起こってしまう。
特開２００１−２７２９３８号公報
ところで、バックライトの光源としてＬＥＤを用いた場合、大量のＬＥＤを用いることとなるので、電源投入直後のＬＥＤの温度と、定常動作時（温度が一定となった状態）におけるＬＥＤ温度とは大きな差が生じる。また、ＬＥＤの光学特性は、温度に依存して大きく変動する。従って、電源投入直後のＬＥＤの光学特性と、定常動作時のＬＥＤの光学特性も大きく変動してしまう。
そのため、電源投入時に各ＬＥＤの供給する最適な初期電流量を予め算出しておいたとしても、その電源投入時の温度が変動してしまった場合には、その値が最適とはならず、電源投入をしてからある所定の色度となるまでの時間を短くすることができない。
本発明は、このような従来の実状に鑑みて提案されたものであり、電源投入時の温度に関わらず、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間が長くなってしまうのを防止することが可能なＬＥＤを用いたバックライト装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置において、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動制御手段と、各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とが格納された記憶手段とを備え、上記駆動制御手段は、電源投入時に、上記温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動することを特徴とする。
また、本発明は、赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置において、上記白色光の色度を検出する色度センサと、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動するとともに、上記白色光が所定の色度となるように上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する駆動制御手段とを備え、上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。
また、本発明は、３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置を駆動するバックライト駆動方法であって、各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とを記憶しておき、電源投入時に、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動し、上記白色光が所定の色度となるように、上記白色光の色度を検出する色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御することを特徴とする。
また、本発明は、赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置を駆動するバックライト駆動方法であって、上記白色光が所定の色度となるように、上記白色光の色度を検出する色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御するにあたり、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。
また、本発明は、３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成するバックライト装置と、上記バックライト装置により生成した白色光が背面側から照射される透過型のカラー液晶表示パネルからなる液晶表示装置であって、上記バックライト装置は、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記白色光の色度を検出する色度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動制御手段と、各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とが格納された記憶手段とを備え、上記駆動制御手段は、電源投入時に、上記温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動し、その後に上記白色光が所定の色度となるように、上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御することを特徴とする。
さらに、本発明は、赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成するバックライト装置と、上記バックライト装置により生成した白色光が背面側から照射される透過型のカラー液晶表示パネルからなる液晶表示装置であって、上記バックライト装置は、上記白色光の色度を検出する色度センサと、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動するとともに、上記白色光が所定の色度となるように上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する駆動制御手段とを備え、上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、電源投入時の温度に関わらず、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間を短くすることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、例えば図１に示すような構成のバックライト方式の液晶表示部１を備えるカラー液晶表示装置に適用される。
（液晶表示部の構成）
液晶表示部１は、透過型のカラー液晶表示パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライト装置２０とから構成されている。
（パネル）
透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ基板１１と対向電極基板１２とを互いに対向配置させ、その間隙に例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１にはマトリクス状に配置された信号線１４と走査線１５及びこれらの交点に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１６と画素電極１７が形成されている。薄膜トランジスタ１６は走査線１５により順次選択されると共に、信号線１４から供給される映像信号を対応する画素電極１７に書き込む。一方、対向電極基板１２の内表面には対向電極１８及びカラーフィルタ１９が形成されている。
液晶表示部１では、この様な構成の透過型のカラー液晶表示パネル１０を２枚の偏光板で挟み、バックライト装置２０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー 映像表示が得られる。
（バックライト）
バックライト装置２０は、光源２１と波長選択フィルタ２２とを備えている。バックライト装置２０は、光源２１から発光された光を、波長選択フィルタ２２を介してカラー液晶表示パネル１０を背面側から照明する。このようなバックライト装置２０は、透過型のカラー液晶表示パネル１０を背面に配設され、カラー液晶表示パネル１０の背面直下から照明する直下型タイプである。
ここで、バックライト装置２０の光源２１には、多数の発光ダイオード（LED:Light Emitting Diode）３が設けられ、この発光ダイオードから出射された光を出力する。光源２１には、赤色の光を発光する多数の発光ダイオード３Ｒと、緑色の光を発光する多数の発光ダイオード３Ｇと、青色の光を発光する多数の発光ダイオード３Ｂが設けられている。光源２１では、赤、青、緑の光を混合して白色光を生成し、この白色光をカラー液晶表示パネル１０に出射している。
バックライト装置２０の光源２１における発光ダイオード３の配置は、例えば、次のようになる。
まず、図２に示すように、赤の発光ダイオード３Ｒ、緑の発光ダイオード３Ｇ及び青の発光ダイオード３Ｂをそれぞれ２個使用し、合計６個の発光ダイオードを一列に配列したもので単位セル（2G 2R 2B）を構成する。続いて、この単位セル（2G 2R 2B）をさらに３つずつ横方向に並べた中単位（6G 6R 6B）を構成する。そして、この中単位（6G 6R 6B）を、図３に示すように水平方向に直列接続し、直列接続したもの画面全体をカバーするように縦方向に並べる。
このように発光ダイオードを配置することにより、赤色、緑色、青色の３色の発光ダイオードが混色され、バランスのよい白色光を発光する。なお、バランスよく混色されれば、図２，図３に示した配置に限らず、どのような配置であってもよい。
（カラー液晶表示装置の全体構成）
次に、カラー液晶表示装置３０の全体構成例を図４に示す。
このカラー液晶表示装置３０は、カラー液晶表示パネル１０やバックライト装置２０の駆動電源を供給する電源部３１と、カラー液晶表示パネル１０を駆動するＸドライバ回路３２及びＹドライバ回路３３と、外部から映像信号が入力端子３４を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部３５と、このＲＧＢプロセス処理部３５に接続された映像メモリ３６及び制御部３７と、バックライト装置２０の駆動制御するバックライト駆動制御部３８とを備えている。
入力端子３４を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部３５によりクロマ処理等の信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部３７に供給されるとともに、映像メモリ３６を介してＸドライバ回路３２に供給される。また、制御部３７は、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングでＸドライバ回路３２及びＹドライバ回路３３を制御して、上記映像メモリ３６を介してＸドライバ回路３２に供給されるＲＧＢセパレート信号でカラー液晶表示パネル１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。
また、カラー液晶表示装置３０には、図４及び図５に示すように、バックライト装置２０の光源２１（発光ダイオード）の温度を検出する温度センサ４１と、バックライト装置２０の光源２１（発光ダイオード）のＲ，Ｇ，Ｂの各色の光量もしくは色度を検出する光量又は色度センサ４２（４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ）と、バックライト装置２０の温度を冷却する冷却ファン４３とを備えている。
温度センサ４１の検出値及び光量又は色度センサ４２の検出値は、バックライト駆動制御部３８に供給される。バックライト駆動制御部３８は、これらのセンサの検出値に基づき、光源２１を構成する発光ダイオードの駆動電流の制御を行う。
また、バックライト駆動制御部３８は、温度センサ４１の検出値に応じて冷却ファン４３の回転速度の制御を行い、バックライト２０の光源２１（発光ダイオード）の温度の制御を行う。
また、バックライト駆動制御部３８は、内部に不揮発性メモリ３８ａを有しており、当該不揮発性メモリ３８ａに各種の設定値が格納されている。
（ＬＥＤ駆動回路）
また、バックライト駆動制御部３８内には、バックライト装置２０の光源２１（発光ダイオード）を駆動するＬＥＤ駆動回路５０が複数個設けられている。
バックライト装置２０の光源となる発光ダイオード３は、図６に示すように、水平方向に並んだ同一色毎の発光ダイオード３が、電気的に直列接続されている。ＬＥＤ駆動回路５０は、水平方向に直列接続した発光ダイオード群３の一つ一つに独立して設けられている。
図７は、バックライト駆動制御部３８内に設けられたＬＥＤ駆動回路５０の回路構成例である。
ＬＥＤ駆動回路５０は、ＤＣ-ＤＣコンバータ５１と、定抵抗（Ｒｃ）５２と、ＦＥＴ５３と、ＰＷＭ制御回路５４と、コンデンサ５５と、サンプルホールド用ＦＥＴ５６と、抵抗５７と、ホールドタイミング回路５８、基準電源５９とを備えている。
ＤＣ-ＤＣコンバータ５１は、図４に示した電源３１から発生された直流電圧ＶＩＮが入力され、入力された直流電力をスイッチングして安定化した直流の出力電圧Ｖｃｃを発生する。ＤＣ-ＤＣコンバータ５１は、フィードバック端子Ｖｆから入力された電圧と出力電圧Ｖｃｃとの電位差が基準電圧値（Ｖｒｅｆ）となるように安定化した出力電圧Ｖｃｃを発生する。なお、基準電圧値（Ｖｒｅｆ）は、基準電源５９から供給される。
直列接続した発光ダイオード群３のアノード側は、定抵抗（Ｒｃ）を介してＤＣ-ＤＣコンバータ５１の出力電圧Ｖｃｃの出力端と接続されている。また、直列接続した発光ダイオード群３のアノード側は、サンプルホールド用ＦＥＴ５６のソース-ドレインを介してＤＣ-ＤＣコンバータ５１のフィードバック端に接続されている。また、直列接続した発光ダイオード群３のカソード側は、ＦＥＴ５３のソース-ドレイン間を介してグランドに接続されている。
ＦＥＴ５３のゲートには、ＰＷＭ制御回路５４から発生されたＰＷＭ信号が入力される。ＦＥＴ５３は、ＰＷＭ信号がオンのときにソース-ドレイン間がオンとなり、ＰＷＭ信号がオフのときにソース-ドレイン間がオフとなる。従って、ＦＥＴ５３は、ＰＷＭ信号がオンのときに発光ダイオード群３に電流を流し、ＰＷＭ信号がオフのときには発光ダイオード群３に流れる電流を０とする。すなわち、ＦＥＴ５３は、ＰＷＭ信号がオンのときに発光ダイオード群３を発光させ、ＰＷＭ信号がオフのときには発光ダイオード群３の発光を停止させる。
ＰＷＭ制御回路５４は、オン時間及びオフ時間のデューティ比が調整される２値信号であるＰＷＭ信号を発生する。ＰＷＭ制御回路５４は、デューティの制御値（ＰＷＭ）が供給され、この制御値（ＰＷＭ）に応じてデューティ比を変更する。
コンデンサ５５は、ＤＣ-ＤＣコンバータ５１の出力端とフィードバック端との間に設けられている。抵抗５７は、ＤＣ-ＤＣコンバータ５１の出力端とサンプルホールド用ＦＥＴ５６のゲートに接続されている。
ホールドタイミング回路５８は、ＰＷＭ信号が入力され、ＰＷＭ信号の立ち上がりエッジで所定時間だけＯＦＦとなり、その他の時間ではＯＮとなるホールド信号を発生する。
サンプルホールド用ＦＥＴ５６のゲートには、ホールドタイミング回路５８から出力されたホールド信号が入力される。サンプルホールド用ＦＥＴ５６は、ホールド信号がオフのときにソースードレイン間がオンとなり、ホールド信号がオンのときのソース-ドレイン間がオフとなる。
以上のようなＬＥＤ駆動回路５０では、ＰＷＭ制御回路５４から発生されたＰＷＭ信号がオンとなる時間のみ発光ダイオード群３に電流ＩＬＥＤが流される。また、コンデンサ５５、サンプルホールド用ＦＥＴ５６及び抵抗５７によりサンプルホールド回路を構成している。このサンプルホールド回路は、発光ダイオード群３のアノード（すなわち、出力電圧Ｖｃｃが接続されていない方の定抵抗５２の一端）の電圧値を、ＰＷＭ信号のオン時にサンプルし、ＤＣ-ＤＣコンバータ５１のフィードバック端に供給している。ＤＣ-ＤＣコンバータ５１は、フォードバック端に入力される電圧値に基づき、出力電圧Ｖｃｃを安定化させるので、定抵抗Ｒｃ５２及び発光ダイオード群３に流れる電流ＩＬＥＤの波高値が一定となる。
従って、ＬＥＤ駆動回路５０では、発光ダイオード群３に流れる電流ＩＬＥＤの波高値が一定とされた状態で、ＰＷＭ信号に応じたパルス駆動される。
なお、発光ダイオード群３に流れる電流量の調整は、本回路では、制御値（ＰＷＭ）を変化させることにより行われる。しかしながら、ＤＣ-ＤＣコンバータ５１に与える基準電圧値（Ｖｒｅｆ）を変化させることにより発光ダイオード群３に流れる電流の波高値を調整してもよいし、又は、これらの組み合わせによって調整してもよい。
（色度一定化のための制御方法）
つぎに、バックライト装置２０から発光される白色光の色度を、ある特定の色度に収束して安定化させるための制御方法について説明をする。
バックライト駆動制御部３８は、バックライト装置２０に電源が投入され、当該バックライト装置２０から白色光が発光されると、赤色ＬＥＤ３Ｒ、緑色ＬＥＤ３Ｇ、青色ＬＥＤ３Ｂの光量比がある特定の比率となるように制御することによって、当該バックライト装置２０から発光される白色光の特定の色度に安定化させている。
具体的には、図８に示すフローに従い、制御を行っている。
まず、ステップＳ１において、バックライト装置２０の電源が投入されると、バックライト駆動制御部３８は、不揮発性メモリ３８ａ内に格納されている初期電流値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０,ＰＷＭＢ０）を読み出し、当該初期電流値により赤色ＬＥＤ３Ｒ、緑色ＬＥＤ３Ｇ、青色ＬＥＤ３Ｂを起動する。
不揮発性メモリ３８ａには、初期電流値として、赤色ＬＥＤ３Ｒを駆動するための初期電流値ＰＷＭＲ０、緑色ＬＥＤ３Ｇを駆動するための初期電流値ＰＷＭＧ０、青色ＬＥＤ３Ｂを駆動するための初期電流値ＰＷＭＢ０が、それぞれ別の値として格納がされている。なお、本例では、発光ダイオード３は、ＰＷＭ駆動がされる。そのため、初期電流値として格納されるのは、ＰＷＭ制御のデューティ比となっている。もっとも、電流の波高値で電流量が制御される回路であれば、初期電流値として波高値が格納されることとなる。
続いて、ステップＳ２において、バックライト駆動制御部３８は、各色のＬＥＤ３を、読み出した初期電流値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０,ＰＷＭＢ０）で駆動を開始する。ＬＥＤ３の駆動が開始されると、バックライト装置２０から光が発光される。
続いて、ステップＳ３において、バックライト駆動制御部３８は、バックライト装置２０から発光される白色光（赤、緑、青の合成光）が所定の色度となるように、光量又は色度センサ４２の検出出力に基づき、赤色ＬＥＤ３Ｒ、緑色ＬＥＤ３Ｇ及び青色ＬＥＤ３Ｂの各色の駆動電流（ＰＷＭデューティ比）をフィードバック制御する。
すなわち、光量又は色度センサ４２により検出された赤色の光量をＰｈｔＲ、緑色の光量をＰｈｔＧ、青色の光量をＰｈｔＢとしたとき、ＰｈｔＲ：ＰｈｔＧ：ＰｈｔＢが一定となるように制御を行う。
（青色を基準に制御を行う理由）
ところで、色度を一定とするためのフィードバック制御を行う場合、３種類の電流量（赤、緑、青のＬＥＤに流す電流量）を同時に調整しなければならないため、処理が非常に複雑となる。このため、バックライト駆動制御部３８では、青色ＬＥＤ３Ｂに流す電流値を常時固定し、他の色（すなわち、赤と緑）のＬＥＤ３Ｒ，３Ｇに流す電流を変更することで、一定の色度となるように調整が行われている。
このように青色（Ｂ）に流す電流を固定とすることで、フィードバック制御の各種演算に用いるパラメータを、青色（Ｂ）については全て“１”とし、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）については、青色（Ｂ）との比率で表したものとすることができる。
このため、取り扱う変数を２つにすることができ、演算処理が非常に簡単にとなる。
青色ＬＥＤ３Ｂの電流量を固定して制御を行うのは、次の理由による。
もし、ＬＥＤの光学特性が温度に関係なく一定であれば、図９に示すように、光量又は色度センサ４２の検出出力の青色を基準としたときの比（ＰｈｔＧ／ＰｈｔＢ，ＰｈｔＧ／ＰｈｔＢ）は、温度に関係なく一定となる。
しかしながら、実際には、ＬＥＤの光学特性の温度変化は大きい。
例えば、図１０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各ＬＥＤ素子の発光波長に対する明るさを示したグラフである。図１０には、温度が０℃、２５℃、５０℃のそれぞれの場合についてのグラフを示している。なお、図１０のグラフは、ｘ軸方向に発光波長を示し、ｙ軸方向に発光出力（明るさ）を示している。
この図１０を参照してわかるように、各ＬＥＤ素子は、温度に対する発光量（曲線で囲まれた部分の面積）が変化するだけではなく、高温になるほど長波長側にシフトしている。特に、赤（Ｒ）のＬＥＤ素子は、山形の頂点（ピーク）に相当する波長（ピーク波長）が、高温になるにしたがって大きく長波長側へのシフトしている。
従って、一定の色度となるようにフィードバック制御を行う際に、温度特性も考慮に入れた制御を行わなければ、精度の高い制御を行うことができない。
そのため、バックライト駆動制御部３８では、光量又は色度センサ４２の検出出力に基づき制御を行うと同時に、温度センサ４１の検出出力に応じてその補正も行っている。このように温度も考慮して制御を行うことによって、図１１に示すように、安定した色度とすることができる。
このように温度補正も同時に行っている場合、最も温度変化の小さい色を基準に処理を行うと、安定したフィードバック制御を行うことができる。逆に言えば、温度変化の大きい色を基準とした場合、基準値がずれるので安定したフィードバック制御を行うことが非常に困難となる。
図１０のグラフを見ると、青色の波長シフト及びピーク値の温度変化が一番小さい。
そこで、バックライト駆動制御部３８では、青色ＬＥＤ３Ｂの電流量を固定して制御を行っている。
（バックライトのオン時の温度オフセット）
また、バックライト駆動制御部３８は、電源が投入時における初期電流値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０,ＰＷＭＢ０）を、温度センサ４１により検出した温度に応じて、補正を行っている。
色度を一定とするためのフィードバック制御を行った場合、各色のＬＥＤに流れる電流量（ＰＷＭのデューティ）の温度特性は、図１２に示すようになる。
初期電流値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０,ＰＷＭＢ０）が例えば６５℃の時の最適値に基づき定められているとすれば、図１３に示すように、３０℃の時には、初期値から赤色であれば約−２０％の差分値（Ｒｅｒｒ）、緑色であれば約−１０％の差分（Ｇｅｒｒ）が発生することとなる。なお、青色は、駆動電流（ＰＷＭデューティ）を一定にするように制御しているため、この差分は発生しない。そのため、例えば、バックライト装置２０に電源を投入したときの温度が３０℃であれば、これらの差分（Ｒｅｒｒ，Ｇｅｒｒ）だけフィードバック制御により収束させなければならない。
しかしながら、これら差分は比較的大きいので、収束までの時間が長くなる。収束時間が長くなると、画質上では、差分の大きいＲの影響を受け、ピンクから徐々に白（本来の色度の白）に変化するのが視覚上わかってしまう。
このような問題を解決するために、バックライト駆動制御部３８では、バックライト装置２０に電源を投入した温度（温度センサ４１の値）を考慮し、不揮発性メモリ３８ａから読み出された初期値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０）を、例えば下記数１の式のように補正して、その補正値を駆動電流として各ＬＥＤに供給する。
Figure 2006171693
なお、数１の各パラメータは次の通りである。
ＰＭＷＲｔ：赤色ＬＥＤに設定する電流量（補正した後の電流値）
ＰＭＷＧｔ：緑色ＬＥＤに設定する電流量（補正した後の電流値）
Ｔ０：初期電流値（ＰＷＭＲ０,ＰＷＭＧ０,ＰＷＭＢ０）を算出したときの温度（例えば６５℃）
Ｔ１：任意の温度
Ｔ：温度センサ４１により検出した現在のバックライト装置２０の温度
ＲｅｒｒＴ１：温度Ｔ１の時の赤色の差分（すなわち、ＰＷＭＲ０から、温度Ｔ１で所定の色度に収束した時の赤色ＬＥＤの電流量を減算した値）
ＧｅｒｒＴ１：温度Ｔ１の時の緑色の差分（すなわち、ＰＷＭＧ０から、温度Ｔ１で所定の色度に収束した時の緑色ＬＥＤの電流量を減算した値）。
以上のように、初期電流量を補正することにより、初期に与える電流量をより収束値に近づけることができ、収束までの時間（所定の色度の白色光に安定するまでの時間）を短くすることができる。
なお、このＲｅｒｒＴ１、ＧｅｒｒＴ１は、バックライト装置２０の工場出荷前に予め算出して、不揮発性メモリ３８ａに格納しておく。この際、バックライト装置２０一つ一つに対してＲｅｒｒＴ１、ＧｅｒｒＴ１を算出してもよいし、例えば、生産製を考え、理論的に算出された値を格納するようにしてもよい。
本発明を適用したカラー液晶表示装置におけるバックライト方式のカラー液晶表示部の構成を示す模式的な斜視図である。 赤の発光ダイオード、緑の発光ダイオード及び青の発光ダイオードをそれぞれ２個使用し、合計６個の発光ダイオードを一列に配列した単位セルを各色の発光ダイオードの個数でパターン表記して模式的に示した図である。 バックライト装置の光源２１における実際の発光ダイオードの接続例を模式的に示した図である。 カラー液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 バックライト装置と、当該バックライト装置に取り付けられたセンサ及び冷却ファンを示す図である。 水平方向に直列接続された発光ダイオード群と、各発光ダイオード群を駆動する複数のＬＥＤ駆動回路を示す図である。 ＬＥＤ駆動回路のブロック構成図である。 白色光の色度をある特定の色度に収束して安定化させるための制御処理のフローチャートである。 ＬＥＤの光学特性が温度に関係なく一定であるとした場合の、光量又は色度センサの検出出力の青色を基準としたときの比（ＰｈｔＧ／ＰｈｔＢ，ＰｈｔＧ／ＰｈｔＢ）を示した図である。 赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各ＬＥＤ素子の発光波長に対する明るさを示した図である。 温度に対する色度センサの検出出力を示す図である。 温度に対する、所定の色度を得るための電流量を示す図である。 電源オン時における所定の色度を得るための電流量と、初期電流量との誤差を示す図である。
符号の説明
１０ カラー液晶パネル、２０ バックライト装置、２１ 光源、３０ カラー液晶表示装置、３８ バックライト駆動制御部、４１ 温度センサ、４２ 光量又は色度センサ、４３ 冷却ファン

Claims (11)

  1. ３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置において、
    上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、
    上記発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動制御手段と、
    各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とが格納された記憶手段とを備え、
    上記駆動制御手段は、電源投入時に、上記温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動する
    ことを特徴とするバックライト装置。
  2. 上記白色光の色度を検出する色度センサを備え、
    上記駆動制御手段は、上記白色光が所定の色度となるように、上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
  3. 上記光源として赤、緑、青色の発光ダイオードを有し、
    上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする請求項２記載のバックライト装置。
  4. 上記駆動制御手段は、上記発光ダイオードをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により光量制御を行い、ＰＷＭ制御のデューティ比を調整することにより、上記発光ダイオードに供給する電流量の調整を行うことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
  5. 赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置において、
    上記白色光の色度を検出する色度センサと、
    上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、
    上記発光ダイオードに電流を供給して駆動するとともに、上記白色光が所定の色度となるように上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する駆動制御手段とを備え、
    上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とするバックライト装置。
  6. ３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置を駆動するバックライト駆動方法であって、
    各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とを記憶しておき、電源投入時に、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動し、
    上記白色光が所定の色度となるように、上記白色光の色度を検出する色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する
    ことを特徴とするバックライト駆動方法。
  7. 上記光源として赤、緑、青色の発光ダイオードを有するバックライト装置を駆動するバックライト駆動方法であって、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項６記載のバックライト駆動方法。
  8. 赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成し、生成した白色光を表示部の背面側から照射するバックライト装置を駆動するバックライト駆動方法であって、
    上記白色光が所定の色度となるように、上記白色光の色度を検出する色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御するにあたり、
    青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とするバックライト駆動方法。
  9. ３色以上の複数の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成するバックライト装置と、上記バックライト装置により生成した白色光が背面側から照射される透過型のカラー液晶表示パネルからなる液晶表示装置であって、
    上記バックライト装置は、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記白色光の色度を検出する色度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動制御手段と、各色の発光ダイオードの初期電流量と、その初期電流量の温度に応じた補正量とが格納された記憶手段とを備え、上記駆動制御手段は、電源投入時に、上記温度センサの検出値に基づき補正量を算出し、算出した補正量を各色の発光ダイオードの初期電流量に加算し、補正した初期電流量で各色の発光ダイオードを起動し、上記白色光が所定の色度となるように、上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  10. 上記光源として赤、緑、青色の発光ダイオードを有し、
    上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
  11. 赤、緑、青色の発光ダイオードを光源として有し、各色の発光ダイオードから発生された光を合成して白色光を生成するバックライト装置と、上記バックライト装置により生成した白色光が背面側から照射される透過型のカラー液晶表示パネルからなる液晶表示装置であって、
    上記バックライト装置は、上記白色光の色度を検出する色度センサと、上記発光ダイオードの温度を検出する温度センサと、上記発光ダイオードに電流を供給して駆動するとともに、上記白色光が所定の色度となるように上記色度センサの検出値に基づき各色の発光ダイオードの電流量をフィードバック制御する駆動制御手段とを備え、上記駆動制御手段は、青色の発光ダイオードに流す電流量を固定とし、赤色及び緑色に流す電流量を調整することにより、上記白色光が所定の色度となるようにフィードバック制御を行う
    ことを特徴とする液晶表示装置。
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