面狀照明裝置及液晶顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及面狀照明裝置及液晶顯示裝置。具體地，本發(fā)明涉及使用LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管）作為其發(fā)光元件并分別控制分割的發(fā)光區(qū)域的發(fā)光的面狀 照明裝置、以及使用該面狀照明裝置作為其光源的液晶顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示裝置被要求提供均勻的顯示表示。另外，為了緩和多監(jiān)視器模式下使用 時的多個顯示裝置中的個體差異，要求液晶顯示裝置提供均勻的顯示畫質(zhì)，使得液晶顯示 裝置能夠展現(xiàn)恒定的亮度和白平衡，并且不展現(xiàn)亮度不均（其背光面內(nèi)的亮度不均勻）和 顏色不均（其背光面內(nèi)的色度不均勻）。然而，在液晶顯示裝置中，可能由于例如由背光源 的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的亮度和顏色分布、由液晶面板的像素的制造偏差產(chǎn)生的透過率和顏色分布、 以及光源部件的個體偏差和隨時間變化等各種原因，引起亮度和白平衡的變化、以及亮度 不均（背光面內(nèi)的亮度不均勻）和顏色不均（背光面內(nèi)的色度不均勻）。
[0003] 鑒于此，提出了下面的改善方案來減小在液晶顯示裝置的顯示區(qū)域中的亮度不均 (背光面內(nèi)的亮度不均勻性）、顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）、以及白平衡的變 化。即，提供一種對其背光源使用單色或不同色的LED以及背光源的發(fā)光區(qū)域分割成多個 區(qū)域的液晶顯示裝置。分別控制被分割的多個區(qū)域以實現(xiàn)上述的改善。
[0004] 另外，根據(jù)隨時間變化和溫度條件，用作光源的LED的發(fā)光狀態(tài)大幅變化。鑒于 此，為了維持均勻的顯示表示，提出了另一方案。即，提供一種采用顏色傳感器的液晶顯示 裝置，該液晶顯示裝置的背光源包括設(shè)置在多個區(qū)域中的LED。該顏色傳感器測量在背光源 的多個區(qū)域中由LED發(fā)出的光，并根據(jù)測量值，修正多個區(qū)域的每個區(qū)域中的LED的發(fā)光。 [0005] 在具有由顏色傳感器測量LED的發(fā)光的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，主要使用通過使 用顏色濾光片測量所接收到的光的RGB顏色分量的光量的顏色傳感器，而不使用能夠測量 由XYZ顏色空間的坐標等人的主觀度規(guī)定的所接收到的光的色度的顏色傳感器。LED由于 溫度不僅發(fā)光量變化而且LED發(fā)光光譜也變化。LED的發(fā)光光譜的變化影響顏色傳感器的 測量值。
[0006] 另外，顏色傳感器本身也受溫度影響。因此，難以適當?shù)鼐S持液晶顯示裝置的顯示 畫面的亮度和白平衡。因此，為了修正顏色傳感器的測量值，提出一種使用溫度傳感器來測 量溫度的方案。
[0007] 圖24示出了在日本未審查的專利申請公開（JP-A) No. 2006-276784中記載的傳統(tǒng) 的液晶顯示裝置的構(gòu)成。如圖24所示，JP-A No. 2006-276784中公開的液晶顯示裝置配備 有背光，并包括具有紅色、綠色、藍色這三色的發(fā)光二極管（LED)、與發(fā)光二極管相對應(yīng)設(shè)置 的顏色傳感器、以及用于測量發(fā)光二極管的溫度的溫度傳感器。液晶顯示裝置還包括設(shè)置 為修正發(fā)光二極管的兩種色度變化的控制運算單元，其中一種是由發(fā)光二極管的溫度引起 的色度變化，另一種是在調(diào)整紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、以及藍色發(fā)光二極管的亮 度時產(chǎn)生的色度變化。這種構(gòu)造減小了由使用環(huán)境引起的發(fā)光二極管的色度變色，并保持 了背光的任意亮度和色度。
[0008] 這種構(gòu)造能夠根據(jù)背光整體的溫度，統(tǒng)一修正整個顯示畫面的亮度和顏色，由此 能夠減小整個畫面的亮度和白平衡的變化。
[0009] 然而，在這種構(gòu)造中，未分割背光的發(fā)光區(qū)域。因此，這種構(gòu)造不能調(diào)整背光內(nèi)部 的亮度不均（背光面內(nèi)的亮度的不均勻性）以及顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）。 另外，背光僅設(shè)有一個顏色傳感器。當在背光內(nèi)部發(fā)生溫度分布時，由于背光內(nèi)部的相應(yīng)的 部位的溫度，背光中的不同位置處的各LED的發(fā)光狀態(tài)變化，顏色傳感器僅檢測在各種發(fā) 光狀態(tài)中由LED發(fā)光的總和。其結(jié)果，上面的構(gòu)造存在發(fā)生亮度不均（背光面內(nèi)的亮度的 不均勻性）和顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）的問題。另外，背光僅設(shè)有一個溫 度傳感器。該溫度傳感器不能直接測量背光內(nèi)部的溫度分布，并且不能測量與由周圍溫度 引起的整個背光的溫度變化分離的將由背光內(nèi)部的LED的自身發(fā)熱引起的背光內(nèi)部的溫 度分布。因此不能估計背光內(nèi)部的溫度分布。因此，上述的結(jié)構(gòu)仍然存在有在顯示畫面上 發(fā)生亮度不均（背光面內(nèi)的亮度的不均勻性）和顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性） 的問題。
[0010] 圖25示出了 JP-A No. 2008-249780中記載的傳統(tǒng)的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。如圖 25所示，JP-A No. 2008-249780中的液晶顯示裝置包括液晶面板以及從背面照明所述液晶 面板的背光面板，并且被配置為根據(jù)圖像數(shù)據(jù)來進行顯示。液晶顯示裝置還包括區(qū)域亮度 計算單元（調(diào)光控制器）、背光亮度傳感器、控制器以及LED驅(qū)動器，并如下構(gòu)成。液晶面板 劃分成多個顯示區(qū)域，區(qū)域亮度計算單元被配置為根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)來計算所述多個顯示 區(qū)域的各顯示區(qū)域的亮度。在所述背光面板上，限定多個背光區(qū)域（背光區(qū)塊）。背光亮度 傳感器分別設(shè)置在多個背光區(qū)域中，各背光亮度傳感器適于測量由相應(yīng)的背光區(qū)域發(fā)出的 光的亮度?？刂破鞅慌渲脼楦鶕?jù)相應(yīng)的顯示區(qū)域的亮度和相應(yīng)的背光區(qū)域的發(fā)光亮度來調(diào) 整多個背光區(qū)域的各背光區(qū)域的亮度。LED驅(qū)動器被配置為驅(qū)動背光面板的LED (白色LED 元件）。另外，背光亮度傳感器設(shè)為包括溫度傳感器和光傳感器。
[0011] 由于這種結(jié)構(gòu)被配置為分別地調(diào)整設(shè)定在背光面板上的多個背光區(qū)域的各背光 區(qū)域的亮度，因此可通過適當?shù)卣{(diào)整背光的每個區(qū)域的亮度利用這種結(jié)構(gòu)來修正顯示畫面 中的亮度不均（背光面內(nèi)的亮度的不均勻性）、顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）。 另外，由于設(shè)置在每個背光區(qū)域中的背光亮度傳感器包括溫度傳感器和光傳感器，因此，當 在背光內(nèi)部發(fā)生溫度分布的情況下，只要與所發(fā)生的溫度分布的變化相比背光區(qū)域被密集 地限定，則背光亮度傳感器能夠直接測量溫度分布。因此，即使在背光內(nèi)部發(fā)生溫度分布的 情況下，也可以修正由溫度分布引起的畫面上的亮度不均（背光面內(nèi)的亮度的不均勻性） 和顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）。
[0012] 然而，這種結(jié)構(gòu)需要創(chuàng)建大量的背光區(qū)域以便與在背光發(fā)生的亮度不均（背光面 內(nèi)的亮度的不均勻性）和顏色不均（背光面內(nèi)的色度的不均勻性）以及背光內(nèi)部發(fā)生的溫 度分布相比充分地密集。還需要在大量區(qū)域的每個區(qū)域中設(shè)置溫度傳感器和昂貴的光傳感 器。這種結(jié)構(gòu)存在這些部件的成本大幅增加的問題。另外，由于用于調(diào)整背光區(qū)域的各背光 區(qū)域的亮度的控制器具有大量的引腳以與許多傳感器通信，控制器的電路尺寸變大。另外， 測量參數(shù)的數(shù)量的增加使控制器的運算處理復雜化，因此需要控制器具有更高的運算處理 能力。這種狀況也引起了成本提高的問題。
[0013] 圖26示出了 JP-A No. 2007-317479中公開的傳統(tǒng)的照明裝置。如圖26所示，JP-A No. 2007-317479中公開的照明裝置包括第一發(fā)光區(qū)域、第二發(fā)光區(qū)域、第一光測量器、第二 光測量器、以及光源控制器，并如下配置。在第一發(fā)光區(qū)域上設(shè)置有多個第一光源，在第二 發(fā)光區(qū)域上設(shè)置有多個第二光源。當多個光源處于點亮狀態(tài)時，第一發(fā)光區(qū)域為相對較高 溫，第二發(fā)光區(qū)域為相對較低溫。第一光測量器適于主要接收從第一光源發(fā)出的光，第二光 測量器適于主要接收從第二光源發(fā)出的光。光源控制器被配置為根據(jù)第一光測量器的輸出 來集中控制多個第一光源，并根據(jù)第二光測量器的輸出來集中控制多個第二光源。
[0014] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，發(fā)光區(qū)域分成相對較高溫的第一發(fā)光區(qū)域和相對較低溫的第二發(fā) 光區(qū)域。對每種發(fā)光區(qū)域設(shè)置光測量器，根據(jù)相應(yīng)的其中一個光測量器的輸出來集中控制 每種發(fā)光區(qū)域。因此，通過對每種發(fā)光區(qū)域調(diào)整亮度，該結(jié)構(gòu)能夠修正照明設(shè)備的亮度不均 (導光板內(nèi)的亮度的不均勻性）和顏色不均（導光板內(nèi)的色度的不均勻性）。另外，即使在 照明內(nèi)部發(fā)生溫度分布時，這種結(jié)構(gòu)間接測量高溫區(qū)域的光量和低溫區(qū)域的光量，而不直 接測量溫度分布。因此，只要溫度在照明設(shè)備的內(nèi)部一維地分布并且高溫部分和低溫部分 在照明設(shè)備內(nèi)線對稱地出現(xiàn)，則通過修正由所發(fā)生的溫度分布引起的光源的變化，這種結(jié) 構(gòu)能夠減輕由溫度分布引起的照明裝置的亮度不均（導光板內(nèi)的亮度的不均勻性）和顏色 不均（導光板內(nèi)的色度的不均勻性）。
[0015] 然而，當照明裝置的內(nèi)部的溫度二維地分布時，這種照明裝置需要設(shè)定為與在背 光內(nèi)部發(fā)生的溫度分布相比充分地密集的大量的區(qū)域。這意味著照明裝置還需要針對大量 區(qū)域的每個區(qū)域的昂貴的光學傳感器，并且上面的結(jié)構(gòu)存在這些部件的成本大幅增加的問 題。另外，大多數(shù)顏色傳感器通常被配置為通過使用顏色濾光片來測量所接收的光的RGB 顏色分量的光量，而不是測量由例如XYZ色空間的坐標那樣的人的主觀度規(guī)定的所接收的 光的色度。LED由于溫度不僅發(fā)光量變化而且LED發(fā)光光譜也變化。LED的發(fā)光光譜的變 化影響顏色傳感器的測量值。另外，顏色傳感器自身也被溫度影響。因此，對于未采用溫度 傳感器的照明裝置，難以適當?shù)鼐S持亮度和白平衡。另外，在由于長時間使用導致LED的亮 度劣化時，需要以更大的電力操作LED。然而，在這種狀態(tài)下，與產(chǎn)品初期相比，照明裝置內(nèi) 部的溫度變化變大，LED的發(fā)光光譜的變化對顏色傳感器的上述影響進一步增大。因此，對 于這種照明裝置，更加難以維持亮度和白平衡，這是一個問題。
[0016] 圖27示出了 JP-A No. 2006-126627中公開的傳統(tǒng)的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。如圖 27所示，JP-A No. 2006-126627中公開的液晶顯示裝置具有下面的構(gòu)造。具有多個顯示像 素的液晶顯示面板被安裝到殼體，并且被配置為根據(jù)圖像信號來顯示圖像。液晶顯示裝置 包括：用于測量液晶顯示面板的背面溫度的內(nèi)部溫度傳感器；以及用于測量殼體外部的溫 度的溫度傳感器?？刂撇扛鶕?jù)通過兩個傳感器測量的各溫度，將用于估計液晶顯示面板的 顯示面上的溫度的以表格化的數(shù)據(jù)保存在R〇M(Read Only Memory:只讀存儲器）中。在使 ODC (Over Drive Control :過驅(qū)動控制）電路動作時，控制部根據(jù)由兩個傳感器測量到的溫 度，使0DC電路動作而從ROM中讀出數(shù)據(jù)，并調(diào)整0DC電路的過沖電壓和下沖電壓。
[0017] 如果液晶顯示裝置設(shè)置為僅內(nèi)部溫度傳感器測量液晶顯示面板的溫度并通過使 用測量到的溫度來確定過沖電壓和下沖電壓，則可能