面状照明装置及液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及面状照明装置及液晶显示装置。具体地，本发明涉及使用LED(Light Emitting Diode:发光二极管）作为其发光元件并分别控制分割的发光区域的发光的面状 照明装置、以及使用该面状照明装置作为其光源的液晶显示装置。
【背景技术】
[0002] 液晶显示装置被要求提供均匀的显示表示。另外，为了缓和多监视器模式下使用 时的多个显示装置中的个体差异，要求液晶显示装置提供均匀的显示画质，使得液晶显示 装置能够展现恒定的亮度和白平衡，并且不展现亮度不均（其背光面内的亮度不均匀）和 颜色不均（其背光面内的色度不均匀）。然而，在液晶显示装置中，可能由于例如由背光源 的结构产生的亮度和颜色分布、由液晶面板的像素的制造偏差产生的透过率和颜色分布、 以及光源部件的个体偏差和随时间变化等各种原因，引起亮度和白平衡的变化、以及亮度 不均（背光面内的亮度不均匀）和颜色不均（背光面内的色度不均匀）。
[0003] 鉴于此，提出了下面的改善方案来减小在液晶显示装置的显示区域中的亮度不均 (背光面内的亮度不均匀性）、颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）、以及白平衡的变 化。即，提供一种对其背光源使用单色或不同色的LED以及背光源的发光区域分割成多个 区域的液晶显示装置。分别控制被分割的多个区域以实现上述的改善。
[0004] 另外，根据随时间变化和温度条件，用作光源的LED的发光状态大幅变化。鉴于 此，为了维持均匀的显示表示，提出了另一方案。即，提供一种采用颜色传感器的液晶显示 装置，该液晶显示装置的背光源包括设置在多个区域中的LED。该颜色传感器测量在背光源 的多个区域中由LED发出的光，并根据测量值，修正多个区域的每个区域中的LED的发光。 [0005] 在具有由颜色传感器测量LED的发光的结构的液晶显示装置中，主要使用通过使 用颜色滤光片测量所接收到的光的RGB颜色分量的光量的颜色传感器，而不使用能够测量 由XYZ颜色空间的坐标等人的主观度规定的所接收到的光的色度的颜色传感器。LED由于 温度不仅发光量变化而且LED发光光谱也变化。LED的发光光谱的变化影响颜色传感器的 测量值。
[0006] 另外，颜色传感器本身也受温度影响。因此，难以适当地维持液晶显示装置的显示 画面的亮度和白平衡。因此，为了修正颜色传感器的测量值，提出一种使用温度传感器来测 量温度的方案。
[0007] 图24示出了在日本未审查的专利申请公开（JP-A) No. 2006-276784中记载的传统 的液晶显示装置的构成。如图24所示，JP-A No. 2006-276784中公开的液晶显示装置配备 有背光，并包括具有红色、绿色、蓝色这三色的发光二极管（LED)、与发光二极管相对应设置 的颜色传感器、以及用于测量发光二极管的温度的温度传感器。液晶显示装置还包括设置 为修正发光二极管的两种色度变化的控制运算单元，其中一种是由发光二极管的温度引起 的色度变化，另一种是在调整红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管的亮 度时产生的色度变化。这种构造减小了由使用环境引起的发光二极管的色度变色，并保持 了背光的任意亮度和色度。
[0008] 这种构造能够根据背光整体的温度，统一修正整个显示画面的亮度和颜色，由此 能够减小整个画面的亮度和白平衡的变化。
[0009] 然而，在这种构造中，未分割背光的发光区域。因此，这种构造不能调整背光内部 的亮度不均（背光面内的亮度的不均匀性）以及颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）。 另外，背光仅设有一个颜色传感器。当在背光内部发生温度分布时，由于背光内部的相应的 部位的温度，背光中的不同位置处的各LED的发光状态变化，颜色传感器仅检测在各种发 光状态中由LED发光的总和。其结果，上面的构造存在发生亮度不均（背光面内的亮度的 不均匀性）和颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）的问题。另外，背光仅设有一个温 度传感器。该温度传感器不能直接测量背光内部的温度分布，并且不能测量与由周围温度 引起的整个背光的温度变化分离的将由背光内部的LED的自身发热引起的背光内部的温 度分布。因此不能估计背光内部的温度分布。因此，上述的结构仍然存在有在显示画面上 发生亮度不均（背光面内的亮度的不均匀性）和颜色不均（背光面内的色度的不均匀性） 的问题。
[0010] 图25示出了 JP-A No. 2008-249780中记载的传统的液晶显示装置的结构。如图 25所示，JP-A No. 2008-249780中的液晶显示装置包括液晶面板以及从背面照明所述液晶 面板的背光面板，并且被配置为根据图像数据来进行显示。液晶显示装置还包括区域亮度 计算单元（调光控制器）、背光亮度传感器、控制器以及LED驱动器，并如下构成。液晶面板 划分成多个显示区域，区域亮度计算单元被配置为根据所述图像数据来计算所述多个显示 区域的各显示区域的亮度。在所述背光面板上，限定多个背光区域（背光区块）。背光亮度 传感器分别设置在多个背光区域中，各背光亮度传感器适于测量由相应的背光区域发出的 光的亮度。控制器被配置为根据相应的显示区域的亮度和相应的背光区域的发光亮度来调 整多个背光区域的各背光区域的亮度。LED驱动器被配置为驱动背光面板的LED (白色LED 元件）。另外，背光亮度传感器设为包括温度传感器和光传感器。
[0011] 由于这种结构被配置为分别地调整设定在背光面板上的多个背光区域的各背光 区域的亮度，因此可通过适当地调整背光的每个区域的亮度利用这种结构来修正显示画面 中的亮度不均（背光面内的亮度的不均匀性）、颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）。 另外，由于设置在每个背光区域中的背光亮度传感器包括温度传感器和光传感器，因此，当 在背光内部发生温度分布的情况下，只要与所发生的温度分布的变化相比背光区域被密集 地限定，则背光亮度传感器能够直接测量温度分布。因此，即使在背光内部发生温度分布的 情况下，也可以修正由温度分布引起的画面上的亮度不均（背光面内的亮度的不均匀性） 和颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）。
[0012] 然而，这种结构需要创建大量的背光区域以便与在背光发生的亮度不均（背光面 内的亮度的不均匀性）和颜色不均（背光面内的色度的不均匀性）以及背光内部发生的温 度分布相比充分地密集。还需要在大量区域的每个区域中设置温度传感器和昂贵的光传感 器。这种结构存在这些部件的成本大幅增加的问题。另外，由于用于调整背光区域的各背光 区域的亮度的控制器具有大量的引脚以与许多传感器通信，控制器的电路尺寸变大。另外， 测量参数的数量的增加使控制器的运算处理复杂化，因此需要控制器具有更高的运算处理 能力。这种状况也引起了成本提高的问题。
[0013] 图26示出了 JP-A No. 2007-317479中公开的传统的照明装置。如图26所示，JP-A No. 2007-317479中公开的照明装置包括第一发光区域、第二发光区域、第一光测量器、第二 光测量器、以及光源控制器，并如下配置。在第一发光区域上设置有多个第一光源，在第二 发光区域上设置有多个第二光源。当多个光源处于点亮状态时，第一发光区域为相对较高 温，第二发光区域为相对较低温。第一光测量器适于主要接收从第一光源发出的光，第二光 测量器适于主要接收从第二光源发出的光。光源控制器被配置为根据第一光测量器的输出 来集中控制多个第一光源，并根据第二光测量器的输出来集中控制多个第二光源。
[0014] 根据这种结构，发光区域分成相对较高温的第一发光区域和相对较低温的第二发 光区域。对每种发光区域设置光测量器，根据相应的其中一个光测量器的输出来集中控制 每种发光区域。因此，通过对每种发光区域调整亮度，该结构能够修正照明设备的亮度不均 (导光板内的亮度的不均匀性）和颜色不均（导光板内的色度的不均匀性）。另外，即使在 照明内部发生温度分布时，这种结构间接测量高温区域的光量和低温区域的光量，而不直 接测量温度分布。因此，只要温度在照明设备的内部一维地分布并且高温部分和低温部分 在照明设备内线对称地出现，则通过修正由所发生的温度分布引起的光源的变化，这种结 构能够减轻由温度分布引起的照明装置的亮度不均（导光板内的亮度的不均匀性）和颜色 不均（导光板内的色度的不均匀性）。
[0015] 然而，当照明装置的内部的温度二维地分布时，这种照明装置需要设定为与在背 光内部发生的温度分布相比充分地密集的大量的区域。这意味着照明装置还需要针对大量 区域的每个区域的昂贵的光学传感器，并且上面的结构存在这些部件的成本大幅增加的问 题。另外，大多数颜色传感器通常被配置为通过使用颜色滤光片来测量所接收的光的RGB 颜色分量的光量，而不是测量由例如XYZ色空间的坐标那样的人的主观度规定的所接收的 光的色度。LED由于温度不仅发光量变化而且LED发光光谱也变化。LED的发光光谱的变 化影响颜色传感器的测量值。另外，颜色传感器自身也被温度影响。因此，对于未采用温度 传感器的照明装置，难以适当地维持亮度和白平衡。另外，在由于长时间使用导致LED的亮 度劣化时，需要以更大的电力操作LED。然而，在这种状态下，与产品初期相比，照明装置内 部的温度变化变大，LED的发光光谱的变化对颜色传感器的上述影响进一步增大。因此，对 于这种照明装置，更加难以维持亮度和白平衡，这是一个问题。
[0016] 图27示出了 JP-A No. 2006-126627中公开的传统的液晶显示装置的结构。如图 27所示，JP-A No. 2006-126627中公开的液晶显示装置具有下面的构造。具有多个显示像 素的液晶显示面板被安装到壳体，并且被配置为根据图像信号来显示图像。液晶显示装置 包括：用于测量液晶显示面板的背面温度的内部温度传感器；以及用于测量壳体外部的温 度的温度传感器。控制部根据通过两个传感器测量的各温度，将用于估计液晶显示面板的 显示面上的温度的以表格化的数据保存在R〇M(Read Only Memory:只读存储器）中。在使 ODC (Over Drive Control :过驱动控制）电路动作时，控制部根据由两个传感器测量到的温 度，使0DC电路动作而从ROM中读出数据，并调整0DC电路的过冲电压和下冲电压。
[0017] 如果液晶显示装置设置为仅内部温度传感器测量液晶显示面板的温度并通过使 用测量到的温度来确定过冲电压和下冲电压，则可能