[发明专利]背光源和使用该背光源的液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用LED作为背光源的液晶显示装置，特别涉及具有即使进行区域控制也很少发生亮度不均的背光源的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置中，设置有以矩阵状形成有像素电极和薄膜晶体管(TFT)等的TFT基板，和与TFT基板相对的在与TFT基板的像素电极对应的部位形成有彩色滤光片等的对置基板，在TFT基板与对置基板之间夹持液晶。通过按每个像素控制液晶分子对光的透过率而形成图像。

液晶显示装置能够制作得较为轻薄，因而使用在各种领域中。由于液晶自身不发光，所以在液晶显示面板的背面要配置背光源。在电视等比较大画面的液晶显示装置中，一直使用荧光管作为背光源。但是，因为荧光管内部封入的是水银蒸气，所以对地球环境的负担很大，特别是在欧洲等已经有禁止使用的趋势。

于是，人们开始使用LED(发光二极管)代替荧光管作为背光源，使用LED光源的液晶显示装置，在TV等大型显示装置中逐年增加。但液晶显示装置的背光源必须是面光源，而LED是点光源。因此，需要利用作为点光源的LED来形成面光源的光学系统。

LED中，存在顶部发光型的LED和侧面发光型的LED。“专利文献1”中，记载了用于缓和侧面发光型的LED封装中因各材料的热膨胀系数的差引起的应力的结构。此外，“专利文献1”中，记载了在侧面发光的LED中，不使用引线框，直接在导电引线上载置LED芯片的结构。

“专利文献2”中记载了相对发光度的温度特性基本平坦的LED的一例。

此外，“专利文献3”中，记载了以矩阵状排列由LED和用于使来自LED的光成为面光源的导光板组合而成的模块(block)，个别地对各模块的LED进行控制的背光源。

专利文献1：日本特开2010-130008号公报

专利文献2：日本特开2008-288396号公报

专利文献3：日本特开2007-293339号公报

发明内容

如专利文献3所述，在排列多个由LED与导光板的组形成的模块来构成背光源的情况下，使用发光效率随温度变化的变化大的LED时，例如即使对所有模块的LED施加相同的电压也会在背光源的空间光强度中产生不均，发生所谓亮度不均。

关于该亮度不均，考虑使用发光效率随温度上升而大幅降低的LED的情况。该情况下，例如在某个模块的LED以最大亮度发光且其他模块的LED熄灭的状态持续了规定时间后，再使所有模块的LED以最大亮度发光时，来自上述某个模块的光会变得比来自其他模块的光暗，可能发生亮度不均。这是因为，某个模块的LED以最大亮度发光所以该LED的温度上升，发光效率降低，而其他模块的LED熄灭所以LED温度不上升，与某个模块的LED相比发光效率的降低较少。

像这样，在使用多个由LED与导光板的组构成的背光源中，当使用发光效率对于温度变化的变化大的LED时可能发生亮度不均。从而，在这种结构的背光源中，优选使用发光效率随温度变化的变化小的LED。

此外，LED在工作时温度变高，但一般而言LED的效率在高温时会降低。LED中存在顶部发光型LED和侧面发光型LED。如后文说明，顶部发光型LED能够形成易于散热的结构，但在作为直下配置型的薄型背光源的光源使用的情况下，特别是在使用高输出的LED减少LED的数量的情况下，易于发生显示区域中的亮度不均。另一方面，在使用侧面发光型LED的情况下，因为使用了导光板，所以能够形成不容易发生显示区域中的亮度不均的结构，但侧面发光型LED的结构难以从LED散热。

近年来，出于省电的需求和提高对比度的需求，采用了称作区域控制的驱动方法。图24中，例如将显示区域分割为横8纵6的48个区域。各分割区域中配置有单个或多个LED。这样，例如在仅区域101的部分形成有图像而其他部位为黑的情况下，不是在显示区域的整个面上点亮背光源，而是仅点亮与区域101对应的LED。这样，与在显示区域整个面上照射背光源的情况相比，LED的耗电成为1/48。

但是，因为与图24中区域101对应的部分的LED中流通电流，所以与其他部分的LED相比温度升高。LED的发光效率在温度升高时效率降低。这样的状态下，设想画面变化成为如图25所示整面灰色的显示的情况。

图25中，除区域101外的部分的LED，在灰色显示前温度没有上升。而图25中区域101的部分，从灰色显示前就在LED中流过了电流，所以LED的温度上升。而LED在温度上升时发光效率降低，所以图22中的区域101的部分与其他部分相比亮度减小，在画面中发生亮度不均。