(57)【要約】  カラー表示可能に構成された液晶表示装置（１）に設けられるとともに、複数の画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システム（１４ｂ）において、発光ダイオード（４）からの照明光の色度の変化を取得するためのカラーセンサ（色度変化取得部）（１３）を設置するとともに、カラーセンサ（１３）からの検出（取得）結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部（１４ｃ）を設ける。
2008068920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色、緑色、及び青色の画素が設けられるとともに、光源からの照明光を用いて、情報を画素単位に表示可能に構成された表示装置において、複数の前記画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システムであって、
前記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部と、
前記色度変化取得部からの取得結果を基に、前記赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、前記階調電圧の補正値を決定する補正決定部と、
前記補正決定部からの階調電圧の補正値を前記表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えていることを特徴とする階調電圧補正システム。
【請求項２】
前記色度変化取得部には、前記照明光の色度を検出するカラーセンサが用いられている請求項１に記載の階調電圧補正システム。
【請求項３】
前記カラーセンサは、前記表示装置に設けられた表示部の有効表示領域以外の箇所に設置されている請求項２に記載の階調電圧補正システム。
【請求項４】
前記色度変化取得部には、前記光源の点灯時間を計測するタイマーが用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の階調電圧補正システム。
【請求項５】
前記タイマーでは、前記光源の点灯時間を積算した積算時間が計測されるとともに、前記光源が点灯された点灯開始時点からの経過時間が計測される請求項４に記載の階調電圧補正システム。
【請求項６】
前記色度変化取得部には、前記光源の周囲温度を検出する温度センサが用いられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の階調電圧補正システム。
【請求項７】
前記補正決定部には、前記色度変化取得部からの取得結果と、前記階調電圧の補正値とを関連付けたルックアップテーブルが用いられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の階調電圧補正システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の階調電圧補正システムを用いたことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
情報を表示する表示部に用いられる液晶パネルが設けられ、かつ、
前記液晶パネルでは、前記階調電圧出力部からの階調電圧の補正値に応じて、前記照明光の透過率が画素単位に変更される請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示すべき情報に応じた階調電圧を補正する階調電圧補正システム、特にカラー表示可能に構成された非発光型の表示装置に用いられる階調電圧補正システム、及びこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光するバックライト装置と、バックライト装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。【０００３】
また、上記バックライト装置には、冷陰極管や熱陰極管からなる線状光源を液晶パネルの側方または下方に配置したエッジライト型または直下型のものが提供されている。しかるに、上記のような冷陰極管等には水銀が含まれており、廃棄する冷陰極管のリサイクル等を行い難かった。そこで、水銀を使用していない発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いたバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置が提案されている（例えば、特開２００４−２１１４７号公報参照。）。【０００４】
また、上記従来の液晶表示装置では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の各色光を発光する三色の発光ダイオードを設けて、これら三色の色光を混色することで白色光を得ていた。また、この従来の液晶表示装置では、発光ダイオードからの光を検出するセンサを設置して、その検出結果を基にＲＧＢの各発光ダイオードの光量を調整することにより、対応する発光ダイオードの輝度や色度の経年変化を抑制可能とされていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような冷陰極管や発光ダイオードなどの光源では、経年劣化あるいは点灯初期特性などの要因により、照明光の色度が変化することがあった。具体的には、例えば冷陰極管では、内部に封入された水銀が使用（点灯）時間に応じて固化して、当該水銀の蒸気圧が低下することにより、色度変化が照明光に発生した。【０００６】
また、発光ダイオードでは、一般的に、発光チップの発光面側にシリコン樹脂やアクリル樹脂等の透明な合成樹脂からなるパッケージを設けて、発光チップを保護している。しかるに、上記のような合成樹脂は、発光チップからの熱などの影響によって黄変などの経年劣化を生じ易いものであった。このため、発光ダイオードでは、パッケージが経年劣化によって着色されて、色度変化が照明光に発生した。また、白色の発光ダイオードは、例えば青色の発光ダイオードと、この発光ダイオードの発光チップの表面上に設けられた黄色の蛍光材または緑色及び赤色の蛍光材とにより構成されており、上記パッケージでの着色だけでなく、蛍光材に生じた経年劣化によっても、色度変化が照明光に発生した。【０００７】
上記のような色度変化が照明光に生じると、従来の液晶表示装置では、ＲＧＢの各画素に対して、白色度が低下した照明光（例えば、上記黄変による黄色が混色された光）が照射されることとなり、表示品位が低下するという問題点を生じた。【０００８】
また、上記従来の液晶表示装置では、センサの検出結果を基にＲＧＢの各発光ダイオードへの供給電流値を増減させることにより、対応する発光ダイオードの光量を調整して、照明光の色度変化を抑制可能とされていた。しかしながら、上記黄変などのパッケージでの着色の程度によっては、ＲＧＢの各発光ダイオードへの供給電流値の増減を行うだけでは、照明光の色度変化を充分に抑制できないことがあり、この従来の液晶表示装置では、表示品位の低下を防げないことがあった。【０００９】
また、冷陰極管や白色の発光ダイオードなどの単色光（白色光）を発する光源がバックライト装置に使用されている場合では、上記従来の液晶表示装置のように光源への供給電流値を増減させたとしても、当該光源の経年劣化などによる色度変化を全く抑制できなかった。それ故、従来の液晶表示装置では、白色光を発する光源がバックライト装置に使用されている場合、照明光の色度が光源の経年劣化などによって変化したときに、表示品位が照明光の色度変化に起因して低下するのを防ぐことができなかった。【００１０】
上記の課題を鑑み、本発明は、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用い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】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる階調電圧補正システムは、赤色、緑色、及び青色の画素が設けられるとともに、光源からの照明光を用いて、情報を画素単位に表示可能に構成された表示装置において、複数の前記画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システムであって、
前記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部と、
前記色度変化取得部からの取得結果を基に、前記赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、前記階調電圧の補正値を決定する補正決定部と、
前記補正決定部からの階調電圧の補正値を前記表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えていることを特徴とするものである。【００１２】
上記のように構成された階調電圧補正システムでは、光源からの照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部を設けるとともに、色度変化取得部にて取得された照明光の色度の変化を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部を設けている。また、補正決定部にて決定された階調電圧の補正値を表示装置側に出力する階調電圧出力部を設置している。これにより、上記従来例と異なり、照明光の色度が光源の経年劣化などによって変化したときでも、補正決定部が、照明光の色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、適切な階調電圧の補正値を決定して、階調電圧出力部を介して表示装置側に出力することが可能となる。この結果、上記従来例と異なり、光源の発光色や種類などに関わらず、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる。【００１３】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記色度変化取得部には、前記照明光の色度を検出するカラーセンサが用いられてもよい。【００１４】
この場合、上記補正決定部は照明光の色度の変化の実測値を把握することが可能となり、上記階調電圧の補正値を高精度に決定することができ、表示品位が低下するのを確実に防止することができる。【００１５】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記カラーセンサは、前記表示装置に設けられた表示部の有効表示領域以外の箇所に設置されていることが好ましい。【００１６】
この場合、カラーセンサを設置することにより、輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。【００１７】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記色度変化取得部には、前記光源の点灯時間を計測するタイマーが用いられてもよい。【００１８】
この場合、階調電圧補正システムの構造を簡単化しつつ、表示品位の低下を防ぐことができる。【００１９】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記タイマーでは、前記光源の点灯時間を積算した積算時間が計測されるとともに、前記光源が点灯された点灯開始時点からの経過時間が計測されることが好ましい。【００２０】
この場合、光源の経年劣化及び点灯初期特性に起因する色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。【００２１】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記色度変化取得部には、前記光源の周囲温度を検出する温度センサが用いられてもよい。【００２２】
この場合、光源の発光特性が周囲温度によって変わって、照明光の色度が変化したときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。【００２３】
また、上記階調電圧補正システムにおいて、前記補正決定部には、前記色度変化取得部からの取得結果と、前記階調電圧の補正値とを関連付けたルックアップテーブルが用いられていることが好ましい。【００２４】
この場合、補正決定部は階調電圧の補正値を即座に決定することができ、照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位の低下を直ちに防止することができる。【００２５】
また、本発明の表示装置は、上記いずれかの階調電圧補正システムを用いたことを特徴とするものである。【００２６】
上記のように構成された表示装置では、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システムが用いられているので、優れた表示性能を有する表示装置を容易に構成することができる。【００２７】
また、上記表示装置において、情報を表示する表示部に用いられる液晶パネルが設けられ、かつ、
前記液晶パネルでは、前記階調電圧出力部からの階調電圧の補正値に応じて、前記照明光の透過率が画素単位に変更されてもよい。【００２８】
この場合、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのが防止された優れた表示性能を有する液晶表示装置を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用いた表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。
【図２】図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。
【図３】上記階調電圧補正システム及び図１に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。
【図４】上記階調電圧補正システムの効果を示すグラフであり、（ａ）は階調電圧補正システムが階調電圧を補正しない場合での入力階調とＲＧＢの各画素への出力電圧との関係を示すグラフであり、（ｂ）は階調電圧補正システムが階調電圧を補正する場合での入力階調とＲＧＢの各画素への出力電圧との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。
【図８】図７に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。
【図９】本発明の第５の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。
【図１０】図９に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の階調電圧補正システム、及び表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。【００３２】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図２は図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図１及び図２において、本実施形態の液晶表示装置１では、バックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射されるとともに、情報を表示する表示部としての液晶パネル３とが設けられており、これらバックライト装置２と液晶パネル３とが透過型の液晶表示装置１として一体化されている。【００３３】
バックライト装置２は、光源としての複数の発光ダイオード４と、複数の各発光ダイオード４からの光が導入される導光板５と、導光板５の非液晶パネル３側に設けられた反射シート６とを備えており、導光板５から液晶パネル３側に平面状の照明光を照射するようになっている。また、バックライト装置２では、複数の発光ダイオード４は図２に例示するように、導光板５に対し、同図２の左側及び右側にそれぞれ設定された左側領域及び右側領域の発光ダイオード４の設置領域に分散して設けられている。【００３４】
また、複数の各発光ダイオード４には、例えば白色光を発光する白色の発光ダイオードが用いられている。また、複数の発光ダイオード４では、液晶パネル３の大きさや当該液晶パネル３で要求される輝度や表示品位等の表示性能などに応じて、発光ダイオード４の設置数や種類、サイズなどが選択されている。具体的にいえば、各発光ダイオード４には、例えば消費電力が１Ｗ程度のパワーＬＥＤあるいは７０ｍＷ程度の消費電力のチップＬＥＤが適宜使用されるようになっている。【００３５】
また、液晶表示装置１では、液晶パネル３と導光板５との間に、例えば偏光シート７、プリズム（集光）シート８、及び拡散シート９が設置されており、これらの光学シートによって、バックライト装置２からの上記照明光の輝度上昇などが適宜行われて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。【００３６】
また、液晶表示装置１では、液晶パネル３に含まれた後述の信号線（ソースライン）及び制御線（ゲートライン）がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１０を介在させて駆動制御回路１１に接続されている。そして、液晶表示装置１では、駆動制御回路１１が上記信号線及び制御線に対して、画素単位の駆動制御を行うようになっている。また、図１に例示するように、駆動制御回路１１の近傍には、複数の発光ダイオード４を点灯駆動する点灯駆動回路１２が設置されている。この点灯駆動回路１２は、例えばＰＷＭ調光を用いて、発光ダイオード４を点灯駆動するように構成されている。【００３７】
導光板５には、例えば透明なアクリル樹脂などの合成樹脂が用いられている。また、導光板５では、図１に例示するように、断面矩形状のものが使用されており、図２の左側側面及び右側側面が導入面として機能するようになっている。すなわち、導光板５では、上記左側領域及び右側領域に設置された複数の各発光ダイオード４からの光がそれぞれ上記左側側面及び右側側面に導入される。そして、導光板５では、左側側面から内部に導入された発光ダイオード４の光は、右側側面側に導かれつつ、反射シート６により、拡散シート９に対向配置された発光面から液晶パネル３に向かって照明光として適宜出射される。同様に、右側側面から内部に導入された発光ダイオード４の光は、左側側面側に導かれつつ、反射シート６により、上記発光面から液晶パネル３に向かって照明光として適宜出射される。【００３８】
具体的には、左側領域及び右側領域の各発光ダイオード４、導光板５、及び反射シート６は図示しない筐体に収容されており、各発光ダイオード４からの光は、外部への光漏れが極力防がれた状態で、対応する左側側面または右側側面から導光板５の内部に対して、直接的にまたはリフレクターを介在させて間接的に効率よく導入されるようになっている。これにより、バックライト装置２では、各発光ダイオード４の光利用効率を容易に向上させることができ、上記照明光の高輝度化を簡単に図ることができる。【００３９】
また、導光板５の図２の下側側面には、カラーセンサ１３が対向するように設けられており、液晶パネル３に向かって照射される照明光の色度を検出するよう構成されている。このカラーセンサ１３は、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれたものであり、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられている。また、カラーセンサ１３は、図２に示すように、導光板５の発光面（図１の上面）とは異なる、上記下側側面に対向配置されている。つまり、カラーセンサ１３は、液晶パネル（表示部）３の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該カラーセンサ１３を設けることにより、液晶パネル３での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになっている。【００４０】
具体的にいえば、カラーセンサ１３には、ＲＧＢの各色光の色度を個別に検出可能な受光素子が用いられており、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するようになっている。また、カラーセンサ１３は、所定の時間間隔毎に、検出した赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を後述の補正決定部に出力するように構成されている。【００４１】
ここで、図３も参照して、本実施形態の階調電圧補正システムの主要部について具体的に説明する。【００４２】
図３は、上記階調電圧補正システム及び図１に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。図３において、パネル制御部１４には、ＰＣ等の信号源（図示せず）などを介して液晶表示装置１の外部からの映像信号が入力されるようになっている。また、このパネル制御部１４は、駆動制御回路１１（図１）に設けられたものであり、入力された映像信号に応じて、上記信号線及び制御線に対して、画素単位の駆動制御を実質的に行うように構成されている。【００４３】
具体的にいえば、パネル制御部１４には、上記映像信号を基にソースドライバ１５及びゲートドライバ１６への各指示信号を生成する画像処理部１４ａが設けられている。また、このパネル制御部１４には、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれた階調電圧補正部１４ｂが一体的に組み込まれており、後に詳述するように、画像処理部１４ａが生成したソースドライバ１５への指示信号は階調電圧補正部１４ｂにて補正された後、ソースドライバ１５に出力されるようになっている。【００４４】
ソースドライバ１５及びゲートドライバ１６は、液晶パネル３に設けられた複数の画素を画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ１５及びゲートドライバ１６には、複数の信号線Ｓ１〜ＳＭ（Ｍは、２以上の整数）及び複数の制御線Ｇ１〜ＧＮ（Ｎは、２以上の整数）がそれぞれ接続されている。これら信号線Ｓ１〜ＳＭ及び制御線Ｇ１〜ＧＮは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素の領域が形成されている。これら複数の画素には、赤色、緑色、及び青色の画素が含まれている。また、これらの赤色、緑色、及び青色の画素は、例えばこの順番で、各制御線Ｇ１〜ＧＮに平行に順次配設されている。【００４５】
また、各制御線Ｇ１〜ＧＮには、画素毎に設けられたスイッチング素子１７のゲートが接続されている。一方、各信号線Ｓ１〜ＳＭには、スイッチング素子１７のソースが接続されている。また、各スイッチング素子１７のドレインには、画素毎に設けられた画素電極１８が接続されている。また、各画素では、共通電極１９が液晶パネル３に設けられた液晶層を間に挟んだ状態で画素電極１８に対向するように構成されている。そして、ゲートドライバ１６は、画像処理部１４ａからの指示信号に基づいて、制御線Ｇ１〜ＧＮに対して、対応するスイッチング素子１７のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。一方、ソースドライバ１５は、後述の階調電圧出力部１４ｄからの指示信号に基づいて、表示画像の輝度（階調）に応じた電圧信号（階調電圧）を対応する信号線Ｓ１〜ＳＭに出力する。【００４６】
階調電圧補正部１４ｂには、カラーセンサ１３からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部１４ｃと、画像処理部１４ａからソースドライバ１５への指示信号及び補正決定部１４ｃで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ１５への指示信号を補正して、当該ソースドライバ１５に出力する階調電圧出力部１４ｄとが設けられている。【００４７】
補正決定部１４ｃには、カラーセンサ１３と階調電圧出力部１４ｄに接続されたルックアップテーブル（以下、"ＬＵＴ"ともいう。）１４ｃ１が用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、ＬＵＴ１４ｃ１には、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、カラーセンサ１３からの検出結果に含まれた色度と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。そして、補正決定部１４ｃでは、ＬＵＴ１４ｃ１にカラーセンサ１３からの検出結果が入力されると、その検出結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部１４ｄに直ちに伝達されるようになっている。【００４８】
階調電圧出力部１４ｄでは、ＬＵＴ１４ｃ１から赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部１４ａから入力されたソースドライバ１５への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ１５に出力する。すなわち、階調電圧出力部１４ｄは、画像処理部１４ａが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、ＬＵＴ１４ｃ１からの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部１４ｄは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ１５に出力する。これにより、液晶パネル３では、階調電圧出力部１４ｄからの新たな階調電圧に応じて、バックライト装置２からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、発光ダイオード４からの白色光が、当該発光ダイオード４の経年劣化、点灯初期特性、及び／または周囲温度の変化などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置１の表示品位が低下するのを防ぐことができる。【００４９】
尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部１４ｄが補正決定部１４ｃで決定された階調電圧の補正値を画像処理部１４ａに出力し、当該画像処理部１４ａが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ１５に出力する構成でもよい。【００５０】
ここで、図４を参照して、本実施形態の階調電圧補正システムの動作について具体的に説明する。なお、以下の説明では、発光ダイオード４に経年劣化に起因する黄変が発生して、当該発光ダイオード４からの白色光に前記黄変による黄色が混色されて、液晶パネル３への照明光の白色度が低下する場合を例示して説明する。【００５１】
図４は、上記階調電圧補正システムの効果を示すグラフであり、図４（ａ）は階調電圧補正システムが階調電圧を補正しない場合での入力階調とＲＧＢの各画素への出力電圧との関係を示すグラフであり、図４（ｂ）は階調電圧補正システムが階調電圧を補正する場合での入力階調とＲＧＢの各画素への出力電圧との関係を示すグラフである。【００５２】
発光ダイオード４において、上記黄変が生じていない場合、階調電圧補正部１４ｂは、図４（ａ）に曲線５０ｒ、５０ｇ、及び５０ｂにてそれぞれ示すように、画像処理部１４ａが決定した階調電圧を変更することなく、ソースドライバ１５に出力するようになっている。つまり、画像処理部１４ａは、パネル制御部１４に入力された映像信号（入力階調）に基づいて、赤色、緑色、及び青色の画素単位に、階調電圧を決定する。一方、発光ダイオード４に黄変が生じていないので、カラーセンサ１３が検出する赤色光、緑色光、及び青色光の各色度は、階調電圧を補正する必要がない値となり、階調電圧出力部１４ｄには、ＬＵＴ１４ｃ１から±０の値が赤色、緑色、及び青色の各色の補正値として出力される。この結果、赤色、緑色、及び青色の各画素では、曲線５０ｒ、５０ｇ、及び５０ｂにてそれぞれ示すように、上記入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）がソースドライバ１５を介して対応する信号線から出力される。【００５３】
一方、発光ダイオード４において、上記黄変が発生して照明光の白色度が低下している場合、カラーセンサ１３が検出する赤色光、緑色光、及び青色光の各色度は、階調電圧の補正を必要とする値となり、階調電圧出力部１４ｄには、ＬＵＴ１４ｃ１からカラーセンサ１３の検出結果に応じた補正値が赤色、緑色、及び青色の色毎に出力される。具体的には、照明光に含まれた黄変による黄色を相殺するように、例えば青色の画素に対する階調電圧を大きくするような補正値が出力され、かつ、赤色及び緑色の各画素に対する階調電圧を変更しない補正値（つまり、±０）が出力される。この結果、赤色及び緑色の各画素では、図４（ｂ）の曲線６０ｒ及び６０ｇにてそれぞれ示すように、上記入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）がソースドライバ１５を介して対応する信号線から出力される。【００５４】
一方、青色の画素では、同図４（ｂ）の曲線６０ｂにて示すように、曲線６０ｒ及び６０ｇにてそれぞれ示した赤色及び緑色の各画素への出力電圧に比べて、入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）が補正値によって大きくされて、ソースドライバ１５を介して対応する信号線から出力される。これにより、青色の画素では、赤色及び緑色の各画素に比べて、照明光の透過率が高められ、上記黄変による黄色を相殺して、表示品位の低下を防ぐことができる。【００５５】
尚、上記の説明では、青色の画素に対する階調電圧を大きくして当該青色の画素の照明光の透過率を高めた場合について説明したが、上述したような黄変による照明光の白色度が低下している場合では、赤色及び緑色の各画素に対する階調電圧を小さくして、これら赤色及び緑色の各画素の照明光の透過率を低くして、白色度の低下に対処することもできる。【００５６】
以上のように、本実施形態では、発光ダイオード（光源）４からの照明光の色度の変化を取得するために、カラーセンサ（色度変化取得部）１３が設けられている。また、本実施形態では、カラーセンサ１３からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部１４ｃが設けられている。さらに、本実施形態では、画像処理部１４ａが外部からの映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、補正決定部１４ｃからの対応する色の補正値を基に補正するとともに、その補正した画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号をソースドライバ１５に出力する階調電圧出力部１４ｄが設置されている。これにより、本実施形態では、上記照明光の色度が発光ダイオード４の経年劣化などによって変化したときでも、補正決定部１４ｃが、照明光の色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、適切な階調電圧の補正値を決定して階調電圧出力部１４ｄを介してソースドライバ（液晶表示装置１）１５側に出力することができる。この結果、発光ダイオードへの供給電流値を増減させていた上記従来例と異なり、発光ダイオード４の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード４からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる。【００５７】
また、このように表示品位が低下するのを防止することができるので、本実施形態では、発光ダイオード４からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのが防止された優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。【００５８】
また、本実施形態では、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するカラーセンサ１３が用いられているので、補正決定部１４ｃは階調電圧の補正値を高精度に決定して階調電圧出力部１４ｄに出力することができ、液晶表示装置１の表示品位が低下するのを確実に防止することができる。【００５９】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、カラーセンサを液晶パネルの表示面側に設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。【００６０】
すなわち、図５に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、筐体としてのベゼル２０の内部に、バックライト装置２及び液晶パネル３等が収容されている。尚、図５では、図面の簡略化のために、ＦＰＣ１０、駆動制御回路１１、及び点灯駆動回路１２の図示は省略している（後掲の図６、図７、及び図９においても同様。）。【００６１】
また、本実施形態では、カラーセンサ１３は液晶パネル３の表示面側に設けられている。但し、このカラーセンサ１３は、第１の実施形態と同様に、液晶パネル（表示部）３の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該液晶パネル３での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになっている。【００６２】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード４の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード４からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。【００６３】
［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、カラーセンサをベゼルの外側に設けた点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。【００６４】
すなわち、図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、筐体としてのベゼル３０の内部に、バックライト装置２及び液晶パネル３等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置１では、第２の実施形態と異なり、中央部に開口部６'ａが形成された反射シート６'が使用されており、ベゼル３０の外側に設けられたカラーセンサ１３が照明光を検出可能に構成されている（詳細は後述。）。【００６５】
また、ベゼル３０には、例えば導光板５の中央部に対向する位置に開口部３０ａが設けられている。また、この開口部３０ａの上側には、反射シート６'の開口部６'ａが対向配置されている。一方、開口部３０ａの下側には、カラーセンサ１３が対向するよう設けられており、開口部６'ａ、３０ａから出射された照明光を検出するようになっている。また、このカラーセンサ１３は、第１の実施形態と同様に、液晶パネル（表示部）３の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該液晶パネル３での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになっている。【００６６】
以上の構成により、本実施形態では、第２の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード４の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード４からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。【００６７】
［第４の実施形態］
図７は本発明の第４の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図８は図７に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、光源として冷陰極管を用いるとともに、カラーセンサに代えて、冷陰極管の点灯時間を計測するタイマーを設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。【００６８】
すなわち、図７に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、筐体としてのベゼル４０の内部に、バックライト装置２及び液晶パネル３等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置１では、第１の実施形態と異なり、発光ダイオードに代えて、冷陰極管４１が導光板５の図の左側側面に対向配置されており、光源として使用されている。【００６９】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、図８に示すように、外部からの映像信号を基にソースドライバ１５及びゲートドライバ１６への各指示信号を生成する画像処理部２４ａと、本実施形態の階調電圧補正システムを構成する階調電圧補正部２４ｂとを一体的に構成したパネル制御部２４が用いられている。すなわち、本実施形態では、カラーセンサ１３の代わりに、冷陰極管４１の点灯時間を計測するタイマー２４ｅが階調電圧補正部２４ｂの内部に設けられており、本実施形態の階調電圧補正システムの全ての構成要素を備えた階調電圧補正部２４ｂがパネル制御部２４に一体的に組み込まれている。【００７０】
具体的にいえば、階調電圧補正部２４ｂには、上記タイマー２４ｅと、タイマー２４ｅからの計測結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部２４ｃと、画像処理部２４ａからソースドライバ１５への指示信号及び補正決定部２４ｃで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ１５への指示信号を補正して、当該ソースドライバ１５に出力する階調電圧出力部２４ｄとが設けられている。【００７１】
タイマー２４ｅは、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられており、冷陰極管４１の点灯時間を積算した積算時間、及び冷陰極管４１が点灯された点灯開始時点からの経過時間の双方を計測可能に構成されている。【００７２】
補正決定部２４ｃには、タイマー２４ｅと階調電圧出力部２４ｄに接続されたＬＵＴ２４ｃ１が用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、ＬＵＴ２４ｃ１には、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、タイマー２４ｅからの計測結果に含まれた上記積算時間及び経過時間と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。【００７３】
より詳細にいえば、ＬＵＴ２４ｃ１では、所定の積算時間（例えば、１００時間）毎に、経過時間に対する補正値が変化するように、経過時間と補正値とが互いに関連付けられている。そして、補正決定部２４ｃでは、ＬＵＴ２４ｃ１にタイマー２４ｅからの計測結果が入力されると、その計測結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部２４ｄに直ちに伝達されるようになっている。【００７４】
尚、上記の説明以外に、例えば積算時間が５０００時間未満、５０００時間以上１００００時間未満、１００００時間以上１５０００時間未満、１５０００時間以上２００００時間未満にそれぞれ適用する４つのＬＵＴを使用する構成でもよい。【００７５】
階調電圧出力部２４ｄでは、ＬＵＴ２４ｃ１から赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部２４ａから入力されたソースドライバ１５への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ１５に出力する。すなわち、階調電圧出力部２４ｄは、画像処理部２４ａが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、ＬＵＴ２４ｃ１からの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部２４ｄは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ１５に出力する。これにより、液晶パネル３では、階調電圧出力部２４ｄからの新たな階調電圧に応じて、バックライト装置２からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、冷陰極管４１からの白色光が、当該冷陰極管４１の経年劣化及び／または点灯初期特性などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置１の表示品位が低下するのを防ぐことができる。【００７６】
尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部２４ｄが補正決定部２４ｃで決定された階調電圧の補正値を画像処理部２４ａに出力し、当該画像処理部２４ａが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ１５に出力する構成でもよい。【００７７】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、冷陰極管４１の発光色や種類などに関わらず、冷陰極管４１からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。【００７８】
また、本実施形態では、タイマー（色度変化取得部）２４ｅを使用して、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度の変化を取得するように構成されているので、階調電圧補正システムの構造を簡単化しつつ、液晶表示装置１の表示品位の低下を防ぐことができる。また、本実施形態では、既設の液晶表示装置に階調電圧補正システムを容易に組み込むことができ、当該液晶表示装置の高性能化を容易に図ることができる。【００７９】
尚、上記の説明では、パネル制御部２４に一体的に組み込んだ階調電圧補正部２４ｂの内部にタイマー２４ｅを設けた場合について説明したが、タイマー２４ｅの設置箇所はこれに限定されない。また、このタイマー２４ｅは、冷陰極管（光源）４１の点灯時間を計測できるものであれば何等限定されるものではなく、例えば冷陰極管４１をインバータ駆動する点灯駆動回路１２にマイコンが使用されている場合では、当該マイコンのクロック発生部と、このクロック発生部のクロック信号を冷陰極管４１の点灯時間に応じてカウントするカウンタとを用いて、タイマー２４ｅを構成することができる。【００８０】
［第５の実施形態］
図９は本発明の第５の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図１０は図９に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、カラーセンサに代えて、発光ダイオードの周囲温度を検出する温度センサを用いた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。【００８１】
すなわち、図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、筐体としてのベゼル２０の内部に、バックライト装置２及び液晶パネル３等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置１では、第１の実施形態と異なり、カラーセンサに代えて、温度センサ２１が反射シート６の下側に設けられており、発光ダイオード４の周囲温度を検出するようになっている。つまり、温度センサ２１は、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれたものであり、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられている。【００８２】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、図１０に示すように、外部からの映像信号を基にソースドライバ１５及びゲートドライバ１６への各指示信号を生成する画像処理部３４ａと、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれた階調電圧補正部３４ｂとを一体的に構成したパネル制御部３４が用いられている。【００８３】
具体的にいえば、階調電圧補正部３４ｂには、温度センサ２１からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部３４ｃと、画像処理部３４ａからソースドライバ１５への指示信号及び補正決定部３４ｃで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ１５への指示信号を補正して、当該ソースドライバ１５に出力する階調電圧出力部３４ｄとが設けられている。【００８４】
補正決定部３４ｃには、温度センサ２１と階調電圧出力部３４ｄに接続されたＬＵＴ３４ｃ１が用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、ＬＵＴ３４ｃ１には、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、温度センサ２１からの検出結果に含まれた色度と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。そして、補正決定部３４ｃでは、ＬＵＴ３４ｃ１に温度センサ２１からの検出結果が入力されると、その検出結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部３４ｄに直ちに伝達されるようになっている。【００８５】
階調電圧出力部３４ｄでは、ＬＵＴ３４ｃ１から赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部３４ａから入力されたソースドライバ１５への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ１５に出力する。すなわち、階調電圧出力部３４ｄは、画像処理部３４ａが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、ＬＵＴ３４ｃ１からの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部３４ｄは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ１５に出力する。これにより、液晶パネル３では、階調電圧出力部３４ｄからの新たな階調電圧に応じて、バックライト装置２からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、発光ダイオード４からの白色光が、当該発光ダイオード４の周囲温度の変化などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置１の表示品位が低下するのを防ぐことができる。【００８６】
尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部３４ｄが補正決定部３４ｃで決定された階調電圧の補正値を画像処理部３４ａに出力し、当該画像処理部３４ａが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ１５に出力する構成でもよい。【００８７】
以上の構成により、本実施形態では、第１の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード４の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード４からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置１を容易に構成することができる。【００８８】
また、本実施形態では、温度センサ（色度変化取得部）２１を使用して、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度の変化を取得するように構成されているので、発光ダイオード４の発光特性が周囲温度によって変わって、照明光の色度が変化したときでも、液晶表示装置１の表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。【００８９】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。【００９０】
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の階調電圧補正システムはこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、画像、文字などの情報を表示する非発光型の表示部を備えた各種表示装置に適用することができる。具体的には、半透過型の液晶表示装置、あるいはリアプロジェクション等の投写型表示装置に本発明の階調電圧補正システムを好適に用いることができる。【００９１】
また、上記の説明では、導光板を使用したエッジライト型のバックライト装置を有する液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の階調電圧補正システムはこれに限定されるものではなく、光源が液晶パネルの下方側に配置された直下型のバックライト装置を有する液晶表示装置に適用することもできる。【００９２】
また、上記の説明では、液晶表示装置側のパネル制御部に階調電圧補正部を一体的に組み込んだ場合について説明したが、本発明の階調電圧補正システムは、表示装置側に設けられた赤色、緑色、及び青色の各画素に照射される、照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部と、この色度変化取得部からの取得結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、表示装置側で表示される情報に基づいて画素単位に定められる、階調電圧の補正値を決定する補正決定部と、この補正決定部からの階調電圧の補正値を表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えているものであればよく、例えばパネル制御部と別体に構成してもよい。ただし、上記のように、パネル制御部と階調電圧補正部とを一体的に構成する場合の方が、表示装置の構成を簡略化できる点で好ましい。【００９３】
また、上記の説明では、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を補正決定部に用いた構成について説明したが、本発明の補正決定部はこれに限定されるものではなく、例えばカラーセンサ等のセンサ検出結果やタイマー計測結果と、階調電圧の補正値とが予め関連付けられて格納されたメモリと、上記センサ検出結果やタイマー計測結果が入力されるとともに、これら入力された結果データを用いて、上記メモリを参照することにより、対応する補正値を抽出するＣＰＵやＭＰＵ等の演算部とを備えた補正決定部を使用することもできる。【００９４】
但し、上記の各実施形態のように、補正決定部にＬＵＴを用いる場合の方が、階調電圧の補正値を即座に決定することができ、照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位の低下を直ちに防止することができる点で好ましい。さらに、上記演算部を設けることなく、補正決定部を構成できるので、階調電圧補正システムの構成を容易に簡略化できる点でも好ましい。【００９５】
また、上記第１〜第３の各実施形態の説明では、赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するカラーセンサを色度変化取得部に用いた場合について説明したが、本発明の色度変化取得部はこれに限定されるものではなく、赤色光、緑色光、及び青色光の各輝度を検出するカラーセンサと、このカラーセンサの各輝度の検出結果から赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を求める演算部を設けて、照明光の色度変化を取得する構成でもよい。また、赤色光、緑色光、及び青色光の各光量を検出する光量センサと、この光量センサの各光量の検出結果から赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を求める演算部を設けて、照明光の色度変化を取得する構成でもよい。【００９６】
また、上記第１〜第３及び第５の各実施形態の説明では、白色の発光ダイオードを光源に用いた場合について説明した。また、第４の実施形態の説明では、光源に冷陰極管を用いた場合について説明した。しかしながら、本発明の光源は、上記のものに限定されるものではなく、例えばＲＧＢの各色光を発光する三種類の発光ダイオード、あるいは熱陰極管やキセノン管などの放電管、または発光ダイオードと放電管とを組み合わせた、いわゆるハイブリッドタイプの光源も使用することができる。【００９７】
また、上記の説明以外に、第１乃至第５の各実施形態を適宜組み合わせて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用いた高性能な表示装置に対して有用である。
【図１】
2008068920.tif 000003
【図２】
2008068920.tif 000004
【図３】
2008068920.tif 000005
【図４】
2008068920.tif 000006
【図５】
2008068920.tif 000007
【図６】
2008068920.tif 000008
【図７】
2008068920.tif 000009
【図８】
2008068920.tif 000010
【図９】
2008068920.tif 000011
【図１０】
2008068920.tif 000012
【国際調査報告】
2008068920.tif 000013
2008068920.tif 000014
2008068920.tif 000015
2008068920.tif 000016