(57)【要約】【課題】  表示画像の色度の変動を抑制した表示装置を提供する。【解決手段】  表示装置１は、設定された輝度の光を照射する光照射部１１と、光照射部１１が照射する光を用いて与えられる画像データに対応した画像を表示する表示部１２と、光照射部１１が実際に照射している光の輝度と光照射部１１が照射する光の輝度及び色度の関係とに基づいて表示部１２に与えられる画像データの色度を補正する色度補正部１３と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された輝度の光を照射する光照射部と、
前記光照射部が照射する光を用いて、与えられる画像データに対応した画像を表示する表示部と、
前記光照射部が実際に照射している光の輝度と、前記光照射部が照射する光の輝度及び色度の関係と、に基づいて、前記表示部に与えられる前記画像データの色度を補正する色度補正部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記色度補正部は、前記光照射部が照射する光の輝度を変動させた場合に生じる、前記表示部が表示する画像の色度の変動が抑制されるように、前記画像データの色度を補正することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光照射部が、電力を与えられることで光を出射する光源素子と、当該光源素子が出射する光により励起して蛍光を出射する蛍光体と、を備えて白色の光を出射する発光素子を、少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光照射部が照射する光の輝度を設定する調光部を、さらに備え、
前記光照射部は、直列接続された複数の前記発光素子を備え、
前記調光部は、前記発光素子に与える直流電流を設定することにより、前記光照射部が出射する光の輝度を設定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
周囲の明るさを検出する環境光検出部を、さらに備え、
前記光照射部が照射する光の輝度が、前記環境光検出部の検出結果に基づいて設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などに代表される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、装置内部に備えた光照射部が照射する光（以下、照射光とする）を用いて画像を表示する薄型の表示装置が、急速に普及している。特に、バックライトの照射光を、液晶パネルによって選択的に透過させることで画像を表示する透過型の液晶表示装置が、急速に普及している。
【０００３】
このような表示装置が表示する画像（以下、表示画像とする）は、光照射部の照射光の影響を強く受ける。具体的に例えば、液晶表示装置において、バックライトの照射光が不安定であれば、表示画像も不安定になってしまう。そこで、特許文献１では、バックライトの温度が低いために発光特性が安定しない起動開始直後の所定の期間中に、起動開始時点からの経過時間に応じて、表示画像の色温度を調整するための色温度調整値を補正する液晶表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光照射部の照射光を利用して画像を表示する表示装置では、太陽や照明等の装置外部から表示装置に対して照射される光（以下、環境光という）の照度が大きくなるほど、表示画像の視認性が悪くなる。そのため、このような表示装置では、日常的かつ頻繁に輝度が設定し直される。
【０００６】
具体的に例えば、日中の屋外などの環境光の照度が大きい場面では、表示画像の視認性を確保するために、表示画像の輝度（光照射部の照射光の輝度）が大きく設定される。一方、薄暗い屋内などの環境光の照度が小さい場面では、表示画像の視認性は良好になるが、表示画像がユーザに眩しく感じられることや、電力が無駄に消費されることを防止するために、表示画像の輝度（光照射部の照射光の輝度）が小さく設定される。
【０００７】
しかしながら、表示装置に採用される光照射部の中には、照射光の輝度の変動に伴って色度が変動するものがある。この場合、表示画像の輝度を変更しようとして、光照射部の照射光の輝度を変更すると、当該照射光の輝度だけでなく色度まで変動することから、意図せず表示画像の色度が変動するため、問題となる。
【０００８】
そこで、本発明は、表示画像の色度の変動を抑制し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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、設定された輝度の光を照射する光照射部と、前記光照射部が照射する光を用いて、与えられる画像データに対応した画像を表示する表示部と、前記光照射部が実際に照射している光の輝度と、前記光照射部が照射する光の輝度及び色度の関係と、に基づいて、前記表示部に与えられる前記画像データの色度を補正する色度補正部と、を備えることを特徴とする表示装置を提供する。
【００１０】
さらに、上記特徴の表示装置において、前記色度補正部は、前記光照射部が照射する光の輝度を変動させた場合に生じる、前記表示部が表示する画像の色度の変動が抑制されるように、前記画像データの色度を補正すると、好ましい。
【００１１】
さらに、上記特徴の表示装置において、前記光照射部が、電力を与えられることで光を出射する光源素子と、当該光源素子が出射する光により励起して蛍光を出射する蛍光体と、を備えて白色の光を出射する発光素子を、少なくとも１つ備えると、好ましい。
【００１２】
さらに、上記特徴の表示装置において、前記光照射部が照射する光の輝度を設定する調光部を、さらに備え、前記光照射部は、直列接続された複数の前記発光素子を備え、前記調光部は、前記発光素子に与える直流電流を設定することにより、前記光照射部が出射する光の輝度を設定すると、好ましい。
【００１３】
さらに、上記特徴の表示装置において、周囲の明るさを検出する環境光検出部を、さらに備え、前記光照射部が照射する光の輝度が、前記環境光検出部の検出結果に基づいて設定されると、好ましい。
【００１４】
さらに、上記特徴の表示装置において、前記表示部の画像が表示される表示面を覆う被覆層を、さらに備え、前記色度補正部が、前記被覆層を透過する光の色度の変動特性に基づいて、前記表示部に与えられる前記画像データの色度を補正すると、好ましい。
【００１５】
さらに、上記特徴の表示装置において、前記色度補正部は、前記光照射部が実際に照射している光の輝度と、前記光照射部が照射する光の輝度及び色温度の関係と、に基づいて、前記表示部に与えられる前記画像データの色温度を補正すると、好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記特徴の表示装置によれば、光照射部の照射光の輝度の変動に伴い当該照射光の色度が変動する光照射部を採用したとしても、画像データを補正することによって、表示画像の色度の変動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例について示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構造例について示す模式的な斜視図。
【図３】バックライトの構成例について示す回路図。
【図４】バックライトが備える発光素子の構造例について示す模式的な断面図。
【図５】光源素子の輝度特性及び蛍光体の輝度特性を示すグラフ。
【図６】画像データの補正を行わない場合に液晶パネルに表示される画像の色温度と、画像データの補正を行う場合に液晶パネルに表示される画像の色温度と、を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る表示装置として、バックライトと液晶パネルとを備えた透過型の液晶表示装置を例示し、図面を参照して説明する。また、バックライトは、直列接続された複数の発光ダイオード（発光素子）を備える。
【００１９】
＜表示装置の構成及び構造＞
最初に、本発明の実施形態に係る表示装置の構成例及び構造例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例について示すブロック図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構造例について示す模式的な斜視図である。また、図３は、バックライトの構成例について示す回路図である。また、図４は、バックライトが備える発光素子の構造例について示す模式的な断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１（表示装置）は、設定された輝度の光を照射するバックライト１１（光照射部）と、与えられる画像データに対応した画像を表示する液晶パネル１２（表示部）と、液晶パネルに与えられる画像データを補正する色度補正部１３と、色度補正部１３が画像データの補正時に参照する補正データを記憶する補正データ記憶部１４と、周囲の明るさを検出する照度センサ１５（環境光検出部）と、照度センサ１５の検出結果に基づいてバックライト１１が照射する光の輝度を設定する調光部１６と、を備える。
【００２１】
さらに、図２に示すように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶パネル１２の画像が表示される表示面１２１を覆うように設けられてユーザの指示を受け付けるタッチパネル１７（被覆層）を、備える。なお、図２では特に図示していないが、タッチパネル１７は、ユーザの指等の接触を検出するための透明電極などのセンサを備えている。また、液晶パネル１２の背面側（表示面１２１の反対側）には、バックライト１１が配置されている。
【００２２】
バックライト１１は、図３に示すように、直列接続されるとともに電力を与えられることで白色の光を出射する発光ダイオード１１１と、調光部１６に制御されて直列接続された発光ダイオード１１１に流れる電流の大きさを設定する可変定電流回路１１２と、を備える。
【００２３】
直列接続された発光ダイオード１１１の一端側（アノード側）は、可変定電流回路１１２を介して接地され、他端側（カソード側）には電源電位が与えられる。なお、バックライト１１は、図３に示すように複数の発光ダイオード１１１を備える構成であってもよいし、１つの発光ダイオードのみを備える構成であってもよい。また、バックライト１１は、図３に示すように直列接続された発光ダイオード１１１を１列だけ備える構成であってもよいし、複数列備える構成であってもよい。また、バックライト１１が、発光ダイオード１１１が出射する光を拡散して照射光を均一化させるための導光板や拡散板、反射板などの光学部材を備えてもよい。
【００２４】
発光ダイオード１１１は、図４に示すように、実装基板１１１１と、実装基板１１１１上に配置されるとともに電力を与えられることで青色の光を出射するチップ１１１２（光源素子）と、チップが出射する光により励起して黄色の蛍光を出射する蛍光体Ｆを含有する樹脂から成る封止体１１１３と、を備える。発光ダイオード１１１は、チップが出射する青色の光と、蛍光体Ｆが出射する黄色の光と、を混合して白色の光を出射する。
【００２５】
液晶パネル１２は、バックライト１１の照射光を、画像データに応じて選択的に透過することで、画像データに応じた画像を表示する。このとき、液晶パネル１２に与えられる画像データは、色度補正部１３によって補正された画像データである。
【００２６】
照度センサ１５は、液晶表示装置１の周囲の明るさ（環境光の強さ）を検出して、その検出結果を調光部１６に与える。調光部１６は、照度センサ１５の検出結果に基づいて、バックライト１１の照射光の輝度を設定する。
【００２７】
このとき、調光部１６は、上述の直列接続された発光ダイオード１１１に与える直流電流の大きさを設定することで、バックライト１１の照射光の輝度を設定する。また、調光部１６は、環境光の照度が大きくなるほど、バックライト１１の照射光の輝度が大きくなるように、設定を行う。さらに、調光部１６は、設定したバックライト１１の照射光の輝度（即ち、バックライト１１が実際に照射している光の輝度）を示す輝度データを、色度補正部１３に対して出力する。なお、調光部１６は、ロジック回路で構成してもよい。
【００２８】
照度センサ１５は、例えば、光電変換により環境光を電流信号に変換して出力するフォトダイオードと、フォトダイオードが出力する電流信号を電圧信号に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータと、から構成することができる。この場合、液晶パネル１２の表示面１２１の周囲にフォトダイオードを配置すると、上述したバックライト１１の照射光の輝度の自動的な設定によって、表示画像の視認性がより適切に確保されるため、好ましい。なお、照度センサ１５の構成は、上記の例示した構成に限られず、別の構成であってもよい。
【００２９】
色度補正部１３は、補正データ記憶部１４から取得した補正データと、調光部１６から取得した輝度データと、に基づいて画像データを補正し、その補正した画像データを液晶パネル１２に対して与える（補正方法の詳細については後述）。
【００３０】
補正データ記憶部１４は、例えば、レジスタなどの揮発性の記憶装置や、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置から成る。また、例えば補正データは、多項式などから成る補正関数の係数を示した数値データや、補正前後の画素の値の対応関係を示すテーブルデータなどから成る。
【００３１】
上述の液晶表示装置１では、照度センサ１５の検出結果に基づいて、調光部１６がバックライト１１の照射光の輝度を設定する。そのため、表示画像の輝度を、周囲の明るさに応じて自動的に設定することが可能になる。したがって、表示画像の視認性を自動的に確保するとともに、消費電力を低減することが可能になる。
【００３２】
また、上述の液晶表示装置１では、バックライト１１が備える複数の発光ダイオード１１１が直列に接続されるため、回路構成を単純化することが可能になり、配線や各種回路の実装面積を低減することが可能になる。さらに、直列接続された発光ダイオード１１１の直流電流の大きさを制御することによって、バックライト１１の照射光の輝度が制御されるため、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）などの制御方法でバックライト１１の照射光の輝度を制御する場合と比べて、不要輻射や音鳴りなどの発生を抑制することが可能になる。
【００３３】
また、上述の液晶表示装置１では、バックライト１１が、単独で白色の光を出射することが可能な発光ダイオード１１１を備える。そのため、複数種類の発光ダイオード（例えば、赤、緑、青のそれぞれの色の光を出射する３種類の発光ダイオード）が出射する光を組み合わせて白色の光を照射するバックライトと比較して、回路構成を単純化することが可能になり、配線や各種回路の実装面積を低減することが可能になる。
【００３４】
なお、調光部１６がバックライト１１の照射光の輝度を自動的に設定するか否かを、任意に切替可能としてもよい。また、色度補正部１３が画像データを補正するか否かを、任意に切替可能としてもよい。
【００３５】
＜画像データの補正方法＞
次に、色度補正部１３による画像データの補正方法について、図面を参照して説明する。図５は、光源素子の輝度特性及び蛍光体の輝度特性を示すグラフである。図６は、画像データの補正を行わない場合の表示画像の色温度と、画像データの補正を行う場合の表示画像の色温度と、を示すグラフである。なお、図５に示すグラフにおいて、縦軸はチップ１１１２及び蛍光体Ｆのそれぞれが出射する光の輝度であり、横軸は発光ダイオード１１１に与える順方向電流の大きさである。また、図６に示すグラフにおいて、縦軸は表示画像の色温度であり、横軸は発光ダイオード１１１に与える順方向電流の大きさである。
【００３６】
図５に示すように、発光ダイオード１１１では、発光ダイオード１１１に与える直流電流を大きくした場合における、チップ１１１２が出射する青色の光の輝度の増加量が、蛍光体Ｆが出射する黄色の光の輝度の増加量よりも、大きくなる。そのため、発光ダイオード１１１に与える直流電流を大きくすると、発光ダイオード１１１が出射する白色の光が、青味がかってくる（色温度が高くなる）。即ち、バックライト１１の輝度を大きくするほど、バックライト１１の照射光の色温度は、高くなる。
【００３７】
一方、図５に示すように、発光ダイオード１１１に与える直流電流を小さくした場合における、チップ１１１２が出射する青色の光の輝度の減少量が、蛍光体Ｆが出射する黄色の光の輝度の減少量よりも、大きくなる。そのため、発光ダイオード１１１に与える直流電流を小さくすると、発光ダイオード１１１が出射する白色の光が、黄味がかってくる（色温度が低くなる）。即ち、バックライト１１の輝度を小さくするほど、バックライト１１の照射光の色温度は、低くなる。
【００３８】
そのため、図６に示すように、色度補正部１３で画像データを補正しない場合、発光ダイオード１１１に与える直流電流（バックライト１１の照射光の輝度）を大きくすると、バックライト１１の照射光の色温度が高くなるため、表示画像の色温度が高くなってしまう。一方、発光ダイオード１１１に与える直流電流（バックライト１１の照射光の輝度）を小さくすると、バックライト１１の照射光の色温度が低くなるため、表示画像の色温度が低くなってしまう。
【００３９】
そこで、色度補正部１３は、バックライト１１の照射光の輝度の変動に伴う表示画像の色温度の変動を打ち消すように、画像データの色温度を補正する。
【００４０】
具体的に例えば、色度補正部１３は、バックライト１１の照射光の輝度が大きくなるほど、表示画像の色温度を下げるべく、画像データを色温度が下がる方向に補正する。一方、色度補正部１３は、バックライト１１の照射光の輝度が小さくなるほど、表示画像の色温度を上げるべく、画像データを色温度が上がる方向に補正する。
【００４１】
バックライト１１の照射光の輝度毎に対応した画像データの具体的な補正内容は、バックライト１１の照射光の輝度及び色温度の関係から決定することができる。液晶表示装置１では、このバックライト１１の照射光の輝度毎に対応した画像データの具体的な補正内容を、補正データとして補正データ記憶部１４に事前に記憶させる。
【００４２】
これにより、色度補正部１３は、調光部１６から輝度データ（バックライト１１の実際の照射光の輝度）を取得するとともに、補正データ記憶部１４から補正データ（バックライト１１の照射光の輝度及び色温度の関係から決定される、バックライト１１の照射光の輝度毎に対応した画像データの具体的な補正内容）を取得することで、上述のように画像データを補正することが可能になる。即ち、図６に示すように、発光ダイオード１１１に与える直流電流（バックライト１１の照射光の輝度）を大きくしても小さくしても、表示画像の色温度を一定に保つことが可能になる。
【００４３】
以上の通り、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１では、バックライト１１の照射光の輝度の変動に伴い当該照射光の色温度が変動したとしても、画像データの色温度を補正することによって、表示画像の色温度の変動を抑制することが可能となる。
【００４４】
なお、上述の画像データの補正方法は、一例に過ぎない。発光ダイオード１１１（バックライト１１）の輝度及び色温度の関係が、上述した関係（図５及び図６参照）と異なる場合は、その関係に基づいて上述と同様の方法で具体的な補正内容を決定して、画像データを補正すればよい。
【００４５】
＜変形等＞
［１］  液晶パネル１２を透過した光（画像）が、タッチパネル１７を透過する際に色度が変動する場合は、色度補正部１３が、このタッチパネル１７による色度の変動特性に基づいて、画像データをさらに補正してもよい。具体的に例えば、色度補正部１３が、タッチパネル１７を光（画像）が透過する際に生じる色度の変動を打ち消すように、画像データの色度を補正してもよい。
【００４６】
この場合、タッチパネル１７を液晶パネル１２の表示面１２１に設けたことによる表示画像の色度の変動を、抑制することが可能になる。
【００４７】
なお、液晶パネル１２を保護する等の目的で、タッチパネル１７に代えて（または、加えて）、液晶パネル１２の表示面１２１を覆う透明パネル（被覆層）やフィルム（被覆層）を設けてもよい。また、タッチパネル１７や透明パネル、フィルム等を、複数組み合わせて設けてもよい。そして、これらの場合においても、色度補正部１３が、これらの層を透過する光（画像）の色度の変動特性に応じて、画像データの色度を補正してもよい。
【００４８】
また、上述したタッチパネル１７や透明パネル、フィルム等は、不要であれば設けなくてもよい。
【００４９】
［２］  バックライト１１の照射光や表示画像の色温度の変動に着目して、画像データの色温度を補正する場合について例示したが、バックライト１１の照射光や表示画像の色度の変動に着目して、画像データの色度を補正するのであれば、必ずしも色温度に拘泥される必要はない。
【００５０】
なお、本願における「色温度」とは、厳密な黒体の色温度のみを指すものではなく、相関色温度をも含むものである。
【００５１】
［３］  上述の液晶表示装置１では、電力を与えられることで青色の光を出射するチップ１１１２と、当該チップ１１１２が出射する青色の光によって励起して黄色の蛍光を出射する蛍光体Ｆを含有する封止体１１１３と、を備えた発光ダイオード１１１を用いる場合について例示したが、これ以外の発光ダイオード（発光素子）を用いてもよい。
【００５２】
具体的に例えば、電力を与えられることで青色の光を出射するチップと、当該チップが出射する青色の光によって励起して黄色及び赤色の蛍光を出射する２種類の蛍光体を含有する樹脂から成る封止体と、を備えた発光ダイオードを用いてもよい。
【００５３】
この発光ダイオードにおいても、発光ダイオードに与える直流電流（バックライトの照射光の輝度）の変動に伴う、チップが出射する光の輝度の変動量と、黄色の蛍光の輝度の変動量と、赤色の蛍光の輝度の変動量と、は必ずしも一致しないため、発光ダイオードが出射する白色の光は、色度のばらつきを生じ得る。そこで、上述の発光ダイオード１１１と同様に（図５及び図６参照）、チップ及び蛍光体のそれぞれが出射する光及び蛍光の輝度の特性を把握した上で、画像データの色度を補正することによって、表示画像の色度の変動を抑制することが可能になる。
【００５４】
また例えば、電力を与えられることで紫外の光を出射するチップと、当該チップが出射する紫外の光によって励起して白色を成す複数の色（例えば、赤、緑、青）の蛍光を出射する複数種類の蛍光体を含有する樹脂から成る封止体と、を備える発光ダイオードを用いてもよい。
【００５５】
この発光ダイオードにおいても、発光ダイオードに与える直流電流（バックライトの照射光の輝度）の変動に伴う、それぞれの蛍光の輝度の変動量は必ずしも一致しないため、発光ダイオードが出射する白色の光は、色度のばらつきを生じ得る。そこで、上述の発光ダイオード１１１と同様に（図５及び図６参照）、それぞれの蛍光体が出射する蛍光の輝度の特性を把握した上で、画像データの色度を補正することによって、表示画像の色度の変動を抑制することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、透過型の液晶表示装置に代表される、装置内部に備えた光照射部が照射する光を用いて画像を表示する表示装置に、好適に利用され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１        ：  液晶表示装置（表示装置）
１１      ：  バックライト（光照射部）
１１１    ：  発光ダイオード（発光素子）
１１２    ：  可変定電流回路
１１１１  ：  実装基板
１１１２  ：  チップ（光源素子）
１１１３  ：  封止体
Ｆ        ：  蛍光体
１２      ：  液晶パネル（表示部）
１２１    ：  表示面
１３      ：  色度補正部
１４      ：  補正データ記憶部
１５      ：  照度センサ（環境光検出部）
１６      ：  調光部
１７      ：  タッチパネル（被覆層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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