(57)【要約】  本発明は、エリアアクティブバックライト駆動を行うときでも、色再現能力の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。  本発明の液晶表示装置（１）では、外部から入力された映像信号を用いて、液晶パネル（２）及びバックライト装置（３）の駆動制御をそれぞれ行う。  バックライト装置（３）では、液晶パネル（２）に設けられた複数の表示エリアに対して、複数の照明エリア（Ｈａ）がＬＥＤ基板（７）に設定されており、照明エリア単位で発光ダイオード（８）を点灯駆動させるエリアアクティブバックライト駆動が行われる。  バックライトデータ処理部（点灯制御部）（１５）は、青色の発光ダイオード（所定の色の光源）（８ｂ）に対して指示された輝度信号値が他の発光ダイオード（８ｒ、８ｇ）に対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、青色の発光ダイオード（８ｂ）に対して指示された輝度信号値に所定の比を掛けた値が、他の発光ダイオード（８ｒ、８ｇ）に対して指示された輝度信号値以上の値であることを判別したときに、青色の発光ダイオード（８ｂ）に対して指示された輝度信号値を用いて、他の発光ダイオード（８ｒ、８ｇ）を点灯動作させる。
2009101727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発光する発光部を備えたバックライト部と、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報をカラー表示可能に構成された表示部を具備する表示装置であって、
前記表示部には複数の画素が設けられるとともに、前記各画素には複数の色からなるカラーフィルタが設けられ、
前記発光部に設けられた複数の照明エリアと、
前記照明エリア毎に設けられるとともに、前記カラーフィルタの色に対応した色の光を発光する複数の光源と、
外部から入力される指示信号を用いて、前記複数の各照明エリアでの前記複数の光源の各点灯駆動を制御する点灯制御部を備え、
前記各画素に設けられた複数の色からなるカラーフィルタのうち、所定の色からなるカラーフィルタは、当該カラーフィルタに対応する所定の色の光源及び他の光源の各光を透過する特性を持ち、
前記点灯制御部は、前記複数の各照明エリアにおいて、前記所定の色の光源に対して指示された輝度信号値が他の光源に対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、前記所定の色の光源に対して指示された前記輝度信号値に所定の比を掛けた値が、前記他の光源に対して指示された前記輝度信号値以上の値であることを判別したときに、前記所定の色の光源に対して指示された前記輝度信号値を用いて、当該他の光源を点灯動作させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示部には、前記複数の照明エリアからの光がそれぞれ入射される複数の表示エリアが設定され、
入力された映像信号を用いて、前記表示部の駆動制御を画素単位に行う表示制御部を備え、
前記点灯制御部は、入力された映像信号を用いて、前記照明エリア毎に、対応する前記光源から発光される光の輝度値を決定し、
前記表示制御部は、前記点灯制御部からの前記照明エリア毎の輝度値を用いて、入力された映像信号を補正し、かつ、補正後の映像信号に基づき前記表示部の駆動制御を画素単位に行う請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、予め設定されたＰＳＦ（点広がり関数）のデータを用いて、前記点灯制御部からの前記照明エリア毎の輝度値を補正する請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源には、発光ダイオードが用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光源には、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが用いられ、
前記点灯制御部は、前記複数の各照明エリアにおいて、前記青色の発光ダイオードに対して指示された輝度信号値が前記緑色の発光ダイオードに対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、前記青色の光源に対して指示された前記輝度信号値に前記所定の比を掛けた値が、前記緑色の発光ダイオードに対して指示された前記輝度信号値以上の値であることを判別したときに、前記青色の発光ダイオードに対して指示された前記輝度信号値を用いて、当該緑色の発光ダイオードを点灯動作させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記点灯制御部では、前記カラーフィルタの所定のＣＦ特性及び前記光源の所定の発光特性に基づいて、予め定めた前記所定の比が用いられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
複数種類の前記所定の比を記憶する記憶部を備えるとともに、
外部からの指示信号に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記複数種類の所定の比から一種類の所定の比を選択して、前記点灯制御部に出力させる選択指示部が設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記指示信号が、前記表示部での表示モードを指定する表示モード指示信号である請求項７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、表示装置、特に液晶表示装置などの非発光型の表示装置に関する。
【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では、液晶パネルに対する光源の配置の仕方によって直下型とエッジライト型とに大別されるが、２０インチ以上の液晶パネルを備えた液晶表示装置では、エッジライト型よりも高輝度・大型化を図り易い直下型のバックライト装置が一般的に使用されている。また、直下型のバックライト装置では、拡散板を介在させて液晶パネルに対向して配置される複数本の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などのランプ（放電管）を有するものが主流であった。しかるに、このような放電管には、水銀が含まれており、廃棄する放電管のリサイクルや環境の保護などを行い難かった。そこで、水銀レスの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源に用いたバックライト装置が開発され、実用化されている。【０００４】
また、上記のようなＬＥＤバックライト装置を用いた従来の液晶表示装置には、例えば特開２００６−１３３７２１号公報に記載されているように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の各色光を発光する三色のＬＥＤからなるＬＥＤユニットが用いられており、この従来の液晶表示装置では、多数個のＬＥＤユニットがマトリックス状にアレイ配置されていた。また、この従来の液晶表示装置では、ＬＥＤユニットにおいて、３個の緑色のＬＥＤと、各々２個の赤色及び青色のＬＥＤを用いることによって白色光への混色性を高め、色ムラ、輝度ムラを抑制可能とされていた。【０００５】
また、上記のようなＬＥＤバックライト装置を用いた従来の液晶表示装置には、例えば特開２００５−３３８８５７号公報に記載されているように、液晶パネルを複数の領域（エリア）に分割するとともに、分割されたエリアに応じて、ＬＥＤによって発生された光の輝度を選択的に制御する駆動部を設けたエリアアクティブ駆動を実施可能に構成されたものも提供されている。そして、この従来の液晶表示装置では、冷陰極蛍光管を用いたバックライト装置に比べて、液晶パネルでの画質を改善し、かつ、消費電力を低減可能とされていた。【０００６】
また、上記のようなエリアアクティブ駆動に対応した従来の液晶表示装置には、例えば特許３５２３１７０号公報に記載されているように、ＲＧＢ入力信号と、入力信号値から決定されるバックライト輝度レベルとを基に三刺激値ＸＹＺを算出するとともに、この三刺激値ＸＹＺをバックライト照明分布に起因する補正値及び色補正値で修正した修正ＸＹＺを求める。さらに、この従来の液晶表示装置では、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から（Ｒ，Ｇ，Ｂ）への逆変換を行うことで、液晶パネルの駆動部への信号レベルＲ”Ｇ”Ｂ”を求めることが提案され得ている。そして、この従来の液晶表示装置では、上記のようなＸＹＺマトリクスを用いることにより、光源の発光色の違いに起因する色度シフトを解消可能とされていた。【０００７】
一般には上記バックライト装置にＬＥＤを用いているが、例えば特開２００６−１０６４３７号公報に示すようにＬＥＤはＣＣＦＬに比べ色再現範囲を拡大することができ、Ｐｏｉｎｔｅｒ’ｓ Ｃｏｌｏｒのような自然界に存在する色をほぼ包括する手段としても用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のような従来の液晶表示装置では、エリアアクティブ駆動を実施可能に構成された場合、通常、ＲＧＢのＬＥＤをバックライト装置に用い、各ＲＧＢの輝度バランスを調節して白色を表現していた。このようなバックライト装置の制御方法には、例えばＲＧＢのＬＥＤユニットを白色のグレイスケール（階調）にて駆動する白黒エリアアクティブ駆動やＲＧＢのＬＥＤユニットをＲＧＢの各色で独立して駆動するＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動が実用化されつつある。【０００９】
具体的にいえば、白黒エリアアクティブ駆動では、入力された映像信号に含まれたＲＧＢのいずれかの輝度最大値に、残りの色の輝度値（輝度信号）を揃えて、ＲＧＢのＬＥＤユニットを駆動していた。また、ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動では、入力された映像信号に含まれたＲＧＢの各色の輝度値に応じて、ＲＧＢのＬＥＤユニットでの対応するＬＥＤの輝度信号が生成され、当該ＬＥＤは駆動されるようになっていた。【００１０】
上記ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動は、白黒エリアアクティブ駆動に比べ、単色に近い映像が流れた場合に、その単色に応じたバックライトの色しか発光しないため色再現能力に優れ、また不要な色を発光しないため消費電力の低減にも効果があるため非常に好ましい駆動方法である。【００１１】
しかしながら、上記のようなＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動を用いた従来の液晶表示装置では、液晶パネルに用いられているカラーフィルタの透過特性（ＣＦ特性）等によって、表示品位の向上を図るのが難しくなることがあった。特に、従来の液晶表示装置では、上述のエリアアクティブ駆動が実施された場合、隣接するエリアからの光（漏れ光）などに起因して色変化（色ずれ）が視認され易くなり、表示品位の向上を行い難かった。【００１２】
ここで、図１５及び図１６を参照して、従来の液晶表示装置での上記問題点について説明する。【００１３】
図１５は、液晶表示装置に一般的に用いられるカラーフィルタの分光透過率分布（ＣＦ特性）及びＲＧＢの各発光ダイオードの分光分布（発光波長特性）を示すグラフである。図１６は、従来の液晶表示装置において、エリアアクティブ駆動を実施したときでの表示画像での具体的な問題点を説明する図である。【００１４】
まず、カラーフィルタの分光透過率分布（ＣＦ特性）等による発光品位の問題について説明する。【００１５】
図１５の曲線５０に例示するように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤは、それぞれ６３５ｎｍ、５２０ｎｍ、及び４５０ｎｍ程度の波長をピーク波長とし、波長に幅のある光を発光する。これらのＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤから構成されたＬＥＤユニットは、急峻な波長帯域を持つ冷陰極蛍光管と一般的に著しく異なる発光スペクトルを持つ。このため、ＬＥＤが発光する光の波長は、従来の冷陰極蛍光管よりも映像に表現できる波長を広げることができ、ＣＩＥ色度図の色再現範囲を大きく取ることができる。特に、Ｇの波長については、主波長が５２０ｎｍ付近で最も色再現範囲を大きくとることができる（なお、図１５のＣＦとＬＥＤの組み合わせた時のＲＧＢの色座標（ｘ、ｙ）はそれぞれ、Ｒ（０．７０、０．３０）、Ｇ（０．１６、０．７３）、Ｂ（０．１５、０．０３）である。）。【００１６】
しかし一方で、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタは、同図１５の曲線６０ｒ、６０ｇ、及び６０ｂに例示するように、それぞれ６３５ｎｍ、５３５ｎｍ、及び４６５ｎｍ程度の波長に光を最も透過する透過特性を持つ。そして、ＬＥＤの発光する光の波長幅よりも広い波長幅で光を透過する特性も持つ。このため、例えば、Ｂのカラーフィルタ（曲線６０ｂ）は、ＢのＬＥＤが発光した波長の光を透過するだけでなく、ＧのＬＥＤが発光した波長の光の一部を透過することになる。また、ＧのＬＥＤが発光する光は、Ｇのカラーフィルタ（曲線６０ｇ）とＢのカラーフィルタ（曲線６０ｂ）を透過することになる。この関係は、他の色のカラーフィルタと他の色のＬＥＤとの関係でも生じる。このように、複数のＬＥＤの分光分布とある特定のカラーフィルタの分光透過率分布に重複する領域があり、その分布（特性）の重複に起因する表示品位の低下を生じることがある。【００１７】
次に、エリアアクティブ駆動が実施された場合に、隣接するエリアからの光（漏れ光）などに起因して色変化（色ずれ）が視認され易いという問題について説明する。【００１８】
例えば、エリアアクティブ駆動を用いて、青空に明るく白い雲が浮かぶ画像を表示させる場合、図１６に示すように、青空９５０と雲９６０ａ、９６０ｂとの各境界部分９７０ａ、９７０ｂに、上記色度シフトによる不自然な画像が表示されることがある（ここで、前記青空は、マクベスチャートのＢＬＵＥ ＳＫＹ  ８ｂｉｔＲＧＢ信号でＲ＝１１２、Ｇ＝１３５、Ｂ＝１６９、白い雲（Ｗｈｉｔｅ）は、８ｂｉｔＲＧＢ信号でＲ＝２４９、Ｇ＝２４８、Ｂ＝２４８である。）。【００１９】
より具体的に説明すると、エリアアクティブ駆動では、青空色の色度（ｘ；０．２５、ｙ；０．２６）に関して、青空９５０について、均一な青空色で表示（再現）することが可能であるが、一方で空９５０と雲９６０ａ、９６０ｂとの各境界部分９７０ａ、９７０ｂは、各雲９６０ａ、９６０ｂの画素の下方で発光するＬＥＤユニットのＲＧＢのＬＥＤからの白色光（全てのＲＧＢのＬＥＤの光で構成される白色光のうち、特にＧのＬＥＤの光）と、空９５０の画素の下方で発光するＬＥＤユニットに含まれたＢのＬＥＤからの青色光とが混ざり合うことになる。そして、各境界部分９７０ａ、９７０ｂは、ＢとＧのカラーフィルタの透過特性とＬＥＤ発光特性の関係から、上記白色光に含まれた緑色の光が透過することになる。このため、ｙ値が０．０１高い（ｘ；０．２５、ｙ；０．２７）表示とされて、表示面内の空映像に本来同色の空に、異なる色度を持つ空が発生し不自然な表示となることがある。【００２０】
このように、従来の液晶表示装置では、エリアアクティブ駆動により、ＬＥＤの輝度がエリア毎に異なると、エリアの境界部分で色変化（色ずれ）が視認され易いという問題が生じる。【００２１】
特に、図１５のようなＧのＬＥＤの分光分布がＢのカラーフィルタの分光透過率分布の透過領域側にずれている場合、ＧのＬＥＤが点灯してその輝度値が最も大きいとき（各ＬＥＤの発光する輝度量について大小関係がＧ＞＞Ｒ，Ｂのとき）、ＢのカラーフィルタからＧのＬＥＤの光が漏れることになり、色ずれが大きく見える。このため、ＢのカラーフィルタからＧのＬＥＤの光が漏れることが特に好ましくない。【００２２】
この現象を解決するためにカラーフィルタの色純度を上げて各色の分光透過率特性を完全分離する方法もある。しかし一般的にカラーフィルタ波長帯域の重なるＧとＢについては、カラーフィルタの色純度を上げ、ブロードな波長特性を持つＬＥＤの発光波長の完全分離を試みると、透過する輝度量の低下が大幅に起きるため好ましくない。【００２３】
上記の課題を鑑み、本発明は、エリアアクティブ駆動を行うときでも、表示品位の向上を図ることができる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】
【００２４】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、照明光を発光する発光部を備えたバックライト部と、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報をカラー表示可能に構成された表示部を具備する表示装置であって、
前記表示部には複数の画素が設けられるとともに、前記各画素には複数の色からなるカラーフィルタが設けられ、
前記発光部に設けられた複数の照明エリアと、
前記照明エリア毎に設けられるとともに、前記カラーフィルタの色に対応した色の光を発光する複数の光源と、
外部から入力される指示信号を用いて、前記複数の各照明エリアでの前記複数の光源の各点灯駆動を制御する点灯制御部を備え、
前記各画素に設けられた複数の色からなるカラーフィルタのうち、所定の色からなるカラーフィルタは、当該カラーフィルタに対応する所定の色の光源及び他の光源の各光を透過する特性を持ち、
前記点灯制御部は、前記複数の各照明エリアにおいて、前記所定の色の光源に対して指示された輝度信号値が他の光源に対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、前記所定の色の光源に対して指示された前記輝度信号値に所定の比を掛けた値が、前記他の光源に対して指示された前記輝度信号値以上の値であることを判別したときに、前記所定の色の光源に対して指示された前記輝度信号値を用いて、当該他の光源を点灯動作させることを特徴とするものである。【００２５】
上記のように構成された表示装置では、上記照明エリア毎に複数の色からなるカラーフィルタの色に対応した色の光を発光する複数の光源が設けられている。また、複数の色からなるカラーフィルタのうち、所定の色からなるカラーフィルタは、当該カラーフィルタに対応する所定の色の光源及び他の光源の各光を透過する特性を有している。また、各照明エリアにおいて、所定の色の光源に対して指示された輝度信号値が他の光源に対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、前記所定の色の光源に対して指示された前記輝度信号値に所定の比を掛けた値が、前記他の光源に対して指示された前記輝度信号値以上の値であることを判別したときに、所定の色の光源に対して指示された輝度信号値を用いて、他の光源を点灯動作させる点灯制御部が設置されている。これにより、上記従来例と異なり、エリアアクティブ駆動を行うときでも、隣接する照明エリアからの光などに起因して色ずれが視認されるのを防ぐことができる。この結果、上記従来例と異なり、エリアアクティブ駆動を行うときでも、表示品位の向上を図ることができる表示装置を構成することができる。【００２６】
また、上記表示装置において、前記表示部には、前記複数の照明エリアからの光がそれぞれ入射される複数の表示エリアが設定され、
入力された映像信号を用いて、前記表示部の駆動制御を画素単位に行う表示制御部を備え、
前記点灯制御部は、入力された映像信号を用いて、前記照明エリア毎に、対応する前記光源から発光される光の輝度値を決定し、
前記表示制御部は、前記点灯制御部からの前記照明エリア毎の輝度値を用いて、入力された映像信号を補正し、かつ、補正後の映像信号に基づき前記表示部の駆動制御を画素単位に行うことが好ましい。【００２７】
この場合、冷陰極蛍光管などの放電管を有するバックライト装置を用いた表示装置に比べて、高画質で、消費電力の少ないエリアアクティブ駆動対応の表示装置を構成することができる。【００２８】
また、上記表示装置において、前記表示制御部は、予め設定されたＰＳＦ（点広がり関数）のデータを用いて、前記点灯制御部からの前記照明エリア毎の輝度値を補正してもよい。【００２９】
この場合、表示制御部は上記表示部に表示される情報をより適切な輝度で表示させることができ、表示品位を高めることができる。【００３０】
また、上記表示装置において、前記光源には、発光ダイオードが用いられていることが好ましい。【００３１】
この場合、優れた色再現性及び長寿命で、コンパクトな光源を容易に構成することができ、高性能で小型化された表示装置を容易に構成することができる。【００３２】
また、上記表示装置において、前記光源には、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが用いられ、
前記点灯制御部は、前記複数の各照明エリアにおいて、前記青色の発光ダイオードに対して指示された輝度信号値が前記緑色の発光ダイオードに対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、前記青色の光源に対して指示された前記輝度信号値に前記所定の比を掛けた値が、前記緑色の発光ダイオードに対して指示された前記輝度信号値以上の値であることを判別したときに、前記青色の発光ダイオードに対して指示された前記輝度信号値を用いて、当該緑色の発光ダイオードを点灯動作させてもよい。【００３３】
この場合、点灯制御部は波長が比較的近く、表示品位の低下を比較的招き易い青色の光と緑色の光についてのみ、上述の判別処理を実施することから、点灯制御部の処理負荷を軽減することができ、点灯制御部は発光ダイオードの点灯制御を高速に行うことが可能となる。【００３４】
また、上記表示装置において、前記点灯制御部では、前記カラーフィルタの所定のＣＦ特性及び前記光源の所定の発光特性に基づいて、予め定めた前記所定の比が用いられていることが好ましい。【００３５】
この場合、点灯制御部は所定のＣＦ特性及び所定の発光特性に応じて、上記３色の各光源の点灯制御をより適切に行うことができる。【００３６】
また、上記表示装置において、複数種類の前記所定の比を記憶する記憶部を備えるとともに、
外部からの指示信号に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記複数種類の所定の比から一種類の所定の比を選択して、前記点灯制御部に出力させる選択指示部が設けられていることが好ましい。【００３７】
この場合、点灯制御部に対して、上記指示信号に応じた所定の比が選択されて出力されることとなり、点灯制御部は選択された所定の比を用いて、複数の各照明エリアでの複数の光源の各点灯駆動を適切に制御することができる。【００３８】
また、上記表示装置において、前記指示信号が、前記表示部での表示モードを指定する表示モード指示信号であってもよい。【００３９】
この場合、ユーザが所望する表示モードに応じて最適な所定の比が選択されて、表示部での表示をユーザが所望する表示モードに応じて適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、エリアアクティブ駆動を行うときでも、表示品位の向上を図ることができる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】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図である。
【図２】上記バックライト装置でのＬＥＤ基板の配置例を示す平面図である。
【図３】上記ＬＥＤ基板でのＬＥＤユニットの配置例を示す平面図である。
【図４】上記ＬＥＤユニットの具体的な構成例を説明する図である。
【図５】上記ＬＥＤユニットの別の構成例を説明する図である。
【図６】上記液晶表示装置の要部構成を説明する図である。
【図７】図６に示したデータ遅延処理部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図８】図６に示したバックライトデータ処理部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示したＬＥＤ出力データ演算部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図１０】上記ＬＥＤ出力データ演算部での処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】上記ＬＥＤ出力データ演算部での別の処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】上記液晶表示装置で表示される表示画像の具体例を説明する図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置の要部構成を説明する図である。
【図１４】図１３に示したＬＵＴ制御部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図１５】液晶表示装置に一般的に用いられるカラーフィルタの分光透過率分布（ＣＦ特性）及びＲＧＢの各発光ダイオードの分光分布（発光波長特性）を示すグラフである。
【図１６】従来の液晶表示装置において、エリアアクティブ駆動を実施したときでの表示画像での具体的な問題点を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の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。尚、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。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。【００４３】
［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液晶表示装置を説明する図である。図において、本実施形態の液晶表示装置１には、図の上側が視認側（表示面側）として設置される表示部としての液晶パネル２と、液晶パネル２の非表示面側（図の下側）に配置されて、当該液晶パネル２を照明する照明光を発生するバックライト部としてのバックライト装置３とが設けられている。また、本実施形態では、筐体４の内部に、液晶パネル２及びバックライト装置３が透過型の液晶表示装置１として一体化された状態で収容されている。さらに、本実施形態の液晶表示装置１では、外部から入力された映像信号を用いて、液晶パネル２及びバックライト装置３の駆動制御をそれぞれ行う表示制御部及び点灯制御部が設けられている（詳細は後述。）。【００４４】
液晶パネル２は、一対の透明基板２ａ、２ｂと、これらの透明基板２ａ、２ｂとの間に設けられた液晶層２ｃ及びカラーフィルタ（ＣＦ）２ｄとを備えている。また、液晶パネル２には、複数の画素が設けられており、バックライト装置３からの照明光を用いて、フルカラー画像にて文字や画像などの情報を表示可能に構成されている。さらには、液晶パネル２では、後に詳述するように、複数の表示エリアが表示面に設定されている。【００４５】
バックライト装置３は光学シート群５及び拡散板６と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の三色の発光ダイオードを含んだＬＥＤユニット８を実装したＬＥＤ基板７とを備えている。光学シート群５には、例えば偏光シート７及びプリズム（集光）シート８が含まれており、これらの光学シートによって、バックライト装置３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２の表示性能を向上させるようになっている。【００４６】
バックライト装置３では、複数のＬＥＤ基板７がマトリクス状に設けられており、各ＬＥＤ基板７には複数個のＬＥＤユニット８が設置されている。また、バックライト装置３では、液晶パネル２に設けられた複数の表示エリアに対して、光源としての上記発光ダイオードの光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが上記照明光を発光する発光部としての複数のＬＥＤ基板７に設定されており、照明エリア単位に発光ダイオードを点灯駆動させるエリアアクティブバックライト駆動が行われるようになっている。【００４７】
ここで、図２〜図４を参照して、本実施形態のＬＥＤ基板７及びＬＥＤユニット８について具体的に説明する。【００４８】
図２は上記バックライト装置でのＬＥＤ基板の配置例を示す平面図であり、図３は上記ＬＥＤ基板でのＬＥＤユニットの配置例を示す平面図である。図４は、上記ＬＥＤユニットの具体的な構成例を説明する図である。【００４９】
図２に例示するように、バックライト装置３には、２行、８列に設けられた合計１６個のＬＥＤ基板７（１）、７（２）、…、７（１５）、７（１６）（以下、“７”で総称する。）が設置されている。また、各ＬＥＤ基板７では、図３に例示するように、２行、１６列、合計３２個の領域に区画されており、各領域には、ＬＥＤユニット８が実装されている。また、３２個の領域は、バックライト装置３に設定された上記照明エリアＨａ１、Ｈａ２、…、Ｈａ３１、Ｈａ３２（以下、“Ｈａ”で総称する。）をそれぞれ構成している。【００５０】
尚、図３では、各照明エリアＨａを明確に図示するために、同図に縦線及び横線にて互いに区切って示しているが、実際には、各照明エリアＨａは境界線や仕切部材などによって互いに区切られていない。但し、例えばＬＥＤ基板７上に仕切部材を設けて、各照明エリアＨａを互いに区切った構成とすることもできる。【００５１】
図４に例示するように、各照明エリアＨａには、三角形の頂点位置に配置されたＲＧＢの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを有する上記ＬＥＤユニット８が設けられている。また、この各照明エリアＨａは、液晶パネル２の表示面に設定された上記表示エリアＰａに対応するように設けられており、表示エリアＰａに含まれる複数の画素Ｐに対して、ＬＥＤユニット８からの光を入射させるようになっている。なお、上記表示面には、例えば１９２０×１０８０画素が設けられており、１つの表示エリアＰａには、４０５０個（＝１９２０×１０８０÷５１２（＝１６×３２））の画素が含まれている。【００５２】
また、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは光源を構成しており、これらの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ対応する表示エリアＰａに対して照射するようになっている。【００５３】
尚、本実施形態のＬＥＤユニット８の構成は図４に示したものに限定されるものではなく、例えば図５に例示するように、ＲＧＢの発光ダイオードでの発光効率を考慮して、１つの青色の発光ダイオード８ｂと、各々２個の赤色及び緑色の発光ダイオード８ｒ１、８ｒ２及び８ｇ１、８ｇ２とを有するＬＥＤユニット８を使用することもできる。【００５４】
また、上記の説明では、ＬＥＤ基板７を用いた場合について説明したが、例えば筐体４の内側表面上にＬＥＤユニットを直接的に配置することによってＬＥＤ基板７の設置を一体化して、より薄いバックライト装置とする。また、ＬＥＤ基板７やＬＥＤユニット８の各設置数を適宜変更したり、１対１以外の比率で照明エリアＨａ及び表示エリアＰａを設定したりすることもできる。【００５５】
また、ＬＥＤユニット８の分割数は上記１６×３２個に限ることなく例えば１０×２０個であってもよい。【００５６】
但し、発光ダイオードの個数が液晶パネル２の大きさに対し極端に少ない場合、表示面への光量不足や、ＬＥＤの特性ばらつき、隣のＬＥＤユニットとの光学距離が広がることによる輝度分布のムラをＬＣＤの補正演算でも防ぐことが出来なくなるため、例えば４０〜７０インチ程度の液晶パネル２に対しては、５００個以上のＬＥＤユニット８を配置することが好ましい。【００５７】
また、本実施形態のＬＥＤユニット８は、ＣＩＥ色度図上の色再現範囲をできる限り大きくとることができる発光ダイオードで構成することが好ましい。すなわち、主波長で説明すると、ＧはＣＩＥ曲線上の変極点付近（約５２０ｎｍ前後）の５１０〜５３０ｎｍ、Ｂは４３０〜４６０ｎｍ、Ｒは６３０〜６５０ｎｍが好ましい。【００５８】
ここで上記波長の範囲設定において、Ｂの主波長が４３０ｎｍより小さい値及びＲの主波長が６５０ｎｍより大きい値を用いないのは、人間の視感度やＣＦの影響を考慮したものである。つまり、人間の視感度は５５５ｎｍでピークをとり、Ｂ、Ｒの主波長を極端に短波長側、長波長側に設計することは、視感度の低下を招くため、発光パワー効率の低下（消費電力の増加など）を引き起こすため好ましくない。さらにＢ及びＲの発光ダイオードについては、カラーテレビジョンの放送方式として採用されているＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）の色再現範囲を約１００％カバーできるよう調節できる任意の値でよい。【００５９】
尚、Ｇの主波長はＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ  Ｃｏｌｏｒのような色再現範囲をできるだけカバーしながら、Ｇの発光波長よりＢのＣＦへの透過の影響をできる限り低減するために、主波長が５２０〜５３０ｎｍの範囲を用いることが特に好ましい。【００６０】
また、本実施形態では、一般的に使用されるＲＧＢ−ＣＦ特性に対し、前記ＣＦを透過した光が、自然界に存在する色、例えばＰｏｉｎｔｅｒ’ｓ  Ｃｏｌｏｒをほぼ包括するような幅広い色再現範囲を形成し、また視感度も考慮するようＬＥＤの波長を選択している。つまり、図１３に例示するように、Ｒ＝６３５ｎｍ、Ｇ＝５２０ｎｍ、Ｂ＝４５０ｎｍの波長を主波長とする発光ダイオードを用いている。【００６１】
尚、カラーフィルタ（ＣＦ）２ｄは、例えば図１３に示す分光透過率特性を有するカラーフィルタを用いている。カラーフィルタの方式は、ＲＧＢ３色で構成する方式と、色再現範囲を大きくする方法にＲＧＢ３色の他に黄色やシアンなどのＣＦを追加した多原色方式とがあるが、多原色方式は、色（例えば目標のＸＹＺの三刺激値を表示できる）の組み合わせ数やアルゴリズムが複雑であるため、本実施形態では、最もシンプルに構成されるＲＧＢ３色の液晶ＣＦと、それに対応したＲＧＢ３色光源を用いて広い色再現範囲を実現している。【００６２】
そして、図１３の曲線６０ｒ、６０ｇ、及び６０ｂに示すように、それぞれ６３５ｎｍ、カラーフィルタ（ＣＦ）２ｄは、５３５ｎｍ、及び４６５ｎｍ程度を最も透過率の良い波長領域とし、それぞれ５８０〜７００ｎｍ、４７５〜６０５ｎｍ、４００〜５３０ｎｍを０．１以上の透過率（最大透過率を１とした場合）とする透過率特性をもつ。つまり、発光ダイオードの発光する光の波長幅よりも広い波長幅で光を透過する特性も持つ。このため、Ｇの発光ダイオード８ｇの分光分布とＢのカラーフィルタの分光透過率分布に重複する領域がある関係にある。【００６３】
次に、図６〜図９も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の各部の駆動制御を行う、上記表示制御部及び点灯制御部について具体的に説明する。【００６４】
図６は上記液晶表示装置の要部構成を説明する図であり、図７は図６に示したデータ遅延処理部の具体的な構成を示すブロック図である。図８は図６に示したバックライトデータ処理部の具体的な構成を示すブロック図であり、図９は図８に示したＬＥＤ出力データ演算部の具体的な構成を示すブロック図である。【００６５】
図６に示すように、液晶表示装置１には、外部から入力された映像信号を受け取り処理する映像信号入力部９と、所定のデータが予め格納されている記憶部を構成するＬＵＴ（Look-Up Table）１０と、映像信号入力部９に接続されたＲＧＢ信号処理部１１とが設けられている。また、液晶表示装置１には、ＲＧＢ信号処理部１１に順次接続された色信号補正部１２、データ遅延処理部１３、及びドライバ制御部１４と、色信号補正部１２とデータ遅延処理部１３との間に接続されたバックライトデータ処理部１５と、ドライバ制御部１４に接続されたＧ（ゲート）ドライバ１６及びＳ（ソース）ドライバ１７とが設置されている。【００６６】
そして、液晶表示装置１では、映像信号入力部９に入力された映像信号に応じて、ドライバ制御部１４がＧドライバ１６及びＳドライバ１７に指示信号を出力することにより、液晶パネル２が画素単位に駆動され、かつ、バックライトデータ処理部１５がバックライト装置３に指示信号を出力することにより、ＬＥＤユニット８の各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂが点灯駆動するようになっている。【００６７】
映像信号入力部９には、図示しないアンテナなどから表示画像での表示色を示す色信号、画素単位の輝度を輝度信号、及び同期信号などを含んだ複合映像信号が入力される。また、ＲＧＢ信号処理部１１では、映像信号入力部９からの複合映像信号に対して、クロマ処理、マトリクス変換処理などを施してＲＧＢセパレート信号に変換し、ＲＧＢ信号処理部１１は、変換したＲＧＢセパレート信号を色信号補正部１２に出力する。【００６８】
色信号補正部１２では、上記ＲＧＢセパレート信号に対し、液晶パネル２での色再現範囲や表示モードなどを基に定められている、所定の補正処理を施して、補正後の映像信号（Ｒ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号）に変換するようになっている。具体的にいえば、色信号補正部１２には、液晶表示装置１に設けられた光センサ（図示せず）から外光の強度（光量）の測定結果が入力されるようになっており、色信号補正部１２は、その測定結果を用いて、液晶パネル２での外光の影響による色再現範囲の変化を計算し、外光の状態で最適な表示色になるよう色変換処理を行う。【００６９】
また、色信号補正部１２は、人肌等の特定色の色信号を読み取り、よりユーザが好ましいと感じる色へと信号値を補正したり、液晶表示装置１に付随するリモートコントローラなどから入力された表示モードに応じて、表示面全面の輝度を上げ下げしたりするよう構成されている。そして、色信号補正部１２は、上記Ｒ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号をＬＵＴ１０のγデータを参照してγ処理（リニア化）を施した後フレーム（表示画像）単位でデータ遅延処理部１３及びバックライトデータ処理部１５に出力するようになっている。【００７０】
データ遅延処理部１３は、液晶パネル２の動作タイミングとバックライト装置３の動作タイミングを合致させるために、液晶パネル２側に出力される指示信号のデータを遅延する処理部であり、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を用いて、構成されている。【００７１】
具体的にいえば、データ遅延処理部１３には、図７に示すように、遅延処理部１８と、ＬＥＤ画像輝度作成部１９と、目標色補正演算部２０と、映像輝度信号出力部２１とが設けられている。遅延処理部１８には、色信号補正部１２からのＲ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号（映像信号）が入力されており、この映像信号を所定時間、遅延して、上記データの遅延処理を実質的に行うようになっている。【００７２】
ＬＥＤ画像輝度作成部１９には、バックライトデータ処理部１５からの各ＬＥＤユニット８の輝度信号が入力されるようになっている。この各ＬＥＤユニット８の輝度信号には、対応するＬＥＤユニット８に含まれた各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値が指示されている。また、ＬＥＤ画像輝度作成部１９は、入力された上記ＬＥＤユニット８の輝度信号に対して、ＰＳＦ（Point Spread Function；点広がり関数）のデータをＬＵＴ１０から取得する。そして、ＬＥＤ画像輝度作成部１９は、指示されている各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値と、取得したＰＳＦのデータとを用いて、ＰＳＦのデータを考慮したＬＥＤ輝度値、すなわち全ての画素（例えば１９２０×１０８０画素）に対応する各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの階調信号データを計算して、目標色補正演算部２０に出力する。【００７３】
尚、上記ＰＳＦのデータは、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂからの光が、光学シート群５などを含む液晶パネル２を通して見える光の広がりを測定若しくは計算して求められた数値であり、予めＬＵＴ１０内に格納されている。また、このＰＳＦのデータを用いることにより、液晶パネル（表示部）２に表示される情報をより適切な輝度で表示させることができ、表示品位を高めることができる。さらに、ＬＵＴ１０には、γデータや発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの階調特性データ（リニア特性）などが格納されている。【００７４】
目標色補正演算部２０は、上記カラーフィルタの所定のＣＦ特性を用いて、入力された映像信号を補正するようになっている。具体的にいえば、目標色補正演算部２０には、遅延処理部１８からのＲ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号（映像信号）と、ＬＥＤ画像輝度作成部１９からの階調信号データとが入力されるようになっている。そして、目標色補正演算部２０では、各画素のＲ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号（分子）を、当該画素に対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの階調信号データ（分母）で割り算することにより、ＬＣＤ信号ドライバ側から出力すべきＲ”Ｇ”Ｂ”映像輝度信号を得るようになっている。【００７５】
映像輝度信号出力部２１は、目標色補正演算部２０からの補正後のＲ”Ｇ”Ｂ”映像輝度信号に対して、ＬＵＴ１０からγデータ（階調に対する白色温度データ）を取得して、γ階調補正を行う。そして、映像輝度信号出力部２１は、映像輝度信号をドライバ制御部１４に出力する。【００７６】
尚、本実施形態では、ＴＶ放送信号を考慮して映像信号入力部９から入った映像信号は逆γ処理をされて入力されていると仮定している。そのため、もし映像信号入力部９から入ったＴＶなどの映像信号がリニア階調で入力されていれば、本実施形態の中に記載されているγ処理の実施を省略することもできる。【００７７】
ドライバ制御部１４は、映像輝度信号出力部２１からの映像輝度信号を使用して、Ｇ（ゲート）ドライバ１６及びＳ（ソース）ドライバ１７への各指示信号を生成して出力する。また、Ｇドライバ１６及びＳドライバ１７には、液晶パネル２に設けられた複数のゲート線（図示せず）及び複数の信号線（図示せず）にそれぞれ接続されている。そして、Ｇドライバ１６及びＳドライバ１７は、ドライバ制御部１４からの指示信号に応じて、ゲート信号及びソース信号をゲート線及び信号線にそれぞれ出力することにより、液晶パネル２が画素単位に駆動されて、表示面に画像が表示される。【００７８】
ＬＥＤ画像輝度作成部１９、目標色補正演算部２０、映像輝度信号出力部２１、及びドライバ制御部１４が、後述の点灯制御部（バックライトデータ処理部）からの照明エリア毎の輝度値を用いて、入力された映像信号を補正し、かつ、補正後の映像信号に基づき表示部（液晶パネル）の駆動制御を画素単位に行う表示制御部を構成している。【００７９】
尚、上記の説明では、ＬＥＤ画像輝度作成部１９、目標色補正演算部２０、及び映像輝度信号出力部２１をデータ遅延処理部１３の内部に設置した場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば遅延処理部１８を別個に設けるとともに、ＬＥＤ画像輝度作成部１９、目標色補正演算部２０、及び映像輝度信号出力部２１とドライバ制御部１４とを表示制御部として一体的に設けてもよい。【００８０】
また、色信号補正部１２には、図６に示したように、バックライトデータ処理部１５が接続されており、Ｒ’Ｇ’Ｂ’セパレート信号（映像信号）がバックライトデータ処理部１５に入力されるようになっている。また、バックライトデータ処理部１５には、例えばＡＳＩＣが用いられており、バックライトデータ処理部１５は、入力された映像信号を用いて、複数の各照明エリアＨａから対応する表示エリアＰａに入射される光の輝度値を、上記光源（発光ダイオード）毎に決定して、バックライト装置３の駆動制御を行う点灯制御部を構成している。【００８１】
つまり、バックライトデータ処理部１５は、入力された映像信号に対して、ＬＵＴ１０を参照して、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのＰＷＭ信号値をＬＥＤ基板７に出力するように構成されている。そして、本実施形態では、この点灯制御部と上記表示制御部とにより、冷陰極蛍光管などの放電管を有するバックライト装置を用いた液晶表示装置に比べて、高画質で、消費電力の少ないエリアアクティブ駆動対応の液晶表示装置１を構成できるようになっている。【００８２】
具体的にいえば、バックライトデータ処理部１５には、図８に示すように、色信号補正部１２に順次接続された画像輝度抽出部２２、ＬＥＤ出力データ演算部２３、及びＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４が設けられている。また、このバックライトデータ処理部１５は、照明エリアＨａ毎の各ＬＥＤユニット８において、青色の発光ダイオード８ｂに対して指示された輝度信号値と、緑色の発光ダイオード８ｇに対して指示された輝度信号値とを比較し、その比較結果を用いて、当該緑色の発光ダイオード８ｇを点灯動作させることにより、発光品位の向上を図れるようになっている（詳細は後述。）。【００８３】
画像輝度抽出部２２では、Ｒ’Ｇ’Ｂ’画像信号に基づき、例えば各表示エリアＰａでの表示画像のＲＧＢの色毎の輝度最大値を抽出する。つまり、画像輝度抽出部２２は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’画像信号から、各照明エリアＨａに対応する表示エリアＰａでのＲ’Ｇ’Ｂ’輝度信号の最大値を抽出して、対応する照明エリアＨａでの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値の基準指示値としてＬＥＤ出力データ演算部２３に出力する。【００８４】
尚、上記の説明以外に、画像輝度抽出部２２がＲ’Ｇ’Ｂ’画像信号を基に、表示エリアＰａ毎に、対応する照明エリアＨａでのＲＧＢの各色の輝度平均値を計算して、当該照明エリアでの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値の基準指示値とすることもできる。さらには、画像輝度抽出部２２は、輝度最大値及び輝度平均値の双方を混合平均化し、上記基準指示値としてオフセット演算部２３に出力することもできる。但し、上記のように、輝度最大値を基準指示値として用いる場合の方が、表示画像にピーク輝度を持たせ易くすることができる点で好ましい。【００８５】
また、外部から入力された映像にノイズが含まれている場合、表示エリアＰａのＲ’Ｇ’Ｂ’輝度信号の最大値を抽出する際に、ノイズ信号（例えば最大の輝度信号値）を拾ってしまい、正確な輝度信号の最大値を抽出できない。そのため、ノイズ信号の除去（緩和）方法として、例えば表示エリアＰａ内の画素を２０画素毎に分割し、それぞれ平均化させた値の最大値を、上記表示エリアＰａでのＲ’Ｇ’Ｂ’輝度信号の最大値とすることもできる。【００８６】
ＬＥＤ出力データ演算部２３は、画像輝度抽出部２２からの照明エリアＨａ毎のＲ’Ｇ’Ｂ’輝度信号の最大値（輝度最大値）に基づいて、対応するＬＥＤユニット８の発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度信号を求めるとともに、求めた発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度信号に対して、所定の補正処理を行うように構成されている。【００８７】
具体的にいえば、ＬＥＤ出力データ演算部２３には、図９に示すように、外部から入力される映像信号（指示信号）を用いて、複数の各照明エリアＨａから発光される光の輝度計算値を求める輝度計算部２５、及び輝度計算部２５の計算結果を基に各照明エリアＨａの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度レベルを判定して、その点灯動作の要否を判定する輝度レベル判定部２６が設けられている。また、ＬＥＤ出力データ演算部２３は、輝度レベル判定部２６の判定結果を基に対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂに対して、点灯動作を指示する点灯指示部２７と、輝度計算部２５の計算結果に対して、所定の補正処理を施す補正部２８と、前回の発光動作（表示動作）での全ての発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度信号のデータ（輝度計算値）などの所定のデータを記憶する記憶部２９を備えている。【００８８】
輝度計算部２５は、画像輝度抽出部２２からのＲＧＢ毎の上記輝度最大値を基に、対応する照明エリアＨａ、つまりＬＥＤユニット８の発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度計算値を求める。また、この輝度計算値は、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂに対して、入力された映像信号にて指示された上記輝度信号値であり、後続の輝度レベル判定部２６での処理動作に用いられるデータである。【００８９】
輝度レベル判定部２６は、輝度計算部２５からの各ＬＥＤユニット８の発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度計算値に基づいて、対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの点灯動作の要否を判定する。また、輝度レベル判定部２６は、ＬＥＤユニット８（照明エリアＨａ）毎に、発光ダイオード８ｂの輝度計算値を基準に、発光ダイオード８ｇの輝度計算値との大きさ（レベル）を比較して、その比較結果を基に当該発光ダイオード８ｇの点灯動作させるようになっている（詳細は後述。）。【００９０】
また、輝度レベル判定部２６では、ＬＵＴ１０内に予め格納されている最小オフセット輝度の値（例えばＬＥＤの発光可能な最大輝度の１％）を用いることにより、上述した目標色補正演算部２０でＲ”Ｇ”Ｂ”映像輝度信号を確実に得ることができるようになっている。すなわち、輝度レベル判定部２６は、ＬＵＴ１０から対応する色の最小オフセット輝度の値を取得して、上記発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのいずれかの階調信号データの値が最小オフセット輝度の値未満である場合には、その値未満になった発光ダイオードの輝度値をこの取得した値に置き換える。【００９１】
上記のような置き換え処理を行うことにより、目標色補正演算部２０において、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値（階調信号データ）を分母とする、上述した割り算を実施する際に、“０”やその近傍の値を用いることによる精度不足やエラーを避けると共に、ＬＥＤ発光やＬＥＤ基板の電流供給能力などの微小な特性バラつきを避けることができるため、上記目標色補正演算部２０でＲ”Ｇ”Ｂ”映像輝度信号を確実に算出することができる。【００９２】
尚、最小オフセット輝度の値は大きくし過ぎないことが好ましく、例えば上記発光可能な最大輝度の０．１％〜１０％程度に設定しておくのが好ましい。【００９３】
点灯指示部２７は、輝度レベル判定部２６からの判定結果に基づいて、対応する各ＬＥＤユニット８の発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂに対して、点灯動作を指示する。【００９４】
補正部２８は、照明エリアＨａ（ＬＥＤユニット８）毎に、記憶部２９を参照することにより、輝度計算部２５により求められた前回の輝度計算値との整合性が確保されるように、当該輝度計算部２５により求められた輝度計算値を補正するように構成されている。これにより、本実施形態のバックライト装置３では、各照明エリアＨａにおいて、前回の点灯動作から輝度変化が著しく大きくなるのを防ぐことができ、発光品位が低下するのを防止することができる。【００９５】
また、補正部２８は、照明エリアＨａ毎に、隣接する照明エリアＨａとの間での輝度バランスが所定のバランス範囲内の値となるように、輝度計算部２５で求められた輝度計算値を補正するよう構成されている。これにより、本実施形態のバックライト装置３では、各照明エリアＨａにおいて、周囲の照明エリアＨａとの間で大きな輝度変化が発生するのを防ぐことができ、発光品位が低下するのを防止することができる。【００９６】
また、ＬＥＤ出力データ演算部２３は、ＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４及びデータ遅延処理部１３に対して、補正部２８によって補正演算された後の各ＬＥＤユニット８の輝度信号を出力する。【００９７】
ＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４は、ＬＥＤ出力データ演算部２３からの各ＬＥＤユニット８の輝度信号と、ＬＵＴ１０からのＰＷＭ制御データとを用いて、対応するＬＥＤユニット８の各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを駆動させるＰＷＭ信号を生成して、対応するＬＥＤ基板７に出力する。これにより、ＬＥＤ基板７では、ＰＷＭ信号に応じて、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂが発光される。【００９８】
尚、上記の説明では、ＰＷＭ信号を用いたＰＷＭ調光によって各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを駆動する場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば電流調光（ここではＬＥＤ電流値を入力階調信号によって変動させることによる階調制御方式をいう）を用いて各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを駆動してもよい。【００９９】
但し、上記のように、ＰＷＭ調光を用いる場合の方が、電流調光を使用する場合よりも好ましい。すなわち、ＬＥＤの色温度は、動作電流に依存するという特性があり、所望の輝度を得ながら、忠実な色再現を維持するには、ＰＷＭ信号を使ってＬＥＤを駆動し、色の変化を抑えることが必要となるからである。【０１００】
また、上記の説明以外に、ＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４に液晶表示装置１に設けられた温度センサやタイマーなどのセンサ手段の検出結果を用いて、ＬＥＤ出力データ演算部２３からの輝度信号を補正する構成を設けてもよい。つまり、ＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４が、温度センサの検出結果を使用して、周囲温度の変化による各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの発光効率の変化を是正したり、タイマーからの点灯時間の計測結果を用いて、経年変化による各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの発光効率の変化や色変化などを是正したりする機能を追加した構成でもよい。【０１０１】
ここで、図１０を参照して、本実施形態の液晶表示装置１の動作について説明する。尚、以下の説明では、ＬＥＤ出力データ演算部２３での各ＬＥＤユニット８における発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの点灯動作について主に説明する。【０１０２】
図１０は、上記ＬＥＤ出力データ演算部での処理動作を示すフローチャートである。【０１０３】
図１０のステップＳ１に示すように、ＬＥＤ出力データ演算部２３では、輝度計算部２５が照明エリアＨａ毎に、ＲＧＢ毎の上記輝度最大値に基づき、対応するＬＥＤユニット８の発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度計算値を計算して、輝度レベル判定部２６に出力する。【０１０４】
次に、輝度レベル判定部２６は、各ＬＥＤユニット８において、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのうち、発光ダイオード８ｂの輝度計算値（Ｂ−ＬＥＤ輝度信号値）が最大であるか否かについて判定して（ステップＳ２）、最大でないことを判定すると、後述のステップＳ５に進む。【０１０５】
一方、ステップＳ２において、発光ダイオード８ｂの輝度計算値が最大であることを判別すると、輝度レベル判定部２６は、発光ダイオード８ｂの輝度計算値に所定の比を掛けた値に対して、発光ダイオード８ｇの輝度計算値（Ｇ−ＬＥＤ輝度信号値）以上であるかどうかについて判別する（ステップＳ３）。つまり、輝度レベル判定部２６は、発光ダイオード８ｇの輝度計算値がＬＵＴ１０内に予め格納されている上記所定の比を発光ダイオード８ｂの輝度計算値に掛けた値以上であるか否かについて判定して、発光ダイオード８ｇの輝度計算値が発光ダイオード８ｂの輝度計算値に所定の比を掛けた値未満である（つまり、ＢのＣＦに対してＧのＬＥＤ輝度の影響が小さい）ことを判定すると、後述のステップＳ５に進む。【０１０６】
また、上記ステップＳ３に用いられる所定の比は、カラーフィルタ２ｄの所定のＣＦ特性及び発光ダイオード８ｂ、８ｇの所定の発光特性に基づいて、予め定められたものである。具体的にいえば、所定の比は、液晶表示装置１の実製品を使用した試験あるいはシミュレーションなどを行うことにより、適切な比の値が決定され、予めＬＵＴ１０内に記憶されている。これにより、輝度レベル判定部２６は、上記所定のＣＦ特性及び所定の発光特性に応じて、発光ダイオード８ｂ、８ｇの各点灯制御をより適切に行うことができる。【０１０７】
一方、ステップＳ３において、発光ダイオード８ｂの輝度計算値に上記所定の比を掛けた値が発光ダイオード８ｇの輝度計算値以上である（ＢのＣＦに対してＧのＬＥＤ輝度の影響が大きい）ことを判定すると、輝度レベル判定部２６は、発光ダイオード８ｇの輝度計算値が発光ダイオード８ｂの輝度計算値と同じ値となるように、当該発光ダイオード８ｇの輝度計算値を変更する（ステップＳ４）。【０１０８】
以上のように、輝度レベル判定部（点灯制御部）２６では、波長が比較的近く、発光品位の低下を比較的招き易い青色の光と緑色の光についてのみ、上述の判別処理を実施することから、点灯制御部の処理負荷を軽減することができ、点灯制御部は発光ダイオードの点灯制御を高速に行うことが可能となる点で好ましい。【０１０９】
尚、発光ダイオード８ｒについては、発光ダイオード８ｂへの波長の干渉の影響が小さいため、輝度レベル判定部２６は、発光ダイオード８ｂ、８ｒの各輝度計算値の比較処理を実行していない。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではなく、カラーフィルタと発光ダイオードの特性の関係に応じて図１１のステップＳ６及びＳ７に示すように、上記ステップＳ３及びＳ４と同様な処理を、発光ダイオード８ｒの輝度計算値について行って、発光ダイオード８ｒの点灯制御をより正確に行わせてもよい。【０１１０】
すなわち、発光ダイオード８ｂの輝度計算値に所定の比を掛けた値が発光ダイオード８ｒの輝度計算値以上であることを判定したときに、発光ダイオード８ｒの輝度計算値が発光ダイオード８ｂの輝度計算値と同じ値となるように、当該発光ダイオード８ｒの輝度計算値を変更すればよい。尚、ステップＳ６で使用される所定の比は、発光ダイオード８ｒの所定の発光特性を用いて定めることが、当該発光ダイオード８ｒの点灯制御をより適切に行える点で好ましい。【０１１１】
その後、ＬＥＤ出力データ演算部２３では、補正部２８が照明エリアＨａ毎に、前回の輝度計算値との整合性が確保されるように、かつ、隣接する照明エリアＨａとの間での輝度バランスが所定のバランス範囲内の値となるように、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの各輝度計算値を補正した後（ステップＳ５）、これらの輝度計算値はＬＥＤ（ＰＷＭ）出力部２４及びデータ遅延処理部１３に出力される。【０１１２】
以上のように構成された本実施形態では、上記照明エリアＨａ毎に、ＲＧＢの発光ダイオード（光源）８ｒ、８ｇ、８ｂを含んだＬＥＤユニット（光源）８が設けられている。また、各照明エリアＨａにおいて、青色の発光ダイオード８ｂ（所定の色の光源）の輝度計算値（輝度信号値）が他の発光ダイオード８ｒ、８ｇ（他の光源）の各輝度計算値（輝度信号値）よりも大きいことを判別し、かつ、青色の発光ダイオード８ｂの輝度計算値に所定の比を掛けた値が、緑色の発光ダイオード８ｇの輝度計算値以上であることを判別したときに、青色の発光ダイオード８ｂの輝度計算値を用いて、当該緑色の発光ダイオード８ｇを点灯動作させるバックライトデータ処理部（点灯制御部）１５が設置されている。これにより、上記従来例と異なり、エリアアクティブ駆動を行うときでも、隣接する照明エリアＨａからの光などに起因して色ずれが視認されるのを防ぐことができる。この結果、本実施形態では、上記従来例と異なり、エリアアクティブ駆動を行うときでも、色再現能力を高めることができ、表示品位の向上を図ることができる液晶表示装置（表示装置）１を構成することができる。【０１１３】
具体的には、図１２に例示するように、空３０については、表示面内に同じ色度を持つ自然な空色を表示（再現）できる。つまり、空３０と白い雲３１、３２との各境界部分では、図１０にステップＳ４に示した上記処理動作が実行され、当該各境界部分において、青色の色変化が必要以上に視認されるのが防がれ、かつ、ＢのカラーフィルタとＧのＬＥＤの特性の関係に起因する色ずれの発生が抑制されて、不自然な映像が表示されるのが極力抑えられている。【０１１４】
［第２の実施形態］
図１３は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置の要部構成を説明する図であり、図１４は図１３に示したＬＵＴ制御部の具体的な構成を示すブロック図である。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、ＬＵＴを制御するＬＵＴ制御部を設けて、外部からの指示信号に基づいて、ＬＵＴからバックライトデータ処理部に出力される所定の比を変更する点である。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。【０１１５】
すなわち、図１３に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、ＬＵＴ１０に接続されるとともに、このＬＵＴ１０の制御を行うＬＵＴ制御部３０が設けられている。このＬＵＴ制御部３０には、図１４に例示するように、映像表示モード記憶部３１と、ＬＵＴ値変更処理部３２とが設けられており、外部からの表示モード指示信号（指示信号）に応じて、ＬＵＴ１０からバックライトデータ処理部（点灯制御部）１５に出力される、上記所定の比を変更するように構成されている。【０１１６】
具体的にいえば、本実施形態の液晶表示装置１では、液晶パネル（表示部）２での（映像）表示モードが複数設定されており、ユーザの所望に応じて、一つの表示モードが適宜選択されるようになっている。より具体的にいえば、本実施形態の液晶表示装置１では、第１の実施形態でのスタンダードモード（標準的な表示モード）に加えて、例えばダイナミックモード、映画モード、及びＰＣ（Personal Computer）モード等の所定の比が互いに異なる表示モードが選択可能に構成されている。これらの表示モードにおいて、具体的な所定の比の値は、スタンダードモード、ダイナミックモード、映画モード、及びＰＣモードでの値が例えば０．６（６０％）、０．５（５０％）、０．７（７０％）、及び１．０（１００％）にそれぞれ設定されている。また、これらの各表示モードにおける所定の比の値は、液晶表示装置１の実製品を使用した試験あるいはシミュレーションなどを行うことにより、表示モード毎に予め設定されて、ＬＵＴ値変更処理部３２に予め記憶されている。【０１１７】
尚、ダイナミックモードでは、スタンダードモードに比べて、コントラストを重視した表示が液晶パネル２で行われる。また、映画モードでは、スタンダードモードに比べて、階調再現性を重視した表示が液晶パネル２で行われ、ＰＣモードでは、白黒（表示）駆動が液晶パネル２で行われる。【０１１８】
また、ＬＵＴ制御部３０では、例えば液晶表示装置１に設けられたリモートコントローラを介して、ユーザが所望する表示モードが表示モード指示信号として入力されるように構成されている。そして、ＬＵＴ制御部３０では、映像表示モード記憶部３１が入力された表示モード指示信号により指定された表示モードを記憶し、記憶した表示モードを示す信号をＬＵＴ値変更処理部３２に通知する。【０１１９】
ＬＵＴ値変更処理部３２は、ＬＵＴ１０とともに、複数種類の所定の比を記憶する記憶部を構成するとともに、外部からの表示モード指示信号（指示信号）に基づいて、上記記憶部に記憶されている複数種類の所定の比から一種類の所定の比を選択して、バックライトデータ処理部（点灯制御部）１５に出力させる選択指示部の機能が付与されている。つまり、ＬＵＴ値変更処理部３２は、上述したように、４つの表示モードに対応した４種類の所定の比を予め記憶している。そして、映像表示モード記憶部３１から入力された信号に基づいて、ユーザが所望する表示モードを判別すると、判別した表示モードでの所定の比を選択して、ＬＵＴ１０に出力し当該ＬＵＴ１０に記憶させる。そして、ＬＵＴ１０は、記憶した所定の比がバックライトデータ処理部１５での演算処理に使用されるように当該バックライトデータ処理部（点灯制御部）１５に所定の比を適宜出力する。【０１２０】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、ＬＵＴ１０を制御するＬＵＴ制御部３０を設けて、外部からの表示モード指示信号（指示信号）に基づいて、ＬＵＴ１０からバックライトデータ処理部（点灯制御部）１５に出力される所定の比を変更している。これにより、本実施形態では、バックライトデータ処理部１５に対して、上記指示信号に応じた所定の比が選択されて出力されることとなり、バックライトデータ処理部１５は選択された所定の比を用いて、複数の各照明エリアＨａでの複数の発光ダイオード（光源）８ｒ、８ｇ、８ｂの各点灯駆動を適切に制御することができる。また、上記表示モード指示信号が液晶パネル（表示部）２での表示モードを指定する表示モード指示信号であるので、本実施形態では、ユーザが所望する表示モードに応じて最適な所定の比が選択されて、液晶パネル２での表示をユーザが所望する表示モードに応じて適切に行うことができる。【０１２１】
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。【０１２２】
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、本発明のバックライト装置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、あるいは上記液晶パネルをライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置に本発明の表示装置を好適に用いることができる。【０１２３】
また、上記の説明では、図１１のステップＳ４及びＳ７にそれぞれ示したように、Ｇ−ＬＥＤ輝度信号値及びＲ−ＬＥＤ輝度信号値をそれぞれＢ−ＬＥＤ輝度信号値に変更する場合について説明したが、本発明は所定の色の光源に対して指示された輝度信号値が他の光源に対して指示された輝度信号値よりも大きいことを判別し、かつ、所定の色の光源に対して指示された輝度信号値に所定の比を掛けた値が、他の光源に対して指示された輝度信号値以上の値であることを判別したときに、所定の色の光源に対して指示された輝度信号値を用いて、当該他の光源を点灯動作させるものであればよい。具体的には、例えばステップＳ４において、Ｂ−ＬＥＤ輝度信号値に所定の比を掛けた値を、Ｇ−ＬＥＤ輝度信号値として、Ｇ−ＬＥＤを点灯動作させてもよい。同様に、ステップＳ７において、Ｂ−ＬＥＤ輝度信号値に所定の比を掛けた値を、Ｒ−ＬＥＤ輝度信号値として、Ｒ−ＬＥＤを点灯動作させてもよい。【０１２４】
また、上記の説明では、直下型のバックライト装置を構成した場合について説明したが、本発明のバックライト装置（バックライト部）はこれに限定されるものでなく、例えばエッジライト型や照明エリア毎に光源からの光を導く導光板を備えたタンデム型の他の形式のバックライト装置を構成することもできる。【０１２５】
また、上記の説明では、光源にＲＧＢの発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明は複数の色からなるカラーフィルタの色に対応した色の光を発光する複数の光源を用いたものであればよく、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）などの他の発光素子やＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の他の点光源や放電管などを使用することもできる。また、点光源や放電管を混在させたハイブリッドな光源を用いることもできる。【０１２６】
但し、上記のように、発光ダイオードを用いる場合の方が、色再現性やコスト力に優れるとともに、長寿命でコンパクトな光源を容易に構成可能となって、高性能で小型化されたバックライト装置を容易に構成することができる点で好ましい。さらに、上記のように、赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードが使用する場合の方が、色再現性に優れたバックライト装置を容易に構成することができる点で好ましい。【０１２７】
また、上記の説明では、点灯制御部（バックライトデータ処理部）が入力された映像信号を用いて、各照明エリアに設けられるとともに、白色光に混色可能な３色の光源の各点灯駆動を制御する場合について説明したが、本発明の点灯制御部は、外部からの指示信号を用いて、各照明エリアの上記複数の光源の各点灯駆動を制御するものであれば何等限定されない。【０１２８】
さらに、上記の説明では、青色の発光ダイオードと他の発光ダイオードの場合について説明したが、発光ダイオードの分光分布とカラーフィルタの分光透過率分布の関係により、青色以外の所定の色の発光ダイオードと他の発光ダイオードの場合であっても使用することができる。【０１２９】
また、上記の説明では、ＬＵＴ内に所定の比の値、ＰＳＦのデータ、γデータ及び発光ダイオードの階調特性データなどの所定のデータを予め記憶させる構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばこれらの各データを別個のＬＵＴに記憶させてもよい。【０１３０】
また、上記第２の実施形態の説明では、ＬＵＴとＬＵＴ値変更処理部とにより複数種類の所定の比を記憶する記憶部を構成した場合について説明したが、本発明の記憶部はこれに限定されるものではなく、半導体メモリーやハードディスクドライブなどの他の記憶装置を用いることもできる。【０１３１】
また、上記第２の実施形態の説明では、ＬＵＴ値変更処理部に上記記憶部と、外部からの指示信号に基づいて、記憶部に記憶されている複数種類の所定の比から一種類の所定の比を選択して、上記点灯制御部に出力させる選択指示部との機能を付与した構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記憶部と選択指示部とを別個に構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、エリアアクティブ駆動を行うときでも、表示品位の向上を図ることができる表示装置に対して有用である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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