(57)【要約】【課題】周辺の明るさが変化しても見やすい画像を得ることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明制御装置１３によって照明パネルＡの主光源である蛍光管が点灯され、光センサ１４により液晶表示装置の周辺の明るさが検知され、照明制御装置１３は光センサ１４から入力された検知信号に基づいて照明パネルＡの補助光源である有機ＥＬ素子を液晶表示装置の周辺の明るさに応じた輝度で発光させる。例えば、液晶表示装置の周辺が明るい場合には、有機ＥＬ素子の駆動電流を増加して発光輝度を高め、これにより照明パネルＡ全体の輝度を向上させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明装置において、
周辺の明るさを検知する光センサと、
前記主光源を点灯させると共に前記光センサで検知された周辺の明るさに基づいて前記補助光源による照明を制御する照明制御装置と
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明装置において、
前記主光源を点灯させると共に液晶表示装置に入力される画像信号から画像の変化を検知し且つ検知された画像の変化に基づいて前記補助光源による照明を制御する照明制御装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記照明制御装置は、前記補助光源の輝度を制御する請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記補助光源は、それぞれ微小面積に分割され且つ互いに配列された多数の赤色光源、緑色光源及び青色光源からなり、
前記照明制御装置は、前記補助光源による色度を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
主光源からの光を反射する反射板を備え、
前記補助光源は、前記反射板の表面上で且つ主光源の背部以外の領域に選択的に配置された請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明方法において、
主光源を点灯し、
周辺の明るさを検知し、
検知された周辺の明るさに基づいて補助光源による照明を制御する
ことを特徴とする照明方法。
【請求項７】
蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明方法において、
主光源を点灯し、
液晶表示装置に入力される画像信号から画像の変化を検知し、
検知された画像の変化に基づいて補助光源による照明を制御する
ことを特徴とする照明方法。
【請求項８】
補助光源の輝度を制御する請求項６または７に記載の照明方法。
【請求項９】
補助光源による色度を制御する請求項６〜８のいずれか一項に記載の照明方法。
【請求項１０】
反射板によって主光源からの光を反射し、
反射板の表面上で且つ主光源の背部以外の領域に選択的に配置された補助光源による照明を制御する請求項６〜９のいずれか一項に記載の照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明装置及び照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量のディスプレイとして幅広く使用されている。この液晶表示装置は、自ら発光しない受光型の素子であるため、一般に液晶表示装置の背部にバックライトとして照明装置を配置し、照明装置からの光を液晶表示装置に照射することにより画像を得ている。照明装置としては、蛍光管がよく使用されている。
照明装置として蛍光管を使用する場合、蛍光管の下部に反射板を配置し、上部に拡散板を配置して、蛍光管から発する光を液晶表示装置に向けて効率よく、また均一に照射しようとしている。
ところが、蛍光管の直上部が他の箇所に比べて明るくなる傾向にあり、均一な照明光を得ようとすると、蛍光管から上部の拡散板までの距離を大きくとる必要があった。このため、照明装置全体が厚くなる。
一般に、蛍光管は、輝度を変化させること、特に瞬間的に輝度を変化させることが難しい。そこで、例えば、特許文献１には、蛍光管からなる主光源の下に発光ダイオード等からなる補助光源を配置し、低輝度になる領域の輝度を補助光源で補うようにした液晶表示装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の液晶表示装置では、均一な照明光を発する照明装置が得られるものの、周辺の明るさの変化等に対する対応は何ら考慮されておらず、常時一定の輝度で照明するため、明るい周辺環境の中で液晶表示装置を使用すると、周辺に対する画面の輝度が不足して画像が見づらくなってしまう。
また、画像の変化に対する対応も考慮されていないため、例えば画像が急激に変化する場面であっても一定の輝度及び色度で照明がなされ、そのような場面の迫力が不足するという問題があった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、周辺の明るさが変化しても見やすい画像を得ることができる照明装置及び方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、画像の変化を強調することができる照明装置及び方法を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る第１の照明装置は、蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明装置において、周辺の明るさを検知する光センサと、主光源を点灯させると共に光センサで検知された周辺の明るさに基づいて補助光源による照明を制御する照明制御装置とを備えたものである。
この発明に係る第２の照明装置は、蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明装置において、主光源を点灯させると共に液晶表示装置に入力される画像信号から画像の変化を検知し且つ検知された画像の変化に基づいて補助光源による照明を制御する照明制御装置を備えたものである。
【０００６】
なお、照明制御装置は、補助光源の輝度を制御するように構成することができる。また、補助光源を、それぞれ微小面積に分割され且つ互いに配列された多数の赤色光源、緑色光源及び青色光源から形成し、照明制御装置が補助光源による色度を制御するように構成することもできる。
さらに、主光源からの光を反射する反射板を備え、補助光源を、反射板の表面上で且つ主光源の背部以外の領域に選択的に配置することもできる。
【０００７】
この発明に係る第１の照明方法は、蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明方法において、主光源を点灯し、周辺の明るさを検知し、検知された周辺の明るさに基づいて補助光源による照明を制御する方法である。
この発明に係る第２の照明方法は、蛍光管からなる主光源と有機エレクトロルミネッセンス素子からなる補助光源とを液晶表示装置のバックライトとして用いる照明方法において、主光源を点灯し、液晶表示装置に入力される画像信号から画像の変化を検知し、検知された画像の変化に基づいて補助光源による照明を制御する方法である。
【０００８】
なお、補助光源は、その輝度が制御される。また、補助光源の色度を制御することもできる。
また、反射板によって主光源からの光を反射し、反射板の表面上で且つ主光源の背部以外の領域に選択的に配置された補助光源による照明を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、周辺の明るさが変化しても見やすい画像を得ることができる照明装置及び方法を提供することができる。
また、画像の変化を強調することができる照明装置及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に実施の形態１に係る照明装置で用いられる照明パネルＡの構造を示す。パネル基板１の表面上に補助光源となる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子２が形成されている。有機ＥＬ素子２の上方には主光源となる複数の蛍光管３が互いに平行に配置され、さらに蛍光管３の上方に光拡散板４が配置されている。
有機ＥＬ素子２は、例えば白色発光を行うもので、図２に示されるように、パネル基板１の表面上に形成された陰極５と、陰極５の上に形成された有機発光層６と、有機発光層６の上に形成された陽極７と、これら陰極５、有機発光層６及び陽極７を覆う封止膜８とを有している。
【００１１】
陰極５は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して反射性を有すればよく、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ合金、Ａｌ／Ｍｏ積層体等を採用することができる。有機発光層６の材料としては、少なくともＡｌｑ３やＤＣＭなどの公知の有機発光材料が含有される。また、電極間には、電子輸送層やホール輸送層等の公知の有機ＥＬ装置に採用される一または複数の層も適宜形成でき、各層は公知の材料から適宜形成される。陽極７は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して透明または半透明であればよく、例えばＩＴＯがその材料として採用される。各層は、真空蒸着法などの公知の薄膜形成法によって形成すればよい。封止膜８は、少なくとも可視光に対して透明または半透明であることが必要で、例えば窒化珪素、酸窒化珪素、酸化珪素等が用いられる。
【００１２】
この有機ＥＬ素子２では、封止膜８の表面が光の出射面になっている。すなわち、有機発光層６で発した光が直接陽極７へ、あるいは陰極５で反射した後に陽極７へ入射し、さらに封止膜８を透過して出射される。
【００１３】
図１に示される照明パネルＡにおいて、蛍光管３を点灯すると、蛍光管３から発せられた光は、直接光拡散板４に入射し、あるいは有機ＥＬ素子２の陰極５で反射した後に光拡散板４に入射し、拡散されて出射される。このとき、蛍光管３の直上部が他の箇所に比べて明るくなるが、有機ＥＬ素子２を点灯すると、有機ＥＬ素子２から発せられた光が光拡散板４に入射し、拡散されて出射される。これにより、蛍光管３だけでは低輝度になる領域の輝度が補われ、輝度ムラの少ない均一な照明が可能となる。
【００１４】
この照明パネルＡは、図３に示されるように、液晶パネルＢの後方にバックライトとして配置されて液晶表示装置を構成する。液晶パネルＢは、互いに平行に配置されると共にそれぞれ対向する面に透明電極９が形成された一対のガラス基板１０を有しており、これら一対のガラス基板１０の間に液晶が封じ込まれて液晶層１１が形成されている。さらに、一対のガラス基板１０の外側にはそれぞれ偏光板１２が配置されている。
照明パネルＡの蛍光管３及び有機ＥＬ素子２から発せられた均一な光が液晶パネルＢの後面に入射し、液晶層１１の配向状態に応じた表示光が液晶パネルＢの前面から出射されることにより画像の表示が行われる。
【００１５】
図４に実施の形態１に係る照明装置の全体構成を示す。照明パネルＡに照明制御装置１３が接続され、照明制御装置１３に液晶表示装置の周辺の明るさを検知する光センサ１４が接続されている。照明制御装置１３は、照明パネルＡの蛍光管３の点灯を制御すると共に光センサ１４の検知信号に基づいて照明パネルＡの有機ＥＬ素子２の駆動を制御する。
また、液晶パネルＢには表示制御装置１５が接続され、表示制御装置１５に画像信号が入力される。表示制御装置１５は、入力された画像信号に基づいて液晶パネルＢの液晶層１１の配向状態を制御し、画像を表示する。
【００１６】
次に、この照明装置の動作について説明する。液晶表示装置の電源を投入すると、照明制御装置１３によって照明パネルＡの主光源である蛍光管３が点灯される。さらに、光センサ１４により液晶表示装置の周辺の明るさが検知され、検知信号が照明制御装置１３に入力される。照明制御装置１３は、光センサ１４から入力された検知信号に基づいて照明パネルＡの補助光源である有機ＥＬ素子２を駆動制御する。
【００１７】
すなわち、光センサ１４による検知レベルが所定値以下の場合には、照明制御装置１３は、液晶表示装置の周辺がそれほど明るくないと判断し、有機ＥＬ素子２に所定の駆動電流を流して所定の輝度で発光させる。これにより、蛍光管３だけでは低輝度になる領域の輝度が補われ、照明パネルＡとして均一な照明がなされる。一方、光センサ１４による検知レベルが所定値を越えている場合には、照明制御装置１３は、液晶表示装置の周辺が明るいと判断し、有機ＥＬ素子２の駆動電流を光センサ１４による検知レベルに対応して増加し、発光輝度を高める。このため、照明パネルＡ全体の輝度が向上する。
【００１８】
ここで、表示制御装置１５に画像信号が入力されると、表示制御装置１５は画像信号に基づいて液晶パネルＢの液晶層１１の配向状態を制御する。液晶パネルＢには照明パネルＡによって後方から照明光が照射されているので、液晶パネルＢの画面に画像が表示される。このとき、照明パネルＡにより均一な照明がなされているため、輝度ムラの少ない画面が得られる。一般に、蛍光管は輝度を調節することが難しいため、蛍光管のみからなる照明装置は暗い所、明るい所のどちらかに合わせて輝度を設定する。暗い所に合わせて輝度を設定した場合には、明るい所で画像が見づらく、明るい所に合わせて輝度を設定した場合には、暗い所で画像が見づらくなる。照明パネルＡは液晶表示装置の周辺の明るさに応じた輝度で発光するので、周辺が明るくても見やすい画像が得られる。特に、光センサ１４によって常時周辺の明るさを検知しているので、周辺の明るさが変化する場合であっても、その変化に対応して照明パネルＡの有機ＥＬ素子２の輝度が調整され、常に見やすい画像を得ることができる。
【００１９】
実施の形態２
図５に実施の形態２に係る照明装置の全体構成を示す。この実施の形態２に係る照明装置は、図４に示した実施の形態１の照明装置において、光センサ１４を省略すると共に照明制御装置１３の代わりに照明制御装置１６を照明パネルＡに接続し、表示制御装置１５に入力される画像信号を照明制御装置１６にも入力させるようにしたものである。
【００２０】
照明制御装置１６は、照明パネルＡの蛍光管３を点灯すると共に有機ＥＬ素子２に所定の駆動電流を流して所定の輝度で発光させる。これにより、蛍光管３だけでは低輝度になる領域の輝度が補われ、照明パネルＡとして均一な照明がなされる。
【００２１】
また、照明制御装置１６は、画像信号を取り込んで画像の変化を検知する。例えば、画像信号のうち輝度を表す信号のレベルが所定値を越えるような高輝度の画像が表示される場合には、照明制御装置１６は有機ＥＬ素子２の駆動電流を増加して発光輝度を高めることにより照明パネルＡ全体の輝度を向上させる。これにより、例えば爆発シーンや煌めくシーン等の画像が一段と高輝度に表示されて強調され、迫力のある画像が実現される。一般に、蛍光管は瞬間的に輝度を変化させることが難しいが、有機ＥＬ素子は応答性に優れているため、瞬間的な画像の変化に対しても十分に対応することができる。また、液晶表示装置を見る人に注目させたい場面等には、一時的に有機ＥＬ素子２の駆動電流を増加することにより高輝度の画面を作成することもできる。
【００２２】
実施の形態３
図６に実施の形態３に係る照明装置の照明パネルに用いられる補助光源としての有機ＥＬ素子を模式的に示す。この有機ＥＬ素子は、それぞれ微小面積に分割された複数の赤色発光素子（赤色光源）２１と緑色発光素子（緑色光源）２２と青色発光素子（青色光源）２３とが順次配列された構造を有している。これらの赤色発光素子２１、緑色発光素子２２及び青色発光素子２３をそれぞれ駆動制御することにより、輝度と色度の双方を調整することが可能となる。
【００２３】
上述した実施の形態１の照明装置の有機ＥＬ素子２を図６のような構造とすれば、光センサ１４により検知された周辺の明るさに応じて照明パネルＡの輝度だけでなく色度を調整することもできる。一般に、人間の眼は、暗い環境下では明るい環境下に比べて短波長側にピークがずれる感度スペクトルを有している。すなわち、暗所では長波長側の赤色よりも短波長側の青色に対して感応しやすい傾向にある。そこで、光センサ１４により周辺が暗いと検知された場合に、補助光源の青色発光素子２３は発光させないで、赤色発光素子２１と緑色発光素子２２のみを発光させて液晶パネルＢを照明すれば、青色以外の色の光が補われ、人間の眼にとってより白色に近い画面を得ることができる。
【００２４】
また、実施の形態２の照明装置の有機ＥＬ素子２を図６のような構造とすれば、輝度の調整ではなく色度の調整によって特定の場面の画像を強調することもできる。なお、輝度と色度の双方を調整して画像の強調を行うこともできる。注目させたい場面に対しても、色度の調整、あるいは輝度と色度の双方の調整を行うようにすることができる。
【００２５】
実施の形態４
図７に実施の形態４に係る照明装置の照明パネルＡ’の構造を示す。この照明パネルＡ’は図１に示した実施の形態１の照明パネルＡにおいて、パネル基板１の代わりに反射板１７を用い、反射板１７の表面上で且つ主光源となる蛍光管３の背部以外の領域に選択的に有機ＥＬ素子２を配置したものである。
【００２６】
蛍光管３を点灯すると、蛍光管３から発せられた光は、直接光拡散板４に入射し、あるいは蛍光管３の背部の反射板１７で反射した後に光拡散板４に入射し、拡散されて出射される。また、蛍光管３から発せられた光のうちの一部は選択的に配置された有機ＥＬ素子２の陰極５で反射した後に光拡散板４に入射し、拡散されて出射される。一方、蛍光管３の背部以外の領域に配置された有機ＥＬ素子２を点灯すると、有機ＥＬ素子２から発せられた光が光拡散板４に入射し、拡散されて出射される。これにより、蛍光管３だけでは低輝度になる領域の輝度が補われ、輝度ムラの少ない均一な照明が可能となる。
【００２７】
図１に示した照明パネルＡにおいて、蛍光管３の背部の領域に配置されている有機ＥＬ素子２の部分から発せられた光の一部は蛍光管３の背面に遮られるため、光拡散板４に直接入射することが阻止される。そこで、この実施の形態４のように蛍光管３の背部以外の領域にのみ選択的に有機ＥＬ素子２を配置しても、照明パネルＡ’全体から発せられる照明光の光量はほとんど変わることがない。しかも、蛍光管３の背部の領域に有機ＥＬ素子が形成されていないので、その分だけ有機ＥＬ素子２の消費電力が少なくて済む。
【００２８】
なお、上記の実施の形態１〜４では、図２に示したように、パネル基板１上に反射性の陰極５、有機発光層６及び透明性の陽極７を順次積層して有機発光層６で発した光がパネル基板１とは反対側の陽極７を透過して出射されるトップエミッション型の有機ＥＬ素子について説明したが、これに限るものではなく、ガラス基板上に透明性の陽極、有機発光層及び反射性の陰極を順次積層して有機発光層で発した光が陽極及びガラス基板を透過して出射されるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る照明装置で用いられる照明パネルの構造を示す断面図である。
【図２】照明パネルに用いられた有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る照明装置の照明パネルをバックライトとして装備した液晶表示装置を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る照明装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る照明装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態３で用いられる照明パネルの有機ＥＬ素子を模式的に示す平面図である。
【図７】実施の形態４で用いられる照明パネルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  パネル基板、２  有機ＥＬ素子、３  蛍光管、４  光拡散板、５  陰極、６  有機発光層、７  陽極、８  封止膜、９  透明電極、１０  ガラス基板、１１  液晶層、１２  偏光板、１３，１６  照明制御装置、１４  光センサ、１５  表示制御装置、１７  反射板、２１  赤色発光素子、２２  緑色発光素子、２３  青色発光素子、Ａ  照明パネル、Ｂ  液晶パネル。
【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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