(57)【要約】      （修正有）【課題】低消費電力化を図れる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネルＰＮＬと、バックライトユニットＢＬＵとからなり、バックライトユニットＢＬＵは液晶表示パネルＰＮＬと対向する面にて独自に輝度を調整できる複数のサブユニットに分割されているとともに、液晶表示部は各サブユニットに対向する面毎の画素ブロックに区分けされ、画素ブロック内の各画素に入力される表示データから最高輝度を算出する第１の手段ＳＡＭと、第１の手段により求められる最高輝度の大小に対応させて対向するサブユニットの輝度を調整する第２の手段とを備えている。【選択図】        図１
2004191490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、少なくとも該液晶表示パネルの液晶表示部と対向して配置されたバックライトユニットとからなり、
前記バックライトユニットはその液晶表示パネルと対向する面にて独自に輝度を調整できる複数のサブユニットに分割されているとともに、前記液晶表示部は前記各サブユニットに対向する面毎の画素ブロックに区分けされ、
前記各画素ブロック内の各画素に入力される表示データから最高輝度を算出する第１の手段と、
第１の手段により求められる最高輝度の大小に対応させて対向するサブユニットの輝度を調整する第２の手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶表示パネルと、少なくとも該液晶表示パネルの液晶表示部と対向して配置されたバックライトユニットとからなり、
前記バックライトユニットはその液晶表示パネルと対向する面にて独自に輝度を調整できる複数のサブユニットに分割されているとともに、前記液晶表示部は前記各サブユニットに対向する面毎の画素ブロックに区分けされ、
前記各画素ブロック内の各画素に入力される表示データのうち最大輝度を示すデータを算出する第１の手段と、
前記第１の手段により求められる最高輝度に対応させて当該画素ブロックの各画素に入力される表示データの輝度値を増大させる第２の手段と、
前記第１の手段により求められる最大輝度に対応させて当該画素ブロックに対向するサブユニットの輝度を低減させる第３の手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
第２の手段による表示データの輝度値の増大は、白表示と黒表示の間にて前記最高輝度の輝度の値に応じて割り振られることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
バックライトユニットは、液晶表示パネルに対向する面内に複数の発光素子が配列されて構成されていることを特徴とする請求項１、２のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
バックライトユニットは、液晶表示パネルに対向する面内に複数の発光ダイオードが配列されて構成され、そのうち赤、青、緑を発光するもの同士が隣接して配置されているとともに、該液晶表示パネルとの間に混色手段を備えることを特徴とする請求項１、２のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
バックライトユニットは、その一方向およびこの一方向に交差する他の方向にそれぞれ複数に分割されて複数のサブユニットを有することを特徴とする請求項１、２のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
バックライトユニットは、その一方向に複数に分割されて複数のサブユニットを有することを特徴とする請求項１、２のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、液晶表示パネルの背面にバックライトユニットを備える液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、液晶を介して対向配置される透明基板を外囲器とし該液晶の広がり方向に多数の画素が形成されて構成されている。
そして、各画素には電界を発生される一対の電極が備えられ、該電界によって液晶の光透過率が制御されるようになっている。
【０００３】
このため、液晶表示パネルの背面には光源となるバックライトユニットが備えられているのが通常である。
このバックライトユニットとしては、種々のものが知られているが、近年では省力化のため、赤、青、緑の各色をそれぞれ発光する各発光ダイオード（ＬＥＤ）をそれらが近接配置されるように散在させて配置させたものが知られるに至っている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９１３１１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２１６９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成されるバックライトユニットは、従前のそれと同様に液晶表示装置の使用時には常に高輝度で点灯させており、さらなる低消費電力化が要望されている。
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、さらなる低消費電力が図れる液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０００７】
手段１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶表示パネルと、少なくとも該液晶表示パネルの液晶表示部と対向して配置されたバックライトユニットとからなり、
前記バックライトユニットはその液晶表示パネルと対向する面にて独自に輝度を調整できる複数のサブユニットに分割されているとともに、前記液晶表示部は前記各サブユニットに対向する面毎の画素ブロックに区分けされ、
前記各画素ブロック内の各画素に入力される表示データから最高輝度を算出する第１の手段と、
第１の手段により求められる最高輝度の大小に対応させて対向するサブユニットの輝度を調整する第２の手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
手段２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶表示パネルと、少なくとも該液晶表示パネルの液晶表示部と対向して配置されたバックライトユニットとからなり、
前記バックライトユニットはその液晶表示パネルと対向する面にて独自に輝度を調整できる複数のサブユニットに分割されているとともに、前記液晶表示部は前記各サブユニットに対向する面毎の画素ブロックに区分けされ、
前記各画素ブロック内の各画素に入力される表示データのうち最大輝度を示すデータを算出する第１の手段と、
前記第１の手段により求められる最高輝度に対応させて当該画素ブロックの各画素に入力される表示データの輝度値を増大させる第２の手段と、
前記第１の手段により求められる最大輝度に対応させて当該画素ブロックに対向するサブユニットの輝度を低減させる第３の手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段２の構成を前提とし、第２の手段による表示データの輝度値の増大は、白表示と黒表示の間にて前記最高輝度の輝度の値に応じて割り振られることを特徴とするものである。
【００１０】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、２のうちいずれかの構成を前提とし、バックライトユニットは、液晶表示パネルに対向する面内に複数の発光素子が配列されて構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
手段５．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、２のうちいずれかの構成を前提とし、バックライトユニットは、液晶表示パネルに対向する面内に複数の発光ダイオードが配列されて構成され、そのうち赤、青、緑を発光するもの同士が隣接して配置されているとともに、該液晶表示パネルとの間に混色手段を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
手段６．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、２のうちいずれかの構成を前提とし、バックライトユニットは、その一方向およびこの一方向に交差する他の方向にそれぞれ複数に分割されて複数のサブユニットを有することを特徴とするものである。
【００１３】
手段７．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、２のうちいずれかの構成を前提とし、バックライトユニットは、その一方向に複数に分割されて複数のサブユニットを有することを特徴とするものである。
【００１４】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００１６】
実施例１．
図２は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す概略構成図である。同図において、観察者側から液晶表示パネルＰＮＬ、混色手段ＭＣＭ、バックライトユニットＢＬＵが配置されている。
【００１７】
ここで、液晶表示パネルＰＮＬは液晶を介して対向配置されるたとえば透明基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素が形成されて構成されている。各画素の液晶は該画素内に設けられた一対の電極によって発生する電界によってその光透過率が変化し、前記バックライトユニットＢＬＵからの光が透過して観察者の眼に届くようになる。
【００１８】
また、この液晶表示パネルＰＮＬは、その液晶表示部の周辺にてたとえば走査信号駆動回路および映像信号駆動回路等からなる液晶駆動回路が搭載されている。液晶表示装置の外部から入力される表示データは該液晶駆動回路に入力され、この液晶駆動回路からの走査信号および映像信号によって前記液晶表示部に画像が表示されるようになっている。
【００１９】
なお、たとえばこの液晶表示パネルＰＮＬはカラー表示されるものであって、各画素において互いに隣接される３つの画素にはそれぞれ赤、青、緑色のフィルタが内蔵されたものとなっている。
【００２０】
バックライトユニットＢＬＵは、液晶表示パネルＰＮＬとほぼ同大の基板の該液晶表示パネルＰＮＬ側の面に多数の発光ダイオードＬＥＤをマトリクス状に並設させた構成からなっている。
【００２１】
これら発光ダイオードＬＥＤはたとえば前記基板のｙ方向に同色の色を発光する発光ダイオードが配列され、ｘ方向に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、……の順番を繰り返しながら配列されている。
【００２２】
この場合、各発光ダイオードＬＥＤは液晶表示パネルＰＮＬの各画素に対応して配置されている必要はなく、たとえば液晶表示パネルＰＮＬの隣接した複数の画素につき一個の発光ダイオードが対向するというように配列されていてもよい。
【００２３】
混色手段ＭＣＭはたとえば光学シートからなり、前記バックライトユニットＢＬＵからの各色の光を混色させ白色光として液晶表示パネルＰＮＬ側へ通過させるようになっている。
【００２４】
ここで、前記バックライトユニットＢＬＵの各発光ダイオードＬＥＤは、図１に示すように、互いに隣接するもの同士の発光ダイオードから構成されるサブユニットＡ、Ｂ、……を単位として複数に分割され、各サブユニットＡ、Ｂ、……毎にそれらの発光ダイオードＬＥＤによる輝度が調整されるようになっている。
【００２５】
ここで、バックライトユニットＢＬＵは、たとえばこの実施例の場合そのｘ方向およびｙ方向に複数に分割するようにしているものであるが、ｘ方向のみにあるいはｙ方向のみに複数に分割するようにしても事情は同じである。また、分割数は任意でよいが、その数を多くする方が好ましいことはいうまでもない。
【００２６】
液晶表示パネルＰＮＬに入力される表示データは、該液晶表示パネルＰＮＬに組み込まれる液晶駆動回路に入力されるとともに、表示階調解析手段ＳＡＭに入力されるようになっている。
【００２７】
この表示階調解析手段ＳＡＭでは次に示すような操作がなされるようになっている。すなわち、液晶表示パネルＰＮＬの表示部は、前記バックライトユニットの各サブユニットＡ、Ｂ、……に対応して対向する部分、すなわち各サブユニットＡ、Ｂ、……からの光を透過させる部分に区分けされており、これら区分けされた各画素ブロックＡ、Ｂ、……の各画素に入力される画素情報から、それぞれの画素ブロックＡ、Ｂ、……の各画素に供給される映像信号のうち最高輝度を有する映像信号の該輝度を算出するようにしている。
【００２８】
このことから、液晶表示パネルＰＮＬの前記区分けは、単に領域的な区分でそれら各区分毎に複数の画素から最高の輝度を有する画素の該輝度を算出するという意味であり、物理的あるいは電気的に区分けされているわけではない。
【００２９】
このようにして各画素ブロックＡ、Ｂ、……毎の各最高輝度を算出した後は、これらその最高輝度に対応する各信号が、それぞれ当該画素ブロックＡ、Ｂ、……に対応するバックライトユニットＢＬＵの各サブユニットＡ、Ｂ、……の輝度を調整するサブユニット輝度調整手段Ａ、Ｂ、……に入力されるようになる。
【００３０】
各サブユニット輝度調整手段Ａ、Ｂ、……はその入力信号に基づいて対応するサブユニットＡ、Ｂ、……の各発光ダイオードＬＥＤを前記最高輝度に応じて発光させるようになっている。すなわち、画素ブロックＡ、Ｂ、……における最高輝度が低い場合には対応するサブユニットＡ、Ｂ、……の輝度を低く設定し、画素ブロックＡ、Ｂ、……における最高輝度が高い場合には対応するサブユニットＡ、Ｂ、……の輝度を高く設定するようになっている。
【００３１】
なお、前記各サブユニット輝度調整手段Ａ、Ｂ、……のそれぞれの駆動は、液晶表示装置に供給される垂直同期信号Ｖｓｙｎｃによってなされるようになっている。
【００３２】
図３は、前記液晶表示装置の動作のさらなる詳細を示す説明図である。ここでは、たとえばサブユニットＡの位置に相当する画素ブロックＡの最高輝度がたとえば２５５階調（白）、サブユニットＢの位置に相当する画素ブロックＢの最高輝度がたとえば５０階調の場合を想定して説明する。
【００３３】
表示階調解析手段ＳＡＭによって入力データを解析し、サブユニットＡの位置に相当する画素ブロックＡの各画素の輝度情報Ａとしてたとえば１０を得、サブユニットＢの位置に相当する画素ブロックの各画素の輝度情報Ｂとしてたとえば２を得る。
【００３４】
そして、輝度情報Ａはサブユニット輝度調整手段Ａに入力され、該サブユニット輝度調整手段Ａは輝度情報Ａに基づいてサブユニットＡの各発光ダイオードＬＥＤに流す電流値を調整し、該発光ダイオードＬＥＤを発光させる。この場合の発光ダイオードＬＥＤは輝度情報１０に対応した輝度で発光し、その輝度は高くなっている。
【００３５】
また、輝度情報Ｂはサブユニット輝度調整手段Ｂに入力され、該サブユニット輝度調整手段Ｂは輝度情報Ｂに基づいてサブユニットＢの各発光ダイオードＬＥＤに流す電流値を調整し、該発光ダイオードＬＥＤを発光させる。この場合の発光ダイオードＬＥＤは輝度情報２に対応した輝度で発光し、その輝度は比較的低くなっている。
【００３６】
一方、前記入力データは、映像信号駆動回路および走査信号駆動回路にも入力され、これにより液晶表示パネルには液晶表示されるようになっている。
【００３７】
この実施例における入力データと表示輝度（観察者が認識する輝度）との関係を図４に示す。この場合、同じ入力データ（たとえば５０）に対して前記画素ブロックＡは表示輝度がたとえば４０となり、また、前記画素ブロックＢはたとえば３０となり、いずれの場合もバックライトユニットＢＬＵの最高輝度において得られる５０の表示輝度よりも少なくなってしまう。バックライトユニットＢＬＵにおいてそのサブユニット毎に輝度を調整する一方において、該サブユニットに対応する液晶表示パネルＰＮＬの画素ブロックの各画素においても、表示データによって該画素自体の輝度も調整されるからである。
【００３８】
しかし、この場合であっても、バックライトユニットＢＬＵは、液晶表示パネルＰＮＬに表示される画像の区分された領域の輝度の高低に合わせて、該領域に対応する領域において輝度を調整していることから、低電力の消費が図れるようになる。
【００３９】
実施例２．
図５は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
【００４０】
図１の場合と比較して異なる構成は、液晶駆動階調補正回路ＳＡＣが新たに備えられ、この液晶駆動階調補正回路ＳＡＣには、前記表示階調解析手段ＳＡＭに入力される表示データ、および該表示階調解析手段ＳＡＭから各サブユニット輝度調整手段Ａ、Ｂ、……に入力される輝度情報Ａ、Ｂ、……が入力されるようになっている。
【００４１】
そして、該液晶駆動階調補正回路ＳＡＣからの出力は、液晶表示パネルＰＮＬの液晶駆動回路へ送出されるようになっている。
【００４２】
すなわち、該液晶駆動階調補正回路ＳＡＣでは、それに入力される輝度情報Ａ、Ｂ、……に基づいて、表示データの対応する画素ブロックＡ、Ｂ、……の各画素に供給される映像信号における輝度情報を増大させるようにしている。
【００４３】
この場合における映像信号の輝度情報の増大は、前記表示階調解析手段ＳＡＭからの輝度情報（Ａ、Ｂ、……）の値が大きい場合には少なく、小さい場合には大きくすることが適当となる。
【００４４】
また、映像信号の輝度情報の増大は、白表示と黒表示の間にて前記最高輝度の輝度の値に応じて割り振られることはいうまでもない。
【００４５】
このように構成することによって、図１に示した液晶表示装置の構成の場合に、図４に示したように表示輝度が低下してしまう不都合を前記液晶駆動階調補正回路ＳＡＣによって解消せんとするようになっている。
【００４６】
図６はこの実施例における入力データと表示輝度（観察者が認識する輝度）との関係を示す図で、図４に対応するグラフとなっている。
【００４７】
すなわち、入力データが図４の場合と同様に５０である場合に、画素ブロックＡに供給される映像信号の輝度情報をたとえば６０に増大させ、画素ブロックＢに供給される映像信号の輝度情報をたとえば１００に増大させるようにしている。
【００４８】
これにより、観察者が認識する表示輝度は、それらいずれにおいても５０として認識され、バックライトユニットＢＬＵからの光を最大限に利用することができるようになる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、さらなる低消費電力が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の作用を示した説明図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の一実施例における入力データと表示輝度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の他の実施例における入力データと表示輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
ＰＮＬ……液晶表示パネル、ＭＣＭ……混色手段、ＢＬＵ……バックライトユニット、ＬＥＤ……発光ダイオード、ＳＡＭ……表示階調解析手段、ＳＡＣ……液晶駆動回路補正回路。
【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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