(57)【要約】【課題】液晶表示装置の強コントラストを保持しつつ黒浮き現象の発生を抑制する。【解決手段】液晶表示装置において、バックライト１２を多層構成とし、制御部６２によって各層毎の点燈／消燈の制御を実行する。その際、液晶表示装置周囲に明るさを光センサー６３によって検出し、光センサーの出力レベルを判別部６４で判別して、バックライトを各層毎に単独で点燈させるか、消燈させるかを決定して制御することで、表示装置の周囲が暗い場合には、バックライト１２の照度を低下させ、周囲が明るい場合には、バックライト１２の照度を高める。また、色温度調整部９１ａ，９１ｂを設けて、バックライト１２から発せられる光の色温度を調整するように構成した。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶本体と、
この液晶本体にバックライトを供給する発光手段であって、複数の発光層で構成された発光手段と、
この発光手段の各層を単独または同時に点燈あるいは消燈させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶本体と、
この液晶本体にバックライトを供給する発光手段であって、複数の発光層で構成され、それぞれの層から発せられる光の色温度の調整が可能な発光手段と、
この発光手段の各発光層を単独または同時に点燈あるいは消燈させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
さらに、外光を感知するセンサーを備え、前記制御手段がセンサーの検出出力に基づき、前記発光手段の各発光層を単独または同時に点燈あるいは消燈させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記センサーで感知される外光の光量が少ない場合、前記各発光層を、全体で照度が低い状態に点燈あるいは消燈させるものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記センサーで感知される外光の光量が多い場合、前記各発光層を、全体で照度が高い状態に点燈あるいは消燈させるものであることを特徴とする請求項３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】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶表示装置が設けられた場所の周囲の光学的環境に応じてバックライトの発光状態を制御して適切な表示を行わせるようにした液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過型の液晶表示装置は、バックライトを光源として用いるのが一般であり、それによって、高い輝度の映像を表示することが可能である。しかしながら、その一方で、液晶が自ら発光する素材でないため表示装置としてコントラストを充分に取ることができないという根本的な課題を有しており、通常は、バックライトの照度を上げることによって、コントラストを強調する手法がとられる。
【０００３】
しかしながら、この手法を用いた場合、表示装置の周囲が暗いと、液晶での黒が表現しづらくなる。すなわち、黒を表示しようとしても、光るような現象、すなわち黒浮き現象と呼ばれる現象が発生し、表示品位を低下させてしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、表示装置の周囲光を光センサーで監視し、周囲の明るさに応じて、バックライトの照度を調整しようとする試みが従来からなされている（例えば特許文献１参照）が、液晶表示装置は、元々表示のダイナミックレンジが狭いという特性を有しており、バックライトの照度を上げることで、さらにダイナミックレンジを狭くしてしまうという問題が発生する。
【０００５】
このように、透過型液晶表示装置において、表示コントラストとダイナミックレンジは、バックライトの照度を基準として相反する特性を持つことなり、バックライトの照度をどのように設定するかということは設計段階あるいは製造段階において重要な要素となる。
【０００６】
例えば、表示装置の周囲の明るさが低い状態を想定すると、バックライトの照度は抑えたものに設定することになり、液晶の表示輝度も低下する。そのように設定された装置では、周囲を明るくすると表示コントラストが低下してしまう。
逆に、バックライトの照度を、表示装置の周囲の明るさが高い状態に合せて設定すると、表示コントラストは改善するが、周囲が暗くなると黒浮き現象が発生してしまうことになる。
以上のように従来、液晶表示装置において、充分なコントラストを得つつ、黒浮き現象の発生を抑制した装置の実現が強く要望されていたが、両方の条件を満足させ得る装置の提案はなされていない。
【特許文献１】
特開２００２−７２９２０号公報（第３，４頁、図１，３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来、バックライトを備えた液晶表示装置において、コントラストを充分に確保しつつ、黒浮き現象の発生を抑制することのできる装置の実現が強く要望されていた。
本発明は、以上の点に対処してなされたものであって、バックライトを多層で構成するようにし、各層を表示装置の周囲光量に応じて制御することで、コントラストの確保と、黒浮き現象の抑制という両方の条件を満足させる得る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶本体と、この液晶本体にバックライトを供給する発光手段であって、複数の発光層で構成された発光手段と
この発光手段の各層を単独または同時に点燈あるいは消燈させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、強コントラストを保ちつつ、黒浮き現象の発生を抑制することがてきるものである。
本発明の液晶表示装置は、液晶本体と、この液晶本体にバックライトを供給する発光手段であって、複数の発光層で構成され、それぞれの層から発せられる光の色温度の調整が可能な発光手段と、この発光手段の各発光層を単独または同時に点燈あるいは消燈させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、強コントラストを保ちつつ、黒浮き現象の発生を抑制することがてきるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る液晶装置を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の液晶表示装置に適用される液晶表示部の一実施の形態を模式的に示す構成図である。図１において、液晶表示部１０は、液晶本体１１と、その裏面から光を液晶本体１１に向けて照射するバックライト１２を有する。
【００１１】
バックライト１２は、液晶本体１１の裏面の面と略直交する方向に光Ｌａを発するように配置された１次ランプ１２ａと、その１次ランプ１２ａの後方に、１次ランプ１２ａと同様に、液晶本体１１の裏面の面と略直交する方向に光Ｌｂを発するように配置された２次ランプ１２ｂとで構成される。
【００１２】
１次ランプ１２ａと２次ランプ１２ｂが共に点燈している状態においては、光Ｌａと光Ｌｂが合成されてバックライトとして用いられ、いずれかのランプのみが点燈している状態では、点燈しているランプの光のみがバックライトとして適用される。
【００１３】
図２は、本発明の液晶表示装置に適用される液晶表示部の他の実施の形態を模式的に示す構成図である。図２において、液晶表示部２０は、液晶本体２１と、その裏面から光を液晶本体２１に向けて照射するバックライト２２を有する。バックライト２２は、４層構成とされ、各層を構成する１次ランプ２２ａ〜４次ランプ２２ｄが液晶本体２１の裏面と交わる方向に順次配列されるように設けられている。
【００１４】
各ランプ２２ａ〜２２ｄは、それぞれ液晶本体２１の裏面の面と直交する方向に光Ｌａ〜Ｌｄを発し、それらは液晶本体２１のバックライトとして適用される。このため、液晶本体２１から最も離れた位置にある４次ランプ２２ｄを除いて、各ランプ２２ａ〜２２ｃは、自ら発する光の他に後方（液晶本体２１から離れる方向）に配置されたランプが発する光を通過させて液晶本体２１に導出するように構成されている。
【００１５】
各ランプ２２ａ〜２２ｄから発せられる光Ｌａ〜Ｌｄは、それぞれ単独であるいは他の光と組み合わさってバックライトとして用いられる。各ランプ２２ａ〜２２ｄが発する光の照度を同一とすれば、液晶本体２１からの距離と、他のランプを通過する際の減衰量を合せて考慮するとバックライトの照度は１５通りのものとなる。全てのランプ２２ａ〜２２ｄが点燈している状態が最も照度が高く、４次ランプ２２ｄのみが点燈している状態が最も照度が低いものである。
【００１６】
図３は、図１に示す液晶表示部１０の構成を具体的に示す一部断面斜視図及び平面図であり、図４は図３の正面図である。なお、液晶本体は省いてある。図３において、図１と同一構成部分に同一符号を付す。
図に示すように、液晶表示部１０の１次ランプ１２ａは、枠体３１と、その枠体３１に水平方向に所定間隔で取り付けられた３本の例えば冷陰極ランプ３１ａ，３１ｂ，３１ｃとを有する。また、２次ランプ１２ｂは、枠体３２と、その枠体３２に垂直方向に所定間隔で取り付けられた３本の例えば冷陰極ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（図４参照）とを有する。
【００１７】
２次ランプ１２ｂの枠体３２の１次ランプ１２ａと反対方向の端には、反射板３３が取り付けられており、各冷陰極ランプ３２ａ〜３２ｃで発した光の内１次ランプ１２ａとは逆方向に進行する成分はこの反射板３３で反射されて１次ランプ１２ａ方向に向きを変えて進行するようになる。また、１次ランプ１２ａの冷陰極ランプ３１ａ〜３１ｃによって、２次ランプ方向に発せられる光も、この反射板３３で反射されて１次ランプ１２ａ方向に進行するようになる。なお、各枠体３１，３２の内面にも反射部材が設けられている。
【００１８】
また、１ランプ１２ａの２次ランプ１２ｂとは反対側の端には、拡散板３４が取り付けられており、１次及び２次ランプ１２ａ，１２ｂの各冷陰極ランプ３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｃで発せられる光は、この拡散板３４によって面方向に略均一の光とされて、液晶本体に照射される。
【００１９】
図５は、図２に示す、液晶表示部２０の構成を具体的に示す構成図である。図５において、図２と同一構成部分に同一符号を付す。
１次ランプ２２ａは、液晶本体２１の平行する２辺に対応するように設けられた一対のリフレクタ５１ａ，５１ｂと、その内部に配置された冷陰極ランプ５１ｃ，５１ｄと、それら冷陰極ランプ５１ｃ，５１ｄを連結するように設けられた導光部材５１ｅと、導光部材５１ｅの液晶本体２１の面と対向する面に設けられた拡散部材５１ｆでなる。
【００２０】
２次ランプ２２ｂは、１次ランプ２２ａの液晶本体２１とは反対側に配置されるように設けられる他、その詳細構造は１次ランプ２２ａと同一である。すなわち、一対のリフレクタ５２ａ，５２ｂと、その内部に配置された冷陰極ランプ５２ｃ，５２ｄと、それら冷陰極ランプ５２ｃ，５２ｄを連結するように設けられた導光部材５２ｅと、導光部材５２ｅの１次ランプ２２ａと対向する面に設けられた拡散部材５２ｆでなる。
【００２１】
３次ランプ２２ｃも、２次ランプ２２ｂの１次ランプ２２ａとは反対側に配置されるように設けられる他、その詳細構造は１次ランプ２２ａと同一である。すなわち、一対のリフレクタ５３ａ，５３ｂと、その内部に配置された冷陰極ランプ５３ｃ，５３ｄと、それら冷陰極ランプ５３ｃ，５３ｄを連結するように設けられた導光部材５３ｅと、導光部材５３ｅの２次ランプ２２ｂと対向する面に設けられた拡散部材５３ｆでなる。
【００２２】
４次ランプ２２ｄも、基本的には他のランプと同様の構成であり、３次ランプ２２ｄの２次ランプ２２ｃとは反対側に配置されるように設けられ、一対のリフレクタ５４ａ，５４ｂと、その内部に配置された冷陰極ランプ５４ｃ，５４ｄと、それら冷陰極ランプ５４ｃ，５４ｄを連結するように設けられた導光部材５４ｅと、導光部材５４ｅの３次ランプ２２ｃと対向する面に設けらた拡散部材５４ｆでなる。さらに４次ランプ２４ｄは、導光部材５４ｅの３次ランプ２２ｃとは反対側の面に反射部材５５が配置されている。
【００２３】
各ランプ２２ａ〜２２ｄの冷陰極ランプで発せられる光は、それぞれリフレクタで反射されて導光部材に導かれ、さらに拡散部材を介して液晶本体２１に向けて照射されるようになる。また、１次ランプ２２ａを除く、各ランプ２２ｂ〜２２ｄで発せられた光は、他のランプの導光部材を通過して、液晶本体２１方向に進行する。また、各ランプ２２ａ〜２２ｄで発した光の内、液晶本体２１とは反対側に進行する光は、反射部材５５で反射されて液晶本体２１側に進行するようになる。
【００２４】
なお、図５においては、各冷陰極ランプは、単に円形の断面で示されているが、実際には液晶本体２１の辺に対応した長さを有する細長い管状に形成されている。
図６は、図１に示す液晶表示部を適用した液晶表示装置の回路構成を示す回路ブロック図である。図６において、図１と同一構成部分に同一符号を付す。
図６において、バックライト１２は、１次ランプ１２ａと２次ランプ１２ｂで構成され、それぞれがバックライトドライバー６１ａと６１ｂで駆動される。バックライトドライバー６１ａと６１ｂは、例えばマイクロプロセッサで構成される制御部６２によって制御され、それぞれ１次ランプ１２ａあるいは２次ランプ１２ｂを点燈させるか、消燈させるかの切換えを行なうように動作する。
【００２５】
図示しない液晶本体の周囲の光量を監視する光学センサー６３が設けられ、光学センサー６３は、周囲の明るさに応じたレベルの信号を出力する。光学センサー６３の出力は、レベル判別部６４に供給されて、そのレベルすなわち周囲の明るさが判別される。レベル判別部６４からは光センサー６３からの信号のレベルに応じて、２ビットの３通りの判別信号が出力される。
【００２６】
すなわち、周囲の光量が所定の第１のレベル以下の場合には、例えば２次ランプ１２ｂのみが点燈し、周囲の光量が第２のレベル以上の場合には、１次ランプ１２ａと２次ランプ１２ｂの両方が点燈し、第１のレベルと第２のレベルの間の場合には、１次ランプのみが点燈するように制御部６２を動作させるべく判別信号を出力するものである。
【００２７】
その結果、周囲の光量が少ない場合には、バックライト１２の光照度が低下するためめ、黒浮きの発生を防止することが可能になり、周囲が所定以上に明るければ、最も高い照度のバックライトを使うことができるため、強コントラストの映像を表示することができるようになるものである。
【００２８】
図７は、図２に示す液晶表示部を適用した液晶表示装置の回路構成を示す回路ブロック図である。図７において、図２と同一構成部分に同一符号を付す。
図７の回路は、バックライトの層数が４に増えただけで他の構成は図６に示す回路構成と同じである。
すなわち、バックライト２２の、１次〜４次ランプ２２ａ〜２２ｄは、それぞれバックライトドライバー７１ａ〜７１ｄに接続される。各バックライトドライバー７１ａ〜７１ｄは、制御部７２によって駆動され、
１次〜４次のランプ２２ａ〜２２ｄを点燈するか消燈するかの切換えを行なう。
光学センサー７３は、図示しない液晶本体の周囲の光量を監視し、明るさに応じたレベルの信号を出力する。レベル判別部は、光センサー７３から供給される信号のレベルを判別して、１次ランプ２２ａ〜４次ランプ２２ｄの点燈／消燈を制御部７２に実行させるための４ビットの信号を出力する。
【００２９】
すなわち周囲の明るさが、所定の第１のレベル以下であると判別した場合には、例えば４次ランプ２２ｄのみを点燈させ、周囲の明るさが所定の第２の所定レベル以上の場合には、１次ランプ２２ａ〜４次ランプ２２ｄの全てを点燈させ、第１のレベルと第２のレベルの中間においては、１次ランプ２２ａ〜４次ランプ２２ｄを周囲の明るさに応じて、種々組合わせて、点燈／消燈させるように制御部７２を働かせるものである。
【００３０】
図７の回路構成によれば、バックライト１２の照度を、最も低い４次ランプのみの点燈状態から、全てのランプが点燈する最大照度状態まで１５とおりに切換えられるものであり、このような細やかな制御により、強コントラストを得つつ黒浮き現象が生ずるのを確実に抑制することができるものである。
【００３１】
なお、以上説明した本発明の実施の形態では、バックランプを多層構造として、点燈／消燈させるように制御するものとして構成しているが、バックライトを単にスイッチングするだけでなく、バックライトの色温度を調整する機能を持たせることにより、さらに適切な液晶表示を行なうことができる液晶表装置を提供することができるようになるものである。
【００３２】
図８は、色温度を調整可能となるように構成した２層構造のバックライトを備えた液晶表示部を示すものである。図８において、液晶表示部８０は、液晶本体８１と、バックライト８２を有する。バックライト８２は、１次ランプ８３と２次ランプ８４でなる。１次ランプ８３は、液晶本体８１の対向する２辺に対応するように設けた一対のリフレクタ８３ａ，８３ｂを有し、各リフレクタ８３ａ，８３ｂの内部に、それぞれ３本の冷陰極ランプ８３ｃ，８３ｄ，８３ｅ及び８３ｆ，８３ｇ，８３ｈが配設されている。
【００３３】
冷陰極ランプ８３ｃと８３ｆは、例えば赤（Ｒ）の色成分を担当し、例えば、冷陰極ランプの表面に、赤に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものである。
同様に冷陰極ランプ８３ｄと８３ｇは、緑（Ｇ）の色成分を担当し、例えば、冷陰極ランプの表面に緑に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものであり、同様に冷陰極ランプ８３ｅと８３ｈは、青（Ｂ）の色成分を担当し、冷陰極ランプの表面に、青に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものである。
【００３４】
各冷陰極ランプで発せられた光は、リフレクタ８３ａ，８３ｂで反射されて導光部材８３ｉに導かれ、拡散部材８３ｊを介して液晶本体８０に向けて導出される。
また、２次ランプ８４も同様に、一対のリフレクタ８４ａ，８４ｂを有し、各リフレクタ８４ａ，８４ｂの内部に、それぞれ３本の冷陰極ランプ８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ及び８４ｆ，８４ｇ，８４ｈが配設されている。
冷陰極ランプ８４ｃと８４ｆは、例えば赤（Ｒ）の色成分を担当し、例えば、冷陰極ランプの表面に、赤に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものである。
同様に冷陰極ランプ８４ｄと８４ｇは、緑（Ｇ）の色成分を担当し、例えば、冷陰極ランプの表面に緑に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものであり、同様に冷陰極ランプ８４ｅと８４ｈは、青（Ｂ）の色成分を担当し、冷陰極ランプの表面に、青に着色された透明シートを貼り付けるようにしたものである。
【００３５】
各冷陰極ランプで発せられた光は、リフレクタ８４ａ，８４ｂで反射されて導光部材８４ｉに導かれ、拡散部材８４ｊを介して液晶本体８１に向けて導出される。さらに、２次ランプ８４の導光部材８４ｉの一時ランプ８３とは反対側の面に、反射部材８４ｋが設けられている。
【００３６】
なお、図８においては、各冷陰極ランプは、単に円形の断面で示されているが、実際には液晶本体８１の辺に対応した長さを有する細長い管状に形成されている。
図９は、図８の液晶表示部を駆動するための回路構成を示す回路ブロック図である。図９において、図６に示す回路ブロック図と同一構成部に同一符号を付す。
図９においては、図６に示す回路に対して制御部６２とバックライトドライバー６１ａ、６１ｂとの間に、色温度調整部９１ａ，９１ｂが設けられたものである。
色温度調整部９１ａ，９１ｂは、バックライト８２から発せられた光の色温度を調整する機能を有するもので、色温度調整部９１ａは、具体的には、図８に示す１次ランプ８３の、各色用冷陰極ランプの照度を相対的に調整して１次ランプ８３から発せられる光の色温度を調整する。
【００３７】
同様に、色温度調整部９１ｂは、図８に示す２次ランプ８４の、各色用冷陰極ランプの照度を相対的に調整して２次ランプ８４から発せられる光の色温度を調整する。
バックライトドライバー６１ａ，６１ｂは、図６の回路と同様に、１次ランプ８３と２次ランプ８４の点燈と、消燈を切換えるように動作する他、色温度調整部９１ａ、９１ｂからの出力に基づいて１次ランプ８３及び２次ランプ８４の色温度を調整するものである。
【００３８】
１次ランプ８３と２次ランプ８４の点燈、消燈の切換えと色温度調整を組合わせることによって、より適切な表示を行なわせることができるようになるものである。
なお、図８において、バックライト８２を２層構成としてが、図２，５に示すような４層構成とすることができるものである。
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、バックライトを多層構成として、その点燈／消燈を、装置の周囲の明るさに応じて、切換え制御するようにしたので、強コントラストを保ちつつ、黒浮きの発生を抑制することができるようになるものである。
【００３９】
また、多層構成のバックライトのランプ毎に色温度を調整するようにしたので、さらに適切な表示を行なわせることができるものである。
なお、本発明の液晶表示装置は、以上示した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、バックライトを多層構成として、その点燈／消燈を、装置の周囲の明るさに応じて、切換え制御するようにしたので、強コントラストを保ちつつ、黒浮きの発生を抑制することができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置に適用される液晶表示部の一実施の形態を模式的に示す構成図。
【図２】本発明に係る液晶表示装置に適用される液晶表示部の他の実施の形態を模式的に示す構成図。
【図３】図１に示す液晶表示部の構成を説明するための一部断面斜視図。
【図４】図１に示す液晶表示部の構成を説明するための正面図。
【図５】図２に示す液晶表示部の構成を説明するための構成図。
【図６】図１に示す液晶表示部を駆動するための回路構成を示す回路ブロック図。
【図７】図２に示す液晶表示部を駆動するための回路構成を示す回路ブロック図。
【図８】本発明に係る液晶表示装置に適用される液晶表示部のさらに他の実施の形態を示す構成図。
【図９】図８に示す液晶表示部を駆動するための回路構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
１１，２１，８１…液晶本体
１２，２２，８２…バックライト
１２ａ，２２ａ，８３…１次ランプ
１２ｂ，２２ｂ，８４…２次ランプ
２２ｃ…３次ランプ
２２ｄ…４次ランプ
３１，３２…枠体
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…冷陰極ランプ
３３…反射板
３４…拡散板
５１ｃ，５１ｄ，５２ｃ，５２ｄ，５３ｃ，５３ｄ，５４ｃ，５４ｄ…冷陰極ランプ
５１ｅ，５２ｅ，５３ｅ，５４ｅ…導光部材
５１ｆ，５２ｆ，５３ｆ，５４ｆ…拡散部材
５５…反射部材
８３ｃ，８３ｄ，８３ｅ，８３ｆ，８３ｇ，８３ｆ…冷陰極ランプ
８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｆ…冷陰極ランプ
８３ｉ，８４ｉ…導光部材
８３ｊ，８４ｊ…拡散部材
【図１】
2005024796.tif 000003
【図２】
2005024796.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005024796.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005024796.tif 000008
【図７】
2005024796.tif 000009
【図８】
2005024796.tif 000010
【図９】
2005024796.tif 000011