(57)【要約】【課題】隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎にＬＥＤ光源が設けられた液晶表示装置において、低価格かつ高精度に白色点を補正可能にする。【解決手段】液晶表示装置１は、各発光領域の各光源の光を導光させる導光部１１１と、導光部１１１によって導光された光のうち、所定の発光領域の光のみを通過させるシャッター部１１０と、シャッター部１１０によって通過された光をセンシングするセンサ１０４と、センサ１０４によるセンシング情報に基づいて、所定の発光領域に設けられた光源を制御するバックライト駆動部１２と、を備える。ここでバックライト駆動部１２は更に、発光領域のそれぞれについて、シャッター部１１０に発光領域の光を導光させ、シャッター部１１０が通過させる光の発光領域と同一の発光領域の光源を制御する。【選択図】図１
2009145562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルの背面に基板を配設し、前記基板上に、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎に光源が設けられたバックライト部を有し、前記バックライト部により前記液晶パネルを照射し前記液晶パネルに入力された画像を表示する液晶表示装置であって、
前記各発光領域の各光源の光を導光させる導光部と、
前記導光部によって導光された光のうち、所定の発光領域の光のみを通過させるシャッター部と、
前記シャッター部によって通過された光をセンシングするセンサと、
前記センサによるセンシング情報に基づいて、前記所定の発光領域に設けられた光源の発光強度を制御するバックライト駆動部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
更に、前記液晶パネルに入力された画像の輝度特性を検出する手段を有し、前記バックライト駆動部は、前記検出された輝度特性と前記センサによるセンシング情報とに基づいて、前記それぞれの発光領域を制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
液晶パネルの背面に基板を配設し、前記基板上に、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎に光源が設けられたバックライト部を有し、前記バックライト部により前記液晶パネルを照射し前記液晶パネルに入力された画像を表示する液晶表示装置の制御方法であって、
導光部によって、前記各発光領域の各光源の光を導光させるステップと、
前記導光部によって導光された光のうち、シャッター部によって、所定の発光領域の光のみを通過させるステップと、
センサによって、前記シャッター部によって通過された光をセンシングするステップと、
バックライト駆動部によって、前記センサによるセンシング情報に基づいて、前記所定の発光領域に設けられた光源の発光強度を制御するステップと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
【請求項４】
前記光源を制御するステップは、前記液晶パネルに入力された画像の輝度特性を検出するステップを有し、前記検出された輝度特性と前記センサによるセンシング情報とに基づいて、前記それぞれの発光領域を制御することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、および液晶表示装置の制御方法に関し、特に、液晶パネルの背面に基板を配設し、基板上に、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎に光源が設けられたバックライト部を有し、液晶パネルを照射することにより画像を表示する液晶表示装置、および液晶表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の直下型バックライト液晶表示装置において、バックライト光源を蛍光管から発光ダイオード（ＬＥＤ）へ置き換えて演出色を高める方式が注目されている。この方式では、赤、青および緑の各単色のＬＥＤを並べる方法が採用されている。
【０００３】
更に、このようなＬＥＤを用いた液晶表示装置において、光源を間欠点灯させて動画応答性を求める技術がある。また、ＬＥＤを用いた液晶表示装置において、エリアコントロール技術を用いて、コントラスト比を高める技術もある。ここでエリアコントロールとは、光源部を複数のエリアに分割して制御し、映像信号に連動させて各エリアに設けられた光源を調光することである。このエリアコントロールにより、光源部全体としての消費電力を抑制するなど、ＬＥＤを用いた液晶表示装置の性能は、近年ますます高まっている。
【０００４】
これらの制御では、光源が消灯しているエリアの輝度を、光源が点灯しているエリアでの輝度の数割程度（例えば５割）以下に保つ必要があるため、各エリアを仕切る隔壁が用いられることがある（例えば、隔壁で各ラインを仕切る技術として、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の液晶表示装置においては、入力映像信号の無画部を検出し、液晶表示パネルにおける無画部表示領域を判別して、その無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を消灯制御する。
【０００５】
特許文献１等に記載される隔壁は、液晶パネル直下にある光学部材層と光源部との間の光混色素スペースに位置している。この隔壁は、各光源エリア間の光の漏洩を抑制し、また各エリアの光源からの照射光を効率よく液晶表示面へ反射させることにより、光源が点灯しているエリアでの輝度を上昇させることができる。
【０００６】
一方、現在のＬＥＤにおいては、発光効率が開発途上であり、電力を投入すると、光だけでなく熱も発生させている。発光効率は日々向上しているが、充分な発光効率が得られるには至っていない。特にＬＥＤによって発生する熱は、ＬＥＤ自身の発光効率をより低下させ、そのために発光量が徐々に減少する問題がある。具体的には、バックライト光源として赤（以下「Ｒ」と示す）、緑（以下「Ｇ」と示す）および青（以下「Ｂ」と示す）の単色ＬＥＤを使用したとき、この熱によるＲの発光効率の低下は、ＧやＢの比率よりも大きい。従って、ＲＧＢを混色させて白色としたとき、Ｒ成分が低下してしまう。
【０００７】
これに対応するため、バックライト光源にＲ、ＧおよびＢの単色ＬＥＤを使用した場合、熱によるＬＥＤの発光効率の低下に伴って生じる白色点の遷移を、カラーセンサや光センサなどのフォトダイオードによって補正している。ここでいう補正とは、センサによってＲ、ＧおよびＢの光をセンシングして、駆動回路へ情報をフィードバックする。これにより、熱が発生する前のＬＥＤの初期の発光強度と同じＲ、ＧおよびＢの割合となるように、Ｒ、ＧおよびＢの発光強度をそれぞれ調整して、白色点を一定に保つことをいう。
【特許文献１】特開２００４−１８４９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されるような隔壁で仕切ったバックライト光源を有する液晶表示装置において、カラーセンサを用いて白色点を補正することは、コストや精度の面で問題がある。
【０００９】
具体的には、特許文献１に記載されるように、隔壁で仕切って間欠点灯やエリアコントロールする際に、光源は各エリアで独立して制御される。これにより、エリア毎でＬＥＤによる熱の発生度合いが異なる。従って、全てのエリアにおいて白色点を一定に保つためには、エリアの数だけカラーセンサが必要になる。現在、センサは高額であるため、各エリアにカラーセンサを設置すると、ＬＥＤをバックライトとして構成したときのコストに大きな影響を与えてしまう問題がある。
【００１０】
また、カラーセンサは半導体でできているため、個体誤差を有する。従って、センシングされた情報は絶対値ではなく、初期値と比べてどのくらい変化したかという相対値を指標にしなければならない。これは、同一光源を複数のカラーセンサでセンシングした場合、各センサでの測定データが一致しない場合があるからである。従って、エリアのそれぞれにカラーセンサを設け、各エリアの光源をセンシングする場合、センサの個体誤差によって、各エリアにおける白色点の補正にもバラツキがでてきてしまう問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎にＬＥＤ光源が設けられた液晶表示装置において、低価格かつ高精度に白色点を補正可能な液晶表示装置および液晶表示装置の制御方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、液晶パネル（１０１）の背面に基板を配設し、基板上に、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎に光源が設けられたバックライト部（１０２）を有し、バックライト部（１０２）により液晶パネルを照射し液晶パネル（１０１）に入力された画像を表示する液晶表示装置（１）であって、各発光領域の各光源の光を導光させる導光部（１１１）と、導光部（１１１）によって導光された光のうち、所定の発光領域の光のみを通過させるシャッター部（１１０）と、シャッター部（１１０）によって通過された光をセンシングするセンサ（１０４）と、センサ（１０４）によるセンシング情報に基づいて、所定の発光領域に設けられた光源の発光強度を制御するバックライト駆動部（１２）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置（１）である。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、液晶パネル（１０１）に入力された画像の輝度特性を検出する手段を有し、バックライト駆動部（１２）は、検出された輝度特性とセンサ（１０４）によるセンシング情報とに基づいて、それぞれの発光領域を制御する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、液晶パネル（１０１）の背面に基板を配設し、基板上に、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎に光源が設けられたバックライト部（１０２）を有し、バックライト部（１０２）により液晶パネルを照射し液晶パネル（１０１）に入力された画像を表示する液晶表示装置（１）の制御方法であって、導光部（１１１）によって、各発光領域の各光源の光を導光させるステップと、導光部（１１１）によって導光された光のうち、シャッター部（１１０）によって、所定の発光領域の光のみを通過させるステップと、センサ（１０４）によって、シャッター部（１１０）によって通過された光をセンシングするステップと、バックライト駆動部（１２）によって、センサ（１０４）によるセンシング情報に基づいて、所定の発光領域に設けられた光源の発光強度を制御するステップと、を備えることを特徴とする液晶表示装置（１）の制御方法である。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、光源を制御するステップは、液晶パネル（１０１）に入力された画像の輝度特性を検出するステップを有し、検出された輝度特性とセンサ（１０４）によるセンシング情報とに基づいて、それぞれの発光領域を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎にＬＥＤ光源が設けられた液晶表示装置において、各発光領域における光を導光部により導光させ、各発光領域から導光された光のうち、いずれかの発光領域の光のみ通過させるシャッターを用いることにより、発光領域毎にセンサを設けることなく、白色点を補正することのできる液晶表示装置および液晶表示装置の制御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】
【００１７】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。
【００１８】
（実施の形態）
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置１を説明する。液晶表示装置１は、映像信号処理部１１、液晶ドライバー部１０３、液晶パネル１０１、バックライト駆動部１２、バックライト部１０２、導光部１１１、シャッター部１１０、センサ１０４を備えている。本発明の実施の形態においてバックライト部１０２は、図２に示すように、隔壁によって仕切られた複数の発光領域毎を備え、この発光領域のそれぞれに光源が設けられている。図２においては、発光領域を、行方向にＭ分割するとともに、列方向にＮ分割している。
【００１９】
映像信号処理部１１は、メディアの再生信号や、テレビ放送の受信信号などの映像信号が入力されると、入力信号に応じて、液晶ドライバー部１０３とバックライト駆動部１２に入力する。例えば、映像処理信号部１１は、液晶パネル１０１に映像を表示するための信号を液晶ドライバー部１０３に入力する。更に映像処理信号部１１は、液晶ドライバー部１０３に入力した信号に基づいて、バックライト部１０２に設けられた発光領域それぞれにおける光源の発光強度等を算出して、バックライト駆動部１２に入力する。
【００２０】
液晶ドライバー部１０３は、映像信号処理部１１から入力された映像信号に基づいて、液晶パネル１０１に映像を表示させる信号を、液晶パネル１０１に出力する。液晶パネル１０１は、液晶ドライバー部１０３から入力された信号に基づいて、映像を表示する。
【００２１】
バックライト駆動部１２は、映像信号処理部１１から入力された情報に基づいて、バックライト部１０２の各光源を制御する。具体的には、映像信号処理部１１から、各光源の発光強度に関する情報を取得し、バックライト部１０２の各光源の発光強度を制御する。液晶パネル１０１は、バックライト部１０２におけるバックライトの発光により、液晶パネル１０１上に映像を表示することができる。
【００２２】
ここで、本発明の実施の形態に係るバックライト駆動部１２は、後述するセンサ１０４によるセンシング情報に基づいて、所定の発光領域に設けられた光源の発光強度を制御する。バックライト駆動部１２は、センサ１０４に、バックライト部１０２の各発光領域の光をセンシングさせ、その結果取得した発光強度または色の情報をフィードバックさせる。更に、バックライト駆動部１２は、フィードバックされた情報に基づいて、バックライト部１０２の各光源の光出力を一定に保つように調整する。
【００２３】
更にバックライト駆動部１２は、例えば一定時間間隔で、バックライト部１０２の発光領域のそれぞれについて、センサ１０４によるセンシングと、このセンシング情報に基づいた当該発光領域の光源の制御を繰り返す。具体的には、バックライト駆動部１２は、バックライト部１０２の発光領域のそれぞれについて、シャッター部１１０に発光領域の光を導光させ、シャッター部１１０が通過させる光の発光領域と同一の発光領域の光源を制御する。
【００２４】
導光部１１１は、各発光領域の各光源の光を導光させる。導光部１１１は、例えば、光ファイバーケーブル等の導光部材であって、エリア外部のシャッター部１１０へ光を導光させる。導光部材、及び光源は、図３に示すように、バックライト部１０２のエリア隔壁で囲まれたそれぞれのエリアに少なくとも１つずつ設けられる。また、バックライト部１０２のエリア内の光源に対向するように光学部材層１０８、及び液晶パネル１０１が重なって配置される。導光部１１１は、各エリアの光をシャッター部１１０まで導光させるので、図２に示すように、エリアがＭ×Ｎ（Ｍは１以上の整数、Ｎは２以上の整数）分割されている場合、Ｍ×Ｎ個の導光部を備える。
【００２５】
シャッター部１１０は、導光部１１１によって導光された光のうち、所定の発光領域の光のみを通過させる。このシャッター部１１０は、電気的にオープンまたはクローズの制御ができるデバイスである。このデバイスには、例えば液晶なども含まれる。
【００２６】
図４を参照して、バックライト部１０２が隔壁によって３×３のエリア（１，１），（１，２），（１，３），（２，１），（２，２），（２，３），（３，１），（３，２），（３，３）に分割されている場合を説明する。各エリアには、Ｒ、ＧおよびＢの単色の発光ダイオード（ＬＥＤ）が少なくとも１つ設置されている。バックライト部１０２の各エリアの光は、図３に示すような導光部材を備える導光部１１１によって、シャッター部１１０に導光される。シャッター部１１０は、各エリアの導光部１１１のいずれかの光のみを通過させるように、バックライト駆動部１２によって制御される。
【００２７】
シャッター部１１０は、少なくともバックライト部１０２のエリア分割数と同数のシャッター（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ）を有する。シャッター部１１０は、オープンに制御されるシャッターに接続されている導光部１１１を介して導光された光を通し、センサ１０４に照射させる。図５に示すように、シャッター部１１０のシャッターＥがオープンである場合、シャッター部１１０の他のシャッターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩは、クローズとなっている。この場合、導光部１１１によってシャッターＥに接続されたエリア（２，２）において混色された光が、センサ１０４に照射される。一方、エリア（２，２）以外のエリアから導光された光は遮断され、センサ１０４に照射されない。シャッター部１１０によってオープンとなるシャッターのアドレスと、バックライト部１０２でセンシングするエリアのアドレスとは、１対１でそれぞれ対応している。シャッターのアドレスとセンシングするエリアのアドレスとは、１対１固定となって、順次切り替わる。
【００２８】
センサ１０４は、シャッター部１１０によって通過された光をセンシングする。センサ１０４はカラーセンサであって、Ｒ、ＧおよびＢそれぞれのセンシング情報を取得する。センサ１０４は、図６に示すように、遮光性の高いマスクとシャッター部１１０とで覆われていることが好ましい。また、シャッター部１１０は、マスクに固定される形で配置されている。このように、シャッター部１１０においてオープンとなったエリアの光のみが、センサ１０４によってセンシングされる構造になっている。このようにセンサ１０４によってセンシングされた情報は、図１に示すようにバックライト駆動部１２に入力され、バックライト部１０２の光源の制御にフィードバックされる。
【００２９】
（液晶表示装置の制御方法）
次に、図７ないし図１１を参照して説明した本発明の実施の形態に係る液晶表示装置１において、バックライト部１０２の光源を制御する方法を詳述する。
【００３０】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、シャッター部１１０の各シャッター（Ａ〜Ｉ）のアドレス（ａ〜ｉ）と、バックライト部１０２のエリア｛（１，１）〜（３，３）｝は、１対１に対応している。バックライト駆動部１２は、シャッター部１１０においてオープンのアドレスに対応するエリアの光源を制御する。具体的には図７（ｃ）に示すように、バックライト駆動部１２は、シャッター部１１０のシャッターＡのアドレスａがオープンの場合、センサ１０４によってセンシングされた情報に基づいて、アドレスａに対応するバックライト部１０２のエリア（１，１）の光源の発光強度等を制御する。バックライト駆動部１２は、シャッター部１１０においてオープンするアドレスと、バックライト部１０２で制御する光源とを１対１で順次変更することにより、１つのセンサ１０４で、バックライト部１０２の全ての光源を制御することができる。
【００３１】
近年のＬＥＤの駆動法は、パルス幅を変調させて、パルスがＨｉｇｈのときに発光、Ｌｏｗのときは非発光となるＰＷＭ（パルス幅変調）による調光手段が一般的である。
【００３２】
例えば、図８に示すように、バックライト駆動部１２は、Ｖｓｙｎｃを基準に、Ｖｃｏｕｎｔｅｒでカウントされたタイミングで、パルスをＨｉｇｈ／Ｌｏｗと制御して、各エリアでの光源を発光／非発光させる。同時に、バックライト駆動部１２は、例えば、Ｖｓｙｎｃによってフレームをカウントし、カウント数をシャッターオープンとするアドレスに対比させる。
【００３３】
具体的には、図８に示すシャッターアドレスで説明すると、Ｖｓｙｎｃによるカウントが０のときはシャッターオープンアドレスがａ、カウントが１のときはシャッターオープンアドレスがｂ、カウントが２のときはシャッターオープンアドレスがｃ、・・・となる。センサによる１つのエリアのセンシング期間、具体的にはシャッターオープンとなる期間を1フレーム期間として、1フレーム中での光源の発光量を積分して、一定期間としての光量を得る。このセンシング期間内に、パルスがＬｏｗからＨｉｇｈへ、またＨｉｇｈからＬｏｗへと遷移する周期を含むように位相Φを調整する。これにより、図９に示すように、ＰＷＭが増減した際の光量変動をモニタリングすることができる。
【００３４】
また、ＰＷＭ幅を増減する方法としては、図１０に示すように、パルス立ち上がり位置からの幅変調や、パルスの重心位置からの幅変調が挙げられる。シャッターアドレスＥがオープンのときにセンサ１０４によってセンシングされたデータは、バックライト部１０２のエリア（２，２）の光源の制御に反映され、エリア（２，２）での白色点遷移を補正するようにＰＷＭが調整される。シャッターがオープンとなるアドレスは、一定の期間で順次ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉとなり、一定周期でローテーションされる。シャッターのアドレス選択は同一タイミングで複数が重なることはなく、どれか１つのアドレスのみが選択される。選択されるシャッターのアドレスに連動して、バックライト駆動部１２が制御するバックライト部１０２でのアドレスは（１，１）、（２，１）、（３，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、（１，３）、（２，３）、（３，３）と順次切り替わる。シャッターオープンのアドレスとバックライト部１０２のアドレス毎に、センシングとフィードバックの制御が順次行われる。
【００３５】
次に、図１１を参照して、バックライト駆動部１２が、バックライト部１０２の光源を制御する処理を説明する。図１１に示す処理は、所定のシャッター部１１０のアドレスに対応するバックライト部１０２のアドレスの光源についての処理である。実際は、バックライト部１０２の各アドレスの光源について、順次、図１１の処理と同様の処理が繰り返される。
【００３６】
まず、ステップＳ１０１において、初期ＰＷＭ幅に設定して、ステップＳ１０２において、バックライト部の光源を発光させる。次にステップＳ１０３において、発光量を検出し、目標とする発光量と比較する。この発光量は、シャッター部１１０を通過してセンサ１０４に照射された光の発光量である。また目標とする発光量は、白色となるように、Ｒ、ＧおよびＢそれぞれについて予め設定された値である。
【００３７】
ステップＳ１０４において、目標値でない場合、ステップＳ１０５においてＰＷＭ幅を変化させる。このとき、Ｒ、ＧおよびＢのそれぞれの単色ＬＥＤについて、ＰＷＭ幅を変化させる。更に、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で変化させたＰＷＭ幅を新たなＰＷＭ幅として決定して、ステップＳ１０２において、バックライト部の光源を発光させる。
【００３８】
一方、目標値である場合、ステップＳ１０６において、現在のＰＷＭ幅を新たなＰＷＭ幅として決定して、ステップＳ１０２において、バックライト部の光源を発光させる。
【００３９】
（ＬＥＤの発光効率）
ここで、図１２ないし図１７を参照して、ＬＥＤの発光効率について説明する。図１２は、ＬＥＤバックライトによって構成される一般的な液晶表示装置１ａである。映像信号処理部１１へ入力された信号は、映像信号処理部１１から液晶ドライバー部１０３に入力される信号と、バックライト駆動部１２に入力される信号へと分けられる。液晶ドライバー部１０３に入力された信号は、最終的に液晶パネル１０１へ出力され、液晶上に映像を表示させる。一方で、バックライト駆動部１２に入力されたデータは光源としてどのくらいの強度で発光するかという情報として処理され、最終的にバックライト部１０２へ出力されて光源を発光させる。これら２つの最終出力を合成して、液晶パネル１０１上で映像として認識される。また、バックライト駆動部１２は、センサ１０４によりバックライト部１０２の光をセンシングして発光強度または色の情報をフィードバックさせ、バックライト部１０２での光出力を一定に保つように調整する機能を持つ。
【００４０】
現在のＬＥＤは発光効率が途上であり、電力を投入すると光だけでなく熱も発生させるため、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色ＬＥＤをそれぞれ発光させた場合、図１３で示すように発生した熱によりＬＥＤの発光する光量が減少する。また、ＬＥＤを構成する材料の影響により光量の減少する割合は各色で異なり、中でもＲの減少率がＧやＢに比べて著しい。光のＲ成分がＧやＢよりも多く減少すると、バックライト部１０２として出力する光の白色点はＧとＢの色域へと傾いてしまい、図１４でのＸＹ色度座標上において白色点が変化してしまう。そのため、バックライト部１０２にＲ，Ｇ、Ｂの単色ＬＥＤを用いる場合は、白色点の遷移を補正するためにセンサ１０４が必要である。この補正とは、発光効率が減少する前の初期値Ｒ，Ｇ，Ｂ情報と、その後にセンシングしたＲ，Ｇ，Ｂ情報とを比較して、各色の発光量を調整することで白色点を初期状態に保つことである。また、ＬＥＤには寿命があり、駆動させた分だけ発光量が少なくなっていく特性を持っているので、これらＬＥＤの経時変化によって発光量が減少する場合についても、同様に制御される。
【００４１】
図１５は、一般的な液晶表示装置において、バックライト部１０２にセンサ１０４を設置する模式的な図である。液晶表示装置のバックライト部１０２にセンサ１０４が設けられ、センサ１０４は、バックライト部１０２全体の発光をセンシングする。
【００４２】
図１６に示すように、一般的な液晶表示装置は、バックライト部１０２に、光拡散板１１２、光拡散シート１０７、レンズシート１０６、偏光シート１０５が重なって、その上に液晶パネル１０１が組み合わさった構造となる。光拡散板１１２および光拡散シート１０７は、輝度の均一化を図るためのものである。レンズシート１０６は、光源から出射される光を視野角内に集光させて、輝度を向上させるためのものである。偏光シート１０５は、光を透過させるか否かを制御するためのものである。本発明の実施の形態においては、図１６のような構成を備える液晶表示装置を用いて説明するが、図１６に示される構成には限られない。
【００４３】
センサ１０４の設置箇所としては具体的に、図１７（ａ）および図１７（ａ）のＩ−Ｉ断面図である図１７（ｂ）に記載されるように、バックライト部１０２内部の側面に設置され、光取り込み口１０９を設けられる。センサ１０４は、この光取り込み口１０９を介して、バックライト部１０２の内部で混色された光をセンシングするのが一般的である。
【００４４】
（バックライト部の隔壁）
次に、図１８ないし図２２を参照して、バックライト部１０２における隔壁について説明する。
【００４５】
昨今の液晶表示装置は、光源を間欠点灯させることにより、バックライトにインパルス特性を持たせ動画応答性を向上させたり、エリアコントロールにより、バックライトを映像に連動させて調光し、コントラスト比を向上させることができる。エリアコントロールに関しては、映像の暗い部分や黒表示などでバックライト光源を絞ったり消灯したりするなど消費電力の低減においても有効なので、近年注目を集めている技術である。これらの技術を実施するためには、バックライト部１０２を隔壁で複数エリアに分割するという方法が一般的である。また、エリアの分割数が多いと間欠点灯やエリアコントロールの効果が大きくなることも知られている。
【００４６】
バックライト部１０２を分割する場合、例えば、図１８（ａ）のようにバックライト部１０２を隔壁により行方向でＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と分け、更に、列方向でＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と分ける方法がある。また、図１８（ｂ）に、図１８（ａ）のII−II断面図を示すとともに、図１８（ｃ）に、図１８（ａ）のIII−III断面図を示す。この隔壁は、ＬＥＤが消灯している領域へＬＥＤが点灯している領域から光の漏洩を抑制する。
【００４７】
図１９は、光の漏洩によるエリア毎の輝度分布を示す図である。図１９（ａ）は、バックライトエリア（Ｂ２，Ａ３）のみを点灯させた図である。図１９（ｂ）および図１９（ｃ）は、バックライト部１０２が、図１９（ａ）に示すように点灯している場合の輝度分布を説明する図であって、図１９（ｂ）は、隔壁がある場合、図１９（ｃ）は、隔壁がない場合の図である。図１９（ｂ）に示すように、隔壁がある場合、点灯エリア（Ｂ２，Ａ３）の隣接エリアへの光漏れが少ないために点灯しているエリアが際立って明るい。一方、図１９（ｃ）に示すように、隔壁がない場合は、点灯エリア（Ｂ２，Ａ３）の隣接エリアへの光漏れが多く、点灯しているエリアと点灯していないエリアの輝度差が小さい。従って図１９（ｃ）においては、点灯しているエリアでの明るさが弱く感じられる。
【００４８】
図２０は、図１９（ａ）での角度１と角度２から見たエリア毎での輝度分布である。図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、隔壁がある場合の輝度分布であって、図２０（ｃ）および図２０（ｄ）は、隔壁がない場合の輝度分布である。隔壁がある場合、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、行方向・列方向のどちらで見ても、ＬＥＤが点灯しているエリアに隣接するエリアでは、点灯しているエリアでの半分以下の輝度となっている。この輝度分布は、隔壁の高さ設定によって変化するが、隣接エリア間での輝度差が半分程度以下となるように設定されることが望ましい。一方、隔壁がない場合、図２０（ｃ）および図２０（ｄ）に示すように、行方向・列方向のどちらで見てもＬＥＤが点灯しているエリアに隣接するエリアの輝度は、点灯しているエリアでの輝度の半分以下とはなっていない。更に、ＬＥＤの点灯していないエリアへ多く光漏れしている分、点灯しているエリアでの輝度が下がってしまっている。このように、隔壁がない場合、隣接エリア間での輝度差が小さいと、間欠点灯やエリアコントロールによる効果が小さくなる。
【００４９】
このようなエリアコントロールは、図２１（ａ）に示すように、輝度差の大きい画像を表示する際に有効である。図２１（ａ）に示す画像には、輝度の高い「満月」と、輝度の低い「山」と、その中間の輝度を有する「夜空」が描かれている。図２１（ａ）に示す画像をエリアコントロールする場合、図２１（ｂ）に示すように、「満月」に対応するエリアは明るく、「山」に対応するエリアは暗く設定されることが好ましい。このように輝度差の大きい画像を表示する場合、隣接エリア間での輝度差を設けるために、隔壁によってバックライトを区切ることが有効である。
【００５０】
ところが、上記のようにバックライト部１０２をエリア分割構造にすると、エリア毎でＬＥＤの点灯／調光／消灯を独立して制御するため、ＬＥＤの発光強度や発光する頻度にエリア毎で差が生じる。そのためＬＥＤにより生じる温度上昇もエリア毎で異なり、結果として白色点の遷移にも差がエリア毎で生じる。それらの白色点遷移をエリア毎で行おうとすると、分割するエリアの数だけセンサが必要になる。例えば図２のようにエリアをＭ×Ｎ分割する場合では、センサはＭ×Ｎ個必要となる。エリアの分割数が増加すれば増加するほど、センサの数量も増加するためコスト高となってしまう。図２２はバックライト部１０２のエリアの数量に対応したセンサ１０４の配置を模式的に示した図である。
【００５１】
また、図２２に示すような構造にすると、センサ１０４の数量だけでなく、センサ１０４への配線や供給する電力もエリアの数だけ必要となり、バックライト部１０２のコストだけでなく消費電力も増大させることになる。しかし、Ｒ、ＧおよびＢの単色ＬＥＤをバックライト光源として使用する場合、白色点の遷移を補正する機能は必須である。
【００５２】
バックライト部１０２を複数エリアで分割制御する際に、バックライト駆動部１２に入力映像信号の輝度特性を検出し、分割した複数エリア毎でのＬＥＤの点灯／調光／消灯を独立して制御する機能をもたせ、入力映像信号の輝度特性とセンサ１０４によるセンシング情報とに基づいてバックライト部１０２を制御する構成としてもよい。
【００５３】
さらに、バックライト部１０２を複数エリアで分割制御する際に、従来はエリアの数だけセンサ１０４が必要であったところ、本発明の実施の形態においては、センサ１０４を必要最小限に抑えて、センサ１０４に要するコストを削減することができる。それに伴いセンサに供給する電源もセンサ１０４の使用個数分で賄うことができるため消費電力の観点においても有効である。また、バックライト部１０２の複数のエリアを１つのセンサ１０４によりセンシングするので、センシング精度を各エリア間で統一することができる。これにより、センシングによるフィードバック制御に精度を高めることができる。
【００５４】
上記の実施の形態においては、バックライト１台につきセンサ１つという例で説明したが、これに限らず、バックライト部１０２のエリア数よりもセンサ１０４のセンサ数が少なければ、センサ１０４は１つでなくともよい。
【００５５】
また、バックライト部１０２のエリアを隔壁で区切る構成を備える液晶表示装置で説明したが、隔壁の有無は問わない。光源の光放射角特性によっては隔壁を使用しないですむ光源もあるので、これらの光源を用いて本発明の実施の形態に適用することができる。センサ１０４にもカラーセンサや光センサなど様々な種類が存在するが、光の強度、明るさおよび色みのうちの１つ以上をセンシングするものであれば特に限定はない。バックライト部１０２のエリアの分割数に関しては、本発明の実施の形態では３×３のエリアであったが、Ｍ×Ｎ（Ｍは１以上の整数、Ｎは２以上の整数）のエリアとした場合でも対応できる。更に、導光部１１１は光ファイバーに限らず、光を導光もしくは伝搬する性質を持つものならば特に材質や形状等で制限はない。ＬＥＤの駆動法に関しても、ＰＷＭによる調光方式に限らず、電流もしくは電圧を調整することにより調光した場合にも、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバックライト部におけるエリアを説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、エリア内からの導光を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、バックライト部とシャッター部の関係を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、バックライト駆動部によるバックライト部とシャッター部の制御を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、センサの設置を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、バックライト部およびシャッター部の各アドレスに対応して制御される光源を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、シャッター部の各アドレスの制御と、センシングのタイミングを説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、ＰＭＷ幅変調を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、ＰＭＷ幅変調の例を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置において、バックライト部の光源を制御する方法を説明するフローチャートである。
【図１２】ＬＥＤバックライトによって構成される一般的な液晶表示装置の機能ブロック図である。
【図１３】Ｒ、ＧおよびＢのそれぞれについて、接合温度と相対光出力の関係を説明する図である。
【図１４】相対光出力の変更に伴って、ＸＹ色度座標上において白色点の変化を説明する図である。
【図１５】一般的な液晶表示装置において、バックライト部にセンサを設置する模式的な図である。
【図１６】一般的な液晶表示装置の構成を説明する図である。
【図１７】一般的な液晶表示装置において、バックライト部にセンサを設置した図と、Ｉ−Ｉの断面図である。
【図１８】一般的な液晶表示装置の機能ブロック図である。
【図１９】一般的な液晶表示装置において、光の漏洩によるエリア毎の輝度分布を示す図である。
【図２０】一般的な液晶表示装置において、隔壁がある場合とない場合の輝度差を説明する図である。
【図２１】一般的な液晶表示装置において、画像に対応するエリアコントロールを説明する図である。
【図２２】一般的な液晶表示装置において、エリアコントロールする際に設けられるセンサを説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  液晶表示装置
１１  映像信号処理部
１２  バックライト駆動部
１０１  液晶パネル
１０２  バックライト部
１０３  液晶ドライバー部
１０４  センサ
１０５  偏光シート
１０６  レンズシート
１０７  光拡散シート
１０８  光学部材層
１０９  光取り込み口
１１０  シャッター部
１１１  導光部
１１２  光拡散板
【図１】
2009145562.tif 000003
【図２】
2009145562.tif 000004
【図３】
2009145562.tif 000005
【図４】
2009145562.tif 000006
【図５】
2009145562.tif 000007
【図６】
2009145562.tif 000008
【図７】
2009145562.tif 000009
【図８】
2009145562.tif 000010
【図９】
2009145562.tif 000011
【図１０】
2009145562.tif 000012
【図１１】
2009145562.tif 000013
【図１２】
2009145562.tif 000014
【図１３】
2009145562.tif 000015
【図１４】
2009145562.tif 000016
【図１５】
2009145562.tif 000017
【図１６】
2009145562.tif 000018
【図１７】
2009145562.tif 000019
【図１８】
2009145562.tif 000020
【図１９】
2009145562.tif 000021
【図２０】
2009145562.tif 000022
【図２１】
2009145562.tif 000023
【図２２】
2009145562.tif 000024