WO2008068920A1

WO2008068920A1 - 階調電圧補正システム、及びこれを用いた表示装置

Info

Publication number: WO2008068920A1
Application number: PCT/JP2007/063536
Authority: WO
Inventors: Yuuki Ohta; Tetsuya Hamada
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-06-12
Also published as: JPWO2008068920A1; CN101548312A; CN101548312B; EP2101311A1; US20100053136A1; EP2101311A4

Abstract

　カラー表示可能に構成された液晶表示装置（１）に設けられるとともに、複数の画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システム（１４ｂ）において、発光ダイオード（４）からの照明光の色度の変化を取得するためのカラーセンサ（色度変化取得部）（１３）を設置するとともに、カラーセンサ（１３）からの検出（取得）結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部（１４ｃ）を設ける。

Description

明細書

階調電圧補正システム、及びこれを用いた表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、表示すべき情報に応じた階調電圧を補正する階調電圧補正システム、特にカラー表示可能に構成された非発光型の表示装置に用いられる階調電圧補正システム、及びこれを用いた表示装置に関する。

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、ノックライト装置に設けられた光源力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ヽる。

[0003] また、上記バックライト装置には、冷陰極管や熱陰極管力もなる線状光源を液晶パネルの側方または下方に配置したエッジライト型または直下型のものが提供されている。し力るに、上記のような冷陰極管等には水銀が含まれており、廃棄する冷陰極管のリサイクル等を行い難力つた。そこで、水銀を使用していない発光ダイオード (LED )を光源に用いたバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置が提案されている (例えば、特開 2004— 21147号公報参照。；)。

[0004] また、上記従来の液晶表示装置では、赤色 (R)、緑色 (G)、及び青色 (B)の各色光を発光する三色の発光ダイオードを設けて、これら三色の色光を混色することで白色光を得ていた。また、この従来の液晶表示装置では、発光ダイオードからの光を検出するセンサを設置して、その検出結果を基に RGBの各発光ダイオードの光量を調整することにより、対応する発光ダイオードの輝度や色度の経年変化を抑制可能とされていた。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、上記のような冷陰極管や発光ダイオードなどの光源では、経年劣化あるいは点灯初期特性などの要因により、照明光の色度が変化することがあった。具体的には、例えば冷陰極管では、内部に封入された水銀が使用（点灯）時間に応じて固化して、当該水銀の蒸気圧が低下することにより、色度変化が照明光に発生した。

[0006] また、発光ダイオードでは、一般的に、発光チップの発光面側にシリコン榭脂ゃァクリル榭脂等の透明な合成樹脂からなるパッケージを設けて、発光チップを保護して、る。しかるに、上記のような合成樹脂は、発光チップからの熱などの影響によって黄変などの経年劣化を生じ易いものであった。このため、発光ダイオードでは、パッケージが経年劣化によって着色されて、色度変化が照明光に発生した。また、白色の発光ダイオードは、例えば青色の発光ダイオードと、この発光ダイオードの発光チップの表面上に設けられた黄色の蛍光材または緑色及び赤色の蛍光材とにより構成されており、上記パッケージでの着色だけでなぐ蛍光材に生じた経年劣化によっても、色度変化が照明光に発生した。

[0007] 上記のような色度変化が照明光に生じると、従来の液晶表示装置では、 RGBの各画素に対して、白色度が低下した照明光 (例えば、上記黄変による黄色が混色された光)が照射されることとなり、表示品位が低下するという問題点を生じた。

[0008] また、上記従来の液晶表示装置では、センサの検出結果を基に RGBの各発光ダイオードへの供給電流値を増減させることにより、対応する発光ダイオードの光量を調整して、照明光の色度変化を抑制可能とされていた。し力しながら、上記黄変などのノッケージでの着色の程度によっては、 RGBの各発光ダイオードへの供給電流値の増減を行うだけでは、照明光の色度変化を充分に抑制できないことがあり、この従来の液晶表示装置では、表示品位の低下を防げな、ことがあった。

[0009] また、冷陰極管や白色の発光ダイオードなどの単色光（白色光)を発する光源がバックライト装置に使用されている場合では、上記従来の液晶表示装置のように光源への供給電流値を増減させたとしても、当該光源の経年劣化などによる色度変化を全く抑制できな力つた。それ故、従来の液晶表示装置では、白色光を発する光源がバックライト装置に使用されている場合、照明光の色度が光源の経年劣化などによって変化したときに、表示品位が照明光の色度変化に起因して低下するのを防ぐことができなかった。 [0010] 上記の課題を鑑み、本発明は、光源力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用

Vヽた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

[0011] 上記の目的を達成するために、本発明にかかる階調電圧補正システムは、赤色、緑色、及び青色の画素が設けられるとともに、光源からの照明光を用いて、情報を画素単位に表示可能に構成された表示装置において、複数の前記画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システムであって、

前記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部と、

前記色度変化取得部からの取得結果を基に、前記赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、前記階調電圧の補正値を決定する補正決定部と、

前記補正決定部からの階調電圧の補正値を前記表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えて、ることを特徴とするものである。

[0012] 上記のように構成された階調電圧補正システムでは、光源力もの照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部を設けるとともに、色度変化取得部にて取得された照明光の色度の変化を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部を設けている。また、補正決定部にて決定された階調電圧の補正値を表示装置側に出力する階調電圧出力部を設置している。これにより、上記従来例と異なり、照明光の色度が光源の経年劣化などによって変化したときでも、補正決定部が、照明光の色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、適切な階調電圧の補正値を決定して、階調電圧出力部を介して表示装置側に出力することが可能となる。この結果、上記従来例と異なり、光源の発光色や種類などに関わらず、光源力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる。

[0013] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記色度変化取得部には、前記照明光の色度を検出するカラーセンサが用いられてもよ、。

[0014] この場合、上記補正決定部は照明光の色度の変化の実測値を把握することが可能となり、上記階調電圧の補正値を高精度に決定することができ、表示品位が低下するのを確実に防止することができる。

[0015] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記カラーセンサは、前記表示装置に設けられた表示部の有効表示領域以外の箇所に設置されて、ることが好ま、。

[0016] この場合、カラーセンサを設置することにより、輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

[0017] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記色度変化取得部には、前記光源の点灯時間を計測するタイマーが用いられてもよ、。

[0018] この場合、階調電圧補正システムの構造を簡単ィ匕しつつ、表示品位の低下を防ぐことができる。

[0019] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記タイマーでは、前記光源の点灯時間を積算した積算時間が計測されるとともに、前記光源が点灯された点灯開始時点からの経過時間が計測されることが好ましい。

[0020] この場合、光源の経年劣化及び点灯初期特性に起因する色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

[0021] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記色度変化取得部には、前記光源の周囲温度を検出する温度センサが用いられてもよ、。

[0022] この場合、光源の発光特性が周囲温度によって変わって、照明光の色度が変化したときでも、表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

[0023] また、上記階調電圧補正システムにお、て、前記補正決定部には、前記色度変化取得部からの取得結果と、前記階調電圧の補正値とを関連付けたルックアップテーブルが用いられて、ることが好まし！/、。

[0024] この場合、補正決定部は階調電圧の補正値を即座に決定することができ、照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位の低下を直ちに防止することができる。

[0025] また、本発明の表示装置は、上記、ずれかの階調電圧補正システムを用いたことを特徴とするものである。

[0026] 上記のように構成された表示装置では、光源力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システムが用いられて、るので、優れた表示性能を有する表示装置を容易に構成することができる。 [0027] また、上記表示装置において、情報を表示する表示部に用いられる液晶パネルが設けられ、かつ、

前記液晶パネルでは、前記階調電圧出力部からの階調電圧の補正値に応じて、前記照明光の透過率が画素単位に変更されてもよい。

[0028] この場合、光源力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのが防止された優れた表示性能を有する液晶表示装置を容易に構成することができる

発明の効果

[0029] 本発明によれば、光源力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用いた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

[0030] [図 1]本発明の第 1の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 2]図 1に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。

[図 3]上記階調電圧補正システム及び図 1に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。

[図 4]上記階調電圧補正システムの効果を示すグラフであり、 (a)は階調電圧補正システムが階調電圧を補正しない場合での入力階調と RGBの各画素への出力電圧との関係を示すグラフであり、 (b)は階調電圧補正システムが階調電圧を補正する場合での入力階調と RGBの各画素への出力電圧との関係を示すグラフである。

[図 5]本発明の第 2の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 6]本発明の第 3の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 7]本発明の第 4の実施形態にかかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 8]図 7に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。

[図 9]本発明の第 5の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。

[図 10]図 9に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。

発明を実施するための最良の形態

[0031] 以下、本発明の階調電圧補正システム、及び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。なお、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。

[0032] [第 1の実施形態]

図 1は本発明の第 1の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図 2は図 1に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図 1及び図 2において、本実施形態の液晶表示装置 1では、ノックライト装置 2と、バックライト装置 2からの光が照射されるとともに、情報を表示する表示部としての液晶パネル 3とが設けられており、これらバックライト装置 2と液晶パネル 3とが透過型の液晶表示装置 1として一体ィ匕されている。

[0033] バックライト装置 2は、光源としての複数の発光ダイオード 4と、複数の各発光ダイォード 4からの光が導入される導光板 5と、導光板 5の非液晶パネル 3側に設けられた反射シート 6とを備えており、導光板 5から液晶パネル 3側に平面状の照明光を照射するようになつている。また、ノックライト装置 2では、複数の発光ダイオード 4は図 2に例示するように、導光板 5に対し、同図 2の左側及び右側にそれぞれ設定された左側領域及び右側領域の発光ダイオード 4の設置領域に分散して設けられている。

[0034] また、複数の各発光ダイオード 4には、例えば白色光を発光する白色の発光ダイォードが用いられている。また、複数の発光ダイオード 4では、液晶パネル 3の大きさや当該液晶パネル 3で要求される輝度や表示品位等の表示性能などに応じて、発光ダィオード 4の設置数や種類、サイズなどが選択されている。具体的にいえば、各発光ダイオード 4には、例えば消費電力が 1W程度のパワー LEDあるいは 70mW程度の消費電力のチップ LEDが適宜使用されるようになって、る。 [0035] また、液晶表示装置 1では、液晶パネル 3と導光板 5との間に、例えば偏光シート 7 、プリズム (集光)シート 8、及び拡散シート 9が設置されており、これらの光学シートによって、ノックライト装置 2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 3の表示性能を向上させるようになって!/、る。

[0036] また、液晶表示装置 1では、液晶パネル 3に含まれた後述の信号線 (ソースライン）及び制御線（ゲートライン）力 SFPC (Flex¾le Printed Circuit) 10を介在させて駆動制御回路 11に接続されている。そして、液晶表示装置 1では、駆動制御回路 11が上記信号線及び制御線に対して、画素単位の駆動制御を行うようになっている。また、図 1に例示するように、駆動制御回路 11の近傍には、複数の発光ダイオード 4を点灯駆動する点灯駆動回路 12が設置されている。この点灯駆動回路 12は、例えば PWM 調光を用いて、発光ダイオード 4を点灯駆動するように構成されて!、る。

[0037] 導光板 5には、例えば透明なアクリル榭脂などの合成樹脂が用いられている。また、導光板 5では、図 1に例示するように、断面矩形状のものが使用されており、図 2の左側側面及び右側側面が導入面として機能するようになっている。すなわち、導光板 5 では、上記左側領域及び右側領域に設置された複数の各発光ダイオード 4力もの光がそれぞれ上記左側側面及び右側側面に導入される。そして、導光板 5では、左側側面から内部に導入された発光ダイオード 4の光は、右側側面側に導かれつつ、反射シート 6により、拡散シート 9に対向配置された発光面力も液晶パネル 3に向力つて照明光として適宜出射される。同様に、右側側面力内部に導入された発光ダイォード 4の光は、左側側面側に導かれつつ、反射シート 6により、上記発光面から液晶パネル 3に向力つて照明光として適宜出射される。

[0038] 具体的には、左側領域及び右側領域の各発光ダイオード 4、導光板 5、及び反射シート 6は図示しない筐体に収容されており、各発光ダイオード 4からの光は、外部への光漏れが極力防がれた状態で、対応する左側側面または右側側面から導光板 5 の内部に対して、直接的にまたはリフレタターを介在させて間接的に効率よく導入されるようになっている。これにより、ノックライト装置 2では、各発光ダイオード 4の光利用効率を容易に向上させることができ、上記照明光の高輝度化を簡単に図ることができる。 [0039] また、導光板 5の図 2の下側側面には、カラーセンサ 13が対向するように設けられており、液晶パネル 3に向かって照射される照明光の色度を検出するよう構成されている。このカラーセンサ 13は、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれたものであり、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられている。また、カラーセンサ 13は、図 2に示すように、導光板 5の発光面（図 1の上面）とは異なる、上記下側側面に対向配置されている。つまり、カラーセンサ 13は、液晶パネル (表示部） 3の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該カラーセンサ 13 を設けることにより、液晶パネル 3での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになって!/、る。

[0040] 具体的にいえば、カラーセンサ 13には、 RGBの各色光の色度を個別に検出可能な受光素子が用いられており、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するようになっている。また、カラーセンサ 13は、所定の時間間隔毎に、検出した赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を後述の補正決定部に出力するように構成されている。

[0041] ここで、図 3も参照して、本実施形態の階調電圧補正システムの主要部について具体的に説明する。

[0042] 図 3は、上記階調電圧補正システム及び図 1に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。図 3において、パネル制御部 14には、 PC等の信号源（図示せず）などを介して液晶表示装置 1の外部からの映像信号が入力されるようになっている。また、このパネル制御部 14は、駆動制御回路 11 (図 1)に設けられたものであり、入力された映像信号に応じて、上記信号線及び制御線に対して、画素単位の駆動制御を実質的に行うように構成されてヽる。

[0043] 具体的にいえば、パネル制御部 14には、上記映像信号を基にソースドライバ 15及びゲートドライバ 16への各指示信号を生成する画像処理部 14aが設けられている。また、このパネル制御部 14には、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれた階調電圧補正部 14bがー体的に組み込まれており、後に詳述するように、画像処理部 14aが生成したソースドライバ 15への指示信号は階調電圧補正部 14bにて補正された後、ソースドライバ 15に出力されるようになって!/、る。 [0044] ソースドライバ 15及びゲートドライバ 16は、液晶パネル 3に設けられた複数の画素を画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ 15及びゲートドライバ 16には、複数の信号線 S1〜SM (Mは、 2以上の整数)及び複数の制御線 G1〜GN (Nは、 2以上の整数）がそれぞれ接続されている。これら信号線 S1〜SM及び制御線 Gl〜 GNは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素の領域が形成されている。これら複数の画素には、赤色、緑色、及び青色の画素が含まれている。また、これらの赤色、緑色、及び青色の画素は、例えばこの順番で、各制御線 G1〜GNに平行に順次配設されて、る。

[0045] また、各制御線 G1〜GNには、画素毎に設けられたスイッチング素子 17のゲートが接続されている。一方、各信号線 S1〜SMには、スイッチング素子 17のソースが接続されている。また、各スイッチング素子 17のドレインには、画素毎に設けられた画素電極 18が接続されている。また、各画素では、共通電極 19が液晶パネル 3に設けられた液晶層を間に挟んだ状態で画素電極 18に対向するように構成されている。そして、ゲートドライバ 16は、画像処理部 14aからの指示信号に基づいて、制御線 Gl〜 GNに対して、対応するスイッチング素子 17のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。一方、ソースドライバ 15は、後述の階調電圧出力部 14dからの指示信号に基づいて、表示画像の輝度 (階調）に応じた電圧信号 (階調電圧)を対応する信号線 S1〜SMに出力する。

[0046] 階調電圧補正部 14bには、カラーセンサ 13からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部 14cと、画像処理部 14aからソースドライバ 15への指示信号及び補正決定部 14cで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ 15への指示信号を補正して、当該ソースドライバ 15に出力する階調電圧出力部 1 4dと力 S設けられている。

[0047] 補正決定部 14cには、カラーセンサ 13と階調電圧出力部 14dに接続されたルックアップテープノレ（以下、 "LUT"ともいう。） 14clが用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、 LUT1 4clには、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、カラーセンサ 13からの検出結果に含まれた色度と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。そして、補正決定部 14cでは、 LUT14clにカラーセンサ 13からの検出結果が入力されると、その検出結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部 14dに直ちに伝達されるようになって!/、る。

[0048] 階調電圧出力部 14dでは、 LUT14clから赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部 14aから入力されたソースドライバ 15への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ 15に出力する。すなわち、階調電圧出力部 14dは、画像処理部 14aが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、 L UT14clからの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部 14dは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ 15に出力する。これにより、液晶パネル 3では、階調電圧出力部 14dからの新たな階調電圧に応じて、ノックライト装置 2からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、発光ダイオード 4からの白色光が、当該発光ダイオード 4の経年劣化、点灯初期特性、及び Zまたは周囲温度の変化などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置 1の表示品位が低下するのを防ぐことができる。

[0049] 尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部 14dが補正決定部 14cで決定された階調電圧の補正値を画像処理部 14aに出力し、当該画像処理部 14aが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ 15に出力する構成でもよい。

[0050] ここで、図 4を参照して、本実施形態の階調電圧補正システムの動作にっ、て具体的に説明する。なお、以下の説明では、発光ダイオード 4に経年劣化に起因する黄変が発生して、当該発光ダイオード 4力もの白色光に前記黄変による黄色が混色されて、液晶パネル 3への照明光の白色度が低下する場合を例示して説明する。

[0051] 図 4は、上記階調電圧補正システムの効果を示すグラフであり、図 4 (a)は階調電圧補正システムが階調電圧を補正しない場合での入力階調と RGBの各画素への出力電圧との関係を示すグラフであり、図 4 (b)は階調電圧補正システムが階調電圧を補正する場合での入力階調と RGBの各画素への出力電圧との関係を示すグラフである。

[0052] 発光ダイオード 4にお、て、上記黄変が生じて、な、場合、階調電圧補正部 14b は、図 4 (a)に曲線 50r、 50g、及び 50bにてそれぞれ示すように、画像処理部 14aが決定した階調電圧を変更することなぐソースドライバ 15に出力するようになっている。つまり、画像処理部 14aは、パネル制御部 14に入力された映像信号 (入力階調）に基づいて、赤色、緑色、及び青色の画素単位に、階調電圧を決定する。一方、発光ダイオード 4に黄変が生じていないので、カラーセンサ 13が検出する赤色光、緑色光、及び青色光の各色度は、階調電圧を補正する必要がない値となり、階調電圧出力部 14dには、 LUT14clから ±0の値が赤色、緑色、及び青色の各色の補正値として出力される。この結果、赤色、緑色、及び青色の各画素では、曲線 50r、 50g、及び 5 Obにてそれぞれ示すように、上記入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）がソースドライバ 15を介して対応する信号線から出力される。

[0053] 一方、発光ダイオード 4において、上記黄変が発生して照明光の白色度が低下している場合、カラーセンサ 13が検出する赤色光、緑色光、及び青色光の各色度は、階調電圧の補正を必要とする値となり、階調電圧出力部 14dには、 LUT14clカゝらカラ一センサ 13の検出結果に応じた補正値が赤色、緑色、及び青色の色毎に出力される。具体的には、照明光に含まれた黄変による黄色を相殺するように、例えば青色の画素に対する階調電圧を大きくするような補正値が出力され、かつ、赤色及び緑色の各画素に対する階調電圧を変更しない補正値 (つまり、 ±0)が出力される。この結果、赤色及び緑色の各画素では、図 4 (b)の曲線 60r及び 60gにてそれぞれ示すように、上記入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）がソースドライバ 15を介して対応する信号線から出力される。

[0054] 一方、青色の画素では、同図 4 (b)の曲線 60bにて示すように、曲線 60r及び 60g にてそれぞれ示した赤色及び緑色の各画素への出力電圧に比べて、入力階調に対応した階調電圧（出力電圧）が補正値によって大きくされて、ソースドライバ 15を介して対応する信号線から出力される。これにより、青色の画素では、赤色及び緑色の各画素に比べて、照明光の透過率が高められ、上記黄変による黄色を相殺して、表示品位の低下を防ぐことができる。

[0055] 尚、上記の説明では、青色の画素に対する階調電圧を大きくして当該青色の画素の照明光の透過率を高めた場合について説明したが、上述したような黄変による照明光の白色度が低下している場合では、赤色及び緑色の各画素に対する階調電圧を小さくして、これら赤色及び緑色の各画素の照明光の透過率を低くして、白色度の低下に対処することもできる。

[0056] 以上のように、本実施形態では、発光ダイオード (光源) 4からの照明光の色度の変化を取得するために、カラーセンサ (色度変化取得部） 13が設けられている。また、本実施形態では、カラーセンサ 13からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定する補正決定部 14cが設けられている。さらに、本実施形態では、画像処理部 14aが外部からの映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、補正決定部 14cからの対応する色の補正値を基に補正するとともに、その補正した画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号をソースドライバ 15に出力する階調電圧出力部 14dが設置されている。これにより、本実施形態では、上記照明光の色度が発光ダイオード 4の経年劣化などによって変化したときでも、補正決定部 14cが、照明光の色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、適切な階調電圧の補正値を決定して階調電圧出力部 14dを介してソースドライバ (液晶表示装置 1) 15側に出力することができる。この結果、発光ダイオードへの供給電流値を増減させていた上記従来例と異なり、発光ダイオード 4の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード 4からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる。

[0057] また、このように表示品位が低下するのを防止することができるので、本実施形態では、発光ダイオード 4力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのが防止された優れた表示性能を有する液晶表示装置 1を容易に構成することができる。

[0058] また、本実施形態では、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するカラーセンサ 13が用いられているので、補正決定部 14cは階調電圧の補正値を高精度に決定して階調電圧出力部 14dに出力することができ、液晶表示装置 1の表示品位が低下するのを確実に防止することができる。

[0059] [第 2の実施形態]

図 5は、本発明の第 2の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。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、カラーセンサを液晶パネルの表示面側に設けた点である。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。

[0060] すなわち、図 5に示すように、本実施形態の液晶表示装置 1では、筐体としてのベゼル 20の内部に、バックライト装置 2及び液晶パネル 3等が収容されている。尚、図 5 では、図面の簡略化のために、 FPC10、駆動制御回路 11、及び点灯駆動回路 12 の図示は省略している（後掲の図 6、図 7、及び図 9においても同様。 ) o

[0061] また、本実施形態では、カラーセンサ 13は液晶パネル 3の表示面側に設けられている。但し、このカラーセンサ 13は、第 1の実施形態と同様に、液晶パネル (表示部） 3の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該液晶パネル 3での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになって!/、る。

[0062] 以上の構成により、本実施形態では、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。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード 4の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード 4力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置 1を容易に構成することができる。

[0063] [第 3の実施形態]

図 6は、本発明の第 3の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図である。図において、本実施形態と上記第 2の実施形態との主な相違点は、カラーセンサをべゼルの外側に設けた点である。なお、上記第 2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。

[0064] すなわち、図 6に示すように、本実施形態の液晶表示装置 1では、筐体としてのベゼル 30の内部に、ノックライト装置 2及び液晶パネル 3等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置 1では、第 2の実施形態と異なり、中央部に開口部 6'aが形成された反射シート 6'が使用されており、べゼル 30の外側に設けられたカラーセンサ 13が照明光を検出可能に構成されている (詳細は後述。）。

[0065] また、べゼル 30には、例えば導光板 5の中央部に対向する位置に開口部 30aが設けられている。また、この開口部 30aの上側には、反射シート 6'の開口部 6'aが対向配置されている。一方、開口部 30aの下側には、カラーセンサ 13が対向するよう設けられており、開口部 6'a、 30aから出射された照明光を検出するようになっている。また、このカラーセンサ 13は、第 1の実施形態と同様に、液晶パネル (表示部） 3の有効表示領域以外の箇所に設置されており、当該液晶パネル 3での輝度及び表示品位が低下するのを確実に防ぐことができるようになって、る。

[0066] 以上の構成により、本実施形態では、第 2の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード 4の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード 4力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置 1を容易に構成することができる。

[0067] [第 4の実施形態]

図 7は本発明の第 4の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図 8は図 7に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。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、光源として冷陰極管を用いるとともに、カラーセンサに代えて、冷陰極管の点灯時間を計測するタイマーを設けた点である。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。

[0068] すなわち、図 7に示すように、本実施形態の液晶表示装置 1では、筐体としてのベゼル 40の内部に、ノックライト装置 2及び液晶パネル 3等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置 1では、第 1の実施形態と異なり、発光ダイオードに代えて、冷陰極管 41が導光板 5の図の左側側面に対向配置されており、光源として使用されている。 [0069] また、本実施形態の液晶表示装置 1では、図 8に示すように、外部からの映像信号を基にソースドライバ 15及びゲートドライバ 16への各指示信号を生成する画像処理部 24aと、本実施形態の階調電圧補正システムを構成する階調電圧補正部 24bとを一体的に構成したパネル制御部 24が用いられている。すなわち、本実施形態では、カラーセンサ 13の代わりに、冷陰極管 41の点灯時間を計測するタイマー 24eが階調電圧補正部 24bの内部に設けられており、本実施形態の階調電圧補正システムの全ての構成要素を備えた階調電圧補正部 24bがパネル制御部 24に一体的に組み込まれている。

[0070] 具体的にいえば、階調電圧補正部 24bには、上記タイマー 24eと、タイマー 24eからの計測結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部 24cと、画像処理部 24aからソースドライバ 15への指示信号及び補正決定部 24cで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ 15への指示信号を補正して、当該ソースドライバ 15に出力する階調電圧出力部 24dとが設けられている。

[0071] タイマー 24eは、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられており、冷陰極管 41の点灯時間を積算した積算時間、及び冷陰極管 41が点灯された点灯開始時点力もの経過時間の双方を計測可能に構成されている。

[0072] 補正決定部 24cには、タイマー 24eと階調電圧出力部 24dに接続された LUT24c 1が用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、 LUT24clには、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、タイマー 24eからの計測結果に含まれた上記積算時間及び経過時間と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。

[0073] より詳細にいえば、 LUT24clでは、所定の積算時間（例えば、 100時間）毎に、経過時間に対する補正値が変化するように、経過時間と補正値とが互いに関連付けられている。そして、補正決定部 24cでは、 LUT24clにタイマー 24eからの計測結果が入力されると、その計測結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部 24dに直ちに伝達されるようになっている。

[0074] 尚、上記の説明以外に、例えば積算時間が 5000時間未満、 5000時間以上 1000 0時間未満、 10000時間以上 15000時間未満、 15000時間以上 20000時間未満にそれぞれ適用する 4つの LUTを使用する構成でもよ、。

[0075] 階調電圧出力部 24dでは、 LUT24clから赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部 24aから入力されたソースドライバ 15への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ 15に出力する。すなわち、階調電圧出力部 24dは、画像処理部 24aが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、 L UT24clからの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部 24dは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ 15に出力する。これにより、液晶パネル 3では、階調電圧出力部 24dからの新たな階調電圧に応じて、ノックライト装置 2からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、冷陰極管 41からの白色光が、当該冷陰極管 41の経年劣化及び Zまたは点灯初期特性などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置 1の表示品位が低下するのを防ぐことができる。

[0076] 尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部 24dが補正決定部 24cで決定された階調電圧の補正値を画像処理部 24aに出力し、当該画像処理部 24aが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ 15に出力する構成でもよい。

[0077] 以上の構成により、本実施形態では、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。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、冷陰極管 41の発光色や種類などに関わらず、冷陰極管 41からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置 1 を容易に構成することができる。

[0078] また、本実施形態では、タイマー (色度変化取得部） 24eを使用して、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度の変化を取得するように構成されているので、階調電圧補正システムの構造を簡単ィ匕しつつ、液晶表示装置 1の表示品位の低下を防ぐことができる。また、本実施形態では、既設の液晶表示装置に階調電圧補正システムを容易に組み込むことができ、当該液晶表示装置の高性能化を容易に図ることができる。

[0079] 尚、上記の説明では、パネル制御部 24に一体的に組み込んだ階調電圧補正部 2 4bの内部にタイマー 24eを設けた場合について説明した力タイマー 24eの設置箇所はこれに限定されない。また、このタイマー 24eは、冷陰極管（光源) 41の点灯時間を計測できるものであれば何等限定されるものではなぐ例えば冷陰極管 41をインバータ駆動する点灯駆動回路 12にマイコンが使用されている場合では、当該マイコンのクロック発生部と、このクロック発生部のクロック信号を冷陰極管 41の点灯時間に応じてカウントするカウンタとを用いて、タイマー 24eを構成することができる。

[0080] [第 5の実施形態]

図 9は本発明の第 5の実施形態にカゝかる階調電圧補正システム及び液晶表示装置を説明する模式図であり、図 10は図 9に示した階調電圧補正システム及び液晶パネルの要部構成を説明する図である。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、カラーセンサに代えて、発光ダイオードの周囲温度を検出する温度センサを用いた点である。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。

[0081] すなわち、図 9に示すように、本実施形態の液晶表示装置 1では、筐体としてのベゼル 20の内部に、ノックライト装置 2及び液晶パネル 3等が収容されている。また、本実施形態の液晶表示装置 1では、第 1の実施形態と異なり、カラーセンサに代えて、温度センサ 21が反射シート 6の下側に設けられており、発光ダイオード 4の周囲温度を検出するようになっている。つまり、温度センサ 21は、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれたものであり、上記照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部に用いられている。

[0082] また、本実施形態の液晶表示装置 1では、図 10に示すように、外部からの映像信号を基にソースドライバ 15及びゲートドライバ 16への各指示信号を生成する画像処理部 34aと、本実施形態の階調電圧補正システムに含まれた階調電圧補正部 34bとを一体的に構成したパネル制御部 34が用いられて、る。

[0083] 具体的にいえば、階調電圧補正部 34bには、温度センサ 21からの検出結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、上記階調電圧の補正値を決定する補正決定部 34cと、画像処理部 34aからソースドライバ 15への指示信号及び補正決定部 34cで決定された階調電圧の補正値が入力されるとともに、入力された補正値を用いて、ソースドライバ 15への指示信号を補正して、当該ソースドライバ 15に出力する階調電圧出力部 34dとが設けられている。

[0084] 補正決定部 34cには、温度センサ 21と階調電圧出力部 34dに接続された LUT34 clが用いられており、上記照明光の色度が変化したときでも、その色度変化を相殺するように、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、階調電圧の補正値を決定するように構成されている。すなわち、 LUT34clには、赤色光、緑色光、及び青色光の色光毎に、温度センサ 21からの検出結果に含まれた色度と最適な階調電圧の補正値とが試験あるいはシミュレーションなどを行うことによって予め把握されて関連付けられている。そして、補正決定部 34cでは、 LUT34clに温度センサ 21からの検出結果が入力されると、その検出結果に対応した赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が階調電圧出力部 34dに直ちに伝達されるようになっている。

[0085] 階調電圧出力部 34dでは、 LUT34clから赤色、緑色、及び青色の画素の色毎の階調電圧の補正値が伝えられると、これらの補正値を用いて、画像処理部 34aから入力されたソースドライバ 15への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ 15に出力する。すなわち、階調電圧出力部 34dは、画像処理部 34aが上記映像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、 L UT34clからの対応する色の補正値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、階調電圧出力部 34dは、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ 15に出力する。これにより、液晶パネル 3では、階調電圧出力部 34dからの新たな階調電圧に応じて、ノックライト装置 2からの上記照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。この結果、発光ダイオード 4からの白色光が、当該発光ダイオード 4の周囲温度の変化などに起因して、色度変化を生じたときでも、液晶表示装置 1の表示品位が低下するのを防ぐことができる。

[0086] 尚、上記の説明以外に、階調電圧出力部 34dが補正決定部 34cで決定された階調電圧の補正値を画像処理部 34aに出力し、当該画像処理部 34aが当該補正値を基に新たな階調電圧を赤色、緑色、及び青色の画素単位に定めて指示信号として、ソースドライバ 15に出力する構成でもよい。

[0087] 以上の構成により、本実施形態では、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。つまり、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光ダイオード 4の発光色や種類などに関わらず、発光ダイオード 4力の照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができ、優れた表示性能を有する液晶表示装置 1を容易に構成することができる。

[0088] また、本実施形態では、温度センサ (色度変化取得部） 21を使用して、上記照明光に含まれた赤色光、緑色光、及び青色光の各色度の変化を取得するように構成されているので、発光ダイオード 4の発光特性が周囲温度によって変わって、照明光の色度が変化したときでも、液晶表示装置 1の表示品位が低下するのを確実に防ぐことができる。

[0089] 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ベての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

[0090] 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 V、て説明したが、本発明の階調電圧補正システム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 ¾ ヽはリアプロジェクション等の投写型表示装置に本発明の階調電圧補正システムを好適に用いることができる。

[0091] また、上記の説明では、導光板を使用したエッジライト型のバックライト装置を有する液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の階調電圧補正システムはこれに限定されるものではなぐ光源が液晶パネルの下方側に配置された直下型のバックライト装置を有する液晶表示装置に適用することもできる。 [0092] また、上記の説明では、液晶表示装置側のパネル制御部に階調電圧補正部を一体的に組み込んだ場合にっ、て説明した力本発明の階調電圧補正システムは、表示装置側に設けられた赤色、緑色、及び青色の各画素に照射される、照明光の色度の変化を取得するための色度変化取得部と、この色度変化取得部からの取得結果を基に、赤色、緑色、及び青色の画素の色毎に、表示装置側で表示される情報に基づいて画素単位に定められる、階調電圧の補正値を決定する補正決定部と、この補正決定部からの階調電圧の補正値を表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えているものであればよぐ例えばパネル制御部と別体に構成してもよい。ただし、上記のように、パネル制御部と階調電圧補正部とを一体的に構成する場合の方が、表示装置の構成を簡略ィ匕できる点で好ましヽ。

[0093] また、上記の説明では、ルックアップテーブル (LUT)を補正決定部に用いた構成について説明した力本発明の補正決定部はこれに限定されるものではなぐ例えばカラーセンサ等のセンサ検出結果やタイマー計測結果と、階調電圧の補正値とが予め関連付けられて格納されたメモリと、上記センサ検出結果やタイマー計測結果が入力されるとともに、これら入力された結果データを用いて、上記メモリを参照することにより、対応する補正値を抽出する CPUや MPU等の演算部とを備えた補正決定部を使用することちできる。

[0094] 但し、上記の各実施形態のように、補正決定部に LUTを用いる場合の方が、階調電圧の補正値を即座に決定することができ、照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位の低下を直ちに防止することができる点で好ましい。さらに、上記演算部を設けることなぐ補正決定部を構成できるので、階調電圧補正システムの構成を容易に簡略ィ匕できる点でも好ま、。

[0095] また、上記第 1〜第 3の各実施形態の説明では、赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を検出するカラーセンサを色度変化取得部に用いた場合について説明した力本発明の色度変化取得部はこれに限定されるものではなぐ赤色光、緑色光、及び青色光の各輝度を検出するカラーセンサと、このカラーセンサの各輝度の検出結果から赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を求める演算部を設けて、照明光の色度変化を取得する構成でもよい。また、赤色光、緑色光、及び青色光の各光量を検出する光量センサと、この光量センサの各光量の検出結果から赤色光、緑色光、及び青色光の各色度を求める演算部を設けて、照明光の色度変化を取得する構成でちょい。

[0096] また、上記第 1〜第 3及び第 5の各実施形態の説明では、白色の発光ダイオードを光源に用いた場合について説明した。また、第 4の実施形態の説明では、光源に冷陰極管を用いた場合について説明した。し力しながら、本発明の光源は、上記のものに限定されるものではなぐ例えば RGBの各色光を発光する三種類の発光ダイォード、あるいは熱陰極管やキセノン管などの放電管、または発光ダイオードと放電管とを組み合わせた、 V、わゆるハイブリッドタイプの光源も使用することができる。

[0097] また、上記の説明以外に、第 1乃至第 5の各実施形態を適宜組み合わせて構成してもよい。

産業上の利用可能性

[0098] 本発明は、光源からの照明光に色度変化が生じたときでも、表示品位が低下するのを防止することができる階調電圧補正システム、及びこれを用いた高性能な表示装置に対して有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 赤色、緑色、及び青色の画素が設けられるとともに、光源からの照明光を用いて、情報を画素単位に表示可能に構成された表示装置において、複数の前記画素に供給される階調電圧を補正する階調電圧補正システムであって、

前記補正決定部からの階調電圧の補正値を前記表示装置側に出力する階調電圧出力部とを備えていることを特徴とする階調電圧補正システム。

[2] 前記色度変化取得部には、前記照明光の色度を検出するカラーセンサが用いられて、る請求項 1に記載の階調電圧補正システム。

[3] 前記カラーセンサは、前記表示装置に設けられた表示部の有効表示領域以外の箇所に設置されている請求項 2に記載の階調電圧補正システム。

[4] 前記色度変化取得部には、前記光源の点灯時間を計測するタイマーが用いられている請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の階調電圧補正システム。

[5] 前記タイマーでは、前記光源の点灯時間を積算した積算時間が計測されるとともに、前記光源が点灯された点灯開始時点からの経過時間が計測される請求項 4に記載の階調電圧補正システム。

[6] 前記色度変化取得部には、前記光源の周囲温度を検出する温度センサが用いられている請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の階調電圧補正システム。

[7] 前記補正決定部には、前記色度変化取得部からの取得結果と、前記階調電圧の補正値とを関連付けたルックアップテーブルが用いられて、る請求項 1〜6の!、ずれか

1項に記載の階調電圧補正システム。

[8] 請求項 1〜7の、ずれか 1項に記載の階調電圧補正システムを用いたことを特徴とする表示装置。

[9] 情報を表示する表示部に用いられる液晶パネルが設けられ、かつ、

前記液晶パネルでは、前記階調電圧出力部からの階調電圧の補正値に応じて、前記照明光の透過率が画素単位に変更される請求項 8に記載の表示装置。