JP2009204825A

JP2009204825A - 表示装置

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Publication number: JP2009204825A
Application number: JP2008046233A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Oke; 隆太郎桶; Sachiko Yamazaki; 佐知子山崎
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-10
Also published as: CN101520988A; CN101520988B; US20090262066A1

Abstract

【課題】ローカルディミング制御が可能なバックライトを有する表示装置において、すべてのライトを同一条件で発光させたときの面輝度の均一性の劣化速度を遅くする。
【解決手段】複数の画素の集合でなる表示領域を有する表示パネルと、複数のＬＥＤライトを有する直下型のバックライトと、それぞれの前記画素の階調を制御する第１の制御手段と、それぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを制御する第２の制御手段とを有する表示装置であって、前記表示装置の周辺の照度を測定する照度測定手段を有し、前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも高い場合は、すべての前記ＬＥＤライトの明るさを同じ明るさに決定し、あらかじめ定められた値よりも低い場合は、それぞれの前記画素の階調に基づいてそれぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを決定する表示装置。
【選択図】図３（ｂ）

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、ＬＥＤライトがマトリクス状に配置された直下型のバックライトを有する液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

従来、液晶表示装置には、液晶表示パネルの後方に直下型のバックライトを配置したものがある。前記直下型のバックライトは、前記液晶表示パネルの表示領域と重畳する領域に複数のライトが配置されたバックライトであり、前記ライトには、たとえば、蛍光灯またはＬＥＤライトが用いられる。

前記ＬＥＤライトを用いた直下型のバックライト（以下、ＬＥＤバックライトという。）は、前記蛍光灯を用いた直下型のバックライトに比べて、低消費電力であり、かつ、薄型化が容易である。そのため、近年の液晶表示装置では、前記ＬＥＤバックライトを採用することが増えてきている。

また、前記ＬＥＤバックライトは、前記液晶表示パネルの表示領域と重畳する領域に、複数の前記ＬＥＤライトがマトリクス状に配置されており、それぞれの前記ＬＥＤライトの明るさ（輝度）は、加える電流の大きさによって制御される。そのため、前記ＬＥＤバックライトを有する液晶表示装置は、たとえば、ローカルディミングまたは単にディミングと呼ばれる局所的な輝度制御（以下、ローカルディミング制御という。）が容易であるという利点もある。

前記ローカルディミング制御は、たとえば、前記ＬＥＤバックライトの前記表示領域と重畳する領域を複数のブロックに分割し、複数の前記ブロックの輝度を、前記ブロックごとに独立して制御する方法である（たとえば、特許文献１を参照。）。このとき、前記ＬＥＤバックライトは、複数の前記ブロックのそれぞれに１つ以上の前記ＬＥＤライトを配置しておく。またこのとき、それぞれの前記ブロックの輝度は、たとえば、前記表示領域の前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる画素の階調の平均値に基づいて決定する。そして、決定した輝度が高いブロックの前記ＬＥＤライトには大きな電流を加え、決定した輝度が低いブロックの前記ＬＥＤライトには小さな電流を加えることで、ブロックごとに輝度を制御する。

このようにすると、前記表示領域のうちの、前記ＬＥＤライトの輝度が低いブロックと重畳する部分領域は暗く表示され、前記ＬＥＤライトの輝度が高いブロックと重畳する部分領域は明るく表示される。そのため、たとえば、あるフレーム期間に表示される映像または画像の中に、局所的に、階調が低い画素または黒表示の画素が多く含まれている部分領域がある場合に、その部分領域と他の明るい部分領域とのコントラスト感を高めることができる。
特開２００７−１８３６０８号公報

ところで、前記ＬＥＤライトの光束の劣化には電流依存性があり、大きな電流を加え続けた前記ＬＥＤライトは、小さな電流を加え続けた前記ＬＥＤライトよりも光束の劣化が早い。

前記ＬＥＤバックライトにおいて、前記ローカルディミング制御をする場合は、前記ブロックごとに、前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを制御する。また、それぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさは、あらかじめ定められた期間毎に変更される。そのため、前記ＬＥＤバックライトは、前記ローカルディミング制御をすると、使用時間が長くなるにつれて、たとえば、すべてのＬＥＤライトに同じ大きさの電流を加えたときの前記ブロックごとの輝度に差が生じるという問題がある。このような問題は、特に、同じ映像または画像を繰り返し表示する機会が多い場合に生じやすい。

本発明の目的は、ローカルディミング制御を行うバックライトを有する表示装置において、たとえば、すべてのライトを同一条件で発光させたときの前記バックライトの面輝度の均一性の劣化速度を遅くすることが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）複数のＬＥＤライトを有するバックライトと、前記ＬＥＤライトからの光の透過率を変えることで階調を表現する画素の集合でなる表示領域を有する表示パネルと、それぞれの前記画素の階調を制御する第１の制御手段と、それぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを制御する第２の制御手段とを有し、前記複数のＬＥＤライトは、前記表示パネルの前記表示領域と重畳する領域に配置されている表示装置であって、前記表示装置の周辺の照度を測定する照度測定手段を有し、前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも高い場合は、すべての前記ＬＥＤライトの明るさを同じ明るさに決定し、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合は、前記第１の制御手段によって制御された前記画素の階調に基づいてそれぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを決定する表示装置。

（２）前記（１）の表示装置において、前記バックライトは、前記表示パネルの前記表示領域と重畳する領域を複数のブロックに分割し、複数の前記ブロックのそれぞれに１つ以上の前記ＬＥＤライトを配置してなり、前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値に基づいてそれぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを決定する表示装置。

（３）前記（２）の表示装置において、前記ＬＥＤライトの明るさは、前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさによって制御される表示装置。

（４）前記（３）の表示装置において、当該表示装置は、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係を定義した対応データを有し、前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値を算出し、算出した前記平均値と前記対応データからそれぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを決定する表示装置。

（５）前記（３）の表示装置において、当該表示装置は、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係を定義した対応データを２つ以上有し、前記２つ以上の前記対応データは、それぞれ、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係が異なり、前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記測定した照度の値に応じて前記２つ以上の前記対応データのうちの１つの前記対応データを選択し、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値を算出し、算出した前記平均値と選択した前記対応データからそれぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを決定する表示装置。

（６）前記（１）の表示装置において、前記表示パネルは、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルである表示装置。

本発明の表示装置によれば、前記バックライトは、当該表示装置の周辺の照度があらかじめ定められた値よりも低くなった場合にのみ、前記ローカルディミング制御をする。そのため、本発明の表示装置は、従来の、常時ローカルディミング制御をする場合に比べ、たとえば、すべてのＬＥＤライトに同じ大きさの電流を加えたときの前記バックライトの面輝度の均一性の劣化速度を遅くすることができる。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明に関わる表示装置の動作原理を説明するための模式図である。
図１（ａ）は、ローカルディミング制御の原理を示す模式斜視図である。図１（ｂ）は、階調の平均値とＬＥＤライトに加える電流値との関係の一例を示す模式グラフ図である。
なお、図１（ｂ）のグラフ図において、横軸は、表示パネルの表示領域のうちの１つの部分領域に含まれる画素の階調の平均値Ｋ_ＡＶＧであり、各画素の表示階調が２５６階調である場合を示している。また、図１（ｂ）において、縦軸は、ＬＥＤライトに加える電流Ｉの相対値であり、階調の平均値Ｋ_ＡＶＧが最大（２５５階調）のときにＬＥＤライトに加える電流の大きさを１にしている。

本発明は、たとえば、ローカルディミング制御が可能なバックライトを有する液晶表示装置に適用される。前記ローカルディミング制御が可能なバックライトとしては、たとえば、直下型のＬＥＤバックライトがある。

本発明に関わる液晶表示装置は、たとえば、図１（ａ）に示すように、液晶表示パネル１と直下型のＬＥＤバックライト２とを有する。ＬＥＤバックライト２は、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡと重畳する領域ＲＡに、複数のＬＥＤライト（図示しない）がマトリクス状に配置されている。このとき、ＬＥＤバックライト２の領域ＲＡは、たとえば、ｘ方向の寸法がＢｘ、ｙ方向の寸法がＢｙの３６個のブロックＱ_ｉｊ（１≦ｉ≦６，１≦ｊ≦６）に分割されており、それぞれのブロックＱ_ｉｊには、１個または複数個のＬＥＤライトが配置されている。なお、図１（ａ）では、ＬＥＤバックライト２の領域ＲＡを３６個のブロックＱ_ｉｊに分割しているが、他の個数のブロックに分割してもよいことはもちろんである。

また、１個の前記ＬＥＤライトは、たとえば、赤色発光のＬＥＤチップ、緑色発光のＬＥＤチップ、および青色発光のＬＥＤチップを有する１つの発光部品であり、各ＬＥＤチップのアノードとカソードの間に電流を流すことで白色発光するライトである。また、前記１個の前記ＬＥＤライトは、たとえば、赤色発光のＬＥＤチップを有する１つの発光部品、緑色発光のＬＥＤチップを有する１つの発光部品、および青色発光のＬＥＤチップを有する１つの発光部品の３つの発光部品を接続して一体化したものであってもよい。またさらに、１個の前記ＬＥＤライトは、たとえば、青色発光のＬＥＤチップまたは近紫外発光のＬＥＤチップと蛍光体とにより白色光を得る１つの発光部品であってもよい。

前記ＬＥＤライトは、加える電流の大きさを変えることで明るさ（輝度）を制御できる。そのため、ＬＥＤバックライト２の領域ＲＡをブロックＱ_ｉｊに分割した場合、たとえば、ブロックＱ_ｉｊごとに、含まれるＬＥＤライトに加える電流の大きさを変えることで、それぞれのブロックＱ_ｉｊの輝度を変えることができる。このとき、ブロックＱ_ｉｊから出射した光は、それぞれ、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡの部分領域Ｐ_ｉｊに照射される。そのため、表示領域ＤＡの部分領域Ｐ_ｉｊのうちの、階調が低い画素が多い部分領域Ｐに光を照射するブロックＱの輝度を低くし、階調が高い画素が多い部分領域Ｐ’に光を照射するブロックＱ’の輝度を高くすると、表示領域ＤＡに表示された映像または画像の局所的なコントラスト感を高めることができる。これが、ローカルディミング制御の原理である。

ＬＥＤバックライト２に対してローカルディミング制御をする場合、それぞれのブロックＱ_ｉｊの輝度、すなわちそれぞれのブロックＱ_ｉｊに含まれる前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさは、たとえば、図１（ｂ）に示すような対応データに基づいて決定する。ローカルディミング制御において、ブロックＱ_１１に含まれる前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを決定するときには、たとえば、まず、表示領域ＤＡの全体に表示する映像または画像の階調データから、ブロックＱ_１１と重畳する部分領域Ｐ_１１に含まれる画素の階調の平均値Ｋ_ＡＶＧを算出する。そして、算出した階調の平均値Ｋ_ＡＶＧと、図１（ｂ）に示したような対応データから、ブロックＱ_１１に含まれる前記ＬＥＤライトに加える電流Ｉ（Ｉ_１１）を決定する。

なお、階調の平均値Ｋ_ＡＶＧの算出方法には種々の方法があり、たとえば、特許文献１に記載されたような方法で算出すればよい。

また、残りのブロックＱ_ｉｊ（ｉ，ｊ≠１）についても同様の手順で、ブロックＱ_ｉｊ（ｉ，ｊ≠１）ごとに、前記ＬＥＤライトに加える電流Ｉを決定する。

図２は、ＬＥＤライトの光束の電流依存性を示す模式グラフ図である。
なお、図２において、横軸は、ＬＥＤライトの発光時間Ｔ_Ｌ（単位は時間）であり、Ｔ２＜Ｔ１である。また、図２において、縦軸は、ＬＥＤライトの光束ＬＦの相対値であり、使用開始時の光束を１にしている。

前記ＬＥＤライトは、使用を開始してから一定の期間が経過すると光束が劣化し、同じ電流を加えたときの輝度が低下する。このとき、前記ＬＥＤライトの光束の劣化は、加える電流の大きさに依存し、たとえば、図２に示すように、加える電流が大きいほど、光束の劣化が始まるまでの期間が短くなる。なお、図２に示したグラフにおいて、実線で示した分布は、前記ＬＥＤライトに加える電流を一定の小さな値Ｉｍｉｎにしたときの光束の相対値の計時変化であり、このときは、使用時間がＴ１時間に達した頃から光束の劣化が始まる。また、図２に示したグラフにおいて、波線で示した分布は、前記ＬＥＤライトに加える電流を一定の大きな値Ｉｍａｘ（＞Ｉｍｉｎ）にしたときの光束の相対値の計時変化であり、このときは、使用時間がＴ２（＜Ｔ１）時間に達した頃から光束の劣化が始まる。

従来のローカルディミング制御を行わないＬＥＤバックライトの場合、それぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさは、通常一定であるため、すべての前記ＬＥＤライトの光束の劣化の度合いはほぼ等しい。そのため、前記ＬＥＤバックライトの使用時間が長くなるにつれて表示領域全体の面輝度が低くなるものの、面輝度の均一性は保たれる。

しかしながら、ローカルディミング制御を行うＬＥＤバックライトの場合、ブロックＱ_ｉｊごとにＬＥＤライトに加える電流の大きさを変えるので、使用時間が長くなるにつれて、たとえば、すべてのＬＥＤライトに同じ大きさの電流を加えたときの前記ブロックごとの輝度に差が生じるという問題がある。このような問題は、特に、同じ映像または画像を繰り返し表示する機会が多い場合に生じやすい。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明による一実施例の液晶表示装置の概略構成を示す模式図である。
図３（ａ）は、本実施例の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＬＥＤ制御手段の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。

本実施例の液晶表示装置は、たとえば、図３（ａ）に示すように、液晶表示パネル１、ＬＥＤバックライト２、データドライバ３、走査ドライバ４、ＬＥＤ制御手段５、タイミングコントローラ６、および照度センサ７を有する。

液晶表示パネル１は、透過型または半透過型の液晶表示パネルであり、たとえば、複数本の走査信号線ＧＬと複数本の映像信号線ＤＬを有する。このとき、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡは、たとえば、最も外側に配置された２本の走査信号線ＧＬと、最も外側に配置された２本の映像信号線ＤＬとで囲まれる領域に相当する。またこのとき、表示領域ＤＡにおいて１つの画素が占有する領域は、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬとで囲まれた領域に相当し、それぞれの画素が占有する領域には、たとえば、ＴＦＴ素子、画素電極、および対向電極などが配置されている。

なお、本実施例の液晶表示装置における液晶表示パネル１は、透過型または半透過型の液晶表示パネルであればよく、それぞれの画素の構成は、たとえば、従来の透過型または半透過型の液晶表示パネルにおける画素の構成と同じでよい。すなわち、それぞれの画素の構成は、たとえば、画素電極と対向電極との電位差により液晶分子の配向を制御して光の透過率を変えることで階調を表現できる構成であれば、どのような構成であってもよい。そのため、本実施例では、液晶表示パネル１における画素の構成などの詳細な説明を省略する。

ＬＥＤバックライト２は、ローカルディミング制御が可能なバックライトであり、表示領域ＤＡと重畳する領域に、複数のＬＥＤライト２０１がマトリクス状に配置されている。このとき、それぞれのＬＥＤライト２０１は、明るさ（輝度）の制御を独立して行えるようになっている。なお、１つのＬＥＤライト２０１は、１個のＬＥＤライトであってもよいし、複数個のＬＥＤライトが直列または並列に接続されたＬＥＤライト群であってもよい。

データドライバ３は、たとえば、液晶表示パネル１の映像信号線ＤＬに加える映像信号（階調信号）を生成する駆動回路である。

走査ドライバ４は、たとえば、液晶表示パネル１の走査信号線ＧＬに加える走査信号を生成する駆動回路である。

ＬＥＤ制御手段５は、それぞれのＬＥＤライト２０１の明るさ、すなわちそれぞれのＬＥＤライト２０１に加える電流の大きさを制御する制御回路である。

タイミングコントローラ６は、たとえば、データドライバ３、走査ドライバ４、およびＬＥＤ制御手段５の動作タイミングを制御する制御回路である。

照度センサ７は、たとえば、フォトダイオードのようなものであり、表示装置の周辺の照度を検出できる位置に配置される。

また、ＬＥＤ制御手段５は、たとえば、図３（ｂ）に示すように、ＬＤ制御判定手段５０１、電流値決定手段５０２、階調−電流対応データ５０３、および電流印加手段５０４とを有する。

ＬＤ制御判定手段５０１は、照度センサ７からの検出信号Ｓ_ｂｒに基づいて、ＬＥＤバックライト２のローカルディミング制御を行うか否かを判定する手段である。このとき、ＬＤ制御判定手段５０１は、たとえば、下記表１のように、検出信号Ｓ_ｂｒがあらかじめ定められた値Ｓ_ｐ以下の場合（Ｓ_ｂｒ≦Ｓ_ｐ）はＬＤ制御信号ＳＶを１にしてローカルディミング制御をＯＮにさせ、検出信号Ｓ_ｂｒがあらかじめ定められた値Ｓ_ｐよりも大きい場合（Ｓ_ｐ＜Ｓ_ｂｒ）はＬＤ制御信号ＳＶを０にしてローカルディミング制御をＯＦＦにさせる。

電流値決定手段５０２は、たとえば、ＬＤ制御信号ＳＶに基づいてローカルディミング制御を行うか否かを識別し、ローカルディミング制御を行うと識別した場合（ＳＶ＝１の場合）は、タイミングコントローラ５から入力される映像信号ＤＡＴＡ、および階調−電流対応データ５０３に基づいて、それぞれのＬＥＤライト２０１に加える電流の大きさを決定する。映像信号ＤＡＴＡは、タイミングコントローラ６からデータドライバ３に出力される映像信号（階調信号）と同様の構成であり、たとえば、表示パネル１の各画素の階調を制御するための情報を有する信号である。また、ローカルディミング制御を行わないと識別した場合（ＳＶ＝０の場合）は、タイミングコントローラ５から入力される映像信号ＤＡＴＡを使わずに、すべてのＬＥＤライト２０１に加える電流の大きさを同じ値に決定する。

電流印加手段５０４は、電流値決定手段５０２で決定したそれぞれのＬＥＤライト２０１に加える電流の大きさに基づき、たとえば、タイミングコントローラ５からの電力Ｉ_１を利用して、それぞれのＬＥＤライト２０１に加える電流Ｉ_２（電力）を生成し、それぞれのＬＥＤライト２０１に供給する。

本実施例の液晶表示装置において液晶表示パネル１に映像または画像を表示させる動作、すなわち、外部から入力された映像信号、クロック信号、および電力などに基づいて表示領域ＤＡの各画素の階調（光の透過率）を制御する動作については、従来の液晶表示装置で行っている動作と同じでよい。そのため、液晶表示パネル１に映像または画像を表示させる動作に関する詳細な説明は省略する。

図４は、本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの動作手順の一例を示す模式フロー図である。

本実施例の液晶表示装置においてＬＥＤバックライト２を動作させるときには、たとえば、図４に示すように、まず、表示装置周辺の照度を測定する（ステップ８０１）。ステップ８０１は、照度センサ７を用いて行い、照度センサ７で測定した結果（たとえば、検出信号Ｓ_ｂｒ）を、ＬＤ制御判定手段５０１に入力する。

次に、ＬＤ制御判定手段５０１において、測定した照度があらかじめ定められた閾値以下であるか判定する（ステップ８０２）。ステップ８０２は、たとえば、前記表１のような判定テーブルに基づいて行い、測定した照度が閾値以下の場合（Ｓ_ｂｒ≦Ｓ_ｐの場合）はＬＤ制御信号ＳＶを１にして電流値決定手段５０２に出力する。また、測定した照度が閾値よりも大きい場合（Ｓ_ｐ＜Ｓ_ｂｒ）はＬＤ制御信号ＳＶを０にして電流値決定手段５０２に出力する。なお、ステップ８０２の判定で用いる照度の閾値は、適宜変更可能であるが、たとえば、２００〜１０００ｌｘ（ルクス）程度にすることが好ましい。

ステップ８０２の判定において、測定した照度が閾値以下である場合（ｙｅｓの場合）は、ローカルディミング制御をＯＮにする。そのため、次に、映像信号ＤＡＴＡから部分領域Ｐ_ｉｊ毎の平均階調（階調の平均値）を算出し（ステップ８０３）、部分領域Ｐ_ｉｊの平均階調からブロックＱ_ｉｊのＬＥＤライト２０１に印加する（加える）電流の値を決定する（ステップ８０４）。ステップ８０３およびステップ８０４は、電流値決定手段５０２で行う。このとき、ステップ８０３は、たとえば、１フレーム分の映像信号ＤＡＴＡを部分領域Ｐ_ｉｊごとの部分信号に分割し、前記部分信号に含まれる階調情報（または輝度情報）からその平均値を算出する。また、ステップ８０４は、ステップ８０３で算出した部分領域Ｐ_ｉｊの平均階調と、たとえば、図１（ｂ）に示したような階調−電流対応データ５０３に基づいて、それぞれのブロックＱ_ｉｊのＬＥＤライト２０１に印加する電流の値を決定する。また、ステップ８０４で決定したそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加する電流値に関する情報は、電流印加手段５０４に出力する。

一方、ステップ８０２の判定において、測定した照度が閾値よりも大きい場合（ｎｏの場合）は、ローカルディミング制御をＯＦＦにする。そのため、次に、全ブロックＱ_ｉｊのＬＥＤライト２０１に印加する電流を同じ値にする（ステップ８０５）。ステップ８０５は、電流値決定手段５０２で行う。また、ステップ８０５で決定したそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加する電流値に関する情報は、電流印加手段５０４に出力する。

次に、ステップ８０３およびステップ８０４の処理で決定したそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加する電流値、またはステップ８０５の処理で決定したそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加する電流値に基づいて、実際にそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加する電流を生成し、それぞれのＬＥＤライト２０１に印加する（ステップ８０６）。ステップ８０６は、電流印加手段５０４で行う。また、生成した電流をそれぞれのＬＥＤライト２０１に印加するときには、たとえば、ステップ８０３で使用した映像信号による像を液晶表示パネル１に表示するタイミングと同期させて印加する。

ステップ８０１乃至ステップ８０６の一連の処理を行って、たとえば、１フレーム分の映像データの表示に同期させたＬＥＤバックライト２の動作制御が済んだら、再びステップ８０１に戻り、次の１フレーム分の映像データの表示に同期させたＬＥＤバックライト２の動作制御を行う。

このようなＬＥＤバックライト２の動作制御を行うと、たとえば、液晶表示装置が設置されている部屋の明るさに応じて、ローカルディミング制御のＯＮ／ＯＦＦを自動で切り替えることができる。

ところで、ローカルディミング制御というのは、表示する映像または画像の階調（輝度）の分布に応じて、表示領域ＤＡ内にバックライトが明るい部分領域とバックライトが暗い部分領域を作ることで、局所的なコントラスト感を向上させる制御方法である。

しかしながら、ローカルディミング制御は、液晶表示装置が設置されている空間の照度が低い場合に有効であり、液晶表示装置が設置されている空間の照度が高い場合は、たとえば、液晶表示パネル１の表示面における外光の反射などの影響により、ローカルディミング制御を行ってもコントラスト感はほとんど変わらない。すなわち、液晶表示装置が設置されている空間の照度が高い場合、ローカルディミング制御をＯＮにしたときのコントラスト感とＯＦＦにしたときのコントラスト感は、ほとんど変わらない。そのため、本実施例の液晶表示装置は、照度の閾値（値Ｓ_ｐ）を適切な値に設定すれば、ローカルディミング制御によりコントラスト感を向上させる効果が損なわれることはない。

また、液晶表示装置が設置されている空間の照度が高い場合にローカルディミング制御をＯＦＦにすれば、その期間は、すべてのＬＥＤライト２０１に同じ大きさの電流が加わることになる。そのため、液晶表示装置が設置されている空間の照度によらず常時ローカルディミング制御を行う場合に比べ、それぞれのＬＥＤライト２０１の光束の劣化の度合いのばらつきが小さくなる。したがって、本実施例の液晶表示装置は、たとえば、すべてのＬＥＤライトに同じ大きさの電流を加えたときの前記バックライトの面輝度の均一性の劣化速度を遅くすることができる。

図５は、本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの動作手順の変形例を示す模式フロー図である。

図４に示したＬＥＤバックライト２の動作手順は、たとえば、映像の１フレーム分ごとに照度を測定し、ローカルディミング制御を行うか否かの判定を行っている。しかしながら、液晶表示装置で映像または画像を表示するときには、たとえば、長時間にわたって照度が一定の場合も多い。そのような場合に、ＬＥＤバックライト２を、図４に示したような手順で動作させるのは効率的ではない。したがって、本実施例の液晶表示装置において、ＬＥＤバックライト２を動作させるときには、たとえば、図５に示したような手順で動作させてもよい。

図５に示したＬＥＤバックライト２の動作手順では、まず、表示装置周辺の照度を測定する（ステップ８０１）。次に、ステップ８０１で測定した照度に基づいて、ローカルディミング制御（ＬＤ制御）をＯＮまたはＯＦＦにし、それぞれのＬＥＤライト２０１に電流を加える（ステップ８０７）。ステップ８０７は、ステップ８０３およびステップ８０４の処理、またはステップ８０５の処理を行う。

次に、照度測定のタイミングになったか否かを判定する（ステップ８０８）。ステップ８０８は、たとえば、前回の測定（ステップ８０１）をした時刻からの経過時間で判定する。また、ステップ８０８は、たとえば、前回の測定（ステップ８０１）のときの照度と判定時の照度との差があらかじめ定められた値よりも大きくなっているか否かで判定してもよい。

ステップ８０８において、照度測定のタイミングではないと判定された場合（ｎｏの場合）は、ステップ８０７に戻り、判定前と同じ条件でステップ８０３およびステップ８０４の処理、またはステップ８０５の処理を行う。

ステップ８０８において、照度測定のタイミングであると判定された場合（ｙｅｓの場合）は、ステップ８０１に戻って照度を測定し、その測定結果に基づいてステップ８０３およびステップ８０４の処理、またはステップ８０５の処理を行う。

このようにすることで、照度の測定回数を減らすことができ、たとえば、ＬＥＤ制御手段５の動作に要する電力を小さくすることができる。

図６は、本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの制御方法の変形例を示す模式グラフ図である。
なお、図６のグラフ図において、横軸は、表示パネルの表示領域のうちの１つの部分領域に含まれる画素の階調の平均値Ｋ_ＡＶＧであり、各画素の表示階調が２５６階調である場合を示している。また、図６において、縦軸は、ＬＥＤライトに加える電流Ｉ_２の相対値であり、階調の平均値Ｋ_ＡＶＧが最大（２５５階調）のときにＬＥＤライトに加える電流の大きさを１にしている。

本実施例では、ＬＥＤバックライト２の制御方法の一例として、たとえば、図４に示したように、表示装置周辺の照度（検出信号Ｓ_ｂｒ）が、ある１つの閾値Ｓ_ｐよりも小さい場合はローカルディミング制御をＯＮにし、ある１つの閾値Ｓ_ｐよりも大きい場合はローカルディミング制御をＯＦＦにする場合を挙げている。

しかしながら、本実施例の液晶表示装置のように、周辺の照度に応じてローカルディミング制御のＯＮ／ＯＦＦを自動で切り替える場合、たとえば、閾値を２つ以上設けて、ローカルディミング制御の効果を段階的に変化させてもよい。すなわち、周辺の照度に応じてローカルディミング制御のＯＮ／ＯＦＦを自動で切り替える場合は、たとえば、下記表２に示すように、Ｓ_ｐ１，Ｓ_ｐ２（＞Ｓ_ｐ１）の２つの閾値を用意し、測定した照度（検出信号Ｓ_ｂｒ）が閾値Ｓ_ｐ１以下の場合は対応データＩＫ２を用いたローカルディミング制御を行い、測定した照度（検出信号Ｓ_ｂｒ）が閾値Ｓ_ｐ１よりも大きく、かつ閾値Ｓ_ｐ２以下の場合は対応データＩＫ１を用いたローカルディミング制御を行うようにしてもよい。また、測定した照度（検出信号Ｓ_ｂｒ）が閾値Ｓ_ｐ２よりも大きい場合は、ローカルディミング制御をＯＦＦにする。

このとき、２つの対応データＩＫ１，ＩＫ２は、それぞれ、階調の平均値Ｋ_ＡＶＧとＬＥＤライト２０１に加える電流Ｉ_２の相対値との関係が、たとえば、図６に示したような関係になっているデータにする。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

ローカルディミング制御の原理を示す模式斜視図である。階調の平均値とＬＥＤライトに加える電流値との関係の一例を示す模式グラフ図である。ＬＥＤライトの光束の電流依存性を示す模式グラフ図である。本実施例の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図３（ａ）のＬＥＤ制御手段の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの動作手順の一例を示す模式フロー図である。本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの動作手順の変形例を示す模式フロー図である。本実施例の液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトの制御方法の変形例を示す模式グラフ図である。

符号の説明

１…液晶表示パネル
２…ＬＥＤバックライト
２０１…ＬＥＤライト
３…データドライバ
４…走査ドライバ
５…ＬＥＤ制御手段
５０１…ＬＤ制御判定手段
５０２…電流値決定手段
５０３…階調−電流対応データ
５０４…電流印加手段
６…タイミングコントローラ
７…照度センサ
ＧＬ…走査信号線
ＤＬ…映像信号線
Ｓ_ｂｒ…検出信号
ＳＶ…ＬＤ制御信号
ＤＡＴＡ…映像信号
Ｉ_１…電力
Ｉ_２…ＬＥＤライトに加える電流

Claims

複数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ライトを有するバックライトと、前記ＬＥＤライトからの光の透過率を変えることで階調を表現する画素の集合でなる表示領域を有する表示パネルと、それぞれの前記画素の階調を制御する第１の制御手段と、それぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを制御する第２の制御手段とを有し、前記複数のＬＥＤライトは、前記表示パネルの前記表示領域と重畳する領域に配置されている表示装置であって、
前記表示装置の周辺の照度を測定する照度測定手段を有し、
前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも高い場合は、すべての前記ＬＥＤライトの明るさを同じ明るさに決定し、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合は、前記第１の制御手段によって制御された前記画素の階調に基づいてそれぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを決定することを特徴とする表示装置。
前記バックライトは、前記表示パネルの前記表示領域と重畳する領域を複数のブロックに分割し、複数の前記ブロックのそれぞれに１つ以上の前記ＬＥＤライトを配置してなり、
前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値に基づいてそれぞれの前記ＬＥＤライトの明るさを決定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記ＬＥＤライトの明るさは、前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさによって制御されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
当該表示装置は、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係を定義した対応データを有し、
前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値を算出し、算出した前記平均値と前記対応データからそれぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを決定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
当該表示装置は、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係を定義した対応データを２つ以上有し、
前記２つ以上の前記対応データは、それぞれ、前記画素の階調の平均値と前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさとの関係が異なり、
前記第２の制御手段は、前記照度測定手段で測定した照度があらかじめ定められた値よりも低い場合、前記測定した照度の値に応じて前記２つ以上の前記対応データのうちの１つの前記対応データを選択し、前記ブロックごとに、前記表示領域のうちの前記ブロックと重畳する部分領域に含まれる前記画素の階調の平均値を算出し、算出した前記平均値と選択した前記対応データからそれぞれの前記ＬＥＤライトに加える電流の大きさを決定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記表示パネルは、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。