JP2007250252A - 光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の発光特性（発光輝度）や光センサの受光特性が劣化した場合であっても、略一定の発光輝度を維持することができる光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、透明な絶縁性基板１１上に複数の表示画素（図示を省略）が２次元配列された画素アレイ１２や当該画素アレイ１２に隣接する領域にフォトセンサ（受光素子）１５が形成された画像表示部１０と、該画像表示部１０の背面側に配置され、画像表示用の光源２２及び輝度調整用の光源２３を備えたバックライト２０と、バックライト２０における発光動作を制御する制御部３０と、少なくともバックライト２０の発光動作に関連するデータを格納するメモリ４０と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置に関し、特に、液晶表示装置等の透過型の表示装置のバックライトとして適用可能な光源装置及びその制御方法、並びに、該光源装置を備えた表示装置に関する。

従来、コンピュータや薄型テレビジョン、携帯電話、携帯音楽プレーヤー等の電子機器の表示デバイスとして、液晶表示装置（ＬＣＤ）が適用されている。特に、暗環境等においても画面に表示された情報が鮮明に視認されるように、透過型の液晶表示パネルの背面側に光源装置（バックライト）を配置した構成を有するものが多用されている。

一般にバックライトとしては、平面光源が用いられており、例えば蛍光管（冷陰極管）や発光ダイオード等の光源とアクリル樹脂等の平面導光板からなる構成や、平面蛍光管等からなる構成、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）等を２次元配列した構成等が適用されている。ここで、蛍光管や発光ダイオード、ＥＬ素子等の光源は、発光時間（使用時間）に応じて発光輝度が低下する（経時変化が生じる）ため、表示画質の劣化を招くという問題を有していた。

図６は、従来技術における光源装置（バックライト）の一例を示す概略図である。
上述したような発光輝度の経時変化の問題点を解決する構成としては、例えば図６に示すように、導光板１０１ｐの一端面側に配置された光源（蛍光管）１０２ｐに近接して光センサ１０３ｐを配置して、光源１０２ｐの発光輝度を常時検出し、制御部１０４ｐによりインバータ回路１０５ｐから光源１０２ｐに供給する駆動電流（管電流）を増減する調整を行って発光輝度が目標値になるように制御（調整）する構成が知られている。このような構成を有する光源装置については、例えば特許文献１等に詳しく記載されている。

特開２０００−３１５５９４号公報 （第３頁、図２）

しかしながら、上述したような発光輝度調整機能を備えた光源装置においては、光センサの受光特性が変化（劣化）した場合には、発光輝度を正確に検出することができなくなり、発光輝度を適切に制御することができなくなってしまうため、表示画質の劣化を招くという問題を有していた。

また、光源に近接して、独立した光センサを別個に設ける必要があるため、光センサの設置スペース分、光源装置やそれを備える表示装置が大きくなってしまうという問題を有している。そのため、特に、携帯電話や携帯音楽プレーヤー等の電子機器においては、小型化の妨げとなるという問題を有していた。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、光源の発光特性（発光輝度）や光センサの受光特性が劣化した場合であっても、略一定の発光輝度を維持することができる光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に係る光源装置は、供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源と、前記第１の光源及び前記第２の光源の各々から放射される光を受光して、前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度を個別に検出する単一の受光素子と、前記受光素子により検出される前記第１の光源及び前記第２の光源の前記発光輝度の比の値に基づいて、前記第１の光源の前記発光輝度が一定になる方向に、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を補正する制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光源装置において、前記制御手段は、前記第２の光源を、前記受光素子により該第２の光源の発光輝度を検出するとき以外は消灯させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光源装置において、前記制御手段は、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態における前記発光輝度の比の値と、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態における前記発光輝度の比の値と、の比較に基づいて、前記第２の状態における前記第１の光源の発光輝度を前記第１の状態における前記第１の光源の発光輝度に近づけるように、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態において前記第１の光源に供給された前記駆動電流の電流値を補正した値とすることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置において、前記第１の光源及び前記第２の光源から放射される光は、単一の導光板を介して所定の方向に平面光として放射され、前記受光素子は、該平面光の一部を受光することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置において、前記第１の光源は、複数の発光素子が２次元配列されたアレイ構造を有し、所定の方向に平面光を放射することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光源装置において、前記受光素子は、薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサであることを特徴とする。

請求項７記載の発明に係る光源装置の制御方法は、供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源を備え、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態、及び、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態において、前記第１の光源及び前記第２の光源の各々から放射される光を単一の受光素子により受光して、前記各状態における前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度を個別に検出し、当該発光輝度の比を各々算出する処理と、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態及び前記第２の状態における前記発光輝度の比の値の比較に基づいて、前記第１の状態において前記第１の光源を発光動作させるために供給された駆動電流の電流値を補正した値とする処理と、を含むことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の光源装置の制御方法において、前記第２の光源を、前記発光輝度を検出するタイミング以外は消灯させる処理を含むことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の背面側に配置されて、前記画像表示手段に光を放射する平面光源手段と、を具備する表示装置において、前記画像表示手段は、パネル基板の一面側に、複数の表示画素が２次元配列された画素アレイと、前記平面光源手段から放射される光を検出する単一の受光素子と、を備え、前記平面光源手段は、供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源と、前記受光素子により検出される前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度の比の値に基づいて、前記第１の光源の前記発光輝度が一定になる方向に、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を補正する制御部と、を備えることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の表示装置において、前記制御部は、前記第２の光源を、前記受光素子により該第２の光源の発光輝度を検出するとき以外は消灯させることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載の表示装置において、前記制御部は、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態における前記発光輝度の比の値と、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態における前記発光輝度の比の値と、の比較に基づいて、前記第２の状態における前記第１の光源の発光輝度を前記第１の状態における前記第１の光源の発光輝度に近づけるように、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態において前記第１の光源に供給された前記駆動電流の電流値を補正した値とすることを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれかに記載の表示装置において、前記平面光源手段は、前記第１の光源及び前記第２の光源から放射される光を、所定の方向に平面光として放射する単一の導光板を備えていることを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれかに記載の表示装置において、前記平面光源手段に設けられる前記第１の光源は、複数の発光素子が２次元配列されたアレイ構造を有し、所定の方向に平面光を放射することを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項９乃至１３のいずれかに記載の表示装置において、前記画素アレイを構成する前記表示画素は、各々薄膜トランジスタ構造を有する画素トランジスタを有し、前記受光素子は、薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサであることを特徴とする。

本発明に係る光源装置及びその制御方法並びに原光源装置を備えた表示装置によれば、画像表示用の光源（第１の光源）に加え、輝度調整用の光源（第２の光源）を備え、表示装置（光源装置）を搭載した機器の出荷時及び使用時において、起動時（又は停止時）ごとに、輝度調整用の光源及び画像表示用の光源を個別に点灯させた場合の発光輝度を検出して各光源の発光輝度の比を取得し、出荷時と使用時における当該輝度比の値の比較に基づいて、画像表示用の光源に供給する駆動電流の電流値を調整（補正）して発光輝度を制御する動作を行うことにより、画像表示用の光源の発光輝度を出荷時と略同等に維持して、良好な表示画質を維持することができる。

また、本発明によれば、発光輝度を検出するための受光素子（フォトセンサ）の受光特性に経時劣化が生じた場合であっても、上記輝度調整動作において単一の受光素子により個別に検出された輝度調整用の光源及び画像表示用の光源の発光輝度の比を取ることにより、各発光輝度に含まれる上記受光特性の劣化成分が打ち消されて、画像表示用の光源の発光輝度の劣化成分のみが反映されることになるので、光源装置の発光輝度を長期にわたり略一定に維持することができる。

また、本発明によれば、光源の発光輝度を検出するための受光素子（フォトセンサ）として、光源装置（導光板）の前面（視野側）に配置された画像表示手段の基板（パネル基板）上に、画素アレイを構成する表示画素（液晶画素）とともに同時に形成された薄膜トランジスタ構造を有しているので、受光素子を設けるための設置スペースを小さくすることができる。

以下、本発明に係る光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置について、実施形態の形態を示して詳しく説明する。
＜表示装置（光源装置）＞
図１は、本発明に係る光源装置を備えた表示装置の一実施形態を示す概略ブロック図であり、図２は、本実施形態に係る表示装置の要部を示す概略構成図である。ここで、図２（ａ）は、本実施形態に適用される光学装置及び画像表示部の一構成例を示す概略斜視図であり、図２（ｂ）は、該光学装置及び画像表示部の一構成例を示す概略断面図である。

本実施形態に係る表示装置は、例えば図１に示すように、大別して、透過型の画像表示部（画像表示手段）１０と、該画像表示部１０の背面側（図２（ａ）、（ｂ）における下方）に配置されたバックライト（光源装置、平面光源手段）２０と、バックライト２０における発光動作を制御する制御部（制御手段）３０と、少なくともバックライト２０の発光動作に関連するデータを格納するメモリ（ＲＡＭ）４０と、を備えている。

以下、各構成について詳しく説明する。
画像表示部１０は、例えば透過型の液晶表示装置（液晶表示パネル）等からなり、概略、透明な絶縁性基板（パネル基板）１１上に複数の表示画素（図示を省略）が２次元配列された画素アレイ１２と、表示画素を行ごとに走査する走査ドライバ（ゲートドライバ）１３と、走査された表示画素に表示データに応じた階調信号を供給する信号ドライバ（データドライバ）１４と、例えば上記絶縁性基板１１上の画素アレイ１２に隣接する領域に設けられた単一のフォトセンサ（受光素子）１５と、を備え、図示を省略したコントローラ（又は、制御部３０であってもよい）から供給されるタイミング制御信号に基づいて、上記走査ドライバ１３及び信号ドライバ１４の動作状態が制御される。

画素アレイ１２は、具体的には、例えば図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板等からなる透明な絶縁性基板１１の一面側（図２（ｂ）における上面側）に対向して配置された透明な対向基板１９との間に液晶ＬＣが充填、封止され、各表示画素（液晶画素）ごとに、上記絶縁性基板１１の対向基板１９との対向面側に形成された、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなる画素トランジスタ１６、及び、該画素トランジスタ１６に接続された画素電極１７と、上記対向基板１９の絶縁性基板１１との対向面側に、液晶ＬＣを介して各表示画素の画素電極１７に対向するように共通して形成された対向電極（共通電極）１８と、画素アレイ１２に２次元配列された複数の表示画素を各行ごとに上記走査ドライバ１３に接続する走査ライン（ゲートライン；図示を省略）と、複数の表示画素を各列ごとに上記信号ドライバ１３に接続する信号ライン（データライン；図示を省略）と、を有している。

フォトセンサ１５は、後述するバックライト２０に設けられる光源２２、２３を異なるタイミングで点灯させた状態における受光量（すなわち、各光源２２、２３における発光輝度に相当する）を検出し、制御部３０に検出信号として出力する。ここで、フォトセンサ１５は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造を有するフォトトランジスタを適用することができ、例えば画素アレイ１２に配列された各表示画素に設けられる画素トランジスタ１４を構成する薄膜トランジスタと同一の製造工程で同時に形成される。

特に、画像表示部１０（画素アレイ１２）がアモルファスシリコン薄膜トランジスタ方式の表示パネルを有する場合、すなわち、画素トランジスタ１４がアモルファスシリコン薄膜トランジスタにより形成されている場合にあっては、フォトセンサ１５もアモルファスシリコン薄膜トランジスタにより形成することができる。これによれば、すでに確立されたアモルファスシリコン半導体の製造技術を適用して、動作特性の安定したトランジスタ素子を比較的安価に製造することができるので、表示画質の優れた表示装置（画素アレイ）を実現することができるとともに、良好な受光特性を有するフォトセンサを実現することができる。なお、フォトセンサ１５の具体例については、詳しく後述する。

また、バックライト２０は、画像表示部１０を構成する絶縁性基板１１の背面側（図２（ｂ）における下方）に対向して配置された例えばアクリル樹脂等の平板からなる単一の導光板２１と、該導光板２１の側部（側面）に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる画像表示用の光源（第１の光源）２２及び輝度調整用の光源（第２の光源）２３と、を備え、制御部３０から画像表示用の光源２２又は輝度調整用の光源２３に対して、駆動電流を個別に供給することにより、当該駆動電流の電流値に応じた輝度で光源２２又は２３が異なるタイミングで発光動作し、導光板２１内で拡散、反射した光が絶縁性基板に対して平面光として放射される。

なお、本実施形態においては、画像表示用の光源２２及び輝度調整用の光源２３としていずれも発光ダイオードを適用する場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば画像表示用の光源として蛍光管（冷陰極管）を適用し、輝度調整用の光源として発光ダイオードを適用するものや、画像表示用の光源及び輝度調整用の光源としていずれも蛍光管（冷陰極管）を適用するものであってもよい。

また、本実施形態においては、バックライト２０として導光板２１と光源２２、２３を備えた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば絶縁性基板上に複数の有機ＥＬ素子等を２次元配列したアレイ状（アレイ構造）の平面光源や、複数の発光ダイオードを２次元配列した平面光源を画像表示用の光源として適用し、当該平面光源に近接し、かつ、平面光源に一体的に形成されたＥＬ素子や発光ダイオード等を輝度調整用の光源として適用するものであってもよい。

制御部３０は、概略、上述したフォトセンサ１５によって検出される光源２２、２３の発光輝度に基づいて、画像表示時に光源２２に供給する駆動電流の電流値を調整することにより、光源２２の発光輝度が略一定に維持されるように制御して、当該光源２２の発光特性（発光輝度）の経時変化の影響を抑制する動作を実行する。ここで、輝度調整用の光源２３に供給される駆動電流の電流値は常に一定に設定されており、これにより、光源２３の発光輝度も略一定に維持されている。

具体的には、制御部３０は、少なくとも、本実施形態に係る表示装置を搭載した電子機器の工場出荷時（製品出荷時）に、光源２２、２３を異なるタイミングで発光動作させて、フォトセンサ１５により検出される各々の発光輝度の比を初期値（初期比率）としてメモリ４０に記憶する機能と、上記電子機器の使用（表示装置における画像表示）に先立って、もしくは、電子機器の使用後（表示装置における画像表示終了後）に、光源２２、２３を異なるタイミングで発光動作させて、フォトセンサ１５により検出される各々の発光輝度の比を実測値（実測比率）とし、当該実測値とメモリ４０に記憶された初期値との比率に基づいて、光源２２に供給する駆動電流の電流値を調整（補正）してメモリ４０に記憶する機能と、電子機器の使用（表示装置における画像表示）時に、メモリ４０に記憶された電流値を有する駆動電流を光源２２に供給する機能と、を有している。

メモリ４０は、書き換え可能な記憶手段（ＲＡＭ）であって、図１に示したように、制御部３０とは独立した構成（外部メモリ）であってもよいし、制御部３０の内部に設けられているもの（内部メモリ）であってもよい。なお、制御部３０及びメモリ４０の機能については、後述する表示装置（光源装置）の制御方法において詳しく説明する。

なお、本実施形態においては、、図２（ａ）、（ｂ）において、図示の都合上、画像表示部１０とバックライト２０間が相互に離間するように示したが、これらの構成は、相互に密着した積層構造を有するものであってもよいし、各構成間に拡散フィルムや偏光板等の光学部材を介挿して密着させた積層構造を有するものであってもよい。

また、本実施形態においては、フォトセンサ１５を絶縁性基板１１上であって、画素アレイ１２に隣接する領域に配置した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば透過型のフォトセンサ（フォトトランジスタ）を適用して、画素アレイの形成領域内であって、かつ、該画素アレイにより規定される表示エリアに表示される画像情報の画質に直接影響を及ぼさない領域、あるいは、画質への影響が少ない領域（例えば画素アレイの角部近傍等）に配置するものであってもよい。

また、本実施形態に適用可能なフォトセンサ１５の素子構造としては、いわゆるダブルゲート型の薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサ（以下、「ダブルゲート型フォトセンサ」と表記する）を良好に適用することができる。
図３は、本実施形態に係る表示装置（光源装置）に適用可能なフォトセンサの具体例を示す断面構成図である。

本実施形態に適用可能なダブルゲート型フォトセンサは、概略、図３に示すように、光源２２、２３からの放射光（励起光）の入射により電子−正孔対が生成されるアモルファスシリコンからなる半導体層（チャネル領域）５１と、該半導体層５１の両端に、各々ｎ^＋シリコンからなる不純物層（オーミックコンタクト層）５７、５８を介して形成されたソース電極５２及びドレイン電極５３と、半導体層５１の形成領域の上方（図面上方）にブロック絶縁膜（ストッパ膜）５４及びトップゲート絶縁膜５５を介して形成された金属材料等の導電性材料からなり、可視光に対して不透明なトップゲート電極Ｅtgと、半導体層５１の形成領域の下方（図面下方）にボトムゲート絶縁膜５６を介して形成された透明電極層からなり、可視光（上記放射光）に対して透過性を示すボトムゲート電極Ｅbgと、からなる構成を有し、これらによる積層構造が絶縁性基板１１上に形成されている。

なお、図３において、少なくとも、ボトムゲート絶縁膜５６は、半導体層４１を励起する上記放射光に対して高い透過率を有する窒化シリコンや酸化シリコン等により構成されている。これにより、図面下方に配置された導光板２１から平面光として放射され、絶縁性基板１１を介して下方から入射する光のみを検知する構成が実現される。

そして、ダブルゲート型フォトセンサにおける輝度検出動作は、所定の処理動作期間（処理サイクル）内に、トップゲート電極Ｅtgにハイレベルのゲート電圧を印加することにより、半導体層５１に蓄積されているキャリヤ（ここでは、正孔）を放出するリセット動作（リセット期間）と、トップゲート電極Ｅtgにローレベルのゲート電圧を印加することにより、バックライト２０から放射された光が絶縁性基板１１及びボトムゲート電極Ｅbgを介して半導体層５１に入射することにより、当該光量に応じて、半導体層５１（キャリヤ発生領域）で電子−正孔対が生成され、半導体層５１とブロック絶縁膜５４との界面近傍（チャネル領域周辺）にキャリヤ（正孔）が蓄積される電荷蓄積動作（電荷蓄積期間）と、当該電荷蓄積動作に並行してドレイン電極５３に、ハイレベルのプリチャージ電圧を印加して電荷を保持させるプリチャージ動作（プリチャージ期間）と、上記プリチャージ期間の経過後に、ボトムゲート電極にハイレベルのゲート電圧を印加することにより、上記電荷蓄積期間に半導体層５１に蓄積されたキャリヤ（正孔）に応じた電圧値を有するドレイン電圧を読み出す読み出し動作（読み出し期間）を実行することにより、バックライト２０（光源２２、２３）から放射された光（発光輝度）に対応した電圧値を有するドレイン電圧を、検出信号として制御部３０に出力することができる。

＜表示装置（光源装置）の制御方法＞
次に、上述した構成を有する光源装置を備えた表示装置における制御方法について、図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係る表示装置（光源装置）における制御動作（制御方法）の一例を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る表示装置（光源装置）における発光輝度の補正作用を示す概念図である。なお、以下に示す一連の制御動作は、表示装置に設けられた上記制御部３０や、当該表示装置を搭載した電子機器に設けられた制御部（ＣＰＵ）により所定のシーケンスプログラムを実行することにより実現される。

本実施形態に係る表示装置（光源装置）における制御動作は、大別して、表示装置を搭載した電子機器の工場出荷時（製品出荷時）に実行される初期値取得動作と、当該電子機器（表示装置）の通常使用状態における画像表示動作に先立って、又は、画像表示動作の終了後に実行される輝度調整動作と、該調整された発光輝度で所望の画像情報を表示する画像表示動作と、を有している。

まず、初期値取得動作においては、例えば電子機器の工場出荷時（換言すれば光源２２に経時劣化がない状態；第１の状態）に、輝度調整用の光源２３の発光輝度と、画像表示用の光源２２の発光輝度とをフォトセンサ１５により個別に検出し、これらの輝度の比を初期値（初期比率）としてメモリ４０に記憶する。

具体的には、図４（ａ）に示すように、まず、表示装置、又は、当該表示装置を搭載した機器（図中では便宜的に「モジュール」と表記する）の電源を投入して起動し（ステップＳ１１）、輝度調整用の光源２３に一定の電流値を有する駆動電流を供給して点灯（発光）動作させる（ステップＳ１２）。

この状態で、画像表示部１０の絶縁性基板１１上に設けられたフォトセンサ１５により受光量を測定して、光源２３の発光輝度Ｌ１を検出し、例えばメモリ４０の所定の記憶領域に格納する（ステップＳ１３）。光源２３の発光輝度の検出後、光源２３を消灯する（ステップＳ１４）。

次いで、画像表示用の光源２２に所定の電流値Ｉ０を有する駆動電流を供給して点灯動作させる（ステップＳ１５）。この状態で、フォトセンサ１５により受光量を測定して、光源２２の発光輝度Ｌ２を検出する（ステップＳ１６）。そして、この発光輝度Ｌ２と先にメモリ４０に格納された発光輝度Ｌ１との比Ｓ＝Ｌ１／Ｌ２を算出して、これを初期値（初期比率）としてメモリ４０に記憶する（ステップＳ１７）。

すなわち、初期値取得動作においては、経時劣化がない初期状態の画像表示用の光源２２に対して初期設定された電流値Ｉ０を有する駆動電流を供給して点灯させることにより検出される発光輝度Ｌ２と、（経時劣化が生じない）輝度調整用の光源２３に対して予め設定された一定（不変）の電流値を有する駆動電流を供給して点灯させることにより検出される発光輝度Ｌ１と、の比Ｓ（＝Ｌ１／Ｌ２）が初期値（初期比率）として取得されてメモリ４０に記憶される。

次に、輝度調整動作においては、例えば電子機器の利用者による通常の使用状態（換言すれば光源２２に経時劣化が生じた状態；第２の状態）において、電源を投入して起動した直後であって画像情報を表示する動作（画像表示動作）に先立つタイミングで、あるいは、画像情報を表示する動作が終了した後であって電源が遮断される前のタイミングで、輝度調整用の光源２３の発光輝度と、画像表示用の光源２２の発光輝度とをフォトセンサ１５により個別に検出し、これらの輝度の比を実測値（実測比率）として、当該実測値と上記初期値との比較に基づいて、当該画像表示用の光源２２に供給する駆動電流の電流値を調整設定（補正）してメモリ４０に記憶する。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、上述した初期値取得動作と同様に、まず、表示装置、又は、当該表示装置を搭載した機器（モジュール）の電源を投入して起動し（ステップＳ２１）、輝度調整用の光源２３に一定の電流値を有する駆動電流を供給して点灯（発光）動作させる（ステップＳ２２）。この状態で、フォトセンサ１５により光源２３の発光輝度ＬＴ１を検出し、メモリ４０の所定の記憶領域に格納する（ステップＳ２３）。光源２３の発光輝度の検出後、光源２３を消灯する（ステップＳ２４）。

次いで、画像表示用の光源２２に所定の電流値Ｉ０を有する駆動電流を供給して点灯動作させ（ステップＳ２５）、この状態で、フォトセンサ１５により光源２２の発光輝度ＬＴ２を検出する（ステップＳ２６）。そして、この発光輝度ＬＴ２と先にメモリ４０に格納された発光輝度ＬＴ１との比ＳＴ＝ＬＴ１／ＬＴ２を算出して、これを実測値（実測比率）としてメモリ４０に記憶する（ステップＳ２７）。

次いで、メモリ４０に記憶された初期値Ｓと実測値ＳＴを読み出し、両者の比ＳＴ／Ｓを算出し、これを補正値（補正比率）として、画像表示用の光源２２に供給する駆動電流の電流値がＩｔ＝Ｉ０×ＳＴ／Ｓとなるように調整設定（補正）し、当該補正後の電流値Ｉｔをメモリ４０の所定の領域に記憶する（ステップＳ２８）。
このような一連の輝度調整動作は、モジュールの電源を投入して起動するたびに実行され、その都度算出される補正後の電流値Ｉｔにより、メモリ４０に記憶された画像表示用の光源２２に供給される駆動電流の電流値が順次更新される。

すなわち、輝度調整動作においては、上述した初期状態を始点（基点）として経時劣化が生じた状態の画像表示用の光源２２に対して初期設定された電流値Ｉ０（もしくは、前回の輝度調整動作により補正された電流値Ｉ０）を有する駆動電流を供給して点灯させることにより検出される（経時劣化が反映された）発光輝度ＬＴ２と、初期値取得動作時と同様に、（経時劣化が生じない）輝度調整用の光源２３に対して予め設定された一定（不変）の電流値を有する駆動電流を供給して点灯させることにより検出される発光輝度ＬＴ１と、の比ＳＴ（＝ＬＴ１／ＬＴ２）が実測値（実測比率）として取得されてメモリ４０に記憶される。ここで、輝度調整用の光源２３は、上記初期値取得動作時及び輝度調整動作時のみに極めて短い時間のみ点灯動作するように制御されるので、発光輝度（発光特性）の経時劣化がほとんど生じない。

これにより、実測値ＳＴには光源２２における経時劣化による発光輝度の変化（低下）のみが反映されるので、当該実測値ＳＴと上記初期値Ｓとの比（ＳＴ／Ｓ）を取ることにより、発光輝度の経時劣化分を打ち消して上記初期状態（工場出荷時等）における発光輝度と同等（又は近似）の状態に補正するための補正値（補正比率）が取得される。この補正値に初期設定された電流値Ｉ０を乗算することにより、画像表示用の光源２２において発光輝度の経時劣化分を打ち消すことができる（換言すると補正値ＳＴ／Ｓが１となるような）駆動電流の電流値Ｉｔが得られる。

次に、画像表示動作においては、上記輝度調整動作により補正され、メモリ４０に記憶された最新（直近）の電流値Ｉｔを読み出して、当該電流値を有する駆動電流を画像表示用の光源２２に供給することにより、工場出荷時と略同等の輝度で発光動作する。
具体的には、図５に示すように、本実施形態に係る輝度調整動作を実行しない場合にあっては、図中の点線のように時間の経過（すなわち、光源２２の使用時間の経過）にともなって発光輝度が次第に低下していく傾向を示すが、本実施形態に係る輝度調整動作を実行した場合には、モジュールの電源を投入して起動するたびに、光源２２に供給される駆動電流の電流値が上記補正値（すなわち、光源２２と２３における発光輝度の初期値Ｓと実測値ＳＴの比ＳＴ／Ｓ）に基づいて増加補正され（図中、矢印で表記）、発光輝度の経時劣化が打ち消されるように調整設定される（図中、実線で表記）。これにより、バックライト２０が工場出荷時、すなわち、光源２２に経時劣化が生じていない状態と同等又は近似する輝度で発光動作する。

したがって、本実施形態に係る光源装置及びその制御方法並びに該光源装置を備えた表示装置（電子機器）によれば、電源投入のたびに画像表示用の光源２２及び輝度調整用の光源２３の発光輝度を個別に検出して輝度比（実測値）を算出することにより、光源２２の（発光特性の）経時劣化の程度が検出され、その都度、初期状態（工場出荷時等）における輝度比（初期値）との比（補正値）に基づいて、光源２２に供給する駆動電流の電流値を補正することができるので、画像表示時におけるバックライト２０（光源２２）の発光輝度の低下を抑制して良好な表示画質を有する表示装置を実現することができる。

また、本実施形態によれば、フォトセンサ１５の受光特性に経時劣化が生じた場合、上記輝度調整動作において、単一のフォトセンサ１５により異なるタイミングで検出される光源２２、２３の発光輝度に当該受光特性の劣化成分が含まれることになるが、これらの発光輝度の比を取ることにより、各発光輝度に含まれるフォトセンサ１５の劣化成分が打ち消されて、光源２２の発光輝度の劣化成分のみが反映されることになる。したがって、フォトセンサの受光特性の劣化に影響されることなく、バックライト２０（光源２２）の発光輝度を長期にわたり略一定に維持することができる。

さらに、本実施形態によれば、光源２２、２３の発光輝度を検出する構成として、バックライト２０の前面（視野側）に配置された画像表示部１０を構成する絶縁性基板１１上に、画素アレイ１２（画素トランジスタ１６）とともに同時に形成された薄膜トランジスタからなるフォトセンサ１５を用いているので、フォトセンサ１５を設けるための設置スペースを小さくすることができ、携帯電話や携帯音楽プレーヤー等の電子機器においても良好に適用することができる。

なお、上述した実施形態においては、初期値取得動作及び輝度調整動作において、画像表示用の光源２２と輝度調整用の光源２３の発光輝度の比（比率）を用いて、初期値及び実測値並びに補正値を算出しているので、輝度調整用の光源２３のための導光板設計等を特に行う必要はないが、例えば初期値取得動作において、画像表示用の光源２２及び輝度調整用の光源２３を点灯させて導光板２１から放射される平面光を、絶縁性基板１１上のフォトセンサ１５により検出して得られる各々の発光輝度が同一になるように、導光板設計やフォトセンサ１５、輝度調整用の光源２３の配置を適宜設定するものであってもよい。

本発明に係る光源装置を備えた表示装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る表示装置の要部を示す概略構成図である。 本実施形態に係る表示装置（光源装置）に適用可能なフォトセンサの具体例を示す断面構成図である。 本実施形態に係る表示装置（光源装置）における制御動作（制御方法）の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る表示装置（光源装置）における発光輝度の補正作用を示す概念図である。 従来技術における光源装置（バックライト）の一例を示す概略図である。

符号の説明

１０ 画像表示部
１１ 絶縁性基板
１２ 画素アレイ
１５ フォトセンサ
２０ バックライト
２１ 導光板
２２ 画像表示用の光源
２３ 輝度調整用の光源
３０ 制御部
４０ メモリ

Claims (14)

1. 供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源と、
   前記第１の光源及び前記第２の光源の各々から放射される光を受光して、前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度を個別に検出する単一の受光素子と、
   前記受光素子により検出される前記第１の光源及び前記第２の光源の前記発光輝度の比の値に基づいて、前記第１の光源の前記発光輝度が一定になる方向に、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を補正する制御手段と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の光源を、前記受光素子により該第２の光源の発光輝度を検出するとき以外は消灯させることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態における前記発光輝度の比の値と、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態における前記発光輝度の比の値と、の比較に基づいて、前記第２の状態における前記第１の光源の発光輝度を前記第１の状態における前記第１の光源の発光輝度に近づけるように、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態において前記第１の光源に供給された前記駆動電流の電流値を補正した値とすることを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
4. 前記第１の光源及び前記第２の光源から放射される光は、単一の導光板を介して所定の方向に平面光として放射され、前記受光素子は、該平面光の一部を受光することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。
5. 前記第１の光源は、複数の発光素子が２次元配列されたアレイ構造を有し、所定の方向に平面光を放射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。
6. 前記受光素子は、薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光源装置。
7. 供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源を備え、
   前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態、及び、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態において、前記第１の光源及び前記第２の光源の各々から放射される光を単一の受光素子により受光して、前記各状態における前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度を個別に検出し、当該発光輝度の比を各々算出する処理と、
   前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態及び前記第２の状態における前記発光輝度の比の値の比較に基づいて、前記第１の状態において前記第１の光源を発光動作させるために供給された駆動電流の電流値を補正した値とする処理と、
   を含むことを特徴とする光源装置の制御方法。
8. 前記第２の光源を、前記発光輝度を検出するタイミング以外は消灯させる処理を含むことを特徴とする請求項７記載の光源装置の制御方法。
9. 透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の背面側に配置されて、前記画像表示手段に光を放射する平面光源手段と、を具備する表示装置において、
   前記画像表示手段は、パネル基板の一面側に、複数の表示画素が２次元配列された画素アレイと、前記平面光源手段から放射される光を検出する単一の受光素子と、を備え、
   前記平面光源手段は、供給される駆動電流に応じて発光動作する第１の光源及び第２の光源と、前記受光素子により検出される前記第１の光源及び前記第２の光源の発光輝度の比の値に基づいて、前記第１の光源の前記発光輝度が一定になる方向に、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を補正する制御部と、を備えることを特徴とする表示装置。
10. 前記制御部は、前記第２の光源を、前記受光素子により該第２の光源の発光輝度を検出するとき以外は消灯させることを特徴とする請求項９記載の表示装置。
11. 前記制御部は、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じていない第１の状態における前記発光輝度の比の値と、前記第１の光源の発光特性に劣化が生じた後の第２の状態における前記発光輝度の比の値と、の比較に基づいて、前記第２の状態における前記第１の光源の発光輝度を前記第１の状態における前記第１の光源の発光輝度に近づけるように、前記第１の光源を発光動作させるための前記駆動電流の電流値を、前記第１の状態において前記第１の光源に供給された前記駆動電流の電流値を補正した値とすることを特徴とする請求項９又は１０記載の表示装置。
12. 前記平面光源手段は、前記第１の光源及び前記第２の光源から放射される光を、所定の方向に平面光として放射する単一の導光板を備えていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の表示装置。
13. 前記平面光源手段に設けられる前記第１の光源は、複数の発光素子が２次元配列されたアレイ構造を有し、所定の方向に平面光を放射することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の表示装置。
14. 前記画素アレイを構成する前記表示画素は、各々薄膜トランジスタ構造を有する画素トランジスタを有し、
    前記受光素子は、薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の表示装置。
    

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