JP2008070404A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度むらが少なく、かつ、高品位の表示を達成する液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】表示制御装置３４のタイミングコントローラ３４ａは、ソースドライバ３３が画素３１ａに電圧を印可するタイミングで、輝度補正データ格納メモリ３５から前記画素３１ａに対応する補正データ３５ａを読み出し、この補正データを乗算器３６ａ〜３６ｃにてＲ・Ｇ・Ｂ信号（画像データ）と乗算し、Ｒ’・Ｇ’・Ｂ’信号としてソースドライバ３３に供給する。
ソースドライバ３３は、タイミングコントローラ３４ａのコントロールを受けて、液晶の所定の画素を駆動するタイミングで、乗算器３６が出力したＲ’・Ｇ’・Ｂ’信号に基づいて、ソースドライバ３３が駆動する画素の液晶に所定の電圧を印可する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、表示画面の背後からバックライトを照射して画像を表示しているので、バックライトの種類、形状及びバックライトが配置される位置に依存して、輝度むら（縞）が生じていた。特に、表示画面における、バックライトの形状部分の輝度値（高輝度）とバックライトの形状部分以外の輝度値（低輝度）との差が大きくなり、画質が低下するという問題があった。

図５は、従来の一般的な直下型バックライト方式の液晶表示装置５０の断面図を模式的に示した図である。
図中、５２は図示しない液晶駆動装置によって駆動されるＴＦＴ形式の液晶で、液晶５２の上部には、液晶５２を保護する保護フィルム５１が貼付されている。
６１は液晶５２を挟むように配設されている偏光板である。

６２は拡散板で、例えば厚さ０．６ｍｍ程度の乳白色（例えば、曇価９０〜９９％）のポリエステル等の硬質材料からなる。
６３は拡散フィルムで、例えばポリエチレンテレフタレート、アクリル系樹脂等の材料からなる。
これら拡散板６２及び拡散フィルム６３により、バックライト６６ａの光を液晶５２全体に拡散し、かつ輝度むらを改善している。

６５はバックライト６６ａの光を液晶５２に均一に照射する導光板である。
６６はＬＥＤ，冷陰極管（ｃｏｌｄ−ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）等のバックライト６６ａ、バックライト６６ａが照射した光を液晶５２に向けて反射する反射板６６ｂを含むバックライトユニットである。
６７は液晶表示装置のカバーケースである。

このような、従来の液晶表示装置では、上述したように、複数の拡散板、拡散シートを用いることで、輝度むらを補正していた（例えば、特許文献１参照）

また、特許文献２には、液晶の駆動装置において、液晶の特性の相違から生じる液晶の輝度むらを、液晶の駆動信号によって補正する技術が開示されている。
特開２００６−１８４３５０号公報 実開平３−７７９９５号公報

しかし、近年の液晶表示装置の大画面化に伴い、拡散フィルム、拡散板の面積も大きくなっている。そのため、複数の拡散フィルム、拡散板を使用して、輝度むらを改善しようとすると、製造コストが大きくなる。特に、拡散フィルムは高価であるため、複数かつ面積の大きい拡散フィルムを使用すると製造コストが大きくなる。

また、複数の拡散フィルム、拡散板を使用するため、液晶表示装置の厚さが大きくなってしまう。
また、拡散フィルムをむら及びしわを発生させずに張り合わせなければならず、そのため、製造工程が煩雑化してしまう。

また、拡散フィルム間の間隔を均一することは非常に困難であるため、画面表示時に拡散フィルム上のパターンが見えてしまうという問題がある。
また、複数の拡散フィルム、拡散板を使用することで、輝度が低下してしまう。そこで、輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ：Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）を使用することで、低下した輝度を上昇させている。しかし、輝度上昇フィルムは高価であるため、製造コストが大きく上昇してしまう。

一方、液晶を駆動する液晶駆動装置だけで、輝度むらを補正しようとすると、補正する輝度の幅は極めて大きく、画像表示において階調度が極端に低下してしまうという問題あり、実現性に乏しい。
また、広範囲の画素に対して輝度むらを補正する場合、さらに、補正する輝度の幅が大きい場合には、輝度むら補正データのデータ量（補正係数値）が必然的に大きくなるので、補正データを記憶するためのメモリの容量を増大しなければならず、製造コストが大きくなるという問題があった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、輝度むらが少なく、かつ、高品位の表示を達成する液晶表示装置を提供することを目的とする。

第１の技術手段は、画像を表示する液晶と、該液晶を照射するバックライトと、該バックライトが照射する光を前記液晶全体に拡散する少なくとも１枚の拡散板とを有する液晶表示装置において、少なくとも前記拡散板からの照射光のむらに伴う前記液晶表示装置の輝度むらを補正するための輝度補正データを格納したメモリを備え、該メモリ内の輝度補正データを参照して、前記液晶表示装置の表示を駆動するものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記輝度補正データは、前記液晶の画素の特性の相違に伴う輝度むらを補正するデータを含むものである。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記輝度補正データは、前記液晶の１または複数の画素ブロックに対応して定めるものである。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記輝度補正データは、前記液晶表示装置の駆動において前記画素ブロックに加える画像データに補正データとして乗算するものである。

本発明により、複数の拡散フィルム、拡散板を使用することなく、輝度むらが少なく、かつ、高品位の表示を達成できる液晶表示装置を提供することができる。
また、複数の拡散フィルム、拡散板を使用することがないため、コストを抑えて、薄型軽量の液晶表示装置を提供することができる。

前述したように、表示画面において、バックライトの形状部分に対応する画素の輝度値は、他の部分の輝度値に比べて大きいため、かかる部分の輝度値を低下させる必要ある。
本実施例では、最良の実施形態として、拡散シートを使用せず、１枚の拡散板のみで輝度むらを効果的に補正できる液晶表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる直下型バックライト方式の液晶表示装置の断面図を模式的に示した図である。図示例のように、本発明に係わる液晶表示装置１においては、従来例とは異なり、拡散シートが配設されておらず、一枚の拡散板２２が配設されている。図１に示した保護フィルム１１，液晶１２，偏光板２１，導光板２５，バックライトユニット２６，バックライト２６ａ，反射板２６ｂ，カバーケース２７は、それぞれ図５に示した保護フィルム５１，液晶５２，偏光板６１，導光板６５，バックライトユニット６６，バックライト６６ａ，反射板６６ｂ，カバーケース６７と同様の機能を有するので説明は省略する。

なお、拡散板２２には、図２に例示するように、バックライトの形状にあわせた拡散パターンが形成されている。図２（Ａ）は、バックライトとして冷陰極管を使用した場合に形成する拡散パターンを示したもので、冷陰極管の形状及び配置位置に合わせて複数の楕円形状の拡散パターン２２ａが形成されている。図２（Ｂ）は、バックライトとしてＬＥＤを使用した場合に形成する拡散パターンを示したもので、ＬＥＤの形状及び配置位置に合わせて複数の円形状の拡散パターン２２ｂが形成されている。

前述したように、バックライトの種類、形状及びバックライトが配置される位置に依存して輝度むら（縞）が生じてしまうが、拡散板に輝度むらを効果的に補正するための拡散パターンが形成されているので、バックライトイメージを構成する輝度むら（縞）が軽減される。

具体的には、バックライトと拡散板との距離にも依存するが、拡散板の使用によって、補正対象となる画素の輝度値（輝度むら）を最大８０％程度低下させることができるので、後述するように、本発明では、画像表示における輝度むら補正により階調度が低下することがない。

このように、拡散板のみでは、完全に輝度むらを補正することは困難であるので、本発明では、液晶を駆動する液晶駆動装置でさらに輝度むら補正処理を実行する。ここで、この輝度むら補正処理について、図３及び図４を参照しながら説明する。

図３は、本発明に係わる液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
図４（Ａ）は、液晶の各画素を示した図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した各画素の輝度補正データが各画素単位でメモリに格納されている様子を模式的に示した図、図４（Ｃ）は、各画素の輝度補正データがブロック単位でメモリに格納されている様子を模式的に示した図である。なお、３１ａは液晶の各画素、３５ａ，３５ｂはマトリクス状に形成されたメモリマップ上の輝度補正データを示している。

図３中、３１はＴＦＴ方式の液晶からなる画像を表示するための液晶、３２はゲート線Ｇを駆動するゲートドライバ、３３はソース線Ｓを駆動するソースドライバである。
３４はタイミングコントローラ３４ａを有し、ゲートドライバ３２，ソースドライバ３３を制御する表示制御装置、３５は輝度補正データを格納するメモリである。
３６ａ〜３６ｃは表示制御装置３４が供給するＲ・Ｇ・Ｂ信号と輝度補正データ格納メモリ３５に格納された輝度補正データを演算する回路である。

液晶３１は、図４（Ａ）に示すように、マトリクス状に形成される複数の画素３１ａを構成する。なお、各画素３１ａには、ＲＧＢのサブ画素（３画素）が含まれている。
ゲートドライバ３２は、各ゲート線Ｇに、図示しないＴＦＴを駆動する走査信号電圧を順次供給して、ＴＦＴを駆動する。

ソースドライバ３３は、後述するタイミングコントローラ３４ａのコントロールを受けて、液晶の所定の画素を駆動するタイミングで、後述する乗算器３６が出力したＲ’・Ｇ’・Ｂ’信号に基づいて、ソースドライバ３３が駆動する画素の液晶に所定の電圧を印可する。

表示制御装置３４は、外部から送信されてくるクロック信号、ディスプレイタイミング信号、水平同期信号、垂直同期信号の各表示制御信号および表示用デ−タを基に、ゲートドライバ３２、ソースドライバ３３を制御・駆動する。

表示制御装置３４のタイミングコントローラ３４ａは、ソースドライバ３３が画素３１ａに電圧を印可するタイミングで、輝度補正データ格納メモリ３５から前記画素３１ａに対応する補正データ３５ａを読み出し、この補正データを乗算器３６ａ〜３６ｃにてＲ・Ｇ・Ｂ信号（画像データ）と乗算し、Ｒ’・Ｇ’・Ｂ’信号としてソースドライバ３３に供給する。

例えば、ソースドライバ３３が、図４（Ａ）の画素３１ａ（ｍ行ｎ列目）を駆動する場合には、図４（Ｂ）の輝度補正データ格納メモリ３５の輝度補正データ３５ａ（ｍ行ｎ列目）を該メモリ３５から読み出し、乗算器３６ａ〜３６ｃにて、この補正データと表示制御装置３４が出力する画素３１ａのＲ・Ｇ・Ｂ信号（画像データ）とを乗算し、ソースドライバ３３にＲ’・Ｇ’・Ｂ’信号として供給する。
なお、各画素３１ａのＲＧＢサブ画素に対応する輝度補正データを格納して、このデータを使用して輝度補正を行ってもよい。

また、補正データとして、図４（Ｃ）に示したように、ブロック単位の補正データを使用する場合には、補正データとして輝度補正データ３５ｂ（ｍ行ｎ列目）を使用すればよい。

輝度補正データ格納メモリ３５には、図４（Ｂ），図４（Ｃ）に示すように、補正される各画素３１ａの輝度むらの大きさに応じて決定された輝度むら補正データが、各画素３１ａに対応するように格納されている。
また、図４（Ｂ），図４（Ｃ）では、図２（Ａ）に示した、バックライトとして冷陰極管を使用した場合のむらパターンに応じて適切に輝度むら補正データが格納されている。なお、３５ｃは、図２（Ａ）に示した拡散パターンの形状を示している。

このように、各画素毎に補正データをメモリに格納し、この補正データを参照し、Ｒ’・Ｇ’・Ｂ’信号をソースドライバに供給することで、きめ細かに輝度むらを補正することができる。

また、図４（Ｃ）に示すように、４画素に対して１つのブロックを形成し、各ブロック毎に対応する補正データを格納すれば、格納する補正データのデータ量を削減することができる。

前述したように、従来の液晶表示装置では、バックライトに起因する輝度むらを補正（改善）するために、複数の拡散板及び拡散フィルムを使用していた。しかし、本発明に係わる液晶表示装置では、複数の拡散板及び拡散フィルムを使用することなく輝度むらを補正しているので、液晶表示装置の軽量化及び小型化を図ることができ、さらに、製造コスト及び製造工程を削減することができる。

また、前述したように、拡散板を使用することによって、補正対象となる画素の輝度値（輝度むら）を最大８０％程度低下させ、さらに、液晶を駆動する液晶駆動装置で輝度むら補正処理を実行することによって、画素の輝度値を１０％程度（計９０％程度）低下させることができる。このように、液晶を駆動する液晶駆動装置で補正する輝度の幅が小さくなるので、画像表示における輝度むら補正により階調度が低下することがない。さらに、輝度むら補正データのデータ量（補正係数値）を圧縮できるので、補正データを記憶するためのメモリの容量を削減することができる。

さらに、複数の拡散フィルム、拡散板を使用することがないため、輝度が低下することがない。そのため、輝度上昇フィルムを使用せずに液晶表示装置を製造することができるので、液晶表示装置の価格を抑えることができる。

また、必要に応じて拡散シートを使用してもよく、各画素を構成する液晶の特性のばらつきから生じる輝度むらについても同時に補正してもよい。

なお、本発明に係わる液晶表示装置を携帯電話機、パソコン、テレビジョン受信装置等に組み込むことができる。

本発明に係わる液晶表示装置の断面図を模式的に示した図である。 拡散板に形成された拡散パターンを示した図である。 本発明に係わる液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。 図４（Ａ）は、液晶の各画素を示した図、図４（Ｂ），（Ｃ）は、輝度補正データがメモリに格納されている様子を模式的に示した図である。 従来の液晶表示装置の断面図を模式的に示した図である。

符号の説明

１，５０…液晶表示装置、１１，５１…保護フィルム、１２，５２…液晶、２１，６１…偏光板、２２，６２…拡散板、２２ａ，２２ｂ…拡散パターン、６３…拡散フィルム、２５，６５…導光板、２６，６６…バックライトユニット、２６ａ，６６ａ…バックライト、２６ｂ，６６ｂ…反射板、２７，６７…カバーケース、３１…液晶、３１ａ…液晶の画素、３２…ゲートドライバ、３３…ソースドライバ、３４…表示制御装置、３４ａ…タイミングコントローラ、３５…輝度補正データ格納メモリ、３５ａ，３５ｂ…輝度補正データ、３６ａ〜３６ｃ…乗算器。

Claims (4)

1. 画像を表示する液晶と、該液晶を照射するバックライトと、該バックライトが照射する光を前記液晶全体に拡散する少なくとも１枚の拡散板とを有する液晶表示装置において、
   少なくとも前記拡散板からの照射光のむらに伴う前記液晶表示装置の輝度むらを補正するための輝度補正データを格納したメモリを備え、該メモリ内の輝度補正データを参照して、前記液晶表示装置の表示を駆動することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記輝度補正データは、前記液晶の画素の特性の相違に伴う輝度むらを補正するデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記輝度補正データは、前記液晶の１または複数の画素ブロックに対応して定めることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記輝度補正データは、前記液晶表示装置の駆動において前記画素ブロックに加える画像データに補正データとして乗算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の液晶表示装置。

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