JP2008134318A - 面状光源装置及び液晶表示装置組立体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、透過型の液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置において、各面状光源ユニットを構成する光源は、第1発光素子群、第2発光素子群並びに第3発光素子群を備えており、少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、N個の第1発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ1_n(但し、n=1,2・・・Nであり、λ1_1<λ1_2<・・・<λ1_Nである)、第1発光素子群の設定ドミナント波長をλ1_PDとしたとき、λ1_1<λ1_PD<λ1_Nを満足する。
【選択図】 図2
Description
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されている。
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、並びに、
(b)該液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、該液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されている。
u’=4x/(−2x+12y+3)
v’=9y/(−2x+12y+3)
Δu’v’1_0-1_PD={(u’1_0−u’1_PD)2+(v’1_0−v’1_PD)2}1/2≦α
であることを意味する。尚、αの値は、0.05、好ましくは0.02である。
{(x1_k−x2_PD)2+(y1_k−y2_PD)2}1/2
+{(x1_k−x3_PD)2+(y1_k−y3_PD)2}1/2
>{(x1_PD−x2_PD)2+(y1_PD−y2_PD)2}1/2
+{(x1_PD−x3_PD)2+(y1_PD−y3_PD)2}1/2 (A)
を満足することが一層好ましい。上記の式(A)を満足することによって、色度座標(x1_k,y1_k)が、上記の設定色域内に含まれないことを保証することができる。
(B−1)
Δu’v’2={(u’2_i−u’2_j)2+(v’2_i−v’2_j)2}1/2≦0.03
(B−2)
Δu’v’3={(u’3_i−u’3_j)2+(v’3_i−v’3_j)2}1/2≦0.03
(B−3)
Lt1・・・表示領域ユニットにおける副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・表示領域ユニットを構成する全ての副画素を駆動するために駆動回路に入力される入力信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が副画素に供給されたと想定したときの副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
ys2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Ys1であり、副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Ys2・・・・表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(ys2)とするための面状光源ユニットの光源輝度。但し、光源輝度Ys2には、各面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を考慮した補正が施される場合がある。
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11を有する透過型のカラー液晶表示装置10、並びに、
(b)このカラー液晶表示装置10の表示領域11をP×Q個の仮想の表示領域ユニット12に分割したと想定したときのこれらのP×Q個の表示領域ユニット12に対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニット42から成り、このカラー液晶表示装置10を、背面から、白色光にて照明する、所謂、部分駆動方式(分割駆動方式)の面状光源装置40、
を備えた液晶表示装置組立体である。
Δu’v’1_0-1_PD={(u’1_0−u’1_PD)2+(v’1_0−v’1_PD)2}1/2≦α
を満足している。ここで、αの値は0.05である。
λ1_1=520nm
λ1_N=545nm
である。また、色度座標の値は、
(x1_1,y1_1)=(0.16,0.69)
(x1_N,y1_N)=(0.24,0.67)
であり、図1等に示した設定色域内に含まれない。更には、(x1_1,y1_1)の値は、上述した式(A)を満足している。
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、面状光源装置制御回路70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図4参照)。尚、入力信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をys’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、副画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される入力信号であり、入力光量ys’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、面状光源装置制御回路70に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBは、面状光源装置制御回路70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
次いで、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された入力信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-maxを、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-maxを、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-maxに等しい値を有する入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値ys2)が面状光源ユニット42によって得られるように、表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット42の光源輝度Ys2を、面状光源ユニット駆動回路80の制御下、増減する。具体的には、以下の式(1)を満足するように、1画像表示フレーム毎、1面状光源ユニット毎に光源輝度Ys2を制御すればよい。より具体的には、光源輝度制御関数g(xsnol-max)である式(2)に基づき光源(発光ダイオード100)の輝度を制御し、且つ、式(1)を満足するように光源輝度Ys2を制御すればよい。このような制御の概念図を、図10の(A)及び(B)に示す。但し、後述するように、他の面状光源ユニット42の影響に基づいた補正を、光源輝度Ys2に対して、必要に応じて施す。尚、光源輝度Ys2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・入力信号最大値xsU-max、この最大値xsU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値ys2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値ys2が得られるような面状光源ユニット42における輝度制御パラメータの関係等を、予め求めておき、記憶装置72等に記憶しておけばよい。
g(xsnol-max)=a1・(xsnol-max)2.2+a0 (2)
xsnol-max≡xsU-max/xsmax
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xsmaxの値は「255」に相当する値である。
[LPxQ]=[L’PxQ]・[αPxQ] (3−1)
よって、式(3−1)から行列[L’PxQ]を求めればよい。行列[L’PxQ]は、逆行列の演算から求めることができる。即ち、
[L’PxQ]=[LPxQ]・[αPxQ]-1 (3−2)
を計算すればよい。そして、行列[L’PxQ]で表された輝度が得られるように、各面状光源ユニット42に備えられた光源を制御すればよく、具体的には、係る操作、処理は、記憶装置(メモリ)72に記憶された情報(データテーブル)を用いて行えばよい。尚、発光ダイオード100の制御にあっては、行列[L’PxQ]の値は負の値を取れないので、演算結果は正の領域にとどめる必要があることは云うまでもない。従って、式(3−2)の解は厳密解ではなく、近似解となる場合がある。
次に、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBは、面状光源ユニット42に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80に送出される(図5参照)。
そして、パルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBに基づき、面状光源ユニット42を構成する赤色発光ダイオード100Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード100G1,100G2のオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード100Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBはタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B]に供給される制御信号[R,G,B]の値XsR,XsG,XsBと、入力信号[R,G,B]の値xsR,xsG,xsBとは、以下の式(4−1)、式(4−2)、式(4−3)の関係にある。但し、b1_R,b0_R,b1_G,b0_G,b1_B,b0_Bは定数である。また、面状光源ユニット42の光源輝度Ys2を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、入力信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Ys2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。即ち、実施例にあっては、1画像表示フレーム毎に光源輝度Ys2が変化するので、光源輝度Ys2(≦Ys1)において表示輝度・第2規定値ys2が得られるように制御信号[R,G,B]の値XsR,XsG,XsBを決定、補正(補償)して、副画素の光透過率(開口率)Ltを制御している。ここで、式(4−1)、式(4−2)、式(4−3)の関数fR,fG,fBは、係る補正(補償)を行うための予め求められた関数である。
XsG=fG(b1_G・xsG 2.2+b0_G) (4−2)
XsB=fB(b1_B・xsB 2.2+b0_B) (4−3)
第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
該N個の第1発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ1_n(但し、n=1,2・・・Nであり、λ1_1<λ1_2<・・・<λ1_Nである)、第1発光素子群の設定ドミナント波長をλ1_PDとしたとき、
λ1_1<λ1_PD<λ1_N
を満足し、
第2発光素子群は、N’個(但し、N’は2以上の整数)の第2発光素子から構成されており、
該N’個の第2発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ2_n(但し、n=1,2・・・N’であり、λ2_1<λ2_2<・・・<λ2_N'である)、第2発光素子群の設定ドミナント波長をλ2_PDとしたとき、
λ2_1<λ2_PD<λ2_N
を満足する。
第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
第1発光素子群を構成する該N個の第1発光素子のそれぞれの発光状態を制御することで、該N個の第1発光素子から構成された第1発光素子群の発光状態を所定の発光状態とし、
第2発光素子群は、N’個(但し、N’は2以上の整数)の第2発光素子から構成されており、
第2発光素子群を構成する該N’個の第2発光素子のそれぞれの発光状態を制御することで、該N’個の第2発光素子から構成された第2発光素子群の発光状態を所定の発光状態とする。
Claims (13)
- 2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
該N個の第1発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ1_n(但し、n=1,2・・・Nであり、λ1_1<λ1_2<・・・<λ1_Nである)、第1発光素子群の設定ドミナント波長をλ1_PDとしたとき、
λ1_1<λ1_PD<λ1_N
を満足することを特徴とする面状光源装置。 - 第1発光素子群の設定色度座標を(x1_PD,y1_PD)、第2発光素子群の設定色度座標を(x2_PD,y2_PD)、第3発光素子群の設定色度座標を(x3_PD,y3_PD)とし、N個の第1発光素子の色度座標を(x1_n,y1_n)としたとき、少なくとも1つの第1発光素子の色度座標(x1_k,y1_k)[但し、kは1乃至Nのいずれかの整数]は、設定色度座標(x1_PD,y1_PD)、設定色度座標(x2_PD,y2_PD)及び設定色度座標(x3_PD,y3_PD)によって構成される色域内に含まれないことを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
- {(x1_k−x2_PD)2+(y1_k−y2_PD)2}1/2
+{(x1_k−x3_PD)2+(y1_k−y3_PD)2}1/2
>{(x1_PD−x2_PD)2+(y1_PD−y2_PD)2}1/2
+{(x1_PD−x3_PD)2+(y1_PD−y3_PD)2}1/2
を満足することを特徴とする請求項2に記載の面状光源装置。 - N個の第1発光素子のそれぞれの発光状態の制御は、N個の第1発光素子のそれぞれを流れる電流値の制御によって行われることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
- 2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
第1発光素子群を構成する該N個の第1発光素子のそれぞれの発光状態を制御することで、該N個の第1発光素子から構成された第1発光素子群の発光状態を所定の発光状態とすることを特徴とする面状光源装置。 - N個の第1発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ1_n(但し、n=1,2・・・Nであり、λ1_1<λ1_2<・・・<λ1_Nである)、第1発光素子群の設定ドミナント波長をλ1_PDとしたとき、
λ1_1<λ1_PD<λ1_N
を満足することを特徴とする請求項5に記載の面状光源装置。 - 第1発光素子群の設定色度座標を(x1_PD,y1_PD)、第2発光素子群の設定色度座標を(x2_PD,y2_PD)、第3発光素子群の設定色度座標を(x3_PD,y3_PD)とし、N個の第1発光素子の色度座標を(x1_n,y1_n)としたとき、少なくとも1つの第1発光素子の色度座標(x1_k,y1_k)[但し、kは1乃至Nのいずれかの整数]は、設定色度座標(x1_PD,y1_PD)、設定色度座標(x2_PD,y2_PD)及び設定色度座標(x3_PD,y3_PD)によって構成される色域内に含まれないことを特徴とする請求項6に記載の面状光源装置。
- {(x1_k−x2_PD)2+(y1_k−y2_PD)2}1/2
+{(x1_k−x3_PD)2+(y1_k−y3_PD)2}1/2
>{(x1_PD−x2_PD)2+(y1_PD−y2_PD)2}1/2
+{(x1_PD−x3_PD)2+(y1_PD−y3_PD)2}1/2
を満足することを特徴とする請求項7に記載の面状光源装置。 - N個の第1発光素子のそれぞれの発光状態の制御は、N個の第1発光素子のそれぞれを流れる電流値の制御によって行われることを特徴とする請求項5に記載の面状光源装置。
- 2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
各面状光源ユニットにおいて、第1発光素子群の色度座標を(x1_0,y1_0)、第2発光素子群の色度座標を(x2_0,y2_0)、第3発光素子群の色度座標を(x3_0,y3_0)としたとき、色度座標(x1_0,y1_0)、色度座標(x2_0,y2_0)及び色度座標(x3_0,y3_0)によって構成される色域は、P×Q個の面状光源ユニットにおいて略一致していることを特徴とする面状光源装置。 - (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、並びに、
(b)該液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、該液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
該N個の第1発光素子のそれぞれのドミナント波長をλ1_n(但し、n=1,2・・・Nであり、λ1_1<λ1_2<・・・<λ1_Nである)、第1発光素子群の設定ドミナント波長をλ1_PDとしたとき、
λ1_1<λ1_PD<λ1_N
を満足することを特徴とする液晶表示装置組立体。 - (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、並びに、
(b)該液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、該液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
第1発光素子群を構成する該N個の第1発光素子のそれぞれの発光状態を制御することで、該N個の第1発光素子から構成された第1発光素子群の発光状態を所定の発光状態とすることを特徴とする液晶表示装置組立体。 - (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、並びに、
(b)該液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応し、発光状態が個別に制御されるP×Q個の面状光源ユニットから成り、該液晶表示装置を、背面から、白色光にて照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットを構成する光源は、第1の発光色を発光する第1発光素子から構成された第1発光素子群、第1の発光色とは異なる第2の発光色を発光する第2発光素子から構成された第2発光素子群、並びに、第1の発光色及び第2の発光色とは異なる第3の発光色を発光する第3発光素子から構成された第3発光素子群を備えており、
少なくとも第1発光素子群は、N個(但し、Nは2以上の整数)の第1発光素子から構成されており、
各面状光源ユニットにおいて、第1発光素子群の色度座標を(x1_0,y1_0)、第2発光素子群の色度座標を(x2_0,y2_0)、第3発光素子群の色度座標を(x3_0,y3_0)としたとき、色度座標(x1_0,y1_0)、色度座標(x2_0,y2_0)及び色度座標(x3_0,y3_0)によって構成される色域は、P×Q個の面状光源ユニットにおいて略一致していることを特徴とする液晶表示装置組立体。
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