JP2009151024A - 表示装置及び色味補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストをかけずにバックライトの色味のずれを抑制できる表示装置及びそのような表示装置に用いられるバックライトの色味補正方法を提供すること。
【解決手段】表示パネル１０の各表示画素が黒表示とされた後（ステップＳ１）、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃが順次点灯され、各ＬＥＤの点灯毎に各ＬＥＤから照射される輝度が検出されて、それぞれのＬＥＤから照射される光の輝度を示す信号が電流比較回路４４において保持される（ステップＳ２〜Ｓ９）。各ＬＥＤから照射される光の輝度を示す信号が保持された後、それぞれのＬＥＤからの光の輝度値に基づいて各ＬＥＤへ供給する電流の大きさが補正される（ステップＳ１０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、バックライトを光源として用いる表示装置及びそのような表示装置におけるバックライトの色味補正方法に関する。

液晶表示装置のような非発光型の表示装置は、表示画素がマトリックス状に配列された表示パネルに外部から光を照射することによって表示を行っている。この外部からの光の照射方法としては表示装置の周囲の外光を利用する方法と、表示パネルの背面に光源（バックライト）を配し、バックライトによって表示パネルを照明する方法とがある。一般に、前者の表示装置は反射型の表示装置と呼ばれ、後者の表示装置は透過型の表示装置と呼ばれている。

例えば、液晶表示装置に用いられるバックライト装置の設置方式としては、直下型方式やサイドライト方式が一般的である。直下型方式は、液晶パネルの背面に光源としての陰極線管等を設置する方式である。一方、サイドライト方式は、液晶パネルの側面に陰極線管や擬似白色発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を設置し、この側方に設置された光源からの光を導光板や拡散板等を用いて拡散させて液晶パネルの背面から光を照射する方式である。

特に、携帯電話機や情報端末装置（ＰＤＡ）等の携帯機器においては、表示装置の薄型化及び小型化の傾向が強まり、擬似白色ＬＥＤを用いたサイドライト方式が主流になっている。

擬似白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤからの青色光をイエローグリーンの光を発する蛍光体に照射し、該青色ＬＥＤからの光と蛍光体からの光とを混色させて擬似的な白色光を得るものと、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤからの光を混色させて擬似的な白色光を得るものとに大別される。青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて用いる擬似白色ＬＥＤは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤを用いるものに比べて鮮やかな表示色が得られないため、近年では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤを用いるものを表示装置用のバックライト装置として適用することが考えられている。
特開２００７−２６９１６号公報

ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤを用いる場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤの初期の輝度ばらつきや、寿命による輝度ばらつきによってバックライトからの白色光の色味（例えばホワイトバランス）が所望の色味からずれてしまう場合がありうる。このような経年劣化等による色味のずれを防止するために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤの色味を検出し、各色のＬＥＤに供給する電流量を個別に制御する方法が考えられる。

Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤの色味を検出するためには、例えばカラーセンサと呼ばれるセンサを用いることが考えられる。しかしながら、カラーセンサは高価であり、安価な一般民生品に組み込むことは困難である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、コストをかけずにバックライトの色味のずれを抑制できる表示装置及びそのような表示装置に用いられるバックライトの色味補正方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の表示装置は、複数の表示画素がマトリクス状に配された表示パネルと、前記各表示画素において階調表示を行うための電圧を印加する表示制御部と、前記各表示画素に混色光を照射するための複数の異なる色の光を照射する複数の発光ダイオードを有するバックライトと、前記複数の発光ダイオードを順次点灯させるように制御するタイミング制御部と、前記複数の発光ダイオードが点灯する毎に、該点灯した発光ダイオードから照射される光の輝度を検出する輝度検出部と、前記検出した各発光ダイオードの輝度に基づいて前記各発光ダイオードから照射される光の輝度を補正する補正部とを具備し、前記表示制御部は、前記輝度検出部が各発光ダイオードの輝度を検出する際には、前記各表示画素に、黒レベルの階調に対応した電圧を印加することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の色味補正方法は、非発光型の表示装置の光源として用いられるバックライトから照射される白色光の色味を補正する色味補正方法であって、前記表示装置が有する表示パネルの各表示画素を黒表示とし、前記白色光を照射するための複数の異なる色の光を照射する複数の発光ダイオードを順次点灯させ、前記複数の発光ダイオードを点灯させる毎に、該点灯した発光ダイオードの輝度を検出し、前記検出した各発光ダイオードの輝度に基づいて前記各発光ダイオードから照射される光の輝度を補正することを特徴とする。

本発明によれば、コストをかけずにバックライトの色味のずれを抑制できる表示装置及びそのような表示装置に用いられるバックライトの色味補正方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の一例としての液晶表示装置の全体構成を示す図である。図１に示す表示装置は、表示パネル１０と、ＬＣＤ制御部２０と、バックライト３０と、バックライト制御部４０とを有している。

表示パネル１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と液晶層等からなる表示画素がマトリクス状に配されて構成されている。各表示画素は、ＬＣＤ制御部２０からの電圧印加を受けて光の透過率を変化させる特性を有し、バックライト３０から照射される光を透過させることで階調表示を行う。ＬＣＤ制御部２０は、外部から入力される表示データに基づいて表示パネル１０の各表示画素に対して電圧印加を行う。

バックライト３０は、表示パネル１０の背面側に配置され、表示パネル１０の背面側から白色光を照射する。バックライト制御部４０は、バックライト３０の動作を制御する。

図２は、バックライト３０の構成を示す図である。図２に示すように、バックライト３０は、光源としての白色ＬＥＤ３１と、導光板３２と、反射板３３と、フォトセンサ３４とを有している。

白色ＬＥＤ３１は、導光板３２の側面に設置され、バックライト制御部４０からの電流供給を受けて発光する。ここで、白色ＬＥＤ３１は、バックライト制御部４０からの電流供給を受けて赤色（Ｒ）の光を発するＲ ＬＥＤ３１ａと、バックライト制御部４０からの電流供給を受けて緑色（Ｇ）の光を発するＧ ＬＥＤ３１ｂと、バックライト制御部４０からの電流供給を受けて青色（Ｂ）の光を発するＢ ＬＥＤ３１ｃとを有し、これら各ＬＥＤからの光を混色させることで擬似的な白色光を生成するようになされている。

導光板３２は、白色ＬＥＤ３１によって生成される白色光を表示パネル１０の側に光路変更するとともに、この光路変更した白色光を表示パネル１０の表示面に対して均一輝度となるように拡散させる。反射板３３は、白色ＬＥＤ３１によって生成され、導光板３２に入射しなかった白色光を導光板３２の方向に反射させる。

フォトセンサ３４は、導光板３２の、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃが設置される面と対向する面に設置され、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃの発光光の色味補正の際に、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤからの光を個別に検出する。フォトセンサ３４は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の入射光の輝度に応じた電流を出力する素子から構成されている。

ここで、白色ＬＥＤ３１及びフォトセンサ３４を導光板３２の側面に配置することにより、バックライト３０の厚さを薄くすることが可能である。また、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤからの光を直接光で検出することが可能である。

図３は、バックライト制御部４０の内部の構成を示した図である。図３に示すように、バックライト制御部４０は、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａと、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂと、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃと、タイミング制御回路４２と、信号増幅回路４３と、電流比較回路４４とを有している。

Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａは、タイミング制御回路４２からのタイミング制御信号に従って、Ｒ ＬＥＤ３１ａを発光させるための電流をＲ ＬＥＤ３１ａに供給する。Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂは、タイミング制御回路４２からのタイミング制御信号に従って動作し、Ｇ ＬＥＤ３１ｂを発光させるための電流をＧ ＬＥＤ３１ｂに供給する。Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃは、タイミング制御回路４２からのタイミング制御信号に従って動作し、Ｂ ＬＥＤ３１ｃを発光させるための電流をＢ ＬＥＤ３１ｃに供給する。

タイミング制御回路４２は、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａ、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂ、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃ、及びフォトセンサ３４の動作タイミングを決定するためのタイミング信号を出力する。タイミング信号は、例えばハイレベルのときに各ＬＥＤ電流制御回路及びフォトセンサ３４を動作状態とし、ローレベルのときに各ＬＥＤ電流制御回路及びフォトセンサ３４を非動作状態とする。

ここで、本実施形態においては、液晶表示装置として通常の動作をさせる場合には、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａと、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂと、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃとを同一タイミングで動作させる。一方、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃの発光光の色味補正の際には、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａと、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂと、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃとをそれぞれ異なるタイミングで動作させる。

信号増幅回路４３は、フォトセンサ３４から入力されるＲ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃのそれぞれの発光光の輝度を示す信号を増幅して電流比較回路４４に出力する。

電流比較回路４４は、信号増幅回路４３から入力されるＲ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃのそれぞれの発光光の輝度を示す信号に基づいて、Ｒ ＬＥＤ３１ａ、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ、Ｂ ＬＥＤ３１ｃからの光を混合した結果として適正な白色が得られるように、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａ、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂ、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃが出力する電流の大きさを補正する。

以下、本実施形態におけるバックライト３０の白色光の色味補正方法について説明する。図４は、色味補正の処理の流れについて示すフローチャートである。図４の処理は、液晶表示装置の電源投入時やスタンバイ状態からの復帰時、電源遮断時等に行われる。

色味補正の際に、まず、ＬＣＤ制御部２０は、表示パネル１０の各表示画素が黒表示となるように電圧印加を行う（ステップＳ１）。即ち、ＬＣＤ制御部２０は、表示パネル１０の各表示画素に黒レベルに対応した電圧を印加して各表示画素を黒表示させる。このように表示パネル１０の各表示画素を黒表示とすることにより、各表示画素を介した表示パネル１０からバックライト３０への外光の入射を防止してＬＣＤの色味の補正を正確に行うことが可能である。

表示パネル１０の各表示画素を黒表示とした後、タイミング制御回路４２は、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａが動作状態、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂ及びＢ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃが非動作状態となるようにタイミング制御信号を設定する。これにより、Ｒ ＬＥＤ３１ａを点灯状態、Ｇ ＬＥＤ３１ｂ及びＢ ＬＥＤ３１ｃを消灯状態とする（ステップＳ２）。

Ｒ ＬＥＤ３１ａが点灯状態となると、Ｒ ＬＥＤ３１ａからの赤色光はフォトセンサ３４において受光される。フォトセンサ３４は、Ｒ ＬＥＤ３１ａからの赤色光の輝度に応じた信号（Ｒ輝度信号）を信号増幅回路４３に出力する。信号増幅回路４３は、フォトセンサ３４からのＲ輝度信号を所定の増幅率で増幅して電流比較回路４４に入力する。電流比較回路４４は、信号増幅回路４３から入力されたＲ輝度信号を保持する（ステップＳ３）。

Ｒ輝度信号の保持が終了した後、タイミング制御回路４２は、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａが非動作状態となるようにタイミング制御信号を設定する。これを受けてＲ ＬＥＤ電流制御回路４１ａは、Ｒ ＬＥＤ３１ａへの電流供給を終了し、Ｒ ＬＥＤ３１ａを消灯させる（ステップＳ４）。

Ｒ ＬＥＤ３１ａを消灯させた後、タイミング制御回路４２は、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂが動作状態、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａ及びＢ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃが非動作状態となるようにタイミング制御信号を設定する。これにより、Ｇ ＬＥＤ３１ｂを点灯状態、Ｒ ＬＥＤ３１ａ及びＢ ＬＥＤ３１ｃを消灯状態とする（ステップＳ５）。

Ｇ ＬＥＤ３１ｂが点灯状態となると、Ｇ ＬＥＤ３１ｂからの緑色光はフォトセンサ３４において受光される。フォトセンサ３４は、Ｇ ＬＥＤ３１ｂからの緑色光の輝度に応じた信号（Ｇ輝度信号）を信号増幅回路４３に出力する。信号増幅回路４３は、フォトセンサ３４からのＧ輝度信号をＲ輝度信号と同一の所定の増幅率で増幅して電流比較回路４４に入力する。電流比較回路４４は、信号増幅回路４３から入力されたＧ輝度信号を保持する（ステップＳ６）。

Ｇ輝度信号の保持が終了した後、タイミング制御回路４２は、Ｇ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂが非動作状態となるようにタイミング制御信号を設定する。これを受けてＧ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂは、Ｇ ＬＥＤ３１ｂへの電流供給を終了し、Ｇ ＬＥＤ３１ｂを消灯させる（ステップＳ７）。

Ｇ ＬＥＤ３１ｂを消灯させた後、タイミング制御回路４２は、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃが動作状態、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａ及びＧ ＬＥＤ電流制御回路４１ｂが非動作状態となるようにタイミング制御信号を設定する。これにより、Ｂ ＬＥＤ３１ｃを点灯状態、Ｒ ＬＥＤ３１ａ及びＧ ＬＥＤ３１ｂを消灯状態とする（ステップＳ８）。

Ｂ ＬＥＤ３１ｃが点灯状態となると、Ｂ ＬＥＤ３１ｃからの青色光はフォトセンサ３４において受光される。フォトセンサ３４は、Ｂ ＬＥＤ３１ｃからの青色光の輝度に応じた信号（Ｂ輝度信号）を信号増幅回路４３に出力する。信号増幅回路４３は、フォトセンサ３４からのＢ輝度信号をＲ、Ｇ輝度信号と同一の所定の増幅率で増幅して電流比較回路４４に入力する。電流比較回路４４は、信号増幅回路４３から入力されたＢ輝度信号を保持する（ステップＳ９）。

Ｂ輝度信号の保持が終了した後、電流比較回路４４は、Ｒ輝度信号によって示される輝度値と、Ｇ輝度信号によって示される輝度値と、Ｂ輝度信号によって示される輝度値をそれぞれ予め定められた適正な白色におけるＲ，Ｇ，Ｂの輝度値と比較する。この比較の結果から、電流比較回路４４は、予め定められた適正な白色が得られるように各ＬＥＤ電流制御回路を制御する（ステップＳ１０）。具体的には、予め定められた適正な白色の輝度値に対し、最も低い輝度値を示した色のＬＥＤを基準とし、適正な白色が得られるような所定の掛け率を掛けた輝度値で他の２つのＬＥＤが点灯するようにＬＥＤ電流制御回路の出力電流を補正する。例えば、Ｇの輝度値が最も低い場合には、Ｒ ＬＥＤ電流制御回路４１ａの出力電流をＲ/Ｇ倍し、Ｂ ＬＥＤ電流制御回路４１ｃの出力電流をＢ/Ｇ倍する。

ステップＳ１０の色味補正の終了後、タイミング制御回路４２は、各ＬＥＤ電流制御回路が動作状態となるようにタイミング制御信号を設定し、各ＬＥＤを点灯させる。これにより、通常の表示動作に移行する。つまり、例えば外部から入力される表示データに基づいて表示パネル１０の各表示画素に対して電圧印加を行うといった表示動作に移行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、高価なカラーセンサを用いずにフォトダイオード等の安価なフォトセンサによって、白色ＬＥＤを構成するＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤの輝度を検出することが可能である。これにより、バックライトからの白色光の色味を適切に補正することが可能である。また、色味の補正に先立って表示パネルの各表示画素を黒表示とすることにより、補正の際に、外光の影響を除去してより正確な色味の補正を行うことが可能である。また、ユーザにとっては、各ＬＥＤを順次点灯していくことによる不自然な表示を見ることがないという効果もある。

上述の実施形態では、各表示画素に照射される白色光の色味（例えばホワイトバランス）が適正となるように各ＬＥＤから照射される光の輝度を調整する場合について説明したが、各表示画素に照射される光は白色光に限定されるものではなく、各表示画素に照射される光が、それぞれが異なる色を発光する複数の光源からの混色光であれば適宜本発明を適用することが可能である。各表示画素に照射される混色光の色味が適正となるように各ＬＥＤから照射される光の輝度を調整することができる。また、光源には、陰極線管などＬＥＤ以外の発光光源を使用してもよい。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る表示装置の一例としての液晶表示装置の全体構成を示す図である。 バックライトの構成を示す図である。 バックライト制御部の内部の構成を示した図である。 色味補正の処理の流れについて示すフローチャートである。

符号の説明

１０…表示パネル、２０…ＬＣＤ制御部、３０…バックライト、３１…白色ＬＥＤ、３１ａ…Ｒ ＬＥＤ、３１ｂ…Ｇ ＬＥＤ、３１ｃ…Ｂ ＬＥＤ、３２…導光板、３３…反射板、３４…フォトセンサ、４０…バックライト制御部、４１ａ…Ｒ ＬＥＤ電流制御回路、４１ｂ…Ｇ ＬＥＤ電流制御回路、４１ｃ…Ｂ ＬＥＤ電流制御回路、４２…タイミング制御回路、４３…信号増幅回路、４４…電流比較回路

Claims (5)

1. 複数の表示画素がマトリクス状に配された表示パネルと、
   前記各表示画素において階調表示を行うための電圧を印加する表示制御部と、
   前記各表示画素に混色光を照射するための複数の異なる色の光を照射する複数の発光ダイオードを有するバックライトと、
   前記複数の発光ダイオードを順次点灯させるように制御するタイミング制御部と、
   前記複数の発光ダイオードが点灯する毎に、該点灯した発光ダイオードから照射される光の輝度を検出する輝度検出部と、
   前記検出した各発光ダイオードの輝度に基づいて前記各発光ダイオードから照射される光の輝度を補正する補正部と、
   を具備し、
   前記表示制御部は、前記輝度検出部が各発光ダイオードの輝度を検出する際には、前記各表示画素に、黒レベルの階調に対応した電圧を印加することを特徴とする表示装置。
2. 前記混色光が白色光であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記補正部は、前記白色光のホワイトバランスを調整することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記複数の発光ダイオードと前記輝度検出部とは互いに対向して配置されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の表示装置。
5. 非発光型の表示装置の光源として用いられるバックライトから照射される混色光の色味を補正する色味補正方法であって、
   前記表示装置が有する表示パネルの各表示画素を黒表示とし、
   前記混色光を照射するための複数の異なる色の光を照射する複数の発光ダイオードを順次点灯させ、
   前記複数の発光ダイオードを点灯させる毎に、該点灯した発光ダイオードの輝度を検出し、
   前記検出した各発光ダイオードの輝度に基づいて前記各発光ダイオードから照射される光の輝度を補正する、
   ことを特徴とする色味補正方法。

Images