JP2009156956A

JP2009156956A - 液晶表示装置、テレビジョン装置、及び液晶表示装置の制御方法

Info

Publication number: JP2009156956A
Application number: JP2007332598A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nagai; 賢一永井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16
Also published as: US20090160754A1; CN101471056A

Abstract

【課題】ＬＣＤパネルを照明する蛍光管の残光特性が原因で生じるホワイトバランスを補正する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、複数の画素を有するカラーのＬＣＤパネル９と、ＬＣＤパネル９の各画素をＲＧＢ信号に基づき駆動するＬＣＤドライバ８と、ＬＣＤパネル９を照明するバックライト５ａと、バックライト５ａによる照明の明るさを調節する調光部５ｂと、調光部５ｂにより調節された照明の明るさに応じて、ＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御する利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置、及びこれを備えたテレビジョン装置、並びに液晶表示装置の制御方法に関する。

ＲＧＢの光を順次発光させるバックライトとしてのＬＥＤと、高速で書き換え可能な液晶パネルとを組み合わせてカラー表示を行う、いわゆるフィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、上記文献の液晶表示装置は、電力の利用効率を高めるために、ＲＧＢの各光源の発光効率の優劣に応じて各光源の発光期間を相違させる一方で、この発光期間の制御でホワイトバランスがくずれないようにするために、光源ごとに発光時の輝度を調整する機能を備えている。
特開２００３−４４０１６号公報

しかしながら、バックライトとして単色（白色）光を発光する蛍光管を適用すると共にパルス波形のデューティ比を変えて蛍光管の点灯、消灯の時間間隔を制御して調光を行う仕様の液晶表示装置では、次のような課題を抱えている。

すなわち、この液晶表示装置の場合、蛍光管に塗布されたＲＧＢごとの各蛍光体の残光特性の違いにより、上記調光による明るさの変化と同時にバックライトの色度（ホワイトバランス）も変わってしまうという不具合を生じる。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液晶パネルに対する照明の明るさの違いによって生じ得る色度の変化を抑制することが可能な液晶表示装置、テレビジョン装置、及び液晶表示装置の制御方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの各画素をＲＧＢ信号に基づき駆動する駆動部と、前記液晶パネルを照明する照明部と、前記照明部による照明の明るさを調節する調光部と、前記調光部により調節された照明の明るさに応じて、前記ＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御する利得制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明では、液晶パネルに対する照明の色度（照明のホワイトバランス）が、明るさの設定の違いで変わってしまうような装置構成であっても、色度の変化をなくすように、液晶パネルの各画素を駆動するＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御することで、照明の光が液晶パネルを透過する際に色度の変化を補正することが可能となる。つまり例えば、蛍光管の周期的な点灯期間と消灯期間とを配分して調光を行う仕様の装置であっても、各蛍光体のＲＧＢごとの残光特性の違いに対応させるようにＲＧＢ信号の利得を制御することで、ホワイトバランスを調整することができる。また、本発明では、このような液晶表示装置を搭載したテレビジョン装置を構成することもできる。

さらに、本発明の液晶表示装置の制御方法は、液晶パネルを照明部が照明するための明るさの設定を調光部が調節するステップと、前記調節された明るさの設定に応じて、ゲイン制御部がＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御するステップと、前記調節された明るさの設定で前記照明部が前記液晶パネルを照明すると共に、前記利得を制御されたＲＧＢ信号に基づき前記液晶パネルの各画素を駆動するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、液晶パネルに対する照明の明るさの違いによって生じ得る色度の変化を抑制することが可能な液晶表示装置、テレビジョン装置、及び液晶表示装置の制御方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１の構成を示す機能ブロック図であり、図２は、図１の液晶表示装置１が内蔵するバックライト５ａの明るさの調整方法を説明するための図である。また、図３は、バックライト（蛍光管）５ａに塗布された蛍光体の残光特性を示す図であり、図４は、バックライト５ａの明るさとバックライト５ａの発光色との対応関係を示す図である。さらに、図５は、バックライト５ａの明るさと調整すべきＲＧＢ信号の利得（ゲイン）との対応関係を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、映像処理回路２、利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、ＬＣＤドライバ８、ＬＣＤパネル９、バックライトモジュール５、マイクロコンピュータ３を主に備える。映像処理回路２は、所定形式の映像データを外部から入力し、色ごと（赤、青、緑の光の三原色ごと）に輝度情報を持つＲＧＢ信号を映像信号として出力する。

後に詳述する利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、マイクロコンピュータ３（内のＲＧＢバランス制御部１５）により色ごとに設定された利得で、映像処理回路２側から入力されたＲＧＢ信号を増幅してＬＣＤドライバ８側に出力する。ＬＣＤドライバ８は、ソースドライバ及びゲートドライバで構成されており、利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ側から入力されたＲＧＢ信号に基づきＬＣＤパネル９（の各画素）を駆動する。

ＬＣＤパネル９は、複数の画素を有する透過型のカラー液晶パネルであって、例えば、偏光板が配されたガラス板の間に透明電極や配向膜を介して液晶が封入されている。その液晶の配列される向き（偏向角）は、マトリックス状に配置された透明電極に印加する電圧により調整される。なお、マトリックス状の透明電極は、ＬＣＤパネル９の複数の画素領域に対応するように配置されており、ＬＣＤパネル９における透明電極に印加する電圧を調整することによって、液晶の偏向角を調整する。

バックライトモジュール５は、バックライト５ａ及び調光部５ｂ、並びにこの調光部５ｂを介してバックライト５ａを点灯させるための電力を供給する電源部（不図示）などを備える。ＬＣＤパネル９を照明する照明部としてのバックライト５ａには、製品寿命が長く消費電流の小さい蛍光管である冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が適用されている。

調光部５ｂは、バックライト５ａによる照明の明るさを調節するものであって、図２に示すように、バックライト５ａによる照明を周期的に点灯（ＯＮ）及び消灯（ＯＦＦ）させ、かつこの点灯期間と消灯期間との配分を制御して（パルス波形のデューティ比を変えて）調光を行う。つまり、調光部５ｂは、図２に示すように、バックライト５ａの連続的点灯でバックライト５ａの明るさを最大に調節する。また、調光部５ｂは、パルス波形のデューティ比を比較的大きく設定することで、バックライト５ａを中間の明るさに調節し、さらに、デューティ比を比較的小さく設定することで、バックライト５ａを弱めの明るさに調節する。

マイクロコンピュータ３は、調光指示部１０、ゲイン換算テーブル１２、ＲＧＢバランス制御部１５を備える。調光指示部１０は、例えばユーザからの外部入力操作や外部機器の低消費電力モードへの移行などに伴う明るさ設定情報を入力し、これを基にバックライト５ａの調光を調光部５ｂに行わせるための調光信号を上記調光部５ｂに出力する。また、調光指示部１０は、この際同時にバックライト５ａの明るさ設定（調節）情報を持つ調光信号をＲＧＢバランス制御部１５に出力する。

ゲイン換算テーブル１２は、バックライト５ａの明るさ設定情報（明るさの設定値）と、利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂを通じてＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御するための利得の設定値とを一対一で対応付けて記憶している。ＲＧＢバランス制御部１５は、調光指示部１０から上記調光信号を受信した場合に、ゲイン換算テーブル１２を参照し、受信した上記調光信号が持つ明るさの設定値に対応する利得の設定値をＲＧＢ信号の色ごとに求め、この求められた３種類の利得の設定値を利得制御信号として利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ側にそれぞれ出力する。すなわち、利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、主に上記ＲＧＢバランス制御部１５と協働し、調光部５ｂで調節されたバックライト５ａ（照明）の明るさに応じて、ＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御する。

ここで、本実施形態の液晶表示装置１では、バックライト５ａとして蛍光管（冷陰極管）を適用し、しかもこの蛍光管の周期的な点灯期間と消灯期間とを配分して調光を行う仕様なので、図３に示すように、バックライト５ａに塗布された赤色発光用の蛍光体Ｆ_R、緑色発光用の蛍光体Ｆ_G、青色発光用の蛍光体Ｆ_Bそれぞれの残光特性の違いが原因となって、照明の明るさの変化に伴いバックライトの色度（ホワイトバランス）も変わってしまうという不具合が生じる。

詳述すると、図３の例では、緑色発光用の蛍光体Ｆ_Gの残光が残り易い傾向にあり、バックライト５ａの発光色は、緑色が強調されることになる。また、このような傾向は、図４に示すように、明るさを暗く設定した場合に、より顕著に表れ、バックライト５ａの発光色の色温度を大きく変化させてしまうことになる。

そこで、本実施形態の液晶表示装置１では、明るさを暗く設定した場合でも、色度（及び色温度）の変化が少なくなるように、上述したゲイン換算テーブル１２、ＲＧＢバランス制御部１５及び利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂを通じて、ＬＣＤパネル９の各画素を駆動するＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御することで、照明の光が液晶パネルを透過する際に色度の変化を補正することが可能となる。

つまり、上述したゲイン換算テーブル１２は、図５に示すように、バックライト５ａの明るさの設定値と、利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂを通じてＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御するための利得の設定値（ＲＧＢの各利得調整値Ｃ_R、Ｃ_G、Ｃ_B）と、を一対一で対応付けて記憶している。具体的には、図３に示すように、残光が残り易い例えば緑色については、図５に示すように、ゲインを例えば比較的大きく下げ、一方、残光が比較的残り難い赤色については、ゲインを小さめに下げるといったように、ゲイン調整の比率を色ごとに変えて、ホワイトバラスンを補正する。なお、このような利得調整値Ｃ_R、Ｃ_G、Ｃ_Bは、例えば、バックライト５ａの種別単位で、色（三原色）ごとの残光特性を予め測定などにより求めておき、液晶表示装置１の製造時などにマイクロコンピュータ３の記憶部内にゲイン換算テーブル１２として格納されることになる。

次に、このように構成された液晶表示装置１によるバックライト５ａの調光時の処理を図６に示すフローチャートに基づき説明する。
図６に示すように、例えばユーザからの外部入力操作などによって、バックライト５ａの明るさ設定要求が生じ（Ｓ１）、これに伴い明るさ設定情報が調光指示部１０に入力されると、入力された情報を基に調光指示部１０は、調光信号を調光部５ｂに出力してバックライト５ａの明るさを設定（調節）する（Ｓ２）。この際、調光指示部１０は、この調光信号をＲＧＢバランス制御部１５にも出力する。この調光信号を受信したＲＧＢバランス制御部１５は、ゲイン換算テーブル１２を参照しつつ、当該調光信号が持つ明るさの設定値に対応する利得の設定値（図５に示す利得調整値Ｃ_R、Ｃ_G、Ｃ_B）を求め、これら３種類の利得の設定値を利得制御信号として利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ側にそれぞれ出力する。

この利得制御信号を受信した利得制御部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、ＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御する（Ｓ３）。これにより、上記調節された明るさの設定でバックライト５ａがＬＣＤパネル９を照明すると共に、利得を色ごとに制御されたＲＧＢ信号に基づきＬＣＤドライバ８は、ＬＣＤパネル９の各画素を駆動して映像を表示させる（Ｓ４）。

既述したように、本実施形態に係る液晶表示装置１によれば、バックライト５ａに塗布された赤色発光用の蛍光体Ｆ_R、緑色発光用の蛍光体Ｆ_G、青色発光用の蛍光体Ｆ_Bごとの残光特性の違いに対応させるように、ＲＧＢ信号の利得を制御することで、バックライト５ａの光がＬＣＤパネル９を透過する際に色度（照明のホワイトバランス）を補正することが可能となる。

［他の実施の形態］
次に、本発明の他の実施の形態を図７に基づき説明する。ここで、図７は、他の実施形態に係るテレビジョン装置（デジタルテレビジョン装置）５０の構成を示す機能ブロック図である。

すなわち、このテレビジョン装置５０は、図７に示すように、いわゆる液晶テレビであって、上記実施形態で説明した液晶表示装置１、チューナ部５１、逆多重化部５２、再生処理部５３、バス６１、映像復号部５４、音声復号部５５、音声データ処理部５７、例えばステレオ対応のスピーカ５９、映像データ処理部５６、映像出力・音声出力設定部５８、リモコン（リモートコントローラ）６４、リモコンインタフェース部６３、及び各部を統括的に制御するコントローラ６２を備える。

リモコンインタフェース部６３は、ユーザが入力操作を行う電源ボタンやチャンネル切替ボタンなどを有するリモコン６４とのインタフェース部である。チューナ部５１は、アンテナ６０を介して受信される例えば地上デジタル放送などの放送波から所望の放送波（放送局）を選局する。

逆多重化部５２は、放送波に多重化された音声信号、映像信号をそれぞれ分離して音声復号部５５、映像復号部５４へそれぞれ出力する。再生処理部５３は、音声復号部５５及び映像復号部５４を制御し、逆多重化部５２にて分離されたコンテンツを再生（デコード）する。具体的には、音声復号部５５は、逆多重化部５２で分離された音声信号を復号し復号したデジタル音声信号を音声データ処理部５７へ出力する。映像復号部５４は、逆多重化部５２で分離された映像信号を復号し復号したデジタル映像信号を映像データ処理部５６へ出力する。

音声データ処理部５７及び映像データ処理部５６は、復号されたデジタル音声信号及びデジタル映像信号に対し、所定の音声処理や画像処理を行う。音声データ処理部５７及び映像データ処理部５６の後段には、スピーカ５９、液晶表示装置１がそれぞれ接続されている。

映像出力・音声出力設定部５８は、映像データ処理部５６により調整可能な明るさ、コントラストなどの映像出力に関する設定、及び音声データ処理部５７により調整可能なバランスや低/高音などの音声出力に関する設定を行うことが可能となっている。

ここで、例えば、ユーザによるリモコン６４の操作により、リモコンインタフェース部６３、映像出力・音声出力設定部５８、及び映像データ処理部５６を介して、液晶表示装置１の明るさの設定が行われた場合には、図１に示したマイクロコンピュータ３内の調光指示部１０に明るさ設定情報が入力され、これに伴い、上記実施形態と同様に、ＲＧＢ信号の利得が色ごとに制御され、これにより、バックライト５ａの発光色のホワイトバランスが補正される。

以上、本発明を上記の実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記他の実施形態では、図１の液晶表示装置１をテレビジョン装置に搭載した態様を例示したが、図１に示す液晶表示装置１を携帯電話やＰＣなどに搭載したかたちの電子機器を本発明として適用してもよい。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す機能ブロック図。図１の液晶表示装置が内蔵するバックライトの明るさの調整方法を説明するための図。図１の液晶表示装置が内蔵するバックライトに塗布された蛍光体の残光特性を示す図。図１の液晶表示装置が備えたバックライトの明るさとこのバックライトの発光色との対応関係を示す図。図１の液晶表示装置が備えたバックライトの明るさと調整すべきＲＧＢ信号の利得との対応関係を示す図。図１に示す液晶表示装置が備えたバックライトの調光時の処理を示すフローチャート。図１に示す液晶表示装置を搭載した本発明の他の実施形態に係るテレビジョン装置を示す機能ブロック図。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…映像処理回路、３…マイクロコンピュータ、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…利得制御部、８…ＬＣＤドライバ、９…ＬＣＤパネル、１０…調光指示部、１２…利得換算テーブル、１５…ＲＧＢバランス制御部、５０…テレビジョン装置、５１…チューナ部。

Claims

複数の画素を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの各画素をＲＧＢ信号に基づき駆動する駆動部と、
前記液晶パネルを照明する照明部と、
前記照明部による照明の明るさを調節する調光部と、
前記調光部により調節された照明の明るさに応じて、前記ＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御する利得制御部と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
前記調光部は、前記照明部による照明を周期的に点灯及び消灯させ、かつこの点灯期間と消灯期間との配分を制御して調光を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記照明部は、光源として蛍光管を適用していることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
請求項１記載の液晶表示装置を搭載したことを特徴とするテレビジョン装置。
液晶パネルを照明部が照明するための明るさの設定を調光部が調節するステップと、
前記調節された明るさの設定に応じて、利得制御部がＲＧＢ信号の利得を色ごとに制御するステップと、
前記調節された明るさの設定で前記照明部が前記液晶パネルを照明すると共に、前記利得を制御されたＲＧＢ信号に基づき前記液晶パネルの各画素を駆動するステップと、
を有することを特徴とする液晶表示装置の制御方法。