JP2010169805A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な表示装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード（光源）と発光ダイオードからの光を拡散する拡散板６とを有するバックライト装置（バックライト部）と、バックライト装置からの照明光を用いて、情報を表示する液晶パネル（表示部）とを具備した液晶表示装置において、複数の表示エリアを液晶パネル（表示部）に設けるとともに、複数の表示エリアに対して、発光ダイオード（光源）の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアをバックライト装置（バックライト部）に設定する。拡散板６において、照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するウェルド（境界部分）を設ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、表示装置、特に液晶表示装置などの非発光型の表示装置に関する。

近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光するバックライト装置と、バックライト装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。

また、上記のような従来の液晶表示装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、液晶パネルの表示面を４８（＝６×８）個の画像表示領域に分割し、かつ、バックライト装置の発光面を１２（＝３×４）個の照明領域に分割することが提案されている。また、この従来の液晶表示装置では、各照明領域に対して独立に輝度を制御するとともに、画像信号の階調を照明輝度に応じた階調に変換し、かつ、変換された階調を周囲の照明領域の輝度情報に基づいて補正することも提案されている。そして、この従来の液晶表示装置では、表示面に表示される画像において、黒情報及び白情報が多く含まれる場合にバックライト装置から発光される平面状の照明光全体をそれぞれ比較的暗く及び明るくする既存の液晶表示装置に比べて、表示のダイナミックレンジを拡大し、表示面に表示される画像に大きな輝度傾斜がある場合でも、高品位の画像表示を行えるとされていた。

特許第３５２３１７０号公報

ところで、上記のような従来の液晶表示装置では、照明領域（照明エリア）に応じて、バックライト装置（バックライト部）の内部に隔壁を設けることにより、各照明領域を仕切っていた。そして、この従来の液晶表示装置では、隔壁により、照明領域からの光がその隣接する照明領域に出射されるのを抑制することができ、液晶表示装置での表示品位の低下を防止可能とされていた。

ところが、上記のような従来の液晶表示装置では、隔壁によって複数の各照明領域を仕切っていたので、液晶表示装置の部品点数が増加したり、バックライト装置の製造工数、ひいては液晶表示装置の製造工数が大幅に増加したりして、液晶表示装置のコストアップを招くという問題点を発生した。

さらに、従来の液晶表示装置では、照明領域での輝度の大きさ、あるいは隔壁の材質や厚さなどによっては、バックライト装置の発光面上に隔壁の影が現れることがあり、液晶表示装置での表示品位が低下するという問題点を生じることがあった。

上記の課題を鑑み、本発明は、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な表示装置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、本発明にかかる表示装置は、光源と前記光源からの光を拡散する拡散板とを有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部とを具備した表示装置であって、
前記表示部に設けられた複数の表示エリアと、
前記バックライト部に設定されるとともに、前記複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアと、
入力された画像信号を用いて、前記バックライト部及び前記表示部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記拡散板には、前記照明エリアからの光がその隣接する前記照明エリアに出射されるのを抑制する境界部分が設けられていることを特徴とするものである。

上記のように構成された表示装置では、上記拡散板に、上記照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制する境界部分が設けられている。これにより、上記従来例と異なり、表示装置の部品点数の増加及び表示装置の製造工数の大幅な増加を防止しつつ、照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制することができ、表示装置での表示品位の低下を防ぐことができる。しかも、隔壁を用いた上記従来例と異なり、当該隔壁の影に起因する表示品位の低下を生じることがない。この結果、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な表示装置を容易に構成することができる。

また、上記表示装置において、前記バックライト部では、前記複数の照明エリアがマトリクス状に設定されるとともに、前記照明エリア毎に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源が設けられ、
前記拡散板では、前記照明エリアに応じて、前記境界部分がマトリクス状に設けられていることが好ましい。

この場合、上記複数色の光源がマトリクス状に設定された複数の各照明エリアに設けられているので、表示装置ではフルカラー表示を容易に行うことができる。また、拡散板では、照明エリアに応じて、上記境界部分がマトリクス状に設けられているので、表示装置では、フルカラー表示での表示品位の低下を抑制することができる。

また、上記表示装置において、前記境界部分が、前記拡散板の発光面側及び入光面側の少なくとも一方側に設けられた溝によって構成されてもよい。

この場合、上記溝によって照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制することができる。

また、上記表示装置において、前記拡散板は、合成樹脂製の拡散板によって構成され、
前記境界部分が、前記拡散板の内部側に形成されたウェルドによって構成されてもよい。

この場合、上記ウェルドによって照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制することができる。

また、上記表示装置において、前記複数色の光源は、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードであることが好ましい。

この場合、各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光に含まれる赤色、緑色、青色の各色光の色純度を容易に高めることができ、優れた表示品位を有するカラー表示可能な表示装置を容易に構成することができる。

本発明によれば、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な表示装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図である。 図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。 図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。 図３に示したパネル制御部の構成例を示すブロック図である。 図３に示したバックライト制御部の構成例を示すブロック図である。 上記バックライト装置に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。 （ａ）は図１に示した拡散板の要部構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記拡散板の側面図である。 （ａ）は上記拡散板の動作例を説明する図であり、（ｂ）は上記拡散板上の輝度分布を説明する図であり、（ｃ）は比較例の拡散板の動作例を説明する図であり、（ｄ）は比較例の拡散板上の輝度分布を説明する図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置での拡散板の要部構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した拡散板の側面図である。 （ａ）は図９（ａ）に示した拡散板の動作例を説明する図であり、（ｂ）は図９（ａ）に示した拡散板上の輝度分布を説明する図である。

以下、本発明の表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、図２は図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図１及び図２において、本実施形態の液晶表示装置１では、バックライト部としてのバックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射されるとともに、情報を表示する表示部としての液晶パネル３とが設けられており、これらバックライト装置２と液晶パネル３とが透過型の液晶表示装置１として一体化されている。

バックライト装置２は、光源としての複数の発光ダイオード４と、複数の発光ダイオード４を収容した有底状の筐体５と、筐体５の開口部を塞ぐように当該筐体５に設置されるとともに、発光ダイオード４からの光を拡散する拡散板６とを備えており、拡散板６から液晶パネル３側に平面状の照明光を照射するようになっている。また、バックライト装置２では、図２に例示するように、液晶パネル３の表示面での横方向及び縦方向にそれぞれ平行に設けられる１０行及び１０列、合計１００個の発光ダイオード４が使用されている。

さらに、バックライト装置２では、拡散板６において、後述の照明エリアに応じて、境界部分としてのウェルドがマトリクス状に設けられており、照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するように構成されている（詳細は後述。）。

また、複数の各発光ダイオード４には、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを一体的に構成した、いわゆるスリーインワン（３ｉｎ１）タイプが使用されている。そして、バックライト装置２では、後に詳述するように、発光ダイオード４毎に設定された１００個の照明エリアが定められるとともに、これらの照明エリアに対応して上記表示面に設定された１００個の表示エリアに対し、対応する発光ダイオード４からの光をそれぞれ入射させるように構成されている。また、各照明エリアでは、上記３ｉｎ１の発光ダイオード４が用いられているので、各照明エリアでは、白色に混色可能な複数色の光源が使用されている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３と拡散板６との間に、例えば偏光シート７及びプリズム（集光）シート８が設置されており、これらの光学シートによって、バックライト装置２からの上記照明光の輝度上昇等が適宜行われて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３に含まれた後述の信号線（ソースライン）及び制御線（ゲートライン）がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）９を介在させて駆動制御回路１０に接続されている。そして、液晶表示装置１では、駆動制御回路１０が液晶パネル３に設けられた複数の画素に対し、画素単位の駆動制御を行うようになっている。また、図１に例示するように、駆動制御回路１０の近傍には、複数の発光ダイオード４を点灯駆動する点灯駆動回路１１が設置されている。この点灯駆動回路１１は、例えばＰＷＭ調光を用いて、各発光ダイオード４を点灯駆動するように構成されている。

次に、図３〜図５も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の要部構成について具体的に説明する。

図３は、図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。図４は図３に示したパネル制御部の構成例を示すブロック図であり、図５は図３に示したバックライト制御部の構成例を示すブロック図である。

図３において、制御部１３には、ＴＶ（受像機）あるいはＰＣなどの信号源（図示せず）を介して液晶表示装置１の外部から画像信号が入力されるようになっている。また、この制御部１３は、駆動制御回路１０（図１）に設けられたものであり、入力された画像信号を用いて、液晶パネル３の駆動制御を実質的に行うようになっている。さらに、制御部１３は、入力された画像信号を用いて、バックライト装置２の駆動制御も実質的に行うように構成されている。

具体的にいえば、制御部１３には、上記画像信号を用いて、液晶パネル３を画素単位に駆動制御する表示制御部としてのパネル制御部１４、画像信号を用いて、バックライト装置２の各発光ダイオード４の駆動制御を行うバックライト制御部１５、及び画像信号に含まれたフレーム単位の表示データを記憶可能に構成されたフレームメモリ１６が設けられている。パネル制御部１４及びバックライト制御部１５には、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が各々用いられており、これらパネル制御部１４及びバックライト制御部１５が、フレームメモリ１６に逐次格納される上記表示データに対して、所定の演算処理を高速に行えるようになっている。また、このように、パネル制御部１４及びバックライト制御部１５が設けられているので、本実施形態の液晶表示装置１では、これらパネル制御部１４及びバックライト制御部１５がそれぞれ液晶パネル（表示部）３及びバックライト装置（バックライト部）２を適切に駆動することが可能となり、高品位な表示を容易に行うことができるようになっている。

また、パネル制御部１４は、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８への各指示信号を出力するようになっている。さらに、パネル制御部１４では、バックライト制御部１５に設けられた後述のエリア輝度演算部から上記各照明エリアの輝度値が通知されるようになっており、ソースドライバ１７への指示信号は通知された各照明エリアの輝度値を反映した信号に補正された後、パネル制御部１４からソースドライバ１７に出力されるようになっている（詳細は後述。）。

ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８は、液晶パネル３に設けられた複数の画素Ｐを画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８には、複数の信号線Ｓ１〜ＳＭ（Ｍは、２以上の整数）及び複数の制御線Ｇ１〜ＧＮ（Ｎは、２以上の整数）がそれぞれ接続されている。これらの信号線Ｓ１〜ＳＭ及び制御線Ｇ１〜ＧＮは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素Ｐの領域が形成されている。また、この液晶パネル３には、カラーフィルタが設けられておらず、バックライト装置２において、照明エリア毎に設けられたＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが順次点灯駆動されることにより、各画素Ｐは、赤色、緑色、及び青色の画素として機能するようになっている。

また、各制御線Ｇ１〜ＧＮには、画素Ｐ毎に設けられるとともに、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を用いたスイッチング素子１９のゲートが接続されている。一方、各信号線Ｓ１〜ＳＭには、スイッチング素子１９のソースが接続されている。また、各スイッチング素子１９のドレインには、画素Ｐ毎に設けられた画素電極２０が接続されている。また、各画素Ｐでは、共通電極２１が液晶パネル３に設けられた液晶層（図示せず）を間に挟んだ状態で画素電極２０に対向するよう構成されている。

また、パネル制御部１４には、図４も参照して、画像処理部２２及び表示データ補正演算部２３が設けられており、入力された画像信号を使用して、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８への各指示信号を生成するように構成されている。つまり、画像処理部２２は、フレームメモリ１６に格納された画像信号の表示データに基づいてゲートドライバ１８への指示信号を生成して当該ゲートドライバ１８に出力する。これにより、ゲートドライバ１８は、画像処理部２２からの指示信号を基に制御線Ｇ１〜ＧＮに対して、対応するスイッチング素子１７のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。また、画像処理部２２は、上記表示データに基づいてソースドライバ１７への指示信号を生成して表示データ補正演算部２３に出力する。

表示データ補正演算部２３には、画像処理部２２からのソースドライバ１７への指示信号だけでなく、上記エリア輝度演算部から各照明エリアの輝度値が入力される。これらの各照明エリアの輝度値は、周囲の照明エリアの輝度値を用いて補正された後の輝度値であり、周囲の照明エリアからの光のクロストークの影響が考慮された値である。そして、表示データ補正演算部２３は、後に詳述するように、ソースドライバ１７への指示信号について、上記の各照明エリアの輝度値を用いて画素単位に補正し、新たな指示信号を生成してソースドライバ１７に出力する。これにより、ソースドライバ１７は、表示データ補正演算部２３からの指示信号に基づいて、上記表示面に表示される情報の輝度（階調）を指定する電圧信号（階調電圧）を信号線Ｓ１〜ＳＭに対して適宜出力する。

尚、上記の説明以外に、表示データ補正演算部２３がフレームメモリ１６から直接的に画像信号の表示データを取得して、画素Ｐ毎に、対応する照明エリアの補正後の輝度値を用いて、取得した表示データを補正する構成でもよい。

バックライト制御部１５には、図５も参照して、エリア輝度演算部２４と、ＬＥＤ駆動制御部２５とが設けられている。また、このバックライト制御部１５は、図２に示したマトリクス状の１０行×１０列の発光ダイオード４において、例えば第１行目から第５行目までの上エリアと第６行目から第１０行目までの下エリアとの発光ダイオード４群に分け、かつ、これら上エリア及び下エリアにおいて、発光ダイオード４を行単位で点灯駆動するようになっている。

エリア輝度演算部２４は、上記照明エリア毎に、対応する表示エリアに含まれた画素Ｐの輝度情報を、入力された画像信号から取得する。また、エリア輝度演算部２４は、取得した画素Ｐの輝度情報を用いて、各照明エリアでの赤色、緑色、及び青色の各色の輝度値を演算して求める輝度演算処理を行うようになっている（詳細は後述）。さらに、エリア輝度演算部２４は、輝度演算処理を行うことによって求めた各色の輝度値に対して、後述のエリアクロストーク補正処理を施すことにより、周囲の照明エリアからの光のクロストークの影響を考慮した、補正後の各色の輝度値を求めるようになっている。そして、エリア輝度演算部２４は、求めた各照明エリアの補正後の各色の輝度値を表示データ補正演算部２３及びＬＥＤ駆動制御部２５に出力するようになっている。

ここで、図６も参照して、バックライト装置２側及び液晶パネル３側にそれぞれ設けられた照明エリア及び表示エリアと、エリア輝度演算部２４での輝度演算処理及びエリアクロストーク補正処理とについて具体的に説明する。

図６は、上記バックライト装置に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。

まず、複数の照明エリアと複数の表示エリアについて説明する。図６に示すように、バックライト装置２では、合計１００個の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０が液晶パネル３側に対向配置されて平面状の照明光を発光する発光面（拡散板６（図１）の液晶パネル３側の表面）上に設けられている。これらの照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０は、図２に示したマトリクス状の１０行及び１０列、合計１００個の発光ダイオード４毎に設定されており、各１個の発光ダイオード４の直上部分の領域にてマトリクス状に構成されている。

尚、図６では、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０を明確に図示するために、同図に縦線及び横線にて互いに区切って示しているが、実際には、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０は上記発光面上に設置された境界線や筐体５の内部に配設された仕切部材などによって互いに区切られていない。

また、照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０では、液晶パネル３の上記表示面上に設けられた１００個の表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対して、対応する発光ダイオード４の光をそれぞれ入射させるように構成されている。これらの各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、複数の画素Ｐが含まれている。具体的には、液晶パネル３において、横×縦方向に、例えば１９２０×１０８０個の画素Ｐが設けられているとき、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、１９２×１０８個の画素Ｐが含まれている。そして、液晶表示装置１では、上記のように、マトリクス状の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０とマトリクス状の表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）とが１対１の関係で設定されており、１つの表示エリアに対し、１つの照明エリアからの照明光が表示すべき情報に応じて適宜照射されるエリアアクティブバックライトが構成されている。

また、上記エリアアクティブバックライトでは、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０において、対応する発光ダイオード４に含まれた発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂからのＲＧＢの各色光を液晶パネル３側に互いに独立して出射できるようになっている。これにより、液晶表示装置１では、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対して、表示すべき情報に応じてＲＧＢの各色光を対応する照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０から適切に入射させることができ、ＲＧＢの各色の再現性を容易に向上できるようになっている。

続いて、エリア輝度演算部２４での輝度演算処理及びエリアクロストーク補正処理について説明する。尚、以下の説明では、９個の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９のうち、その中心部に位置する照明エリア２−８の輝度値を求める場合を例示して、説明する。

エリア輝度演算部２４では、上記照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９にそれぞれ対応した９個の表示エリア（７）、（８）、（９）、（１７）、（１８）、（１９）、（２７）、（２８）、（２９）の画像信号に関して、輝度演算処理を各々行うことにより、対応する照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９での赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値が求められる。

具体的には、エリア輝度演算部２４は、フレームメモリ１６から表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐ（例えば、１９２×１０８個の画素Ｐ）の輝度情報を取得する。そして、エリア輝度演算部２４は、取得した輝度情報に対して輝度演算処理を行うことにより、赤色、青色、及び緑色の色毎に、例えば最大輝度値のデータが抽出されて、表示エリア（７）に対応した照明エリア１−７での各色の輝度値とされる。つまり、エリア輝度演算部２４が、輝度演算処理を実行することにより、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、赤色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での赤色の輝度値として選定される。

また、この輝度演算処理では、ノイズ除去を行うためのフィルタリング処理が実施されており、ノイズの悪影響を確実に排除できるようになっている。つまり、エリア輝度演算部２４では、ノイズの混入により、周りの画素Ｐに比べて異常に輝度値の高い画素Ｐがある場合などにおいて、その輝度値が最大輝度値として抽出されるのを防止できるように構成されている。

同様に、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、緑色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での緑色の輝度値として選定される。同様に、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、青色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での青色の輝度値として選定される。そして、エリア輝度演算部２４は、選定した赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値を照明エリア１−７の輝度値として定める。

また、エリア輝度演算部２４は、同様に、照明エリア１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９での赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値を求める。そして、エリア輝度演算部２４では、照明エリア２−８の輝度値について、赤色、青色、及び緑色の色毎に、その周囲の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−９、３−７、３−８、３−９の輝度値を用いたエリアクロストーク補正処理が行われる。

このエリアクロストーク補正処理では、エリア輝度演算部２４が、図示を省略したメモリ内に格納された補正係数を用いて、求めた輝度値を補正することにより、赤色、青色、及び緑色の色毎に、各照明エリアの補正後の輝度値を算出するようになっている。

つまり、例えば照明エリア２−８では、その周囲の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−９、３−７、３−８、３−９からの光によって、赤色、青色、及び緑色の色毎に、各色光の輝度が上昇する。そこで、実製品を用いた試験またはシミュレーションの結果などを行うことにより、赤色、青色、及び緑色の各色での輝度上昇分を相殺するような補正係数を予め求めて、上記メモリに保持させる。そして、エリア輝度演算部２４は、輝度演算処理で求めた照明エリア２−８の各色の輝度値と、メモリに保持されている補正係数とを用いることにより、照明エリア２−８の各色の補正後の輝度値が算出される。そして、エリア輝度演算部２４は、求めた各照明エリアの補正後の各色の輝度値を表示データ補正演算部２３及びＬＥＤ駆動制御部２５に出力する。

また、上述の補正係数は、実製品を用いた試験またはシミュレーションの結果などから定められているので、液晶パネル３の内部構造や、拡散板６、偏光シート７、及びプリズムシート８などの光学シートによる輝度変化を考慮したものであり、液晶表示装置１でのクロストークの影響をより確実に排除して、表示品位の向上をより容易に行えるようになっている。

図５に戻って、ＬＥＤ駆動制御部２５は、光源を点灯駆動する駆動制御部を構成しており、エリア輝度演算部２４からの複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づき、対応する発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの点灯期間を決定するとともに、決定した点灯期間に応じて、当該発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂをＰＷＭ調光にて点灯駆動するようになっている。つまり、ＬＥＤ駆動制御部２５では、エリア輝度演算部２４にて定められた輝度値に応じて、ＰＷＭ調光でのオン／オフデューティが決定され、その決定されたオン／オフデューティを指示する信号が指示信号として点灯駆動回路１１（図１）に出力される。そして、点灯駆動回路１１は、指示信号に基づき、ＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂに電力供給を行うことにより、これらの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを点灯駆動する。

一方、表示データ補正演算部２３では、エリア輝度演算部２４から各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０での赤色、緑色、及び青色の各色の輝度値が伝えられると、これらの輝度値を用いて、画像処理部２２から入力されたソースドライバ１７への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ１７に出力する。すなわち、表示データ補正演算部２３は、画像処理部２２が上記画像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、エリア輝度演算部２４からの対応する色の輝度値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、表示データ補正演算部２３は、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ１７に出力する。

この結果、液晶パネル３では、表示データ補正演算部２３からの新たな階調電圧に応じて、バックライト装置２の対応する照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０からの照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。このように、本実施形態の液晶表示装置１では、パネル制御部１４が複数の各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０の補正後の輝度値を用いて画像信号を補正し、補正後の画像信号に基づいて、液晶パネル３の駆動制御が画素単位に行われる。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、入力された画像信号及びバックライト装置２からの照明光に応じて、各画素Ｐをより適切に駆動することができ、表示品位の低下をより確実に防ぐことができる。

次に、図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて、拡散板６の要部構成について具体的に説明する。

図７（ａ）は図１に示した拡散板の要部構成を示す平面図であり、図７（ｂ）は上記拡散板の側面図である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）において、拡散板６は、アクリル樹脂、スチレン樹脂、あるいはポリカーボネート樹脂などの合成樹脂によって構成されている。また、拡散板６には、断面矩形状に構成されたものが用いられており、拡散板６は、互いに平行に設けられた発光面６ａと入光面６ｂを備えている。すなわち、拡散板６では、入光面６ｂが発光ダイオード４に対向するように配置されて、発光ダイオード４からの光を入光するようになっている。また、拡散板６では、発光面６ａが液晶パネル３に対向するように配置されて、入光面６ｂから入光した光を液晶パネル３に向かって発光するようになっている。

さらに、拡散板６では、上述したように、照明エリアに応じて、ウェルド（境界部分）２６がマトリクス状に設けられている。すなわち、拡散板６では、図７（ａ）に示すように、１００個の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０に対応して、拡散板６の内部が１０行及び１０列の１００個のマトリクス状の領域に区切られるように、ウェルド２６が行方向（図７（ａ）の左右方向）または列方向（図７（ａ）の上下方向）に平行に形成されている。

また、拡散板６では、ウェルド２６はインジェクション成形によって当該拡散板６と一体的に設けられており、ウェルド２６は拡散板６の入光面６ｂ側から内部の途中部分までに形成されている。つまり、このウェルド２６は、拡散板６の内部での上記１００個のマトリクス状の各領域が所定の時間差をおいて形成されるように、インジェクション成形が行われることで拡散板６を構成する、上述の合成樹脂が不完全な状態（整合性がない状態）で領域毎に順次固まることによって設けられた当該合成樹脂での隣接する領域の境界面により構成されている。

さらに、拡散板６は、ウェルド２６で囲まれた、上記１００個のマトリクス状の各領域において、その中央部分が発光ダイオード４と対向するようにバックライト装置２に組み込まれている。そして、拡散板６では、ウェルド２６は対応する照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するように構成されている。

ここで、図８（ａ）乃至図８（ｄ）を用いて、拡散板６の動作例について具体的に説明する。

図８（ａ）は上記拡散板の動作例を説明する図であり、図８（ｂ）は上記拡散板上の輝度分布を説明する図であり、図８（ｃ）は比較例の拡散板の動作例を説明する図であり、図８（ｄ）は比較例の拡散板上の輝度分布を説明する図である。尚、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示す比較例とは、ウェルド（境界部分）を形成していない、従来相当の拡散板Ｋを用いたものである。

図８（ａ）において、黒く塗りつぶされていない発光ダイオード４は点灯駆動されており、黒く塗りつぶされている発光ダイオード４は点灯駆動されていない。また、図８（ａ）に矢印Ｌ１にて例示するように、点灯駆動されている発光ダイオード４は、その真上方向、すなわち対向する照明エリアに向かう方向にだけでなく、当該照明エリアに隣接する左右の各照明エリアに向かう方向にも、光を出射する。このように、隣接する左右の各照明エリアに向かう方向に出射された光の一部は、図８（ａ）に矢印Ｌ２にて示すように、ウェルド２６で対向する照明エリア側に反射される。

具体的には、発光ダイオード４からの光の一部は、ウェルド２６（すなわち、当該ウェルド２６を構成する上記境界面）に対して、臨界角よりも浅い角度にて入射した場合、矢印Ｌ２にて示したように、当該発光ダイオード４に対向する照明エリア側に反射される。一方、発光ダイオード４からの光の一部は、ウェルド２６に対して、臨界角未満の角度にて入射した場合のみ、図８（ａ）に矢印Ｌ３にて示すように、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリア内に入射する。言い換えれば、ウェルド２６は対応する照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するようになっている。これにより、図８（ｂ）に曲線５０にて例示するように、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアに応じた位置Ｐ１及びＰ２の近傍で、適切に輝度が低下されている。すなわち、拡散板６を用いることにより、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアに対して、点灯駆動されている発光ダイオード４に対向する照明エリアからの光の入射を抑えることができる。

これに対して、ウェルドが形成されていない拡散板Ｋでは、発光ダイオードＨからの光の一部は、図８（ｃ）に矢印Ｌ４にて例示するように、入光面Ｋｂから発光面Ｋａを通るように、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアの内部側にそのまま入射される。すなわち、この比較例では、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアに対して、点灯駆動されている発光ダイオード４に対向する照明エリアからの光の入射を抑えることができない。この結果、図８（ｄ）に曲線６０にて例示するように、点灯駆動されていない発光ダイオードＨに対向する照明エリアに応じた位置Ｐ３及びＰ４の近傍で、適切に輝度を低下させることができない。従って、この比較例を用いた場合、液晶表示装置での表示品位の低下が生じるのを防ぐことができない。

以上のように構成された本実施形態の液晶表示装置１では、拡散板６に、上記照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するウェルド（境界部分）２６が設けられている。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、上記従来例と異なり、当該液晶表示装置１の部品点数の増加及び液晶表示装置１の製造工数の大幅な増加を防止することができる。さらに、本実施形態の液晶表示装置１では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示したように、ウェルド２６により、照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制することができ、液晶表示装置１での表示品位の低下を防ぐことができる。しかも、本実施形態の液晶表示装置１では、隔壁を用いた上記従来例と異なり、当該隔壁の影に起因する表示品位の低下を生じることがない。この結果、本実施形態では、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な液晶表示装置（表示装置）１を容易に構成することができる。

［第２の実施形態］
図９（ａ）は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置での拡散板の要部構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示した拡散板の側面図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、ウェルドに代えて、溝を境界部分として設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

すなわち、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、本実施形態の拡散板６’は、第１の実施形態のものと同様に、アクリル樹脂、スチレン樹脂、あるいはポリカーボネート樹脂などの合成樹脂によって構成されている。また、拡散板６’には、断面矩形状に構成されたものが用いられており、拡散板６’は、互いに平行に設けられた発光面６ａ’と入光面６ｂ’を備えている。すなわち、拡散板６’では、入光面６ｂ’が発光ダイオード４に対向するように配置されて、発光ダイオード４からの光を入光するようになっている。また、拡散板６’では、発光面６ａ’が液晶パネル３に対向するように配置されて、入光面６ｂ’から入光した光を液晶パネル３に向かって発光するようになっている。

さらに、拡散板６’では、第１の実施形態のものと同様に、照明エリアに応じて、溝（境界部分）２７がマトリクス状に設けられている。すなわち、拡散板６’では、図９（ａ）に示すように、１００個の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０に対応して、拡散板６’の内部が１０行及び１０列の１００個のマトリクス状の領域に区切られるように、溝２７が行方向（図９（ａ）の左右方向）または列方向（図９（ａ）の上下方向）に平行に形成されている。

また、拡散板６’では、溝２７はインジェクション成形によって当該拡散板６’と一体的に設けられており、溝２７は拡散板６’の入光面６ｂ’側から内部の途中部分までに形成されている。尚、この説明以外に、例えば押出成形を用いて、拡散板６’と溝２７を一体的に形成してもよい。

さらに、拡散板６’は、溝２７で囲まれた、上記１００個のマトリクス状の各領域において、その中央部分が発光ダイオード４と対向するようにバックライト装置２に組み込まれている。そして、拡散板６’では、溝２７は対応する照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するように構成されている。

ここで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて、拡散板６’の動作例について具体的に説明する。

図１０（ａ）は図９（ａ）に示した拡散板の動作例を説明する図であり、図１０（ｂ）は図９（ａ）に示した拡散板上の輝度分布を説明する図である。

図１０（ａ）に矢印Ｌ１にて例示するように、点灯駆動されている発光ダイオード４は、その真上方向、すなわち対向する照明エリアに向かう方向にだけでなく、当該照明エリアに隣接する左右の各照明エリアに向かう方向にも、光を出射する。このように、隣接する左右の各照明エリアに向かう方向に出射された光の一部は、図１０（ａ）に矢印Ｌ２にて示すように、溝２７で対向する照明エリア側に反射される。

具体的には、発光ダイオード４からの光の一部は、溝２７（つまり、当該溝２７内部の空気層と拡散板６’の合成樹脂との境界面）に対して、臨界角よりも浅い角度にて入射した場合、矢印Ｌ２にて示したように、当該発光ダイオード４に対向する照明エリア側に反射される。一方、発光ダイオード４からの光の一部は、溝２７に対して、臨界角未満の角度にて入射した場合のみ、図１０（ａ）に矢印Ｌ３にて示すように、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリア内に入射する。言い換えれば、溝２７は対応する照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制するようになっている。これにより、図１０（ｂ）に曲線７０にて例示するように、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアに応じた位置Ｐ１’及びＰ２’の近傍で、適切に輝度が低下されている。すなわち、拡散板６’を用いることにより、点灯駆動されていない発光ダイオード４に対向する照明エリアに対して、点灯駆動されている発光ダイオード４に対向する照明エリアからの光の入射を抑えることができる。

以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。つまり、本実施形態では、溝（境界部分）２７によって照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制することができ、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な液晶表示装置１を容易に構成することができる。

尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、情報を表示する非発光型の各種表示装置に適用することができる。具体的にいえば、半透過型の液晶表示装置、あるいは上記液晶パネルをライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置に本発明の表示装置を好適に用いることができる。

また、上記の説明では、照明エリア及び表示エリアをマトリクス状に設定するとともに、拡散板において、境界部分としてのウェルドまたは溝を、照明エリアに応じてマトリクス状に設けた場合について説明したが、本発明は拡散板に、照明エリアからの光がその隣接する照明エリアに出射されるのを抑制する境界部分を設けたものであれば、境界部分の構造、形状、設置数等は上記のものに何等限定されない。

また、上記の説明では、バックライト部に発光ダイオードからなる光源を複数用いた場合について説明したが、本発明のバックライト部は、表示部に設定された複数の表示エリアに対して、光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設けられたものであればよい。具体的には、例えば、表示用の上記液晶パネルと同一の液晶パネルを、表示用の液晶パネルと光源との間に設けて当該液晶パネルに照明エリアを設定することにより、バックライト部に用いることができる。

但し、上記実施形態のように、照明エリアに応じて複数の光源を設けるとともに、バックライト制御部が各照明エリアの補正後の輝度値に基づいて、対応する光源を駆動する場合の方が、複数の光源を適切に駆動して高品位な表示を容易に行うことができる点で好ましい。しかも、照明エリアを設定するための液晶パネルを設けていないので、構造簡単でコスト安価な表示装置を容易に構成することができる点でも好ましい。

また、上記の説明では、直下型のバックライト装置をバックライト部に用いた場合について説明したが、複数の各照明エリアの輝度値（光量）を互いに独立して制御可能に構成されたエッジライト型のバックライト装置をバックライト部に適用することもできる。

また、上記の説明では、複数の各照明エリアにおいて、ＲＧＢの発光ダイオードを一体化した１個の３ｉｎ１タイプを用いた場合について説明したが、本発明は白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源を用いたものであれば何等限定されない。具体的には、ＲＧＢＷの発光ダイオードを一体化した、いわゆるフォーインワン（４ｉｎ１）タイプの発光ダイオードを適用したり、黄色の光及び青色の光を発光する２種類の発光ダイオードを使用したりすることもできる。さらに、白色の光を発光する白色（Ｗ）の発光ダイオードを用いることもできる。また、ＲＧＢの発光ダイオードが互いに別個に構成された３つの発光ダイオードを用いたり、１つの照明エリアに、ＲＧＧＢなどの４個の発光ダイオードを設けたりすることもできる。

但し、上記実施形態のように、各照明エリアに、ＲＧＢの発光ダイオード（光源）を設ける場合の方が、各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光に含まれる赤色、緑色、青色の各色光の輝度値を適切に決定することが可能となり、これらの各色光の色純度を容易に高めることができ、優れた表示品位を有するカラー表示可能な表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。

また、上記第１の実施形態の説明では、拡散板の入光面側から内部の途中部分までにウェルドを形成した場合について説明したが、本発明のウェルドは拡散板の内部側に形成されたものであればよく、例えば拡散板の入光面と発光面とを結ぶように当該拡散板の内部にウェルドを設けてもよい。

また、上記第２の実施形態の説明では、合成樹脂製の拡散板において、その入光面側から内部の途中部分までに溝を形成した場合について説明したが、本発明の溝は拡散板の発光面側及び入光面側の少なくとも一方側に設けられたものであればよい。すなわち、拡散板の発光面側から内部の途中部分までに溝を形成したり、発光面側及び入光面側の双方から内部の途中部分までに溝を形成したりしてもよい。また、合成樹脂以外に、ガラス材等の他の材質からなる拡散板に対して、溝を形成する構成でもよい。

また、上記の説明では、複数色の光源にＲＧＢの発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、キセノン管などの放電管を使用したり、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）などの他の発光素子を用いたりすることもできる。

本発明は、部品点数の増加を防止しつつ、表示品位の低下を防ぐことができるコスト安価な表示装置に対して有用である。

１ 液晶表示装置（表示装置）
２ バックライト装置（バックライト部）
３ 液晶パネル（表示部）
４ 発光ダイオード（光源）
４ｒ 赤色の発光ダイオード
４ｇ 緑色の発光ダイオード
４ｂ 青色の発光ダイオード
６、６’ 拡散板
６ａ、６ａ’ 発光面
６ｂ、６ｂ’ 入光面
１３ 制御部
２６ ウェルド
２７ 溝
１−１〜１−１０、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０、５−１〜５−１０、６−１〜６−１０、７−１〜７−１０、８−１〜８−１０、９−１〜９−１０、１０−１〜１０−１０ 照明エリア
（１）〜（１００） 表示エリア
Ｐ 画素

Claims (5)

1. 光源と前記光源からの光を拡散する拡散板とを有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部とを具備した表示装置であって、
   前記表示部に設けられた複数の表示エリアと、
   前記バックライト部に設定されるとともに、前記複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアと、
   入力された画像信号を用いて、前記バックライト部及び前記表示部の駆動制御を行う制御部を備え、
   前記拡散板には、前記照明エリアからの光がその隣接する前記照明エリアに出射されるのを抑制する境界部分が設けられている、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記バックライト部では、前記複数の照明エリアがマトリクス状に設定されるとともに、前記照明エリア毎に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源が設けられ、
   前記拡散板では、前記照明エリアに応じて、前記境界部分がマトリクス状に設けられている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記境界部分が、前記拡散板の発光面側及び入光面側の少なくとも一方側に設けられた溝によって構成されている請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記拡散板は、合成樹脂製の拡散板によって構成され、
   前記境界部分が、前記拡散板の内部側に形成されたウェルドによって構成されている請求項１または２記載の表示装置。
5. 前記複数色の光源は、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードである請求項２〜４のいずれか１項に記載の表示装置。

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