JP2010217406A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト性能を向上できる液晶表示装置を実現する。
【解決手段】 光源２から液晶表示部１の背部に光を照射するとともに、画像信号Ｓに基づいて液晶表示部１に画像を表示する液晶表示装置において、
液晶表示部１を擬似的に複数の領域Ａ１〜Ａ９に分割し、各領域にそれぞれ対応して設けられた複数の補助光源５１〜５９と、
画像信号Ｓに基づいて、領域Ａ１〜Ａ９ごとにその領域に表示される画像の輝度を算出する輝度算出部６と、
この輝度算出部６で求められた輝度に基づいて補助光源５１〜５９のそれぞれの発光量を制御する補助光源制御部７と、
を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に関し、詳しくは、光源から液晶表示部の背部に光を照射するとともに、画像信号に基づいて前記液晶表示部に画像を表示する液晶表示装置に関するものである。

図５は従来の液晶表示装置の一例を示す図である。液晶は自発光体ではないため、液晶表示装置を構成する際には、液晶表示部の背部から光を照射する必要がある。

図５は直下型のバックライトを備えた液晶表示装置の例であり、外部から入力される画像信号に基づいて画像表示を行う液晶表示部１０１、液晶表示部１０１の背部に配置された蛍光管からなる光源１０２、光源１０２の光を液晶表示部１０１に向けて均一に拡散する拡散部１０３、光源１０２を収納するランプボックス１０４から構成されている。

また、蛍光管を液晶表示部１０１の側辺に配置し、液晶表示部１０１の背部に配置した導光部により液晶表示部１０１を照射するサイドライト型のバックライトを備えた液晶表示装置も一般に利用されている。

下記特許文献１には、直下型のバックライトを備えた液晶表示装置が記載されている。また、下記特許文献２には、サイドライト型のバックライトを備えた液晶表示装置が記載されている。

液晶表示部１０１の性能については、輝度や解像度など様々な項目が存在する。中でもコントラスト比（全画面黒表示した際の黒レベル輝度と、全画面白表示した際の白レベルの輝度の比）は、使用者の視認性に関する重要な要素となっている。

特開平５−２６４９９１号公報 特開平７−２６１１７５号公報

しかしながら、液晶表示部１０１自体の性能のみでは、使用者が希望するコントラスト性能が得られない場合がある。

なお、従来の蛍光管による光源を複数のＬＥＤで置き換え、表示画像に合わせて画像の暗い部分では弱く、明るい部分では強くＬＥＤを発光させてコントラスト性能を高めることも考えられるが、ＬＥＤの使用個数の検討や駆動回路の設計を含めた新規基板の開発が必要となり、高コストとなってしまう。

本発明の目的は、コントラスト性能を向上できる液晶表示装置を実現することを目的とする。

このような課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、
光源から液晶表示部の背部に光を照射するとともに、画像信号に基づいて前記液晶表示部に画像を表示する液晶表示装置において、
前記液晶表示部を擬似的に複数の領域に分割し、前記各領域にそれぞれ対応して設けられた複数の補助光源と、
前記画像信号に基づいて、前記領域ごとにその領域に表示される画像の輝度を算出する輝度算出部と、
この輝度算出部で求められた輝度に基づいて前記補助光源のそれぞれの発光量を制御する補助光源制御部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光源は前記液晶表示部の背部に設置された蛍光管であり、
前記補助光源は前記蛍光管の背部に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光源は前記液晶表示部の背部に配置された導光部の側辺に設置された蛍光管であり、
前記補助光源は前記導光部の前部または背部に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記補助光源はＥＬ発光体であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記液晶表示部は、複数の領域に均等に分割されていることを特徴とする。

本発明によれば、
液晶表示部の領域ごとにその領域に表示される画像の輝度を算出し、算出した輝度に応じて領域ごとに補助光源の発光量を制御することにより、コントラスト性能を向上できる液晶表示装置を実現できる。

本発明の実施例１を示す図である。 液晶表示部１とＥＬ発光体５との関係を示す図である。 表示画像とＥＬ発光体の制御の説明図である。 本発明の実施例２を示す図である。 従来の液晶表示装置の一例を示す図である。

図１は本発明の液晶表示装置の実施例１を示す構成図である。図１は直下型のバックライトを備えた液晶表示装置の例である。図１の（ａ）において、液晶表示装置は、外部から入力される画像信号Ｓに基づいて画像表示を行う液晶表示部１、液晶表示部１の背部に配置された蛍光管２、蛍光管２の光を液晶表示部１に向けて均一に拡散する拡散部３、薄いシート状のＥＬ発光体５、蛍光管２およびＥＬ発光体５を収納するランプボックス４、画像信号Ｓに基づいて画像の輝度を算出する輝度算出部６、ＥＬ発光体５の発光量を制御するＥＬ発光体制御部７から構成されている。

図１の（ｂ）は、蛍光管２とＥＬ発光体５を使用者側から見た図である。ＥＬ発光体５は、使用者側から見て、蛍光管２の背部に配置されている。ＥＬ発光体５は、複数のＥＬ発光体で構成されており、全体として液晶表示部１とほぼ同じ面積を有するように形成されている。

図２は液晶表示部１とＥＬ発光体５との関係を示す図であり、図２の（ａ）は液晶表示部１、（ｂ）はＥＬ発光体５を示している。
液晶表示部１は、表示領域が擬似的に９つの領域Ａ１〜Ａ９に均等に分割されている。ＥＬ発光体５は、液晶表示部１の領域Ａ１〜Ａ９にそれぞれ対応するように設けられた９枚のＥＬ発光体５１〜５９で構成されている。すなわち、ＥＬ発光体５１〜５９は、それぞれ領域Ａ１〜Ａ９とほぼ同じ大きさを有するとともに、使用者側から見てそれぞれ液晶表示部１の領域Ａ１〜Ａ９に重なるように配置されている。

図１に戻り説明する。画像信号Ｓは、一般に、色を表す色信号Ｓｃと、輝度を表す輝度信号Ｓｌを含んでいる。輝度算出部６は、輝度信号Ｓｌに基づいて、領域Ａ１〜Ａ９の各領域についてその領域に表示される画像の平均輝度Ｌ１〜Ｌ９を算出する。

ＥＬ発光体制御部７は、輝度算出部６で算出された平均輝度Ｌ１〜Ｌ９に基づいて、ＥＬ発光体５１〜５９の発光量を個別に調整する。すなわち、ＥＬ発光体制御部７は、平均輝度Ｌ１に基づいてこの平均輝度Ｌ１が算出された領域Ａ１に対応するＥＬ発光体５１の発光量を調整し、平均輝度Ｌ２に基づいてこの平均輝度Ｌ２が算出された領域Ａ２に対応するＥＬ発光体５２の発光量を調整する。同様に、ＥＬ発光体制御部７は、平均輝度Ｌ３〜Ｌ９に基づいて、それらの平均輝度が算出された領域に対応するＥＬ発光体の発光量を調整する。

ＥＬ発光体制御部７は、平均輝度Ｌ１〜Ｌ９が高い場合にはＥＬ発光体５１〜５９の発光量を増加させ、平均輝度Ｌ１〜Ｌ９が低い場合にはＥＬ発光体５１〜５９の発光量を減少させるように制御する。たとえば、領域Ａ３の平均輝度が高い場合にはこの領域に対応するＥＬ発光体５３の発光量を大きくし、領域Ａ１の平均輝度が低い場合にはこの領域に対応するＥＬ発光体５１の発光量を小さくする。

図３は表示画像とＥＬ発光体の制御の説明図であり、図３の（ａ）は液晶表示部１の表示画像の例、図３の（ｂ）は液晶表示部１の領域Ａ１〜Ａ９とＥＬ発光体５１〜５９の対応を示している。

図３の（ａ）において、表示画像の右端からほぼ中央部にかけての約右半分には、画像中右側から強い日の光を浴びる建物が映し出されている。そして、表示画像の残りの左半分には、建物の日陰になった部分（建物の左側の壁と屋根）と、建物の影が映し出されている。

液晶表示部１の領域Ａ３，Ａ６，Ａ９は、建物の日なたとなっている部分が表示されており、これらの領域の平均輝度Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９は高くなっている。そのため、ＥＬ発光体制御部７は、領域Ａ３，Ａ６，Ａ９に対応するＥＬ発光体５３，５６，５９の発光量を大きくするように制御する。
一方、液晶表示部１の領域Ａ１，Ａ４は、建物の影の部分が表示されており、これらの領域の平均輝度Ｌ１，Ｌ４は低くなっている。そのため、ＥＬ発光体制御部７は、領域Ａ１，Ａ４に対応するＥＬ発光体５１，５４の発光量を小さくするように制御する。
また、液晶表示部１の残りの領域Ａ２，Ａ５，Ａ７，Ａ８は、日なたの部分と日陰の部分が混在し、平均輝度Ｌ２，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ８は中程度となっている。そのため、ＥＬ発光体制御部７は、領域Ａ２，Ａ５，Ａ７，Ａ８に対応するＥＬ発光体５２，５５，５７，５８の発光量を中程度となるように制御する。

このように、各領域ごとに、輝度の低い画像が表示される領域については弱く、輝度の高い画像が表示される領域については強くＥＬ発光体を発光させることにより、擬似的に液晶表示部１のコントラスト性能を向上させることができる。

本発明の効果について説明する。
液晶表示部１の白色表示時の透過率をＴ（ｗ）、黒色表示時の透過率をＴ（ｂ）とすると、従来例の液晶表示装置のコントラスト比は
Ｔ（ｗ）／Ｔ（ｂ）
となる。

これに対し、本発明において、ＥＬ発光体５を点灯させたときのバックライト全体の輝度をＢ（ｗ）、ＥＬ発光体５を消灯させたときのバックライト全体の輝度をＢ（ｂ）とする（Ｂ（ｗ）＞Ｂ（ｂ）となる）と、本発明の液晶表示装置のコントラスト比は
（Ｔ（ｗ）×Ｂ（ｗ））／（（Ｔ（ｂ）×Ｂ（ｂ））
となる。すなわち、
｛（Ｔ（ｗ）×Ｂ（ｗ））／（（Ｔ（ｂ）×Ｂ（ｂ））｝＞Ｔ（ｗ）／Ｔ（ｂ）
となり、従来例と比較してコントラスト性能の向上効果が得られる。

本実施例は以上のように構成され、
液晶表示部１の領域Ａ１〜Ａ９ごとにその領域に表示される画像の輝度を算出し、算出した輝度に応じて領域Ａ１〜Ａ９ごとにＥＬ発光体５１〜５９の発光量を制御することにより、コントラスト性能を向上できる液晶表示装置を実現できる。

また、ＥＬ発光体５１〜５９は薄く任意のシート状に形成できるため、新規基板の開発が不要である上に、従来の蛍光管による光源の周囲に容易に追加でき、コントラスト性能の向上効果を低コストで得ることができる。

なお、動画など液晶表示部１の画像信号が時間的に変化する場合には、画像信号の変化に合わせてＥＬ発光体５１〜５９の発光量を調整することで、シーンによらずコントラスト性能の向上効果が得られる。

また、本実施例では、液晶表示部１を９つの領域に分割したが、分割する領域数は９に限られない。より多くの領域に分割すれば、表示画像の内容に合わせてより細かい輝度調整ができ、さらにメリハリのある画像を使用者に提供できる。

また、本実施例では、液晶表示部１を９つの領域に均等に分割したが、各領域の形状や大きさは均等でなくてもよい。

なお、本実施例におけるＥＬ発光体５１〜５９は特許請求の範囲における補助光源に相当し、ＥＬ発光体制御部７は補助光源制御部に相当する。

前記実施例１では直下型のバックライトを備えた液晶表示装置の例を記載したが、本発明はサイドライト型のバックライトを備えた液晶表示装置にも適用可能である。

図４は本発明の液晶表示装置の実施例２を示す構成図である。図４はサイドライト型のバックライトを備えた液晶表示装置の例である。本実施例の液晶表示装置では、液晶表示部１の背部に拡散部３、ＥＬ発光体５’、導光部９、反射部８が順に配置されている。また、蛍光管２’は、導光部９の入射端面に近接して設けられ、使用者から見ると液晶表示部１の一辺の外側に配置された状態となっている。蛍光管２’からの光は導光部９と反射部８により面光源に変換され、さらに拡散部３で拡散されて液晶表示部１を背部から照射する。蛍光管２’、導光部９および反射部８はランプボックス４’に収納されている。

ＥＬ発光体５’は、前記実施例１におけるＥＬ発光体５と同様に動作する。すなわち、ＥＬ発光体制御部７によって、液晶表示部１の各領域の画像の輝度に応じて、ＥＬ発光体５’を構成する個々のＥＬ発光体５１’〜５９’の発光量が制御される。
ＥＬ発光体は一般的に光透過性を有している。そのため、本実施例のようにランプボックス４’と液晶表示部１の間に配置することが可能である。
その他の構成は前記実施例１と同じである。

なお、本実施例では、ＥＬ発光体５’をランプボックス４’と液晶表示部１の間に配置したが、ＥＬ発光体５’はランプボックス４’内の導光部９と反射部８の間に配置してもよい。

１ 液晶表示部
２ 蛍光管（光源）
３ 拡散部
４ ランプボックス
５，５１〜５９ ＥＬ発光体（補助光源）
６ 輝度算出部
７ ＥＬ発光体制御部（補助光源制御部）
Ａ１〜Ａ９ 液晶表示部１の領域

Claims (5)

1. 光源から液晶表示部の背部に光を照射するとともに、画像信号に基づいて前記液晶表示部に画像を表示する液晶表示装置において、
   前記液晶表示部を擬似的に複数の領域に分割し、前記各領域にそれぞれ対応して設けられた複数の補助光源と、
   前記画像信号に基づいて、前記領域ごとにその領域に表示される画像の輝度を算出する輝度算出部と、
   この輝度算出部で求められた輝度に基づいて前記補助光源のそれぞれの発光量を制御する補助光源制御部と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記光源は前記液晶表示部の背部に設置された蛍光管であり、
   前記補助光源は前記蛍光管の背部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光源は前記液晶表示部の背部に配置された導光部の側辺に設置された蛍光管であり、
   前記補助光源は前記導光部の前部または背部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記補助光源はＥＬ発光体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶表示部は、複数の領域に均等に分割されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。