JP2024051218A - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024051218A JP2024051218A JP2022157263A JP2022157263A JP2024051218A JP 2024051218 A JP2024051218 A JP 2024051218A JP 2022157263 A JP2022157263 A JP 2022157263A JP 2022157263 A JP2022157263 A JP 2022157263A JP 2024051218 A JP2024051218 A JP 2024051218A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- display
- led
- control unit
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 82
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 37
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/2092—Details of a display terminals using a flat panel, the details relating to the control arrangement of the display terminal and to the interfaces thereto
- G09G3/2096—Details of the interface to the display terminal specific for a flat panel
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/3406—Control of illumination source
- G09G3/342—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
- G09G2320/0247—Flicker reduction other than flicker reduction circuits used for single beam cathode-ray tubes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
- G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
- G09G2320/028—Improving the quality of display appearance by changing the viewing angle properties, e.g. widening the viewing angle, adapting the viewing angle to the view direction
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/06—Adjustment of display parameters
- G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/06—Adjustment of display parameters
- G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
- G09G2320/064—Adjustment of display parameters for control of overall brightness by time modulation of the brightness of the illumination source
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/06—Adjustment of display parameters
- G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
- G09G2320/0646—Modulation of illumination source brightness and image signal correlated to each other
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
- G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
- G09G2330/026—Arrangements or methods related to booting a display
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2340/00—Aspects of display data processing
- G09G2340/04—Changes in size, position or resolution of an image
- G09G2340/0407—Resolution change, inclusive of the use of different resolutions for different screen areas
- G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2358/00—Arrangements for display data security
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2380/00—Specific applications
- G09G2380/10—Automotive applications
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
【課題】表示品位を向上させる。【解決手段】表示装置10は、表示パネル11と、照明装置12と、制御部30と、を備え、制御部30は、第1表示モードでの表示に際しては、映像信号を補正して補正信号を生成し、補正信号に基づく第1画像を表示パネル11に書き込み、第2光源17を非点灯とし、複数の第1光源13を補正信号に基づいて選択的に点灯し、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、単位表示期間DPに第1表示期間DP1と第2表示期間DP2とを含ませ、第1表示期間DP1では、補正信号を生成し、第1画像を表示パネル11に書き込み、第2光源17を非点灯とし、複数の第1光源13を補正信号に基づいて選択的に点灯し、第2表示期間DP2では、映像信号に基づく第2画像を表示パネル11に書き込み、少なくとも第2光源17を点灯する。【選択図】図17
Description
本明細書が開示する技術は、表示装置に関する。
従来、表示装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1には、表示装置としてプライバシーディスプレイが記載されており、プライバシーディスプレイには、モード切替え可能なバックライトが備えられる。モード切替え可能なバックライトは、第1のモードおよび第2のモードの両方の間に狭角放出光を供給するように構成された第1の指向性バックライトと、第2のモード中にのみ双方向放出光を供給するように構成された第2の指向性バックライトとを備え、双方向放出光は狭角放出光の角度範囲に相補的な分岐角度範囲を有し、第2のモード中の狭角放出光と双方向放出光との組合せは、狭角放出光の角度範囲と双方向放出光の分岐角度範囲の合計である角度範囲を有する広角放出光を供給するように構成される。
上記した特許文献1に記載の第1の指向性バックライト及び第2の指向性バックライトは、いずれも導光板を用いたエッジライト型とされる。このようなエッジライト型のバックライトでは、複数の領域毎に輝度を制御する、いわゆるローカルディミング制御を行うことが難しい。ローカルディミング制御を行うには、バックライトを直下型とするのが好ましい。しかしながら、第1の指向性バックライトは、第2の指向性バックライトからの光を透過する必要があることから、第1の指向性バックライトを直下型とするのは困難である。仮に、第2の指向性バックライトのみを直下型としてローカルディミング制御を行うと、狭角放出光により表示される画像に係る表示品位が著しく悪化するおそれがある。
本明細書に記載の技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、表示品位を向上させることを目的とする。
(1)本明細書に記載の技術に関わる表示装置は、第1主面を有する表示パネルと、前記第1主面に光を照射する照明装置と、前記表示パネル及び前記照明装置を制御する制御部と、を備え、前記照明装置は、複数の第1光源と、複数の前記第1光源から発せられた光に光学作用を付与し、前記第1主面に対して角度を持つ第1方向を中心とした第1角度範囲への光の出射を規制しないものの、前記第1主面に対して前記第1方向とは異なる角度を持つ第2方向を中心とした第2角度範囲への光の出射を規制する第1光制御部と、第2光源と、前記第2光源から発せられた光に光学作用を付与し、少なくとも前記第2角度範囲に光を出射させる第2光制御部と、を含み、前記制御部は、表示切替信号の入力に基づいて第1表示モードでの表示と第2表示モードでの表示とを切り替えており、前記制御部は、前記第1表示モードでの表示に際しては、映像信号を補正して補正信号を生成し、前記補正信号に基づく第1画像を前記表示パネルに書き込み、前記第2光源を非点灯とし、複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯し、前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、単位表示期間に第1表示期間と第2表示期間とを含ませ、前記第1表示期間では、前記補正信号を生成し、前記第1画像を前記表示パネルに書き込み、前記第2光源を非点灯とし、複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯し、前記第2表示期間では、前記映像信号に基づく第2画像を前記表示パネルに書き込み、少なくとも前記第2光源を点灯する。
(2)また、上記表示装置は、上記(1)に加え、前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間において複数の前記第1光源を全て非点灯としてもよい。
(3)また、上記表示装置は、上記(1)に加え、前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間において複数の前記第1光源を全て点灯してもよい。
(4)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(3)のいずれかに加え、前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第1表示期間では、前記第1画像を前記表示パネルに書き込んでから、第1待機期間を経た後に複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯してもよい。
(5)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(4)のいずれかに加え、前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間では、前記第2画像を前記表示パネルに書き込んでから、第2待機期間を経た後に少なくとも前記第2光源を点灯してもよい。
(6)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(5)のいずれかに加え、前記制御部は、前記単位表示期間に占める前記第1表示期間の比率と、前記第2表示期間の比率と、を等しくしてもよい。
(7)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(5)のいずれかに加え、前記制御部は、前記単位表示期間に占める前記第1表示期間の比率を、前記第2表示期間の比率よりも高くしてもよい。
(8)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(7)のいずれかに加え、前記第1光制御部は、前記第1方向を前記第1主面の法線方向と一致させ、前記第1主面と前記第1方向及び前記第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って間隔を空けて配されて光を遮る2つの遮光部と、2つの前記遮光部の間に配されて光を透過する透光部と、を少なくとも有してもよい。
(9)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(8)のいずれかに加え、複数の前記第1光源は、前記第1主面の面内において間隔を空けて並んで配されてもよい。
(10)また、上記表示装置は、上記(1)から上記(9)のいずれかに加え、前記第2光制御部は、前記第1主面に並行する第2主面及び第3主面を有する導光板とされており、前記導光板は、外周端面の少なくとも一部が、前記第2光源と対向して光が入射される第1端面とされ、前記第2主面が光を出射させ、前記第3主面が前記第1光制御部を向いて配され、前記第2光源は、前記導光板に対して、前記第1主面と前記第1方向及び前記第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って並んで配され、前記第3主面には、前記第3方向の前記第2光源とは反対側から前記第2光源側に向かって立ち上がる傾斜の斜面を有するレンズが設けられてもよい。
本明細書に記載の技術によれば、表示品位を向上させることができる。
<実施形態1>
実施形態1を図1から図17によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置(表示装置)10を例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下方向については、図2及び図3等を基準とし、且つ同図上側を表側とするとともに同図下側を裏側とする。
実施形態1を図1から図17によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置(表示装置)10を例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下方向については、図2及び図3等を基準とし、且つ同図上側を表側とするとともに同図下側を裏側とする。
液晶表示装置10は、図1に示すように、画像を表示する液晶パネル(表示パネル)11と、液晶パネル11の裏側に配されて液晶パネル11に向けて表示に用いられる光を照射するバックライト装置(照明装置)12と、を備える。本実施形態では、車載用の液晶表示装置10を例示する。車載用の液晶表示装置10は、例えば画像として地図などを表示するカーナビゲーションシステム、画像として地図などに加えてエアコンなどの機器の運転状況などを表示するマルチファンクションディスプレイ、画像として計器類や警告などを表示するインスツルメンツパネル、画像として地図などに加えてテレビ画像やオーディオ情報などを表示するインフォテインメントシステムなどに搭載される。
液晶パネル11は、図1に示すように、主面がX軸方向及びY軸方向に並行する板状であり、一対の主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。液晶パネル11における一対の主面のうち、裏側の主面は、バックライト装置12と対向していてバックライト装置12からの光が入射される第1主面11Aとされる。液晶パネル11は、主面(第1主面11Aを含む)における中央側部分が、画像を表示可能な表示領域となっており、表示領域を取り囲む額縁状の外周端側部分が非表示領域となっている。液晶パネル11は、一対の基板と、一対の基板間に封入された液晶層と、を有する。液晶パネル11を構成する一対の基板のうち、表側に配されるものがCF基板(対向基板)であり、裏側に配されるものがアレイ基板(TFT基板)である。CF基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等を呈するカラーフィルタや隣り合うカラーフィルタの間を仕切る遮光部(ブラックマトリクス)等が設けられている。アレイ基板(TFT基板)には、互いに直交するゲート配線及びソース配線と、ゲート配線及びソース配線に接続されるスイッチング素子(例えばTFT)と、スイッチング素子に接続されていて画素を構成する画素電極と、が少なくとも設けられている。なお、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各内面には、それぞれ配向膜が設けられている。また、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各外面には、それぞれ偏光板が取り付けられている。
続いて、バックライト装置12について説明する。バックライト装置12は、図1に示すように、複数の第1LED(第1光源)13と、複数の第1LED13が設けられるLED基板14と、第1LED13から発せられた光に光学作用を付与する複数の光学部材15と、を少なくとも備える。複数の第1LED13、LED基板14及び複数の光学部材15は、第1バックライトユニット12U1を構成する。第1バックライトユニット12U1は、いわゆる直下型のバックライトである。
第1LED13は、図1及び図2に示すように、LED基板14の主面上に表面実装されている。第1LED13は、光を発する第1発光面13Aを有する。第1LED13は、第1発光面13Aが、LED基板14側とは反対側を向いた、いわゆる頂面発光型とされる。第1LED13の第1発光面13Aは、光学部材15の主面と対向している。第1LED13は、その光軸がZ軸方向と一致している。ここで言う「光軸」とは、第1LED13における発光光のうち、発光強度が最も高い(ピークとなる)光の進行方向と一致する軸のことである。第1LED13としては、白色光を発する白色LEDを用いることができる。白色LEDは、LED基板14に実装された基板部上にLEDチップを封止材により封止した構成とされる。白色LEDに備わるLEDチップは、例えば青色光を単色発光する。白色LEDに備わる封止材には、蛍光体が分散配合されている。封止材に含有される蛍光体には、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などが含まれる。また、第1LED13としては、青色の単色光を発する青色LEDを用いることもできる。青色LEDは、青色光を単色発光するLEDチップを備え、封止材には蛍光体を含まない構成とされる。第1LED13として青色LEDを用いる場合には、後述する光学部材15に波長変換シートを含ませればよい。
第1LED13が設けられるLED基板14は、図1及び図2に示すように、その主面が液晶パネル11の第1主面11Aに並行する姿勢で配される。LED基板14の一対の主面のうちの表側を向いた主面は、複数の第1LED13が表面実装される実装面である。第1LED13は、LED基板14の主面(実装面)内においてX軸方向及びY軸方向についてそれぞれ間隔を空けた位置に複数ずつがマトリクス状に並んで配列されている。複数の第1LED13は、液晶パネル11の第1主面11Aの面内において間隔を空けて並んで配されている。第1LED13は、「ミニLED」と呼ばれるものであってもよく、その場合は平面に視た外形の寸法が、例えば50μm~200μm程度とされる。第1LED13としてミニLEDを用いた場合、隣り合う第1LED13の間の間隔は、例えば数mm程度とされる。
光学部材15は、図1に示すように、液晶パネル11及びLED基板14の各主面に並行する主面を有する板状またはシート状をなしている。光学部材15は、第1LED13に対してZ軸方向について表側に間隔を空けた位置に配される。光学部材15は、第1LED13から発せられた光に所定の光学作用を付与しつつ液晶パネル11に向けて出射させる機能を有する。光学部材15は、4枚が相互に積層して配されている。4枚の光学部材15には、拡散板、プリズムシート、拡散シート、波長変換シート等が含まれる。
4枚の光学部材15のうち、最も裏側に位置する光学部材15としては、例えば拡散板を用いることができる。拡散板は、他の光学シートよりも板厚が厚い、ほぼ透明な樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。拡散板は、裏側の主面が、第1LED13の第1発光面13Aと対向している。第1LED13として青色LEDを用いる場合において、4枚の光学部材15のうち、最も表側に位置する光学部材15としては、例えば波長変換シートを用いることができる。波長変換シートは、青色LEDである第1LED13からの青色光(一次光)を励起光として、二次光を発光する蛍光体が含有されている。蛍光体には、二次光として緑色光を発する緑色蛍光体と、二次光として赤色光を発する赤色蛍光体と、が含まれている。これら緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、励起波長が蛍光波長よりも短波長とされるダウンコンバージョン型(ダウンシフティング型)であり、例えば量子ドット蛍光体(Quantum Dot Phosphor)であってもよい。波長変換シートの出射光は、第1LED13からの青色光と、緑色蛍光体及び赤色蛍光体により波長変換された緑色光及び赤色光と、を含むので、加法混色により概ね白色を呈する。また、第1LED13として白色LEDを用いる場合において、4枚の光学部材15のうち、最も表側に位置する光学部材15としては、例えば拡散シートや反射型偏光シート等を用いることができる。4枚の光学部材15のうち、最も裏側に位置する光学部材15と、最も表側に位置する光学部材15と、の間に挟まれる2枚の光学部材15は、例えばプリズムシートやマイクロレンズシート等とされる。2枚の光学部材15を共にプリズムシートまたはマイクロレンズシートとすることもできるが、一方の光学部材15をプリズムシートとし、他方の光学部材15をマイクロレンズシートとすることもできる。
ところで、車載用の液晶表示装置10は、例えば乗用車の助手席の前に位置して設置される場合がある。その場合、例えば乗用車が走行している間は、助手席からは液晶表示装置10の表示画像を視認可能としつつも、運転席からは液晶表示装置10の表示画像を視認不能とするよう、視野角を制限することが求められる場合がある。さらには、例えば乗用車が停止している間は、助手席及び運転席の双方から液晶表示装置10の表示画像を視認可能とするよう、視野角を制限しないことが求められる場合がある。なお、車載用の液晶表示装置10は、X軸方向が水平方向と概ね一致し、Y軸方向が垂直方向に並行する姿勢で設置される。このような要請に応えるべく、本実施形態に係るバックライト装置12は、図1に示すように、上記した各構成に加え、最も表側に位置する光学部材15の表側に配されるルーバー(第1光制御部)16と、第2LED(第2光源)17と、ルーバー16の表側に配される導光板(第2光制御部)18と、を少なくとも備える。このうち、第2LED17及び導光板18は、第2バックライトユニット12U2を構成する。第2バックライトユニット12U2は、いわゆるエッジライト型のバックライトである。なお、ルーバー16は、既述した第1バックライトユニット12U1に含まれる。また、本実施形態に係るバックライト装置12は、導光板18の表側に配されて光を拡散させる拡散シート19を備える。
図1及び図3を用いてルーバー16の構成を説明する。ルーバー16は、図1に示すように、主面が液晶パネル11の第1主面11Aに並行し、シート状をなしている。なお、ルーバー16は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。ルーバー16は、光のX軸方向についての出射角度範囲を制限する機能を有する。ルーバー16は、裏側の第1入光主面16Aと、表側の第1出光主面16Bと、を有する。第1入光主面16Aは、最も表側に位置する光学部材15の表側(出光側)の主面と対向する。第1出光主面16Bは、後述する導光板18の第3主面18Cと対向する。
ルーバー16は、図3に示すように、光を遮る遮光部16Cと、光を透過する透光部16Dと、を有する。遮光部16Cは、例えば黒色を呈していて光を遮る遮光性樹脂材料(遮光性材料)からなる。遮光部16Cは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向(第3方向)に間隔を空けて複数が並んで配されている。透光部16Dは、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料(透光性材料)からなる。透光部16Dは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向に間隔を空けて複数が並んで配されている。複数ずつの遮光部16C及び透光部16Dは、X軸方向に交互に繰り返し並んで配されている。従って、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの遮光部16Cの間には、透光部16Dが介在し、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの透光部16Dの間には、遮光部16Cが介在する。ルーバー16の第1入光主面16Aに入射した光は、X軸方向に隣り合う2つの遮光部16Cの間に配された透光部16Dを透過し、第1出光主面16Bから出射する。第1出光主面16Bからの出射光は、X軸方向に隣り合う2つの遮光部16Cによって、X軸方向について第1出光主面16B(第1主面11A)の法線方向であるZ軸方向(第1方向)を中心とした第1角度範囲A1に規制(制限)される。第1角度範囲A1の中心であるZ軸方向は、第1主面11Aに対して90°の角度を持つ。なお、第1出光主面16Bからの出射光は、Y軸方向についてはルーバー16によって出射角度が規制されることがない。第1角度範囲A1は、透光部16Dを挟む2つの遮光部16CのZ軸方向の各端部を斜向かいに結んだ2つの直線により画定される。第1角度範囲A1は、透光部16Dの幅W1と高さH1との比率に応じて変化する。また、ルーバー16は、複数ずつの遮光部16C及び透光部16Dを、表側と裏側とから挟み込んで担持する一対のシート担体を有する。シート担体は、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料からなる。シート担体は、ルーバー16の全域にわたって延在していて複数ずつの遮光部16C及び透光部16Dを一括して保持する。
具体的には、ルーバー16は、図3に示すように、透光部16Dの幅W1を高さH1にて除した比率が、「tan10°」と等しい。このようにすれば、透光部16Dを透過する光が、Z軸方向に対してなす角度の最大の絶対値が10°となる。この場合、Z軸方向を0°としたとき、第1角度範囲A1は、例えば±10°程度とされる。仮に、透光部16Dの幅を高さにて除した比率が、「tan10°」よりも大きい場合に比べると、バックライト装置12の出射光の出射角度範囲が十分に狭められる。これにより、助手席からは液晶表示装置10の表示画像を視認可能としつつも、運転席からは液晶表示装置10の表示画像を視認不能とするよう、視野角を制限する上で好適となる。また、仮に、透光部16Dの幅を高さにて除した比率が、「tan10°」よりも小さい場合に比べると、遮光部16Cにより遮光される光量が減少し、光の利用効率が向上する。
図1,図3から図6を適宜に用いて第2LED17及び導光板18の構成を説明する。図5は、バックライト装置12の構成部品のうち、導光板18を拡大した断面図である。図6は、導光板18の裏側の主面を示す底面図である。第2LED17は、図1に示すように、略ブロック状をなしており、Y軸方向及びZ軸方向に沿う一対の面のうちの一方の面が、光を発する第2発光面17Aとされる。第2LED17は、Y軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第2LED17は、LED基板に実装されている。第2LED17は、LED基板に実装された基板部上にLEDチップを封止材により封止した構成とされる。第2LED17に備わるLEDチップは、例えば青色光を単色発光する。第2LED17に備わる封止材には、蛍光体が分散配合されている。封止材に含有される蛍光体には、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などが含まれる。このようなLEDチップ及び封止材を備える第2LED17は、全体として白色光を発する。
導光板18は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な合成樹脂材料(例えばPMMAなどのアクリル樹脂など)からなる。導光板18は、図1に示すように、板状をなしており、一対の主面が液晶パネル11の第1主面11Aに並行している。なお、導光板18は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。導光板18は、第2LED17に対してX軸方向に沿って並ぶとともに、液晶パネル11及びルーバー16等に対してZ軸方向に沿って並んで配されている。
導光板18は、その外周端面のうちの一端面が、図1に示すように、第2LED17の第2発光面17Aと対向する第1端面18Aとされる。第1端面18Aは、第2LED17の第2発光面17Aに並行する面であり、第2発光面17Aから発せられた光が入射される。従って、導光板18には、X軸方向についての片側にのみ第2LED17が配されており、導光板18は、第2LED17と共に片側入光型の第2バックライトユニット12U2を構成している、と言える。導光板18における一対の主面のうち、拡散シート19と対向する表側の主面が、内部を導光した光を出射する第2主面(出光主面)18Bとされる。導光板18における一対の主面のうち、ルーバー16と対向する裏側の主面が、第2主面18Bとは反対側に位置する第3主面(出光反対主面)18Cとされる。導光板18は、第3主面18Cが、Z軸方向にルーバー16の第1出光主面16Bを向いて配されている。そして、導光板18は、第2LED17から導光板18へ向けて発せられた光を第1端面18Aから導入するとともに、その光を内部で伝播させた後に、第2主面18BからZ軸方向に沿って表側(出光側)の液晶パネル11へ向くよう立ち上げて出射させることができる。それに加え、導光板18は、ルーバー16からの出射光を第3主面18Cから導入するとともに、その光を第2主面18Bから表側の液晶パネル11へ向けて出射させることができる。なお、第1端面18Aの法線方向がX軸方向(第2LED17と導光板18の並び方向)と一致している。
導光板18には、図3及び図4に示すように、第1レンズ20、第2レンズ21及び第3レンズ(レンズ)22が設けられている。第1レンズ20は、図4に示すように、導光板18の第2主面18Bに設けられている。第1レンズ20は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されている。本実施形態では、第1レンズ20は、いわゆるレンチキュラーレンズである。第1レンズ20は、第2主面18Bから表側に突出する凸型をなす。詳しくは、第1レンズ20は、Y軸方向に沿って切断した断面形状が半円形で且つX軸方向に沿って直線的に延在する蒲鉾形とされており、その表面が円弧状面20Aとされる。円弧状面20Aの基端部での接線がY軸方向に対してなす角度を「接触角」としたとき、第1レンズ20の接触角θcは、例えば30°程度とされる。Y軸方向に沿って並ぶ複数の第1レンズ20は、接触角θc、幅寸法(配列間隔)及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。このような構成の第1レンズ20を導光板18に一体に設けるには、例えば導光板18を射出成形によって製造し、その成形金型のうち第2主面18Bを成形するための成形面に予め第1レンズ20を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
第2レンズ21は、図4に示すように、導光板18の第3主面18Cに設けられている。第2レンズ21は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されている。本実施形態では、第2レンズ21は、第3主面18Cから裏側に突出する凸型のプリズムである。詳しくは、第2レンズ21は、Y軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともにX軸方向に沿って直線的に延在している。第2レンズ21は、その幅寸法(Y軸方向の寸法)がX軸方向の全長にわたって一定とされる。第2レンズ21は、断面形状がほぼ二等辺三角形であり、一対の第1斜面21Aを有する。第2レンズ21の頂角θ1は、鈍角(90°を超える角度)、具体的には100°~150°の範囲とされるのが好ましく、140°とされるのが最も好ましい。Y軸方向に沿って並ぶ複数の第2レンズ21は、頂角θ1、幅寸法(配列間隔)及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。本実施形態では、第2レンズ21の配列間隔は、第1レンズ20の配列間隔よりも大きい。このような構成の第2レンズ21を導光板18に一体に設けるには、例えば導光板18を射出成形によって製造し、その成形金型のうち第3主面18Cを成形するための成形面に予め第2レンズ21を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
第3レンズ22は、図3に示すように、導光板18の第3主面18Cに設けられている。第3レンズ22は、X軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第3レンズ22は、第3主面18CからZ軸方向に沿って裏側に向けて突出する。第3レンズ22は、X軸方向の第2LED17側とは反対側(図3の左側)に配される第2斜面(斜面)22Aと、X軸方向の第2LED17側(図3の右側)に配される第3斜面22Bと、第2斜面22Aと第3斜面22Bとの間に位置する第1平面22Cと、を有する。第2斜面22Aは、導光板18におけるX軸方向の第2LED17側(図3の右側)からその反対側(図3の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第3斜面22Bは、導光板18におけるX軸方向の第2LED17側とは反対側(図3の左側)から第2LED17側(図3の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第1平面22Cは、X軸方向及びY軸方向に並行な面とされる。また、X軸方向に隣り合う2つの第3レンズ22の間には、第2平面23が設けられている。従って、第3レンズ22及び第2平面23は、X軸方向に沿って交互に繰り返し並ぶ配列とされる。
第2斜面22Aは、図3に示すように、導光板18内を伝播する光を反射し、表側に向けて立ち上げることで第2主面18Bからの出射を促すことができる。詳しくは、第2斜面22Aは、導光板18内においてX軸方向について第2LED17から遠ざかるよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。具体的には、第2斜面22Aは、図5に示すように、X軸方向に対する傾斜角度(角度)θ2が例えば40°以下とされ、好ましくは27°程度とされる。X軸方向に対する第2斜面22Aの傾斜角度θ2が40°以下とされれば、光を第2主面18Bの法線方向(Z軸方向)に対してX軸方向について第2LED17側とは反対側(図3の左側)に傾いた方向(第2方向)に光を立ち上げることができる。上記のような傾斜角度θ2の第2斜面22Aによって立ち上げられた光は、第2主面18Bから、Z軸方向に対してX軸方向について第2LED17側とは反対側に傾いた第2方向を中心とした第2角度範囲A2に主に出射される。第2角度範囲A2の中心である第2方向は、第1主面11Aに対して90°とは異なる角度(例えば55°)の角度を持つ。第2角度範囲A2の中心である第2方向は、Z軸方向に対して例えば35°程度の角度を持つ。従って、第2LED17を点灯させれば、出射光に係るピーク輝度がX軸方向の第2LED17側とは反対側に偏在した輝度角度分布の出射光を供給することが可能となり、上記した第2方向を中心とした第2角度範囲A2に効率的に光を出射させることができる。乗用車の助手席の前に設置される車載用の液晶表示装置10においては、第2LED17をX軸方向に運転席側とは反対側に配置するのが好ましい。
このような構成によれば、例えば乗用車が走行している間は、図1に示すように、第1LED13を点灯し、第2LED17を非点灯とする。すると、導光板18の第2主面18Bから出射する光は、ルーバー16においてX軸方向について2つの遮光部16Cによって出射可能な角度範囲が規制されているから、規制された第1角度範囲A1外に出射し難くなっている。従って、第1LED13を点灯し、第2LED17を非点灯とすれば、バックライト装置12からは制限された角度範囲に選択的に光が出射されるので、助手席からは液晶表示装置10の表示画像を視認できるものの、運転席から液晶表示装置10の表示画像を視認不能とすることができる。なお、複数の遮光部16Cの並び方向であるX軸方向(第3方向)は、第1主面11Aと、Z軸方向及び第2方向に沿う面(X軸方向及びZ軸方向に沿う面)と、の双方に沿う方向である。
これに対し、例えば乗用車が停止している間は、第1LED13及び第2LED17を共に点灯させる。すると、導光板18の第2主面18Bから出射する光には、ルーバー16によって主にZ軸方向を中心とした第1角度範囲A1に出射される第1LED13の光と、第3レンズ22によって主にZ軸方向とは異なる第2方向を中心とした第2角度範囲A2に出射される第2LED17の光と、が含まれる。従って、第1LED13及び第2LED17を共に点灯させれば、バックライト装置12からは、第1角度範囲A1の光に加えて、ピーク輝度がX軸方向の第2LED17側とは反対側に偏在した輝度角度分布となる第2角度範囲A2の光が出射されるので、運転席及び助手席のいずれからも液晶表示装置10の表示画像を視認させることができる。このように、乗用車の走行状況に応じて、第1LED13及び第2LED17の駆動を制御することで、運転席からの表示画像の視認の可否を調整することが可能とされる。第1LED13及び第2LED17の駆動に係る制御に関しては、後に詳しく説明する。
一方、第3斜面22Bは、図3に示すように、X軸方向について第2LED17に近づくよう進行する光を反射して立ち上げたり、X軸方向について第2LED17から遠ざかるよう導光板18内を進行する光を反射してさらに第2LED17から遠ざかるよう導いたりすることができる。具体的には、第3斜面22Bは、図5に示すように、X軸方向に対する傾斜角度(角度)θ3が例えば3°から10°の範囲とされ、好ましくは3°程度とされる。第3斜面22Bの傾斜角度θ3は、第2斜面22Aの傾斜角度θ2よりも小さい。このような構成の第3斜面22Bによれば、X軸方向について第2LED17に近づくよう導光板18内を進行する光は、第3斜面22Bに当たって屈折されると、Z軸方向に対してX軸方向について第2LED17側とは反対側へ向けて進行する。これにより、第2方向を中心とした第2角度範囲A2への出射光の輝度をより向上させることができる。また、X軸方向に第2LED17から遠ざかるよう導光板18内を進行する光は、第3斜面22Bに当たって屈折されると、さらに第2LED17から遠ざかるよう導かれる。これにより、第2主面18Bからの出射光がX軸方向について第2LED17側に偏り難くなる。
第1平面22C及び第2平面23は、図3に示すように、X軸方向及びY軸方向に並行しており、その法線方向がZ軸方向と一致している。ルーバー16の第1出光主面16Bから出射して導光板18の第3主面18Cに入射する光は、第1平面22C及び第2平面23のいずれかに当たっても殆ど屈折されることなく進行する。従って、仮に第2斜面22Aと第3斜面22Bとが第1平面22Cを介することなく直接連なる構成とした場合や仮にX軸方向に隣り合う2つの第3レンズ22が第2平面23を介することなく直接連なる構成とした場合に比べると、Z軸方向に対してX軸方向について第2LED17側とは反対側へ傾いた向きに進行するサイドローブ光の発生を抑制することができる。
X軸方向に沿って並ぶ複数の第3レンズ22は、図5及び図6に示すように、X軸方向に第2LED17から遠ざかるほど高さ寸法(Z軸方向についての寸法)H2が増すものの、X軸方向の配列ピッチ(配列間隔)P1は一定となるよう設計されている。第2斜面22Aの幅寸法(X軸方向についての寸法)W2は、X軸方向に第2LED17から遠ざかるほど僅かながらも大きくなる。第3斜面22Bの幅寸法(X軸方向についての寸法)W3は、X軸方向について第2LED17から遠ざかるほど大きくなり、その増加率は第2斜面22Aの増加率よりも高い。第1平面22Cの幅寸法(X軸方向についての寸法)W4は、X軸方向の位置に拘わらず一定とされる。第2平面23の幅寸法(X軸方向についての寸法)W5は、X軸方向に第2LED17から遠ざかるほど小さくなる。第3レンズ22のX軸方向についての配列ピッチP1は、第2斜面22Aの幅寸法W2と、第3斜面22Bの幅寸法W3と、第1平面22Cの幅寸法W4と、第2平面23の幅寸法W5と、の和となっている。
導光板18の長さ寸法(X軸方向についての寸法)を例えば300mmとした場合、第3レンズ22のX軸方向の配列ピッチP1は、例えば0.114mm程度で一定とされ、第1平面22Cの幅寸法W4は例えば0.017mm程度で一定とされる。第2斜面22Aの幅寸法W2は、X軸方向について導光板18の第1端面18Aから第1端面18Aとは反対側の端面に近づくに連れて増加する傾向とされる。第2斜面22Aの幅寸法W2の最小値が例えば0.002mm程度とされ、最大値が例えば0.005mm程度とされる。第3斜面22Bの幅寸法W3は、X軸方向について導光板18の第1端面18Aから第1端面18Aとは反対側の端面に近づくに連れて増加する傾向とされる。第3斜面22Bの幅寸法W3の増加率は、第2斜面22Aの幅寸法W2の増加率よりも大きい。第3斜面22Aの幅寸法W3の最小値が例えば0.038mm程度とされ、最大値が例えば0.062mm程度とされる。第2平面23の幅寸法W5は、X軸方向について導光板18の第1端面18Aから第1端面18Aとは反対側の端面に近づくに連れて減少する傾向とされる。第2平面23の幅寸法W5の最大値が例えば0.031mm程度とされ、最小値が例えば0.005mm弱程度とされる。第3レンズ22の高さ寸法H2は、X軸方向について導光板18の第1端面18Aから第1端面18Aとは反対側の端面に近づくに連れて増加する傾向とされる。第2斜面22Aの幅寸法W2の最小値が例えば0.002mm程度とされ、最大値が例えば0.0033mm程度とされる。第3レンズ22の高さ寸法H2の最小値が0.002mm程度確保されることで、導光板18を樹脂成形して製造する際の容易性が十分に確保することができる。第3レンズ22の高さ寸法H2の最小値を0.002mm程度確保するには、第3斜面22BがX軸方向に対してなす傾斜角度θ3を3°以上とするのが好ましい。なお、X軸方向に対する第2斜面22Aの傾斜角度θ2と、X軸方向に対する第3斜面22Bの傾斜角度θ3と、は、導光板18におけるX軸方向の位置に拘わらずそれぞれ一定とされる。
上記のような構成の第3レンズ22は、図4及び図6に示すように、Y軸方向について隣り合う2つの第2レンズ21の間に挟み込まれる配置とされる。従って、第3レンズ22は、Y軸方向について第2レンズ21と交互に繰り返し並ぶよう配されている。第3レンズ22は、高さ寸法(第3主面18Cからの突出寸法)H2の最大値が、第2レンズ21の高さ寸法よりも小さくされている。従って、X軸方向について第2LED17から最も遠い側に位置する第3レンズ22であっても、第2レンズ21よりも裏側に突き出すことはない。
次に、上記した液晶パネル11及びバックライト装置12の駆動を制御するための回路構成について図7のブロック図を参照しつつ説明する。液晶表示装置10は、図7に示すように、液晶パネル11及びバックライト装置12の駆動を制御する制御部30を有する。制御部30は、映像信号処理回路31と、補正回路32と、パネル制御回路33と、バックライト制御回路34と、を含む。映像信号処理回路31は、外部のホストシステムから供給される映像信号を処理し、処理済みの映像信号を出力する。補正回路32は、映像信号処理回路31から出力される処理済みの映像信号を補正して生成した補正信号を出力するか、処理済みの映像信号を補正せずに出力する。パネル制御回路33は、補正信号または処理済みの映像信号に基づく画像を液晶パネル11に書き込む。液晶表示装置10が、液晶パネル11に画像を書き込むためのゲートドライバやソースドライバを備える場合、パネル制御回路33は、ゲートドライバやソースドライバの駆動を制御する。バックライト制御回路34は、第1LED13及び第2LED17の少なくとも一方を制御することで、第1LED13及び第2LED17の少なくとも一方の発光量等を調整する。バックライト制御回路34は、第1LED13及び第2LED17の少なくとも一方を制御するにあたり、例えばPWM(Pulse Width Modulation)調光等を行うことができる。液晶表示装置10が、第1LED13及び第2LED17を駆動するLEDドライバを備える場合、バックライト制御回路34は、LEDドライバの駆動を制御する。
続いて、ローカルディミング制御に関して図8から図13を用いて説明する。図8は、パネル制御回路33により液晶パネル11に書き込まれる画像の一例である。図8には、表示階調の高低が網掛けの濃淡によって表されており、網掛けが薄い部分の表示階調が高く(明るく)、網掛けが濃い部分の表示階調が低い(暗い)。図8には、表示階調が異なる3つの部位が示されており、最も表示階調が高い第1階調部G1と、最も表示階調が低い第2階調部G2と、中間の表示階調の第3階調部G3と、が示されている。本実施形態では、第2階調部G2の表示階調が0階調とされる。なお、第1階調部G1、第2階調部G2及び第3階調部G3は、それぞれ一定の階調とされる。
図8に示される画像を表示する場合、バックライト制御回路34によって複数の第1LED13は、図9に示すように、選択的に点灯される。図9では、点灯される第1LED13を網掛け状にして図示し、非点灯の第1LED13を白抜き状にして図示している。具体的には、バックライト制御回路34は、複数の第1LED13のうち、第1階調部G1及び第3階調部G3と重畳する位置関係となる複数の第1LED13を選択的に点灯させ、第2階調部G2と重畳する位置関係となる複数の第1LED13を非点灯とする。
その上で、補正回路32は、映像信号処理回路31から出力される処理済みの映像信号に対してローカルディミングのための補正処理を行って補正信号を生成する。補正回路32による具体的な補正処理に関して図10及び図11を用いて説明する。図10には、画像のうちの第1階調部G1、第2階調部G2及び第3階調部G3の境界付近が拡大して示され、第1階調部G1にある第1階調画素PX1と、第2階調部G2にある第2階調画素PX2と、第3階調部G3にある第3階調画素PX3と、が図示されている。図11には、第1階調画素PX1、第2階調画素PX2及び第3階調画素PX3の階調に関し、元の映像信号に係る階調と、補正信号に係る階調と、がグラフ化して示されている。図11のグラフにおける縦軸が、階調(0階調~255階調)である。補正回路32は、図10及び図11に示すように、元の映像信号に係る階調が0階調よりも高い第1階調画素PX1及び第3階調画素PX3に関しては、階調を補正し、いずれも元の映像信号に係る階調よりも低い階調に補正する。一方、補正回路32は、元の映像信号に係る階調が0階調とされる第2階調画素PX2に関しては、0階調のままとする。パネル制御回路33は、このような補正信号に基づいて液晶パネル11に画像を書き込む。
バックライト制御回路34は、補正回路32から出力される補正信号に基づいて点灯する第1LED13の輝度(発光量)を制御する。バックライト制御回路34による第1LED13の輝度に係る制御に関して図12及び図13を用いて説明する。図12には、画像のうちの第1階調部G1、第2階調部G2及び第3階調部G3の境界付近が拡大して示され、第1階調部G1と重畳する第1LED13Aと、第2階調部G2と重畳する第1LED13Bと、第3階調部G3と重畳する第1LED13Cと、が図示されている。図13には、第1LED13A、第1LED13B及び第1LED13Cの輝度に関し、元の輝度と、補正した輝度と、がグラフ化して示されている。図13のグラフにおける縦軸が、輝度である。図13において、輝度が0の場合は、非点灯を意味する。バックライト制御回路34は、図12及び図13に示すように、点灯させる第1LED13A及び第1LED13Cに関しては、輝度を補正し、いずれも元の輝度よりも低い輝度に補正する。一方、バックライト制御回路34は、非点灯の第1LED13Bに関しては、非点灯のままとする。
以上のように、補正信号に基づいてパネル制御回路33及びバックライト制御回路34によって液晶パネル11及びバックライト装置12が制御される。すると、最も高い階調の第1階調部G1では、第1階調画素PX1の階調が高く補正されるとともに、重畳する第1LED13Aの輝度が低く補正される。これにより、第1階調部G1の表示階調が元の映像信号通りとされる。同様に、中間の階調の第3階調部G3では、第3階調画素PX3の階調が高く補正されるとともに、重畳する第1LED13Cの輝度が低く補正される。これにより、第3階調部G3の表示階調が元の映像信号通りとされる。一方、第2階調部G2では、第2階調画素PX2の階調が0階調のままとされるとともに、重畳する第1LED13Cが非点灯のままとされる。そして、第2階調部G2のうちの第1階調部G1や第3階調部G3の近くでは、第1階調部G1と重畳する第1LED13Aや第3階調部G3と重畳する第1LED13Cの輝度が低くなっているので、それらの第1LED13A,13Cからの照射光量が、補正しない場合に比べて少なくなる。これにより、第2階調部G2において「黒浮き」と呼ばれる表示不良が生じ難くなり、コントラスト性能に優れた画像表示を行うことができる。
本実施形態に係る制御部30は、図7に示すように、外部のホストシステムから供給される表示モード切替信号に基づいて第1表示モードでの表示と第2表示モードでの表示とを切り替えることができる。第1表示モードは、助手席からの表示画像の視認を許容するものの、運転席からの表示画像の視認を制限するものであり、「プライバシーモード」であると言える。第2表示モードは、運転席及び助手席のいずれからも表示画像の視認を許容するものであり、「パブリックモード」であると言える。表示モード切替信号が入力されるトリガーとしては、液晶表示装置10が搭載された乗用車の走行速度を用いることができる。例えば、乗用車の走行速度が閾値を上回ったタイミングと、閾値を下回ったタイミングと、のそれぞれにおいて、外部のホストシステムは、表示モード切替信号を制御部30に供給することができる。
制御部30による第1表示モードでの表示と第2表示モードでの表示との切り替えに係る制御に関し、図14のフローチャートを用いて説明する。図14によれば、液晶表示装置10の電源がONされると、制御部30は、第1表示モードでの表示処理を行う(ステップS10)。続いて、制御部30は、液晶表示装置10の電源がOFFされたか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11の判定結果がYESの場合は、制御部30は、液晶表示装置10の電源をOFFして終了する。ステップS11の判定結果がNOの場合は、制御部30は、表示モード切替信号が入力されたか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12の判定結果がNOであれば、ステップS10に戻り、制御部30は、第1表示モードでの表示処理を継続する。ステップS12の判定結果がYESであれば、制御部30は、第2表示モードでの表示処理に切り替える(ステップS13)。続いて、制御部30は、液晶表示装置10の電源がOFFされたか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14の判定結果がYESの場合は、制御部30は、液晶表示装置10の電源をOFFして終了する。ステップS14の判定結果がNOの場合は、制御部30は、表示モード切替信号が入力されたか否かを判定する(ステップS15)。ステップS15の判定結果がNOであれば、ステップS13に戻り、制御部30は、第2表示モードでの表示処理を継続する。ステップS15の判定結果がYESであれば、ステップS10に戻り、制御部30は、第1表示モードでの表示処理に切り替える。
第1表示モードでの表示処理に関して図15及び図17を用いて説明する。図15は、第1表示モードでの表示処理に係るフローチャートである。図17は、第1表示モード及び第2表示モードに係るタイミングチャートである。図17には、第1LED13及び第2LED17の点灯(ON)・非点灯(OFF)が示されるとともに、液晶パネル11に書き込まれる画像の種類(第1画像及び第2画像)が示される。図17には、単位表示期間DPが示されている。本実施形態では、リフレッシュレートが60Hzであり、単位表示期間DPは、60枚の画像が書き換えられる期間、つまり1秒に相当する。また、図17では、単位表示期間DPの半分の期間(0.5秒に相当)毎に縦の破線により区切っている。
第1表示モードでの表示処理が開始されると、図15及び図17に示すように、制御部30は、補正回路32によって映像信号を補正して補正信号を生成する補正処理を行う(ステップS20)。続いて、制御部30は、補正信号に基づいて複数の第1LED13の中から第1表示モードにおいて点灯する第1LED13を選択する(ステップS21)。続いて、制御部30は、補正信号に基づく第1画像を液晶パネル11に書き込むとともに、ステップS21にて選択した第1LED13を点灯し、第2LED17と、ステップS21にて選択されなかった第1LED13と、を非点灯とする(ステップS22)。ここで言う「第1画像」は、補正処理により階調が補正された補正信号に基づいて書き込まれた画像である(図11の補正信号に基づく階調を参照)。また、ステップS22にて選択された第1LED13の輝度は、補正信号に基づいて補正された輝度となっている(図13の補正信号に基づく輝度を参照)。このようにして、1つの単位表示期間DPでの画像表示が終了されたら、次の単位表示期間DPでの画像表示が開始される。
以上のように、制御部30により第1表示モードでの表示が行われると、液晶パネル11には、映像信号を補正して生成された補正信号に基づく第1画像が書き込まれ、複数の第1LED13が補正信号に基づいてローカルディミング制御される。ローカルディミング制御により選択的に点灯された第1LED13の光は、ルーバー16によって第1方向を中心とした第1角度範囲A1への出射が規制されないものの、第2方向を中心とした第2角度範囲A2への出射が規制される。一方、第2LED17は、非点灯とされている。従って、第1画像は、第1角度範囲A1では、コントラスト性能に優れた表示品位でもって視認されるものの、第2角度範囲A2では殆ど視認されない。このように、第1表示モードでは、助手席からの表示画像の視認が許容されるものの、運転席からの表示画像の視認が制限される。
第2表示モードでの表示処理に関して図16及び図17を用いて説明する。図16は、第2表示モードでの表示処理に係るフローチャートである。第1表示モードでの表示が行われている間に表示モード切替信号が制御部30に入力されると、制御部30は、図16及び図17に示すように、補正回路32によって映像信号を補正して補正信号を生成する補正処理を行う(ステップS30)。続いて、制御部30は、補正信号に基づいて複数の第1LED13の中から点灯する第1LED13を選択する(ステップS31)。続いて、制御部30は、補正信号に基づく第1画像を液晶パネル11に書き込むとともに、ステップS31にて選択した第1LED13を選択的に点灯し、第2LED17と、ステップS31にて選択されなかった第1LED13と、を非点灯とする(ステップS32)。
次に、制御部30は、ステップS32を開始してから第1画像を30回書き換えたか否かを判定する(ステップS33)。この第1画像の書き換えが行われる期間が第1表示期間DP1である。本実施形態では、第1表示期間DP1は、単位表示期間DPの半分の期間(0.5秒に相当)となっている。ステップS33の判定結果がNOであれば、ステップS30に戻り、制御部30は、第1画像の書き換えを継続する。
ステップS33の判定結果がYESであれば、制御部30は、補正処理がされていない映像信号に基づく第2画像を液晶パネル11に書き込むとともに、全ての第1LED13を非点灯とし、第2LED17を点灯する(ステップS34)。ここで言う「第2画像」は、映像信号処理回路31にて処理された処理済みの映像信号であって、補正回路32による補正処理がなされていない元の映像信号に基づいて書き込まれた画像である(図11の元の映像信号に基づく階調を参照)。また、第2LED17の輝度は、補正処理がなされていない元の映像信号に基づく輝度となっている(図13の元の映像信号に基づく輝度を参照)。
次に、制御部30は、ステップS34を開始してから第2画像を30回書き換えたか否かを判定する(ステップS35)。この第2画像の書き換えが行われる期間が第2表示期間DP2である。本実施形態では、第2表示期間DP2は、単位表示期間DPの半分の期間(0.5秒に相当)となっている。つまり、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率と、第2表示期間DP2の比率と、が等しい。ステップS35の判定結果がNOであれば、ステップS34に戻り、制御部30は、第2画像の書き換えを継続する。ステップS35の判定結果がYESであれば、制御部30は、1つの単位表示期間DPでの画像表示を終了し、次の単位表示期間DPでの画像表示を開始する。
以上のように、制御部30により第2表示モードでの表示が行われると、液晶パネル11には、補正信号に基づく第1画像と、補正されない元の映像信号に基づく第2画像と、が時分割して書き込まれる。第1画像が書き込まれる第1表示期間DP1では、複数の第1LED13が補正信号に基づいて選択的に点灯され、第2LED17が非点灯とされる。従って、第1表示期間DP1において、第1画像は、第1角度範囲A1では優れた表示品位でもって視認されるものの、第2角度範囲A2では殆ど視認されない。第2画像が書き込まれる第2表示期間DP2では、全ての第1LED13が非点灯とされて、第2LED17が点灯される。従って、第2表示期間DP2において、第2画像は、第2角度範囲A2では視認されるものの、第1角度範囲A1では殆ど視認されない。このように、第1角度範囲A1では、第1表示期間DP1においてローカルディミング制御された複数の第1LED13の光を利用して表示される第1画像のみが視認される。これにより、第1角度範囲A1において視認される第1画像に係る表示品位を向上させることができる。このように、第2表示モードでは、運転席及び助手席の双方から表示画像の視認が許容される。
ここで、仮に、第2表示期間DP2において、液晶パネル11に補正信号に基づく第1画像を書き込んだ状態で第2LED17を点灯した場合には、第2LED17がローカルディミング制御されていないため、表示品位が著しく悪化するおそれがある。その点、第2表示期間DP2において、液晶パネル11には、ローカルディミングのための補正がされていない映像信号に基づく第2画像が書き込まれるから、ローカルディミング制御されない第2LED17の光を利用して表示される第2画像に係る表示品位が優れたものとなる。
また、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率と、第2表示期間DP2の比率と、が等しいから、第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2のうちのいずれか一方が他方よりも短くなることを避けることができる。これにより、第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2のいずれにおいても、リフレッシュレートの低下が抑制されるので、フリッカと呼ばれる表示不良が生じ難くなる。
以上説明したように本実施形態の液晶表示装置(表示装置)10は、第1主面11Aを有する液晶パネル(表示パネル)11と、第1主面11Aに光を照射するバックライト装置(照明装置)12と、液晶パネル11及びバックライト装置12を制御する制御部30と、を備え、バックライト装置12は、複数の第1LED(第1光源)13と、複数の第1LED13から発せられた光に光学作用を付与し、第1主面11Aに対して角度を持つ第1方向を中心とした第1角度範囲A1への光の出射を規制しないものの、第1主面11Aに対して第1方向とは異なる角度を持つ第2方向を中心とした第2角度範囲A2への光の出射を規制するルーバー(第1光制御部)16と、第2LED(第2光源)17と、第2LED17から発せられた光に光学作用を付与し、少なくとも第2角度範囲A2に光を出射させる第2光制御部である導光板18と、を含み、制御部30は、表示切替信号の入力に基づいて第1表示モードでの表示と第2表示モードでの表示とを切り替えており、制御部30は、第1表示モードでの表示に際しては、映像信号を補正して補正信号を生成し、補正信号に基づく第1画像を液晶パネル11に書き込み、第2LED17を非点灯とし、複数の第1LED13を補正信号に基づいて選択的に点灯し、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、単位表示期間DPに第1表示期間DP1と第2表示期間DP2とを含ませ、第1表示期間DP1では、補正信号を生成し、第1画像を液晶パネル11に書き込み、第2LED17を非点灯とし、複数の第1LED13を補正信号に基づいて選択的に点灯し、第2表示期間DP2では、映像信号に基づく第2画像を液晶パネル11に書き込み、少なくとも第2LED17を点灯する。
制御部30により第1表示モードでの表示が行われると、液晶パネル11には、映像信号を補正して生成された補正信号に基づく第1画像が書き込まれ、バックライト装置12に備わる複数の第1LED13が補正信号に基づいて選択的に点灯される。選択的に点灯された第1LED13の光は、ルーバー16によって第1方向を中心とした第1角度範囲A1への出射が規制されないものの、第2方向を中心とした第2角度範囲A2への出射が規制される。一方、第2LED17は、非点灯とされている。従って、第1画像は、第1角度範囲A1では、優れた表示品位でもって視認されるものの、第2角度範囲A2では殆ど視認されない。
制御部30により第2表示モードでの表示が行われると、液晶パネル11には、補正信号に基づく第1画像と、映像信号に基づく第2画像と、が時分割して書き込まれる。第1画像が書き込まれる第1表示期間DP1では、複数の第1LED13が補正信号に基づいて選択的に点灯され、第2LED17が非点灯とされる。従って、第1表示期間DP1において、第1画像は、第1角度範囲A1では優れた表示品位でもって視認されるものの、第2角度範囲A2では殆ど視認されない。第2画像が書き込まれる第2表示期間DP2では、少なくとも第2LED17が点灯される。従って、第2表示期間DP2において、第2画像は、少なくとも第2角度範囲A2では視認される。このように、第2表示モードでは、第1角度範囲A1では少なくとも第1画像が、第2角度範囲A2では第2画像が、それぞれ視認される。
ここで、仮に、第2表示期間DP2において、液晶パネル11に補正信号に基づく第1画像を書き込んだ状態で第2LED17を点灯した場合には、第2LED17がローカルディミング制御されていないため、表示品位が著しく悪化するおそれがある。その点、第2表示期間DP2において、液晶パネル11には、ローカルディミングのための補正がされていない映像信号に基づく第2画像が書き込まれるから、ローカルディミング制御されない第2LED17の光を利用して表示される第2画像に係る表示品位が優れたものとなる。
また、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、第2表示期間DP2において複数の第1LED13を全て非点灯とする。第2画像が書き込まれる第2表示期間DP2では、第2LED17が点灯されるのに対して、複数の第1LED13の全てが非点灯とされる。従って、第2表示期間DP2において、第2画像は、第2角度範囲A2では視認されるものの、第1角度範囲A1では殆ど視認されない。このように、第1角度範囲A1では、第1表示期間DP1においてローカルディミング制御された複数の第1LED13の光を利用して表示される第1画像のみが視認される。これにより、第1角度範囲A1において視認される第1画像に係る表示品位を向上させることができる。
また、制御部30は、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率と、第2表示期間DP2の比率と、を等しくする。このようにすれば、第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2のうちのいずれか一方が他方よりも短くなることを避けることができる。これにより、第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2のいずれにおいても、リフレッシュレートの低下が抑制されるので、フリッカと呼ばれる表示不良が生じ難くなる。
また、ルーバー16は、第1方向を第1主面11Aの法線方向と一致させ、第1主面11Aと第1方向及び第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って間隔を空けて配されて光を遮る2つの遮光部16Cと、2つの遮光部16Cの間に配されて光を透過する透光部16Dと、を少なくとも有する。複数の第1LED13のいずれかから発せられた光は、ルーバー16を構成する2つの遮光部16Cの間に配された透光部16Dを透過する。透光部16Dの透過光の出射角度は、第3方向について2つの遮光部16Cによって制限される。これにより、ルーバー16は、第1主面11Aの法線方向である第1方向を中心とした第1角度範囲A1への光の出射を規制しないものの、第2方向を中心とした第2角度範囲A2への光の出射を規制することができる。
また、複数の第1LED13は、第1主面11Aの面内において間隔を空けて並んで配される。液晶パネル11の第1主面11Aの面内において間隔を空けて並んで配される複数の第1LED13は、制御部30により補正信号に基づいて選択的に点灯されることで、補正信号に基づく第1画像に適合した光を液晶パネル11の第1主面11Aに照射することができる。これにより、第1画像に係る表示品位を向上させることができる。
また、第2光制御部は、第1主面11Aに並行する第2主面18B及び第3主面18Cを有する導光板18とされており、導光板18は、外周端面の少なくとも一部が、第2LED17と対向して光が入射される第1端面18Aとされ、第2主面18Bが光を出射させ、第3主面18Cがルーバー16を向いて配され、第2LED17は、導光板18に対して、第1主面11Aと第1方向及び第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って並んで配され、第3主面18Cには、第3方向の第2LED17とは反対側から第2LED17側に向かって立ち上がる傾斜の第2斜面(斜面)22Aを有する第3レンズ(レンズ)22が設けられる。第2LED17から発せられて導光板18の第1端面18Aに入射した光は、導光板18内を伝播する過程で、第3主面18Cに設けられた第3レンズ22の第2斜面22Aに当たる。導光板18における第3方向の第2LED17とは反対側から第2LED17側に向かって立ち上がる傾斜を有する第2斜面22Aに当たった光は、反射されて第2主面18Bから出射される。第2主面18Bからの出射光には、第1主面11Aの法線方向、つまり正面方向に対して第3方向の第2LED17側とは反対側へ向かう光が、第3方向の第2LED17側へ向かう光よりも多く含まれる。従って、第2LED17を点灯させれば、出射光に係るピーク輝度が、第3方向の第2LED17側とは反対側に偏在した輝度角度分布の出射光を供給することが可能となる。第2LED17の点灯に伴って導光板18の第2主面18Bから出射される光に係る輝度角度分布の中心を、第2方向と一致させることで、第2方向を中心とした第2角度範囲A2に効率的に光を出射させることができる。また、導光板18は、ルーバー16からの出射光を透過することができる。
<実施形態2>
実施形態2を図18によって説明する。この実施形態2では、第2表示モードでの表示を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態2を図18によって説明する。この実施形態2では、第2表示モードでの表示を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る制御部30は、図18に示すように、第2表示モードでの表示に際しては、第2表示期間DP2において複数の第1LED13を全て点灯する。詳しくは、第2表示モードでの表示に際し、制御部30は、第1画像が書き込まれる第1表示期間DP1では、実施形態1と同様に、補正信号に基づいて選択した第1LED13を点灯させ、選択されない第1LED13と第2LED17とを非点灯とする。一方、制御部30は、第2画像が書き込まれる第2表示期間DP2では、第2LED17を点灯させるのに加えて、全ての第1LED13を点灯させる。なお、これに伴い、図16のフローチャートのうちのステップS34に記載された「全ての第1LEDを非点灯」は、「全ての第1LEDを点灯」に変更される。従って、第2表示期間DP2において、第2画像は、第1角度範囲A1及び第2角度範囲A2の双方で視認される。このように、第1角度範囲A1では、第1表示期間DP1においてローカルディミング制御された複数の第1LED13の光を利用して表示される第1画像と、第2表示期間DP2において全て点灯された複数の第1LED13の光を利用して表示される第2画像と、が視認されることになる。これにより、第1角度範囲A1、つまり助手席において視認される画像に係る輝度を向上させることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、第2表示期間DP2において複数の第1LED13を全て点灯する。第2画像が書き込まれる第2表示期間DP2では、第2LED17が点灯されるのに加えて、複数の第1LED13の全てが点灯される。従って、第2表示期間DP2において、第2画像は、第1角度範囲A1及び第2角度範囲A2の双方で視認される。このように、第1角度範囲A1では、第1表示期間DP1においてローカルディミング制御された複数の第1LED13の光を利用して表示される第1画像と、第2表示期間DP2において全て点灯された複数の第1LED13の光を利用して表示される第2画像と、が視認されることになる。これにより、第1角度範囲A1において視認される画像に係る輝度を向上させることができる。
<実施形態3>
実施形態3を図19によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態1から第2表示モードでの表示において第1LED13及び第2LED17を点灯するタイミングを変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態3を図19によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態1から第2表示モードでの表示において第1LED13及び第2LED17を点灯するタイミングを変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る制御部30は、図19に示すように、第2表示モードでの表示に際しては、第1表示期間DP1が開始されるタイミングから遅れたタイミングで選択された第1LED13を点灯させる。詳しくは、第2表示モードでの表示に際し、制御部30は、第1表示期間DP1では、第1画像を液晶パネル11に書き込んでから、第1待機期間WP1を経た後に、補正信号に基づいて選択された第1LED13を点灯する。なお、これに伴い、図16のフローチャートのうちのステップS32に記載された「選択した第1LEDのみ点灯」は、「第1待機期間が経過してから選択した第1LEDのみ点灯」に変更される。本実施形態では、第1待機期間WP1は、例えば第1表示期間DP1の半分(単位表示期間DPの1/4)程度とされる。また、本実施形態では、選択された第1LED13が点灯される第1点灯期間LP1は、例えば第1表示期間DP1の半分程度で、第1待機期間WP1と同じ程度とされる。ここで、第1表示期間DP1において液晶パネル11は、第1画像の書き込みが行われてから所定の表示階調に達するまでに所定の応答時間を要する場合がある。この場合でも、制御部30は、第1画像を液晶パネル11に書き込んでから、第1待機期間WP1を経た後に選択された第1LED13を点灯するから、所定の表示階調に達した状態の第1画像に、表示のための光を供給することができる。これにより、第1画像に係る表示品位が良好になる。
制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、第2表示期間DP2が開始されるタイミングから遅れたタイミングで第2LED17を点灯させる。詳しくは、第2表示モードでの表示に際し、制御部30は、第2表示期間DP2では、第2画像を液晶パネル11に書き込んでから、第2待機期間WP2を経た後に第2LED17を点灯する。なお、これに伴い、図16のフローチャートのうちのステップS34に記載された「第2LEDを点灯」は、「第2待機期間が経過してから第2LEDを点灯」に変更される。本実施形態では、第2待機期間WP2は、例えば第2表示期間DP2の半分(単位表示期間DPの1/4)程度とされる。また、本実施形態では、第2LED17が点灯される第2点灯期間LP2は、例えば第2表示期間DP2の半分程度で、第2待機期間WP2と同じ程度とされる。ここで、第2表示期間DP2において液晶パネル11は、第2画像の書き込みが行われてから所定の表示階調に達するまでに所定の応答時間を要する場合がある。この場合でも、制御部30は、第2画像を液晶パネル11に書き込んでから、第2待機期間WP2を経た後に第2LED17を点灯するから、所定の表示階調に達した状態の第2画像に、表示のための光を供給することができる。これにより、第2画像に係る表示品位が良好になる。
以上説明したように本実施形態によれば、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、第1表示期間DP1では、第1画像を液晶パネル11に書き込んでから、第1待機期間WP1を経た後に複数の第1LED13を補正信号に基づいて選択的に点灯する。第1表示期間DP1において液晶パネル11は、第1画像の書き込みが行われてから所定の表示階調に達するまでに所定の応答時間を要する場合がある。この場合でも、制御部30は、第1画像を液晶パネル11に書き込んでから、第1待機期間WP1を経た後に複数の第1LED13を選択的に点灯するから、所定の表示階調に達した状態の第1画像に、表示のための光を供給することができる。これにより、第1画像に係る表示品位が良好になる。
また、制御部30は、第2表示モードでの表示に際しては、第2表示期間DP2では、第2画像を液晶パネル11に書き込んでから、第2待機期間WP2を経た後に少なくとも第2LED17を点灯する。第2表示期間DP2において液晶パネル11は、第2画像の書き込みが行われてから所定の表示階調に達するまでに所定の応答時間を要する場合がある。この場合でも、制御部30は、第2画像を液晶パネル11に書き込んでから、第2待機期間WP2を経た後に少なくとも第2LED17を点灯するから、所定の表示階調に達した状態の第2画像に、表示のための光を供給することができる。これにより、第2画像に係る表示品位が良好になる。
<実施形態4>
実施形態4を図20によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態1から単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2の各比率を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態4を図20によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態1から単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1及び第2表示期間DP2の各比率を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る制御部30は、図20に示すように、第2表示モードでの表示に際しては、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率を、第2表示期間DP2の比率よりも高くしている。具体的には、制御部30は、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1と第2表示期間DP2との比率を、例えば「3:1」としている。当該比率を百分率で表すと、第1表示期間DP1が75%となり、第2表示期間DP2が25%となる。この比率に基づけば、制御部30は、第1表示期間DP1では、第1画像を45回書き換えるのに対し、第2表示期間DP2では、第2画像を15回書き換えることになる。なお、これに伴い、図16のフローチャートのうちのステップS33は、「第1画像を45回書き換えたか?」に変更され、ステップS35は、「第2画像を15回書き換えたか?」に変更される。
上記した実施形態1にて説明した通り、制御部30は、第1表示期間DP1では、映像信号を補正して補正信号を生成し、補正信号に基づく第1画像を液晶パネル11に書き込み、補正信号に基づいて選択的に複数の第1LED13を点灯させている。このように、ローカルディミング制御を行う第1表示期間DP1では、ローカルディミング制御を行わない第2表示期間DP2に比べると、液晶パネル11の制御と、バックライト装置12の制御と、の同期を取り難いという事情がある。その点、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率を、第2表示期間DP2の比率よりも高くすれば、第1表示期間DP1において、液晶パネル11の制御と、バックライト装置12の制御と、の同期を取り易くなる。これにより、所定の表示階調に達した状態の第1画像に、表示のための光を供給することができるので、第1画像に係る表示品位が良好になる。
以上説明したように本実施形態によれば、制御部30は、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率を、第2表示期間DP2の比率よりも高くする。既述した通り、制御部30は、第1表示期間DP1では、映像信号を補正して補正信号を生成し、補正信号に基づく第1画像を液晶パネル11に書き込み、補正信号に基づいて選択的に複数の第1LED13を点灯させている。このように、ローカルディミング制御を行う第1表示期間DP1では、ローカルディミング制御を行わない第2表示期間DP2に比べると、液晶パネル11の制御と、バックライト装置12の制御と、の同期を取り難いという事情がある。その点、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1の比率を、第2表示期間DP2の比率よりも高くすれば、第1表示期間DP1において、液晶パネル11の制御と、バックライト装置12の制御と、の同期を取り易くなる。これにより、所定の表示階調に達した状態の第1画像に、表示のための光を供給することができるので、第1画像に係る表示品位が良好になる。
<他の実施形態>
本明細書が開示する技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されず、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
本明細書が開示する技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されず、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
(1)補正回路32による補正処理によって各画素PX1~PX3の階調をどのように補正するか、は、図11での図示以外にも適宜に変更可能である。
(2)補正回路32による補正処理によって各第1LED13A~13Cの輝度をどのように補正するか、は、図13での図示以外にも適宜に変更可能である。
(3)リフレッシュレートは、60Hzに限らず、60Hzよりも高くても低くてもよい。しかし、リフレッシュレートを30Hzよりも低くすると、フリッカが視認され易くなることが懸念される。従って、リフレッシュレートを30Hz以上とするのが、フリッカを防止する観点から好ましい。なお、リフレッシュレートを変更するのに伴って、第1表示期間DP1において第1画像を書き換える回数と、第2表示期間DP2において第2画像を書き換える回数と、の少なくとも一方を変更可能である。
(4)実施形態2において、制御部30は、第2表示モードでの表示に際し、第2表示期間DP2において全ての第1LED13ではなく、一部の第1LED13を点灯させ、残りの第1LED13については非点灯とすることも可能である。
(5)実施形態3において、単位表示期間DPに占める各待機期間WP1,WP2と各点灯期間LP1,LP2との比率は、等しくなくてもよい。具体的には、各待機期間WP1,WP2が各点灯期間LP1,LP2よりも長くても短くてもよい。
(6)実施形態3において、第1表示期間DP1では第1待機時間WP1を設定し、第2表示期間DP2では第2待機時間WP2を設定しなくてもよい。この場合、第2表示期間DP2が開始されるタイミングと、第2LED17が点灯されるタイミングと、が一致する。
(7)実施形態3において、第2表示期間DP2では第2待機時間WP2を設定し、第1表示期間DP1では第1待機時間WP1を設定しなくてもよい。この場合、第1表示期間DP1が開始されるタイミングと、選択された第1LED13が点灯されるタイミングと、が一致する。
(8)実施形態3に記載された技術事項を、実施形態2に組み合わせることも可能である。
(9)実施形態4において、単位表示期間DPに占める第1表示期間DP1と第2表示期間DP2との比率は、「3:1」以外にも適宜に変更可能である。
(10)実施形態4に記載された技術事項を、実施形態2に組み合わせることも可能である。
(11)実施形態4に記載された技術事項を、実施形態3に組み合わせることも可能である。この場合、第1待機期間WP1及び第2待機期間WP2を共に設定してもよいが、第1待機期間WP1のみを設定してもよく、また第2待機期間WP2のみを設定してもよい。
(12)単位表示期間DPに占める第2表示期間DP2の比率を、第1表示期間DP1の比率よりも高くすることも可能である。
(13)ルーバー16及び導光板18の各構成(各透光部16Dの幅と高さの比率、第3レンズ22の各斜面22A,22Bの傾斜角度等)は、必要とされる第1角度範囲A1及び第2角度範囲A2に応じて適宜に変更である。ルーバー16に含まれる透光部16D以外の構成についても適宜に変更可能である。導光板18に含まれる第3レンズ22以外の構成についても適宜に変更可能である。
(14)第1バックライトユニット12U1は、直下型以外にもエッジライト型であってもよい。
(15)第2バックライトユニット12U2は、エッジライト型以外にも直下型であってもよい。
(16)ルーバー16以外の光学部品を「第1光制御部」とすることも可能である。
(17)導光板18以外の光学部品を「第2光制御部」とすることも可能である。
(18)LED基板14の主面上における複数の第1LED13の具体的な並べ方は、適宜に変更可能である。例えば、複数の第1LED13は、LED基板14の主面上において、千鳥状に並んでいてもよい。
(19)第1LED13や第2LED17に代えて、有機EL(Electro Luminescence)等の光源を用いることも可能である。
(20)バックライト装置12は、乗用車のフロントガラスへの映り込みを防ぐため、導光板18または拡散シート19の表側に、Y軸方向について光の出射角度範囲を制限するルーバーを備えていてもよい。
(21)拡散シート19を省略することも可能である。
(22)車載用の液晶表示装置10は、乗用車の助手席の前以外の位置に設置されてもよい。例えば、助手席と運転席との間となる位置等に設置されてもよい。液晶表示装置10の配置が変更されるのに伴い、必要とされる第1角度範囲A1及び第2角度範囲A2も変更されるので、それに応じてルーバー16及び導光板18の各構成(各透光部16Dの幅と高さの比率、第3レンズ22の各斜面22A,22Bの傾斜角度等)を変更すればよい。
(23)液晶表示装置10は、車載用途以外にも、例えばATM(Automatic Teller Machine)、ノートパソコン、タブレット型パソコン等の視野角を制限することが求められるデバイスに用いることも可能である。液晶表示装置10の用途が変更されると、必要とされる第1角度範囲A1及び第2角度範囲A2も変更されるので、それに応じてルーバー16及び導光板18の各構成(各透光部16Dの幅と高さの比率、第3レンズ22の各斜面22A,22Bの傾斜角度等)を変更すればよい。
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、11A…第1主面、12…バックライト装置(照明装置)、13…第1LED(第1光源)、16…ルーバー(第1光制御部)、16C…遮光部、16D…透光部、17…第2LED(第2光源)、18…導光板(第2光制御部)、18A…第1端面、18B…第2主面、18C…第3主面、22…第3レンズ(レンズ)、22A…第2斜面(斜面)、30…制御部、A1…第1角度範囲、A2…第2角度範囲、DP…単位表示期間、DP1…第1表示期間、DP2…第2表示期間、WP1…第1待機期間、WP2…第2待機期間
Claims (10)
- 第1主面を有する表示パネルと、
前記第1主面に光を照射する照明装置と、
前記表示パネル及び前記照明装置を制御する制御部と、を備え、
前記照明装置は、
複数の第1光源と、
複数の前記第1光源から発せられた光に光学作用を付与し、前記第1主面に対して角度を持つ第1方向を中心とした第1角度範囲への光の出射を規制しないものの、前記第1主面に対して前記第1方向とは異なる角度を持つ第2方向を中心とした第2角度範囲への光の出射を規制する第1光制御部と、
第2光源と、
前記第2光源から発せられた光に光学作用を付与し、少なくとも前記第2角度範囲に光を出射させる第2光制御部と、を含み、
前記制御部は、表示切替信号の入力に基づいて第1表示モードでの表示と第2表示モードでの表示とを切り替えており、
前記制御部は、前記第1表示モードでの表示に際しては、映像信号を補正して補正信号を生成し、前記補正信号に基づく第1画像を前記表示パネルに書き込み、前記第2光源を非点灯とし、複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯し、
前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、単位表示期間に第1表示期間と第2表示期間とを含ませ、前記第1表示期間では、前記補正信号を生成し、前記第1画像を前記表示パネルに書き込み、前記第2光源を非点灯とし、複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯し、前記第2表示期間では、前記映像信号に基づく第2画像を前記表示パネルに書き込み、少なくとも前記第2光源を点灯する表示装置。 - 前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間において複数の前記第1光源を全て非点灯とする請求項1記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間において複数の前記第1光源を全て点灯する請求項1記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第1表示期間では、前記第1画像を前記表示パネルに書き込んでから、第1待機期間を経た後に複数の前記第1光源を前記補正信号に基づいて選択的に点灯する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記第2表示モードでの表示に際しては、前記第2表示期間では、前記第2画像を前記表示パネルに書き込んでから、第2待機期間を経た後に少なくとも前記第2光源を点灯する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記単位表示期間に占める前記第1表示期間の比率と、前記第2表示期間の比率と、を等しくする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記単位表示期間に占める前記第1表示期間の比率を、前記第2表示期間の比率よりも高くする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第1光制御部は、前記第1方向を前記第1主面の法線方向と一致させ、前記第1主面と前記第1方向及び前記第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って間隔を空けて配されて光を遮る2つの遮光部と、2つの前記遮光部の間に配されて光を透過する透光部と、を少なくとも有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 複数の前記第1光源は、前記第1主面の面内において間隔を空けて並んで配される請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2光制御部は、前記第1主面に並行する第2主面及び第3主面を有する導光板とされており、
前記導光板は、外周端面の少なくとも一部が、前記第2光源と対向して光が入射される第1端面とされ、前記第2主面が光を出射させ、前記第3主面が前記第1光制御部を向いて配され、
前記第2光源は、前記導光板に対して、前記第1主面と前記第1方向及び前記第2方向に沿う面との双方に沿う第3方向に沿って並んで配され、
前記第3主面には、前記第3方向の前記第2光源とは反対側から前記第2光源側に向かって立ち上がる傾斜の斜面を有するレンズが設けられる請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022157263A JP2024051218A (ja) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 表示装置 |
US18/233,356 US11942023B1 (en) | 2022-09-30 | 2023-08-14 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022157263A JP2024051218A (ja) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024051218A true JP2024051218A (ja) | 2024-04-11 |
Family
ID=90362900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022157263A Pending JP2024051218A (ja) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 表示装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11942023B1 (ja) |
JP (1) | JP2024051218A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018182991A1 (en) * | 2017-03-25 | 2018-10-04 | Leia Inc. | Mode-switchable backlight, privacy display, and method |
-
2022
- 2022-09-30 JP JP2022157263A patent/JP2024051218A/ja active Pending
-
2023
- 2023-08-14 US US18/233,356 patent/US11942023B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11942023B1 (en) | 2024-03-26 |
US20240112619A1 (en) | 2024-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8104945B2 (en) | Backlight unit implementing local dimming for liquid crystal display device | |
CN101660689B (zh) | 背光单元及液晶显示装置 | |
JP4529573B2 (ja) | 面状光源装置及び液晶表示装置 | |
JP4600218B2 (ja) | 面光源及び液晶表示装置 | |
JP4236204B2 (ja) | バックライトユニット | |
US8189135B2 (en) | LED back-light unit and liquid crystal display device using the same | |
US8339426B2 (en) | Illuminator and display having same | |
US20110227895A1 (en) | Backlight unit, illumination device, and display device | |
JP5299757B2 (ja) | 表示装置および電子機器 | |
US8360592B2 (en) | Backlight unit and display apparatus having the same | |
US7742123B2 (en) | Color-filterless LCD | |
CN101684904A (zh) | 面光源装置和显示装置 | |
WO2011048830A1 (ja) | バックライト装置と、それを備えた画像表示装置、並びに、駆動方法 | |
US20130321495A1 (en) | Display device | |
JP2010020961A (ja) | 面状光源及び液晶表示装置 | |
CN108205223B (zh) | 液晶显示装置 | |
JP4525612B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2009140663A (ja) | 面光源及び液晶表示装置 | |
JP6749824B2 (ja) | 表示装置及び照明装置 | |
KR102485634B1 (ko) | 액정표시장치 | |
JP2013239289A (ja) | 面状光源装置及びそれを備えた表示装置 | |
JP2011060706A (ja) | 照明装置および表示装置 | |
WO2012176710A1 (ja) | 立体表示システム | |
JP4585989B2 (ja) | バックライト、液晶表示素子 | |
WO2013073428A1 (ja) | 表示装置 |