JP4757440B2

JP4757440B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP4757440B2
Application number: JP2003400400A
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Inventors: 寿人小久保; 加寿夫吉岡; 秀樹板谷; 英樹寺松; 昭正結城; 恭一郎小田
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Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2011-08-24
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Description

本発明は、複数の光源を備えたバックライトユニットとその前面に配置された画像表示パネルからなるモノクローム表示をおこなう画像表示装置に関するものである。

近年、表示装置はＣＲＴを表示デバイスとして採用したものから液晶パネルを表示デバイスとして採用したものに急速に変わりつつある。液晶パネルを表示デバイスとして採用した表示装置（以後、液晶表示装置という）は表示パネル（液晶パネル）の背面に光源を有したものが主流となっている。この液晶表示装置に使用される光源は蛍光ランプが多く用いられ、蛍光ランプとしては赤、緑、青の３つの波長を特徴とするもの（３波長蛍光ランプ）が使われており、それぞれの波長の組み合わせによって任意の色（色度）を作っているが、液晶表示装置内に使用される蛍光ランプが複数の場合であっても全ての蛍光ランプは同じ発光色のものが使われている。
また、従来の液晶表示装置では、色度の調整を容易に行うことができないという問題を解決するために、コントローラの内部回路拡張のみにより従来の液晶表示装置では困難であった色度調整を液晶モジュール内部で行うことができる液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２８２１９０号公報

ところで、液晶表示装置内に使用される蛍光ランプが複数の場合であっても全ての蛍光ランプは同じ発光色のものが使われているため、液晶表示装置の表示面色度を変えることが出来ないという問題がある。
また、蛍光ランプに使われる赤、緑、青に対応する蛍光材料は異なるため、長時間使用した場合の劣化（経時変化）の程度はそれぞれ異なる。このため、赤、緑、青のそれぞれの発光強度（光量）は、異なる速さで減少し、蛍光ランプから発光される赤、緑、青の発光強度の割合が変わるため、蛍光ランプの発光色が変化してしまい、結果として液晶表示装置の表示面色度も変化してしまうという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、表示装置の表示面色度を使用者の所望の色度に調節することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
また、表示装置の使用時間による光源の発光色の変化を補正することにより表示面色度を略一定に維持することができる画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像表示装置は、複数の光源が色度図上で目標とする色を囲む少なくとも３種類の異なる発光色を持つようにしたものである。

また、複数の光源の発光強度をおのおの独立に変えることができるようにしたものである。

また、複数の光源の発光色は表示面における色むらの程度を小さくするために少なくとも１個の光源は赤、緑、青の３原色中の２色以上の発光スペクトルを持つようにしたものである。

また、複数の光源の発光色は画像表示装置の使用時間の累積によって発生する変化量をあらかじめ見込んで決定するようにしたものである。

また、時刻Ｔの表示面の輝度・色度が所望の値を満たすように前記複数の光源の発光強度率を決定する第１のステップと、前記発光強度率が０〜１００％の間であるか否かを判定する第２のステップと、前記発光強度率が０〜１００％であれば、各光源において、ステップ時間ΔＴ後の状態が、（発光強度率×ΔＴ）時間点灯したものの劣化と同等であると仮定し、時刻Ｔ＋ΔＴのときの、各光源の色度と輝度の劣化を計算する第３のステップと、時刻Ｔ＋ΔＴのときの、各光源における色度と１００％点灯時の輝度を計算する第４のステップと、時刻ＴをＴ＝Ｔ＋ΔＴとして、前記第１のステップから第４のステップを順に繰り返すことにより光源の使用時間の累積によって発生する変化量を決定するようにしたものである。

また、画像表示装置の表示面輝度および色度を略一定に保つために複数の光源の発光強度を検出するための手段を備え、該発光強度を検出する手段からの出力に応じて前記複数の光源の発光強度を増減させるようにしたものである。

また、前記発光強度を検出する手段は、赤、緑、青成分の発光強度をそれぞれ独立に検出するセンサからなり、前記センサ出力と光源の発光強度とを関係づけた点灯制御データを格納する記憶手段をさらに備えたものである。

また、各光源の発光強度と発光時間の積算値に対する劣化特性データから算出される点灯制御信号設定値テーブルを備え、該点灯制御信号設定値テーブルを参照することにより各光源の制御を行うようにしたものである。

また、複数の光源を冷陰極蛍光ランプとしたものである。

また、冷陰極蛍光ランプは画像表示パネルの表示領域外の辺に沿って配置され、その配置を視感度の強い緑系の冷陰極蛍光ランプを他の発光色の冷陰極蛍光ランプで挟む配置としたものである。

また、複数の光源をＬＥＤランプとしたものである。

本発明によれば、表示装置の表示面色度を使用者の所望の色度に調節することができるという効果が得られる。また、表示装置の使用時間による光源の発光色の変化を補正することにより表示面色度を略一定に維持することができるという効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態による画像表示装置を図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明による画像表示装置の一例として、液晶パネルを表示デバイスとして用いた画像表示装置の表示部の主要部を示す構成図である。図２は、光源である冷陰極蛍光ランプの配置の一例を示す図である。また、図３は、蛍光ランプの発光スペクトルの一例を示す図である。

図１に示すように、この液晶表示装置は、液晶パネル６とバックライトユニット７を有し、液晶パネル６はバックライトユニット７の前面に配置される。バックライトユニット７は蛍光ランプ１、反射板２、リフレクタ３、導光板４、光学シート５によって構成されている。また、図２に示すように、３本の蛍光ランプ１は、リフレクタ３の内部に導光板の端面に平行に配置されている。３本の蛍光ランプ１は、それぞれ目標とする色に対し青寄り色相の青色系、赤寄り色相の赤色系、緑寄り色相の緑色系の発光がされるように、蛍光ランプ内壁に塗られた赤、緑、青の蛍光体が異なる割合で調合されている。図３は、蛍光ランプ１の発光スペクトルの一例である。赤系蛍光体、緑系蛍光体、青系蛍光体の発光スペクトルが重なり白色を呈している。

さらに、３本の蛍光ランプ１は図４に示す様に、それぞれ点灯回路８に接続され、管電流値の制御や点灯と消灯を２００Ｈｚ程度の高い点灯周期で切り替える点灯比率制御を点灯制御回路９が行うことによって独立に発光量を制御することが出来る。

各蛍光ランプ１から放射された光は、直接あるいはリフレクタ３に反射されて、導光板４の端面から導光板４に入射し導光板４内部を、全反射を繰り返しながら伝播する。導光板４の表面あるいは裏面には光を取り出す反射ドットが形成されており、反射ドットに当たった光は反射して導光板４の反対側の面から飛び出し、液晶パネル２を透過しユーザに視認される。したがって、反射ドットの分布を調整することで液晶パネル６の表面輝度を均一にすることができる。

ここで、３本の蛍光ランプ１の位置により、それぞれの蛍光ランプ１が点灯したときの液晶パネル６の輝度分布を図５を参照して説明する。表示エリア中央が０ｍｍであり、表示エリア端（ランプ近傍）が１６０ｍｍの位置に相当する。中央部では、３本の蛍光ランプともにほぼフラットな分布をしている。３本の蛍光ランプ１から出た光は、液晶パネルから等しい割合で放射されるので、３本の蛍光ランプ１の色が大きく異なっていたとしても、面内で色むらがない均一な割合に混ざった色になる。

３色の蛍光ランプそれぞれの発光スペクトルおよび光量によって、視認される光の色度と輝度が決定される。視認される色度は、それぞれの蛍光ランプを単独で点灯した場合に視認されるそれぞれの色度を色度図（ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図）にプロットした場合の３つの色度点によって作られる三角形の内部の色度として実現することが可能である。

図６と図７にそれぞれ、蛍光ランプを３本の原色ランプとした場合に、一例としてＰ４５と呼ばれるｘ＝０．２５５、ｙ＝０．３１０の色度点を持つ白色、およびＰ１０４と呼ばれるｘ＝０．２８０、ｙ＝０．３０４の色度点を持つ白色を実現する場合の各蛍光ランプの点灯時間比率と実現できる輝度を示す。

ここで、Ｐ４５を表示する場合は赤（ｌａｍｐ−Ａ）、緑（ｌａｍｐ−Ｂ）、青（ｌａｍｐ−Ｃ）の各蛍光ランプを１６％、１００％、４８％の時間比率で点灯させれば、液晶パネル６の表面の色は青みがかった白のＰ４５（ｘ＝０．２５５、ｙ＝０．３１０）となり、略５７０ｃｄ／ｍ^２の輝度を実現できる（図６参照）。同様に、Ｐ１０４の場合は赤、緑、青の各蛍光ランプを６８％、１００％、５０％の時間比率で点灯させれば、液晶パネル６の表面の色はＰ１０４（ｘ＝０．２８０、ｙ＝０．３０４）となり、略６２３ｃｄ／ｍ^２の輝度を実現できる（図７参照）。この例では各蛍光ランプの光量の調節を点灯時間比率で行う例で説明したが、光量の調節はこれに限らず蛍光ランプに流れるランプ電流を調節してもよい。

＜第２の実施形態＞
図５に示すように、３本の異なる発光色を持つ蛍光ランプ１を用いた場合、液晶パネル６の中央部では、均一な色と輝度を実現できるが、蛍光ランプ１に近い導光板４の端近傍では、バックライトユニット７から液晶パネル６へ放射される３本の蛍光ランプからの光の分布は異なっており、導光板４の端近傍では、反射板２に近い側の蛍光ランプ１の放射が急激に減衰している。したがって、蛍光ランプ１近傍の液晶パネル６の端部では、３本の蛍光ランプ１の発光色が異なる場合、液晶パネル６に入射する光の色が蛍光ランプ１からの距離によって異なることになり、結果的に色むらが発生することになる。

図８に、３本の蛍光ランプの赤、緑、青の配置を変えた場合の蛍光ランプ１近傍の色むらの違いを示す。図８に示すように、緑（Ｇ）が中央（Ｃｅｎｔｅｒ）に有る場合が、色度ｘｙの変化が小さいことが分かる。一般的に、３本の蛍光ランプ１を導光板４の端面に並列に配置した場合、中央に配置したものに対して、対称な輝度特性を示すため、中央には視感度の高い（輝度が高い）蛍光ランプを配置し、両端に長波長成分の蛍光ランプと短波長成分の蛍光ランプを配置することが望ましい。図８に示す結果から、反射板２側に青、中央に緑、液晶パネル６側に赤を配置した場合に、色むらは、ｘの変化で、０．００４、ｙの変化で０．００５と最小になることが分かる。

＜第３の実施形態＞
人間の目は、色度ｘ、ｙともに大よそ、０．００２の違いを識別する能力があるが、表示面における色むらを少なくするためには、３本の蛍光ランプ１の色を近づけることが有効である。図９と図１０は、赤と緑の発光スペクトルを持った蛍光体を（赤５：緑５）の割合で調合した赤系蛍光ランプと、緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（緑８：青２）の割合で調合した緑系蛍光ランプと、赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（赤６８：緑１７：青１５）の割合で調合した青系蛍光ランプを用いた例である。それぞれの蛍光ランプ単体の点灯色は、似た色になり、色再現範囲は図９、図１０に示すように狭くなるが、３本の蛍光ランプの点灯比率調整で、Ｐ４５とＰ１０４の白色を出すことは可能である。さらに、本組み合わせの場合、点灯輝度が６７３ｃｄ／ｍ^２と６７９ｃｄ／ｍ^２と、第１の実施形態の単色蛍光体ランプを用いた場合よりも、高くできる。目標色度に近い色の蛍光ランプ１には、大きな点灯比率を割り当てられるためである。

図１１に本組み合わせの場合における蛍光ランプ近傍の色むらの状態を示す。図１１から分かるように蛍光ランプ近傍の色むらはｘ、ｙの変化幅で、０．００３と０．００２と視認限界程度に抑えられている。

＜第４の実施形態＞
一般的に蛍光ランプの蛍光体は、点灯時間の経過とともに劣化し、発光効率が低下する。劣化の速さは、蛍光体毎に異なり、図１２に示すように特に青色蛍光体の劣化が速い。このため蛍光ランプの劣化につれて輝度の低下だけでなく、黄色方向への色シフトも発生する。例えば、赤系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０．３：０．４５：０．２５）の割合で調合した物、緑系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０：０．８２：０．１８）の割合で調合した物、青系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０：０．１６：０．８４）の割合で調合した物を使用した場合、色度図上の三角形は図１３に示すようになり、目標とする色座標（例えばＰ１０４）を取り囲むことができる。しかしながら、この蛍光ランプ構成における例えば５万時間後の色座標を図１２の劣化特性をもとに計算すると図１４に示すようになり、Ｐ１０４が三角形からはずれてしまい、Ｐ１０４を実現できなくなる。

これに対し、蛍光体の劣化速度の違いによる各蛍光ランプの色度のシフトを予め考慮し、各蛍光ランプにおける赤、緑、青の蛍光体の調合比を決めておけば、図１５、図１６に示すように、所望時間後においても目標とする色座標を三角形の中に維持することができる。ここでは、赤系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０．３８：０．４１：０．２１）の割合で調合した物、緑系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０：０．８２：０．１８）の割合で調合した物、青系蛍光ランプに赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を（０：０．１５：０．８５）の割合で調合した物を使用している。

さらに図１７には、図１２に示す各蛍光体の劣化データを基に、点灯時間比率の制御（ＰＷＭ）により調光を行なう蛍光ランプの実際の点灯時間を累積した実点灯時間から、蛍光ランプ中の各蛍光体の劣化を予測し、蛍光体の劣化による色度と輝度の変化を補償して輝度と色度を一定に維持するための点灯時間比率のシミュレーション結果を示す。このシミュレーションを行なう計算アルゴリズムを図１８を参照して説明する。

まず、時刻Ｔの３灯の蛍光ランプによって液晶パネル６が所定の輝度・色度を満たすように各ランプの点灯時間比率（Ｄｕｔｙ）を決定する（ステップＳ１）。そして、各ランプの点灯時間比率が０〜１の間であるか否かを判定し（ステップＳ２）、点灯時間比率が０〜１でなければ、劣化を補正できる範囲を超えていると判断し終了する。一方、点灯時間比率が０〜１であれば、各蛍光ランプにおいて、ステップ時間（ΔＴ）後の状態が（Ｄｕｔｙ＊ΔＴ）時間点灯したものの劣化と同等であると仮定し、時刻Ｔ＋ΔＴのときの、各ランプを構成するＲＧＢの蛍光体毎に輝度劣化を計算する（ステップＳ３）。続いて、時刻Ｔ＋ΔＴのときの、各蛍光ランプにおける色度と１００％点灯時の輝度を計算する（ステップＳ４）。そして、時刻ＴをＴ＝Ｔ＋ΔＴとして（ステップＳ５）、ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。

ここで、点灯時間比率（図中Ｄｕｔｙ）が１、すなわち、１００％を越えるとその蛍光ランプにはそれ以上のパワーを投入できなくなり、輝度、あるいは色度の補正ができなくなることを意味する。図１７の例では５万時間経過後も点灯時間比率は１未満であり、初期の輝度と色度を維持して実現することができる。

以上示したようにあらかじめ蛍光体の劣化速度の違いによる各蛍光ランプ色度のシフトを考慮して各蛍光ランプにおける赤、緑、青の蛍光体の調合比を決定し、図１７に示すように各蛍光ランプの点灯時間比率を変えながら点灯させることにより、期待する使用時間内において所望の色度と輝度を略一定に維持することが可能となる。

＜第５の実施形態＞
次に、図１９を参照して、図４に示す構成にカラーセンサ１０を備えた液晶表示装置について説明する。図２０は、図１９に示す液晶表示装置の詳細な構成を示す制御ブロック図である。カラーセンサ１０は、赤、緑、青の各波長領域に対して、異なる分光感度を有しており、カラーセンサ１０の受光部に照射される光の各波長成分のエネルギー変化に応じて、その出力が変化するものである。また、カラーセンサ１０は、点灯回路８によって点灯する蛍光ランプ１の照射エネルギーの変化を直接あるいは任意の導光手段を用いて検知可能な位置に固定される。カラーセンサ１０の各出力は、信号増幅器１２によって任意の信号に増幅される。増幅された信号は、液晶表示装置１１が実現しようとする色度、輝度の調整精度を得ることを可能とする分解能を有するＡ／Ｄ変換器１３によって、デシタル信号に変換される。調整目標値記憶装置１６には、色度および輝度が測定可能な調整目標値設定手段１７を用いて、液晶表示装置１１が実現しようとする色度、輝度条件に調整したときのカラーセンサ１０の各出力値が調整目標値として記憶されている。また、この調整目標値は複数の条件について記憶が可能であり、外部に設けたコントロールキーなどによって構成される調整目標値切替手段１５によって表示条件の切替が可能である。また、色度および輝度が測定可能な調整目標値設定手段１７を用いることによって、調整目標値記憶装置１６に設定された調整目標値は任意に変更が可能である。

液晶表示装置の使用者によって選択された表示条件をもとに設定される点灯制御回路９の赤系、緑系、青系の独立した各蛍光ランプ制御信号によって蛍光ランプ１が点灯する。蛍光ランプ１が照射する光は液晶表示装置１１を構成する導光板４内で混色される。このときカラーセンサ１０は混色された光を検知し、赤、緑、青の各波長領域に応じたエネルギー量を電気信号として信号増幅器１２へと出力し、Ａ／Ｄ変換器１３によって、デシタル信号に変換される。このデシタル信号に変換された値と、調整目標値記憶装置１６に記憶され調整目標値切替手段１５によって選択された条件の値を比較・演算器１４で比較する。調整目標値に対するセンサ出力値の大小に従って、このセンサ出力値が調整目標値に近づくように点灯制御回路より出力される各蛍光ランプの制御信号を変更する。変更された点灯制御信号に応じて各蛍光ランプの点灯輝度が変化し、この輝度変化をカラーセンサ１０が検知し、その変化を電気信号として出力し、この出力値と調整目標値の比較・演算を繰り返す。

調整目標値記憶装置１６に記憶した調整目標値とカラーセンサ１０の出力変化を比較し、点灯制御回路９をコントロールすることによって、点灯制御信号に応じて各ランプの点灯輝度が変化し、この変化をカラーセンサ１０が検知し、その変化を電気信号として出力し、この出力値と調整目標値の比較・演算を繰り返すことによって、液晶表示装置１１で表示される色度および輝度を各色の蛍光体劣化特性の違いに依存せず、一定の条件に維持した表示が可能となる。

＜第６の実施形態＞
図２１は図２０に示す構成に点灯制御データ記憶手段２３を追加したものである。カラーセンサ１０は、赤、緑、青の各波長領域に応じたエネルギー量を電気信号として出力するが、一方各蛍光ランプは赤、緑、青の発光スペクトルを持つ蛍光体が決められた割合で調合されており、カラーセンサ１０での検出信号と被制御対象とは１対１ではない。具体的に図９、図１０に示す蛍光ランプ（ｌａｍｐ−Ａ、ｌａｍｐ−Ｂ、ｌａｍｐ−Ｃ）の場合を例に取れば、緑に対するカラーセンサ１０の出力が調整目標値より大きい場合、緑系の蛍光ランプの制御信号のみ変更したのでは青の発光強度も弱めてしまう。あるいは、必ずしも緑系の蛍光ランプの制御信号を変更する必要はなく、赤系、あるいは青系の蛍光ランプの制御信号を変更してもよい。

これに対し、各蛍光ランプにおける各色の蛍光体の調合割合から、特定の色の発光強度を変更させるのに最適な各蛍光ランプの制御データを予め準備し、点灯制御データ記憶手段２３に格納しておく。比較・演算器１４はＡ／Ｄ変換器１３の出力と調整目標値記憶装置１６に格納された値との比較データから制御データ記憶手段２３に格納されたデータを参照することにより変更必要な蛍光ランプを判断し、その蛍光ランプに対する制御信号を変更する。この結果、調整目標値に対してスムーズな調整を実施することが可能となる。

＜第７の実施形態＞
図２２はマニュアルコントロールによる制御ブロック図である。表示状態確認手段１８は液晶表示装置１１の表示条件を決定するものであり、その形態は液晶表示装置使用者によって任意に選択される。点灯制御信号コントロール手段１９は、外部に設けたコントロールキーの操作あるいは外部に設けた装置との通信により制御可能である。また、点灯制御信号設定記憶装置２０はあらかじめ設定した点灯制御信号設定値あるいは点灯制御信号コントロール手段１９によって制御された点灯制御信号設定値を記憶可能である。この点灯制御信号設定値は複数の条件について記憶が可能であり、外部に設けたコントロールキーなどで構成される調整目標値切替手段１５によって表示条件の切替が可能である。

液晶表示装置の使用者によって選択された表示条件をもとに設定される点灯制御回路９の赤系、緑系、青系の独立した各蛍光ランプ制御信号によって蛍光ランプ１が点灯する。蛍光ランプ１が照射する光は液晶表示装置１１を構成する導光板４内で混色され、液晶表示装置１１上に透過される。このとき、外部に設けた色度、輝度測定装置あるいは使用者による目視判定を行い、点灯制御信号コントロール手段１９によって任意に点灯制御信号を可変する。変更した点灯制御信号は各蛍光ランプの制御信号を可変するとともに、点灯制御信号設定記憶装置２０に新たな設定値として記憶される。変更された点灯制御信号に応じて各蛍光ランプの点灯輝度が変化し、この変化を表示状態確認手段１８によって検知し、各蛍光ランプの点灯制御信号の増減を繰り返す。この結果、使用者によって制御が可能な点灯制御信号コントロール手段１９によって、使用者が任意に表示条件を変更可能となる。

＜第８の実施形態＞
図２３はプリセットによる制御ブロック図である。蛍光ランプ累積負荷測定装置２１は点灯制御信号とその制御信号によって表示している時間をカウントする。蛍光ランプ累積負荷記憶装置２２は蛍光ランプ累積負荷測定装置２１で計算された値を累積し記憶する。点灯制御信号設定記憶装置２０は、各蛍光ランプに使用した蛍光体の劣化特性からあらかじめ計算された、蛍光ランプの累積負荷による輝度低下と所要の輝度実現に要する点灯制御信号設定値のテーブルを有している。点灯制御信号設定値のテーブルは、蛍光ランプ１に使用する赤、緑、青の蛍光体の劣化特性と各蛍光ランプの蛍光体構成比率から、図１８に示す計算方法によって設定される。この点灯制御信号設定値は複数の条件に対して記憶が可能であり、外部に設けたコントロールキーなどによって構成される調整目標値切替手段１５によって表示条件の切替が可能である。

液晶表示装置の使用者によって選択された表示条件をもとに設定される点灯制御回路９の赤系、緑系、青系の独立した各蛍光ランプ制御信号によって蛍光ランプ１が点灯する。蛍光ランプ１が照射する光は液晶表示装置１１を構成する導光板４内で混色され、液晶表示装置１１上に透過される。点灯制御装置９の各制御信号情報を蛍光ランプ累積負荷測定装置２１がカウントし、点灯制御信号設定値によって計算される各蛍光ランプに流れた管電流とその設定の実行時間の積を計算する。蛍光ランプ累積負荷測定装置２１で計算された値は、蛍光ランプ累積負荷記憶装置２２に累積値として記憶される。

この累積値の増加によって、蛍光ランプ１を構成する赤、緑、青の各蛍光体はそれぞれ独立に劣化し、輝度低下および各蛍光ランプの再現色度の変化を生ずる。蛍光ランプ累積負荷測定装置２１に累積された値をあらかじめ計算された点灯制御信号設定記憶装置２０に記憶された蛍光ランプの累積負荷による輝度低下と所要の輝度実現に要する点灯制御信号設定値のテーブルとを比較することによって、液晶表示装置の使用者によって選択された表示条件を満足するために必要な点灯制御信号設定値を決定し、点灯制御回路９の赤系、緑系、青系の独立した各蛍光ランプ制御信号を変更する。

ランプ累積負荷測定装置２１に累積された値をあらかじめ計算された点灯制御信号設定記憶装置２０に記憶された蛍光ランプの累積負荷による輝度低下と所要の輝度実現に要する点灯制御信号設定値のテーブルとを比較することによって、液晶表示装置の使用者によって選択された表示条件を満足するために必要な点灯制御信号設定値を決定し、点灯制御回路９の赤系，緑系，青系の独立した各蛍光ランプ制御信号を変更する制御を繰り返すことによって、液晶表示装置１１で表示される色度および輝度を各色の蛍光体劣化特性の違いに依存せず、一定の条件に維持した表示が可能となる。
なお、第８の実施形態と第５の実施形態とを組み合わせて実施すればさらに効率的な調整が可能となる。

以上述べた実施の形態では光源として蛍光ランプを用いた場合を例にとって説明したが、光源はこれに限るわけではなく、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ等を光源に用いた場合にも同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態における画像表示装置の主要部の構成を示す図である。光源である冷陰極蛍光ランプの配置を示す図である。蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の構成を示す図である。各蛍光ランプ単独点灯時におけるランプ近傍の液晶パネル表面の輝度分布を示す図である。Ｐ４５の色度点を実現する場合の各蛍光ランプの点灯時間比率と輝度を示す図である。Ｐ１０４の色度点を実現する場合の各蛍光ランプの点灯時間比率と輝度を示す図である。３本の蛍光ランプの配置を変えた場合の色むらの違いを示す図である。Ｐ４５の色度点を実現する場合の各蛍光ランプの点灯時間比率と輝度を示す図である。Ｐ１０４の色度点を実現する場合の各蛍光ランプの点灯時間比率と輝度を示す図である蛍光ランプ近傍の色むらの状態を示す図である。各色の蛍光体毎の点灯時間と劣化の関係を示す図である。初期の各蛍光ランプの色度点を示す図である。５万時間後の各蛍光ランプの色度点を示す図である。初期の各蛍光ランプの色度点を示す図である。５万時間後の各蛍光ランプの色度点を示す図である。５万時間までの各蛍光ランプの点灯時間比率を示す図である。蛍光ランプ１に使用する赤、緑、青の蛍光体の劣化特性と各蛍光ランプの蛍光体構成比率から点灯制御信号設定値を計算する方法を示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の構成を示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の詳細構成を示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の詳細構成を示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の詳細構成を示す図である。蛍光ランプ１の点灯制御系の詳細構成を示す図である。

符号の説明

１・・・蛍光ランプ、２・・・反射板、３・・・リフレクタ、４・・・導光板、５・・・光学シート、６・・・液晶パネル、７・・・バックライトユニット、８・・・点灯回路、９・・・点灯制御回路、１０・・・カラーセンサ、１１・・・液晶表示装置、１２・・・信号増幅器、１３・・・Ａ／Ｄ変換器、１４・・・比較・演算器、１５・・・調整目標値切替手段、１６・・・調整目標値記憶装置、１７・・・調整目標値設定手段、１８・・・表示状態確認手段、１９・・・点灯制御信号コントロール手段、２０・・・点灯制御信号設定記憶装置、２１・・・ランプ累積負荷測定装置、２２・・・ランプ累積負荷記憶装置、２３・・・点灯制御データ記憶手段

Claims

赤と緑の発光スペクトルを持った蛍光体を第１の所定の割合で調合した赤系蛍光ランプと、緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を第２の所定の割合で調合した緑系蛍光ランプと、赤と緑と青の発光スペクトルを持った蛍光体を第３の所定の割合で調合した青系蛍光ランプとからなるバックライトユニットと、該バックライトユニット前面に配置された画像表示パネルとを備え、モノクローム表示を行う画像表示装置であって、
前記赤系蛍光ランプ、前記緑系蛍光ランプ及び前記青系蛍光ランプは、点灯時間比率を制御することにより発光強度をおのおの独立に変えることにより、色度図上で目標とする色を囲む３種類の異なる発光色を持ち、
前記蛍光体の劣化速度の違いによる各蛍光ランプの色度のシフトを予め考慮し、各蛍光ランプにおける赤、緑、青の前記蛍光体の調合比を予め決めておき、各蛍光体の劣化データを基に、前記点灯時間比率を制御することにより調光を行なう蛍光ランプの実際の点灯時間を累積した実点灯時間から、前記蛍光ランプ中の各蛍光体の劣化を予測し、前記蛍光体の劣化による色度と輝度の変化を補償して輝度と色度を一定に維持するための前記点灯時間比率を決定することを特徴とする画像表示装置。
各蛍光ランプにおける各色の蛍光体の調合割合から、特定の色の発光強度を変更させるための各蛍光ランプの点灯制御データが予め記憶された記憶手段と、
前記蛍光ランプの赤、緑、青成分の発光強度をそれぞれ独立に検出する発光強度検出手段と、
前記発光強度検出手段からの出力に応じて、発光強度を変更するべき前記蛍光ランプを特定し、前記記憶手段に記憶された前記点灯制御データにより各蛍光ランプの点灯時間比率を制御する発光強度制御手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
各蛍光ランプの点灯時間比率を制御するために出力した点灯制御信号設定値と、該点灯制御信号設定値の実行時間の積から各蛍光ランプの累積負荷値を求める累積負荷算出手段と、
前記各蛍光ランプの累積負荷値に応じた前記点灯制御信号設定値に基づき前記各蛍光ランプの点灯時間比率を制御する発光強度制御手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記蛍光ランプは冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
前記冷陰極蛍光ランプは、前記画像表示パネルの表示領域外の辺に沿って配置され、緑系の冷陰極蛍光ランプを他の発光色の冷陰極蛍光ランプで挟む配置としたことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。