JP5510859B2 - バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置および液晶表示装置に関し、さらに言えば、光源を間欠発光させるように構成されたバックライト装置と、そのバックライト装置を備えた液晶表示装置に関するものである。

近年、高解像度のディスプレイとして液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、Thin-Film Transistor）等のスイッチング素子が形成された基板（以下、駆動基板と呼ぶ）と、カラーフィルター、ブラックマトリクス等が形成された基板（以下、対向基板と呼ぶ）との間に液晶層を挟持して構成され、駆動基板と対向基板の各々に設けた電極間、または駆動基板上に設けた電極間に生じる電界で液晶分子の配向方向を変化させることにより、光の透過量を各々の画素で制御して画像を表示するものである。駆動基板と対向基板で液晶層を挟持してなる構造体は、液晶表示パネルと呼ばれている。

透過型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの背面にバックライト装置が設けられており、液晶表示パネルの背面から光を照射するようになっている。バックライト装置の光源としては、従来、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Tube, ＣＣＦＬ）が一般的に使用されていたが、最近は発光ダイオード（Light-Emitting Diode, ＬＥＤ）の使用が増えている。この場合、多数の赤色、緑色および青色のＬＥＤを組み合わせて使用して光学的に混色を行い、得られた白色光を液晶表示パネルに照射するようになっている。

ところで、バックライト装置にＬＥＤを使用した液晶表示装置では、常に一定の色度の白色光を生成しなければならないため、赤色、緑色および青色の光が常に一定の比率で合成されるように各色の光量を検出しながら赤色、緑色および青色のＬＥＤに供給する駆動電流をフィードバック制御している。このフィードバック制御は、高速で行うと色度の変化がユーザに視認されてしまうので、比較的低速で行われる。このため、液晶表示装置の電源投入直後には、所望の色度調整が行われず、画面に白色とは異なる色が表示されてしまい、時間の経過とともに徐々に白色になる、といった現象が生じる。そこで、従来は、液晶表示装置の電源投入直後には、各色のＬＥＤに供給する駆動電流を予め定めておいた初期電流値に設定するようにして、この現象を抑制している。

他方、ＬＥＤの温度は電源投入直後と定常動作時では大きく異なり、また、ＬＥＤの光学特性は温度に依存して大きく変動することから、電源投入から所定の色度に収束するまでの時間が長くなるという難点がある。この難点を解消した液晶表示装置が、特開２００６−１７１６９３号公報（特許文献１）に開示されている。この液晶表示装置を図５に示す。

図５は、特許文献１に開示された従来の液晶表示装置の構成を示す機能ブロック図である。

図５の液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１０３とバックライト装置１１２とを備えている。液晶表示パネル１０３は、Ｘドライバ回路１０６及びＹドライバ回路１０７によって駆動される。バックライト装置１１２は、赤色、緑色及び青色のＬＥＤを用いた光源１１０及び波長選択フィルタ１１１有しており、各色のＬＥＤは駆動部１１３によって駆動される。ＬＥＤの温度は、温度センサ１１４によって検出される。ＬＥＤから発せられた白色光の色度は、フォトセンサとしての色度センサ１１５によって検出される。

入力端子１０１を介して映像信号が液晶表示装置１００に入力されると、その映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部１０２でクロマ処理等の信号処理が施された後、液晶表示パネル１０３の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されてから、制御部１０４に供給され、また映像メモリ１０５を介してＸドライバ回路１０６にも供給される。制御部１０４は、受け取ったＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ回路１０６及びＹドライバ回路１０７を制御し、映像メモリ１０５を介してＸドライバ回路１０６に供給されるＲＧＢセパレート信号でカラー液晶表示パネル１０３を駆動する。こうして、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像が表示される。

駆動部１１３は、所定の電流を光源１１０のＬＥＤに供給してこれを駆動するが、それと同時に、色度センサ１１５の検出値に基づいて各色のＬＥＤの電流量をフィードバック制御して、白色光を所定の色度に調節する。駆動部１１３はまた、電源投入時に各色のＬＥＤの初期電流値を不揮発性メモリ１１６から読み出して、その初期電流値を温度センサ１１４の検出値に応じて補正して、その補正した初期電流値で各色のＬＥＤを起動する。

図５に示した従来の液晶表示装置１００では、以上のように構成することにより、電源投入時のＬＥＤの温度にかかわらず、電源投入直後から所定の色度で各色のＬＥＤを起動させることができ、かくして、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間（所定の色度の白色光に安定するまでの時間）を短縮できる、とされている（図４、要約を参照）。

また、液晶表示装置には、動きのある画像（動画）を表示すると動いている部分の輪郭がぼけて見える、という難点がある。この「動きぼけ」という難点を緩和した液晶表示装置が、特開２００４−１６３８２９号公報（特許文献２）に開示されている。この液晶表示装置を図６に示す。

図６は、特許文献２に開示された従来の液晶表示装置の構成を示す機能ブロック図である。

図６の液晶表示装置１５０は、データ電極および走査電極を有する液晶表示パネル１５８と、液晶表示パネル１５８のデータ電極および走査電極を駆動するための電極駆動部１５１と、液晶表示パネル１５８にその背面から光を照射するためのバックライト光源１６２と、バックライト光源１６２を１垂直期間内で点灯／消灯の間欠駆動する光源駆動部１６１とを備えている。

入力画像信号は、遅延部１５６で１フレーム期間分だけ遅延せしめられてから、フレーム周波数変換部１５２に送られる。フレーム周波数変換部１５２は、その入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して電極駆動部１５１に出力する。電極駆動部１５１は、受け取った像信号に応じて液晶表示パネル１５８のデータ電極および走査電極を駆動し、その画像信号に対応した画像を表示する。

同期信号抽出部１６０は、上記入力画像信号から垂直同期信号を抽出し、光源駆動部１６１に供給する。光源駆動部１６１は、受け取った垂直同期信号に基づいてバックライト光源１６２を駆動し、１垂直期間内で間欠点灯させる。

温度検出部１５３は、液晶表示装置１５０の内部の温度を検出する。フレームメモリ（ＦＭ）１５４は、前フレームデータを記憶する。制御ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５５は、フレームメモリ１５４から読み出された前フレームデータと現フレームデータとの階調遷移を検出し、上記入力画像信号の１フレーム前後における階調遷移と、温度検出部１５３で検出された温度データとに基づいて、フレーム周波数変換部１５２に所定の制御信号を出力する。

フレーム周波数変換部１５２は、この制御信号に応じてフレーム周波数を例えばより高い周波数に変換することによって、１フレーム期間における走査期間を短縮し、液晶応答期間を増加させる。このため、液晶応答速度が低い階調遷移を伴う画像入力時であっても、液晶応答期間を十分に確保することができ、したがって液晶が完全に応答して目標輝度に達した後に画像表示を行うことが可能となる。

バックライト光源１６２は、その全体を点滅させる場合（全面フラッシュ型）と、その全体をいくつかの発光領域に分割し、画像信号の書込走査に対応してそれら発光領域を順次発光させる場合（走査型）とがある。

図６に示した従来の液晶表示装置１５０では、以上のように構成することにより、動きボケだけでなく残像の発生を抑制した高画質の動画像表示を実現することができる、とされている（要約、図１〜図３、段落００３２〜００４１を参照）。

特開２００４−１６３８２９号公報（特許文献２）には、バックライト光源１６２を常時点灯させておき、１フレーム内で画像信号の書込走査に続いて黒表示信号の書込走査（リセット走査）を行う方式において、同様の高画質の動画像表示を実現するという構成も開示されている。この構成は、１フレーム前後における画像信号の階調遷移に応じて、画像表示期間（黒表示期間）を制御するものであり、液晶応答速度が低い階調遷移を伴う画像入力時であっても、液晶応答期間を十分に確保することができ、したがって液晶が完全に応答して目標輝度に達した後に画像表示を行うことが可能である（図８〜図１０、段落００９０〜００９８を参照）。
特開２００６−１７１６９３号公報 特開２００４−１６３８２９号公報

ところで、図６に示した従来の液晶表示装置１５０において、動画像の画質を向上させつつ白色光の色度を短時間で所定の値に収束させるには、図５に示した従来の液晶表示装置１００の構成を組み合わせることが考えられる。具体的に言えば、白色光が所定の色度となるように、図５の液晶表示装置１００における色度センサ１１５の受光量に基づき各色のＬＥＤの電流量をフィードバック制御する構成を、図６の液晶表示装置１５０のバックライト光源１６２を１フレーム内で間欠動作させる構成に組み合わせれば、動画像の画質を向上させながら白色光の色度を短時間で所定の値に収束させることができるように思われる。

しかしながら、このようにすると、図６の液晶表示装置１５０ではバックライト光源１６２のＬＥＤを１フレーム内で間欠動作（分割動作）させるので、それだけＬＥＤの発光期間が短くなり、その受光波形を積分して出力する色度センサ１１５の受光量が分割数分の1となってしまう。つまり、スキャン動作させない液晶表示装置１００の場合に比べて、色度センサ１１５の受光量が分割数分の1に減少してしまうのである。その結果、液晶表示装置１００の場合の問題、すなわち、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間が長くなる、所定の色度に収束したときの誤差が大きくなるといった問題が生じることになる。

本発明は、この点を考慮してなされたもので、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間を短縮することができるバックライト装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後に画面の表示色が不適正になるのを抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。

ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。

（１）本発明の第１の観点によるバックライト装置は、
複数の発光領域に分割された、３色以上の発光ダイオード群より構成される光源と、
前記発光ダイオード群により生成される白色光の色度を検出する色度センサと、
前記発光ダイオード群を駆動する光源駆動部と、
前記色度センサが検出した色度値に基づいて、前記発光ダイオード群により生成される白色光を所定の色度に調節するバックライト制御部とを備え、
前記バックライト制御部は、液晶表示パネルへの画像信号の書込走査に対応して、１フレーム内で所定の走査用発光期間に複数の前記発光領域内の前記発光ダイオード群を順次発光させると共に、同フレーム内で前記走査用発光期間外の付加発光期間に前記発光ダイオード群を発光させ、
前記付加発光期間における前記発光ダイオード群の発光は、前記液晶表示パネルへの光漏れ防止信号の供給と同期して行われることを特徴とするものである。

本発明の第１の観点によるバックライト装置では、液晶表示パネルへの画像信号の書込走査に対応して、前記バックライト制御部により、１フレーム内で所定の前記走査用発光期間に複数の前記発光領域内の前記発光ダイオード群を順次発光させると共に、同フレーム内で前記走査用発光期間の外にある前記付加発光期間に前記発光ダイオード群を発光させるため、前記発光ダイオード群が単に走査型駆動（発光）されている場合に比べて、前記発光ダイオード群からの発光量すなわち前記色度センサの受光量が増加する。このため、前記発光ダイオード群により生成される白色光の色度を前記色度センサで検出し、得られた色度値に基づいて前記バックライト制御部が前記発光ダイオード群により生成される白色光を所定の色度に調節する際に、前記色度センサが検出する色度値が高くなる。したがって、色度調節に要する時間が短縮されるので、前記発光ダイオード群を順次発光させる走査型駆動を行っても、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間が長くなったり、所定の色度に収束したときの誤差が大きくなったりするといった問題が生じない。

また、前記付加発光期間における前記発光ダイオード群の発光は、前記液晶表示パネルへの光漏れ防止信号の供給と同期して行われるので、その発光により問題は生じない。

よって、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間を短縮することができる。

（２）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記付加発光期間が、液晶パネルを黒表示するための黒挿入信号が生成される黒信号期間に基づいて画定される。この例では、前記付加発光期間における前記発光ダイオード群の発光を前記液晶表示パネルへの光漏れ防止信号の供給と同期して行うことが、容易に実現できる。

（３）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記付加発光期間が、液晶パネルを黒表示するための黒挿入信号が生成される黒信号期間に等しく設定される。この例では、前記付加発光期間における前記発光ダイオード群の発光を前記液晶表示パネルへの光漏れ防止信号の供給と同期して行うことが、いっそう容易に実現できる。

（４）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記付加発光期間が、液晶パネルを黒表示するための黒挿入信号が生成される黒信号期間に基づいて変更可能に画定されており、必要に応じて、前記付加発光期間が前記黒信号期間に等しいかそれよりも短く設定される。この例では、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation, パルス幅変調）を用いて前記付加発光期間の長さを調整することができるので、前記発光ダイオード群の発光期間をより精密に制御して、白バランスをとることが容易である。

（５）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記付加発光期間が、液晶パネルを黒表示するための黒挿入信号が生成される黒信号期間に基づいて画定されていると共に、前記黒信号期間の複数個に対して１個の割合で生成される。この例では、前記黒信号期間とその繰り返し周波数を変えることなく、前記付加発光期間の繰り返し周波数を容易に低減することができる。

（６）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記光源が、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを含んでおり、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードがそれぞれ異なるフレームで別個に発光せしめられる。

（７）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記光源が、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを含んでおり、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードが同じフレームで発光せしめられる。

（８）本発明の第１の観点によるバックライト装置の好ましい例では、前記発光ダイオード群を駆動するための信号の波形が、液晶表示パネルへの画像信号の書込走査に対応して前記走査用発光期間に複数の前記発光領域内の前記発光ダイオード群を順次発光させるための波形と、液晶パネルを黒表示するための黒挿入信号の波形との論理ＯＲをとって生成されるものに等しくされる。この例では、前記発光ダイオード群を駆動するための信号を容易に生成することができる。

（９）本発明の第２の観点による液晶表示装置は、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の本発明の第１の観点によるバックライト装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明の第２の観点による液晶表示装置は、本発明の第１の観点によるバックライト装置を備えているので、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後に画面の表示色が不適正になるのを抑制することができる。

本発明の第１の観点によるバックライト装置によれば、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間を短縮することができる、という効果が得られる。

本発明の第２の観点による液晶表示装置によれば、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後に画面の表示色が不適正になるのを抑制することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態を詳述する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置２を組み込んだ液晶表示装置１の構成を示す機能ブロック図である。

この液晶表示装置１は、駆動基板と対向基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネル４と、バックライト装置２とを備えている。バックライト装置２は、液晶表示パネル４の背面に設置されると共に、その背面側から白色光を液晶表示パネル４に照射する。

パネル駆動部２２は、タイミングコントローラ（図示せず）から供給されるタイミング信号Ｓ２に応じて、走査信号Ｓ３およびデータ信号Ｓ４を液晶表示パネル４のＹドライバ回路およびＸドライバ回路（いずれも図示せず）にそれぞれ供給する。走査信号Ｓ３により、液晶表示パネル４の画面中の全画素がその最上端から最下端に向かって走査され、その走査に同期して、データ信号Ｓ４に応じた映像データが対応する画素に供給される。液晶表示パネル４は、このようにして駆動され、両信号Ｓ３およびＳ４に応じた映像が画面に表示される。

本発明の第１実施形態に係るバックライト装置２０は、複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群）からなる光源５と、光源５のＬＥＤ群に所定のＬＥＤ駆動電流を供給してこれらを駆動する光源駆動部２１と、タイミング信号Ｓ２に応じてＬＥＤ制御信号Ｓ６を光源駆動部２１に送ってこれを制御するバックライト制御部２０と、バックライト制御部２０およびパネル駆動部２２に黒信号Ｓ５を供給する黒信号供給部２３とを備えている。バックライト制御部２０には、光源５のＬＥＤ群から照射される白色光の色度を検出するフォトセンサ（色度センサ）１３の出力信号Ｓ１が入力される。

光源５は、図２に示すように、矩形の平面状であって、所定間隔をあけて上から下に向かって平行に配置された五つの帯状のＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５から構成されている。これらのＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５は、いずれも同じ構成で、直線状に配置された複数の赤色ＬＥＤ１０と複数の緑色ＬＥＤ１１と複数の青色ＬＥＤ１２を有している。ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の各々において、同色のＬＥＤ同士は電気的に直列に接続されている。例えば、ＬＥＤユニットＤ１について言えば、同ユニットＤ１中のすべての赤色ＬＥＤ１０は電気的に直列に接続され、すべての緑色ＬＥＤ１１は電気的に直列に接続され、すべての青色ＬＥＤ１２は電気的に直列に接続されている。他のＬＥＤユニットＤ２〜Ｄ５も同様である。これら規則的に配置された赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２から放射された光は、一定の強度比で合成されて白色光とされるようになっている。こうして生成された白色光は、ＬＣＤパネル４にその背面側から照射される。

光源５の発光面は、図２に示すように、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５に応じて五つの発光領域に分割されており、各発光領域毎に発光させることが可能である。したがって、最上部に位置するＬＥＤユニットＤ１の発光時には、バックライト光（白色光）は、ＬＥＤユニットＤ１に対応して最上位にある横方向に細長い領域（１／５発光領域）のみから照射される。この時には、液晶表示パネル４のその１／５発光領域に対応する表示領域（１／５表示領域）だけに白色光が照射されることになる。ＬＥＤユニットＤ２〜Ｄ５についても同様である。

ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５には、それぞれ、色度センサとしてのフォトセンサ１３が設けられている。ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の各々に設けられたフォトセンサ１３は、対応するＬＥＤユニットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４またはＤ５から放射される白色光の色度を個別に検出し、得られた色度に応じて色度検出信号Ｓ１をバックライト制御部２０に出力する。

バックライト制御部２０は、各フォトセンサ１３から送られた色度検出信号Ｓ１に基づいて、所定の色度が維持されるように調整したＬＥＤ制御信号Ｓ６を光源駆動部２１に送る。光源駆動部２１は、受け取ったＬＥＤ制御信号Ｓ６に応じて、光源５のＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２にそれぞれ供給されるＬＥＤ駆動電流の量と供給・遮断（ＯＮ・ＯＦＦ）タイミングを調整する。つまり、バックライト制御部２０は、色度検出信号Ｓ１を用いて、各色のＬＥＤ１０、１１または１２へのＬＥＤ駆動電流の量をＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５毎にフィードバック制御し、光源５から照射される白色光を所定の色度に維持するものである。

バックライト装置２０では、このように、１フレーム内でＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５を順次点灯させることにより、五つの発光領域に対して走査型点灯を行うことができ、したがって、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）のようなインパルス型点灯に近づけることができる。

黒信号供給部２３は、タイミング信号Ｓ２に従って所定タイミングで黒信号Ｓ５を生成し、バックライト制御部２０とパネル駆動部２２に供給する。この黒信号Ｓ５は、１フレーム内で映像信号と共にそれとはタイミングをずらして液晶表示パネル４の全画素に入力される黒信号であり、１フレーム内で映像信号に応じた映像に続いて黒色を画面に表示して、対応する画素の発光時間（画像表示時間）を短縮するためのものである。このように、黒信号供給部２３によって「黒書込型表示」が実行されるので、液晶表示パネル４上で全画素の発光時間が短縮され、その結果、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の走査型点灯とあいまって擬似的なインパルス型表示に近づけることができる。よって、動画表示の際の動きぼけ、残像等の画質劣化を抑制して、動画像の画質を向上させることが可能となる。

光源駆動部２１からＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５へ供給されるＬＥＤ駆動電流の供給・遮断タイミングは、バックライト制御部２０から送られるＬＥＤ制御信号Ｓ６によって決定されるが、このＬＥＤ制御信号Ｓ６は、フォトセンサ１３から送られる色度検出信号Ｓ１と、映像信号から抽出されるタイミング信号Ｓ２と、黒信号供給部２３から供給される黒挿入信号Ｓ５とに基づいて生成される。ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の各々は、こうして決定されるタイミング（つまりパルス波形）によって走査型点灯（間欠発光）せしめられる。

次に、以上の構成を持つバックライト装置２の動作について、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

黒信号供給部２３が生成してバックライト制御部２０に出力する黒挿入信号Ｓ５は、図３（ａ）に示すような波形を有しており、映像信号から抽出されるタイミング信号Ｓ２に同期して、パルス状の黒信号期間Ｔ１を所定期間Ｔ２毎に繰り返すものである。これは、黒挿入信号Ｓ５は高レベル（Ｈ）の時に黒信号期間Ｔ１だけ出力される、と言うこともできる。なお、後述するように、黒挿入信号Ｓ５は付加発光用信号として使用される。

バックライト制御部２０が光源駆動部２１に出力するＬＥＤ制御信号Ｓ６に含まれる走査発光用信号は、図３（ｂ）に示すような波形を有しており、５つのＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５に対応して五つの信号を含んでいる。

図３（ｂ）の最上位にある波形は、光源２１の最上部にあるＬＥＤユニットＤ１に供給される走査発光用信号であり、１フレームＦ内に高レベルの発光期間Ｔ３ａを有している。図３（ｂ）の上から２番目にある波形は、光源２１の上から２番目にあるＬＥＤユニットＤ２に供給される走査発光用信号であり、発光期間Ｔ３ａの直後に高レベルの発光期間Ｔ３ｂを有している。図示していないが、光源２１の上から３番目にあるＬＥＤユニットＤ３に供給される信号は、光源２１の上から３番目にあるＬＥＤユニットＤ３に供給される走査発光用信号であり、発光期間Ｔ３ｂの直後に高レベルの発光期間Ｔ３ｃを有する波形である。図示していないが、光源２１の上から４番目にあるＬＥＤユニットＤ４に供給される信号は、光源２１の上から４番目にあるＬＥＤユニットＤ４に供給される走査発光用信号であり、発光期間Ｔ３ｃの直後に高レベルの発光期間Ｔ３ｄを有する波形である。図３（ｂ）の最下位にある波形は、光源２１の最下部にあるＬＥＤユニットＤ５に供給される走査発光用信号であり、発光期間Ｔ３ｄ（図示せず）の直後に高レベルの発光期間Ｔ３ｅを有している。これらの波形はフィールドＦ毎に繰り返される。

このように、ＬＥＤ制御信号Ｓ６に含まれる五つの走査発光用信号は、１フレームＦ内において、その１／５に相当する発光期間Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ、Ｔ３ｃ、Ｔ３ｄおよびＴ３ｅの間だけ高レベルになっており、その高レベルの期間（走査用発光期間）の生じるタイミングが徐々にずれている。このため、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の各々は、１フレームＦの１／５の時間だけタイミングをずらせて順次点灯せしめられ、１フレームＦを通じてＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５のすべてが点灯せしめられる。これらの走査発光用信号によって、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の走査型点灯（走査型発光）が実行される。

図３（ａ）の黒挿入信号Ｓ５の波形と、図３（ｂ）の五つの個別制御信号（走査発光用信号）の波形の論理ＯＲをとると、図３（ｃ）に示す波形が得られる。これらの波形は、ＬＥＤ制御信号Ｓ６を構成する五つの個別制御信号を表しているが、図３（ｃ）にはＬＥＤユニットＤ１、Ｄ２およびＤ５の信号のみを示している。

図３（ｃ）の最上位にある波形は、光源２１の最上部にあるＬＥＤユニットＤ１に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）であり、１フレームＦ内に高レベルの発光期間（走査用発光期間）Ｔ４ａを有していると共に、走査用発光期間Ｔ４ａ以外の期間にパルス状の付加発光期間Ｔ５ａを複数個含んでいる。走査用発光期間Ｔ４ａは発光期間Ｔ３ａに等しく、付加発光期間Ｔ５ａは黒信号期間Ｔ１に等しい。この波形によれば、ＬＥＤユニットＤ１は、１フレームＦ内において、走査型点灯のために走査用発光期間Ｔ４ａの間に発光するだけでなく、走査用発光期間Ｔ４ａ以外の期間にも複数の付加発光期間Ｔ５ａにパルス状に繰り返し発光する。

図３（ｂ）の上から２番目にある波形は、光源２１の上から２番目にあるＬＥＤユニットＤ２に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）であり、１フレームＦ内に高レベルの発光期間（走査用発光期間）Ｔ４ｂを有していると共に、走査用発光期間Ｔ４ｂ以外の期間にパルス状の付加発光期間Ｔ５ｂを複数個含んでいる。走査用発光期間Ｔ４ｂは発光期間Ｔ３ｂに等しく、付加発光期間Ｔ５ｂは黒信号期間Ｔ１に等しい。この波形によれば、ＬＥＤユニットＤ２は、１フレームＦ内において、走査型点灯のために走査型発光期間Ｔ４ｂの間に発光するだけでなく、走査用発光期間Ｔ４ｂ以外の期間にも複数の付加発光期間Ｔ５ｂにパルス状に繰り返し発光する。

図示していないが、光源２１の上から３番目にあるＬＥＤユニットＤ３に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）の波形は、１フレームＦ内に高レベルの発光期間（走査用発光期間）Ｔ４ｃを有していると共に、走査用発光期間Ｔ４ｃ以外の期間にパルス状の付加発光期間Ｔ５ｃを複数個含んでいる。走査用発光期間Ｔ４ｃは発光期間Ｔ３ｃに等しく、付加発光期間Ｔ５ｃは黒信号期間Ｔ１に等しい。この波形によれば、ＬＥＤユニットＤ３は、１フレームＦ内において、走査型点灯のために走査型発光期間Ｔ４ｃの間に発光するだけでなく、走査用発光期間Ｔ４ｃ以外の期間にも複数の付加発光期間Ｔ５ｃにパルス状に繰り返し発光する。

図示していないが、光源２１の上から４番目にあるＬＥＤユニットＤ４に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）の波形は、１フレームＦ内に高レベルの発光期間（走査用発光期間）Ｔ４ｄを有していると共に、走査用発光期間Ｔ４ｄ以外の期間にパルス状の付加発光期間Ｔ５ｄを複数個含んでいる。走査用発光期間Ｔ４ｄは発光期間Ｔ３ｄに等しく、付加発光期間Ｔ５ｄは黒信号期間Ｔ１に等しい。この波形によれば、ＬＥＤユニットＤ４は、１フレームＦ内において、走査型点灯のために走査型発光期間Ｔ４ｄの間に発光するだけでなく、走査用発光期間Ｔ４ｄ以外の期間にも複数の付加発光期間Ｔ５ｄにパルス状に繰り返し発光する。

図３（ｂ）の上から５番目（最下位）にある波形は、光源２１の上から５番目（最下位）にあるＬＥＤユニットＤ５に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）であり、１フレームＦ内に高レベルの発光期間（走査用発光期間）Ｔ４ｅを有していると共に、走査用発光期間Ｔ４ｅ以外の期間にパルス状の付加発光期間Ｔ５ｅを複数個含んでいる。走査用発光期間Ｔ４ｅは発光期間Ｔ３ｅに等しく、付加発光期間Ｔ５ｅは黒信号期間Ｔ１に等しい。この波形によれば、ＬＥＤユニットＤ５は、１フレームＦ内において、走査型点灯のために走査用発光期間Ｔ４ｅの間に発光するだけでなく、走査用発光期間Ｔ４ｅ以外の期間にも付加発光期間Ｔ５ｅにパルス状に繰り返し発光する。

このように、五つのＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５は、各フレームＦ内において、走査型点灯のために走査型発光期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅに順にタイミングをずらせて発光せしめられるだけでなく、付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅにもパルス状に繰り返し発光せしめられるので、付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅの分だけフォトセンサ１３で取り込む光量を増加させることができる。なお、上述したとおり、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の各々は、赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２を含んでいるが、３色のＬＥＤ１０、１１及び１２はいずれも同じタイミングで発光せしめられる。

以上説明したように、本発明の第１実施形態のバックライト制御装置２では、バックライト制御部２０により、液晶表示パネル４への画像信号の書込走査に対応して走査発光用信号と付加発光用信号が光源駆動部２１に供給されることにより、１フレームＦ内で所定の走査用発光期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅに五つのＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５（発光領域）内のＬＥＤ１１、１２および１３が順次発光すると共に、付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅにもＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５（発光領域）のＬＥＤ１１、１２および１３が発光するため、ＬＥＤ１１、１２および１３が走査発光用期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅに単に発光されている場合に比べて、ＬＥＤ１１、１２および１３からの発光量すなわちフォトセンサ１３の受光量が増加する。このため、ＬＥＤ１１、１２および１３により生成される白色光の色度をフォトセンサ１３で検出し、得られた色度値に基づいて、バックライト制御部２０がＬＥＤ１１、１２および１３により生成される白色光を所定の色度に調節する際に、フォトセンサ１３が検出する色度値が高くなる。よって、色度調節に要する時間が短縮されるので、ＬＥＤ１１、１２および１３を順次発光させる走査型駆動を行っても、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間が長くなったり、所定の色度に収束したときの誤差が大きくなったりするといった問題が生じない。

また、走査型発光期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅ以外におけるＬＥＤ１１、１２および１３の発光は、液晶表示パネル４への光漏れ防止信号（すなわち黒挿入信号）の供給と同期して行われるので、動きボケや残像が抑制され、動画像の画質を向上させることができる。

よって、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後から所定の色度に収束するまでに要する時間を短縮することができる。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置１は、上述したバックライト制御装置２を液晶表示パネル４およびパネル駆動部２２と共に組み込んでいるので、動画像の画質を向上しながら、電源投入直後に画面の表示色が不適正になるのを抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
上記説明では、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５にそれぞれ供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）は、走査用発光期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅと付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅの全体において高レベルにされるとしているが、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation, パルス幅変調）を用いて走査用発光期間Ｔ４ａ〜Ｔ４ｅと付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅの長さを調整してもよい。こうすれば、ＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の発光期間をより精密に制御して、白バランスをとることが容易となる。その場合の波形を図３（ｄ）に示す。

図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示した光源２１の最上部にあるＬＥＤユニットＤ１に供給される個別制御信号（ＬＥＤ駆動信号）の走査用発光期間Ｔ４ａ及び付加発光期間Ｔ５ａの波形を、拡大表示したものである。

図３（ｄ）に示すように、走査用発光期間Ｔ４ａ及び付加発光期間Ｔ５ａをそれらの最大値とし、実際の走査用発光期間及び付加発光期間は、デューティ比に応じてそれぞれＴ４ａ’及びＴ５ａ’に短縮される（Ｔ４ａ’≦Ｔ４ａ、Ｔ５ａ’≦Ｔ５ａ）。例えば、青色ＬＥＤ１２のデューティ比を５０％とすると、緑色ＬＥＤ１１及び赤色ＬＥＤ１０の発光強度が青色ＬＥＤ１２のそれと同じならば、デューティを５０％にすると白バランスが取れる。しかし、赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２の発光強度は一般に異なるので、フォトセンサ１３の色度情報をバックライト制御部２０に入力し、赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２の各発光強度が同じになるようにデューティ比を設定して、白バランスを取るようにしている。

なお、図３（ｃ）および図３（ｄ）のいずれの場合であっても、付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅは水平及び垂直のブランキング期間には設定されない。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態のバックライト装置２で使用されるＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５駆動用の波形を示すタイミングチャートである。

上述した第１実施形態においては、図３（ｃ）に示したように、黒信号期間Ｔ１の各々に対応して付加発光期間Ｔ５ａ〜Ｔ５ｅを１フレームＦ中に設けているが、本発明はこれに限定されない。図４（ａ）〜（ｃ）のように、黒挿入信号が挿入される期間すなわち黒信号期間Ｔ１の一部に対して、付加発光期間を設けるようにしてもよい。

図４（ａ）〜（ｃ）では、図３（ａ）〜（ｃ）と同じ要素には同じ符号を付している。図４（ａ）の黒挿入信号の生成タイミングと図４（ｂ）の走査型発光信号の生成タイミングを示す波形は、それぞれ、図３（ａ）および（ｂ）と同一である。

図４（ｃ）のＬＥＤ駆動信号の生成タイミングの波形は、図３（ｃ）のＬＥＤ駆動信号の生成タイミングの波形において、黒信号期間Ｔ１を１つおきに付加発光期間Ｔ６ａ〜Ｔ６ｅを設けたものである。換言すれば、付加発光期間Ｔ６ａ〜Ｔ６ｅの間隔を、黒信号期間Ｔ１の間隔Ｔ２の約２倍のＴ７としたものである。

本発明の第２実施形態のバックライト装置２では、上述した第１実施形態の場合よりもＬＥＤ１１、１２および１３からの発光量（フォトセンサ１３の受光量）が少し減少することを除き、上述した第１実施形態と同じ効果が得られる。

（その他の実施形態）
上記第１〜２の実施形態は、本発明の好適な例を示すものである。本発明はこれらの実施形態に限定されず、種々の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、黒挿入の方式には、１水平期間に挿入する方式や１垂直期間に挿入する方式等、種々の方式があるが、黒挿入を行う期間を含んでいれば、本発明は任意の方式に適用することができる。

また、上記第１〜２の実施形態では、液晶表示パネルへの光漏れ防止信号として黒挿入信号が使用されているが、本発明はこれには限定されない。液晶表示パネルへの光漏れを防止できるものであれば、他の任意の信号を使用してもよい。

さらに、上記第１〜２の実施形態では、１フレームＦ内で赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２が同じタイミングで発光するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限定されない。例えば、赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２を１色ずつ、３回のフレーム（垂直期間）に別けて別個に発光するようにしてもよい。この場合でも、各色のＬＥＤ１０、１１または１２の光をフォトセンサ１３で別個に検出すれば、その検出値に基づいてＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の光が白色光となるように白バランスの調整をすることができる。

本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を組み込んだ液晶表示装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の光源の構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態およびその変形例に係るバックライト装置において、黒挿入信号の生成タイミング、走査型発光信号の生成タイミング及びＬＥＤ駆動信号の生成タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係るバックライト装置において、黒挿入信号の生成タイミング、走査型発光信号の生成タイミング及びＬＥＤ駆動信号の生成タイミングを示すタイミングチャートである。 従来の液晶表示装置の回路構成の一例を示す機能ブロック図である。 従来の液晶表示装置の回路構成の他の例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ バックライト装置
４ 液晶表示パネル
５ 光源
１０ 赤色ＬＥＤ
１１ 緑色ＬＥＤ
１２ 青色ＬＥＤ
１３ フォトセンサ
２０バックライト制御部
２１ 光源駆動部
２２ パネル駆動部
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５ ＬＥＤユニット
Ｓ１ フォトセンサ（色度センサ）の出力信号
Ｓ２ タイミング信号
Ｓ３ 走査信号
Ｓ４ データ信号
Ｓ５ 黒信号
Ｓ６ ＬＥＤ制御信号

Claims (9)

1. ３色以上の発光ダイオードが各色について規則的に配置された発光ダイオード群であって、前記発光ダイオードは各色毎に電気的に直列に接続され、前記発光ダイオード群は、複数の走査線上の発光領域である発光ダイオードユニットに分割されており、かつ、各々の発光ダイオードユニットごとに色度センサを少なくとも１つ以上有する発光ダイオード群と、
   前記発光ダイオードユニットを駆動する光源駆動部と
   前記色度センサが検出した色度値に基づいて、前記発光ダイオード群により生成される白色光を所定の色度に調整するバックライト制御部とを備え、
   前記バックライト制御部は、液晶表示パネルへの画像信号の書込走査に対応して、１フレーム内で所定の走査用発光期間に複数の前記発光領域内の前記発光ダイオード群を順次発光させると共に、同フレーム内で前記走査用発光期間外の付加発光期間に前記発光ダイオード群を発光させ、
   前記付加発光期間における前記発光ダイオード群の発光は、前記液晶表示パネルの液晶素子を黒状態に配向させるための黒挿入信号の前記液晶表示パネルへの供給と同期して行われ、
   電源投入から所定の色度に収束するまでの期間における前記付加発光期間の前記発光ダイオード群の発光により、電源投入から所定の色度に収束するまでの前記期間が短縮されることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記付加発光期間が、前記黒挿入信号が生成される黒信号期間の少なくとも一部に対して設けられている請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記付加発光期間が、前記黒挿入信号が生成される黒信号期間に等しく設定されている請求項１に記載のバックライト装置。
4. 前記付加発光期間が、前記黒挿入信号が生成される黒信号期間に基づいて変更可能に画定されており、必要に応じて前記付加発光期間が前記黒信号期間に等しいかそれよりも短く設定される請求項１に記載のバックライト装置。
5. 前記付加発光期間が、前記黒挿入信号が生成される黒信号期間に同期して設けられていると共に、前記黒信号期間の複数個に対して１個の割合で生成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
6. 前記光源が、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを含んでおり、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードがそれぞれ異なるフレームで別個に発光せしめられる請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
7. 前記光源が、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを含んでおり、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードが同じフレームで発光せしめられる請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
8. 前記発光ダイオード群を駆動するための信号の波形が、前記液晶表示パネルへの画像信号の書込走査に対応して前記走査用発光期間に複数の前記発光領域内の前記発光ダイオード群を順次発光させるための波形と、前記黒挿入信号の波形との論理ＯＲをとって生成されるものに等しくされている請求項１〜７のいずれか１項に記載のバックライト装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のバックライト装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
   

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