JP5600387B2 - 光源アセンブリ及びそれを有する液晶表示装置 - Google Patents
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Description
最近デジタルカメラなどの装置はすでに(sRGB)規格の色空間を超過する色相を撮影できるほど発展している。このようなデジタルカメラで撮影した画像を(sRGB)規格に従う標準モニタで表示する場合、デジタルカメラが認識する色相を正確に表現することができなくなる。したがって、(Adobe RGB)規格のような(sRGB)領域よりさらに広い色空間を表示できるモニタが必要である。
空間的に相対的な用語である“下(below)”、“下(beneath)”、“下部(lower)”、“上(above)”、“上部(upper)”等は図面に示しているように一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は図面に図示されている方向に加えて使用時または動作時素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指称する。
ここで、図1は本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図であり、図2は図1の液晶表示装置に含まれる色フィルタと光源を示した概略図である。
バックライトアセンブリ10は、中間フレーム110、光学シート120、拡散板130、光源アセンブリ100及び下部収納容器170を含む。
反射シート140は、光源ユニット150が各々露出する開口部141を含み、光源ユニット150からの光を上方に通過させ、光源ユニット150から下方に放射される光を上方に反射させる。
光源アセンブリ100から発生した光は色フィルタ300を通って選択的に透過し、画像を表わすようになる。
光源アセンブリ100は、光を発生させて液晶パネルに供給するものであって、赤色光、緑色光及び青色光を混合して白色光を発生させることができる。このような光源アセンブリ100は、赤色光源チップ(LM_R)、緑色光源チップ(LM_G)及び青色光源チップ(LM_B)を含む。
ここで、図4は、図1の液晶表示装置に含まれる色フィルタの分光特性と各色の光源チップのスペクトルの特性を示す図である。
図5は、図1の液晶表示装置に含まれる光源ユニットの色再現範囲をxy色度図に示した図である。図5において、色フィルタを通過しない光源ユニット自体の色再現範囲を示している。
三角形の各頂点は赤色光、緑色光および青色光の座標を意味する。
ここで、図6は、図1の液晶表示装置に含まれる色フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフであり、図7は、図1の液晶表示装置に含まれる色フィルタを通過した光の色再現範囲をxy色度図に示した図である。
図7において(CIE’)色空間は国際照明委員会が規定した色空間領域であり、(Adobe RGB’)色空間はアドビ社が提案した色空間規約であり、(RGB_s’)色空間は[表1]の比較実施形態の光源に本発明による色フィルタを適用した色再現範囲を示し、(RGB_1’)色空間は[表1]の実験例1の光源に本発明による色フィルタを適用した色再現範囲を示し、111.2%の色再現性を示す。また、(RGB_2’)色空間は[表1]の実験例2の光源に本発明による色フィルタを適用した色再現範囲であり、111.32%の色再現性を示す。一方、図7は色温度6500Kである時の結果を示したのである。
ここで、図8は色温度変化にともなう光源ユニットの色再現範囲をxy色度図(CIE1931)に示した図面であり、図9は図8のA領域を拡大した図面であり、図10は色温度変化にともなう光源ユニットの色再現範囲をxy色度図(CIE1976)に示した図面であり、図11は図10のB領域を拡大した図である。
ここで、図12及び図13は色温度変化にともなう赤色光源チップの色座標の変化を示すグラフであり、図14及び図15は色温度変化にともなう緑色光源チップの色座標の変化を示すグラフであり、図16及び図17は色温度変化にともなう青色光源チップの色座標の変化を示すグラフである。
図8〜図13を参照すると、色温度が増加するにともない赤色光のx座標及びy座標がすべて減少する。色温度が増加するにともない赤色光を示す三角形の頂点は左下方向に移動する。
反面、図8〜図11、図16及び図17を参照すると、色温度が増加するにともない青色光のx座標は増加し、y座標は減少する。すなわち、色温度が増加するにともない青色光を示す三角形の頂点は右下方向に移動する。
ここで、図18は本発明の一実施形態による光源アセンブリを示すブロック図である。
検出部400は赤色光、緑色光及び青色光に対する波長を検出し、アナログ信号である赤色光信号、緑色光信号及び青色光信号を出力する。このような赤色光信号、緑色光信号及び青色光信号はA/D変換器500に入力される。
すなわち、赤色光源色座標(LC_R)、緑色光源色座標(LC_G)及び青色光源色座標(LC_B)を三つの頂点とする三角形の内部が光源ユニット150の色再現範囲となり、光源ユニット150の色再現範囲が常に基準色空間を含むようにするために赤色光源色座標(LC_R)、緑色光源色座標(LC_G)及び青色光源色座標(LC_B)を各々調節し、赤色光源領域(LA_R)、緑色光源領域(LA_G)及び青色光源領域(LA_B)内に位置するように調節しなければならない。
まず、色座標上に赤色基準座標(SD_R)、緑色基準座標(SD_G)及び青色基準座標(SD_B)を設定し、赤色光源色座標(LC_R)、緑色光源色座標(LC_G)及び青色光源色座標(LC_B)を設定する。
m−m×0.15≦(p)≦m+m×0.15
m’−m’×0.15≦(p’)≦m’+m’×0.15
と設定することができる。
言い換えれば、第3’’直線(r’’)の方程式のy切片値が許容値(p’)内にあり、第2’直線(q’)の方程式のy切片値が許容値(p)内に存在する場合、ループを終了させることができる。
10 バックライトアセンブリ
20 上部収納容器
30 液晶パネルアセンブリ
31 液晶パネル
100 光源アセンブリ
110 中間フレーム
120 光学シート
130 拡散板
140 反射シート
141 開口部
150 光源ユニット
160 回路基板
170 下部収納容器
300 色フィルタ
400 検出部
500 A/D変換器
600 演算部
700 比較部
800 制御部
Claims (12)
- 光を発生する複数の光源と、
前記各光源から発生した光を検出して各々の光信号を発生させる検出部と、
前記光信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記デジタル信号に変換された光信号の入力を受け光源色座標を計算する演算部と、
前記光源色座標と、xy色度図において、その座標を結ぶ三角形がCIE色空間に含まれ、且つ、AdobeRGB色空間を含むように定義する所定の色相基準座標とを比較し、前記光源色座標が所定の基準領域内に存在しているか否かを判断する比較部と、
前記比較部から出力された判断結果に基づいて前記光源色座標が前記所定の基準領域内に存在するように前記光源に供給されるパルス幅変調(PWM)信号を制御する制御部とを有し、
前記色相基準座標は、第1色相基準座標と第2色相基準座標と第3色相基準座標とを含み、
前記光源色座標は、第1色相光源色座標と第2色相光源色座標と第3色相光源色座標とを含み、
前記比較部は、前記第1色相基準座標と前記第2色相基準座標と前記第3色相基準座標とを頂点とする三角形で、各々の頂点とそこを通る2辺からの延長線との間の領域である第1光源領域と第2光源領域と第3光源領域とに、前記第1色相光源色座標と前記第2色相光源色座標と前記第3色相光源色座標とが各々位置しているのか否かを判断し、
前記比較部は、前記第1色相基準座標と前記第2色相基準座標とを通る第1直線の方程式と、前記第1色相基準座標と前記第2色相光源色座標とを通る第2直線の方程式と、前記第1色相光源色座標と前記第2色相基準座標とを通る第3直線の方程式とを求め、前記第1直線の方程式のy切片が、前記第2直線の方程式のy切片と前記第3直線の方程式のy切片との間に位置し、且つ、
前記第1色相基準座標と前記第3色相基準座標とを通る第4直線の方程式と、前記第1色相基準座標と前記第3色相光源色座標とを通る第5直線の方程式と、前記第1色相光源色座標と前記第3色相基準座標とを通る第6直線の方程式とを求め、前記第4直線の方程式のy切片が、前記第5直線の方程式のy切片と前記第6直線の方程式のy切片との間に位置し、且つ、
前記第2色相基準座標と前記第3色相基準座標とを通る第7直線の方程式と、前記第2色相基準座標と前記第3色相光源色座標とを通る第8直線の方程式と、前記第2色相光源色座標と前記第3色相基準座標とを通る第9直線の方程式とを求め、前記第7直線の方程式のy切片が、前記第8直線の方程式のy切片と前記第9直線の方程式のy切片との間に位置しているかどうかを判断し、
前記制御部は、前記第2直線の方程式のy切片の値及び前記第3直線の方程式のy切片の値が所定の許容値の範囲内に存在するように前記パルス幅変調信号を制御し、
前記許容値は、前記第1直線の方程式のy切片の値の85%〜115%であることを特徴とする光源アセンブリ。 - 前記制御部は、前記第1色相光源色座標と前記第2色相光源色座標と前記第3色相光源色座標とが、前記第1光源領域と前記第2光源領域と第3光源領域とに各々位置するように前記パルス幅変調信号を制御することを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 前記制御部は、前記第1直線の方程式のy切片が前記第2直線の方程式のy切片と前記第3直線の方程式のy切片との間に位置するように前記パルス幅変調信号を制御することを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 前記第1色相基準座標、前記第2色相基準座標、及び前記第3色相基準座標は、各々赤色基準座標、青色基準座標、及び緑色基準座標であり、前記第1色相光源色座標、前記第2色相光源色座標、及び前記第3光源色座標は、各々赤色光源色座標、青色光源色座標、及び緑色光源色座標であることを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 前記制御部は、前記パルス幅変調信号のデューティ比を調節して前記光源色座標を移動させることを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 前記光源は、赤色光、緑色光及び青色光を発生させるレーザ光源であることを特徴とする請求項1に記載の光源アセンブリ。
- 赤色フィルタと、緑色フィルタと、青色フィルタとを含む色フィルタと、
赤色光、緑色光及び青色光を混合して白色光を発生させ、前記色フィルタに放射する光源アセンブリとを有し、
前記光源アセンブリは、メインピークが620〜630nmであり、スペクトルの半値全幅(FWHM)が15nm以下である波長を有する赤色光を放射する赤色光源と、
メインピークが525〜535nmであり、スペクトルの半値全幅が30nm以下である波長を有する緑色光を放射する緑色光源と、
メインピークが445〜455nmであり、スペクトルの半値全幅が19nm以下である波長を有する青色光を放射する青色光源と、
前記各光源から発生した光を検出して各々の光信号を発生させる検出部と、
前記光信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記デジタル信号に変換された光信号の入力を受け光源色座標を計算する演算部と、
前記光源色座標と、xy色度図において、その座標を結ぶ三角形がCIE色空間に含まれ、且つ、AdobeRGB色空間を含むように定義する所定の色相基準座標とを比較し、前記光源色座標が所定の基準領域内に存在しているか否かを判断する比較部と、
前記比較部から出力された判断結果に基づいて前記光源色座標が前記所定の基準領域内に存在するように前記光源に供給されるパルス幅変調(PWM)信号を制御する制御部とを有し、
前記色相基準座標は、赤色基準座標と青色基準座標と緑色基準座標とを含み、
前記光源色座標は、赤色光源色座標と青色光源色座標と緑色光源色座標とを含み、
前記比較部は、前記赤色基準座標と前記青色基準座標と前記緑色基準座標とを頂点とする三角形で、各々の頂点とそこを通る2辺からの延長線との間の領域である第1光源領域と第2光源領域と第3光源領域とに、前記赤色光源色座標と前記青色光源色座標と前記緑色光源色座標とが各々位置しているのか否かを判断し、
前記比較部は、前記赤色基準座標と前記青色基準座標とを通る第1直線の方程式と、前記赤色基準座標と前記青色光源色座標とを通る第2直線の方程式と、前記赤色光源色座標と前記青色基準座標とを通る第3直線の方程式とを求め、前記第1直線の方程式のy切片が、前記第2直線の方程式のy切片と前記第3直線の方程式のy切片との間に位置し、且つ、
前記赤色基準座標と前記緑色基準座標とを通る第4直線の方程式と、前記赤色基準座標と前記緑色光源色座標とを通る第5直線の方程式と、前記赤色光源色座標と前記緑色基準座標とを通る第6直線の方程式とを求め、前記第4直線の方程式のy切片が、前記第5直線の方程式のy切片と前記第6直線の方程式のy切片との間に位置し、且つ、
前記青色基準座標と前記緑色基準座標とを通る第7直線の方程式と、前記青色基準座標と前記緑色光源色座標とを通る第8直線の方程式と、前記青色光源色座標と前記緑色基準座標とを通る第9直線の方程式とを求め、前記第7直線の方程式のy切片が、前記第8直線の方程式のy切片と前記第9直線の方程式のy切片との間に位置しているかどうかを判断し、
前記制御部は、前記第2直線の方程式のy切片の値及び前記第3直線の方程式のy切片の値が所定の許容値の範囲内に存在するように前記パルス幅変調信号を制御し、
前記許容値は、前記第1直線の方程式のy切片の値の85%〜115%であることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記緑色フィルタの透過スペクトルはメインピークが515〜519nmであることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記青色フィルタの透過スペクトルはメインピークが460nm以下であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記青色フィルタと前記緑色フィルタの透過スペクトルの透過率の比(B/G)は、8.4×10−4/1.1×10−3より小さいことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記白色光の色温度は、5000〜7000Kであることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
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