JP6999445B2

JP6999445B2 - 表示装置及び表示制御方法

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Publication number: JP6999445B2
Application number: JP2018027877A
Authority: JP
Inventors: 雅基土田; 和哉森下
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Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2038-02-20
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Description

本発明の実施形態は表示装置及び表示制御方法に関する。

液晶表示装置の光源には発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）光源が用いられることがある。ＬＥＤ光源は、エリア制御が可能であり、高輝度、広色域等の高画質な画像を表示出来る。エリア制御では、１フレーム毎に各点灯エリアに対応する画素データに基づいて各点灯エリアのＬＥＤの点灯値が算出され、点灯値に応じて電流と点灯時間が制御される。点灯時間の制御は点灯時間のパルス幅変調（ＰＷＭ）により行われるので、以下、点灯時間制御をＰＷＭ制御とも称する。電流制御と点灯時間のＰＷＭ制御を組み合わせてバックライトとしての白色ＬＥＤを駆動するにあたり、電流制御によりＬＥＤの発光色を制御し、ＰＷＭ制御により安定して輝度を制御することができる。

個々のＬＥＤの特性はばらつきを含むので、電流制御だけでは点灯値の諧調制御は不安定となる。電流を一定にした状態で点灯時間をＰＷＭ制御することにより、安定した輝度変化と動特性の向上を実現することが提案されている。

輝度を低くするためには点灯時間（パルス幅）をかなり狭くする必要があるが、パルス幅とＬＥＤへ定電流を引き込むタイミングとの関係で点灯時間のＰＷＭ制御が不安定になることがある。そのため、点灯時間のＰＷＭ制御で輝度を制御することが困難な暗部については、電流制御により点灯値の階調を安定させる方法が提案されている。この方法は、暗部ではパルス幅を固定した電流制御を行い、それ以外の明部では電流を固定（電流制御における最大値）した点灯時間のＰＷＭ制御を行う。

ＬＥＤ光源には赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤを用いるものや、短波長の青色光を励起光源とし緑色と赤色の光を発する蛍光体が合わせられた白色ＬＥＤが使われている。白色ＬＥＤの中には、広色域を実現するために、蛍光のみならず燐光も発する燐光体を用いるものもある。蛍光は瞬時（１０億分の１秒～１０万分の１秒程度）に消えるが、燐光は１０００分の１秒～数秒程度で消えるので、画面内で物体が高速に移動した時、物体の移動した後に燐光が目に残り、画質が劣化することがある。燐光を発する白色ＬＥＤを暗部で電流制御を行い、明部で点灯時間のＰＷＭ制御を行う駆動方法で駆動すると、ＰＷＭのパルス幅に応じて残光が生じることがある。ＰＷＭ値（パルス幅のデューティ比）が１００％であれば、問題は生じないが、パルス幅がある幅以下となると、燐光の残光による画質の劣化が目立つことが知られている。

特開2017-3699号公報米国特許出願公開第2016/358557号明細書特表2011-104952号公報米国特許出願公開第2012/299979号明細書特許第9159272号公報特開2010-8769号公報特開2002-324685号公報特許第5679937号公報

従来の液晶表示装置用の光源装置であって、燐光を放出する光源装置は、燐光の残光によって画質を劣化させていた。

本発明の目的は、燐光を放出する光源を用いる表示装置及び表示制御方法において、燐光の残光により画質が劣化することを抑えることである。

実施形態によれば、光源装置は、入力された映像信号に応じた画像を表示する画面を有する表示部と、表示部の光源と、を具備する。光源は、燐光を発する複数の発光素子であって、画面を構成する複数のエリアに対応する複数の発光素子と、映像信号に応じて複数のエリア毎の発光素子の点灯値を求めるとともに、点灯値が第１点灯値範囲、第２点灯値範囲又は第３点灯値範囲に入るかを判定する点灯値判定手段と、点灯値判定手段の判定結果に応じて、一定の振幅を有し、点灯値に応じたパルス幅を有する第１駆動パルス又は一定のパルス幅を有し、点灯値に応じた振幅を有する第２駆動パルスを複数の発光素子に供給する駆動手段と、を具備する。第２点灯値範囲は、第１点灯値範囲より大きい点灯値の範囲である。第３点灯値範囲は、第２点灯値範囲より大きい点灯値の範囲である。複数の発光素子は、第１エリアに位置する第１発光素子を含む。駆動手段は、前記第１発光素子の点灯値が第１点灯値範囲又は第３点灯値範囲に入る場合、第１駆動パルスを第１発光素子に供給し、第１点灯値範囲では、一定の振幅を最小値とし、第１発光素子の点灯値が第２点灯値範囲に入る場合、第２駆動パルスを第１発光素子に供給する。複数の発光素子の輝度値は点灯値に対して直線的に変化するものであって、第１点灯値範囲と第２点灯値範囲の境界の点灯値は、前記一定の振幅を最小値として点灯値の増加に応じてパルス幅を増加した場合、ＰＷＭ値が７０％以上である燐光の残光が見えなくなる点灯値である。第１発光素子の点灯値が第２点灯値範囲に入る場合の第１エリアのホールドぼけは、第１発光素子の点灯値が第１点灯値範囲に入る場合の第１エリアのホールドぼけより多い。

実施形態に係る光源制御装置をバックライト光源の制御装置として用いる液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。実施形態に係る光源制御装置の中の電流値／ＰＷＭ値算出部２２の一例を示すブロック図である。実施形態の光源制御における暗部、中間部、明部毎の点灯時間のＰＷＭ制御と電流制御の一例を示す図である。液晶表示装置のバックライトの一例を示す図である。ＬＥＤの断面構造を示す図である。蛍光を放出するバックライト光源を制御する第１比較例の光源制御の一例を示す図である。第１比較例におけるホールドぼけの一例を示す図である。燐光を放出するバックライト光源を制御する第２比較例の光源制御の一例を示す図である。第２比較例における残光による画質の劣化の一例を示す図である。第３比較例における電流／ＰＷＭ制御の一例を示す図である。第４比較例における電流／ＰＷＭ制御の一例を示す図である。実施形態における電流／ＰＷＭ制御の一例を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。

［全体構成］
光源制御装置は燐光を放出する種々の光源の制御装置に応用可能であるが、以下では、液晶表示装置のバックライト光源の制御装置に応用する実施形態を説明する。

図１は実施形態に係る光源制御装置を含む液晶表示装置の構成の一例を示す。図１に示すように、液晶表示装置には外部から映像信号が入力される。映像信号は、ビデオカメラ、ＴＶチューナ、映像を記録する光学ディスクの再生装置等から入力されてもよいし、インターネットを介して入力されてもよい。映像信号は点灯値算出部１２と補正部１４に入力される。点灯値とはバックライト光源の点灯強度に対応する値である。なお、後述するように、バックライトは画面全体ではなく、画面を分割したエリア毎に点灯制御されるので、暗部、中間部、明部もエリア毎の点灯値である。点灯値算出部１２は映像信号に基づいてエリア毎の点灯値を算出する。算出された点灯値は補正部１４と暗部／中間部／明部判定部２０に供給される。補正部１４は、点灯値に応じて、不足した画像の明るさを補うように、映像信号を補正して、補正後の映像信号を表示駆動部１６に供給する。表示駆動部１６は、供給された映像信号に応じて表示部１８を駆動し、表示部１８で映像を表示させる。表示部１８は液晶表示パネルを備え、液晶素子からなる各画素が映像信号に応じてオン／オフする。

暗部／中間部／明部判定部２０は、入力された点灯値からエリアの点灯値が暗部、中間部、明部の点灯値範囲のいずれに属するかを判定する。判定結果は電流値／ＰＷＭ値算出部２２に供給される。電流値／ＰＷＭ値算出部２２は、エリアの点灯値が暗部、中間部、明部の点灯値範囲のいずれに属するかに応じて、当該エリアに関するバックライトの駆動電流を求める。具体的には、電流値／ＰＷＭ値算出部２２は、ＰＷＭ値を固定した電流制御又は電流値を固定した点灯時間のＰＷＭ制御を行うことができ、エリアの点灯値が暗部、中間部、明部の点灯値範囲のいずれに属するかに応じて電流制御又は点灯時間のＰＷＭ制御のいずれを行うかを決め、電流制御又は点灯時間のＰＷＭ制御により決定した電流値及びＰＷＭ値を有する駆動パルスを光源駆動部２４に供給する。光源駆動部２４は入力された電流値に応じた振幅及びＰＷＭ値に応じたパルス幅の駆動電流を光源装置２６に供給する。

図２は図１中の電流値／ＰＷＭ値算出部２２の一例を示す。図２に示すように、電流値／ＰＷＭ値算出部２２は、ＰＷＭ値算出部２２ａ、電流値算出部２２ｂ、ＰＷＭ値算出部２２ｃからなる。なお、説明の便宜上、異なる演算毎に３つの算出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを記載したが、算出部は１つであってもよい。また、ＰＷＭ値算出部２２ａと２２ｃは算出するものは同じであるので、演算毎に記載する場合でも、ＰＷＭ値算出部と電流値算出部とでもよい。

判定結果がエリアの点灯値は暗部に属することを示す場合、点灯値はＰＷＭ値算出部２２ａに供給される。ＰＷＭ値算出部２２ａは電流値を固定した状態で、点灯値に応じたＰＷＭ値を算出する。判定結果がエリアの点灯値は中間部に属することを示す場合、点灯値は電流値算出部２２ｂに供給される。電流値算出部２２ｂはＰＷＭ値を固定した状態で、点灯値に応じた電流値を算出する。判定結果がエリアの点灯値は明部に属することを示す場合、点灯値はＰＷＭ値算出部２２ｃに供給される。ＰＷＭ値算出部２２ｃは電流値を固定した状態で、点灯値に応じたＰＷＭ値を算出する。

図３は実施形態の光源制御における暗部、中間部、明部毎の点灯時間のＰＷＭ制御と電流制御の一例を示す図である。図３（ａ）は、映像信号から算出された点灯値に対するＰＷＭ値の変化を示すグラフであり、図３（ｂ）は、映像信号から算出された点灯値に対する電流値の変化を示すグラフである。図３（ｃ）は、算出された点灯値に対する表示部１８の液晶表示パネルから出力される輝度値の変化を示すグラフである。輝度値は点灯値に対して直線的に変化するように制御される。

暗部は映像内の絵柄が暗いエリアに対応し、明部は全白のように点灯値が最大となるエリアに対応し、中間部はそれら以外のエリアである。すなわち、中間部は点灯値の変動が最も多い領域である。暗部、中間部、明部の具体的な定義は以下である。

図３（ｃ）に示すように、点灯値に対して表示部１８から出力される輝度値が直線的に変化するように光源装置２６を制御するとする。暗部と中間部とを区分する点灯値の第１閾値Ｌ１は、電流を最小値とし点灯値の増加に応じてＰＷＭ値を増加した場合、燐光の残光の影響が見えなくなるＰＷＭ値Ｐ１に対応する点灯値である。後述するが、ＰＷＭ値が１００％であると、燐光の残光の影響は見えず、ＰＷＭ値が小さくなると、残光の影響が見えるようになる。実験の結果、電流を最小値に固定した状態で点灯時間をＰＷＭ制御すると、ＰＷＭ値が７０％以上になると、燐光の残光の影響が見えなくなることが分かった。そのため、第１閾値Ｌ１は、電流を最小値として点灯時間をＰＷＭ制御した場合にＰＷＭ値がＰ１（例えば７０％）となる点灯値である。

中間部と明部とを区分する点灯値の第２閾値Ｌ２は、全白の映像信号が液晶表示装置に入力された場合、電力等を考慮して点灯値算出部１２が設定し得る最大の点灯値である。例えば、全白の映像信号に対する駆動電流の電流値は最大であり、ＰＷＭ値は１００％であるが、発熱の問題が生じるので、この駆動電流で長時間ＬＥＤを駆動することはできない。そのため、全白の映像信号に対する駆動電流の電流値は最大であるが、ＰＷＭ値は７０％程度と設定される。すなわち、ＰＷＭ値が７０％程度に固定した状態で電流制御した場合に電流値が最大となる点灯値が第２閾値Ｌ２である。これにより、エリア制御により点灯値の変動が最も大きい中間部では電流制御が行われ、暗部と明部では点灯時間のＰＷＭ制御が行われる。なお、全白の映像信号が液晶表示装置に入力された場合の点灯値がＬ２であるので、明部の点灯値はブースト機能のために使用される。エリア制御では部分的に点灯しないエリアがある。そのため、電力の関係から全点灯状態よりもさらに輝度値を高めることができ、これをブースト機能と称する。

ＰＷＭ値算出部２２ａは、図３（ｂ）に示すように電流値を最小値に固定した状態で、図３（ａ）に示すように点灯値の０～Ｌ１の変化に応じて最小値からＰ１まで変化するようなＰＷＭ値を算出する。ＰＷＭ値算出部２２ｂは、図３（ａ）に示すようにＰＷＭ値をＰ１に固定した状態で、図３（ｂ）に示すように点灯値のＬ１～Ｌ２の変化に応じて最小値から最大値まで変化するような電流値を算出する。ＰＷＭ値算出部２２ｃは、図３（ｂ）に示すように電流値を最大値に固定した状態で、図３（ａ）に示すように点灯値のＬ２～１００の変化に応じてＰ１から最大値まで変化するようなＰＷＭ値を算出する。

電流値／ＰＷＭ値算出部２２で算出された電流値及びＰＷＭ値は光源駆動部２４に供給される。光源駆動部２４は入力された電流値に応じた振幅で、ＰＷＭ値に応じたパルス幅の駆動電流を光源装置２６に供給する。

図４は光源装置２６の一例を示す。光源装置２６は表示部１８を構成する液晶表示パネル３１のバックライト光源として用いられる。液晶パネル３１の直下にバックライト光源（光源装置２６）が配置される。液晶パネル３１の長手方向における中央付近に長手方向に直交する方向（すなわち短辺に平行）に配置される中継基板３２と、中継基板３２の両側に長手方向に沿って配置される複数のＬＥＤバー３４、３６を備える。複数のＬＥＤ４０が一定間隔で中継基板３２に配置され、複数のＬＥＤ３８が一定間隔でＬＥＤバー３４に配置され、複数のＬＥＤ４２が一定間隔でＬＥＤバー３６に配置される。ＬＥＤ３８、４０、４２は液晶パネルの画面を分割したエリア毎に設けられる。ＬＥＤバー３４、３６は中継基板３２に電気的に接続され、中継基板３２は図１の光源駆動部２４に電気的に接続される。これにより、ＬＥＤ３８、４０、４２は光源駆動部２４からの駆動電流により駆動され、発光する。

図５は実施形態で用いられるＬＥＤの断面構造を示す。ＬＥＤ３８、４０、４２は、例えば図５に示すような白色ＬＥＤから構成される。白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤ４４と、赤色燐光体４５と、緑色蛍光体４６とを備える。青色ＬＥＤ４４の電極には配線５２ａ、５２ｂが接続される。青色ＬＥＤ４４、赤色燐光体４５、緑色蛍光体４６が保持部４８内に収納され、保持部４８は透明樹脂５０で砲弾型の形状にパッケージされる。

短波長の青色ＬＥＤ４４の励起光が赤色燐光体４５と緑色蛍光体４６に当たり、赤色の蛍光、燐光と緑色の蛍光が放出され、赤色蛍光、燐光と緑色蛍光と青色励起光が混ざり、最終的に白色として外部に放出される。

［残光］
燐光による残光を説明する。実施形態との比較のために、蛍光を放出する白色ＬＥＤをバックライト光源として使用する第１比較例の液晶表示装置の表示画面において物体が高速で移動した場合の画面の変化を説明する。図６は、青色ＬＥＤと赤色蛍光体と緑色蛍光体とを備える白色ＬＥＤを電流値とＰＷＭ値を制御して駆動する様子を示す。ここでは、点灯値が暗部、中間部、明部のいずれに属するかに関わらず、点灯値に応じて電流値及びＰＷＭ値を決定する駆動制御を行うとする。図６（ａ）は白色ＬＥＤの駆動電流の波形を示す。映像信号の１フレーム（１２０Ｈｚ）毎に点灯値に応じた振幅及び点灯値に応じたパルス幅の駆動電流が白色ＬＥＤに供給される。これにより、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように青色（Ｂ）の励起光、緑色（Ｇ）蛍光、赤色（Ｒ）蛍光の光強度が駆動電流に応じて変化し、白色のバックライトがパルス的に点灯する。Ｂ光は駆動電流に応答して励起されるので、Ｂ光の強度変化は駆動電流と同じである。蛍光も過渡応答が短いので、駆動電流に追従して光るとともに消え、Ｇ、Ｒの光強度変化は駆動電流に即時反応する。

このため、図７（ａ）に示すように黒背景に白い円形の物体があり、物体が画面内で右へ移動した場合、図７（ｂ）に示すような液晶特有のホールドぼけが生じることがある。ホールドぼけの程度は駆動電流のパルス幅に応じており、ＰＷＭ値が小さいと、ホールドぼけの程度は小さく、ＰＷＭ値が大きくなると、ホールドぼけの程度も大きくなる。

一方、表示部１８の表現色域を広げるため等の目的のため、過渡応用の長い燐光体を有するＬＥＤ光源をバックライト光源として使用する第２比較例の液晶表示装置の表示画面において物体が高速で移動した場合の画面の変化を説明する。図８は、青色ＬＥＤと赤色燐光体と緑色蛍光体とを備える白色ＬＥＤを電流値とＰＷＭ値を制御して駆動する様子を示す。ここでも、点灯値が暗部、中間部、明部のいずれに属するかに関わらず、点灯値に応じて電流値及びＰＷＭ値を決定する駆動制御を行うとする。図８（ａ）は白色ＬＥＤの駆動電流の波形を示す。映像信号の１フレーム（１２０Ｈｚ）毎に点灯値に応じた振幅で、点灯値に応じたパルス幅の駆動電流が白色ＬＥＤに供給される。これにより、青色（Ｂ）の励起光、緑色（Ｇ）蛍光、赤色（Ｒ）燐光の光強度が変化し、白色のバックライトがパルス的に点灯する。図８（ｂ）に示すようにＢ光は駆動電流に応答して励起されるので、Ｂ光の強度変化は駆動電流と同じである。蛍光も過渡応答が短いので、駆動電流に追従して光るとともに消え、図８（ｃ）に示すようにＧの光強度変化は駆動電流に即時反応する。しかし、燐光は蛍光に比べて過渡応答が長いので、図８（ｄ）に示すように、次のフレームになってもＲ燐光が発していることがある。図８（ｄ）の破線は図６（ｄ）に示すＲ蛍光の光強度変化を示す。Ｒ燐光は放出開始もＲ蛍光に比べて駆動電流に多少遅れて変化する。

このため、図９（ａ）に示すように黒背景に白い円形の物体があり、物体が画面内で右へ移動した場合、図９（ｂ）に示すように、液晶特有のホールドぼけ以外に物体の移動した後に、赤色の燐光が目に残り、画質が劣化する。ＰＷＭ値が１００％であれば、残光は生じない。ＰＷＭ値がある値より小さくなると、残光が認識されるようになる。

ＬＥＤの駆動方法と残光の関係を説明する。

第３比較例として、点灯値が小さい場合は、ＰＷＭ値を最小値に固定して電流制御を行い、点灯値がある値と等しい又はより大きい場合は、電流値を最大値に固定して点灯時間のＰＷＭ制御を行う例を、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、映像信号から算出された点灯値に対するＰＷＭ値の変化を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、点灯値に対する電流値の変化を示すグラフである。図１０（ｃ）は、点灯値に対する表示部１８の液晶表示パネルから出力される輝度値の変化を示すグラフである。輝度値は点灯値に対して直線的に変化するように制御される。暗部、中間部、明部の定義は図３を参照して説明したものと同じである。

点灯値がある値（第１閾値Ｌ１より小さい値）より小さいエリアについては、図１０（ａ）に示すようにＰＷＭ値を最小値に固定した状態で、図１０（ｂ）に示すように点灯値に応じて電流値が最小値から最大値まで変化するような電流制御が行われる。点灯値がある値と等しい又はより大きいエリアについては、図１０（ｂ）に示すように電流値を最大値に固定した状態で、図１０（ａ）に示すように点灯値に応じてＰＷＭ値が最小値から最大値まで変化するような点灯時間のＰＷＭ制御が行われる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、点灯値に対して表示部１８から出力される輝度値が直線的に変化する。

このようなＬＥＤの駆動制御では、暗部と中間部のエリアについては、ＰＷＭ値が小さいため、ホールドぼけが少なく、動特性は良好であるが、赤残光の影響が目立つ。点灯値が大きくなるにつれてＰＷＭ値が増加するので、点灯値が大きくなるにつれて赤残光は目立ちにくくなる。点灯値がＬ２以下では赤残光の影響が目立つが、点灯値がＬ２を超えると、赤残光は目立ちにくくなる。点灯値がＬ４を超えると、赤残光は殆ど認識できない。一方、ホールドぼけはＰＷＭ値が増加するにつれて大きくなるので、動特性はＰＷＭ値が増加するにつれて悪化する。点灯値がＬ２以下では動特性は良好であるが、点灯値がＬ２を超えると、動特性は劣化する。点灯値がＬ３を超えると、動特性は非常に劣化する。図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにＬＥＤを駆動すると、点灯値の変動が最も大きい中間部に属するエリアにおいて、動特性は良いが、赤残光が目立つ画質劣化が起きている。

第４比較例として、点灯値が小さい場合は、電流値を最小値に固定して点灯時間のＰＷＭ制御を行い、点灯値がある値と等しい又はより大きい場合は、ＰＷＭ値を最大値に固定して電流制御を行う例を、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、点灯値に対するＰＷＭ値の変化を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、点灯値に対する電流値の変化を示すグラフである。図１０（ｃ）は、点灯値に対する表示部１８の液晶表示パネルから出力される輝度値の変化を示すグラフである。輝度値は点灯値に対して直線的に変化するように制御される。暗部、中間部、明部の定義は図３を参照して説明したものと同じである。

点灯値がある値（第１閾値Ｌ１と第２閾値Ｌ２との間の値であり、第１閾値Ｌ１により近い値）より小さいエリアについては、図１１（ｂ）に示すように電流値を最小値に固定した状態で、図１１（ａ）に示すように点灯値に応じて点灯時間のＰＷＭ値が最小値から最大値まで変化するようなＰＷＭ制御が行われる。点灯値がある値と等しい又はより大きいエリアについては、図１１（ａ）に示すようにＰＷＭ値を最大値に固定した状態で、図１１（ｂ）に示すように点灯値に応じて電流値が最小値から最大値まで変化するような電流制御が行われる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、点灯値に対して表示部１８から出力される輝度値が直線的に変化する。

このようなＬＥＤの駆動制御では、暗部のエリアについては、ＰＷＭ値が小さいため、ホールドぼけが少なく、動特性は良好であるが、赤残光の影響が目立つ。点灯値が大きくなるにつれてＰＷＭ値が増加するので、赤残光は点灯値が大きくなるにつれて目立ちにくくなる。点灯値がＬ１以下では赤残光の影響が目立つが、点灯値がＬ１を超えると、赤残光は目立ちにくくなる。点灯値がＬ６を超えると、赤残光は殆ど認識できない。一方、ホールドぼけはＰＷＭ値が増加するにつれて大きくなるので、動特性はＰＷＭ値が増加するにつれて悪化する。点灯値がＬ１以下では動特性は良好であるが、点灯値がＬ１を超えると、動特性は劣化する。点灯値がＬ５を超えると、動特性は非常に劣化する。図１１（ａ）、（ｂ）に示すようにＬＥＤを駆動すると、点灯値の変動が最も大きい中間部において、赤残光は目立たないが、動特性が劣化している。

実施形態では電流値／ＰＷＭ値算出部２２は図３（ａ）、（ｂ）に示すようにＬＥＤを駆動する。実施形態による動特性と赤残光を、図１２を参照して説明する。図１２は図３と同様に点灯値に対するＰＷＭ値、電流値、輝度値を示す。点灯値が暗部に属するエリアについては、図１２（ｂ）に示すように電流値を最小値に固定した状態で、図１２（ａ）に示すように点灯値に応じて点灯時間のＰＷＭ値が最小値からＰ１まで変化するようなＰＷＭ制御が行われる。点灯値が中間部に属するエリアについては、図１２（ａ）に示すようにＰＷＭ値をＰ１に固定した状態で、図１２（ｂ）に示すように点灯値に応じて電流値が最小値から最大値まで変化するような電流制御が行われる。点灯値が明部に属するエリアについては、図１２（ｂ）に示すように電流値を最大値に固定した状態で、図１２（ａ）に示すように点灯値に応じて点灯時間のＰＷＭ値がＰ１から最大値まで変化するようなＰＷＭ制御が行われる。

このようなＬＥＤの駆動制御によれば、暗部のエリアについては、ＰＷＭ値が小さいため、ホールドぼけが少なく、動特性は良好であるが、赤残光の影響が目立つ。点灯値が大きくなるにつれてＰＷＭ値が増加するので、点灯値が大きくなるにつれて赤残光は目立ちにくくなる。点灯値がＬ１以下では赤残光の影響が目立つが、点灯値がＬ１を超えると、赤残光は目立ちにくくなる。点灯値がＬ４を超えると、赤残光は殆ど認識できない。一方、ホールドぼけはＰＷＭ値が増加するにつれて大きくなるので、ＰＷＭ値が増加するにつれて動特性は悪化する。点灯値がＬ１以下では動特性は良好であるが、点灯値がＬ１を超えると、動特性は劣化する。点灯値がＬ３を超えると、動特性は非常に劣化する。このため、点灯値の変動が最も大きい中間部のエリアにおいて、赤残光はさほど目立たないし、動特性もさほど劣化しない。

実施形態によれば、過渡応用が数十ｍｓと長い燐光を放出するＬＥＤバックライトを用いる液晶表示装置において、バックライトをエリア制御する際、電力等を考慮して設計された電流値とＰＷＭ値の可変範囲内において、点灯値が小さい暗部エリアについては電流を最小値に固定して点灯時間のＰＷＭ制御が行われ、点灯値が大きい明部エリアについては電流を最大値に固定して点灯時間のＰＷＭ制御が行われ、それ以外の中間部エリアについてはＰＷＭ値を一定にして電流制御が行われる。中間部エリアが点灯値の変動が最も大きい。これにより、中間部エリアについて、赤燐光の残光の影響を抑えつつ、動特性を出来るだけ良好に維持することができる。

実施形態の具体的な数値、例えば暗部、中間部、明部の境界を決める点灯値の閾値Ｌ１、Ｌ２、赤残光の影響が出ないＰＷＭ値Ｐ１等は一例であり、上述の値に限定されない。また、燐光を放出する光源の具体例は図５に示した白色ＬＥＤ３８、４０、４２に限定されない。さらに、バックライト光源は図４に示したような直下型の光源装置に限られず、表示パネル３１の４辺のエッジに光源を設けるタイプでもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１２…点灯値算出部、１４…補正部、１８…表示部、２０…暗部／中間部／明部判定部、２２…電流値／ＰＷＭ値算出部、２６…光源装置。

Claims

入力された映像信号に応じた画像を表示する画面を有する表示部と、
前記表示部の光源と、を具備する表示装置であって、
前記光源は、
燐光を発する複数の発光素子であって、前記画面を構成する複数のエリアに対応する複数の発光素子と、
前記映像信号に応じて前記複数のエリア毎の前記発光素子の点灯値を求めるとともに、前記点灯値が第１点灯値範囲、第２点灯値範囲又は第３点灯値範囲に入るかを判定する点灯値判定手段と、
前記点灯値判定手段の判定結果に応じて、一定の振幅を有し、前記点灯値に応じたパルス幅を有する第１駆動パルス又は一定のパルス幅を有し、前記点灯値に応じた振幅を有する第２駆動パルスを前記複数の発光素子に供給する駆動手段と、
を具備し、
前記第２点灯値範囲は、前記第１点灯値範囲より大きい点灯値の範囲であり、
前記第３点灯値範囲は、前記第２点灯値範囲より大きい点灯値の範囲であり、
前記複数の発光素子は、第１エリアに位置する第１発光素子を含み、
前記駆動手段は、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第１点灯値範囲又は前記第３点灯値範囲に入る場合、前記第１駆動パルスを前記第１発光素子に供給し、前記第１点灯値範囲では、前記一定の振幅を最小値とし、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第２点灯値範囲に入る場合、前記第２駆動パルスを前記第１発光素子に供給し、
前記複数の発光素子の輝度値は点灯値に対して直線的に変化するものであって、前記第１点灯値範囲と前記第２点灯値範囲の境界の点灯値は、前記一定の振幅を最小値として点灯値の増加に応じてパルス幅を増加した場合、ＰＷＭ値が７０％以上である前記燐光の残光が見えなくなる点灯値であり、
前記第１発光素子の点灯値が前記第２点灯値範囲に入る場合の前記第１エリアのホールドぼけは、前記第１発光素子の点灯値が前記第１点灯値範囲に入る場合の前記第１エリアの前記ホールドぼけより多い、表示装置。
前記発光素子は、
青色成分の光を発する発光部と、蛍光を放出する蛍光体と、燐光を放出する燐光体とを具備する、請求項１記載の表示装置。
前記駆動手段は、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第１点灯値範囲に入る場合、前記一定の振幅を最小値とした前記第１駆動パルスを前記第１発光素子に供給し、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第３点灯値範囲に入る場合、前記一定の振幅を最大値とした前記第１駆動パルスを前記第１発光素子に供給する、請求項１記載の表示装置。
入力された映像信号に応じた画像を表示する画面を有する表示部と、
前記表示部の光源と、を具備する表示装置であって、
前記光源は、
燐光を発する複数の発光素子であって、前記画面を構成する複数のエリアに対応する複数の発光素子と、
前記映像信号に応じて前記複数のエリア毎の前記発光素子の点灯値を求めるとともに、前記点灯値が第１点灯値範囲、第２点灯値範囲又は第３点灯値範囲に入るかを判定する点灯値判定手段と、
前記点灯値判定手段の判定結果に応じて、一定の振幅を有し、前記点灯値に応じたパルス幅を有する第１駆動パルス又は一定のパルス幅を有し、前記点灯値に応じた振幅を有する第２駆動パルスを前記複数の発光素子に供給する駆動手段と、
を具備する表示装置の表示制御方法であって、
前記第２点灯値範囲は、前記第１点灯値範囲より大きい点灯値の範囲であり、
前記第３点灯値範囲は、前記第２点灯値範囲より大きい点灯値の範囲であり、
前記複数の発光素子は、第１エリアに位置する第１発光素子を含み、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第１点灯値範囲又は前記第３点灯値範囲に入る場合、前記第１駆動パルスを前記駆動手段により前記第１発光素子に供給し、前記第１点灯値範囲では、前記一定の振幅を最小値とし、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第２点灯値範囲に入る場合、前記第２駆動パルスを前記駆動手段により前記第１発光素子に供給し、
前記複数の発光素子の輝度値は点灯値に対して直線的に変化するものであって、前記第１点灯値範囲と前記第２点灯値範囲の境界の点灯値は、前記一定の振幅を最小値として点灯値の増加に応じてパルス幅を増加した場合、ＰＷＭ値が７０％以上である前記燐光の残光が見えなくなる点灯値であり、
前記第１発光素子の点灯値が前記第２点灯値範囲に入る場合の前記第１エリアのホールドぼけは、前記第１発光素子の点灯値が前記第１点灯値範囲に入る場合の前記第１エリアの前記ホールドぼけより多い、表示制御方法。
前記発光素子は、
青色成分の光を発する発光部と、蛍光を放出する蛍光体と、燐光を放出する燐光体とを具備する、請求項４記載の表示制御方法。
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第１点灯値範囲に入る場合、前記一定の振幅を最小値とした前記第１駆動パルスを前記駆動手段により前記第１発光素子に供給し、
前記第１発光素子の前記点灯値が前記第３点灯値範囲に入る場合、前記一定の振幅を最大値とした前記第１駆動パルスを前記駆動手段により前記第１発光素子に供給する、請求項４記載の表示制御方法。