KR20080060146A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

액정 표시 장치는 거의 백색으로 발광하는 유기 EL 소자를 이용한 광원; 영상 신호에 의거하여 상기 광원으로부터의 광을 변조하여 화상을 표시하는 액정 표시부; 상기 광원으로부터의 광의 색도를 검출하는 색도 검출부; 및 상기 액정 표시부에 표시되는 상기 화상의 색도를 보정하는 보정 수단을 구비하고, 상기 보정 수단은, 상기 색도 검출부에 의해 검출된 색도와 기준이 되는 색도를 비교하고, 비교한 결과에 의거하여, 적, 녹, 청의 3원색중 적어도 하나의 상기 영상 신호를 보정한다.
Figure P1020070125936
액정 표시 장치

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 일본 특허출원 제2006-350261(2006. 12. 26)호의 우선권 주장 출원이다.
본 발명은, 액정 표시 패널의 백라이트로서 유기 EL(Electroluminescent) 소자를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 패널의 백라이트로서는, 일반적으로, 냉음극관(형광 등)이 사용되고 있다. 냉음극관은 소비 전력이나 수명이나 비용의 면에서 유리하지만, 수은을 재료로서 이용하기 때문에, 폐기시의 환경오염을 막기 위한 대체가 되는 광원 소자의 도입이 필요하게 되어 있다. 유기 전계발광 소자(이하, 유기 EL소자라고 칭한다)는, 저전압 구동, 색 재현성이 좋은, 박형인 등의 특징을 갖고 있는 것으로, 근래, 유기 EL소자를 이용한 백라이트의 개발이 왕성하게 행하여지고 있다.
액정 표시 장치에서는, 백라이트로부터 출사하는 광을 백색광으로서 이용하는 것이 일반적이다. 따라서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트로서 이용한 경우, 이들 각 색의 광을 일정한 비율로 광학적으로 합성하고, 소정의 색 밸런스의 백색광을 생성하여 이용된다. 또한, 근래에는, 유기 EL소자를 구성하는 유기 EL층에 R, G, B의 각각의 발광 성분을 분산시키거나, 또는 R, G, B의 3원색의 유기 EL층을 교대로 적층시킴에 의해, 백색으로 발광하는 유기 EL소자가 실현되고 있다.
그러나, 유기 EL소자를 이용한 백라이트는 개량이 진행되고 있지만, 냉음극관을 이용한 백라이트에 비하여, 장시간 점등시키면 휘도 열화나 색 밸런스의 변화(색도 어긋남)가 크다는 문제점이 있다. 이것은, 발광하는 유기 EL소자의 휘도는 경시적으로 열화되어 휘도 수명이 있고, 이 휘도 수명은 R, G, B의 각 유색 발광재마다 차가 있기 때문에, 시간이 흐름에 따라 각 색마다 휘도가 저하되어 버려서, 혼색에 의해 생성된 색 밸런스가 초기의 설정시로부터 깨져 버리기 때문이다. 유기 EL소자에서는, 청색 발광재가 특히 열화되기 쉬운 경향이 있다.
이와 같은 색 밸런스의 변화의 대책으로서, 예를 들면 하기 일본 특개2003-107473호 공보(특허 문헌1)에는, R, G, B의 각 색으로 발광하는 유기 EL소자의 각 색의 휘도 수명 데이터에 의거하여 백라이트의 구동 전류를 제어하고, 색 밸런스를 조정함으로써, 백라이트를 소망하는 색 밸런스로 유지할 수 있는 액정 표시 장치에 관해 기재되어 있다.
R, G, B 등의 각 색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트에 이용한 경우, 액정 패널의 표시에 색 얼룩이 생기지 않도록 혼색시키는 대책이 필요하다. 따라서, 백라이트 및 액정 표시 장치 전체의 박형화나 경량화가 곤란하다는 문제가 있다.
한편, 백색으로 단색 발광하는 유기 EL소자를 이용한 경우에는, 발광하는 광을 혼색할 필요가 없기 때문에 백라이트의 더한층의 박형화나 경량화를 실현할 수 있다. 그러나, 백색으로 발광하는 유기 EL소자에서도, 일반적으로 복수색의 유색 발광재를 조합시켜서 백색을 재현하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 각 색의 발광재의 휘도가 각각 경시적으로 변화하고, 백색광의 색 밸런스가 변화한다는 문제가 있다.
상술한 특허 문헌 1의 방법에서는, R, G, B의 각 색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트에 이용하고 있기 때문에, 각 색마다 광량을 제각기 제어하여 색 밸런스를 조정할 수 있다. 그러나, 백색으로 발광하는 유기 EL소자에서는, 백색광의 색 밸런스의 변화를 조정할 수 없다. 그 때문에, 백색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트에 이용한 액정 표시 장치에서는, 백라이트의 색 밸런스의 변화에 수반하여 액정 패널의 표시 화상의 색 밸런스가 변화하고, 화상의 관찰 조건이 변화하여 버린다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 백색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트에 이 용한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널의 표시 화상에 색 밸런스의 변화가 생기는 일 없이, 안정된 색 밸런스로 화상을 표시할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 거의 백색으로 발광하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 이용한 광원과; 광원으로부터의 광을 영상 신호에 의거하여 변조하여 화상을 표시하는 액정 표시부와; 광원으로부터의 광의 색도를 검출하는 색도 검출부와; 액정 표시부에 표시되는 화상의 색도를 보정하는 보정 수단을 구비하고, 보정 수단은, 색도 검출부에 의해 검출된 색도와 기준이 되는 색도를 비교하고, 비교한 결과에 의거하여, 적, 녹, 청의 3원색중 적어도 하나의 영상 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 백색으로 발광하는 유기 EL소자를 이용한 백라이트의 색도를 검출하고, 검출된 값과 기준이 되는 값을 비교한 결과에 의거하여, 액정 패널의 적, 녹, 청의 각 색의 영상 신호를 보정하기 때문에, 액정 패널에 표시되는 화상의 색 밸런스는 백라이트의 색 밸런스의 변화에 따라 보정된다.
본 발명에 의하면, 백색으로 발광하는 유기 EL소자를 백라이트에 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널에 표시되는 화상의 색 밸런스는 백라이트의 색 밸런스의 변화에 따라 보정되기 때문에, 액정 패널의 표시 화상의 색 밸런스의 변화가 억제되고, 안정된 색 밸런스의 화상을 표시할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태의 모든 도면에서는, 동일 또는 대응한 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 액정 표시 장치의 구성의 한 예를 도시하는 단면도이다. 액정 표시 장치(1)는, 화상을 표시하는 투과형의 액정 패널(10)과, 광원인 백라이트(20)와, 백라이트(20)로부터 출사되는 광의 성분을 검출하는 포토 센서(3)와, 기판(7)상에 마련되는 휘도 색도 보정 회로(4) 및 액정 패널 구동 회로(5) 등을 포함하는 IC(Integrated Circuit)와, 백라이트(20)를 구동시키는 전원부(6)를 주로 구비한다. 또한, 도 1에서는, 백라이트(20)와, 전원부(6) 및 기판(7)의 접속은, 간단하게 하기 위해 도시를 생략한다.
액정 패널(10)은, 예를 들면 컬러 필터 기판(12)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(15) 사이에 액정 재료를 끼워지지시키고, 그 외주부를 실 부재(14)로 기밀 밀봉하여 형성된 액정층(13)을 가지며, 또한 컬러 필터 기판(12) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판(15)의 외측면에 표면 편광판(11) 및 이면 편광판(16)이 각각 배치되어 구성되는 액티브 매트릭스형의 액정 패널이다. 박막 트랜지스터 어레이 기판(15)상에는 서로 절연된 복수의 게이트 버스 라인과 소스 버스 라인이 매트릭스형상으로 형성되고, 그 각 교점에는 박막 트랜지스터(이하, TFT : thin Film Transistor라고 적절히 칭한다) 등의 스위치 소자를 통하여 화소 전극이 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터 기판(12)상에는, 화소 전극과 함께 액정을 구동하는 대향 전극이 배치되어 있다.
게이트 버스 라인 및 소스 버스 라인은, 실장용 단자를 통하여 액정 패널 구동 회로(5)와 전기적으로 접속된다. 액정 패널 구동 회로(5)는, 예를 들면, TAB(tape automated bonding)법이라 불리는 실장 방식에 의해 기판(7)상에 마련된다. 기판(7)에는, 예를 들면 폴리이미드 등을 베이스 기재로 하는 플렉시블·프린트 배선 기판(FPC : flexible printed circuit)이 사용된다.
액정 패널 구동 회로(5)는, 입력되는 기준 전압에 의거하여 각종 전압을 생성하는 전원 회로와, 외부로부터 차동 신호로서 입력되는 디지털 영상 신호의 처리를 행하는 액정 컨트롤러와, 액정 컨트롤러로부터의 지시에 의거하여 영상 신호를 출력하는 소스 드라이버와, 액정 컨트롤러로부터의 지시에 의거하여 주사 펄스를 출력하는 게이트 드라이버에 의해 주로 구성된다. 또한, 액정 패널 구동 회로(5)에, 후술하는 휘도 색도 보정 회로(4)를 기능시키기 위한 타이머 기능을 마련하여도 좋다.
게이트 드라이버는, 예를 들면 60Hz 등의 타이밍에서 공급되는 게이트 구동 타이밍 신호에 동기하여 게이트 ON 전압 발생부에서 생성되는 게이트 ON 신호에 의거하여, 스위치 소자를 ON/OFF시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 게이트 버스 라인에 공급한다. 게이트 드라이버는, 예를 들면 200개 정도의 복수의 게이트 버스 라인을 순차적으로 수평 주사하는 게이트 스캔 동작을 행하고, 스위치 소자를 통하여 소망하는 화소 전극을 점등시킨다.
액정 패널(10)은, 게이트 드라이버로부터 공급되는 제어 신호에 의해 선택된 스위치 소자가 ON/OFF함으로써, 화소 전극의 점등을 제어하고, 소스 드라이버로부터 소스 버스 라인에 공급되는 영상 신호를 표시한다. 그리고, 이 화소 전극 전압과, 대향 전극에 인가된 대향 전압 사이의 전위차에 의거하여 액정 재료가 응답하고, 소정의 투과율로 구동된다. 그리고, 이 전위차는, 다음의 프레임 기간에 주사될 때까지 유지되고, 이로써 액정 패널(10)에 화상이 표시된다.
또한, 액정 패널(10)은, 백라이트(20)로부터 출사되는 백색광을, 각 화소에 대해 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색이 배치된 컬러 필터(12)상을 투과시킴에 의해 컬러 표시를 실현시키고 있다.
백라이트(20)는 백색광을 출사하고, 액정 패널(10)에 화상을 표시하기 위한 광원으로서 기능한다. 이 백라이트(20)는, 발광부분이 면형상으로 형성된 면발광형으로, 액정 패널(10)을 배면 직하로부터 조명하는 직하형 타입이다.
백라이트(20)에는, 거의 백색으로 발광하는 유기 EL소자가 사용된다. 백라이트(20)는, 높은 광투과성을 갖는 평판형상의 투명 기판(21)의 일면측에, 양극(22), 유기층(29), 음극(28)이 순차적으로 적층되어 구성된다. 투명 기판(21)은, 예를 들면 두께 0.6㎜ 내지 1.1㎜ 정도의 유리 또는 플라스틱 등이 사용된다.
양극(22)은 정공(正孔)을 정공 주입층(23)에 주입하는 전극으로, 일함수가 큰 전극 재료가 사용된다. 또한, 유기 EL소자가 발하는 광을 취출할 필요성 때문에, 일반적으로 양극에는 투명의 전극이 사용된다. 이와 같은 전극 재료로서, 예를 들면 인듐-주석 산화물(ITO : Indium Tin Oxide) 등이 사용된다.
한편, 음극(28)은 전자를 주입하는 전극으로, 예를 들면 마그네슘 등의 일함 수가 작은 전극 재료가 사용된다. 음극(28)에는, 포토 센서(3)를 배치하기 위한 소정 크기의 개구부를 마련하여도 좋다.
유기층(29)은, 예를 들면 정공 주입층(23), 정공 수송층(24), 유기 발광층(25), 전자 수송층(26), 및 전자 주입층(27)으로 이루어지는 5층 구조로 형성된다. 정공 주입층(23)은, 양극(22)으로부터 정공 주입을 받아들이고, 정공 수송층(24)으로 수송하는 층이다. 또한, 정공 수송층(24)은, 정공을 정공 주입층(23)으로부터 유기 발광층(25)으로 수송하는 층이다. 한편, 전자 주입층(27)은, 음극(28)으로부터 전자 주입을 받아들이고, 전자 수송층(26)으로 수송하는 층이다. 또한, 전자 수송층(26)은, 전자를 전자 주입층(28)으로부터 유기 발광층(25)으로 수송하는 층이다. 유기 발광층(25)은 정공과 전자가 재결합하여 광을 발하는 층이다. 이 유기 발광층(25)은, 예를 들면 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 발광하는 복수의 박막상태의 유색 발광 재료를 층상으로 적층하여 형성되고, 투명 기판(21)으로부터 발광광을 취출함으로써 발광광이 혼색되어, 소망하는 색도치(色度値)를 나타내는 백색을 발광하도록, 유색 발광 재료의 비율을 설계할 수 있다.
유기층(29)에 사용되는 재료는, 발광재, 주입층 및 수송층의 유기 재료로서 사용 가능한 유기 화합물이라면 특히 한정되는 것이 아니다. 이와 같은 유기 화합물로서, 예를 들면, 정공 수송층(24) 및 전자 수송층(26)에는, 디스티릴비페닐계 발광재나 어모퍼스성 알루미늄계 발광재 등의 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 유기층(29)은 상술한 바와 같은 5층 구조로 한정되지 않고, 정공과 전자가 유기 발광층(25)에서 재결합하여 백색으로 발광하는 층 구조라면 좋다.
백라이트(20)는, 전원부(6)로부터 양극(22)과 음극(28) 사이에, 예를 들면 5 내지 20V 정도의 전압이 인가되어 구동한다. 전원부(6)는 직류 전원으로, 소망하는 설정 전압을 유지하기 위해, 안정화 제어 전원이 사용된다. 또한, 소망하는 설정 전압은 후술하는 백라이트 구동 회로(8)에 의해 조정된다. 백라이트(20)에 전압이 인가되면, 양극(22)측부터 정공 주입층(23)에 주입된 정공이 정공 수송층(24)에 의해 유기 발광층(25)으로 보내짐과 함께, 음극(28)측부터 전자 주입층(27)에 주입된 전자가 전자 수송층(26)에 의해 유기 발광층(25)으로 보내진다. 유기 발광층(25)에서는, 정공과 전자가 재결합하여 여기(勵起) 상태로 되고, 유기 분자의 전자 상태가 여기 상태로부터 기저(基底) 상태로 이행할 때에 형광을 발광한다. 유기 발광층(25)에서 생성된 광은 투명 기판(21)으로부터 외부로 취출되고, 액정 패널(10)의 배면측으로부터 백색광이 조사된다.
백라이트(20)가 출사하는 백색광의 색도나 휘도는, 포토 센서(3)와 포토 센서(3)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와 A/D 컨버터의 출력 신호를 연산하는 연산부로 이루어지는 휘도 색도 검출부에 의해 검출된다. 포토 센서(3)는 백라이트(20)의 발광광을 수광할 수 있는 위치에 마련되고, 예를 들면 투명 기판(21)의 단부(端部)에 수광부를 밀착시킴에 의해 배치된다. 포토 센서(3)는, 수광 지름이 예를 들면 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 정도의 크기의 것이 이용된다. 이와 같이 백라이트(20)의 단부에 포토 센서(3)를 마련함으로써, 액정 패널(10)과 백라이트(20) 사이에 포토 센서(3)를 마련하는 경우에 비하여, 액정 표시 장치(1)의 두께를 얇게 할 수 있음과 함께, 백라이트(20)가 발광하는 광을 포토 센서(3)에 의해 차단되는 일 없이 액정 패널(10)을 조사할 수 있다. 또한, 포토 센서(3)를 마련하는 위치는 백라이트(20)의 단부로 한정되지 않고, 예를 들면 백라이트(20)의 음극(28)에 개구부를 마련함으로써 개구부 내에 배치하여도 좋다. 또한, 포토 센서(3)는, 하나로 휘도 및 색도를 검출할 수 있는 것을 이용하여도 좋고, 색도를 측정하는 색도 검출부와, 휘도를 측정하는 휘도 검출부를 별도로 마련하여도 좋다.
그런데, 백라이트(20)는, 유기 EL소자에 사용되는 복수의 유색 발광 재료의 휘도 수명의 차에 의해, 색도 및 휘도가 경시적으로 변화하여 버린다. 그 결과, 액정 패널(10)의 표시 화상의 색 밸런스 및 휘도가 초기의 설정시로부터 깨져 버린다.
그래서, 본 발명의 제 1의 실시 형태에서는, 포토 센서(3)를 포함하는 휘도 색도 검출부에 의해 검출된 백라이트(20)의 색도에 따라, 액정 패널(10)에 표시되는 화상의 색도가 보정된다. 또한, 휘도 색도 검출부에 의해 검출된 백라이트(20)의 휘도에 따라, 백라이트(20)의 휘도가 조정된다. 이하, 도 2를 이용하여 액정 표시 장치(1)의 휘도 및 색도의 보정에 관해 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 화살표로 도시되는 백라이트(20)의 발광하는 백색광의 색도 및 휘도는, 포토 센서(3)를 포함하는 휘도 색도 검출부에 의해 검출되고, 검출된 색도치 및 휘도치는 휘도 색도 보정 회로(4)에 공급된다.
휘도 색도 보정 회로(4)는, 포토 센서(3)에 의해 검출된 백라이트(20)의 현재의 휘도치 및 색도치와 설정시의 기준의 휘도치 및 기준의 색도치를 비교하여 차분을 구한다. 또한, 설정시의 휘도치 및 색도치는 백라이트(20)를 소망하는 색 밸 런스로 조정한 때의 값으로, 초기 설정시의 것이라도 임의의 때에 설정하는 것이라도 좋다.
비교의 결과, 색도치에 차가 있는 경우, 백라이트(20)의 색 밸런스가 초기의 색 밸런스로부터 깨지고 있다고 판단되고, 액정 패널의 표시 화상의 색도를 조정하기 위한 색도 보정치가 구하여진다. 색도 보정치는, 예를 들면 외부로부터 입력되는 R, G, B 각각의 영상 신호중 적어도 하나를 보정하기 위한 값으로, 백라이트(20)의 색 밸런스의 변화에 따라 구하여진다.
구하여진 색도 보정치는, 액정 패널 구동 회로(5)에 공급된다. 액정 패널 구동 회로(5)에서는, 외부로부터 입력된 영상 신호를 색도 보정치에 의거하여 보정하고, 보정 후의 영상 신호를 액정 패널(10)에 공급한다. 액정 패널(10)은, 보정 후의 영상 신호에 의거하여 화상을 표시한다. 즉, 외부로부터의 영상 신호는 백라이트(20)의 색도 변화에 따라 보정되기 때문에, 액정 패널(10)의 R, G, B의 각각의 화소에 가해지는 전압치는 백라이트(20)의 색도 변화에 따라 보정되고, 액정 패널(10)의 색 밸런스가 조정된다. 따라서, 액정 패널(10)은, 백라이트(20)의 색 밸런스가 변화하여도, 안정된 색 밸런스의 표시를 유지할 수 있다.
또한, 휘도 색도 보정 회로(4)에서 휘도치에 차가 있다고 검출된 경우, 백라이트(20)의 휘도가 초기의 휘도로부터 변화하고 있다고 판단되고, 백라이트(20)의 휘도를 조정하기 위한 휘도 보정치가 산출된다. 휘도 보정치는 백라이트(20)의 휘도치를 거의 일정하게 유지하도록 조정하기 위한 값으로, 백라이트(20)의 휘도의 변화에 따라 구하여진다.
구하여진 휘도 보정치는, 백라이트 구동 회로(8)에 공급된다. 백라이트 구동 회로(8)는, 공급된 휘도 보정치에 의거하여 전원부(6)가 출력하는 전압치를 조정하고, 안정화된 전압을 백라이트(20)에 출력한다. 백라이트(20)의 발광 휘도는 전원 전압과 전류의 곱에 비례하고, 백라이트(20)를 구성하는 유기 EL소자의 전기 저항이 거의 일정하다고 간주되는 경우에는 전원 전압에 비례하기 때문에, 전원 전압을 조정함으로써 발광 휘도를 조정할 수 있다. 즉, 백라이트(20)는, 백라이트(20)의 휘도 변화에 따라 전원 전압을 조정하는 피드백 제어에 의해, 안정된 휘도를 유지할 수 있다.
이와 같은 색도 및 휘도의 조정은, 예를 들면 액정 패널 구동 회로(5)에 타이머 기능을 구비하게 하고, 게이트를 구동시키는 게이트 ON 신호로부터의 시간에 따라 휘도 색도 보정 회로(4)를 기능시킴에 의해 정기적으로 행할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치(1)의 전원 투입시마다 행하여도 좋다.
도 3에, 액정 표시 장치(1)의 휘도 및 색도의 조정의 변형예를 도시한다. 도 3에서는, 백라이트(20)에 대해 그 색도를 검출하는 색도 검출용 포토 센서(32)와, 그 휘도를 검출하는 휘도 검출용 포토 센서(33)가 각각 별도로 마련된다.
색도 검출용 포토 센서(32)에서 검출된 색도치는 색도 보정 회로(46)에 공급되고, 색도 보정 회로(46)에서 색도 보정치가 산출된다. 또한, 색도 보정치는, 상술한 휘도 색도 보정 회로(4)에서 이용되는 방법과 같은 방법으로 구하여지고, 액정 패널 구동 회로(5)에 공급된다.
한편, 휘도 검출용 포토 센서(33)에서 검출된 휘도치는 휘도 보정 회로(47) 에 공급되고, 휘도 보정 회로(47)에서 휘도 보정치가 구하여진다. 휘도 보정치는 색도 보정치와 마찬가지로, 상술한 휘도 색도 보정 회로(4)에서 이용된 방법과 같은 방법으로 구하여지고, 백라이트 구동 회로(8)에 공급된다. 이 색도 보정치 및 휘도 보정치에 의거한 액정 패널(10)의 색도 보정 및 백라이트(20)의 휘도 보정에 관해서는, 도 2에서 설명한 보정과 같기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 도 4를 이용하여 휘도 색도 보정 회로(4)의 구성 및 보정 방법에 관해 구체적으로 설명한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 휘도 색도 보정 회로(4)는, A/D 컨버터(41), 비교 회로(42), 룩 업 테이블 연산 회로(43)(이하, LUT 연산 회로(43)라고 칭한다), 표시용 룩 업 테이블(Display Look-up Table;44)(이하, 표시용 LUT(44)라고 칭한다), 및 ROM(Read Only Memory)(45)을 구비하고 있다.
포토 센서(3)는, 백라이트(20)가 발광하는 백색광의 R, G, B의 광성분을, 예를 들면 광학 필터에 투과시킴에 의해 등색(登色)함수 x(λ), y(λ), z(λ)로서 검출한다. λ[㎚]는 가시광 파장이다. 등색함수 x(λ), y(λ), z(λ)는, 하기한 수식 1 내지 수식 3에 의해 3자격치(刺激値)(X, Y, Z)로 변환되고, 각 수광량에 따른 전압치로서, A/D 컨버터(41)에 송출된다. 또한, x(λ), y(λ), z(λ)는 CIE(Commission International de Eclairage ; 국제조명위원회) 1931등 색함수에 의해 규정된 분광 특성이고, 3자격치(X, Y, Z)는 CIE에 의해 규정된 3원색이다. 또한, 수식 1 내지 수식 3에서, T(λ)는 투과율이나 반사률에 의한 무게함수이다.
[수식 1]
Figure 112007087759849-PAT00001
[수식 2]
Figure 112007087759849-PAT00002
[수식 3]
Figure 112007087759849-PAT00003
A/D 컨버터(41)에 마련된 연산부는, 포토 센서(3)로부터 공급된 3자격치(X, Y, Z)로부터 하기한 수식 4, 수식 5에 의해 색도치(x, y)와, 휘도치(Y)를 산출하고, 디지털 값으로 변환한다. 산출된 결과는, 현재의 색도치(x, y) 및 현재의 휘도치(Y)로서 비교 회로(42)에 공급된다.
[수식 4]
Figure 112007087759849-PAT00004
[수식 5]
Figure 112007087759849-PAT00005
ROM(45)에는 백라이트(20)의 색도치 및 휘도치의 기준이 되는 데이터가 격납되어 있다. 기준이 되는 데이터는, 예를 들면 백라이트(20)를 소망하는 색도 및 휘도로 설정한 때의 설정색도치(x0, y0) 및 설정휘도치(Y0)의 값이다.
비교 회로(42)는, ROM(45)으로부터 기준이 되는 데이터인 설정색도치(x0, y0) 및 설정휘도치(Y0)를 판독하고, A/D 컨버터(41)로부터 공급되는 현재의 색도치(x, y) 및 현재의 휘도치(Y)와 비교하여 각각의 값의 차분을 산출한다. 산출된 결과는, LUT 연산 회로(43)에 공급된다.
LUT 연산 회로(43)에서는, 비교 회로(42)의 결과에 의거하여, 표시용 LUT(44)에 새로운 데이터를 기록하기 위한 색도 보정치(x1, y1) 및 휘도 보정치(Y1)가 구하여진다. 그리고, 예를 들면 x1에 의거하여 표시용 LUT(44)의 R의 값을 변경한다. 또한, 예를 들면 y1에 의거하여 표시용 LUT(44)의 B의 값을 변경하고, Y1에 의거하여 표시용 LUT(44)의 G의 값을 변경한다. 이로써, 표시용 LUT(44)의 값이 재기록된다.
표시용 LUT(44)에는, 외부로부터의 영상 신호를 백라이트(20)의 색도의 변화에 따라 보정하기 위한 보정 데이터가 격납된다. 보정 데이터는, 예를 들면 외부로부터 영상 신호로서 입력되는 R, G, B 각각의 계조 신호를 보정하고, 액정 패 널(10)에 출력하기 위한 데이터이다. 표시용 LUT(44)는, LUT 연산 회로(43)에 의해 구하여진 색도 보정치(x1, y1) 및 휘도 보정치(Y1)에 의거하여 보정 데이터가 재기록된다. 재기록된 보정 데이터는 LUT 연산 회로(43)에 의해 다음에 재기록될 때까지 보존되고, 보존된 데이터를 참조하여 보정된 영상 신호가 액정 패널(10)에 출력되고, 액정 패널(10)의 색조가 조정된다. 또한, 표시용 LUT(44)를 참조함으로써, 외부로부터의 영상 신호를 패널(10)의 발광 특성에 맞추어서 γ보정을 행하여도 좋다. 이와 같은 표시용 LUT(44)는, 예를 들면, 전기적으로 데이터의 소거 및 기록이 가능한 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)로 구성된다.
표시용 LUT(44)를 이용한 액정 패널(10)의 색도 보정에 관해, 이하 설명한다. 우선, 영상 신호 처리 회로(9)에서, 외부로부터의 R, G, B 각각의 입력 신호가, 예를 들면 0계조로부터 248계조에 이르는 휘도 계조 레벨의 디지털 신호로 변환된다. 변환된 영상 신호는 액정 패널 구동 회로(5)에 공급된다.
액정 패널 구동 회로(5)는, 공급된 R, G, B의 각 영상 신호를, 표시용 LUT(44)를 참조하여 보정한다. 표시용 LUT(44)를 이용한 보정에 의해, 예를 들면 도 5에 도시하는 바와 같이, 외부로부터의 입력 신호의 계조에 대해 액정 패널(10)에의 출력 신호의 계조가 보정된다. 유기 EL소자는 B의 발광재(發光材)가 특히 열화되기 쇱기 때문에, 도 5에 도시하는 예에서는, B의 입력 신호의 휘도 계조 레벨을 높게 하도록 보정함으로써, 액정 패널(10)의 표시 화상에서의 B의 휘도 저하를 억제할 수 있다. 또한, G의 입력 신호의 휘도 계조 레벨을 낮게 하도록 보정함으로 써, 액정 패널(10)의 표시 화상에서의 R, G, B의 색 밸런스의 비율이 적절한 것으로 조정된다. 이와 같이 보정된 영상 신호는, 액정 패널(10)에 공급된다.
액정 패널(10)은, 보정된 영상 신호에 의거하여 화상을 표시한다. 상술한 바와 같이, 보정된 영상 신호는 백라이트(20)의 색 밸런스의 변화에 따라 R, G, B의 비율이 조정되고 있기 때문에, 액정 패널(10)의 R, G, B의 각 화소에 가해지는 전압은 각각 보정되고, 표시되는 화상의 색 밸런스가 보정된다. 즉, 백라이트(20)의 색도가 변화하여도 액정 패널(10)의 표시는 적절한 색 밸런스를 유지할 수 있다.
다음에, 도 4로 되돌아와 백라이트(20)의 휘도 보정에 관해 설명한다. 백라이트 구동 회로(8)는, 상술한 바와 같이 LUT 연산 회로(43)에서 구하여진 휘도 보정치(Y1)에 의거하여, 백라이트(20)에 공급하는 전압치를 보정한다. 예를 들면, 백라이트(20)의 현재의 휘도치(Y)가 설정휘도치(Y0)보다도 작은 때는, 백라이트 구동 회로(8)는 백라이트(20)에 공급하는 전압치를 높이도록 기능한다. 이로써, 백라이트(20)를 거의 일정한 휘도로 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 한 실시 형태에서는, 백색 발광의 백라이트(20)의 색 균형이 깨진 경우는, 그것에 수반하여 액정 패널(10)의 표시 화상의 색 밸런스를 조정함으로써, 액정 표시 장치(1)의 색 밸런스를 미리 설정된 색 밸런스, 또는 그것에 가까운 색 밸런스를 유지할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치의 사용에 수반하여 백색 발광의 유기 EL 백라이트(20)의 색 밸런스가 변화하여도, 액정 패널은 안정된 색 밸런스로 표시를 행할 수 있다. 또한, 백라이트(20)의 휘도가 변화한 경우는, 피드백 제어에 의해 백라이트(20)의 구동 전압을 보정함으로써, 백라이 트(20)의 휘도를 미리 설정된 때의 휘도나, 또는 그것에 가까운 휘도를 유지할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치의 사용에 수반하는 백라이트(20)의 휘도의 변화를 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관해 설명한다. 본 발명의 제 2의 실시 형태는, 백라이트(30)의 구성 이외는 상술한 본 발명의 제 1의 실시 형태와 같기 때문에, 설명을 생략한다. 이하, 제 2의 실시 형태에서의 백라이트(30)의 구성에 관해 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 제 2의 실시 형태의 백라이트(30)는, 기판(70)의 일면측에, 액정 패널(10)보다도 작은 면적의 복수의 단위백라이트(31a, 31b, 31c, 31d)(이하, 단위백라이트를 구별할 필요가 없는 경우에는, 단위백라이트(31)라고 적절히 칭한다)를 평면적으로 꽉차게 깔음에 의해 구성된 타일링형의 백라이트(30)이다. 단위백라이트(31)는, 제 1의 실시 형태에서의 백라이트(20)와 마찬가지의 백색 발광하는 유기 EL소자로 구성된다. 이와 같이 단위백라이트(31)를 타일링시킴에 의해, 백라이트(30)를 용이하게 대형화할 수 있다.
단위백라이트(31)의 단부(端部)에는, 각각 포토 센서(3a, 3b, 3c, 3d)(이하, 포토 센서를 구별할 필요가 없는 경우에는, 포토 센서(3)라고 적절히 칭한다)가 각각 마련되고, 단위백라이트(31)의 휘도 및 색도가 각각 검출된다.
기판(70)의 단위백라이트(31)가 마련되지 않은 측의 면에는, 단위백라이트(31a, 31b, 31c, 31d)에 각각 대응하는 복수의 백라이트 구동 회로(8)(도시 생략) 및 휘도 색도 보정 회로(4)(도시 생략)가 마련된다. 즉, 각각의 단위백라이 트(31)가 백라이트 구동 회로(8) 및 휘도 색도 보정 회로(4)를 갖기 때문에, 단위백라이트(31)마다 휘도 및 색도의 보정을 행할 수 있다. 또한, 기판(70)은 1장의 기판을 이용하여도, 복수매의 기판을 이용하여도 좋다.
또한, 도시하지 않은 액정 패널(10)은, 액정 패널(10)을 단위백라이트(31)의 타일링의 이음매에 상당하는 경계로 분할한 영역마다, 액정 패널 구동 회로(5)를 각각 구비한다. 이로써, 예를 들면 단위백라이트(31a)의 색도가 변화한 때는, 액정 패널(10)에서 단위백라이트(31a)에 대응하는 영역만의 색도를 조정할 수 있다. 따라서, 각각의 단위백라이트(31)의 색도 변화에 따라, 액정 패널(10)의 화상 표시의 색 밸런스를 영역마다 조정할 수 있다.
제 2의 실시 형태와 같이, 백색 발광의 유기 EL소자를 이용한 단위백라이트(31)를 복수 타일링시킨 구성에서는, 각 단위백라이트(31)마다 초기 특성의 편차나, 색도 및 휘도의 변화가 생기고, 백라이트(30) 전체로서 색도 얼룩이나 휘도 얼룩이 생기기 쉬워진다. 본 발명의 제 2의 실시 형태에 의하면, 단위백라이트(31)의 단위마다의 색도의 편차나, 단위백라이트(31)의 각각의 색도 변화에 따라, 액정 패널의 표시 화상의 색 밸런스를 영역마다 조정할 수 있다. 따라서, 색도 얼룩이 없는 액정 패널의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 단위백라이트(31)마다의 휘도의 편차나, 휘도의 변화에 따라 단위백라이트(31)의 휘도를 각각 조정할 수 있기 때문에, 휘도 얼룩이 없는 액정 패널(10)의 표시를 실현할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 1 및 제 2의 실시 형태에 관해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은, 상술한 제 1 및 제 2의 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발 명의 기술적 사상에 의거한 각종의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상술한 제 1의 실시 형태에서는 액정 패널에서의 영상 신호의 보정을 LUT를 이용한 것에 관해 설명하였지만, 다른 방법을 이용하여 액정 패널의 화상 표시를 보정하여도 좋다.
또한, 상술한 제 1의 실시 형태에서는 휘도 색도 보정 회로에서 ROM에 보존된 기준치를 이용하여 보정치를 산출하는 구성에 관해 설명하였지만, 예를 들면 표시용 LUT의 값을 이용하여 보정치를 산출하는 구성으로 하여도 좋다.
본 발명은 첨부된 청구항과 동등한 범주내에서 당업자에 의해 요구에 따라 다양한 변경, 조합 및 대체가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 의한 액정 표시 장치의 한 예의 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 액정 표시 장치의 휘도 및 색도를 보정하는 구성의 한 예를 도시하는 개략도.
도 3은 액정 표시 장치의 휘도 및 색도를 보정하는 구성의 다른 예를 도시하는 개략도.
도 4는 액정 표시 장치의 휘도 색도 보정 회로의 한 구성예를 도시하는 블록도.
도 5는 LUT를 사용한 때의 입력 신호와 출력 신호의 관계를 도시하는 그래프.
도 6은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 의한 타일링형의 백라이트의 한 예를 도시하는 사시도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 액정 표시 장치
3 : 포토 센서
4 : 휘도 색도 보정 회로
5 : 액정 패널 구동 회로
6 : 전원부
7 : 기판
8 : 백라이트 구동 회로
10 : 액정 패널
20, 30 : 백라이트
31 : 단위백라이트
41 : A/D 컨버터
42 : 비교 회로
43 : LUT 연산 회로
44 : 표시용 LUT
45 : ROM

Claims (5)

  1. 거의 백색으로 발광하는 유기 EL 소자를 이용한 광원;
    영상 신호에 의거하여 상기 광원으로부터의 광을 변조하여 화상을 표시하는 액정 표시부;
    상기 광원으로부터의 광의 색도를 검출하는 색도 검출부; 및
    상기 액정 표시부에 표시되는 상기 화상의 색도를 보정하는 보정 수단을 구비하고,
    상기 보정 수단은, 상기 색도 검출부에 의해 검출된 색도와 기준이 되는 색도를 비교하고, 비교한 결과에 의거하여, 적, 녹, 청의 3원색중 적어도 하나의 상기 영상 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원의 백색광의 휘도를 검출하는 휘도 검출부를 더 구비하고,
    상기 보정 수단은, 상기 휘도 검출부에 의해 검출된 휘도와 기준이 되는 휘도를 비교하고, 비교한 결과에 의거하여, 상기 광원의 백색광의 휘도를 보정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 색도 검출부는, 상기 광원의 두께 방향의 단부에 마련되는 것을 특징으 로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은, 복수의 단위 광원을 타일형상으로 배열한 타일링형 광원의 구성으로 형성되고,
    상기 색도 검출부 및 상기 보정 수단은, 상기 복수의 단위 광원에 대해 각각 마련되고,
    상기 보정 수단은, 상기 액정 표시부의 상기 단위 광원에 대향하는 영역마다, 상기 화상의 색도를 보정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 거의 백색으로 발광하는 유기 EL 소자를 이용한 광원;
    영상 신호에 의거하여 상기 광원으로부터의 광을 변조하여 화상을 표시하는 액정 표시부;
    상기 광원으로부터의 광의 색도를 검출하는 색도 검출부; 및
    상기 액정 표시부에 표시된 상기 화상의 색도를 보정하는 보정 유닛을 구비하고,
    상기 보정 유닛은, 상기 색도 검출부에 의해 검출된 색도와 기준이 되는 색도를 비교하고, 비교한 결과에 의거하여, 적, 녹, 청의 3원색중 적어도 하나의 상기 영상 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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