TW200538804A - Liquid crystal display - Google Patents

Description

200538804 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種顯示品質良好之液晶顯示裝置。 【先前技術】 以下’就先前之液晶顯示裝置加以說明。 之前，至於顯示裝置，以陰極線管（以下稱為「CRT」。) 為主流，但近年來主動矩陣型液晶顯示裝置（以下稱為

「LCD」。）逐漸得以普及。該LCD係利用液晶之光透過性 ㈣不裝置’自身不發光，而是藉由透過_遮蔽來自位於 者面之旁光的光而加以顯示。 又，之前作為LCD之背光’較多的是使用有螢光管者， 但近年來，為提高顯示圖像之色彩再現性，亦有使用發光 二極體（以下稱為「LED」。）作為背光之報告，例如，揭示 於下述非專利文獻1中。 「該非專利文獻1所揭示之LED背光t，紅色（以下稱屬 「Rj。）LED之溫度特性不同於綠色（以下稱為仏幻 或藍色（以下稱為「B」。）LED之溫度特性，故而為可長時 間顯示同樣顏色’必須設置合適之反饋電路。 相對於此’例如，報告有下述非專利文獻2所揭示之方 式，該方式係以三色之背光光感應器構成 調節各色之發光期間而進行色彩調整。 糟由 之前之液晶顯示裝置之適用製品主要係筆記型電腦之晝 面顯示器或桌上型電制監視器’但近年來亦開始作為 TV接收機而使用。至於作為τν接收機之影像顯示裝置， 98434.doc 200538804 不僅必須忠實地再現顯示物，且尤其重要的是將顯示物高 品質地顯示，作為其一例，於CRT中利用白色峰值顯示特 性，於全面顯示時之對比率以上之動態範圍内實現顯示。 於液晶顯示裝置中，為顯示如此更漂亮的顯示，例如亦 有下例，如下述專利文獻1中所揭示般，藉由相應於所輸 入之影像信號動態地調整對比度以及動態地調節背光之亮 度，從而擴大動態範圍，又如下述專利文獻2所揭示般， 測定外部裱境光，變化晝面亮度，從而提高可視性。 先前之液晶顯示裝置之液晶響應於電壓變化，顯示自黑 色變換為白色或者自白色變換為黑色所需之響應時間較 長，為10〜30 m秒。又’自白色變換為漸層或自黑色變換 為漸層所需之響應時間更長，為20〜50 m秒，於τν影像等 漸層顯示較多，實行有㈣之顯科，會產生 殘像現象。 评 雄寻无别之液晶顯示裝置中 二J』不方式’即於任意之作為影像信號之一週期的一訊 框/月間持續輸出相同圖像。 當該固持型洛曰瓦s β 序動…Γ 顯示τν等動態畫面時，應依 像，其” _:實 置的部位之m作 巧時點存在之位 合W 1人㈣該㈣料料❿_，故而 會產生圖像模糊。關 規不故而 尹有詳細說明。 ^形，於T述非專利文獻5、6 98434.doc 200538804 關於該等問題中之響應速度，於例如下述非專利文獻3 中揭示有以下技術，該技術係例如將來自影像信號源之影 像信號與一訊框前之影像信號加以比較，於影像信號中產 生變化之情形時，以進一步增大變化之方式變換影像信 號，於至下一訊框為止使該像素之顯示變化為對應於當初 影像信號的值。根據該技術，漸層響應之響應速度與白色 顯示或黑色顯示之響應速度大致相等，從而可改善動態畫 面顯示時之殘像。 又，作為固持型發光所造成之動態畫面模糊之對策，例 如於下述非專利文獻4中揭示有以下技術，該技術係例如 掃描液晶面板整體，使液晶響應，其後藉由使照明裝置亮 燈，從而消除因上述平均化而產生之模糊。 [專利文獻1]日本專利特許第3215400號 [專利文獻2]日本專利特開平6-214508號 [非專利文獻 1]SID ’02 Digest，p. 1154 [非專利文獻2]SID，03 Digest，ρ· 1254 [非專利文獻 3]SID，92 Digest，ρ· 601 (1992)，Η· Okumura et al [非專利文獻 4]IDRC 丨 97 p. 203 (1997)，Sueoka et al [非專利文獻5]電氣資訊通信學會技術報告，^1099-10 ， PP· 55-60 (1999-06) [非專利文獻 6]SID’ 01 Digest，ρ· 986 (2001) [發明所欲解決之問題] 然而，為使使用有液晶顯示裝置之TV接收機，即所謂 98434.doc 200538804 液晶τν高晝質化，必須全部同時解決上述先前技術中之 課題。即，於上述先前技術中存在有無法同時滿足以下三 點而於液晶TV上顯示高品質之美麗圖像：1}為實行具有I 次之顯示，動態範圍需較大；2)為顯示鮮豔色彩，色彩A 現範圍需較廣；3)可無動態畫面模糊地清晰顯示。y 本發明之目的係為解決上述問題、課題者。即，本發明 之㈣在於提供-種動㈣圍較廣、⑨色彩再現範圍可無 動悲畫面模糊地清晰顯示的液晶顯示裝置。 【發明内容】 為達成上述目的，本發明於具有液晶顯示部以及背光部 之液晶顯示裝置，該液晶顯示部含有一對基板、夾於上^ -對基板間之液晶層、用以於上述液晶層施加電場之複數 個電極群及連接於上述電極群之複數個主動元件，且具有 3色以上之子像素構造，該背光部以可各色控制之三色以 上發光而光照射液晶顯示部；構成如下：具備控制器，該 φ ㈣器依據來自感知上述背光部之發光之光感應器的輸出 信號以及為顯示於上述液晶顯示部而輸入之圖像信號，同 時控制上述液晶顯示部之每色之顯示資料的變更以及上述 背光部之各色的發光量。 又，上述控制器亦可依據來自感知背光部之發光之光感 ，應器的輸出信號、為顯示於液晶顯示部而輸入之圖像信號 ,及來:感知外部環境光之外光感應器的輸出信號，同時控 制液晶顯示部之每色之顯示資料的變更以及背光部之各色 的發光量。 98434.doc 200538804 [發明之效果] 根據本發明之液晶顯示裝置，因依據來自感知背光部之 毛光之光感應器的輸出信號、為顯示於液晶顯示部而輸入 ，圖像信號及來自感知外部環境光之外光感應器的輸出信 號同B夺控制液晶顯示部之每色之顯示資料的變更以及背 光部之各色的發光量’故而可減少無用之色彩的背光光 量，從而實質的動態範圍擴大，1色彩再現範圍亦擴大， 又’亦可減少動態畫面模糊。又，可提供—種液晶電視或 液晶監視器’其於任何照明環境中，對於任何圖像内容皆 可高畫質地顯示。 【實施方式】 以下’就本發明之最佳形態，使關式加以詳細說明。 [實施例1] 圖1係本實施例中液晶顯示裝置之方塊圖，其含有控制 器110、顯不資料變更電路120、背光光量控制電路121、 液晶顯示部130、背光部131、以及背光光感應器122。再 者，液晶顯示部130雖未於該圖明示，但亦與先前者相 同，含有一對基板、夾於該一對基板間之液晶層、用以於 該液晶層施加電場之複數個電極群、以及連接於該電極群 之複數個主動元件’且具有3色以上之子像素構造。 控制器11 0依據自電腦或TV調諸器所輸入之圖像信號與 來自測定背光部13 1之紅色、綠色、藍色發光強度的背光 光感應器122之#號’同時決定變更所輸入之圖像信號之 量以及背光之發光量。 98434.doc 200538804 顯示資料變更電路120於内部具有以紅色、綠色、藍色 顯不資料色為單位之資料變換電路，藉由來自控制器i i 〇 之輸出，以顏色為單位將所輸入之圖像信號實行資料變 換，並輸出至液晶顯示部130。又，背光光量控制電路121 亦於内部具有以紅色、綠色、藍色為單位之發光控制電 路，藉由來自控制器110之輸出，控制背光部131之每色的 發光。 圖2係控制器11 〇之内部方塊圖，於控制器11 〇之内部具 有以紅色、綠色、藍色信號為單位解析所輸入之圖像信號 的電路，即具有解析紅色圖像信號資料之顯示内容解析電 路111解析綠色圖像信號資料之顯示内容解析電路i i 2、 以及解析藍色圖像信號資料之顯示内容解析電路ιΐ3。 又’控制器11〇具有畫質控制器114，該畫質控制器114根 據該等每色之圖像信號資料的解析結果，決定資料變換量 與背光發光量。 各色之顯示内容解析電路m、112、113含有檢測一畫 面資料内之最大值以及最小值之最大最小檢測電路〗丨丨ι、 1121、1131以及保存該資料之暫存器1112、、^32。 再者’此處於本實施例中雖然作為檢測電路僅檢測最大值 =最小值，但亦可檢測平均值或進而檢測一畫面份之顯示 資料的分佈。表示該等顯示内容圖像之特性的資料保存於 暫存器1112、1122、1132，以—訊框為單位加以更新。、 另外，畫質控制器114含有··光感應器檢測電路1142， 其輸入來自背光光感應器122之信號；控制量資料記憶體 98434.doc -10- 200538804 1143，其保存有液晶顯示部130之灰階亮度特性或背光部 131之發光特性；以及控制量判定電路1141，其依據來自 光感應器檢測電路1142以及控制量資料記憶體1143之資訊 以及所輸入之内容圖像，控制輸出之顯示資料變更指令信 號之量以及背光發光指令信號之量。 圖3係關於液晶顯示部130與背光部131之構成圖，背光 部131之構成為，紅色發光二極體1312與兩個綠色發光二 極體13 13以及藍色發光二極體13 14為一組，於液晶顯示部 130之正下方夾住光擴散板1315，且平面地排列於背光框 架13 11，各色之發光二極體可每色獨立地控制。再者，控 制該等發光二極體之背光光量控制電路12 1作為控制發光 強度之方法，使用調節發光之時間長度的脈衝寬度調變方 式。 如上所述，於本實施例中具有以顯示資料之顏色為單位 解析顯示内容之控制器11 〇、顯示資料變更電路丨2〇以及背 光光量控制電路121，故而可以顯示資料之顏色即紅色、 綠色、藍色資料為單位選擇最合適之顯示資料與背光光量 之組合。 例如，作為顯示資料而輸入之紅色資料於一晝面份之信 號内若為0〜255灰階中之128灰階以下，則當液晶顯示部 130之灰階—亮度特性（7特性）為2.2(亮度=灰階之2.2倍） 時’則應顯示之最高亮度（12 8灰階）為2 5 5灰階之1 /4以下。 此情形時，藉由控制背光部i 3 1之光量為1 /4以下，且使顯 示資料自128灰階變更為255灰階左右，可將黑色顯示附近 98434.doc -11 - 200538804 之壳度設為通常顯示時之1 /4，故而可實質地擴大動態範 圍。如此，解析所輸入之圖像，依據其結果同時控制顯示 資料之變更與背光之光量調節，從而提高晝質之方式已於 上述專利文獻1等中有所揭示。 於本實施例中，雖可以顯示資料之顏色（紅、綠、藍）為 單位實行如此之控制，但僅準備三系統先前之方式，僅以 三色為單位實行如此之控制，則會產生畫質劣化。其原因 在於，液晶顯示裝置中並非完全獨立地控制紅色、綠色、 藍色。以下使用圖4就該點加以說明。 圖4表示本實施例之液晶顯示部130中所使用之紅色、綠 色、藍色彩色濾光片之分光透過特性與背光部13 1中所使 用之相同的紅色、綠色、藍色發光二極體元件之分光發光 分佈。又，亦表示液晶層之分光透過特性。橫軸為光之波 長’縱軸為任意單位之透過率或發光強度。 由該圖4可知，紅色彩色濾光片（CF(R))將約580 nm以上 之區域設為透過區域，綠色（CF(G))將約470 nm以上約620 nm以下之區域設為透過區域，藍色（CF(b))將約37〇 nm以 上約5 4 0 n m以下之區域設為透過區域。另外，發光二極體 元件之紅色（LED(R))為以約650 nm為中心±30 nm左右，綠 色（LED(G))為以約545 nm為中心± 50 nm左右，藍色 (LED(B))為以475 nm為中心±30 nm左右。 此處，問題在於藍色與綠色之光無法完全分離。自圖4 可知，綠色發光二極體之發光之一部分不僅透過綠色彩色 濾光片，亦透過藍色彩色濾光片。又，反之，藍色發光二 98434.doc -12- 200538804 極體之發光之一部分亦透過綠色彩色濾光片。至於綠色與 紅色雖可大致分離，但關於綠色與藍色光，卻並非相互獨 立而是具有相互關係。 §然’此現象依存於彩色滤光片之分光透過率特性與發 光二極體之發光特性，故而若使彩色濾光片之特性為良好 則可解決。然而，目前彩色濾光片係使用顏料或染料系色 素而製造，故而極難製造具有任意波長範圍之彩色濾光 片。 進而，本實施例中作為背光部131之光源而使用之發光 二極體的紅色、綠色、藍色之各發光特性之溫度依存性各 不相同’故而具有發光強度變化因亮燈後不久之溫度變化 而每色各不相同的特性。其表示當未藉由感應器監視背光 部13 1之發光特性時，則會有顯示與預想不同之顯示結果 的情形。特別是如上所述，於綠色與藍色中並非獨立控 制’故而很可能無法顯示預想之色彩。分光發光分佈會根 φ 據如此之溫度變化而產生變化的光源並非僅限於發光二極 體’除雷射等以外，多數光源之分光發光分佈會根據溫度 變化或電壓電流變化等而產生變化。 因此’於本實施例中解析所輸入之圖像信號之電路、變 更顯不於液晶顯示部之資料之電路、以及控制背光之發光 、 量之電路以紅色、綠色、藍色為單位獨立地準備有三個系 _· 統’但決定顯示資料之變更量或背光之發光量的控制器為 個’且依據三個輸入圖像信號之解析結果加以控制。藉 此’二系統之控制可並非互相獨立，而具有相關關係。 98434.doc 200538804 進而，於控制器連接有感知背光之紅色、綠色、藍色發 光強度的感應器，可適當且精密地控制顯示資料之變更量 或背光之發光量。 關於本發明中顯示資料之變更或背光發光量控制，其一 例如圖5所示。於圖5之左側表示所輸入之顯示資料資訊， 該資訊係以背光之亮度為固定作為條件而輸入之資料。 於圖5之右上方表示以先前之紅色、綠色、藍色為單位 之獨立二系統之方式處理該資料時的顯示資料變更以及背 光發光量控制之一例。檢測每色所輸入之資料内之明亮度 最大程度（圖5中紅色為75%，綠色為1〇〇%，藍色為5〇%)， 以將該檢測之程度伸長至明亮度程度1 〇〇%之方式變更顯 示^料。與此同時’控制背光發光量以使1 〇〇%程度之顯 不受度相同於預想所檢測之明亮度最大程度的亮度。 圖5中，例如於所輸入之資料中紅色為最大75%程度之 明亮度，將資料伸長至最大100%，將背光發光量設為 〇·75。因綠色之輸入最大程度為ι〇〇%，故而未變更。因藍 色之輸入最大程度為50%,故而將資料伸長至最大1〇〇%, 將背光發光量設為0.5。 以上係以先前之獨立三系統方式處理之情形的例子。然 而，於該處理中，未考慮綠色與藍色之相關關係，故而實 際上根據來自綠色背光之光，藍色顯示會較預想之明亮度 更明亮（藍色背光雖會降低發光量，但綠色背光未降低）。 又’綠色顯示反之會因來自藍色背光之發光量變少，而明 7C度較預想略微變暗。另外，紅色因完全不受影響而保持 98434.doc •14- 200538804 原狀，故而RGB之平衡受到破壞，無法實現正確之色彩再 現性’從而造成畫質劣化。 於本實施例中為解決上述問題，首先考慮來自綠色背光 之回繞’使藍色背光發光量降低為〇 5—〇4。接著，為相 應於明亮度因此下降之綠色與藍色顯示，亦將紅色背光發 光量修正為〇.75->〇.72。 進而，根據自綠色背光回繞至藍色顯示之光，藍色顯示 之色純度會降低，故而使藍色資料整體伸長。上述藍色背 光發光！ 0.4係預見該資料伸長之數值。根據以上情形， RGB之色平衡中所輸人之資料與預想者大體相同，色純度 之劣化亦彳于以改善，不會產生畫質劣化。 如此，於可每色正確地控制顯示資料之變更量或背光之 發光里的if形時，作為顯示裝置除具有可擴大動態範圍之 效果以外，亦可擴大色彩再現範圍，且抑制動態畫面模 糊’提南動態畫面品質。 首先，就色彩再現性之擴大使用圖6加以說明。再者， 使用發光二極體作為光源之情形時，紅色、綠色、藍色之 色純度局於作為先前光源之冷陰極管（螢光燈），故而色彩 再現耗圍變大。於本實施例中該情形亦適合，但以下說明 之色彩再現範圍並非如此，而是關於低亮度區域中之色彩 再現範圍。 通常，無法以紅色、綠色、藍色為單位控制背光之發光 的It幵y時，二色以大致相同程度發光。於如此之狀態下將 液晶顯示部130之兩個色彩之灰階設為〇，即設為黑色顯 98434.doc -15· 200538804 示，僅將一個色彩以數個灰階變化，測定色度，將其結果 示於圖6。橫軸為CIE1976之u，，縱軸為V，。 根據該圖6可知，因降低灰階，故而於例如7灰階、3丨灰 階中’各色之色純度產生劣化，色彩再現範圍變小。其原 因在於’液晶之灰階〇即黑色顯示實際上並非遮蔽所有 光，會使某種程度之光透過，於低亮度區域無法忽視該透 過之光。 相對於此’於本實施例中，如使用圖5所說明般，可包 含藍色、綠色之相互關係正確控制背光之3色發光量，且 可使老光發光里降低至必要之最低限，故而可使低灰階中 無用光之洩漏成為最小限，從而擴大色彩再現範圍。 接著就動態晝面品質之提高加以說明。液晶顯示裝置等 以於下-重寫之前維持（固持）相同圖像之方式顯示一畫面 的顯示器(以下稱為「固持發光型顯示器」。）中，經常變動 之動L旦面等亦以每一晝面重寫週期(以下稱為「一訊 」）傳迈旦面之方式實行顯示。對於該每一訊框傳送 一面人眼可連績追蹤，故而因視線與顯示物之不一致 會於動態畫面之邊緣部分產生模糊。 關於該等之更為詳細的 J况明雖於非專利文獻5或非專利 文獻6中有所揭示，作士 ♦ ^ - 一匕處利用圖7加以簡單說明。如圖7 左側所示，考慮愛辛叩 亏I、、、色四角形於白色背景中自左向右移動之 h形。考慮擴大自該白色向 邑白黑色變化之邊緣部，於一訊框 進入有四像素之情形時， ,日日.，、、員不器中雖於一訊框之期間 實订相同顯示，但視線連續 逆、，進仃，以積分之明亮度識別圖 98434.doc • 16 - 200538804 像，因此於邊緣部分會產生模糊。 、此處’ CRT等僅於某一瞬間發光（脈衝型顯示器），其餘 為非發光顯示’故而即使視線連續進行，因非發光顯示未 積分’故而不會產生模糊。 於該圖7中液晶之響應為理想之響應，以瞬間自白色變 化為黑色之方式寫入，❻即使如此於固持發光型顯示器之 If幵y時亦會產生動態畫面模糊。實際上塑 時間’故而動態晝面模糊會進一步…其原;:曰二 不 〇 圖8係液晶自白色向黑色之響應以約一訊框時間結束的 程度時之動態畫面模糊的概念圖。動態畫面模糊量較圖7 ^情形進-步增加。由此可知，㈣畫面模糊量依存於液 晶之響應速度與訊框週期。該動態畫面模糊量之液晶響應 速度依存性與訊框週期依存性示於圖9。

圖9中橫軸係液晶響應速度，縱軸係動態畫面模糊量。 訊框週期以不同之線或圖案表示（訊框頻率fv=6〇 Hz時， 通常1訊框= 16.6毫秒，fv=120 Hz時，丨訊框= 8·3毫秒左 右）。由此可知，動態晝面模糊量不僅可藉由提高響應速 度亦可藉由縮短訊框週期，而得以改善。 除縮短訊框週期以外，藉由減小於一訊框時間中發光之 比率亦可改善動態畫面模糊量。此係指使固持型發光接近 脈衝型發光之意，將發光比率設為5〇%與將訊框週期設為 -半具有同樣的效果，目此可認為發光比率為㈣與：訊 框週期設為25%具有同樣效果。作為一例，將圖8之發光 98434.doc -17- 200538804 比率設為50%時之動態畫面模糊之概念圖示於圖1〇。從而 可知，與圖8相比動態畫面模糊量變為極小。 如上所述，為改善動態晝面模糊之狀況，較為有效的是 縮短背光之發光時間。與此相對，本實施例中可正確地控 制背光之每色的發光量，作為該控制，藉由脈衝寬度調變 調整發光二極體之發光，故而相對於將背光設為白色而調 整之情形或僅單獨調整紅色、綠色、藍色之情形，可儘量 _ 減少發光量，將發光時間調整為更短。 藉此，於本實施例中可極力限制固持型發光顯示器中產 生動態畫面模糊，從而可顯示非常鮮明之動態晝面。 接著’就本實施例中使用之液晶顯示部130加以說明。 本實施例中，作為使用於液晶顯示部13〇中之液晶，使用 所謂共平面切換方式（以下稱為「„^方式」。）之液晶，所 謂共平面切換方式係指於未施加電場時，液晶分子之長軸 配向於平行於基板之平面内，自僅配置於一方基板之電極 φ 群施加電場至該等液晶分子的方式。 現在，作為液晶TV或高晝質液晶監視器之用途，主要 採用具有廣視角特性之IPS方式與垂直配向方式（垂直排 列以下稱為「VA方式」。），該垂直配向方式係指於未施 加電％時，液晶分子之長軸配向於垂直於基板之方向，自 • 配置於兩個基板之電極群施加電場至該等液晶分子的方 式。 該等兩個液晶方式皆利用偏光板與液晶之雙折射性，實 現光快門功能。該等兩個方式之不同示於圖11。此處， 98434.doc -18- 200538804 IPS方式於表示透過率之式中，根據電場變化φ之項目，使 透過率產生變化，與此相對，VA方式根據電場變化0之 項目，使透過率產生變化。 IPS方式中所謂使灰階產生變化係指使φ值產生變化，該 項目中並無有關波長之項目，故而於IPS方式中具有液晶 之分光透過率較少因灰階變化而變化的特徵。此情形示於 圖12 〇 圖12表示本實施例中使用之IPS方式液晶的分光透過率 分佈之灰階依存性。雖表示有自低灰階至高灰階的四個灰 階之分光透過率，但各分光透過率之分佈大致為相同形 狀。其他眾多液晶方式中較少有分光透過率以如此相同形 狀分佈之例。 如上所述，所謂分光透過率分佈之灰階變化較少係指於 本實施例中’藉由控制器110之控制，可更高精度地忠實 再現所顯示之圖像，可成為具有更高晝質之液晶顯示裝 置。 如上所述，於本實施例中具有：顯示内容解析電路 111、112、113，其將為顯示於液晶顯示部13〇而輸入之圖 像信號以色彩信號為單位加以解析；背光光感應器122， 其檢測背光部13 1之發光；晝質控制器丨14，其依據來自顯 示内容解析電路111、112、113與背光光感應器122之信 號，控制顯示資料之變更量與背光之發光量；顯示資料變 更電路120’其根據自畫質控制器114之輸出變更每色之顯 示資料；背光發光控制電路12 1，其同樣根據來自晝質控 98434.doc -19- 200538804 制器114之輸出，以脈衝寬度調變控制背光之每色的發光 量；以及背光131，其將紅色、綠色、藍色發光二極體作 為光源。 即’控制器110依據來自背光光感應器122之輸出信號與 < 為顯示而輸入的每色之圖像信號，考慮各色之相關關係， 同時控制液晶顯示部13 0之每色的顯示資料之變更與背光 部131之各色的發光量。 根據該控制，可提供顯示圖像之動態範圍較廣，且即使 •於低灰階區域中色彩再現範圍亦較廣，進而可無動態畫面 模糊地清晰顯示的液晶顯示裝置。又，因於液晶顯示部使 用有IPS方式之液晶，故而於灰階變化時亦可無色彩變化 地提供更高畫質。 [實施例2] 圖13係本實施例之方塊圖，與圖丨不同之處在於作為輸 入至控制器110之資訊不僅為應顯示之圖像信號與來自背 Φ 光光感應器I22之信號，亦可輸入來自用以檢測外部環境 之照明狀態之外光感應器123的信號。 圖14係本實施例之控制器110之内部方塊圖。與圖2不同 之處在於晝質控制器m内具有輸入來自背光光感應器122 之信號的背光光感應器檢測電路1144與輸入來自外光感應 • 器123之信號的外光感應器檢測電路1145，並連接有來自 兩個光感應器之信號。 * 作為使用液晶電視或液晶監視器之環境，可考慮自無其 光之深夜居室或具有醫療用設備等環境光之1 ^程度之累 98434.doc -20- 200538804 暗房間至有夕陽射入之居室 明焭房間為止的各種場景。 被識別而易作為一個亮度， 房間可減少過於明亮之刺激 良好地識別黑暗部分。 或辦公室環境等數百Lx以上之 於明π房間内，因黑暗灰階未 故而了成為明亮顯示，於黑暗 ’藉由延伸黑暗灰階部分而可

雖於專利絲2等W有揭示如此檢測外料境光條 件’使用該資訊使顯示圖像變化的事例，但於本實施例 中’依據如實施例上般每色之顯示資料之解析結果以及背 光光感應器之輸出，進而檢測外部環境之照明條件的光感 應器之輸出’考慮到該等每色之相關關係、，以色彩為單位 控制顯示資料之變更量或背光之發光量。 藉此，可更明確地控制顯示資料之變更量或背光之發光 量，故而可進一步擴大顯示之動態範圍，又，因可抑制無 用之背光之發光量，故而可擴大色彩再現範圍，抑制動態 畫面顯示時之動態畫面模糊，進一步提高動態畫面之顯示 性能。 如上所述，本實施例中具有：顯示内容解析電路丨丨i、 112、113 ’其以色彩信號為單位解析為顯示於液晶顯示部 130而輸入之圖像信號；背光光感應器122，其檢測背光部 131之發光；外光感應器123，其感知外部環境光；晝質控 制器114，其依據來自顯示内容解析電路111、112、in與 背光光感應器122之信號，控制顯示資料之變更量與背光 之發光量；顯示資料變更電路120，其根據來自晝質控制 器114之輸出變更每色之顯示資料；背光發光控制電路 98434.doc -21 - 200538804 121，其同樣根據來自晝質控制器114之輸出，以脈衝寬度 調變控制背光的每色之發光量；以及背光部i 3丨，其以紅 色、綠色、藍色發光二極體作為光源。 即，控制器110依據來自背光光感應器122之輸出信號、 為顯示而輸入的每色圖像信號以及來自感知外部環境光之 外光感應器123的輸出信號，同時控制液晶顯示部13〇每色 之顯示資料之變更與背光部13丨各色之發光量。 根據该控制，可提供相應於外部環境，顯示圖像之動態 範圍較廣，且即使於低灰階區域色彩再現範圍亦較廣，進 而可無動態畫面模糊地清晰顯示的液晶顯示裝置。又，因 於液晶顯示部使用IPS方式之液晶，故而即使於灰階變化 中亦可色彩變化較少地顯示更高畫質。 [實施例3] 本實施例除以下主要部分外與實施例丨相同。於本實施 例中，作為於液晶顯示部130中使用之液晶可使用VA方式 之液晶。V A方式之液晶於未施加電場狀態下將液晶分子 之長軸方向配向於基板之垂直方向，而並非朝向面内之特 疋方向。因此，為顯示黑色，僅需使夾住液晶層的上下偏 光板之偏光軸正交即可，無需使液晶層與偏光板之角度精 確地一致，故而與其他液晶方式相比，可減少黑色透過 率 0 上述所謂黑色顯示時之透過率較低係指如實施例1所述 般，於紅色、綠色、藍色等單色發光時，可使其他色彩之 光鴻漏減少，故而可進一步提高低亮度時之色彩再現性。 98434.doc -22- 200538804 如上所述，於本實施例中藉由實施例1之構成，可實現 顯示圖像之動態範圍較廣，且即使於低灰階區域色彩再現 範圍亦較廣，進而無動態晝面模糊地清晰顯示，並且因於 液晶顯示部使用VA方式之液晶，故而可進一步擴大低灰 階區域之色彩再現範圍，故而可提供具有更高晝質的液晶 顯示裝置。 再者’於本實施例中，當然亦可藉由如實施例2般添加 感知外部環境光之感應器，實現更正確的符合環境之顯 ，示。 [實施例4] 本實施例除以下主要部分外與實施例2相同。於本實施 例中’控制器110雖然同樣依據所輸入之圖像信號之每色 的顯不内容解析結果與來自背光光感應器122及外光感應 器123的信號，控制顯示資料之變更量與背光之發光量， 但根據來自控制器11 〇之指示，顯示資料變更電路i2〇實際 φ 向液晶顯不部U0輸出之顯示資料主要僅使用灰階特性範 圍之特定範圍。 具體的是，當將液晶顯示部13〇之灰階特性範圍設為〇至 255時，則將所輸入之圖像資料主要變換為1〇〇以上之範圍 的圖像資料並輸出。就此使用圖15加以說明。 . 圖15中將橫軸設為紅色灰階（該圖中為紅色單色），縱軸 ^ 表示改變橫方向或斜上方向等之角度觀察自正面看液晶顯 示部130時所見之顏色，於何種角度範圍内可顯示與正面 所見之顏色相同之顏色。 98434.doc -23- 200538804 即，於某圖像中，可看到與正面觀察時相同顏色的角度 範圍。該角度範圍可以自正面測定之CiE1976uVg度座標 值與改變角度測定之u，v，色度座標值之差的2次方平均值為 0.02以下的條件計算得出。以下將該角度範圍稱為色差視 角特性。

根據該圖15，本實施例中使用之IPS方式的液晶中，於 255灰階區域中的100灰階以上之區域中，色差視角特性為 良好，其以下之區域中特性略有下降。由此可知，如本實 施例般使用IP S方式之液晶作為液晶顯示部丨3 〇的情形時， 作為灰階區域主要使用全255灰階内之100灰階以上，藉此 可於良好狀態下使用色差視角特性。 其結果為’於本實施例中’可以僅主要使用全255灰階 特性範圍之100灰階以上之特定範圍的方式，將顯示資料 复更電路120實際輸出至液晶顯示部13〇的顯示資料自控制 器110輸出。 中，如實施例2般可實現相應於 範圍較廣，且即使於低灰階區域 如上所述’於本實施例 外部環境顯示圖像之動態 色彩再現摩&圍亦較廣，i^ ^ 、 、進而了無動態畫面模糊地清晰顯 不’並且因輸出至液晶顯示部之變更後的顯示資料主要僅 使用灰階特性上之1〇〇/255以μ Μ &〜 可看到與正面觀察之顏色相同之顏色的角度範圍，因此可 提供具有更高晝質之液晶顯示裝置。 [實施例5] ^255以上的特定區域，故而可擴大 本實施例除以下主要部 为外與實施例3相同。於本實施 98434.doc -24- 200538804 例中’控制器110雖然同樣依據所輸入之圖像信號之每色 的顯示内容解析結果與來自背光光感應器122及外光感應 裔123的信號，控制顯示資料之變更量與背光之發光量， 但根據來自控制器110之指示，顯示資料變更電路12〇實際 向液晶顯示部130輸出之顯示資料主要僅使用灰階特性範 圍之特定範圍。 具體的是，當將液晶顯示部l30之灰階特性範圍設為〇至 255時，則將所輸入之圖像資料主要變換為除加至肋之範 圍以外的區域之圖像資料並輸出。就此使用圖丨6加以說 明。 圖16表示使用VA方式之液晶時的色差視角特性之灰階 依存性。橫軸表示紅色灰階（該圖中為紅色單色），縱軸表 示實施例4中說明之色差視角特性。由該圖可知，本實施 例中使用之VA方式之液晶於255灰階區域中之20至80灰階 區域中，色差視角特性非常差，於此外之區域則特性良 好。 由此可知，如本實施例般，使用VA方式之液晶作為液 晶顯示部130之情形時，藉由主要使用全255灰階内之2〇至 8 0灰階以外的區域作為灰階區域，可於良好狀態下使用色 差視角特性。 其結果為，於本實施例中，可以主要僅使用全2 5 5灰階 特性範圍之除20至80灰階以外之特定範圍的方式，自控制 器110輸出顯示資料變更電路120實際輸出至液晶顯示部 130之顯示資料。 98434.doc -25- 200538804 如上所述，於本實施例中，與實施例3相同，可實現顯 不圖像之動態範圍較廣，且即使於低灰階區域色彩再現範 圍亦較廣，進而無動態晝面模糊地清晰顯示，且可進一步 擴大低灰階區域之色彩再現範圍，並且因輸出至液晶顯示 部之變更後的顯示資料主要僅使用灰階特性上之2 〇至8 〇以 外的特定區域，故而可擴大可看到與正面觀察之顏色相同 之顏色的角度範圍，因此可提供具有更高畫質之液晶顯示 裝置。又’應避免使用之特定區域係根據背光、相位差 板、液晶顯示部各自的規格加以決定者。根據該等規格變 更，變化圖16之特性之情形時，變更應避免使用之特定區 域即可。 [實施例6] 本實施例除以下主要部分外與實施例3相同。於本實施 例中，控制器110雖然同樣依據所輸入之圖像信號之每色 的顯示内容解析結果與來自背光光感應器122及外光感應 器123的信號，控制顯示資料之變更量與背光之發光量， 但顯示資料變更電路120根據來自控制器110之指示實際向 液晶顯示部130輸出之顯示資料變更為色彩間之分佈小於 變更前各色彩間之顯示資料之分佈（聚集）。 圖1 7表示資料變更之一例。變更前之資料灰階分佈以各 色分散，完全無關聯。將該等各色以各色之資料分佈集中 於相同灰階附近之方式變更資料者係資料變更後之資料分 佈。使用圖1 8說明如此變更資料之理由。 圖18表示於液晶顯示部130使用VA方式之液晶之情形 98434.doc -26- 200538804 時，將紅色設為127/255灰階，將藍色設為3 1/255灰階，使 綠色灰階變化時之色差視角特性。藉此表示於使綠色灰階 與紅色灰階相交之127灰階附近，色差視角特性為良好。 藉此可知’如本實施例般使用VA方式之液晶作為液晶顯 示部130之情形時，藉由儘量聚集紅色 '綠色與藍色灰 階，可於良好狀態下使用色差視角特性。 其結果為，於本實施例中，藉由以將色間灰階分佈變更 為小於變更前之各色顯示資料之分佈的方式，將顯示資料 變更電路120實際輸出至液晶顯示部130的顯示資料自控制 器110輸出，可實現一定程度。 如上所述，於本實施例中，與實施例3相同，可實現顯 示圖像之動態範圍較廣，且即使於低灰階區域色彩再現範 圍亦較廣，進而無動態畫面模糊地清晰顯示，且可進一步 擴大低灰階區域之色彩再現範圍，並且控制輸出至液晶顯 示部之變更後的顯示資料以使色彩間之灰階分佈變更為小 於變更刚之各色彩間之顯示資料的分佈，故而可擴大可看 到與正面觀察之顏色相同之顏色的角度範圍，因此可提供 具有更高畫質之液晶顯示裝置。 [實施例7] 本實施例除以下主要部分外與實施例2相同。於本實施 例中，使用紅色、綠色、藍色發光二極體作為背光部i3 i 之光源的方式與實施例2相同’但是其配置方法並非正下 型，而是如圖19所示，於液晶顯示部13〇之正下方夾以光 散射板1315，配置導光板1316，將紅色發光二極體元件 98434.doc -27- 200538804 1312、綠色發光二極體元件1313以及藍色發光二極體元件 1314配置於該導光板1316之端部。 發光二極體存在於各元件之光強度或波長之略微差異等 特性上之不均一。為吸收該等單體元件之不均一，又，為 使紅色、綠色、藍色單色發光二極體之光較好地混合為白 色光’較好的是儘量延長光之光路長度。而且，根據如本 實施例般將發光二極體元件配置於導光板13 16之端部的邊 緣方式’來自發光二極體元件之光長距離通過導光板1316 内，故而易消除特性上之不均一或使顏色較好混合。其結 果為，可獲得發光斑點更少且分光發光特性良好之背光部 13卜 而後，藉由使用該斑點較少且分光發光特性良好之背光 部13 1，可進一步明確地控制顯示資料之變更量或背光之 發光量’故而可進一步擴大顯示之動態範圍，又，可抑制 無用之背光發光量，從而擴大色彩再現範圍，抑制動態晝 面顯示時之動態晝面模糊，進一步提高動態畫面顯示性 能。 如上所述，於本實施例中，使用邊緣方式之背光作為背 光，故而可實現顯示圖像之動態範圍進一步擴大，且即使 於低灰階區域中色彩再現範圍亦較廣，動態畫面模糊更少 地清晰顯示，成為”顯示斑點”亦少之液晶顯示裝置。 [實施例8] 本實施例除以下主要部分外與實施例7相同。於本實施 例中，雖與實施例7相同地使用邊緣方式作為背光部π丨之 98434.doc -28- 200538804 光源配置方法，但如圖20所示，於導光板1316下將畫面整 體分割為若干區域，配置分割導光板1317,於分割導光板 U17内配置反射部1318，使各分割導光板up可與導光板 1316緊雄、接著或分離，以此方式將驅動部1319配置於各分 ’割導光板下。藉由如此構成，自導光板1316之端部入射之 光可僅自分割導光板1317緊密接著之部分向液晶顯示部之 方向出射。 於如此之構成中，作為發光二極體之脈衝寬度調變方 式’不僅可實際藉由發光二極體之發光、非發光加以控 制，亦可藉由將各分割導光板1317緊密接著或分離而調變 脈衝寬度。該情形時，無需縮短將發光二極體設為非發光 之時間即可確保相同之發光量，故而可減少發光二極體個 數。當減少發光二極體個數時，則顯示之不一致必然減 ;，因此於本實施例中，背光部131之分光發光特性更為 良好。又’因發光二極體之個數變少，&而成本亦得以降 • 低。 、如上所述，於本實施例中，作為背光，以邊緣方式於導 光板下配置可緊密接著或分離的帶反射部之分割導光板， 將背光於面内分為若干區域，可選擇集中地控制發光，故 而可減；發光一極體之個數，因此可使背光之發光特性更 ^ 》良好’進而實現顯示圖像之動態範圍變廣，且即使於低 ^ 灰卩白區域中亦可使色彩再現範圍較廣，動態畫面模糊更少 地清晰顯示，成為低成本之液晶顯示裝置。 [實施例9] 98434.doc -29- 200538804 本實施例除以下主要部分外與實施例2相同。 圖2 1係表示本實施例中控制器11〇的内部方塊圖。與圖 14不同之處在於，於各色之顯示内容解析電路内設置用以 檢測一晝面内顯示資料之灰階分佈的柱狀圖檢測電路，取 代最大最小檢測電路。 一般而言，較為理想的是，圖像信號G(〇〜255)與將最大 顯示焭度設為1之規格化顯示亮度B之間具有如圖22所示之 關係： B=(G/255)7 (式 υ 通常符合CRT特性為γ=2·2。以下，將該特性稱為r特性。 液晶顯示裝置通常藉由使背光以固定亮度發光，控制液晶 之透過率而顯示圖像。然而液晶面板之光遮蔽性能並非充 分，將最大透過率設為1之規格化透過率T與圖像信號之關 係存在有以 Τ= (Θ/255)γ+α (式 2) 表示的無用之透過率α’根據因α造成之光洩漏，會產生出 現黑色或低灰階顯示之色彩再現範圍降低的問題。即難以 以理想的7特性實現顯示。因此，藉由盡可能地減少背光 之發光亮度’可有效地抑制因α造成之光洩漏。又，藉由 將RGB二色之各光源设為所需最低限度之發光亮度，可進 一步減輕因α造成之問題。 本實施例中使用之變換方法如下所述。如下所述，各色 之變換指數設定電路相應於各色之顯示内容解析電路之輸 出以及外光感應器檢測電路1145之輸出，決定各色之輸入 98434.doc -30· 200538804 圖像#唬中以最大亮度顯示之圖像信號，並將該圖像信號 -又為變換最大灰階點MAX。於本實施例中所使用之背光於 各色之照明光源中使用LED且藉由脈衝寬度調變控制亮 度，如圖22所示具有以下特性，將各色之照明光源之最大 出射7C度為1之規格化亮度設為l時，則 L=(MAX/255)t (式 3) 即，將輸出入特性設為與作為液晶顯示裝置之輸出入特 性的r特性相同。藉此，選出輸入圖像信號中以最大亮度 顯示之圖像信號，並將該圖像信號設為ΜΑχ代入式4，則 可直接求出所需最低限之照明光源發光亮度。相應於此， 液曰日之透過率將應以最大亮度顯示之灰階點ΜΑχ變換為對 …、；最大透過率之圖像彳§號即可。更為一般的是，考慮到 變換前之顯示亮度於變換後保存之條件，變換後之圖像信 號G’可變換如下： (255/MAX)xG其中 G’=255(G，>256時）（式 4) 式3係包含累積計算之較複雜的計算，但因其為照明光 源之變換式，故而可以訊框單位（數十Hz)加以計算，必須 以像素時脈（數十MHz)之速度加以計算的圖像信號變換則 乂式4般之間單運算電路構成，因此可減少電路之負擔。 再者’上述變換中未考慮實施例1中說明之RGB各色彩 間之關係，但本實施例中，此後亦可實行實施例丨中說明 之各色之背光亮度輸出以及顯示資料輸出之微調整。 接著，就MAX之設定方法加以說明。於圖23之上段表示 可確保色彩再現範圍地加以顯示之圖像信號之範圍與 98434.doc -31 - 200538804 的關係，該色彩再現範圍係於色度座標上色彩再現範圍之 面積的NTSC比為80%以上者。自該圖可知，max雖小但 低灰階側之色彩再現範圍可進一步提高。又，可確保色彩 再現範圍地顯示的圖像信號之範圍亦依存於周圍環境之明 亮度。一般說來，與黑暗環境相比，明亮環境下之低灰階 側之色彩再現範圍會降低。其原因在於，周圍環境之光會 因液晶面板顯示面而反射。本實施例係相應於圖像信號以 及周圍環境之明亮度，設定最佳照明光源亮度，從而提供 同畫負之影像者。圖23之下段表示藉由圖像解析電路得以 解析之圖像k號的資料量分佈。控制量判定電路1 1 4 1自外 光感應器檢測電路1145之輸出結果計算出可保持各ΜΑχ值 之色彩再現範圍80%以上加以顯示的圖像信號之範圍，並 根據顯示内容解析電路所解析之資料量分佈設定最佳之 MAX。 圖23之例中’於周圍環境之明亮度為1〇1χ之黑暗環境 中，將進入可顯示色彩再現範圍8〇%以上之圖像信號範圍 中的 > 料3:成為最大時設定為MAX。又，於周圍環境之明 焭度為250 lx之明亮環境下，將可以色再現範圍80%顯示 之圖像信號設定為所有色彩再現範圍8〇%以上的max。 然而’本實施例中，為矩陣驅動液晶顯示部丨3〇，使用 有非日日石夕之TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體）。接 著，關於背光光感應器122與外光感應器123，亦可於與 TFT相同之基板上使用相同之非晶矽安裝於液晶顯示部 之最外周部。該背光光感應器122與外光感應器123之構造 98434.doc -32- 200538804 分別示於圖24、圖25。 圖24係表示用以檢測來自基板側之光的背光光感應器。 藉由於蔽遮電極9電性施加負電壓，可減少流動於電晶體 之暗電流，減少雜訊。又，藉由於閘電極3施加正電壓可 增加光電流，從而提高靈敏度。 圖25係表不用以檢測來自對向側之光的外光感應器。藉 由於閘電極3施加負電壓可減少暗電流，減少雜訊。

雖然性能皆低於一般光感應器零件，但用於本實施例般 之具有較廣動態範圍之外光環境之感測或置於正下方之背 光之發光量感測時，該種程度之性能已充分，&而可減少 零件數量而降低成本。 如上所述，本實施例中，藉由將作為液晶顯示裝置之輸 出入特性與作為背光之輸出人特性皆設為^特性，且且有 顯示内容解析電路、控制量判^電路1141以及外光感應器 123，可於各種周圍環境光下簡單地實行最佳變換，從而 可提供最㈣像。X，因將外光感應器與背光光感應器之 兩光感應器-同纪裝於液晶顯示裝置内，故而可降低成 本0 [實施例10] 本實施例除以下主要部 分以外與實施例9相同 圖26係表示本實施例之控制器ιι〇的内部方塊圖。與 21不同之處在於添加有字幕檢測電路“a。 本實加例中藉由具有字幕檢測電路，可進一步減少照 光源之亮度，獲得高晝質之影像。 圖 明 98434.doc -33- 200538804 以DVD等觀μ電景^之情形時，於晝面上會出現翻譯之字 幕。该字幕於大多數情形下為白色文字，且為圖像信號 (R、G、Β)=(255、255、255)之亮度最高的信號。如圖27 所示為顯示255灰階必須將變換最大灰階點MAX設為 255，但其係將照明光源以最大亮度顯示，故而難以高晝 質地顯不低灰階側之影像。本實施例藉由設置字幕檢測電 路1146解決上述課題。字幕檢測電路檢測出對應於圖像信 號中之字幕的圖像信號並將該圖像信號送至控制量判定電 路1141。控制量判定電路1141於自字幕檢測電路ιΐ46接收 到有字幕之信號時，自字幕以外之圖像信號計算出各色之 MAX，將RGB各自之MAX中最高的MAX決定為全色共通 之變換指數。藉由使用如此之演算法，可高畫質地顯示字 幕以外之圖像，並且可於將字幕顏色維持為白色之狀態下 使照明光源低亮度化。進而，首先關於周圍環境與字幕之 明亮度實行主觀評價，相對於周圍之明亮度將字幕之明亮 度設為可容許之最低明亮度，以字幕之明亮度為該明亮度 以上之方式於MAX設置限制範圍，藉此可顯示易讀取之字 幕。 如上所述，於本實施例中藉由設置字幕檢測電路，可進 一步降低背光發光亮度，故而可使影像更美且消耗電力較 低。 [實施例11] 本實施例除以下主要部分以外與實施例10相同。 本實施例之控制器110的内部方塊與實施例10相同，與 98434.doc -34- 200538804 實施例9相比，添加有字幕檢測電路1146。 該字幕檢測電路1146檢測圖像信號中對應於字幕的圖像 信號’並將該圖像信號送至控制量判定電路1141。控制量 判定電路1141於自字幕檢測電路1146接收有字幕之信號 時，根據字幕以外之圖像信號設定各色之變換最大灰階點 MAX。此處，於以RGB為單位設定各不相同之ΜΑχ的情 形時’字幕亦可藉由式3變換為圖像信號（255、255、 255)，黑色圖像變換為（〇、〇、〇)。藉此，rGb照明光源之 亮度不同，故而會有字幕與黑色圖像附有其他顏色的課 題。 本實施例可藉由變換字幕顯示灰階與〇灰階之亮度程度 而解決该課題。如圖28所示’假設各色之MAX為R : 230、G: 200、B : 186。該情形之各色之照明光源的相對 免度為 R : (230/255)2 2=0.8，同樣地G:0·58、B:0.5，因 相對亮度並非一致，白色字幕以及黑色圖像因^之透過率 會造成附有其他顏色。 因此’藉由如下所述之字幕顯示灰階之資料變換與〇灰 階之資料變換，可解決各個顏色附著問題。首先，關於白 色字幕’將RGB中具有最低MAX之Β的圖像信號設為 255 °即將液晶之相對透過率設為最大之1，使顯示亮度= 照明光源之相對亮度X液晶之相對透過率=0.5。關於R與 G ’藉由信號變換決定液晶之透過率，以等於β之相對顯 示亮度0.5。 關於0灰階，將RGB中具有最高MAX之R的圖像信號設 98434.doc -35- 200538804 為〇。即將液晶之透過率設為^^，使顯示亮度=照明光源 之相對冗度X液晶之相對透過率=〇. 8 χ α。關於G以及β， 藉由k號變換決定液晶之透過率，以等於R之相對顯示韋 度 〇.8χα。 藉由實行上述之信號變換，以RGB控制各不相同之照明 光源之亮度時，不會產生於白色文字以及黑色圖像附有其 他顏色之問題，從而可高畫質地顯示影像。 如上所述，於本實施例中藉由具有字幕檢測電路，可將 字幕灰階位準與〇灰階位準加以顯示資料變換，從而減少 字幕之其他顏色的附著或作為〇灰階之黑色部分之顯示中 出現其他顏色，進一步提高晝質。 [實施例12] 本實施例除以下主要部分以外與實施例9相同。 圖29係表示本實施例之控制器u〇的内部方塊圖。與圖 21不同之處在於添加有轉場檢測電路1147。 控制篁判定電路1141以一訊框為單位設定各色之最佳 MAX，但僅根據一訊框單位之畫面内資訊決定ΜΑχ時會 存在問題。 例如於某場景中存在成為背景之區域，將照明光源之亮 度設為相應於背景以外之圖像之亮度變動而變動。此時， 背景之區域以顯示亮度對於照明光源之亮度變動不變化之 方式控制液晶之透過率。然而，使用啟動關閉之響應時間 約為10 ms左右的液晶與啟動關閉之響應時間為數β s的 LED光源時，則LED可相應於ΜΑχ之變化瞬間到達目標亮 98434.doc -36 - 200538804 度’但液晶為到達作為目標之透過率需要對於一訊框時間 (16·6 ms)無法忽視的時間，故而光源亮度之變換與液晶透 過率之變換於事實上產生偏離，故而會產生閃爍。 圖30係表示亮度對於照明光源之亮度變動無變化之背景 的If形者。假設MAX自100至255作較大切換。照明光源產 生脈衝寬度調變，以對應於變換指數255之脈衝寬度發 光。液晶降低透過率以抑制照明光源之發光量的增大。顯 示亮度由透過液晶之光的亮度與時間之積獲得，若顯示亮 度於全訊框中相等，則可顯示亮度無變化之背景。圖30中 之斜線部表示為以不變化背景之亮度而顯示的理想亮度與 時間之面積。 然而，因液晶之響應速度並非充分快速，故而顯示超出 斜線部之面積的面積之亮度。如此，ΜΑχ之急劇變化造成 因光源與液晶之響應速度不一致而產生的閃爍。為抑制如 此之閃爍的產生，如圖31所示，對於ΜΑχ之急劇變化，並 非直接變換使用MAX，而是對於前訊框中所使用之ΜΑχ 使其逐漸接近當前訊框之MAX，該處理較為有效。 即，於本實施例中，首先確認未產生閃爍之訊框間的 MAX變動差，以MAX之訊框間切換差成為不產生閃爍之 差以下的變化量之方式於max之時間軸方向設置限制。 實際上，於控制量判定電路1141中，比較前訊框之MAX 與當前訊框之MAX，使前訊框之MAX值向接近當前訊框 之MAX數值之方向，於不產生閃爍之範圍内變換。 如上所述，於訊框間之MAX變化量設置限制的方法可有 98434.doc -37- 200538804 效抑制同一場景内的閃爍。然而如此則無法對應轉場。 即’於輸入全新影像時，超出max之訊框間變化量之限 制’直接使用控制量判定電路i 141所決定的MAX，此種方 法可使顯示無異樣。 因此，本實施例之構成為，設有轉場檢測電路丨1 ，其 判斷場景之切換，並依據該結果切換MAX之訊框間變化容 許量的多少。 即，於同一場景内之MAX訊框間變化通過減少變化容許 量以避免急劇變化，於切換場景時將與僅根據畫面内資訊 所決定之MAX接近的值或直接將該MAX等以增加變化容 許量之方式變更。 圖32表示的是，依據控制量判定電路1141僅根據畫面内 資訊初期決定之MAX與來自轉場檢測電路1147之結果，切 換同一場景内訊框間MAX變化容許量較少之情形與因轉場 而訊框間MAX變化容許量較多的情形，並且顯示所決定的 MAX 〇 又’亦同時顯示轉場檢測電路1147輸出之轉場量。此處 轉場量係指計算圖像信號之柱狀圖之訊框間差分的量。 於轉場檢測電路1147算出之轉場量較小的情形（同一場 景）時，實際輸出之MAX相對於僅根據畫面内資訊決定之 max緩慢變化；於轉場檢測電路1147算出之轉場量較大的 情形（轉場）時，控制量判定電路1141直接使用根據晝面内 情報算出之MAX或接近該MAX的值。 如上所述’本實施例中設有轉場檢測電路，於MAX之訊 98434.doc -38- 200538804 框間變化里没有限制，根據轉場切換訊框間ΜΑχ變化容許 量的多少，從而防止閃爍並可相應於轉場加以變換，實現 更高畫質。 再者，本實施例係適用於實施例9者，但當然亦可適用 於實施例10、實施例11以及其他實施例。 【圖式簡單說明】 圖1係實施例1之液晶顯示裝置的方塊圖。 圖2係圖1中之控制器ι10的内部方塊圖。 圖3係圖1中之液晶顯示部13〇與背光部ι3丨的構成圖。 圖4係圖1中之液晶顯示部13 〇之分光特性圖。 圖5係表示比較顯示資料變換之先前例與本發明之一例 的圖。 圖6係表示液晶顯示中之單色（紅色、綠色、藍色）之色 度座標的灰階依存性之圖。 圖7係液晶顯示中之動態畫面顯示時之動態畫面模糊的 產生原理圖。 圖8係考慮液晶顯示中之液晶響應特性時的動態晝面模 糊之產生原理圖。 圖9係液晶顯示中之動態畫面模糊量與液晶響應速度以 及訊框週期的關係圖。 圖10係將訊框内之一部分期間設為非發光時之動態畫面 模糊的產生原理圖。 圖11係IPS方式與VA方式之液晶快門顯示原理圖。 圖12係表示液晶顯示部130之分光透過率之灰階依存性 98434.doc -39- 200538804 的圖。 圖13係實施例2中之液晶顯示裝置的方塊圖。 圖14係圖π中之控制器110的内部方塊圖。 圖1 5係表示液晶顯示部130之灰階與色差視角特性 圖。 圖16係表示液晶顯示部13 〇之灰階與色差視角特性 圖。 圖17係表示顯示資料變換之一例的圖。 圖1 8係表示液晶顯示部130之灰階與色差視角特性 圖。 圖19係液晶顯示部130與背光部131之其他構成圖。 圖20係圖19中之背光部131的構成圖。 圖21係實施例9中之控制器11〇的内部方塊圖。 圖22係表示實施例9中之液晶顯示裝置與背光之輪出 特性的圖。 圖23係表示實施例9中之變換最大灰階點max之選出 法例的圖。 圖24係實施例9中之背光光感應器的構成圖。 圖25係實施例9中之外光感應器的構成圖。 圖26係實施例1 〇中之控制器u 〇的内部方塊圖。 圖27係表示實施例1〇中之max之選出方法例的圖。 圖28係表示實施例丨丨中之顯示資料變換例的圖。 圖29係實施例12中之控制器11〇的内部方塊圖。 圖30係實施例12中無ΜΑχ變化量限制時之顯示例的圖 98434.doc 的 的 的 入 方 -40- 200538804 圖。 限制 圖3 1係實施例12中有MAX變化量限制時之顯示例的 圖3 2係表示考慮到實施例12中之轉場的MAX變化量 之圖。

【主要元件符號說明】 1 基板 2 問極電極 3 閘極絕綠層 4 半導體層（a-Si) 5 接觸層（n+Si) 6 源極電極 7 沒極電極 8 保護層 9 蔽遮電極（透明導電膜） 10 對向基板 11 遮光膜 110 控制器 111 顯示内容解析電路（R) 112 顯示内容解析電路（G) 113 顯示内容解析電路（B) 114 畫質控制器 120 顯示資料變更電路 121 背光光量控制電路 122 背光光感應器 123 外光感應器 98434.doc • 41 - 200538804

130 液晶顯不部 131 背光部 1111 最大最小檢測電路（R) 1112 暫存器（R) 1113 柱狀圖檢測電路（R) 1121 最大最小檢測電路（G) 1122 暫存器（G) 1123 柱狀圖檢測電路（G) 1131 最大最小檢測電路（B) 1132 暫存器（B) 1133 柱狀圖檢測電路（B) 1141 控制量判定電路 1142 光感應器檢測電路 1143 控制量記憶體 1144 背光光感應器檢測電路 1145 外光感應器檢測電路 1146 字幕檢測電路 1147 轉場檢測電路 1311 背光框架 1312 紅色發光二極體元件 1313 綠色發光二極體元件 1314 藍色發光二極體元件 1315 光擴散板 1316 導光板 98434.doc -42- 200538804 1317 分割導光板 1318 反射部 1319 驅動部 98434.doc -43 -

Claims (1)

1. 200538804 十、申請專利範圍： 1 · 一種液晶顯示裝置，其具有液晶顯示部以及背光部，該 液晶顯示部含有一對基板、夾於上述一對基板間之液晶 層、用以對上述液晶層施加電場之複數個電極群及連接 於上述電極群之複數個主動元件，且具有複數個子像素 構造，該背光部可各色控制且各色發光而光照射液晶顯 示部；其特徵在於： 具有控制器，其依據來自感知上述背光部之發光之光 感應器的輸出信號以及為顯示於上述液晶顯示部而輸入 之每色的圖像信號，同時控制上述液晶顯示部之每色之 顯示資料的變更以及上述背光部之各色的發光量。 -· 種液晶顯示裝置，其具有液晶顯示部以及背光部，該 液晶顯示部含有一對基板、夾於上述一對基板間之液晶 層、用以於上述液晶層施加電場之複數個電極群及連接 於上述電極群之複數個主動元件，且具有複數個子像素 構造，該背光部可各色控制且各色發光而光照射液晶顯 示部；其特徵在於具有： 顯示内容解析電路，其係各色彩信號解析為顯示於上 述液晶顯示部而輸入的圖像信號；光感應器，其檢測上 述背光部之發光；畫質控制器，其根據來自上述顯示内 容解析電路與上述光感應器之信號，導出顯示資料之每 色的變更量與背光之每色的發光量；顯示資料變更電 路’其根據來自上述畫質控制器之信號，每色變更應顯 示於上述液晶顯示部之資料；及背光光量控制電路，盆 98434.doc 200538804 根據來自上述晝質控制器之信號，控制上述背光部之各 色的發光量。 3· 一種液晶顯示裝置，其具有液晶顯示部以及背光部，該 夜曰a ,、、、員示邛含有一對基板、夾於上述一對基板間之液晶 層用以於上述液晶層施加電場之複數個電極群及連接 於上述電極群之複數個主動元件，且具有複數個子像素 構k，该背光部可各色控制且各色發光而光照射液晶顯 示部；其特徵在於： 具有控制器，其依據來自感知上述背光部之發光之光 感應器的輸出信號、為顯示於液晶顯示部而輸入之每色 的圖像信號及來自感知外部環境光之外光感應器的輸出 ‘號门時控制上述液晶顯示部之每色的顯示資料之變 更以及上述背光部之各色的發光量。 4 · 種液晶顯示裝置，其具有液晶顯示部以及背光部，該 液晶顯示部含有一對基板、夾於上述一對基板間之液晶 層、用以於上述液晶層施加電場之複數個電極群及連接 於上述電極群之複數個主動元件，且具有複數個子像素 構造，該背光部可各色控制且各色發光而光照射液晶顯 示部；其特徵在於具有： 顯不内容解析電路，其係就各色彩信號解析為顯示於 上述液晶顯示部而輸入之圖像信號；背光光感應器，其 檢測上述背光部之發光；外光感應器，其感知外部環境 光，晝負控制器’其根據來自上述顯示内容解析電路、 上述尤光光感應器以及上述外光感應器的信號，導出顯 98434.doc 200538804 示=貝料之每色的變更1與背光之每色的發光量；顯示資 料隻更電路，其根據來自上述畫質控制器之信號，每色 變更應顯示於液晶顯示部的資料；及背光光量控制電 路，其根據來自上述畫質控制器之信號控制背光之各色 的發光量。 5·如睛求項1至4中任何一項之液晶顯示裝置，纟中上述背 光P使用一原色之發光二極體元件，上述背光部之發光 控制為脈衝寬度調變。

   如請求項1至5中任何一項之液晶顯示裝置，其中上述液 晶顯示部之複數個電極群配置於一方之基板，於未施加 電場時液晶分子之長軸配向於與基板平行之平面内。 如请求項6之液晶顯示裝置，其中輸出至上述液晶顯示 邠之變更後的顯示資料主要使用上述液晶顯示部之灰階 特性上之特定部位。 8·如”月求項7之液晶顯示裝置，其中輸出至上述液晶顯示 部之變更後的顯示資料主要僅使用上述液晶顯示部之灰 階特性上之100/255以上的區域。 9·如明求項1至5中任何一項之液晶顯示裝置，其中上述液 晶顯示部之複數個電極群亦配置於任一基板上，於未施 加電場時液晶分子之長轴配向於與基板垂直之方向。 1〇·如凊求項9之液晶顯示裝置，其中輸出至上述液晶顯示 部之變更後的顯示資料主要僅使用上述液晶顯示部之灰 階特性上的特定部位。 •如吻求項10之液晶顯示裝置，其中輸出至上述液晶顯示 98434.doc 200538804 邛之變更後的顯不資料主要使用上述液晶顯示部之灰階 特性上之20/255〜80/255以外的區域。 12·如明求項9之液晶顯示裝置，其中輸出至液晶顯示部之 變更後的各色彩間之顯示資料之灰階分佈小於變更前（聚 集）。 ' 13_如請求項1至12中任何一項之液晶顯示裝置，其中上述 责光部將發光二極體元件平面配置於上述液晶顯示部之 正下方。 14·如睛求項丨至12中任何一項之液晶顯示裝置，其中上述 背光部於上述液晶顯示部之正下方配置導光體，於上述 導光體之端部配置有發光二極體元件。 15·如請求項14之液晶顯示裝置，其中上述背光部將其面内 分為若干區域，可選擇集中地控制發光。 16·如請求項1之液晶顯示裝置，其中 背光發光量控制電路中之資料輸入一最大亮度規袼化 輸出特性係與液晶顯示裝置之輸入圖像信號-最大亮度規 格化輸出特性相同的輸出入特性； 依據為顯示於液晶顯示部而輸入的每色之圖像信號的 解析結果，決定變換最大灰階點MAX ; 以將上述Μ ΑΧ灰階之輸入圖像信號變換為液晶透過率 最大之灰階的方式變更顯示資料，並且 進行將背光亮度輸出於上述輸出入特性降低至MAX顯 示之亮度位準之控制。 17·如請求項2之液晶顯示裝置，其中 98434.doc 200538804 上述背光光量控制電路中之資料輸入一最大亮度規格 化輸出特性係與液晶顯示裝置之輸入圖像信號-最大亮度 規格化輸出特性相同的輸出入特性·， 上述晝質控制器依據為顯示於液晶顯示部而輸入的每 色之圖像信號的解析結果，決定變換最大灰階點ΜΑχ ; 上述顯示資料變更電路以將上述MAX灰階之輸入圖像 仏號變換為液晶透過率最大之灰階的方式變更顯示資 料，並且 背光光量控制電路進行將背光亮度輸出於上述輸出入 特性降低至max顯示之亮度位準之控制。 18·如請求項3之液晶顯示裝置，其中 背光發光量控制電路中之資料輸入一最大亮度規格化 輸出特性係與液晶顯示裝置之輸入圖像信號_最大亮度規 格化輸出特性相同之輸出入特性； 依據為顯示於液晶顯示部而輸入的每色之圖像信號的 解析結果與來自外光感應器之輸出信號，決定變換最大 灰階點MAX ; 以將上述MAX灰階之輸入圖像信號變換為液晶透過率 最大之灰階的方式變更顯示資料，並且 進行將背光亮度輸出於上述輸出入特性降低至MAX顯 示之亮度位準之控制。 19·如請求項4之液晶顯示裝置，其中 上述背光光量控制電路中之資料輸入一最大亮度規格 化輸出特性係與液晶顯示裝置之輸入圖像信號-最大亮度 98434.doc 200538804 規格化輸出特性相同之輸出入特性； 上述晝貝控制器依據為顯示於液晶顯示部而輸入的每 色之圖像k號的解析結果與來自外光感應器之輸出信 號’決定變換最大灰階點MAX ; 上述顯不資料變更電路以將上述ΜΑχ灰階之輸入圖像 仏唬變換為液晶透過率最大之灰階的方式變更顯示資 料，並且 背光光量控制電路進行將背光亮度輸出於上述輸出入 特性降低至max顯示之亮度位準之控制。 2〇·如請求項16至19中任何一項之液晶顯示裝置，其中 上述背光光量控制電路中之資料輸入一最大亮度規格 化輸出特性以及液晶顯示裝置之輸入圖像信號一最大亮 度規格化輸出特性以輸入信號值之r階乘&係伽瑪特性 值）表示。 21·如請求項16至20中任何一項之液晶顯示裝置，其中 具有字幕檢測電路，其檢測字幕之有無與畫面内之顯 示部位，於有字幕之情形時藉由字幕以外之圖像信號的 解析，決定上述變換最大灰階點MAX。 22.如請求項16至21中任何一項之液晶顯示裝置，其中 關於所輸入之圖像信號中之各色的〇灰階信號，二色 中MAX為最高之色彩不變換〇灰階信號，其他色彩變換 為與上述MAX為最高之色彩之〇灰階亮度位準相等的灰 階。 23·如請求項16至22中任何一項之液晶顯示裝置，其中 98434.doc 200538804 具有字幕檢測電路，其檢測字幕之有無與畫面内之顯 示部位； 關於所輸入之圖像信號内之字幕顯示資料信號，三色 中MAX為最低之色彩不變換字幕顯示資料信號，其他色 彩將各色彩之最大灰階變換為與上述MAX為最低之色彩 之最大亮度位準相等的灰階。 24·如請求項16至23中任何一項之液晶顯示裝置，其中 具有轉場檢測電路，其檢測所輸入之圖像信號之顯示 場景的變化； 根據來自轉場檢測電路之信號，再設定僅由晝面内之 顯示資料資訊決定之上述變換最大灰階點MAX。 25·如請求項24之液晶顯示裝置，其中 上述變換最大灰階點MAX之訊框間變化量受到限制， 於無轉場之情形時的可變換量少於有轉場之情形時之可 變換量。

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