TWI623791B - 顯示裝置及光源裝置 - Google Patents

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TWI623791B
TWI623791B TW104124789A TW104124789A TWI623791B TW I623791 B TWI623791 B TW I623791B TW 104124789 A TW104124789 A TW 104124789A TW 104124789 A TW104124789 A TW 104124789A TW I623791 B TWI623791 B TW I623791B
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奧山健太郎
境川亮
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日本顯示器股份有限公司
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Abstract

本發明抑制畫質降低。
本發明之顯示裝置具備光源裝置，該光源裝置包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供入射光入射，且轉換入射光之強度；及白色光轉換部，其將強度經轉換之光轉換為白色光。光源裝置藉由將來自光轉換部之光由白色光轉換部轉換為白色光，而可將經減少色度偏差之產生之白色光用作為光源。於將此種白色光作為背光源之光之顯示裝置中，可減輕畫質降低。

Description

顯示裝置及光源裝置
本發明係關於一種顯示裝置及光源裝置。
顯示裝置所包含之邊緣照明型光源裝置係為實現高對比度之圖像顯示、低耗電化等，而可進行局部驅動，即，使用被引導至導光板之白色光而自導光板局部地出射光。此種光源裝置已提出有用以降低局部驅動時所產生之亮度不均、色不均之產生之技術(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-252835號公報
本發明提供一種抑制了畫質之降低之顯示裝置及光源裝置。
本發明之一態樣係一種顯示裝置，其具備光源裝置，該光源裝置包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供上述入射光入射，並轉換上述入射光之強度；及白色光轉換部，其將上述強度經轉換之光轉換為白色光。
1‧‧‧入射光
1a‧‧‧入射光
2‧‧‧光轉換部
2a‧‧‧光
3‧‧‧白色光轉換部
3a‧‧‧白色光
10‧‧‧光源裝置
20‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧顯示裝置
100a‧‧‧控制單元
100a1‧‧‧CPU
100a2‧‧‧RAM
100a3‧‧‧ROM
100b‧‧‧顯示用驅動器IC
100c‧‧‧LED驅動器
100d‧‧‧輸入輸出介面
100e‧‧‧通信介面
100f‧‧‧匯流排
110‧‧‧圖像輸出部
120‧‧‧信號處理部
121‧‧‧時序產生部
122‧‧‧圖像處理部
123‧‧‧圖像解析部
124‧‧‧光源記憶部
124a‧‧‧要求亮度值資訊
125‧‧‧驅動模式決定部
126‧‧‧亮度資訊運算部
200‧‧‧圖像顯示面板
201‧‧‧像素
202‧‧‧副像素
202B‧‧‧第3副像素
202G‧‧‧第2副像素
202R‧‧‧第1副像素
202W‧‧‧第4副像素
215‧‧‧驅動模式決定部
300‧‧‧面狀光源裝置
301‧‧‧導光板
302‧‧‧側光型光源
303‧‧‧光源
310‧‧‧光調變元件
311‧‧‧透明基板
312‧‧‧上部電極
313‧‧‧配線
314‧‧‧連接端子
315‧‧‧配向膜
316‧‧‧光調變層
316a‧‧‧塊體
316b‧‧‧微粒子
316c‧‧‧光調變單元
317‧‧‧配向膜
318‧‧‧下部電極
319‧‧‧透明基板
320‧‧‧白色光轉換片
330‧‧‧反射片
340‧‧‧光學片
400‧‧‧圖像顯示面板驅動部
410‧‧‧信號輸出電路
420‧‧‧掃描電路
500‧‧‧面狀光源裝置驅動部
510‧‧‧光源驅動電路
520‧‧‧光轉換驅動電路
1000‧‧‧網路
Ax1‧‧‧光軸
Ax2‧‧‧光軸
DTL‧‧‧信號線
E‧‧‧入射面
H‧‧‧色相
L1‧‧‧光
L2‧‧‧光
L3‧‧‧光
LX‧‧‧入射方向
LY‧‧‧光源排列方向
S‧‧‧彩度
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S7‧‧‧步驟
S8‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S23‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
S25‧‧‧步驟
S26‧‧‧步驟
SBL‧‧‧光源控制信號
SCL‧‧‧掃描線
SRGB‧‧‧輸入信號
SRGBW‧‧‧輸出信號
STM‧‧‧同步信號
V‧‧‧明度
圖1係表示第1實施形態之顯示裝置之構成例之圖。
圖2係表示第2實施形態之顯示裝置之軟體構成例之圖。
圖3係表示第2實施形態之圖像顯示面板之構成例之圖。
圖4係表示第2實施形態之面狀光源裝置之構成例之側視圖。
圖5係表示第2實施形態之面狀光源裝置之構成例之俯視圖。
圖6係表示第2實施形態之光調變元件之上部電極之構成例之俯視圖。
圖7(A)-(C)係表示第2實施形態之光調變元件之構成例之剖視圖。
圖8係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之功能構成例之圖。
圖9係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部之功能構成例之圖。
圖10係表示可由第2實施形態之顯示裝置再現之再現HSV色空間之概念圖。
圖11(A)-(C)係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之面狀光源裝置之區塊單位之要求亮度值之一例的圖。
圖12(A)、(B)係表示由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之顯示處理時之面狀光源裝置之驅動模式(均一)之圖。
圖13(A)、(B)係表示由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之顯示處理時之面狀光源裝置之驅動模式(局部驅動)之圖。
圖14係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之信號處理之流程圖。
圖15係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之圖像解析處理之流程圖。
圖16係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之輸出信號產生處理之流程圖。
以下，參照圖式，對實施形態進行說明。
再者，揭示不過為一例，關於可由本領域技術人員容易地想到在確保發明主旨之基礎上進行適當變更者，當然為本發明之範圍所含有者。再者，圖式為使說明更明確，而存在與實際態樣相比，對各部之寬度、厚度、形狀等進行模式性地表示之情形，但其終究僅為一例，而並非限定本發明之解釋者。
又，於本說明書與各圖式中，有時對與在上文關於已給出之圖所敍述者相同之要素標附相同之符號，並適當省略詳細之說明。
[第1實施形態]
對第1實施形態之顯示裝置，利用圖1進行說明。
圖1係表示第1實施形態之顯示裝置之構成例之圖。
顯示裝置20具備光源裝置10，該光源裝置10包含：發光部1、光轉換部2、及白色光轉換部3。
發光部1發出入射光1a。入射光1a係除白色以外之例如藍色等光。
光轉換部2供白色光1a入射並出射將入射光1a之強度轉換後之光2a。入射光1a之強度係入射光1a之例如亮度、明度等。光轉換部2例如包含高分子分散型液晶層，利用高分子分散型液晶層，使通過高分子分散型液晶層內之入射光1a擴散。藉此，可轉換入射光1a之強度而出射光2a。又，包含高分子分散型液晶層之光轉換部2因出射面由複數個區域構成，且構成為可於每個該區域轉換入射光1a之強度，故可自出射面局部地出射光2a。
白色光轉換部3將光2a轉換為白色光3a。
此處，對利用發光部1發出白色光並使該白色光入射至光轉換部2之情形進行說明。例如，光轉換部2係其主面為矩形狀。對該主面之 側面，自發光部1入射白色光。又，所入射之白色光係自主面出射。光轉換部2可轉換所入射之白色光之強度，並自全部或一部分區域出射白色之光(無需白色光轉換部3)。但，光轉換部2係隨著距白色光所入射之側面之距離變遠，而產生出射之白色光所含有之各種波長之光之色度偏差。可認為，其原因在於光轉換部2之內部構成材料存在對光之吸收、反射、散射、透過之波長依存性，故包含各種波長之光之白色光不易於光轉換部2內擴散，而於來自光轉換部2之白色光產生色度偏差。
因此，於顯示裝置20之光源裝置10中，使入射光1a自發光部1入射至光轉換部2。為抑制如上文所述般之因內部構成材料之光學特性之波長依存性而導致光2a之色度產生偏差，可於不易受到該波長依存性之影響之波長區域，選擇自發光部1發出之入射光1a之主波長及半值寬。入射光1a之光譜之半值寬就抑制色偏之觀點而言較佳為較窄，而作為最終所要提取之白色光3a之強度，較佳為較寬，可藉由應用程式進行適當調整。此種入射光1a較理想為以藍色光、紫外區域之單色光等為佳。只要為實質上接近單色光之光源光譜即可，只要為不易受到構成構件之光學波長依存性之影響之波長區域即可，亦可包含複數個光譜。因此，光轉換部2可減少將所入射之入射光1a之強度轉換而得之光2a之色度偏差之產生。以如此之方式自光轉換部2出射且與入射光1a同色之光2a藉由被白色光轉換部3轉換為白色光3a，而可將減少了色度偏差之產生之白色光3a用作光源。將此種白色光3a作為背光源之光之顯示裝置20可減輕畫質之降低。
[第2實施形態]
於第2實施形態中，更具體地說明第1實施形態之顯示裝置。
首先，利用圖2對第2實施形態之顯示裝置之軟體構成例進行說明。
圖2係表示第2實施形態之顯示裝置之軟體構成例之圖。
顯示裝置100係圖1所示之顯示裝置20之一實施形態，其由控制單元100a控制裝置整體。
控制單元100a係CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)100a1、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)100a2、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)100a3及複數個周邊機器可經由匯流排100f而相互輸入輸出信號地連接。
CPU100a1係基於儲存於ROM100a3之OS(Operating System，作業系統)之程式或應用程式、RAM100a2中所展開之各種資料，進行顯示裝置100整體之控制。於處理執行時，亦可根據暫時儲存於RAM100a2之OS之程式或應用程式而動作。
RAM100a2被用作控制單元100a之主記憶裝置。RAM100a2中暫時儲存有使CPU100a1執行之OS之程式或應用程式之至少一部分。又，RAM100a2中儲存有利用CPU100a1之處理所需之各種資料。
ROM100a3係讀出專用之半導體記憶裝置，儲存有OS之程式、應用程式、及不被覆寫之固定資料。又，亦可使用作為二次記憶裝置之快閃記憶體等半導體記憶裝置來替代ROM100a3，或，除ROM100a3之外，還使用作為二次記憶裝置之快閃記憶體等半導體記憶裝置。
作為連接於匯流排100f之周邊機器，有顯示用驅動器IC(Integrated Circuit，積體電路)100b、LED(Light Emitting Diode，發光二極體)驅動器IC100c、輸入輸出介面100d、及通信介面100e。
於顯示用驅動器IC100b連接有圖像顯示面板200。顯示用驅動器IC100b係藉由將輸出信號輸出至圖像顯示面板200而於圖像顯示面板200顯示圖像。顯示用驅動器IC100b亦可實現下述圖像顯示面板驅動部之至少一部分之功能。
於LED驅動器IC100c連接有面狀光源裝置300(與第1實施形態之 光源裝置10對應)。LED驅動器IC100c係根據下述光源控制信號而驅動光源，控制面狀光源裝置300之亮度。LED驅動器IC100c實現下述面狀光源裝置驅動部之至少一部分之功能。
於輸入輸出介面100d連接有輸入利用者之指示之輸入裝置。例如，連接有鍵盤、或用作指向裝置之滑鼠、觸控面板等輸入裝置。輸入輸出介面100d將自輸入裝置送來之信號發送至CPU100a1。
通信介面100e連接於網路1000。通信介面100e係經由網路1000而與其他電腦或通信機器之間進行資料之收發。
藉由如上所述之軟體構成，可實現本實施形態之處理功能。
接下來，利用圖3對圖像顯示面板200之構成例進行說明。再者，以下，作為一例，對使用紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、白色(W)之副像素之情形進行說明，但亦可應用於不使用R、G、B之副像素、彩色濾光片之單色顯示面板。
圖3係表示第2實施形態之圖像顯示面板之構成例之圖。
於圖像顯示面板200中，以二維之矩陣狀排列之像素201具有：第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B、及第4副像素202W。再者，第1副像素202R表示紅色，第2副像素201G表示綠色，第3副像素202B表示藍色，第4副像素202W表示白色。第1副像素202R、第2副像素202G及第3副像素202B之顏色並非限定於此，而只要補色等顏色不同即可。又，第4副像素202W之顏色並非限定於白色，例如亦可為黃色等，但對於降低電力，白色較為有效。再者，第4副像素202W於以相同之光源點亮量照射之情形時，較佳為，較第1副像素202R、第2副像素202G及第3副像素202B更亮。以下，於無需分別區分第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B及第4副像素202W時，則記載為副像素202。
圖像顯示面板200更具體而言為透過型之彩色液晶顯示面板，於 第1副像素202R、第2副像素202G及第3副像素202B與圖像觀察者之間，分別配置有使紅色、綠色、藍色通過之彩色濾光片。又，於第4副像素202W與圖像觀察者之間，並未配置彩色濾光片。於第4副像素202W，亦可具備透明之樹脂層來替代彩色濾光片。藉由如此般設置透明之樹脂層，可抑制因未於第4副像素202W設置彩色濾光片而使第4副像素202W中產生較大之階差。
構成圖像顯示面板驅動部400之信號輸出電路410與掃描電路420係分別經由信號線DTL及掃描線SCL，而與圖像顯示面板200之第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B、第4副像素202W電性連接。副像素202連接於信號線DTL，且經由開關元件(例如，薄膜電晶體TFT：Thin Film Transistor)而連接於掃描線SCL。圖像顯示面板驅動部400係藉由掃描電路420選擇副像素202，並自信號輸出電路410依序輸出影像信號，藉此控制副像素202之動作(透光率)。
接下來，利用圖4及圖5對面狀光源裝置300之構成例進行說明。
圖4係表示第2實施形態之面狀光源裝置之構成例之側視圖，圖5係表示第2實施形態之面狀光源裝置之構成例之俯視圖。
面狀光源裝置300配置於圖像顯示面板200之背面側，於圖像顯示面板200之背面發光。面狀光源裝置300係如圖4及圖5所示般，具備：導光板301；及側光型光源302，其將導光板301之至少一側面作為入射面E，於與該入射面E對向之位置排列有複數個光源303。又，面狀光源裝置300具備：光調變元件310；白色光轉換片320，其設置於導光板301之上表面；反射片330，其設置於光調變元件310之下表面；及光學片340，其介隔白色光轉換片320而設置於導光板301之上表面。
導光板301係將來自配置於其側面之側光型光源302(光源303)之光引導至導光板301之上表面者。導光板301成為與配置於面狀光源裝 置300之上表面側之圖像顯示面板200對應之形狀。導光板301亦作為將於圖像顯示面板200與導光板301之間(介隔白色光轉換片320)配置之光學片340(例如擴散板、擴散片、透鏡膜、偏光分離片等)支持之支持體而發揮功能。導光板301例如主要包含聚碳酸酯樹脂(PC)或丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))等透明熱塑性樹脂、玻璃而構成。又，作為下述光調變元件之基板，於使用該等透明之基材之情形時，亦可併用導光板之功能。
側光型光源302之各光源303係入射光(例如，藍色等單色光)之發光二極體(LED)，且構成為可各自獨立地控制電流或PWM值(占空比等)。光源303係(圖5)沿導光板301之一側面排列，於將光源303之排列方向設為光源排列方向LY時，朝正交於光源排列方向LY之入射方向LX，來自光源303之入射光自入射面E入射至導光板301。光源303並非限定於發光二極體，而亦可使用半導體雷射器。
光調變元件310控制藉由導光板301入射之入射光之強度，使與入射光同色之光自出射面朝圖像顯示面板200之背面側出射。關於光調變元件310之細節，將於下文敍述。
白色光轉換片320係將自光調變元件310出射並透過導光板301之光轉換為白色，將轉換後之白色之光出射至圖像顯示面板200之背面。白色光轉換片320例如可使用螢光體片、量子點片等。更具體而言，作為螢光體，可使用氧化物、氮化物、氮氧化物、硫化物等公知之材料。於使用藍色光作為入射光之情形時，例如，可藉由轉換為綠色與紅色或黃色而轉換為白色。綠色發光螢光體可使用Eu或Mn作為發光中心。可使用(Ba、Sr、Mg)2SiO4：Eu、Mn、Sr3Si13Al3O2N21：Eu、Zn2SiO4：Mn等。作為紅色發光螢光體材料，可將Eu等作為發光中心，可使用Sr2Si7Al2ON13：Eu、La2O2S；作為黃色發光螢光材料，可使用(Ba，Sr，Mg)2SiO4：Eu、Mn或YAG系材料。於使用紫外光之 情形時，可使用藍色發光螢光體材料，可使用BaAlMn：Eu(BAM系)、Sr10(PO4)6Cl2：Eu、(Sr、Ba、Ca)10(PO4)6Cl2：Eu等公知之材料。雖於應用於顯示器之情形時，較理想為轉換為白色，但根據用途，除白色以外，例如亦可轉換為黃色等。作為螢光體片，亦可為於塑膠膜上塗佈無機材料、樹脂黏合劑、各種添加材料等而成者、或於相同之塑膠膜上以濺鍍法、蒸鍍法等直接成膜而成者。於第2實施形態中，由於較佳為轉換來自白色光轉換片320之光，將白色光向同一方向射出，故而較佳為後方散射較少者。為減少後方散射(增多前方散射)，較佳為減小螢光材料之粒子尺寸，減薄塗佈厚度。
反射片330係使自導光板301之背面(圖4中為下表面)經由光調變元件310而漏出之光返回至導光板301側者，例如具有反射、擴散、散射等功能。藉此，可有效率地利用來自光源303之入射光。又，有助於提高面狀光源裝置300之出射面之亮度。反射片330例如可使用發泡PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、銀蒸鍍膜、多層膜反射膜、白色PET等。再者，於圖4中，導光體301與光調變元件310並未介隔空氣層而光學性密接，但反射片330、白色光轉換片320、光學片340亦可為介隔空氣層而積層者，而未光學性密接。又，於圖4中，例示有白色光轉換片320插入至導光板301與光學片340之間之情形，亦可將白色光轉換片320配置於光學片340之上層。又，為提高白色光轉換效率，亦可使用複數片白色光轉換片320，將其等插入至光調變元件310與反射片330之間而使用。
面狀光源裝置驅動部500以可對側光型光源302(光源303)及光調變元件310發送信號之方式與其等連接。面狀光源裝置驅動部500藉由基於下述光源控制信號調整供給至光源303之電流值、PWM值，而控制自光源303發出之光量，控制面狀光源裝置300之亮度(光之強度)。又，面狀光源裝置驅動部500同樣地藉由基於光源控制信號調整供給 至光調變元件310之下述上部電極及下部電極之電壓等，而控制所入射之光之透過、散射，控制自出射面出射之光之亮度。
利用圖6及圖7對此種面狀光源裝置300所包含之光調變元件310進行說明。以下，雖示出藉由電壓施加而自透明狀態轉變為散射狀態之類型(此處，設為「常透明」)，但亦可為藉由電壓施加而自散射狀態轉變為透明狀態之類型(此處，設為「常散射」)。又，作為光調變元件310，只要具有使自光源303出射之光自面狀內部整體或局部地入射之功能即可，不僅可利用透過、散射現象，亦可利用繞射、折射等光學現象。然而，於考慮顯示器用照明裝置之應用之情形時，就將入射之光引導至遠處而自光調變元件310高效率地發光之觀點而言，較佳為常透明類型之光調變元件。
圖6係表示第2實施形態之光調變元件之上部電極之構成例之俯視圖，圖7係表示第2實施形態之光調變元件之構成例之剖視圖。
再者，圖7(A)表示圖6之一點鏈線Y-Y處之剖視圖。圖7(B)模式性地表示未對上部電極312及下部電極318施加電壓之情形時之光調變層316之塊體(bulk)316a及微粒子316b之配向狀態(光軸Ax1、Ax2)；圖7(C)模式性地表示對上部電極312及下部電極318施加電壓之情形時之光調變層316之塊體(bulk)316a及微粒子316b之配向狀態(光軸Ax1、Ax2)。
如圖7所示，光調變元件310係依序配置透明基板311、上部電極312、配向膜315、光調變層316、配向膜317、下部電極318、透明基板319而成者。
透明基板311、319係支持光調變層316者，一般而言，其等係由對可見光透明之基板、例如玻璃板或塑膠膜構成。
上部電極312係以與透明基板319對向之方式設置於透明基板311者，例如，如圖6所示，設置成於面內之一方向延伸之帶狀之形狀。 此種上部電極312分別由配線313電性連接，對配線313之端部之連接端子314施加與來自面狀光源裝置驅動部500之信號相應的電壓。又，下部電極318係以與透明基板311對向之方式設置於透明基板319者，成為於面內之單一方向、即與上部電極312之延伸方向交叉(正交)之方向延伸之帶狀之形狀。雖省略圖示，但下部電極318亦與上部電極312同樣地由配線而電性連接，對配線之端部之連接端子施加與來自面狀光源裝置驅動部500之信號相應的電壓。再者，上部電極312及下部電極318之形狀係依存於驅動方式者。例如，於其等如上文所述般成為帶狀形狀之情形時，例如可單純矩陣驅動各電極。
上部電極312及下部電極318中至少上部電極312由透明之導電性材料、例如銦錫氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)或銦鋅氧化物(IZO：Indium Zinc Oxide)構成。另一方面，對於下部電極318，可未必要由透明之材料構成，例如亦可由金屬構成。再者，於下部電極318由金屬構成之情形時，下部電極318與反射片330同樣地，亦兼具將自導光板301之背面(下表面)入射至光調變元件310之光反射的功能。於該情形時，例如可省略圖4所示之反射片330。
於自光調變元件310之出射面之法線方向觀察上部電極312及下部電極318時，光調變元件310中之上部電極312及下部電極318相互對向之部分構成光調變單元316c。各光調變單元316c係可藉由對上部電極312及下部電極318施加特定之電壓而個別獨立地驅動者，根據施加至上部電極312及下部電極318之間之電壓值之大小，而對來自光源303之入射光顯現透明性，或顯現散射性。
又，如下所述，來自面狀光源裝置300之側面之入射光之量有所入射之側面側之光亮較多而越遠離側面側則越衰減之情況。因此，較佳為以隨著遠離側面側，散射強度變高之方式進行調整。作為散射強度之調整方法，能以電極面積、非散射部分面積、驅動條件等進行調 整。要調整之範圍不僅可對光調變元件310整體進行，亦能以電壓施加之區塊單位、面狀光源裝置300之區塊單位等進行調整。藉由縮窄配置於靠近側光型光源302之上部電極312之寬度(增大上部電極312之間隔)，加寬配置於距側光型光源302較遠處之上部電極312之寬度(縮窄上部電極312之間隔)，可抑制自面狀光源裝置300之出射面之出射光之不均一化。第2實施形態之面狀光源裝置300之上部電極312根據配置位置將寬度最佳化。又，所謂非散射部分之面積係指替代光調變材料而局部地配置之透明材料之面積，隨著遠離側面側，其配置面積變大。
配向膜315、317係例如使光調變層316所使用之液晶或單體配向者。作為配向膜之種類，例如有垂直用配向膜及水平用配向膜。
光調變層316係高分子分散型液晶層，由包含塊體316a及分散於塊體316a內之複數個微粒子316b之複合層構成。微粒子主要由液晶材料構成。塊體316a及微粒子316b具有光學各向異性。
關於此種光調變層316，首先，利用圖7對未對上部電極312及下部電極318施加電壓之情形進行說明。
再者，圖7(B)、(C)所記載之光軸Ax1、Ax2係與如無論偏光方向為何折射率均固定之光線之行進方向平行之線，且分別模式性地表示圖7(B)、(C)中之塊體316a及微粒子316b。
於該情形時，成為塊體316a之光軸Ax1及微粒子316b之光軸Ax2之方向相互一致之(成為平行)構造(圖7(B))。又，光軸Ax1及光軸Ax2之方向無需始終相互一致，光軸Ax1之方向與光軸Ax2之方向例如亦可因製造誤差等而稍有偏移。
又，微粒子316b之光軸Ax2與透明基板311、319之表面正交。另一方面，塊體316a係如圖7(B)、(C)所示般，無論有無對上部電極312及下部電極318間施加電壓，均成為塊體316a之光軸Ax1與透明基板 311、319之表面正交之構造。再者，光軸Ax2無需始終與透明基板311、319之表面正交，例如亦可因製造誤差等而與透明基板311、319之表面以除90度以外之角度交叉。又，光軸Ax1無需始終與透明基板311、319之表面正交，例如亦可因製造誤差等而與透明基板311、319之表面以除90度以外之角度交叉。
此處，較佳為，塊體316a及微粒子316b之常光折射率相互相等，且塊體316a及微粒子316b之異常光折射率相互相等。於該情形時，例如，於未對上部電極312及下部電極318間施加電壓時，如圖7(B)所示般，於所有方向上基本不存在折射率差而獲得較高之透明性。藉此，例如，朝向正面(圖7中上部)方向之光L1及朝向傾斜(圖7中斜上)方向之光L2或光L3並未於光調變層316內散射，而透過光調變層316。因此，來自光源303之入射光(來自傾斜方向之光)於透明基板311或導光板301(光學片340)與空氣之界面全反射，並未自光調變元件310朝圖像顯示面板200側出射。其結果，未對上部電極312及下部電極318之間施加電壓之部位之亮度與對下述上部電極312及下部電極318之間施加電壓之部位相比降低。
接下來，關於光調變層316，對於對(與出射面之任意部位對應之)上部電極312及下部電極318施加電壓之情形進行說明。
於該情形時，微粒子316b因上部電極312及下部電極318之間之電場而使光軸Ax2傾斜，故成為塊體316a之光軸Ax1及微粒子316b之光軸Ax2之方向互不相同之(交叉之)構造(圖7(C))。又，微粒子316b係於例如對上部電極312及下部電極318間施加電壓時，成為微粒子316b之光軸Ax2與透明基板311、319之表面以除90度以外之角度交叉或平行之構造。因此，於對上部電極312及下部電極318之間施加電壓時，於光調變層316中，於所有方向上折射率差均變大，而獲得較高之散射性。藉此，例如，如圖7(C)所示般，朝向正面方向之光L1及朝向傾 斜方向之光L2或光L3係於光調變層316內散射。其結果，來自光源303之入射光(來自傾斜方向之光)透過透明基板311或導光板301(光學片340)與空氣之界面，並且傳輸至反射片330側之光被反射片330反射，透過光調變元件310，而向圖像顯示面板200側出射。因此，為自對上部電極312及下部電極318之間施加電壓之部位提取光，該部位之亮度與未對上部電極312及下部電極318之間施加電壓之部位相比變得極高。
以如此之方式，光調變元件310根據施加至上部電極312及下部電極318之電壓，光於光調變元件310之施加有電壓之部位散射，從而可自光調變元件310之出射面之任意區域出射光。又，光調變元件310係根據所施加之電壓之大小及施加電壓之時間之長短(占空比)等，而使散射光之散射程度亦發生變化，故所散射之光之強度亦發生變化。
再者，塊體316a及微粒子316b之常光折射率亦可例如因製作誤差等而稍有偏移，例如較佳為0.1以下，更佳為0.05以下。又，塊體316a及微粒子316b之異常光折射率亦可例如因製作誤差等而稍有偏移，例如較佳為0.1以下，更佳為0.05以下。
又，塊體316a之折射率差(△n0=異常光折射率n0-常光折射率n1)、微粒子316b之折射率差(△n1=異常光折射率n2-常光折射率n3)較佳為僅可能地大，較佳為0.05以上，更佳為0.1以上，最佳為0.15以上。於塊體316a及微粒子316b之折射率差較大之情形時，光調變層316之散射性能變高，可容易地破壞導光條件，而容易自光調變元件310提取光。
此種光調變層316所包含之塊體316a例如成為不對電場進行應答之條紋狀構造或多孔質構造，或成為具有較微粒子316b之應答速度更慢之應答速度之棒狀構造。塊體316a係例如藉由使具有沿微粒子316b之配向方向或配向膜315、317之配向方向配向之配向性及聚合性之材 料(例如單體)利用熱及光之至少一者聚合而形成。另一方面，微粒子316b例如主要包含液晶材料而構成，具有較塊體316a之應答速度足夠快之應答速度。
作為具有配向性及聚合性之單體，只要為具有光學各向異性，且與液晶複合之材料即可，尤其，較佳為以紫外線硬化之低分子單體。於未施加電壓之狀態下，較佳為液晶與將低分子單體聚合化後者(高分子材料)之光學各向異性之方向一致，故於紫外線硬化前，較佳為液晶與低分子單體於同一方向配向。於使用液晶作為微粒子316b之情形時，當該液晶為棒狀分子時，較佳為所使用之單體材料之形狀亦為棒狀。根據以上內容，較佳為使用兼具聚合性與液晶性之材料作為單體材料，例如，作為聚合性官能基，較佳為選自由丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯醚基、環氧基所組成之群中之至少1個官能基。該等官能基可藉由照射紫外線、紅外線或電子束或進行加熱而聚合。為抑制紫外線照射時之配向度降低，亦可添加具有多官能基之液晶性材料。又，於不使用配向膜315之情形時，可藉由磁場或電場等外場而暫時創出使該等材料配向之狀態，藉由利用紫外線或熱等使單體硬化而創出配向狀態。
接下來，利用圖8對包含此種構成之顯示裝置100所具備之功能構成例進行說明。
圖8係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之功能構成例之圖。
顯示裝置100具有：圖像輸出部110、信號處理部120、圖像顯示面板200、面狀光源裝置300、圖像顯示面板驅動部400、及面狀光源裝置驅動部500。
圖像輸出部110將輸入信號SRGB輸出至信號處理部120。輸入信號SRGB包含相對於第1原色之輸入信號值x1(p，q)、相對於第2原色之輸入信號值x2(p，q)、相對於第3原色之輸入信號值x3(p，q)。於第2實施 形態中，將第1原色設為紅色，將第2原色設為綠色，將第3原色設為藍色。
信號處理部120連接於驅動圖像顯示面板200之圖像顯示面板驅動部400及驅動面狀光源裝置300之面狀光源裝置驅動部500。而且，以區塊單位分批驅動面狀光源裝置300之亮度。又，算出面狀光源裝置300之每個像素之亮度資訊，反映至輸出信號SRGBW，而控制圖像顯示。於輸出信號SRGBW中，除包含第1副像素之輸出信號值X1(p，q)、第2副像素之輸出信號值X2(p，q)、第3副像素之輸出信號值X3(p，q)之外，亦包含顯示第4色之第4副像素之輸出信號值X4(p，q)。於第2實施形態中，將第4色設為白色。
圖像顯示面板200係像素201為P×Q個，且以二維之矩陣狀排列。
圖像顯示面板驅動部400具備信號輸出電路410與掃描電路420，驅動圖像顯示面板200。
面狀光源裝置300配置於圖像顯示面板200之背面，朝圖像顯示面板200出射光。
面狀光源裝置驅動部500具備光源驅動電路510與光調變驅動電路520。基於自信號處理部120輸出之光源控制信號SBL，光源驅動電路510控制自面狀光源裝置300之側光型光源302入射之入射光，光轉換驅動部520控制施加至上部電極312及下部電極318之電壓(或占空比、頻率)之大小，而控制面狀光源裝置300(光調變元件310)之出射面之亮度(光之強度)。
再者，信號處理部120之處理動作係由圖2所示之顯示用驅動器IC100b及LED驅動器IC100c、或CPU100a1實現。
於藉由顯示用驅動器IC100b實現之情形時，經由CPU100a1而將輸入信號SRGB輸入至顯示用驅動器IC100b及LED驅動器IC100c。顯示用驅動器IC100b產生輸出信號SRGBW，而控制圖像顯示面板200。 又，產生光源控制信號SBL，經由匯流排100f而將其輸出至LED驅動器IC100c。
於藉由CPU100a1實現之情形時，對於顯示用驅動器IC100b，自CPU100a1將輸出信號SRGBW輸入。又，光源控制信號SBL亦由CPU100a1產生，並經由匯流排100f而被輸出至LED驅動器IC100c。
接下來，利用圖9對顯示裝置100之信號處理部120進而具備之功能構成例進行說明。
圖9係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部之功能構成例之圖。
信號處理部120具有：時序產生部121、圖像處理部122、圖像解析部123、光源資料記憶部124、驅動模式決定部125、及亮度資訊運算部126。對於信號處理部120，自圖像輸出部110將輸入信號SRGB輸入。輸入信號SRGB係針對圖像顯示面板200之各個像素201，包含於其位置所顯示之圖像之顏色資訊。
時序產生部121產生用以於每一像素顯示圖框使圖像顯示面板驅動部400與面狀光源裝置驅動部500之動作時序同步之同步信號STM。所產生之同步信號STM被輸出至圖像顯示面板驅動部400與面狀光源裝置驅動部500。
圖像處理部122係基於輸入信號SRGB與自亮度資訊運算部126輸入之每個像素之面狀光源裝置300之亮度資訊，產生輸出信號SRGBW。
圖像解析部123係針對分割圖像顯示面板200之顯示面所得之每個區塊，基於輸入信號SRGB而算出區塊所需之面狀光源裝置300之要求亮度值。像素201藉由具備第4副像素202W而可調整(轉換)像素201之亮度。再者，轉換像素201之亮度之轉換係數係根據輸入信號SRGB而決定。面狀光源裝置300之分批驅動控制中，轉換像素201之亮度， 與像素201之亮度提昇程度相應地，削減面狀光源裝置300之亮度。即，轉換像素201之亮度之轉換係數與轉換面狀光源裝置300之亮度之轉換係數存在對應關係。圖像解析部123係對每個區塊解析所對應之輸入信號SRGB，算出以區塊單位轉換面狀光源裝置300之亮度之區塊對應轉換係數，決定區塊之要求亮度值。例如，基於區塊之輸入信號SRGB之彩度及明度之至少一者，算出區塊對應轉換係數。再者，關於要求亮度值之具體例，將於下文敍述。
光源資料記憶部124記憶光源303之亮度分佈資訊。複數個光源303由於各自亮度分佈相同，故對於各個光源303，將以特定之點亮量將光源303點亮時所檢測之面狀光源裝置300之整面之亮度值作為亮度分佈資訊而記憶。亮度分佈資訊係將圖像顯示面板200之顯示面(或面狀光源裝置300之出射面)分割為m×n(m、n係滿足1≦m≦P、1≦n≦Q之任意之整數)之區域，記憶對每個分割區域所檢測之面狀光源裝置300之亮度值者。分割區域之數量係可將像素數設為最大而任意地設定。於分割區域與1像素對應之情形時，在亮度分佈資訊中記憶以像素為單位之亮度值。於分割區域與複數個像素對應之情形時，將位於分割區域內之特定位置之像素設為代表像素，而記憶代表像素中之面狀光源裝置300之亮度值。於光源資料記憶部124中，記憶針對每個光源303以表格形式設定m×n個分割區域之亮度值所得之亮度分佈資訊(按光源分類之查找表)。因按光源分類之查找表為顯示裝置100所固有之資訊，故於事先作成，並記憶於光源資料記憶部124。
驅動模式決定部125係基於由圖像解析部123算出之各區塊之要求亮度值及光源資料記憶部124所記憶之按光源分類之查找表，而決定側光型光源302之點亮模式。點亮模式亦可藉由運算而求得。進而，驅動模式決定部215係基於藉由圖像解析部123所算出之各區塊之要求亮度值與側光型光源302之點亮模式，而決定施加至光調變元件 310之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。施加模式係以基於所決定之點亮模式與自側光型光源302入射之光相應地自面狀光源300出射之光成為所算出之要求亮度值之方式，算出並選擇。再者，對包含此種對於光源303之點亮模式、與對於光調變元件310之上部電極312及下部電極318之施加模式之驅動模式之一例，將於下文敍述。
亮度資訊運算部126使用點亮模式與光源資料記憶部124中所記憶之按光源分類之查找表，對每個像素運算根據點亮模式而被驅動之面狀光源裝置300之亮度資訊。首先，使用按光源分類之查找表，算出以點亮模式將側光型光源302點亮且以施加模式驅動光調變元件310時之按光源分類之驅動時亮度分佈資訊。於無法自按光源分類之查找表獲得像素單位之資訊時，進行內插運算，算出按光源分類之驅動時亮度分佈資訊。然後，合成按光源分類之驅動時亮度分佈資訊，求得側光型光源302之驅動時亮度分佈資訊，並輸出至圖像處理部122。於所算出之側光型光源302之驅動時亮度分佈資訊中，以像素單位設定面狀光源裝置300之亮度值。
對自亮度資訊運算部126取得驅動時亮度分佈資訊之圖像處理部122之處理進行說明。圖像處理部122係自驅動時亮度分佈資訊取得每個像素之面狀光源裝置300之亮度值。如上所述，面狀光源裝置300之亮度可藉由削減(轉換)亮度之轉換係數而算出。又，於該削減亮度之轉換係數與提昇(轉換)像素之亮度之轉換係數滿足特定之對應關係時，以適當之亮度進行顯示。圖像處理部122係根據每個像素之亮度值，算出削減面狀光源裝置300之亮度之第1像素對應轉換係數。然後，算出與第1像素對應轉換係數對應之提昇像素之亮度之第2像素對應轉換係數，使用第2像素對應轉換係數，產生輸出信號SRGBW。
接下來，作為提昇像素之亮度之轉換係數或削減面狀光源裝置 300之亮度之轉換係數之一態樣，對將擴展係數α用於轉換係數之情形，利用圖10進行說明。
圖10係表示可由第2實施形態之顯示裝置再現之再現HSV色空間之概念圖。
於顯示裝置100中，藉由於像素201具備輸出第4色(白色)之第4副像素202W，能夠擴展可由顯示裝置100再現之再現HSV色空間之明度之動態範圍。再者，H表示色相(Hue)、S表示彩度(Saturation)、V表示明度(Value)。
添加有第4色之再現HSV色空間係如圖10所示般，成為於第1副像素202R、第2副像素202G及第3副像素202B可顯示之圓柱形狀之HSV色空間載有彩度S越高則明度V之最大值越低之大致梯形形狀之立體的形狀。於信號處理部120，記憶有以藉由添加第4色而擴大之再現HSV色空間之彩度S為變數之明度V之最大值Vmax(S)。亦即，信號處理部120係關於圖10所示之再現HSB色空間之立體形狀，對於彩度S與色相H之每個座標(值)，記憶明度V之最大值Vmax(S)之值。
再者，由於輸入信號SRGB為具有與第1原色、第2原色、及第3原色對應之輸入信號值之信號，故輸入信號SRGB之HSV色空間成為圓柱形狀，即與圖10所示之再現HSV色空間之圓柱形狀部分相同之形狀。因此，輸出信號SRGBW可對於再現HSV色空間，作為將輸入信號SRGB擴展所得之擴展圖像信號而算出。該擴展圖像信號係根據藉由比較再現HSV色空間之明度等級而決定之擴展係數α來擴展。藉由根據擴展係數α擴展輸入信號SRGB之信號位準，可將第4副像素202W之值取為較大值，提昇像素整體之亮度。此時，藉由與像素整體之亮度因擴展係數α而提昇之程度相應地，將面狀光源裝置300之亮度降低至1/α，而能夠以與輸入信號SRGB完全相同之亮度進行顯示。
接下來，對輸入信號SRGB之擴展進行說明。
於信號處理部120中，於將χ設為依存於顯示裝置100之常數時，對第(p，q)個像素(或第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B之組)的第1副像素202R之輸出信號即X1(p，q)、第2副像素202G之輸出信號即X2(p，q)、第3副像素202B之輸出信號即X3(p，q)可使用擴展係數α與常數χ而如下般表現。對於χ，將於下文敍述。
X1(p,q)=α‧x1(p,q)-χ‧X4(p,q)‧‧‧(1)
X2(p,q)=α‧x2(p,q)-χ‧X4(p,q)‧‧‧(2)
X3(p,q)=α‧x3(p,q)-χ‧X4(p,q)‧‧‧(3)
又，輸出信號值X4(p，q)係可基於Min(p，q)與擴展係數α之積而求得。Min(p，q)係第1副像素202R之輸入信號值x1(p，q)、第2副像素202G之輸入信號值x2(p，q)、第3副像素202B之輸入信號值x3(p，q)中之最小值。具體而言，可基於下述之式(4)，求得輸出信號值X4(p，q)。
X4(p,q)=Min(p,q)‧α/χ‧‧‧(4)
再者，於式(4)中，將Min(p，q)與擴展係數α之積除以χ，但並非限定於此。又，擴展係數α係針對每一像素顯示圖框而決定。
以下，對該等方面進行說明。
一般而言，於第(p，q)個像素中，基於包含第1副像素202R之輸入信號值x1(p，q)、第2副像素202G之輸入信號值x2(p，q)、第3副像素202B之輸入信號值x3(p，q)之輸入信號SRGB，圓柱之HSV色空間之彩度S(p，q)與明度V(S)(p，q)可自下式(5)、(6)求得。
S(p,q)=(Max(p,q)-Min(p,q))/Max(p,q)‧‧‧(5)
V(S)(p,q)=Max(p,q)‧‧‧(6)
再者，Max(p，q)係第1副像素202R之輸入信號值x1(p，q)、第2副像素202G之輸入信號值x2(p，q)、第3副像素202B之輸入信號值x3(p，q)中之最大值。如上所述，Min(p，q)係3個副像素之輸入值中之最小值。又，彩度S可取0至1為止之值，明度V(S)可取0至(2n-1)為止之值。n係顯示灰階位元數。
此處，於顯示白色之第4副像素202W，並未配置彩色濾光片。顯 示第4色之第4副像素202W於以相同之光源點亮量照射之情形時，較顯示第1原色之第1副像素202R、顯示第2原色之第2副像素202G、顯示第3原色之第3副像素202B更亮。於將對第1副像素202R輸入具有相當於第1副像素202R之輸出信號之最大信號值之值之信號，對第2副像素202G輸入具有相當於第2副像素202G之輸出信號之最大信號值之值之信號，對第3副像素202B輸入具有相當於第3副像素202B之輸出信號之最大信號值之值之信號時，將像素201或像素202之群所具備之第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B之集合體之亮度設為BN1-3。又，假定將輸入具有相當於像素201或像素201之群所具備之第4副像素202W之輸出信號之最大信號值之值之信號時的第4副像素202W之亮度設為BN4之情形。即，由第1副像素202R、第2副像素202G、第3副像素202B之集合體顯示最大亮度之白色，以BN1-3表示該白色之亮度。於是，依存於顯示裝置100之常數χ可由χ=BN4/BN1-3表示。
然而，於以上述式(4)給出輸出信號值X4(p，q)之情形時，以再現HSV色空間之彩色S為變數之明度之最大值Vmax(S)可由下式(7)、(8)表示。
於S≦S0之情形時：Vmax(S)=(χ+1)‧(2n-1)‧‧‧(7)
於S0<S≦1之情形時：Vmax(S)=(2n-1)‧(1/S)‧‧‧(8)
此處，S0=1/(χ+1)。
藉由添加以如此之方式獲得之第4色，以再現HSV色空間之彩度S為變數之明度V之最大值Vmax(S)例如作為一種查找表而記憶於信號處理部120。或者，以再現HSV色空間之彩度S為變數之明度V之最大值Vmax(S)每次於信號處理部120中求得。
擴展係數α係使HSV色空間之明度V(S)於再現HSV色空間擴展之係數，可由下式(9)表示。
α(S)=Vmax(S)/V(S)‧‧‧(9)
擴展運算中，例如基於在複數個像素201中求得之α(S)而決定擴展係數α。
接下來，對信號處理部120中之使用擴展係數α之信號處理進行說明。再者，以下之處理係以保持由(第1副像素202R+第4副像素202W)顯示之第1原色之亮度、由(第2副像素202G+第4副像素202W)顯示之第2原色之亮度、由(第3副像素202B+第4副像素202W)顯示之第3原色之亮度之比之方式進行。而且，以保持(維持)色調之方式進行。進而，以保持(維持)灰階-亮度特性(伽瑪(γ)特性)之方式進行。又，於在任一個像素201或像素202之群中，輸入信號值均為0之情形、或較小之情形時，亦可不包含此種像素201或像素201之群而算出擴展係數α。
對圖像解析部123中之處理進行說明。圖像解析部123中，對每個區塊，基於區塊所包含之複數個像素201之輸入信號SRGB，求得該等複數個像素201之彩度S及明度V(S)。具體而言，使用第(p，q)個像素之輸入信號值x1(p，q)、輸入信號值x2(p，q)、輸入信號值x3(p，q)，根據式(5)、(6)求得S(p，q)、V(S)(p，q)。對區塊內之全部像素進行該處理。藉此，可獲得與區塊之像素數同數之(S(p，q)、V(S)(p，q))之組。繼而，像素解析部123基於在區塊內之像素中所求得之α(S)之值中之至少1個值，求得擴展係數α。例如，可將對區塊內之像素所求得之α(S)中之最小值設為區塊之擴展係數α。如此，可算出區塊之擴展係數α。
對每個區塊反覆進行該程序，而算出全部區塊之擴展係數α。區塊所需之亮度係可利用擴展係數α之倒數即1/α而算出。1/α係區塊對應轉換係數之一例。
接下來，利用圖11，對信號處理部120(圖像解析部123)解析輸入信號SRGB並使用擴展係數α算出以區塊單位轉換面狀光源裝置300之亮度之區塊對應轉換係數而決定之區塊之要求亮度值的具體例進行說明。
圖11係表示第2實施形態之顯示裝置所包含之面狀光源裝置之區塊單位之要求亮度值之一例的圖。
再者，圖11(A)表示使任意之要求亮度值與面狀光源裝置300之出射面之各區塊建立對應之情形，圖11(B)係表示使相同之要求亮度值與面狀光源裝置300之出射面之各區塊建立對應之情形，圖11(C)係表示使要求亮度值與面狀光源裝置300之出射面之各區塊之一部分建立對應之情形。
要求亮度值資訊124a設定有與將面狀光源裝置300之出射面例如分割為6×6之36個區塊時之各區塊之要求亮度值相關之資訊(於與N=1對應之區塊之側，配置側光型光源302，側光型光源302自N=1朝N=6發光)。與要求亮度值相關之資訊例如可為對每個區塊算出之擴展係數α或1/α，亦可為轉換為亮度值之值。
於自面狀光源裝置300之出射面整面均一地發光時，如圖11(B)所示，對各區塊，均一地設定要求亮度值。
又，於自面狀光源裝置300之出射面之一部分發光時，如圖11(C)所示，僅對欲使其發光之區塊設定要求亮度值，對不發光之區塊，設定0作為要求亮度值。
再者，如上所述，圖11所示之要求亮度值為一例，且所分割之區塊數量亦並非限定於上述數量，而可任意地選擇。
接下來，對由驅動模式決定部125決定之驅動模式(點亮模式及施加模式)之一例進行說明。
首先，利用圖12對自面狀光源裝置300(光調變元件310)之出射面 均一地發光之情形(與圖11(B)對應)之2種驅動模式進行說明。
圖12係表示由圖2之實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之顯示處理時之面狀光源裝置之驅動模式(均一)的圖。
再者，圖12(A)表示不使光源303之發光輸出隨時間經過而變化之情形，圖12(B)表示使光源303之發光輸出隨時間經過而變化之情形。圖12(A-1)、(B-1)係作為一例，而模式性地表示將出射面劃分為橫向之6個區域(1)~(6)之面狀光源裝置300(光調變元件310)。區域(1)係由圖11之N=1(M=1~6)之各區塊構成。區域(2)~(6)亦同樣地與圖11之N=2~6(M=1~6)對應。又，於圖12(A-2)、(B-2)中，下側之百分比(percentage)表示1圖像顯示圖框(例如60Hz)時之側光型光源302(光源303)之發光輸出(點亮模式)之經時變化。上側之百分比表示1圖像顯示圖框(例如60Hz)時之對與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓之占空比(施加模式)。
若自光源303將入射光(例如藍色)對面狀光源裝置300之側面入射，則有入射光之量於所入射之側面側較多，且隨著遠離側面側而衰減，而無法自面狀光源裝置300之出射面均一地發光之情形。
因此，首先，驅動模式決定部125基於由圖像解析部123算出之區域(1)~(6)之要求亮度值(3.0(圖11(B))、及光源資料記憶部124所記憶之按光源分類之查找表，而決定例如如圖12(A)所示般側光型光源302(全部光源303)之發光輸出無關時間經過而成為固定(100%)之點亮模式。
進而，驅動模式決定部125係以當基於所決定之點亮模式使全部光源303輸出光時、區域(1)~(6)成為所算出之要求亮度值之方式，決定施加至與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。此種施加模式例如將施加至與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓(占空 比)決定為10%、25%、35%、60%、100%。
或者，驅動模式決定部125亦可以如下之方式決定自面狀光源裝置300(光調變元件310)之出射面均一地發光之驅動模式。
驅動模式決定部125基於由圖像解析部123算出之區域(1)~(6)之要求亮度值、及光源資料記憶部124中記憶之按光源分類之查找表，而決定例如如圖12(B)所示般全部光源303之發光輸出於每一圖像顯示圖框中隨時間經過而增加(t1=10%、t2=25%、t3=35%、t4=50%、t5=60%、t6=100%)之點亮模式。
進而，與圖12(A)同樣地，驅動模式決定部125以基於所決定之點亮模式自全部的光源303輸出光時、區域(1)~(6)成為所算出之要求亮度值之方式，決定施加至與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。該情形時之施加模式係例如如圖12(B)所示般，於1個圖像顯示圖框(例如60Hz)中，隨時間經過，將施加至與光調變元件310之各區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓(占空比)決定為固定(例如17%)。
藉由使用具有以如此之方式由驅動模式決定部125決定之點亮模式與施加模式之驅動模式，使面狀光源裝置300(光調變元件310)之各區域以所算出之要求亮度值發光，可使出射面(區域(1)~(6))均一地發光。已對光源303之光源強度固定而變更施加至光調變元件310之電壓之占空比之情形、以及施加至光調變元件310之電壓之占空比固定而時間性地調變光源303之光源強度之情形進行了說明，但亦可使用施加至光調變元件310之電壓之占空比與側光型光源303之時間性光源強度之兩者。
接下來，作為由驅動模式決定部125決定之驅動模式之另一例，針對自面狀光源裝置300(光調變元件310)之出射面之一部分之範圍發光之情形(與圖11(C)對應)之2種驅動模式，利用圖13進行說明。
圖13係表示由第2實施形態之顯示裝置中包含之信號處理部執行之顯示處理時之面狀光源裝置之驅動模式(局部驅動)之圖。
再者，與圖12同樣地，圖13(A)、(B)分別表示不使側光型光源302(光源303)之發光輸出隨時間經過而變化之情形、及使側光型光源302(光源303)之發光輸出隨時間經過而變化之情形。圖13(A-1)、(A-2)及圖13(B-1)、(B-2)亦與圖12同樣地，表示於1圖像顯示圖框(例如60Hz)中、側光型光源302之發光輸出之經時變化(下側之百分比)、及於1圖像顯示圖框(例如60Hz)中、對與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318施加之電壓之占空比(上側之百分比)。尤其，圖13(A-1)、(B-1)中，記載自面狀光源裝置300之出射面之一部分之範圍(區域(3)、(4))發光，而並未自其他區域(1)、(2)、(5)、(6)發光之狀態。
於自面狀光源裝置300之出射面之一部分發光之情形時，亦如以圖12所說明般，有入射光(例如藍色之單色光)之量於所入射之側面側較多，並隨著遠離側面側而衰減，而無法自面狀光源裝置300之出射面之一部分之範圍均一地發光之情形。
因此，首先，驅動模式決定部125係基於由圖像解析部123算出之區域(1)~(6)之要求亮度值(區域(3)、(4)為4.0，其他區域為0(圖11(C))、及光源資料記憶部124所記憶之按光源分類之查找表，而例如如圖13(A)所示般，將側光型光源302(全部光源303)之發光輸出無關時間經過而固定(33%)之點亮模式。
進而，驅動模式決定部125係以在基於所決定之點亮模式自全部之光源303輸出光時，區域(1)~(6)成為所算出之要求亮度值之方式，決定施加至與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。此種施加模式例如係將施加至與光調變元件310之區域(3)、(4)對應之上部電極312及下部電極318之電壓 (占空比)決定為50%、100%，將施加至與區域(1)、(2)、(5)、(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓(占空比)決定為0%。
或者，驅動模式決定部125亦可以如下之方式決定自面狀光源裝置300(光調變元件310)之出射面之一部分之範圍均一地發光之驅動模式。
驅動模式決定部125係基於由圖像解析部123算出之區域(1)~(6)之要求亮度值及光源資料記憶部124所記憶之按光源分類之查找表，而決定例如如圖13(B)所示般全部光源303之發光輸出於每一圖像顯示圖框中隨時間經過而增加(t1~t2=0%、t3=50%、t4=100%、t5、t6=0%)之點亮模式。於發光輸出為0%時，即於t1、t2、t5、t6之時序，就降低驅動電力之觀點而言，較佳為將施加至光調變元件310之電壓設為0。又，於如此般光源303並非連續點亮而是間歇點亮之情形時，藉由增大點亮期間所投入之電力量，可獲得更高之亮度。
進而，驅動模式決定部125係與圖13(A)同樣地，以在基於所決定之點亮模式自全部光源303輸出光時，區域(1)~(6)成為所算出之要求亮度值之方式，決定施加至與光調變元件310之區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。該情形時之施加模式係例如如圖13(B)所示般，於1圖像顯示圖框(例如60Hz)中，隨時間經過，施加至與光調變元件310之各區域(1)~(6)對應之上部電極312及下部電極318之電壓(占空比)被決定為固定(例如17%)。
藉由使用具有以如此之方式由驅動模式決定部125決定之點亮模式與施加模式之驅動模式，使面狀光源裝置300(光調變元件310)之各區域以所算出之要求亮度值發光，可使出射面之一部分之範圍(區域(3)、(4))均一地發光。
又，驅動模式決定部125中，例如藉由預先設定之方法而決定如以圖12及圖13所說明之2種驅動模式。
接下來，利用圖14對包含此種功能之信號處理部120之信號處理進行說明。
圖14係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之信號處理之流程圖。
顯示裝置100中，於每一圖像顯示圖框啟動處理，經由圖像輸出部110將輸入信號SRGB輸入至信號處理部120。
[步驟S1]信號處理部120取得輸入信號SRGB。
[步驟S2]信號處理部120對輸入信號SRGB實施伽瑪轉換，將輸入信號SRGB線性化。
[步驟S3]圖像解析部123取得經線性化之輸入信號SRGB，進行圖像解析處理。於圖像解析處理中，對分割圖像顯示面板200之顯示面而得之每個區塊，算出基於輸入信號SRGB之面狀光源裝置300之要求亮度值。關於圖像解析處理之細節，將於下文敍述。
[步驟S4]驅動模式決定部125取得每個區塊之要求亮度值，參照光源資料記憶部124所記憶之按光源分類之查找表，決定側光型光源302之點亮模式。
進而，驅動模式決定部125係以各區塊成為所取得之要求亮度值之方式，基於所決定之點亮模式，決定施加至光調變元件310之上部電極312及下部電極318之電壓之施加模式。
驅動模式決定部125將與包含點亮模式與施加模式之驅動模式相應之光源控制信號SBL輸出至面狀光源裝置驅動部500。
[步驟S5]亮度資訊運算部126係基於按光源分類之查找表，產生以所決定之點亮模式驅動側光型光源302時之驅動時亮度分佈資訊。所產生之驅動時亮度分佈資訊中包含面狀光源裝置300之像素單位之亮度資訊。
[步驟S6]圖像處理部122係自輸入信號SRGB，對每個像素進行輸 出信號SRGBW產生處理。輸出信號SRGBW產生處理中，對每個像素，反映所對應之面狀光源裝置300之亮度資訊，自輸入信號SRGB產生輸出信號SRGBW。關於輸出信號SRGBW產生處理之細節，將於下文敍述。
[步驟S7]信號處理部120對輸出信號SRGBW實施逆伽瑪轉換，並輸出至圖像顯示面板驅動部400。
[步驟S8]信號處理部120進行顯示。根據時序產生部121所產生之同步信號STM同步地，圖像顯示面板驅動部410將輸出信號SRGBW輸出至圖像顯示面板200。
進而，面狀光源裝置驅動部500基於驅動模式(步驟S4)，驅動面狀光源裝置300之側光型光源302及光調變元件310。
藉由此種處理，將輸入信號SRGB之圖像再現於圖像顯示面板200。將圖像顯示面板200照亮之面狀光源裝置300係根據輸入信號SRGB控制每個區塊之亮度，故可降低面狀光源裝置300之亮度，降低消耗電力。
於上述面狀光源裝置300中，由於入射有來自側光型光源302之光，故可抑制隨著距側光型光源302之距離變長而產生之色度偏差之產生。
又，藉由上述處理，以滿足針對各區塊所算出之要求亮度值之方式，控制側光型光源302之發光輸出與光調變層316之出射面之各區塊中之散射程度。因此，光調變元件310無論距側光型光源302之距離為何，均可自出射面出射強度之均一性較高之光。
藉由使用以白色光轉換片320將如此般出射之光轉換而成之白色照射至圖像顯示面板200之背面，可抑制圖像顯示面板200之顯示圖像之畫質之降低。
接下來，利用圖15對在上述信號處理(圖14)中所執行之圖像解析 處理(步驟S3)之細節進行說明。
圖15係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之圖像解析處理之流程圖。
圖像解析部123取得輸入信號SRGB而開始以下處理。再者，區塊係將面狀光源裝置300之出射面分割為I×J之區域。
[步驟S11]圖像解析部123將選擇處理對象之區塊之區塊序號i、j初始化(i=1、j=1)。
[步驟S12]圖像解析部123取得與所選擇之區塊(i，j)所包含之像素對應之輸入信號SRGB。
[步驟S13]圖像解析部123算出各像素之α值。具體而言，使用式(5)、(6)，自對象像素之輸入信號SRGB，求得圓柱之HSV色空間之彩度S(p，q)與明度V(S)(p，q)。根據如此獲得之彩度S(p，q)與明度V(S)(p，q)，使用式(9)，算出像素之值。反覆進行同樣之程序而算出區塊(i，j)所包含之全部像素之α值。
[步驟S14]圖像解析部123係基於全部像素之α值中之至少1個而決定區塊(i，j)之亮度要求值。例如，選擇區塊(i，j)內之像素之α值中之最小之α值，將最小之α值之倒數1/α設為區塊(i，j)之要求亮度值。
[步驟S15]圖像解析部123將區塊序號(i，j)與最終區塊序號I、J進行對照，判斷是否為最終區塊。
若i=I、j=J，則圖像解析部123判定為最終區塊。若為最終區塊，則因已算出全部區塊之亮度要求值，故結束處理。若並非最終區塊，則圖像解析部123進行至步驟S16之處理。
[步驟S16]圖像解析部123對區塊序號(i，j)加1，返回至步驟S12之處理。
接下來，利用圖16對在上述信號處理(圖14)中執行之輸出信號SRGBW產生處理(步驟S6)進行說明。
圖16係由第2實施形態之顯示裝置所包含之信號處理部執行之輸出信號產生處理之流程圖。
於產生具有面狀光源裝置300之像素單位之亮度資訊之驅動時亮度分佈資訊後，開始以下之處理。
[步驟S21]圖像處理部122將選擇處理對象之像素之像素序號p，q初始化(p=1、q=1)。
[步驟S22]圖像處理部122自具有面狀光源裝置300之像素單位之亮度資訊之驅動時亮度分佈資訊中讀入處理對象之像素(p，q)之亮度資訊。
[步驟S23]圖像處理部122根據處理對象之像素(p，q)之亮度資訊，算出擴展輸入信號SRGB之擴展係數α。若於處理對象之像素(p，q)中，將面狀光源裝置300之光之亮度設為1/α，則於顯示面再現輸入信號SRGB時，只要將圖像之亮度增加至α倍即可。因此，圖像處理部122將所讀出之處理對象之像素(p，q)之亮度資訊之倒數作為擴展係數α而算出。
[步驟S24]圖像處理部122使用擴展係數α，擴展對象像素(p，q)之輸入信號SRGB，產生輸出信號SRGBW。具體而言，對輸入信號SRGB所包含之第1副像素202R之輸入信號值x1(p，q)、第2副像素202G之輸入信號值x2(p，q)、第3副像素202B之輸入信號值x3(p，q)應用式(1)~(4)，算出第1副像素202R之輸出信號值X1(p，q)、第2副像素202G之輸出信號值X2(p，q)、第3副像素202B之輸出信號值X3(p，q)、第4副像素202W之輸出信號值X4(p，q)。
[步驟S25]圖像處理部122將像素序號p，q與最終像素序號P，Q進行對照，判斷是否為最終像素。
若p=P、q=Q，則圖像處理部122判定為最終像素。若為最終像素，則產生全部像素之輸出信號SRGBW，故結束處理，若並非最終 像素，則進行至步驟S26之處理。
[步驟S26]圖像處理部122將像素序號p，q加1，返回至步驟S22之處理。
藉由此種處理，針對每個像素，算出與面狀光源裝置300之亮度相應之最佳輸出信號SRGBW。藉此，可進行適當之顯示。
再者，上述處理功能可由電腦實現。於該情形時，提供記載顯示裝置應具有之功能之處理內容之程式。藉由利用電腦實現該程式，可於電腦上實現上述處理功能。記載處理內容之程式可事先記錄於可由電腦讀取之記錄媒體。作為可由電腦讀取之記錄媒體，有磁記憶裝置、光碟、光磁記錄媒體、半導體記憶體等。磁性記憶裝置有硬碟驅動器(HDD：Hard Disk Drive)、軟碟(FD)、磁碟等。光碟有DVD(Digital Versatile Disk，數位多功能光碟)、DVD-RAM(Digital Versatile Disk-Random Access Memory，數位多功能光碟-隨機存取記憶體)、CD(Compact Disk)-ROM(Read Only Memory)(緊密光碟-唯讀記憶體)、CD-R(Recordable)/RW(ReWritable)(可記錄/可重寫緊密光碟)等。光記錄媒體有MO(Magneto-Optical disk，磁光碟)等。
於使程式流通之情形時，例如，可銷售記錄有該程式之DVD、CD-ROM等可攜型記錄媒體。又，亦可將程式事先儲存於伺服器電腦之記憶裝置，經由網路，自伺服器電腦將該程式傳送至其他電腦。
執行程式之電腦例如可將記錄於可攜型記錄媒體之程式或自伺服器電腦傳送之程式儲存於自身之記憶裝置。而且，電腦可從自身之記憶裝置讀取程式，根據程式執行處理。再者，電腦亦可自可攜型記錄媒體直接讀取程式，根據該程式執行處理。又，電腦亦可於每次自經由網路而連接之伺服器電腦傳送程式時，根據所接收到之程式，逐次執行處理。
又，亦可由DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)、 ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)、PLD(Programmable Logic Device，可程式化邏輯器件)等電子電路實現上述處理功能之至少一部分。
於本實施形態中，雖已例示液晶顯示裝置之情形，但作為其他應用例，亦可列舉其他自發光型顯示裝置、或具有電泳元件等之電子紙型顯示裝置等所有平板型之顯示裝置。又，當然，只要無特別限定，則可應用中小型至大型之顯示裝置。
於本技術之思想範疇內，只要為業者，則可想到各種變更例及修正例，且應當瞭解該等變更例及修正例亦屬於本技術之範圍。例如，業者對上述各實施形態適當進行構成要素之追加、刪除或設計變更而成者、或者進行步驟之追加、省略或條件變更而成者，只要具備本技術之主旨，則亦包含於本技術之範圍。
又，應當瞭解，關於由在本實施形態中敍述之態樣所帶來之其他作用效果，根據本說明書之記載而明確者、或業者可適當想到者，當然可由本技術帶來。
(1)所揭示之發明之一態樣係關於一種顯示裝置，其具備光源裝置，該光源裝置包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供上述入射光入射，且轉換上述入射光之強度；及白色光轉換部，其將上述強度經轉換之光轉換為白色光。
(2)所揭示之發明之一態樣係關於(1)所記載之顯示裝置，其中上述光轉換部包含高分子分散型液晶層，藉由上述高分子分散型液晶層，使通過上述高分子分散型液晶層內之上述入射光擴散。
(3)所揭示之發明之一態樣係關於(1)或(2)所記載之顯示裝置，其 中上述入射光係以藍色或紫外區域之單色光為主成分。
(4)所揭示之發明之一態樣係關於(1)至(3)中任一項所記載之顯示裝置，其中上述光轉換部具備複數個區域，且構成為可針對每個上述區域轉換上述入射光之強度。
(5)所揭示之發明之一態樣係關於(1)至(4)中任一項所記載之顯示裝置，其中上述光轉換部係自主面出射白色光，自相對於上述主面之側面入射上述入射光。
(6)所揭示之發明之一態樣係關於(4)或(5)所記載之顯示裝置，其中上述光源裝置進而包含控制部，該控制部針對每個上述區域控制上述入射光之強度而使上述光出射。
(7)所揭示之發明之一態樣係關於(6)所記載之顯示裝置，其中上述控制部係以使每個上述區域之上述光強度相等之方式，控制上述入射光之強度。
(8)所揭示之發明之一態樣係關於(7)所記載之顯示裝置，其中上述控制部係以距入射面越近則越減小上述入射光之強度之方式，控制上述入射光之強度。
(9)所揭示之發明之一態樣係關於(7)或(8)所記載之顯示裝置，其中上述控制部係僅自上述區域中被選擇之區域出射上述光。
(10)所揭示之發明之一態樣係關於(7)所記載之顯示裝置，其中上述發光部係構成為可變更控制上述入射光之發光強度；且上述控制部控制上述發光強度，而控制入射之上述入射光之強 度。
(11)所揭示之發明之一態樣係關於一種光源裝置，其包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供上述入射光入射，且轉換上述入射光之強度；及白色光轉換部，其將上述強度經轉換之光轉換為白色光。

Claims (12)

  1. 一種顯示裝置，其具備光源裝置，該光源裝置包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供上述入射光入射，且轉換上述入射光之強度；及白色光轉換部，其將上述強度經轉換之光轉換為白色光；且上述光轉換部具備：光調變層，其轉換上述入射光之強度；及複數個帶狀之上部電極，其係設置於將藉由上述光調變層轉換上述強度後之光予以出射之上述光調變層之第1面側，於一方向延伸。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中上述光轉換部包含高分子分散型液晶層，藉由上述高分子分散型液晶層，使通過上述高分子分散型液晶層內之上述入射光擴散。
  3. 如請求項1或2之顯示裝置，其中上述入射光係以藍色或紫外區域之單色光為主成分。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中上述光轉換部具備複數個區域，且構成為可針對每個上述區域轉換上述入射光之強度。
  5. 如請求項1之顯示裝置，其中上述光轉換部係自主面出射白色光，自相對於上述主面之側面入射上述入射光。
  6. 如請求項4或5之顯示裝置，其中上述光源裝置進而包含控制部，該控制部針對每個上述區域控制上述入射光之強度而使上述光出射。
  7. 如請求項6之顯示裝置，其中上述控制部係以使每個上述區域之上述光之強度相等之方式，控制上述入射光之強度。
  8. 如請求項7之顯示裝置，其中上述控制部係以距入射面越近則越減小上述入射光之強度之方式，控制上述入射光之強度。
  9. 如請求項7之顯示裝置，其中上述控制部係僅自上述區域中被選擇之區域出射上述光。
  10. 如請求項7之顯示裝置，其中上述發光部係構成為可變更控制上述入射光之發光強度；且上述控制部控制上述發光強度，而控制入射之上述入射光之強度。
  11. 如請求項1之光源裝置，其中上述光轉換部進而具備複數個帶狀之下部電極，其係設置於上述光調變層之上述第1面之相反側之第2面側，於與上述上部電極之延伸方向正交之方向延伸。
  12. 一種光源裝置，其包含：發光部，其發出入射光；光轉換部，其供上述入射光入射，且轉換上述入射光之強度；及白色光轉換部，其將上述強度經轉換之光轉換為白色光；且上述光轉換部具備：光調變層，其轉換上述入射光之強度；及複數個帶狀之上部電極，其係設置於將藉由上述光調變層轉換上述強度後之光予以出射之上述光調變層之第1面側，於一方向延伸。
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