專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示品質(zhì)良好的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以下說(shuō)明現(xiàn)有的液晶顯示裝置。
迄今，作為顯示裝置主要采用陰極射線管(以下稱“CRT”)，但近年來(lái)，有源矩陣型的液晶顯示裝置(以下稱“LCD”)正在普及。該LCD是利用液晶的光透射性的顯示裝置，自己不發(fā)光，而是使位于背面的背照光透過(guò)-遮斷，進(jìn)行顯示。
另外，迄今作為L(zhǎng)CD的背照光多半使用熒光管之類的東西，但近年來(lái)為了提高顯示圖像的色再現(xiàn)性，有將發(fā)光二極管(以下稱“LED”)用于背照光的報(bào)告，例如記載在下述的非專利文獻(xiàn)1中。
該非專利文獻(xiàn)1中記載的LED背照光，由于紅色(以下稱“R”)的LED的溫度特性與綠色(以下稱“G”)的LED和藍(lán)色(以下稱“B”)的LED的溫度特性不同，所以為了長(zhǎng)時(shí)間顯示同一顏色，有必要設(shè)置適當(dāng)?shù)谋痴展怆娐贰?br> 與此不同，例如，如下述的非專利文獻(xiàn)2所述，報(bào)告了用三色背照光傳感器構(gòu)成背照光電路，通過(guò)調(diào)節(jié)各色光的發(fā)光期間來(lái)進(jìn)行色調(diào)整的方式。
迄今的液晶顯示裝置的適用產(chǎn)品主要有筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)的畫(huà)面或臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)用監(jiān)視器，但近年來(lái)，也開(kāi)始作為TV接收機(jī)使用。作為TV接收機(jī)的視頻顯示裝置，不僅需要真實(shí)地再現(xiàn)顯示物，而且進(jìn)行優(yōu)美顯示也很重要，作為其一例，在CRT中，利用白色峰值顯示特性，在全面顯示時(shí)的反差比以上的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)顯示。
即使在液晶顯示裝置中，為了進(jìn)行這樣的更優(yōu)美的顯示，如下述的專利文獻(xiàn)1所述，根據(jù)輸入的視頻信號(hào)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的反差調(diào)整及背照光的亮度調(diào)節(jié)，擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，另外，有這樣的例子，即，如下述的專利文獻(xiàn)2所述，測(cè)定外部環(huán)境，改變畫(huà)面亮度，提高識(shí)別性。
現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，液晶響應(yīng)電壓變化，顯示狀態(tài)從黑變成白、或者從白變成黑的響應(yīng)時(shí)間為10～30毫秒比較慢。另外，從白變成中間色調(diào)或從黑變成中間色調(diào)的響應(yīng)時(shí)間為20～50毫秒更慢，在進(jìn)行TV視頻等中間色調(diào)顯示多、呈動(dòng)態(tài)顯示的情況下，會(huì)發(fā)生拖延到后面的殘余圖像這樣的現(xiàn)象。
這些現(xiàn)有的液晶顯示裝置中的顯示方式，都是在作為視頻信號(hào)的1周期的1幀期間，連續(xù)輸出同一圖像的稱為“保持型”的顯示方式。
在該保持型的液晶顯示裝置中，如果顯示TV等動(dòng)畫(huà)，則本應(yīng)依次變動(dòng)的圖像在1幀期間卻顯示在同一位置。即，作為顯示，在1幀中的某一瞬間顯示位于正確位置的圖像，而在其他時(shí)間顯示實(shí)際上位于與該時(shí)刻存在的位置不同的場(chǎng)所的圖像。因?yàn)槿似骄乜催@些圖像，所以圖像變得模糊。在下述的非專利文獻(xiàn)5、6中詳細(xì)地說(shuō)明了這些問(wèn)題。
這些問(wèn)題中，關(guān)于響應(yīng)速度，例如，將來(lái)自視頻信號(hào)源的視頻信號(hào)與1幀前的視頻信號(hào)進(jìn)行比較，在視頻信號(hào)有變化的情況下，變換視頻信號(hào)，以便使變化更大，在下1幀之前使該像素的顯示變化成與當(dāng)初的視頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的值，這樣的技術(shù)記載在例如下述的非專利文獻(xiàn)3中。利用該技術(shù)，中間色調(diào)的響應(yīng)速度變得與白色顯示或黑色顯示的響應(yīng)速度大致相同，動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)的殘余圖像得以改善。
另外，作為由保持型發(fā)光造成的動(dòng)畫(huà)模糊的對(duì)策，例如，對(duì)液晶面板總體進(jìn)行掃描，使液晶響應(yīng)，此后通過(guò)點(diǎn)亮照明裝置，消除上述平均化造成的模糊，這樣的技術(shù)記載在例如下述的非專利文獻(xiàn)4中。
日本專利第3215400號(hào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平6-214508號(hào)[非專利文獻(xiàn)1]SID’02 Digest，p.1154[非專利文獻(xiàn)2]SID’03 Digest，p.1254 SID’92 Digest，p.601(1992)，H.Okumura等[非專利文獻(xiàn)4]IDRC’97 p.203(1997)，Sueoka等[非專利文獻(xiàn)5]電氣情報(bào)通信協(xié)會(huì) 技術(shù)報(bào)告，EID99-10，pp.55-60(1999-06)[非專利文獻(xiàn)6]SID’01 Digest，p.986(2001)可是，使用液晶顯示裝置的TV接收機(jī)，為了使所謂的液晶TV提高圖像質(zhì)量，有必要同時(shí)解決上述背景技術(shù)中的全部課題。即，在上述背景技術(shù)中，為了在液晶TV上顯示品質(zhì)高、清晰的圖像，存在不能同時(shí)滿足的三個(gè)問(wèn)題，即1)動(dòng)態(tài)范圍廣，以便進(jìn)行有層次的顯示，2)色再現(xiàn)范圍廣，以便呈現(xiàn)鮮艷的顏色，3)進(jìn)行鮮明的顯示，動(dòng)畫(huà)不模糊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決這樣的問(wèn)題、課題。即，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)范圍廣，在寬廣的色再現(xiàn)范圍內(nèi)，能進(jìn)行鮮明的顯示，動(dòng)畫(huà)不模糊的液晶顯示裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是一種液晶顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部；以及能控制各種顏色地發(fā)出各種顏色的光，照射液晶顯示部的背照光部，上述液晶顯示部由一對(duì)基板、夾在上述一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在上述液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成，該液晶顯示裝置的特征在于具有根據(jù)來(lái)自檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器的輸出信號(hào)、以及為了在上述液晶顯示部上顯示而輸入的各種顏色的圖像信號(hào)，同時(shí)控制上述液晶顯示部的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和上述背照光部的每一種顏色的發(fā)光量的控制器。
另外，上述控制器也可以根據(jù)來(lái)自檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器的輸出信號(hào)、為了在上述液晶顯示部上顯示而輸入的圖像信號(hào)、以及來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境光的外部光傳感器的輸出信號(hào)，同時(shí)控制液晶顯示部的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光部的每一種顏色的發(fā)光量。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，由于根據(jù)來(lái)自檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器的輸出信號(hào)、為了在上述液晶顯示部上顯示而輸入的圖像信號(hào)、以及來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境光的外部光傳感器的輸出信號(hào)，同時(shí)控制液晶顯示部的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光部的每一種顏色的發(fā)光量，所以能減少不需要的顏色的背照光量，因而實(shí)際的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大，而且色再現(xiàn)范圍也擴(kuò)大，另外，還能減少動(dòng)畫(huà)模糊。另外，能提供一種在任意的照明環(huán)境中、對(duì)任意的圖像內(nèi)容都能進(jìn)行高質(zhì)量的顯示的液晶電視和液晶監(jiān)視器。


圖1是實(shí)施例1的液晶顯示裝置的框2是圖1中的控制器110的內(nèi)部框3是圖1中的液晶顯示部130和背照光部131的結(jié)構(gòu)4是圖1中的液晶顯示部130的分光特性曲線5是表示顯示數(shù)據(jù)變換的現(xiàn)有例和本發(fā)明的比較之一例6是表示液晶顯示中的單色(紅、綠、藍(lán))的色度坐標(biāo)的灰度依賴關(guān)系7是液晶顯示中的動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)的動(dòng)畫(huà)模糊的發(fā)生原理8是考慮了液晶顯示中的液晶響應(yīng)特性的情況下的動(dòng)畫(huà)模糊的發(fā)生原理9是液晶顯示中的動(dòng)畫(huà)模糊量與液晶響應(yīng)速度及幀周期的關(guān)系10是幀內(nèi)的一部分期間不發(fā)光的情況下的動(dòng)畫(huà)模糊的發(fā)生原理11是IPS方式和VA方式的液晶光閘顯示原理12是表示液晶顯示部130的分光透射率的灰度依賴關(guān)系13是實(shí)施例2的液晶顯示裝置的框14是圖13中的控制器110的內(nèi)部框15是表示液晶顯示部130的灰度和色差視野角特性曲線16是表示液晶顯示部130的灰度和色差視野角特性曲線17是表示顯示數(shù)據(jù)變換之一例18是表示液晶顯示部130的灰度和色差視野角特性曲線19是液晶顯示部130和背照光部131的另一結(jié)構(gòu)圖。
圖20圖19中的背照光部131的結(jié)構(gòu)21是實(shí)施例9的控制器110的內(nèi)部框22是表示實(shí)施例9的液晶顯示裝置和背照光的輸入輸出特性曲線23是表示實(shí)施例9的變換最大灰度點(diǎn)MAX的選擇方法的例24是實(shí)施例9的背照光傳感器的結(jié)構(gòu)25是實(shí)施例9的外部光傳感器的結(jié)構(gòu)26是實(shí)施例10的控制器110的內(nèi)部框27是表示實(shí)施例10的MAX的選擇方法的例28是表示實(shí)施例11的顯示數(shù)據(jù)變換例的29是實(shí)施例12的控制器110的內(nèi)部框30是表示實(shí)施例12的沒(méi)有MAX變化量限制的情況下的顯示例31是表示實(shí)施例12的有MAX變化量限制的情況下的顯示例32是表示實(shí)施例12的考慮了場(chǎng)景變換的MAX變化量限制的圖具體實(shí)施方式
以下，用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的最佳形態(tài)。
圖1是本實(shí)施例的液晶顯示裝置的框圖，由控制器110、顯示數(shù)據(jù)變更電路120、背照光量控制電路121、液晶顯示部130、背照光部131、背照光傳感器122構(gòu)成。另外，雖然該圖中未示出，但液晶顯示部130與現(xiàn)有的液晶顯示部相同，是一種具有由一對(duì)基板、夾在該一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在該液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成、三色以上的子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部。
控制器110根據(jù)從個(gè)人計(jì)算機(jī)或TV調(diào)諧器輸入的圖像信號(hào)、以及來(lái)自測(cè)定背照光部131的紅、綠、藍(lán)光強(qiáng)度的背照光傳感器122的信號(hào)，決定變更輸入的圖像信號(hào)的量，同時(shí)決定背照光的發(fā)光量。
顯示數(shù)據(jù)變更電路120，內(nèi)部具有紅、綠、藍(lán)每一種顯示數(shù)據(jù)色的數(shù)據(jù)變換電路，根據(jù)來(lái)自控制器110的輸出，對(duì)輸入的圖像信號(hào)按照每一種顏色進(jìn)行數(shù)據(jù)變換，輸出給液晶顯示部130。另外，背照光量控制電路121內(nèi)部也具有紅、綠、藍(lán)每一種顏色的發(fā)光控制電路，根據(jù)來(lái)自控制器110的輸出，控制背照光部131的每一種顏色的發(fā)光。
圖2是控制器110的內(nèi)部框圖，控制器110的內(nèi)部有對(duì)輸入的圖像信號(hào)按照紅、綠、藍(lán)每一種色信號(hào)進(jìn)行分析的電路，即，有分析紅色圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的顯示內(nèi)容分析電路111、分析綠色圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的顯示內(nèi)容分析電路112、以及分析藍(lán)色圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的顯示內(nèi)容分析電路113。另外，還有根據(jù)這些每一種顏色的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，決定數(shù)據(jù)變換量和背照光發(fā)光量的圖像質(zhì)量控制器114。
各色的顯示內(nèi)容分析電路111、112、113由檢測(cè)一個(gè)畫(huà)面的數(shù)據(jù)內(nèi)的最大值及最小值的最大最小檢測(cè)電路1111、1121、1131、以及保存這些數(shù)據(jù)的寄存器1112、1122、1132構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，作為檢測(cè)電路雖然只檢測(cè)最大值和最小值，但也可以檢測(cè)平均值、以及一畫(huà)面部分的顯示數(shù)據(jù)的分布。表示這些顯示內(nèi)容圖像的特性的數(shù)據(jù)保存在寄存器1112、1122、1132中，對(duì)每一幀進(jìn)行更新。
另一方面，圖像質(zhì)量控制器114由以下部分構(gòu)成輸入來(lái)自背照光傳感器122的信號(hào)的光傳感器檢測(cè)電路1142；保存液晶顯示部130的灰度亮度特性和背照光部131的發(fā)光特性的控制量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1143；以及根據(jù)來(lái)自光傳感器檢測(cè)電路1142和控制量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1143的信息及輸入的內(nèi)容圖像，控制輸出的顯示數(shù)據(jù)變更指令信號(hào)的量及背照光發(fā)光指令信號(hào)的量的控制量判斷電路1141。
圖3是液晶顯示部130和背照光部131的結(jié)構(gòu)圖，背照光部131這樣構(gòu)成將紅色發(fā)光二極管1312、兩個(gè)綠色發(fā)光二極管1313和藍(lán)色發(fā)光二極管1314作為一組，在液晶顯示部130的正下方和背照光框架1311之間夾著光散射片1315，呈平面平行結(jié)構(gòu)，各色發(fā)光二極管能獨(dú)立地控制每一種顏色。另外，控制這些發(fā)光二極管的背照光光量控制電路121作為控制發(fā)光強(qiáng)度的單元，采用調(diào)節(jié)發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)度的脈寬調(diào)制方式。
如上所述，在本實(shí)施例中，由于具有對(duì)顯示數(shù)據(jù)的每一種顏色進(jìn)行顯示內(nèi)容分析的控制器110、顯示數(shù)據(jù)變更電路120和背照光光量控制電路121，所以能選擇顯示數(shù)據(jù)的顏色、就是說(shuō)能選擇最適合于紅、綠、藍(lán)每一種顏色數(shù)據(jù)的顯示數(shù)據(jù)和背照光光量的組合。
例如，作為顯示數(shù)據(jù)輸入的紅色的數(shù)據(jù)在一個(gè)畫(huà)面部分的信號(hào)內(nèi)，如果為0～255灰度中的128灰度以下，則液晶顯示部130的灰度-亮度特性(γ特性)假設(shè)為2.2(亮度＝灰度的2.2次方)，那么應(yīng)顯示的最高亮度(128灰度)為255灰度的1/4以下。在此情況下，通過(guò)控制背照光部131的光量在1/4以下，將顯示數(shù)據(jù)從128灰度變更為255灰度左右，能使黑色顯示附近的亮度為通常顯示時(shí)的1/4，所以實(shí)際上能擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。這樣，分析輸入的圖像，根據(jù)其結(jié)果，同時(shí)控制顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光的光量調(diào)節(jié)，提高圖像質(zhì)量的方式已在上述專利文獻(xiàn)1等中公開(kāi)了。
在本實(shí)施例中，雖然對(duì)顯示數(shù)據(jù)的每一種顏色(紅、綠、藍(lán))都能進(jìn)行這樣的控制，但只準(zhǔn)備三個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)有的方式，對(duì)每三種顏色執(zhí)行時(shí)，發(fā)生圖像質(zhì)量劣化。這是因?yàn)橐壕э@示裝置中的紅、綠、藍(lán)的控制并非完全獨(dú)立。用圖4說(shuō)明這種情況。
圖4表示本實(shí)施例的液晶顯示部130中使用的紅、綠、藍(lán)濾色片的分光透射特性和背照光部131中用的相同的紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管元件的分光發(fā)光分布。另外，還表示液晶層的分光透射特性。橫軸表示光的波長(zhǎng)，縱軸表示任意單位的透射率或發(fā)光強(qiáng)度。
看圖4，紅色的濾色片(CF(R))將大約580nm以上(即“≥”，下同)的區(qū)域作為透射區(qū)，綠(CF(G))約470nm以上約620nm以下(即“≤”，下同)，藍(lán)(CF(B))約370nm以上、約540nm以下。另一方面，發(fā)光二極管元件的紅(LED(R))以約650nm為中心±30nm左右，綠(LED(G))以約545nm為中心±50nm左右，藍(lán)(LED(B))以約475nm為中心±30nm左右。
這里，成問(wèn)題的是藍(lán)光和綠光不能完全分離。從圖4可知，綠色發(fā)光二極管發(fā)射光的一部分不僅透過(guò)綠色的濾色片，而且還透過(guò)藍(lán)色的濾色片。另外還示出了相反地藍(lán)色的發(fā)光二極管發(fā)射光的一部分也透過(guò)綠色的濾色片。綠和紅幾乎不能分離，但綠光和藍(lán)光互相不獨(dú)立，有相關(guān)關(guān)系。
當(dāng)然，該現(xiàn)象依賴于濾色片的分光透射率特性和發(fā)光二極管的發(fā)光特性，如果濾色片的特性好，則有解決的可能性?？墒?，現(xiàn)實(shí)情況下，由于濾色片是用顏料或染料類的色素制成的，所以制作任意的波長(zhǎng)范圍的濾色片非常困難。
另外，在本實(shí)施例中作為背照光部131的光源用的發(fā)光二極管的紅、綠、藍(lán)每一種顏色的發(fā)光特性的溫度依賴性不同，由于點(diǎn)亮后溫度變化，所以發(fā)光強(qiáng)度變化，每一種顏色呈不同的特性。這種情況如果不用傳感器監(jiān)視背照光部131的發(fā)光特性，則往往呈現(xiàn)與設(shè)想的不同的顯示結(jié)果。特別是如上所述，在綠和藍(lán)的情況下，由于不能獨(dú)立控制，所以不出現(xiàn)設(shè)想的顏色的可能性大。由于這樣的溫度變化，分光發(fā)光分布也變化，光源不限于發(fā)光二極管，除了激光等以外，多數(shù)光源由于溫度變化或電壓電流變化等，所以分光發(fā)光分布變化。
這里，在本實(shí)施例中，分析輸入的圖像信號(hào)的電路、變更在液晶顯示部上進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù)的電路、以及控制背照光的發(fā)光量的電路，對(duì)紅、綠、藍(lán)每一種顏色獨(dú)立地準(zhǔn)備三個(gè)系統(tǒng)，但決定顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量的控制器為一個(gè)，根據(jù)三個(gè)輸入圖像信號(hào)的分析結(jié)果進(jìn)行控制。因此三個(gè)系統(tǒng)的控制互相不獨(dú)立，能具有相關(guān)關(guān)系。
另外，檢測(cè)背照光的紅、綠、藍(lán)的發(fā)光強(qiáng)度的傳感器連接在控制器上，能適宜地而且精密地控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量。
圖5中示出了本發(fā)明的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光的發(fā)光量控制的一例。在該圖的左側(cè)，示出了輸入的顯示數(shù)據(jù)信息，該信息是在背照光的亮度為一定的條件下輸入的數(shù)據(jù)。
圖5的右上方示出了用現(xiàn)有的每個(gè)紅、綠、藍(lán)三獨(dú)立系統(tǒng)的方式處理了該數(shù)據(jù)的情況下的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光的發(fā)光量控制的一例。檢測(cè)對(duì)每一種顏色輸入的數(shù)據(jù)內(nèi)的亮度最大電平(該圖中，紅色為75％，綠色為100％，藍(lán)色為50％)，變更顯示數(shù)據(jù)，以便使該檢測(cè)的電平延長(zhǎng)到亮度電平為100％。與此同時(shí)，控制背照光發(fā)光量，以便檢測(cè)的亮度最大電平與設(shè)想的亮度相同。
圖5中，例如在輸入的數(shù)據(jù)中紅色有最大電平為75％的亮度，但最大使數(shù)據(jù)延長(zhǎng)100％，使背照光發(fā)光量為0.75。關(guān)于綠色，由于輸入最大電平為100％，所以不變更。關(guān)于藍(lán)色，由于輸入最大電平為50％，所以將數(shù)據(jù)最大延長(zhǎng)100％，使背照光發(fā)光量為0.5。
以上是用現(xiàn)有的獨(dú)立三系統(tǒng)方式進(jìn)行處理的情況的例?？墒?，在該處理中，由于未考慮綠和藍(lán)的相關(guān)性，所以實(shí)際上，由于來(lái)自綠色背照光的光的作用，藍(lán)色顯示比設(shè)想的亮度亮(因?yàn)殡m然藍(lán)色背照光的發(fā)光量下降，但綠色背照光不下降)。另外，反之由于來(lái)自藍(lán)色背照光的發(fā)光量變少，所以綠色顯示比設(shè)想的亮度稍暗一些。另一方面，紅色完全沒(méi)有影響，所以RGB的平衡被破壞，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的色再現(xiàn)性，圖像質(zhì)量劣化。
在本實(shí)施例中，為了對(duì)它進(jìn)行修正，首先，考慮來(lái)自綠色背照光的返回，使藍(lán)色背照光發(fā)光量從0.5下降到0.4。其次，由于亮度下降了的綠和藍(lán)色的顯示因此而一致，所以紅色的背照光發(fā)光量也從0.75修正到0.72。
另外，由于從綠色背照光返回藍(lán)色顯示的光的作用，藍(lán)色顯示的色純度下降，所以使藍(lán)色數(shù)據(jù)總體延長(zhǎng)。上述藍(lán)色背照光發(fā)光量0.4是該數(shù)據(jù)延長(zhǎng)前看到的數(shù)值。由以上所述，RGB的色平衡與設(shè)想的輸入的數(shù)據(jù)大致相同，色純度的劣化也改善了，不會(huì)引起圖像質(zhì)量劣化。
這樣，在對(duì)每一種顏色能準(zhǔn)確地控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量的情況下，作為顯示裝置除了擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的效果以外，還能擴(kuò)大色再現(xiàn)范圍，而且能抑制動(dòng)畫(huà)模糊，提高動(dòng)畫(huà)質(zhì)量。
首先，用圖6說(shuō)明色再現(xiàn)性的擴(kuò)大。另外，在用發(fā)光二極管作為光源的情況下，由于紅、綠、藍(lán)的色純度比作為迄今的光源的冷陰極管(熒光燈)高，所以色再現(xiàn)范圍寬。在本實(shí)施例中它雖然也適合，但至此說(shuō)明的色再現(xiàn)范圍不是該情況，而是低亮度區(qū)域的色再現(xiàn)范圍。
通常，在能對(duì)每一種紅、綠、藍(lán)進(jìn)行背照光的發(fā)光控制的情況下，三種顏色大致以相同的程度發(fā)光。在這樣的狀態(tài)下，使液晶顯示部130的兩種顏色的灰度為0，就是說(shuō)作為黑色顯示，用幾種灰度只使一種顏色變化，將測(cè)定了色度的結(jié)果示于圖6。橫軸為CIE1976的u’，縱軸為v’。
由該圖6可知，隨著灰度的降低，例如，在7灰度、31灰度時(shí)，各色的色純度劣化，色再現(xiàn)范圍變窄。這是因?yàn)橐壕У幕叶葹?、就是說(shuō)黑色顯示實(shí)際上不僅將全部光遮住，而且使某種程度的光透過(guò)，在低亮度區(qū)域中能將其忽略。
與此不同，在本實(shí)施例中如用圖5說(shuō)明的那樣，包括藍(lán)、綠的相關(guān)性，能準(zhǔn)確地控制背照光的三色的發(fā)光量，由于能使背照光發(fā)光量降低到必要的最低限度，所以最小限度地使低灰度的不需要的光漏掉，能擴(kuò)大色再現(xiàn)范圍。
其次，說(shuō)明動(dòng)畫(huà)質(zhì)量的提高。液晶顯示裝置等在下一次改寫一個(gè)畫(huà)面的顯示之前，維持相同的圖像，在進(jìn)行(保持)顯示的顯示(以下稱“保持發(fā)光型顯示”)中，經(jīng)常動(dòng)的動(dòng)畫(huà)等也發(fā)送每一畫(huà)面改寫周期(以下稱為“一幀”)的彗形像差進(jìn)行顯示。人的眼睛連續(xù)地跟蹤觀看該每一幀的彗形像差發(fā)送，由于視線和顯示物不一致，所以在動(dòng)畫(huà)的邊緣部分發(fā)生模糊。
關(guān)于它們更詳細(xì)的說(shuō)明，在非專利文獻(xiàn)5和非專利文獻(xiàn)6中進(jìn)行了記述，用圖7簡(jiǎn)單地說(shuō)明。如該圖左側(cè)所示，考慮在白色背景中黑色四邊形從左向右移動(dòng)。如果考慮從該白變?yōu)楹?，擴(kuò)大邊緣部，則在一幀中移動(dòng)了四個(gè)像素的情況下，在液晶顯示器中在一幀期間進(jìn)行相同的顯示，但視線連續(xù)地移動(dòng)，用積分的亮度識(shí)別圖像，所以邊緣部分發(fā)生模糊。
這里，CRT等只在某一瞬間發(fā)生(脈沖型顯示)，其余為非發(fā)光顯示，所以視線即使連續(xù)的移動(dòng)，非發(fā)光顯示也不積分，所以不會(huì)發(fā)生模糊。
在該圖7中液晶的響應(yīng)是理想的，瞬時(shí)從白變成黑進(jìn)行寫入，這時(shí)在保持發(fā)光型顯示器的情況下，也會(huì)發(fā)生動(dòng)畫(huà)模糊。實(shí)際上由于液晶的響應(yīng)需要時(shí)間，所以動(dòng)畫(huà)模糊變得更大。將其示于圖8。
圖8是液晶從白變黑的響應(yīng)約一幀時(shí)間結(jié)束的情況下的動(dòng)畫(huà)模糊的示意圖。圖7的情況下動(dòng)畫(huà)模糊量進(jìn)一步增大。這樣動(dòng)畫(huà)模糊量與液晶的響應(yīng)速度依賴于幀周期。圖9中示出了該動(dòng)畫(huà)模糊量對(duì)液晶響應(yīng)速度的依賴性和對(duì)幀周期的依賴性。
圖9的橫軸表示液晶響應(yīng)速度，縱軸表示動(dòng)畫(huà)模糊量。幀周期用種類不同的線和塊表示(通常幀頻率fv＝60Hz，相當(dāng)于1幀＝16.6毫秒，fv＝120Hz，1幀＝8.3毫秒左右)。如果這樣處理，則動(dòng)畫(huà)模糊量不僅使響應(yīng)速度快，而且使幀周期短，可知得以改善。
不縮短幀周期，而代之以在一幀時(shí)間內(nèi)減少發(fā)光的比率，也能改善動(dòng)畫(huà)模糊量。這意味著使保持型發(fā)光接近脈沖型發(fā)光，假設(shè)發(fā)光比率為50％，與將幀周期減半的效果相同，發(fā)光比率為25％，可看作與使幀周期為25％等同。作為一例，圖10中示出了使圖8中的發(fā)光比率為50％時(shí)的動(dòng)畫(huà)模糊的示意圖。與圖8相比，可知?jiǎng)赢?huà)模糊量變得非常小。
如上所述，為了改善動(dòng)畫(huà)模糊，縮短背照光的發(fā)光時(shí)間是有效的。與此不同，在本實(shí)施例中，能準(zhǔn)確地控制背照光的每一種顏色的發(fā)光量，作為該控制，通過(guò)脈寬調(diào)制來(lái)調(diào)整發(fā)光二極管的發(fā)光量，所以對(duì)于將背照光調(diào)整為白色的情況、或只單獨(dú)地調(diào)整紅、綠、藍(lán)的情況來(lái)說(shuō)，盡可能減少發(fā)光量，能將發(fā)光時(shí)間調(diào)整得更短。
因此，在本實(shí)施例中能極大地限制保持型發(fā)光顯示器的動(dòng)畫(huà)模糊的發(fā)生，能顯示非常鮮明的動(dòng)畫(huà)。
其次，說(shuō)明本實(shí)施例中使用的液晶顯示部130。在本實(shí)施例中作為液晶顯示部130中使用的液晶，不加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸在與基板平行的平面內(nèi)取向，使用從只配置在一個(gè)基板上的電極組將電場(chǎng)加在這些液晶分子上的方式、所謂的面內(nèi)開(kāi)關(guān)方式(以下稱“IPS”方式)的液晶。
現(xiàn)在，作為液晶TV或圖像質(zhì)量高的液晶監(jiān)視器，主要采用有大視野角特性的IPS方式和不加電場(chǎng)時(shí)液晶分子的長(zhǎng)軸沿著與基板垂直的方向取向，從配置在兩個(gè)基板上的電極組將電場(chǎng)加在這些液晶分子上的垂直取向方式(垂直對(duì)準(zhǔn)，以下稱“VA方式”)。
這兩種液晶方式都是利用偏振片和液晶的雙折射性，實(shí)現(xiàn)光閘功能。圖11中示出了這兩種方式的不同。這里，IPS方式在表示透射率的式中，用電場(chǎng)使φ的項(xiàng)目變化，改變透射率，與此不同，VA方式利用電場(chǎng)使θ的項(xiàng)目變化，改變透射率。
在IPS方式中所謂使灰度變化，是使φ值變化，在該項(xiàng)目中沒(méi)有關(guān)于波長(zhǎng)的項(xiàng)目，所以在IPS方式中有由灰度變化引起的液晶的分光透射率的變化少的特征。將其示于圖12中。
圖12是本實(shí)施例中使用的IPS方式液晶的分光透射率分布的灰度依賴關(guān)系曲線。從低灰度到高灰度示出了4個(gè)灰度的分光透射率，但各分光透射率的分布大致呈相同的形狀。在其他多種液晶方式中，分光透射率的分布形狀如此相同的例子很少。
這樣的所謂分光透射率分布的灰度變化少，是指在本實(shí)施例中，通過(guò)控制器110進(jìn)行控制所顯示的圖像精度更高、能真實(shí)地再現(xiàn)，能構(gòu)成圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。
如上所述，在本實(shí)施例中，具有對(duì)每一種色信號(hào)分析應(yīng)在液晶顯示部130上顯示的輸入的圖像信號(hào)的顯示內(nèi)容分析電路111、112、113；檢測(cè)背照光部131的發(fā)光的背照光傳感器122；根據(jù)來(lái)自顯示內(nèi)容分析電路111、112、113和背照光傳感器122的信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量的圖像質(zhì)量控制器114；根據(jù)來(lái)自圖像質(zhì)量控制器114的輸出，變更每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的顯示數(shù)據(jù)變更電路120；根據(jù)來(lái)自同一圖像質(zhì)量控制器114的輸出，通過(guò)脈寬調(diào)制控制背照光的每一種顏色的發(fā)光量的背照光發(fā)光控制電路121；以及將紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管作為光源的背照光131。
即，控制器110根據(jù)來(lái)自背照光傳感器122的輸出信號(hào)和應(yīng)顯示的輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)，考慮各色的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)控制液晶顯示部130的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光部131的每一種顏色的發(fā)光量。
通過(guò)該控制，能成為顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示的液晶顯示裝置。另外，由于液晶顯示部中使用IPS方式的液晶，所以即使灰度變化，也能使顏色變化少、圖像質(zhì)量更高。
圖13是本實(shí)施例的框圖，與圖1不同的地方在于作為被輸入控制器110中的信息，不只是應(yīng)顯示的圖像信號(hào)和來(lái)自背照光傳感器122的信號(hào)，而且還輸入來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境的照明狀態(tài)的外界光傳感器123的信號(hào)。
圖14中示出了本實(shí)施例的控制器110的內(nèi)部框圖。與圖2不同的地方在于在圖像質(zhì)量控制器114內(nèi)有輸入來(lái)自背照光傳感器122的信號(hào)的背照光傳感器檢測(cè)電路1144、以及輸入來(lái)自外界光傳感器123的信號(hào)的外界光傳感器檢測(cè)電路1145，來(lái)自兩個(gè)光傳感器的信號(hào)相連接。
作為使用液晶電視或液晶監(jiān)視器的環(huán)境，作為熄燈后的深夜的起居室或醫(yī)療用設(shè)備等的環(huán)境光，從1Lx左右的暗的房間，到夕陽(yáng)照射的起居室或辦公室環(huán)境等數(shù)百Lx以上的明亮的房間，設(shè)想各種場(chǎng)面。在明亮的房間中，不能辨別暗的灰度，容易被看成一個(gè)亮度，所以進(jìn)行明亮的顯示，在暗的房間中削弱過(guò)亮的刺激，通過(guò)延伸暗的灰度部分，也能良好地識(shí)別暗的部分。
這樣檢測(cè)外部環(huán)境光的條件，使用該信息使顯示圖像變化的事例記載在專利文獻(xiàn)2等中，但在本實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)施例1那樣的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的分析結(jié)果、背照光傳感器的輸出、以及檢測(cè)外部環(huán)境的照明條件的光傳感器的輸出，考慮了每一種顏色的相關(guān)關(guān)系后，對(duì)每一種顏色控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量。
由此，由于能更明確地控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量，所以更能擴(kuò)大顯示的動(dòng)態(tài)范圍，另外，由于能抑制不需要的背照光的發(fā)光量，所以色再現(xiàn)范圍大，抑制動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)的動(dòng)畫(huà)模糊，更能提高動(dòng)畫(huà)顯示性能。
如上所述，本實(shí)施例中具有對(duì)每一種色信號(hào)分析應(yīng)在液晶顯示部130上顯示的輸入的圖像信號(hào)的顯示內(nèi)容分析電路111、112、113；檢測(cè)背照光部131的發(fā)光的背照光傳感器122；根據(jù)來(lái)自顯示內(nèi)容分析電路111、112、113和背照光傳感器122的信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量的圖像質(zhì)量控制器114；根據(jù)來(lái)自圖像質(zhì)量控制器114的輸出，變更每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的顯示數(shù)據(jù)變更電路120；根據(jù)來(lái)自同一圖像質(zhì)量控制器114的輸出，通過(guò)脈寬調(diào)制控制背照光的每一種顏色的發(fā)光量的背照光發(fā)光控制電路121；以及將紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管作為光源的背照光部131。
即，控制器110根據(jù)來(lái)自背照光傳感器122的輸出信號(hào)、應(yīng)顯示的輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)、以及來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境光的外界光傳感器123的輸出信號(hào)，同時(shí)控制液晶顯示部130的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和背照光部131的每一種顏色的發(fā)光量。
通過(guò)該控制，能成為對(duì)應(yīng)于外部環(huán)境，顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示的液晶顯示裝置。另外，由于液晶顯示部中使用IPS方式的液晶，所以即使灰度變化，也能使顏色變化少、圖像質(zhì)量更高。

本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例1相同。在本實(shí)施例中作為液晶顯示部130中使用的液晶，采用VA方式的液晶。VA方式的液晶在不加電場(chǎng)的狀態(tài)下，液晶分子的長(zhǎng)軸方向沿著基板的垂直方向配置，并非朝向面內(nèi)的特定方向。因此，為了顯示黑色，只要夾著液晶層的上下偏振片的偏振軸正交即可，沒(méi)有必要使液晶層和偏振片的角度精確地一致，所以與其他液晶方式相比，能降低黑色的透射率。
這樣的所謂黑色顯示時(shí)的透射率低，如在實(shí)施例1中所述，紅、綠、藍(lán)等發(fā)單色光時(shí)，能使其他顏色的光的泄漏少，所以低亮度時(shí)的色再現(xiàn)性更高。
如上所述，本實(shí)施例中利用實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)，能使顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示，此外由于液晶顯示部中使用VA方式的液晶，所以能使低灰度區(qū)域中的色再現(xiàn)范圍更寬，更能構(gòu)成圖像質(zhì)量高的液晶顯示裝置。
另外，在本實(shí)施例中，像實(shí)施例2那樣，通過(guò)增加檢測(cè)外部環(huán)境光的傳感器，能更準(zhǔn)確地進(jìn)行與環(huán)境一致的顯示，這是不言而喻的。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例2相同。在本實(shí)施例中，控制器110根據(jù)輸入的圖像信號(hào)的每一種顏色的顯示內(nèi)容分析結(jié)果、以及來(lái)自背照光傳感器122和外界光傳感器123的信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量時(shí)雖然不變，但根據(jù)來(lái)自控制器110的指示，顯示數(shù)據(jù)變更電路120實(shí)際上輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)主要使用灰度特性范圍的特定范圍。
具體地說(shuō)，假設(shè)液晶顯示部130的灰度特性范圍從0至255，將輸入的圖像數(shù)據(jù)主要變換成100以上范圍的圖像數(shù)據(jù)后輸出。用圖15說(shuō)明這一點(diǎn)。
圖15是表示橫軸取作紅色灰度(在該圖中為單一紅色)，縱軸表示在變更橫向或斜上方等的角度看到了從正面看液晶顯示部130時(shí)的顏色的情況下，直至哪個(gè)角度范圍能看到與正面的顏色相同的顏色的圖。
就是說(shuō)，是在某一圖像中，能看到與從正面能看到的顏色相同的顏色的角度范圍。它是在從正面測(cè)定的CIE1976u’v’色度坐標(biāo)值和改變角度后測(cè)定的u’v’色度坐標(biāo)值的差的二次方平均值為0.02以下的條件下求得的。以下，將其稱為色差視野角特性。
根據(jù)該圖15，本實(shí)施例中用的IPS方式的液晶中，在255灰度區(qū)域中，100灰度以上的區(qū)域中的色差視野角特性好，在其以下的區(qū)域中呈現(xiàn)出特性有所下降。由于這個(gè)原因，如本實(shí)施例所示，作為液晶顯示部130在采用IPS方式的液晶的情況下，作為灰度區(qū)域主要使用全部255灰度內(nèi)的100灰度以上，能在良好的狀態(tài)下使用色差視野角特性。
這在本實(shí)施例中，為了主要使用全部255灰度特性范圍的100灰度以上的特定范圍，也可以從控制器110輸出實(shí)際上顯示數(shù)據(jù)變更電路120輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)。
如上所述，在本實(shí)施例中，與實(shí)施例2相同，對(duì)應(yīng)于外部環(huán)境，顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示，此外由于輸出給液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)主要使用灰度特性上的100/255以上的特定區(qū)域，所以能擴(kuò)大能看到與從正面看到的顏色相同的顏色的角度范圍，所以能構(gòu)成圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例3相同。在本實(shí)施例中，控制器110根據(jù)輸入的圖像信號(hào)的每一種顏色的顯示內(nèi)容分析結(jié)果、以及來(lái)自背照光傳感器122和外界光傳感器123的信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量時(shí)雖然不變，但根據(jù)來(lái)自控制器110的指示，顯示數(shù)據(jù)變更電路120實(shí)際上輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)主要使用灰度特性范圍的特定范圍。
具體地說(shuō)，假設(shè)液晶顯示部130的灰度特性范圍從0至255，將輸入的圖像數(shù)據(jù)主要變換成將20至80的范圍除去了的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)后輸出。用圖16說(shuō)明這一點(diǎn)。
圖16是表示使用VA方式的液晶時(shí)的色差視野角特性的灰度依賴性。橫軸表示紅色灰度(在該圖中為單一紅色)，縱軸表示實(shí)施例4中說(shuō)明的色差視野角特性。根據(jù)該圖，在本實(shí)施例中使用的VA方式的液晶中，在255灰度區(qū)域中的20至80灰度區(qū)域中色差視野角特性惡化得非常厲害，在除此以外的區(qū)域中呈現(xiàn)良好的特性。
由于這個(gè)原因，如本實(shí)施例所示，作為液晶顯示部130在采用VA方式的液晶的情況下，作為灰度區(qū)域主要使用全部255灰度內(nèi)的20～80灰度以外的區(qū)域，能在良好的狀態(tài)下使用色差視野角特性。
這在本實(shí)施例中，為了主要使用全部255灰度內(nèi)的20～80灰度以外的特定范圍，也可以從控制器110輸出數(shù)據(jù)變更電路120實(shí)際上輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)。
如上所述，在本實(shí)施例中，與實(shí)施例3相同，顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示，更能擴(kuò)大低灰度區(qū)域中的色再現(xiàn)范圍，此外由于輸出給液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)主要使用灰度特性上的20～80以外的特定區(qū)域，所以能擴(kuò)大能看到與從正面看到的顏色相同的顏色的角度范圍，所以能構(gòu)成圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。另外，應(yīng)避免使用的特定區(qū)域是由背照光、相位差片、液晶顯示部各自的規(guī)格決定的區(qū)域。通過(guò)變更這些規(guī)格，在圖16中的特性改變了的情況下，變更應(yīng)避免使用的特定區(qū)域即可。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例3相同。在本實(shí)施例中，控制器110根據(jù)輸入的圖像信號(hào)的每一種顏色的顯示內(nèi)容分析結(jié)果、以及來(lái)自背照光傳感器122和外界光傳感器123的信號(hào)，控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量時(shí)雖然不變，但根據(jù)來(lái)自控制器110的指示，顯示數(shù)據(jù)變更電路120實(shí)際上輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)變更得色間的灰度分布比變更前的各色間的顯示數(shù)據(jù)的分布更小(更一致)。
圖17中示出了數(shù)據(jù)變更的一例。變更前的數(shù)據(jù)灰度分布每一種顏色都很分散，完全不相關(guān)。為了將各色的數(shù)據(jù)分布集中在同一灰度附近，對(duì)它進(jìn)行了數(shù)據(jù)變更后的分布是數(shù)據(jù)變更后的數(shù)據(jù)分布。用圖18說(shuō)明這樣進(jìn)行數(shù)據(jù)變更的理由。
圖18表示在液晶顯示部130中使用VA方式的液晶的情況下，使紅色為127/255灰度，藍(lán)色為31/255灰度，使綠色的灰度變化時(shí)的色差視野角特性。如果這樣處理，則在使綠色的灰度與紅色的灰度一致的127灰度附近，呈現(xiàn)良好的色差視野角特性。因此，如本實(shí)施例所示，在作為液晶顯示部130使用VA方式的液晶的情況下，盡可能地使紅、綠和藍(lán)的灰度一致，能在良好的狀態(tài)下使用色差視野角特性。
這在本實(shí)施例中，通過(guò)變更并從控制器110輸出顯示數(shù)據(jù)變更電路120實(shí)際上輸出給液晶顯示部130的顯示數(shù)據(jù)，以便色間的灰度分布變得比變更前的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的分布更小(更一致)，在某種程度上能實(shí)現(xiàn)。
如上所述，在本實(shí)施例中，與實(shí)施例3相同，顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍寬、而且即使在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也寬、還能進(jìn)行沒(méi)有動(dòng)畫(huà)模糊的鮮明的顯示，更能擴(kuò)大低灰度區(qū)域中的色再現(xiàn)范圍，此外由于控制輸出給液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)，以便色間的灰度分布變更得比變更前的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的分布更小(更一致)，所以能擴(kuò)大能看到與從正面看到的顏色相同的顏色的角度范圍，所以能構(gòu)成圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例2相同。在本實(shí)施例中，作為背照光部131的光源，使用紅、綠、藍(lán)色的發(fā)光二極管，與實(shí)施例2相同，但其配置方法不是正下方型，如圖19所示，將導(dǎo)光片1316配置在液晶顯示部130的正下方，將光散射片1315夾在中間，將紅色發(fā)光二極管元件1312、綠色發(fā)光二極管元件1313、藍(lán)色發(fā)光二極管元件1314配置在該導(dǎo)光片1316的端部。
發(fā)光二極管每個(gè)元件中都存在光強(qiáng)度和波長(zhǎng)稍微不同等特性上的離散。為了吸收那些單體元件的離散，另外，為了將紅、綠、藍(lán)色的單色發(fā)光二極管的光很好地混合成白色光，盡可能增長(zhǎng)光路是有效的。而且，如本實(shí)施例所示，在將發(fā)光二極管元件配置在導(dǎo)光片1316的端部的邊緣方式中，由于來(lái)自發(fā)光二極管元件的光在導(dǎo)光片1316內(nèi)通過(guò)長(zhǎng)距離，所以容易使特性上的離散或顏色一致。這種情況可以說(shuō)是一種發(fā)光不均勻極少、分光發(fā)光特性好的背照光131。
而且，通過(guò)使用該不均勻少、分光發(fā)光特性好的背照光131，能更明確地控制顯示數(shù)據(jù)的變更量和背照光的發(fā)光量，所以更能擴(kuò)大顯示的動(dòng)態(tài)范圍，另外，由于能抑制不需要的背照光的發(fā)光量，所以色再現(xiàn)范圍廣，能抑制動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)的動(dòng)畫(huà)模糊，更能提高動(dòng)畫(huà)顯示性能。
如上所述，在本實(shí)施例中，由于作為背照光使用邊緣方式的背照光，所以顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍更廣，而且在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也廣，動(dòng)畫(huà)模糊更少，能進(jìn)行鮮明的顯示，成為“顯示不均勻”也少的液晶顯示裝置。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例7相同。在本實(shí)施例中，作為背照光部131的光源配置方法為邊緣方式，這一點(diǎn)與實(shí)施例7相同，但如圖20所示，在導(dǎo)光片1316下面將畫(huà)面總體分割成幾個(gè)區(qū)域，配置分割導(dǎo)光片1317，發(fā)射部1318配置在分割導(dǎo)光片1317內(nèi)，驅(qū)動(dòng)部1319配置在各分割導(dǎo)光片下面，以便各分割導(dǎo)光片1317能與導(dǎo)光片1316緊密接觸或隔離。這樣構(gòu)成，從導(dǎo)光片1316的端部入射的光能只從分割導(dǎo)光片1317緊密接觸的部分，朝向液晶顯示部的方向射出。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，作為發(fā)光二極管的脈寬調(diào)制方式，實(shí)際上不僅能通過(guò)發(fā)光二極管的發(fā)光、不發(fā)光進(jìn)行控制，而且通過(guò)使各分割導(dǎo)光片1317緊密接觸或隔離，也能進(jìn)行脈寬調(diào)制。在此情況下，不需要縮短發(fā)光二極管的不發(fā)光時(shí)間，為了確保同一發(fā)光量，能減少發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)。如果減少發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)，則離散必然少，在本實(shí)施例中，背照光部131的分光發(fā)光特性會(huì)更好。另外，由于發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)少，所以成本也低。
如上所述，在本實(shí)施例中，作為背照光，以邊緣方式在在導(dǎo)光片的下面配置能緊密接觸或隔離的帶有反射部的分割導(dǎo)光片，在面內(nèi)將背照光分割成幾個(gè)區(qū)域，由于能選擇集中地控制發(fā)光，所以能減少發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)，因此能使背照光的發(fā)光特性更好，另外，顯示圖像的動(dòng)態(tài)范圍更廣，而且在低灰度區(qū)域中色再現(xiàn)范圍也廣，動(dòng)畫(huà)模糊更少，能進(jìn)行鮮明的顯示，成為成本低的液晶顯示裝置。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例2相同。
圖21中示出了本實(shí)施例的控制器110的內(nèi)部框圖。與圖14不同的地方在于在每一種顏色的顯示內(nèi)容分析電路內(nèi)，代替最大最小檢測(cè)電路，變成檢測(cè)一畫(huà)面內(nèi)顯示數(shù)據(jù)的灰度分布的直方圖檢測(cè)電路。
一般說(shuō)來(lái)，如圖22所示，圖像信號(hào)G(0～255)和將最大顯示亮度作為1的標(biāo)準(zhǔn)化顯示亮度B之間具有以下關(guān)系是理想的，B＝(G/255)γ(式1)通常與CRT的特性匹配，γ＝2.2。以下，將該特性稱為γ特性。液晶顯示裝置通常以一定的亮度使背照光發(fā)光，通過(guò)控制液晶的透射率來(lái)顯示圖像?？墒?，液晶面板的光遮斷性能不充分，最大透射率為1的標(biāo)準(zhǔn)化透射率T和圖像信號(hào)的關(guān)系存在用下式表示的不需要的透射率α，T＝(G/255)γ+α (式1)由于由α引起的漏光，產(chǎn)生出現(xiàn)黑色或低灰度顯示的色再現(xiàn)范圍下降這樣一些不良現(xiàn)象。就是說(shuō)難以用理想的γ特性進(jìn)行顯示。因此，通過(guò)盡可能減少背照光的發(fā)光亮度，抑制由α引起的漏光是有效的。另外，通過(guò)使RGB三色的每一光源達(dá)到必要的最低限度的發(fā)光亮度，更能降低由α引起的不良現(xiàn)象。
本實(shí)施例中用的變換方法如下。如后面所述，各色的變換指數(shù)設(shè)定電路根據(jù)各色的顯示內(nèi)容分析電路的輸出及外界光傳感器檢測(cè)電路1145的輸出，決定各色的輸入圖像信號(hào)中用最大亮度顯示的圖像信號(hào)，將它作為變換最大灰度點(diǎn)MAX。本實(shí)施例中用的背照光在各色照明光源中通過(guò)使用LED的脈寬調(diào)制，控制亮度，如圖22所示，設(shè)定了將各色照明光源的最大出射亮度作為1的標(biāo)準(zhǔn)化亮度為L(zhǎng)，具有如下特性。
L＝(MAX/255)γ(式3)就是說(shuō)，具有與作為液晶顯示裝置的輸入輸出特性的γ特性同樣的輸入輸出特性。因此如果在輸入圖像信號(hào)中，選擇出用最大亮度顯示的圖像信號(hào)，將它作為MAX代入式4中，則直接成為必要最低限度的照明光源發(fā)光亮度。與其相對(duì)應(yīng)，將液晶的透射率應(yīng)由最大亮度顯示的灰度點(diǎn)MAX變換成對(duì)應(yīng)于最大透射率的圖像信號(hào)即可。一般說(shuō)來(lái)，根據(jù)變換前的顯示亮度能在變換后被保持下來(lái)的條件，變換后的圖像信號(hào)G’變換成G’＝(255/MAX)×G 式中G’＝255(G’＞256時(shí)) (式4)式3是包含乘方計(jì)算的比較復(fù)雜的計(jì)算，但因?yàn)槭钦彰鞴庠吹淖儞Q式，所以可以幀單位(數(shù)十Hz)的計(jì)算，能用式4所示的簡(jiǎn)單的乘法電路進(jìn)行需要用像素同步脈沖(數(shù)十Hz)的速度計(jì)算的圖像信號(hào)變換，所以電路的負(fù)擔(dān)也少。
另外，在到此為止的變換中雖然不考慮在實(shí)施例1中說(shuō)明過(guò)的RGB各色之間的相關(guān)關(guān)系，但在本實(shí)施例中，以后也進(jìn)行在實(shí)施例1中說(shuō)明過(guò)的各色背照光亮度輸出及顯示數(shù)據(jù)輸出的微調(diào)整。
其次，說(shuō)明MAX的設(shè)定方法。圖23的上段中示出了色度坐標(biāo)中的色再現(xiàn)范圍的面積在NTSC比中確保80％以上的色再現(xiàn)范圍所能顯示的圖像信號(hào)的范圍和MAX的關(guān)系。另外，確保色再現(xiàn)范圍所能顯示的圖像信號(hào)的范圍與周圍環(huán)境的亮度有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，與暗環(huán)境相比，在亮環(huán)境中低灰度側(cè)的色再現(xiàn)范圍下降。這是因?yàn)橹車h(huán)境的光在液晶面板顯示面上反射所致。本實(shí)施例是提供一種根據(jù)圖像信號(hào)及周圍環(huán)境的亮度進(jìn)行最佳照明光源亮度的設(shè)定的圖像質(zhì)量高的圖像。在圖23的下段中示出了由圖像分析電路分析的圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)量分布。控制量判斷電路1141根據(jù)外界光傳感器檢測(cè)電路1145的輸出，算出確保各MAX值的色再現(xiàn)范圍達(dá)80％以上所能顯示的圖像信號(hào)的范圍，根據(jù)顯示內(nèi)容分析電路分析的數(shù)據(jù)量分布，設(shè)定最佳的MAX。
在圖23的例中，在周圍環(huán)境的亮度為10lx的暗環(huán)境中，為了進(jìn)入能表現(xiàn)色再現(xiàn)范圍為80％以上的圖像信號(hào)范圍中的數(shù)據(jù)量達(dá)到最大而設(shè)定了MAX。另外，在周圍環(huán)境的亮度為250lx的亮環(huán)境中，設(shè)定了能用色再現(xiàn)范圍為80％進(jìn)行顯示的圖像信號(hào)全部達(dá)到色再現(xiàn)范圍為80％以上的MAX。
可是，在本實(shí)施例中為了對(duì)液晶顯示部130進(jìn)行矩陣驅(qū)動(dòng)，而使用由非晶硅制成的TFT(薄膜晶體管)。而且，在與TFT同一基板上，在液晶顯示部130的最外周部，也用同樣的非晶硅制成背照光傳感器122和外界光傳感器123。將該背照光傳感器122和外界光傳感器123的結(jié)構(gòu)分別示于圖24、圖25中。
圖24是檢測(cè)來(lái)自基板側(cè)的光的背照光傳感器。通過(guò)將屏蔽電極9施加成負(fù)電性，減少流過(guò)晶體管的暗電流，能降低噪聲。另外，對(duì)柵電極3施加正電壓，能增加光電流，提高靈敏度。
圖25是檢測(cè)來(lái)自相對(duì)一側(cè)的光的外界光傳感器。將負(fù)電壓加在柵電極3上，能降低暗電流，減少噪聲。
雖然在性能方面都不如一般的光傳感器部件，但為了進(jìn)行本實(shí)施例的這么寬的動(dòng)態(tài)范圍的外界光環(huán)境的傳感、或設(shè)置在正下方的背照光的發(fā)光量的傳感，這種程度的性能就足夠了，由于部件個(gè)數(shù)的減少而能低成本化。
如上所述，在本實(shí)施例中作為使液晶顯示裝置的輸入輸出特性和背照光的輸入輸出特性相等的γ特性，由于具有顯示內(nèi)容分析電路、控制量判斷電路1141和外界光傳感器123，所以在各種周圍環(huán)境光的情況下，都能簡(jiǎn)單地進(jìn)行最佳的變換，能提供良好的圖像。另外，由于外界光傳感器和背照光傳感器這兩種光傳感器都在液晶顯示內(nèi)制成，所以能降低成本。

本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例9相同。
圖26中示出了本實(shí)施例的控制器110的內(nèi)部框圖。與圖21不同的地方在于增加了字幕檢測(cè)電路1146。
在本實(shí)施例中由于具有字幕檢測(cè)電路，所以更能降低照明光源的亮度，能獲得質(zhì)量高的圖像。
在用DVD等看電影的情況下，畫(huà)面上能出現(xiàn)翻譯的字幕。該字幕在大部分情況下，是白色文字、圖像信號(hào)(R、G、B)＝(255、255、255)亮度最高的信號(hào)。如圖27所示，為了表現(xiàn)255灰度，雖然有必要使變換最大灰度點(diǎn)MAX為255，但它是以最大亮度顯示照明光源的，難以用高質(zhì)量顯示低灰度側(cè)的圖像。本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置字幕檢測(cè)電路1146來(lái)解決這樣的課題。字幕檢測(cè)電路檢測(cè)對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)中的字幕的圖像信號(hào)，將它發(fā)送給控制量判斷電路1141。控制量判斷電路1141在從字幕檢測(cè)電路1146接收到了有字幕的信號(hào)的情況下，根據(jù)字幕以外的圖像信號(hào)，算出各色的MAX，在RGB各自的MAX中確定最高的MAX，作為全色共同的變換指數(shù)。由于用這樣的算法，所以能以高質(zhì)量顯示字幕以外的圖像，而且能將字幕的顏色維持在白色，使照明光源低亮度化。另外，預(yù)先對(duì)周圍環(huán)境和字幕的亮度進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，對(duì)周圍的亮度確定能允許字幕的亮度的最低亮度，通過(guò)對(duì)MAX設(shè)定限制范圍，以便字幕的亮度在其亮度以上，能顯示容易讀的字幕。
如上所述，在本實(shí)施例中由于設(shè)置字幕檢測(cè)電路，更能降低背照光發(fā)光亮度，所以能使圖像更美，而且能降低功耗。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例10相同。
本實(shí)施例的控制器110的內(nèi)部框圖與實(shí)施例10相同，與實(shí)施例9相比較，增加了字幕檢測(cè)電路1146。該字幕檢測(cè)電路1146檢測(cè)對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)中的字幕的圖像信號(hào)，將它發(fā)送給控制量判斷電路1141?？刂屏颗袛嚯娐?141在從字幕檢測(cè)電路1146接收到了有字幕的信號(hào)的情況下，根據(jù)字幕以外的圖像信號(hào)，設(shè)定各色的變換最大灰度點(diǎn)MAX。這里，即使在對(duì)每個(gè)RGB設(shè)定了不同的MAX的情況下，根據(jù)式3，字幕被變換成圖像信號(hào)(255、255、255)，黑圖像被變換成(0、0、0)。因此，由于RGB照明光源的亮度不同，所以產(chǎn)生字幕和黑圖像上著色的問(wèn)題。
本實(shí)施例通過(guò)字幕顯示灰度和0灰度的亮度電平變換，解決該課題。如圖28所示，假設(shè)各色的MAX分別為R230，G200，B186。在此情況下各色的照明光源的相對(duì)亮度為R(230/255)2.2＝0.8，同樣G0.58，B0.5，由于相對(duì)亮度不同，所以白字幕及黑圖像由于α的透射率而著色。
因此，通過(guò)如下所示的字幕顯示灰度的數(shù)據(jù)變換、以及0灰度的數(shù)據(jù)變換，解決各自的著色。首先，關(guān)于白字幕，使RGB中具有最低的MAX的B的圖像信號(hào)為255。就是說(shuō)使液晶的相對(duì)透射率為最大1，顯示亮度＝照明光源的相對(duì)亮度×液晶的相對(duì)透射率＝0.5。關(guān)于R和G，通過(guò)與B的相對(duì)顯示亮度0.5相等這樣的信號(hào)變換，確定液晶的透射率。
關(guān)于0灰度，使RGB中具有最高的MAX的R的圖像信號(hào)為0。就是說(shuō)設(shè)液晶的透射率為α，顯示亮度＝照明光源的相對(duì)亮度×液晶的相對(duì)透射率＝0.8×α。關(guān)于G及B，通過(guò)信號(hào)變換，確定液晶的透射率，以便與R的相對(duì)亮度0.8×α相等。
通過(guò)進(jìn)行以上這樣的信號(hào)變換，即使進(jìn)行了RGB分別不同的照明光源的亮度控制時(shí)，也不會(huì)發(fā)生白字幕及黑圖像的著色，能顯示高質(zhì)量的圖像。
如上所述，在本實(shí)施例中由于具有字幕檢測(cè)電路，對(duì)字幕灰度電平和0灰度電平進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)變換，能減少字幕的著色和作為0灰度的黑色部分顯示時(shí)的著色，所以能使圖像質(zhì)量更高。
本實(shí)施例除了以下的要件以外，與實(shí)施例9相同。
圖29中示出了本實(shí)施例的控制器110的內(nèi)部框圖。與圖21不同的地方在于增加了場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147。
控制量判斷電路1141雖然對(duì)每一幀設(shè)定各色最佳的MAX，但如果只根據(jù)一幀單位的畫(huà)面內(nèi)信息確定MAX，則有時(shí)不合適。
例如在某場(chǎng)景中有成為背景的區(qū)域，對(duì)應(yīng)于背景以外的圖像的亮度變化，使照明光源的亮度變化。這時(shí)，背景區(qū)域?qū)?yīng)于照明光源的亮度變化，控制液晶的透射率，以便顯示亮度不變?？墒牵绻褂蒙仙陆档捻憫?yīng)時(shí)間約10ms左右的液晶、以及上升下降的響應(yīng)為數(shù)μs的LED光源，則雖然LED對(duì)應(yīng)于MAX的變化，瞬時(shí)達(dá)到目標(biāo)亮度，但由于液晶對(duì)作為目標(biāo)的透射率，對(duì)一幀時(shí)間(16.6ms)需要不能忽視的時(shí)間，所以光源亮度的變換和液晶透射率的變換中實(shí)際上產(chǎn)生偏差，有時(shí)發(fā)生閃爍。
圖30是對(duì)應(yīng)于照明光源的亮度變化，顯示亮度不變的背景的模樣的圖。假設(shè)MAX從100增大切換到255。照明光源進(jìn)行脈寬調(diào)制，用對(duì)應(yīng)于變換指數(shù)255的脈寬發(fā)光。為了抑制照明光源的發(fā)光量的增大，降低液晶的透射率。由透過(guò)液晶的光的亮度和時(shí)間的積，給出顯示亮度，如果它在全部幀中相等，則能顯示亮度不變的背景。圖30中的斜線部分表示不改變背景的亮度進(jìn)行顯示用的理想的亮度和時(shí)間的面積。
可是，由于液晶的響應(yīng)速度不十分快，所以顯示從斜線部分的面積超出的面積的亮度。這樣，MAX的急劇變化，由于光源和液晶的響應(yīng)速度的不同而發(fā)生閃爍。為了抑制這樣的閃爍的發(fā)生，如圖31所示，對(duì)應(yīng)于MAX的急劇變化，在直接變換中不用該MAX，使現(xiàn)在幀的MAX慢慢地接近前一幀中用的MAX是有效的。
即，在本實(shí)施例中，預(yù)先檢查不發(fā)生閃爍的幀之間的MAX變化差，沿MAX的時(shí)間軸方向設(shè)定限制，以便MAX的幀間切換差為不產(chǎn)生閃爍的差以下的變化量。
實(shí)際上，在控制量判斷電路1141中，對(duì)前一幀的MAX和現(xiàn)在幀的MAX進(jìn)行比較，在不產(chǎn)生閃爍的范圍內(nèi)，使前一幀的MAX值朝向接近現(xiàn)在幀的MAX數(shù)值變化。
如上所述，對(duì)幀間的MAX變化量設(shè)定限制，抑制同一場(chǎng)景內(nèi)的閃爍是有效的?？墒侵贿@樣做，不能適應(yīng)場(chǎng)景變換。就是說(shuō)，全部輸入新的圖像時(shí)，除了限制MAX的幀間變化量以外，直接使用控制量判斷電路1141決定的MAX的方法，能進(jìn)行沒(méi)有不舒服感的顯示。
因此，在本實(shí)施例中，設(shè)有場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147，判斷場(chǎng)景的切換，根據(jù)其結(jié)果切換MAX的幀間變化允許量的多少。
就是說(shuō)，減少變化允許量，以便同一場(chǎng)景內(nèi)的MAX的幀間變化不急劇地變化，場(chǎng)景切換時(shí)接近只由畫(huà)面內(nèi)信息決定的MAX的值或直接使該MAX等變化允許量增多，進(jìn)行變更。
圖32表示控制量判斷電路1141根據(jù)只由畫(huà)面內(nèi)信息初始決定的MAX和來(lái)自場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147的結(jié)果，一邊切換同一幀內(nèi)幀間MAX變化允許量少的情況和場(chǎng)景變更時(shí)幀間MAX變化允許量多的情況，一邊決定的MAX。
另外，同時(shí)示出了場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147輸出的場(chǎng)景變更量。這里所謂場(chǎng)景變更量，是計(jì)算了圖像信號(hào)的直方圖的幀間差分的量。
在場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147算出的場(chǎng)景變更量小的情況下(同一場(chǎng)景)，實(shí)際輸出的MAX相對(duì)于只由畫(huà)面內(nèi)信息決定的MAX慢慢變化，在場(chǎng)景變換檢測(cè)電路1147算出的場(chǎng)景變更量大的情況下(場(chǎng)景變換)，直接使用控制量判斷電路1141根據(jù)畫(huà)面內(nèi)信息算出的MAX或接近它的值。
如上所述，在本實(shí)施例中有場(chǎng)景變換檢測(cè)電路、以及限制MAX的幀間變化量，通過(guò)場(chǎng)景變換，切換幀間MAX變化允許量的多少，防止閃爍而且能進(jìn)行能對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景變換的變換，能實(shí)現(xiàn)更高的圖像質(zhì)量。
另外，本實(shí)施例雖然是適用于實(shí)施例9的例子，但當(dāng)然也能適用于實(shí)施例10、11及其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部；以及能控制各種顏色地發(fā)出各種顏色的光，照射液晶顯示部的背照光部，上述液晶顯示部由一對(duì)基板、夾在上述一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在上述液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成，該液晶顯示裝置的特征在于具有根據(jù)來(lái)自檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器的輸出信號(hào)、以及為了在上述液晶顯示部上顯示而輸入的各種顏色的圖像信號(hào)，同時(shí)控制上述液晶顯示部的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和上述背照光部的每一種顏色的發(fā)光量的控制器。
2.一種液晶顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部；以及能控制各種顏色地發(fā)出各種顏色的光，照射液晶顯示部的背照光部，上述液晶顯示部由一對(duì)基板、夾在上述一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在上述液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成，該液晶顯示裝置的特征在于具有對(duì)為了在上述液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的圖像信號(hào)按照每一種色信號(hào)進(jìn)行分析的顯示內(nèi)容分析電路；檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器；根據(jù)來(lái)自上述顯示內(nèi)容分析電路和上述光傳感器的信號(hào)，導(dǎo)出顯示數(shù)據(jù)的每一種顏色的變更量和背照光的每一種顏色的發(fā)光量的圖像質(zhì)量控制器；根據(jù)來(lái)自上述圖像質(zhì)量控制器的信號(hào)，將應(yīng)在上述液晶顯示部上進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù)變更成每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)變更電路；以及根據(jù)來(lái)自上述圖像質(zhì)量控制器的信號(hào)，控制上述背照光部的每一種顏色的發(fā)光量的背照光光量控制電路。
3.一種液晶顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部；以及能控制各種顏色地發(fā)出各種顏色的光，照射液晶顯示部的背照光部，上述液晶顯示部由一對(duì)基板、夾在上述一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在上述液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成，該液晶顯示裝置的特征在于具有根據(jù)來(lái)自檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的光傳感器的輸出信號(hào)、為了在液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)、以及來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境光的外部光傳感器的輸出信號(hào)，同時(shí)控制上述液晶顯示部的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更和上述背照光部的每一種顏色的發(fā)光量的控制器。
4.一種液晶顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素結(jié)構(gòu)的液晶顯示部；以及能控制各種顏色地發(fā)出各種顏色的光，照射液晶顯示部的背照光部，上述液晶顯示部由一對(duì)基板、夾在上述一對(duì)基板之間的液晶層、將電場(chǎng)加在上述液晶層上用的多個(gè)電極組、連接在上述電極組上的多個(gè)有源元件構(gòu)成，該液晶顯示裝置的特征在于具有對(duì)為了在上述液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的圖像信號(hào)按照每一種色信號(hào)進(jìn)行分析的顯示內(nèi)容分析電路；檢測(cè)上述背照光部的發(fā)光的背照光傳感器；檢測(cè)外界環(huán)境光的外界光傳感器；根據(jù)來(lái)自上述顯示內(nèi)容分析電路、上述背照光傳感器和上述外界光傳感器的信號(hào)，導(dǎo)出顯示數(shù)據(jù)的每一種顏色的變更量和背照光的每一種顏色的發(fā)光量的圖像質(zhì)量控制器；根據(jù)來(lái)自上述圖像質(zhì)量控制器的信號(hào)，將應(yīng)在上述液晶顯示部上進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù)變更成每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)變更電路；以及根據(jù)來(lái)自上述圖像質(zhì)量控制器的信號(hào)，控制背照光的每一種顏色的發(fā)光量的背照光光量控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光部采用三原色的發(fā)光二極管元件，上述背照光部的發(fā)光控制是脈寬調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示部的多個(gè)電極組配置在一個(gè)基板上，不施加電場(chǎng)時(shí)液晶分子的長(zhǎng)軸在與基板平行的平面內(nèi)取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于輸出給上述液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)，主要使用上述液晶顯示部的灰度特性上的特定部位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于輸出給上述液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)，主要使用上述液晶顯示部的灰度特性上的100/255以上的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示部的多個(gè)電極組配置在每一個(gè)基板上，不施加電場(chǎng)時(shí)液晶分子的長(zhǎng)軸沿著與基板垂直方向取向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于輸出給上述液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)，主要使用上述液晶顯示部的灰度特性上的特定部位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征在于輸出給上述液晶顯示部的變更后的顯示數(shù)據(jù)，主要使用上述液晶顯示部的灰度特性上的20/255～80/255以外的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于輸出給液晶顯示部的變更后的各色間的顯示數(shù)據(jù)的灰度分布變得比變更前更小(更一致)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光部將發(fā)光二極管元件呈平面地配置在上述液晶顯示部的正下方。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光部將導(dǎo)光體配置在上述液晶顯示部的正下方，將發(fā)光二極管元件配置在上述導(dǎo)光體的端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光部將其面內(nèi)分成幾個(gè)區(qū)域，能選擇集中地進(jìn)行發(fā)光控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于背照光發(fā)光量控制中的數(shù)據(jù)輸入-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性是與液晶顯示裝置的輸入圖像信號(hào)-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性相同的輸入輸出特性，根據(jù)為了在液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)的分析結(jié)果，確定變換最大灰度點(diǎn)MAX，變更顯示數(shù)據(jù)，以便將上述MAX灰度的輸入圖像信號(hào)變換為液晶透射率為最大的灰度，同時(shí)進(jìn)行使背照光亮度輸出降落直到上述輸入輸出特性中MAX表示的亮度電平的控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光發(fā)光量控制電路中的數(shù)據(jù)輸入-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性是與液晶顯示裝置的輸入圖像信號(hào)-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性相同的輸入輸出特性，上述圖像質(zhì)量控制器根據(jù)為了在液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)的分析結(jié)果，確定變換最大灰度點(diǎn)MAX，上述顯示數(shù)據(jù)變更電路變更顯示數(shù)據(jù)，以便將上述MAX灰度的輸入圖像信號(hào)變換為液晶透射率為最大的灰度，同時(shí)背照光光量控制電路進(jìn)行使背照光亮度輸出降落直到上述輸入輸出特性中MAX表示的亮度電平的控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于背照光發(fā)光量控制中的數(shù)據(jù)輸入-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性是與液晶顯示裝置的輸入圖像信號(hào)-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性相同的輸入輸出特性，根據(jù)為了在液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)的分析結(jié)果和來(lái)自外界光傳感器的輸出信號(hào)，確定變換最大灰度點(diǎn)MAX，變更顯示數(shù)據(jù)，以便將上述MAX灰度的輸入圖像信號(hào)變換為液晶透射率為最大的灰度，同時(shí)進(jìn)行使背照光亮度輸出降落直到上述輸入輸出特性中MAX表示的亮度電平的控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光發(fā)光量控制電路中的數(shù)據(jù)輸入-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性是與液晶顯示裝置的輸入圖像信號(hào)-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性相同的輸入輸出特性，上述圖像質(zhì)量控制器根據(jù)為了在液晶顯示部上進(jìn)行顯示而輸入的每一種顏色的圖像信號(hào)的分析結(jié)果，確定變換最大灰度點(diǎn)MAX，上述顯示數(shù)據(jù)變更電路變更顯示數(shù)據(jù)，以便將上述MAX灰度的輸入圖像信號(hào)變換為液晶透射率為最大的灰度，同時(shí)背照光光量控制電路進(jìn)行使背照光亮度輸出降落直到上述輸入輸出特性中MAX表示的亮度電平的控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述背照光發(fā)光量控制電路中的數(shù)據(jù)輸入-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性、以及液晶顯示裝置的輸入圖像信號(hào)-最大亮度標(biāo)準(zhǔn)化輸出特性用輸入信號(hào)值的γ階乘(γ是伽馬特性值)表示。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有檢測(cè)字幕的有無(wú)和畫(huà)面內(nèi)的顯示位置的字幕檢測(cè)電路，在有字幕的情況下，通過(guò)字幕以外的圖像信號(hào)的分析，確定上述變換最大灰度點(diǎn)MAX。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于關(guān)于輸入的圖像信號(hào)中的每一種顏色的0灰度信號(hào)，對(duì)于三色中MAX最高的顏色來(lái)說(shuō)，不變換0灰度信號(hào)，對(duì)于其他顏色來(lái)說(shuō)，變換成與上述MAX最高的顏色中的0灰度亮度電平相等的灰度。
23.根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有檢測(cè)字幕的有無(wú)和畫(huà)面內(nèi)的顯示位置的字幕檢測(cè)電路，關(guān)于輸入的圖像信號(hào)內(nèi)的字幕顯示數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)于三色中MAX最低的顏色來(lái)說(shuō)，不變換字幕顯示數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)于其他顏色來(lái)說(shuō)，將各種顏色的最大灰度變換成與上述MAX最低的顏色中的最大亮度電平相等的灰度。
24.根據(jù)權(quán)利要求16至23中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有檢測(cè)輸入的圖像信號(hào)的顯示場(chǎng)景的變化的場(chǎng)景變換檢測(cè)電路，根據(jù)來(lái)自場(chǎng)景變換檢測(cè)電路的信號(hào)，再設(shè)定只由畫(huà)面內(nèi)的顯示數(shù)據(jù)信息決定的上述變換最大灰度點(diǎn)MAX。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述變換最大灰度點(diǎn)MAX受幀間變化量限制，沒(méi)有場(chǎng)景變換的情況下的可能變換量比有場(chǎng)景變換的情況下的可能變換量少。
全文摘要
提供一種液晶顯示裝置，同時(shí)滿足1)動(dòng)態(tài)范圍廣，以便進(jìn)行有層次的顯示，2)色再現(xiàn)范圍廣，以便呈現(xiàn)鮮艷的顏色，3)進(jìn)行鮮明的顯示，動(dòng)畫(huà)不模糊這樣三點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)液晶TV的圖像高質(zhì)量化。該液晶顯示裝置有液晶顯示部(130)；以及能控制每一種顏色的發(fā)三色以上的光，使光照射液晶顯示部的背照光部(131)，還具有控制器(110)，它根據(jù)來(lái)自檢測(cè)背照光部(131)的發(fā)光的光傳感器(122)的輸出信號(hào)、為了在液晶顯示部上顯示而輸入的圖像信號(hào)、以及來(lái)自檢測(cè)外部環(huán)境光的外界光傳感器(123)的輸出信號(hào)，同時(shí)控制液晶顯示部(130)的每一種顏色的顯示數(shù)據(jù)的變更、以及背照光部(131)的每一種顏色的發(fā)光量。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK1655024SQ20051000798
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者山本恒典, 梶田大介, 檜山郁夫, 紺野哲豐, 犬塚達(dá)基, 若木政利 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器