液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行背光局部调光控制的液晶显示装置。
【背景技术】
[0002]在平板终端或智能手机等便携终端、数码相机、TV以及各种监视器上设置有液晶显示装置的情况较多。液晶显示装置具有能够调整光的透射率的液晶元件二维排列而成的液晶面板和向该液晶面板照射光的背光。
[0003]近年来，作为液晶显示装置，公知有如下的装置:具有能够分别对将液晶面板的显示区域分割为多个的各分段区域进行照明的背光部，进行分别控制各分段区域的亮度的背光局部调光控制(以下，称为BLD控制)。在BLD控制中，在图像中包含亮度局部地低的暗部和亮度局所地高的亮部时，通过降低与该暗部对应的分段区域的背光亮度而减少暗部的泛白。由此，显示在显示区域中的显示图像的对比度变高，因此显示图像的画质提高。
[0004]在进行这种BLD控制的液晶显示装置(以下，简单称为液晶显示装置)中，为了实现显示图像的画质的进一步提高，通过各种方法控制各分段区域的显示亮度。另外，本说明书所称的“显示亮度”是从液晶面板的像素(液晶元件)观测的亮度，根据像素的透射率与背光部的亮度(称为背光亮度)的积确定。
[0005]在专利文献I中记载的液晶显示装置中，在各分段区域的中以高亮度显示的高亮度区域的范围越小，高亮度区域的背光亮度显示亮度)越高。由此，例如，在显示对夜空的月亮进行摄影而得到的夜景图像时，能够提高夜景图像内的与月亮对应的分段区域的背光亮度，因此能够提高夜景图像的对比度。
[0006]在记载于专利文献2的液晶显示装置中，分别设定各分段区域的背光亮度(a显示亮度)的上限值和下限值，以各分段区域的背光亮度收敛到上限值与下限值之间的方式控制背光部(参照图10的(B)部分)。由此，在显示如上述的夜景图像那样的包含背景的几乎全部为黑而一部分为白的图案的图像时，抑制背光部的光泄露到该白图案的周围的、所谓的“光圈”的产生。
[0007]在记载于专利文献3的液晶显示装置中，在各分段区域的光源的光量成为基于输入图像的明度的预定基准值以上时，使各光源的光量变暗。由此，在显示图像从高亮度图像变化到低亮度图像的场景切换时，防止各光源不自然地将画面照亮的异常照明状态的产生。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2009-265671号公报
[0011]专利文献2:日本特开2012-008388号公报
[0012]专利文献3:日本特开2011-158499号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的课题
[0014]但是，在专利文献I的液晶显示装置中，虽然高亮度区域的范围变得越小该高亮度区域的背光亮度变得越高，但是显示图像的可视性和晃眼对比高亮度低的中亮度以下的亮度区域的大小产生强影响。因此，在专利文献I的液晶显示装置中，关于如上所述的特定的夜景图像以外的图像并不一定容易看到。特别是，在专利文献I中仅关注高亮度区域，因此在进行例如星空那样的包含多个孤立亮点的图像的显示时，有时感觉显示图像晃眼。另夕卜，在进行幻灯片显示和动态显示等时，对每个显示图像改变高亮度区域的数量(比例)，从而每个显示图像的消耗电力的偏差变大。其结果，根据显示图像供给到背光部的电力变动，因此电源变得大型化，制造成本上升并且消耗电力也增加。
[0015]另外，当如专利文献2的液晶显示装置那样设定各分段区域的亮度的上限值和下限值时，使对比度提高的局部调光控制的优点减少。特别是，当如专利文献2那样设定亮度的上限值而使图像单纯地变暗时，原本应以高对比度显示的各分段区域的图像以低对比度显示(参照图10的(B)部分)。因此，存在显示图像的画质降低的问题。
[0016]而且，在专利文献3的液晶显示装置中，也只是根据在场景切换时预先确定的基准减少各分段区域的光源的光量(背光亮度)。因此，在专利文献3的液晶显示装置中，也与专利文献2同样，存在本来应以高对比度显示的各分段区域的图像以低对比度显示的问题。
[0017]另外，为了在液晶显示装置中显示高画质的图像，有效的是将显示亮度设定得高。特别是，越使液晶面板高解析度化，其效果越显著，因此需要设定为高亮度。但是，特别是当设定为显示图像的平均亮度电平(以下，APL:Average Picture Level)高的图像、即全体明亮的图像且高亮度时，进入到眼睛的光量增加，从而产生感觉晃眼的弊端。例如在明亮的室内环境中，当在视听距离0.5m下视听了 APL为100%的图像(S卩，全体为白的图像)时，存在当显示亮度为600cd/m2以上时感觉到晃眼的报告。
[0018]另一方面，当在相同条件下视听了包含多个APL为10%以下的暗部的显示图像时，存在即使显示图像内的亮部的显示亮度为lOOOcd/m2左右也不会感觉到晃眼，相反显示图像清晰可见的报告。但是，此时，存在提高画面全体的背光亮度，在暗部中产生泛白且画质降低的问题。
[0019]另外，为了抑制晃眼，当将显示亮度设定为600cd/m2以下时，虽然在APL高的图像中不会晃眼，但是相反在APL低的图像中显示亮度变得不充分，存在显示图像的清晰度损失的问题。在以往的BLD控制方式的液晶显示装置中，只不过是再现在显示图像的亮部中均匀地对显示区域的整个画面进行照明的非BLD控制方式的显示亮度，不能解决上述的问题。
[0020]本发明的目的在于，提供能够以低消耗电力显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像的液晶显示装置。
[0021]用于解决课题的手段
[0022]用于实现本发明的目的的液晶显不装置，具有:液晶显不部，具有液晶面板和能够对将液晶面板的显示区域分割为多个而成的各分段区域的亮度分别进行控制的背光部；图像数据获取部，获取图像数据；亮度设定值算出部，根据与各分段区域对应的图像数据的亮度信息，算出各分段区域的亮度设定值；以及亮度控制部，将根据图像数据的影像信号电平的统计量确定的系数与各分段区域的亮度设定值相乘，从而对各分段区域的亮度进行控制。
[0023]根据本发明，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。特别是，在显示平均亮度电平(APL)低的图像时，抑制暗部中的泛白的产生和显示亮度不充分的情况，因此能够显示高对比度的图像。
[0024]优选为，液晶显示装置具有:累计值算出部，根据亮度设定值算出部的算出结果，对图像数据的一画面量的各分段区域的亮度设定值进行累计而算出第I累计值作为统计量；以及阈值存储部，将预先确定的适合视听的第I累计值的范围存储为第I阈值，在累计值算出部算出的第I累计值位于第I阈值的范围外时，亮度控制部确定用于将第I累计值校正到第I阈值的范围内的系数，将该系数与各分段区域的亮度设定值相乘而进行校正。由此，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。另外，能够将每个图像的最高亮度的偏差抑制得低。
[0025]优选为，亮度控制部，在第I累计值比第I阈值的范围大时，作为系数确定系数KU(KlKl)，到该第I累计值位于第I阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KU，在第I累计值比第I阈值的范围小时，作为系数确定系数KL(KL>1)，到该第I累计值位于第I阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KL。由此，防止视听者感觉显示图像晃眼的情况。另外，防止显示图像过暗而不清晰的情况。
[0026]优选为，在图像数据获取部获取了动态图像数据时，亮度设定值算出部对构成动态图像数据的每个帧图像数据，算出各分段区域的亮度设定值，累计值算出部对将各帧图像数据分割为多个而成的每个帧组累计亮度设定值，算出每个帧组的第2累计值，亮度控制部进行:第I获取处理，获取预先确定的表示适合视听的第2累计值的范围的第2阈值；以及第I校正处理，在累计值算出部算出的第2累计值位于第2阈值的范围外时，确定用于将第2累计值校正到第2阈值的范围内的系数，对与该第2累计值对应的帧组的各亮度设定值乘算该系数而进行校正。由此，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的动态图像。另外，与以帧图像单位进行亮度设定值的校正的情况相比减少动态图像的偏差，并且能够减少运算负荷。
[0027]优选为，在第I获取处理中，获取根据第I阈值和属于帧组的帧图像数据的数量决定的第2阈值。
[0028]优选为，在第I校正处理中，在第2累计值比第2阈值的范围大时，作为系数确定系数KU(KlKl)，到该第2累计值位于第2阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KU，在第2累计值比第2阈值的范围小时，作为系数确定系数KL(KL>1)，到该第2累计值位于第2阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KL。由此，防止视听者感觉显示图像晃眼的情况。另外，防止显示图像过暗而不清晰的情况。
[0029]优选为，液晶显示装置具有场景切换检测部，该场景切换检测部对帧组内的场景切换进行检测，累计值算出部，在通过场景切换检测部检测到场景切换时，对帧组内的每个场景累计各分段区域的亮度设定值，算出每个场景的第3累计值，亮度控制部进行:第2获取处理，在检测到场景切换时，获取预先确定的表示适合视听的第3累计值的范围的每个场景的第3阈值；以及第2校正处理，在累计值算出部算出的第3累计值位于对应的第3阈值的范围外时，确定用于将该第3累计值校正到该第3阈值的范围内的系数，对与该第3累计值对应的场景的各亮度设定值乘算该系数而进行校正。由此，即使在帧组内产生了场景切换的情况下也能够对各亮度设定值进行适当的校正。
[0030]优选为，在第2获取处理中，获取根据第I阈值和分别属于各场景的帧图像数据的数量决定的第3阈值。
[0031]优选为，第2校正处理包含如下的乘算处理:在第3累计值比第3阈值的范围大时，作为系数确定系数KU (KlKl)，到该第3累计值位于第3阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KU，在第3累计值比第3阈值的范围小时，作为系数确定系数KL (KL>1)，到该第3累计值位于第3阈值的范围内为止对各亮度设定值重复乘以系数KL。由此，防止视听者感觉显示图像晃眼的情况。另外，防止显示图像过暗而不清晰的情况。
[0032]优选为，液晶显示装置具有:照度检测部，对液晶显示部的周围的照度进行检测；以及第I阈值变更控制部，根据照度检测部的检测结果，随着照度提高而提高第I阈值的上限值和下限值，随着照度降低而降低上限值和下限值。由此，与照度的大小无关，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0033]优选为，在照度检测部检测到的照度比预先确定的照度上限值大时，第I阈值变更控制部将上限值和下限值固定为恒定值。
[0034]优选为，液晶显示装置具有:视听距离判别部，对从显示区域到视听者为止的视听距离进行判别；以及第2阈值变更控制部，根据视听距离判别部的判别结果，随着视听距离变长而提高第I阈值的上限值和下限值，随着视听距离变短而降低上限值和下限值。由此，与视听距离无关，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0035]优选为，在视听距离判别部判别的视听距离比预先确定的距离上限值大时，第2阈值变更控制部将上限值和下限值固定为恒定值。
[0036]优选为，液晶显示装置具有:电源部，接受来自外部电源和电池中的任意一个的电力供给；电源判定部，判定电源部是否从电池接受电力供给；以及第3阈值变更控制部，根据电源判定部的判定结果，在电源部从电池接受电力供给时，与从外部电源接受电力供给时相比，降低第I阈值的上限值和下限值。由此，在从电池供给电力时能够减少消耗电力。
[0037]优选为，第I阈值确定当显示在显示区域上的显示图像的平均亮度电平为100%时显示亮度的峰值为500cd/m2以上且1000cd/m2以下的第I累计值的范围。由此，能够得到视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0038]优选为，液晶显示装置具有:平均亮度电平算出部，根据图像数据获取部获取的图像数据，算出该图像数据的一画面量的平均亮度电平作为统计量；以及对应关系存储部，存储预先确定的适合视听的平均亮度电平与系数之间的对应关系，亮度控制部根据平均亮度电平算出部的算出结果，参照存储在对应关系存储部中的对应关系而确定系数，并将该系数与各分段区域的亮度设定值相乘。由此，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。另外，运算简单，与用于BLD控制的处理并行地求出系数，因此能够使处理高速化，并且能够降低装置(系统)的成本。
[0039]优选为，在图像数据获取部获取了动态图像数据时，亮度设定值算出部，对构成动态图像数据的每个帧图像数据，算出各分段区域的亮度设定值，平均亮度电平算出部，对将各帧图像数据分割为多个而成的每个帧组，算出包含在帧组中的任意的帧图像数据的平均亮度电平，亮度控制部根据每个帧组的平均亮度电平算出部的算出结果，参照对应关系而确定该每个帧组的系数，将该系数与对应的帧组的各亮度设定值相乘。由此，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的动态图像。另外，与以帧图像单位进行亮度设定值的校正的情况相比减少动态图像的偏差，并且能够减少运算负荷。
[0040]优选为，液晶显示装置具有场景切换检测部，该场景切换检测部对帧组内的场景切换进行检测，在通过场景切换检测部检测到场景切换时，平均亮度电平算出部对帧组内的每个场景，算出包含在场景中的任意的帧图像数据的平均亮度电平，在检测到场景切换时，亮度控制部根据每个场景的平均亮度电平算出部的算出结果，参照对应关系确定该每个场景的系数，并将该系数与对应的场景的各亮度设定值相乘。由此，即使在帧组内产生了场景切换的情况下也能够对各亮度设定值进行适当的校正。
[0041]优选为，液晶显示装置具有照度检测部，该照度检测部对液晶显示部的周围的照度进行检测，对应关系存储部存储对多个不同照度按每个照度确定对应关系而得到的多个对应关系，亮度控制部，从存储在对应关系存储部中的多个对应关系中选择与照度检测部的检测结果对应的对应关系，根据该对应关系确定系数。由此，与照度的大小无关，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0042]优选为，液晶显示装置具有视听距离判别部，该视听距离判别部对从显示区域到视听者为止的视听距离进行判别，对应关系存储部存储对多个不同视听距离按每个视听距离确定对应关系而得到的多个对应关系，亮度控制部从存储在对应关系存储部中的多个对应关系中选择与视听距离判别部的判别结果对应的对应关系，根据该对应关系确定系数。由此，与视听距离无关，能够显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0043]优选为，液晶显示装置具有:电源部，接受来自外部电源和电池中的任意一个的电力供给；以及电源判定部，判定电源部是否从电池接受电力供给，对应关系存储部存储根据针对电源部的电力供给状态分别确定的两个种类的对应关系，亮度控制部从存储在对应关系存储部中的两个种类的对应关系中选择与电源判定部的判定结果对应的对应关系，根据该对应关系确定系数。由此，能够根据电源的种类使亮度设定值增减，因此例如在从电池供给电力时降低亮度设定值，从而能够减少消耗电力。
[0044]优选为，亮度控制部确定当显示在显示区域上的显示图像的平均亮度电平为100%时显示亮度的峰值满足500cd/m2以上且lOOOcd/m2以下的系数。由此，能够得到视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
[0045]发明效果
[0046]在本发明的液晶显示装置中，将根据图像数据的影像信号电平的统计量确定的系数与各分段区域的亮度设定值相乘，从而控制各分段区域的亮度，因此能够以低消耗电力显示视听者不会感觉晃眼的适合视听的清晰的图像。
【附图说明】
[0047]图1是平板终端的立体图。
[0048]图2是液晶显示部的分解立体图。
[0049]图3是示出平板终端的电结构的框图。
[0050]图4是第I实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0051]图5是用于说明以往的灰度校正处理的说明图。
[0052]图6是用于说明本发明的灰度校正处理的说明图。
[0053]图7是用于说明阈值的上限值UL和下限值LL的说明图。
[0054]图8是示出第I实施方式的显示控制处理的流程的流程图。
[0055]图9是示出第I实施方式的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0056]图10是用于说明亮度设定值的校正处理的效果(高对比度)的说明图。
[0057]图11是用于说明亮度设定值的校正处理的效果(低消耗电力化)的说明图。
[0058]图12是第2实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0059]图13是示出第2实施方式的显示控制处理的流程的流程图。
[0060]图14是用于说明第2实施方式中的动态显示时的亮度设定值的算出、累计以及校正的定时的说明图。
[0061]图15是用于说明第2实施方式的亮度设定值的校正处理的效果(低消耗电力化)的说明图。
[0062]图16是第3实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0063]图17是示出第3实施方式的显示控制处理的流程的流程图。
[0064]图18是示出第3实施方式的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0065]图19是用于说明第3实施方式中的动态显示时的亮度设定值的算出、累计以及校正的定时的说明图。
[0066]图20是第4实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0067]图21是示出第4实施方式的显示控制处理的流程的流程图。
[0068]图22是示出第4实施方式的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0069]图23是用于说明第4实施方式中的动态显示时的亮度设定值的算出、累计以及校正的定时的说明图。
[0070]图24是第5实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0071]图25是示出照度与累计值的上限值和下限值之间的对应关系的图表。
[0072]图26是第6实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0073]图27是示出视听距离与累计值的上限值和下限值之间的对应关系的图表。
[0074]图28是第7实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0075]图29是第8实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0076]图30是用于说明表的说明图。
[0077]图31是示出第8实施方式的静止图像的显示控制处理的流程的流程图。
[0078]图32是示出第8实施方式的动态图像的显示控制处理的流程的流程图。
[0079]图33是第9实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0080]图34是示出在第9实施方式中没有产生场景切换时的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0081]图35是示出在第9实施方式中产生了场景切换时的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0082]图36是示出场景切换检测处理的流程的流程图。
[0083]图37是示出图35中的亮度设定值的校正处理的流程的流程图。
[0084]图38是第10实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0085]图39是用于说明通常和高照度用表的说明图。
[0086]图40是第11实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0087]图41是用于说明通常和远距离用表的说明图。
[0088]图42是第12实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0089]图43是用于说明AC电源用和电池用表的说明图。
[0090]图44是第13实施方式的平板终端的CPU的功能框图。
[0091]图45是示出第13实施方式的显示控制处理的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0092][第I实施方式]
[0093]<平板终端的结构>
[0094]如图1所示，与本发明的液晶显示装置相当的平板终端10具有平板状的框体11。在框体11的一个面上设置有液晶显示部12、扬声器13、话筒14、操作部15、相机部16。另夕卜，框体11的结构不限于此，例如，能够采用液晶显示部与其他操作部等各种输入部独立的结构。
[0095]如图2所不，液晶显不部12具有显不图像(静止图像和动态图像等)和文字?目息等并且检测针对所显示的信息的用户操作的、所谓的触控面板构造。该液晶显示部12由液晶面板(LCD:Liquid Crystal Display) 18、操作面板19、背光部20构成。另外，虽然液晶显示部12的显示尺寸从小型尺寸到大型尺寸没有特别限定，但是在本实施方式中例如为20英寸。
[0096]在液晶面板18上二维排列有能够调整光的透射率的多个液晶元件18a(参照图3)。另外，作为液晶面板18，例如也可以使用具有双凸透镜的液晶面板18等立体图像视听用的各种液晶面板18。
[0097]操作面板19具有光透射性，载置在液晶面板18的显示区域上。该操作面板19是检测通过用户(视听者)的手指和手写笔操作的一个或多个坐标的设备。当通过用户的手指或手写笔操作该设备时，由操作引起而产生的检测信号输出到平板终端10的CPU。CPU根据接收到的检测信号对液晶面板18上的操作位置(例如坐标等)进行检测。
[0098]操作面板19成为完全覆盖液晶面板18的配置。在采用了该配置时，操作面板19也可以具有关于液晶面板18外的区域也检测用户操作的功能。换言之，操作面板19也可以具有关于与液晶面板18重叠的重叠部分的检测区域(以下，关于该检测区域也称为显示区域)和关于除此以外的外缘部分的检测区域(以下，称为非显示区域)。作为在这种操作面板19中采用的位置检测