液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及在面板的背面具备背光源的 透过型的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置具有薄型、低消耗电力、高精细等特征，由于近年 的制造技术的发达，推进着画面的大型化。因此，关于现有主要采用
CRT (Cathode Ray Tube:阴极射线管)的电视机，也进入到液晶显示 装置的采用。但是，关于由液晶显示装置显示的图像，与CRT显示的 图像相比存在对比感(人所感觉的明亮部分和暗部分的明亮度的差) 较低，而且，由于视角(视野角)而导致色感发生变化的问题。此外， 所谓"色感发生变化"是指，例如当由RGB的3原色表现色彩时，这 些RGB各色的比发生变化。
首先，关于"在液晶显示装置中，从显示图像获得的对比感较低" 这一点，参照图19进行说明。图19是用于说明液晶显示装置与CRT 的对比感的不同的图。在CRT中，根据平均亮度水平(l帧的图像信 号表示的亮度的平均值)的值而峰值亮度(最明亮的亮度)动态变化。 更详细的讲，当平均亮度水平高时(当画面整体明亮时)峰值亮度变 低，当平均亮度水平低时(当画面整体暗时)峰值亮度变高。由此， 在画面内明亮处与暗处的对比突出，从显示图像获得的对比感变高。 另一方面，在液晶显示装置中，与平均亮度水平的值无关，峰值亮度 成为一定的值。这是由于，在一般的液晶显示装置中从背光源照射的 光的强度被保持为一定。像这样，在液晶显示装置中由于峰值亮度被 保持为一定的值，所以与CRT相比对比感降低。
接着，关于"在液晶显示装置中，由于视角而导致色感发生变化" 这一点，参照图20进行说明。在采用垂直取向方式(VA模式)的液 晶显示装置中，将输入图像信号的灰度等级水平和显示图像的亮度的关系在图20 (A)中表示，将输入图像信号的亮度水平和显示图像的 亮度的关系在图20 (B)中表示。此外，在途20 (A)、 (B)中，关于 显示图像的亮度，表示以最大亮度标准化的值(标准化亮度)。如图20 (A)、 (B)所示，当人从正面方向看图像时与人从60度方向(以正 面方向作为0度)看图像时，即使输入图像信号的灰度等级水平或亮 度水平相同，标准化亮度也不同。例如，当输入图像信号的灰度等级 水平为"R=255， G=128， B-60"时，人从正面方向看图像时的标准化 亮度为"R-l.O， G-0.22, B=0.04"，当人从60度方向看图像时的标准 化亮度为"R=1.0， G=0.34， B=0.17"。像这样，在液晶显示装置中， 由视角而导致色感发生变化。
但是，在日本特开2005-258404号公报中，对于通过根据显示图像 控制背光源的照明光的亮度，从而提高对比感并抑制视角导致的色感 的变化的液晶显示装置的发明进行了公开。图21是表示该液晶显示装 置的整体结构的框图。如图21所示，该液晶显示装置包括控制器1110、 显示数据变更电路1120、背光源光量控制电路1121、光传感器1122、 液晶显示部1130和背光源1131。控制器1110根据来自检测从背光源 1131照射的RGB各色的光的强度的光传感器1122的检测信号、和从 个人计算机、电视调谐器等传送的图像信号(输入图像信号)，求得改 变图像信号的值的量(数据变换量)和背光源1131的发光量(从背光 源照射的光的强度)。显示数据变更电路1120根据来自控制器1110的 变更指令，针对每一色对输入图像信号的值实施变更(校正)，输出基 于该变更后的值的图像信号。背光源光量控制电路1121根据来自控制 器1110的指令，针对每一色调整背光源1131的发光量。
图22是表示上述的控制器1110的内部结构的框图。在该控制器 1110中，包括为了解析输入图像信号的内容针对RGB的每一色设置的 显示内容解析电路llll、 1112和1113;与用于根据该解析结果决定数 据变换量和背光源1131的发光量的画质控制器1114。显示内容解析电 路llll、 1112和1113包括根据l帧(l个画面)的数据求得(亮度值 的)最大值和最小值的最大最小检测电路1111-1、 1121-1和1131-1; 和用于保持这些最大值和最小值的数据的寄存器1111-2、 1121-2「和 1131-2构成。而且，寄存器内的数据，作为内容图像特性信号从控制器1110输出，而且，在每l帧期间被改写(被更新)。画质控制器1114 包括:接收来自光传感器1122的检测信号的光传感器检测电路1114-2; 保持液晶显示部1130的灰度等级-亮度特性(Y特性)和背光源1131 的发光特性的控制量数据存储器1114-3;根据保存在光传感器检测电 路1114-2和控制量数据存储器1114-3中的信息或内容图像特性信号， 输出显示数据变更指令信号和背光源发光指令信号的控制量判定电路 1114-1。
如图2所示，背光源1131由光扩散板51和背光源框架52构成。 在背光源框架52设置有红色LED (发光二极管)53R、绿色LED53G 和蓝色LED53B。这些RGB各色的LED53R、 LED53G和LED53B通
过上述的背光源光量控制电路1121被分别独立控制(进行发光量的调 整)。
通过如上所述的结构，在该液晶显示装置中，针对RGB的每一色 对输入图像信号的值实施变换，此外并且针对RGB的每一色实施背光 源1131的发光量的调整。例如，关于某1帧的输入图像信号，红色的 数据的灰度等级值全部为128以下(假定灰度等级值有从0至255)， 如果液晶显示部1130的灰度等级-亮度特性(Y特性)为"2.2"，则应 该显示的亮度的最大值为"255"(灰度等级值的最大值)的"四分乏 一"以下。在该情况下，通过使背光源1131的发光量为通常时的"四 分之一"以下，显示数据(红色的数据)的灰度等级值为2倍(从128 灰度等级至255灰度等级左右)，能够实质上提高对比感。
在上述日本特开2005-258404号公报中公开的液晶显示装置中，例 如，基于输入图像信号的灰度等级值的频数分布(frequency distributions)(以下称为"灰度等级分布")如图23 (A)所示那样时， 数据变换后的灰度等级分布成为图23 (B)所示。像这样，以使RGB 的各色间的灰度等级分布的差异变小的方式，对RGB各色的数据实施 变换。利用基于该数据变换后的图像信号的显示图像，能够减小RGB 各色间的由视角导致的亮度改变的差，减小色感的变化。
专利文献1:日本特开2005-258404号公报
发明内容但是，在上述日本特开2005-258404号公报中，并没有公开与减小 RGB各色间的灰度等级分布的差异有关的具体的方法。另外，在图23 所示的例子中，当关注红色的数据和绿色的数据时，在数据变换前两 者的灰度等级值的平均值几乎一致，但是在数据变换后两者的灰度等 级值的平均值产生差。对于此，认为是由于控制器1110基于从输入图 像信号获得的RGB各色的灰度等级分布，按照尽量使背光源1131内 的RGB各色的LED的发光量减小，并且尽可能提高RGB各色的灰度 等级值的方式实施数据变换。因此，可认为通过数据变换而使RGB各 色间的灰度等级分布的差异变大、由视角导致的色感的变化变大。例 如，考虑当基于输入图像信号的灰度等级分布如图24 (A)所示那样 时，数据变换后的灰度等级分布成为如图24 (B)所示。
因此，本发明的目的是提供能够提高从显示图像获得的对比感并 抑制由视角导致的色感的变化的液晶显示装置。
本发明的第一方面为一种液晶显示装置，其具备包括多个像素的 显示部、和从上述显示部的背面对该显示部照射多个原色的光的背光 源，从外部接收表示上述多个原色的每个像素的亮度水平的图像信号， 基于该图像信号在上述显示部显示基于上述多个原色的图像，上述液 晶显示装置的特征在于，包括
亮度水平分布取得部，其基于上述图像信号，取得表示上述多个 原色的每一个原色的不同亮度水平的像素数的分布的不同亮度水平的 像素数分布；
图像信号校正部，其基于通过上述亮度水平分布取得部取得的上 述多个原色的不同亮度水平的像素数分布，按照减小上述多个原色间 的不同亮度水平的像素数分布的差异的方式，针对上述多个原色的每 一个原色校正上述图像信号表示的亮度水平；和
发光强度调整部，其根据基于上述图像信号校正部的上述多个原 色的每一个原色的亮度水平的校正大小，针对上述多个原色的每；个 原色调整从上述背光源照射的光的强度，
上述发光强度调整部，对于通过上述图像信号校正部以使亮度水 平变大的方式而校正的原色，以使从上述背光源照射的光的强度变小 的方式调整该光的强度。本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中， 上述发光强度调整部，对于通过上述图像信号校正部以使亮度水
平变小的方式而校正的原色，以使从上述背光源照射的光的强度变大
的方式调整该光的强度。
本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第一方面中， 还包括校正系数计算部，其基于上述多个原色的不同亮度水平的
像素数分布，针对上述多个原色的每一个原色计算用于决定上述亮度
水平的校正大小的校正系数，
上述图像信号校正部，基于针对上述多个原色的每一个原色计算
出的上述校正系数，针对上述多个原色的每一个原色校正上述图像信
号表示的亮度水平，
上述发光强度调整部，基于针对上述多个原色的每一个原色计算
出的校正系数，针对上述多个原色的每一个原色调整从上述背光源照
射的光的强度。
本发明的第四方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 还包括重叠频数取得部，其取得当将上述多个原色的不同亮度7jC
平的像素数分布重叠时包含在上述多个原色全部重叠的区域中的像素
数作为重叠频数，
上述校正系数计算部，按照上述重叠频数成为最大的方式计算上
述校正系数。
本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 还包括最频亮度水平取得部，其基于上述多个原色的不同亮度水
平的像素数分布，针对上述多个原色的每一个原色取得最多像素数的
亮度水平作为最频亮度水平，
上述校正系数计算部，按照上述多个原色的最频亮度水平相等的
方式计算上述校正系数。
本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 还包括平均亮度水平取得部，基于上述多个原色的不同亮度水平
的像素数分布，针对上述多个原色的每一个原色取得亮度水平的平均
值作为平均亮度水平，
上述校正系数计算部，按照上述多个原色的平均亮度水平相等的方式计算上述校正系数。
本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 上述校正系数计算部，按照基于上述图像信号校正部的校正后的
图像信号表示的亮度水平成为该校正前的图像信号表示的亮度水平fcl
上的方式，计算上述校正系数。
本发明的第八方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 上述校正系数计算部，在基于上述图像信号校正部的校正后的图
像信号表示的亮度水平成为在上述显示部能够显示的亮度水平的最大
值以下的条件下，计算上述校正系数。
本发明的第九方面的特征在于，在本发明的第一方面中， 上述背光源，按照能够以上述多个原色对上述显示部所包含的规
定的多个区域分别照射不同强度的光的方式构成，
上述亮度水平分布取得部，针对上述多个区域的每一个区域取得
上述不同亮度水平的像素数分布，
上述图像信号校正部，针对上述多个区域的每一个区域校正上述
图像信号表示的亮度水平，
上述发光强度调整部，针对上述多个区域的每一个区域调整上述
光的强度。
依据本发明的第一方面，关于不同亮度水平的像素数的分布状况， 以多个原色间的该分布状况的差异减小的方式，针对每个原色校正图 像信号表示的亮度水平。另外，根据该亮度水平的校正，针对每个原 色对从背光源照射的光的强度实施调整，按照图像信号表示的亮度水 平的变化和从背光源照射的光的强度的变化相互抵消的方式，调整该 光的强度。因此，能够提高从显示图像获得的对比感，并抑制由观、角 导致的色感的变化。
依据本发明的第二方面，与本发明的第一方面同样，能够提高从 显示图像获得的对比感，并抑制由视角导致的色感的变化。
依据本发明的第三方面，通过校正系数计算部计算用于决定亮度 水平的校正大小的校正系数，基于该校正系数，进行亮度水平的校正 和光的强度的调整。因此，如果连校正系数也计算，则能够容易地进 行亮度水平的校正和光的强度的调整。依据本发明的第四方面，按照当将多个原色的不同亮度水平的像 素数分布重叠时包含在这多个原色全部重叠的区域中的像素数成为最 大的方式计算校正系数，基于该校正系数，进行亮度水平的校正和光 的强度的调整。因此，能够有效地抑制由视角导致的色感的变化。
依据本发明的第五方面，按照对于多个原色的各个，作为像素数 最多的亮度水平的最频亮度水平在该多个原色间相等的方式，针对每 个原色计算校正系数。由此，使用各原色的最频亮度水平计算校正系 数。因此，能够通过比较简易的结构，计算校正系数。
依据本发明的第六方面，按照作为亮度水平的平均值的平均亮度 水平在多个原色间相等的方式，针对每个原色计算校正系数。由此， 使用各原色的平均亮度水平计算校正系数。因此，能够通过比较简易 的结构，计算校正系数。 '
依据本发明的第七方面，各原色的亮度水平不会通过校正而减小。 在此，假如某原色的亮度水平通过校正而减小，则从背光源照射的该 原色的光的强度不得不被增大，能够照射的光的强度具有上限。因此， 如果通过校正使亮度水平比规定值还小，则光的强度不能够提高到所 希望的强度。关于这一点，利用本发明，由于按照使光的强度减小的 方式实施调整，因此图像信号表示的亮度水平的变化和从背光源照射 的光的强度的变化可靠地相互抵消，能够可靠地提高从显示图像获得 的对比感。
依据本发明的第八方面，校正后的图像信号表示的亮度水平不会 超过能够显示的亮度水平的最大值。因此，能够可靠地显示基于校正 后的亮度水平的图像。
依据本发明的第九方面，背光源能够对显示部内的多个区域分别 照射不同强度的光。另外，亮度水平分布取得部、图像信号校正部和 发光强度调整部针对上述多个区域的每一个区域进行处理。由此，即 使每个区域显示色感不同的图像，由于针对每个区域进行亮度水平的 校正，所以能够更有效地抑制视角导致的色感的变化。


图1是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的整体结构的框图。
图2是表示在上述第一实施方式中背光源的结构的示意图。 图3A-C是表示在上述第一实施方式中，输入图像信号的亮度水平 分布的图。
图4是表示在上述第一实施方式中，亮度水平的校正前的RGB各 色的数据间的亮度水平的重叠频数的图。
图5A-C是表示在上述第一实施方式中，亮度水平的校正后的亮度 水平分布的图。
图6是表示在上述第一实施方式中，亮度水平的校正后的RGB各 色的数据间的亮度水平的重叠频数的图。
图7A-C是表示在上述第一实施方式的第一变形例中，输入图像信 号的亮度水平分布的图。
图8是表示在上述第一变形例中，亮度水平的校正前的RGB各色 的数据间的亮度水平的重叠频数的图。
图9A-C是表示在上述第一变形例中，用于关于对校正系数的值设 置上限值这一点进行说明的亮度水平分布的图。
图IO是表示在上述第一变形例中，用于关于对校正系数的值设置 上限值这一点进行说明的重叠频数的图。
图11A-C是表示在上述第一变形例中，亮度水平的校正后的亮度 水平分布的图。
图12是表示在上述第一变形例中，亮度水平的校正后的RGB各
色的数据间的亮度水平的重叠频数的图。
图13是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置的整体结构的 框图。
图14A-C是表示在上述第二实施方式中，输入图像信号的亮度水 平分布的图。
图15A-C是表示在上述第二实施方式中，亮度水平的校正后的亮
度水平分布的图。
图16A-C是表示在上述第二实施方式的第一变形例中，输入图像
信号的亮度水平分布的图。
图17A-C是表示在上述第一变形例中，用于关于对校正系数的值设置上限值这一点进行说明的亮度水平分布的图。
图18A-C是表示在上述第一变形例中，亮度水平的校正后的亮度 水平分布的图。
图19是在现有技术例中，用于说明液晶显示装置与CRT的对比 感的不同的图。
图20A和B是表示在现有技术例中，输入图像信号的灰度等级水
平和亮度水平与显示图像的亮度的关系的图。
图21是表示在现有技术例中，液晶显示装置的整体结构的框图。
图22是表示在现有技术例中，控制器的内部结构的框图。
图23A和B是表示在现有技术例中，数据变换前后的灰度等级分
布的图。
图24A和B是表示在现有技术例中，数据变换前后的灰度等级分 布的其他例子的图。 符号说明 52背光源框架 53R红色LED (发光二极管) 53G绿色LED (发光二极管) 53B蓝色LED (发光二极管) 100灰度等级信号生成部 120输入图像亮度水平解析电路 140校正系数计算电路 160图像信号校正电路 200显示部 500背光源
600背光源光量控制电路 1201最频亮度水平取得部 1401重叠频数取得部
Ba (R)、 Ba (G)、 Ba (B)背光源的发光量 Ia (R)、 Ia (G)、 Ia (B)校正后的亮度水平 Ib (R)、 Ib (G)、 Ib (B)校正前的亮度水平 P (R)、 P (G)、 P (B)校正系数
具体实施例方式
以下参照

本发明的一个实施方式。
<1.第一实施方式>
<1.1整体结构和动作>
图1是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的整体结构的 框图。该液晶显示装置具备灰度等级信号生成部100、显示部(液晶 显示面板)200、源极驱动器(视频信号线驱动电路)300、栅极驱动 器(扫描信号线驱动电路)400、背光源500、和背光源光量控制电路 (发光强度调整部)600。
灰度等级信号生成部100，接收来自外部的数字图像信号DA(RGB 图像信号)，根据RGB各色的1帧的数据的亮度水平(亮度值)的频 数分布(以下称为"亮度水平分布")，输出表示RGB各色的数据的灰 度等级值的灰度等级信号DV、和用于调整背光源500的发光量(从背 光源500照射的光的强度)的校正系数P (R)、 P (G)和P (B)。此 外，关于该灰度等级信号生成部100的详细说明在后文中叙述。
在显示部200中包括多根(n根)源极总线(视频信号线)SU SLn;多根(m根)栅极总线(扫描信号线)GLl GLm;与这多根源 极总线SLl SLn和多根栅极总线GLl GLm的交叉点分别对应设置 的多个(nxm个)像素形成部。这些像素形成部配置为矩阵状，构成 像素阵列，各像素形成部包括栅极端子与通过对应的交叉点的栅极 总线GLj连接并且源极端子与通过该交叉点的源极总线SLi连接的开 关元件即TFT20;与该TFT20的漏极端子连接的像素电极；在上述多 个像素形成部共用地设置的对置电极即共用电极Ec;和在上述多个像 素形成部共用地设置且被夹持在像素电极和共用电极Ec之间的液晶 层。并且，利用通过像素电极和共用电极Ec形成的液晶电容，构成像 素电容Cp。
源极驱动器300，接收从灰度等级信号生成部IOO输出的灰度等级 信号DV和从定时发生器输出的(源极驱动器用的)定时信号，为了 对显示部200内的各像素形成部的像素电容Cp进行充电将驱动用视频 信号施加在各源极总线SLl SLn。栅极驱动器400，基于从定时发生器输出的(栅极驱动器用的)定时信号，以1垂直扫描期间作为周期
反复进行有效的扫描信号向各栅极总线GLl GLm的施加。
背光源光量控制电路600,根据从灰度等级信号生成部100输出的 校正系数P (R)、 P (G)、和P (B),输出用于调整(控制)后述的 RGB各色用的LED的发光量的背光源控制信号S (R)、 S (G)、和S (B)。
背光源500,根据从背光源光量控制电路600输出的背光源控制信 号S (R)、 S (G)、和S (B)，从显示部200的背面照射光。图2是i 示本实施方式的背光源500的结构的示意图。如图2所示，背光源500 由光扩散板、棱镜片等光学片51和背光源框架52构成。在背光源框 架52中，设置有红色LED (发光二极管)53R、绿色LED53G和蓝色 LED53B。光学片51以被显示部200和背光源框架52夹着的方式配置。 RGB各色用的LED53R、 53G和53B，由从上述的背光源光量控制电 路600输出的背光源控制信号S (R)、 S (G)、和S (B)分别独立地 被控制(进行发光量的调整)。此外，在本实施方式中，针对RGB的 每一色，在显示部200整体照射相等强度的光。
利用以上所述的结构，对各源极总线SLl SLn施加驱动用视频信 号，对各栅极总线GLl GLm施加扫描信号，通过利用背光源500对 显示部200照射光，在显示部200中显示图像。
<1.2灰度等级信号生成部的结构和动作>
如图1所示，在灰度等级信号生成部100中，包括输入图像亮度 水平解析电路120、校正系数计算电路140和图像信号校正电路160。 校正系数计算电路140包括重叠频数取得部1401。输入图像亮度水平 解析电路120，接收从外部传送的数字图像信号DA (RGB图像信号)， 取得RGB各色的数据的亮度水平分布。此外，所谓亮度水平分布，例 如如图3 (A) (C)所示，表示1帧的像素的数据的每个亮度水平 的数据数(像素数)。校正系数计算电路140，基于由输入图像亮度水 平解析电路120取得的亮度水平分布，计算出用于进行RGB各色的数 据的亮度水平的校正、背光源500的发光量的调整的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)，并将它们输出。这时，重叠频数取得部1401进行 后述的"重叠频数"的取得。图像信号校正电路160基于由校正系数计算电路140计算的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B),对于基于数 字图像信号DA的RGB各色的数据的亮度水平进行校正，并输出表示 与该校正后的亮度水平对应的灰度等级值的灰度等级信号DV。此外， 在本实施方式中，通过输入图像亮度水平解析电路120能够实现亮度 水平分布取得部。
<1.3亮度水平的校正和背光源的发光量的调整>
接着，关于亮度水平的校正和背光源500的发光量的调整进行说 明。在本实施方式中，对从外部传送的数字图像信号DA表示的亮度 水平针对RGB的每一色实施校正。然后，从灰度等级信号生成部100 向源极驱动器300传送表示与该校正后的亮度水平对应的灰度等级值 的灰度等级信号DV。另外，根据亮度水平的校正的程度(校正导致的 亮度水平的变化的比例)，对从背光源500照射的光的强度(发光量) 实施调整。
这里，当1帧的数字图像信号DA被输入时(以下将该数字图像 信号称作"输入图像信号")，假定RGB各色的数据的亮度水平分布成 为如图3 (A) (C)所示的状况。这时，如果将图3 (A) (C) 所示的亮度水平分布在一个图中表示时，如图4的斜线所示的部分那 样，产生RGB各色的亮度水平分布相互重叠的部分。该斜线部分表示， 对于RGB的任一色的数据，该斜线部分涉及的亮度水平的数据至少相 应存在该斜线部分涉及的像素数。以下，将该斜线部分包含的像素数 称为"重叠频数"。
<1.3.1亮度水平的校正>
在本实施方式中，对RGB的每个色实施亮度水平的校正，使得在 RGB各色的1帧的数据间的亮度水平的重叠频数成为最大。这时，对 于RGB各色的数据，使得校正后的亮度水平比校正前的亮度水平大， 或者使校正前的亮度水平和校正后的亮度水平相等。
作为具体的处理程序，首先，输入图像亮度水平解析电路120根 据输入图像信号取得RGB各色的数据的亮度水平分布。然后，校正系 数计算电路140计算出在假定已利用下式(11) (13)校正过RGB 各色的数据的亮度水平时，RGB各色的1帧的数据间的亮度水平的重 叠频数成为最大的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)。此外，令校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)为1以上的值。
Ia (R) =Ib (R) xp (R) ...... (11)
Ia (G) =Ib (G) xp (G) (12) Ia (B) =Ib (B) xp (B) ...... (13)
这里，Ia (R)为校正后的红色的数据的亮度水平，Ia (G)为校 正后的绿色的数据的亮度水平，Ia (B)为校正后的蓝色的数据的亮度 水平。此外，lb (R)为校正前的红色的数据的亮度水平，lb (G)为 校正前的绿色的数据的亮度水平，lb (B)为校正前的蓝色的数据的亮 度水平。另外，P (R)为红色的数据的校正系数，P (G)为绿色的数 据的校正系数，P (B)为蓝色的数据的校正系数。
在基于校正系数计算电路140的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B) 的计算之后，图像信号校正电路160通过将输入图像信号表示的(各 像素的数据的)亮度水平针对RGB的每一色乘以上述校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)由此校正该亮度水平，输出表示与校正后的亮度水 平对应的灰度等级值的灰度等级信号DV。
<1.3.2背光源的发光量的调整>
在基于校正系数计算电路140的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B) 的计算之后，在背光源光量控制电路600中，基于下式(21) (23), 计算背光源500内的RGB各色用的LED53R、 53G和53B的发光量。
Ba (R) =Bb (R) /P (R)……(21)
Ba (G) =Bb (G) /P (G)……(22)
Ba (B) =Bb (B) /P (B)……(23)
这里，Ba(R)为红色LED53R的发光量，Ba(G)是绿色LED53G 的发光量，Ba (B)是蓝色LED53B的发光量。另夕卜，Bb (R)为未进 行亮度水平的校正时的红色LED53R的发光量(最大发光量)，Bb (G) 为未进行亮度水平的校正时的绿色LED53G的发光量(最大发光量)， Bb (B)为未进行亮度水平的校正时的蓝色LED53B的发光量(最大 发光量)。
背光源光量控制电路600，基于如上所述计算的发光量Ba (R)、 Ba (G)、和Ba (B)，输出背光源控制信号S (R)、 S (G)、和S (B)。 然后，基于这些背光源控制信号S (R)、 S (G)、和S (B)，从背光源500内的RGB各色用的LED53R、 53G、和53B对显示部200照射光。 此外，这样的背光源500的发光量的调整，在各帧的开始时刻或者紧 接各帧的开始前的定时进行。 <1.3.3具体例子>
接着，表示关于亮度水平的校正和背光源的发光量的调整的具体 例子。这里，假定RGB各色的数据的亮度水平分布为如图3 (A) (C)所示的数字图像信号DA己被输入的状况进行说明。
校正系数计算电路140按照RGB各色的1帧的数据间的亮度水平 的重叠频数成为最大的方式计算校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)， 例如计算出"P (R) =2、 P (G) =1、 P (B) =1.2"。在图像信号校正 电路160中，基于这些校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)，校正输入 图像信号表示的各像素的数据的亮度水平。具体而言，关于红色的各 像素的数据，亮度水平被校正为2倍，关于蓝色的各像素的数据，亮 度水平被校正为1,2倍。此外，关于绿色的各像素的数据，在校正前后 亮度水平没有变化。
如上所述通过对RGB各色的各像素的数据的亮度水平进行校正， RGB各色的数据的亮度水平分布成为如图5 (A) (C)所示的状况。 其结果是，RGB各色间的亮度水平的重叠频数成为图6的斜线部分所 示。由于在亮度水平的校正前，RGB各色间的亮度水平的重叠频数为 图4的斜线部分所示，因此掌握通过亮度水平的校正，该重叠频数变 大。
在背光源光量控制电路600中，基于上述校正系数P (R)、 P (G)、 和P (B),计算背光源500内的RGB各色用的LED的发光量。具体 而言,使红色LED53R的发光量为最大发光量的"1/2"，使绿色LED53G 的发光量为与最大发光量相等的发光量，使蓝色LED53B的发光量为 最大发光量的"1/1.2"。并且，基于这些计算出的发光量，从背光源光 量控制电路600向背光源500传送背光源控制信号S (R)、 S (G)、和 S (B)，使得从RGB各色用的LED照射光。
<1.4效果>
如上所述，利用本实施方式，以基于RGB3色的数据的亮度水平 分布的重叠频数成为最大的方式，通过校正系数计算电路140计算校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)。并且，通过将RGB各色的数据的 亮度水平和RGB各色的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)相乘，能 够求得RGB各色的数据的校正后的亮度水平。通过该亮度水平的校正， RGB各色间的亮度水平分布的差异变小。因此，从正面方向看显示图 像时的色感和从斜方向看该显示图像时的色感的差异减小。由此，提 供能够抑制由视角导致的色感的变化的液晶显示装置。另外，伴随亮 度水平的校正，调整背光源500的发光量。更详细地讲，关于背光源 500内的各色用的LED，通过以校正系数除最大发光量能够求得发光 量(应该照射的光的强度)。因此，以图像信号表示的亮度水平的变化 与从背光源500照射的光的强度的变化相互抵消的方式，调整该光的 强度。因而，提高从显示图像得到的对比感，同时抑制由视角导致的 色感的变化。
另外，在上述亮度水平的校正时，以校正后的亮度水平比校正前 的亮度水平大的方式，或者以校正前的亮度水平与校正后的亮度水平 相等的方式，计算各校正系数。即，各色的亮度水平不会通过校正而 变小。这里，假如某色的亮度水平通过校正而减小则从背光源500照 射的光的强度不得不变大，能够照射的光的强度具有上限。因此，如 果亮度水平通过校正而比规定值还小，则光的强度不能被提高到所希 望的强度。这一点，如果利用本实施方式，由于按照使光的强度变小 的方式实施调整，所以能够按照使图像信号表示的亮度水平的变化与 从背光源500照射的光的强度的变化可靠地相互抵消的方式，调整从 背光源500照射的光的强度。因此，能够可靠地提高从显示图像获得
的对比感。 「
<1.5变形例> <1.5.1第一变形例>
在上述第一实施方式中，对于校正系数的值没有设置上限值，但 是在本变形例中，对于校正系数的值设置有上限值。关于此，在下文 中进行说明。此外，关于校正系数的值的下限值，与上述第一实施方 式同样为"1"。
例如，RGB各色的数据的亮度水平分布在如图7 (A) (C)所 示的数字图像信号DA被输入时，RGB各色间的亮度水平的重叠频数成为图8的斜线部分所示。这里，通过上述第一实施方式的结构进行 亮度水平的校正时，校正后的RGB各色的数据的亮度水平分布成为如 图9 (A) (C)所示。其结果是，RGB各色间的亮度水平的重叠频 数成为图IO的斜线部分所示。像这样，通过亮度水平的校正，RGB各 色间的亮度水平的重叠频数增加。这里，关注图7 (A)中以参照符号 Ql表示的数据时，该数据的亮度水平的校正后的数据不包括在图9(A) 中。同样地，关于图7 (C)中以参照符号Q2表示的数据，该数据的 亮度水平的校正后的数据也不包括在图9 (C)中。其理由是，由于关 于上述的数据，校正后的亮度水平成为超过"1"的值。例如，在图7 (C)中以参照符号Q2表示的数据中亮度水平为"0.7"的数据，校正 系数P (R)为"2"，所以校正后的亮度水平为"1.4"。像这样，关于 校正前的亮度水平比"l/校正系数"大的数据，校正后的亮度水平超过 "1"。因此，当校正前的亮度水平包括比"l/校正系数"大的数据时， 所希望的"亮度水平的校正"不反映在(从灰度等级信号生成部100 输出的)灰度等级信号DV中。
因此，在本变形例中，关于校正系数的值，针对RGB的每一色设 置有上限值。具体而言，当使校正前的各色的数据的亮度水平的最大 值为Imax时，RGB各色的校正系数的上限值为"l/Imax"。另外，如 上所述，校正系数的值的下限值为"1"。根据以上内容，RGB的各色 的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)成为满足下式(31) (33) 的范围内的值。
1/Imax (R) (R) 21 ……(31)
l/Imax (G) (G) 21 ……(32)
1/Imax (B) (B) 21 ……(33)
其中，Imax(R)为校正前的红色的数据的亮度水平的最大值，Imax (G)为校正前的绿色的数据的亮度水平的最大值，Imax (B)为校正 前的蓝色的数据的亮度水平的最大值。
RGB各色的数据的亮度水平分布在如图7 (A) (C)所示的数 字图像信号DA被输入时，如果按照满足上述式(31) (33)的方 式进行校正系数的计算，则计算为"P (R) =1/0.8， P (G) =1， P (B) =1/0.9 然后，根据这些校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)校正RGB各色的各像素的数据的亮度水平的结果，RGB各色的数据的亮度水平 分布成为如图11 (A) (C)所示。这时，关于如图7 (A) (C) 所示的亮度水平分布中包含的像素的数据，亮度水平的校正后的数据 全部包含在图11 (A) (C)中。另外，RGB各色间的亮度水平的 重叠频数成为图12的斜线部分所示。因为在亮度水平的校正前，RGB 各色间的亮度水平的重叠频数成为图8的斜线部分所示，所以掌握通 过亮度水平的校正，该重叠频数变大。
利用本变形例，校正后的图像信号表示的亮度水平不会超过"1"， 即，校正后的图像信号表示的亮度水平不会超过能够显示的亮度水平 的最大值。因此，不会有"亮度水平的校正不反映在显示图像中"的 情况，可靠地显示基于校正后的亮度水平的图像。
<1.5.2第二变形例>
在上述实施方式中，对RGB的每一色，在显示部200整体照射相 等强度的光，但是本发明并不限定于此。也可以构成为将显示部200 分割为假想的多个区域，在该分割后的每个区域利用不同的校正系数 进行亮度水平的校正，并且关于RGB的各色对该分割后的每个区域照 射不同强度的光。
利用本变形例，按照在分割后的每个区域中RGB各色间的亮度水 平的重叠频数成为最大的方式，实施亮度水平的校正。因此，由视角 导致的色感的变化变得更小，能够实现视野角更广的液晶显示装置。
<2.第二实施方式>
<2.1结构和动作的概要>
图13是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置的整体结构的 框图。在本实施方式中，灰度等级信号生成部100内的结构与上述第 一实施方式不同，所以以下对此进行说明。
与上述第一实施方式不同，在本实施方式中，在输入图像亮度水 平解析电路120中包括有最频亮度水平取得部1201。另外，在校正系 数计算电路140中不包括重叠频数取得部。最频亮度水平取得部1201， 与上述第一实施方式同样地基于所取得的亮度水平分布，针对RGB各 色的数据取得像素数最多的亮度水平(以下称作"最频亮度水平")。 校正系数计算电路140，根据通过最频亮度水平取得部1201取得的最频亮度水平，计算用于进行RGB各色的数据的亮度水平的校正、背光 源500的发光量的调整的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)，并将它 们输出。图像信号校正电路160,根据通过校正系数计算电路140计算 的校正系数P (R)、 P (G)、和P (B),校正基于数字图像信号DA的 RGB各色的数据的亮度水平，输出表示与该校正后的亮度水平对应的 灰度等级值的灰度等级信号DV。 <2.2亮度水平的校正>
接着，对于本实施方式的亮度水平的校正进行说明。在本实施方 式中，按照1帧的数据的最频亮度水平在RGB的3色中一致的方式， 对RGB的每一色实施亮度水平的校正。这时，关于RGB各色的数据， 使得校正后的亮度水平比校正前的亮度水平大，或者使校正前的亮度 水平与校正后的亮度水平相等。
作为具体的处理程序，首先，输入图像亮度水平解析电路120取 得RGB各色的亮度水平分布。然后，输入图像亮度水平解析电路120 内的最频亮度水平取得部1201，基于上述的亮度水平分布，求得RGB 各色的数据的最频亮度水平。进一步，校正系数计算电路140通过下 式(41) (43)计算校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)
P (R) =Kmax/K (R) ...... (41)
P (G) =Kmax/K (G) ...... (42)
P (B) =Kmax/K (B) ...... (43)
其中，K (R)为红色的数据的最频亮度水平，K (G)为绿色的数 据的最频亮度水平，K(B)为蓝色的数据的最频亮度水平。另外，Kmax 为K (R)、 K (G)禾卩K (B)中的最大值。
在校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)的计算之后，在图像信号 校正电路160中，对输入图像信号表示的(各像素的数据的)亮度水 平针对RGB的每一色乘以上述校正系数P (R)、 P (G)、和P (B), 由此校正该亮度水平。
这里，RGB各色的数据的亮度水平分布以假定图14 (A) (C) 所示的数字图像信号DA被输入的情况的具体例子进行说明。根据图 14 (A) (C)所示的亮度水平分布，红色的数据的最频亮度水平为 "0.3"，绿色的数据的最频亮度水平为"0.6",蓝色的数据的最频亮度水平为"0.5"。这些最频亮度水平通过输入图像亮度水平解析电路120 内的最频亮度水平取得部1201取得。
校正系数计算电路140，根据RGB各色的数据的最频亮度水平、 和这些最频亮度水平的最大值，通过上述式(41) (43)计算校正 系数P (R)、 P (G)、和P (B)。这里计算为"P (R) =2， P (G) =1， P (B) =1.2"。并且，在图像信号校正电路160中，与上述第一实施方 式同样地，根据校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)校正输入图像信 号表示的各像素的数据的亮度水平。
如上所述通过校正RGB各色的各像素的数据的亮度水平，RGB 各色的数据的亮度水平分布成为图15 (A) (C)所示。其结果是， 关于RGB的任一色的数据，最频亮度水平成为"0.6"。
此外，关于背光源500的发光量的调整，由于与上述第一实施方 式相同，所以省略说明。
<2.3效果>
如以上所述，利用本实施方式，以RGB各色的最频亮度水平除 RGB3色的数据的最频亮度水平中的最大值，由此计算出RGB各色的 校正系数P (R)、 P (G)、和P (B)。像这样仅使用RGB各色的最频 亮度水平计算校正系数，因此能够将校正系数计算电路140的结构构 成为比较简易的结构。
<2.4变形例>
<2.4.1第一变形例>
在上述第二实施方式中，对校正系数的值没有设置上限值，但是 在本变形例中，对校正系数的值设置有上限值。对于此，在下文中进 行说明。
例如，RGB各色的数据的亮度水平分布在图16 (A) (C)所 示的数字图像信号DA被输入时，红色的数据的最频亮度水平为"0.3"， 绿色的数据的最频亮度水平为"0.6"，蓝色的数据的最频亮度水平为 "0.5"。这里，利用上述第二实施方式的结构进行亮度水平的校正时， 如图17所示，校正后的RGB各色的数据的最频亮度水平均成为"0.6"。
这里，关注图16 (A)中参照符号Q3表示的数据，该数据的亮度 水平的校正后的数据不包含在图17 (A)中。同样地，关于图16 (C)中参照符号Q4表示的数据，该数据的亮度水平的校正后的数据也不包 含在图17 (C)中。像这样，关于校正前的亮度水平比"l/校正系数" 大的数据，校正后的亮度水平超过"1"。因此，当校正前的亮度水平 包含比"l/校正系数"大的数据时，所希望的"亮度水平的校正"不反 映在(从灰度等级信号生成部100被输出)灰度等级信号DV中。
因此，在本变形例中，关于校正系数的值对于RGB的每一色设置 有上限值。具体而言，与上述第一实施方式的第一变形例同样地，使 RGB的各色的校正系数P(R)、P(G)、和P(B)，为满足上述式(31) (33)的范围内的值。
如上所述对校正系数设置有上限值的结果是，RGB各色的校正系 数成为"P (R) =1/0.8， P (G) =1， P (B) 1/0.9"。由此，RGB各色 的数据的亮度水平的校正后的亮度水平分布成为图18 (A) (C)所 示。这时，关于图16 (A) (C)所示的亮度水平分布中包含的像素 的数据，亮度水平的校正后的数据全部包含在图18 (A) (C)中。
利用本变形例，校正后的图像信号表示的亮度水平不会超过能够 显示的亮度水平的最大值。因此，不会存在"亮度水平的校正不被反 映在显示图像中"的状况，能够可靠地显示基于校正后的亮度水平的 图像。
<2.4.2第二变形例>
在上述第二实施方式中，按照1帧的数据的最频亮度水平在RGB 的3色中一致的方式实施亮度水平的校正，但是本发明并不限定于此。 也可以代替上述第二实施方式的最频亮度水平取得部1201，而具备取 得RGB各色的亮度水平的平均值作为平均亮度水平的平均亮度水平取 得部。并且，也可以按照1帧的数据的平均亮度水平在RGB的3色中 一致的方式，实施亮度水平的校正。
利用本变形例，也与上述第二实施方式同样地，能够将校正系数 计算电路140的结构构成为比较简易的结构。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其具备包括多个像素的显示部、和从所述显示部的背面对该显示部照射多个原色的光的背光源，从外部接收表示所述多个原色的每个像素的亮度水平的图像信号，基于该图像信号在所述显示部显示基于所述多个原色的图像，所述液晶显示装置的特征在于，包括亮度水平分布取得部，其基于所述图像信号，取得表示所述多个原色的每一个原色的不同亮度水平的像素数的分布的不同亮度水平的像素数分布；图像信号校正部，其基于通过所述亮度水平分布取得部取得的所述多个原色的不同亮度水平的像素数分布，按照减小所述多个原色间的不同亮度水平的像素数分布的差异的方式，针对所述多个原色的每一个原色校正所述图像信号表示的亮度水平；和发光强度调整部，其根据基于所述图像信号校正部的所述多个原色的每一个原色的亮度水平的校正大小，针对所述多个原色的每一个原色调整从所述背光源照射的光的强度，所述发光强度调整部，对于通过所述图像信号校正部以使亮度水平变大的方式而校正的原色，以使从所述背光源照射的光的强度变小的方式调整该光的强度。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述发光强度调整部，对于通过所述图像信号校正部以使亮度水平变小的方式而校正的原色，以使从所述背光源照射的光的强度变大 的方式调整该光的强度。
3. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于 还包括校正系数计算部，其基于所述多个原色的不同亮度水平的像素数分布，针对所述多个原色的每一个原色计算用于决定所述亮度 水平的校正大小的校正系数，所述图像信号校正部，基于针对所述多个原色的每一个原色计算出的所述校正系数，针对所述多个原色的每一个原色校正所述图像信 号表示的亮度水平，所述发光强度调整部，基于针对所述多个原色的每一个原色计算 出的所述校正系数，针对所述多个原色的每一个原色调整从所述背光 源照射的光的强度。
4. 根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 还包括重叠频数取得部，其取得当将所述多个原色的不同亮度水平的像素数分布重叠时包含在所述多个原色全部重叠的区域中的像素 数作为重叠频数，所述校正系数计算部，按照所述重叠频数成为最大的方式计算所 述校正系数。
5. 根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 还包括最频亮度水平取得部，其基于所述多个原色的不同亮度水平的像素数分布，针对所述多个原色的每一个原色取得最多像素数的 亮度水平作为最频亮度水平，所述校正系数计算部，按照所述多个原色的最频亮度水平相等的 方式计算所述校正系数。
6. 根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 还包括平均亮度水平取得部，其基于所述多个原色的不同亮度水平的像素数分布，针对所述多个原色的每一个原色取得亮度水平的平 均值作为平均亮度水平，所述校正系数计算部，按照所述多个原色的平均亮度水平相等的 方式计算所述校正系数。
7. 根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述校正系数计算部，按照基于所述图像信号校正部的校正后的图像信号表示的亮度水平成为该校正前的图像信号表示的亮度水平以 上的方式，计算所述校正系数。
8. 根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述校正系数计算部，在基于所述图像信号校正部的校正后的图像信号表示的亮度水平成为在所述显示部能够显示的亮度水平的最大 值以下的条件下，计算所述校正系数。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述背光源，按照能够以所述多个原色对所述显示部所包含的规定的多个区域分别照射不同强度的光的方式构成，所述亮度水平分布取得部，针对所述多个区域的每一个区域取得 所述不同亮度水平的像素数分布，所述图像信号校正部，针对所述多个区域的每一个区域校正所述 图像信号表示的亮度水平，所述发光强度调整部，针对所述多个区域的每一个区域调整所述 光的强度。
全文摘要
本发明涉及液晶显示装置，尤其是涉及在面板的背面具备背光源的透过型的液晶显示装置。其具备灰度等级信号生成部(100)和背光源光量控制电路(600)，所述灰度等级信号生成部包括基于RGB图像信号取得各色的亮度水平分布的输入图像亮度水平解析电路(120)、基于各色的亮度水平分布计算校正系数的校正系数计算电路(140)和基于校正系数校正RGB图像信号表示的亮度水平的图像信号校正电路(160)，所述背光源光量控制电路基于校正系数调整各色用的LED的发光量。在校正系数计算电路(140)中，按照通过亮度水平的校正使RGB各色间的亮度水平分布的差异变小的方式，进行校正系数的计算。在背光源光量控制电路(600)中，按照使亮度水平的变化和发光量的变化相互抵消的方式，进行各色的发光量的调整。
文档编号G09G3/36GK101622657SQ200880006718
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年6月11日
发明者四宫时彦, 增田岳志 申请人:夏普株式会社