JPH07199848A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像表示装置の光源に光源に外光を利用した
ときの表示画面の色温度、色再現性、色純度の低下を抑
えて良好な表示装置を提供する。 【構成】 複数のホワイトバランス調整を持つホワイト
バランス回路を有する映像信号処理部と、内蔵の光源４
を照明手段としたときのホワイトバランス調整と、外光
を照明手段としたときのホワイトバランス調整とを切り
換えるホワイトバランス調整切換部とを設け、用いる光
源によりホワイトバランス調整を切り換えるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルの光源に外
光をも可能とした液晶表示装置に関するものであり、特
に、液晶表示装置の光源に外光を用いるとき、表示画面
の色温度、色再現性の向上を図るものであり、外光利用
時と内蔵のバックライト使用時とで、ホワイトバランス
を切り換えることで、或いは光学フィルターをつけるこ
とで、光源の分光特性を補正し表示画面の色温度、色再
現性の向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の液晶表示装置の一例を、
図１３及び図１４とともに詳細に説明する。

【０００３】同図において、１は液晶パネル、２は拡散
板、４は光源で、通常３波長蛍光管が使用される。５は
光源からの光を液晶パネル側へ反射する反射板である。
８は拡散反射板で、光源４の光を拡散透過するととも
に、外光利用時は表面で外光を反射する。

【０００４】液晶パネルは自己発光しないため、背面よ
り光をあてる必要がある。その光源として蛍光管やＬＥ
Ｄ、ＥＬが使用されるが消費電力が大きいため、携帯型
液晶テレビやビデオカメラ等の一部の機種は屋外では外
光を液晶パネルの光源とし消費電力の節約にあててい
た。

【０００５】図に示したものにおいては、通常は液晶パ
ネル１及び拡散板２（以下、液晶パネル部と称する）を
閉じて内蔵の光源４を利用して画像を表示し、屋外等外
光の明るいところでは液晶パネル部を開き、拡散反射板
８で外光を反射し液晶パネル１を照明する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＡＶ用の液晶パネルの
場合、３波長蛍光管と赤、緑、青（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂと
略称）のカラーフィルターの組み合わせでフルカラーを
表示する。光源であるランプからの光を有効に利用する
ためにカラーフィルターの分光透過率のＲ，Ｇ，Ｂのピ
ークは３波長蛍光管の発光スペクトルである赤（６００
ｎｍ）、緑（５５０ｎｍ）、青（４５０ｎｍ）付近にあ
わせてある。ランプの発光スペクトルはＲ，Ｇ，Ｂの色
そのもののためほぼ固定されている。

【０００７】通常、液晶表示画面の色温度は、白を表示
したときに６０００°Ｋから７０００°Ｋ程度になるよ
うに、カラーフィルターのＲＧＢの透過率のバランス、
蛍光管のＲＧＢのエネルギー比を設計する。これに対
し、太陽光等による外光は、蛍光管とは分光特性が異な
り４０００°Ｋから６０００°Ｋと低い。このため、蛍
光管の使用を前提として設計した液晶パネルにこのまま
液晶表示装置の光源として外光を使うと色が赤味を帯び
てしまうため、モニターとしての機能を果せないという
問題があった。

【０００８】また、３波長蛍光管が赤（約６００ｎ
ｍ），緑（約５５０ｎｍ），青（約４００ｎｍ）付近で
強く発光するのに対し、太陽光等による外光は赤外線か
ら紫外線まで万編なくエネルギーをもつ。このため、例
えば緑を表示しようとすると３波長蛍光管を使用した時
は５５０ｎｍの光のみが表示されるため色純度の高い表
示色となるが、外光を使うと５００ｎｍから６００ｎｍ
程度の範囲の光が緑として表示されるため、色純度が低
いという問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶パネルが
必要とする照明手段を、通常は内蔵のバックライトを使
用し、屋外等明るいところでは外部の光を照明手段とす
る液晶表示装置において、液晶表示装置の映像信号処理
部に、複数のホワイトバランス調整を持つホワイトバラ
ンス回路を有する映像信号処理部と、内蔵の光源を照明
手段としたときのホワイトバランス調整と、外光を照明
手段としたときのホワイトバランス調整とを切換えるホ
ワイトバランス調整切換部とを設け、用いる光源により
ホワイトバランス調整を切換えることで表示画像の色温
度を補正するものである。

【００１０】また、本発明に係る液晶表示装置は、外光
を液晶表示装置の光源に用いる際は、内蔵の発光手段の
分光特性に近い分光透過率の特性をもつ光学フィルター
を用いることで色温度を補正するものである。

【００１１】さらに、本発明に係る液晶表示装置は、外
光を液晶表示装置の光源に用いる際は、赤，緑，青付近
に透過のピークをもつ光学フィルターを用いて色温度を
上げるものである。

【００１２】

【作用】本発明では、液晶表示装置に入力する映像信号
を処理する映像信号処理部において、内蔵のバックライ
トを使用する時と外光を利用する時とでＲ，Ｇ，Ｂ各信
号のゲインを変えることにより、内蔵のバックライトと
Ｒ，Ｇ，Ｂのバランスが異なる外光を利用しても良好な
色温度、色再現性を得ることができる。

【００１３】また、本発明では、液晶表示装置に内蔵の
バックライト装置と分光特性の異なる外光を液晶パネル
の光源として利用する時は、液晶パネルと外光との間に
外光の分光特性を内蔵のバックライト装置の分光特性に
近づける光学フィルターを入れる。これにより、内蔵の
バックライトとＲ，Ｇ，Ｂのバランスが異なる外光を利
用しても良好な色温度、色再現性を得ることができる。

【００１４】さらに、本発明では、赤、緑、青の３波長
では透過率が高く、その他の波長領域の光は反射、もし
くは吸収するような特性をもつ光学フィルターを液晶表
示装置に設けることにより、外光を光源に利用したとき
も色純度の高い表示装置を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の一実施例を図
１乃至図６に基づいて詳細に説明するが、上記従来例と
同一部分には同一符号を付し、この説明は省略する。

【００１６】図２及び図３は、この発明に係る液晶表示
装置の基本構成を示す。図２及び図３において、１は液
晶パネル、２は拡散板、３は導光板、４は光源で、通常
３波長蛍光管が使用されるほか、発光ダイオード、ＥＬ
等が使用される。５は光源からの光を液晶パネル側へ反
射する反射板である。液晶パネルは自己発光しないた
め、背面より光をあてる必要がある。図の例では通常は
液晶パネル１及び拡散板２（以下、液晶パネル部と称す
る）を閉じて内蔵の光源４を利用して画像を表示し、屋
外等外光の明るいところでは液晶パネル部を開き、反射
板５で外光を反射し液晶パネル１を照明することで消費
電力の節約にあてる。

【００１７】ＡＶ用の液晶パネルの場合、３波長蛍光管
と赤、緑、青（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂと略称）のカラーフィ
ルターの組み合わせでフルカラーを表示する。ランプか
らの光を有効に利用するためにカラーフィルターの分光
透過率のＲ，Ｇ，Ｂのピークは３波長蛍光管の発光スペ
クトルである赤（６００ｎｍ），緑（５５０ｎｍ），青
（４５０ｎｍ）付近にあわせてある。ランプの発光スペ
クトルはＲ，Ｇ，Ｂの色そのもののためほぼ固定されて
いる。

【００１８】通常、液晶表示画面の色温度は、白を表示
したときに６０００°Ｋから７０００°Ｋ程度になるよ
うに、カラーフィルターのＲ，Ｇ，Ｂの透過率のバラン
ス、蛍光管のＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比を設計する。

【００１９】図４に蛍光管の分光特性、図５に液晶パネ
ルの分光透過率特性を示す。この例では蛍光管の色温度
は約１２０００°Ｋ程度ある。これに対し、太陽光等に
よる外光は図６に示すように蛍光管とはＲＧＢのエネル
ギー比が異なり赤が強く、色温度は４０００°Ｋから６
０００°Ｋと低い。このため、蛍光管の使用を前提とし
て設計した液晶パネルにこのまま液晶表示装置の光源と
して外光を利用すると色が赤味を帯びてしまう。

【００２０】そこで、液晶パネル部を開いて外光を光源
に利用するときは、外光のＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比を
補正するために、黄色や赤の領域の光を抑える特性をも
つように液晶パネルに入力される映像信号のＲ，Ｇ，Ｂ
のゲインを変更する。

【００２１】図１に信号処理回路例を示す。同図におい
て、９，１０，１１はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ入力映像信号
である。１２はＲ信号のコントラストを調整する回路、
１３はＢ信号のコントラストを調整する回路、１４は映
像の明るさ、ガンマ等各種の補正をする回路、１５はＲ
信号のブライトを調整する回路、１６はＢ信号のブライ
トを調整する回路で、この回路からの出力信号が液晶パ
ネル（図示せず）に送られる。

【００２２】上述した従来の液晶表示装置では、これら
の調整項目は１度調整した後は、明るさを調整する以外
はほぼ固定されていた。これに対して、例えば蛍光管を
使用するときはＲ，Ｇ，Ｂのゲインの比率を１：１：
１、外光を利用するときは０．９：１：１．０２という
ように比率が変わるように、コントラスト調整回路に１
３の増幅率を切り換えることで、液晶パネルを通った外
光のＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比を内蔵の光源を使用した
ときのＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比に近いものとし、外光
を利用した時の色再現性、色温度を改善することができ
る。実際には、外光を利用する時に、外部からコントラ
スト調整回路１２，１３にゲイン切換信号を入力する。
これによって、これらコントラスト調整回路１２，１３
のゲインを予め決められたゲインに調整するものとす
る。

【００２３】尚、ゲイン切換信号はマニュアルで発生さ
せても良く、液晶パネル１の開閉に応じて自動的に発生
させても良い。なお、ブライト調整回路１５，１６を調
整することでもほぼ同様な効果が得られる。

【００２４】また、この例では外光の方が内蔵の光源よ
りも色温度の低い光源として扱ったが、内蔵の光源の種
類により外光の方が色温度が高いこともありうる。その
際は、青から緑の領域の光を抑えるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ
のゲインの比率を設計すれば、外光の色温度を抑え、結
果表示画面の色温度、色再現性を改善することができ
る。

【００２５】なお、本発明は映像信号のホワイトバラン
スを変えることで色再現性、色温度の向上を図るもので
あり、表示装置の構造そのものは、上記実施例に限定し
たものではない。

【００２６】次に、本発明の液晶表示装置の他の実施例
を図７乃至図９に基づいて詳細に説明するが、上記一実
施例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００２７】図７は、本実施例に係る液晶表示装置の構
成図を示す。

【００２８】同図において、１は液晶パネル、２は拡散
板、３は導光板、４は光源で、通常３波長蛍光管が使用
されるほか、発光ダイオード、ＥＬ等が使用される。５
は光源からの光を液晶パネル側へ反射する反射板であ
る。６は光学フィルターである。液晶パネルは自己発光
しないため、背面より光をあてる必要がある。図の例で
は通常は液晶パネル１及び拡散板２（以下、液晶パネル
部と称する）を閉じて内蔵の光源４を利用して画像を表
示し、屋外等外光の明るいところでは液晶パネル部を開
き、反射板シート５で外光を反射し液晶パネル１を照明
することで消費電力の節約にあてる。

【００２９】ＡＶ用の液晶パネルの場合、３波長蛍光管
と赤、緑、青（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂと略称）のカラーフィ
ルターの組み合わせでフルカラーを表示する。ランプか
らの光を有効に利用するために、カラーフィルターの分
光透過率のＲ，Ｇ，Ｂのピークは３波長蛍光管の発光ス
ペクトルである赤（６００ｎｍ），緑（５５０ｎｍ），
青（４５０ｎｍ）付近にあわせてある。ランプの発光ス
ペクトルはＲ，Ｇ，Ｂの色そのもののためほぼ固定され
ている。

【００３０】通常、液晶表示画面の色温度は、白を表示
したときに６０００°Ｋから７０００°Ｋ程度になるよ
うに、カラーフィルターのＲ，Ｇ，Ｂの透過率のバラン
ス、蛍光管のＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比を設計する。蛍
光管の分光特性、及び液晶パネルの分光透過率特性は、
図４及び図５に示すとおりである。これに対し、太陽光
等による外光は、図８に示すように蛍光管とはＲ，Ｇ，
Ｂのエネルギー比が異なり赤が強く、色温度は４０００
°Ｋから６０００°Ｋと低い。このため、蛍光管の使用
を前提として設計した液晶パネルにこのまま液晶表示装
置の光源として外光を利用すると色が赤味を帯びてしま
う。

【００３１】そこで、液晶パネル部を開き外光を光源と
する時は、外光のＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比を補正する
ために、図９に示すように黄色や赤の領域の光を抑える
分光透過率の特性をもつ光学フィルター６を設ける。こ
の光学フィルター６に光を通すことにより、外光のＲ，
Ｇ，Ｂのエネルギー比を内蔵の光源のＲ，Ｇ，Ｂのエネ
ルギー比に近いものとし、外光を利用した時の色再現
性、色温度を改善することができる。表示装置光学フィ
ルターの位置は図の位置に限らず、液晶パネルの表裏、
導光板の表裏等、光の経路にあればその効果は得られ
る。

【００３２】また、この例では外光の方が内蔵の光源よ
りも色温度の低い光源として扱ったが、内蔵の光源の種
類により外光の方が色温度が高いこともありうる。その
際は青から緑の領域の光を抑えるフィルターを使えば、
外光の色温度を抑え、結果表示画面の色温度を改善する
ことができる。

【００３３】なお、本発明は光学フィルターに光を通す
ことで色再現性、色温度の向上を図るものであり、表示
装置の構造そのものは本実施例に限定したものではな
い。本実施例では、導光板を利用したエッジライト型の
バックライトについて説明したが、直下型のバックライ
トでも同様の効果が得られる。

【００３４】また、内蔵の光源の色温度を外光と同程度
の色温度にして、パネルのカラーフィルターのＲ，Ｇ，
Ｂの透過率のバランス、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のゲイン、反射
板の分光反射率、ＬＢフィルター等について、外光を使
うことを前提に設計することで、光源により色温度、色
再現性が悪くなるといったことはなくなる。

【００３５】さらに、本発明の液晶表示装置のもう一つ
の他の実施例を図１０乃至図１２に基づいて詳細に説明
するが、上記一実施例と同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。

【００３６】図１０は、本実施例に係る液晶表示装置の
構成図を示す。

【００３７】同図において、１は液晶パネル、２は拡散
板、３は導光板、４は光源で通常３波長蛍光管が使用さ
れるほか、発光ダイオード、ＥＬ等が使用される。５は
光源からの光を液晶パネル側へ反射する反射板である。
７は光学フィルターである。液晶パネルは自己発光しな
いため、背面より光をあてる必要がある。図の例では通
常は液晶パネル１及び拡散板２（以下、液晶パネル部と
称する）を閉じて内蔵の光源４を利用して画像を表示
し、屋外等外光の明るいところでは液晶パネル部を開
き、反射板シート５で外光を反射し液晶パネル１を照明
することで消費電力の節約にあてる。

【００３８】ＡＶ用の液晶パネルの場合、３波長蛍光管
と赤、緑、青（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂと略称）のカラーフィ
ルターの組み合わせでフルカラーを表示する。３波長蛍
光管は赤（６００ｎｍ），緑（５５０ｎｍ），青（４５
０ｎｍ）付近で強い発光をする。蛍光管の分光特性、及
び液晶パネルの分光透過率特性は、図４及び図５に示し
たとおりである。これに対し、太陽光等による外光は、
図６に示すように蛍光管とはＲ，Ｇ，Ｂのエネルギー比
が異なり、全波長に赤外線から紫外線まで万編なくエネ
ルギーがある。このため例えば緑を表示しようとすると
３波長蛍光管を光源とした時は５５０ｎｍ付近が緑とし
て表示されるが、外光で緑を表示しようとすると、図１
１に示すように５００ｎｍから６００ｎｍ程度の範囲の
光が緑として表示されてしまい混色気味の色純度の低い
表示色になる。

【００３９】そこで、図１２に示すように赤、緑、青の
３波長では透過率が高く、その他の波長領域の光は反
射、もしくは吸収するような特性をもつ光学フィルター
７を液晶表示装置に設ける。このような特性の光学フィ
ルター７は、特定波長を反射する薄膜や、ネオジウム等
の特定波長の光を吸収する材料により得られる。なお、
分光透過率はそれぞれの材料、光源等により条件が変わ
るため、図１２そのものに限定するものではない。

【００４０】この光学フィルター７に外光を通し、３波
長蛍光管のようにＲ，Ｇ，Ｂにピークをもつ光源と同様
にすることで、外光を光源に利用したときも色純度の高
い表示装置を得ることができる。

【００４１】表示装置における光学フィルター７の位置
は、図１０の位置に限らず、液晶パネルの表裏、導光板
の表裏等、光の経路にあればその効果は得られる。この
とき、内蔵光源である蛍光管のＲ，Ｇ，Ｂ３波長の光を
このフィルターはほぼ透過するため、常時液晶パネルに
つけて使用しても光学的な支障はない。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明ではホワイトバラ
ンスを外光使用時と内蔵のバックライト使用時とで切換
えることで、もしくは光学フィルターをつけることで光
源の分光特性を補正するものである。これにより、従来
問題となった液晶表示装置の光源に外光を利用したとき
の表示画面の色温度、色再現性、色純度の低下を抑えら
れるので、良好な表示装置を得ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る色温度を補正する映像
信号処理部を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る外光利用時の液晶表示
装置を示す斜視説明図である。

【図３】本発明の一実施例に係る外光利用時の液晶表示
装置を示す側面説明図である。

【図４】本発明の一実施例に係る３波長蛍光管の分光分
布を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施例に係る液晶パネルのカラーフ
ィルターの分光透過率特性を示す説明図である。

【図６】代表的な太陽光の分光分布を示す説明図であ
る。

【図７】本発明の他の実施例に係る光学フィルター使用
時の液晶表示装置を示す側面説明図である。

【図８】本発明の他の実施例に係る光学フィルターの分
光透過率を示す説明図である。

【図９】太陽光の分光分布の一例を示す説明図である。

【図１０】本発明のもう一つの他の実施例に係る光学フ
ィルター使用時の液晶表示装置を示す側面説明図であ
る。

【図１１】本発明のもう一つの他の実施例に係る光学フ
ィルターの分光透過率を示す説明図である。

【図１２】液晶表示装置が緑を表示した時の分光分布の
一例を示す説明図である。

【図１３】従来の液晶表示装置に係る外光利用時を示す
斜視説明図である。

【図１４】従来の液晶表示装置に係る外光利用時を示す
側面説明図である。

【符号の説明】

１ 液晶パネル ２ 拡散板 ３ 導光板 ４ 光源 ５ 反射板 ６ 光学フィルター ７ 光学フィルター ８ 拡散反射板 ９ 映像赤信号 １０ 映像緑信号 １１ 映像青信号 １２ 赤信号コントラスト調整回路 １３ 青信号コントラスト調整回路 １４ 映像補正回路 １５ 赤信号ブライト調整回路 １６ 青信号ブライト調整回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルの照明手段として必要とする
   光源を、通常は内蔵の光を発光する発光手段を使用し、
   周囲が明るいところでは外部の光を液晶パネル裏面に導
   き照明手段となす液晶表示装置において、 複数のホワイトバランス調整を持つホワイトバランス回
   路を有する映像信号処理部と、 内蔵の光源を照明手段としたときのホワイトバランス調
   整と、外光を照明手段としたときのホワイトバランス調
   整とを切換えるホワイトバランス調整切換部とを設け、 用いる光源によりホワイトバランス調整を切換えること
   で表示画像の色温度を補正することを特徴とする液晶表
   示装置。
2. 【請求項２】 液晶パネルの照明手段として必要とする
   光源を、普段は内蔵の光を発光する発光手段を使用し、
   周囲が明るいところでは外部の光を液晶パネル裏面に導
   き照明手段となす液晶表示装置において、 外光を液晶パネルの照明手段として用いる際は、上記内
   蔵の発光手段の分光特性に近い分光透過率の特性をもつ
   光学フィルターを用いて色温度を補正することを特徴と
   する液晶表示装置。
3. 【請求項３】 液晶パネルの照明手段として必要とする
   光源を、普段は内蔵の光を発光する発光手段を使用し、
   周囲が明るいところでは外部の光を液晶パネル裏面に導
   き照明手段となす液晶表示装置において、 外光を液晶パネルの照明手段として用いる際は、赤，
   緑，青付近に透過のピークをもつ光学フィルターを用い
   て色純度を上げることを特徴とする液晶表示装置。