液晶顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及進行背光局部調光控制的液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]在平板終端或智能手機等便攜終端、數碼相機、TV以及各種監視器上設置有液晶顯示裝置的情況較多。液晶顯示裝置具有能夠調整光的透射率的液晶元件二維排列而成的液晶面板和向該液晶面板照射光的背光。
[0003]近年來，作為液晶顯示裝置，公知有如下的裝置:具有能夠分別對將液晶面板的顯示區域分割為多個的各分段區域進行照明的背光部，進行分別控制各分段區域的亮度的背光局部調光控制(以下，稱為BLD控制)。在BLD控制中，在圖像中包含亮度局部地低的暗部和亮度局所地高的亮部時，通過降低與該暗部對應的分段區域的背光亮度而減少暗部的泛白。由此，顯示在顯示區域中的顯示圖像的對比度變高，因此顯示圖像的畫質提高。
[0004]在進行這種BLD控制的液晶顯示裝置(以下，簡單稱為液晶顯示裝置)中，為了實現顯示圖像的畫質的進一步提高，通過各種方法控制各分段區域的顯示亮度。另外，本說明書所稱的“顯示亮度”是從液晶面板的像素(液晶元件)觀測的亮度，根據像素的透射率與背光部的亮度(稱為背光亮度)的積確定。
[0005]在專利文獻I中記載的液晶顯示裝置中，在各分段區域的中以高亮度顯示的高亮度區域的范圍越小，高亮度區域的背光亮度顯示亮度)越高。由此，例如，在顯示對夜空的月亮進行攝影而得到的夜景圖像時，能夠提高夜景圖像內的與月亮對應的分段區域的背光亮度，因此能夠提高夜景圖像的對比度。
[0006]在記載于專利文獻2的液晶顯示裝置中，分別設定各分段區域的背光亮度(a顯示亮度)的上限值和下限值，以各分段區域的背光亮度收斂到上限值與下限值之間的方式控制背光部(參照圖10的(B)部分)。由此，在顯示如上述的夜景圖像那樣的包含背景的幾乎全部為黑而一部分為白的圖案的圖像時，抑制背光部的光泄露到該白圖案的周圍的、所謂的“光圈”的產生。
[0007]在記載于專利文獻3的液晶顯示裝置中，在各分段區域的光源的光量成為基于輸入圖像的明度的預定基準值以上時，使各光源的光量變暗。由此，在顯示圖像從高亮度圖像變化到低亮度圖像的場景切換時，防止各光源不自然地將畫面照亮的異常照明狀態的產生。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2009-265671號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2012-008388號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2011-158499號公報
【發明內容】
[0013]發明所要解決的課題
[0014]但是，在專利文獻I的液晶顯示裝置中，雖然高亮度區域的范圍變得越小該高亮度區域的背光亮度變得越高，但是顯示圖像的可視性和晃眼對比高亮度低的中亮度以下的亮度區域的大小產生強影響。因此，在專利文獻I的液晶顯示裝置中，關于如上所述的特定的夜景圖像以外的圖像并不一定容易看到。特別是，在專利文獻I中僅關注高亮度區域，因此在進行例如星空那樣的包含多個孤立亮點的圖像的顯示時，有時感覺顯示圖像晃眼。另夕卜，在進行幻燈片顯示和動態顯示等時，對每個顯示圖像改變高亮度區域的數量(比例)，從而每個顯示圖像的消耗電力的偏差變大。其結果，根據顯示圖像供給到背光部的電力變動，因此電源變得大型化，制造成本上升并且消耗電力也增加。
[0015]另外，當如專利文獻2的液晶顯示裝置那樣設定各分段區域的亮度的上限值和下限值時，使對比度提高的局部調光控制的優點減少。特別是，當如專利文獻2那樣設定亮度的上限值而使圖像單純地變暗時，原本應以高對比度顯示的各分段區域的圖像以低對比度顯示(參照圖10的(B)部分)。因此，存在顯示圖像的畫質降低的問題。
[0016]而且，在專利文獻3的液晶顯示裝置中，也只是根據在場景切換時預先確定的基準減少各分段區域的光源的光量(背光亮度)。因此，在專利文獻3的液晶顯示裝置中，也與專利文獻2同樣，存在本來應以高對比度顯示的各分段區域的圖像以低對比度顯示的問題。
[0017]另外，為了在液晶顯示裝置中顯示高畫質的圖像，有效的是將顯示亮度設定得高。特別是，越使液晶面板高解析度化，其效果越顯著，因此需要設定為高亮度。但是，特別是當設定為顯示圖像的平均亮度電平(以下，APL:Average Picture Level)高的圖像、即全體明亮的圖像且高亮度時，進入到眼睛的光量增加，從而產生感覺晃眼的弊端。例如在明亮的室內環境中，當在視聽距離0.5m下視聽了 APL為100%的圖像(S卩，全體為白的圖像)時，存在當顯示亮度為600cd/m2以上時感覺到晃眼的報告。
[0018]另一方面，當在相同條件下視聽了包含多個APL為10%以下的暗部的顯示圖像時，存在即使顯示圖像內的亮部的顯示亮度為lOOOcd/m2左右也不會感覺到晃眼，相反顯示圖像清晰可見的報告。但是，此時，存在提高畫面全體的背光亮度，在暗部中產生泛白且畫質降低的問題。
[0019]另外，為了抑制晃眼，當將顯示亮度設定為600cd/m2以下時，雖然在APL高的圖像中不會晃眼，但是相反在APL低的圖像中顯示亮度變得不充分，存在顯示圖像的清晰度損失的問題。在以往的BLD控制方式的液晶顯示裝置中，只不過是再現在顯示圖像的亮部中均勻地對顯示區域的整個畫面進行照明的非BLD控制方式的顯示亮度，不能解決上述的問題。
[0020]本發明的目的在于，提供能夠以低消耗電力顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像的液晶顯示裝置。
[0021]用于解決課題的手段
[0022]用于實現本發明的目的的液晶顯不裝置，具有:液晶顯不部，具有液晶面板和能夠對將液晶面板的顯示區域分割為多個而成的各分段區域的亮度分別進行控制的背光部；圖像數據獲取部，獲取圖像數據；亮度設定值算出部，根據與各分段區域對應的圖像數據的亮度信息，算出各分段區域的亮度設定值；以及亮度控制部，將根據圖像數據的影像信號電平的統計量確定的系數與各分段區域的亮度設定值相乘，從而對各分段區域的亮度進行控制。
[0023]根據本發明，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。特別是，在顯示平均亮度電平(APL)低的圖像時，抑制暗部中的泛白的產生和顯示亮度不充分的情況，因此能夠顯示高對比度的圖像。
[0024]優選為，液晶顯示裝置具有:累計值算出部，根據亮度設定值算出部的算出結果，對圖像數據的一畫面量的各分段區域的亮度設定值進行累計而算出第I累計值作為統計量；以及閾值存儲部，將預先確定的適合視聽的第I累計值的范圍存儲為第I閾值，在累計值算出部算出的第I累計值位于第I閾值的范圍外時，亮度控制部確定用于將第I累計值校正到第I閾值的范圍內的系數，將該系數與各分段區域的亮度設定值相乘而進行校正。由此，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。另外，能夠將每個圖像的最高亮度的偏差抑制得低。
[0025]優選為，亮度控制部，在第I累計值比第I閾值的范圍大時，作為系數確定系數KU(KlKl)，到該第I累計值位于第I閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KU，在第I累計值比第I閾值的范圍小時，作為系數確定系數KL(KL>1)，到該第I累計值位于第I閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KL。由此，防止視聽者感覺顯示圖像晃眼的情況。另外，防止顯示圖像過暗而不清晰的情況。
[0026]優選為，在圖像數據獲取部獲取了動態圖像數據時，亮度設定值算出部對構成動態圖像數據的每個幀圖像數據，算出各分段區域的亮度設定值，累計值算出部對將各幀圖像數據分割為多個而成的每個幀組累計亮度設定值，算出每個幀組的第2累計值，亮度控制部進行:第I獲取處理，獲取預先確定的表示適合視聽的第2累計值的范圍的第2閾值；以及第I校正處理，在累計值算出部算出的第2累計值位于第2閾值的范圍外時，確定用于將第2累計值校正到第2閾值的范圍內的系數，對與該第2累計值對應的幀組的各亮度設定值乘算該系數而進行校正。由此，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的動態圖像。另外，與以幀圖像單位進行亮度設定值的校正的情況相比減少動態圖像的偏差，并且能夠減少運算負荷。
[0027]優選為，在第I獲取處理中，獲取根據第I閾值和屬于幀組的幀圖像數據的數量決定的第2閾值。
[0028]優選為，在第I校正處理中，在第2累計值比第2閾值的范圍大時，作為系數確定系數KU(KlKl)，到該第2累計值位于第2閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KU，在第2累計值比第2閾值的范圍小時，作為系數確定系數KL(KL>1)，到該第2累計值位于第2閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KL。由此，防止視聽者感覺顯示圖像晃眼的情況。另外，防止顯示圖像過暗而不清晰的情況。
[0029]優選為，液晶顯示裝置具有場景切換檢測部，該場景切換檢測部對幀組內的場景切換進行檢測，累計值算出部，在通過場景切換檢測部檢測到場景切換時，對幀組內的每個場景累計各分段區域的亮度設定值，算出每個場景的第3累計值，亮度控制部進行:第2獲取處理，在檢測到場景切換時，獲取預先確定的表示適合視聽的第3累計值的范圍的每個場景的第3閾值；以及第2校正處理，在累計值算出部算出的第3累計值位于對應的第3閾值的范圍外時，確定用于將該第3累計值校正到該第3閾值的范圍內的系數，對與該第3累計值對應的場景的各亮度設定值乘算該系數而進行校正。由此，即使在幀組內產生了場景切換的情況下也能夠對各亮度設定值進行適當的校正。
[0030]優選為，在第2獲取處理中，獲取根據第I閾值和分別屬于各場景的幀圖像數據的數量決定的第3閾值。
[0031]優選為，第2校正處理包含如下的乘算處理:在第3累計值比第3閾值的范圍大時，作為系數確定系數KU (KlKl)，到該第3累計值位于第3閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KU，在第3累計值比第3閾值的范圍小時，作為系數確定系數KL (KL>1)，到該第3累計值位于第3閾值的范圍內為止對各亮度設定值重復乘以系數KL。由此，防止視聽者感覺顯示圖像晃眼的情況。另外，防止顯示圖像過暗而不清晰的情況。
[0032]優選為，液晶顯示裝置具有:照度檢測部，對液晶顯示部的周圍的照度進行檢測；以及第I閾值變更控制部，根據照度檢測部的檢測結果，隨著照度提高而提高第I閾值的上限值和下限值，隨著照度降低而降低上限值和下限值。由此，與照度的大小無關，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0033]優選為，在照度檢測部檢測到的照度比預先確定的照度上限值大時，第I閾值變更控制部將上限值和下限值固定為恒定值。
[0034]優選為，液晶顯示裝置具有:視聽距離判別部，對從顯示區域到視聽者為止的視聽距離進行判別；以及第2閾值變更控制部，根據視聽距離判別部的判別結果，隨著視聽距離變長而提高第I閾值的上限值和下限值，隨著視聽距離變短而降低上限值和下限值。由此，與視聽距離無關，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0035]優選為，在視聽距離判別部判別的視聽距離比預先確定的距離上限值大時，第2閾值變更控制部將上限值和下限值固定為恒定值。
[0036]優選為，液晶顯示裝置具有:電源部，接受來自外部電源和電池中的任意一個的電力供給；電源判定部，判定電源部是否從電池接受電力供給；以及第3閾值變更控制部，根據電源判定部的判定結果，在電源部從電池接受電力供給時，與從外部電源接受電力供給時相比，降低第I閾值的上限值和下限值。由此，在從電池供給電力時能夠減少消耗電力。
[0037]優選為，第I閾值確定當顯示在顯示區域上的顯示圖像的平均亮度電平為100%時顯示亮度的峰值為500cd/m2以上且1000cd/m2以下的第I累計值的范圍。由此，能夠得到視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0038]優選為，液晶顯示裝置具有:平均亮度電平算出部，根據圖像數據獲取部獲取的圖像數據，算出該圖像數據的一畫面量的平均亮度電平作為統計量；以及對應關系存儲部，存儲預先確定的適合視聽的平均亮度電平與系數之間的對應關系，亮度控制部根據平均亮度電平算出部的算出結果，參照存儲在對應關系存儲部中的對應關系而確定系數，并將該系數與各分段區域的亮度設定值相乘。由此，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。另外，運算簡單，與用于BLD控制的處理并行地求出系數，因此能夠使處理高速化，并且能夠降低裝置(系統)的成本。
[0039]優選為，在圖像數據獲取部獲取了動態圖像數據時，亮度設定值算出部，對構成動態圖像數據的每個幀圖像數據，算出各分段區域的亮度設定值，平均亮度電平算出部，對將各幀圖像數據分割為多個而成的每個幀組，算出包含在幀組中的任意的幀圖像數據的平均亮度電平，亮度控制部根據每個幀組的平均亮度電平算出部的算出結果，參照對應關系而確定該每個幀組的系數，將該系數與對應的幀組的各亮度設定值相乘。由此，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的動態圖像。另外，與以幀圖像單位進行亮度設定值的校正的情況相比減少動態圖像的偏差，并且能夠減少運算負荷。
[0040]優選為，液晶顯示裝置具有場景切換檢測部，該場景切換檢測部對幀組內的場景切換進行檢測，在通過場景切換檢測部檢測到場景切換時，平均亮度電平算出部對幀組內的每個場景，算出包含在場景中的任意的幀圖像數據的平均亮度電平，在檢測到場景切換時，亮度控制部根據每個場景的平均亮度電平算出部的算出結果，參照對應關系確定該每個場景的系數，并將該系數與對應的場景的各亮度設定值相乘。由此，即使在幀組內產生了場景切換的情況下也能夠對各亮度設定值進行適當的校正。
[0041]優選為，液晶顯示裝置具有照度檢測部，該照度檢測部對液晶顯示部的周圍的照度進行檢測，對應關系存儲部存儲對多個不同照度按每個照度確定對應關系而得到的多個對應關系，亮度控制部，從存儲在對應關系存儲部中的多個對應關系中選擇與照度檢測部的檢測結果對應的對應關系，根據該對應關系確定系數。由此，與照度的大小無關，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0042]優選為，液晶顯示裝置具有視聽距離判別部，該視聽距離判別部對從顯示區域到視聽者為止的視聽距離進行判別，對應關系存儲部存儲對多個不同視聽距離按每個視聽距離確定對應關系而得到的多個對應關系，亮度控制部從存儲在對應關系存儲部中的多個對應關系中選擇與視聽距離判別部的判別結果對應的對應關系，根據該對應關系確定系數。由此，與視聽距離無關，能夠顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0043]優選為，液晶顯示裝置具有:電源部，接受來自外部電源和電池中的任意一個的電力供給；以及電源判定部，判定電源部是否從電池接受電力供給，對應關系存儲部存儲根據針對電源部的電力供給狀態分別確定的兩個種類的對應關系，亮度控制部從存儲在對應關系存儲部中的兩個種類的對應關系中選擇與電源判定部的判定結果對應的對應關系，根據該對應關系確定系數。由此，能夠根據電源的種類使亮度設定值增減，因此例如在從電池供給電力時降低亮度設定值，從而能夠減少消耗電力。
[0044]優選為，亮度控制部確定當顯示在顯示區域上的顯示圖像的平均亮度電平為100%時顯示亮度的峰值滿足500cd/m2以上且lOOOcd/m2以下的系數。由此，能夠得到視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
[0045]發明效果
[0046]在本發明的液晶顯示裝置中，將根據圖像數據的影像信號電平的統計量確定的系數與各分段區域的亮度設定值相乘，從而控制各分段區域的亮度，因此能夠以低消耗電力顯示視聽者不會感覺晃眼的適合視聽的清晰的圖像。
【附圖說明】
[0047]圖1是平板終端的立體圖。
[0048]圖2是液晶顯示部的分解立體圖。
[0049]圖3是示出平板終端的電結構的框圖。
[0050]圖4是第I實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0051]圖5是用于說明以往的灰度校正處理的說明圖。
[0052]圖6是用于說明本發明的灰度校正處理的說明圖。
[0053]圖7是用于說明閾值的上限值UL和下限值LL的說明圖。
[0054]圖8是示出第I實施方式的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0055]圖9是示出第I實施方式的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0056]圖10是用于說明亮度設定值的校正處理的效果(高對比度)的說明圖。
[0057]圖11是用于說明亮度設定值的校正處理的效果(低消耗電力化)的說明圖。
[0058]圖12是第2實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0059]圖13是示出第2實施方式的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0060]圖14是用于說明第2實施方式中的動態顯示時的亮度設定值的算出、累計以及校正的定時的說明圖。
[0061]圖15是用于說明第2實施方式的亮度設定值的校正處理的效果(低消耗電力化)的說明圖。
[0062]圖16是第3實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0063]圖17是示出第3實施方式的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0064]圖18是示出第3實施方式的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0065]圖19是用于說明第3實施方式中的動態顯示時的亮度設定值的算出、累計以及校正的定時的說明圖。
[0066]圖20是第4實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0067]圖21是示出第4實施方式的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0068]圖22是示出第4實施方式的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0069]圖23是用于說明第4實施方式中的動態顯示時的亮度設定值的算出、累計以及校正的定時的說明圖。
[0070]圖24是第5實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0071]圖25是示出照度與累計值的上限值和下限值之間的對應關系的圖表。
[0072]圖26是第6實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0073]圖27是示出視聽距離與累計值的上限值和下限值之間的對應關系的圖表。
[0074]圖28是第7實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0075]圖29是第8實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0076]圖30是用于說明表的說明圖。
[0077]圖31是示出第8實施方式的靜止圖像的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0078]圖32是示出第8實施方式的動態圖像的顯示控制處理的流程的流程圖。
[0079]圖33是第9實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0080]圖34是示出在第9實施方式中沒有產生場景切換時的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0081]圖35是示出在第9實施方式中產生了場景切換時的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0082]圖36是示出場景切換檢測處理的流程的流程圖。
[0083]圖37是示出圖35中的亮度設定值的校正處理的流程的流程圖。
[0084]圖38是第10實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0085]圖39是用于說明通常和高照度用表的說明圖。
[0086]圖40是第11實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0087]圖41是用于說明通常和遠距離用表的說明圖。
[0088]圖42是第12實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0089]圖43是用于說明AC電源用和電池用表的說明圖。
[0090]圖44是第13實施方式的平板終端的CPU的功能框圖。
[0091]圖45是示出第13實施方式的顯示控制處理的流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0092][第I實施方式]
[0093]<平板終端的結構>
[0094]如圖1所示，與本發明的液晶顯示裝置相當的平板終端10具有平板狀的框體11。在框體11的一個面上設置有液晶顯示部12、揚聲器13、話筒14、操作部15、相機部16。另夕卜，框體11的結構不限于此，例如，能夠采用液晶顯示部與其他操作部等各種輸入部獨立的結構。
[0095]如圖2所不，液晶顯不部12具有顯不圖像(靜止圖像和動態圖像等)和文字?目息等并且檢測針對所顯示的信息的用戶操作的、所謂的觸控面板構造。該液晶顯示部12由液晶面板(LCD:Liquid Crystal Display) 18、操作面板19、背光部20構成。另外，雖然液晶顯示部12的顯示尺寸從小型尺寸到大型尺寸沒有特別限定，但是在本實施方式中例如為20英寸。
[0096]在液晶面板18上二維排列有能夠調整光的透射率的多個液晶元件18a(參照圖3)。另外，作為液晶面板18，例如也可以使用具有雙凸透鏡的液晶面板18等立體圖像視聽用的各種液晶面板18。
[0097]操作面板19具有光透射性，載置在液晶面板18的顯示區域上。該操作面板19是檢測通過用戶(視聽者)的手指和手寫筆操作的一個或多個坐標的設備。當通過用戶的手指或手寫筆操作該設備時，由操作引起而產生的檢測信號輸出到平板終端10的CPU。CPU根據接收到的檢測信號對液晶面板18上的操作位置(例如坐標等)進行檢測。
[0098]操作面板19成為完全覆蓋液晶面板18的配置。在采用了該配置時，操作面板19也可以具有關于液晶面板18外的區域也檢測用戶操作的功能。換言之，操作面板19也可以具有關于與液晶面板18重疊的重疊部分的檢測區域(以下，關于該檢測區域也稱為顯示區域)和關于除此以外的外緣部分的檢測區域(以下，稱為非顯示區域)。作為在這種操作面板19中采用的位置檢測