專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，更詳細而言，涉及具備液晶面板和對液晶面板進行照射的發(fā)光二極管光源的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，節(jié)能受到重視，即使對于具有液晶面板的液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display)而言，降低功耗也成為重要主題。
此外，發(fā)售的液晶顯示裝置中存在使用發(fā)光二極管(LED)光源作為背光源的商品。
作為LED背光源的發(fā)光亮度調(diào)節(jié)方式，有脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation =PWM)方式和電流值控制方式。由于PWM方式是時間控制，因此能進行精度高的控制和微調(diào)控制。另一方面，電流值控制方式雖然比PWM方式的功率效率要高，但由于控制寬度不能像PWM方式那樣小，且為了進行線性控制而需要修正，因而不適合于進行微調(diào)控制，而是成為臺階狀的控制。
在專利文獻1中公開了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括背光源驅(qū)動部， 該背光源驅(qū)動部對LED背光源部提供R、G、B驅(qū)動電流及R、G、B的PWM信號，從而對各R、 G、B背光源的發(fā)光亮度和色度進行控制；以及定時控制器，該定時控制器對掃描驅(qū)動器、源極驅(qū)動器及背光源驅(qū)動部的動作進行控制。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1 日本專利特開2006-235565號公報發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
然而，以專利文獻1所記載的技術(shù)為代表的現(xiàn)有的LED背光源中，僅能進行利用 PWM方式的亮度控制和利用電流值控制方式的亮度控制。因此，作為產(chǎn)品進行組裝并實際進行圖像顯示時，未研究具體如何將兩種方式組合來進行亮度控制而有利于提供適合于收視的畫質(zhì)、以及有利于功耗降低。因而，將兩種亮度控制裝載到產(chǎn)品中時，要求有如何進行組合的明確的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，其目的在于，在具備LED背光光源的液晶顯示裝置中，在將PWM方式和電流值控制方式進行組合來控制成與畫質(zhì)相對應(yīng)的亮度時，能降低點亮LED所消耗的功耗。
用于解決問題的方法
為了解決上述問題，本發(fā)明的第一技術(shù)手段涉及一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括液晶面板，該液晶面板對輸入視頻信號進行顯示；發(fā)光二極管光源，該發(fā)光二極管光源用來照射該液晶面板；以及發(fā)光亮度控制部，該發(fā)光亮度控制部對該發(fā)光二極管的發(fā)光亮度進行控制，該液晶顯示裝置的特征在于，所述發(fā)光亮度控制部利用脈沖寬度調(diào)制方式和電流值控制方式這兩種方式對所述發(fā)光二極管的發(fā)光亮度進行控制，其中脈沖寬度調(diào)制方式對占空進行變更，該占空則表示點亮/熄滅所述發(fā)光二極管的脈沖在每一個周期中的點亮?xí)r間，電流值控制方式從多個設(shè)定值中選擇流過所述發(fā)光二極管的電流值，所述多個設(shè)定值中的至少一個設(shè)定值是在對所述液晶顯示裝置設(shè)定的畫質(zhì)模式中的特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值下、所述占空成為最大值的規(guī)定電流值，所述特定畫質(zhì)模式是所使用的所述最大亮度值至少比其它特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值要小的畫質(zhì)模式。
第二技術(shù)手段是第一技術(shù)手段所記載的技術(shù)手段，其特征在于，所述特定畫質(zhì)模式是作為用戶最常使用的模式來設(shè)置的畫質(zhì)模式。
第三技術(shù)手段是第一或第二技術(shù)手段所記載的技術(shù)手段，其特征在于，在所述特定畫質(zhì)模式下進行動作期間，在需要將亮度值變更為超過所述最大亮度值的情況下，所述發(fā)光亮度控制部利用其它特定畫質(zhì)模式中所使用的電流值來進行控制。
第四技術(shù)手段是第三技術(shù)手段所記載的技術(shù)手段，其特征在于，在所述其它特定畫質(zhì)模式下進行動作期間，在需要將亮度值變更為所述最大亮度值以下的情況下，所述發(fā)光亮度控制部利用所述特定畫質(zhì)模式中所使用的電流值來進行控制。
第五技術(shù)手段是第三或第四技術(shù)手段所記載的技術(shù)手段，其特征在于，在使電流值變化時，所述發(fā)光亮度控制部使電流值和所述占空同時緩緩地變化。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，在具備LED背光光源的液晶顯示裝置中，能通過將PWM方式和電流值控制方式相組合，通過根據(jù)畫質(zhì)模式高效地點亮LED，來降低功耗。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)示例的框圖。
圖2是表示與圖1的液晶顯示裝置的LED背光源相關(guān)聯(lián)的部分的一結(jié)構(gòu)示例的框圖。
圖3是表示圖2的LED背光源的PWM占空表的一示例的圖。
圖4是表示圖2的LED背光源的LED電流表的一示例的圖。
圖5是用來說明圖2的LED背光源的標(biāo)準(zhǔn)模式中的發(fā)光亮度控制方法的一示例的圖，是表示使用圖3和圖4的表的標(biāo)準(zhǔn)模式中的PWM占空、與圖2的LED電流控制電路中的最大電流和亮度之間的關(guān)系的一示例的圖。
圖6是表示LED的正向電壓-正向電流特性、以及正向電流_相對光通量特性的一示例的圖。
圖7是用來說明圖2的LED背光源的發(fā)光亮度控制方法的另一示例的圖。
圖8是用來說明圖2的LED背光源的發(fā)光亮度控制方法的另一示例的圖。
圖9是用來說明圖2的LED背光源的發(fā)光亮度控制方法的另一示例的圖。
圖10是表示圖2的LED背光源的PWM占空表的另一示例的圖。
圖11是表示可適用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的背光源的配置示例的圖。
具體實施方式
圖1是表示本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)示例的框圖。液晶顯示裝置 1除了 LED背光源10之外，還包括調(diào)諧器部11 ；操作部12 ；視頻信號處理部13 ；主控制部 14 ；LED驅(qū)動部15 ；外光照度檢測部16 ；液晶控制部17 ；以及液晶面板18。
主控制部14對視頻信號處理部13或LED驅(qū)動部15等、液晶顯示裝置1內(nèi)的全體進行直接或間接的控制。其中，對LED驅(qū)動部15進行控制的部分作為LED控制部1 來進行說明。此外，操作部12只要可接受用戶操作、并將該操作內(nèi)容傳輸給主控制部14即可， 可由在液晶顯示裝置1的本體上作為按鈕等設(shè)置的本體操作部、和接收來自附屬的遙控器的操作信號的接收部來構(gòu)成。當(dāng)然，作為操作部12，可僅設(shè)置本體操作部、接收部中的一個。
調(diào)諧器部11與接收廣播波的天線的天線輸入端子相連接，對從天線輸入端子輸入的廣播波進行解調(diào)，并輸出到視頻信號處理部13。視頻信號處理部13進行用來在液晶面板18上顯示從調(diào)諧器部11輸入的視頻信號的各種信號轉(zhuǎn)換處理。液晶顯示裝置可通過設(shè)置調(diào)諧器部11等來構(gòu)成作為液晶電視裝置。
此外，液晶顯示裝置1中，有的具備將視頻或聲音狀態(tài)設(shè)定成用戶期望狀態(tài)的輸出模式。例如，電視裝置是其一示例。輸出模式被稱作AV位置等，或由于對每個輸出模式變換畫質(zhì)，從而還被稱作畫質(zhì)模式。
作為上述輸出模式，例如設(shè)定“標(biāo)準(zhǔn)模式”、“動態(tài)模式”、“游戲模式”、“PC模式”、 "AV存儲器模式”、“電影模式”等。
“標(biāo)準(zhǔn)模式”是表示畫質(zhì)/聲音的設(shè)定是標(biāo)準(zhǔn)值的模式。此外，“動態(tài)模式”用特別逼真、色彩鮮艷的視頻，能收看體育節(jié)目等作為具有強烈視覺表現(xiàn)力的節(jié)目。動態(tài)模式可用作為例如在商店的店面中、用來向大眾宣傳該裝置的特征的展示模式(稱作店面模式)。通常，利用對視頻顯示裝置準(zhǔn)備的最佳的畫質(zhì)、亮度來執(zhí)行動態(tài)模式。
此外，“游戲模式”是對電視游戲等的視頻的亮度進行抑制以保護眼睛的方式來顯示的模式，"PC模式”是PC用畫面模式。此外，“AV存儲器模式”是對每次輸入能存儲任意的調(diào)節(jié)內(nèi)容的模式。“電影模式”是照原樣提取電影源中所包含的信號、忠實于原信號來再現(xiàn)亮度特性和顏色特性并表現(xiàn)膠片感的模式。
本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置1具有如所例示的輸出模式那樣的多個畫質(zhì)模式， 且能從其中選擇一個畫質(zhì)模式。畫質(zhì)模式的選擇可利用來自操作部12的、由用戶進行的選擇操作來執(zhí)行即可，但也可利用視頻信號處理部13等對視頻信號所表示的視頻的種類或特征進行辨別，基于該辨別結(jié)果自動地執(zhí)行。
而且，在視頻信號處理部13中執(zhí)行與所選的畫質(zhì)模式相符合的各種視頻處理，并輸出到液晶控制部17。
液晶控制部17進行如下控制從液晶面板18的最上部線開始按順序?qū)懭霃囊曨l信號處理部13輸出的視頻信號。在液晶面板18中，進行依次寫入并更新掃描視頻信號的垂直掃描。寫入的視頻信號保持1幀。通過這種寫入，在液晶面板18中顯示所輸入的視頻信號所表示的視頻。此時，以所選畫質(zhì)模式的畫質(zhì)來顯示視頻。
液晶面板18是非自發(fā)光型的面板，為了觀看所顯示的視頻而要從背面?zhèn)日丈涔猓?因此在液晶顯示裝置1上設(shè)置有光源。在本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置1中，作為該光源而具備LED背光源10。
外光照度檢測部16由檢測出液晶顯示裝置1的周圍的外光照度的OPC(光學(xué)圖像控制=Optical Picture Control)傳感器(還稱作亮度傳感器)等來構(gòu)成。能根據(jù)由OPC 傳感器檢測出的液晶顯示裝置1的周圍的外光照度，來增減LED背光源10的LED的發(fā)光亮度。當(dāng)然，液晶顯示裝置1也可不具備外光照度檢測部16。
主控制部14向內(nèi)部的LED控制部1 傳輸調(diào)光控制信號和模式切換信號，LED控制部Ha經(jīng)由LED驅(qū)動部15對LED背光源10的發(fā)光進行控制。
調(diào)光控制信號是基于操作部12中的亮度調(diào)節(jié)操作(調(diào)光操作)的結(jié)果或外光照度檢測部16中的檢測結(jié)果、作為表示調(diào)光設(shè)定值的信號而生成的。此外，所謂模式切換信號，是表示切換后的畫質(zhì)模式的信號。即，如下信號相當(dāng)于模式切換信號表示與操作部12 中的由用戶進行的模式切換(選擇)操作相對應(yīng)的模式的信號；或表示通過辨別視頻信號所表示的視頻的種類或特征等而基于視頻來自動地進行決定的畫質(zhì)模式的信號等。
接著，參照圖2 圖6，對LED背光源10的結(jié)構(gòu)示例和控制示例進行說明。圖2是表示與圖1的液晶顯示裝置的LED背光源相關(guān)聯(lián)的部分的一結(jié)構(gòu)示例的框圖。此外，圖3 和圖4是分別表示圖2的LED背光源的PWM占空表、LED電流表的一示例的圖。此外，圖5 是用來說明圖2的LED背光源的標(biāo)準(zhǔn)模式中的發(fā)光亮度控制方法的一示例的圖。
圖2所例示的LED背光源的關(guān)聯(lián)部分包括發(fā)光亮度控制部、具備LED 41的LED 背光源(稱作背光源部)10。該發(fā)光亮度控制部由LED控制部1 和LED驅(qū)動部15所構(gòu)成。
LED控制部1 利用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式和電流值控制方式這兩種方式來控制LED 41的發(fā)光亮度。PWM方式是對占空進行變更的方式，該占空則表示點亮/熄滅LED 41的脈沖在每一周期中的點亮?xí)r間(以下稱作點亮占空)。此處，將LED 41的點亮/熄滅的周期作為T、一個周期中的點亮?xí)r間作為τ時，點亮占空D能用D= τ/Τ來表示。另外， 點亮占空有時還稱作占空比。
電流值控制方式是從多個設(shè)定值中選擇流過LED 41的電流值(正向電流值)的方式。另外，該設(shè)定值還能由用于獲得該電流值的電壓值進行規(guī)定。
而且，在本發(fā)明中，多個設(shè)定值中的至少一個設(shè)定值是在對液晶顯示裝置1設(shè)定的畫質(zhì)模式中的特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值(設(shè)計者所規(guī)定的在特定畫質(zhì)模式中作為標(biāo)準(zhǔn)使用的最大亮度值等)下、點亮占空成為最大值的規(guī)定電流值。即，在該特定畫質(zhì)模式中，從預(yù)定的最小亮度值到上述最大亮度值之間，可利用上述規(guī)定的電流值進行控制，以使點亮占空從最小值(用于在上述規(guī)定的電流值下輸出最小亮度值的點亮占空的最小值)到最大值為止緩緩地增大。以下，舉出點亮占空為100%的情況作為上述最大值為例來進行說明，但是也可以是作為液晶顯示裝置1中使用的點亮占空的最大值來決定的值。
此處，上述特定畫質(zhì)模式是所使用的最大亮度值至少比在其它特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值要小的畫質(zhì)模式。換言之，液晶顯示裝置1中可設(shè)定除上述特定畫質(zhì)模式以外的畫質(zhì)模式，該畫質(zhì)模式是所使用的最大亮度值不同的畫質(zhì)模式、且是所使用的最大亮度值較大的畫質(zhì)模式。所謂該亮度值較大的畫質(zhì)模式，相當(dāng)于上述示例中的動態(tài)模式。 即，上述特定的畫質(zhì)模式并非動態(tài)模式。當(dāng)然，即使在動態(tài)模式中，也優(yōu)選執(zhí)行這種控制，即優(yōu)選以所使用的最大亮度值下點亮占空為100%的電流值來執(zhí)行控制。
優(yōu)選上述特定畫質(zhì)模式是作為用戶最常使用的模式來設(shè)置的畫質(zhì)模式。該畫質(zhì)模式相當(dāng)于上述示例中的標(biāo)準(zhǔn)模式。以下，舉出采用標(biāo)準(zhǔn)模式作為上述特定畫質(zhì)模式的示例來進行說明，然而采用其它畫質(zhì)模式的情況也同樣適用。
對進行這種控制的LED控制部14a的結(jié)構(gòu)示例進行說明。LED控制部1 包括 調(diào)光控制電路23、PWM信號生成電路M、以及LED電流控制電路25。LED控制部1 還包括存儲器，該存儲器存儲有PWM占空表21和LED電流表22。
如圖3中用占空表a和占空表b所例示的那樣，PWM占空表21包含多個表。而且， 在各表中，調(diào)光設(shè)定值(相當(dāng)于利用用戶調(diào)光或OPC調(diào)光等進行變更的值)、利用各調(diào)制設(shè)定值來進行調(diào)光時的亮度比、以及點亮占空是互相關(guān)聯(lián)的。
如圖4所例示的那樣，在LED電流表22中給出有各畫質(zhì)模式中所使用的電流值， 還給出有各畫質(zhì)模式中所使用的占空表。在該示例中，給出了如下情形在動態(tài)模式中， 作為電流值利用II、根據(jù)占空表a對點亮占空進行控制；在標(biāo)準(zhǔn)模式中，作為電流值利用 12 (設(shè)12 < II)、根據(jù)占空表b對點亮占空進行控制。
調(diào)光控制電路23參照LED電流表22，根據(jù)模式切換信號(或最新模式切換信號) 所表示的模式來決定控制所使用的電流值和PWM占空表。此外，調(diào)光控制電路23參照PWM 占空表21中的、所決定的PWM占空表(該示例中為表a或表b)，根據(jù)調(diào)光控制信號所表示的調(diào)光設(shè)定值，來決定控制所使用的點亮占空。
調(diào)光控制電路23將這樣決定的點亮占空輸出到PWM信號生成電路M，并且將決定的電流值輸出到LED電流控制電路25。另外，PWM占空表21和LED電流表22不限于如圖 3和圖4的表述形式，如果針對每個畫質(zhì)模式規(guī)定每個電流值和調(diào)光設(shè)定值(或亮度比)的點亮占空，則例如即使是一個表，也能用調(diào)光控制電路23進行控制。此外，盡管舉出了在存儲器中存儲有各表21、22的示例，然而不限于此，調(diào)光控制電路23也可采用如下電路該電路能基于輸入的調(diào)光控制信號和模式切換信號來決定相當(dāng)于各表21、22所表示的值的電流值和點亮占空。
PWM信號生成電路M根據(jù)輸入的點亮占空來生成脈沖信號，并輸出到LED驅(qū)動部 15。LED電流控制電路25生成用于將電流控制成為輸入的電流值的電流控制信號，并輸出到LED驅(qū)動部15。
LED驅(qū)動部15包括LED電壓生成電路31和LED驅(qū)動器32。LED驅(qū)動器32基于從 LED電流控制電路25輸入的電流控制信號，輸出用于生成與需要的LED電流相對應(yīng)的LED 驅(qū)動電壓的信號。LED電壓生成電路31根據(jù)輸入的信號向LED 41輸出驅(qū)動電壓。另一方面，LED驅(qū)動器32向LED 41輸出從PWM信號生成電路M輸入的脈沖信號。由此，根據(jù)由調(diào)光控制電路23決定的點亮占空的脈沖寬度的PWM信號，對LED 41施加由調(diào)光控制電路 23決定的電流值的電流，LED 41被點亮或熄滅。
這樣，LED控制部1 基于調(diào)光控制信號和模式切換信號，參照各表21、22的值來驅(qū)動LED驅(qū)動部15，且LED驅(qū)動部15驅(qū)動LED 41。
而且，在本發(fā)明中，在標(biāo)準(zhǔn)模式中所使用的最大亮度值(本示例中亮度比為60 % ) 的這一點處，具有點亮占空成為100%的電流值作為一個設(shè)定值。該電流值是以圖4的LED 電流表22中的12來例示的值。
而且，用該電流值12進行驅(qū)動時，使用圖3的PWM占空表21中的表b。其結(jié)果為， 調(diào)光控制電路23根據(jù)調(diào)光控制信號進行控制時，當(dāng)在60%的亮度比(在該示例中調(diào)光設(shè)定值對應(yīng)于士0)以下進行控制時，根據(jù)圖5的曲線圖50中的直線51a所示的關(guān)系來決定點亮占空。這樣，能對LED進行控制，以使LED以直線52(但是亮度比在60%以下)所示的亮度來發(fā)光。
S卩，在標(biāo)準(zhǔn)模式中，進行如下控制將電流值12固定，并根據(jù)直線51a所示的關(guān)系， 隨著調(diào)光設(shè)定值增大，點亮占空朝著100%增大。
另外，圖5的曲線圖50表示利用圖3和圖4的表的標(biāo)準(zhǔn)模式中的PWM-占空和圖2 的LED電流控制電路25中的最大電流和亮度之間的關(guān)系的一示例。此處，在曲線圖50中以直線53a表示電流值12。此外，曲線圖50中，未對電流加上刻度，僅表示變化情況，曲線圖50所示的電流值是指在點亮占空100%時能流過LED的最大電流值。關(guān)于這一點，下述的圖7 圖9中的各曲線圖也同樣適用。
接著，參照圖6，來簡單地說明如圖5所例示的、能提高背光源的發(fā)光效率并降低功耗的控制。圖6(A)是表示LED中的正向電壓-正向電流特性的一示例的圖，圖6(B)是表示LED中的正向電流-相對光通量特性的一示例的圖。此處也同樣，舉出采用標(biāo)準(zhǔn)模式作為上述特定畫質(zhì)模式的示例。
如圖6(B)所示特性那樣，流過LED的正向電流和相對光通量(亮度)之間的關(guān)系成為上凸函數(shù)，隨著正向電流升高，發(fā)光效率變差。例如，在IOOmA處的相對光通量為1.4， 而其雙倍的200mA處的相對光通量成為比雙倍小的2. 0。此處，不考慮PWM控制，換言之， 在圖6(B)中表示點亮占空為100%時的特性，然而例如如果在相同電流值下使點亮占空為 50%，則亮度成為點亮占空為100%時的大致一半的亮度。例如，如果將在100mA、以100% 驅(qū)動時的相對光通量作為1. 4，則在100mA、以50%驅(qū)動時的相對光通量約成為0. 7。
由于正向電流、點亮占空和亮度之間存在這種關(guān)系，因此如果對在規(guī)定的電流值下以點亮占空(< 100%)來發(fā)光的情況、以及為了獲得相同亮度(輝度)在低電流值下使點亮占空為100%來發(fā)光的情況下的功耗進行比較，則減小電流值而使點亮占空為 100%來發(fā)光的一方的功耗較低。這是因為，由于正向電壓和正向電流之間存在圖6(A)的正向電壓-正向電流特性所例示的關(guān)系，因此電流值下降而使LED的正向電壓相應(yīng)下降，所需要的電源電壓值相應(yīng)下降。
利用更具體的示例來進行說明。PWM控制的情況下，例如在200mA下點亮占空為 100%時，亮度為2. 0，而為了達到1. 4的亮度，在200mA下只要使點亮占空為70%即可?？墒?，還可通過變化電流值，在電流值為IOOmA下使點亮占空為100%。對哪一方的功耗較低進行說明。圖6 (A)中，200mA時為3. 5V，IOOmA時為3. 0V。因而，在200mA下點亮占空 70%時，成為200mAX3. 5VX70%= 490mW，另一方面，在IOOmA下點亮占空100%時，成為 IOOmAX3. OVX 100%= 300mW。因而，IOOmA下使點亮占空為100%的一方的功耗較低。由此，為了獲得相同亮度，減小電流值而使點亮占空為100%來發(fā)光的一方的功耗較低。
參照圖5的曲線圖50來進行說明，根據(jù)將直線51c照原樣延長到較暗側(cè)的直線所示的關(guān)系，在驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)模式時，需要的電流值(Il)如曲線圖50中用直線53c所示，比根據(jù)直線51a所示關(guān)系來驅(qū)動時的電流值12 (對應(yīng)于直線53a的電流值)要大，且用于使該電流值Il流過所需的電壓也增大。因而，在本發(fā)明中，在標(biāo)準(zhǔn)模式下，利用比電流值Il要小的電流值12，而相反控制點亮占空使得與用電流值Il驅(qū)動時的點亮占空相比要升高。因而，電流值12成為用于在點亮占空100%下發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)模式中所使用的最大亮度值的光的電流值。
這樣，在標(biāo)準(zhǔn)模式期間，通過將電流值設(shè)定成在標(biāo)準(zhǔn)模式中所使用的最大亮度值下點亮占空成為100%，從而能降低標(biāo)準(zhǔn)模式下的功耗。因而，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置 1，通過將PWM方式和電流值控制方式進行組合來控制成與畫質(zhì)相對應(yīng)的亮度時，能降低點亮LED所消耗的功耗。此外，由于所進行的控制不會為了降低功耗而使亮度下降，因此不使用戶感到有異樣感、不適感，并能實現(xiàn)節(jié)能。
接著，再次參照圖5，來對LED控制部14a的優(yōu)選控制示例進行說明。在上述特定的畫質(zhì)模式下的動作期間，需要變更為超過上述最大亮度值(圖5的示例中相當(dāng)于60%亮度比)的亮度值的情況(即，用該電流值不能對應(yīng)的情況)下，LED控制部1 利用在其它特定畫質(zhì)模式中使用的電流值(較高電流值)來進行控制。設(shè)該較高電流值能對應(yīng)上述變更。當(dāng)然，不僅可用較高電流值，還能利用該“其它特定模式”中所使用的對于調(diào)光設(shè)定值的點亮占空值來進行控制。此時，也可以在視頻信號處理部13中照原樣按照畫質(zhì)模式執(zhí)行視頻處理，僅使亮度控制在上述其它畫質(zhì)模式下進行動作。
圖5中，舉出動態(tài)模式作為上述其它特定畫質(zhì)模式，然而不限于此。在動態(tài)模式下所使用的電流值Il比電流值12要高、且使亮度增大為超過60%的亮度比時，如從直線51a 轉(zhuǎn)移到直線51c或圖3的表21中的虛線可知，點亮占空也暫時下降，而在100%的亮度比下，點亮占空也成為100%。這樣，能進行控制，使得LED以直線52(然而此處，由于忽略下述直線51b來進行說明的，因此排除60% 約65%的亮度比)所示的亮度發(fā)光。
這樣，即使使用標(biāo)準(zhǔn)模式，例如根據(jù)利用操作部12的用戶調(diào)光操作或外光照度檢測部16的檢測結(jié)果，有時也會要求超過標(biāo)準(zhǔn)模式下所設(shè)定的最大亮度，在這種情況下，通過使用動態(tài)模式的電流值，能不給用戶有異樣感，并提高亮度。
此外，這種控制不僅在標(biāo)準(zhǔn)模式和動態(tài)模式之間執(zhí)行，還可與其它畫質(zhì)模式一并執(zhí)行。由此，例如，如果可對液晶顯示裝置1設(shè)定在40%的亮度比下點亮占空成為100%的畫質(zhì)模式、標(biāo)準(zhǔn)模式、動態(tài)模式，則隨著對應(yīng)于用戶調(diào)光等使亮度增加，能以發(fā)生3次點亮占空峰值(100%)的關(guān)系來進行控制。這樣，也可將點亮占空控制成具有3次以上的η次峰值(點亮占空為100% )，來按η個臺階來切換電流值。
接著，對圖5的曲線圖50中的直線51b、5!3b進行說明。直線51b是將直線51a和直線51c的不連續(xù)的范圍(在該示例中為60% 65%的亮度比)相連接的直線。此外，可根據(jù)該直線51b所示的點亮占空預(yù)先計算出電流值，用直線5 來表示上述不連續(xù)的范圍的電流值。這樣，通過對直線51b的部分也準(zhǔn)備了點亮占空和電流值，也能對應(yīng)于需要根據(jù)用戶調(diào)光等、以直線52所示的任意亮度來發(fā)光的情況。
此外，在使電流值變化時，優(yōu)選圖2的LED控制部14a使電流值和點亮占空同時緩緩地變化。此時，可同時、例如以0.5秒左右的間隔對點亮占空和電流值進行切換。通過這種切換，能減小給用戶產(chǎn)生的異樣感。關(guān)于切換時的電流值變化量，例如在每一垂直掃描期間(例如16ms)以ImA來進行變化，在該情況下，例如若設(shè)Il = I2+20mA，則從12切換到 Il時，進行20個左右的垂直掃描期間。尤其是，由于在電視裝置中對每個垂直掃描期間圖像發(fā)生變化，因此優(yōu)選以該單位來進行切換。
此外，LED控制部1 在上述其它特定畫質(zhì)模式下進行動作期間，在需要變更為最大亮度值(在上述特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值)以下的亮度值的情況下，優(yōu)選利用在上述特定畫質(zhì)模式下所使用的電流值來進行控制。
如果以動態(tài)模式和標(biāo)準(zhǔn)模式來例示，則即使在動態(tài)模式情況下，也優(yōu)選以圖5中的直線51c、直線51a的關(guān)系的點亮占空(以及同時所說明的電流值)來進行控制。由此， 即使在動態(tài)模式下進行動作期間，與進行控制使得在某一值(例如，65%的亮度比)以下也照原樣延長直線51c的情況相比，在該值(例如65%的亮度比)以下也能實現(xiàn)節(jié)省功率。
此外，在該情況下也使電流值變化時，優(yōu)選使電流值和點亮占空同時緩緩進行變化。此外，在該示例中，也可控制點亮占空使得具有3次以上的η次峰值(點亮占空為 100% )，粗略而言(去掉緩緩變化的情況而進行說明)，從而可按η個臺階來切換電流值。
接著，參照圖5和圖7 圖9，對圖2的LED背光源中可適用的發(fā)光亮度控制的控制模式的各種示例進行說明。圖7 圖9都表示PWM-占空、最大電流、和亮度之間的關(guān)系。
電流值越低，LED的功率-亮度效率則越有提高。此外，在白色LED的情況下，根據(jù)電流值，色調(diào)發(fā)生若干變化?？赏ㄟ^考慮這些點來決定采用何種控制模式。例如，可針對每一裝載的機型、或針對每一畫質(zhì)模式而決定控制模式。
例如，圖5所說明的發(fā)光亮度控制方法是以數(shù)個臺階來使電流值(圖2的LED電流控制電路25中的最大電流值)變化、且使點亮占空(圖2的PWM信號生成電路M中的點亮占空)線性變化的控制模式的一示例。該控制模式僅在能以臺階來切換電流的情況下有效。與將電流值固定成最大的情況相比，能抑制低亮度部分的功耗。
由于圖5的曲線圖50中的直線5 的部分相當(dāng)于過渡部分，因此電流值的變化點實際上僅成為一點。因此，色調(diào)的變化點也僅成為一點。這樣，該控制模式中的電流值的變化點顯現(xiàn)成為色調(diào)變化點。因而，該變化點應(yīng)設(shè)定成不在用戶收看內(nèi)容期間通過，而在如用戶進行調(diào)節(jié)那樣的有限的情景下通過。此外，由于在電流值切換部分中使電流值發(fā)生大幅變化，因此，難以控制點亮占空、電流的定時。
在圖7的曲線圖70所示的控制模式中，通過使點亮占空如直線71所示那樣線性變化、且使電流值也如直線73所示那樣線性變化，從而使亮度值如直線72所示那樣線性變化。由于這種控制模式的點亮占空、電流值都以線性變化，因而作為整體將其考慮成沒有不連續(xù)點較為簡單，然而始終需要電流控制和電壓控制。從低亮度朝著高亮度，功耗緩緩增大。該控制模式使LED的色調(diào)也緩緩變化，而不是色調(diào)在某一點突然變化。因而，該控制模式適合作為用戶收看內(nèi)容期間的控制模式。
在圖8的曲線圖80所示的控制模式中，使點亮占空如直線81a所示那樣線性上升到規(guī)定亮度(在該示例中為60%的亮度比)為止，且如直線81b所示，使點亮占空成為 100%。接著，在點亮占空成為100%之后，使電流值從直線83a所示的固定電流值、如直線 83b所示那樣線性上升。在該控制模式中，利用這種電流值和點亮占空的變化，使亮度值如直線82所示那樣線性變化。整體上，該控制模式的電流值最低，根據(jù)LED功率一亮度效率的特性，功耗降低能最大。此外，由于該控制模式在各點下僅對電壓控制、電流控制的任一方進行控制，因此控制較容易。一般而言，由于存在低亮度的色調(diào)變化顯著、引人注意的傾向，因此該控制方式通過將該部分的電流值固定，對色調(diào)進行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 在圖9的曲線圖90所示的控制方式中，到規(guī)定亮度(在該示例中為53%的亮度比)為止，將點亮占空如直線91a所示那樣固定，使電流值如直線93a所示那樣線性變化。 接著，一方面，如直線91b所示，使點亮占空線性地上升使得在其它規(guī)定亮度(在該示例中，亮度比為60%)下點亮占空成為100%，另一方面使電流值如直線9 所示那樣線性下降。 從上述其它規(guī)定亮度起，如直線91c所示，將電流值固定成100%，如直線93c所示，使電流值線性上升。在該控制模式中，利用這種電流值和點亮占空的變化，使亮度值如直線92所示那樣線性變化。在曲線圖90中，表示了點亮占空的大幅切換只有一次的示例，然而也可在數(shù)個臺階的點下大幅切換點亮占空。
然而，在使用白色LED等想要變更亮度的情況下，如果這種控制方式用恒定電流的電流值來直接進行，則由于激發(fā)光和熒光的平衡被打破，光譜模式發(fā)生波動，因此色調(diào)可能變化。
另外，與曲線圖90的直線93a、93b、93c所示的電流控制模式相同的控制模式，還可用不進行PWM控制的設(shè)備(用圖2來說明時，是未設(shè)置有PWM信號生成電路M的設(shè)備) 來實現(xiàn)。由此，能使該設(shè)備的成本降低。在該情況下，可將電流值如直線93a、93b、93c那樣、 或數(shù)個臺階的點來進行切換，其中該電流值是用來生成要對LED施加的電壓的電流值。
接著，參照圖10，來對圖2的LED背光源的PWM占空表的另一示例進行說明。圖 10所例示的PWM占空表100是在液晶面板中設(shè)置有AV位置和省電模式(還稱作節(jié)約模式 (eco mode))的情況下所使用的表的示例。在表100中，所謂標(biāo)準(zhǔn)模式以外的模式，相當(dāng)于如上所述那樣的例如為動態(tài)模式、游戲模式、電影模式等。
在表100中，根據(jù)節(jié)約模式是“關(guān)閉”、“模式1”、“模式2”的哪一種來調(diào)節(jié)電流值。 另外，在表100中，將節(jié)約模式為關(guān)閉且調(diào)光值為最大值(在該示例中為16)的情況下的電流值作為100%，相對地表示其它電流值的示例。對于調(diào)光值為“16”的情況，節(jié)約模式為關(guān)閉、模式1、模式2的情況下的電流值分別設(shè)為ΙΟΟ^ΑΟ^ΑΟ^。
這樣，在表100的示例中，不僅根據(jù)調(diào)光值使占空發(fā)生變化，還基于節(jié)約模式的設(shè)定內(nèi)容，使電流值發(fā)生變化，從而既保持亮度變化的線性，又提高功率效率。因而，通過執(zhí)行表100所例示那樣的控制，能實現(xiàn)節(jié)省功率。
此外，在表100的示例中，節(jié)約模式為關(guān)閉的情況下，AV位置為標(biāo)準(zhǔn)模式時，根據(jù)調(diào)光值切換電流值，從而力圖節(jié)省功率，AV位置為標(biāo)準(zhǔn)模式以外時，將電流值固定。因而， 當(dāng)AV位置是標(biāo)準(zhǔn)模式時，即使在節(jié)約模式開啟(模式1或模式2)的情況下，也必須使用與調(diào)光值對應(yīng)的電流值，此處使用的各電流值設(shè)定成比節(jié)約模式為關(guān)閉的情況下所使用的各電流值要低。
由此，可向用戶提供沒有異樣感的、具有匹配性的動作。
此外，在圖10中示出了以在各電流值下占空亮度特性為一定的作為前提的值的示例，然而在各電流值下占空亮度特性變化的情況下，可針對每個電流值設(shè)定占空表。
圖11是表示可適用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的背光源的配置示例的圖。在圖11 中對其配置進行例示的LED背光源10構(gòu)成作為陣列型的LED背光源。然而，本發(fā)明的液晶顯示裝置不限于此處所說明的示例，也可裝載在與畫面大致相同大小的基板上鋪滿LED的矩陣型的LED背光源等。
LED背光源10在底座105上配置多個裝載有多個白色LED 102的LED基板101。 LED基板101具有橫向較長的長方形形狀，將其配置成使矩形的長度方向與液晶顯示裝置的畫面的水平方向相一致。此外，設(shè)置線束103以將在水平方向上分割成2個的LED基板 101之間相連接，還設(shè)置線束104以將一側(cè)的LED基板101和外部的驅(qū)動器基板相連接。此外，在各LED基板101上設(shè)置有與線束103、104相連接的連接器106。另外，在本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置中，不一定必須如圖11所例示的那樣在橫向上將LED基板101進行分割。
標(biāo)號說明
1...液晶顯示裝置；10. . . LED背光源(背光源部)；11...調(diào)諧器部；12...操作部；13...視頻信號處理部；14...主控制部；1 ... LED控制部；15... LED驅(qū)動部； 16. · ·外光照度檢測部；17...液晶控制部；18...液晶面板；21. · · PWM占空表；22. . . LED電流表；23...調(diào)光控制電路；24. . . PWM信號生成電路；25. . . LED電流控制電路；31…LED電壓生成電路；32. · · LED 驅(qū)動器；41. · · LED ；50. · ·曲線圖；51a、51b、51c. · ·直線；101. · · LED 基板；102. · · LED ；103,104. · ·線束；105. · ·底座；106. · ·連接器。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括液晶面板，該液晶面板對輸入視頻信號進行顯示；發(fā)光二極管光源，該發(fā)光二極管光源用來照射該液晶面板；以及發(fā)光亮度控制部，該發(fā)光亮度控制部對該發(fā)光二極管的發(fā)光亮度進行控制，該液晶顯示裝置的特征在于，所述發(fā)光亮度控制部利用脈沖寬度調(diào)制方式和電流值控制方式這兩種方式對所述發(fā)光二極管的發(fā)光亮度進行控制，其中脈沖寬度調(diào)制方式對占空進行變更，該占空則表示點亮/熄滅所述發(fā)光二極管的脈沖在每一個周期中的點亮?xí)r間，電流值控制方式從多個設(shè)定值中選擇流過所述發(fā)光二極管的電流值，所述多個設(shè)定值中的至少一個設(shè)定值是在對所述液晶顯示裝置設(shè)定的畫質(zhì)模式中的特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值下、所述占空成為最大值的規(guī)定電流值，所述特定畫質(zhì)模式是所使用的所述最大亮度值至少比其它特定畫質(zhì)模式中所使用的最大亮度值要小的畫質(zhì)模式。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述特定畫質(zhì)模式是作為用戶最常使用的模式來設(shè)置的畫質(zhì)模式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述特定畫質(zhì)模式下進行動作期間，在需要將亮度值變更為超過所述最大亮度值的情況下，所述發(fā)光亮度控制部利用所述其它特定畫質(zhì)模式中所使用的電流值來進行控制。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述其它特定畫質(zhì)模式下進行動作期間，在需要將亮度值變更為所述最大亮度值以下的情況下，所述發(fā)光亮度控制部利用所述特定畫質(zhì)模式中所使用的電流值來進行控制。
5.如權(quán)利要求3或4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在使電流值變化時，所述發(fā)光亮度控制部使電流值和所述占空同時緩緩地變化。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種具備LED背光光源的液晶顯示裝置，在該液晶顯示裝置中，在將PWM方式和電流值控制方式進行組合來控制成與畫質(zhì)相對應(yīng)的亮度時，能降低點亮LED所消耗的功耗。在LED背光源(10)中，利用脈沖寬度調(diào)制方式和電流值控制方式這兩種方式對LED的發(fā)光亮度進行控制，其中脈沖寬度調(diào)制方式對占空進行變更，該占空則表示點亮/熄滅LED的脈沖在每一個周期中的點亮?xí)r間，電流值控制方式從多個設(shè)定值中選擇流過LED的電流值。此處，多個設(shè)定值中的至少一個設(shè)定值是在對液晶顯示裝置(1)設(shè)定的畫質(zhì)模式中的特定畫質(zhì)模式(標(biāo)準(zhǔn)模式)中所使用的最大亮度值下、占空成為最大值(100％)的規(guī)定電流值(I2)。在上述特定畫質(zhì)模式(標(biāo)準(zhǔn)模式)中所使用的最大亮度值至少比與電流值(I1)相對應(yīng)的最大亮度值要小，其中電流值(I1)是在其它特定畫質(zhì)模式(動態(tài)模式)中所使用的電流值。
文檔編號G09G3/34GK102498507SQ20108003123
公開日2012年6月13日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者巖崎弘治, 鬼木基行 申請人:夏普株式會社