專利名稱：液晶背光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在彩色液晶顯示面板的照明光中使用發(fā)光二極管的液晶背光裝置，尤 其涉及以廉價實現(xiàn)忠實的顏色再現(xiàn)性和顏色平衡的發(fā)光二極管的驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
目前，在液晶顯示裝置中，通過背光裝置從背面對具有彩色過濾器的透過型液晶 顯示面板進行照明，以此顯示彩色映像的方式成為主流。關(guān)于背光燈，以往大多使用了采用 螢光管的CCFL(Cold CathodeFluores cent Lamp)，但因為環(huán)境問題導(dǎo)致水銀的使用受到 限制，因此由使用發(fā)光二極管LED (Light Emitting Diode)的光源(如專利文獻1 日本專 利公開平7-191311號公報)代替使用水銀的CCFL的光源。該液晶面板用背光裝置，根據(jù)光源的配置情況大致分為直下型和側(cè)光型這兩種。 直下型為，在液晶面板的背面?zhèn)鹊恼旅媾渲霉庠吹念愋?；測光型為，在液晶面板的背面?zhèn)?的正下面配置導(dǎo)光板，并在導(dǎo)光板的側(cè)面配置光源的類型，其主要應(yīng)用于手機或筆記本電 腦的顯示等較小型的液晶面板上。此外，在使用發(fā)光二極管作為光源的背光裝置中，存在使用白色發(fā)光二極管作為 其光源的方式和使用發(fā)出紅色光、綠色光、藍色光這三原色的彩色發(fā)光二極管并通過混色 而得到白色光的方式等。但是，使用這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管的背光裝置與以往的使用CCFL的背光裝置相 同，在使用液晶顯示裝置時要不斷地進行高亮度點燈，從而將追求進一步的低電力消耗。日 本專利公開2004-191490號公報(專利文獻2)中提出了將背光燈劃分為多個子單元，在各 個子單元分別調(diào)整亮度，以此實現(xiàn)低電力消耗的方案。通常，發(fā)光二極管是亮度、色度有很大偏差的半導(dǎo)體器件，隨意使用發(fā)光二極管 會產(chǎn)生大的亮度斑、色度斑而損壞畫質(zhì)，因此需要對發(fā)光二極管進行挑選。日本專利公開 2006-133708號公報(專利文獻3)中提出了有效地使用具有偏差的發(fā)光二極管的方法。但是，如果像專利文獻2那樣，將背光燈劃分為能獨自調(diào)整亮度的多個子單元來 調(diào)整對應(yīng)于所述子單元的顯示畫面區(qū)域的亮度時，因為被劃分的子單元的發(fā)光二極管的數(shù) 量被固定為例如mXn(m、η為自然數(shù))，因此不能改變子單元的大小，能獨立調(diào)整亮度的顯 示畫面的區(qū)域也被固定。然而，根據(jù)映像信號的內(nèi)容，需要改變顯示畫面的亮度的區(qū)域和地 方自然不同，因此如上所述那樣可獨立改變亮度的顯示畫面的區(qū)域被固定時，很難再現(xiàn)最 佳映像。另外，由于液晶顯示裝置的動態(tài)范圍小，因此為了使用液晶顯示面板來獲得最佳 畫質(zhì)，需要在背光燈中配置許多發(fā)光二極管，并使對應(yīng)于畫面的亮的部分的發(fā)光二極管發(fā) 亮，使對應(yīng)于畫面的暗的部分的發(fā)光二極管發(fā)暗。這樣處理，可以只在需要的部分讓發(fā)光二 極管發(fā)亮，因此可以進一步抑制消耗電力。但是，增加發(fā)光二極管的數(shù)量且想要獨立控制各 發(fā)光二極管，通常需要使用與發(fā)光二極管的數(shù)量相同的數(shù)量的發(fā)光二極管控制線，這勢必 非常復(fù)雜，且成為成本增加的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供一種液晶背光裝置，該液晶背光裝 置的背光燈上配置功率較小的(O. 1 0. 5瓦特左右)多個發(fā)光二極管，通過少數(shù)從外部引 進的控制線獨立地控制多個發(fā)光二極管中各發(fā)光二極管的亮度，從而進一步謀求低消費電 力，同時可以得到最佳映像。為了達到上述目的，本發(fā)明所提供的液晶背光裝置，其與液晶顯示面板的背面相 對地設(shè)置，并通過以多個發(fā)光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其 中，所述多個發(fā)光二極管使用0. 1 0. 5瓦特的白色發(fā)光二極管，具有對所述白色發(fā)光二極 管的亮度個別地進行獨立控制的控制單元。據(jù)此，通過使用多個較小功率的白色發(fā)光二極管，可以謀求低消費電力，并通過個 別控制白色發(fā)光二極管的亮度，可以對顯示高精細(xì)的映像作出貢獻。本發(fā)明的液晶背光裝置，其與液晶顯示面板的背面相對地設(shè)置，并通過以多個發(fā) 光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其中，所述多個發(fā)光二極管使 用彩色發(fā)光二極管，所述彩色發(fā)光二極管由通過混色形成白色的最小單位N個(N為自然 數(shù))構(gòu)成單元，具有以所述單元為單位或個別地獨立控制所述彩色發(fā)光二極管的亮度及/ 或色度的控制單元。據(jù)此，通過對由彩色發(fā)光二極管構(gòu)成的單元以單元為單位或個別地進行控制，可 以謀求低消費電力，同時不僅使亮度、還能使色度最佳化，有助于顯示高品質(zhì)的映像。在所述液晶背光裝置中，通過集中多個作為所述多個發(fā)光二極管的最小單位的個 別的發(fā)光二極管或多個所述單元以構(gòu)成模塊，并集中多個所述模塊而構(gòu)成所述背光燈。據(jù)此，可以劃分為模塊而構(gòu)成背光燈，可以進行簡單的控制。在所述液晶背光裝置中，所述控制單元為設(shè)置在所述多個發(fā)光二極管的各單元上 或個別地設(shè)置的控制電路，從外部通過控制線向所述控制電路上供應(yīng)用于控制所述發(fā)光二 極管的亮度所需的信息，所述控制線連接于所排列的多個發(fā)光二極管的列或行方向上。據(jù)此，可以將控制線減少到與行或列的數(shù)量大致相同的程度，可以使結(jié)構(gòu)簡單。再 者，由于通過少量的控制線即可獨立地控制構(gòu)成背光燈的所述多個發(fā)光二極管的亮度，因 此可以補正由各發(fā)光二極管的偏差引起的亮度斑或色斑，而無需進行發(fā)光二極管的篩選 等，因此可以謀求減少背光燈的成本。在所述液晶背光裝置中，通過所述控制線由外部供應(yīng)到所述控制電路的信息，除 了各發(fā)光二極管的亮度數(shù)據(jù)之外，至少還包含地址信息、模塊信息以及決定點燈期間的信 肩、ο據(jù)此，通過少量的控制線，也能向控制電路提供控制各發(fā)光二極管所需的詳細(xì)信 息，可以進行高精度的控制。在所述液晶背光裝置中，所述控制電路具有數(shù)據(jù)保存單元，該數(shù)據(jù)保存單元識別 從所述控制線接收的地址信息，導(dǎo)入對應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)，并將所導(dǎo)入的所述亮度數(shù)據(jù)保存至 下一個亮度數(shù)據(jù)被導(dǎo)入為止。據(jù)此，到亮度數(shù)據(jù)更新為下一個亮度數(shù)據(jù)為止，各發(fā)光二極管的亮度數(shù)據(jù)可以被 可靠地存儲，并在準(zhǔn)確地進行每個時鐘脈沖的亮度控制之后進入到下一個亮度控制，可以準(zhǔn)確地進行各發(fā)光二極管的亮度控制，而無數(shù)據(jù)跳躍(data skip)。本發(fā)明的液晶背光裝置，其與液晶顯示面板的背面相對地設(shè)置，并通過以多個發(fā) 光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其中，所述多個發(fā)光二極管使 用白色發(fā)光二極管和一個以上的彩色發(fā)光二極管，同時由一組所述白色發(fā)光二極管和彩色 發(fā)光二極管構(gòu)成單元，具有控制單元，以所述單元為單位或個別地獨立控制所述白色發(fā)光 二極管和所述彩色發(fā)光二極管的亮度及/或色度。據(jù)此，通過由白色發(fā)光二極管 和彩色發(fā)光二極管構(gòu)成單元，可以高精度地進行亮 度及/或色度的控制。根據(jù)本發(fā)明，可以用少量的由外部引入的控制線簡單并獨立地控制多個發(fā)光二極 管的亮度，因此可以容易地補正各發(fā)光二極管的偏差。與此同時，通過根據(jù)映像信號的內(nèi)容 極其精細(xì)地控制背光燈的亮度，可以擴大液晶顯示裝置的動態(tài)范圍，并可以廉價實現(xiàn)最佳 的映像，且可以謀求低消費電力化。特別地，在大型液晶電視或監(jiān)視器等中的實用效果顯
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圖1為表示直下型背光裝置中的發(fā)光二極管的排列方式的圖。圖2為表示直下型背光裝置中的發(fā)光二極管的排列方式的另一實施例的圖。圖3為用于說明本發(fā)明的背光裝置的操作的圖。圖4為用于說明本發(fā)明的亮度信息的構(gòu)成的圖。圖5為用于說明本發(fā)明的發(fā)光二極管的控制的框圖。圖6為用于說明本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)的圖。圖7為將背光燈60作為模塊結(jié)構(gòu)的實施例有關(guān)的背光裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖8為表示包含用于驅(qū)動進行了模塊化的背光裝置的亮度信息31a的串行信號的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖9為表示本發(fā)明的背光裝置的另一實施例的圖。圖10為用于說明本發(fā)明的亮度信息的另一實施例的圖。圖11為用于說明從對應(yīng)模塊化的串行信號變換到驅(qū)動個別控制用背光裝置的情 況下的數(shù)據(jù)的例子的圖。圖12A為用于說明將本發(fā)明的彩色發(fā)光二極管作為單元而使用的例子的圖。圖12B為表示將彩色發(fā)光二極管15的單元90作為1單元而構(gòu)成模塊91的情況 下的實施例有關(guān)的背光裝置的圖。圖13為用于說明使用本發(fā)明的彩色發(fā)光二極管的情況下背光裝置的操作的圖。圖14為用于說明使用本發(fā)明的彩色發(fā)光二極管的情況下亮度信息的構(gòu)成的圖。圖15為將本實施例的背光裝置150用于液晶顯示裝置250的情況下的一個例子 的整體構(gòu)成圖。主要符號說明11為白色發(fā)光二極管，12為紅色LED(發(fā)光二極管)，13為綠色LED(發(fā)光二極 管)，14為藍色LED (發(fā)光二極管)，15為彩色發(fā)光二極管，16為發(fā)光二極管，20,20a為控 制電路，30、30a、70、101為解碼器，31、71、110為亮度信息，311、711、111為地址信息，312、712、112R、112G1、112G2、112B 為亮度數(shù)據(jù)，313、713、113 為屬性，32、72 為時鐘等，33、331、 332、333、334、335、721、722、723為控制線，51為亮度數(shù)據(jù)獲取部，52為數(shù)據(jù)保存部，53為 PWM(脈寬調(diào)制電路)，60為背光燈整體，61、91為5X3單元時的模塊，90為彩色發(fā)光二極 管時的單元，150為背光裝置，171為亮度信息生成單元，172為時鐘信號等生成單元，180為 存儲器，190為映像信號處理電路，200為液晶顯示面板，210為源極驅(qū)動器，220為柵極驅(qū)動 器，230為液晶面板控制電路，250為液晶顯示裝置。本發(fā)明的最佳實施方式下面，參照

本發(fā)明的最佳實施方式。首先，作為本發(fā)明的最佳實施方式的例子，說明使用白色發(fā)光二極管作為背光燈 的光源的情況。圖1表示在整個背光燈上大致均勻地配置許多白色發(fā)光二極管11的例子， 圖2表示發(fā)光二極管11的排列方式的另一實施例。但本發(fā)明并不限定于圖1及圖2中表 示的發(fā)光二極管11的排列方式。其次，為了使關(guān)于多個白色發(fā)光二極管11的連接和控制的說明變得簡單，將圖3 中的5X3個發(fā)光二極管11的情況作為例子進行說明。圖3為表示本實施例的背光裝置的 包含白色發(fā)光二極管11的背光燈的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。在圖3中，本實施例的背光裝置， 包含被排列成3行5列的格子狀的多個白色發(fā)光二極管11、個別驅(qū)動控制白色發(fā)光二極管 11的控制電路20、用于控制各控制電路20的驅(qū)動的解碼器30、將解碼器30和各控制電路 20進行電連接的控制線33。在此，為了表示白色發(fā)光二極管11在背光燈上的位置，對應(yīng)于 各位置對白色發(fā)光二極管11賦予了 Dll D35的參照符號，并且與各發(fā)光二極管Dll D35 相對應(yīng)，對控制電路20也賦予了的控制電路Cll C35的參照符號。在圖3中，解碼器30 與各列的例如列1上的控制電路(Cll至C31)的控制端子通過控制線331連接，同樣與列 2至列5的同一列上的控制電路的控制端子通過控制線332、333、334、335連接。各行中的 發(fā)光二極管11的正極側(cè)與電源連接，所述發(fā)光二極管11的負(fù)極側(cè)與各個控制電路的驅(qū)動 端子連接，所述各控制電路的接地端子接地。在此，對于發(fā)光二極管11的端子連接而言，根 據(jù)電路構(gòu)成，有時會將正極側(cè)連接到控制電路20，將負(fù)極側(cè)連接到接地端GND。從沒有圖示的映像信號處理電路向所述解碼器30輸入串行信號，該串行信號包 含用于控制背光裝置的各發(fā)光二極管的亮度的亮度信息31，所述解碼器30將所輸入的串 行亮度信息31解碼到發(fā)光二極管的各列單位中。所述亮度信息31不僅具有以各發(fā)光二極 管為單位的亮度數(shù)據(jù)，而且還具有地址信息，以用于識別在所排列的多個發(fā)光二極管中的 哪一個發(fā)光二極管的亮度數(shù)據(jù)。所述亮度數(shù)據(jù)從上面的行被順序?qū)?，即在圖3中，所述亮度數(shù)據(jù)被同時傳送到 行1上的控制電路Cll至控制電路C15而被導(dǎo)入，同樣，亮度數(shù)據(jù)順序地被導(dǎo)入到行2、行3 的控制電路。因為控制電路中具有用于保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)保存單元，因此在各行單位中被導(dǎo) 入到各控制電路的亮度數(shù)據(jù)，直到下一個被導(dǎo)入的期間被保存在控制電路中，例如即使亮 度數(shù)據(jù)從行1被轉(zhuǎn)換導(dǎo)入到行2、行3，行1的亮度數(shù)據(jù)被保存至下一個導(dǎo)入期間。所述保 存期間一般為一個畫面(1個字段或1個數(shù)據(jù)幀)，但是通過向所述亮度信息31發(fā)送保存時 間的數(shù)據(jù)，可以任意地進行設(shè)定。需要說明的是，所述亮度數(shù)據(jù)31如上所述從上面的行順序地被導(dǎo)入到下面的行， 而向液晶面板提供映像信號也由上而下地進行，且液晶面板的響應(yīng)速度慢，因此比映像信號稍晚一點對背光燈的發(fā)光二極管11點燈，會讓動態(tài)圖像特性更好。并且，如果所述亮度 信息31的傳送速度充分比1個幀的例如60Hz的時間(約16. 7ms)快，則可以在短時間內(nèi) 將亮度信息由上面的行發(fā)送到下面的行。
下面，參照圖4說明由沒有圖示的映像信號處理電路發(fā)送到解碼器30的亮度信息 31的具體內(nèi)容。圖4為表示從沒有圖示的映像信號處理電路發(fā)送到解碼器30的包含亮度 信息31的串行信號的內(nèi)容的一個例子的模式圖。圖4的上方表示包含亮度信息31的串行 信號的整體構(gòu)成的一個例子。圖4的下方表示被發(fā)送到各控制電路20的個別亮度信息31 的詳細(xì)內(nèi)容的一個例子。如圖4的上方所表示的那樣，被發(fā)送到各發(fā)光二極管11的亮度信息31按照順序 串行地發(fā)送，即從1行1列的Cll順序地串行發(fā)送到3行5列的C35。并且，如圖4的下方 所示，以各發(fā)光二極管11為單位的亮度信息31由地址信息311、亮度數(shù)據(jù)312以及屬性313 構(gòu)成。地址信息311為用于識別各發(fā)光二極管的信息，亮度數(shù)據(jù)312表示該發(fā)光二極管的 亮度信息由例如8比特的表示256色階的數(shù)據(jù)信號構(gòu)成，屬性313由發(fā)光二極管的點燈開 始時間或維持點燈的期間等信息構(gòu)成。在此，所述地址信息311中可以附加沒有圖示的模塊信息。例如，當(dāng)在大型的液晶 面板上使用本實施例的液晶背光裝置時，有些情況下，將背光燈劃分為幾個模塊來控制發(fā) 光二極管更為方便。即，準(zhǔn)備大小合適的背光燈模塊，然后對應(yīng)于畫面大小排列多個所述模 塊使其對應(yīng)，這樣可以實現(xiàn)背光燈的通用化。采用這種模塊結(jié)構(gòu)的情況下，需要具有用于指 定模塊的模塊信息和用于識別該模塊內(nèi)的發(fā)光二極管的地址信息。解碼器30是，通過時鐘等32從所輸入的所述亮度信息31的串行信號以行單位對 亮度信息進行排序的電路。如果采用這種電路結(jié)構(gòu)，雖然亮度信息31同時被供應(yīng)到行1、 行2、行3上由控制線331、332、333、334、335連接的發(fā)光二極管11的控制電路20，但由于 所述亮度信息31具有地址信息311，亮度信息只會被導(dǎo)入到對應(yīng)地址的控制電路20中，因 此不對應(yīng)的控制電路20不會受到影響。在此，時鐘等32包含用于讀取亮度信息的系統(tǒng)時 鐘和用于識別所述模塊的模塊時鐘等信息。下面，通過圖5說明用于控制發(fā)光二極管11的亮度的控制電路20。圖5為用于 控制一個發(fā)光二極管11的控制電路20的框圖。在圖5中，地址信息311、亮度數(shù)據(jù)312以 及屬性313通過圖3中示出的控制線32供應(yīng)到發(fā)光二極管11的控制電路20，在各控制電 路20中，根據(jù)地址信息311將亮度數(shù)據(jù)312導(dǎo)入到亮度數(shù)據(jù)獲取部51。被導(dǎo)入的亮度信息 312記錄在數(shù)據(jù)保存部52的存儲器中，根據(jù)屬性313信息被保存一定期間。被保存的所述 亮度數(shù)據(jù)，在PWM (Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制電路)53進行脈寬調(diào)制后被連接到 發(fā)光二極管11的負(fù)極，發(fā)光二極管11以符合亮度信息的亮度進行點燈。在此，發(fā)光二極管 11也可以通過定電流電路來替代脈寬調(diào)制電路進行驅(qū)動，可以根據(jù)電流的大小來控制發(fā)光 二極管11的亮度進行驅(qū)動。到此為止，僅以使用了 3X5 = 15個圖3中示出的白色發(fā)光二極管的情況作為例 子進行了說明，圖6中示出了將其作為一個模塊的由多個模塊構(gòu)成的情況的例子。圖6為 一個模塊61由5X3( = 15)個發(fā)光二極管11構(gòu)成，將該模塊排列成4X4= 16個而形成 背光燈60時的例子的圖。當(dāng)使背光燈60由多個模塊構(gòu)成時，可以以橫向排列的整個模塊 61的行為單位進行操作。即，對于圖6的最上方行的橫向配置的四個模塊61中的3行發(fā)光二極管11，從第1行開始按照第2行、第3行的順序?qū)肓炼刃畔?1。也就是說，當(dāng)亮度信 息31輸入到解碼器30中時，以各個模塊61為單位整理并獲得模塊61的各個發(fā)光二極管 11的信息。這樣，以模塊61為單位獲得亮度信息31，可以減少亮度信息31的通信量，還能 減少控制線33的數(shù)量。圖7為表示由模塊構(gòu)成背光燈60時的實施例的背光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。在圖 7中，本實施例的背光裝置，在整個背光燈60中包含多個發(fā)光二極管11。多個發(fā)光二極管 11被劃分為4X4 = 16個模塊61，對應(yīng)于各模塊61的位置賦予了模塊Bll B44的參照 符號。各模塊61分別具有3行X5列=15個發(fā)光二極管11。解碼器30通過控制線33以 行為單位Ll L3連接到各個模塊61的發(fā)光二極管11。在圖7中，雖然只簡單地示出了配 置在最上面行的模塊Bll B14與解碼器30之間的連接線33，但實際上第2 4行的模塊 B21 B44也通過控制線33連接于解碼器30。并且，解碼器30與發(fā)光二極管11并非直接 連接，而是通過控制電路20連接的。在圖7中，因為紙面大小的關(guān)系省略了控制電路20。 并且，在圖7中，各個構(gòu)成要素與到目前進行說明的內(nèi)容相同，因此賦予了與上面的說明相 同的參照符號，并省略其說明。在 此，解碼器30可以根據(jù)需要具備數(shù)據(jù)變換單元35。對于 數(shù)據(jù)變換單元35的功能將在下面進行說明。如圖7所示，以各模塊61的行為單元連接發(fā)光二極管11和解碼器30而不是個別 地連接發(fā)光二極管11和解碼器30，因此對于同一模塊61中的同一行，可以以相同的亮度統(tǒng) 一地進行控制，并可以將控制線33的數(shù)量減少到1/5。換句話說，如果個別地驅(qū)動控制發(fā)光 二極管11，在一個模塊61中需要使用15根控制線，但如果采用模塊化結(jié)構(gòu)的圖7的背光裝 置的結(jié)構(gòu)，一個模塊61只使用3根控制線33即可控制發(fā)光二極管11的亮度。圖8為表示包含用于驅(qū)動圖7的模塊化背光裝置的亮度信息31a的串行信號的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。在圖8中，包含有亮度信息31a的整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含模塊信息 314和各行的亮度信息31a。模塊信息314為在整個背光燈60中表示模塊61位置的信息。 另外，亮度信息31a具有與各模塊61中的亮度信息有關(guān)的數(shù)據(jù)，包含行信息315、亮度數(shù)據(jù) 312、屬性313。行信息315為表示各模塊61內(nèi)的行的信息，例如關(guān)于行1、行2、行3等的信 息。在圖4中，提供了各個發(fā)光二極管11的地址信息311并提供對應(yīng)其的亮度數(shù)據(jù)312和 屬性信息313，但通過使模塊61的行作為一組以相同亮度進行控制，可以大幅度地減少信 息量。并且，對于驅(qū)動控制各行的發(fā)光二極管11的控制電路20而言，因為可以只設(shè)在各模 塊61的各行上，因此在各模塊61只設(shè)置3個控制電路20即可，可以大幅度地減少控制電 路20的數(shù)量，且可以謀求低成本化和省空間化。并且，如果不采用以各模塊61的行為單位 的控制，而是以模塊61為單位進行控制，則只需設(shè)置對應(yīng)于模塊61數(shù)量的控制電路20及 控制線33，因此可以進一步謀求背光裝置的簡單化和通信信息量的減少化。根據(jù)本發(fā)明，各模塊61的大小可以任意設(shè)定，且通過使用更多的模塊可以應(yīng)對大 畫面等，因此設(shè)計自由度大。在此，如果針對所述模塊61設(shè)置1個用于控制發(fā)光二極管11 的控制電路20，則容易進行模塊識別而方便使用。所述模塊61的大小可以考慮發(fā)光二極管 11的額定功率(額定電流等)、發(fā)光二極管11的控制電路20的集成規(guī)模、隨消耗電力的發(fā) 熱情況以及適于通用化的大小來決定。下面，說明本發(fā)明的另一個實施例。圖9與已進行了說明的圖3相同，發(fā)光二極管 11由5X3( = 15)個白色發(fā)光二極管11構(gòu)成，該白色發(fā)光二極管11的亮度控制并非以列為單位，而是以行為單位進行。圖9就是用來說明這種情況的例子。在本實施例中，首先從 上面的行1順序地向行2、行3向下傳送亮度信息。下面通過圖10說明此時各行中的亮度 信息的導(dǎo)入情況。圖10為表示包含亮度信息的串行信號的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個例子。圖10的 上方表示由映像信號處理電路發(fā)送的串行亮度信息71。如圖所示，本實施例的亮度信息71 與圖4中示出的亮度信息31不同，具有行的識別信息710。如圖10的上方所示，亮度信息71從映像信號處理電路串行地發(fā)送到行1、行2、行 3，此時通過圖9中的解碼器70并使用所述識別信號710將其分離成如圖10的下方所示的 對應(yīng)于行1至行2、行3的信息，然后通過圖9中示出的控制線721、722、723向行1、行2以 及行3上的控制電路20 (Cll至C35)傳送亮度信息71。由于被傳送到各行的亮度信息71具 有各行上的控制電路20的地址711，因此對應(yīng)于所述地址711的控制電路20可以導(dǎo)入其亮 度數(shù)據(jù)712和屬性713。雖然本實施例需要有行的識別信號，但如果像上面說明的5X3 (= 15)那樣行的數(shù)量少于列的數(shù)量時，具有在模塊內(nèi)與解碼器70的連接線(控制線)少的好 處。例如，如圖9所示，對于 具有個別地驅(qū)動控制發(fā)光二極管11的控制電路20的背光 裝置，也可以進行圖6至圖8中進行說明的模塊化控制。在圖9中示出的驅(qū)動控制結(jié)構(gòu)中， 可以考慮將包含圖8中說明的模塊化的亮度信息31a的串行信號輸入到解碼器30的情況。圖11為用于說明從圖8中示出的對應(yīng)模塊化的串行信號變換到驅(qū)動具有個別控 制用控制電路20的驅(qū)動控制結(jié)構(gòu)的背光裝置時的數(shù)據(jù)的例子。圖11的上方表示變換后的 串行信號的數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)的一個例子。在圖8中說明的串行信號中，除了識別各模塊61 的模塊信息314之外，只存在以各模塊61內(nèi)的行L1、L2、L3為單位的亮度信息31a。因此， 要進行從各行Li、L2、L3的亮度信息31a制作用于個別的控制電路20的亮度信息71a的 處理。如圖11所示，作為行1的數(shù)據(jù)，在行識別信號Ll之后需要有行1的亮度信息Cll C15。因此，關(guān)于亮度信息Cll C15，進行將圖8中第1行的亮度信息Ll復(fù)制到圖11的行 1的亮度信息Cll C15的處理。圖11的下方表示行1的亮度信息71a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在亮度信息71a中，除了行 識別信號710a之外，還需要有地址信息711a、亮度數(shù)據(jù)712a、屬性713a，因此針對地址信 息711a，進行根據(jù)模塊識別信息314判斷對應(yīng)的各發(fā)光二極管11的地址，并將該地址信息 711a順序分配的變換操作。針對亮度數(shù)據(jù)712a，進行將圖8的亮度數(shù)據(jù)312復(fù)制到所有的 同一模塊61的同一行的亮度數(shù)據(jù)712a中的變換處理。針對屬性信息713a，根據(jù)需要進行 適當(dāng)?shù)淖儞Q處理。通過進行這種變換處理，可以制作出圖11的上方表示的包含亮度信息71a的串行 信號，并可以驅(qū)動圖9中示出的對應(yīng)于個別發(fā)光二極管11而設(shè)置的個別控制電路20。并 且，實質(zhì)的控制內(nèi)容如圖6至圖8中所說明的那樣，可以對背光燈60進行模塊化的控制。在此，這種變換處理可以在圖7中示出的數(shù)據(jù)變換單元35中進行。如果在數(shù)據(jù)變 換單元35中需要搭載發(fā)光二極管11的個別控制和模塊化控制的轉(zhuǎn)換功能時，可以進行設(shè) 置。到目前為止，對使用白色發(fā)光二極管11的情況進行了說明，但也可以使用彩色發(fā) 光二極管15。圖12A表示使用1個紅色發(fā)光二極管12、2個綠色發(fā)光二極管13以及1個 藍色發(fā)光二極管14作為一個單元90的彩色發(fā)光二極管15的例子。圖12B表示將所述圖12A中表示的彩色發(fā)光二極管15的單元90作為1個單元，從而構(gòu)成橫向設(shè)置5個單元、縱 向設(shè)置3個單元而合計具有15個單元的模塊91時的實施例的背光裝置。在此，如果不區(qū) 分發(fā)光二極管11 15，則以發(fā)光二極管16作出標(biāo)記。關(guān)于使用本實施例的彩色發(fā)光二極管15時的發(fā)光二極管16的亮度調(diào)整方法，可 以考慮對單元90內(nèi)的紅色發(fā)光二極管12、綠色發(fā)光二極管13以及藍色發(fā)光二極管14進行 個別控制的方法和將圖12A的單元90作為1個單元進行控制的方法。對所述彩色發(fā)光二 極管15進行個別控制的方法與已進行說明的使用白色發(fā)光二極管11的情況基本相同，即 可以把紅色發(fā)光二極管12、綠色發(fā)光二極管13以及藍色發(fā)光二極管14看作各白色發(fā)光二 極管11中的一個，因而在此省略說明。如上所述，對紅色發(fā)光二極管12、綠色發(fā)光二極管 13以及藍色發(fā)光二極管14進行個別控制時，需要4根控制線33而變得復(fù)雜。在圖13中說明將圖12A中的單元90作為一個單位進行亮度控制的例子。圖13 與使用白色發(fā)光二極管11的圖3比較，不同點僅在于各單元90中有1個白色發(fā)光二極管 11還是有4個彩色發(fā)光二極管15(1個紅色發(fā)光二極管12、1個藍色發(fā)光二極管14以及2 個綠色發(fā)光二極管13)，而基本的操作與使用白色發(fā)光二極管11時相同。但是，如上所述使用彩色發(fā)光二極管15時，因為各單元90由1個紅色發(fā)光二極管 12、1個藍色發(fā)光二極管14以及2個綠色發(fā)光二極管13構(gòu)成，因此向各單元90的亮度信息 110自然與使用白色發(fā)光二極管11時的亮度信息31不同。即，當(dāng)使用所述彩色發(fā)光二極管 15時，如圖14所示，原則上需要4個(1個紅色發(fā)光二極管12、1個藍色發(fā)光二極管14以及 2個綠色發(fā)光二極管13)亮度信息110。但是，對于2個綠色發(fā)光二極管13而言，當(dāng)綠色發(fā) 光二極管13的偏差并不算很大時，可以使用共同的亮度數(shù)據(jù)。并且，隨著使用彩色發(fā)光二極管15，不僅對亮度進行控制，還可以對包含色相、彩 度的色度進行控制。此外，根據(jù)彩色發(fā)光二極管15還可以控制色溫等，如此，通過使用彩色 發(fā)光二極管15，可以進行這種高精密的色度的控制。據(jù)此，可以進行高精細(xì)的照明，有助于 在液晶顯示面板上顯示高品質(zhì)的映像。下面通過圖14說明使用了所述彩色發(fā)光二極管15時的亮度信息110。與使用了 白色發(fā)光二極管11的圖3比較，亮度數(shù)據(jù)112R、112G1、112G2、112B不同。即，對于所述彩 色發(fā)光二極管15的情況而言，因為使用1個紅色發(fā)光二極管12、1個藍色發(fā)光二極管14以 及2個綠色發(fā)光二極管13，因此原則上對應(yīng)于各彩色發(fā)光二極管15的數(shù)量需要有4個亮度 數(shù)據(jù)(112R、112G1、112G2、112B)作為亮度信息。在本實施例中，對以列為單位進行控制的 情況進行了說明，但如白色發(fā)光二極管11的實施例的圖9所示，可以以行為單位進行控制。下面，為了知道使用所述彩色發(fā)光二極管15時的控制電路20 (Cll至C35)的消耗 電力，試著僅對發(fā)光二極管16的驅(qū)動部的消費電力進行估算。為了讓說明簡單，使紅色發(fā) 光二極管12、藍色發(fā)光二極管14以及綠色發(fā)光二極管13的額定電流分別為30mA，并通過 PWM(脈寬調(diào)制)驅(qū)動所述發(fā)光二極管16。并且，假設(shè)所述PWM被開通時的開關(guān)半導(dǎo)體元件 的壓降為0. 5V，因為消費電力為電流和電壓的乘積，因此對應(yīng)于1個發(fā)光二極管16的消費 電力為30X0.5 = 15mW，在1個單元90中消耗其4倍的消費電力60mW。如上所述，當(dāng)單元數(shù)設(shè)為5X3 = 15時，總消費電力為60X15 = 900mW。另外，因 為驅(qū)動部以外的消費電力較小，因此如上所述，用IW左右的消費電力可以由一個IC(半導(dǎo) 體電路元件)充分構(gòu)成控制電路Cll至C35。當(dāng)把所述5X3 = 15單元作為一個模塊時，雖然一個模塊90中具有60個發(fā)光二極管16，但針對一個模塊而言，只有作為從外部引進的連 接線的5根控制線33、一根電源線、一根接地(ground)線，從而使用極其少的連接線，可以 謀求減少成本。在此，如果將各發(fā)光二極管16和控制電路IC20安裝到同一個基板上，例如 將控制電路IC20安裝到各發(fā)光二極管16和印刷基板的相反側(cè)，則各發(fā)光二極管16與控制 電路IC20可以通過印刷基板上的配線進行連接。如上所述，通過使5X3 = 15單元作為一個模塊61，并使用多個所述模塊61 (例如 使用2X2 = 4或4X4 = 16等)，可以構(gòu)成所需要的畫面顯示大小的背光裝置。到目前為 止，以5X3= 15個的模塊構(gòu)成為例進行了說明，但模塊構(gòu)成當(dāng)然不會限定于此。并且，使 用彩色發(fā)光二極管15的例子中，也能作出除此之外的各種構(gòu)成。例如，還有使用白色發(fā)光 二極管11、紅色發(fā)光二極管12以及藍色發(fā)光二極管14的結(jié)構(gòu)。但是，不管使用何種結(jié)構(gòu)， 通過從外部引進較少的控制線33和電源線以及接地線，可以個別地控制多數(shù)發(fā)光二極管。圖15為將本實施例的背光裝置150用于液晶顯示裝置250上時的一個例子的整 體構(gòu)成圖。在圖15中，本實施例的背光裝置150包含背光燈60、發(fā)光二極管控制單元20a 和解碼器30a。液晶顯示裝置250包含映像信號處理電路190、存儲器180、液晶顯示面板 200、源極驅(qū)動器210、柵極驅(qū)動器220和液晶面板控制電路230。作為液晶顯示裝置250和 本實施例的背光裝置150的接口，具有亮度信息生成單元171和時鐘信號等生成單元172。映像信號處理電路150是為了在液晶顯示面板200上以圖像顯示所輸入的映像信 號而進行必要處理的電路，進行各種圖像處理和補正等。存儲器180為對由映像信號處理電路150進行了處理的映像信號進行暫時存儲的 存儲單元。液晶面板控制電路230為為了將存儲在存儲器180中的映像信號顯示在液晶顯示 面板200上而進行必要控制的電路。具體來講，通過按時控制驅(qū)動源極驅(qū)動器210和柵極 驅(qū)動器220，進行將映像顯示在液晶顯示面板200上的控制。源極驅(qū)動器210為向設(shè)置在液晶顯示面板200的薄膜晶體管的源極供應(yīng)數(shù)據(jù)信號 的驅(qū)動IC，柵極驅(qū)動器220為向上述的薄膜晶體管的柵極供應(yīng)地址信號的驅(qū)動IC。液晶顯示面板200為在顯示面顯示映像的顯示面板，被源極驅(qū)動器210和柵極驅(qū) 動器220驅(qū)動。因為液晶顯示面板200不是自發(fā)光面板，因此設(shè)置在本實施例的背光裝置 150的前面，從背面照射背光燈光的狀態(tài)顯示映像。亮度信息生成單元171為一種外部電路，用于根據(jù)被映像信號處理電路190處理 并被存儲在存儲器180中的映像信號，在本實施例的背光裝置150中生成亮度信息31、31a、 71、71a作為串行信號。如上面所述，背光裝置150是基于包含亮度信息生成單元171所提 供的亮度信息31、31a的串行信號所驅(qū)動控制。亮度信息生成單元171例如根據(jù)映像信號 的亮度分布生成亮度信息31、31a、71、71a，即對于與映像信號發(fā)暗的區(qū)域相對應(yīng)的發(fā)光二 極管16，用低亮度點燈而謀求省電，對于與映像信號發(fā)亮的區(qū)域?qū)?yīng)的發(fā)光二極管16，用 高亮度點燈而使映像變得高度精細(xì)。根據(jù)這種亮度信息，本實施例的背光裝置可以進行謀 求消費電力減少的同時可以實現(xiàn)高精細(xì)映像的發(fā)光二極管16的驅(qū)動控制。時鐘信號等生成單元172為用于生成驅(qū)動動作中所需的同步的時鐘信號等的單 元，所生成的時鐘信號等被供應(yīng)到解碼器30a。需要說明的是，存儲器180、亮度信息控制單元171以及時鐘信號等生成單元172可以被內(nèi)裝于映像信號處理電路190中，可以與映像信號處理電路190構(gòu)成為一體解碼器30a如上面的實施例中所述，是一種軟件單元。從外部電路例如從亮度信 息生成單元171及時鐘信號等生成單元172所供應(yīng)的亮度信息71及時鐘信號72通過控制 線以串行信號輸入，解碼器30a將其回復(fù)原狀，并以亮度數(shù)據(jù)供應(yīng)到發(fā)光二極管控制單元 20。發(fā)光二極管控制單元20a為個別或以單元為單位驅(qū)動發(fā)光二極管16，控制發(fā)光二 極管16的亮度的控制單元。如上面的實施例所述，由控制電路20實現(xiàn)其功能。發(fā)光二極 管控制單元20a還可以以模塊61為單位控制驅(qū)動發(fā)光二極管15的亮度。在圖6至圖8中， 對發(fā)光二極管16為白色發(fā)光二極管11的例子進行了說明，但對于彩色發(fā)光二極管15或白 色發(fā)光二極管11和彩色發(fā)光二極管15的組合，也能進行模塊的驅(qū)動控制。背光燈60是用于支持發(fā)光二極管16并從背面向液晶顯示面板200照射背光燈光 的光源體?？梢詰?yīng)用具有發(fā)光二極管16的基板、框體等。綜上所述，本實施例的背光裝置150基于映像信號的亮度，從液晶顯示面板200的 背面照射高精度地控制了亮度的光，從而可以顯示高品質(zhì)的映像，并可以以低消費電力進 行控制。上面對本發(fā)明的最佳實施例進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施例，在不 脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以在上述實施例中附加各種變形和置換。本發(fā)明可以應(yīng)用于照射以液晶顯示器為首的各種顯示器的背光裝置中。本國際申請以2008年3月7日申請的日本專利申請第2008-57224號以及2009 年1月14日申請的日本專利申請2009-6159作為主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)，本國際申請引用 2008-57224號以及2009-6159號的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種液晶背光裝置，該液晶背光裝置與液晶顯示面板的背面相對而設(shè)置，并通過以多個發(fā)光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其特征在于，所述多個發(fā)光二極管使用0.1～0.5瓦特的白色發(fā)光二極管，具有控制單元，用于對所述白色發(fā)光二極管的亮度個別地進行獨立控制。
2.一種液晶背光裝置，該液晶背光裝置與液晶顯示面板的背面相對而設(shè)置，并通過以 多個發(fā)光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其特征在于，所述多個發(fā)光二極管使用彩色發(fā)光二極管，并由通過混色形成白色的最小單位N個所 述彩色發(fā)光二極管構(gòu)成單元，具有控制單元，以所述單元為單位或個別地獨立控制所述彩色發(fā)光二極管的亮度及/ 或色度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶背光裝置，其特征在于，集中多個作為所述多個發(fā)光二極管的最小單位的個別的發(fā)光二極管或多個所述單元 以構(gòu)成模塊，集中多個所述模塊以構(gòu)成所述背光燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶背光裝置，其特征在于，所述控制單元為對應(yīng)于所述多個發(fā)光二極管的各單元或各個發(fā)光二極管而設(shè)置的控 制電路，在所述控制電路中，從外部通過控制線供應(yīng)用于控制所述發(fā)光二極管的亮度所需的信息，所述控制線連接于所排列的多個發(fā)光二極管的列或行方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶背光裝置，其特征在于，通過所述控制線由外部供應(yīng)到所述控制電路的信息中，除了各發(fā)光二極管的亮度數(shù)據(jù) 以外，至少還包含地址信息、模塊信息以及決定點燈期間的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶背光裝置，其特征在于，所述控制電路具有數(shù)據(jù)保存單元，該數(shù)據(jù)保存單元識別從所述控制線接收的地址信 息，導(dǎo)入對應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)，并將所導(dǎo)入的所述亮度數(shù)據(jù)保存至下一個亮度數(shù)據(jù)被導(dǎo)入為止。
7.一種液晶背光裝置，該液晶背光裝置與液晶顯示面板的背面相對而設(shè)置，并通過以 多個發(fā)光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，其特征在于，所述多個發(fā)光二極管使用白色發(fā)光二極管和一個以上的彩色發(fā)光二極管，同時由一組 所述白色發(fā)光二極管和彩色發(fā)光二極管構(gòu)成單元，具有控制單元，以所述單元為單位或個別地獨立控制所述白色發(fā)光二極管和所述彩色 發(fā)光二極管的亮度及/或色度。
全文摘要
本發(fā)明的液晶背光裝置，相對地設(shè)置在液晶顯示面板的背面，并通過以多個發(fā)光二極管作為光源的背光燈從背面照射所述液晶顯示面板，所述多個發(fā)光二極管使用0.1～0.5瓦特的白色發(fā)光二極管，具有用于個別地對所述白色發(fā)光二極管的亮度進行獨立控制的控制單元。
文檔編號G02F1/13357GK101965477SQ20098010802
公開日2011年2月2日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者安達武志, 長野雅彥 申請人:三美電機株式會社;有限會社Atrc