專利名稱：背光設(shè)備、驅(qū)動背光的方法以及彩色圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個光源的背光設(shè)備，其中，每個光源包括安裝在同 一表面上的三種或更多種顏色的發(fā)光二極管，所述背光設(shè)備用于將來自發(fā) 光二極管的光合成為白光，并且將白光照射到顯示面板背面，本發(fā)明還涉 及驅(qū)動所述背光設(shè)備的方法和包含所述背光設(shè)備的彩色圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
自從開始電視廣播以來，電視接收機(jī)一直是CRT (陰極射線管)電視 接收機(jī)。然而，近年來，包含液晶顯示(LCD)面板或者等離子體顯示面 板(PDP)的薄的電視接收機(jī)已經(jīng)成為主流電視接收機(jī)。特別是，由于可 以以低功耗的方式來驅(qū)動液晶顯示面板，并且大尺寸的液晶顯示面板的成 本也較低，所以液晶顯示面板已經(jīng)變得越來越流行。
彩色液晶顯示面板主要是背光設(shè)計，包括具有結(jié)合有用于向彩色液晶 面板提供照明光的背光設(shè)備的顏色過濾器的彩色液晶面板。背光設(shè)備通常 采用從熒光管發(fā)射白光的諸如冷陰極熒光燈(CCFL)的熒光燈作為光 源。因為被密封在CCFL的熒光管中的水銀對環(huán)境是有害的，所以具有高 輝度、低電能消耗以及長壽命的發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)開始取代CCFL 而被用作理想的光源。
迄今為止，可用的發(fā)光二極管包括用于發(fā)射紅光的紅色發(fā)光二極管和 用于發(fā)射綠光的綠色發(fā)光二極管。另外，用于發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)色發(fā)光二極管 也剛剛開始大規(guī)模生產(chǎn)，這樣，現(xiàn)在通過這些紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光二極 管就可以生成三原色。
在使用發(fā)光二極管作為光源的背光設(shè)備中，作為分別從紅色、綠色和 藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)射出的紅光、綠光和藍(lán)光的混合物而產(chǎn)生的具有高色彩 純度的白光被照射到彩色液晶面板上，以提供比傳統(tǒng)的CCFL光源能夠提再現(xiàn)范圍。如果具有有高輸出性能的發(fā)光芯 片的發(fā)光二極管被作為用于光源的發(fā)光二極管，則背光設(shè)備大大地改善了 輝度特性。
對于具有紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光二極管的彩色液晶顯示裝置的細(xì)節(jié)可
以參考日本專利申請早期公開No.2006-171693。
迄今為止，在用于液晶顯示的背光設(shè)備中使用的CCFL具有其白色色 溫，由于其結(jié)構(gòu)限制該色溫不能被用戶設(shè)定成所希望的值。如果液晶顯示 器的色溫將被改變，則為達(dá)到所希望的白色色溫需要替換冷陰極射線管或 者需要調(diào)整液晶的開口 (aperture)。然而，為達(dá)到所希望的白色色溫替換 冷陰極射線管和調(diào)整液晶的開口是需要花費時間和成本的，這會導(dǎo)致引起 被顯示圖像的質(zhì)量下降的液晶濃淡度(gradation)的消除。
具有被用作光源的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光二極管的液晶顯示裝置是存 在問題的，因為紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光二極管的發(fā)光會因環(huán)境溫度改變、 產(chǎn)品差異和老化而改變，引起被顯示的光缺乏白平衡，從而導(dǎo)致輝度和色 調(diào)的改變。
此外，即使在使用恒定電流驅(qū)動的情況下，發(fā)光二極管的發(fā)光特性也 會受到溫度漂移和老化的影響。
發(fā)明內(nèi)容
希望提供一種包括通過光傳感器來控制其發(fā)光以實現(xiàn)總是恒定的輝度 和色度分布的發(fā)光二極管的背光設(shè)備，還希望提供驅(qū)動該背光設(shè)備的方法 以及包含該背光設(shè)備的彩色圖像顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在色溫/輝度調(diào)整以及顯示屏均勻性調(diào)整之 后，多個光傳感器的讀數(shù)首先被存儲作為參考值。顯示屏中的輝度和色溫 的分布可以通過使用光傳感器控制來自發(fā)光設(shè)備的發(fā)光量來維持。如果色 溫或者輝度設(shè)置將要被改變，則控制用于分屏(divided-screen) LED的驅(qū) 動電流來使光傳感器的讀數(shù)等于參考值。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于將白光照射到顯示面板背面 的背光設(shè)備，該設(shè)備包括多個光源，每個光源包括安裝在同一表面上的 至少三種顏色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將要被混合成白光的各種顏色 的光，多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定數(shù)量的 光源；多個光傳感器，用于檢測白光，以獨立檢測出各種顏色的光；驅(qū)動 控制部，與每個單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)，用于獨立控制將要施加到單元發(fā)光塊的 各個光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，從而驅(qū)動光源；以及存儲部，用于
當(dāng)照射到顯示面板上的白光具有預(yù)定色度水平時，存儲來自光傳感器的檢 測輸出信號的值，其中，與每個單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)的驅(qū)動控制部將存儲在存 儲部中的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要被施加到發(fā)光 二極管上的驅(qū)動電流，以便使來自光傳感器的實際檢測輸出信號的值等于 目標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，還提供了一種驅(qū)動用于將白光照射到顯示面
板背面的背光設(shè)備的方法，所述背光設(shè)備包括多個光源，每個光源包括
安裝在同一表面上的至少三種顏色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將被混合 成白光的各種顏色的光，多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光
塊包括預(yù)定數(shù)量的光源，該方法包括如下步驟獨立控制將要施加到單元 發(fā)光塊的各個光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，從而驅(qū)動光源；當(dāng)照射到
顯示面板上的白光具有預(yù)定色度水平時，存儲來自光傳感器的檢測輸出信
號的值；以及將存儲的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要 施加到發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以便使來自光傳感器的實際檢測輸出信 號的值等于目標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，還提供了一種包括用于生成白光的背光設(shè)備 以及具有被由背光設(shè)備生成的白光照射的背面的彩色圖像顯示面板的彩色 圖像顯示裝置，所述背光設(shè)備包括多個光源，每個光源包括安裝在同一 表面上的至少三種顏色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將被混合成白光的各 種顏色的光，多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定 數(shù)量的光源；多個光傳感器，用于檢測白光，以獨立檢測出各種顏色的 光；驅(qū)動控制部，與每個單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)，用于獨立控制將要施加到單元 發(fā)光塊的各個光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，從而驅(qū)動光源；以及存儲 部，用于當(dāng)照射到顯示面板上的白光具有預(yù)定色度水平時，存儲來自光傳
感器的檢測輸出信號的值，其中，與每個單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)的驅(qū)動控制部將 存儲在存儲部中的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要施加 到發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以便使來自光傳感器的實際檢測輸出信號的 值等于目標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，包括R、 G、 B在內(nèi)的三種顏色或更多顏色 的發(fā)光設(shè)備被用作光源，并且可以通過按照需要改變R、 G、 B的顏色輸 出來自由設(shè)定色溫。
發(fā)光設(shè)備可以配置在液晶顯示設(shè)備的正下方，并且各個發(fā)光設(shè)備的輝 度水平可以被自由設(shè)定，以控制顯示屏上的輝度分布。
發(fā)光設(shè)備的發(fā)光可以通過光傳感器來監(jiān)控，以提供總是恒定的輝度和 色度分布。
本發(fā)明的上述和其它特征、優(yōu)點通過結(jié)合說明作為示例的本發(fā)明的優(yōu) 選實施例的附圖將會變得更加明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的彩色圖像顯示裝置的分解的透視
圖2是彩色圖像顯示裝置的背光設(shè)備的發(fā)光單元中的光源和光傳感器 的布局的平面視圖。
圖3是示出發(fā)光單元中的光源的發(fā)光二極管的連接的示圖； 圖4是示出光傳感器的示圖5是背光設(shè)備的發(fā)光單元中的光源和光傳感器的布局的垂直截面
圖6是彩色圖像顯示裝置的框圖7是背光設(shè)備的背光控制器中的LED驅(qū)動電路的框圖；以及 圖8是由背光設(shè)備的控制器執(zhí)行的用于控制發(fā)光單元的處理序列的流 程圖。
具體實施例方式
當(dāng)被結(jié)合到如圖1所示的具有分割型背光系統(tǒng)的彩色圖像顯示裝置1 中時，本發(fā)明的原理特別有用。然而，本發(fā)明并不限于彩色圖像顯示裝置 1，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以應(yīng)用到各種其它彩色顯示裝置中。
彩色圖像顯示裝置1是透光型彩色圖像顯示裝置，并且包括透光型彩 色液晶面板IO和配置在透光型彩色液晶面板IO之后的背光設(shè)備20。
透光型彩色液晶面板10包括彼此相對配置的由玻璃或類似材料構(gòu)成的 兩個透明基板，即TFT (薄膜晶體管)基板11和對向電極基板12，以及 具有封裝在其中的扭曲向列(TN)液晶的液晶層13，該液晶層配置在 TFT (薄膜晶體管)基板11和對向電極基板12之間的間隙中。TFT (薄 膜晶體管)基板ll和對向電極基板12夾在兩個偏光板之間。
TFT基板11包括信號線14和掃描線15的矩陣，以及配置在信號線 14和掃描線15的交點處的作為開關(guān)元件的多個薄膜晶體管16和像素電極 17。薄膜晶體管16由掃描線15順次選擇，并且將從信號線14提供的視頻 信號寫入像素電極17中。對向電極18和顏色過濾器(CFC) 19被配置在 對向電極基板12的面向液晶層13的內(nèi)表面上。
顏色過濾器19被劃分成與各個像素相應(yīng)的多個部分，例如，包括表示 三原色的紅色過濾器CFR、綠色過濾器CFG和藍(lán)色過濾器CFB的三個部 分，并且以條紋狀配置。顏色過濾器19不限于條紋狀陣列，也可以是三 角形陣列、正方形陣列等。
雖然透光型彩色液晶面板10的背面是由背光設(shè)備20產(chǎn)生的白光來照 射的，但是，透光型彩色液晶面板10以有源矩陣的模式被驅(qū)動，以顯示 出所希望的全彩圖像。
背光設(shè)備20是被配置在透光型液晶面板10之后的直下式背光設(shè)備， 用于使用從發(fā)光單元21發(fā)射的照明光通過光擴(kuò)散板22和光學(xué)鏡片組23來 照射透光型彩色液晶面板10的背面。光學(xué)鏡片組23包括堆疊在一起的擴(kuò) 散板、棱鏡片、偏光轉(zhuǎn)換板等。發(fā)光單元21、光擴(kuò)散板22和光學(xué)鏡片組 23都設(shè)在光屏蔽套(未示出)中。
在背光設(shè)備20中，從發(fā)光單元21發(fā)射的照明光穿過光擴(kuò)散板22和光 學(xué)鏡片組23。背光設(shè)備10將來自光學(xué)鏡片組23的照明光作為具有預(yù)定光
學(xué)特性的均勻白光照射到透光型彩色液晶面板10上。
具體地，光擴(kuò)散板22在其中對從發(fā)光單元21發(fā)射的照明光進(jìn)行擴(kuò)
散，以使表面發(fā)射的光的輝度均一化。光學(xué)鏡片組23使從光擴(kuò)散板22發(fā) 射的照明光指向光擴(kuò)散板22的法線方向，從而增加表面發(fā)射的輝度。
背光設(shè)備20是具有以安裝在相同表面上的三種或者更多種顏色的發(fā)光 二極管(LED)形式的多個光源的區(qū)域光背光設(shè)備。具體地，發(fā)光單元21 包括大量用于發(fā)射紅光的紅色發(fā)光二極管3R、大量用于發(fā)射綠光的綠色 發(fā)光二極管3G和大量用于發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)色發(fā)光二極管3B，這些發(fā)光二極 管以預(yù)定圖案被配置在安裝板(mounting board)上。發(fā)光單元21將紅 光、綠光和藍(lán)光混合成白光，并且將白光照射到透光型彩色液晶面板10 的背面上。
如圖2所示，背光設(shè)備20的發(fā)光單元21包括多個單元發(fā)光塊30，每 個單元發(fā)光塊30包括n組發(fā)光二極管3R、 3G、 3B，每組包括紅色發(fā)光二 極管3R、綠色發(fā)光二極管3G和藍(lán)色發(fā)光二極管3B。單元發(fā)光塊30以與 NXM分割型顯示屏區(qū)域相對應(yīng)的NXM矩陣配置。
發(fā)光二極管3R、 3G、 3B因此被配置用于將其發(fā)射的紅光、綠光和藍(lán) 光混合成為平衡良好的白光。在發(fā)光單元21能夠以平衡良好的方式混合 紅光、綠光和藍(lán)光的范圍內(nèi)，發(fā)光二極管3R、 3G、 3B可以以任意布局來 配置。
如圖3所示，單元發(fā)光塊30的各個光源的3n個發(fā)光二極管3R、 3G、 3B是對于每個顏色串聯(lián)連接的，這提供了紅色發(fā)光二極管組30R、 綠色發(fā)光二極管組30G和藍(lán)色發(fā)光二極管組30B。因此，可以彼此獨立地 控制將要施加到紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G和藍(lán)色發(fā) 光二極管組30B的驅(qū)動電流。
如圖2所示，發(fā)光單元21包括多個光傳感器41。
光傳感器41用于監(jiān)視單元發(fā)光塊30的各個光源的發(fā)光二極管3R、 3G、 3B的發(fā)光。如圖4所示，每個光傳感器41包括用于檢測紅光量的紅 光傳感器41R、用于檢測綠光量的綠光傳感器41G和用于檢測藍(lán)光量的藍(lán) 光傳感器41B。具體地，光傳感器41檢測紅光、綠光和藍(lán)光的混合物白
光，并且光傳感器41R、 41G、 41B彼此獨立地分別檢測被檢測的白光的 紅光、綠光和藍(lán)光。為了識別顯示屏中的輝度和色度分布以及自動校正發(fā) 光二極管3R、 3G、 3B的發(fā)光的改變，每個光傳感器41具有小的監(jiān)視區(qū) 域，并且光傳感器41的數(shù)量需要足夠大，以足夠用于監(jiān)視整個顯示屏。
在所示出的實施例中，發(fā)光單元21包括以與3X6分割型顯示屏區(qū)域 對應(yīng)的3X6矩陣配置的18個單元發(fā)光塊30。向每兩個單元發(fā)光塊30分 配一個光傳感器41，這樣9個光傳感器41以3X3矩陣被配置。
以3X6矩陣配置的18個單元發(fā)光塊30的包括紅色發(fā)光二極管組 30G、綠色發(fā)光二極管組30R和藍(lán)色發(fā)光二極管組30B的18個單元發(fā)光 二極管組由All到A36表示，并且以3X3矩陣配置的9個光傳感器41由 Pll到P33表示。
如圖5所示，光傳感器41被配置在安裝了發(fā)光二極管3R、 3G、 3B的 安裝板25上定義的各個凹部26中。
由于光傳感器41被配置在各個凹部26中，所以從發(fā)光二極管3R、 3G、 3B發(fā)射的紅光、綠光和藍(lán)光不是直接照射到光傳感器41上，而是由 光擴(kuò)散板22反射并作為混合光照射到光傳感器41上。
彩色圖像顯示裝置1以圖6中的框圖形式示出。
如圖6所示，彩色圖像顯示裝置l包括電源31，用于向彩色液晶面 板10和背光設(shè)備20提供驅(qū)動電源；X驅(qū)動器32和Y驅(qū)動器33，用于驅(qū) 動彩色液晶面板10; RGB處理處理器35，用于通過輸入端34被提供來自 外部電路的視頻信號；視頻存儲器36和控制器37，它們連接到RGB處理 處理器35;以及背光驅(qū)動控制器38，用于控制背光設(shè)備20。
RGB處理處理器35對從輸入端43提供的視頻信號進(jìn)行色度處理等處 理，并且還將復(fù)合視頻信號轉(zhuǎn)換成適用于驅(qū)動彩色液晶面板10的單獨的 R、 G、 B信號。RGB處理處理器35將單獨的R、 G、 B信號提供給控制 器37，并且通過視頻存儲器36將單獨的R、 G、 B信號提供給X驅(qū)動器 32?？刂破?7以根據(jù)單獨的R、 G、 B信號的定時來控制X驅(qū)動器32和 Y驅(qū)動器33，以使用通過視頻存儲器36提供給X驅(qū)動器32的單獨的R、 G、 B信號來驅(qū)動彩色液晶面板10，從而顯示取決于單獨的R、 G、 B信號
的視頻圖像。
背光設(shè)備驅(qū)動控制器38被提供來自發(fā)光單元21中的光傳感器41的被
檢測的輸出信號?；趤碜怨鈧鞲衅?1的被檢測的輸出信號，背光驅(qū)動 控制器38控制用于發(fā)光單元21的光源的發(fā)光二極管3R、 3G、 3B的驅(qū)動電流。
背光設(shè)備控制器38具有用于將各種設(shè)置存儲在其中的非易失性存儲器
38a。
非易失性存儲器38a在照射到彩色液晶面板IO上的白光具有預(yù)定色度 水平時，存儲被檢測的來自光傳感器41的輸出信號。
背光驅(qū)動控制器38包括圖7中示出的用于驅(qū)動背光設(shè)備20的光源的 發(fā)光二極管組30R、 30G、 30B的LED驅(qū)動電路50。具體地，背光驅(qū)動控 制器38包括分別與單元發(fā)光塊30關(guān)聯(lián)的LED驅(qū)動電路50。 LED驅(qū)動電 路50由控制電路40基于被檢測的來自發(fā)光單元21中的光傳感器41的輸 出信號來控制。
因為發(fā)光二極管3R、 3G、 3B的輝度和色度特性根據(jù)施加到其上的驅(qū) 動電流可變，所以紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G和藍(lán)色 發(fā)光二極管組30B由來自各個恒流電路51R、 51G、 51B的恒定電流來控 制。驅(qū)動電流通過PWM (脈沖寬度調(diào)制)來控制，以使發(fā)光單元21能輸 出所希望量的光。
具體地，紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G和藍(lán)色發(fā)光 二極管組30B的陽極連接到恒流電路51R、 51G、 51B，陰極通過FET 52R、 52G、 52B接地。當(dāng)從PWM控制電路53R、 53G、 53B提供給FET 52R、 52G、 52B的柵極的PWM信號被接通時，F(xiàn)ET 52R、 52G、 52B被導(dǎo) 通，從而將它們的源極和漏極彼此相連。相反，當(dāng)PWM信號被切斷時， FET52R、 52G、 52B截止，從而使它們的源極和漏極不彼此相連。這樣， 當(dāng)PWM信號接通時，F(xiàn)ET 52R、 52G、 52B使驅(qū)動電流通過發(fā)光二極管 3R、 3G、 3B，并且當(dāng)PWM信號被切斷時，F(xiàn)ET 52R、 52G、 52B不會使 驅(qū)動電流通過發(fā)光二極管3R、 3G、 3B。換句話說，當(dāng)PWM信號接通 時，F(xiàn)ET 52R、 52G、 52B使紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組
30G、藍(lán)色發(fā)光二極管組30B分別發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光，而當(dāng)PWM信 號被切斷時，F(xiàn)ET52R、 52G、 52B使紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二 極管組30G、藍(lán)色發(fā)光二極管組30B分別停止發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光。
PWM控制電路53R、 53G、 53B產(chǎn)生作為二進(jìn)制信號的PWM信號， 其導(dǎo)通時間和截止時間之間的占空比是可調(diào)的。PWM控制電路53R、 53G、 53B被提供有占空比控制值(PWM值)，并且使用包含取決于占空 比控制值的占空比的PWM信號來控制FET52R、 52G、 52B的開關(guān)操作， 從而控制將要施加到紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G、藍(lán) 色發(fā)光二極管組30B上的驅(qū)動電流。
控制電路40將存儲在非易失性存儲器38a中的被檢測的來自光傳感器 41的輸出信號的值用作目標(biāo)值?？刂齐娐?0將用于使實際被檢測的來自 光傳感器41的輸出信號的值等于目標(biāo)值的占空比控制值提供給與各個單 元發(fā)光塊30關(guān)聯(lián)的LED驅(qū)動電路50，以獨立控制將施加到紅色發(fā)光二極 管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G、藍(lán)色發(fā)光二極管組30B上的驅(qū)動電
流o
背光設(shè)備20的控制電路40根據(jù)如圖8所示的處理序列來控制發(fā)光單 元21。
首先，控制電路40通過由與各個單元發(fā)光塊30關(guān)聯(lián)的LED驅(qū)動電路 50單獨控制將要施加到單元發(fā)光塊30的光源的發(fā)光二極管3R、 3G、 3B 上的驅(qū)動電流，從而驅(qū)動光源(步驟S1)。
然后，控制電路40設(shè)定用于光傳感器Pll到P33的目標(biāo)值(步驟 S2)。具體地，當(dāng)光傳感器Pll到P33以充分穩(wěn)定的背光特性以及照射到 彩色液晶顯示面板10上的白光的預(yù)定色度水平來獨立檢測各色光分量 時，控制電路40將所有被檢測的來自光傳感器Pll到P33的輸出信號的 值存儲到非易失存儲器38a中。
然后，控制電路40設(shè)定單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二極管 組30R、 30G、 30B對光傳感器P11到P33的影響程度(步驟S3)。具體 地，控制電路40驅(qū)動用于每個單元發(fā)光塊30的單元發(fā)光二極管組AU到 A36的紅色發(fā)光二極管組30R、綠色發(fā)光二極管組30G、藍(lán)色發(fā)光二極管 組30B，測量對光傳感器P11到P33的影響程度，并且將獲得的影響程度 存儲到非易失存儲器38a中。對光傳感器Pll到P33的影響程度是根據(jù)下
式來確定的
影響程度=1個單元發(fā)光塊被驅(qū)動時所發(fā)射的光的檢測值/所有單元發(fā) 光塊被驅(qū)動時所檢測的光的檢測值。
例如，單元發(fā)光二極管組All的紅色發(fā)光二極管組30R對光傳感器 Pll的影響程度被確定為具有16.3%的固有值?？刂齐娐?0存儲有如發(fā)光 二極管組30R、 30G、 30B的數(shù)量和發(fā)光傳感器41的數(shù)量的乘積一樣多的 影響程度數(shù)據(jù)。
然后，控制電路40設(shè)定對單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二極 管組30R、 30G、 30B的PWM系數(shù)(步驟S4)。具體地，控制電路40確 定用于將光傳感器Pll到33的被檢測值增加"1"的PWM值。例如，假 定單元發(fā)光二極管組All的紅色發(fā)光二極管組30R使用PWM值"4095" 驅(qū)動。如果光傳感器Pll的被檢測值此時顯示"700"，則PWM系數(shù)按下 式給出
4095/700 = 5.85
然后，控制電路40計算被檢測的來自光傳感器Pll到P33的輸出信號 的變動量(步驟S5)。具體地，控制電路40根據(jù)如下內(nèi)容計算此變動
變動量-目標(biāo)值-當(dāng)前值 例如，如果光傳感器Pll的被檢測值從"0" (LED未被驅(qū)動)增加到 "2000"的輝度水平時，則變動量按照下式計算 變動量二2000-0二2000
然后，控制電路40計算由單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二極 管組30R、 30G、 30B引起的被檢測的來自光傳感器41的輸出信號的變動 量(步驟S6)。具體地，控制電路40基于步驟S3中確定出的影響程度來 確定驅(qū)動單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二極管組30R、 30G、 30B 以便將光傳感器Pll到P33的被檢測值增加所希望的值所需的PWM值。 例如，基于步驟S3中確定出的影響程度，驅(qū)動單元發(fā)光二極管組All的
發(fā)光二極管組30R以便將光傳感器Pll的被檢測值增加"2000"所需的
PWM值按照下式計算
2000X0.163 = 326
然后，控制電路40計算用于單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二 極管組30R、 30G、 30B的PWM值(步驟S7)。具體地，控制電路40按 照下式計算變動量-
PWM值=用于每個發(fā)光二極管組的變動的PWM值+當(dāng)前PWM值
例如，用于單元發(fā)光二極管組All的發(fā)光二極管組30R以便將光傳感 器P11的被檢測值增加"326"的PWM值按照下式計算
326X5,85 = 1907
當(dāng)前值"0" +變動量"1907" =1907
基于上述計算，PWM值"1907"被設(shè)定用于單元發(fā)光二極管組All 的發(fā)光二極管組30R。
根據(jù)上述處理序列，對于光傳感器Pll， PWM值被設(shè)定，并且被提供 給單元發(fā)光二極管組A11到A36的發(fā)光二極管組30R、 30G、 30B。
然后，對于光傳感器P12， PWM值被設(shè)定，并且被提供給單元發(fā)光二 極管組A11到A36的發(fā)光二極管組30R、 30G、 30B。
然后，對于直到光傳感器P33的其它傳感器，PWM值被設(shè)定，并且 被提供給單元發(fā)光二極管組All到A36的發(fā)光二極管組30R、 30G、 30B。
現(xiàn)在， 一個反饋循環(huán)完成。
控制電路40繼續(xù)執(zhí)行反饋處理過程，直到光傳感器Pll到P33的被檢 測值達(dá)到步驟S2中設(shè)定的目標(biāo)值為止。即使在達(dá)到目標(biāo)值之后，控制電 路40仍然對被檢測值進(jìn)行監(jiān)視，以查看被檢測值是否偏離目標(biāo)值。
步驟S2中的目標(biāo)值設(shè)定過程以及步驟S3中的影響程度設(shè)定過程可以 在制造背光設(shè)備20時的調(diào)整過程中僅執(zhí)行一次。當(dāng)使用完成的背光設(shè)備 20時，根據(jù)反饋處理過程重復(fù)S4到S7的處理過程，以使光傳感器P11到 P33的被檢測值等于在步驟S2中設(shè)定的目標(biāo)值。
背光設(shè)備20使用光傳感器41同時調(diào)整色溫/輝度和顯示屏的均勻性。
由于發(fā)光二極管3R、 3G、 3B即使使用恒定電流來驅(qū)動，其發(fā)光特性 也會受到溫度漂移和老化的影響，所以用于發(fā)光二極管3R、 3G、 3B的驅(qū) 動電流需要根據(jù)光傳感器41的讀數(shù)來設(shè)定。在色溫/輝度調(diào)整以及顯示屏 均勻性調(diào)整之后，背光設(shè)備20首先將光傳感器41的讀數(shù)存儲作為參考 值。如果色溫或輝度設(shè)置將被改變，則控制用于分屏LED的驅(qū)動電流以使 光傳感器41的讀數(shù)等于參考值。
如上所述，背光設(shè)備20將包括R、 G、 B的三色或更多色發(fā)光設(shè)備用 作光源，并且可以通過按照需要改變R、 G、 B的顏色輸出來自由設(shè)定色 溫。發(fā)光設(shè)備可以被配置在液晶顯示設(shè)備的正下方，并且各個發(fā)光設(shè)備的 輝度水平可以自由設(shè)定，以控制顯示屏上的輝度分布。發(fā)光設(shè)備的發(fā)光可 以由光傳感器41來監(jiān)視，以提供總是恒定的輝度和色度分布。
由于背光設(shè)備20由其自身確定色溫，所以液晶顯示裝置可以自由選擇 色溫，而不會減小液晶的動態(tài)范圍。因為具有多個可控元件的光源被置于 顯示屏中，所以輝度和色溫分布可以在顯示屏中自由設(shè)定。顯示屏中的輝 度和色溫可以通過控制從使用光傳感器41的發(fā)光設(shè)備發(fā)射的光的量來維 持。
無論其是直射光(direct Ught)型還是邊光(edge light)型，都可以采 用分屏LED背光控制和多個相應(yīng)的光傳感器的組合。
雖然已經(jīng)示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，在 不脫離所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以作出各種改變和修改。
本申請包含與于2006年11月11日向日本專利局提交的日本專利申請 JP 2006-305857有關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過參考被結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于將白光照射到顯示面板背面的背光設(shè)備，包括多個光源，每個光源包括安裝在同一表面上的至少三種顏色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將要被混合成白光的所述各種顏色的光，所述多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定數(shù)量的光源；多個光傳感器，用于檢測所述白光，以獨立檢測出所述各種顏色的光；驅(qū)動控制裝置，其與每個所述單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)，用于獨立控制將要施加到所述單元發(fā)光塊的光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以驅(qū)動所述光源；以及存儲裝置，用于當(dāng)照射到所述顯示面板的白光具有預(yù)定色度水平時，存儲來自所述光傳感器的檢測輸出信號的值，其中，與每個所述單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)的所述驅(qū)動控制裝置將存儲在所述存儲裝置中的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要施加到所述發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以使來自所述光傳感器的實際檢測輸出信號的值等于所述目標(biāo)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光設(shè)備，其中，所述存儲裝置存儲有表示 所述單元發(fā)光塊的光源對所述光傳感器的影響程度的影響程度數(shù)據(jù)，并 且，所述驅(qū)動控制裝置基于存儲在所述存儲裝置中的影響程度數(shù)據(jù)，獨立 控制將要施加到所述發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以使來自所述光傳感器的 實際檢測輸出信號的值等于所述目標(biāo)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光設(shè)備，其中，所述光傳感器分別與所述 單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)，并被置于在安裝了所述發(fā)光二極管的板上限定的各個凹 部中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光設(shè)備，其中，所述驅(qū)動控制裝置根據(jù)脈 沖寬度調(diào)制控制處理來控制所述光源的發(fā)光量，并且通過調(diào)整所述脈沖寬 度調(diào)制控制處理的占空比來調(diào)整將要施加到所述發(fā)光二極管上的驅(qū)動電 流。
5. —種驅(qū)動用于將白光照射到顯示面板背面的背光設(shè)備的方法，所述 背光設(shè)備包括多個光源，每個光源包括安裝在同一表面上的至少三種顏 色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將要被混合成白光的所述各種顏色的光， 所述光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定數(shù)量的光源， 所述方法包括以下步驟獨立控制將要施加到所述單元發(fā)光塊的光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電 流，以驅(qū)動所述光源；當(dāng)照射到所述顯示面板的白光具有預(yù)定色度水平時，存儲來自用于獨 立檢測所述各種顏色的光的多個光傳感器的檢測輸出信號的值；并且將所存儲的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要施加到 所述發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以便使來自所述光傳感器的實際檢測輸出 信號的值等于所述目標(biāo)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括以下步驟存儲表示所述單元發(fā)光塊的光源對所述光傳感器的影響程度的影響程 度數(shù)據(jù)；并且基于所存儲的影響程度數(shù)據(jù)，獨立控制將要施加到所述發(fā)光二極管上 的驅(qū)動電流，以便使來自所述光傳感器的實際檢測輸出信號的值等于所述 目標(biāo)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括以下步驟根據(jù)脈沖寬度調(diào)制控制處理來控制所述光源的發(fā)光量，并且通過調(diào)整 所述脈沖寬度調(diào)制控制處理的占空比來調(diào)整將要施加到所述發(fā)光二極管上 的驅(qū)動電流。
8. —種彩色圖像顯示裝置，包括 用于生成白光的背光設(shè)備；以及彩色圖像顯示面板，其具有被由所述背光設(shè)備生成的白光照射的背面，所述背光設(shè)備包括多個光源，每個光源包括安裝在同一表面上的至少三種顏色 的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將要被混合成白光的所述各種顏色 的光，所述多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定數(shù)量的光源；多個光傳感器，用于檢測所述白光，以獨立檢測出所述各種顏色的光；驅(qū)動控制裝置，其與每個所述單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)，用于獨立控 制將要施加到所述單元發(fā)光塊的光源的發(fā)光二極管上的驅(qū)動電 流，以驅(qū)動所述光源；以及存儲裝置，用于當(dāng)照射到所述顯示面板的白光具有預(yù)定色度 水平時，存儲來自所述光傳感器的檢測輸出信號的值， 其中，與每個所述單元發(fā)光塊關(guān)聯(lián)的所述驅(qū)動控制裝置將存儲在所述 存儲裝置中的檢測輸出信號的值用作目標(biāo)值，并且獨立控制將要施加到所 述發(fā)光二極管上的驅(qū)動電流，以便使來自所述光傳感器的實際檢測輸出信 號的值等于所述目標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背光設(shè)備、驅(qū)動背光的方法以及彩色圖像顯示裝置。一種用于將白光照射到顯示面板背面的背光設(shè)備包括多個光源，每個光源包括安裝在一個表面上的至少三種顏色的多個發(fā)光二極管，用于發(fā)射將要被混合成白光的各種顏色的光，多個光源被分成多個單元發(fā)光塊，每個單元發(fā)光塊包括預(yù)定數(shù)量的光源。該設(shè)備還包括多個光傳感器、驅(qū)動控制裝置和存儲裝置。
文檔編號H01L33/00GK101178874SQ20071017033
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者手代木仁 申請人:索尼株式會社