CN103077687A

CN103077687A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN103077687A
Application number: CN2012104110228A
Authority: CN
Inventors: 真柴环; 薮田纯子
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-05-01
Also published as: JP5592862B2; JP2013092642A; US20130106680A1; US9001023B2

Abstract

允许精确并高效地执行根据背光源的发光亮度的测量结果调整白平衡。背光亮度检测部分在关闭液晶显示面板的光学快门的状态下检测LED背光源的发光亮度。主控制部分按照背光亮度检测部分检测的发光亮度调整LED背光源的发光亮度。此处，主控制部分将背光亮度检测部分检测的RGB的LED的发光亮度与存储部分中事先存储的白平衡调整的RGB的发光亮度比较，并且在所比较的发光亮度之间发生误差时调整RGB的LED中的每一个的发光亮度以便消除误差。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地涉及一种配备有调整液晶显示面板的白平衡的部件的显示装置。

背景技术

近来，类似利用液晶显示面板的监视器装置、电视接收机等变得越来越普及。特别地，近年来，液晶显示装置的显示屏的尺寸增大并且其中某些通过例如在街上设置大屏幕显示器等被用于广告显示的目的。在这种液晶显示装置中，由于液晶自身不发光，把采用例如LED（发光二极管）的背光源设置在液晶显示面板的背面，从而用其辐射光执行高亮度（luminance）显示。

在以利用液晶显示面板的液晶显示装置为代表的彩色型显示装置中，白平衡的调整是重要的。在白平衡的调整中，例如，不直接将输入RGB信号输出到显示器，而在对RGB信号中的每一个执行校正（γ校正）之后输出，从而适当地表示尤其是白色。

然而，存在以下问题：由于在背光源的光调制电平之间的切换或者通电后经过的时间使液晶显示装置的背光源的发光亮度改变因而白平衡变化致使视频图像质量降低。

关于适当地执行白平衡调整以便高显示质量地显示视频图像的技术，例如，日本特开专利公开第2010-128040号公开了一种配备有对输入视频图像执行γ校正的校正部件和检测背光的亮度的检测部件的显示装置，其中按照检测部件检测的亮度电平用校正部件对RGB中的每个执行不同的γ校正。

如上所述，检测发光的背光源的亮度和利用所检测结果调整白平衡是有用的技术。然而，当为了用在白平衡调整中而检测背光源的发光亮度时，当为了调整白平衡而接通背光源时，取决于液晶显示面板的状态，通过液晶显示面板发射来自背光源的光，以发射到正面。也就是说，在液晶显示面板上，在显示输入的视频图像信号时，按照输入视频图像信号的分级，改变液晶的定向状态，并且通过光学快门功能执行分级表达。此时，液晶显示面板的发射光量依据光学快门的状态而改变，从而入射到用于检测背光源的发光亮度的检测传感器上的光量不变得稳定，因此导致检测精度降低。

发明内容

本发明目的是提供一种液晶显示装置，其能够根据背光源的发光亮度的测量结果精确并高效地执行白平衡调整。

本发明的目的是提供一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板；用于从其背面照射液晶显示面板的背光源；用于控制液晶显示面板和背光源的控制部分；以及用于检测液晶显示面板背面上的背光源的发光亮度的背光亮度检测部分，其中背光亮度检测部分检测在液晶显示面板的光学快门关闭的状态下背光源的发光亮度，以及控制部分按照背光亮度检测部分检测的发光亮度调整背光源的发光亮度。

本发明的另一目的是提供一种液晶显示装置，其中背光源由RGB三色的LED组成，提供存储部分用于存储当在事先调整白平衡的状态下发射RGB的LED中的每一个的光时，由背光亮度检测部分检测的RGB中的每个的发光亮度，当调整背光源的发光亮度时，背光亮度检测部分检测RGB的LED中的每个的发光亮度，以及控制部分将背光亮度检测部分检测的RGB的发光亮度与存储部分中存储的RGB的发光亮度比较，当比较的发光亮度之间出现误差时，调整RGB的LED中的每一个的发光亮度以消除误差。

本发明的另一目的是提供一种液晶显示装置，其中包括用于检测液晶显示装置的环境照度（illuminance）的环境照度检测部分，以及控制部分在环境照度检测部分检测的环境照度比预定阈值高时执行按照背光亮度检测部分检测的发光亮度来调整背光源的发光亮度的处理。

本发明的另一目的是提供一种液晶显示装置，其中包括用于检测当前时间的时钟，以及控制部分在时钟检测的当前时间属于预定时隙或与预定时间匹配时执行按照背光亮度检测部分检测的发光亮度来调整背光源的发光亮度的处理。

附图说明

图1是示出按照本发明的液晶显示装置的配置示例的框图；

图2是用于说明LED背光源和液晶面板的配置的示图；

图3是用于说明按照本发明的液晶显示装置的处理的示例的流程图；

图4是用于说明切换到LED发光亮度检测模式的预定条件的示例的流程图；以及

图5是用于说明切换到LED发光亮度检测模式的预定条件的另一示例的流程图。

具体实施方式

图1是示出按照本发明的液晶显示装置的示意性配置示例的框图。液晶显示装置1配备有LED背光源10、调谐器部分11、操作部分12、视频图像信号处理部分13、主控制部分14、LED驱动部分15、环境照度检测部分16、液晶控制部分17、液晶显示面板18、存储部分19、背光亮度检测部分20、以及时钟21。

液晶显示面板18是非自发光型面板。构成本发明的背光源的LED背光源10具有作为光源的LED并且用LED的发光从其背面照射液晶显示面板18。主控制部分14在包括视频图像信号处理部分13、LED驱动部分15等的液晶显示装置1内部直接或间接地控制全部。主控制部分14包括用于控制LED驱动部分15的LED驱动部分14a。

操作部分12用于接受将操作的内容发射到主控制部分14的用户操作，并且包括设置在液晶显示装置1的主体中的主体操作部分和用于从附带遥控器接收操作信号的接收部分。

调谐器部分11解调由天线22接收并输入的广播信号以输出到视频图像信号处理部分13。视频信号处理部分13执行各种信号转换处理，以在液晶显示面板18上显示从调谐器部分11输出的视频图像信号。通过包括调谐器部分11等将液晶显示装置配置为液晶电视装置。

液晶控制部分17执行控制以在液晶显示面板18上从最顶行开始顺序地写入从视频图像信号处理部分13输出的视频图像信号。在液晶显示面板18上，执行垂直扫描，以进行写入来更新顺序扫描视频图像信号。保持一帧的被写入的视频图像信号。这种写入允许由输入视频图像信号表示的视频图像显示在液晶显示面板18上。

具有LED作为以矩阵状态排列的光源的LED背光源10用于从其背面照射液晶显示面板18。对LED进行这样的配置：排列RGB三色的多个相应的LED从而使得它们全部一起能够辐射白光。

背光亮度检测部分20检测LED背光源10的LED的发光亮度，其中采用光传感器作为检测传感器。从光传感器输出的检测信号经过AD转换以输出到主控制部分14。

主控制部分14根据背光亮度检测部分20检测的LED的发光亮度调整LED背光源10的发光亮度，从而总是以恒定的白平衡执行视频图像显示。LED的发光检测和LED的发光亮度的调整处理是按照本发明的显示装置的特征部分。

环境照度检测部分16由用于检测液晶显示装置1的环境照度的OPC（光学画面控制）传感器（也称为光度（brightness）传感器）组成。LED背光源10的发光亮度被配置为能够按照OPC传感器检测的液晶显示装置1的环境照度加以控制。

在按照本发明的实施例中，当环境照度检测部分16检测的环境照度大于预定阈值时，根据LED的发光亮度检测执行LED的发光亮度的调整处理。

此外，主控制部分的LED控制部分14a接收按照指定LED背光源10的发光亮度的光调制值产生的光调制控制信号，并且通过LED驱动部分15控制LED背光源10的发光亮度。光调制值是例如根据由用户以屏幕光度设置菜单操作设置的设置值和环境照度检测部分16检测的环境照度值确定的值，其被设置为对应多个阶段中的每个阶段的值，其中LED背光源10发光亮度控制范围（光调制电平）被划分为所述多个阶段。

也就是说，按照用户操作的设置或者环境照度检测部分16的检测结果设置光调制电平，并且按照光调制电平以发光亮度控制LED背光源10的发光亮度。尽管由于光调制值的变化在白平衡中可能存在干扰，在按照本发明的实施例中根据LED背光源的发光亮度的准确结果调整背光的亮度。借此使得以恒定的白平衡执行视频图像显示成为可能。

LED的发光亮度调整系统包括脉宽调制（PWM）系统和电流值控制系统。PWM系统是改变占空比的系统，该占空比指示在用于接通/关闭LED的脉冲中每周期发光时间。此外，电流值控制系统是改变施加到LED的电流值（正向电流值）的系统。

存储部分19是能够存储数据的诸如ROM、RAM、HD等的，并且保持用于适当地维持白平衡的发光亮度的数据的存储部件。该数据包括示出在制造液晶显示装置1时当在工厂等调整白平衡时LED的发光控制量的数据和示出此时通过背光亮度检测部分20的LED的发光亮度的数据。发光控制量的数据是例如在由PWM控制接通/关闭LED时的占空比。可替换地，在控制电流值时的电流值是可应用的。

在按照本发明的实施例中，为RGB的LED中的每一个单独地执行发光控制以便获得适当的白平衡，为RGB中的每一个存储LED的发光控制量的数据和背光亮度检测部分20检测的发光亮度的数据。

此外，可以按照光调制电平存储上述LED的发光控制量的数据和背光亮度检测部分20检测的发光亮度的数据。当光调制电平变化时，LED的发光亮度电平变化，从而在每个光调制电平为最佳的发光控制量的数据和在那时背光亮度检测部分20检测的数据被存储在存储部分19中。

注意，在按照本发明的液晶显示装置中，根据环境照度检测部分16的检测结果或者用户操作的多个阶段中的光调制设置功能不是必需的，而具有在预定发光电平发射光的LED背光源10的功能是可应用的。在这种情况下，假定存储在存储部分19的数据是在预定发光电平调整白平衡时的每个LED发光控制量数据和在背光亮度检测部分20此时检测的发光亮度的数据。

在根据背光源的发光亮度的检测结果执行背光的亮度的调整处理的情况下，主控制部分14的LED控制部分14a引起背光亮度检测部分20检测LED背光源10接通状态下的发光亮度。发光亮度的所检测数据能够暂时存储在存储部分19中。

此时，主控制部分14控制液晶显示面板18以完全关闭光学快门。例如，对于液晶显示面板18上的所有像素，输入在最低分级（黑色）的视频图像信号从而对所有的目标像素执行在最低分级的显示。

然后，主控制部分14将背光亮度检测部分20检测的LED的发光亮度与事先存储在存储部分19中的LED的发光亮度比较，并且当其间发生误差时执行调整以增加或减少LED的发光亮度以便消除误差。在此，顺序地接通RGB的LED，从而由背光亮度检测部分20检测RGB中的每一个的发光亮度，以与用于执行发光控制的存储部分19中存储的数据相比较。

当调整RGB的LED中的每一个的发光亮度从而被光亮度检测部分20检测的实际发光亮度达到存储部分19中存储的预定发光亮度电平时，能够以最初设置的白平衡执行视频图像显示。此时当按照光调制电平存储发光亮度控制量数据和背光亮度检测部分20的检测的数据时，按照当前光调制电平利用所存储的数据执行LED的发光亮度控制。

图2是用于说明LED背光源和液晶显示面板的配置的示图。LED背光源10从其显示屏的背面照射液晶显示面板18。在LED背光源10中，在LED基片10s上排列RGB三色的LED 10r、10g、和10b。在LED基片10s上排列多个RGB的这些LED 10r、10g、和10b从而使得它们全部一起能够以每个发射色彩辐射白光。此外能够按照视频图像信号控制发光。例如当存在许多红色视频图像信号时，R的LED 10r的发光亮度相对增大，以便能够执行改善屏幕的色彩再现的处理。由LED驱动部分15（图1）驱动和控制各个LED 10r、10b和10g。

在LED基片10s上排列光传感器20a。光传感器20a构成图1的背光亮度检测部分20的传感器部分，并且背光亮度检测部分20用未示出的AD转换器将来自光传感器20a的输出信号转换为将输出到主控制部分14的数字信号。

在根据LED背光源10的发光亮度的检测结果调整LED背光源10的发光亮度时，在液晶显示面板18的光学快门关闭的状态下由光传感器20a检测RGB的LED中的每一个的发光亮度。在这种情况下由于光学快门处于被关闭的状态，能够尽可能大地抑制向液晶显示面板正面的发光，从而能够由光检测器20a利用液晶显示面板18的背面上的反射光精确地检测LED的发光亮度。

图3是用于说明按照本发明的液晶显示装置的处理的示例的流程图。在液晶显示装置中执行通常的操作（步骤S1）。该常规操作是显示诸如用户观看的广播节目或广告的内容的常规操作，其中LED背光源10接通并根据要显示的视频图像信号控制每个像素的光学快门以便在液晶显示面板18上执行视频图像显示。然后，在具有结束常规操作的操作输入的情况下，该处理结束（步骤S2-是）。

当常规操作继续时（步骤S2-否），确定是否进入LED发光亮度检测模式（步骤S3）。LED发光亮度检测模式是用于利用光传感器20a检测LED背光源10的LED发光亮度以执行在存储部分19中存储所检测的发光亮度的数据的处理的模式。

LED发光亮度检测模式能够由例如预定用户操作执行。而且，从常规操作切换到LED发光亮度检测模式能够在预定条件下执行。对于预定条件例如根据环境照度检测部分16的检测结果，当环境照度高于预定阈值时，能够执行切换到LED发光亮度检测模式。可替换地，在当前时间属于预定时隙的情况下，或者在当前时间与预定时间相匹配的情况下，能够执行切换到LED发光亮度检测模式。

当在步骤S3确定为LED发光亮度检测模式时，液晶显示面板18的光学快门关闭（步骤S4）。此处，例如通过引起在液晶显示面板18的所有像素中在黑色的最低分级执行显示的状态关闭液晶显示快门。然后,在RGB的LED中，仅使得R的LED发光（步骤S5）。此时的发光亮度由光传感器20a检测以存储在存储部分19中（步骤S6）。其次，关闭R的LED以使得G的LED发光（步骤S7），由光传感器20a检测发光亮度以存储在存储部分19中（步骤S8）。最后，关闭G的LED以使得B的LED发光（步骤S9），由光传感器20a检测发光亮度以存储在存储部分19中（步骤S10）。

此后，该处理返回步骤S1以返回正常模式。在这种情况下由于常规操作未完成并且不处于LED发光亮度检测模式，该处理进行到步骤S11并根据存储在存储部分19中的LED的发光亮度调整LED的发光亮度（步骤S11）。

也就是说，主控制部分14把光传感器20a检测的将存储在存储部分19中的LED的发光亮度与事先存储在存储部分19中LED的发光亮度比较，并且在其间发生误差的情况下执行控制以增大或减小LED的发光亮度以便消除误差。这里，对于RGB中的每一个通过将光传感器20a新检测的发光亮度与存储部分19中存储的发光亮度比较。当光传感器20a检测的实际发光亮度与存储部分19中存储的预定发光亮度匹配时，可以以初始设置的白平衡执行视频图像显示。

在这样一种状态下，直到在步骤S2完成常规操作，或者在步骤S3再次切换到LED发光亮度检测模式，以调整的发光亮度接通LED以便继续常规操作。

如上所述，在由光传感器20a检测LED的发光亮度时，关闭液晶显示面板18的光学快门，并且因此能够尽可能大地抑制从LED发射的光传输到液晶显示面板18的正面。因此，能够适当的校正由于LED的发光亮度的变化的白平衡中的干扰。

图4是用于说明切换到LED发光亮度检测模式的预定条件的示例的流程图。在图3的步骤S3中，在从常规操作切换到LED发光亮度检测模式的情况下，进行确定是否根据液晶显示装置的环境照度切换到LED发光亮度检测模式。这里，在常规操作模式期间由环境照度检测部分16测量液晶显示装置1的环境照度（光度）（步骤S21）。

然后，当所测量的环境照度高于预先确定的阈值时（步骤S22-是），进行判断该处理应切换到LED发光亮度检测模式（步骤S23）。然后，该处理进行到图3中的步骤S4以便执行LED的发光亮度的检测处理。

当液晶显示装置的环境照度高于预定电平时通过切换到LED发光亮度检测模式执行光检测处理，从而即使由于设备环境的光度在关闭光学快门的状态下光泄漏到液晶显示面板的正面，能够高效地检测或校正发光亮度而不会给用户带来太多不舒服的感觉。

进一步地，在步骤S22，当所测量的环境照度不高于事先确定的阈值时，进行判断常规操作应继续而不切换到LED发光亮度检测模式（步骤S24）。然后，该处理前进到步骤S11以在按照存储部分19中存储的LED的发光亮度调整LED的发光亮度的同时执行常规操作。

在这种情况下，在环境照度高于阈值时执行LED的发光亮度检测并且之后环境照度仍然高的情况下，不可以重复地和连续地执行LED的发光亮度的检测处理。例如，在LED发光亮度检测模式下检测发光亮度一次之后，在经过预定时间之后再次测量环境照度，并且当环境照度高于此时的阈值时，可以再次执行LED的发光亮度检测处理。

图5是用于说明切换到LED发光亮度检测模式的预定条件的另一示例的流程图。在这一示例中，在图3的步骤S3，在从正常模式切换到LED发光亮度检测模式的情况下，进行确定是否根据当前时间切换到LED发光亮度的检测模式。此处，液晶显示装置1在常规操作期间通过时钟21检测当前时间（步骤S31）。

然后，当所检测的当前时间包括在事先确定的时隙中时（步骤S32-是），判断该处理应当切换到发光亮度检测模式（步骤S33）。然后该处理前进到图3的步骤S4以执行LED的发光亮度检测处理。

对于事先确定的时隙，例如，可以设置诸如2a.m.到3a.m.的午夜时分。在例如提供广告显示等的大液晶显示装置的情况下，该时隙是周围人很少的时段，并且即使在关闭光学快门的状态下光泄漏到液晶显示面板的正面，因此能够检测或校正发光亮度而不会给许多人带来不舒服的感觉。

当在步骤S32所检测的时间未包括在事先确定的时隙中时，确定执行常规操作而无需切换到LED发光亮度检测模式（步骤S34），然后该处理前进到图3的步骤S11以在调整LED的发光亮度的同时按照存储部分19中存储的LED的发光亮度执行常规操作。

在这种情况下，当事先确定的时隙中不包括当前时间时，不可以连续并重复地执行LED发光亮度检测模式。例如，在LED发光亮度检测模式下执行发光亮度检测处理一次之后，在经过预定时间之后再次检测当前时间，并且当此时事先确定的时隙中不包括当前时间时，可以再次执行LED的发光亮度检测处理。

另外，按照检测的时间可以不将切换到LED发光亮度检测模式的条件设置为预定时隙而作为指定时间。在这种情况下，当液晶显示装置在指定时间执行常规操作时能够切换到发光亮度检测模式。

注意在上述实施例中，在LED发光亮度检测模式下，假定关闭液晶显示面板18的所有像素的光学快门并且由光传感器20a顺序地检测RGB的LED的发光亮度，然而可以将液晶显示面板18划分为多个区域从而为待调整的多个区域中的每个区域检测LED的发光亮度。

在这种情况下，液晶显示面板18被划分为多个区域，并且对应于所划分的区域的LED背光源10的各个区域提供多个光传感器20a。然后，对于液晶显示面板18的每个所划分的区域关闭每个区域的光学快门，并且为RGB中的每一个顺序地接通对应于该区域的LED背光源。顺序地接通的RGB的发光亮度由该区域中的光传感器20a检测并与存储部分19中存储的发光亮度进行比较，从而适当地调整LED发光亮度。因此在存储部分19中，为每个所划分的区域的RGB中的每一个存储LED的发光亮度和发光亮度控制量数据。

采用上述配置，按照本发明该实施例的液晶显示装置，利用光传感器等，由光亮度检测部分20检测LED的发光亮度，将所检测的发光亮度的数据与在事先调整白平衡的状态下存储的发光亮度的数据比较，从而即使当由于时间变化或者LED的光调制电平等的变化发生发光亮度上的变化时，调整LED的发光亮度从而能够以适当的白平衡执行视频图像显示。这里在由背光亮度检测部分20检测LED的发光亮度的情况下，使液晶显示面板18的光学快门为关闭状态从而由于尽可能大地抑制液晶显示面板中的传输降低所检测的光量，并且能够执行精确且稳定的发光亮度检测。

另外，通过在比预定阈值更亮的环境中执行或者以预定的时间或时隙执行，能够适当地执行LED亮度检测的LED的发光亮度检测处理而不会给观看液晶显示装置的屏幕的人带来不舒服的感觉。

如上所述，按照本发明，能够提供一种液晶显示装置，其中能够精确并有效地执行根据背光源发光亮度的测量结果调整白平衡。

此外，按照本发明，由背光亮度检测部分检测背光源发光亮度并且将所检测的发光亮度与事先调整白平衡的状态下存储的发光亮度比较，从而即使当背光源发光亮度发生变化时，通过调整背光源发光亮度，能够以适当的白平衡执行视频图像显示。然后，在由背光亮度检测部分调整背光源发光亮度时，使液晶显示面板的光学快门变为关闭状态，由此能够执行精确且稳定的亮度检测，同时尽可能大地抑制由于液晶显示面板中的传输降低所检测的光量。

然后，当环境照度高于预定阈值时执行或者在预定时隙或时间执行由背光源的亮度检测的背光源发光亮度的调整处理，从而适当地执行亮度校正处理而不会给观看液晶显示装置的屏幕的人带来不舒服的感觉。

Claims

1.一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板；用于从其背面照射液晶显示面板的背光源；用于控制液晶显示面板和背光源的控制部分；以及用于检测液晶显示面板背面上的背光源的发光亮度的背光亮度检测部分，

其中背光亮度检测部分检测在液晶显示面板的光学快门关闭的状态下背光源的发光亮度，以及控制部分按照背光亮度检测部分检测的发光亮度调整背光源的发光亮度。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中

背光源由RGB三色的LED组成，

提供存储部分用于存储当在事先调整白平衡的状态下发射RGB的LED中的每一个的光时，由背光亮度检测部分检测的RGB中的每个的发光亮度，

当调整背光源的发光亮度时，背光亮度检测部分检测RGB的LED中的每个的发光亮度，以及

控制部分将背光亮度检测部分检测的RGB的发光亮度与存储部分中存储的RGB的发光亮度比较，当比较的发光亮度之间出现误差时，调整RGB的LED中的每一个的发光亮度以消除误差。

3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中

包括用于检测液晶显示装置的环境照度的环境照度检测部分，以及

控制部分在环境照度检测部分检测的环境照度比预定阈值高时执行按照背光亮度检测部分检测的发光亮度来调整背光源的发光亮度的处理。

4.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中

包括用于检测当前时间的时钟，以及

控制部分在时钟检测的当前时间属于预定时隙或与预定时间匹配时执行按照背光亮度检测部分检测的发光亮度来调整背光源的发光亮度的处理。