CN100504545C - 面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置 - Google Patents

面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置。目的在于提供可以得到良好的显示品质的面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置。该面照明装置的构成为具有：具备发(R、G、B)光的多个LED的LED模块(16)和导光板(14)的光源部；分别检测来自LED的光的强度并输出(R、G、B)中每一个的检测信号的色度传感器基板(20)；根据检测信号分别对多个LED进行控制的LED控制部(18)；和可分别变更检测信号的增益设定的第1级增益设定部(41)和第2级增益设定部(42)。

Description

面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置。
背景技术
作为每一个像素的开关元件具备TFT(Thin Film Transistor)等的有源矩阵型的液晶显示装置，由于与CRT比较可以容易地实现薄型化和轻量化，可以得到不比CRT差的显示品质，故人们一直期待着作为一般家庭用的电视机或OA设备的显示装置的普及。液晶显示装置灵活应用可薄型化和轻量化这一点，不仅要求可应对笔记本型PC等的便携式信息设备还要求可应对各种各样的多媒体信息设备。与此同时，液晶显示装置，还要求显示辉度和色度稳定的良好的显示品质。
图7A的立体图模式性地示出了即便是在平板显示器中也可得到高显示品质的有源矩阵型液晶显示装置所具有的透过式液晶显示面板的构成。图7B的剖面图示出了液晶显示面板的构成。如图7A、7B所示，液晶显示面板具有通过涂敷到外周部上的密封材料152彼此粘接的TFT基板102和相向基板104，以及密封在两基板102、204之间的液晶层106。在TFT基板102上，形成有多条栅极总线112和通过绝缘膜与栅极总线112交叉的多条漏极总线114。在两总线112、114的每一个交叉部上，形成有TFT120和由透明导电膜构成的像素电极。在TFT基板102的显示区域的外周部上，形成有驱动栅极总线112的栅极总线驱动电路161和驱动漏极总线114的漏极总线驱动电路160。此外，在TFT基板102上，还具有形成外部连接端子的端子部162和保护端子部162的布线等的保护膜163。
另一方面，在相向基板104的显示区域几乎整个区域上，都形成有由透明导电膜构成的共通电极142。共通电极142通过传送体150连接到TFT基板102一侧，维持为公共电位。共通电极142、像素电极和被夹在它们之间的液晶层106，形成液晶电容Clc。
液晶显示装置，除去上述那样的透过式的液晶显示面板之外，还具有要配置在液晶显示面板的背面一侧上的背光源单元。通过在每个像素中驱动液晶显示面板的液晶，控制来自背光源单元的光的透过率，就可以实现所希望的显示。近些年来，在背光源单元中，使用的是例如CCFL、LED、EL等各种各样的光源。在液晶显示面板中具备驱动用的电路，在背光源单元中也具备有光源发光用的电路。液晶显示装置，采用把液晶显示面板和背光源单元适当组合起来的办法，就可以得到良好的显示品质。
[专利文献1]特开平11-295689号公报
[专利文献2]特开平5-127602号公报
要想得到更为良好的显示品质，就必须进行背光源的辉度调整或白色平衡调整。但是，在现有的液晶显示装置中，要满意地进行背光源的辉度调整或白色平衡调整是困难的，产生了不能得到良好的显示品质这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供可以得到良好的显示品质的面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置。
上述目的可借助于面照明装置实现。该面照明装置，其特征在于具有：具备发光色彼此不同的多种LED的面状的光源部；分别检测来自上述多种LED的光的强度并输出多个检测信号的色度传感器部；根据所述多个检测信号分别对上述多种LED进行控制的LED控制部；和可分别变更上述多个检测信号的增益设定的多级增益设定部。
倘采用本发明，则可以实现能得到良好的显示品质的面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置。
附图说明
图1模式地示出了本发明的一个实施方式的液晶显示装置的构成。
图2的框图模式地示出了本发明的一个实施方式的实施例1的面照明装置的构成。
图3模式地示出了本发明的一个实施方式的实施例2的面照明装置的构成。
图4示出了本发明的一个实施方式的实施例2的面照明装置的主要构成的变形例。
图5模式地示出了本发明的一个实施方式的实施例3的面照明装置的主要构成。
图6模式地示出了本发明的一个实施方式的实施例4的面照明装置的主要构成。
图7A和图7B模式地示出了液晶显示面板的构成。
标号说明
1：液晶显示面板，2：TFT基板，4：相向基板，8：背光源单元，10：栅极总线驱动器IC，11：数据总线驱动器IC，12：周边电路基板，14：导光板，16：LED模块，18：LED控制部，20：彩色传感器基板，22：彩色传感器控制器，24：传感器控制器IC，26：存储器，28：开关，30：恒流电源电路，32：微处理器，34：电子电位器，36：放大器电路，38：EEPROM，41：第1极增益设定部，42：第2级增益设定部。
具体实施方式
用图1～图6对本发明的一个实施方式的面照明装置和具备该面照明装置的液晶显示装置进行说明。图1模式地示出了本实施方式的液晶显示装置的构成。如图1所示，液晶显示装置具有透过式的液晶显示面板1和配置在液晶显示面板1的背面一侧上的背光源单元(面照明装置)8。液晶显示面板1具有在每个像素中分别具备TFT和像素电极的TFT基板2和在TFT基板2相对的面上具有共通电极的相对基板4以及密封在两基板2、4间的液晶层。在TFT基板2上，彼此交叉地形成有多条数据总线(信号电极)和多条栅极总线(扫描电极)。
当因某一栅极总线变成为选择状态而使得已连接到该栅极总线的TFT变成为ON状态后，就可以向各个像素电极写入施加到数据总线上的灰度等级电压。采用在下一帧中一直到该栅极总线变成为选择状态为止各个像素保持电荷的办法，就可以给像素电极与共通电极之间持续施加规定的电压。由于液晶分子的倾斜角度要根据所要施加的电压决定，故可以对每一个像素控制光的透过量，使得灰度等级显示成为可能。此外，采用在每一个像素中都形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)这3色的滤色片，对R、G、B这3色的光进行混合的办法，就可以实现彩色显示。驱动液晶显示面板1的电路，可由驱动各个栅极总线的栅极总线驱动器、驱动各个数据总线的数据总线驱动器以及给共通电极施加公共电压的公共电压电路等构成。栅极总线驱动器IC10，配置在TFT基板2的栅极总线的一端，数据总线驱动器IC11，则配置在数据总线的一端。此外，在TFT基板2上，还连接有周边电路基板12。
背光源单元8具有面状的光源部。光源部具备面状的导光板14和把多个LED直线状地配置在导光板14的相向的2个端边附近的LED模块16。LED模块16具有发光色彼此不同的多个种类的LED，例如，具有发R的光的多个LED，发G光的多个LED以及发B光的多个LED。此外，背光源单元8还具有控制LED模块16的LED控制部18。
在本实施方式中，在背光源单元8的一部分(例如导光板14的背面一侧)上，设置有彩色传感器。彩色传感器分别检测来自LED的R、G、B的光的强度，输出R、G、B的各个检测信号。采用根据从彩色传感器输出的R、G、B的各个检测信号反馈控制各色的LED的办法，就可以经常进行光源的辉度调整和色度修正(白色平衡调整)。此外，在本实施方式中，还设置有可以把检测信号的增益设定变更为各种值的增益设定部，使得可以与辉度范围或色度范围相吻合地进行辉度调整和色度修正。一般地说，由于增益设定部仅仅设置在可以装配彩色传感器的彩色传感器基板上，故也存在着难于变更预先所设定的增益设定这样的问题。相对于此，如果做成为使得可借助于来自外部的信号变更增益设定，则增益设定的变更将会变得容易起来，但是，由于需要额外的信号或电路，故存在着变成为背光源单元8和液晶显示装置的大型化或制造成本增加的原因这样的问题。为了解决这些问题，在本实施方式中，设置有多级的增益设定部。例如，第1级的增益设定部设置在彩色传感器基板上，第2极的增益设定部则设置在与彩色传感器基板独立设置的彩色传感器控制器基板(LED控制部18)上，由此，即便是在把电源组装到装置上后也可以容易地变更增益设定。
(实施例1)
对本实施方式的实施例1的面照明装置进行说明。图2的框图模式地示出了本实施例的背光源单元的构成。如图2所示，彩色传感器基板(彩色传感器部)20，配置在导光板14的背面一侧上。在彩色传感器基板20上，设置有彩色传感器和第1级的增益设定部41。要从彩色传感器输出的R、G、B的各个检测信号(X检测信号、Y检测信号和Z检测信号)分别借助于第1级的增益设定部41以规定的增益进行放大，向LED控制部18的彩色传感器控制器22输入。彩色传感器控制器22，具有具备彩色传感器IC24、存储规定的信息的存储器26、放大器电路36和开关(SW)28的第2级增益设定部42。在第2级的增益设定部42中，可采用切换开关28的办法，分别变更R、G、B的各个检测信号的增益设定，结果就变成为分别以规定的增益放大从彩色传感器基板20输入的R、G、B的各个检测信号后向彩色传感器控制器IC24输出。从外部向传感器控制器IC24和存储器26供给+5VDC的电源，I IC信号或复位信号等就可以输入输出。彩色传感器控制器22，根据所输入的R、G、B的检测信号和预先设定的计算公式产生并输出PWM信号(R-PWM信号，G-PWM信号，B-PWM信号)。
PWM信号，向本身为驱动LED模块16的LED驱动部的恒流电源电路30输入。从外部向恒流电源电路30供给+24VDC的电源。恒流电源电路30根据PWM信号分别向LED模块16的各色的LED流入恒定电流(R用恒定电流，G用恒定电流，B用恒定电流)。各色的LED，以大体上与电流量成比例的辉度分别发光。如上所述，LED控制部18，根据从彩色传感器输出在2级的增益设定部42中分别进行了放大的R、G、B的各个检测信号，用PWM控制方式分别对在R、G、B的各个LED中流动的电流量进行反馈控制，进行辉度调整和色度修正。另外，也可以做成为使得采用对施加在LED上的电压进行控制的办法进行辉度调整和色度修正而不对LED中流动的电流量进行控制。
在本实施例中，在彩色传感器基板20和彩色传感器控制器22这两方上都设置有增益设定部41、42。与要配置在导光板14的背面一侧上的彩色传感器基板20比较，彩色传感器控制器22内的开关28的切换是容易的。为此，特别是采用在彩色传感器控制器22内设置第2级的增益设定部42的办法，就可以容易地与辉度范围或色度范围相对应地变更增益设定，可以进行辉度调整和色度修正。此外，例如可变增益设定，在彩色传感器基板20这一侧的第1级的增益设定部41中，预先设定为等倍、2倍、4倍、……，在彩色传感器控制器22这一侧的第2级的增益设定部42中，则预先设定为0.5倍、1.5倍、……。如上所述采用预先在多级的增益设定部中分别准备好多个的增益设定的办法，即便是对于不同的辉度范围、色度范围的LED背光源，也可以进行由增益设定的变更进行的辉度调整和色度修正。另外，在彩色传感器基板20这一侧的增益设定部41中进行的第1级的增益设定，在把电源组装到装置内之前已经进行，在彩色传感器控制器22这一侧的增益设定部42中进行的第2级的增益设定，则可以在已固定了第1级的增益设定的状态下进行。
(实施例2)
其次，对本实施方式的实施例2的面照明装置进行说明。图3的框图模式地示出了本实施例的背光源单元的构成。相对于在实施例1中，用机械式的开关28对第2级的增益设定进行变更，如图3所示，在本实施例中，则变成为可用软件变更第2级的增益设定。增益设定变更用的程序软件已经装入到了传感器控制器IC24内。例如，变成为在已固定了第1级的增益设定的状态下，传感器控制器IC24根据背光源的辉度或色温度对每一个R、G、B选择第2级的增益设定。
图4示出了背光源单元的主要部分构成的变形例。图3中的彩色传感器控制器22，在增益设定部42中，具备具有增益设定变更用的程序软件的微处理器32。微处理器32例如可根据背光源的辉度或色温度向各个放大器电路36输出规定的数字信号。各个放大器电路36，具备例如具有彼此不同的电阻值的电阻R1～R3。结果变成为可借助于从微处理器32等输出的数字信号切换决定各个放大器电路36的增益的电阻R1～R3，变更增益设定。
(实施例3)
其次，对本实施方式的实施例3的面照明装置进行说明。图5模式地示出了本实施例的背光源单元的主要部分构成。如图5所示，第2级的增益设定部42的各个放大器电路36，分别具有可借助于数字信号调整电阻值的电子电位器34。采用根据要从微处理器32等输出的数字信号使各个电子电位器34的电阻值变化的办法，决定各个放大器电路36的电阻值就会分别变化。在本实施例中，由于不需要借助于开关等切换电阻，故可以更细地根据背光源的辉度或色温度变更第2级的增益设定。
(实施例4)
其次，对本实施方式的实施例4的面照明装置进行说明。图6模式地示出了本实施例的背光源单元的主要部分构成。如图6所示，在本实施例中，传感器控制器IC24在根据来自彩色传感器的输出信号产生PWM信号的同时，还向微处理器32输出X、Y、Z的各个检测信号。微处理器32具备比较运算电路、计数器电路和寄存器等，根据所输入的各个检测信号进行比较运算，在电子电位器34输出增益设定用的数字信号。采用根据从微处理器32输出的数字信号使电子电位器34的电阻值变化的办法，使决定各个放大器电路36的增益的电阻值变化。在本实施例中，借助于反馈控制就可以自动地选择满意的增益设定(自动增益控制AGC)而无须由使用者进行判断或操作。增益设定用的初始数据，已在出厂前存放到了EEPROM(存储部)38内。通常动作时，微处理器32读出存在EEPROM 38内的数据写入寄存器，进行增益设定。也可以做成为使得在变更了增益设定的情况下，微处理器32擦掉存放在EEPROM 38内的初始数据，把新的增益设定数据写入并存储到EEPROM 38内。
如上所述，在本实施方式中，在背光源单元8的一部分内具备彩色传感器，借助于各个检测信号进行背光源的辉度调整和色度修正。在彩色传感器基板20和LED控制部18的彩色传感器系统电路(彩色传感器控制器22)中，分别具备增益设定部，可变更适合于多个辉度范围或多个色度范围的传感器值的增益设定。借助于此，就可以容易地进行辉度调整和色度修正。在辉度变更时或LED元件变更时也可以容易地进行适合的增益设定而无须进行彩色传感器的交换等。此外，还可以经常进行辉度调整或色度修正。此外，如实施例4所示，若可使用电子电位器34进行检测信号的反馈，则可以进行自动增益控制，可以容易地进行更为满意的增益设定。如上所述，倘采用本实施方式，则可以得到辉度和色度稳定的良好的显示品质，可以得到薄型而且节省空间的面照明装置和具备面照明装置的液晶显示装置。
本发明不限于上述实施方式，可进行种种变形。
例如，在上述的实施方式中，虽然举出的是把LED配置在导光板的至少一端附近的侧光式的背光源单元的例子，但是，本发明并不限于此，在正下式的背光源单元中也可以应用。

Claims (7)

1.一种面照明装置，其特征在于，具有：
具备发光色彼此不同的多种LED的面状的光源部；
分别检测出来自所述多种LED的光的强度并输出多个检测信号的彩色传感器部；
根据多个检测信号，对所述多种LED分别进行控制的LED控制部；
设置在所述彩色传感器部内，可分别变更所述多个检测信号的增益设定的第一级增益设定部；和
设置在所述LED控制部内，可分别变更从所述彩色传感器部输入的所述多个检测信号的增益设定的第二级增益设定部。
2.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
在所述第一级增益设定部中，对增益设定进行固定的状态下，可用开关变更在所述第二级增益设定部中的增益设定。
3.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
在所述第一级增益设定部中，对增益设定进行固定的状态下，可用程序软件变更在所述第二级增益设定部中的增益设定。
4.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
在所述第一级增益设定部中，对增益设定进行固定的状态下，可用电子电位器变更在所述第二级增益设定部中的增益设定。
5.根据权利要求4所述的面照明装置，其特征在于，
所述LED控制部根据所述多个检测信号变更在所述第二级增益设定部中的增益设定。
6.根据权利要求5所述的面照明装置，其特征在于，
所述LED控制部具有存储变更后的增益设定的存储部。
7.一种液晶显示装置，其具备面照明装置和借助于面照明装置进行照明的液晶显示面板，其特征在于，作为所述面照明装置使用权利要求1所述的面照明装置。
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