CN101836246A

CN101836246A - 背光装置以及使用该背光装置的液晶显示装置

Info

Publication number: CN101836246A
Application number: CN200880112446A
Authority: CN
Inventors: 安达武志
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd; ATRC Corp
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd; ATRC Corp
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: US8736542B2; JP2009139930A; US20100220047A1; JP2013047812A; CN101836246B

Abstract

一种背光装置，其光源为多个发光二极管，并从背面照射液晶显示面板，所述背光装置的特征在于：所述多个发光二极管由最小单位为m×n(m、n为自然数)个单元构成，所述背光装置具有：驱动单元，用于以所述单元为单位驱动所述发光二极管；区块设定单元，用于将多个所述单元汇集成区块；辉度控制单元，用于以所述区块为单位，单独地控制所述发光二极管的辉度。

Description

背光装置以及使用该背光装置的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种背光装置和使用该背光装置的液晶显示装置，该背光装置使用了向彩色液晶显示面板的背面进行光照射的发光二极管，特别地，涉及一种可用于廉价地实现高质量映像的发光二极管的构成和驱动方法。

背景技术

目前，在液晶显示装置中，使用背光装置从背面对具有彩色滤光片的透过型液晶显示面板进行照明以显示彩色映像的方式是一种主流的方式。另外，在现有技术中，尽管背光大多采用了使用荧光管的CCFL(cold cathode fluorescent lamp)，但是，从环保的角度来看，因为水银的使用受到了限制，所以，发光二极管LED(light emittingdiode)作为一种可取代使用了水银的CCFL的光源，正在被广泛地应用(例如，参考专利文献1)。

按照光源的配置方式，上述液晶面板用背光装置大致可分为直下型和侧光型2种类型。侧光型是在液晶面板背面的正下方配置导光板并使光源配置在导光板侧面的类型，主要被应用于移动电话和笔记本电脑的显示用等较小型的液晶面板。另外，直下型是使光源配置在液晶面板背面正下方的类型，因为光利用率比侧光型的高，并且还可以轻量化，所以，正在被应用于大型液晶面板。

另外，在光源中使用了发光二极管的直下型背光装置中，其光源的形成方式有以下2种，即：将白色发光二极管作为光源来使用的方式；以及，使用可发出3原色的红色光、绿色光以及蓝色光的发光二极管并进行混色以得到白色光的方式。

但是，在采用了具有上述构成的发光二极管的背光装置中，使用液晶显示装置时，与采用了现有的CCFL的背光装置同样地，总是在高辉度下进行点灯，因此，需要进一步降低其电力消耗。为此，如专利文献2所述，已经提出了这样一种方案，即：将背光分割成多个子单元，然后，通过以所述各子单元为单位对辉度进行调整，来降低电力消耗。

另外，一般来说，发光二极管是一种辉度和色度的偏差都较大的半导体装置，如果直接使用的话，则辉度斑点和色度斑点较大，会损伤画面的质量，因此，有必要对发光二极管进行筛选。作为对具有偏差的发光二极管也可以进行有效利用的方法，例如，可参考专利文献2中所公开的技术方案。

专利文献1：(日本)特开平7-191311号公报

专利文献2：(日本)特开2004-191490号公报

专利文献3：(日本)特开2006-133708号公报

发明内容

本发明想要解决的课题如下：

但是，如上述专利文献2所述的方法，即：将背光分割成可以各自调整辉度的多个子单元，然后调整与所述子单元相对应的显示画面区域的辉度的方法，其中，因为被分割的子单元的发光二极管的数量例如是m×n等固定的，所以，子单元的大小不能被改变，这样，可以独立地进行辉度调整的表示画面的区域也被固定了。但是，根据视频信号内容的不同，需要改变辉度的显示画面的区域的大小和位置当然也不相同，因此，如上述引用文献2所述，因为可独立地对辉度进行改变的显示画面的区域被固定了，所以，存在着难以再现最佳映像的问题等。

另外，如果背光中使用了少数(即：数量少)的电力消耗比较大的发光二极管，则因为不能考虑发光二极管的偏差所引起的辉度斑点的影响，所以，或者要对发光二极管进行筛选、或者如专利文献3所述的那样要对辉度斑点的产生采取某种防止措施，因此，存在着导致成本增加的问题。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种背光装置以及使用该背光装置的液晶显示装置，其中，作为背光，配置了多数(即：数量多)的耗电量小(0.1～0.5瓦特左右)的发光二极管，并且可将任意的多个邻近的发光二极管汇集(统合)为单元单位，并能够以所述单元为单位单独地进行辉度控制，这样，就可以得到与视频信号的内容相符合的显示画面的辉度，例如，通过将与较暗的视频信号的部分相对应的显示画面的区域的背光变暗，就可以降低电力消耗，同时，还可以得到最佳的映像。

用于解决上述课题的手段如下：

为了实现上述目的，本发明的第一发明的背光装置将多个发光二极管作为光源来使用，该光源从背面照射液晶显示面板，所述背光装置的特征在于：所述多个发光二极管由最小单位为m×n(m、n为自然数)个单元构成；并具有：驱动单元，用于以所述单元为单位驱动所述发光二极管；区块设定单元，用于将多个所述单元汇集成区块；辉度控制单元，用于以所述区块为单位，单独地控制所述发光二极管的辉度。

这样，因为可以根据实际需要将发光二极管的驱动单位设定为最小单元，并可以将几个这样的单元汇集并将其作为区块单位，因此，本发明可以根据实际情况采用灵活的驱动方式。

另外，因为使用了多数的耗电量小的发光二极管作为背光，与使用了少数的耗电量大的发光二极管相比，用来照射显示画面的区域的发光二极管的数量变多了，因此，本发明具有发光二极管的辉度偏差可被平均化、发光二极管的辉度偏差所导致的影响可被降低的优点。

第二发明的背光装置的特征在于，在第一发明的背光装置中，所述区块设定单元包含开关单元，该开关单元可任意地对汇集了多个作为所述发光二极管的最小单位的单元的所述区块的大小进行设定和变更。

这样，因为可以通过开关的切换来任意地切换区块的设定，因此，本发明可以通过简单的控制，以与各种状况相符的适当的区块为单位，来进行对发光二极管的驱动控制。

第三发明的背光装置的特征在于，在第二发明的背光装置中，所述区块设定单元根据视频信号的内容设定所述区块的大小。

这样，本发明可以得到与视频信号的内容相符的显示画面的辉度，例如，通过使与较暗视频信号的部分相对应的显示画面的区域的背光变暗，本发明不仅可以降低电力消耗，而且还可以得到最佳的映像。

第四发明的背光装置的特征在于，在第三发明的背光装置中，具有辉度检测单元，用于检测所述视频信号的辉度；根据所述辉度检测单元所检测出的所述视频信号的辉度，所述区块设定单元设定区块的大小，所述辉度控制单元以所述区块为单位控制所述发光二极管的辉度。

这样，本发明可以根据视频信号的辉度设定区块的大小。例如，当视频信号包含了低辉度区域成块存在的部分的情况下，通过设定区块的大小以使其与该区域的大小相符，并使该区域的背光装置的辉度降低，就可以实现降低电力消耗的目的。

第五发明的背光装置的特征在于，在第四发明的背光装置中，所述多个发光二极管包含白色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管以及/或者蓝色发光二极管。

这样，本发明不仅可以容易地进行辉度的调整和色温的调整，而且还可以通过组合适当的发光二极管来构成背光装置的光源。

本发明的第六发明为液晶显示装置，其特征在于，具有第一发明的背光装置；具有：液晶显示面板，与所述背光装置的前面相对地被配置，用于通过从背面被所述背光装置照射来显示图像；源极驱动器和门极驱动器，用于驱动所述液晶显示面板；液晶面板控制电路，用于对所述源极驱动器和所述门极驱动器的驱动进行控制。

这样，本发明不仅可以实现降低电力消耗的目的，而且还可以在液晶显示面板上显示高质量的图像。

本发明的效果如下：

根据本发明可知，本发明根据视频信号的内容，例如通过使与显示画面的较暗的区域相对应的背光的辉度降低的方式，可实现降低电力消耗的目的。另外，因为可减少辉度斑点，所以可实现背光的低价格化，因此，本发明具有可应用至大型液晶电视机和显示器等的非常大的实用效果。

附图说明

图1是本发明的背光装置中的发光二极管的排列的图。

图2是本发明的背光装置中的发光二极管的其他的排列的图。

图3是用于说明本发明的背光装置的区块分割的图。

图4是用于说明本发明的背光装置的其他的区块分割的图。

图5是用于说明使用了现有的耗电量比较大的发光二极管时的图。

图6是用于说明本发明的背光装置中的最小单位的单元的构成的图。

图7是用于说明在本发明的背光装置中将背光分割为多个时的图。

图8A是包含彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的一个例子的图。

图8B是包含与图8A不同的彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的图。

图8C是包含白色发光二极管11和彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的图。

图8D是包含与图8C不同的白色发光二极管11和彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的图。

图9是用于说明本发明的背光装置中的发光二极管的排列与驱动之间的关系的图。

图10是用于说明在本发明的背光装置中以线为单位进行驱动的例子的图。

图11是用于说明在本发明的背光装置中以线为单位进行驱动的其他例子的图。

图12A是本实施例的背光装置的发光二极管16及其驱动单元的构成的一个例子的图。

图12B是图12A所示的环形计数器123的电路的一个例子的图。

图12C是环形计数器123的各部分的波形和时机(timing)的一个例子的图。

图13A是本实施例的背光装置的发光二极管16及其驱动单元的构成的一个例子的图。

图13B是Y驱动器132的内部构成的一个例子的图。

图13C是4级环形计数器电路133的图。

图13D是表示了环形计数器电路13的动作的时机图。

图14是本实施例的背光装置以及使用了该背光装置的液晶显示装置的整体构成的一个例子的图。

图15是辉度柱状图和平均辉度的一个例子的图。

图16是背光基板180和背光驱动单元170的构成的一个例子的图。

图17是包含发光二极管16的单元被邻接地配置在背光基板180a上的状态的图。

图18是环形计数器电路175的构成的一个例子的图。

图19是表示了环形计数器电路175的动作的时机图。

标号说明

11、12、13、14、15、16、51：发光二极管；

31、41、42：被进行了区域分割的区块；

71、72、73、74：背光的分割；

91、101、111、113、121、131、171：水平方向驱动电路(X驱动器)；

92、102、112、114、122、132、172：垂直方向驱动电路(Y驱动器)；

123、133、175：环形计数器；

124、134、176：驱动放大器；

125、177：D-触发器(flip flop)；

126、178、179：或非门(NOR gate)；

140：辉度检测单元；

150：区块设定单元；

160：辉度控制单元；

170、170a：驱动单元；

173：X驱动器单元；

174：Y驱动器单元；

180：背光基板；

200：背光装置；

210：视频信号处理电路；

220：内存；

230：液晶面板控制电路；

240：源极(source)驱动器；

250：门极(gate)驱动器；

260：液晶面板；

300：液晶显示装置。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的最佳实施方式进行说明。

作为用于实现本发明的最佳实施例，下面，对将白色发光二极管作为背光光源来使用的情况进行说明。图1是表示将1个(1×1)白色发光二极管11作为最小单位的单元时的发光二极管的排列的图。在本实施例的背光装置中，例如，如图1所示，多数的耗电量比较小的白色发光二极管11被大致均等地配置在背光的整个面上。另外，图2是表示发光二极管的排列的其他的实施例，但是，在本发明中，发光二极管的排列并不仅限于图1和图2所示的排列形式。

下面，对将多个发光二极管的最小单位的单元进行汇集并进行区块化的情况进行说明。图3是表示将上述白色发光二极管11的6×5个单元作为一个区块31、并将背光分为3×3＝9个区块时的图。如果视频信号的辉度在图3的同一区块内没有较大的辉度差，但是，在区块之间存在辉度差，则可将整个背光分割成图3所示的区块31，然后根据视频信号的辉度对各区块的亮度进行控制。也就是说，进行这样的控制，即：对于辉度较大的区块31，将其背光的辉度增大；对于辉度较小的区块31，将其背光的辉度减小。另外，图4是表示其他区块分割的例子。图4中所示的是，显示画面的上部和下部被分割为2个区块41、中央部被分割为3个区块42的例子。这样，因为可以根据视频信号的内容、例如视频信号的辉度，将整个背光分割为多个任意的区块31、41、42，然后以分割后的各区块为单位，对发光二极管的辉度进行控制，使视频信号的较暗处的背光辉度降低，因此，可以节省背光的电力消耗。

另外，根据本发明可知，当如上所述对背光进行区块分割，分割后的上述区块之间的辉度不同时，也可以对区块的境界处所产生的辉度变化进行控制，使其变为不明显。例如，可以进行这样的控制，即：如果使某区块31、41、42的辉度增加，并使与其邻接的区块31、41、42的辉度降低，则使上述辉度高的区块31、41、42的境界附近的白色发光二极管11的辉度逐渐变小，相反，使辉度低的区块31、41、42的境界附近的白色发光二极管11的辉度逐渐变大等。因为配置了多数的耗电量小的白色发光二极管11，因此，可以进行上述的控制。

图5是表示将使用了少数耗电量大的发光二极管51的背光装置作为比较和参照用的例子的图。根据本发明，如图1所示，作为背光用光源，使用了多数的耗电量小的白色发光二极管11，所以，通过将其与图5所示的、使用了少数的耗电量大的发光二极管51的背光进行比较可知，因为显示画面内的发光二极管11的数量较多，所以，各发光二极管11的辉度偏差可被平均化，因此，本发明可以降低辉度偏差的影响。

图6是表示背光用发光二极管11的最小单位的单元由多个发光二极管构成时的一个例子的图。上面，对背光用发光二极管的最小单位的单元由1×1＝1个白色发光二极管11构成的情况进行了说明，但是，如图6所示，上述单元也可以被设定为，是包含m×n个(m、n为自然数)的多个发光二极管的单位。此时，将m×n个的单元作为最小单位，并将多个这样的单元进行汇集并进行任意的区块化。也就是说，通过进行基于视频信号内容的区块化，可将各区块内所包含发光二极管11的辉度总括起来分别独立地进行控制。

作为本发明的其他实施例，背光装置也可为图7所示的具有多个的构成。图7是表示背光被分割成4个的构成(71、72、73、74)的情况的例子。这样，通过将背光分割成多个，分割后的背光基板内的发光二极管的数量和配线变少了，所以，用于控制所述1块背光基板的亮度的电路也就变简单了。是否对背光进行分割或者分割为几个，可以根据液晶面板的大小和发光二极管的数量以及发光二极管的控制电路来确定。

以上，尽管以白色发光二极管11为例进行了说明，但是，也可以使用如图8A～图8D所示的彩色发光二极管15。

图8A是表示包含彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的一个例子的图。图8A中示出了作为彩色发光二极管15的、将一个红色(R)发光二极管12、一个绿色(G)发光二极管13以及一个蓝色(B)发光二极管14作为一组的情况的例子。这里，需要说明的是，下面，将由红色发光二极管12、绿色发光二极管13以及蓝色发光二极管14的任一个构成的发光二极管统称并表示为彩色发光二极管15，另外，如果还包含了白色发光二极管11，或者没有规定发光二极管的发光颜色，则将其表示为发光二极管16。图8A中示出了，上面的图为串联(in-line)排列的情况、以及下面的图为三角形排列的情况的例子。

图8B是表示含有与图8A不同的彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的一个例子的图。图8B中示出了，在彩色发光二极管15中含有一个红色(R)发光二极管12、一个蓝色(B)发光二极管14以及2个绿色(G)发光二极管13、并将其作为1组的情况的例子。

图8C是表示作为其他的例子的、包含白色发光二极管11以及彩色发光二极管15的发光二极管16的配置的一个例子的图。图8C中示出了，将2个白色(W)发光二极管11、1个红色(R)发光二极管12、1个绿色(G)发光二极管13以及1个蓝色(B)发光二极管14作为一组的情况的例子。

图8D是表示包含与图8C不同的白色发光二极管11以及彩色发光二极管15的发光二极管16的配值的例子的图。图8D中示出了，将2个白色发光二极管11、一个红色(R)发光二极管12、一个绿色(G)发光二极管13以及一个蓝色(B)发光二极管14作为一组的其他例子的图。这里，需要说明的是，彩色发光二极管的组合并不限定于上述实施例。

另外，在图1至图7中，尽管对应用了白色发光二极管11的例子进行了说明，但是，总的来说，上述这些说明也同样适用于由包含了彩色发光二极管15或白色发光二极管11的组合而构成的发光二极管16。

下面，对应用了本发明的实施例的背光装置的发光二极管16的驱动进行说明。图9是表示发光二极管16的驱动方法的一个实施例的图。在图9中，X驱动器91是排列了多数的发光二极管16的水平方向的驱动电路，Y驱动器92则表示垂直方向的驱动电路。在该构成中，各发光二极管16的每个都分别独立地与上述X驱动器91和上述Y驱动器92相连，所以，能够以1个发光二极管为单位独立地控制亮度。但是，如大型液晶面板那样，如果发光二极管16的数量很多，则发光二极管16的驱动电路(LSI)的输出端子的数量以及配线的数量也就变多了。为了减少上述驱动电路的输出端子的数量，如图7所示，通过将背光分割成几个，可以减少一个驱动电路所负责的发光二极管16的数量，这样，就可以减少上述驱动电路的输出端子的数量和配线的数量。

图10是表示用于驱动发光二极管16的其他实施例的图。在图10中，发光二极管16的驱动是如虚线所围成的那样，在垂直方向上以预定的间隔形成列，在水平方向以延伸的线为单位选择发光二极管16，并对上述所选择的线上的水平方向的各发光二极管16进行个别地控制。具体来说，在图10中，如果通过Y驱动器102将垂直方向的线设定成ON(开)，其他的都设定为OFF(关)，则上述被设定为ON的线的水平方向上所配置的各发光二极管16可以经由X驱动器101分别独立并任意地改变驱动电流。也就是说，在这种情况下，水平方向延伸的各线构成了发光二极管16的最小单位的单元。

例如，在垂直方向的排列中，如果第1条线Y1为ON，其他线都为OFF，则只有上述第1条线Y1变为有效，对于上述第1条线Y1上的各发光二极管16来说，分别独立地进行电流的控制。接下来，如果将第2条线Y2设定为ON，其他线都设定为OFF，则只有第2条线Y2变为有效，可以对上述第2条线Y2上的各发光二极管16分别独立地进行控制。以此类推，按第3条线Y3、第4条线Y4这样的从上到下的顺序进行扫描。因此，通过设定成上述的构成，发光二极管16的驱动电路以及配线变得简单了，不仅如此，因为是按顺序对发光二极管16进行点灯的，所以，与同时点灯相比，具有降低电力消耗的优点。

但是，在上述方法中，因为发光二极管16的点灯是按线顺序的时间被分割和驱动的，所以，如果线的数量很多，则额定负载持续率(DUTYCIRCLE)变小，可能会变暗。例如，如大型液晶面板那样，如果发光二极管16的数量变多导致线的数量变多，则有可能产生整个背光的辉度变小的现象。

为此，在上述的情况下，可以对多个发光二极管16的整体，以汇集了多个单元的区块为单位进行分割，使一个驱动电路所负责的区域变窄。图11是表示进行了本实施例的区块分割的背光装置的图。如图11所示，通过将驱动电路在垂直方向上分割成几个，可以按每个被分割的区块分别独立地进行控制。图11中示出了在垂直方向上分割为2个的例子，但是，在同图中，在垂直方向上，可以设定为，被分割的第1Y驱动器112和第2Y驱动器114可以分别独立地进行控制；在水平方向上，也可以设定为，被分割的第1X驱动器111和第2X驱动器113可以分别独立地进行控制。这样，实质上，线的数量可以被减少一半，所以，使各线点灯的额定负载持续率(DUTY CIRCLE)也变为一半，这样，发光二极管16的亮度就变为2倍。另外，各发光二极管16的配线也被简单化了。

下面，参考图12A至图12C，对应用了本发明的实施例的线顺序方式的情况的、包含了水平驱动电路的整体的动作进行说明。

图12A是表示本实施例的背光装置的发光二极管16及其驱动单元的构成的一个例子的图。这里，需要说明的是，在图12A中，为了表示发光二极管16的行和列的位置，将各发光二极管16表示为Dij(i、j为自然数)。另外，为了便于说明，如图12A所示，将线的数量为3条，各线上配置了3个发光二极管16的情况作为例子。在这种情况下，可以认为，发光二极管16的最小单位的单元由3×3＝9个发光二极管16构成。图12A是表示本实施例的背光装置的发光二极管16、水平方向驱动电路(X驱动器)121以及垂直方向驱动电路(Y驱动器)122的构成的一个例子。在图12A中，垂直方向驱动电路Y驱动器122的线Y1与发光二极管D11、D12、D13的电极相连，同样，线Y2与发光二极管D21、D22、D23的电极相连，线Y3与发光二极管D31、D32、D33的电极相连。另外，水平方向驱动电路X驱动器121内的驱动电路1与发光二极管D11、D21、D31相连。同样，发光二极管D12、D22、D32与驱动电路2相连，发光二极管D13、D23、D33与驱动电路3相连。

图12B是表示图12A所示的环形计数器123的电路的一个例子的图，图12C是表示环形计数器123的各部分的波形和时机(timing)的一个例子的图。如图12C所示，根据输入的时钟信号，Q0、Q1、Q2按顺序变为ON。

也就是说，在图12B中，环形计数器的顺序电路由D-触发器(flipflop)125以及或非门126构成。D-触发器125是在时钟输入从0变化至1时使Q的值改变为D、在其他情况下继续保持其值的触发器；在图12B中，时钟输入端子变为了低准位能动(low level active)端子，所以，在时钟信号从1变化至0时，进行上述的输出和保存动作。在图12B中，如果将初期值预先设定为Q0＝1、Q1＝0、Q2＝0(下面，将该状态表示为“100”)，则在每次有低准位的时钟信号输入时，其输出如010、001、100、010、···这样进行周期的变化，所以，就变为如图12C所示那样的输出。例如，根据使用了环形计数器的上述那样的动作，图12A的Y线被选择。

在图12A中，如果线Y1被选择，则驱动放大器124的晶体管(三极管)T1变为ON，线Y1上的发光二极管D11、D12、D13的电极全部接地。另一方面，发光二极管D11、D12、D13的电极分别与驱动电路1、驱动电路2、驱动电路3相连，因为所述各驱动电路可以分别独立地对提供至各发光二极管D11、D12、D13的电流进行控制，所以，可以分别独立地对线Y1上的发光二极管D11、D12、D13的亮度进行改变。以此类推，通过按顺序地选择线Y2、Y3，可以在垂直方向上以线为单位、在水平方向上以发光二极管为单位对背光的亮度进行控制。另外，一般来说，上述驱动电路1、驱动电路2以及驱动电路3可使用定电流电路或脉冲宽度调制电路PWM(pulsewidth modulation)。这里，需要说明的是，在本发明中，上述电路并不限定于此。

下面，参考图13A至图13D，对作为按线的顺序对发光二极管16进行点灯的其他实施例的、最初按奇数线的顺序进行点灯、然后按偶数线的顺序进行点灯的方法进行说明。

图13A是表示本实施例的背光装置的发光二极管16及其驱动单元的构成的一个例子的图。这里，需要说明的是，为了便于说明，如13A所示，将在水平方向排列了8个发光二极管、在垂直方向排列了4个发光二极管的情况作为例子进行说明。此时，可以认为，发光二极管16的最小构成单位的单元为8×4＝32个。图13A是表示8×4的发光二极管16和用于驱动上述发光二极管16的水平方向X驱动器131以及垂直方向Y驱动器132的关系的图。在该图中，在垂直方向上，最初是按顺序对奇数线Y1、Y3进行点灯，之后，再按顺序对偶数线Y2、Y4进行点灯。

参考图13B和图13C，对垂直方向的按顺序选择线的方法的具体实施例进行说明。图13B是表示Y驱动器132的内部构成的一个例子的图。在图13B中，Y驱动器312具有环形计数器电路132和驱动放大器134。

图13C是表示4级环形计数器电路133的图。图13C中的环形计数器电路133具有4个D-触发器135和1个或非门136。图13C的环形计数器电路133与图12B的环形计数器123相比，仅增加了1级D-触发器135，其动作与图12B中说明的相同，因此，这里省略对其进行说明。

图13D是表示环形计数器电路133的动作的时机图。上述环形计数器电路133按图13D所示的波形和时机进行动作。如果将上述环形计数器133的输出如图13B所示的电路那样经由驱动放大器134与各线相连，则在图13D的右侧所示的时机驱动所述各线，如电视中的隔行扫描那样，最初对奇数线按顺序进行点灯，然后，再对偶数线按顺序进行点灯。这里，需要说明的是，在本发明中，作为按顺序对线进行选择的方法，并不限定于上述环形计数器123、133的方法。

如上所述的、最初对奇数线、然后对偶数线进行点灯的方法，与按从上至下的顺序进行点灯的情况相比，因为是隔行进行点灯，所以，能够以2倍的速度从上至下对整个显示画面进行点灯，因此，可以降低发光二极管点灯的重复频率。

下面，将上述说明的个别的动作作为前提，参考图14，对应用了本发明的实施例的背光装置的整体构成进行说明。图14是表示本实施例的背光装置以及使用了该背光装置的液晶装置的整体构成的一个例子的图。

在图14中，本实施例的背光装置200具有辉度检测单元140、区块设定单元150、辉度控制单元160、背光驱动单元170、以及背光基板180。另外，作为本实施例的背光装置200的应用对象的液晶显示装置300具有视频信号处理电路210、内存220、液晶面板控制电路230、源极驱动器240、门极驱动器250、以及液晶显示面板260。

首先，对液晶显示装置300进行说明。视频信号处理电路210是在有视频信号输入时实行为了对视频信号进行图像显示处理的电路。内存220是用于对被处理了的视频信号进行临时保存的存储单元。液晶面板控制电路230是用于对液晶显示面板260的图像显示进行控制的电路，可直接对源极驱动器240和门极驱动器250的驱动进行控制，例如，进行水平同步和垂直同步的时机控制等的动作。源极驱动器240是用于对构成液晶显示面板260的像素的薄膜晶体管的源极进行驱动的驱动用IC(集成电路)，可向源极提供数据信号。另外，门极驱动器250是用于驱动上述薄膜晶体管的门极的驱动用IC，可向门极提供地址信号(顺序扫描信号)。液晶显示面板260是将输入的映像在显示用画面上进行图像显示的单元，与背光装置200的前面相对地被配置，另外，通过被源极驱动器240和门极驱动器250所驱动，并从背面被背光装置200所照射，进行图像的显示。

下面，对本实施例的背光装置200进行说明。输入至视频信号处理电路210中的视频信号经由内存220被输入至辉度检测单元140。辉度检测单元140是用于检测视频信号的辉度，并对其进行分析和掌握的单元。辉度检测单元140例如可通过利用辉度柱状图和平均辉度来检测视频信号中的辉度分布等。

图15是表示由辉度检测单元140所检测出的辉度柱状图以及平均辉度的一个例子的图。在图15中，横轴表示辉度[cd/m²]，纵轴表示频度(frequency)。另外，平均辉度APL也被同样地进行表示。例如，如果是比较亮的映像，则表示辉度高的区域的频度较高的特性；如果是比较暗的映像，则表示辉度低的左侧的区域的频度变高的特性。如果例如按照每个预定的单元对此进行计算，就可以掌握单元的辉度分布和平均辉度APL。辉度检测装置140例如可通过上述这样的手法进行视频信号的辉度检测。这里，需要说明的是，对于辉度检测的手法，只要是可以把握视频信号中的辉度的手法，可以采用各种各样的手法。

返回图14。区块设定单元150根据由辉度检测单元140所检测出的辉度信息，不仅可以确定区块的大小以及组合的模式，而且还可以进行区块变更的切换控制。区块设定单元150例如根据由辉度检测单元140所检测出的辉度信息，在某区域的映像的辉度比周围低时，执行对该辉度低的区域中所包含的发光二极管16的单元进行汇集并进行区块化的演算处理。例如，如果检测出与每个单元或各像素相对应的视频信号的辉度，则使用邻接的区块计算出辉度差分，这样，就可以进行将辉度差分小于等于预定值的区块进行汇集的演算处理。区块设定单元150具有可进行上述演算处理的预定的电子电路、CPU(中央处理器)、RAM、ROM等，还可以被构成为根据程序来运行的计算机。

另外，区块设定单元150可根据视频信号内的大面积部所占的比例以及高频成分的多少，进行分割区域的设定，并进行区块化。例如，在视频信号内，如果被显示对象较大，构成大面积部，并且其比例较高，则进行较大的区块化处理，以包含大面积部，还可以进行被区块化了的区域的辉度可基于被显示对象物的辉度进行适当的控制的区块化处理。另外，在视频信号内，如果存在富含高频成分的区域，则该区域可被认为是在晃眼的状态下被显示，并且，还有很多噪点，因此，可以在富含高频成分的区域进行区块化处理，也可以进行能够降低辉度那样的区块处理。再有，在进行基于这些视频信号内的大面积部所占的比例、以及高频成分的多少的判定时，也可以将两者进行组合来进行。

另外，区块设定单元150在执行如上所述的区块设定的演算处理后，进行用于切换连接的开关切换动作，以使背光驱动单元以预定的区块进行动作。关于此点，将在后面进行叙述。

辉度控制单元160是对由区块设定单元150所确定了的各区块独立地进行辉度控制的单元。辉度控制单元160根据包含由辉度检测单元140所检测出的辉度分布的辉度信息、以及区块设定单元150所设定的区块设定的信息执行控制，以使能够以合适的辉度分别对各区块进行驱动。也就是说，在视频信号的辉度较低的区块内，通过控制以使能够以较低的辉度对发光二极管16进行驱动，这样，就可以实现节电的效果；在视频信号的辉度较高的区块内，通过控制以使能够以较高的辉度对发光二极管16进行驱动。对于发光二极管16的辉度调整，例如，如果背光驱动单元内所含有的驱动电路是定电流电路，则可使用供给的电流对辉度进行调整，如果驱动电路是脉冲宽度调制(PWM)电路，则可通过调整负荷(duty)比，来对辉度进行调整。

另外，如上所述，辉度控制单元160根据视频信号内的大面积部所占的比例进行区块化时，根据被区块化了的被显示对象物的视频信号的辉度，可以进行能够适当地对其进行显示的辉度控制。另外，在根据含有的高频成分的多少进行区块化时，例如，如果高频成分较多，则可以进行降低辉度的控制，也可以进行控制以防止晃眼和噪点的产生。相反，如果高频成分较少，例如，可以进行基于通常的映像辉度的发光二极管16的辉度控制。这些控制可以组合来使用，例如，如果占有大面积的被显示对象物是高辉度，则基本上发光二极管16也据此被控制为高辉度，与此同时，如果检测出了其中还富含高频成分，则因为直接使用这样的辉度，观看者可能会有晃眼的感觉，因此，也可以进行将辉度降低若干的补正控制。这样，辉度控制单元160不仅可以对被区块化了的区域进行基于视频信号内容的适当的控制，还可以进行各种各样的控制。

背光驱动单元170是用于驱动背光基板180上配置的发光二极管16并使其发光的单元，包含上述的X驱动器或Y驱动器等。背光驱动单元170具有用于驱动发光二极管16的最小单位的单元的驱动电路，并且，这些单元与周围的单元进行连接，可变为能够构成较大的区块的构成。关于此点，将在后面进行叙述。

背光基板180是在其面上具有多个发光二极管16，并用于通过发光二极管16将光照射至液晶显示面板260的背面的单元。因此，背光基板180不仅用来支撑发光二极管16，而且还具有定义这些发光二极管12的配置的作用。

下面，参考图16至图19，对在具有上述整体构成的背光装置200中的、背光驱动单元170的区块切换时的动作进行说明。

图16是表示本实施例的背光装置200a的背光基板180a以及背光驱动单元170a的构成的一个例子的图。在图16中，发光二极管16的最小单位的单元由3×3＝9个发光二极管16构成。另外，在背光基板180a上具有4×4＝16个这样的单元。另外，还具有用于驱动发光二极管16的X驱动器171和Y驱动器172。下面，以具备具有上述那样的单元构成的背光基板180a的背光装置200a为例进行说明。

图17是表示在图16所示的背光装置200a中将含有最小单位的3×3＝9个的发光二极管16的单元按照2×2邻接地配置在背光基板180a上的状态的图。在图17中，本实施例的背光装置200a的背光基板180a上按2行2列配置了单元U1～U4，对于各单元U1～U4，设置了X驱动器单元173和Y驱动器单元174。另外，在背光装置200a中，各单元U1～U4之间还具有可对邻接的单元U1～U4的连接或非连接状态进行切换的单元间开关SWX、SWY，各单元U1～U4之间各设置3个，合计具有3×4＝12个。另外，在背光装置200a中，对于X列，具有6个与驱动电路1～6相连的X驱动器连接开关DSX，对于Y行，也具有6个与三极管T1～T6相连的Y驱动器连接开关DSY。另外，在背光装置200a中，还具有用于控制这些开关SWX、SWY、DSX、DSY的区块设定单元150a。

在图17中，关于X驱动器单元173以及Y驱动器单元174的构成以及动作，因为与图12A所述的水平方向驱动电路121以及垂直方向驱动电路122相同，这里省略对其进行说明。X驱动器单元173以及Y驱动器单元174对于第1单元U1来说，从最初开始相连；对第2单元U2来说，则是通过将Y驱动器连接开关DSY1～DSY3设为ON，变为可以进行个别控制的状态；同样，对于第3单元U3来说，则是通过将X驱动器连接开关DSX1～DSX3设为ON，变为可与X驱动器单元173以及Y驱动器单元174的双方进行个别连接的状态；另外，对于第4单元U4来说，通过将X驱动器连接开关DSX4～DSX6以及Y驱动器连接开关DSY4～DSY6设为ON，变为可进行与X驱动器单元173以及Y驱动器单元174相连的、单元U4的个别控制的状态。这样，图17的实施例的背光装置200a就变成了，用于驱动各单元U1～U4的驱动电路可以进行个别驱动的构成。如果想以最小单位的单元U1～U4为单位进行驱动，则将所有X驱动器连接开关DSX1～DSX6以及所有的Y驱动器连接开关DSY1～DSY6设为ON，并且，将所有的单元间开关SWX、SWX设为OFF，在这样的状态下，就可以进行各发光二极管16的驱动。这里，需要说明的是，这样的开关切换也可以设定为由区块设定单元150a来进行。

相反，如果想汇集多个单元，然后以区块为单位对发光二极管16进行驱动，则可以进行这样的控制，即：将想要汇集的单元间开关SWX、SWY设为ON，另外，如果汇集后的X行或Y列中X驱动器单元173或Y驱动器单元174重复，则可将驱动器连接开关DSX、DSY设为OFF以进行断开，使与区块的各X行和Y列连接的X驱动器单元173和Y驱动器单元174变为各1个。

例如，如果想将第1单元和第2单元汇集并进行区块化，则可以将单元间开关SWY1～SWY3设为ON，将驱动器连接开关DSY1～DSY3设为OFF。此时，如果也同时进行将第3单元和第4单元进行区块化的开关切换，则变为被上下2个区块分割的状态。另外，例如，如果想将第1单元和第3单元进行汇集并进行区块化，则可以将单元间开关SWX1～SWX3设为ON，将驱动器连接开关DSX1～DSX3切换至OFF。此时，如果进行将第2单元和第4单元区块化的开关切换，则变为被分割成左右2个区块的状态。另外，如上所述的开关SWX、SWY、DSX、DSY的切换，也可以由区块设定单元150a的控制来进行。

这样，根据本实施例的背光装置200a可知，通过开关SWX、SWY、DSX、DSY的切换控制，可以进行单元U1～U4的个别的控制，还可以将邻接的多个单元汇集和区块化、并进行各区块的独立的控制，因此，根据视频信号的内容、例如视频信号的辉度，可以将单元U1～U4汇集并作为区块，然后以区块为单位进行控制。

这里，需要说明的是，开关SWX、SWY、DSX、DSY可以使用MOS(metaloxide semiconductor)半导体三极管的开关元件，也可以使用继电器那样的开关。还可以根据用途来使用适当的开关SWX、SWY、DSX、DSY，以使区块设定单元150a可以容易地进行控制。

另外，在图17中，为了便于说明，尽管仅对2×2的简单的例子进行了说明，但是，即使增加了单元U1～U4的个数，也同样适用。

下面，参考图18，对将图17中的单元U1～U4在X列方向上进行了汇集和区块化时的、环形计数器175的构成和动作进行说明。图18是表示本实施例的背光装置200a的环形电路175的构成的一个例子。

在图18中，环形计数器电路175具有D-触发器177、整体用NOR门178、以及个别用NOR门179。在图18中，输出端子Q0～Q2构成一个单元，输出端子Q3～Q5构成一个单元。同样，输出端子Q6～Q8也构成一个单元，但是，图中仅示出了Q6。输出端子Q2～Q6上设置了开关SW1～SW5，用于切换向整体用或非门179的输入的连接或非连接。另外，各单元之间设置了选择开关SSW。在选择开关SSW中，可以选择切断各单元使其独立的I端子，还可以选择使单元连接使其群组化的G端子。另外，还设置了重置(reset)开关RSW，这样，在各单元中可以输入重置信号。

在具有上述构成的计数器电路175中，在各单元中，如果对发光二极管16进行个别地驱动，则可以将选择开关SSW接至I端子侧，并同时将所有的开关SW1～SW6设为OFF。这样，各单元被分开，输出端子Q1～Q6的输入变为这样的构成，即：输出端子Q0～Q2的输出仅被输入至整体用或非门178，输出端子Q3～Q5以及输出端子Q6～Q8的输出仅被输入至各单元所具有的个别用或非门179。这样，就变为，在各单元之间顺序电路进行循环，并且，个别地，在各单元内，循环并反复地输出1。

下面，为了便于理解，例如，假设将输出端子Q0～Q2作为第1单元U1用的Y驱动器单元174内的环形计数器175，将输出端子Q3～Q5作为第3单元U3用的Y驱动器单元174内的环形计数器175。这里，如果将选择开关连接至G侧，并将开关SW1～SW4设为ON，则第1单元U1与第3单元U3相连，两个单元被汇集成一个群组。也就是说，时钟输入被共同地输入至第1单元U1的D-触发器177和第3单元U3的D-触发器177。另外，个别用或非门179不被连接，各输出端子Q0～Q5都被输入至整体用或非门178。因此，输出端子Q0～Q5形成了大环路，其中，进行循环并反复地按顺序输出1的动作。

图19是表示图18的环形计数器电路175的动作的时机图。如图19所示，从输出端子Q0至输出端子Q5按顺序轮换输出1，输出端子Q5输出1之后，返回输出端子Q0，反复进行按顺序的轮换输出。这样，通过开关SSW、SW1～SW4的切换，顺序电路的输出也可以被区块化。

返回图18。在图18中，可以设定为，开关SSW、SW1～SW4的切换也可与开关SWX、DSY的切换同时地被图17所示的开关设定单元150a所进行。这样，不仅可以对电连接进行区块化，而且还可以对按顺序的扫描进行区块化。

这里，需要说明的是，在图18中，有时需要在单元U1～U4之间个别地控制重置脉冲，但是，如果不需要对重置脉冲进行个别化，则也可以不设置重置开关RSW。另外，在图18中，为了便于说明和理解，以单元U1、U3为例进行了说明，但是，也可以将更多的单元作为区块化的对象。

因此，根据本发明的背光装置200a可知，对于由最小单位构成的单元来说，通过将邻接的单元汇集并作为区块，然后以区块为单位进行辉度的控制，可以进行基于视频信号内容的适当的辉度控制。这样，在较暗的视频信号的区块内，通过降低辉度，可以降低电力消耗；同时，在较亮的视频信号的区块内，通过提高辉度，可以高质量地显示图像。

另外，需要说明的是，图17至图19所述的内容仅为一个例子，也可以通过其他手段实现区块化。

以上对本发明的具体实施例进行了说明，但是，本发明并不局限于上述具体实施例，只要不脱离权利要求书的范围，亦可采用其他变化形式代替，但那些变化形式仍属于本发明所涉及的范围。

工业实用性

本发明可应用于从液晶显示面板的背面进行光照射的背光装置、以及使用了该背光装置的液晶显示器等图像显示装置。

本国际申请主张2007年11月13日申请的日本国专利申请2007-294081号、以及2008年10月20日申请的日本国专利申请2008-270220号的优先权，并在本文中引用了日本国专利申请2007-294081号、以及日本国专利申请2008-270220号的全部内容。

Claims

1.一种背光装置，其光源为多个发光二极管，并从背面照射液晶显示面板，所述背光装置的特征在于：

所述多个发光二极管由最小单位为m×n个单元构成，其中，m、n为自然数，

所述背光装置具有：

驱动单元，用于以所述单元为单位驱动所述发光二极管；

区块设定单元，用于将多个所述单元汇集成区块；

辉度控制单元，用于以所述区块为单位，单独地控制所述发光二极管的辉度。

2.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于：

所述区块设定单元包含开关单元，该开关单元可以任意地对汇集了多个所述发光二极管的最小单位的单元的所述区块的大小进行设定和变更。

3.根据权利要求2所述的背光装置，其特征在于：

所述区块设定单元根据视频信号的内容设定所述区块的大小。

4.根据权利要求3所述的背光装置，其特征在于：

具有辉度检测单元，用于检测所述视频信号的辉度，

根据所述辉度检测单元检测出的所述视频信号的辉度，所述区块设定单元设定区块的大小，所述辉度控制单元以所述区块为单位控制所述发光二极管的辉度。

5.根据权利要求4所述的背光装置，其特征在于：

所述多个发光二极管包含白色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管以及/或者蓝色发光二极管。

6.一种液晶显示装置，其特征在于：

具有权利要求1所述的背光装置，

所述液晶显示装置具有：

液晶显示面板，与所述背光装置的前面相对地被配置，用于通过从背面被所述背光装置照射来显示图像；

源极驱动器和门极驱动器，用于驱动所述液晶显示面板；

液晶面板控制电路，用于对所述源极驱动器和所述门极驱动器的驱动进行控制。