CN106415377B

CN106415377B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN106415377B
Application number: CN201480079353.3A
Authority: CN
Inventors: 朝日启太; 高畠充宏; 村田敬
Original assignee: Eizo Nanao Corp
Current assignee: Eizo Nanao Corp
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: AU2014396416A1; CN106415377A; EP3151060B1; WO2015186171A1; JPWO2015186171A1; JP6243022B2; US20170090225A1; EP3151060A1; AU2014396416B2; EP3151060A4; RU2654354C1; US10120235B2

Abstract

提供一种能够进一步减小闪烁的液晶显示装置。根据本发明提供的一种液晶显示装置，该液晶显示具有通过PWM调光来进行背光源的亮度控制的控制部的液晶显示装置，所述背光源具备在相互不同的时机进行点亮的n系统(n≧4)的背光源块，所述背光源块以与所述背光源块的物理排列顺序不同的顺序进行点亮。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置的亮度控制一般通过改变从背光源输出的光的强度来进行。来自于背光源的输出光的强度一般通过改变对流过背光源的电流进行ON/OFF的占空比来控制。这样的控制方法一般被称为PWM调光。PWM调光有着能够通过简单的电路构成实现的优点，但由于背光源被ON/OFF，因此当占空比特别小的情况下，有着画面发生闪烁的所谓闪屏的缺点。

为了弥补这样的缺点，专利文献1通过将背光源划分为5系统的背光源块，且进行错开点亮开始的时机使各背光源按照顺序点亮的所谓移相控制，相比于所有的背光源同时被ON/OFF的情况，能够减小闪烁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2008-225122号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，即使进行了专利文献1所揭示的移相控制，也会留有一定程度的闪烁，这会成为眼睛疲劳的原因。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，提供一种能够进一步减小闪烁的液晶显示装置，特别是在低亮度区域(尤其是，背光源块在每1系统散乱发光的区域(4系统时，占空比不到25％的区域))的减小闪烁的效果更好的液晶显示装置。

解决课题的手段

根据本发明，提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有通过PWM调光来进行背光源的亮度控制的控制部，所述背光源具备在相互不同的时机进行点亮的n系统(n≧4)的背光源块，所述n系统的背光源块以与所述背光源块的物理性排序不同的顺序来进行点亮。

现有技术的移相控制中，多系统的背光源块排成一排，沿着其排列顺序按顺序进行点亮。本申请的发明人为了研究减小闪烁的方法，进行了当改变背光源块的点亮顺序时闪烁如何变化的实验，发现将背光源按照其排列顺序进行点亮时的结果最差，当以除此之外的任何排列顺序点亮时，闪烁都会减小的惊人结果，完成了本发明。

以下，对本发明的各种实施方式进行示例。以下所示的实施方式可以互相结合。

优选所述n系统的背光源块以两端的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮。

优选所述n系统的背光源块以两端以外的相邻背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮。

优选n≧5且所述n系统的背光源块以相邻背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮。

优选所述n系统的背光源块依次具备块A、B、C、D，块A、B、C、D以A→B→D→C或者A→C→D→B的顺序进行点亮。

优选所述n系统的背光源块依次具备块A、B、C、D、E，块A、B、C、D、E以A→C→E→B→D、A→D→B→E→C、A→B→D→E→C或者A→C→E→D→B的顺序进行点亮。优选所述控制部在高亮度区域中只通过DC调光来进行背光源的亮度控制，在亮度设定值比所述高亮度区域小的低亮度区域中，通过DC调光和所述PWM调光的组合来进行所述背光源的亮度控制。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置构成的框图。

图2表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的背光源的构成，(a)表示4系统的背光源，(b)表示5系统的背光源。

图3是表示4系统的背光源的背光源块的点亮时机的时间图。

图4表示以20％的占空比驱动4系统的背光源时的闪烁测定值的分布，(a)～(f)分别对应于图案a～f。

图5表示以20％的占空比驱动5系统的背光源时的闪烁测定值的分布，(a)～(f)分别对应于图案a～f。

具体实施方式

以下，对本发明的各种实施方式进行说明。以下所示的实施方式中表示的各种特征事项可以互相结合。

结合图1说明本发明的一个实施方式的液晶显示装置3。液晶显示装置3具备液晶面板9、影像处理电路11、背光源13、背光源控制电路15、控制部17和储存部19。

影像处理电路11基于从外部输入的影像信号，对液晶面板9进行最佳信号的转换处理，并输出通过转换得到的液晶面板影像信号。背光源控制电路15向背光源13施加驱动背光源的电压，依据从控制部17输入的背光源控制信号，输出流向背光源13的电流。对于背光源控制信号，在PWM调光的情况下是控制占空比的信号，该占空比对流向背光源13的电流进行ON/OFF；在DC调光与PWM调光的组合的情况下是控制占空比和流向背光源13的电流量的信号。背光源13由从背光源控制电路15输出的背光源驱动电流驱动而输出可见光。用户可根据对未图示的亮度设定值操作部进行操作而设定的亮度设定值使背光源控制电路15调整输出电流，从而调整背光源13的亮度。液晶面板9通过从影像处理电路11输入的液晶面板影像信号和背光源13输出的可见光来显示影像。控制部17由CPU和各种储存器构成。另外，控制部17的动作以程序的形式储存在储存部19，通过CPU读取并执行此程序来进行本实施方式的处理。

背光源13的种类没有特别限定，荧光管型和LED型都可以获得本发明的效果，但在LED型的情况下，由于余辉时间较短而容易出现明显的闪烁，因此本发明更适合用于背光源13为LED型的情况。并且，本发明适合用于背光源13的光源配置为边光方式的情况。在以下说明中，以LED配置在显示画面端部的边光方式的液晶显示装置3为例进行说明。

如图2(a)～(b)所示，背光源13具备在基架13a上排成一列而配置的多个LED13b和相邻于LED13b而配置的导光板13c。导光板13c配置在对应于液晶显示装置3的显示画面的位置，来自于LED13b的光通过导光板13c来扩散到显示画面整体。

在背光源13如图2(a)所示被分为4系统的块A、B、C、D的情况下，如图3(a)～(d)所示，块A、B、C、D在不同的时机被点亮。如图3(a)所示，现有技术中，块A、B、C、D以与其物理排列顺序相同的顺序，即以A→B→C→D的顺序被点亮。图3(a)是占空比为20％的例子，各个块只在1周期的20％的时间(由图中的ON表示的时间)点亮，剩余时间(由图中的OFF表示的时间)为熄灭。并且，4系统的背光源块13中，从某个块点亮到下一个块点亮为止的时间为1/4周期(1周期的25％)，在图3(a)的例子中，从某个块熄灭到下一个块点亮为止的1周期的5％的时间为任何块都不被点亮的状态。因此，在图3(a)所示的现有的点亮控制中，尽管占空比是20％，但1周期的80％的时间中任一块为点亮的状态，1周期的共计20％的熄灭时间在各个块点亮之后分4次(5％)发生，所以闪烁被抑制。

本实施方式中，如图3(b)～(d)所示，通过控制块A、B、C、D的点亮顺序来进一步抑制闪烁。具体而言，得到了预想不到的结果：如图3(b)～(d)所示，块A、B、C、D以A→B→C→D的顺序以外的顺序点亮，如后述的实施方式所示，其所有的情况都比以A→B→C→D的顺序点亮的情况更加抑制闪烁。此外，得到了以下结果：相比于如图3(d)所示，连续点亮块A、D的情况，如图(b)～(c)所示，在以不会连续点亮两端的块的顺序进行点亮的情况下闪烁被进一步抑制。

并且，得到了以下结果：如图2(b)所示，在背光源13被分成5系统的块A、B、C、D、E的情况下，与4系统的情况相同，通过以5系统的块A、B、C、D、E的排列顺序以外的顺序、即A→B→C→D→E的顺序以外的顺序点亮块A、B、C、D、E，比A→B→C→D→E的顺序点亮的情况更加抑制闪烁。并且，得到了以下结果：5系统与4系统的情况一样，在以两端的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮的情况下，闪烁被进一步抑制。并且，可知在以两端以外的相邻的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮的情况下尤其抑制闪烁。更具体而言，可知由于两端以外的背光源块为块B、C、D，所以优选不包括以B→C、C→B、C→D、D→C的顺序进行点亮的点亮顺序。作为这样的点亮顺序，可举出A→C→E→B→D、A→D→B→E→C、A→B→D→E→C和A→C→E→D→B。并且，可知当以相邻的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮时，尤其抑制闪烁。即，可知优选不包括以A→B、B→A、D→E、E→D的顺序进行点亮的点亮顺序。作为这样的点亮顺序，可举出A→C→E→B→D、A→D→B→E→C。

由以上结果可知：在背光源13具备在相互不同的时机被点亮的n系统(n≧4)的背光源块的情况下，通过将这些n系统的块以与其物理排列顺序不同的顺序进行点亮可抑制闪烁，通过以两端的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮可进一步抑制闪烁。并且可知通过将n系统的块以两端以外的相邻的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮可进一步抑制闪烁。并且可知通过将n系统的块以相邻的背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮可进一步抑制闪烁。

本实施方式中的PWM调光的占空比没有特别限定，但由于占空比越小闪烁越明显，因此占空比越小时，本实施方式的效果也会体现得越显著。特别是在有所有块同时熄灭的瞬间的情况下(背光源逐个系统地零乱发光的情况)，闪烁特别容易明显，因此在这样的情况下本发明的效果体现得特别显著。因此，在背光源13具备n系统(n≧4)的背光源块的情况下，占空比不到(4系统时不到25％、5系统时不到20％)100/n(％)、优选不到(100/n)×0.8(％)时，适用本实施方式的PWM调光。

并且，PWM调光的频率没有特别限定，例如为100Hz～1000Hz，优选200～1000Hz，更加优选200～500Hz。若此频率过小，即使应用本实施方式，也会容易出现闪烁明显的问题，若此频率过大，则容易出现PWM的最小占空比受到限制而不容易调暗的问题。

此外，通过改变提供于背光源13的电流量来进行亮度控制的DC调光原理上不发生闪烁。因此，从控制闪烁的观点出发，比PWM调光更优选DC调光。但是，提供于背光源13的电流量与从背光源13输出的光强度的关系在供给电流量多的情况下稳定，而随着供给电流量的减小变得不稳定。并且，随着供给电流量的减小，有时色度发生变化而导致背光源从白色有所偏离(背光源必须始终都是白色)。背光源13为LED时，该倾向明显。

从以上观点出发，应抑制DC调光的缺点、利用其优点，在高亮度区域通过DC调光来进行背光源13的亮度控制，在亮度设定值比高亮度区域小的低亮度区域，通过DC调光与PWM调光的组合来进行背光源13的亮度控制，该PWM调光中，优选使控制部17构成为本实施方式的点亮顺序。例如，若使成为高亮度区域与低亮度区域的阈值的亮度设定值为20％，则在亮度设定值为30％的情况下，只通过DC调光来进行背光源13的控制。另一方面，在亮度设定值为10％的情况下，例如通过DC调光使背光源13的输出为1/5，同时通过PWM调光使占空比为50％而进一步使背光源13的输出为1/2，由此实现依据亮度设定值的亮度。如此，通过DC调光和本实施方式采用的PWM调光的组合，在亮度设定值小的情况下，也能够使PWM调光的占空比相对较大，并且，在不得不减小占空比的情况下，占空比不到100/n(％)时的减小闪烁效果也特别高，因此能够进一步抑制闪烁。

实施方式

1.闪烁计量实验(4系统)

使如图2(a)所示的4系统的背光源13的块A、B、C、D以表1所示的图案a～f的点亮顺序进行点亮，在图2(a)中的测定点1～9测定闪烁。测定点1～9是将显示画面在上下方向和左右方向分别8等分时的位于1：左上、2：上端中央、3：右上、4：左端中央、5：中央、6：右端中央、7：左下、8：下端中央、9：右下的交点上的点。使用亮度·闪烁计量仪(KONICA MINOLTA公司制，型号：CA-210)和闪烁测定探针(KONICA MINOLTA公司制，型号：CA-P12)测定闪烁。使PWM调光的频率为100Hz。使温度和湿度为常温常湿。并且，在不是暗室的通常的办公室环境下进行测定。

图案a、f中，由于点亮顺序与块的物理排列顺序一致，因此将“排列顺序点亮”的列设为○。图案a、c、e、f中，由于以A→D或者D→A的顺序连续点亮，因此将“两端连续”的列设为○。并且，图案a、c、e、f中，由于以B→C或者C→B的顺序连续点亮，因此将“两端以外的相邻块连续点亮”的列设为○。

【表1】

表1：4系统情况下的点亮顺序

表2～表4表示闪烁测定的结果。表2～表4记载了亮度·闪烁计量仪显示的最高值。表2～表4分别表示当占空比为80％、50％、20％时的结果。并且，将表示表4内容的图示于图4。表2～表4中的AVE表示9点的测定值的平均值。MIN表示9点的测定值的最小值。ΔAVE和ΔMIN分别表示相对于图案a的AVE、MIN的相对值。图案a是与现有技术一样的与背光源块的物理排列顺序相同的顺序的点亮顺序，所以ΔAVE和ΔMIN表示改变点亮顺序带来的闪烁的减小效果。

参考表2～表4，在占空比为80％、50％、20中的任一者的情况下，图案a、f时的AVE比其以外的图案更大。并且，图案b、c、d、e的AVE的值差异不大，但在图案b、d中，MIN的值远小于图案c、e。由以上可知，通过以块的物理排列顺序以外的顺序进行点亮来抑制闪烁，通过以两端的块不会被连续点亮的顺序进行点亮来进一步抑制闪烁。并且，图4中显示越是颜色浅的部分，闪烁的测定值越小，图案b、d中特别是在中央部附近颜色浅，在用户容易注意的画面中央部，闪烁显著减小。

并且，参考表2～表4的AVE和MIN的行，可知有占空比越小闪烁越大的趋势。并且，参考表2～表4的ΔAVE和ΔMIN，占空比越小ΔAVE和ΔMIN成为越大的负值，由此可知，占空比越小，本发明的闪烁抑制效果越好。特别是在占空比为20％时，由于背光源块逐个系统地点亮，所以图案a中的AVE和MIN成为非常大的值，同时图案b～e中的ΔAVE和ΔMIN成为非常大的负值，由此可知，通过应用图案b～e,可显著抑制闪烁。

【表2】

表2

【表3】

表3

【表4】

表4

2.闪烁计量实验(5系统)

使如图2(b)所示的5系统的背光源13的块A、B、C、D、E以表5所示的图案a～1的点亮顺序进行点亮，在图2(b)中的测定点1～9测定闪烁。测定点1～9是与图2(a)相同位置的点。闪烁的测定条件与4系统时相同。

图案a～1中，不会出现例如“A→E→D→C→B→A”的点亮顺序。其理由是：“A→E→D→C→B→A”与“E→D→C→B→A→E”等价，在从右开始将5系统的块依次命名为A、B、C、D、E的情况下，此点亮顺序为“A→B→C→D→E→A”，与图案a相同。由于从右开始依次命名或者从左开始依次命名5系统的块不会对结果产生影响，所以为了简洁地进行评价，表5中不包括像“A→E→D→C→B→A”这样与图案a～1中的任一个相对称的图案。

图案a中，由于点亮顺序与块的物理排列顺序一致，因此将“排列顺序点亮”的列设为○。图案a、c、g、i、k、l中，由于以A→E或者E→A的顺序连续点亮，因此将“两端连续”的列设为○。并且，图案d、j以外的图案中，由于包括以B→C、C→B、C→D、D→C顺序的点亮，因此将“两端以外的相邻块的连续点亮”的列设为○。并且，在图案d中，由于包括以A→B和D→E的顺序的点亮，因此将“相邻块连续点亮”的列设为○。

【表5】

表5 5系統情况下的点亮顺序

将闪烁测定的结果表示在表6。表6表示当占空比为20％时的结果。并且，将表示表6的内容的图示于图5。图5中各图的上下左右的方向与图4相同。表6中的AVE、MIN、ΔAVE和ΔMIN的含义与4系统的情况相同。

参考表6，在排列顺序点亮的图案a中，AVE比其以外的图案更大。此结果表示：可以通过不使5个块以其物理排列顺序点亮来抑制闪烁。并且，在两端连续点亮的图案c、g、i、k中，MIN的值比其以外的图案更大，两端连续点亮的图案1中，在最明显的画面中央部的闪烁值非常大。这些结果表示：可以通过不使两端的块连续点亮来抑制闪烁。另外，图案d、j中，对于两端以外的块B、C、D来说，由于不使相邻的块连续点亮，所以MIN的值非常小。并且在图案j中，由于不使相邻的块连续点亮，所以MIN的值特别小。并且可知，图5表示颜色越浅的部分，闪烁测定值越小，在图案d，j中，特别是在中央部附近颜色浅，在用户容易注意的画面中央部闪烁明显减小。

应予说明，图案d的点亮顺序与“A→C→E→D→B”对称，图案j的点亮顺序与“A→D→B→E→C”对称。因此，可期待“A→C→E→D→B”与图案d同样地抑制闪烁，可期待“A→D→B→E→C”与图案j同样地抑制闪烁。

【表6】

表6

Claims

1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置具有通过PWM调光来进行背光源的亮度控制的控制部，其特征在于，

所述背光源具备在相互不同时机进行点亮的n系统的背光源块，其中，n≧4，

在所述背光源的占空比不到100/n(％)的区域中，所述n系统的背光源块以与所述背光源块的物理排列顺序不同的顺序进行点亮，

所述n系统的背光源块以两端的背光源块不连续点亮的顺序进行点亮。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述n系统的背光源块以两端以外的相邻背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，

n≧5且所述n系统的背光源块以相邻背光源块不会被连续点亮的顺序进行点亮。

4.根据权利要求1～2中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述n系统的背光源块依次具备块A、B、C、D，所述块A、B、C、D以A→B→D→C或者A→C→D→B的顺序进行点亮。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述n系统的背光源块依次具备块A、B、C、D、E，所述块A、B、C、D、E以A→C→E→B→D、A→D→B→E→C、A→B→D→E→C或者A→C→E→D→B的顺序进行点亮。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述控制部在高亮度区域只通过DC调光来进行所述背光源的亮度控制，在亮度设定值比所述高亮度区域小的低亮度区域通过DC调光和PWM调光的组合来进行所述背光源的亮度控制。