CN102165512A - 图像显示用发光装置、显示装置和电视接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像显示用发光装置，包括：LED电流设定电路(43)，其生成电流控制信号(ICNT)，该电流控制信号(ICNT)用于根据图像显示模式，改变流过LED元件的元件电流；和LED电压设定电路(42)，该LED电压设定电路(42)生成电压控制信号(VCNT)，该电压控制信号(VCNT)用于根据图像显示模式，改变驱动LED元件的驱动电压(Vf)。图像显示用发光装置还包括电压生成电路(45)，其根据电压控制信号(VCNT)生成驱动电压(Vf)，将与图像显示模式相应的驱动电压(Vf)施加到LED元件(20)。

Description

图像显示用发光装置、显示装置和电视接收装置

技术领域

本发明涉及图像显示用发光装置、具备该图像显示装发光装置的显示装置和具备显示装置的电视接收装置，尤其涉及图像显示用发光装置的电流和电压控制。

背景技术

作为液晶电视等的图像显示装置的照明装置(背光源装置)，通常利用使用现有的CCFL(冷阴极荧光管)等的背光源装置，最近利用使用多个LED(Light Emitting Diode：发光二极管)元件的背光源装置(下面，称为“LED背光源装置”)。另外，作为LED元件的元件特性，一般可知如下的特性。

特性1：亮度(nt)随着LED电流If的增加而增加。

特性2：驱动LED元件所需要的电压Vf随着LED电流If的增加而增加。

特性3：发光效率(Lm/W)随着LED电流If的增加而降低。

为了不受到具有上述元件特性的LED元件的产品偏差等的影响，而将LED背光源装置的亮度保持为一定，在例如专利文献1中记载了对LED元件进行恒定电流驱动的技术。另一方面，为了在得到高亮度的同时，实现图像显示装置的节能化，需要使得LED背光源装置节能。

专利文献1：日本专利特开平11-305198号公报

发明要解决的课题

但是，根据上述LED元件的特性可知，当要得到高亮度时，需要增加LED电流If和LED元件的驱动电压Vf，导致LED背光源装置的耗电增加。即，由于LED元件的元件特性，使得得到高亮度的需求与LED背光源装置的省电要求处于相反的关系。因此，需要能够根据图像显示模式适当地对应高亮度化和节能化的LED背光源装置(图像显示用发光装置)。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够根据图像显示模式，适当地对应高亮度化和节能化的图像显示用发光装置。另外，其目的还在于提供具备上述图像显示用发光装置的显示装置和具备上述显示装置的电视接收装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的图像显示用发光装置包括LED元件，根据图像显示模式控制上述LED元件的发光，上述图像显示用发光装置包括：LED电流设定电路，其生成电流控制信号，该电流控制信号用于根据上述图像显示模式，改变流过上述LED元件的元件电流；电流控制电路，其根据上述电流控制信号控制上述LED元件的元件电流；LED电压设定电路，其生成电压控制信号，该电压控制信号用于根据上述图像显示模式，改变驱动上述LED元件的驱动电压；和电压生成电路，其根据上述电压控制信号生成与上述图像显示模式相应的驱动电压，将上述驱动电压施加到上述LED元件。

根据该结构，能够根据图像显示模式改变LED元件的元件电流和驱动电压。因此，例如在与耗电相比要求高亮度的图像显示模式中，与通常相比，能够增加元件电流和驱动电压，另一方面，在与高亮度相比要求省电的图像显示模式中，与通常相比，能够减小元件电流和驱动电压。即，在本结构中，进行LED元件的发光亮度和耗电的控制时，不仅能够适当地设定元件电流，也能够适当地设定驱动电压。因此，使得图像显示用发光装置能够根据图像显示模式适当对应高亮度化与节能化。

此外，这里的用语“图像显示用”包括发光装置本身显示图像的情况和在发光装置以外的装置上显示图像的情况。另外，用语“图像显示模式”包括显示图像所涉及的所有模式，尤其是与发光装置的发光亮度和耗电有关的显示图像的显示形态。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述图像显示模式包括：与耗电相比要求高亮度的第一显示模式；和与高亮度相比要求省电的第二显示模式，上述第一显示模式中，上述LED电流设定电路生成上述电流控制信号，上述电流控制信号使上述元件电流为大于上述第二显示模式中的该元件电流的值，并且上述LED电压设定电路生成上述电压控制信号，上述电压控制信号使上述驱动电压为大于上述第二显示模式中的该驱动电压的值。

根据该结构，在与耗电相比要求高亮度的第一显示模式中，能够得到高亮度的显示画面，在与高亮度相比要求省电的第二显示模式中，能够实现图像显示用发光装置的省电。即，能够根据图像显示模式，适当对应高亮度化与节能化。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，还包括：被分割成的多个发光区域；和与各发光区域对应设置，具有至少一个上述LED元件的多个LED单元。

根据该结构，能够适当地构成具有宽的发光面积的图像显示用发光装置。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述多个LED单元的各LED单元，包括发光颜色不同的多个LED元件。

根据该结构，通过例如各LED单元包括RGB色的LED元件，能够生成白色的背光源光，能够形成彩色图像。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述LED电流设定电路生成每种发光颜色的上述电流控制信号，上述电流控制电路根据每种上述发光颜色的电流控制信号，按照每种发光颜色，控制上述LED元件的元件电流，上述LED电压设定电路生成每种发光颜色的上述电压控制信号，上述电压生成电路根据每种上述发光颜色的电压控制信号，生成每种发光颜色的上述驱动电压，按照每种发光颜色将每种上述发光颜色的驱动电压施加到上述LED元件。

根据该结构，能够根据每种发光颜色的LED元件的元件特性控制LED电流和LED电压。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述LED元件通过PWM信号进行通电控制，该图像显示用发光装置还包括：图像数据处理电路，其根据图像显示用的图像数据，生成上述LED元件的发光亮度数据，并且根据上述图像显示模式改变上述发光亮度数据；和PWM信号生成电路，其根据被改变的上述发光亮度数据，生成上述PWM信号。

根据该结构，能够根据图像显示模式改变LED元件的发光亮度数据、即PWM信号的PWM值(占空比)。因此，在例如要求高亮度的图像显示模式中，通过使PWM值比通常时大，能够可靠地得到高亮度。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述图像显示用发光装置是从背面对被照明体进行照明而使该被照明体进行图像显示的背光源装置。

根据该结构，能够提供一种根据被照明体的图像显示模式适当对应高亮度化和节能化的背光源装置。

另外，本发明的图像显示用发光装置中，上述被照明体是液晶面板。

根据该结构，能够提供一种根据在液晶面板上显示的图像的显示模式，适当对应高亮度化和节能化的背光源装置。

另外，本发明的显示装置包括本发明的上述图像显示用发光装置；和利用来自上述图像显示用发光装置的光进行显示的显示面板。

根据该结构，能够使图像显示用发光装置，根据在显示装置的显示面板上显示的图像的显示模式，适当对应高亮度化和节能化。

另外，本发明的显示装置中，上述显示面板是液晶面板。这样的显示装置，例如作为液晶显示装置，适用于各种用途，例如电视、个人电脑的显示器等，尤其适合大型画面的使用。

另外，本发明的电视接收装置具备上述显示装置。

根据上述的电视接收装置，能够使图像显示用发光装置，根据电视图像或显示装置的图像显示模式，适当对应高亮度化和节能化。

发明的效果

根据本发明的图像显示用发光装置，能够根据图像显示模式适当地对应高亮度化与节能化。另外，能够提供具备上述图像显示用发光装置的显示装置和电视接收装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电视接收装置的概要结构的分解立体图。

图2是表示液晶面板和背光源的概要结构的分解立体图。

图3是概要性地表示液晶显示装置的电学结构的框图。

图4是用于说明LED面板的电学结构的电路图。

图5是表示每个图像显示模式的LED电流和LED电压的设定例的表。

附图标记说明

10：液晶显示装置(显示装置)

11：液晶面板(显示面板)

12：LED背光源装置(图像显示用发光装置)

12b：LED面板

16：LED部

20：LED单元

31：图像数据处理电路

41：PWM信号生成电路

42：LED电压设定电路

43：LED电流设定电路

45：AC-DC转换器(电压生成电路)

If：LED电流(元件电流)

DR、DG、DB：发光二极管(LED元件)

Tr：晶体管(电流控制电路)

TV：电视接收装置

Vf：LED电压(驱动电压)

具体实施方式

下面，参照图1～图5说明本发明的实施方式。本实施方式中，举例说明了具备液晶显示装置10的电视接收装置TV。此外，图示的X轴、Y轴、Z轴在各图中表示相同的方向。

1.电视接收装置的结构

如图1所示，本实施方式中的电视接收装置TV具备：液晶显示装置10(“显示装置”的一例)；以夹着的方式收容该液晶显示装置10的表面背面两个壳体Ca、Cb；电源P；和调谐器T，其显示面11a沿着铅直方向(Y轴方向)被台座S支承。此外，本发明中的显示装置，除了适用于进行彩色显示的液晶显示装置以外，还能够适用于进行黑白显示的液晶显示装置。另外，本发明中的显示装置并仅限于液晶显示装置，只要是具备背光源装置和利用来自背光源装置的光进行显示的显示面板的显示装置即可。

2.液晶显示装置的结构

液晶显示装置10的整体呈横长的方形，如图2所示，具备：液晶面板(“显示面板”的一例)11；和LED背光源装置(“图像显示用发光装置”的一例)12，它们被框状的边框等保持为一体。液晶显示装置10中还包括后述的显示控制部30(参照图3)。

下面，说明液晶面板(LCD面板)11和LED背光源装置12。其中，液晶面板11构成为：在俯视时为矩形，一对玻璃基板以隔着规定的间隔的状态贴合，并且在两玻璃基板之间封入有液晶。

在一个玻璃基板设置有：与相互正交的源极配线和栅极配线连接的开关元件(例如TFT(薄膜晶体管))；与该开关元件连接的像素电极；和取向膜等，在另一个玻璃基板设置有：按规定排列配置有R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)等各着色部的彩色滤光片；共用电极；和取向膜等。

根据这样的结构，在液晶面板11内，形成有例如高清晰度用的1920×1080点的彩色像素。在液晶面板11内，还设置有例如LCD驱动器，利用LCD驱动器驱动各像素的开关元件。

如图2所示，LED背光源装置12是利用来自被分割成的多个区域的光的照射，从背面对液晶面板11进行照明的照明装置。LED背光源装置12包括LED面板12b和光学部件15。光学部件15包括扩散板15a、15b和光学片15c。

LED面板12b具有与各区域对应的多个LED单元20，各LED单元20包括LED部16。这里，各LED部16分别包括一个R(红色)发光二极管DR、一个G(绿色)发光二极管DG和一个B(蓝色)发光二极管DB(参照图4)。即，通过各LED单元20，LED背光源装置12的照射面12a被分割成多个区域。即，本实施方式中，多个LED单元20构成被分割成的多个区域。参照图2，例如，举出了照射面12a被分割成20×40(800)个区域的例子。根据该结构，能够适当地构成具有宽的发光面积的LED背光源装置12。即，能够适当地构成与大画面的液晶面板11相适应的LED背光源装置12。此外，各LED单元20的个数、即照射面12a的分割区域的个数是任意的。

如图3所示，液晶显示装置10还具有显示控制部30。显示控制部30包括图像数据处理电路31、LCD控制器32和LED控制部40。

图像数据处理电路31从例如调谐器T接收视频信号(图像数据)，根据视频信号，确定各发光二极管的发光亮度数据(下面，称为“LED数据”)，例如，对LED控制部40供给LED数据作为12位(bit)的数字信号。此外，本实施方式中，各发光二极管受到PWM(脉冲宽度调制)信号的发光控制，所以LED数据包括与PWM信号的PWM值(占空比)相关的数据。即，LED数据包括用于生成PWM信号的PWM生成数据(例如，12位数据)。

另外，图像数据处理电路31接收模式切换信号，根据模式切换信号，与图像显示模式相适应地改变LED数据(PWM值)。

因此，在例如要求高亮度的图像显示模式中，通过与通常时相比扩大PWM值(占空比)，能够更加可靠地得到高亮度。此外，例如设置在电视接收装置TV的操作面板上，并由用户操作的图像显示数据切换开关(未图示)生成模式切换信号。此外，图像数据处理电路31根据模式切换信号，与图像显示模式相适应地改变LED数据(PWM值)的结构，也可以省略。

进而，图像数据处理电路31根据视频信号，生成LCD面板11的各像素的作为光透射率数据的LCD数据，将LCD数据向LCD控制器32供给。

LED控制部40包括PWM信号生成电路41、LED电压设定电路42、LED电流设定电流43、DAC(数字-模拟转换器)44和AC-DC(交流-直流)转换器(“电压生成电路”的一例)45等。

PWM信号生成电路41根据来自图像数据处理电路31的LED数据，生成具有规定的PWM值(占空比)的PWM信号，将PWM信号供给至LED面板12b的LED驱动器21。

LED电压设定电路42根据模式切换信号生成电压控制信号VCNT，该电压控制信号VCNT用于与图像显示模式相应地改变施加到LED元件的LED电压Vf。电压控制信号VCNT被供给至DAC44，DVC44将数字信号的电压控制信号VCNT转换为模拟信号的电压控制信号VCNT，将模拟电压控制信号VCNT供给至AC-DC转换器45。

AC-DC转换器45与模拟电压控制信号VCNT相应地，将例如AC100V(在日本国内的情况下)的交流电压转换为作为直流电压的规定的LED电压Vf，将LED电压Vf供给至LED面板12b。此外，作为电压生成电路并不限于AC-DC转换器，也可以是DC-DC转换器。总而言之，电压生成电路只要是根据电压控制信号VCNT，生成与图像显示模式相应的LED电压Vf(驱动电压)，将驱动电压施加到LED元件的结构即可。

LED电流设定电路43根据模式切换信号生成电流控制信号ICNT，该电流控制信号ICNT用于与图像显示模式相应地改变驱动LED元件的驱动电流If。电流控制信号ICNT被供给至LED面板12b的LED驱动器21。

本实施方式中，例如如图4所示，LED驱动器21对各LED单元20设置。并且，如图4所示，各LED驱动器21与LED单元20的各发光二极管对应，具有：由来自LED控制部40的PWM信号控制的开关元件SW；和由来自LED控制部40的电流控制信号ICNT信号控制的电流控制用晶体管(“电流控制电路”的一例)Tr。此外，在图4中，作为电流控制电路表示了双极型晶体管，但是并不限定于此，例如，也可以是FET(场效应晶体管)，也并不限定于晶体管。另外，电流控制电路也可以不设置在LED驱动器21内。

另外，如图4所示，LED单元20中，作为发光二极管，如上所述分别包括一个红色发光二极管DR1、一个绿色发光二极管DG1和一个蓝色发光二极管DB1。根据这样的结构，能够适当地生成白色的背光源光。另外，LED单元20内的RGB的各发光二极管，其导通时间(发光亮度)分别由各自的PWM信号控制。

此外，LED单元20内的RGB的各发光二极管未必限定于由PWM信号导通控制。另外，LED单元(分割区域)20中包含的发光二极管的结构并不限定于图4所示结构。例如，也可以是只包含白色发光二极管的结构，或者包含RGB各两个、共计六个发光二极管的结构。

3.基于图像显示模式对LED电流和LED电压进行的设定变更

下面，参照图5，说明本实施方式中，基于图像显示模式对LED电流If和LED电压Vf进行的设定变更例。例如，作为设置在电视接收装置TV中的液晶显示装置10的图像显示模式，如图5所示，存在AV位置的动态模式、标准模式、墙画(Wall Picture：壁画)模式。而且，这些图像显示模式只是一个例子。

当在店面等中需要图像的美观，因此选择与耗电相比要求高亮度的动态模式(相当于“第一显示模式”)时，与通常的标准模式时相比，需要增加LED电流If和LED电压Vf。详细而言，LED电压设定电路42根据包含动态模式的选择信息的模式切换信号，生成电压控制信号VCNT，该电压控制信号VCNT用于增加LED电压Vf使之比标准模式时大，将该电压控制信号VCNT供给到AC-DC转换器45。AC-DC转换器45根据电压控制信号VCNT使LED电压Vf增加。同样，LED电流设定电路43根据模式切换信号生成电流控制信号ICNT，该电流控制信号ICNT用于增加LED电流If使之比标准模式时大，将该电流控制信号ICNT供给到LED驱动器21的各晶体管Tr。各晶体管Tr根据电流控制信号ICNT使LED电流Vf增加。

此外，本实施方式中，如图5所示，能够对RGB的各色的LED元件(DR、DG、DB)设定LED电压Vf和LED电流If。因此，本实施方式中，能够与图像的显示模式相应地变更LED电流If和LED电压Vf，并且此时能够对各色的LED元件(DR、DG、DB)分别变更LED电流If和LED电压Vf。即，LED电压设定电路42根据模式切换信号生成针对各种颜色的LED元件(DR、DG、DB)的电压控制信号VCNT，AC-DC转换器45根据电压控制信号VCNT生成针对各种颜色的LED电压Vf(R、G、B)。另外，LED电流设定电路43根据模式切换信号生成针对各种颜色的LED元件(DR、DG、DB)的电流控制信号ICNT，将电流控制信号ICNT供给到LED驱动器21的各色的晶体管Tr。根据该结构，能够控制与每种发光颜色的LED元件的元件特性相应的LED电流If和LED电压Vf，能够对每种发光颜色设定LED电流If和LED电压Vf。

具体而言，如图5所示，在动态模式和标准模式中，与红色LED元件DR对应的LED电流If被设定为“I4”，LED电压Vf被设定为“V2”；与绿色LED元件DG对应的LED电流If被设定为“I3”，LED电压Vf被设定为“V4”；与蓝色LED元件DB对应的LED电流If被设定为“I4”，LED电压Vf被设定为“V4”。即，在动态模式和标准模式中，各LED电流If和各LED电压Vf被设定为比墙画模式大的值。

另一方面，在与LED背光源装置12的亮度相比优先要求省电的墙画模式(相当于“第二显示模式”)等中，与红色LED元件DR对应的LED电流If被设定为“I2”，LED电压Vf被设定为“V1”；与绿色LED元件DG对应的LED电流If被设定为“I1”，LED电压Vf被设定为“V3”；与蓝色LED元件DB对应的LED电流If被设定为“I2”，LED电压Vf被设定为“V3”。即，在墙画模式中，各LED电流If和各LED电压Vf被设定为比动态模式小的值。此外，这里，各LED电压Vf和各LED电流If的大小顺序如下所述。

I1＜I2＜I3＜I4

V1＜V2＜V3＜V4

4.实施方式的效果

本实施方式中，能够根据图像显示模式(动态模式、标准模式、墙画模式)，改变发出各种颜色光的LED元件(DR、DG、DB)的LED电流If和LED电压Vf。因此，例如，在与耗电相比要求高亮度的图像显示模式(动态模式)中，与通常相比，能够增加LED电流If和LED电压Vf，另一方面，在与高亮度相比要求省电的图像显示模式中，与通常相比，能够减小LED电流If和LED电压Vf。即，在本实施方式中，进行LED元件的发光亮度和耗电的控制时，不仅能够设定变更LED电流Ir，也能够适当地设定变更LED电压Vf。因此，使LED背光源装置12能够根据电视接收装置TV(液晶显示装置10)的图像显示模式适当对应高亮度化和节能化。

<其他实施方式>

本发明并不限定于根据上述记载和附图说明的实施方式，例如下述的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

(1)上述实施方式中，表示了LED背光源装置(图像显示用发光装置)12不包括图像数据处理电路31和LED控制部40，液晶显示装置10的显示控制部30包括图像数据处理电路31和LED控制部40的结构，但是，并不限定于此。作为LED背光源装置单体，也可以是LED背光源装置包括图像数据处理电路31和LED控制部40的结构。或者，也可以是在液晶显示装置10中，LED背光源装置12包括LED控制部40的结构。

(2)上述实施方式中，如图4所示，表示了LED驱动器21与发光二极管(LED单元20)一对一地对应的例子，但是并不限定于此。例如，也可以利用一个LED驱动器21驱动多个LED单元20。这时，也可以是下述结构：对每种发光颜色，分别利用一个晶体管Tr对按照每种发光颜色呈纵列连接的多个LED进行驱动。

(3)上述实施方式中，表示了将本发明的图像显示用发光装置应用于液晶显示装置10的LED背光源装置12的例子，但是并不限定于此。例如，本发明的图像显示用发光装置能够适用于LED方式的Aurora Vision(注册商标)。

Claims (11)

1.一种图像显示用发光装置，其特征在于：

所述图像显示用发光装置包括LED元件，根据图像显示模式控制所述LED元件的发光，

所述图像显示用发光装置包括：

LED电流设定电路，其生成电流控制信号，该电流控制信号用于根据所述图像显示模式，改变流过所述LED元件的元件电流；

电流控制电路，其根据所述电流控制信号控制所述LED元件的所述元件电流；

LED电压设定电路，其生成电压控制信号，该电压控制信号用于根据所述图像显示模式，改变驱动所述LED元件的驱动电压；和

电压生成电路，其根据所述电压控制信号生成与所述图像显示模式相应的驱动电压，将所述驱动电压施加到所述LED元件。

2.如权利要求1所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述图像显示模式包括：与耗电相比要求高亮度的第一显示模式；和与高亮度相比要求省电的第二显示模式，

所述第一显示模式中，所述LED电流设定电路生成所述电流控制信号，所述电流控制信号使所述元件电流为大于所述第二显示模式中的该元件电流的值，并且所述LED电压设定电路生成所述电压控制信号，所述电压控制信号使所述驱动电压为大于所述第二显示模式中的该驱动电压的值。

3.如权利要求1或2所述的图像显示用发光装置，其特征在于，还包括：

被分割成的多个发光区域；和

与各发光区域对应设置，具有至少一个所述LED元件的多个LED单元。

4.如权利要求3所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述多个LED单元的各LED单元，包括发光颜色不同的多个LED元件。

5.如权利要求4所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述LED电流设定电路生成每种发光颜色的所述电流控制信号，

所述电流控制电路根据每种所述发光颜色的电流控制信号，按照每种发光颜色，控制所述LED元件的元件电流，

所述LED电压设定电路生成每种发光颜色的所述电压控制信号，

所述电压生成电路根据每种所述发光颜色的电压控制信号，生成每种发光颜色的所述驱动电压，按照每种发光颜色将每种所述发光颜色的驱动电压施加到所述LED元件。

6.如权利要求1至5中任一项所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述LED元件通过PWM信号进行通电控制，

该图像显示用发光装置还包括：

图像数据处理电路，其根据图像显示用的图像数据，生成所述LED元件的发光亮度数据，并且根据所述图像显示模式改变所述发光亮度数据；和

PWM信号生成电路，其根据被改变的所述发光亮度数据，生成所述PWM信号。

7.如权利要求1至6中任一项所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述图像显示用发光装置是从背面对被照明体进行照明而使该被照明体进行图像显示的背光源装置。

8.如权利要求7所述的图像显示用发光装置，其特征在于：

所述被照明体是液晶面板。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1至6中任一项所述的图像显示用发光装置；和

利用来自所述图像显示用发光装置的光进行显示的显示面板。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于：

所述显示面板是使用液晶的液晶面板。

11.一种电视接收装置，其特征在于，包括：

权利要求9或10所述的显示装置。

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