液晶背光装置 技术领域 本发明涉及在彩色液晶显示面板的照明光中使用发光二极管的液晶背光装置， 尤 其涉及以廉价实现忠实的颜色再现性和颜色平衡的发光二极管的驱动方法。
背景技术 目前， 在液晶显示装置中， 通过背光装置从背面对具有彩色过滤器的透过型液晶 显示面板进行照明， 以此显示彩色映像的方式成为主流。 关于背光灯， 以往大多使用了采用 萤光管的 CCFL(Cold CathodeFluores cent Lamp)， 但因为环境问题导致水银的使用受到 限制， 因此由使用发光二极管 LED(Light Emitting Diode) 的光源 ( 如专利文献 1 ： 日本专 利公开平 7-191311 号公报 ) 代替使用水银的 CCFL 的光源。
该液晶面板用背光装置， 根据光源的配置情况大致分为直下型和侧光型这两种。 直下型为， 在液晶面板的背面侧的正下面配置光源的类型 ； 测光型为， 在液晶面板的背面侧 的正下面配置导光板， 并在导光板的侧面配置光源的类型， 其主要应用于手机或笔记本电 脑的显示等较小型的液晶面板上。
此外， 在使用发光二极管作为光源的背光装置中， 存在使用白色发光二极管作为 其光源的方式和使用发出红色光、 绿色光、 蓝色光这三原色的彩色发光二极管并通过混色 而得到白色光的方式等。
但是， 使用这种结构的发光二极管的背光装置与以往的使用 CCFL 的背光装置相 同， 在使用液晶显示装置时要不断地进行高亮度点灯， 从而将追求进一步的低电力消耗。 日 本专利公开 2004-191490 号公报 ( 专利文献 2) 中提出了将背光灯划分为多个子单元， 在各 个子单元分别调整亮度， 以此实现低电力消耗的方案。
通常， 发光二极管是亮度、 色度有很大偏差的半导体器件， 随意使用发光二极管 会产生大的亮度斑、 色度斑而损坏画质， 因此需要对发光二极管进行挑选。日本专利公开 2006-133708 号公报 ( 专利文献 3) 中提出了有效地使用具有偏差的发光二极管的方法。
但是， 如果像专利文献 2 那样， 将背光灯划分为能独自调整亮度的多个子单元来 调整对应于所述子单元的显示画面区域的亮度时， 因为被划分的子单元的发光二极管的数 量被固定为例如 m×n(m、 n 为自然数 )， 因此不能改变子单元的大小， 能独立调整亮度的显 示画面的区域也被固定。 然而， 根据映像信号的内容， 需要改变显示画面的亮度的区域和地 方自然不同， 因此如上所述那样可独立改变亮度的显示画面的区域被固定时， 很难再现最 佳映像。
另外， 由于液晶显示装置的动态范围小， 因此为了使用液晶显示面板来获得最佳 画质， 需要在背光灯中配置许多发光二极管， 并使对应于画面的亮的部分的发光二极管发 亮， 使对应于画面的暗的部分的发光二极管发暗。 这样处理， 可以只在需要的部分让发光二 极管发亮， 因此可以进一步抑制消耗电力。 但是， 增加发光二极管的数量且想要独立控制各 发光二极管， 通常需要使用与发光二极管的数量相同的数量的发光二极管控制线， 这势必 非常复杂， 且成为成本增加的主要原因。
发明内容 本发明鉴于上述问题而提出， 其目的在于提供一种液晶背光装置， 该液晶背光装 置的背光灯上配置功率较小的 (0.1 ～ 0.5 瓦特左右 ) 多个发光二极管， 通过少数从外部引 进的控制线独立地控制多个发光二极管中各发光二极管的亮度， 从而进一步谋求低消费电 力， 同时可以得到最佳映像。
为了达到上述目的， 本发明所提供的液晶背光装置， 其与液晶显示面板的背面相 对地设置， 并通过以多个发光二极管作为光源的背光灯从背面照射所述液晶显示面板， 其 中， 所述多个发光二极管使用 0.1 ～ 0.5 瓦特的白色发光二极管， 具有对所述白色发光二极 管的亮度个别地进行独立控制的控制单元。
据此， 通过使用多个较小功率的白色发光二极管， 可以谋求低消费电力， 并通过个 别控制白色发光二极管的亮度， 可以对显示高精细的映像作出贡献。
本发明的液晶背光装置， 其与液晶显示面板的背面相对地设置， 并通过以多个发 光二极管作为光源的背光灯从背面照射所述液晶显示面板， 其中， 所述多个发光二极管使 用彩色发光二极管， 所述彩色发光二极管由通过混色形成白色的最小单位 N 个 (N 为自然 数 ) 构成单元， 具有以所述单元为单位或个别地独立控制所述彩色发光二极管的亮度及 / 或色度的控制单元。
据此， 通过对由彩色发光二极管构成的单元以单元为单位或个别地进行控制， 可 以谋求低消费电力， 同时不仅使亮度、 还能使色度最佳化， 有助于显示高品质的映像。
在所述液晶背光装置中， 通过集中多个作为所述多个发光二极管的最小单位的个 别的发光二极管或多个所述单元以构成模块， 并集中多个所述模块而构成所述背光灯。
据此， 可以划分为模块而构成背光灯， 可以进行简单的控制。
在所述液晶背光装置中， 所述控制单元为设置在所述多个发光二极管的各单元上 或个别地设置的控制电路， 从外部通过控制线向所述控制电路上供应用于控制所述发光二 极管的亮度所需的信息， 所述控制线连接于所排列的多个发光二极管的列或行方向上。
据此， 可以将控制线减少到与行或列的数量大致相同的程度， 可以使结构简单。 再 者， 由于通过少量的控制线即可独立地控制构成背光灯的所述多个发光二极管的亮度， 因 此可以补正由各发光二极管的偏差引起的亮度斑或色斑， 而无需进行发光二极管的筛选 等， 因此可以谋求减少背光灯的成本。
在所述液晶背光装置中， 通过所述控制线由外部供应到所述控制电路的信息， 除 了各发光二极管的亮度数据之外， 至少还包含地址信息、 模块信息以及决定点灯期间的信 息。
据此， 通过少量的控制线， 也能向控制电路提供控制各发光二极管所需的详细信 息， 可以进行高精度的控制。
在所述液晶背光装置中， 所述控制电路具有数据保存单元， 该数据保存单元识别 从所述控制线接收的地址信息， 导入对应的亮度数据， 并将所导入的所述亮度数据保存至 下一个亮度数据被导入为止。
据此， 到亮度数据更新为下一个亮度数据为止， 各发光二极管的亮度数据可以被 可靠地存储， 并在准确地进行每个时钟脉冲的亮度控制之后进入到下一个亮度控制， 可以
准确地进行各发光二极管的亮度控制， 而无数据跳跃 (data skip)。
本发明的液晶背光装置， 其与液晶显示面板的背面相对地设置， 并通过以多个发 光二极管作为光源的背光灯从背面照射所述液晶显示面板， 其中， 所述多个发光二极管使 用白色发光二极管和一个以上的彩色发光二极管， 同时由一组所述白色发光二极管和彩色 发光二极管构成单元， 具有控制单元， 以所述单元为单位或个别地独立控制所述白色发光 二极管和所述彩色发光二极管的亮度及 / 或色度。
据此， 通过由白色发光二极管和彩色发光二极管构成单元， 可以高精度地进行亮 度及 / 或色度的控制。
根据本发明， 可以用少量的由外部引入的控制线简单并独立地控制多个发光二极 管的亮度， 因此可以容易地补正各发光二极管的偏差。 与此同时， 通过根据映像信号的内容 极其精细地控制背光灯的亮度， 可以扩大液晶显示装置的动态范围， 并可以廉价实现最佳 的映像， 且可以谋求低消费电力化。特别地， 在大型液晶电视或监视器等中的实用效果显 著。 附图说明 图 1 为表示直下型背光装置中的发光二极管的排列方式的图。
图 2 为表示直下型背光装置中的发光二极管的排列方式的另一实施例的图。
图 3 为用于说明本发明的背光装置的操作的图。
图 4 为用于说明本发明的亮度信息的构成的图。
图 5 为用于说明本发明的发光二极管的控制的框图。
图 6 为用于说明本发明的模块结构的图。
图 7 为将背光灯 60 作为模块结构的实施例有关的背光装置的概略结构图。
图 8 为表示包含用于驱动进行了模块化的背光装置的亮度信息 31a 的串行信号的 数据结构的一个例子的图。
图 9 为表示本发明的背光装置的另一实施例的图。
图 10 为用于说明本发明的亮度信息的另一实施例的图。
图 11 为用于说明从对应模块化的串行信号变换到驱动个别控制用背光装置的情 况下的数据的例子的图。
图 12A 为用于说明将本发明的彩色发光二极管作为单元而使用的例子的图。
图 12B 为表示将彩色发光二极管 15 的单元 90 作为 1 单元而构成模块 91 的情况 下的实施例有关的背光装置的图。
图 13 为用于说明使用本发明的彩色发光二极管的情况下背光装置的操作的图。
图 14 为用于说明使用本发明的彩色发光二极管的情况下亮度信息的构成的图。
图 15 为将本实施例的背光装置 150 用于液晶显示装置 250 的情况下的一个例子 的整体构成图。
主要符号说明 ：
11 为白色发光二极管， 12 为红色 LED( 发光二极管 )， 13 为绿色 LED( 发光二极 管 )， 14 为蓝色 LED( 发光二极管 )， 15 为彩色发光二极管， 16 为发光二极管， 20、 20a 为控 制电路， 30、 30a、 70、 101 为解码器， 31、 71、 110 为亮度信息， 311、 711、 111 为地址信息， 312、
712、 112R、 112G1、 112G2、 112B 为亮度数据， 313、 713、 113 为属性， 32、 72 为时钟等， 33、 331、 332、 333、 334、 335、 721、 722、 723 为控制线， 51 为亮度数据获取部， 52 为数据保存部， 53 为 PWM( 脉宽调制电路 )， 60 为背光灯整体， 61、 91 为 5×3 单元时的模块， 90 为彩色发光二极 管时的单元， 150 为背光装置， 171 为亮度信息生成单元， 172 为时钟信号等生成单元， 180 为 存储器， 190 为映像信号处理电路， 200 为液晶显示面板， 210 为源极驱动器， 220 为栅极驱动 器， 230 为液晶面板控制电路， 250 为液晶显示装置。
本发明的最佳实施方式
下面， 参照附图说明本发明的最佳实施方式。
首先， 作为本发明的最佳实施方式的例子， 说明使用白色发光二极管作为背光灯 的光源的情况。图 1 表示在整个背光灯上大致均匀地配置许多白色发光二极管 11 的例子， 图 2 表示发光二极管 11 的排列方式的另一实施例。但本发明并不限定于图 1 及图 2 中表 示的发光二极管 11 的排列方式。
其次， 为了使关于多个白色发光二极管 11 的连接和控制的说明变得简单， 将图 3 中的 5×3 个发光二极管 11 的情况作为例子进行说明。图 3 为表示本实施例的背光装置的 包含白色发光二极管 11 的背光灯的结构的一个例子的图。 在图 3 中， 本实施例的背光装置， 包含被排列成 3 行 5 列的格子状的多个白色发光二极管 11、 个别驱动控制白色发光二极管 11 的控制电路 20、 用于控制各控制电路 20 的驱动的解码器 30、 将解码器 30 和各控制电路 20 进行电连接的控制线 33。在此， 为了表示白色发光二极管 11 在背光灯上的位置， 对应于 各位置对白色发光二极管 11 赋予了 D11 ～ D35 的参照符号， 并且与各发光二极管 D11 ～ D35 相对应， 对控制电路 20 也赋予了的控制电路 C11 ～ C35 的参照符号。在图 3 中， 解码器 30 与各列的例如列 1 上的控制电路 (C11 至 C31) 的控制端子通过控制线 331 连接， 同样与列 2 至列 5 的同一列上的控制电路的控制端子通过控制线 332、 333、 334、 335 连接。各行中的 发光二极管 11 的正极侧与电源连接， 所述发光二极管 11 的负极侧与各个控制电路的驱动 端子连接， 所述各控制电路的接地端子接地。在此， 对于发光二极管 11 的端子连接而言， 根 据电路构成， 有时会将正极侧连接到控制电路 20， 将负极侧连接到接地端 GND。
从没有图示的映像信号处理电路向所述解码器 30 输入串行信号， 该串行信号包 含用于控制背光装置的各发光二极管的亮度的亮度信息 31， 所述解码器 30 将所输入的串 行亮度信息 31 解码到发光二极管的各列单位中。所述亮度信息 31 不仅具有以各发光二极 管为单位的亮度数据， 而且还具有地址信息， 以用于识别在所排列的多个发光二极管中的 哪一个发光二极管的亮度数据。
所述亮度数据从上面的行被顺序导入， 即在图 3 中， 所述亮度数据被同时传送到 行 1 上的控制电路 C11 至控制电路 C15 而被导入， 同样， 亮度数据顺序地被导入到行 2、 行3 的控制电路。因为控制电路中具有用于保存数据的数据保存单元， 因此在各行单位中被导 入到各控制电路的亮度数据， 直到下一个被导入的期间被保存在控制电路中， 例如即使亮 度数据从行 1 被转换导入到行 2、 行 3， 行 1 的亮度数据被保存至下一个导入期间。所述保 存期间一般为一个画面 (1 个字段或 1 个数据帧 )， 但是通过向所述亮度信息 31 发送保存时 间的数据， 可以任意地进行设定。
需要说明的是， 所述亮度数据 31 如上所述从上面的行顺序地被导入到下面的行， 而向液晶面板提供映像信号也由上而下地进行， 且液晶面板的响应速度慢， 因此比映像信号稍晚一点对背光灯的发光二极管 11 点灯， 会让动态图像特性更好。并且， 如果所述亮度 信息 31 的传送速度充分比 1 个帧的例如 60Hz 的时间 ( 约 16.7ms) 快， 则可以在短时间内 将亮度信息由上面的行发送到下面的行。
下面， 参照图 4 说明由没有图示的映像信号处理电路发送到解码器 30 的亮度信息 31 的具体内容。图 4 为表示从没有图示的映像信号处理电路发送到解码器 30 的包含亮度 信息 31 的串行信号的内容的一个例子的模式图。图 4 的上方表示包含亮度信息 31 的串行 信号的整体构成的一个例子。图 4 的下方表示被发送到各控制电路 20 的个别亮度信息 31 的详细内容的一个例子。
如图 4 的上方所表示的那样， 被发送到各发光二极管 11 的亮度信息 31 按照顺序 串行地发送， 即从 1 行 1 列的 C11 顺序地串行发送到 3 行 5 列的 C35。并且， 如图 4 的下方 所示， 以各发光二极管 11 为单位的亮度信息 31 由地址信息 311、 亮度数据 312 以及属性 313 构成。地址信息 311 为用于识别各发光二极管的信息， 亮度数据 312 表示该发光二极管的 亮度信息由例如 8 比特的表示 256 色阶的数据信号构成， 属性 313 由发光二极管的点灯开 始时间或维持点灯的期间等信息构成。
在此， 所述地址信息 311 中可以附加没有图示的模块信息。例如， 当在大型的液晶 面板上使用本实施例的液晶背光装置时， 有些情况下， 将背光灯划分为几个模块来控制发 光二极管更为方便。 即， 准备大小合适的背光灯模块， 然后对应于画面大小排列多个所述模 块使其对应， 这样可以实现背光灯的通用化。 采用这种模块结构的情况下， 需要具有用于指 定模块的模块信息和用于识别该模块内的发光二极管的地址信息。 解码器 30 是， 通过时钟等 32 从所输入的所述亮度信息 31 的串行信号以行单位对 亮度信息进行排序的电路。如果采用这种电路结构， 虽然亮度信息 31 同时被供应到行 1、 行 2、 行 3 上由控制线 331、 332、 333、 334、 335 连接的发光二极管 11 的控制电路 20， 但由于 所述亮度信息 31 具有地址信息 311， 亮度信息只会被导入到对应地址的控制电路 20 中， 因 此不对应的控制电路 20 不会受到影响。在此， 时钟等 32 包含用于读取亮度信息的系统时 钟和用于识别所述模块的模块时钟等信息。
下面， 通过图 5 说明用于控制发光二极管 11 的亮度的控制电路 20。图 5 为用于 控制一个发光二极管 11 的控制电路 20 的框图。在图 5 中， 地址信息 311、 亮度数据 312 以 及属性 313 通过图 3 中示出的控制线 32 供应到发光二极管 11 的控制电路 20， 在各控制电 路 20 中， 根据地址信息 311 将亮度数据 312 导入到亮度数据获取部 51。被导入的亮度信息 312 记录在数据保存部 52 的存储器中， 根据属性 313 信息被保存一定期间。被保存的所述 亮度数据， 在 PWM(Pulse Width Modulation， 脉宽调制电路 )53 进行脉宽调制后被连接到 发光二极管 11 的负极， 发光二极管 11 以符合亮度信息的亮度进行点灯。在此， 发光二极管 11 也可以通过定电流电路来替代脉宽调制电路进行驱动， 可以根据电流的大小来控制发光 二极管 11 的亮度进行驱动。
到此为止， 仅以使用了 3×5 ＝ 15 个图 3 中示出的白色发光二极管的情况作为例 子进行了说明， 图 6 中示出了将其作为一个模块的由多个模块构成的情况的例子。图 6 为 一个模块 61 由 5×3( ＝ 15) 个发光二极管 11 构成， 将该模块排列成 4×4 ＝ 16 个而形成 背光灯 60 时的例子的图。当使背光灯 60 由多个模块构成时， 可以以横向排列的整个模块 61 的行为单位进行操作。即， 对于图 6 的最上方行的横向配置的四个模块 61 中的 3 行发光
二极管 11， 从第 1 行开始按照第 2 行、 第 3 行的顺序导入亮度信息 31。也就是说， 当亮度信 息 31 输入到解码器 30 中时， 以各个模块 61 为单位整理并获得模块 61 的各个发光二极管 11 的信息。这样， 以模块 61 为单位获得亮度信息 31， 可以减少亮度信息 31 的通信量， 还能 减少控制线 33 的数量。
图 7 为表示由模块构成背光灯 60 时的实施例的背光装置的概略结构的图。在图 7 中， 本实施例的背光装置， 在整个背光灯 60 中包含多个发光二极管 11。多个发光二极管 11 被划分为 4×4 ＝ 16 个模块 61， 对应于各模块 61 的位置赋予了模块 B11 ～ B44 的参照 符号。各模块 61 分别具有 3 行 ×5 列＝ 15 个发光二极管 11。解码器 30 通过控制线 33 以 行为单位 L1 ～ L3 连接到各个模块 61 的发光二极管 11。在图 7 中， 虽然只简单地示出了配 置在最上面行的模块 B11 ～ B14 与解码器 30 之间的连接线 33， 但实际上第 2 ～ 4 行的模块 B21 ～ B44 也通过控制线 33 连接于解码器 30。并且， 解码器 30 与发光二极管 11 并非直接 连接， 而是通过控制电路 20 连接的。在图 7 中， 因为纸面大小的关系省略了控制电路 20。 并且， 在图 7 中， 各个构成要素与到目前进行说明的内容相同， 因此赋予了与上面的说明相 同的参照符号， 并省略其说明。在此， 解码器 30 可以根据需要具备数据变换单元 35。对于 数据变换单元 35 的功能将在下面进行说明。 如图 7 所示， 以各模块 61 的行为单元连接发光二极管 11 和解码器 30 而不是个别 地连接发光二极管 11 和解码器 30， 因此对于同一模块 61 中的同一行， 可以以相同的亮度统 一地进行控制， 并可以将控制线 33 的数量减少到 1/5。 换句话说， 如果个别地驱动控制发光 二极管 11， 在一个模块 61 中需要使用 15 根控制线， 但如果采用模块化结构的图 7 的背光装 置的结构， 一个模块 61 只使用 3 根控制线 33 即可控制发光二极管 11 的亮度。
图 8 为表示包含用于驱动图 7 的模块化背光装置的亮度信息 31a 的串行信号的 数据结构的一个例子的图。在图 8 中， 包含有亮度信息 31a 的整个数据结构包含模块信息 314 和各行的亮度信息 31a。模块信息 314 为在整个背光灯 60 中表示模块 61 位置的信息。 另外， 亮度信息 31a 具有与各模块 61 中的亮度信息有关的数据， 包含行信息 315、 亮度数据 312、 属性 313。行信息 315 为表示各模块 61 内的行的信息， 例如关于行 1、 行 2、 行 3 等的信 息。在图 4 中， 提供了各个发光二极管 11 的地址信息 311 并提供对应其的亮度数据 312 和 属性信息 313， 但通过使模块 61 的行作为一组以相同亮度进行控制， 可以大幅度地减少信 息量。并且， 对于驱动控制各行的发光二极管 11 的控制电路 20 而言， 因为可以只设在各模 块 61 的各行上， 因此在各模块 61 只设置 3 个控制电路 20 即可， 可以大幅度地减少控制电 路 20 的数量， 且可以谋求低成本化和省空间化。并且， 如果不采用以各模块 61 的行为单位 的控制， 而是以模块 61 为单位进行控制， 则只需设置对应于模块 61 数量的控制电路 20 及 控制线 33， 因此可以进一步谋求背光装置的简单化和通信信息量的减少化。
根据本发明， 各模块 61 的大小可以任意设定， 且通过使用更多的模块可以应对大 画面等， 因此设计自由度大。在此， 如果针对所述模块 61 设置 1 个用于控制发光二极管 11 的控制电路 20， 则容易进行模块识别而方便使用。 所述模块 61 的大小可以考虑发光二极管 11 的额定功率 ( 额定电流等 )、 发光二极管 11 的控制电路 20 的集成规模、 随消耗电力的发 热情况以及适于通用化的大小来决定。
下面， 说明本发明的另一个实施例。图 9 与已进行了说明的图 3 相同， 发光二极管 11 由 5×3( ＝ 15) 个白色发光二极管 11 构成， 该白色发光二极管 11 的亮度控制并非以列
为单位， 而是以行为单位进行。图 9 就是用来说明这种情况的例子。在本实施例中， 首先从 上面的行 1 顺序地向行 2、 行 3 向下传送亮度信息。下面通过图 10 说明此时各行中的亮度 信息的导入情况。图 10 为表示包含亮度信息的串行信号的数据结构的一个例子。图 10 的 上方表示由映像信号处理电路发送的串行亮度信息 71。如图所示， 本实施例的亮度信息 71 与图 4 中示出的亮度信息 31 不同， 具有行的识别信息 710。
如图 10 的上方所示， 亮度信息 71 从映像信号处理电路串行地发送到行 1、 行 2、 行 3， 此时通过图 9 中的解码器 70 并使用所述识别信号 710 将其分离成如图 10 的下方所示的 对应于行 1 至行 2、 行 3 的信息， 然后通过图 9 中示出的控制线 721、 722、 723 向行 1、 行2以 及行 3 上的控制电路 20(C11 至 C35) 传送亮度信息 71。 由于被传送到各行的亮度信息 71 具 有各行上的控制电路 20 的地址 711， 因此对应于所述地址 711 的控制电路 20 可以导入其亮 度数据 712 和属性 713。 虽然本实施例需要有行的识别信号， 但如果像上面说明的 5×3( ＝ 15) 那样行的数量少于列的数量时， 具有在模块内与解码器 70 的连接线 ( 控制线 ) 少的好 处。
例如， 如图 9 所示， 对于具有个别地驱动控制发光二极管 11 的控制电路 20 的背光 装置， 也可以进行图 6 至图 8 中进行说明的模块化控制。在图 9 中示出的驱动控制结构中， 可以考虑将包含图 8 中说明的模块化的亮度信息 31a 的串行信号输入到解码器 30 的情况。
图 11 为用于说明从图 8 中示出的对应模块化的串行信号变换到驱动具有个别控 制用控制电路 20 的驱动控制结构的背光装置时的数据的例子。图 11 的上方表示变换后的 串行信号的数据的整体结构的一个例子。在图 8 中说明的串行信号中， 除了识别各模块 61 的模块信息 314 之外， 只存在以各模块 61 内的行 L1、 L2、 L3 为单位的亮度信息 31a。因此， 要进行从各行 L1、 L2、 L3 的亮度信息 31a 制作用于个别的控制电路 20 的亮度信息 71a 的 处理。如图 11 所示， 作为行 1 的数据， 在行识别信号 L1 之后需要有行 1 的亮度信息 C11 ～ C15。因此， 关于亮度信息 C11 ～ C15， 进行将图 8 中第 1 行的亮度信息 L1 复制到图 11 的行 1 的亮度信息 C11 ～ C15 的处理。
图 11 的下方表示行 1 的亮度信息 71a 的内部结构。在亮度信息 71a 中， 除了行 识别信号 710a 之外， 还需要有地址信息 711a、 亮度数据 712a、 属性 713a， 因此针对地址信 息 711a， 进行根据模块识别信息 314 判断对应的各发光二极管 11 的地址， 并将该地址信息 711a 顺序分配的变换操作。针对亮度数据 712a， 进行将图 8 的亮度数据 312 复制到所有的 同一模块 61 的同一行的亮度数据 712a 中的变换处理。针对属性信息 713a， 根据需要进行 适当的变换处理。
通过进行这种变换处理， 可以制作出图 11 的上方表示的包含亮度信息 71a 的串行 信号， 并可以驱动图 9 中示出的对应于个别发光二极管 11 而设置的个别控制电路 20。并 且， 实质的控制内容如图 6 至图 8 中所说明的那样， 可以对背光灯 60 进行模块化的控制。
在此， 这种变换处理可以在图 7 中示出的数据变换单元 35 中进行。如果在数据变 换单元 35 中需要搭载发光二极管 11 的个别控制和模块化控制的转换功能时， 可以进行设 置。
到目前为止， 对使用白色发光二极管 11 的情况进行了说明， 但也可以使用彩色发 光二极管 15。图 12A 表示使用 1 个红色发光二极管 12、 2 个绿色发光二极管 13 以及 1 个 蓝色发光二极管 14 作为一个单元 90 的彩色发光二极管 15 的例子。图 12B 表示将所述图12A 中表示的彩色发光二极管 15 的单元 90 作为 1 个单元， 从而构成横向设置 5 个单元、 纵 向设置 3 个单元而合计具有 15 个单元的模块 91 时的实施例的背光装置。在此， 如果不区 分发光二极管 11 ～ 15， 则以发光二极管 16 作出标记。
关于使用本实施例的彩色发光二极管 15 时的发光二极管 16 的亮度调整方法， 可 以考虑对单元 90 内的红色发光二极管 12、 绿色发光二极管 13 以及蓝色发光二极管 14 进行 个别控制的方法和将图 12A 的单元 90 作为 1 个单元进行控制的方法。对所述彩色发光二 极管 15 进行个别控制的方法与已进行说明的使用白色发光二极管 11 的情况基本相同， 即 可以把红色发光二极管 12、 绿色发光二极管 13 以及蓝色发光二极管 14 看作各白色发光二 极管 11 中的一个， 因而在此省略说明。如上所述， 对红色发光二极管 12、 绿色发光二极管 13 以及蓝色发光二极管 14 进行个别控制时， 需要 4 根控制线 33 而变得复杂。
在图 13 中说明将图 12A 中的单元 90 作为一个单位进行亮度控制的例子。图 13 与使用白色发光二极管 11 的图 3 比较， 不同点仅在于各单元 90 中有 1 个白色发光二极管 11 还是有 4 个彩色发光二极管 15(1 个红色发光二极管 12、 1 个蓝色发光二极管 14 以及 2 个绿色发光二极管 13)， 而基本的操作与使用白色发光二极管 11 时相同。
但是， 如上所述使用彩色发光二极管 15 时， 因为各单元 90 由 1 个红色发光二极管 12、 1 个蓝色发光二极管 14 以及 2 个绿色发光二极管 13 构成， 因此向各单元 90 的亮度信息 110 自然与使用白色发光二极管 11 时的亮度信息 31 不同。 即， 当使用所述彩色发光二极管 15 时， 如图 14 所示， 原则上需要 4 个 (1 个红色发光二极管 12、 1 个蓝色发光二极管 14 以及 2 个绿色发光二极管 13) 亮度信息 110。但是， 对于 2 个绿色发光二极管 13 而言， 当绿色发 光二极管 13 的偏差并不算很大时， 可以使用共同的亮度数据。 并且， 随着使用彩色发光二极管 15， 不仅对亮度进行控制， 还可以对包含色相、 彩 度的色度进行控制。此外， 根据彩色发光二极管 15 还可以控制色温等， 如此， 通过使用彩色 发光二极管 15， 可以进行这种高精密的色度的控制。据此， 可以进行高精细的照明， 有助于 在液晶显示面板上显示高品质的映像。
下面通过图 14 说明使用了所述彩色发光二极管 15 时的亮度信息 110。与使用了 白色发光二极管 11 的图 3 比较， 亮度数据 112R、 112G1、 112G2、 112B 不同。即， 对于所述彩 色发光二极管 15 的情况而言， 因为使用 1 个红色发光二极管 12、 1 个蓝色发光二极管 14 以 及 2 个绿色发光二极管 13， 因此原则上对应于各彩色发光二极管 15 的数量需要有 4 个亮度 数据 (112R、 112G1、 112G2、 112B) 作为亮度信息。在本实施例中， 对以列为单位进行控制的 情况进行了说明， 但如白色发光二极管 11 的实施例的图 9 所示， 可以以行为单位进行控制。
下面， 为了知道使用所述彩色发光二极管 15 时的控制电路 20(C11 至 C35) 的消耗 电力， 试着仅对发光二极管 16 的驱动部的消费电力进行估算。为了让说明简单， 使红色发 光二极管 12、 蓝色发光二极管 14 以及绿色发光二极管 13 的额定电流分别为 30mA， 并通过 PWM( 脉宽调制 ) 驱动所述发光二极管 16。并且， 假设所述 PWM 被开通时的开关半导体元件 的压降为 0.5V， 因为消费电力为电流和电压的乘积， 因此对应于 1 个发光二极管 16 的消费 电力为 30×0.5 ＝ 15mW， 在 1 个单元 90 中消耗其 4 倍的消费电力 60mW。
如上所述， 当单元数设为 5×3 ＝ 15 时， 总消费电力为 60×15 ＝ 900mW。另外， 因 为驱动部以外的消费电力较小， 因此如上所述， 用 1W 左右的消费电力可以由一个 IC( 半导 体电路元件 ) 充分构成控制电路 C11 至 C35。当把所述 5×3 ＝ 15 单元作为一个模块时， 虽
然一个模块 90 中具有 60 个发光二极管 16， 但针对一个模块而言， 只有作为从外部引进的连 接线的 5 根控制线 33、 一根电源线、 一根接地 (ground) 线， 从而使用极其少的连接线， 可以 谋求减少成本。在此， 如果将各发光二极管 16 和控制电路 IC20 安装到同一个基板上， 例如 将控制电路 IC20 安装到各发光二极管 16 和印刷基板的相反侧， 则各发光二极管 16 与控制 电路 IC20 可以通过印刷基板上的配线进行连接。
如上所述， 通过使 5×3 ＝ 15 单元作为一个模块 61， 并使用多个所述模块 61( 例如 使用 2×2 ＝ 4 或 4×4 ＝ 16 等 )， 可以构成所需要的画面显示大小的背光装置。到目前为 止， 以 5×3 ＝ 15 个的模块构成为例进行了说明， 但模块构成当然不会限定于此。并且， 使 用彩色发光二极管 15 的例子中， 也能作出除此之外的各种构成。例如， 还有使用白色发光 二极管 11、 红色发光二极管 12 以及蓝色发光二极管 14 的结构。但是， 不管使用何种结构， 通过从外部引进较少的控制线 33 和电源线以及接地线， 可以个别地控制多数发光二极管。
图 15 为将本实施例的背光装置 150 用于液晶显示装置 250 上时的一个例子的整 体构成图。在图 15 中， 本实施例的背光装置 150 包含背光灯 60、 发光二极管控制单元 20a 和解码器 30a。液晶显示装置 250 包含映像信号处理电路 190、 存储器 180、 液晶显示面板 200、 源极驱动器 210、 栅极驱动器 220 和液晶面板控制电路 230。作为液晶显示装置 250 和 本实施例的背光装置 150 的接口， 具有亮度信息生成单元 171 和时钟信号等生成单元 172。 映像信号处理电路 150 是为了在液晶显示面板 200 上以图像显示所输入的映像信 号而进行必要处理的电路， 进行各种图像处理和补正等。
存储器 180 为对由映像信号处理电路 150 进行了处理的映像信号进行暂时存储的 存储单元。
液晶面板控制电路 230 为为了将存储在存储器 180 中的映像信号显示在液晶显示 面板 200 上而进行必要控制的电路。具体来讲， 通过按时控制驱动源极驱动器 210 和栅极 驱动器 220， 进行将映像显示在液晶显示面板 200 上的控制。
源极驱动器 210 为向设置在液晶显示面板 200 的薄膜晶体管的源极供应数据信号 的驱动 IC， 栅极驱动器 220 为向上述的薄膜晶体管的栅极供应地址信号的驱动 IC。
液晶显示面板 200 为在显示面显示映像的显示面板， 被源极驱动器 210 和栅极驱 动器 220 驱动。因为液晶显示面板 200 不是自发光面板， 因此设置在本实施例的背光装置 150 的前面， 从背面照射背光灯光的状态显示映像。
亮度信息生成单元 171 为一种外部电路， 用于根据被映像信号处理电路 190 处理 并被存储在存储器 180 中的映像信号， 在本实施例的背光装置 150 中生成亮度信息 31、 31a、 71、 71a 作为串行信号。如上面所述， 背光装置 150 是基于包含亮度信息生成单元 171 所提 供的亮度信息 31、 31a 的串行信号所驱动控制。亮度信息生成单元 171 例如根据映像信号 的亮度分布生成亮度信息 31、 31a、 71、 71a， 即对于与映像信号发暗的区域相对应的发光二 极管 16， 用低亮度点灯而谋求省电， 对于与映像信号发亮的区域对应的发光二极管 16， 用 高亮度点灯而使映像变得高度精细。根据这种亮度信息， 本实施例的背光装置可以进行谋 求消费电力减少的同时可以实现高精细映像的发光二极管 16 的驱动控制。
时钟信号等生成单元 172 为用于生成驱动动作中所需的同步的时钟信号等的单 元， 所生成的时钟信号等被供应到解码器 30a。
需要说明的是， 存储器 180、 亮度信息控制单元 171 以及时钟信号等生成单元 172
可以被内装于映像信号处理电路 190 中， 可以与映像信号处理电路 190 构成为一体。
解码器 30a 如上面的实施例中所述， 是一种软件单元。从外部电路例如从亮度信 息生成单元 171 及时钟信号等生成单元 172 所供应的亮度信息 71 及时钟信号 72 通过控制 线以串行信号输入， 解码器 30a 将其回复原状， 并以亮度数据供应到发光二极管控制单元 20。
发光二极管控制单元 20a 为个别或以单元为单位驱动发光二极管 16， 控制发光二 极管 16 的亮度的控制单元。如上面的实施例所述， 由控制电路 20 实现其功能。发光二极 管控制单元 20a 还可以以模块 61 为单位控制驱动发光二极管 15 的亮度。 在图 6 至图 8 中， 对发光二极管 16 为白色发光二极管 11 的例子进行了说明， 但对于彩色发光二极管 15 或白 色发光二极管 11 和彩色发光二极管 15 的组合， 也能进行模块的驱动控制。
背光灯 60 是用于支持发光二极管 16 并从背面向液晶显示面板 200 照射背光灯光 的光源体。可以应用具有发光二极管 16 的基板、 框体等。
综上所述， 本实施例的背光装置 150 基于映像信号的亮度， 从液晶显示面板 200 的 背面照射高精度地控制了亮度的光， 从而可以显示高品质的映像， 并可以以低消费电力进 行控制。 上面对本发明的最佳实施例进行了说明， 但本发明并不限定于上述实施例， 在不 脱离本发明范围的情况下， 可以在上述实施例中附加各种变形和置换。
本发明可以应用于照射以液晶显示器为首的各种显示器的背光装置中。
本国际申请以 2008 年 3 月 7 日申请的日本专利申请第 2008-57224 号以及 2009 年 1 月 14 日申请的日本专利申请 2009-6159 作为主张优先权的基础， 本国际申请引用 2008-57224 号以及 2009-6159 号的全部内容。