專利名稱：背光裝置、驅動背光的方法、以及液晶顯示設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設置在非發(fā)射透射顯示器(non-emissivetransmission display)的背部的背光(backlight)裝置、一種驅動背光的方法、以及一種液晶顯示設備。
背景技術：
作為液晶板的背光，使用熒光管的冷陰極熒光燈(CCFL)型背光已經(jīng)成為主流。然而，由于環(huán)境問題，對無汞產(chǎn)品的需求不斷增加。最近幾年中，這些需求已經(jīng)引發(fā)了對使用發(fā)光二極管(LED)代替CCFL作為光源的期待。具體而言，一種單獨使用紅色、綠色、和藍色的各原色LED、并且原色在光學上經(jīng)過加色混合以獲得白光的方法，適合于達到顏色間的平衡。因此，已經(jīng)集中致力于研究以實現(xiàn)供電視機使用的這種方法。
如果使用LED作為背光的光源，則由于紅色、綠色、和藍色LED具有不同的發(fā)光效率，向一種顏色的LED供應的電流必須獨立于向其他顏色的LED供應的電流。此外，LED的半導體構成不同，取決于LED的顏色。因此，對于每種顏色，施加到元件的電壓和功耗也不同。另外，當使用LED作為背光的光源時，考慮到實際成本，不可能單獨驅動每種顏色的LED(例如，參照日本專利公開第2001-272938號)。
在這種使用紅色、綠色、和藍色LED作為光源的背光中，這些顏色的光線必須以確定的比率來光學合成，以由此生成恒定具有確定色度的白光。因此，使用用于紅色、綠色、和藍色的光學傳感器感測相應顏色的光功率(luminous power)，并且通過反饋控制調節(jié)施加給各個顏色的LED的電流。因此，以確定比率合成紅色、綠色、和藍色光線，以調節(jié)合成光為具有確定色度的白光。
然而，如果對這樣的反饋控制的響應速度很高，則色度會頻繁地變化并且這些變化易于被用戶識別。為了克服頻繁的色度變化的弊端，典型地將對反饋控制的響應速度設置得很低。因此，在對背光通電時，不能期望通過這樣的反饋控制色度調節(jié)。
因此，在這樣的使用LED作為光源的背光中，提前計算紅色、綠色、和藍色的初始電流量(例如，脈寬調制(PWM)的占空比(dutyratio)，并且通電后立即用初始電流量驅動每種顏色的LED。例如，在其出廠之前根據(jù)背光的特性來計算這些初始電流量。這些量的適當設置可以縮短從通電到將發(fā)射的白光的色度會聚(converge)至確定色度的時間間隔。
如果沒有適當?shù)卦O置初始電流量，并且因此直到會聚至確定色度的時間間隔很長，則會出現(xiàn)開始時在屏幕上顯示粉紅色并且隨后該顏色逐漸地接近白色的現(xiàn)象。

發(fā)明內容
當使用LED作為背光的光源時，使用了大量的LED。因此，在背光通電之后LED的即刻溫度與穩(wěn)定操作狀態(tài)(溫度不變的狀態(tài))中的LED的溫度之間存在巨大差異。此外，LED的光學特性根據(jù)溫度有顯著變化。因此，通電之后的LED的即刻光學特性極大地不同于在穩(wěn)定操作狀態(tài)中的LED的光學特性。
因此，即使提前計算通電時提供到LED的適當初始電流量，如果通電時的溫度改變了，所計算的值也不會是適當?shù)闹怠＿@種溫度變化阻礙了縮短從通電到會聚至確定色度的時間間隔。
考慮到上述的以往情形提出本發(fā)明，其目的在于提供一種背光裝置、一種驅動背光的方法、以及一種液晶顯示設備，上述背光裝置采用LED并且無論通電時的溫度如何，能夠防止從裝置通電到將發(fā)射的白光的色度會聚至確定色度的時間間隔的延長。
本發(fā)明的一個方面在于提供一種背光裝置，其具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源。該背光裝置合成從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光以產(chǎn)生白光，并且從顯示單元的背部發(fā)射所生成的白光。該背光裝置包括溫度傳感器，用于感測光源的溫度；以及驅動控制裝置，用于向每種顏色的發(fā)光二極管提供電流以驅動發(fā)光二極管。該背光裝置還包括存儲裝置，用于存儲用于每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量以及用于初始電流量的校正量。校正量取決于溫度。驅動控制裝置在背光裝置通電時基于由溫度傳感器所感測的值來計算校正量。驅動控制裝置將所計算的校正量增加到每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量，并用校正的初始電流量激活每種顏色的發(fā)光二極管。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源的背光裝置。該背光裝置將從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光合成以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射所生成的白光。該背光裝置包括色度傳感器，用于感測白光的色度；以及溫度傳感器，用于感測光源的溫度。該背光裝置還包括驅動控制裝置，用于向每種顏色的發(fā)光二極管提供電流以驅動發(fā)光二極管，并根據(jù)由色度傳感器所感測的值來執(zhí)行對提供給每種顏色的發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度。驅動控制裝置固定流過藍色的發(fā)光二極管的電流量并調節(jié)流過紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行反饋控制，使得白光具有確定色度。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種驅動具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源的背光裝置的方法。該背光裝置將從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光合成以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射所生成的白光。該方法包括存儲用于每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量以及用于初始電流量的校正量的步驟。校正量取決于溫度。該方法還包括在背光裝置通電時，基于由用于感測光源溫度的溫度傳感器所感測的值來計算校正量，并將所計算的校正量增加到每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量。該方法進一步包括用校正的初始電流量激活每種顏色的發(fā)光二極管，并基于由用于感測白光色度的色度傳感器所感測的值，執(zhí)行對提供給每種顏色的發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種驅動具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源的背光裝置的方法。該背光裝置將從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光合成以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射所生成的白光。該方法包括基于由用于感測白光色度的色度傳感器所感測的值來執(zhí)行對提供給每種顏色的發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度的步驟。固定流過藍色的發(fā)光二極管的電流量并調節(jié)流過紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行反饋控制，使得白光具有確定色度。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種液晶顯示設備，其包括透明彩色液晶顯示板和具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源的背光裝置。背光裝置將從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光合成以生成白光。透明彩色液晶顯示板被來自透明彩色液晶顯示板背部的所生成的白光照射。背光裝置包括溫度傳感器，用于感測光源的溫度；以及色度傳感器，用于感測白光的色度。背光裝置還包括驅動控制裝置，用于向每種顏色的發(fā)光二極管提供電流以驅動發(fā)光二極管；以及存儲裝置，用于存儲用于每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量以及用于初始電流量的校正量。校正量取決于溫度。驅動控制裝置在背光裝置通電時基于由溫度傳感器所感測的值來計算校正量。驅動控制裝置然后將所計算的校正量增加到每種顏色的發(fā)光二極管的初始電流量，并用校正的初始電流量激活每種顏色的發(fā)光二極管。此后，驅動控制裝置基于由色度傳感器所感測的值來執(zhí)行對提供給每種顏色的發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種液晶顯示設備，其包括透明彩色液晶顯示板和具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源的背光裝置。背光裝置將從每種顏色的發(fā)光二極管發(fā)射的光合成以生成白光。透明彩色液晶顯示板被來自透明彩色液晶顯示板背部的所生成的白光照射。背光裝置包括色度傳感器，用于感測白光的色度；以及溫度傳感器，用于感測光源的溫度。背光裝置還包括驅動控制裝置，用于向每種顏色的發(fā)光二極管提供電流以驅動發(fā)光二極管，并基于由色度傳感器所感測的值來執(zhí)行對提供給每種顏色的發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度。驅動控制裝置固定流過藍色的發(fā)光二極管的電流量并調節(jié)流過紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行反饋控制，使得白光具有確定色度。
本發(fā)明的這些方面能夠縮短從背光裝置通電到將所發(fā)射的白光的色度會聚至確定色度的時間間隔，而不考慮設備通電時的溫度。


圖1是應用本發(fā)明的彩色液晶顯示設備中具有背光系統(tǒng)的彩色液晶顯示單元的結構的示意性透視圖；圖2是通過具有每種顏色的發(fā)光二極管的圖樣表示，示出了通過使用兩個紅色發(fā)光二極管、兩個綠色發(fā)光二極管、和兩個藍色發(fā)光二極管并且串聯(lián)布置六個發(fā)光二極管而獲得的單位單元(unitcell)的示意圖；圖3是示出了在背光裝置的光源21中的發(fā)光二極管的實際連接的實例的示意圖；圖4是示出了彩色液晶顯示設備的整體結構的框圖；圖5是示出了背光裝置、用于背光裝置的傳感器和冷卻風扇的示意圖；圖6是示出了沿水平方向串聯(lián)的發(fā)光二極管的組以及用于驅動發(fā)光二極管的各組的多個LED驅動電路的示意圖；圖7是LED驅動電路的結構框圖；圖8是用于使白光的色度會聚至確定色度并被穩(wěn)定在該處的控制處理的流程圖；
圖9是當LED的光學特性恒定而與溫度無關時，基于獲得的藍色LED的光功率，由光功率/色度傳感器所感測的光功率的比率(PhtG/PhtB和PhtR/PhtB)的示意圖；圖10是每個紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)LED元件的亮度作為從其發(fā)射的光的波長的函數(shù)的示意圖；圖11是來自色度傳感器的感測輸出作為溫度的函數(shù)的示意圖；圖12是用于獲得確定色度的電流量作為溫度的函數(shù)的示意圖；以及圖13是在用于當背光裝置通電時獲得確定色度的電流量與初始電流量之間的差的示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明被應用于彩色液晶顯示設備，該顯示設備具有例如，如圖1所示結構的背光型液晶顯示單元1。
(液晶顯示單元的結構)液晶顯示單元1包括透明彩色液晶顯示板10；以及背光裝置20，設置于彩色液晶顯示板10的背部。
(板)透明彩色液晶顯示板10包括彼此面對的TFT基片11、反電極(counter electrode)基片12；以及液晶層13，具有例如封裝在TFT基片11和反電極基片12之間的間隙中的扭轉向列(TN)液晶。在TFT基片11上形成有成矩陣設置的信號線14、掃描線15；薄膜晶體管16，作為開關元件設置在信號線14和掃描線15之間的交叉點上；以及像素電極17。薄膜晶體管16順序地被掃描線15選擇，并將由信號線14提供的視頻信號寫入像素電極17。在反電極基片12的內表面上，形成有反電極18和濾色器19。
在液晶顯示單元1中，具有這種結構的透明彩色液晶顯示板10置于兩個起偏振片之間。液晶顯示單元1被有源矩陣法驅動，同時背光裝置20從彩色液晶顯示板10的背部發(fā)射白光，從而實現(xiàn)期望的全色視頻顯示。
(背光)背光裝置20包括光源21和波長選擇過濾器22。背光裝置20經(jīng)由波長選擇過濾器22從彩色液晶顯示板10的背部，用從光源21發(fā)射的光照射彩色液晶顯示板10。這樣的背光裝置20是正下方(directly-under)型背光，其設置在透明彩色液晶顯示板10的背面，并從彩色液晶顯示板10的背面的下面直下照射彩色液晶顯示板10。
大量的發(fā)光二極管(LED)3設置在背光裝置20的光源21中。背光裝置20輸出從LED發(fā)射的光。在光源21中設置有大量的LED 3R，用于發(fā)射紅光；大量的LED 3G，用于發(fā)射綠光；以及大量的LED 3B，用于發(fā)射藍光。光源21將紅色、藍色、和綠色光線混合以生成白光，并將白光發(fā)射到彩色液晶顯示板10。
例如，背光裝置20的光源21中的LED 3的排列如下。
開始，如圖2所示，排列兩個紅色LED 3R、兩個綠色LED 3G、和兩個藍色LED 3B。具體而言，六個LED串聯(lián)排列以構成單位單元(2G 2R 2B)。接著，三個單位單元(2G 2R 2B)橫向排列以構成中間單位單元(6G 6R 6B)。如圖3所示，中間單位單元(6G 6R6B)沿水平方向串聯(lián)連接。串聯(lián)連接的單元的組在垂直方向排列，以覆蓋整個屏幕。
LED的這種排列允許混合來自紅色、綠色、和藍色LED的三種顏色的光，并因此允許發(fā)射勻稱的白光。LED的排列不限于圖2和圖3所示的排列，而是只要能夠確保勻稱的顏色混合，任何排列都是可用的。
(彩色液晶顯示設備的整體結構)圖4示出了彩色液晶顯示設備30的整體結構的實例。
彩色液晶顯示設備30包括電源單元31，用于提供彩色液晶顯示板10和背光裝置20的驅動電壓；以及X驅動器32和Y驅動器33，用于驅動彩色液晶顯示板10。彩色液晶顯示設備30還包括RGB處理單元35，通過輸入端子34從外部向其供給視頻信號；視頻存儲器36、控制單元37，連接至RGB處理單元35；以及背光驅動控制單元38，用于控制背光裝置20的驅動。
通過RGB處理單元35對經(jīng)由輸入端子34輸入的視頻信號進行信號處理(諸如，色度處理)。此外，信號從合成信號轉化成適于驅動彩色液晶顯示板10的RGB分離信號，然后被提供到控制單元37、以及經(jīng)由視頻存儲器36提供到X驅動器32?？刂茊卧?7根據(jù)RGB分離信號在預設的定時(timing)控制X驅動器32和Y驅動器33，并因此使用經(jīng)由視頻存儲器36提供到X驅動器32的RGB分離信號來驅動彩色液晶顯示板10，從而根據(jù)RGB分離信號顯示視頻。
此外，如圖4和圖5所示，彩色液晶顯示設備30包括溫度傳感器41；光功率/色度傳感器42；以及冷卻風扇43，用于降低背光裝置20的溫度。溫度傳感器41感測背光裝置20的光源21(LED)的溫度。光功率/色度傳感器42(42R、42G、42B)感測來自背光裝置20的光源21(LED)的每個R、G、和B的光的光功率或色度。
由溫度傳感器41和光功率/色度傳感器42所感測的值被提供到背光驅動控制單元38。背光驅動控制單元38基于感測值來控制用于構成光源21的LED的驅動電流。
此外，背光驅動控制單元38根據(jù)由溫度傳感器41所感測的溫度值來控制冷卻風扇43的轉速，從而控制背光裝置20的光源21(LED)的溫度。
此外，背光驅動控制單元38內部具有非易失性存儲器38a。非易失性存儲器38a用于存儲各種設定值。
(LED驅動電路)在背光驅動控制單元38中設置有多個LED驅動電路50，用于驅動背光裝置20的光源21(LED)。
如圖6所示，充當背光裝置20的光源的、在水平方向上排列的相同顏色的LED 3彼此串聯(lián)地電連接。為在水平方向上串聯(lián)連接的LED 3組中的各個組獨立地設置各自的LED驅動電路50。
圖7示出了設置在背光驅動控制單元38中的LED驅動電路50的電路結構的實例。
LED驅動電路50包括DC-DC轉換器51；恒定電阻器(Rc)52；場效應晶體管(FET)53；PWM控制電路54；電容器55；采樣與保持FET 56；電阻器57；保持定時電路58；以及基準電源59。
DC-DC轉換器51接受圖4示出的電源31產(chǎn)生的DC電壓VIN，并轉換所接收的DC電壓，以產(chǎn)生穩(wěn)定的DC輸出電壓Vcc。DC-DC轉換器51產(chǎn)生這樣穩(wěn)定的輸出電壓Vcc，使得從反饋端子Vf輸入的電壓和輸出電壓Vcc之間的電勢差等于基準電壓(Vref)?；鶞孰妷?Vref)是由基準電源59提供的。
串聯(lián)連接的LED 3的正極通過恒定電阻器(Rc)連接至DC-DC轉換器51的輸出電壓Vcc的輸出端子。串聯(lián)連接的LED 3的正極還通過采樣與保持FET 56的源極和漏極連接至DC-DC轉換器51的反饋端子。串聯(lián)連接的LED 3的負極通過FET 53的源極和漏極接地。
從PWM控制電路54產(chǎn)生的PWM信號輸入到FET 53的柵極。當PWM信號是ON時，F(xiàn)ET 53被打開，并且當PWM信號是OFF時被關閉。因此，當PWM信號是ON時，F(xiàn)ET 53向LED 3提供電流，并且當PWM信號是OFF時不提供電流。具體而言，當PWM信號是ON時，F(xiàn)ET 53使LED 3發(fā)光，并且當PWM信號是OFF時使LED 3停止發(fā)光。
PWM控制電路54產(chǎn)生為二進制信號的PWM信號，用于調節(jié)ON周期和OFF周期之間的占空比。向PWM控制電路54提供占空控制值(PWM)，并根據(jù)控制值(PWM)改變占空比。
電容器55設置在DC-DC轉換器51的輸出端子和反饋端子之間。電阻器57連接至DC-DC轉換器51的輸出端子和采樣與保持FET 56的柵極。
保持定時電路58接收PWM信號并產(chǎn)生保持信號。在PWM信號的上升沿處，在確定時間間隔內保持信號是OFF，并且在其他時間間隔中是ON。
從保持定時電路58輸出的保持信號輸入到采樣與保持FET 56的柵極。當保持信號是OFF時，采樣與保持FET 56被打開，并且當保持信號是ON時被關閉。
在上述的LED驅動電路50中，電流ILED僅在由PWM控制電路54產(chǎn)生的PWM信號是ON時流過LED 3。電容器55、采樣與保持FET 56、以及電阻器57構成采樣與保持電路。當PWM信號是ON時，采樣與保持電路采樣在LED 3的正極處(即，在恒定電阻器52不與電壓Vcc的輸出端子連接的一端)的電壓值，并且將該電壓值提供到DC-DC轉換器51的反饋端子。由于DC-DC轉換器51基于輸入到反饋端子的電壓值使輸出電壓Vcc穩(wěn)定，因此流過恒定電阻器Rc 52和LED 3的電流ILED的峰值保持恒定。
因此，在LED驅動電路50中，在流過LED 3的電流ILED的峰值保持恒定時，執(zhí)行根據(jù)PWM信號的脈沖驅動。
在該電路中，通過改變控制值(PWM)來調節(jié)流過LED 3的電流量。然而，可以通過改變施加到DC-DC轉換器51的基準電壓(Vref)來調節(jié)流過LED 3的電流量?？蛇x地，可以使用這些改變的組合。
(用于保持色度恒定的控制方法)下面將描述用于使從背光裝置20發(fā)射的白光的色度會聚至特定色度并使之穩(wěn)定的控制方法。
在背光裝置20通電并且從背光裝置20發(fā)射白光時，背光驅動控制單元38執(zhí)行控制，使得紅色LED 3R、綠色LED 3G、和藍色LED 3B之間的光功率比成為特定比，從而將從背光裝置20發(fā)射的白光的色度穩(wěn)定在特定色度。
具體而言，根據(jù)圖8所示的流程圖執(zhí)行該控制。
開始，在步驟S1中，在背光裝置20通電時，背光驅動控制單元38檢索存儲在非易失性存儲器38a中的初始電流值(PWMR0、PWMG0、和PWMB0)，然后用各自的初始電流值來激活紅色LED3R、綠色LED 3G、和藍色LED 3B。
非易失性存儲器38a存儲彼此獨立的，用于驅動紅色LED 3R的初始電流值PWMR0、用于驅動綠色LED 3G的初始電流值PWMG0、和用于驅動藍色LED 3B的初始電流值PWMB0作為初始電流值。在本實例中，通過PWM控制來驅動LED 3。因此，PWM控制的占空比被存儲為初始電流值。如果該電路通過改變電流的峰值來控制電流量，則峰值被存儲為初始電流值。
然后，在步驟S2中，背光驅動控制單元38用所檢索的初始電流值(PWMR0、PWMG0、和PWMB0)來初始化每種顏色的LED3的驅動。在啟動LED 3的驅動時，光從背光裝置20被發(fā)射。
然后，在步驟S3中，背光驅動控制單元38根據(jù)光功率/色度傳感器42輸出的感測值，執(zhí)行用于紅色、綠色、和藍色LED 3R、3G、和3B的驅動電流的反饋控制(PWM占空比)，使得從背光裝置20發(fā)射的白光(紅、綠、和藍的合成光)具有確定色度。
具體而言，執(zhí)行控制使得PhtRPhtGPhtB是恒定的，其中PhtR、PhtG、和PhtB分別是由光功率/色度傳感器42感測的紅光、綠光、和藍光的光功率。
(基于藍光執(zhí)行控制的原因)當執(zhí)行用于保持色度恒定的反饋控制時，必須同時調節(jié)三種電流量(流過紅色、綠色、和藍色LED的電流量)，這極大地使處理變得復雜。因此，在背光驅動控制單元38中，流過藍色LED 3B的電流值被恒定地固定，而流過其它顏色(即，紅色和綠色)的LED3R和3G的電流是變化的，從而允許用于保持色度恒定的調節(jié)。
通過這樣的固定流過藍色(B)LED的電流，能夠更簡單地限定用于反饋控制的各種計算中的參數(shù)。具體而言，對于藍色(B)LED而言，參數(shù)可以總是“1”，并且對于紅色(R)和綠色(G)LED而言，可以使用相對于藍色(B)LED的比值作為其參數(shù)。
因此，可以將待處理的變量的數(shù)量減小為兩個，這顯著地簡化了算術處理。
在提供給LED的電流量中，將提供給藍色LED 3B的電流量固定的原因如下所述。
如果LED的光學特性是恒定的而與溫度無關，則如圖9所示，基于由光功率/色度傳感器42所感測的藍色LED的光功率的光功率值的比值(PhtG/PhtB和PhtR/PhtB)也是恒定的而與溫度無關。
然而，實際上，LED的光學特性隨溫度有極大的變化。
例如，圖10是示出了每種紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)LED元件的亮度作為從其發(fā)射的光的波長的函數(shù)的曲線圖。圖10的曲線分別示出了當溫度是0℃、25℃、和50℃時的亮度分布。在圖10的曲線中，所發(fā)射的光的波長繪制在X-軸上，而發(fā)光輸出(亮度)繪制在Y-軸上。
正如從圖10中可以明顯看出的，每個LED元件的光功率(由曲線所包圍的部分的面積)隨溫度而改變。此外，更高的溫度使光功率曲線朝更高的波長移動。特別地在紅色(R)LED元件中，更高的溫度顯著地使對應于亮度峰值的波長(峰值波長)朝更高的波長移動。
因此，在用于保持恒定色度的反饋控制中，不允許精確控制，除非還考慮溫度特性。
因此背光驅動控制單元38不僅基于光功率/色度傳感器42的感測輸出的執(zhí)行控制，還根據(jù)來自溫度傳感器41的感測輸出執(zhí)行校正。這種考慮了溫度的控制使得如圖11所示的穩(wěn)定的色度成為可能。
當也如此執(zhí)行涉及溫度的校正時，如果基于隨溫度變化光功率變化最小的顏色執(zhí)行校正處理，則可以實現(xiàn)穩(wěn)定的反饋控制。相反地，如果使用隨溫度變化光功率變化較大的顏色作為基準，則基準值易于隨溫度而變化，這使得難以實現(xiàn)穩(wěn)定的反饋控制。
參照圖10的曲線，藍色LED具有最小的波長移動和相對溫度變化的最小變化的峰值。
因此，背光驅動控制單元38通過固定用于藍色LED 3B的電流量來執(zhí)行控制。
(背光通電時的溫度偏移)此外，背光驅動控制單元38根據(jù)由溫度傳感器41所感測的溫度校正背光裝置通電時的初始電流值(PWMR0、PWMG0、和PWMB0)。
如果執(zhí)行用于保持色度恒定的反饋控制，則用于每個LED的電流量(PWM的占空)的溫度特性如圖12所示。
如圖13所示，如果基于例如當溫度是65℃時獲得的最佳值來限定初始電流值(PWMR0、PWMG0、和PWMB0)，則當溫度是30℃時，紅色和綠色LED相對于初始值分別具有約-20％(Rerr)和-10％(Gerr)的差值。由于用于藍色LED的驅動電流(PWM占空)被控制為恒定，所以藍色LED不具有該差值。因此，例如，當背光裝置20通電時的溫度是30℃，反饋控制必須為這些差值(Rerr和Gerr)調節(jié)電流值，以實現(xiàn)色度的會聚。
然而，由于這些差值比較大，因此色度會聚花費的時間間隔較長。如果在會聚之前的時間間隔較長，則具有大差值的紅色LED對圖像質量有影響，因此視覺上可以識別從粉紅到白色(白色具有目標色度)的顏色逐漸變化。
為了解決這個問題，通過考慮當背光裝置20通電時的溫度(由溫度傳感器41所感測的值)，背光驅動控制單元38根據(jù)例如下面的方程式1，來校正從非易失性存儲器38a檢索的初始值(PWMR0和PWMG0)，并將校正值作為驅動電流提供給每個LED。
方程式1PWMRt=DrT1×PWMR0T0-T1×T+(1-T0T0-T1×DrT1)×PWMR0]]>DgT1×PWMG0T0-T1×T+(1-T0T0-T1×DgT1)×]]>其中，DrT1＝RerrT1/PWMG0DgT1＝GerrT1/PWMG0方程式1中的每個參數(shù)定義如下
PWMRt為紅色LED設定的電流量(校正后的電流值)PWMGt為綠色LED設定的電流量(校正后的電流值)T0計算初始電流值(PWMR0、PWMG0、和PWMB0)時的溫度(例如，65℃)T1任意溫度T由溫度傳感器41所感測的背光裝置20的當前溫度。
RerrT1當溫度是T1時紅色LED的電流值差值(即，從PWMR0中減去當所發(fā)射的光的色度在溫度T1已經(jīng)會聚至確定色度時紅色LED的電流值所得到的值)GerrT1當溫度是T1時綠色LED的電流值差值(即，從PWMG0減去當所發(fā)射的光的色度在溫度T1已經(jīng)會聚至確定色度時綠色LED的電流值所得到的值)通過如上所述校正初始電流量，可以使初始施加的電流量更接近會聚值，這能夠縮短會聚的時間間隔(在所發(fā)射的光被穩(wěn)定為具有確定色度的白光之前的時間間隔)。
應當注意，RerrT1和GerrT1是在背光裝置20出廠之前提前計算并存儲在非易失性存儲器38a中的?？梢詾槊總€背光裝置20計算RerrT1和GerrT1?？蛇x地，例如，考慮到生產(chǎn)率，可以存儲理論計算值。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種背光裝置，具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源，所述背光裝置合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射生成的所述白光，所述背光裝置包括溫度傳感器，用于感測所述光源的溫度；驅動控制裝置，用于向每種顏色的所述發(fā)光二極管提供電流，以驅動所述發(fā)光二極管；以及存儲裝置，用于存儲用于每種顏色的所述發(fā)光二極管的初始電流量以及用于所述初始電流量的校正量，所述校正量取決于溫度，其中，當所述背光裝置通電時，所述驅動控制裝置基于由所述溫度傳感器所感測的值計算所述校正量，所述驅動控制裝置將所計算的校正量加到每種顏色的所述發(fā)光二極管的所述初始電流量上，并用校正的初始電流量激活每種顏色的所述發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權利要求1所述的背光裝置，進一步包括色度傳感器，用于感測所述白光的色度，其中，所述驅動控制裝置基于由所述色度傳感器所感測的值執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
3.根據(jù)權利要求2所述的背光裝置，其中，作為所述光源的所述發(fā)光二極管是紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管；以及所述驅動控制裝置固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
4.根據(jù)權利要求1所述的背光裝置，其中，所述驅動控制裝置通過脈寬調制控制來控制所述發(fā)光二極管的光功率，所述背光裝置調節(jié)所述脈寬調制控制的占空比，以由此調節(jié)提供到所述發(fā)光二極管的電流量。
5.一種背光裝置，具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源，所述背光裝置合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射生成的所述白光，所述背光裝置包括色度傳感器，用于感測所述白光的色度；溫度傳感器，用于感測所述光源的溫度；以及驅動控制裝置，用于向每種顏色的所述發(fā)光二極管提供電流以驅動所述發(fā)光二極管，并且基于由所述色度傳感器所感測的值來執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度，其中，所述驅動控制裝置固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
6.一種驅動背光裝置的方法，所述背光裝置具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源，所述背光裝置合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射生成的所述白光，所述方法包括以下步驟存儲用于每種顏色的所述發(fā)光二極管的初始電流量以及用于所述初始電流量的校正量，所述校正量取決于溫度；當所述背光裝置通電時，基于由感測所述光源的溫度的溫度傳感器所感測的值來計算所述校正量；將所計算的校正量加到每種顏色的所述發(fā)光二極管的所述初始電流量上；用校正的初始電流量激活每種顏色的所述發(fā)光二極管；以及基于由感測所述白光的色度的色度傳感器所感測的值，執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
7.根據(jù)權利要求6所述的驅動背光裝置的方法，在所述背光裝置中作為所述光源的所述發(fā)光二極管是紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管，其中，固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
8.一種驅動背光裝置的方法，所述背光裝置具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源，所述背光裝置合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，并從顯示單元的背部發(fā)射生成的所述白光，所述方法包括以下步驟基于由感測所述白光的色度的色度傳感器所感測的值，執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度，其中，固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
9.一種液晶顯示設備，包括背光裝置和透明彩色液晶顯示板，所述背光裝置具有至少三種顏色的多個發(fā)光二極管作為光源，并合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，所述透明彩色液晶顯示板被來自所述透明彩色液晶顯示板的背部的生成的所述白光照射，所述背光裝置包括溫度傳感器，用于感測所述光源的溫度；色度傳感器，用于感測所述白光的色度；驅動控制裝置，用于向每種顏色的所述發(fā)光二極管提供電流以驅動所述發(fā)光二極管；以及存儲裝置，用于存儲用于每種顏色的所述發(fā)光二極管的初始電流量以及用于所述初始電流量的校正量，所述校正量取決于溫度，其中當所述背光裝置通電時，所述驅動控制裝置基于由所述溫度傳感器所感測的值計算所述校正量，所述驅動控制裝置將所計算的校正量加到每種顏色的所述發(fā)光二極管的所述初始電流量上，并用校正的初始電流量激活每種顏色的所述發(fā)光二極管；以及所述驅動控制裝置基于由所述色度傳感器所感測的值執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
10.根據(jù)權利要求9所述的液晶顯示設備，其中，作為所述光源的所述發(fā)光二極管是紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管；以及所述驅動控制裝置固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
11.一種液晶顯示設備，包括背光裝置和透明彩色液晶顯示板，所述背光裝置具有紅色、綠色、和藍色的發(fā)光二極管作為光源，并合成從每種顏色的所述發(fā)光二極管發(fā)射的光以生成白光，所述透明彩色液晶顯示板被來自所述透明彩色液晶顯示板的背部的生成的所述白光照射，所述背光裝置包括色度傳感器，用于感測所述白光的色度；溫度傳感器，用于感測所述光源的溫度；以及驅動控制裝置，用于向每種顏色的所述發(fā)光二極管提供電流以驅動所述發(fā)光二極管，并基于由所述色度傳感器所感測的值執(zhí)行對提供給每種顏色的所述發(fā)光二極管的電流量的反饋控制，使得所述白光具有確定色度，其中，所述驅動控制裝置固定流過所述藍色的發(fā)光二極管的電流量，并且調節(jié)流過所述紅色和綠色的發(fā)光二極管的電流量，以由此執(zhí)行所述反饋控制，使得所述白光具有確定色度。
全文摘要
本發(fā)明能夠防止從裝置通電到將發(fā)射的白光的色度會聚為確定色度的時間間隔的延長，而與裝置通電時的溫度無關。一種彩色液晶顯示設備包括液晶顯示單元；背光，采用紅色、綠色、和藍色的LED作為其光源；驅動單元，用于驅動每種顏色的LED；溫度傳感器，用于感測LED的溫度；以及色度傳感器，用于感測從LED發(fā)射的白光的色度。驅動單元向LED提供電流以將其驅動，并基于由色度傳感器所感測的值來執(zhí)行用于每種顏色的LED的電流量的反饋控制，使得白光具有確定色度。此外，當背光通電時，驅動單元從非易失性存儲器檢索每種顏色的LED的初始電流值，并根據(jù)由溫度傳感器所感測的值來校正初始電流值，以使用校正值激活每種顏色的LED。
文檔編號G02F1/133GK1776497SQ20051012354
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權日2004年11月19日
發(fā)明者市川弘明, 菊地賢一, 畑尻公夫 申請人:索尼公司