液晶显示装置及其光源的驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种既可以提高动画视认性，又不会产生不需要的脉冲，能以低电流稳定地进行大范围的调光的液晶显示装置及其光源的驱动方法。黑插入调光用ＰＷＭ发生部（３２）输出黑插入用ＰＷＭ脉冲ＶＢＬ，用以驱动荧光灯（４３）使荧光灯（４３）熄灭的黑插入期间和点亮的点灯期间被设在１个垂直期间内，亮度调光用ＰＷＭ发生部（３１）输出调光用ＰＷＭ脉冲Ｖｐｗｍ１，用以对荧光灯（４３）进行ＰＷＭ驱动使其在点灯期间内反复地点亮和熄灭，ＡＮＤ电路（３３）输出调光用ＰＷＭ脉冲Ｖｐｗｍ１和黑插入用ＰＷＭ脉冲（ＶＢＬ）叠加后的反相器驱动信号Ｖｏｕｔ１，反相器（４２）在荧光灯（４３）上施加与反相器驱动信号Ｖｏｕｔ１相应的电压，对荧光灯（４３）进行驱动。

Liquid crystal display device and method for driving light source

The invention discloses a liquid crystal display device and a method for driving a light source, which can improve the visibility of the animation and do not generate unnecessary pulses. Insert the black light with PWM generating part (32) is inserted into the PWM pulse output of the black VBL, used to drive the fluorescent lamp (43) of the fluorescent lamp (43) out of the black light and light period during insertion is arranged on 1 vertical period, brightness dimming with PWM generating part (31) of output light using PWM pulse Vpwm1, the fluorescent lamp (43) of PWM driver in the light period repeatedly lit and extinguished, AND circuit (33) outputs dimming with PWM pulse Vpwm1 and black insertion by PWM pulse (VBL) inverter of the superimposed drive signal Vout1, the inverter (42) in fluorescence the lamp (43) is applied to the inverter driving voltage signal corresponding to the Vout1, the fluorescent lamp (43) for driving.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备设置在液晶面板(liquid crystal panel)背面的光源的，特别是涉及一种通过使光源周期性地忽亮忽灭，改变其点灯期间(lights-on period)和熄灯期间(lights-out period)的时间比率(time ratio)来进行调光的液晶显示装置。
技术介绍
液晶显示装置，包括液晶面板和具备设置在其背面的光源的背光(backlight)部。在液晶面板的各像素中，按照视频信号(video signal)，液晶受到驱动，背光部所发射的光透过，从而图像被显示在液晶面板上。通常，背光部的光源多采用荧光管(荧光灯)。荧光管，在中空的玻璃管内部填充有放电气体及水银等，通过将高电压施加到配置在管两端的电极管上而发生放电，管内部的水银蒸气接收放电带来的高能量而被激发，在再度回到低能量状态时放射紫外线。此外，在管内部还涂敷有荧光体，该紫外线通过被变换为可见光而发光。如此使荧光管发光，需要施加高电压，一般用称之为反相器(inverter)的电源电路，将低压直流电变换为高压且高频(30kHz～100kHz左右)的交流电再施加到荧光管上。作为以往的用该反相器为荧光管调光的方法，有电压调光方式和脉宽调制(以下称PWM(Pulse Wide Modulation))调光方式。电压调光方式，是通过反相器改变施加到荧光管上的电压的调光方式，但如果荧光管上的施加电压过低，则会使放电不稳定。因此，电压调光方式，其稳定的调光比为2～3∶1，无法确保较大的调光范围。另一方面，PWM调光方式，是光源周期性地忽亮忽灭，改变其点灯期间和熄灯期间的时间比率来进行调光的方式。因此，如果适当地选择忽亮忽灭周期，调光比为100∶1也有可能，很多液晶显示装置的背光控制都采用了PWM调光方式。然而，采用上述的PWM调光方式时，因液晶面板的显示驱动周期和背光部的光源忽亮忽灭周期不一致，会发生闪烁(闪光)而使亮度(luminance)变得不稳定，视显示在液晶面板上的图像而定，还可能会有明显的闪烁。关于闪烁，如果闪光的频率只大到某种程度，人眼对闪烁就不会有感觉。在以水平同步信号和垂直同步信号为基准对视频信号进行画面显示的带背光的液晶显示装置中应用PWM调光方式时，为防止闪烁，需要将PWM调光频率fPWM设定得相对液晶面板的垂直同步频率fV充分大，即fPWM＞＞fV。由此，即使PWM调光脉冲与液晶面板的同步信号不同步，也可以防止闪烁的发生。例如，垂直同步频率fV为60Hz时，作为PWM调光频率fPWM，若设定在10倍的600Hz左右则较为理想，但由于PWM调光频率如此之高，会产生反相器的点灯效率下降，反相器变压元件发出的可听音(拍音)增大等诸如此类的弊端，所以PWM调光频率fPWM并不能设定得太高。因此，通常多将PWM调光频率fPWM设定为400Hz以下的频率。作为即使以低如上述的PWM调光频率，也能改善闪烁发生及亮度不稳定等问题的以往的液晶显示装置，有例如日本专利公开公报特开平7-325286号(专利文献1)中所公开的液晶显示装置。图29是表示以往的液晶显示装置的结构的方框图。图29所示的液晶显示装置，包括液晶模块100、视频处理部200、PWM调光驱动电路部300、背光部400。液晶模块100，包括面板控制电路111、源极驱动器(source driver)112、栅极驱动器(gate driver)113、液晶面板114。视频处理部200，包括视频信号处理电路221和系统控制电路222。视频信号处理电路221，由输入视频信号生成各自为3原色的视频信号VR、VG、VB、垂直同步信号Vsyn、水平同步信号Hsyn、像素时钟(pixel clock)CLK。面板控制电路111，将视频信号VR、VG、VB和时钟脉冲(clock pluse)CLK输出给源极驱动器112，将垂直同步信号Vsyn和水平同步信号Hsyn输出给栅极驱动器113。源极驱动器112和栅极驱动器113，一边根据各同步信号Vsyn、Hsyn扫描液晶面板114的栅电极(gateelectrode)，一边在信号电极上施加与视频信号VR、VG、VB相适应的源电压(sourcevoltage)，在液晶面板114上显示图像。PWM调光驱动电路部300，包括2个垂直期间5分割电路331、2分频电路332、脉冲计数电路333、PWM发生电路334。2分频电路332，将液晶面板用的垂直同步信号Vsyn进行2分频，并输出分频信号2Tv。2个垂直期间5分割电路331，基于分频信号2Tv对2个垂直期间进行5分割，输出分割信号2/5Tv。脉冲计数电路333，由分割信号2/5Tv而被复位(reset)，复位后对根据来自系统控制电路222的调光用数字控制信号的占空数据(dutydata)而设定的数的时钟脉冲进行计数，生成复位脉冲Pr。PWM发生电路334，基于分割信号2/5Tv和复位脉冲Pr，产生决定背光部400的点灯期间的PWM调光脉冲Vpwm。图30是在图29所示的PWM调光驱动电路部300中被输入输出的各信号的时序图(timing chart)。由图30可知，2个垂直期间内有5个周期的PWM调光脉冲Vpwm被输出。下面，对用此种PWM调光方式驱动时所获得的效果进行说明。图31是为使相对于垂直同步信号的时序易于理解而并列了2个垂直期间内第1画面和第2画面的PWM调光脉冲的示意图，(a)表示2个垂直期间内输出6个周期的PWM调光脉冲的情况，(b)表示2个垂直期间内输出5个周期的PWM调光脉冲的情况。另外，图31中，为便于说明，将PWM调光的点灯期间和熄灯期间的时间比设定为1∶1(一般将此称为“点灯占空50％”)。2个垂直期间内输出6个周期的PWM调光脉冲时，如图31(a)所示，如果用相对于垂直同步频率成倍(此时为3倍)的PWM调光频率来进行驱动，则在2个垂直期间的第1画面和第2画面中，若垂直同步信号的时序相同，点灯期间和熄灯期间的时序就完全相同，PWM调光脉冲也成为相同的输出。另一方面，2个垂直期间内输出5个周期的PWM调光脉冲时，如图31(b)所示，在2个垂直期间的第1画面(第1帧)和第2画面(第2帧)中，点灯期间和熄灯期间的时序完全相反。这就产生了近似于PWM调光方式的忽亮忽灭在一定期间内进行了2倍的效果。即，如果只关注1个垂直期间，PWM调光周期虽为2.5个周期，但若平均2个垂直期间来看，则PWM调光频率看上去好象变成了2倍。该效果，只要2个垂直期间内输出的PWM调光脉冲为奇数周期即为相同，例如垂直同步频率为60Hz时，将PWM调光频率设定在330Hz忽亮忽灭时，则1个垂直期间内输出5.5个周期的PWM调光脉冲，作为闪烁的降低效果等同于2倍的660Hz左右。此外，液晶显示装置作为显示装置所要求的性能，有动画显示性能，而液晶显示装置与CRT相比动画显示性能较差。这是由于液晶显示装置是保持型(hold type)显示装置的缘故，在电子信息通信学会技报EID99-10、pp55-60(1999-06)(非专利文献1)中对其原理进行了介绍，简单说明如下。图32是用于说明CRT的动画显示性能的模式图。用迄今为止应用广泛的CRT显示动画时，某图像，如图32(a)所示，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，其特征在于包括：液晶面板；面板驱动单元，驱动上述液晶面板；光源，设置在上述液晶面板的背面；光源驱动单元，驱动上述光源，使上述光源熄灭的黑插入期间和上述光源点亮的点灯期间被设在１个垂直期间内， 并对上述光源进行ＰＷＭ驱动，使该光源在上述点灯期间内反复地点亮和熄灭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-7-13 205637/2004;JP 2005-2-15 037929/20051.一种液晶显示装置，其特征在于包括液晶面板；面板驱动单元，驱动上述液晶面板；光源，设置在上述液晶面板的背面；光源驱动单元，驱动上述光源，使上述光源熄灭的黑插入期间和上述光源点亮的点灯期间被设在1个垂直期间内，并对上述光源进行PWM驱动，使该光源在上述点灯期间内反复地点亮和熄灭。2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于上述光源驱动单元，驱动上述光源，使得各期间与垂直同步信号相同步地按上述黑插入期间、上述点灯期间的顺序设置。3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于上述光源驱动单元，驱动上述光源，使上述黑插入期间与上述液晶面板受到上述面板驱动单元驱动时的上述液晶面板的透射率的过渡期间相重叠。4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述光源驱动单元，驱动上述光源，使上述黑插入期间开始于由上述面板驱动单元所驱动的液晶面板的透射率的过渡期间的开始点附近。5.根据权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述光源包含M个光源，它们分别被设置在将上述液晶面板在垂直方向上进行M分割后的各分割区域；上述光源驱动单元，驱动上述M个光源，在依次延迟垂直同步信号的1/M周期的状态下，将上述黑插入期间和上述点灯期间设在1个垂直期间内，并对上述M个光源进行PWM驱动，使这些光源在上述点灯期间内反复地点亮和熄灭。6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于上述光源驱动单元，驱动上述M个光源，使上述黑插入期间对1个垂直期间的比率为(M-2)/M以下，其中，M为3以上的整数。7.根据权利要求5或6所述的液晶显示装置，其特征在于上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊本泰浩，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]