[發明專利]用于控制背光的設備和方法以及液晶顯示器

有效

• 申請號: 200710187574.4
• 申請日: 2007-12-03
• 公開（公告）號: CN101192375A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 木村和人;林正健;青木富雄;勝義浩;淺野光康
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G09G3/34
• 分類號: G09G3/34;G09G3/36;G02F1/13357;G02F1/133
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 董方源

技術領域

本發明涉及用于控制背光的設備和方法以及液晶顯示器，更具體而言，涉及一種能夠防止在從傾斜角度觀看液晶顯示器時該顯示器的輝度(luminance)不均勻的背光控制設備和方法，以及液晶顯示器。

背景技術

每個液晶顯示器(以下稱為LCD)包括液晶面板和布置在面板后方的背光(backlight)。液晶面板包括具有紅、綠和藍濾色器圖案的濾色器基板和液晶層。

在每個LCD中，通過改變施加到液晶層的電壓來控制液晶分子的取向(偏轉狀態)。來自背光并且根據分子的受控狀態而透射通過液晶層的白光經過紅、綠和藍濾色器，以產生紅、綠和藍光束，從而使得圖像被顯示。

在下面的描述中，上述改變施加的電壓以控制液晶分子的偏轉狀態并改變透射比的控制將被稱為“孔徑比率(aperture?ratio)控制”。此外，從充當光源的背光發出并入射在液晶層上的光的強度將被稱為“背光輝度(backlight?luminance)”。另外，從液晶面板的前表面射出并被從視覺上識別顯示圖像的觀看者所感知到的光的強度將被稱為“顯示輝度(displayluminance)”。

在典型的LCD中，雖然液晶面板的整個屏幕被背光以最大背光輝度均勻地照射，但只有液晶面板的每個像素中的孔徑比率被控制以在屏幕中的每個像素中獲得必要的顯示輝度。例如，如果整個屏幕顯示暗圖像，則背光以最大背光輝度發出光。不利的是，功率消耗很高并且對比率很低。

為了克服上述缺點，例如，日本未實審專利申請公布No.2004-212503和2004-246117公開了將屏幕分區成多個區段(segment)并控制每個區段中的背光輝度的方法。

現在將參考圖1至圖3描述上述每個區段中的背光控制(以下稱之為“背光分區控制”)。

圖1示出了LCD上顯示的原始圖像P1。原始圖像P1包括橢圓的暗區域R1，該暗區域R1在圖像的基本上中心處具有最低顯示輝度。當遠離區域R1而朝向圖像P1的外圍時，圖像P1的顯示輝度逐漸增大。與圖1中圖像P1的下部相比，在圖1中圖像P1的上部，從暗區域R1到外圍顯示輝度的變化率較大。

圖2示意性地示出了背光的結構。

參考圖2，背光具有照明區域，其包括布置成6行(在水平方向上延伸)×4列(在垂直方向上延伸)的區段，即24個區段。

當背光發出與原始圖像P1相對應的光時，背光根據原始圖像P1的區域R1的顯示輝度，減小兩個陰影區段中每一個中的背光輝度(即使光衰減或減小光量)。

從而，基于圖1的原始圖像P1，獲得了圖3所示的背光輝度分布。在該分布中，顯示輝度在照明區域的基本中心部分最低，并且朝著外圍逐漸增大。如上所述，部分地減小從背光發出的光的量可降低功率消耗，從而增大顯示輝度的動態范圍。

由于照明區域中的區段的數目一般小于液晶面板中的像素的數目，因此圖1中的原始圖像P1的顯示輝度分布與圖3中的背光輝度分布并不一致。存在許多的在背光輝度和顯示輝度之間具有差異的像素。例如，雖然布置在圖3的線Q-Q′上的像素具有不同的背光輝度，但原始圖像P1中的相應像素卻具有相同的顯示輝度。因此，在背光分區控制中，線Q-Q′上的每個像素的孔徑比率被設置為高于沒有背光分區控制時的孔徑比率，以使得透射光的量大于沒有背光分區控制時的量。在下面的描述中，通過孔徑比率控制，即改變孔徑比率以補償受控的背光輝度而獲得的表觀顯示輝度將被稱為“校正后顯示輝度”。

圖4是示出在背光分區控制中背光輝度和校正后顯示輝度之間的關系的概念圖。

用于背光分區控制的背光控制單元控制預定區域中的每個像素的孔徑比率，以使得校正后顯示輝度分布M_CL與背光輝度分布M_BL相反，以便在預定區域中實現相同的顯示輝度T₀。在此例中，取決于孔徑比率被改變了多少的校正后顯示輝度的水平由圖5所示的液晶的透射特性來確定。

當LCD的屏幕被從前方觀看時所獲得的液晶的透射特性一般被用作基準。圖5所示的透射特性也是在從前方觀看屏幕時(以下也稱之為“從0度角觀看時)獲得的。此透射特性被預先評定和確定。

發明內容

用戶并不總是從前方觀看在LCD的屏幕上顯示的圖像。假定用戶從傾斜的角度觀看LCD的屏幕。由于液晶具有觀看角度特性，因此液晶的透射特性取決于觀看屏幕的角度(即觀看角度)。圖6除了示出從0度角觀看時獲得的透射特性，還示出了在從相對于屏幕前方在水平方向上偏移45度的觀看點觀看LCD的屏幕時獲得的另一透射特性。