液晶显示器的制作方法

专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器，该液晶显示器提供有具有多个发光分部(emission subsection)的光源部分。
背景技术：
作为轻薄型电视机或者移动终端装置的显示器，近年来已经广泛采用了为像素提供有薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型液晶显示器(LCD)。在这样的液晶显示器中，像素通常自屏幕上方至下方由写入到各像素的辅助电容元件和液晶元件中的图像信号逐行驱动。采用冷阴极荧光灯(CCFL)的光源被主要用作液晶显示器的背光，然而，近来出现了采用发光二极管(LED)的光源。在采用LED等作为背光的现有液晶显示器中，光源部分包括多个发光分部，并且各发光分部被控制为彼此独立地进行发光操作(例如，见日本特开2001-142409号公报)。 在该分开发光(partitioning-emission)的操作过程中，根据输入图像信号来产生发光图案信号和分开驱动图像信号。发光图案信号表示背光中每个发光分部的发光图案。

发明内容
当利用该分开发光操作显示图像时，例如如日本特开2003-99010号公报所述，发光图案信号典型地根据与输入图像信号的各发光分部对应的每个像素区域的最大像素值 (峰值)来产生。换言之，根据与各发光分部对应的每个像素区域的最大像素值的大小，确定每个发光分部的发光亮度。然而，在该技术中，难以降低功耗，因为根据输入图像信号的内容(输入图像的图案)，发光分部的发光亮度被设定为大于所需的发光亮度。换言之，例如，在显示高亮度小物体呈现在低亮度背景中的图像时，即使该小物体为一个像素，发光分部的发光亮度也根据与该小物体的亮度对应的最大像素值来确定。因此，在此情况下，发光亮度被设定为高于所需的发光亮度，从而增加了功耗。在此情况下，相反地，如果发光分部的发光亮度降低为低于所需的发光亮度，则可以降低功耗，但是显示质量(显示亮度)可能降低。如上所述，所希望的技术方案是，在利用进行分开发光操作的光源显示图像时，实现低的功耗而不降低显示图像的质量(基本保持显示图像的质量)。所希望的是提供这样的液晶显示器，其在采用进行分开发光操作的光源部分显示图像的过程中，能够降低功耗并基本保持显示质量。根据本发明实施例的液晶显示器包括光源部分，包括彼此被独立控制的多个发光分部；液晶显示面板，通过根据输入图像信号调制来自光源部分的每个发光分部的光来进行图像显示；以及显示控制部分，具有根据输入图像信号产生发光图案信号和分开驱动图像信号的分开驱动处理部分，该发光图案信号表示光源部分的发光分部形成的发光图案，显示控制部分利用发光图案信号对光源部分的每个发光分部进行发光驱动，并且利用分开驱动图像信号对液晶显示面板进行显示驱动。分开驱动处理部分进行下述处理根据输入图像信号计算第一最大像素值和第一平均像素值，该第一最大像素值表示与各发光分部对应的每个像素区域的最大像素值，而该第一平均像素值表示与各发光分部对应的每个像素区域的平均像素值，以及根据第一最大像素值和第一平均像素值两者产生发光图案信号和分开驱动图像信号。在根据本发明实施例的液晶显示器中，发光图案信号和分开驱动图像信号根据输入图像信号产生，发光图案信号表示光源部分的每个发光分部的发光图案。然后，利用发光图案信号对光源部分的每个发光分部进行发光驱动，并且利用分开驱动图像信号对液晶显示面板进行显示驱动。此时，第一最大像素值和第一平均像素值根据输入图像信号来计算， 第一最大像素值是与每个发光分部对应的每个像素区域的最大像素值，而第一平均像素值是与每个发光分部对应的每个像素区域的平均像素值。然后，根据第一最大像素值和第一平均像素值二者，产生发光图案信号和分开驱动图像信号。因此，例如，在显示高亮度小物体呈现在低亮度背景中的图像等时，与发光图案信号和分开驱动图像信号仅利用与每个发光分部对应的每个像素区域的最大像素值(第一最大像素值)产生的情况相比，发光亮度在发光分部中得到了抑制。而且，以这样的方式，几乎消除了与显示质量相关的不舒服感觉。根据本发明实施例的液晶显示器，第一最大像素值(与各发光分部对应的每个像素区域的最大像素值)以及第一平均像素值(与各发光分部对应的每个像素区域的平均像素值)根据输入图像信号来计算，并且发光图案信号和分开驱动图像信号根据第一最大像素值和第一平均像素值二者产生。因此，发光分部中的发光亮度可以得到抑制，并且几乎消除了与显示质量相关的不舒服感觉。从而，在利用进行分开发光操作的光源部分显示图像时，可以降低功耗，并几乎保持显示质量。本发明的其他和进一步的目标、特征和优点通过下面的描述将更加明显易懂。


图1是示出根据本发明实施例的液晶显示器的整体构造的框图。图2是示出图1所示的像素的详细构造示例的电路图。图3是示意性示出图1所示的液晶显示器的发光分区域和照射分区域的示例的分解透视图。图4是示出图1所示的分开驱动处理部分的详细构造的框图。图5是示出图1所示的液晶显示器的背光的分开发光操作概要的示意图。图6是示出图1所示的液晶显示器的背光的分开发光操作概要的示意性波形图。图7是示出根据比较示例的液晶显示器的分开驱动处理部分的构造的框图。图8是示出输入图像示例的示意图。图9A和9B是用于描述根据比较示例的发光图案信号的产生操作的波形图。图IOA至IOC是用于描述根据实施例的发光图案信号的产生操作的波形图。图11是示出根据实施例的修改1的分开驱动处理部分的构造的框图。图12是用于描述图11所示的合成率计算部分的操作的示意图。图13是示出图12所示的显示平均值和合成率之间的关系的另一个示例的示意图。
图14A和14B是示出输入图像的另一示例的示意图。图15是示出根据实施例的修改2的分开驱动处理部分的构造的框图。图16是用于描述图15所示的合成率计算部分的操作的示意图。图17A和17B是示出输入图像的再一示例的示意图。图18A至18C是示出根据实施例的另一个修改的背光的分开发光操作的示意图。
具体实施例方式在下文，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。描述将以下面的顺序给出。1.实施例(利用每个发光分区域中的平均值和最大值的合成值产生发光图案信号的示例)2.修改修改1 (利用屏幕平均值确定合成率的示例)修改2 (利用屏幕最大值和屏幕平均值的差值确定合成率的示例)其他修改(边缘型背光等的示例)实施例液晶显示器1的总体构造图1是示出根据本发明实施例的液晶显示器(液晶显示器1)的总体构造的框图。液晶显示器1根据外部输入的输入图像信号Din进行图像显示。液晶显示器 1包括液晶显示面板2、背光3(光源部分)、图像信号处理部分41、分开驱动处理部分 (partitioning-drive processing portion) 42、时间控制部分 43、背光驱动部分 50、数据驱动器51和栅极驱动器52。其中，图像信号处理部分41、分开驱动处理部分42、时间控制部分43、背光驱动部分50、数据驱动器51和栅极驱动器52对应于本发明的"显示控制部分"的具体示例。液晶显示面板2根据输入图像信号Din调制从背光3 (将稍后描述)发出的光，以根据输入图像信号Din进行图像显示。液晶显示面板2包括整体上设置成矩阵的多个像素 20。图2示出了每个像素20中的像素电路的电路构造示例。像素20包括液晶元件 22,TFT元件21和辅助电容元件23。像素20与栅极线G、数据线D和辅助电容线Cs连接。 栅极线G用于逐行选择要驱动的像素，数据线D用于给要驱动的像素提供图像电压(从稍后描述的数据驱动器51提供的图像电压)。根据从数据线D经由TFT元件21提供到液晶元件22的一端的图像电压，液晶元件22进行显示操作。液晶元件22通过由一对电极(未示出)夹着由垂直取向(VA)模式或者扭曲向列(TN)模式的液晶制成的液晶层(未示出)来构造。液晶元件22的一对电极中的一个(端)连接到TFT元件21的漏极和辅助电容元件23的一端，而另一个(端)接地。 辅助电容元件23是电容元件，用于稳定液晶元件22中的累积电荷。辅助电容元件23的一端连接到液晶元件22的一端和TFT元件21的漏极，而另一端连接到辅助电容线Cs。TFT 元件21是开关元件，用于根据图像信号Dl给液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端提供图像电压，并且TFT元件21由金属氧化物半导体场效晶体管(MOS-FET)制成。TFT 元件21的栅极连接到栅极线G，源极连接到数据线D，漏极连接到液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端。背光3是用光照射液晶显示面板2的光源部分，并且采用CCFL或LED作为发光元件来构造。如稍后所描述的，根据输入图像信号Din的内容(图像图案)，背光3被驱动发光。背光3还具有构造为被独立地控制的多个发光分区域36 (发光分部)，例如如图 3所示。换言之，背光3由分开驱动型的背光构造。具体而言，背光3具有多个发光分区域 36，发光分区域36具有二维设置的多个光源。因此，背光3的发光区域分成η个垂直Xm 个水平=K个(η和m是2或更大的整数)。应当注意的是，分割的数目设定为分辨率低于上述液晶显示面板2中的像素20的分辨率。另外，如图3所示，与发光分区域36对应的多个照射分区域(irradiation sub-region) 26形成在液晶显示面板2中。在背光3中，发光分区域36可以控制为根据输入图像信号Din的内容(图像图案) 彼此独立地进行发光。背光3的光源通过组合发红光的红光LED 3R、发绿光的绿光LED 3G 和发蓝光的蓝光LED ;3B来构造。然而，光源所采用的LED的种类不限于此，例如，可以采用发白光的白光LED。在发光分区域36的每一个中，提供一个或多个光源。图像信号处理部分41例如通过进行预定图像处理而产生图像信号D1，该预定图像处理用于对包括每个像素20的像素信号的输入图像信号Din进行图像质量改善。预定图像处理的示例包括锐度处理和伽马校正处理(gamma correction processing)。分开驱动处理部分42对从图像信号处理部分41提供的图像信号Dl进行预定的分开驱动处理。通过这样的处理，产生发光图案信号BLl和分开驱动图像信号D4，发光图案信号BLl表示背光3的每个发光分区域36的发光图案。具体而言，分开驱动处理部分42 根据图像信号Dl计算发光分区域36的最大像素值(第一最大像素值)和每个发光分区域 36的平均像素值(第一平均像素值)。然后，根据最大像素值和平均像素值二者，分开驱动处理部分42产生发光图案信号BLl和分开驱动图像信号D4。应当注意的是，稍后将描述分开驱动处理部分42的详细构造(参见图4)。时间控制部分43控制背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51的驱动时间，并且将来自分开驱动处理部分42的分开驱动图像信号D4提供到数据驱动器51。栅极驱动器52根据时间控制部分43的时间控制沿着栅极线G逐行驱动液晶显示面板2中的像素20。另一方面，数据驱动器51根据分开驱动图像信号D4给液晶显示面板 2中的像素20提供图像电压，其中分开驱动图像信号D4由时间控制部分43提供。具体而言，对分开驱动图像信号D4进行D/A(数字到模拟)转换，以产生模拟信号的图像信号(上述的图像电压)，并且图像信号被输出到像素20。这样，根据分开驱动图像信号D4驱动液晶显示面板2中的像素20以进行显示。根据从分开驱动处理部分42提供的发光图案信号BLl并根据时间控制部分43的时间控制，背光驱动部分50对背光3的发光分区域36进行发光驱动(照明驱动)。分开驱动处理部分42的详细构造接下来，参考图4，将详细描述分开驱动处理部分42的构造。图4示出了分开驱动处理部分42的构造框图。分开驱动处理部分42包括分辨率降低处理部分(resolution reduction processing section)422、 BL 电平计算部分(BLlevel calculation section) 423、扩散部分(diffusion section) 424 和 LCD 电平计算部分(LCD levelcalculation section)425。分辨率降低处理部分422对图像信号Dl进行预定的分辨率降低处理，以产生图像信号D3(分辨率降低处理信号和块合成值(block combinedvalue))，作为上述发光图案信号BLl的基础。具体而言，通过使由每个像素20的亮度信号(像素信号)构成的图像信号 Dl重构为分辨率低于像素20的发光分区域36的每一个的亮度信号，产生图像信号D3。此时，分辨率降低处理部分422通过从发光分区域36的多个像素信号提取预定的特征量来进行重构，这将在后面描述。分辨率降低处理部分422包括最大值计算部分422A、平均值计算部分422B和合成值计算部分422C。最大值计算部分422A根据图像信号Dl计算块最大像素值(block maximum pixel value) D2max (第一最大像素值)，该块最大像素值D2max即每个发光分区域36的最大像素值。平均值计算部分422B根据图像信号Dl计算块平均像素值(block average pixel value) D2ave (第一平均像素值)，该块平均像素值D2ave即每个发光分区域36的平均像素值。合成值计算部分422C以预定的合成率α合成来自最大值计算部分 422Α的块最大像素值D2max和来自平均值计算部分422B的块平均像素值D2ave，从而产生图像信号D3，该图像信号D3即每个发光分区域36的合成值。具体地讲，合成值计算部分 422C利用下面的公式(1)产生(计算)图像信号D3。应当注意的是，分辨率降低处理部分 422的详细操作将在后面描述。D3 = α XD2ave+(l-a ) XD2max (1)根据从分辨率降低处理部分422输出的图像信号D3，BL电平计算部分423为发光分区域36计算发光亮度电平(luminance level)，以产生表示每个发光分区域36的发光图案的发光图案信号BL1。具体而言，BL电平计算部分423为发光分区域36分析图像信号 D3的亮度电平，由此根据该区域的亮度电平获得发光图案。扩散部分4M对从BL电平计算部分423输出的发光图案信号BLl进行预定的扩散处理，然后将所得到的发光图案信号BL2输出到LCD电平计算部分425。换言之，扩散部分似4将每个发光分区域36的信号转换成每个像素20的信号。在进行扩散处理的同时考虑背光3中的实际光源(在此情况下，每种颜色的LED)的亮度分布(来自光源的光的扩散分布)。在扩散处理之后，IXD电平计算部分425根据图像信号Dl和发光图案信号BL2产生分开驱动图像信号D4。具体而言，在扩散处理之后，分开驱动图像信号D4通过图像信号 Dl的信号电平除以发光图案信号BL2而产生。更具体地讲，LCD电平计算部分425利用下面的公式(2)产生图像信号D4。D4 = (D1/BL2) (2)由公式O)，可以获得关系原始信号(图像信号Dl)=(发光图案信号BL2X分开驱动图像信号D4)。其中，(发光图案信号BL2X分开驱动图像信号D4)的物理意义是， 分开驱动图像信号D4的图像与以一定的发光图案进行照明的背光3的发光分区域36的图像重叠。通过这样做，透射通过液晶显示面板2的光的对比度分布被消除，并且观察到与原始显示(原始信号的显示)等同的显示，尽管这将在后面详细描述。液晶显示器1的操作与效果下面将描述该实施例的液晶显示器1的操作与效果
1.分开发光操作的概述在液晶显示器1中，如图1所示，图像信号处理部分41对输入图像信号Din进行预定的图像处理，以产生图像信号Dl。接下来，分开驱动处理部分42对图像信号Dl进行预定的分开驱动处理。这样，产生表示背光3的每个发光分区域36的发光图案的发光图案信号BLl以及分开驱动图像信号D4。随后，如上产生的分开驱动图像信号D4和发光图案信号BLl被输入到时间控制部分43。其中，分开驱动图像信号D4从时间控制部分43提供到数据驱动器51。数据驱动器 51对分开驱动图像信号D4进行D/A转换，以产生作为模拟信号的图像电压。然后，通过从栅极驱动器52和数据驱动器51提供到像素20的驱动电压进行显示驱动操作。因此，根据分开驱动图像信号D4对液晶显示面板2中的像素20进行显示驱动。具体而言，如图2所示，TFT元件21根据经由栅极线G从栅极驱动器52提供的选择信号而被导通或截止。这样，在数据线D、液晶元件22和辅助电容元件23之间进行选择性导通。结果，根据从数据驱动器51提供的分开驱动图像信号D4，液晶元件22被提供图像电压，从而逐行地进行显示驱动操作。另一方面，发光图案信号BLl从时间控制部分43提供到背光驱动部分50。背光驱动部分50根据发光图案信号BLl对背光3中的发光分区域36进行发光驱动(分开驱动操作)。此时，在提供有图像电压的像素20中，来自背光3的照射光被液晶显示面板2调制，并且调制后的照射光作为显示光出射。因此，液晶显示器1根据输入图像信号Din显示图像。具体地讲，如图5所示，例如，最终在整个液晶显示器1上观察到合成图像73。合成图像73通过以重叠的方式将由单个显示面板2表示的面板图像72与由背光3中的发光分区域36表示的发光图像71合成而产生。在提供到分开驱动处理部分42的图像信号Dl表示小明亮物体呈现在暗(灰度级)背景中的静态图像的情况下，分开发光操作进行如下。图6是示意性地示出在此情况下液晶显示器1中的分开发光操作的时间流程图。 在图6中，部分㈧表示图像信号D1，部分⑶表示发光图案信号BL1，部分(C)表示发光图案信号BL2，而部分(D)表示分开驱动图像信号D4( = D1/BL2)。此外，部分(E)表示背光3的实际亮度分布(BL亮度分布)，而部分(F)和(G)表示实际观察到的图像( = D4XBL 亮度分布)。在图6的部分(B)至(F)中，水平轴表示在沿着部分(A)和(G)中的II-II线的水平方向上的像素位置。在部分(A)和(G)中，垂直轴表示在屏幕垂直方向上的像素位置，而在部分(B)至(F)中，垂直轴表示表示电平轴。由图6可见，输入图像信号Dl的内容 (图像)与采用分开发光操作进行图像显示期间所观察到的图像一致。2.产生发光图案信号的操作参考图7至10C，将在与比较示例进行比较的同时详细描述产生发光图案信号BLl 的操作。该操作是本发明实施例的特征，并且由分开驱动处理部分42来进行。2-1.比较示例图7示出了根据比较示例的液晶显示器的分开驱动处理部分(分开驱动处理部分 104)的构造框图。比较示例中的分开驱动处理部分104被提供仅具有最大值计算部分422A的分辨率降低处理部分102，以代替图4所示实施例中的分开驱动处理部分42的分辨率降低处理部分422。在分开驱动处理部分104中，分辨率降低处理部分102对图像信号Dl进行分辨率降低处理，以产生块最大像素值D2max，该块最大像素值D2max即每个发光分区域36的最大像素值。然后，BL电平计算部分423根据块最大像素值D2max产生发光图案信号BL101，该发光图案信号BLlOl表示每个发光分区域36的发光图案。扩散部分4M对从BL电平计算部分423输出的发光图案信号BLlOl进行扩散处理，以将扩散处理后的发光图案信号BL102 输出到IXD电平计算部分425。随后，IXD电平计算部分425根据图像信号Dl和扩散处理后的发光图案信号BL102产生分开驱动图像信号D104。具体而言，与实施例一样，IXD电平计算部分425利用下面的公式C3)产生图像信号D104。D104 = (D1/BL102) (3)这样，比较示例中的分开驱动处理部分104根据每个发光分区域36中的图像信号 Dl的最大像素值(块最大像素值D2maX)产生发光图案信号BL102。换言之，每个发光分区域36的发光亮度根据块最大像素值D2maX的大小来确定。在比较示例的技术中，难于降低功耗，因为根据图像信号Dl的内容(输入图像的图案)发光分区域36的发光亮度被设定为高于所需的发光亮度。具体而言，例如，在小的明亮物体Pll和P12呈现在暗的(灰度级)背景中的静态图像显示为图8所示的图像信号 Dl的情况下，显示如下进行。这里，物体Pll和P12的亮度(亮度电平)彼此相同，而物体 P12的面积大于物体Pll的面积。此外，在下面的描述中，为了方便起见，将描述提供的发光分区域36 (照射分区域沈)的数量为2个垂直X 3个水平=6个的情况。在此情况下，例如，如图9A中的附图标记P21(对应于物体Pll)和P22(对应于物体P12)所示，物体Pll和P12的亮度电平彼此相同。因此，例如，如图9B中的附图标记 P31 (对应于物体Pll)和P32(对应于物体P21)所示，具有物体Pll的发光分区域36中的块最大像素值D2max的亮度电平也等于具有物体P12的发光分区域36中的块最大像素值 D2max的亮度电平。因此，在上述比较示例的技术中，不管物体Pll和P12的每个的面积尺寸(不管每个发光分区域36中平均像素值的大小)，具有物体Pll的发光分区域36的发光亮度和具有物体P12的发光分区域36的发光亮度彼此相同。换言之，在极端的情况下， 即使物体Pll是一个像素的小物体，发光分区域36的发光亮度也根据与小物体亮度对应的块最大像素值D2maX来确定。结果，在比较示例的技术中，发光亮度被设定为高于所需的发光亮度的情况发生，并且功耗相应地增加。应当注意的是，在此情况下，相反地，如果发光分区域36的发光亮度降低为低于所需的发光亮度，则功耗可能降低，但是显示质量(显示亮度)下降。2-2.实施例另一方面，在实施例中，分开驱动处理部分42根据图像信号Dl计算每个发光分区域36的最大像素值(块最大像素值D2maX)。另外，分开驱动处理部分42根据图像信号Dl 计算每个发光分区域36的平均像素值(块平均像素值D2ave)。然后，发光图案信号BLl和分开驱动图像信号D4根据块最大像素值D2maX和块平均像素值D2ave两者而产生。此时， 具体而言，与发光分区域36中的合成值对应的图像信号D3通过以预定的合成率α合成块最大像素值D2maX和块平均像素值D2ave(参考上述公式(1))来计算得到。然后，发光图案信号BLl和分开驱动图像信号D4根据图像信号D3而产生。因此，在实施例的分开发光操作中，例如如图8所示，在显示高亮度的小物体呈现在低亮度的背景中的图像等时，与上述比较示例相比，在发光分区域36中发光亮度可以得到抑制。换言之，与发光图案信号和分开驱动图像信号仅利用每个发光分区域36的最大像素值(块最大像素值D2max)产生的情况相比，在发光分区域36中发光亮度可以得到抑制。具体而言，在实施例中，作为图8所示的图像信号D1，例如以下面的方式显示小的明亮物体Pll和P12呈现在暗的(灰度级)背景中的静态图像。在此情况下，如图IOA中的附图标记P21 (对应于物体Pll)和P22 (对应于物体P12)所示，例如，物体Pll和P12的亮度电平彼此相同。因此，与比较示例类似，如图IOB中的附图标记P31(对应于物体Pll) 和P32 (对应于物体P12)所示，具有物体Pll的发光分区域36中的块最大像素值D2max的亮度电平也等于具有物体P12的发光分区域36中的块最大像素值D2的亮度电平。另一方面，因为物体P12的面积大于物体Pll的面积，所以例如如图IOC中的附图标记P41(对应于物体Pll)和P42(对应于物体PU)所示，具有物体P12的发光分区域中的块平均像素值 D2ave的亮度电平高于具有物体Pll的发光分区域36的亮度电平。从而，在根据如上产生的块最大像素值D2maX和块平均像素值D2ave而产生的发光图案信号BLl中，只要合成率α不为零，即只要反映块平均像素值D2ave的值，则与发光图案信号和分开驱动图像信号仅利用每个发光分区域36的最大像素值(块最大像素值 D2max)来产生的情况相比，发光分区域36 (在此情况下，特别是具有物体Pll的发光分区域 36)的发光亮度被抑制。另外，通过根据实施例的技术，几乎消除了与显示质量相关的不舒服的感觉。换言之，在上述示例中，尽管物体Pll和P12的亮度(亮度电平)彼此相同，但是即使具有物体 Pll的发光分区域36的发光亮度低于具有物体P12的发光分区域36的发光亮度，在具有物体Pll的发光分区域36中也几乎不发生视觉上的问题。这意味着，只要再现(保证)大面积部分的亮度电平(在此情况下，具有灰度级的背景部分)，人眼就感觉不到不舒服，即使小面积部分(在此情况下，物体Pll的部分)的亮度电平不是正确值。在如上所述的实施例中，分开驱动处理部分42根据图像信号Dl计算每个发光分区域36的最大像素值(块最大像素值D2maX)和每个发光分区域36的平均像素值(块平均像素值D2ave)。另外，分开驱动处理部分42根据块最大像素值D2maX和块平均像素值 D2ave两者产生发光图案信号BLl和分开驱动图像信号D4。因此，在几乎消除与显示质量相关的不舒服感觉的同时，在发光分区域36中可以抑制发光亮度。因此，当利用进行分开发光操作的光源部分来进行图像显示时，不会降低显示质量(几乎保持)，并且可以降低功耗。另外，通过进行分开发光操作，能够降低功耗并改善黑亮度(black luminance)，类似于现有技术中进行分开发光操作的情况。修改随后，将描述实施例的修改(修改1和2)。应当注意的是，相同的附图标记用于表示与实施例相同的部件，并且适当省略其描述。修改 1图11示出了根据修改1的液晶显示器的分开驱动处理部分(分开驱动处理部分 42A)的构造框图。修改1中的分开驱动处理部分42A提供有下面将描述的分辨率降低处理部分422-1，以代替图4所示的实施例的分开驱动处理部分42的分辨率降低处理部分422。除了与分辨率降低处理部分422类似的最大像素值计算部分422A、平均值计算部分422B和合成值计算部分422C之外，分辨率降低处理部分422-1还包括平均像素值计算部分422D和合成率计算部分422E。因此，如稍后所描述的，在分辨率降低处理部分422-1 中，在合成值计算部分422C中进行合成值(图像信号合成时合成率α不是固定的，而是可变的。具体而言，在此情况下，合成率α根据图像信号Dl而动态变化。平均像素值计算部分422D根据图像信号Dl计算屏幕平均像素值Dlave (第二平均像素值)，屏幕的平均像素值Dlave即液晶显示面板2的整个屏幕(所有20个像素)的平均像素值。此外，在此情况下，尽管采用整个屏幕的平均像素值，但是像素区域大于作为目标的发光分区域36就足够了，例如，作为目标的发光分区域36及其附近的像素区域。合成率计算部分422Ε根据从像素平均值计算部分422D输出的屏幕平均像素值 Dlave计算(确定)合成率α。具体地讲，例如，如图12所示，合成率计算部分422Ε利用表示屏幕平均像素值Dlave与合成率α之间的对应关系的表格等来确定合成率α。换言之，合成率α设定为合成率α的值随着屏幕平均像素值Dlave的降低而降低(块最大像素值D2maX的比例增加)。相反地，合成率α设定为合成率α的值随着屏幕平均像素值 Dlave的增加而增加(块平均像素值D2ave的比例增加)。具体而言，在图12所示的示例中，当屏幕平均像素值Dlave等于或大于0% (对应于黑电平)而等于或小于亮度电平Ll 时，合成率α具有恒定值α1(>0)。当屏幕平均像素值Dlave等于或大于亮度电平Ll而等于或小于亮度电平L2时，合成率α线性地从α 1增加到α2(α 1 < α2< 1)。此外，当屏幕平均像素值Dlave等于或大于亮度电平L2而等于或小于100% (对应于白电平)时， 合成率α具有恒定值α 2。然而，屏幕平均像素值Dlave和合成率α之间的对应关系不限于图12所示的关系，而是可以采用表示其他变化的关系。此外，在图12所示的表示屏幕平均像素值Dlave和合成率α之间的对应关系的特性曲线中，合成率α的设定值的大小(最小值α 1和最大值α 2)、特性曲线的斜率、弯曲点的位置等可以根据产品的规格或用户的设置而任意变化，例如如图13所示。这样，在修改1中，在产生图像信号D3时合成率α的值是可变的，更具体地讲，合成率α根据图像信号Dl动态变化。因此，根据输入图像的内容(图像图案)，从低功耗和高图像质量的角度看，更适合于实现分开发光操作。具体而言，例如，从图14Α所示的显示图像信号Dll的情况和图14Β所示的显示图像信号D12的情况之间的比较可以得到如下发现。在修改1的技术中，在图14Β所示的图像信号D12中背景电平接近于黑电平的情况下，合成率α的值设定为小于图14Α所示的图像信号Dll的情况，在图14Α所示的图像信号Dll中背景电平为半色调(灰度级)。换言之，在屏幕平均像素值Dlave的值相对较小的情况下，块最大像素值D2maX的比例设定为较大，并且发光分区域36中的发光亮度(emission luminance)设定为较高。这是因为，当背景电平接近于黑电平(屏幕平均像素值Dlave降低)时，块最大像素值D2max和屏幕平均像素值Dlave之差变得较大，因此从显示质量的角度来看优选修改的技术。换言之，随着上述差值的增加，与块最大像素值D2max (峰值)对应的闪光(发光)的视觉印象变得较强。 因此，利用修改中的技术可以进一步改善图像质量。修改2
图15示出了根据修改2的液晶显示器的分开驱动处理部分(分开驱动处理部分 42B)的框图。修改2中的分开驱动处理部分42B提供有将在下面描述的分辨率降低处理部分422-2，以代替图11所示的修改1中的分开驱动处理部分42A的分辨率降低处理部分 422-1。除了与分辨率降低处理部分422-1类似的最大值计算部分422A、平均值计算部分 422B、合成值计算部分422C、平均像素值计算部分422D和合成率计算部分422E之外，分辨率降低处理部分422-2还包括屏幕最大值计算部分422F和差值计算部分422G。屏幕最大值计算部分422F根据图像信号Dl计算屏幕最大像素值Dlmax (第二最大像素值)，该屏幕最大像素值Dlmax即液晶显示面板2的整个屏幕(所有20个像素)的最大像素值。尽管这里采用整个屏幕的最大像素值，但是像素区域大于作为目标的发光分部36就足够了，例如作为目标的发光分区域36及其附近的像素区域。差值计算部分422G计算屏幕最大像素值Dlmax和屏幕平均像素值Dlave之间的差值Did ( = Dlmax-Dlave)。屏幕最大像素值Dlmax从屏幕最大值计算部分422F输出，而屏幕平均像素值Dlave从屏幕平均值计算部分422D输出。修改2中的合成率计算部分422E利用从差值计算部分422G输出的差值Dld以及修改1中描述的屏幕平均像素值Dlave计算(确定)合成率α。具体地讲，如图16中的箭头Ρ51所示，合成率α设定为使合成率α的值随着差值Did的减小而增加(块平均像素值D2ave的比例增加)。相反地，例如，如图16的箭头P52所示，合成率α设定为使合成率 α的值随着差值Dld的增加而减小(块最大像素值D2maX的比例增加)。更具体地讲，根据差值Dld的大小，表示屏幕平均像素值Dlave和合成率α之间的对应关系的特性曲线按着下面的方式(A)或(B)变化。(A)当差值Dld较小时，合成率α的值设定为较大(最小值α 1，最大值α 2)，特性曲线的斜率设定为较为平缓，并且弯曲部分的位置设定为较小(在黑电平侧)。(B)当差值Dld较大时，合成率α的值设定为较小(最小值α 1，最大值α 2)，特性曲线的斜率设定为较为陡峭，并且弯曲部分的位置设定为较大(在白电平侧)。这样，在修改2中，合成率α通过屏幕最大像素值Dlmax和屏幕平均像素值Dlave 之间的差值Dld以及屏幕平均像素值Dlave来确定。因此，除了修改1的效果之外，还可以降低功耗。具体而言，例如，从图17Α所示的显示图像信号D12的情况和图17Β所示的显示图像信号D13的情况之间的比较可以得到如下发现。在修改2的技术中，在图17Β所示的图像信号D13中小物体Pll的亮度电平较小(接近于黑电平)的情况下，合成率α的值设定的大于图17Α所示的图像信号D12的情况，在图17Α所示的图像信号D12中物体Pll的亮度电平较大(接近于白电平)。换言之，在屏幕最大像素值Dlmax和屏幕平均像素值Dlave 之间的差值Dld较小的情况下，块平均像素值I^ave的比例设定为较大，并且发光分区域36 的发光亮度设定为较低。这是因为，当块最大像素值D2max较大时(差值Dld较大)，与块最大像素值D2max(峰值)对应的白色闪光(发光)的视觉印象强烈，并且当块最大像素值 D2max较小时(差值Dld较小)，白色亮度的视觉印象较弱。因此，在后者的情况下，如修改 2那样，块平均像素值D2ave的比例设定为较大，发光分区域36的发光亮度设定为较低，从而在保持白色闪光(发光)印象的情况下功耗得到进一步改善。
在修改2中，尽管描述了合成率α根据图像信号Dl动态变化的情况，但是合成率 α例如可以根据用户设定的显示模式(例如，电视机的图像质量模式)等变化。例如，在忠实再现亮度的显示模式(显示质量优先模式)中，合成率α设定为较小(从而块最大像素值D2max的比例变得较大)。因此，在忠实再现亮度的显示模式(显示质量优先模式)中， 必须以方式(B)改变表示屏幕平均像素值Dlave和合成率α之间的对应关系的特性曲线。 另一方面，例如，在关注功耗降低的显示模式(低功耗显示模式)中，合成率α设定为较大 (从而块平均像素值D2ave的比例变得较大)。从而，在关注功耗降低的显示模式(低功耗显示模式)中，必须以方式(A)改变表示屏幕平均像素值Dlave和合成率α之间的对应关系的特性曲线。另外，下面的设置导致两种显示模式之间的调制操作，例如，当屏幕平均像素值Dlave较大时，选择低功耗的显示模式，而当屏幕平均像素值Dlave较小时，选择显示质量优先模式。合成率α的值设定为较小(最小值α 1)，合成率α的值设定为较大(最大值α 2)，并且特性曲线的斜率设定为较为陡峭。其他修改尽管已经描述了本发明的实施例和修改，但是本发明不限于实施例等，而是可以进行各种修改。例如，在实施例等中，已经描述了作为光源的背光构造为包括红光LED、绿光LED 和蓝光LED的情况。然而，除了这些LED外(或者代替这些LED)，可以包括发射其他颜色光的光源。例如，当背光构造为发射四种或更多种颜色的光时，颜色再现范围可以拓宽，因此可以呈现出种类广泛的颜色。另外，在实施例等中，尽管示例地描述了背光3是所谓的直射型背光 (direct-type backlight)(光源部分)，但是本发明可以应用于边缘型背光，例如图18A至 18C所示的背光3-1至3-3。具体而言，背光3-1至3_3的每个包括形成出光表面的矩形光导板30和设置在光导板30侧面(出光表面的一侧)的多个光源31。更具体地讲，在图18A 所示的背光3-1中，多个(在此情况下，四个)光源31设置在矩形光导板30的一对相对侧 (垂直方向上的一对相对侧)的每一侧。另外，在图18B所示的背光3-2中，多个(在此情况下，四个)光源31设置在矩形光导板30的一对相对侧(水平方向上的一对相对侧)的每一侧。此外，在图18C所示的背光3-3中，多个(在此情况下，四个)光源31设置在矩形光导板30的两对相对侧(水平方向上的相对侧和垂直方向上的相对侧)的每一侧。通过这样的构造，在背光3-1至3-3中，彼此独立控制的多个发光分区域36形成在光导板30的出光表面上。另外，实施例等中描述的一系列处理可以通过硬件或者软件来进行。当该一系列处理通过软件进行时，构成软件的程序安装在通用计算机等中。这样的程序可以事先记录在计算机中安装的记录介质中。本申请包含2010年5月18日提交至日本专利局的日本优先权专利申请JP 2010-114655中公开的相关主题事项，其全部内容通过引用结合于此。本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、合成、部分合成和替换。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源部分，包括彼此被独立控制的多个发光分部；液晶显示面板，通过根据输入图像信号调制来自所述光源部分的每个所述发光分部的光来进行图像显示；以及显示控制部分，具有根据所述输入图像信号产生发光图案信号和分开驱动图像信号的分开驱动处理部分，所述发光图案信号表示所述光源部分的发光分部形成的发光图案，所述显示控制部分利用所述发光图案信号对所述光源部分的每个所述发光分部进行发光驱动，并且利用所述分开驱动图像信号对所述液晶显示面板进行显示驱动，其中所述分开驱动处理部分进行下述处理根据所述输入图像信号计算第一最大像素值和第一平均像素值，该第一最大像素值表示与各所述发光分部对应的每个像素区域的最大像素值，而该第一平均像素值表示与各所述发光分部对应的所述每个像素区域的平均像素值，以及根据所述第一最大像素值和所述第一平均像素值两者产生所述发光图案信号和所述分开驱动图像信号。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述分开驱动处理部分以预定的合成率将所述第一最大像素值和所述第一平均像素值合成为每个所述发光分部的合成值，以根据该合成值产生所述发光图案信号和所述分开驱动图像信号。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中所述合成率是可变的。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中所述分开驱动处理部分使所述合成率根据所述输入图像信号动态变化。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中所述分开驱动处理部分根据所述输入图像信号计算第二平均像素值，并且根据该第二平均像素值确定所述合成率，所述第二平均像素值表示比所述发光分部大的像素区域的平均像素值。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中所述合成率确定为使所述第一最大像素值在所述合成值中的比例随着所述第二平均像素值的减小而增大，并且使所述第一平均像素值在所述合成值中的比例随着所述第二平均像素值的增大而增大。
7.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中所述分开驱动处理部分还进行下述处理根据所述输入图像信号计算第二最大像素值，该第二最大像素值表示所述较大的像素区域的最大像素值，以及利用所述第二最大像素值和所述第二平均像素值之间的差值并利用所述第二平均像素值确定所述合成率。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中所述合成率确定为使所述第一平均像素值在所述合成值中的比例随着所述差值的减小而增大，并且使所述第一最大像素值在所述合成值中的比例随着所述差值的增大而增大。
9.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中所述分开驱动处理部分使所述合成率根据给定的显示模式而变化。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中当所述显示模式为图像质量优先模式时， 所述分开驱动处理部分使所述第一最大像素值在所述合成值中的比例增大。
11.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中当所述显示模式为低功耗模式时，所述分开驱动处理部分使所述第一平均像素值在所述合成值中的比例增大。
12.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述光源部分是直射型或者边缘发光型的。
全文摘要
一种液晶显示器，包括光源部分，包括多个发光分部；液晶显示面板，通过调制来自每个发光分部的光而进行图像显示；以及显示控制部分，具有产生发光图案信号和分开驱动图像信号的分开驱动处理部分，对每个发光分部进行发光驱动，并且对液晶显示面板进行显示驱动。分开驱动处理部分计算第一最大像素值和第一平均像素值，并且根据第一最大像素值和第一平均像素值二者产生发光图案信号和分开驱动图像信号，第一最大像素值表示与各发光分部对应的每个像素区域的最大像素值，第一平均像素值表示所述每个像素区域的平均像素值。
文档编号G09G3/36GK102254528SQ20111012981
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者井原利升, 浅野光康, 西智裕 申请人:索尼公司