Led驱动电路、led驱动方法和液晶显示装置的制造方法
【专利说明】LED驱动电路、LED驱动方法和液晶显示装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并且要求2013年11月I日提交的日本专利申请N0.2013-228789的优先权权益，其公开的全文以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及设置于液晶显示装置等的背光的驱动控制技术。更具体地，本发明涉及用于调节LED背光的操作的LED驱动电路、LED驱动方法和液晶显示装置。
【背景技术】
[0004]近来，从寿命长、功耗低和对环境的负担减小(无汞)的角度出发，已经广泛使用LED(发光二极管)作为IXD(液晶显示器)背光。
[0005]对于上面安装有LED的LED驱动电路而言，通常已知的是以下方法:在点亮(light-up)时通过升压电路供应阳极和阴极之间的输出电压，并且向LED供应经恒流电路调节的电流。用这种方法，升压电路与恒流电路相关联。也就是说，通过将由恒流电路监视电流而获取的结果反馈回升压电路，执行对输出电压的控制。
[0006]另外，为了避免因电流变化造成的LED的色调变化，并且基于容易保持调光和亮度之间的关系的相关性的原因，一般使用通过PWM(脉宽调制)进行的电流脉冲调光方法(PWM调光方法)作为LED调光方法。
[0007]在与PWM调光方法相关的技术领域中，已知具有当脉冲是“低”时(即，当LED“关”时)禁止升压操作的功能的控制电路。用这种控制电路，在LED处于“关”状态的时段期间没有电流流入恒流电路中。这是避免因为当升压电路在反馈控制下持续升压以使电流流向LED时升压电路转为过电压状态而过量消耗电功率的问题的结构。
[0008]然而，用这种控制电路，当PWM的占空比低时，由于升压电路的操作时段短，因此对驱动电路的特性和显示质量的影响变大。
[0009]已知日本未经审查的专利公开2011-228063(专利文献I)和日本未经审查的专利公开2009-238633(专利文献2)是用于克服关于控制电路的这种问题的技术。
[0010]专利文献I公开了以下技术内容:在进行PWM调光时，将LED阵列点亮的时段(PWM-0N时段)中的输出电压作为参考电压存储，甚至在LED阵列关闭的时段(PWM-0FF时段)中也保持参考电压，并且基于此执行升压操作，以抑制施加在阳极和阴极之间的电压降低并且抑制由于电压变化造成的LED闪烁。
[0011]为了避免当PWM调光的占空比小时由于在开启电源时升压电路的操作时间极其短，因此升压直至阳极和阴极之间的最佳电压需要的时间长的问题，专利文献2公开了以下技术内容:通过除了 LED电路之外还设置旁路电路，缩短从供应电力的点到LED点亮的点的时间；在开启电源之后，立即在没有连接到LED电路的情况下，借助旁路电路以预先设定的预定占空比操作升压电路(切换电源)；在升压直至预定电压之后，切换至LED电路。
[0012]另外，作为在进行PWM调光时开启电源的情况下开始点亮时避免闪光的技术，在日本未经审查的专利公开2012-243688(专利文献)中公开了技术。
[0013]关于专利文献3中公开的调光信号产生装置，公开了以下技术内容:通过直到用于产生PWM信号的电路(调光信号产生电路)开始操作，提供能够基于交流电源产生伪PWM信号的电路，避免在供应电源之后立即以100 %的占空比进行LED的调光。
[0014]然而，根据专利文献I的调光电路基于正好在关时段之前的开时段中保持的参考电压，在该关时段中执行预定的升压操作，使得在该关时段中可以保持正好在该关时段之前的开时段的电压，但相比于正好在之前的开时段的电压，不能使该电压被升压。也就是说，当期望执行逐渐增大阳极电压的操作时，例如，当开启电源时，不能显著缩短升压时间。
[0015]根据专利文献2的LED驱动电路可以缩短阳极电压的升压时间。然而，必须旁路掉旁路电路的结构中并联的多个LED中的每个的电流并且针对一系列多种变化中的每个旁路掉功率。因此，随着LED数量增大，电路结构变复杂并且规模变大，以致难以使用公共的电路。
[0016]另外，这里的旁路电路需要与LED电路的电流容量和电压额定值等同的电流容量和电压额定值。因此，每种类型的LED电路都需要旁路电路，以致电路规模增大。
[0017]另外，LED驱动电路被构造成即使在LED不点亮的时段中也被供应电流，以致存在不点亮时段中功率被过量消耗这种问题。另外，存在LED侧和迂回路径侧(旁路侧)都是开状态的漂移时段(shift per1d)，使得在漂移时段中有更过量消耗功率的可能性。
[0018]另外，这里采用的是使得在LED点亮的电压/电流状态下切换旁路电路和LED电路的结构。因此，关注的是，由于在进行切换时或者紧接在切换之后产生的电路的电流波纹和电压噪声，导致会可视地识别到闪烁等。也就是说，有造成显示质量降低的可能性。
[0019]此外，专利文献3中公开的技术内容将基于AC电源产生伪PWM信号，以避免当开始点亮器件LED时出现闪光和闪烁。在这种情况下，如果伪信号根据外部电源是固定的并且信号产生装置的调光占空比是固定的且高于伪PWM信号的占空比，则对避免闪光是有效的。然而，作为LED驱动电路，对于PWM被作为外部信号输入的情况而言，变化占空比是不方便的。
[0020]本发明是用于改善LED驱动电路的相关技术的不便。更具体地，本发明的示例性目的是，提供通过有效缩短开启LED背光且稳定其驱动操作所需的时间，来防止诸如闪烁的显示质量劣化的LED驱动电路和LED驱动方法，并且提供使用该LED驱动电路和LED驱动方法的液晶显示装置。
【发明内容】
[0021]为了实现以上目的，根据本发明的LED驱动电路是一种用于控制由一个LED或两个或更多个LED构成的LED电路的LED驱动电路，该驱动电路采用的结构包括:占空比调节电路单元，其基于从外部输入的PWM调光信号，产生并且输出用于调节LED的驱动的调节信号；升压电路单元，其根据从该占空比调节电路单元输出的该调节信号，向该LED电路施加驱动电压，其中，在被设定成从供应电力后的点到该LED电路开始电连接的点的调节时段内，该占空比调节电路单元将该调节信号设定成具有比从外部输入的该PWM调光信号的占空比大的占空比。
[0022]另外，根据本发明的液晶显示装置采用的结构包括:液晶显示面板，其朝向外部显示视频；背光，其包括由一个LED或两个或更多个LED构成并且从背表面照射该液晶面板的LED电路；LED驱动电路，其通过使用从外部输出的电源电压和从外部输入的PWM调光信号来驱动LED电路。
[0023]此外，根据本发明的视频信号处理方法用于LED驱动电路，该LED驱动电路包括向由一个LED或两个或更多个LED构成的LED电路施加驱动电压的升压电路单元和产生并且输出用于调节该LED电路的驱动的调节信号的占空比调节电路单元，该方法包括:向该占空比调节电路单元输入来自外部的用于控制该LED电路的操作的PWM调光信号；在被预先设定成从供应电力后的点到该LED电路开始电连接的点的调节时段内，由该占空比调节电路单元产生并且输出具有比该PWM调光信号的占空比大的占空比的调节信号；由该升压电路单元根据从该占空比调节电路单元输出的该调节信号，向该LED电路施加电压。
【附图说明】
[0024]图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的LED驱动电路及其外围结构的框图；
[0025]图2是包括图1中公开的LED驱动电路的根据第一实施例的液晶显示装置的示意图；
[0026]图3是示出通过图1中公开的LED驱动电路发送和接收的信号状态等的时序图；
[0027]图4是示出图1中公开的LED驱动电路的操作的流程图；
[0028]图5是示出根据本发明的第二示例性实施例的LED驱动电路及其外围结构的框图；
[0029]图6是示出通过图5中公开的LED驱动电路发送和接收的信号等的状态的时序图；
[0030]图7是示出图5中公开的LED驱动电路的操作的流程图；
[0031]图8是示出根据本发明的第三示例性实施例的LED驱动电路及其外围结构的框图；
[0032]图9是示出通过图8中公开的LED驱动电路发送和接收的信号等的状态的时序图；
[0033]图10是示出根据本发明的第四示例性实施例的LED驱动电路及其外围结构的框图；
[0034]图11是示出通过图10中公开的LED驱动电路发送和接收的信号状态等的时序图；
[0035]图12是示出图10中公开的LED驱动电路的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0036](第一示例性实施例)
[0037]将参照图1至图4描述根据本发明的LED驱动电路的第一示例性实施例。
[0038](整体结构)
[0039]如图1中所示，根据第一示例性实施例的设置于液晶显示装置(视频显示装置)的LED发光装置101包括:LED背光70，其从背表面照射诸如液晶面板的显示面板(未示出)；LED驱动电路11，其执行关于LED背光70的驱动控制。
[0040]图1中示出的LED背光70包括通过包含LED组80A而构成的LED电路80，在LED组80A中，多个LED串联连接。作为LED组80A，还可以采用其中两个或更多个LED并联连接的结构、其中串联连接和并联连接以各种方式组合的结构等。可以理解的是还可以采用单个LED替代LED组80A。
[0041]也就是说，驱动通过包含一个LED或两个或更多个LED而构成的LED电路80的LED驱动电路11包括:升压电路单元20，其通过使用从外部输入的电源电压91，在LED电路80的阳极和阴极之间施加驱动电压；恒流电路单元30，其将LED电流96，即流入LED电路80的电流调节成恒定量；占空比调节电路单元41，其基于从外部输入的PWM调光信号92产生用于调节LED电路80的驱动的调节信号(占空比调节信号98)并且将调节信号传输到升压电路单元20和恒流电路单元30。
[0042]占空比调节电路单元41被构造成在调节时段(占空比调节时段)内产生具有比PWM调光信号92的占空比大的占空比的信号(Hi调节信号)作为调节信号98，该调节时段被预先设定成在供应电力的点和电流开始流入LED电路80的点之间。
[0043]也就是说，在设定在供应电力的点和开始LED电路的电连接(点亮)的点之间的调节时段内，占空比调节电路单元41以比PWM调光信号92大的占空比传输调节信号98，升压电路单元20根据从占空比调节电路单元41传输的调节信号98向LED电路80施加电压。
[0044]另外，LED驱动电路11包括电压监视电路单元51，电压监视电路单元51监视LED电路80的阳极电压93并且基于电压监视将信号(占空比控制信号9