专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有背景光的液晶显示装置，特别涉及将LED(发光二极管)作为光源使用的透射光显示型的液晶显示装置。
背景技术：
图8是表示非专利文献1记载的LED光源的稳定控制电路90的方框图。
图8所示的稳定控制电路90大致可分为色控制装置22、亮度控制装置23和LED驱动占空比控制装置24。
而且，色控制装置22的构成包括加法装置222、积分装置223、PWM控制块224、LED驱动、动作检测块225和低通滤波器226。
此外，亮度控制装置23的构成包括亮度传感器231、加法器232和亮度反馈电路233，LED驱动占空比控制装置24的构成包括加法器241、最大占空比设定装置242和LED驱动占空比限制电路243。
再有，亮度控制装置23和LED驱动占空比控制装置24和设定亮度值(Y’)的亮度设定装置一起构成亮度调节装置26。
在稳定控制电路90中，作为控制目标的XYZ值(色设定值)由色设定装置20设定，该值和亮度调节装置26的输出施加给乘法装置21，进行乘法运算，并将该乘法运算的结果施加给色控制装置22的加法装置222。
再者，LED驱动、动作检测块225的输出经低通滤波器226反馈给加法装置222，并将与乘法装置21的乘法运算结果的差值施加给积分装置223。
而且，积分装置223的输出施加给PWM控制块224，计算用于红、绿、蓝各色LED的PWM驱动的占空比。再有，PWM控制块224可以进行用于PWM控制的积分要素的反馈量的增益设定。
LED驱动、动作检测块225包括发出红、绿、蓝的各色光的3种LED；对该3种LED分别独立驱动的PWM驱动电路；以及光检测装置，使用近似CIE1391XYZ等色函数的滤色器，对利用导光板将LED发出的红、绿、蓝的单色光混色后的白色光进行分离，并检测出各X’、Y’、Z’值(色检测值)。
PWM控制块224的输出施加给LED驱动、动作检测块25内的PWM驱动电路。
通过了低通滤波器226的LED驱动、动作检测块25的输出，即X’、Y’、Z’值(色检测值)还施加给亮度控制装置23，利用亮度传感器231，只检测出亮度值Y’后再施加给加法装置232。
另一方面，由亮度设定装置25设定的亮度值Y’和LED驱动、动作检测块25输出的亮度值Y’施加给加法装置232，两者的差值施加给亮度控制装置23内的亮度反馈电路233，进行PID(proportional、integral、differential比例、积分、微分)比较控制。再有，亮度反馈电路233可以设定PID比较控制中积分要素的反馈量的增益。
亮度反馈电路233的比较控制处理的值加给LED驱动占空比控制装置24的加法装置241，该值和PWM控制块224的输出的差值施加给LED驱动占空比限制电路243。
LED驱动占空比限制电路243接收加法装置241的输出，根据该输出进行LED的PWM占空比(红、绿、蓝3色共用)的运算。而且，将该结果加给乘法装置21的1个输入端。
再有，可以对LED驱动占空比限制电路243设定PID比较控制的比例要素和积分要素的反馈量的增益。
在以上说明的温度控制电路90中，当LED的PWM驱动的占空比的值到达一定值时，通过进行反馈动作，防止因整体增益下降、占空比受限而引起的颜色变化，可以稳定地控制红、绿、蓝各背景光光源的LED的发光强度和平衡。
这里，图9的(a)、(b)、(c)分别示出红、绿、蓝的LED发光光谱的一例温度变化特性。
在图9的(a)～(c)中，横轴表示波长，纵轴表示光强(相对值)，将各色LED中存放LED的壳体的温度Tc为+25℃、+85℃和-20℃时的发光光谱重叠示出。
再有，在图9中，示出将壳体的温度Tc为+25℃时的光强的峰值(λ峰值)作为1，各温度下的发光光谱。
由图9可知，各色的LED的发光强度都随温度变化，过去，利用使用了在图8中已说明的稳定控制电路90等的反馈控制来补偿温度变化的影响。
此外，在专利文献1中，公开了测定背景光的亮度和装置内的温度并根据装置内的温度校正亮度以达到目标亮度的技术。
专利文献1特开平2002-311413号公报(图4)非专利文献1Armand Perduijn et al.，“43.2Light OutputFeedback Solution For RGB LED Backlight Applications”，“SID2003 CD-ROM”如以上说明的那样，非专利文献1的LED光源的稳定控制电路是稳定控制背景光光源单独的亮度和色度的电路，而在使用于光检测装置的光传感器电路中，例如，光检测使用的光电二极管的电流输出因温度变化而变动，对光电二极管的电流输出进行电压变换的放大电路中所使用的电阻器的电阻值也会产生随温度的变化。
图10示出红、绿、蓝各色的光传感器的输出电压和工作温度的关系。
在图10中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示输出电压(V)，小方块表示红色(R)的光传感器的输出电压特性，圆点表示绿色(G)的光传感器的输出电压特性，小三角表示蓝色(B)的光传感器的输出电压特性，左侧的纵轴和右侧的纵轴的标度值不同，左侧的纵轴1个刻度代表0.005V，右侧的纵轴1个刻度代表0.2V。而且，左侧的纵轴表示绿色的光传感器的输出电压，右侧的纵轴表示红色和蓝色的光传感器的输出电压。
由图10可知，尽管标度值不同，但绿色的光传感器的输出电压对温度的依存性最高，而蓝色和红色的光传感器的输出电压只能看出微小的变化。
进而，将LED光源用作背景光的液晶面板的分光透光率也随温度而变化。
图11示出液晶面板的透光率的温度特性。
在图11中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透过液晶面板的光强(相对值)，示出液晶面板的温度为24.5℃和43℃时的各波长下透光率，由此可知温度上升透光率下降。
再有，在图11中，示出将液晶面板的温度为24.5℃、波长为523nm时的光强作为1，各波长下的透光率。
这里，在电源接通后光传感器的工作温度和液晶面板的工作温度随着时间而上升，结果，光传感器的检测特性和液晶面板的分光透光率也随时间变化。
图12示出试制出具有和图8所示的稳定控制电路90同等的稳定控制电路的液晶显示器，并对因有无外壳而引起的光反馈控制动作的变化进行了试验的结果。
在图12中，纵轴表示最终稳定的亮度和色度的色差(ΔEab)，横轴表示经过的时间(分)。
如图12所示，当有外壳时，在色差变化稳定之前大约需要250分钟，而当没有外壳时，则需要大约100分钟才能稳定下来。这样，反馈的收敛时间因外壳的有无而有很大的差异。
这是因为背景光的LED光源部的散热状态因外壳的有无而有很大的差异。
如以上说明的那样，现有的LED光源的稳定控制电路容易受液晶显示装置框体内或液晶面板的温度变化的影响，结果，存在亮度和色度的稳定需要很长时间的问题。
此外，在专利文献1中，公开了根据装置内的温度进行亮度校正以达到目标亮度的技术，但不是以LED作为光源。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种将LED作为光源的液晶显示装置，可以缩短因温度变化的原因而需要的亮度和色度的稳定时间。
本发明的第1方面的液晶显示装置是将利用导光板对多个单色光进行混色后而成的白色光作为液晶面板的背景光的液晶显示装置，该液晶显示装置具有对上述多个单色光的多个光源的发光强度分别独立控制的控制装置；检测上述背景光的白色光的亮度的光检测装置；测定上述液晶面板附近的温度的温度检测装置；接收由上述光检测装置检测出的亮度检测值，对上述控制装置进行上述供给多个光源的电功率的反馈控制，使该亮度检测值和设定亮度一致的反馈控制装置，上述反馈控制装置具有根据上述温度检测装置检测出的检测温度，对因温度变化引起的上述光检测装置的输出温度特性设定第1补偿值的第1温度补偿装置；和根据上述温度信息对因温度变化引起的上述液晶面板的分光透光率的温度特性设定第2补偿值的第2温度补偿装置，根据上述第1和第2补偿值进行上述反馈控制。
若按照本发明第1方面的液晶显示装置，反馈控制装置具有根据上述温度检测装置检测出的检测温度对因温度变化引起的上述光检测装置的输出温度特性设定第1补偿值的第1温度补偿装置；和根据上述温度信息对因温度变化引起的上述液晶面板的分光透光率的温度特性设定第2补偿值的第2温度补偿装置，根据第1和第2补偿值进行供给多个光源的电功率的反馈控制，所以，可以抑制伴随电源接通后显示器框体内部的温度上升而导致的白色光的亮度和色度发生变动，使电源刚一接通后，白色光的亮度和色度便开始稳定下来。
图1是说明本发明实施形态1的液晶显示装置的构成的方框图。
图2是说明本发明实施形态1的液晶显示装置的背景光系统的构成的方框图。
图3是进一步详细说明本发明实施形态1的液晶显示装置的构成的方框图。
图4是说明本发明实施形态1的液晶显示装置的光反馈控制处理动作的流程图。
图5是表示本发明实施形态1的液晶显示装置的液晶面板之白色光的变动特性的图。
图6是说明本发明实施形态2的液晶显示装置的构成的方框图。
图7是说明本发明实施形态2的液晶显示装置的光反馈控制处理动作的流程图。
图8是表示现有的液晶显示装置的液晶显示器的色稳定电路结构的框图。
图9是表示LED发光光谱的温度变化图。
图10是表示光传感器的输出电压和工作温度的关系的图。
图11是表示液晶面板的分光透光率的温度变化特性的图。
图12是说明现有的液晶显示装置的色稳定控制结果的图。
具体实施例方式
<A.实施形态1>
<A-1.装置的构成>
图1是说明本发明实施形态1的液晶显示装置100的构成的方框图。
图1所示的液晶显示装置100构成为反馈控制装置17根据从安装在导光板2上的温度检测装置(温度传感器IC)3和光检测装置(光传感器IC)4输出的导光板2的温度信息和红、绿、蓝光的强度信息，对PWM控制器7和LED驱动器6进行反馈控制。
即，在液晶(LED)面板1的背面(与显示面相反的面)安装构成背景光系统的导光板2。导光板2是将从LED背景光光源5发出的红(R)、绿(G)、蓝(B)的单色光混色后使其变成白色光的部件，在导光板2的背面(与LCD面板相反一侧的面)粘贴未图示的扩散片或反射片。
此外，在导光板2的边缘部分安装温度检测装置3和光检测装置4，使其相互靠近。光检测装置4的构成包括R、G、B 3色的滤色片和与它们成对配置的光电变换元件(硅光电二极管等)，在对背景光的白色光进行分光使其变成红、绿、蓝各色光的基础上检测出光的强度。再有，温度检测装置3可以直接安装在导光板2上，也可以配置在导光板2的附近。
LED面板1由液晶驱动电路19驱动，按照从与该电路连接的图像控制电路18供给的图像信号显示图像。在液晶面板1的前面，对每一个像素粘贴红、绿、蓝3色滤色片，对各导光板2发出的白色光进行分光，只让红、绿、蓝单色光透过。
LED背景光光源5由LED模块构成，该LED模块具有按颜色排列多个分别以红(R)、绿(G)、蓝(B)的各波长发光的LED而构成的3种LED组。而且，由驱动红(R)、绿(G)、蓝(B)各LED组的3波段的LED驱动器6驱动。
LED驱动器6的输入与PWM控制器7的输出连接，利用PWM(PulseWidth Modulation脉冲宽度调制)方式控制供给红、绿、蓝各LED组的电功率。
控制PWM控制器7的反馈控制装置17的构成包括亮度设定装置9、色设定装置10、输入亮度设定装置9和色设定装置10的输出的乘法装置11、一个输入端输入乘法装置11的输出的比较装置8、补偿起因于光检测装置4的温度变化的输出变动的光传感器温度补偿装置14(第1温度补偿装置)、补偿起因于液晶面板的温度变化而引起的分光透光率的变动之液晶面板温度补偿装置12(第2温度补偿装置)、使光检测装置4的检测结果与光传感器温度补偿装置14的输出相加的加法装置15、和使加法装置15的输出与液晶面板温度补偿装置12的输出相乘的乘法装置13。
再有，光检测装置4的输出通过将驱动LED的PWM频率的频带截断的低通滤波器16后施加给反馈控制装置17内的加法装置15。当光检测装置4的响应速度比驱动LED的PWM频率快时，PWM频率分量会作为噪声叠加在光检测装置4的输出上，故低通滤波器16就是为了除去这样的噪声而设置的。
此外，温度检测装置3的输出分别施加给前述的光传感器温度补偿装置14和液晶面板温度补偿装置12。
图2是表示液晶显示装置100所使用的背景光系统21的构成的方框图。
如图2所示，在LED背景光光源5中，红色的LED、绿色的LED和蓝色的LED相互串联排列，用多个各色的LED构成3种LED组，3波段的LED驱动器6驱动各LED组。
此外，作为实现反馈控制装置17的例子，可以考虑MPU(microprocessing unit微处理器单元)，所以，下面用MPU17来表示。
而且，MPU17与例如由EEPROM(electrically erasableprogrammable read only memory电擦写可编程只读存储器)构成的非易失性存储器30连接(图1中未示出)。
图3是说明光检测装置4、LED驱动器6和LED背景光光源5各自的构成的方框图。
如图3所示，光检测装置4具有红、绿、蓝3个系统(波段)各自的检测电路41、42、43和AD变换电路(ADC)45，AD变换电路45的输出与MPU17的输入输出端子连接。
检测电路41～43基本上具有相同的构成，下面，举例说明检测电路41的构成。
构成受光部的光电二极管411(与只让红色光透过的滤光片成对)的阳极与运算放大器412的负输入端连接，运算放大器412的正输入端与电源端子Vs连接。光电二极管411的阴极与电源端子Vs连接。
此外，在运算放大器412的负输入和输出之间插入串联连接的反馈电阻414和415，同时，插入防止振荡用的电容416。
此外，在反馈电阻414和415的连接节点和电源端子Vs之间插入电阻413，可以通过反馈电阻414、415和电阻413去调整运算放大器412的增益，运算放大器412的输出作为检测电路41的输出加给AD变换电路45。
再有，关于检测电路42和43，除各光电二极管421和431与只让绿和蓝光透过的滤光片成对配置之外，其他与检测电路41相同，将由检测电路41的符号412～416表示的部分分别作为符号422～426和符号432～436表示。
与MPU17连接的PWM控制器7对分别控制构成LED背景光光源5的红、绿、蓝LED组51、52、53的动作的驱动器61、62、63进行PWM驱动。
<A-2.装置动作>
其次，使用图4所示的流程图说明液晶显示装置100中的光反馈控制处理动作。
<A-2-1.步骤ST1>
当接通显示器的电源时，MUP17对PWM控制器7进行红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的PWM控制输出的初始化设定(步骤ST1)。
这时，例如，启动液晶显示装置100，使其动作，将电源停止之前的上次的一连串动作中最后的PWM设定值(R、G、B各波段)存储在非易失性存储器30(图3)中，将从这里读出的数据作为初始化设定值即可。
<A-2-2.步骤ST2>
其次，按照预先指定的色温度设定与R、G、B的光检测装置4的输出值相当的反馈控制目标值(亮度控制目标值)(步骤ST2)。
再有，在以下的说明中，把光检测装置4作为亮度传感器4进行说明。此外，若检测出R、G、B各色的亮度，则通过计算可以求出导光板2的发光颜色，所以，也可以将亮度传感器4称作色检测装置。
这里，预先指定的色温度是白色光的色温度，例如是5000K(开尔文)，将LCD面板1的白色光调整到该色温度，用来控制R、G、B各LED的亮度平衡的值是反馈控制目标值的初始值。更具体地说，在制造液晶显示装置100时，一面使用亮度传感器和色度传感器测量LCD面板1的显示面的白色点，一面进行LED的驱动调整，使其达到指定的色温度，利用亮度传感器4检测出这时的导光板2的亮度(对R、G、B各色)，指定该检测值作为反馈控制目标值的初始值。由此，可以将LCD面板1的显示面的发光状态和导光板2的发光状态关联起来，再进行数值化。而且，将反馈控制目标值的初始值存储在内置于液晶显示装置100的非易失性存储器30中。
在步骤ST2中设定的反馈控制目标值可以基于根据指定的色温度预先存储在非易失性存储器30中的R、G、B各自的反馈控制目标值的初始值进行设定，并可由与设定亮度(Brightness)对应的下式(1)、(2)、(3)得到。
红色波段的反馈控制目标值＝(Brightness/(Brightness最大值))·Brightness最大值时的红色波段(系统)的反馈控制目标值…(1)绿色波段的反馈控制目标值＝(Brightness/(Brightness最大值))·Brightness最大值时的绿色波段(系统)的反馈控制目标值…(2)蓝色波段的反馈控制目标值＝(Brightness/(Brightness最大值))·Brightness最大值时的蓝色波段(系统)的反馈控制目标值…(3)这里，Brightness最大值时的红色波段的反馈控制目标值、Brightness最大值时的绿色波段的反馈控制目标值、Brightness最大值时的蓝色波段的反馈控制目标值与预先存储在非易失性存储器30中的R、G、B各自的反馈控制目标值的初始值对应。
<A-2-3.步骤ST3>
其次，在步骤ST3中检测R、G、B的亮度传感器4的输出值。
将亮度传感器4的输出取入到MPU17可以通过使用图3所说明的AD变换电路45进行，但这时也可以和噪声除去的处理一起进行。
例如，可以通过MPU17控制AD变换电路45的AD变换，从而多次重复进行一定时间间隔的AD变换，并从该结果得到的多个输出值中，将除了最大值和最小值之外的值平均后得到的值取入到MPU17。通过除去最大值和最小值，可以除去噪声的峰值成分。再有，也可以对得到的多个输出值单一地进行平均。
<A-2-4.步骤ST4>
其次，在步骤ST4中对R、G、B的亮度传感器4的输出值进行温度变化的补偿。该处理可以通过图1所示的MPU17内的光传感器温度补偿装置14和加法装置15进行。
在该补偿中，温度引起的变化原因主要有亮度传感器4的增益变化和亮度传感器4的暗电流变化。此外，变化量对上述任何一种因素都定义为1次函数，并根据下式(4)进行补偿。
ADCt(X)＝ADCT(X)+亮度传感器增益变化+亮度传感器暗电流变化＝ADCT(X)+Δt·a(X)+b…(4)上式(4)中的Δt·a(X)+b的处理在温度补偿装置14中进行，该处理可以说是对亮度传感器4输出的温度特性设定补偿值(第1补偿值)的处理。
亮度值X时的温度传感器检测值 T(X)亮度值X时的温度传感器检测值 ADCT(X)亮度值X时的温度传感器的基准值t(X)亮度值X时的温度补偿后的温度传感器检测值 ADCt(X)亮度值X时的温度传感器的增益变化系数 a(X)亮度值X时的温度传感器的暗电流变化系数b亮度值X时的与基准温度的差Δt(X)＝t(X)-T(X)
再有，在上述参数中，亮度值X时的温度传感器的基准值是指前面所说明的白色点调整时的亮度值X下的温度检测装置3的检测温度，将其作为基准温度，温度补偿值是相对该基准温度的温度变化(Δt)的函数。
此外，亮度值X时的亮度传感器的增益变化系数a(X)对各色的亮度传感器都不同，考虑R、G、B各亮度传感器的个体差异(每单位温度变化的检测值的变化量的差异)，计算式(4)如下ADCt(X)(R)＝ADCT(X)+Δt·a(X)(R)+b(R)…(5)ADCt(X)(G)＝ADCT(X)+Δt·a(X)(G)+b(G)…(6)ADCt(X)(B)＝ADCT(X)+Δt·a(X)(B)+b(B)…(7)再有，ADCt(X)(R)、ADCt(X)(G)和DCt(X)(B)分别是亮度值X时的温度补偿后的红色波段、绿色波段和蓝色波段的亮度传感器检测值，a(X)(R)、a(X)(G)和a(X)(B)分别表示亮度值X时的红色波段、绿色波段和蓝色波段的亮度传感器的增益变化系数。b(R)、b(G)和b(B)分别表示红色波段、绿色波段和蓝色波段的亮度传感器的暗电流变化系数。下面，为方便起见，根据计算式(4)进行说明。
<A-2-4-1.亮度传感器的增益变化系数的确定>
这里，使用下式(8)确定亮度传感器的增益变化系数a(X)。
a(X)＝{ADC(Top)-ADC(Bot)}·(Base_a(X))/{Base_ADC(Top)-Base_ADC(Bot)}…(8)亮度传感器的基准的ADC的上限值Base_ADC(Top)亮度传感器的基准的ADC的下限值Base_ADC(Bot)亮度传感器的基准的温度变化系数 Base_a(X)再有，亮度传感器的基准的ADC的上限值可以定义如下。
即，其为这样一种输出值将在亮度传感器的输出工作范围的设计标准值中可工作的最大动态范围下输出的电压取入到AD变换电路45(图3)时的AD变换电路45的输出值。
此外，亮度传感器的基准的ADC的下限值可以定义如下。
即，其为这样一种输出值将在亮度传感器的输出工作范围的设计标准值中可工作的最小动态范围下输出的电压取入AD变换电路45(图3)时的AD变换电路45的输出值。
此外，亮度传感器的基准的温度变化系数是表示亮度传感器的设计标准值中增益变化对温度变化的系数。
而且，将计算式(8)右边的由(Base_a(X))/{Base_ADC(Top)-Base_ADC(Bot)}表示的系数作为修正系数(参数)值存储在非易失性存储器30(图3)中。
再有，上述修正系数可以利用设置在OSD(On Screen Display屏幕显示)和显示器荧光屏部分的调整用的按钮操作或与外部装置进行通信的通信装置的指令，由操作者在制造时进行改写。
此外，计算式(8)左边的{ADC(Top)-ADC(Bot)}中的ADC(Top)和ADC(Bot)分别表示相对于亮度传感器的输出电压的最大值和最小值的AD变换电路45的输出值，是液晶显示装置固有的值，并存储在非易失性存储器30(图3)中。再有，这些值也可以利用设置在OSD和显示器的荧光屏部分的调整用的按钮操作或与外部装置进行通信的通信装置的指令，由操作者在制造时进行改写。
<A-2-4-2.亮度传感器的暗电流变化系数的确定>
这里，使用下式(9)确定亮度传感器的暗电流变化系数b。
b＝ΔIsens·Rsens·ADCrange/Vsens…(9)电流值变化量ΔIsens传感器电流/电压变换用电阻值 Rsens传感器输出电压可变范围 Vsens传感器AD检测输出幅度ADCrange再有，对红、绿、蓝各个波段单独设置上述各参数，亮度传感器的暗电流变化系数b也如计算式(5)～(7)所示，因波段而有差异。
<A-2-5.步骤ST5>
其次，在步骤ST5中，根据计算式(4)对R、G、B的亮度传感器4的检测值的温度变化进行补偿而得到温度补偿后的亮度传感器检测值ADCt(X)，对该温度补偿后的亮度传感器检测值ADCt(X)进行针对液晶面板的分光透光率的温度变化的补偿。该处理由图1所示的MPU17内的液晶面板温度补偿装置12和乘法装置13来执行。
该补偿处理根据下式(10)～(12)进行。
ADCLCDT(R)＝ADCt(X)(R)·Δt·LCDdrift(R)…(10)
ADCLCDT(G)＝ADCt(X)(G)·Δt·LCDdrift(G)…(11)ADCLCDT(B)＝ADCt(X)(B)·Δt·LCDdrift(B)…(12)上述计算式(10)～(12)中的Δt·LCDdrift(R)、Δt·LCDdrift(G)、Δt·LCDdrift(B)的处理可以在液晶面板温度补偿装置12中执行，该处理可以说是对液晶面板的分光透光率的温度特性设定补偿值(第2补偿值)的处理。
ADCLCDT(R)面板温度补偿后的红色波段的亮度传感器检测值ADCLCDT(G)面板温度补偿后的绿色波段的亮度传感器检测值ADCLCDT(B)面板温度补偿后的蓝色波段的亮度传感器检测值ADCt(X)(R)红色波段的亮度传感器检测值(传感器温度补偿后)ADCt(X)(G)绿色波段的亮度传感器检测值(传感器温度补偿后)ADCt(X)(B)蓝色波段的亮度传感器检测值(传感器温度补偿后)LCDdrift(R)红色波段的液晶面板的温度变化系数LCDdrift(G)绿色波段的液晶面板的温度变化系数LCDdrift(B)蓝色波段的液晶面板的温度变化系数这里，对各波段的液晶面板的温度变化系数是表示分光透光率的变化相对液晶面板的温度变化的系数，是制造时对每一个波段进行测定后设定的值，存储在非易失性存储器30(图3)中。再有，该值也可以利用设在OSD和显示器的荧光屏部分的调整用的按钮操作或与外部装置进行通信的通信装置的指令，由操作者在制造时进行改写。
<A-2-6.步骤ST6>
其次，在步骤ST6中，将由计算式(10)得到的面板温度补偿后的红色波段的亮度传感器检测值和使用计算式(1)设定的红色波段的反馈控制目标值进行比较，计算两者之差的绝对值，判定其是否小于等于预定的阈值(阈值A)。再有，该判定动作由图1所示的MPU17内的比较装置8执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值A时，进入步骤ST10；另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值A时，进入步骤ST7。
<A-2-7.步骤ST7>
其次，在步骤ST7中，判定面板温度补偿后的红色波段的亮度传感器检测值是否比红色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST18；另一方面，当检测值比目标值小时，进入步骤ST9。
<A-2-8.步骤ST8>
在步骤ST8中，控制PWM控制器7，使供给红色LED组51(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST10。
<A-2-9.步骤ST9>
在步骤ST9中，控制PWM控制器7，使供给红色LED组51(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST10。再有，关于所供给的电功率的增减量可以在考虑各LED的特性或液晶面板1的动作特性等之后预先设定。
<A-2-10.步骤ST10>
在步骤ST10中，将由计算式(11)得到的面板温度补偿后的绿色波段的亮度传感器检测值和使用计算式(2)设定的绿色波段的反馈控制目标值进行比较，计算两者之差的绝对值，判定其是否小于等于预定的阈值(阈值B)。再有，该判定动作由图1所示的MPU17内的比较装置8执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值B时，进入步骤ST14。另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值B时，进入步骤ST11。
<A-2-11.步骤ST11>
在步骤ST11中，判定面板温度补偿后的绿色波段的亮度传感器检测值是否比绿色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST12。当检测值比目标值小时，进入步骤ST13。
<A-2-12.步骤ST12>
在步骤ST12中，控制PWM控制器7，使供给绿色LED组52(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST14。
<A-2-13.步骤ST13>
在步骤ST13中，控制PWM控制器7，使供给绿色LED组52(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST14。
<A-2-14.步骤ST14>
在步骤ST14中，将由计算式(12)得到的面板温度补偿后的蓝色波段的亮度传感器检测值和使用计算式(3)设定的蓝色波段的反馈控制目标值进行比较，计算两者之差的绝对值，判定其是否小于等于预定的阈值(阈值C)。再有，该判定动作由图1所示的MPU17内的比较装置8执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值C时，进入步骤ST18。另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值C时，进入步骤ST15。
<A-2-15.步骤ST15>
在步骤ST15中，判定面板温度补偿后的蓝色波段的亮度传感器检测值是否比蓝色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST16。当检测值比目标值小时，进入步骤ST17。
<A-2-16.步骤ST16>
在步骤ST16中，控制PWM控制器7，使供给蓝色LED组53(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST18。
<A-2-17.步骤ST17>
在步骤ST17中，控制PWM控制器7，使供给蓝色LED组53(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST18。
<A-2-18.步骤ST18>
在步骤ST18中，检测是否进行了亮度和色温度的变更操作，当进行了任意一个变更操作时，返回步骤ST1，进行各参数的再设定，再重复进行步骤ST1以下的动作。
另一方面，当未进行变更操作时，返回步骤ST3，重复执行反馈处理。
再有，色温度预先设置多个设定值，可以任意选择，所以，当变更了色温度的设定时，重复进行步骤ST1以下的动作。
<A-3.作用效果>
如上所述，在本发明的液晶显示装置100中，对亮度传感器检测值的温度变化进行补偿而获得补偿后的光传感器检测值，进而，对该补偿后的光传感器检测值进行针对液晶面板的分光透光率的温度变化的补偿后，得到面板温度补偿后的光传感器检测值，将该面板温度补偿后的光传感器检测值与反馈控制目标值进行比较，在未达到反馈控制目标值和超过反馈控制目标值的情况下，控制供给R、G、B各LED的电功率，使其增减，所以，能够补偿伴随电源接通后显示器框体内部的温度上升的亮度传感器4的检测值和液晶面板1的色变化，可以使电源刚刚接通后，白色光的亮度和色度即可稳定下来。
图5示出液晶显示装置100的液晶面板1的白色光的变动特性。
在图5中，横轴表示时间(秒)，纵轴表示最终稳定后的亮度与色度的色差(ΔEab)。
此外，在图5中，为了进行比较，示出了使用现有的冷阴极荧光灯(CCFLCold Cathode Fluorescent Lamp)作为背景光光源的液晶显示监视器的白色光的变动特性。
由图5可知，在CCFL背景光LCD中，白色光的ΔEab收敛到1以内的范围需要10～20分钟的时间，而本发明的进行了光反馈控制的液晶显示装置100在电源刚刚接通后的1分钟之内，就可以使白色光的ΔEab收敛到1以内的范围。
这样，与CCFL背景光LCD相比，可以大幅度缩短白色光稳定的时间。
<B.实施形态2>
<B-1.装置的构成>
图6是表示本发明实施形态2的液晶显示装置200的构成的方框图。再有，在图6中，对和图1所示的液晶显示装置100相同的构成添加同一符号并省略重复说明。
控制PWM控制器7的反馈控制装置17的构成包括亮度设定装置9、色设定装置10、补偿因光检测装置4(有时称作光传感器或亮度传感器)的温度变化引起的输出变动的光传感器温度补偿装置14、补偿因液晶面板的温度变化引起的分光透光率特性变动的液晶面板温度补偿装置12、输入亮度设定装置9和色设定装置10的输出的乘法装置11、使乘法装置11的输出与光传感器温度补偿装置14的输出相加的加法装置15、使加法装置15的输出与液晶面板温度补偿装置12的输出相乘的乘法装置13、以及一个输入端输入乘法装置13的输出(即，采用了光传感器的温度补偿和液晶面板的温度补偿的色设定目标值)，另一个输入端输入光检测装置4的检测结果的比较装置8。
再有，光检测装置4的输出通过将驱动LED的PWM频率的频带截断的低通滤波器16后施加给反馈控制装置17内的比较装置8。
此外，温度检测装置3的输出分别加给前述的光传感器温度补偿装置14和液晶面板温度补偿装置12。
再有，液晶显示装置200使用的背景光系统和使用图2所说明的背景光系统21相同。
此外，光检测装置4、LED驱动器6和LED背景光光源的构成和使用图3说明的构成相同。
<B-2.装置动作>
其次，使用图7所示的流程图说明液晶显示装置200中的光反馈控制处理动作。
<B-2-1.步骤ST21>
当接通显示器的电源时，MUP17对PWM控制器进行红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的PWM控制输出的初始化设定(步骤ST21)。再有，该动作因和使用图4说明的步骤ST1的动作相同，故省略其说明。
<B-2-2.步骤ST22>
其次，按照预先指定的色温度设定与R、G、B的亮度传感器4的输出值相当的反馈控制目标值(亮度控制目标值)(步骤ST22)。再有，因该动作和使用图4说明的步骤ST2的动作相同，故省略其说明。
在步骤ST22中设定的反馈控制目标值可以基于根据指定的色温度预先存储在非易失性存储器30(图3)中的R、G、B各自的反馈控制目标值的初始值进行设定，可由对应于设定亮度(Brightness)的已说明过的计算式(1)、(2)、(3)得到。
<B-2-3.步骤ST23>
其次，在步骤ST23中检测R、G、B的光检测装置4的输出值。再有，在以下的说明中，将光检测装置4作为亮度传感器4进行说明。此外，若检测出R、G、B各色的亮度，则可以利用计算求出导光板2的发光颜色，所以，亮度传感器4也可以称作色检测装置。再有，该动作因和使用图4说明了的步骤ST3的动作相同，故省略其说明。
<B-2-4.步骤ST24>
其次，在步骤ST24中，对利用上述计算式(1)、(2)、(3)设定的R、G、B各自的反馈控制目标值，进行针对亮度传感器4的温度变化的补偿。该处理可以通过图6所示的MPU17内的光传感器温度补偿装置14和加法装置15进行。
在该补偿中，温度引起的变化原因主要有亮度传感器4的增益变化和亮度传感器4的暗电流变化。此外，变化量对上述任何一种因素都定义为1次函数，并根据下式(13)进行补偿。
TGTt(X)＝TGTT(X)+亮度传感器增益变化+亮度传感器暗电流变化＝TGTT(X)+Δt·a(X)’+b’…(13)上式(13)中的Δt·a(X)’+b’的处理在温度补偿装置14中进行，该处理可以说是对亮度传感器4的输出的温度特性设定补偿值(第1补偿值)的处理。
亮度值X时的温度传感器检测值 T(X)亮度值X时的反馈控制目标值TGTT(X)亮度值X时的温度传感器的基准值t(X)亮度值X时的温度补偿后的反馈控制目标值TGTt(X)亮度值X时的亮度传感器的增益变化系数 a(X)’亮度值X时的亮度传感器的暗电流变化系数b’亮度值X时的与基准温度的差Δt(X)＝t(X)-T(X)再有，在上述参数中，亮度值X时的温度传感器的基准值是指前面所说明的白色点调整时亮度值X下的温度传感器的检测值，将其作为基准温度，温度补偿值是相对该基准温度的温度变化(Δt)的函数。
此外，亮度值X时的亮度传感器的增益变化系数a(X)’对各色的亮度传感器都不同，考虑R、G、B各亮度传感器的个体差异(每单位温度变化的检测值的变化量的差异)，计算式(13)如下TGTt(X)(R)＝TGTT(X)+Δt·a(X)’(R)+b(R)’…(14)
TGTt(X)(G)＝TGTT(X)+Δt·a(X)’(G)+b(G)’…(15)TGTt(X)(B)＝TGTT(X)+Δt·a(X)’(B)+b(B)’…(16)再有，TGTt(X)(R)、TGTt(X)(G)和TGTt(X)(B)分别是亮度值X时的温度补偿后的红色波段、绿色波段和蓝色波段的温度补偿后的反馈控制目标值，a(X)’(R)、a(X)’(G)和a(X)’(B)分别表示亮度值X时的红色波段、绿色波段和蓝色波段的亮度传感器的增益变化系数。b(R)’、b(G)’和b(B)’分别表示红色波段、绿色波段和蓝色波段的亮度传感器的暗电流变化系数。下面，为方便起见，根据计算式(13)进行说明。
<B-2-4-1.亮度传感器的增益变化系数的确定>
这里，使用下式(17)确定亮度传感器的增益变化系数a(X)’。
a(X)’＝{ADC(Top)-ADC(Bot)}·(Base_a(X)’)/{Base_ADC(Top)-Base_ADC(Bot)}…(17)亮度传感器的基准的ADC的上限值Base_ADC(Top)亮度传感器的基准的ADC的下限值Base_ADC(Bot)亮度传感器的基准的温度变化系数 Base_a(X)’而且，将计算式(17)右边的由(Base_a(X)’)/{Base_ADC(Top)-Base_ADC(Bot)}表示的系数作为修正系数(参数)值存储在非易失性存储器30(图3)中。
再有，上述修正系数可以利用设置在OSD(屏幕显示)和显示器的荧光屏部分的调整用的按钮操作或与外部装置进行通信的通信装置的指令，由操作者在制造时进行改写。
此外，计算式(8)左边的{ADC(Top)-ADC(Bot)}中的ADC(Top)和ADC(Bot)分别表示相对于亮度传感器的输出电压的最大值和最小值的AD变换电路45的输出值，是液晶显示装置固有的值，存储在非易失性存储器30(图3)中。再有，这些值也可以利用设置在OSD和显示器的荧光屏部分的调整用按钮操作或与外部装置进行通信的通信装置的指令，由操作者在制造时进行改写。
<B-2-4-2.亮度传感器的暗电流变化系数的确定>
这里，使用下式(18)确定亮度传感器的暗电流变化系数b’。
b’＝ΔIsens·Rsens·ADCrange/Vsens...(18)电流值变化量 ΔIsens
传感器电流/电压变换用电阻值Rsens传感器输出电压可变范围 Vsens传感器ADC检测输出幅度 ADCrange再有，对红、绿、蓝各个波段单独设置上述各参数，亮度传感器的暗电流变化系数b’也如计算式(14)～(16)所示，因波段而有差异。
<B-2-5.步骤ST25>
其次，在步骤ST25中，对根据计算式(13)进行了补偿的亮度值X时的温度补偿后的反馈控制目标值TGTt(X)，进行起因于液晶面板的温度变化的分光透光率特性的补偿。该处理由图6所示的MPU17内的液晶面板温度补偿装置12和乘法装置13来执行。
该补偿处理根据下式(19)～(21)进行。
TGTLCDT(R)＝TGTt(X)(R)·Δt·LCDdrift(R)’…(19)TGTLCDT(C)＝TGTt(X)(G)·Δt·LCDdrift(G)’…(20)TGTLCDT(B)＝TGTt(X)(B)·Δt·LCDdrift(B)’…(21)上述计算式(19)～(21)中的Δt·LCDdrift(R)’、Δt·LCDdrift(G)’、Δt·LCDdrift(B)’的处理可以在液晶面板温度补偿装置12中执行，该处理可以说是对液晶面板的分光透光率的温度特性设定补偿值(第2补偿值)的处理。
TGTLCDT(R)面板温度补偿后的红色波段的反馈控制目标值TGTLCDT(G)面板温度补偿后的绿色波段的反馈控制目标值TGTLCDT(B)面板温度补偿后的蓝色波段的反馈控制目标值TGTt(X)(R)红色波段的反馈控制目标值(传感器温度补偿后)TGTt(X)(G)绿色波段的反馈控制目标值(传感器温度补偿后)TGTt(X)(B)蓝色波段的反馈控制目标值(传感器温度补偿后)LCDdrift(R)红色波段的液晶面板的温度变化系数LCDdrift(G)绿色波段的液晶面板的温度变化系数LCDdrift(B)蓝色波段的液晶面板的温度变化系数<B-2-6.步骤ST26>
其次，在步骤ST26中，将由计算式(19)得到的面板温度补偿后的红色波段的反馈控制目标值和亮度传感器4的红色波段的亮度检测值进行比较，计算两者之差的绝对值，并判定其是否小于等于预定的阈值(阈值A)。再有，该判定动作由图6所示的MPU17内的比较装置8执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值A时，进入步骤ST30。另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值A时，进入步骤ST27。
<B-2-7.步骤ST27>
其次，在步骤ST27中，判定红色波段的亮度传感器检测值是否比面板温度补偿后的红色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST28，当检测值比目标值小时，进入步骤ST29。
<B-2-8.步骤ST28>
在步骤ST28中，控制PWM控制器7，使供给红色LED组51(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST30。
<B-2-9.步骤ST29>
在步骤ST29中，控制PWM控制器7，使供给红色LED组51(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST30。
<B-2-10.步骤ST30>
其次，在步骤ST30中，将由计算式(20)得到的面板温度补偿后的绿色波段的反馈控制目标值和亮度传感器4的绿色波段的亮度检测值进行比较，计算两者之差的绝对值，判定其是否小于等于预定的阈值(阈值B)。再有，该判定动作由图6所示的MPU17内的比较装置8来执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值B时，进入步骤ST34。另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值B时，进入步骤ST31。
<B-2-11.步骤ST31>
在步骤ST3中，判定绿色波段的亮度传感器检测值是否比面板温度补偿后的绿色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST32。当检测值比目标值小时，进入步骤ST33。
<B-2-12.步骤ST32>
在步骤ST32中，控制PWM控制器7，使供给绿色LED组52(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST34。
<B-2-13.步骤ST33>
在步骤ST33中，控制PWM控制器7，使供给绿色LED组52(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST34。
<B-2-14.步骤ST34>
在步骤ST34中，将由计算式(21)得到的面板温度补偿后的蓝色波段的反馈控制目标值和亮度传感器4的蓝色波段的亮度检测值进行比较，计算两者之差的绝对值，判定其是否小于等于预定的阈值(阈值C)。再有，该判定动作由图6所示的MPU17内的比较装置8执行。
而且，当判定结果是检测值和目标值的差的绝对值小于等于阈值C时，进入步骤ST38。另一方面，当检测值和目标值的差超过阈值C时，进入步骤ST35。
<B-2-15.步骤ST35>
在步骤ST35中，判定蓝色波段的亮度传感器检测值是否比面板温度补偿后的蓝色波段的反馈控制目标值大。
而且，当判定结果是检测值比目标值大时，进入步骤ST36。当检测值比目标值小时，进入步骤ST37。
<B-2-16.步骤ST36>
在步骤ST36中，控制PWM控制器7，使供给蓝色LED组53(图3)的电功率减小一定量，然后进入步骤ST38。
<B-2-17.步骤ST37>
在步骤ST37中，控制PWM控制器7，使供给蓝色LED组53(图3)的电功率增加一定量，然后进入步骤ST38。
<B-2-18.步骤ST38>
在步骤ST38中，检测是否进行了亮度和色温度的变更操作，当已进行了任意一个变更操作时，返回步骤ST21，进行各参数的再设定，再重复进行步骤ST21以下的动作。
另一方面，当未进行变更操作时，返回步骤ST23，重复执行反馈处理。
再有，色温度预先设置多个设定值，可以任意选择，故当色温度的设定变更时，重复进行步骤ST1以下的动作。
<B-3.作用效果>
如上所述，在本发明的液晶显示装置200中，对亮度传感器检测值的温度变化进行补偿而得到补偿后的反馈控制目标值，进而对该补偿后的反馈控制目标值进行针对液晶面板分光透光率的温度变化的补偿，得到面板温度补偿后的反馈控制目标值，将面板温度补偿后的反馈控制目标值与亮度传感器4的检测值进行比较，在亮度传感器的检测值未达到面板温度补偿后的反馈控制目标值和超过反馈控制目标值的情况下，控制供给R、G、B各LED的电功率，使其增减，所以，能够补偿伴随电源接通后显示器框体内部的温度上升的亮度传感器4的检测值和液晶面板1的色变化，并可以使电源刚刚接通后，白色光的亮度和色度即可稳定下来。
权利要求
1.一种液晶显示装置，将利用导光板对多个单色光进行混色后的白色光作为液晶面板的背景光使用，其中包括控制装置，对所述多个单色光的多个光源的发光强度分别独立控制；光检测装置，检测所述背景光的白色光的亮度；温度检测装置，测定所述液晶面板附近的温度；以及反馈控制装置，接收由所述光检测装置检测出的亮度检测值，对所述控制装置进行供给所述多个光源的电功率的反馈控制，使该亮度检测值和设定亮度一致，所述反馈控制装置具有根据所述温度检测装置检测出的检测温度，对因温度变化引起的所述光检测装置的输出温度特性设定第1补偿值的第1温度补偿装置；和根据所述温度信息对因温度变化引起的所述液晶面板的分光透光率的温度特性设定第2补偿值的第2温度补偿装置，根据所述第1和第2补偿值进行所述反馈控制。
2.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述反馈控制装置具有将面板温度补偿后的亮度检测值与根据所述设定亮度确定的反馈控制目标值进行比较的比较装置，所述面板温度补偿后的亮度检测值是将所述第2补偿值与温度补偿后的亮度检测值相乘得到的，该温度补偿后的亮度检测值是由所述光检测装置检测出的所述亮度检测值和所述第1补偿值相加后得到的值，在所述面板温度补偿后的亮度检测值未达到所述反馈控制目标值和超过所述反馈控制目标值的情况下，控制所述控制装置，使供给所述多个光源的电功率增减。
3.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述反馈控制装置具有将面板温度补偿后的反馈控制目标值与所述光检测装置检测的所述亮度检测值进行比较的比较装置，所述面板温度补偿后的反馈控制目标值是将所述第2补偿值与温度补偿后的反馈控制目标值相乘得到的，该温度补偿后的反馈控制目标值是基于所述设定亮度确定的反馈控制目标值与所述第1补偿值相加得到的，在所述面板温度补偿后的反馈控制目标值未达到所述亮度检测值和超过所述亮度检测值的情况下，控制所述控制装置，使供给所述多个光源的电功率增减。
4.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述光检测装置具有使用了红、绿、蓝各色光的带通滤波器的红、绿、蓝亮度传感器，将所述背景光光源的白色光分光成红、绿、蓝单色光，再检测出各自的亮度，所述多个光源具有红、绿、蓝发光二极管，所述反馈控制装置通过对供给所述红、绿、蓝发光二极管的电功率分别独立进行反馈控制，从而独立控制各自的发光强度。
5.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述第1温度补偿装置的所述第1补偿值可以通过将所述温度检测装置检测出的所述检测温度和预先设定的基准温度的差值、与表示检测增益随着所述光检测装置的温度变化而变化的增益变化系数相乘来进行设定。
6.权利要求5记载的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置具有可读写的存储装置，所述增益变化系数可以通过将所述光检测装置输出的最大值和最小值的差值与根据所述光检测装置的设计标准值设定的修正系数相乘而得到，所述修正系数及所述光检测装置输出的所述最大值和最小值存储在所述存储装置中，所述存储装置可以从外部对其进行改写。
7.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述第2温度补偿装置的所述第2补偿值可以通过将所述温度检测装置检测出的所述检测温度和预先设定的基准温度的差值、与表示分光透光率随着所述液晶面板的温度变化而变化的温度变化系数相乘来进行设定。
8.权利要求7记载的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置构成为具有可读写的存储装置，所述温度变化系数存储在所述存储装置中，所述存储装置可以从外部对其进行改写。
9.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置构成为具有可任意设定所述液晶面板的亮度的亮度设定装置，所述亮度设定装置的设定内容可以从外部进行变更。
10.权利要求1记载的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置构成为具有可任意设定所述液晶面板的颜色的色设定装置，所述色设定装置的设定内容可以从外部进行变更。
全文摘要
提供一种可以缩短因温度变化引起的亮度和色度的稳定时间的液晶显示装置。LED驱动器(6)的输入和PWM控制器(7)的输出连接，利用PWM方式对供给红、绿、蓝各LED组的电功率进行控制。控制PWM控制器(7)的反馈控制装置(17)包括亮度设定装置(9)、色设定装置(10)、输入亮度设定装置(9)和色设定装置(10)的输出的乘法装置(11)、一个输入端输入乘法装置(11)的输出的比较装置(8)、补偿起因于光检测装置(4)的温度变化的输出变动的光传感器温度补偿装置(14)、补偿起因于液晶面板的温度变化的分光透光率变动的液晶面板温度补偿装置(12)、使光检测装置(4)的检测结果与光传感器温度补偿装置(14)的输出相加的加法装置(15)、和使加法装置(15)的输出与液晶面板温度补偿装置(12)的输出相乘的乘法装置(13)。
文档编号G02F1/13357GK1841161SQ200610068398
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者谷添秀树, 木村太郎, 上野弘, 加藤裕 申请人:Nec显示器解决方案株式会社