[发明专利]液晶显示装置和背光源控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备从背面对显示影像的液晶面板进行照射的背光源、根据所显示的影像信号进行背光源的亮度调整的液晶显示装置和背光源控制方法。

背景技术

与CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)和等离子体显示面板等自发光型的显示装置不同，液晶显示装置具备非发光的液晶面板(光透过型的光调制元件)和在其背面照射面板的背光源。通常，背光源与影像信号无关地以一定明亮度发光，根据影像信号的明亮度来控制液晶面板的光透过率，由此显示期望的明亮度的影像。因此，即使是较暗的影像，背光源的耗电量也不会减少，而是固定的，因而电效率较低。作为其对策，提出如下技术：使背光源的明亮度(以下，也以亮度表述)可变，根据输入影像信号的等级控制液晶面板的灰度等级和背光源的明亮度，由此降低耗电量，并提高画质。

例如专利文献1的实施例1所述的液晶显示装置，将背光源分割为多个区域(光源块)，在各区域按输入影像信号的R、G、B检测该帧中的最明亮的灰度等级，按照该灰度等级成为与灰度等级的上限值相同的等级的方式变换输入影像信号的灰度等级，并且在背光源的点亮期间以下述占空比(duty)使背光源闪烁，该占空比对应于上述最明亮的灰度等级与灰度等级的上限值的比例。另外，在专利文献1的实施方式2中，检测包含该帧中最明亮的灰度等级的规定范围内的灰度等级的平均值，以该平均值成为与灰度等级的上限值相同的等级的方式变换输入影像信号的灰度等级，并且在背光源的点亮期间以下述占空比使背光源闪烁，该占空比对应于上述平均值与灰度等级的上限值的比例。

根据专利文献1的实施例1所述的技术，在最明亮的灰度等级Ppeak比灰度等级的上限值Pmax小的情况下，使背光源的明亮度降低为乘以二者之比Ppeak/Pmax而得的值，耗电量也相应地降低。另外，根据专利文献1的实施例2所述的技术(称为平均值法)，所检测出的平均值Pav比最明亮的灰度等级Ppeak小，背光源的明亮度降低为乘以平均值Pav与灰度等级的上限值Pmax的比Pav/Pmax而得的值，耗电量进一步降低。

然而，在使用上述平均值法的情况下，以平均值Pav成为与灰度等级的上限值Pmax相同的等级的方式变换输入影像信号的灰度等级，因此对于比平均值Pav更明亮的灰度等级的输入影像信号，灰度等级被上限值Pmax限制(clip)。其结果是，在被限制的像素中，不能够表现出本来的影像的明亮度。以下，将该现象称为“灰度溢出(階調つぶれ)”。

灰度溢出成为画质恶化的主要原因，但是恶化的显眼程度(辨认度)按照在画面内产生位置的不同而不同。在分割成多个区域的背光源中，产生于区域中央部的灰度溢出并非那么容易辨认。然而，当在区域边界部产生灰度溢出时，与相邻区域的明亮度的连续性将不能保持，因此容易成为亮度阶梯差而被辨认出来。

图6是对由灰度溢出导致的亮度阶梯差的产生进行说明的图。画面600被分割为区域601和602，符号603是边界线。在画面内存在亮的部分604和暗的部分605，画面内的明亮度平滑地变化。此时，以亮度分布610表示横穿画面的直线606上的亮度的变化。在区域601中，在比亮度限制等级611更明亮的部分604中产生灰度溢出613，或者在区域602中，由于亮度限制等级612而在边界线603附近产生灰度溢出614。在灰度溢出的部位，亮度均小于本来的值。存在于区域的中央部的灰度溢出613，由于没有与周围产生亮度阶梯差，因而难以被辨认出。而相对的，存在于与边界线603相接之处的灰度溢出614，由于在与相邻的区域601之间产生亮度阶梯差615，因而被辨认为例如阴影部607。其结果是，成为视觉上不能够忽略的画质恶化。

本发明的目的在于提供一种能够抑制在区域边界产生亮度阶梯差、并降低背光源的耗电量的液晶显示装置和背光源控制方法。

专利文献1：日本特开2008-15430号公报

发明内容