(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルとその背面に配置されるバックライトとにより構成される液晶表示装置のバックライト駆動方法において、
ランプに通電を開始した後、所定の時間毎に温度を検出して前回測定時の温度と比較することによりランプの発熱による温度上昇を監視し、温度上昇が検出できないときは前記ランプに供給する電力を制限して、前記液晶表示パネルを破損させるおそれのない電力とすることを特徴とする液晶表示装置のバックライト駆動方法。
【請求項２】
液晶表示パネルの背面に配置されるランプと、
前記ランプに通電を開始した後、所定の時間毎に温度センサにより温度を検出し、前回測定時の温度を比較することにより前記ランプの発熱による温度上昇を検出するとともに、前記温度センサの出力に応じた電力を前記ランプに供給し、前記温度検出手段により温度の上昇が検出されないときには前記ランプに供給する電力を制限して前記液晶表示パネルを破損させるおそれのない電力とする電力供給手段とを有することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項３】
前記ランプは、自己昇温タイプの冷陰極管であることを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記温度センサは、前記ランプの管面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記電力供給手段は、前記温度センサで検出した温度に応じたデューティ比のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、前記パルス信号が“１”の期間だけ前記ランプにランプ駆動電力を供給する高圧発振回路とを有することを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ＡＶ（オーディオビジュアル）システム又は車載用ナビゲーションシステムの液晶表示装置のように主に戸外で使用される液晶表示装置のバックライト駆動方法及びバックライトユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、車載用ＡＶシステム又はナビゲーションシステムに使用される液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶表示パネル３１は、一対の透明基板と、これらの透明基板の間に封入された液晶と、前記一対の透明基板を挟んで配置された一対の偏光板とにより構成されている。前記一対の透明基板の一方には透明の共通電極及びカラーフィルタが設けられており、他方には透明の画素電極がマトリクス状に配列して形成されている。液晶表示パネル３１の共通電極と画素電極との間に電圧を印加すると、共通電極と画素電極との間の液晶分子は電界に沿って配列し、液晶表示パネル３１のその部分の光の透過率が変化する。画素電極毎に印加電圧を制御することにより、液晶表示パネル３１に所望の画像を表示することができる。
【０００３】
液晶表示パネル３１は箱状のランプハウス３０に取付けられている。このランプハウス３０内にはバックライトとして冷陰極管３２が配置されている。この冷陰極管３２にはヒータ３３が巻き付けられており、このヒータ３３により冷陰極管３２を加熱するようになっている。また、液晶表示パネル３１と冷陰極管３２との間には、冷陰極管３２から出力された光を散乱させるための乳白色板３５が配置されている。更に、冷陰極管３２の近傍にはサーミスタ等の温度センサ３４が設けられている。
【０００４】
冷陰極管３２は温度により輝度が大きく変化するという性質があり、例えば温度が０℃の場合は、冷陰極管３２の輝度は最大輝度の１０〜２０％程度になってしまう。従って、液晶表示装置は、冷陰極管３２の温度が低いと、コントラストが著しく劣化する。
車載用ＡＶシステム又はナビゲーションシステムの液晶表示装置のように戸外で使用される液晶表示装置は厳しい温度変化に曝され、０℃以下の環境で使用されることもある。このため、車載用ＡＶシステム又はナビゲーションシステムに使用される液晶表示装置では、上述の如く、冷陰極管３２にヒータ３３が巻き付けられており、温度センサ３４によりランプハウス３０内の温度を検出して、検出温度が予め設定された温度よりも低いときにはヒータ３３に通電して冷陰極管３２を加熱し、輝度を確保するようになっている。
【０００５】
しかし、上述した構造の液晶表示装置では、冷陰極管３２の周囲にヒータ３３を巻き付ける工程が必要であるので、製品コストの上昇を招くという欠点がある。また、ヒータ３３に通電する必要があるため、消費電力が大きいという欠点もある。
このような欠点を解消するために、近年、通電を開始するとランプ自体の発熱で温度が急激に上昇する、いわゆる自己昇温タイプの冷陰極管が開発されている。この種の冷陰極管を使用することにより、ランプの周囲にヒータを巻き付ける工程が不要になり、製造工程の簡略化と製品コストの低減及び消費電力の低減を図ることができる。
【０００６】
自己昇温タイプの冷陰極管を使用する場合、温度を上昇させるためにはランプに大電流を供給する必要があるが、温度が高くなっても大電流を供給しつづけるとランプの輝度が低下するだけでなく、高温のために液晶表示パネルを破損するおそれもある。従って、自己昇温タイプの冷陰極管では、温度の上昇に伴って供給電流を低減することが必要である。通常、自己昇温タイプの冷陰極管を使用する液晶表示装置では、ランプの近傍にサーミスタ等の温度センサを配置し、検出温度に応じた電流をランプに供給するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車載用ＡＶシステム及びナビゲーションシステムは厳しい温度変化に曝されるので、温度センサが故障したり、結露により温度センサの配線がショートすることがある。このような場合、従来のバックライトユニットでは、温度センサで正しい温度を検出することができないのでランプに大電流を供給しつづけ、液晶表示パネルを破損するおそれがある。
【０００８】
以上から本発明の目的は、温度センサに異常が発生しても過剰な温度上昇が回避されて、液晶表示パネルの破損を防止できる液晶表示装置のバックライト駆動方法及びバックライトユニットを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、液晶表示パネルとその背面に配置されるバックライトとにより構成される液晶表示装置のバックライト駆動方法において、ランプに通電を開始した後、所定の時間毎に温度を検出して前回測定時の温度と比較することによりランプの発熱による温度上昇を監視し、温度上昇が検出できないときは前記ランプに供給する電力を制限して、前記液晶表示パネルを破損させるおそれのない電力とすることを特徴とする液晶表示装置のバックライト駆動方法により解決する。
【００１０】
上記した課題は、液晶表示パネルの背面に配置されるランプと、前記ランプに通電を開始した後、所定の時間毎に温度センサにより温度を検出し、前回測定時の温度を比較することにより前記ランプの発熱による温度上昇を検出するとともに、前記温度センサの出力に応じた電力を前記ランプに供給し、前記温度検出手段により温度の上昇が検出されないときには前記ランプに供給する電力を制限して前記液晶表示パネルを破損させるおそれのない電力とする電力供給手段とを有することを特徴とするバックライトユニットにより解決する。
【００１１】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明方法においては、ランプに通電を開始するとランプの発熱による温度上昇を監視する。ランプに通電を開始しても温度上昇が検出されないときは、温度センサの故障が考えられるので、ランプに供給する電力を予め設定した値に制限する。これにより、過剰な温度上昇が回避され、液晶表示パネルの破損を防止できる。
【００１２】
また、本発明のバックライトユニットにおいては、温度センサと電力供給手段とを有し、電力供給手段は温度センサの出力に応じた電力をランプに供給する。そして、電力供給手段は、温度センサにより温度の上昇が検出されないときには、ランプに供給する電力を予め設定された値に制限する。これにより、温度センサが故障しても、ランプに過剰な電力が供給されることを回避できて、液晶表示パネルの破損が防止される。
【００１３】
前記ランプとしては、自己昇温タイプの冷陰極管を使用することができる。また、冷陰極管の輝度は管面の温度に影響されるので、温度センサは管面に配置されることが好ましい。
更に、前記電力供給手段としては、例えば温度センサで検出した温度に応じたデューティ比のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、該パルス信号生成部で生成したパルス信号が“１”の期間だけ前記ランプにランプ駆動電力を供給する高圧発振回路とにより構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態のバックライトユニットを使用した液晶表示装置を示す模式図である。
液晶表示パネル１１は、一対の透明基板と、これらの透明基板の間に封入された液晶と、前記一対の透明基板を挟んで配置された一対の偏光板とにより構成されている。前記一対の透明基板の一方には透明の共通電極及びカラーフィルタが設けられており、他方には透明の画素電極がマトリクス状に配列して形成されている。液晶表示パネル１１の共通電極と画素電極との間に電圧を印加すると、共通電極と画素電極との間の液晶分子は電界に沿って配列し、液晶表示パネル１１のその部分の光の透過率が変化する。画素電極毎に印加電圧を制御することにより、液晶表示パネル１１に所望の画像を表示することができる。
【００１５】
液晶表示パネル１１は箱状のランプハウス１０に取付けられている。ランプハウス１０内、すなわち液晶表示パネル１１の背面側にはバックライトとして自己昇温タイプの冷陰極管１２が取付けられている。冷陰極管１２は、例えば棒状又はＵ字状のものが使用される。
液晶表示パネル１１と冷陰極管１２との間には、冷陰極管１２から出力された光を散乱させるための乳白色板１５が配置されている。また、冷陰極管１２の管面にはサーミスタ等の温度センサ１４が取付けられている。
【００１６】
図２は本実施の形態のバックライトユニットの回路構成を示すブロック図である。本実施の形態のバックライトユニット２０は、上述した冷陰極管１２及び温度センサ１４の他に、マイクロコンピュータにより構成される制御部（パルス信号生成部）２１と、スイッチング素子２２と、高圧発振回路２３と、センサアンプ２４と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２５とにより構成されている。
【００１７】
センサアンプ２４は、温度によるセンサ１４の抵抗値の変化を電気信号に変換する。このセンサアンプ２４の出力はＡ／Ｄ変換器２５に入力され、デジタル信号に変換されて制御部２１に入力される。制御部２１は、温度センサ１４により検出した温度に応じてデューティ比が１００％（直流）から７０％までのパルス信号を生成し、スイッチング素子２２に出力する。
【００１８】
スイッチング素子２２は車載バッテリー（電源）２９に接続され、制御部２１から与えられるパルス信号が“１”の期間はオンとなって電源電圧（約１２Ｖ）を高圧発振回路２３に伝達し、“０”の期間はオフとなる。
高圧発振回路２３は、電源電圧がスイッチング素子２２を介して供給されている期間は所定の周波数で発振してランプ駆動用の高周波高圧パルスを発生し、この高周波高圧パルスを冷陰極管１２に供給する。
【００１９】
図３は温度センサ１４により測定した温度と制御部２１から出力されるパルス信号のデューティ比との関係を示す図である。温度が１５℃以下の場合はパルス信号のデューティ比を１００％（スイッチ素子２２を常時オン）とし、温度が５０℃以上のときはデューティ比を７０％とする。また、温度が１５℃から５０℃の間は、図３に示すように温度が高くなるほどパルス信号のデューティ比が小さくなるように制御する。
【００２０】
なお、本実施の形態では、パルス信号のデューティ比の最低値を７０％としており、後述するように温度センサ１４に異常が発生すると制御部２１はパルス信号のデューティ比を７０％とする。この場合、デューティ比の最低値は、良好なコントラストを得るために必要な冷陰極管２２の輝度を確保できるとともに、液晶表示パネル１１の破損のおそれがある温度まで冷陰極管１２の温度が上昇しないという条件で設定する必要がある。これは、使用する冷陰極管１２やランプハウス１０の構造により異なるので、予め実験等を行って最適値を決めておく必要がある。
【００２１】
図４は、本実施の形態のバックライトユニットの駆動回路の動作を説明するフローチャートである。
液晶表示装置の電源がオンになると、まず、ステップＳ１１において、制御部２１は変数ｉの値を初期化（ｉ＝０）する。その後、ステップＳ１２に移行し、制御部２１は温度センサ１４の出力から現在の温度Ｔ０  を検出する。そして、ステップＳ１３に移行し、温度Ｔ０  に応じたデューティ比のパルス信号（図３参照）を出力してスイッチング素子２２をオン−オフする。
【００２２】
次に、ステップＳ１４に移行して、制御部２１は所定の時間（例えば、２秒間）経過するのを待つ。そして、所定の時間経過後にステップＳ１５に移行し、温度センサ１４の出力から現在の温度Ｔ１  を検出する。その後、ステップＳ１６に移行し、制御部２１は前回の検出温度Ｔ０  と今回の検出温度Ｔ１  との温度差Ｗを演算する。そして、ステップＳ１７において、温度差Ｗが所定の範囲（例えば、±１℃）か否かを判定し、所定の範囲よりも大きいとき（ＹＥＳのとき）はステップＳ１８に移行して、今回の検出温度Ｔ１  を検出温度Ｔ０  とした後、ステップＳ１３に戻る。
【００２３】
一方、ステップＳ１７において温度差Ｗが所定の範囲内であるときは、ステップＳ１９に移行して、制御部２１は変数ｉをインクリメントする。その後、ステップＳ２０に移行して、変数ｉが所定の値ｎ（例えば、ｎ＝１０）以上か否かを判定する。ｉがｎよりも小さいとき（ＮＯのとき）は、ステップＳ１８に移行して、今回の検出温度Ｔ１  をＴ０  とした後、ステップＳ１３に戻る。
【００２４】
ステップＳ２０において変数ｉがｎ以上の場合（ＹＥＳの場合）は、冷陰極管１２に電流を供給しているのにもかかわらず温度が上昇しないことを意味しており、温度センサ１４に異常が発生したと考えられる。このため、ステップＳ２１に移行して、制御部２１はスイッチング素子２２に供給するパルス信号のデューティ比を予め設定された値（本実施の形態では７０％）に維持する。これにより、冷陰極管１２に供給される電流が最大時の７０％に制限され、冷陰極管１２の温度上昇が回避される。また、この場合も冷陰極管１２に最大時の７０％の電力が供給されるので、冷陰極管１２の温度上昇速度は緩やかになるものの、徐々に温度が上昇して良好なコントラストを得るために必要な輝度を確保することができる。
【００２５】
上述したように、本実施の形態においては、冷陰極管１２への電力供給を開始しても温度センサ１４により温度上昇が検出されないときは、冷陰極管１２に供給する電力を予め設定した値に制限する。これにより、温度センサ１４が故障したり、結露によりショートが発生しても、冷陰極管１２に過剰に電流が供給されることが回避され、温度上昇による液晶表示パネル１１の破損を回避できる。また、本実施の形態においては、温度センサ１４に異常が発生しても予め設定された電力が冷陰極管１２に供給されるので、良好なコントラストを得るために必要な輝度を確保することができる。
【００２６】
なお、上述の実施の形態においては本発明を直下型バックライトに適用した場合について説明したが、本発明はエッジライト式バックライト（サイドライト）に適用することも可能である。また、上述の実施の形態においては本発明を車載用ＡＶシステム又はナビゲーションシステムの表示装置に適用した場合について説明したが、これにより本発明の適用範囲が車載用の電子機器に限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ランプに通電を開始した後、温度センサにより温度の上昇を検出できないときはランプに供給する電力を一定の値に制限するので、温度センサに異常が発生してもランプが高温になることが回避でき、液晶表示パネルの破損を防止することができる。この場合も一定量の電力がランプに供給されるので、ランプの温度上昇速度は遅くなるものの徐々にランプの温度が上昇して、良好なコントラストを得るために必要な輝度を確保することができる。従って、本発明により、特に温度変化が厳しい環境で使用される液晶表示装置の信頼性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のバックライトユニットを使用した液晶表示装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態のバックライトユニットの回路構成を示すブロック図である。
【図３】サーミスタにより測定した温度と制御部から出力されるパルス信号のデューティ比との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態のバックライトユニットの駆動回路の動作を説明するフローチャートである。
【図５】車載用ＡＶシステム又はナビゲーションシステムに使用される液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０，３０  ランプハウス、
１１，３１  液晶表示パネル、
１２，３２  冷陰極管、
１４，３４  温度センサ、
２０  バックライトユニット、
２１  制御部、
２２  スイッチング素子、
２３  高圧発振回路、
２４  センサアンプ、
２５  Ａ／Ｄ変換器、
３３  ヒータ。
【図１】
0003574333.tif 000002
【図２】
0003574333.tif 000003
【図３】
0003574333.tif 000004
【図４】
0003574333.tif 000005
【図５】
0003574333.tif 000006