(57)【要約】【課題】  任意の輝度レベルを得ながらも、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動を抑えることができるバックライト制御装置を提供する。【解決手段】  バックライト制御装置３は、１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数と、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を制御することにより、バックライト２の輝度を調整している。バックライト２は、液晶パネル１を照明する。【選択図】  図１
2006251533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルのバックライト制御装置において、
複数の発光素子を備えるバックライトの各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整することを特徴とするバックライト制御装置。
【請求項２】
それぞれの上記制御端子に対する１サイクルの信号をパターン化し、そのサイクルを連続的に各制御端子を介して各発光素子に送信することでバックライトを所望の輝度で発光させることを特徴とする請求項１記載のバックライト制御装置。
【請求項３】
１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数と、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を制御することにより、輝度を調整することを特徴とする請求項２記載のバックライト制御装置。
【請求項４】
液晶パネルのバックライト制御方法において、
複数の発光素子を備えるバックライトの各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整することを特徴とするバックライト制御方法。
【請求項５】
画像表示を行う液晶パネルと、
複数の発光素子を有して上記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、
上記バックライトの複数の発光素子の各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整するバックライト制御装置と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示を行う液晶表示装置の液晶パネルを背面から照明するバックライトの輝度レベルを制御するバックライト制御装置及びバックライト制御方法に関する。また、本発明は、バックライトにより、画像表示を行う液晶表示パネルが背面から照明される液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（LCD:Liquid Crystal Display）は、陰極線管（CRT:Cathode-Ray Tube）表示装置と比較して大型画面化、軽量化、薄型化、低電力消費化等が図られることから、例えば自発光型のＰＤＰ表示装置（Plasma Display Panel）等とともにテレビジョン受像機や各種のディスプレィ用に用いられるようになっている。液晶表示装置は、各種サイズの２枚の透明基板の間に液晶を封入し、電圧を印加することにより液晶分子の向きを変えて光透過率を変化させて所定の画像等を光学的に表示する液晶パネルを備える。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶自体が発光体ではないために、液晶パネルに照明光を供給する光源部が備えられる。光源部としては、一般に液晶パネルに対して背面部の側方から照明光を供給するサイドライト方式や背面部から照明光を直接供給するバックライト方式が採用されている。バックライト方式に基づいたバックライトユニットは、例えば光源と、光源からの照明光を液晶パネルに導光する導光板と、反射シートと、レンズシート或いは拡散シート等を備えており、これら光学プレート類によって照明光を均一化して液晶パネルに対して全面に亘って照明光を供給する。
【０００４】
バックライトユニットには、従来光源として例えば水銀やキセノンを蛍光管内に封入した冷陰極蛍光ランプ（CCLF:Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられていた。また、大型サイズの液晶表示装置においては、一般に、光源から出射された照明光を均一化する拡散プレートの背面に複数本の長尺な冷陰極蛍光ランプを配置して照明光を液晶パネルに供給するエリアライト型バックライト（Area Litconfiguration Backlight）装置が備えられている。
【０００５】
従来、上述したような液晶ディスプレイのバックライト装置においては、光源の点灯時間を変化させることで、輝度の調節を行ってきた。
【０００６】
図６を参照して液晶パネル５１を照明するバックライト５２のオン（ON）デューティ（Duty）による従来の輝度調節機構について説明する。バックライト５２のバックライトON/OFF制御端子５３に、例えばデューティDuty0%，デューティDuty50%，デューティDuty100%の制御信号を入れることにより、ON−Dutyによる輝度調節を行ってきた。
【０００７】
また、例えば、下記特許文献１では、Ｌ本（Ｌは２以上の自然数）の冷陰極管を周期的に点灯／不点灯を繰り返し、上記点灯時間と上記不点灯時間の比率を制御することにより輝度制御を行うバックライト装置において、冷陰極管の点灯／不点灯を繰り返す一つの周期をＭに分割し、Ｍと同じまたは少ないＮの期間点灯し、Ｍ−Ｎの期間不点灯に制御し、かつ上記冷陰極管が夫々点灯を始めるタイミングをＫずつずらすよう制御することを特徴とするバックライト輝度制御方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４３０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、全ての光源の点灯時間を変化させることで、輝度の調節、および省電力を実現してきた、従来の方式では、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動が大きかった。特にこのようなバックライト装置は、消費電力も大きく、ＥＭＩノイズの増大を招いていた。
【００１０】
本発明は、任意の輝度レベルを得ながらも、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動を抑えることができるバックライト制御装置及びバックライト制御方法の提供を目的とする。
【００１１】
また、本発明は、バックライトにて任意の輝度レベルを得て画像表示をしながらも、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動を抑えることができる液晶表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバックライト制御装置は、上記課題を解決するために、液晶パネルのバックライト制御装置において、複数の発光素子を備えるバックライトの各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整する。
【００１３】
発光素子の点灯個数と単位時間あたりの点灯回数によって、任意の輝度レベルが得られる。具体的には、各制御端子に対する１サイクルの信号をパターン化し、そのサイクルを連続的に各制御端子を介して各発光素子に送信する。このとき、１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数と、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を制御する。
【００１４】
本発明に係るバックライト制御方法は、上記課題を解決するために、液晶パネルのバックライト制御方法において、複数の発光素子を備えるバックライトの各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整する。
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、画像表示を行う液晶パネルと、複数の発光素子を有して上記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、上記バックライトの複数の発光素子の各オン／オフ制御端子に送信する制御信号を、発光素子の点灯数及び単位時間あたりの点灯回数に基づいて変更し、バックライトの輝度を調整するバックライト制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るバックライト制御装置及びバックライト制御方法によれば、任意の輝度レベルを得ながらも、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動を抑えることができる。
【００１７】
また、本発明に係る液晶表示装置によれば、バックライトにて任意の輝度レベルを得て画像表示をしながらも、光源のターンオン／ターンオフによる電源電圧のノイズ、及び電圧変動を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。この実施の形態は、バックライトにより、画像表示を行う液晶表示パネルが背面から照明される液晶表示装置である。
【００１９】
図１は、液晶表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。図示するように、液晶表示装置は、画像表示を行う液晶パネル１と、液晶パネル１を背面から照明するバックライト２と、バックライトの輝度調整を行うバックライト制御装置３とを備えている。また、液晶表示装置は、映像信号が入力端子４から入力される信号処理回路５と、映像信号を記録する画像メモリ６と、映像信号に含まれる同期信号を分離し、この同期信号を用いて画像メモリ６の制御のためのタイミング信号、液晶パネル駆動部８の制御のためのタイミング信号及びバックライト制御装置３の制御のためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ７を備える。
【００２０】
液晶パネル１は、詳細を省略するが、スペーサビーズ等によって対向間隔を保持された第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に液晶を封入し、この液晶に対して電圧を印加して液晶分子の向きを変えて光透過率を変化させる。液晶パネル１は、第１ガラス基板の内面に、ストライプ状の透明電極と、絶縁膜と、配向膜とが形成されている。液晶パネル１は、第２ガラス基板の内面に、光３原色のカラーフィルタと、オーバコート層と、ストライプ状の透明電極と、配向膜とが形成される。
【００２１】
液晶パネル１は、第１ガラス基板と第２ガラス基板の表面に、それぞれ偏向フィルムと位相差フィルムとが接合される。液晶パネル１は、ポリイミドからなる配向膜が液晶分子を界面にして水平方向に配列されており、偏向フィルムと位相差フィルムとが波長特性を無彩色化、白色化してカラーフィルタによるフルカラー化を図って受信画像等をカラー表示する。なお、液晶パネル１については、かかる構造に限定されるものではなく、従来提供されている種々の構成を備える液晶パネルであってもよいことは勿論である。
【００２２】
バックライト２は、複数の発光素子を有する。発光素子としては、冷陰極管蛍光ランプ、ＬＥＤ等を用いることができる。以下の説明では、発光素子を３個搭載したバックライトを具体例としてあげる。
【００２３】
バックライト制御装置３は、バックライト２の発光素子を点灯させる個数、及び単位時間当たりの点灯回数を調節することによりバックライト２の輝度を調整する。
【００２４】
信号処理回路５は、入力端子４を介して入力された映像信号から、例えば、水平同期信号又は垂直同期信号に同期して、画像表示に必要なタイミング信号を生成する。画像表示に必要なタイミング信号とは、画像メモリ６の制御のためのタイミング信号、液晶パネル駆動部８の制御のためのタイミング信号及びバックライト制御装置３の制御のためのタイミング信号である。また、映像信号を液晶パネル１の特性に合わせたＲＧＢ信号に変換する。
【００２５】
画像メモリ６は、１フィールドもしくは１フレーム分の各色映像信号を記録する。タイミングジェネレータ７は、上記同期信号に基づいて、画像メモリ６への書き込み及び読み出しを制御するタイミング信号を生成しており、画像メモリ６に記録した各色映像信号を高速で読み出し、液晶駆動回路８を介して液晶パネル１に供給する。
【００２６】
液晶パネル１は、タイミングジェネレータ７から供給されたタイミング信号に基づいて、液晶パネル駆動回路８からの各色映像信号に応じた画像を画面表示する。
【００２７】
したがって、バックライト制御装置３の制御に応じたバックライト２からの照明光によって、液晶パネル１は画像を発光状態で表示することができる。
【００２８】
以下、本発明のバックライト制御装置３の動作について図２乃至図５を参照して説明する。従来のバックライトの輝度調節は、図６に示したように、ON−Dutyに応じたものであった。これに対して、本発明のバックライト制御装置３では、発光素子を点灯させる個数、及び単位時間当たりの点灯回数により、バックライト２の輝度を調節する。例えば、発光素子を３個搭載したバックライト２を制御するバックライト制御装置３について説明する。以下では、適宜、バックライト２とバックライト制御装置３とを合わせてバックライト装置と称する。図２乃至図４はバックライト装置の動作説明図である。
【００２９】
図２に示すように、バックライト２には、３個の発光素子に対応し、それぞれ自身のON/OFFを制御するバックライトON/OFF制御端子２１，２２，２３が設けられている。バックライト制御装置３は、後述するように、１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数と、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を制御することにより、輝度を調整している。
【００３０】
図３に示す例１は、１サイクルのクロック数を３とし、従来技術でのデューティ３３％と等価な信号を表している。それぞれの制御端子に送信する制御信号のON、OFFの変化を、横軸を時間軸として表している。この図では、発光素子がONのときを状態Ａとし、OFFのときを状態Ｂとする。バックライト制御装置３は、それぞれの制御端子２１,２２及び２３に対する１サイクルの信号をパターン化し、そのサイクルを連続的に各制御端子を介して各発光素子に送信することでバックライト２を所望の輝度で発光させる。
【００３１】
バックライト制御装置３は、バックライトON/OFF制御端子２１には１サイクルが「Ａ，Ｂ，Ｂ」というパターン化した信号を連続的に送信している。また、バックライトON/OFF制御端子２２には１サイクルが「Ｂ，Ａ，Ｂ」というパターン化した信号を連続的に送信している。また、バックライトON/OFF制御端子２３には１サイクルが「Ｂ，Ｂ，Ａ」というパターン化した信号を連続的に送信している。
【００３２】
つまり、バックライト制御装置３は、１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数を１とし、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を１としている。上記いずれのパターンでもＡは１／３であるので３３％が実現されている。このような制御を行った場合は、常にどれかひとつの素子が発光している状態となる。
【００３３】
図４に示す例２は、１サイクルのクロック数を４とし、デューティ７５％を実現した例である。バックライト制御装置３は、バックライトON/OFF制御端子２１には１サイクルが「Ａ，Ａ，Ａ，Ｂ」というパターン化した信号を連続的に送信している。また、バックライトON/OFF制御端子２２には１サイクルが「Ｂ，Ａ，Ａ，Ａ」というパターン化した信号を連続的に送信している。また、バックライトON/OFF制御端子２３には１サイクルが「Ａ，Ｂ，Ａ，Ａ」というパターン化した信号を連続的に送信している。
【００３４】
つまり、バックライト制御装置３は、１サイクル内の各クロック毎の発光素子の点灯個数を２、２、３、２とし、１サイクル当たりの各発光素子の点灯回数を３としている。いずれのパターンでもＡは３／４であるので７５％が実現されている。
【００３５】
このようにバックライト制御装置３は、１サイクル当たりのクロック数を任意に可変でき、クロックの周波数も任意に変化させることが可能である。
【００３６】
図３に示した例１の場合であれば、１クロック当たり常にどれか一つの発光素子が発光している状態となる。もちろん、１サイクルでみたときも、３個の発光素子のいずれか一つは発光していることになる。したがって、３個の発光素子としてそれぞれの消費電力が同じ素子を使用すれば、図５に示すように、バックライト２に流れる電流は常に一定となり、電源電圧のノイズ、及び電圧変動をなくすことができる。
【００３７】
図４に示した例２の場合であれば、１サイクルのクロック数を４クロックに可変している。１サイクル内の３クロック分では２個の発光素子が発光し、残りの１クロックで３個の発光素子が発光している。このため、図５に示すように、バックライト２に流れる電流は１サイクル内で１クロック分だけ発光素子１個分、残りの３クロックに流れる電流よりも余計に電流が流れるだけである。
【００３８】
図５に、比較例として示す従来技術での電流変動に比べると、電流変動は極めて少なくなっている。したがって、例２でも、従来技術に比較して電源電圧のノイズ、及び電圧変動をなくすことができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、１サイクルのクロック数を任意に可変することもできるので、これによりバックライトの制御信号数の削減、および必要な輝度調節の段階数を増やすことが可能である。
【００４０】
さらに、クロック周波数を任意に変化させることも可能である。バックライトが所望するクロック周波数に調節できることで、低消費電力動作、及びちらつきのない安定した光源とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】液晶表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】バックライトの３つのON/OFF制御端子を示す図である。
【図３】１サイクルのクロック数を３とし、従来技術でのデューティ３３％と等価な信号を表しているタイミング信号（例１）を示す図である。
【図４】１サイクルのクロック数を４とし、従来技術でのデューティ７５％と等価な信号を表しているタイミング信号（例２）を示す図である。
【図５】例１、例２と比較例との電流変動を示す特性図である。
【図６】従来のバックライト制御装置における輝度調節機構を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  液晶パネル、２  バックライト、３  バックライト制御装置、５  信号処理回路、６  画像メモリ、７  タイミングジェネレータ、８  液晶パネル駆動回路
【図１】
2006251533.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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