(57)【要約】【課題】コストを増加させることなく動画表示性能を向上させることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】放電ランプ走査点灯装置は、インバータ１０と、トランス２０と、互いに並列に接続された放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６と、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６とトランス２０との間に直列にそれぞれ接続された可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６と、点灯制御信号発生回路３０とより構成される。点灯制御信号発生回路３０は、入力される垂直同期信号に基づき、可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６それぞれに流れる電流を制御することにより、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６におけるインピーダンスのばらつきを低減している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための液晶パネルと、
前記液晶パネルを区分した複数のブロックをそれぞれ照明する複数の放電ランプと、
前記複数の放電ランプへ駆動電圧を与える一のインバータと、
前記複数の放電ランプ・前記一のインバータ間に介在するように前記複数の放電ランプに直列にそれぞれ配置された複数のインダクタンス素子と、
前記複数のインダクタンス素子それぞれに流れる電流を制御する制御手段と
を備える
液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記インダクタンス素子は、可飽和リアクターを有する
液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置であって、
前記複数の放電ランプにそれぞれ直列に配置された複数の抵抗素子もしくはインピーダンス素子
をさらに備え、
前記複数個の抵抗素子もしくはインピーダンス素子において生じた電圧は前記制御手段へフィードバック入力される
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、コストを増加させることなく動画表示性能を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、小型軽量であるという特徴を生かして、各種モニタ及びＴＶ用のフラットパネル表示装置として広く用いられてきている。しかし、従来の液晶表示装置は、液晶が保持型表示装置であること、及び液晶の応答特性が比較的遅いことに起因して、静止画の表示では特に問題がないが、動画を表示した場合、ＣＲＴと比べるとボケ及び尾引現象が生じ画質劣化が発生していた。特にＴＶは、動画表示を主としているため、動画画質が問題となっていた。
【０００３】
液晶表示装置においては、動画性能改善は継続的に行われており、応答速度の速い液晶材料、セル構造も開発されているが、フレーム周波数１／６０秒に対してはまだ十分ではなく、画質劣化が生じている。
【０００４】
このような液晶に対し、バックライトの工夫により実効的に液晶の応答性を改善し、動画表示性能を向上させる提案が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
この特許文献１に記載された構成は、液晶のバックライトを走査方向に複数個Ｎの領域に分割（区分）し、対応する液晶表示部の書き込み操作に対し一定の時間遅延を持たせ、対応するバックライトの分割領域を順次発光させるようにしたものである。この構成では、液晶を、書き込み直後の十分応答していない時間には発光させず、応答が比較的安定した次のフレームにおける書き込みの直前に発光させることで、動画性能を改善している。特許文献１の図７は、Ｎ＝４個の領域にバックライトを分割した構成を示している。図７においては、分周用のカウンタ２とシフトレジスタ３とを備えた点灯制御信号発生回路１が開示されている。この点灯制御信号発生回路１は、インバータ４−１〜４−４を介して放電ランプ５−１〜５−４へそれぞれ接続されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、その図１に示すように放電ランプを順次点灯させる手段としてＳＷが提案されているが、ＳＷ開放時における電圧が高いため安価なデバイスでは実現が困難であった。
【０００７】
また、特許文献２においては、バックライト部のコストが液晶表示装置全体のコストに占める比率が大きいため、放電ランプの並列駆動を行い、高電圧をスイッチする半導体やランプに電流供給するトランスの数を減らすことにより、コストダウンを図っている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２０２２８６号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来の液晶表示装置では、液晶が保持型表示装置であること、及び液晶の応答が十分な速度でないことに起因して、動画表示時に動画ボケや尾引き現象が発生するといった問題点があるが、これを改善するために単純にバックライトを分割して点灯する方式を採用した場合には、インバータと出力トランスとこれらの制御回路とが、分割数Ｎと同じ数もしくはその１／２倍程度必要となるので、コストが上昇するという問題点が生じる。
【００１０】
一方で、従来の液晶表示装置では、前述の通り、放電ランプの駆動回路（一般的にはインバータ回路が用いられている）において、複数の放電ランプを並列駆動し半導体やトランスの数量を削減することにより、コストダウンを図っている。例えば、１つの駆動回路ですべての放電ランプを並列駆動する場合は、駆動回路の半導体回路は１つで出力トランスも１つで済む。この方式の場合、各放電ランプはインピーダンスのばらつきがあるため、放電電流のバランスをとるためのインダクタンス素子としてバランスコイルが各ランプと直列に挿入されている。
【００１１】
しかし、このように放電ランプを並列駆動する場合においては、複数のランプをＮ分割して液晶へのデータ書込みタイミングと同期し順次点灯制御を行うためには、この各ランプに直列にスイッチを挿入する必要があるので、スイッチとして高耐圧の半導体素子が必要となる。これは、並列駆動によって高耐圧半導体の数を減らしてコストダウンを図ったことと矛盾する。つまり、実用的には、複数放電ランプの並列駆動を行いながら動画画質改善のための放電ランプの順次点灯を行うことは困難であった。
【００１２】
また、上記のような高耐圧の半導体素子からなるスイッチを用いることなく、単純なスイッチ機能で（タイミングを同期させることなく）スイッチを行った場合には、コストの上昇を避けることはできるが、一般的にバックライトのランプとして使用されているＣＣＦＬ（冷陰極線管）の場合、点灯の安定性が損なわれる。従って、動画表示性能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、コストを増加させることなく動画表示性能を向上させることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る液晶表示装置は、画像を表示するための液晶パネルと、前記液晶パネルを区分した複数のブロックをそれぞれ照明する複数の放電ランプと、前記複数の放電ランプへ駆動電圧を与える一のインバータと、前記複数の放電ランプ・前記一のインバータ間に介在するように前記複数の放電ランプに直列にそれぞれ配置された複数のインダクタンス素子と、前記複数のインダクタンス素子それぞれに流れる電流を制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置は、制御手段を用いて複数のインダクタンス素子それぞれに流れる電流を制御することにより、複数の放電ランプにおけるインピーダンスのばらつきを低減できる。従って、コストを増加させることなく動画表示性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に内蔵される放電ランプ走査点灯装置の構成を示すブロック図である。この放電ランプ走査点灯装置は、画像を表示するために液晶表示部に備えられた液晶パネルを照明するものであるが、この液晶パネルおよび液晶表示部自体は本発明との直接の関わりは薄いので図１では図示を省略している。この液晶表示パネルは、画面の垂直方向に関して６個のブロックに分割（区分）され、時分割で制御（並列駆動）される６個の放電ランプにより、それぞれ照明される。
【００１８】
図１の放電ランプ走査点灯装置は、インバータ１０と、出力トランスとしてのトランス２０と、互いに並列に接続された６個の放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６と、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６とトランス２０との間に直列にそれぞれ接続された可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６と、入力される垂直同期信号（および水平同期信号）に基づき可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６を制御する点灯制御信号発生回路３０とより構成される。
【００１９】
放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６は、インピーダンスのばらつきがあるため、放電電流のバランスをとるためのインダクタンス素子として、可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６が、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６・インバータ１０間に介在するように放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６それぞれに直列に配置されている。
【００２０】
なお、以下では、説明の都合上、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６を総称して放電ランプＬＡｎとも呼ぶ。また、可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６を総称して可飽和リアクターＴｎとも呼ぶ。
【００２１】
図１において、インバータ１０には、トランス２０の一方端子が接続されている。トランス２０の他方端子には、可飽和リアクターＴｎの一方端子がそれぞれ接続されている。可飽和リアクターＴｎの他方端子には、放電ランプＬＡｎの一方端子がそれぞれ接続されている。放電ランプＬＡｎの他方端子には、接地電位を供給するためのＧＮＤ線がそれぞれ接続されている。なお、この放電ランプＬＡｎは、上述した液晶表示パネルにおいてバックライトを構成している。
【００２２】
図２を用いて後述するように、可飽和リアクターＴｎにおいては、コア５１に１次側コイルＬ１および２次側コイルＬ２が制御用に巻かれており、１次側コイルＬ１はトランス２０と放電ランプＬＡｎとに接続されており、２次側コイルＬ２は点灯制御信号発生回路３０に接続され制御されている。
【００２３】
図１において、点灯制御信号発生回路３０は、２次側コイルＬ２に流れる電流を制御することにより、可飽和リアクターＴｎに接続された１次側コイルＬ１のインダクタンスを制御している。例えば、インダクタンスを増加させた場合には、放電ランプＬＡｎに印加される電圧が減少するので、ランプ電流が低下し輝度が下がる。これにより、放電ランプＬＡｎの点灯を安定的に制御することができる。
【００２４】
次に、図２を参照して、可飽和リアクターＴｎの動作をより詳細に説明する。図２に示されるように、可飽和リアクターＴｎにおいては、磁路となるコア５１に１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２とが巻かれており、コア５１に永久磁石５２で磁気バイアスを掛けることで、このコア５１の飽和特性を利用し、図３のグラフに示すようなインダクタンス特性が得られる。図３に示される可飽和リアクターＴｎのインダクタンス特性を参照して、点灯制御信号発生回路３０は、２次側コイルＬ２に流れる電流を制御することにより、トランス２０と放電ランプＬＡｎとを結ぶ１次側コイルＬ１のインダクタンスを制御することができる。
【００２５】
図２に示されるように、可飽和リアクターＴｎにおいて、２次側コイルＬ２は、１次側コイルＬ１に比較して高い密度でコア５１に巻かれている。従って、１次側コイルＬ１に大電圧が印加されていても、２次側コイルＬ２は小電圧かつ小電流で制御することができる。この特性を利用することにより、大電圧が印加されている放電ランプＬＡｎの輝度制御を小電圧かつ小電流で行うことが可能となる。
【００２６】
すなわち、点灯させたい放電ランプＬＡｎに対しては、接続されている可飽和リアクターＴｎの２次側コイルＬ２に電流を流すことにより、可飽和リアクターＴｎの１次側コイルＬ１のインダクタンスを小さくして放電ランプＬＡｎに流れる電流を増やせばよい。
【００２７】
逆に、消灯（もしくは輝度低下）させたい放電ランプＬＡｎに対しては、接続されている可飽和リアクターＴｎの２次側コイルＬ２に電流を流さない（もしくは流れる電流を減らす）ことにより、可飽和リアクターＴｎの１次側コイルＬ１のインダクタンスを増加させ放電ランプＬＡｎに電流を流せばよい（もしくは流れる電流を減らせばよい）。これにより、順次点灯（もしくは順次輝度制御）を行うことが可能となる。
【００２８】
図４は、図１の放電ランプ走査点灯装置により照明される液晶表示パネルの構成を示すブロック図である。図４に示されるように、液晶表示パネルは、画面の垂直方向に関して、６個のブロックＢ１〜Ｂ６に区分され、画面上部側のブロックＢ１から画面下部側のブロックＢ６まで順に走査され時分割で制御すなわち並行駆動される。また、各ブロック（例えばブロックＢ１とする）においても、上端ラインＢ１−Ｕと下端ラインＢ１−Ｌとでは、駆動において時間差が生じることとなる。
【００２９】
図５は、図４のブロックＢ１〜Ｂ６にそれぞれ対応する放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６の時分割制御（並列駆動）を示すタイミングチャートである。
【００３０】
この書き込み制御は、図５（ａ）に示されるような垂直同期信号の周期Ｔを、図５（ｂ）に示されるように、ブロックＢ１〜Ｂ６で順に６分割して行われる。
【００３１】
図５（ｃ）は、ブロックＢ１の上端ラインＢ１−Ｕと下端ラインＢ１−ＬとにおけるＬＣＤの応答特性を示しており、図５（ｄ）は、ブロックＢ１〜Ｂ６をそれぞれ照明する放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６の書き込みパルスを示している。
【００３２】
ブロックＢ１を照明する放電ランプＬＡ１は、ブロックＢ１への書き込み開始のタイミングから時間Ｔｄ遅れて点灯し、次のフレームの書き込みタイミングの直前までの時間Ｔｗを経過した後に消灯する。図５においては、Ｔｗ＝Ｔｄであるので、デューティは１／２となる。
【００３３】
図５（ｃ）に示されるように、ブロックＢ１において、放電ランプＬＡ１が点灯を開始する時点では、下端ラインＢ１−Ｌの応答は上端ラインＢ１−Ｕに比べると完全ではない。しかし、輝度は平均するとデューティに依存するので、放電ランプＬＡ１の点灯を開始するタイミングは、輝度との兼ね合いで設定すればよい。あるいは、動画像のボケを改善したい場合には、放電ランプＬＡ１の点灯を開始するタイミングを、ブロックＢ１の書き込み開始のタイミングと同期させ液晶の応答特性の最適なタイミングまで遅延させればよい。
【００３４】
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置によれば、制御手段としての点灯制御信号発生回路３０を用いて、複数のインダクタンス素子としての可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６それぞれに流れる電流を制御することにより、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６におけるインピーダンスのばらつきを低減している。従って、コストを増加させることなく動画表示性能を向上させることができる。
【００３５】
なお、上述においては、図１を用いて、インバータ１０の数Ｎ＝１とした構成について説明したが、Ｎ＝１に限らず、インバータ１０およびトランス２０の供給電力の制限および経済性により、Ｎ≧２とした構成であってもよく、あるいは、一のインバータ１０で駆動する放電ランプＬＡｎの数を減らした構成であってもよい。すなわち、一のインバータ１０で複数の放電ランプＬＡｎを駆動する構成であればよい。Ｎ≧２とした構成であっても、上記と同様に、点灯制御信号発生回路３０を用いて複数のインバータ１０間で画面の垂直方向におけるＬＣＤへの書き込みタイミングをずらして同期させ順次点灯することにより、動画ボケを大幅に改善することができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に内蔵される放電ランプ走査点灯装置の構成を示すブロック図である。図６は、図１において、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６とＧＮＤ線と間に、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６に直列に抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ介在させるとともに、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６により生じる電圧を点灯制御信号発生装置３０へ帰還させたものである。なお、図６において、図１と同一の部材には同一の符号を付しており、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３７】
一般に、温度が変化すると、可飽和リアクターＴ１〜Ｔ６のインダクタンスが変化するので、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６に流れる電流も変化する。
【００３８】
本実施の形態に係る図６の放電ランプ走査点灯装置においては、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ６に流れる電流を、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６に生じる電圧を用いて点灯制御信号発生装置３０へフィードバック入力させている。従って、この電流の変化を緩和するような制御を行うことが可能となる。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置によれば、放電ランプＬＡ１〜ＬＡ２に流れる電流を抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６を用いてフィードバック制御するので、実施の形態１の効果に加えて、温度変化に対して安定した動作を行うことができるという効果を奏する。
【００４０】
なお、上述においては、放電ランプに流れる電流を抵抗素子を用いてフィードバック制御する場合について説明したが、抵抗素子に限らず、他のインピーダンス素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１に係る液晶表示装置に内蔵される放電ランプ走査点灯装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る可飽和リアクターの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る可飽和リアクターのインダクタンス特性を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係る放電ランプ走査点灯装置により照明される液晶表示パネルの構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る放電ランプの時分割制御（並列駆動）を示すタイミングチャートである。
【図６】実施の形態２に係る液晶表示装置に内蔵される放電ランプ走査点灯装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  インバータ、２０  トランス、３０  点灯制御信号発生回路、５１  コア、５２  永久磁石、Ｂ１〜Ｂ６  ブロック、Ｂ１−Ｌ  下端ライン、Ｂ１−Ｕ  上端ライン、Ｌ１  １次側コイル、Ｌ２  ２次側コイル、ＬＡ１〜ＬＡ６  放電ランプ、Ｒ１〜Ｒ６  抵抗素子、Ｔ１〜Ｔ６  可飽和リアクター、Ｔｄ，Ｔｗ  時間。
【図１】
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【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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