(57)【要約】【課題】回路構成を複雑にすることなく、照明装置を最適に点灯制御でき、さらに、動画ブレの少ない良好な動画表示を行う照明制御装置および液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、表示パネルを照明して表示出力する照明手段とを備えた液晶表示装置において、照明手段の２つの主放電電極間に電圧を印加する全面点灯期間と、少なくとも片側の主放電電極の近傍に副放電電極を備え、それらの間を点灯させる部分点灯期間とを切り替え可能な点灯制御手段を有し、全面点灯期間および前記部分点灯期間において、放電管における副放電電極の幅及び配置を所定のパラメータに設定することにより、印加電圧が等しく、管電流値をほぼ等しいことを特徴とする照明制御装置とする。【選択図】図１
2008041472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放電発光型の照明装置において、２つの主放電電極間に電圧を印加する全面点灯期間と、少なくとも片側の主放電電極の近傍に副放電電極を備え、それらの間を点灯させる部分点灯期間とを、切り替え可能な点灯制御手段を有し、前記全面点灯期間および前記部分点灯期間において、印加電圧が等しく、管電流値をほぼ等しいことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
前記照明制御装置は、放電管における前記副放電電極の幅及び配置を所定のパラメータに設定することにより、前記全面点灯期間および前記部分点灯期間の管電流値をほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１記載の照明制御装置。
【請求項３】
前記主放電電極とその近傍の前記副放電電極間において蛍光体を塗布しない請求項１または２記載の照明制御装置。
【請求項４】
前記主放電電極とその近傍の前記副放電電極間における発光を外部に漏らさない防止構造を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の照明制御装置。
【請求項５】
少なくとも２トランスで並列駆動可能なインバータ構成の場合であっても、インバータ構成を変更することなく、各照明装置を個別に前記全面点灯期間および前記部分点灯期間を制御できる前記点灯制御手段を有する請求項１から４いずれかに記載の照明制御装置。
【請求項６】
液晶層と前記液晶層の透過光を画素ごとに変調可能な複数の画素からなる表示パネルと、映像信号に対応して前記表示パネルの画素の透過光を制御する画素電圧印加手段と、前記表示パネルを照明して表示出力する請求項１から５いずれかに記載の照明制御装置を有する液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１から５いずれかに記載の照明制御装置を少なくとも１つ以上有する点灯分割領域を走査ラインと平行に区切って少なくとも１つ以上備え、前記点灯分割領域をそれぞれ個別に前記全面点灯期間および前記部分点灯期間を制御できる前記点灯制御手段を有する請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記点灯分割領域に対応して前記表示パネルを分割した表示分割領域を有した液晶表示装置において、各表示分割領域に対応する液晶が完全に応答しきってから、前記表示分割領域に対応した点灯分割領域の照明装置において、前記部分点灯期間から前記全面点灯期間へと切り替える前記点灯制御手段を有する請求項７記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置における照明装置に関し、最適な点灯制御をおこなうための照明制御装置に関する。特に、表示装置としては関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置は液晶の応答速度の遅さ、及び、ホールド駆動が原因で、特に動画表示を行う際、残像が生じることが問題となっていた。しかし、近年、動画ブレ防止のために、様々な駆動方法が開発されており、その中でも、バックライトの照明時間を短くすることによりホールド時間を短くしようとするブリンキングバックライトを用いた擬似インパルス駆動などがおこなわれている。
【０００３】
しかし、放電管の点灯・消灯を繰り返す際に最も過剰電圧成分をもつ放電開始電圧の印加回数が増加することで、蛍光放電管の寿命が極端に悪くなることが問題となっている。そこで、特許文献１に示すように、放電管の主放電電極の少なくとも片側の近傍に部分放電電極を有し、点灯の際は主放電電極間に全面点灯電圧を印加し、消灯の際は主放電電極と部分放電電極との間に部分放電電圧を印加することで、常に放電を維持しながら、印加電圧の選択および放電を行わせる電極の選択をおこなうことで、点灯・消灯をスイッチングできる駆動方法が提案された。
【特許文献１】特開２００１−３３２３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この方法は、印加電圧の選択をおこなわなければならないため、印加電圧の選択処理を行う回路が必要になる等、回路構成などが複雑になることが問題となっている。
【０００５】
そこで、本発明では、このような課題を解決するために、印加電圧を一定にすることで回路構成を複雑にすることなく、点灯・消灯をスイッチングすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、液晶層と前記液晶層の透過光を画素ごとに変調可能な複数の画素からなる表示パネルと、映像信号に対応して前記表示パネルの画素の透過光を制御する画素電圧印加手段と、前記表示パネルを照明して表示出力する照明手段とを備えた液晶表示装置において、前記照明手段の２つの主放電電極間に電圧を印加する全面点灯期間と、少なくとも片側の主放電電極の近傍に副放電電極を備え、それらの間を点灯させる部分点灯期間とを、切り替え可能な点灯制御手段を有し、前記全面点灯期間および前記部分点灯期間において、印加電圧が等しく、管電流値をほぼ等しくした照明制御装置とする。なお、本発明において、印加電圧を一定にするために、副放電電極の幅・配置など各パラメータを適切にすることで、点灯・消灯間の管電流値をほぼ一定にし、前記照明手段の寿命を通常と同等としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回路構成を複雑にすることなく、照明装置を最適に点灯制御でき、さらに、動画ブレの少ない良好な動画表示をおこなうことができる。また本発明を用いることにより、特にＥＥＦＬなどの蛍光放電管を用いた場合でも、インバータ回路を変更することなく、各点灯分割領域毎に点灯・消灯を個別に駆動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は本発明の照明制御装置の基本構成を示した図である。図１に示すように、照明装置は放電管１、主放電電極２および副放電電極３から構成され、定電圧源５から出力された電圧をインバータ回路４により交流電圧に変換し、主放電電極２に印加する。なお、点灯・消灯は点灯制御回路６で制御する。点灯・消灯制御動作は、点灯制御信号７として点灯信号が点灯制御回路６に印加されることで、主放電電極２間が点灯する全面点灯期間となり、点灯制御信号７として消灯信号が点灯制御回路６に印加されることで、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間が点灯する部分点灯期間となる。
【００１０】
なお、図では副放電電極３が１つであるが、もう一方の主放電電極２の近傍にも副放電電極３を構成したものであっても良い。また、部分点灯期間において、可視光が出射しないように、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間に蛍光体を塗布しない構造としても良い。さらに、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間から可視光もしくは紫外光が漏れないような構造的な措置をとっても良い。例えば、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間の放電管を覆う構成により、可視光若しくは紫外光を遮断する構成とすることが考えられる。
【００１１】
次に、本発明において全面点灯期間と部分点灯期間とで、管電流値がほぼ等しくなるように、副放電電極の幅・位置など各パラメータを調整する実験をおこなった。実験をおこなった環境を図２に示す。図２に示すように、今回の実験では、ＥＥＦＬを有するバックライトユニット８を用いておこなったが、放電管の種類・照明装置の使用対象（この実験ではバックライトであるが）はこれに限らない。また、今回の実験では、副放電電極３としてアルミテープで簡易的に作製したものを外部電極として用いたが、副放電電極３の形状・材質・配置場所（照明装置の内部・外部）などはこれに限らない。
【００１２】
図２の構成を以下に詳細に説明する。まず、バックライトユニット８の構成であるが、定電圧源５から出力された電圧をインバータ回路４により交流電圧に変換し、トランス４ａでＥＥＦＬの駆動電圧まで昇圧する。次に、トランス４ａで生成された電圧を各ＥＥＦＬの主放電電極２に印加し、点灯制御回路６により、点灯・消灯を制御する。なお、今回の実験では、点灯制御回路６として、点灯状態では副放電電極３をＯＰＥＮとし、消灯状態では副放電電極３をＧＮＤとする回路構成とした。また、インバータ４のＧＮＤ、定電圧源５のＧＮＤ、そして、点灯制御回路６のＧＮＤは共通とする。なお、Ａは輝度測定箇所を示しており、Ｂはリファレンス輝度測定箇所を示しており、Ｃは管電流測定箇所を示している。
【００１３】
次に、実験方法を以下に示す。まず、本実験では、管電流を測定するために、図において、一番上部にあるＥＥＦＬの管電流値を測定することとし、図に示す管電流測定箇所で管電流の測定をおこなった。また、本実験では、簡易的な点灯制御回路６としているため、部分点灯期間においても若干の漏れ電流が存在する。そのため、全面点灯期間および部分点灯期間の輝度を測定比較した。測定方法は、測定対象である一番上部のＥＥＦＬの中間部分のみを測定するために、マクロレンズを用いた輝度計で測定した。なお、本実験では、バックライトとして用いることを目的としていることから、バックライト寄生容量などの基本特性を変えないために、バックライトユニット８の反射板および測定対象でないＥＥＦＬからの光などを遮らないこととした。
【００１４】
また、本実験で用いたＥＥＦＬは一般的なＥＥＦＬを用いたことから、部分点灯期間であっても、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間から光漏れが生じる。それらのことから、反射板からの光、および、測定対象でないＥＥＦＬからの光、また、測定対象のＥＥＦＬの主放電電極２とその近傍の副放電電極３間からの光など、測定に不要な光も測定してしまうことから、部分点灯期間であっても、輝度が０とはならない。また、実験を正確におこなうため、時間・温度など実験環境の違いなどによる誤差を減らすために、輝度比は絶対輝度ではなく相対輝度として比較をおこなった。本実験で用いたバックライトユニット８は蛍光体の塗布方向が逆方向のＥＥＦＬが１本ごとに配置されていることから、測定対象のＥＥＦＬの２本下のＥＥＦＬをリファレンスとし、その中間部分の輝度をリファレンス輝度とすることで、相対輝度対象として用いた。
【００１５】
以上のような構成において、図３に副放電電極３の幅、主放電電極２とその近傍の副放電電極３間の距離を変更したときの、全面点灯期間および部分点灯期間における管電流値および輝度・リファレンス輝度による相対輝度比の測定データを示す。なお、本実験では、約７０ｃｍの長さであるＥＥＦＬを用いた。
【００１６】
以下に、測定データの考察結果を示す。
【００１７】
まず、副放電電極３の幅が２ｃｍのとき、消灯時の管電流値が点灯時に比べて大きくなった。これは、印加電圧が主放電電極２とその近傍の副放電電極３間に有効に印加されることで、実効的にＥＥＦＬの長さが短くなったことで、抵抗が小さくなったためであると考える。この条件では、管電流値が増大することから、ＥＥＦＬの寿命が短くなるため、使用できない。
【００１８】
次に、副放電電極３の幅が２ｍｍのとき、消灯時の管電流値が点灯時に比べて小さくなった。これは、副放電電極３が完全な電極とはならず、電子の放出経路となることで、副放電電極３間の電子密度が減少し、その結果、ＥＥＦＬの抵抗が大きくなったためであると考える。今回の実験で用いたインバータ回路４では、輝度を一定に保つために、全管電流値を一定にするようなフィードバックをかけている。そのため、この条件を用いた際も、他のＥＥＦＬの管電流が増大することから、使用することができない。また、インバータ回路４に全管電流値を一定にするようなフィードバックをかけなかったとしても、測定データから部分点灯期間時の輝度比が少なくても０．４９と大きくなり、消灯と言いがたい結果となった。そのため、どちらにしてもこの条件では使用できないことがわかった。
【００１９】
最後に、副放電電極３の幅が１ｃｍのとき、消灯時の管電流値がほぼ点灯時と等しくなった。これは、やや副放電電極３間で電流の漏れがあるものの、上記２つの条件が平衡状態となったものであると考える。つまり、本実験で用いた照明装置およびバックライト構成による結果として、副放電電極３の幅は１ｃｍが最適であることがわかった。
【００２０】
次に、副放電電極３の幅が１ｃｍのときに、主放電電極２とその近傍の副放電電極３との距離を変更したときの輝度比を測定した。主放電電極２とその近傍の副放電電極３との距離が長くなるにつれ、部分点灯期間時の輝度比が大きくなり、消灯と言いがたい結果となった。しかし、距離が短いとき（本実験では５ｍｍのとき）、輝度比が０．０９となり、反射板からの光、ＥＥＦＬからの光漏れなどを考慮に入れたとして、十分な消灯条件となった。なお、本実験では、距離を５ｍｍまでしか短くしていないが、さらに短くすることで、消灯領域が広がりさらに効果があると考える。
【００２１】
以上のように、副放電電極３の幅と位置を適切なパラメータとすることで、印加電圧が一定にも関わらず、管電流値が一定となることがわかった。なお、今回の実験では、点灯制御回路６が簡易的なものであり、漏れ電流が観測されたが、点灯制御回路６に、例えば、コンデンサなどを使用することにより、漏れ電流が無く、管電流値を一定にすることも可能である。その際は、副放電電極３の適切なパラメータ値および範囲が上記実験とは異なるため、その都度、考察・検討が必要となる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、上記の値により、印加電圧が一定の場合であっても、管電流値を一定にすることが可能になるを示したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、画面サイズに応じて、それぞれの値を変更することも可能である。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は本発明の照明制御装置を液晶表示装置のバックライトとして用いた際、特に照明装置としてＥＥＦＬを用いた際の両側駆動のバックライト構成を示す。ここで、今回の構成は１つの例であり、前記示したように、照明装置・インバータ構成などはこれに限らない。なお、実施の形態１でおこなった方法で副放電電極３の幅・位置は最適化されているものとする。
【００２４】
次に、図４の構成を以下に示す。図に示すように、各照明装置に対し、２つの主放電電極２の近傍に副放電電極３が１つずつ存在する。それら各照明装置を２つ合わせて点灯分割領域１（９ａ）を構成し、同様に、点灯分割領域２（９ｂ），３（９ｃ），４（９ｄ）を構成する。点灯制御回路６は各点灯分割領域９に対応した点灯制御信号７をそれぞれ受け取り、点灯分割領域ごとに全面点灯期間および部分点灯期間を制御する。なお、今回は１つの点灯分割領域９中の照明装置を２つとしたが、これに限らない。また、各点灯分割領域９中の照明装置の数を同じにする必要も無い。また、図では４つの点灯分割領域９で構成されているが、これに限らない。
【００２５】
（実施の形態３）
図５は本発明の照明制御装置をバックライトユニット８として用いた際の液晶表示装置の構成を示す。バックライトユニット８は、実施の形態２で述べたような構成とする。バックライトユニット８の各点灯分割領域９に対応して、液晶パネルの表示分割領域１１が与えられている。ただし、この図ではそれぞれ４つずつ分けられているが、これに限らない。一般的に液晶表示装置はバックライトユニット８からの光の透過率を液晶パネル１０で変化させて表示させるものであり、本発明において、バックライトユニット８の各点灯分割領域９からの光の透過率をそれらに対応した液晶パネル１０の各表示分割領域１１で変化させて表示するものとする。
【００２６】
次に、上記で述べたような図５に示す構成の液晶表示装置を用いた際の、動画改善に最適な駆動方法の一例を示す。図６にＶｓｙｎｃ信号、各表示分割領域１１に対応した液晶の応答波形（縦軸はバックライトからの透過光強度を示す。）、そして、各点灯分割領域９に対応した点灯制御信号のタイミングチャートを示す。図の液晶応答波形は低階調から高階調への応答を例としている。図のように、液晶は所望とする階調まで応答するのに、時間を要するため、この間を表示することは動画特性上好ましくない。そのため、本発明では、各表示分割領域１１に対応する液晶が完全に応答しきってから、それらに対応した点灯分割領域９の照明装置を部分点灯期間から全面点灯期間に移行するように駆動する。なお、図では全面点灯期間から部分点灯期間への切替時間が、対応した表示分割領域１１の液晶が応答し始める時間としているが、これに限らない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る照明制御装置および液晶表示装置によれば、回路構成を複雑にすることなく、照明装置を最適に点灯制御でき、動画ブレを抑制できることから、動画表示の多い、例えば、液晶テレビ等において有用である。また本発明を用いることにより、特にＥＥＦＬなどの蛍光放電管を用いた場合でも、インバータ回路を変更することなく、各点灯分割領域毎に点灯・消灯を個別に駆動できる液晶テレビ用のバックライト等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の照明制御装置の基本構成を示した図
【図２】実験環境を示す図
【図３】実験の測定データ結果を示す図
【図４】本発明を用いた際のＥＥＦＬ両側駆動のバックライト構成を示す図
【図５】本発明における照明制御装置を用いた液晶表示装置を示す図
【図６】本発明を用いた際の動画改善効果を図るためのタイミングチャート
【符号の説明】
【００２９】
１    照明装置
１ａ    点灯分割領域１の照明装置
１ｂ    点灯分割領域２の照明装置
１ｃ    点灯分割領域３の照明装置
１ｄ    点灯分割領域４の照明装置
２    主放電電極
２ａ    点灯分割領域１の主放電電極
２ｂ    点灯分割領域２の主放電電極
２ｃ    点灯分割領域３の主放電電極
２ｄ    点灯分割領域４の主放電電極
３    副放電電極
３ａ    点灯分割領域１の副放電電極
３ｂ    点灯分割領域２の副放電電極
３ｃ    点灯分割領域３の副放電電極
３ｄ    点灯分割領域４の副放電電極
４    インバータ回路
４ａ    トランス
５    定電圧源
６    点灯制御回路
７    点灯制御信号
８    バックライトユニット
９    点灯分割領域
９ａ    点灯分割領域１
９ｂ    点灯分割領域２
９ｃ    点灯分割領域３
９ｄ    点灯分割領域４
１０    液晶パネル
１１    表示分割領域
１１ａ    表示分割領域１
１１ｂ    表示分割領域２
１１ｃ    表示分割領域３
１１ｄ    表示分割領域４
【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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