(57)【要約】【課題】バックライト駆動を高速化したり、余分な同期回路などを設けることなく、表示ムラも発生を抑えることのできる表示装置を提供する。【解決手段】表示動作を行う表示パネル５０と、前記表示パネル５０に光を供給する複数のバックライトと、前記複数のバックライトの駆動制御を行うバックライト制御部３と、を備える表示装置１００である。そして、前記バックライト制御部３は、前記複数のバックライトの各々に対して点灯と消灯を繰り返す駆動制御を行うとともに、前記複数のバックライトのうち、一つのバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに、他のバックライトを消灯から点灯に切り替える制御を行う構成とした。【選択図】図３
2009288448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が開口状態と閉口状態とに繰り返し切り替わることで表示動作を行う表示パネルと、
前記表示パネルに光を供給する複数のバックライトと、
前記複数のバックライトの駆動制御を行うバックライト制御部と、
を備える表示装置において、
前記バックライト制御部は、
前記複数のバックライトの各々に対して点灯と消灯を繰り返す駆動制御を行うとともに、
前記複数のバックライトから前記表示パネルに供給される光量が切り替えの前後でほぼ等量となる組み合わせで、前記複数のバックライトのうち、一つのバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに、他のバックライトを消灯から点灯に切り替える制御を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数のバックライトは第１のバックライトと第２のバックライトから構成され、
前記バックライト制御部は、
前記第１のバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに同期させて、前記第２のバックライトを消灯から点灯に切り替える制御を行うとともに、前記第１のバックライトが消灯から点灯に切り替わるタイミングに同期させて、前記第２のバックライトが点灯から消灯に切り替える制御を行う構成であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
画素が開口状態と閉口状態とに繰り返し切り替わることで表示動作を行う表示パネルに、複数のバックライトを駆動して光を供給するバックライトの駆動方法であって、
前記複数のバックライトの各々が点灯と消灯とを繰り返すとともに、前記複数のバックライトから前記表示パネルに供給される光量が切り替えの前後でほぼ等量となる組み合わせで、前記複数のバックライトのうち、一つのバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに、他のバックライトが消灯から点灯に切り替わるように駆動することを特徴とするバックライトの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを備えた表示装置及びバックライトの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示パネルの側方や裏面などにバックライトを設け、バックライトの光を表示パネルの背面側に照らすことによって表示を行うように構成された表示装置がある。また、表示装置には、表示パネルの画素の駆動方式として、図４（ｂ）に示すように、周期的に開口状態と閉口状態とが繰り返される方式を採用したものもある。
【０００３】
バックライトは図４（ｃ）に示すように、オンとオフを周期的に繰り返すように駆動制御されることがある。これは、例えば、バックライトとして発光ダイオードなどの照明素子を適用した場合に、適度な光量を得つつ、その消費電力や発熱を低減することができるからである。発光ダイオードなどの素子は、発光電流が規定されており、規定の発光電流より低い電流で駆動すると、発光の色合いが変わってしまう。そのため、駆動電流を上げ下げする制御を行って、消費電力や発熱の低下を行うことは困難である。
【０００４】
上記のようにバックライトをオン・オフする制御を行うことで、例えば車載用など環境温度の高いところで使用される表示装置においても、照明素子の寿命を延ばすことができるという利点も得られる。一般に、照明素子は温度依存性を示しており、周囲温度が高くなると最大定格が低下する。しかしながら、オン・オフを繰り返すように照明素子を駆動させた場合、駆動電流を低くすることと同様の作用が得られるため、周囲温度が高くなって最大定格が低くなった場合でも、駆動電流が最大定格を超えた場合のように照明素子が劣化してしまうといった作用を低減できる。
【０００５】
本願に関連する従来技術として、特許文献１には、複数のバックライトに出力される各駆動信号の位相をずらしてバックライトを駆動させる技術や、バックライトの制御信号を表示パネルの制御信号と同期して制御する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−７５８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような各画素を周期的に開閉させる表示駆動方式と、所定周期でバックライトをオン・オフする駆動方式とを採用した表示装置においては、表示パネルの開閉周期とバックライトの駆動周期とが近づいた場合に、表示ムラが発生するという課題が生じる。表示ムラとは、例えば、図４（ａ）で示すように、表示パネルの開口期間とバックライトの点灯期間が多く重なる期間と、表示パネルの開口期間とバックライトの消灯期間が多く重なる期間とが、人が視認できる比較的長い周期で繰り返されることで、画面上で明るい部分と暗い部分とが波を打つように変化したり、或いは、時間の経過に伴って波を打つように画面が明るくなったり暗くなったりする現象である。
【０００７】
上記のような表示ムラの発生を抑えるには、一般に、図５（ｃ）に示すようにバックライトの駆動周期を表示パネルの開閉期間に対して短くして高速駆動することが対応策となる。
【０００８】
しかしながら、バックライトの駆動周期を表示パネルの開閉周期に対して高速化する方法では、比較的高価な部品を使用する必要があり、さらにバックライト駆動の高速化によってノイズが発生するため、ノイズ対策を施さなければならないという課題が生じる。
【０００９】
特許文献１に示されるように、バックライトの点灯制御を表示パネルの開口制御と同期させて行わせることにより、表示ムラの発生を抑える方法も考えられたが、この場合、バックライトの制御信号と表示パネルの制御信号を同期させる複雑な同期回路の追加が必要となるという課題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、バックライト駆動を高速化したり、余分な同期回路などを設けることなく、表示ムラも発生を抑えることのできる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載された発明の表示装置は、
画素が開口状態と閉口状態とに繰り返し切り替わることで表示動作を行う表示パネルと、
前記表示パネルに光を供給する複数のバックライトと、
前記複数のバックライトの駆動制御を行うバックライト制御部と、
を備える表示装置において、
前記バックライト制御部は、
前記複数のバックライトの各々に対して点灯と消灯を繰り返す駆動制御を行うとともに、
前記複数のバックライトから前記表示パネルに供給される光量が切り替えの前後でほぼ等量となる組み合わせで、前記複数のバックライトのうち、一つのバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに、他のバックライトを消灯から点灯に切り替える制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明の表示装置において、
前記複数のバックライトは第１のバックライトと第２のバックライトから構成され、
前記バックライト制御部は、
前記第１のバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに同期させて、前記第２のバックライトを消灯から点灯に切り替える制御を行うとともに、前記第１のバックライトが消灯から点灯に切り替わるタイミングに同期させて、前記第２のバックライトが点灯から消灯に切り替える制御を行う構成であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、
画素が開口状態と閉口状態とに繰り返し切り替わることで表示動作を行う表示パネルに、複数のバックライトを駆動して光を供給するバックライトの駆動方法であって、
前記複数のバックライトの各々が点灯と消灯とを繰り返すとともに、前記複数のバックライトから前記表示パネルに供給される光量が切り替えの前後でほぼ等量となる組み合わせで、前記複数のバックライトのうち、一つのバックライトが点灯から消灯に切り替わるタイミングに、他のバックライトが消灯から点灯に切り替わるように駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表示パネルのオンタイミングに同期させてバックライトをオンにさせるといった同期制御を行わなくても、一つのバックライトのオフタイミングと別のバックライトのオンタイミングとを一致させるようにバックライト同士を同期制御することにより、表示パネルの各画素に常時一定の光量を発生できる。従って、バックライトの制御信号と表示パネルの制御信号を同期させる複雑な同期回路が不要であるので、回路規模が増大することなく、表示ムラの発生を抑えることができる。また、バックライトの駆動周期が、表示パネルの開閉周期と近くなっても、表示ムラの発生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】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明を適用した表示装置の一実施形態の全体構成を示したブロック図であり、図２は、この表示装置においてバックライトと表示パネルの作用を表した説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の表示装置１００は、表示パネル５０、Ｘ電極ドライバ６０、Ｙ電極ドライバ６５、Ｘ電極ドライバ６０とＹ電極ドライバ６５を制御する信号制御部４０、表示パネル５０に光を供給する第１バックライト１及び第２バックライト２、第１バックライト１と第２バックライト２をオン、オフ制御するバックライト制御部３等を備えている。
【００１８】
表示パネル５０は、特に限定されるものではないが、例えば液晶パネルからなり、その内部には横方向に複数のＸ電極、縦方向には複数のＹ電極が設けられ、これらが交差する点に１つの画素が形成される。Ｘ電極とＹ電極に駆動電圧が印加されることにより、これらＸ電極とＹ電極とが交差した部分の画素が駆動される。このような電圧印加は周期的に繰り返し行われるので、表示パネル５０の画素は、後述する図３（ｂ）に示すように、開口状態と閉口状態を周期的に繰り返すように制御される。
【００１９】
信号制御部４０は、例えば外部から入力される表示信号に基づいて、表示パネル５０のＸ電極とＹ電極とを駆動制御するＸ電極制御信号とＹ電極制御信号とを生成する。
【００２０】
Ｘ電極ドライバ６０及びＹ電極ドライバ６５は、信号制御部４０において生成されたＸ電極制御信号及びＹ電極制御信号を入力し、Ｘ電極制御信号及びＹ電極制御信号に基づいて、表示パネル５０の各電極に電圧を印加する。
【００２１】
第１バックライト１及び第２バックライト２は、例えば、白色発光ダイオードを照明素子としたものである。これらは表示パネル５０の側方や背面に設けられ、表示パネル５０に光を供給する。
【００２２】
上記構成の表示装置１００によれば、外部から入力された表示信号に基づいて信号制御部４０がＸ電極ドライバ６０とＹ電極ドライバ６５による表示パネル５０への印加電圧を制御して、表示パネル５０の各画素を駆動する。
【００２３】
図２に示すように、表示装置１００の表示パネル５０の背面側には第１バックライト１又は第２バックライト２が光を供給しており、この光が、上記表示パネル５０の各画素のうち、駆動されて開口状態となった画素を通過することで、画素が点灯し、ユーザに表示画像として認識される。
【００２４】
次に、図３を参照にして第１バックライト１及び第２バックライト２の詳細な駆動方法について説明する。
【００２５】
図３には、上記表示装置１００により詳細な動作の一例を説明するタイミングチャートを示す。同図の（ａ）は画素を通過した透過光を、（ｂ）は表示パネル５０中の１個の画素の開閉状態を、（ｃ）は第１バックライト１の駆動状態を、（ｄ）は第２バックライト２の駆動状態をそれぞれ示す。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、表示パネル５０の画素は、Ｘ電極ドライバ６０とＹ電極ドライバ６５の駆動電圧に基づいて、所定周期で開口状態と閉口状態を繰り返す表示駆動を行う。表示パネル５０の駆動周波数は、例えばオンとオフによる点滅が人間の目に認識されない周波数（例えば６０Ｈｚ〜１００Ｈｚなど）とされる。なお、図３（ｂ）の画素の開閉状態のパターンは模式的に示したものであり、駆動電圧にも応じて開閉期間の割合が変化するものである。また、開口状態と閉口状態とが一瞬で切り替わるものでもなく、その中間状態の期間も生じるものである。なお、図３（ｂ）のパターンのように開閉状態が切り替わる画素としてもよい。
【００２７】
バックライト制御部３は第１バックライト１及び第２バックライト２をオン、オフ制御する第１バックライト駆動信号３１及び第２バックライト駆動信号３２を出力する。図３の（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１バックライト１及び第２バックライト２は、バックライト制御部３から出力される各バックライト駆動信号３１、３２に基づいて、所定の周期で点灯と消灯を繰り返す。各バックライト１、２の駆動周波数は、例えば表示パネル５０の駆動周波数に近い値（例えば４０Ｈｚ〜２００Ｈｚなど）とされる。この範囲の周波数とすることで、第１バックライト１と第２バックライト２を共に常時点灯とする場合と比較して、消費電力及び発熱の低減や環境温度の高いところで使用しても素子劣化の低減を図ることができる。
【００２８】
また、第１バックライト１と第２バックライト２とには、オンの状態のときに一定の電流が流されるようになっている。この電流を照明素子に適した規定の電流とすることで、適した色合いの光を発光させることができる。
【００２９】
図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、バックライト制御部３は、上記のような点灯と消灯とを繰り返す制御を行うと共に、第１バックライト１と第２バックライト２との駆動を同期させる制御も行う。すなわち、図３のタイミングｔ１、ｔ３、ｔ５に示すように、第１バックライト１のオフタイミングと同期させてほぼ同一のタイミングで第２バックライト２をオンにする。また、図３のタイミングｔ２、ｔ４に示すように、第１バックライト１のオンタイミングと同期させてほぼ同一のタイミングで第２バックライト２をオフにする。
【００３０】
このようなバックライトの駆動制御により、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、表示パネル５０の各画素の開閉駆動の周期とバックライトの点滅周期とが近づいた場合でも、図３（ａ）に示すように、表示パネル５０の開口期間中には常に一定の光量が発生されることで、開口期間中に一定の透過光が得られ、表示ムラを抑えることができる。
【００３１】
例えば、一般に環境温度が高温である車載用装置に適用される場合には、周囲温度が高くなって照明素子の最大定格が低くなるという事態が生じるが、適宜な周波数でバックライト１、２をオン、オフ駆動することで、駆動電流を低くすることと同様の作用が得られ、照明素子の劣化を低減することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、液晶の表示パネル５０を有した表示装置を例示したが、表示パネルの各画素が開口と閉口とを繰り返すように駆動され、バックライトにより表示パネルを照らして表示出力を行う構成の表示装置であればどのような表示装置においても本発明は適用可能である。また、バックライトをオフではなく、輝度を弱めるようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施の形態においては２つのバックライトを備えた構成を例示したが、３つ以上のバックライトを備えた構成としてもよい。例えば、３つのバックライトを備えた構成を変形例として以下説明する。
【００３４】
変形例１として、表示装置は、３つのバックライトのうち常時１つのバックライトを点灯させる構成である場合を例示する。変形例１の表示装置は上記実施の形態において説明した構成のほかに、バックライト制御部に接続された第３バックライトを備えるものとする。バックライト制御部は、第１バックライトは第３バックライトのオフタイミング、第２バックライトは第１バックライトのオフタイミング、第３バックライトは第２バックライトのオフタイミング、と同期させてほぼ同一のタイミングで各バックライトをオンにする制御を行うようにする。つまり、バックライト制御部は１つのバックライトがオンの状態で、他の２つのバックライトはオフの状態となるように各バックライトを制御する。これによって、変形例１の表示装置は、３つのバックライトのうち常時１つのバックライトを点灯させることができる。また、変形例１の表示装置は、４つ以上のバックライトを備える構成である場合も適用可能である。
【００３５】
変形例１の表示装置は、変形例１において同期させるバックライトの組み合わせを変更することによって、３つのバックライトのうち常時２つのバックライトを点灯させる構成となる。これを変形例２とする。
【００３６】
変形例２において、バックライト制御部は、１つのバックライトがオフの状態で、他の２つのバックライトはオンの状態となるように各バックライトを制御する。これによって、変形例２の表示装置は３つのバックライトのうち常時２つのバックライトを点灯させることができる。また、変形例２の表示装置は、４つ以上のバックライトを備えて常時３つ以上のバックライトを点灯させる構成である場合も適用可能である。
【００３７】
また、変形例１及び変形例２から、表示装置はバックライトの点灯数を増減する構成をすることができる。これによると、輝度調整スイッチ等を用いてバックライトの点灯数を増減させることにより、段階的に輝度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態の表示装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】実施形態の表示装置においてバックライトと表示パネルの作用を説明する図である。
【図３】本実施形態の表示装置の動作の一例を説明するタイミングチャートである。
【図４】従来の表示装置の動作の第１の例を説明するタイミングチャートである。
【図５】従来の表示装置の動作の第２の例を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  第１バックライト
２  第２バックライト
３  バックライト制御部
３１  第１バックライト駆動信号
３２  第２バックライト駆動信号
４０  信号制御部
５０  表示パネル
６０  Ｘ電極ドライバ
６５  Ｙ電極ドライバ
１００  表示装置
【図１】
2009288448.tif 000003
【図２】
2009288448.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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