DE69816240T2

DE69816240T2 - Rückbeleuchtungseinrichtung für eine LCD Anzeige

Info

Publication number: DE69816240T2
Application number: DE69816240T
Authority: DE
Inventors: Masaya Okita
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: DE69816240D1; KR100639603B1; JP3486742B2; TW396716B; CN1199139C; EP0920052B1; US6023131A; EP0920052A1; CN1218943A; CA2254566A1; KR19990044745A; JPH11160675A; HK1019649A1; CA2254566C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige der Transmissionsart, insbesondere eines Halbbildfolgesystems.
Beschreibung der Hintergrundtechnik
In letzter Zeit werden häufig Farbflüssigkristallanzeigen zum Darstellen von Farbbildern bei Notebooks oder kompakten Flüssigkristall-Fernsehbildschirmen verwendet.
Mit Ausnahme von besonders seltenen Systemen, werden Farbbilder auf Farbflüssigkristallanzeigen mit Hilfe von Farbfiltern dargestellt.
Bei Flüssigkristallanzeigenvorrichtungen, die mit Farbfiltern zum Darstellen von Farbbildern verbunden sind, werden drei Punkte aus verschiedenen Farben, nämlich rot, grün und blau, miteinander kombiniert, um eine gewünschte Farbe darzustellen. Farbfilter sind jedoch sehr teuer und müssen mit hoher Genauigkeit mit Schalttafeln verbunden werden. Desweiteren benötigen sie eine dreistellige Zahl an Punkten, um eine gleichwertige Auflösung im Vergleich zu schwarz-weiß Farbflüssigkristallanzeigentafeln sicher zu stellen. Daher benötigen typische Farbflüssigkristallanzeigentafeln eine dreistellige Zahl an Treiberschaltungen in horizontaler Richtung. Dies führt zu einem Anstieg der Kosten für die Treiberschaltungen an sich sowie zu erhöhten Arbeitskosten, da die Treiberschaltungen mit der Anzeige an dreimal so vielen Punkten verbunden werden müssen. Aus wirtschaftlicher Sicht beinhaltet daher die Verwendung von Farbfiltern mit Farbflüssigkristalltafeln zum Darstellen. von Farbbildern viele Nachteile.
Ein weiteres Problem bei Farbfiltern ist, dass ihre optische Durchlässigkeit lediglich ca. 20% beträgt. Bei der Verwendung von Farbfiltern verringert sich die Leuchtdichte ca. auf ein Fünftel und es wird viel elektrischer Strom für die Hintergrundbeleuchtung verbraucht, um die Leuchtdichte zu kompensieren.
Die japanische Offenlegungsschrift der Patentanmeldung 1-179914 (1989) offenbart eine Farbflüssigkristallanzeigenvorrichtung, die sich eines Halbbildfolgesy stems bedient, um Farbbilder durch Verbinden einer schwarz-weiß Farbflüssigkristalltafel mit dreifarbiger Hintergrundbeleuchtung anstatt mittels Farbfiltern darzustellen. Mit diesem Verfahren erscheint es wahrscheinlicher, dass authentische Farbbilder kostengünstig erzeugt werden. Was dreifarbige Hintergrundbeleuchtung betrifft, so schlagen die japanischen Patentanmeldungen Nr. 7271994 und 8-49476 die Verwendung von drei Kaltkathodenstrahlröhren vor, die die drei Farben rot, grün und blau erzeugen, die in einem Raum angeordnet sind, der dem einer dünnen Hintergrundbeleuchtungseinrichtung entspricht, die herkömmliche Weiß-Kaltkathodenstrahlröhren und optische Führungsplatten verwendet.
Eine Inverterschaltung, die für das Erzeugen einer hohen Spannung zum Beleuchten der Kaltkathodenstrahlröhren benötigt wird, kann jedoch schwerlich mittels eines kostengünstigen Halbleiterschalters geschaltet werden, und es war daher notwendig, Inverter mit entsprechenden Kaltkathodenstrahlröhren zu verbinden, um so eine Beleuchtung der drei Kaltkathodenstrahlröhren durch Ausgangssignale der drei Inverter zu steuern. Obwohl die Beleuchtungszeit auf mehr als ein Drittel reduziert wird, verändert sich der Spitzenstrom nicht so stark. Daher können Spulen und andere Elemente nicht miniaturisiert werden, und es müssen drei Inverter verwendet werden, die dieselbe Größe wie herkömmliche Inverter haben. Dies stellt ein ernsthaftes Problem beim Einsatz in Notebooks dar, da Miniaturisierung bei diesen eine der wichtigsten Voraussetzungen ist. Ferner sind Inverter aus wirtschaftlicher Sicht sieben mal teurer als Kathodenstrahlröhren.
Wie in 3 gezeigt, gibt es einen weiteren Ansatz, bei dem Schalter 8, 9 und 10 aus bidirektionalen Thyristoren, die leicht erhältlich und kostengünstig sind, hohen Spannungen Stand halten und es einem elektrischen Strom erlauben, in entgegengesetzte Richtungen zu fließen, mit drei Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 in Reihe geschaltet sind, welche die drei Farben rot, grün und blau erzeugen, um so eine Spannung von hochspannungserzeugenden Mitteln 4a aus, die aus einer Gleichstromquelle 1 und einem Inverter 3 bestehen, an diese anzulegen.
Wird jedoch eine Spannung von den hochspannungserzeugenden Mitteln 4a angelegt, so ist der Widerstand der Schalter 8, 9 und 10 aus bidirektionalen Thyristoren nicht ausreichend, wenn alle Schalter ausgeschaltet sind, was zu einer elektrischen Entladung in einer oder mehreren der Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 und zu einem Fehler beim vollständigen Ausschalten führt.
Daher ist es als schwierig erachtet worden, eine Beleuchtung von Kaltkathodenstrahlröhren durch bidirektionale Thyristoren zu steuern, und es wurde erforderlich, dass herkömmliche Technologien eigenständig Inverter 3a, 3b und 3c mit individuellen Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 verbinden, wie in 4 gezeigt, und ein Leuchten der Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 steuern, indem sie die angelegte Stromquelle an entsprechenden Invertern 3a, 3b und 3c durch Schalter 2a, 2b und 2c steuern. Daher bleibt das oben genannte Problem weiterhin bestehen.
JP 06203983 A beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung für mehrere Entladungslampen. Die Einrichtung umfasst hochspannungserzeugende Mittel, die aus einer Gleichstromquelle, einem Transformator und einem Transistor bestehen, die mit einem Invertersteuergerät verbunden sind. Daher kann das Ausgangssignal der Kaltkathodenstrahlröhren, d. h. die auf der sekundären Seite des Transformers bereitgestellte Spannung, gesteuert werden. Mehrere Kaltkathodenstrahlröhren sind mit den hochspannungserzeugenden Mitteln verbunden. Desweiteren sind mehrere Transistoren vorgesehen, wobei jeder Transistor mit einer Reihe von Entladungsröhren verbunden ist. Die AN-Zeiten des Transistors sind angetrieben, um die Zerstreuung der Leuchtdichte oder eine Abweichung bei der Verschlechterung der Entladungslampen zu kompensieren, und um mit gleichbleibender Helligkeit zu beleuchten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Halbbildfolge-Flüssigkristallanzeige anzugeben, welche die Beleuchtung der drei Kaltkathodenstrahlröhren mit einem einzigen Inverter steuern kann.
Gemäß der Erfindung ist eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm einer Hintergrundbeleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ist ein Zeitdiagramm für die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
3 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinrichtung; und
4 ist ein Blockdiagramm einer weiteren herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf die Figuren beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, welches das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei dem eine Gleichstromquelle 1, ein beispielsweise aus einem Transistor bestehender Halbleiterschalter 2 und ein Inverter 3 hochspannungserzeugende Mittel 4 bilden, deren Ausgangssignal gesteuert werden kann.
Mit den hochspannungserzeugenden Mitteln 4, deren Ausgangssignal gesteuert werden kann, sind drei Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 parallel geschaltet, um drei Farben rot, grün und blau zu erzeugen, und mit jeweiligen Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 sind aus bidirektionalen Thyristoren bestehende Schaltmittel 8, 9 und 10 in Reihe geschaltet, die leicht erhältlich und kostengünstig sind, hohen Spannungen Stand halten und es einem elektrischen Strom erlauben, in entgegengesetzte Richtungen zu fließen.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel kann die elektrische Entladung von den Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 dauerhaft gesteuert werden, indem der Schalter 2 zum Steuern der Stromquelle des Inverters 3 in den hochspannungserzeugenden Mitteln 4 zusätzlich zu den aus bidirektionalen Thyristoren bestehenden Schaltmitteln 8, 9 und 10 verwendet wird, die mit den jeweiligen Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 in Reihe geschaltet sind, und indem der Schalter 2 und die Schaltmittel 8, 9 und 10 zusammen gesteuert werden.
Wird also eine Hochspannung von den hochspannungserzeugenden Mitteln 4 angelegt, wenn alle bidirektionalen Thyristoren als Schaltmittel 8, 9 und 10 AUS sind, so findet die elektrische Entladung in einer oder mehreren Kaltkathoden strahlröhren 5, 6 und 7 statt. Wird jedoch der Schalter 2, der die hochspannungserzeugenden Mitteln 4 bildet, ausgeschaltet, um dadurch die ausgegebene Spannung des Inverters 3 unter den für den Beginn der elektrischen Ladung kritischen Spannungswert zu bringen, so kann die elektrische Entladung aller Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 verhindert werden.
Was das Beleuchten einer Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6, 7 im Halbbildfolgesystem betrifft, ist es wichtig, dass nur eine der roten (R), grünen (G) und blauen (B) Kaltkathodenstrahlröhren (CCRT) 5, 6, und 7 zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet wird, und dass ein Abstand von mehreren Millisekunden nach Ausschalten einer Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6 oder 7 eingehalten wird, bevor eine nächste Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6 oder 7 eingeschaltet wird.
2 zeigt ein Zeitdiagramm mit EIN/AUS-Zuständen der jeweiligen Schaltmittel 8, 9, 10 und drei Kaltkathodenstrahlröhren (CCRT) 5, 6, und 7, die dazu bestimmt sind, die oben genannten Voraussetzungen zu erfüllen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur eines der Schaltmittel 8, 9 und 10 eingeschaltet ist, wenn der Schalter 2 eingeschaltet ist und eine hohe Spannung von dem Inverter 3 angelegt wird. Falls in diesem Fall die Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7 dieselbe zum Beginnen der elektrischen Entladung erforderliche Spannung haben, so wird nur eine der Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 und 7, die mit den eingeschalteten Schaltmitteln 8, 9 und 10 in Reihe geschaltet sind, eingeschaltet.
Wenn eine ausgewählte Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6 und 7 eingeschaltet ist, so nimmt die ausgegebene Spannung des Inverters 3 ab. Daher findet in den anderen Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 oder 7, die mit den ausgeschalteten Schaltmitteln 8, 9 oder 10 in Reihe verbunden sind, keine elektrische Entladung statt. Das heißt, es ist sichergestellt, dass die ausgewählte Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6 oder 7 verlässlich beleuchtet wird und die anderen Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6 oder 7 sich nicht elektrisch entladen.
In dem Zeitdiagramm der 2 wird eines der Schaltmittel 8, 9 und 10 eingeschaltet, nachdem der Schalter 2 eingeschaltet worden ist und bevor eine Hochspannung von dem Inverter 3 ausgegeben wird. Das geschieht um sicherzustellen, dass eine Kaltkathodenstrahlröhre 5, 6 oder 7, die mit den eingeschalteten Schaltmitteln 8, 9 oder 10 verbunden ist, immer zuverlässig aufleuchtet. Für gewöhnlich jedoch können die Schaltmittel zeitgleich mit Zufuhr der Hochspannung aus dem Inverter 3 eingeschaltet werden, da die Zeit, nachdem der Schalter 2 geschlossen ist, um den Inverter 3 mit Strom zu versorgen, und bevor der Inverter 3 eine Hochspannung liefert, länger ist als die Zeit, bevor eines der Schaltmittel eingeschaltet wird. Zusätzlich sieht das Zeitdiagramm in 2 ein Interval vor, nachdem der Schalter 2 ausgeschaltet ist und bevor alle Schaltmittel 8, 9 und 10 ausgeschaltet sind. Dies geschieht unter Berücksichtigung der Zeit, die dafür benötigt wird, dass das Ausgangssignal des Inverters 3 in den hochspannungserzeugenden Mitteln 4 unter den kritischen Spannungswert sinkt, ab dem sich die Kaltkathodenstrahlröhren elektrisch entladen, was bei einigen Inverterarten nötig ist. Auf die oben beschriebene Weise kann die Beleuchtung von Kaltkathodenstrahlröhren 5, 6, und 7 verlässlich gesteuert werden.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Erfindung, drei Kaltkathodenstrahlröhren mit einem einzigen Inverter zu steuern. Das heißt, die Erfindung reduziert die Anzahl an Invertern auf ein Drittel und ermöglicht ein kostengünstiges, kompaktes System. Abhängig von einer geeigneten Anordnung der Schaltmittel, die mit den Kaltkathodenstrahlröhren in Reihe geschaltet sind, erhält man ein noch kompakteres System, indem Hochspannung führende Leitungen zu einer zusammengelegt werden.
Da, wenn alle Kaltkathodenstrahlröhren ausgeschaltet sind, die Eingabe der Stromquelle in den Inverter AUS ist, kann zusätzlich ein unnützer Stromverbrauch verhindert werden.
Die Erfindung kann nicht nur für Halbbildfolge-Hintergrundbeleuchtungseinrichtungen, sondern auch für verschiedene andere Systeme verwendet werden, die mehrere Entladungsröhren während des Schattens ihrer Beleuchtung verwenden.

Claims

Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige mit: hochspannungserzeugenden Mitteln (1, 2, 3), die einen einzigen steuerbaren Ausgang haben; mehreren Entladungsröhren (5, 6, 7), die gemeinsam mit dem einzigen Ausgang der hochspannungserzeugenden Mittel (1, 2, 3) verbunden sind; und mehreren Schaltmitteln (8, 9, 10), die jeweils in Reihe mit einer der Entladungsröhren (5, 6, 7) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zeitraum, in dem von den hochspannungserzeugenden Mitteln (1, 2, 3) eine Hochspannung abgegeben wird, nur eines der Schaltmittel (8, 9, 10) in einem elektrisch leitenden Zustand ist.
Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der die Schaltmittel (8, 9, 10) bidirektionale Thyristoren sind.
Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Entladungsröhren (5, 6, 7) drei Kaltkathodenstrahlröhren zum Erzeugen von rotem, von grünem bzw. von blauem Licht sind.
Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die hochspannungserzeugenden Mittel (1, 2, 3) in ihrer Ausgabe dadurch gesteuert werden, daß die sie speisende Stromquelle (1) gesteuert wird.