JP2002062519A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特に、光源を周期的に点灯させ、その点灯期間と消
灯期間との時間比率を変化させて調光するバックライト
制御機能を有する液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a backlight control function of periodically turning on a light source and changing the time ratio between a lighting period and a light-off period to control light. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、様々な製品に液晶表示装置が用い
られている。液晶表示装置は、各画素に対応する液晶を
駆動して表示を行うが、液晶は自己発光しないので、液
晶表示パネルを透過した外来光を反射させて表示させる
か、または液晶表示パネルの背面に設けた発光体を発光
させて表示するようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been used for various products. The liquid crystal display device performs display by driving the liquid crystal corresponding to each pixel, but since the liquid crystal does not emit light by itself, the display reflects external light transmitted through the liquid crystal display panel or displays on the back of the liquid crystal display panel. The provided light-emitting body emits light for display.
【0003】一般に、液晶表示パネルの背面に設けられ
る発光体はバックライトと呼ばれ、蛍光管が使用されて
いる。蛍光管は、管両端に設けられた電極間に高い電圧
を印加することで管内放電を生じさせる。そして、管内
の水銀蒸気がこの放電エネルギーによって高いエネルギ
ー準位に励起された後にそのエネルギー準位に戻るとき
に生じる紫外線が管内面に塗布された蛍光体によって可
視光に変換されることで発光するようになっている。そ
して、蛍光管を発光させるには高い電圧を蛍光管に印加
することが必要なので、一般には、インバータによって
低電圧の直流電力を高電圧で高周波(50kHz程度以
下)の交流電力に変換して、蛍光管に供給している。In general, a luminous body provided on the back of a liquid crystal display panel is called a backlight, and a fluorescent tube is used. The fluorescent tube generates a discharge in the tube by applying a high voltage between electrodes provided at both ends of the tube. Ultraviolet light generated when the mercury vapor in the tube is excited to a high energy level by the discharge energy and returns to the energy level is converted into visible light by the phosphor applied on the inner surface of the tube to emit light. It has become. Since it is necessary to apply a high voltage to the fluorescent tube in order to cause the fluorescent tube to emit light, generally, an inverter converts low-voltage DC power into high-voltage, high-frequency (about 50 kHz or less) AC power, Supply to fluorescent tube.
【0004】液晶のバックライトの調光方式としては、
従来よりPWM(Pulse Wide Modulation:パルス幅変
調)調光方式が用いられている。このPWM調光方式
は、光源を周期的に点滅させその点灯期間と消灯期間と
の時間比率を変化させて調光する時分割方式で、最小調
光比(オンデューティ比)を低くすることができるとい
う特徴を持っている。[0004] As a dimming method of a liquid crystal backlight,
Conventionally, a PWM (Pulse Wide Modulation) light control method has been used. The PWM dimming method is a time-division method in which the light source is periodically turned on and off, and the time ratio between the lighting period and the light-off period is changed to perform light control, and the minimum dimming ratio (on-duty ratio) can be reduced. It has the feature of being able to.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、PWM調光
方式を用いた液晶表示装置は、理論的にはその発光制御
を0%〜100%まで制御可能であるが、インバータが
蛍光管に印加する交流電圧により蛍光管が安定点灯する
のにある程度の電圧印加時間が必要なため、実際には数
%以下には輝度を下げることができない。そのため、例
えば、車載用ナビゲーション装置の液晶表示装置におい
ては、夜間、暗い室内において充分に輝度を下げること
ができず、安全な運転の妨げになるという問題がある。The liquid crystal display device using the PWM dimming method can theoretically control the light emission control from 0% to 100%, but the inverter applies the voltage to the fluorescent tube. Since a certain voltage application time is required for the fluorescent tube to be stably lit by the AC voltage, the brightness cannot be actually reduced to several percent or less. Therefore, for example, in a liquid crystal display device of an in-vehicle navigation device, there is a problem that the brightness cannot be sufficiently reduced in a dark room at night, which hinders safe driving.
【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、その目的は、より調光幅の広い液晶
表示装置を提供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a wider light control width.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶
表示パネルの背面側に設けられた光源と、光源を駆動す
る光源駆動手段とを備え、光源が周期的に点滅するよう
に光源駆動手段を制御して、一点滅周期内の点灯期間と
消灯期間との時間比率を変えることで調光を行うと共
に、時間比率を予め定めた時間比率以下に変更するとき
には、光源の点灯期間を維持したまま一点滅周期を長く
する調光手段を設けた構成とした。In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a liquid crystal display panel, a light source provided on the back side of the liquid crystal display panel, and light source driving means for driving the light source. The light source drive means is controlled so that the light source periodically blinks, and the dimming is performed by changing the time ratio between the lighting period and the extinguishing period within one blinking period, and the time ratio is determined in advance. When the time ratio is changed to be equal to or less than the predetermined time ratio, a light control means for extending the one blinking cycle while maintaining the lighting period of the light source is provided.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置を図1から
図5に従って説明する。ここで、図1は本発明の液晶表
示装置の構成を示すブロック図を、図2は本発明の液晶
表示装置におけるデューティ100%の時に蛍光管に印
加される電圧の周期を示す図を、図3は本発明の液晶表
示装置におけるデューティ50%の時に蛍光管に印加さ
れる電圧の周期を示す図を、図4は本発明の液晶表示装
置におけるデューティ2%の時に蛍光管に印加される電
圧の周期を示す図を、図5は本発明の液晶表示装置にお
けるデューティ1%の時に蛍光管に印加される電圧の周
期を示す図をそれぞれ示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the period of the voltage applied to the fluorescent tube when the duty is 100% in the liquid crystal display device of the present invention. 3 is a diagram showing the period of the voltage applied to the fluorescent tube when the duty is 50% in the liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 4 is the voltage applied to the fluorescent tube when the duty is 2% in the liquid crystal display device of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the period of the voltage applied to the fluorescent tube when the duty is 1% in the liquid crystal display device of the present invention.
【0009】先ず、本発明の液晶表示装置の構成を図1
に従って説明する。図1中、1は液晶表示部を、2は蛍
光管を、3はインバータ部を、4はインバータ用電源供
給部を、5はフィルタ部を、6は映像回路を、7は制御
部を、8は操作部をそれぞれ示している。First, the configuration of the liquid crystal display device of the present invention is shown in FIG.
It will be described according to. In FIG. 1, 1 is a liquid crystal display unit, 2 is a fluorescent tube, 3 is an inverter unit, 4 is an inverter power supply unit, 5 is a filter unit, 6 is a video circuit, 7 is a control unit, Reference numeral 8 denotes an operation unit.
【0010】液晶表示部1は、例えば、TFT(Thin F
ilm Transistor:薄膜トランジスタ)を用いた液晶表示
パネルで、映像回路6を介して電源部(図示せず)に接
続されている。The liquid crystal display unit 1 includes, for example, a TFT (Thin F).
A liquid crystal display panel using an ilm transistor (thin film transistor), which is connected to a power supply unit (not shown) via a video circuit 6.
【0011】蛍光管2は、液晶表示部1のバックライト
で、液晶表示部1の背面に設けられており、インバータ
部3に接続されている。このインバータ部3は蛍光管2
に供給する直流電力を、高圧(例えば、2000V)で
高周波(例えば、50kHz)の交流電力に変換するた
めのもので、インバータ用電源供給部4と制御部7とに
接続されている。The fluorescent tube 2 is a backlight of the liquid crystal display 1, provided on the back of the liquid crystal display 1, and connected to the inverter 3. The inverter unit 3 is a fluorescent tube 2
The DC power is supplied to the inverter power supply unit 4 and the control unit 7 for converting DC power supplied to the power supply to high-voltage (for example, 2000 V) and high-frequency (for example, 50 kHz) AC power.
【0012】インバータ用電源供給部4はインバータ部
3に直流電圧(例えば、8〜10V)を供給するための
もので、液晶表示部1に電源を供給する電源部にフィル
タ部5を介して接続されている。フィルタ部5はインバ
ータ部3の間欠電源供給(PWM制御)によるリップル
成分が電源側に入らないようにするためのもので、ロー
パスフィルタを構成している。An inverter power supply unit 4 is for supplying a DC voltage (for example, 8 to 10 V) to the inverter unit 3 and is connected to a power supply unit for supplying power to the liquid crystal display unit 1 via a filter unit 5. Have been. The filter section 5 is for preventing a ripple component due to intermittent power supply (PWM control) of the inverter section 3 from entering the power supply side, and constitutes a low-pass filter.
【0013】映像回路6は、例えば、12Vの直流電源
を供給する電源部と液晶表示部1とに接続されており、
特に図示はしないが、この映像回路6には外部から映像
信号が入力されるようになっている。そして、映像回路
6は、この映像信号に基づいて、液晶表示部1を制御し
て、画像や映像を表示するようになっている。The video circuit 6 is connected to, for example, a power supply unit for supplying a DC power of 12 V and the liquid crystal display unit 1.
Although not particularly shown, a video signal is externally input to the video circuit 6. The video circuit 6 controls the liquid crystal display 1 based on the video signal to display an image or video.
【0014】制御部7は、マイコンで構成されており、
インバータ部3をPWM制御して蛍光管2が点灯してい
る時間と、点灯する周期とを可変させるためのもので、
インバータ部3と、操作部8とに接続されており、特に
図示はしないが、記憶部を備えている。この記憶部には
制御部7がインバータ部3をPWM制御するためのソフ
トウェアと、インバータ部3が蛍光管2に電圧を印加す
る周期と、インバータ部3が蛍光管2に電圧を印加する
時間とが予め記憶されている。The control unit 7 is constituted by a microcomputer.
This is for changing the time during which the fluorescent tube 2 is lit and the cycle at which the fluorescent tube 2 is lit by PWM control of the inverter unit 3.
It is connected to the inverter unit 3 and the operation unit 8, and includes a storage unit (not shown). The storage unit includes software for the control unit 7 to perform PWM control of the inverter unit 3, a cycle in which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2, and a time period in which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2. Is stored in advance.
【0015】ここで、このインバータ部3が蛍光管2に
印加する電圧の周期及び電圧を印加する時間は、フリッ
カー対策のためにPWM周波数を、NTSC方式のfV
である60Hzの2倍である120Hzと3倍である1
80Hzとの中間の周波数である150Hzとし、すな
わち、インバータ部3が蛍光管2に電圧を印加する周期
を1/150(sec)として、この周期における電圧
を常時印加している時をデューティ100%(図2)と
すると、このデューティ100%を基準として、使用者
が後述する操作部8を操作して輝度調整を行ったときに
は、デューティ100%に対してインバータ部3が蛍光
管2に電圧を印加する時間を調整するようになってい
る。例えば、デューティを100%から50%に調整す
るときには、図2及び図3に示すように、このデューテ
ィ100%の時の電圧を印加している時間に対して半分
の電圧印加時間にするように制御する。そして、インバ
ータ部3が蛍光管2に電圧を印加する時間は蛍光管2が
安定点灯するのに充分な時間を確保する必要があり、本
実施例においては、この時間はデューティ2%を下限と
している。Here, the frequency of the voltage applied by the inverter unit 3 to the fluorescent tube 2 and the time during which the voltage is applied are determined by changing the PWM frequency in order to prevent flicker by changing the NTSC fV.
120 Hz, which is twice the frequency of 60 Hz, and 1 which is three times the frequency, 60 Hz
The frequency at which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2 is set to 1/150 (sec), ie, 150 Hz which is an intermediate frequency from 80 Hz. Assuming that (FIG. 2), when the user operates the operation unit 8 to adjust the luminance based on the duty of 100%, the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2 for the duty of 100%. The application time is adjusted. For example, when the duty is adjusted from 100% to 50%, as shown in FIGS. 2 and 3, the voltage application time is set to a half of the voltage application time when the duty is 100%. Control. In addition, it is necessary to secure a sufficient time for the inverter unit 3 to apply a voltage to the fluorescent tube 2 so that the fluorescent tube 2 is stably lit. In the present embodiment, this time is set with a duty of 2% as a lower limit. I have.
【0016】そして、インバータ部3が蛍光管2に電圧
を印加する時間は、その下限(デューティ2%)までは
蛍光管2に電圧を印加する時間を短くすることで調整す
る。そして、この下限よりも低いデューティに変更した
ときには、制御部7はインバータ部3が蛍光管2に電圧
を印加する周期を変更するようになっている。The time during which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2 is adjusted by shortening the time during which the voltage is applied to the fluorescent tube 2 up to the lower limit (duty: 2%). When the duty is changed to a duty lower than the lower limit, the control unit 7 changes the cycle in which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2.
【0017】操作部8は使用者が輝度調整等の各種操作
をおこなうためのもので、例えば、特に図示はしない
が、輝度調整を行うためのスイッチを備えており、使用
者が操作部8を操作することで、制御部7はこの操作に
基づいてインバータ部3を制御して、インバータ部3が
蛍光管2に供給する電圧の周期を調整するようになって
いる。The operation unit 8 is for the user to perform various operations such as brightness adjustment. For example, although not shown, a switch for adjusting the brightness is provided. By performing the operation, the control unit 7 controls the inverter unit 3 based on this operation, and adjusts the cycle of the voltage that the inverter unit 3 supplies to the fluorescent tube 2.
【0018】次に、本発明の液晶表示装置の動作につい
て説明する。先ず、使用者が操作部8に設けられた輝度
調整ボタンを操作して輝度調整を開始すると、制御部7
はこの輝度調整操作に基づいてインバータ部3を制御し
て、インバータ部3が蛍光管2に電圧を印加する時間を
段階的に変更する。例えば、使用者が輝度調整ボタンを
操作して、デューティを100%から2%へ下げたとす
ると、図4に示すように、制御部7はインバータ部3を
制御して、インバータ部3から蛍光管2に電圧が供給さ
れる時間を2%に減らす。Next, the operation of the liquid crystal display device of the present invention will be described. First, when the user operates the brightness adjustment button provided on the operation unit 8 to start brightness adjustment, the control unit 7
Controls the inverter unit 3 based on this brightness adjustment operation, and changes the time during which the inverter unit 3 applies a voltage to the fluorescent tube 2 in a stepwise manner. For example, assuming that the user operates the brightness adjustment button to reduce the duty from 100% to 2%, the control unit 7 controls the inverter unit 3 so that the 2 reduces the time during which the voltage is applied to 2%.
【0019】そして、使用者が所望するデューティを下
限よりも低くする場合、すなわち、デューティの下限で
あるデューティ2%から、それ以下のデューティ、例え
ば、1%にする場合には、制御部7はインバータ部3が
蛍光管2に電圧を供給する時間を保持したまま、電圧を
供給する周期を長くなるように制御する。例えば、図5
に示すように、インバータ部3が蛍光管2に印加する電
圧の周期が1/150(sec)である場合には、制御
部7はインバータ部3を制御して、蛍光管2に電圧を印
加する時間をデューティ2%の時の時間を保持したま
ま、インバータ部3が蛍光管2に印加する電圧の周期を
段階的に長くなるように変化させる。図5においては、
周期を1/150(sec)から1/75(sec)に
変更することで、蛍光管2はデューティ1%で発光する
ことになる。さらにデューティを下げ、蛍光管2の残光
特性と目の残像特性とから定まる人がちらつきを視認で
きない周期の上限(例えば、1/70(sec))まで
長くするように制御するとデューティ0.93%までデ
ューティを下げることができる。以上のようにすること
で、でゅーティ比率(最大輝度と最低輝度との比率)を
2倍以上に拡大することができる。If the duty desired by the user is lower than the lower limit, that is, if the lower limit of the duty is reduced from 2% to a lower duty, for example, 1%, the control unit 7 sets Control is performed such that the period for supplying the voltage is lengthened while maintaining the time for the inverter unit 3 to supply the voltage to the fluorescent tube 2. For example, FIG.
As shown in (2), when the cycle of the voltage applied by the inverter unit 3 to the fluorescent tube 2 is 1/150 (sec), the control unit 7 controls the inverter unit 3 to apply the voltage to the fluorescent tube 2. While maintaining the time when the duty is 2%, the period of the voltage applied to the fluorescent tube 2 by the inverter unit 3 is changed so as to be gradually increased. In FIG.
By changing the period from 1/150 (sec) to 1/75 (sec), the fluorescent tube 2 emits light at a duty of 1%. If the duty is further reduced and controlled so as to be increased to the upper limit (for example, 1/70 (sec)) of a period determined by the afterglow characteristic of the fluorescent tube 2 and the afterimage characteristic of the eyes, the flicker cannot be visually recognized. % Can be reduced. By doing as described above, the duty ratio (the ratio between the maximum luminance and the minimum luminance) can be doubled or more.
【0020】また、デューティを下げてから周期を延ば
すようにしたので、デューティが低いときにはフィルタ
部のローパスフィルタで除去すべきPWM周波数の高調
波成分中の低次成分が減少するので、ローパスフィルタ
として小型で安価な物を使用することが出来る等リップ
ル対策が容易になる。Further, since the cycle is extended after the duty is lowered, the low-order component in the harmonic components of the PWM frequency to be removed by the low-pass filter of the filter section decreases when the duty is low. Ripple countermeasures become easy, for example, a small and inexpensive product can be used.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に設け
られた光源と、光源を駆動する光源駆動手段とを備え、
光源が周期的に点滅するように光源駆動手段を制御し
て、一点滅周期内の点灯期間と消灯期間との時間比率を
変えることで調光を行うと共に、時間比率を予め定めた
時間比率以下に変更するときには、光源の点灯期間を維
持したまま一点滅周期を長くする調光手段を設けた構成
としたことで、調光幅の広い液晶表示装置を提供するこ
とができる。As described above, the liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal display panel, a light source provided on the back side of the liquid crystal display panel, and light source driving means for driving the light source.
The light source driving means is controlled so that the light source periodically blinks, and the light control is performed by changing the time ratio between the lighting period and the light-off period within one blinking period, and the time ratio is equal to or less than a predetermined time ratio. In the case of changing to the above, the liquid crystal display device having a wide dimming width can be provided by providing the dimming means for extending the one blinking period while maintaining the lighting period of the light source.
【図1】本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device of the present invention.
【図2】本発明の液晶表示装置におけるデューティ10
0%の時に蛍光管に印加される電圧の周期を示す図であ
る。FIG. 2 shows a duty 10 in the liquid crystal display device of the present invention.
It is a figure which shows the period of the voltage applied to a fluorescent tube at 0%.
【図3】本発明の液晶表示装置におけるデューティ50
%の時に蛍光管に印加される電圧の周期を示す図であ
る。FIG. 3 shows a duty 50 in the liquid crystal display device of the present invention.
It is a figure which shows the period of the voltage applied to a fluorescent tube at%.
【図4】本発明の液晶表示装置におけるデューティ2%
の時に蛍光管に印加される電圧の周期を示す図である。FIG. 4 shows a duty of 2% in the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a cycle of a voltage applied to the fluorescent tube at the time of FIG.
【図5】本発明の液晶表示装置におけるデューティ1%
の時に蛍光管に印加される電圧の周期を示す図である。FIG. 5 shows a duty of 1% in the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a cycle of a voltage applied to the fluorescent tube at the time of FIG.
1 液晶表示部 2 蛍光管 3 インバータ部 4 インバータ用電源供給部 5 フィルタ部 6 映像回路 7 制御部 8 操作部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display part 2 Fluorescent tube 3 Inverter part 4 Inverter power supply part 5 Filter part 6 Video circuit 7 Control part 8 Operation part
Claims (1)
背面側に設けられた光源と、該光源を駆動する光源駆動
手段とを備え、前記光源が周期的に点滅するように前記
光源駆動手段を制御して、一点滅周期内の点灯期間と消
灯期間との時間比率を変えることで調光を行うと共に、
前記時間比率を予め定めた時間比率以下に変更するとき
には、前記光源の点灯期間を維持したまま前記一点滅周
期を長くする調光手段を設けたことを特徴とする液晶表
示装置。1. A liquid crystal display panel, comprising: a light source provided on the back side of the liquid crystal display panel; and light source driving means for driving the light source, wherein the light source driving means is configured to periodically blink the light source. And dimming by changing the time ratio between the lighting period and the light-off period within one blink cycle.
When the time ratio is changed to a predetermined time ratio or less, a dimming unit for increasing the one blinking cycle while maintaining the lighting period of the light source is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000250785A JP2002062519A (en) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2002062519A (en) |
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