JP2002107692A - 液晶表示装置のバックライト装置 - Google Patents

液晶表示装置のバックライト装置

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JP2002107692A JP2000296223A JP2000296223A JP2002107692A JP 2002107692 A JP2002107692 A JP 2002107692A JP 2000296223 A JP2000296223 A JP 2000296223A JP 2000296223 A JP2000296223 A JP 2000296223A JP 2002107692 A JP2002107692 A JP 2002107692A
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Masashi Takamatsu
雅司 高松
Tokuaki Urakawa
徳昭 浦川
Takuji Sasahara
拓治 笹原
Haruyasu Nishiyama
治康 西山
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリッカに起因する液晶表示装置の表示品質
の低下を招くことなく、表示画面の輝度のダイナミック
レンジを広くできる液晶表示装置のバックライト装置を
提供する。 【解決手段】 蛍光管３ａ，３ｂを備え、蛍光管３ａ，
３ｂをＰＷＭ制御により一定の周期で点滅制御すること
で、液晶パネル７における表示画面の輝度を調整可能な
液晶表示装置のバックライト装置であって、蛍光管３
ａ，３ｂの点滅位相を相互に異ならせる点滅位相制御部
５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、液晶表示装置のバックライト
は、蛍光管が用いられている。そしてその蛍光管は、液
晶パネルの背面側の位置にて、液晶パネルの長辺に沿っ
てそれぞれ設けられている。
【０００３】上記蛍光管は、インバータ回路を動作させ
るパルス信号をＰＷＭ制御することにより、一定周期で
点滅制御されており、点灯期間中は、インバータ回路よ
り所定周期の交流電圧が印加される。
【０００４】そして、従来の液晶表示装置のバックライ
ト装置は、全ての蛍光管を同一の位相で点滅制御してい
た。すなわち、バックライト用の全ての蛍光管を、同時
にオンさせ、かつ同時にオフさせていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶表示装置のバックライト装置では、液晶表示装置の表
示品質を損なうことなく、表示画面の輝度を十分に低く
することができない。すなわち、上記従来の液晶表示装
置のバックライト装置では、全ての蛍光管を同一の位相
で点滅制御するので、全ての蛍光管が同時に消灯してい
る期間が長いことから、特に低輝度領域においてフリッ
カが発生し易い。このフリッカによる表示品質の低下を
防ぐために、点滅周期における消灯期間の割合が所定値
以下にならないように制御しているので、表示画面の輝
度を十分に低くすることができないのである。
【０００６】この問題は、液晶表示装置の高輝度化が進
むほど深刻になる。すなわち、表示画面の最高輝度を高
めるためには、蛍光管の発光強度を大きくする必要があ
り、その蛍光管を点滅制御して表示画面の輝度を調整す
るためには、低輝度領域において点滅周期における消灯
期間の割合を極力小さくせざるを得ない。
【０００７】このように、上記従来の液晶表示装置のバ
ックライト装置では、液晶表示装置の表示品質を損なう
ことなく、表示画面の輝度のダイナミックレンジを広く
するということができないという課題があった。
【０００８】なお、蛍光管の点滅周期を短くすること
で、フリッカの発生を無くすことが考えられる。ところ
が、インバータ回路から蛍光管に出力されている交流電
圧は、インバータ回路に入力されているＰＷＭ制御され
たパルス信号がオフした後も、ある程度の時間は流れ続
けることから、蛍光管の点滅周期を短くすると、点滅周
期における点灯期間の最大値を小さく設定しなければ、
高輝度領域において蛍光管に交流電圧が供給され続け、
輝度の制御ができないことになる。したがって、蛍光管
の点滅周期を短くするにも自ずから限界がある。
【０００９】
【発明の開示】本発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、フリッカに起因する液晶表示装置
の表示品質の低下を招くことなく、表示画面の輝度のダ
イナミックレンジを広くできる液晶表示装置のバックラ
イト装置を提供することをその課題とする。
【００１０】上記課題を解決するため、本発明では、次
の技術的手段を講じている。
【００１１】本発明の第１の側面によれば、任意数の発
光体からなる発光ユニットを複数備え、複数の発光ユニ
ットをＰＷＭ制御により一定の周期で点滅制御すること
で、液晶表示装置における表示画面の輝度を調整可能な
液晶表示装置のバックライト装置であって、複数の発光
ユニットの点滅位相を相互に異ならせる点滅位相制御部
を設けたことを特徴とする、液晶表示装置のバックライ
ト装置が提供される。
【００１２】好ましい実施の形態によれば、点滅位相制
御部は、複数の発光ユニットの点滅位相を、相互に等し
い角度ずつ異ならせる。
【００１３】他の好ましい実施の形態によれば、液晶表
示装置の表示画面は、ほぼ矩形であり、発光ユニット
は、液晶表示装置の所定の位置に、表示画面の互いに対
向する１対の平行な辺に沿ってそれぞれ１個設けられて
おり、点滅位相制御部は、２個の発光ユニットの点滅位
相を互いに１８０度異ならせる。
【００１４】他の好ましい実施の形態によれば、液晶表
示装置の表示画面は、ほぼ長方形であり、表示画面の互
いに対向する１対の平行な辺は、長辺である。
【００１５】他の好ましい実施の形態によれば、発光体
は、冷陰極線管である。
【００１６】本発明によれば、点滅位相制御部が、複数
の発光ユニットの点滅位相を相互に異ならせるので、低
輝度領域において全ての発光ユニットが同時に消灯して
いる期間を短くできることから、フリッカに起因する液
晶表示装置の表示品質の低下を招くことなく、表示画面
の輝度のダイナミックレンジを広くできる。
【００１７】本発明のその他の特徴および利点について
は、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明ら
かになるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】図１は、本発明に係る液晶表示装置のバッ
クライト装置の概略ブロック図である。このバックライ
ト装置は、制御装置１、インバータ回路２ａ，２ｂ、お
よび蛍光管３ａ，３ｂを備えている。
【００２０】制御装置１は、ＭＰＵ(microprocessor un
it) を備えており、バックライト装置を含む液晶表示装
置全体を制御する。制御装置１のＭＰＵは、蛍光管３
ａ，３ｂの点滅位相を相互に異ならせる点滅位相制御部
５を実現している。制御装置１は、点滅位相制御部５に
よって制御されて、インバータ回路２ａ，２ｂにＰＷＭ
制御されたパルス信号を供給するパルス信号生成部６を
備えている。
【００２１】インバータ回路２ａ，２ｂは、制御装置１
からのパルス信号に基づいて、蛍光管３ａ，３ｂに所定
周波数の交流電圧を供給し、蛍光管３ａ，３ｂを一定周
期で点滅させる。
【００２２】蛍光管３ａ，３ｂは、液晶パネル７の背面
側に、液晶パネル７の長辺に沿って配置されている。蛍
光管３ａ，３ｂは、インバータ回路２ａ，２ｂからの交
流電圧によって駆動され、液晶パネル７のバックライト
として機能する。
【００２３】図２は、液晶パネル７の分解斜視図であ
る。液晶パネル７は、保護板８、液晶ユニット９、およ
び導光板１０を備えている。導光板１０の短辺方向両端
部には、長辺に沿って蛍光管３ａ，３ｂが配置されてい
る。
【００２４】保護板８は、透明なガラス板あるいは樹脂
板からなり、液晶ユニット９を保護している。
【００２５】液晶ユニット９は、液晶やカラーフィルタ
を挟み込んだガラス基板、および偏光板などを備えてお
り、ガラス基板には透明電極やトランジスタなどが形成
されている。
【００２６】導光板１０は、蛍光管３ａ，３ｂからの光
を液晶ユニット９の全面に極力均等に導く。
【００２７】図３は、インバータ回路２ａの回路図であ
る。インバータ回路２ａは、入力端子１１ａ，１１ｂ、
トランジスタＴＲ１，ＴＲ２、高圧トランスＴ１、直流
リアクタＲＡ１、キャパシタＣ１，Ｃ２、および抵抗器
Ｒ１，Ｒ２を備えている。高圧トランスＴ１は、巻線Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３を備えている。なお、インバータ回路２
ｂもインバータ回路２ａと同様の構成である。
【００２８】次に動作を説明する。使用者による輝度調
整操作に基づく信号、あるいは液晶表示装置の周囲の明
るさを検出するセンサ（図示せず）からの信号など、液
晶表示装置の表示画面の輝度を調整するための指令信号
が制御装置１に入力されると、制御装置１は、その指令
信号に応じて、インバータ回路２ａ，２ｂに出力してい
るパルス信号Ａ，Ｂのデューティー比を可変させる。
【００２９】パルス信号Ａ，Ｂは、図４に示すように、
周期がＴであって、位相が互いに１８０度異なってい
る。周期がＴは、たとえば１／２００秒である。いま、
図４に実線で示すように、パルス信号Ａ，Ｂのデューテ
ィー比が５０パーセントであるものとする。ここで、制
御装置１に輝度を下げる旨の指令信号が入力されたとす
ると、制御装置１は、図４に一点鎖線で示すようにパル
ス信号Ａ，Ｂのデューティー比をたとえば４０パーセン
トにする。もちろん、この４０パーセントという値は仮
定であって、実際の値は指令信号に応じて決定される。
逆に、制御装置１に輝度を上げる旨の指令信号が入力さ
れたとすると、制御装置１は、図４に破線で示すように
パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比をたとえば６０パー
セントにする。もちろん、この６０パーセントという値
は仮定であって、実際の値は指令信号に応じて決定され
る。
【００３０】インバータ回路２ａの入力端子１１ａ，１
１ｂ間に制御装置１からのパルス信号Ａが印加される
と、パルス信号Ａのハイレベルの期間において、抵抗器
Ｒ１，Ｒ２を流れる電流によりトランジスタＴＲ１，Ｔ
Ｒ２が能動状態になる。高圧トランスＴ１の巻線Ｌ２
は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに対して正帰
還ループの一部を構成しているので、トランジスタＴＲ
１，ＴＲ２のうちのいずれか一方が、急激にオン状態に
移行する。いま、トランジスタＴＲ１がオン状態に移行
したとすると、トランジスタＴＲ２はオフ状態になる。
この状態はインバータ回路２ａの発振周期の半分だけ継
続する。残りの半分の期間は、トランジスタＴＲ１がオ
フ状態、トランジスタＴＲ２がオン状態になる。このよ
うな状態が繰り返され、高圧トランスＴ１の巻線Ｌ１に
正弦波が印加される。この正弦波は、高圧トランスＴ１
のインダクタンスとキャパシタＣ１，Ｃ２のキャパシタ
ンスとの共振による発振波形に相当する。高圧トランス
Ｔ１の巻線Ｌ１に印加された正弦波は、昇圧されて高圧
トランスＴ１の巻線Ｌ３の両端間に出力される。この正
弦波の周波数は、たとえば５０ｋＨｚである。
【００３１】蛍光管３ａの点灯直前には、蛍光管３ａの
インピーダンスはほぼ無限大であるので、高圧トランス
Ｔ１の巻線Ｌ３の両端間の電圧が、そのまま蛍光管３ａ
に印加される。この電圧は、蛍光管３ａを始動させるの
に十分な高電圧である。蛍光管３ａが点灯すると、蛍光
管３ａのインピーダンスが急激に低下するので、高圧ト
ランスＴ１の巻線Ｌ３の両端間の電圧を、キャパシタＣ
２のインピーダンスと蛍光管３ａのインピーダンスとで
分圧した電圧が蛍光管３ａに印加される。すなわち、蛍
光管３ａは、制御装置１からインバータ回路２ａに供給
されるパルス信号Ａがハイレベルである期間に、インバ
ータ回路２ａから供給される交流電圧により点灯する。
もちろん、蛍光管３ｂは、制御装置１からインバータ回
路２ｂに供給されるパルス信号Ｂがハイレベルである期
間に、インバータ回路２ｂから供給される交流電圧によ
り点灯する。
【００３２】ここで、パルス信号Ａとパルス信号Ｂと
は、位相が互いに１８０度異なっているので、蛍光管３
ａと蛍光管３ｂとは交互に点滅する。さらに詳細に述べ
ると、パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比が５０パーセ
ント未満のときには、蛍光管３ａが点灯して消灯した
後、蛍光管３ｂが点灯して消灯するという動作が繰り返
される。パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比が５０パー
セントのときには、蛍光管３ａが点灯して消灯すると同
時に蛍光管３ｂが点灯し、蛍光管３ｂが消灯すると同時
に蛍光管３ａが点灯するという動作が繰り返される。パ
ルス信号Ａ，Ｂのデューティー比が５０パーセントより
も大きいときには、蛍光管３ａが点灯した後に蛍光管３
ｂが点灯し、その後蛍光管３ａが消灯した後に蛍光管３
ｂが消灯するという動作が繰り返される。
【００３３】液晶表示装置の表示画面の輝度は、パルス
信号Ａ，Ｂのデューティー比によって決定される。すな
わち、パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比に応じて蛍光
管３ａ，３ｂの単位時間当たりの点灯時間が決定される
ので、パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比が大きくなれ
ば液晶表示装置の表示画面の輝度は高くなり、パルス信
号Ａ，Ｂのデューティー比が小さくなれば液晶表示装置
の表示画面の輝度は低くなる。
【００３４】このように、蛍光管３ａと蛍光管３ｂとを
交互に点灯させるので、低輝度領域において蛍光管３ａ
と蛍光管３ｂとが同時に消灯している期間を短くできる
ことから、フリッカに起因する液晶表示装置の表示品質
の低下を招くことなく、表示画面の輝度のダイナミック
レンジを広くできる。たとえば、従来の液晶表示装置の
バックライト装置では、フリッカによる表示品質の低下
を避けるために、パルス信号のデューティー比を５０〜
９０パーセントの範囲に制限していたが、本実施形態に
おけるバックライト装置では、パルス信号Ａ，Ｂのデュ
ーティー比を３５パーセントに低下させてもフリッカに
よる表示品質の低下を生じないので、パルス信号Ａ，Ｂ
のデューティー比を３５〜９０パーセントの範囲で可変
制御できる。
【００３５】また、蛍光管３ａと蛍光管３ｂとを交互に
点灯させるので、制御装置１のパルス信号生成部６に電
力を供給するための電源回路の定格容量を低減できると
ともに、ノイズの発生を良好に軽減できる。すなわち、
蛍光管３ａと蛍光管３ｂとが同時に点灯したり同時に消
灯したりすることがないため、電源回路のピーク電流が
小さいことから、電源回路の定格容量を低減でき、しか
もノイズの発生を良好に軽減できる。さらに詳細に述べ
ると、パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比が５０パーセ
ントを越えると、蛍光管３ａと蛍光管３ｂとの双方が点
灯している期間が存在するが、これらの点灯開始時の時
刻は互いに異なっており、蛍光管３ａが点灯した後に蛍
光管３ｂが点灯し、蛍光管３ａが消灯した後に蛍光管３
ｂが消灯する。したがって、蛍光管３ａ，３ｂの点灯時
や消灯時における電源回路の電流変化が小さいことか
ら、瞬間的なピーク電流の増大を抑制でき、その結果、
電源回路の定格容量を低減でき、しかもノイズの発生を
良好に軽減できるのである。
【００３６】なお、上記実施形態においては、発光体と
して蛍光管３ａ，３ｂを用いたが、発光体は蛍光管以外
の冷陰極管であってもよく、さらには冷陰極管でなくて
もよい。
【００３７】また、上記実施形態においては、長方形の
液晶パネル７を用い、その長辺に沿って蛍光管３ａ，３
ｂを配置したが、蛍光管３ａ，３ｂを液晶パネル７の短
辺に沿って配置してもよい。さらには、液晶パネル７は
必ずしも矩形でなくてもよく、その場合、蛍光管３ａ，
３ｂの配置位置は各種設計条件に応じて適宜決定すれば
よい。
【００３８】また、上記実施形態においては、発光体と
しての蛍光管３ａ，３ｂをそれぞれ発光ユニットとして
用いることにより、１個の発光体により１個の発光ユニ
ットを構成したが、複数の発光体により１個の発光ユニ
ットを構成してもよい。
【００３９】また、上記実施形態においては、発光ユニ
ットを２個設けたが、発光ユニットを３個以上設けても
よい。その場合、発光ユニットの点滅位相を相互に等し
い角度だけ異ならせるのが好ましい。たとえば、３個の
発光ユニットを設ける場合、それらの点滅位相を１２０
度ずつ異ならせるのである。このようにすれば、低輝度
時において３個の発光ユニットが全て同時に消灯してい
る期間を極力短くできる。
【００４０】また、上記実施形態においては、パルス信
号Ａ，Ｂの立上がりの位相差を常に固定しておき、パル
ス信号Ａ，Ｂのデューティー比が５０パーセントのとき
に、パルス信号Ａの立下がりと同時にパルス信号Ｂが立
上がるように構成したが、パルス信号Ａとパルス信号Ｂ
とは周期およびデューティー比が互いに等しいという条
件を維持しつつ、パルス信号Ａ，Ｂの立上がりの位相差
を固定せずに、パルス信号Ａの立下がりと同時に常にパ
ルス信号Ｂが立上がるように構成してもよい。この場
合、パルス信号Ａ，Ｂのデューティー比に応じてパルス
信号Ａ，Ｂの立上がりの位相差が変化することになる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、点
滅位相制御部が、複数の発光ユニットの点滅位相を相互
に異ならせるので、低輝度領域において全ての発光ユニ
ットが同時に消灯している期間を短くできることから、
フリッカに起因する液晶表示装置の表示品質の低下を招
くことなく、表示画面の輝度のダイナミックレンジを広
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置のバックライト装置
の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す液晶パネルの分解斜視図である。
【図３】図１に示すインバータ回路の回路図である。
【図４】図１に示すパルス信号生成部の出力波形図であ
る。
【符号の説明】
１ 制御装置 ２ａ，２ｂ インバータ回路 ３ａ，３ｂ 蛍光管 ５ 点滅位相制御部 ６ パルス信号生成部 ７ 液晶パネル ８ 保護板 ９ 液晶ユニット １０ 導光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 雅司 兵庫県加東郡社町佐保35番 富士通周辺機 株式会社内 (72)発明者 浦川 徳昭 兵庫県加東郡社町佐保35番 富士通周辺機 株式会社内 (72)発明者 笹原 拓治 兵庫県加東郡社町佐保35番 富士通周辺機 株式会社内 (72)発明者 西山 治康 兵庫県加東郡社町佐保35番 富士通周辺機 株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 NC42 NC44 NC55 ND07 ND10 NE10 5C006 AA11 AA22 BB11 EA01 FA23 5C080 AA10 BB05 CC03 DD06 JJ02 JJ03 JJ04 JJ06 KK02 KK43 5G435 AA01 AA03 BB12 EE27 EE29 EE30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 任意数の発光体からなる発光ユニットを
    複数備え、前記複数の発光ユニットをＰＷＭ(pulse wid
    th modulation)制御により一定の周期で点滅制御するこ
    とで、液晶表示装置における表示画面の輝度を調整可能
    な液晶表示装置のバックライト装置であって、 前記複数の発光ユニットの点滅位相を相互に異ならせる
    点滅位相制御部を設けたことを特徴とする、液晶表示装
    置のバックライト装置。
  2. 【請求項２】 前記点滅位相制御部は、前記複数の発光
    ユニットの点滅位相を、相互に等しい角度ずつ異ならせ
    る、請求項１に記載の液晶表示装置のバックライト装
    置。
  3. 【請求項３】 前記液晶表示装置の表示画面は、ほぼ矩
    形であり、 前記発光ユニットは、前記液晶表示装置の所定の位置
    に、前記表示画面の互いに対向する１対の平行な辺に沿
    ってそれぞれ１個設けられており、 前記点滅位相制御部は、前記２個の発光ユニットの点滅
    位相を互いに１８０度異ならせる、請求項１または２に
    記載の液晶表示装置のバックライト装置。
  4. 【請求項４】 前記液晶表示装置の表示画面は、ほぼ長
    方形であり、 前記表示画面の互いに対向する１対の平行な辺は、長辺
    である、請求項３に記載の液晶表示装置のバックライト
    装置。
  5. 【請求項５】 前記発光体は、冷陰極線管である、請求
    項１ないし４のいずれかに記載の液晶表示装置のバック
    ライト装置。
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