JP2006292986A

JP2006292986A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2006292986A
Application number: JP2005113174A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Owada; 幸大和田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】液晶表示素子の駆動電圧を照明手段の駆動状況に対応して迅速に追従させることが可能であり、かつ液晶表示素子の最適な駆動電圧設定を簡単な構成で消費電力を増加させずに設定することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】照明手段４は、照明手段制御回路１２から入力された照明信号に基づいて点灯、消灯される。こうした照明手段制御回路１２は、例えばＭＰＵ１９等からの照明手段制御信号Ｌによってオン−オフ制御される。また、このＭＰＵ１９等からの照明手段制御信号Ｌは、照明手段制御回路１２に入力されるのと平行して、液晶表示素子ドライバ５に内蔵された駆動電圧調整手段５１にもダイレクトに入力される。
【選択図】図４

Description

本発明は、照明手段を利用して液晶表示素子の表示を行う液晶表示装置に関する。

近年、携帯電話、携帯テレビ、携帯ゲーム機等の小型携帯機器において、小型の液晶表示装置の利用が拡大している。小型携帯機器に組み込まれる液晶表示装置は、液晶表示素子の背面側に発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）等からなる照明手段を有し、夜間など周辺が暗いときにはバックライトとして液晶表示素子を背面側から照明する。

こうしたＬＥＤなどの照明手段をバックライトとして用いた際に、ＬＥＤを点灯させた時に生じる熱によって、液晶表示素子のコントラストに影響を及ぼすことがあった。即ち、液晶表示素子を駆動させる電圧は温度によって変わるため、夜間など照明手段を用いて液晶表示素子を照明した場合、ＬＥＤの点灯で生じる熱によって点灯開始直後と経時後で液晶表示素子へ印加される電圧が変動し、液晶表示素子のコントラストが変わってしまう。液晶表示素子のコントラストが変わると、視認性が低下したり、正しい色表示ができなくなるといった問題が生じる。

照明手段から発生した熱によって液晶表示素子へ印加される電圧が変化し、液晶表示素子のコントラストが変わってしまうという課題に対応するため、例えば、特許文献１では、温度変動による駆動電流の閾値電圧変化に対応した電圧設定値を、液晶表示装置の外部に設けたメモリに保存し、照明手段の駆動状況に応じて、こうしたメモリから最適な電圧設定値を読み出し、液晶表示素子の駆動電流の電圧を変化させる液晶表示装置が記載されている。
特開２００１−３４３９３８号公報

しかしながら、上述したような液晶表示装置では、照明手段の駆動状況が変わるたびに液晶表示装置の外部に設けたメモリから最適な電圧設定値を読み出す必要があるので、信号の入出力に要するタイムラグが発生するとともに、メモリにアクセスする際の電力消費も生じるといった課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、液晶表示素子の駆動電圧を照明手段の駆動状況に対応して迅速に追従させることが可能であり、かつ液晶表示素子の最適な駆動電圧設定を簡単な構成で消費電力を増加させずに設定することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明によれば、液晶層を挟んで対向する一対の基板を具備する液晶表示素子と、液晶表示素子の背面側に配置された照明手段と、前記照明手段を制御する照明手段制御回路および前記液晶表示素子を駆動する電圧をつくる昇圧回路および液晶表示素子に表示させる表示信号を送出する表示信号インターフェイスを有する主制御部と、前記液晶表示素子と前記主制御部との間に接続され、液晶表示素子の動作を制御する液晶表示素子ドライバとを備えた液晶表示装置であって、前記液晶表示素子ドライバには、前記照明手段制御回路に入力される前記照明手段の制御信号を参照して、前記液晶表示素子の駆動電圧を変化させる駆動電圧調整手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

前記照明手段の制御信号は、オン−オフの２値信号であればよい。前記照明手段は発光部と導光板とからなり、前記発光部からの出射光が前記導光板に入射されて伝搬し、前記導光板の照明面から出射されるものであればよい。前記発光部はＬＥＤであればよい。

本発明の液晶表示装置によれば、従来の温度変化補償付きの液晶表示装置のように、照明手段の駆動状況が変わるたびに液晶表示装置の外部に設けたメモリから最適な電圧設定値を読み出すという時間のかかる手順を経る必要がなく、照明手段の制御信号をダイレクトに入力して、液晶表示素子ドライバに内蔵した駆動電圧調整手段で液晶表示素子３の駆動電圧を変化させることができる。

従って、メモリの読み出しに関わる時間や、メモリにアクセスする際の電力消費も無くなり、照明手段のオン−オフに迅速に追従して駆動電圧を制御し、液晶表示素子の輝度を常に基準値に保つことが可能になる。従って、輝度ムラやコントラストの低下等を防止でき、高い表示品位で動作することが可能となる。また、照明手段の駆動状況に応じてメモリにアクセスすることもないので、ノイズの発生も抑えられ、照明手段のオン−オフに関わらず、低消費電力で適正な輝度を表示を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を交えて説明する。図１及び図２は、本発明の液晶表示装置の実施形態の一例を示すものである。液晶表示装置１は、大別して表示部１０と主制御部１１とから構成される。表示部１０は、液晶層３１を挟んで対向する一対の基板３２、３３を具備する液晶表示素子３と、液晶表示素子３の背面側に配置された照明手段４と、液晶表示素子ドライバ５を有し、液晶表示素子３及び照明手段４が接続されるフレキシブル配線基板６と、フレキシブル配線基板６に接続された放熱手段７とで概略構成される。表示部１０には、上述の構成が組み込まれて支持される枠体であるモールドケース８が備えられていればよい。モールドケース８の背面側には反射板８２が取り付けられている。

液晶表示素子３は、図３に示すように、２枚の透明の基板３２、３３の間に液晶層３１を挟みこむとともに、基板３２、３３の周囲部分がシールで封止され、この基板３２、３３同士の対向する面には、図示しないＩＴＯ等からなるコモン線とセグメント線等の配線が互いに直交する状態に設けられており、これらコモン線とセグメント線等の配線は、液晶表示素子３の背面側に取り付けられて液晶表示素子３を制御する液晶表示素子ドライバ５に接続されている。

この液晶表示素子３の一端（図３の上端）にはフレキシブル配線基板６が接続され、このフレキシブル配線基板６とともに、液晶表示装置３は、モールドケース８によって支持されている。液晶表示素子３は、背面側からの照明によって、表示領域３４に表示される内容が基板３２の外側から視認することが出来るものであり、本実施形態においては基板３２の前面側、及び基板３３の背面側に偏光板３６が装着されている。

照明手段４は、発光部４１と、該発光部４１から出射された光を液晶表示素子４の背面側へ導く導光板４２とから構成される。図２に示すように、これら発光部４１及び導光板４２は、フレキシブル配線基板６の表面６１側に取り付けられる。フレキシブル配線基板６の一端にはモールドケース８の外部にＬ字型に突出するように外部接続部６５が形成されている。この外部接続部６５の一端には、後述する主制御部１１と表示部１０とを電気的に接続するコネクタ６６が取り付けられている。

発光部４１は、ＬＥＤ等の発光素子からなり、導光板４２に設けられた入射部４２ａに向けて光を出射する。導光板４２は、発光部４１から光が入射される入射面４２ａと、液晶表示素子３に対して該液晶表示素子３の背面側から照明する照明面４２ｂとを有しており、導光板４２内を伝搬した光が照明面４２ｂから液晶表示素子３の背面へ向けて出射するようになっている。なお、本実施形態においては、発光部４１を構成する光源としてＬＥＤを用いて説明しているが、光源については限定されず、例えば蛍光管等を用いても良い。

液晶表示素子ドライバ５は、液晶表示素子３の表示領域３４外方の、額縁部３５の領域の背面に取り付けられる。この液晶表示素子ドライバ５には、後述する主制御部１１に実装された照明手段制御回路１２に入力される照明手段４の制御信号を参照して液晶表示素子３の駆動電圧を変化させる駆動電圧調整手段５１が内蔵されている。

再び図１を参照して、液晶表示装置１の主制御部１１には、照明手段制御回路１２と、定電圧回路１３および表示信号インターフェイス１４とが設けられている。定電圧回路１３は、液晶表示素子３を駆動するための一定電圧の駆動電流を供給する。表示信号インターフェイス１４は、液晶表示素子３に表示させる表示信号を表示部１０に向けて送出する。

主制御部１１の一端には、表示部１のコネクタ６６と結合して、主制御部１１に実装された各回路と表示部１０とを電気的に接続するコネクタ１６が形成されている。また、液晶表示装置１を駆動させる電源装置やＭＰＵに接続するためのコネクタ１７が形成されている。

以上のような構成の本発明の液晶表示装置の作用を説明する。図４は、本発明の液晶表示装置１の電気的な構成の概略を示したブロック図である。液晶表示装置１は、電源装置１８から供給された電力を定電圧回路１３で液晶表示素子３を駆動するための一定の電圧に変換して、液晶表示装置１に供給される。液晶表示装置１には、表示信号インターフェイス１４から入力された文字や画像等の表示信号に基づいて液晶表示素子ドライバ５から制御信号が入力され、文字や画像を表示する。

照明手段４は、照明手段制御回路１２から入力された照明信号に基づいて点灯、消灯される。こうした照明手段制御回路１２は、例えばＭＰＵ１９等からの照明手段制御信号Ｌによってオン−オフ制御される。また、このＭＰＵ１９等からの照明手段制御信号Ｌは、照明手段制御回路１２に入力されるのと平行して、液晶表示素子ドライバ５に内蔵された駆動電圧調整手段５１にもダイレクトに入力される。

駆動電圧調整手段５１は、ＭＰＵ１９等からの照明手段制御信号Ｌが直接入力されると、液晶表示素子３への供給電圧を増減させて液晶表示素子３の輝度を調節する。例えば、ＭＰＵ１９から照明手段４をオンにさせる制御信号が入力された際には、照明手段４の点灯による熱の発生によって液晶表示素子３の温度が上昇するので、液晶表示素子３への供給電圧を基準電圧よりも低減する。これにより、温度の上昇で液晶表示素子３の輝度が基準よりも高くなることを防止し、基準の輝度を保つ。

また、照明手段４の点灯状態において、ＭＰＵ１９から照明手段４をオフにさせる制御信号が入力された際には、照明手段４の消灯によって熱の発生がなくなり、液晶表示素子３の温度が下降するので、液晶表示素子３への供給電圧を基準電圧まで上昇させる。これにより、照明手段４の点灯時よりも温度が低下した液晶表示素子３の輝度が、基準よりも低くなることを防止し、基準の輝度を保つ。

このように、照明手段制御回路１２に入力される照明手段４の制御信号を直接入力して、照明手段４のオン−オフに対応してダイレクトに液晶表示素子３の駆動電圧を変化させる駆動電圧調整手段５１を液晶表示素子ドライバ５に内蔵することによって、液晶表示素子３の駆動電圧を照明手段４の点灯状況に対応して迅速に追従させることが可能になった。

即ち、従来の温度変化補償付きの液晶表示装置のように、照明手段の駆動状況が変わるたびに液晶表示装置の外部に設けたメモリから最適な電圧設定値を読み出すという時間のかかる手順を経る必要がなく、照明手段４の制御信号をダイレクトに入力して、液晶表示素子ドライバ５に内蔵した駆動電圧調整手段５１で液晶表示素子３の駆動電圧を変化させることができる。

従って、メモリの読み出しに関わる時間や、メモリにアクセスする際の電力消費も無くなり、照明手段４のオン−オフに迅速に追従して駆動電圧を制御し、液晶表示素子３の輝度を常に基準値に保つことが可能になった。従って、輝度ムラやコントラストの低下等を防止でき、高い表示品位で動作することが可能となる。また、照明手段の駆動状況に応じてメモリにアクセスすることもないので、ノイズの発生も抑えられ、照明手段のオン−オフに関わらず、低消費電力で適正な輝度を表示を行うことが可能になった。

なお、本実施形態では、照明手段をオン−オフの２つの状態で説明したが、周囲の明るさに応じて段階的に光量を調節できる照明手段に適用しても良い。その場合、駆動電圧調整手段には、照明手段の光量に応じて発生する熱による液晶表示素子の輝度変化に対応した、それぞれの駆動電圧の設定値を記憶させておけばよい。

本出願人は、本発明の効果を検証した。検証にあたっては、図１及び図２に示した本発明に係る液晶表示装置１を作製し、照明手段をオフ状態からオン状態に変化させ、時間の経過に伴う液晶表示素子のコントラスト変化を測定した。また、比較例として、本発明のような駆動電圧調整手段を持たない従来の液晶表示装置を用意して、本発明例と同様に、照明手段をオフ状態からオン状態に変化させ、時間の経過に伴う液晶表示素子のコントラスト変化を測定した。こうした検証結果を図５に示す。

図５に示す結果によれば、本発明の液晶表示装置では、照明手段の点灯開始から４分が経過しても、駆動電圧調整手段によって温度上昇に応じた駆動電圧の制御が迅速に追従して行われているため、コントラストは一定に保たれている。一方、こうした駆動電圧調整手段を持たない従来の液晶表示装置では、照明手段の点灯開始直後から徐々に輝度の低下が始まり、４分経過後には基準のコントラストよりも約２０％もコントラストが低下してしまった。これにより、本発明の効果が確認された。

図１は、本発明の液晶表示装置を示す平面図である。図２は、本発明の液晶表示装置を示す側面図である。図３は、図１に示す液晶表示装置の表示部を示す要部断面図である。図４は、本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図５は、検証結果を示すグラフである。

符号の説明

１液晶表示装置
３液晶表示素子
４照明手段
５液晶表示素子ドライバ
１０表示部
１１主制御部
１２照明手段制御回路
１３定電圧回路
１４表示信号インターフェイス
３１液晶層
３２，３３基板
４１発光部
４２導光板
５１駆動電圧調整手段

Claims

液晶層を挟んで対向する一対の基板を具備する液晶表示素子と、液晶表示素子の背面側に配置された照明手段と、前記照明手段を制御する照明手段制御回路および前記液晶表示素子を駆動する駆動電流の電圧制御を行う定電圧回路および液晶表示素子に表示させる表示信号を送出する表示信号インターフェイスを有する主制御部と、前記液晶表示素子と前記主制御部との間に接続され、液晶表示素子の動作を制御する液晶表示素子ドライバとを備えた液晶表示装置であって、
前記液晶表示素子ドライバには、前記照明手段制御回路に入力される前記照明手段の制御信号を参照して、前記液晶表示素子の駆動電圧を変化させる駆動電圧調整手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
前記照明手段の制御信号は、オン−オフの２値信号であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記照明手段は発光部と導光板とからなり、前記発光部からの出射光が前記導光板に入射されて伝搬し、前記導光板の照明面から出射されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記発光部はＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。