JP2007163733A

JP2007163733A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2007163733A
Application number: JP2005358698A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Imai; 清晴今井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】液晶表示装置のバックライトを、必要な箇所のみ点灯させることにより、消費電力を抑えた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶パネルに映像データを表示する際の表示領域を決定する。そして、映像が表示される表示領域に対応する冷陰極蛍光管については点灯する制御を行い、映像が表示されない領域に対応する例陰極蛍光管は消灯する制御を行う。また、ＯＳＤの表示操作がなされた場合には、ＯＳＤが表示されている部分の冷陰極蛍光管のみを点灯する。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

従来から、画像及び映像等を表示する表示装置の一つとして液晶を利用した液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が知られている。ＬＣＤは、コンピュータや、携帯電話、テレビ等の多くの表示装置として利用されている。液晶表示装置は、２枚のガラス板の間に特殊な液体を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示する。その際、液晶自体は発光しないため、例えば、液晶背面に冷陰極蛍光管（ＣＦＬ：Cathode Fluorescent Lamp）等の光源を備え、この光源がバックライトとして使用されている。

しかし、バックライトを点灯させると消費電力が大きくなってしまうという問題点があった。そこで、従来から必要の無いときはバックライトを消灯することにより、消費電力を抑えるといった技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、バックライトをいくつかの領域として面光源に分け、画像が表示されていない領域のバックライトを消灯することにより、消費電力を抑えるといった発明が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１−３０３７７号公報特開２００３−１５６７２８号公報

しかしながら、上述したように従来はバックライトを点灯するか、非点灯とするかの処理を行っているに過ぎなかった。したがって、情報を表示する際には、必ずバックライトを総て点灯させる必要があり、消費電力が大きくなっていた。また、逆にバックライトを消灯する場合は、例えば音声出力のみしか行わない場合等の限られた環境のみで利用されるに過ぎなかった。

また、上述した特許文献２の技術では、バックライトを複数の面光源に分ける必要があるためコストがかかってしまう。特に、従来の冷陰極蛍光管を用いたバックライトの場合、複数の面光源に分けて制御を行うと行ったことが難しかった。更に、表示する画面領域の大きさは、面光源の大きさに固定化されてしまうといった問題点があった。

そこで、上述した課題に鑑み、本発明が目的とするところは、液晶表示装置のバックライトを、必要な箇所のみ点灯させることにより、消費電力を抑えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題に鑑み、第１の発明の液晶表示装置は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面側に設けられたバックライトとを備えた液晶表示装置において、前記バックライトは、複数の冷陰極蛍光管により構成されており、前記液晶表示素子のうち、映像が表示される表示領域を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された表示領域を照射する部分の冷陰極蛍光管を点灯し、当該表示領域に含まれない冷陰極蛍光管を消灯する制御を行う冷陰極蛍光管制御手段と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。

また、第２の発明は、第１の発明の液晶表示装置において、映像を表示する表示領域を設定する設定手段と、前記表示領域と、当該表示領域に対応して点灯する冷陰極蛍光管の位置とを対応づけて記憶する記憶手段と、を備え、前記冷陰極蛍光管制御手段は、前記設定手段により設定された表示領域に応じて、点灯させる冷陰極蛍光管の位置を前記記憶手段から読みだして点灯し、前記記憶手段に記憶されていない位置の冷陰極蛍光管は消灯する制御を行うことを特徴とする。

また、第３の発明は、第１又は２の発明の液晶表示装置において、映像を表示する表示領域の位置をランダムに決定する表示領域決定手段を更に備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１から３の発明のうち、いずれか一つの発明の液晶表示装置において、前記表示領域は、液晶表示装置において情報表示画面を表示する為の領域であることを特徴とする。

第５の発明の液晶表示装置は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面側に設けられたバックライトとを備えた液晶表示装置において、前記バックライトは、発光ダイオードにより構成されており、前記液晶表示素子のうち、映像が表示される表示領域を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された表示領域を含む発光ダイオードを点灯し、当該表示領域に含まれない発光ダイオードを消灯する制御を行う発光ダイオード制御手段と、を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、液晶表示装置において、映像が表示されている領域の冷陰極蛍光管が点灯しており、映像が表示されていない領域の冷陰極蛍光管は消灯していることとなる。したがって、表示に必要のない冷陰極蛍光管を消灯することにより、消費電力を抑えることが出来るとともに、バックライトの劣化を防止することができる。

第２の発明によれば、映像を表示する領域を利用者が設定し、当該設定された表示領域に対応する冷陰極蛍光管のみを点灯し、他の冷陰極蛍光管を消灯することができる。従って、利用者の嗜好に合わせて表示領域に設定することが可能となり、表示領域が小さい程より消費電力を抑えることが可能となる。

第３の発明によれば、表示領域を決定する際に、表示領域（表示範囲）をランダムに決定することができる。したがって、表示領域がランダムに表示されることにより、冷陰極蛍光管が均等に点灯することとなり、冷陰極蛍光管が偏って劣化するとったことを防止することができる。

第４の発明によれば、表示領域は、情報を表示するための領域であることを特徴とする。したがって、映像のみに限らず、例えば設定をする為の情報や、現在の受信状態などの液晶表示装置の情報等の種々の情報が表示されている場合に、不必要な冷陰極蛍光管を消灯することが出来る。

第５の発明によれば、液晶表示装置において、映像が表示されている領域の発光ダイオードが点灯され、映像が表示されていない領域の発光ダイオードは消灯していることとなる。したがって、バックライトとして発光ダイオードを備えた液晶表示装置でも、さらに消費電力を抑えることできる。

続いて、本発明の液晶表示装置を液晶テレビに適用した場合における実施形態について図面を参照して説明する。

［構成］
図１は、液晶テレビ１の構成を示したブロック図である。液晶テレビ１は、受信回路１０と、セレクタ回路１２と、デコーダ回路１４と、映像処理回路１６と、ＬＣＤ２０と、光源駆動部３０と、制御部４０と、記憶部５０と、入力部６０とを備えており、外部アンテナＡＮＴが接続されている。また、ＬＣＤ２０は、液晶パネル２２及びバックライト２４が一体にハウジングして構成されている。

受信回路１０は、外部アンテナＡＮＴから入力された受信信号から、放送信号を抽出しセレクタ回路１２に出力する。そして、セレクタ回路１２は、ユーザにより選局されたチャンネルに対応する放送信号を選択し、デコーダ回路１４に出力する。デコーダ回路１４は、入力された放送信号から映像信号をデコードし、映像処理回路１６に出力する。

映像処理回路１６は、入力された映像信号に各種映像処理を施し、ＬＣＤ２０に出力する。ここで、映像処理とは種々の処理が考えられるが、例えば、「明るさ」や「色合い」等を利用者が設定し、当該設定した値に基づいて映像処理を施す処理を行う。そして、ＬＣＤ２０は、入力された映像信号に基づいて映像を表示することにより、利用者は受信された放送を視聴することができる。

ＬＣＤ２０は、液晶パネル２２及びバックライト２４により構成されており、例えば液晶パネル２２の背面側にバックライト２４が配置され、一体となり構成されている。そして、バックライト２４から照射された光が液晶パネル２２を透過することにより利用者に映像等を視認させる。

液晶パネル２２は、例えば２枚のガラス板の中に液晶を封入したものからなり、外側は金属板等からなる箱体に包まれている。液晶パネル２２の下ガラス板表面上に、複数のソース電極と、複数のゲート電極が行列状に形成され、画素毎に各ＴＦＴが形成されている。また、バックライト２４の光源としては、本実施形態においては、冷陰極蛍光管（ＣＦＬ）が用いられている。

バックライト２４の調光制御としては、例えば制御部４０から入力される出力制御信号に基づいて、光源駆動部３０がＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅階調）調光により冷陰極蛍光管を点灯し、調光制御を行う。ここで、ＰＷＭ調光とは、バックライトを駆動する回路である光源駆動部３０に所定周波数の矩形波パルス状電圧を印加し、当該パルス状電圧のデューティ比を制御することにより発光量を調節する調光方法である。

図２は、バックライト２４及び光源駆動部３０の概略を示した図である。バックライト２４は、冷陰極蛍光管Ｃ１から冷陰極蛍光管Ｃ９から構成されており、冷陰極蛍光管の一端が光源駆動部３０に平行に接続され、他端が接地されている。そして、光源駆動部３０から所定の電圧が印加されることにより、各冷陰極蛍光管が発光し、バックライトとして機能する。

制御部４０は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの転送を行う。具体的には、制御部４０は、液晶テレビ１の各回路及び各機能部を制御する。ここで、制御部４０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)等により構成されている。また、制御部４０は、記憶部５０に記憶されているプログラムを読み出し、読み出されたプログラムに従った処理を実行する。

記憶部５０は、制御部４０が実行する各種処理や、これらのプログラムの実行にかかるデータ等を一時的に保持する随時書き込み可能なメモリである。記憶部５０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のいずれかの記憶装置から構成されている。

記憶部５０には、省電力設定情報５２と、表示領域情報５４とが記憶されている。また、プログラムとして省電力プログラム５６と、ＯＳＤ（on-screen display）表示プログラム５８とが記憶されている。

省電力設定情報５２は、利用者が設定した省電力の状態を記憶する情報である。例えば、図３に示すように、ＯＳＤ連動機能を有効にするか否かを示すＯＳＤ連動（例えば、「ＯＮ」）と、表示領域の大きさを示す表示サイズ（例えば、「８００×６００」）と、自動的に電源が切れる時間を示す自動電源ＯＦＦ（例えば、「５分」）とが記憶されている。ここで、ＯＳＤ連動機能とは、後述するＯＳＤ表示処理において実現する機能であるが、ＯＳＤが表示に連動して不必要な冷陰極蛍光管を消灯するか否かを選択する機能である。例えば、ＯＳＤ連動機能が「ＯＮ」に設定されているときは、ＯＳＤ表示領域以外の冷陰極蛍光管は消灯状態となる、

表示領域情報５４は、表示画面の領域の大きさに合わせてどの冷陰極蛍光管を点灯させるかを示す情報である。例えば、図４に示すように、表示サイズ（例えば、「６４０×４８０」）と、冷陰極蛍光管の点灯箇所（例えば、「４、５、６」）とを対応づけて記憶している。

ここで、点灯箇所とは、バックライト２４を構成する冷陰極蛍光管のうち、どの部分を点灯させるかを示す情報である。例えば、「４、５、６」であれば、図２におけるバックライト２４のうち、冷陰極蛍光管Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６が点灯することとなる。

入力部６０は、ユーザから操作の指示入力に必要なキー群を備えた入力装置であり、押下されたキーの信号を制御部４０に出力する。この入力部６０におけるキー入力により、例えば映像調整設定情報の変更等を行うことができる。入力部６０は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル等から構成されるものである。

［動作］
続いて本実施形態における液晶テレビ１の動作について動作フローを用いて説明する。図５は、省電力処理にかかる液晶テレビ１の動作を説明するためのフローチャートである。この省電力処理は、制御部４０が記憶部５０から省電力プログラム５６を読み出して実行することにより実現される処理である。

まず、利用者により省電力モードに移行する操作がなされた否かを検出する（ステップＳ１０）。制御部４０は、省電力モードに移行したことを検出すると（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、記憶部５０から省電力設定情報５２を読み出す（ステップＳ１２）。

つづいて、制御部４０は、ＬＣＤにおいて映像データを表示する為の表示領域を省電力設定情報５２から読み出す（ステップＳ１４）。具体的には、省電力設定情報５２に記憶されている表示サイズの大きさを読み出す。そして、読み出された表示領域に対応する冷陰極蛍光管の点灯箇所を表示領域情報５４から読み出し、点灯箇所以外の冷陰極蛍光管を消灯する（ステップＳ１６）。

そして、映像処理回路１６から出力される映像データを、表示領域に描画する（ステップＳ１８）。つづいて、利用者によりＯＳＤの表示操作があったことを検知すると（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御部４０は、ＯＳＤ表示プログラム５８を読み出し、ＯＳＤ表示処理を実行する（ステップＳ２２）。そして、利用者により表示領域が変更された場合には（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４から処理を繰り返し実行する。

他方、表示領域に変更がなされない場合には（ステップＳ２４；Ｎｏ）、省電力モードを終了するか否かを判定する（ステップＳ２６）。省電力モードを終了しない場合には（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ１８から処理を繰り返し実行する。また、省電力モードを終了する場合には（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、省電力処理を終了する。

続いて、ＯＳＤ表示処理について説明する。ＯＳＤ表示処理は、制御部４０が、記憶部５０からＯＳＤ表示プログラム５８を呼び出して実行することにより実現される処理であり、省電力処理のステップＳ２２において実行される処理である。

まず、制御部４０は、ＯＳＤ表示領域を決定する（ステップＳ５０）。具体的には、表示画面の中で、ＯＳＤを表示する表示領域の大きさを決定する。

ここで、省電力設定情報５２に含まれる「ＯＳＤ連動」の設定項目が「ＯＮ」の場合は（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）、ＯＳＤの表示位置を決定する（ステップＳ５４）。具体的には、表示位置としてＯＳＤの表示内容に応じて所定の位置に表示することとしても良いし、表示する毎にランダムに表示させることとしても良い。また、利用者により設定された任意の位置に表示することとしても良い。

そして、ＯＳＤの表示位置が決定されると、制御部４０は、光源駆動部３０をに制御信号を出力し、ＯＤＳが表示される領域（ＯＳＤ表示領域）以外の冷陰極蛍光管を消灯させる（ステップＳ５６）。

制御部４０は、ＯＳＤを表示し（ステップＳ５８）、利用者に各種設定操作を行わせる。そして、利用者がＯＳＤを利用して各種設定動作が終了したことを検知すると（ステップＳ６０；Ｙｅｓ）、表示されていたＯＳＤを消去する（ステップＳ６２）。

ここで、ステップＳ５６において消灯した冷陰極蛍光管がある場合には（ステップＳ６４；Ｙｅｓ）、ＯＳＤ表示前の状態で冷陰極蛍光管を点灯する（ステップＳ６６）。そして、総ての処理が終了すると、制御部４０はＯＳＤ表示処理を終了し、省電力処理のステップＳ２４から処理を実行する。

［動作例］
続いて、上述した処理について、具体的に画面例を用いて説明する。図７（ａ）は、液晶パネル２２において表示される省電力モードに切り替わる前の表示画面Ｌ１００を示す図である。表示画面Ｌ１００は、液晶パネル２２の一面に映像データが描画され、バックライトが総て点灯している。

ここで、省電力モードに切り替えた状態を示す図が、図７（ｂ）の表示画面Ｌ１０２である。表示画面Ｌ１０２において、表示領域Ｒ１０２は「８００×６００」の表示サイズとなり、映像データは表示領域Ｒ１０２内に表示される。そして、表示サイズが「８００×６００」の場合、点灯する冷陰極蛍光管はＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７である（図４）。したがって、冷陰極蛍光管のうち、Ｃ１、Ｃ２（領域Ｂ１０２ａ）と、Ｃ８、Ｃ９（領域Ｂ１０２ｂ）とを消灯する制御を行う（図５のステップＳ１６）。

これにより、冷陰極蛍光管Ｃ１からＣ９までの９本総てが点灯する場合と比較して、Ｃ３からＣ７までの５本を点灯するのみで良くなるため、消費電力を抑えることが可能となる。

続いて、図８は、ＯＳＤを表示した場合における表示画面Ｌ１０４の一例を示す図である。ＯＳＤが表示領域Ｒ１０４に表示されており（図６のステップＳ５８）、ＯＳＤが表示されていない領域Ｂ１０４ａ及び領域Ｂ１０４ｂの冷陰極蛍光管を消灯する制御を行う（ステップＳ５６）。

したがって、ＯＳＤを表示している状態においては、ＯＳＤ以外の部分の冷陰極蛍光管が消灯状態となることにより、総てが点灯している場合と比較して消費電力を抑えることが可能となる。

［変形例］
本実施形態においては、バックライトの光源としては冷陰極蛍光管を用いることとして説明したが、これに限られず例えば発光ダイオード等で構成されても良いことは勿論である。

また、上述した実施形態において、映像データ及びＯＳＤが表示される場合について説明したが、例えば他の情報表示などの場合においても有効である。例えば、液晶テレビ１が、ラジオ等の音声のみを受信している場合の動作について示したのが図９である。

このとき、液晶テレビ１は音声のみ出力すれば良いことから、通常バックライト２４は消灯状態となっている。ここで、利用者により受信するラジオの周波数等の情報を表示する場合、表示領域Ｒ１０６に対応する冷陰極蛍光管を点灯させれば良く、領域Ｒ１０６ａ及び領域Ｒ１０６ｂの冷陰極蛍光管は消灯状態とすればよい。

このように、通常バックライト２４が消灯状態の場合に、一部の領域に情報表示などを行う場合には、総ての冷陰極蛍光管を点灯する必要が無くなり、消費電力を抑えることが可能となる。

また、上述した実施形態において、映像データを表示する領域（位置）は、表示サイズに対応して固定されていることとして説明したが、これに限られるわけではなく、ランダムに表示されることにしても良いことは勿論である。

この場合、表示位置に対応してどの位置の冷陰極蛍光管を点灯させる必要があるのか否かの制御を行う必要がある。しかし、点灯する冷陰極蛍光管の位置がランダムに変わるため、冷陰極蛍光管の劣化を防ぐことが出来る。また、冷陰極蛍光管が点灯している時間等をそれぞれ算出することにより、冷陰極蛍光管が平均的に点灯するように調整されることとしても良い。

本発明を適用した液晶テレビのブロック図を示す図。バックライト及び光源駆動部の概略を示す図。省電力設定情報のデータ構造の一例を示す図。表示領域情報のデータ構造の一例を示す図。省電力処理の動作フローを示した図。ＯＳＤ表示処理の動作フローを示した図。本実施形態における動作例を示した図。本実施形態における動作例を示した図。本実施形態における変形例の動作例を示した図。

符号の説明

１液晶テレビ
１０受信回路
１２セレクタ回路
１４デコーダ回路
１６映像処理回路
２０ＬＣＤ
２２液晶パネル
２４バックライト
３０光源駆動部
４０制御部
５０記憶部
５２省電力設定情報
５４表示領域情報
５６省電力プログラム
５８ＯＳＤ表示プログラム
６０入力部

Claims

液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面側に設けられたバックライトとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライトは、複数の冷陰極蛍光管により構成されており、
前記液晶表示素子のうち、映像が表示される表示領域を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された表示領域を照射する部分の冷陰極蛍光管を点灯し、当該表示領域に含まれない冷陰極蛍光管を消灯する制御を行う冷陰極蛍光管制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
映像を表示する表示領域を設定する設定手段と、
前記表示領域と、当該表示領域に対応して点灯する冷陰極蛍光管の位置とを対応づけて記憶する記憶手段と、
を備え、
前記冷陰極蛍光管制御手段は、前記設定手段により設定された表示領域に応じて、点灯させる冷陰極蛍光管の位置を前記記憶手段から読みだして点灯し、前記記憶手段に記憶されていない位置の冷陰極蛍光管は消灯する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
映像を表示する表示領域の位置をランダムに決定する表示領域決定手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記表示領域は、液晶表示装置において情報表示画面を表示する為の領域であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面側に設けられたバックライトとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライトは、発光ダイオードにより構成されており、
前記液晶表示素子のうち、映像が表示される表示領域を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された表示領域を含む発光ダイオードを点灯し、当該表示領域に含まれない発光ダイオードを消灯する制御を行う発光ダイオード制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。