JP2008039818A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの温度及び温度分布に応じたＬＥＤの点灯制御により応答性を改善した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】ＬＣＤにおいて、導光板１９は、ＬＥＤ１７から入射した光を液晶パネル１５の表面に対して垂直をなす方向へ屈折し、均一な光として液晶パネル１５を透過させる。各ＬＥＤ１７の上部は、熱伝導フレーム２２の内壁より張り出した遮光部２４によって覆われ、ＬＥＤ１７が上方に発する光を遮断するとともに、その排熱を吸収する。同様に熱伝導フレーム２２の内壁もＬＥＤ１７の側面の排熱を吸収する。この排熱は熱伝導フレーム２２により液晶パネル１５へと伝導される。ＬＥＤ制御部は温度センサー１８の検知した温度に応じてＬＥＤ１７の点灯個数を制御して、液晶パネル１５の温度低下を防ぐ。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶パネルのバックライトに複数のＬＥＤを備える液晶表示装置に関する。

近年、液晶を利用した表示装置が一般的になってきている。液晶ディスプレイは従来のCRTディスプレイなどの他の表示装置に比べて薄くて軽いので、携帯用コンピュータや省スペースデスクトップパソコンのモニタとしてよく使われている。また、デジタルカメラや携帯電話にも液晶表示部が標準的に備えられている。このような液晶表示装置は、2枚のガラス板の間に液晶状態の物質を封入し、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構造になっている。また、液晶自体は発光せず、自然光などを反射して表示する方法と、液晶パネルの背後に仕込んだバックライトの光を使って表示を行う方法がある。

液晶パネルの応答性は、液晶の温度の低下とともに悪くなることが知られている。これに対して特許文献１は、液晶パネルのバックライトとして設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子の制限抵抗が発する熱を液晶に伝導することにより液晶の温度の低下を補償する方法を提案している。また、特許文献２は、メモリ内のテーブルに設定した時間情報に従って、液晶パネルが温度上昇する夏季にはバックライトのＬＥＤを消灯することで液晶表示のコントラストの低下を防止し、一方、温度低下する冬季にはバックライトのＬＥＤを点灯することで、ＬＥＤの輻射熱により温度上昇させて応答性を改善する方法を提案している。
特開平１０―４９０６７号公報 特開平１０―２０６８２１号公報

しかしながら、上記方法においては液晶パネルの実際の温度が勘案されておらず、さらに液晶パネル上の部分的な温度低下にも対応できないために効果があまり期待できない。また、装置内部の温度上昇に対する補償もできない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、液晶パネルの温度及び温度分布に応じたＬＥＤの点灯制御により応答性を改善した液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、複数のＬＥＤを液晶パネルのバックライトとして備える液晶表示装置に、前記複数のＬＥＤの排熱を前記液晶パネルに伝導する熱伝導部材と、温度を検出する温度センサーと、前記温度センサーの検出した温度に応じて前記ＬＥＤの点灯個数を増減するＬＥＤ制御手段とを備える。

前記液晶表示装置において、前記ＬＥＤが複数の配列を構成し、この配列に対応する位置に前記温度センサーがそれぞれ配置されて前記液晶パネルの周辺温度を検出するとともに、前記ＬＥＤ制御手段が前記配列ごとに全ＬＥＤを一斉に点灯もしくは消灯する。

前記液晶表示装置において、前記温度センサーが前記液晶パネルの周囲を区分するエリアごとに設けられ、このエリアの温度を検出するとともに、前記ＬＥＤ制御手段が前記エリア内のＬＥＤを個別に点灯もしくは消灯する。

前記液晶表示装置において、前記温度センサーが装置内部の温度を検出する。

前記液晶表示装置において、前記ＬＥＤ制御手段は、検出した温度が予め設定された第一の閾値以下になったことを判別して、前記ＬＥＤの点灯個数を増加させる。

前記液晶表示装置において、前記ＬＥＤ制御手段は、検出した温度が予め設定された第二の閾値以上になったことを判別して、前記ＬＥＤの点灯個数を減少させる。

上記温度センサーが検出した温度に基づいてＬＥＤの点灯個数を制御することで、液晶パネルの温度低下に対する確実性の高い補償が実現できる。これにより液晶表示装置の品質が向上する。

上記ＬＥＤの配列単位で点灯及び消灯制御することで、液晶パネルの部分的な温度低下に対する補償が実現できる。これにより液晶表示装置の品質が向上する。

上記温度センサーがエリアごとに検出した温度に基づいてＬＥＤを個別に点灯及び消灯制御することで、より細かく液晶パネルの部分的な温度低下に対する補償が実現できる。これにより液晶表示装置の品質が向上する。

上記温度センサーが検出した装置内温度に基づいてＬＥＤの点灯個数を制御することで、装置内部の温度低下に対する補償が実現できる。これにより液晶表示装置の品質が向上する。

上記ＬＥＤ制御手段に閾値を設けることで、液晶パネルの温度が一定範囲内にある時はＬＥＤの点灯もしくは消灯しないため、効率的な制御を行うことができる。これにより液晶表示装置の品質が向上する。

本発明に係る液晶表示装置としてデジタルカメラを図１と図２に示す。デジタルカメラ１の前面には被写体を撮影するための撮影レンズ３が備えられ、上面には電源のオン・オフを行うための電源スイッチ４と、撮影時に押下するレリーズスイッチ５と、スライド式スイッチで、つまみの位置によって各種動作を切り替えるためのモード選択スイッチ６とが備えられている。ここで、各種動作とは、写真撮影を行う撮影モードと、撮影に関わる設定等を行う設定モードと、撮影した任意の画像データを背面のＬＣＤ８に再生表示する閲覧モード等からなるものとする。

デジタルカメラ１の背面には撮影時のスルー画や撮影した画像や設定時のメニュー等を表示するためのＬＣＤ８が配置されている。さらに、このＬＣＤ８の隣には４つの押しボタンから構成される操作キー７が配置されており、ユーザーはこれらを操作して撮影する画像の画素数や露光等の撮影時の設定や、カメラ内時刻等の環境設定等を行うことができる。

次に図３によりデジタルカメラ１のＬＣＤ８の構成について説明する。液晶パネル１５には図示しない中央制御回路より画像情報が出力され、これに複数のＬＥＤ１７の発する光を背面側から透過させることで撮影した写真等の任意の画像が液晶パネル１５上に表示される。

液晶パネル１５の周囲には複数の温度センサー１８が取り付けられており、検出した温度をＬＥＤ制御部１６へ出力する。ＬＥＤ制御部１６は、この検出した温度に応じてＬＥＤ１７の点灯個数の制御を行う。したがって、各々のＬＥＤ１７は、ＬＥＤ制御部１６から出力される制御信号によって点灯、もしくは消灯される。

次に、図４にＬＣＤ８の上面図を、図５に中心線Ｖ（図４参照）に沿った断面図を示して、ＬＣＤ８の構造を説明する。なお、図５は左右対称となっているので、片方の部位にのみ符号を付している。液晶パネル１５は、主に、液晶２９をガラス基板２８により両面より挟み込み、さらにその両面から偏光フィルター２６で挟み込んだ構造となっている。ここで、ガラス基板２８は液晶２９に印加される電気が他の部分にもれないようにするためのもので、変更フィルター２６は出入りする光をコントロールするためのものである。

熱伝導フレーム２２は液晶パネル１５を基板２１の上方に支持するための長方形のフレームで、その底の四辺から張り出した外縁部２３が２つのネジ２５によってそれぞれ基板２１に螺着されており、基板２１の上方に支持する枠内に液晶パネル１５を嵌め込んで固定する。また、熱伝導フレーム２２は、後述するようにＬＥＤ１７の排熱を液晶パネル１５に伝導するため、比較的に熱伝導率の高いアルミニウムなどの素材により生成される。

液晶パネル１５の背面の基板２１上には、液晶パネル１５と重なる位置に長方形の形状をした導光板１９が配置され、また、この導光板１９の四辺を囲むように、短辺沿いに３個のＬＥＤ１７が、長辺沿いに４個のＬＥＤ１７が配列されている。ここで、長辺沿いのＬＥＤの配列に（Ａ）及び（Ｃ）、短辺沿いのＬＥＤの配列に（Ｂ）及び（Ｄ）と記号を付す（図４参照）。ＬＥＤ制御部１６により配列（Ａ）のＬＥＤは固定的に常時点灯状態に制御され、配列（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は配列ごとに全ＬＥＤが一斉に点灯もしくは消灯される。

一方、導光板１９は、ＬＥＤ１７から入射した光を液晶パネル１５の表面に対して垂直をなす方向へ屈折し、均一な光として液晶パネル１５を透過させる。各ＬＥＤ１７の上部は、熱伝導フレーム２２の内壁より張り出した遮光部２４によって覆われ、画像に悪影響を与えないようにＬＥＤ１７が上方に発する光を遮断するとともに、その排熱を吸収する。同様にＬＥＤ１７と対面する熱伝導フレーム２２の内壁もＬＥＤ１７の側面の排熱を吸収する。この排熱は熱伝導フレーム２２を介して液晶パネル１５へと伝導される。

固定的に点灯される配列（Ａ）を除き、配列（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の上方に位置する液晶パネル１５の辺の中心付近には、それぞれ温度センサー１８が設けられており、それぞれのエリア周辺の温度を検出している。各温度センサー１８は、ＬＣＤ８が表示する画像に悪影響が出ないように、熱伝導フレーム２２に嵌め込まれた液晶パネル１５の端部に、温度を感知する先端部を接触させるように取り付けられている。なお、熱伝導フレーム２２には、予め温度センサー１８を固定するため、対応する位置に穴が開いており、耐熱性のある接着剤で固定できるようになっている。温度センサー１８は、配線２０を介して、ＬＥＤ制御部１６（図３参照）へ検出した温度をそれぞれ通知する。この配線２０は、温度センサー１８から図示しない基板上の端子までを接続するリード線と、その端子からＬＥＤ制御部１６までを接続する基板上のパタンとで構成されている。なお、温度センサー１８の固定は、前述したような接着剤によらず、温度センサー１８を嵌め込めんで固定可能な構造を熱伝導フレーム２２に備えることで実現しても良い。

次に、図６にＬＥＤ制御部１６の動作の概略をフローチャートで示して説明する。ＬＥＤ制御部１６は、まず、各温度センサー１８により温度を検出する（ｓｔ１）。次に、これらの検出温度が予め設定された第一の閾値（Ｔｈ１）以下か否かを判別する（ｓｔ２）。検出温度がＴｈ１以下であるときは、該当する温度センサー１８に対応する配列の全ＬＥＤを一斉に点灯する（ｓｔ３）。一方、検出温度がＴｈ１以下でないときは、検出温度が予め設定された第二の閾値（Ｔｈ２）以上か否かを判別する（ｓｔ４）。Ｔｈ２以上であるときは、該当する温度センサー１８に対応する配列の全ＬＥＤを一斉に消灯する（ｓｔ５）。この処理はＬＣＤ８の動作中、繰り返して行われる。

次に、ＬＥＤ制御部１６の制御例を図７に示して説明する。ここで、図７の最上段には配列（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に対応する温度センサー１８の検出した温度の時間変化を示しており、その下方には配列（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の点灯、もしくは消灯状態の時間変化を示している。まず、配列（Ａ）は前述した通り固定的に点灯状態を維持する。次に、配列（Ｂ）は、液晶パネル１５の配列（Ｂ）近傍のエリアの温度が下がり続けて時間ｔ１においてＴｈ１を下回ったために点灯制御される。その後、配列（Ｂ）の排熱により温度が上昇し、時間ｔ２においてＴｈ２を上回ったために消灯制御される。これにより、その後、温度は徐々に下降し、安定する。

また、配列（Ｃ）は、液晶パネル１５の配列（Ｃ）近傍のエリアの温度が下がり続けて時間ｔ０においてＴｈ１を下回ったために点灯制御される。これにより、その後、温度は徐々に上昇し、安定する。また、配列（Ｄ）は、温度が安定しているため、消灯状態のままとなる。

このように、ＬＥＤ１７の配列単位で点灯及び消灯制御することで、液晶パネルの部分的な温度低下に対する補償が実現できる。なお、本実施形態において、配列（Ａ）を固定的に点灯状態としたが、これに限定されるものではなく、配列（Ｂ）、もしくは（Ｄ）を固定的に点灯状態としてもよいし、また、配列（Ａ）及び（Ｃ）のＬＥＤ１７のうち２個ずつを固定状態として、他の２個をそれぞれ温度に応じて一斉に点灯もしくは消灯するように制御しても良い。

次に、前述した実施形態において配列内のＬＥＤを個別に点灯もしくは消灯制御する実施形態について説明する。図８に前述した図４と同様のＬＣＤ８の上面図を示す。ここで、各部位は全て図４と共通であるため、符号も共通としている。本実施例においては、配列（Ａ）の中央寄りの２個のＬＥＤ１７（Ｙ）と、配列（Ｃ）の中央寄りの２個のＬＥＤ１７（Ｘ）とを固定的に点灯状態とし、一方、同配列における外寄りの２個のＬＥＤ１７と、配列（Ｂ）及び（Ｄ）の２このＬＥＤ１７とは個別に点灯もしくは消灯制御される。なお、温度センサー１８は、全配列に対応するエリアに設けられている。

次に、ＬＥＤ制御部１６の制御例を図９に示して説明する。ここで、図９の最上段には配列（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に対応する温度センサー１８の検出した温度の時間変化を示しており、その下方には配列（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の点灯個数の時間変化を示している。配列（Ａ）は、液晶パネル１５の対応するエリアの温度が下がり続けて時間ｔ１においてＴｈ１を下回ったため、まず１個が点灯制御されて合計で３個のＬＥＤが点灯状態となる。しかし、さらに温度が下降したため、その下降分に比例して１個のＬＥＤが追加で点灯されて合計で４個のＬＥＤ１７が点灯状態となる。その後、配列（Ａ）の排熱により該エリアの温度が上昇し、時間ｔ２において温度がＴｈ２を上回ったため、まず１個が消灯制御されて合計で３個のＬＥＤ１７が点灯状態となる。しかし、さらに温度が上昇したため、その上昇分に比例して１個のＬＥＤ１７が追加で消灯されて合計で２個のＬＥＤが点灯状態となる。これにより、その後、温度は徐々に下降し、安定する。

また、配列（Ｂ）は、液晶パネル１５の対応するエリアの温度が下がり続けて時間ｔ０においてＴｈ１を下回ったため、まず１個が点灯制御されて合計で１個のＬＥＤ１７が点灯状態となる。しかし、さらに温度が下降したため、その下降分に比例してＬＥＤ１７が追加で点灯され、最終的に合計で３個のＬＥＤ１７が点灯状態となる。これにより、その後、該エリアの温度は徐々に上昇し、安定する。また、配列（Ｃ）及び（Ｄ）は、温度が安定しているため、それぞれ２個及び０個のＬＥＤ１７が点灯状態を維持する。

このように、温度センサー１８が液晶パネル１５の周囲を区分したエリアごとに検出した温度に基づいてＬＥＤを個別に点灯及び消灯制御することで、より細かく液晶パネル１５の部分的な温度低下に対する補償が実現できる。なお、本実施例において、ＬＥＤ１７の点灯及び消灯個数は、温度の下降分及び上昇分に比例するように決定したが、これに限定されるものではなく、他に定めた計算式に基づいて決定しても良い。また、閾値（Ｔｈ１、Ｔｈ２）を用いずに、温度そのものの値から点灯、もしくは消灯するＬＥＤ１７の個数を決定するようにしても良い。

また、ＬＥＤ１７について、固定的に点灯するＬＥＤは、（Ｘ）及び（Ｙ）の位置に限定されず、（Ｂ）及び（Ｄ）の中央よりの１個ずつを固定的に点灯するようにしても良い。さらに、ＬＥＤ１７の構成は配列とすることに限定するものでなく、他の適当な配置にしても上記の実施形態は実現可能である。

ところで、これまでの実施形態では、液晶パネル１５の温度を補償するため、温度センサー１８を液晶パネル１５周辺に配置する構成としたが、装置内部の温度の補償を行うために装置中心部に配置することも可能である。この場合、高温になりやすいＣＰＵ等のデバイスの近傍に配置し、高温になったことを検出した時にＬＥＤ１７を消灯し、通常の温度になった場合はＬＥＤ１７を再度点灯して温度制御することが、前述した制御方式でも可能である。

なお、本発明に係る液晶表示装置としてデジタルカメラ１の実施形態を示したが、これに限るものではなく、ＰＣと接続する液晶モニターやビデオカメラ等のＬＣＤを有する装置に対しても汎用的に適用可能である。

本発明の液晶表示装置の一例であるデジタルカメラを示す斜視図である（前面）。 本発明の液晶表示装置の一例であるデジタルカメラを示す斜視図である（背面）。 ＬＣＤの構成図である。 ＬＣＤの上方図である。 ＬＣＤの断面図である。 ＬＥＤ制御部の動作の概略を示すフローチャートである。 ＬＥＤ制御部の制御例である。 ＬＣＤの上方図である（個別制御時）。 ＬＥＤ制御部の制御例である（個別制御時）。

符号の説明

１ デジタルカメラ
３ 撮影レンズ
４ 電源スイッチ
５ レリーズスイッチ
６ モード選択スイッチ
７ 操作キー
８ ＬＣＤ
１５ 液晶パネル
１６ ＬＥＤ制御部
１７ ＬＥＤ
１８ 温度センサー
２０ 配線
２１ 基板
２２ 熱伝導フレーム
２３ 外縁部
２４ 遮光部
２５ ネジ
２６ 偏光フィルター
２８ ガラス基板
２９ 液晶

Claims (6)

1. 複数のＬＥＤを液晶パネルのバックライトとして備える液晶表示装置において、
   前記複数のＬＥＤの排熱を前記液晶パネルに伝導する熱伝導部材と、
   温度を検出する温度センサーと、
   前記温度センサーの検出した温度に応じて前記ＬＥＤの点灯個数を増減するＬＥＤ制御手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記ＬＥＤが複数の配列を構成し、この配列に対応する位置に前記温度センサーがそれぞれ配置されて前記液晶パネルの周辺温度を検出するとともに、前記ＬＥＤ制御手段が前記配列ごとに全ＬＥＤを一斉に点灯もしくは消灯する請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記温度センサーが前記液晶パネルの周囲を区分するエリアごとに設けられ、このエリアの温度を検出するとともに、前記ＬＥＤ制御手段が前記エリア内のＬＥＤを個別に点灯もしくは消灯することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記温度センサーが装置内部の温度を検出することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記ＬＥＤ制御手段は、検出した温度が予め設定された第一の閾値以下になったことを判別して、前記ＬＥＤの点灯個数を増加させることを特徴とする請求項１ないし４記載の液晶表示装置。
6. 前記ＬＥＤ制御手段は、検出した温度が予め設定された第二の閾値以上になったことを判別して、前記ＬＥＤの点灯個数を減少させることを特徴とする請求項１ないし５記載の液晶表示装置。

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