JP2009258769A - 液晶装置の駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源をオンしたとき、バックライトユニットを構成する複数の蛍光管の同時点灯が確実に行なわれ、製品価値を向上する。
【解決手段】背面にあるバックライトは未点灯状態のまま、液晶パネル部を独立させて電源オン状態とする第１の電源供給部と、前記バックライトが前記未点灯状態にあるときに、前記液晶パネル部に対する供給信号に基づいて前記液晶パネル部の透過状態の後、遮光状態とする信号処理部と、前記液晶パネル部が前記遮光状態となった後に前記バックライトを点灯する第２の電源供給部と、を有する。
【選択図】 図４

Description

この発明は液晶装置の駆動装置および駆動方法に関するものであり、特に電源投入時の駆動方法に特徴を有する。

液晶装置は、各種の製品に採用されている。例えばテレビジョン装置の表示部、パーソナルコンピュータの表示部などである。従来、テレビジョン装置の電源をオンしたとき、液晶装置のバックライトユニットを構成している一部の蛍光管の点灯が遅れることがあった。このために利用者によるテレビジョン装置の品質評価が悪化することもある。

このような問題を改善するために、電源投入時に液晶パネルの少なくとも一部を一定期間透過状態にして、蛍光管が外光により照射されるようにし、蛍光管を点灯しやすくするという提案がなされている（特許文献１）。
特開２０００−２５０００７号公報

上記したように、電源をオンしたとき液晶装置のバックライトユニットを構成している一部の蛍光管は、点灯の遅れを生じることがあった。そのために装置全体の品質評価を悪化させることがある。これに対して、液晶装置を電源投入時に一定期間透過状態に制御する方法が提案されている。しかしこの方法は単純に液晶装置に電圧を印加するものであり、液晶装置は一時的に外光を透過する状態となるが、外光の透過量は少ない。

この発明は、上記のような問題点を解決するために、電源をオンしたとき、バックライトユニットを構成する複数の蛍光管の同時点灯が確実に行なわれ、かつ安定した映像表示状態に移行することができ、製品価値を向上することができる液晶装置の駆動装置及び駆動方法を提供することを目的とする。

この発明は、背面にあるバックライトは未点灯状態のまま、液晶パネル部を独立させて電源オン状態とする第１の電源供給部と、前記バックライトが前記未点灯状態にあるときに、前記液晶パネル部に対する供給信号に基づいて前記液晶パネル部の透過状態の後、遮光状態とする信号処理部と、前記液晶パネル部が前記遮光状態となった後に前記バックライトを点灯する第２の電源供給部と、を具備したことを特徴とする。

上記の手段によると、液晶パネル部の透過状態の間に、バックライトの蛍光管内の電子発生促進物質に対して光電効果を生じさせることで管内の初期電子放出を容易にし、複数の蛍光管は電源投入時に一斉に点灯し、一部の蛍光管点灯が遅れるというような不具合はなくなる。そして、液晶パネルを遮光状態とした後にバックライトの電源をオンするので、フラッシュ現象がみられず安定して画像表示状態に移行することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はこの発明が適用された例えばテレビジョン装置１００を示している。テレビジョン装置１００はその使用形態としては、図に示されるように室内照明具２００が照明されている中で使用されることが多い。このような場合は、テレビジョン装置１００の画面には照明具２００からの光線が照射される。また、テレビジョン装置１００は、昼間で明るい部屋で使用されることもある。このような場合は、テレビジョン装置１００の画面には窓からの光線が照射される。

図２には前記テレビジョン装置１００の液晶装置３００を取り出して示している。液晶装置３００は、バックライトユニット３０１、拡散板３０２、液晶パネル部３０３、フレーム３０４などで構成されている。バックライトユニット３０１、拡散板３０２、ノーマリーブラック液晶パネル部（又はノーマリーホワイト液晶パネル部）３０３の積層状態は、図３に示すような配置である。バックライトユニット３０１の後方（背面）側には、駆動回路基板３０５、インバータ回路３０６が配置されている。

駆動回路基板３０５には、液晶パネル部３０３に対する電源系統、信号供給系統（Ｘドライバー）、タイミングパルス駆動系統（Ｙドライバー、クロック出力部）などが設けられている。

図４には、液晶装置の駆動系統を示している。入力端子４０１には映像信号が供給され、入力端子４０２には同期信号が供給される。タイミングパルス生成部４０３は同期信号に同期したクロックを生成するとともに、各種のタイミング信号を生成している。

信号処理部４０４から出力された映像データは、Ｘドライバ４０５に供給される。Ｘドライバ４０５からは、１ライン毎のデータが液晶パネル部３０３の１ライン分の画素群に一斉に供給される。各ラインは、タイミングパルスにより駆動されているＹドライバ４０６により選択的に駆動される。上記のＸドライバ、４０５、Ｙドライバ４０６、などは先の駆動回路基板３０５に搭載されている。

ここで電源部４１０は、後述するようなタイミングで各ブロックに電源供給を開始することができる。電源部４１０にオン操作が行われると、まず信号処理部４０４、タイミングパルス生成部４０３、Ｘドライバ４０５、Ｙドライバ４０６、液晶パネル部３０３に対する電源電圧が供給される。ここで、液晶パネル部３０３は、ここではノーマリーブラックタイプであるとする。そして供給電圧が落ち着いたところで、タイミングパルス生成部４０３は、Ｘ，Ｙドライバ４０５にクロックを供給開始する。次に、タイミングパルス生成部４０３は、信号処理部４０４を制御し、白信号を出力させる。白信号が液晶パネル部３０３に与えられると、この液晶パネル部３０３は、液晶層が透過状態となる。次に、タイミングパルス生成部４０３の制御パルスにより、白信号入力がオフされる。次に電源部４１０はタイミングパルス生成部４０３からの制御パルスにより、インバータ回路４１１を介してバックライトユニット３０１をオンする。

このために電源部４１０は複数の電源供給回路（電圧出力回路と称してもよい）４ａ，４ｂ，…４Ｘを含み、それぞれの目的とするブロックに適切な電圧を出力することができる。第１の電源供給回路４ａは液晶パネル部３０３に電圧を供給し、第２の電源供給回路４ｂはインバータ回路４１１を介してバックライト３０１に電圧を供給することができる。インバータ回路４１１は高電圧を得るための変換部であり、電源供給回路の一部とみなしてもよい。上記した電源供給回路４ａ，４ｂ、・・・４Ｘは、タイミングパルス生成部４０３からのタイミングパルスに応答してその電圧出力タイミングが決定される。またタイミングパルス供給回路４０３は、信号処理部４０４の白信号、黒信号出力タイミング及び、入力端子４０１に供給される映像信号出力タイミングも設定することができる。

図５（Ａ），図５（Ｂ）には、上記した白信号が入力されたときと、白信号がオフ（黒信号入力時）の液晶パネル部の動作状況を示している。液晶パネル部３０３を構成する背面ガラス基板、と前面ガラス基板の内面側には、配向膜が形成されている。この背面ガラス基板と、前面ガラス基板のそれぞれの配向膜の間には液晶層が存在する。また、背面ガラス基板と前面ガラス基板の外側の面にはそれぞれ偏光膜が形成されている。さらに背面（又は前面）ガラス基板には２次元配列された画素を形成するための半導体スイッチ、透明電極などが形成されている。また前面（背面）ガラス基板には透明の共通電極が形成されている。

図５（Ａ）は、白信号が入力された状態であり、このときはバックライトの光が液晶パネル部を透過できる状態となる。このことは、逆に外部の光が液晶パネル部を透過してバックライトに照射されることでもある。図５（Ｂ）は黒信号が入力された状態であり、このときはバックライトの光が液晶パネル部を透過することはない。

図６（Ａ）−（Ｄ）には、本発明の装置の特徴的な動作を説明するための図である。電源をオンするための操作入力が電源部４１０に入力される。すると電源部４１０は、タイミングパルス生成部４０３をオンし、第１の電源供給回路４ａからのパネル電源電圧を出力する。これにより、パネル電源が図６（Ａ）の如く立ち上がる。このときは、信号処理部４０４も電源オン状態であり、待機状態となっている。

次に、タイミングパルス生成部４０３は、Ｘドライバ４０５、Ｙドライバ４０６に対してクロック信号の供給を開始する（図６（Ｂ）のタイミング）。次に時間ｔ１遅れてタイミングパルス生成部４０３が信号処理部４０４を制御する。これにより信号処理部４０４からは白信号が出力される。この白信号期間が期間ｔ２続いた後、供給を停止させる。これにより、液晶パネル部３０３は遮光状態となる（期間ｔ３）。次にタイミングパルス生成部４０３のタイミングパルスにより第２の電源供給回路４ｂがオンされ、インバータ回路４１１を介してバックライトユニット３０１に電圧が供給される。これによりバックライトユニット３０１の各蛍光管は一斉に点灯する。この後、タイミングパルス生成部４０３による制御パルスにより信号処理部４０４から本来の表示用の映像信号が出力される。上記期間ｔ２は現在の製品では例えば５００msec ±１００msec、期間ｔ３は０乃至１００msecであり、基本的には製品の特性により設定される。理想的にはこれらの期間はできるだけ短いほうが好ましい。

上記した動作により、特に白信号期間ｔ２では、液晶パネル部３０３が外部光を透過する状態となる。このために消灯状態のバックライト蛍光管に対して外部光が当たる。すると蛍光管の封入ガスが活性化される。このために、蛍光管が起動されたとき内部の電子の動きが活動的であり点灯が円滑に行なわれることになる。以下、その原因についてさらに説明する。

上記の説明では液晶パネル部３０３がノーマリーブラックのタイプとして説明した。

次に図７（Ａ）−（Ｅ）において、蛍光管５００の点灯動作について説明する。蛍光管５００は、基本的な構成として、筒状ガラス管５０１の両端に電極５０２、５０３を有する。筒状ガラス管５０１の内部には封入ガス（例えばアルゴン、ネオン、水銀など）が存在する。またガラス管５０１の内面には蛍光体が塗布されている（図７（Ａ））。

次に点灯のために電極５０１、５０３間に高電圧が印加される（図７（Ｂ））。すると、管内に封入されている初期電子発生促進物質からの初期電子eが封入ガスの原子に衝突する（図７（Ｂ））。これにより封入ガスの自由電子＋が放出されて、これが、マイナス電極５０１にひきつけられて衝突する（図７（Ｃ））。すると電極５０１から多数の２次電子eが放出される（図７（Ｃ））。この２次電子eは、今度は封入されている水銀Ｈｇに衝突する（図７（Ｄ））。すると紫外線が放出される。これの紫外線により、蛍光体が励起されて可視光の出力が得られる（図７（Ｅ））。

上記した蛍光管５００は、液晶装置においては、従来は図８（Ａ）−（Ｃ）に示すようなタイミングで起動されていた。まず液晶装置部の電源が投入される（図８（Ａ））。続いてＸドライバ４０５、Ｙドライバ４０６に対するクロックの供給が開始される（図８（Ｂ））。続いてバックライトユニットに対する電源がオンされる（図８（Ｃ））。ところが、このような起動方式であると、一部の蛍光管では点灯が遅れてしまって、インバータ回路４１１の保護回路が働き結果的に不点灯になるという問題を引き起こしてしまうことがある。

このような問題の原因を考察すると、以下のようなことが見出された。例えば図９に示すように、初期電子発生促進物質Ｘに不純ガスＦと付着することがある。初期電子発生促進物質Ｘとしては、例えばアルミニウム、セシウムＣｓなどの金属、或いは酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3)などの金属酸化物である。このような初期電子発生促進物質Ｘに不純ガスＦが付着すると、初期電子発生促進能力が低下し、上記の問題（一部の蛍光管での点灯遅れ）の一原因となっていると考えられる。

そこで、この発明の装置では、初期電子発生促進物質Ｘに、外光を当てることで光電効果を生じさせる。光電効果とは、物質が光を吸収した際の物質内部の電子が励起されること、若しくはそれに伴って電子が飛び出したり、光伝導や光起電力が現れることである。この現象を本発明は利用している。

この光電効果を生じさせるために一定期間外光を導き、その後、液晶パネルを閉じて（遮光状態にし）、バックライトユニットの電源を投入している。即ち、図６（Ａ）−（Ｄ）に示したようなシーケンスで液晶装置を起動している。この図にあるように期間ｔ２は蛍光管に外光を当てる期間である。期間ｔ３は、液晶パネル部を一旦遮光状態にするためである。液晶パネル部が透過状態のままでバックライトユニットが一斉に点灯すると、画面がフラッシュのように光るからである。

上記したようにこの発明の一実施形態では白信号が供給されている間に、バックライトの蛍光管内の電子発生促進物質に対して光電効果を生じさせることで管内の初期電子放出を容易にし、複数の蛍光管は電源投入時に一斉に点灯し、一部の蛍光管点灯が遅れるというような不具合はなくなる。また、白信号の供給を停止した後にバックライトの電源をオンするので、フラッシュ現象がみられず安定して画像表示状態に移行することができる。

従来の技術として単純に液晶装置に電圧を印加して、外光の透過する状態を設定するという技術があるが、この方法であると、外光の取り込み量が非常に少ない。これに対して本発明のものは積極的に白信号を供給している。このために画面全体が略１００％透過状態となる。液晶装置のコントラストは、１０００：１である。このことを考慮すると、積極的に白信号供給手段で白信号を供給しているので、外光の取り込み量が従来技術のものに比べて格段と異なる。よって、この装置であると蛍光管内の初期電子発生促進物質Ｘの機能が十分に発揮され、蛍光管の動作迅速となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明が適用されたテレビジョン装置１００の使用状態の一例を示す図である。 図１のテレビジョン装置の液晶装置の概略構成説明図である。 図１のテレビジョン装置の液晶装置を構成する積層部品の配置状態を示す説明図である。 図３の液晶パネル部の駆動回路及び電源部を示す図である。 液晶パネル部の駆動形態と光透過状態を説明する図である。 この発明装置の動作タイミングを示す図である。 蛍光管の起動時の動作を説明する図である。 従来の液晶パネル部の動作タイミングを示す図である。 蛍光管の初期電子発生促進物質の問題点を説明する説明図である。

３００・・・液晶装置、３０１・・・バックライトユニット、３０２・・・拡散板、３０３・・・液晶パネル部、３０４・・・フレーム、３０５・・・駆動回路基板、３０６・・・インバータ回路、４０３・・・タイミングパルス生成部、４０４・・・信号処理部、４０５・・・Ｘドライバ、４０６・・・Ｙドライバ、４１０・・・電源部。

Claims (7)

1. 背面にあるバックライトは未点灯状態のまま、液晶パネル部を独立させて電源オン状態とする第１の電源供給部と、
   前記バックライトが前記未点灯状態にあるときに、前記液晶パネル部に対する供給信号に基づいて前記液晶パネル部の透過状態の後、遮光状態とする信号処理部と、
   前記液晶パネル部が前記遮光状態となった後に前記バックライトを点灯する第２の電源供給部と、
   を有しことを特徴とする液晶装置の駆動装置。
2. 前記バックライトは、外光を当てることで光電効果を生じさせる初期電子発生促進物質Ｘが封入された蛍光管を用いていることを特徴とする請求項１記載の液晶装置の駆動装置。
3. 前記液晶パネル部は、テレビジョン装置若しくはパーソナルコンピュータの表示部を構成していることを特徴とする請求項２記載の液晶装置の駆動装置。
4. 前記信号処理部は、前記バックライトが点灯された後に本来の表示用の映像信号を前記液晶パネル部に供給することを特徴とする請求項３記載の液晶装置の駆動装置。
5. 前記第２の電源供給部は、前記液晶パネル部が前記遮光状態となった後に一定期間をおいて前記バックライトを点灯することを特徴とする請求項３記載の液晶装置の駆動装置。
6. 背面にあるバックライトは未点灯状態のまま、液晶パネル部を独立させて電源オン状態とする第１の電源供給部と、前記バックライトを点灯させる第２の電源供給部と、前記液晶パネル部に信号を供給する信号処理部とを有し、タイミングパルスにより、
   前記バックライトが前記未点灯状態にあるときに、前記液晶パネル部に対する前記信号処理部からの供給信号に基づいて前記液晶パネル部の透過状態の後、遮光状態とし、
   前記液晶パネル部が前記遮光状態となった後に前記バックライトを点灯することを特徴とする液晶装置の駆動方法。
7. 前記バックライトは、外光を当てることで光電効果を生じさせる初期電子発生促進物質Ｘが封入された蛍光管を用いていることを特徴とする請求項５記載の液晶装置の駆動方法。

Images