JP2011085819A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトの光源に用いられる冷陰極放電灯は、その電極が非予熱型であるために放電開始の種となる初期電子を電極から生成できない。そのため明るいところでは周囲の光により放電灯管内に初期電子が生成され通電後直ちに始動するが、暗所に置かれた場合には点灯遅延が生じてしまう。
【解決手段】バックライトと、このバックライトを利用する液晶パネルと、制御部と、からなる液晶表示装置であって、前記バックライトは、光源とする冷陰極放電灯を有し、前記制御部は、表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放制御する開放制御手段を有する液晶表示装置を提案する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷陰極放電灯をバックライトの光源とする液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、その動作原理により、一般的に視野角が狭く、また、コントラスト比が低いといったウィークポイントが挙げられている。このような問題を解消するためにマルチドメイン（配向分割）技術と組み合わせたＶＡ型（垂直配向型）の液晶パネルなどが用いられているが、これらの液晶パネルは、電圧が無印加状態で光が透過しないノーマリーブラック型となる。

ところで、液晶表示装置のバックライトの光源として冷陰極放電灯（ＣＣＦＬ）が多く用いられているが、この冷陰極放電灯においては以下の問題が存在する。一般に冷陰極放電灯は、その電極が非予熱型であるために放電開始の種となる初期電子を電極から生成できない。そのため明るいところでは周囲の光により放電灯管内に初期電子が生成され通電後直ちに始動するが、暗所に置かれた場合には点灯遅延が生じてしまう。上述したようなノーマリーブラック型の液晶パネルを採用した液晶表示装置のバックライトに用いられる場合には、その問題が顕著に現れてしまう。

このような点灯遅延を改善するために、例えば、特許文献１においては、冷陰極放電灯の高電圧側の部位に、ＬＥＤ等の補助光源を配置し暗黒放置時の放電開始遅れを改善する技術が開示されている。

特開２００２−１５８８５

しかしながら、特許文献１の技術では、補助光源およびこれを駆動する回路等が必要となり、その分のコストや配置スペースが嵩んでしまう。また、リフレクタに光の通過孔を設ける必要があり、冷陰極放電灯の点灯時の光漏れの可能性が生じるという問題がある。

そこで、上記課題を解決するために、本発明では次に示す液晶表示装置を提供する。すなわち、第一の発明としては、バックライトと、このバックライトを利用する液晶パネルと、制御部と、からなる液晶表示装置であって、前記バックライトは、光源とする冷陰極放電灯を有し、前記制御部は、表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放制御する開放制御手段を有する液晶表示装置を提案する。

第二の発明としては、制御部は、表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを先ず光透過状態に開放制御する液晶セル先開放制御手段と、液晶セル先開放手段により液晶セルが開放された後に冷陰極放電灯に対して点灯のための電源投入制御をする後電源投入制御手段とを有する第一の発明に記載の液晶表示装置を提案する。

第三の発明としては、バックライトの冷陰極放電灯が点灯した後に映像の同期乱れを防止するための映像ミュートを行う映像ミュート部をさらに有する第一の発明または第二の発明に記載の液晶表示装置を提案する。

本発明により、補助光源を設けるためのコスト等をかけることなく冷陰極放電灯の点灯始動性を良化した液晶表示装置を提供することが可能となる。

実施形態１に係る液晶表示装置の機能ブロックの一例図 実施形態１に係る液晶セルの概念図 冷陰極放電灯の発光原理を説明するための図 実施形態１に係る液晶表示装置のハードウェア構成の一例図 実施形態１に係る液晶表示装置の動作処理の流れの一例を示すフロー図 実施形態２に係る液晶表示装置の機能ブロックの一例図 実施形態２に係る液晶表示装置の動作処理の流れの一例を示すフロー図 実施形態３に係る液晶表示装置の機能ブロックの一例図

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。

実施形態１は、主に請求項１について説明する。実施形態２は、主に請求項２について説明する。実施形態３は主に請求項３について説明する。
<実施形態１>
<実施形態１ 概要>

本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示装置が表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放することで、バックライトの光源となる冷陰極放電灯に周囲の光が当たるようにして点灯始動性を向上させるものである。
<実施形態１ 構成>

本実施形態に係る液晶表示装置の機能ブロック図の一例を図１に示す。「液晶表示装置」（０１００）は、「制御部」（０１０１）と、「液晶パネル」（０１０２）と、「バックライト」（０１０３）を有し、液晶パネルは「液晶セル」（０１０４）を有し、バックライトの光源である「冷陰極放電灯」（０１０６）を備え、制御部は、「開放制御手段」（０１０５）を備える。

ここで、本装置の機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの両方として実現され得る。具体的には、コンピュータを利用するものであれば、ＣＰＵやＲＡＭ、バス、あるいは二次記憶装置（ハードディスクや不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶メディアとそれらメディアの読取ドライブなど）、表示装置、その他の外部周辺装置などのハードウェア構成部やその外部周辺機器用のＩ／Ｏポート、それらハードウェアを制御するためのドライバプログラムやその他アプリケーションプログラム、情報入力に利用されるユーザインターフェイスなどが挙げられる。

また、これらハードウェアやソフトウェアは、ＲＡＭ上に展開したプログラムをＣＰＵで演算処理したり、メモリやハードディスク上に保持されているデータや、インターフェイスを介して入力されたデータなどを加工、蓄積、出力処理したり、あるいは各ハードウェア構成部の制御を行ったりするために利用される。また、この発明は装置として実現できるのみでなく、方法としても実現可能である。また、このような発明の一部をソフトウェアとして構成することができる。さらに、そのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品、および同製品を記憶媒体に固定した記憶媒体も、当然にこの発明の技術的な範囲に含まれる（本明細書の全体を通じて同様である）。

「液晶表示装置」（０１００）は、表示のために液晶を用いる表示装置であり、具体的装置としては、液晶テレビ、ＰＣ用ディスプレイ、携帯電話端末、ヘッドマウントディスプレイなどが挙げられる。

「液晶パネル」（０１０２）は、一対の透光性基板間に液晶を挟持した液晶セルと、液晶セルの表裏に設けられた偏光板とを有する。液晶パネルの表示方法やセル構造などについては任意であり、特に限定するものではないが、ノーマリーブラック型の液晶パネルにおいて、本発明は特に有用である。

「液晶セル」（０１０４）は、種々なる方式によるものが存在するが、例えば、配向分割を施したＶＡ型（垂直配向型）の方式などが存在する。図２は配向分割を施したＶＡ型（垂直配向型）の液晶セルの概念図である。液晶セル（０２０１）は、一対の透光性基板（０２０５）の表裏に偏光板（０２０４）を設け、基板間にはカラーフィルター（０２０７）、透明電極（０２０６）、液晶層（０２０８）が備えられる。そして、冷陰極放電灯（０２０３）を光源とするバックライト（０２０２）が備えられる。液晶の配向は、電圧無印加時は、液晶パネル面に対して垂直に並び黒表示となり、電圧印加時は、倒れて白表示となる。

「バックライト」（０１０３）は、液晶パネルでの表示のために用いられるものであり、その光源として冷陰極放電灯を有する。バックライトは、液晶パネルに効果的に光を照射するために、冷陰極放電灯の他に、拡散板、反射板などを備え、さらに導光板を備える場合もある。また、直下型方式やエッジライト方式などと呼ばれるタイプがあるが、方式や用いられる冷陰極放電灯の数などを限定するものではない。

「冷陰極放電灯」（０２０３）は、蛍光灯の一種であり、放電の仕組みが、非予熱型である点が特徴である。また、細径化が可能なことなどによりバックライトに用いられている。図３は、冷陰極放電灯の発光原理を説明するための図である。冷陰極放電灯（０３０１）は、ガラス等の管の両端に陰極（０３０２）および陽極（０３０３）を備え、管内にはアルゴン（Ａｒ）やネオン（Ｎｅ）などの不活性ガスと水銀（Ｈｇ）が封入されている。電極間に高電圧を印加し電界を発生させ、管内の気体中にあらかじめ存在する初期電子（０３０４）を加速させて不活性ガス（０３０５）に衝突・電離（α作用）させて過渡的な放電が始まる。電離した不活性ガス（０３０６）は陰極に衝突し、二次電子（０３０８）が陰極表面から放出される（γ作用）。電離して飛び出した電子（０３０７）は、さらに他の不活性ガスに衝突することで次々と電離を引き起こし電子が増加する（電子なだれ）。二次電子は陽極に向かい加速し、不活性ガスと衝突し電離を促す。そして、γ作用による二次電子を電子供給源とし、α作用によりそれらを増殖することで放電が維持される。

このように、電極が非予熱型なので、熱電子を放出できず、始動時には管内の残存電子および光電効果による光電子などを初期電子として利用する。ここで、光電効果とは、物質が光を吸収して電子を生じる現象を言うが、放電灯管内の電極に光が照射されることで電子が生じ、初期電子となる。そのため、暗所に置かれた場合には、光電効果が望めず始動遅延が生じてしまう。

「制御部」（０１０１）は、開放制御手段を有する。制御部は、液晶パネルやバックライトなどの動作などを制御する機能を有している。例えば、液晶セルの駆動や冷陰極放電灯の点灯などの制御を行う。

「開放制御手段」（０１０５）は、表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放制御する機能を有する。表示のために起動される際とは、液晶表示装置に何らかの画像や映像などを表示するために起動される際であり、例えば、ユーザにより液晶表示装置の電源がオンにされた際や、視聴予約開始時などである。また、表示のためにバックライトを点灯する際であってもよい。なお、視聴予約開始の際は、予約開始時に十分に点灯しているように、予約開始時到来の前に予め液晶セルを開放しておくように制御してもよい。液晶セルを光透過状態に開放するためには、例えば、ノーマリーブラック型の液晶パネルにおいては、液晶セルに電圧を印加し、光が透過するように液晶を配向させることなどを行う。

液晶セルを光開放状態にすることにより、液晶表示装置の周囲の光は液晶パネルを透過する。透過した光は、拡散板、反射板などを介して冷陰極放電灯に照射されることになる。これは、直下型のバックライトであっても、エッジライト型のバックライトでも同様である。冷陰極放電灯に光が照射されることにより、管内に初期電子が生成され点灯始動性が良化する。ここで、冷陰極放電灯は、光学的に露出されていることが望ましい。つまり、冷陰極放電灯に照射される光が電極に当たるように形成されることが求められる。また、電極自体は発光しないので、電極部分が液晶セルの真下に配置されないこともあるが、冷陰極放電灯に照射される光はガラス管を媒体として電極へも導かれ、また、バックライトに設けられる光学シートや拡散板によっても、光は電極へ導入され得る。また、例えば、電極に効果的に光を照射することができるならば、すべての液晶セルを開放するのではなく、一部の液晶セルを開放するように制御してもよい。

したがって、開放制御手段は、液晶セルを光透過状態に開放するとともに冷陰極放電灯を点灯するように制御するか、あるいは、開放した後に点灯するように制御することが好ましい。このような制御は、液晶表示装置に元来備えられている液晶駆動回路などを利用して容易に実現することが可能である。さらに、周囲の光の明るさをセンサなどにより検知し、その明るさに応じて点灯のタイミングを制御するようにしてもよい。つまり、周囲の光量が少ない場合には、開放と点灯の間隔を長めにするなどしてもよい。また、冷陰極放電灯が暗所に放置された時間に応じて制御してもよい。これは、暗所に放置された時間が長ければ長いほど点灯遅延が生じることを考慮するものである。
<実施形態１ ハードウェア構成>

図４は、本実施形態の液晶表示装置の上記機能的構成をハードウェアとして実現した際の構成の一例を表す図である。図４に示すように、本実施形態の「液晶表示装置」は、「バックライト」、「液晶パネル」、「制御部」などを構成する、「ＣＰＵ」（０４０１）、「メインメモリ」（０４０２）、「記憶装置」（０４０３）、「Ｉ／Ｏ」（０４０４）、「バックライト」（０４０５）、「液晶パネル」（０４０６）、などを備えている。そしてそれらが「バス」（０４０７）などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。

「メインメモリ」（０４０２）は、プログラム実行中に動的にデータ書換可能な記憶装置である。メインメモリは「記憶装置」（０４０３）に記憶されている開放制御プログラムなどを実行するために必要なスタックやヒープ等のワーク領域を提供する。記憶装置はプログラム実行中に動的にデータ書換可能な記憶装置であり、装置の電源が切れても、記憶しているデータが消去されない。記憶装置は、開放制御プログラムなどが記憶されている。「ＣＰＵ」（０４０１）は、メインメモリに展開された開放制御プログラムを実行し、起動のための信号を取得すると液晶パネルの駆動回路を介して液晶セルを開放する。また、視聴予約データを読み込んで、視聴開始時到来の前に液晶セルを開放する。そして、点灯用のインバータ回路などを駆動し、冷陰極放電灯を点灯させる。
<実施形態１ 処理の流れ>

図５は、本実施形態に係る液晶表示装置における動作処理の流れの一例を示すフロー図である。本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネルやバックライトとこれらを制御する制御部などを有しており、処理の流れは、表示のための起動を求める信号等を制御部が取得した場合（Ｓ０５０１）に、液晶セルを光透過状態に開放する。この処理は、制御部の開放制御手段によって実行される（開放制御ステップ Ｓ０５０２）。そして、表示のための起動を行う。
<実施形態１ 効果>

本実施形態の液晶表示装置により、補助光源などを追加的に設けることなく、液晶セルを制御することにより、低コスト、省スペースで冷陰極放電灯の点灯始動性の良化を実現することが可能となる。
<実施形態２>
<実施形態２ 概要>

本実施形態の液晶表示装置は、実施形態１を基本とし、表示のための起動の際に、まず液晶セルを開放し、冷陰極放電灯へ周囲の光が照射されるようにした後に、点灯のための電源投入を行うものである。
<実施形態２ 構成>

本実施形態に係る液晶表示装置の機能ブロック図の一例を図６に示す。「液晶表示装置」（０６００）は、「制御部」（０６０１）と、「液晶パネル」（０６０２）と、「バックライト」（０６０３）を有し、液晶パネルは「液晶セル」（０６０４）を有し、バックライトの光源である「冷陰極放電灯」（０６０５）を備え、制御部は、「液晶セル先開放制御手段」（０６０６）と、「後電源投入制御手段」（０６０７）を備える。液晶セル先開放制御手段と後電源投入制御手段以外の各構成は、実施形態１におけるものと同様であるので、説明を省略する。

「液晶セル先開放制御手段」（０６０６）は、表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを先ず光透過状態に開放制御する機能を有するものである。例えば、液晶表示装置に電源が投入された際や、視聴予約開始時刻の到来した際に、先ず液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放し、周囲の光がバックライトに備えられる冷陰極放電灯に導入されるようにする。その結果、冷陰極放電の点灯始動性が良化する。

「後電源投入制御手段」（０６０７）は、液晶セル先開放手段により液晶セルが開放された後に冷陰極放電灯に対して点灯のための電源投入制御をする機能を有するものである。液晶セルの開放後、電源投入するタイミングは任意であるが、周囲の光の明るさなどに応じてもよい。
<実施形態２ ハードウェア構成>

本実施形態に係る液晶表示装置の上記機能的構成をハードウェアとして実現する構成については、例えば、「液晶セル開放制御手段」や「後電源投入手段」を実現するためのプログラムをＣＰＵが実行し、液晶セルを開放させ、さらに、その後に冷陰極放電灯を点灯させるためのインバータ等を駆動させるなどして、実施形態１に準じて実現できる。よって、ここでの詳細な説明は省略する。
<実施形態２ 処理の流れ>

図７は、本実施形態に係る液晶表示装置における動作処理の流れの一例を示すフロー図である。本実施形態における処理の流れは、実施形態１におけるものと同様である。表示のための起動を求める信号等を制御部が取得した際に（Ｓ０７０１）、先ず液晶セルを光透過状態に開放する。この処理は、制御部の液晶セル先開放制御手段によって実行される（液晶セル先開放制御ステップ Ｓ０７０２）。その後、冷陰極放電灯に対して点灯のための電源投入を行う。この処理は、後電源投入制御手段によって実行される（後電源投入制御ステップ Ｓ０７０３）。
<実施形態２ 効果>

本実施形態の液晶表示装置により、表示の際に、先ず液晶セルを開放し、その後に冷陰極放電灯を点灯させることで、補助光源などを追加的に設けることなく、低コスト、省スペースで冷陰極放電灯の点灯始動性の良化を実現することが可能となる。
<実施形態３>
<実施形態３ 概要>

本実施形態の液晶表示装置は、実施形態１または２を基本とし、バックライトの冷陰極放電灯が点灯した後に映像の同期乱れを防止するための映像ミュートを行うものである。
<実施形態３ 構成>

本実施形態に係る液晶表示装置の機能ブロック図の一例を図８に示す。「液晶表示装置」（０８００）は、「制御部」（０８０１）と、「液晶パネル」（０８０２）と、「バックライト」（０８０３）を有し、液晶パネルは「液晶セル」（０８０４）を有し、バックライトの光源である「冷陰極放電灯」（０８０５）を備え、制御部は、「液晶セル先開放制御手段」（０８０６）と、「後電源投入制御手段」（０８０７）を備える。さらに、「映像ミュート部」（０８０８）を備える。映像ミュート部以外の各構成は、実施形態１または２におけるものと同様であるので、説明を省略する。

「映像ミュート部」（０８０８）は、バックライトの冷陰極放電灯が点灯した後に映像の同期乱れを防止するための映像ミュートを行う機能を有する。液晶表示装置の起動時に、映像の同期乱れが生じることがある。そこで、液晶セルを開放して冷陰極放電灯を点灯することで点灯始動性を良化するとともに、映像が安定するまで映像ミュートを行うことが好ましい。
<実施形態３ ハードウェア構成>

本実施形態に係る液晶表示装置の上記機能的構成をハードウェアとして実現する構成については、例えば、「映像ミュート部」を実現するためのプログラムをＣＰＵが実行し、映像をミュートするなどして、実施形態１に準じて実現できる。よって、ここでの詳細な説明は省略する。
<実施形態３ 処理の流れ>

本実施形態における処理の流れは、実施形態１または２におけるものと同様である。よって、ここでの説明は省略する。
<実施形態３ 効果>

本実施形態の液晶表示装置により、起動時における映像の同期乱れを防止し得る。

０１００ 液晶表示装置
０１０１ 制御部
０１０３ バックライト
０１０４ 液晶セル
０１０５ 開放制御手段
０１０６ 冷陰極放電灯

Claims (3)

1. バックライトと、このバックライトを利用する液晶パネルと、制御部と、からなる液晶表示装置であって、
   前記バックライトは、光源とする冷陰極放電灯を有し、
   前記制御部は、
   表示のために起動される際に、液晶パネルの液晶セルを光透過状態に開放制御する開放制御手段を有する液晶表示装置。
2. 制御部は、
   表示のために起動される際に、
   液晶パネルの液晶セルを先ず光透過状態に開放制御する液晶セル先開放制御手段と、
   液晶セル先開放手段により液晶セルが開放された後に冷陰極放電灯に対して点灯のための電源投入制御をする後電源投入制御手段と、
   を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. バックライトの冷陰極放電灯が点灯した後に映像の同期乱れを防止するための映像ミュートを行う映像ミュート部をさらに有する請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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