JP2012221745A

JP2012221745A - バックライト付き液晶表示装置

Info

Publication number: JP2012221745A
Application number: JP2011086452A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Matsui; 邦晃松井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】バックライトのＬＥＤの輝度の経年変化を自動補正する。
【解決手段】平面的に配置された複数のＬＥＤ群Ａ１と、各ＬＥＤ群Ａ１の輝度を検出する光センサＳ１と、各ＬＥＤ群Ａ１に電流を供給する電流供給部１１と、供給される電流を調整する電流調整部１２と、調整された電流値を記憶する記憶部と、パネルコントローラ１６を制御すると共に光センサＳ１の出力をうけて前記電流供給部１１と電流調整部１２と記憶部とを制御する制御部１５とを備え、制御部１５は、液晶表示パネル３が全黒表示した状態で、電流供給部１１から各ＬＥＤ群Ａ１に電流を供給し、電流調整部１２によって個々のＬＥＤ群Ａ１の輝度が所定値になるように供給電流を調整し、その調整値を記憶部に記憶させる調光動作と、液晶表示パネル３が画像を表示した状態で前記記憶された調整値の電流を電流供給部１１から全てのＬＥＤ群Ａ１に同時に供給する全点灯動作とを行う。
【選択図】図４

Description

この発明は、バックライト付き液晶表示装置に関する。

この発明に関連する背景技術としては、発光色の異なる複数の発光手段を発光させることにより白色光を出射するバックライト装置において、前記発光手段の発光色に対応する所定の分光感度特性に従って、複数の前記発光色の発光輝度を検出する複数の検知手段と、前記白色光の色度が所定の値となるように、前記複数の発光手段それぞれに供給する電流値を求める演算手段とを備え、前記演算手段は、前記分光感度特性に基づく前記発光手段の光の波長の変化による受光感度の変化量を１次式で近似して、前記検知手段の前記分光感動特性による受光感度の低下分を補正した電流値を求め、それによってホワイトバランスを調整するようにしたバックライト装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００８−２５１４６０号公報

バックライトに白色光ＬＥＤを用いた液晶表示装置においては、バックライトのホワイトバランスを調整する必要はないが、ＬＥＤそのものが経年変化により輝度の低下を生じる。
また、その低下量は個々のＬＥＤにおいて異なるが、ＬＥＤの輝度は供給電流量を調整することにより補正できる。そこで、従来は、数年経過したタイミングでサービスマンが液晶表示装置を暗室に持ち込み、バックライトの各ＬＥＤの輝度の変化を目視で確認しながら、供給電流を手動で調整するようにしていた。
しかし、このような調整作業は、暗室を必要とするばかりでなく、多くの時間と労力を要するという問題点がある。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、暗室を用いる代わりに、液晶表示パネルを全黒表示にし、その上で自動的に自己調光を行い、常にバックライトの輝度を一定に保持することが可能なバックライト付き液晶表示装置を提供するものである。

この発明は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを制御して画像を表示させるパネルコントローラと、液晶表示パネルの背面に設けられたバックライト装置とを備え、前記バックライト装置は、平面的に配置された複数のＬＥＤ群と、各ＬＥＤ群の輝度を検出する光センサと、各ＬＥＤ群に電流を供給する電流供給部と、供給される電流を調整する電流調整部と、調整された電流値を記憶する記憶部と、前記液晶表示パネルとパネルコントローラを制御すると共に光センサの出力をうけて前記電流供給部と前記電流調整部と記憶部とを制御する制御部とを備え、制御部は、液晶表示パネルが全黒表示するようにパネルコントローラを制御した状態で、電流供給部から各ＬＥＤ群に電流を供給し、電流調整部によって個々のＬＥＤ群の輝度が所定値になるように供給電流を調整し、その調整値を記憶部に記憶させる調光動作と、液晶表示パネルが画像を表示するようにパネルコントローラを制御した状態で前記記憶された調整値の電流を電流供給部から全てのＬＥＤ群に同時に供給する全点灯動作とを行うことを特徴とするバックライト付き液晶表示装置を提供するものである。

この発明によれば、液晶表示パネルに全黒表示させた状態で、電流供給部から各ＬＥＤ群に電流を供給し、電流調整部によって各ＬＥＤ群の輝度が所定値になるように供給電流を調整し、その調整値を記憶部に記憶させる調光動作が制御部により自動的に行われるので、ＬＥＤが経年変化により輝度の低下が生じても、その輝度が自動的に補正される。従って、従来のように暗室内で手動にて調光する必要がない。

この発明のバックライト装置の側面断面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。図２のＢ部拡大図である。この発明に係る液晶表示装置の制御回路のブロック図である。図４の要部説明図である。この発明に係る液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。

この発明のバックライト装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを制御して画像を表示させるパネルコントローラと、液晶表示パネルの背面に設けられたバックライト装置とを備え、前記バックライト装置は、平面的に配置された複数のＬＥＤ群と、各ＬＥＤ群の輝度を検出する光センサと、各ＬＥＤ群に電流を供給する電流供給部と、供給される電流を調整する電流調整部と、調整された電流値を記憶する記憶部と、前記液晶表示パネルとパネルコントローラを制御すると共に光センサの出力をうけて前記電流供給部と前記電流調整部と記憶部とを制御する制御部とを備え、制御部は、液晶表示パネルが全黒表示するようにパネルコントローラを制御した状態で、電流供給部から各ＬＥＤ群に電流を供給し、電流調整部によって個々のＬＥＤ群の輝度が所定値になるように供給電流を調整し、その調整値を記憶部に記憶させる調光動作と、液晶表示パネルが画像を表示するようにパネルコントローラを制御した状態で前記記憶された調整値の電流を電流供給部から全てのＬＥＤ群に同時に供給する全点灯動作とを行うことを特徴とする。

各ＬＥＤ群は、例えば複数の白色発光ダイオードから構成される。

この発明は、液晶表示パネルへの電力の供給又は停止を制御部に指示する電源操作部をさらに備え、制御部は電源操作部から電力供給停止の指示を受けたときに前記調光動作を行い、その後、液晶表示パネルへの電力の供給停止を行ってもよい。

この発明は、制御部は電源操作部から電力供給停止指示を受けるごとに全ＬＥＤ群の中から所望数のＬＥＤ群について順次調光動作を行ってもよい。

この発明は、制御部は電源操作部から電力供給の指示を受けたときに、前記全点灯動作を行うと共に液晶表示パネルへの電力の供給を行ってもよい。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。
図１は、この発明に係る液晶表示装置の側面断面図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、ハウジング２の内部にＬＣＤ（液晶表示）パネル３と、バックライト装置４と、光拡散板５とを備える。つまり、ＬＣＤパネル３の背面にバックライト装置４が設置され、ＬＣＤパネル３とバックライト装置４との間に光拡散板５が設置されている。

図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
同図に示すようにバックライト装置４は、平面的に配置された６０個のＬＥＤ群（以下、エリアという）Ａ１〜Ａ６０を備える。エリアＡ１〜Ａ６０は、６行×１０列に配列されている。

図３は図２のＢ部拡大図であり、１つのエリアの詳細を示している。同図に示すようにエリアＡ１〜Ａ６０の各々は、４行×３列に配列された１２個の白色発光ダイオードＤ１〜Ｄ１２を備える。

また、エリアＡ１〜Ａ６０は、光センサＳ１〜Ｓ６０を各エリアの中央に１個ずつ備え、光センサＳ１〜Ｓ６０は、エリアＡ１〜Ａ６０の発光輝度をそれぞれ検出するようになっている。

図４は、この発明に係る液晶表示装置の制御回路のブロック図である。
同図に示すように、バックライト装置４（図２）のエリアＡ１〜Ａ６０の各々において、白色発光ダイオードＤ１〜Ｄ１２は直列回路を形成する。

各直列回路には電流供給部１１と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６０が接続される。そして、電流供給部１１からエリアＡ１〜Ａ６０に供給される発光電流が電流調整部１２によりスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６０を介して２.４ｋＨｚでＰＷＭ制御されるようになっている。なお、電流調整部１２には、例えばｉＷａｔｔ社製のｉＷ７０３２Ｓ型のような駆動ＩＣを用いることができる。

制御部１５はＣＰＵを内蔵すると共にＲＡＭ１３およびＲＯＭ１４に接続され、ＲＯＭ１４は不揮発性で書き換え可能なFLASH-ROMである。制御部１５は、光センサＳ１〜Ｓ６０および電源操作部１７からの出力をうけて、電流供給部１１、電流調整部１２、ＬＣＤパネルコントローラ１６、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４を制御するようになっている。

図５は、エリアＡ１からＡ６０に対する電流設定値のテーブルを示し、このテーブルはＲＯＭ１４に格納されている。なお、このテーブルには、エリアＡ１〜Ａ６０に対応して予め所定電流値（例えば１００ｍＡ）が初期設定されている。
電源操作部１７の操作により制御部１５へ「電源ＯＮ」が指示されると、制御部１５はＬＣＤパネルコントローラ１６を制御してＬＣＤパネル３に画像を表示させる。

それと同時に、電流供給部１１と電流調整部１２を制御してエリアＡ１〜Ａ６０の白色発光ダイオードに図５に示す値の電流を供給させるバックライト装置４の点灯動作を行う。

一方、電源操作部１７の操作により制御部１５へ「電源ＯＦＦ」が指示されると、制御部１５はＬＣＤパネルコントローラ１６を制御してＬＣＤパネル３に全黒を表示させる。それによって、ＬＣＤパネル３の内部への外光の侵入が阻止される。その状態でエリアＡ１〜Ａ６０の中の１つのエリアのみの白色発光ダイオードＤ１〜Ｄ１２を図５のテーブルに示す設定値の電流で点灯させる。

その輝度を対応する光センサで検出しての所定の輝度範囲に納まるように電流調整部１２に電流値を調整させ、調整された電流値で図５のテーブルの設定値を更新する。この動作を所定数（例えば、４つ）のエリアについて行い、バックライト装置４の部分的（４エリアの）調光動作を完了する。

次に、制御部１５はＬＣＤパネルコントローラ１６、電流供給部１１およびその他の動作を停止させる。それによって液晶表示装置１は待機状態となる。
そして、上記部分的調光動作が液晶表示装置１の「電源ＯＦＦ」操作毎に順次行われ、やがて全体の調光が完了する。

図４に示す液晶表示装置１の制御回路の動作について図６に示すフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
まず、ステップＳ０において、調光の対象エリアＡｎの番号が１に設定される。つまり、エリアＡ１（図２参照）から調光動作が開始されるように設定される。次に、ステップＳ１では、電源操作部１７において「電源ＯＦＦ」操作が行われると、ＬＣＤパネル３は全黒表示を行い、バックライト装置４は一旦ＯＦＦとなり、全エリアが消灯する。そして、１回の調光動作における調光済みエリア数ｉが１に初期設定される（ステップＳ２）。なお、この実施形態では１回の調光動作において調光処理されるエリア数ｉ＝４に設定されている。つまり、１回「電源ＯＦＦ」操作が行われる毎に４エリアずつ調光動作が行われるようになっている。

図５のテーブルにおいてエリアＡ１〜Ａ６０の初期設定電流値Ｉ１〜Ｉ６０は、この実施形態ではすべて１００ｍＡとしている。
エリアＡｎの設定電流値Ｉｎを図５のテーブルから読み出し（ステップＳ３）、電流調整部１２は、エリアＡｎの白色発光ダイオードＤ１〜Ｄ１２への供給電流を、読み出した電流値Ｉｎに調整してそれらを点灯させる（ステップＳ４）。

その時の輝度Ｌｎを光センサＳｎで取得し（ステップＳ５）、輝度Ｌｎが設定範囲内、つまりＬａとＬｂとの間にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。
設定範囲にあれば、図５のテーブルの設定値Ｉｎを現在の電流値Ｉｎで更新することによりエリアＡｎの調光は完了し、エリアＡｎを消灯させる（ステップＳ７、Ｓ８）。

ステップＳ９において、調光の完了したエリアの番号が６０（最大番号）、つまりエリアＡ６０に達したか否かが判定され（ステップＳ９）、達していない場合にはエリアの番号が１だけインクリメントされ（ステップＳ１０）、達している場合には、初期値１に戻される（ステップＳ１８）。

そして、一度に調光するエリア数ｉが最大値、たとえば「４」に達しているか否かが判定され（ステップＳ１１）、達しているときには、ＬＣＤパネル３の表示がＯＦＦされてＬＣＤパネル３は待機状態となる（ステップＳ１９、Ｓ２０）。

次に、電源操作部１７により、電源「ＯＮ」が操作されると（ステップＳ２１）、表５からエリアＡ１〜Ａ６０に対応する設定電流値Ｉ１〜Ｉ６０が読み出される（ステップＳ２２）。そして、電流調整部１２により電流値Ｉ１〜Ｉ６０でエリアＡ１〜Ａ６０が点灯され（ステップＳ２３）、ルーチンはステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１１で１回の調光動作における調光済みのエリア数ｉが最大値４に達していないときには、ｉが１だけインクリメントされ（ステップＳ１２）、ルーチンはステップＳ３へ戻る。

一方、ステップＳ６において、輝度Ｌｎが設定範囲内になく、下限値Ｌａより低い場合には（ステップＳ１３）、エリアＡｎの設定電流値Ｉｎが２ｍＡだけ増大される（ステップＳ１４）。そして、増大された設定電流値が上限値に達したか否かが判定される（ステップＳ１５）。

上限値に達したときにはステップＳ１７において図５のテーブルの設定電流値Ｉｎが上限値に更新され、ルーチンはステップＳ８へ進む。また、ステップＳ１５において電流値が上限値に達していないときにはルーチンはステップＳ４へ戻り、２ｍＡだけ増大した電流値で再び点灯される。

また、ステップＳ１３において、輝度Ｌｎが下限値Ｌａより高い場合には、エリアＡの設定電流値Ｉｎが２ｍＡだけ減じられ（ステップＳ１６）、ルーチンはステップＳ４へ戻り、２ｍＡだけ減少した電流値で再び点灯される。

このようにして、電源のＯＦＦ操作が行われる毎に４つのエリアの調光が行われるので、１５回の電源のＯＦＦ操作が行われると、４エリア/回×１５回＝６０エリアとなり、全６０エリアつまりエリアＡ１〜Ａ６０の調光が完了することになる。
従って、１日１回のＯＦＦ操作でも約２週間でバックライト装置４全体の調光が完了する。

１液晶表示装置
２ハウジング
３ＬＣＤパネル
４バックライト装置
５光拡散板
１１電流供給部
１２電流調整部
１３ＲＡＭ
１４ＲＯＭ
１５制御部
１６ＬＣＤパネルコントローラ
Ａ１〜Ａ６０エリア
Ｄ１〜Ｄ１２ＬＥＤ
Ｓ１〜Ｓ６０光センサ
Ｑ１〜Ｑ６０スイッチング素子

Claims

液晶表示パネルと、液晶表示パネルを制御して画像を表示させるパネルコントローラと、液晶表示パネルの背面に設けられたバックライト装置とを備え、前記バックライト装置は、平面的に配置された複数のＬＥＤ群と、各ＬＥＤ群の輝度を検出する光センサと、各ＬＥＤ群に電流を供給する電流供給部と、供給される電流を調整する電流調整部と、調整された電流値を記憶する記憶部と、前記パネルコントローラを制御すると共に光センサの出力をうけて前記電流供給部と前記電流調整部と記憶部とを制御する制御部とを備え、制御部は、液晶表示パネルが全黒表示するようにパネルコントローラを制御した状態で、電流供給部から各ＬＥＤ群に電流を供給し、電流調整部によって個々のＬＥＤ群の輝度が所定値になるように供給電流を調整し、その調整値を記憶部に記憶させる調光動作と、液晶表示パネルが画像を表示するようにパネルコントローラを制御した状態で前記記憶された調整値の電流を電流供給部から全てのＬＥＤ群に同時に供給する全点灯動作とを行うことを特徴とするバックライト付き液晶表示装置。
各ＬＥＤ群が複数の白色発光ダイオードからなる請求項１記載のバックライト付き液晶表示装置。
液晶表示パネルへの電力の供給又は停止を制御部に指示する電源操作部をさらに備え、制御部は電源操作部から電力供給停止の指示を受けたときに前記調光動作を行い、その後、液晶表示パネルへの電力の供給停止を行う請求項１記載のバックライト付き液晶表示装置。
制御部は電源操作部から電力供給停止指示を受けるごとに全ＬＥＤ群の中から所望数のＬＥＤ群について順次調光動作を行う請求項２記載のバックライト付き液晶表示装置。
制御部は電源操作部から電力供給の指示を受けたときに、前記全点灯動作を行うと共に液晶表示パネルへの電力の供給を行う請求項３記載のバックライト付き液晶表示装置。