JPH0713128A

JPH0713128A - 液晶表示用バックライト輝度制御方法

Info

Publication number: JPH0713128A
Application number: JP15005293A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Nishihara; 通陽西原; Hideo Nanba; 秀夫難波
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電源投入直後のバックライトの蛍光管輝度上
昇を早くし、画面輝度の立ち上がりを改善するととも
に、表示不要時にバックライトランプを消灯して節電を
可能とする。【構成】バックライト用蛍光管の輝度を設定する輝度
設定手段と、蛍光管に供給される管電流を制御する管電
流制御手段と、電源投入から所定の時間経過を検出する
計時手段と、蛍光管の管電流を制御する少なくとも２つ
の制御モードと備える液晶表示装置において、電源投入
から前記計時手段が所定の時間経過（ｔ１）を検出する
までは、設定輝度に対応する管電流より大きい管電流を
蛍光管に供給するモードで動作させ、計時手段が所定の
時間経過を検出すると大きい管電流から設定輝度に対応
する管電流へ徐々に管電流を小さくするモードで動作さ
せる。さらに、蛍光管消灯モードを設け、表示不要時の
消費電力を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置用のバッ
クライト輝度制御方法に係り、特に、電源投入後の蛍光
管輝度立ち上がり特性改善、及び蛍光管非点灯を選択可
能にして消費電流を低減した液晶表示用バックライト輝
度制御方法に関する。

【０００２】バックライト用蛍光管の実効管電流または
通電時間率を制御することにより、蛍光管輝度を制御し
て液晶表示画面の輝度を制御する液晶表示装置の画面輝
度制御方法に関する。電源投入直後の一定時間のみ、バ
ックライトの設定輝度とは無関係に蛍光管の管電流を最
大に流し、徐々に蛍光管輝度を設定輝度の管電流とする
ことにより、液晶表示画面の輝度の立ち上がり時間の短
縮を図る。また、長時間液晶表示を不必要とする使用条
件では、蛍光管非点灯モードを選択することにより消費
電流低減を図り、バッテリ動作時間を長時間化する。

【０００３】

【従来の技術】従来の調光機能を有する液晶表示装置の
蛍光管駆動回路のブロック図の例を図５に、その各部の
動作波形を図６に示す。バックライトの制御モードとし
て、定格輝度モードと、定格輝度より低い輝度の調光モ
ードとの２つのモードがあるとする。そして、調光方式
は、管電流を数百Ｈｚの周期で間欠駆動するデューティ
ードライブ方式が採用されているものとする。

【０００４】まず、端子１からバックライト輝度コント
ロール信号ＶＢＬＣ（波形Ａ）が調光コントロール回路
１０に入力され、コントロール信号ＶＢＬＣの直流電圧
値に応じてデューティーが変わるパルス波形（波形Ｂ）
が出力される。調光スイッチ回路１１は、このパルス波
形のデューティーに応じてインバータドライブ回路１２
の発振をコントロールする。このインバータドライブ回
路１２の発振出力（波形Ｃ）をインバータトランス１３
で昇圧して、蛍光管１４に印加している。従って、コン
トロール信号ＶＢＬＣの電圧値により、デューティーを
変え、これにより管電流の実効値を変えて、蛍光管輝度
をコントロールすることになる。

【０００５】次に、蛍光管の輝度立ち上がり特性につい
て説明する。蛍光管の輝度は、周囲温度、電極温度に大
きく依存し、管電流ＩＬに応じて、通電開始後の蛍光管
電極の温度上昇カーブが変化し、輝度立ち上がり特性も
変わる。管電流ＩＬが大きくなる程、蛍光管管壁に衝突
するイオンや電子の数も多くなり、蛍光管管壁の温度上
昇も早くなるため、蛍光管輝度上昇も早くなる。

【０００６】蛍光管の管電流の最大許容値をＩＬ_MAX，
定格値をＩＬ_NRM，調光時の管電流値をＩＬ_MIN（ＩＬ
_MAX＞ＩＬ_NRM＞ＩＬ_MIN）とし、それぞれの管電流にお
ける、電源投入から定常状態に達するまでの輝度の時間
変化を示すものが図７である。同図に示すように、管電
流が大きいほど、輝度の立ち上がり時間Ｔｒが短く、定
常輝度に達するまでの時間が短い。

【０００７】液晶表示用のバックライトのように、蛍光
管の放電電極をヒータで加熱することなく放電を開始さ
せると、常温の環境下で定格管電流を通電した場合、定
常な輝度に達するまで約５分程度の時間を要する。従っ
て、低温の環境下で使用する場合、電源投入から画面輝
度が定常な輝度に達するまでは、画面が暗く液晶表示と
して十分な機能を果たさないことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の液晶ディスプレイは、室内などの周囲の明るさが限定
された環境下の使用は実用上問題ないが、例えば晴れた
日の屋外などの非常に明るい環境下では、表示画面が暗
いなどで、十分な視認性が得られないという問題点があ
った。特に、周囲温度が低い条件下での電源投入直後の
数分間は、蛍光管輝度の立ち上がり特性に起因して、画
面輝度も不十分であり、視認性を損なうという問題点が
あった。

【０００９】また、液晶表示装置全体の消費電力に関し
ても、約２／３がバックライトで消費されており、例え
ば液晶ディスプレイを一体化したカメラ一体型ＶＴＲを
長時間三脚などに固定して使用する場合などは、表示画
面を見ることもなく、バックライトに使用する電力が全
く無駄になるという問題点があった。

【００１０】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、電
源投入直後のバックライトの蛍光管輝度上昇を早くし、
画面輝度の立ち上がりを改善するとともに、表示不要時
にバックライトランプを消灯して節電を可能とした液晶
表示用バックライトの制御方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、透
過型液晶表示板の背面を照射する光源となるバックライ
ト用蛍光管と、該蛍光管の輝度を所望の輝度に設定する
輝度設定手段と、該蛍光管に供給される管電流を制御す
る管電流制御手段と、電源投入から所定の時間経過を検
出する計時手段と、前記蛍光管の管電流を制御する少な
くとも２つの制御モードと備える液晶表示装置におい
て、第１の制御モードは、前記電流制御手段が設定輝度
に対応する管電流より大きい管電流を蛍光管に供給する
モードであり、第２の制御モードは、前記電流制御手段
が設定輝度に対応する管電流より大きい管電流から設定
輝度に対応する管電流へ徐々に管電流を小さくして蛍光
管に供給するモードであり、電源投入から前記計時手段
が所定の時間経過を検出するまでは、第１の制御モード
で管電流を制御し、前記計時手段が所定の時間経過を検
出すると、第１の制御モードから第２の制御モードに遷
移して、第２の制御モードで管電流を制御することを特
徴とする液晶表示用バックライト輝度制御方法である。
また、本発明は、上記液晶表示用バックライト輝度制御
方法において、蛍光管を消灯する第３の制御モードを更
に備えたことをを特徴とする液晶表示用バックライト輝
度制御方法である。

【００１２】

【作用】電源投入直後には、蛍光管の設定輝度よりも大
きい管電流を通電することにより、蛍光管輝度上昇を早
くし、画面輝度立ち上がり特性を改善する。また、液晶
表示が不要の時に蛍光管を消灯することにより、節電を
はかり、電池駆動装置の動作可能時間を伸延する。

【００１３】

【実施例】次に図面を参照して、本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明が適用される液晶表示用バック
ライト輝度制御回路のブロック図である。同図におい
て、蛍光管２０は、液晶表示板を背面から照射するバッ
クライト用の蛍光管である。インバータ回路２１は、調
光ＳＷトランジスタ２２を経由して直流入力端子２３供
給される直流電圧を、交流電圧に変換、昇圧して、蛍光
管接続端子２４に出力するもので、周知の回路である。

【００１４】蛍光管２０の管電流を制御する電流制御手
段は、ＣＰＵ２５と、クロックモジュール２６と、カウ
ンタ２７と、プリドライバートランジスタ２８と、上記
調光ＳＷトランジスタ２２及び抵抗２９〜３２からな
る。また、ＣＰＵ２５には、パワーオンリセット部３３
及び輝度設定スイッチ３４が接続されている。ＣＰＵ２
５には、パワーオンリセット部３３から送られるリセッ
ト信号により初期化され、電源投入後の時間経過を計時
するタイマ２５−１が内蔵されていて、計時手段として
使用される。

【００１５】輝度設定手段は、１回路３接点の輝度設定
スイッチ３４であり、その共通端子３４−Ｃが接地さ
れ、３者択一されて共通端子と短絡する接点、３４−
１、３４−２及び３４−３がＣＰＵ２５に接続されてい
る。

【００１６】蛍光管２０の輝度設定は、輝度設定スイッ
チ３４の接点状態によってＣＰＵ２５に３種類の指示が
される。すなわち、（１）接点３４−１が接地されたと
きに、蛍光管２０が定格輝度で点灯することが指示さ
れ、（２）接点３４−２が接地されたときに、蛍光管２
０が定格輝度より低い所定の調光輝度で点灯することが
指示され、（３）接点３４−３が接地されたときに、蛍
光管２０の消灯が指示される。

【００１７】次に、図２の各部の波形図を参照して、動
作を説明する。ＣＰＵ２５は、輝度設定スイッチ３４の
指示に従って、カウンタ２７の設定を変える。カウンタ
２７は、ＣＰＵ２５からの設定に従って、クロックモジ
ュール２６から与えられるクロックをカウントし、カウ
ント出力のデューティ比を変えることができる。カウン
タ２７のカウント出力は、プリドライバートランジスタ
２８及び調光ＳＷトランジスタ２２を介して、インバー
タ回路２１に対する直流電圧供給をＯＮ／ＯＦＦする。

【００１８】すなわち、カウンタ出力がＨレベルである
間は、抵抗３０を通じて、プリドライバートランジスタ
２８にベース電流が流れる。これにより、プリドライバ
ートランジスタ２８のコレクタが導通し、調光ＳＷトラ
ンジスタ２２のベース電流が、抵抗３１、プリドライバ
ートランジスタ２８を経由して流れるので、調光ＳＷト
ランジスタ２２が導通する。

【００１９】調光ＳＷトランジスタ２２が導通すると、
インバータ回路２１のインバータ電源入力２３に直流電
圧が供給されるので、インバータ回路２１は回路特性に
より定まる周波数（通常、数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ）で発
振し、その発振トランスの二次側に、昇圧された交流電
圧が発生する。この交流電圧は、電流制限用のコンデン
サを介してランプ接続端子２４に現れ、ここに接続され
た蛍光管２０を点灯する。特に、電源投入直後は蛍光管
２０の輝度上昇を早めるため、カウンタ出力をＨレベル
に固定し、管電流を連続的に流している（図２
（ａ））。

【００２０】定常状態における蛍光管２０の点灯は、定
格輝度が設定されている場合、あるデューティ比で蛍光
管２０を点灯する（図２（ｂ））。蛍光管２０の調光
は、カウンタ２７の出力のデューティ比を定格輝度のデ
ューティ比よりも小さくすることにより、インバータ回
路２１の発振動作の比率を下げて行われる（図２
（ｃ））。

【００２１】次に、電源投入直後から、定常輝度に達す
るまでの動作を図３を参照して説明する。電源投入直後
から、ＣＰＵ内蔵のタイマ２５−１が所定の時間（ｔ１
とする）が経過したことを検出するまでは、設定された
蛍光管の輝度にかかわらず、ＣＰＵ２５はカウンタ２７
の出力が常にＨレベル（デューティ１００％）となるよ
うに制御する。この状態が第１のバックライト制御モー
ドである。これにより、電源投入直後からｔ１までは、
インバータ回路２１は連続発振し、蛍光管２０には、連
続的に管電流が流れる。こうして、蛍光管２０の放電電
極は、素早く温度上昇し、これに伴って輝度も上昇す
る。

【００２２】次いで、ＣＰＵ内蔵タイマ２５−１が、ｔ
１の時間経過を検出すると、ＣＰＵ２５は、輝度設定ス
イッチ３４を読み取り、定格輝度、調光、消灯の何れが
指示されているかを知る。そして、定格輝度または調光
輝度が指示されている場合、ＣＰＵ２５は、カウンタ２
７の出力をデューティ１００％の状態から、徐々に輝度
設定スイッチに設定された輝度に対応するデューティと
なるように制御する。この期間がｔ２（または、ｔ
２’）であり、第２のバックライト制御モードである。
これ以後は、定常状態の輝度が続くｔ３の期間である。

【００２３】この時の輝度変化を図４を参照して説明す
る。図４において、実線または一点鎖線で描かれた輝度
が実施例の輝度の時間変化であり、電源投入からの経過
時間がｔ１までは、蛍光管の管電流を最大管電流（ＩＬ
_MAX）として、輝度の立ち上がりを早め、その後設定さ
れた輝度に応じて徐々に管電流を小さくする。実線で示
す輝度は、設定輝度が定格輝度であるときの輝度変化で
あり、一点鎖線で示す輝度は、設定輝度が調光輝度であ
るときの輝度変化である。破線で示す輝度は、本発明を
適用しない場合の輝度の立ち上がりを示す比較例であ
る。

【００２４】実施例において、ｔ１経過後、徐々に管電
流を小さくして設定された輝度に移行するのは、輝度の
不連続な変化による使用者の違和感をなくすためであ
る。定格輝度が指示される場合には、ｔ２の経過時間で
最大管電流から定格管電流に移行しているが、調光輝度
が指示される場合には、ｔ２より長いｔ２’の経過時間
で最大管電流から調光管電流に移行している。これは、
単位時間当たりのカウンタ２７の出力デューティの変化
率を一定とするため、デューティのより小さい調光輝度
の定常状態に達するまで時間がかかるためである。もっ
とも、設定された輝度に拘わらず一定の時間で設定され
た輝度に移行するように、すなわち、ｔ２＝ｔ２’とな
るように、カウンタ２７の出力デューティの変化率を制
御してもよい。

【００２５】次に、蛍光管２０の消灯は、接点３４−３
が接地されたときに指示される。ＣＰＵ２５は、パワー
リセット部３３からのリセット直後、または輝度設定ス
イッチ３４が切り換えられたことを認識したとき、接点
３４−３が接地されているのを検出すると、カウンタ２
７の出力をＬレベルに固定する。このため、調光ＳＷト
ランジスタ２２のＯＦＦ状態が継続し、従ってインバー
タ回路２１に直流電圧が供給されず、蛍光管接続端子２
４に交流電圧が現れず、蛍光管２０は点灯しない。

【００２６】液晶表示装置を組み込んだ製品として、液
晶ディスプレイを備えたカメラ一体型ＶＴＲを例に挙げ
ると、これを３脚などで固定して長時間同一画角で撮影
する場合などは、画角設定後は、液晶表示は不要とな
る。このとき消費電力に関しては、液晶ディスプレイ全
体の約２／３は、バックライト用蛍光管で消費されてお
り、バッテリ消費の点でも無駄である。本発明によれ
ば、このような場合にバックライトの消灯を可能とし、
バッテリを経済的に使用して、長時間動作が可能とな
る。

【００２７】以上好ましい実施例を説明したが、これは
本発明を限定するものではない。例えば、輝度設定スイ
ッチから指示されるバックライト輝度を、定格輝度、調
光輝度、消灯の３段階としたが、複数の調光輝度を設け
て４段階以上にしてもよいし、適当なアナログ入力手段
（例えば可変抵抗器）とアナログ／デジタル変換手段と
を設けて、連続可変の輝度設定としてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源投入直後の一定時間は、バックライト用の蛍光管に
最大管電流を流し、これによってバックライト輝度の立
ち上がり時間を短縮し、液晶表示画面を素早く見やすい
状態にすることができるという効果がある。また、バッ
クライト消灯モードを設け、長時間液晶表示が不要なと
き、バックライトを消灯し、バッテリの消費を低減し、
長時間動作を可能とするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示用バックライト制御方法
が適用されるバックライト制御回路のブロック図であ
る。

【図２】本発明に係る液晶表示用バックライト制御方法
を説明する波形図である。

【図３】本発明に係るバックライト制御回路の各ブロッ
クの動作を説明する波形図である。

【図４】実施例のバックライト輝度立ち上がり特性図で
ある。

【図５】従来例のブロック図である。

【図６】従来例の各ブロックの動作を示す波形図であ
る。

【図７】従来例のバックライト輝度立ち上がり特性図で
ある。

【符号の説明】

２０蛍光管２１インバータ回路２２調光ＳＷトランジスタ２３インバータ電源入力２４蛍光管接続端子２５ＣＰＵ２５−１タイマ２６クロックモジュール２７カウンタ２８プリドライバートランジスタ２９、３０、３１、３２抵抗３３パワーオンリセット部３４輝度設定スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型液晶表示板の背面を照射する光源
となるバックライト用蛍光管と、該蛍光管の輝度を所望の輝度に設定する輝度設定手段
と、該蛍光管に供給される管電流を制御する管電流制御手段
と、電源投入から所定の時間経過を検出する計時手段と、前記蛍光管の管電流を制御する少なくとも２つの制御モ
ードと備える液晶表示装置において、第１の制御モードは、前記電流制御手段が設定輝度に対
応する管電流より大きい管電流を蛍光管に供給するモー
ドであり、第２の制御モードは、前記電流制御手段が設定輝度に対
応する管電流より大きい管電流から設定輝度に対応する
管電流へ徐々に管電流を小さくして蛍光管に供給するモ
ードであり、電源投入から前記計時手段が所定の時間経過を検出する
までは、第１の制御モードで管電流を制御し、前記計時手段が所定の時間経過を検出すると、第１の制
御モードから第２の制御モードに遷移して、第２の制御
モードで管電流を制御することを特徴とする液晶表示用
バックライト輝度制御方法。
【請求項２】請求項１において、蛍光管を消灯する第
３の制御モードを更に備えたことをを特徴とする液晶表
示用バックライト輝度制御方法。