JPWO2010073793A1 - 液晶表示装置及びテレビ受信装置 - Google Patents

Abstract

液晶表示装置は、液晶パネルを背面から照明するバックライトであって、第１調光信号（Ｓｄｖ１）を受け取る一端と、第２調光信号（Ｓｄｖ２）を受け取る他端とを有し両端駆動される蛍光管を含むバックライトと、第１調光信号（Ｓｄｖ１）および第２調光信号（Ｓｄｖ２）を生成し、第１および第２調光信号（Ｓｄｖ１、Ｓｄｖ２）を蛍光管に供給してバックライトの発光輝度（Ｌｃａ）を制御するバックライト制御部とを備える。バックライト制御部は、液晶パネルの画像が黒表示画像であることの検出に応じて、第１調光信号（Ｓｄｖ１）および第２調光信号（Ｓｄｖ２）のうち、一方の調光信号の蛍光管への供給を停止する。

Description

本発明は、液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置に関し、特に、液晶表示装置における、両端駆動される蛍光管を有するバックライトの省電力化に関する。

従来、液晶テレビなどの液晶表示装置のバックライトとして、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）等の放電管を用いたものが知られ、最近、多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたバックライトも知られている。通常、液晶表示装置の消費電力は液晶パネルよりもバックライトによる割合が高い。そのため、液晶表示装置の大型化に伴う消費電力の増加を抑制するために、バックライトの消費電力を低減させる必要がある。

バックライトの消費電力を低減させる技術として、例えば、特許文献１には、スタンバイモード等において液晶パネルに表示すべき映像信号がない場合、液晶パネルに補助用画面を表示させ、その補助用画面の黒表示部分に相当するＬＥＤを消灯する技術が開示されている。
特開２００７−８６３９０公報

（発明が解決しようとする課題）
上記開示された技術においては、ＴＶ映像信号等の映像信号がない場合（スタンバイモード等）において視聴者に好印象を与えつつ省電力化を図ることができる。しかしながら、映像信号がある場合において、表示画像によっては液晶パネル全体に渡ってバックライトの省電力化を好適に図れる場合がある。そのため、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を、簡易な方法によって図れる液晶表示装置が所望されている。液晶表示装置の大型化にともなって、バックライトには両端駆動の蛍光管が使用されるため、特に、両端駆動の蛍光管を使用する場合におけるバックライトの省電力化が所望されている。

本発明は、本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、液晶パネル全体に対応した、両端駆動の蛍光管を使用するバックライトの省電力化を簡易に可能とする液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために、本発明による液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトであって、第１調光信号を受け取る一端と、第２調光信号を受け取る他端とを有し両端駆動される蛍光管を含むバックライトと、前記第１調光信号および前記第２調光信号を生成し、該第１および第２調光信号を前記蛍光管に供給して前記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部と、映像信号に基づいて前記液晶パネルおよび前記バックライトを制御するとともに、前記映像信号に基づいて前記画像が黒表示画像であることを検出する映像信号処理部とを備え、前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記第１調光信号および前記第２調光信号のうち、一方の調光信号の前記蛍光管への供給を停止する。

このような構成によれば、バックライト制御部は、映像信号処理部による黒表示画像の検出に応じて、第１調光信号および第２調光信号のうち、一方の調光信号の蛍光管への供給を停止する。そのため、液晶パネル全体に対応した、両端駆動の蛍光管を使用するバックライトの省電力化を簡易に行うことができる。

その際、他方の調光信号によって、両端駆動される蛍光管の一端では駆動が継続され、蛍光管の発光が継続されている。そのため、液晶パネルの表示が黒表示から変化した場合、駆動されていない蛍光管の一端の駆動を開始する際の発光をスムーズに行わせることができる。すなわち、バックライトの発光輝度の増加を、スムーズに行わせることができる。

バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記第１調光信号および前記第２調光信号のうち、前記蛍光管に供給されている他方の調光信号による前記バックライトの発光輝度を低減させるようにしてもよい。このような構成によれば、バックライトの消費電力をさらに低減することができる。

前記第１および第２調光調信号は、前記蛍光管の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト信号とし、前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記他方の調光信号の振幅および／またはデューティ比を低下させるようにしてもよい。このような構成によれば、バックライトが蛍光管によって構成される場合、簡易かつ好適な方法によってバックライトの消費電力をさらに低減することができる。

前記バックライトは、並列配置される複数の前記蛍光管を含み、前記黒表示画像の検出に応じて前記調光信号の供給が停止される各蛍光管の一端が、交互となるように、前記第１調光信号および前記第２調光信号が各蛍光管に供給されるようにしてもよい。このような構成によれば、各蛍光管の一端の駆動が停止された場合において、駆動が停止される一端が交互となるため、バックライトにおける発光輝度の偏りを抑制することができる。

また、本発明のテレビ受信装置は、前記液晶表示装置を備える。この構成によれば、液晶表示装置の省電力化に伴って、テレビ受信装置も省電力化される。

（発明の効果）
本発明によれば、液晶パネル全体に対応した、両端駆動の蛍光管を使用するバックライトの省電力化を簡易に可能とする液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るテレビ受信装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 液晶表示装置の構成例を示す概略的な断面図 液晶表示装置のバックライトの構成例を示す概略的な平面図 バックライトの省電力制御に係る各信号の時間的推移を概略的に示すタイムチャート バックライトの省電力制御の、別の例を示す概略的なタイムチャート バックライトの省電力制御の、別の例を示す概略的なタイムチャート 液晶表示装置のバックライトの、別の構成例を示す概略的な平面図

３１、３１Ａ…両端駆動蛍光管、１００…液晶表示装置、１０２…映像信号処理部、１０４…液晶パネル、１０７…バックライト制御部、１０８…調光制御回路（バックライト制御部）、１０９…インバータ（バックライト制御部）、１１０…バックライト、２００…テレビ受信装置、Ｓｄｖ１…第１調光信号、Ｓｄｖ２…第２調光信号

以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明に係る液晶表示装置を備えたテレビ受信装置について例示する。なお、これに限定されず、本発明に係る液晶表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、測定器等、あらゆる画像表示の必要な機器に適用できる。

１．テレビ受信装置の構成
図１は、本発明に係る液晶表示装置１００を備えたテレビ受信装置２００の構成を示す概略的なブロック図である。テレビ受信装置２００において、チューナ１１２は、アンテナ１１１によって受信されたテレビジョン放送信号からチャンネルを選局する。またビデオ入力端子１１３は、テレビ受信装置２００に内蔵もしくは外部接続されたＡＶ機器からのビデオ信号を入力する。そして切換部１１４において、チューナ１１２で選局されたテレビジョン放送信号とビデオ入力端子１１３を介して入力したビデオ信号とを切換出力する。切換部１１４から切換出力された映像信号Ｓｉは、液晶表示装置１００の映像信号処理部１０２において映像処理される。

また、テレビ受信装置２００において、切換部１１４から出力された音声信号は、音声処理部１１５で処理されてスピーカ１１６から音声出力される。また、リモコン受光部１１７は、リモコン装置１２０から送信された赤外線によるリモコン操作信号を受光し、制御部１１８へ送る。制御部１１８は、リモコン受光部１１７で受光したリモコン操作信号を検出・解析し、チューナ１１２、切換部１１４、映像信号処理部１０２、ＬＣＤ制御部１０３、音声処理部１１５等に対してそれらの動作を制御する制御信号を出力する。

２．液晶表示装置の構成
次に、液晶表示装置１００について説明する。図１に示されるように、液晶表示装置１００は、映像信号処理部１０２、ＬＣＤ（液晶表示装置）制御部１０３、液晶パネル１０４、バックライト制御部１０７およびバックライト１１０を含む。

映像信号処理部１０２は、液晶表示装置１００に入力された映像信号Ｓｉ、あるいは液晶表示装置１００が内蔵する記録再生装置（図示せず）の記録媒体から読み出された映像信号Ｓｉを処理する。その映像信号Ｓｉに対して、必要に応じて各種の画質調整処理を行って液晶パネル１０４の駆動に適したＲＧＢ等の画像表示信号等を生成してＬＣＤ制御部１０３に出力する。

また、映像信号処理部１０２は、バックライト制御部１０７へ出力する垂直同期信号Ｖｓｙｎ等のバックライト制御信号を生成し、バックライト１１０の発光制御を行う。バックライト制御信号として、映像信号処理部１０２は、映像信号Ｓｉに基づいて平均輝度レベル（ＡＰＬ；Average Picture Level）を算出し、ＡＰＬに応じたＡＰＬ信号を生成する。また、例えば、ＡＰＬが黒表示判定値Ａｔｈ以下となった場合に、液晶パネル１０４に表示される画像が黒表示画像であることを検出し、黒表示検出信号Ｓｂを生成する。ここでは、黒表示判定値Ａｔｈは、例えば、３％以下の値として設定される。ＡＰＬ信号および黒表示検出信号Ｓｂはバックライト制御部１０７に供給される。

ＬＣＤ制御部１０３は、映像信号処理部１０２からの画像表示信号にしたがって、液晶パネル１０４の各画素の光透過率データであるＬＣＤデータを生成する。ＬＣＤ制御部１０３は、ＬＣＤデータにしたがってＬＣＤ駆動信号を生成し、ＬＣＤ駆動信号を液晶パネル１０４に供給して、液晶パネル１０４における画像表示制御を行う。

液晶パネル１０４は、例えば、平面視矩形状をなしており、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。

一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ））と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや共通電極、さらには配向膜等が設けられている。

このような構成によって、液晶パネル１０４内には、例えば、ハイビジョン用の、１９２０×１０８０ドットのカラー画素が形成されている。液晶パネル１０４内には、さらに、例えば、ＬＣＤドライバが設けられる。ＬＣＤドライバがＬＣＤ制御部１０３からのＬＣＤ駆動信号にしたがって各画素のスイッチング素子を制御することによって、映像信号Ｓｉに応じた画像が液晶パネル１０４に表示される。

バックライト制御部１０７は、調光制御回路１０８とインバータ１０９とを含む。バックライト制御部１０７は、映像信号処理部１０２の黒表示画像の検出に応じて、バックライト１１０の発光輝度を低減させる第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２を生成し、第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２をバックライト１１０に供給する（図３および図４参照）。

調光制御回路１０８は、映像信号処理部１０２からのＡＰＬ信号に応じて矩形波の高電位レベルと低電位レベルの信号期間比（デューティ比）が変化するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である第１制御信号Ｓｃｎ１および第２制御信号Ｓｃｎ２を生成する（図４参照）。

また、インバータ１０９は、基本的に周知の構成を有し、第１制御信号Ｓｃｎ１および第２制御信号Ｓｃｎ２に応じて、それぞれバースト交流電圧である第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２を発生する。第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２は、両端駆動の蛍光管３１の駆動信号としてバックライト１１０に印加される（図３参照）。インバータ１０９は、例えば、制御信号（Ｓｃｎ１、Ｓｃｎ２）が高電位レベルの時にスイッチング動作し、低電位レベルの時はスイッチング動作を停止して、制御信号（Ｓｃｎ１、Ｓｃｎ２）のデューティ比に応じて間欠動作を行うことによってバースト調光信号（Ｓｄｖ１、Ｓｄｖ２）を生成する（図４参照）。バースト調光信号（Ｓｄｖ１、Ｓｄｖ２）のデューティ比および振幅によってバックライト１１０の輝度が調節される。

バックライト１１０は、液晶パネル１０４に背面から光を照射し、液晶パネル１０４は照射された光の透過量を制御することによって画像を形成する。本実施形態のバックライト１１０は、図２および図３に示すように、液晶パネル１０４の背面に取り付けられる筐体３０を有する。筐体３０内に、細管形状（直管型）の複数の両端駆動の蛍光管、例えばＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）３１を等間隔に複数並列配設されている。図２および図３においては例示的に６個の蛍光管３１が示される。なお、図３には、液晶パネル１０４の黒表示画像の検出に応じて、各蛍光管３１が、片側駆動されている状態が示される。

各蛍光管３１は、その両端に印加される第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２によって点灯駆動される。また、拡散板３２によって各蛍光管３１から発光された照明光を均一拡散する。このような両端駆動の蛍光管３１は、特に、大型の液晶パネル１０４に対応して使用される。

なお、第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２は、図３に示されるように、隣接する２つの蛍光管３１の各両端に供給される第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２が互い違いとなるように、各蛍光管３１に供給される。これは、後述するように、液晶パネル１０４の黒表示画像の検出に応じて調光信号の供給が停止される各蛍光管３１の一端が、交互となるようにして（図３参照）、バックライト１１０の発光輝度の偏りを抑制するためである。

３．バックライトの省電力制御
次に図３および図４を参照して、本発明によるバックライトの省電力制御について説明する。図４は、バックライトの省電力制御に係る各信号の時間的推移を概略的に示すタイムチャートである。

今、図４の時刻ｔ１において液晶パネル１０４に表示されている画像が、黒表示に変化したとすると、映像信号処理部１０２によって算出されているＡＰＬの値は、例えば、ほぼ「０」％に低下し、黒表示判定値Ａｔｈ（例えば、３％）を下回る。これによって、映像信号処理部１０３は表示画像の黒表示を検出し、黒表示検出信号Ｓｂを生成する。黒表示検出信号Ｓｂは調光制御回路１０８に供給される。なお、黒表示判定値Ａｔｈは、黒表示を判定するＡＰＬの値として適宜設定される。また、黒表示判定値Ａｔｈは、液晶パネル１０４に表示させる画像の種類等に応じて変更されるようにしてもよい。

バックライト制御部１０７の調光制御回路１０８は、黒表示検出信号Ｓｂを受け取ると、図４に示されように、第２制御信号Ｓｃｎ２のデューティ比をゼロ％として、インバータ１０９による第２調光信号Ｓｄｖ２の生成を停止させる。すなわち、図４の時刻ｔ１において、各蛍光管３１は第１調光信号Ｓｄｖ１によって片側駆動される（図３参照）。そのため、バックライト１１０の消費電力が低減される。このとき、バックライト１１０の発光輝度Ｌｃａは、図４に示されるように、時刻ｔ１以降において所定のレベルまで低減される。

ここで、蛍光管３１の放電は完全に停止されない。そのため、液晶パネル１０４の表示が黒表示から変化し、第２調光信号Ｓｄｖ２を駆動されていない蛍光管３１の一端に印加して発光輝度Ｌｃａを増加させる場合、蛍光管３１の駆動をスムーズに行わせることができる。

以上説明したように、本実施形態においては、バックライト制御部１０７の調光制御回路１０８は、映像信号処理部１０２による黒表示画像の検出に応じて、第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２のうち、一方、本実施形態においては第２調光信号Ｓｄｖ２の各蛍光管３１への供給を停止する。その際、両端駆動の蛍光管３１を駆動制御するために通常設けられる構成を用いることができる。そのため、両端駆動の蛍光管３１を使用する場合において、液晶パネル１０４全体に対応したバックライト１１０の省電力化を、コストがかかる構成を新たに追加することなく、簡易に図ることができる。

また、第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２は、図３に示されるように、隣接する２つの蛍光管３１の各両端に供給される第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２が互い違いとなるように、各蛍光管３１に供給される。すなわち、黒表示画像の検出に応じて調光信号（Ｓｄｖ１あるいはＳｄｖ２）の供給が停止される各蛍光管３１の一端が、交互となるように、第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２が各蛍光管３１に供給される。

そのため、例えば、各第２調光信号Ｓｄｖ２の各蛍光管３１への供給が停止された場合において、各蛍光管３１の各両端に対して第１調光信号Ｓｄｖ１および第２調光信号Ｓｄｖ２が揃って供給される場合と比べて、バックライト１１０における発光輝度の偏りを抑制することができる。例えば、図３において、各蛍光管３１の左側端には第１調光信号Ｓｄｖ１が供給され、各蛍光管３１の右側端には第２調光信号Ｓｄｖ２が供給される場合と比べて、バックライト１１０の発光輝度の偏りが抑制される。

また、供給が停止されない他方の調光信号、本実施形態においては第１調光信号Ｓｄｖ１によって、各蛍光管３１の駆動が継続されるため、液晶パネル１０４の表示が黒表示から変化した場合の発光輝度Ｌｃａの増加を、スムーズに行わせることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態においては、調光制御回路１０８は、黒表示検出信号Ｓｂを受け取った場合、図４に示されように、第１制御信号Ｓｃｎ１は変更せず、第１調光信号Ｓｄｖ１をそのまま各蛍光管３１に供給する例を示したが、これに限られない。バックライト制御部１０７（調光制御回路１０８）は、黒表示画像の検出に応じて、第１調光信号Ｓｄｖ１（「他方の調光信号」に相当）の振幅および／またはデューティ比を低下させるようにしてもよい。

例えば、図５に示すように、黒表示検出信号Ｓｂを受け取った時刻ｔ１以降において、調光制御回路１０８は第１制御信号Ｓｃｎ１（第１調光信号Ｓｄｖ１）のデューティ比を低下させるようにしてもよい。図５には、第１調光信号Ｓｄｖ１のデューティ比を、時刻ｔ１と、時刻ｔ１から２フレーム期間（２Ｖ）後の時刻ｔ２とにおいて低下される例が示される。この場合、第１調光信号Ｓｄｖ１のデューティ比が低下されない場合と比べて、さらにバックライト１１０の消費電力を低減させることができる。なお、第１調光信号Ｓｄｖ１のデューティ比を低下させる態様は、図５に示されたものに限られず、状況に応じて適宜決定されるようにすればよい。

また、図６には、第１調光信号Ｓｄｖ１の振幅を、時刻ｔ１と、時刻ｔ１から２フレーム期間（２Ｖ）後の時刻ｔ２とにおいて低下させる例が示される。この場合においても、第１調光信号Ｓｄｖ１の振幅が低下されない場合と比べて、さらにバックライト１１０の消費電力を低減させることができる。なお、第１調光信号Ｓｄｖ１の振幅を低下させる態様は、図６に示されたものに限られず、状況に応じて適宜決定されるようにすればよい。

（２）上記実施形態においては、本発明を、両端駆動される直管型の蛍光管３１を備えたバックライト１１０に適用する例を示したがこれに限られない。例えば、図７に示されるように、本発明は、両端駆動されるＵ字管型の蛍光管３１Ａを備えたバックライト１１０にも適用することができる。

（３）上記実施形態および上記他の実施形態においては、液晶パネル１０４の黒表示であることがＡＰＬ（平均輝度レベル）に基づいて検出される例を示したが、これに限定されない。例えば、映像信号Ｓｉに含まれる黒レベル信号に基づいて、あるいはＡＰＬおよび黒レベル信号に基づいて検出されるようにしてもよい。また、ＡＰＬおよび最大輝度レベルに基づいて検出されるようにしてもよい。要は、映像信号Ｓｉに基づいて液晶パネル１０４の黒表示が検出されればよい。

（４）上記実施形態および上記他の実施形態においては、液晶パネル１０４の黒表示であることがＡＰＬ（平均輝度レベル）に基づいて検出される例を示したが、これに限定されない。例えば、映像信号Ｓｉに含まれる黒レベル信号に基づいて、あるいはＡＰＬおよび黒レベル信号に基づいて検出されるようにしてもよい。また、ＡＰＬおよび最大輝度レベルに基づいて検出されるようにしてもよい。要は、映像信号Ｓｉに基づいて液晶パネル１０４の黒表示が検出されればよい。

（５）上記実施形態および上記他の実施形態においては、表示画像の黒表示が検出される各時刻ｔ１以降、各蛍光管において調光信号が供給される側の一端を同一とする例を示したが、必ずしもこれに限られない。例えば、黒表示期間中（各時刻ｔ１以降）の所定時間毎に、各蛍光管の調光信号が供給される側の一端を、２つの端において交互に切替えるようにしてもよい。すなわち、各蛍光管の各端に印加される調光信号が、図４等に示される第１調光信号Ｓｄｖ１の波形と第２調光信号Ｓｄｖ２の波形とを、黒表示期間中の所定時間毎に交互に切替えて形成されるようにしてもよい。

Claims (5)

1. 画像を表示する液晶パネルと、
   前記液晶パネルを背面から照明するバックライトであって、第１調光信号を受け取る一端と、第２調光信号を受け取る他端とを有し両端駆動される蛍光管を含むバックライトと、
   前記第１調光信号および前記第２調光信号を生成し、該第１および第２調光信号を前記蛍光管に供給して前記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部と、
   映像信号に基づいて前記液晶パネルおよび前記バックライトを制御するとともに、前記映像信号に基づいて前記画像が黒表示画像であることを検出する映像信号処理部とを備え、
   前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記第１調光信号および前記第２調光信号のうち、一方の調光信号の前記蛍光管への供給を停止することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記第１調光信号および前記第２調光信号のうち、前記蛍光管に供給されている他方の調光信号による前記バックライトの発光輝度を低減させることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１および第２調光調信号は、前記蛍光管の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト信号であり、
   前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記他方の調光信号の振幅および／またはデューティ比を低下させることを特徴とする、請求の範囲第２項に記載の液晶表示装置。
4. 前記バックライトは、並列配置される複数の前記蛍光管を含み、
   前記黒表示画像の検出に応じて前記調光信号の供給が停止される各蛍光管の一端が、交互となるように、前記第１調光信号および前記第２調光信号が各蛍光管に供給される、請求の範囲第１項から請求の範囲第３項のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とするテレビ受信装置。

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