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JP4623854B2 - Lighting device for display device - Google Patents

Lighting device for display device Download PDF

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JP4623854B2 JP2001104279A JP2001104279A JP4623854B2 JP 4623854 B2 JP4623854 B2 JP 4623854B2 JP 2001104279 A JP2001104279 A JP 2001104279A JP 2001104279 A JP2001104279 A JP 2001104279A JP 4623854 B2 JP4623854 B2 JP 4623854B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ装置の照明装置に関し、とくに動画の表示品質の向上を目的として点灯タイミングをコントロールするディスプレイ装置用照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
透過型と呼ばれるディスプレイ装置は、表示パネルの背面側に照明装置、すなわちバックライトを備え、このバックライトからの光を表示パネルで適宜遮断または透過させることにより、画像の表示を行なっている。
【0003】
たとえば、透過型の液晶ディスプレイ装置では、表示パネルとして液晶パネルを使用する。液晶パネルは、透明な2枚の基板の間に液晶分子を配置してなり、液晶パネル内各点の液晶分子に任意の電圧を印加することができるように構成されている。電圧の印加によって液晶分子の配向状態が変化し、光の透過量が変化する。したがって、液晶パネル内各点の液晶分子にそれぞれ任意の電圧を印加し、各点における光の透過量を任意に制御することによって、全体として1つの画像表示を得ることができる。さらに、液晶パネルの各点に赤、緑、青の三色のカラーフィルタを組み合わせ、混色によってカラーの表示を得ることもできる。
【0004】
ところで、液晶パネルの液晶分子においては、電圧が印加されてから印加電圧によって決まる配向状態に達するまでの時間が比較的長い。また、通常、液晶ディスプレイ装置では、バックライトは常時点灯されている。このため、電圧印加時の液晶の配向状態の変化、すなわち過渡状態が、バックライトからの光の透過量の変化として観察者に視認され、これが残像やボケとして認識されて、とくに動画の表示品質を低下させていた。
【0005】
そこで、バックライトを常時点灯させず、必要に応じて点灯させる方式が考えられている。この方式では、液晶パネルを複数の領域に分割し、各領域にそれぞれ独立してバックライトのランプを設ける。そして、電圧印加によって液晶分子が過渡状態にある領域ではランプを点灯させず、配向状態の変化がほぼ完了したタイミングでバックライトの点灯を行なう。液晶分子の過渡状態が視認されないため、動画の表示品質が向上する。
【0006】
このような、複数のランプを備えこれら複数のランプを独立に点灯させる方式のバックライトについて、その一例を図3に示す。バックライトのランプとしては、比較的少ない消費電力で高輝度の白色光が得られるという利点から、冷陰極管が好んで用いられる。一方で、冷陰極管の点灯には高電圧が必要とされ、昇圧用のインバータ回路が必要である。図3のバックライトは、3本の冷陰極管4a,4b,4cを備えており、そのそれぞれにインバータ回路2a,2b,2cが接続されている。そして、インバータ回路2a,2b,2cの低圧側にそれぞれ設けたインバータ制御スイッチ8a,8b,8cによって、各インバータ回路2a,2b,2cの出力を「オン」/「オフ」することで、複数本の冷陰極管4a,4b,4cの点灯を制御していた。
【0007】
したがって、図3に示した従来のバックライトでは、冷陰極管の本数分のインバータ回路が必要であり、コストの増大、信頼性の低下、ディスプレイ装置の大型化などの欠点があった。
【0008】
そこで、図4に示すように、1台のインバータ回路2に複数本(図では3本)の冷陰極管4a,4b,4cを並列に接続し、さらにこれら冷陰極管4a,4b,4cのそれぞれに高耐圧の双方向半導体スイッチ5a,5b,5cを直列に接続して、各冷陰極管4a,4b,4cの点消灯を切り換える方法が考えられる。
【0009】
図4において、半導体スイッチ5a,5b,5cのいずれか1つ、たとえば半導体スイッチ5aが「オン」である場合を考える。半導体スイッチ5aに接続された冷陰極管4aにインバータ回路2の出力が印加され、放電、すなわち点灯を行なっている状態となる。いったん放電が生じると、冷陰極管4aのランプインピーダンスは著しく低下し、半導体スイッチ5aを「オフ」しても、半導体スイッチ5aの端子間の浮遊容量によってリーク電流が流れ、放電が継続してしまう。すなわち、冷陰極管4aは消灯せず、冷陰極管4a,4b,4cの点消灯の切り換えができない。
【0010】
そのため、図5に示すように、インバータ回路2の低圧側にインバータ制御スイッチ8を設け、まずこのインバータ制御スイッチ8を「オフ」することでインバータ回路2の出力を停止させ、冷陰極管の放電を停止させてから、半導体スイッチ5a,5b,5cを切り換えて、点灯させる冷陰極管を確定した後、インバータ制御スイッチ8を「オン」するといった手順によって、冷陰極管4a,4b,4cの点消灯の切り換えをおこなっていた。
【0011】
すなわち、従来の技術においては、1個のインバータ回路を使用して複数の冷陰極管を順次点灯させる場合には、いったんインバータ回路の出力を停止させる必要があり、複数の冷陰極管の点灯時間が一部重なるような連続的な順次点灯を行なうことができなかった。
【0012】
そして、このような連続的な順次点灯を行なう場合には、冷陰極管の本数と同数のインバータ回路が必要であり、コストの高いものとなっていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インバータ回路1個で複数本の冷陰極管を連続的に順次点灯可能なディスプレイ装置用照明装置を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のディスプレイ装置用照明装置は、高電圧を出力する高電圧回路と、該高電圧回路の出力に互いに並列接続された複数の冷陰極管と、該複数の冷陰極管の各冷陰極管に直列に接続されたスイッチと、該スイッチに並列に接続された抵抗とからなり、該抵抗により、該抵抗と並列に接続される前記スイッチのオフ時に前記冷陰極管の電圧を、放電を維持する放電電圧以下に抑え、高電圧回路の出力中に前記スイッチの切り換えが可能であることを特徴とする。すなわち、これら抵抗によって冷陰極管の放電時に半導体スイッチに加わる電圧を冷陰極管の放電電圧以下に抑え、インバータ回路の出力中に半導体スイッチを切り換えて点灯する冷陰極管を切り換えることが可能であることを特徴とする。
【0015】
また、インバータ回路の出力がオープン状態にならないよう、常に半導体スイッチのうちのいずれか1つが導通状態であることを特徴とする。
【0016】
さらに、ランプ模擬抵抗が冷陰極管と並列に接続され、模擬抵抗切り換えスイッチがランプ模擬抵抗と直列に接続されてなり、模擬抵抗切り換えスイッチを「オン」にし、その他の半導体スイッチを「オフ」とすることにより、すべての冷陰極管を消灯できることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0018】
実施の形態1
図1に本発明の第1の実施の形態について、ブロック図を示す。
【0019】
インバータ回路2の低圧側に直流電源1が接続されている。インバータ回路2は直流電源1からの電力によって動作し、高圧側に高電圧を出力する。インバータ回路2の高圧側には、バラストコンデンサ3が接続され、さらに複数(図では3本)の冷陰極管4a,4b,4cが並列に接続されている。また、冷陰極管4a,4b,4cには、双方向に電流を流すことのできる高耐圧の半導体スイッチ5a,5b,5cがそれぞれ直列に接続されている。
【0020】
さらに、本実施の形態においては、半導体スイッチ5a,5b,5cにそれぞれ並列に抵抗6a,6b,6cが接続されている。
【0021】
すでに述べたように、図4に示した従来のバックライトでは、半導体スイッチを「オフ」にしても、半導体スイッチの端子間の浮遊容量によって冷陰極管にリーク電流が流れ、放電が継続してしまう。
【0022】
本実施の形態では、半導体スイッチ5a,5b,5cに、それぞれ抵抗6a,6b,6cを並列に接続することで、半導体スイッチ5a,5b,5cの「オフ」時に冷陰極管4a,4b,4cに流れるリーク電流を抑制し、放電すなわち点灯が継続しないようにしている。
【0023】
また、抵抗6a,6b,6cを接続することで、半導体スイッチ5a,5b,5cを過電圧から保護することが可能である。
【0024】
なお、本実施の形態においては、インバータ回路2の高圧側が無負荷とならないよう、冷陰極管4a,4b,4cのいずれか一本が常に点灯するように半導体スイッチ5a,5b,5cの「オン」/「オフ」を制御する必要がある。
【0025】
実施の形態2
図2に本発明の第2の実施の形態について、ブロック図を示す。
【0026】
すでに述べたように、実施の形態1のバックライトでは、冷陰極管のいずれか一本が常に点灯している必要がある。
【0027】
ところで、液晶ディスプレイ装置の中には、液晶パネルにカラーフィルタを設けず、かわりに赤、緑、青の冷陰極管を設け、これら三色の冷陰極管を順次点灯させてカラー表示を行なういわゆるフィールドシーケンシャル方式と呼ばれる表示方式のものもある。このフィールドシーケンシャル方式の液晶ディスプレイ装置においては、色の異なる冷陰極管が同時に点灯することがないよう、1本の冷陰極管4a,4b,4cが消灯してから次に別の冷陰極管4a,4b,4cが点灯するまでに、数ミリセカンドの時間間隔を設ける必要がある。すなわち、すべての冷陰極管が消灯している時間が必要である。
【0028】
また、液晶ディスプレイ装置の調光を冷陰極管のデューティ比(点灯時間と消灯時間の割合)によって行なおうとする場合には、すべての冷陰極管を同時に消灯できるほうが便利である。
【0029】
そこで図2に示すように、本実施の形態では、冷陰極管4a,4b,4cと並列にランプ模擬抵抗7を接続した。ランプ模擬抵抗7に直列に半導体スイッチ5dが接続されており、半導体スイッチ5dを「オン」にし、半導体スイッチ5a,5b,5cを「オフ」にすることにより、すべての冷陰極管4a,4b,4cを消灯状態にすることが可能である。さらに、半導体スイッチ5dと並列に、抵抗6dを設けてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、1個のインバータ回路で複数本の冷陰極管の制御が可能となり、インバータ回路の個数を大幅に、実施の形態を例にすれば3分の1に、削減することができる。
【0031】
また、インバータ回路1個で複数本の冷陰極管を連続的に切り換え点灯させることが可能である。
【0032】
さらに、必要に応じてすべての冷陰極管を消灯することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を説明するブロック図である。
【図2】 本発明の他の実施の形態を説明するブロック図である。
【図3】 従来技術による照明装置を説明するブロック図である。
【図4】 従来技術による照明装置を説明するブロック図である。
【図5】 従来技術による照明装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1 直流電源、2,2a,2b,2c インバータ回路、3 バラストコンデンサ、4a,4b,4c 冷陰極管、5a,5b,5c,5d 半導体スイッチ、6a,6b,6c,6d 抵抗、7 ランプ模擬抵抗、8,8a,8b,8c
インバータ制御スイッチ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device for a display device, and more particularly to a lighting device for a display device that controls lighting timing for the purpose of improving the display quality of moving images.
[0002]
[Prior art]
A display device called a transmissive type includes an illumination device, that is, a backlight on the back side of a display panel, and displays an image by appropriately blocking or transmitting light from the backlight through the display panel.
[0003]
For example, a transmissive liquid crystal display device uses a liquid crystal panel as a display panel. The liquid crystal panel is configured such that liquid crystal molecules are arranged between two transparent substrates, and an arbitrary voltage can be applied to the liquid crystal molecules at each point in the liquid crystal panel. By applying voltage, the alignment state of the liquid crystal molecules changes, and the amount of transmitted light changes. Therefore, one image display as a whole can be obtained by applying an arbitrary voltage to the liquid crystal molecules at each point in the liquid crystal panel and arbitrarily controlling the amount of light transmitted at each point. Furthermore, a color display can be obtained by mixing colors by combining three color filters of red, green, and blue at each point of the liquid crystal panel.
[0004]
By the way, in the liquid crystal molecules of the liquid crystal panel, it takes a relatively long time to reach the alignment state determined by the applied voltage after the voltage is applied. In general, in the liquid crystal display device, the backlight is always turned on. For this reason, the change in the alignment state of the liquid crystal when a voltage is applied, that is, the transient state, is visually recognized by the observer as the change in the amount of light transmitted from the backlight, and this is recognized as an afterimage or blur, especially for the display quality of moving images. Was lowering.
[0005]
Therefore, a method is considered in which the backlight is not lit at all times but is lit as necessary. In this method, the liquid crystal panel is divided into a plurality of regions, and a backlight lamp is provided in each region independently. Then, the lamp is not turned on in the region where the liquid crystal molecules are in a transitional state due to voltage application, and the backlight is turned on at the timing when the change in the alignment state is almost completed. Since the transient state of liquid crystal molecules is not visually recognized, the display quality of moving images is improved.
[0006]
An example of such a backlight having a plurality of lamps and independently lighting the plurality of lamps is shown in FIG. As a backlight lamp, a cold-cathode tube is preferably used because of the advantage that white light with high luminance can be obtained with relatively little power consumption. On the other hand, a high voltage is required for lighting a cold cathode tube, and an inverter circuit for boosting is required. The backlight shown in FIG. 3 includes three cold cathode tubes 4a, 4b, and 4c, to which inverter circuits 2a, 2b, and 2c are connected, respectively. Then, the inverter control switches 8a, 8b and 8c provided on the low voltage side of the inverter circuits 2a, 2b and 2c are used to turn on / off the outputs of the inverter circuits 2a, 2b and 2c. The lighting of the cold cathode fluorescent lamps 4a, 4b, 4c was controlled.
[0007]
Therefore, the conventional backlight shown in FIG. 3 requires inverter circuits corresponding to the number of cold cathode fluorescent lamps, and has disadvantages such as an increase in cost, a decrease in reliability, and an increase in the size of the display device.
[0008]
Therefore, as shown in FIG. 4, a plurality of (three in the figure) cold cathode tubes 4a, 4b and 4c are connected in parallel to one inverter circuit 2, and further, the cold cathode tubes 4a, 4b and 4c are connected. A method is conceivable in which high-breakdown-voltage bidirectional semiconductor switches 5a, 5b and 5c are connected in series to switch the cold cathode tubes 4a, 4b and 4c on and off.
[0009]
In FIG. 4, a case is considered in which one of the semiconductor switches 5a, 5b, and 5c, for example, the semiconductor switch 5a is “ON”. The output of the inverter circuit 2 is applied to the cold cathode tube 4a connected to the semiconductor switch 5a, and the discharge, that is, lighting is performed. Once the discharge occurs, the lamp impedance of the cold cathode tube 4a is significantly reduced, and even if the semiconductor switch 5a is turned off, a leakage current flows due to the stray capacitance between the terminals of the semiconductor switch 5a, and the discharge continues. . That is, the cold cathode tube 4a is not turned off, and the cold cathode tubes 4a, 4b and 4c cannot be switched on and off.
[0010]
Therefore, as shown in FIG. 5, an inverter control switch 8 is provided on the low voltage side of the inverter circuit 2, and the inverter control switch 8 is first turned off to stop the output of the inverter circuit 2 and discharge the cold cathode tube. After switching the semiconductor switches 5a, 5b and 5c, the cold cathode tubes to be lit are determined, and then the inverter control switch 8 is turned on by the procedure of turning on the cold cathode tubes 4a, 4b and 4c. The light was switched off.
[0011]
That is, in the conventional technique, when a plurality of cold-cathode tubes are sequentially turned on using a single inverter circuit, it is necessary to stop the output of the inverter circuit once. It was not possible to perform continuous sequential lighting that partially overlaps.
[0012]
In order to perform such continuous sequential lighting, the same number of inverter circuits as the number of cold cathode fluorescent lamps are required, which is expensive.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an illumination device for a display device capable of sequentially and sequentially lighting a plurality of cold-cathode tubes with a single inverter circuit.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, a display device illumination device of the present invention, a high voltage circuit which outputs a high voltage, a plurality of cold-cathode tubes that are parallel connected to each other to the output of the high voltage circuit, said plurality of of a switch connected in series to the cold cathode tubes of the cold cathode tube, consists of a resistor connected in parallel to 該Su switch, by the resistance, when off the switch connected in parallel with the resistor The voltage of the cold-cathode tube is suppressed to be equal to or lower than a discharge voltage for maintaining discharge, and the switch can be switched during output of a high-voltage circuit. That is, it is possible to suppress the voltage applied to the semiconductor switch during discharge of the cold cathode tube by these resistors below the discharge voltage of the cold cathode tube, and to switch the cold cathode tube that is lit by switching the semiconductor switch during the output of the inverter circuit. It is characterized by that.
[0015]
In addition, one of the semiconductor switches is always in a conductive state so that the output of the inverter circuit is not in an open state.
[0016]
Furthermore, the simulated lamp resistance is connected in parallel with the cold cathode tube, the simulated resistance changeover switch is connected in series with the simulated lamp resistance, the simulated resistance changeover switch is turned on, and the other semiconductor switches are turned off. By doing so, all the cold cathode fluorescent lamps can be turned off.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
Embodiment 1
FIG. 1 shows a block diagram of the first embodiment of the present invention.
[0019]
A DC power source 1 is connected to the low voltage side of the inverter circuit 2. The inverter circuit 2 is operated by electric power from the DC power source 1 and outputs a high voltage to the high voltage side. A ballast capacitor 3 is connected to the high voltage side of the inverter circuit 2, and a plurality (three in the figure) of cold cathode tubes 4a, 4b, and 4c are connected in parallel. The cold cathode fluorescent lamps 4a, 4b, 4c are connected in series with high-breakdown-voltage semiconductor switches 5a, 5b, 5c capable of flowing current in both directions.
[0020]
Furthermore, in the present embodiment, resistors 6a, 6b, and 6c are connected in parallel to the semiconductor switches 5a, 5b, and 5c, respectively.
[0021]
As described above, in the conventional backlight shown in FIG. 4, even when the semiconductor switch is turned off, a leakage current flows through the cold cathode tube due to the stray capacitance between the terminals of the semiconductor switch, and the discharge continues. End up.
[0022]
In the present embodiment, resistors 6a, 6b and 6c are connected in parallel to the semiconductor switches 5a, 5b and 5c, respectively, so that the cold cathode tubes 4a, 4b and 4c are turned off when the semiconductor switches 5a, 5b and 5c are “off”. The leakage current that flows through the power source is suppressed so that the discharge, that is, the lighting does not continue.
[0023]
Moreover, it is possible to protect the semiconductor switches 5a, 5b, and 5c from overvoltage by connecting the resistors 6a, 6b, and 6c.
[0024]
In the present embodiment, the semiconductor switches 5a, 5b, 5c are turned on so that one of the cold cathode tubes 4a, 4b, 4c is always lit so that the high voltage side of the inverter circuit 2 is not loaded. "/" OFF "needs to be controlled.
[0025]
Embodiment 2
FIG. 2 shows a block diagram of the second embodiment of the present invention.
[0026]
As already described, in the backlight according to the first embodiment, any one of the cold cathode tubes needs to be always lit.
[0027]
By the way, in a liquid crystal display device, a color filter is not provided on a liquid crystal panel, but red, green, and blue cold cathode tubes are provided instead, and these three color cold cathode tubes are sequentially turned on to perform color display. There is also a display method called a field sequential method. In this field sequential type liquid crystal display device, one cold cathode tube 4a, 4b, 4c is turned off and then another cold cathode tube 4a so that cold cathode tubes of different colors are not lit simultaneously. , 4b and 4c need to be set to have a time interval of several milliseconds. That is, it takes time for all the cold-cathode tubes to be turned off.
[0028]
Further, when the light control of the liquid crystal display device is to be performed according to the duty ratio of the cold cathode tubes (ratio of lighting time and extinguishing time), it is more convenient that all the cold cathode tubes can be turned off simultaneously.
[0029]
Therefore, as shown in FIG. 2, in this embodiment, a lamp simulation resistor 7 is connected in parallel with the cold cathode tubes 4a, 4b, 4c. A semiconductor switch 5d is connected in series to the lamp simulation resistor 7, and by turning on the semiconductor switch 5d and turning off the semiconductor switches 5a, 5b, 5c, all the cold cathode tubes 4a, 4b, 4c can be turned off. Furthermore, a resistor 6d may be provided in parallel with the semiconductor switch 5d.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to control a plurality of cold-cathode tubes with one inverter circuit, and the number of inverter circuits can be greatly reduced to one third if the embodiment is taken as an example. it can.
[0031]
Further, it is possible to continuously switch and light a plurality of cold-cathode tubes with one inverter circuit.
[0032]
Furthermore, it is possible to turn off all the cold cathode fluorescent lamps as necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a lighting device according to a conventional technique.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a lighting device according to a conventional technique.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a lighting device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply, 2, 2a, 2b, 2c inverter circuit, 3 ballast capacitor, 4a, 4b, 4c cold cathode tube, 5a, 5b, 5c, 5d semiconductor switch, 6a, 6b, 6c, 6d resistance, 7 lamp simulated resistance , 8, 8a, 8b, 8c
Inverter control switch.

Claims (3)

高電圧を出力する高電圧回路と、該高電圧回路の出力に互いに並列に接続された複数の冷陰極管と、該複数の冷陰極管の各冷陰極管に直列に接続されたスイッチと、該スイッチに並列接続された抵抗とからなり、該抵抗により、該抵抗と並列に接続される前記スイッチのオフ時に前記冷陰極管の電圧を、放電を維持する放電電圧以下に抑え、高電圧回路の出力中に前記スイッチの切り換えが可能であることを特徴とするディスプレイ装置用照明装置。A high voltage circuit which outputs a high voltage, a plurality of cold cathode tubes which are connected in parallel to each other on the output of the high voltage circuit, a switch connected in series to the cold cathode tubes of the plurality of cold cathode tubes, consists of a parallel connected a resistor to said switch, said resistors, said voltage of the cold cathode tube when off the switch connected in parallel with the resistor, kept below the discharge voltage for sustaining the discharge, high An illumination device for a display device, wherein the switch can be switched during output of a voltage circuit. 前記高電圧回路の出力がオープン状態にならないよう、常に前記スイッチのうちのいずれか1つが導通状態であることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置用照明装置。  2. The illumination device for a display device according to claim 1, wherein any one of the switches is always in a conductive state so that an output of the high voltage circuit is not in an open state. ランプ模擬抵抗が前記冷陰極管と並列に接続され、模擬抵抗切り換えスイッチが該ランプ模擬抵抗と直列に接続されてなる請求項1記載のディスプレイ装置用照明装置。  The lighting device for a display device according to claim 1, wherein a simulated lamp resistor is connected in parallel with the cold cathode tube, and a simulated resistance changeover switch is connected in series with the simulated lamp resistor.
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