JP2004191675A - Illumination device, liquid crystal display device and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】コストの増大を抑え、動画表示時の残像を低減して表示品位(特に動画の表示品位)を向上させることができる液晶表示装置、それに用いる照明装置、及び照明装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】複数の表示素子を有する液晶パネル3を、走査時期の同じ表示素子を表示素子群とするとき、上記各表示素子が上記表示素子群毎の表示素子グループにグループ分けされて設ける。内部プラズマを形成し、励起するための電界を形成する各電極52を外部にそれぞれ有する複数の蛍光管13を上記表示素子グループ毎に設ける。上記電界を形成するための電力を生成するインバータ駆動回路14を設ける。インバータ駆動回路14から各電極52への電力の供給を断接して各蛍光管13の発光をそれぞれ制御するための高耐圧スイッチング回路15を設ける。
【選択図】 図1Provided is a liquid crystal display device capable of suppressing an increase in cost and reducing an afterimage at the time of displaying a moving image to improve display quality (particularly, display quality of a moving image), an illumination device used therefor, and a driving method of the illumination device. I do.
In a liquid crystal panel having a plurality of display elements, when display elements having the same scanning timing are used as a display element group, the display elements are provided in a group of display elements for each display element group. A plurality of fluorescent tubes 13 each having an external electrode 52 for forming an electric field for forming and exciting an internal plasma are provided for each display element group. An inverter drive circuit 14 for generating electric power for forming the electric field is provided. A high withstand voltage switching circuit 15 for controlling the light emission of each fluorescent tube 13 by connecting and disconnecting power supply from the inverter drive circuit 14 to each electrode 52 is provided.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画表示に好適な液晶表示装置、及びそれに用いられる照明装置、並びに上記液晶表示装置の駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、卓上型ワードプロセッサーやノートPC(パーソナルコンピュータ)などの表示装置として、薄型化を図れる液晶表示装置が用いられてきた。近年、卓上型ワードプロセッサーやノートPCにおいても、その処理能力の向上に伴って、映画やテレビの動画も表示できるようになってきた。
【0003】
しかしながら、従来の液晶表示装置においては、動画を表示すると、液晶の特性上、十分な応答性が得られず、尾引きなどの残像や像のにじみなどのぼやけた画像となり、動画表示での表示品位の低下が問題となる。
【0004】
そこで、例えば、特開平1−082019号公報(公開日1989年3月28日)、特開平11−202285号公報(公開日1999年7月30日)、特開平11−202286号公報(公開日1999年7月30日)では、照明部が走査方向に複数の発光領域を有し、これら複数の発光領域を液晶表示装置の垂直同期信号に同期させて、順次発光させている。すなわち、各発光体が表示部の走査直後に点灯し、あらかじめ定めた時間後に消灯するように形成する事により、良好な表示品位を得られるとしている。
【0005】
上記照明部は、表示部の背面のバックライト部内に、走査方向に向かって走査線に平行に並べた冷陰極管等が配置され、それぞれが所定の本数の走査線に対応する液晶を照明するような構成になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような照明部を用いて画像を表示した場合、以下のような問題がある。
【0007】
すなわち、上記のような構成で動画表示時の残像等を抑制して表示品位を向上させるためには、各発光領域を十分短い時間幅で照明する必要がある。これは、動画像の動きボケを生じる原因が、液晶の応答時間だけではなく、ホールド型表示である液晶表示特有の表示特性(参考:信学技法EID2001-84、ディスプレイの時間応答と動画の高画質(栗田泰一郎))に起因したもので、よりインパルス的な(短い時間幅の)照明光源の点灯により、動画質改善効果を向上できるからである。
【0008】
しかし、より短い時間幅で従来の冷陰極管を用いる場合、液晶表示装置の画面輝度(時間平均輝度)が減少し、暗い画面となり、テレビとしての表示特性を損なう。
【0009】
表示画面に対する監視者の快適な視認を満足する十分な画面輝度を確保するには、蛍光管個々の輝度を増大させる、又は蛍光管本数を増大させることが必要になる。
【0010】
従来の冷陰極蛍光管において管面輝度と寿命(信頼性)とは相反する(トレードオフ)関係にある。これは、以下の理由による。冷陰極蛍光管は、内部に電極を持ち、高電界により励起放電された希ガス成分のガス粒子イオンが陰極電極に衝突し、その際、陰極電極から2次電子を放出し、この2次電子が希ガス粒子に次々と衝突しながら希ガスを電離させる事により、プラズマガス放電状態を持続させる。すなわち、内部に存在する電極は、絶えずプラズマガス粒子の爆撃(ボンバードメント)に晒されている。
【0011】
蛍光管の寿命(信頼性)要因の第1要因は、この内部に存在する電極(金属)のスパッタリング(金属飛散)である。一般に発光素子は、注入するエネルギー(蛍光管の場合は入力電力)を増大させれば、発光エネルギー(輝度或いは光度)は増大する。
【0012】
しかるに、冷陰極蛍光管では、電力増加とともに、プラズマ放電が強くなり、プラズマガス粒子の電極への衝突が増大し、信頼性が著しく低下する。
【0013】
又、冷陰極蛍光管においては、蛍光管本数増量とともにインバータ駆動回路の増大を招く。それは、以下の理由による。冷陰極蛍光管は負性特性を有しており、放電時の管電流の安定化を図る為に、インバータ駆動回路にバラストコンデンサーを有する。このバラストコンデンサーの後段に冷陰極蛍光管を多数本配置する場合、インバータ駆動回路出力端子と蛍光管電圧入力端子との間の距離が異なると寄生容量による漏れ電流などの影響で個々の蛍光管への注入電流量がバラツキ、個々の蛍光管の輝度バラツキを生じることから、等距離でしかもなるべく短く結線するなどの制約がある。
【0014】
それゆえ、現状の冷陰極蛍光管は、1インバータ(1トランス出力)−1蛍光管、又は1インバータ(2トランス出力)−2蛍光管の構成が主流である。すなわち、インバータ駆動回路は、蛍光管本数分或いは蛍光管本数の半分の個数を必要とする。
【0015】
したがって、従来の冷陰極蛍光管を用いた構成では、短い時間幅で点灯し、十分な画面輝度を確保すべく蛍光管本数を増大させた場合、インバータ駆動回路も比例して増大し、大幅なコストの増大を招くという問題がある。
【0016】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、照明装置の信頼性を損ねることなく、又照明装置のコストの増大を抑え、動画表示時の残像を低減して表示品位(特に動画の表示品位)を向上させることができる液晶表示装置、それに用いる照明装置、及び照明装置の駆動方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の照明装置は、内部プラズマを形成し、励起するための電界を形成する各電極を外部にそれぞれ有する複数の蛍光管と、上記電界を形成するための電力を生成するインバータ駆動回路と、インバータ駆動回路から各電極への電力の供給を断接して各蛍光管の発光をそれぞれ制御するための高耐圧スイッチング素子とを具備することを特徴としている。
【0018】
上記構成によれば、照明装置を構成する蛍光管として、蛍光管の外部に電極を有する外部電極蛍光管を用いており、外部電極蛍光管は、内部に電極を有しないのでプラズマガス粒子による電極損傷を受けることがなく、従来の内部に電極を有する冷陰極蛍光管と比べて、より大きな電力注入状態、すなわち高輝度発光状態で使用した場合でも高い信頼性を維持できる。
【0019】
又、外部電極蛍光管の電極構造は、蛍光管外部の金属電極と蛍光管のガラス壁(誘電体)と蛍光管内壁の仮想電極との間で容量結合を形成する。外部電極へ印加された駆動電圧は、この容量結合を介して蛍光管内部の仮想電極に蓄積電荷を誘起させ、この電荷により形成される蛍光管両端の電位差により、蛍光管内部の希ガス放電を発生させ、内部プラズマを形成して、励起できる。
【0020】
従来の冷陰極蛍光管は、電極が放電空間に露出した状態であり、実電流が電極に流入するので、実電流の変動影響(寄生容量による漏れ電流など)を受け易い。しかし、外部電極蛍光管は、電極が放電空間に露出していないため、実電流が電極に流入せず、容量結合部に蓄積する電荷による電位差により放電をする。すなわち、容量結合がいわゆるバッファー(緩衝)の役目を果たし、冷陰極蛍光管のような実電流変動の影響が軽減される。
【0021】
このことにより、従来の、内部に電極を有する冷陰極蛍光管では困難である1個のインバータでの多数本(3本以上)の蛍光管の並列点灯駆動が、外部電極蛍光管では可能となる。
【0022】
したがって、外部電極蛍光管は、蛍光管(ランプ)本数を増大させても蛍光管を駆動するインバータ駆動回路を、従来と比べて少なく、例えば1個にでき、インバータ駆動回路数の増加を回避できる。すなわち、蛍光管本数を増量させてもインバータ駆動回路のコスト増大は軽減され、蛍光管のコスト増大のみに抑制される。
【0023】
以上の通り、外部電極蛍光管を用いることにより、信頼性を損ねずに蛍光管を高輝度化し、又、インバータ駆動回路コストの増大なしに蛍光管本数を増量することにより、短い時間幅で点灯させても十分な画面輝度を確保できる照明装置を構成することができ、この照明装置を用い、高耐圧スイッチング素子により、液晶表示素子の表示画素の表示タイミングと連動して、順次、点灯し、消灯させることにより、動画応答性の良好な液晶表示装置を実現できる。
【0024】
又、本発明の別の形態による照明装置を構成する外部電極蛍光管として、長手方向の外部側面に帯状金属電極をそれぞれ配置した直方体形状の平面型の面発光蛍光放電灯を用いてもよい。
【0025】
上記面発光蛍光放電灯では、上記面発光蛍光放電灯を挟む各外部側面電極間で短辺方向に面放電させることにより、面発光を得る。更に、互いに隣り合う各面発光蛍光放電灯間に挟まれた、帯状の外部側面電極を上記両者間で共通化する。すなわち、上記面発光蛍光放電灯における、奇数番目の下側面電極と偶数番目の上側面電極とを同一ものにする。上記の上側面とは、液晶表示装置の垂直同期方向に対して、上流側を示し、上記の下側面とは上記垂直同期方向に対して、下流側を示す。
【0026】
この電極配置の利点は、高耐圧スイッチング素子における出力端子数を低減できることである。すなわち、奇数番目の上側面電極をA1・A3・・・、偶数番目の上側面電極をB1・B2・・・とすると、1番目の面発光蛍光放電灯を点灯させる場合は、A1-B2電極間に放電させ、2番目の面発光蛍光放電灯を点灯させる場合は、B2-A3電極間に放電させる。
【0027】
したがって、2n本の面発光蛍光放電灯を順次点灯駆動させる為の駆動端子数はA端子が(n+1)個、B端子がn個の合計(2n+1)個となる。
【0028】
1本の蛍光管の両端に外部電極をそれぞれ配置する蛍光管の構成の場合は、駆動端子数は蛍光管数の2倍を要するので、2n本の蛍光管に対しては、順次点灯させる為の駆動端子数は4n個となる。
【0029】
したがって、上記のとおり、奇数番目の面発光蛍光放電灯に隣接する偶数番目の面発光蛍光放電灯の帯状電極を共通化することにより、順次点灯駆動用の高耐圧スイッチング素子の出力端子数を、約半減させることが可能となり、照明装置の駆動回路系の更なる低コスト化が実現できる。
【0030】
又、前述の細長い円柱形状の蛍光管は、線状光源のために照明装置の面輝度ムラを生じる。この面輝度ムラを緩和すべく、拡散板・複数の光学シートなどで照明装置が構成されている。この照明装置内での反射・拡散により連動して表示させるべき表示画素以外の表示画素グループへ、点灯した蛍光管の光が漏洩する。この光の漏れ(不要な照射)を回避し、連動する表示画素のみを照射するよう照明装置内の反射板に仕切りを設けなければならない。
【0031】
上記のとおり、長手方向の側面に帯状金属電極をそれぞれ配置したタイル状の面発光蛍光放電灯を用いることにより、側面の帯状金属電極が光の仕切り板の役割を有する。又、面光源であるので拡散板などの拡散機構を省くことができるので光漏れの影響を軽減でき、更に部材削減によるコスト低減が実現できる。
【0032】
以上の通り構成を示した長手方向に帯状電極を有した外部電極面発光蛍光放電灯を用いることにより、スイッチング素子の出力端子数を半減し、更に拡散板などの部材点数を削減した低コストで、更に光漏れの少ない照明装置を構成することができ、この照明装置を用い、高耐圧スイッチング素子により、液晶表示素子の表示画素の表示タイミングと連動して、順次、点灯し消灯させることにより、動画応答性の良好な液晶表示装置を実現できる。
【0033】
上記照明装置では、前記インバータ駆動回路は、蛍光管の各電極への駆動電力がそれぞれ、互いに逆位相の正弦波或いは矩形波とする駆動制御回路を有していてもよい。上記構成により、後段の高耐圧スイッチング回路への入力電圧が照明光源の駆動電圧の約1/2と低減できる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置、およびそれに用いる照明装置、並びにその駆動方法の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置1は、例えば640×480ドットのTFT(薄膜トランジスタ)を有するアクティブマトリクス方式のものである。
【0035】
液晶パネル(表示部)3内には、走査されながら印加される映像信号(画像データ)に基づくソース信号及びゲート信号に応じて光の透過状態を変調する液晶層が設けられている。液晶層としては、例えば薄いツイストネマティク(TN)液晶層やOCB液晶層又は強誘電性液晶層などを用いてもよい。
【0036】
液晶パネル3には、液晶パネル3内の走査線をゲート信号により駆動するゲートドライバ4と画素データ信号線をソース信号により駆動するソースドライバ5とが設けられている。液晶表示装置1には、映像信号が入力される液晶パネル制御回路2が、上記映像信号に基づく駆動信号を出力するように設けられている。
【0037】
液晶パネル制御回路2から映像信号に基づく駆動信号がゲートドライバ4及びソースドライバ5を介して液晶パネル3に供給され、上記液晶表示素子に駆動信号が印加されるようになっている。すなわち、画素には、対応する走査線に走査パルスが印加されるタイミングで、対応する信号線に駆動信号のデータ信号電圧が印加される。
【0038】
又、照明装置11は、液晶パネル3の表示面を照明するバックライト部12を備えている。このバックライト部12は、液晶パネル3の垂直走査方向に沿って互いに等間隔に、かつ平行に、それぞれn本並ぶ外部電極蛍光管13で構成されている。
【0039】
照明装置11は、これら外部電極蛍光管13に対しては、その点灯(発光)を制御する機構として、インバータ駆動回路(駆動制御回路)14、高耐圧スイッチング回路(高耐圧スイッチング素子、スイッチング制御回路)15、シフトレジスタ16及び分周用のカウンタ17を有している。
【0040】
上記照明装置11においては、カウンタ17によって走査シフトクロックを分周し、シフトレジスタ16により垂直同期信号に同期して分周された信号をインバータ駆動回路14及び高耐圧スイッチング回路15に与え、インバータ駆動回路14が出力する蛍光管駆動電圧を高耐圧スイッチング回路15により、SA1−SB1の駆動対→SA2−SB2の駆動対→・・・→SAn−SBnの駆動対と切り替える(スイッチング)ことにより、各外部電極蛍光管13(L1〜Ln)を所定の周期で1本ずつ順次点灯し、続いて、順次消灯させる。
【0041】
ここで照明装置11の蛍光管である各蛍光管13と液晶表示素子の表示素子グループとの関係について簡単に説明しておく。蛍光管13の本数をNとし、走査線の本数すなわち走査方向の画素数をMとすると、n本目の蛍光管13が、[(n-1)・(M/N)+1]本目〜[n・(M/N)]本目の走査線に対する画素を照明する。具体的な1例としては、640(水平)×480(垂直)の解像度の表示素子を6本の蛍光管にて照明する場合は、1本の蛍光管は80本の走査線に対応する。
【0042】
すなわち、走査線の1本目〜80本目に対する画素を1本目の蛍光管13が照明し、81本目〜160本目に対する画素を2本目の蛍光管13が照明する。以下同様にして、最後の6本目の蛍光管は、401本目〜480本目の走査線に対する画素を照明する。
【0043】
なお、蛍光管13の本数は、高速動画における尾引き現象などの表示品位低下が効果的に軽減できる程度の本数であればよく、特に限定されない。
【0044】
照明する画素領域を制限する構成は、実際の液晶表示装置のモジュール構成を基に説明する。図2に走査方向の縦断面図を示す。外部電極蛍光管13の間を均等に仕切る反射仕切り板22を設け、外部電極蛍光管13と液晶パネル3との間には、拡散板23、拡散シート24、集光シート25などが配置されている。反射仕切り板22により、照明領域が等間隔に仕切られ、所定の表示領域に整合するように実装される。
【0045】
ここで走査時期の同じ液晶表示素子を表示素子群とする。すなわち、この例では、1つの表示素子群は、1本の走査線に対応する640個の液晶表示素子からなる。この表示素子群が、走査時期の早い順に、かつ、一つのグループには少なくとも一つの表示素子群が属するように表示素子グループにグループ分けされている。すなわち、この例としては、走査時期の早い順に隣接した80本の走査線に対応する640×80個の液晶表示素子ごとに、一つの表示素子グループが構成されている。
【0046】
次に、画像表示と照明装置11の点灯タイミングの関係について簡単に説明する。図3に、照明装置11の駆動回路系(図1のシフトレジスタ16)が受け取る垂直同期信号と外部電極蛍光管13の1本目から6本目までの点灯状態のタイミングの様子を模式的に示す。この図3のように垂直同期信号に同期し、各蛍光管13が順次点灯・消灯される。
【0047】
点灯状態の時間をta、消灯状態の時間をtb、1フレーム時間をfとすると、ta+tb=fの関係にある。tdは消灯タイミング(点灯タイミング)の位相シフト量を表し、n本の蛍光管の場合は、td=f/nの関係となり、本実施の形態の場合、6本であるので、td=f/6である。図4に示す関係から、点灯状態の時間taが短いほど動画応答性能は向上する。実験では、4分の1デューティ点灯(ta=f/4)よりも6分の1デューティ点灯(ta=f/6)の方が、高速動画表示での尾引きなどの表示品位の低下現象が低減されることを確認した。
【0048】
この実験の際、点灯時間がf/4からf/6になることに伴い、照明光量が2/3となることを補う為に、外部電極蛍光管の高信頼性を活用して個々の蛍光管13の輝度を1.5倍に高めて(駆動電圧を高めて)使用した。なお、消費電力に関しては、瞬時的な輝度を高めたことにより、瞬時的な電力は高いが、点灯時間が短くなっており、積分した時間平均の電力量は、4分の1デューティ点灯と6分の1デューティ点灯とでは差はなく、消費電力量は変わらない。
【0049】
ここで、本発明の一実施の形態で用いた外部電極蛍光管に関してより詳細に説明する。図5(a)および図5(c)に本発明で用いた外部電極蛍光管13の簡単な構造図面を示す。又、図5(b)および図5(d)に比較用として従来液晶用バックライトとして用いられている冷陰極蛍光管の簡単な構造図面を示す。
【0050】
従来の冷陰極蛍光管は蛍光管内部に電極53を具備し、ハーネスケーブル54を介して外部の電力供給線と結線される。それに対して、外部電極蛍光管13は、蛍光管内部に電極を具備しない。本発明で用いた外部電極蛍光管13では、蛍光管の両端部の管外壁にリング状に金属電極52を密着形成した。この電極材料としては、AgやCu及びAlなどの抵抗の低い金属を用いることが好ましい。
【0051】
本実施の形態では、加工形成の容易なAg電極を用いた。蛍光管内部の放電ガス組成・ガス圧力は、従来の冷陰極蛍光管と同様のAr(5%)/Ne(95%)、8kPaとした。短い時間幅での順次点灯での使用を考慮し、残光特性のなるべく短く、しかも赤・緑・青の3波長の残光特性が揃った蛍光体を選定した。
【0052】
本発明の照明装置に用いた外部電極蛍光管13は、従来の冷陰極蛍光管のような内部電極53を具備していないので、放電ガスによる電極損傷(金属電極のスパッタリング)を全く受けない。
【0053】
又、従来の冷陰極蛍光管では、内部電極への通電のためにハーネスケーブルをガラス管端から貫通させ、ハーネスとガラス壁を溶着(シール)しているが、駆動時の金属とガラスとの熱膨張による応力により、このシール部からのスローリーク(微小なガス漏れ)が発生し、ガス組成変化による信頼性の低下がある。
【0054】
しかし、本発明の照明装置に係る外部電極蛍光管13は、このような金属線の貫通部分がないので、更に信頼性が高い。本実施の形態では、この高信頼性を活かして、1.5倍の輝度で点灯させ、高速動画表示において動画応答性の良好な、しかも十分な画面輝度を有する液晶表示装置を実現した。
【0055】
ここで本発明の一実施の形態で用いた外部電極蛍光管13の駆動に関してより詳細に説明する。外部電極蛍光管は図5に示す通り、蛍光管壁の外側に金属電極を有し、ガラス管(誘電体)を介して放電中はガラス内壁に蓄積電荷による仮想電極が形成され、これらの構成により容量結合すなわち蛍光管みずからコンデンサを身にまとった(付加された)構造を形成している。
【0056】
前述したように、この容量結合により、1個のインバータでの多数本並列点灯が可能となる。しかし、このコンデンサ分の電圧分配により、通常の冷陰極蛍光管よりも高い駆動電圧を要する。したがって、片側単一電圧駆動では、スイッチング回路の耐圧が厳しい。
【0057】
したがって、外部電極蛍光管13の駆動では、その両側となる各電極52に対し、互いに逆位相の正弦波或いは矩形波にて電圧印加することにより、高耐圧スイッチング回路15にかかる電圧が管駆動電圧の半分の電圧となるような駆動方法を採用した。
【0058】
この駆動方法により、前述の図3にて模式的に示した垂直同期信号と蛍光管点灯タイミングとの関係は、蛍光管に印加される駆動電圧波形で示すと図6のようになる。
【0059】
インバータ駆動回路14から逆位相の正弦波が蛍光管13の左側に位置する高耐圧スイッチング回路15Aと蛍光管13の右側に位置する高耐圧スイッチング回路15Bに出力され、シフトレジスタ16より送られてきたシフトクロック・同期分周信号に基づき、各高耐圧スイッチング回路15が管駆動波形の出力タイミングを制御し、外部電極蛍光管13の1本目の左側電極に正電位駆動波形を送出した時に、同時に右側電極に負電位駆動波形が送出され、順次、所定のタイミングで2本目・3本目・・・の両端の電極に逆位相の駆動波形対を送出して外部電極蛍光管13を順次点灯・消灯させる。
【0060】
次に、本発明の第二の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態で用いる外部電極蛍光管の形状は、図7に示すように、長手方向の外部側面に帯状金属電極62をそれぞれ配置した直方体形状であり、平面型の面発光蛍光放電灯と称する物である。
【0061】
上記面発光蛍光放電灯においては、上側面電極62と下側面電極間62との間で短辺方向に面放電させることにより、面発光が得られる。この図7に示した平面型の面発光放電灯を用い、図8に示すようにタイル状に近接並置し、更に、互いに隣接する奇数番目と偶数番目の帯状金属電極62を共通化する。すなわち、1番目の下側面電極と2番目の上側面電極とを同一の帯状金属電極B1にし、2番目の下側面電極と3番目の上側面電極とを同一の帯状金属電極A2にする。以下同様にして奇数番目の下側面電極と偶数番目の上側面電極、偶数番目の下側面電極とその次の奇数番目の上側面電極とを同一にする。
【0062】
更に、奇数番目の上側面電極(偶数番目の下側面電極)を,一方の側(図8では、左側)の駆動回路端子である高耐圧スイッチング回路15Aへ接続し、偶数番目の上側面電極(奇数番目の下側面電極)を他方の側(図8では右側)の駆動回路端子である高耐圧スイッチング回路15Bへ接続するように結線する。
【0063】
図9に示すように、奇数番目の上側面電極をA1・A3・・・、偶数番目の上側面電極をB1・B2・・・とすると、1番目の面発光蛍光放電灯を点灯させる場合は、A1−B2電極間に放電させ、2番目の面発光蛍光放電灯を点灯させる場合は、B2−A3電極間に放電させる。
【0064】
上記電極配置を施した上記平面型面発光蛍光放電灯を用いて前述の図3のタイミングで蛍光管を順次点灯する駆動法について図9を用いて説明する。
【0065】
インバータ駆動回路14から逆位相の正弦波が蛍光管13の左側に位置する高耐圧スイッチング回路15Aと蛍光管13の右側に位置する高耐圧スイッチング回路15Bに出力され、シフトレジスタ16より送られてきたシフトクロック・同期分周信号に基づき、高耐圧スイッチング回路が管駆動波形の出力タイミングを制御し、平面型面発光の蛍光放電灯91の1本目(L1)の上側面電極(A1)に正電位駆動波形を送出した時に、同時に同電位逆位相の駆動波形を下側面電極(B2)に印加する。順次、図3のタイミングで2本目(L2)が点灯するタイミングでは、B2電極とA3電極にそれぞれ同電位逆位相の駆動波形を印加し、3本目(L3)が点灯するタイミングでは、A3電極とB4電極にそれぞれ同電位逆位相の駆動波形を印加する。
【0066】
このようにして、平面型面発光の蛍光放電灯91の上側面電極及び下側面電極に図3の点灯タイミングで逆位相の駆動波形対を印加することにより、平面型面発光の蛍光放電灯91を順次点灯・消灯させる。
【0067】
この電極構成によると、2n本の平面型面発光蛍光放電灯を順次点灯駆動させる為の駆動端子数はA端子が(n+1)個、B端子がn個の合計(2n+1)個となる。一方、1本の蛍光管の両端に外部電極を配置する蛍光管の構成の場合は、駆動端子数は蛍光管数の2倍を要するので、2n本の蛍光管に対しては、順次点灯させる為の駆動端子数は4n個となる。
【0068】
したがって、本実施の形態で示した電極構成により、順次点灯駆動用の高耐圧スイッチング回路15の出力端子数を半減させることが可能となり、照明装置の駆動回路系の更なる低コスト化が実現できた。
【0069】
照明装置の蛍光管である面発光蛍光放電灯と液晶表示素子の表示素子グループとの関係については、前述の実施の形態1での説明と同様であるので説明を省略する。
【0070】
ここで、本実施の形態で示した上記照明装置を用いた液晶表示装置のモジュール構成を以下に説明する。図10に走査方向の縦断面図を示す。平面型の各面発光蛍光放電灯91の間に均等に帯状電極92が配置され、面発光蛍光放電灯91と液晶パネル3との間には、拡散シート24、集光シート25などがそれぞれ配置されている。
【0071】
帯状電極92は、平面型面発光の蛍光放電灯91への通電のみならず、反射仕切り板の作用も兼ね備えており、照明領域が等間隔に仕切られ、表示領域を制限する。更に、平面型の面発光蛍光放電灯91は、面光源であるので拡散板は不要となった。
【0072】
【発明の効果】
以上のように、本発明の照明装置を構成する蛍光管として内部に電極を有しない、すなわち蛍光管の外部に電極を有する外部電極蛍光管を用いることにより、信頼性を損ねずに蛍光管を高輝度化し、短い時間幅で点灯させても十分な画面輝度を確保できる照明装置を構成することができ、この照明装置を用い、液晶表示素子の表示画素の表示タイミングと連動して、順次、点灯し、消灯させることにより、動画応答性の良好な液晶表示装置を実現できるという効果を奏する。
【0073】
又、本発明の照明装置を構成する外部電極蛍光管を駆動するインバータ駆動回路は1個でも可能であり、インバータ駆動回路数の増加を抑制できる。すなわち蛍光管本数を増量させてもインバータ駆動回路のコスト増大を回避できて、蛍光管のコスト増大のみに抑制される。
【0074】
したがって、インバータ駆動回路コストの増大なしに蛍光管本数を増量することにより、短い時間幅で点灯させても十分な画面輝度を確保できる照明装置を構成することができ、この照明装置を用い、液晶表示素子の表示画素の表示タイミングと連動して順次点灯及び消灯させることにより、動画応答性の良好な液晶表示装置を低コストで実現できるという効果を奏する。
【0075】
又、本発明の別の形態による照明装置を構成する外部電極蛍光管として、長手方向の外部側面に帯状金属電極を配置した直方体形状の平面型面発光蛍光放電灯を用いることにより、拡散板などの拡散機構を省くことができるので光漏れの影響を軽減でき、部材削減によるコスト低減が実現できる効果を奏することができる。
【0076】
又、互いに隣り合う各平面型面発光蛍光放電灯間の帯状電極を共通化、すなわち、同一なものを兼用することにより、高耐圧スイッチング素子の出力端子数を半減することができ、この照明装置を用い、液晶表示素子の表示画素の表示タイミングと連動して順次点灯及び消灯させることにより、動画応答性の良好な液晶表示装置を低コストで実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる液晶表示装置およびそれに用いる照明装置の一構成例を示すブロック図である。
【図2】上記液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図3】上記液晶表示装置における、垂直同期信号と蛍光管点灯状態との間のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図4】一般的な液晶表示装置における、液晶の応答特性と蛍光管点灯状態による動画応答性能を説明する模式図である。
【図5】図5(a)および図5(c)は、本発明の一実施の形態で用いた外部電極蛍光管の構造図であり、図5(b)および図5(d)は、従来例の冷陰極管の構造図である。
【図6】本発明の液晶表示装置における、インバータ駆動回路からの出力波形と垂直同期信号及び高耐圧スイッチング回路からの出力駆動波形とのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図7】本発明に係わる液晶表示装置およびそれに用いる照明装置の他の構成例で用いた平面型面発光蛍光放電灯であり、(a)は正面図、(b)は上記(a)のA−A’矢視断面図である。
【図8】上記の複数の平面型面発光蛍光放電灯と該隣接放電灯間で共有する側面電極の配置を示す構成図である。
【図9】本発明に係わる液晶表示装置およびそれに用いる照明装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図10】上記液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
1 液晶表示装置 2 液晶パネル制御回路
3 液晶パネル 4 ゲートドライバ
5 ソースドライバ 11 照明装置
12 バックライト部 13 外部電極蛍光管
14 インバータ駆動回路 15 高耐圧スイッチング回路
16 シフトレジスタ 17 カウンタ
21 反射板 22 反射仕切り板
23 拡散板 24 拡散シート
25 集光シート
51 蛍光管壁 52 外部電極
53 内部電極 54 ハーネスケーブル
91 平面型面発光蛍光放電灯 92 側面電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device suitable for displaying moving images, an illumination device used for the same, and a method for driving the liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device that can be made thinner has been used as a display device such as a desktop word processor or a notebook PC (personal computer). In recent years, a desktop word processor or a notebook PC has been able to display a movie or a moving image of a television with the improvement of its processing capability.
[0003]
However, in the conventional liquid crystal display device, when displaying a moving image, due to the characteristics of the liquid crystal, sufficient responsiveness cannot be obtained, resulting in a blurred image such as an afterimage such as a trail or blurring of the image. Degradation is a problem.
[0004]
Therefore, for example, JP-A-1-082019 (publication date: March 28, 1989), JP-A-11-202285 (publication date: July 30, 1999), and JP-A-11-202286 (publication date) On July 30, 1999), the illumination unit has a plurality of light emitting regions in the scanning direction, and the plurality of light emitting regions emit light sequentially in synchronization with a vertical synchronization signal of the liquid crystal display device. That is, it is described that good display quality can be obtained by forming each light-emitting body to be turned on immediately after scanning of the display unit and turned off after a predetermined time.
[0005]
In the illumination unit, a cold cathode tube or the like arranged in parallel to a scanning line in a scanning direction is arranged in a backlight unit on a back surface of a display unit, and each illuminates a liquid crystal corresponding to a predetermined number of scanning lines. It has such a configuration.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an image is displayed using the above-described illumination unit, there are the following problems.
[0007]
That is, in order to improve the display quality by suppressing the after-image or the like at the time of displaying a moving image with the above configuration, it is necessary to illuminate each light emitting region with a sufficiently short time width. This is because the motion blur of the moving image is caused not only by the response time of the liquid crystal, but also by the display characteristics peculiar to the liquid crystal display that is a hold-type display (Reference: IEICE EID 2001-84; This is because the image quality (Taiichiro Kurita)) can be improved, and the effect of improving the quality of the moving image can be improved by lighting the impulse-like (short time width) illumination light source.
[0008]
However, when a conventional cold cathode tube is used for a shorter time width, the screen luminance (time average luminance) of the liquid crystal display device decreases, resulting in a dark screen, which impairs the display characteristics as a television.
[0009]
In order to secure a sufficient screen brightness that satisfies the comfortable viewing of the monitor on the display screen, it is necessary to increase the brightness of each fluorescent tube or increase the number of fluorescent tubes.
[0010]
In a conventional cold-cathode fluorescent tube, the lamp surface brightness and the life (reliability) are in a trade-off relationship. This is for the following reason. The cold cathode fluorescent tube has an electrode inside, and gas particle ions of a rare gas component excited and discharged by a high electric field collide with the cathode electrode, at which time secondary electrons are emitted from the cathode electrode. Ionizes the rare gas while colliding with the rare gas particles one after another to maintain the plasma gas discharge state. That is, the electrodes present therein are constantly exposed to bombardment of plasma gas particles.
[0011]
The first factor of the life (reliability) factor of the fluorescent tube is the sputtering (metal scattering) of the electrode (metal) present inside. Generally, when the energy to be injected into a light emitting element (input power in the case of a fluorescent tube) is increased, the light emitting energy (luminance or luminous intensity) increases.
[0012]
However, in the cold cathode fluorescent tube, as the power is increased, the plasma discharge becomes stronger, the collision of the plasma gas particles with the electrode is increased, and the reliability is significantly reduced.
[0013]
In the cold cathode fluorescent tube, an increase in the number of fluorescent tubes causes an increase in the number of inverter driving circuits. It is for the following reasons. The cold cathode fluorescent tube has a negative characteristic, and has a ballast capacitor in the inverter drive circuit in order to stabilize the tube current at the time of discharge. When a large number of cold cathode fluorescent lamps are arranged after the ballast condenser, if the distance between the inverter drive circuit output terminal and the fluorescent tube voltage input terminal is different, the individual fluorescent tubes may be affected by the leakage current due to the parasitic capacitance. In this case, the amount of injected current varies, and the luminance of each fluorescent tube varies, so that there is a restriction that wires are connected at the same distance and as short as possible.
[0014]
Therefore, current cold cathode fluorescent tubes generally have a configuration of 1 inverter (1 transformer output) -1 fluorescent tube or 1 inverter (2 transformer output) -2 fluorescent tube. That is, the inverter drive circuit requires the number of fluorescent tubes or half the number of fluorescent tubes.
[0015]
Therefore, in the configuration using the conventional cold cathode fluorescent tubes, when the number of the fluorescent tubes is increased in order to light up in a short time width and secure a sufficient screen luminance, the inverter driving circuit also increases in proportion, and the drastically increases. There is a problem that the cost is increased.
[0016]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the afterimage when displaying a moving image without deteriorating the reliability of the lighting device, suppressing an increase in the cost of the lighting device, and reducing the display quality. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of improving (particularly, display quality of a moving image), a lighting device used therefor, and a driving method of the lighting device.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the lighting device of the present invention forms a plurality of fluorescent tubes each having an external electrode for forming an internal plasma and forming an electric field for excitation, and an electric power for forming the electric field. It is characterized by comprising an inverter drive circuit to be generated, and a high breakdown voltage switching element for connecting and disconnecting power supply from the inverter drive circuit to each electrode to control light emission of each fluorescent tube.
[0018]
According to the above configuration, an external electrode fluorescent tube having an electrode outside the fluorescent tube is used as a fluorescent tube constituting the lighting device, and the external electrode fluorescent tube has no electrode inside, so the electrode using plasma gas particles is used. Without being damaged, high reliability can be maintained even when used in a larger power injection state, that is, in a high brightness light emission state, as compared with a conventional cold cathode fluorescent tube having electrodes inside.
[0019]
In addition, the electrode structure of the external electrode fluorescent tube forms capacitive coupling between the metal electrode outside the fluorescent tube, the glass wall (dielectric) of the fluorescent tube, and the virtual electrode on the fluorescent tube inner wall. The drive voltage applied to the external electrode induces accumulated charge in the virtual electrode inside the fluorescent tube through this capacitive coupling, and the rare gas discharge inside the fluorescent tube is caused by the potential difference between both ends of the fluorescent tube formed by this charge. It can be generated to form and excite an internal plasma.
[0020]
The conventional cold cathode fluorescent tube has a state in which the electrodes are exposed to the discharge space, and the actual current flows into the electrodes, so that it is susceptible to fluctuations in the actual current (such as leakage current due to parasitic capacitance). However, since the electrodes are not exposed to the discharge space, the external electrode fluorescent tube does not allow a real current to flow into the electrodes, and discharges due to a potential difference due to charges accumulated in the capacitive coupling portion. That is, the capacitive coupling serves as a so-called buffer (buffer), and the influence of the actual current fluctuation such as in a cold cathode fluorescent tube is reduced.
[0021]
This makes it possible for the external electrode fluorescent tube to drive many (three or more) fluorescent tubes in parallel with one inverter, which is difficult with a conventional cold cathode fluorescent tube having electrodes inside. .
[0022]
Therefore, the external electrode fluorescent tube can reduce the number of inverter drive circuits for driving the fluorescent tubes, for example, to one, even if the number of fluorescent tubes (lamps) is increased, as compared with the related art, and can avoid an increase in the number of inverter drive circuits. . That is, even if the number of fluorescent tubes is increased, the increase in the cost of the inverter driving circuit is reduced, and the increase in the cost of the fluorescent tubes is suppressed.
[0023]
As described above, by using external electrode fluorescent tubes, the fluorescent tubes can be made brighter without loss of reliability, and the number of fluorescent tubes can be increased without increasing the cost of the inverter drive circuit, so that the lamps can be turned on in a short time span. It is possible to configure a lighting device that can secure a sufficient screen luminance even when the lighting device is used, and by using this lighting device, a high-voltage switching element sequentially lights up in conjunction with the display timing of the display pixel of the liquid crystal display element, By turning off the light, a liquid crystal display device with good responsiveness to moving images can be realized.
[0024]
Further, as an external electrode fluorescent tube constituting an illuminating device according to another embodiment of the present invention, a rectangular parallelepiped planar surface-emitting fluorescent discharge lamp in which strip-shaped metal electrodes are arranged on the outer side surface in the longitudinal direction may be used.
[0025]
In the above-described surface-emitting fluorescent discharge lamp, surface light is obtained by performing surface discharge in the short side direction between the external side electrodes sandwiching the surface-emitting fluorescent discharge lamp. Further, a band-shaped external side surface electrode sandwiched between adjacent surface emitting fluorescent discharge lamps is shared between the two. That is, the odd-numbered lower surface electrode and the even-numbered upper surface electrode in the surface-emitting fluorescent discharge lamp are the same. The upper surface indicates an upstream side with respect to the vertical synchronization direction of the liquid crystal display device, and the lower surface indicates a downstream side with respect to the vertical synchronization direction.
[0026]
The advantage of this electrode arrangement is that the number of output terminals in the high breakdown voltage switching element can be reduced. That is, assuming that the odd-numbered upper surface electrodes are A1, A3,..., And the even-numbered upper surface electrodes are B1, B2,. When the second surface-emitting fluorescent discharge lamp is turned on during the discharge between the electrodes, the discharge is performed between the B2 and A3 electrodes.
[0027]
Therefore, the number of drive terminals for sequentially driving and lighting the 2n surface-emitting fluorescent discharge lamps is (n + 1) A terminals and n B terminals, for a total of (2n + 1) terminals.
[0028]
In the case of a fluorescent tube configuration in which external electrodes are arranged at both ends of one fluorescent tube, the number of drive terminals is twice as large as the number of fluorescent tubes, so that 2n fluorescent tubes are sequentially turned on. Has 4n drive terminals.
[0029]
Therefore, as described above, by sharing the strip-shaped electrodes of the even-numbered surface-emitting fluorescent discharge lamps adjacent to the odd-numbered surface-emitting fluorescent discharge lamps, the number of output terminals of the high-voltage switching element for sequential lighting drive is reduced. As a result, the driving circuit of the lighting device can be further reduced in cost.
[0030]
In addition, the above-described elongated cylindrical fluorescent tube causes unevenness in surface luminance of the lighting device due to the linear light source. In order to alleviate the unevenness in surface luminance, an illumination device is configured by a diffusion plate, a plurality of optical sheets, and the like. Light from the illuminated fluorescent tube leaks to a display pixel group other than a display pixel to be displayed in conjunction with reflection and diffusion in the illumination device. It is necessary to provide a partition in the reflector in the lighting device so as to avoid the light leakage (unnecessary irradiation) and irradiate only the display pixels that are linked.
[0031]
As described above, by using the tile-shaped surface-emitting fluorescent discharge lamp in which the strip-shaped metal electrodes are arranged on the side faces in the longitudinal direction, the strip-shaped metal electrodes on the side faces have a role of a light partition plate. Further, since the light source is a surface light source, a diffusion mechanism such as a diffusion plate can be omitted, so that the influence of light leakage can be reduced, and the cost can be reduced by reducing the number of members.
[0032]
By using the external electrode surface-emitting fluorescent discharge lamp having the strip electrodes in the longitudinal direction having the configuration as described above, the number of output terminals of the switching element is reduced by half, and the number of members such as the diffusion plate is further reduced and the cost is reduced. An illumination device with less light leakage can be configured, and by using this illumination device, a high withstand voltage switching element sequentially turns on and off in conjunction with the display timing of the display pixel of the liquid crystal display element. A liquid crystal display device with good moving image response can be realized.
[0033]
In the lighting device, the inverter drive circuit may include a drive control circuit in which the drive power to each electrode of the fluorescent tube is a sine wave or a rectangular wave having phases opposite to each other. With the above configuration, the input voltage to the high-voltage switching circuit at the subsequent stage can be reduced to about 1/2 of the driving voltage of the illumination light source.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention, a lighting device used therefor, and a driving method thereof will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the liquid
[0035]
The liquid crystal panel (display unit) 3 is provided with a liquid crystal layer that modulates a light transmission state according to a source signal and a gate signal based on a video signal (image data) applied while being scanned. As the liquid crystal layer, for example, a thin twisted nematic (TN) liquid crystal layer, an OCB liquid crystal layer, or a ferroelectric liquid crystal layer may be used.
[0036]
The
[0037]
A driving signal based on a video signal is supplied from the liquid crystal
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
In the
[0041]
Here, the relationship between each
[0042]
That is, the pixels for the first to 80th scanning lines are illuminated by the
[0043]
The number of the
[0044]
The configuration for limiting the pixel area to be illuminated will be described based on the module configuration of an actual liquid crystal display device. FIG. 2 shows a vertical sectional view in the scanning direction. A reflection partition plate 22 is provided to evenly partition between the external
[0045]
Here, the liquid crystal display elements having the same scanning timing are referred to as a display element group. That is, in this example, one display element group includes 640 liquid crystal display elements corresponding to one scanning line. The display element groups are grouped into display element groups in the order of earlier scanning time and at least one display element group belongs to one group. That is, in this example, one display element group is configured for each of 640 × 80 liquid crystal display elements corresponding to 80 adjacent scanning lines in the order of earlier scanning timing.
[0046]
Next, the relationship between the image display and the lighting timing of the
[0047]
Assuming that the light-on time is ta, the light-off time is tb, and one frame time is f, there is a relationship of ta + tb = f. td represents the phase shift amount of the light-off timing (light-up timing). In the case of n fluorescent tubes, the relationship is td = f / n. In the case of the present embodiment, td = f / n. 6. From the relationship shown in FIG. 4, the shorter the lighting time ta, the better the moving image response performance. In experiments, 1/6 duty lighting (ta = f / 6) has lower display quality such as tailing in high-speed moving image display than 1/4 duty lighting (ta = f / 4). It was confirmed that it was reduced.
[0048]
In this experiment, in order to compensate for the illumination light amount becoming 2/3 with the lighting time going from f / 4 to f / 6, individual fluorescent lamps were utilized by utilizing the high reliability of the external electrode fluorescent tubes. The
[0049]
Here, the external electrode fluorescent tube used in the embodiment of the present invention will be described in more detail. FIGS. 5A and 5C are simplified structural drawings of the external
[0050]
The conventional cold cathode fluorescent tube has an
[0051]
In the present embodiment, an Ag electrode that can be easily formed by processing is used. The discharge gas composition and the gas pressure inside the fluorescent tube were set to Ar (5%) / Ne (95%) and 8 kPa as in the conventional cold cathode fluorescent tube. Considering use in sequential lighting in a short time width, a phosphor having as short as possible afterglow characteristics and uniform afterglow characteristics of three wavelengths of red, green and blue was selected.
[0052]
Since the external
[0053]
In a conventional cold cathode fluorescent tube, a harness cable is passed through the end of the glass tube to energize the internal electrodes, and the harness and the glass wall are welded (sealed). Slow leak (small gas leak) from the seal portion occurs due to stress due to thermal expansion, and there is a decrease in reliability due to a change in gas composition.
[0054]
However, since the external
[0055]
Here, the driving of the external
[0056]
As described above, this capacitive coupling enables multiple inverters to be lit in parallel with one inverter. However, a voltage higher than that of a normal cold cathode fluorescent tube is required due to the voltage distribution of the capacitor. Therefore, in the single-sided single voltage drive, the withstand voltage of the switching circuit is severe.
[0057]
Therefore, in driving the external
[0058]
According to this driving method, the relationship between the vertical synchronization signal and the fluorescent tube lighting timing schematically shown in FIG. 3 described above is as shown in FIG. 6 when represented by a driving voltage waveform applied to the fluorescent tube.
[0059]
The sine wave of the opposite phase is output from the
[0060]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 7, the external electrode fluorescent tube used in the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape in which strip-shaped metal electrodes 62 are arranged on the outer side surface in the longitudinal direction, and is referred to as a planar type surface-emitting fluorescent discharge lamp. Things.
[0061]
In the above-mentioned surface-emitting fluorescent discharge lamp, surface light emission is obtained by performing surface discharge in the short side direction between the upper electrode 62 and the lower electrode 62. Using the flat surface-emitting discharge lamp shown in FIG. 7, tiles are juxtaposed and juxtaposed as shown in FIG. 8, and odd-numbered and even-numbered strip-shaped metal electrodes 62 adjacent to each other are shared. That is, the first lower surface electrode and the second upper surface electrode are the same band-shaped metal electrode B1, and the second lower surface electrode and the third upper surface electrode are the same band-shaped metal electrode A2. Similarly, the odd-numbered lower surface electrode and the even-numbered upper surface electrode, and the even-numbered lower surface electrode and the next odd-numbered upper surface electrode are made identical.
[0062]
Further, the odd-numbered upper-side electrodes (even-numbered lower-side electrodes) are connected to the high-
[0063]
As shown in FIG. 9, if the odd-numbered upper surface electrodes are A1, A3,..., And the even-numbered upper surface electrodes are B1, B2,. When the second surface-emitting fluorescent discharge lamp is lit by discharging between the electrodes A1 and B2, the discharge is performed between the electrodes B2 and A3.
[0064]
A driving method of sequentially lighting the fluorescent tubes at the timing of FIG. 3 using the flat surface-emitting fluorescent discharge lamp provided with the electrode arrangement will be described with reference to FIG.
[0065]
The sine wave of the opposite phase is output from the
[0066]
In this manner, by applying a pair of drive waveforms having opposite phases to the upper surface electrode and the lower surface electrode of the planar surface emitting
[0067]
According to this electrode configuration, the number of drive terminals for sequentially driving 2n planar surface-emitting fluorescent discharge lamps is (n + 1) terminals A and n terminals B, for a total of (2n + 1) terminals. On the other hand, in the case of a fluorescent tube configuration in which external electrodes are arranged at both ends of one fluorescent tube, the number of drive terminals is twice as large as the number of fluorescent tubes, so that 2n fluorescent tubes are sequentially turned on. Therefore, the number of driving terminals is 4n.
[0068]
Therefore, with the electrode configuration shown in the present embodiment, it is possible to reduce the number of output terminals of the high breakdown
[0069]
The relationship between the surface-emitting fluorescent discharge lamp, which is a fluorescent tube of the illumination device, and the display element group of the liquid crystal display element is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0070]
Here, a module configuration of a liquid crystal display device using the lighting device described in this embodiment mode will be described below. FIG. 10 shows a vertical sectional view in the scanning direction. The band-shaped
[0071]
The strip-shaped
[0072]
【The invention's effect】
As described above, by using an external electrode fluorescent tube having no electrode inside as a fluorescent tube constituting the lighting device of the present invention, that is, using an external electrode fluorescent tube having an electrode outside the fluorescent tube, the fluorescent tube can be used without loss of reliability. It is possible to configure an illuminating device capable of securing sufficient screen luminance even when the brightness is increased and the lighting is performed in a short time width. Using this illuminating device, in conjunction with the display timing of the display pixels of the liquid crystal display element, By turning on and off, there is an effect that a liquid crystal display device with good moving image responsiveness can be realized.
[0073]
Further, only one inverter drive circuit for driving the external electrode fluorescent tubes constituting the lighting device of the present invention is possible, and an increase in the number of inverter drive circuits can be suppressed. That is, even if the number of fluorescent tubes is increased, an increase in the cost of the inverter driving circuit can be avoided, and the increase in the cost of the fluorescent tubes is suppressed.
[0074]
Therefore, by increasing the number of fluorescent tubes without increasing the cost of the inverter driving circuit, it is possible to configure a lighting device that can secure sufficient screen luminance even when the lighting device is turned on in a short time width. By sequentially turning on and off the light in conjunction with the display timing of the display pixel of the display element, there is an effect that a liquid crystal display device with good responsiveness to moving images can be realized at low cost.
[0075]
In addition, as an external electrode fluorescent tube constituting an illumination device according to another embodiment of the present invention, a rectangular parallelepiped flat surface-emitting fluorescent discharge lamp in which strip-shaped metal electrodes are arranged on the outer side surface in the longitudinal direction is used, and a diffusion plate or the like is used. Therefore, the effect of light leakage can be reduced, and the effect of reducing costs by reducing the number of members can be achieved.
[0076]
In addition, by using a common strip-shaped electrode between adjacent planar surface-emitting fluorescent discharge lamps, that is, by using the same electrode, the number of output terminals of the high breakdown voltage switching element can be reduced by half. And turning on and off sequentially in synchronization with the display timing of the display pixels of the liquid crystal display element, it is possible to realize a liquid crystal display device having good moving image responsiveness at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a liquid crystal display device and an illumination device used therein according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the liquid crystal display device.
FIG. 3 is a timing chart showing timing between a vertical synchronization signal and a fluorescent tube lighting state in the liquid crystal display device.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating response characteristics of a liquid crystal and a moving image response performance depending on a fluorescent tube lighting state in a general liquid crystal display device.
5 (a) and 5 (c) are structural diagrams of an external electrode fluorescent tube used in one embodiment of the present invention, and FIGS. 5 (b) and 5 (d) It is a structural diagram of the conventional cold cathode tube.
FIG. 6 is a timing chart showing timings of an output waveform from an inverter drive circuit and a vertical synchronization signal and an output drive waveform from a high withstand voltage switching circuit in the liquid crystal display device of the present invention.
FIGS. 7A and 7B show a planar surface-emitting fluorescent discharge lamp used in another configuration example of the liquid crystal display device and the lighting device used in the present invention, wherein FIG. 7A is a front view, and FIG. It is AA 'arrow sectional drawing.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an arrangement of a plurality of flat surface-emitting fluorescent discharge lamps and side electrodes shared by the adjacent discharge lamps.
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of the liquid crystal display device according to the present invention and a lighting device used therefor.
FIG. 10 is a sectional view of the liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 liquid
3 LCD panel 4 Gate driver
5
12
14
16
21 Reflector 22 Reflector
23 Diffusion plate 24 Diffusion sheet
25 Condensing sheet
51
53
91 Planar surface emitting
Claims (8)
上記電界を形成するための電力を生成するインバータ駆動回路と、
インバータ駆動回路から各電極への電力の供給を断接して各蛍光管の発光をそれぞれ制御するための高耐圧スイッチング素子とを具備することを特徴とする照明装置。A plurality of fluorescent tubes each having an external electrode for forming an internal plasma and forming an electric field for excitation,
An inverter drive circuit that generates electric power for forming the electric field;
A lighting device comprising: a high withstand voltage switching element for connecting and disconnecting power supply from an inverter drive circuit to each electrode to control light emission of each fluorescent tube.
上記照明部は、請求項1ないし6の何れかに記載の照明装置であり、
走査時期の同じ表示素子を表示素子群とするとき、上記各表示素子は、上記表示素子群毎の表示素子グループにグループ分けされ、かつ上記表示素子グループ毎に少なくとも1本の上記蛍光管が備えられ、
上記各蛍光管を、画面の1フレーム時間と同一の周期で、かつ、上記表示素子グループ毎に互いに異なるタイミングで、順次、点灯し、消灯させる制御回路を有していることを特徴とする液晶表示装置。A plurality of display elements for forming a display screen by modulating light based on image data applied while being scanned, and an illumination unit that illuminates the display element with the light are provided.
The lighting unit is the lighting device according to any one of claims 1 to 6,
When display elements having the same scanning timing are used as display element groups, the display elements are grouped into display element groups for each of the display element groups, and at least one fluorescent tube is provided for each of the display element groups. And
A liquid crystal comprising a control circuit for sequentially turning on and off the fluorescent tubes at the same cycle as one frame time of a screen and at different timings for each of the display element groups. Display device.
走査時期の同じ表示素子を表示素子群とするとき、上記各表示素子は、上記表示素子群毎の表示素子グループにグループ分けされ、かつ上記表示素子グループ毎に光を順次照射し、
上記表示素子グループ毎に光を照射するタイミングを、互いに異なり、かつ、互いに重複部分を有するように設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。A method for driving a liquid crystal display device that forms a display screen by illuminating a plurality of display elements that modulate illuminated light based on image data applied while being scanned,
When the same display element of the scanning time is a display element group, each of the display elements is divided into display element groups for each of the display element groups, and sequentially emits light to each of the display element groups,
A method for driving a liquid crystal display device, characterized in that timings of irradiating light for each of the display element groups are set to be different from each other and have overlapping portions.
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|---|---|---|---|---|
| JP2006059816A (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | O2 Micro Inc | Protection for external electrode fluorescent lamp system |
| JP2006078974A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Light source apparatus |
| JP2006098680A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Nanao Corp | Liquid crystal display |
| JP2007184185A (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Ltd | LIGHTING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME |
| WO2009072296A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Panasonic Corporation | Surface illumination device and liquid crystal display device using same |
| JP2009199039A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Backlight control circuit, backlight device, and liquid crystal display using the same |
| JP2010092602A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Koito Mfg Co Ltd | Light emission control device |
| US8456411B2 (en) | 2005-06-22 | 2013-06-04 | Fujitsu Limited | Display unit, display device and information processing apparatus |
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2002
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006059816A (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | O2 Micro Inc | Protection for external electrode fluorescent lamp system |
| JP2006078974A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Light source apparatus |
| JP2006098680A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Nanao Corp | Liquid crystal display |
| US8456411B2 (en) | 2005-06-22 | 2013-06-04 | Fujitsu Limited | Display unit, display device and information processing apparatus |
| US7830474B2 (en) | 2006-01-10 | 2010-11-09 | Hitachi, Ltd. | Lighting device and liquid crystal display using it |
| JP2007184185A (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Ltd | LIGHTING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME |
| JP5191996B2 (en) * | 2007-12-06 | 2013-05-08 | パナソニック株式会社 | Planar illumination device and liquid crystal display device using the same |
| US8201982B2 (en) | 2007-12-06 | 2012-06-19 | Panasonic Corporation | Planar illumination device and liquid crystal display device using the same |
| WO2009072296A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Panasonic Corporation | Surface illumination device and liquid crystal display device using same |
| JP2009199039A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Backlight control circuit, backlight device, and liquid crystal display using the same |
| US8730147B2 (en) | 2008-02-21 | 2014-05-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Backlight control circuit, backlight device, and liquid crystal display including the same |
| KR101452975B1 (en) * | 2008-02-21 | 2014-10-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | Backlight control circuit, backlight device and liquid crystal display device using the same |
| JP2010092602A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Koito Mfg Co Ltd | Light emission control device |
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