説明

液晶表示装置

【課題】LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図る。
【解決手段】複数のLED201〜20nを液晶パネル60の側辺に沿うように配置し、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLED群は、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶パネルとこの液晶パネルを裏面側から照明する複数のLEDから成るLEDバックライトを備えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、テレビ、パーソナルコンピュータ(PC)のモニタ、ナビゲーション装置のモニタ等、幅広い分野で液晶表示装置が広く用いられており、これらの液晶表示装置は、通常、縦辺よりも側辺の方が長い横長形状の液晶パネルを用いて構成されている。
【0003】
また、このような液晶表示装置として、液晶パネルを裏面側から照明するバックライトを構成する複数のLEDを、液晶パネルの上端および下端に沿うように並べて配置したものがある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−79488号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1に記載された装置のように、複数のLEDを液晶パネルの上端および下端に沿うように並べて配置するような構成では、複数のLEDを液晶パネルの長辺に沿って配置することになるため、LEDの数が多くなりコストが高くなってしまう。また、LEDの間隔を長くしてLEDの数を少なくすると、輝度のムラが大きくなってしまうといった問題がある。
【0006】
そこで、バックライトを構成する複数のLEDを液晶パネルの左側辺および右側辺の少なくとも一方に沿うように並べて配置するような構成が考えられる。しかしながら、バックライトを構成しているLEDは、発熱量が大きく、また、発光効率が温度変化による影響を受けやすいといった特性を有している。このため、LEDの点灯によりLEDの周辺空気が暖められ、この暖められた空気が上昇して上部に配置されたLEDの周囲温度が上昇すると、上部に配置されたLEDの輝度が下部に配置されたLEDの輝度よりも低下し、上部に配置されたLEDと下部に配置されたLEDとで、輝度のムラが大きくなってしまうといった問題がある。
【0007】
本発明は上記問題に鑑みたもので、LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置され、液晶パネルを背面側から照明する複数のLEDから成るLEDバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群は、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっていることを特徴としている。
【0009】
このような構成によれば、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群は、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっているので、LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図ることができる。また、耐熱性の高いLEDはコストが高いが、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群を耐熱性の高いものとするので、全てのLEDを耐熱性の高いものとする場合と比較してコストを低減することもできる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置され、液晶パネルを背面側から照明する複数のLEDから成るLEDバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDには、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも電流が多く流れるようになっていることを特徴としている。
【0011】
このような構成によれば、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDには、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも電流が多く流れるようになっているので、LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図ることができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、複数のLEDの各々には、電流制限用の抵抗が直列に接続されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値は、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値よりも小さくなっていることを特徴としている。
【0013】
このように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値を、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値よりも小さくするようにして、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも多くの電流を流すことができる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、複数のLEDの各々には、制御回路より出力されるパルス幅変調されたパルス信号のデューティー比に応じた電流が流れるようになっており、制御回路は、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDの輝度が同一となるように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴としている。
【0015】
このように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDの輝度が同一となるように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動するようにして、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも多くの電流を流すこともできる。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、制御回路は、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDを、同一のデューティー比のパルス信号で駆動した後、予め定められた時間が経過すると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴としている。
【0017】
このような構成によれば、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDが、同一のデューティー比のパルス信号で駆動され、その後、予め定められた時間が経過すると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDが、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動される。すなわち、LEDの発熱による温度上昇後のみならず、LEDの発熱による温度上昇の少ない、複数のLEDの点灯を開始してから予め定められた時間が経過するまでの期間についても、輝度ムラの低減を図ることができる。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、複数のLEDによる温度上昇を検出するための温度検出手段を備え、制御回路は、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDを、同一のデューティー比のパルス信号で駆動した後、温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴としている。
【0019】
このような構成によれば、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDが、同一のデューティー比のパルス信号で駆動され、その後、温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDが、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動される。すなわち、LEDの発熱による温度上昇後のみならず、LEDの発熱による温度上昇の少ない、複数のLEDの点灯を開始してから温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になるまでの期間についても、輝度ムラの低減を図ることができる。
【0020】
また、請求項7に記載の発明は、複数のLEDは、液晶パネルの左側辺および右側辺の両側にそれぞれ一定間隔で配置され、更に、液晶パネルの一方の側辺に配置された各LEDと、液晶パネルの他方の側辺に配置された各LEDとは、鉛直方向に対して交互に配置されていることを特徴としている。
【0021】
このような構成によれば、複数のLEDは、液晶パネルの左側辺および右側辺の両側にそれぞれ一定間隔で配置され、更に、液晶パネルの一方の側辺に配置された各LEDと、液晶パネルの他方の側辺に配置された各LEDとは、鉛直方向に対して交互に配置されているので、より輝度ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】(a)は、第1実施形態に係る液晶表示装置を正面から見た図、(b)は、(a)に示したA−A線に沿った概略断面図である。
【図2】第1実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示装置のLEDバックライトの回路図である。
【図3】第1実施形態に係る液晶表示装置の効果を説明するための図である。
【図4】第2実施形態に係る液晶表示装置の効果を説明するための図である。
【図5】第3実施形態に係る液晶表示装置の制御回路のフローチャートである。
【図6】第3実施形態に係る液晶表示装置の効果を説明するための図である。
【図7】第4実施形態に係る液晶表示装置のLEDバックライトの回路図である。
【図8】第4実施形態に係る液晶表示装置の制御回路のフローチャートである。
【図9】変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の構成を図1に示す。(a)は、正面から見た図、(b)は、(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。本液晶表示装置1は、液晶パネル60、ケース61およびLEDバックライト200を備えている。
【0024】
LEDバックライト200は、液晶パネル60を背面から照明するLED201〜20nおよびこれらのLED201〜20nを搭載した基板40を備えている。なお、本実施形態において、LED201〜20nは、基板40上に等間隔に配置されている。
【0025】
本実施形態におけるLEDバックライト200は、LED201〜20nが、液晶パネル60の背面側の右側辺に沿って配置され、図中、左水平方向へ光を照射するように、ケース61に取り付けられている。
【0026】
また、液晶パネル60の背面側には、図示しない導光板が配置されている。この導光板は、端面より入射されるLED201〜20nの光を均一化して液晶パネル60の背面全体へ向けて放出する。
【0027】
また、本実施形態におけるLED201〜20nのうち、液晶パネル60の右側辺の上側半分に配置されたLED群は、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっている。耐熱性が高いLEDとしては、例えば、放熱性の高いセラミック・パッケージや放熱性の高い樹脂パッケージを採用したもの、放熱性に優れた端子形状を採用したもの、これらを組み合わせたものを用いることができる。
【0028】
なお、全てのLED201〜20nを高耐熱性のものとすると、高コストとなってしまうため、本実施形態では、液晶パネル60の右側辺の上側半分に配置されたLED群について高耐熱性のものとし、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群は、通常の耐熱性のものとしている。
【0029】
図2に、本実施形態に係るLEDバックライト200の回路図を示す。LEDバックライト200は、抵抗101〜10nと、LED201〜20nと、PNP型トランジスタ301〜30nと、制御回路50と、を備えている。電源端子VCCと接地端子GND間には、図示しない車両バッテリから電源電圧VCCが印加されるようになっている。また、本実施形態における各抵抗101〜10nの抵抗値は同一となっている。
【0030】
抵抗101、LED201およびトランジスタ301は直列に接続され、電源端子VCCと接地端子GND間に配置されており、トランジスタ301のゲートには、制御回路50からハイレベルまたはローレベルの信号が入力されるようになっている。
【0031】
同様に、抵抗102、LED202およびトランジスタ302は直列に接続され、電源端子VCCと接地端子GND間に配置されており、トランジスタ302のゲートには、制御回路50からハイレベルまたはローレベルの信号が入力されるようになっている。
【0032】
上記した構成において、ユーザ操作により本液晶表示装置の電源が投入されると、制御回路50からトランジスタ301〜30nのベースに、それぞれハイレベルの信号が入力される。これにより、各トランジスタ301〜30nは、それぞれオン状態となり、各LED201〜20nに電流が流れ、各LED201〜20nは発光を開始する。そして、各LED201〜20nの光は、導光板を介して液晶パネル60の背面から放出され、液晶パネル60は背面側から照明される。
【0033】
また、このように各LED201〜20nが発光を開始すると、各LED201〜20nの熱により暖められた周辺空気は上昇する。したがって、図3に示すように、下部に配置されたLEDの周囲温度よりも上部に配置されたLEDの周囲温度の方が高くなる。
【0034】
しかしながら、本実施形態におけるLED201〜20nのうち、液晶パネル60の右側辺の上側半分に配置されたLED群は、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっているので、上部に配置されたLEDの周囲温度が高くなっても、上側に配置されたLED群の輝度の低下は抑制される。
【0035】
上記した構成によれば、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群は、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっているので、LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図ることができる。また、耐熱性の高いLEDはコストが高いが、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群を耐熱性の高いものとするので、全てのLEDを耐熱性の高いものとする場合と比較してコストを低減することもできる。
【0036】
(第2実施形態)
本実施形態に係るLEDバックライト200の回路図は、図2に示したものと同じである。ただし、上記第1実施形態では、LED201〜20nのうち、液晶パネル60の右側辺の上側半分に配置されたLED群は、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、液晶パネル60の右側辺の下側半分に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとしたが、本実施形態では、全てのLED201〜20nの耐熱性は通常のものとなっている。また、本実施形態では、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、直列に接続されている電流制限用の抵抗の抵抗値が小さくなるように構成されている。具体的には、抵抗101の抵抗値は、抵抗102の抵抗値よりも小さく、抵抗102の抵抗値は、抵抗103の抵抗値よりも小さくなっている。
【0037】
本実施形態では、温度が低いと発光効率が高く、温度が高いと発光効率が低くなるといったLEDの特性に着目し、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、直列に接続されている抵抗の抵抗値を小さくなるようにして電流が多く流れるようにしている。したがって、ユーザ操作により本液晶表示装置の電源が投入され、各LED201〜20nが発光を開始して、図4に示すように、上部に配置されたLEDの周囲温度が高くなっても、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLED群の輝度と、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLED群の輝度を一致させることが可能となる。
【0038】
上記したように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値を、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDに直列に接続された抵抗の抵抗値よりも小さくするようにして、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも多くの電流を流すことができる。
【0039】
このような構成によれば、複数のLEDは、液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDには、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも電流が多く流れるようになっているので、LED数の低減を図りつつ、LEDの発熱による温度上昇による輝度ムラの低減を図ることができる。
【0040】
(第3実施形態)
本実施形態に係るLEDバックライト200の回路図は、図2に示したものと同じである。また、上記第2実施形態と同様に、全てのLED201〜20nの耐熱性は通常のものとなっている。ただし、本実施形態では、制御回路50からトランジスタ301〜30nのベースに、それぞれパルス幅変調されたパルス信号を入力するPWM(Pulse Width Modulation)制御を行うようになっている。
【0041】
制御回路50は、CPU、揮発性メモリ、不揮発性メモリ等(いずれも図示せず)を備えたコンピュータを備えた構成となっており、CPUは、不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
【0042】
また、不揮発性メモリには、温度上昇による輝度ムラがなくなるように、時間とデューティー比の関係を規定した時間−デューティーテーブルが記憶されている。この時間−デューティーテーブルには、温度上昇による輝度ムラなくなるように、予め定められた期間毎に、各トランジスタ301〜30nのベースに入力するパルス信号のデューティー比が規定されている。なお、デューティー比は、パルス信号のハイレベルの期間/パルス信号の周期として表される。
【0043】
電源投入時には、LEDの温度上昇による影響がない。このため、電源投入時の時間−デューティーテーブルには、液晶パネル60の上部に配置されたLEDに入力するパルス信号と液晶パネル60の下部に配置されたLEDに入力するパルス信号が同一のデューティー比となるように時間とデューティーの関係が規定されている。
【0044】
また、電源投入時から一定時間が経過すると、各LEDの発熱により、各LEDの周囲は徐々に上昇する。しかも、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDの周囲温度よりも上部に配置されたLEDの周囲温度の方が高くなる。
【0045】
したがって、電源投入時から一定時間が経過した際に用いられる各時間−デューティーテーブルには、液晶パネル60の側辺に配置された各LEDの輝度が電源投入時と同一となるように、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDであってもパルス信号のデューティー比は、電源投入時よりも徐々に大きくなるように規定されている。また、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比は大きくなるように規定されている。
【0046】
なお、本実施形態では、一定間隔ΔT(例えば、30秒)毎に、時間−デューティーテーブルが規定されている。
【0047】
また、電源投入時から一定時間(例えば、10分)以上が経過するとケース61内の温度分布は安定し、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDの周囲温度も、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDの周囲温度も、それぞれある温度となる。
【0048】
したがって、電源投入時から一定時間(例えば、10分)以上が経過した際に用いられる時間−デューティーテーブルには、この一定時間以上が経過して安定した温度分布において、液晶パネル60の側辺に配置された各LEDの輝度が電源投入時と同一となるような、パルス信号のデューティー比が規定されている。
【0049】
図5に、制御回路50のフローチャートを示す。ユーザ操作に応じて外部より電源投入を示す信号(図示せず)が制御回路50に入力されると、制御回路50は、図5に示す処理を開始する。
【0050】
まず、初期状態の時間−デューティーテーブルを不揮発性メモリから読み出して、このテーブルに規定されたデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する(S100)。初期状態の時間−デューティーテーブルには、液晶パネル60の全てのLEDに入力するパルス信号が同一のデューティー比となるように規定されている。したがって、液晶パネル60の全てのLEDに同一のデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する。
【0051】
この場合、液晶パネル60の上部に配置されたLEDに入力するパルス信号と液晶パネル60の下部に配置されたLEDに入力するパルス信号が同一のデューティー比となり、全てのLEDの同一の電流が流れ、同一の輝度となる。
【0052】
次に、一定間隔ΔTが経過したか否かを判定する(S102)。一定間隔ΔTが経過していない場合、S102の判定はNOとなり、S102の判定を繰り返し実施する。
【0053】
また、一定間隔ΔTが経過して電源投入時からの時間がt1になると、S102の判定はYESとなり、次に、この時間t1用に用意された時間−デューティーテーブルを不揮発性メモリから読み出して、このテーブルに規定されたデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する(S104)。なお、時間t1用に用意された時間−デューティーテーブルには、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比が大きくなるようにパルス信号のデューティー比が規定されている。
【0054】
更に、一定間隔ΔTが経過して電源投入時からの時間がt2になると、S102の判定はYESとなり、この時間t2用に用意された時間−デューティーテーブルを不揮発性メモリから読み出して、このテーブルに規定されたデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する(S104)。なお、時間t2用に用意された時間−デューティーテーブルには、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比が大きくなるようにパルス信号のデューティー比が規定されている。
【0055】
上記処理を繰り返し実施することにより、図6に示すように、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比は大きくなる。また、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDであってもパルス信号のデューティー比は、投入時よりも徐々に大きくなる。
【0056】
そして、電源投入時から一定時間(例えば、10分)以上が経過すると、電源投入時から一定時間以上が経過した際に用いられる時間−デューティーテーブルを不揮発性メモリから読み出して、このテーブルに規定されたデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する。これ以降、この時間−デューティーテーブルに基づくデューティーのパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに入力する。
【0057】
上記したように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDの輝度が同一となるように、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動するようにして、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも多くの電流を流すことができる。
【0058】
また、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDが、同一のデューティー比のパルス信号で駆動され、その後、予め定められた時間が経過すると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDが、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動される。すなわち、LEDの発熱による温度上昇後のみならず、LEDの発熱による温度上昇の少ない、複数のLEDの点灯を開始してから予め定められた時間が経過するまでの期間についても、輝度ムラの低減を図ることができる。
【0059】
なお、長時間動作した後に液晶表示装置の電源をオフした後、一定時間内(例えば、1分以内)に再度、液晶表示装置の電源が投入されたような場合には、液晶パネル60の上部に配置されたLEDの周囲温度が十分に低下してないため、初期状態の時間−デューティーテーブルではなく、電源投入時から一定時間以上が経過した際に用いられる時間−デューティーテーブルを不揮発性メモリから読み出して、このテーブルに規定されたデューティー比のパルス信号を各トランジスタ301〜30nのベースに出力するようにしてもよい。
【0060】
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置のLEDバックライト200の回路図を、図7に示す。この図に示すように、本LEDバックライト200は、図2に示した構成と比較して、ケース61内の温度上昇を検出するための温度センサ70を備えた点が異なる。
【0061】
温度センサ70は、液晶パネル60の背面側の右側辺の最上部に配置されており、検出した温度に応じた信号を出力する。
【0062】
本実施形態における制御回路50は、トランジスタ301〜30nのベースに、それぞれパルス幅変調されたパルス信号を入力するPWM(Pulse Width Modulation)制御を行うようになっている。
【0063】
また、制御回路50は、図示しない不揮発性メモリを内蔵しており、この不揮発性メモリには、温度上昇による輝度ムラがなくなるように、温度とデューティー比の関係を規定した温度−デューティーテーブルが記憶されている。
【0064】
この温度−デューティーテーブルには、温度上昇による輝度ムラなくなるように、温度センサ70により検出される温度に対応させて、各トランジスタ301〜30nのベースに入力するパルス信号のデューティー比が規定されている。
【0065】
温度センサ70により検出される温度が低い場合には、各LEDの発光効率は同一となる。このため、温度−デューティーテーブルには、基準温度未満では、液晶パネル60の上部に配置されたLEDに入力するパルス信号と液晶パネル60の下部に配置されたLEDに入力するパルス信号が同一のデューティー比となるように時間とデューティーの関係が規定されている。
【0066】
また、各LEDが点灯を開始すると、各LEDの発熱により、各LEDの周囲は徐々に上昇する。しかも、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDの周囲温度よりも上部に配置されたLEDの周囲温度の方が高くなる。このため、温度−デューティーテーブルには、温度センサ70により検出される温度が基準温度以上になると、液晶パネル60の側辺に配置された各LEDの輝度が均一となるように、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDであってもパルス信号のデューティー比が徐々に大きくなるように規定されている。また、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比は大きくなるように規定されている。
【0067】
なお、本実施形態では、10℃毎に、温度とデューティー比を規定した温度−デューティーテーブルが制御回路50の不揮発性メモリに記憶されている。
【0068】
本実施形態に係る制御回路50のフローチャートを図8に示す。ユーザ操作に応じて外部より電源投入を示す信号(図示せず)が制御回路50に入力されると、制御回路50は、図8に示す処理を開始する。
【0069】
まず、初期設定を行う(S200)。具体的には、温度を示す変数Tpに予め定められた温度の初期値Tiを代入するとともに、この初期値Tiに対応する温度−デューティーテーブルを参照して初期値Tiに対応するデューティー比のパルス信号を出力する。なお、この初期値Tiに対応する温度−デューティーテーブルには、液晶パネル60の上部に配置されたLEDに入力するパルス信号と液晶パネル60の下部に配置されたLEDに入力するパルス信号が同一のデューティー比となるようにデューティーが規定されている。したがって、トランジスタ301〜30nの各ベースに、それぞれ同一のデューティー比でパルス幅変調されたパルス信号が入力され、各LEDの輝度も同一となる。
【0070】
次に、定期測温を開始する(S202)。具体的には、温度センサ70より入力される信号に基づいて一定期間(例えば、1分)毎に温度を測定する。
【0071】
次に、温度上昇があったか否かを判定する(S204)。具体的には、S200にて測定した温度が、予め定められた基準温度(例えば、30℃)以上になったか否かに基づいて温度上昇があったか否かを判定する。
【0072】
ここで、S200にて特定した温度が基準温度以上となっていない場合、S102の判定はNOとなり、S100へ戻る。したがって、トランジスタ301〜30nの各ベースに、それぞれ同一のデューティー比でパルス幅変調されたパルス信号が入力される状態が継続する。
【0073】
また、各LEDの発熱により、S200にて特定した温度が基準温度以上となると、S204の判定はYESとなり、次に、温度センサ70より入力される信号に基づいて温度Tpを決定する(S206)。
【0074】
次に、S206にて決定された温度Tpに対応する温度−デューティーテーブルに基づき、LEDのデューティーを変更する(S208)。すなわち、S206にて決定された温度Tpに対応する温度−デューティーテーブルを参照して温度Tpに対応するデューティー比のパルス信号を出力する。この温度Tpに対応する温度−デューティーテーブルには、液晶パネル60の側辺に配置された各LEDの輝度が均一となるように、トランジスタ301〜30nの各ベースに入力するパルス信号のデューティー比が規定されている。すなわち、液晶パネル60の側辺の下部に配置されたLEDであってもパルス信号のデューティー比が徐々に大きくなるように規定されている。また、液晶パネル60の側辺の上部に配置されたLEDほど、パルス信号のデューティー比は大きくなるように規定されている。したがって、トランジスタ301〜30nの各ベースに、上記したデューティー比でパルス幅変調されたパルス信号がそれぞれ入力され、各LEDの輝度も同一となる。
【0075】
上記した処理を繰り返し実施し、温度センサ70より入力される信号に基づいて決定した温度に対応する温度−デューティーテーブルに基づき、LEDのデューティーが変更される。
【0076】
上記した構成によれば、複数のLEDの点灯開始時には、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDが、同一のデューティー比のパルス信号で駆動され、その後、温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になると、液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDが、液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動される。すなわち、LEDの発熱による温度上昇後のみならず、LEDの発熱による温度上昇の少ない、複数のLEDの点灯を開始してから温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になるまでの期間についても、輝度ムラの低減を図ることができる。
【0077】
(その他の実施形態)
上記第1〜第4実施形態では、LEDバックライト200を液晶パネル60の右側辺に配置し、LEDバックライト200を構成するLED201〜20nが、それぞれ液晶パネル60の右側辺から左方向へ光を照射する構成を示したが、反対に、LEDバックライト200を液晶パネル60の左側辺に配置し、LEDバックライト200を構成するLED201〜20nが、それぞれ液晶パネル60の左側辺から右方向へ光を照射する構成としてもよい。また、LEDバックライト200を液晶パネル60の右側辺と左側辺の両側に配置し、液晶パネル60の右側辺に配置したLEDバックライトを構成する各LEDが、それぞれ液晶パネル60の右側辺から左水平方向へ光を照射し、液晶パネル60の左側辺に配置したLEDバックライトを構成する各LEDが、それぞれ液晶パネル60の左側辺から右水平方向へ光を照射するように構成してもよい。この場合、例えば、図9(a)に示すように、液晶パネル60の右側辺と左側辺の両側にそれぞれ一定間隔で複数のLEDを配置し、かつ、液晶パネル60の一方の側辺に配置された各LEDと、液晶パネル60の他方の側辺に配置された各LEDとが、鉛直方向に対して交互に配置されるように構成することで、より輝度ムラの低減を図ることができる。また、図9(b)に示すように、液晶パネル60の一方の側辺の下部に集中して複数のLEDを配置するとともに、液晶パネル60の他方の側辺の上部に集中して複数のLEDを配置し、かつ、液晶パネル60の右側辺と左側辺にそれぞれ配置した各LEDの間隔を一定とするように構成してもよい。また、図9(c)に示すように、液晶パネル60の一方の側辺の下部に集中して複数のLEDを配置するとともに、液晶パネル60の他方の側辺の上部に集中して複数のLEDを配置し、かつ、液晶パネル60の右側辺と左側辺にそれぞれ配置した各LEDの間隔を徐々に変化させるようにしてもよい。
【0078】
また、上記第1実施形態では、上側半分に配置されたLED群を高耐熱のものとしたが、必ずしも上側半分に配置されたLED群を高耐熱のものとする必要はなく、例えば、上側1/3配置されたLED群を高耐熱のものとしてもよい。
【0079】
また、上記第1〜第4実施形態では、LEDバックライト200を液晶パネル60の側辺に配置し、LEDバックライト200を構成するLED201〜20nが、それぞれ水平方向に光を照射する構成を示したが、光を照射する方向は必ずしも水平方向としなくてもよい。
【0080】
また、上記第4実施形態では、液晶パネル60の背面側の右側辺の最上部に温度センサ70を配置したが、温度センサ70を配置する位置や数は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、液晶パネル60の裏面側の最も温度上昇の大きい位置、液晶パネル60の裏面中央、液晶パネル60の側辺の上部と下部の両方等としてもよい。
【符号の説明】
【0081】
1 液晶表示装置
60 液晶パネル
61 ケース
200 LEDバックライト
201〜20n LED

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルを背面側から照明する複数のLEDから成るLEDバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記複数のLEDは、前記液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、
前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLED群は、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群と発光効率が同一で、かつ、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLED群よりも耐熱性が高いものとなっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルを背面側から照明する複数のLEDから成るLEDバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記複数のLEDは、前記液晶パネルの側辺に沿うように配置されており、
前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDには、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりも電流が多く流れるようになっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
前記複数のLEDの各々には、電流制限用の抵抗が直列に接続されており、
前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDに直列に接続された前記抵抗の抵抗値は、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDに直列に接続された前記抵抗の抵抗値よりも小さくなっていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記複数のLEDの各々には、制御回路より出力されるパルス幅変調されたパルス信号のデューティー比に応じた電流が流れるようになっており、
前記制御回路は、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDの輝度が同一となるように、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記制御回路は、前記複数のLEDの点灯開始時には、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDを、同一のデューティー比のパルス信号で駆動した後、予め定められた時間が経過すると、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記複数のLEDによる温度上昇を検出するための温度検出手段を備え、
前記制御回路は、前記複数のLEDの点灯開始時には、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDと前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDを、同一のデューティー比のパルス信号で駆動した後、前記温度検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度以上になると、前記液晶パネルの側辺の上部に配置されたLEDを、前記液晶パネルの側辺の下部に配置されたLEDよりもデューティー比の大きなパルス信号で駆動することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記複数のLEDは、前記液晶パネルの左側辺および右側辺の両側にそれぞれ一定間隔で配置され、更に、前記液晶パネルの一方の側辺に配置された各LEDと、前記液晶パネルの他方の側辺に配置された各LEDとは、鉛直方向に対して交互に配置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−165529(P2011−165529A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−28317(P2010−28317)
【出願日】平成22年2月11日(2010.2.11)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】