JP2011128571A - エッジ型ｌｅｄバックライトおよび液晶テレビ - Google Patents

Abstract

【課題】 エッジ型ＬＥＤバックライトを用いた液晶モジュールにおいて、動画応答性向上のスキャニング駆動ができなかった。
【解決手段】 副走査方向の垂直同期信号ＤＥを分周して得られたスキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６で選択されるＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６だけが点灯し、このＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６はそれぞれ同垂直同期信号ＤＥが該当する領域に相当する、副走査方向に分割された導光板１９ｂ１〜１９ｂ６のいずれかを点灯させることになるので、従来は不可能であったエッジ型ＬＥＤバックライトでスキャニング点灯を達成することが可能となった。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エッジ型ＬＥＤバックライトおよび液晶テレビに関し、特に、液晶パネルの背面に備えられるバックライトと同バックライトを有する液晶テレビに関する。

従来、液晶バックライト用光源として、線光源であるＣＣＦＬ（冷陰極管）が多く用いられており、スキャニング点灯する場合、垂直方向のＣＣＦＬをグループ化して、順次点灯すれば、スキャニング点灯を達成することが可能であったが、近年、光源としてＬＥＤを用いるＬＥＤバックライトが採用されている。
従来のＬＥＤバックライトにて、スキャニング点灯させる場合、直下型のＬＥＤ配置構造を用いている。
一方、液晶パネルに利用されるエッジ型ＬＥＤバックライトに関して以下のものが知られている。

特許文献１には、請求項１として、エッジ型ＬＥＤバックライトにおいて、ダイオードの表面または内部に蓄光物質を配設する技術が開示されている。
特許文献２には、請求項１として、エッジ型ＬＥＤバックライトにおいて、緑色ＬＥＤ行が導光板上面の垂直方向の上部に配置される技術が開示されている。
特許文献３には、請求項１として、エッジ型ＬＥＤバックライトにおいて、グループが形成された反射面を有する技術が開示されている。

特許文献４には、段落００１１に、ＬＥＤ単位ユニットの下面と側面リフレクターを有する技術が開示されている。
特許文献５には、請求項１として、散光体を有するエッジ型バックライトの技術が開示されている。
特許文献６には、請求項３として、導光板が横方向に複数の導光ブロックに分割されている技術が開示されている。

特開２００５−１１５１３１号公報 特開２００７−２８７６９２号公報 特開２００８−２０８８８号公報 特表２００８−５４２９９４号公報 特開２００９−３８３３４号公報 特開２００９−１９３８９２号公報

動画応答性を向上させるため、ＬＥＤバックライトでスキャニング点灯させる場合、直下型のＬＥＤ配置構造を用いざるを得なかったが、この場合、液晶画面全面にＬＥＤを設置し、ＬＥＤの制御は最小グループにて実施するため、膨大なＬＥＤコントロールＩＣ（ＬＥＤの点灯制御用ＩＣ）が必要であった。
また、上記のごとく、ＬＥＤ、コントロールＩＣの使用数量が多量になるため、コスト的並びに装置設置の容積が多くなった。

なお、特許文献６では、導光板を横方向、すなわち、主走査方向に沿って並べて複数に分割しているが、主走査方向に分割しているものはスキャニング点灯とは無縁といわざるを得ない。
本発明は、エッジ型ＬＥＤバックライトを用いた液晶モジュールにおいて、動画応答性向上のスキャニング駆動を簡便に安価に達成するための液晶テレビ用ＬＥＤバックライト装置および液晶テレビを提供する。

本発明は、液晶パネルの背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面に渡って透過光を誘導し、同透過光が上記液晶パネルを透過するエッジ型ＬＥＤバックライトであって、上記導光板は、液晶パネルの副走査方向に複数枚に分割され、上記ＬＥＤは、各導光板毎にグループ化され、上記液晶パネルでの副走査に同期して対応する導光板の上記ＬＥＤを発光させるＬＥＤ駆動回路を備える構成としてある。

本エッジ型ＬＥＤバックライトは、その基本構造として、液晶パネルの背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面にわたって透過光を誘導し、上記液晶パネルを透過させる。ここで、上記導光板は、液晶パネルの副走査方向に複数枚に分割され、上記ＬＥＤは、各導光板毎にグループ化されている。そして、ＬＥＤ駆動回路が上記液晶パネルでの副走査に同期して対応する導光板の上記ＬＥＤを発光させる。

これにより、副走査に応じて順次対応するエリアの導光板に備えられたＬＥＤが点灯する。
また、複数の上記導光板は、隣接する縁部において背面の反射板の側に切り込むエッジ状に形成するように構成しても良い。
導光板の縁部を背面の反射板の側に切り込むエッジ状に形成することで、隣接する導光板に向かって放射されそうになるＬＥＤ光はエッジ部分で全反射して再度導光板内に戻る。このため、隣接する導光板に漏れ出なくなる。

さらに、上記導光板のエッジ状とされた縁部が対面する部位には、隣接する導光板への光伝達を抑え、かつ、当該縁部の切り込み角度より小さい角度にて反射板に凸部を形成して構成しても良い。
エッジ状とされた縁部であっても隣接する導光板に対面する以上は、隣接する導光板へ光伝達することになる。しかし、当該縁部の切り込み角度より小さい角度にて反射板に凸部を形成することで、僅かな導出光も同凸部にて反射され、隣接する導光板への光伝達を抑える。

また、上記ＬＥＤ駆動回路は、上記液晶パネルに対する副走査方向の同期信号を分周し、分周した同期信号に基づいて各導光板毎の上記ＬＥＤに駆動電力を供給する構成としても良い。
液晶パネルでの副走査に同期して対応する導光板のＬＥＤを発光させるため、ＬＥＤ駆動回路は、上記液晶パネルに対する副走査方向の同期信号を分周する。液晶パネルには主走査方向の駆動の同期を取るクロック信号と共に、副走査方向の駆動の同期を取るクロック信号が形成されている。すなわち、副走査方向のクロック信号が副走査方向のスキャニング点灯に利用できる。一方、主走査はいわゆる走査線に対応するから副走査の数は液晶パネルの縦方向の画素数に相当し、導光板の数よりも遙かに多い。このため、同副走査方向のクロック信号し、分周した同期信号に基づいて各導光板毎の上記ＬＥＤに駆動電力を供給すればスキャニング点灯が可能となる。

そして、上記液晶パネルにおける主走査方向は、水平方向への走査であり、上記副走査方向は、垂直方向への走査である。
また、かかるエッジ型ＬＥＤバックライトは液晶テレビにおいて有効に利用される。このため、エッジ型ＬＥＤバックライトを有する液晶テレビにおいて、テレビ放送を受信するチューナと、同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、液晶パネルと、エッジ型ＬＥＤバックライトと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、上記エッジ型ＬＥＤバックライトは、液晶パネルの背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面にわたって透過光を誘導し、同透過光が上記液晶パネルを透過するものであり、上記導光板は、液晶パネルの副走査方向である垂直方向に沿って複数枚に分割されるとともに、隣接する縁部において背面の反射板の側に切り込むエッジ状に形成され、上記導光板のエッジ状とされた縁部が対面する部位には、隣接する導光板への光伝達を抑え、かつ、当該縁部の切り込み角度より小さい角度にて反射板に凸部を形成してあり、上記ＬＥＤは、各導光板毎にグループ化され、上記液晶パネルに対するパネル駆動回路からの副走査方向の同期信号を分周し、分周した同期信号に基づいて各導光板毎の上記ＬＥＤに駆動電力を供給してＬＥＤを発光させるＬＥＤ駆動回路を備える構成としても良い。

エッジ型ＬＥＤバックライトにて、従来不可能であったスキャニング点灯を達成することができる。この結果、液晶テレビの動画応答性の向上を図ることが可能となる。

本発明のエッジ型ＬＥＤバックライトを使用した液晶テレビのブロック図である。 エッジ型ＬＥＤバックライトの構成図である。 エッジ型ＬＥＤバックライトの垂直方向での断面を示す断面図である。 エッジ型ＬＥＤバックライトの垂直方向での断面を示す断面図である。 エッジ型ＬＥＤバックライトの垂直方向での断面を示す断面図である。 副走査信号に基づいて各グループのＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路の回路図である。 ＬＥＤ駆動回路におけるＬＥＤコントロールＩＣのブロック図である。 パネル駆動回路（Ｔ−ＣＯＮ）内部の垂直同期信号を分周してスキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６を出力するためのタイミングチャートである。 従来の液晶テレビにおけるＬＥＤを使用したバックライトの概略構成図である。

以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるエッジ型ＬＥＤバックライトを使用した液晶テレビをブロック図により示している。
同図において、本液晶テレビは、テレビ回路１０を備えている。テレビ回路１０におけるチューナ１１は、アンテナ１２を介してテレビ放送を受信する。テレビ処理回路１３はチューナ１１に対して所定のチャンネルのテレビ放送を受信させるとともに、テレビ放送の受信信号から映像信号と音声信号とを出力する。また、その前提として操作パネル１４を介してユーザの操作を入力している。

映像信号は画像処理回路１５に出力され、同画像処理回路１５は液晶パネルユニット１６で映像を表示するための信号に変換して出力する。液晶パネルユニット１６はパネル駆動回路１７と、液晶パネル１８と、エッジ型ＬＥＤバックライト１９とを有しており、画像処理回路１５の出力信号に基づいてパネル駆動回路１７が液晶パネル１８の各画素を駆動させて映像を形成しつつ、エッジ型ＬＥＤバックライト１９が同液晶パネル１８の背面から透過光を照射し、同液晶パネル１８の表面に視認可能な映像を表示させる。

このエッジ型ＬＥＤバックライト１９は、液晶パネル１８の背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤ１９ａを配置し、導光板１９ｂを介して同パネルの全面にわたって透過光を誘導し、同透過光が上記液晶パネル１８を透過する。なお、本液晶パネル１８は水平方向と垂直方向に画素をドットマトリクス状に配設して構成され、パネル駆動回路１７は水平方向を主走査方向とし、垂直方向を副走査方向として、各画素を個別に駆動する。
一方、音声信号は音声回路２０ａに出力され、操作パネル１４のボリューム調整操作に対応した音量となるように増幅され、スピーカ２０ｂから音声として出力される。

図２は、エッジ型ＬＥＤバックライト１９の構成を示している。
本発明は、液晶バックライト用光源として、ＬＥＤを用いたエッジ型バックライトに関する。エッジ型バックライトのＬＥＤは、従来の配置のごとく、画面上下に配置するのではなく、左右に配置し（ここで左右と示しているが、片方向で可能）、配置されたＬＥＤを液晶パネル１８の垂直走査信号（副走査方向の同期信号）に同期したＬＥＤグループを順次点灯するものである。

光源であるＬＥＤ１９ａは画面の左右いずれかの片端に設置してあり、スキャニングに必要な光源領域をＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６とし、各ＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６に対応した導光板１９ｂ１〜１９ｂ６として構成してある。なお、本液晶パネル１８各導光板１９ｂ１〜１９ｂ６は、図に示すように液晶パネル１８の副走査方向である垂直方向に沿って複数枚に分割されている。
ここで、図９は従来の液晶テレビにおけるＬＥＤを使用したバックライトの概略構成を示している。

同図に示すように、ＬＥＤ光源は主走査方向に並べられており、この構成では、スキャニング点灯に対する領域点灯はできない。
次に、図３〜図５は、エッジ型ＬＥＤバックライトの垂直方向での断面を示している。
ここで、ＬＥＤ配置に効果的にグループ毎の光漏れ防止のため、各グループに準じた導光板が個別に設けられ、かつ、隣接導光板の接触端面は端面にて隣接導光板に光が漏れないように、反射光側に開き角を有する導光板である。

バックライトの基本的構成として、導光板１９ｂ１〜１９ｂ６の背面側には反射板１９ｃが備えられ、導光板１９ｂ１〜１９ｂ６の正面側には光学シート１９ｄが備えられている。
各導光板１９ｂ１〜１９ｂ６（ただし、１９ｂ４〜１９ｂ６は図示せず）の端面は、隣接する縁部において背面の反射板の側に切り込むエッジ状１９ｂ１ａ〜１９ｂ６ａに形成されている。このようなエッジ形状としておくと、導光板内で隣接する導光板の方向に反射されたＬＥＤ光は、エッジ形状においてほぼ全反射され、再度、導光板内へ戻ることになる。従って、隣接する導光板に向かって直接放射される可能性を低くし、隣接する導光板１９ｂ１〜１９ｂ６への光伝達を抑えている。

また、上記導光板１９ｂ１〜１９ｂ６のエッジ状１９ｂ１ａ〜１９ｂ６ａとされた縁部が対面する部位には、当該縁部の切り込み角度より小さい角度とした反射板１９ｃの凸部１９ｃ１を形成してある。
エッジ状として全反射を誘導するだけでなく、さらに、反射板１９ｃから凸部１９ｃ１を形成することで、隣接光を遮断し、隣接する導光板１９ｂ１〜１９ｂ６への光伝達を抑えることができる。
また、各導光板１９ｂ１〜１９ｂ６に対応する個々のＬＥＤ（１，２〜ｎ）は配置された複数個をグループ化（１９ａ１〜１９ａ６）して前記導光板１９ｂ１〜１９ｂ６の光源として用いている。

図３〜図５では、点灯されるＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ３が異なっている。これは液晶パネル１８での副走査方向に同期してスキャニング点灯する様子を示している。
すなわち、各ＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ３（１９ａ６）の点灯により、順次、隣接する各導光板１９ｂ１〜１９ｂ６から液晶パネル１８に向けて発光する。
図６は、副走査信号に基づいて各グループのＬＥＤに駆動電力を供給するＬＥＤ駆動回路を回路図により示している。

上述したように、本実施例では、画面方向を垂直に６分割している。そして、スキャン点灯する回路構成としては、ＬＥＤコントロールＩＣ２１（６ＣＨ出力）を用いており、各出力端子（ＳＩＮＣ端子）２２−１〜２２−６に直列にＰＮＰ型トランジスタ２３−１〜２３−６を挿入し、スイッチのためベース側にＮＰＮ型トランジスタ２４−１〜２４−６を挿入している。スイッチのためのＮＰＮ型トランジスタ２４−１〜２４−６のベースにはパネル駆動回路（Ｔ−ＣＯＮ）からの分周出力（ここでは、１垂直（Ｖ）周期を６分周）を各ベース信号に入力する。これにより、簡単に、液晶テレビ用エッジ型ＬＥＤバックライトでスキャニング点灯を達成することが可能となる。

一方、図７は、ＬＥＤ駆動回路におけるＬＥＤコントロールＩＣ２１をブロック図により示している。
ＬＥＤコントロールＩＣ２１は、ＰＷＭ電流レギュレータ２１ａを有し、電流バランスコントロール回路２１ｂを介して上述した６チャンネルのＬＥＤ定電流用駆動制御信号（多ｃｈＬＥＤ低電流用ドライブ出力）を発生することにより、外部のＬＥＤ直列回路に対して定電流駆動できるように制御している。また、これに必要な電流を確保するため、ドライバ２１ｃにて外部のＭＯＳ−ＦＥＴを駆動してＤＣ／ＤＣ変換のための制御信号（ＤＣ／ＤＣコン用ドライブ出力）を発生する。さらに、保護回路２１ｄにてＬＥＤの異常検出も行ない、これらのために必要なタイマ２１ｅ、ドライブ出力基準信号発生回路２１ｆ、高周波発信器２１ｇなどを備えている。

図８は、パネル駆動回路（Ｔ−ＣＯＮ）内部の垂直同期信号を分周してスキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６を出力するためのタイミングチャートである。
パネル駆動回路１７は、液晶パネル１８の各画素を駆動するために水平同期信号（主走査方向）と垂直同期信号（副走査方向）を発生している。すなわち、水平方向に左から右に向かって順次Ｘ桁の画素を指定し、一行が終われば、次の行へ移動するＹ行を指定している。
図においては、垂直方向の画素数を１０８０ラインとして、これを６分割すると、１グループは１８０ラインとなる。従って、副走査方向の垂直同期信号ＤＥを１８０個ごとに分周していけば、スキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６を生成できる。

このスキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６を図６に示すスイッチのためのＮＰＮ型トランジスタ２４−１〜２４−６のベースに出力する。各ＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６には、ＭＯＳ−ＦＥＴ２５にて導通を制御してＤＣ／ＤＣ変換され、所定電圧の駆動電圧が電解コンデンサ２６より供給されている。そして、各ＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６におけるＬＥＤ直列回路の他端はＰＮＰ型トランジスタ２３−１〜２３−６を介してＬＥＤコントロールＩＣ２１にて電流制御されるようになっている。

ただし、全ＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６が同時に定電流制御されるのではなく、スキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６でオン・オフが制御されるいずれか一つのＮＰＮ型トランジスタ２４−１〜２４−６にて選択される一つのＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６だけに定電流が流れることになる。
すなわち、副走査方向の垂直同期信号ＤＥを分周して得られたスキャニング信号Ｃ１〜Ｃ６で選択されるＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６だけが点灯し、このＬＥＤグループ１９ａ１〜１９ａ６はそれぞれ同垂直同期信号ＤＥが該当する領域の導光板１９ｂ１〜１９ｂ６を点灯させることになるので、従来は不可能であったエッジ型ＬＥＤバックライトでスキャニング点灯を達成することが可能となった。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１０…テレビ回路、１１…チューナ、１２…アンテナ、１３…テレビ処理回路、１４…操作パネル、１５…画像処理回路、１６…液晶パネルユニット、１７…パネル駆動回路、１８…液晶パネル、１９…エッジ型ＬＥＤバックライト、１９ａ…ＬＥＤ、１９ａ１〜１９ａ６…ＬＥＤグループ、１９ｂ…導光板、１９ｂ１〜１９ｂ６…導光板、１９ｂ１ａ〜１９ｂ６…エッジ状、１９ｃ…反射板、１９ｃ１…凸部、１９ｄ…光学シート、２０ａ…音声回路、２０ｂ…スピーカ、２１…ＬＥＤコントロールＩＣ、２１ａ…ＰＷＭ電流レギュレータ、２１ｂ…電流バランスコントロール回路、２１ｃ…ドライバ、２１ｄ…保護回路、２１ｅ…タイマ、２１ｆ…ドライブ出力基準信号発生回路、２１ｇ…高周波発信器、２２−１〜２２−６…出力端子（ＳＩＮＣ端子）、２３−１〜２３−６…ＰＮＰ型トランジスタ、２４−１〜２４−６…ＮＰＮ型トランジスタ、２５…ＭＯＳ−ＦＥＴ、２６…電解コンデンサ、Ｃ１〜Ｃ６…スキャニング信号。

Claims (6)

1. 液晶パネルの背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面に渡って透過光を誘導し、同透過光が上記液晶パネルを透過するエッジ型ＬＥＤバックライトであって、
   上記導光板は、液晶パネルの副走査方向に複数枚に分割され、
   上記ＬＥＤは、各導光板毎にグループ化され、
   上記液晶パネルで副走査に同期して対応する導光板の上記ＬＥＤを発光させるＬＥＤ駆動回路を備えることを特徴とするエッジ型ＬＥＤバックライト。
2. 複数の上記導光板は、隣接する縁部において背面の反射板の側に切り込むエッジ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッジ型ＬＥＤバックライト。
3. 上記導光板のエッジ状とされた縁部が対面する部位には、隣接する導光板への光伝達を抑え、かつ、当該縁部の切り込み角度より小さい角度にて反射板に凸部を形成していることを特徴とする請求項２に記載のエッジ型ＬＥＤバックライト。
4. 上記ＬＥＤ駆動回路は、上記液晶パネルに対する副走査方向の同期信号を分周し、分周した同期信号に基づいて各導光板毎の上記ＬＥＤに駆動電力を供給することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエッジ型ＬＥＤバックライト。
5. 上記液晶パネルにおける主走査方向は、水平方向への走査であり、上記副走査方向は、垂直方向への走査であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエッジ型ＬＥＤバックライト。
6. エッジ型ＬＥＤバックライトを有する液晶テレビであって、
   テレビ放送を受信するチューナと、
   同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、
   上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、
   液晶パネルと、エッジ型ＬＥＤバックライトと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、
   上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、
   上記エッジ型ＬＥＤバックライトは、液晶パネルの背面に配設され、同パネルの縁部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面に渡って透過光を誘導し、同透過光が上記液晶パネルを透過するものであり、
   上記導光板は、液晶パネルの副走査方向である垂直方向に沿って複数枚に分割されるとともに、隣接する縁部において背面の反射板の側に切り込むエッジ状に形成され、
   上記導光板のエッジ状とされた縁部が対面する部位には、隣接する導光板への光伝達を抑え、かつ、当該縁部の切り込み角度より小さい角度にて反射板に凸部を形成してあり、
   上記ＬＥＤは、各導光板毎にグループ化され、
   上記液晶パネルに対するパネル駆動回路からの副走査方向の同期信号を分周し、分周した同期信号に基づいて各導光板毎の上記ＬＥＤに駆動電力を供給してＬＥＤを発光させるＬＥＤ駆動回路を備えることを特徴とする液晶テレビ。

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