JP2020068108A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】設置姿勢等の使用環境がユーザー毎に異なる場合でも、光源に流す電流を制御し、目標とする光源寿命を確保することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示装置1は、複数のLED8を有する面状光源3と、面状光源3が背面から光を照射することにより映像を映し出す液晶パネル2と、複数のLED8に流す電流の上限電流値Ilimitを決定するためのデータを記憶する記憶装置4と、記憶装置4に記憶されているデータと、液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値dとを用いて上限電流値Ilimitを決定し、当該上限電流値Ilimit以内の電流を複数のLED8に流す電流の電流値として設定する制御回路6と、制御回路6で設定された電流値の電流を複数のLED8に流す定電流回路7とを備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、バックライトを構成する光源を有する液晶表示装置に関するものである。
液晶テレビ、サイネージ用モニタ、およびPC用モニタ等に使用されている液晶表示装置は、LED(Light Emitting diode)またはLD(laser diode)等を光源として構成される面状光源をバックライトとして備えている。
液晶表示装置のバックライトの光源の経年劣化による故障としては、光源であるLEDまたはLDの輝度低下、および突然の不点灯が挙げられる。この故障は、光源のジャンクション温度が高いほど加速される。そのため、液晶表示装置の目標とする製品寿命を確保するためには、光源のジャンクション温度を、その製品の目標とする寿命を確保し得る基準温度以内に抑えることが重要となる。
例えば、特許文献1では、LEDの経年劣化による輝度低下またはLEDの温度上昇による輝度低下を補償するためにLED発光構造体の電流を増加させる電流値制御を基本動作としている。温度検出部により検出されるLED発光構造体の温度が、信頼性を損なわないように定められている基準温度以上になる場合には、LED発光構造体への供給電流を減らしてLED発光構造体の温度が基準温度以下になるように制御されている。
また、特許文献2では、複数のLEDをブロック毎に分割し、分割したLEDブロック毎にLEDに対する温度補正制御(換言するとLED駆動電流制御)を実行している。
一方、液晶表示装置の設置姿勢に関して、一般家庭で用いられる液晶テレビの液晶表示装置では、長手方向を水平方向、短手方向を垂直方向とする横置きで使用される。しかし、サイネージ用モニタおよびPC用モニタに使用される液晶表示装置では、この横置き以外にも、長手方向を垂直方向、短手方向を水平方向とする縦置きで使用される場合もある。
液晶表示装置のバックライトの光源のジャンクション温度は、周囲に配置されている光源および液晶表示装置内の電源装置および映像処理装置等の他の熱源からの熱伝導の影響と、バックライトおよび液晶表示装置内での対流熱の影響とを受ける。そのため、一般的には、上部に配置された光源ほどジャンクション温度が高くなり、同一の液晶表示装置であっても、横置きおよび縦置き等の設置姿勢により、光源のジャンクション温度の温度分布は変わる。
液晶表示装置のバックライトの光源の寿命を考える場合、上記のバックライトの故障要因から、複数の光源の内、最初に故障する光源は、最もジャンクション温度の高い光源であると考えられる。そのため、液晶表示装置の目標とする製品寿命を確保する上では、横置きと縦置きどちらの条件であっても、最もジャンクション温度の高い光源のジャンクション温度を基準温度以内に抑えるように設計する必要がある。
例えば、特許文献3では、表示装置内に温度センサーとファン等の環境調整機器を内蔵し、縦置きと横置き等の設置姿勢の違いも考慮して、温度制御が行われている。
特許文献1に記載の技術では、バックライト内またはLED発光構造体内において温度分布が存在するため、LED発光構造体に含まれるLEDのジャンクション温度はそれぞれ異なる。しかし、特許文献1には、LED発光構造体に含まれる個々のLEDのジャンクション温度、特にその中で最もジャンクション温度が高いLEDのジャンクション温度と、温度検出部で検出されるLED発光構造体の温度との関係については記載されていない。すなわち、温度検出部で検出されるLED発光構造体の温度が、最もジャンクション温度の高いLEDのジャンクション温度を表せているとは言い難いため、最もジャンクション温度の高いLEDのジャンクション温度を基準温度以下にし、目標とする製品寿命を確保するという効果は限定的であるという問題点がある。
また、特許文献2に記載の技術では、LEDブロック内に複数設けた温度検出ポイントで検出される温度の平均値に基づいて、LEDブロック内のLEDの駆動電流を制御している。しかし、上記のようにLEDブロック内においても温度分布があるため、LEDブロック内で最もジャンクション温度が高いLEDのジャンクション温度は、温度検出ポイントで検出される温度の平均値よりも高くなる。したがって、最もジャンクション温度の高いLEDのジャンクション温度を基準温度以下にし、目標とする製品寿命を確保するという効果は限定的であるという問題点がある。
また、特許文献1,2に記載の技術では、縦置きおよび横置きといった設置姿勢による温度分布の違いは考慮されておらず、設置姿勢の違いによる、検出される温度と最もジャンクション温度の高いLEDのジャンクション温度との差異に対応できないため、設置姿勢が変化した時にLEDのジャンクション温度の抑制不足、または過剰に抑制する可能性があるという問題点もある。
そこで、本発明は、設置姿勢等の使用環境がユーザー毎に異なる場合でも、光源に流す電流を制御し、目標とする光源寿命を確保することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る液晶表示装置は、複数のLEDを有する面状光源と、前記面状光源が背面から光を照射することにより映像を映し出す液晶パネルと、複数の前記LEDに流す電流の上限電流値を決定するためのデータを記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶されている前記データと、前記液晶表示装置の設置姿勢を示す設置姿勢値とを用いて前記上限電流値を決定し、当該上限電流値以内の電流を複数の前記LEDに流す電流の電流値として設定する制御回路と、前記制御回路で設定された電流値の電流を複数の前記LEDに流す定電流回路とを備えるものである。
本発明によれば、制御回路は記憶装置に記憶されているデータと、液晶表示装置の設置姿勢を示す設置姿勢値とを用いて上限電流値を決定し、当該上限電流値以内の電流を複数のLEDに流す電流の電流値として設定する。
したがって、設置姿勢等の使用環境がユーザー毎に異なっている場合でも、複数のLEDに流す電流を制御し、目標とする液晶表示装置の光源寿命を確保することができる。
<実施の形態1>
(機器の構成)
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。図2は、液晶表示装置1が備える電源・制御基板5の構成を示す構成図である。図3は、液晶表示装置1が備える面状光源3の構成を示す構成図である。
(機器の構成)
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。図2は、液晶表示装置1が備える電源・制御基板5の構成を示す構成図である。図3は、液晶表示装置1が備える面状光源3の構成を示す構成図である。
図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶パネル2、面状光源3、記憶装置4、および電源・制御基板5を備えている。液晶表示装置1の前面部には液晶パネル2が配置されている。液晶パネル2の後面に面状光源3が配置され、面状光源3の後面に記憶装置4と電源・制御基板5が配置されている。
バックライトである面状光源3の光源は複数のLED8(図3参照)で構成されており、面状光源3が被照射体である液晶パネル2へ背面から光を照射することにより、液晶パネル2に映像が映し出される。
記憶装置4は、各LED8に流す電流の上限電流値Ilimitを決定するためのデータを記憶している。当該データは、各LED8の目標とする寿命を確保するために予め定められた各LED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit、液晶表示装置1の周囲の温度として設定される周囲温度値Ta、液晶表示装置1の各設置姿勢値d=a,b・・・に対応するパラメータA(d)およびB(d)である。また、記憶装置4は、液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値d、決定された上限電流値Ilimitも記憶している。
なお、ユーザーは製品の初期設定時または液晶表示装置1の設置条件を変更したときに、使用条件に合わせた設置姿勢値dを入力でき、入力された設置姿勢値dは記憶装置4に記憶される。また、液晶表示装置1の設置姿勢値dのデフォルト値は、ユーザーでの設置使用条件として最も多いケースとすることができる。例えば、一般テレビ向けであれば、d=横置き、としてもよい。これにより、多くのユーザーの場合、製品の初期設定時に製品の設置姿勢の設定を省略できる。ここで、設置姿勢値dは液晶表示装置1の設置姿勢を示す値である。
また、サイネージ用モニタ等、横置き以外に縦置き設置も考慮された製品においては、その静止画、動画、および設定メニュー等の表示向きを設置姿勢に合わせて変更できるように、設置状態の設定ができるものがある。このような設定が既にある場合は、この設定値を設置姿勢値dとして使用してもよい。
図2に示すように、電源・制御基板5は、制御回路6と定電流回路7とを備えている。制御回路6は、面状光源3の光源である各LED8に流す電流の電流値を設定し、定電流回路7を制御する。図3に示すように、定電流回路7は、制御回路6で設定された電流値の電流を各LED8に流す。
(光源の温度の算出方法)
次に、面状光源3における最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の算出方法について説明する。一般に、2点の温度値T1,T2は、T1での発熱量をP1とし、T1,T2間の熱抵抗値をR12とすると、式(1)で表され、熱回路図は図4のように表される。図4は、2点間の熱回路の一般的な図である。
次に、面状光源3における最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の算出方法について説明する。一般に、2点の温度値T1,T2は、T1での発熱量をP1とし、T1,T2間の熱抵抗値をR12とすると、式(1)で表され、熱回路図は図4のように表される。図4は、2点間の熱回路の一般的な図である。
同様に、液晶表示装置1の周囲温度値をTa、液晶表示装置1内の代表的な温度として液晶表示装置1内の発熱源でないポイントの装置内温度値をTE(d)、面状光源3内にN個ある内のi番目のLED8のジャンクション温度の値をTj(i,d)、その発熱量をPLED(i)、液晶表示装置1内に搭載されている映像回路および電源回路等のM個ある内のj番目の発熱源の温度値をTC(j,d)、その発熱量をPC(j)とし、関係式を温度値について解けば、各温度値は式(2)のような形式に表される。
なお、式(2)の1項目の係数行列R(I,j,d)は式(1)の熱抵抗値に相当し、液晶表示装置1の構造および設置姿勢に関する定数である。また、液晶表示装置1内での温度分布、熱の伝わり方、および放熱は設置姿勢毎に異なるため、各温度値TE(d)、Tj(I,d)、TC(j,d)、R(i,j,d)は、設置姿勢毎に異なる値をとる。液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値をdとし、設置姿勢値を式(2)では下付き添え字dで表している。
液晶表示装置1内にN個あるLED8の内、ある設置姿勢値dで最もジャンクション温度の高いLED8がh番目であったとき、そのジャンクション温度の値Tj(i=h,d)は式(2)より式(3)で表される。
各光源の発熱量PLEDとは、その光源の消費電力であるから、光源に流す電流の電流値ILEDと印加される電圧の値VLEDにより式(4)で表される。
例えば、電流ILEDの制御が通常用いられるPWM(pulse width modulation)制御である場合を考えると、PWM制御においては、ON/OFF時間比率に依存する時間平均電流であるILEDは可変である。しかし、PWM周期期間中のLED8のON期間に流すピーク電流値は一定であり、そのときに印加される電圧の値VLEDもLED8のI/V特性に従ってほぼ一定であるため、電圧値VLEDは定数と扱っても問題はない。
設置姿勢および光源に流す電流の電流値ILED等の液晶表示装置1の動作条件毎に、最もジャンクション温度が高くなるLED8の位置およびLED8のジャンクション温度が異なる。しかし、本実施の形態1では、最も高くなるLED8のジャンクション温度をLED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit以下になるように、制御回路6が定電流回路7を介してLED8に流す電流を制御できればよい。そのため、最もジャンクション温度が高いLED8の位置を考慮する必要はなく、設置姿勢値d毎に最もジャンクション温度が高いLED8のジャンクション温度の値が特定できれば十分である。
液晶表示装置1は、複数のLED8に流す電流の電流値ILEDを同じ値とする簡易的な回路で構成されている。そのため、最もジャンクション温度が高いLED8の位置は設置姿勢毎に同じ位置になるため、全ての光源の温度を算出しどの位置の光源が最もジャンクション温度が高いかを算出しなくても、開発時の測定または設計計算等で事前に得ることができる。よって、設置姿勢値d毎に最もジャンクション温度の高くなるLED8のジャンクション温度の値のみを算出すればよい。
このときのLED8に流す電流の電流値をILED、設置姿勢値d毎の最もジャンクション温度が高いLED8のジャンクション温度の値をTjp(d)とすれば、式(3)、式(4)より式(5)が得られる。
式(5)の2項目は、液晶表示装置1内に搭載されている映像回路および電源回路等のM個ある発熱源がLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)に与える影響を表している。しかし、通常、液晶表示装置1の動作中は定常的な動画または静止画等の表示処理を行っており、これら回路の発熱量はほぼ一定で、多くの場合、設置姿勢値d毎に異なる定数と考えてもよい。
式(5)の1項目と2項目の定数部分について、式(6)のように設置姿勢値d毎に異なる定数に置き換えれば、式(7)または式(8)が得られる。なお、式(8)を第1の関係式とする。また、第1の関係式は、各LED8に流す電流の上限電流値Ilimitを決定するためのデータとして、記憶装置4に記憶される。
式(7)は、液晶表示装置1の各設置姿勢値dにおいて、最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)が、光源の消費電力PLEDに比例し、また、Tjp(d)に関する熱回路を図5に示すようにモデル化できることを表している。図5は、モデル化された光源の温度と周囲温度との熱回路図である。
また、第1の関係式である式(8)は、液晶表示装置1の各設置姿勢値dにおいて、最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)が、LED8に流す電流の電流値ILEDに比例することを表わしている。
LED8のジャンクション温度において、液晶表示装置1の最も厳しい周囲温度とは、液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大温度である。よって、第1の関係式である式(8)の周囲温度値Taを液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大温度値として、液晶表示装置1の設置姿勢値d毎に、液晶表示装置1内で最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)を算出する。算出されたTjp(d)が上限温度値Tj limit以下となるような電流値ILEDで使用すれば、面状光源3内の全てのLED8のジャンクション温度が上限温度値Tj limit以下で使用することを保証することができる。これにより、液晶表示装置1の動作保証温度の範囲内で、LED8の目標とする寿命の確保が可能となる。
液晶表示装置1の製品設計時に熱構造計算または実測により、式(6)の設置姿勢値d毎に定数Rp(d),A(d),B(d)を事前に得ることができる。例えば、液晶表示装置1の製品設計時の実測により、図6に示すように設置姿勢値d毎のLED8の電流値ILEDに対する最もジャンクション温度の高いLED8の温度特性を得ることができ、この温度特性の傾きからA(d)が、y切片からB(d)が得られる。図6は、光源の電流、光源のジャンクション温度、および設置姿勢の関係の例を示すグラフである。
また、同様に、液晶表示装置1の製品設計時の実測により、設置姿勢値d毎のLED8の発熱量PLEDに対する最もジャンクション温度の高いLED8の温度特性を得ることができ、この温度特性の傾きからRp(d)が得られ、y切片からB(d)が得られる。なお、図6の設置姿勢値dの値は、例えば、aが縦置き、bが横置き、の場合を表している。事前に得られた設置姿勢値d毎の定数A(d),B(d)、液晶表示装置1の周囲温度値Ta、各LED8に流す電流値ILEDから第1の関係式である式(8)に基づいて、設置姿勢値d毎に液晶表示装置1内の最もジャンクション温度が高くなるLEDのジャンクション温度の値Tjp(d)を算出することができる。
(製品動作)
次に、実施の形態1に係る液晶表示装置1の動作について図7を用いて説明する。図7は、液晶表示装置1の動作の流れを示すフローチャートである。液晶表示装置1が動作を開始した後、制御回路6は、記憶装置4に記憶されているデータと液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値dを読み出して取得する(ステップS1)。なお、記憶装置4に記憶されているデータは、LED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit、液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大温度値とした周囲温度値Ta、記憶されている設置姿勢値dに対応するパラメータA(d),B(d)、および第1の関係式である。
次に、実施の形態1に係る液晶表示装置1の動作について図7を用いて説明する。図7は、液晶表示装置1の動作の流れを示すフローチャートである。液晶表示装置1が動作を開始した後、制御回路6は、記憶装置4に記憶されているデータと液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値dを読み出して取得する(ステップS1)。なお、記憶装置4に記憶されているデータは、LED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit、液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大温度値とした周囲温度値Ta、記憶されている設置姿勢値dに対応するパラメータA(d),B(d)、および第1の関係式である。
次に、制御回路6は、上限電流値Ilimitを決定する。具体的には、制御回路6は、Tjp(d)=Tj limitとして、第1の関係式より各LED8に流す電流値ILEDを算出し、算出された各LED8に流す電流値ILEDを、LED8に流す電流の上限電流値Ilimitとして記憶装置4に記憶する(ステップS2)。
制御回路6は、ユーザーが設定した液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされる電流値Iuserを算出し取得する(ステップS3)、制御回路6は、液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされる電流値Iuserが上限電流値Ilimit以下か否かを判定する(ステップS4)。液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされる電流値Iuserが上限電流値Ilimit以下の場合は(ステップS4:Yes)、ステップS5が実行される。一方、液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされる電流値Iuserが上限電流値Ilimitよりも大きい場合は(ステップS4:No)、ステップS6が実行される。
ステップS5では、制御回路6は定電流回路7に対して、LED8に流す電流値ILEDを液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされる電流値Iuserにするよう設定する。ステップS6では、制御回路6は定電流回路7に対して、LED8に流す電流値ILEDを上限電流値Ilimitにするように設定する。
次に、制御回路6は、ユーザー操作等により画面輝度設定が変更されたか否かを判定する(ステップS7)。画面輝度設定が変更された場合は(ステップS7:Yes)、ステップS3が実行される。一方、画面輝度設定が変更されていない場合は(ステップS7:No)、ステップS4が実行される。
(効果)
以上のように、実施の形態1に係る液晶表示装置1では、制御回路6は記憶装置4に記憶されているデータと、液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値dとを用いて上限電流値Ilimitを決定し、当該上限電流値Ilimit以内の電流を複数のLED8に流す電流の電流値として設定する。
以上のように、実施の形態1に係る液晶表示装置1では、制御回路6は記憶装置4に記憶されているデータと、液晶表示装置1の設置姿勢を示す設置姿勢値dとを用いて上限電流値Ilimitを決定し、当該上限電流値Ilimit以内の電流を複数のLED8に流す電流の電流値として設定する。
したがって、設置姿勢等の使用環境がユーザー毎に異なっている場合でも、複数のLED8に流す電流を制御し、目標とする液晶表示装置1の光源寿命を確保することができる。
また、設置姿勢に依らず、LED8に流す電流の上限電流値Ilimitを一律に設定するのではなく、設置姿勢毎にIlimitを設定することにより、例えばLED8のジャンクション温度がより低い設置姿勢のときは、LED8に流す電流量を増加させて、面状光源3の光源の輝度を上げることができる。
また、液晶表示装置1の最適な光源の温度管理がそれぞれの設置姿勢毎に可能となることから、従来は必要であった全ての設置姿勢に対応できるような冗長な温度設計および管理が必要なくなり、これに伴う製品開発、構造、および部材のコストダウンにつながる。
制御回路6は、ユーザーにより設定された画面輝度設定値に対して必要とされる電流値を算出し、画面輝度設定値に対して必要とされる電流値と上限電流値Ilimitとを比較し、画面輝度設定値に対して必要とされる電流値が上限電流値Ilimitよりも大きい場合、上限電流値Ilimitを複数のLED8に流す電流の電流値として設定する。
したがって、上限電流値Ilimitよりも高い電流値を必要とする画面輝度設定値が設定された場合でも、上限電流値Ilimitが複数のLED8に流す電流の電流値として設定されるため、目標とする液晶表示装置1の光源寿命を確保することができる。
記憶装置4に記憶されているデータは、予め定められた複数のLED8のジャンクション温度の上限温度値Ilimit、液晶表示装置1の周囲の温度として設定される周囲温度値Ta、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d),B(d)、およびこれらを用いた第1の関係式のデータである。
したがって、上限電流値Ilimitを精度良く決定することができるため、液晶表示装置1の光源寿命を向上させることができる。
周囲温度値Taは、液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大温度値であるため、液晶表示装置1の動作保証温度の範囲内で、LED8の目標とする寿命の確保が可能となる。
なお、この周囲温度値Taをユーザーが製品出荷後に実際の使用環境に合わせて液晶表示装置1の動作保証温度範囲内で設定できるようにしてもよい。この場合、制御回路6は、周囲温度値Taを液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大値よりも小さく設定することにより、上限電流値Ilimitをより大きく設定できるため、面状光源3の光源の輝度をより高輝度とすることができる。
また、LED8に流す電流の上限電流値Ilimitの算出に使用される値は、Tjp(d)が上限温度値Tj limitとして、周囲温度値Taが液晶表示装置1の動作保証温度範囲の最大値として、パラメータA(d),B(d)が製品開発時に実測される値として既知の値である。そのため、製品開発時点で各設置姿勢値d毎に上限電流値Ilimitを算出し、予め算出された上限電流値Ilimitを記憶装置4に記憶させた状態で製品出荷してもよい。この場合、設置姿勢値dに応じて記憶装置4から上限電流値Ilimitが取得される。これにより、製品動作時に、上限電流値Ilimitを算出する必要がなくなり、制御回路6とその動作の簡略化、および上限電流値Ilimitの算出に必要な値を記憶する分の記憶装置4の容量削減を図ることができることから、液晶表示装置1の製造コストを抑制できる。
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る液晶表示装置9について説明する。図8は、液晶表示装置9の構成を示すブロック図である。図9は、液晶表示装置9が備える電源・制御基板12の構成を示す構成図である。図10は、実施の形態2における光源の電流、光源のジャンクション温度、および設置姿勢の関係の例を示すグラフである。図11は、液晶表示装置9の動作の流れを示すフローチャートである。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
次に、実施の形態2に係る液晶表示装置9について説明する。図8は、液晶表示装置9の構成を示すブロック図である。図9は、液晶表示装置9が備える電源・制御基板12の構成を示す構成図である。図10は、実施の形態2における光源の電流、光源のジャンクション温度、および設置姿勢の関係の例を示すグラフである。図11は、液晶表示装置9の動作の流れを示すフローチャートである。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
図8と図9に示すように、液晶表示装置9は、液晶パネル2、面状光源3、記憶装置11、電源・制御基板12、および温度センサー10を備えている。
温度センサー10は、液晶表示装置9内の温度値を示す装置内温度値TE(d)を測定する。記憶装置11は、各LED8に流す電流の上限電流値Ilimitを決定するためのデータ、すなわち、各LED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit、液晶表示装置9の各設置姿勢値d=a,b・・・に対応するパラメータA(d)´,B(d)´、液晶表示装置9の設置姿勢を示す設置姿勢値d、決定された上限電流値Ilimitを記憶している。
電源・制御基板12は制御回路13と定電流回路7とを備えている。制御回路13は、温度センサー10で測定された装置内温度値TE(d)から、面状光源3の光源であるLED8に流す電流の電流値を設定し、定電流回路7を制御する。
なお、実施の形態1の場合と同様に、ユーザーは製品の初期設定時、または液晶表示装置9の設置条件を変更したときに、使用条件に合わせた設置姿勢値dを入力することができ、入力された設置姿勢値dは記憶装置11に記憶される。
(光源の温度の算出方法)
次に、面状光源3における最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の算出方法について説明する。実施の形態1では、式(7)と式(8)に液晶表示装置1の周囲温度値Taが含まれており、周囲温度値Taをユーザーが設定する必要がある。しかし、実施の形態2では、液晶表示装置9内に温度センサー10を内蔵し、設置姿勢毎の装置内温度値TE(d)を測定するため、以下のように各設置姿勢値d毎の最も温度の高いLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)を算出することができる。
次に、面状光源3における最もジャンクション温度が高くなるLED8のジャンクション温度の算出方法について説明する。実施の形態1では、式(7)と式(8)に液晶表示装置1の周囲温度値Taが含まれており、周囲温度値Taをユーザーが設定する必要がある。しかし、実施の形態2では、液晶表示装置9内に温度センサー10を内蔵し、設置姿勢毎の装置内温度値TE(d)を測定するため、以下のように各設置姿勢値d毎の最も温度の高いLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)を算出することができる。
式(2)よりTE(d)は式(9)であり、式(9)から周囲温度値Taは式(10)となるから、これを式(5)に当てはめれば、式(11)が得られる。実施の形態1の場合と同様に、定数として扱える部分を式(12)とすれば、式(7)、式(8)と同様に式(13)、式(14)が得られる。よって、装置内温度値TE(d)を基に、液晶表示装置9の設置姿勢値d毎の最も温度の高いLED8のジャンクション温度の値Tjp(d)を算出し、これを上限温度値Tj limit以下となるように制御する。なお、式(14)を第2の関係式とする。また、第2の関係式は、各LED8に流す電流の上限電流値Ilimitを決定するためのデータとして、記憶装置11に記憶される。
実施の形態1の場合と同様に、第2の関係式である式(14)の設置姿勢値d毎のパラメータA(d)´,B(d)´は、液晶表示装置9の製品開発時の実測により、事前に得ることができる。例えば、図10に示すように、設置姿勢値d毎のLED8の電流ILEDに対する最もジャンクション温度の高いLED8の温度特性を得ることができ、この温度特性の傾きからA(d)´が得られ、y切片からB(d)´が得られる。なお、図10の設置姿勢値dの値は、例えば、aが縦置き、bが横置き、の場合を示している。
(製品動作)
次に、液晶表示装置9の動作について図11を用いて説明する。液晶表示装置9が動作を開始した後、まず、制御回路13は、ユーザーが設定した液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされるLED8の電流値Iuserを算出して取得する(ステップS11)。
次に、液晶表示装置9の動作について図11を用いて説明する。液晶表示装置9が動作を開始した後、まず、制御回路13は、ユーザーが設定した液晶パネル2の画面輝度設定値に対して必要とされるLED8の電流値Iuserを算出して取得する(ステップS11)。
制御回路13は、温度センサー10から、現在の装置内温度値TE(d)を取得する(ステップS12)。制御回路13は、記憶装置11から、液晶表示装置9の現在の設置姿勢を示す設置姿勢値d、LED8のジャンクション温度の上限温度値Tj limit、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d)´,B(d)´を読み出して取得する(ステップS13)。次に、制御回路13は、上限電流値Ilimitを決定する。具体的には、制御回路13は、Tjp(d)=Tj limitとして、第2の関係式である式(14)より電流値ILEDを算出し、LED8に流す電流の上限電流値Ilimitとして記憶装置11に記憶する(ステップS14)。
次に、制御回路13は、実施の形態1の図7に示したステップS4からステップS7までと同様の処理を行う。ステップS7で、画面輝度設定が変更された場合は(ステップS7:Yes)、ステップS11が実行され、画面輝度設定が変更されていない場合は(ステップS7:No)、ステップS12が実行される。
(効果)
以上のように、実施の形態2に係る液晶表示装置9は、液晶表示装置9内の温度値を示す装置内温度値TE(d)を測定する温度センサー10をさらに備え、記憶装置11に記憶されているデータは、複数のLED8のジャンクション温度の上限温度値Ilimit、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d)´,B(d)´、およびこれらを用いた第2の関係式のデータであり、制御回路13は、温度センサー10で測定された装置内温度値TE(d)をさらに用いて上限電流値Ilimitを算出する。
以上のように、実施の形態2に係る液晶表示装置9は、液晶表示装置9内の温度値を示す装置内温度値TE(d)を測定する温度センサー10をさらに備え、記憶装置11に記憶されているデータは、複数のLED8のジャンクション温度の上限温度値Ilimit、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d)´,B(d)´、およびこれらを用いた第2の関係式のデータであり、制御回路13は、温度センサー10で測定された装置内温度値TE(d)をさらに用いて上限電流値Ilimitを算出する。
したがって、液晶表示装置9の周囲温度値Taの変化に追従することができる。また、液晶表示装置9の周囲温度値Taが低く、装置内温度値TE(d)が低くなる条件では、実施の形態1の場合よりもLED8に流す電流量を増加することができるため、より輝度を上げた表示が可能となる。
<実施の形態3>
次に、実施の形態3に係る液晶表示装置14について説明する。図12は、液晶表示装置14の構成を示すブロック図である。図13は、液晶表示装置14が備える電源・制御基板16の構成を示す構成図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
次に、実施の形態3に係る液晶表示装置14について説明する。図12は、液晶表示装置14の構成を示すブロック図である。図13は、液晶表示装置14が備える電源・制御基板16の構成を示す構成図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
図12と図13に示すように、液晶表示装置14は、液晶パネル2、面状光源3、記憶装置4、電源・制御基板16、および姿勢センサー15を備えている。
姿勢センサー15は、液晶表示装置14の現在の設置姿勢を示す検出値を検出する。電源・制御基板16は、制御回路17と定電流回路7とを備えている。制御回路17は、姿勢センサー15で検出された検出値を液晶表示装置14の設置姿勢値dとして設定して、LED8に流す電流値を算出し、定電流回路7を制御する。
記憶部4には、実施の形態1の場合と同様に、予め定められた複数のLED8のジャンクション温度の上限温度値Ilimit、液晶表示装置1の周囲の温度として設定される周囲温度値Ta、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d),B(d)、およびこれらを用いた第1の関係式のデータ、または設置姿勢値d毎に予め算出された複数のLED8に流す電流の上限電流値Ilimitが記憶されている。そのため、制御回路17は、姿勢センサー15で検出された検出値を液晶表示装置14の設置姿勢値dとして設定する以外は、実施の形態1の場合と同様の動作を行う。
(効果)
以上のように、実施の形態3に係る液晶表示装置14は、液晶表示装置14の現在の設置姿勢を示す検出値を検出する姿勢センサー15をさらに備え、制御回路17は、姿勢センサー15で検出された検出値を設置姿勢値dとして用いる。
以上のように、実施の形態3に係る液晶表示装置14は、液晶表示装置14の現在の設置姿勢を示す検出値を検出する姿勢センサー15をさらに備え、制御回路17は、姿勢センサー15で検出された検出値を設置姿勢値dとして用いる。
したがって、液晶表示装置14の設置姿勢が変更された場合にも、LED8に流す電流の電流値を液晶表示装置14の動作保証温度範囲内で使用できる電流値に制御することができる。
また、実施の形態2の場合と同様に、液晶表示装置14は温度センサー10をさらに備え、記憶装置4に記憶されているデータは、複数のLED8のジャンクション温度の上限温度値Ilimit、各設置姿勢値dに対応するパラメータA(d)´,B(d)´、およびこれらを用いた第2の関係式のデータであり、制御回路13は、温度センサー10で測定された装置内温度値TE(d)をさらに用いて上限電流値Ilimitを算出することも可能である。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1 液晶表示装置、2 液晶パネル、3 面状光源、4 記憶装置、6 制御回路、7 定電流回路、8 LED、9 液晶表示装置、10 温度センサー、11 記憶装置、13 制御回路、14 液晶表示装置、15 姿勢センサー、17 制御回路。
Claims (8)
- 液晶表示装置であって、
複数のLEDを有する面状光源と、
前記面状光源が背面から光を照射することにより映像を映し出す液晶パネルと、
複数の前記LEDに流す電流の上限電流値を決定するためのデータを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されている前記データと、前記液晶表示装置の設置姿勢を示す設置姿勢値とを用いて前記上限電流値を決定し、当該上限電流値以内の電流を複数の前記LEDに流す電流の電流値として設定する制御回路と、
前記制御回路で設定された電流値の電流を複数の前記LEDに流す定電流回路と、
を備える、液晶表示装置。 - 前記制御回路は、ユーザーにより設定された画面輝度設定値に対して必要とされる電流値を算出し、前記画面輝度設定値に対して必要とされる前記電流値と前記上限電流値とを比較し、前記画面輝度設定値に対して必要とされる前記電流値が前記上限電流値よりも大きい場合、前記上限電流値を複数の前記LEDに流す電流の電流値として設定する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記記憶装置に記憶されている前記データは、予め定められた複数の前記LEDのジャンクション温度の上限温度値、前記液晶表示装置の周囲の温度として設定される周囲温度値、各前記設置姿勢値に対応するパラメータ、およびこれらを用いた第1の関係式のデータである、請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記周囲温度値は、前記液晶表示装置の動作保証温度範囲の最大温度値である、請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記周囲温度値は、ユーザーにより前記液晶表示装置の動作保証温度範囲内で設定される温度値である、請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記記憶装置に記憶されている前記データは、前記設置姿勢値毎に予め算出された複数の前記LEDに流す電流の上限電流値である、請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置内の温度値を示す装置内温度値を測定する温度センサーをさらに備え、
前記記憶装置に記憶されている前記データは、複数の前記LEDのジャンクション温度の上限温度値、各前記設置姿勢値に対応するパラメータ、およびこれらを用いた第2の関係式のデータであり、
前記制御回路は、前記温度センサーで測定された前記装置内温度値をさらに用いて前記上限電流値を算出する、請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置の現在の設置姿勢を示す検出値を検出する姿勢センサーをさらに備え、
前記制御回路は、前記姿勢センサーで検出された前記検出値を前記設置姿勢値として用いる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018199922A JP2020068108A (ja) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2020068108A true JP2020068108A (ja) | 2020-04-30 |
Family
ID=70388545
Family Applications (1)
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JP2018199922A Pending JP2020068108A (ja) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 液晶表示装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020068108A (ja) |
-
2018
- 2018-10-24 JP JP2018199922A patent/JP2020068108A/ja active Pending
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