JP2005183387A - 液晶ディスプレイおよびそのバックライト・モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】いくつかの光源の少なくとも1つの輝度を調整できるLCDとそのバックライト・モジュールを提供する。
【解決手段】バックライト・モジュールは、プリント回路基板と、第1の光源と、第1の信号変調装置と、第2の光源とを含む。第1の信号変調装置は、プリント回路基板上に配置され、第1の光源に電気的に接続されている。第1の光源は第1の信号変調装置によって調整され、異なる輝度特性を備えた第2の光源とほぼ同じ輝度を有する光を生成し、その結果、バックライト・モジュールは均一な輝度を達成する。
【選択図】 図1
【解決手段】バックライト・モジュールは、プリント回路基板と、第1の光源と、第1の信号変調装置と、第2の光源とを含む。第1の信号変調装置は、プリント回路基板上に配置され、第1の光源に電気的に接続されている。第1の光源は第1の信号変調装置によって調整され、異なる輝度特性を備えた第2の光源とほぼ同じ輝度を有する光を生成し、その結果、バックライト・モジュールは均一な輝度を達成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、概して、液晶ディスプレイ(LCD)およびそのバックライト・モジュールに係り、より詳細には、いくつかの光源の少なくとも1つの輝度を調整できるLCDとそのバックライト・モジュールに関する。
従来のLCDは、LCDパネルに必要な明かりを与えるバックライト・モジュールを使用する。バックライト・モジュールの光源は高い輝度と長い寿命という特性を有する必要がある。バックライト・モジュールは主として光源、光ガイド・パネル、ディフューザ、およびプラスチック製フレームを含む。光源はプラスチック製フレーム上に固定されている。光源から照射された光が光ガイド・パネルおよびディフューザによって処理された後で、一様の輝度光が生成され、LCDパネルに発せられる。現在、最も一般に採用されている光源は冷陰極蛍光灯(CCFL)、熱陰極蛍光灯および発光ダイオード(LED)を含む。例えば、従来のバックライト・モジュールは台湾特許第542,883号に記載されている。
バックライト・モジュールは、バックライト・モジュール上の光源の配置に従って、エッジタイプのバックライト・モジュールとバックタイプのバックライト・モジュールとに分類できる。エッジタイプのバックライト・モジュールについては、光源はLCDパネルの側面に配置され、光源から発せられる光はLCDパネルの背面に配置された光ガイド・パネルの中央部に伝えられ、光ガイド・パネルを通して拡散する。バックタイプのバックライト・モジュールについては、いくつかの光源がLCDパネルの背面に並列に配置され、表示の際にLCDパネルに必要な光を与える。
長時間使用した後で、LCDパネルの側面に配置されたエッジタイプのバックライト・モジュールのいくつかの光源の1つが切れて、輝きを放射することを停止することがある。その間、切れた光源が取り外されて新しい光源と交換されると、新しい光源の輝度の方が古い光源の輝度よりも大きいために、2つの側面の不均衡な輝度が発生し、LCDパネルの輝度の均一性が低下する。したがって、エッジタイプのバックライト・モジュールは不均衡な輝度と低下したレベルの輝度の不均一性を有する可能性がある。
いくつかの光源を使用するバックタイプのバックライト・モジュールについても同じ問題が発生することがある。バックタイプのバックライト・モジュールの光源の1つが切れて新しい光源と交換されると、新しい光源の輝度は古い光源の輝度より大きいので、バックタイプのバックライト・モジュールは不均衡で不均一な輝度という同様の問題を抱えることになる。光源としてI字形照明管を使用する場合、照明管の不均一の輝度によって変化した明るい縞と暗い縞とがLCDパネル上に表示され、表示品質を大幅に低下させる。
台湾特許第542,883号
したがって、本発明の目的は、信号変調装置によって、本発明のバックライト・モジュールの光源の1つの輝度を調整し、異なる輝度特性を備えた複数の光源がほぼ同じ輝度を生成してLCDパネルが高レベルの輝度の均一性を達成することができるLCDとそのバックライト・モジュールを提供することである。
本発明の上記目的によれば、第1の光源と、プリント回路基板と、第1のインバータと、第1の信号変調装置とを含むバックライト・モジュールが提供される。第1の光源はプリント回路基板上に配置されている。第1の光源を駆動するインバータがプリント回路基板上に配置されている。プリント回路基板上に配置され、インバータに電気的に接続された第1の信号変調装置を変調することで、第1の光源の輝度を調整することができる。
本発明の別の目的によれば、ディスプレイ・ハウジングと、信号ソケットとバックライト・モジュールとを含むLCDが提供される。このディスプレイ・ハウジングは収容空間を有する。収容空間内に配置された信号ソケットは第1の駆動信号を提供する。バックライト・モジュールは収容空間に着脱可能に配置されている。バックライト・モジュールは、プリント回路基板と、第1の光源と第1の信号変調装置とを含む。プリント回路基板は、第1の駆動信号を受信する信号ソケットに選択的に電気接続される。第1の光源はプリント回路基板上に配置されている。第1の駆動信号は第1の光源を駆動する。プリント回路基板上に配置された第1の信号変調装置は、第1の光源に電気的に接続されている。第1の信号変調装置によって第1の駆動信号を変調することで、第1の光源の輝度を変更することができる。
本発明の他の目的、特徴および利点は、好適な、しかし本発明を限定するものではない実施形態の以下の詳細な説明を読めば明らかになるだろう。説明は、添付の図面を参照しながら行う。
図1には、本発明の第1の実施形態によるバックライト・モジュールの3次元図面が示されている。バックライト・モジュール100は、光源102a乃至eと、プリント回路基板104と、インバータ106a乃至eと、信号変調装置とを含む。光源102a乃至eは、プリント回路基板104上に配置されている。光源102aを駆動するインバータ106は、プリント回路基板104上に配置されている。信号変調装置108は、プリント回路基板104上に配置され、インバータ106aに電気的に接続されている。光源102aの輝度は、信号変調装置を変調することで調整できる。
好ましくは、信号変調装置108は可調整抵抗器である。インバータ106aは可調整抵抗器108に直列に接続されている。インバータ106aは光源102aを駆動する電流I1を出力し、電流I1の強さは可調整抵抗器108の抵抗値に関連する。光源102a乃至eはプリント回路基板104の上面110aに配置され、したがって、インバータ106a乃至eおよび可調整抵抗器108も上面110aに配置されている。
さらに、プリント回路基板104の下部はコネクタ112を有する。コネクタ112はプリント回路基板104の下部に形成され、その1つがインバータ106aに電気的に接続されている複数の電極パッドであってもよい。
さらに、プリント回路基板104の下部はコネクタ112を有する。コネクタ112はプリント回路基板104の下部に形成され、その1つがインバータ106aに電気的に接続されている複数の電極パッドであってもよい。
図2および図3は、それぞれ、本発明の第1の実施形態によるバックライト・モジュールを適用したLCDの3次元分解図と側面図である。LCD201は、ディスプレイ・ハウジング202と、信号ソケット204と、制御用プリント回路基板206と、LCDパネル208と、バックライト・モジュール100とを含む。ディスプレイ・ハウジング202は収容空間202aを有する。収容空間202a内に配置された信号ソケット204は、ディスプレイ・ハウジング202の底部に位置する。制御用プリント回路基板206は、LCDパネル208に電気的に接続され、LCDパネル208を駆動して画像を表示する。信号ソケット204は、制御用プリント回路基板206上に配置され、制御用プリント回路基板206に電気的に接続されている。バックライト・モジュール100は、収容空間202aに着脱可能に配置されている。バックライト・モジュール100が底部に向かって下降すると、バックライト・モジュール100は信号ソケット204上に挿入され、プリント回路基板104の底部に配置されたコネクタ112を電気的に信号ソケット204に接続可能にする。そうすることで、プリント回路基板104を制御用プリント回路基板206に電気的に接続して制御用プリント回路基板206から伝達された電力を受け取ることができる。
図1および図2を同時に参照する。光源102aが切れた光源に代わる新しい光源で、光源102b乃至eが古い光源の時には、新しい光源、すなわち、光源102aの輝度は、長時間にわたって使用されてきた光源102b乃至eの輝度より大きい。可調整抵抗器108の抵抗値を調整することで、インバータ106aから出力される電流I1の強さが変更される。例えば、可調整抵抗器108の抵抗値を増加させると、電流I1は低下する。光源102aが低下した電流I1によって駆動されると、光源102aの輝度は低下し、光源102b乃至eの輝度に近くなる。それ故、LCD201は、高いレベルの輝度の均一性を達成することができる。
他方、光源102eが図の第1の左の位置に元々配置されている切れた光源に代わる新しい光源であり、光源102a乃至dが古い光源である場合、古い光源である光源102aを、図の第1の左の位置に移動させ、新しい光源である光源102eを図の第1の右の位置に移動させる。上記ステップは反復して行うことができる。可調整抵抗器108を調整することで、新しい光源の輝度は古い光源の輝度の近くまで低減される。古い光源の切れた光源が新しい光源と交換された後も、LCD201は高いレベルの輝度の均一性を達成することができる。
図4には、本発明の第2の実施形態によるバックライト・モジュール400の3次元図面が示されている。第2の実施形態は、光源402a乃至eのうち少なくとも2つの光源が信号変調装置に電気的に接続されているという点で第1の実施形態と異なる。図4は、光源402a乃至eのそれぞれの光源が信号変調装置に電気的に接続されている例である。信号変調装置は例えば可調整抵抗器である。インバータ406a乃至eと可調整抵抗器408a乃至eはプリント回路基板404の上面410aに配置されているが、2つの隣接する光源の間、または対応する光源の近くに配置されている。可調整抵抗器408a乃至eにそれぞれ直列に接続されているインバータ406a乃至eは、光源402a乃至eをそれぞれ駆動する電流I1乃至I5をそれぞれ出力し、電流I1乃至I5の強さは可調整抵抗器408a乃至eの抵抗値に関連する。可調整抵抗器408a乃至eの抵抗値を変調することで、光源402a乃至eの輝度をほぼ同じに調整することができる。
第2の実施形態では、光源402a乃至eは異なる輝度特性を有する。例えば、光源は異なる寿命を有することがあり、または元々の輝度も異なることがある。バックライト・モジュール400を工場またはサービス・センタの信号ソケット204をシミュレートする信号ソケットに接続して、光源402a乃至eの輝度が同じになるまで可調整抵抗器408a乃至eの抵抗値を調整してから、信号ソケット204に接続する収容空間202aにバックライト・モジュール400を挿入して、LCD201は高レベルの輝度の均一性を確保することができる。
図5には、本発明の第3の実施形態によるバックライト・モジュールの側面図が示されている。第3の実施形態は、第3の実施形態のバックライト・モジュール500のインバータ506と可調整抵抗器508がプリント回路基板504の上面510aとは反対側の下面510bに配置されているという点で第1の実施形態および第2の実施形態と異なる。そのような構成によってプリント回路基板504のサイズは効果的に節約でき、または複数の光源を上面510aにより近くに配列して配置し、輝度を向上させることができる。
図6および図7を同時に参照する。図6は本発明の第4の実施形態によるバックライト・モジュール600の側面図である。図7は、本発明の第4の実施形態によるバックライト・モジュールを適用したLCD701の側面図である。LCD701は、ディスプレイ・ハウジング702と、信号ソケット704と、制御用プリント回路基板706と、LCDパネル708と、バックライト・モジュール600とを含む。ディスプレイ・ハウジング702は収容空間702aを有する。第1の駆動信号DSIを受信するための信号ソケット704は、収容空間702a内に配置されている。バックライト・モジュール600は、収容空間702aに着脱可能に配置されている。
バックライト・モジュール600は、プリント回路基板604と、光源602a乃至eと、信号変調装置とを含む。信号変調装置は、例えば、可調整抵抗器608aである。プリント回路基板604は、第1の駆動信号DSIを受信する信号ソケット704に選択的に電気接続される。光源602a乃至eはプリント回路基板604上に配置されている。第1の駆動信号DSIは光源602aを駆動する。プリント回路基板604上に配置された可調整抵抗器608aは、光源602aに電気的に接続されている。光源602aの輝度は、可調整抵抗器608aによって第1の駆動信号DSIを変調することで調整される。
可調整抵抗器608aは、光源602aに入力された第1の駆動信号DSIの電力を調整できるので、第1の駆動信号DSIの電流の強さは可調整抵抗器608aの抵抗値に関連する。可調整抵抗器608aの抵抗値を変調することで、駆動光源602aの電流を調整でき、したがって、元々輝度特性が異なっていた光源602aおよび光源602b乃至eはほぼ同じ輝度を生成することができる。
制御用プリント回路基板706はLCDパネル708を制御する。制御用プリント回路基板706は、駆動信号DSIを生成するためのインバータ706aを有する。バックライト・モジュール600が信号ソケット704内に挿入されると、プリント回路基板604aの片側に位置するコネクタ612は信号ソケット704に電気的に接続されているので、インバータ706aによって生成される駆動信号DSIを可調整抵抗器608aを介して光源602aに伝達することができる。
第4の実施形態では、少なくとも2つの光源を可調整抵抗器に電気的に接続して光源の輝度を相応に調整することができる。この状況では、光源を駆動する駆動電流も制御用プリント回路基板から提供できる。第4の実施形態によるバックライト・モジュールの可調整抵抗器は、第2の実施形態によるバックライト・モジュール400aと同様、2つの隣接する光源の間、または対応する光源の近くに配置できる。さらに、第4の実施形態によるバックライト・モジュールの可調整抵抗器は、第3の実施形態によるバックライト・モジュール500aと同様、プリント回路基板604の下面に配置することができる。光源602a乃至eはCCFLまたは熱陰極蛍光灯で達成できる。
さらに、光源602a乃至eが発光ダイオード(LED)を採用している場合、プリント回路基板706はCCFLを採用する場合に必要なインバータ706aを省略することができる。
さらに、光源602a乃至eが発光ダイオード(LED)を採用している場合、プリント回路基板706はCCFLを採用する場合に必要なインバータ706aを省略することができる。
本発明の第1の実施形態から第4の実施形態によるバックライト・モジュールは、バックタイプのバックライト・モジュールである。それにもかかわらず、本発明の精神はエッジタイプのバックライト・モジュールに適用できる。図8には、本発明の第5の実施形態によるエッジタイプのバックライト・モジュールが示されている。光源802a、インバータ806aおよび可調整抵抗器808aがプリント回路基板804a上に配置されている。また、光源802b、インバータ806bおよび可調整抵抗器808bがプリント回路基板804b上に配置されている。可調整抵抗器808aおよび808bはそれぞれインバータ806aおよび806bに電気的に接続されている。エッジタイプのバックライト・モジュール800は、光ガイド・パネル820を有する。光源802aおよび802bはそれぞれ光ガイド・パネル820の2つの面に配置されている。光源802aおよび802bが異なる輝度特性を有している場合、可調整抵抗器808aおよび808bを変調して光源802aおよび802bの輝度を変調することで、光源802aの輝度と光源802bの輝度は同じになり、したがって、光ガイド・パネル820の輝度は高レベルの均一性を有することになる。
プリント回路基板804aおよび804bは、その上にインバータ806aおよび806bを配置する必要はない。プリント回路基板804aおよび804bがそれぞれ信号ソケット805aおよび805bに電気的に接続されている時には、プリント回路基板804aおよび804bは光源802aおよび802bをそれぞれ駆動するそれぞれの駆動信号を受信する。
本発明のバックライト・モジュールは、CCFL、熱陰極蛍光灯、LED、または輝度を調整できる他の光源などの光源を採用できる。信号変調装置によって調整された駆動信号の電力を変調することで輝度を変更できる任意の光源を本発明のバックライト・モジュールに適用することができる。
本発明の上記の好ましい実施形態で開示されたLCDおよびそのバックライト・モジュールは、信号変調装置によって、輝度特性が異なる光源がほぼ同じ輝度を生成することを可能にし、その結果、LCDパネルは高レベルの輝度の均一性を達成することができる。
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、これは例示としてのものであって、それに制限されるものではないことを理解されたい。それどころか、種々の変更および類似の構成および手順も本発明の範囲内に含まれるように意図され、それ故、上記すべての変更および類似の構成および手順を包含するように添付の特許請求の範囲を最も広く解釈すべきである。
Claims (21)
- バックライト・モジュールであって、
第1のプリント回路基板と、
前記第1のプリント回路基板上に配置された第1の光源と、
前記第1のプリント回路基板上に配置された前記第1の光源を駆動する第1のインバータと、
前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第1のインバータに電気的に接続された第1の信号変調装置であって、前記第1の光源の輝度が前記第1の信号変調装置を変調することによって調整される信号変調装置と、
を備えることを特徴とするバックライト・モジュール。 - 前記第1の信号変調装置が第1の可調整抵抗器であることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第1のインバータが前記第1の可調整抵抗器に直列に接続され、前記第1のインバータが前記第1の光源を駆動する第1の電流を出力し、前記第1の電流の強さが前記第1の可調整抵抗器の抵抗値に関連することを特徴とする、請求項2に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第1の光源が前記第1のプリント回路基板の第1の表面上に配置され、前記第1のインバータおよび前記第1の信号変調装置が前記第1の表面上に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第1の光源が前記第1のプリント回路基板の第1の表面上に配置され、前記第1のインバータおよび前記第1の信号変調装置が前記第1の表面と反対側の第2の表面上に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第1のプリント回路基板の1つの面がコネクタを有し、前記コネクタが前記第1のインバータに電気的に接続され、前記第1のプリント回路基板が前記コネクタを介して外部回路に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 第2の光源と、第2のインバータと、第2の信号変調装置とをさらに備え、前記第2の光源が前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第2の光源を駆動する前記第2のインバータが前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第2の信号変調装置が前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第2のインバータに電気的に接続され、前記第2の信号変調装置の抵抗値を変調することで、前記第2の光源の輝度を調整して前記第1の光源の輝度と前記第2の光源の輝度とをほぼ同じにできることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第2の信号変調装置が第2の可調整抵抗器であることを特徴とする、請求項7に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第2の可調整抵抗器に直列に接続された第2のインバータが、その強さが前記第2の可調整抵抗器の抵抗値に関連する前記第2の光源を駆動する第2の電流を出力し、前記第1のインバータと前記第2のインバータの少なくとも1つが前記第1の光源と前記第2の光源との間に配置され、前記第1の可調整抵抗器の抵抗値と前記第2の可調整抵抗器の輝度を変調することで、輝度特性が異なる前記第1の光源と前記第2の光源とがほぼ同じ輝度を生成することを特徴とする、請求項8に記載のバックライト・モジュール。
- 前記第1の光源と前記第2の光源が冷陰極蛍光灯(CCFL)または熱陰極蛍光灯であることを特徴とする、請求項9に記載のバックライト・モジュール。
- 第2の光源と、第2のプリント回路基板と、第2のインバータと、第2の信号変調装置と、光ガイド・パネルとをさらに備え、前記第2の光源が前記第2のプリント回路基板上に配置され、前記第2の光源を駆動する前記第2のインバータが前記第2のプリント回路基板上に配置され、前記第2の信号変調装置が前記第2のプリント回路基板上に配置され、前記第2のインバータに電気的に接続され、前記第1の光源と前記第2の光源とが前記光ガイド・パネルの2つの面に配置され、前記第2の信号変調装置の抵抗値を変調することで、前記第2の光源の輝度を調整して前記第1の光源の輝度と前記第2の光源の輝度とをほぼ同じにできることを特徴とする、請求項1に記載のバックライト・モジュール。
- 液晶ディスプレイ(LCD)であって、
収容空間を有するディスプレイ・ハウジングと、
前記収容空間内に配置され、第1の駆動信号を提供する第1の信号ソケットと、
前記収容空間内に着脱可能に配置されたバックライト・モジュールとを備え、前記バックライト・モジュールは、
前記第1の駆動信号を受信する前記第1の信号ソケットに選択的に電気接続された第1のプリント回路基板と、
前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第1の駆動信号によって駆動される第1の光源と、
前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第1の光源に電気的に結合され、前記第1の信号変調装置を通過する前記第1の駆動信号を変調することで、前記第1の光源の輝度を調整する第1の信号変調装置と、を備えることを特徴とするLCD。 - 前記バックライト・モジュールが、第2の光源と第2の信号変調装置とをさらに備え、前記第2の光源が前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第2の信号変調装置が前記第1のプリント回路基板上に配置され、前記第2の光源に電気的に接続され、前記第1の信号ソケットが前記第1のプリント回路基板に第2の駆動信号をさらに提供し、前記第2の信号変調装置を変調することで、前記第2の光源の輝度を変更して前記第1の光源の輝度と前記第2の光源の輝度とをほぼ同じにできることを特徴とする、請求項12に記載のLCD。
- 前記第1の信号変調装置が第1の可調整抵抗器であり、前記第2の信号変調装置が第2の可調整抵抗器であることを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記第1の駆動電流の強さが前記第1の可調整抵抗器の抵抗値に関連し、前記第2の駆動電流の強さが前記第2の可調整抵抗器の抵抗値に関連し、前記第1の可調整抵抗器の抵抗値と前記第2の可調整抵抗器の抵抗値とを変調することで、輝度特性が異なる前記第1の光源と前記第2の光源とがほぼ同じ輝度を生成することを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記第1の光源と前記第2の光源とが前記第1のプリント回路基板の第1の表面に配置され、前記第1の可調整抵抗器と前記第2の可調整抵抗器も前記第1の表面に配置され、前記1の可調整抵抗器と前記第2の可調整抵抗器の少なくとも1つが前記第1の光源と前記第2の光源との間に配置されることを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記第1の光源と前記第2の光源とが前記第1のプリント回路基板の第1の表面に配置され、前記第1の可調整抵抗器と前記第2の可調整抵抗器とが第2の表面に配置され、前記第1の表面が前記第2の表面の反対側にあることを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記第1の光源と前記第2の光源とが発光ダイオード(LED)であることを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記LCDが、前記LCDパネルを制御する第1の制御用プリント回路基板をさらに備え、前記第1の制御用プリント回路基板が、前記第1の駆動信号および前記第2の駆動信号をそれぞれ生成する第1のインバータと第2のインバータとを有することを特徴とする、請求項13に記載のLCD。
- 前記第1の光源と前記第2の光源とがCCFLまたは熱陰極蛍光灯であることを特徴とする、請求項19に記載のLCD。
- 前記バックライト・モジュールが、第2の光源と、第2のプリント回路基板と、第2の信号変調装置と、光ガイド・パネルと、第2の信号ソケットとをさらに備え、前記第2の光源が前記第2のプリント回路基板上に配置され、前記第2の信号変調装置が前記第2のプリント回路基板上に配置され、前記第2の光源に電気的に接続され、前記第2の信号ソケットが前記第2のプリント回路基板に第2の駆動信号をさらに提供し、前記第1の光源と前記第2の光源とが前記光ガイド・パネルの2つの面に配置され、前記第2の信号変調装置を変調することで、前記第2の光源の輝度を変更して前記第1の光源の輝度と前記第2の光源の輝度とをほぼ同じにできることを特徴とする、請求項12に記載のLCD。
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