JP2005327725A - バックライトアセンブリー及びこれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明が目的とする技術的課題は、並列に連結された複数の光源の動作を一つのインバータを利用して制御することにある。
【解決手段】
本発明はバックライトアセンブリーに関する。本発明のバックライトアセンブリーは、複数の光源、インバータ、感知部、正常点灯判別部、及びインバータ制御部を含む。インバータは複数の光源に制御信号を印加して前記光源の動作を制御し、感知部は前記複数の光源に流れる電流に相当する感知電圧を出力する。正常点灯判別部は、前記感知電圧を前記光源の動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記光源の動作状態を判断する判断信号を出力し、前記光源の動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する。また、インバータ制御部は前記正常点灯判別部の前記判断信号によって前記制御信号を出力する。
【選択図】図４

Description

本発明はバックライトアセンブリー及びこれを備えた表示装置に関する。

コンピュータのモニターやＴＶなどに使用されるディスプレイ装置には、自ら発光する陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）、電界発光素子（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ、ＦＥＤ）などと、自ら発光できずに光源を必要とする液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）などとがある。
一般的な液晶表示装置は、二つの表示板及びその間に注入されている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層を含む。液晶層に電場を印加し、この電場の強さを調節して、液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の画像が表示される。この時の光は、別途に備えられた人工光源からの光でも自然光でもよい。

液晶表示装置用光源、つまりバックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）装置は、通常、光源としていくつかの蛍光ランプを備え、ランプを駆動するインバータを含む。インバータは、外部から入力される明るさ制御電圧によって入力される直流電流を交流電流に変換した後でランプに印加して点灯させてランプの明るさを調節する。そして、ランプに流れる電流に関する電圧を感知して、感知された電圧に基づいてランプに印加される電圧をフィードバック制御する。

バックライト装置は、ランプの位置によって、液晶表示板の下に配置された直下型バックライトと周縁に配置された周縁型バックライトとに区分される。

しかし、直下型バックライトや周縁型バックライトは、どちらも複数のランプを備えており、これら複数のランプを各々個別に制御する複数のインバータを含んでいる。また、各々のバックライトをフィードバック制御するために各バックライトに流れる電流を感知する電流感知装置もバックライトの数だけ必要である。
したがって、光源の数だけ、変圧機及びコントローラなどを含むインバータ及び電流感知装置などのような周辺装置が必要であるので、製造費用が高くなる問題点が発生する。

このような問題点を解決するために、本発明が目的とする技術的課題は、並列に連結された複数の光源の動作を一つのインバータを利用して制御することにある。
また、本発明が目的とする他の技術的課題は、複数のランプを一つのインバータを利用して同時に並列に駆動する時に、各光源の点灯有無を周辺の状況を考慮して正確に判別して制御することにある。

このような技術的課題を達成するための本願第１発明のバックライトアセンブリーは、複数の光源と、複数の光源に制御信号を印加して前記光源の動作を制御するインバータと、前記複数の光源に流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、前記感知電圧を前記光源の動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記光源の動作状態を判断する判断信号を出力し、前記光源の動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、前記正常点灯判別部の前記判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部とを含む。

本発明の他の特徴による表示装置は、複数のランプを備える光源と、前記ランプに制御信号を印加して前記ランプを制御するインバータと、前記ランプに流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、前記感知電圧を前記ランプの動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記ランプの動作状態を判断する判断信号を出力し、前記ランプの動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、前記正常点灯判別部の判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部とを含む。

本発明の他の特徴による表示装置用駆動装置は、複数の画素を備える表示装置用光源駆動装置であって、前記光源は複数のランプを含み、前記駆動装置は、前記ランプに制御信号を印加して前記ランプを制御するインバータと、前記ランプに流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、前記感知電圧を前記ランプの動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記ランプの動作状態を判断する判断信号を出力し、前記ランプの動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、前記正常点灯判別部の判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部とを含む。

前記感知部は、前記光源に流れる電流に応じる励起電圧を生成して、前記感知電圧として出力する複数のセンサーと、複数の信号線を備えて前記信号線を通じて前記励起電圧を伝送する基板とを含むことが良い。
前記センサーは金属板センサーを含むことが好ましい。
前記正常点灯判別部は、前記感知部からの感知電圧を分圧する第１分圧器と、前記分圧器から出力される電圧を加算する加算器と、前記加算器から出力される加算された電圧と外部からの電源電圧のうちのいずれか一つを選択して出力する電圧選択器と、前記電圧選択器からの電圧の供給を受けて前記判断信号を生成する論理回路とを含むことができる。

前記電圧選択器に前記電源電圧を供給する電圧原をさらに含むことができる。
前記電圧原は第２分圧器を含むことができる。
前記電圧選択器は、前記加算器に電気的に接続された第１ダイオードと、前記電圧原に電気的に接続された第２ダイオードとを含むことができる。
前記第１分圧器は、複数の第１抵抗と、前記複数の第１抵抗に電気的に接続された第２抵抗とを含むことができる。

前記加算器は、入力抵抗と、フィードバック抵抗と、フィードバックキャパシタと、出力キャパシタと、前記フィードバック抵抗と前記フィードバックキャパシタに負フィードバック連結されている演算増幅器とを含み、前記入力抵抗は前記演算増幅器の入力端子に電気的に接続されており、前記出力キャパシタは前記演算増幅器の出力端子に電気的に接続されていることが良い。

前記論理回路はＮＡＮＤゲートでありうる。
前記光源はＥＥＦＬであることが良い。
前記基準電圧は温度増加に応じて減少することが好ましい。

本発明の実施例によれば、並列に連結された複数のランプの動作を一つのインバータを利用して制御するので、製造費用の節減を実現させ、バックライト装置の重量及び体積を大幅に減少させて、このバックライト装置が結合された製品全体の重量及び体積も減少させることができる。
また、複数のランプを一つのインバータを利用して同時に並列に駆動する時に、各ランプの点灯有無を判別する金属板センサーの感度、組立状態、及び温度変化によって金属板センサーの出力電圧のばらつきのために正常点灯状態でランプの駆動をシャットダウンする誤作動を解決することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
図１には本発明の第１実施例による液晶表示装置用バックライトアセンブリー構造の概括的な断面が示されており、図２には前記図１に示された構造の正面が示されている。
前記図１及び図２を参照すれば、本発明の第１実施例による液晶表示装置用バックライトアセンブリーは、反射板１０、反射板１０の表面から所定の距離だけ離れていて、互いに平行に配列された複数のランプ２０、そして反射板１０に対してランプ２０と反対側に位置する金属板センサー３０を含む。しかし、反射板１０とランプ２０との間に金属板センサー３０が位置することもある。

本発明の第１実施例による液晶表示装置用バックライトアセンブリーにおいては、ランプ２０に交流電源を印加するインバータ（図示せず）及びインバータの動作を制御するインバータ制御手段（図示せず）に対する説明は省略する。
反射板１０は、各ランプ２０から発生する光の中で所望の方向に照射されないで漏洩される光を照射面に反射させて光効率を増加させる。

ランプ２０は、放電によって目に見える可視光線を発生する。つまり、入力される交流電圧によってランプ２０の内部に充填された放電ガスが放電されて紫外線が発生し、紫外線が蛍光体と反応して蛍光体の電子が励起されて再び基底状態に戻りながら可視光線を発生する。ランプ２０は、電極がランプの外部に備えられた構造の外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ:ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）であるのが好ましいが、本発明の技術的範囲は必ずしもこれに限定されず、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ:ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）及び平面ランプ（ＦＦＬ:ｆｌａｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）のような他の種類のランプでもよい。

金属板センサー３０は、ランプ２０から誘起される電圧の大きさを感知して、各ランプ２０に対応して対向側に位置する複数の金属板３１、及び金属板３１に感知された電圧を所定の制御装置に誘導するための信号線が形成された印刷回路基板（ＰＣＢ:ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）３２を含む。図１で、図面符号（ｄ）は、各ランプ２０と金属板３１との間の距離を示す。

以下、本発明の第１実施例による液晶表示装置用バックライトアセンブリーの動作について説明する。
電源が供給されて、図１及び図２に示されたランプ２０の両端に交流電圧が印加されると、ランプ２０は発光を始めて一種の抵抗として動作して、高い電流が各ランプ２０を通じて流れ、金属板３１に電流を誘導して、この誘導された電流に対応する誘起電圧（excited voltage）が生成される。つまり、ランプ２０と所定の距離（ｄ）だけ離れて位置した金属板３１にランプ２０の両端電圧に比例する所定の大きさの誘起電圧（励起電圧）が誘起される。電圧が供給されてランプ２０に電流が流れる状態では、ランプ２０の内部を導体として見ることができるので、ランプ２０及び金属板３１は一種のキャパシタとして動作する。

しかし、万が一、ランプ２０が正確に装着されていなかったりランプ２０が壊れていたりしてランプ２０が正常に動作しない場合には、金属板３１に電圧が誘起されなかったり隣接する他のランプ２０の影響で非常に低い電圧が誘起される。詳細に説明すると、ランプ２０の両端に交流電圧（Ｖｓ）が印加されてランプ２０が正常に動作する場合には金属板３１にランプ２０の両端電圧に比例する大きさの電圧が誘起される。しかしランプ２０に交流電源（Ｖｓ）が供給されない場合、例えばランプ２０がターンオフ状態であったりランプ２０が正確に装着されていなかったりランプ２０が切断されているなどの場合には、金属板３１に電圧が全く誘起されなかったり寄生成分による非常に低い電圧が誘起される。したがって、金属板３１に誘起される電圧の大きさを測定することによって、ランプ２０が正常に動作しているか否かがわかる。この時、ランプ２０が正常に動作しているか否かは、金属板３１に誘起された電圧を所定の基準電圧と比較することによって判断される。

図３は本発明の第１実施例によって金属板センサーに誘起された電圧を温度によって示したグラフである。
図３を参照すれば、本発明の第１実施例によるバックライトアセンブリーでは、温度と関係なく一定の大きさの基準電圧（Ｖｒｅｆ１）を定める。詳細に説明すると、インバータ制御手段は、金属板３１に誘起された電圧が基準電圧（Ｖｒｅｆ１）より大きい場合にはランプ２０の動作が点灯状態であると判断し、基準電圧（Ｖｒｅｆ１）より小さい場合にはランプ２０の動作が消灯状態であると判断する。万が一、ランプ２０のうちの一つでも点灯しないで、点灯状態である時の誘起電圧が基準電圧（Ｖｒｅｆ１）より小さくなれば、インバータ制御手段は、ランプ２０の動作が正常でないと判断して、ランプ２０の点灯を強制的に終了させるシャットダウン動作を行う。

以上で説明した本発明の第１実施例によるバックライトアセンブリーは、複数のランプが交流電源によって駆動される場合に、各ランプに設置された金属板を通じて誘起された電圧を検出して、ランプが正常に点灯しているか否かを判断することができる。したがって、ランプが正常に装着されていなかったり点灯途中でランプに異常が発生した場合には、バックライトアセンブリーへの電源の供給を遮断することによって、ランプの電極部位のアーク発生の可能性及び製品組立時の不良発生の可能性を顕著に減少させることができる。

しかし、バックライトアセンブリーまたはランプ２０の温度が高くなる場合には、ランプ２０の特性上、ランプにかかる電圧が降下する傾向があるので、この時には金属板３１に誘起された電圧が低くなることがある。また、バックライトアセンブリーを組立てる過程で発生する組立不良によってランプ２０と金属板センサー３１との距離が均一でない場合、または金属板センサー３１そのものの不良によって各々のセンサーの感度が異なる場合にも、金属板３１に誘起された電圧が降下する傾向がある。

図３に示したように、誘起された電圧が温度が増加するほど減少する。しかし、ランプ２０が正常に点灯されていても、誘起された電圧は誘起された電圧を中心に上限値と下限値との間で変更しうる。従って、図３のＣに示したように、ランプ２０が正常に点灯されているにもかかわらず、誘起された電圧が基準電圧（Ｖｒｅｆ１）より低くなって非正常であると判断される誤作動が発生することがある。

図３で見ると、基準電圧（Ｖｒｅｆ１）の上側にある太い実線で示した値を中心に下限値と上限値との間に誘起電圧が位置すれば正常であると判断しなければならないが、基準電圧（Ｖｒｅｆ１）の大きさを固定したために、このような誤作動が発生するのである。
これを改善するための本発明の第２実施例によるバックライトアセンブリーについて、以下で詳細に説明する。

図４は本発明の第２実施例によるバックライトアセンブリーのブロック図であり、図５は図４の正常点灯判別部のブロック図であり、図６は図５の正常点灯判別部の回路図である。
添付した図４乃至図６に示したように、本発明の第２実施例によるバックライトアセンブリーは、複数のランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に連結されているインバータ２００及び電流感知部３００、電流感知部３００に連結されている正常点灯判別部４００、及び正常点灯判別部４００及びインバータ２００に連結されているインバータ制御部５００を含む。

インバータ２００は、インバータ制御部５００からのインバータ制御信号（ＩＣＳ）によって直流のインバータ駆動電圧（ＶＩＮ）を交流電圧に変換及び変圧して、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に印加する。この交流電圧によって第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の各々が点滅されて、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の明るさが制御される。
電流感知部３００は、当該第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）で漏洩される電流を感知して、感知された電流に関する電圧に基づいた感知信号（ＶＳ）を正常点灯判別部４００に伝達する。図５に示したように、電流感知部３００は、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎから漏洩される電流に相当する誘起電圧の大きさを感知する第１乃至第ｎ金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）、及び金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）に感知された電圧を所定の制御装置に誘導するための信号線が形成された印刷回路基板（ＰＣＢ）３２０を含む。各ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）と金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）とは、図１に示されているように、距離（ｄ）だけ互いに離れている。

正常点灯判別部４００は、感知信号（ＶＳ）を受信して、温度によって変化する基準電圧に基づいて正常に点灯されたか否かを判別した後で、相当する判別信号（ＤＳ）をインバータ制御部５００に提供する。
図５及び図６に示したように、正常点灯判別部４００は、電流感知部３００に連結されている分圧部４１０、分圧部４１０に連結されている加算器４２０、加算器４２０及び直流電圧源４４０に連結されている最大値選択器４３０、及び最大値選択器４３０に連結されている論理積回路４５０を含む。

分圧部４１０は、金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）に各々連結されている第１乃至第ｎ分圧器（ＤＶ１−ＤＶｎ）及び分圧基準抵抗（Ｒ２）を含む。図６に示したように、第１乃至第ｎ分圧器（ＤＶ１−ＤＶｎ）の各々は抵抗（Ｒ１）を含み、接地に連結された分圧基準抵抗（Ｒ２）と共に、電流感知部３００から出力される感知電圧（ＶＳ）を分圧する。
加算器４２０は、分圧部４１０の出力電圧を加算する。図６に示したように、加算器４２０は、反転入力抵抗（Ｒ３）及び出力キャパシタ（Ｃ２）を備えて、並列に連結されたフィードバック抵抗（Ｒ４）及びキャパシタ（Ｃ１）を通じてネガティブフィードバック（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ）される演算増幅器（ＡＭＰ）を含む。演算増幅器（ＡＭＰ）は、分圧部４１０の出力を非反転入力として接地とバイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）（電圧の大きさは１２Ｖでありえる）との間にバイアスされていて、反転入力抵抗（Ｒ３）及び出力キャパシタ（Ｃ２）は接地されている。加算器４２０の機能は一般的な加算器回路の機能と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。

最大値選択器４３０は、加算器４２０から出力される電圧が判別基準電圧以上である場合に、加算器４２０の出力電圧を論理積回路４５０の電源電圧として使用するようにする。図６に示したように、最大値選択器４３０は、並列に連結された第１及び第２ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を含む。第１及び第２ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）は、各々加算器４２０及び直流電圧源４４０から順方向に連結されていて、その出力が互いに連結されている。

直流電圧源４４０は、加算器４２０からの出力電圧が最大値選択器４３０のダイオード（Ｄ１）を導通させることができない場合に、反転論理積回路４５０が最小限に作動可能な電源電圧を供給する。直流電圧源４４０は、電源電圧（Ｖｄｄ）（大きさは５Ｖ程度でありえる）と接地との間に直列に連結された一対の抵抗からなる分圧器を含む。
論理積回路４５０は、接地と最大値選択器４３０の出力電圧との間にバイアスされていて、各々の金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）の出力電圧を入力信号として受信して論理積を行い、これを反転して判別基準信号（ＤＳ）として出力する。反転論理積回路４５０としては、シーモス反転論理積回路などを使用することができ、反転論理積回路４５０の代わりにシーモス（ＣＭＯＳ）論理積回路などの論理積回路を使用することもできる。この論理回路はＮＡＮＤゲートであり得る。

図４におけるインバータ制御部５００は、正常点灯判別部４００からの判別基準信号（ＤＳ）によって、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の点灯または未点灯によるシャットダウン（ｓｈｕｔｄｏｗｎ）を決定する。また、インバータ制御部５００は、外部からの明るさ制御電圧（Ｖｄｉｍ）をパルス幅変調（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）してランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の点滅周期を決定する一方、インバータ２００から出力される電圧に対するフィードバック信号（ＶＦＢ）を受信して、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に印加される電流の総計が常に一定になるようにインバータ２００の動作を制御するインバータ制御信号（ＩＣＳ）をインバータ２００に印加する。

以下、本発明の第２実施例によるバックライトアセンブリーの動作について説明する。
まず、インバータ２００は、インバータ制御部５００からのインバータ制御信号（ＩＣＳ）によって直流のインバータ駆動電圧（ＶＩＮ）を交流電圧に変換及び変圧して、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に印加する。第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）は、入力される交流電圧によって各ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の内部に存在する放電ガスを反応させることによって可視光線を発光する。

電流感知部３００は、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）と一定の距離で離れた金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）によって、各々の第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）で漏洩される電流を感知する。第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）が正常に点灯された場合には、感知される電流によってｎ個の金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）に誘起される誘起電圧は、一般的なロジック（ｌｏｇｉｃ）信号と比較する時、全てハイ（ｈｉｇｈ）レベル以上の電圧、例えば約４．５Ｖの大きさの電圧である。電流感知部３００は、感知された電流による電圧を生成して、感知信号（ＶＳ）として正常点灯判別部４００に提供する。例えば、第ｎランプ（Ｌｎ）が消灯または点灯されなかった場合に、第ｎランプ（Ｌｎ）に対応する金属板センサー（Ｍｎ）に誘起される電圧は、ロー（ｌｏｗ）レベル程度の電圧、例えば約１．１５Ｖの大きさの電圧である。

各第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）が正常に点灯された場合、正常点灯判別部４００の分圧部４１０は、電流感知部３００からの電圧を抵抗（Ｒ１）で分圧することによって、電圧の大きさを減少させる。
大きさが減少したｎ個の電圧(Ｖｉ)(ｉ=１, ２, …ｎ)は加算器４２０の入力に提供される。加算器４２０は入力電圧を加算するが、この時、加算器４２０の出力電圧（Vo）は次式で表される。

この出力電圧はｎ個の分圧器（ＤＶ１−ＤＶｎ）の出力電圧の平均値である。この時の加算器４２０の出力は、ロジック信号と比較する時、ほとんどハイ（ｈｉｇｈ）レベルである。加算器４２０によって加算された出力電圧は最大値選択器４３０に提供される。

最大値選択器４３０は、直流電圧源４４０からの入力及び加算器４２０の入力電圧のうちの大きい電圧を選択する機能をする。つまり、最大値選択器４３０は、加算器４２０の出力電圧が予め設定した基準電圧以上である場合に、加算器４２０の出力電圧を論理積回路４５０の電源電圧として出力する。この時の最大値選択器４３０の出力電圧は、直流電圧源４４０の出力電圧より比較的高い。論理積回路４５０は消費電流が非常に少ないので、最大値選択器４３０の出力電圧でも駆動が可能である。

しかし、金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）の出力電圧が全て０である時、例えばランプに電源を連結する端子が外れてランプ（Ｌ１−Ｌｎ）全体が点灯されない時には、加算器４２０の出力は‘０'になるので、最大値選択器４３０は、直流電圧源４４０からの電圧を論理積回路４５０に印加することによって、論理積回路４５０が駆動するようにする。例えば、抵抗（Ｒ５、Ｒ６）の抵抗値を調節して、論理積回路４５０の電源電圧として印加される直流電圧源４４０の出力電圧が約２．５〜４．０Ｖになるようにすることができる。しかし、論理積回路４５０の電源電圧の大きさはこれに限定されるわけではない。

万が一、ｎ個のランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の中でランプの破損またはランプの欠陥によって一つでもランプが点灯されなかった場合には、本発明の実施例では、当該ランプに対応する金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）の出力電圧が正常な場合に比べて低くなる。前述したように、ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）が点灯された時に金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）から出力される電圧が約４．５Ｖであり、ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）が点灯されなかった時に金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）から出力される電圧が約１．１５Ｖであるとすると、約１/４以下に出力電圧が低くなる。ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の一つが点灯されなかった場合、ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）が全て点灯された時の出力電圧（Ｖ）に基づいて、加算器４２０の出力電圧（Ｖｏ）は次式で表される。

ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の総数が１０個以上である場合には、加算器４２０の出力電圧（Ｖｏ）の変化は、全てのランプが点灯された時の出力電圧（Ｖ）に対する比で１０％以下となる。この時、出力電圧（Ｖｏ）は論理積回路４５０の電源電圧になり、電源電圧の中間電圧（電源電圧の１/２）が論理積回路４５０のしきい電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）になる。したがって、出力電圧（Ｖｏ）が１０％減少すると、しきい電圧は５％程度減少するので、一つのランプの点灯有無による加算器４２０の出力電圧（Ｖｏ）の変化はほとんどないということができる。つまり、論理積回路４５０は、一つのランプが点灯されなかったとしても正常に作動することができる。しかし、論理積回路４５０の入力端子は各々の金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）の出力電圧を入力信号として受信するので、一つのランプでも点灯されなかった場合にはロジックレベルがロー（ｌｏｗ）または‘０’になって、論理積回路４５０は、判断の結果、ロー（ｌｏｗ）レベルの出力信号（ＤＳ）をインバータ制御部５００に出力する。これによって、インバータ制御部５００は、ランプ全体をオフ（ｏｆｆ）させるようにシャットダウン命令信号をインバータ２００に伝達する。インバータ２００は、シャットダウン命令信号を受信して、各ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）への電源の供給を強制終了することによって、ランプが消灯されるようにする。

図７は本発明の第２実施例によって金属板センサーに誘起される電圧及び温度の関係を示すグラフである。
図７に示したように、各ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）またはバックライトアセンブリーの温度が周囲の環境によって高くなる場合には、金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）で感知されて出力される出力電圧は正常な場合に比べて低くなる傾向にある。この時、前述のように、分圧部４１０から出力される電圧の伝達を受けて加算器４２０で加算された出力電圧が低くなる。これによって、最大値選択器４３０を経て論理積回路４５０に出力される電源電圧も低くなる。したがって、論理積回路４５０のしきい電圧も低くなるので、ランプの点灯時に温度の上昇によって発生した従来のシャットダウン判断結果が発生しない。

万が一、バックライトアセンブリーを組立てる過程で各ランプ（Ｌ１−Ｌｎ）と金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）との距離が一定の距離以上に離れる場合には、本発明の第２実施例による動作が行われる。それだけでなく、金属板センサー（Ｍ１−Ｍｎ）の感度が各々異なる場合にも、前記動作が行われる。
図８は本発明の第３実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図９は本発明の第３実施例による液晶表示装置の斜視図であり、図１０は本発明の第３実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

本実施例は、液晶表示パネルを除けば実施例２と同一である。したがって、同一な構成要素については実施例２と同一な図面符号を付け、重複する説明は省略する。
図８に示したように、本発明の第３実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）６００、これに連結されたゲート駆動部７００及びデータ駆動部８００、データ駆動部８００に連結された階調電圧生成部９００、液晶表示板組立体６００に光を照射する第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に連結されているインバータ２００、当該第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）に各々対応して漏洩される電流を感知する電流感知部３００、電流感知部３００と連結されている正常点灯判別部４００、正常点灯判別部４００及びインバータ２００に連結されたインバータ制御部５００、そしてこれらを制御する信号制御部（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１０００を含む。

一方、図９に示したように、本発明の第３実施例による液晶表示装置を構造的に見ると、表示部１０１０及びバックライト部１０２０を含む液晶モジュール１１００、及び液晶モジュール１１００を収納する前面及び後面ケース１２１０、１２２０を含む。
表示部１０１０は、液晶表示板組立体６００、これに付着されているゲートＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）６１０及びデータＴＣＰ６２０、そして当該ＴＣＰ６１０、６２０に付着されているゲートＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）６３０及びデータＰＣＢ６４０を含む。

液晶表示板組立体６００は、図９及び図１０に示したように、構造的に見ると、下部表示板６０１及び上部表示板６０２、及びその間に注入されている液晶層６０３を含み、図８に示したように、等価回路で見ると、複数の表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）、及びこれに連結されていて、ほぼ行列形態に配列された複数の画素（ｐｉｘｅｌ）を含む。

表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）は、下部表示板６０１に備えられていて、ゲート信号（走査信号ともいう）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ信号を伝達するデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）を含む。ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）はほぼ行方向に延在していて、互いにほぼ平行であり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）はほぼ列方向に延在していて、互いにほぼ平行である。

各画素は、表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）、これに連結された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ、Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ、Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は必要に応じて省略することができる。
スイッチング素子（Ｑ）は、下部表示板６０１に備えられていて、三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）に連結されている。

液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は、下部表示板６０１の画素電極６０４及び上部表示板６０２の共通電極６０５を二端子として、二つの電極６０４、６０５の間の液晶層６０３は誘電体として機能する。画素電極６０４はスイッチング素子（Ｑ）に連結され、共通電極６０５は上部表示板６０２の全面に形成されていて、共通電圧（Ｖｃｏｍ）の印加を受ける。図１０とは異なって、共通電極６０５が下部表示板６０１に備えられることもあり、この時には、二つの電極６０４、６０５が全て線状または棒状に形成されえる。

ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、下部表示板６０１に備えられた別個の信号線（図示せず）及び画素電極６０４が重畳して構成され、この別個の信号線には共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極６０４及び前段ゲート線が絶縁体を媒介として重畳して構成されることもできる。

一方、色表示を実現するためには、各画素が色相を表示することができるようにしなければならないが、これは画素電極６０４に対応する領域に赤色、緑色、または青色の色フィルター６０６を備えることによって可能である。図１０で、色フィルター６０６は上部表示板６０２の当該領域に形成されているが、これとは異なって、下部表示板６０１の画素電極６０４上または下に形成されることもできる。

表示板６０１、６０２の外側面には偏光子（図示せず）が付着されている。
階調電圧生成部９００は、データＰＣＢ６４０に備えられていて、画素の透過率と関する複数の階調電圧を生成する。２セットのうちのいずれか１セットは共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し、他の１セットは負の値を有する。
ゲート駆動部７００は、チップの形態で各ゲートＴＣＰ６１０上に装着されており、液晶表示板組立体６００のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されて、外部からのゲートオン電圧（Ｖｏｎ）及びゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加する。

データ駆動部８００は、チップの形態で各データＴＣＰ６２０上に装着されており、液晶表示板組立体６００のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されて、階調電圧生成部９００からの階調電圧を選択してデータ信号としてデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。
本発明の他の実施例によれば、ゲート駆動部７００及び/またはデータ駆動部８００は、チップの形態で下部表示板６０１上に装着され、また他の実施例によれば、下部表示板６０１の他の素子と同一な工程で形成される。この二つの実施例の場合、ゲートＴＣＰ６１０及びゲートＰＣＢ６３０は省略することができる。

バックライト部１０２０は、液晶表示板組立体６００の下部に位置し、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）からの光を組立体６００に誘導及び拡散する拡散部材１０２１、拡散部材１０２１から拡散した光を液晶表示板組立体６００に誘導する少なくとも一つの光学シート１０２２、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）の下部に位置して、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）からの光を組立体３００側に反射させる反射板１０２３、液晶表示板組立体６００、拡散部材１０２１、光学シート１０２２、第１乃至第ｎランプ（Ｌ１−Ｌｎ）、及び反射板１０２３を固定する上部シャーシ１０２４及び下部シャーシ１０２５を含む。

本実施例では、ランプとして、外部に電極が形成された外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）を使用する。しかし、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）などもランプとして使用することができる。また、本実施例では、四つのランプのみを図示したが、必要に応じて増減することができる。
インバータ２００、電流感知部３００、正常点灯判別部４００、及びインバータ制御部５００は、別途に装着されたインバータＰＣＢ（図示せず）に備えられることもでき、ゲートＰＣＢ６３０やデータＰＣＢ６４０に備えられることもできる。

信号制御部１０００は、データＰＣＢ６４０またはゲートＰＣＢ６３０に備えられていて、ゲート駆動部７００及びデータ駆動部８００などの動作を制御する制御信号を生成する。
それでは、このような液晶表示装置の表示動作について、より詳細に説明する。
信号制御部１０００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び入力制御信号に基づいてゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成して、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）をゲート駆動部７００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）及び処理した映像信号（Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´）をデータ駆動部８００に出力する。

ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力開始を指示する垂直同期開始信号（ＳＴＶ）、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力時期を制御するゲートクロック信号（ＣＰＶ）、及びゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）などを含む。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、映像データ（Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´）の伝送開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に当該データ電圧の印加を指示するロード信号（ＬＯＡＤ）、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ電圧の極性（以下、「共通電圧に対するデータ電圧の極性」を略して「データ電圧の極性」とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）、及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）などを含む。

データ駆動部８００は、信号制御部１０００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって一行の画素に対応する映像データ（Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´）を順次に受信して、階調電圧生成部９００からの階調電圧のうちの各映像データ（Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´）に対応する階調電圧を選択することによって、映像データ（Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´）を当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。

ゲート駆動部７００は、信号制御部１０００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）を導通させて、これによってデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加されたデータ電圧がスイッチング素子（Ｑ）を通じて当該画素に印加される。

画素に印加されたデータ電圧と共通電圧（Ｖｃｏｍ）との差は、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配列が異なり、それによって液晶層６０３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は偏光子によって光の透過率変化として現れる。
１水平周期〔この期間を１Ｈといい、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、ゲートクロック（ＣＰＶ）の一周期と同一である]が経過すると、データ駆動部８００及びゲート駆動部７００は、次の行の画素に対して同一な動作を繰り返す。このような方式で、１フレーム（ｆｒａｍｅ）の間に全てのゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加して、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終われば次のフレームが始まって、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前のフレームでのデータ電圧の極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が反転したり（行反転、ドット反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性が互いに反転することもある（列反転、ドット反転）。

以上のような構成により、単一インバータで複数の光源を制御することができ、バックライト装置の体積及び単価を減少させることができて、各光源の点灯有無を判別する感知部の感度、組立状態、または温度変化などのような周辺の状況によって、正常状態でも光源をシャットダウンする誤作動を解決する。以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

本発明の第１実施例による液晶表示装置用バックライトアセンブリー構造の概括的な断面図である。 図１に示された構造の正面図である。 本発明の第１実施例によって金属板センサーに誘起された電圧を示すグラフである。 本発明の第２実施例によるバックライトアセンブリーのブロック図である。 図４の正常点灯判別部のブロック図である。 図５の正常点灯判別部の回路図である。 本発明の第２実施例によって金属板センサーに誘起される電圧及び温度の関係を示すグラフである。 本発明の第３実施例による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の第３実施例による液晶表示装置の斜視図である。 本発明の第３実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

符号の説明

２００ インバータ
３００ 電流感知部
４００ 正常点灯判別部
５００ インバータ制御部
６００ 液晶表示板組立体
７００ ゲート駆動部
８００ データ駆動部
９００ 階調電圧生成部
１０００ 信号制御部

Claims (24)

1. 複数の光源と、
   複数の光源に制御信号を印加して前記光源の動作を制御するインバータと、
   前記複数の光源に流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、
   前記感知電圧を前記光源の動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記光源の動作状態を判断する判断信号を出力し、前記光源の動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、
   前記正常点灯判別部の前記判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部と、
   を含む、バックライトアセンブリー。
2. 前記感知部は、
   前記光源に流れる電流に応じる励起電圧を生成して、前記感知電圧として出力する複数のセンサーと、
   複数の信号線を備える前記信号線を通じて前記励起電圧を伝送する基板と、
   を含む、請求項１に記載のバックライトアセンブリー。
3. 前記センサーは金属板センサーを含む、請求項１に記載のバックライトアセンブリー。
4. 前記正常点灯判別部は、
   前記感知部からの感知電圧を分圧する第１分圧器と、
   前記分圧器から出力される電圧を加算する加算器と、
   前記加算器から出力される加算された電圧と外部からの電源電圧のうちのいずれか一つを選択して出力する電圧選択器と、
   前記電圧選択器からの電圧の供給を受けて前記判断信号を生成する論理回路と、
   を含む、請求項１に記載のバックライトアセンブリー。
5. 前記電圧選択器に前記電源電圧を供給する電圧原をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のバックライトアセンブリー。
6. 前記電圧原は第２分圧器を含む、請求項５に記載のバックライトアセンブリー。
7. 前記電圧選択器は、前記加算器に電気的に接続された第１ダイオードと、前記電圧原に電気的に接続された第２ダイオードとを含む、請求項５に記載のバックライトアセンブリー。
8. 前記第１分圧器は、複数の第１抵抗と、前記複数の第１抵抗に電気的に接続された第２抵抗とを含む、請求項４に記載のバックライトアセンブリー。
9. 前記加算器は、
   入力抵抗と、
   フィードバック抵抗と、
   フィードバックキャパシタと、
   出力キャパシタと、
   前記フィードバック抵抗と前記フィードバックキャパシタに負フィードバック連結されている演算増幅器と、
   を含み、
   前記入力抵抗は前記演算増幅器の入力端子に電気的に接続されており、前記出力キャパシタは前記演算増幅器の出力端子に電気的に接続されている、請求項４に記載のバックライトアセンブリー。
10. 前記論理回路はＮＡＮＤゲートである、請求項４に記載のバックライトアセンブリー。
11. 前記光源はＥＥＦＬである、請求項１に記載のバックライトアセンブリー。
12. 前記基準電圧は温度増加に応じて減少する、請求項１に記載のバックライトアセンブリー。
13. 複数のランプを備える光源と、
    前記ランプに制御信号を印加して前記ランプを制御するインバータと、
    前記ランプに流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、
    前記感知電圧を前記ランプの動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記ランプの動作状態を判断する判断信号を出力し、前記ランプの動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、
    前記正常点灯判別部の判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部と、
    を含む、表示装置。
14. 前記感知部は前記ランプに流れる電流に応じて励起電圧を生成して、前記感知電圧として出力する複数のセンサーを出力する、請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記正常点灯判別部は、
    前記感知部からの感知電圧を分圧する第１分圧器と、
    前記分圧器から出力される電圧を加算する加算器と、
    前記加算器から出力される加算された電圧と外部からの電源電圧のうちのいずれか一つを選択して出力する電圧選択器と、
    前記電圧選択岐路からの電圧の供給を受けて前記判断信号を生成する論理回路と、
    を含む、請求項１３に記載の表示装置。
16. 前記電圧選択器に前記電源電圧を供給する電圧原をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記電圧原は第２分圧器を含む、請求項１６に記載の表示装置。
18. 前記電圧選択器は、前記加算器に電気的に接続された第１ダイオードと、前記電圧原に電気的に接続された第２ダイオードとを含む、請求項１６に記載の表示装置。
19. 前記第１分圧器は、複数の第１抵抗と、前記複数の第１抵抗に電気的に接続された第２抵抗とを含む、請求項１５に記載の表示装置。
20. 前記加算器は、
    入力抵抗と、
    フィードバック抵抗と、
    フィードバックキャパシタと、
    出力キャパシタと、
    前記フィードバック抵抗と前記フィードバックキャパシタに負フィードバック連結されている演算増幅器と、
    を含み、
    前記入力抵抗は前記演算増幅器の入力端子に電気的に接続されており、前記出力キャパシタは前記演算増幅器の出力端子に電気的に接続されている、請求項１５に記載の表示装置。
21. 前記論理回路はＮＡＮＤゲートである、請求項１５に記載の表示装置。
22. 前記表示装置は液晶表示装置である、請求項１３に記載の表示装置。
23. 前記基準電圧は温度増加に応じて減少する、請求項１３に記載の表示装置。
24. 複数の画素を備える表示装置用光源駆動装置であって、前記光源は複数のランプを含み、
    前記駆動装置は、
    前記ランプに制御信号を印加して前記ランプを制御するインバータと、
    前記ランプに流れる電流に相当する感知電圧を出力する感知部と、
    前記感知電圧を前記ランプの動作状態を判断する予め設定された基準電圧と比較して、前記ランプの動作状態を判断する判断信号を出力し、前記ランプの動作状態の変化によって前記基準電圧を変更する正常点灯判別部と、
    前記正常点灯判別部の判断信号によって前記制御信号を出力するインバータ制御部と、
    を含む、表示装置用光源駆動装置。

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