JP2006134856A - 表示装置用光源の駆動装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックライト装置の製造原価を節減し、電力消費量を減少させ、且つバックライト装置を備えた表示装置の設計余裕度を増加させる。
【解決手段】 表示装置用光源の駆動装置は、外部からの第１電圧に直接接続されるスイッチング部と、スイッチング部に間接接続され、第１電圧を変換して第２電圧を生成して光源に印加する変圧部と、スイッチング部に間接接続され、制御信号に基づいてスイッチング部を駆動する駆動電圧を伝達する信号伝達部と、制御信号を信号伝達部に出力するインバータ制御部とを含む。本発明の構成では、別途の直流−直流変換器を用いずに外部の一般的な電源を用いて光源を点灯できる。そのため、製造原価が低減され、かつ、装置の体積及び重量が減少されて設計余裕度が増加する。また、直流−直流変換器での電力消耗、電磁波干渉、騒音などが減少するとともに、発熱による問題が低減されて製品の信頼性が向上する。
【選択図】 図４

Description

本発明は表示装置用光源の駆動装置及び表示装置に関する。

コンピュータのモニターやＴＶ（テレビジョン）などに使用される表示装置には、自ら発光する有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ）、真空蛍光表示装置（ｖａｃｕｕｍ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ、ＶＦＤ）、電界発光素子（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、プラズマ表示装置（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）などと、自ら発光せ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、電界生成電極が備えられた二つの表示板と、その間に注入されている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層とを含む。電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、電圧を変化させて電場の強さを調節することによって、液晶層を通過する光の透過率を調節して、所望の画像を表示する。

この時の光は、別途に備えられた人工光源からの光であっても自然光であってもよい。
液晶表示装置用の光源であるバックライト装置は、光源としてＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）やＥＥＦＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）などのような複数の蛍光ランプを使用し、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、入力される直流電圧を交流電圧に変換した後でランプに印加して点灯させ、ランプの明るさを調節し、ランプに流れる電流を感知して、この電流に基づいてランプに印加される電圧を制御する。 従来の液晶表示装置のバックライト装置を駆動する場合、高電圧高電流の一般的な電源である約１１０Ｖや２２０Ｖの交流電圧の提供を外部から直接受けるため、人体との接触時に感電事故の危険性が非常に高く、また、落雷などの危険性も非常に高い。このような事故を防止するために、一般的な電源とバックライト装置とを物理的に分離させる間接接続によって、バックライト装置に接続された直流−直流変換器を利用して、高電流の電圧を低電流の電圧に変換して、バックライト装置の駆動電圧として利用する。

従来技術では、上述のように、別途の直流−直流変換器を利用しなければならないので、製造原価が増加する問題および電力消費量が増加する問題が発生する。また、従来技術では、バックライト装置の重量及び体積が増加するため、表示装置の設計の余裕度が低くなる欠点がある。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、バックライト装置の製造原価を節減することにある。
本発明の他の技術的課題は、バックライト装置の電力消費量を減少させることにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、バックライト装置を備えた表示装置の設計の余裕度を増すことにある。

このような技術的課題を解決するための本発明の一つの特徴による表示装置用の光源の駆動装置は、少なくとも一つの光源を含む表示装置用光源の駆動装置であって、外部からの第１電圧に直接的に接続されるスイッチング部と、スイッチング部に間接的に接続されており、第１電圧を変換して第２電圧を生成して、第２電圧を光源に印加する変圧部と、スイッチング部に間接的に接続されており、制御信号に基づいてスイッチング部を駆動する駆動電圧を伝達する信号伝達部と、制御信号を信号伝達部に出力するインバータ制御部とを含む。

信号伝達部はパルス変圧部であるのが好ましく、このパルス変圧部はパルス変圧器及び整流器を含むのが好ましい。
また、信号伝達部はフォトカプラーであってもよい。

前記の特徴を備える表示装置用光源の駆動装置は、スイッチング部及び変圧部に接続され、スイッチング部の動作によって電荷を充電および／または放電するキャパシタをさらに含むのが好ましい。

前記の特徴を備える表示装置用光源の駆動装置は、変圧部に接続され、光源に流れる電流を感知して、この電流に関する情報をインバータ制御部に提供する電流感知部をさらに含むのが好ましい。

スイッチング部は、第１電圧に接続された入力端子、信号伝達部に接続された制御端子、及び信号伝達部及び前記変圧部に接続された出力端子を備えた第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子に接続された入力端子、信号伝達部に接続された制御端子、及び接地されて接続された出力端子を備えた第２スイッチング素子とを含むのが好ましい。

第１及び第２スイッチング素子は交互にターンオンされるのが好ましい。
信号伝達部は、第１スイッチング素子に接続された第１パルス変圧部及び前記第２スイッチング素子に接続された第２パルス変圧部を含むのが好ましい。

また、信号伝達部は、第１スイッチング素子に接続された第１フォトカプラー及び第２スイッチング素子に接続された第２フォトカプラーを含むのが好ましい。また、第１及び第２スイッチング素子はＭＯＳトランジスタであるのが好ましい。

本発明の他の特徴による表示装置用の光源の駆動装置は、光源を含む表示装置用光源の駆動装置であって、外部からの第１電圧に入力端子が直接接続されたスイッチング部と、スイッチング部の出力端子及び光源に接続された変圧部と、スイッチング部の制御端子に接続された信号伝達部と、信号伝達部に制御信号を出力するインバータ制御部とを含み、変圧部は第１間接接続部材を含み、スイッチング部と光源とは前記第１間接接続部材によって間接的に接続され、信号伝達部は第２間接接続部材を含み、インバータ制御部とスイッチング部とは第２間接接続部材によって間接的に接続されて、インバータ制御部からの制御信号をスイッチング部に間接的に伝達する。

第１間接接続部材は、スイッチング部に接続された１次側コイル及び光源に接続された２次側コイルを含むのが好ましい。
第２間接接続部材は、インバータ制御部に接続された１次側コイル及びスイッチング部に接続された２次側コイルを備えたパルス変圧器、及び２次側コイルに接続された整流器を含むのが好ましい。

また、第２間接接続部材はフォトカプラーであってもよい。
前記の特徴を備える表示装置用光源の駆動装置は、スイッチング部及び変圧部に接続されたキャパシタをさらに含むことができる。

本発明の他の特徴による表示装置は、行列形態に配列される複数の画素と、画素に光を供給する少なくとも一つの光源と、外部からの第１電圧に直接的に接続されるスイッチング部と、スイッチング部に間接的に接続され、第１電圧を変換して第２電圧を生成し、第２電圧を光源に印加する変圧部と、スイッチング部に間接的に接続され、制御信号に基づいてスイッチング部を駆動する駆動電圧を伝達する信号伝達部と、制御信号を信号伝達部に出力するインバータ制御部とを含む。

上記の構成において、信号伝達部はパルス変圧部であるのが好ましく、このパルス変圧部はパルス変圧器及び整流器を含むのが好ましい。
また、信号伝達部はフォトカプラーであってもよい。

前記の特徴を備える表示装置は、スイッチング部及び変圧部に接続され、スイッチング部の動作によって電荷を充電したり放電するキャパシタをさらに含むのが好ましい。

本発明によると、別途の直流−直流変換器を利用せずに、電源供給部からの高電流の電圧をインバータ部に直接印加して使用することができる。これによって、製造原価が大きく減少し、かつ、体積及び重量が減少して、設計余裕度が大きく増加する。また、直流−直流変換器での電力消費、電磁波干渉、騒音などが減少する。また、この直流−直流変換部の発熱による問題が減少することによって、製品の信頼性が向上する。

添付した図面を参考にして、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。
図面においては、各層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似の部分については同じ図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合だけではなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。ある部分が他の部分の「すぐ上に」あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

本発明の実施例による表示装置用光源の駆動装置について、添付した図面を参考にして詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による液晶表示装置の分解斜視図であり、図２は本発明の実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図３は本発明の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。図４は本発明の一実施例によるインバータ部の詳細回路図であり、図５は図４のインバータ制御部の第１及び第２出力端子から各々出力される信号の波形図である。

図１に示したように、本発明の実施例による液晶表示装置は、表示部３３０及びバックライト部９００を含む液晶モジュール３５０、液晶モジュール３５０を収納する上部及び下部シャーシ３６１、３６２、そしてモールドフレーム３６６を含む。

表示部３３０は、液晶表示板組立体３００と、これに取り付けられた複数のゲートＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）４１０及びデータＴＣＰ５１０と、当該ＴＣＰ４１０、５１０に取り付けられたゲート印刷回路基板（ＰＣＢ、ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）４５０及びデータＰＣＢ５５０とを含む。

液晶表示板組立体３００は、下部表示板１００及び上部表示板２００、及びその間に注入される液晶層３（図３）を含む。
下部表示板１００は、複数の表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）を含み、下部及び上部表示板１００、２００は、表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に接続されて行列形態に配列されている複数の画素（ｐｉｘｅｌ）を含む。

表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）は、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（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）、及びデータ信号を伝達する複数のデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）を含む。ゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）は行方向にのびていて互いに平行であり、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）は列方向にのびていて互いに平行である。

各画素は、表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に接続されたスイッチング素子（Ｑ）、及びこれに接続された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃ_ＬＣ）及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃ_ＳＴ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）は必要に応じて省略することができる。

薄膜トランジスタなどのスイッチング素子（Ｑ）は、下部表示板１００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（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）及びデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に接続されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）及びストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）に接続されている。

液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）は、下部表示板１００の画素電極１９０（図３）及び上部表示板２００の共通電極２７０（図３）を二端子とし、二つの電極１９０、２７０間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子（Ｑ）に接続され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成されていて、共通電圧（Ｖ_ｃｏｍ）の印加を受ける。図３に示す例とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には二つの電極１９０、２７０のうちの少なくとも一つが線状または棒状に形成されることができる。

液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）は、下部表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）及び画素電極１９０が絶縁体を介在して重畳して構成され、この別個の信号線には共通電圧（Ｖ_ｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。また、別の例としては、ストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）は、画素電極１９０が絶縁体を介在して真上の前段ゲート線と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、各画素が三原色のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間によって交互に三原色を表示するように（時間分割）して、これら三原色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。図３は空間分割の一例として、各画素が画素電極１９０に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルター２３０を備える構成を示している。図３の構成とは異なる例として、カラーフィルター２３０は、下部表示板１００の画素電極１９０上または下に形成することもできる。

液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光させる偏光子（図示せず）が付着されている。
図１に示したように、ゲートＴＣＰ４１０は、液晶表示板組立体３００の下部表示板１００の一方の縁部に取り付けらていて、その上にはゲート駆動部４００（図２）を構成するゲート駆動集積回路がチップ形態で装着されている。データＴＣＰ５１０は、液晶表示板組立体３００の下部表示板１００の他方の縁部に取り付けられていて、その上にはデータ駆動部５００（図２）を構成するデータ駆動集積回路がチップ形態で装着されている。ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００は、ＴＣＰ４１０、５１０に形成されている信号線（図示せず）を通じて液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）及びデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に各々電気的に接続されている。

ゲート駆動部４００は、ゲートオン電圧（Ｖ_ｏｎ）及びゲートオフ電圧（Ｖ_ｏｆｆ）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に印加し、データ駆動部５００は、データ電圧をデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加する。

別の例としては、上記の構成とは異なり、ＴＣＰを使用せずにゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００を構成する駆動集積回路チップを表示板上に直接に取り付けることができ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ、ＣＯＧ実装方式）、ゲート駆動部４００またはデータ駆動部５００をスイッチング素子（Ｑ）及び表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）と共に液晶表示板組立体３００に直接形成することもできる。

ゲートＰＣＢ４５０は、下部表示板１００と平行に長さ方向にＴＣＰ４１０に取り付けられていて、その上には信号を伝達する複数の信号線（図示せず）及び電子部品などが形成されている。

データＰＣＢ５５０は、下部表示板１００と平行に長さ方向にＴＣＰ５１０に取り付けられていて、その上には信号を伝達する複数の信号線（図示せず）及び電子部品などが形成される。

階調電圧生成部８００（図２）は、画素の透過率に関する二組の複数の階調電圧を生成して、データ電圧としてデータ駆動部５００に提供する。二組のうちの一組は共通電圧（Ｖ_ｃｏｍ）に対して正の値を有し、他の一組は負の値を有する。

図１及び図２に示したように、バックライト部９００は、下部シャーシ３６２に固定されて、下部シャーシ３６２上に所定の距離で離隔して設置される光源部９６０と、組立体３００と光源部９６０との間に位置し、光源部９６０からの光を処理する複数の光学機構９１０と、光源部９６０を制御するインバータ部９２０（図２）と、インバータ部９２０に必要な電源を供給する電源供給部９７０（図２）とを含む。

光源部９６０は、蛍光ランプなどのような複数のランプ（ＬＰ）、これらランプ（ＬＰ）の両端でランプ（ＬＰ）を固定支持するランプホルダー３６５、ランプ（ＬＰ）の傾きによる破損を防止するランプ固定台３６４、複数のランプ（ＬＰ）の下部前面に位置し、ランプ（ＬＰ）から放出される光を液晶表示板組立体３００側に反射させる反射シート３６３を含む。

本実施例ではランプ（ＬＰ）としてＣＣＦＬを利用する。本実施例と別の例としては、ＥＥＦＬや発光ダイオード（ＬＥＤ）などもランプとして使用することができ、また、面光源を利用することもできる。図１に示したランプの個数は必要に応じて増減することができる。

インバータ部９２０は、別途に装着されたインバータＰＣＢ（図示しない）に備えられることもでき、ゲートＰＣＢ４５０やデータＰＣＢ５５０に備えられることもできる。本発明の実施例によるインバータ部９２０については、下記で詳細に説明する。

電源供給部９７０は、高電圧高電流である約８５乃至２６５Ｖの一般的な電源の印加を外部から受けて、ブリッジダイオードなどを利用して整流し、キャパシタなどを利用して平滑化して約３８０Ｖ程度の電圧に変換した後、インバータ部９２０に提供する。この電源供給部９７０は、電力効率を向上させるＰＦＣ（ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）装置などを含むこともできる。電源供給部９７０は、別途に装着されたインバータＰＣＢに備えることも、また、複数の電圧を生成する別途の電圧供給装置に含まれて、別途のＰＣＢに装着されることもできる。

図１で、光学機構９１０は、組立体３００と光源部９６０との間に位置して、光源部９６０からの光を組立体３００に誘導し拡散する拡散板９０２及び複数の光学シート９０１を含む。

図１に示したように光源部９６０のランプ（ＬＰ）を下部表示板１００の下部に配置した方式を直下方式（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）といい、ランプ（ＬＰ）を液晶表示板組立体３００の下縁部に配置して拡散板９０２の代りに導光板（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅ）を配置した方式をエッジ方式（ｅｄｇｅ ｔｙｐｅ）という。

図１には示していないが、上部シャーシ３６１の上部及び下部シャーシ３６２の下部には各々上部ケース及び下部ケースが位置し、これらの結合によって液晶表示装置が完成する。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。
次に、このような液晶表示装置の表示動作について、詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御装置（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）及び水平同期信号（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、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）などを生成した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）をゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）及び処理した映像信号（ＤＡＴ）をデータ駆動部５００に出力する。

ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖ_ｏｎ）の出力開始を指示する走査開始信号（ＳＴＶ）、ゲートオン電圧（Ｖ_ｏｎ）の出力時期、及び出力電圧を制御する少なくとも一つのクロック信号などを含む。

データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、映像データ（ＤＡＴ）の伝送開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）へのデータ電圧の印加を指示するロード信号（ＬＯＡＤ）、共通電圧（Ｖ_ｃｏｍ）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５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって一つの行の画素に対する映像データ（ＤＡＴ）を順次に受信して、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像データ（ＤＡＴ）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（ＤＡＴ）を対応するデータ電圧に変換した後、これを対応するデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）に応答してゲートオン電圧（Ｖ_ｏｎ）をゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に接続されたスイッチング素子（Ｑ）をターンオンさせ、それによって、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子（Ｑ）を通じてそれぞれの対応する画素に印加される。

画素に印加されたデータ電圧と共通電圧（Ｖ_ｃｏｍ）との差は、液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）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、その配列が変化する。

インバータ部９２０は、電源供給部９７０から印加される高電圧高電流の電力を、高電圧低電流に変換及び変圧して光源部９６０に印加し、この電圧によって光源部９６０から発せられる光の明るさが制御される。また、インバータ部９２０は、変圧部９２３（図４）からの信号に基づいて光源部９６０の動作を制御する。このようなインバータ部９２０の動作は、下記でより詳細に説明する。

このようなインバータ部９２０の動作によって光源部９６０から出た光は、液晶層３を通過し、液晶分子の配列によってその偏光が変化する。即ち、種々の方向に振動する波長からなる光は、液晶層３の下部に付着された偏光子により、或る特定方向のみに振動する波長だけが選択されて液晶層３を通過するが、この際、選択された方向に振動する光の偏光が液晶層３を通過しながら再び変化する。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。即ち、偏光子により、種々の方向に振動する波長の中から或る特定方向のみに振動する光だけが選択されるため、偏光子によって、液晶層３に入射される光の量が制限されて透過率が変化する。

１水平周期（または１Ｈ）（水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）の一周期）が過ぎれば、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００は、次の行の画素に対して同じ動作を繰り返す。このような方式で、１フレーム（ｆｒａｍｅ）の間に全てのゲート線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖ_ｏｎ）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変わったり（行反転（ライン反転）、点反転（ドット反転））、一つの行の画素に印加されるデータ電圧の極性が互いに異なることもある（列反転、点反転）。

以下、本発明の一実施例によるインバータ部９２０の動作を、図４を参考にして詳細に説明する。図４は本発明の一実施例によるインバータ部９２０の詳細回路図である。
図４に示したように、インバータ部９２０は、インバータ制御部９２１と、スイッチング部９２２と、スイッチング部９２２と光源部９６０（図２に示す）のランプ（図示せず）とを間接的に接続する変圧部９２３と、光源部９６０及びインバータ制御部９２１に信号線などを通じて直接的に接続された電流感知部９２４と、インバータ制御部９２１とスイッチング部９２２とを間接的に接続する信号伝達部９２５とを含む。

インバータ制御部９２１は、約５Ｖの電圧（Ｖｃｃ）及び接地（ＧＮＤ１）に接続されている。ここで、電圧（Ｖｃｃ）は、電荷の供給能力が限られている電源である高電圧低電流の電源に基づいた高電圧低電流の電圧である（即ち、電圧（Ｖｃｃ）は接地（ＧＮＤ１）と比較して高電圧であり、電圧（Ｖｄｄ）と比較して低電流である）。接地（ＧＮＤ１）も電荷の供給能力が限られた低電圧低電流の電源（電圧（Ｖｃｃ）と比較して低電圧であり、接地（ＧＮＤ１）と比較して低電流である電源）に基づき、電圧（Ｖｃｃ）の電流が流れる経路の接地電圧である。

信号伝達部９２５は、第１信号伝達器９２５１と、第２信号伝達器９２５２と、インバータ制御部９２１の出力端子（Ａ）及び第１信号伝達器９２５１の入力側に接続された抵抗（Ｒ３）と、第１信号伝達器９２５１の出力側及びスイッチング部９２２に接続された抵抗（Ｒ５）と、インバータ制御部９２１の出力端子（Ｂ）及び第２信号伝達器９２５２の入力側に接続された抵抗（Ｒ４）と、第２信号伝達器９２５２の出力側及びスイッチング部９２２に接続された抵抗（Ｒ６）とを含む。

第１及び第２信号伝達器９２５１、９２５２は同じ構造であるので、ここでは第１信号伝達器９２５１の構造についてのみ説明する。
第１信号伝達器９２５１は、パルス変圧器（Ｔ２）、及びこのパルス変圧器（Ｔ２）の出力側の両端に接続されたダイオード（Ｄ３）を含む。

パルス変圧器（Ｔ２）は、抵抗（Ｒ３）と接地（ＧＮＤ１）との間に直接的に接続された１次側コイル（Ｌ１１）と、１次側コイル（Ｌ１１）に間接的に接続された２次側コイル（Ｌ１２）とを含み、２次側コイル（Ｌ１２）は、一方の端子が、抵抗（Ｒ５）及びダイオード（Ｄ３）のカソード端子に接続され、他方の端子が、ダイオード（Ｄ３）のアノード端子に接続される。

スイッチング部９２２は、電圧（Ｖｄｄ）と接地（ＧＮＤ２）との間に直列に接続されたスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）を含む。スイッチング素子（Ｑ１）は、電圧（Ｖｄｄ）に、１つの入力端子が直接接続され、信号伝達部９２５の抵抗（Ｒ５）に、別の入力端子（制御端子）が接続され、信号伝達部９２５の第１信号伝達器９２５１のパルス変圧器（Ｔ２）の２次側コイル（Ｌ１２）の上記他方の端子及びダイオード（Ｄ３）のアノード端子に、出力端子が接続される。スイッチング素子（Ｑ２）は、スイッチング素子（Ｑ１）の出力端子に、１つの入力端子が接続され、信号伝達部９２５の抵抗（Ｒ６）に、別の入力端子（制御端子）が接続され、接地（ＧＮＤ２）および第２信号伝達器９２５２のパルス変圧器（Ｔ３）の２次側コイル（Ｌ２２）の１つの端子（ダイオードＤ４のアノード端子が接続された端子）に、出力端子が接続される。スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）はＭＯＳ（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）トランジスタであるが、他の形態のスイッチング素子を利用することもできる。

電圧（Ｖｄｄ）は、電圧（Ｖｃｃ）の電源とは異なる電源、例えば、電荷の供給能力が無限の電源である高電圧高電流の一般的な電源に基づいて、電圧供給部９７０で約３８０Ｖの電圧に変換された電圧であって、高電流の電圧である。接地（ＧＮＤ２）（電圧（Ｖｄｄ）と比較して低電圧）も電荷の供給能力が無限の低電圧高電流の一般的な電源に基づき、電圧（Ｖｄｄ）の電流が流れる経路の接地電圧である。

変圧部９２３は、スイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１）の出力端子と接地（ＧＮＤ２）との間に直接接続された１次側コイル（Ｌ１）と、１次側コイル（Ｌ１）に間接的に接続されており、光源部９６０のランプに直接的に接続された２次側コイル（Ｌ２）とを含む変圧器（Ｔ１）である。

電流感知部９２４は、変圧部９２３の２次側コイル（Ｌ２）に接続される一対のダイオード（Ｄ１、Ｄ２）（ダイオードＤ１はカソード端子、ダイオードＤ２はアノード端子が、２次側コイルＬ２の１つの端子に接続される）と、ダイオード（Ｄ２）と接地との間に接続された抵抗（Ｒ１）と、ダイオード（Ｄ２）と抵抗（Ｒ１）との間に接続された抵抗（Ｒ２）と、抵抗（Ｒ２）と接地（ＧＮＤ１）との間に接続されたキャパシタ（Ｃ１）とを含む。ダイオード（Ｄ１）は、変圧器（Ｔ１）の２次側コイル（Ｌ２）から接地（ＧＮＤ１）に逆方向接続されており、ダイオード（Ｄ２）は、変圧器（Ｔ１）の２次側コイル（Ｌ２）から抵抗（Ｒ１）に順方向に接続されており、ダイオード（Ｄ２）と抵抗（Ｒ１）との間から出力される信号は、流れる電流に対する電圧の感知信号としてインバータ制御部９２１へ提供される。抵抗（Ｒ１）の一端は接地（ＧＮＤ１）に接続される。

スイッチング部９２２と変圧部９２３との間にキャパシタ（Ｃ２）が直接接続されている。
このような構造を有するインバータ部９２０の動作について説明する。

インバータ制御部９２１は、発振回路（図示せず）などから提供される所定の周波数の三角波に基づいて、外部から印加される直流の制御信号（図示せず）をパルス幅変調する。この制御信号は、明るさ制御信号（図示せず）及びバックライトのオン／オフ信号（図示せず）などを含み、インバータ部９２０は、これらの信号に基づいて光源部９６０の制御を行う。

オン／オフ信号及び明るさ制御信号に基づいてスイッチング部９２２の動作を制御するために、インバータ制御部９２１は、信号伝達部９２５に接続された第１及び第２出力端子（Ａ、Ｂ）を通じて、図５の（ａ、ｂ）に示したように同じ周期で位相が互いに異なる信号（Ｓ１、Ｓ２）を出力する。これら信号（Ｓ１、Ｓ２）のパルス幅及び周期はオン／オフ信号及び明るさ制御信号によって決められる。

信号伝達部９２５の抵抗（Ｒ３、Ｒ４）を経てこれら信号（Ｓ１、Ｓ２）が各々第１信号伝達器９２５１及び第２信号伝達器９２５２に伝達されると、第１信号伝達器９２５１のパルス変圧器（Ｔ２）の１次側コイル（Ｌ１１）及び第２信号伝達器９２５２のパルス変圧器（Ｔ３）の１次側コイル（Ｌ２１）に電流が流れる。これにより、１次側コイル（Ｌ１１及びＬ２１）と２次側コイル（Ｌ１２及びＬ２２）との捲線比に基づく大きさの電圧が２次側コイル（Ｌ１２、Ｌ２２）側で生成される。

２次側コイル（Ｌ１２、Ｌ２２）の両端に接続されたダイオード（Ｄ３、Ｄ４）は、半波整流器として作用して、正（＋）の極性の信号だけを整流し、信号は、抵抗（Ｒ５、Ｒ６）を通じて各々接続されたスイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）に伝達される。

この時、スイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）に各々印加される信号は、互いに異なる位相を有し、高レベルを維持する期間が互いに重複しないのが好ましい。

スイッチング部９２２の各スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）は、第１及び第２信号伝達器９２５１、９２５２からの信号によってターンオンまたはターンオフされるものであり、入力される信号の位相差によって、スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）のターンオン時期は互いに重複しない。

信号伝達部９２５の第１信号伝達器９２５１からの信号によってスイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１）がターンオンされれば、電源供給部９７０からの電圧（Ｖｄｄ）がキャパシタ（Ｃ２）に充電された後、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）に印加される。この時、スイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ２）はターンオフの状態である。

次に、信号伝達部９２５の第２信号伝達器９２５２からの信号によってスイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ２）がターンオンされれば、キャパシタ（Ｃ２）に蓄電された電圧の電流がスイッチング素子（Ｑ２）を通じて接地に流れる。この時、スイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１）はターンオフの状態である。

このようなスイッチング部９２２の動作によって、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）に交流電圧が印加されると、１次側コイル（Ｌ１）と２次側コイル（Ｌ２）との捲線比に基づいて、該当する大きさの電圧が２次側コイル（Ｌ２）側で誘起されて、光源部９６０のランプに、誘起された電圧が印加される。これによってランプが点灯する。

この時、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）と２次側コイル（Ｌ２）とは物理的に分離されているので、たとえ１次側コイル（Ｌ１）に高電流の電圧（Ｖｄｄ）が印加されても、２次側コイル（Ｌ２）で誘起された電圧は、電圧（Ｖｄｄ）の電流よりはるかに少量の電流が流れる電圧になる。つまり、高電流の電圧（Ｖｄｄ）は第１及び第２信号伝達器９２５１、９２５２の２次側コイル（Ｌ１２、Ｌ２２）から、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）までの間の素子にだけ印加される。

一方、変圧部９２３の２次側コイル（Ｌ２）で誘起された電圧の電流は、電流感知部９２４を通過する。電流感知部９２４のダイオード（Ｄ２）は、２次側コイル（Ｌ２）に流れる交流電流を一方向に半波整流し、この半波整流された電流は抵抗（Ｒ１）を経て接地に流れる。一方のダイオード（Ｄ１）は反対方向に流れる電流の通路として作用する。

抵抗（Ｒ１）の両端の電圧は光源部９６０のランプに印加される電流に比例するので、抵抗（Ｒ１）とダイオード（Ｄ２）との間の接点の電圧が、電流の感知信号としてインバータ制御部９２１に提供される。インバータ制御部９２１は、この感知信号に基づいてＤＣ成分の制御信号のレベルなどを調整して、明るさ制御信号のデューティ比を変化させることによって、変圧部９２３に印加される交流電圧の周波数及び周期などを変えて、ランプに流れる電流が常に一定になるようにする。

このような構成により、別途の直流−直流変換器を利用せずに、電源供給部９７０からの高電流の電圧をインバータ部９２０のスイッチング部９２２に直接印加し、パルス変圧器（Ｔ２、Ｔ３）を利用して高電流の電圧をスイッチング部９２２を通じて変圧部９２３に印加する。変圧部９２３は、低電流の電圧を誘起してランプを点灯させる。

次に、図６を参考にして、本発明の他の実施例について説明する。
図６は本発明の他の実施例によるインバータ部の詳細回路図である。
図６に示したインバータ部は、図４に示したインバータ部と比較すると、信号伝達部９２６の構造だけが異なり、他の部分は同一であることが分かる。より詳細に説明すれば、図４に示した信号伝達部９２５の第１及び第２信号伝達器９２５１、９２５２はパルス変圧器（Ｔ２、Ｔ３）を利用するが、図６の第１及び第２信号伝達器９２６１、９２６２はフォトカプラー（ｐｈｏｔｏ ｃｏｕｐｌｅｒ）を利用する。

図６の実施例では、第１及び第２信号伝達器９２６１、９２６２は、各々、電圧（Ｖｃｃ）と、インバータ制御部９２１の端子（Ａ、Ｂ）と接続された抵抗（Ｒ３、Ｒ４）との間に、直接に接続されたフォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）を含み、かつ、電圧（Ｖｃｃ）と、スイッチング部９２２のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）の出力端子との間に、直列に直接接続された抵抗（Ｒ７、Ｒ８）及びフォトトランジスタ（ＰＴ１、ＰＴ２）を含む。直列に接続された抵抗（Ｒ７、Ｒ８）とフォトトランジスタ（ＰＴ１、ＰＴ２）との間に、別の抵抗（Ｒ５、Ｒ６）の一端が接続される。抵抗（Ｒ５、Ｒ６）の他端は、スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）の１つの入力端子に接続される。

図６において、図４に示した構造と同じ部分については同じ図面符号を付与し、その動作に対する説明も同じになるので省略する。
図４を参照して既に説明したように、互いに位相が異なる信号がインバータ制御部９２１の第１出力端子（Ａ）及び第２出力端子（Ｂ）から抵抗（Ｒ３、Ｒ４）を経て第１及び第２信号伝達部９２６１、９２６２に各々伝達される。

第１及び第２信号伝達部９２６１、９２６２の各フォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）は、これら信号によってターンオンまたはターンオフされる。この時、フォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）がターンオンされる時期は互いに重複しない。

フォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）がターンオンされれば光が放出され、放出された光により、隣接した対応するフォトトランジスタ（ＰＴ１、ＰＴ２）がターンオンされて、電圧（Ｖｃｃ）が抵抗（Ｒ７及びＲ５、Ｒ８及びＲ６）を通じてスイッチング部９２２の対応するスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）の入力端子に印加される。つまり、フォトトランジスタ（ＰＴ１、ＰＴ２）は、信号線などを通じて直接フォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）に接続されてはいないが、フォトダイオード（ＰＤ１、ＰＤＴ２）から出力される光により動作が決められる。

図４を参照して既に説明したスイッチング部９２２の動作によって、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）に交流電圧が印加されると、１次側コイル（Ｌ１）と２次側コイル（Ｌ２）との捲線比に基づいて、対応する大きさの電圧が２次側コイル（Ｌ２）側で誘起されてランプに伝達される。これによってランプが点灯する。

この場合、高電流の電圧（Ｖｄｄ）は第１及び第２信号伝達器９２６１、９２６２のフォトトランジスタ（ＰＴ１、ＰＴ２）から、変圧部９２３の１次側コイル（Ｌ１）までの間の素子だけに印加される。

このような構成では、別途の直流−直流変換器を利用せずに、電源供給部９７０からの高電流の電圧をインバータ部９２０のスイッチング部９２２に直接印加し、フォトカプラー（ＰＴ１、ＰＴ２）を利用して高電流の電圧をスイッチング部９２２を通じて変圧部９２３に印加する。変圧部９２３は低電流の電圧を誘起してランプを点灯させる。

本発明の実施例では、信号伝達部としてパルス変圧器やフォトカプラーを利用したが、信号線を経ないでインバータ制御部９２１からの制御信号をスイッチング部９２２に伝達することができる他の装置、例えば、レベルシフタなども利用可能である。

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の実施形態に限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

本発明の一実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一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。 本発明の一実施例によるインバータ部の回路図である。 本発明の一実施例による第１及び第２出力端子から各々出力される信号の波形図である。 本発明の他の実施例によるインバータ部の回路図である。

符号の説明

２３０ カラーフィルター
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
８００ 階調電圧生成部
９２０ インバータ部
９２１ インバータ制御部
９２２ スイッチング部
９２３ 変圧部
９２４ 電流感知部
９２５ 信号伝達部
９６０ 光源部
９７０ 電源供給部
９２５１、９２５２、９２６１、９２６２ 信号伝達器
ＰＣ１、ＰＣ２ フォトトランジスタ
Ｔ２、Ｔ３ パルス変圧器

Claims (21)

1. 少なくとも一つの光源を含む表示装置用光源の駆動装置であって、
   外部からの第１電圧に直接接続されるスイッチング部と、
   前記スイッチング部に間接的に接続され、前記第１電圧を変換して第２電圧を生成し、前記第２電圧を前記光源に印加する変圧部と、
   前記スイッチング部に間接的に接続され、制御信号に基づいて、前記スイッチング部を駆動する駆動電圧を前記スイッチング部へ伝達する信号伝達部と、
   前記制御信号を前記信号伝達部に出力するインバータ制御部と
   を含む駆動装置。
2. 前記スイッチング部及び前記変圧部に接続され、前記スイッチング部の動作に応じて電荷を充電または放電するキャパシタをさらに含む、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記変圧部に接続され、前記光源に流れる電流を感知して、該電流に対する情報を前記インバータ制御部に提供する電流感知部をさらに含む、請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記スイッチング部は、
   前記第１電圧に接続された入力端子、前記信号伝達部に接続された制御端子、及び前記信号伝達部及び前記変圧部に接続された出力端子を備えた第１スイッチング素子と、
   前記第１スイッチング素子及び前記変圧部に接続された入力端子、前記信号伝達部に接続された制御端子、及び前記信号伝達部及び接地に接続された出力端子を備えた第２スイッチング素子と
   を含む、
   請求項１ないし３の何れかに記載の駆動装置。
5. 前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とは交互にターンオンされる、請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子はＭＯＳトランジスタである、請求項４または５に記載の表示装置用光源の駆動装置。
7. 前記信号伝達部はパルス変圧部である、請求項１ないし６の何れかに記載の駆動装置。
8. 前記信号伝達部の前記パルス変圧部は、前記第１スイッチング素子に接続された第１パルス変圧部及び前記第２スイッチング素子に接続された第２パルス変圧部を含む、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記パルス変圧部はパルス変圧器及び整流器を含む、請求項７または８に記載の駆動装置。
10. 前記信号伝達部はフォトカプラーである、請求項１ないし６の何れかに記載の駆動装置。
11. 前記信号伝達部の前記フォトカプラーは、前記第１スイッチング素子に接続された第１フォトカプラー及び前記第２スイッチング素子に接続された第２フォトカプラーを含む、請求項１０に記載の駆動装置。
12. 光源を含む表示装置用光源の駆動装置であって、
    外部からの第１電圧に入力端子が直接接続されたスイッチング部と、
    前記スイッチング部の出力端子及び前記光源に接続された変圧部と、
    前記スイッチング部の制御端子に接続された信号伝達部と、
    前記信号伝達部に制御信号を出力するインバータ制御部と
    を含み、
    前記変圧部は第１間接接続部材を含み、前記スイッチング部と前記光源とは前記第１間接接続部材によって間接的に接続され、
    前記信号伝達部は第２間接接続部材を含み、前記インバータ制御部と前記スイッチング部とは前記第２間接接続部材によって間接的に接続され、前記第２間接接続部材は、前記インバータ制御部からの制御信号を前記スイッチング部に間接的に伝達する、
    駆動装置。
13. 前記第１間接接続部材は、前記スイッチング部に接続された１次側コイル及び前記光源に接続された２次側コイルを含む、請求項１２に記載の駆動装置。
14. 前記第２間接接続部材は、前記インバータ制御部に接続された１次側コイル及び前記スイッチング部に接続された２次側コイルを備えたパルス変圧器、及び前記２次側コイルに接続された整流器を含む、請求項１２または１３に記載の駆動装置。
15. 前記第２間接接続部材はフォトカプラーである、請求項１２ないし１４の何れかに記載の駆動装置。
16. 前記スイッチング部及び前記変圧部に接続されたキャパシタをさらに含む、請求項１２ないし１５の何れかに記載の駆動装置。
17. 行列形態に配列された複数の画素と、
    前記画素に光を供給する少なくとも一つの光源と、
    外部からの第１電圧に直接接続されるスイッチング部と、
    前記スイッチング部に間接的に接続され、前記第１電圧を変換して第２電圧を生成し、前記第２電圧を前記光源に印加する変圧部と、
    前記スイッチング部に間接的に接続され、制御信号に基づいて、前記スイッチング部を駆動する駆動電圧を前記スイッチング部へ伝達する信号伝達部と、
    前記制御信号を前記信号伝達部に出力するインバータ制御部と
    を含む表示装置。
18. 前記信号伝達部はパルス変圧部である、請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記パルス変圧部はパルス変圧器及び整流器を含む、請求項１８に記載の表示装置。
20. 前記信号伝達部はフォトカプラーである、請求項１７に記載の表示装置。
21. 前記スイッチング部及び前記変圧部に接続され、前記スイッチング部の動作に応じて電荷を充電または放電するキャパシタをさらに含む、請求項１７ないし２０の何れかに記載の表示装置。

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