JP2006519460A

JP2006519460A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2006519460A
Application number: JP2004568796A
Authority: JP
Inventors: ヤン，ヘイ−ヨン
Original assignee: サムソンエレクトロニクスカンパニー，リミテッド
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: AU2003253450A1; JP4429176B2; WO2004077893A1; KR20040077213A; KR100925468B1; US7391163B2; CN1745604A; US20060158132A1; CN100490601C

Abstract

表示装置用ランプ駆動装置を提供する。前記駆動装置は、インバータ（９２０）、ランプ電流検出部（９４０）、及び、インバータ制御部（９３０）を備える。前記ランプ電流検出部（９４０）は、前記ランプに流れる電流を検出し、前記検出された電流に応じた大きさ有するフィードバック信号を出力する。前記インバータ制御部（９３０）は、外部装置からの輝度制御信号と前記フィードバック信号を比較し、比較結果に基づき前記インバータを制御する。前記インバータ（９２０）は、ランプを点滅させるために前記ランプに対してランプ駆動電圧を印加する変圧器及び前記ランプ駆動電圧を検出する電圧検出部（９２８）を備える。前記インバータ（９２０）は、前記検出されるランプ駆動電圧に従って前記変圧器の巻線比を調整する。

Description

発明の技術分野
本発明は、表示装置のための光源駆動装置、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。

従来技術の説明
コンピュータのモニターやＴＶなどに使用される表示装置には、自ら発光する表示装置、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などがあり、一方、自ら発光できず光源を必要とする表示装置、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）などがある。

一般の液晶表示装置は、電場を発生する電極と、誘電異方性を有する液晶層とを備えた二つの表示板を備える。電場を発生する電極は、液晶層に電場を発生する電圧が供給され、この印加される電場の強さに応じて、表示板を通過する光の透過率を調節することができる。従って、所望の画像は、電場を印加することによって得られる。この光は、ＬＣＤに別途備えられた人工的な光源または自然光から放出される。

液晶表示装置用光源、つまりバックライト装置は、通常、光源として複数個の蛍光ランプ及びランプを駆動するインバータを備えており、このインバータは、巻線比によって昇圧される電圧が決まる変圧器を備える。このインバータは、外部装置から入力される直流電圧を交流電圧に変換した後、変圧器によって昇圧された電圧をランプに印加してランプが点灯され、輝度制御信号に応じてランプの明るさを制御する。さらに、ランプに流れる電流に関連する電圧を検出し、検出された電圧に基づいてランプに印加される電圧を制御する。

このようなバックライト装置において、初期点灯動作または低温点灯動作の場合には、ランプを点灯する際、安定的な初期点灯動作をさせるために、ランプに高電圧を印加する必要があるので、高電圧を発生するために、変圧器の巻線比を高く設定する。

しかしながら、このような初期点灯及び低温の状態は、極めて短時間なので、ランプは、ほとんどの時間、高電圧を供給する必要はない。即ち、ランプの初期点灯動作及び低温点灯動作のために高電圧を必要とされる時間は短く、低電圧でも十分にランプ駆動は可能である。

一般的なバックライト装置は、ランプ点灯後の正常動作状態より、むしろ、初期または低温状態におけるバックライト装置のインバータに、設計が集中している。

このため、点灯初期及び低温点灯の場合を考慮して変圧器の巻線比を高く設定しているので、たとえバックライト装置の動作が安定化した状態であっても、高電圧を継続してランプに印加してしまうため、必要が無い電力を消費する原因となり、バックライト装置の動作効率が低下する。

特に、携帯用コンピュータのように容量の制限されたバッテリー電源を使用する装置では、効率的に電力を消費させることは重要である。

発明の概要
本発明の目的は、発光装置の電力効率を向上させることである。

表示装置に関するランプ駆動装置であって、前記ランプ駆動装置は、ランプを点滅させるためにランプに対してランプ駆動電圧を印加する変圧器及び前記ランプ駆動電圧を検出する電圧検出部を備えるインバータ、前記ランプに流れる電流を検出し、前記検出された電流に応じた大きさのフィードバック信号を出力するランプ電流検出部、及び、外部装置からの輝度制御信号と前記フィードバック信号を比較し、比較結果に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部を備え、前記インバータは、前記検出されるランプ駆動電圧に従って前記変圧器の巻線比を調整する。

前記変圧器の巻線比は、前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧以上のときは、第１巻線比に調整し、前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧未満のときは前記第１巻線比より低い第２巻線比に調整されることが好ましい。前記インバータ制御部は、外部装置からの複数の状態を有するイネーブル信号に応じて動作し、前記インバータは前記イネーブル信号が供給される微分回路をさらに有し、前記変圧器の巻線比は、前記イネーブル信号の状態が第１の状態であるときは、前記第１巻線比を有する。前記インバータは、前記インバータ制御部及び前記微分回路からの出力に応じた出力値を有する駆動操作選択部、前記インバータ制御部及び前記駆動操作選択部からの出力に基づき前記変圧器の巻線比を調整する駆動部、及び、前記変圧器と前記電圧検出部との間に接続され前記変圧器の出力電圧を共振させ、前記出力電圧を分圧する分圧部をさらに備えることができる。

前記インバータ制御部は、第１信号と第２信号を出力することができ、前記駆動操作選択部は、前記インバータ制御部からの前記第１出力信号が供給される第１論理和回路ゲート、前記インバータ制御部の前記第１出力信号及び前記微分回路の出力が供給される第２論理和回路ゲート、前記インバータ制御部の前記第２出力信号及び前記微分回路の前記出力が供給される第１論理積回路ゲート、前記インバータ制御部の前記第２出力信号が供給される第２論理積回路ゲート、及び前記微分回路の前記出を受信し、前記第１論理和回路ゲート及び、前記第２論理積回路ゲートに印加させるための出力信号を発生するインバータを備えることができる。

前記インバータ制御部はさらに第３及び第４信号を出力することができ、前記変圧器は入力端と第１及び第２端子を有する１次側コイルと２次側コイルとを備え、前記駆動部は、前記インバータ制御部の前記第３及び第４出力信号が供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの入力端に適合した出力信号を発生する第１駆動回路、前記第１論理和回路ゲート及び前記第１論理積回路ゲートからの出力がそれぞれ供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの第１出力端に適合した出力信号を発生する第２駆動回路、及び前記第２論理和回路ゲート及び第２論理積回路ゲートからの出力がそれぞれ供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの前記第２出力端に適合した出力信号を発生する第３駆動回路を備える。

前記変圧器の前記第１出力端の巻線数は、前記変圧器の前記第２出力端の巻線数より少ない。

前記駆動操作選択部は、前記検出されるランプ駆動電圧が、所定電圧以上である場合には、前記第２駆動回路が選択する前記変圧器の前記第１出力端を作動させ、前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧未満である場合には、前記第３駆動回路が選択する前記変圧器の第２出力端を作動させることが好ましい。

前記電圧分圧部は、前記変圧器と接地との間に直列に接続された第１及び第２キャパシタを備え、前記第１及び第２キャパシタの共通端子は、前記電圧検出部に接続されていることが好ましい。

前記電圧検出部は、前記第１及び第２キャパシタの共通端子に接続されたアノードと、前記微分回路に接続されたカソードを有するダイオードと、前記ダイオードのカソードと接地との間に接続された抵抗器、及び前記ダイオードのカソードと接地との間に接続されたキャパシタを備える。

図面の簡単な説明
本発明の上述したおよび他の効果は、添付する図面を参照し、好ましい実施形態の詳細な説明によって、より明らかになるだろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。

図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の斜視図である。

図３は、本発明の一実施形態に係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、本発明の一実施形態に係る光源駆動装置の回路図である。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態に係るランプの検出電圧が高い場合と低い場合に対する光源の駆動装置の等価回路図である。

図６は、本発明の一実施形態に係る電圧検出部の検出電圧変化を示すグラフである。

好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、以下に添付した図面を参照して、より詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明は、多様な異なる形態で実施されることができ、以下に説明する実施形態に限定されることはない。

図面は、各種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ている。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの要素が、他の要素の“上に”あるとする時、これは他の要素の直上にある場合に限らず、その中間に更に他の要素がある場合も含む。逆に、ある要素が他の要素の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の要素がない場合を意味する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置について図を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係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１に示したように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００、液晶表示板組立体３００に接続されたゲート駆動部４００およびデータ駆動部５００、データ駆動部５００に接続された階調電圧発生部８００、液晶表示板組立体３００に光を照射するランプ部９１０、ランプ部９１０に接続されているインバータ９２０、ランプ部９１０に接続されたランプ電流検出部９４０、ランプ電流検出部９４０とインバータ９２０に接続されたインバータ制御部９３０、およびこれらを制御する信号制御部６００を備える。

図２に示したように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、構造的には、表示部３３０とバックライト部３４０を備える液晶モジュール３５０と、液晶モジュール３５０を収納する前面及び後面ケース３６１、３６２を備える。

表示部３３０は、液晶表示板組立体３００、液晶表示板組立体３００に装着された複数のゲートＦＰＣ基板４１０及びデータＦＰＣ基板５１０、及びＦＰＣ基板４１０、５１０にそれぞれ結合されているゲートＰＣＢ４５０及びデータＰＣＢ５５０を備える。

液晶表示板組立体３００は、図２及び図３に示す構造図のように、下部表示板１００、上部表示板２００及び液晶層３を備え、それらの間には、複数の表示信号線Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ及びこれらに接続され、ほぼ行列状に配列された複数の画素を備える。

表示信号線Ｇ１−Ｇｎ及びＤ１−Ｄｍは、下部表示板１００に備えられ、ゲート信号（走査信号とも言う）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を備える。ゲート線Ｇ１−Ｇｎは、ほぼ行方向に延びて互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ１−Ｄｍは、ほぼ列方向に延びて互いにほぼ平行である。

各画素は、複数の表示信号線Ｇ１−Ｇｎ及びＤ１−Ｄｍに接続されたスイッチング素子Ｑと、スイッチング素子Ｑに接続された液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔを備える。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、例えば、ＴＦＴは、下部表示板１００に備えられ、三つの端を有する素子を有し、これらの端は、ゲート線Ｇ１−Ｇｎの一つに接続された制御端、データ線Ｄ１−Ｄｍの一つに接続された入力端、液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔに接続された出力端である。液晶キャパシタＣｌｃは、下部表示板１００の画素電極１９０、上部表示板２００の共通電極２７０、及び二つの電極１９０、２７０の間の誘電体としての液晶層３を備える。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、共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。もう一つの方法として、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合には、画素電極１９０と共通電極２７０のいずれもストライプ形状または棒形状に作られる。

ストレージキャパシタＣｓｔは、液晶キャパシタＣｌｃのための補助的なキャパシタである。

ストレージキャパシタＣｓｔは、絶縁体を経由して下部表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０が重畳してなり、この別個の信号線には、例えば、共通電圧Ｖｃｏｍなどの所定電圧が供給される。他の方法としては、ストレージキャパシタＣｓｔは、画素電極１９０と絶縁体を経由して前記別個の信号線と隣接するゲート線が重畳してなる。

色表示のために、各画素それ自体に、画素電極１９０に対応する領域に赤色、緑色、または青色カラーフィルタ２３０を備える。図３に示されるように、カラーフィルタ２３０は、上部表示板２００の該当領域に備えられている。これとは異なって、カラーフィルタ２３０は、下部表示板１００の画素電極１９０の上または下に備えられても良い。

図２に示すとおり、バックライト部３４０は、液晶表示板組立体３００の下部に複数のランプ３４１、液晶表示板組立体３００とランプ３４１との間に配置され、ランプ３４１からの光を液晶表示組立体３００に誘導及び拡散する導光板３４２及び複数の光学シート３４３、及びランプ３４１の下部に配置され、ランプ３４１からの光を液晶表示組立体３００側に反射する反射板３４４を備える。

各ランプ３４１は、蛍光灯、例えば、ＣＣＦＬ（ｃｏｌｄｃａｔｈｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ）及びＥＥＥＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ）を含むことが好ましい。発光ダイオード（ＬＥＤ）もランプ３４１として含むことができる。

インバータ９２０、ランプ電流検出部９４０、及びインバータ制御部９３０は、別途のインバータＰＣＢ（図示せず）に備えることができ、ゲートＰＣＢ４５０またはデータＰＣＢ５５０に備えることもできる。

ランプ３４１からの光を偏光する一対の偏光子（図示せず）は、液晶表示組立体３００の下部表示板１００および上部表示板２００の外側表面に取り付けられる。

図１及び図２に示すとおり、階調電圧発生部８００は、データＰＣＢ５５０に備えられ、画素の透過率に関連する２種類の設定された複数の階調電圧を発生する。

設定された階調電圧は、一つは、共通電極Ｖｃｏｍに対して正の極性を有し、他の一つは、共通電極Ｖｃｏｍに対して負の極性を有する。

ゲート駆動部４００は、各ゲートＦＰＣ基板４１０上に備えられた複数の集積回路（ＩＣチップ）含むことが好ましい。ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線Ｇ１−Ｇｎに接続され、ゲート線Ｇ１−Ｇｎに適用するためのゲート信号を発生する駆動電圧発生部７００からのゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを制御する。

データ駆動部５００は、各デートＦＰＣ基板５１０上に備えられた複数の集積回路（ＩＣチップ）含むことが好ましい。データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線Ｇ１−Ｇｍに接続され、階調電圧発生部８００からデータ線Ｇ１−Ｇｍへ供給される階調電圧を選択し、データ信号としてデータ線Ｄ１−Ｄｍに印加する。

本発明の他の実施形態によれば、ゲート駆動部４００及び／またはデータ駆動部５００のＩＣチップは、下部表示板１００上に装着され、他の実施形態によれば、駆動部４００および５００の少なくとも一方は、下部表示板１００の他の素子等と一緒に組み込まれる。前記二つの実施形態において、ゲートＰＣＢ４５０及び／またはゲートＦＰＣ基板４１０は省略可能である。

信号制御部６００は、データＰＣＢ５５０またはゲートＰＣＢ４５０に備えられ、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動作について詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部装置のグラフィック制御部（図示せず）からＲＧＢ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などを供給される。信号制御部６００は、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を発生し、入力制御信号に基づき映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示板組立体３００の動作条件に適合するように処理した後、信号制御部６００は、ゲート駆動部４００のためのゲート制御信号ＣＯＮＴ１提供し、データ駆動部５００のためのデータ制御信号ＣＯＮＴ２及び処理した映像信号Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´を５００に提供する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートオン電圧区間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の幅を限定する出力イネーブル信号ＯＥを含む。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、映像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´の入力開始を指示する水平同期開始信号ＳＴＨと、データ線Ｄ１−Ｄｍに対応するデータ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤまたはＴＰ、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いう。）を反転する反転制御信号ＲＶＳ及びデータクロック信号ＨＣＬＫを含む。

データ駆動部５００は、信号制御部６００からの一行の画素に対応する映像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´のパケットを受信し、制御信号部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２によって階調電圧発生部８００から供給される階調電圧から各映像データ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´を対応するデータ電圧に変換する。

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、ゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線Ｇ１−Ｇｎに印加することによりゲート線Ｇ１−Ｇｎに接続されたスイッチング素子Ｑを導通させる。

データ駆動部５００は、スイッチング素子Ｑが導通する間（この期間を１Ｈまたは１水平周期といい、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。）、各データ電圧を対応するデータ線Ｄ１−Ｄｍに供給する。そして、データ線Ｄ１−Ｄｍに供給されたデータ電圧は、導通したスイッチング素子Ｑを通じて対応する画素に印加される。

画素に印加される異なるデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの電位差は、液晶キャパシタＣｌｃに蓄えられる電圧、すなわち、画素電圧として表される。

液晶分子は、画素電圧の大きさに依存し、液晶キャパシタＣｌｃを介して、光の偏向を決定する。

このような方法で、１フレーム期間中に全ゲート線Ｇ１−Ｇｎに対し順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加して全画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次のフレームが開始され、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、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フレーム期間内でも反転信号ＲＶＳの特性によって一データ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変更されることがあり（ライン反転）、一画素の行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがあり得る（ドット反転）。

インバータ９２０は、直流電圧ＶＩＮを交流電圧に変換し、変圧するもので、インバータ制御部９３０からの制御信号に応じて変圧された電圧をランプ部９１０に印加する。ランプ電流検出部９４０は、インバータ制御部９３０のためのフィードバック信号ＶＦＢとして検出された信号に応じた電圧を提供するために、ランプ部９１０に流れる電流を検出する。

インバータ制御部９３０は、インバータ９２０を制御するための外部装置からのイネーブル信号ＥＮにより、動作を開始してインバータ９２０を制御する。インバータ制御部９３０は、ランプ電流検出部９４０からのフィードバック信号ＶＦＢを輝度制御電圧Ｖｄｉｍと比較し、その結果に基づいてインバータ９２０を制御するためのパルス幅変調ＰＷＭ信号である制御信号をインバータ９２０に供給する。この時、フィードバック信号ＶＦＢが輝度制御電圧Ｖｄｉｍ未満であると、ランプ部９１０に、より高い電圧が印加されるように制御信号等のパルス幅を大きくする。逆に、フィードバック信号ＶＦＢが輝度制御電圧Ｖｄｉｍより高いと、ランプ部９１０に印加される電圧が低くなるように、制御信号等のパルス幅を減少させる。その結果、ランプ部９１０を流れる電流は常に一定である。

輝度制御電圧Ｖｄｉｍは、使用者が調節可能な入力装置から直接入力したり、信号制御部６００を通じて入力したりすることもできる。さらに、バックライト部の動作開始のためのイネーブル信号ＥＮは、外部装置に配置された別の制御装置から供給されることもできる。

次に、インバータ制御部９３０とインバータ９２０の動作について図４から図６を参照して詳細に説明する。説明上、一つのランプのみを図示しているが、複数のランプを並列に連結することもできる。

図４は、本発明の一実施形態に係るインバータの回路図である。図５Ａ及び５Ｂは、本発明の一実施形態に係るランプの検出電圧が高い場合と低い場合それぞれに対する光源駆動装置の等価回路図である。図６は、本発明の一実施形態に係る電圧検出部の検出電圧の変化を示すグラフである。

図４に示すように、本発明の実施形態に係るインバータ９２０は、イネーブル信号ＥＮを受信する遅延部９２１、インバータ制御部９３０に接続された駆動操作選択部９２２、インバータ制御部９３０及び駆動操作選択部９２２に接続された駆動部９２３、駆動部９２３に接続された変圧器Ｔ１、変圧器に接続された分圧部９２７、及び分圧部９２７と遅延部９２１の間に接続された電圧検出部９２８を備える。

遅延部９２１は、互いに並列に接続された抵抗Ｒ１及びキャパシタＣ１、及び抵抗Ｒ２を含む。互いに接続された抵抗Ｒ１及びキャパシタＣ１は、電圧検出部９２８からの駆動操作選択信号Ｖｓｅｌが供給される抵抗Ｒ２と同時にイネーブル信号ＥＮを受信する。遅延部９２１の出力端は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の間の接続点（ｎｏｄｅ）である。

駆動操作選択部９２２は、複数の論理ゲート、一つのインバータＩＮＶ１、二つのＯＲゲートであるＯＲ１及びＯＲ２、及び二つのＡＮＤゲートであるＡＮＤ１及びＡＮＤ２を含む。インバータＩＮＶ１の入力は、遅延部９２１の出力である。ＯＲゲートＯＲ１の二つの入力は、インバータ制御部９３０の出力端ＯＵＴ３及びインバータＩＮＶ１の出力端に接続されており、ＯＲゲートＯＲ２の二つの入力は、インバータ制御部９３０の出力端ＯＵＴ３及び遅延部９２１の出力端に接続されている。ＡＮＤゲートＡＮＤ１の二つの入力は、インバータ制御部９３０の出力端ＯＵＴ１及び遅延部９２１の出力端に接続されており、ＡＮＤゲート１、ＡＮＤ２の二つの入力は、インバータ制御部９３０の出力端ＯＵＴ４及びインバータＩＮＶ１の入出力端に接続されている。

駆動部９２３は、複数の電流駆動部９２４、９２５、９２６を含む。

それぞれの電流駆動部９２４、９２５、９２６は、電源ＶＩＮ及び接地電圧の間でそれぞれ接続される一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２、Ｔｒ３及びＴｒ４、Ｔｒ５及びＴｒ６を有し、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２、Ｔｒ３及びＴｒ４、Ｔｒ５及びＴｒ６の間の接続点は、電流駆動部９２４〜９２６のそれぞれの出力端である。

電流駆動部９２４の二つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のゲートは、インバータ制御部９３０の出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２にそれぞれ接続され、電流駆動部９２５の二つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のゲートは、駆動操作選択部９２２のＯＲゲートＯＲ１及びＡＮＤゲートＡＮＤ１の出力端にそれぞれ接続され、電流駆動部９２６の二つのトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６は、駆動操作選択部９２２のＯＲゲートＯＲ２及びＡＮＤゲートＡＮＤ２の出力端にそれぞれ接続されている。

電流駆動部９２４〜９２６の出力端は、一つの入力端、第１出力端Ａ、及び変圧器Ｔ１の１次側コイルＬ１の第２出力端Ｂにそれぞれ接続される。電圧分圧部９２７は、一対のキャパシタＣ２及びＣ３を含む。キャパシタＣ２及びＣ３は、変圧器Ｔ１の２次側コイルＬ２と交わるよう接続されている。キャパシタＣ３は、接地されている。電圧検出部９２８は、キャパシタＣ２、Ｃ３の共通端子から順方向に接続されたダイオードＤ３と、ダイオードＤ３の出力端と接地との間に並列に接続された抵抗Ｒ４及びキャパシタＣ４を有する。ダイオードＤ３の出力は、駆動選操作択信号Ｖｓｅｌとして遅延部９２１に印加される。

変圧器Ｔ１の１次側コイルＬ１の第１出力端Ａは、１次側コイルＬ１の第２出力端Ｂに比べてコイルＬ１の巻線数が少なく、変圧器Ｔ２の２次側コイルＬ２は、ランプ部１０のランプＬＡＭ１を交わるように接続される。

本発明の実施形態によれば、電流駆動部９２４〜９２６のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６は、いずれもＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でる。トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５は、ｐ型トランジスタであり、その他のトランジスタＴｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６は、ｎ型トランジスタである。しかしながら、このようなトランジスタの種類は変更することができる。

ランプ電流検出部９４０は、一対のダイオードＤ２及びＤ３、及び抵抗Ｒ３を含む。ダイオードＤ２及びＤ３は、ランプＬＡＭ１から順方向及び逆方向にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ３は、ダイオードＤ２と接地との間に接続される。フィードバック制御信号ＶＦＢは、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ３の共通端を通じて出力される。

次に、インバータ９２０の動作について詳細に説明する。

まず、バックライト装置の動作を開始させるため、インバータ制御部９３０と遅延部９２１に印加されるイネーブル信号ＥＮの状態が低レベルであるロー（ｌｏｗ）から高レベルであるハイ（ｈｉｇｈ）に変り、インバータ制御部９３０は、インバータ９２０を動作させるため、各出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４に適応状態の信号を出力する。即ち、インバータ制御部９３０は、出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を通じてハイ状態の信号とロー状態の信号をそれぞれ電流駆動部９２４のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のゲート端に供給し、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を導通させる。

さらに、インバータ制御部９３０は、出力端ＯＵＴ３を通じてＯＲゲートＯＲ１及びＯＲ２のためのロー状態の信号と出力端ＯＵＴ４を通じてＡＮＤゲートＡＮＤ１及びＡＮＤ２の一方のためのハイ状態の信号を供給する。

ハイ状態のイネーブル信号ＥＮは、遅延部９２１に供給される。そして、遅延部９２１の抵抗Ｒ１及びキャパシタＣ１は微分回路として、イネーブル信号ＥＮがロー状態からハイ状態に変わるときは出力がハイレベル信号になり、これによって駆動操作選択部９２２のＯＲゲートＯＲ１ＡＮＤゲートＡＮＤ２は、１の入力がハイになる。さらに、インバータＩＮＶ１の入力がハイ状態であるため、インバータＩＮＶ１は、ロウレベル信号を出力し、これによってＯＲゲートＯＲ１とＡＮＤゲートＡＮＤ２の入力がローになる。

駆動操作選択部９２２のＯＲゲートＯＲ１及びＡＮＤゲートＡＮＤ１の出力がそれぞれロー状態及びハイ状態になるので、電流駆動部９２５のトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がそれぞれ導通する。しかしながら、駆動操作選択部９２２のＯＲゲートＯＲ２及びＡＮＤゲートＡＮＤ２の出力がそれぞれハイ及びローであるので、電流駆動部９２６のトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がそれぞれ遮断される。

このような駆動部９２５、９２６の動作により、変圧器Ｔ１の１次側コイルＬ１の入力端及び第１出力端Ａ１が選択され図５Ａに示すような等価回路が形成される。変圧器Ｔ１は、１次側コイルＬ１に印加される交流電圧を変圧し、第１出力端Ａの選択によって決まる巻線比に基づいて変圧された電圧を分圧部９２７に印加する。

第１出力端Ａの巻線数が第２出力端Ｂの巻線数に比べて少ないので、第１出力端Ａの選択するため印加される電圧は、第２出力端Ｂが選択される時に比べて高くなる。この変圧された高電圧は、分圧部９２７共振した後、それぞれ分圧される。

この変圧された高電圧は、ランプＬＡＭ１に印加されランプＬＡＭ１を点灯し、キャパシタＣ３によって分圧された電圧は電圧検出部９２８に印加される。

ランプＬＡＭ１の動作特性上、ランプが点灯し電流が流れ始めると、ランプＬＡＭ１の温度が上昇し、温度上昇によりランプのインピーダンスが低くなる。

この時、インバータ制御部９３０は、ランプ電流検出部９４０からのフィードバック信号ＶＦＢ及び輝度制御信号Ｖｄｉｍを用いて、インバータ９２０がランプＬＡＭ１に一定の電流を印加するように制御することによって、電圧検出部９２８からの駆動操作選択信号検出Ｖｄｉｍの大きさにより、ランプＬＡＭ１の温度上昇は、時間経過と共に、次第に減少される。

遅延部９２１に印加される駆動操作選択信号Ｖｓｅｌの大きさが電源電圧ＶＩＮの約１／２未満である場合には、駆動操作選択部９２２が駆動選択信号Ｖｓｅｌの状態を“ロー（ｌｏｗ）”と判断し、その逆である場合には、“ハイ（ｈｉｇｈ）”と判断する。例えば、本実施形態の電源電圧ＶＩＮが５Ｖである時、２．５Ｖ以上であれば“ハイ”と判断し、２．５Ｖ未満であれば“ロー”と判断する。

このような動作特性により、時間経過に伴い電圧検出部９２８からの駆動操作選択信号Ｖｓｅｌの大きさは、図６のように次第に減少し、時間ｔ１の時点で、２．５Ｖに達する。その結果、ＯＲゲートＯＲ１及びＡＮＤゲートＡＮＤ１の出力がそれぞれ“ハイ”及び“ロー”に変わり、ＯＲゲートＯＲ２及びＡＮＤゲートＡＮＤ２の出力は、それぞれ“ロー”及び“ハイ”に変わる。従って、電流駆動部９２５のトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がそれぞれ遮断されるともに、電流駆動部９２６のトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６はそれぞれ導通され、入力端及び第２出力端Ｂが選択される。この際の等価回路は、図５Ｂに示すとおりである。即ち、１次側コイルＬ１の出力端は、第１出力端Ａから第２出力端Ｂに変更される。

従って、変圧器Ｔ１は、入力端および第２出力端Ｂの選択により変圧器Ｔ１の巻線比が定義されることによって、１次側コイルＬ１に印加される交流電圧を変圧し、変圧された交流電圧を分圧部９２７に印加する。

既に説明したように、１次側コイルＬ１の第１出力端Ａの巻線数が１次側コイルＬ１の第２出力端Ｂの巻線数より少ないので、変圧器Ｔ１の巻線比が動作初期時に比べて少ない。従って、ランプＬＡＭ１に印加される変圧された交流電圧が減少する。

インバータ制御部９３０及びインバータ９２０の動作は、ランプ電流検出部９４０からのフィードバック制御信号ＶＦＢ及び輝度制御電圧Ｖｄｉｍを用いたインバータ９２０のフィードバック制御動作と並行して行われる。即ち、ダイオードＤ２によって整流された電流に対応する電圧は、フィードバック制御信号ＶＦＢとしてインバータ制御部９３０に印加される。そして、インバータ制御部９３０は、輝度制御電圧Ｖｄｉｍとフィードバック制御信号ＶＦＢを比較し、駆動選択部９２２及び駆動部９２３に印加される制御信号のパルス幅は、Ｖｓｅｌ及びＶＦＢ信号の違いに基づいて適応させることによって、常に一定の電流がランプＬＡＭ１に供給できるようにする。

本発明の実施形態によれば、ランプＬＡＭ１に印加される電圧を検出し、変圧器Ｔ１からの変圧された交流電圧を調整するために、検出された電圧に基づいて変圧器Ｔ１の巻線比を変化させる。変圧器Ｔ１の巻線比は、点灯初期及び低温の下では巻線比が増加し、ランプの動作状態が正常状態になれば、変圧器Ｔ１の巻線比は低くなり、その結果、バックライト装置の電力効率が向上される。

このように、本発明の実施形態によれば、ランプの出力電圧に基づくランプの動作状態に応じて変圧器の巻線比を調整し、ランプ部に印加される電圧の大きさを変更する。即ち、高電圧を必要とする初期点灯動作及び低温の場合には、巻線比は高く調整され、低電圧でも正常な点灯動作が行われる安定状態の場合には、巻線比が低く調整される。その結果、ランプの動作状態に応じて変圧器の出力電圧が調整されるので、高電圧を出力するための無駄な電力消耗を防ぐことができる。

以上より、本発明の好ましい実施形態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るものでなく、特許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種々の変形及び／または形態も本発明の権利範囲に属するものである。

本発明の一実施形態に係わる液晶表示装置のブロック図である。本発明の一実施形態に係わる液晶表示装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係わ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。本発明の一実施形態に係わる光源駆動装置の回路図である。本発明の一実施形態に係わるランプの感知検出電圧が高い場合と低い場合に対する光源の駆動装置の等価回路図である。本発明の一実施形態に係わるランプの電圧が高い場合と低い場合に対する光源の駆動装置の等価回路図である。本発明の一実施形態に係わる電圧検出部の検出電圧変化を示すグラフである。

Claims

表示装置用のランプ駆動装置であって、
前記ランプ駆動装置は、ランプを点滅させるためにランプに対してランプ駆動電圧を印加する変圧器及び前記ランプ駆動電圧を検出する電圧検出部を備えるインバータ、
前記ランプに流れる電流を検出し、前記検出された電流に応じた大きさを有するフィードバック信号を出力するランプ電流検出部、及び、
外部装置からの輝度制御信号と前記フィードバック信号を比較し、比較結果に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部を備え、
前記インバータは、前記検出されるランプ駆動電圧に従って前記変圧器の巻線比を調整する表示装置用ランプ駆動装置。
前記変圧器の巻線比は、前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧以上のときは第１巻線比に調整し、前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧未満のときは前記第１巻線比より低い第２巻線比に調整する請求項１の表示装置用ランプ駆動装置。
前記インバータ制御部は、外部装置からの複数の状態を有するイネーブル信号に応じて動作し、前記インバータは前記イネーブル信号が供給される微分回路をさらに有し、前記
変圧器の巻線比は前記イネーブル信号の状態が第１の状態であるときは、前記第１巻線比を有する請求項１に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記インバータは、
前記インバータ制御部及び前記微分回路からの出力に応じた出力値を有する駆動操作選択部、
前記インバータ制御部及び前記駆動操作選択部からの出力に基づき前記変圧器の巻線比を調整する駆動部、及び、
前記変圧器と前記電圧検出部との間に接続され前記変圧器の出力電圧を共振させ前記出力電圧を分圧する電圧分圧部をさらに有する請求項３の表示装置用ランプ駆動装置。
前記インバータ制御部は、第１信号及び第２信号を出力するものであり、
前記駆動操作選択部は、
前記インバータ制御部からの前記第１出力信号が供給される第１論理和回路ゲート、
前記インバータ制御部の前記第１出力信号および前記微分回路の出力が供給される第２論理和回路ゲート、
前記インバータ制御部の前記第２出力信号および前記微分回路の前記出力が供給される第１論理積回路ゲート、
前記インバータ制御部の前記第２出力信号が供給される第２論理積回路ゲート、及び、
前記微分回路の前記出力を受信し、前記第１論理和回路ゲート及び前記第２論理積回路ゲートに印加させるための出力信号を発生するインバータを備える請求項４に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記インバータ制御部と、さらに第３及び第４信号を出力するものであり、前記変圧器は、入力端、第１及び第２端子を有する１次側コイル、及び、２次側コイルを備え、
前記駆動部は、
前記インバータ制御部の前記第３及び第４出力信号が供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの前記入力端に適合した出力信号を発生する第１駆動回路、
前記第１論理和回路ゲート及び前記第１論理積回路ゲートからの出力が供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの前記第１出力端に適合した出力信号を発生する第２駆動回路、及び、
前記第２論理和回路ゲート及び第２論理積回路ゲートからの出力が供給され、前記変圧器の前記１次側コイルの前記第２出力端に適合した出力信号を発生する第３駆動回路を備える請求項５に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記変圧器の前記第１出力端の巻線数は、前記変圧器の前記第２出力端の巻線数より少ない請求項６に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記駆動操作選択部は、前記検出されるランプ駆動電圧が、所定電圧以上である場合には、前記第２駆動回路が選択する前記変圧器の前記第１出力端を作動させ前記検出されるランプ駆動電圧が所定電圧未満である場合には、前記第３駆動回路が選択する前記変圧器の第２出力端を作動させる請求項６に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記電圧分圧部は、前記変圧器と接地との間に直列に接続された第１及び第２キャパシタを備え、前記第１及び第２キャパシタの共通端は、前記電圧検出部に接続されている請求項４に記載の表示装置用ランプ駆動装置。
前記電圧検出部は、前記第１及び第２キャパシタの共通端子に接続されたアノードと前記微分回路に接続されたカソードを有するダイオードと、
前記ダイオードのカソードと接地との間に接続された抵抗器と、
前記ダイオードのカソードと接地との間に接続されたキャパシタと、を備える請求項９に記載の表示装置用ランプ駆動装置。