JP2008009416A

JP2008009416A - Ｌｅｄを備えたｌｃｄバックライトの駆動システム

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Publication number: JP2008009416A
Application number: JP2007143095A
Authority: JP
Inventors: Sang Yun Lee; ユンリー、サン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2027-05-30
Also published as: TW200809756A; KR100799869B1; NL2000668A1; US20080002102A1; JP4934507B2; NL2000668C2; US8077137B2; TWI370435B; KR20080001049A

Abstract

【課題】ＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを提供する。
【解決手段】外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換部、及び交流−直流変換部で変換された直流電圧を、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイをそれぞれ駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部を有するＳＭＰＳ部と、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイを配置する基板、及び基板上に具現され、赤色、緑色、青色ＬＥＤが一定の出力を維持するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに流れる電流を制御する少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部を有する光源部と、赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部と赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部間の電気的連結のための配線構造が形成されたブリッジボードと、を備える、ＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトの駆動システムに係り、より詳細には、複数の発光ダイオードを光源とする液晶表示装置のバックライトを駆動するための、発光ダイオードを備えた液晶表示装置の駆動システムに関する。

一般の液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：以下、'ＬＣＤ'という。）のバックライトの光源として使われてきた冷陰極蛍光ランプ（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ：以下'ＣＣＦＬ'という。）は、水銀ガスの使用によって環境汚染を招く恐れがある他、遅い応答速度及び低い色再現性という欠点と、ＬＣＤパネルの軽薄短小化に応えられないという欠点があった。

これに対して、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：以下、'ＬＥＤ'という。）は、環境親和的であるほか、応答速度が数ナノ秒と高速応答が可能なためビデオ信号ストリームに効果的であり、インパルシブ（Ｉｍｐｕｌｓｉｖｅ）駆動が可能なため、色再現性が１００％以上であり、かつ、赤色、緑色、青色ＬＥＤの光量を調整して輝度、色温度などを任意に変更できるだけでなく、ＬＣＤパネルの軽薄短小化に向いているという点から、ＬＣＤパネルなどのバックライト用光源として積極的に採用されている現状である。

このように、ＬＥＤを採用したＬＣＤバックライトにおいて、複数個のＬＥＤを直列連結してＬＥＤアレイを形成して使用する場合、このＬＥＤアレイに一定の定電流を提供できる駆動システムが必要とされる。図１は、従来のＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを示す構成図である。

図１を参照すると、従来のＬＣＤバックライトの駆動システムは、外部から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＳＭＰＳ部１１；該ＳＭＰＳ部１１で変換された直流電圧を、各色のＬＥＤアレイを駆動するのに適切な直流電圧に変換する複数の赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部１２１，１２２，１２３と、これらの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部１２１，１２２，１２３で変換された直流電圧を制御することによって、各色のＬＥＤアレイに提供される電流を一定に維持させる赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部１２４，１２５，１２６とを有する駆動ボード部１２；及び、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイと、これらから放出される光が混合されて白色光を放出できるように各色のＬＥＤアレイが適切に配置されている基板１３１とを有する光源部１３；を備える。従来のＬＣＤバックライトの駆動システムは、光源部１３から放出される光の輝度及び／または色を検出するセンサー部１４をさらに備え、駆動ボード部１２は、センサー部１４より検出された光の輝度及び／または色が、既設定された光の輝度及び色と一致するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定するマイクロコントローラ１２７をさらに備える。

このような従来のＬＣＤバックライトの駆動システムについて説明すると、ＳＭＰＳ部１１では交流−直流変換部１１１が交流電圧を直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を直流−直流変換部１１２が所定の値の直流電圧に再び変換し、続いて、ＳＭＰＳ部１１の直流−直流変換部１１２から出力される直流電圧は、各色のＬＥＤ用直流−直流変換部１２１，１２２，１２３で該当する色のＬＥＤアレイの駆動に適合する電圧に昇圧または降圧される。したがって、従来のＬＣＤ駆動システムでは、直流電圧を直流電圧に変換する類似な動作が重複されるため、システム構成が非効率的となる他、その分だけ回路部品が増加するという不具合があった。なお、駆動ボード部１２には、各ＬＥＤアレイにつき１つの直流−直流変換部が備えられなければならないため部品数が増加し、回路具現のための空間を増加させなければならず、ＬＣＤバックライトの小型化に応えられないという問題点があった。

本発明は上記の従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、ＬＣＤバックライトの駆動システムの回路効率を向上させ、それに必要な部品数を減少させることによって、低費用及び小型化が可能な、ＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを提供することにある。

上記目的を達成するための技術的構成として本発明は、
赤色光を発光する複数の赤色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの赤色ＬＥＤアレイ、緑色光を発光する複数の緑色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの緑色ＬＥＤアレイ、及び青色光を発光する複数の青色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの青色ＬＥＤアレイを光源として使用するＬＣＤバックライトの駆動システムにおいて、
外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換部、前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記赤色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する赤色ＬＥＤ用直流−直流変換部、前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記緑色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する緑色ＬＥＤ用直流−直流変換部、及び前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記青色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する青色ＬＥＤ用直流−直流変換部を有するＳＭＰＳ部と、
前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイを配置する基板、及び前記基板上に具現され、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤが一定の出力を維持するように前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに流れる電流を制御する少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部を有する光源部と、
前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部と前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部間の電気的連結のための配線構造が形成されたブリッジボードと、を備える、ＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを提供する。

本発明の一実施形態による前記ＬＣＤバックライトの駆動システムは、前記光源部から放出される光の輝度及び／または色を検出するセンサー部と、前記センサー部より検出された光の輝度及び／または色が、既設定された光の輝度及び色と一致するように、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定するマイクロコントローラと、をさらに備えることができる。この実施形態において、前記少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部は、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤが前記マイクロコントローラによって決定された出力を維持するように、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに流れる電流を制御する。

本発明の一実施形態において、前記基板は、複数の分割領域を有し、前記複数の分割領域につき、１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイ及び該当する領域の赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイにそれぞれ連結された１つの前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部が配置されることができる。

また、本発明の一実施形態において、前記ＬＣＤバックライトの駆動システムは、複数の赤色ＬＥＤアレイ、複数の緑色ＬＥＤアレイ及び複数の青色ＬＥＤアレイを備えることができ、この場合、前記複数の赤色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた赤色ＬＥＤの個数はいずれも同一であり、前記複数の緑色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた緑色ＬＥＤの個数はいずれも同一であり、前記複数の青色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた青色ＬＥＤの個数はいずれも同一であることが好ましい。

本発明によれば、各色のＬＥＤを駆動するための直流−直流変換器がＳＭＰＳの内部に備えられるため、従来のＳＭＰＳにおける余分な直流−直流変換過程が省かれ、回路効率を向上させることが可能になる。

なお、本発明によれば、従来の駆動ボード内に複数個備えられていた各色のＬＥＤ用直流−直流変換器を１つに統合してＳＭＰＳ内に組み込むことによって、部品の個数及び消耗電力を著しく低減させ、且つ、駆動ボードのサイズを減少させるという効果が得られる。

しかも、本発明によれば、従来に別の駆動ボードに搭載された形態で具現された定電流制御部を光源部の基板上に具現するため、従来の駆動ボードの配置に必要な空間を節約することが可能になる。また、製造工程の側面では、光源部にＬＥＤを表面実装する工程と同時に定電流制御部を構成する部品を表面実装できるため、従来の駆動ボードを別に製作する工程を省き、製品の製造工程を単純化することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態についてより詳細に説明する。ただし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下に説明される実施形態に限定されることはない。すなわち、本発明の実施形態は、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者に、本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面上の構成要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張して示され、図面上で実質的に同一の構成と機能を持つ構成要素については同一の参照符号を共通使用するものとする。

図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムを示す構成図である。

図２を参照すると、本発明によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムは、大きく、ＳＭＰＳ部２１、ブリッジボード部２２、及び光源部２３を備えてなり、センサー部２４とマイクロコントローラ２５をさらに備える。

ＳＭＰＳ部２１は、外部から入力される交流電圧を、所定大きさの直流電圧に変換する交流−直流変換部２１１と、交流−直流変換部２１１で変換されて出力される直流電圧を、赤色光を発光する複数の赤色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの赤色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する赤色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２と、交流−直流変換部２１１で変換されて出力される直流電圧を、緑色光を発光する複数の緑色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの緑色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する緑色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１３と、交流−直流変換部２１１で変換されて出力される直流電圧を、青色光を発光する複数の青色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの青色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１４と、を備える。これらの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４には、スイッチング素子のオン−オフデューティを制御することによって、入力された直流電圧を所望の大きさの直流電圧に変換するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式の昇圧式または降圧式直流−直流変換器を適用することができる。

ブリッジボード部２２は、別の電気電子部品を搭載せず、赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４と赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４間の電気的連結のための配線構造が形成される。本実施形態のＬＣＤバックライトの駆動システムが、光源部から放出される光の輝度及び／または色を検出するセンサー部２４及びマイクロコントローラ２５をさらに備える場合、ブリッジボード部２２は、センサー部２４より検出された光の輝度及び／または色が、既設定された光の輝度及び色と一致するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定するマイクロコントローラ２５と赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４とを電気的に連結するための配線構造をさらに備えることができる。このブリッジボード部２２は、電気電子部品を備えず、基板上に外部部品との連結のためのコネクタとコネクタを連結するリードパターンのみを備えれば良いので、極めて小さい体積で具現可能である。

光源部２３は、基板２３１と、該基板２３１上に配置される、少なくとも１つの赤色ＬＥＤアレイと、少なくとも１つの緑色ＬＥＤアレイと、少なくとも１つの青色ＬＥＤアレイとを備える。これらの赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイは、ＬＥＤから放出される光が混合されて白色光を放出できるような配置構造に配置される。図２で、参照符号'２３２'はＬＥＤを表し、図面をより簡潔にするためにＬＥＤアレイの詳細図示は省略する。

なお、光源部２３は、赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４の出力電圧をそれぞれ制御することによって、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに提供される電流を一定に維持させる少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４をさらに備え、この赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４は、基板２３１上に配置される。本実施形態のＬＣＤバックライトの駆動システムが、光源部から放出される光の輝度及び／または色を検出するセンサー部２４及びマイクロコントローラ２５をさらに備える場合、赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４は、赤色、緑色、青色ＬＥＤがマイクロコントローラ２５によって決定された出力を維持するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４の出力電圧をそれぞれ制御して、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに提供される電流を一定に維持するようにする。

好ましくは、光源部２３の基板２３１は、複数の分割領域２３１ａ〜２３１ｄを有し、分割領域２３１ａ〜２３１ｄにつき１つの赤色ＬＥＤアレイ、１つの緑色ＬＥＤアレイ及び１つの青色ＬＥＤアレイが配置される。そして、１つの赤色ＬＥＤアレイにつき１つの赤色ＬＥＤ用定電流制御部２３２が、基板２３１の該当の赤色ＬＥＤアレイが配置された分割領域２３１ａ〜２３１ｄにそれぞれ１つずつ備えられ、同様に、１つの緑色ＬＥＤアレイにつき１つの緑色ＬＥＤ用定電流制御部２３３が、基板２３１の該当の緑色ＬＥＤアレイが配置された分割領域にそれぞれ１つずつ備えられ、１つの青色ＬＥＤアレイにつき１つの青色ＬＥＤ用定電流制御部２３４が、基板２３１の該当の緑色ＬＥＤアレイが配置された分割領域にそれぞれ１つずつ備えられる。すなわち、基板２３１の分割領域２３１ａ〜２３１ｄのそれぞれには、１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイと、各ＬＥＤアレイに供給される電流を制御する１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４が備えられる構造であって、分割領域２３１ａ〜２３１ｄの個数、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイのそれぞれの個数、及び赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４のそれぞれの個数は一致するようになる。

図２では、基板２３１が４個の分割領域２３１ａ〜２３１ｄを有するとしたが、光源部が適用されるＬＣＤパネルの大きさ及び応用形態によって分割領域の個数は可変すれば良い。

センサー部２４は、光源部２３から出力される光の輝度及び／または色を検出する。センサー部２４は、光源部２３の全体から出力される光の輝度及び／または色を検出する１つのセンサーからなっても良く、基板２３１の各分割領域２３１ａ〜２３１ｄごとに出力される光の輝度及び／または色をそれぞれ検出するための複数のセンサーからなっても良い。また、マイクロコントローラ２５は、センサー部２４から検出された光の輝度及び／または色が、既設定された光の輝度及び色と一致するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定する。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の作用及び効果について詳細に説明する。

図２に示すように、本発明の一実施形態によるバックライトの駆動システムは、光源部２３のＬＥＤを駆動するための電源として外部から交流電圧が提供される。外部から入力される交流電圧は、ＳＭＰＳ部２１で適切な形態の直流電圧に変換される。

まず、外部から入力される交流電圧は、交流−直流変換部２１１によって所定大きさの直流電圧に変換される。この交流−直流変換部２１１は当業界に知られたように、ＥＭＩフィルタ、整流器、力率補正器などとすれば良い。

続いて、赤色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２、緑色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１３及び青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１４のそれぞれは、交流−直流変換部２１１から出力される所定大きさの直流電圧を、赤色ＬＥＤアレイ、緑色ＬＥＤアレイ及び青色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの電圧に変換する。

例えば、交流−直流変換部２１１の出力直流電圧の大きさが３８０Ｖであり、赤色のＬＥＤアレイは、直列連結された３０個の赤色ＬＥＤからなり、各赤色ＬＥＤの駆動電圧が３．３Ｖである場合、赤色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２は、３８０Ｖの直流電圧を、直列連結された３０個の赤色ＬＥＤを駆動するのに必要な１００Ｖの電圧に変換する。同様に、緑色及び青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１３，２１４も、３８０Ｖの電圧を、該当のＬＥＤアレイに含まれたＬＥＤを全て駆動できるような大きさの電圧に変換して出力する。赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４で変換されて提供される駆動電圧は、複数のＬＥＤアレイに同一に適用されるので、各色のＬＥＤアレイに直列連結されたＬＥＤの個数は、各色別にいずれも同一でなければならない。

本発明は、従来ＳＭＰＳ部内に組み込まれていた直流−直流変換器を省略し、その代わりに、各色のＬＥＤアレイを駆動するための複数の直流−直流変換器をＳＭＰＳ部内に組み込むことによって、余分の直流−直流変換過程を省略して駆動システムの効率を向上させる他、部品数を低減させた。なお、従来駆動ボード内に組み込まれていた各色のＬＥＤ用直流−直流変換器をＳＭＰＳ部内に組み込むことによって、駆動ボードの占める面積を減少させ、かつ、各色別に１つの直流−直流変換器のみを適用することによって部品数を顕著に減少させることが可能になった。

ＳＭＰＳ部２１内に備えられている赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部２１２，２１３，２１４から提供される駆動電圧は、ブリッジボード部２２の配線構造を介して光源部２３の基板２３１に配置されたそれぞれの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４に提供される。赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４は、提供された直流電圧を適切に制御することによって、それぞれに連結された赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに、一定に維持された電流を供給するようになる。赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４はそれぞれ、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイの数と同一に備えられ、１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４につき１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイが連結されて駆動される。

また、光源部２３において各色のＬＥＤから放出される光が混合されて放出される混合光の輝度及び／または色をセンサー部２４より検出する場合、センサー部２４より検出された光の輝度及び／または色に関する情報が、マイクロコンローラ２５に伝達され、このマイクロコントローラ２５は、既設定された光の輝度及び色と一致するように、赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定し、この決定された出力に関する情報を、ブリッジボード部２２を介して、基板２３１上に備えられた赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４に提供する。赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４は、入力される駆動電圧を制御することによって、マイクロコントローラ２５によって決定された出力を提供するように、各色のＬＥＤアレイに一定の大きさの電流を提供する。

一方、光源部２３の基板２３１は、複数の分割領域２３１ａ〜２３１ｄに区分され、各分割領域にそれぞれ、１つの赤色ＬＥＤアレイ、一つの緑色ＬＥＤアレイ、一つの青色ＬＥＤアレイと、各色のＬＥＤアレイに一定大きさの電流を提供するための赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４が１つずつ配置されることができる。このような分割領域２３１ａ〜２３１ｄは、１つの定電流制御部２３２，２３３，２３４によって制御される１つのＬＥＤアレイを区分するための機能を担うと同時に、各分割領域から放出される混合光の輝度及び／または色をそれぞれ検出するために複数のセンサー部が備えられた場合、分割領域別に輝度及び／または色を個別に制御するローカルジミングを行うための領域を区分する機能を担当することができる。

本発明は、従来に別の駆動ボードに搭載された形態で具現された赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部２３２，２３３，２３４を、光源部２３の基板２３１上に具現することによって、従来の駆動ボードの配置に必要な空間を節約できる。また、製造工程の側面では、光源部２３にＬＥＤを表面実装する工程と同時に定電流制御部２３２，２３３，２３４を構成する部品を表面実装できるため、従来の駆動ボードを別に製作する工程を省き、製品の製造工程を単純化することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について具体的に説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの細部回路構成図である。図３は、光源部３３のＬＥＤアレイ３３１に流れる電流をフィードバックして、ＳＭＰＳ部３１内のＬＥＤ用直流−直流変換部３１２の出力電圧を制御する実施形態を示すものである。この実施形態は、ＬＥＤアレイ３３１の電流によって、ＳＭＰＳ部３１内に存在する１つのＬＥＤ用直流−直流変換部３１２の出力を制御する形態で、赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイがそれぞれ１つずつ備えられた形態の光源にのみ適用されることができる。一方、説明の便宜上、図３には、１色のＬＥＤアレイが適用された形態を示しているが、各色別に同じ構造のＬＥＤアレイと定電流制御部及び直流−直流変換部が適用されることができる。また、図３では、単純に連結構造のみを形成するブリッジボードは図示を省略する。

図３に示すように、この実施形態には、ダイオードＤとインダクタＬが連結されたバックタイプ（Ｂｕｃｋｔｙｐｅ）の直流−直流変換部３１２が適用される。ＬＥＤアレイ３３１から出力される光が、センサー部３４より検出され、その結果がマイクロコントローラ３５に伝達される。マイクロコントローラ３５は、検出された光出力によって、既設定された一定の出力を維持するように光源部３３内の定電流制御部３３２の電流増幅部３３２１に適切な制御電流を伝達する。この電流増幅部３３２１は、マイクロコントローラ３５からの制御電流を増幅し、これを、ＬＥＤアレイの出力端にコレクタが連結されるとともに直流−直流変換部３１２のダイオードＤのアノードにエミッタが連結されたトランジスタＴＲのベース端に提供することによって、直流−直流変換部３１２の出力を制御する。これで、ＬＥＤアレイ３３１に対する定電流制御がなされる。

一方、定電流制御部３３２は、各種検出抵抗Ｒ１，Ｒ２と、この検出抵抗Ｒ１，Ｒ２から検出される電圧値によって、スイッチＳ１のオン／オフ時間を制御するようにデューティが制御されたパルス信号を出力するＰＷＭＩＣ３３２２と、検出抵抗Ｒ１，Ｒ２から検出される電圧値によって過電圧を遮断するようにＰＷＭＩＣ３３２２を駆動する保護回路部３３２３などをさらに備えることができる。

図４は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの細部回路構成図である。図４は、フライバックタイプ（Ｆｌｙｂａｃｋｔｙｐｅ）直流−直流変換部４１２を適用した実施形態を示すもので、ＬＥＤアレイ４３１から出力される電流を、光源部４３内の定電流制御部４３２で直接制御する。図４に示す実施形態は、ＬＥＤアレイごとに定電流制御部が備えられるので、各色別に複数のＬＥＤアレイを有する光源に適用されることができる。一方、図４は、説明の便宜上、１つのＬＥＤアレイのみを示しているが、各色別の複数のＬＥＤアレイごとに同じ構造の定電流制御部が備えられることができる。また、また、図４では、図３と同様に、単純に連結構造のみを形成するブリッジボードは図示を省略する。

図４に示すように、この実施形態は、変圧コイルが適用されたフライバックタイプの直流−直流変換部４１２が適用される。ＬＥＤアレイ４３１から出力される光が、センサー部４４より検出され、その結果がマイクロコントローラ４５に伝達される。マイクロコントローラ４５は、検出された光出力によって、既設定された一定の出力を維持するための電流の大きさを決定し、定電流制御部４３２は、ＬＥＤアレイ４３１に流れる電流が、マイクロコントローラ４５によって決定された電流の大きさを一定に維持するように制御する。

一方、フライバックタイプの直流−直流変換器４１２は、その出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する比較器４１２１と、この比較器４１２１の比較結果によって１次側コイルの電圧をＰＷＭ制御するＰＷＭＩＣ４１２２とを備えることができる。

従来のＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの構成図である。本発明の一実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの構成図である。本発明の一実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの細部回路構成図である。本発明の他の実施形態によるＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システムの細部回路構成図である。

符号の説明

２１ＳＭＰＳ部
２１１交流−直流変換部
２１２，２１３，２１４赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部
２２ブリッジボード部
２３光源部
２３１基板
２３２，２３３，２３４赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部
２４センサー部
２５マイクロコントローラ

Claims

赤色光を発光する複数の赤色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの赤色ＬＥＤアレイ、緑色光を発光する複数の緑色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの緑色ＬＥＤアレイ、及び青色光を発光する複数の青色ＬＥＤが直列連結された少なくとも１つの青色ＬＥＤアレイを光源として使用するＬＣＤバックライトの駆動システムにおいて、
外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換部、前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記赤色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する赤色ＬＥＤ用直流−直流変換部、前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記緑色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する緑色ＬＥＤ用直流−直流変換部、及び前記交流−直流変換部で変換された直流電圧を、前記青色ＬＥＤアレイを駆動するのに適切な大きさの直流電圧に変換する青色ＬＥＤ用直流−直流変換部を有するＳＭＰＳ部と、
前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイを配置する基板、及び前記基板上に具現され、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤが一定の出力を維持するように前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに流れる電流を制御する少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部を有する光源部と、
前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用直流−直流変換部と前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部間の電気的連結のための配線構造が形成されたブリッジボードと、
を備える、ＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システム。
前記ＬＣＤバックライトの駆動システムは、
前記光源部から放出される光の輝度及び／または色を検出するセンサー部と、
前記センサー部より検出された光の輝度及び／または色が、既設定された光の輝度及び色と一致するように、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤの出力を決定するマイクロコントローラと、をさらに備え、
前記少なくとも１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部は、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤが前記マイクロコントローラによって決定された出力を維持するように、前記赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイに流れる電流を制御することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システム。
前記基板は、複数の分割領域を有し、前記複数の分割領域につき、１つの赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイ及び該当する領域の赤色、緑色、青色ＬＥＤアレイにそれぞれ連結された１つの前記赤色、緑色、青色ＬＥＤ用定電流制御部が配置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システム。
前記ＬＣＤバックライトの駆動システムは、複数の赤色ＬＥＤアレイ、複数の緑色ＬＥＤアレイ及び複数の青色ＬＥＤアレイを備え、
前記複数の赤色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた赤色ＬＥＤの個数はいずれも同一であり、前記複数の緑色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた緑色ＬＥＤの個数はいずれも同一であり、前記複数の青色ＬＥＤアレイのそれぞれに含まれた青色ＬＥＤの個数はいずれも同一であることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤを備えたＬＣＤバックライトの駆動システム。