JP2010066746A

JP2010066746A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2010066746A
Application number: JP2009084387A
Authority: JP
Inventors: chang-xin Huang; 常新黄; Chao-Wei Wei; 兆威魏; Shih-Hen Chao; 世▲へん▼ 趙
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-03-25
Also published as: US20100066660A1; TW201011712A

Abstract

【課題】スキャニングバックライト駆動装置およびこれを用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】スキャニングバックライト駆動装置は、ＤＣ／ＡＣコンバータと、Ｎ個の変圧器と、Ｎ個のスイッチと、制御回路とを備え、Ｎは自然数である。ＤＣ／ＡＣコンバータは、第１出力端および第２出力端を有し、且つ、第１出力端および第２出力端はともに交流電圧の出力に用いられる。各変圧器は、何れも一次巻線を有し、各スイッチは、第１出力端をこれらの一次巻線の一つを介して第２出力端に電気的に接続させる。制御回路は、所定のシーケンスで、これらのスイッチの瞬時ON/OFFを周期的に制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置の分野に関し、特に、一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけを用いるスキャニングバックライト駆動装置（Scanning Driving Apparatus For Backlight Source）およびそれを用いる液晶表示装置に関する。

現在、液晶表示装置（liquid crystal display, LCD）は、依然として冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluoresceｎt Lamp, CCFL）をバックライトソースとして広範に用いている。なお、動的画面を表示する際、全ての冷陰極蛍光ランプが点灯状態にあると、画面に残像が現れる。これを防ぐため、新型液晶表示装置は走査式点滅法を用いてこれらのランプを駆動し、動的画面の品質を改善する。言い換えると、上述したランプは交互に点灯される。これによって、陰極線管（cathode ray tube, CRT）表示器のインパルス式（impulse type）発光原理を模擬し、ランプの発光しないダーク区域によって液晶表示装置の残像を遮蔽することが可能となる。

図1は、従来のスキャニングバックライト駆動装置を示し、このスキャニングバックライト駆動装置は米国特許US006778415号公報により提案されたものである。図1に示すように、このスキャニングバックライト駆動装置は、複数のＤＣ／ＡＣコンバータ（符号１０〜１６に示すDC/AC converter）と、ＤＣ／ＡＣコンバータ数に対応する複数の変圧器（符号１１０に示すtransformer）を採用する。さらに、このスキャニングバックライト駆動装置は、制御回路４０を用いて上記ＤＣ／ＡＣコンバータの操作を制御する。この制御回路４０は、パルス発生器４６および位相セレクター４４を有する。各変圧器のプライマリー・ワインジング（primary winding、符号１１２に示すように、一次巻線とも言われる）は、ＤＣ／ＡＣコンバータから出力された交流電圧を得るのに用いられるが、各変圧器のセカンダリ・ワインジング（secondary winding、符号１１４に示すように、二次巻線とも言われる）は負荷との接続、つまり冷陰極蛍光ランプとの接続に用いられる。これらのＤＣ／ＡＣコンバータが交互に交流電圧を出力することが可能であれば、変圧器を介して交互に冷陰極蛍光ランプを点灯させることができる。

このスキャニングバックライト駆動装置が走査式点滅法により冷陰極蛍光ランプを駆動し、残像を改善する効果を達成することができるとしても、その回路構造から判るように、各変圧器には該当する一つのＤＣ／ＡＣコンバータを配置する必要がある。その結果、回路の体積は大きくなり、回路のコストも高くなる。

本発明の目的は、一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけを利用して、回路の体積とコストを大幅に低減することができるスキャニングバックライト駆動装置を提供することにある。

また、本発明は、上記スキャニングバックライト駆動装置を用いる液晶表示装置を提供し、一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけを利用することにより、液晶表示装置のコストを低減することができる。

本発明は、スキャニングバックライト駆動装置を提案する。このスキャニングバックライト駆動装置は、ＤＣ／ＡＣコンバータ、Ｎ個の変圧器、Ｎ個のスイッチおよび制御回路を備え、Ｎは自然数である。ＤＣ／ＡＣコンバータは、第１出力端および第２出力端を有し、且つ、第１出力端および第２出力端はともに交流電圧の出力に用いられる。各変圧器は、一次巻線を有するが、各スイッチは、第１出力端を複数の一次巻線の一つを介して第２出力端に電気的に接続させる。制御回路は、所定のシーケンスで複数スイッチの瞬時OFFを周期的に制御する。

本発明は、もう一種のスキャニングバックライト駆動装置を提案する。このスキャニングバックライト駆動装置は、ＤＣ／ＡＣコンバータ、Ｎ個の変圧器、Ｎ個のスイッチおよび制御回路を備え、Ｎは自然数である。ＤＣ／ＡＣコンバータは、第１出力端および第２出力端を有し、且つ、第１出力端および第２出力端はともに交流電圧の出力に用いられる。各変圧器は、何れも一次巻線を有するが、各スイッチは、第１出力端を複数の一次巻線の一つを介して第２出力端に電気的に接続させるかどうかを定めるのに用いられる。制御回路は、所定のシーケンスで複数スイッチの瞬時ONを周期的に制御する。

本発明は、また、表示パネルだけでなく、上述した二種のスキャニングバックライト駆動装置のうちの一種も含む液晶表示装置を提案する。

本発明の実施例では、前記スイッチは何れも電子式スイッチ素子或いは機械式スイッチ素子によって実現される。

本発明の実施例では、前記電子式スイッチ素子は双方向スイッチであり、上記機械式スイッチ素子は継電器である。

本発明は、ＤＣ／ＡＣコンバータ、Ｎ個の変圧器、Ｎ個のスイッチおよび制御回路を利用してスキャニングバックライト駆動装置を構成しており、上記各スイッチのＯＮ状態を利用してＤＣ／ＡＣコンバータから供給される交流電圧を対応変圧器の一次巻線に伝送するかどうかを決める。制御回路を介してスイッチのＯＮ状態を制御することにより、走査式点滅法によってバックライトソースを駆動することでき、且つ、回路全体も一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけで済むので、回路の容積とコストを大幅に低減することができる。さらに、液晶表示装置に上記のスキャニングバックライト駆動装置を用いれば、この液晶表示装置のコストを大幅に低減することが可能となる。

本発明における前記特徴と利点をより分かりやすくするため、次に、特に好適な実施例を挙げるとともに、添付図面を参照して、詳細に説明する。

図１は従来のスキャニングバックライト駆動装置を示す図である。図２は本発明の実施例に係るスキャニングバックライト駆動装置を示す図である。図３は図２に示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４の中の一種のタイミングを示す図である。図４は図２に示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４のうちのもう一種のタイミングを示す図である。図５は本発明のもう一つの実施例に係るスキャニングバックライト駆動装置を示す図である。

図２は、本発明の一実施例に係るスキャニングバックライト駆動装置を示している。このスキャニングバックライト駆動装置は、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０と、制御回路２２０と、スイッチ群２３０と、変圧器２４０、２５０、２６０、２７０とを備えている。スイッチ群２３０は、また、スイッチ２３２、２３４、２３６、２３８を含んでいる。ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０は、入力端２１２および２１４の他、出力端２１６および２１８を有する。各変圧器は、一次巻線と二次巻線を有する。例えば、変圧器２４０は、一次巻線２４２および二次巻線２４４を有する。各二次巻線は、負荷との接続に用いられ、例えば、冷陰極蛍光ランプ（符号２８２〜２８８に示すように）との接続に用いられる。

ここで注意すべきことは、この例では、スイッチ２３２、２３４、２３６、２３８は、すべて常時導通（ＯＮ）の方式で操作されている。このため、図示のスイッチ接続方式から分かるように、図示の各スイッチは、すべて出力端２１６をこれらの一次巻線のうちの一つを介して出力端２１８に電気的に接続している。例えば、スイッチ２３２は、出力端２１６を一次巻線２４２を介して出力端２１８に電気的に接続している。制御回路２２０は、制御信号Ｃ１〜Ｃ４を発生するために用いられ、これらの制御信号は、それぞれスイッチ２３２、２３４、２３６および２３８の制御端に出力される。これらの制御信号により、所定のシーケンスでこれらのスイッチの瞬時開閉（ＯＦＦ）を周期的に制御する。そして、この例では、制御回路２２０は、更に制御信号ＣＳをＤＣ／ＡＣコンバータ２１０に出力するのに用いられ、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０のON／OFFを制御する。

ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０を起動すると、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０は、その入力端２１２および２１４から得た直流電圧（ＤＣ）を交流電圧（ＡＣ）に変換し、その後、その出力端２１６および２１８を介して交流電圧を出力する。そこで、各スイッチのON/OFF状態を制御することにより、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１０から出力された交流電圧を対応の変圧器の一次巻線へ伝送するかどうかを決定し、対応の冷陰極蛍光ランプを点灯するかどうかを決定する。その結果、走査式点滅法によりバックライト光源を駆動する目的を達成することができ、且つ、回路全体も一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけを必要とし、回路の体積とコストを大幅に低減することができる。

図３は、図２に示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４における一種のタイミングを示す。図３および図２に示すように、制御信号が低電位であった場合、対応するスイッチはＯＮ状態を呈するが、逆に、制御信号が高電位であった場合、対応するスイッチはＯＦＦ状態を呈する。図３に示すタイミングから分かるように、スイッチ２３２、２３４、２３６および２３８は、上述したシーケンスに基づいて、交互にＯＦＦ状態を呈し、且つ、同一タイミングにおいて一つのスイッチだけがＯＦＦされる。言い換えると、冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８は、スイッチ２３２、２３４、２３６、２３８のＯＦＦ順に従って交互に消灯される。このように、走査式点滅法により冷陰極蛍光ランプ２８２〜２８８を駆動することができる。

もちろん、制御回路２２０は、図４に示すように、毎回二つのスイッチを作動させる方式でこれらのスイッチの瞬時開閉を制御してもよい。図４は、図２に示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４におけるもう一種のタイミングを示す。図４および図２に示すように、制御信号が低電位であった場合、対応のスイッチはＯＮ状態を呈するが、逆に、制御信号が高電位であった場合、対応のスイッチはＯＦＦ状態を呈する。図４に示すタイミングから分かるように、スイッチ２３２、２３４、２３６および２３８は、二組に分けて交互にＯＦＦ状態を呈し、つまり、同一タイミングにおいて二つのスイッチがＯＦＦされる。言い換えると、冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８は、スイッチの組ごとに交互に消灯される。このように、もう一種の走査式点滅法により冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８を駆動することができる。

図２では、四つの変圧器および四つのスイッチを用いた例を挙げているが、広い範囲で言えば、図２に示す装置は、Ｎ個の変圧器およびＮ個のスイッチを用いて操作しても良く、そのうちのＮは自然数である。さらに、図２および図４に示す例では、制御回路２２０は毎回二つのスイッチを作動させる方式でこれらのスイッチの瞬時OFFを制御しているが、広い範囲で言えば、スキャニングバックライト駆動装置がＮ個のスイッチを備えた場合、制御回路２２０は毎回Ｋ個のスイッチを作動させる方式でこれらのスイッチの瞬時OFFを制御してもよく、そのうちＫも自然数であり、且つ、Ｎ／Ｋは整数である。

図２では、スイッチ２３２、２３４、２３６および２３８は、何れも常時導通の方式で操作されるが、これらのスイッチが何れも常時OFFの方式で操作されても本発明が実施可能なことを、この分野の通常知識を有する者なら自明であろう。次に、図５を参照して説明する。図５は、本発明におけるもう一つの実施例に係るスキャニングバックライト駆動装置を示している。図５において、スイッチ群５１０の各スイッチは、常時ＯＦＦされており、且つ、各出力端２１６をこれらの一次巻線のうちの一つを介して出力端２１８に電気的に接続するかどうかを決定するのに用いられる。制御回路２２０は、制御信号Ｃ１〜Ｃ４を利用して、所定のシーケンスでこれらのスイッチの瞬時導通を周期的に制御する。

図５に示す制御信号Ｃ１〜Ｃ４は、図３に示すタイミングに基づいて説明する。図５および図３に示すように、制御信号が低電位であった場合、対応のスイッチはＯＦＦ状態を呈するが、逆に、制御信号が高電位であった場合、対応のスイッチはＯＮ状態を呈する。また、図３に示すタイミングから分かるように、スイッチ５１２、５１４、５１６および５１８は、上述した順序で交互にＯＮ状態を呈し、且つ、同一時間において、一つのスイッチだけがＯＮする。言い換えると、冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８は、スイッチ５１２、５１４、５１６、５１８の順に交互に点灯する。このように、もう一種の走査式点滅法により冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８を駆動することが可能となる。

勿論、図５に示す制御回路２２０は、毎回二つのスイッチを利用する方式でこれらのスイッチの瞬時導通を制御してもよく、その制御信号Ｃ１〜Ｃ４は、図４に示すタイミングにより説明する。図５および図４に示すように、制御信号が低電位であった場合、対応のスイッチはＯＦＦ状態を呈するが、逆に、制御信号が高電位であった場合、対応のスイッチはＯＮ状態を呈する。図４に示すタイミングから分かるように、スイッチ５１２、５１４、５１６および５１８は、二組に分けられて交互にＯＮ状態を呈し、つまり、同一時間において、二つのスイッチがＯＮされる。言い換えると、冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８は、スイッチの組毎に交互に点灯する。このように、もう一種の走査式点滅法により冷陰極蛍光ランプ２８２、２８４、２８６および２８８を駆動することが可能となる。

図５は、四つの変圧器および四つのスイッチを用いる例を示しているが、広い意味で言えば、図５に示す装置は、Ｎ個の変圧器およびＮ個のスイッチを用いて操作することが可能であり、そのうちＮは自然数である。更に、図５および図４に示す例では、制御回路２２０は、毎回二つのスイッチを利用する方式でこれらのスイッチの瞬時導通を制御するが、広い範囲で言えば、スキャニングバックライト駆動装置がＮ個のスイッチを備えた場合、制御回路２２０は毎回Ｋ個のスイッチを利用する方式でこれらのスイッチの瞬時導通を制御してもよく、そのうちＫも自然数であり、且つＮ／Ｋは整数である。

上記の各スイッチは何れも電子式スイッチ素子或いは機械式スイッチ素子を利用して実現することができ、電子式スイッチ素子は双方向スイッチ（bilateral switch）であり、機械式スイッチ素子は継電器（relay）である。

要するに、本発明はＤＣ／ＡＣコンバータと、Ｎ個の変圧器と、Ｎ個のスイッチと制御回路とを有してスキャニングバックライト駆動装置を構成し、上記各スイッチのＯＮ状態によって、ＤＣ／ＡＣコンバータから出力された交流電圧を対応変圧器の一次巻線に伝送するかどうかを決定する。制御回路を介してスイッチのＯＮ状態を制御することにより、走査式点滅法でバックライトソースを駆動することができ、且つ、回路全体も一つのＤＣ／ＡＣコンバータだけを必要とし、回路の体積とコストを大幅に低減することができる。

さらに、液晶表示装置は、本発明のスキャニングバックライト駆動装置を用いた場合、つまり、この液晶表示装置は、表示パネルだけでなく、図２および図５に示すスキャニングバックライト駆動装置の中の一種も利用するならば、液晶表示装置のコストは大幅に低減可能となる。

本発明において、好ましい実施例は上記のように開示されたが、これらは本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えてもよく、そのため、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１０、１２、１４〜１６、２１０：ＤＣ／ＡＣコンバータ
４０：制御回路
４４：位相セレクター
４６：パルス発生器
１１０、２４０、２５０、２６０、２７０：変圧器
１１２、２４２、２５２、２６２、２７２：一次巻線
１１４、２４４、２５４、２６４、２７４：二次巻線
２１２、２１４：入力端
２１６、２１８：出力端
２２０：制御回路
２３０、５１０：スイッチ群
２３２、３４４、２３６、２３８、５１２、５１４、５１６、５１８：スイッチ
２８２、２８４、２８６、２８８：冷陰極蛍光ランプ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、ＣＳ：制御信号
ＤＣ：直流電圧
ＡＣ：交流電圧

Claims

スキャニングバックライト駆動装置であって、
第１出力端および第２出力端を有し、前記第１出力端および前記第２出力端が共に交流電圧の出力に用いられるＤＣ／ＡＣコンバータと、
それぞれ一次巻線を有するN（N:自然数）個の変圧器と、
それぞれが前記複数の一次巻線のうちの一つを介して前記第１出力端を前記第２出力端に電気的に接続させるＮ個のスイッチと、
所定のシーケンスで前記複数のスイッチの瞬時OFFを周期的に制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするスキャニングバックライト駆動装置。
前記制御回路は、毎回Ｋ個のスイッチを利用する方式で複数のスイッチの瞬時OFFを制御し、Ｋは自然数であり、且つ、Ｎ／Ｋは整数であることを特徴とする請求項１に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記制御回路は、更に前記ＤＣ／ＡＣコンバータのON/OFF制御に用いられることを特徴とする請求項１に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記スイッチは、何れも電子式スイッチ素子或いは機械式スイッチ素子によって実現されることを特徴とする請求項１に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記電子式スイッチ素子は双方向スイッチであり、前記機械式スイッチ素子は継電器であることを特徴とする請求項４に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
スキャニングバックライト駆動装置であって、
第１出力端および第２出力端を有し、前記第１出力端および前記第２出力端が共に交流電圧の出力に用いられるＤＣ／ＡＣコンバータと、
それぞれ一次巻線を有するN（N:自然数）個の変圧器と、
それぞれが前記複数の一次巻線のうちの一つを介して前記第１出力端を前記第２出力端に電気的に接続させるか否かを決定するＮ個のスイッチと、
所定のシーケンスで前記複数のスイッチの瞬時ONを周期的に制御する制御回路と、
を備えることを特徴とするスキャニングバックライト駆動装置。
前記制御回路は、毎回Ｋ個のスイッチを利用する方式で前記複数スイッチの瞬時ONを制御し、Ｋは自然数であり、且つＮ／Ｋは整数であることを特徴とする請求項６に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記制御回路は、更に前記ＤＣ／ＡＣコンバータのON/OFF制御に用いられることを特徴とする請求項６に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記スイッチは、何れも電子式スイッチ素子或いは機械式スイッチ素子によって実現されることを特徴とする請求項６に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
前記電子式スイッチ素子は双方向スイッチで、前記機械式スイッチ素子は継電器であることを特徴とする請求項９に記載のスキャニングバックライト駆動装置。
表示パネルとスキャニングバックライト駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
第１出力端および第２出力端を有し、前記第１出力端および前記第２出力端が共に交流電圧の出力に用いられるＤＣ／ＡＣコンバータと、
それぞれ一次巻線を有するN（N:自然数）個の変圧器と、
それぞれが前記複数の一次巻線のうちの一つを介して前記第１出力端を前記第２出力端に電気的に接続させるＮ個のスイッチと、
所定のシーケンスで前記複数のスイッチの瞬時OFFを周期的に制御する制御回路と、
備えたことを特徴とする液晶表示装置。
表示パネルとスキャニングバックライト駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
第１出力端および第２出力端を有し、前記第１出力端および前記第２出力端が共に交流電圧の出力に用いられるＤＣ／ＡＣコンバータと、
それぞれ一次巻線を有するN（N:自然数）個の変圧器と、
それぞれが前記複数の一次巻線のうちの一つを介して前記第１出力端を前記第２出力端に電気的に接続させるか否かを決定するＮ個のスイッチと、
所定のシーケンスで前記複数のスイッチの瞬時ONを周期的に制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。