JP2012004183A - Ledモジュール端子、これを用いた接続方法及び液晶画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ストレート型ターミナを使用する場合と比べて、直列接続するLEDモジュールの数を半分程度にし、LEDモジュールの順方向電圧の総和を半分に抑えながら、LEDモジュールとLED駆動回路とを接続するワイヤハーネスの数も減少させることができるLEDモジュール端子、これを用いた接続方法及び液晶画像表示装置を提供する。
【解決手段】電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール2aの複数のLEDが直列接続する第1ラインE1と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール2bのリターン用パターンR2とを接続し、また、電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール2aのリターン用パターンR1と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール2bの複数のLEDが直列接続する第1ラインE2とを接続することで、従来の順方向の電圧の総和よりも約半分程度に抑える。
【選択図】図6
【解決手段】電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール2aの複数のLEDが直列接続する第1ラインE1と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール2bのリターン用パターンR2とを接続し、また、電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール2aのリターン用パターンR1と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール2bの複数のLEDが直列接続する第1ラインE2とを接続することで、従来の順方向の電圧の総和よりも約半分程度に抑える。
【選択図】図6
Description
本発明は、液晶画像表示装置のバックライト光源に用いるLEDモジュール端子、これを用いた接続方法及び液晶画像表示装置に関する。
今日、液晶画像表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯電話、テレビ電話、PDA等の表示装置に広く用いられている。しかし、液晶パネル自体は発光することができないため、バックライトの光線を介して表示機能を実現している。従来のバックライトは、複数のLEDモジュールと、LEDモジュールを駆動する駆動回路とを備え、定電流制御されている。
通常、複数のLEDモジュールは、光源としてのバックライトの輝度を均一に保つために直列接続され、液晶画像表示装置の画面に対応して幅方向に配置される。また、このように直列接続して連続してLEDモジュールを配置することで、LEDモジュールを駆動する回路(LED駆動回路)や、LEDモジュールとLED駆動回路とを接続するワイヤハーネスの数を減少させることができる。さらに、LEDモジュールは可能な限り直列接続された1つのユニット(チャンネル)としてまとめることで、液晶画像表示装置の製造コストを下げることができる。
このような複数のLEDモジュール接続する方法として、複数のLEDモジュールの直列接続毎に電圧が印加され点灯制御する技術が特許文献1及び2において提案されている。
上記のLEDモジュールは、複数のLED(Light Emitting Diode)が直列に接続されるライン(LED用パターン)と、電圧を帰還させるライン(リターン用パターン)とを有する。複数のLEDモジュールが直列接続される場合、図9に示すように、ストレート型ターミナルS1が使用され、隣り合って接続するLEDモジュール(22a、22b)のLEDパターン(k1、k2)同士及びリターン用パターン(R1,R2)同士が接続されて、複数のLEDモジュールが直列接続されたユニット33(チャンネル)が構成される。
液晶画像表示装置の画面サイズが大きくなるにつれて、バックライトを構成するLEDモジュールの数も増加し、直列接続されたLEDモジュールの順方向の電圧の総和も大きくなる。例えば、60インチ程度の家庭用液晶画像テレビにおいて、従来のLEDモジュールの直列接続を行った場合、直列接続されたLEDモジュール1つのユニット(1チャンネル)を駆動するための駆動電圧(順方向電圧の総和)は、約300Vを終える電圧値となる。このような場合には、LED駆動回路にも300V以上の耐圧が必要である。同様に、使用される回路部品や、LEDモジュールとLED駆動回路とを接続するワイヤハーネスについても、300V以上の耐圧が要求され、製造コストが高くなるという課題がある。
このような問題に対し、図10に示すように、リターン型ターミナルS2を追加し、直列接続されるLEDモジュールの数を半分程度に減らし、直列接続するLEDモジュールの順方向電圧の総和を半分にする技術が知られている。直列接続されるLEDモジュールの1ユニット(1チャンネル)を2つに増やし順方向電圧の総和が半分になるため、LED駆動回路やワイヤハーネスにおける耐圧も半分になる。しかし、直列接続されるLEDモジュールのユニット数(チャンネル数)が増加したため、LEDモジュールとLED駆動回路との間を接続するワイヤハーネスの数が倍に増加してしまい、製造コストが高くなるという課題がある。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、ストレート型ターミナを使用する場合に比べて、直列接続するLEDモジュールの数を半分程度にし、LEDモジュールの順方向電圧の総和を半分に抑えながら、LEDモジュールとLED駆動回路とを接続するワイヤハーネスの数も減少させることができるLEDモジュール端子、これを用いた接続方法及び液晶画像表示装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために本発明に係るLEDモジュール端子の各構成は、次の通りである。
本発明のLEDモジュール端子は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続し、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続することを特徴とするものである。
また、本発明のLEDモジュール接続方法は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のLEDモジュール接続方法は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の液晶画像表示装置は、複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、前記LEDモジュール端子を備え、駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することを特徴とするものである。
また、本発明の液晶画像表示装置は、複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、前記LEDモジュール端子を備え、駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することを特徴とするものである。
本発明によれば、LEDモジュール端子は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続し、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続することで、直列するLEDモジュールの数を減少させることができ、LEDモジュールを駆動する電圧を抑えることができるので、高電圧を供給する基板等が不要になり、また、LEDモジュールの接続の組合せの多様化を広げ、輝度毎に異なる製品に応じた製品作りができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、LEDモジュール接続方法は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、を備えることで、LEDモジュールのアノード側のワイヤハーネスを共通化することができ、製品コストを下げることができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、LEDモジュール接続方法は、光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、を備えることで、LEDモジュールのカソード側のワイヤハーネスを共通化することができ、製品コストを下げることができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、液晶画像表示装置は、複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、前記LEDモジュール端子を備え、駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することで、LEDモジュールのアノード側のワイヤハーネスを共通化することができ、製品コストを下げることができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、液晶画像表示装置は、複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、前記LEDモジュール端子を備え、駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することで、LEDモジュールのカソード側のワイヤハーネスを共通化することができ、製品コストを下げることができるという優れた効果を奏し得る。
[第1の実施形態]
次に、第1の実施形態に係るLEDモジュール端子によって直列接続された複数のLEDモジュールを備える液晶画像表示装置100を説明する。図1は、本実施形態に係る液晶画像表示装置100を示す概略図である。
次に、第1の実施形態に係るLEDモジュール端子によって直列接続された複数のLEDモジュールを備える液晶画像表示装置100を説明する。図1は、本実施形態に係る液晶画像表示装置100を示す概略図である。
液晶画像表示装置100は、図1に示すように、画像を表示する液晶画像表示部101と、該液晶画像表示部を固定する液晶画像表示パネル103、装置100の本体を支持する液晶画面脚部102を備える。
図2は、液晶画像表示装置100の分解した分解図である。液晶画像表示装置100は、図2に示すように、液晶画像表示部101、光学シート部104、端子部40、LEDモジュールユニット10、反射シート部120、基板パネル部30に分解される。
基板パネル部30は、図3に示すように、LED駆動回路基板9と、ワイヤハーネス8を備える。LED駆動回路基板9は、各LEDモジュール2を駆動するための回路である。ワイヤハーネス8は、複数のLEDモジュール2が直列接続されたユニット(以下、“チャンネル”と称す)とLED駆動回路基板9とを接続するための接続ケーブルである。
図4は、複数のLEDモジュール2が直列接続されたチャンネル3を有するLEDモジュールユニット10と、基板パネル部30とを重ねた状態を示す概略図である。図4に示すように、チャンネル3は、点線部で囲まれ描写されている。チャンネル3のLEDモジュール2内に複数のLED(L)含まれている。また、説明のため、ワイヤハーネス8は、基板パネル部30に左右から引き出して表されている。
LEDモジュール2は、図5に示すように、複数のLED(L;L1、L2、L3)、と、各LEDの検査用のピン(P:P1、P2、P3、P4)と、電圧の帰還用パターン(リターン用パターンR;R1)と、LEDモジュール2同士を接続する接続コネクタCN(CN1、CN2)を備える。尚、第1の実施形態において、LEDの数は3としたが、これに限定されない。
次に、第1の実施形態に係るLEDモジュール端子による複数のLEDモジュール2の接続を説明する。
各LEDモジュール2(2a,2b、2c、2d)は、複数のLED(この場合、3つのLED(L;L1〜L3))を備える。隣り合うLEDモジュール2同士は、図6に示すように、LEDモジュール端子1によって接続され、チャンネル3が形成される。
電圧の順方向において、チャンネル3の最初に位置する第1番目のLEDモジュール2aは、ワイヤハーネス8と接続し、また、電圧の順方向に最後に位置するLEDモジュール2n(nは任意の整数)も別のワイヤハーネス8に接続する。
LEDモジュール端子1は、図6に示すように、接続するLEDモジュール2の極性を反転させるクロス型タームナルである。すなわち、電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール(第1のLEDモジュール2a)の複数のLED(L1〜L3)が直列接続する第1ラインE1(LEDパターン)と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール(第2のLEDモジュール2b)の第2ラインR2(リターン用パターン)とを接続する。
また、LEDモジュール端子1は、電圧の順方向に対して前に位置するLEDモジュール(第1のLEDモジュール2a)の第2ライン(リターン用パターンR1)と、電圧の順方向に対して後に位置するLEDモジュール(第2のLEDモジュール2b)の複数のLED(L1〜L3)が直列接続する第1ラインE2(LEDパターン)とを接続する。
このように、LEDモジュール端子1によってLEDモジュールが交互に接続されることによって、図9に示す従来のストレート型ターミナルを使用してLEDモジュールが接続された場合の順方向の電圧の総和(従来のチャンネルの電圧値)よりも約半分程度に抑えることができる。
また、電圧の順方向において、チャンネル3を構成する第1番目のLEDモジュール2aの第1ラインE1(LEDパターン)のアノード側と、第2ライン(リターン用パターンR1)とを接続することで、第1番目のLEDモジュール2aのアノードA1側と、第2のLEDモジュール2bのアノード側A2とが接続される。このため、2つのLEDモジュール(2a、2b)によってワイヤハーネスを共通して使用(共通化)することで、図9に示す従来のストレート型ターミナルを使用してLEDモジュールが接続された場合に用いられるワイヤハーネスの数によりも半分に削減することができる。
言い換えれば、図6に示すチャンネル3は、従来のストレート型ターミナルによって構成されるチャンネル(直列接続された複数のLEDモジュール)が並列接続された形態を表わしている。
次に、図6に示した構成のチャンネル3とLED駆動回路部6aを用いる具体的な接続構成を説明する。
第1の実施形態に係るLEDモジュール端子1を用いて接続されたLEDモジュール2が直列に連なるチャンネル3とLED駆動回路部6aとの接続構成は、図7に示すように、接続される。尚、説明を簡潔にするため、図7では、2つのLEDモジュール(2a、2b)を有する1つのチャンネル3がLED駆動回路部6aに接続されているが、実際には複数のチャンネルが接続される。
LED駆動回路部6aは、定電流制御を行うLEDドライバ回路11(11a)、交流電源(図示せず)を整流して所定の電圧を出力するLED電源回路部15(15a)、入力電圧を所定の電圧値に昇圧する昇圧回路部16(16a)と備える。
LEDドライバ回路11aは、チャンネル3aのカソード側から出力される電流を制御する定電流回路12(12a)と、チャンネル3bのカソード側から出力される電流を制御する定電流回路13と、該定電流回路12、13からの電流値に基づき昇圧回路部16へ昇圧する電圧値を出力する制御回路14(14a)とを備える。
LED電源回路部15aは、交流電源の入力をトランス(図示せず)により増圧し、整流回路(図示せず)及び平滑回路(図示せず)で一定直流電圧を発生させている。その電圧をスイッチングレギュレータ(図示せず)により調整し、所定の電圧(定電圧V)を昇圧回路部16aに出力する。
昇圧回路部16aは、LED電源回路部15aからの所定の電圧(定電圧V)に基づき、制御回路14aから出力された昇圧するための電圧値に昇圧し、チャンネル3のLEDモジュール2aの共通化されたアノード側に出力する。
このようにLEDモジュール2(2a、2b)のアノードA1側が共通化して接続することで、ワイヤハーネス8の数が、従来のストレート型ターミナルを使用してLEDモジュールが直列接続される場合に比べて半分に減らすことができ、製品コストを下げることができる。また、LEDモジュールの接続の組合せの多様化を広げ、輝度毎に異なる製品に応じた製品作りができる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係るLEDモジュール端子1を用いたLEDモジュール2(2a、2b)の接続方法を説明する。
次に、第2の実施形態に係るLEDモジュール端子1を用いたLEDモジュール2(2a、2b)の接続方法を説明する。
LEDモジュール2間のLEDモジュール端子1の接続方法は、第1の実施形態と同じである。LEDモジュール端子1は、前後に位置するLEDモジュール2の極性は反転するように交差して接続する。従って、第2の実施形態と異なる点を以下に説明する。
LEDモジュール端子1を用いて接続されたLEDモジュール2が直列に連なるチャンネル3とLED駆動回路部6(6a)との接続方法は、図8に示すように、順方向電圧における最後に位置するLEDモジュール2bのカソード側C1のLEDラインE4とリターン用パターンR2とが接続するような構成をとる。また、順方向電圧における第1番目のLEDモジュール2aのLEDラインE3のアノード側A1とリターン用パターンR1は互いに接続されず、個別にLED駆動回路部6bに接続される。尚、説明を簡潔にするため、図7では、2つのLEDモジュール(2a、2b)を有する1つのチャンネル3がLED駆動回路部6bに接続されているが、実際には複数のチャンネルが接続される。
また、図8に示すように、順方向電圧における最後に位置するLEDモジュール2bのカソード側C1のLEDラインE4とリターン用パターンR2とが接続したラインは、グラウンドGに接地されている。
LED駆動回路部6bは、定電流制御を行うLEDドライバ回路11b、11c、交流電源(図示せず)を整流して所定の電圧を出力するLED電源回路部15(15b)を備える。
それぞれのLEDドライバ回路11b、11cは、所定の電圧値に昇圧する昇圧回路部16b、16cと、電流を制御する定電流回路12b、12cと、定電流回路12b、12cからの電流値に基づき昇圧回路部16b、16cへ昇圧する電圧値を出力する制御回路14b、14cと、を備える。
LEDドライバ回路11bの定電流回路12bは、順方向電圧における第1番目のLEDモジュール2aのリターン用パターンに接続する。一方、LEDドライバ回路11cの定電流回路12cは、順方向電圧における第1番目のLEDモジュール2aのアノード側A1のLEDラインE3と接続する。定電流回路12b、12cは、それぞれ個別に電流値を検知して制御回路14b、14cに出力する。
LED電源回路部15bは、交流電源の入力をトランス(図示せず)により増圧し、整流回路(図示せず)及び平滑回路(図示せず)で一定直流電圧を発生させている。その電圧をスイッチングレギュレータ(図示せず)により調整し、所定の電圧(定電圧V)をLEDドライバ回路部11b、11cの昇圧回路部16b、16cに出力する。
昇圧回路部16b、16cは、LED電源回路部15bからの所定の電圧(定電圧V)を基づき、制御回路14b、14cから出力された昇圧するための電圧値に昇圧し、順方向電圧における第1番目のLEDモジュール2aのアノード側A1のLEDラインと、リターン用パターンにそれぞれ電圧を出力する。このようにLED駆動回路部6bによって各LEDモジュールの定電流駆動が行われる。
このようにLEDモジュールのカソード側が共通化して接続することで、ワイヤハーネス8の数が、従来のストレート型ターミナルを使用してLEDモジュールが直列接続される場合に比べて半分に減らすことができ、製品コストを下げることができる。また、LEDモジュールの接続の組合せの多様化を広げ、輝度毎に異なる製品に応じた製品作りができる。
尚、液晶画像表示装置100は、直下型バックライト光源方式を採用しているが、本発明は特に直下型バックライト光源方式に限らず、サイドエッジ光源方式であっても、駆動するLEDモジュールが同じ形態であれば、同様に適用可能である。
1 LEDモジュール端子
2、2a、2b、2c、2d LEDモジュール
3 チャンネル
6、6a、6b、 LED駆動回路部
8 ワイヤハーネス
9 LED駆動回路基板
11、11a、11b、11c LEDドライバ回路部
12、12a、12b、12c 定電流回路部
14、14a、14b、14c LED電源回路部
15、15a、15b LED電源回路部
16、16a、16b、16c 昇圧回路部
100 液晶画像表示装置
A1 アノード側
C1 カソード側
L、L1、L2、L3 LED
E1、E2、E3、E4 LEDライン
R1、R2 リターン用パターン
2、2a、2b、2c、2d LEDモジュール
3 チャンネル
6、6a、6b、 LED駆動回路部
8 ワイヤハーネス
9 LED駆動回路基板
11、11a、11b、11c LEDドライバ回路部
12、12a、12b、12c 定電流回路部
14、14a、14b、14c LED電源回路部
15、15a、15b LED電源回路部
16、16a、16b、16c 昇圧回路部
100 液晶画像表示装置
A1 アノード側
C1 カソード側
L、L1、L2、L3 LED
E1、E2、E3、E4 LEDライン
R1、R2 リターン用パターン
Claims (5)
- 光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子であって、
第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続し、
前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続することを特徴とするLEDモジュール端子。 - 光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、
第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、
前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、
駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、
を備えることを特徴とするLEDモジュール接続方法。 - 光源として用いる複数のLEDが直列に接続される第1のラインと、電圧を帰還させる第2のラインとを有するLEDモジュール同士を接続するLEDモジュール端子を用いるLEDモジュール接続方法であって、
第1のLEDモジュールの前記第1のラインと、第2のLEDモジュールの前記第2のラインとを接続する第1接続ステップと、
前記第1のLEDモジュールの前記第2のラインと、前記第2のLEDモジュールの前記第1のラインとを接続する第2接続ステップと、
駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続する第3接続ステップと、
を備えることを特徴とするLEDモジュール接続方法。 - 複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、
請求項1に記載のLEDモジュール端子を備え、
駆動側第1番目に配置されるLEDモジュールのアノードと、前記駆動側に最初に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することを特徴とする液晶画像表示装置。 - 複数のLEDモジュールをバックライトとして使用する液晶画像表示装置であって、
請求項1に記載のLEDモジュール端子を備え、
駆動側最後に配置されるLEDモジュールのカソードと、前記駆動側最後に配置されるLEDモジュールの第2のラインとを接続することを特徴とする液晶画像表示装置。
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