JP2017526135A

JP2017526135A - 液晶表示装置におけるｌｅｄバックライト及び液晶表示装置

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Publication number: JP2017526135A
Application number: JP2017510489A
Authority: JP
Inventors: 張華
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd; TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2017-09-07
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Also published as: CN104167186A; RU2669061C2; GB2542533A; RU2017105754A; KR20170044696A; RU2017105754A3; CN104167186B; KR101932364B1; JP6375444B2; GB201700580D0; US9433044B2; GB2542533B; WO2016029512A1; US20160066373A1

Abstract

【課題】本考案は、液晶表示装置におけるＬＥＤバックライトを提供する。【解決手段】入力電圧をＬＥＤストリップが作動するのに必要な動作電圧にまで上げる仕組みの昇圧回路と、前記ＬＥＤストリップの負極に接続されることによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を調節する仕組みの電流制御モジュールと、前記入力電圧が減少しているかどうかを検出し、前記入力電圧の減少を検出すると、バックライト駆動制御回路に制御信号を提供する仕組みの電圧検出回路と、前記昇圧回路に第１パルス幅変調信号を提供することで、前記昇圧回路の昇圧機能を制御し、前記電流制御モジュールに第２パルス幅変調信号を提供することで、前記電流制御モジュールの電流調節機能を制御し、前記電圧検出回路が提供する制御信号を受信すると、入力電流の減少を制御する仕組みの前記バックライト駆動制御回路と、からなる。さらに、本発明は、前記ＬＥＤバックライトを備える液晶表示装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイの技術分野に関し、具体的には、液晶表示装置におけるＬＥＤバックライト及び液晶表示装置に関する。

技術の絶え間ない進歩に伴い、液晶ディスプレイのバックライト技術も絶え間なく発展している。従来の液晶表示装置のバックライトは冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を採用していたが、ＣＣＦＬバックライトには、色再現力が低い、発光効率が低い、放電電圧が高い、低温時の放電特性が悪い、加熱して安定したグレースケールを得るのに時間がかかる等の欠点があり、現在すでにＬＥＤバックライトを使用したバックライト技術が開発されている。

図１は、液晶表示装置に使用されている従来のＬＥＤバックライトの回路図である。図１に示すように、前記ＬＥＤバックライトは、昇圧回路と、バックライト駆動制御回路と、ＬＥＤストリップと、からなる。前記昇圧回路は、インダクタＬと、整流ダイオードＤ１と、第１ＭＯＳトランジスタＱ１と、コンデンサＣと、第１抵抗器Ｒ１とを備える。そのうち、インダクタＬの一端は、入力された直流電圧Ｖｉｎを受信し、インダクタＬの他端は、整流ダイオードＤ１の正端子に接続されると共に、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極に接続され、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のグリッド電極は、前記バックライト駆動制御回路からの第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１を駆動し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極は、第１抵抗器Ｒ１によってグランドと電気接続される。整流ダイオードＤ１の負極は、出力電圧Ｖｏｕｔを獲得し、前記ＬＥＤストリップに提供され、整流ダイオードＤ１の負極は、コンデンサＣによってもグランドと電気接続される。前記ＬＥＤストリップの負極は、第２ＭＯＳトランジスタＱ２にも接続され、そのうち、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のドレイン電極は、前記ＬＥＤストリップの負極に接続され、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のソース電極は、第３抵抗器Ｒ３によってグランドと電気接続され、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のグリッド電極は、前記バックライト駆動制御回路からの第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２を駆動し、第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２のデューティ比を変えることによって前記ＬＥＤストリップの動作電流を増減することができる。さらに、前記ＬＥＤバックライトにおいて、前記バックライト駆動制御回路は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極に提供された第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の駆動周波数を確定するための第２抵抗器Ｒ２にも接続される。

前記ＬＥＤバックライトの入力された直流電圧Ｖｉｎが０（例えば液晶表示装置が断電した時）まで減少すると、入力コンデンサがあることに加えて、前記バックライト駆動制御回路の供給電力の範囲が比較的大きいために、前記ＬＥＤバックライト全体の動作はすぐに停止せず、一定の電力でしばらくの間作動し続ける。しかしながら、この時間内に、前記ＬＥＤストリップに出力された出力電圧Ｖｏｕｔは変わらないのに対し、入力された直流電圧Ｖｉｎは減少するため、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のグリッド電極に提供された第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１のデューティ比は前記バックライト駆動制御回路によって調整されて大きくなり、インダクタＬの第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の動作周期Ｔにおけるエネルギー蓄積時間Ｄ×Ｔは増え、インダクタＬの最大電流が顕著に増加するとともに、前記ＬＥＤバックライトの入力電流Ｉｉｎも大きくなる。それによって一瞬の間に入力電流のパルスが激増し、前記ＬＥＤバックライトの回路デバイスは衝撃を受け、損傷してしまう。

上述の従来技術に存在する問題を解決するため、本考案は、入力電圧をＬＥＤストリップの作動に必要な動作電圧にまで上げる仕組みの昇圧回路と、前記ＬＥＤストリップの負極に接続され、前記ＬＥＤストリップの動作電流を調節する仕組みの電流制御モジュールと、前記入力電圧が減っているかどうかを検出し、前記入力電圧が減っていた場合にはバックライト駆動制御回路に制御信号を提供する仕組みの電圧検出回路と、前記昇圧回路に第１パルス幅変調信号を提供して前記昇圧回路の昇圧機能を制御し、前記電流制御モジュールに第２パルス幅変調信号を提供し、前記電流制御モジュールの電流制御機能を制御することによって、前記電圧検出回路からの制御信号を受信すると、入力電流が制御されて小さくなる仕組みのバックライト駆動制御回路と、からなる液晶ディスプレイデバイスにおけるＬＥＤバックライトを提供することを目的とする。

前記電圧検出回路は、前記入力電圧を分圧することによってコントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、前記コントラスト電圧と参考電圧を比較する仕組みのコンパレ―タと、前記コントラスト電圧が前記参考電圧より小さい場合、前記バックライト駆動制御回路から前記昇圧回路に提供される第１パルス幅変調信号の周波数が大きくなるのを制御し、前記入力電流の小さくする仕組みの周波数調節回路とを備える。

さらに、前記分圧回路は、第１抵抗器と第２抵抗器を備え、そのうち、前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記コンパレ―タの負極の入力端子に接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続される。

さらに、前記周波数調節回路は、第２ＭＯＳトランジスタと、第３抵抗器と、第４抵抗器とを備える。そのうち、前記第２ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記コンパレ―タの出力端子に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は前記第３抵抗器の一端に接続されるとともに、前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第４抵抗器の一端に接続され、前記第３抵抗器の他端と前記第４抵抗器の他端はどちらもグランドと電気接続される。

さらに、前記電圧検出回路は、前記入力電圧を分圧し、コントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、前記コントラスト電圧が小さくなっているかどうかを検出し、前記コントラスト電圧が小さくなっていることを検出した場合、前記バックライト駆動制御回路から前記電流制御モジュールに提供された第２パルス幅変調信号のデューティ比が小さくなるのを制御することによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を小さくし、前記入力電流を小さくする仕組みのマイクロコントローラユニットとを備える。

さらに、前記分圧回路は、第１抵抗器と第２抵抗器を備える。そのうち、前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記マイクロコントローラユニットに接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続される。

さらに、前記昇圧回路は、インダクタと、第１ＭＯＳトランジスタと、整流ダイオードと、コンデンサとを備える。そのうち、前記インダクタの一端は前記入力電圧を受信し、前記インダクタの他端は前記整流ダイオードの正極に接続されるとともに、前記第１ＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続される。前記整流ダイオードの負極は前記ＬＥＤストリップの正極に接続されるとともに、前記コンデンサの一端に接続される。前記第１ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第１ＭＯＳトランジスタのソース電極と前記コンデンサの他端はどちらもグランドと電気接続される。

さらに、前記電流制御モジュールは、、第３ＭＯＳトランジスタと第５抵抗器を備える。そのうち、前記第３ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は前記ＬＥＤストリップの負極に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第５抵抗器の一端に接続され、前記第５抵抗器の他端はグランドと電気接続される。

さらに、前記ＬＥＤストリップは、所定の数の直列接続したＬＥＤを備える。

さらに、本発明は、向かい合わせに設置されたバックライトモジュールからなり、前記バックライトモジュールが前記液晶表示パネルに表示光源を提供することによって、前記液晶表示パネルに画像を表示することができ、そのうち前記バックライトモジュールは前記ＬＥＤバックライトからなる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、液晶表示装置のＬＥＤバックライト及び液晶表示装置に使用することができ、前記液晶表示装置が断電した瞬間に、入力電流を小さくすることができることによって、入力電流のパルスが激増して回路デバイスに衝撃を与え回路デバイスを損傷してしまうことを避けることができる。

以下に図と組み合わせて説明することによって、本発明の実施例における上述した、またその他の特徴と長所をさらに明らかにする。
液晶表示装置に使用される従来のＬＥＤバックライトの回路図である。本発明の第１実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトのモジュール図である。本発明の第１実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトの回路構造図である。本発明の第２実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトのモジュール図である。本発明の第２実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトの回路構造図である。本発明の実施例に基づく液晶表示装置の構造図である。

以下に図を参照して、本発明の実施例について詳しく説明する。ただし、本発明は、多くの異なる形式で実施することができるとともに、本発明は、以下に述べる具体的な実施例に限定されないものとする。反対に、以下の実施例は、本発明の原理及び実際の適用を解説し、本領域の他の技術者に、本発明の各種実施例と特定の予想される適用に合う各種修正を理解させるためのものである。

図２は、本発明の第１実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトのモジュール図である。図３は、本発明の第１実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトの回路構造図である。

図２と図３を参照する。本発明の第１実施例に基づきＬＥＤバックライトは、昇圧回路１１０と、電流制御モジュール１２０と、電圧検出回路１３０と、バックライト駆動制御回路１４０と、ＬＥＤストリップ１５０と、からなる。

具体的には、昇圧回路１１０は、例えばインダクタンス昇圧回路であり、入力電圧ＶｉｎをＬＥＤストリップ１５０が正常に作動するのに必要な動作電圧にまで上げる。昇圧回路１１０は、インダクタ１１１と、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタ１１２と、整流ダイオード１１３と、コンデンサ１１４とを備える。本実施例において、インダクタ１１１の一端は前記入力電圧を受信し、インダクタ１１１の他端は整流ダイオード１１３の正極に接続されるとともに、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のドレイン電極に接続される。整流ダイオード１１３の負極はＬＥＤストリップ１５０の正極に接続されるとともに、コンデンサ１１４の一端に接続される。第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極はバックライト駆動制御回路１４０に接続され、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のソース電極とコンデンサ１１４の他端はどちらもグランドと電気接続される。当然のことながら、本発明の昇圧回路は、図３に示す昇圧回路１１０の回路構造に限定されないものとする。

昇圧回路１１０において、インダクタ１１１は、電力と磁力を相互に転換できるエネルギー転換装置であり、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極がバックライト駆動制御回路１４０が提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１内の高レベル信号を受信すると、インダクタ１１１は、電力を磁力に変換して保存することができる。第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極がバックライト駆動制御回路１４０が提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１内の低レベル信号を受信すると、インダクタ１１１は、保存した磁力を電力に変えることができる。さらに、この電力と入力電圧Ｖｉｎを重畳した後、整流ダイオード１１３とコンデンサ１１４をフィルタリングすることによって直流電圧を取得すると、前記直流電圧はＬＥＤストリップ１５０が正常に作動するのに必要な動作電圧になるとともに、ＬＥＤストリップ１５０にその電圧を提供する。この前記直流電圧は、入力電圧Ｖｉｎとインダクタ１１１の磁力を電力に転換してフィルタリングすることで形成されるため、前記直流電圧は入力電圧Ｖｉｎより高い。

ＬＥＤストリップ１５０は、液晶表示装置のバックライトであり、そのうち、ＬＥＤストリップ１５０は所定の数の直列接続したＬＥＤを備える。ＬＥＤストリップ１５０は、昇圧回路１１０から正常に作動するのに必要な動作電圧を受信する。ＬＥＤストリップ１５０におけるＬＥＤの数Ｎ（Ｎは０より大きい整数）は以下の式によって確定される。

Ｎ×Ｖｄ≦Ｖｓ

そのうち、Ｖｄは各ＬＥＤが正常に発光する電圧であり、ＶｓはＬＥＤストリップ１５０が昇圧回路１１０から受信した正常に作動するのに必要な動作電圧である。

例えば、Ｖｄが６．５Ｖ、Ｖｓ＝２４Ｖのとき、Ｎ≦３である。

電流制御モジュール１２０は、ＬＥＤストリップ１５０の負極に接続されることによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流を調節する。電流制御モジュール１２０は、第３ＭＯＳトランジスタ１２１と第５抵抗器１２２を備える。そのうち、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のグリッド電極はバックライト駆動制御回路１４０に接続され、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のドレイン電極はＬＥＤストリップ１５０の負極に接続され、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のソース電極は第５抵抗器１２２の一端に接続され、第５抵抗器１２２の一端はグランドと電気接続される。

第３ＭＯＳトランジスタ１２１のグリッド電極はバックライト駆動制御回路１４０からの第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２を受信する。バックライト駆動制御回路１４０は第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２のデューティ比を変えることによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流の大きさを増減する。通常、本発明の実施例に基づく液晶表示装置が正常に作動すると、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流は一定に保たれる。

電圧検出回路１３０によって、入力電圧Ｖｉｎが減少しているかどうか（例えば、液晶表示装置が断電すると、バックライトの入力電圧Ｖｉｎは徐々に減少し０になる）を検出するとともに、入力電圧Ｖｉｎが減少していることを検出した場合、バックライト駆動制御回路１４０に制御信号を提供する。本実施例において、電圧検出回路１３０は、分圧回路１３１と、コンパレ―タ１３２と、周波数調節回路１３３とを備える。

分圧回路１３１によって、入力電圧Ｖｉｎを分圧し、コントラスト電圧Ｖｃを生成する。分圧回路１３１は、第１抵抗器１３１１と第２抵抗器１３１２を備える。そのうち、第１抵抗器１３１１の一端は入力電圧Ｖｉｎを受信し、第１抵抗器１３１１の他端は第２抵抗器１３１２の一端に接続されるとともに、コンパレ―タ１３２の負極の入力端子に接続され、第２抵抗器１３１２の他端はグランドと電気接続される。

コンパレ―タ１３２によって、前記コントラスト電圧Ｖｃと参考電圧Ｖｒｅｆを比較する。コンパレ―タ１３２の負極の入力端子は第１抵抗器１３１１の他端に接続され、コンパレ―タ１３２の正極の入力端子によって参考電圧Ｖｒｅｆを受信し、コンパレ―タ１３２の出力端子は周波数調節回路１３３の第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のグリッド電極に接続される。当然のことながら、前記参考電圧Ｖｒｅｆと本発明の実施例に基づく液晶表示装置が正常に作動する時のコントラスト電圧Ｖｃは同じである。

周波数調節回路１３３によって、コントラスト電圧Ｖｃが参考電圧Ｖｒｅｆより小さい場合、バックライト駆動制御回路１４０が昇圧回路１１０の第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極に提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数の増加を制御して、入力電流Ｉｉｎを減少させる。周波数調節回路１３３は、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１と、第３抵抗器１３３２と、第４抵抗器１３３３とを備える。そのうち、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のグリッド電極はコンパレ―タ１３２の出力端子に接続され、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のドレイン電極は、第３抵抗器１３３２の一端に接続されるとともに、バックライト駆動制御回路１４０に接続され、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のソース電極は第４抵抗器１３３３の一端に接続され、第３抵抗器１３３２の他端と第４抵抗器１３３３の他端はどちらもグランドと電気接続される。

以下に、バックライト駆動制御回路１４０が昇圧回路１１０の第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極に提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数の増加を制御して、入力電流Ｉｉｎを減少させる方法について詳しく説明する。

本発明の実施例に基づく液晶表示装置が正常に作動する時、入力電圧Ｖｉｎは安定しているまたは変化せず、コントラスト電圧Ｖｃ＝Ｖｉｎ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）も安定しているまたは変化しない。そのうち、Ｒ１は第１抵抗器１３１１の抵抗値であり、Ｒ２は第２抵抗器１３１２の抵抗値である。この時、参考電圧Ｖｒｅｆとコントラスト電圧Ｖｃは同じであるため、コンパレ―タ１３２の出力端子の出力電圧は０になる。バックライト駆動制御回路１４０が昇圧回路１１０の第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極に提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数と第３抵抗器１３３２の抵抗値Ｒ３は反比例し、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のグリッド電極が低レベル信号を受信すると、第２ＭＯＳトランジスタ１３３１を切った時、第３抵抗器１３３２の抵抗値Ｒ３は変わらず、第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数も変わらず、入力電流Ｉｉｎは変化しない。

本発明の実施例に基づく液晶表示装置が断電すると、すべてのＬＥＤバックライトは一定の電力で作動し続け、この時入力電圧Ｖｉｎは減少し、コントラスト電圧Ｖｃ＝Ｖｉｎ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）は減少する。この時、参考電圧Ｖｒｅｆはコントラスト電圧Ｖｃより大きいため、コンパレ―タ１３２の出力端子は高電圧を出力する。第２ＭＯＳトランジスタ１３３１のグリッド電極は高レベル信号を受信することによって第２ＭＯＳトランジスタ１３３１は導通する。この時、第３抵抗器１３３２と第４抵抗器１３３３は並列しており、第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数と第３抵抗器１３３２と第４抵抗器１３３３が並列すると、抵抗値Ｒ３×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）は反比例する。そのうち、Ｒ４は第４抵抗器１３３３の抵抗値である。抵抗値Ｒ３×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）が抵抗値Ｒ３より大きいと、第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周波数は大きくなる。つまり、第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の周期Ｔが減少する。インダクタ１１１の第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１の動作周期Ｔにおける蓄積時間Ｄ×Ｔは減少し、インダクタ１１１の最大電流は顕著に減少するとともに、入力電流Ｉｉｎも減少することによって、入力電流のパルスが激増して回路デバイスに衝撃を与え回路デバイスを損傷してしまうことを避けることができる。

図４は、本発明の第２実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトのモジュール図である。図５は、本発明の第２実施例に基づく液晶表示装置に使用されるＬＥＤバックライトの回路構造図である。

図４と図５を参照する。本発明の実施例に基づくＬＥＤバックライトは、昇圧回路１１０と、電流制御モジュール１２０と、電圧検出回路１３０と、バックライト駆動制御回路１４０と、ＬＥＤストリップ１５０と、からなる。

具体的には、昇圧回路１１０は例えばインダクタンス昇圧回路であり、入力電圧ＶｉｎをＬＥＤストリップ１５０が正常に作動するのに必要な動作電圧にまで上げる。昇圧回路１１０は、インダクタ１１１と、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタ１１２と、整流ダイオード１１３と、コンデンサ１１４とを備える。本実施例において、インダクタ１１１の一端は前記入力電圧を受信し、インダクタ１１１の他端は整流ダイオード１１３の正極に接続されるとともに、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のドレイン電極に接続される。整流ダイオード１１３の負極はＬＥＤストリップ１５０の正極に接続されるとともに、コンデンサ１１４の一端に接続される。第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極はバックライト駆動制御回路１４０に接続され、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のソース電極とコンデンサ１１４の他端はどちらもグランドと電気接続される。当然のことながら、本発明の昇圧回路は、図３に示す昇圧回路１１０の回路構造に限定されないものとする。

昇圧回路１１０において、インダクタ１１１は、電力と磁力を相互に転換できるエネルギー転換装置であり、第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極がバックライト駆動制御回路１４０が提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１内の高レベル信号を受信すると、インダクタ１１１は、電力を磁力に変換して保存することができる。第１ＭＯＳトランジスタ１１２のグリッド電極がバックライト駆動制御回路１４０が提供する第１パルス幅変調信号ＰＷＭ１内の低レベル信号を受信すると、インダクタ１１１は、保存した磁力を電力に変えることができる。さらに、この電力と入力電圧Ｖｉｎを重畳した後、整流ダイオード１１３とコンデンサ１１４をフィルタリングすることによって直流電圧を取得すると、前記直流電圧はＬＥＤストリップ１５０が正常に作動するのに必要な動作電圧になるとともに、ＬＥＤストリップ１５０にその電圧を提供する。この直流電圧は、入力電圧Ｖｉｎとインダクタ１１１の磁力を電力に転換してフィルタリングすることで形成されるため、前記直流電圧は入力電圧Ｖｉｎより高い。

Ｎ×Ｖｄ≦Ｖｓ

電流制御モジュール１２０は、ＬＥＤストリップ１５０の負極に接続されることによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流を調節する。電流制御モジュール１２０は、第３ＭＯＳトランジスタ１２１と第５抵抗器１２２を備える。そのうち、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のグリッド電極はバックライト駆動制御回路１４０に接続され、、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のドレイン電極はＬＥＤストリップ１５０の負極に接続され、第３ＭＯＳトランジスタ１２１のソース電極は第５抵抗器１２２の一端に接続され、第５抵抗器１２２の一端はグランドと電気接続される。

電圧検出回路１３０によって、入力電圧Ｖｉｎが減少しているかどうか（例えば、液晶表示装置が断電するとバックライトの入力電圧Ｖｉｎは徐々に減少し０になる）を検出するとともに、入力電圧Ｖｉｎが減少していることを検出した場合、バックライト駆動制御回路１４０に制御信号を提供する。本実施例において、電圧検出回路１３０は、分圧回路１３１と、コンパレ―タ１３２と、周波数調節回路１３３とを備える。

分圧回路１３１によって、入力電圧Ｖｉｎを分圧し、コントラスト電圧Ｖｃを生成する。分圧回路１３１は、第１抵抗器１３１１と第２抵抗器１３１２を備える。そのうち、第１抵抗器１３１１の一端は入力電圧Ｖｉｎを受信し、第１抵抗器１３１１の他端は第２抵抗器１３１２の一端に接続されるとともに、マイクロコントローラユニット１３４に接続され、第２抵抗器１３１２の他端はグランドと電気接続される。

マイクロコントローラユニット１３４によって、コントラスト電圧Ｖｃが減少しているかどうかを検出する。マイクロコントローラユニット１３４がコントラスト電圧Ｖｃの減少を検出すると、バックライト駆動制御回路１４０が電流制御モジュール１２０に提供する第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２のデューティ比の減少を制御することによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流を減少させ、さらに入力電流Ｉｉｎを減少させる。

以下に、バックライト駆動制御回路１４０が電流制御モジュール１２０に提供する第２パルス幅変調信号ＰＷＭ２のデューティ比の減少を制御し、入力電流Ｉｉｎを減少させる方法について詳しく説明する。

本発明の実施例に基づく液晶表示装置が正常に作動する時、入力電圧Ｖｉｎは安定しているまたは変化せず、コントラスト電圧Ｖｃ＝Ｖｉｎ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）は安定しているまたは変化しない。そのうち、Ｒ１は第１抵抗器１３１１の抵抗値であり、Ｒ２は第２抵抗器１３１２の抵抗値である。この時、マイクロコントローラユニット１３４は、バックライト駆動制御回路１４０から電流制御モジュール１２０に提供された第２パルス幅変調信号のデューティ比が変化しないよう制御することによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流は変化せず、入力電流Ｉｉｎも変化しない。

本発明の実施例に基づく液晶表示装置が断電すると、すべてのＬＥＤバックライトは一定の電力で作動し続け、この時入力電圧Ｖｉｎは減少し、コントラスト電圧Ｖｃ＝Ｖｉｎ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）は減少する。この時、マイクロコントローラユニット１３４は、バックライト駆動制御回路１４０から電流制御モジュール１２０に提供される第２パルス幅変調信号のデューティ比の減少を制御することによって、ＬＥＤストリップ１５０の動作電流は減少せず、入力電流Ｉｉｎも減少せず、入力電流のパルスが激増して回路デバイスに衝撃を与え回路デバイスを損傷してしまうことを避けることができる。

図６は、本発明の実施例に基づく液晶表示装置の構造図である。

図６を参照する。本発明の実施例に基づく液晶表示装置は、向かい合わせに設置された液晶表示パネル２００と、バックライトモジュール１００からなり、そのうち、バックライトモジュール１００は、液晶表示パネル２００に表示光源を提供することによって、液晶表示パネル２００に映像が表示される。そのうち、バックライトモジュール１００は上述の第１実施例または第２実施例においてＬＥＤバックライトである。

すでに特定の実施例を挙げて本発明を説明したが、本領域の技術者は、請求項及び請求項と同等のものによって限定されている本発明の主旨や範囲を逸脱しない範囲において、形式上や細部における各種の変化を加えることができることを理解しているものとする。

１１０昇圧回路
１２０電流制御モジュール
１３０電圧検出回路
１４０バックライト駆動制御回路
１５０ＬＥＤストリップ
１１１インダクタ
１１２金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタ
１１３整流ダイオード
１１４コンデンサ
１２１第３ＭＯＳトランジスタ
１２２第５抵抗器
１３１分圧回路
１３２コンパレ―タ
１３３周波数調節回路
１３１１第１抵抗器
１３１２第２抵抗器
１３３１第２ＭＯＳトランジスタ
１３３２第３抵抗器
１３３３第４抵抗器
１３４マイクロコントローラユニット
２００液晶表示パネル
１００バックライトモジュール

Claims

入力電圧をＬＥＤストリップが作動するのに必要な動作電圧にまで上げる仕組みの昇圧回路と、
前記ＬＥＤストリップの負極に接続されることによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を調節する仕組みの電流制御モジュールと、
前記入力電圧が減少しているかどうかを検出し、前記入力電圧の減少を検出すると、バックライト駆動制御回路に制御信号を提供する仕組みの電圧検出回路と、
前記昇圧回路に第１パルス幅変調信号を提供することで、前記昇圧回路の昇圧機能を制御し、前記電流制御モジュールに第２パルス幅変調信号を提供することで、前記電流制御モジュールの電流調節機能を制御し、前記電圧検出回路が提供する制御信号を受信すると、入力電流の減少を制御する仕組みのバックライト駆動制御回路と、からなることを特徴とする、液晶表示装置におけるＬＥＤバックライト。
前記電圧検出回路は、
前記入力電圧を分圧することによってコントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、
前記コントラスト電圧と参考電圧を比較する仕組みのコンパレ―タと、
前記コントラスト電圧が前記参考電圧より小さい場合、前記バックライト駆動制御回路から前記昇圧回路に提供される第１パルス幅変調信号の周波数の増加を制御し、前記入力電流を減少させる仕組みの周波数調節回路と、からなることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
前記分圧回路は第１抵抗器と第２抵抗器を備え、
前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記コンパレ―タの負極の入力端子に接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤバックライト。
前記周波数調節回路は、第２ＭＯＳトランジスタと、第３抵抗器と、第４抵抗器とを備え、
前記第２ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記コンパレ―タの出力端子に接続され、
前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第３抵抗器の一端に接続されるとともに、前記バックライト駆動制御回路に接続され、
前記第２ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第４抵抗器の一端に接続され、前記第３抵抗器の他端と前記第４抵抗器の他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤバックライト。
前記周波数調節回路は、第２ＭＯＳトランジスタと、第３抵抗器と、第４抵抗器とを備え、
前記第２ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記コンパレ―タの出力端子に接続され、
前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第３抵抗器の一端に接続されるとともに、前記バックライト駆動制御回路に接続され、
前記第２ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第４抵抗器の一端に接続され、前記第３抵抗器の他端と前記第４抵抗器の他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤバックライト。
前記電圧検出回路は、
前記入力電圧を分圧することによってコントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、
前記コントラスト電圧が減少しているかどうかを検出し、前記コントラスト電圧が減少していることを検出した場合、前記バックライト駆動制御回路から前記電流制御モジュールに提供された第２パルス幅変調信号のデューティ比の減少を制御することによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を減らし、さらに前記入力電流を減らす仕組みのマイクロコントローラユニットと、を備えることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
前記分圧回路は、第１抵抗器と第２抵抗器を備え、
そのうち、前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記マイクロコントローラユニットに接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項６に記載のＬＥＤバックライト。
前記昇圧回路は、
インダクタと、第１ＭＯＳトランジスタと、整流ダイオードと、コンデンサとを備え、
そのうち、前記インダクタの一端は前記入力電圧を受信し、前記インダクタの他端は前記整流ダイオードの正極に接続されるとともに、前記第１ＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続され、前記整流ダイオードの負極は前記ＬＥＤストリップの正極に接続されるとともに、前記コンデンサの一端に接続され、前記第１ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第１ＭＯＳトランジスタのソース電極と前記コンデンサの他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
前記電流制御モジュールは、第３ＭＯＳトランジスタと第５抵抗器を備え、
そのうち、前記第３ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は前記ＬＥＤストリップの負極に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第５抵抗器の一端に接続され、前記第５抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
前記ＬＥＤストリップは、所定の数の直列接続したＬＥＤを備えることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
液晶表示装置であって、向かい合わせに設置された液晶表示パネル及びバックライトモジュールからなり、そのうち、前記バックライトモジュールが前記液晶表示パネルに表示光源を提供することによって、前記液晶表示パネルに画像を表示することができ、前記バックライトモジュールはＬＥＤバックライトからなり、そのうち、前記ＬＥＤバックライトは、
入力電圧をＬＥＤストリップが作動するのに必要な動作電圧にまで上げる仕組みの昇圧回路と、
前記ＬＥＤストリップの負極に接続されることによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を調節する仕組みの電流制御モジュールと、
前記入力電圧が減少しているかどうかを検出し、前記入力電圧の減少を検出すると、バックライト駆動制御回路に制御信号を提供する仕組みの電圧検出回路と、
前記昇圧回路に第１パルス幅変調信号を提供することで、前記昇圧回路の昇圧機能を制御し、前記電流制御モジュールに第２パルス幅変調信号を提供することで、前記電流制御モジュールの電流調節機能を制御し、前記電圧検出回路が提供する制御信号を受信すると、入力電流の減少を制御する仕組みのバックライト駆動制御回路と、からなることを特徴とする、液晶表示装置。
前記電圧検出回路は、
前記入力電圧を分圧することによってコントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、
前記コントラスト電圧と参考電圧を比較する仕組みのコンパレ―タと、
前記コントラスト電圧が前記参考電圧より小さい場合、前記バックライト駆動制御回路から前記昇圧回路に提供される第１パルス幅変調信号の周波数の増加を制御し、前記入力電流を減少させる仕組みの周波数調節回路と、からなることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記分圧回路は第１抵抗器と第２抵抗器を備え、
前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記コンパレ―タの負極の入力端子に接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
前記周波数調節回路は、第２ＭＯＳトランジスタと、第３抵抗器と、第４抵抗器とを備え、
前記第２ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記コンパレ―タの出力端子に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第３抵抗器の一端に接続されるとともに、前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第４抵抗器の一端に接続され、前記第３抵抗器の他端と前記第４抵抗器の他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
前記周波数調節回路は、第２ＭＯＳトランジスタと、第３抵抗器と、第４抵抗器とを備え、
前記第２ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記コンパレ―タの出力端子に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は、前記第３抵抗器の一端に接続されるとともに、前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第２ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第４抵抗器の一端に接続され、前記第３抵抗器の他端と前記第４抵抗器の他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
前記電圧検出回路は、
前記入力電圧を分圧することによってコントラスト電圧を生成する仕組みの分圧回路と、
前記コントラスト電圧が減少しているかどうかを検出し、前記コントラスト電圧が減少していることを検出した場合、前記バックライト駆動制御回路から前記電流制御モジュールに提供された第２パルス幅変調信号のデューティ比の減少を制御することによって、前記ＬＥＤストリップの動作電流を減らし、さらに前記入力電流を減らす仕組みのマイクロコントローラユニットと、を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記分圧回路は、第１抵抗器と第２抵抗器を備え、
そのうち、前記第１抵抗器の一端は前記入力電圧を受信し、前記第１抵抗器の他端は前記第２抵抗器の一端に接続されるとともに、前記マイクロコントローラユニットに接続され、前記第２抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１６に記載の液晶表示装置。
前記昇圧回路は、
インダクタと、第１ＭＯＳトランジスタと、整流ダイオードと、コンデンサとを備え、
前記インダクタの一端は前記入力電圧を受信し、前記インダクタの他端は前記整流ダイオードの正極に接続されるとともに、前記第１ＭＯＳトランジスタのドレイン電極に接続され、前記整流ダイオードの負極は前記ＬＥＤストリップの正極に接続されるとともに、前記コンデンサの一端に接続され、前記第１ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第１ＭＯＳトランジスタのソース電極と前記コンデンサの他端はどちらもグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記電流制御モジュールは、第３ＭＯＳトランジスタと第５抵抗器を備え、
そのうち、前記第３ＭＯＳトランジスタのグリッド電極は前記バックライト駆動制御回路に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのドレイン電極は前記ＬＥＤストリップの負極に接続され、前記第３ＭＯＳトランジスタのソース電極は前記第５抵抗器の一端に接続され、前記第５抵抗器の他端はグランドと電気接続されることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記ＬＥＤストリップは、所定の数の直列接続したＬＥＤを備えることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。