JP3083447U

JP3083447U - 液晶表示装置のバックライト光源モジュール

Info

Publication number: JP3083447U
Application number: JP2001004666U
Authority: JP
Inventors: 陳文琳; 劉一郎
Original assignee: 國碁電子股▲フン▼有限公司
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2007-07-16

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が単純で、各ランプの明るさを均一
にするとともに、起動時に高い電圧が供給されてもラン
プの点灯後正常な電圧に回復し、ランプをさらに早く点
灯させることのできる液晶表示装置のバックライト光源
モジュールを提供する。【解決手段】パルス幅変調コントローラと、ハーフブ
リッジコンバータと、共振回路と、負荷調整回路とから
なり、該パルス幅変調コントローラは、パルス幅変調信
号を提供してランプの出力電流を制御する。該ハーフブ
リッジコンバータは、２つのパワートランジスタを直列
に接続してなり、そのミッド・ポイントを出力端とし
て、該コントローラの出力する信号を受けて制御され
る。また、該共振回路は正弦波電流を発生させてランプ
のエネルギーを提供し、該調整回路は、負荷が変化した
場合に発生する電圧信号について調整し、該ハーフブリ
ッジコンバータのパワーエレメントの通電時間を随時変
更してランプの電流調整効果を達成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は液晶表示装置のバックライト光源モジュールに関するものであり、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）モニター及び液晶表示装置（ＬＣＤ）テレビジョンに適し、その構造が簡易で、かつ構造の変化が容易な液晶パネルのバックライト光源モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

液晶表示装置は、その設計上能動的に発行することができない。よって、背面において光源（バックライト）を提供してパネル全体を明るくしなければならない。周知の液晶表示装置のバックライト電源供給回路は、その設計上図４、図５に開示する回路の構造を有する。即ち、フル・ブリッジ・コンバータ(Full Brid ge Converter)を応用した構造であって、パルス幅変調（パルス幅変調（ＰＷＭ））コントローラ（９０）によって２組のダブル・トランジスタ（９１）（９２）（即ち、計４つのパワートランジスタ）を駆動する。また、２つのプルヘッド式のトランス（９３）（９４）を作動させて、さらにトランス（９５）（９６）の二次側を直列に接続し、ランプ（９５）（９６）をこれに直列に接続し、最後に図面下方に位置する複数のコンパレータ、もしくは演算アンプによって構成される負荷調整回路(Load Regulation)（４０）を介してランプ電流振動をパルス幅変調（パルス幅変調（ＰＷＭ））コントローラ（９０）に伝送する。このように常時負荷調整回路（４０）によって制御されるため、ランプ（９５）（９６）は安定した電源の供給を得ることができ、ちらつきなどの現象がなく均一に発光することができる。

【０００３】前記従来の技術による液晶表示装置のバックライト電源供給モジュールの構造は、実際には２本のランプに電源を供給するという条件の下にあって、基本的には二組の独立した電源供給手段を連結してなるものであることが容易にわかる。即ち、図面の最下方のダブルトランジスタ（９１）と、トランス（９３）が一組であって、下方のダブルトランジスタ（９２）とトランス（９４）が別の一組である。僅かに図面下方のパルス幅変調（パルス幅変調（ＰＷＭ））コントローラ（９０）と負荷調整回路（９７）を共用しているのみである。よって、このように全体構造について最適な調整を行うことなく、ただ二組の供給手段を連結したのみの方式は、納得できるものではない。しかも、構造上４つのパワートランジスタによって構成しなければならないので、製造コストが高くなり、スペースを占めることになり、その構造も複雑になるという問題を有する。この点において解決が待たれる。

【０００４】また、図６、図７に開示するように、バック(Buck)コンバータ、及びロイアー (Royer)コンバータ（９９）を用いたダブル・グレード構造は、効率が低く、コストが高く、体積が大きいという欠点を有する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従って、この考案の第一の課題は、２つのパワートランジスタのみで単一のランプまたは複数のランプに対するバックライト供給手段を構成し、かつ簡単な構造を具える液晶表示装置のバックライト光源モジュールを提供することにある。

【０００６】また、この考案の第二の課題は、実際に実施する場合、多様な変化を加えて異なる形態にすることができ、ランプを直列に接続する以外に、複数のランプを並列に接続するなど、多種多様の形態に変化させることのできる液晶表示装置のバックライト光源モジュールを提供することにある。

【０００７】また、この考案の第三の課題は、必要に応じて電流制限回路を設けることができ、これをもってそれぞれのランプの電流を平均させて明るさを均一にすることのできる液晶表示装置のバックライト光源モジュールを提供することにある。

【０００８】また、この考案の第四の課題は、ダブル周波数方式で回路を起動することによって、起動時に高い電圧が供給されてもランプの点灯後正常な電圧に回復し、ランプをさらに早く点灯させることのできる液晶表示装置のバックライト光源モジュールを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

そこで、本考案者は、前記課題を解決するため種々検討を加えたところ下記に示す考案を完成した。すなわち、請求項１における液晶表示装置のバックライト光源モジュールは、パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラと、ハーフブリッジコンバータと、共振回路と、負荷調整回路とによってなり、該パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラは、パルス幅変調信号を提供してランプの出力電流を制御するものであって、該ハーフブリッジコンバータは、２つのパワートランジスタを直列に接続してなり、そのミッド・ポイントを出力端として、該パルス幅変調コントローラの出力する信号を受けて制御され、相対的に交代しながら開閉の動作を行うハーフブリッジコンバータの構造を有する。また、該共振回路は、共振の原理を利用して正弦波電流を発生させ、これを以ってランプのエネルギーを提供し、該調整回路は、負荷が変化した場合に抵抗の両端に発生する電圧信号について調整し、調整回路を通じて該ハーフブリッジコンバータのパワーエレメントの通電時間を随時変更してランプの電流調整効果を達成するものである。

【００１０】請求項２における液晶表示装置のバックライト光源モジュールは、請求項１に記載する液晶表示装置のバックライト光源モジュールが、さらに複数のトランスであって一次コイル側が並列に前記２つのパワートランジスタの出力端ポイントに接続し、二次コイル側が直列または並列に接続するトランスと、ランプの電流信号を受信し、該ランプの電流信号をパルス幅変調コントローラの個所に伝送して調整し、該ランプに供給する電流量を制御する電流制御回路とを含んでなり、また、突発式(Burst Mode)の光度調整方式または連続式光度調整方式などの光度調整方法を具え、２つのパワートランジスタによって単一または複数のランプを駆動する。

【００１１】請求項３においては、請求項２における複数のトランスの二次コイル側がそれぞれ別々にランプを駆動する。

【００１２】請求項４においては、請求項３における複数のトランスの二次コイル側がそれぞれ別々に２つのランプを駆動し、少なくとも４つ以上のランプを駆動する構造を形成する。

【００１３】請求項５において、請求項１における液晶表示装置のバックライト光源モジュールは、さらにパルス幅変調コントローラの操作する周波数入力端に接続し、かつ充電回路と、トランジスタの動態抵抗を構成する周波数可変式起動回路を含んでなる。

【００１４】請求項６において、請求項２における電流制御回路はコンパレータによってなる。

【００１５】

【考案の実施の形態】

この考案による液晶表示装置のバックライト光源モジュールは、パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラと、ハーフブリッジコンバータと、共振回路と、負荷調整回路とによって構成される。該パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラは、パルス幅変調信号を提供してランプの出力電流を制御するものであって、該ハーフブリッジコンバータは、２つのパワートランジスタを直列に接続してなり、そのミッド・ポイントを出力端として、該パルス幅変調コントローラの出力する信号を受けて制御され、相対的に交代しながら開閉の動作を行うハーフブリッジコンバータの構造を有する。該共振回路は、共振の原理を利用して正弦波電流を発生させ、これを以ってランプのエネルギーを提供する。該調整回路は、負荷が変化した場合に抵抗の両端に発生する電圧信号について調整し、調整回路を通じて該ハーフブリッジコンバータのパワーエレメントの通電時間を随時変更してランプの電流調整効果を達成する。

【００１６】

【実施例】

前記液晶表示のバックライト光源モジュールの構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。この考案の特徴と構造とについて、具体的な実施例を挙げ、図面を参考にして以下に詳述する。

【００１７】［第１実施例］図１及び図２にこの考案によるハーフブリッジコンバータ(Half Bridge Conve rter)構造のランプ直列式バックライト光源モジュールを開示する。図面によれば、パルス幅変調信号を提供してランプの出力電流を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）と、該パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）の出力する制御信号を受信する２つのトランジスタ（１１）（１２）（ハーフブリッジコンバータを構成する）と、一次コイル側を並列に接続して２つのトランジスタのミッド・ポイントに接続する２つのトランス（１３）（１４）と、該２つのトランス（１３）（１４）の二次コイル側間に直列に２つのランプ（２１）（２２）が接続して構成される直列共振回路（正弦波を発生する）と、負荷調整回路（４０）と、光度調整回路（３０）(Burst Mode)とによってなる。

【００１８】この考案は２つのパワートランジスタ（１１）（１２）を用いるだけで以上の実施例の構造を達成することができる。この点が従来の技術との最大の差異である。図面の左側に開示する光度調整回路（３０）(Burst Mode)は、パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）の出力するコントローラに変更することができ、光度調整回路（３０）の出力する方形波(Square Wave)伝導率を調整してランプ（２１）（２２）の流通する電流値と照明の光度とを調整する。また、図面の右側の負荷調整回路（４０）(Load Regulation)は、ランプ（２１）（２２）の出力する電流値を得て、内部のコンパレータ（４１）とフォト・カップラ（４２）を経過して信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）に調整信号を返す。即ち、負荷調整回路を構成する。

【００１９】また、前記２つのトランス（１３）（１４）の二次コイル側の直列個所にさらにバランシング抵抗（１５）を接続し、２本のランプの電流値の差について、該バランシング抵抗（１５）を通過することによって該２本のランプ（２１）（２２）の電流の差異を下げる。

【００２０】また、パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）とトランジスタ（１１）（１２）との間に設けるドライバ（１６）はパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）の出力する駆動力の大きさによって設けるものであって、構造上は設けても、設けなくてもかまわない。

【００２１】パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）の左側の位置に周波数可変式起動回路（６０）を設ける。外周波数可変式起動回路（６０）は、コンデンサ（６１）と、トランジスタ（６２）と、抵抗（６３）とを通じてパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）作動周波数のコンデンサ（６５）と、抵抗（６４）との間に接続され、電源が供給され通電すると、コンデンサ（６１）が瞬時に充電され、トランジスタ（６２）が通電し、抵抗（６３）が短絡状態を呈する。その後、徐々にトランジスタ（６２）が低抵抗状態から高抵抗状態となり、この回路がパルス幅変調（ＰＷＭ）作業周波数を調整する一種の動態抵抗となる。このため、通電し始めた際に高電圧が発生してランプが点灯し、数秒後に周波数が回復して出力電圧が一定値に下がり、ランプを加速的に点灯させる効果を得ることができる。

【００２２】［第２実施例］この考案は、図２に開示するようにランプを直列に接続する回路の構造以外に、図３に開示するようにランプを並列に配置する構造にしてもよい。第１実施例と異なる点は、トランス（１３）（１４）の二次コイル側において図１に開示する直列方式を採用せずにランプを別々に駆動し、かつそれぞれのセットの出力端に２つずつランプ（２１）（２３）（２２）（２４）を並列に接続し、４本のランプを駆動するバックライトの光源モジュールを構成する。

【００２３】また、必要に応じて図面の右下に開面する２つのコンパレータ（５１）（５２）と、トランジスタ（５３）によって構成される電流制御回路（５０）をさらに設ける。該電流制御回路（５０）は２組のランプ（２１）（２３）（２２）（２４）の電流値を受けて、その内の１組のランプの電流が一定の値を超えた場合、調整信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ（１０）に送信し、自動的に２組のランプ（２１）（２３）（２２）（２４）の電流値が下がるように調整して、該２組のランプは一定の電流値以下を維持するようにする。このため、２組のランプの電流の差異がますます拡大した状態になることを防ぐことができる。

【００２４】以上は、この考案の好ましい実施例を挙げたのみであって、これらの実施例によりこの考案の範囲が限定されるものではない。従って、当業者が容易になし得ることができ、かつこの考案に対して均等の効果を有する改造または変形などは、いずれもこの考案の技術的範囲に属するものとする。

【００２５】

【考案の効果】

この考案は、ハーフブリッジコンバータ構造によってなり、２つのパワートランジスタのみで単一のランプまたは複数のランプに対するバックライト供給手段であって、かつ簡単な構造による液晶表示装置のバックライト光源モジュールを提供することができる。即ち、周知の技術に比して構造を簡略化することができる。また、ランプを直列に接続する以外に、複数のランプを並列で接続するなど、多種多様の形態に変化させることができる。その周辺回路については、必要に応じて電流制御回路と周波数可変式起動回路とを設けて補助とすることによって、それぞれのランプの電流を平均させてそれぞれのランプの明るさを均一にすることができ、この考案の効果をさらに高めることができる。また、この発明はダブル周波数方式で回路を起動することによって、起動時に高い電圧が供給されてもランプの点灯後正常な電圧に回復し、ランプをさらに早く点灯させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による第１実施例の概念図である。

【図２】この考案による第１実施例の回路図である。

【図３】この考案による第２実施例の回路図である。

【図４】従来のバックライトコントローラの概念図で
ある。

【図５】図４のバックライトコントローラの回路図で
ある。

【図６】従来の他のバックライトコントローラの概念
図である。

【図７】図６のバックライトコントローラの回路図で
ある。

【符号の説明】

１０パルス幅変調コントローラ１１パワートランジスタ１２パワートランジスタ１３トランス１４トランス１５バランシング抵抗１６ドライバ２１ランプ２２ランプ２３ランプ２４ランプ３０光度調整回路４０負荷調整回路４１コンパレータ４２フォト・カップラ５０電流制御回路５１コンパレータ５２コンパレータ５３トランジスタ６０周波数可変式起動回路６１コンデンサ６２トランジスタ６３抵抗６４抵抗６５作動周波数のコンデンサ９０パルス幅変調コントローラ９１ダブル・トランジスタ９２ダブル・トランジスタ９３トランス９４トランス９５ランプ９６ランプ９７負荷調整回路９８バックコンバータ９９ロイアーコンバータ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ
と、ハーフブリッジコンバータと、共振回路と、負荷調
整回路とによってなる液晶表示装置のバックライト光源
モジュールにおいて、該パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラは、パルス幅変
調信号を提供してランプの出力電流を制御するものであ
って、該ハーフブリッジコンバータは、２つのパワートランジ
スタを直列に接続してなり、そのミッド・ポイントを出
力端として、該パルス幅変調コントローラの出力する信
号を受けて制御され、相対的に交代しながら開閉の動作
を行うハーフブリッジコンバータの構造を有し、該共振回路は、共振の原理を利用して正弦波電流を発生
させ、これを以ってランプのエネルギーを提供し、該調整回路は、負荷が変化した場合に抵抗の両端に発生
する電圧信号について調整し、調整回路を通じて該ハー
フブリッジコンバータのパワーエレメントの通電時間を
随時変更してランプの電流調整効果を達成するものであ
ることを特徴とする液晶表示装置のバックライト光源モ
ジュール。
【請求項２】前記液晶表示装置のバックライト光源モ
ジュールは、さらに複数のトランスであって一次コイル
側が並列に前記２つのパワートランジスタの出力端ポイ
ントに接続し、二次コイル側が直列、もしくは並列に接
続するトランスと、ランプの電流信号を受信し、該ランプの電流信号をパル
ス幅変調コントローラの個所に伝送して調整し、該ラン
プに供給する電流量を制御する電流制御回路とを含んで
なり、さらに突発式(Burst Mode)の光度調整方式、もしくは連
続式光度調整方式などの光度調整方法を具え、２つのパワートランジスタによって単一、もしくは複数
のランプを駆動することを特徴とする請求項１に記載の
液晶表示装置のバックライト光源モジュール。
【請求項３】前記複数のトランスの二次コイル側がそ
れぞれ別々にランプを駆動することを特徴とする請求項
２に記載の液晶表示装置のバックライト光源モジュー
ル。
【請求項４】前記複数のトランスの二次コイル側がそ
れぞれ別々に２つのランプを駆動し、少なくとも４つ以
上のランプを駆動する構造を形成することを特徴とする
請求項３に記載の液晶表示装置のバックライト光源モジ
ュール。
【請求項５】前記液晶表示装置のバックライト光源モ
ジュールは、さらにパルス幅変調コントローラの操作す
る周波数入力端に接続し、かつ充電回路と、トランジス
タの動態抵抗を構成する周波数可変式起動回路を含んで
なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の
バックライト光源モジュール。
【請求項６】前記電流制御回路がコンパレータによっ
てなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置
のバックライト光源モジュール。