JP6022172B2 - ライトユニット及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ライトユニット及びその駆動方法に関し、特に液晶表示装置用バックライトユニット及びその駆動方法に関するものである。
近年、急速に発展している半導体技術を中心として、小型化及び軽量化と共に性能がさらに向上した平板表示装置(flat panel display)の需要が大幅に増加している。
このような平板表示装置の中で、近年、脚光を浴びている液晶表示装置(liquidcrystal displayay;LCD)は例えば、小型化、軽量化及び低消費電力化などの利点を有し、既存のブラウン管(cathode ray tube;CRT)の短所を克服できる代替手段として次第に注目されてきており、現在はディスプレイ装置が必要なすべての情報処理機器に液晶表示装置が装着されて使用されている。
一般に、液晶表示装置は、共通電極とカラーフィルタなどが設けられている上部基板と、薄膜トランジスタと画素電極などが設けられている下部基板と、の間に液晶物質を注入して、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を形成して液晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調節して画像を表現する装置である。
液晶表示装置の液晶表示パネルは、自ら発光できない受光素子であるため、液晶表示パネルの下部で液晶表示パネルに光を提供するためのバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、例えば、ランプ、導光板、反射シート、及び光学シート類などを含む。ランプは、比較的に発熱量が少なくて、自然光に近い白色光を発生させ、寿命の長い冷陰極管方式ランプ、及び色再現性が良く、低消費電力であるLEDを用いたLED方式ランプを用いる。
LED方式ランプ及び冷陰極管ランプの場合、高電圧を用いてランプをオンにし、ランプに印加される高電圧は別途のボードで生成されてランプに伝達される。その結果、ライトユニットを完成するためにボードとランプを接続する時、コネクタを作業者が連結する必要があり、このとき、高電圧が流れて作業者が感電する事故が発生する問題がある。
特開2002−311905号公報
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、コネクタを連結する過程で作業者が高電圧によって感電しないようにするライトユニット及びその駆動方法を提供することにある。
このような課題を解決するために、本発明の実施形態によるライトユニットは、電源の電圧を受けて高電圧及びVcc電圧に変換するIPボードと、ランプと、前記IPボードの前記高電圧の伝達を受けて前記ランプをオンにし、前記IPボードの前記Vcc電圧の印加を受けた後さらに前記IPボードに伝達するTボードと、を含み、前記IPボードは、前記TボードからVcc電圧が印加された後に前記高電圧を前記Tボードに伝達することを特徴とする。
前記IPボードと前記Tボードはコネクタによって接続してもよい。
前記IPボードは、入力された電源電圧に基づいて前記Vcc電圧及び前記高電圧を生成するPCFコンバータと、前記Vcc電圧を前記Tボードに送受信し、前記高電圧を前記Tボードに伝達するインバータICと、を含んでもよい。
前記Tボードは、前記Vcc電圧の印加を受ける第1のパッドと、前記Vcc電圧を前記IPボードに伝達する第2のパッドと、を含んでもよい。
前記Tボードは、前記高電圧の印加を受ける第3のパッド及び第4のパッドと、接地電圧の印加を受ける第5のパッドと、前記ランプの状態を確認する信号の印加を受ける第6のパッド及び第7のパッドと、をさらに含んでもよい。
前記インバータICは、トランジスタを含み、前記第2のパッドから伝達されたVcc電圧によって前記トランジスタがターンオンすれば、所定の時間経過後に前記高電圧を前記Tボードに伝達してもよい。
前記所定の時間は0.5秒以上6秒以下としてもよい。
前記所定の時間は1.5秒以上1.6秒以下としてもよい。
前記ライトユニットは、映像ボードまたはT−conボードをさらに含み、前記ライトユニットは液晶表示装置用バックライトユニットとしてもよい。
本発明の実施形態によるライトユニットの駆動方法は、IPボードからTボードにVcc電圧を印加し、前記Tボードから前記Vcc電圧を前記IPボードに伝達し、前記Vcc電圧の印加を受けてから所定の時間が経過した後高電圧を前記Tボードに印加し、前記高電圧を用いてランプを点灯させることを特徴とする。
前記IPボードから前記Tボードに前記Vcc電圧を印加することは、コネクタによって前記IPボードと前記Tボードを接続してもよい。
前記Vcc電圧を前記IPボードに伝達することは、前記Vcc電圧が前記Tボードのループ回路を経てさらに前記IPボードに伝達してもよい。
本発明によれば、ランプに印加される高電圧が所定の時間遅延して印加されるようにすることによって、作業者がコネクタを連結する過程で高電圧によって感電しないライトユニット及びその駆動方法を提供することができる。
本発明の実施形態によるライトユニットを示すブロック図である。 本発明の実施形態によるコネクタに接続されたターミナルボード(Tボード)を示す平面図である。 本発明の実施形態によるコネクタに接続されたターミナルボード(Tボード)を示す平面図である。 本発明の実施形態によるTボードの入力及び出力パッドを示す平面図である。 本発明の実施形態による高電圧が印加される前のTボードの信号移動経路を示す平面図である。 本発明の実施形態によるTボードとIP(integrated power)ボード間の信号伝達順序を示す平面図である。 本発明の実施形態によるIPボードのインバータIC(integrated circuit)を示す回路図である。 本発明の実施形態によるIPボードのインバータICを回路図である。 本発明の実施形態によるIPボードのインバータICを示す回路図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるというとき、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。
次に、本発明の実施形態によるライトユニットについて、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図1を参照して本発明の実施形態による全体的なライトユニットの構造について説明する。
図1は、本発明の実施形態によるライトユニットを示すブロック図である。
ライトユニット1は、IP(Integrated power)ボード100、Tボード(terminal board)200、及びランプ250を含む。
IPボード100は、外部から入力される電源を変換してTボード200に伝達する役割を果たし、一種のSMPS(switching mode power supply)である。本発明の実施形態によるIPボード100は、PFC(power−factor−correction)コンバータ112、インバータIC113、受信部111、及び出力部114を含む。図1に示す本発明の実施形態による受信部111は、220Vの交流(AC)電源電圧が入力されることを示す。入力された220Vの交流電圧はPFCコンバータ112に伝達されて、ライトユニット1で必要な電圧に変換される。なお、PFCコンバータ112は、ライトユニット1と接続されて共に電源の供給を受ける部分がある場合、当該電源電圧も生成する。つまり、本ライトユニット1が液晶表示装置で使用されるバックライトユニットである場合には、液晶表示装置に存在する他のボード例えば、映像ボード、T−conボードなどに使用される電源も共に生成する。その結果、図1では映像ボードとT−conボード700が示されているが、以下、バックライトユニットを中心に説明する。
つまり、PFCコンバータ112は、入力された220Vの交流電圧に基づいてTボード200で用いられる380Vの交流電圧、Vcc電圧、及び映像ボードとT−conボード700で用いられる直流(DC)電圧(5V DC、13V DC)を共に生成する。このような変圧のためにPFCコンバータ112はトランス(transformer;図示せず)を含んでもよい。
その後、PFCコンバータ112は、380Vの交流電圧及びVcc電圧はインバータIC113に伝達し、5V及び13Vの直流電圧は映像ボードとT−conボード700に伝達する。
5V及び13Vの直流電圧の印加を受けた映像ボードとT−conボード700は、実施形態によって定められた映像処理を行う。
一方、380Vの交流電圧(以下、高電圧という)及びVcc電圧の印加を受けたインバータIC113は、Tボード200に380Vの高電圧及びVcc電圧を伝達するようになるが、所定の手続を通じて高電圧を伝達しても問題がないかを確認して伝達する。所定の手続と関連しては図4乃至図6で詳細に説明する。Vcc電圧は10〜12Vの直流電圧であり、380Vの高電圧は図1に示したように矩形波状の高圧スイッチング波形を有する。
Tボード200は380Vの交流電圧の印加を受け、これに基づいてトランス210を経て電圧を制御した後ランプ250に伝達する。本実施形態によるTボード200は、各ランプ250が一定範囲で均一な輝度を放出するようにするバランス部をさらに含んでもよい。
ここで、ランプ250は、CCFL(Cold Cathode Florecent Lamp)のような冷陰極管ランプなどの蛍光ランプであってもよく、LEDランプであってもよい。
以下、本発明の実施形態によるTボードの構造についてさらに詳細に説明する。
図2は、本発明の実施形態によるコネクタに接続されたTボードを示す平面図である。図3は、本発明の実施形態によるコネクタに接続されたTボードを示す平面図である。
一つのTボード200は複数のトランス210を有し、それぞれのトランス210は複数の出力端202を有する。それぞれの出力端202には一つのランプ250が接続され、ランプ250の両端のいずれか一端だけが一つの出力端202に接続され、他端は接地されている。ランプ250の他端を接地することによって、配線の長さを減らすことができ、ライトユニット1の全体サイズをスリム化することができる。
図2では、全体的なTボード200の構造を概略的に示して、入力された380Vの交流電圧がトランス210を経てランプ250と接続される出力端202に伝達されることを電源配線203を通じて示した。図2の電源配線203は、外部からコネクタ201を通じて380Vの交流電圧の印加を受ける。Tボード200のコネクタ201と入出力パッド部220は様々な信号を伝達するが、図2では380Vの高電圧だけが印加されることを示しており、その他の信号については図4の入出力パッド部220で後述する。
図3では、本発明の実施形態によるTボード200の一部を示している。コネクタ201と接続された電源配線203は、高電圧が印加されるほどの広い幅の配線で形成されている。
図3のA部分では、Tボード200にコネクタ201が連結されたものを示している。コネクタ201を連結するためには作業者が直接連結しなければならないので、高電圧による作業者の感電危険が存在する。しかし、本発明の実施形態のように作業者がコネクタ201を連結するとき、高電圧が印加されず、それから所定の時間経過後に高電圧が印加されるようにすれば、作業者は感電危険なしに作業が可能になる。
以下、図4を参照して、入出力パッド部220の構造について詳細に説明する。
図4は、本発明の実施形態によるTボードの入出力パッドを示す平面図である。
本発明の実施形態によるTボード200の入出力パッド部220は総7個のパッド1、3、8、9、10、11、12からなる。図4に示すように、パッドの番号は左側から右側に順次に番号を一つずつ増やしたものであり、空の数字は当該パッドの位置にパッドを形成していないことを示す。つまり、本発明の実施形態によるコネクタ201には総12個の接続端子があるが、Tボード200では第2、4、5、6、7番の位置にはパッド部を形成しないことで、信号の送受信が行われないように構成されている。
まず、第1、3番パッドは、IPボード100から伝達される380Vの高電圧が伝達されるパッドで、図4でそれぞれHIGH(FET)及びLOW(FET)と表示されている。第1番パッドを通して高電圧が入力されて、第3番パッドを通して出力される。
第8番パッド(GNDパッドともいう)には接地電圧(GND)が印加され、図4でGNDと表示されている。また、第9番パッド(OVPパッドともいう)にはOVP(over voltage protection)信号が印加され、図4でOVPと表示されており、第12番パッド(LDパッドともいう)にはLD(lamp detect)信号が印加され、図4でLDと表示されている。OVP信号及びLD信号はランプ250に問題がないのか確認する信号である。OVP信号は隣接するランプ250をジグザグに接続して電圧の変化がないかをチェックし、LD信号はそれぞれのランプ250別に状態をチェックする信号である。第8番及び第12番パッドからランプ250に問題があると感知されれば、IPボード100ではこれをT−comボード700に伝達して問題があることを伝達することができる。
第11番パッド(VCCパッドともいう)は、12Vの一定の電圧(Vcc電圧;実施形態によっては電圧の大きさが異なりうる)を伝達し、図4でVCCと表示されており、第10番パッド(CNT_PRTパッドともいう)は、第11番パッドに入力されたVcc電圧が出力されるパッドであって、図4ではCNT_PRTと表示されている。つまり、第11番パッドに入力されたVcc電圧が、第10番パッドを通して出力されるようにして、コネクタ201が完全に接続されたのか確認できるようにした。つまり、コネクタ201で第11番パッドと接続される部分にはVcc電圧が印加されているが、第10番パッドと接続される部分には別途に受信される信号がないが、コネクタ201が連結されると、第10番パッドを通して12VのVcc電圧が入力されるようになるので、これによってコネクタ201が連結されたことを感知することができる。
以下、図5を参照して、本発明の実施形態によるTボードのVcc電圧の移動経路について説明する。
図5は、本発明の実施形態による高電圧が印加される前のTボードの信号移動経路を示す平面図である。
図5ではTボード200の一部分を示しており、第11番パッドから延長された配線がさらに第10番パッドと接続されてループ回路を構成していることがわかる。本実施形態によるループ回路では、簡単な抵抗一つを含んで形成されている(図7A参照)。図5で示している矢印は、Vcc電圧の移動経路を表している。
Vcc電圧がコネクタ201を通じてIPボード100に伝達されると、IPボード100では380Vの高電圧をTボード200に印加してもよいと判断する。ただし、万が一に備えて、Tボード200からVcc電圧を受信した以後直ちに高電圧をTボード200に印加せずに、所定の時間、例えば、1.5秒〜1.6秒を遅延させて380Vの高電圧をTボード200に印加する。
以下、本発明の実施形態によるTボードとIPボードの高電圧の伝達順序について説明する。
図6は、本発明の実施形態によってTボードとIPボード間の信号伝達順序を示した平面図である。
図6ではIPボード100とTボード200を示し、高電圧をTボード200に伝達してもよいかを確認する過程を表している。
まず、IPボード100とTボード200をコネクタ201によって接続すれば、コネクタ201からTボード200の第11番パッド(VCC)にVcc電圧が印加される(S10)。
Tボード200の第11番パッド(VCC)に印加されたVcc電圧は、Tボード200内のループ回路を経て第10番パッド(CNT_PRT)に伝達され、第10番パッド(CNT_PRT)と接触しているコネクタ201の端子を通じてIPボード100にVcc電圧が伝達される(S20)。
Vcc電圧が正常に伝達されたIPボード100では所定の時間、例えば、1.5秒〜1.6秒の経過後に高電圧をTボード200に印加する(S30)。本発明の実施形態ではIPボード100のインバータIC113でVcc電圧を受信し、所定の時間遅延させて高電圧をTボード200に印加する。本発明の実施形態によるインバータIC113の構造については、図7A乃至図7Dを参照して詳細に説明する。しかし、実施形態によってはIPボード100の他の位置で高電圧をTボード200に伝達するように、IPボード100の外部(例えば、映像ボード、T−conボード700など)で処理されることも可能である。
その後、Tボード200に伝達された高電圧を用いてランプ250は点灯する(S40)。
以下、本発明の実施形態によるインバータIC113の構造について説明する。
図7A〜図7Cは、本発明の実施形態によるIPボードのインバータICの回路構造を示した回路図である。
図7A〜図7Cは、IPボード100のインバータIC113の回路構造を示し、図7Aで点線によって区分された右側はTボード200の一部構造を概略的に示している。また、インバータIC113は、図7A〜図7Cに示しているが、これは一つの図面に表わす場合、回路構造が不明確なところもありうることで、別途の図面に区分して示しただけで、実質的に互いに異なる部分を示したものではない。
以下、図7Aについて説明する。図7Aを参照すると、点線の右側にはTボード200が概略的に示されている。Tボード200の第10番パッド(CNT_PRT)及び第11番パッド(VCC)は、概略的にそれぞれ抵抗によって接続された構造と示す。つまり、Vcc電圧が第11番パッド(VCC)に入力されると、第10番パッド(CNT_PRT)を通じてIPボード100のインバータIC113に入力される。
図7Aの点線の左側にはインバータIC113の第1部分が示されている。つまり、Tボード200の第10番パッド(CNT_PRT)から12VのVcc電圧が入力されると、QI871トランジスタがターンオンし、QI873トランジスタのベース端はグラウンドに電圧が落ちながらターンオフされる。その結果、PRT_KN端子には5.3Vの入力電圧が印加される。
図7Aにおいて、PRT_KN端子の出力は、第1番の矢印で示したように図7BのSTB_5.3Vに入力される。
図7Bによれば、入力された5.3Vの電圧はIC2の第1番端子に入力され、IC2の動作によってVCC PFC OUT端子にハイ電圧が出力されるようにする。VCC PFC OUT端子の出力は第3番の矢印で示したように図7CのIN端子に入力される。
図7Cによれば、IN端子に入力された電圧はIC4の第8番端子に入力され、IC4の動作によってIC4の第4番端子を通じてPCF OUT矢印で示したように380Vの高電圧がTボード200に伝達されるようにする。
もし、図7Aにおいて、第10番パッド(CNT_PRT)から12VのVcc電圧が入力されない場合には、QI871トランジスタがターンオフの状態となり、その結果、QI873トランジスタのベース端に5.3Vに相当する電圧が印加されてターンオンされ、PRT_KN端子には接地電圧が印加されて後続動作が発生しない。
図7B及び図7Cの回路においては、STB_5.3Vの端子に電圧が入力される時からIC4の第4番端子を通じてPCF OUTに高電圧が出力されるまでの所定の時間、0.5秒以上6秒以下の時間を遅延させるのが好ましく、1.5秒以上1.6秒以下の時間を遅延させるのがもっとも好ましい。所定の時間は実施形態によって種々である。しかし、所定の時間が0.5秒より短い場合には、作業者がコネクタ201を接続させた後、作業者がコネクタ201から所定の距離以上離れる時間的余裕が少なく、高電圧の影響を受け、6秒を超える場合には、ランプ250が点灯するまで不必要な時間遅延が発生する。
このような遅延によってコネクタ201が安定的に接続された後に高電圧がTボード200に伝達されるので、作業者が高電圧によって感電する可能性がさらに低くなる長所がある。
図7A〜図7Cの回路構造は、本発明の実施形態によるインバータIC113の回路構造である。インバータIC113は、基本的にPFCコンバータ112から伝達された高電圧をTボード200に伝達する構造を有する。しかし、電源が入力されると、直ちに高電圧をTボード200に伝達せずに、Tボード200から伝達されるVcc電圧を受信して所定の時間、0.5秒以上6秒以下の時間を遅延させるのが好ましく、1.5秒以上1.6秒以下の時間を遅延させるのがもっとも好ましい。所定の時間、遅延させた後に高電圧をTボード200に伝達する役割を果たす。したがって、実施形態によっては上記のような動作を行う多様なインバータICの回路構造を有することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、次の特許請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
1…ライトユニット
100…IPボード
111…受信部
112…PFCコンバータ
113…インバータIC
114…出力部
200…Tボード
201…コネクタ
202…出力端
203…電源配線
210…トランス
220…入出力パッド部
250…ランプ
700…映像ボード、T−comボード

Claims (8)

  1. 電源の電圧を高電圧及びVcc電圧に変換するIPボードと、
    ランプと、
    記IPボードの前記Vcc電圧の印加を受けた後さらに前記IPボードに前記Vcc電圧を印加し、前記IPボードの前記高電圧を印加されて前記ランプをオンにするTボードと、を含み、
    前記IPボードは、前記IPボードと前記Tボードがコネクタによって接続されると、前記TボードからVcc電圧が印加された後に前記高電圧を前記Tボードに印加することを特徴とするライトユニット。
  2. 前記IPボードは、
    入力された前記電源電圧に基づいて前記Vcc電圧及び前記高電圧を生成するPFCコンバータと、
    前記PFCコンバータから印加された前記Vcc電圧及び前記高電圧を前記Tボードに印加するインバータICと、
    を含むことを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  3. 前記Tボードは、前記Vcc電圧の印加を受ける第1のパッドと、前記Vcc電圧を前記IPボードに印加する第2のパッドと、を含むことを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  4. 前記Tボードは、
    前記高電圧が入力される第3のパッドと、
    前記高電圧を出力する第4のパッドと、
    接地されている第5のパッドと、
    前記ランプに問題があるかを確認する電圧の印加を受ける第6のパッド及び第7のパッドと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  5. 前記インバータICは、トランジスタを含み、前記第2のパッドから印加されたVcc電圧によって前記トランジスタがターンオンすれば、所定の時間経過後に前記高電圧を前記Tボードに印加することを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  6. 前記所定の時間は0.5秒以上6秒以下であることを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  7. 前記所定の時間は1.5秒以上1.6秒以下であることを特徴とする請求項に記載のライトユニット。
  8. コネクタによって前記IPボードと前記Tボードを接続すると、IPボードからTボードにVcc電圧を印加し、
    前記Tボードから前記Vcc電圧を前記IPボードに印加し、
    前記IPボードが前記Vcc電圧の印加を受けてから所定の時間が経過した後高電圧を前記Tボードに印加し、
    前記高電圧を用いてランプを点灯させることを特徴とするライトユニットの駆動方法。
JP2012050087A 2011-08-10 2012-03-07 ライトユニット及びその駆動方法 Expired - Fee Related JP6022172B2 (ja)

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