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発明の名称 液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−178985(P2007−178985A)
公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
出願番号 特願2006−163195(P2006−163195)
出願日 平成18年6月13日(2006.6.13)
代理人 【識別番号】100064447
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫
発明者 田 鎮 煥 / 張 燻
要約 課題
本発明は、高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させ、液晶表示素子のランプと発光ダイオードに供給することができる液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置に関する。

解決手段
本発明に係る液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置は、直流高電圧をランプ駆動電圧に変換させ、多数のランプに供給するためのランプインバータ、及び直流高電圧を発光ダイオード駆動電圧に変換させ、多数の発光ダイオードに供給するための発光ダイオードに供給するための発光ダイオード駆動部を含む。
特許請求の範囲
【請求項1】
液晶表示素子に備えられ、多数のランプ及び多数の発光ダイオードからなるバックライトアセンブリを駆動させるためのハイブリッドバックライト駆動装置において、直流高電圧をランプ駆動電圧に変換させ、前記多数のランプに供給するためのランプインバータ、及び前記直流高電圧を発光ダイオード駆動電圧に変換させ、前記多数の発光ダイオードに供給するための発光ダイオード駆動部を含む液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置。
【請求項2】
前記ランプインバータは、ランプ用バースト調光信号に応じて前記多数のランプの駆動を制御するためのランプ駆動制御部と、前記ランプ駆動制御手段の制御に応じて前記直流高電圧をスイッチングさせ、交流電圧を出力する第1及び第2の直流/交流スイッチング部と、前記第1の直流/交流スイッチング部より出力される交流電圧を昇圧させ、前記多数のランプの一側端に供給するための第1のトランス、及び前記第2の直流/交流スイッチング部より出力される交流電圧を昇圧させ、前記多数のランプの他側端に供給するが、前記第1のトランスより出力される交流電圧と反対位相を有する交流電圧を供給する第2のトランスとを含む請求項1に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項3】
前記第1及び第2のトランスは、反対方向に券線されることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項4】
前記発光ダイオードドライバは、発光ダイオード用バースト調光信号に応じて、前記多数の発光ダイオードの駆動を制御するための発光ダイオード駆動制御部と、前記直流高電圧を降下させ、前記ランプ駆動電圧を出力する直流/直流変換部、及び前記発光ダイオード駆動制御部の制御に応じて前記直流/直流変換部により変換された前記ランプ駆動電圧を接地でスイッチングさせるためのスイッチング部とを含む請求項1に記載の液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置。
【請求項5】
前記直流/直流変換部は、インダクタを含んでなることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項6】
前記スイッチング部は、前記発光ダイオード駆動制御部よりLレベルの発光ダイオード駆動制御信号が印加されると、ターンオフされ、前記直流/直流変換部より出力されるランプ駆動電圧が前記多数の発光ダイオードに印加されるようにし、前記発光ダイオード駆動制御部よりHレベルの発光ダイオード駆動制御信号が印加されると、ターンオンされ、前記直流/直流変換部より出力されるランプ駆動電圧を接地でスイッチングさせることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項7】
前記スイッチング部は、前記発光ダイオード駆動制御信号が印加されるベースと、前記直流/直流変換部の出力端に接続されたコレクタ、そして接地に接続されたエミッタからなるトランジスタであることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項8】
前記発光ダイオード駆動部は、入力電圧を安定化させるための入力安定化部を更に含む請求項4〜7のうち何れか一項に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項9】
前記入力安定化部は、前記直流/直流変換部と並列に接続され、入力端と接地との間に接続されたキャパシタを含む請求項8に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項10】
前記発光ダイオード駆動部は、出力電圧を安定化させるための出力安定化部を更に含む請求項4〜7のうち何れか一項に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項11】
前記出力安定化部は、前記多数の発光ダイオードと並列に接続され、前記直流/直流変換部の出力側と接地との間に接続されたキャパシタを含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項12】
前記発光ダイオード駆動部は、前記多数の発光ダイオードからの電流逆流を防止するための電流逆流防止部を更に含む請求項4〜7のうち何れか一項に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項13】
前記電流逆流防止部は、アノードが前記直流/直流変換部の出力側に接続され、カソードが前記多数の発光ダイオードのアノードに接続されたダイオードを含む請求項12に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項14】
前記発光ダイオード駆動部は、前記多数の発光ダイオードを介して流れる電流をセンシングし、前記多数の発光ダイオードを通過した電圧が前記発光ダイオード駆動制御部にフィードバックされるようにする電流センシング部を更に含む請求項4〜7のうち何れか一項に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
【請求項15】
前記電流センシング部は、一側端が前記多数の発光ダイオードのカソードと前記発光ダイオード駆動制御部のフィードバック端に共通接続され、他側端が接地に接続された抵抗を含む請求項14に記載の液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示素子に関し、特に高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させ、液晶表示素子のランプと発光ダイオードに供給することができる液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示素子は、ビデオ信号に応じ、液晶セルの光透過率を調節して画像を示し、そして液晶セル毎にスイッチング素子が形成されたアクティブマトリクス型の液晶表示素子は、スイッチング素子の能動的な制御が可能であるため、動画像の具現に有利である。このようなアクティブマトリクス型の液晶表示素子に用いられるスイッチング素子としては、図1のように主に薄膜トランジスタ(TFT)が用いられている。
【0003】
図1を参照すると、アクティブマトリクス型の液晶表示素子は、デジタル入力データを、ガンマ基準電圧を基準としてアナログデータ電圧に変換し、データラインDLに供給すると共に、スキャンパルスをゲートラインGLに供給し、液晶セルClcを充電させる。
【0004】
TFTのゲート電極は、ゲートラインGLに接続され、ソース電極はデータラインDLに接続され、そしてTFTのドレイン電極は液晶セルClcの画素電極とストレージキャパシタCstの一側電極に接続される。
【0005】
液晶セルClcの共通電極には、共通電圧Vcomが供給される。
ストレージキャパシタCstは、TFTがターンオンされる際、データラインDLより印加されるデータ電圧を充電し、液晶セルClcの電圧を一定に維持する役割をする。
【0006】
スキャンパルスがゲートラインGLに印加されると、TFTは、ターンオンされ、ソース電極とドレイン電極との間のチャンネルを形成し、データラインDL上の電圧を液晶セルClcの画素電極に供給する。この際、液晶セルClcの液晶分子は、画素電極と共通電極との間の電界により配列を変えながら、入射光を変調することになる。
【0007】
このような構造を有するピクセルを備える従来の液晶表示素子の構成を図2に示す。
【0008】
図2は一般的な液晶表示素子の構成図である。
図2を参照すると、液晶表示素子100は、データラインDL1〜DLmとゲートラインGL1〜GLnが交差され、その交差部に液晶セルClcを駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)が形成された液晶表示パネル110と、液晶表示パネル110のデータラインDL1〜DLmにデータを供給するためのデータ駆動部120と、液晶表示パネル110のゲートラインGL1〜GLnにスキャンパルスを供給するためのゲート駆動部130と、ガンマ基準電圧を発生し、データ駆動部120に供給するためのガンマ基準電圧発生部140と、液晶表示パネル110に光を照射するためのバックライトアセンブリ150と、バックライトアセンブリ150に交流電圧及び電流を印加するためのインバータ160と、共通電圧Vcomを発生し、液晶表示パネル110の液晶セルClcの共通電極に供給するための共通電圧発生部170と、ゲートハイ電圧VGHとゲートロウ電圧VGLを発生し、ゲート駆動部130に供給するためのゲート駆動電圧発生部180と、データ駆動部120及びゲート駆動部130を制御するためのタイミングコントローラ190とを備える。
【0009】
液晶表示パネル110は、2枚のガラス基板間に液晶が注入される。液晶表示パネル110の下部ガラス基板上には、データラインDL1〜DLmとゲートラインGL1〜GLnが直交する。データラインDL1〜DLmとゲートラインGL1〜GLnの交差部には、TFTが形成される。TFTは、スキャンパルスに応答して、データラインDL1〜DLm上のデータを液晶セルClcに供給する。TFTのゲート電極は、ゲートラインGL1〜GLnに接続され、TFTのソース電極はデータラインDL1〜DLmに接続される。そして、TFTのドレイン電極は、液晶セルClcの画素電極とストレージキャパシタCstに接続される。
【0010】
TFTは、ゲートラインGL1〜GLnを介し、ゲート端子に供給されるスキャンパルスに応答してタ−ンオンされる。TFTのタ−ンオンの際、データラインDL1〜DLm上のビデオデータは、液晶セルClcの画素電極に供給される。
【0011】
データ駆動部120は、タイミングコントローラ190より供給されるデータ駆動制御信号DDCに応答してデータをデータラインDL1〜DLmに供給し、そしてタイミングコントローラ190より供給されるデジタルビデオデータRGBをサンプリングしてラッチした後、ガンマ基準電圧発生部140より供給されるガンマ基準電圧を基準として液晶表示パネル110の液晶セルClcにて階調を示すことができるアナログデータ電圧に変換させ、データラインDL1〜DLmに供給する。
【0012】
ゲート駆動部130は、タイミングコントローラ190より供給されるゲート駆動制御信号GDCとゲートシフトクロックGSCに応答してスキャンパルス、即ち、ゲートパルスを順次に発生し、ゲートラインGL1〜GLnに供給する。この際、ゲート駆動部130は、ゲート駆動電圧発生部180より供給されるゲートハイ電圧VGHとゲートロウ電圧VGLに応じ、それぞれスキャンパルスのHレベル電圧とLレベル電圧を決定する。
【0013】
ガンマ基準電圧発生部140は、液晶表示パネル110に供給される電源電圧のうち、一番高い高電位電源電圧VDDが供給され、正極性ガンマ基準電圧と負極性ガンマ基準電圧を発生し、データ駆動部120に出力する。
【0014】
バックライトアセンブリ150は、液晶表示パネル110の後面に配置され、インバータ160より供給される交流電圧と電流により発光され、光を液晶表示パネル110の各ピクセルに照射する。
【0015】
インバータ160は、内部に発生される矩形波信号を三角波信号に変化させた後、三角波信号と前記システムより供給される直流電源電圧VCCを比較し、比較結果に比例するバースト調光信号を発生する。このように、内部の矩形波信号により決定されるバースト調光信号が発生されると、インバータ160内において交流電圧と電流の発生を制御する駆動IC(図示せず)は、バースト調光信号に応じてバックライトアセンブリ150に供給される交流電圧と電流の発生を制御する。
【0016】
共通電圧発生部170は、高電位電源電圧VDDが供給され、共通電圧Vcomを発生し、液晶表示パネル110の各ピクセルに備えられた液晶セルClcの共通電極に供給する。
【0017】
ゲート駆動電圧発生部180は、高電位電源電圧VDDが供給され、ゲートハイ電圧VGHとゲートロウ電圧VGLを発生させ、ゲート駆動部130に供給する。ここで、ゲート駆動電圧発生部180は、液晶表示パネル110の各ピクセルに備えられたTFTのスレッショルド電圧以上になるゲートハイ電圧VGHを発生し、TFTのスレッショルド電圧未満になるゲートロウ電圧VGLを発生する。このように発生されたゲートハイ電圧VGHとゲートロウ電圧VGLは、それぞれゲート駆動部130により発生されるスキャンパルスのHレベル電圧とLレベル電圧を決定するのに用いられる。
【0018】
タイミングコントローラ190は、デジタルビデオカード(図示せず)より供給されるデジタルビデオデータRGBをデータ駆動部120に供給し、また、クロック信号CLKに応じて水平/垂直同期信号H、Vを用い、データ駆動制御信号DDCとゲート駆動制御信号GDCを発生し、それぞれデータ駆動部120とゲート駆動部130に供給する。ここで、データ駆動制御信号DDCは、ソースシフトクロックSSC、ソーススタートパルスSSP、極性制御信号POL及びソース出力イネーブル信号SOEなどを含み、ゲート駆動制御信号GDCは、ゲートスタートパルスGSP及びゲート出力イネーブルGOEなどを含む。
【0019】
前記のような構成を有する液晶表示素子のバックライトを駆動するための従来のバックライト駆動装置を図3を参照して説明する。
【0020】
図3は、従来の液晶表示素子のバックライト駆動装置の構成図である。
図3を参照すると、従来のバックライト駆動装置200は、商用電圧(例えば、交流電圧AC220V)を直流電圧DCに変換させるための整流部210と、整流部210により変換された直流電圧に含まれているリプルを除去するための平滑部220と、平滑部220より出力された直流電圧の力率を補正し、直流電圧DC400Vを出力するための力率補正部230と、力率補正部230より出力された直流電圧DC400Vを直流電圧DC24Vに変換させ、インバータ160に出力する直流/直流(DC/DC)コンバータ240と、DC/DCコンバータ240より入力された直流電圧DC24Vを交流電圧AC1000Vrmsに変換及び昇圧させ、バックライトアセンブリ150に供給するためのインバータ160とを備える。
【0021】
ここで、整流部210、平滑部220、力率補正部230及びDC/DCコンバータ240は、液晶表示素子100に備えられるのではなく、液晶表示素子100が適用されるモニタやテレビ受像機などのシステムのパワーボード(図示せず)に備えられ、そしてインバータ160は、液晶表示素子100に備えられる。
【0022】
このような構成を有する従来のバックライト駆動装置の場合、力率補正部230より出力された直流電圧DC400VがDC/DCコンバータ240における直流電圧変換の過程を経て、インバータ160に供給されることにより、電力が不要に損失され、また、インバータ160が直流電圧DC24Vを交流電圧AC1000Vrmsに変換及び昇圧することにより、電圧の変換効率が低下する問題がある。
【0023】
そして、液晶表示素子100が、ハイブリッドバックライトを備える場合、多数の発光ダイオードLED(図示せず)に駆動電圧を供給するため、ブーストコンバータを用いたが、このようなブーストコンバータは、バークコンバータに比べ、効率が低下するだけではなく、多くの部品が用いられているため、多数の発光ダイオードの駆動効率が低下し、多くの部品により製造コストが高まるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0024】
本発明は、上記のような問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させ、液晶表示素子のランプと発光ダイオードに供給することができる液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置を提供することにある。
【0025】
本発明の目的は、高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させることにより、DC/DCコンバータなどによる電力の不要な損失を防ぐと共に、電気的効率を向上できる液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置を提供することにある。
【0026】
本発明の目的は、高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させ、液晶表示素子の発光ダイオードに供給することで、ブーストコンバータを用いないことにより、部品数を減らすと共に、駆動効率を高められる液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0027】
このような目的を達成するための本発明の目的は、液晶表示素子に備えられ、多数のランプ及び多数の発光ダイオードからなるバックライトアセンブリを駆動させるためのハイブリッドバックライト駆動装置において、直流高電圧をランプ駆動電圧に変換させ、前記多数のランプに供給するためのランプインバータ、及び前記直流高電圧を発光ダイオード駆動電圧に変換させ、前記多数の発光ダイオードに供給するための発光ダイオード駆動部を含む。
【0028】
前記ランプインバータは、ランプ用バースト調光信号に応じて前記多数のランプの駆動を制御するためのランプ駆動制御部と、前記ランプ駆動制御手段の制御に応じて前記直流高電圧をスイッチングさせ、交流電圧を出力する第1及び第2の直流/交流(DC/AC)スイッチング部と、前記第1のDC/ACスイッチング部より出力される交流電圧を昇圧させ、前記多数のランプの一側端に供給するための第1のトランス、及び前記第2のDC/ACスイッチング部より出力される交流電圧を昇圧させ、前記多数のランプの他側端に供給するが、前記第1のトランスより出力される交流電圧と反対位相を有する交流電圧を供給する第2のトランスとを含む。
【0029】
前記第1及び第2のトランスは、反対方向に券線されることを特徴とする。
【0030】
前記発光ダイオード駆動部は、発光ダイオード用バースト調光信号に応じて、前記多数の発光ダイオードの駆動を制御するための発光ダイオード駆動制御部と、前記直流高電圧を降下させ、前記ランプ駆動電圧を出力する直流/直流変換部、及び前記発光ダイオード駆動制御部の制御に応じて前記DC/DCスイッチング部により変換された前記ランプ駆動電圧を接地でスイッチングさせるためのスイッチング部とを含む。
【0031】
前記スイッチング部は、前記発光ダイオード駆動制御部よりLレベルの発光ダイオード駆動制御信号が印加されると、ターンオフされ、前記DC/DCスイッチング部より出力されるランプ駆動電圧が前記多数の発光ダイオードに印加されるようにし、前記発光ダイオード駆動制御部よりHレベルの発光ダイオード駆動制御信号が印加されると、タ−ンオンされ、前記DC/DCスイッチング部より出力されるランプ駆動電圧を接地でスイッチングさせることを特徴とする 。
【0032】
前記発光ダイオード駆動部は、入力電圧を安定化させるための入力安定化部を更に含む。
【0033】
前記発光ダイオード駆動部は、出力電圧を安定化させるための出力安定化部を更に含む 。
【0034】
前記発光ダイオード駆動部は、前記多数の発光ダイオードからの電流逆流を防止するための電流逆流防止部を更に含む。
【0035】
前記発光ダイオード駆動部は、前記多数の発光ダイオードを介して流れる電流をセンシングし、前記多数の発光ダイオードを通過した電圧が前記発光ダイオード駆動制御部にフィードバックされるようにする電流センシング部を更に含む。
【0036】
前記電流センシング部は、一側端が前記多数の発光ダイオードのカソードと前記発光ダイオード駆動制御部のフィードバック端に共通接続され、他側端が接地に接続された抵抗を含む。
【発明の効果】
【0037】
本発明の実施形態に係る液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置は、高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させることにより、DC/DCコンバータなどによる電力の不要な損失を防ぐと共に、電気的な効率を向上させ、また、高電圧をハイブリッドバックライトの駆動電圧に変換させ、液晶表示素子の発光ダイオードに供給するにおいて、ブーストコンバータを用いないことにより、部品数を減らすと共に、駆動効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0038】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
図4は、本発明の実施形態に係る液晶表示素子のハイブリッドバックライト駆動装置の構成図である。
図4を参照すると、本発明のハイブリッドバックライト駆動装置300は、図3と同様に、整流部210、平滑部220及び力率補正部230を備え、また、多数のランプ311及び多数の発光ダイオードLED312からなるバックライトアセンブリ310と、力率補正部230より印加されるDC400Vをランプの駆動電圧に変換させ、多数のランプ311に供給するためのランプインバータ320と、力率補正部230より印加されるDC400Vを発光ダイオードの駆動電圧に変換させ、多数の発光ダイオードLED312に供給するための発光ダイオード駆動部330を備える。
【0039】
整流部210は、商用電圧(例えば、交流電圧AC220V)を直流電圧DCに変換して平滑部220に供給し、この整流過程において、昇圧が行われるため、商用電圧がAC220Vの場合、ほぼDC331Vが平滑部220に供給される。
【0040】
平滑部220は、整流部210により変換された直流電圧DC331Vに含まれたリプルを除去し、直流成分のみからなるDC331Vを力率補正部230に印加し、この平滑過程において直流成分のみを通過させ、交流成分を吸収して除去する。
【0041】
力率補正部230は、平滑部220より印加される直流電圧DC331Vの力率補正をし、電圧と電流の位相差を除去すると共に、DC400Vをランプインバータ320と発光ダイオード駆動部330に供給する。このような力率補正部230は、各国毎に用いられる商用電圧が異なるため、商用電圧の大きさに関わらず、常に一定な直流電圧DC400Vをランプインバータ320と発光ダイオードドライバ330に供給するためのものである。
【0042】
バックライトアセンブリ310は、液晶表示パネル110の後面に配置され、画面の輝度調節に用いられる多数のランプ311と、各ランプ間に一定の間隔で離隔されて配置され、画面の色相調節に用いられる多数の発光ダイオードLED312から構成される。
【0043】
ランプインバータ320は、力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vをスイッチングさせ、交流電圧AC400Vrmsを発生させた後、AC400VrmsをAC750Vrmsに昇圧させ、多数のランプ311の両側端に供給するが、反対位相を有するAC750Vrmeを多数のランプ311の両側端に供給する。
【0044】
発光ダイオード駆動部330は、力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vを直流低電圧DC35Vに変換させ、多数の発光ダイオードLED312に供給する。
【0045】
図5は、図4におけるランプインバータの構成図である。
図5を参照すると、ランプインバータ320は、ランプ用バースト調光信号に応じて、多数のランプ311の駆動を制御するためのランプ駆動制御部321と、ランプ駆動制御部321の制御に応じて直流高電圧DC400Vをスイッチングさせ、交流電圧AC400Vrmsを出力する第1及び第2のDC/ACスイッチング部322,323と、第1のDC/ACスイッチング部322より出力されるAC400Vrmsを昇圧させ、AC750Vrmsを多数のランプ311の一側端に供給するための第1のトランス324と、第2のDC/ACスイッチング部323より出力されるAC400Vrmsを昇圧させ、AC750Vrmsを多数のランプ311の他端側に供給するが、第1のトランス324より出力されるAC750Vrmsと反対位相を有するAC750Vrmsを供給する第2のトランス325とを備える。
【0046】
ランプ駆動制御部321は、パルス幅変調信号PWMであるランプ用バースト調光信号 に応じて、第1及び第2のDC/ACスイッチング部322,323のスイッチング動作を制御するためのランプ駆動制御信号を発生し、第1及び第2のDC/ACスイッチング部322、323に供給する。ここで、ランプ用バースト調光信号は、多数のランプ311の輝度を調節するための信号として通常的な信号である。即ち、ランプ駆動制御部321がランプ用バースト調光信号に応じてランプ駆動制御信号を発生する技術は、通常的な技術に該当する。
【0047】
第1のDC/ACスイッチング部322は、ランプ駆動制御部321より供給されるランプ駆動制御信号に応じて、力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vをスイッチングさせ、交流電圧AC400Vrmsを第1のトランス324として出力するが、正極(+)のAC400Vrmsと負極(−)のAC400Vrmsをそれぞれ2つの信号経路を通じて第1のトランス324に供給する。
【0048】
第2のDC/ACスイッチング部323は、ランプ駆動制御部321より供給されるランプ駆動制御信号に応じて力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vをスイッチングさせ、交流電圧AC400Vrmsを第2のトランス324に出力するが、正極(+)のAC400Vrmsと負極(−)のAC400Vrmsをそれぞれ2つの信号経路を通じて第2のトランス324に供給する。特に、第1及び第2の直流/交流スイッチング部322,323は、同一な位相を有するAC400Vrmsを出力する。
【0049】
第1のトランス324は、第1のDC/ACスイッチング部322から2つの信号経路を通じて入力されるAC400Vrmsを昇圧させ、AC750Vrmsを多数のランプ311の一側端に供給する。
【0050】
第2のトランス325は、第2のDC/ACスイッチング部323より2つの信号経路を通じて入力されるAC400Vrmsを昇圧させ、AC750Vrmsを多数のランプ311の他側端に供給するが、第1のトランス324より出力されるAC750Vrmsと反対位相を有するAC750Vrmsを供給する。
【0051】
このように多数のランプ311の両端にそれぞれAC750Vrmsが供給されることにより、実際に、多数のランプ311には、1500Vrmsが供給される。
【0052】
一方、本発明においては、第1及び第2のトランス324,325がAC750Vrmsを多数のランプ311の両端に供給するように具現しているが、これに限定されるものではなく、ランプの種類や数によりランプに供給される電圧の大きさは変化する。
【0053】
図6は、図4におけるランプインバータの回路図である。
図6を参照すると、第1のDC/ACスイッチング部322は、力率補正部230の出力端と接地との間に直列接続された第1及び第2のNモスフェット(FET:Field Effect Transistor)FT1、FT2と、力率補正部230の出力端と接地との間に直列接続されるが、第1及び第2のNモスフェットFT1、FT2と対称するように並列接続された第3及び第4のNモスフェットFT3、FT4を備える。
【0054】
第1のNモスフェットFT1は,力率補正部230から供給される直流高電圧DC400Vが印加されるドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして第1の出力ノードN1と接続されたソースからなる。
【0055】
第2のNモスフェットFT2は、第1のNモスフェットFT1のソースと第1の出力ノードN1に共通接続されたドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして接地に接続されたソースからなる。
【0056】
第3のNモスフェットFT3は、力率補正部230から供給される直流高電圧DC400Vが印加されるドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして第2の出力ノードN2と接続されたソースからなる。
【0057】
第4のNモスフェットFT4は、第3のNモスフェットFT3のソースと第2の出力ノードN2に共通接続されたドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして接地に接続されたソースからなる。
【0058】
ここで、第1及び第2の出力ノードN1、N2は、それぞれ第1のトランス324の入力側に接続される。
【0059】
第2のDC/ACスイッチング部323は、力率補正部230の出力端と接地との間に直列接続された第5及び第6のNモスフェットFT5、FT6と、力率補正部230の出力端と接地との間に直列接続されるが、第5及び第6のNモスフェットFT5、FT6と対称されるように並列接続された第7及び第8のNモスフェットFT7,FT8を備える。
【0060】
第5のNモスフェットFT5は、力率補正部230から供給される直流高電圧DC400Vが印加されるドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして第3の出力ノードN3と接続されたソースからなる。
【0061】
第6のNモスぺットFT6は、第5のNモスフェットFT5のソースと第3の出力ノードN3に共通接続されたドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして接地に接続されたソースからなる。
【0062】
第7のMモスフェットFT7は、力率補正部230から供給される直流高電圧DC400Vが印加されるドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして第4の出力ノードN4と接続されたソースからなる。
【0063】
第8のNモスぺットFT8は、第7のNモスフェットFT7のソースと第4の出力ノードN4に共通接続されたドレイン、ランプ駆動制御部321からのランプ駆動制御信号が印加されるゲート、そして接地に接続されたソースからなる。
【0064】
ここで、第3及び第4の出力ノードN3、N4は、それぞれ第2のトランス325の入力側に接続される。
【0065】
第1のトランス324は、両側端が第1のDC/ACスイッチング部322の第1及び第2の出力ノードN1、N2に接続された一次側コイルL1と、一側端が多数のランプ311の一側端に接続され、他側端が接地に接続された二次側コイルL2を備える。
【0066】
第2のトランス325は、両側端が第2のDC/ACスイッチング部323の第3及び第4の出力ノードN3、N4に接続された一次側コイルL3と、一側端が多数のランプ311の一側端に接続され、他側端が接地に接続された二次側コイルL4を備える。
【0067】
特に、第1のトランス324のコイルL1、L2と第2のトランス325のコイルL3、L4は、反対方向に券線されることを特徴とする。これにより、第1のトランス324より出力されるAC750Vrmsと第2のトランス325より出力されるAC750Vrmsは反対位相を有する。
【0068】
このような回路構成を有するランプインバータ320の動作過程を、以下に添付された図7〜図9を参照して、詳しく説明する。
【0069】
図7に示すように、ランプ駆動制御部321がHレベルのランプ駆動制御信号を第1のDC/ACスイッチング部322の第1及び第4のNモスフェットFT1、FT4のゲートに供給すると共に、第2のDC/ACスイッチング部323の第5及び第8のNモスフェットFT5、FT8のゲートに供給すると、第1及び第4のNモスフェットFT1、FT4と第5及び第8のNモスフェットFT5、FT8が同時にタ−ンオンされる。
【0070】
これにより、第1のDC/ACスイッチング部322では、直流高電圧DC400Vが第1のNモスフェットFT1によりスイッチングされ、第1の出力ノードN1を介して第1のトランス324に出力されるが、この際、第1のNモスフェットFT1、第1の出力ノードN1、第1のトランス324の一次側コイルL1、第2の出力ノードN2及び第4のNモスフェットFT4を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0071】
そして、第2のDC/ACスイッチング部323では、直流高電圧DC400Vが第5のNモスフェットFT5によりスイッチングされ、第3の出力ノードN3を介して第2のトランス325に出力されるが、この際、第5のNモスフェットFT5、第3の出力ノードN3、第2のトランス325の一次側コイルL3、第4の出力ノードN4及び第8のNモスフェットFT8を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0072】
図8に示すように、ランプ駆動制御部321がHレベルのランプ駆動制御信号を第1のDC/ACスイッチング部322の第2及び第3のNモスフェットFT2、FT3のゲートに供給すると共に、第2の直流/交流スイッチング部323の第6及び第7のNモスフェットFT6、FT7のゲートに供給すると、第2及び第3のNモスフェットFT2、FT3と第6及び第7のNモスフェットFT6、FT7が同時にタ−ンオンされる。
【0073】
これにより、第1のDC/ACスイッチング部322では、直流高電圧DC400Vが第3のNモスフェットFT3によりスイッチングされ、第2の出力ノードN2を介して第1のトランス324に出力されるが、この際、第3のNモスフェットFT3、第2の出力ノードN2, 第1のトランス324の一次側コイルL1、第1の出力ノードN1及び第2のNモスフェットFT2を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0074】
そして、第2のDC/ACスイッチング部323では、直流高電圧DC400Vが第7のNモスフェットFT7によりスイッチングされ、第4の出力ノードN4を介して第2のトランス325に出力されるが、この際、第7のNモスフェットFT7、第4の出力ノードN4、第2のトランス325の一次側コイルL3、第3の出力ノードN3及び第6のNモスフェットFT6を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0075】
このように、ランプ駆動制御信号に応じて第1及び第4のNモスフェットFT1、FT4を介して形成される信号経路と、第2及び第3のNモスフェットFT2、FT3を介して形成される信号経路が反対方向からなるため、図9の(A)に示すように、第1のDC/ACスイッチング部322は、ランプ駆動制御信号に応じて直流高電圧DC400Vを両方向にスイッチングさせ、正極(+)と負極(−)のAC400Vrmsを第1のトランス324の一次側コイルL1の両側端に供給するのである。
【0076】
そして、ランプ駆動制御信号に応じて、第5及び第8のNモスフェットFT5、FT8を介して形成される信号経路と、第6及び第7のNモスフェットFT6、FT7を介して形成される信号経路が反対方向からなるため、図9の(B)に示すように、第2のDC/ACスイッチング部323は、ランプ駆動制御信号に応じて直流高電圧DC400Vを両方向にスイッチングさせ、正極(+)と負極(−)のAC400Vrmsを第2のトランス325の一次側コイルL3の両側端に供給するのである。
【0077】
また、第1のトランス324のコイルL1、L2と第2のトランス325のコイルL3、L4は反対方向に券線されるため、図9に示すように、第1のトランス324より出力されるAC750Vrms(図9のA)と第2のトランス325より出力されるAC750Vrms(図9のB)は、反対位相を有する。
【0078】
図10は、図4における発光ダイオードドライバの回路図である
図10を参照すると、発光ダイオードドライバ330は、発光ダイオード用バースト調光信号に応じて多数の発光ダイオード312の駆動を制御するための発光ダイオード駆動制御部331と、力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vを安定化させるための入力安定化部332と、力率補正部230から供給される直流高電圧DC400Vを降下させ、直流低電圧DC35Vを出力するDC/DC変換部333と、多数の発光ダイオード312からの電流逆流を防止するための電流逆流防止部334と、直流/直流変換部333より出力される電圧を安定化させるための出力安定化部335と、多数の発光ダイオード312を介して流れる電流をセンシングし、多数の発光ダイオード312を通過した電圧が発光ダイオード駆動制御部331にフィードバックされるようにする電流センシング部336と、発光ダイオード駆動制御部331の制御によりDC/DC変換部333により変換された直流低電圧DC400Vを接地でスイッチングさせるためのスイッチング部337とを備える。
【0079】
発光ダイオード駆動制御部331は、パルス幅変調信号PWMである発光ダイオード用バースト調光信号に応じて、スイッチング部337のスイッチング動作を制御するための発光ダイオード駆動制御信号を発生し、スイッチング部337に供給する。ここで、発光ダイオード用バースト調光信号は、画面の色相を決定する多数の発光ダイオード312の明るさを調節するための信号として通常的な信号である。即ち、発光ダイオード駆動制御部331が、発光ダイオード用バースト調光信号に応じて発光ダイオード駆動制御信号を発生する技術は、通常的な技術に該当する。
【0080】
入力安定化部332は、入力端と接地との間に接続されたキャパシタC1を備え、このキャパシタC1を介して入力電圧を安定化させる。
【0081】
DC/DC変換部333は、一側端が力率補正部230の出力端に接続され、他側端が電流逆流防止部334とスイッチング部337に共通接続されたインダクタL5を備え、このインダクタL5を介して力率補正部230より供給される直流高電圧DC400Vを直流低電圧DC35Vに変換させる。但し、DC/DC変換部333により変換される直流低電圧は、DC35Vの限定されるものではなく、DC/DC変換部333により変換される直流低電圧は多数の発光ダイオード312の数により決定される。
【0082】
電流逆流防止部334は、アノードがDC/DC変換部333のインダクタL5とスイッチング部337に共通接続され、カソードが多数の発光ダイオードLED312の一側端と出力安定化部335に共通接続されたダイオードD1を備え、このダイオードD1を介して多数の発光ダイオードLED312からの電流逆流を防止する。
【0083】
出力安定化部335は、一側端が電流逆流防止部334のダイオードD1のカソードと多数の発光ダイオードLED312のアノードに共通接続され、他側端が接地に接続されたキャパシタC2を備え、このキャパシタC2を介して出力電圧を安定化させる。
【0084】
電流センシング部336は、一側端が多数の発光ダイオードLED312のカソードと発光ダイオード駆動制御部331のフィードバック端に共通接続され、他側端が接地に接続された抵抗R1を備える。ここで、抵抗R1は、自身を通じて流れる電流をセンシングし、この電流により両端にかかる電圧が発光ダイオード駆動制御部331にフィードバックされるようにする。このように多数の発光ダイオードLED312を通過した電圧がフィードバックされると、発光ダイオード駆動制御部331は、フィードバック電圧に応じてスイッチング部337のスイッチング周期を制御し、多数の発光ダイオードLED312に一定の直流電圧が供給されるようにする。
【0085】
スイッチング部337は、発光ダイオード駆動制御部331より発光ダイオード駆動制御信号が印加されるベース、インダクタL5とダイオードD1のアノードに共通接続されたコレクタ、そして接地に接続されたエミッタからなるN型バイポーラトランジスタTR1から構成される。即ち、トランジスタTR1は、Hレベルの発光ダイオード駆動制御信号がベースに印加されるとタ−ンオンされ、逆にLレベルの発光ダイオード駆動制御信号がベースに印加されるとターンオフされる。
【0086】
このような回路構成を有する発光ダイオード駆動部330の動作過程を、以下に添付された図11及び図12を参照して詳しく説明する。
【0087】
発光ダイオード駆動制御部331が、Lレベルの発光ダイオード駆動制御信号をスイッチング部337のトランジスタTR1のベースに供給すると、図11に示すように、トランジスタTR1がターンオフされ、DC/DC変換部333により変換された直流低電圧DC330Vが多数の発光ダイオードLED312に供給され、多数の発光ダイオードLED312を発光させる。この際、インダクタL5、ダイオードD1、多数の発光ダイオードLED312及び抵抗R1を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0088】
発光ダイオード駆動制御部331が、Hレベルの発光ダイオード駆動制御信号をスイッチング部337のトランジスタTR1のベースに供給すると、図12に示すように、トランジスタTR1がターンオンされ、DC/DC変換部333により変換された直流低電圧DC330Vが接地で印加されるようにし、多数の発光ダイオードLED312がターンオフされるようにする。この際、インダクタL5及びトランジスタTR1を順次に通過し、接地で印加される信号の経路が形成される。
【0089】
本発明の技術思想は、上記好ましい実施形態により具体的に技術されたが、上記の実施形態は、その説明をするためのものであり、その制限をするためのものではないことに注意すべきである。また、本発明の技術分野における通常の専門家であれば、本発明の技術思想の範囲において多様な実施形態が可能であることを理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0090】
【図1】一般的な液晶表示素子に形成されたピクセルの等価回路図。
【図2】一般的な液晶表示素子の構成図。
【図3】従来の液晶表示素子のバックライト駆動装置の構成図。
【図4】本発明の実施形態に係る液晶表示素子のハイブリットバックライト駆動装置の構成図。
【図5】図4におけるランプインバータの構成図。
【図6】図4におけるランプインバータの回路図。
【図7】図6におけるランプインバータの動作過程を示す例示図。
【図8】図6におけるランプインバータの動作過程を示す例示図。
【図9】図6におけるランプインバータの動作特性図。
【図10】図4における発光ダイオード駆動部の回路図。
【図11】図10における発光ダイオード駆動部の動作過程を示す例示図。
【図12】図10における発光ダイオード駆動部の動作過程を示す例示図。
【符号の説明】
【0091】
210:整流部
220:平滑部
230:力率補正部
311:ランプ
312:多数の発光ダイオード
310:バックライトアセンブリ
320:ランプインバータ
330:発光ダイオード駆動部




 

 


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