(57)【要約】【課題】本発明は光源安定性が高いバックライト及び液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、光入射面を備える導光板と、前記導光板の光入射面の片側に設置された光源と、を含むバックライトであって、前記光源は、複数の発光ダイオードを備え、一組に発光ダイオードを２つずつ装着して複数の組を形成し、各々の組中の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して、正常光源を構成し、各々の組中の他の発光ダイオードを相互に電気的に連接して、少なくとも１つの予備光源を構成することを特徴とするバックライトを提供する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面を備える導光板と、前記導光板の光入射面の片側に設置された光源と、を含むバックライトであって、
前記光源は、複数の発光ダイオードを備え、一組に発光ダイオードを２つずつ装着して複数の組を形成し、各々の組中の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して、正常光源を構成し、各々の組中の他の発光ダイオードを相互に電気的に連接して、少なくとも１つの予備光源を構成することを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記光源の複数の発光ダイオードにおいて、
複数の組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを形成することを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記光源の複数の発光ダイオードにおいて、
一組に発光ダイオードを３つずつ装着して複数の組を形成し、且つ、前記複数の組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを形成し、
前記複数の組の発光ダイオードにおいて、各々の組の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して正常光源を構成し、各々の組の他の発光ダイオードの任意の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して第一予備光源を構成し、残り１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して第二予備光源を構成することを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項４】
前記バックライトは、複数の出力端を備える制御回路をさらに含み、
前記制御回路の１つの出力端は、前記正常光源に接続され、他の出力端は、前記予備光源に接続されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項５】
前記正常光源と予備光源は、各自別々に並列方式に接続された複数の分回路を備え、前記正常光源を構成する分回路と、前記予備光源を構成する分回路には、少なくとも２つの発光ダイオードがあることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項６】
前記バックライトは、測定回路をさらに含み、
前記測定回路は、前記正常光源の電流の異常を検出すると同時に、測定信号を前記制御回路に送信し、
前記制御回路は、前記測定信号に従って、前記正常光源に印加する駆動電圧をオフすると同時に、前記少なくとも１つの予備光源に駆動電圧を印加して、前記少なくとも１つの予備光源が正常に発光するようにする請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの一項に記載のバックライトと、液晶表示パネルと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト及び前記バックライトを採用した液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ノートパソコン、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する必要がある。
【０００３】
従来のバックライトは、背光モジュールと、背光モジュールを駆動する駆動回路と、を備える。前記背光モジュールの光源として、通常冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）を採用する。ただし、前記冷陰極蛍光灯の管体の直径が大きいため、冷陰極蛍光灯を採用した背光モジュールを薄型化することは容易ではない。且つ、冷陰極蛍光灯は、駆動電力の周波数と電圧が高く、外部の妨害を受け易く、駆動回路が比較的複雑であるという特性がある。
【０００４】
前記背光モジュールの光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用することもできる。発光ダイオードは、前記冷陰極蛍光灯に比べて、環境を保護し（水銀がない）、電圧が低い直流電力で駆動し、反応スピードが速く、寿命が長いという特性がある。したがって、発光ダイオードを背光モジュールの光源にすることが発展の方向になっている。
【０００５】
図１及び図２を参照する。図１は、従来のバックライトの構造を示す図であり、図２は、図１のバックライトの駆動回路を示す図である。バックライト１００は、導光板１１０と、光源１２０と、駆動装置１３０と、を備える。前記導光板１１０は、光出射面１１２と、該光出射面１１２に垂直に連結される光入射面１１４と、を備える。前記光源１２０は、複数の発光ダイオード１２１が一列に配列するように、透明樹脂等の材料で密封した直線形のＬＥＤモジュールである。前記光源１２０は、前記導光板１１０の光入射面１１４の片側に設けられ、直線形光源１２０の両端には、前記駆動装置１３０と連結するための導線が設けられている。図２に示したように、前記光源１２０には、複数の発光ダイオード１２１が直列方式に接続されている。直列方式に接続された前記光源１２０の複数の発光ダイオード１２１において、何れかの発光ダイオード１２１が破損されると、バックライト１００全体が発光することができなくなる。
【０００６】
上述した問題を解決するために、業界では直列連接方式と並列連接方式を同時に用いる。以下、両種の連接方式を同時に用いた方法を２つ紹介する。
【０００７】
第一連接方式は、図３と図４を参照する。一列に配列された前記光源１２０の複数の発光ダイオード１２１において、前記光源１２０の一端に配置された２つの発光ダイオード１２１が直列方式に接続されて第一分回路１２２を形成し、中間の位置に配置された２つの発光ダイオード１２１が直列方式に接続されて第二分回路１２４を形成し、他端に配置された２つの発光ダイオード１２１が直列方式に接続されて第三分回路１２６を形成する。且つ、前記第一分回路１２２と、第二分回路１２４と、第三分回路１２６とは、互いに並列方式に接続されている。
【０００８】
第二連接方式は、図５と図６を参照し、一列に配列された前記光源１２０の複数の発光ダイオード１２１において、奇数の位置に配置された３つの発光ダイオード１２１が直列方式に接続されて第一分回路１２３を形成し、偶数の位置に配置された３つの発光ダイオード１２１が直列方式に接続されて第二分回路１２５を形成する。前記第一分回路１２３と、第二分回路１２５とは、並列方式に連接されている。
【０００９】
しかし、図７に示すように、前記第一連接方式中において、前記光源１２０の第二分回路１２４の何れか１つの発光ダイオード１２１が破損されたとき、前記第二分回路１２４の他の発光ダイオード１２１が皆発光することができなくなる。前記第二分回路１２４の発光ダイオード１２１が発光することができないので、導光板１１０の部分に暗区１２８が生じ、バックライト１００の出射光が不均一になる。
【００１０】
また、図８に示すように、前記第二連接方式中において、前記光源１２０の第一分回路１２３の何れか１つの発光ダイオード１２１が破損されたとき、前記第一分回路１２３の複数の発光ダイオード１２１が皆発光することができなくなる。したがって、前記第一分回路１２３の発光ダイオード１２１に対応する前記導光板１１０の部分に暗区１２８が生じ、バックライト１００の出射光が不均一になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の第一目的は、前記課題を解決し、光源の安定性が高いバックライトを提供することである。
【００１２】
本発明の第二目的は、前記課題を解決し、光源の安定性が高いバックライトを採用した液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記第一の目的を達成するため、本発明は、光入射面を備える導光板と、前記導光板の光入射面の片側に設置された光源と、を含むバックライトであって、前記光源は、複数の発光ダイオードを備え、一組に発光ダイオードを２つずつ装着して複数の組を形成し、各々の組中の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して、正常光源を構成し、各々の組中の他の発光ダイオードを相互に電気的に連接して、少なくとも１つの予備光源を構成することを特徴とするバックライトを提供する。
【００１４】
前記第二の目的を達成するため、本発明は、バックライトと、液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置であって、前記バックライトは光入射面を備える導光板と、前記導光板の光入射面の片側に設置された光源と、を備え、前記光源は、複数の発光ダイオードを備え、一組に発光ダイオードを２つずつ装着して複数の組を形成し、各々の組中の１つの発光ダイオードを相互に電気的に連接して、正常光源を構成し、各々の組中の他の発光ダイオードを相互に電気的に連接して、少なくとも１つの予備光源を構成することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光源は、複数の発光ダイオードからなる１つの正常光源と、少なくとも１つの予備光源と、を含む。したがって、１つの正常光源が破損されたときに、予備光源が発光することができるから、バックライトと、このバックライトを使用する液晶表示装置の安定性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】
【００１６】
図９は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。液晶表示装置２は、バックライト２００と、液晶表示面板２１０と、を備える。前記バックライト２００から出射する光は、前記液晶表示面板２１０に入射される。前記バックライト２００は、光源２２０と、拡散シート２３０と、導光板２４０と、反射膜２３３と、を備える。
【００１７】
前記導光板２４０は、光出射面２４２と、前記光出射面２４２と垂直に連結された光入射面２４４と、前記光出射面２４２の反対側に配置された底面２４６と、を備える。前記底面２４６には、光束の全反射条件を破壊し、出射する光をより均一にするドットパターン（図示せず）を設けることができる。
【００１８】
前記拡散シート２３０は、前記導光板２４０の光出射面２４２の片側に設置され、前記反射膜２３３は、導光板２４０の底面２４６の片側に設置され、前記光源２２０は、前記導光板２４０の光入射面２４４の片側に設置されている。
【００１９】
図１０と図１１を参照する。図１０は、図９に示したバックライト２００の光源２２０の駆動回路を示す図であり、図１１は、図１０に示した駆動回路を制御する制御回路の等価回路を示す図である。前記光源２２０は、１２個の白光発光ダイオードＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６が透明樹脂等の材料に密封されて形成される直線形のＬＥＤモジュールである。
【００２０】
前記複数の白光発光ダイオードを密封する時、一組に白光発光ダイオードを２つずつ装着して、６つの組を形成し、前記６つの組を順番に接続させる。例えば、Ｌ１１とＬ２１を一緒に装着し、Ｌ１２とＬ２２を一緒に装着し、Ｌ１３とＬ２３を一緒に装着し、Ｌ１４とＬ２４を一緒に装着し、Ｌ１５とＬ２５を一緒に装着し、Ｌ１６とＬ２６を一緒に装着して、白光発光ダイオードが２つずつ装着される６つの組を形成する。各々の組において、２つの発光ダイオードは、透明樹脂によって離隔されている。次に、６つの組の白光発光ダイオードを直線に沿って一体に接続させて、前記１２個の白光発光ダイオードＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６が二列に分布するようにする。これで、一列の発光ダイオードＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６を正常光源にし、他の一列の発光ダイオードＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６を予備光源とする。具体的な連接方式及び動作原理は以下で記述する。
【００２１】
前記光源２２０を駆動する駆動回路２５０は、前記光源２２０を構成する複数の発光ダイオードＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６と、前記光源２２０の一端に接続される制御回路２６０と、を備える。前記制御回路２６０は、第一出力端２６２と、第二出力端２６４と、を備える。１つの列に配置された前記光源２２０において、発光ダイオードＬ１１、Ｌ１３、Ｌ１５が直列方式に接続されて第一分回路２７２を構成し、発光ダイオードＬ１２、Ｌ１４、Ｌ１６が直列方式に接続されて第二分回路２７４を構成する。且つ、前記第一分回路２７２の正極と前記第二分回路２７４の正極が皆前記制御回路２６０の第一出力端２６２に接続され、前記第一分回路２７２の負極と前記第二分回路２７４の負極が皆接地されている。即ち、前記第一分回路２７２と第二分回路２７４が並列回路を構成し、前記制御回路２６０の第一出力端２６２は、前記第一分回路２７２と前記第二分回路２７４を介して接地されている。
【００２２】
他の列に配置された前記光源２２０において、発光ダイオードＬ２１、Ｌ２３、Ｌ２５が直列方式に接続されて第三分回路２８２を構成し、発光ダイオードＬ２２、Ｌ２４、Ｌ２６が直列方式に接続されて第四分回路２８４を構成する。且つ、前記第三分回路２８２の正極と前記第四分回路２８４の正極が皆前記制御回路２６０の第二出力端２６４に接続され、前記第三分回路２８２の負極と前記第四分回路２８４の負極が皆接地されている。即ち、前記第三分回路２８２と第四分回路２８４が並列回路を構成し、前記制御回路２６０の第二出力端２６４は、前記第三分回路２８２と前記第四分回路２８４を介して接地されている。
【００２３】
前記駆動回路２５０は、測定回路２９０をさらに備える。前記測定回路２９０は、第一入力端２９１と、第二入力端２９３と、出力端２９５を備える。前記第一入力端２９１は、前記第一分回路２７２に接続され、前記第二入力端２９３は、前記第二分回路２７４に接続され、前記出力端２９５は、前記制御回路２６０に接続されている。
【００２４】
前記制御回路２６０は、駆動電圧を前記第一出力端２６２に印加して、前記第一分回路２７２の発光ダイオードＬ１１、Ｌ１３、Ｌ１５と前記第二分回路２７４の発光ダイオードＬ１２、Ｌ１４、Ｌ１６が正常に発光するようにする。前記第一分回路２７２または第二分回路２７４の何れか１つの発光ダイオードが破損された時、前記第一分回路２７２または第二分回路２７４の電気線路が切れる。この時、前記測定回路２９０は、前記第一分回路２７２または第二分回路２７４の電流を検出し、前記制御回路２６０に測定信号を送信する。前記制御回路２６０は、この測定信号に従って、前記第一出力端２６２に印加した駆動電圧をオフし、駆動電圧を前記第二出力端２６４に印加して、前記第三分回路２８２及び第四分回路２８４の発光ダイオードが正常に発光するようにする。
【００２５】
上述したように、前記光源２２０を構成する１２個の白光発光ダイオードにおいて、一組に白光発光ダイオードを２つずつ装着して、６つの組を形成し、且つ、前記６つの組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを形成する。即ち、前記直線形のＬＥＤモジュールの内部に２つの列の発光ダイオードが設置され、各々の列に直線に沿って順番に配置された６つの発光ダイオードがある。且つ、各々の組に設置された２つの発光ダイオードの間の距離が皆同じであるので、前記光源２２０が独立的な２つのＬＥＤモジュールに構成されたと見なすことができる。
【００２６】
前記２つの列の発光ダイオードにおいて、１つの列の発光ダイオードが前記制御回路２６０の第一出力端２６２に接続され、他の列の発光ダイオードが前記制御回路２６０の第二出力端２６４に接続されている。したがって、１つの列の発光ダイオードを正常光源にし、他の列の発光ダイオードを予備光源にすることができる。前記測定回路２９０の第一入力端２９１は、１つの列の発光ダイオードから構成された前記第一分回路２７２に接続され、第二入力端２９３は、他の列の発光ダイオードから構成された前記第二分回路２７４に接続されている。前記測定回路２９０は、前記第一分回路２７２と第二分回路２７４の駆動状態を検出する。もし、前記第一分回路２７２または第二分回路２７４に異常が生じたとき、前記制御回路２６０が第一出力端２６２の電圧をオフすると同時に、前記第二出力端２６４の電圧をオンして、前記第三分回路２８２及び第四分回路２８４の発光ダイオードが正常に発光するようにする。従って、前記光源２２０の安定性が高くなる。
【００２７】
以下、本発明の第２実施形態に対して説明する。
図１２、図１３、図１４に示すように、光源の長さを根拠として、光源の発光ダイオードの数量を調整することができる。もし、光源の長さが比較的長いとき、２４個の白光発光ダイオードを設置することができる。この時、一組に白光発光ダイオードを２つずつ装着して、１２個の組を形成し、且つ、前記１２個の組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを形成する。即ち、前記直線形のＬＥＤモジュールの内部に２つの列の発光ダイオードが配列され、各々の列に直線に沿って順番に配置された１２個の発光ダイオードがある。
【００２８】
且つ、光源の長さが比較的短いとき、６つの白光発光ダイオードを設置することもできる。この時、一組に白光発光ダイオードを２つずつ装着して、３つの組を形成し、且つ、前記３つの組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを構成する。即ち、前記直線形のＬＥＤモジュールの内部に２つの列の発光ダイオードが設置され、各々の列に直線に沿って順番に配置された３つの発光ダイオードがある。
【００２９】
また、光源の安定性をさらに高めるために、一組に独立的な白光発光ダイオードを複数装着して、直線形のＬＥＤモジュールを構成することもできる。例えば、２４個の白光発光ダイオードが設置された光源において、一組に白光発光ダイオードを３つずつ装着して、８つの組を形成し、且つ、前記８つの組を直線に沿って順番に接続させて、直線形のＬＥＤモジュールを構成する。即ち、前記直線形のＬＥＤモジュールの内部に３つの列の発光ダイオードが設置され、各々の列に直線に沿って順番に配置された８つの発光ダイオードがある。
【００３０】
また、各々の列に配置された複数の発光ダイオードの接続方式を調節することもできる。例えば、一列に配置された複数の発光ダイオードにおいて、隣接した２つの発光ダイオードを直列方式に接続させて、複数の発光ダイオード組を形成した後、複数の発光ダイオード組を並列方式に接続させることができる。
【００３１】
また、光源は、黄色蛍光粉を含む透明樹脂を採用して青色発光ダイオードを装着して白光表示を実現し、または三原色発光ダイオードをともに採用して白光表示を実現する。一組毎の発光ダイオードを任意に配列することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のバックライトの構造を示す図である。
【図２】図１に示すバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図３】図１に示すバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図４】図１に示すバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図５】図１に示すバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図６】図１に示すバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図７】図１に示すバックライトの欠陥を示す図である。
【図８】図１に示すバックライトの欠陥を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構造を示す図である。
【図１０】図９に示したバックライト用光源の駆動回路を示す図である。
【図１１】図１０に示す光源を駆動する背光制御回路の等価回路を示す図である。
【図１２】図９に示した液晶表示装置のその他の実施の形態を示す図である。
【図１３】図９に示した液晶表示装置のその他の実施の形態を示す図である。
【図１４】図９に示した液晶表示装置のその他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
２  液晶表示装置
２００  バックライト
２１０  液晶表示面板
２２０  光源
２３０  拡散シート
２３３  反射膜
２４０  導光板
２４２  光出射面
２４４  光入射面
２４６  底面
２５０  背光駆動回路
２６０  制御回路
２６２  第一出力端
２６４  第二出力端
２７２  第一分回路
２７４  第二分回路
２８２  第三分回路
２８４  第四分回路
２９０  測定回路
２９１  第一入力端
２９３  第二入力端
２９５  出力端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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