(57)【要約】【課題】  本発明は、蛍光ランプと反射板との間の漏れ電流を減少して蛍光ランプの輝度を均一化し、蛍光ランプの寿命を延長できる電源供給装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、前記発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、変換された交流電源を変圧する電源変換部と、ランプの一端に直列に連結され、ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、前記感知部両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部とを備える。蛍光ランプの電極の両端に異なる極性の電圧を印加した状態で、蛍光ランプ電流に比例する電圧を検出し、それをフィードバックすることにより、蛍光ランプを均一な分布の輝度で駆動できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、
前記発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、
前記変換された交流電源を変圧する電源変換部と、
ランプの一端に直列に連結され、前記ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、
前記感知部の両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部と、
を備える電源供給装置。
【請求項２】
前記検出制御部は、前記感知部の両端の電圧を検出する電圧検出部と、前記検出された電圧を整流する整流部とを備える請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記電圧検出部は、電圧の差を検出して増幅する差動演算増幅器である請求項２に記載の電源供給装置。
【請求項４】
前記差動演算増幅器は、前記感知部の両端に並列に連結された各抵抗と、前記各抵抗を介して検出される電圧の差を増幅する演算増幅器とを備える請求項３に記載の電源供給装置。
【請求項５】
前記感知部の両端にそれぞれ連結された抵抗は、１ＭΩ以上である請求項４に記載の電源供給装置。
【請求項６】
前記検出制御部は、前記整流部の出力をローパスフィルタリングするフィルタ部をさらに備える請求項２に記載の電源供給装置。
【請求項７】
前記ランプの一端には、正極性の電圧、他端には、負極性レベルの電圧がそれぞれ印加される請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項８】
前記ランプは、少なくとも一つ以上の端子に外部電極が設けられている請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項９】
前記感知部は、抵抗からなる請求項１または２に記載の電源供給装置。
【請求項１０】
入力する直流電源を交流電源に変換し、この変換された交流電源を変圧して出力するランプ駆動部と、
少なくとも一端に高電圧の交流電源を要するランプからなり、前記変圧された交流電源に応答して光を発する発光部とを備え、
前記ランプ駆動部は、
入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、
前記発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、
前記変換された交流電源を変圧する電源変換部と、
ランプの一端に直列に連結され、前記ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、
前記感知部の両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部とを備える液晶表示装置。
【請求項１１】
前記検出制御部は、前記感知部の両端の電圧を検出する電圧検出部と、前記検出された電圧を整流する整流部とを備える請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記電圧検出部は、電圧の差を検出して増幅する差動演算増幅であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記差動演算増幅器は、前記感知部の両端に並列に連結された各抵抗と、前記各抵抗を介して検出される電圧の差を増幅する演算増幅器とを備える請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記感知部の両端にそれぞれ連結された抵抗は、１ＭΩ以上である請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記検出制御部は、前記整流部の出力をローパスフィルタリングするフィルタ部をさらに備える請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記ランプ一の端には、正極性の電圧、他端には、負極性レベルの電圧がそれぞれ印加される請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記ランプは、少なくとも一つ以上の端子に外部電極が設けられている請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記感知部は、抵抗からなる請求項１０または１１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト電源供給装置及びこれを用いた液晶表示装置に関し、より詳しくは、外部から入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、その発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、変換された交流電源を変圧する電源変換部と、ランプの一端に直列に連結され、ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、感知部両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部とを備える電源供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置において、液晶パネルは、それ自体が非発光性のものなので、光のないとろこでは用いられない。よって、液晶パネルの後面から液晶パネル全体に均一な光を伝達するバックライトとして様々な蛍光ランプが用いられる。さらに、このような蛍光ランプの点灯のためには、数百ボルト（Ｖ）以上の高電圧を要し、点灯用電源供給装置としては、インバータが用いられている。
【０００３】
また、蛍光ランプを均一な輝度で駆動するためには、蛍光ランプに既設定の一定の電流が流れるように制御する必要がある。このため、蛍光ランプに流れる電流を感知し、フィードバックすることにより、既設定の電流と比較するフィードバック制御を行うが、図１に示すような従来のバックライトインバータ３０においては、前述の蛍光ランプに流れる電流を感知するために、通常、蛍光ランプ１０の冷電極１１と直列に抵抗を連結し、この抵抗の一端を共通接地Ａに連結する。従って、蛍光ランプ１０の冷電極（cold  electrode）としての一端１１は、数百Ωほどの抵抗値を有する抵抗を介して共通接地Ａに連結される（即ち、０に近い電圧が印加される）。一方、蛍光ランプ１０の他端１２である熱電極（hot  electrode）１２は、高電圧の交流電力を供給するバックライトインバータ３０と連結される（即ち、バックライトインバータ３０の出力電圧がＶoのとき、蛍光ランプ１０の他端（熱電極）１２は、約Ｖoに近い電圧が印加される）（以下、これを「接地方式」と称する）。
【０００４】
このように、一方の端部１１が数百Ωほどの抵抗値を有する抵抗を介して共通接地Ａに連結されて駆動される蛍光ランプ１０は、図１に示すように、蛍光ランプ反射板２０及び蛍光ランプ１０の一方の端部の電極１１（通常、冷電極と称する）が共通接地Ａに接地されるため、前記蛍光ランプ１０と、接地された蛍光ランプ反射板２０との間に浮遊容量Ｂ（stray  capacitance；sc）が存在し、これにより、前記浮遊容量Ｂ及び共通接地Ａを介して漏れ電流の経路が形成され、共通接地Ａに連結された冷陰極側に流れる電流量と、反対側の熱陰極側に流れる電流量とが非対称となり、共通接地Ａに接地された電極１１の方が反対側の電極１２の方よりも多少暗くなる蛍光ランプの輝度不均衡を招くという問題点があった。
【０００５】
これは、液晶パネルの面積が広くなるほど深刻になる傾向であり、多量の電流の流れる方の蛍光ランプの寿命が相対的に短くなり、全体蛍光ランプの寿命が短縮するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、蛍光ランプの漏れ電流を減少して蛍光ランプの輝度を均一化し、蛍光ランプの寿命を延長できる電源供給装置及びこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、電極の両端に異なる極性の電圧が印加される蛍光ランプの電極の一端に直列にフィードバック用抵抗を連結し、前記抵抗の両端から検出された電圧を蛍光ランプの駆動制御のためのフィードバック信号として用いる電源供給装置を提供することを他の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、電極の両端に異なる極性の電圧が印加される蛍光ランプの電極の一端に直列にフィードバック用抵抗を連結し、前記抵抗の両端から検出された電圧を蛍光ランプの駆動制御のためのフィードバック信号として用いる電源供給装置及びこれを用いた液晶表示装置を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る電源供給装置においては、入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、前記発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、変換された交流電源を変圧する電源変換部と、ランプの一端に直列に連結され、ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、前記感知部両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置においては、入力する直流電源を交流電源に変換し、変換された交流電源を変圧して出力するランプ駆動部と、少なくとも一端に高電圧の交流電源を要するランプとからなり、前記変圧された交流電源に応答して光を発する発光部を備え、前記ランプ駆動部は、入力する直流電源の出力を制御する発振制御部と、前記発振制御部から出力される直流電源を交流電源に変換する電力駆動部と、変換された交流電源を変圧する電源変換部と、ランプの一端に直列に連結され、前記ランプに印加される電源の変化を感知する感知部と、前記感知部両端の電圧の差を検出し、その検出信号を発振制御部に出力する検出制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電源供給装置及びこれを用いた液晶表示装置によると、蛍光ランプの電極の両端に異なる極性の電圧をそれぞれ印加し、蛍光ランプの電極端子を共通接地せずに、蛍光ランプ電流に比例する電圧を検出し、これを電源供給装置の発振制御部にフィードバックすることにより、蛍光ランプの輝度を所望の制御値に一定に駆動することが可能となる。従って、蛍光ランプと反射板間の漏れ電流が減少し、たとえ漏れ電流が発生するとしても、蛍光ランプの電極の両端にそれぞれほぼ同じ大きさの電圧が印加されるので、蛍光ランプの輝度が均一となり、蛍光ランプの寿命が延長される効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図２は、本発明の一実施例による液晶表示装置を示す構成図である。
図２を参照して、本発明に係る液晶表示装置１００においては、光を発するバックライト２００と、二つのガラスシート間に液晶が注入されている液晶パネル３００と、液晶パネル３００を駆動するための駆動回路４１０,４２０と、これら駆動回路を制御する制御信号を発生するタイミングコントローラ４３０とを備える駆動部４００から構成される。
【００１２】
このような液晶表示装置１００は、通常、ノートパソコン、テレビモニタのようなシステムにおいてディスプレイ機能を担う装置として用いられる。
前述のバックライト２００は、蛍光ランプ２１０、反射板２２０、及び前記蛍光ランプ２１０を駆動するために高圧の電圧を印加するランプ駆動部２３０（電源供給装置）から構成され、光源として用いられる蛍光ランプ２１０は、輝度の均一な分布を有する平面光を生成する。
【００１３】
前記蛍光ランプ２１０としては、ＣＣＦＬ（cold  Cathode  Fluorenscence  lamp）、ＥＥＦＬ（External  Electrode  Fluorenscence  Lamp）などの様々な蛍光ランプが採用できるし、反射板２２０は、前記蛍光ランプ２１０から発する光を液晶パネル２００の側に反射する役割を行うが、前記反射板２２０は、バックライト構造によって省くことも可能である。
【００１４】
本発明の一実施例による液晶表示装置において、蛍光ランプ２１０は、反射板２２０などが接地される液晶表示装置の共通接地と連結されていないので、蛍光ランプの両端の電極には、ランプ駆動部２３０から相互異なる極性のほぼ同じ電圧（即ち、それぞれ＋−Vo/２,−＋ Vo/２）が印加され、前述の接地方式の蛍光ランプに比べ蛍光ランプ両端の電極に印加される高電圧が約１/２と低くなり、蛍光ランプ２１０と反射板２２０間の漏れ電流が減少する。たとえ漏れ電流が発生するとしても、両端にほぼ同じ大きさの電圧（Vo/２）が印加されることになり、蛍光ランプ２１０の輝度が均一になる利点を有する。
【００１５】
前記液晶パネル３００は、駆動回路３１０及び３２０から入力したそれぞれの画素信号電圧に応答し、バックライト２００から入射した白色の平面光が画素を透過する時の発生する光を制御することにより、カラー映像を表示する。ランプ駆動部２３０、即ち、電源供給装置については、以下、図３及び図４を参照しながら詳しく説明する。
図３は、本発明の一実施例による電源供給装置を示す構成図である。
【００１６】
図３を参照すると、本発明の一実施例による電源供給装置としてのランプ駆動部２３０、即ち、電源供給装置は、入力する直流電源（例えば、１２Ｖ）をスイッチングして交流のパルス電圧に変換する電力駆動部２３２、前記電力駆動部２３２のスイッチング動作を制御する発振制御部２３３、前記電力駆動部２３２から出力された交流のパルス電圧を数百ボルト（Ｖ）以上の高電圧に昇圧し、それを蛍光ランプ２１０に供給する電源変換部２３１を備える。また、前記蛍光ランプ２１０の一端に直列に連結され、前記蛍光ランプ２１０から印加される電源の変化を感知する感知部２３４、及び前記感知部２３４の両端の電圧差を検出し、該検出信号を発振制御部２３３に出力する検出制御部２３５をさらに備える。
【００１７】
また、前記電力駆動部２３２は、従来のブリッジスイッチングインバータなどにより構成しても良いし、前記電源変換部２３１は、従来の巻線型変圧器（transformer）などにより構成しても良い。
また、前記発振制御部２３３は、従来のPWM制御方式の専用ICなどにより構成しても良い。
【００１８】
さらに、前記感知部２３４及び検出制御部２３５については、図４を参照しながら以下に詳しく説明する。
本発明の一実施例による電源供給装置２３０の感知部２３４は、図４に示すように、蛍光ランプ２１０と直列に連結されたインピダンス素子、即ち、抵抗Ｒ1から構成されており、検出制御部２３５は、前記抵抗Ｒ1の両端に連結されて、該抵抗Ｒ1の両端に印加される交流電圧の差を検出する電圧検出部２３５a （本実施においては、差動演算増幅器）と、前記電圧検出部２３５aから検出された交流電圧を半波または全波整流する整流部２３５ｂと、前記整流部２３５ｂで整流された交流電圧の低周波成分をフィルタリングする低域通過フィルタ部２３５ｃとから構成されている。
【００１９】
本実施においては、前記抵抗Ｒ1の両端に、蛍光ランプ２１０に流れる電流に比例する大きさの交流電圧が印加されることになり、それを前述のフィードバック信号として用いることができる。
そして、前記検出制御部２３５を介して、前記抵抗Ｒ１の両端に印加される交流電圧の大きさに比例する直流電圧が発生され、最終に、低域通過フィルタ部２３５ｃから出力された直流電圧は、電源供給装置の発振制御部（図３の２３３）にフィードバック信号として供給される。ここで、前記低域通過フィルタ部２３５ｃから出力された直流電圧は、図５に示すように、蛍光ランプ２１０に流れる電流に比例する直流電源であり、蛍光ランプ２１０の電流を制御するためのフィードバック信号として用いることが可能である。
【００２０】
図４に示すような感知部２３４及び検出制御部２３５の構成において、抵抗Ｒ１の一端は、蛍光ランプ２１０と直列に連結され、抵抗Ｒ１の他端は、電源変換部２３１、即ち、変圧器の出力端と接続されており、前記蛍光ランプ２１０に流れる電流に比例する交流電圧が抵抗Ｒ１の両端に印加される。
また、前記差動演算増幅器２３５aは、前記抵抗Ｒ１の両端電圧が、抵抗Ｒ２及びＲ３を介して入力され、抵抗Ｒ５により決定される基準信号と比較を行う。そして、その差分である差信号を増幅する増幅器ＯＰ１と、一側が前記差動演算増幅器ＯＰ１の反転端子（−）に、他側が前記演算増幅器ＯＰ１の出力端子に接続されるフィードバック抵抗Ｒ４から構成されており、抵抗Ｒ１の両端の電圧を検出し、それを増幅して出力している。具体的には、抵抗Ｒ１の一端が抵抗Ｒ２と接続され、抵抗Ｒ１の他端が抵抗Ｒ２と接続されている。また、抵抗Ｒ２が増幅器ＯＰ１の非反転端子（＋）と接続され、抵抗Ｒ３が反転端子（−）に接続されている。そして、フィードバック抵抗Ｒ４の一端は、ＯＰ１の出力端子と接続され、他端は抵抗Ｒ３及びＯＰ１の反転端子（−）と接続されている。
【００２１】
さらに、前記整流部２３５ｂは、前記差動演算増幅器ＯＰ１から出力される交流（ＡＣ）電圧が、抵抗Ｒ６を介して入力され、それを半波または全波整流する。本実施例における前記整流部２３５ｂは、図４に示すように、抵抗Ｒ７、Ｒ８と、増幅器ＯＰ２と、ダイオードＤ１、Ｄ２とから構成される半波整流演算増幅器である。具体的には、抵抗Ｒ６の一端は差動演算増幅器ＯＰ１の出力端と接続され、抵抗Ｒ６の他端は増幅器ＯＰ２の反転端子（−）と接続されている。増幅器ＯＰ２の出力端子は、ダイオードＤ２のアノードと及びダイオードＤ１のカソードと接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、抵抗Ｒ８の一端と接続され、抵抗Ｒ８の他端はダイオードＤ１のアノードと接続され、反転端子（−）に接続されている。また、増幅器ＯＰ２の非反転端子（＋）は、一端が接地された抵抗Ｒ７と接続されている。
【００２２】
また、前記低域通過フィルタ部２３５ｃは、図４に示すように、抵抗Ｒ９，Ｒ１０と、キャパシタＣ１，Ｃ２とから構成され、前記整流部２３５ｂで整流された交流電圧の低周波成分をフィルタリングして、直流電圧に変換する。具体的には、ダイオードＤ２のカソードが抵抗Ｒ９の一端に接続されている。抵抗Ｒ１０は、抵抗Ｒ９と直列接続されており、フィードバック信号を出力する。また、抵抗Ｒ９とＲ１０の接続点と接地との間にキャパシタＣ１が設けられており、フィードバック信号を出力する抵抗Ｒ１０の一端と接地との間にキャパシタＣ２が設けられている。
【００２３】
図６は、図４の感知部２３４及び検出制御部２３５の動作時に各構成部から出力される信号の波形図で、図６(a)は、前記抵抗Ｒ１の両端にかかる電圧の波形を、図６（ｂ）は、前記差動演算増幅器２３５aから出力される電圧の波形を、図６(ｃ)は、整流部２３５ｂを介して整流された電圧の波形を、図６(ｄ)は、前記整流部２３５ｂから変換された電圧の波形が低域通過フィルタ部２３５ｃを介してさらに整流された直流電圧の波形をそれぞれ示す図である。
【００２４】
このような構成となる感知部２３４及び検出制御部２３５の動作について、図５及び図６を参照しながら説明する。
先ず、図６（a）に示すような抵抗Ｒ１の両端の信号が差動演算増幅器２３５aに入力され、該差動演算増幅器２３５aは、抵抗Ｒ１の両端から入力した信号を減算して抵抗Ｒ１の両端の電圧差を求め、それを増幅する。
【００２５】
前記差動演算増幅器２３５aを介して出力される電圧の波形は、図６(ｂ)に示すようになる。ここで、前記差動演算増幅器２３５aの入力抵抗Ｒ２及びＲ３は、およそ数ＭΩ、即ち、１ＭΩ以上であって、蛍光ランプ２１０は、検出制御部２３５と電気的に切り離された状態であると見なされる。よって、蛍光ランプ２１０の両端のいずれの方も接地されない状態で、抵抗Ｒ１に印加された電圧のみを用いて信号処理を行うことが可能である。
【００２６】
前記差動演算増幅器２３５aを介して出力された信号は、前記整流部２３５ｂを経て、図６（ｃ）に示すように、半波整流され、その後、さらに前記低域通過フィルタ部２３５ｃを介し、図６（ｄ）に示すように、波形の直流成分の電圧に変換される。
最後に、前記低域通過フィルタ部２３５ｃから出力された信号は、図３の電源供給装置の発振制御部２３３にフィードバック信号として供給される。このフィードバック信号は、図５に示すように、蛍光ランプ２１０に流れる電流に比例する信号である。
【００２７】
以上のように、図面を参照しながら本実施例について説明してきたが、本発明は、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきであることは言うまでもない。
例えば、前記抵抗Ｒ１は、電流に応じて両端で電圧が発生される所定のインピダンス素子、即ち、キャパシタ、インバータなどの素子、または、キャパシタ、インダクタ、抵抗などの組合わせにより構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明に係る電源供給装置及びこれを用いた液晶表示装置によると、蛍光ランプの電極の両端に異なる極性の電圧をそれぞれ印加し、蛍光ランプの電極端子を共通接地せずに、蛍光ランプ電流に比例する電圧を検出し、これを電源供給装置の発振制御部にフィードバックすることにより、蛍光ランプの輝度を所望の制御値に一定に駆動することが可能となる。従って、蛍光ランプと反射板間の漏れ電流が減少し、たとえ漏れ電流が発生するとしても、蛍光ランプの電極の両端にそれぞれほぼ同じ大きさの電圧が印加されるので、蛍光ランプの輝度が均一となり、蛍光ランプの寿命が延長される効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の接地方式により駆動される蛍光ランプを示す構成図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置を示す構成図である。
【図３】本発明に係る電源供給装置を示す構成図である。
【図４】本発明に係る電源供給装置のフィードバック回路図である。
【図５】本発明に係る電源供給装置において、蛍光ランプに流れる電流に比例するフィードバック電圧が出力されることを示すグラフである。
【図６】本発明に係る電源供給装置の出力信号波形図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  液晶表示装置
２００  バックライト
２１０  蛍光ランプ
２２０  反射板  
２３０  ランプ駆動部（電源供給装置）
２３１  電源変換部
２３２  電力駆動部
２３３  発振制御部
２３４  感知部
２３５  検出制御部
３００  液晶パネル
４００  液晶パネル駆動部
Ｒ１  ランプ電圧変化感知用抵抗
【図１】
2004191935.tif 000003
【図２】
2004191935.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004191935.tif 000006
【図５】
2004191935.tif 000007
【図６】
2004191935.tif 000008