(57)【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、商用電圧を直流電圧に変換する整流部、前記整流部によって変換される直流電圧に含まれたリプルを除去する平滑部、前記平滑部から出力される直流電圧の力率を補正する力率補正部と、前記力率補正部から印加される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、及び前記力率補正部から印加される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力率補正部から印加される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ドバックライト駆動装置。
【請求項３】
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、前記力率補正部から印加される直流高電圧を降下させ、前記発光ダイオード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る前記発光ダイオード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み、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と、出力電圧を安定化させるための出力安定化部とを含むことを特徴とする請求項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４】
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３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３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６】
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５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７】
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３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８】
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３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９】
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３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１０】
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９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１１】
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３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１２】
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１１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。
【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
【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】
0004634971.tif 000009
【図９】
0004634971.tif 000010
【図１０】
0004634971.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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