专利名称：具有平板型荧光灯的液晶显示器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及平板显示器，并且更具体地，涉及用于控制液晶显示器的灯的系统和方法。
背景技术：
显示装置是电子装置的用户界面的重要部分。平板显示器广泛地作为用于低功耗的轻薄电子装置的用户界面的一部分。平板显示器可以分成以下几类有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、场致发射显示器(FED)、真空荧光显示器(VFD)、以及等离子体显示板(PDP)。较大的平板显示器被用作计算机显示器或TV显示器。较小的平板显示器被用在便携式电子装置中，其中，小尺寸和轻重量对于减小空间和功率需求是重要的。
柱状冷阴极荧光灯(CCFL)和点状发光二极管(LED)被广泛地用作LCD的光源。CCFL的特征是具有高亮度和长使用寿命，并且相比于白炽灯产生较低的热量。CCFL和LED均具有不良的亮度均匀性。已经提出将面光源作为不良的亮度均匀性的解决方案。
在使用面光源作为背光源的LCD的情况下，在初始通电模式下，需要花费较长的时间将LCD稳定到正常亮度。为了减少亮度稳定时间，在通电模式下，向背光源提供大于正常电流的高电流，以便获得高亮度并减少灯加热时间。例如，LCD TV在其运行(包括通电模式)时向背光提供高电流，以显示具有高亮度的图像。
如果高电流被持续地提供给背光源，灯的温度可能过分地上升。由于过热，灯中可能形成小孔。小孔阻止灯的正常运行。
因此，需要一种用于限制向灯提供高电流的时间的系统和方法。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，一种LCD包括灯；换流器，用于驱动灯并将第一电流提供给灯；以及换流控制器，用于在从换流器至灯的第一电流的提供时间超过允许时间时，关闭换流器，以及用于在从换流器向灯提供高电流的同时，根据环境温度改变允许时间。
LCD还包括微控制器，用于在通电模式下输出第一亮度指令信号。换流器响应于第一亮度指令，将第一电流提供给灯。微控制器响应于外部图像数据，输出第一亮度指令信号。微控制器在通电模式下产生第一复位信号，用于复位换流控制器。
换流控制器在从换流器向灯提供第一电流的同时，与环境温度的增加率成比例地减小允许时间，并在经过了允许时间时激活关闭信号。在关闭信号被换流控制器激活时，换流器不驱动灯。
根据本发明的示例性实施例，换流控制器包括比较器，用于在从换流器向灯提供第一电流时激活第一信号；温度检测器，用于输出对应于环境温度的电平的第二信号；以及控制电路，用于在第一信号被激活的同时经过了与第二信号的变化率成比例的时间时，输出第三信号以关闭换流器。温度检测器包括热敏电阻。LCD还包括复位电路，用于产生第二复位信号，以复位控制电路。
根据本发明的示例性实施例，换流控制器包括比较器，用于在从换流器向灯提供第一电流时激活第一信号；温度检测器，用于输出对应于环境温度的电平的第二信号；振荡器，用于在第一信号处于激活状态时，输出对应于第二信号的电平的频率的时钟信号；计数器，用于与时钟信号同步地输出计数值；以及控制器，用于输出第三信号，以在计数值达到上限值时关闭换流器。温度检测器包括热敏电阻。
温度检测器检测在换流控制器的电路板上靠近灯的区域的温度。
LCD还包括电源，用于将电源电压提供给换流器。灯包括平板型荧光灯。
根据本发明的实例性实施例，LCD的控制方法包括确定是否将第一电流从换流器提供给灯。当将第一电流从换流器提供给灯时，检测环境温度。该方法包括确定检测到的环境温度是否高于预设温度；确定从换流器至灯的电流的提供时间是否超过允许时间；以及当第一电流的提供时间超过允许时间时，关闭换流器，并且当在允许时间内环境温度超过预设温度时，换流器被关闭。
控制方法还包括在第一电流的提供时间没有超过允许时间时，确定是否提供第一电流。
根据本发明的示例性实施例，LCD的控制方法包括确定是否将第一电流从换流器提供给灯。在将第一电流从换流器提供给灯时，检测环境温度。该方法包括产生对应于检测到的环境温度的频率的时钟信号；以及与时钟信号同步地增加计数值。该方法包括确定计数值是否达到预设的计数值，以及在计数值达到预设值时关闭换流器。
控制方法还包括在计数值没有达到预设计数值时，确定是否提供高电流。
关闭换流器的操作包括激活关闭信号。
当从换流器至灯的第一电流的提供时间超过预设时间时，换流控制器关闭换流器，并根据环境温度的增加率减少第一电流的提供时间。
在此包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其被结合入并构成该申请的一部分，本发明的示例性实施例与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1是显示系统的框图；图2是根据本发明的优选实施例的换流控制器的框图；图3是示出了图2的换流控制器的操作的流程图；图4是根据本发明的实施例的换流控制器的框图；图5是示出了图4的换流控制器的操作的流程图；
图6是示出了当驱动LCD处于高亮度模式时，灯电流和环境温度随时间变化的曲线图；图7是示出了灯电流和环境温度随时间变化的曲线图，示出了由于图1中示出的微控制器的错误操作，在临界时间之后，换流器仍然向灯提供高于正常电流的电流的实例；图8是示例性地示出环境温度的异常增加的曲线图；图9是根据环境温度的改变在图4的换流控制器中所使用的信号的时序图；以及图10是根据本发明的实施例的换流控制器的电路图。
具体实施例方式
下面，将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出其实例。然而，本发明并不限于在下文中描述的实施例，在此适当引入的实施例提供了对本发明的范围和精神的简单和全面的理解。
图1是LCD平板显示器的框图。图1描述了LCD的实例，然而，本发明可以应用于使用平板型荧光灯的任一LCD。
参考图1，LCD 100包括定时控制器110、源极驱动器120、栅极驱动器130、液晶面板140、灯150、换流器(inverter)160、电源170、换流控制器(inverter controller)180、以及微控制器190。
液晶面板140包括多条栅极线G1到Gn、多条数据线D1到Dm、以及多个以矩阵形式排列在栅极线和数据线的交叉点的像素。每个像素均包括薄膜晶体管(TFT)(未示出)、液晶电容器(未示出)、以及存储电容器(未示出)。TFT具有栅电极，连接到栅极线；源电极，连接到数据线；以及漏电极，连接到液晶电容器和存储电容器。栅极线由栅极驱动器130顺序选择。当栅极导通电压以脉冲形式施加到所选择的栅极线时，连接到栅极线的TFT被导通。源极驱动器120将包含像素信息的电压施加到每条数据线。包含像素信息的电压通过对应像素的TFT施加到液晶电容器和存储电容器。驱动液晶电容器和存储电容器并实现图像显示操作。
定时控制器110接收垂直同步信号V_SYNC、水平同步信号H_SYNC、数据使能信号DE、时钟信号HCLK、以及图像数据R、G、和B。定时控制器110将数据信号(具有根据液晶面板140的规格被转换的数据格式)、以及诸如起始水平信号(STH)和负荷信号(TP)的控制信号输出到源极驱动器120。
定时控制器110响应于水平同步信号H_SYNC、垂直同步信号V_SYNC、以及数据使能信号DE，将诸如起始垂直信号(STV1)、栅极时钟信号(CPV)、以及输出使能信号(OE)的控制信号输出到栅极驱动器130。
源极驱动器120响应于从定时控制器110提供的数据信号和控制信号，产生用于驱动液晶面板140的源极线D1到Dm的信号。
栅极驱动器130根据从定时控制器110提供的控制信号，顺序地扫描液晶面板140的栅极线G1到Gn。通过扫描，像素通过顺序地向栅极线施加栅极导通电压而变成可记录的。
电源170产生LCD 100的操作所需的电压。换流器160从电源170接收电压，并输出适于驱动灯150的正常电流或高电流。高电流表示比正常电流高的电流，并被设置到适合于灯150的高亮度驱动的电平。
微控制器190接收来自外部的图像数据R、G、和B以及通电信号PWR_ON，并产生高亮度指令信号CMD至换流器160。微控制器190产生复位信号RST1至换流控制器180。在输入的图像数据R、G、和B是高亮度显示所需的数据时，或在通电信号PWR_ON被激活时，微控制器190产生高亮度指令信号CMD。微控制器190产生复位信号RST1，在通电信号PWR_ON被激活时，或在高亮度指令信号CMD被输出时，该复位信号被提供给换流控制器180。换流器160响应于高亮度指令信号CMD，产生高电流至灯150。
换流控制器180检测从换流器160提供给灯150的电流IL。当从换流器160至灯150的高电流的提供时间超过允许时间时，换流控制器180激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN。当在允许时间内环境温度高于预设温度时，换流控制器180激活控制信号SDOWN。
根据本发明的实施例，微控制器190被设计为激活用于灯150的高亮度驱动的高亮度指令信号CMD，以及在从指令信号CMD的激活时间开始经过了预设时间时，使高亮度指令信号CMD无效。用于从换流器160向灯150提供高电流的高亮度指令信号CMD是短脉冲信号，并且微控制器190可以向换流器160提供单独的控制信号，以中断从换流器160至灯150的高电流。例如，如果用于中断高电流的控制信号由于计时器的错误操作或微控制器190中的受损电路，而没有提供给换流器160，则灯150可能因过热而损坏。
当环境温度高于预定温度，同时将高电流从换流器160提供给灯150时，和/或当从换流器160至灯150的高电流的提供时间超过允许时间时，换流控制器180激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN。因此，换流控制器180可以减小灯150由于过热而损坏的可能性，即使在微控制器190没有正常运行的情况下。
图2是根据本发明的实施例的换流控制器180的框图，以及图3是示出了图2的换流控制器的操作的流程图。
参考图2，换流控制器180包括复位电路210、温度检测器220、控制电路230、基准电流发生器240、以及比较器250。
复位电路210输出复位信号RST2，该复位信号用于在LCD 100被复位或通电时将控制电路230复位。
基准电流发生器240产生对应于从换流器160提供给灯150的高电流的基准电流IREF，以驱动液晶面板140处于高亮度状态。
比较器250将基准电流IREF与从换流器160提供给灯150的电流IL相比较。当确定从换流器160向灯150提供高电流时，比较器250激活高电流检测信号HIGHI(操作S300)。
温度检测器220检测环境温度，并输出对应于检测到温度的电平的温度检测信号TEMP(操作S310)。优选地，温度检测器220靠近灯150布置，以检测灯150的温度增加。
响应于来自图1的微控制器190的复位信号RST1以及来自换流控制器180的复位电路210的复位信号RST2，将控制电路230复位。当温度检测信号TEMP的电平对应于高于预设温度的温度，同时高电流检测信号HIGHI处于激活状态时，控制电路230激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN(操作S340)。当在高电流检测信号HIGHI从非活动状态改变为激活状态之后经过了高电流允许时间时(操作S330)，控制电路230激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN(操作S340)。
当在高电流检测信号HIGHI从非活动状态改变为激活状态之后经过了高电流允许时间时，控制电路230激活控制信号SDOWN。此外，即使在经过允许时间之前，当环境温度高于预设温度时，控制电路230也激活控制信号SDOWN。
图4是根据本发明的实施例的换流控制器400的框图，以及图5是示出了图4的换流控制器的操作的流程图。图1中所示的换流控制器180可以用换流控制器400来代替。图4中所示的换流控制器400在从换流器160至灯150的高电流的提供时间超过允许时间时，激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN，并且还根据环境温度的增加率来调节允许时间。
参考图4，换流控制器400包括复位电路410、温度检测器420、变频振荡器430、计数器440、关闭控制器450、基准电流发生器460、以及比较器470。
复位电路410在LCD 100被复位或通电时，输出用于复位计数器440的复位信号RST2(操作S500)。
基准电流发生器460产生对应于从换流器160提供给灯150的高电流的基准电流IREF，以驱动液晶面板140处于高亮度状态。
比较器470将基准电流IREF与从换流器160提供给灯150的电流IL相比较。当确定高电流从换流器160被提供给灯150时，比较器470激活高电流检测信号HIGHI(操作S510)。
温度检测器420检测环境温度，并输出具有对应于检测到温度的电平的温度检测信号TEMP(操作S520)。
当高电流检测信号HIGHI处于激活状态时，变频振荡器430产生对应于温度检测信号TEMP电平的频率的时钟信号CLK(操作S530)。当环境温度增加时，变频振荡器430输出具有较高频率的时钟信号CLK。当高电流检测信号HIGHI处于非激活状态时，变频振荡器430不进行操作。
响应于来自图1的微控制器190的复位信号RST1和来自换流控制器400的复位电路410的复位信号RST2，将计数器440复位。计数器440与由振荡器430输出的时钟信号CLK同步操作，并输出计数值CNT(操作S540)。
当计数器440的计数值达到上限值时(操作S550)，关闭控制器450激活用于关闭换流器160的控制信号SDOWN(操作S560)。设置为关闭控制器450的上限值是对应于预设时间Tc的值，其中，预设时间是用于高电流驱动的允许时间。预设时间Tc是为驱动液晶面板140处于高亮度模式而设置的时间。处于通电模式的液晶面板140随着时间的过去稳定为正常亮度，并且将高于正常电流的电流提供给灯150，以减少亮度稳定时间。当考虑到亮度稳定时间而设置预设时间Tc时，Tc需要被设置在灯150不会由于过热而损坏的范围内。
图6是示出了当驱动LCD处于高亮度模式时，灯电流和环境温度随时间变化的曲线图。在通电模式下，换流器160在预设时间Tc内向灯150提供高于正常电流的电流。在经过了预设时间Tc之后，换流器160将正常电流提供给灯150。
图7是示出了灯电流和环境温度随时间变化的曲线图，示出了由于图1中示出的微控制器190的错误操作，在经过了预设时间Tc之后，换流器160仍然向灯提供高于正常电流的电流。
如果向灯150提供高电流的时间变长，则环境温度可能增加到预设温度以上。如果环境温度(即灯的温度)高于预设温度，则灯150可能损坏，例如，在灯150中可能形成小孔等。当从换流器160向灯150提供电流的时间与预设时间Tc一样长时，图4中所示的换流控制器400激活控制信号SDOWN，以强制关闭换流器160，因此基本上防止了灯150增加到预设温度。在换流器160停止操作时，灯150被关闭并因此降低了其温度。该控制操作可以基本上防止灯150由于过热而损坏。在换流器160的高亮度驱动停止操作由于微控制器190的错误操作而没有被正确地控制的情况下，换流器160可以被换流控制器400控制。
图8是示例性地示出环境温度的异常增加的曲线图。参照图8，根据从换流器160提供给灯150的电流IL变化的环境温度的正常增加曲线TEMP1没有超过预设温度。当环境温度很高或由于换流器160的错误操作而异常地增加时，在预设时间Tc内，环境温度可能增加至高于预设温度的温度。在这种情况下，如果高电流在预设时间Tc内被持续地提供给灯150，则灯150可能由于过热而损坏。
通过控制关闭控制器450的固定上限值，可以基本上防止由于快速温度增加而导致的灯150的损坏。
变频振荡器430输出与由温度检测器420输出的温度检测信号TEMP成比例的频率的时钟信号CLK。当环境温度增加时，变频振荡器430产生较高频率的时钟信号CLK。因为计数器440与时钟信号CLK同步地操作，所以减小了计数值CNT达到关闭控制器450的上限值所需的时间。在图8中，示出了环境温度TEMP1、TEMP2、和TEMP3增加的不同比率。还描述了如T1、T2、和T3分别所示的对应于计数值达到上限值所需比率的时间。温度增加率从高到低以TEMP3、TEMP2、和TEMP1的顺序变化，并且计数值达到上限值所需的时间从低到高以T3、T2、和T1的顺序变化。随着环境温度的增加率变大，关闭控制信号SDOWN的激活时间点(例如，允许时间)变短。允许时间是等于或小于预设时间Tc的时间。
图9是根据环境温度的改变在图4的换流控制器中所使用的信号的时序图。
参考图9，计数器440响应于复位信号RST1被复位，并且高电流检测信号HIGHI被激活。响应于高电流检测信号HIGHI，变频振荡器430产生对应于温度检测信号TEMP的预设频率的时钟信号CLK。计数器440与时钟信号CLK同步地输出计数值CNT。当温度检测信号TEMP的电平增加时，变频振荡器430产生较高频率的时钟信号CLK。当计数值CNT达到预设值(例如，100)时，关闭控制器450激活关闭控制信号SDOWN。
当从反向器160向灯150提供高电流的时间超过预设时间时，换流控制器400关闭换流器160，并根据环境温度的较快的增加率而减小高电流的提供时间，从而基本上防止对灯150的损坏。
关闭控制器450具有固定的上限值，并且控制达到上限值所需的时间。如图2和3中所示，预设时间可以通过固定时钟信号CLK的频率和减少上限值来控制。
图10是根据本发明的实施例的换流控制器1000的电路图。参照图10，换流控制器1000包括基准电流发生器1010、灯电流输入单元1020、比较器1030、温度检测器1040、以及集成电路(IC)芯片1050。图1中所示的换流控制器180可以用换流控制器1000来代替。
基准电流发生器1010从设置在电阻器R1和R2之间的连接点输出基准电流IREF。灯电流输入单元1020包括电阻器R3和R4以及电容器C1。比较器1030将基准电流IREF与灯电流IL相比较。当灯电流IL大于基准电流IREF时，高电流检测信号HIGHI被激活。
温度检测器1040包括电阻器R6、电容器C3、以及热敏电阻RT。热敏电阻器RT是电阻随温度而变化的元件。
IC芯片1050可以使用例如PHILIPS的HEF4251BP来实现。IC芯片1050包括振荡器，该振荡器根据由电阻器R6和热敏电阻器RT以及电容器C3的电容确定的电阻而振荡。在高电流检测信号HIGHI处于激活状态时，IC芯片1050输出对应于热敏电阻器RT的电阻的频率信号，并且在经过了预设时间或允许时间时，激活控制信号SDOWN。
当从换流器160向灯150提供高电流的时间超过预设时间或允许时间时，图10中所示的换流控制器1000关闭换流器160，并根据环境温度增加的增加率而减少高电流的提供时间，从而基本上防止对灯150的损坏。因此，可以减少由高亮度驱动操作所引起的对灯的损坏。
可以对本发明做出各种更改和变化，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的目的在于覆盖本发明的更改和变化。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括灯；换流器，用于驱动所述灯，所述换流器将第一电流提供给所述灯；以及换流控制器，用于在从所述换流器至所述灯的所述第一电流的提供时间超过允许时间时，关闭所述换流器，并根据在所述第一电流从所述换流器被提供给所述灯时的环境温度，来改变所述允许时间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括微控制器，用于在通电模式下输出第一亮度指令信号，其中，所述换流器响应于所述第一亮度指令，将所述第一电流提供给所述灯。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述微控制器响应于外部图像数据，输出所述第一亮度指令信号。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述微控制器在所述通电模式下产生用于复位所述换流控制器的复位信号。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，在所述第一电流从所述换流器被提供给所述灯时，所述换流控制器与所述环境温度的增加率成比例地减少所述允许时间。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述换流器在所述关闭信号被所述换流控制器激活时，不驱动所述灯。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述换流控制器包括比较器，用于在所述第一电流从所述换流器被提供给所述灯时，激活第一信号；温度检测器，用于输出对应于所述环境温度的电平的第二信号；以及控制电路，用于输出第三信号，以在经过了与所述第二信号的变化率成比例的时间，同时所述第一信号被激活时，关闭所述换流器。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述温度检测器包括热敏电阻。
9.根据权利要求7所述的液晶显示器，还包括微控制器，用于在通电模式下产生第一复位信号以复位所述换流控制器的所述控制电路。
10.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述换流控制器还包括复位电路，用于产生第二复位信号以复位所述控制电路。
11.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述换流控制器包括比较器，用于在所述第一电流从所述换流器被提供给所述灯时激活第一信号；温度检测器，用于输出对应于所述环境温度的电平的第二信号；振荡器，用于在所述第一信号处于激活状态时，输出对应于所述第二信号的电平的频率的时钟信号；计数器，用于与所述时钟信号同步地输出计数值；以及控制器，用于在所述计数值达到上限值时，输出第三信号以关闭所述换流器。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述温度检测器包括热敏电阻。
13.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述温度检测器检测在所述换流控制器的电路板上靠近所述灯的区域的温度。
14.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括电源，用于向所述换流器提供电源电压。
15.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述灯包括平板型荧光灯。
16.一种液晶显示器，包括灯；换流器，用于驱动所述灯，所述换流器将第一电流提供给所述灯；以及换流控制器，用于在从所述换流器至所述灯的所述第一电流的提供时间超过允许时间时，关闭所述换流器，以及在所述允许时间内环境温度超过预定温度时，关闭所述换流器。
17.根据权利要求16所述的液晶显示器，还包括微控制器，用于在通电模式下输出第一亮度指令信号，其中，所述换流器响应于所述第一亮度指令，将所述第一电流提供给所述灯。
18.根据权利要求17所述的液晶显示器，其中，所述微控制器响应于外部图像数据，输出所述第一亮度指令信号。
19.根据权利要求17所述的液晶显示器，其中，所述微控制器在所述通电模式下产生用于复位所述换流控制器的复位信号。
20.根据权利要求16所述的液晶显示器，还包括电源，用于向所述换流器提供电源电压。
21.根据权利要求16所述的液晶显示器，其中，所述灯包括平板型荧光灯。
22.一种液晶显示器的控制方法，包括确定环境温度是否高于预设温度；确定从换流器至灯的第一电流的提供时间是否超过允许时间；以及在所述第一电流的所述提供时间超过所述允许时间时，关闭所述换流器，以及当在所述允许时间内所述环境温度超过所述预设温度时，关闭所述换流器。
23.根据权利要求22所述的控制方法，还包括确定在所述高电流的所述提供时间没有超过所述允许时间时，是否提供所述第一电流。
24.一种液晶显示器的控制方法，包括确定是否从换流器向灯提供第一电流；当从所述换流器向所述灯提供所述第一电流时，检测环境温度；产生对应于检测到的环境温度的频率的时钟信号；与所述时钟信号同步地增加计数值；确定所述计数值是否达到预设计数值；以及在所述计数值达到所述预设计数值时，关闭所述换流器。
25.根据权利要求24所述的控制方法，还包括确定在所述计数值没有达到所述预设计数值时，是否提供所述高电流。
26.根据权利要求25所述的控制方法，其中，所述关闭所述换流器的操作包括激活关闭信号。
全文摘要
LCD在从换流器至灯的高电流的提供时间超过允许时间时关闭换流器，并且还根据环境温度来控制允许时间，从而将由于高亮度驱动操作中的过热而导致的对灯的损坏最小化。
文档编号G02F1/13GK1909049SQ20061006501
公开日2007年2月7日 申请日期2006年3月15日 优先权日2005年8月3日
发明者张铉龙, 李钟铁 申请人:三星电子株式会社