6784967 ＬＥＤバックライト駆動回路及びその駆動方法、並びに液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6784967

(24)【登録日】2020年10月28日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】ＬＥＤバックライト駆動回路及びその駆動方法、並びに液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/10 20200101AFI20201109BHJP

   H05B 45/32 20200101ALI20201109BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20201109BHJP

   H05B 47/155 20200101ALI20201109BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20201109BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   H05B45/10

   H05B45/32

   H05B45/345

   H05B47/155

   G02F1/13357

   F21S2/00 430

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-116803(P2015-116803)

(22)【出願日】2015年6月9日

(65)【公開番号】特開2017-4728(P2017-4728A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】519380923

【氏名又は名称】天馬微電子有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(72)【発明者】

【氏名】見尾 世津子

【審査官】 野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２２８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３３０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５４１９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６２９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６１６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１６７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ４５／００、４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上の直列接続されたＬＥＤ列を複数並列接続したＬＥＤ回路と、前記並列数と同数の定電流回路が接続されたＬＥＤ制御回路とを有し、前記ＬＥＤ制御回路は、前記ＬＥＤ列の駆動電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する回路と、調光信号に応じて前記駆動電流の電流値を任意に設定できる制御信号を出力する調光判定回路とを備えたＬＥＤバックライト駆動回路であって、
前記ＬＥＤ制御回路は、前記ＬＥＤ列について、前記駆動電流をＯＮ／ＯＦＦ制御せずに前記電流値を可変に制御して調光する第一の駆動と、前記駆動電流をＯＮ期間及びＯＦＦ期間を一定にしてＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に前記電流値を可変に制御して調光する第二の駆動とを実行することを特徴とするＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項2】

前記ＬＥＤ制御回路は、前記駆動電流のＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する信号を出力するシーケンス制御回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項3】

前記調光信号のデューティ比が所定値より大きい場合に前記第一の駆動を行い、前記デューティ比が所定値以下である場合に前記第二の駆動を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項4】

前記第二の駆動では、前記駆動電流のＯＮ期間を前記ＬＥＤ列の並列数分の１とし、かつ並列された前記ＬＥＤ列を同時点灯せず、順次に駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項5】

前記第二の駆動では、前記駆動電流を前記第一の駆動で調光する場合と同一輝度時の電流値に対して、並列数倍の電流値で駆動することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項6】

前記第二の駆動は、一の前記定電流回路から駆動電流が前記ＬＥＤ回路に順次供給されることにより行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項7】

前記第二の駆動は、前記定電流回路すべての出力を重畳した駆動電流を前記ＬＥＤ回路に順次供給することにより行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項8】

前記ＬＥＤ列は全体としてＯＦＦ期間を設けないことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一に記載のＬＥＤバックライト駆動回路。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一に記載のＬＥＤバックライト駆動回路とバックライトユニットを搭載したことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項10】

直列接続されたＬＥＤ列を複数並列接続したＬＥＤ回路を駆動するＬＥＤバックライト駆動回路に、
該ＬＥＤバックライト駆動回路に入力される調光信号のデューティ比を取得し、
該デューティ比が閾値以下であるか否かを判断し、
前記デューティ比が前記閾値以下でないと判断した場合、前記デューティ比に基づいて設定された電流値の駆動電流を前記ＬＥＤ列に連続的に供給し、
前記デューティ比が前記閾値以下であると判断した場合、前記駆動電流を前記ＬＥＤ列の並列数に基づく電流値に制御して、前記ＬＥＤ列に時分割で順次供給する処理を実行させることを特徴とするＬＥＤバックライト駆動回路の駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤバックライト駆動回路及びその駆動方法、並びに液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤバックライトを使用した液晶表示装置において、ＬＥＤの明るさを制御する方式としては、大きく分けてパルス電流調光方式と定電流調光方式の２種類の方法がある。パルス電流調光方式（以降、ＰＷＭ調光）はＬＥＤに流す電流値は一定で、電流のＯＮ／ＯＦＦの時間比率、いわゆるデューティ比を変化させることで見た目の明るさを制御するものである。定電流方式（以降、定電流調光）はＬＥＤに流す電流値を変化させることで、見た目の明るさを制御する方法である。

【0003】

ＰＷＭ調光はＯＮ時間のスイッチング制御が主なため、精度のよい調整が可能であり、ＯＮ時のＬＥＤ電流が一定である。また、ＰＷＭ調光は、点灯時のＬＥＤの特性に変化がないため、色度等の制御がしやすく、現在の調光方式として、広く用いられている方法である。しかし、ＰＷＭ調光では駆動電流の立上り／立下り時間によって調光比が制限され、十分な調光比が得られない場合がある。この課題の解決手段として特許文献１（特開２００８−４７４９４号公報）がある。これは、ＰＷＭのデューティ比を小さくすると同時に、駆動電流値も小さくし、パルスと電流を同時に制御することで、調光範囲を広げるというものである。

【0004】

また、ＰＷＭ調光はこの他にも人によっては点滅が感じられるという課題がある。更に、ＰＷＭ調光は、ＬＥＤに流す電流値が大きい（輝度が高い）ほど、ＯＮ／ＯＦＦ時の電流変化が大きいために、電源回路側にリップルが重畳しやすくなる。これにより、ＰＷＭ調光は、コンデンサやコイル等の回路部材で音鳴りが発生しやすいなどの課題がある。そのため、最近はＬＥＤの点滅やＬＥＤ電流のＯＮ／ＯＦＦ変化を避けるために、駆動電流のパルス幅変調を行わず、駆動電流のみを増減し、ＬＥＤの輝度を制御する定電流調光方式が用いられるものが出てきている。しかし、定電流調光方式では、電圧・電流リップルや音鳴り、視認性は改善されるが、電流をアナログで制御するため、電流誤差がＬＥＤの輝度特性に直接影響する。よって、低輝度側（低電流値）での制御がＰＷＭ調光より難しく、輝度ムラが発生しやすいという課題がある。

【0005】

複数並列のＬＥＤ回路を備えたＬＥＤバックライトを調光する場合は、複数の電流源、すなわち複数の定電流回路を同時に調光することが必要である。定電流調光方式で調光制御する場合、定電流回路の個々のバラつきにより、駆動電流値がバラつき、これが各ＬＥＤ列の輝度のバラつきとなる。したがって、定電流調光方式には、ＬＥＤバックライト全体の面内輝度ムラが発生するという課題がある。

【0006】

たとえば、調光１００％のときに１００ｍＡを駆動する定電流回路ＡとＢの２つでＬＥＤバックライトを駆動する場合、回路毎に誤差があり、調光１００％でＡは１０１ｍＡ、Ｂは９９ｍＡの駆動電流を流すとすると、回路間の誤差は２ｍＡであり、駆動電流に対して輝度差はおよそ２％である。しかし、調光１０％時にＡは１１ｍＡ、Ｂは９ｍＡとなる場合、同じ２ｍＡの誤差であっても、駆動電流に対する輝度差は２０％近くになってしまう。すなわち、定電流回路間の電流のバラつき（誤差）が調光率によらずほぼ一定である場合、低調光時（低電流時）に駆動電流値が下るほど、駆動電流値に対して定電流回路間の駆動電流値の電流差の比率が上がり、電流差が輝度差として特に顕著に見えやすく、輝度ムラになる。バックライト全体の面内輝度設計によるが、隣接ＬＥＤの電流値の誤差が１０％程度でもムラとして視認される場合があるため、２ｍＡの誤差を持つ定電流回路は２０％未満の低調光は使用できないことになる。

【0007】

これらの課題の解決手段の一つとして、特許文献２（特許第５０３０６２３号公報）がある。これは電流源とＬＥＤをスイッチで交互に切替えて、時分割駆動することで輝度のバラつきを平均化するというものと、電流源１つに対して複数のＬＥＤを時分割駆動することで電流源のバラつきを無くすというものである。

【0008】

しかし、前者では、並列数が２の場合は交互にするだけで良いが、並列数が増えるにしたがって、制御や交互駆動の組み合わせが複雑化することで、回路構成が大規模になる可能性がある。また、後者では、並列接続の各ＬＥＤに対する電流のＯＮ時間は必ず並列数分の１となり、バックライトの最大輝度はＬＥＤが常時ＯＮしている輝度に対して常に半分以下になってしまい、ＬＥＤの発光効率を十分に活用できない。また、公知例では、時間間隔やパルス幅により調光する方法が前提であり、電流を増減させることによる調光方式の場合の低調光時の課題や解決方法には触れてられていない。

【0009】

また、定電流調光における低輝度調光時の明るさばらつきを解決する手段として、特許文献３（特開２００９−１２３６８１号公報）がある。これは低輝度時にＬＥＤに流れる電流をパルス状にし、パルス波形の平均値（すなわちデューティ比または周波数）を変化させることにより、調光するというものである。この公知例は、ＬＥＤの調光−輝度特性の直線性、再現性を確保するためには有効な方法である。しかし、デューティ比や周波数で調光する方法は従来のＰＷＭ調光と同じ方式であり、ノイズや音鳴り、ちらつきやさざなみといった従来の課題が残る。また、パルス平均値で調光する場合のＬＥＤ電流値（ピーク値）は一定であるため、複数並列のＬＥＤを複数の定電回路で駆動する場合における低輝度時の電流のバラつきは改善されないという課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００８−４７４９４号公報

【特許文献2】特許第５０３０６２３号公報

【特許文献3】特開２００９−１２３６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記の通り、特許文献２に記載の発明は、回路構成が大規模になる可能性があるという課題、ＬＥＤの発光効率を十分に活用できないという課題がある。また、特許文献３に記載の発明は、ノイズや音鳴り、ちらつきやさざなみという課題、低輝度時の電流のバラつきは改善されないという課題がある。

【0012】

本発明は、上記課題を背景として、ＬＥＤ数や駆動電流の最大値を増やすことなく、既存のバックライトの発光効率を生かしつつ、低調光時の面内輝度ムラを抑制することを可能とするＬＥＤバックライト駆動回路及びその駆動方法、並びに液晶表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

ＬＥＤの電流制御を、面内輝度のバラつきに影響を与える低輝度（低電流）駆動時に各定電流回路をスイッチング制御することで、ＬＥＤの駆動電流をＯＮ／ＯＦＦ制御し、ＬＥＤをシーケンス駆動する方法に切り替える。シーケンス駆動時の各系統（並列）の電流ＯＮ時間（パルス幅）は系統数（並列数）分の１とし、電流値は所望の輝度に必要な電流値の系統数(並列数)倍とする。また、ＬＥＤ回路全体として全ＯＦＦ期間（消灯期間）を設けないよう制御を行う。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ＬＥＤ数や駆動電流の最大値を増やすことなく、かつ既存のバックライトの発光効率を生かしつつ、低調光時の面内輝度ムラを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態１のＬＥＤバックライト駆動回路の構成を示す図である。

【図2】実施の形態１の液晶表示装置の説明図である。

【図3】実施の形態１のＬＥＤ制御回路とＬＥＤ回路の詳細図である。

【図4】ＬＥＤバックライト６とＬＥＤ回路７の説明図である。

【図5】調光判定回路１０の動作フローチャートである。

【図6】定電流回路１１の詳細図である。

【図7】実施の形態１のタイミングチャート（１／２）である。

【図8】実施の形態１のタイミングチャート（２／２）である。

【図9】実施の形態１の時間とＬＥＤ電流／調光率の関係図である。

【図10】実施の形態１の調光率と駆動電流の関係図である。

【図11】実施の形態１の調光率と電流誤差の関係図である。

【図12】実施の形態２のＬＥＤバックライト駆動回路の構成を示す図である。

【図13】実施の形態２の定電流回路１１の詳細図である。

【図14】実施の形態２のタイミングチャート（１／２）である。

【図15】実施の形態２のタイミングチャート（２／２）である。

【図16】実施の形態２の時間とＬＥＤ電流／調光率の関係図である。

【図17】実施の形態２の調光率と駆動電流の関係図である。

【図18】実施の形態２の調光率と電流誤差の関係図である。

【図19】実施の形態３のＬＥＤバックライト駆動回路のスイッチの内部構成と定電流回路の関係を示した図である。

【図20】実施の形態３の調光判定回路１０の動作フローチャートである。

【図21】実施の形態３のタイミングチャート（１／２）である。

【図22】実施の形態３のタイミングチャート（２／２）である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施の形態１）
＜実施の形態１の構成＞
図１は実施の形態１のＬＥＤバックライト駆動回路の構成を示す図である。ＬＥＤ制御回路４により生成された電圧と電流により、ＬＥＤ回路７の各ＬＥＤ７０を調光する。ＬＥＤ制御回路４は、定電流回路１１に加え、調光判定回路１０とシーケンス制御回路１２、アノード電圧生成回路１４を備える。アノード電圧生成回路１４でＬＥＤのアノード側に電圧を印加し、定電流回路１１により各ＬＥＤ列のカソード側から電流を流すことでＬＥＤ７０を点灯させる。また、電流値を可変することで各ＬＥＤ列の輝度を制御する。また、調光判定回路１０によりシーケンス制御を実施するか否かを決定し、かつ、ＬＥＤ駆動電流値を決定する。さらに、シーケンス制御を実施する場合は、シーケンス制御回路１２により各定電流回路のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、ＬＥＤ駆動電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ＬＥＤ回路７全体の調光を行う。

【0017】

図２は実施の形態１の液晶表示装置全体の構成を示す図である。液晶表示装置１はＬＣＤパネル５とＬＥＤバックライト６、制御回路２で構成されている。ＬＥＤバックライト６の中にＬＥＤ回路７が搭載されている。制御回路２はＬＣＤ制御回路３とＬＥＤ制御回路４で構成されている。ＬＣＤ制御回路３は表示信号８に基づき、ＬＣＤパネル５に信号や電圧などを送り、ＬＣＤの表示を制御する。ＬＥＤ制御回路４は調光信号９に基づき、ＬＥＤバックライト６を調光するための駆動信号および電圧などをＬＥＤ回路７に与えている。ＬＥＤ制御回路４は、例えば、ＣＰＵ（不図示）が記憶媒体（不図示）に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより後述の動作を行う。

【0018】

なお、液晶表示装置１においては、ＬＥＤ制御回路４及びＬＥＤ回路７により、前記ＬＥＤバックライト駆動回路をなす。また、ＬＥＤバックライト６は、ＬＥＤ回路７の他に、ＬＥＤ７０からの光を面光源に変換する導光板が収容されるバックライトシャーシ、導光板の背面、前面に設けられＬＥＤ７０からの光を有効に活用するための反射シートやプリズムシート等からなるバックライトユニット１３（詳細不図示）を備える。

【0019】

図３はＬＥＤ制御回路４の内部構成とＬＥＤ回路７との接続関係を示す図である。ＬＥＤ制御回路４は調光判定回路１０と定電流回路１１、シーケンス制御回路１２、アノード電圧生成回路１４で構成されている。ＬＥＤ回路７は１個以上のＬＥＤ７０が直列接続されたＬＥＤ群７ａ−１から７ａ−ｎが２列以上並列接続された状態で構成されている。アノード電圧生成回路１４はＬＥＤ回路７のＬＥＤ群のアノード側に電圧を印加し、並列接続されたＬＥＤ７０のカソード側が定電流回路１１に接続され、定電流回路１１が電流を流すことによりＬＥＤ７０を点灯させる。調光判定回路１０とシーケンス制御回路１２は、調光信号９から入力された調光率に基づき、定電流回路１１を駆動させるための制御信号を生成する。ここで、調光率は、調光信号９のデューティ比である。

【0020】

図４はＬＥＤバックライト６におけるＬＥＤ７０の配列を示す図である。ＬＥＤ回路７はＬＥＤバックライト６の片端または両端に１列に配置され、ＬＥＤ群７ａ−１から７ａ−ｎはブロック単位でまとめて端から順に配置される。これらＬＥＤ群が個々に駆動されることにより、ＬＥＤバックライト６の面内全体が発光する。

【0021】

＜実施の形態１の動作の説明＞
図１には、ＬＥＤ回路７の構成が３並列数を例とした場合の構成を示してある。定電流回路１１は並列数に応じて３ｃｈ分の定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃを備える。調光判定回路１０は外部からの調光信号９にもとづいてシーケンス制御の実施有無を決定する。調光判定回路１０は、電流制御信号１０ａを生成し、電流制御信号１０ａが定電流回路１１の各回路に入力される。また、さらに調光判定回路１０はＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂ、同期信号１０ｃを生成し、これらの信号はシーケンス制御回路１２に入力される。シーケンス制御回路１２はＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂと同期信号１０ｃをもとに、各ＬＥＤ列用のスイッチング信号１２ａ／１２ｂ／１２ｃを生成する。これらの信号は定電流回路１１の各ＬＥＤ列ごとの定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃに入力される。

【0022】

ここで調光判定回路１０の動作フローを図５、定電流回路１１ａの詳細を図６に示す。調光判定回路１０では、外部からの調光信号９の調光率Ｘの情報Ｙがある一定の調光率か否かを判定する。判定の閾値となる調光率は調光判定回路１０の内部で保持しておく一定値である。ここではこの閾値を例として２０％とする。図５に示すように、調光判定回路１０には、調光信号９が入力される（Ｓ１）。即ち、調光判定回路１０は、調光信号９を取得する。調光判定回路１０は取得した調光信号９から調光率Ｘ％を算出する。その後、調光判定回路１０は、調光率ＸがＹ[％]（ここでは２０％）以下であるか否かを判定する（Ｓ２）。調光判定回路１０が、調光率ＸがＹ以下でないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、調光率Ｘと電流制御信号１０ａは入力された調光率Ｘと同じ比率の電流値を設定する（Ｓ３）。同時にＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂをＯＦＦにして（Ｓ４）シーケンス駆動は行わず、ＬＥＤ駆動電流は常時ＯＮとする。即ち、調光率に基づいて設定された電流値の駆動電流が各ＬＥＤ列に供給される。これを第一の駆動方式とする。

【0023】

調光判定回路１０が、調光率ＸがＹ[％]（ここでは２０％）以下であると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、送る電流制御信号１０ａの調光率はｃｈ数倍（ここでは３ｃｈであるので３倍）され（Ｓ５）、定電流回路１１に送られる。同時にＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂをＯＮにし（Ｓ６）、シーケンス制御回路１２に送る。Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂがＯＮである場合、調光率Ｘに基づいて設定された電流値がＬＥＤ列の並列数に基づく電流値に制御され、各ＬＥＤ列に順次供給される。これを第二の駆動方式とする。すなわち、調光率に応じて、第一の駆動方式と第二の駆動方式を切り替えて制御を行う。

【0024】

定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃは同一回路であるが、代表で図６に定電流回路１１ａおよびスイッチ１５ａの関係を示す。定電流回路１１ａは、ＦＥＴ１１０、演算増幅器１１１及び電流設定抵抗Ｒａを有する。ＦＥＴ１１０のドレインは、ＬＥＤ７０のカソード側に接続され、ソースは、電流設定抵抗Ｒａに接続されている。ＦＥＴ１１０のゲートには、演算増幅器１１１の出力が接続されている。演算増幅器１１１の非反転入力端子は、スイッチ１５ａに接続されており、反転入力端子は、ＦＥＴ１１０のソース及び電流設定抵抗Ｒａの接続点に接続されている。スイッチ１５ａは、定電流回路１１ａの演算増幅器１１１の非反転入力端子に対して、電流制御信号１０ａのＯＮ／ＯＦＦ機能をもつ。電流制御信号１０ａがＯＮのとき、調光判定回路１０及び非反転入力端子が接続され、電流制御信号１０ａがＯＦＦのとき、非反転入力端子は接地される。定電流回路１１ｂ及びスイッチ１５ｂ、定電流回路１１ｃ及びスイッチ１５ｃも同様の関係を有する。

【0025】

定電流回路１１ａの動作としては電流制御信号１０ａが入力されると、電流設定抵抗Ｒａにも同じ電圧レベルが発生する。よって、ＬＥＤ駆動電流であるｃｈ１電流７ｂ−１は次式であらわされる。
７ｂ−１［Ａ］ = １０ａ［Ｖ］ ／ Ｒａ［Ω］
ここでＲａの抵抗値は一定であるため、電流７ｂ−１は電流制御信号１０ａの値により、任意に可変することができる。また、電流のＯＮ／ＯＦＦ は定電流回路１１ａ内のシーケンス制御回路１２からのスイッチング信号１２ａにより定電流回路１１ａの前段のスイッチ１５ａの接続を切り替えることで制御する。

【0026】

さらに、ＬＥＤ制御回路４全体の動作のタイミングチャートを図７と図８に示す。まず、調光信号９が１００％未満で調光されると、調光信号９の周期を元に並列数分の１のＯＮ期間を持つ同期信号１０ｃを生成する。また、調光率に応じた判定結果によりＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂを生成する。調光信号９が判定回路１０の判定閾値（２０％）になると、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂはＯＮになる。この２つの信号をもとにシーケンス制御回路１２内では、定電流回路１１がシーケンス駆動をするためのスイッチング信号１２ａ／１２ｂ／１２ｃが生成される。また、調光判定回路１０にて並列数倍の電流値で駆動するための電流制御信号１０ａを生成し、定電流回路１１へ入力する。

【0027】

電流制御信号１０ａがスイッチ１５を介して定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃに入力されることにより７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３の電流値は並列数倍で駆動される。スイッチング信号１２ａ／１２ｂ／１２ｃがスイッチ１５ａ／１５ｂ／１５ｃに入力されることによりＯＮ期間が調整され、並列数分の１で駆動される。面内輝度としては、外部から入力された調光信号９と同一の調光率に応じた輝度になるよう制御する。ＯＮ期間とＯＦＦ期間はそれぞれ一定である。

【0028】

なお、調光信号９がパルス信号ではなくアナログ電圧等であった場合などには、入力される信号に基づき、パルスによる基準信号を生成する回路を前段に設けてもよい。また、ここではスイッチ１５を用いて電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える例を説明したが、電流値自身を０とすることでＯＮ／ＯＦＦを切り替えても構わない。

【0029】

なお、図１ではスイッチング信号は１２ａ／１２ｂ／１２ｃの順に生成されているため、図４との関係を考慮すると、表示の端から順次駆動していることになるが、ＯＮ／ＯＦＦの順番に制約は無く、時間平均で面内ＬＥＤを均一に駆動できるよう制御すればよい。

【0030】

また、図９に時間軸でみた駆動方式と調光ＬＥＤ電流、輝度の関係を示してある。図９において、横軸は時間であり、縦軸は、ＬＥＤ電流の値及び調光率である。図９においては、時間の経過とともに調光率を三回変更し、変更の度に調光率を低下させている。初めは、調光率は１００％で駆動し、二度の変更により調光率をＹ％としている。その後三度目の変更により調光率をＹ％よりも小さくしている。また、初めは定電流駆動を行い、調光率の二度目の変更の後、即ち調光率がＹ％であるときにシーケンス駆動を開始している。このとき、図示のように、７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３電流の値には、ｃｈ間誤差が存在している。

【0031】

ＬＥＤバックライト駆動回路は、調光率の変化に応じて、電流値を変化させている。定電流駆動回路を行っている場合において、調光率が１００％であるとき、７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３電流は夫々設定Ｍａｘ電流の値である。その後調光率の低下に伴い、電流値を小さくしている。

【0032】

調光率を二度の変更によりＹ％以下とし、シーケンス駆動を開始した場合、７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３電流を順次各ＬＥＤ列に供給していく。このとき、７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３電流の値は、設定Ｍａｘ電流に調光率及びｃｈ数（図では３倍）を乗じた値になるように設定されている。

【0033】

以上の如く、調光率Ｙ％以下の領域では、電流値は図９にあるようにｃｈ数倍(ここでは３倍)しながら調光し、ＯＮ期間はｃｈ数分の１（ここでは１／３周期）で順次駆動することで所望の調光を行うことができる。

【0034】

＜実施の形態１の効果の説明＞
実施の形態１の構成による、調光率とＬＥＤ駆動電流の関係を図１０、調光率とＬＥＤ駆動電流の誤差の関係を図１１に示す。調光率Ｙ％以下で実施の形態１のシーケンス駆動を実施した場合を実線で、シーケンス駆動を実施せず、定電流調光のみで駆動した場合を点線で表す。Ｙ％以下の低調光時に実施の形態１のシーケンス駆動を実施した場合は、実施しない場合に比べて理想値に対する電流誤差が相対的に小さくなっている。すなわち、定電流回路間の誤差も小さくなり、面内の輝度差を抑制することができる。

【0035】

また実施の形態１では、ＬＥＤ回路の並列数が多くなっても、順次駆動するだけで良いので、制御が単純である。また低調光側のみ順次駆動するため、ＬＥＤ回路の並列数が増えても輝度が下がることが無く、既存の輝度設計を維持しつつ、電流差による面内輝度差を抑制することができる。

【0036】

さらに、時間軸で見た回路全体の電力変化はＰＷＭの様に電力のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すものではなく、常に一定であるため、ノイズや音鳴りが発生しにくい。またバックライトとしては、ＰＷＭの様に点灯／消灯を繰り返すものではなく、常にどこかのＬＥＤが点灯状態であるため、ちらつきやさざなみが発生しにくい。

【0037】

（実施の形態２）
＜実施の形態２の構成＞
図１２は実施の形態２のＬＥＤバックライト駆動回路の構成を示す図である。図１との相違点はシーケンス制御回路を設けず、定電流回路１１の前段のスイッチ１５を無くし、後段にスイッチ１６を設ける構成とする点である。そして、調光判定回路１０からのＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂと同期信号１０ｃをスイッチ１６に入力する構成とする。定電流回路の後段に設けたスイッチ１６では、定電流回路１１ａから１１ｃとＬＥＤ回路７との接続を切り替えるスイッチとして動作させる。

【0038】

定電流回路１１の詳細を図１３に示す。定電流回路１１ａは、実施の形態１と同様にＦＥＴ１１０及び演算増幅器１１１を有し、定電流回路１１ｂ／１１ｃは定電流回路１１ａと同様の構造である。定電流回路１１ｂ／１１ｃにおいて、夫々が有するＦＥＴ及び演算増幅器は、ＦＥＴ１１０及び演算増幅器１１１と同様の構成であるので、符号は省略している。定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの動作は実施例１と同様のため省略する。定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの後段には、スイッチ１６を介してｃｈ１／２／３電流である７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３と接続され、スイッチ１６は定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの出力がスイッチである１６ａ／１６ｂ／１６ｃとそれぞれつながっている。またスイッチ１６には、調光判定回路１０からのＯｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂと同期信号１０ｃが入力される。スイッチ１６の中の１６ａは定電流回路１１ａとｃｈ１電流７ｂ−１との接続のＯＮ／ＯＦＦ機能を持ち、１６ｂは定電流回路１１ｂとｃｈ１／２／３電流７ｂ−１／７ｂ−２／７ｂ−３電流の切り替え機能を持つ。また、１６ｃは定電流回路１１ｃとｃｈ３電流７ｂ−３との接続のＯＮ／ＯＦＦ機能を持つ。

【0039】

＜実施の形態２の動作の説明＞
ＬＥＤ回路全体の動作タイミングを図１４と図１５に示す。シーケンス駆動を開始するタイミングは実施例１と同様であるが、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂにより、スイッチ１６の１６ａ、１６ｃの経路をＯＦＦ(遮断)する。同時に１６ｂの順次スイッチングを開始する。定電流回路１１ｂのみでＬＥＤ回路７の各ｃｈのＬＥＤ列と順次接続することで、一つの定電流回路を使った電流のシーケンス駆動を行う。定電流動作時はスイッチ１６ｂはシーケンス駆動を行わず、２ｃｈ（７ｂ−２）と常時接続する状態とする。

【0040】

また、実施例１と同様に、図１６に横軸を時間として駆動方式と調光ＬＥＤ電流の関係を示してある。調光率がＹ％以下の領域では、図１６にあるようにｃｈ数倍(ここでは３倍)しながら調光しつつ、定電流回路１１ｂのみを使用するため、駆動電流値の誤差は無く、同一電流をｃｈ数分の１（ここでは１／３周期）で順次駆動する。

【0041】

＜実施の形態２の効果の説明＞
実施の形態２では、一つの定電流回路で駆動するために、低電流(低調光)時の誤差を抑制した上で定電流回路間の電流ばらつきを無くすことができる。実施の形態２による、調光率と駆動電流の関係を図１７、調光率と駆動電流の誤差の関係を図１８に示す。調光率Ｙ％以下で本発明のシーケンス駆動を実施した場合を実線で、シーケンス駆動を実施せず、定電流調光のみで駆動した場合を点線で表す。Ｙ％以下の低調光時に一つの定電流回路を使うことで、定電流回路間の誤差は無くなり、面内の輝度差が生じにくくすることができる。またシーケンス駆動を実施することで、実施の形態１と同様に、低調光時の誤差の拡大を抑制することができる。

【0042】

なお、実施の形態２において、スイッチ１６ｂでなく、スイッチ１６ａ又はスイッチ１６ｃのスイッチングによりシーケンス駆動を行ってもよい。また、スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの内の二つ又は全てスイッチ夫々をスイッチングすることにより、シーケンス駆動を行ってもよい。更に、シーケンス制御回路１２を用いて、シーケンス駆動におけるスイッチングを制御してもよい。その他、定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの内、一の定電流回路からＬＥＤ列の並列数倍の駆動電流をＬＥＤ回路７に順次供給することができれば、いかなる構成によりシーケンス駆動を行ってもよい。

【0043】

（実施の形態３）
＜実施の形態３の構成＞
実施の形態３のＬＥＤバックライト駆動回路の構成は、実施の形態２（図１２）と同様であるが、ＬＥＤ制御回路４のスイッチ１６の内部構成を変更した構成としている。図１９はこの実施例のスイッチ１６の内部構成と定電流回路１１の関係を示した図である。図１３のスイッチ１６ａと１６ｃの代わりに、スイッチ１７ａと１７ｃを設ける。スイッチ１７ａはｃｈ１電流７ｂ−１とｃｈ２電流７ｂ−２との接続を切り替えるスイッチとしている。スイッチ１７ｃはｃｈ２電流７ｂ−２とｃｈ３電流７ｂ−３との接続を切り替えるスイッチとしている。なお、定電流回路１１ｂ／１１ｃにおいて、夫々が有するＦＥＴ及び演算増幅器は、ＦＥＴ１１０及び演算増幅器１１１と同様の構成であるので、符号は省略している。

【0044】

＜実施の形態３の動作の説明＞
定電流駆動時、スイッチ１７ａはｃｈ１電流７ｂ−１、スイッチ１７ｃはｃｈ３電流７ｂ−３と接続され、シーケンス駆動時は、スイッチ１７ａと１７ｃはともにｃｈ２電流７ｂ−２と接続されるように動作する。

【0045】

これにより、シーケンス駆動時は定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの出力が重畳され、電流値が合算され、３倍のＬＥＤ電流で駆動する。また、この実施の形態３の調光判定回路１０の動作を図２０に示す。第一の実施例の図５のフローチャートとは異なり、調光率に応じて電流制御信号１０ａを可変することはせず、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂの動作の判定のみ行う。

【0046】

調光判定回路１０には、調光信号９が入力される（Ｓ１０）。即ち、調光判定回路１０は、調光信号９を取得する。調光判定回路１０は取得した調光信号９から調光率Ｘ％を算出し（Ｓ１１）、調光率ＸがＹ[％]（ここでは２０％）以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。調光判定回路１０は、調光率ＸがＹ[％]（ここでは２０％）以下であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂをＯＮにし（Ｓ１３）、シーケンス制御回路１２に送る。これにより、上述の如くシーケンス駆動が行われる。調光判定回路１０は、調光率ＸがＹ以下でないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号１０ｂをＯＦＦにして（Ｓ１４）、ＬＥＤ駆動電流は常時ＯＮとして定電流駆動を行う。

【0047】

＜実施の形態３の効果の説明＞
ＬＥＤ回路全体の動作タイミングを図２１、図２２に示す。実施の形態２のタイミングチャート図１４、図１５に対して、電流制御信号１０ａの動作のみが異なり、駆動方式の切り替えによらず一定の値となりつつ、実施の形態２と同様の効果が得られる。

【0048】

なお、スイッチ１７ａをｃｈ１電流７ｂ−１及びｃｈ３電流７ｂ−３を切り替えるスイッチとし、スイッチ１７ｃに代えて、ｃｈ１電流７ｂ−２及びｃｈ２電流７ｂ−３との接続を切り替えるスイッチ１７ｂを設けてもよい。このとき、スイッチ１７ａ及びスイッチ１７ｂをともにｃｈ３電流７ｂ−３に接続されるように動作させて、シーケンス駆動を行うことができる。これにより、定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの値が合算され、３倍のＬＥＤ電流で駆動することができる。

【0049】

また、スイッチ１７ｃをｃｈ１電流７ｂ−１及びｃｈ３電流７ｂ−３を切り替えるスイッチとし、スイッチ１７ａに代えて、ｃｈ１電流７ｂ−２及びｃｈ２電流７ｂ−１との接続を切り替えるスイッチ１７ｂを設けてもよい。このとき、スイッチ１７ｂ及びスイッチ１７ｃをともにｃｈ１電流７ｂ−１に接続されるように動作させて、シーケンス駆動を行うことができる。これにより、定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃの値が合算され、３倍のＬＥＤ電流で駆動することができる。

【0050】

その他、スイッチ１６は、定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃすべての出力を重畳した駆動電流をＬＥＤ回路７に順次供給することが可能であれば、いかなる構成であってもよい。

【0051】

なお、実施の形態１から実施の形態３までにおいて、ＬＥＤ制御回路４は、三つの定電流回路１１ａ／１１ｂ／１１ｃを有するが、定電流回路の数はこれに限られず、ＬＥＤ群７ａ−１、７ａ−２、・・・７ａ−ｎの数に合わせて、二個又は四個以上であってもよい。

【0052】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0053】

１ 液晶表示装置
４ ＬＥＤ制御回路
６ ＬＥＤバックライト
７ ＬＥＤ回路
７ａ−１、７ａ−２、・・・７ａ−ｎ ＬＥＤ群（ＬＥＤ列）
７ｂ−１、７ｂ−２、７ｂ−３ 駆動電流
９ 調光信号
１０ 調光判定回路
１０ａ 電流制御信号（制御信号）
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 定電流回路
１２ シーケンス制御回路
７０ ＬＥＤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】