特開 2024-167971 負荷駆動回路、ＬＥＤドライバ及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167971

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】負荷駆動回路、ＬＥＤドライバ及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/30 20200101AFI20241128BHJP

   H05B 45/00 20220101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H05B45/30

H05B45/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084319

(22)【出願日】2023-05-23

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】椎林 兼一

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA05

3K273BA24

3K273BA25

3K273CA02

3K273CA12

3K273CA25

3K273DA08

3K273FA07

3K273FA14

3K273GA16

(57)【要約】

【目的】製造コストを抑えて、負荷の非駆動時において当該負荷に流れるリーク電流を抑えることが可能な負荷駆動回路、ＬＥＤドライバ及び表示装置を提供することを目的とする。
【構成】本発明は、負荷に接続可能に構成された外部端子と、外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、オン状態時に第１のトランジスタで生成された出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、負荷の駆動又は非駆動を指示する指示信号を受け、指示信号が負荷の駆動を示す場合には第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、指示信号が負荷の非駆動を示す場合には第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷に接続可能に構成された外部端子と、
前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、
オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、
前記負荷の駆動又は非駆動を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記負荷の駆動を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記負荷の非駆動を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有することを特徴とする負荷駆動回路。

【請求項2】

前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタ各々のバックゲートが前記基準電圧ラインに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動回路。

【請求項3】

前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタを含む前記出力電流の電流経路に含まれており、前記出力電流を電圧に変換する抵抗と、
前記出力電流の電流値を電圧値にて指定する電圧信号を受け、前記電圧信号と前記抵抗で変換された前記電圧との差分を前記駆動電圧として第１のノードを介して前記第１のトランジスタのゲートに出力する差動増幅器と、
前記指示信号をゲートで受け、前記指示信号が前記負荷の非駆動を示す場合にオン状態となり前記基準電圧を前記第１のノードに印加する第３のトランジスタと、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動回路。

【請求項4】

前記第１のトランジスタのソースに前記第２のトランジスタのドレインが接続されており、
前記抵抗の一端が前記第２のトランジスタのソースに接続されており、前記抵抗の他端が前記基準電圧ラインに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動回路。

【請求項5】

前記第２のトランジスタのソースが前記基準電圧ラインに接続されており、
前記抵抗の一端が前記第１のトランジスタのソースに接続されており、前記抵抗の他端が前記第２のトランジスタのドレインに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動回路。

【請求項6】

発光ダイオードに接続可能に構成された外部端子と、
前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、
オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、
前記発光ダイオードの点灯又は消灯を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記点灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記消灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有することを特徴とするＬＥＤドライバ。

【請求項7】

２次元画面の水平方向に伸張する複数の走査線及び２次元画面の垂直方向に伸張する複数のデータ線を含む液晶表示パネルと、
水平走査パルスを前記複数の走査線の各々に順次印加する走査ドライバと、
映像信号に基づく各画素の輝度レベルに対応した電圧値を夫々が有する複数の駆動信号を前記複数のデータ線に供給するデータドライバと、
前記液晶表示パネルの背面に設置されており、直列に接続されている第１～第ｒ（ｒは２以上の整数）の発光ダイオードを含むバックライトパネルと、
前記第１～第ｒの発光ダイオードを駆動するＬＥＤドライバと、を含む表示装置であって、
前記ＬＥＤドライバは、
直列に接続されている前記第１～第ｒの発光ダイオードのうちの最後段の発光ダイオードのカソードに接続可能に構成された外部端子と、
前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、
オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、
前記第１～第ｒの発光ダイオードの点灯又は消灯を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記点灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記消灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有することを特徴とする表示装置。

【請求項8】

前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタ各々のバックゲートが前記基準電圧ラインに接続されていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。

【請求項9】

前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタを含む前記出力電流の電流経路に含まれており、前記出力電流を電圧に変換する抵抗と、
前記出力電流の電流値を電圧値にて指定する電圧信号を受け、前記電圧信号と前記抵抗で変換された前記電圧との差分を前記駆動電圧として第１のノードを介して前記第１のトランジスタのゲートに出力する差動増幅器と、
前記指示信号をゲートで受け、前記指示信号が前記消灯を示す場合にオン状態となり前記基準電圧を前記第１のノードに印加する第３のトランジスタと、を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負荷を駆動する駆動電流を生成する負荷駆動回路、当該負荷駆動回路としてのＬＥＤドライバ、及び当該ＬＥＤドライバによって駆動されるバックライトを有する表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）をバックライト光源とした液晶表示装置が製品化されている。

【0003】

ＬＥＤを大画面ディスプレイのバックライト光源として用いる場合、直列接続されている多数のＬＥＤに一定の電流を供給する必要がある。そこで、ＬＥＤバックライトを駆動するＬＥＤドライバとして、ＬＥＤ群に流す電流を生成するトランジスタ（出力トランジスタと称する）に対して、出力する電流を一定にするようにフィードバック制御を掛けるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－５３１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ＬＥＤバックライトは、直列接続された多数のＬＥＤから構成されており、全てのＬＥＤ（負荷）を発光（駆動）させるには最大数十ミリアンペアの電流を流す必要がある。

【0006】

よって、ＬＥＤドライバの出力トランジスタとしては、ゲート幅が大きい高電流出力型のものが用いられる。

【0007】

しかしながら、高電流出力型のトランジスタはオフ状態時のオフリーク電流が比較的大きいため、ＬＥＤバックライトを消灯（非駆動）させているにもかかわらず、当該オフリーク電流がＬＥＤに流れ込み、僅かに発光してしまうという問題があった。

【0008】

尚、出力トランジスタとして閾値電圧の高いものを採用することでオフリーク電流を抑えることができるが、出力トランジスタにだけ閾値電圧を高くする製造を施す必要があるため、製造コストが上昇するという問題が生じる。

【0009】

そこで、本発明は、製造コストを抑えて、負荷の非駆動時において当該負荷に流れるリーク電流を抑えることが可能な負荷駆動回路、ＬＥＤドライバ及び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】

【0010】

本発明に係る負荷駆動回路は、負荷に接続可能に構成された外部端子と、前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、前記負荷の駆動又は非駆動を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記負荷の駆動を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記負荷の非駆動を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有する。

【0011】

本発明に係るＬＥＤドライバは、発光ダイオードに接続可能に構成された外部端子と、前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、前記発光ダイオードの点灯又は消灯を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記点灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記消灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有する。

【0012】

本発明に係る表示装置は、２次元画面の水平方向に伸張する複数の走査線及び２次元画面の垂直方向に伸張する複数のデータ線を含む液晶表示パネルと、水平走査パルスを前記複数の走査線の各々に順次印加する走査ドライバと、映像信号に基づく各画素の輝度レベルに対応した電圧値を夫々が有する複数の駆動信号を前記複数のデータ線に供給するデータドライバと、前記液晶表示パネルの背面に設置されており、直列に接続されている第１～第ｒ（ｒは２以上の整数）の発光ダイオードを含むバックライトパネルと、前記第１～第ｒの発光ダイオードを駆動するＬＥＤドライバと、を含む表示装置であって、前記ＬＥＤドライバは、直列に接続されている前記第１～第ｒの発光ダイオードのうちの最後段の発光ダイオードのカソードに接続可能に構成された外部端子と、前記外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けて前記駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す第１のトランジスタと、オン状態時に前記第１のトランジスタで生成された前記出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する第２のトランジスタと、前記第１～第ｒの発光ダイオードの点灯又は消灯を指示する指示信号を受け、前記指示信号が前記点灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオン状態に制御する一方、前記指示信号が前記消灯を示す場合には前記第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を前記第１のトランジスタのソースに印加する制御回路と、を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、負荷に接続可能に構成された外部端子と、以下の第１及び第２のトランジスタ、及び制御回路を含む負荷駆動回路によって当該負荷の駆動を行う。

【0014】

第１のトランジスタは、上記した外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧を自身のゲートで受けてこの駆動電圧に対応した出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す。第２のトランジスタは、オン状態時に第１のトランジスタで生成された出力電流を、基準電圧が印加されている基準電圧ラインに導出する。制御回路は、負荷の駆動又は非駆動を指示する指示信号を受け、この指示信号が負荷の駆動を示す場合には第２のトランジスタをオン状態に制御する。これにより、第１のトランジスタが駆動電圧に応じて生成した出力電流が第２のトランジスタを介して基準電圧ラインに導出されるので、当該負荷に出力電流が流れ、負荷が駆動する。

【0015】

一方、指示信号が負荷の非駆動を示す場合には、制御回路は、第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に基準電圧より高い所定の電圧値を有する制御電圧を第１のトランジスタのソースに印加する。これにより、第１のトランジスタにバックバイアスが掛かるので、当該第１のトランジスタの見かけ上の閾値電圧が高くなり、オフ状態にある第１のトランジスタのオフリーク電流が減少する。

【0016】

よって、本発明によれば、第１のトランジスタとして、閾値電圧が高いものを用いずとも、当該第１のトランジスタの見かけ上の閾値電圧を高くすることができるの、製造コストを抑えて、非駆動時に負荷に流れ込むリーク電流を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。

【図2】ＬＥＤドライバ２０の内部構成を示す回路図である。

【図3A】閾値電圧制御回路３１の内部構成の一例を示す回路図である。

【図3B】閾値電圧制御回路３１の動作を示す図である。

【図4】発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を表す回路図である。

【図5】発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を表す回路図である。

【図6】ＬＥＤドライバ２０Ａの内部構成を示す回路図である。

【図7】ＬＥＤドライバ２０Ａによる発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を表す回路図である。

【図8】ＬＥＤドライバ２０Ａによる発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を表す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

【実施例0019】

図１は、表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。

【0020】

図１に示すように、表示装置１００は、表示パネル１０、表示コントローラ１１、走査ドライバ１２ａ、データドライバ１２ｂ、バックライトパネル１３、及び本発明に係る負荷駆動回路としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）ドライバ２０を含む。

【0021】

表示パネル１０は、液晶表示パネルからなり、２次元画面の水平方向に伸張する走査線ＳＬ１～ＳＬｍ（ｍは２以上の整数）及び２次元画面の垂直方向に伸張するデータ線ＤＬ１～ＤＬｎ（ｎは２以上の整数）を含む。走査線及びデータ線の各交叉部には、画素を担う表示セルＰＣが形成されている。

【0022】

表示コントローラ１１は、映像信号ＶＤを受け、当該映像信号ＶＤに応じて各走査線に水平走査パルスを印加するタイミングを示す走査タイミング信号を走査ドライバ１２ａに供給する。更に、表示コントローラ１１は、映像信号ＶＤに基づき、各種の制御信号や、各画素の輝度レベルを表す表示データ片の系列を含む映像デジタル信号ＤＶＳを生成し、これをデータドライバ１２ｂに供給する。

【0023】

走査ドライバ１２ａは、表示コントローラ１１から供給された走査タイミング信号に同期した水平走査パルスを、表示パネル１０の走査線ＳＬ１～ＳＬｍの各々に順次印加する。

【0024】

データドライバ１２ｂは、映像デジタル信号ＤＶＳに応じて、先ず、当該映像デジタル信号ＤＶＳに含まれる各画素に対応した表示データ片の系列をデータ線の数、つまりｎ個ずつ取り込む。次に、データドライバ１２ｂは、取り込んだｎ個の表示データ片の各々を、その表示データ片にて示される輝度レベルに対応したアナログの電圧値を有する駆動信号に変換し、得られたｎ個の駆動信号を駆動信号Ｇ１～Ｇｎとして表示パネル１０のデータ線ＤＬ１～ＤＬｎに供給する。

【0025】

バックライトパネル１３は、表示パネル１０の背面に設置されている導光板及び光源としての複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。バックライトパネル１３は、当該複数の発光ダイオードの各々で発生させた光を、上記した導光板を介して表示パネル１０の画像表示領域に向けて照射する。

【0026】

ＬＥＤドライバ２０は、バックライトパネル１３に含まれる複数の発光ダイオードの駆動を行う。

【0027】

具体的には、ＬＥＤドライバ２０は、照度信号ＩＬＤを受け、当該照度信号ＩＬＤにて示される照度で発光ダイオードを発光させる出力電流を生成し、これをバックライトパネル１３に含まれる複数の発光ダイオードに流す。また、ＬＥＤドライバ２０は、点灯消灯スイッチ信号ＳＷを受け、当該点灯消灯スイッチ信号ＳＷが、「点灯」を示す場合には上記した出力電流の生成を行う一方、「消灯」を示す場合には出力電流の生成を停止する。

【0028】

図２は、ＬＥＤドライバ２０の内部構成及びバックライトパネル１３に含まれる複数の発光ダイオードの接続形態を示す回路図である。

【0029】

図２に示すように、バックライトパネル１３は、直列に接続されている発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒ（ｒは２以上の整数）を含む。尚、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒのうちの初段の発光ダイオードＬＥ１のアノード端には電源電圧が印加されており、最後段の発光ダイオードＬＥｒのカソード端がＬＥＤドライバ２０の外部端子ｔｍに接続されている。

【0030】

ＬＥＤドライバ２０は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２１、差動増幅器２２、Ｎチャネル型のトランジスタ２３～２５、抵抗２６、点灯消灯制御回路３０、及び閾値電圧制御回路３１を含む。

【0031】

デジタルアナログ変換器２１は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒを発光させる際の照度をデジタル値で表す照度信号ＩＬＤを受ける。デジタルアナログ変換器２１は、当該照度信号ＩＬＤにて示される照度を、その照度で発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒを発光させる為に必要となる出力電流の電流値に対応した電圧に変換する。デジタルアナログ変換器２１は、このように変換された、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの出力電流の電流値を電圧値によって指定する電圧信号Ｖｉｎを差動増幅器２２の非反転入力端子に供給する。

【0032】

点灯消灯制御回路３０は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯又は消灯を指示する点灯消灯スイッチ信号ＳＷを受け、当該点灯消灯スイッチ信号ＳＷが「消灯」を示す場合には「消灯」を指示する所定の第１の電圧Ｖ１を有する点灯消灯指示信号Ｉｓを生成する。一方、点灯消灯スイッチ信号ＳＷが「点灯」を示す場合には、点灯消灯制御回路３０は、「点灯」を指示する基準電圧ＶＳＳ（例えば０ボルト）を有する点灯消灯指示信号Ｉｓを生成する。

【0033】

点灯消灯制御回路３０は、このように生成した点灯消灯指示信号Ｉｓを、トランジスタ２３のゲート、差動増幅器２２及び閾値電圧制御回路３１に供給する。

【0034】

差動増幅器２２は、自身の電源端子で電源電圧を受け、且つ自身の接地端子で点灯消灯指示信号Ｉｓを受ける。差動増幅器２２は、点灯消灯指示信号Ｉｓの電圧値が基準電圧ＶＳＳを有する場合に、以下の動作を行う。すなわち、差動増幅器２２は、自身の反転入力端子で帰還電圧ＶＦ（後述する）を受け、当該帰還電圧ＶＦと電圧信号Ｖｉｎとの差分に対応した電圧値を有する駆動電圧ＶＧを生成する。差動増幅器２２は、生成した駆動電圧ＶＧを自身の出力端子からノードｎ１を介してトランジスタ２３のドレイン及び出力トランジスタとしてのトランジスタ２４のゲートに供給する。尚、差動増幅器２２は、点灯消灯指示信号Ｉｓの電圧値が上記した第１の電圧Ｖ１を有する場合には、動作停止状態となり、自身の出力端子はハイインピーダンス（ＨｉＺ）の状態になる。

【0035】

トランジスタ２３のドレインはノードｎ１に接続されており、自身のソースが基準電圧ラインＬＧに接続されている。基準電圧ラインＬＧには、基準電圧ＶＳＳが印加されている。トランジスタ２３は、自身のゲートで受けた点灯消灯指示信号Ｉｓが「点灯」を指示する基準電圧ＶＳＳを有する場合にはオフ状態となる。一方、当該点灯消灯指示信号Ｉｓが「消灯」を示す第１の電圧Ｖ１を有する場合にはオン状態となり基準電圧ＶＳＳをノードｎ１に印加する。

【0036】

トランジスタ２４のドレインは外部端子ｔｍを介して、バックライトパネル１３に含まれる発光ダイオードＬＥｒのカソードに接続されている。トランジスタ２４のソースはノードｎ２を介してトランジスタ２５のドレインに接続されており、バックゲートが基準電圧ラインＬＧに接続されている。トランジスタ２４は、ゲートで受けた駆動電圧ＶＧと自身のソースの電圧との差が自身の閾値電圧Ｖｔｈより高い場合にオン状態となり、当該駆動電圧ＶＧに対応した電流値を有する出力電流を生成して自身のドレイン及びソース間に流す。

【0037】

閾値電圧制御回路３１は、点灯消灯指示信号Ｉｓを受け、当該点灯消灯指示信号Ｉｓに従った電圧値を夫々有する制御電圧Ｖｓ及びＶｇを生成する。

【0038】

図３Ａは、閾値電圧制御回路３１の内部構成の一例を示す回路図であり、図３Ｂは、当該閾値電圧制御回路３１の動作を示す図である。

【0039】

図３Ａに示すように、閾値電圧制御回路３１は、スイッチ素子Ｓ１及びセレクタＳ２を有する。

【0040】

スイッチ素子Ｓ１は、点灯消灯指示信号Ｉｓが「消灯」を示す第１の電圧Ｖ１を有する場合にオン状態となり、基準電圧ＶＳＳ（０ボルト）より高く且つ第１の電圧Ｖ１より低い所定の第２の電圧Ｖ２を有する制御電圧Ｖｓを出力する。一方、点灯消灯指示信号Ｉｓが「点灯」を示す基準電圧ＶＳＳを有する場合には、スイッチ素子Ｓ１はオフ状態となり、ハイインピーダンス（ＨｉＺ）状態の制御電圧Ｖｓを出力する。

【0041】

セレクタＳ２は、第１の電圧Ｖ１及び基準電圧ＶＳＳ（０ボルト）を受け、点灯消灯指示信号Ｉｓが「消灯」を示す第１の電圧Ｖ１を有する場合には、第１の電圧Ｖ１及び基準電圧ＶＳＳのうちから基準電圧ＶＳＳを選択し、当該基準電圧ＶＳＳを有する制御電圧Ｖｇを出力する。一方、点灯消灯指示信号Ｉｓが「点灯」を示す基準電圧ＶＳＳを有する場合には、セレクタＳ２は、第１の電圧Ｖ１及び基準電圧ＶＳＳのうちから第１の電圧Ｖ１を選択し、当該第１の電圧Ｖ１を有する制御電圧Ｖｇを出力する。

【0042】

かかる構成により、閾値電圧制御回路３１は、図３Ｂに示すように、点灯消灯指示信号Ｉｓが「消灯」を示す第１の電圧Ｖ１を有する場合には、第２の電圧Ｖ２を有する制御電圧Ｖｓ、及び基準電圧ＶＳＳを有する制御電圧Ｖｇを夫々出力する。一方、点灯消灯指示信号Ｉｓが「点灯」を示す基準電圧ＶＳＳを有する場合には、閾値電圧制御回路３１は、図３Ｂに示すように、ハイインピーダンス（ＨｉＺ）状態の制御電圧Ｖｓ、及び第１の電圧Ｖ１を有する制御電圧Ｖｇを出力する。

【0043】

閾値電圧制御回路３１は、上記のように出力した制御電圧Ｖｓをノードｎ２に印加すると共に、制御電圧Ｖｇをトランジスタ２５のゲートに供給する。

【0044】

トランジスタ２５は、自身のソースがノードｎ３を介して抵抗Ｒ２６の一端に接続されており、バックゲートは基準電圧ラインＬＧに接続されている。尚、抵抗２６の他端は基準電圧ラインＬＧに接続されている。ここで、抵抗２６は、自身に流れる電流によってその一端に生じた電圧を上記した帰還電圧ＶＦとして、差動増幅器２２の反転入力端子に供給する電流電圧変換を行う。

【0045】

トランジスタ２５は、ゲートで受けた制御電圧Ｖｇと自身のソースの電圧との差の電圧値が自身の閾値電圧Ｖｔｈより高い場合にオン状態となり、トランジスタ２４で生成された出力電流を、抵抗２６を介して基準電圧ラインＬＧに導出する。

【0046】

以下に、ＬＥＤドライバ２０の内部動作について、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時と消灯時とに分けて説明する。また、以下の説明では、上記した第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２各々の電圧値を、Ｖ１＝１８ボルト［Ｖ］、Ｖ２＝１ボルト［Ｖ］として、ＬＥＤドライバ２０の内部動作の一例を述べる。
［点灯時］
図４は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を表す回路図である。

【0047】

先ず、点灯消灯制御回路３０は、「点灯」を示す点灯消灯スイッチ信号ＳＷに応じて、０ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓをトランジスタ２３のゲート及び閾値電圧制御回路３１に供給する。これにより、トランジスタ２３はオフ状態となり、差動増幅器２２は、電圧信号Ｖｉｎと帰還電圧ＶＦとの差分に対応した電圧値を有する駆動電圧ＶＧをトランジスタ２４のゲートに供給する。よって、トランジスタ２４はオン状態となり、当該駆動電圧ＶＧに対応した電流値を有する出力電流Ｉｏｕｔを生成する。

【0048】

この際、閾値電圧制御回路３１は、０ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓに応じて、ハイインピーダンス（ＨｉＺ）状態の制御電圧Ｖｓをノードｎ２に供給すると共に、１８ボルトの制御電圧Ｖｇをトランジスタ２５のゲートに供給する。したがって、トランジスタ２５がオン状態となり、トランジスタ２４で生成された出力電流Ｉｏｕｔが、トランジスタ２５及び抵抗２６を介して基準電圧ラインＬＧに導出される。これにより、バックライトパネル１３に含まれる発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒに出力電流Ｉｏｕｔが流れ、当該発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒは、照度信号ＩＬＤにて示される照度で発光する。
［消灯時］
図５は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時におけるＬＥＤドライバ２０の内部状態を示す回路図である。

【0049】

先ず、点灯消灯制御回路３０は、「消灯」を示す点灯消灯スイッチ信号ＳＷに応じて、１８ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓをトランジスタ２３のゲート、差動増幅器２２の接地端子及び閾値電圧制御回路３１に供給する。これにより、差動増幅器２２が動作停止してその出力がハイインピーダンス状態になると共に、トランジスタ２３がオン状態になるので、駆動電圧ＶＧの電圧値は電圧信号Ｖｉｎに拘わらずに基準電圧ＶＳＳ（０ボルト）に固定され、それに伴いトランジスタ２４はオフ状態になる。

【0050】

この際、閾値電圧制御回路３１は、１８ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓに応じて、１ボルトの制御電圧Ｖｓをノードｎ２、つまりトランジスタ２４のソースに印加すると共に、０ボルトの制御電圧Ｖｇをトランジスタ２５のゲートに供給する。

【0051】

これにより、トランジスタ２４と共にトランジスタ２５がオフ状態になるので、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒには出力電流Ｉｏｕｔが流れず消灯する。

【0052】

ただし、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒ、トランジスタ２４、２５及び抵抗２６による電流経路には、オフ状態にあるトランジスタ２４からのオフリーク電流Ｉｏｆｆが流れる場合がある。

【0053】

そこで、ＬＥＤドライバ２０では、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時には、閾値電圧制御回路３１がトランジスタ２４のソースに１ボルトの制御電圧Ｖｓを印加することで、当該トランジスタ２４にバックバイアスを掛けている。これにより、トランジスタ２４の見かけ上の閾値電圧Ｖｔｈが高くなり、当該トランジスタ２４のオフリーク電流Ｉｏｆｆが減少する。

【0054】

したがって、ＬＥＤドライバ２０によれば、トランジスタ２４として、他のトランジスタよりも閾値電圧が高いものを用いずとも当該トランジスタ２４の見かけ上の閾値電圧を高くすることができる。よって、ＬＥＤドライバ２０によれば、製造コストを抑えて、消灯時に発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒに流れ込むリーク電流を抑えることが可能となる。

【実施例0055】

図６は、図２に示されるＬＥＤドライバ２０の変形例としてのＬＥＤドライバ２０Ａの内部構成を示す回路図である。

【0056】

尚、ＬＥＤドライバ２０Ａは、図２に示されるＬＥＤドライバ２０と同様に、外部端子ｔｍに接続されているバックライトパネル１３の発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒを駆動する。また、ＬＥＤドライバ２０Ａは、図２に示されるＬＥＤドライバ２０と同様に、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２１、差動増幅器２２、Ｎチャネル型のトランジスタ２３～２５、抵抗２６、点灯消灯制御回路３０、及び閾値電圧制御回路３１を含む。

【0057】

ただし、ＬＥＤドライバ２０Ａでは、抵抗２６が、図２に示すトランジスタ２５のソース及び基準電圧ラインＬＧ間に接続されているのではなく、トランジスタ２４のソース及びトランジスタ２５のドレイン間に接続されている。更に、トランジスタ２５のソースが基準電圧ラインＬＧに接続されている。

【0058】

この際、ノードｎ２、つまり抵抗２６の一端に生じた電圧が帰還電圧ＶＦとして差動増幅器２２の反転入力端子に供給される点、閾値電圧制御回路３１から出力された制御電圧Ｖｓがトランジスタ２４のソースに印加され、制御電圧Ｖｇがトランジスタ２５のゲートに印加される点については、図２に示されるものと同一である。

【0059】

以下に、ＬＥＤドライバ２０Ａの内部動作について、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時と消灯時とに分けて説明する。尚、以下の説明では、上記した第１の電圧Ｖ１及び第２の電圧Ｖ２各々の電圧値を、Ｖ１＝１８ボルト［Ｖ］、Ｖ２＝１ボルト［Ｖ］として、ＬＥＤドライバ２０Ａの内部動作の一例を述べる。

【0060】

［点灯時］
図７は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるＬＥＤドライバ２０Ａの内部状態を示す回路図である。

【0061】

先ず、点灯消灯制御回路３０は、「点灯」を示す点灯消灯スイッチ信号ＳＷに応じて、０ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓをトランジスタ２３のゲート及び閾値電圧制御回路３１に供給する。これにより、トランジスタ２３はオフ状態となり、差動増幅器２２は、電圧信号Ｖｉｎと帰還電圧ＶＦとの差分に対応した電圧値を有する駆動電圧ＶＧをトランジスタ２４のゲートに供給する。よって、トランジスタ２４はオン状態となり、当該駆動電圧ＶＧに対応した電流値を有する出力電流Ｉｏｕｔを生成する。

【0062】

この際、閾値電圧制御回路３１は、０ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓに応じて、ハイインピーダンス（ＨｉＺ）状態の制御電圧Ｖｓをノードｎ２に供給すると共に、１８ボルトの制御電圧Ｖｇをトランジスタ２５のゲートに供給する。したがって、トランジスタ２５がオン状態となり、トランジスタ２４で生成された出力電流Ｉｏｕｔが、トランジスタ２５を介して基準電圧ラインＬＧに導出される。これにより、バックライトパネル１３に含まれる発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒに出力電流Ｉｏｕｔが流れ、当該発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒは、照度信号ＩＬＤにて示される照度で発光する。

【0063】

［消灯時］
図８は、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時におけるＬＥＤドライバ２０Ａの内部状態を示す回路図である。

【0064】

先ず、点灯消灯制御回路３０は、「消灯」を示す点灯消灯スイッチ信号ＳＷに応じて、「消灯」を指示する１８ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓを、トランジスタ２３のゲート、差動増幅器２２の接地端子及び閾値電圧制御回路３１に供給する。これにより、差動増幅器２２の出力がハイインピーダンス状態になると共にトランジスタ２３がオン状態となるので、差動増幅器２２から出力された駆動電圧ＶＧの電圧値は、電圧信号Ｖｉｎに拘わらずに基準電圧ＶＳＳ（０ボルト）に固定され、それに伴いトランジスタ２４はオフ状態になる。

【0065】

この際、閾値電圧制御回路３１は、１８ボルトの点灯消灯指示信号Ｉｓに応じて、１ボルトの制御電圧Ｖｓをトランジスタ２４のソースに印加すると共に、０ボルトの制御電圧Ｖｇをトランジスタ２５のゲートに供給する。

【0066】

これにより、トランジスタ２４と共にトランジスタ２５がオフ状態になるので、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒには出力電流Ｉｏｕｔが流れず消灯する。

【0067】

ただし、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒ、トランジスタ２４、抵抗２６及びトランジスタ２５による電流経路には、オフ状態にあるトランジスタ２４からのオフリーク電流Ｉｏｆｆが流れる場合がある。

【0068】

そこで、ＬＥＤドライバ２０Ａでは、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの消灯時には、閾値電圧制御回路３１がトランジスタ２４のソースに１ボルトの制御電圧Ｖｓを印加することで、当該トランジスタ２４にバックバイアスを掛けている。これにより、トランジスタ２４の見かけ上の閾値電圧Ｖｔｈが高くなり、当該トランジスタ２４のオフリーク電流Ｉｏｆｆが減少する。

【0069】

したがって、ＬＥＤドライバ２０Ａによれば、トランジスタ２４として、他のトランジスタよりも閾値電圧が高いものを用いずとも当該トランジスタ２４の見かけ上の閾値電圧を高くすることができる。よって、ＬＥＤドライバ２０によれば、製造コストを抑えて、消灯時に発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒに流れ込むリーク電流を抑えることが可能となる。

【0070】

尚、ＬＥＤドライバ２０Ａでは、帰還電圧ＶＦが電圧信号Ｖｉｎと等しくなっている際に流れる出力電流Ｉｏｕｔは、
Ｉｏｕｔ＝Ｖｉｎ／（Ｒｏｕｔ＋Ｒｏｎ）
Ｒｏｕｔ：抵抗２６の抵抗値
Ｒｏｎ：トランジスタ２５のオン抵抗値
となる一方、図２に示すＬＥＤドライバ２０では、
Ｉｏｕｔ＝Ｖｉｎ／Ｒｏｕｔ
となる。

【0071】

また、ＬＥＤドライバ２０の場合、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるトランジスタ２５のソース電圧は図４に示すように、電圧信号Ｖｉｎであり、ゲート電圧は１８ボルトであるので、そのゲート閾値電圧Ｖｇｓは、
Ｖｇｓ＝１８ボルト－Ｖｉｎ
となる。

【0072】

一方、ＬＥＤドライバ２０Ａの場合、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒの点灯時におけるトランジスタ２５のソース電圧は図７に示すように０ボルト（ＶＳＳ）であり、ゲート電圧は１８ボルトであるので、そのゲート閾値電圧Ｖｇｓは、
Ｖｇｓ＝１８ボルト
従って、ＬＥＤドライバ２０Ａの構成を採用した場合、ＬＥＤドライバ２０の構成を採用した場合に比べて、トランジスタ２５のゲート閾値電圧Ｖｇｓが電圧信号Ｖｉｎの分だけ大きくなる。よって、その分だけトランジスタ２５のゲート幅を小さくすることができるので回路面積を縮小化することが可能となる。

【0073】

尚、上記実施例では、トランジスタ２４及び２５をＮチャネル型のＭＯＳ（metal oxide semiconductor）トランジスタとしているが、これらトランジスタ２４及び２５はＰチャネル型のＭＯＳトランジスタであっても良い。

【0074】

また、上記実施例では、負荷駆動回路として、発光ダイオードＬＥ１～ＬＥｒ（負荷）を駆動するＬＥＤドライバ２０（２０Ａ）を例にとって、その構成と共に点灯時（駆動時）及び消灯時（非駆動時）の動作について説明したが、駆動対象とする負荷は発光ダイオードに限定されない。

【0075】

要するに、本発明に係る負荷駆動回路としては、負荷に接続可能に構成された外部端子（ｔｍ）と共に以下の第１及び第２のトランジスタと、制御回路とを含むものであれば良い。

【0076】

第１のトランジスタ（２４）は、上記した外部端子に自身のドレインが接続されており、駆動電圧（ＶＧ）を自身のゲートで受けてこの駆動電圧に対応した出力電流（Ｉｏｕｔ）を生成して自身のドレイン及びソース間に流す。

【0077】

第２のトランジスタ（２５）は、オン状態時に第１のトランジスタで生成された出力電流を、基準電圧（ＶＳＳ）が印加されている基準電圧ライン（ＬＧ）に導出する。

【0078】

制御回路（３１）は、負荷の駆動又は非駆動を指示する指示信号（Ｉｓ）を受け、この指示信号が負荷の駆動を示す場合には第２のトランジスタをオン状態に制御する。一方、指示信号が負荷の非駆動を示す場合には、制御回路（３１）は、第２のトランジスタをオフ状態に制御すると共に基準電圧より高い所定の電圧値（Ｖ２）を有する制御電圧（Ｖｓ）を第１のトランジスタのソースに印加する。

【0079】

かかる構成により、負荷の駆動を指示する指示信号を受けた場合、第１のトランジスタが駆動電圧に応じて生成した出力電流が、第２のトランジスタを介して基準電圧ラインに導出される。これにより、負荷（例えばＬＥ１～ＬＥｒ）に出力電流（Ｉｏｕｔ）が流れ、当該負荷が駆動する。

【0080】

一方、負荷の非駆動を指示する指示信号を受けた場合には、第２のトランジスタがオフ状態となり、且つ第１のトランジスタのソースに基準電圧より高い制御電圧が印加される。これにより、第１のトランジスタにバックバイアスが掛かるので、当該第１のトランジスタの見かけ上の閾値電圧が高くなり、オフ状態にある第１のトランジスタのオフリーク電流が減少する。

【0081】

よって、本発明に係る負荷駆動回路によれば、第１のトランジスタとして、閾値電圧が高いものを用いずとも当該第１のトランジスタの見かけ上の閾値電圧を高くすることができるの、製造コストを抑えて、非駆動時に負荷に流れ込むリーク電流を抑えることが可能となる。