JP2001134208A - 発光素子用電源装置、照明装置および液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源としてＬＥＤを用いて点灯を高速化し、
さらに、広い電圧範囲での安定動作、構成の簡略化小型
化、低消費電力化を図る。 【解決手段】 トランジスタ４１２がオンしたときにエ
ネルギーを蓄積する一方、トランジスタ４１２がオフし
たときにエネルギーを放出するインダクタ４１４と、こ
こから放出されたエネルギーを吸収して、電圧Ｖoutと
して保持するコンデンサ４１８と、ＬＥＤ１、２および
抵抗４２０からなり、電圧Ｖoutを分圧する直列回路
と、分圧電圧Ｖdivと参照電圧Ｖrefとを比較して、その
大小関係を判別する比較器４２４と、分圧電圧Ｖdivが
参照電圧Ｖrefを下回ったときに、トランジスタ４１２
をオンオフさせるラッチ回路４２６と、信号ＥＮＢがＬ
レベルとなってＬＥＤ１、２の消灯が指示されると、Ｌ
ＥＤ１、２の電流経路を遮断するトランジスタ４２２と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構成を簡略化する
とともに、消費電力を低く抑えた発光素子用電源装置、
照明装置、および、液晶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯用の電子機器には、各種の
情報をユーザに示すために表示装置が設けられる。そし
て、この種の表示装置としては、消費電力が極めて小さ
い反射型の液晶装置が広く用いられている。ただし、反
射型の液晶装置は、外光を利用するため、暗い場所では
表示を読み取ることができない、という欠点がある。そ
こで、透過型のように内部に照明装置を持たせて、暗い
場所では、当該照明装置を点灯させることにより透過型
として用いて、その照射光により表示を視認する一方、
明るい場所では、当該照明装置を非点灯とすることによ
り反射型として用いて、外光により表示を視認する、い
わゆる半透過型（半反射型）の液晶装置が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明装
置の光源には、一般的に冷陰極蛍光管が用いられるため
に、点灯速度が遅い。このため、半透過型の液晶装置の
照明装置として用いると、反射型から透過型への切り替
わり時に一時的に表示が視認しにくくなる、という問題
があった。一方、携帯用の電子機器における電源は一般
的に電池であるため、低消費電力であることが強く求め
られるが、消費電力の大きい冷陰極蛍光管は、この点で
も不利である。

【０００４】そこで、本発明は、照明装置の光源として
ＬＥＤ（発光ダイオード）のような発光素子を用いるこ
とにより点灯の高速化を図り、さらに、広い電圧範囲で
の安定動作、構成の簡略化・小型化、発光素子を用いた
こと以上の低消費電力化を可能とする発光素子用電源装
置、照明装置、および、これを用いた液晶装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本件第１の発明にあっては、電圧を保持する保持素子
と、発光素子および抵抗素子からなる直列回路であっ
て、前記保持素子により保持された電圧を分圧する直列
回路と、前記直列回路による分圧電圧と、予め基準とな
る電圧に設定された参照電圧とを比較して、その大小関
係を判別する比較器と、前記分圧電圧が前記参照電圧以
下であると前記比較器によって判別された場合に、前記
保持素子により保持される電圧の絶対値を大きくさせる
制御回路と、前記発光素子を消灯させる旨の信号を入力
すると、前記直列回路の電流経路を遮断する第１のスイ
ッチング素子とを具備することを特徴としている。

【０００６】この構成によれば、比較器による判別結果
のフィードバックにより、保持素子に保持される電圧が
制御されるので、発光素子に印加される電圧を安定化さ
せることが可能となる。この際、発光素子と抵抗素子と
の分圧電圧が比較の対象となるので、比較器の電源電圧
が低く抑えられるとともに、分圧のための抵抗素子は１
つだけで済む結果、構成の簡略化・小型化がそれだけ容
易となる。さらに、発光素子を消灯させる旨の信号を入
力すると、直列回路の電流経路が第１のスイッチング素
子によって遮断されるので、インダクタを介して発光素
子に電流が流れるのが防止される結果、その分、低消費
電力化が可能となる。

【０００７】ここで、第１の発明において、前記第１の
スイッチング素子はトランジスタであって、そのオン抵
抗を、前記抵抗素子の一部または全部として用いる構成
が望ましい。特に、オン抵抗を抵抗素子として用いれ
ば、分圧のための抵抗素子が不要となるので、さらに、
構成の簡略化・小型化を図ることが可能となる。

【０００８】また、第１の発明において、前記発光素子
を消灯させる旨の信号を入力すると、前記比較器は、比
較動作を停止する構成が望ましい。これにより、不要な
比較動作が抑えられるので、その分、消費電力を抑える
ことができる。

【０００９】一方、第１の発明において、第２のスイッ
チング素子に接続されたインダクタであって、前記第２
のスイッチング素子がオンしたときにエネルギーを蓄積
する一方、前記第２のスイッチング素子がオフしたとき
にエネルギーを放出するインダクタを備えて、前記制御
回路は、前記第２のスイッチング素子をオンオフさせる
ことにより、前記保持素子により保持される電圧の絶対
値を大きくさせる構成が望ましい。これにより、安定化
した昇圧電圧を用いることが可能となる。

【００１０】この構成において、前記発光素子を消灯さ
せる旨の信号を入力すると、前記制御回路は、前記第２
のスイッチング素子のオンオフを禁止させることが望ま
しい。これにより、不要なオンオフ動作が抑えられるの
で、その分、消費電力を抑えることができる。

【００１１】次に、上記目的を達成するために本件第２
の発明は、電圧を保持する保持素子と、発光素子および
抵抗素子からなる直列回路であって、前記保持素子によ
り保持された電圧を分圧する直列回路と、前記直列回路
による分圧電圧と、予め基準となる電圧に設定された参
照電圧とを比較して、その大小関係を判別する比較器
と、前記分圧電圧が前記参照電圧以下であると前記比較
器によって判別された場合に、前記保持素子により保持
される電圧の絶対値を大きくさせる制御回路と、前記発
光素子を消灯させる旨の信号を入力すると、前記直列回
路の電流経路を遮断する第１のスイッチング素子とを具
備し、前記発光素子による光を照射することを特徴して
いる。この構成によれば、上記第１の発明と同様に、広
い電圧範囲での安定動作、構成の簡略化・小型化、さら
には低消費電力化が可能となる。

【００１２】さらに、上記目的を達成するために本件第
３の発明は、電圧を保持する保持素子と、発光素子およ
び抵抗素子からなる直列回路であって、前記保持素子に
より保持された電圧を分圧する直列回路と、前記直列回
路による分圧電圧と、予め基準となる電圧に設定された
参照電圧とを比較して、その大小関係を判別する比較器
と、前記分圧電圧が前記参照電圧以下であると前記比較
器によって判別された場合に、前記保持素子により保持
される電圧の絶対値を大きくさせる制御回路と、前記発
光素子を消灯させる旨の信号を入力すると、前記直列回
路の電流経路を遮断する第１のスイッチング素子と、互
いに対向する２枚の基板間に液晶が挟持されてなる液晶
パネルであって、前記発光素子により照射される光の透
過率または反射率を変化させる液晶パネルとを具備する
ことを特徴としている。この構成によっても、上記第１
の発明と同様に、広い電圧範囲での安定動作、構成の簡
略化・小型化、さらには低消費電力化が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】＜バックライト＞まず、本発明の実施形態
に係るバックライトについて説明する。図１は、このバ
ックライトの電気的な構成を示すブロック図である。こ
の図に示されるように、バックライトは、単一の電圧
「Ｖdd−ＧＮＤ」を電源回路によって昇圧するととも
に、この昇圧電圧「Ｖout−ＧＮＤ」を用いて、発光素
子たるＬＥＤ１およびＬＥＤ２を点灯させるものであ
る。

【００１５】さて、図１において、トランジスタ４１２
は、そのゲートに供給されている信号ＣＴＲがＨレベル
である場合にオンするものであり、そのドレインは、イ
ンダクタ（コイル）４１４の一端に接続され、そのソー
スは、基準電位ＧＮＤの接地ラインに接続されている。
インダクタ４１４の他端は、高位側の電圧Ｖddが印加さ
れる給電ラインに接続されている。また、インダクタ４
１４の他端（トランジスタ４１２のソース）は、ダイオ
ード４１６の順方向を介して、コンデンサの４１８の一
端に接続されている。ここで、コンデンサ４１８の他端
は接地ラインに接続されている。そして、このコンデン
サ４１８の両端電圧が出力電圧「Ｖout−ＧＮＤ」とし
て出力される構成となっている。

【００１６】次に、コンデンサ４１８には、負荷とし
て、発光素子たるＬＥＤ１、ＬＥＤ２、抵抗４２０およ
びトランジスタ４２２からなる直列回路が接続されてい
る。このうち、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２は、白色の光を
発するものであり、それぞれ後述するようにバックライ
トの光源として用いられる。また、トランジスタ４２２
は、そのゲートに供給されている信号ＥＮＢがＨレベル
である場合にオンするものである。ここで、信号ＥＮＢ
は、信号生成回路（図１では省略）から供給される信号
であり、Ｈレベルの場合にはＬＥＤ１およびＬＥＤ２の
点灯を、Ｌレベルの場合にはその非点灯を、それぞれ指
示する。さらに、この直列回路のうち、ＬＥＤ２および
抵抗４２０の接続点Ｂにおける分圧電圧Ｖdivが、コン
パレータ４２４の負入力端に印加される一方、ＧＮＤ＜
Ｖref＜Ｖddの範囲において予め固定された参照電圧Ｖr
efが、コンパレータ４２４の正入力端に印加されてい
る。

【００１７】ここで、コンパレータ４２４は、信号ＥＮ
ＢがＨレベルの場合において、負入力端に印加されてい
る分圧電圧Ｖdivと、正入力端に印加されている参照電
圧Ｖrefとの比較動作が許可されるものである。詳細に
は、コンパレータ４２４は、比較動作が許可されている
場合に、分圧電圧Ｖdivが参照電圧Ｖrefよりも上回ると
き、Ｌレベルの信号Ｃmpを出力する一方、分圧電圧Ｖdi
vが参照電圧Ｖrefよりも下回るとき、Ｈレベルの信号Ｃ
mpを出力する。なお、参照電圧Ｖrefは、図１では固定
化されているが、温度などの環境変数に応じて可変設定
される場合もある。

【００１８】さて、コンパレータ４２４による信号Ｃmp
は、制御回路たるラッチ回路４２６の入力端Ｄに供給さ
れている。このラッチ回路４２６は、信号生成回路（図
１では省略）からのクロック信号ＣＬＫの立ち上がりに
おいて、入力端Ｄに供給される信号Ｃmpをラッチして、
出力端Ｑから信号Ｑ１として出力するものである。ただ
し、ラッチ回路４２６のリセット入力端Ｒｓｔには、イ
ンバータ４２８による信号ＥＮＢの反転信号が供給され
ているので、信号ＥＮＢがＬレベルの場合には、信号Ｑ
１がリセットされる構成となっている。また、ラッチ回
路４２６のプリセット入力端Ｐｒｓｔには、インバータ
４３０によりＨレベルの反転信号が供給されているの
で、リセット後における信号Ｑ１の初期値はＬレベルで
ある。そして、アンド回路４３２は、信号Ｑ１とクロッ
ク信号ＣＬＫとの論理積信号を求めて、これをトランジ
スタ４１２へのゲートに信号ＣＴＲとして供給するもの
である。

【００１９】次に、このバックライトの動作について説
明する。まず、説明の便宜上、信号ＥＮＢがＨレベルで
ある場合、すなわち、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２の点灯が
指示されている場合の動作について説明する。

【００２０】この場合に、スイッチ４１２がオンする
と、インダクタ４１４には、電流Ｉonが電圧Ｖddの給電
ラインから接地ライン方向に流れるので、エネルギーが
蓄積されることとなる。この後、スイッチ４１２がオフ
すると、インダクタ４１４にはオフ電流Ｉoffが流れる
ので、蓄積されたエネルギーは、ダイオード４１６を介
し、かつ、電圧Ｖddを基準に底上げされてコンデンサ４
１８に移動することとなる。このため、コンデンサ４１
８の両端電圧Ｖoutは、電圧Ｖddよりも高くなる。な
お、インダクタ４１４に蓄積されたエネルギーが全てコ
ンデンサ４１８に移動すると、ダイオード４１６は逆バ
イアスとなるので、コンデンサ４１８に蓄積されたエネ
ルギーがダイオード４１６を逆流することはない。

【００２１】さて、コンデンサ４１８に蓄積されたエネ
ルギーは負荷により消費されるため、出力電圧Ｖoutは
徐々に低下することになる。そして、図２に示されるよ
うに、出力電圧Ｖoutの分圧電圧Ｖdivが、参照電圧Ｖre
fよりも下回ると、コンパレータ４２４の出力信号Ｃmp
は、ＬレベルからＨレベルに遷移する。これに伴って、
ラッチ回路４２６は、クロック信号ＣＬＫの立ち上がり
においてＨレベルの信号Ｃmpをラッチするので、その出
力信号Ｑ１もＨレベルとなる。このため、アンド回路４
３２は開いて、クロック信号ＣＬＫがそのまま信号ＣＴ
Ｒとしてトランジスタ４１２のゲートに供給される。し
たがって、スイッチ４１２がオンしてインダクタ４１４
にエネルギーが蓄積された後に、スイッチ４１２がオフ
してエネルギーがコンデンサ４１８に移動するので、出
力電圧Ｖoutが上昇することとなる。すなわち、分圧電
圧Ｖdivが参照電圧Ｖrefよりも下回ると、出力電圧Ｖou
tを上昇させる方向への制御が行われることとなる。な
お、図２において、Ｂ点の分圧電圧を示すＶdiv（参照
電圧Ｖrefを含む）の縦スケールと、それ以外の信号波
形の縦スケールとは、説明の便宜上、異なっている。す
なわち、分圧電圧Ｖdivも参照電圧Ｖrefも、実際にはＧ
ＮＤからＶddまでの範囲内にある。

【００２２】一方、出力電圧Ｖoutが高くなって、図２
に示されるように、分圧電圧Ｖdivが参照電圧Ｖrefより
も上回ると、コンパレータ４２４の出力信号ＣmpはＬレ
ベルとなるので、ラッチ回路４２６による信号Ｑ１もＬ
レベルとなる。このため、アンド回路４３２が閉じるの
で、トランジスタ４１２はオンオフしない。したがっ
て、コンデンサ４１８が負荷に応じて放電するので、出
力電圧Ｖoutは、徐々に低下することとなる。すなわ
ち、分圧電圧Ｖdivが参照電圧Ｖrefよりも上回ると、出
力電圧Ｖoutを低下させる方向への制御がコンデンサ４
１８の放電により行われることとなる。

【００２３】結局、全体でみれば、出力電圧Ｖoutは、
両方向への制御が均衡する地点、すなわち、電圧Ｖdiv
イコール参照電圧Ｖrefとなる近辺で安定化することと
なる。ここで、電圧Ｖdivは、出力電圧Ｖoutを、ＬＥＤ
１・ＬＥＤ２の抵抗分と抵抗４２２・トランジスタ４２
４の抵抗分とで分圧した電圧であるから、前者に係る抵
抗分をＲ１とし、後者に係る抵抗分をＲ２とすれば、Ｖ
div＝Ｖout・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）が成立する。そし
て、この電圧Ｖdivが参照電圧Ｖrefで均衡するので、電
圧Ｖddを昇圧した電圧Ｖoutは、Ｖref（Ｒ１＋Ｒ２）／
Ｒ２で安定化することになる。したがって、ＬＥＤ１お
よびＬＥＤ２の両端には、電圧（Ｖdd−Ｖdiv）が印加
されるので、安定した点灯を得ることができる。

【００２４】次に、信号ＥＮＢがＬレベルである場合、
すなわち、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２の非点灯が指示され
ている場合、トランジスタ４２２がオフする結果、ＬＥ
Ｄ１、ＬＥＤ２に流れる電流経路が遮断される。また、
この場合、比較器４２４の比較動作が停止する一方、ラ
ッチ回路４２６はリセットされるので、電圧Ｖdivと参
照電圧Ｖrefとの大小関係にかかわらず、ゲート回路４
３２は閉じる結果、トランジスタ４１２のオンオフが禁
止される。したがって、信号ＥＮＢがＬレベルである場
合には、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２は非点灯となるとともに、
トランジスタ４１２のオンオフに伴って消費される電力
のほか、比較器４２４、ラッチ回路４２６で消費される
電力も抑えられることとなる。

【００２５】ところで、このバックライトにあっては、
出力電圧Ｖoutと目標電圧とを直接的に比較せずに、こ
れを分圧した電圧Ｖdivと参照電圧Ｖrefとを間接的に比
較する構成となっている。この理由は、比較器４２４の
電源として「Ｖin−ＧＮＤ」を用いているため、比較器
４２４においては、比較の対象となる電圧も「Ｖdd−Ｇ
ＮＤ」の範囲内になければならないからである。そこ
で、本実施形態に係るバックライトでは、第１に、電圧
Ｖddを昇圧した電圧Ｖoutを、一種の抵抗分割により分
圧して、この分圧電圧Ｖdivを比較器４２４において比
較の対象としているのである。

【００２６】ここで、出力電圧Ｖoutを分圧するために
は、少なくとも抵抗素子を２つ設けなければならない
が、このことは、構成の小型化や部品点数の極少化の要
求とは、相反するものである。そこで、本実施形態に係
るバックライトでは、第２に、電圧Ｖoutを分圧する２
つの抵抗素子のうち、一方をＬＥＤ１およびＬＥＤ２に
置換して、そのオン抵抗を等価的に用いている。

【００２７】ただし、トランジスタ４２２を設けない構
成を想定した場合、電流が、分圧のための素子を介して
常に流れてしまうので、バックライトの消費電力が大き
くなってしまうだけでなく、電流が常に流れる結果、バ
ックライトを非点灯とさせるときでも、ＬＥＤ１、ＬＥ
Ｄ２が薄暗い状態で点灯してしまうことにもなる。特
に、入力電圧「Ｖdd−ＧＮＤ」に、リチウム電池などの
電圧幅が広いもの（例えば2.2〜5.5ボルト）を用いた場
合に、その電池の電圧が高い（例えば5.5ボルト）と
き、トランジスタ４１２がオフしていても、トランジス
タ４２２がなければ、電流が、インダクタ４１４→ダイ
オード４１６→ＬＥＤ１→ＬＥＤ２→抵抗４２０という
経路で流れてしまう。そこで、本実施形態に係るバック
ライトでは、第３に、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の電流経路
に、トランジスタ４２２を設けるとともに、バックライ
トを非点灯とするときには、当該トランジスタ４２２を
オフさせることにより、電流がＬＥＤ１、ＬＥＤ２に流
れるのを防止して、消費電力の低減化とともに、バック
ライトの完全非点灯を図っているのである。

【００２８】また、バックライトを非点灯とする場合、
そもそも、トランジスタ４１２をスイッチングのほか、
ラッチ回路４２６による信号Ｃmpのラッチや、比較器４
２４における分圧電圧Ｖdivと参照電圧との比較は不要
である。そこで、本実施形態に係るバックライトでは、
第４に、信号ＥＮＢがＬレベルである場合、すなわち、
バックライトの非点灯を指示する場合には、ラッチ回路
４２６をリセットする一方、比較器４２４の比較を禁止
して、これらにおいて消費される電力をも抑えているの
である。

【００２９】なお、上述したバックライトにおいては、
ＬＥＤ１およびＬＥＤ２の抵抗分と、抵抗４２０および
トランジスタ４２２の抵抗分とによって、電圧Ｖoutを
分圧する構成としたが、トランジスタ４２２のオン抵抗
を調整すれば、抵抗４２０が不要となるので、構成の小
型化や部品点数の極少化に、大いに寄与することができ
る。また、このバックライトにおいては、入力電圧Ｖdd
を昇圧したが、入力電圧よりも低い電圧を出力する降圧
型や、入力電圧の極性を反転して出力する反転型にも適
用可能である。

【００３０】＜液晶装置＞次に、本発明の実施形態に係
るバックライトを適用した液晶装置について説明する。
図３は、この液晶装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。この図において、液晶パネル１００には、行
（Ｘ）方向に形成された複数ｍ本の走査線３１２と、列
（Ｙ）方向に形成された複数ｎ本のデータ線２１２との
各交差点において画素１１６が形成されている。そし
て、各画素１１６は、液晶表示要素（液晶層）１１８と
ＴＦＤ（Thin Film Diode）２２０とが直列に接続され
た構成となっている。

【００３１】ここで、液晶パネル１００の詳細構成につ
いて説明する。図４は、この液晶パネルの要部構成を摸
式的に示す部分破断斜視図である。この図に示されるよ
うに、液晶パネル１００は、素子基板２００と、これに
対向配置される対向基板３００とを備えている。このう
ち、素子基板２００の上面には、半透過反射層２０２、
保護絶縁層２０４が順に形成されて、さらに、この表面
にデータ線２１２や、ＴＦＤ２２０、画素電極２３４な
どが形成されている。

【００３２】このうち、半透過反射層２０２は、アルミ
ニウムなどの反射性金属の薄膜や、複数のスリットを有
する反射性金属層などからなり、図において下側からの
入射光を透過して上側に出射する一方、上側からの入射
光を反射して出射するものである。また、保護絶縁層２
０４は、ＳｉＯ₂などの透明性を有するものであり、そ
の上面に形成される画素電極２３４等と、その下面に形
成される半透過反射層２０２との絶縁を図るものであ
る。

【００３３】また、画素電極２３４は、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの透明金属からなり、ＸＹ方向に対し
てマトリクス状に複数配列している。ここで、同一列に
配列する画素電極２３４は、列方向に短冊状に延在する
データ線２１２の１本に、それぞれＴＦＤ２２０を介し
て接続されている。また、ＴＦＤ２２０は、基板側から
みると、データ線２１２から分岐した第１金属膜２２２
と、この第１金属膜２２２を陽極酸化した酸化膜２２４
と、第２金属膜２２６とから構成されて、金属／絶縁体
／金属のサンドイッチ構造を採る。このため、ＴＦＤ２
２０は、正負双方向にわたるダイオードスイッチング特
性を有することになる。

【００３４】一方、対向基板３００の対抗面には、ＩＴ
Ｏなどからなる走査線３１２が、データ線２１２とは直
交する行方向に延在し、かつ、画素電極２３４の対向す
る位置に配列している。すなわち、走査線３１２は、画
素電極２３４の対向電極となっている。

【００３５】そして、このような素子基板２００と対向
基板３００とは、基板周辺に沿って塗布されるシール剤
（図示省略）と、適切に散布されたスペーサ（図示省
略）とによって、一定の間隙を保っており、この閉空間
に例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶１０５が
封入されている。したがって、図３における液晶層１１
８は、データ線２１２と走査線３１２との交差部分にお
いて、当該走査線３１２と、画素電極２３４と、両者の
間に位置する液晶１０５とで構成されることになる。

【００３６】ほかに、対向基板３００には、液晶パネル
１００の用途に応じて、例えば、ストライプ状や、モザ
イク状、トライアングル状等に配列されたカラーフィル
タが設けられ、それ以外の領域には遮光のためブラック
マトリクスが設けられる。くわえて、素子基板２００お
よび対向基板３００の各対向面には、それぞれ所定の方
向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、
各基板の背面には配向方向に応じた偏光子や、色補償
板、位相板などがそれぞれ設けられる（いずれも図示省
略、後述する図５においても同じ）。

【００３７】説明を再び図３に戻す。Ｙドライバ３５０
は、一般には走査線駆動回路と呼ばれ、走査信号Ｙ１〜
Ｙｍを対応する走査線３１２に供給するものであって、
詳細には、走査線３１２を１本毎に順次選択して、その
選択期間に選択電圧を印加する一方、それ以外の非選択
期間に非選択電圧を印加するものである。また、Ｘドラ
イバ２５０は、一般にはデータ線駆動回路と呼ばれ、Ｙ
ドライバ３５０により選択された走査線３１２との交差
部に位置する画素１１６に対し、表示内容に応じたデー
タ信号Ｘ１〜Ｘｎを、それぞれ対応するデータ線２１２
を介して供給するものである。

【００３８】また、バックライト４００は、液晶パネル
１００の背面側から光を照射するものであり、その電気
的な構成については、すでに述べた通りである。信号生
成回路５００は、Ｘドライバ２５０およびＹドライバ３
５０に対しては、その動作のために必要なクロック信号
や制御信号などを供給する一方、バックライト４００に
対しては、上述したクロック信号ＣＬＫおよび信号ＥＮ
Ｂを供給して、各部を制御するものである。なお、信号
生成回路５００が、信号ＥＮＢのレベルを規定する（す
なわち、バックライト４００の点灯・非点灯を指示す
る）際の判断の基準としては、例えば、別途スイッチ
を設けて、当該スイッチをユーザが操作したか否かを判
別する、外光の強度を検出して、当該強度が十分であ
るか否かを判別する、電圧Ｖddを検出して、電池残量
が十分であるかを否かを判別する、などが考えられる。

【００３９】次に、液晶装置の全体構成について簡単に
説明する。図５は、この液晶装置の構成について、バッ
クライト４００の構成を含めて示す斜視図である。この
図に示されるように、バックライト４００は、素子基板
２００の背面側（図において下側）に、シリコンゴムな
どの緩衝材（図示省略）を介して設けられる。

【００４０】そして、バックライト４００にあっては、
上述したＬＥＤ１およびＬＥＤ２が、取付基板４０２に
並設されて、それらの照射光が導光板４０４における一
方の側面４０４ａに入射する構成となっている。ここ
で、導光板４０４における一方の側面４０４ａは厚く、
他方の側面４０４ｂは薄くなっている。また、導光板４
０４の背面には、反射板４０６が密着している一方、導
光板４０４の上面たる出射面には、拡散板４０８が密着
している。このため、側面４０４ａからの入射した光
は、反射板４０６により図において上方向に反射すると
ともに、拡散板４０８により散乱して、液晶パネル１０
０に対して均一に入射することとなる。

【００４１】ここで、液晶パネルは、信号ＥＮＢがＨレ
ベルである場合（すなわち、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２の
点灯が指示されている場合）には、バックライトユニッ
ト４００からの光が半透過反射層２０２（図４参照）を
透過することによって、透過型として機能する一方、信
号ＥＮＢがＬレベルである場合（ＬＥＤ１およびＬＥＤ
２の非点灯が指示されている場合）には、対向基板３０
０の側からの入射した光が半透過反射層２０２で反射す
ることによって反射型として機能することになる。

【００４２】一方、液晶パネル１００にあっては、素子
基板２００の対向面において対向基板３００から張り出
した端子部分には、ベアチップのＸドライバ２５０がＣ
ＯＧ（Chip On Glass）技術により実装されるととも
に、Ｘドライバ２５０に各種信号を供給するためにＦＰ
Ｃ（Flexible Printed Circuit）基板２６０が接続され
る。同様に、対向基板３００の対向面において素子基板
２００から張り出した端子部分には、ベアチップのＹド
ライバ３５０がＣＯＧ技術により実装されるとともに、
Ｙドライバ３５０に各種信号を供給するためにＦＰＣ基
板３６０が接続される。なお、ＦＰＣ基板２６０、３６
０の他端には、信号生成回路５００（図３参照）が接続
される。

【００４３】ここで、Ｘドライバ２５０およびＹドライ
バ３５０における実装は、それぞれ、第１に、基板との
所定位置において、接着材中に導電性微粒子を均一に分
散させたフィルム状の異方性導電膜を挟持し、第２に、
ベアチップたるドライバを基板に加圧・加熱することに
より行われる。ＦＰＣ基板２６０、３６０の接続も同様
にして行われる。なお、Ｘドライバ２５０およびＹドラ
イバ３５０を、それぞれ素子基板２００および対向基板
３００に実装する替わりに、例えば、ＴＡＢ（Tape Aut
omated Bonding）技術を用いて、ドライバが実装された
ＴＣＰ（Tape Carrier Package）を、基板の所定位置に
設けられる異方性導電膜により電気的および機械的に接
続する構成としても良い。

【００４４】このような構成において、ある走査線３１
２が選択されて、その選択期間において選択電圧が印加
されると、対応するＴＦＤ２２０が導通状態となる。こ
の導通状態の際に、データ線２１２を介してデータ信号
が印加されると、当該ＴＦＤ２２０に接続された液晶層
１１８に所定の電荷が蓄積される。電荷蓄積後、非選択
電圧が印加されて、当該ＴＦＤ２２０が非導通状態とな
っても、当該ＴＦＤ２２０のリーク（オフリーク）が少
なく、かつ、液晶層１１８の抵抗が十分に高ければ、当
該液晶層１１８における電荷の蓄積が維持される。この
ように、各ＴＦＤ２２０を駆動して蓄積させる電荷の量
を制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して、透
過型でも反射型でも所定の情報を表示することが可能と
なる。すなわち、透過型では画素毎に透過率が変化し、
反射型では画素毎に反射率が変化することになる。

【００４５】なお、上述した液晶パネル１００について
は半透過型としたが、透過型をとしても良い。透過型と
する場合には、画像信号のないときや、電源オンまたは
オフ直後のとき、なんら操作が加えられないで一定時間
経過したときなどに、信号ＥＮＢをＬレベルにして、バ
ックライト４００を非点灯とする構成とすれば良い。ま
た、上述したバックライト４００にあっては、液晶パネ
ル１００の背面側に設けられたが、液晶パネル１００を
反射型として、液晶パネル１００の前面側に設けても良
い。すなわち、いわゆるフロントライトとして用いても
良い。

【００４６】また、図３にあっては、ＴＦＤ２２０がデ
ータ線２１２の側に接続され、液晶層１１８が走査線３
１２の側に接続されているが、これとは逆に、ＴＦＤ２
２０が走査線３１２の側に、液晶層１１８がデータ線２
１２の側に、それぞれ接続される構成でも同じことであ
る。

【００４７】一方、上述した液晶パネル１００における
ＴＦＤ２２０は、二端子型非線形素子の一例であり、他
に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタや、ＭＳＩ（Metal Se
mi-Insulator）などを用いた素子や、これら素子を２つ
逆向きに直列接続または並列接続したものなどが適用可
能である。さらに、これらの二端子型非線形素子のほか
に、三端子型非線形素子、例えばＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor：薄膜トランジスタ）を用いても良い。ただ
し、ＴＦＴを用いる場合には、一方の基板において走査
線、データ線を設けるとともに、それらの各交差点にお
いてゲートが走査線に、ソースがデータ線に、ドレイン
が画素電極に、それぞれ接続される構成となる。くわえ
て、これら非線形素子を用いずに、ＳＴＮ（Super Twis
ted Nematic）型液晶を用いたパッシィブ型液晶などに
も適用可能である。

【００４８】＜電子機器＞次に、上述した液晶装置を具
体的な電子機器に用いた例のいくつかについて説明す
る。

【００４９】＜その１：モバイル型コンピュータ＞次
に、上述した液晶装置を、モバイル型のパーソナルコン
ピュータの表示部に適用した例について説明する。図６
は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図で
ある。図において、コンピュータ２２００は、キーボー
ド２２０２を備えた本体部２２０４と、表示部として用
いられる液晶パネル１００とを備えている。なお、この
液晶パネル１００の背面には、視認性を高めるためのバ
ックライト４００が上述したように設けられるが、外観
には表れないので、図６では省略している。

【００５０】＜その２：携帯電話＞さらに、上述した液
晶装置を、携帯電話の表示部に適用した例について説明
する。図７は、この携帯電話の構成を示す斜視図であ
る。図において、携帯電話２３００は、複数の操作ボタ
ン２３０２のほか、受話口２３０４、送話口２３０６と
ともに、上述した液晶パネル１００を備えるものであ
る。なお、この液晶パネル１００の背面にも、視認性を
高めるためのバックライトが設けられるが、外観には表
れないので、図７では省略している。

【００５１】なお、電子機器としては、図６および図７
を参照して説明した他にも、液晶テレビや、ビューファ
インダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カー
ナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワー
ドプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯ
Ｓ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられ
る。そして、これらの各種電子機器の表示部として、上
述した液晶装置が適用可能なのは言うまでもない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明装置において、広い電圧範囲での安定動作、構成の簡
略化・小型化、さらには低消費電力化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るバックライトの電気
的な構成を示す回路図である。

【図２】 同バックライトの動作を説明するための図で
ある。

【図３】 同バックライトを適用した液晶装置の構成を
示すブロック図である。

【図４】 同液晶装置のうち、液晶パネルの要部構成を
摸式的に示す部分破断斜視図である。

【図５】 同液晶装置の構成を説明するための斜視図で
ある。

【図６】 同液晶装置を適用した電子機器の一例たるパ
ーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。

【図７】 同液晶装置を適用した電子機器の一例たる携
帯電話の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、２……ＬＥＤ １００……液晶パネル １０５……液晶 １１８……液晶層 ２００……素子基板 ２０２……半透過反射層 ２０４……保護絶縁層 ２１２……データ線 ２２０……ＴＦＤ ２３４……画素電極 ２５０……Ｘドライバ ３００……対向基板 ３１２……走査線 ３５０……Ｙドライバ ４００……バックライト ４１２、４２２……トランジスタ ４１４……インダクタ ４１６……ダイオード ４１８……コンデンサ ４２０……抵抗 ４２４……比較器 ４２６……ラッチ回路 ５００……信号生成回路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NC02 NC21 NC42 NC58 ND39 ND42 ND48 NE06 3K073 AA43 AB01 BA02 CE06 5C094 AA15 AA22 AA53 BA23 BA43 CA19 5G435 AA16 AA18 BB04 BB12 BB15 CC09 CC12 EE27 FF05 GG12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を保持する保持素子と、 発光素子および抵抗素子からなる直列回路であって、前
   記保持素子により保持された電圧を分圧する直列回路
   と、 前記直列回路による分圧電圧と、予め基準となる電圧に
   設定された参照電圧とを比較して、その大小関係を判別
   する比較器と、 前記分圧電圧が前記参照電圧以下であると前記比較器に
   よって判別された場合に、前記保持素子により保持され
   る電圧の絶対値を大きくさせる制御回路と、 前記発光素子を消灯させる旨の信号を入力すると、前記
   直列回路の電流経路を遮断する第１のスイッチング素子
   とを具備することを特徴とする発光素子用電源装置。
2. 【請求項２】 前記第１のスイッチング素子はトランジ
   スタであって、そのオン抵抗を、前記抵抗素子の一部ま
   たは全部として用いることを特徴とする請求項１に記載
   の発光素子用電源装置。
3. 【請求項３】 前記発光素子を消灯させる旨の信号を入
   力すると、前記比較器は、比較動作を停止することを特
   徴とする請求項１に記載の発光素子用電源装置。
4. 【請求項４】 第２のスイッチング素子に接続されたイ
   ンダクタであって、 前記第２のスイッチング素子がオンしたときにエネルギ
   ーを蓄積する一方、前記第２のスイッチング素子がオフ
   したときにエネルギーを放出するインダクタを備えて、 前記制御回路は、前記第２のスイッチング素子をオンオ
   フさせることにより、前記保持素子により保持される電
   圧の絶対値を大きくさせることを特徴とする請求項１に
   記載の発光素子用電源装置。
5. 【請求項５】 前記発光素子を消灯させる旨の信号を入
   力すると、前記制御回路は、前記第２のスイッチング素
   子のオンオフを禁止させることを特徴とする請求項４に
   記載の発光素子用電源装置。
6. 【請求項６】 電圧を保持する保持素子と、 発光素子および抵抗素子からなる直列回路であって、前
   記保持素子により保持された電圧を分圧する直列回路
   と、 前記直列回路による分圧電圧と、予め基準となる電圧に
   設定された参照電圧とを比較して、その大小関係を判別
   する比較器と、 前記分圧電圧が前記参照電圧以下であると前記比較器に
   よって判別された場合に、前記保持素子により保持され
   る電圧の絶対値を大きくさせる制御回路と、 前記発光素子を消灯させる旨の信号を入力すると、前記
   直列回路の電流経路を遮断する第１のスイッチング素子
   とを具備し、前記発光素子による光を照射することを特
   徴とする照明装置。
7. 【請求項７】 電圧を保持する保持素子と、 発光素子および抵抗素子からなる直列回路であって、前
   記保持素子により保持された電圧を分圧する直列回路
   と、 前記直列回路による分圧電圧と、予め基準となる電圧に
   設定された参照電圧とを比較して、その大小関係を判別
   する比較器と、 前記分圧電圧が前記参照電圧以下であると前記比較器に
   よって判別された場合に、前記保持素子により保持され
   る電圧の絶対値を大きくさせる制御回路と、 前記発光素子を消灯させる旨の信号を入力すると、前記
   直列回路の電流経路を遮断する第１のスイッチング素子
   と、 互いに対向する２枚の基板間に液晶が挟持されてなる液
   晶パネルであって、前記発光素子により照射される光の
   透過率または反射率を変化させる液晶パネルとを具備す
   ることを特徴とする液晶装置。