JP2001272938A - 色調調整回路およびその回路を備えたバックライトモジュールおよび発光ダイオード表示装置 - Google Patents

色調調整回路およびその回路を備えたバックライトモジュールおよび発光ダイオード表示装置

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Masataka Miyata
正高 宮田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単色ＬＥＤの個々の色調のバラツキを補正す
ることができる色調調整回路およびその回路を備えたＬ
ＥＤ表示装置を提供する。 【解決手段】 この色調光度調整回路は、ＩｎＧａＮの
発光ダイオード１,可変抵抗２,トランジスタ３を、電源
Ｖccとグランドとの間に、直列接続し、トランジスタ３
のベースにパルス幅変調器５を接続している。この回路
において、可変抵抗２の抵抗値を調整することで、発光
ダイオード１に流す順電流の値を調節して、色調を調整
することができる。さらに、パルス幅変調器５により、
上記順電流のパルス幅(時間幅)を調整することで、光度
を調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、２個以
上のＬＥＤランプを使ったＬＣＤ(液晶表示装置)のバッ
クライトや、多数のＬＥＤランプを使った発光ダイオー
ド表示装置に適用でき、ＬＥＤランプの色調を調整する
色調調整回路およびその回路を備えたＬＥＤ表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤ(発光ダイオード)は、製造上の特
性のバラツキによって、光度や色調にバラツキが発生す
る。このため、表示装置に組み込んで組み立てるとき
に、均一な特性のものだけを使用しないと輝度ムラや色
調ムラで表示品位が悪くなってしまう。
【０００３】そこで、従来、緑色や白色のＬＥＤランプ
は、製造時に特性が均一な素子を厳選してランク分けを
行ない、同一ランクの素子のみを同一の表示装置に使う
ようにしていた。
【０００４】また、光度に関しては、ＬＥＤに流す順電
流量に光度が比例する特性を利用し、電流調整回路でも
って上記順電流を調整するか、ＬＥＤをパルス点灯さ
せ、この点灯時間を変えることによって光度を調整して
いた。
【０００５】また、２色発光の場合には、同時点灯時に
おけるそれぞれの光度を変えることによって色調を調整
していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＬＥＤ光度調整方式では、ＬＥＤに流す順電流量に
よってＬＥＤの光度(明るさ)を調整できるが、単色のＬ
ＥＤについては色調を調整できなかった。すなわち、光
度に関しては、個々のＬＥＤの順電流を調整することに
よって、均一な光度を得ることが可能であるが、そのＬ
ＥＤの色調のバラツキを補正することができなかった。
【０００７】そこで、この発明の目的は、単色ＬＥＤの
個々の色調のバラツキを補正することができる色調調整
回路およびその回路を備えたバックライトモジュールお
よび発光ダイオード表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、発光ダイ
オードに流す順方向電流を変化させることで、発光ダイ
オードの発光色調が変わる特性に着眼して、この特性を
発光ダイオードの色調をコントロールするのに利用する
という着想を得た。
【０００９】すなわち、この発明は、発光ダイオードの
色調を調整する色調調整回路であって、上記発光ダイオ
ードに流す順方向電流を制御して、発光色調を制御する
ことを特徴としている。
【００１０】また、一実施形態は、蛍光物質を含む色変
換部材を有する発光ダイオードの色調を調整する色調調
整回路であって、上記発光ダイオードに流す順方向電流
を制御して、発光色調を制御する。
【００１１】また、他の実施形態は、ＩnＧａＮを使っ
た発光ダイオードランプの色調を調整する色調調整回路
であって、発光ダイオードに流す順方向電流を制御し
て、発光色調を制御することを特徴としている。
【００１２】上記発明,一実施形態,他の実施形態では、
上記発光ダイオードに流す順方向電流を制御することに
よって、発光色調を制御するから、単色発光ダイオード
(ＬＥＤ)の個々の色調のバラツキを補正でき、複数のＬ
ＥＤを備えた発光装置や表示装置において均一な色調を
実現できる。
【００１３】また、一実施形態のバックライトモジュー
ルは、上記色調調整回路を備えている。したがって、こ
の実施形態では、発光の色調が制御され、かつ、複数の
ＬＥＤを有する場合には、個々のＬＥＤの発光色調が均
一になされたバックライトモジュールを実現できる。
【００１４】また、他の実施形態の発光ダイオード表示
装置は、上記色調調整回路を備えている。この実施形態
では、発光の色調が制御され、かつ、個々の発光ダイオ
ードの発光色調が均一になされた発光ダイオード表示装
置を実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００１６】〔第１の実施の形態〕図１(Ａ)に、この発
明の第１実施形態としての色調光度調整回路を示す。こ
の色調光度調整回路は、ＩｎＧａＮ発光ダイオード１,
可変抵抗２,トランジスタ３を、電源Ｖccとグランドと
の間に、直列接続し、トランジスタ３のベースにパルス
幅変調器５を接続している。この色調光度調整回路にお
いて、可変抵抗２の抵抗値を調整することで、発光ダイ
オード１に流す順電流の値を調節して、色調を調整する
ことができる。さらに、上記パルス幅変調器５により、
上記順電流のパルス幅(時間幅)を調整してデューティー
比を調整することで、光度を調整できる。
【００１７】〔第２の実施の形態〕また、第２の実施の
形態の色調光度調整回路は、図１(Ｂ)に示すように、Ｉ
ｎＧａＮ発光ダイオード１１,可変型定電流ドライバ１
２を、電源Ｖccとグランドとの間に直列接続し、可変型
定電流ドライバ１２にパルス幅変調器１３を接続してい
る。この回路において、可変型定電流ドライバ１２を調
節することで、発光ダイオード１１に流す順電流の値を
調節して、色調を調整することができる。さらに、上記
パルス幅変調器１３により、上記順電流のパルス幅(時
間幅)を調整してデューティー比を調整することで、光
度を調整できる。
【００１８】そして、図１(Ａ)に示す回路もしくは図１
(Ｂ)に示す回路を、並列に複数回路だけ備えることによ
って、発光の色調が制御され、かつ、個々のＬＥＤの発
光色調が均一になされた複数個の発光ダイオードを備え
たＬＥＤ表示装置を実現できる。
【００１９】〔第３の実施の形態〕図２に、この発明の
第３実施形態としてのＬＣＤバックライト回路を示す。
このＬＣＤバックライト回路は、３つの発光ダイオード
(ＬＥＤ)３１,３２,３３を有し、それらは互いに色調も
光度もずれている。
【００２０】そこで、各ＬＥＤ３１,３２,３３に可変抵
抗５１,５２,５３が直列接続されており、この可変抵抗
５１,５２,５３の抵抗値を調整することによって、各Ｌ
ＥＤ３１,３２,３３に流れる順方向電流ＩF1,ＩF2,ＩF3
を調整するようになっている。この順方向電流ＩF1,Ｉ
F2,ＩF3をそれぞれ調整することで、各ＬＥＤ３１,３
２,３３の色調を合わせる。ただし、この状態では、各
ＬＥＤ３１,３２,３３の光度はバラバラである。したが
って、上記可変抵抗５１,５２,５３に直列接続したトラ
ンジスタ７１,７２,７３をオン,オフ制御するパルス幅
変調器(ＰＷＭ)６１,６２,６３を備え、このＰＷＭ６
１,６２,６３でもって、各ＬＥＤ３１,３２,３３に流す
順電流ＩF1,ＩF2,ＩF3の時間幅(パルス幅)ｔ１,ｔ２,ｔ
３を調節することで、デューティー比を調整して、各Ｌ
ＥＤ３１,３２,３３の光度を同じに合わせる。
【００２１】上記順方向電流ＩF1,ＩF2,ＩF3の波形例
を、図５(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示す。このようにして、上記
可変抵抗５１,５２,５３による電流調整と上記パルス幅
変調器６１,６２,６３によるパルス幅調整とでもって、
色調も光度もそろった均一性の高いＬＣＤバックライト
を実現できた。
【００２２】〔第４の実施の形態〕次に、図３に、この
発明の第４実施形態としてのＬＥＤ表示装置のブロック
構成を示す。このＬＥＤ表示装置は、１６個のチッ化ガ
リウム系化合物体発光ダイオード９０からなるＬＥＤマ
トリックスユニットとドライバ部１００を有する。
【００２３】このドライバ部１００は、１６ビットＬＥ
Ｄドライバ８６と、光度調整用コントローラ部９１と、
順電流調整用コントローラ部９２からなる。
【００２４】上記光度調整用コントローラ部９１は、シ
フトレジスタ８１,データラッチ８２,コンパレータ８３
およびクロックカウンタ８５からなる。また、順電流調
整用コントローラ部９２は、シフトレジスタ８９,デー
タラッチ８８,カレントコントローラ８７からなる。
【００２５】順電流調整用コントローラ部９２では、６
ビットのデータ(６４段階)を、１６ビット×６ビットの
シフトレジスタ８９からデータラッチ８８,カレントコ
ントローラ８７にシリアルに転送する。この６ビットの
データ(６４段階)は、上記１６個の各発光ダイオード９
０毎に順電流を設定するデータであり、１６ビットＬＥ
Ｄドライバ８６が各発光ダイオード９０を駆動する電流
値を決定し、各発光ダイオード９０の色調を決定する。
図６(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に、上記発光ダイオード９０の青色
光,緑色光、白色光の色調が、上記順電流値の値によっ
て変化する一例を示す。
【００２６】上記光度調整用コントローラ部９１は、１
０ビットのデータ(１０２４段階)によって、各発光ダイ
オード９０毎の点灯時間幅を決定する。
【００２７】例えば、各発光ダイオード９０の光度を６
４階調つける場合には、上記１０ビットのデータのう
ち、４ビット(１６段階)を光度バラツキ補正用とし、６
ビット(６４段階)を階調表示用とする。
【００２８】この光度調整用コントローラ部９１では、
上記１０ビットのデータは、１０ビット×１６ビットの
シフトレジスタ８１によって、データラッチ８２,コン
パレータ８３にシリアル転送される。そして、上記コン
パレータ８３は、上記１０ビットのデータを、時間幅比
較用のクロックカウンタ８５からのデータと比較して、
各発光ダイオード９０の点灯時間を制御する。
【００２９】図４に示すように、この実施形態によれ
ば、順電流調整用コントローラ部９２で各発光ダイオー
ド９０の順電流を調整して色調を調整し(ステップＳ
１)、光度調整用コントローラ部９１で上記順電流を流
す時間幅を各発光ダイオード９０毎に変えてデューティ
ー比を調整することで光度を調整する(ステップＳ２)。
【００３０】上記順電流調整用コントローラ部９２およ
び上記光度調整用コントローラ部９１によって決定され
る各発光ダイオード９０の順方向電流波形例を、図５
(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示す。図５(Ａ)〜図５(Ｃ)のうちで、
図５(Ａ)に示す電流波形では、電流値ＩF1が最大でパル
ス幅ｔ1が最小であり、図５(Ｃ)に示す電流波形では、
電流値ＩF3が図５(Ｂ)の電流値ＩF2と同等で、パルス幅
ｔ3が最大である。
【００３１】上記発光ダイオード９０に流す順方向電流
を制御することによって、発光色調を制御するから、単
色発光ダイオード９０の個々の色調のバラツキを補正で
き、均一な色調の複数の発光ダイオード９０を備えたＬ
ＥＤ表示装置を実現できる。
【００３２】なお、この実施形態によれば、発光ダイオ
ードがダイナミック結線されている場合にも、時分割で
該当ラインの上記制御を行うことで色調および光度を調
整できる。
【００３３】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明は、
発光ダイオードの色調を調整する色調調整回路であっ
て、上記発光ダイオードに流す順方向電流を制御して、
発光色調を制御する。
【００３４】また、一実施形態は、蛍光物質を含む色変
換部材を有する発光ダイオードの色調を調整する色調調
整回路であって、上記発光ダイオードに流す順方向電流
を制御して、発光色調を制御する。
【００３５】また、他の実施形態は、ＩnＧａＮを使っ
た発光ダイオードランプの色調を調整する色調調整回路
であって、発光ダイオードに流す順方向電流を制御し
て、発光色調を制御する。
【００３６】上記発明,一実施形態,他の実施形態では、
上記発光ダイオードに流す順方向電流を制御することに
よって、発光色調を制御するから、単色ＬＥＤの個々の
色調のバラツキを補正でき、複数のＬＥＤを備えた発光
装置や表示装置において均一な色調を実現できる。
【００３７】また、一実施形態のバックライトモジュー
ルは、上記色調調整回路を備えているから、発光の色調
が制御され、かつ、複数のＬＥＤを有する場合には、個
々のＬＥＤの発光色調が均一になされたバックライトモ
ジュールを実現できる。
【００３８】また、他の実施形態の発光ダイオード表示
装置は、上記色調調整回路を備えているから、発光の色
調が制御され、かつ、個々のＬＥＤの発光色調が均一に
なされた発光ダイオード表示装置を実現できる。
【００３９】よって、多数個のＬＥＤを使う場合でも、
ランク分けされたＬＥＤを使わなくても、実装後に色調
と光度をそろえることができるので簡単に色調と光度の
そろったＬＣＤバックライトや表示装置が可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１(Ａ)はこの発明の第１実施形態である色
調光度調整回路を示す回路図であり、図１(Ｂ)はこの発
明の第２実施形態である色調光度調整回路を示す回路図
である。
【図２】 この発明の第３実施形態であるＬＣＤバック
ライト回路の回路図である。
【図３】 この発明の第４実施形態であるＬＥＤ表示装
置のブロック図である。
【図４】 上記第４実施形態のドライバ部１００の動作
を表すフローチャートである。
【図５】 図５(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)は、上記第３,第４実施
形態での電流波形の制御例を示す電流波形図である。
【図６】 図６(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)は、上記第４実施形態で
の順電流値による発光ダイオードの緑色光,青色光,白色
光の色調変化を表す色度図である。
【符号の説明】
１,１１,３１,３２,３３,９０…発光ダイオード、２,５
１,５２,５３…可変抵抗、３,７１,７２,７３…トラン
ジスタ、５…パルス幅変調器、１２…可変型定電流ドラ
イバ、１３,６１,６２,６３…パルス幅変調器、８１…
シフトレジスタ、８２…データラッチ、８３…コンパレ
ータ、８５…クロックカウンタ、８６…１６ビットＬＥ
Ｄドライバ、８７…カレントコントローラ、８８…デー
タラッチ、８９…シフトレジスタ、９１…光度調整用コ
ントローラ部、９２…順電流調整用コントローラ、１０
０…ドライバ部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H091 FA45Z FB09 FD24 LA15 5C080 AA07 BB01 BB05 DD03 EE29 EE30 HH14 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 5C096 AA05 BA04 CA06 CA17 CA32 CC06 DC05 DC06 DC25 DC29 5F041 AA11 BB03 BB05 BB06 BB12 CA34 CB22 FF01 5G435 AA04 BB12 DD13 EE25 EE30 GG26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光ダイオードの色調を調整する色調調
    整回路であって、 上記発光ダイオードに流す順方向電流を制御して、発光
    色調を制御することを特徴とする色調調整回路。
  2. 【請求項２】 蛍光物質を含む色変換部材を有する発光
    ダイオードの色調を調整する色調調整回路であって、 上記発光ダイオードに流す順方向電流を制御して、発光
    色調を制御することを特徴とする色調調整回路。
  3. 【請求項３】 ＩnＧａＮを使った発光ダイオードラン
    プの色調を調整する色調調整回路であって、 発光ダイオードに流す順方向電流を制御して、発光色調
    を制御することを特徴とする色調調整回路。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
    色調調整回路を備えたバックライトモジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
    色調調整回路を備えた発光ダイオード表示装置。
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