JP2008027688A

JP2008027688A - 面光源装置

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Publication number: JP2008027688A
Application number: JP2006197809A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Fujiwara; 恒夫藤原; Masaaki Hanano; 雅昭花野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: JP4776463B2

Abstract

【課題】複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することが可能な面光源装置を提供する。
【解決手段】面光源装置２０１は、ＬＥＤ１０１Ａ，１０２Ａ，１０１Ｂ，１０２Ｂを備え、ＬＥＤ１０１ＡおよびＬＥＤ１０２Ａが電気的に直列接続され、ＬＥＤ１０１ＢおよびＬＥＤ１０２Ｂが電気的に直列接続され、ＬＥＤ１０１ＡおよびＬＥＤ１０１Ｂは略同一領域に光を照射し、ＬＥＤ１０２ＡおよびＬＥＤ１０２Ｂは略同一領域に光を照射し、ＬＥＤ１０１ＡおよびＬＥＤ１０１Ｂが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０２ＡおよびＬＥＤ１０２Ｂが光を照射する領域とは、全部または一部が一致せず、さらに、ＬＥＤ１０１ＡおよびＬＥＤ１０２Ａを駆動するＬＥＤドライバ１０５Ａと、ＬＥＤ１０１ＢおよびＬＥＤ１０２Ｂを駆動するＬＥＤドライバ１０５Ｂとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、面光源装置に関し、特に、平面ディスプレイ用のバックライト等の面光源装置に関する。

近年、液晶パネルを用いた、薄型テレビおよび薄型ディスプレイが盛んに開発されている。液晶は、それ自体では発光せずにシャッターの役割を担う素子である。そのため、透過型液晶ディスプレイでは、バックライトと称する面光源装置が非常に重要な役割を果たし、バックライトの色域がディスプレイの色域を決定している。現状の液晶ディスプレイの多くは、バックライトとして冷陰極管を用いている。しかしながら、冷陰極管は色域が狭いという欠点と、水銀を含有しているという欠点とを有する。

上記欠点を克服するために、たとえば、特許文献１には、多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を二次元アレイ状に配置した面光源装置が開示されている。

また、ＬＥＤを電流駆動するＬＥＤドライバ数の削減、およびＬＥＤに流す電流を均一化するために、図９で示すような複数個のＬＥＤを直列に接続する方式が従来用いられている。

図９は、従来の面光源装置の構成を示すブロック図である。
図９を参照して、この面光源装置は、前述の直列接続方式を用いて多数のＬＥＤを二次元アレイ状に配置した構成である。この面光源装置は、ＰＷＭ信号生成回路１００と、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａと、ＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂと、ＬＥＤ１０１Ｃ〜１０４Ｃと、ＬＥＤ１０１Ｄ〜１０４Ｄと、ＬＥＤドライバ（駆動回路）１０５Ａ〜１０５Ｄとを備える。

ＬＥＤドライバ１０５ＡはＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａを駆動し、ＬＥＤドライバ１０５ＢはＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂを駆動し、ＬＥＤドライバ１０５ＣはＬＥＤ１０１Ｃ〜１０４Ｃを駆動し、ＬＥＤドライバ１０５ＤはＬＥＤ１０１Ｄ〜１０４Ｄを駆動する。

また、特許文献２には、隣り合わない２個の発光素子を１セットとして直列に接続し、その各セットを電源に対して並列に接続する面光源装置が開示されている。

また、特許文献３には、複数の発光素子が、グループごとに発光素子が直列接続された複数のグループに分けられているとともに、複数のグループの各々に電源から定電圧が印加され、複数の発光素子が導光板の側端面に対向し、かつ側端面に沿って配列されている面光源装置が開示されている。
特開２００５−１１５３７２号公報特開２０００−８９２２４号公報特開２００４−２３３８０９号公報

しかしながら、図９に示した従来の面光源装置では、たとえばＬＥＤ１０１Ａが断線故障した場合、ＬＥＤドライバ１０５Ａが駆動しているＬＥＤ１０２Ａ〜１０４Ａへの供給電流が遮断されてＬＥＤ１０２Ａ〜１０４Ａが消灯してしまう。そうすると、図９の点線で囲んだ領域のうちの左上の領域、すなわちＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａによって光を照射される領域が暗くなり欠陥が非常に目立ってしまう。

また、特許文献２および３記載の面光源装置においても光学素子が故障して消灯した箇所は依然として目立ち、輝度を故障前と略同等の状態に回復することはできない。

それゆえに、本発明の目的は、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することが可能な面光源装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる面光源装置は、第１の発光素子ないし第４の発光素子を備え、第１の発光素子および第２の発光素子が電気的に直列接続され、第３の発光素子および第４の発光素子が電気的に直列接続され、第１の発光素子および第３の発光素子は略同一領域に光を照射し、第２の発光素子および第４の発光素子は略同一領域に光を照射し、第１の発光素子および第３の発光素子が光を照射する領域と、第２の発光素子および第４の発光素子が光を照射する領域とは、全部または一部が一致せず、さらに、第１の発光素子および第２の発光素子を駆動する第１の駆動回路と、第３の発光素子および第４の発光素子を駆動する第２の駆動回路とを備える。

好ましくは、略同一領域に光を照射する各発光素子は、集合配置される。
好ましくは、略同一領域に光を照射する各発光素子は、同一パッケージ内に封止される。

好ましくは、面光源装置は、さらに、第１の発光素子ないし第４の発光素子から照射される光を制御して、第１の発光素子および第３の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ第２の発光素子および第４の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ第１の発光素子および第３の発光素子が光を照射する領域、および第２の発光素子および第４の発光素子が光を照射する領域の全部または一部を一致させない配光部を備える。

好ましくは、面光源装置は、さらに、発光素子が断線故障した場合、駆動回路を制御して、断線故障した発光素子が光を照射していた領域と略同一領域に光を照射する発光素子の輝度を上げる駆動制御回路を備える。

好ましくは、面光源装置は、さらに、発光素子が異常な点灯状態となった場合、駆動回路を制御して、異常な点灯常態となった発光素子と直列接続される発光素子の駆動を停止し、かつ異常な点灯常態となった発光素子と直列接続されない発光素子の輝度を上げる駆動制御回路を備える。

好ましくは、駆動回路は、発光素子の導通故障を検出する故障検出部を含む。
好ましくは、駆動回路は、発光素子の断線故障を検出する故障検出部を含む。

本発明によれば、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。

図１を参照して、面光源装置２０１は、ＰＷＭ信号生成回路（駆動制御回路）１００と、ＬＥＤ（発光素子）１０１Ａ〜１０４Ａと、ＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂと、ＬＥＤ１０１Ｃ〜１０４Ｃと、ＬＥＤ１０１Ｄ〜１０４Ｄと、ＬＥＤドライバ（駆動回路）１０５Ａ〜１０５Ｄと、ＬＥＤ実装基板１０６とを備える。

ＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａが電気的に直列接続され、ＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂが電気的に直列接続され、ＬＥＤ１０１Ｃ〜１０４Ｃが電気的に直列接続され、ＬＥＤ１０１Ｄ〜１０４Ｄが電気的に直列接続される。

ＬＥＤ１０１Ａと、ＬＥＤ１０１Ｂと、ＬＥＤ１０１Ｃと、ＬＥＤ１０１Ｄとが近接して集合配置され、ＬＥＤ１０２Ａと、ＬＥＤ１０２Ｂと、ＬＥＤ１０２Ｃと、ＬＥＤ１０２Ｄとが近接して集合配置され、ＬＥＤ１０３Ａと、ＬＥＤ１０３Ｂと、ＬＥＤ１０３Ｃと、ＬＥＤ１０３Ｄとが近接して集合配置され、ＬＥＤ１０４Ａと、ＬＥＤ１０４Ｂと、ＬＥＤ１０４Ｃと、ＬＥＤ１０４Ｄとが近接して集合配置される。

より詳細には、ＰＷＭ信号生成回路１００は、輝度に応じたデューティー比を有するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をＬＥＤドライバごとに生成し、ＬＥＤドライバ１０５Ａ〜１０５Ｄにそれぞれ出力する。ＬＥＤドライバ１０５Ａ〜１０５Ｄは、ＰＷＭ信号生成回路１００から受けたＰＷＭ信号に応じてＬＥＤを駆動する。たとえば、ＬＥＤドライバ１０５Ａ〜１０５Ｄは、ＰＷＭ信号がハイレベルのときに固定電源ＶＬＥＤから電流を引き込んでＬＥＤに供給する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。
図２を参照して、ＬＥＤ実装基板１０６は、各ＬＥＤを実装し、また、反射板および放熱板としての機能を有する。図２においては、断面を示している都合上、ＬＥＤ１０１Ａ、ＬＥＤ１０１Ｂ、ＬＥＤ１０２ＡおよびＬＥＤ１０２Ｂ、ならびにこれらのＬＥＤに対応するＬＥＤドライバ１０５Ａおよび１０５Ｂが示されている。

点線の矢印で示すように、各ＬＥＤから照射された光はＬＥＤ実装基板１０６の上方に位置するプリズムシート、偏光ミラーシート、拡散シート等から構成される光学シート３０１に照射され、輝度ムラおよび色ムラが低減される。そして、光学シート３０１を通過した光は、バックライト光として液晶パネル３００に照射される。ここで、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄは近接して集合配置されているので、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄから照射された光は点線矢印で示すように光学シート３０１における略同一領域に照射される。また、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｃおよび１０２Ｄは近接して集合配置されているので、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄから照射された光は点線矢印で示すように光学シート３０１における略同一領域に照射される。そして、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄと、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄと、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３Ｄと、ＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄとは、近接して集合配置されていないので、光学シート３０１における異なる領域に光を照射する。言い換えれば、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄが光を照射する領域とは、全部または一部が一致していない。

たとえばＬＥＤ１０１Ａが断線故障したことにより、ＬＥＤドライバ１０５Ａによって駆動されているＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａがすべて消灯してしまった場合、ＰＷＭ信号生成回路１００は、ＬＥＤドライバ１０５Ｂ、１０５Ｃおよび１０５Ｄに出力するＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、ＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂ、１０１Ｃ〜１０４Ｃおよび１０１Ｄ〜１０４Ｄの輝度を上げる制御を行なう。

より詳細には、ＰＷＭ制御回路１００は、ＬＥＤ１０１Ａが断線故障すると、ＬＥＤドライバ１０５Ｂ、１０５Ｃおよび１０５Ｄに出力するＰＷＭ信号のデューティー比を上げる、たとえば、所定期間においてＰＷＭ信号がハイレベルとなる期間の割合を上げる。すなわち、ＬＥＤ１０１Ａが断線故障する前はＬＥＤドライバ１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃおよび１０５Ｄに出力されるＰＷＭ信号のデューティー比がすべて２５％であるとする。ＰＷＭ制御回路１００は、ＬＥＤ１０１Ａが断線故障した場合、ＬＥＤドライバ１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃおよび１０５Ｄに出力するＰＷＭ信号のデューティー比をそれぞれ３３．３％に上げることにより、消灯したＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａの輝度を補償する。このような構成により、光学シート３０１を通過して液晶パネル３００に照射されるバックライト光の輝度を断線故障前と略同等の状態に回復することができる。

また、ＰＷＭ制御回路１００は、たとえばＬＥＤ１０１Ａが導通故障したことによりＬＥＤ１０１Ａのみが消灯してしまった場合、およびＬＥＤ１０１Ａが経時劣化等で輝度が低下するなど、異常な点灯状態になってしまった場合には、ＬＥＤドライバ１０５Ａに出力するＰＷＭ信号のデューティー比を０％、たとえば、ＰＷＭ信号をローレベルに固定する。これにより、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａを故意に消灯してＬＥＤ１０１Ａが断線故障した場合と同じ状態をつくる。そして、ＰＷＭ制御回路１００は、断線故障の場合と同様に、ＬＥＤドライバ１０５Ｂ、１０５Ｃおよび１０５Ｄに出力するＰＷＭ信号のデューティー比を上げることにより、ＬＥＤ１０１Ｂ〜１０４Ｂ、１０１Ｃ〜１０４Ｃおよび１０１Ｄ〜１０４Ｄの輝度を上げる。このような構成により、光学シート３０１を通過して液晶パネル３００に照射されるバックライト光の輝度を断線故障前と略同等の状態に回復することができる。

ところで、図９に示した従来の面光源装置、および特許文献１〜３記載の面光源装置では、光学素子が故障して消灯した箇所が目立ち、輝度を故障前と略同等の状態に回復することができないという問題点があった。しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置では、直列接続されていない複数個のＬＥＤ、たとえばＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄは近接して集合配置されており、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄから照射された光は光学シート３０１における略同一領域に照射される。そして、直列接続される複数個のＬＥＤ、たとえばＬＥＤ１０１Ａ〜１０４Ａは近接して集合配置されていないので、光学シート３０１において光を照射する領域の全部または一部が一致していない。そして、直列接続される複数個のＬＥＤごとにＬＥＤ駆動回路を備える。このような構成により、たとえば、前述のように異常の発生したＬＥＤに直列接続されているＬＥＤを消灯し、かつ異常の発生したＬＥＤに直列接続されていないＬＥＤの輝度を上げることにより、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置では、図１に示すようにＬＥＤを１６個備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、面光源装置が、ＬＥＤとして、図２に示すようにＬＥＤ（第１の発光素子）１０１Ａ、ＬＥＤ（第２の発光素子）１０２Ａ、ＬＥＤ（第３の発光素子）１０１Ｂ、およびＬＥＤ（第４の発光素子）１０２Ｂだけを備え、また、ＬＥＤドライバとして、ＬＥＤドライバ（第１の駆動回路）１０５ＡおよびＬＥＤドライバ（第２の駆動回路）１０５Ｂだけを備える構成とすることができる。このような構成でも、本発明の目的を達成することが可能である。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置その他の照明などに好適に利用することが可能である。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る面光源装置に対してＬＥＤをパッケージ化した面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る面光源装置と同様である。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。
図３を参照して、面光源装置２０２は、面光源装置２０１に対して、さらに、ＬＥＤパッケージ１１１〜１１４を備える。

図３を参照して、ＬＥＤ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃおよび１０１Ｄは、ＬＥＤパッケージ１１１に封止され、ＬＥＤ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃおよび１０２ＤはＬＥＤパッケージ１１２に封止され、ＬＥＤ１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃおよび１０３ＤはＬＥＤパッケージ１１３に封止され、ＬＥＤ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃおよび１０４ＤはＬＥＤパッケージ１１４に封止される。

ここで、「複数個のＬＥＤがパッケージに封止される」とは、複数個のＬＥＤチップが接続端子を具備したパッケージ内に収められた後、高い屈折率の樹脂で封止された状態、およびＬＥＤ実装基板１０６に複数個のＬＥＤチップが近接して実装され、高い屈折率の樹脂で封止された状態等、連続した一塊の樹脂等の高屈折率部材で封止された状態を指す。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。図４においては、断面を示している都合上、ＬＥＤ１０１Ａ、ＬＥＤ１０１Ｂ、ＬＥＤ１０２ＡおよびＬＥＤ１０２Ｂ、ならびにこれらのＬＥＤに対応するＬＥＤドライバ１０５Ａおよび１０５Ｂが図示されている。

複数個のＬＥＤを同一パッケージに封止する構成により、たとえばＬＥＤ１０１Ａおよび１０１Ｂを非常に近接して集合配置することが可能となる。このような構成により、図４における点線矢印で示すように、ＬＥＤ１０１Ａおよび１０１Ｂからの光が光学シート３０１上において照射される領域を、第１の実施の形態に係る面光源装置と比べてさらに近接させることができ、断線故障等で消灯したＬＥＤの輝度を他のＬＥＤで補った状態における面光源装置のバックライト光の輝度ムラおよび色ムラを低減することができる。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る面光源装置に対して集光方法を変更した面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る面光源装置と同様である。

図５は、本発明の第３の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す断面図である。
図５を参照して、面光源装置２０３は、面光源装置２０１に対して、さらに、光学素子（配光部）５０１Ａ〜５０４Ａと、光学素子（配光部）５０１Ｂ〜５０４Ｂと、光学素子（配光部）５０１Ｃ〜５０４Ｃと、光学素子（配光部）５０１Ｄ〜５０４Ｄとを備える。

図５においては、断面を示している都合上、ＬＥＤ１０１Ａ、ＬＥＤ１０１Ｂ、ＬＥＤ１０２ＡおよびＬＥＤ１０２Ｂ、ならびにこれらのＬＥＤに対応する光学素子５０１Ａ、光学素子５０１Ｂ、光学素子５０２Ａおよび光学素子５０２Ｂ、ならびにＬＥＤドライバ１０５Ａおよび１０５Ｂが図示されている。

ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄ、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄ、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３ＤおよびＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄは、それぞれ実装位置という意味では集合配置はされていないが、ＬＥＤの配光特性を制御する光学素子５０１Ａ〜５０１Ｄ、５０２Ａ〜５０２Ｄ、５０３Ａ〜５０３Ｄおよび５０４Ａ〜５０４Ｄが設けられることにより、光学的に集合配置されている。

光学素子５０１Ａ〜５０１Ｄは、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄから照射される光を制御して、光学シート３０１における略同一領域にＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄからの光が照射されるように設計および調整される。同様に、光学素子５０２Ａ〜５０２Ｄ、５０３Ａ〜５０３Ｄおよび５０４Ａ〜５０４Ｄは、それぞれ、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄ、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３ＤおよびＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄから照射される光を制御して、光学シート３０１における略同一領域にＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄ、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３ＤおよびＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄからの光が照射されるように設計および調整される。

また、光学素子５０１Ａ〜５０１Ｄ、５０２Ａ〜５０２Ｄ、５０３Ａ〜５０３Ｄおよび５０４Ａ〜５０４Ｄは、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄ、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄ、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３ＤおよびＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄからの光が光学シート３０１においてそれぞれ異なる領域に照射されるように設計および調整される。言い換えれば、言い換えれば、ＬＥＤ１０１Ａ〜１０１Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０２Ａ〜１０２Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０３Ａ〜１０３Ｄが光を照射する領域と、ＬＥＤ１０４Ａ〜１０４Ｄが光を照射する領域とは、全部または一部が一致していない。

したがって、本発明の第３の実施の形態に係る面光源装置では、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置と同様に、複数個の発光素子の一部が何らかの原因で消灯しても、輝度を消灯前と略同等の状態に回復することができる。

なお、面光源装置は、各ＬＥＤの実装位置による照射領域の調整、および光学素子による照射領域の調整とを組み合わせる構成であってもよい。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る面光源装置に対して故障検出機能を有するＬＥＤドライバを備えた面光源装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る面光源装置と同様である。

図６は、本発明の第４の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。
図６を参照して、面光源装置２０４は、面光源装置２０１に対して、ＬＥＤドライバ１０５Ａ〜１０５Ｄの代わりにＬＥＤドライバ６０５Ａ〜６０５Ｄを備える。以下、ＬＥＤドライバ６０５Ａ〜６０５Ｄを総称するときは符号６０５を用いる。

ＬＥＤドライバ６０５は、駆動しているＬＥＤが故障しているか否かを検出し、ＬＥＤの故障の有無を示す故障検出信号をＰＷＭ信号生成回路６００に出力する。

ＰＷＭ信号生成回路６００は、ＬＥＤドライバ６０５Ａ〜６０５Ｄからの故障検出信号を参照してＬＥＤが故障していることを認識した場合、断線故障および導通故障等、故障モードにかかわらず故障したＬＥＤに対応するＬＥＤドライバへのＰＷＭ信号のデューティー比を０％に落とす。これにより、故障したＬＥＤに直列接続されているＬＥＤをすべて消灯する。そして、ＰＷＭ信号生成回路６００は、故障したＬＥＤに直列接続されていないＬＥＤに対応するＬＥＤドライバへのＰＷＭ信号のデューティー比を上げる。これにより、故障したＬＥＤに直列接続されていないＬＥＤの輝度を上げ、バックライト光の輝度を故障前と略同等の状態に回復することができる。

図７は、故障検出信号を生成する機能を備えたＬＥＤドライバ６０５のブロック図である。

図７を参照して、ＬＥＤドライバ６０５は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）７００と、故障検出部３００とを含む。故障検出部３００は、抵抗素子７０１と、電圧比較器７０２と、電圧比較器７０３と、論理オア回路７０４と、遅延素子７０５と、フリップフロップ７０６とを含む。図７のＧ点、Ｄ点およびＳ点はそれぞれＦＥＴ７００のゲート、ドレイン、ソースを示す。また、ＩはＬＥＤを流れる電流を示す。

ＦＥＴ７００は、飽和領域、すなわちＤ点およびＳ点間の電圧Ｖｄｓが変化してもＤ点からＳ点へ流れる電流Ｉｄｓが一定になる領域で動作しており、簡易的な定電流源として動作する。

抵抗素子７０１は、数オームから数十オームの所定の抵抗値を有し、電流値をモニターする。

電圧比較器７０２は、ＦＥＴ７００のドレイン電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値以上である場合にはハイレベルの信号を出力し、所定電圧値未満である場合にはローレベルの信号を出力する。

電圧比較器７０３は、ＦＥＴ７００のソース電圧すなわちＦＥＴ７００および抵抗素子７０１の接続点の電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値未満である場合にはハイレベルの信号を出力し、所定電圧値以上である場合にはローレベルの信号を出力する。

論理オア回路７０４は、電圧比較器７０２および７０３から受けた信号の論理和を出力する。

遅延素子７０５は、ＦＥＴ７００のゲート電圧を所定電圧値と比較し、所定電圧値未満である場合にはローレベルの信号を出力し、所定電圧値以上である場合にはハイレベルの信号を出力する。また、遅延素子７０５は、ＦＥＴ７００のゲート電圧を入力してから所定時間経過した後に比較結果を表わすハイレベルまたはローレベルの信号を出力する。

フリップフロップ７０６は、遅延素子７０５の出力信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングで論理オア回路７０４から受けた信号を保持して出力する。

図８（ａ）および（ｂ）は、故障検出部３００の動作を示す波形図である。図８において、「ＰＷＭ」で示す波形はＰＷＭ信号生成回路６００の出力するＰＷＭ信号であり、「ＣＬＫ」で示す波形は遅延素子７０５の出力信号であり、「ＶＤ」で示す波形はＦＥＴ７００のドレイン電圧であり、「ＶＳ」で示す波形はＦＥＴ７００のソース電圧であり、「Ｙ」で示す波形はフリップフロップ７０６の出力信号すなわち故障検出信号である。

図８（ａ）を参照して、ＬＥＤドライバ６０５によって駆動されている複数個のＬＥＤのうちのいずれか１個が断線故障すると、電流Ｉが流れなくなる。この場合、ＰＷＭ信号がハイレベルになってＦＥＴ７００がオン状態となっても、ＦＥＴ７００のソース電圧は略ＧＮＤレベルである。

そうすると、電圧比較器７０３は、ＦＥＴ７００のソース電圧が所定電圧Ｂ未満であるためハイレベルの信号を出力する。そして、論理オア回路７０４もハイレベルの信号を出力する。

また、遅延素子７０５は、ＰＷＭ信号がハイレベルになって所定電圧Ａ以上となってから所定時間経過後に出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。

そして、フリップフロップ７０６は、遅延素子７０５の出力信号の立ち上がりのタイミングで論理オア回路７０４から受けたハイレベルの出力信号を保持して出力する。すなわち、フリップフロップ７０６は、故障を検出したことを表わすハイレベルの故障検出信号を出力する。

図８（ｂ）を参照して、ＬＥＤドライバ６０５によって駆動されている複数個のＬＥＤのうちのいずれか１個が導通故障すると、直列接続された複数個のＬＥＤの順方向電圧による電圧降下が、導通故障したＬＥＤの分だけ減少するため、ＦＥＴ７００のドレイン電圧が正常動作時より大きくなる。

そうすると、電圧比較器７０２は、ＦＥＴ７００のドレイン電圧が所定電圧Ａ以上であるためハイレベルの信号を出力する。そして、論理オア回路７０４もハイレベルの信号を出力する。

したがって、故障検出部３００は、ＬＥＤの断線故障および導通故障の両方を検出することができる。

なお、故障検出部３００は図７に示す構成に限定されるものではなく、たとえば、故障検出部３００が、ＦＥＴ７００がオン状態であるときのドレイン電圧が所定電圧範囲内であるか否かに基づいてＬＥＤの故障を判定する構成であってもよい。

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説明ではなくて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およ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。

本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置の断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る面光源装置の構成を示す断面図である。本発明の第４の実施の形態に係る面光源装置の構成を示すブロック図である。故障検出信号を生成する機能を備えたＬＥＤドライバ６０５のブロック図である。（ａ）および（ｂ）は、故障検出部３００の動作を示す波形図である。従来の面光源装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ＰＷＭ信号生成回路（駆動制御回路）、１０１Ａ〜１０４Ａ，１０１Ｂ〜１０４Ｂ，１０１Ｃ〜１０４Ｃ，１０１Ｄ〜１０４ＤＬＥＤ、１０５Ａ〜１０５Ｄ，６０５Ａ〜６０５ＤＬＥＤドライバ（駆動回路）、１０６ＬＥＤ実装基板、１１１〜１１４ＬＥＤパッケージ、２０１〜２０４面光源装置、３００故障検出部、５０１Ａ〜５０４Ａ，５０１Ｂ〜５０４Ｂ，５０１Ｃ〜５０４Ｃ，５０１Ｄ〜５０４Ｄ光学素子（配光部）、７００ＦＥＴ、７０１抵抗素子、７０２〜７０３電圧比較器、７０４論理オア回路、７０５遅延素子、７０６フリップフロップ。

Claims

第１の発光素子ないし第４の発光素子を備え、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子が電気的に直列接続され、
前記第３の発光素子および前記第４の発光素子が電気的に直列接続され、
前記第１の発光素子および前記第３の発光素子は略同一領域に光を照射し、
前記第２の発光素子および前記第４の発光素子は略同一領域に光を照射し、
前記第１の発光素子および前記第３の発光素子が光を照射する領域と、前記第２の発光素子および前記第４の発光素子が光を照射する領域とは、全部または一部が一致せず、
さらに、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を駆動する第１の駆動回路と、
前記第３の発光素子および前記第４の発光素子を駆動する第２の駆動回路とを備える面光源装置。
前記略同一領域に光を照射する各発光素子は、集合配置される請求項１記載の面光源装置。
前記略同一領域に光を照射する各発光素子は、同一パッケージ内に封止される請求項１記載の面光源装置。
前記面光源装置は、さらに、
前記第１の発光素子ないし前記第４の発光素子から照射される光を制御して、前記第１の発光素子および前記第３の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ前記第２の発光素子および前記第４の発光素子からの光を略同一領域に照射させ、かつ前記第１の発光素子および前記第３の発光素子が光を照射する領域、および前記第２の発光素子および前記第４の発光素子が光を照射する領域の全部または一部を一致させない配光部を備える請求項１記載の面光源装置。
前記面光源装置は、さらに、
前記発光素子が断線故障した場合、前記駆動回路を制御して、前記断線故障した発光素子が光を照射していた領域と略同一領域に光を照射する前記発光素子の輝度を上げる駆動制御回路を備える請求項１記載の面光源装置。
前記面光源装置は、さらに、
前記発光素子が異常な点灯状態となった場合、前記駆動回路を制御して、前記異常な点灯常態となった発光素子と直列接続される前記発光素子の駆動を停止し、かつ前記異常な点灯常態となった発光素子と直列接続されない前記発光素子の輝度を上げる駆動制御回路を備える請求項１記載の面光源装置。
前記駆動回路は、前記発光素子の導通故障を検出する故障検出部を含む請求項１記載の面光源装置。
前記駆動回路は、前記発光素子の断線故障を検出する故障検出部を含む請求項１記載の面光源装置。