JP2010272410A - Backlight device, and display apparatus - Google Patents

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Koji Hosoki
浩二 細木
Junichi Maruyama
純一 丸山
Misa Owa
美沙 大輪
Kikuo Ono
記久雄 小野
Tsuyoki Toyoshima
剛樹 豊島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight device and a display apparatus reducing the circuit scale of a control unit and a backlight drive path for achieving area dimming function and scanning backlight function. <P>SOLUTION: The backlight device has two or more light emitting element chains constituted of a plurality of series connected light emitting elements to drive the light emitting elements per light emitting element chain and includes a switch element disposed per light emitting element chain and parallel connected with at least one or more light emitting elements, a switch control means controlling the pulse width for ON-OFF control of the switch element, a power supply means connected with one end of the light emitting element chain and supplying the power by varying a value of the voltage supplied to the light emitting element according to an output from the switch control means, and a PWM control means connected with the other end of the light emitting element chain to control the pulse width of a current for driving the light emitting element. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はバックライト装置並びに表示装置に係わり、特に、光源からの光の透過率を調整することで映像の表示を行う表示パネルと、該表示パネルを照明する発光ダイオードからなるバックライトと、該バックライトを駆動する駆動回路を備えたバックライト装置に関する。   The present invention relates to a backlight device and a display device, and in particular, a display panel that displays an image by adjusting the transmittance of light from a light source, a backlight that includes a light emitting diode that illuminates the display panel, and the display device. The present invention relates to a backlight device including a drive circuit for driving a backlight.

近年、液晶を使用した表示装置など、ディスプレイの薄型化が進んでいる。液晶表示装置は主に３つのモジュールで構成される。１つ目のモジュールは、液晶表示パネルモジュールで、２つのガラス間に液晶が封印され、液晶に対して電圧を供給することで、液晶の傾きが変わり、光の透過率（液晶を透過する光の変調度）が変わるものである。液晶表示パネルモジュールは、画素を構成する液晶セルが２次元に配置され、各液晶セルを順次制御することで、２次元にて、光の透過率を変更可能である。２つ目のモジュールはバックライトモジュールで、液晶表示パネルモジュールの裏面に配置され、光源として使用し、照明光を照射する。本照明光を液晶表示パネルモジュールの裏面から供給することで、液晶ディスプレイは表示を行う。３つ目のモジュールが制御部で、液晶表示パネルモジュールとバックライトモジュールの制御を行うモジュールである。   In recent years, displays such as display devices using liquid crystal have been made thinner. The liquid crystal display device is mainly composed of three modules. The first module is a liquid crystal display panel module, in which the liquid crystal is sealed between two glasses, and by supplying a voltage to the liquid crystal, the tilt of the liquid crystal changes, and the light transmittance (light transmitted through the liquid crystal) The degree of modulation) changes. In the liquid crystal display panel module, liquid crystal cells constituting pixels are two-dimensionally arranged, and light transmittance can be changed in two dimensions by sequentially controlling each liquid crystal cell. The second module is a backlight module, which is disposed on the back surface of the liquid crystal display panel module, is used as a light source, and emits illumination light. The liquid crystal display performs display by supplying the main illumination light from the back surface of the liquid crystal display panel module. The third module is a controller that controls the liquid crystal display panel module and the backlight module.

従来、液晶パネルのバックライトの光源として冷陰極蛍光管（以下、ＣＣＦＬと記す）が広く用いられてきたが、近年、ＣＣＦＬのかわりに発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）を用いたバックライト光源も用いられている。ＬＥＤは発光期間のオン・オフ制御と、電流量の制御による発光量の制御が容易であり、ＣＣＦＬに対し、低消費電力化が実現可能である。また、ＬＥＤはＣＣＦＬに対し物理的に小さな構造であり、１つのＬＥＤデバイスでバックライト光源と出来る領域を小さくすることが出来る。   Conventionally, a cold cathode fluorescent tube (hereinafter referred to as CCFL) has been widely used as a light source for a backlight of a liquid crystal panel, but in recent years, a backlight light source using a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) instead of the CCFL. Are also used. The LED can easily control the light emission amount by controlling on / off of the light emission period and the amount of current, and can achieve low power consumption compared to the CCFL. Also, the LED is physically smaller than the CCFL, and the area that can be used as a backlight light source by one LED device can be reduced.

狭い光源領域を使用した技術として、特許文献１には、ＬＥＤを用いたエリア調光技術に関する内容が開示されている。エリア調光技術とは、液晶パネルに照射する照明光を発する光源となるＬＥＤを、複数の分割領域に対して少なくとも１つずつ配置し、ＬＥＤ制御回路は映像信号に応じて、少なくとも照明光が必要とされる画面領域のみ照明光が照射されるよう、バックライトパネルにおけるＬＥＤを分割領域単位で駆動制御し、照明する必要のない画面領域に対しては基本的に照明光を照射しないことで、照明に必要とされる消費電力を低減させる制御方法である。   As a technique using a narrow light source region, Patent Document 1 discloses contents relating to an area dimming technique using LEDs. In the area dimming technology, at least one LED, which is a light source that emits illumination light to irradiate a liquid crystal panel, is arranged for each of a plurality of divided areas, and the LED control circuit receives at least illumination light in accordance with a video signal. By driving and controlling the LEDs in the backlight panel in units of divided areas so that only the necessary screen area is illuminated, basically no illumination light is emitted to screen areas that do not need to be illuminated. This is a control method for reducing power consumption required for illumination.

ＬＥＤをバックライトとして使用する場合の接続方法として、特許文献２に開示されるように、１つのＬＥＤチェーンに対して定電流源とスイッチを直列接続し、スイッチのＯＮ/ＯＦＦにより、定電流をＬＥＤチェーンに流し、ＬＥＤを点灯、消灯する。   As a connection method when an LED is used as a backlight, as disclosed in Patent Document 2, a constant current source and a switch are connected in series to one LED chain, and the constant current is changed by turning the switch ON / OFF. Flow through the LED chain and turn the LED on and off.

また、特許文献３に開示される技術として、直列に接続されたＬＥＤ素子のアノードとカソード間にスイッチを構成するトランジスタと抵抗素子を設け、本トランジスタと抵抗素子に流れる電流を制御することで、個々のＬＥＤに流れる電流を制御し、ＬＥＤの発光と消灯を制御することにより、ＬＥＤばらつきを抑止する方法も開示されている。   In addition, as a technique disclosed in Patent Document 3, a transistor and a resistance element that constitute a switch are provided between an anode and a cathode of an LED element connected in series, and the current flowing through the transistor and the resistance element is controlled, There is also disclosed a method for suppressing LED variation by controlling the current flowing through each LED and controlling the light emission and extinction of the LED.

特開２００１-１４２４０９号公報JP 2001-142409 A 特開２００６-３５２０１１号公報JP 2006-352011 A 特開２００５−３１０９９６号公報JP 2005-310996 A

ＬＥＤを格子状に配置したバックライトにおいて、特許文献１に記載のエリア調光技術は比較的容易に実現可能である。ここで、エリア毎にＬＥＤのオン・オフを制御するため、特許文献２に開示されるように、１つのＬＥＤチェーンに対して定電流源とスイッチを直列接続し、スイッチのオン・オフにより、定電流をＬＥＤチェーンに流し、ＬＥＤを点灯、消灯する。   In a backlight in which LEDs are arranged in a grid pattern, the area dimming technique described in Patent Document 1 can be realized relatively easily. Here, in order to control the on / off of the LED for each area, as disclosed in Patent Document 2, a constant current source and a switch are connected in series to one LED chain, and by turning the switch on / off, A constant current is passed through the LED chain, and the LED is turned on and off.

ＬＥＤ素子の発光効率が低い段階では、１つのＬＥＤチェーンには複数個のＬＥＤが直列接続され、複数個のＬＥＤで１つの分割エリアに対するエリア調光を実現していた。ここで、１つのＬＥＤチェーンが消費する消費電力は、流れる電流値を、直列接続された各ＬＥＤの電圧降下、及び定電流源とスイッチ分の電圧降下の和に乗じた値となる。従って、直列接続されたＬＥＤの電圧降下の総和が、定電流源とスイッチの電圧降下に対して十分に大きい場合、１つのＬＥＤチェーンの電力は各ＬＥＤが消費する電力の総和に近似され、定電流源とスイッチの電力を無視可能な値となるため、システム全体では、ＬＥＤ発光に主とする電力を供給可能であるため、高い電力効率を有すると言える。   At a stage where the luminous efficiency of the LED element is low, a plurality of LEDs are connected in series to one LED chain, and area dimming for one divided area is realized by the plurality of LEDs. Here, the power consumption consumed by one LED chain is a value obtained by multiplying the value of the flowing current by the sum of the voltage drop of each LED connected in series and the voltage drop of the constant current source and the switch. Therefore, when the sum of the voltage drops of the LEDs connected in series is sufficiently larger than the voltage drop of the constant current source and the switch, the power of one LED chain is approximated to the sum of the power consumed by each LED. Since the power of the current source and the switch becomes a negligible value, it can be said that the entire system can supply power mainly for LED light emission, and thus has high power efficiency.

ここで、将来的にＬＥＤの発光効率が改善された場合、１つのＬＥＤチェーンに対して直列接続されるＬＥＤの個数が少なくなることは明白である。この場合、システム全体の消費電力に対し、定電流源とスイッチが消費する電力の割合が大きくなり、電力効率も低下する。   Here, when the luminous efficiency of the LED is improved in the future, it is obvious that the number of LEDs connected in series with respect to one LED chain is reduced. In this case, the ratio of the power consumed by the constant current source and the switch to the power consumption of the entire system increases, and the power efficiency also decreases.

従って、エリア数が増え、１エリアあたりのＬＥＤ数が減った場合においても、１つのＬＥＤチェーンに直列接続するＬＥＤ数を増やすことができれば、高い電力効率を維持することができる。この実現手段の一つとして、特許文献３に記載のように、各ＬＥＤに並列にスイッチ用トランジスタを設け、それぞれ制御することで、ＬＥＤ直列接続数を高く維持したまま、エリア数を増やすことが出来、電力効率を高く維持できる。しかしながら、トランジスタによる電圧降下値とＬＥＤの電圧降下値は異なる。この差分は、定電流源の発熱となり、無駄な電力を消費する。   Therefore, even when the number of areas increases and the number of LEDs per area decreases, if the number of LEDs connected in series to one LED chain can be increased, high power efficiency can be maintained. As one of means for realizing this, as described in Patent Document 3, a switch transistor is provided in parallel with each LED, and by controlling each LED, the number of areas can be increased while maintaining a high number of LED series connections. It is possible to maintain high power efficiency. However, the voltage drop value due to the transistor is different from the voltage drop value of the LED. This difference becomes heat generation of the constant current source, and wasteful power is consumed.

また、ＬＥＤを用いたバックライトの場合、可能な限り、バックライトモジュール基板の凹凸をなくすことで、光学部材を均一平面に配置することが可能で、輝度の拡散にばらつきが生じない。ここで、特許文献３記載の方法では、バックライトモジュール上にＬＥＤとトランジスタ、及び抵抗素子を配置する必要がある。従って、部品高のあるトランジスタや抵抗素子をバックライト基板の上部に配置した場合、バックライトモジュール基板に凹凸が生じ、輝度拡散のばらつきが生じてしまう。また、発熱量の大きなＬＥＤの近辺に、トランジスタや抵抗素子を配置する必要があり、発熱に関して、より許容値の大きな素子を使用しなければならない。   In the case of a backlight using LEDs, the optical member can be arranged on a uniform plane by eliminating the unevenness of the backlight module substrate as much as possible, and there is no variation in luminance diffusion. Here, in the method described in Patent Document 3, it is necessary to dispose an LED, a transistor, and a resistance element on the backlight module. Therefore, when a transistor or a resistive element having a high part is disposed on the upper part of the backlight substrate, the backlight module substrate is uneven, resulting in variations in luminance diffusion. In addition, it is necessary to dispose a transistor and a resistance element in the vicinity of the LED that generates a large amount of heat, and it is necessary to use an element having a larger allowable value for heat generation.

本発明は前記課題を解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、最適な駆動電圧値をＬＥＤチェーンに対して供給可能とし、駆動回路における電力効率を高めることが可能なバックライト装置及び表示装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optimal drive voltage value to an LED chain and to improve power efficiency in the drive circuit. And providing a display device.

本発明の他の目的は、駆動回路の回路規模を小さく抑えることが可能なバックライト装置及び表示装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a backlight device and a display device capable of reducing the circuit scale of a drive circuit.

本発明のその他の目的は、接続されたＬＥＤ光源が短絡や断線などの異常状態を検知することが可能なバックライト装置及び表示装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a backlight device and a display device in which a connected LED light source can detect an abnormal state such as a short circuit or disconnection.

（１）前記課題を解決すべく、直列接続された複数の発光素子からなる２以上の発光素子チェーンを有し前記発光素子チェーン毎に前記発光素子を駆動するバックライト装置であって、前記発光素子チェーン毎に配置され、少なくとも１つ以上の発光素子と並列に接続されるスイッチ素子と、前記スイッチ素子のＯＮ−ＯＦＦをパルス幅制御するスイッチ制御手段と、前記発光素子チェーンの一端に接続され、前記スイッチ制御手段の出力に応じて前記発光素子に供給する電圧値を可変して供給する電源供給手段と、前記発光素子チェーンの他端に接続され、該発光素子を駆動する電流をパルス幅制御するＰＷＭ制御手段とを備えるバックライト装置である。   (1) In order to solve the above-mentioned problem, the backlight device has two or more light-emitting element chains composed of a plurality of light-emitting elements connected in series, and drives the light-emitting elements for each light-emitting element chain. Switch elements arranged for each element chain and connected in parallel to at least one light emitting element, switch control means for controlling the pulse width of ON / OFF of the switch element, and one end of the light emitting element chain A power supply means for variably supplying a voltage value to be supplied to the light emitting element in accordance with an output of the switch control means, and a current connected to the other end of the light emitting element chain to drive the light emitting element with a pulse width And a PWM control means for controlling the backlight device.

（２）前記課題を解決すべく、光の透過量を制御する複数の画素が配列された表示パネルと、（１）に記載のバックライト装置とを備える表示装置である。   (2) In order to solve the above-described problem, the display device includes a display panel in which a plurality of pixels that control the amount of transmitted light are arranged, and the backlight device according to (1).

本発明によれば、最適な駆動電圧値をＬＥＤチェーンに対して供給可能とし、駆動回路における電力効率を高めることができる。また、バックライトの駆動回路の回路規模を小さく抑えることができる。さらには、接続されたＬＥＤ光源が短絡や断線などの異常状態を検知することができる。   According to the present invention, an optimum drive voltage value can be supplied to the LED chain, and the power efficiency in the drive circuit can be improved. Further, the circuit scale of the backlight driving circuit can be reduced. Furthermore, the connected LED light source can detect an abnormal state such as a short circuit or disconnection.

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。   Other effects of the present invention will become apparent from the description of the entire specification.

本発明の実施形態１の表示装置の概略構成を説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating schematic structure of the display apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１の表示装置におけるバックライト装置のフレームと複数の光源とバックライト制御部との概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the flame | frame of the backlight apparatus in the display apparatus of Embodiment 1 of this invention, a some light source, and a backlight control part. 本発明の実施形態１の表示装置における各ＬＥＤチェーンの詳細構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detailed structure of each LED chain in the display apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１の表示装置におけるＬＥＤ駆動部の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the LED drive part in the display apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２の表示装置における各ＬＥＤチェーンの詳細構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detailed structure of each LED chain in the display apparatus of Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. However, in the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted.

〈実施形態１〉
〈全体構成〉
図１は本発明の実施形態１の表示装置の概略構成を説明するための分解斜視図であり、実施形態１の表示装置の構成部材を説明するために各部材を分離して図示したものである。実際の実施形態１の表示装置は、図持するこれらの部材を組み立てた構造となる。 <Embodiment 1>
<overall structure>
FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a schematic configuration of the display device according to the first embodiment of the present invention. In order to explain the constituent members of the display device according to the first embodiment, each member is illustrated separately. is there. The actual display device of Embodiment 1 has a structure in which these members are assembled.

表示装置は、例えばテレビ受像機などのディスプレイ装置であり、各種の映像データを入力として受け付け、表示する機能を備える液晶表示装置に代表されるものである。   The display device is a display device such as a television receiver, for example, and is typified by a liquid crystal display device having a function of receiving and displaying various video data as input.

表示装置は、大きく３つの構成要素で構成され、バックライトモジュール１００、表示パネル１０５並びにバックライトモジュール１００と表示パネル１０５を制御するバックライト制御部１０６から構成する。なお、バックライト制御部１０６は表示パネル１０５に関しても制御を行うが、本発明では、主としてバックライトモジュール１００の制御について言及するため、バックライト制御部１０６として説明する。   The display device is mainly composed of three components, and includes a backlight module 100, a display panel 105, and a backlight control unit 106 that controls the backlight module 100 and the display panel 105. Note that the backlight control unit 106 also controls the display panel 105, but in the present invention, the backlight control unit 106 will be described in order to mainly refer to the control of the backlight module 100.

表示パネル１０５は、例えば液晶表示パネルであり、複数の液晶素子を画素（表示単位）としてマトリクス状に配列し、制御部１０６から供給される液晶パネル制御信号１０８に従い、画素毎に個別に透過率を制御できる構成とする。   The display panel 105 is, for example, a liquid crystal display panel, in which a plurality of liquid crystal elements are arranged in a matrix as pixels (display units), and each pixel has a transmittance according to a liquid crystal panel control signal 108 supplied from the control unit 106. It is set as the structure which can control.

バックライトモジュール１００は、表示パネル１０５を照明する役割を持ち、複数の光源（発光素子）１０１、フレーム１０２、光学部材１０４などから構成する。バックライトモジュール１００は、バックライト制御部１０６から入力されるバックライト制御信号であるＬＥＤチェーン１０７により制御される。実施形態１では光源１０１として、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた場合について説明するが、ＬＥＤに限定されるものではなく、有機ＥＬ素子等の他の発光素子でもよい。光源１０１はフレーム１０２上に、適度な間隔にて配置する。光学部材１０４は、例えば光源１０１から照射された光の強度を均等化するための拡散シートや、光の取り出し効率を改善するための輝度上昇フィルム等の光学部材である。また、表示パネル１０５は、バックライト制御部１０６が生成する表示データ１０８に基づいた画像表示を行う。   The backlight module 100 has a role of illuminating the display panel 105 and includes a plurality of light sources (light emitting elements) 101, a frame 102, an optical member 104, and the like. The backlight module 100 is controlled by an LED chain 107 that is a backlight control signal input from the backlight control unit 106. In the first embodiment, for example, a light emitting diode (LED) is used as the light source 101. However, the light source 101 is not limited to the LED, and may be another light emitting element such as an organic EL element. The light sources 101 are arranged on the frame 102 at appropriate intervals. The optical member 104 is an optical member such as a diffusion sheet for equalizing the intensity of light emitted from the light source 101 or a brightness enhancement film for improving light extraction efficiency. Further, the display panel 105 performs image display based on the display data 108 generated by the backlight control unit 106.

また、本願発明を適用した実施形態１の表示装置の構成に従えば、光学部材１０４はフレーム１０２の上部に配置され、光源１０１が配置される箇所には、光学部材が存在しないことが望ましい。更に、フレーム１０２上に光源１０１以外の部品が配置された場合、光学部材１０４は、平面的に均一に配置することは困難であるため、フレーム１０２上には、光源１０１以外の部品を配置しないことが望ましい。   Further, according to the configuration of the display device according to the first embodiment to which the present invention is applied, it is desirable that the optical member 104 is arranged on the upper portion of the frame 102 and no optical member is present at the place where the light source 101 is arranged. Further, when components other than the light source 101 are arranged on the frame 102, it is difficult to arrange the optical member 104 uniformly in a plane. Therefore, no components other than the light source 101 are arranged on the frame 102. It is desirable.

さらには、本願発明を適用した実施形態１の表示装置においては、バックライトモジュール１００から照射された光のうち、表示パネル１０５の各画素を透過した透過光の集合が、最終的な表示装置の表示映像となる。すなわち、表示装置の各画素の最終的な表示輝度は、表示パネルの各画素の透過率と、画素に対応するバックライトの領域の輝度（照射光の強度）とを乗算したものとなる。   Furthermore, in the display device according to the first embodiment to which the present invention is applied, a set of transmitted light that has passed through each pixel of the display panel 105 out of the light emitted from the backlight module 100 is the final display device. Display video. That is, the final display brightness of each pixel of the display device is obtained by multiplying the transmittance of each pixel of the display panel by the brightness of the backlight region (irradiation light intensity) corresponding to the pixel.

〈バックライト構成〉
図２は本発明の実施形態１の表示装置におけるバックライト装置のフレームと複数の光源とバックライト制御部との概略構成を説明するための図である。なお、図２に示す表示装置では、エリア調光とスキャンバックライト調光を実現するために、画面を図２中の縦横それぞれ８分割した合計６４分割エリアで構成する場合について説明する。このとき、図２から明らかなように、４個のＬＥＤで１つのＬＥＤチェーンを構成され、各ＬＥＤが１つの分割エリアを担当する構成となっている。ただし、画面の分割数は６４分割エリアに限定されることはなく、他の分割数でもよい。また、１つのＬＥＤチェーンの光源数は４個に限定されることはない。以下の説明では、前述するように光源１０１として、発光ダイオード(ＬＥＤ)を用いた場合について説明する。 <Backlight configuration>
FIG. 2 is a diagram for explaining a schematic configuration of a frame, a plurality of light sources, and a backlight control unit of the backlight device in the display device according to the first embodiment of the present invention. In the display device shown in FIG. 2, a case will be described in which the screen is configured with a total of 64 divided areas obtained by dividing each screen vertically and horizontally in FIG. 2 in order to realize area light control and scan backlight light control. At this time, as apparent from FIG. 2, one LED chain is formed by four LEDs, and each LED is in charge of one divided area. However, the number of screen divisions is not limited to 64 division areas, and may be other division numbers. Further, the number of light sources in one LED chain is not limited to four. In the following description, a case where a light emitting diode (LED) is used as the light source 101 as described above will be described.

１つのＬＥＤチェーンエリア１１０には、複数のＬＥＤ光源１０１が配置され、本説明では、４つのＬＥＤ光源１０１を配置し、ＬＥＤチェーン（発光素子チェーン）１０７に直列接続する。ＬＥＤチェーン１０７内の各ＬＥＤ光源１０１は、それぞれ、１つの分割エリアを担当する。すなわち、１つのＬＥＤチェーンエリア１１０は４つの分割エリアで構成する。   A plurality of LED light sources 101 are arranged in one LED chain area 110, and in this description, four LED light sources 101 are arranged and connected in series to an LED chain (light emitting element chain) 107. Each LED light source 101 in the LED chain 107 is responsible for one divided area. That is, one LED chain area 110 is composed of four divided areas.

ＬＥＤチェーン１０７は、ＬＥＤ光源１０１のアノード側であるアノード信号１０７ａと、ＬＥＤ光源１０１のカソード側であるカソード信号１０７ｂに接続する。各アノード信号１０７ａから電流を供給し、ＬＥＤ光源１０１を経由して、カソード信号１０７ｂに電流が流れる。   The LED chain 107 is connected to an anode signal 107 a that is the anode side of the LED light source 101 and a cathode signal 107 b that is the cathode side of the LED light source 101. A current is supplied from each anode signal 107 a, and a current flows to the cathode signal 107 b via the LED light source 101.

電流は、制御部１０８内に配置される複数のＬＥＤ駆動部１０９が供給し、ＬＥＤチェーン１０７を経由して、ＬＥＤ駆動部１０９に帰還する。   The current is supplied by a plurality of LED driving units 109 arranged in the control unit 108, and returns to the LED driving unit 109 via the LED chain 107.

すなわち、実施形態１のバックライト装置では、図２中の縦方向及び横方向にそれぞれ４分割される合計１６分割のＬＥＤチェーンエリア１１０を４つのＬＥＤ駆動部１０９で駆動する構成となっている。このとき、本実施形態１のバックライト装置では、ＬＥＤ駆動部１０９が１つのＬＥＤチェーン１０７を構成する４つのＬＥＤ光源１０１の点消灯をそれぞれ別々に制御するトランジスタを備える構成となっている。なお、同一のＬＥＤチェーン１０７内における各ＬＥＤ光源１０１の制御については、後述する。   That is, the backlight device according to the first embodiment is configured to drive the LED chain area 110 having a total of 16 divisions divided into 4 parts in the vertical direction and the horizontal direction in FIG. At this time, in the backlight device according to the first embodiment, the LED drive unit 109 includes transistors that individually control turning on and off of the four LED light sources 101 that form one LED chain 107. Control of each LED light source 101 in the same LED chain 107 will be described later.

また、実施形態１の１０６は４つのＬＥＤ駆動部１０９の出力を、順次各ＬＥＤチェーンエリア１１０内のＬＥＤチェーン１０１に接続するための図示しない選択回路を備える構成となっている。該選択回路が各ＬＥＤチェーン１０１とＬＥＤ駆動部１０９との接続を切り替えることによって、４つのＬＥＤ駆動部１０９で１６個のＬＥＤチェーンエリア１１０内にそれぞれ配置されるＬＥＤチェーン１０１を駆動することが可能となる。   The first embodiment 106 includes a selection circuit (not shown) for sequentially connecting the outputs of the four LED driving units 109 to the LED chains 101 in each LED chain area 110. The selection circuit switches the connection between each LED chain 101 and the LED driving unit 109, so that the four LED driving units 109 can drive the LED chains 101 arranged in the 16 LED chain areas 110, respectively. It becomes.

〈ＬＥＤチェーンの詳細構成〉
図３は本発明の実施形態１の表示装置における各ＬＥＤチェーンの詳細構成を説明するための図であり、特に、実施形態１のＬＥＤチェーンエリア１１０とＬＥＤ駆動部１０９の接続状態、及び各ＬＥＤチェーン１０７の形態を示した図である。 <Detailed configuration of LED chain>
FIG. 3 is a diagram for explaining a detailed configuration of each LED chain in the display device according to the first embodiment of the present invention. In particular, the connection state between the LED chain area 110 and the LED driving unit 109 according to the first embodiment, and each LED. It is the figure which showed the form of the chain 107. FIG.

ＬＥＤチェーンエリア１１０内には、４つのＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが直列に接続され、それぞれのＬＥＤが分割エリアとして制御され、ＬＤＥチェーン１０７のうち、アノード信号１０７ａがＬＥＤ光源１０１ａのアノード端子に接続され、カソード信号１０７ｂがＬＥＤ光源１０１ｄのカソード側に接続され、ＬＥＤ駆動部１０９に接続される。更に、ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃのカソードが、それぞれ、カソード信号１１１、１１２、１１３として、ＬＥＤ駆動部１０９に接続される。   In the LED chain area 110, four LED light sources 101a, 101b, 101c, and 101d are connected in series, and each LED is controlled as a divided area. In the LDE chain 107, the anode signal 107a is the anode of the LED light source 101a. The cathode signal 107 b is connected to the cathode side of the LED light source 101 d and connected to the LED driving unit 109. Further, the cathodes of the LED light sources 101a, 101b, and 101c are connected to the LED driving unit 109 as cathode signals 111, 112, and 113, respectively.

実施形態１の構成によれば、各ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄのアノードとカソードがＬＥＤ駆動部１０９に接続される。   According to the configuration of the first embodiment, the anodes and cathodes of the LED light sources 101a, 101b, 101c, and 101d are connected to the LED driving unit 109.

次にＬＥＤ駆動部１０９について説明する。アノード信号１０７ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ（電源供給手段）１１８から供給される電圧源に接続される。また、カソード信号１０７ｂは、電流源ＦＥＴ１２１のドレイン端子に接続され、電流源ＦＥＴ１２１のソース端子は０ボルトＧＮＤに接地される。電流源ＦＥＴ１２１のゲート端子には、主ＰＷＭ生成部（ＰＷＭ制御手段）１２０が生成する主ＰＷＭ制御信号１２６に接続され、ＬＥＤチェーン１０７全体のＯＮ−ＯＦＦを制御する。ただし、ＰＷＭとは、パルス幅変調であり、パルスの幅によって、制御する方式である。本ＰＷＭ制御により、ＬＥＤチェーン１０７に電流を流すか、流さないかを指定し、ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの点灯と消灯を制御する。なお、電流源ＦＥＴ１２１のゲート端子に対する供給電圧を制御することで、ＬＥＤチェーン１０７に流れる電流量を調整できる。従って、ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄの特性と、トランジスタ１１４〜１１７の特性とを予め計測しておき、該計測値に基づいて、主制御部１２２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１８と主ＰＷＭ生成部１２０とを制御し、ＬＥＤチェーン１０７に流す電流量の調整とＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から供給する電圧とを、最適な電流量と供給電圧値を最適に保つことが可能となる。なお、予め設定された特性に適合するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄとトランジスタ１１４〜１１７とを選択するような構成でもよい。   Next, the LED driving unit 109 will be described. The anode signal 107 a is connected to a voltage source supplied from a DC-DC converter (power supply means) 118. The cathode signal 107b is connected to the drain terminal of the current source FET 121, and the source terminal of the current source FET 121 is grounded to 0 volt GND. The gate terminal of the current source FET 121 is connected to the main PWM control signal 126 generated by the main PWM generation unit (PWM control means) 120, and controls the ON / OFF of the entire LED chain 107. However, PWM is pulse width modulation and is a method of controlling according to the pulse width. With this PWM control, it is specified whether or not to pass current through the LED chain 107, and the lighting and extinguishing of the LED light sources 101a, 101b, 101c, and 101d are controlled. Note that the amount of current flowing through the LED chain 107 can be adjusted by controlling the supply voltage to the gate terminal of the current source FET 121. Accordingly, the characteristics of the LED light sources 101a to 101d and the characteristics of the transistors 114 to 117 are measured in advance, and based on the measured values, the main controller 122 causes the DC-DC converter 118 and the main PWM generator 120 to It is possible to control and adjust the amount of current flowing through the LED chain 107 and the voltage supplied from the DC-DC converter 118 to keep the optimum current amount and supply voltage value optimal. In addition, the structure which selects LED light sources 101a-101d and transistors 114-117 suitable for the preset characteristic may be sufficient.

また、各ＬＥＤ光源のアノードとカソード間に、スイッチ（スイッチ素子）を構成するトランジスタ１１４、１１５、１１６、１１７のコレクタ端子とエミッタ端子が接続される。各トランジスタのベース端子には、スイッチを構成するトランジスタのＯＮ−ＯＦＦを制御するための副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０が接続される。副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０は、副ＰＷＤ生成部（スイッチ制御手段）１１９が供給する。例えば、トランジスタ１１４をＯＮする場合、副ＰＷＭ制御信号１２７が供給され、この時、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から流れる電流は、トランジスタ１１４を経由して、カソード信号１１１として、ＬＥＤ光源１０１ｂのアノード端子に供給され、結果、ＬＥＤ光源１０１ａには微小の電流しか流れず、結果、ＬＥＤ光源１０１ａの点灯はほぼ抑制される。逆に、トランジスタ１１４をＯＦＦする場合、副ＰＷＭ制御信号１２７をＯＦＦとすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から流れる電流は、ＬＥＤ光源１０１ａのアノード端子に供給され、カソード端子から、次段ＬＥＤ光源１０１ｂのアノード端子に出力される。この時、ＬＥＤ光源１０１ａには電流が流れ、点灯する。同様に、副ＰＷＭ制御信号１２８、１２９、１３０を制御し、スイッチを構成するトランジスタ１１５、１１６、１１７のＯＮ−ＯＦＦを制御することで、ＬＥＤ光源１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの点灯と消灯を制御可能である。なお、実施形態１ではスイッチとしてトランジスタ１１４〜１１７を用いた場合について説明したが、スイッチとしてはＦＥＴ等の他のスイッチング素子等であってもよい。   In addition, collector terminals and emitter terminals of transistors 114, 115, 116, and 117 constituting a switch (switch element) are connected between the anode and the cathode of each LED light source. Sub-PWM control signals 127, 128, 129, and 130 for controlling ON / OFF of the transistors constituting the switches are connected to the base terminals of the transistors. The sub PWM control signals 127, 128, 129, and 130 are supplied by the sub PWD generation unit (switch control means) 119. For example, when the transistor 114 is turned on, the sub PWM control signal 127 is supplied. At this time, the current flowing from the DC-DC converter 118 passes through the transistor 114 as the cathode signal 111 to the anode terminal of the LED light source 101b. As a result, only a very small current flows through the LED light source 101a, and as a result, the lighting of the LED light source 101a is substantially suppressed. Conversely, when the transistor 114 is turned off, the sub-PWM control signal 127 is turned off, whereby the current flowing from the DC-DC converter 118 is supplied to the anode terminal of the LED light source 101a, and the next stage LED light source is fed from the cathode terminal. 101b is output to the anode terminal. At this time, a current flows through the LED light source 101a and the LED light source 101a is turned on. Similarly, the on / off of the LED light sources 101b, 101c, and 101d can be controlled by controlling the sub PWM control signals 128, 129, and 130 and controlling the ON / OFF of the transistors 115, 116, and 117 that constitute the switch. It is. In the first embodiment, the case where the transistors 114 to 117 are used as the switches has been described. However, the switches may be other switching elements such as FETs.

なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８と、主ＰＷＭ生成部１２０と、副ＰＷＤ生成部１１９のタイミング制御は、主制御部１２２が一括して取り扱い、各制御信号１２３、１２４、１２５として出力する。   Note that timing control of the DC-DC converter 118, the main PWM generation unit 120, and the sub PWD generation unit 119 is handled collectively by the main control unit 122 and output as the control signals 123, 124, and 125.

すなわち、実施形態１のバックライト装置では、表示パネル１０５の表示領域を画面の縦方向及び横方向にそれぞれ４分割した１６個の領域（ＬＥＤチェーンエリア１１０）に分割し、該１６の領域のそれぞれに１つのＬＥＤチェーン１０７を配置する構成としている。一方、制御部１０６においては、４つのＬＥＤ駆動部１０９を用いて１６個のＬＥＤチェーン１０７をそれぞれ時分割で駆動することによって、ＬＥＤ駆動部１０９を形成する電流源ＦＥＴ１２１における電力消費を抑える構成としている。さらには、実施形態１では、各ＬＥＤチェーン１０７を形成するＬＥＤ光源１０１の点消灯を制御するトランジスタ１１４〜１１７をＬＥＤ制御部１０９内にＬＥＤ光源１０１と同数個設ける構成としている。この構成により、各ＬＥＤ光源１０１の点消灯を独立して制御することが可能となるので、１つのＬＥＤ光源１０１で１つの分割エリアのバックライト照明を行うことが可能となる。このとき、実施形態１のＬＥＤ駆動部１０９では、主制御１２２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から供給される電圧及び電流を監視することによって、ＬＥＤ光源１０１の点灯に必要となる電力供給量を制御する構成となっている。   That is, in the backlight device of the first embodiment, the display area of the display panel 105 is divided into 16 areas (LED chain areas 110) that are divided into 4 parts in the vertical and horizontal directions of the screen, respectively. The one LED chain 107 is arranged in each. On the other hand, the control unit 106 is configured to suppress power consumption in the current source FET 121 forming the LED drive unit 109 by driving each of the 16 LED chains 107 in a time division manner using the four LED drive units 109. Yes. Furthermore, in the first embodiment, the same number of transistors 114 to 117 that control turning on / off of the LED light sources 101 forming the LED chains 107 are provided in the LED control unit 109 as the LED light sources 101. With this configuration, it is possible to independently control the turning on / off of each LED light source 101, so that one LED light source 101 can perform backlight illumination of one divided area. At this time, in the LED drive unit 109 of the first embodiment, the main control 122 monitors the voltage and current supplied from the DC-DC converter 118, thereby controlling the power supply amount necessary for lighting the LED light source 101. It has a configuration.

次に、図４に本発明の実施形態１の表示装置におけるＬＥＤ駆動部の動作を説明するためのタイミングチャートを示し、以下、図４に基づいて実施形態１のバックライト装置の動作を説明する。ただし、図４では、主ＰＷＭ制御信号１２６と、副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１８の出力であるアノード信号１０７ａのタイミングを示している。また、４つのＬＥＤ駆動部１０９のそれぞれの動作は同様の動作となるので、以下の説明では、１つのＬＥＤ駆動部１０９の動作について詳細に説明する。   Next, FIG. 4 shows a timing chart for explaining the operation of the LED drive unit in the display device of Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, the operation of the backlight device of Embodiment 1 will be explained based on FIG. . However, FIG. 4 shows the timing of the main PWM control signal 126, the sub PWM control signals 127, 128, 129, and 130 and the anode signal 107a that is the output of the DC-DC converter 118. In addition, since the respective operations of the four LED driving units 109 are the same, the following description will explain the operation of one LED driving unit 109 in detail.

主ＰＷＭ制御信号１２６は、ＬＥＤチェーン１０７全体をＯＮ−ＯＦＦする信号であり、各副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０のいずれかが少なくともＯＦＦである場合、確実にＯＮとなるタイミングで出力する。   The main PWM control signal 126 is a signal for turning the entire LED chain 107 on and off. When any of the sub PWM control signals 127, 128, 129, and 130 is at least OFF, the main PWM control signal 126 is output at a timing when it is surely turned on. To do.

副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０は、実施形態１の最良となる場合を説明するため、それぞれ、主ＰＷＭ制御信号１２６の４分の１期間毎にＯＮ−ＯＦＦが切り替わるタイミングとして説明する。   The sub PWM control signals 127, 128, 129, and 130 will be described as timings at which ON-OFF is switched every quarter period of the main PWM control signal 126 in order to explain the best case of the first embodiment. .

まず、時刻ｔ１〜ｔ２の期間Ａで示す最初の４分の１期間では、全ての副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９、１３０がＯＦＦであり、全トランジスタ１１４、１１５、１１６、１１７はＯＦＦとなり、この時、カソード信号１０７ａは全てのＬＥＤ光源に同一に流れ、全ＬＥＤ光源は点灯する。この時、カソード信号１０７ａはＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが消費する電圧効果値（Ｖ６−Ｖ１）と、電流源ＦＥＴ１２１が消費する電圧効果（電圧Ｖ１）の和の値である電圧Ｖ６とを電圧値として供給する。   First, in the first quarter period indicated by period A from time t1 to t2, all the sub PWM control signals 127, 128, 129, and 130 are OFF, and all the transistors 114, 115, 116, and 117 are OFF. At this time, the cathode signal 107a flows in the same way to all the LED light sources, and all the LED light sources are turned on. At this time, the cathode signal 107a is a voltage V6 that is the sum of the voltage effect value (V6-V1) consumed by the LED light sources 101a, 101b, 101c, 101d and the voltage effect (voltage V1) consumed by the current source FET 121. Is supplied as a voltage value.

すなわち、時刻ｔ１〜ｔ２の期間Ａでは、主制御部１２２からの制御信号１２３に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８からカソード信号として出力電圧Ｖ６が出力される。このとき、主制御部１２２からの制御信号１２５に基づいて、主ＰＷＭ生成部１２０からは主ＰＷＭ信号１２６のＯＮ信号が出力される。このＯＮ信号により電流源ＦＥＴ１２１がＯＮとなる。ここで、期間Ａでは、主制御部１２２からの制御信号１２４に基づいて、副ＰＷＭ生成部１１９がトランジスタ１１４〜１１７のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２７〜１３０として、トランジスタ１１４〜１１７をＯＦＦ状態とさせる制御信号を出力する。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から出力される電圧Ｖ６はカソード信号１０７ａとして、図３中の最も左側のＬＥＤ光源１０１ａのカソード端子に印可され、各ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄには電流源ＴＦＴ１２１で制御された電流が流れる。   That is, in the period A from time t <b> 1 to t <b> 2, the output voltage V <b> 6 is output as a cathode signal from the DC-DC converter 118 based on the control signal 123 from the main control unit 122. At this time, an ON signal of the main PWM signal 126 is output from the main PWM generation unit 120 based on the control signal 125 from the main control unit 122. The current source FET 121 is turned ON by this ON signal. Here, in the period A, based on the control signal 124 from the main control unit 122, the sub PWM generation unit 119 sets the transistors 114 to 117 as the sub PWM signals 127 to 130 supplied to the base terminals of the transistors 114 to 117. A control signal for turning off is output. As a result, the voltage V6 output from the DC-DC converter 118 is applied to the cathode terminal of the leftmost LED light source 101a in FIG. 3 as the cathode signal 107a, and each LED light source 101a to 101d is controlled by the current source TFT 121. Current flows.

次の時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｂで示す４分の１期間では、トランジスタ１１４をＯＦＦするため、副ＰＷＭ制御信号１２７をＯＮとする。この時、カソード信号１０７ａの電圧値は、ＬＥＤ光源１０１ａが消費する電圧効果分の代わりに、トランジスタ１１４が消費する電圧降下分とする。この電圧降下分は、一般的にトランジスタの閾値電圧程度であり、ＬＥＤ光源１０１ａの電圧降下に対して十分に小さいため、総供給電圧値Ｖ５は期間Ａの総供給電圧値Ｖ６に対し小さくなる。   In the next quarter period indicated by period B from time t2 to time t3, the sub-PWM control signal 127 is turned on in order to turn off the transistor 114. At this time, the voltage value of the cathode signal 107a is set to the voltage drop consumed by the transistor 114 instead of the voltage effect consumed by the LED light source 101a. This voltage drop is generally about the threshold voltage of the transistor, and is sufficiently small with respect to the voltage drop of the LED light source 101a. Therefore, the total supply voltage value V5 is smaller than the total supply voltage value V6 of period A.

すなわち、時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｂでは、主制御部１２２からの制御信号１２３に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８からカソード信号として出力電圧Ｖ５が出力される。このときも主ＰＷＭ生成部１２０からは主ＰＷＭ信号１２６のＯＮ信号が出力され、電流源ＦＥＴ１２１がＯＮとなる。ここで、期間Ｂでは、主制御部１２２からの制御信号１２４に基づいて、副ＰＷＭ生成部１１９がトランジスタ１１４のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２７として、トランジスタ１１４をＯＮ状態とさせる制御信号を出力する。また、副ＰＷＭ生成部１１９はトランジスタ１１５〜１１７のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２８〜１３０として、トランジスタ１１５〜１１７をＯＦＦ状態とさせる制御信号を出力する。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から出力される電圧Ｖ５はトランジスタ１１４を介して、図３中の左側から２番目のＬＥＤ光源１０１ｂのカソード端子に印可され、トランジスタ１１４とＬＥＤ光源１０１ｂ〜１０１ｄには電流源ＴＦＴ１２１で制御された電流が流れる。その結果、ＬＥＤ光源１０１ａのみが消灯し、他のＬＥＤ光源１０１ｂ〜１０１ｄが点灯した状態となる。   That is, in the period B from time t2 to t3, the output voltage V5 is output as a cathode signal from the DC-DC converter 118 based on the control signal 123 from the main control unit 122. Also at this time, the main PWM generation unit 120 outputs the ON signal of the main PWM signal 126, and the current source FET 121 is turned ON. Here, in period B, based on the control signal 124 from the main control unit 122, the sub PWM generation unit 119 is a control signal that turns on the transistor 114 as the sub PWM signal 127 supplied to the base terminal of the transistor 114. Is output. The sub PWM generation unit 119 outputs a control signal for turning off the transistors 115 to 117 as the sub PWM signals 128 to 130 supplied to the base terminals of the transistors 115 to 117. Here, the voltage V5 output from the DC-DC converter 118 is applied to the cathode terminal of the second LED light source 101b from the left side in FIG. 3 via the transistor 114, and the transistor 114 and the LED light sources 101b to 101d have A current controlled by the current source TFT 121 flows. As a result, only the LED light source 101a is turned off, and the other LED light sources 101b to 101d are turned on.

時刻ｔ３〜ｔ４の期間Ｃで示す４分の１期間では、トランジスタ１１４、１１５をＯＦＦするため、副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８をＯＮとし、ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂの電圧降下の代わりにトランジスタ１１４、１１５の電圧降下分を考慮した電圧値Ｖ４を供給する。   In the quarter period indicated by period C from time t3 to t4, the transistors 114 and 115 are turned off, so that the sub PWM control signals 127 and 128 are turned on, and the transistors 114 and 115 are replaced with the voltage drops of the LED light sources 101a and 101b. A voltage value V4 considering the voltage drop of 115 is supplied.

すなわち、時刻ｔ３〜ｔ４の期間Ｃでは、主制御部１２２からの制御信号１２３に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８からカソード信号として出力電圧Ｖ４が出力される。このときも主ＰＷＭ生成部１２０からは主ＰＷＭ信号１２６のＯＮ信号が出力され、電流源ＦＥＴ１２１がＯＮとなる。ここで、期間Ｃでは、主制御部１２２からの制御信号１２４に基づいて、副ＰＷＭ生成部１１９がトランジスタ１１４、１１５のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２７、１２８として、トランジスタ１１４、１１５をＯＮ状態とさせる制御信号を出力する。また、副ＰＷＭ生成部１１９はトランジスタ１１６、１１７のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２９、１３０として、トランジスタ１１６、１１７をＯＦＦ状態とさせる制御信号を出力する。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から出力される電圧Ｖ４はトランジスタ１１４及びトランジスタ１１５を介して、図３中の左側から３番目のＬＥＤ光源１０１ｃのカソード端子に印可され、トランジスタ１１４、１１５とＬＥＤ光源１０１ｃ、１０１ｄには電流源ＴＦＴ１２１で制御された電流が流れる。その結果、ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂが消灯し、ＬＥＤ光源１０１ｃ、１０１ｄが点灯した状態となる。   That is, in the period C from time t3 to time t4, the output voltage V4 is output as a cathode signal from the DC-DC converter 118 based on the control signal 123 from the main control unit 122. Also at this time, the main PWM generation unit 120 outputs the ON signal of the main PWM signal 126, and the current source FET 121 is turned ON. Here, in period C, based on the control signal 124 from the main control unit 122, the sub PWM generation unit 119 sets the transistors 114 and 115 as the sub PWM signals 127 and 128 supplied to the base terminals of the transistors 114 and 115. A control signal for turning on is output. Further, the sub PWM generation unit 119 outputs a control signal for turning off the transistors 116 and 117 as the sub PWM signals 129 and 130 supplied to the base terminals of the transistors 116 and 117. Here, the voltage V4 output from the DC-DC converter 118 is applied to the cathode terminal of the third LED light source 101c from the left side in FIG. 3 via the transistor 114 and the transistor 115, and the transistors 114 and 115 and the LED light source. A current controlled by the current source TFT 121 flows through 101c and 101d. As a result, the LED light sources 101a and 101b are turned off, and the LED light sources 101c and 101d are turned on.

時刻ｔ４〜ｔ５の期間Ｄで示す４分の１期間では、トランジスタ１１４、１１５、１１６をＯＦＦするため、副ＰＷＭ制御信号１２７、１２８、１２９をＯＮとし、加えて、ＬＥＤ光源１０１ｃの電圧降下の代わりに、トランジスタ１１６の電圧降下を考慮した電圧値Ｖ３をカソード信号１０７ａとして供給する。   In the quarter period indicated by the period D from time t4 to t5, the sub-PWM control signals 127, 128, and 129 are turned on to turn off the transistors 114, 115, and 116. In addition, the voltage drop of the LED light source 101c is reduced. Instead, a voltage value V3 considering the voltage drop of the transistor 116 is supplied as the cathode signal 107a.

すなわち、時刻ｔ４〜ｔ５の期間Ｄでは、主制御部１２２からの制御信号１２３に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８からカソード信号として出力電圧Ｖ３が出力される。このときも主ＰＷＭ生成部１２０からは主ＰＷＭ信号１２６のＯＮ信号が出力され、電流源ＦＥＴ１２１がＯＮとなる。ここで、期間Ｄでは、主制御部１２２からの制御信号１２４に基づいて、副ＰＷＭ生成部１１９がトランジスタ１１４〜１１６のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１２７〜１２９として、トランジスタ１１４〜１１６をＯＮ状態とさせる制御信号を出力する。また、副ＰＷＭ生成部１１９はトランジスタ１１７のベース端子に供給される副ＰＷＭ信号１３０として、トランジスタ１１７をＯＦＦ状態とさせる制御信号を出力する。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から出力される電圧Ｖ３はトランジスタ１１４〜トランジスタ１１６を介して、図３中の最も右側のＬＥＤ光源１０１ｄのカソード端子に印可され、トランジスタ１１４〜１１６とＬＥＤ光源１０１ｄには電流源ＴＦＴ１２１で制御された電流が流れる。その結果、ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｃが消灯し、ＬＥＤ光源１０１ｄのみが点灯した状態となる。   That is, in the period D from time t4 to time t5, the output voltage V3 is output as a cathode signal from the DC-DC converter 118 based on the control signal 123 from the main control unit 122. Also at this time, the main PWM generation unit 120 outputs the ON signal of the main PWM signal 126, and the current source FET 121 is turned ON. Here, in period D, based on the control signal 124 from the main control unit 122, the sub PWM generation unit 119 sets the transistors 114 to 116 as the sub PWM signals 127 to 129 supplied to the base terminals of the transistors 114 to 116. A control signal for turning on is output. Further, the sub PWM generation unit 119 outputs a control signal for turning off the transistor 117 as the sub PWM signal 130 supplied to the base terminal of the transistor 117. Here, the voltage V3 output from the DC-DC converter 118 is applied to the cathode terminal of the rightmost LED light source 101d in FIG. 3 via the transistors 114 to 116, and applied to the transistors 114 to 116 and the LED light source 101d. , A current controlled by the current source TFT 121 flows. As a result, the LED light sources 101a to 101c are turned off, and only the LED light source 101d is turned on.

これらを加味したカソード信号１０７ａの電圧は電圧波形１３１となる。なお、前述の説明では、期間Ａ〜Ｄは同じ期間として説明したが、期間Ａ〜Ｄは異なる期間であってもよい。   The voltage of the cathode signal 107a taking these into consideration becomes a voltage waveform 131. In the above description, the periods A to D are described as the same period, but the periods A to D may be different periods.

以上説明したように、１つのＬＥＤ駆動部１０９で、１つのＬＥＤチェーンエリア１１０内に存在する４つのＬＥＤ光源１０１、すなわち４つの分割エリアを制御することが可能である。特に、１つのＬＥＤチェーン１０７にて、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ１１８と１つの電流源ＦＥＴ１２１で、複数のＬＥＤ光源のＯＮ−ＯＦＦを制御可能であり、１つの電流源ＦＥＴ１２１のみが、ＬＥＤ以外の余分な電力を消費するため、高い電力効率を得ることが出来る。更に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８が供給する電圧値を、トランジスタ１１４、１１５、１１６、１１７のＯＮ−ＯＦＦ制御からのフィードバック制御により、可変可能であり、高い電力効率を有するＬＥＤ駆動を実現する。   As described above, it is possible to control the four LED light sources 101 existing in one LED chain area 110, that is, four divided areas, with one LED driving unit 109. In particular, one LED chain 107 can control ON / OFF of a plurality of LED light sources with one DC-DC converter 118 and one current source FET 121, and only one current source FET 121 is other than the LED. Since extra power is consumed, high power efficiency can be obtained. Furthermore, the voltage value supplied by the DC-DC converter 118 can be varied by feedback control from ON / OFF control of the transistors 114, 115, 116, 117, and LED driving with high power efficiency is realized.

また、スイッチとして動作するトランジスタ１１４、１１５、１１６、１１７をＬＥＤ駆動部１０９内に配置することにより、１つの駆動ＩＣ内にデジタル回路を収めることが可能で、従来のＬＥＤと並列にトランジスタを配置する場合と比較し、部品数を削減できる。   In addition, by arranging the transistors 114, 115, 116, and 117 that operate as switches in the LED driving unit 109, it is possible to store a digital circuit in one driving IC, and the transistors are arranged in parallel with the conventional LED. The number of parts can be reduced as compared with the case of doing so.

（実施形態２）
図５は本発明の実施形態２の表示装置における各ＬＥＤチェーンの詳細構成を説明するための図であり、特に、実施形態２のＬＥＤ駆動部の構成、及び各ＬＥＤチェーンの形態を示した図である。ただし、実施形態２のＬＥＤ駆動部１４０は、電位差検知部１４１〜１４４、異常検出部１４７、及び主制御部１４６の構成を除く他の構成は、実施形態１のＬＥＤ駆動部と同様の構成である。従って、以下の説明では、電位差検知部１４１〜１４４、異常検出部１４７、及び主制御部１４６について詳細に説明する。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram for explaining the detailed configuration of each LED chain in the display device according to the second embodiment of the present invention. In particular, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the LED drive unit according to the second embodiment and the form of each LED chain. It is. However, the LED drive unit 140 of the second embodiment has the same configuration as the LED drive unit of the first embodiment except for the configurations of the potential difference detection units 141 to 144, the abnormality detection unit 147, and the main control unit 146. is there. Therefore, in the following description, the potential difference detection units 141 to 144, the abnormality detection unit 147, and the main control unit 146 will be described in detail.

図５から明らかなように、実施形態２のバックライト装置では、ＬＥＤ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと並列に、各ＬＥＤ光源間の電位差を検知する電位差検知部（電位差検知手段）１４１、１４２、１４３、１４４を有する構成となっている。各電位差検知部１４１〜１４４は、並列接続されるＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのアノード端子とカソード端子間の電位差をそれぞれ検知する構成となっている。電位差検知部１４１〜１４４で検知される電位差は、ＬＥＤ光源電圧降下値１４５を示す。   As is apparent from FIG. 5, in the backlight device of the second embodiment, potential difference detection units (potential difference detection means) 141 and 142 that detect a potential difference between the LED light sources in parallel with the LED light sources 101 a, 101 b, 101 c, and 101 d. , 143, 144. Each of the potential difference detection units 141 to 144 is configured to detect a potential difference between the anode terminal and the cathode terminal of the LED light sources 101a to 101d connected in parallel. The potential difference detected by the potential difference detection units 141 to 144 indicates the LED light source voltage drop value 145.

一方、ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄの電圧降下ばらつきは大きく、精密な選別を行わない限り、直列接続した複数のＬＥＤ光源間でも、ばらつきが大きくなる。例えば、直接接続されるＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄの場合であっても、１つのＬＥＤ光源１０１に印加される電圧のばらつきは、３〜３．５（Ｖ）程度となる。従って、実施形態２の電位差検知部１４１〜１４４で検知されるアノード信号１０７ａとカソード信号１０７ｂ間の電圧降下ばらつきは比較的大きいばらつきとなる。   On the other hand, the voltage drop variation of the LED light sources 101a to 101d is large, and the variation is large among a plurality of LED light sources connected in series unless precise selection is performed. For example, even in the case of the LED light sources 101a to 101d that are directly connected, the variation in the voltage applied to one LED light source 101 is about 3 to 3.5 (V). Therefore, the voltage drop variation between the anode signal 107a and the cathode signal 107b detected by the potential difference detection units 141 to 144 according to the second embodiment is a relatively large variation.

従って、実施形態２の表示装置では、各電位差検知部１４１〜１４４にて各ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのＬＥＤ光源電圧降下値１４５を検知し、この実際に検知したＬＥＤ光源電圧降下値１４５を使用する。すなわち、各電位差検知部１４１〜１４４が検知した各ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのＬＥＤ光源電圧降下値１４５に基づいて、主制御部１４６が図４に示すカソード信号１０７ａの供給電圧を演算し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８から所望の供給電圧を出力させることによって、ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのばらつきを考慮した最適な供給電圧を設定可能となる。   Therefore, in the display device of the second embodiment, the potential difference detectors 141 to 144 detect the LED light source voltage drop values 145 of the LED light sources 101a to 101d, and use the actually detected LED light source voltage drop values 145. . That is, based on the LED light source voltage drop value 145 of each LED light source 101a-101d detected by each potential difference detection unit 141-144, the main control unit 146 calculates the supply voltage of the cathode signal 107a shown in FIG. By outputting a desired supply voltage from the DC converter 118, an optimum supply voltage can be set in consideration of variations in the LED light sources 101a to 101d.

さらには、実施形態２のＬＥＤ駆動部１４０では、ＬＥＤ光源電圧降下値１４５を異常検出部（異常検知手段）１４７に入力する構成となっている。異常検出部１４７は、スイッチとするトランジスタをＯＦＦとして使用した時のＬＥＤ光源電圧降下値１４５が次の場合に、異常として検知する。   Furthermore, the LED drive unit 140 of Embodiment 2 is configured to input the LED light source voltage drop value 145 to the abnormality detection unit (abnormality detection means) 147. The abnormality detection unit 147 detects an abnormality when the LED light source voltage drop value 145 when the transistor to be used as a switch is OFF is as follows.

１つ目は、ＬＥＤ光源電圧降下値１４５が一般的なＬＥＤ光源の電圧降下値よりも小さい場合、該当するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄは短絡しているものとして検知する。２つ目は、ＬＥＤ光源電圧降下値１４５が０ボルトの場合、該当するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄは断線しているものとして検知する。これらの検知信号１４８は、主制御部１４６にフィードバックされる。   First, when the LED light source voltage drop value 145 is smaller than the voltage drop value of a general LED light source, the corresponding LED light sources 101a to 101d are detected as being short-circuited. Second, when the LED light source voltage drop value 145 is 0 volts, the corresponding LED light sources 101a to 101d are detected as being disconnected. These detection signals 148 are fed back to the main control unit 146.

検知信号１４８がＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのいずれかが短絡、若しくは断線していることを示している場合、該当するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄを点灯させる必要はないため、主制御部１４６は短絡、若しくは断線の対象となる（並列に接続される）トランジスタ１４１〜１４４をＯＮさせることで、短絡、若しくは断線しているＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄを使用せずに、トランジスタ１４１〜１４４にて電流をバイパスさせることが可能となる。   When the detection signal 148 indicates that any one of the LED light sources 101a to 101d is short-circuited or disconnected, it is not necessary to turn on the corresponding LED light sources 101a to 101d. By turning on the transistors 141 to 144 to be disconnected (connected in parallel), the current is bypassed in the transistors 141 to 144 without using the LED light sources 101a to 101d that are short-circuited or disconnected. It becomes possible.

この主制御１４６の制御により、ＬＥＤチェーン１０７内に破損したＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄが存在した場合においても、ＬＥＤチェーン１０７内全体をＯＦＦすることなく、正常動作するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのみを点灯可能となる。すなわち、正常に点灯するＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのみを用いた液晶表示が可能となる。   By the control of the main control 146, even when there is a broken LED light source 101a to 101d in the LED chain 107, only the normally operating LED light sources 101a to 101d can be turned on without turning off the entire LED chain 107. It becomes. That is, liquid crystal display using only the LED light sources 101a to 101d that are normally lit is possible.

以上説明したように、実施形態２の表示装置では、実施形態１の表示装置に電位差検知部１４１〜１４４、異常検出部１４７を設ける構成となっているので、前述する実施形態１の表示装置の効果に加えて、ＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄのばらつきを考慮した最適な供給電圧の設定が可能となる。また、短絡、若しくは断線しているＬＥＤ光源１０１ａ〜１０１ｄを使用せずに、バックライト照明を行うことが可能となる。   As described above, in the display device according to the second embodiment, since the potential difference detection units 141 to 144 and the abnormality detection unit 147 are provided in the display device according to the first embodiment, the display device according to the first embodiment described above. In addition to the effect, it is possible to set an optimum supply voltage in consideration of variations in the LED light sources 101a to 101d. Further, backlight illumination can be performed without using the LED light sources 101a to 101d that are short-circuited or disconnected.

１００・・・バックライトモジュール、１０２・・・フレーム、１０４・・・光学部材
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ・・・ＬＥＤ光源
１０５・・・表示パネル、１０６，１４６・・・制御部、１０７・・・ＬＥＤチェーン
１０７ａ・・・アノード信号、１０７ｂ，１１１，１１２，１１３・・・カソード信号
１１４，１１５，１１６，１１７・・・トランジスタ
１０９，１４０・・・ＬＥＤ駆動部、１１０・・・ＬＥＤチェーンエリア
１１８・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１９・・・副ＰＷＭ制御部
１２０・・・主ＰＷＭ制御部、１２１・・・電流源ＦＥＴ
１２２，１４６・・・主制御部、１２３，１２４，１２５・・・制御信号
１２６・・・主ＰＷＭ制御信号
１２７，１２８，１２９，１３０・・・副ＰＷＭ制御信号、１３１・・・電圧波形
１４１，１４２，１４３，１４４・・・電位差検出部
１４５・・・ＬＥＤ光源電圧降下値、１４７・・・異常検出部、１４８・・・検知信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Back light module, 102 ... Frame, 104 ... Optical member 101, 101a, 101b, 101c, 101d ... LED light source 105 ... Display panel, 106, 146 ... Control part, 107 ... LED chain 107a ... Anode signal, 107b, 111,112,113 ... Cathode signal 114,115,116,117 ... Transistor 109,140 ... LED drive unit, 110 ... LED chain area 118 ... DC-DC converter, 119 ... sub PWM control unit 120 ... main PWM control unit, 121 ... current source FET
122, 146... Main controller, 123, 124, 125... Control signal 126... Main PWM control signal 127, 128, 129, 130 .. Sub PWM control signal, 131. , 142, 143, 144, potential difference detector 145, LED light source voltage drop value, 147, abnormality detector, 148, detection signal

Claims (9)

直列接続された複数の発光素子からなる２以上の発光素子チェーンを有し前記発光素子チェーン毎に前記発光素子を駆動するバックライト装置であって、
前記発光素子チェーン毎に配置され、少なくとも１つ以上の発光素子と並列に接続されるスイッチ素子と、
前記スイッチ素子のＯＮ−ＯＦＦをパルス幅制御するスイッチ制御手段と、
前記発光素子チェーンの一端に接続され、前記スイッチ制御手段の出力に応じて前記発光素子に供給する電圧値を可変して供給する電源供給手段と、
前記発光素子チェーンの他端に接続され、該発光素子を駆動する電流をパルス幅制御するＰＷＭ制御手段とを備えることを特徴とするバックライト装置。 A backlight device that has two or more light emitting element chains composed of a plurality of light emitting elements connected in series, and drives the light emitting elements for each light emitting element chain,
A switching element disposed for each light emitting element chain and connected in parallel with at least one light emitting element;
Switch control means for controlling the pulse width of ON-OFF of the switch element;
Power supply means connected to one end of the light emitting element chain, and variably supplies a voltage value supplied to the light emitting element according to the output of the switch control means;
A backlight device, comprising: PWM control means connected to the other end of the light emitting element chain and controlling the pulse width of a current for driving the light emitting element. 請求項１に記載のバックライト装置において、
前記発光素子が消費する電圧降下値と、前記スイッチ素子が消費する電圧降下値とを予め格納する手段を有し、
前記電源供給手段は、前記スイッチ制御手段の出力に応じて、格納された前記発光素子が消費する電圧降下値または前記スイッチ素子が消費する電圧降下値に基づいた出力電圧を前記発光素子チェーンに供給することを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 1,
Means for storing in advance a voltage drop value consumed by the light emitting element and a voltage drop value consumed by the switch element;
The power supply means supplies the output voltage based on the stored voltage drop value consumed by the light emitting element or the voltage drop value consumed by the switch element to the light emitting element chain according to the output of the switch control means. Backlight device characterized by doing. 請求項１に記載のバックライト装置において、
前記発光素子チェーン毎に、少なくとも１つの発光素子毎に並列して接続され、接続端子間の電位差を検知する電位差検知手段を備えることを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 1,
A backlight device comprising: a potential difference detection unit that detects a potential difference between connection terminals connected in parallel for each light emitting element chain for each light emitting element chain. 請求項３に記載のバックライト装置において、
前記電位差検知手段は、前記電源供給手段を有する駆動部内に配置されることを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 3, wherein
The backlight device according to claim 1, wherein the potential difference detection means is disposed in a drive unit having the power supply means. 請求項３又は４に記載のバックライト装置において、
前記電源供給手段は、前記スイッチ制御手段の出力と前記電位差検知手段の出力とに基づいて、出力電圧を前記発光素子チェーンに供給することを特徴とするバックライト装置。 In the backlight device according to claim 3 or 4,
The backlight device characterized in that the power supply means supplies an output voltage to the light emitting element chain based on the output of the switch control means and the output of the potential difference detection means. 請求項５に記載のバックライト装置において、
前記電源供給手段は、前記電位差検知手段が検知した電位差を元に、出力電圧をフィードバック制御することを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 5, wherein
The backlight apparatus according to claim 1, wherein the power supply means feedback-controls the output voltage based on the potential difference detected by the potential difference detection means. 請求項３乃至６の内の何れかに記載のバックライト装置において、
前記電位差検知手段の出力に基づいて、接続された発光素子の短絡又は断線などの異常状態を検知する異常検知手段を備えることを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to any one of claims 3 to 6,
A backlight device comprising: an abnormality detection unit that detects an abnormal state such as a short circuit or disconnection of a connected light emitting element based on an output of the potential difference detection unit. 請求項７に記載のバックライト装置において、
前記スイッチ制御手段は、前記異常検知手段で異常が検知された発光素子と並列に接続されるスイッチ素子をＯＮさせ、前記異常が検出された発光素子を発光させないことを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 7, wherein
The backlight control device, wherein the switch control unit turns on a switch element connected in parallel with the light emitting element in which an abnormality is detected by the abnormality detecting unit, and does not cause the light emitting element in which the abnormality is detected to emit light. 光の透過量を制御する複数の画素が配列された表示パネルと、請求項１乃至８の内の何れかに記載のバックライト装置とを備えることを特徴とする表示装置。   9. A display device comprising: a display panel in which a plurality of pixels for controlling the amount of light transmission is arranged; and the backlight device according to claim 1.
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