JP4781987B2

JP4781987B2 - 発光ダイオード駆動装置

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Publication number: JP4781987B2
Application number: JP2006338216A
Authority: JP
Inventors: 熙政洪; 学林朱
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-12-15
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Description

本発明は、液晶表示装置用発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）駆動装置に関するものである。

現在の情報化社会において、電子表示装置の役割は非常に重要になっており、各種の電子表示装置が多様な産業分野に広範囲に使われている。

このような電子表示装置分野において、発展を繰り返して多様化する情報化社会の要求に適合した新しい機能を有する電子表示装置が続けて開発されている。

一般に、電子表示装置とは、多様な情報を人間に伝達する装置をいう。すなわち、電子表示装置とは、各種の電子機器から出力される電子的情報信号を人間の視覚で認識できる光情報信号に変化する電子装置をいい、人間と電子機器を連結する橋の役割を担当する装置ということができる。

このような電子表示装置において、光情報信号が発光現象により表示される場合、これは発光型表示装置と呼ばれて、反射、散乱、干渉現象などによる光変調で表示される場合、これは受光型表示装置と呼ばれる。

能動型表示装置とも呼ばれる発光型表示装置としては、陰極線管表示装置（Cathode Ray Tube：ＣＲＴ）、プラズマ表示装置（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（Organic Electro Luminescent Display：ＯＥＬＤ）、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）などを挙げることができる。そして、手動型表示装置と呼ばれる受光型表示装置としては、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、電子泳動表示装置（Electro Phoretic Image Display：ＥＰＩＤ）などを挙げることができる。

テレビやコンピュータモニタなどに使われており、最も長い歴史を有する表示装置である陰極線管表示装置は、経済性などの面で最も高い市場占有率を占めているが、重い重量、大きい体積及び高い消費電力などのような短所をたくさん持っている。

最近、半導体技術の急速な進歩によって、各種電子装置の低電圧化及び低電力化と共に、電子機器の小型化、薄型化及び軽量化の趨勢につれて、新しい環境に適合した電子表示装置として平板パネル型表示装置に対する要求が急激に増大している。

これによって、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などのような平板パネル型表示装置が開発されており、このような平板パネル型表示装置の中で、小型化、軽量化及び薄型化が容易であり、低い消費電力及び低い駆動電圧を有する液晶表示装置が特に注目されている。

液晶表示装置は、共通電極、カラーフィルタ、ブラックマトリックスなどが形成されている上部透明絶縁基板とスイッチング素子、画素電極などが形成されている下部透明絶縁基板間に異方性誘電率を有する液晶物質を注入して置いて、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することにより、液晶物質に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変更し、透明絶縁基板に透過する光の量を調節することによって、希望する画像を表現する表示装置である。

このような液晶表示装置は、自体的に光を発することができない受光型表示装置であるため、画像を表示する液晶表示パネルの背面に設けられて、全画面の明るさを均一に維持するバックライトを使用している。

このような液晶表示装置用バックライトの光源としては、冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光ランプ（External Electrode Fluorescent Lamp：ＥＥＦＬ）などが使われたが、上記冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプに比べてエネルギーを貯蓄することに長け、半永久的に使用することができる次世代の光源として発光ダイオードが脚光を浴びている。

今まで発光ダイオードは主に携帯電話など小型液晶表示装置のバックライト光源に制限的に使われたが、最近の発光ダイオードの輝度が改善されつつあり、中大型液晶表示装置のバックライト光源に拡大するための研究が活発に進行している。

図１を参照して、関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路について説明する。図１は、関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路の構成図である。

関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路は、定電流提供回路１０、２０、３０、パルス幅変調信号提供回路４０、及び発光ダイオード（Ｄ１１乃至Ｄ１３、Ｄ２１乃至Ｄ２３、Ｄ３１乃至Ｄ３３）から構成される。

関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路はバックライトの領域を多数に分割し、多数のバックライト領域の輝度を独立的に調節するために３つの発光ダイオード（Ｄ１１乃至Ｄ１３、Ｄ２１乃至Ｄ２３、Ｄ３１乃至Ｄ３３）毎に別途の定電流提供回路１０、２０、３０を具備する。

したがって、関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路を構成するためには、分割されたバックライト領域の個数に比例して定電流提供回路１０、２０、３０を具備しなければならないので、発光ダイオードの駆動回路を構成する必要な電子素子の個数が増加して、発光ダイオードの駆動回路の価格が増加する問題点があった。また、発光ダイオードの駆動回路が実装される印刷回路基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）の配線構造が複雑になる問題点も挙げられる。

したがって、本発明が達成しようとする技術的課題は、液晶表示装置のような平板パネル型表示装置のバックライトに利用されることができる多数の発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動装置において、１つの定電流提供回路を用いて多数の発光ダイオードを多数のグループ別に分割駆動することによって、発光ダイオード駆動装置の回路構成が単純化できる発光ダイオード駆動装置を提供することである。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、多数の発光ダイオード駆動の際、１つの定電流提供回路を用いることにより、発光ダイオード駆動装置の費用を低減させることができる発光ダイオード駆動装置を提供することである。

本発明が達成しようとする更に他の技術的課題は、発光ダイオードグループの各々の輝度を独立的に調節できる発光ダイオード駆動装置を提供することである。

本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限るのでなく、言及されていないもう１つの技術的課題は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば明確に分かるはずである。

上記技術的課題を達成するための本発明に係る発光ダイオード駆動装置は、多数（ｎ）の発光ダイオードが直列に接続される発光ダイオードグループと、前記発光ダイオードグループに定電流を提供する定電流提供部と、前記発光ダイオードグループの各々に並列に接続されて前記定電流の電流経路を調節する電流経路調節部と、前記電流経路調節部の各々に電流経路調節信号を提供する電流経路調節信号提供部と、を含み、上記発光ダイオードグループは直列に接続されることを特徴とする。

上記技術的課題を達成するための本発明に係る発光ダイオード駆動装置は、多数（ｋ）の発光ダイオードが直列に接続される発光ダイオードグループと、前記発光ダイオードグループに定電流を提供する定電流提供部と、前記発光ダイオードグループの各々に直列に接続されて上記発光ダイオードグループの各々を活性化させるグループ活性化部と、前記グループ活性化部の各々にグループ活性化信号を提供するグループ活性化信号提供部と、を含み、前記発光ダイオードグループは並列に接続される。

本発明によれば、液晶表示装置のような平板パネル型表示装置のバックライトに利用される場合、１つの定電流提供回路を用いて多数の発光ダイオードを多数のグループ別に分割駆動することによって、発光ダイオード駆動装置の回路構成を単純化すると共に、発光ダイオード駆動装置の費用を低減させることができる。

また、本発明によれば、液晶表示装置のような平板パネル型表示装置のバックライトに利用される場合、発光ダイオードグループの各々にグループ活性化部を用いて発光ダイオードグループの各々の活性化時間を調節することによって、１つの定電流提供部のみを利用しながらも、発光ダイオードグループの各々の輝度を独立的に調節することができる。

その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述している実施形態を参照すれば明確になるはずである。明細書の全体に亘って同一な参照符号は同一な構成要素を指す。

図２を参照して、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置に対して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の構成図である。

図２に示すように、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）、定電流提供部Ｉ１００、電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００及び電流経路調節信号提供部Ｐ１００を含んで構成される。

発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）は、多数（ｎ）の発光ダイオード（Ｄ１０１乃至Ｄ１０３、Ｄ２０１乃至Ｄ２０３、Ｄ３０１乃至Ｄ３０３）が直列に接続されており、発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）も互いに直列に接続されている。

定電流提供部Ｉ１００は、発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）に定電流を提供し、電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００は、発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）の各々に並列に接続されて定電流提供部Ｉ１００が提供する定電流の電流経路（current path）を調節する。

そして、電流経路調節信号提供部Ｐ１００は、電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００の各々にパルス信号である電流経路調節信号（ＰＷＭ１００、ＰＷＭ２００、ＰＷＭ３００）を提供する。

図３及び図４を参照して、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置に対してより詳細に説明する。図３は、図２の発光ダイオード駆動装置の細部的な構成を示す細部構成図である。図４は、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の電流経路調節信号を示すグラフである。

図３に示すように、定電流提供部Ｉ１００は、定電流制御部Ｉ３００、電圧降圧回路、及び抵抗Ｒ１００を含んで構成される。ここで、電圧降圧回路は電源電圧（ＶＤＤ）を所定の電圧に降圧することで、Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路が広く利用されている。

具体的に、上記Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路はスイッチング素子Ｑ１００、インダクタＬ１００、キャパシタＣ１００などで構成されることができ、スイッチング素子Ｑ１００としては、ＭＯＳトランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：ＭＯＳＦＥＴ）、または、バイポーラ接合トランジスタ（Bipolar Junction Transistor：ＢＪＴ）が利用されることができる。

第１ノード（Ｎ１０１）と第２ノード（Ｎ１０２）との間にはツェナーダイオードＺ１００が接続され、第２ノード（Ｎ１０２）と第３ノード（Ｎ１０３）との間にはインダクタＬ１００が接続され、第１ノード（Ｎ１０１）と第３ノード（Ｎ１０３）との間にはキャパシタＣ１００が接続される。

第４ノード（Ｎ１０４）と第６ノード（Ｎ１０６）との間には定電流制御部Ｉ３００が接続され、第２ノード（Ｎ１０２）、第４ノード（Ｎ１０４）及び第５ノード（Ｎ１０５）間にはスイッチング素子Ｑ１００が接続され、第５ノード（Ｎ１０５）と第６ノード（Ｎ１０６）との間には抵抗（Ｒ１００）が接続される。

第１ノード（Ｎ１０１）と第７ノード（Ｎ１０７）との間には第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）が接続され、第１ノード（Ｎ１０１）と第７ノード（Ｎ１０７）との間にはまた第１電流経路調節部Ｓ１００が接続され、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）は多数（ｎ）の発光ダイオード（Ｄ１０１乃至Ｄ１０３）が直列に接続される。

第７ノード（Ｎ１０７）と第８ノード（Ｎ１０８）との間には第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）が接続され、第７ノード（Ｎ１０７）と第８ノード（Ｎ１０８）との間にはまた第２電流経路調節部Ｓ２００が接続され、第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）は多数（ｎ）の発光ダイオード（Ｄ２０１乃至Ｄ２０３）が直列に接続される。

第８ノード（Ｎ１０８）と第９ノード（Ｎ１０３）との間には第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）が接続され、第８ノード（Ｎ１０８）と第９ノード（Ｎ１０９）との間にはまた第３電流経路調節部Ｓ３００が接続され、第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）は多数（ｎ）の発光ダイオード（Ｄ３０１乃至Ｄ３０３）が直列に接続される。

ここで、第１ノード（Ｎ１０１）には電源電圧（ＶＤＤ）が印加され、第６ノード（Ｎ１０６）には接地電圧（ＧＮＤ）が印加され、スイッチング素子Ｑ１００は定電流制御部Ｉ３００が提供するパルス信号により活性化されたり非活性化される。

スイッチング素子Ｑ１００が活性化されれば、インダクタＬ１００とキャパシタＣ１００に電気的なエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Ｑ１００が非活性化されれば、インダクタＬ１００とキャパシタＣ１００に格納されているエネルギーが発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）に放出される。

そして、ツェナーダイオードＺ１００はスイッチング素子Ｑ１００に過電圧が印加されることを抑制し、抵抗Ｒ１００はスイッチング素子Ｑ１００に流れる電流の大きさを調節し、定電流制御部Ｉ３００はスイッチング素子Ｑ１００に提供するパルス信号のデューティ比（duty ratio）、または、パルス信号の周波数を調節して電源電圧を所定の電圧に降圧する。

例えば、発光ダイオード駆動装置が液晶表示装置用バックライトに利用される場合、電源電圧は２４Ｖが提供され、前記Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路を用いて６Ｖ〜１８Ｖの電圧に降圧して発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）に提供する。

一方、第１電流経路調節部Ｓ１００は、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）に提供される定電流の電流経路を調節し、第２電流経路調節部Ｓ２００は、第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）に提供される定電流の電流経路を調節し、第３電流経路調節部Ｓ３００は第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）に定電流提供部Ｉ１００が提供する定電流の電流経路を調節する。

このような電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００は、ＭＯＳトランジスタまたはバイポーラ接合トランジスタから構成されることができる。

例えば、電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００を図３に示すように、ＮＭＯＳトランジスタ（ｎＭＯＳＦＥＴ）で構成し、図４に示すように、第１電流経路調節部Ｓ１００には第１電流経路調節信号（ＰＷＭ１００）を印加し、第２電流経路調節部Ｓ２００には第２電流経路調節信号（ＰＷＭ２００）を印加し、第３電流経路調節部Ｓ３００には第３電流経路調節信号（ＰＷＭ３００）を印加すれば、所定の時刻（ｔ）に第１電流経路調節部Ｓ１００及び第２電流経路調節部Ｓ２００はターンオフされ、第３電流経路調節部Ｓ３００はターンオンされる。

図２乃至図４の例で、第１電流経路調節信号（ＰＷＭ１００）は第１電流経路調節部（Ｓ１００）のオン/オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御して第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）のＬＥＤを点灯及び消灯させる。第２電流経路調節信号（ＰＷＭ２００）は第２電流経路調節部（Ｓ２００）のオン/オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御して第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）のＬＥＤを点灯及び消灯させる。そして、第３電流経路調節信号（ＰＷＭ３００）は第３電流経路調節部（Ｓ３００）のオン/オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御して第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）のＬＥＤをターンオンさせ、残り発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００）のＬＥＤをターンオフさせてバックライト輝度を低く調節する時、第３電流経路調節信号（ＰＷＭ３００）の位相は異なる電流経路調節信号(ＰＷＭ１００、ＰＷＭ２００)のそれらと変わる。すなわち、第３電流経路調節信号（ＰＷＭ３００）は第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）のＬＥＤがターンオンされ、残り発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００）のＬＥＤがターンオフされる時、異なる電流経路調節信号(ＰＷＭ１００)に比べてそのフォーリングタイミングがさらに遅くなる。
これによって、図３に示すように、定電流提供部Ｉ１００が提供する定電流の電流経路（Ｉｃ）は、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）、第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）及び第３電流経路調節部Ｓ３００に沿って形成される。

すなわち、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）と第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）には定電流が提供されて、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１００）の発光ダイオード（Ｄ１０１乃至Ｄ１０３）と第２発光ダイオードグループ（Ｇ２００）の発光ダイオード（Ｄ２０１乃至Ｄ２０３）はターンオンされるが、第３発光ダイオードグループ（Ｇ３００）の発光ダイオード（Ｄ３０１乃至Ｄ３０３）には定電流が提供されなくてターンオフされる。

したがって、本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置は、各々の発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）別に電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００を用いて定電流の電流経路を調節することによって、１つの定電流提供部Ｉ１００のみを利用することができる。

ここで、発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）の発光ダイオード（Ｄ１０１乃至Ｄ１０３、Ｄ２０１乃至Ｄ２０３、Ｄ３０１乃至Ｄ３０３）の個数（ｎ）は２以上１５以下であることができる。発光ダイオードグループ（Ｇ１００、Ｇ２００、Ｇ３００）の発光ダイオード（Ｄ１０１乃至Ｄ１０３、Ｄ２０１乃至Ｄ２０３、Ｄ３０１乃至Ｄ３０３）の個数（ｎ）が１５を超過する場合、各々の電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００に印加される電圧が大きくなるので好ましくない。

一方、第３電流経路調節部Ｓ３００に過電流保護部Ｉ２００を更に含むことができる。これによって、電流経路調節部Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００に過電流が流れることを抑制することができる。このような過電流保護部Ｉ２００はツェナーダイオード（Zener Diode）または抵抗で構成されることができる。

図５を参照して、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置について説明する。図５は、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の構成図である。

図５に示すように、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３００）、定電流提供部Ｉ１０００、グループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０及びグループ活性化信号提供部Ｐ１０００を含んで構成される。

発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）は、多数（ｋ）の発光ダイオード（Ｄ１１１乃至Ｄ１１３、Ｄ２１１乃至Ｄ２１３、Ｄ３１１乃至Ｄ３１３）が直列に接続されており、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）は互いに並列に接続されている。

定電流提供部Ｉ１０００は発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）に定電流を提供し、グループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０は発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々に直列に接続されて発光ダイオードグループＳ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０の各々を活性化させる。

グループ活性化信号提供部Ｐ１０００は、グループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０の各々にパルス信号であるグループ活性化信号（ＰＷＭ１１０、ＰＷＭ２１０、ＰＷＭ３１０）を提供する。このようなグループ活性化信号提供部Ｐ１０００はグループ活性化信号（ＰＷＭ１１０、ＰＷＭ２１０、ＰＷＭ３１０）を所定の時間の間に順次に提供することができる。

例えば、発光ダイオード駆動装置が６０Ｈｚで駆動される場合、１/６０ｓｅｃ（約１６．７ｍｓｅｃ）の間にグループ活性化信号提供部Ｐ１０００はグループ活性化信号（ＰＷＭ１１０、ＰＷＭ２１０、ＰＷＭ３１０）を順次に提供することができる。

図６及び図７を参照して本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置に対してより詳細に説明する。図６は、図５の定電流提供部の細部的な構成を示す回路図である。図７は、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置のグループ活性化信号を示すグラフである。

図６に示すように、定電流提供部Ｉ１０００は、定電流制御部Ｉ３０００、電圧降圧回路及び抵抗Ｒ１１０を含んで構成される。ここで、電圧降圧回路は、電源電圧（ＶＤＤ）を所定の電圧に降圧するものであって、前述したように、Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路が広く利用されている。

具体的に、前記Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路は、スイッチング素子Ｑ１１０、インダクタＬ１１０、キャパシタＣ１１０などで構成されることができ、スイッチング素子Ｑ１１０としては、ＭＯＳトランジスタ、または、バイポーラ接合トランジスタが利用されることができる。

第１ノード（Ｎ１１１）と第２ノード（Ｎ１１２）との間にはツェナーダイオードＺ１１０が接続され、第２ノード（Ｎ１１２）と第３ノード（Ｎ１１３）との間にはインダクタＬ１１０が接続され、第１ノード（Ｎ１１１）と第３ノード（Ｎ１１３）との間にはキャパシタＣ１１０が接続される。第４ノード（Ｎ１１４）と第６ノード（Ｎ１１６）との間には定電流制御部Ｉ３０００が接続され、第２ノード（Ｎ１１２）、第４ノード（Ｎ１１４）及び第５ノード（Ｎ１１５）間にはスイッチング素子Ｑ１１０が接続され、第５ノード（Ｎ１１５）と第６ノード（Ｎ１１６）との間には抵抗Ｒ１１０が接続される。

第１ノード（Ｎ１１１）と第３ノード（Ｎ１１３）との間には第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）と第１グループ活性化部Ｓ１１０が接続され、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）と第１グループ活性化部Ｓ１１０に第２発光ダイオードグループ（Ｇ２１０）と第２グループ活性化部Ｓ２１０が並列に接続される。

また、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）と第１グループ活性化部Ｓ１１０に第３発光ダイオードグループ（Ｇ３１０）と第３グループ活性化部Ｓ３１０も並列に接続される。

ここで、第１ノード（Ｎ１１１）には電源電圧（ＶＤＤ）が印加され、第６ノード（Ｎ１１６）には接地電圧（ＧＮＤ）が印加され、スイッチング素子Ｑ１１０は定電流制御部Ｉ３０００が提供するパルス信号により活性されたり非活性化される。スイッチング素子Ｑ１１０が活性化されれば、インダクタＬ１１０とキャパシタＣ１１０に電気的なエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Ｑ１１０が非活性化されれば、インダクタＬ１１０とキャパシタＣ１１０に格納されているエネルギーが発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）に放出される。

そして、ツェナーダイオードＺ１１０はスイッチング素子Ｑ１１０に過電圧が印加されることを抑制し、抵抗Ｒ１１０はスイッチング素子Ｑ１１０に流れる電流の大きさを調節し、定電流制御部Ｉ３０００はスイッチング素子Ｑ１１０に提供するパルス信号のデューティ比（duty ratio）またはパルス信号の周波数を調節して電源電圧を所定の電圧に降圧する。

例えば、発光ダイオード駆動装置が液晶表示装置用バックライトに利用される場合、電源電圧は２４Ｖが提供され、前記Ｂｕｃｋタイプの電圧降圧回路を用いて６Ｖ〜１８Ｖの電圧に降圧して発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）に提供する。

一方、第１グループ活性化部Ｓ１１０は、第１グループ活性化信号（ＰＷＭ１１０）により活性化されて第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）に定電流提供部Ｉ１０００が提供する定電流を伝達することにより、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）を活性化させ、第２グループ活性化部Ｓ２１０は第２グループ活性化信号（ＰＷＭ２１０）により活性化されて第２発光ダイオードグループ（Ｇ２１０）に定電流提供部Ｉ１０００が提供する定電流を伝達することにより、第２発光ダイオードグループ（Ｇ２１０）を活性化させ、第３グループ活性化部Ｓ３１０は第３グループ活性化信号（ＰＷＭ３１０）により活性化されて第３発光ダイオードグループ（Ｇ３１０）に定電流提供部Ｉ１０００が提供する定電流を伝達することにより、第３発光ダイオードグループ（Ｇ３１０）を活性化させる。

このようなグループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０は、ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、または、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）から構成されることができる。

グループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０を図５に示すように、ＮＭＯＳトランジスタ（ｎＭＯＳＦＥＴ）で構成し、図７に示すように、第１グループ活性化部Ｓ１１０には第１グループ活性化信号（ＰＷＭ１１０）を印加し、第２グループ活性化部Ｓ２１０には第２グループ活性化信号（ＰＷＭ２１０）を印加し、第３グループ活性化部Ｓ３１０には第３グループ活性化信号（ＰＷＭ３１０）を印加すれば、グループ活性化信号のハイ状態維持区間の間（Ｔｏｎ１、Ｔｏｎ２、Ｔｏｎ３）にはグループ活性化部が活性化されて発光ダイオードグループを活性化させる。

すなわち、グループ活性化信号の各々のデューティ比（Ｔｏｎ１／Ｔ、Ｔｏｎ２／Ｔ、Ｔｏｎ３／Ｔ）に比例して発光ダイオードグループの各々の活性化時間が調節されることができる。図７に示すように、第１グループ活性化信号（ＰＷＭ１１０）のデューティ比（Ｔｏｎ１／Ｔ）が最も短くて、第３グループ活性化信号（ＰＷＭ３１０）のデューティ比（Ｔｏｎ３／Ｔ）が最も長い場合、第１発光ダイオードグループ（Ｇ１１０）の活性化時間が最も短くて、第３発光ダイオードグループ（Ｇ３１０）の活性化時間が最も長い。

これによって、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々の輝度が独立的に調節できるので、液晶表示装置用バックライトに利用される場合、部分輝度調節が可能である。

したがって、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々にグループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０を用いて発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々の活性化時間を調節することによって、１つの定電流提供部Ｉ１０００のみを利用しながらも、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々の輝度を独立的に調節することができる。

ここで、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の発光ダイオード（Ｄ１１１乃至Ｄ１１３、Ｄ２１１乃至Ｄ２１３、Ｄ３１１乃至Ｄ３１３）の個数（ｋ）は、２以上１５以下であることができる。

発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の発光ダイオード（Ｄ１１１乃至Ｄ１１３、Ｄ２１１乃至Ｄ２１３、Ｄ３１１乃至Ｄ３１３）の個数（ｋ）が１５を超過する場合、各々のグループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０に印加される電圧が大きくなるので好ましくない。

一方、発光ダイオードグループ（Ｇ１１０、Ｇ２１０、Ｇ３１０）の各々とグループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０の各々の間には過電流保護部Ｉ１１０、Ｉ２１０、Ｉ３１０を更に含むことができる。これによって、グループ活性化部Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０に過電流が流れることを抑制することができる。このような過電流保護部Ｉ１１０、Ｉ２１０、Ｉ３１０は、ツェナーダイオードまたは抵抗で構成されることができる。

以上、添付した図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明のその技術的思想や必須的な特徴を変更しなくて他の具体的な形態で実施できるということが理解できるはずである。

したがって、以上、記述した実施形態は本発明の開示が完全であるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に本発明の技術的思想が容易に実施できる程度に詳細に説明し、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知られるために提供されるものであるので、全ての面で例示的なものであり、限定的でないことと理解しなければならないし、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。

関連技術に係る液晶表示装置のバックライト用発光ダイオードの駆動回路の構成図である。本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の構成図である。図２の発光ダイオード駆動装置の細部的な構成を示す細部構成図である。本発明の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の電流経路調節信号を示すグラフである。本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置の構成図である。図５の定電流提供部の細部的な構成を示す回路図である。本発明の他の実施形態に係る発光ダイオード駆動装置のグループ活性化信号を示すグラフである。

符号の説明

１０、２０、３０定電流提供回路
Ｉ１００、Ｉ１０００定電流提供部
Ｉ２００、Ｉ１１０、Ｉ２１０、Ｉ３１０過電流保護部
Ｉ３００、Ｉ３０００定電流制御部
Ｑ１００、Ｑ１１０スイッチング素子
Ｐ１０００活性化信号提供部

Claims

多数（ｎ）の発光ダイオードが直列に接続される発光ダイオードグループと、
前記発光ダイオードグループに定電流を提供する定電流提供部と、
前記発光ダイオードグループの各々に並列に接続されて前記定電流の電流経路を調節する電流経路調節部と、
前記電流経路調節部の各々に電流経路調節信号を提供する電流経路調節信号提供部と、を含み、
前記発光ダイオードグループは第１ノードと第３ノードとの間にて直列に接続され、
前記定電流提供部は、電源電圧が供給される前記第１ノードにアノード端子が接続されて第２ノードにカソード端子が接続されたツェナーダイオード（ＺｅｎｅｒＤｉｏｄｅ）、前記第１ノードと第３ノードとの間に接続されたキャパシタ、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続されたインダクタ、第５ノードと接地電圧が供給される第６ノードの間に接続された抵抗、前記第２ノードにコレクター端子が接続され前記第５ノードにエミッター端子が接続されて第４ノードにベース端子が接続されたトランジスタ、及び前記第４ノードに制御信号を供給して前記電源電圧を調節する定電流制御部を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードグループの発光ダイオードの個数（ｎ）は２以上１５以下であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
前記電流経路調節部は、ＭＯＳトランジスタまたはバイポーラ接合トランジスタから構成されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
前記電流経路調節部のうち、いずれか１つの電流経路調節部に過電流が流れることを抑制する過電流保護部を更に含むことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
前記過電流保護部は、ツェナーダイオードまたは抵抗から構成されることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオード駆動装置。
多数（ｋ）の発光ダイオードが直列に接続される発光ダイオードグループと、
前記発光ダイオードグループに定電流を提供する定電流提供部と、
前記発光ダイオードグループの各々に直列に接続されて前記発光ダイオードグループの各々を活性化させるグループ活性化部と、
前記グループ活性化部の各々にグループ活性化信号を提供するグループ活性化信号提供部と、を含み、
前記発光ダイオードグループは、第１ノードと第３ノードとの間にて並列に接続され、
前記定電流提供部は、電源電圧が供給される前記第１ノードにアノード端子が接続されて第２ノードにカソード端子が接続されたツェナーダイオード（ＺｅｎｅｒＤｉｏｄｅ）、前記第１ノードと第３ノードとの間に接続されたキャパシタ、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続されたインダクタ、第５ノードと接地電圧が供給される第６ノードの間に接続された抵抗、前記第２ノードにコレクター端子が接続され前記第５ノードにエミッター端子が接続されて第４ノードにベース端子が接続されたトランジスタ、及び前記第４ノードに制御信号を供給して前記電源電圧を調節する定電流制御部を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードグループの発光ダイオードの個数（ｋ）は２以上１５以下であることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード駆動装置。
前記グループ活性化部は、ＭＯＳトランジスタまたはバイポーラ接合トランジスタから構成されることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード駆動装置。
前記グループ活性化信号はパルス信号であり、前記グループ活性化信号の各々のデューティ比に比例して前記発光ダイオードグループの各々の活性化時間が調節されることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードグループの各々と前記グループ活性化部の各々の間に過電流が流れることを抑制する過電流保護部を更に含むことを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード駆動装置。
前記過電流保護部は、ツェナーダイオード、または抵抗から構成されることを特徴とする請求項１０記載の発光ダイオード駆動装置。