JP4995120B2 - 照明装置およびこれを備えた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面上に多数個配列された光源である発光素子を有する照明装置と、この照明装置をバックライトとして用いる表示装置に関し、特に、駆動回路の簡素化を図りつつ、それぞれの発光素子の点灯非点灯を個別に制御した場合でも駆動回路の効率低下を低減することができる照明装置と、これを備えた表示装置に関する。

近年、テレビジョン受像機等の表示装置として、低消費電力、薄型、軽量などの特長を有する液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置の表示部に用いられる液晶パネルは、それ自体が発光しないいわゆる非発光型の表示素子である。したがって、液晶表示装置では、通常、液晶パネルの背面にバックライトと呼ばれる面発光型の照明装置が設けられていて、このバックライトから照射される光を用いて画像表示を行っている。

バックライトに用いられる照明装置は、液晶パネルに対する光源の配置の仕方により、直下型とサイドライト型（エッジライト型とも言う）とに大別される。直下型バックライトは、液晶パネルの背面側に液晶パネルに向かって光を照射するように光源が配置されるとともに、光源と液晶パネルとの間に拡散板やプリズムシートなどの光学部材を配置するなどして、液晶パネルの背面全体に均一な面状光が照射されるように構成されている。このような直下型のバックライトは、テレビジョン受像機用などの大画面の液晶表示装置において好適に用いられている。また近年では、このような直下型バックライトの光源として、従来から用いられていた冷陰極蛍光管（ＣＣＦＴ：Cold Cathode Fluorescent Tube）よりも色再現性が高いことや、駆動回路が簡素化できることに着目されて、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が多く用いられるようになってきている。

ＬＥＤを液晶表示装置のバックライト光源として用いる場合に、多数個のＬＥＤが平面上に並べて用いられることを利用して、個々のＬＥＤからの発光輝度を制御することでバックライトとしての照射光の色と明るさとを部分部分で変化させる、アクティブバックライト方式が採用されることがある。このアクティブバックライト方式によれば、バックライトから常に最大輝度の白色の照射光を照射するのではなく、液晶パネルで表示される表示画像に応じた色と輝度の照射光を照射することで、液晶パネルでの漏れ光の低減による表示画像のコントラスト向上や、バックライトの消費電力を低減する効果が期待できる。

このような、ＬＥＤを光源とするアクティブバックライト方式の光源駆動回路として、１列に並んだ同じ発光色のＬＥＤを直列に接続して直列接続体を形成し、この直列接続体に対して定電流源から所定の駆動電流を印加して定電流駆動し、かつ、このＬＥＤの直列接続体をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号によってＯＮ−ＯＦＦ制御することで、ＬＥＤの実効的な輝度を調整する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３１０９９８号公報

アクティブバックライト方式では、光源であるＬＥＤの輝度制御をより細かな領域毎に行うことが好ましい。このため、上記特許公報１に記載のような、複数個のＬＥＤの直列接続体毎の輝度制御ではなく、ＬＥＤ一つ一つについての輝度制御を行うことがより好ましい。一方で、光源駆動回路としては、その構成が複雑にならず、かつ、駆動回路としての効率がよいことがより好ましいことは、言うまでもない。

本発明は、このような従来技術の問題に鑑み、光源としての発光素子の輝度制御を個別に行いつつ、光源駆動回路としての効率低下を低減することができる照明装置と、この照明装置を用いた表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、平面上に、少なくとも一方向に列を形成するように配列された光源としての複数の発光素子と、前記発光素子に駆動電流を供給して発光させる光源駆動回路とを備え、前記発光素子は、複数個が電気的に直列接続された直列接続体を形成し、前記光源駆動回路は、前記駆動電流を供給するための定電圧電源と、前記発光素子の直列接続体に供給される前記駆動電流の電流値を制御する電流値制御部と、前記発光素子の点灯非点灯を個別に制御する点灯制御回路とを有し、前記発光素子の直列接続体は、一つの列に属する複数の前記発光素子により形成された部分接続体が複数個、電気的に直列接続されて構成され、前記発光素子の発光パターンに応じて、前記直列接続体が、同一の列に属する前記部分接続体で構成される場合と、複数の列に属する前記部分接続体で構成される場合とを切り替える切替手段を有することを特徴とする。

さらに、本発明にかかる表示装置は、表示部と、本発明にかかる照明装置とを備え、前記表示部には前記照明装置からの光が照射されることを特徴とする。

本発明によれば、個々の発光素子の実効的な輝度を個別に制御でき、しかも光源駆動回路の効率低下を低減した照明装置を得ることができる。

また、本発明にかかる照明装置を、表示部に照射光を照射するバックライトとして用いることで、バックライトからの照射光の色と輝度とを細かな領域で制御でき、かつ、効率のよい駆動回路を備えた実用性に優れた表示装置を実現することができる。

本発明にかかる第１の照明装置は、平面上に、少なくとも一方向に列を形成するように配列された光源としての複数の発光素子と、前記発光素子に駆動電流を供給して発光させる光源駆動回路とを備え、前記発光素子は、複数個が電気的に直列接続された直列接続体を形成し、前記光源駆動回路は、前記駆動電流を供給するための定電圧電源と、前記発光素子の直列接続体に供給される前記駆動電流の電流値を制御する電流値制御部と、前記発光素子の点灯非点灯を個別に制御する点灯制御回路とを有し、前記発光素子の直列接続体は、複数の列に属する前記発光素子により形成されている。

この構成によれば、個々の発光素子毎に点灯非点灯を制御しつつ、電気的に直列接続された発光素子に駆動電流を供給する光源駆動回路の電源を定電圧電源とすることで、光源駆動回路の電源として定電流源を用いる場合と比べて駆動回路の回路構成自体を簡素化することができる。さらに、直列接続体を複数の列に属する発光素子で形成することで、発光素子の通常の発光パターンにおいて、定電圧電源を用いる場合において電力ロスにつながる、一つの直列接続体の中で部分的に非点灯となる発光素子の数を低減することができ、光源駆動回路の回路効率が低下することを効果的に抑えることができる。

また、発光色の異なる複数種類の発光素子を有し、前記発光素子の直列接続体が同じ発光色の発光素子のみを直列接続することにより形成されていることが好ましい。このようにすることで、光源からの照射光の色合いを細かな領域毎に制御することができる。

さらに、前記直列接続体を形成するそれぞれの列に属する前記発光素子が、同数であることが好ましい。

また、本発明にかかる第２の照明装置は、平面上に、少なくとも一方向に列を形成するように配列された光源としての複数の発光素子と、前記発光素子に駆動電流を供給して発光させる光源駆動回路とを備え、前記発光素子は、複数個が電気的に直列接続された直列接続体を形成し、前記光源駆動回路は、前記駆動電流を供給するための定電圧電源と、前記発光素子の直列接続体に供給される前記駆動電流の電流値を制御する電流値制御部と、 前記発光素子の点灯非点灯を個別に制御する点灯制御回路とを有し、前記発光素子の直列接続体は、一つの列に属する複数の前記発光素子により形成された部分接続体が複数個、電気的に直列接続されて構成され、前記発光素子の発光パターンに応じて、前記直列接続体が、同一の列に属する前記部分接続体で構成される場合と、複数の列に属する前記部分接続体で構成される場合とを切り替える切替手段を有する。

この構成によれば、個々の発光素子毎に点灯非点灯を制御しつつ、電気的に直列接続された発光素子に駆動電流を供給する光源駆動回路の電源を定電圧電源とすることで、光源駆動回路の電源として定電流源を用いる場合と比べて駆動回路の回路構成自体を簡素化することができる。さらに、定電圧電源を用いる場合において電力ロスにつながる、一つの直列接続体の中で部分的に非点灯となる発光素子の数がより少なくなるように、切替手段によって、発光素子の発光パターンに対応した調整ができるので、光源駆動回路の回路効率が低下することを効果的に抑えることができる。

また、発光色の異なる複数種類の発光素子を有し、前記直列接続体が、同じ発光色の発光素子のみを直列接続した部分接続体で形成されていることが好ましい。このようにすることで、光源からの照射光の色合いを細かな領域毎に制御することができる。

さらに、それぞれの前記部分接続体を形成する前記発光素子が同数であることが好ましい。

また、前記電流値制御部が、前記発光素子の直列接続体と直列に接続された電流値制御素子であることが好ましい。このようにすることで、電流値制御素子によって、定電圧電源から発光素子に供給される駆動電流を容易かつ確実に制御することができる。

そして、この場合に、前記電流値制御素子が、トランジスタであることが好ましい。電流値制御素子としてトランジスタを用いることで、高い応答性と回路構成の小型化を同時に実現することができる。

また、前記発光素子は、発光ダイオードであることが好ましい。

さらに、表示部と、本発明にかかる照明装置とを備え、前記表示部には前記照明装置からの光が照射されるようにすることで、細かい領域毎に照射光を制御でき、かつ、高い効率のバックライトを有する画像表示装置を得ることができる。

以下、本発明の照明装置およびこれを備えた表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明にかかる表示装置を、透過型液晶パネルを表示部として備えたテレビジョン用の液晶表示装置として、本発明にかかる照明装置をそのバックライトとして使用したものを例示して説明するが、この説明は本発明の適用対象を限定するものではない。本発明にかかる表示装置の表示部としては、例えば半透過型液晶表示素子を用いることができる。また、本発明にかかる表示装置の用途は、テレビジョン用の液晶表示装置に限定されず、コンピュータモニタや、駅や美術館等の公共機関での情報ディスプレイモニタなど広範な用途に使用することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施形態にかかる表示装置として、本発明の第１の照明装置をバックライトとして用いた場合の概略構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる液晶表示装置１は、表示部である液晶パネル２と、この液晶パネル２で画像表示を行うために必要な光を照射する照明装置であるバックライト７とを備えている。なお、画像表示を行うための信号処理を行う映像表示回路や、アクティブバックライトとしてバックライトの部分部分の色合いや明るさを調整するための制御回路、駆動回路などは、図１では図示を省略している。

液晶パネル２は、画素を透過する透過光量を制御することで画像を表示する透過型の表示素子であり、多階調での画像表示が可能であればそのタイプに制限はなく、ＴＦＴなどのスイッチング素子を用いたアクティブマトリックス型か、単純マトリックス型であるかは問わない。また、液晶表示のモードとしても、各種の表示モードの液晶パネルを使用することができる。

なお、本発明において液晶パネル２は、従来周知のものをそのまま用いることができるので、図面を用いた詳細な説明は省略するが、図示しない液晶層と、液晶層を狭持する一対の透明基板３，４と、透明基板３，４の各外側表面上にそれぞれ設けられた一対の偏光板５，６とを備えている。また、液晶パネル２には、液晶パネル２を駆動するためのドライバ回路が設けられ、フレキシブルプリント基板などを介して、液晶表示装置全体を駆動する駆動回路と接続されている。

例えば本実施形態における液晶パネル２は、アクティブマトリクス型の液晶パネルであり、マトリクス状に配置された走査線およびデータ線へ走査信号およびデータ信号を供給することにより、液晶層を画素単位に駆動可能に構成されている。つまり、各画素は、走査線およびデータ線の各交点近傍に設けられたスイッチング素子（ＴＦＴ）が走査線の信号にてオン状態とされたときに、データ線から画素電極へ書き込まれる階調信号であるデータ信号の電位レベルに応じて液晶分子の配列状態が変化することにより、データ信号に応じた階調表示を行う。すなわち、液晶パネル２では、バックライト７から偏光板６を介して入射された光の偏光状態が液晶層によって変調され、かつ、偏光板５を通過して監視者側に出射していく光量が制御されることにより、所望の画像が表示される。

バックライト７は、複数の光源である発光素子としてのＬＥＤ８が、金属や樹脂からなる有底枠状のシャーシ９の底面に多数配置されたものである。バックライト７からの照射光は、液晶パネル２の背面側の面である照射面に照射される。また、本実施形態の液晶表示装置のバックライト７は、液晶パネル２で表示される表示画像に基づいて、それぞれのＬＥＤ８から照射される照射光の輝度を制御することで、液晶パネル２の背面側に照射されるバックライト７からの照射光の色と輝度とを部分部分で変化させるアクティブバックライト方式を採用している。

なお、図１においては、光源であるＬＥＤ８を略正方形状の平面を有するものとして表しているが、本実施形態にかかるＬＥＤ８はこの形状に限らない。また、バックライト底面に配置されるＬＥＤ８の数も、図１に示した個数に限定されるものではない。さらに、ＬＥＤ８として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色のものが用いられ、これら三色のＬＥＤから照射される光を合成することで、バックライトの照射光を白色としているが、図１ではＬＥＤ８の発光色についての区別は示していない。

図１で概略を示すように、ＬＥＤ８は、シャーシ９の底面である平面上に、縦方向および横方向に多数個が配列されている。このＬＥＤ８の個数は、バックライト７としてどの程度の明るさが必要かという観点や、アクティブバックライトとして、液晶パネル２の照射面における照射光の色合いや輝度のコントロールをどの程度の細かさで行うかという観点などから適宜定められるものである。例えば４０インチクラスのテレビジョン受像機として、数百個から数千個のＬＥＤ８を用いることもある。また、ＬＥＤ８の配列も、図１に示したような縦方向および横方向にマトリクス状に並んだものに限られず、少なくとも一方向に列を形成して配列されていれば、例えば列ごとにその配置位置をずらしたスタッガー配列としてもかまわない。

次に、図２を用いて、本実施形態の液晶表示装置での画像表示における信号処理について説明する。図２は、本実施形態にかかる液晶表示装置における駆動回路の構成を示す概略ブロック図である。なお、本実施形態において、バックライトの駆動を説明するために適宜ブロック図を用いて説明するが、このブロック図は駆動回路や信号処理回路を概念上わかりやすくするためのものである。したがって、一つの回路基板上に構成された回路を機能的に分けて別々のブロックとする場合もあり、ブロック図で示した個々のブロックに対応する、別個の回路構成などのハードウェアが必ずしも存在するわけではない。

図２に示すように、入力された映像信号に基づいて、映像信号処理回路１１で画像制御信号と光源制御信号とが生成される。

光源制御信号は、バックライト７の底面に配置されたＬＥＤ８それぞれに対し、その照射光の輝度を指示し、定められたタイミングで照射させる信号である。本実施形態で採用されるアクティブバックライト方式では、液晶パネル２に表示される表示画像に対応して、光源からの照射光が制御される。例えば、暗い画像が表示されている部分では、バックライトからの照射光を暗くしたり、また、単色の画像が表示されている部分では、バックライトからの照射光を表示画像の色と合わせたりすることが行われる。このようにすることで、液晶パネルの表示領域全面に対して常に最大値となる光量の白色光を照射し続ける方式のバックライトと比較して、バックライトの消費電力を低減できるほか、いわゆる黒浮きを無くして表示画像のコントラストを向上したり、色純度の高い画像を表示したりすることができる。

画像制御信号は、表示部である液晶パネル２の各画素にどのような階調を与えるかを定める信号、すなわち各画素における透過率を制御する信号である。この画像制御信号は、通常、液晶表示装置として表示すべき表示画像を規定する映像信号として与えられた、液晶パネルの各画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂ三色のサブ画素それぞれの階調信号である。なお、本実施形態ではアクティブバックライト方式を採用しているため、実際に液晶パネルの各サブ画素に求められる階調の値は、映像信号から得られた階調信号に対して、そのサブ画素に照射されるバックライトからの照射光の色と輝度とに応じた補正が加えられたものである。

画像制御信号は階調制御回路１２に入力されて、垂直方向と水平方向との走査によって１つの画像を表示することができるように、水平駆動信号と垂直駆動信号とに分割される。水平駆動信号と垂直駆動信号は、それぞれ水平駆動回路１４と垂直駆動回路１５を駆動させる。そして、液晶パネル２において、垂直駆動回路１５により順次選択された走査線１７に対応して、水平駆動回路１４からデータ線１８を介して画像表示のための階調信号が順次各画素に与えられることで表示画像が形成される。

光源制御信号は、光源制御回路１３に入力され、光源であるＬＥＤ８それぞれが照射すべき照射光の輝度を示す光源駆動信号が生成される。光源駆動信号は、光源駆動回路１６に入力され、光源駆動回路１６において、それぞれのＬＥＤ８に対して指示された輝度での照射光が実現される。本実施形態に用いられている発光素子であるＬＥＤ８は、発光特性が電流値制御の素子であるため、駆動電流値に応じた輝度で発光する。駆動電流は、光源駆動回路１６から接続線１９を介してＬＥＤ８に供給される。

なお本実施形態では、早い応答速度での輝度制御を行うため、および、ＬＥＤ８の駆動電流が変化することにより発光色の色調が変化してしまうことを回避するため、個々のＬＥＤ８の発光時間をＰＷＭ制御することで、人間の視覚の積分作用によって各ＬＥＤ８における実質的な明るさを制御している。従って、それぞれのＬＥＤ８の輝度を決める信号は、それぞれのＬＥＤ８に流される駆動電流値と、ＰＷＭ制御での点灯時間の割合であるＤｕｔｙ値とになる。ここで、駆動電流値は、その値が大きいほどＬＥＤ８の発光輝度の値は大きくなる。また、Ｄｕｔｙ値が大きいほど、ＬＥＤ８の実効的な発光輝度の値は大きくなる。

次に、本実施形態にかかる液晶表示装置１のバックライト７の光源駆動回路１６と、これに接続されている発光素子であるＬＥＤ８について、図３を用いて説明する。

図３に示すように、本実施形態のバックライトの光源駆動回路１６は、ＬＥＤ８（８ａ〜８ｈ）が形成する直列接続体３１に流される駆動電流を供給するための、一定の電圧を供給する定電圧電源（Ｖｉｎ）２１と、ＬＥＤ８の直列接続体３１に流される駆動電流を制御する電流値制御部として、ＬＥＤ８の直列接続体３１に直列に接続された電流値制御素子であるトランジスタ２２、さらにＬＥＤ８の個々の点灯非点灯を制御する点灯制御回路としてのスイッチング素子２３（２３ａ〜２３ｈ）とを有している。なお、電流値制御素子はトランジスタ２２に限られるものではなく、例えば定電流源など、ＬＥＤ８の直列接続体３１に流れる電流値を直接制御できる他の回路素子を用いることができる。また、電流値制限部としても、ＬＥＤ８の直列接続体３１に電流値制御素子を直列に接続する構成に限られるものではない。

ＬＥＤ８は、８つのＬＥＤ８ａ〜８ｈが電気的に直列接続された直列接続体３１を形成している。なお、この直列接続体３１を形成するＬＥＤ８の個数は、８個には限られない。また、直列接続体３１を形成するＬＥＤ８の配列状態の詳細については後述する。

上記したように、本実施形態にかかる液晶表示装置１のバックライト７では、光源であるＬＥＤ８の輝度の制御を、ＬＥＤ８の直列接続体３１に印加するＬＥＤ駆動電流の値と、それぞれのＬＥＤ８ａ〜８ｈ毎にその点灯−非点灯状態をＰＷＭ制御する際の点灯時間の割合であるＤｕｔｙ値とによって行う。このため、光源制御回路１３から、トランジスタ２２にはＤＣ制御信号が、また、それぞれのＬＥＤ８ａ〜ｈに並列に接続されたスイッチング素子２３ａ〜２３ｈにはＰＷＭ制御信号がそれぞれ印加される。

図３に示すように、本実施形態の光源駆動回路１６では、発光素子であるＬＥＤに駆動電流を供給するための電源を定電圧電源（Ｖｉｎ）２１とし、定電圧電源（Ｖｉｎ）２１）と、直列に接続されたＬＥＤ８の直列接続体３１とが直列に接続されている。また、ＬＥＤ８の直列接続体とグランド（接地）電位との間に、電流値制御素子であるトランジスタ２２が接続されている。このようにして、電源からは一定の電圧を供給し、電流制御素子によって、直列接続された複数のＬＥＤ８に流される駆動電流を一括制御する駆動方式を、以下レギュレータ方式と呼ぶこととする。このレギュレータ方式によれば、定電流源を用いる場合に比べ、電源として簡素な構成として小型化も容易である。また、ＬＥＤ８の駆動電流値の制御を高い応答速度で行えるとともに、複数のＬＥＤ８の直列接続体３１を一括して制御する多チャンネル化を容易に実現することができる。このようなレギュレータ方式は、回路構成を簡略化できるとともに光源駆動回路としての駆動効率を向上することができるという点で、実用上優れたＬＥＤ駆動方式である。

次に、本実施形態にかかる液晶表示装置１のバックライト７における、光源としての発光素子であるＬＥＤ８の配列状態と、ＬＥＤ８の直列接続体３１の形成状態について、図面を用いて説明する。

図４は、本実施形態にかかるバックライト７のＬＥＤ８の配列状態とその電気的接続状態を示す図である。図４に示すように、本実施形態にかかるバックライト７では、光源であるＬＥＤ８は、横方向に同じ色の発光色のＬＥＤが列を形成するように並んで配列されている。図４において、一番上に形成されている第１の列には赤色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＲＡから左側端部の８ＲＨまでの８個並んでいる。また、上から二段目に形成されている第２の列には、緑色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＧＡから左側端部の８ＧＨまでの８個並んでいる。さらに、上から三段目の第３の列には、青色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＢＡから左側端部の８ＢＨまでの８個並んでいる。このように赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光色のＬＥＤ８が集まって配置されることで、それぞれのＬＥＤ８からの発光色が合成されて白色の面状光源となっている。

同じように、四段目の第４の列には、再び赤色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＲＩから左側端部の８ＲＰまでの８個、五段目の第５の列には、緑色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＧＩから左側端部の８ＧＰまでの８個、さらに、六段目の第６の列には、青色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＢＩから左側端部の８ＢＰまでの８個、それぞれ並んでいる。図４では、上記のように一つの列を形成するＬＥＤを８個とし、列の数としても第１列から第６列の６列分しか示されていないが、バックライト７では、このように赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光色のＬＥＤ８の組が、縦方向にも横方向にも多数並んで配列されている。

それぞれのＬＥＤ８は、多数個が直列に接続された直列接続体３１を形成している。図４に示すように、本実施形態のバックライト７では、第１の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＡと８ＲＢとが直列に接続されて、さらに、同じ赤色の発光色を有するＬＥＤが形成する列である第４の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＩと８ＲＪとが直列に接続され、さらに第１の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＣと８ＲＤが接続され、第４の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＫと８ＲＬとが直列に接続されている。これら８個の赤色の発光色を有するＬＥＤ８ＲＡ，８ＲＢ，８ＲＩ，８ＲＪ，８ＲＣ，８ＲＤ，８ＲＫ，８ＲＬが第１のＬＥＤの直列接続体３１ａを形成する。

この第１のＬＥＤの直列接続体３１ａの一端には、定電圧電源２１（ＶｉｎＲ１）が接続され、他端は、電流値制御素子としてのトランジスタ２２（２２Ｒ１）を介してグランド電位に接続され、トランジスタ２２（２２Ｒ１）によって制御されて一定の駆動電流が供給される。

また、第１の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＥと８ＲＦとが直列に接続されて、さらに、同じ赤色の発光色を有するＬＥＤが形成する列である第４の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＭと８ＲＮとが直列に接続され、さらに第１の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＧと８ＲＨが接続され、第４の列に属する赤色ＬＥＤ８ＲＯと８ＲＰとが直列に接続されている。これら８個の赤色の発光色を有するＬＥＤ８ＲＥ，８ＲＦ，８ＲＭ，８ＲＮ，８ＲＧ，８ＲＨ，８ＲＯ，８ＲＰが第２のＬＥＤの直列接続体３１ｂを形成する。この第２のＬＥＤの直列接続体３１ｂも、低電圧電源２１（ＶｉｎＲ２）と、電流値制御素子としてのトランジスタ２２（２２Ｒ２）を介してグランド電位に接続され、トランジスタ２２（２２Ｒ２）によって制御されて一定の駆動電流が供給される。

なお、第１の直列接続体３１ａと、第２の直列接続体３１ｂとにおいて、それぞれの直列接続体を形成するＬＥＤ８が同じものであれば、その個々の接続順序は図４に示す例に限られない。

緑色の発光色を有するＬＥＤ８も、赤色の発光色を有するＬＥＤ８と同様に、８個の緑色の発光色を有するＬＥＤ８ＧＡ，８ＧＢ，８ＧＩ，８ＧＪ，８ＧＣ，８ＧＤ，８ＧＫ，８ＧＬが第１のＬＥＤの直列接続体３１ａを、また、別の８個の緑色の発光色を有するＬＥＤ８ＧＥ，８ＧＦ，８ＧＭ，８ＧＮ，８ＧＧ，８ＧＨ，８ＧＯ，８ＧＰが第２のＬＥＤの直列接続体３１ｂを形成する。さらに、青色の発光色を有するＬＥＤ８も同様に、８個の青色の発光色を有するＬＥＤ８ＢＡ，８ＢＢ，８ＢＩ，８ＢＪ，８ＢＣ，８ＢＤ，８ＢＫ，８ＢＬが第１のＬＥＤの直列接続体３１ａを、また、別の８個の青色の発光色を有するＬＥＤ８ＢＥ，８ＢＦ，８ＢＭ，８ＢＮ，８ＢＧ，８ＢＨ，８ＢＯ，８ＢＰが第２のＬＥＤの直列接続体３１ｂを形成する。なお、緑色と青色の発光色を有するＬＥＤ８の接続状態については、図面の煩雑化を避けるために図４での図示を一部省略している。

本実施形態のバックライト装置７では、上記のように、一つの列を形成するように配列されている同じ色の発光色を有するＬＥＤ８のみでＬＥＤ８の直列接続体を形成するのではなく、同じ色の発光色を有するＬＥＤ８が形成する異なる複数の列に属するＬＥＤ８によって、ＬＥＤ８の直列接続体３１が形成されている。

つぎに、このように、ＬＥＤ８の直列接続体３１を、同じ列を形成するＬＥＤ８のみで形成するのではなく、異なる列を形成するＬＥＤ８によって形成することの効果について説明する。

図５は、ＬＥＤ８の直列接続体を形成する場合についての、図４で示した本実施形態にかかるバックライト７における実施例との比較を行う、比較例における接続状況を示している。図５に示すように、比較例では、同じ列を形成するＬＥＤ８のみから、ＬＥＤ８の直列接続体４１を形成している。具体的には、図５中最上段に位置する、第１の列に属する８個の赤色ＬＥＤ８ＲＡ〜８ＲＨが第１の直列接続体４１ａを形成し、第４の列に属する８個の赤色ＬＥＤ８ＲＩ〜８ＲＰが第２の直列接続体４１ｂを形成している。なお、緑色発光色を有するＬＥＤ８ＧＡ〜８ＧＨと８ＧＩ〜８ＧＰ、および、青色発光色を有するＬＥＤ８ＢＡ〜８ＢＨと８ＢＩ〜８ＢＰも、同様に第１の直列接続体４１ａおよび第２の直列接続体４１ｂとを形成しているが、図４と同様に図面の煩雑を避けるため、図示を省略する。

図６は、本実施形態にかかるバックライト７でのＬＥＤ８の実効的な輝度の調整手法である、ＰＷＭ制御におけるＤｕｔｙ値の状態を示すイメージ図である。本実施形態にかかるバックライト７では、それぞれのＬＥＤ８の実効的な輝度の調整をＰＷＭ制御によって行っている。ＬＥＤ８からの照射光として高い輝度が必要な場合は、図６の上段に示すように、全部で１０ｍ秒の期間中の９ｍ秒の間、すなわちＤｕｔｙ値を９０％としてＬＥＤ８に駆動電流を印加する。この状態をＰＷＭ９０％と称することとする。一方、ＬＥＤ８からの照射光として低い輝度が求められる場合には、図６の下段に示すように、全部で１０ｍ秒の期間中の１ｍ秒の間、すなわちＤｕｔｙ値を１０％としてＬＥＤ８に駆動電流を印加する。この状態をＰＷＭ１０％と称する。なお、本実施形態でのようにＰＷＭ制御によってＬＥＤ８の発光時間を調整し、実効的な輝度の制御を行う場合は、一般的にＬＥＤ８の発光時間の割合がそのまま監視者が認識する輝度のつよさとなる。

図７は、実際に液晶パネル２に表示される画像に対応してバックライト７の光源であるＬＥＤ８の輝度調整を行った場合の、光源駆動回路での効率低下の状況を示すイメージ図である。図７（ａ）が表示画像のパターンを、図７（ｂ）がＬＥＤの直列接続体の形成が実施例の場合を、図７（ｃ）が比較例の場合を示している。

今、図７（ａ）に示すように、夜空のような暗い背景に三日月のような形の白色の明るい部分を有する画像が表示されたとする。そして、この図７（ａ）に示す表示画像での部分部分の輝度に対応して、表示画像の輝度分布パターンと同じ発光パターンでバックライト７の光源としての発光素子であるＬＥＤ８の輝度制御を行ったとする。このときの図７（ａ）中に領域Ａとして示した部分の拡大図が図７（ｂ）および図７（ｃ）であり、図７（ｂ）と図７（ｃ）のマス目は、それぞれが一つのＬＥＤ８が照射する領域を示している。すなわち、一つ一つのマス目毎にＲＧＢ三色のＬＥＤひと組が対応する。

領域Ａでは、図７（ａ）に示すとおり、領域の右側半分が明るい部分、左側半分が暗い部分となっていて、この境界線が左下から右上に斜めに横切るようになっている。この部分を拡大すると、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｉ，８Ｊ，８Ｋ，８Ｌの部分が明るい部分となりこの部分はハッチングを施さない。一方、残りの８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｈ，８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，８Ｐの部分が暗い部分となり、この暗い部分に斜線のハッチングを施す。

そして、図７（ｂ）と図７（ｃ）の暗い部分については図６に示したＰＷＭ１０％の制御を行い、明るい部分についてはＰＷＭ９０％での輝度制御を行う。このとき、本実施形態の光源駆動回路で採用されているレギュレータ方式では、ＰＷＭ１０％で制御された部分で駆動回路の効率が低下する場合がある。この効率が低下する部分を、図７（ｂ）および図７（ｃ）では、十字状のハッチングで示す。その結果、ＬＥＤの直列接続体の形成パターンとして、図７（ｂ）に示す本実施形態における実施例の方が、図７（ｃ）に示す比較例の場合よりも、十字状のハッチングで示された領域の数が少なく、全体として駆動回路の回路効率の低下が抑制されていることが分かる。

ここでまず、レギュレータ方式の駆動回路で、回路効率の低下が生じる原因を説明する。図３に示したように、レギュレータ方式では定電圧源（Ｖｉｎ）２１とグランドとの間に、ＬＥＤ８（８ａ〜８ｈ）の直列接続体３１と電流値制限素子であるトランジスタ２２が直列に接続されている。ここで、全てのＬＥＤ８ａ〜８ｈが点灯している状態では、それぞれのＬＥＤには、順方向端子間電圧（Ｖｆ）と呼ばれる電圧が印加されている。

いま仮に、全てのＬＥＤ８の順方向端子間電圧（Ｖｆ）の値がＶａとすると、全てのＬＥＤ８ａ〜８ｈが点灯している状態では、トランジスタ２２には「Ｖｉｎ−８×Ｖａ」の大きさの電圧がかかることになる。この電圧値は、レギュレータ方式の駆動回路の設計時に考慮することで、ほとんど無視できるほど小さい値にすることができる。

一方、一つのＬＥＤ、たとえば８ａが非点灯である場合は、スイッチング素子２３ａが閉じているためＬＥＤ８ａには、順方向端子間電圧がかからない。このときスイッチング素子２３ａにおける抵抗値は十分に小さいため、ＬＥＤ８ａの部分では電位差が生じず、トランジスタ２２には「Ｖｉｎ−７×Ｖａ」の大きさの電圧がかかる。トランジスタ２２は、一定の抵抗値を有する素子として把握できるので、その端子間電圧に比例する電流が流れこの電流によって熱が発生して消費される。つまり、全てのＬＥＤ８が点灯している状態と比較して、１つのＬＥＤ８が点灯していない状態では、１つ分のＬＥＤ８の順方向端子間電圧値に相当する電位差がトランジスタ２２に余分にかかることになる。このように、レギュレータ方式では、ＬＥＤ８の直列接続体３１中に占める非点灯のＬＥＤ８の個数に応じた電力ロスが生じる。

なお、ＬＥＤ８の直列接続体３１を形成するＬＥＤ８が全て非点灯の場合は、トランジスタ２２でＬＥＤ８の直列接続体３１全体に印加される駆動電流を０とすることができるので、電力ロスは発生しない。したがって、レギュレータ方式の光源駆動回路では、ＬＥＤ８の直列接続体３１を構成する、いずれかのＬＥＤ８が点灯している場合であって、かつ、非点灯のＬＥＤ８が存在する場合に電力ロスが生じ、この電力ロスは非点灯のＬＥＤ８が多いほど大きくなる。

図７（ｂ）に示す、本発明の実施例の場合には、図４で示したようにＬＥＤの直列接続体３１が、異なる二つの列に属するＬＥＤ８により形成されている。したがって、図７（ｂ）の右側に位置する、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｉ，８Ｊ，８Ｋ，８Ｌの８個のＬＥＤにより構成される第１の直列接続体３１ａでは、暗い部分である、ＬＥＤの発光時間のＤｕｔｙ値が１０％となっているものが、より長い時間非点灯となる。そして、非点灯とされる８ＤのＬＥＤに相当する電力ロスが生じる。一方、図７（ｂ）の左側に位置する、８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｈ，８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，８Ｐの８個のＬＥＤにより構成される第２の直列接続体３１ｂでは、同じタイミングで全てのＬＥＤが非点灯とされるため電力ロスは生じない。

これに対し、図７（ｃ）に示す、比較例の場合には、図５で示したようにＬＥＤの直列接続体４１が、全て同じ一つの列に属するＬＥＤ８により形成されている。したがって、図７（ｃ）の上側に位置する、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｈの８個のＬＥＤにより構成される第１の直列接続体４１ａでは、非点灯とされる８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｈの合計５個のＬＥＤに相当する電力ロスが生じる。一方、図７（ｃ）の下側に位置する、８Ｉ，８Ｊ，８Ｋ，８Ｌ，８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，８Ｐの８個のＬＥＤにより構成される第２の直列接続体４１ｂでも、非点灯とされる８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，８Ｐの４個のＬＥＤに相当する電力ロスが生じる。結果として、同じ状態のＬＥＤの輝度コントロールを行った場合でも、比較例の場合には実施例と比較して、９倍にも相当する量の電力ロスが生じることが分かる。

このような、実施例と比較例とのＬＥＤの直列接続体の形成パターンによる電力ロスの大きさの違いを、ＬＥＤのさまざまな点灯非点灯のパターンについて示したものが、図８および図９である。なお、それぞれの点灯非点灯パターンにおいて、非点灯部分ではＰＷＭ１０％で、点灯部分ではＰＷＭ９０％での制御が行われていること、また、電力ロスが生じることになるＬＥＤに十字状のハッチングを表示している点は、図７と同様である。

図８は、本実施形態の実施例であるＬＥＤ８の配列パターンで、図８の最上段にＬＥＤ８の接続状態の概略を示すように、異なる２つの列に属するＬＥＤ８によって直列接続体が形成されている。この場合には、図中右半分の８個のＬＥＤ８が第１の直列接続体３１ａを形成し、図中左半分の８個のＬＥＤ８が、第２の直列接続体３１ｂを形成する。

図８（ａ）から図８（ｆ）に、ＬＥＤの点灯非点灯のパターンを６つ示しているが、ＬＥＤの直列接続体を形成する全部のＬＥＤが点灯状態となるか、または、全部が非点灯状態となる、図８（ａ）、図８（ｄ）、図８（ｆ）の場合には、電力ロスは生じない。また、図８（ｂ）の場合はＬＥＤ２個分、図８（ｃ）の場合にはＬＥＤ６個分、図８（ｅ）の場合にはＬＥＤ６個分の電力ロスが、それぞれ生じる。

図９は、比較例のＬＥＤ８の配列パターンで、図９の最上段にＬＥＤ８の接続状態の概略を示す。比較例の場合は、一つの列に属するＬＥＤ８のみによって直列接続体が形成されている。この場合には、図中上半分の８個のＬＥＤ８が第１の直列接続体４１ａを形成し、図中下半分の８個のＬＥＤ８が、第２の直列接続体４１ｂを形成する。

図９（ａ）から図９（ｆ）の、ＬＥＤの点灯非点灯のパターンを図８に示した実施例のものと比較すると、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｆ）の場合では、実施例の接続パターンでの電力ロスと同じであるが、図９（ｄ）、図９（ｅ）の２つの点灯非点灯パターンの場合では、図８に示した実施例の場合よりも電力ロスが大きくなる。一方、比較例の電力ロスが実施例の場合よりも小さくなるパターンは一つもない。

以上、説明したように、複数の列に属するＬＥＤによってＬＥＤの直列接続体を形成することで、ＬＥＤの点灯非点灯のパターンとして通常用いられる多くの場合において、光源駆動回路での電力ロスの発生を低減することができ、光源駆動回路における回路効率の低下を抑制することができる。その結果、回路構成が簡易で多チャンネル化に適したレギュレータ方式の光源駆動回路で生じる、回路効率の低下を低減した、実用に適した光源駆動回路を得ることができる。

なお、本実施形態においては、ＬＥＤの直列接続体を、同じ色の発光色を有するＬＥＤが形成する２つの列に属するＬＥＤで形成する例について示したが、これに限られるものではなく、ＬＥＤの直列接続体を３つ以上の列に属するＬＥＤで形成してもよい。

［実施の形態２］
次に、本発明にかかる液晶表示装置１に使用されるバックライト７として、本発明にかかる第２の照明装置を用いた場合について、実施の形態２として説明する。

なお、この実施の形態２では、バックライトとして用いられる照明装置における、光源であるＬＥＤが形成する直列接続体の形成パターンのみが前記した実施の形態１と異なり、他の構成部分は実施の形態１として示したものと同じであるため、重複する部分の説明は省略する。

次に、本実施形態にかかる液晶表示装置１のバックライト７における、光源としての発光素子であるＬＥＤ８の配列状態と、ＬＥＤ８の直列接続体３１の形成状態について、図面を用いて説明する。

図１０は、実施の形態２にかかるバックライト７のＬＥＤ８の配列状態とその電気的接続状態を示す図である。図１０に示すように、実施の形態２にかかるバックライト７でも、上記実施の形態１として図４を用いて説明したものと同じく、光源であるＬＥＤ８は、横方向に同じ色の発光色のＬＥＤ８が列を形成するように並んで配列されている。

図１０においても図４と同様に、一番上に形成されている第１の列には赤色の発光色のＬＥＤ８が、図中右側端部の８ＲＡから左側端部の８ＲＨまでの８個並んでいる。また、第２の列には、緑色の発光色のＬＥＤ８が、８ＧＡから８ＧＨまでの８個、第３の列には、青色の発光色のＬＥＤ８が、８ＢＡから８ＢＨまでの８個並んでいる。このように赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光色のＬＥＤ８が集まって配置されることで、それぞれのＬＥＤ８からの発光色が合成されて白色の面状光源となっている。

同じように、第４の列には、赤色の発光色のＬＥＤ８が、８ＲＩから８ＲＰまでの８個、第５の列には、緑色の発光色のＬＥＤ８が、８ＧＩから８ＧＰまでの８個、さらに、第６の列には、青色の発光色のＬＥＤ８が、８ＢＩから８ＢＰまでの８個、それぞれ並んでいる。図１０においても、上記のように一つの列を形成するＬＥＤを８個とし、列の数としても第１列から第６列の６列分しか示されていないが、バックライト７では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光色のＬＥＤ８の組が、縦方向にも横方向にも多数並んで配列されている。

図１０に示す実施の形態２にかかるバックライト７においては、ＬＥＤ８が形成する直列接続体は、同じ列に属する複数のＬＥＤ８によって形成される部分接続体３２が複数個直列に接続されて形成されていて、かつ、この複数個の部分接続体３２の接続が、発光素子であるＬＥＤ８の発光パターンに応じて切り替えられる切替手段を有している点が、実施の形態１と異なる。

赤色の発光色を有するＬＥＤ８について見ると、第１の列に属する４個のＬＥＤ８ＲＡ、８ＲＢ、８ＲＣ、８ＲＤが直列に接続されて第１の部分接続体３２ａを形成し、同じく第１の列に属する４個のＬＥＤ８ＲＥ、８ＲＦ、８ＲＧ、８ＲＨが直列に接続されて第２の部分接続体３２ｂを形成している。また、同じ赤色の発光色を有するＬＥＤが形成する、第４の列に属する４個の赤色ＬＥＤ８ＲＩ、８ＲＪ、８ＲＫ、８ＲＬが直列に接続されて第３の部分接続体３２ｃを形成し、同じく第４の列に属する４個のＬＥＤ８ＲＭ、８ＲＮ、８ＲＯ、８ＲＰが直列に接続され、第４の部分接続体３２ｄが形成されている。

そして、第１の部分接続体３２ａと第２の部分接続体３２ｂとの接続と切り離しを行うスイッチング素子２４ａ、第１の部分接続体３２ａと第４の部分接続体３２ｄとの接続と切り離しを行うスイッチング素子２４ｃ、第３の部分接続体３２ｃと第２の部分接続体３２ｂとの接続と切り離しを行うスイッチング素子２４ｂ、第３の部分接続体３２ｃと第４の部分接続体３２ｄとの接続と切り離しを行うスイッチング素子２４ｄとが設けられている。

切替手段であるこれら４つのスイッチング素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、発光素子であるＬＥＤ８の発光パターンに応じて、図１０では図示しない光源制御回路１３からの制御信号によって切り替えられる。そして、スイッチング素子２４ａと２４ｄとを接続し、２４ｂと２４ｃとを切り離すことで、ＬＥＤ８の直列接続体が同じ列に属するＬＥＤ８によって形成された部分接続体３２ａと３２ｂ、３２ｃと３２ｄとで形成されるようにする場合と、スイッチング素子２４ｂと２４ｃとを接続し、２４ａと２４ｄとを切り離すことで、ＬＥＤ８の直列接続体が異なる列に属するＬＥＤ８によって形成された部分接続体３２ａと３２ｄ、３２ｃと３２ｂとで形成されるようにする場合との切り替えを行う。

なお、このようにして切り替えられて複数の部分接続体３２により形成されたＬＥＤの直列接続体は、その一端に、低電圧電源２１（ＶｉｎＲ１，ＶｉｎＲ２）が接続され、他端は、電流値制御素子としてのトランジスタ２２（２２Ｒ１、２２Ｒ２）を介してグランド電位に接続され、トランジスタ２２によって制御されて一定の駆動電流が供給される。

また、図１０において、緑色の発光色を有する１６個のＬＥＤ８ＧＡ〜８ＧＰ、青色の発光色を有する１６個のＬＥＤ８ＢＡ〜８ＢＰが形成する部分接続体の構成と、部分接続体同士の接続を切り替えて直列接続体を形成する切替手段であるスイッチング素子２４については、赤色の発光色を有するＬＥＤ８ＲＡ〜８ＲＰの場合と同様であるため、その詳細の図示を省略する。

図１１は、実施の形態２において、実際に液晶パネル２に表示される画像に対応してバックライト７の光源であるＬＥＤ８の輝度調整を行った場合の、光源駆動回路での効率低下の状況を示すイメージ図である。図１１（ａ）は表示画像のパターンを示し、図１１（ｂ）はＬＥＤの直列接続体が、異なる列に属するＬＥＤにより形成された部分接続体が直列に接続されて形成された場合を、図１１（ｃ）はＬＥＤの直列接続体が、同じ列に属するＬＥＤにより形成された部分接続体が直列に接続されて形成された場合を示している。

図１１（ａ）に示すように、夜空のような暗い背景に複数の星がある場合のような、白色の明るい部分が分散して示される画像が表示されたとする。そして、この図１１（ａ）に示す表示画像の輝度分布に対応して、同じ輝度分布を持つ発光パターンによって、バックライト７の光源としての発光素子であるＬＥＤ８の輝度制御を行ったとする。すなわち、この図１１（ａ）が、発光素子の発光パターンとなる。

このときの図１１（ａ）中に領域Ｂとして示した部分の拡大図が図１１（ｂ）および図１１（ｃ）であり、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）のマス目は、図７の場合と同様にそれぞれが一つのＬＥＤ８が照射する領域を示している。また、斜線のハッチングを施した暗い部分でＰＷＭ１０％の制御を行い、ハッチングを施さない明るい部分ではＰＷＭ９０％での制御を行う点、電力が生じる部分のＬＥＤに十字状のハッチングを施す点についても、図７と同様とする。

図１１（ａ）に示す領域Ｂでは、領域の左上端部と右下端部のみが明るい部分となり、それ以外の部分は全て暗い部分となる。この部分を拡大すると、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、８Ｈと８Ｉのみが明るい部分となり、残りの８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，８Ｇ，８Ｊ、８Ｋ、８Ｌ、８Ｍ，８Ｎ，８Ｏ，８Ｐの部分が暗い部分となる。

このとき、図１１（ｂ）に示すように、ＬＥＤの直列接続体の形成が、異なる列に属するＬＥＤにより形成された部分接続体３２ａと３２ｄ、および、部分接続体３２ｃと３２ｂが、それぞれ直列に接続されてなされた場合には、部分接続体３２ｃと３２ｂとにより形成された直列接続体では、６個のＬＥＤ８Ｊ、８Ｋ、８Ｌ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇの部分で電力ロスが生じる。一方、部分接続体３２ａと３２ｄとにより形成された直列接続体では、全てのＬＥＤが非点灯の暗い部分となるため、電力ロスが生じない。

一方、図１１（ｃ）に示すように、ＬＥＤの直列接続体の形成が、同じ列に属するＬＥＤにより形成された部分接続体３２ａと３２ｂ、および、部分接続体３２ｃと３２ｄが、それぞれ直列に接続されてなされた場合には、全ての暗い部分で電力ロスが生じるため、それぞれの直列接続体で７個のＬＥＤの部分で電力が生じ、領域全体では１４個のＬＥＤの部分で電力ロスが生じる。

このように、図１１（ａ）に示すような発光素子の点灯パターンの場合には、図１１（ｂ）に示したように、異なる列に属するＬＥＤによって形成された部分接続体を直列に接続して、直列接続体を形成することが好ましいことになる。したがって、光源制御回路からの制御信号によって、切替手段であるスイッチング素子２４の接続と切り離しが制御され、図１１（ｂ）として示したような、異なる列に属するＬＥＤが形成する部分接続体によって、直列接続体が形成されるようになる。

また、逆に、明るい部分と暗い部分とがそれぞれ細い線状になって交互に並ぶ場合など、ＬＥＤが形成する列を跨った発光パターンではない場合には、同じ列に属するＬＥＤによって形成された部分接続体によって直列接続体が形成される方が、電力ロスが少なくなる。したがって、この場合には、光源制御回路からの制御信号によって、切替手段であるスイッチング素子の接続と切り離しが制御され、同じ列に属するＬＥＤから構成された部分接続体が直列に接続されて、直列接続体が形成されるようになる。

このように、実施の形態２の場合には、発光素子の点灯パターンに応じてＬＥＤの直列接続体が、どの部分接続体を直列に接続して形成されるかを切り替え、より電力ロスの小さい、すなわち回路効率の高い構成とすることができる。このため、回路構成が簡易で多チャンネル化に適したレギュレータ方式の光源駆動回路で生じる回路効率の低下を低減した、実用に適した光源駆動回路を得ることができる。

なお、実施の形態２の場合には、バックライトにおける発光素子の点灯パターンを常に把握する必要があるが、本実施形態にかかるバックライト７では、アクティブバックライト方式が採用されているため、光源制御回路では常に発光素子であるＬＥＤそれぞれの照射輝度の状態を判断して、これを制御している。このため、光源制御回路に、発光素子の点灯パターンを解析し、切替手段により好適な直列接続体が形成されるように判断し、且つ制御する機能を付加する上で格別な困難性は生じない。また、切替手段として、スイッチング素子を用いた例を示したが、このスイッチング素子としては、本実施形態にかかるバックライト７のＬＥＤ８の輝度をＰＷＭ制御によって調整するスイッチング素子２３と同様のものを用いることができるので、格別なコストアップに繋がることなく、本実施形態にかかるバックライト７を実現することができる。

以上、本発明の実施形態にかかるバックライトについて、ＲＧＢ各色のＬＥＤが１つずつ用いられて、白色光原を実現する例について示したが、本発明のバックライトはこれに限らない。例えばＲとＢのＬＥＤがそれぞれ１つずつと、ＧのＬＥＤが２つ用いられて白色光源を形成するものでもよく、また、単体で白色のＬＥＤを用いる場合や、特殊用途として、ＲＧＢを含めた１色のみのＬＥＤを光源である発光素子として用いる場合など、本発明はＬＥＤの発光色に影響を受けることなく適用することができる。

発光素子であるＬＥＤが形成する列としては、表示画面における横方向（水平方向）に列を形成するものを例示した。しかし、発光素子であるＬＥＤの形成する列の方向は、これに限らず、例えば表示画面の縦方向（垂直方向）に列を形成するものでもよい。

また、本発明の実施形態としては、表示画面の横方向に加えて、縦方向（垂直方向）にも列を形成する、行列状（マトリクス状）にＬＥＤが配列されたものについて例示したが、発光素子であるＬＥＤは、縦横の２方向に列を形成しなくてもよいことは言うまでもない。

さらに、直列接続体を形成するそれぞれの列に属するＬＥＤの数として、４個の場合について例示したが、ＬＥＤの数は４個に限られない。それぞれの列に属するＬＥＤの個数をいくつにするかは、ＬＥＤの配列個数と配列間隔、さらには、光源駆動回路における一つのチャンネルで、いくつのＬＥＤを駆動するかという観点から、適宜定められるものである。また、それぞれの列に属するＬＥＤの数が同じ場合について例示したが、これは、それぞれの列に属するＬＥＤの個数をそろえることで、光源駆動回路の回路構成上の配置が規則正しくなるからであり、異なる列に属するＬＥＤの個数が同じで無くてもかまわない。

さらに、上記本実施形態においては、光源に含まれる発光素子としてＬＥＤを用いる場合を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＥＬ光源などの他の発光素子を光源に用いることができる。

また、本発明にかかる照明装置の用途として液晶表示装置のバックライトとして用いる例を示したが、本発明にかかる照明装置は、効率よく所定の輝度の照射光を照射することができ、しかも部分部分の照射光の色や輝度を変化させることができる薄型の照明装置であるため、天井や壁面に埋め込まれる光源や、ショーケースなどに用いられる照明装置として幅広い用途を有するものである。

本発明は、光源駆動回路での電力ロスの発生を低減することができ、光源駆動回路における回路効率の低下を抑制することができる照明装置として、また、この照明装置を表示部のバックライトとして用いた表示装置として産業上利用可能である。

本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる光源駆動回路の概略構成と、これに接続された光源の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかるバックライトにおける、ＬＥＤの配列パターンを示す図である。 比較例のＬＥＤの配列パターンを示す図である。 本発明の実施の形態１にかかるＬＥＤの輝度調整を行う、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙ値の概念を示す図である。 レギュレータ方式で駆動される実施の形態１の各ＬＥＤにおける電力ロスの発生状況を示すイメージ図である。 実施例におけるＬＥＤの各種点灯パターンでの、電力ロスの発生状況を示すイメージ図である。 比較例におけるＬＥＤの各種点灯パターンでの、電力ロスの発生状況を示すイメージ図である。 本発明の実施の形態２にかかるバックライトにおける、ＬＥＤの配列パターンを示す図である。 レギュレータ方式で駆動される実施の形態２の各ＬＥＤにおける電力ロスの発生状況を示すイメージ図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
３、４ 透明基板
５、６ 偏光板
７ バックライト
８ 発光素子（ＬＥＤ）
９ シャーシ
１６ 光源駆動回路
２１ 定電圧電源（Ｖｉｎ）
２２ 電流値制御素子（トランジスタ）
２３ 点灯制御回路（スイッチング素子）
２４ 切替手段（スイッチング素子）
３１ 直列接続体
３２ 部分接続体

Claims (7)

1. 平面上に、少なくとも一方向に列を形成するように配列された光源としての複数の発光素子と、
   前記発光素子に駆動電流を供給して発光させる光源駆動回路とを備え、
   前記発光素子は、複数個が電気的に直列接続された直列接続体を形成し、
   前記光源駆動回路は、
   前記駆動電流を供給するための定電圧電源と、
   前記発光素子の直列接続体に供給される前記駆動電流の電流値を制御する電流値制御部と、
   前記発光素子の点灯非点灯を個別に制御する点灯制御回路とを有し、
   前記発光素子の直列接続体は、一つの列に属する複数の前記発光素子により形成された部分接続体が複数個、電気的に直列接続されて構成され、
   前記発光素子の発光パターンに応じて、前記直列接続体が、同一の列に属する前記部分接続体で構成される場合と、複数の列に属する前記部分接続体で構成される場合とを切り替える切替手段を有することを特徴とする照明装置。
2. 発光色の異なる複数種類の発光素子を有し、前記直列接続体が、同じ発光色の発光素子のみを直列接続した部分接続体で形成されている請求項１に記載の照明装置。
3. それぞれの前記部分接続体を形成する前記発光素子が同数である請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記電流値制御部が、前記発光素子の直列接続体と直列に接続された電流値制御素子である請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記電流値制御素子が、トランジスタである請求項４に記載の照明装置。
6. 前記発光素子が、発光ダイオードである請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 表示部と、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置とを備え、
   前記表示部には前記照明装置からの光が照射されることを特徴とする表示装置。

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