JP5284348B2 - Ｌｅｄバックライト駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ：Liquid Crystal Display」と略する）のバックライトとして使用される発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ：Light Emitting Diode」と略する）バックライトを駆動するＬＥＤバックライト駆動装置に関する。

近年、ＬＣＤのバックライトの光源として、従来の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）に代わって、ＬＥＤが用られるようになってきた。ところで、ＬＣＤに対しては、さらなる高輝度化が望まれており、これに応えるために、直列に接続された複数のＬＥＤを１ラインとし、複数のＬＥＤラインを備えたＬＥＤバックライトが開発されている。このようなＬＥＤバックライトでは、電源から電源供給ラインを介して各ＬＥＤラインに供給される電流をＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）制御することにより、ＬＥＤの発光量が調節されている。しかしながら、全てのＬＥＤラインを同一の波形を有する駆動信号で駆動した場合、瞬間的に大きな電流が流れるので、電源供給ラインに、画面ノイズなどの原因となるリップルが発生する。

このような問題を解消する技術として、特許文献１は、電流リップル成分を減少させることによってディスプレイ特性を向上させたディスプレイ装置を開示している。このディスプレイ装置は、所定の駆動電源を光源に供給する複数の電源駆動部と、各電源駆動部から出力される電流が所定の位相差を有するように複数の電源駆動部を制御する制御部を備えている。

特開２００７−８０８１９号公報

上述した特許文献１に開示された技術では、１つのＬＥＤラインに対し複数の電源駆動部が必要である。そのため、高輝度を得るために複数のＬＥＤラインを備えようとすると、膨大な数の電源駆動部が必要となり、多くの実装面積が必要になるとともに、高価格になるという問題がある。

この発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、簡単な構成でＬＥＤバックライトを駆動できる安価なＬＥＤバックライト駆動装置を提供することにある。

この発明に係るＬＥＤバックライト駆動装置は、上記課題を解決するために、任意の数のＬＥＤが直列接続されて成るＬＥＤラインが電源供給ラインに並列に複数接続されたＬＥＤバックライトを駆動し、該駆動をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御にてそのＤｕｔｙを制御することよりバックライトの明るさを制御するＬＥＤバックライト駆動装置において、前記複数のＬＥＤラインの中の１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間を算出する演算部と、前記演算部で算出された遅延時間に応じた時間差をおいて順次に複数の制御信号を発生する信号発生器と、前記信号発生器で発生された複数の制御信号にしたがって前記複数のＬＥＤラインを順次に駆動するドライバと、不良となったＬＥＤラインを除いて接続されている前記ＬＥＤラインの数を検出するオープン・ショート検出器とを備え、前記演算部は、前記オープン・ショート検出器により検出された前記ＬＥＤラインの数に応じて遅延時間を算出するものである。

この発明に係るＬＥＤバックライト駆動装置によれば、任意の数のＬＥＤが直列接続されて成るＬＥＤラインが電源供給ラインに並列に複数接続されたＬＥＤバックライトを駆動し、該駆動をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御にてそのＤｕｔｙを制御することよりバックライトの明るさを制御するＬＥＤバックライト駆動装置において、前記複数のＬＥＤラインの中の１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間を算出する演算部と、前記演算部で算出された遅延時間に応じた時間差をおいて順次に複数の制御信号を発生する信号発生器と、前記信号発生器で発生された複数の制御信号にしたがって前記複数のＬＥＤラインを順次に駆動するドライバと、不良となったＬＥＤラインを除いて接続されている前記ＬＥＤラインの数を検出するオープン・ショート検出器とを備え、前記演算部は、前記オープン・ショート検出器により検出された前記ＬＥＤラインの数に応じて遅延時間を算出するように構成したので、１つのＬＥＤラインに対し複数の電源駆動部を備える必要はなく、簡単かつ安価な構成でＬＥＤバックライトを駆動できる。

この発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト駆動装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト駆動装置が適用された液晶ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。この液晶ディスプレイ装置は、電源供給部１、ＬＥＤバックライト２、液晶モジュール３およびＬＥＤバックライト駆動装置４を備えている。

電源供給部１は、ＬＥＤバックライト２を駆動するための電流を発生する。この電源供給部１で発生された電流は、電源供給ラインＳ４を介して、ＬＥＤバックライト２に供給される。

ＬＥＤバックライト２は、第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３を備えており、各々は、複数のＬＥＤが直列接続されて構成されている。第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３の各々の一方の端部に配置されたＬＥＤのアノードは、電源供給ラインＳ４を介して電源供給部１に共通に接続されおり、他方の端部に配置されたＬＥＤのカソードは、ＬＥＤバックライト駆動装置４に個別に接続されている。

液晶モジュール３は、液晶パネルに、駆動用のドライバＩＣなどが実装されて構成されている。この液晶モジュール３の裏面からＬＥＤバックライト２で発生された光が照射されることにより、液晶パネルの表面に文字または図形などが所定の輝度で表示される。

ＬＥＤバックライト駆動装置４は、ＬＥＤバックライト２を駆動する。このＬＥＤバックライト駆動装置４は、オープン・ショート検出器１１、演算部１２、信号発生器１３およびドライバ１４から構成されている。

オープン・ショート検出器１１は、ＬＥＤバックライト２を構成するＬＥＤラインの接続の有無を検出することにより、当該ＬＥＤバックライト駆動装置４に接続されているＬＥＤラインの数を検出する。この場合、ＬＥＤラインに不良、例えばオープン故障がある場合は、そのＬＥＤラインは接続されていないと検出されるので、不良となったＬＥＤラインを除く残りのＬＥＤラインの数が検出される。このオープン・ショート検出器１１において検出されたＬＥＤラインの数は、演算部１２に送られる。

演算部１２は、オープン・ショート検出器１１から送られてくるＬＥＤラインの数に基づき、複数のＬＥＤラインの中の１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間を算出する。この演算部１２で算出された遅延時間は、遅延時間信号として信号発生器１３に送られる。

信号発生器１３は、演算部１２から送られてくる遅延時間信号によって示される遅延時間に応じた時間差をおいて、制御信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３を順次に発生し、ドライバ１４に送る。
演算部１２と信号発生器１３は、例えばマイコンを用いて構成する。
演算部１２の構成は、オープン・ショート検出器１１からのＬＥＤラインの数情報を受け取る受信部（図示せず）、ＬＥＤライン数に応じて、１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間を計算する計算部（図示せず）、信号発生器１３に遅延時間Ｔｄの情報を送るための送信部（図示せず）から成る。
信号発生器１３の構成は、演算部１２から送られた遅延時間を実際に遅延させる遅延生成部（タイマ）（図示せず）、ドライバ１４に制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を送る送信部（図示せず）で構成する。

ドライバ１４は、例えば３個のトランジスタから構成されており、信号発生器１３からの制御信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に応じてそれぞれオンまたはオフし、ＬＥＤバックライト２を構成する第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３を、それぞれ駆動または駆動停止する。

次に、上記のように構成される液晶ディスプレイ装置の動作を、図２に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。

まず、接続されているＬＥＤラインの数ｎが検出される。すなわち、オープン・ショート検出器１１は、ＬＥＤバックライト２を構成する第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３が接続されているか否かを検出することにより、当該ＬＥＤバックライト駆動装置４に接続されているＬＥＤラインの数ｎを検出し、この検出したＬＥＤラインの数ｎを、演算部１２に送る。

次いで、遅延時間Ｔｄが算出される。すなわち、演算部１２は、オープン・ショート検出器１１から送られてくるＬＥＤラインの数ｎに基づき、１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間Ｔｄを算出する。今、ＰＷＭ制御の周波数がｆ０［Ｈｚ］であるとすれば、周期Ｔ０は「Ｔ０＝１／ｆ０」で表される。ＬＥＤラインの数がｎ本であれば、遅延時間Ｔｄは「Ｔ０／ｎ」によって求められる。例えば、ＰＷＭ制御の周期がｆ０＝８．３［ｋＨｚ］、ＬＥＤラインの数ｎが３本の場合であれば、周期Ｔ０は、１／８．３ｋ＝１２０［μｓ］、遅延時間Ｔｄは、１２０［μｓ］／３＝４０「μｓ］となる。

次いで、第１ＬＥＤラインＬ１が駆動される。すなわち、信号発生器１３は、まず、図２（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御されたオン幅を有する制御信号Ｓ１を発生してドライバ１４に送る。これにより、ドライバ１４を構成するトランジスタがオンして、第１ＬＥＤラインＬ１を駆動する。その結果、第１ＬＥＤラインＬ１のＬＥＤが点灯する。

次いで、第２ＬＥＤラインＬ２が駆動される。すなわち、信号発生器１３は、図２（ｂ）に示すように、制御信号Ｓ１を発生してから、演算部１２から送られてくる遅延時間Ｔｄが経過した後、ＰＷＭ制御されたオン幅を有する制御信号Ｓ２を発生してドライバ１４に送る。これにより、ドライバ１４を構成するトランジスタがオンして、第２ＬＥＤラインＬ２を駆動する。その結果、第２ＬＥＤラインＬ２のＬＥＤが点灯する。

次いで、第３ＬＥＤラインＬ３が駆動される。すなわち、信号発生器１３は、図２（ｃ）に示すように、制御信号Ｓ２を発生してから、演算部１２から送られてくる遅延時間Ｔｄが経過した後、ＰＷＭ制御されたオン幅を有する制御信号Ｓ３を発生してドライバ１４に送る。これにより、ドライバ１４を構成するトランジスタがオンして、第３ＬＥＤラインＬ３を駆動する。その結果、第３ＬＥＤラインＬ３のＬＥＤが点灯する。

以下、上記と同様にして、再度、第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３が順次に駆動され、これらの駆動が繰り返される。図２（ｄ）は、上述したように動作した場合の電源供給ラインＳ４の電流変動の様子を示す。従来のように、第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３が同時に駆動されないので電流が大きく変動する個所は存在せず、しかも、第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３が順次に駆動されるので電流が小さく変動する個所が分散される。その結果、全体として電源供給ラインＳ４のリップルは小さく、画面ノイズなどを抑えることができる。

なお、上述した実施の形態１に係るＬＥＤバックライト駆動装置では、図１に示すように、ＬＥＤラインの数を第１ＬＥＤラインＬ１、第２ＬＥＤラインＬ２および第３ＬＥＤラインＬ３といった３列のＬＥＤラインを駆動する場合について説明したが、ＬＥＤラインの数は上記に限定されず任意である。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト駆動装置によれば、複数のＬＥＤラインＬ１〜Ｌ３の中の１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間Ｔｄを算出し、この算出された遅延時間Ｔｄに応じた時間差をおいて順次に複数の制御信号Ｓ１〜Ｓ３を発生して複数のＬＥＤラインＬ１〜Ｌ３を順次に駆動するように構成したので、１つのＬＥＤラインに対し複数の電源駆動部を備える必要はなく、簡単かつ安価な構成でＬＥＤバックライトを駆動できるＬＥＤバックライト駆動装置を提供できる。また、リップル対策のための例えばインダクタといった部品を削減できるので、実装面積の縮小とコスト低減が可能となる。

Claims (1)

1. 任意の数のＬＥＤが直列接続されて成るＬＥＤラインが電源供給ラインに並列に複数接続されたＬＥＤバックライトを駆動し、該駆動をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御にてそのＤｕｔｙを制御することよりバックライトの明るさを制御するＬＥＤバックライト駆動装置において、
   前記複数のＬＥＤラインの中の１つのＬＥＤラインを駆動してから次のＬＥＤラインを駆動するまでの遅延時間を算出する演算部と、
   前記演算部で算出された遅延時間に応じた時間差をおいて順次に複数の制御信号を発生する信号発生器と、
   前記信号発生器で発生された複数の制御信号にしたがって前記複数のＬＥＤラインを順次に駆動するドライバと、
   不良となったＬＥＤラインを除いて接続されている前記ＬＥＤラインの数を検出するオープン・ショート検出器とを備え、
   前記演算部は、前記オープン・ショート検出器により検出された前記ＬＥＤラインの数に応じて遅延時間を算出する
   ことを特徴とするＬＥＤバックライト駆動装置。

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