JP6152290B2 - バックライト装置ならびにそれを用いたディスプレイ装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードの駆動技術に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルのバックライトとして、従来のＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)やＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp）に代えて、長寿命化、低消費電力化、広色域化の観点で優れた特性を有する白色発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）が用いられている。

図１は、本発明者らが検討したバックライト装置の構成を示す図である。図１には、バックライト装置２ｒに加えて、ＬＣＤパネル１０２が示される

バックライト装置２ｒは、直下型であり、ＬＣＤパネル１０２の背面に複数チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４ごとに設けられたＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿４と、ＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿４を駆動する、マルチチャネルの駆動回路２０と、を備える。

各ＬＥＤストリング１０は、直列に接続された複数のＬＥＤを備える。ＬＣＤパネル１０２は、第１の方向に沿って、複数の領域１０４＿１〜１０４＿４に仮想的に分割されている。複数のＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿４は、複数の領域１０４＿１〜１０４＿４ごとに設けられており、ｉ番目のチャンネルＣＨｉのＬＥＤストリング１０＿ｉは、対応するｉ番目の領域１０４＿ｉに割り当てられ、その背面に配置される。

駆動回路２０は、複数の電流ドライバ２２＿１〜２２＿４、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、コントローラ２６を備える。
電流ドライバ２２＿１〜２２＿４は、チャンネルごとに設けられ、対応するＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿４と直接に接続される。各チャンネルのＬＥＤストリング１０の輝度は、対応する電流ドライバ２２が生成する駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じて調節される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、各チャンネルのＬＥＤストリング１０と電流ドライバ２２の両端間に、駆動電圧Ｖ_ＯＵＴを供給する。

コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を制御することにより、駆動電圧Ｖ_ＯＵＴを、各チャンネルのＬＥＤストリング１０を所望の輝度で発光しうるレベルに安定化させるとともに、電流ドライバ２２＿１〜２４＿４が生成する駆動電流Ｉ_ＬＥＤを制御する。

特開２００４−３２８７５号公報 特開２００２−２５２９７１号公報 特開２００７−０２８７８４号公報 特開２００７−１７３８１３号公報 特開２００３−１５７９８６号公報

バックライト用のＬＥＤの輝度を制御する方式としては、電流調光（アナログ調光）と、ＰＷＭ調光が知られている。電流調光では、目標輝度に応じて、ＬＥＤストリング１０に流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤの電流量を調節する。ＰＷＭ調光では、駆動電流Ｉ_ＬＥＤをスイッチングし、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが流れる点灯期間と、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが遮断される消灯期間の時間比率（デューティ比）を調節することにより、ＬＥＤストリング１０の実効的な輝度を制御する。

近年、バックライト装置に要求されるコントラスト比はますます高まっている。たとえば電流調光によって、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを、最大輝度に対応する最大電流からその０．１％の最小電流まで変化させた場合、そのコントラスト比は１０００：１となる。
また、ＰＷＭ調光により、デューティ比を１００％〜０．１％の範囲で変化させた場合、そのコントラスト比は１０００：１となる。

したがって、図１のバックライト装置２ｒのコントラスト比は、電流調光においては、電流ドライバ２２が生成可能な最小電流量により制約を受け、ＰＷＭ調光においては、最小パルス幅によって制約を受ける。あるいは、アナログ調光とＰＷＭ調光を組み合わせることにより、コントラスト比を拡大することも可能であるが、この場合であっても、コントラスト比には上限がある。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、バックライト装置のコントラスト比の拡大にある。

本発明のある態様は、液晶ディスプレイパネルのバックライト装置に関する。バックライト装置は、それぞれが、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の発光ユニットを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個の発光素子ストリングと、Ｎ個の発光素子ストリングを駆動する駆動回路と、を備える。液晶ディスプレイパネルは、Ｍ個の領域に分割される。Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれに含まれる第ｉ番目の発光ユニットは、ｉ番目の領域に割り当てられ、対応する領域を照射するよう配置される。駆動回路は、Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれの発光を独立にオン、オフ可能に構成される。

この態様において、ｉ番目の領域の輝度は、その領域に含まれるＮチャンネル分の発光ユニットの輝度の和で与えられる。低輝度領域において、Ｎ個の発光素子ストリングのうち、Ｋ個（Ｋ＜Ｎ）を点灯し、（Ｎ−Ｋ）個を消灯すると、そのときの輝度は、Ｎチャンネルをすべて点灯した場合に比べて、Ｋ／Ｎ倍となる。したがって、従来のように、Ｎ個の発光素子ストリングをＮ個の領域に割り当てる場合に比べて、各領域のダイナミックレンジを最大でＮ倍に広げることができる。

駆動回路は、Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれの輝度を独立に調節可能に構成されてもよい。

液晶ディスプレイパネルは、第１の方向にＭ個の領域に分割されてもよい。

駆動回路は、外部からバックライトの目標輝度を指示する調光信号を受け、目標輝度が最大値のとき、全ての発光素子ストリングを最大輝度で発光させ、目標輝度が小さくなるにしたがい、全ての発光素子ストリングの輝度を均一に低下させていき、全チャンネルの発光素子ストリングの輝度が最小値に達すると、Ｎ個の発光素子ストリングを順に消灯させてもよい。

駆動回路は、外部からバックライトの目標輝度を指示する調光信号を受け、目標輝度が最大値のとき、全ての発光素子ストリングを最大輝度で発光させ、目標輝度が小さくなるにしたがい、Ｎ個の発光素子ストリングを順に選択し、選択された発光素子ストリングの輝度を均一に低下させていき、全チャンネルの発光素子ストリングの輝度が最小値に達すると、Ｎ個の発光素子ストリングを順に消灯させてもよい。

駆動回路は、各発光素子ストリングについて、駆動電流が流れる時間比率を制御するパルス変調調光と、駆動電流の電流量を制御するアナログ調光と、の少なくとも一方を行ってもよい。

発光素子ストリングは、液晶ディスプレイパネルの１辺に沿って配置されてもよい。バックライト装置は、液晶ディスプレイパネルの背面に、Ｍ個の領域に対応づけて設けられたＭ個の導光板をさらに備えてもよい。Ｍ個の導光板はそれぞれ、対応する領域に割り当てられた発光素子ストリングからの光を液晶ディスプレイパネルの背面に拡散させるよう構成される。

発光素子ストリングは、液晶ディスプレイパネルの背面に配置されてもよい。

駆動回路は、発光素子ストリングごとに設けられ、それぞれが、対応する発光素子ストリングと直列に設けられた、Ｎ個の電流ドライバと、発光素子ストリングおよび電流ドライバの複数のペアそれぞれの両端間に、駆動電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、Ｎ個の電流ドライバの電圧降下のうち最も低い電圧が所定の基準電圧に近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、Ｎ個の電流ドライバを制御するコントローラと、を備えてもよい。

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、液晶ディスプレイパネルと、上述のバックライト装置と、を備える。

本発明の別の態様は、ディスプレイ装置に関する。ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイパネルと、上述のいずれかのバックライト装置と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、バックライト装置のコントラスト比を拡大できる。

本発明者らが検討したバックライト装置の構成を示す図である。 実施の形態に係るバックライト装置を備えるディスプレイ装置の構成を示す回路図である。 図２のディスプレイ装置のレイアウトの一例を示す図である。 図２のディスプレイ装置のレイアウトの別の一例を示す図である。 バックライト装置における、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じた調光制御の一例を説明する図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、図４の直下型のバックライト装置を備える電子機器の一例を示す図である。 バックライト装置における、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じた調光制御の別の一例を説明する図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図２は、実施の形態に係るバックライト装置２を備えるディスプレイ装置１００の構成を示す回路図である。

ディスプレイ装置１００は、ＬＣＤパネル１０２およびバックライト装置２を備える。バックライト装置２は、ＬＣＤパネル１０２の裏面から、バックライトを照射するよう構成される。

バックライト装置２は、マルチチャンネルで構成され、Ｎ（Ｎは２以上の整数）チャンネルの発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎと、駆動回路２０と、を備える。

Ｎ個のＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿Ｎはそれぞれ、直列に接続されたＭ個（Ｍは２以上の整数）の発光ユニット１２を含む。たとえば各発光ユニット１２は、ひとつの、あるいは直列に接続された複数の発光素子を含む。発光素子はたとえばＬＥＤである。

同じＬＥＤストリング１０（チャンネル）に含まれるＭ個の発光ユニット１２は、同じ輝度で発光するように、そのサイズ（発光面積）は実質的に等しく構成される。

以下、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）のチャンネルＣＨｊのＬＥＤストリング１０＿ｊのｉ番目の発光ユニット１２を、１２＿ｊ，ｉと表記する。本実施の形態では、説明の簡潔化と理解の容易化を目的として、すべての発光ユニット１２＿１，１〜１２＿Ｎ，Ｍのサイズ（発光面積）が等しい場合を説明する。

ＬＣＤパネル１０２は、その一辺（本実施の形態では、図中、Ｘ方向）の方向に対して、複数Ｍ個の領域１０４＿１〜１０４＿Ｍに分割されている。ここでの分割とは、ＬＣＤパネル１０２が物理的に分割されていることを意味するのではなく、仮想的な領域に分割されることを意味する。

Ｎ個の発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎそれぞれに含まれる第ｉ番目の発光ユニット１２＿１，ｉ〜１２＿Ｎ，ｉは、ｉ番目の領域１０４＿ｉに割り当てられ、対応する領域１０４＿ｉを照射するよう配置される。ｉ番目の領域１０４＿ｉに割り当てられた複数のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮそれぞれの発光ユニット１２＿１，ｉ〜１２＿Ｎ，ｉを、発光モジュール１４＿ｉと称する。

駆動回路２０には、外部から、バックライトの輝度を指示する調光信号Ｓ_ＤＩＭが入力される。駆動回路２０は、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じて、Ｎ個の発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎそれぞれの発光を独立にオン、オフ可能に構成される。

駆動回路２０は、複数の電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、コントローラ２６を備える。

Ｎ個の電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎは発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎごとに設けられる。ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の電流ドライバ２２＿ｊは、対応する発光素子ストリング１０＿ｊと直列に設けられる。具体的には電流ドライバ２２＿ｊは、対応するＬＥＤストリング１０＿ｊのカソードと接地ラインの間に設けられる。あるいは電流ドライバ２２＿ｊは、ＬＥＤストリング１０＿ｊと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力ラインの間に設けられてもよい。電流ドライバ２２＿ｊは、駆動電流Ｉ_ＬＥＤｊを生成する。電流ドライバ２２は、公知技術を用いればよく、その構成は限定されない。

コントローラ２６は、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じて、電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎを制御することにより、駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤＮを電流調光し、および／または、それらをパルス変調調光する。パルス変調調光では、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが流れる時間比率が制御される。たとえばパルス変調調光は、ＰＷＭ（パルス幅変調）、ＰＦＭ（パルス周波数変調）、ＰＤＭ（パルス密度変調）のいずれか、あるいはそれらの組み合わせを用いてもよい。アナログ調光では、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの電流量が制御される。

それに加えてコントローラ２６は、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じて、輝度調節を目的として、電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎそれぞれを独立にオン、オフ可能となっている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの発光素子ストリング１０および電流ドライバ２２のペアの両端間、つまりその出力ラインと接地ラインの間に、駆動電圧Ｖ_ＯＵＴを供給する。

コントローラ２６は、Ｎ個の電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎの電圧降下、すなわちＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿Ｎそれぞれのカソード電圧Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤＮのうち最も低い電圧が所定の基準電圧に近づくように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を制御する。

図３は、図２のディスプレイ装置１００のレイアウトの一例を示す図である。図３は、ＬＣＤパネル１０２の表面が下向き、ＬＣＤパネル１０２の裏面が上向きとなるように描かれている。

図３のバックライト装置２はエッジライト式である。ＬＣＤパネル１０２は、その１辺と平行な方向（図中、Ｘ方向）にＭ個の領域１０４＿１〜１０４＿Ｍに分割されている。図３ではＭ＝４の場合を説明する。図３では、ＬＣＤパネル１０２の長辺方向に対してＭ個の領域に分割されるが、短辺方向に対して分割してもよい。

バックライト装置２は、ディスプレイ装置１００の背面に、Ｍ個の領域１０４＿１〜１０４＿４ごとに設けられた複数の導光板１０６＿１〜１０６＿Ｍを備える。複数の導光板１０６＿１〜１０６＿Ｍは、一体形成されてもよいし、個別に形成されてもよい。

複数の発光モジュール１４＿１〜１４＿Ｍは、複数の領域１０４＿１〜１０４＿Ｍごとに設けられ、ｉ番目（１≦ｉ≦Ｍ）の発光モジュール１４＿ｉは、対応する導光板１０６＿ｉの端部に設けられる。ｉ番目の導光板１０６＿ｉは、対応する発光モジュール１４＿ｉが発光した光を受け、第２の方向（図中、Ｙ方向）に反射、拡散することにより、対応する領域１０４＿ｉ全体に行き渡らせる。導光板１０６＿ｉは、発光モジュール１４＿ｉからの光を、ＬＣＤパネル１０２の背面から第３の方向（図中、Ｚ方向）に照射する。

上述のように、各発光モジュール１４には、チャンネルごとの発光ユニット１２が含まれるが、発光モジュール１４内のレイアウトは特に限定されない。たとえば、各発光モジュール１４において、複数の発光ユニット１２を、第１の方向（Ｘ方向）に並べてもよいし、第２の方向（Ｙ方向）に並べてもよい。あるいは、発光モジュール１４の内部において、複数の発光ユニット１２に含まれる個々の発光素子を、疑似ランダム的に分散させてもよい。

図４は、図２のディスプレイ装置１００のレイアウトの別の一例を示す図である。図４のバックライト装置２は直下型である。ＬＣＤパネル１０２は、Ｘ方向にＭ個の領域に分割される。Ｍ個の発光モジュール１４＿１〜１４＿Ｍはそれぞれ、Ｍ個の領域１０４＿１〜１０４＿Ｍごとに設けられ、ｉ番目の発光モジュール１４＿ｉは、対応する領域１０４＿ｉとオーバーラップする箇所に配置される。

図３、図４のいずれの場合であっても、各発光モジュール１４の内部の発光素子は、後述のように、チャンネルごとの消灯による輝度制御を行う場合に、各領域１０４において輝度ムラが生じないようにレイアウトすることが望ましい。

以上がバックライト装置２の構成である。続いてその動作を説明する。上述したように、本実施の形態では、電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎは、それぞれが個別にオン、オフが切りかえ可能となっている。また、電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎは、そのオン状態において、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤを、最小値＃Ｉ_ＭＩＮ〜最大値＃Ｉ_ＭＡＸの範囲で可変に構成される。本明細書では、実効値を便宜的に＃を付して示す。駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤは、上述のように、アナログ調光、パルス変調調光のいずれか、あるいはそれらの組み合わせで制御される。

本実施の形態では、すべてのチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮにおいて、駆動電流の実効値の最小値＃Ｉ_ＭＩＮは等しく、駆動電流の実効値の最大値＃Ｉ_ＭＩＮも等しいものとする。

以下、アナログ調光とパルス変調調光を併用する場合を説明する。
アナログ調光によって、電流ドライバ２２が生成する駆動電流Ｉ_ＬＥＤの振幅は、最小値Ｉ_ＭＩＮ〜最大値Ｉ_ＭＡＸの間で可変である。また、ＰＷＭ調光によって、駆動電流Ｉ_ＬＥＤは、所定の周波数でスイッチング可能であり、そのデューティ比は、Ｄ_ＭＩＮ〜Ｄ_ＭＡＸの間で可変となっている。Ｄ_ＭＡＸは１００％である。この場合、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤの最小値＃Ｉ_ＭＩＮは、Ｉ_ＭＩＮ×Ｄ_ＭＩＮであり、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤの最大値＃Ｉ_ＭＡＸは、Ｉ_ＭＡＸとなる。

ここで、各領域１０４＿１〜１０４＿Ｍに照射される光の量は、各発光モジュール１４＿１〜１４＿Ｍの輝度に応じている。そして、ｉ番目の発光モジュール１４＿ｉの輝度（光量）は、それに含まれる発光ユニット１２＿１，ｉ〜１２＿Ｎ，ｉの光量の和となる。発光ユニット１２＿ｊ，ｉの輝度をＸｕ［ｊ，ｉ］と書くと、ｉ番目の発光モジュール１４＿ｉの輝度Ｘｍ［ｉ］は、以下の式で与えられる。
Ｘｍ［ｉ］＝Ｘｕ［１，ｉ］＋Ｘｕ［２，ｉ］＋…＋Ｘｕ［Ｎ，ｉ］
＝Σ_{ｊ＝１：Ｎ}Ｘｕ［ｊ，ｉ］ …（１）

ここで、同じチャンネル内の発光ユニット１２＿ｊ，１〜１２＿ｊ，Ｍには、同じ駆動電流Ｉ_ＬＥＤが供給されることから、それらの輝度は等しく、その値を、Ｘｕ［ｊ］と表記する。
Ｘｕ［ｊ，１］＝Ｘｕ［ｊ，２］＝…＝Ｘｕ［ｊ，Ｍ］＝Ｘｕ［ｊ］ …（２）

式（１）および（２）から、全ての発光モジュール１４＿１〜１４＿Ｍの輝度Ｘｍ［１］〜Ｘｍ［Ｍ］は等しく、式（３）で与えられることが分かる。
Ｘｍ＝Ｘｕ［１］＋Ｘｕ［２］＋…＋Ｘｕ［Ｎ］＝Σ_{ｊ＝１：Ｎ}Ｘｕ［ｉ］ …（３）

発光モジュール１４の最大輝度Ｘｍ_ＭＡＸは、すべてのチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎをオンし、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤを最大としたときに得られる。一方、発光モジュール１４の最小輝度Ｘｍ_ＭＩＮは、ひとつのチャンネル（たとえば第１チャンネルＣＨ１）の電流ドライバ２２＿１のみをオンし、残りの電流ドライバ２２＿２〜２２＿Ｎをオフし、第１チャンネルの電流ドライバ２２＿２の駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤを、その最小値＃Ｉ_ＭＩＮとしたときに得られる。

図５は、バックライト装置２における、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じた調光制御の一例を説明する図である。ここではＮ＝４とする。横軸は調光信号Ｓ_ＤＩＭ、すなわち目標輝度を示す。また縦軸は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ４の実効値（各チャンネルの発光ユニット１２の輝度Ｘｕ［１］〜Ｘｕ［４］）および発光モジュール１４の輝度Ｘｍを示す。

コントローラ２６は、調光信号Ｓ_ＤＩＭが指示する目標輝度が最大値ＭＡＸのとき、駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ４の実効値を最大値＃Ｉ_ＭＡＸとし、全ての発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎを最大輝度で発光させる。

そして、コントローラ２６は、目標輝度が小さくなるにしたがい、ＰＷＭ調光およびアナログ調光の併用によって、駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ４の実効値を低下させることにより、全ての発光素子ストリング１０＿１〜１０＿４の輝度を低下させていく（領域Ａ）。領域Ａでは、駆動回路２０は、Ｎ個の発光素子ストリング１０＿１〜１０＿Ｎの輝度を均一に調節する。

そして全てのチャンネルの発光素子ストリング１０＿１〜１０＿４に流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ４の実効値が最小値まで低下した後、それより目標輝度が小さな領域Ｂにおいては、４個の発光素子ストリング１０＿１〜１０＿４を順に消灯させる。

以上がバックライト装置２の動作である。続いてその利点を説明する。

この実施の形態において、発光モジュール１４のコントラスト比は、
Ｘｍ_ＭＡＸ：Ｘｍ_ＭＩＮ＝Ｎ×＃Ｉ_ＭＡＸ：１×＃Ｉ_ＭＩＮ
となる。

図１のバックライト装置２ｒでは、各領域１０４＿１〜１０４＿Ｍの輝度Ｘｍ［１］〜Ｘｍ［４］はそれぞれ、各チャンネルの駆動電流Ｉ_ＬＥＤの実効値＃Ｉ_ＬＥＤに他ならない。
ｉ番目の領域１０４＿ｉに着目すると、そのコントラスト比は、
Ｘｍ_ＭＡＸ：Ｘｍ_ＭＩＮ＝＃Ｉ_ＭＡＸ：＃Ｉ_ＭＩＮ

すなわち、実施の形態に係るバックライト装置２によれば、図１のバックライト装置２ｒに比べて、コントラスト比をＮ倍に高めることができる。

続いてバックライト装置２の用途を説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、図４の直下型のバックライト装置２を備える電子機器の一例を示す図である。図６（ａ）の電子機器７００はテレビ、カーナビゲーションシステム、ＰＣなどのディスプレイ装置である。図６（ｂ）は、電子機器７００は、タブレットＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話端末などである。電子機器７００は、筐体７０２およびＬＣＤパネル１０２を備える。ＬＥＤストリング１０は、ＬＣＤパネル１０２の背面にバックライトとして配置される。
これらの電子機器には、直下型のバックライト装置２に代えて、図３に示すようなエッジライト型のバックライト装置２を搭載してもよい。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
実施の形態では、すべての発光ユニット１２＿１，１〜１２＿Ｎ，Ｍのサイズが等しい場合を説明したが、同じ発光モジュール１４に含まれる複数の発光ユニット１２＿１，ｉ〜１２＿Ｎ，ｉのサイズは、チャンネルごとに異なってもよい。たとえばチャンネルごとに、発光ユニットのサイズはバイナリで重み付けされてもよい。

また、実施の形態では、電流ドライバ２２＿１〜２２＿Ｎが生成する駆動電流の実効値の最大値が等しい場合を説明したが、それらもチャンネルごとに異なっていてもよい。

（変形例２）
コントローラ２６による輝度の制御方式は、図５のそれには限定されない。図７は、バックライト装置２における、調光信号Ｓ_ＤＩＭに応じた調光制御の別の一例を説明する図である。
たとえば、図５では、領域Ｂにおいて、Ｎ個の発光モジュール１４をひとつずつ順にオフする場合を説明したが、図７のようにいくつかの発光モジュール１４を同時にオフしてもよい。
また図５では、領域Ａにおいて、すべてのチャンネルの駆動電流を均一に変化させているが本発明はそれには限定されない。駆動回路２０は、Ｎ個のＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿Ｎそれぞれの輝度を独立に調節可能に構成されてもよい。この場合、図７に示すように領域Ａにおいて、ＬＥＤストリング１０＿１〜１０＿Ｎの輝度を順に個別に変化させてもよい。この場合、図５の制御に比べて、高い分解能で輝度を制御できる。

（変形例３）
実施の形態では、ＬＥＤストリング１０に含まれる発光ユニット１２の個数Ｍが、ＬＣＤパネル１０２の領域の個数Ｍと等しい場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、ＬＣＤパネル１０２がＭ個の領域に分割されるとき、ＬＥＤストリング１０は、直列に接続されたｋ×Ｍ（ｋは２以上の整数）の発光ユニット１２を含んでもよい。この場合、ｉ番目と（ｉ＋Ｍ）番目の発光ユニット１２を、領域１０４＿ｉに割り当ててもよい。

（変形例４）
実施の形態では、ＬＣＤパネル１０２を、その一辺に沿って、Ｍ個の領域に分割する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。直下型のバックライト装置２においては、ＬＣＤパネル１０２を、マトリクス状のＭ個の領域に分割してもよい。

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められることはいうまでもない。

２…バックライト装置、１００…ディスプレイ装置、１０２…ＬＣＤパネル、１０４…領域、１０６…導光板、１０…ＬＥＤストリング、１２…発光ユニット、１４…発光モジュール、２０…駆動回路、２２…電流ドライバ、２４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２６…コントローラ。

Claims (10)

1. 液晶ディスプレイパネルのバックライト装置であって、
   それぞれが、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の発光ユニットを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個の発光素子ストリングと、
   前記Ｎ個の発光素子ストリングを駆動する駆動回路と、
   を備え、
   前記液晶ディスプレイパネルは、Ｍ個の領域に分割されており、
   前記Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれに含まれる第ｉ番目の発光ユニットは、ｉ番目の領域に割り当てられ、対応する領域を照射するよう配置され、
   前記駆動回路は、前記Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれの発光を独立にオン、オフ可能に構成され、
   前記駆動回路は、外部からバックライトの目標輝度を指示する調光信号を受け、目標輝度が最大値のとき、全ての発光素子ストリングを最大輝度で発光させ、前記目標輝度が小さくなるにしたがい、すべての発光素子ストリングの輝度を均一に低下させていき、全てのチャンネルの発光素子ストリングの輝度が最小値に達すると、前記Ｎ個の発光素子ストリングを順に消灯させることを特徴とするバックライト装置。
2. 液晶ディスプレイパネルのバックライト装置であって、
   それぞれが、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の発光ユニットを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個の発光素子ストリングと、
   前記Ｎ個の発光素子ストリングを駆動する駆動回路と、
   を備え、
   前記液晶ディスプレイパネルは、Ｍ個の領域に分割されており、
   前記Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれに含まれる第ｉ番目の発光ユニットは、ｉ番目の領域に割り当てられ、対応する領域を照射するよう配置され、
   前記駆動回路は、前記Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれの発光を独立にオン、オフ可能に構成され、
   前記駆動回路は、外部からバックライトの目標輝度を指示する調光信号を受け、目標輝度が最大値のとき、全ての発光素子ストリングを最大輝度で発光させ、前記目標輝度が小さくなるにしたがい、前記Ｎ個の発光素子ストリングを順に選択し、選択された発光素子ストリングの輝度を低下させていき、全てのチャンネルの発光素子ストリングの輝度が最小値に達すると、前記Ｎ個の発光素子ストリングを順に消灯させることを特徴とするバックライト装置。
3. 前記駆動回路は、前記Ｎ個の発光素子ストリングそれぞれの輝度を独立に調節可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
4. 前記液晶ディスプレイパネルは、第１の方向にＭ個の領域に分割されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバックライト装置。
5. 前記駆動回路は、各発光素子ストリングについて、駆動電流が流れる時間比率を制御するパルス変調調光と、駆動電流の電流量を制御するアナログ調光と、の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバックライト装置。
6. 前記発光素子ストリングは、前記液晶ディスプレイパネルの１辺に沿って配置され、
   前記バックライト装置は、
   前記液晶ディスプレイパネルの背面に、前記Ｍ個の領域ごとに設けられ、それぞれが対応する領域に割り当てられた前記発光素子ストリングからの光を前記液晶ディスプレイパネルの背面に拡散させるよう構成された、Ｍ個の導光板をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のバックライト装置。
7. 前記発光素子ストリングは、前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のバックライト装置。
8. 前記駆動回路は、
   前記発光素子ストリングごとに設けられ、それぞれが、対応する発光素子ストリングと直列に設けられた、Ｎ個の電流ドライバと、
   前記発光素子ストリングおよび前記電流ドライバの複数のペアそれぞれの両端間に、駆動電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記Ｎ個の電流ドライバの電圧降下のうち最も低い電圧が所定の基準電圧に近づくように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記Ｎ個の電流ドライバを制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のバックライト装置。
9. 液晶ディスプレイパネルと、
   請求項１から８のいず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電子機器。
10. 液晶ディスプレイパネルと、
    請求項１から８のいず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ディスプレイ装置。

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