WO2011105086A1

WO2011105086A1 - 発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、ディスプレイ装置

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Publication number: WO2011105086A1
Application number: PCT/JP2011/001057
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Inventors: 石川　裕之
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Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2011-09-01
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Abstract

　ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃは、発光ユニット４ａ～４ｃごとに設けられ、それぞれが対応する発光ユニット４ａ～４ｃの第２端子と接続される。電流源３０ａ～３０ｃは、ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃごとに設けられ、それぞれが対応するＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃを介して対応する発光ユニット４ａ～４ｃに、調節可能な駆動電流Ｉ_ＬＥＤａ～Ｉ_ＬＥＤｃを供給する。基準電圧源３４は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じた基準電圧Ｖｘを生成する。制御回路４０は、ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃそれぞれの電圧のうち最も低い電圧が、基準電圧Ｖｘと一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を制御する。

Description

発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、ディスプレイ装置

　本発明は、発光素子の駆動回路に関する。

　液晶パネルのバックライトや携帯電話端末の着信表示のための光源、あるいは蛍光灯に変わる照明機器として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が利用される。ＬＥＤを所望の輝度で発光させるためには、駆動回路によって、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御してＬＥＤに十分な駆動電圧を供給するとともに、ＬＥＤに対して輝度に応じた駆動電流を供給する必要がある。

　特許文献１には、ＬＥＤを高効率にて駆動するための回路が開示されている。特許文献１の技術では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と固定電圧端子の間に、ＬＥＤストリングと定電流源とを直列に接続する。この定電流源の電流を調整することができる可変電流型とし、また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、所定の基準電圧Ｖｒｅｆと、定電流源の降下電圧である検出電圧Ｖｄｅｔとが等しくなるように、その出力電圧を制御する。

特許第３７５５７７０号公報

　近年の省エネに対する関心の高まりによって、駆動回路にはさらなる低消費電力化が求められている。

　本発明は係る状況におい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、発光素子を効率的に駆動可能な駆動回路の提供にある。

　本発明のある態様は、少なくともひとつの発光ユニットの共通接続された第１端子に駆動電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給する駆動回路に関する。この駆動回路は、少なくともひとつの発光ユニットごとに設けられ、それぞれが対応する発光ユニットの第２端子と接続されるべき、少なくともひとつの駆動端子と、少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられ、それぞれが対応する駆動端子を介して対応する発光ユニットに調節可能な駆動電流を供給する、少なくともひとつの電流源と、駆動電流に応じた電圧レベルを有する基準電圧を生成する基準電圧源と、少なくともひとつの駆動端子それぞれの電圧のうち最も低い電圧が、基準電圧と一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路と、を備える。

　電流源が発生する駆動電流の値が可変である場合に、基準電圧を駆動電流に応じて変化させることにより、基準電圧を固定した場合に比べて、電流源において発生する電圧降下、すなわち消費電力を低減することができ、発光素子を効率的に駆動することができる。

　少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、共通の第１電圧に応じた駆動電流を生成してもよい。基準電圧源は、第１電圧に応じた基準電圧を生成してもよい。
　この場合、駆動電流と基準電圧とを、第１電圧と連動させて変化させることができる。

　基準電圧源は、駆動電流に応じてステップ状に変化する基準電圧を生成してもよい。基準電圧源は、駆動電流に実質的に比例する基準電圧を生成してもよい。

　少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、駆動電流の目標値を示す共通の第１電圧に応じた駆動電流を生成してもよい。基準電圧源は、少なくともひとつの発光ユニットが生成する駆動電流に応じた基準電圧を生成してもよい。

　基準電圧源は、発光ユニットが生成する駆動電流に対してステップ状に変化する基準電圧を生成してもよい。基準電圧源は、発光ユニットが生成する駆動電流に実質的に比例する基準電圧を生成してもよい。

　本発明の別の態様もまた、少なくともひとつの発光ユニットの共通接続された第１端子に駆動電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給する駆動回路に関する。この駆動回路は、少なくともひとつの発光ユニットごとに設けられ、それぞれが対応する発光ユニットの第２端子と接続されるべき、少なくともひとつの駆動端子と、少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられ、それぞれが対応する駆動端子を介して対応する発光ユニットに駆動電流を供給する、少なくともひとつの電流源と、少なくともひとつの駆動端子それぞれの電圧のうち最も低い電圧が、基準電圧と一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路と、その監視対象の温度が所定の第１しきい値を超えると、本駆動回路を保護するサーマルシャットダウン回路と、駆動電流が経由する監視対象の外部接続端子の近傍に設けられ、その監視対象の温度が、第１しきい値より低い第２しきい値を超えると、監視対象の外部接続端子の温度の異常を示す検出信号を生成する端子温度検出回路と、を備える。

　この態様によると、検出信号に応じて、駆動電流を低下させたり、駆動電流を遮断したりすることによって、外部接続端子の温度が高い状態が持続するのを防止でき、外部接続端子に溶着されるはんだの劣化を抑制することができる。

　監視対象の外部接続端子は、駆動端子であってもよい。

　第２しきい値は、本駆動回路をプリント基板上に実装する際に、外部接続端子に溶着されるはんだが劣化しはじめる温度に応じて決定されてもよい。

　第１しきい値は１３０°以上であり、第２しきい値は１００°以下であってもよい。

　端子温度検出回路は、少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられてもよい。
　この場合、駆動端子ごとに独立に高温状態を検出できるため、電流源ごとに、駆動電流の値を制限するなど、柔軟な回路保護を行うことができる。

　本発明のさらに別の態様は、発光装置である。この装置は、少なくともひとつの発光ユニットと、少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する上述のいずれかの態様の駆動回路と、を備える。

　本発明のさらに別の態様は、ディスプレイ装置である。この装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面に、その発光ユニットがバックライトとして設けられている上述の発光装置と、を備える。

　なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、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、発光素子を高効率で駆動できる。

実施の形態に係る駆動ＩＣ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（ａ）は、電流源の両端間の電圧と駆動電流の関係、図２（ｂ）は、駆動電流と基準電圧の関係を示す図である。第２の実施の形態に係る駆動ＩＣの構成を示す回路図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図１の駆動ＩＣの変形例を示す回路図である。

　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のほか、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１は、実施の形態に係る駆動ＩＣ１０２を備えるディスプレイ装置１の構成を示す回路図である。ディスプレイ装置１は、バックライトとして設けられた発光装置２と、液晶パネル３を備える。

　発光装置２は、複数の発光ユニット４ａ～４ｃと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４と、駆動ＩＣ１０２と、を備える。発光ユニット４ａ～４ｃはそれぞれ、ひとつのＬＥＤ、または直列に接続された複数のＬＥＤを含むＬＥＤストリングである。図１では、３つの発光ユニット４が示されるが、発光ユニット４の個数は任意であり、少なくともひとつ設けられていればよい。発光ユニット４ａ～４ｃは、液晶パネル３の背面にバックライトとして設けられる。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧し、発光ユニット４ａ～４ｃの共通に接続された一端（第１端子）に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、キャパシタＣ１を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４のトポロジーは一般的なものであるため、説明を省略する。

　駆動ＩＣ１０２は、発光ユニット４ａ～４ｃそれぞれに、駆動電流Ｉ_ＬＥＤａ～Ｉ_ＬＥＤｃを供給するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を制御して駆動電圧Ｖｏｕｔを調節する機能ＩＣであり、ひとつの半導体チップに集積化されている。以下、駆動ＩＣ１０２の構成を説明する。

　駆動ＩＣ１０２は、複数の駆動端子（以下、ＬＥＤ端子）Ｐ３ａ～Ｐ３ｃと、複数の電流源３０ａ～３０ｃと、基準電圧源３４と、制御回路４０と、を備える。

　ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃは、発光ユニット４ａ～４ｃごとに設けられる。ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃはそれぞれ、対応する発光ユニット４の第２端子と接続される。電流源３０ａ～３０ｃは、ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃごとに設けられ、それぞれが対応するＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃを介して対応する発光ユニット４ａ～４ｃに、調節可能な駆動電流Ｉ_ＬＥＤａ～Ｉ_ＬＥＤｃを供給する。

　電流源３０ａ～３０ｃは同様に構成される。電流源３０ａは、トランジスタＭ４、抵抗Ｒ４、誤差増幅器３２を備える。誤差増幅器３２の非反転入力端子には、第２電圧Ｖｍが入力される。トランジスタＭ４と抵抗Ｒ４は、ＬＥＤ端子Ｐ３ａと接地端子の間に直列に設けられる。トランジスタＭ４と抵抗Ｒ４の接続点の電圧は、誤差増幅器３２の反転入力端子にフィードバックされる。この電流源３０ａによって、
　Ｉ_ＬＥＤａ＝Ｖｍ／Ｒ４
で与えられる、第２電圧Ｖｍに比例した駆動電流Ｉ_ＬＥＤａが生成される。抵抗Ｒ４は、駆動ＩＣ１０２に外付けされてもよい。

　変換回路６０は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの目標値を示す第１電圧Ｖｒｅｆ１を受け、それに応じた、たとえばそれと比例する第２電圧Ｖｍを生成し、電流源３０ａ～３０ｃに出力する。第１電圧Ｖｒｅｆ１を、そのまま第２電圧Ｖｍとして電流源３０ａ～３０ｃに与えてもよい。つまり駆動電流Ｉ_ＬＥＤａ～Ｉ_ＬＥＤｃは、第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じた電流値に設定される。第１電圧Ｖｒｅｆ１は、駆動ＩＣ１０２の外部から与えられてもよいし、駆動ＩＣ１０２の内部の電圧源を用いて、外部から入力される制御信号にもとづいて生成してもよい。

　また変換回路６０は、第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じた第２電圧Ｖｍに加えて、第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じた制御信号Ｓ１を生成する。基準電圧源３４は、制御信号Ｓ１に応じた基準電圧Ｖｘを生成する。つまり基準電圧源３４は、電流源３０ａ～３０ｃが生成する駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じた基準電圧Ｖｘを生成する。

　制御回路４０は、ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃそれぞれの電圧Ｖ_ＬＥＤａ～Ｖ_ＬＥＤｃのうち最も低い電圧が、基準電圧Ｖｘと一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を制御する。制御回路４０は、誤差増幅器４２、オシレータ４４、ＰＷＭコンパレータ４６、ドライバ４８、スイッチングトランジスタ５０を備える。

　スイッチングトランジスタ５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４のインダクタＬ１の経路上に設けられる。誤差増幅器４２、オシレータ４４、ＰＷＭコンパレータ４６は、いわゆるパルス幅変調器を構成する。誤差増幅器４２は、電圧Ｖ_ＬＥＤａ～Ｖ_ＬＥＤｃのうち最も低い電圧と、基準電圧Ｖｘの誤差に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。オシレータ４４は、三角波もしくはのこぎり波の周期信号Ｖｏｓｃを発生する。ＰＷＭコンパレータ４６は、誤差電圧Ｖｅｒｒと周期信号Ｖｏｓｃを比較し、パルス幅変調されたパルス信号Ｓｐｗｍを生成する。ドライバ４８はパルス信号Ｓｐｗｍにもとづいてスイッチングトランジスタ５０をスイッチングする。なお制御回路４０の構成は図１のそれには限定されず、その他の形式で構成されてもよい。

　以上が駆動ＩＣ１０２の構成である。続いてその動作を説明する。
　図２（ａ）は、電流源３０の両端間の電圧（ＬＥＤ端子電圧）Ｖ_ＬＥＤと駆動電流Ｉ_ＬＥＤの関係を、図２（ｂ）は駆動電流Ｉ_ＬＥＤと基準電圧Ｖｘの関係を示す図である。

　図２（ａ）に着目すると、電流源３０がＩ_１（たとえば２０ｍＡ）の駆動電流Ｉ_ＬＥＤを生成するためには、ＬＥＤ端子の電圧Ｖ_ＬＥＤは、第１の動作保証電圧Ｖｘ１より高くなければならない。駆動電流Ｉ_ＬＥＤが、Ｉ_２（たとえば４０ｍＡ）、Ｉ_３（たとえば６０ｍＡ）と増加するにしたがい、ＬＥＤ端子にはさらに高い動作保証電圧Ｖｘ２、Ｖｘ３を確保する必要がある。

　基準電圧源３４が生成する基準電圧Ｖｘを、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの値によらずに固定する場合には、想定される最大の駆動電流Ｉ_ＬＥＤ（たとえばＩ_３＝６０ｍＡ）が生成できるように、常に基準電圧Ｖｘを電圧値Ｖｘ３以上に設定する必要がある。図２（ｂ）の一点鎖線（III）は、基準電圧Ｖｘを固定した場合を示す。
　この場合、駆動電流Ｉ_１（２０ｍＡ）を生成する際に、電流源３０の両端間の電圧Ｖ_ＬＥＤは、電圧Ｖｘ１で足りるところ、それよりも高い動作点Ｖｘ３で動作させることになるため、無駄な電力が消費される。

　実施の形態に係る駆動ＩＣ１０２では、図２（ｂ）に実線（I）で示すように、基準電圧源３４は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じてステップ状に変化する基準電圧Ｖｘを生成する。この場合、変換回路６０は、第１電圧Ｖｒｅｆ１を電流値Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３に応じたしきい値電圧Ｖｔｈ_１、Ｖｔｈ_２、Ｖｔｈ_３と比較するコンパレータによって制御信号Ｓ１を生成してもよい。これにより駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じて基準電圧Ｖｘをステップ状に切りかえることができる。

　あるいは図２（ｂ）に破線（II）で示すように基準電圧源３４は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤに実質的に比例する基準電圧Ｖｘを生成してもよい。この場合、変換回路６０は第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じた制御信号Ｓ１を出力するアンプで構成することができる。

　図２（ｂ）に実線（I）や破線（II）で示すように、駆動電流Ｉ_ＬＥＤに応じて基準電圧Ｖｘを変化させることにより、電流源３０における無駄な電力消費を低減することができ、発光ユニット４を高効率で駆動することができる。

　図３は、第２の実施の形態に係る駆動ＩＣ１０２ａの構成を示す回路図である。第２の実施の形態に係る技術は、第１の実施の形態で説明した技術と組み合わせて、あるいはそれとは別に単独で利用することができる。図１と共通の構成については説明を省略する。

　駆動ＩＣ１０２ａは、リードもしくは裏面電極などの外部接続端子を備える。外部接続端子は、プリント基板上の配線パターン１０８に対してはんだ１１０を介して電気的、機械的に接続される。

　駆動ＩＣ１０２ａは、図１の構成に加えて、サーマルシャットダウン回路６２および端子温度検出回路６４を備える。サーマルシャットダウン回路６２は、駆動ＩＣ１０２ａが形成されるチップ（ダイ）の温度を監視し、監視対象の温度が所定の第１しきい値Ｔ_ｔｈ１を超えると、駆動ＩＣ１０２ａの動作を停止して過熱状態から保護する。サーマルシャットダウン回路６２は、定電流源８０、ダイオード８２、コンパレータ８４を含む。ダイオード８２には、定電流源８０が発生する定電流Ｉｃが流れる。ダイオード８２の両端間には、温度に依存した電圧降下Ｖｆが発生する。コンパレータ８４は、電圧降下Ｖｆを、第１しきい値Ｔ_ｔｈ１に応じたしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較することにより、温度異常を示す検出信号Ｓ２を生成する。たとえば第１しきい値Ｔ_ｔｈ１は、駆動ＩＣ１０２ａの信頼性に影響を及ぼさない値に設定され、好ましくは１３０°以上、たとえば１５０°に設定される。

　駆動ＩＣ１０２ａは、サーマルシャットダウン回路６２とは別に、少なくともひとつの端子温度検出回路６４を備える。端子温度検出回路６４は、サーマルシャットダウン回路６２と同様に構成することができる。

　端子温度検出回路６４は、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが経由する外部接続端子１１２の近傍に設けられる。図３において、監視対象の外部接続端子１１２は、ＬＥＤ端子Ｐ３ｃである。端子温度検出回路６４は、その監視対象の温度が、第２しきい値Ｔ_ｔｈ２を超えると、監視対象の外部接続端子１１２の温度の異常を示す検出信号Ｓ２を生成する。第２しきい値Ｔ_ｔｈ２は、第１しきい値Ｔ_ｔｈ１よりも低く設定される。

　この第２しきい値Ｔ_ｔｈ２は、駆動ＩＣ１０２ａをプリント基板上に実装する際に、外部接続端子１１２に溶着されるはんだ１１０が劣化しはじめる温度に応じて決定される。一般的なはんだの劣化は、９０°以上で進行するため、第２しきい値Ｔ_ｔｈ２は１００°以下、たとえば９０°に設定することが好ましい。

　駆動ＩＣ１０２ａは、外部接続端子それぞれと対応付けられるパッドを有する。「外部接続端子の近傍」とは、その外部接続端子とボンディングワイヤＷ１あるいは再配線を介して接続されるＩＣチップ上のパッドＰＡＤの近傍を意味する。

　端子温度検出回路６４が生成した検出信号Ｓ３は、オープンドレイン形式のインタフェース回路（Ｍ２０、Ｒ２０）を経由して、外部のＣＰＵ１０６へと出力される。ＣＰＵ１０６のフェイル端子ＦＡＩＬには、検出信号Ｓ３に応じた電位が発生する。ＣＰＵ１０６は、フェイル端子ＦＡＩＬの電位に応じて、イネーブル信号ＥＮを発生し、駆動ＩＣ１０２ａへと出力する。イネーブル信号ＥＮがアサートされるとき、駆動ＩＣ１０２ａは通常動作し、ネゲートされるときに電流源３０は駆動電流Ｉ_ＬＥＤの生成を停止し、あるいは駆動電流Ｉ_ＬＥＤを低下させる。発光ユニット４をＰＷＭ駆動する場合には、スイッチングのデューティ比を低下させることにより、実効的な駆動電流Ｉ_ＬＥＤを低下させてもよい。

　以上が駆動ＩＣ１０２ａの構成である。図３の駆動ＩＣ１０２ａでは、発光ユニット４ａ～４ｃに大電流を流したときに、電流源３０ａ～３０ｃが発熱するため、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが経由する外部接続端子の温度が上昇する。そこでサーマルシャットダウン回路とは別に、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが経由する外部接続端子１１２の温度を監視することにより、外部接続端子１１２の温度上昇を抑制することができ、ひいては外部接続端子１１２に溶着されるはんだ１１０の劣化を防止でき、発光装置２を長寿命化できる。

　図１の駆動ＩＣ１０２によれば、ＬＥＤ端子Ｐ３の電位Ｖ_ＬＥＤを低い状態で動作させることができるため、電流源３０の発熱は従来よりも低下することができる。したがって図１の駆動ＩＣ１０２に、図３の端子温度検出回路６４を組み合わせることによって、外部接続端子１１２の温度上昇を好適に防止できる。

　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。

　図１の駆動ＩＣ１０２において、基準電圧源３４は、第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じた制御信号Ｓ１に応じて基準電圧Ｖｘを生成したが、本発明はこれに限定されない。
　たとえば、図１の駆動ＩＣ１０２において、基準電圧源３４は、制御信号Ｓ１に代えて第１電圧Ｖｒｅｆ１を受け、第１電圧Ｖｒｅｆ１に応じて基準電圧Ｖｘを生成してもよいし、第２電圧Ｖｍを受け、第２電圧Ｖｍに応じて基準電圧Ｖｘを生成してもよい。

　図４（ａ）、（ｂ）は、図１の駆動ＩＣの変形例を示す回路図である。図１と共通の構成は省略される。
　図４（ａ）、（ｂ）の変形例において、基準電圧源３４は、少なくともひとつの発光ユニット３０ａ～３０ｃのいずれかに実際に流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤａ～Ｉ_ＬＥＤｃに応じた基準電圧Ｖｘを生成する。

　具体的に図４（ａ）の駆動ＩＣ１０２ａにおいて、トランジスタＭ５のゲートは、トランジスタＭ４のゲートと共通に接続され、トランジスタＭ５のソースと接地端子間には、抵抗Ｒ５が設けられる。トランジスタＭ５には、トランジスタＭ４に流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤａに応じた、より具体的には比例した検出電流Ｉ_ＬＥＤａ’が流れる。

　基準電圧源３４ａは、検出電流Ｉ_ＬＥＤａ’を受け、その電流値に応じた基準電圧Ｖｘを生成する。基準電圧源３４ａは、図２の実線（I）に示すように、検出電流Ｉ_ＬＥＤａ’に対してステップ状に変化する基準電圧Ｖｘを生成してもよいし、図２の破線（II）に示すように、検出電流Ｉ_ＬＥＤａ’に対して実質的に比例する基準電圧Ｖｘを生成してもよい。

　図４（ｂ）の駆動ＩＣ１０２ｂにおいて、抵抗Ｒ５には、検出電流Ｉ_ＬＥＤａ’に比例する電圧降下Ｖ_Ｒ５（＝Ｉ_ＬＥＤａ’×Ｒ５）が発生する。基準電圧源３４ｂは、この電圧降下Ｖ_Ｒ５に応じて基準電圧Ｖｘを生成してもよい。基準電圧源３４ａは、電圧降下Ｖ_Ｒ５に対してステップ状に変化する基準電圧Ｖｘを生成してもよいし、電圧降下Ｖ_Ｒ５に対して実質的に比例する基準電圧Ｖｘを生成してもよい。

　なお抵抗Ｒ４には、駆動電流Ｉ_ＬＥＤａに比例する電圧降下Ｖ_Ｒ４（＝Ｉ_ＬＥＤａ×Ｒ４）が発生する。そこで基準電圧源３４は、電圧降下Ｖ_Ｒ４に応じて基準電圧Ｖｘを生成してもよい。この場合、トランジスタＭ５、抵抗Ｒ５を省略できる。

　実施の形態では、ディスプレイ装置１の発光ユニット４を駆動する駆動ＩＣ１０２を説明したが、本発明の用途はそれに限定されない。たとえば本発明は、ＬＥＤを用いた照明（発光装置）にも利用できる。

　図３には、単一の端子温度検出回路６４を示しているが、端子温度検出回路６４を、複数のＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃごとに設けてもよい。この場合、ＬＥＤ端子Ｐ３ａ～Ｐ３ｃごとに独立に高温状態を検出できるため、電流源３０ａ～３０ｃごとに、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの値を低下させるなど、柔軟な回路保護を行うことができる。

　図３では、ＬＥＤ端子Ｐ３の近傍に端子温度検出回路６４を設ける場合を説明したが、本発明はそれに限定されない。電流源３０の抵抗Ｒ４が駆動ＩＣ１０２ａに外付けされる場合には、ＬＥＤ端子Ｐ３ｃに代えて、抵抗Ｒ４が接続される外部接続端子の近傍に端子温度検出回路６４を設けてもよい。

　実施の形態では、検出信号Ｓ３をＣＰＵ１０６に出力し、ＣＰＵ１０６を介して駆動ＩＣ１０２ａの回路保護を行う場合を説明したが、本発明はそれに限定されず、駆動ＩＣ１０２ａ自身が、検出信号Ｓ３に応じて回路保護を行ってもよい。

　実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて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ず、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。

１…ディスプレイ装置、２…発光装置、３…液晶パネル、４…発光ユニット、Ｐ３…ＬＥＤ端子、３０…電流源、３２…誤差増幅器、Ｒ４…抵抗、Ｍ４…トランジスタ、３４…基準電圧源、４０…制御回路、４２…誤差増幅器、４４…オシレータ、４６…ＰＷＭコンパレータ、４８…ドライバ、５０…スイッチングトランジスタ、６０…変換回路、６２…サーマルシャットダウン回路、６４…端子温度検出回路、１０２…駆動ＩＣ、１０４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０６…ＣＰＵ、１０８…配線、１１０…はんだ。

　本発明は、発光素子の駆動に利用できる。

Claims

　少なくともひとつの発光ユニットの共通接続された第１端子に駆動電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給する駆動回路であって、
　前記少なくともひとつの発光ユニットごとに設けられ、それぞれが対応する前記発光ユニットの第２端子と接続されるべき、少なくともひとつの駆動端子と、
　前記少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられ、それぞれが対応する前記駆動端子を介して対応する前記発光ユニットに調節可能な前記駆動電流を供給する、少なくともひとつの電流源と、
　前記駆動電流に応じた電圧レベルを有する基準電圧を生成する基準電圧源と、
　前記少なくともひとつの駆動端子それぞれの電圧のうち最も低い電圧が、前記基準電圧と一致するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路と、
　を備えることを特徴とする駆動回路。
　前記少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、前記駆動電流の目標値を示す共通の第１電圧に応じた駆動電流を生成し、
　前記基準電圧源は、前記第１電圧に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
　前記少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、前記駆動電流の目標値を示す共通の第１電圧に比例する駆動電流を生成し、
　前記基準電圧源は、前記第１電圧に応じてステップ状に変化する基準電圧を生成することを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
　前記少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、前記駆動電流の目標値を示す共通の第１電圧に比例する駆動電流を生成し、
　前記基準電圧源は、前記第１電圧に実質的に比例する基準電圧を生成することを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
　前記少なくともひとつの発光ユニットはそれぞれ、前記駆動電流の目標値を示す共通の第１電圧に応じた駆動電流を生成し、
　前記基準電圧源は、前記少なくともひとつの発光ユニットのいずれかが生成する駆動電流に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
　前記基準電圧源は、前記発光ユニットが生成する駆動電流に対してステップ状に変化する基準電圧を生成することを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
　前記基準電圧源は、前記発光ユニットが生成する駆動電流に実質的に比例する基準電圧を生成することを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
　その監視対象の温度が所定の第１しきい値を超えると、本駆動回路をシャットダウンするサーマルシャットダウン回路と、
　前記駆動電流が経由する監視対象の外部接続端子の近傍に設けられ、その監視対象の温度が、前記第１しきい値より低い第２しきい値を超えると、前記監視対象の外部接続端子の温度の異常を示す検出信号を生成する端子温度検出回路と、
　をさらに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駆動回路。
　前記監視対象の外部接続端子は、前記駆動端子であることを特徴とする請求項８に記載の駆動回路。
　前記第２しきい値は、本駆動回路をプリント基板上に実装する際に、前記監視対象の外部接続端子に溶着されるはんだが劣化しはじめるしきい値温度に応じて決定されることを特徴とする請求項８に記載の駆動回路。
　前記第１しきい値は１３０°以上であり、
　前記第２しきい値は１００°以下であることを特徴とする請求項８に記載の駆動回路。
　前記端子温度検出回路は、前記少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の駆動回路。
　少なくともひとつの発光ユニットの共通接続された第１端子に駆動電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給する駆動回路であって、
　前記少なくともひとつの発光ユニットごとに設けられ、それぞれが対応する前記発光ユニットの第２端子と接続されるべき、少なくともひとつの駆動端子と、
　前記少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられ、それぞれが対応する前記駆動端子を介して対応する前記発光ユニットに前記駆動電流を供給する、少なくともひとつの電流源と、
　前記少なくともひとつの駆動端子それぞれの電圧のうち最も低い電圧が、基準電圧と一致するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路と、
　その監視対象の温度が所定の第１しきい値を超えると、本駆動回路をシャットダウンするサーマルシャットダウン回路と、
　前記駆動電流が経由する監視対象の外部接続端子の近傍に設けられ、その監視対象の温度が、前記第１しきい値より低い第２しきい値を超えると、前記監視対象の外部接続端子の温度の異常を示す検出信号を生成する端子温度検出回路と、
　を備えることを特徴とする駆動回路。
　前記監視対象の外部接続端子は、前記駆動端子であることを特徴とする請求項１３に記載の駆動回路。
　前記第２しきい値は、本駆動回路をプリント基板上に実装する際に、前記監視対象の外部接続端子に溶着されるはんだが劣化しはじめるしきい値温度に応じて決定されることを特徴とする請求項１３に記載の駆動回路。
　前記第１しきい値は１３０°以上であり、
　前記第２しきい値は１００°以下であることを特徴とする請求項１３に記載の駆動回路。
　前記端子温度検出回路は、前記少なくともひとつの駆動端子ごとに設けられることを特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載の駆動回路。
　少なくともひとつの発光ユニットと、
　前記少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
　前記少なくともひとつの発光ユニットそれぞれに駆動電流を供給するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する請求項１から１７のいずれかに記載の駆動回路と、
　を備えることを特徴とする発光装置。
　液晶パネルと、
　前記液晶パネルの背面に、その発光ユニットがバックライトとして設けられている請求項１８に記載の発光装置と、
　を備えることを特徴とするディスプレイ装置。