(57)【要約】【課題】ＬＥＤストリングに直列接続されるトランジスタの発熱を抑えることができる発光素子駆動装置を提供する。【解決手段】発光素子駆動装置は、複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングに直列接続される第１トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流に基づき制御する第１アンプと、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１トランジスタに並列接続される第２トランジスタ及び第１抵抗の直列回路に含まれる前記第２トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流及び前記第２トランジスタを流れる電流に基づき制御する第２アンプと、を備える。【選択図】図１
2020198262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの発光素子で構成される発光素子ストリングを複数組駆動する発光素子駆動装置であって、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングに直列接続される第１トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流に基づき制御する第１アンプと、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１トランジスタに並列接続される第２トランジスタ及び第１抵抗の直列回路に含まれる前記第２トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流及び前記第２トランジスタを流れる電流に基づき制御する第２アンプと、
を備える、発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗は前記第２トランジスタを介して前記発光素子ストリングに接続される、請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第２アンプを備える、請求項１又は請求項２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項４】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項５】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗を備える、請求項４に記載の発光素子駆動装置。
【請求項６】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項７】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備えない、
又は、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備えず、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置と、
前記複数組の発光素子ストリングと、
を備える、発光装置。
【請求項９】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされる前記第１抵抗と、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされ、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗と、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗の抵抗値と前記第２抵抗の抵抗値とが略同一である、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の発光装置を備える、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子を駆動する発光素子駆動装置が様々に開発されてきている。
【０００３】
ここで、従来のＬＥＤ駆動装置を含む発光装置の一例を図１２に示す。図１２に示す発光装置２００では、複数組のＬＥＤストリングＺ１〜ＺｎがＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１の出力端に接続される。
【０００４】
図１２に示す発光装置２００では、複数組のＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各カソード電圧のうちの最も低い電圧が一定以上の電圧になるように、コンパレータやアンプなどの帰還制御回路ＦＢ１によって生成される帰還信号ＦＢをＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１に帰還してＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１を制御する。もしＬＥＤストリングのカソード電圧が、そのＬＥＤストリングに直列接続され電流源として機能するトランジスタのオン抵抗及びそのトランジスタに直列接続される電流検出用抵抗の合成抵抗と所望の電流との積以下になってしまうと、そのＬＥＤストリングに所望の電流を流せなくなるからである。なお、例えばＬＥＤストリングの個数が少なくＬＥＤストリングの順方向電圧のばらつきが小さい場合等では、コンパレータやアンプなどの帰還制御回路ＦＢ１を使用せず、出力電圧ＶＯＵＴを固定して帰還を返さないようにしてもよい。
【０００５】
なお、特許文献１には図１２に示す発光装置２００に類似する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各順方向電圧のばらつきによってＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各カソード電圧もばらつく。このため、図１２に示す発光装置２００では、カソード電圧が大きいＬＥＤストリングに直列接続されるトランジスタに過剰な電圧がかかり、その過剰な電圧がかかったトランジスタの消費電力が高くなり、必要以上に発熱してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑み、ＬＥＤストリングに直列接続されるトランジスタの発熱を抑えることができる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書中に開示されている発光素子駆動装置は、少なくとも一つの発光素子で構成される発光素子ストリングを複数組駆動する発光素子駆動装置であって、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングに直列接続される第１トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流に基づき制御する第１アンプと、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１トランジスタに並列接続される第２トランジスタ及び第１抵抗の直列回路に含まれる前記第２トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流及び前記第２トランジスタを流れる電流に基づき制御する第２アンプと、を備える構成（第１の構成）である。
【００１０】
また、上記第１の構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗は前記第２トランジスタを介して前記発光素子ストリングに接続される構成（第２の構成）であってもよい。
【００１１】
また、上記第１又は第２の構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第２アンプを備える構成（第３の構成）であってもよい。
【００１２】
また、上記第１〜第３いずれかの構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗を備える構成（第４の構成）であってもよい。
【００１３】
また、上記第４の構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗を備える構成（第５の構成）であってもよい。
【００１４】
また、上記第１〜第５いずれかの構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える構成（第６の構成）であってもよい。
【００１５】
また、上記第１〜第５いずれかの構成の発光素子駆動装置において、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備えない、又は、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備えず、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える構成（第７の構成）であってもよい。
【００１６】
本明細書中に開示されている発光装置は、上記第１〜第７いずれかの構成の発光素子駆動装置と、前記複数組の発光素子ストリングと、を備える構成（第８の構成）である。
【００１７】
また、上記第８の構成の発光装置において、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされる前記第１抵抗と、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされ、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗と、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗の抵抗値と前記第２抵抗の抵抗値とが略同一である構成（第９の構成）であってもよい。
【００１８】
本明細書中に開示されている電子機器は、上記第８又は第９の構成の発光装置を備える構成（第１０の構成）である。
【発明の効果】
【００１９】
本明細書中に開示されている発光素子駆動装置によれば、ＬＥＤストリングに直列接続されるトランジスタの発熱を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発光装置の一構成例を示す図
【図２】図１に示す発光装置における電圧及び電流の概略を示す図
【図３】図１に示す発光装置の電流特性を示す図
【図４】図１に示す発光装置の温度上昇特性を示す図
【図５】テレビの一構成例を示すブロック図
【図６Ａ】テレビの正面図
【図６Ｂ】テレビの側面図
【図６Ｃ】テレビの背面図
【図７】発光装置の第１変形例を示す図
【図８】発光装置の第２変形例を示す図
【図９】発光装置の第３変形例を示す図
【図１０】発光装置の第４変形例を示す図
【図１１】発光装置の第５変形例を示す図
【図１２】従来のＬＥＤ駆動装置を含む発光装置の一例を示す図
【図１３】図１２に示す発光装置における電圧及び電流の概略を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜発光装置の一構成例＞
図１は発光装置の一構成例を示す図である。なお、図１において図１２と同一の部分には同一の符号を付す。
【００２２】
図１に示す発光装置１００は、ｎ組のＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎと、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１と、ＬＥＤ駆動装置１０と、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１及びＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２と、を備える。ただし、ｎは２以上の自然数である。
【００２３】
各ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎは、少なくとも一つのＬＥＤで構成される。ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各アノードはＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１の出力端に接続される。
【００２４】
ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１は、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１の入力端に印加される入力電圧ＶＩＮを出力電圧ＶＯＵＴに変換し、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１の出力端から出力電圧ＶＯＵＴを出力する。入力電圧ＶＩＮ及び出力電圧ＶＯＵＴはそれぞれ直流電圧である。なお、各ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎに電力を供給する電源装置は、ＤＣＤＣコンバータに限定されることは無く、ＤＣＤＣコンバータ以外の電源装置を用いてもよい。
【００２５】
ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１は、ＬＥＤ駆動装置１０から出力される帰還信号ＦＢに基づき、入力電圧ＶＩＮを出力電圧ＶＯＵＴに変換する。ＤＣＤＣコンバータＣＮＶ１としては、例えば、インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードと、平滑コンデンサと、上記スイッチング素子をスイッチング制御する電源ＩＣと、を備える昇圧チョッパ回路を用いることができる。また、本実施例とは異なり、上記電源ＩＣをＬＥＤ駆動装置１０に組み込んでもよい。上記電源ＩＣをＬＥＤ駆動装置１０に組み込む場合、ＬＥＤ駆動装置１０から帰還信号ではなく、スイッチング制御信号が出力される。
【００２６】
ＬＥＤ駆動装置１０は、ＬＥＤドライバＩＣであって、コンパレータやアンプなどの帰還制御回路ＦＢ１と、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２と、オペアンプＧ１＿１〜Ｇｎ＿１及びＧ１＿２〜Ｇｎ＿２と、基準電圧生成回路（不図示）と、ＰＷＭ信号生成回路（不図示）と、を備える。なお、本実施形態とは異なり、基準電圧をＬＥＤ駆動装置１０の外部で生成してもよい。また、本実施形態とは異なり、ＰＷＭ信号をＬＥＤ駆動装置１０の外部で生成してもよい。
【００２７】
基準電圧生成回路は、基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦ、ＶＳ＿ＲＥＦ１＿１〜ＶＳ＿ＲＥＦｎ＿１、及びＶＳ＿ＲＥＦ１＿２〜ＶＳ＿ＲＥＦｎ＿２を生成する。ＰＷＭ信号生成回路は、ＰＷＭ信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｎを生成する。
【００２８】
そして、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１及びＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２がＬＥＤ駆動装置１０に外付けで接続される。
【００２９】
コンパレータやアンプなどの帰還制御回路ＦＢ１は、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各カソード電圧のうちの最も低い電圧と、基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの差に応じた電流信号を帰還信号ＦＢとして出力する。なお、例えばＬＥＤストリングの個数が少なくＬＥＤストリングの順方向電圧のばらつきが小さい場合等では、コンパレータやアンプなどの帰還制御回路ＦＢ１を使用せず、出力電圧ＶＯＵＴを固定して帰還を返さないようにしてもよい。また、本実施形態では、ＬＥＤストリングＺｋのカソードが、定電流ＩＬＥＤｋを流す定電流源のアノードに接続される構成であったが、これとは逆に、ＬＥＤストリングＺｋのアノードが定電流ＩＬＥＤｋを流す定電流源のカソードに接続される構成であってもよい。ＬＥＤストリングＺｋのアノードが定電流ＩＬＥＤｋを流す定電流源のカソードに接続される構成の発光装置においては、コンパレータやアンプなどの帰還制御回路がＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各アノード電圧のうち最も高い電圧と、基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの差に応じた電流信号を帰還信号ＦＢとして出力すればよい。
【００３０】
ＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２の各ドレインは、ＬＥＤストリングＺｋのカソードに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１のソースは抵抗ＲＳｋ＿１の一端に接続され、ＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２のソースは抵抗ＲＳｋ＿２を介して抵抗ＲＳｋ＿１の一端に接続される。抵抗ＲＳｋ＿１の他端はグランド電位に接続される。ただし、ｋはｎ以下の任意の自然数である。
【００３１】
オペアンプＧｋ＿１は、抵抗ＲＳｋ＿１の両端電位差と基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿１との差に基づきＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１のゲート電圧を制御する。ここで、抵抗ＲＳｋ＿１にはＬＥＤストリングＺｋを流れる電流と同等の電流が流れる。したがって、オペアンプＧｋ＿１は、ＬＥＤストリングＺｋを流れる電流に基づきＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１を制御している。
【００３２】
オペアンプＧｋ＿２は、抵抗ＲＳｋ＿２の両端電位差及び抵抗ＲＳｋ＿１の両端電位差の和と基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿２との差に基づきＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２のゲート電圧を制御する。ここで、抵抗ＲＳｋ＿２にはＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２を流れる電流と同等の電流が流れ、抵抗ＲＳｋ＿１にはＬＥＤストリングＺｋを流れる電流と同等の電流が流れる。したがって、オペアンプＧｋ＿２は、ＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２を流れる電流及びＬＥＤストリングＺｋを流れる電流に基づきＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２を制御している。
【００３３】
オペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２は、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋによってＰＷＭ駆動する。ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２に供給されているとき、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがハイレベルであればオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２はＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２をオン状態とし、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがローレベルであればオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２はＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２をオフ状態とする。したがって、ＬＥＤストリングＺｋはＰＷＭ信号ＰＷＭｋのオンデューティに基づき調光される。なお、本実施形態とは逆に、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがローレベルであればオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２はＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２をオン状態とし、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがハイレベルであればオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２はＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２をオフ状態としてもよい。一方、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋがオペアンプＧｋ＿１及びＧｋ＿２に供給されていないとき、ＬＥＤストリングＺｋは消灯する。
【００３４】
図１に示す発光装置１００は、ＬＥＤストリングのカソード電圧が最低電圧にならない（ｎ−１）個のチャンネルにおいて、抵抗ＲＳｋ＿２で電力を消費することによって、ＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１及びＭｋ＿２の発熱を抑えることができる。
【００３５】
ここで、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎの各カソード電圧のうちＬＥＤストリングＺ１のカソード電圧が最も低い電圧になる場合を例に挙げて説明する。
【００３６】
図２は、図１に示す発光装置１００の１ｃｈ及びｎｃｈにおける電圧及び電流の概略を示す図である。図中のＶＤｋはＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１のドレイン電圧であり、図中のＶＳｋはＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿１又はＮＭＯＳトランジスタＭｋ＿２のソース電圧であり、図中のΔＶｎはＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１のドレイン電圧と基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの電圧差である。
【００３７】
例えば、図１に示す発光装置１００において、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎそれぞれを流れる電流ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの各設定値を３００ｍＡ、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１及びＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２の各抵抗値を２Ω、基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦを０．９Ｖ、ＰＷＭ信号ＰＷＭｋのオンデューティはオペアンプＧＫ＿１及びＧＫ＿２が常にオンするように設定して、６００ｍＶの電圧差ΔＶｎが発生した場合について検討する。
【００３８】
この場合に、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１及びＭｎ＿２の合計消費電力がＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１及びＭ１＿２の合計消費電力と比較してどれだけ増加するかを検討する。１ｃｈでは、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１のドレイン電圧と基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの電圧差はゼロであり、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１及びＭ１＿２の各オン抵抗の最小値がそれぞれ１Ωで、基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿２を基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿１の２倍に設定した場合、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１を流れる電流ＩＬＥＤ１＿１は２００ｍＡであり、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿２を流れる電流ＩＬＥＤ１＿２は１００ｍＡである。そして、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１の消費電力が０．０６Ｗとなり、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿２の消費電力が０．０１Ｗとなるので、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１及びＭ１＿２の合計消費電力は０．０７Ｗとなる。ｎｃｈでは、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１のドレイン電圧と基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの電圧差ΔＶｎは０．６Ｖであり、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿１はゼロであり、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿２を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿２は３００ｍＡである。そして、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１の消費電力がゼロとなり、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿２の消費電力が０．０９Ｗとなるので、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１及びＭｎ＿２の合計消費電力は０．０９Ｗとなる。したがって、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１及びＭｎ＿２の合計消費電力はＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１及びＭ１＿２の合計消費電力と比較して０．０２Ｗ（＝０．０９Ｗ−０．０７Ｗ）増加する。
【００３９】
一方、図１３は、図１２に示す発光装置２００の１ｃｈ及びｎｃｈにおける電圧及び電流の概略を示す図である。図中のＶＤｋはＮＭＯＳトランジスタＭｋのドレイン電圧であり、図中のＶＳｋはＮＭＯＳトランジスタＭｋのソース電圧であり、図中のΔＶｎはＮＭＯＳトランジスタＭｎのドレイン電圧と基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦとの電圧差である。
【００４０】
例えば、図１２に示す発光装置２００において、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚｎそれぞれを流れる電流ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの各設定値を３００ｍＡに設定して、６００ｍＶの電圧差ΔＶｎが発生した場合について検討する。
【００４１】
この場合、ＬＥＤストリングＺｎを流れる電流ＬＥＤｎが全てＮＭＯＳトランジスタＭｎに流れるので、ＮＭＯＳトランジスタＭｎの消費電力はＮＭＯＳトランジスタＭ１の消費電力と比較して０．１８Ｗ（＝０．３Ａ×０．６Ｖ）分増加する。
【００４２】
上記の検討結果を比較すると、図１に示す発光装置１００は、ｎｃｈにおいて１ｃｈと比較して余分に発生する熱を抵抗ＲＳｎ＿２に分散させているので、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１及びＭｎ＿２の合計消費電力（発熱）増加量を図１２に示す発光装置２００のＮＭＯＳトランジスタＭｎの消費電力（発熱）増加量の約１割（＝０．０２／０．１８）に低減している。
【００４３】
上記の検討のように、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１のドレイン電圧ＶＤｎが上昇すると、例えば図３に示すように抵抗ＲＳｎ＿２を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿２が増加し、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿１が減少する。そして、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１のドレイン電圧ＶＤｎが上昇して電圧差ΔＶｎが所定値Ｐ１以上になると、ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１には電流が流れなくなり、抵抗ＲＳｎ＿２にのみ電流が流れる。ＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１に電流が流れない場合、熱の発生がＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿２と抵抗ＲＳｎ＿２に分散されるので、図１２に示す発光装置２００のＮＭＯＳトランジスタＭｎの消費電力（発熱）増加量に比べてＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿１及びＭｎ＿２の消費電力（発熱）増加量を抑えることができる。ＮＭＯＳトランジスタＭ２＿１〜Ｍ（ｎ−１）＿１及びＭ２＿２〜Ｍ（ｎ−１）＿２についても同様である。
【００４４】
図３に示す例では、所定値Ｐ１は０．６０Ｖであるが、抵抗ＲＳｎ＿１の抵抗値と抵抗ＲＳｎ＿２の抵抗値との比を調整することで、所定値Ｐ１を変更することができる。
【００４５】
なお、図３に示す例では、抵抗ＲＳｋ＿１の抵抗値と抵抗ＲＳｋ＿２の抵抗値とを同一の値とし、基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿２を基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿１の２倍にて実現でき、制御も容易である。一方、図２に示す１ｃｈのように電圧差ΔＶｎが０である場合に抵抗ＲＳｎ＿２を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿２を略零にしてもよい。電流ＩＬＥＤｎ＿２が零になるかはＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿２のドレイン電位に依存する。そのため、帰還制御回路による基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦの設定と、抵抗ＲＳｎ＿１及びＲＳｎ＿２並びにＮＭＯＳトランジスタＭｎ＿２のオン抵抗とによって、電圧差ΔＶｎが０であるときに抵抗ＲＳｎ＿２を流れる電流ＩＬＥＤｎ＿２を略零にする調整が可能である。
【００４６】
抵抗ＲＳｋ＿１の抵抗値と抵抗ＲＳｋ＿２の抵抗値との比に関する情報を、例えばＳＰＩ通信によってＬＥＤ駆動装置１０が取得し、ＬＥＤ駆動装置１０内の基準電圧生成部が当該情報に基づき基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿１及びＶＳ＿ＲＥＦｋ＿２の値を設定するようにしてもよい。
【００４７】
図１に示す発光装置１００では、上記の熱分散によりＬＥＤ駆動装置１０の発熱を抑えることができる。図４は、図１に示す発光装置１００が備えるＬＥＤ駆動装置１０の温度上昇特性と、図１２に示す発光装置２００が備えるＬＥＤ駆動装置２０の温度上昇特性とを示す図である。図４は、チャンネル数すなわちｎを８とし、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚ８の各カソード電圧のうちＬＥＤストリングＺ１のカソード電圧が最も低い電圧になるようにし、ＬＥＤストリングＺ１〜Ｚ８それぞれを流れる電流ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８の各設定値を３００ｍＡに、抵抗Ｒｓｋ、ＲＳｋ＿１、及びＲＳｋ＿２をそれぞれ２Ω、基準電圧ＶＦＢ＿ＲＥＦを０．９Ｖ、オペアンプＧｋ、Ｇｋ＿１、及びＧｋ＿２を常にオン、熱抵抗を２３．７℃／Ｗとし、各ＮＭＯＳトランジスタの最小オン抵抗を発光装置２００では０．５Ω、発光装置１００では１Ωに、及び基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿２を基準電圧ＶＳ＿ＲＥＦｋ＿１の２倍に設定して、電圧差ΔＶ２〜ΔＶｎ（ｎ＝８）がＬＥＤストリングＺ２〜Ｚ８に発生した場合の温度上昇特性を一例として示している。この例では、発光装置２００では１つのチャンネルでＮＭＯＳトランジスタを１つ使い、発光装置１００では１つのチャンネルでＮＭＯＳトランジスタを２つ使うので、ＮＭＯＳトランジスタの総面積を発光装置２００と発光装置１００とで等しくするために発光装置１００ではＮＭＯＳトランジスタのオン抵抗を２倍にしてＮＭＯＳトランジスタ１個当たりの面積を１／２にしている。
【００４８】
＜発光装置の変形例＞
図７〜図１１は、発光装置の第１〜第５変形例を示す図である。
【００４９】
図７に示す発光装置１０１は、ＬＥＤ駆動装置１１を備える。ＬＥＤ駆動装置１１は、抵抗ＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２を備える点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図７に示す発光装置１０１は、抵抗ＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２がＬＥＤ駆動装置１１に内蔵されるので、図１に示す発光装置１００と比較して部品点数を減らすことができる。なお、図７に示す構成とは異なり、抵抗ＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２をＬＥＤ駆動装置の外付け部品とし、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１をＬＥＤ駆動装置に内蔵してもよい。
【００５０】
図８に示す発光装置１０２は、ＬＥＤ駆動装置１２を備える。ＬＥＤ駆動装置１２は、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１を備える点でＬＥＤ駆動装置１１と異なる。図８に示す発光装置１０２は、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１がＬＥＤ駆動装置１２に内蔵されるので、図７に示す発光装置１０１と比較して部品点数を減らすことができる。
【００５１】
図９に示す発光装置１０３は、ＬＥＤ駆動装置１３を備える。ＬＥＤ駆動装置１３は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿２〜Ｍｎ＿２を備えていない点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図９に示す発光装置１０３は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿２〜Ｍｎ＿２がＬＥＤ駆動装置１３の外付け部品であるので、各チャンネル間におけるＬＥＤストリングのカソード電圧ばらつきが比較的大きい場合にＬＥＤ駆動装置１３の温度上昇を効果的に抑えることができる。
【００５２】
図１０に示す発光装置１０４は、ＬＥＤ駆動装置１４を備える。ＬＥＤ駆動装置１４は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１を備えていない点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図１０に示す発光装置１０４は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１がＬＥＤ駆動装置１４の外付け部品であるので、各チャンネル間におけるＬＥＤストリングのカソード電圧ばらつきが比較的小さい場合にＬＥＤ駆動装置１３の温度上昇を効果的に抑えることができる。
【００５３】
図１１に示す発光装置１０５は、ＬＥＤ駆動装置１５を備える。ＬＥＤ駆動装置１５は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２を備えていない点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図１１に示す発光装置１０５は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２がＬＥＤ駆動装置１４の外付け部品であるので、各チャンネル間におけるＬＥＤストリングのカソード電圧ばらつき度合いにかかわらずＬＥＤ駆動装置１４の温度上昇を効果的に抑えることができる。
【００５４】
なお、上記の変形例を適宜組み合わせて実施してもよい。例えば第２変形例と第５変形例とを組み合わせて実施した場合、抵抗ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１及びＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２がＬＥＤ駆動装置に内蔵され、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２がＬＥＤ駆動装置の外付け部品になる。
【００５５】
＜テレビへの適用＞
上記の発光装置は、例えば液晶表示装置のバックライトとして利用できる。液晶表示装置を備える電子機器としては、例えばテレビ、パーソナルコンピュータ用モニタ、スマートフォン、ポータブルゲーム機器などを挙げることができる。
【００５６】
図５は、上記の発光装置を搭載したテレビの一構成例を示すブロック図である。また、図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ、上記の発光装置を搭載したテレビの正面図、側面図、及び、背面図である。本構成例のテレビＡは、チューナ部Ａ１と、デコーダ部Ａ２と、表示部Ａ３と、スピーカ部Ａ４と、操作部Ａ５と、インタフェイス部Ａ６と、制御部Ａ７と、電源部Ａ８と、を有する。
【００５７】
チューナ部Ａ１は、テレビＡに外部接続されるアンテナＡ０で受信された受信信号から所望チャンネルの放送信号を選局する。
【００５８】
デコーダ部Ａ２は、チューナＡ１で選局された放送信号から映像信号と音声信号を生成する。また、デコーダ部Ａ２は、インタフェイス部Ａ６からの外部入力信号に基づいて、映像信号と音声信号を生成する機能も備えている。
【００５９】
表示部Ａ３は、デコーダ部Ａ２で生成された映像信号を映像として出力する。表示部Ａ３は、上記の発光装置を含む。
【００６０】
スピーカ部Ａ４は、デコーダ部Ａ２で生成された音声信号を音声として出力する。
【００６１】
操作部Ａ５は、ユーザ操作を受け付けるヒューマンインタフェイスの一つである。操作部Ａ５としては、ボタン、スイッチ、リモートコントローラなどを用いることができる。
【００６２】
インタフェイス部Ａ６は、外部デバイス（光ディスクプレーヤやハードディスクドライブなど）から外部入力信号を受け付けるフロントエンドである。
【００６３】
制御部Ａ７は、上記各部Ａ１〜Ａ６の動作を統括的に制御する。制御部Ａ７としては、ＣＰＵなどを用いることができる。
【００６４】
電源部Ａ８は、上記各部Ａ１〜Ａ７に電力供給を行う。
【００６５】
＜その他＞
上記の実施形態では、全てのチャンネルを同じ構成にしているが、一部のチャンネルを例えば図１２に示す発光装置２００と同様の構成にしてもよい。例えば、各ＬＥＤストリングの順方向電圧を大まかに把握して各ＬＥＤストリングを順方向電圧に応じてランク分けし、順方向電圧の大きいＬＥＤストリングのチャンネルを図１２に示す発光装置２００と同様の構成にしてもよく、使用頻度の低いチャンネルを図１２に示す発光装置２００と同様の構成にしてもよい。
【００６６】
また、上記の実施形態では、発光素子としてＬＥＤを用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子として有機ＥＬ素子を用いることも可能である。
【００６７】
このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００６８】
１００〜１０５  発光装置
１０〜１５  発光素子駆動装置
ＣＮＶ１  ＤＣＤＣコンバータ
ＦＢ１  帰還制御回路
Ｇ１＿１〜Ｇｎ＿１、Ｇ１＿２〜Ｇｎ＿２  オペアンプ
Ｍ１＿１〜Ｍｎ＿１、Ｍ１＿２〜Ｍｎ＿２  ＮＭＯＳトランジスタ
ＲＳ１＿１〜ＲＳｎ＿１、ＲＳ１＿２〜ＲＳｎ＿２  抵抗
Ｚ１〜Ｚｎ  ＬＥＤストリング
【図１】
2020198262.tif 000003
【図２】
2020198262.tif 000004
【図３】
2020198262.tif 000005
【図４】
2020198262.tif 000006
【図５】
2020198262.tif 000007
【図６Ａ】
2020198262.tif 000008
【図６Ｂ】
2020198262.tif 000009
【図６Ｃ】
2020198262.tif 000010
【図７】
2020198262.tif 000011
【図８】
2020198262.tif 000012
【図９】
2020198262.tif 000013
【図１０】
2020198262.tif 000014
【図１１】
2020198262.tif 000015
【図１２】
2020198262.tif 000016
【図１３】
2020198262.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月22日(2020.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの発光素子で構成される発光素子ストリングを複数組駆動する発光素子駆動装置であって、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングに直列接続される第１トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流に基づき制御する第１アンプと、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１トランジスタに並列接続される第２トランジスタ及び第１抵抗の直列回路に含まれる前記第２トランジスタを、前記発光素子ストリングを流れる電流及び前記第２トランジスタを流れる電流に基づき制御する第２アンプと、
を備える、発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗は前記第２トランジスタを介して前記発光素子ストリングに接続される、請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第２アンプを備える、請求項１又は請求項２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項４】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項５】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗を備える、請求項４に記載の発光素子駆動装置。
【請求項６】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項７】
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備え、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備えない、
又は、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記第１トランジスタを備えず、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第２トランジスタを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置と、
前記複数組の発光素子ストリングと、
を備える、発光装置。
【請求項９】
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされる前記第１抵抗と、
前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされ、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗と、
を備え、
前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗の抵抗値と前記第２抵抗の抵抗値とが略同一である、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の発光装置を備える、電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、上記第８の構成の発光装置において、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされる前記第１抵抗と、前記複数組の発光素子ストリングそれぞれに関して、前記発光素子駆動装置に内蔵または外付けされ、前記発光素子ストリングを流れる電流と同等の電流が流れる第２抵抗と、を備え、前記複数組の発光素子ストリングの少なくとも一部それぞれに関して、前記第１抵抗の抵抗値と前記第２抵抗の抵抗値とが略同一である構成（第９の構成）であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図１０に示す発光装置１０４は、ＬＥＤ駆動装置１４を備える。ＬＥＤ駆動装置１４は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１を備えていない点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図１０に示す発光装置１０４は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１がＬＥＤ駆動装置１４の外付け部品であるので、各チャンネル間におけるＬＥＤストリングのカソード電圧ばらつきが比較的小さい場合にＬＥＤ駆動装置１４の温度上昇を効果的に抑えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図１１に示す発光装置１０５は、ＬＥＤ駆動装置１５を備える。ＬＥＤ駆動装置１５は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２を備えていない点でＬＥＤ駆動装置１０と異なる。図１１に示す発光装置１０５は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１＿１〜Ｍｎ＿１及びＭ１＿２〜Ｍｎ＿２がＬＥＤ駆動装置１５の外付け部品であるので、各チャンネル間におけるＬＥＤストリングのカソード電圧ばらつき度合いにかかわらずＬＥＤ駆動装置１５の温度上昇を効果的に抑えることができる。