(57)【要約】【課題】温度分布のばらつきにより生じる画面輝度のばらつきを無くす。【解決手段】カラー液晶表示装置は、透過型のカラー液晶表示パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライト装置２０とから構成される。バックライト装置２０は、直列接続された複数の発光ダイオード群３０と、各発光ダイオード群３０に対応して設けられ、当該発光ダイオード群３０を駆動する駆動部３１と、各発光ダイオード群３０の温度を検出する温度センサ３２とを備えている。発光ダイオード群３０は、表示装置の同一の温度領域に位置するように配置されている。駆動部３１は、発光ダイオード群３０に温度変化があった場合にも輝度が一定となるように、温度センサ３２により検出された温度に応じて、発光ダイオードに流す電流を調整する。【選択図】図１２
2006031977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の背面側に設けられるバックライト装置において、
直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、
各上記照明ユニットに対応して設けられ、各上記照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、  
各上記照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、
各上記照明ユニットは、発光ダイオードが所定の温度領域となる位置にそれぞれ配置されており、
上記駆動部は、照明ユニットに温度変化があった場合にも少なくとも輝度が均一となるように、上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
上記駆動部は、照明ユニットに温度変化があった場合に上記輝度に加え色度が均一となるように上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
各上記照明ユニットは、表示装置の背面側に設けたときに、画面の水平方向に並んだ発光ダイオードが直列接続されて配置されていること
を特徴する請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
上記温度検出部は、温度センサが設けられた位置の照明ユニットの温度に対応して、温度センサが設けられていない照明ユニット温度を予め保持したメモリからの情報に基づき、温度センサが設けられていない照明ユニットの温度を検出すること
を特徴する請求項１記載のバックライト装置。
【請求項５】
各上記照明ユニットの発光ダイオードから発光される光の輝度を検出する光検出センサをさらに備え、
上記駆動部は、各照明ユニットから発光される光の少なくとも輝度が均一となるように、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
上記駆動部は、
各照明ユニットから発光される光の少なくとも輝度が均一となるように、照明ユニットの発光ダイオードに流す電流をパルス幅変調により調整し、
上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニットの発光ダイオードに流す電流の波高値を調整すること
を特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項７】
非発光の透過型の表示部と、
上記表示部の背面側に設けられ、直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、
各上記照明ユニットに対応して設けられ、各上記照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、
各上記照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、
各上記照明ユニットは、全て発光ダイオードが略同一の温度領域に位置するように配置されており、
上記駆動部は、照明ユニットに温度変化があった場合にも少なくとも輝度が均一となるように、上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
上記駆動部は、照明ユニットに温度変化があった場合に上記輝度に加え色度が均一となるように上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
各上記照明ユニットは、表示部置の背面側に設けたときに、画面の水平方向に並んだ発光ダイオードが直列接続されて配置されていること
を特徴する請求項７記載の表示装置。
【請求項１０】
上記温度検出部は、温度センサが設けられた位置の照明ユニットの温度に対応して、温度センサが設けられていない照明ユニット温度を予め保持したメモリからの情報に基づき、温度センサが設けられていない照明ユニットの温度を検出すること
を特徴する請求項７記載の表示装置。
【請求項１１】
各上記照明ユニットの発光ダイオードから発光される少なくとも輝度を検出する光検出センサをさらに備え、
上記駆動部は、各照明ユニットから発光される光の少なくとも輝度が均一となるように、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項１２】
上記駆動部は、
各照明ユニットから発光される光の少なくとも輝度が一定となるように、照明ユニットの発光ダイオードに流す電流をパルス幅変調により調整し、
上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニットの発光ダイオードに流す電流の波高値を調整すること
を特徴とする請求項９記載の表示装置。
【請求項１３】
各上記照明ユニットの各色の発光ダイオードから発光される各光を一様に混色する光学系を備え、
上記駆動部は、輝度または色度を検出する光検出センサを１つの代表値として捉え、全体を一様に変化させるように、各照明ユニットから発光される光の輝度または色度が一定となるように、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整すること
を特徴とする請求項７記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非発光の透過型の表示部を用いた表示装置、並びに、表示部の背面側に設けられるバックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルのバックライトは、蛍光管を使ったＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）タイプが主流であるが、環境的に水銀レスが要求されてきている。このことから、近年、ＣＣＦＬに変わる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が有望視されている。特に、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの各原色を個別に使用し、光学的に合成加法混色して白色を得る方法は、色のバランスがとりやすいため、テレビジョン用途として用いることが盛んに検討されている。
【０００３】
ＬＥＤをバックライトの光源として用いる場合、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの発光効率が異なるため、各色のＬＥＤに流す電流も他の色と独立していなければならない。また、各々の色で使用するＬＥＤは半導体組成が異なるために、各色毎に素子の電圧にも相違があり、消費電力も異なる。また、ＬＥＤをバックライトの光源として用いる場合、現実的なコストの観点から、１つの１つのＬＥＤを個別に駆動するようなことはできない。
【０００４】
そのため、ＬＥＤをバックライトの光源として用いる場合には、あるまとまった数のＬＥＤを縦列接続（直列接続）して一括して駆動する形式が用いられる。
【０００５】
具体的には、負荷である一群のＬＥＤの縦列接続グループ毎に、例えば、例えば赤、緑、青の各色毎に所定個ずつＬＥＤが縦列接続されたグループ毎に、ＤＣ-ＤＣコンバータ電源とＰＷＭ制御部とを備え、それぞれのグループのＬＥＤに流す電流をＰＷＭ調整することによって、赤、緑、青の合成による色合い及び輝度を調整する形式が用いられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＬＥＤは、温度に対する発光量が、各色で異なる。図１５に、ＬＥＤの発光の基本的な温度特性を示す。図１５のグラフは、Ｘ軸に素子温度、Ｙ軸に相対輝度を示し、素子温度２５℃の点を１００％として赤色ＬＥＤ（Ｒ）、緑色ＬＥＤ（Ｇ）、青色ＬＥＤ（Ｂ）の光出力を比較したものである。
【０００８】
赤色のＬＥＤは、AlInGaPの４元素系の半導体層状構造であり、バンドキャップエネルギーが低い。このため、高温時に、発光に寄与するキャリアが減少し、発光光量が低下し、素子の運転温度として一般的な７５℃程度の状態では、常温時（２５℃）の７０％程度に輝度が低下し、他色に比較して変化が激しい。
【０００９】
一方でInGaNを用いる緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤは、赤よりも短波長であり、紫色により近くなるのでバンドキャップエネルギーが大きく、温度の影響を受けにくくなることが知られている。図１５のグラフでも、青色ＬＥＤ（Ｂ）の温度特性はほぼ平坦な性質を示している。
【００１０】
以上のような性質のあるＬＥＤであるが、液晶表示装置のバックライトの光源として用いた場合、通常、総個数を削減する目的で各素子あたりの投入電力が大きくなる。また、液晶表示装置のバックライトの光源としてＬＥＤを用いた場合、通常、直列に接続されるため、熱抵抗が存在により、各列の負荷の変動も大きくなる。このような結果として、ＬＥＤの発熱量が変動し、すなわち、刻々と温度が変化する。このため、赤色ＬＥＤの輝度が大きく低下し、一方、青色ＬＥＤの輝度はあまり低下しない、という現象が生じる。
【００１１】
また、ＬＥＤから発生した熱により加温された空気は比重が軽くなるため上昇する。
【００１２】
従って、液晶表示装置のバックライトの光源としてＬＥＤを用いた場合、画面の上側は、温度が高くなり、赤の光の出力が低下し、青みがかった色になる。また、画面の下側は、温度が低くなり、赤の光出力が余り減少しない為、輝度も色合いも異なるという現象が生じる。
【００１３】
このような傾向は、画面サイズが大きいものほど深刻である。
【００１４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、温度分布のばらつきにより生じる画面輝度のばらつきを無くすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るバックライト装置は、直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、各照明ユニットに対応して設けられ、各照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、各照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、各照明ユニットは、その発光ダイオードが所定の温度領域となる位置にそれぞれ配置されており、駆動部は、照明ユニットの温度変化があった場合にも輝度が均一となるように、温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整することを特徴とする。
【００１６】
一例として、照明ユニット毎に発光ダイオードを水平方向の縦列配置にするように配置され、照明ユニット自体の発熱を活用し、温度分布の性質を利用することによって、略同一の温度領域にユニットが位置するように恣意的に構成されているため、温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整することにより、駆動部は、照明ユニットの温度変化があった場合にも輝度が均一となるようにバックライトを駆動することができる。
【００１７】
本発明に係る表示装置は、非発光の透過型の表示部と、表示部の背面側に設けられ、直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、各照明ユニットに対応して設けられ、各照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、各照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、各照明ユニットは、その発光ダイオードが所定の温度領域となる位置に配置されており、駆動部は、照明ユニットに温度変化があった場合にも輝度が均一となるように、温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るバックライト装置及び表示装置は、発光源として、直列接続された複数の発光ダイオードから構成された照明ユニットが用いられる。本発明に係るバックライト装置及び表示装置では、各照明ユニットを全て発光ダイオードが所定の温度領域となる位置に配置し、照明ユニットの温度変化があった場合にも輝度が均一となるように、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整する。
【００１９】
このことにより本発明に係るバックライト装置及び表示装置では、温度分布のばらつきにより生じる表示面での輝度や色度のばらつきを発生させないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本発明は、例えば図１に示すような構成のバックライト方式のカラー液晶表示装置１００に適用される。
【００２２】
カラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１０と、このカラー液晶表示パネル１０の背面側に設けられたバックライト装置２０とからなる。
【００２３】
透過型のカラー液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ基板１１と対向電極基板１２とを互いに対向配置させ、その間隙に例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１にはマトリクス状に配置された信号線１４と走査線１５及びこれらの交点に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１６と画素電極１７が形成されている。薄膜トランジスタ１６は走査線１５により順次選択されると共に、信号線１４から供給される映像信号を対応する画素電極１７に書き込む。一方、対向電極基板１２の内表面には対向電極１８及びカラーフィルタ１９が形成されている。
【００２４】
カラー液晶表示装置１００では、この様な構成の透過型のカラー液晶表示パネル１０を２枚の偏光板で挟み、バックライト装置２０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー 映像表示が得られる。
【００２５】
バックライト装置２０は、光源２１と波長選択フィルタ２２とを備えている。バックライト装置２０は、光源２１から発光された光を、波長選択フィルタ２２を介してカラー液晶表示パネル１０を背面側から照明する。
【００２６】
カラー液晶表示装置１００は、例えば図２に電気的なブロック構成を示す駆動回路２００により駆動される。
【００２７】
駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１０やバックライト装置２０の駆動電源を供給する電源部１１０、カラー液晶表示パネル１０を駆動するＸドライバ回路１２０及びＹドライバ回路１３０、外部から映像信号が入力端子１４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部１５０、このＲＧＢプロセス処理部１５０に接続された映像メモリ１６０及び制御部１７０、バックライト装置２０の駆動制御するバックライト駆動制御部１８０等を備えてなる。
【００２８】
駆動回路２００において、入力端子１４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部１５０によりクロマ処理等の信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部１７０に供給されるとともに、画像メモリ１６０を介してＸドライバ１２０に供給される。また、制御部１７０は、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングでＸドライバ１２０及びＹドライバ回路１３０を制御して、上記画像メモリ１６０を介してＸドライバ１２０に供給されるＲＧＢセパレート信号でカラー液晶表示パネル１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。
【００２９】
バックライト装置２０は、透過型のカラー液晶表示パネル１０を背面に配設され、カラー液晶表示パネル１０の背面直下から照明する直下型タイプである。バックライト装置２０の光源２１は、複数の発光ダイオード（LED:light Emitting Diode）を有しており、これら複数の発光ダイオードを発光源としている。複数の発光ダイオードは、一群の発光ダイオードから構成されたグループに分割されており、そのグループ毎に駆動がされる。
【００３０】
バックライト装置２０の光源２１における発光ダイオードの配置について説明する。
【００３１】
図３は、発光ダイオードの配置例として、単位セル４−１，４−２毎に、赤の発光ダイオード１、緑の発光ダイオード２及び青の発光ダイオード３をそれぞれ２個使用し、合計６個の発光ダイオードを一列に配列した様子を示している。
【００３２】
この配置例では、単位セル４に６個の発光ダイオードを備えているが、使用する発光ダイオードの定格、発光効率などにより、混合色をバランスの良い白色光とするために、光出力バランスを整える必要から、各色の個数配分は本例以外のバリエーションがありうる。
【００３３】
図３に示した配置例において、単位セル４−１と単位セル４−２とは、全く同一の構成となっており、中央の両端矢印部分で接続されている。また、図４は、単位セル４−１及び単位セル４−２が接続された形を電気回路図記号のダイオードマークによって図示したものである。この例の場合、各発光ダイオード、すなわち、赤の発光ダイオード１、緑の発光ダイオード２、青の発光ダイオード３は左から右に電流が流れる方向に極性を合わせて直列接続されている。
【００３４】
ここで、赤の発光ダイオード１、緑の発光ダイオード２及び青の発光ダイオード３をそれぞれ２個使用し、合計６個の発光ダイオードを一列に配列した単位セル４を各色の発光ダイオードの個数でパターン表記すると図５に示すように（２Ｇ  ２Ｒ  ２Ｂ）となる。すなわち、（２Ｇ  ２Ｒ  ２Ｂ）は、緑と赤と青２個ずつ合計６個のパターンを基本単位としていることを示す。そして、図６に示すように、上記基本単位の単位セル４を３つ連続に繋げた場合、記号が３＊（２Ｇ  ２Ｒ  ２Ｂ）で、発光ダイオードの個数でパターン表記すると（６Ｇ  ６Ｒ  ６Ｂ）で示される。
【００３５】
つぎに、上記バックライト装置２０の光源２１における発光ダイオードの接続関係を説明する。
【００３６】
光源２１には、図７に示すように、前述した発光ダイオードの基本単位（２Ｇ  ２Ｒ  ２Ｂ）の３倍を１つの中単位（６Ｇ  ６Ｒ  ６Ｂ）とし、この中単位（６Ｇ  ６Ｒ  ６Ｂ）が画面に対して、水平５行、垂直４列のマトリクス状に配置されている。その結果、合計で３６０個の発光ダイオードが配置される。
【００３７】
また、これらの中単位（６Ｇ  ６Ｒ  ６Ｂ）は、画面の水平方向に電気的に接続される。このように中単位（６Ｇ  ６Ｒ  ６Ｂ）が画面水平方向に電気的に接続されることにより、バックライト装置２０の光源２１には、図８に示すように、画面水平方向に並んだ発光ダイオードが直列接続され、水平方向に直列接続された複数の発光ダイオード群３０が、複数個形成される。
【００３８】
さらに、バックライト装置２０には、水平方向に直列接続した発光ダイオード群３０の一つ一つに独立したＬＥＤ駆動回路３１が設けられている。ＬＥＤ駆動回路３１は、発光ダイオード群３０に電流を流して発光させる回路である。
【００３９】
ここで、水平方向に直列接続した発光ダイオード群３０の配置は、バックライト装置２０の温度分布を測定したときに、略同一の温度となる領域に配置された発光ダイオード同士を接続した状態となっている。
【００４０】
図９に、バックライト装置２０の動作時のカラー液晶表示装置１００の画面上の温度分布例を示す。図９は、ハッチングの濃い部分が高い温度の領域であり、ハッチングが薄い部分が温度が低い領域を示している。この図９に示すように、カラー液晶表示装置１００は、画面上部ほど温度が高くなり、画面下部は温度が低くなる。
【００４１】
図１０は、図８の発光ダイオードの接続関係を示す図と、図９の温度分布図とを重ね合わせたものである。この図１０に示すように、本例では画面の水平方向に並んだ発光ダイオードを接続すると、略同一の温度となる発光ダイオード同士が接続されることがわかる。
【００４２】
また、バックライト装置２０には、図１０に示すように、各発光ダイオード群３０の温度を検出する温度センサ３２が設けられている。例えば、温度センサ３２は、水平方向に直列接続された発光ダイオード群３０に対応した各垂直位置に、複数個設けられている。また、例えば、図１１に示すように、画面中央に１つの温度センサ３２と、予め画面垂直方向の温度分布パターンを記憶したメモリとを設け、１つの温度センサ３２の検出値からメモリの内容を参照して、画面垂直方向の各位置における温度を推定するようにしてもよい。温度センサ３２により検出される温度値は、対応する発光ダイオード群３０を駆動するＬＥＤ駆動回路３１に供給される。
【００４３】
また、バックライト装置２０には、図１０に示すように、例えば各発光ダイオード群３０の輝度もしくは色度を検出する光量センサもしくは色度センサ３３が設けられている。図１０では、輝度もしくは色度センサ３３は、水平方向に直列接続された発光ダイオード群３０に対応した各垂直位置に、複数個設けられた物を示したが、本例以外に、全体混色を均一にできる拡散板などを活用し、個々のLEDの発光を効果的に混色せしめる光学系を用いるなどすることにより、輝度もしくは色度センサ３３は、１つにすることも可能である。この例では、輝度もしくは色度センサ３３により検出される輝度もしくは色度値は、対応する発光ダイオード群３０を駆動するＬＥＤ駆動回路３１に供給される物を示すが、本例以外に、全体混色を均一にできる拡散板などを活用し、個々のLEDの発光を効果的に混色せしめる光学系を用いるなどすることにより、輝度もしくは色度センサ３３は、１つにすることも可能である。
【００４４】
つぎに、水平方向に直列接続された発光ダイオード群３０を駆動するＬＥＤ駆動回路３１について説明をする。なお、ＬＥＤ駆動回路３１は、バックライト駆動制御部１８０内に備えられている。
【００４５】
図１２に、ＬＥＤ駆動回路３１の回路構成例を示す。
【００４６】
ＬＥＤ駆動回路３１は、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１と、定抵抗（Ｒｃ）４２と、ＦＥＴ４３と、ＰＷＭ制御回路４４と、コンデンサ４５と、サンプルホールド用ＦＥＴ４６と、抵抗４７と、ホールドタイミング回路４８とを備えている。
【００４７】
ＤＣ-ＤＣコンバータ４１は、図２に示した電源１１０から発生された直流電圧ＶＩＮが入力され、入力された直流電力をスイッチングして安定化した直流の出力電圧Ｖｃｃを発生する。ＤＣ-ＤＣコンバータ４１は、フィードバック端子Ｖｆから入力された電圧と出力電圧Ｖｃｃとの電位差が一定値（Ｖｒｅｆ）となるように安定化した出力電圧Ｖｃｃを発生する。
【００４８】
直列接続した発光ダイオード群３０のアノード側は、定抵抗（Ｒｃ）を介してＤＣ-ＤＣコンバータ４１の出力電圧Ｖｃｃの出力端と接続されている。また、直列接続した発光ダイオード群３０のアノード側は、サンプルホールド用ＦＥＴ４６のソース-ドレインを介してＤＣ-ＤＣコンバータ４１のフィードバック端に接続されている。また、直列接続した発光ダイオード群３０のカソード側は、ＦＥＴ４３のソース-ドレイン間を介してグランドに接続されている。
【００４９】
ＦＥＴ４３のゲートには、ＰＷＭ制御回路４４から発生されたＰＷＭ信号が入力される。ＦＥＴ４３は、ＰＷＭ信号がオンのときにソース-ドレイン間がオンとなり、ＰＷＭ信号がオフのときにソース-ドレイン間がオフとなる。従って、ＦＥＴ４３は、ＰＷＭ信号がオンのときに発光ダイオード群３０に電流を流し、ＰＷＭ信号がオフのときには発光ダイオード群３０に流れる電流を０とする。すなわち、ＦＥＴ４３は、ＰＷＭ信号がオンのときに発光ダイオード群３０を発光させ、ＰＷＭ信号がオフのときには発光ダイオード群３０の発光を停止させる。
【００５０】
ＰＷＭ制御回路４４は、オン時間及びオフ時間のデューティー比を調整される２値信号であるＰＷＭ信号を発生する。ＰＷＭ制御回路４４は、輝度センサ３３により検出された検出値（光量値）が入力され、直列接続した発光ダイオード群３０から発光された輝度が目標輝度値と一致するように、ＰＷＭ信号のパルス幅を調整する。すなわち、ＰＷＭ制御回路４４は、輝度センサ３３により検出された検出値（光量値）が目標輝度値より少ない場合には、オン時のパルス幅を広くしてダイオード群３０の発光時間を多くし、目標輝度値より多い場合にはパルス幅を狭くしてダイオード群３０の発光時間を少なくするように、ＰＷＭ信号を制御する。
【００５１】
コンデンサ４５は、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１の出力端とフィードバック端との間に設けられている。抵抗４７は、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１の出力端とサンプルホールド用ＦＥＴ４６のゲートに接続されている。
【００５２】
ホールドタイミング回路４８は、ＰＷＭ信号が入力され、ＰＷＭ信号の立ち上がりエッジで所定時間だけＯＦＦとなり、その他の時間ではＯＮとなるホールド信号を発生する。
【００５３】
サンプルホールド用ＦＥＴ４６のゲートには、ホールドタイミング回路４８から出力されたホールド信号が入力される。サンプルホールド用ＦＥＴ４６は、ホールド信号がオフのときにソースードレイン間がオンとなり、ホールド信号がオンのときのソース-ドレイン間がオフとなる。
【００５４】
以上のようなＬＥＤ駆動回路３１では、ＰＷＭ制御回路４４から発生されたＰＷＭ信号がオンとなる時間のみ発光ダイオード群３０に電流ＩＬＥＤが流される。また、コンデンサ４５、サンプルホールド用ＦＥＴ４６及び抵抗４７によりサンプルホールド回路を構成している。このサンプルホールド回路は、発光ダイオード群３０のアノード（すなわち、出力電圧Ｖｃｃが接続されていない方の定抵抗４２の一端）の電圧値を、ＰＷＭ信号のオン時にサンプルし、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１のフィードバック端に供給している。ＤＣ-ＤＣコンバータ４１は、フォードバック端に入力される電圧値に基づき、出力電圧Ｖｃｃを安定化させるので、定抵抗Ｒｃ４２及び発光ダイオード群３０に流れる電流ＩＬＥＤの波高値が一定となる。
【００５５】
従って、ＬＥＤ駆動回路３１では、発光ダイオード群３０に流れる電流ＩＬＥＤの波高値が一定とされた状態で、ＰＷＭ信号に応じたパルス駆動される。そのため、ＬＥＤ駆動回路３１では、輝度センサ３３により検出された光量に応じて、直列接続した発光ダイオード群３０から発光された輝度が目標輝度値になるように制御がされる。
【００５６】
さらに、ＬＥＤ駆動回路３１は、温度センサ３２から出力された温度に応じて、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１の出力電圧Ｖｃｃの安定化の目標電圧値Ｖｒｅｆを調整するための目標値制御回路４９を備えている。
【００５７】
目標値制御回路４９は、温度センサ３２により検出された直列接続した発光ダイオード群３０の温度を示す検出値（温度値）が入力される。目標値制御回路４９は、温度変化に対する輝度変化を示す値が格納されたテーブル５０を有しており、このテーブル５０を参照して、発光ダイオード群３０の温度が変化しても輝度が一定となるような、目標電圧値Ｖｒｅｆを発生する。目標値制御回路４９から発生された目標電圧値Ｖｒｅｆは、ＤＣ-ＤＣコンバータ４１に与えられる。
【００５８】
ＤＣ-ＤＣコンバータ４１は、フィードバック端子Ｖｆから入力された電圧と出力電圧Ｖｃｃとの電位差が目標電圧値Ｖｒｅｆとなるように、出力電圧Ｖｃｃを発生する。
【００５９】
以上のように目標値制御回路４９が設けられたＬＥＤ駆動回路３１では、目標値制御回路４９から発生された目標電圧値Ｖｒｅｆに応じて、発光ダイオード群３０に流れる電流ＩＬＥＤの波高値が調整される。そのため、直列接続した発光ダイオード群３０の温度変化が生じても、ＰＷＭ信号のパルス幅を変化させずに、同一の輝度が発光される。
【００６０】
上述の例のようにカラー液晶表示装置１００では、同一の駆動回路により駆動される直列接続された発光ダイオード群が、表示部背面直下の同一の温度領域に位置するように配置されている。さらに、カラー液晶表示装置１００では、温度変化があった場合にも輝度が一定となるように、それらの発光ダイオード群の電流を調整している。具体的には、発光ダイオードの発光光量が一定となるように駆動電流のＰＷＭ制御を行うとともに、温度変化があっても発光光量が一定となるように駆動電流の波高値を調整している。
【００６１】
このことによりカラー液晶表示装置１００では、温度分布のばらつきにより生じる画面輝度のばらつきを無くすことを目的とする。
【００６２】
つぎに、ＬＥＤ駆動回路３１の変形例について説明をする。
【００６３】
以上のようにバックライト装置２０では、あるまとまった数のＬＥＤを直列接続して一括して駆動している。
【００６４】
もっとも、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各原色のＬＥＤの発光効率等が異なるため色毎に駆動回路が異なっている。具体的には、各色系統の消費電力と発光効率が異なり不揃いであるので、それぞれのＰＷＭ制御で調整したパルス幅が色毎にまちまちになり、例えば点灯直後、温度が低いので発光効率の高い赤色では、オン時間が５０％程度で済むのに対し、発光効率の悪い青では、オン時間が８０％〜９０％程度と長く必要になるなどするため、色毎に駆動回路が異なるようにしている。
【００６５】
ところで、色毎にＰＷＭ制御で調整するパルス幅が異なるため、発光ダイオード群３０の輝度に対するＰＷＭ制御のパルス幅の調整に割り当てる分解能が異なることとなる。例えば、赤色では分解能が粗くなり、青では分解能が細かいといった、調整精度に差が出てしまう。このように、各色系統の分解能の相違により各色が不揃いな精度となると、白色を得る際に障害となる場合があった。
【００６６】
具体的に、各色のＰＷＭ制御における分解能の違いについて、図１３を参照して説明をする。
【００６７】
図１３は、８ビット（２５６段階）でパルス幅を調整することができるようにする場合のＰＷＭ制御パルスを示している。図１３（Ａ）は赤色のＰＷＭ制御パルスを示しており、図１３（Ｂ）は緑色のＰＷＭ制御パルスを示しており、図１３の（Ｃ）青色のＰＷＭ制御パルスを示している。所定の白色光を得るために、赤、緑、青の混合比を調整した結果が、青のＰＷＭ幅が２５６（デューティ１００％）、緑のＰＷＭ幅が１９１（デューティ７５％）、赤のＰＷＭ幅が１２６（デューティ５０％）であるする。この場合、青色の調整可能な自由度は、２５６ステップであるのに対して、赤はその半分の１２６ステップ（７ビット精度）しか調整することができず、また、青の１ステップ幅に対して赤のステップ幅の変化幅が倍になってしまう不具合を生じる。分解能を向上させるために、ビット数を上げるという手立てもとられるが、その分だけコンバータ等も高精度となるので価格にも影響してくる。
【００６８】
そこで、ＬＥＤ駆動回路３１では、パルス幅による分解能が赤、緑、青でほぼ同一となるように、電流の波高値（発光ダイオード群３０に流す定電流値）を変化させるように制御をしている。具体的には、出力電圧Ｖｃｃの安定化の目標電圧値Ｖｒｅｆを調整するための目標値制御回路４９にＰＷＭの制御値を入力して、波高値の調整を行う。
【００６９】
例えば、電流の波高値が同一であるときに、赤、緑、青の混合比を調整した結果が、青のＰＷＭ幅が２５６（デューティ１００％）、緑のＰＷＭ幅が１９１（デューティ７５％）、赤のＰＷＭ幅が１２６（デューティ５０％）であるするのであれば、図１４（Ａ）に示すように赤色の電流値の波高値を５０％、図１４（Ｂ）に示すように緑色の電流値の波高値を７５％、図１４（Ｂ）に示すように青色の電流値の波高値を１００％とすればよい。
【００７０】
このように発光ダイオード群３０に流す電流の波高値の方向にも可変の自由度を設定することにより、調整時の分解能を、赤、青、緑で同一とすることができる。これにより、各色の調整精度のバランスが維持される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明を適用したバックライト方式のカラー液晶表示装置の構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】上記カラー液晶表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】上記カラー液晶表示装置を構成するバックライト装置における発光ダイオードの配置例を模式的に示す図である。
【図４】上記発光ダイオードの配置例における各発光ダイオードが接続された形を電気回路図記号のダイオードマークによって模式的に示した図である。
【図５】赤の発光ダイオード、緑の発光ダイオード及び青の発光ダイオードをそれぞれ２個使用し、合計６個の発光ダイオードを一列に配列した単位セルを各色の発光ダイオードの個数でパターン表記して模式的に示した図である。
【図６】基本単位の単位セル４を３つ連続に繋げた場合を発光ダイオードの個数でパターン表記して模式的に示した図である。
【図７】バックライト装置の光源２１における実際の発光ダイオードの接続例を模式的に示した図である。
【図８】上記バックライト装置における発光ダイオードの接続例を模式的に示す図である。
【図９】表示装置の温度分布を模式的に示す図である。
【図１０】バックライト装置における発光ダイオードの接続状態と、表示装置の温度分布とを重ねて模式的に示した図である。
【図１１】一つの温度センサと温度分布パターンとから、各位置の温度を推定する処理について説明するための図である。
【図１２】発光ダイオードを駆動する駆動回路を示す図である。
【図１３】赤色、緑、青の各色の発光ダイオードを駆動するためのＰＷＭパルスを示す図である。
【図１４】赤色、緑、青の各色の発光ダイオードを駆動するために、波高値を調整するとともにＰＷＭ制御を行った信号を示す図である。
【図１５】赤色、緑、青の各色の発光ダイオードの基本的な温度特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  カラー液晶パネル、２０  バックライト装置、２１  光源、３０  発光ダイオード群、３１  ＬＥＤ駆動回路、３２  温度センサ、３３  輝度センサ、４１  ＤＣ-ＤＣコンバータ、４４  ＰＷＭ制御回路、４９  目標値制御回路
【図１】
2006031977.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006031977.tif 000012
【図１１】
2006031977.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006031977.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月2日(2005.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
赤色のＬＥＤは、AlInGaPの４元素系の半導体層状構造であり、バンドギャップエネルギーが低い。このため、高温時に、発光に寄与するキャリアが減少し、発光光量が低下し、素子の運転温度として一般的な７５℃程度の状態では、常温時（２５℃）の７０％程度に輝度が低下し、他色に比較して変化が激しい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
一方でInGaNを用いる緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤは、赤よりも短波長であり、紫色により近くなるのでバンドギャップエネルギーが大きく、温度の影響を受けにくくなることが知られている。図１５のグラフでも、青色ＬＥＤ（Ｂ）の温度特性はほぼ平坦な性質を示している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
例えば、電流の波高値が同一であるときに、赤、緑、青の混合比を調整した結果が、青のＰＷＭ幅が２５６（デューティ１００％）、緑のＰＷＭ幅が１９１（デューティ７５％）、赤のＰＷＭ幅が１２６（デューティ５０％）であるするのであれば、図１４（Ａ）に示すように赤色の電流値の波高値を５０％、図１４（Ｂ）に示すように緑色の電流値の波高値を７５％、図１４（Ｃ）に示すように青色の電流値の波高値を１００％とすればよい。