(57)【要約】【課題】簡易な構成の回路により個々のＬＥＤを個別に調整することが可能なバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを使用した表示装置を提供する。【解決手段】複数の発光モジュールを基板上に直列に配置して光源として使用するバックライトユニットにおいて、前記各発光モジュールは、光源として作用するＬＥＤと、前記ＬＥＤと直列に接続されて直列回路を構成する抵抗と、前記直列回路と並列に接続されて並列回路を構成し、温度上昇に応じて抵抗値が低くなるサーミスタと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光モジュールを基板上に直列に配置して光源として使用するバックライトユニットにおいて、
前記各発光モジュールは、
光源として作用するＬＥＤと、
前記ＬＥＤと直列に接続されて直列回路を構成する抵抗と、
前記直列回路と並列に接続されて並列回路を構成し、温度上昇に応じて抵抗値が低くなるサーミスタと、を有することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記基板は熱伝導性が高い材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記サーミスタは前記ＬＥＤの直近に配置されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
液晶型の表示パネルと、複数の発光モジュールを基板上に直列に配置して光源として使用するバックライトユニットと、を有する表示装置において、
前記基板は、熱伝導性が高い材質で形成され、
前記発光モジュールは、
光源として作用するＬＥＤと、
前記ＬＥＤと直列に接続されて直列回路を構成する抵抗と、
前記直列回路と並列に接続されて並列回路を構成し、温度上昇に応じて抵抗値が低くなるサーミスタと、を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを用いたバックライトユニット、及びこのバックライトユニットを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶型の表示装置の光源として用いられるバックライトユニットが知られている。バックライトユニットは、例えば液晶素子を備えたパネルの背面側に配置されて、このパネルの背面側から光を照射する。
【０００３】
上記したバックライトユニットの中には発光体をＬＥＤにより構成したものがある。ＬＥＤは、従来の蛍光灯と比べてエネルギー効率が良く、消費電力を低減することができるため、広く流通しつつある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図４は、ＬＥＤの順電流と相対光束の関係を示す図である。ＬＥＤは、供給される順電流に応じてその発光輝度（相対光束）が変化するが、発光輝度と順電流との関係は個体差が存在する。一方、液晶型の表示装置は、バックライトからの光の透過率を変化させることで画面輝度を調整するため、各ＬＥＤにおける発光輝度は均一であることが望ましく、逆に発光輝度が均一でない場合は画面上で輝度ムラ等の原因となる場合がある。そのため、バックライトユニット内の各ＬＥＤの発光輝度を均一にする発明が開示されている（例えば、特許文献２−５参照。）。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０７０６５号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３０２０号公報
【特許文献３】特開２００８−１５２０８８号公報
【特許文献４】再公表特許（国際公開番号Ｗ０２００６／００６５３７）
【特許文献５】特開２００７−２５８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＬＥＤの発光輝度調整では、各ＬＥＤに供給される電流を制御回路を介して調整するため、回路構成が複雑となっていた。また、バックライトユニットは通常ＬＥＤを直列に接続して構成するため、個々のＬＥＤに流れる電流を個別に調整することは難しかった。
【０００７】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、簡易な構成の回路により個々のＬＥＤを個別に調整することが可能なバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを使用した表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、複数の発光モジュールを基板上に直列に配置して光源として使用するバックライトユニットにおいて、前記各発光モジュールは、光源として作用するＬＥＤと、前記ＬＥＤと直列に接続されて直列回路を構成する抵抗と、前記直列回路と並列に接続されて並列回路を構成し、温度上昇に応じて抵抗値が低くなるサーミスタと、を有する構成としてある。
【０００９】
上記のように構成された発明では、バックライトユニットは基板上に各発光モジュールを直列に配置して構成され、各発光モジュールは、光源としてのＬＥＤと直列に接続されて直列回路を構成する抵抗と、この直列回路と並列に接続されて並列回路を構成するサーミスタと、を有する。また、サーミスタは周囲の温度上昇に応じて抵抗値が低くなるよう作用する。
そのため、ＬＥＤの発光輝度が規定値より高い場合は、周辺温度の上昇に応じてサーミスタの抵抗値が低くなるため、サーミスタに流れる電流が多くなる。その結果、ＬＥＤに流れる電流が少なくなり、ＬＥＤの発光輝度を低くするよう作用する。逆に、ＬＥＤの発光輝度が規定値より低い場合は、サーミスタは同様の理由によりＬＥＤの発光輝度を高くするよう作用する。以上の構成により、サーミスタをＬＥＤに並列接続した簡易な構成の回路により個々のＬＥＤを個別に調整することが可能となる。
【００１０】
また、サーミスタの抵抗を変化させる要因となる温度変化はＬＥＤ周囲の温度変化であればよく、サーミスタと基板の配置は様々な様態を想定することができる。そのため、前記基板は熱伝導性が高い材質で形成される構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、基板の温度に応じてサーミスタの抵抗を変化させることができ、ＬＥＤ周囲にサーミスタを設置できない場合でも、本発明の機能を実現することができる。
【００１１】
そして、サーミスタと基板の配置の他の一例として、前記サーミスタは前記ＬＥＤの直近に配置される構成としてもよい。
【００１２】
さらに、本発明はバックライトユニットのみならず、このバックライトを使用した表示装置に対しても適用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成の回路により個々のＬＥＤを個別に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】表示装置１００の構成を示すブロック構成図である。
【図２】バックライトユニット８０の構成を示す正面図である。
【図３】ＬＥＤにおける周囲温度−順電圧特性を示す図である。
【図４】ＬＥＤの順電流と相対光束の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
１．第１の実施形態：
２．第２の実施形態：
３．その他の実施形態：
【００１６】
１．第１の実施形態：
以下、図を参照して、この発明に係るバックライトユニットを使用した表示装置をもとに第１の実施形態について説明する。
【００１７】
（１）表示装置１００の構成
図１は、表示装置１００の構成を示すブロック構成図である。表示装置１００は、液晶型の表示パネル９９と、ＬＥＤを光源として使用するバックライトユニット８０と、コントローラー９８と、ドライバー９７と、電源回路９６と、を備えて構成されている。上記構成の表示装置１００では、図示しない外部機器を通じて入力された映像データー又は図示しないチューナーを介して取得された放送信号をもとに、表示パネル９９に映像を表示する。
【００１８】
表示パネル９９は、液晶を充填した画素をその解像度に応じて複数配置して構成された画面を備えている。画面を構成する各画素には同画素に対向するよう配置された電極を備えており、この電極に駆動電圧を供給することで画素が駆動し、光の透過率が変更する。また、表示パネル９９は、画素を駆動させる走査線を選択するためのスイッチが多数設けられており、このスイッチにより選択された走査線上の画素に対向する電極に駆動電圧が供給される。
【００１９】
コントローラー９８は、演算を行うためのＣＰＵや、このＣＰＵに所定の演算を実行させるためのプログラムが記録されたＲＯＭや、ＣＰＵのワークエリアとして作用するＲＡＭを備えて構成されている。また、コントローラー９８は、図示しないチューナー等を介して映像データーが入力すると、この映像データーに対して所定の信号処理を施した後、ドライバー９７に出力する。
【００２０】
ドライバー９７は、映像データーをデジタル・アナログ変換してこの映像データーが示す階調値に応じた駆動電圧を生成する。また、ドライバー９７は、映像データーに含まれる垂直同期信号及び水平同期信号に基づいて、表示パネルの各走査ライン上の電極に生成した駆動電圧を供給する。そのため、駆動電圧が供給された電極は対向する画素に対して駆動電圧を印加し画素を駆動させる。
【００２１】
電源回路９６は、図示しない商用電源等の外部電源から電源供給を受け、この電源から安定化電源を生成した後、表示装置１００を構成する各部に電源を供給する。
【００２２】
図２はバックライトユニット８０の構成を示す正面図である。バックライトユニット８０は、表示パネル９９の背面側から光を照射するよう配置され、電源回路９６から供給される電源により点灯する。本実施形態にかかるバックライトユニットは、基板８１と、この基板８１に直線状に配置された発光モジュールＭ１〜Ｍｎを備えて構成されている。
【００２３】
基板８１は、上記発光モジュールＭ１〜Ｍｎを直線状に配置するよう固定する。また、本実施形態では、基板８１は、発光モジュールＭ１〜Ｍｎの発熱に応じて温度変化が起こりやすいよう、銅等を含む熱伝導性が高い材質により形成されている。
【００２４】
発光モジュールＭ１〜Ｍｎは、それぞれが、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎと、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに供給する電流を調整する抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに供給される電流を温度に応じて調整するためのサーミスタＳ１〜Ｓｎを備えて構成されている。また、各発光モジュールＭ１〜Ｍｎは直列接続され、電源回路９６から供給された電源に応じて各発光モジュールＭ１〜Ｍｎに所定の電流が供給される。
【００２５】
抵抗Ｒ１〜ＲｎとＬＥＤ１〜ＬＥＤｎは、それぞれ直列接続されて直列回路を構成している。本実施形態では、抵抗Ｒ１〜ＲｎをそれぞれＬＥＤ１〜ＬＥＤｎのアノード側に接続して直列回路を構成する。これ以外にも、抵抗Ｒ１〜ＲｎをそれぞれＬＥＤ１〜ＬＥＤｎのカソード側に接続して直列回路を構成してもよい。
【００２６】
また、上記抵抗Ｒ１〜Ｒｎ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎにより構成された直列回路は、サーミスタＳ１〜Ｓｎと並列接続され並列回路を構成している。そのため、各発光モジュールＭ１〜Ｍ２を流れる電流Ｉtは、直列回路に流れる電流をＩＲｒｅｆＮと、サーミスタＳ１〜Ｓｎに流れる電流をＩｓＮの総和となる。即ち、各電流の関係は下記の式（１）により示される。
ＩtＮ  ＝ＩＲｒｅｆＮ＋ＩｓＮ  …（１）
（ただし、Ｎは１〜ｎ）
また、それぞれの発光モジュールＭ１〜Ｍｎに流れる電流ＩＲｒｅｆとＩｓとの比は、直列回路における合成抵抗値Ｒｒｅｆと、サーミスタＳ１〜Ｓｎの抵抗値Ｒｓの比により設定されるため、電流ＩｔＮが一定であれば、サーミスタＳ１〜Ｓｎの抵抗値Ｒｓの変化によって上記比率が変化し、電流ＩＲｒｅｆＮが変化する。そのため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れる順電流は電流ＩＲｒｅｆＮに含まれるため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの発光輝度を変化させる。
【００２７】
サーミスタＳ１〜Ｓｎは、周囲の温度変化に応じて抵抗値Ｒｓを変化させる。サーミスタＳ１〜Ｓｎ周辺の温度変化に応じて抵抗値Ｒｓが変化すると、このサーミスタＳ１〜Ｓｎに並列接続される直列回路の合成抵抗Ｒｒｅｆも変化し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れる順電流が変化する。
【００２８】
図３は、ＬＥＤにおける周囲温度−順電圧特性を示す図である。図３に示すようにＬＥＤは周囲温度に応じて順電圧が変化するため、変化する順電圧の影響をも考慮する必要があるとも考えられる。しかしながら、本実施形態では、サーミスタＳ１〜Ｓｎが本発明の機能を奏するのはＬＥＤの周囲温度が例えば５０度から７０度といったＬＥＤの順電圧が周囲温度の影響を受けにくい温度環境での動作を想定しており、順電圧の変化を考慮することなくサーミスタＳ１〜Ｓｎの抵抗値の変化によりＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを流れる順電流の値を変化させることができる。 
【００２９】
（２）バックライトユニット８０の作用
以下、図を参照しつつ本発明にかかるバックライトユニット８０の作用について説明を行う。以下、説明を容易にするためにＬＥＤ１、サーミスタＳ１、抵抗Ｒ１により構成された発光モジュールＭ１における作用を説明する。なお、他の発光モジュールもその作用は同様である。
【００３０】
表示装置１００のメイン電源が投入され、バックライトユニット８０に電源回路９６からの電源が供給されると、発光モジュールＭ１〜Ｍｎにそれぞれ電流が供給される。そのため、発光モジュールＭ１のＬＥＤ１には、ＬＥＤ１と抵抗Ｒ１の合成抵抗Ｒｒｅｆ１とサーミスタＳ１の現時点での抵抗Ｒｓ１の比に応じた電流が供給される。
【００３１】
この状態で、例えば、ＬＥＤ１の発光が規定値以上となり所定期間が経過すると、ＬＥＤ１の発光により基板８１の温度が上昇し、この基板８１の温度上昇に応じてサーミスタＳ１の抵抗値Ｒｓ１が低くなる。すると、発光モジュールＭ１内部の抵抗Ｒｒｅｆ１とＲｓ１の比率が変換するため、直列回路に流れる電流ＩＲｒｅｆ１が小さくなり、ＬＥＤ１の発光輝度は小さくなる。
【００３２】
一方、ＬＥＤ１の発光が規定値以下となり所定期間が経過すると、ＬＥＤ１の発光の低下により基板８１の温度が下がり、この基板８１の温度に応じてサーミスタＳ１の抵抗値Ｒｓ１が高くなる。すると、発光モジュールＭ１内部の抵抗Ｒｒｅｆ１とＲｓ１の比率が変換するため、直列回路に流れる電流ＩＲｒｅｆ１が大きくなり、ＬＥＤ１の発光輝度は大きくなる。
【００３３】
以上説明したように、バックライトユニット８０は、ＬＥＤの発光輝度が規定値より高い場合、サーミスタの作用によりＬＥＤに流れる電流が少なくなるため、ＬＥＤの発光輝度を低くするよう作用する。逆に、ＬＥＤの発光輝度が規定値より低い場合は、サーミスタは同様の理由によりＬＥＤの発光輝度を高くするよう作用する。そのため、サーミスタをＬＥＤに並列接続した簡易な構成の回路により個々のＬＥＤを個別に調整することが可能となる。
【００３４】
２．第２の実施形態：
サーミスタがＬＥＤの発光輝度を間接的に判断する手法として、サーミスタをＬＥＤの直近に配置する構成としてもよい。上記構成とすることで、ＬＥＤの発光量に応じた温度変化により、サーミスタの抵抗ＲＳの値を変化させることができる。
【００３５】
３．その他の実施形態：
本発明は様々な変形例が存在する。
基板上に発光モジュールＭ１〜Ｍｎを直列に配置することは一例であり、例えば、表示パネル９９の背面側全面に発光モジュールＭ１〜Ｍｎを配置する構成であってもよい。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００３７】
８０…バックライトユニット、８１…基板、９６…電源回路、９７…ドライバー、９８…コントローラー、９９…表示パネル、１００…表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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