(57)【要約】【課題】 オフセット電圧の影響の無いバックライト装置を提供する。【解決手段】 駆動トランジスタ４１を動作させ、ＬＥＤ回路１１に電流を流す増幅器２０の第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂに、電流検出回路４２に生じた検出電圧と、基準電圧とを交互に入力させる。輝度調整スイッチ素子４３が、ＬＥＤ回路１１の消灯期間、例えば水平帰線期間又は垂直帰線期間に、駆動トランジスタ４１をオフさせるときに、検出電圧と基準電圧とを交換させれば、電流検出回路４２に生じる平均電圧は、基準電圧と等しくなり、オフセット電圧の影響を消去することができる。【選択図】 図２
2008276039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、
ＬＥＤ回路と、駆動トランジスタと、電流検出回路とを有し、
前記増幅器の出力信号によって前記駆動トランジスタが導通すると、前記ＬＥＤ回路と前記駆動トランジスタと、前記電流検出回路に電流が流れ、
前記電流によって前記電流検出回路に生じた検出電圧と、基準電圧とが前記増幅回路に入力され、前記駆動トランジスタは、前記増幅器によって、前記検出電圧と前記基準電圧の差電圧を小さくするように制御されるバックライト装置であって、
前記増幅器内には、ソース端子が互いに接続された第一、第二の入力トランジスタと、
前記第一、第二の入力トランジスタのドレイン端子に接続された負荷回路と、
前記第一、第二の入力トランジスタのうち、少なくとも一方の入力トランジスタのゲート端子に前記検出電圧を入力させ、少なくとも他方の入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる入力交換回路と、
前記入力交換回路に接続され、前記入力交換回路を制御し、前記第一、第二の入力トランジスタのうち、前記基準電圧が入力されている入力トランジスタに前記検出電圧を入力させ、前記検出電圧が入力されている入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる交換制御回路とが設けられたバックライト装置。
【請求項２】
前記負荷回路は、ゲート端子が互いに接続され、ドレイン端子が前記第一、第二のトランジスタのドレイン端子にそれぞれ接続された第一、第二の負荷トランジスタを有する請求項１記載のバックライト装置であって、
前記第一、第二の負荷トランジスタのドレイン端子とゲート端子の間をそれぞれ接続し、又はそれぞれ切り離す出力交換回路とを有するバックライト装置。
【請求項３】
前記交換制御回路により、前記第一、第二の入力トランジスタにそれぞれ入力される前記基準電圧と前記検出電圧が、少なくとも１／６０秒に一回交換される請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記増幅回路と前記駆動トランジスタのゲート端子の間に設けられ、前記増幅回路と前記駆動トランジスタとの間の接続状態と切り離し状態を切り換える輝度調整スイッチ素子と、
前記輝度調整スイッチ素子の動作を制御する輝度制御回路とを有し、
前記交換制御回路は、前記輝度調整スイッチ素子が、前記増幅回路と前記駆動トランジスタの間を切り離している間に、前記第一、第二の入力トランジスタに入力される前記検出電圧と前記基準電圧とを交換するように構成された請求項３記載のバックライト装置。
【請求項５】
表示装置のバックライト用発光素子を駆動するための駆動回路であって、
発光素子の電流路に結合され、発光素子に対する通電を制御するトランジスタと、
発光素子の電流路に結合され、発光素子に流れる電流を検出するための検出回路と、
前記検出回路によって生成される検出電圧と基準電圧とを入力して前記トランジスタを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記駆動信号生成回路と前記トランジスタとの間に結合され、前記駆動信号を前記トランジスタの制御端子に選択的に供給するためのスイッチ回路と、
を有し、
前記駆動信号生成回路が、
第１及び第２の入力端子と、
出力端子と、
第１及び第２のトランジスタを含む差動回路と、
前記差動回路に結合された負荷回路と、
前記第１のトランジスタの制御端子を前記第１の入力端子又は前記第２の入力端子に接続する第１のスイッチと前記第２のトランジスタの制御端子を前記第２の入力端子又は前記第１の入力端子に接続する第２のスイッチとを含む第１の切替回路と、
前記差動回路と前記負荷回路との間の第１のノード又は第２のノードから前記出力端子に供給される出力信号を取り出すための第３のスイッチを含む第２の切替回路と、
を有し、
前記第１及び第２のスイッチと前記第３のスイッチの接続状態が、発光素子の消灯期間に切り替えられる発光素子駆動回路。
【請求項６】
前記負荷回路が、前記第１のノードに結合される第３のトランジスタと前記第２のノードに結合される第４のトランジスタとを含み、
前記第２の切替回路が、前記第１又は第２のトランジスタをダイオード接続させるための第４のスイッチを含み、
前記第１のスイッチが前記第１のトランジスタの制御端子を前記第２の入力端子に接続し、前記第２のスイッチが前記第２のトランジスタの制御端子を前記第１の入力端子に接続するときに、前記第３のスイッチが前記第２のノードから前記出力信号を取り出し、前記第４のスイッチが前記第３のトランジスタをダイオード接続し、
前記第１のスイッチが前記第１のトランジスタの制御端子を前記第１の入力端子に接続し、前記第２のスイッチが前記第２のトランジスタの制御端子を前記第２の入力端子に接続するときに、前記第３のスイッチが前記第１のノードから前記出力信号を取り出し、前記第４のスイッチが前記第４のトランジスタをダイオード接続する請求項５に記載の発光素子駆動回路。
【請求項７】
前記第１、第２、第３及び第４のスイッチの接続状態を制御するための切替制御回路を更に有する請求項６に記載の発光素子駆動回路。
【請求項８】
前記駆動信号生成回路が、前記第３のスイッチと前記出力端子との間に結合された出力回路を更に有する請求項５乃至７の何れかに記載の発光素子駆動回路。
【請求項９】
前記スイッチの接続状態の切替が、発光素子の複数の消灯期間において間欠的に行なわれる請求項５乃至９の何れかに記載の発光素子駆動回路。
【請求項１０】
発光素子の点灯期間と消灯期間との１周期が表示制御信号の水平同期信号又は垂直同期信号に同期している請求項５乃至９の何れかに記載の発光素子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子のバックライト装置にかかり、特に、バックライト装置内のＬＥＤドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは長寿命で低消費電力であることから、液晶表示装置のバックライトとして注目されており、近年では、携帯電話の液晶表示装置ばかりでなく、ＴＶにも使用され始めている。
【０００３】
ＬＥＤをバックライトとして使用する場合、複数個のＬＥＤ素子を直列接続してＬＥＤ回路を構成させ、液晶表示素子の背面位置で複数のＬＥＤ回路を散在させており、発光回路としてのＬＥＤ回路から放出される光を拡散板によって散乱させ、液晶表示装置内で均一な輝度が得られるようにされている。バックライトをＬＥＤで構成する場合、白色のＬＥＤを用いる場合と、赤色（Ｒ）のＬＥＤと緑色（Ｇ）のＬＥＤと青色（Ｂ）のＬＥＤとを用いて白色光を得る場合とが挙げられる。
【０００４】
図４の符号１１１は、ＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ回路を示しており、該ＬＥＤ回路１１１は、一端が電力用電圧線Ｅａに接続され、他端が駆動トランジスタ１４１のドレイン端子に接続されており、駆動トランジスタ１４１が導通すると、ＬＥＤ回路１１１に電流が流れ、発光するように構成されている。
【０００５】
駆動トランジスタ１４１のソース端子は電流検出抵抗１４２に接続され、ＬＥＤ回路１１１に流れた電流は、電流検出抵抗１４２に流れる。
【０００６】
駆動トランジスタ１４１のゲート端子は、増幅器１２０の出力端子に接続されている。
【０００７】
図４に示すＬＥＤバックライト装置には、基準電圧回路１１４が設けられており、基準電圧回路１１４が出力する基準電圧ＶＲと、電流検出抵抗１４２に生じた検出電圧ＶＳは、増幅器１２０の入力端子にそれぞれ入力されており、駆動トランジスタ１４１と電流検出抵抗１４２と、増幅器１２０とで負帰還回路が構成され、駆動トランジスタ１４１は、電流検出抵抗１４２に生じる検出電圧ＶＳが、基準電圧回路１１４が出力する基準電圧ＶＲと等しくなるように、ＬＥＤ回路１１１に電流を流す。
【０００８】
この場合、各ＬＥＤ回路１１１に接続された各増幅器１２０に、同じ基準電圧ＶＲを入力すると、各ＬＥＤ回路１１１には、同じ大きさの電流が流れ、輝度が均一になる。
【０００９】
しかしながら、増幅器１２０の入力トランジスタ１３０ａ、１３０ｂにオフセット電圧Ｖｏｆがあり、増幅器１２０の出力電圧に誤差電圧が含まれると、電流検出抵抗１４２に生じる検出電圧ＶＳは、基準電圧ＶＲと等しくならず、各増幅器１２０毎にＬＥＤ回路１１１に流れる電流が相違し、輝度が不均一になるという問題がある。
【００１０】
なお、図４の符号１４３は、輝度調整用スイッチ素子を示しており、駆動トランジスタ１４１をスイッチングしており、駆動トランジスタ１４１の導通期間と遮断期間の比を変えることで、ＬＥＤ回路１１１の輝度を変更できるようになっている。即ち、ＬＥＤ回路はＰＷＭ調光駆動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、差動増幅回路のオフセット電圧の影響を受けないバックライト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、増幅器と、ＬＥＤ回路と、駆動トランジスタと、電流検出回路とを有し、前記増幅器の出力信号によって前記駆動トランジスタが導通すると、前記ＬＥＤ回路と前記駆動トランジスタと、前記電流検出回路に電流が流れ、前記電流によって前記電流検出回路に生じた検出電圧と、基準電圧とが前記増幅回路に入力され、前記駆動トランジスタは、前記増幅器によって、前記検出電圧と前記基準電圧の差電圧を小さくするように制御されるバックライト装置であって、前記増幅器内には、ソース端子が互いに接続された第一、第二の入力トランジスタと、前記第一、第二の入力トランジスタのドレイン端子に接続された負荷回路と、前記第一、第二の入力トランジスタのうち、少なくとも一方の入力トランジスタのゲート端子に前記検出電圧を入力させ、少なくとも他方の入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる入力交換回路と、前記入力交換回路に接続され、前記入力交換回路を制御し、前記第一、第二の入力トランジスタのうち、前記基準電圧が入力されている入力トランジスタに前記検出電圧を入力させ、前記検出電圧が入力されている入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる交換制御回路とが設けられたバックライト装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記負荷回路が、ゲート端子が互いに接続され、ドレイン端子が前記第一、第二のトランジスタのドレイン端子にそれぞれ接続された第一、第二の負荷トランジスタを有するバックライト装置であって、前記第一、第二の負荷トランジスタのドレイン端子とゲート端子の間をそれぞれ接続し、又はそれぞれ切り離す出力交換回路とを有するバックライト装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記交換制御回路により、前記第一、第二の入力トランジスタにそれぞれ入力される前記基準電圧と前記検出電圧が、少なくとも１／６０秒に一回交換されるバックライト装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記増幅回路と前記駆動トランジスタのゲート端子の間に設けられ、前記増幅回路と前記駆動トランジスタとの間の接続状態と切り離し状態を切り換える輝度調整スイッチ素子と、前記輝度調整スイッチ素子の動作を制御する輝度制御回路とを有し、前記交換制御回路は、前記輝度調整スイッチ素子が、前記増幅回路と前記駆動トランジスタの間を切り離している間に、前記第一、第二の入力トランジスタに入力される前記検出電圧と前記基準電圧とを交換するように構成されたバックライト装置である。
【００１６】
更に、本発明は、表示装置のバックライト用発光素子を駆動するための駆動回路であって、発光素子の電流路に結合され、発光素子に対する通電を制御するトランジスタと、発光素子の電流路に結合され、発光素子に流れる電流を検出するための検出回路と、前記検出回路によって生成される検出電圧と基準電圧とを入力して前記トランジスタを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記駆動信号生成回路と前記トランジスタとの間に結合され、前記駆動信号を前記トランジスタの制御端子に選択的に供給するためのスイッチ回路とを有し、前記駆動信号生成回路が、第１及び第２の入力端子と、出力端子と、第１及び第２のトランジスタを含む差動回路と、前記差動回路に結合された負荷回路と、前記第１のトランジスタの制御端子を前記第１の入力端子又は前記第２の入力端子に接続する第１のスイッチと前記第２のトランジスタの制御端子を前記第２の入力端子又は前記第１の入力端子に接続する第２のスイッチとを含む第１の切替回路と、前記差動回路と前記負荷回路との間の第１のノード又は第２のノードから前記出力端子に供給される出力信号を取り出すための第３のスイッチを含む第２の切替回路とを有し、前記第１及び第２のスイッチと前記第３のスイッチの接続状態が、発光素子の消灯期間に切り替えられる発光素子駆動回路である。
【００１７】
また、本発明においては、発光素子の点灯期間と消灯期間の１周期がが表示制御信号の水平同期信号又は垂直同期信号に同期してよい。
【発明の効果】
【００１８】
差動増幅回路の入力トランジスタが交換されるので出力電圧の誤差電圧が打ち消し合い、オフセット電圧の影響を消去することができる。
【００１９】
負荷トランジスタも、入力トランジスタと一緒に交換される場合は、負荷トランジスタの特性の相違による出力電圧の誤差も消去される。
【００２０】
交換を垂直帰線期間内で行うと、交換が輝度に影響することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１の符号１０は本発明に係るＬＥＤバックライト装置であり、液晶素子の背面に配置されている。
【００２２】
ＬＥＤバックライト装置１０は、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ回路１１１〜〜１１７を有しており、ＬＥＤ回路１１１〜１１７が点灯すると液晶素子を背面から照らすように構成されている。バックライト用の白色光を得る場合、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の３つのＬＥＤを組み合わせてもよいし、白色のＬＥＤを用いてもよい。
【００２３】
各ＬＥＤ回路１１１〜〜１１７には、各ＬＥＤ回路１１１〜１１７を点灯させるＬＥＤ駆動回路１２１〜〜１２７がそれぞれ設けられている。各ＬＥＤ駆動回路１２１〜１２７は、同じ構成であり、図２の符号１２で代表して内部構成を説明する。
【００２４】
図２を参照し、ＬＥＤ駆動回路１２は、駆動トランジスタ４１と、電流検出回路４２と、増幅器２０と、輝度調整スイッチ素子４３とを有している。
【００２５】
ＬＥＤ回路１１１〜〜１１７は、一端が電力供給用電圧線Ｅａに接続され、他端が、駆動トランジスタ４１と電流検出回路４２を介して接地電位に接続されている。
【００２６】
駆動トランジスタ４１はｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、そのゲート端子には、輝度調整スイッチ素子４３が設けられている。
【００２７】
輝度調整スイッチ素子４３は、駆動トランジスタ４１のゲート端子を増幅器２０の出力端子に接続する、又は増幅器２０から切り離して接地電位に接続するように構成されている。
【００２８】
ここでは、輝度調整スイッチ素子４３は、駆動トランジスタ４１のゲート端子を増幅器２０の出力端子に接続し、増幅器２０から出力される電圧が入力されるものとすると、駆動トランジスタ４１は、増幅器２０の出力電圧Ｖｏｕｔによって制御される。
【００２９】
増幅器２０によって駆動トランジスタ４１が導通すると、ＬＥＤ回路１１１〜〜１１７の両端に電圧が印加され、ＬＥＤ回路１１１〜〜１１７に電流が流れる。その電流は直列接続された各ＬＥＤ素子に流れ、発光する。
【００３０】
ＬＥＤ回路１１１〜〜１１７を流れた電流は、電流検出回路４２に流れ、電流検出回路４２は、その電流の大きさに比例した電圧値の検出電圧ＶＳを発生させる。
【００３１】
電流検出回路４２は、例えば、駆動トランジスタ４１のソース端子と接地電位の間に接続された抵抗素子で構成させることができる。
【００３２】
ＬＤＥバックライト装置１０には基準電圧回路１４が設けられており、該基準電圧回路１４が出力する基準電圧ＶＲと、電流検出回路４２が出力する検出電圧ＶＳは増幅器２０の非反転入力端子と反転入力端子にそれぞれ入力されており、駆動トランジスタ４１は、電流検出回路４２に生じる検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＲと等しくなるように制御される。
【００３３】
増幅器２０の内部構成を説明すると、増幅器２０は、差動増幅回路２１と出力回路２４とを有しており、基準電圧ＶＲと検出電圧ＶＳは差動増幅回路２１で差電圧が増幅され、増幅電圧が出力回路２４に出力され、出力回路２４から、輝度調整スイッチ素子４３を介して、駆動トランジスタ４１に出力される。
【００３４】
差動増幅回路２１は、トランジスタペア回路２２と、負荷回路２３と、入力交換回路２７と、出力交換回路２６とを有している。
【００３５】
トランジスタペア回路２２は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタから成る第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂを有しており、負荷回路は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタから成る第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂを有している。
【００３６】
入力交換回路２７は、第一、第二の入力切替スイッチ素子３５ａ、３５ｂを有しており、第一、第二の入力切替スイッチ３５ａ、３５ｂは、それぞれ第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子に接続されている。
【００３７】
第一、第二の入力切替スイッチ３５ａ、３５ｂは、第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子を、基準電圧回路１４又は電流検出回路４２に接続するように構成されており、それにより、第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子には、基準電圧ＶＲ又は検出電圧ＶＳが入力される。
【００３８】
第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂは、ソース端子が互いに接続されており、ドレイン端子には、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子がそれぞれ接続されている。従って、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのドレイン端子と、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子はそれぞれ同電位になる。
【００３９】
第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのソース端子は、論理回路用電圧線Ｅｂに接続されており、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのソース端子は、差動増幅用定電流回路２５に接続されている（図１中、論理回路用電圧線Ｅｂ、及び下記の定電流設定回路１５は省略した。)。
【００４０】
この構成では、負荷回路２３とトランジスタペア回路２２は、論理回路用電圧線Ｅｂと差動増幅用定電流回路２５の間に直列に接続されている。
【００４１】
差動増幅用定電流回路２５(及び後述の出力用定電流回路３３)は定電流設定回路１５に接続され、差動増幅用定電流回路２５は、定電流設定回路１５によって設定された値の電流を負荷回路２３とトランジスタペア回路２２に流す。
【００４２】
第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子は互いに接続されており、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂに、略同じ大きさの電流が流れるように構成されている。これら負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂは、カレントミラー回路を構成する。
【００４３】
出力交換回路２６内には、第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂと、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂが設けられている。
【００４４】
第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子に設けられており、それぞれ第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂのゲート端子とドレイン端子の間を接続し、又は切り離すように構成されている。
【００４５】
第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の入力トランジスタのドレイン端子と出力回路２４の間に配置されており、出力回路２４を、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのドレイン端子に接続し、又は、切り離すように構成されている。
【００４６】
このＬＥＤバックライト装置１０は、入力交換回路２７と出力交換回路２６を制御する交換制御回路１３を有している。
【００４７】
交換制御回路１３の制御により、第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子のうち、一方のドレイン端子をゲート端子に接続し、他方のドレイン端子をゲート端子から切り離すように動作する。また、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子のうち、ゲート端子から切り離された方のドレイン端子を出力回路２４に接続するように動作する。
【００４８】
出力回路２４は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタから成る出力トランジスタ３２と、出力用定電流回路３３とを有しており、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子を出力トランジスタ３２のゲート端子に接続する。
【００４９】
出力用トランジスタ３２のソース端子は論理回路用電圧線Ｅｂに接続され、ドレイン端子は出力用定電流回路３３に接続されている。
【００５０】
輝度調整スイッチ素子４３が、出力回路２４と駆動トランジスタ４１のゲート端子を接続している状態では、出力トランジスタ３２のドレイン端子が、輝度調整スイッチ素子４３を介して、駆動トランジスタ４１のゲート端子に接続される。
【００５１】
出力回路２４に入力された増幅信号は、出力回路２４から、極性が反転されて駆動トランジスタ４１のゲート端子に出力される。
【００５２】
第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのうち、ドレイン端子が、負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子に接続された方のトランジスタのゲート端子が増幅器２０の反転入力端子（差動増幅回路２１の非反転入力端子)となり、ドレイン端子が出力回路２４に接続された方のトランジスタのゲート端子が増幅器２０の非反転入力端子（差動増幅回路２１の反転入力端子)となり、差動増幅回路２１で、検出電圧ＶＳと基準電圧ＶＲの差電圧が反転増幅され、低出力抵抗の出力回路２４から再度反転され、増幅器２０の出力電圧として出力される。
【００５３】
増幅器２０の反転入力端子に検出電圧Ｖｓが入力され、非反転入力端子に基準電圧ＶＲが入力される場合、増幅器２０と、駆動トランジスタ４１と、電流検出回路４２によって負帰還回路が形成される。増幅器２０の電圧増幅率が大きく、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂに入力オフセット電圧Ｖｏｆが無い場合、増幅器２０の反転入力端子に入力される電圧と非反転入力端子に入力されている電圧が一致するように駆動トランジスタ４１が制御され、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＲに等しくなる(ＶＳ＝ＶＲ)ような電流が、ＬＥＤ回路１１に流される。
【００５４】
入力オフセット電圧Ｖｏｆがゼロでない場合には、検出電圧ＶＳと基準電圧ＶＲは等しくならない。
【００５５】
ここで、非反転入力端子側のトランジスタがオフセット電圧Ｖｏｆを有しており、電流検出回路４２に生じる検出電圧ＶＳが、基準電圧ＶＲに誤差電圧ＶＥが加算された値になっている場合(ＶＳ＝ＶＲ＋ＶＥ ）、非反転入力端子側と反転入力端子側のトランジスタが交換されるとオフセット電圧Ｖｏｆを有するトランジスタは反転入力端子側となり、電流検出回路４２に現れる検出電圧ＶＳは、基準電圧ＶＲから誤差電圧ＶＥを減算した値になる(ＶＳ＝ＶＲ−ＶＥ ）。
【００５６】
図２は、第一の入力トランジスタ３０ａが増幅器２０の反転入力端子にされ、第二の入力トランジスタ３０ｂが増幅器２０の非反転入力端子にされ、第一の入力トランジスタ３０ａに検出電圧Ｖｓが入力され第二の入力トランジスタ３０ｂに基準電圧ＶＲが入力される接続状態を示しているが、入力交換回路２７と出力交換回路２６が動作すると、負帰還回路を維持した状態で、第一の入力トランジスタ３０ａを増幅器２０の非反転入力端子にし、第二の入力トランジスタ３０ｂを増幅器２０の反転入力端子にし、第一の入力トランジスタ３０ａに基準電圧ＶＲを入力し、第二の入力トランジスタ３０ｂに検出電圧Ｖｓを入力させることができる。
【００５７】
即ち、入力交換回路２７と出力交換回路２６により、反転入力端子と非反転入力端子のトランジスタを交換することができるから、非反転入力端子と反転入力端子のトランジスタを所定周期で交互に入れ替えると、電流検出回路４２には、その周期で、交互にＶＲ＋ＶＥ の値とＶＲ−ＶＥ の値の検出電圧ＶＳが現れるように制御され、平均すると、交換しない場合に比べて基準電圧ＶＲの値に近くなる。
【００５８】
なお、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂは、第一、第二の入力トランジスタ３０a、３０ｂと一緒に交換されるので、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３０ｂの特性の不一致によって、電流検出回路４２に誤差電圧が生じていた場合でも、その誤差電圧は消去される。
【００５９】
次に、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂを交換するタイミングを説明する。
【００６０】
図３は、輝度調整スイッチ素子４３の動作と、入力交換回路２７及び出力交換回路２６の動作時刻の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【００６１】
本発明のＬＥＤバックライト装置１０では、輝度調整スイッチ素子４３が、PWM制御回路１６によって制御され、駆動トランジスタ４１のゲート端子の接続を、出力回路２４と接地電位との間でほぼ一定周波数で切り替えている。
【００６２】
図中、符号Ｌ１は、輝度調整回路４３の動作タイミングチャートであり、紙面上向きのタイミングaは、接地電圧から出力回路２４への切り替えのタイミングを示しており、下向きのタイミングｂは、出力回路２４から接地電位への切り替えのタイミングを示している。
【００６３】
駆動トランジスタ４１のゲート端子が出力回路２４に接続される期間を点灯期間、接地電位に接続される期間を消灯期間と呼ぶと、図３中、符号Ｓが点灯期間を示し、符号Ｕが消灯期間を示している。通常、点灯期間と消灯期間は一定周期で交互に繰り返えされるが、ＬＥＤの輝度を一定に保つために、点灯期間の長さはＰＷＭ調光制御され、適宜に点灯期間の長さが調整される。点灯期間と消灯期間の１周期は任意の周波数でよいが、例えば、表示装置の表示制御信号である水平同期信号又は垂直同期信号に同期させる構成としてよい。この場合、消灯期間を水平帰線期間又は垂直帰線期間に割り当ててもよい。また、水平同期期間、垂直同期期間を複数の期間に分割し、当該分割された期間に上記の点灯期間と消灯期間の周期を同期させる構成としてもよい。
【００６４】
交換制御回路１３は、入力交換回路２７と出力交換回路２６を、例えば水平帰線期間又は垂直帰線期間の開始時に１回動作させ、次の水平帰線期間又は垂直帰線期間が開始するまでの間は動作させない構成としてよい。
【００６５】
図３の符号L２は、入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作を説明するためのタイミングチャートであり、入力交換回路２７と出力交換回路２６は、水平帰線期間又は垂直帰線期間が開始される符号ｃ、ｄで示されるタイミングで動作する。
【００６６】
従って、点灯期間中は、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子のうちの一方が反転入力端子とされ、他方が非反転入力端子にされた状態が維持されるから、図３中、符号L３のＬＥＤ回路１１の電流波形のタイミングチャートに示すように、ＬＥＤ回路１１は、点灯期間中電流が流れ発光する。消灯期間中は消灯している。
【００６７】
図３の符号L４は、検出電圧ＶＳのタイミングチャートである。
【００６８】
上記タイミングチャートL２中、紙面上向きの符号ｃは、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのうち、オフセット電圧Ｖｏｆを有するトランジスタが、増幅器２０の非反転入力端子側にされるタイミングを示しており、検出電圧ＶＳのタイミングチャートL４では、タイミングｃ後、点灯期間が開始されると、検出電圧VＳは、ＶＲ＋ＶＥ の値になる。
【００６９】
また、符号ｄは、オフセット電圧Ｖｏｆを有するトランジスタが、増幅器２０の反転入力端子側にされるタイミングを示しており、タイミングｄ後、点灯期間が開始されると、検出電圧VＳは、ＶＲ−ＶＥ の値になる。
【００７０】
一組の点灯期間と消灯期間の長さが輝度調整スイッチ素子４３の動作周期であり、図３中の符号Tは、その動作周期を示している。検出電圧ＶＳは、一周期ごとに、ＶＲ＋ＶＥ と、ＶＲ−ＶＥ の値になる。ＶＲ＋ＶＥ の値とＶＲ−ＶＥ の値になる期間の長さが等しければ、検出電圧ＶＳは平均してＶＲになる。
【００７１】
ＬＥＤ回路１１は、点灯期間中点灯し、消灯期間中消灯するため、点灯と消灯を繰り返す。この場合、繰り返し時間が１／６０秒よりも短ければ、人間の目には明滅は感じられず、点灯期間と消灯期間の比に応じた輝度で認識されることが知られている。
【００７２】
従って、輝度調整スイッチ素子４３の動作周期Ｇが１／６０秒以下に設定されていると、電流検出回路４２にＶＲの電圧が生じる電流が流れたときの輝度で認識される。
【００７３】
入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作は、輝度調整スイッチ素子４３の消灯期間の開始、即ち、水平帰線期間又は垂直帰線期間に同期するから、入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作周期も、１／６０秒以下であり、第一、第二の入力トランジスタ３０a、３０ｂのゲート端子の電圧は、少なくとも１／６０秒に一回は交換される。
【００７４】
なお、上記実施例では、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂや出力トランジスタ３２にｐチャネルＭＯＳトランジスタを用い、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用いていたが、それに限定されるものではなく、例えば第一、第二の負荷トランジスタにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用い、第一、第二の入力トランジスタにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用いて負帰還回路を構成しても、本発明のバックライト装置を得ることができる。また、入力交換回路２７、出力交換回路２６は、必ず消灯期間毎に動作する必要はなく、間欠的に消灯期間に動作してもよい。例えば、２回又は３回の水平帰線期間又は垂直帰線期間に１回動作する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のバックライト装置のブロック図
【図２】そのＬＥＤ駆動回路を説明するための回路図
【図３】ＬＥＤ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート
【図４】従来技術のＬＥＤ駆動回路を説明するための回路図
【符号の説明】
【００７６】
１０……バックライト装置
１１，１１１〜１１７……ＬＥＤ回路
１３……交換制御回路
２０……増幅器
２３……負荷回路
２６……出力交換回路
２７……入力交換回路
３０ａ、３０ｂ……第一、第二の入力トランジスタ
３１ａ、３１ｂ……第一、第二の負荷トランジスタ
４１……駆動トランジスタ
４２……電流検出回路
４３……輝度調整スイッチ素子
【図１】
2008276039.tif 000003
【図２】
2008276039.tif 000004
【図３】
2008276039.tif 000005
【図４】
2008276039.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子のバックライト装置にかかり、特に、バックライト装置内のＬＥＤドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは長寿命で低消費電力であることから、液晶表示装置のバックライトとして注目されており、近年では、携帯電話の液晶表示装置ばかりでなく、ＴＶにも使用され始めている。
【０００３】
ＬＥＤをバックライトとして使用する場合、複数個のＬＥＤ素子を直列接続してＬＥＤ回路を構成させ、液晶表示素子の背面位置で複数のＬＥＤ回路を散在させており、発光回路としてのＬＥＤ回路から放出される光を拡散板によって散乱させ、液晶表示装置内で均一な輝度が得られるようにされている。バックライトをＬＥＤで構成する場合、白色のＬＥＤを用いる場合と、赤色（Ｒ）のＬＥＤと緑色（Ｇ）のＬＥＤと青色（Ｂ）のＬＥＤとを用いて白色光を得る場合とが挙げられる。
【０００４】
図４の符号１１１は、ＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ回路を示しており、該ＬＥＤ回路１１１は、一端が電力用電圧線Ｅａに接続され、他端が駆動トランジスタ１４１のドレイン端子に接続されており、駆動トランジスタ１４１が導通すると、ＬＥＤ回路１１１に電流が流れ、発光するように構成されている。
【０００５】
駆動トランジスタ１４１のソース端子は電流検出抵抗１４２に接続され、ＬＥＤ回路１１１に流れた電流は、電流検出抵抗１４２に流れる。
【０００６】
駆動トランジスタ１４１のゲート端子は、増幅器１２０の出力端子に接続されている。
【０００７】
図４に示すＬＥＤバックライト装置には、基準電圧回路１１４が設けられており、基準電圧回路１１４が出力する基準電圧ＶRと、電流検出抵抗１４２に生じた検出電圧ＶSは、増幅器１２０の入力端子にそれぞれ入力されており、駆動トランジスタ１４１と電流検出抵抗１４２と、増幅器１２０とで負帰還回路が構成され、駆動トランジスタ１４１は、電流検出抵抗１４２に生じる検出電圧ＶSが、基準電圧回路１１４が出力する基準電圧ＶRと等しくなるように、ＬＥＤ回路１１１に電流を流す。
【０００８】
この場合、各ＬＥＤ回路１１１に接続された各増幅器１２０に、同じ基準電圧ＶRを入力すると、各ＬＥＤ回路１１１には、同じ大きさの電流が流れ、輝度が均一になる。
【０００９】
しかしながら、増幅器１２０の入力トランジスタ１３０ａ、１３０ｂにオフセット電圧Ｖofがあり、増幅器１２０の出力電圧に誤差電圧が含まれると、電流検出抵抗１４２に生じる検出電圧ＶSは、基準電圧ＶRと等しくならず、各増幅器１２０毎にＬＥＤ回路１１１に流れる電流が相違し、輝度が不均一になるという問題がある。
【００１０】
なお、図４の符号１４３は、輝度調整用スイッチ素子を示しており、駆動トランジスタ１４１をスイッチングしており、駆動トランジスタ１４１の導通期間と遮断期間の比を変えることで、ＬＥＤ回路１１１の輝度を変更できるようになっている。即ち、ＬＥＤ回路はＰＷＭ調光駆動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、差動増幅回路のオフセット電圧の影響を受けないバックライト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、増幅器と、ＬＥＤ回路と、駆動トランジスタと、電流検出回路とを有し、前記増幅器の出力信号によって前記駆動トランジスタが導通すると、前記ＬＥＤ回路と前記駆動トランジスタと、前記電流検出回路に電流が流れ、前記電流によって前記電流検出回路に生じた検出電圧と、基準電圧とが前記増幅回路に入力され、前記駆動トランジスタは、前記増幅器によって、前記検出電圧と前記基準電圧の差電圧を小さくするように制御されるバックライト装置であって、前記増幅器内には、ソース端子が互いに接続された第一、第二の入力トランジスタと、前記第一、第二の入力トランジスタのドレイン端子に接続された負荷回路と、前記第一、第二の入力トランジスタのうち、少なくとも一方の入力トランジスタのゲート端子に前記検出電圧を入力させ、少なくとも他方の入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる入力交換回路と、前記入力交換回路に接続され、前記入力交換回路を制御し、前記第一、第二の入力トランジスタのうち、前記基準電圧が入力されている入力トランジスタに前記検出電圧を入力させ、前記検出電圧が入力されている入力トランジスタに前記基準電圧を入力させる交換制御回路とが設けられたバックライト装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記負荷回路が、ゲート端子が互いに接続され、ドレイン端子が前記第一、第二のトランジスタのドレイン端子にそれぞれ接続された第一、第二の負荷トランジスタを有するバックライト装置であって、前記第一、第二の負荷トランジスタのドレイン端子とゲート端子の間をそれぞれ接続し、又はそれぞれ切り離す出力交換回路とを有するバックライト装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記交換制御回路により、前記第一、第二の入力トランジスタにそれぞれ入力される前記基準電圧と前記検出電圧が、少なくとも１／６０秒に一回交換されるバックライト装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記増幅回路と前記駆動トランジスタのゲート端子の間に設けられ、前記増幅回路と前記駆動トランジスタとの間の接続状態と切り離し状態を切り換える輝度調整スイッチ素子と、前記輝度調整スイッチ素子の動作を制御する輝度制御回路とを有し、前記交換制御回路は、前記輝度調整スイッチ素子が、前記増幅回路と前記駆動トランジスタの間を切り離している間に、前記第一、第二の入力トランジスタに入力される前記検出電圧と前記基準電圧とを交換するように構成されたバックライト装置である。
【００１６】
更に、本発明は、表示装置のバックライト用発光素子を駆動するための駆動回路であって、発光素子の電流路に結合され、発光素子に対する通電を制御するトランジスタと、発光素子の電流路に結合され、発光素子に流れる電流を検出するための検出回路と、前記検出回路によって生成される検出電圧と基準電圧とを入力して前記トランジスタを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記駆動信号生成回路と前記トランジスタとの間に結合され、前記駆動信号を前記トランジスタの制御端子に選択的に供給するためのスイッチ回路とを有し、前記駆動信号生成回路が、第１及び第２の入力端子と、出力端子と、第１及び第２のトランジスタを含む差動回路と、前記差動回路に結合された負荷回路と、前記第１のトランジスタの制御端子を前記第１の入力端子又は前記第２の入力端子に接続する第１のスイッチと前記第２のトランジスタの制御端子を前記第２の入力端子又は前記第１の入力端子に接続する第２のスイッチとを含む第１の切替回路と、前記差動回路と前記負荷回路との間の第１のノード又は第２のノードから前記出力端子に供給される出力信号を取り出すための第３のスイッチを含む第２の切替回路とを有し、前記第１及び第２のスイッチと前記第３のスイッチの接続状態が、発光素子の消灯期間に切り替えられる発光素子駆動回路である。
【００１７】
また、本発明においては、発光素子の点灯期間と消灯期間の１周期がが表示制御信号の水平同期信号又は垂直同期信号に同期してよい。
【発明の効果】
【００１８】
差動増幅回路の入力トランジスタが交換されるので出力電圧の誤差電圧が打ち消し合い、オフセット電圧の影響を消去することができる。
【００１９】
負荷トランジスタも、入力トランジスタと一緒に交換される場合は、負荷トランジスタの特性の相違による出力電圧の誤差も消去される。
【００２０】
交換を垂直帰線期間内で行うと、交換が輝度に影響することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１の符号１０は本発明に係るＬＥＤバックライト装置であり、液晶素子の背面に配置されている。
【００２２】
ＬＥＤバックライト装置１０は、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ回路１１1〜１１7を有しており、ＬＥＤ回路１１1〜１１7が点灯すると液晶素子を背面から照らすように構成されている。バックライト用の白色光を得る場合、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の３つのＬＥＤを組み合わせてもよいし、白色のＬＥＤを用いてもよい。
【００２３】
各ＬＥＤ回路１１1〜１１7には、各ＬＥＤ回路１１1〜１１7を点灯させるＬＥＤ駆動回路１２1〜１２7がそれぞれ設けられている。各ＬＥＤ駆動回路１２1〜１２7は、同じ構成であり、図２の符号１２で代表して内部構成を説明する。
【００２４】
図２を参照し、ＬＥＤ駆動回路１２は、駆動トランジスタ４１と、電流検出回路４２と、増幅器２０と、輝度調整スイッチ素子４３とを有している。
【００２５】
ＬＥＤ回路１１1〜１１7は、一端が電力供給用電圧線Ｅａに接続され、他端が、駆動トランジスタ４１と電流検出回路４２を介して接地電位に接続されている。
【００２６】
駆動トランジスタ４１はｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、そのゲート端子には、輝度調整スイッチ素子４３が設けられている。
【００２７】
輝度調整スイッチ素子４３は、駆動トランジスタ４１のゲート端子を増幅器２０の出力端子に接続する、又は増幅器２０から切り離して接地電位に接続するように構成されている。
【００２８】
ここでは、輝度調整スイッチ素子４３は、駆動トランジスタ４１のゲート端子を増幅器２０の出力端子に接続し、増幅器２０から出力される電圧が入力されるものとすると、駆動トランジスタ４１は、増幅器２０の出力電圧Ｖoutによって制御される。
【００２９】
増幅器２０によって駆動トランジスタ４１が導通すると、ＬＥＤ回路１１1〜１１7の両端に電圧が印加され、ＬＥＤ回路１１1〜１１7に電流が流れる。その電流は直列接続された各ＬＥＤ素子に流れ、発光する。
【００３０】
ＬＥＤ回路１１1〜１１7を流れた電流は、電流検出回路４２に流れ、電流検出回路４２は、その電流の大きさに比例した電圧値の検出電圧ＶSを発生させる。
【００３１】
電流検出回路４２は、例えば、駆動トランジスタ４１のソース端子と接地電位の間に接続された抵抗素子で構成させることができる。
【００３２】
ＬＤＥバックライト装置１０には基準電圧回路１４が設けられており、該基準電圧回路１４が出力する基準電圧ＶRと、電流検出回路４２が出力する検出電圧ＶSは増幅器２０の非反転入力端子と反転入力端子にそれぞれ入力されており、駆動トランジスタ４１は、電流検出回路４２に生じる検出電圧ＶSが基準電圧ＶRと等しくなるように制御される。
【００３３】
増幅器２０の内部構成を説明すると、増幅器２０は、差動増幅回路２１と出力回路２４とを有しており、基準電圧ＶRと検出電圧ＶSは差動増幅回路２１で差電圧が増幅され、増幅電圧が出力回路２４に出力され、出力回路２４から、輝度調整スイッチ素子４３を介して、駆動トランジスタ４１に出力される。
【００３４】
差動増幅回路２１は、トランジスタペア回路２２と、負荷回路２３と、入力交換回路２７と、出力交換回路２６とを有している。
【００３５】
トランジスタペア回路２２は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタから成る第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂを有しており、負荷回路は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタから成る第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂを有している。
【００３６】
入力交換回路２７は、第一、第二の入力切替スイッチ素子３５ａ、３５ｂを有しており、第一、第二の入力切替スイッチ３５ａ、３５ｂは、それぞれ第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子に接続されている。
【００３７】
第一、第二の入力切替スイッチ３５ａ、３５ｂは、第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子を、基準電圧回路１４又は電流検出回路４２に接続するように構成されており、それにより、第一、第二のＭＯＳトランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子には、基準電圧ＶR又は検出電圧ＶSが入力される。
【００３８】
第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂは、ソース端子が互いに接続されており、ドレイン端子には、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子がそれぞれ接続されている。従って、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのドレイン端子と、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子はそれぞれ同電位になる。
【００３９】
第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのソース端子は、論理回路用電圧線Ｅｂに接続されており、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのソース端子は、差動増幅用定電流回路２５に接続されている（図１中、論理回路用電圧線Ｅｂ、及び下記の定電流設定回路１５は省略した。)。
【００４０】
この構成では、負荷回路２３とトランジスタペア回路２２は、論理回路用電圧線Ｅｂと差動増幅用定電流回路２５の間に直列に接続されている。
【００４１】
差動増幅用定電流回路２５(及び後述の出力用定電流回路３３)は定電流設定回路１５に接続され、差動増幅用定電流回路２５は、定電流設定回路１５によって設定された値の電流を負荷回路２３とトランジスタペア回路２２に流す。
【００４２】
第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子は互いに接続されており、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂに、略同じ大きさの電流が流れるように構成されている。これら負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂは、カレントミラー回路を構成する。
【００４３】
出力交換回路２６内には、第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂと、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂが設けられている。
【００４４】
第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子に設けられており、それぞれ第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂのゲート端子とドレイン端子の間を接続し、又は切り離すように構成されている。
【００４５】
第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の入力トランジスタのドレイン端子と出力回路２４の間に配置されており、出力回路２４を、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのドレイン端子に接続し、又は、切り離すように構成されている。
【００４６】
このＬＥＤバックライト装置１０は、入力交換回路２７と出力交換回路２６を制御する交換制御回路１３を有している。
【００４７】
交換制御回路１３の制御により、第一、第二の負荷切替スイッチ３７ａ、３７ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子のうち、一方のドレイン端子をゲート端子に接続し、他方のドレイン端子をゲート端子から切り離すように動作する。また、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子のうち、ゲート端子から切り離された方のドレイン端子を出力回路２４に接続するように動作する。
【００４８】
出力回路２４は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタから成る出力トランジスタ３２と、出力用定電流回路３３とを有しており、第一、第二の出力切替スイッチ３６ａ、３６ｂは、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのドレイン端子を出力トランジスタ３２のゲート端子に接続する。
【００４９】
出力用トランジスタ３２のソース端子は論理回路用電圧線Ｅｂに接続され、ドレイン端子は出力用定電流回路３３に接続されている。
【００５０】
輝度調整スイッチ素子４３が、出力回路２４と駆動トランジスタ４１のゲート端子を接続している状態では、出力トランジスタ３２のドレイン端子が、輝度調整スイッチ素子４３を介して、駆動トランジスタ４１のゲート端子に接続される。
【００５１】
出力回路２４に入力された増幅信号は、出力回路２４から、極性が反転されて駆動トランジスタ４１のゲート端子に出力される。
【００５２】
第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのうち、ドレイン端子が、負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂのゲート端子に接続された方のトランジスタのゲート端子が増幅器２０の反転入力端子（差動増幅回路２１の非反転入力端子)となり、ドレイン端子が出力回路２４に接続された方のトランジスタのゲート端子が増幅器２０の非反転入力端子（差動増幅回路２１の反転入力端子)となり、差動増幅回路２１で、検出電圧ＶSと基準電圧ＶRの差電圧が反転増幅され、低出力抵抗の出力回路２４から再度反転され、増幅器２０の出力電圧として出力される。
【００５３】
増幅器２０の反転入力端子に検出電圧Ｖｓが入力され、非反転入力端子に基準電圧ＶRが入力される場合、増幅器２０と、駆動トランジスタ４１と、電流検出回路４２によって負帰還回路が形成される。増幅器２０の電圧増幅率が大きく、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂに入力オフセット電圧Ｖofが無い場合、増幅器２０の反転入力端子に入力される電圧と非反転入力端子に入力されている電圧が一致するように駆動トランジスタ４１が制御され、検出電圧ＶSが基準電圧ＶRに等しくなる(ＶS＝ＶR)ような電流が、ＬＥＤ回路１１に流される。
【００５４】
入力オフセット電圧Ｖofがゼロでない場合には、検出電圧ＶSと基準電圧ＶRは等しくならない。
【００５５】
ここで、非反転入力端子側のトランジスタがオフセット電圧Ｖofを有しており、電流検出回路４２に生じる検出電圧ＶSが、基準電圧ＶRに誤差電圧ＶEが加算された値になっている場合(ＶS＝ＶR＋ＶE ）、非反転入力端子側と反転入力端子側のトランジスタが交換されるとオフセット電圧Ｖofを有するトランジスタは反転入力端子側となり、電流検出回路４２に現れる検出電圧ＶSは、基準電圧ＶRから誤差電圧ＶEを減算した値になる(ＶS＝ＶR−ＶE ）。
【００５６】
図２は、第一の入力トランジスタ３０ａが増幅器２０の反転入力端子にされ、第二の入力トランジスタ３０ｂが増幅器２０の非反転入力端子にされ、第一の入力トランジスタ３０ａに検出電圧Ｖｓが入力され第二の入力トランジスタ３０ｂに基準電圧ＶRが入力される接続状態を示しているが、入力交換回路２７と出力交換回路２６が動作すると、負帰還回路を維持した状態で、第一の入力トランジスタ３０ａを増幅器２０の非反転入力端子にし、第二の入力トランジスタ３０ｂを増幅器２０の反転入力端子にし、第一の入力トランジスタ３０ａに基準電圧ＶRを入力し、第二の入力トランジスタ３０ｂに検出電圧Ｖｓを入力させることができる。
【００５７】
即ち、入力交換回路２７と出力交換回路２６により、反転入力端子と非反転入力端子のトランジスタを交換することができるから、非反転入力端子と反転入力端子のトランジスタを所定周期で交互に入れ替えると、電流検出回路４２には、その周期で、交互にＶR＋ＶE の値とＶR−ＶE の値の検出電圧ＶSが現れるように制御され、平均すると、交換しない場合に比べて基準電圧ＶRの値に近くなる。
【００５８】
なお、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂは、第一、第二の入力トランジスタ３０a、３０ｂと一緒に交換されるので、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３０ｂの特性の不一致によって、電流検出回路４２に誤差電圧が生じていた場合でも、その誤差電圧は消去される。
【００５９】
次に、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂを交換するタイミングを説明する。
【００６０】
図３は、輝度調整スイッチ素子４３の動作と、入力交換回路２７及び出力交換回路２６の動作時刻の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【００６１】
本発明のＬＥＤバックライト装置１０では、輝度調整スイッチ素子４３が、PWM制御回路１６によって制御され、駆動トランジスタ４１のゲート端子の接続を、出力回路２４と接地電位との間でほぼ一定周波数で切り替えている。
【００６２】
図中、符号Ｌ1は、輝度調整回路４３の動作タイミングチャートであり、紙面上向きのタイミングaは、接地電圧から出力回路２４への切り替えのタイミングを示しており、下向きのタイミングｂは、出力回路２４から接地電位への切り替えのタイミングを示している。
【００６３】
駆動トランジスタ４１のゲート端子が出力回路２４に接続される期間を点灯期間、接地電位に接続される期間を消灯期間と呼ぶと、図３中、符号Ｓが点灯期間を示し、符号Ｕが消灯期間を示している。通常、点灯期間と消灯期間は一定周期で交互に繰り返えされるが、ＬＥＤの輝度を一定に保つために、点灯期間の長さはＰＷＭ調光制御され、適宜に点灯期間の長さが調整される。点灯期間と消灯期間の１周期は任意の周波数でよいが、例えば、表示装置の表示制御信号である水平同期信号又は垂直同期信号に同期させる構成としてよい。この場合、消灯期間を水平帰線期間又は垂直帰線期間に割り当ててもよい。また、水平同期期間、垂直同期期間を複数の期間に分割し、当該分割された期間に上記の点灯期間と消灯期間の周期を同期させる構成としてもよい。
【００６４】
交換制御回路１３は、入力交換回路２７と出力交換回路２６を、例えば水平帰線期間又は垂直帰線期間の開始時に１回動作させ、次の水平帰線期間又は垂直帰線期間が開始するまでの間は動作させない構成としてよい。
【００６５】
図３の符号L2は、入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作を説明するためのタイミングチャートであり、入力交換回路２７と出力交換回路２６は、水平帰線期間又は垂直帰線期間が開始される符号ｃ、ｄで示されるタイミングで動作する。
【００６６】
従って、点灯期間中は、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのゲート端子のうちの一方が反転入力端子とされ、他方が非反転入力端子にされた状態が維持されるから、図３中、符号L3のＬＥＤ回路１１の電流波形のタイミングチャートに示すように、ＬＥＤ回路１１は、点灯期間中電流が流れ発光する。消灯期間中は消灯している。
【００６７】
図３の符号L4は、検出電圧ＶSのタイミングチャートである。
【００６８】
上記タイミングチャートL2中、紙面上向きの符号ｃは、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂのうち、オフセット電圧Ｖofを有するトランジスタが、増幅器２０の非反転入力端子側にされるタイミングを示しており、検出電圧ＶSのタイミングチャートL4では、タイミングｃ後、点灯期間が開始されると、検出電圧VSは、ＶR＋ＶE の値になる。
【００６９】
また、符号ｄは、オフセット電圧Ｖofを有するトランジスタが、増幅器２０の反転入力端子側にされるタイミングを示しており、タイミングｄ後、点灯期間が開始されると、検出電圧VSは、ＶR−ＶE の値になる。
【００７０】
一組の点灯期間と消灯期間の長さが輝度調整スイッチ素子４３の動作周期であり、図３中の符号Tは、その動作周期を示している。検出電圧ＶSは、一周期ごとに、ＶR＋ＶE と、ＶR−ＶE の値になる。ＶR＋ＶE の値とＶR−ＶE の値になる期間の長さが等しければ、検出電圧ＶSは平均してＶRになる。
【００７１】
ＬＥＤ回路１１は、点灯期間中点灯し、消灯期間中消灯するため、点灯と消灯を繰り返す。この場合、繰り返し時間が１／６０秒よりも短ければ、人間の目には明滅は感じられず、点灯期間と消灯期間の比に応じた輝度で認識されることが知られている。
【００７２】
従って、輝度調整スイッチ素子４３の動作周期Ｇが１／６０秒以下に設定されていると、電流検出回路４２にＶRの電圧が生じる電流が流れたときの輝度で認識される。
【００７３】
入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作は、輝度調整スイッチ素子４３の消灯期間の開始、即ち、水平帰線期間又は垂直帰線期間に同期するから、入力交換回路２７と出力交換回路２６の動作周期も、１／６０秒以下であり、第一、第二の入力トランジスタ３０a、３０ｂのゲート端子の電圧は、少なくとも１／６０秒に一回は交換される。
【００７４】
なお、上記実施例では、第一、第二の負荷トランジスタ３１ａ、３１ｂや出力トランジスタ３２にｐチャネルＭＯＳトランジスタを用い、第一、第二の入力トランジスタ３０ａ、３０ｂにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用いていたが、それに限定されるものではなく、例えば第一、第二の負荷トランジスタにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用い、第一、第二の入力トランジスタにｎチャネルＭＯＳトランジスタを用いて負帰還回路を構成しても、本発明のバックライト装置を得ることができる。また、入力交換回路２７、出力交換回路２６は、必ず消灯期間毎に動作する必要はなく、間欠的に消灯期間に動作してもよい。例えば、２回又は３回の水平帰線期間又は垂直帰線期間に１回動作する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のバックライト装置のブロック図
【図２】そのＬＥＤ駆動回路を説明するための回路図
【図３】ＬＥＤ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート
【図４】従来技術のＬＥＤ駆動回路を説明するための回路図
【符号の説明】
【００７６】
１０……バックライト装置
１１，１１1〜１１7……ＬＥＤ回路
１３……交換制御回路
２０……増幅器
２３……負荷回路
２６……出力交換回路
２７……入力交換回路
３０ａ、３０ｂ……第一、第二の入力トランジスタ
３１ａ、３１ｂ……第一、第二の負荷トランジスタ
４１……駆動トランジスタ
４２……電流検出回路
４３……輝度調整スイッチ素子