(57)【要約】【課題】本発明は、複数のＬＥＤストリングスに流れる直流電流を一定にし、ＬＥＤストリングスの順方向電圧が異なっていても同一の電流を供給するＬＥＤバックライト装置を提供する。【解決手段】本発明のＬＥＤバックライト装置は、交流電圧を出力するコンバータと、複数の一次側巻線が並列に配置され、複数の一次側巻線の各一端部が前記インバータの出力段に並列に接続され、複数の二次側巻線がループ状に直列に接続され、交流電流を出力する複数のトランスと、複数のトランスの一次側巻線の各他端部に各々接続され、複数のトランスから各々出力される交流電流を整流して各々出力する複数の整流回路と、複数の整流回路の出力段に各々接続され、整流された電流を各々平滑して直流電流を出力する複数の平滑回路と、複数の平滑回路の各出力段に各々一端部接続され、複数のＬＥＤを各々有する複数のＬＥＤストリングスと、を備える。【選択図】図１
2012133937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力段が直流電源に接続されて交流電圧を出力するコンバータと、
複数の一次側巻線が並列に配置され、前記複数の一次側巻線の各一端部が前記インバータの出力段に並列に接続され、複数の二次側巻線がループ状に直列に接続され、交流電流を出力する複数のトランスと、
前記複数のトランスの一次側巻線の各他端部に各々接続され、前記複数のトランスから各々出力される交流電流を整流して各々出力する複数の整流回路と、
前記複数の整流回路の出力段に各々接続され、前記整流された電流を各々平滑して直流電流を出力する複数の平滑回路と、
前記複数の平滑回路の各出力段に各々一端部接続され、複数のＬＥＤを各々有する複数のＬＥＤストリングスと、を備えることを特徴とするＬＥＤバックライト装置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤストリングスの他端部は共通の接地部に接続されたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項３】
前記複数のトランスは、前記一次側巻線及び前記二次側巻線に各々流れる交流電流が同一になるように前記一次側巻線及び前記二次側巻線の各インダクタンスを調整することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤバックライト装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の光源に使用する複数のＬＥＤを点灯させるＬＥＤバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置(ＬＣＤ)は、軽量、薄型、低消費電力駆動等の機能が求められてきた。液晶表示装置は、自発光表示装置ではないため光源が必要になる。近時、光源としてはＬＥＤが使用されている。例えば、図９（Ａ）に示すＬＥＤバックライト装置１００がある。このＬＥＤバックライト装置１００は、直流電源１０１と、ＤＣコンバータ１０２と、ボトム検出回路１０３と、ＬＥＤストリング１０４〜１０７と、電流駆動回路１０８〜１１１と、を備える。
【０００３】
ＤＣコンバータ１０２は、直流電源１０１から供給される直流電圧をＬＥＤストリングス１０４〜１０６の点灯に必要な直流電圧に変換してＬＥＤストリング１０４〜１０６に供給する。電流駆動回路１０８は、図９（Ｂ）に示すように、エラーアンプ１０８ａと、ＦＥＴ１０８ｂと、抵抗Ｒにより構成される。電流駆動回路１０９〜１１１も同様に図９（Ｂ）に示す回路構成を有する。電流駆動回路１０８〜１１１は、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７からＦＥＴ１０８ｂのソース電極に流れる電流を抵抗Ｒで検出し、その検出電圧と基準電圧ＲＥＦとをエラーアンプ１０８ａで比較してＦＥＴ１０８ｂのゲート電極に供給する電圧を制御する。このゲート電極の制御により抵抗Ｒに流れる電流を一定に制御して、ＦＥＴ１０８ｂのドレイン電極に流れる電流を一定に制御することにより、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７に流れる電流を一定に制御する。
【０００４】
ボトム検出回路１０３は、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７の最下端カソード電圧のうち最小値を検出し、その最小値検出信号をＤＣコンバータ１０２に出力する。ＬＥＤストリングス１０４〜１０７を構成する各ＬＥＤは、個体差により順方向電圧が異なる。このため、電流駆動回路１０８〜１１１により各ＬＥＤストリングス１０４〜１０７に流れる電流を一定に制御したとしても各ＬＥＤストリングス１０４〜１０７の順方向電圧は異なる。このため、ＤＣコンバータ１０２は、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７のうち、順方向電圧が最大のもの以上の直流電圧を供給する必要がある。ＬＥＤの順方向電圧のバラツキは、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７の周辺温度差によっても発生する。そこで、ボトム検出回路１０３は、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７の最下端カソード電圧のうち最小値を検出し、その最小値検出信号をＤＣコンバータ１０２に出力することにより、ＬＥＤストリングス１０４〜１０７に供給する直流電圧が必要最低限の値になるように調整している。すなわち、ＤＣコンバータ１０２は、ボトム検出回路１０３から入力される最小値検出信号の電圧レベルが一定になるようにＬＥＤストリング１０４〜１０７に供給する直流電圧レベルを調整している。
【０００５】
また、特許文献１に記載された発光ダイオード点灯装置では、並列に接続された複数の昇圧回路から直列ＬＥＤ群に交互に電流を出力し、直列ＬＥＤ群は抵抗を介して接地し、抵抗に発生する電圧を一定にするようにフィードバック制御を行っている。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたＬＥＤ駆動回路では、２つのコイルの一端部同士がタップを介して接続された分流コイルと、その分流コイルの一端部及び他端部にそれぞれ逆流防止ダイオードを介して直列ＬＥＤ群を接続し、各ＬＥＤ回路における光量の不揃い、電流値の相違による温度上昇や寿命差の発生を抑制するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】再表２００７／０６９３７１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したＬＥＤバックライト装置１００では、電流駆動回路１０８〜１１１は、ＦＥＴ１０８ｂのドレイン電極に流れる電流を一定に制御する定電流回路である。ＬＥＤバックライト装置１００では、定電流回路の出力電圧と定電流値の積で損失が決定する。定電流回路の出力電圧が高くなると、電力損失が大きくなり発熱する。ＬＥＤストリングス１０４〜１０７の順方向電圧のバラツキが大きいと、ＤＣコンバータ１０２から供給される直流電圧が過大になり、電流駆動回路１０８〜１１１の出力電圧が高くなり、発熱するという問題があった。このような問題は、上述の特許文献１及び２の各装置を利用したとしても解決することはできない。
【０００９】
また、上述したＬＥＤバックライト装置１００では、フィードバック回路としてボトム検出回路１０３が必要であり、上述の特許文献１〜３の各装置においてもＬＥＤ群の端子電圧や電流を検出するフィードバック回路が必要であり、制御系が複雑化して回路内のパラメータ調整が煩雑になるという問題もあった。
【００１０】
本発明の目的は、複数のＬＥＤストリングスに流れる直流電流をほぼ同一にし、ＬＥＤストリングスの順方向電圧が異なっていても同一の電流を供給するＬＥＤバックライト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施の形態に係るＬＥＤバックライト装置は、入力段が直流電源に接続されて交流電圧を出力するコンバータと、複数の一次側巻線が並列に配置され、前記複数の一次側巻線の各一端部が前記インバータの出力段に並列に接続され、複数の二次側巻線がループ状に直列に接続され、交流電流を出力する複数のトランスと、前記複数のトランスの一次側巻線の各他端部に各々接続され、前記複数のトランスから各々出力される交流電流を整流して各々出力する複数の整流回路と、前記複数の整流回路の出力段に各々接続され、前記整流された電流を各々平滑して直流電流を出力する複数の平滑回路と、前記複数の平滑回路の各出力段に各々一端部接続され、複数のＬＥＤを各々有する複数のＬＥＤストリングスと、を備えることを特徴とする。このＬＥＤバックライト装置によれば、複数のＬＥＤストリングスに各々流れる電流をほぼ同一にすることができ、複数のＬＥＤストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。
【００１２】
また、前記複数のＬＥＤストリングスの他端部は共通の接地部に接続されてもよい。このＬＥＤバックライト装置によれば、グランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。
【００１３】
また、前記複数のトランスは、前記一次側巻線及び前記二次側巻線に各々流れる交流電流が同一になるように前記一次側巻線及び前記二次側巻線の各インダクタンスを調整してもよい。このＬＥＤバックライト装置によれば、複数のＬＥＤストリングスに各々流れる電流をほぼ同一にすることができ、複数のＬＥＤストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィードバック回路を用いることなく複数のＬＥＤストリングスに各々流れる直流電流をほぼ同一にすることができ、複数のＬＥＤストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す図である。
【図２】図１のＬＥＤバックライト装置の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路の構成例を示す図である。
【図３】図３のシミュレーション回路の各部の信号を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す図である。
【図５】図４のＬＥＤバックライト装置の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路の構成例を示す図である。
【図６】図５のシミュレーション回路の各部の信号を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。
【図９】（Ａ）は従来のＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の電流駆動回路の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
＜回路構成＞
図１は、実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００の回路構成を示す図である。図１において、ＬＥＤバックライト装置２００は、直流電源２０１と、ブーストコンバータ２０２と、トランス２０３〜２０６と、ＬＥＤストリングス２０７〜２１１と、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４と、コンデンサＣ１〜Ｃ４と、を備える。なお、ＬＥＤバックライト装置２００では、４つのＬＥＤストリングス２０７〜２１０を駆動するための回路構成を示しているが、ＬＥＤストリングスの数は４つより多くても良いし、少なくても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてＬＥＤストリングスの数は適宜変更されるため、ＬＥＤバックライト装置２００におけるトランス、整流回路及びコンデンサの各数は適宜変更される。
【００１８】
ブーストコンバータ２０２は、入力段に直流電源２０１が接続され、出力段にトランス２０３〜２０６の各一次側巻線の一端部が並列に接続されている。ブーストコンバータ２０２は、直流電源２０１から供給される直流電圧を所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換してトランス２０３〜２０６に供給する。
【００１９】
トランス２０３〜２０６は、各々一次側巻線の他端部が整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４の各アノード電極に接続され、各々二次側巻線がループ状に直列に接続されている。トランス２０３〜２０６は、一次側巻線と二次側巻線の巻数比は同一である。トランス２０３〜２０６の二次側巻線はループ状に直列に接続されているため、各一次側巻線に流れる交流電流は同一になる。したがって、ブーストコンバータ２０２により交流駆動されるトランス２０３〜２０６の各一次側巻線に流れる交流電流も同一に制御される。トランス２０３〜２０６は、同一の交流電流を整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４に各々出力する。これらトランス２０３〜２０６の巻数比は、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０を点灯させる直流電圧値を考慮して設定される。
【００２０】
整流用ダイオード(整流回路)Ｄ１〜Ｄ４は、各アノード電極がトランス２０３〜２０６の各々一次側巻線の他端部に接続され、各カソード電極がコンデンサＣ１〜Ｃ４に接続されている。整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４は、トランス２０３〜２０６から各々入力される交流電流を正電流に整流する。
【００２１】
コンデンサ（平滑回路）Ｃ１〜Ｃ４は、整流された正電流を平滑して直流正電流としてＬＥＤストリングス２０７〜２１０に供給する。
【００２２】
ＬＥＤストリングス２０７〜２１０は、各々１２個のＬＥＤが直列に接続されて構成され、各アノード電極が整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４のカソード電極とコンデンサＣ１〜Ｃ４との接続ノードに接続されている。また、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０の各カソード電極は共通の接地部に接続されている。ＬＥＤストリングス２０７〜２１０は、各々１２個のＬＥＤを直列接続した構成を示しているが、ＬＥＤの直列接続数は１２個より多くしても良いし、少なくしても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてＬＥＤの直列接続数は適宜変更される。
【００２３】
＜回路動作＞
まず、ブーストコンバータ２０２では、直流電源２０１から供給される直流電圧ＶＩＮが所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換されてトランス２０３〜２０６の各一次側巻線の一端部に供給される。トランス２０３〜２０６の各一次側巻線は供給され交流電圧により駆動され、各一次側巻線に同一の交流電流が流れるとともに、トランス２０３〜２０６のループ状に直列に接続された各二次側巻線にも同一の交流電流が流れる。
【００２４】
トランス２０３〜２０６では、各一次側巻線の他端部に接続された整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４に対して同一の交流電流が出力される。整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４では、トランス２０３〜２０６から各々入力される交流電流が正電流に整流される。コンデンサＣ１〜Ｃ４は、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４により整流された正電流を平滑して直流正電流としてＬＥＤストリングス２０７〜２１０に供給する。したがって、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０には同一の直流正電流が供給されて、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０は点灯される。
【００２５】
以上のように、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００では、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００のように電流駆動回路１０８〜１１１を用いることなく、定電流回路が構成されるため、回路構成が簡略化でき、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給できる。また、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００では、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００のようにボトム検出回路１０３が不要であり、ブーストコンバータ２０２から出力される交流電流を安定化させるだけで、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０に各々流れる直流電流を一定に制御することができる。さらに、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００では、トランス２０３〜２０６、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４及びコンデンサＣ１〜Ｃ４による定電流出力をＬＥＤストリングス２０７〜２１０の各アノード電極に接続するため、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０の各カソード電極を接地することができる。このため、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０の各カソード電極を共通のグランドとして、例えば、液晶表示装置の筐体に接続することが容易になり、グランド配線を引き回す必要がなくなる。なお、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００では、各回路部は個別に接地用端子からケーブルを介してグランド端子に接続する必要があった。しかし、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置内のグランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。また、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００では、トランス２０３〜２０６、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４及びコンデンサＣ１〜Ｃ４により構成される定電流回路にＬＥＤストリングス２０７〜２１０が接続されるため、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０のグランド側のインピーダンスが異なっていても一定電流を流すことができ、インピーダンス調整が不要になる。さらに、本発明の実施形態１に係るＬＥＤバックライト装置２００では、トランス２０３〜２０６の一次側巻線と二次側巻線のインダクタンスを同一の交流電流が流れるように調整することにより、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給することができる。
【００２６】
次に、図１に示したＬＥＤバックライト装置２００の動作をシミュレーションするための回路構成について図２を参照して説明する。図２は、図１に示したＬＥＤバックライト装置２００の直流電源２０１を直流電源３０１に置き換え、ブーストコンバータ２０２を直流電源Ｖ２及びスイッチング素子Ｓからなる回路３０２に置き換え、ＬＥＤストリングス２０７〜２１０を抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に置き換えた場合のシミュレーション回路３００の構成を示す図である。
【００２７】
＜回路構成＞
図２において、シミュレーション回路３００は、ブーストコンバータとしての回路３０２と、トランス３０３〜３０６と、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４と、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４と、コンデンサＣ１〜Ｃ６と、を備える。
【００２８】
回路３０２は、所定周波数及び所定振幅の交流電圧をトランス３０３〜３０６の各一次側巻線の一端部に供給する。トランス３０３〜３０６は、図１に示したトランス２０３〜２０６と同様の巻数比を有し、供給された交流電圧により同一の交流電流を整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４に各々出力する。整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４は、トランス３０３〜３０６から各々入力される交流電流を正電流に整流する。コンデンサＣ１〜Ｃ６は、整流された正電流を各々平滑して直流正電流として抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に供給する。
【００２９】
＜回路動作＞
次に、シミュレーション回路３００の動作について、ＬＥＤバックライト装置２００内の各部の信号を図３に示して説明する。図３において、（Ａ）はＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に流れる電流−ｉ（Ｒ１）〜−ｉ（Ｒ４）を示し、（Ｂ）は各コンデンサＣ１〜Ｃ４の出力電圧ｖ（Ｏ１）〜ｖ（Ｏ４）を示し、（Ｃ）は図２のコイルＬ５及びＬ６に流れる電流ｉ（Ｌ５）及びｉ（Ｌ６）を示す。
【００３０】
ＬＥＤバックライト装置３００のシミュレーション動作では、ＬＥＤストリングスの順方向電圧は、ＬＥＤストリングスのバラツキや温度変化による順方向電圧の変化を考慮して、最大・最小・標準に設定した。また、ブーストコンバータは、理想的な正弦波電圧発生装置として回路３０２とし、回路３０２からトランス３０３〜３０６の各一次側巻線に交流電圧を供給するようにした。
【００３１】
図３（Ａ）〜（Ｃ）では、横軸は測定時間を示し、２００μｓ〜４００μｓの期間の各信号の変化を示している。
【００３２】
図３において、ブーストコンバータとしての回路３０２では、例えば、振幅が２４Ｖの正弦波交流電圧を発生させている。この正弦波交流電圧によりコイルＬ５及びＬ６に流れる電流ｉ（Ｌ５）及びｉ（Ｌ６）は図３（Ｃ）に示すようになった。そして、この正弦波交流電圧によりトランス３０３〜３０６が交流駆動され、同一の交流電流が各整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４に印加されて正電流に整流され、各コンデンサＣ１〜Ｃ４により平滑されて直流正電流がＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に印加される。この時、各コンデンサＣ１〜Ｃ４の出力電圧ｖ（Ｏ１）〜ｖ（Ｏ４）は図３（Ｂ）に示すようになった。また、抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に流れる各電流−ｉ（Ｒ１）〜−ｉ（Ｒ４）は、図３（Ａ）に示すように１３０ｍＡに収束する結果が得られた。
【００３３】
以上のように、図１に示したＬＥＤバックライト装置２００の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路３００では、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４は、順方向電圧のバラツキをシミュレーションするため、異なる電力損失を設定した場合、抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に流れる電流はほぼ同一になることを確認した。
【００３４】
したがって、シミュレーション回路３００によるＬＥＤバックライト装置２００のシミュレーション動作によれば、回路３０２により駆動されるトランス３０３〜３０６から同一の交流電流が整流ダイオードＤ１〜Ｄ４に出力されることにより、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１〜Ｒ４に流れる各電流−ｉ（Ｒ１）〜−ｉ（Ｒ４）が一定になることを確認した。
【００３５】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置について図４を参照して説明する。
【００３６】
＜回路構成＞
図４は、実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置の回路構成を示す図である。図４において、ＬＥＤバックライト装置４００は、直流電源４０１と、ブーストコンバータ４０２と、トランス４０３及び４０４と、整流用ダイオードＤ１及びＤ２と、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６と、コンデンサＣ１及びＣ２と、を備える。なお、ＬＥＤバックライト装置４００では、２つのＬＥＤストリングス４０５及び４０６を駆動するための回路構成を示しているが、ＬＥＤストリングスの数は２つより多くても良いし、少なくても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてＬＥＤストリングスの数は適宜変更されるため、ＬＥＤバックライト装置４００におけるトランス、整流用ダイオード及びコンデンサの各数は適宜変更される。
【００３７】
ブーストコンバータ４０２は、入力段に直流電源４０１が接続され、出力段にトランス４０３及び４０４の各一次側巻線の一端部が並列に接続されている。ブーストコンバータ４０２は、直流電源４０１から供給される直流電圧を所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換してトランス４０３及び４０４に供給する。
【００３８】
トランス４０３及び４０４は、各々一次側巻線の他端部が整流用ダイオードＤ１及びＤ２の各アノード電極に接続され、各々二次側巻線がループ状に直列に接続されている。トランス４０３及び４０４は、一次側巻線と二次側巻線の巻数比は同一である。トランス４０３及び４０４の二次側巻線はループ状に直列に接続されているため、各一次側巻線に流れる交流電流は同一になる。したがって、ブーストコンバータ４０２により交流駆動されるトランス４０３及び４０４の各一次側巻線に流れる交流電流も同一に制御される。トランス４０３及び４０４は、同一の交流電流を整流用ダイオードＤ１及びＤ２に各々出力する。これらトランス４０３及び４０４の巻数比は、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６を点灯させる直流電圧値を考慮して設定される。
【００３９】
整流用ダイオード(整流回路)Ｄ１及びＤ２は、各アノード電極がトランス４０３及び４０４の各々一次側巻線の他端部に接続され、各カソード電極がコンデンサＣ１及びＣ２に接続されている。整流用ダイオードＤ１及びＤ２は、トランス４０３及び４０４から各々入力される交流電流を正電流に整流する。
【００４０】
コンデンサ（平滑回路）Ｃ１及びＣ２は、整流された正電流を平滑して直流正電流としてＬＥＤストリングス４０５及び４０６に供給する。
【００４１】
ＬＥＤストリングス４０５及び４０６は、各々１２個のＬＥＤが直列に接続されて構成され、各アノード電極が整流用ダイオードＤ１及びＤ２のカソード電極とコンデンサＣ１及びＣ２との接続ノードに接続されている。また、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６の各カソード電極は共通の接地部に接続されている。ＬＥＤストリングス４０５及び４０６は、各々１２個のＬＥＤを直列接続した構成を示しているが、ＬＥＤの直列接続数は１２個より多くしても良いし、少なくしても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてＬＥＤの直列接続数は適宜変更される。
【００４２】
＜回路動作＞
まず、ブーストコンバータ４０２では、直流電源４０１から供給される直流電圧ＶＩＮが所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換されてトランス４０３及び４０４の各一次側巻線の一端部に供給される。トランス４０３及び４０４の各一次側巻線は供給され交流電圧により駆動され、各一次側巻線に同一の交流電流が流れるとともに、トランス４０３及び４０４のループ状に直列に接続された各二次側巻線にも同一の交流電流が流れる。
【００４３】
トランス４０３及び４０４では、各一次側巻線の他端部に接続された整流用ダイオードＤ１及びＤ２に対して同一の交流電流が出力される。整流用ダイオードＤ１及びＤ２では、トランス４０３及び４０４から各々入力される交流電流が正電流に整流される。コンデンサＣ１及びＣ２は、整流用ダイオードＤ１及びＤ２により整流された正電流を平滑して直流正電流としてＬＥＤストリングス４０５及び４０６に供給する。したがって、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６にはほぼ同一の直流正電流が供給されて、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６は点灯される。
【００４４】
以上のように、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００では、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００のように電流駆動回路１０７〜１０９を用いることなく、定電流回路が構成されるため、回路構成が簡略化でき、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給できる。また、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００では、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００のようにボトム検出回路１０３が不要であり、ブーストコンバータ４０２から出力される交流電流を安定化させるだけで、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６に各々流れる直流電流をほぼ同一に制御することができる。さらに、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００では、トランス４０３及び４０４、整流用ダイオードＤ１及びＤ２、及びコンデンサＣ１及びＣ２による定電流出力をＬＥＤストリングス４０５及び４０６の各アノード電極に接続するため、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６の各カソード電極を接地することができる。このため、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６の各カソード電極を共通のグランドとして、例えば、液晶表示装置の筐体に接続することが容易になり、グランド配線を引き回す必要がなくなる。なお、図９に示した従来のＬＥＤバックライト装置１００では、各回路部は個別に接地用端子からケーブルを介してグランド端子に接続する必要があった。しかし、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置内のグランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。また、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００では、トランス４０３及び４０４、整流用ダイオードＤ１及びＤ２、及びコンデンサＣ１及びＣ２により構成される定電流回路にＬＥＤストリングス４０５及び４０６が接続されるため、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６のグランド側のインピーダンスが異なっていても一定電流を流すことができ、インピーダンス調整が不要になる。さらに、本発明の実施形態２に係るＬＥＤバックライト装置４００では、トランス４０３及び４０４の一次側巻線と二次側巻線のインダクタンスを同一の交流電流が流れるように調整することにより、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６０の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給することができる。
【００４５】
次に、図４に示したＬＥＤバックライト装置４００の動作をシミュレーションするための回路構成について図５を参照して説明する。図５は、図４に示したＬＥＤバックライト装置４００の直流電源４０１を直流電源５０１に置き換え、ブーストコンバータ４０２を直流電源Ｖ２及びスイッチング素子Ｓからなる回路５０２に置き換え、ＬＥＤストリングス４０５及び４０６を抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に置き換えた場合のシミュレーション回路５００の構成を示す図である。
【００４６】
＜回路構成＞
図５において、シミュレーション回路５００は、ブーストコンバータとしての回路５０２と、トランス５０３及び５０４と、整流用ダイオードＤ１及びＤ２と、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１及びＲ２と、コンデンサＣ１及びＣ２と、を備える。
【００４７】
回路５０２は、所定周波数及び所定振幅の交流電圧をトランス５０３及び５０４の各一次側巻線の一端部に供給する。トランス５０３及び５０４は、図４に示したトランス４０３及び４０４と同様の巻数比を有し、供給された交流電圧により同一の交流電流を整流用ダイオードＤ１及びＤ２に各々出力する。整流用ダイオードＤ１及びＤ２は、トランス５０３及び５０４から各々入力される交流電流を正電流に整流する。コンデンサＣ１及びＣ２は、整流された正電流を各々平滑して直流正電流として抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に供給する。
【００４８】
＜回路動作＞
次に、シミュレーション回路４００の動作について、ＬＥＤバックライト装置４００内の各部の信号を図６に示して説明する。図６において、（Ａ）はＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に流れる電流−ｉ（Ｒ１）及び−ｉ（Ｒ２）を示し、（Ｂ）は各コンデンサＣ１及びＣ２の出力電圧ｖ（Ｏ１）及びｖ（Ｏ２）を示し、（Ｃ）は図６のコイルＬ５及びＬ６に流れる電流ｉ（Ｌ５）及びｉ（Ｌ６）を示す。
【００４９】
ＬＥＤバックライト装置５００のシミュレーション動作では、ＬＥＤストリングスの順方向電圧は、ＬＥＤストリングスのバラツキや温度変化による順方向電圧の変化を考慮して、最大・最小・標準に設定した。また、ブーストコンバータは、理想的な正弦波電圧発生装置として回路５０２とし、回路５０２からトランス５０３及び５０４の各一次側巻線に交流電圧を供給するようにした。
【００５０】
図６（Ａ）〜（Ｃ）では、横軸は測定時間を示し、４００μｓ〜６００μｓの期間の各信号の変化を示している。
【００５１】
図５において、ブーストコンバータとしての回路５０２では、例えば、振幅が２４Ｖの正弦波交流電圧を発生させている。この正弦波交流電圧によりコイルＬ５及びＬ６に流れる電流ｉ（Ｌ５）及びｉ（Ｌ６）は図６（Ｃ）に示すようになった。そして、この正弦波交流電圧によりトランス５０３及び５０４が交流駆動され、同一の交流電流が各整流用ダイオードＤ１及びＤ２に印加されて正電流に整流され、各コンデンサＣ１及びＣ２により平滑されて直流正電流がＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に印加される。この時、各コンデンサＣ１及びＣ２の出力電圧ｖ（Ｏ１）及びｖ（Ｏ２）は図６（Ｂ）に示すようになった。また、抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に流れる各電流−ｉ（Ｒ１）及び−ｉ（Ｒ２）は、図６（Ａ）に示すように１２７ｍＡに収束する結果が得られた。
【００５２】
以上のように、図４に示したＬＥＤバックライト装置４００の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路５００では、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１及びＲ２は、順方向電圧のバラツキをシミュレーションするため、異なる電力損失を設定した場合、抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に流れる電流はほぼ同一になることを確認した。
【００５３】
したがって、シミュレーション回路５００によるＬＥＤバックライト装置４００のシミュレーション動作によれば、回路５０２により駆動されるトランス５０３及び５０４から同一の交流電流が整流ダイオードＤ１及びＤ２に出力されることにより、ＬＥＤストリングスとしての抵抗負荷Ｒ１及びＲ２に流れる各電流−ｉ（Ｒ１）及び−ｉ（Ｒ２）が一定になることを確認した。
【００５４】
（実施形態３）
次に、上記図１に示したＬＥＤバックライト装置２００を含む液晶表示装置について図７に示すブロック図を参照して説明する。図７に示すように、液晶表示装置９００は、ＡＣ／ＤＣ電源装置９１０と、ＬＣＤモジュール部９２０と、バックライト装置９３０と、を備える。
【００５５】
ＡＣ／ＤＣ電源装置９１０は、コンセント９１１、ＡＣ／ＤＣ整流部９１２、及びＤＣ／ＤＣコンバータ９１３から構成され、外部の商用交流電源電圧１００Ｖ又は２４０Ｖを直流電源電圧に変換してＬＣＤモジュール部９２０に出力する。
【００５６】
ＬＣＤモジュール部９２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２１、共通電極電圧発生部（Ｖｃｏｍ発生部）９２２、γ電圧発生部９２３、ＬＣＤパネル部９２４、及びバックライト装置９３０から構成され、外部のグラフィックコントローラ（図示せず）から入力される画像データに応じた画像を表示する。ＬＣＤパネル部９２４は、複数の液晶素子がゲートドライバ部とデータドライバ部から各々伸びる複数のデータ線と複数のゲート線が交差する部分に各々接続されている。複数の液晶素子は、表示画像領域毎に分割されて、その表示画像領域毎に階調が制御される。
【００５７】
共通電極電圧発生部９２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２１においてレベル変換されて供給される直流電圧に基づいて共通電極電圧Ｖｃｏｍを発生してＬＣＤパネル部９２４に出力する。
【００５８】
γ電圧発生部９２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２１においてレベル変換された直流電圧に基づいてγ電圧Ｖｄｄを発生してＬＣＤパネル部９２４に供給する。図７では、共通電極電圧発生部９２２とγ電圧発生部９２３がＬＣＤパネル部９２４から分離されている例を示したが、これらをＬＣＤパネル部９２４に含ませて構成することもできる。
【００５９】
バックライト装置９３０は、バックライト駆動部９３１及びバックライト部９３２から構成される。バックライト駆動部９３１には、上記図１に示したインバータ２０２、トランス２０３〜２０５、整流回路２０６〜２０８、及びコンデンサＣ１〜Ｃ６が含まれる。バックライト部９３２は、上記図１に示した複数のＬＥＤストリングス２０９〜２１４が含まれる。バックライト部９３２は、入力画像をＬＣＤパネル部９２４に表示する際に、その入力画像の輝度に合わせて階調を制御するため、点灯時間が制御される。また、バックライト駆動部９３１及びバックライト部９３２は、共通のグランドＧＮＤに接続されている。このグランドＧＮＤは、以下の図８に示す収容容器１０８１等の筐体に接続しても良い。
【００６０】
液晶表示装置９００は、バックライト装置９３０内のバックライト駆動部９３１に上述したインバータ２０２、トランス２０３〜２０５、整流回路２０６〜２０８、及びコンデンサＣ１〜Ｃ６を備えたため、バックライト装置９３０は、消費電力を低減できる。なお、ＡＣ／ＤＣ電源装置９１０をＬＣＤモジュール部９２０に内蔵させてもよい。
【００６１】
図８は、実施形態５に係る液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。図８は、液晶表示装置の回路構成ではなく、機構を図示したものである。図８に示すように、液晶表示装置１０００は、バックライトアセンブリ１０１０、ディスプレイユニット１０７０及び収納容器１０８０を備える。
【００６２】
ディスプレイユニット１０７０は、映像を表示する液晶表示パネル１０７１、液晶表示パネル１０７１を駆動するための駆動信号を出力するデータ印刷回路１０７２及びゲート印刷回路１０７３を含む。データ印刷回路１０７２及びゲート印刷回路１０７３は、それぞれデータテープキャリアパッケージ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ、以下、ＴＣＰという）１０７４及びゲートＴＣＰ１０７５を通じて液晶表示パネル１０７１と電気的に連結される。
【００６３】
液晶表示パネル１０７１は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）基板１０７６、ＴＦＴ基板１０７６に対向して結合されるカラーフィルタ基板１０７７及び両基板１０７６、１０７７の間に介在された液晶１０７８を含む。
【００６４】
ＴＦＴ基板１０７６は、例えば、スイッチング素子であるＴＦＴ（図示せず）がマトリクス状に形成された透明なガラス基板である。ＴＦＴのソース及びゲート端子には、それぞれデータ及びゲートラインが接続され、ドレイン端子には透明な導電性材質からなる共通電極（図示せず）が形成される。
【００６５】
カラーフィルタ基板１０７７は、例えば、色画素であるＲＧＢ画素（図示せず）が薄膜工程によって形成された基板である。カラーフィルタ基板１０７７は、透明な導電性材質からなる共通電極（図示せず）が形成される。
【００６６】
収容容器１０８０は、底面１０８１及び底面１０８１のエッジ部に収納空間を形成するために形成された側壁１０８２により構成される。収容容器１０８０は、バックライトアセンブリ１０１０及び液晶表示パネル１０７１が移動しないように固定する。
【００６７】
底面１０８１は、バックライトアセンブリ１０１０（図７のバックライト部９３２）が装着されるのに十分な底面面積を有し、バックライトアセンブリ１０１０と同じ構成を有することが好ましい。この例では、底面１０８１及びバックライトアセンブリ１０１０は、四角いプレート形状を有する。側壁１０８２は、バックライトアセンブリ１０１０が外部に離脱することのないように底面１０８１のエッジ部から略垂直に延長される。
【００６８】
この例における液晶表示装置１０００は、バックライト駆動部１０６０及びトップシャーシ１０９０をさらに含む。
【００６９】
バックライト駆動部１０６０は、収容容器１０８０の内部に配置され、バックライトアセンブリ１０１０を駆動するための直流電圧を発生させる。バックライト駆動部１０６０から発生された直流電圧は、第１電源印加線１０６３及び第２電源印加線１０６４を通じてバックライトアセンブリ１０１０に印加される。第１電源印加線１０６３及び第２電源印加線１０６４は、バックライトアセンブリ１０１０の両側部に形成された第１電極１０４０ａ及び第２電極１０４０ｂに直接接続してもよいし、別の部材（図示せず）を利用して第１電極１０４０ａ及び第２電極１０４０ｂに接続してもよい。また、バックライトアセンブリ１０１０は、接地用配線１０４１により収容容器１０８０に接地されている。バックライト駆動部１０６０は、収容容器１０８０に収容されることにより、バックライトアセンブリ１０１０と同様に収容容器１０８０に接地される。すなわち、バックライトアセンブリ１０１０とバックライト駆動部１０６０は、共通の収容容器１０８０に接地される。
【００７０】
トップシャーシ１０９０は、液晶表示パネル１０７１のエッジ部を囲みながら収容容器１０８０に結合される。トップシャーシ１０９０を設けることにより、外部からの衝撃に対する液晶表示パネル１０７１の破損を防止し、液晶表示パネル１０７１が収容容器１０８０から離脱することを防止することができる。
【００７１】
この液晶表示装置１０００は、バックライトアセンブリ１０１０から出射される光の特性を向上させるための少なくとも一枚の光学シート１０９５をさらに含んでもよい。光学シート１０９５は、光を拡散するための拡散シート又は光を集光するためのプリズムシートを含んでもよい。
【００７２】
したがって、ＬＥＤバックライト装置２００を備えた液晶表示装置１０００において、バックライト駆動部１０６０に上述したインバータ２０２、トランス２０３〜２０５、整流回路２０６〜２０８、及びコンデンサＣ１〜Ｃ６を備えたため、ＬＥＤバックライト装置の省電力化を図ることが可能になる。また、液晶表示装置１０００には、上記実施形態２のＬＥＤバックライト装置３００を適用してもよい。
【００７３】
なお、上記実施形態１〜実施形態２に示したＬＥＤバックライト装置は、小型サイズや中型サイズの液晶パネルではなく、比較的大型の液晶パネルに適用することが好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
２００，４００…ＬＥＤバックライト装置、２０２，４０２…ブーストコンバータ、２０３〜２０６，４０３，４０４…トランス、２０７〜２１０，４０５，４０６…ＬＥＤストリングス、３００，５００…シミュレーション回路、Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４…整流用ダイオード、９００…液晶表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図７】
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