(57)【要約】【課題】  液晶表示装置のバックライト用電源回路において、ＬＥＤユニットのドライバ回路に何らかの異常が発生し、その出力電圧が生成されなくなった場合、ＬＥＤが非点灯状態となり液晶表示装置が非表示状態となり、使用者は表示画面を視認できなくなる問題を解決する。【解決手段】ＬＥＤドライバ回路（１）の異常で出力電圧が生成されなくなった場合、この出力電圧が所定の値以下となったことを検出し、液晶表示装置の液晶パネル駆動用電源回路部（５）からスイッチ回路（４）を介してＬＥＤユニット（２）に液晶パネル駆動用電圧（ＶＤＤＧ）を供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤユニット部と、該ＬＥＤユニット部を駆動するＬＥＤドライバ回路部とを備える液晶表示装置のバックライト用電源回路において、
前記液晶表示装置の液晶パネル駆動用電源回路部と、
前記ＬＥＤドライバ回路部の出力電圧が所定の値以下となったことを検出する電圧異常検出回路部と、スイッチ回路部とをさらに備え、
前記電圧異常検出回路部にて前記ＬＥＤドライバ回路部の出力電圧が所定の値以下が検出された場合、前記液晶パネル駆動用電源回路部から前記スイッチ回路部を介して前記ＬＥＤユニットに液晶パネル駆動用電圧を供給することを特徴とする液晶表示装置のバックライト用電源回路。
【請求項２】
前記電圧異常検出回路部にて前記ＬＥＤドライバ回路部の出力電圧が所定の値以下が検出された場合、前記直列接続されたＬＥＤユニット部内部の各ＬＥＤ間の所定の接続配線部に、前記スイッチ回路部を介して前記液晶パネル駆動用電源回路部から液晶パネル駆動用電圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のバックライト用電源回路。
【請求項３】
前記スイッチ回路部と前記ＬＥＤユニット部間に、電流逆流防止用ダイオード及び電流制限用抵抗を直列接続することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置のバックライト用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置の電源回路に関し、特にはＬＥＤを光源とする液晶表示装置に好適に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどの表示パネルをその表示領域全体にわたって均一な光によって照明するものとして、面状光源装置がある。この面状光源装置には、導光板の背面に発光素子が配置される直下型のものと、導光板の側面側に発光素子が配置されるエッジライト方式のものがある。さらに、これら面状光源装置の発光素子としては、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極型蛍光ランプ）などの線光源と、ＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの点光源が一般的である。
ＣＣＦＬは放電ガスに水銀など環境負荷物質を含有しており、さらにＣＣＦＬへの印加電圧が数１００〜１０００Ｖと高電圧であり、駆動回路が複雑となるなどにより、近年は発光素子としてＬＥＤ素子（以後ＬＥＤと称す）を用いたものが面状光源装置の主流となってきている（以降ＬＥＤを光源とする面状光源装置をＬＥＤバックライトと称す）。
【０００３】
ＬＥＤは点光源であるためＬＥＤを複数個直列に接続し、また表示パネルのサイズによってはさらに複数並列接続する必要があるが、その駆動回路は回路規模が小さく、基板スペースを大幅に少なくすることが可能であり、表示パネル用駆動回路とＬＥＤの駆動回路（以後ＬＥＤドライバ回路と称す）を同一基板上に搭載することも困難ではない。
【０００４】
複数個を直列に接続したＬＥＤを複数並列配置しているＬＥＤドライバ回路構成としては、複数並列の各ＬＥＤ系列毎に独立してドライバ回路を構成する方式と、複数並列のアノードを共通化して接続する方式がある。独立して回路を構成し複数並列配置する方式は基板スペースが大きくなり、その結果コストアップを来たすなどの課題がある。一方、複数直列のＬＥＤを１系列とした例、またアノード共通化方式は基板スペース、コスト共に大幅に抑えることができるメリットがある。
【０００５】
しかし、複数直列のＬＥＤを１系列とした回路構成としたものや複数並列のアノードを共通化して接続する方式の場合、ＬＥＤドライバ回路に何らかの異常が発生し、出力が生成されなくなった時などはＬＥＤに電流が流れなくなり液晶表示装置が非点灯状態となり、使用者は表示画面を視認できなくなるなど不都合が生じる問題があった。
また、ＬＥＤを複数個直列に接続したＬＥＤバックライトを用いた液晶表示装置においては、複数のＬＥＤのいずれか一個が破損し、電気的にオープンとなった場合、複数個直列に接続したＬＥＤ全てに電流が流れなくなり非点灯となると言う問題があった。
【０００６】
従来のこのような問題に関して、例えば、特許文献１には、直列接続されたＬＥＤに対して並列に電流をバイパスさせる手段を備えることにより、故障したＬＥＤ以外の他のＬＥＤを点灯させ、ＬＥＤのオープン故障などに起因する非点灯または輝度の低下を少なくする技術が記載されている。また、特許文献２には直列接続された複数のＬＥＤを定電流駆動するにあたり、素子のＯＰＥＮモードの不良時にその箇所の素子電流を迂回し、当該箇所の断線状態を自動的に回避する技術が記載されている。
【０００７】
上述した技術は、ＬＥＤドライバ回路の負荷側のＬＥＤが破損し、オープンモードの不良となったとき複数直列に接続されたＬＥＤユニットの全てが点灯しなくなり、ある場合は液晶表示装置が非表示となる問題に対する回避策である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６５１６１号公報
【特許文献２】特開２００５―３１０９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した通り、従来の液晶表示装置のＬＥＤバックライトを駆動するＬＥＤドライバ回路構成（負荷側のＬＥＤユニットを含めた全体構成）として、複数個直列接続したＬＥＤを１系列とした回路構成とした例、複数並列のアノードをコモンとして接続する方式の例では、ＬＥＤドライバ回路に何らかの異常が発生し、その出力電圧が生成されなくなった場合など、ＬＥＤに電流が流れなくなり液晶表示装置が非表示状態となり、使用者は表示画面を視認できなくなるなど不都合が生じる問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による液晶表示装置のバックライト用電源回路は、複数のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤユニット部と、このＬＥＤユニット部を駆動するＬＥＤドライバ回路部とを備える液晶表示装置のバックライト用電源回路において、液晶表示装置の液晶パネル駆動用電源回路部と、前記ＬＥＤドライバ回路部の出力電圧が所定の値以下となったことを検出する電圧異常検出回路部と、スイッチ回路部とをさらに備え、前記電圧異常検出回路部にて前記ＬＥＤドライバ回路部の出力電圧が所定の値以下が検出された場合、前記液晶パネル駆動用電源回路部から前記スイッチ回路部を介して前記ＬＥＤユニットに液晶パネル駆動用電圧を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤに液晶表示装置内に具備する液晶パネル駆動用電源回路部から電流を供給し、ＬＥＤドライバ回路からの電流供給がなくなっても点灯状態を継続するようにしたので、使用者が作業を中断することなく引き続き使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト用電源回路の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト用電源回路の変形例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤバックライト用電源回路の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤバックライト用電源回路の他の変形例を示す概略構成図である。
【図５】電源シーケンスの概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト用電源回路の他の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置のＬＥＤバックライト用電源回路１０の概略構成図である。
この回路構成はＬＥＤドライバ回路１、ＬＥＤが複数個直列に接続されたＬＥＤユニット２、出力電圧異常検出回路３、スイッチ回路（以降ＳＷ回路と称す）４、表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路５、電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗７、電流逆流防止ダイオード９より構成される。
【００１５】
ＬＥＤドライバ回路１は、液晶表示装置の光源であるＬＥＤバックライトのＬＥＤを定電流で駆動、点灯させるためのＤＣ／ＤＣコンバータであり、電流逆流防止ダイオード９を介してＬＥＤユニット２のアノード側に接続さいれている。
電圧異常検出回路３は、その入力としてＬＥＤドライバ回路１の整流出力、ＤＣ／ＤＣ回路５の液晶パネル用ゲートオン電圧ＶＤＤＧ及びＬＥＤドライバ回路用入力電圧Ｖｉｎ（ＬＥＤ）と接続されている。電圧異常検出回路３は、前記３つの電圧により電圧処理回路（例外処理回路、図示せず）を介してＬＥＤドライバ回路１の出力電圧の異常の有無を判定し、ＳＷ回路４の制御入力（制御端子）にスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する。
【００１６】
また、ＳＷ回路４の入力（一方の端子）は、表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路５の前記液晶パネル用ゲートオン電圧ＶＤＤＧに接続されている。
一方、ＳＷ回路４の出力（他方の端子）は、電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗７を介してＬＥＤユニット２のアノードに接続されている。
【００１７】
ここで、前記電圧処理回路（例外処理回路）は、図５の電源シーケンスの概略図における各電源の立上げ／立下げシーケンスにおいて、電源立上げ時（Ｔ２＋Ｔ６）及び電源立下げ時（Ｔ３＋Ｔ５）の不安定な期間（非定常期間）にＳＷ回路４が誤閉路し、ＬＥＤが誤点灯しないように非定常時を例外処理とし、前記異常の判定を休止するための回路である。
【００１８】
次に、上述のように構成したＬＥＤバックライト用電源回路１０の動作について説明する。電圧異常検出回路３は、図５に示した各電源の立上り／立下りシーケンス時以外の定常時においてＬＥＤドライバ回路１の出力電圧を監視し、その電圧が所定の電圧以下となった場合、ＬＥＤドライバ回路１の故障と判断して（異常時）ＳＷ回路４が閉路するようスイッチＯＮ信号をＳＷ回路４の制御入力に出力する。一方、ＬＥＤドライバ回路１の出力電圧が前記所定の電圧以上の場合は、ＬＥＤドライバ回路１が正常状態と判断し（正常時）、ＳＷ回路４が開路状態を維持するようスイッチＯＦＦ信号をＳＷ回路４の制御入力に出力する。
【００１９】
以上のようにＬＥＤバックライト用電源回路１０が構成され、また電圧異常検出回路３がＬＥＤドライバ回路１の出力電圧を監視し、異常時においはＳＷ回路４が閉路するよう制御することにより、液晶パネル用ゲートオン電圧ＶＤＤＧがＬＥＤユニット２に印加されＬＥＤの点灯状態が継続される。
【００２０】
なお、電流逆流防止ダイオード９は、ＳＷ回路４を介して電流が供給される場合、出力電圧異常検出回路３への電流の流れ込みを防止するためのものである。
さらに、ＬＥＤユニット２に流れる電流は、電流制限抵抗７により調整する。
【００２１】
ここで、一般的に表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路５は、その昇圧回路（チャージポンプ）の電流供給能力には限度があるためＬＥＤドライバ回路１が正常に動作している時と比較して、ＬＥＤドライバ回路１故障時は、表示が暗くなる。しかしながら、ＬＥＤドライバ回路１の故障による液晶表示装置の非表示状態を回避することができるため継続して当該表示装置の視認が可能である。
【００２２】
次に、図２に本発明の実施の形態１に係るＬＥＤバックライト用電源回路１０の変形例を表す概略構成図を示す。この回路構成はＬＥＤドライバ回路１、ＬＥＤが複数直列に接続されたＬＥＤユニット２、出力電圧異常検出回路３、ＳＷ回路４、表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路５、電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗７、昇圧回路８、電流逆流防止ダイオード９より構成される。
この変形例は、ＤＣ／ＤＣ回路５のスイッチング矩形波電圧を、ＤＣ／ＤＣ回路５内の昇圧回路とは別に昇圧回路８（チャージポンプ回路等で構成）を設け、この昇圧回路８で入力電圧ＶＤＤを昇圧し、前記実施の形態１と同様にＳＷ回路４の入力（一方の端子）に供給したものであり、それ以外の構成、動作は上述の実施の形態１と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００２３】
上述の実施の形態１ではＤＣ／ＤＣ回路５の電流供給能力には限度があるため、ＬＥＤドライバ回路１の故障においては液晶表示装置の表示輝度が暗くなるが、本変形例では、昇圧回路８（チャージポンプ回路等で構成）を追加したため、ＬＥＤユニット２への電流供給能力がある程度改善される。
さらに前記昇圧回路８の昇圧倍数をＬＥＤユニット２内のＬＥＤの直列個数に応じて適宜設定し、昇圧電圧を調整することにより、また電流制限抵抗７の値を適宜選定することにより、ＬＥＤ直列個数が比較的多い場合でも対応可能である。
以上により実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２４】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係るＬＥＤバックライト用電源回路１０の概略構成図である。この回路構成によるＬＥＤバックライト用電源回路１０は、ＬＥＤドライバ回路１、ＬＥＤが複数直列に接続されたＬＥＤユニット２、出力電圧異常検出回路３、ＳＷ回路４、表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路５、電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗７より構成される。
【００２５】
ＬＥＤドライバ回路１は、液晶表示装置の光源であるＬＥＤバックライトのＬＥＤを定電流で駆動、点灯させるためのＤＣ／ＤＣコンバータであり、ＬＥＤユニット２のアノード側に接続さいれている。
電圧異常検出回路３は、その入力としてＬＥＤドライバ回路１の整流出力、ＤＣ／ＤＣ回路５の液晶パネル用アナログ電圧ＶＤＤＡ及びＬＥＤドライバ回路用入力電圧Ｖｉｎ（ＬＥＤ）と接続されている。電圧異常検出回路３は、前記３つの電圧により上述の電圧処理回路（図示せず）を介してＬＥＤドライバ回路１の出力電圧の異常の有無を判定し、ＳＷ回路４の制御入力（制御端子）にスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する。
【００２６】
本発明の実施の形態２においては、ＤＣ／ＤＣ回路５で生成される液晶パネル駆動用アナログ電圧ＶＤＤＡ（例えば１２ＶＤＣ）がＳＷ回路４の入力（一方の端子）と接続される。
【００２７】
ＤＣ／ＤＣ回路５で生成される前記アナログ電圧ＶＤＤＡがＬＥＤユニット２内で直列接続された全ＬＥＤの順方向降下電圧（Ｖｆ）合計より低い電圧の場合は、ＬＥＤユニット２が点灯しないため、電流逆流防止ダイオード６と電流制限抵抗７とを介してＬＥＤユニット２に給電するポイント（ノード）をＬＥＤユニット２内の各ＬＥＤ間の所定の接続配線部とする。
例えば、図３で例示したようにＬＥＤが５個直列接続されており、その内３個のみを点灯させるとすると、ＬＥＤドライバ回路１側から数えて２番目と３番目のＬＥＤ間の接続配線にＳＷ回路（他方の端子）からの給電線を電流逆流防止ダイオード６と電流制限抵抗７とを介して接続する。
【００２８】
次に、上述のように構成したＬＥＤバックライト用電源回路１０の動作について説明する。電圧異常検出回路３は、図５に示した各電源の立上り／立下りシーケンス時以外の定常時においてＬＥＤドライバ回路１の出力電圧を監視し、その電圧が所定の電圧以下となった場合、ＬＥＤドライバ回路１の故障と判断して（異常時）ＳＷ回路４が閉路するようスイッチＯＮ信号をＳＷ回路４の制御入力に出力する。一方、ＬＥＤドライバ回路１の出力電圧が前記所定の電圧以上の場合は、ＬＥＤドライバ回路１が正常状態と判断し（正常時）、ＳＷ回路４が開路状態を維持するようスイッチＯＦＦ信号をＳＷ回路４の制御入力に出力する。
【００２９】
以上のようにＬＥＤバックライト用電源回路１０が構成され、また電圧異常検出回路３がＬＥＤドライバ回路１の出力電圧を監視し、異常時においはＳＷ回路４が閉路するよう制御することにより、液晶パネル駆動用アナログ電圧ＶＤＤＡがＬＥＤユニット２の一部のＬＥＤに印加され（図３ではＬＥＤが５個中、その内３個のみを点灯）ＬＥＤの点灯状態が継続される。
【００３０】
ＬＥＤユニット２が液晶表示装置の上下／左右どの方向に取り付けてあるかによって、例えば表示画面の右半分又は左半分のみ、上半分又は下半分のＬＥＤしか点灯しないと言う不都合が生じるが、導光板の拡散効果により画面は表示されているため作業自体は継続可能である。
【００３１】
液晶表示装置の画面サイズによって、ＬＥＤドライバ回路１とＧＮＤ間のＬＥＤ直列接続数が少ないものは、ＬＥＤユニット２の系統数を複数系統（ｎ≧２）としていることが一般的であり、このような場合はＬＥＤユニット２の系統毎にＬＥＤの機械的な配置方向を逆にする（図示せず）ことにより画面全体が表示されることになり、使用者としては不都合を感じることなしに作業が継続可能である。
【００３２】
なお、本例では、ＳＷ回路４を介して電流が供給される場合（異常時）、出力電圧異常検出回路３への電流の流れ込みを防止する電流逆流防止ダイオード（実施の形態１のダイオード９に相当）は、ＬＥＤユニットの上方向のＬＥＤにて代用可のため不要である。
【００３３】
図４は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤバックライト用電源回路１０の変形例を示す概略構成図である。
この回路構成はＬＥＤドライバ回路１、複数個直列に接続されたＬＥＤユニット２、出力電圧異常検出回路３、ＳＷ回路４、電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗7より構成される。
ＬＥＤドライバ回路用入力電源Ｖｉｎ（ＬＥＤ）（例えば１２ＶＤＣ）をＳＷ回路４の入力（一方の端子）とする。その他の構成は、上記実施の形態２と同様であり、詳細な説明は省略するが、入力電源Ｖｉｎ（ＬＥＤ）の電圧値が１２Ｖなどある程度高い場合、平易な回路構成により上述の実施の形態２と同等の効果が得られる。
【００３４】
他の変形例．
上述した実施の形態１では、ＬＥＤユニットの系統数として１系統の場合を例示しているが、図６に示すように、ＬＥＤユニット２―１、２―２のアノード側を共通接続し、２系統を並列駆動する場合においても同様の効果が得られる。
さらに表示装置の輝度を上げるためにＬＥＤ数を増加させ、その配置方法としてＬＥＤユニット内の系統数を増やしても同様である。
【００３５】
また、上記実施の形態２においても、同様にＬＥＤユニットのアノード側を共通接続し、複数のユニットを並列駆動する場合においても、それぞれのユニット対応して電流逆流防止ダイオード６、電流制限抵抗7を配置し、直列接続されたＬＥＤの途中接続配線に接続することにより実施の形態２と同様に効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ＬＥＤドライバ回路
２、２―１、２―２  ＬＥＤユニット
３  出力電圧異常検出回路
４  スイッチ回路（ＳＷ回路）
５  表示パネル駆動用電源生成用ＤＣ／ＤＣ回路
６、９  電流逆流防止ダイオード
７  電流制限抵抗
８  昇圧回路
１０  ＬＥＤバックライト用電源回路
ＶＤＤ  入力電圧
Ｖｉｎ（ＬＥＤ）  ＬＥＤドライバ回路用入力電圧
ＶＤＤＡ  液晶パネル駆動用アナログ電圧
ＶＤＤＧ  液晶パネル用ゲートオン電圧
【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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