(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイ電圧とロー電圧の電圧レベルを有する発光データであって、ＬＥＤ素子の発光強度を指定する上記発光データが入力されるデータ入力端子と、
上記データ入力端子から入力された上記発光データを順次記憶し、記憶容量を超える上記発光データを、入力された順序が古い順にオーバーフローさせるシフトレジスタと、
ＬＥＤ素子がそれぞれ接続されるべき複数の電流出力端子と、
上記シフトレジスタに保持された上記発光データを記憶する複数の記憶回路と、
を有し、
上記記憶回路の内容に従って、上記記憶回路と対応付けられた上記電流出力端子に電流を流す通常モードで動作可能なＬＥＤ駆動回路が設けられたＬＥＤ制御デバイスであって、
上記ハイ電圧、上記ロー電圧、又は上記ハイ電圧の電圧範囲と上記ロー電圧の電圧範囲とに重複しない電圧範囲のスーパー電圧の何れかの電圧値を取り得る制御信号を入力し、上記制御信号が上記スーパー電圧であるか否かを検出する信号値検出回路を設け、
上記信号検出回路が上記スーパー電圧を検出しないときは、上記ＬＥＤ駆動回路が上記通常モードで動作し、
上記信号検出回路が上記スーパー電圧を検出するときは、上記ＬＥＤ駆動回路が、上記ＬＥＤ駆動回路に入力される試験信号に従って上記記憶回路の記憶内容とは無関係に上記複数の電流出力端子に試験用の電流を流す試験モードで動作するように構成された、
ＬＥＤ制御デバイス。
【請求項２】
上記ＬＥＤ駆動回路は、上記通常モードでは、上記電流出力端子に流れる電流の大きさを段階的に変更できるように構成され、最大電流と最小電流との間の複数の設定電流値が上記記憶回路に記憶されている上記発光データにそれぞれ対応しているＬＥＤ制御デバイスであって、
上記試験モードでは、上記試験信号に従って、上記電流出力端子に、上記最大電流又は上記最小電流が供給される、請求項１記載のＬＥＤ制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤバックライトパネルの技術分野に係り、特に、ＬＥＤバックライトパネル上のＬＥＤの検査を行なえるＬＥＤ制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子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の液晶表示装置にも使用され始めている。
ＬＥＤバックライトパネル面内の発光強度を均一にするため、基板上に多数のＬＥＤ素子が配置され、ＬＥＤ素子毎に発光制御回路が接続されて、ＬＥＤ素子の輝度や発光時間が制御されている。
【０００３】
しかし、ＬＥＤ素子の発光を制御する発光制御信号を伝達する配線が、発光制御回路毎にＬＥＤバックライトパネルの外部から導入されると、多数の配線をＬＥＤバックライトパネル上で引き回さなければならず、ＬＥＤ素子や発光制御回路を密集させることができなくなる。
【０００４】
そこで従来技術では、複数の発光制御回路を集積したＬＥＤ制御デバイスを直列に接続し、各ＬＥＤ素子の発光条件を示す発光データを、前段の発光制御回路から後段の発光制御回路に向けて、クロック信号と同期してシリアルに伝達し、各発光制御回路に外部ラッチ信号を入力して、各ＬＥＤ素子の発光状態を一斉に変更するようにしている。
【０００５】
このようにすれば、直列接続された複数のＬＥＤ制御デバイスに、一本の配線によって発光データを入力することができ、各ＬＥＤ制御デバイスにそれぞれ接続された複数のＬＥＤ素子の発光条件を一本の配線で設定することができる。
【０００６】
しかし、上記のように、ＬＥＤ素子の発光データをシリアルに伝達する場合、各ＬＥＤ素子の点灯検査する際に発光データの伝達に長時間を要し、また、ＬＥＤ素子を自由に点灯・消灯させることが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ＬＥＤバックライトパネル上の多数のＬＥＤ素子の検査を簡単に行なうことができるＬＥＤ制御デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、ハイ電圧とロー電圧の電圧レベルを有し、ＬＥＤ素子の発光状態を指定する発光データが入力されるデータ入力端子と、上記データ入力端子から入力された上記発光データを順次記憶し、記憶容量を超える上記発光データを、入力された順序が古い順にオーバーフローさせるシフトレジスタと、ＬＥＤ素子がそれぞれ接続されるべき複数の電流出力端子と、上記シフトレジスタに保持された上記発光データを記憶する記憶回路とを有し、上記記憶回路の内容に従って、上記記憶回路と対応付けられた上記電流出力端子に電流を流す通常モードで動作可能なＬＥＤ駆動回路が設けられたＬＥＤ制御デバイスであって、入力される制御信号が、上記ハイ電圧の電圧範囲と上記ロー電圧の電圧範囲とは重複しない電圧範囲のスーパー電圧であるか否かを検出する信号値検出回路を設け、上記信号検出回路が上記スーパー電圧を検出しないときは、上記ＬＥＤ駆動回路が上記通常モードで動作し、上記信号検出回路が上記スーパー電圧を検出するときは、上記ＬＥＤ駆動回路が、上記ＬＥＤ駆動回路に入力される試験信号に従って上記記憶回路の記憶内容とは無関係に上記電流出力端子に電流を流す試験モードで動作するように構成されたＬＥＤ制御デバイスである。
また、本発明は、上記ＬＥＤ駆動回路は、上記通常モードでは、上記電流出力端子に流れる電流の大きさを段階的に変更できるように構成され、最大電流と最小電流との間の複数の設定電流値が上記記憶回路に記憶されている上記発光データにそれぞれ対応しているＬＥＤ制御デバイスであって、上記試験モードでは、上記試験信号に従って、上記電流出力端子に、上記最大電流又は上記最小電流が供給されるＬＥＤ制御デバイスである。
また、本発明のＬＥＤ制御デバイスは、ＬＥＤ素子が接続される複数の電流供給端子（電流出力端子）と、ＬＥＤ素子に供給する電流値を示す駆動データ（発光データ）が供給されるデータ入力端子と、上記データ入力端子から連続して入力する複数の駆動データを順次に保持して転送するシフトレジスタと、上記シフトレジスタから転送される駆動データを出力するデータ出力端子と、上記シフトレジスタに保持された駆動データを記憶する複数の記憶回路と、上記記憶回路に保持された駆動データに応じた駆動電流を上記電流供給端子に供給する複数の電流供給回路と、試験モードを検出して試験モード信号を出力する試験モード検出回路（信号値検出回路）とを含み、上記電流供給回路が、上記電流供給端子に並列的に接続される複数の電流回路（定電流源）と、上記電流回路の電流供給を制御する複数の制御回路（論理回路）とを有し、上記制御回路が、上記駆動データの値に応じて上記電流回路の電流供給を制御する第１の論理回路と、上記試験モード信号と電流供給指示信号（点灯信号）とに応じて上記電流回路の電流供給を制御する第２の論理回路と、上記試験モード信号に応じて上記第１の論理回路を非活性化する作動回路とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
シフトレジスタに試験用の発光データを記憶させなくても、点灯試験を行なうことができるので、点灯試験、エージング試験等を簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２の符号１０は、本発明の一例のＬＥＤ制御デバイスを示している。このＬＥＤ制御デバイス１０は、ＬＥＤ素子がそれぞれ接続されるべき複数の電流出力端子５１を有しており、ＬＥＤ制御デバイス１０の内部には、電流出力端子５１に電流を流すＬＥＤ駆動回路１１が、電流出力端子５１毎に設けられている。
ＬＥＤ制御デバイス１０には電源電圧端子５７が設けられており、該電源電圧端子５７には、ＬＥＤ駆動回路１１の他、ＬＥＤ制御デバイス１０の内部回路を動作させる電源電圧(Ｖｃｃ)が印加されている。
【００１１】
また、ＬＥＤ制御デバイス１０の内部には、シフトレジスタ１２が設けられており、ＬＥＤ制御デバイス１０には、ＬＥＤ制御デバイス１０の外部からシフトレジスタ１２にデータを入力するためのデータ入力端子５２が設けられている。
データ入力端子５２には、ＬＥＤ駆動回路１１の動作状態を決定する発光データが入力される。
【００１２】
シフトレジスタ１２は、ＬＥＤ駆動回路１１の個数分の発光データを記憶できるように構成されており、不図示のクロック端子から入力されるクロック信号と同期して、データ入力端子５２に入力された発光データを取り込み、記憶する。
シフトレジスタ１２の内部では、発光データを記憶する領域に順序が付されており、データ入力端子５２から発光データを記憶する際には、既に記憶されている発光データが、前段の記憶領域から一段後段の記憶領域に移動され、最新の発光データが最前段の記憶領域に記憶されると共に、最後段の記憶領域に記憶されている発光データがシフトレジスタ１２の外部にオーバーフローされる。
ＬＥＤ制御デバイス１０はデータ出力端子５３を有しており、シフトレジスタ１２からオーバーフローされた発光データは、データ出力端子５３に出力される。
【００１３】
図１の符号５は、ＬＥＤバックライトパネルを示している。
このＬＥＤバックライトパネルは、複数のＬＥＤ制御デバイス１０がＸ軸方向に並べられ、各直列接続回路の最前段のＬＥＤ制御デバイス１０のデータ入力端子５２が外部接続端子６に接続されて、二段目以降のＬＥＤ制御デバイス１０のデータ入力端子５２が前段のＬＥＤ制御デバイス１０のデータ出力端子５３に接続されて、ＬＥＤ制御デバイスの直列接続回路が構成されている。
【００１４】
ＬＥＤ制御デバイス１０が一列に並べられた直列接続回路は、複数個がＹ軸方向に並べられ、その結果、ＬＥＤ制御デバイス１０は行列状に配置されている。各ＬＥＤ制御デバイス１０には、それぞれ複数個のＬＥＤ素子１８が接続されており、液晶表示装置のバックライトが構成されている。
【００１５】
この直列接続回路では、前段のＬＥＤ制御デバイス１０のシフトレジスタ１２からオーバフローされ、データ出力端子５３に出力された発光データが後段のＬＥＤ制御デバイス１０に入力されるように構成されている。これにより、接続端子６に発光データを入力すると、先ず、最前段のＬＥＤ制御デバイス１０にその発光データが入力され、順次後段のＬＥＤ制御デバイス１０に発光データが伝達されるから、直列接続回路内のどの位置でも、ＬＥＤ制御デバイス１０に所望の発光データを送信することが可能となる。発光データは、ハイ電圧又はロー電圧の電圧レベルを有するシリアルデータ（２値データ）として接続端子６に入力される。
ＬＥＤ制御デバイス１０の内部では、シフトレジスタ１２はＬＥＤ駆動回路１１に接続されている。
【００１６】
図１、図２において、各ＬＥＤ制御デバイス１０の端子５４、５５、５６、５７は、それぞれ各配線に対して並列的に接続されている。
ＬＥＤ駆動回路１１の内部には、それぞれ記憶回路２２が設けられている。図３は、ＬＥＤ駆動回路１１の動作を説明するための内部ブロック図である。
【００１７】
記憶回路２２の内部には、電流値用レジスタ３２と、デューティ用レジスタ３１が設けられている。シフトレジスタ１２の内部出力端子は、電流値用レジスタ３２の内部入力端子とデューティ用レジスタ３１の内部入力端子にそれぞれ接続されており、シフトレジスタ１２に記憶された発光データは、電流値用レジスタ３２とデューティ用レジスタ３１に保持される。
【００１８】
ＬＥＤ制御デバイス１０には切替回路１３と外部ラッチ端子５６が設けられており、電流値用レジスタ３２とデューティ用レジスタ３１は、切替回路１３によって外部ラッチ端子５６に接続されるように構成されている。
また、ＬＥＤ制御デバイスには切替端子５４が設けられており、切替端子５４には切替信号が入力される。
切替回路１３の内部接続は切替信号によって変更され、電流値用レジスタ３２とデューティ用レジスタ３１のうちのいずれか一方が外部ラッチ端子５６に接続される。
【００１９】
切替信号は、所定の電圧範囲によって規定されるロー電圧と、ロー電圧の電圧範囲と重複しない電圧範囲で規定されるハイ電圧の電圧レベルを有する。さらに、ここでは、ハイ電圧の電圧範囲と前記ロー電圧の電圧範囲とに重複しない電圧範囲であって、接地電圧との差電圧の絶対値がハイ電圧のものよりも大きなスーパー電圧が規定されており、切替信号は、ロー電圧とハイ電圧とスーパー電圧のいずれか一の電圧値を取り得る制御信号として用いられている。
【００２０】
切替回路１３により、各ＬＥＤ駆動回路１１の内部の電流値用レジスタ３２とデューティ用レジスタ３１の二種類のレジスタのうち、同じ種類のレジスタが一斉に外部ラッチ端子５６に接続される。
ここでは、制御信号がロー電圧のときに、デューティ用レジスタ３１が外部ラッチ端子５６に接続され、制御信号がハイ電圧のときに、電流値用レジスタ３２が外部ラッチ端子５６に接続される。
【００２１】
外部ラッチ端子５６には、ラッチ信号が入力されており、シフトレジスタ１２の記憶内容が各記憶回路２２に出力された状態で、ラッチ信号がデータ取り込みを指示すると、ラッチ信号が供給されているレジスタに、シフトレジスタ１２から出力される発光データが取り込まれ、記憶される。
【００２２】
シフトレジスタ１２で順序づけられた記憶領域とＬＥＤ駆動回路１１とは一対一に対応付けられており、各記憶領域に記憶された発光データが、それぞれ各ＬＥＤ駆動回路１１のレジスタ（記憶回路）に記憶される。
このＬＥＤ制御デバイス１０には信号値検出回路２１が設けられている。信号値検出回路２１は、切替端子５４と電源電圧端子５７とに接続されており、切替端子５４からロー電圧、ハイ電圧、又はスーパー電圧を取る制御信号が入力されると共に、電源電圧端子５７から電源電圧Ｖｃｃが入力される。
【００２３】
ＬＥＤ駆動回路１１の内部には、基準電流回路３０と、接続制御回路２６と、可変定電流回路２５とが設けられている。
接続制御回路２６の内部には論理回路３４が設けられており、信号値検出回路２１は、後述するよう、切替端子５４に入力された制御信号がロー電圧又はハイ電圧のいずれかの電圧のときに、通常モードを指定するモード切替信号を出力し、入力された制御信号がスーパー電圧のときに、試験モードを指定するモード切替信号を論理回路３４に出力する。
【００２４】
論理回路３４は、通常モードを指定するモード切替信号が入力されると、接続制御回路２６を通常モードで動作させ、試験モードを指定するモード切替信号が入力されると、接続制御回路２６を試験モードで動作させるように構成されている。その結果、制御信号又はモード切替信号によって接続制御回路２６の動作モードを切換えることができる。ここでは、モード切替信号において、ロー電圧が通常モード、ハイ電圧が試験モードに設定されている。
【００２５】
可変定電流回路２５の内部には、複数の定電流源３５が設けられている。接続制御回路２６の内部には、スイッチング回路３３が設けられており、各定電流源３５は、スイッチング回路３３によって、基準電流回路３０と接地電位のいずれか一方に接続されるように構成されている。スイッチング回路３３は、例えば、直列接続された２つのｎＭＯＳトランジスタで構成され、論理回路３４の出力信号の論理状態によって、一方のトランジスタが導通し、他方のトランジスタが非導通となる。また、それら２つのｎＭＯＳトランジスタの接続中点が、定電流源３５を構成するｎＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続されている。
【００２６】
一個の可変定電流回路２５の内部の定電流源３５は、それぞれ流れる電流が異なるように設定されており、一個の可変定電流回路２５の内部に設けられている定電流源３５の数がＮ個であるとすると、各定電流源３５に、それぞれ基準電流回路３０に流れる基準電流の２n(ｎはゼロからＮ−１までの整数：即ち、２0、２1、……２N-1)倍の大きさの電流が流れるように設定されている。スイッチング回路３３によって可変定電流回路２５の定電流源３５と基準電流回路３０とが接続されると、定電流源３５内のｎＭＯＳトランジスタと基準電流回路３０内のｎＭＯＳトランジスタとでカレントミラー回路が構成され、このカレントミラー回路によって電流出力端子５１に所定の電流が供給される。
【００２７】
スイッチング回路３３によって一乃至複数個の定電流源３５が基準電流回路３０に接続されると、接続された各定電流源３５に流れる電流値を合計した電流が電流出力端子５１から可変定電流回路２５の内部に吸い込まれる。その電流は、接地端子に流出する。
ここでは定電流源３５は６個設けられており、それぞれ基準電流の１、２、４、８、１６、３２倍の倍率の定電流を流すことができるように設定されている。
【００２８】
電流値用レジスタ３２に記憶された発光データは、定電流源３５の個数と同数のビット数で構成されており、各ビットと定電流源３５は一対一に対応付けられ、発光データの値によって所望の定電流源３５を基準電流回路３０に接続できるように構成されている。
【００２９】
電流値用レジスタ３２に記憶された発光データは選択回路２４に入力され、選択回路２４内で選択信号に変換され、論理回路３４に出力される。通常モードでは、論理回路３４により、複数の定電流源３５のうちの選択信号で選択された定電流源３５だけが基準電流回路３０に接続可能な状態にされる。従って、電流値用レジスタ３２に記憶された発光データの値を変えることによって、電流出力端子５１に、基準電流回路３０の電流のゼロ倍から(２N−１)倍まで２N個の異なる大きさの電流を流すことが可能となる。
ここではＮ＝６であり、ゼロ倍から６３倍までの６４種類の電流値を組み合わせた１２８種類の定電流を電流出力端子５１に流すことができる。
【００３０】
ＬＥＤバックライトパネル５上では、ＬＥＤ素子１８の特性バラツキにより、ＬＥＤ素子１８に同じ大きさの電流を流しても発光したときの輝度が異なる。そのため、各ＬＥＤ素子１８が同じ輝度で発光できる電流値を各ＬＥＤ素子１８毎に求め、各ＬＥＤ素子１８にそれぞれ接続されたデューティ用レジスタ３１に記憶させておき、ＬＥＤ素子１８が点灯するときは、その電流値が流れるようにするとＬＥＤ素子１８の特性バラツキを補償することができる。
【００３１】
このＬＥＤ制御デバイス１０には点灯切替端子５６が設けられており、ＰＷＭ回路２３は、点灯切替端子５６に入力される点灯信号が点灯許可を示している場合に、論理回路３４に対して数十Ｈｚ以上の周波数で導通指示と遮断指示を繰り返すＰＷＭ信号を出力する。点灯信号が強制消灯を指示している場合、ＰＷＭ信号は出力されない。
【００３２】
デューティ用レジスタ３１に記憶された発光データは、ＰＷＭ信号の導通指示を示す期間と遮断指示を示す期間のデューティ比を示すデータであり、ＰＷＭ回路２３が出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、デューティ用レジスタ３１に記憶された発光データが示す大きさになっている。
【００３３】
論理回路３４には、ＰＷＭ回路２３が出力するＰＷＭ信号と、選択回路２４が出力する選択信号の他、試験信号(後述するように、この例では点灯信号が試験信号に用いられている)と、上述のモード切替信号も入力されている。
【００３４】
モード切替信号が通常モードである場合には、論理回路３４は試験信号を無視し、ＰＷＭ回路２３が出力するＰＷＭ信号と、選択回路２４が出力する選択信号とに従って（ＰＷＭ信号と選択信号との論理積）スイッチング回路３３を制御し、選択された定電流源３５を、ＰＷＭ信号が導通指示を示している期間(導通指示期間)の間、基準電流回路３０に接続し、遮断指示を示している期間(遮断指示期間)の間、接地電位に接続させる。
【００３５】
その結果、電流出力端子５１に断続的に繰り返し電流が流れ、電流出力端子５１に接続されたＬＥＤ素子１８はＰＷＭ信号のデューティ比で明滅する。このとき、ＬＥＤ素子は明滅するが、人間の目には連続して発光していると認識される。
【００３６】
これが通常モードの動作であり、各ＬＥＤ素子１８は、電流値用レジスタ３２に記憶された発光データにより、導通指示期間中同じ発光強度で発光するが、導通指示のデューティ比はデューティ用レジスタ３１に記憶された発光データを変えると変更することができるので、ＬＥＤバックライトパネル５の発光強度を部分的に変化させることができる。
【００３７】
デューティ用レジスタ３１に記憶された発光データは１２ビットであり、ゼロを含む４０９６通りのデューティ比でＬＥＤ素子１８をオン・オフさせることができるので、各ＬＥＤ素子１８を４０９６通りの平均光量で発光させることができる。
【００３８】
点灯信号が強制消灯を指示している場合、ＰＷＭ回路２３からＰＷＭ信号は出力されず、モード切替信号が通常モードを指示している場合であっても、電流出力端子５１に電流は流れない。
【００３９】
他方、接続制御回路２６に入力されるモード切替信号が試験モードである場合、論理回路３４は、ＰＷＭ回路２３が出力するＰＷＭ信号と選択回路２４が出力する選択信号を無視し、試験信号に従って動作する(試験モード)。試験信号が点灯を指示すると、全部の定電流源３５を基準電流回路３０に接続して最大の電流を電流出力端子５１に流し、最大電流でＬＥＤ素子１８を点灯させる。試験信号が消灯を指示すると、全部の定電流源３５を基準電流回路３０から切り離し、電流出力端子５１に電流を流さない。
ここでは点灯信号が試験信号に用いられており、点灯信号が点灯許可を示していると点灯が指示されたとし、強制消灯を示していると、消灯が指示されたとして動作している。
【００４０】
このように、シフトレジスタ１２や電流値用レジスタ３２やデューティ用レジスタ３１に記憶されている発光データとは無関係に、試験モード信号と試験信号によって電流出力端子５１に接続されたＬＥＤ素子１８を明滅させることができるので、全点灯や全消灯等の試験点灯を簡単に行なうことができる。
【００４１】
なお、図４は、信号値検出回路２１の一例であり、信号値検出回路２１は、ソース端子が切替端子５４に接続されたｐチャネルＭＯＳトランジスタ３６を有している。このｐチャネルＭＯＳトランジスタ３６は、ゲート端子が電源電圧端子５７に接続され、ドレイン端子が電圧検出抵抗３７を介して接地電位に接続されている。このｐチャネルＭＯＳトランジスタ３６は、切替端子５４の電圧がロー電圧又はハイ電圧のときに遮断し、インバータ３８、３９を介して信号値検出回路２１からローレベルのモード切替信号が出力される。このハイ電圧は電源電圧端子５７に供給される電源電圧Ｖｃｃと同じ大きさである。一方、切替端子５４にハイ電圧よりも大きなスーパー電圧が印加されると、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ３６が導通状態になり、信号値検出回路２１からハイレベルのモード切替信号が出力される。
【００４２】
なお、上記実施例では、点灯信号を試験信号に用いたが、試験モードで使用しない信号であって、外部端子によって簡単に制御できる信号であれば、試験信号に用いることができる。
また、上記実施例では、ロー電圧とハイ電圧とによって切替回路１３の接続状態を変更する接続切替信号にスーパー電圧を追加してモード切替信号を生成する制御信号としたが、他の信号、例えば、ラッチ信号にスーパー電圧を加え、モード切替信号を生成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＬＥＤバックライトパネルを説明するための図面
【図２】本発明のＬＥＤ制御デバイスを説明するためのブロック図
【図３】ＬＥＤ制御デバイスの内部回路を説明するためのブロック図
【図４】信号値検出回路を説明するためのブロック図
【符号の説明】
【００４４】
５……ＬＥＤバックライトパネル
１０……ＬＥＤ制御デバイス
１１……ＬＥＤ駆動回路
１２……シフトレジスタ
１８……ＬＥＤ素子
２１……信号値検出回路
２２……記憶回路
５１……電流出力端子
５２……データ入力端子
５３……データ出力端子
【図１】
0004884413.tif 000002
【図２】
0004884413.tif 000003
【図３】
0004884413.tif 000004
【図４】
0004884413.tif 000005