JP2020027273A - バックライト装置およびそれを備える表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現する。【解決手段】ＬＥＤ駆動回路５０に、バックライト装置を構成する各ＬＥＤの輝度を制御するための点灯制御データＬＤを保持するＬＥＤデータ保持部５２０が設けられる。ＬＥＤデータ保持部５２０は例えばレジスタによって実現される。ＬＥＤ駆動回路５０は、ＬＥＤを駆動する際、ＬＥＤデータ保持部５２０からの点灯制御データＬＤの読み出し先を点灯切り替え信号ＳＷに応じて切り替える。各ＬＥＤに対応する点灯制御データＬＤは、各フレーム期間に複数回、ＬＥＤデータ保持部５２０から読み出される。【選択図】図１

Description

以下の開示は、ＬＥＤを光源とするバックライト装置およびそれを備える表示装置に関する。

透過型の液晶表示装置においては、画像を表示するために、表示部（液晶パネル）の背面から光を照射するバックライト装置が必要とされる。バックライト装置の光源には、従来、ＣＣＦＬと呼ばれる冷陰極管が多く採用されていた。しかしながら、近年、消費電力の低さや輝度制御の容易さなどの観点からＬＥＤ（発光ダイオード）の採用が増加している。

上述のような液晶表示装置に関し、低消費電力化を図るために、画面を論理的に複数のエリアに分割してエリア毎にＬＥＤの輝度（発光強度）を制御する「ローカルディミング」と呼ばれる技術が開発されている。ローカルディミングによれば、各ＬＥＤの輝度は、例えば、対応するエリアに含まれる画素の入力階調値の最大値や平均値などに基づいて決定される。このようにして、各ＬＥＤは、対応するエリア内の入力画像に応じた輝度で発光する。

ここで、ＬＥＤの調光方式について説明する。調光方式には、主に、アナログ調光方式とＰＷＭ調光方式とがある。アナログ調光方式では、図１８に示すように、ＬＥＤの点灯時間は一定とされ、ＬＥＤに流れる電流の大きさを変化させることによってＬＥＤの輝度が制御される。ＰＷＭ調光方式では、図１９に示すように、ＬＥＤに流れる電流の大きさは一定とされ、ＬＥＤの点灯時間を変化させることによってＬＥＤの輝度が制御される。

上述のように調光方式にはアナログ調光方式とＰＷＭ調光方式とがあるが、アナログ調光方式によれば、ＬＥＤに流れる電流とＬＥＤの輝度との関係が非線形となるため、所望の輝度が得られるような制御を実現することが困難である。また、アナログ調光方式については、電流値のずれが色度変化を引き起こすという問題点もある。そこで、近年においては、ＰＷＭ調光方式の採用が主流となっている。

また、ＬＥＤ駆動回路（ＬＥＤドライバＩＣ）のインタフェース（ＬＥＤの輝度を制御するためのデータの転送についてのインタフェース）についても２つの方式がある。第１の方式は、模式的には図２０に示すように、ＬＥＤ駆動回路にＰＷＭ信号を入力する方式である。ＬＥＤ駆動回路に入力されるこのＰＷＭ信号は、低電圧の制御信号である。第１の方式では、ＬＥＤ駆動回路は、この低電圧の制御信号に応じてＬＥＤ駆動信号を出力する。この第１の方式によれば、入力と出力が１対１の関係となるため、ＬＥＤの制御チャネル数が増加すると、ＬＥＤ駆動回路に設ける必要のある端子数も増加する。このため、第１の方式は、制御チャネル数が顕著に多い場合には適さない。第２の方式は、模式的には図２１に示すように、ＬＥＤ駆動回路にデジタルデータを入力する方式である。第２の方式では、ＬＥＤ駆動回路は、このデジタルデータとして入力された点灯制御データに基づいてＬＥＤ駆動信号を出力する。この第２の方式においては、プロトコル制御が必要となるが、当該方式に関する標準プロトコルがないため、ＬＥＤ駆動回路としてのＩＣの変更に応じて制御プロトコルも変更する必要がある。

図２２は、ローカルディミングを行う直下型のバックライト装置の概略図である。このバックライト装置は、ＬＥＤ駆動回路９１０と、基板上に光源としての多数のＬＥＤが搭載された照明部９２０とによって構成されている。照明部９２０を構成する基板は論理的に複数のエリア（図２２では、１６個（縦４個×横４個）のエリア）に分割されており、１個または複数個のＬＥＤからなるＬＥＤユニット９２２が各エリアに対応するように設けられている。

なお、本明細書においては、各ＬＥＤユニットは１個のＬＥＤで構成されているものと仮定する。従って、図２２に示す例では、照明部９２０には１６個のＬＥＤ９２２が含まれていることになる。

従来、照明部９２０内のＬＥＤ９２２は個別に駆動されていた。すなわち、図２３に示すように、ＬＥＤ駆動回路９１０に各エリアに対応するようにＬＥＤ駆動信号用のチャネルが設けられるとともに、照明部９２０を構成する基板上に各エリアに対応するように制御信号配線が配設されていた。この構成においては、ＰＷＭ調光方式が採用されている場合、各ＬＥＤ９２２は、各フレーム期間のうち最大１００％の期間、点灯可能である。

ところで、近年、「ミニＬＥＤ」と呼ばれるＬＥＤや「マイクロＬＥＤ」と呼ばれるＬＥＤなど従来のＬＥＤに比べて極めて微小なサイズのＬＥＤの開発が盛んとなっている。そして、そのような微小なサイズのＬＥＤを用いてローカルディミングを行うバックライト装置を採用することで表示装置の表示領域を多分割化することが期待されている。これに関し、例えば２０４８個のエリアが設けられる場合、ＬＥＤを個別に駆動しようとすると、ＬＥＤ駆動信号用のチャネルを１６個備えたＬＥＤ駆動回路（ＬＥＤドライバＩＣ）が１２８個必要となり、ＬＥＤ駆動回路の実装面積が顕著に大きくなる。また、配線数も膨大になる。従って、表示領域が多分割化された場合には、ＬＥＤを個別に駆動することは困難である。そこで、液晶表示装置のマトリクス駆動のようにＬＥＤを例えば行毎に駆動する時分割駆動（パッシブ駆動）が提案されている。

図２４を参照しつつ、ＬＥＤの時分割駆動について説明する。ＬＥＤの時分割駆動は、模式的には図２４に示すように配線がなされた状態で行われる。図２４に示す構成によれば、スイッチ９３０の切り替えによって行毎にＬＥＤ９２２が駆動される。従って、時分割駆動においては、１フレーム期間が複数のサブフレーム期間に分割され、各サブフレーム期間にそれに対応する行のＬＥＤ９２２が点灯する。図２４に示す例の場合、１フレーム期間は図２５に示すように４つのサブフレーム期間Ｔ９１〜Ｔ９４に分割され、１行ずつＬＥＤが点灯する。なお、図２５では、ＬＥＤが点灯可能な期間を白色で表し、ＬＥＤが消灯する期間を黒色で表している（図２６も同様）。

しかしながら、図２５に示すようにＬＥＤを駆動すると、各ＬＥＤは点滅する。詳しくは、各ＬＥＤは、６０Ｈｚの周波数（６０分の１秒の周期）で点滅する。このように６０Ｈｚの周波数でＬＥＤが点滅すると、ちらつきが視認される。

なお、ＬＥＤを行毎に駆動するバックライト装置については国際公開２００７／０１７７９７号パンフレットに記載されている。また、ＬＥＤの時分割駆動に関する発明ではないが、動画ぼけとちらつきの最適化がなされるようＬＥＤの点灯周期を制御することが特開２０１１−１３５５８号公報に記載されている。

国際公開２００７／０１７７９７号パンフレット 特開２０１１−１３５５８号公報

上述した時分割駆動でのちらつきの発生を抑制するための手法として、各ＬＥＤを各フレーム期間に複数回点灯させること（すなわち、各ＬＥＤの点灯周波数を高くすること）が考えられる。例えば、図２４に示した構成のバックライト装置において、図２６に示すように各ＬＥＤを各フレーム期間に４回点灯させることが考えられる。しかしながら、この場合、各ＬＥＤの輝度を制御するためのデータである点灯制御データを外部からＬＥＤ駆動回路９１０に４回転送する必要がある。それ故、点灯制御データの転送のために高速インタフェースが必要となるが、高速インタフェースを用いた場合には、消費電力の増大や配線数の増加などのデメリットが生じる。

そこで、ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現することが望まれている。

第１の発明は、ＬＥＤを光源とするバックライト装置であって、
それぞれが１または複数のＬＥＤからなるＬＥＤユニットであって、複数のグループに区分される複数のＬＥＤユニットと、
前記複数のＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤを時分割でグループ毎に駆動するＬＥＤ駆動回路と
を備え、
前記ＬＥＤ駆動回路は、
前記複数のＬＥＤユニットのそれぞれに含まれるＬＥＤの輝度を制御するために外部から送られるデータである点灯制御データを保持する点灯制御データ保持部を備え、
前記点灯制御データ保持部から所定の点灯切り替え信号に応じて読み出した点灯制御データに基づいて駆動対象のＬＥＤを駆動し、
各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤは、１フレーム期間にＮ回（Ｎは２以上の整数）駆動され、
各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤに対応する点灯制御データは、前記ＬＥＤ駆動回路によって前記点灯制御データ保持部から１フレーム期間にＮ回読み出される。

第２の発明は、第１の発明において、
１フレーム期間の長さをＦＴとし、前記グループの数をＧＮとすると、前記点灯制御データ保持部から前記点灯切り替え信号に応じて読み出される点灯制御データが下記の式で算出される時間Ｔごとに切り替えられる。
Ｔ＝ＦＴ／（ＧＮ×Ｎ）

第３の発明は、第２の発明において、
前記ＬＥＤ駆動回路は、１フレーム期間の長さの情報、各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤが１フレーム期間に駆動される回数の情報、および前記グループの数の情報を保持する動作条件情報保持部を備える。

第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明において、
前記ＬＥＤ駆動回路は、各グループに含まれるＬＥＤの駆動開始時点からの時間を測定することによって前記点灯切り替え信号を生成するタイマを備える。

第５の発明は、第１から第３までのいずれかの発明において、
前記ＬＥＤ駆動回路は、外部から送られる同期信号に基づいて前記点灯切り替え信号を生成する点灯切り替え信号生成部を備える。

第６の発明は、第５の発明において、
前記同期信号は、水平同期信号であって、
前記点灯切り替え信号生成部は、前記水平同期信号のパルスの発生回数をカウントすることによって前記点灯切り替え信号を生成する。

第７の発明は、第５の発明において、
前記同期信号は、垂直同期信号であって、
前記点灯切り替え信号生成部は、前記垂直同期信号の周波数を逓倍することによって前記点灯切り替え信号を生成する。

第８の発明は、第１から第３までのいずれかの発明において、
前記点灯切り替え信号は、外部から前記ＬＥＤ駆動回路に与えられる。

第９の発明は、第１から第８までのいずれかの発明において、
前記点灯制御データ保持部は、レジスタである。

第１０の発明は、第１から第８までのいずれかの発明において、
前記点灯制御データ保持部は、メモリである。

第１１の発明は、表示装置であって、
画像を表示する表示部を有する表示パネルと、
前記表示部に光が照射されるよう前記表示パネルの背面に設けられた第１から第１０までのいずれかの発明に係るバックライト装置と
を備える。

以上のような構成によれば、バックライト装置を構成する複数個のＬＥＤがグループ毎に点灯し、かつ、各ＬＥＤが各フレーム期間に２回以上点灯するように、ＬＥＤの時分割駆動が行われる。このような前提下、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路には、各ＬＥＤの輝度を制御するための点灯制御データを保持する点灯制御データ保持部が設けられている。そして、ＬＥＤの駆動に用いる点灯制御データの読み出し先が、点灯切り替え信号に基づいて切り替えられる。このように点灯制御データ保持部に保持された点灯制御データを繰り返し使用することによって各ＬＥＤを各フレーム期間に２回以上点灯させることが可能となっているので、外部からＬＥＤ駆動回路に同じ点灯制御データを繰り返し転送する必要がない。従って、高速インタフェースを用いることなく、所望の時分割駆動が行われるよう点灯制御データを転送することができる。また、各ＬＥＤを高周波数で点灯させることによって、ちらつきの発生が防止される。以上より、ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現できる。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第１の実施形態において、表示部の構成について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、バックライト装置の概略構成について説明するためのブロック図である。 上記第１の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の機能構成を示すブロック図である。 上記第１の実施形態において、各ＬＥＤを識別するための符号について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群および内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群の構成を模式的に示す図である。 点灯制御データを保持するための従来のレジスタ群の構成を模式的に示す図である。 上記第１の実施形態において、動作条件設定レジスタの構成を模式的に示す図である。 動作条件設定レジスタに対応する従来のレジスタの構成を模式的に示す図である。 上記第１の実施形態において、ＰＷＭ・定電流生成部について説明するための回路図である。 上記第１の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の動作について説明するための信号波形図である。 上記第１の実施形態において、点灯制御データの読み出し先の切り替えについて説明するための図である。 第２の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第２の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の機能構成を示すブロック図である。 上記第２の実施形態の変形例において、点灯切り替え信号の生成について説明するための信号波形図である。 第３の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第３の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の機能構成を示すブロック図である。 従来例に関し、アナログ調光方式について説明するための図である。 従来例に関し、ＰＷＭ調光方式について説明するための図である。 従来例に関し、ＬＥＤ駆動回路のインタフェースに関する第１の方式について説明するための図である。 従来例に関し、ＬＥＤ駆動回路のインタフェースに関する第２の方式について説明するための図である。 従来例に関し、ローカルディミングを行う直下型のバックライト装置の概略図である。 従来例に関し、ＬＥＤが個別に駆動される場合の配線状態を模式的に示す図である。 従来例に関し、ＬＥＤの時分割駆動（パッシブ駆動）が行われる場合の配線状態を模式的に示す図である。 従来例に関し、ＬＥＤの時分割駆動について説明するための図である（各ＬＥＤが各フレーム期間に１回だけ点灯するケース）。 従来例に関し、ＬＥＤの時分割駆動について説明するための図である（各ＬＥＤが各フレーム期間に４回点灯するケース）。

以下、添付図面を参照しつつ、実施形態について説明する。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成＞
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、タイミングコントローラ１０とパネル駆動回路２０と液晶パネル３０とローカルディミング制御部４０とバックライト装置７０とによって構成されている。液晶パネル３０は、対向する２枚のガラス基板によって形成されており、画像を表示する表示部を含んでいる。バックライト装置７０は、液晶パネル３０の背面に設けられている。バックライト装置７０には、ＬＥＤ駆動回路（ＬＥＤドライバＩＣ）５０と、基板上に光源としての複数のＬＥＤが搭載された照明部６０とが含まれている。なお、ＬＥＤの調光方式としては、ＰＷＭ調光方式が採用されている。

液晶パネル３０内の表示部３２には、図２に示すように、複数本のゲートバスラインＧＬと複数本のソースバスラインＳＬとが配設されている。複数本のゲートバスラインＧＬと複数本のソースバスラインＳＬとの各交差点に対応して画素部３４が設けられている。すなわち、表示部３２には、複数個の画素部３４が含まれている。上記複数個の画素部３４はマトリクス状に配置されて画素マトリクスを構成している。各画素部３４は、画素容量を含んでいる。

図１に示す構成要素の動作について説明する。ローカルディミング制御部４０は、外部から送られる画像データＤＡＴを受け取り、上述したローカルディミング（エリア毎にＬＥＤの輝度を制御する処理）が行われるよう、ＬＥＤ駆動回路５０の動作を制御するためのＬＥＤ制御信号ＬＣＴＬを出力する。本実施形態においては、ＬＥＤ制御信号ＬＣＴＬは点灯制御データＬＤとラッチ信号ＬＳと動作設定データＳＤとからなる。更にローカルディミング制御部４０は、ＬＥＤの点灯状態に応じて画像データＤＡＴに対して補正処理を行い、補正後の画像データＤＶをタイミングコントローラ１０に出力する。なお、補正処理では、入力画像データ（画像データＤＡＴ）が示す輝度と同じ輝度が得られるよう、パネル制御信号ＰＣＴＬの１つとなる液晶データが補正される。具体的には、ＬＥＤを暗くした場合には透過率が大きくなるように液晶データが補正され、ＬＥＤを明るくした場合には透過率が小さくなるように液晶データが補正される。

タイミングコントローラ１０は、上述した補正後の画像データＤＶを受け取り、パネル駆動回路２０に対してパネル制御信号ＰＣＴＬを出力する。

パネル駆動回路２０は、タイミングコントローラ１０から送られるパネル制御信号ＰＣＴＬに基づいて液晶パネル３０を駆動する。詳しくは、パネル駆動回路２０は、ゲートバスラインＧＬを駆動するゲートドライバとソースバスラインＳＬを駆動するソースドライバとによって構成されている。ゲートドライバがゲートバスラインＧＬを駆動し、ソースドライバがソースバスラインＳＬを駆動することにより、各画素部３４内の画素容量に目標表示画像に応じた電圧が書き込まれる。なお、フレームレートは６０Ｈｚであると仮定する。

ＬＥＤ駆動回路５０は、ローカルディミング制御部４０から送られるＬＥＤ制御信号ＬＣＴＬに基づいて、照明部６０内のＬＥＤが所望の輝度で発光するよう、各ＬＥＤを駆動する。なお、このＬＥＤ駆動回路５０についての詳しい説明は後述する。

照明部６０には各エリアに対応するＬＥＤが含まれており、ＬＥＤ駆動回路５０の動作に基づき各ＬＥＤが所望の輝度で発光する。このようにして、照明部６０は、表示部３２にその背面から光を照射する。

以上のようにして、液晶パネル３０の表示部３２に設けられている各画素部３４内の画素容量に目標表示画像に応じた電圧が書き込まれた状態でバックライト装置７０内の照明部６０が表示部３２にその背面から光を照射することにより、表示部３２に所望の画像が表示される。

＜１．２ バックライト装置＞
＜１．２．１ 概略構成＞
図３は、バックライト装置７０の概略構成について説明するためのブロック図である。上述したように、バックライト装置７０には、ＬＥＤ駆動回路５０と照明部６０とが含まれている。また、バックライト装置７０には、ＬＥＤの時分割駆動を行うためのスイッチ７１が含まれている。本実施形態においては、説明の便宜上、照明部６０を構成する基板（ＬＥＤ基板）が論理的に１６個（縦４個×横４個）のエリアに分割されているものと仮定する。但し、一般的には、エリア数は１０００個以上ある。

本実施形態においては、照明部６０には、各エリアに対応するＬＥＤ６１が設けられている。すなわち、照明部６０には、１６個のＬＥＤ６１が設けられている。それら１６個のＬＥＤ６１は、各行に対応する４個のＬＥＤ６１によって１つのグループが形成されるよう、４つのグループＧＲ１〜ＧＲ４に区分されている。そして、スイッチ７１の切り替えが行われることにより、ＬＥＤ６１は行毎に駆動される。なお、各グループを形成する４つのＬＥＤ６１は、アノードまたはカソードが互いに接続されている。

１つのグループは４個のＬＥＤ６１によって形成されるので、ＬＥＤ駆動回路５０には、ＬＥＤ駆動信号用のチャネルとして４つのチャネルＣＨ１〜ＣＨ４が設けられている。なお、図３では、４つのチャネルＣＨ１〜ＣＨ４にそれぞれ対応するＬＥＤ駆動信号に符号ＬＥＤ（ＣＨ１）〜ＬＥＤ（ＣＨ４）を付している。

＜１．２．２ ＬＥＤ駆動回路＞
図４は、本実施形態におけるＬＥＤ駆動回路５０の機能構成を示すブロック図である。ＬＥＤ駆動回路５０は、図４に示すように、制御部５１０とＬＥＤデータ保持部５２０と動作設定データ保持部５３０とタイマ５４０とＰＷＭ・定電流生成部５５０とを有している。なお、本実施形態においては、ＬＥＤデータ保持部５２０によって点灯制御データ保持部が実現され、動作設定データ保持部５３０によって動作条件情報保持部が実現されている。

まず、このＬＥＤ駆動回路５０の概略動作について説明する。照明部６０内の各ＬＥＤ６１の輝度を制御するためのデータである点灯制御データＬＤが外部からＬＥＤ駆動回路５０に与えられる。その点灯制御データＬＤは、ＬＥＤデータ保持部５２０に保持される。また、液晶表示装置の起動直後などのタイミングで外部からＬＥＤ駆動回路５０に動作設定データＳＤが与えられ、その動作設定データＳＤは動作設定データ保持部５３０に保持される。ところで、ＬＥＤデータ保持部５２０には１６個のＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤが保持されるが、このバックライト装置７０ではＬＥＤ６１の時分割駆動を行うため（ＬＥＤ６１を行毎に駆動するため）、ＬＥＤデータ保持部５２０から点灯制御データＬＤが４個ずつ読み出される必要がある。そこで、点灯制御データＬＤの読み出し先を切り替えるための点灯切り替え信号ＳＷが、動作設定データ保持部５３０に保持されている動作設定データＳＤに基づいてタイマ５４０によって生成される。そして、制御部５１０が、タイマ５４０によって生成された点灯切り替え信号ＳＷに基づいて、駆動対象のＬＥＤ６１についての点灯制御データＬＤをＬＥＤデータ保持部５２０から読み出し、その読み出した点灯制御データＬＤに基づいてＰＷＭ・定電流生成部５５０の動作を制御する。これにより、ＰＷＭ・定電流生成部５５０は、各ＬＥＤ６１が点灯制御データＬＤに基づく輝度で点灯するよう、ＬＥＤ駆動信号ＬＥＤ（ＣＨ１）〜ＬＥＤ（ＣＨ４）を出力する。

以下、ＬＥＤ駆動回路５０の構成および動作について詳しく説明する。なお、図３に示した構成に関し、以下の説明では各ＬＥＤを図５に示す符号で識別する。例えば、ＬＥＤ２＿３は、グループＧＲ２に含まれチャネルＣＨ３に対応するＬＥＤを表す。

ＬＥＤデータ保持部５２０は、外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１と内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２とによって構成されている。外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１および内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２を構成する各レジスタは、揮発性のレジスタである。図６に示すように、外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１は、照明部６０内の各ＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤを保持するための１６個のレジスタによって構成されている。なお、図６では、ＬＥＤを識別するための符号を付した矩形によって、当該符号で特定されるＬＥＤに対応する点灯制御データＬＤを保持するレジスタを模式的に表している。内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２についても、同様に、照明部６０内の各ＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤを保持するための１６個のレジスタによって構成されている。なお、従来のＬＥＤ駆動回路には、点灯制御データを保持するためのレジスタ群として、図７に示すように１つのグループに含まれるＬＥＤの数だけのレジスタ（チャネル数が４であれば、４つのレジスタ）が設けられていた。

ＬＥＤ駆動回路５０には、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）などのシリアルバスを介して、点灯制御データＬＤが送られる。ＬＥＤ駆動回路５０に送られる点灯制御データＬＤにはアドレスの情報が含まれており、そのアドレスの情報に基づいて、外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１内の該当のレジスタに点灯制御データＬＤ（ＬＥＤの輝度の情報）が書き込まれる。外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１に書き込まれた点灯制御データＬＤは、ローカルディミング制御部４０から送られるラッチ信号ＬＳに基づいて、内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２に転送される。そして、制御部５１０による点灯制御データＬＤの読み出しは、内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２内のレジスタから行われる。なお、例えば垂直同期信号をラッチ信号ＬＳとして用いるようにしても良い。

動作設定データ保持部５３０は、動作条件設定レジスタ５３１によって構成されている。動作条件設定レジスタ５３１は、動作設定データＳＤを保持するためのレジスタである。より詳しくは、動作条件設定レジスタ５３１は、１フレーム期間の長さの情報と、１フレーム期間に各ＬＥＤ６１が駆動される回数（１フレーム期間に各ＬＥＤ６１が点灯と消灯とを繰り返す回数）の情報と、ＬＥＤの時分割駆動における時分割数すなわち上述したグループの数の情報とを保持するための揮発性のレジスタである（図８参照）。なお、従来のＬＥＤ駆動回路には、本実施形態における動作条件設定レジスタ５３１に対応するレジスタとして、図９に示すように１フレーム期間の長さの情報のみを保持するレジスタが設けられていた。

動作設定データＳＤは、点灯制御データＬＤと同様、Ｉ２ＣやＳＰＩなどのシリアルバスを介して、ＬＥＤ駆動回路５０に送られる。ＬＥＤ駆動回路５０に送られた動作設定データＳＤは、動作条件設定レジスタ５３１に書き込まれる。本実施形態においては、動作条件設定レジスタ５３１に書き込まれる情報は以下のとおりである。フレームレートは６０Ｈｚであるので、１フレーム期間の長さは１６．６ミリ秒である。本実施形態においては、ＬＥＤ駆動回路５０は、図２６に示したように各ＬＥＤ６１が各フレーム期間に４回点灯するよう、各ＬＥＤ６１を駆動する。すなわち、１フレーム期間に各ＬＥＤ６１が駆動される回数は４である。グループの数については、上述したように４である。

ここで、１フレーム期間の長さをＦＴとし、１フレーム期間に各ＬＥＤ６１が駆動される回数をＮとし、グループの数をＧＮとすると、各ＬＥＤが１回の駆動で点灯可能な最大の時間（最大点灯時間）Ｔは次式（１）に示すとおりとなる。
Ｔ＝ＦＴ／（ＧＮ×Ｎ） ・・・（１）

本実施形態の例では、最大点灯時間Ｔは、次式（２）で算出されるので、約１ミリ秒となる。
Ｔ＝１６．６／（４×４） ・・・（２）

ところで、上述した外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１および内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２を構成する各レジスタは、例えば８ビットである。この場合、例えば、レジスタに保持された値が２５５であることは、当該レジスタに対応するＬＥＤ６１をデューティ比１００％で点灯させることを表し、レジスタに保持された値が１２７であることは、当該レジスタに対応するＬＥＤ６１をデューティ比５０％で点灯させることを表す。本実施形態の例では、デューティ比１００％はＬＥＤ６１を約１ミリ秒点灯させることに相当し、デューティ比５０％はＬＥＤ６１を約０．５ミリ秒点灯させることに相当する。

タイマ５４０は、上述のように求められる最大点灯時間Ｔに基づいて、点灯切り替え信号ＳＷを生成する。より詳しくは、タイマ５４０は、各グループに含まれるＬＥＤ６１の駆動開始時点から時間を測定し、最大点灯時間Ｔが経過した時点に点灯切り替え信号ＳＷの例えば立ち上がりエッジが生じるよう、点灯切り替え信号ＳＷを生成する。

制御部５１０は、上述のように生成された点灯切り替え信号ＳＷに基づきＬＥＤデータ保持部５２０の内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２から点灯制御データＬＤを読み出し、その読み出した点灯制御データＬＤに基づいて駆動対象のＬＥＤ６１が駆動されるようＰＷＭ・定電流生成部５５０の動作を制御する。なお、本実施形態においては、ＬＥＤデータ保持部５２０の内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２から点灯切り替え信号ＳＷに応じて読み出される点灯制御データＬＤが上式（１）で求められる時間Ｔごとに切り替えられる。

ＰＷＭ・定電流生成部５５０は、各ＬＥＤ６１が点灯制御データＬＤに基づく輝度で点灯するよう、ＬＥＤ駆動信号ＬＥＤ（ＣＨ１）〜ＬＥＤ（ＣＨ４）を出力する。より詳しくは、ＰＷＭ・定電流生成部５５０は、概略的には例えば図１０に示すような構成によってＬＥＤ６１に定電流が流れ得る状態を維持しつつ、ＬＥＤ６１（駆動対象のＬＥＤ６１）が点灯制御データＬＤに基づく輝度で点灯するようにトランジスタ５５１のオン／オフ状態を制御するＰＷＭ信号を生成して当該ＰＷＭ信号をＬＥＤ駆動信号として出力する。

図１１は、ＬＥＤ駆動回路５０の動作について説明するための信号波形図である。なお、図１１に関し、例えば、符号Ｄ２＿３はＬＥＤ２＿３（図５参照）に対応する点灯制御データＬＤを表している。図１１に示すように、各フレーム期間に１６個のＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤがＬＥＤ駆動回路５０に入力される。その際、各ＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤが入力される都度、当該点灯制御データＬＤは外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１内の該当のレジスタに書き込まれる。１６個のＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤの全てが外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１内のレジスタに書き込まれた後、ラッチ信号ＬＳの立ち上がりエッジが生じたタイミングで、外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群５２１に保持されている全ての点灯制御データＬＤが内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２に転送される。

そして、１６個のＬＥＤ６１に対応する点灯制御データＬＤが内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２に保持された状態で、図１１に示すように（１／１６）フレーム期間毎に点灯切り替え信号ＳＷの立ち上がりエッジが生じる。なお、図１１において符号Ｅｘ（ｘは１〜４のいずれか）で表すタイミングは、内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２からの読み出し先のレジスタをｘ行目に含まれるＬＥＤ６１に対応するレジスタに設定するタイミングである。図１１に示す波形の点灯切り替え信号ＳＷに基づき、内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２からの読み出し先のレジスタは図１２に示すように変化する。詳しくは、図１２に示すような読み出し先のレジスタの変化が、各フレーム期間に４回繰り返される。これにより、ＬＥＤ６１は、図２６に示したように、行毎に、かつ、各フレーム期間に４回ずつ、点灯する。なお、上述したようにフレームレートは６０Ｈｚであるので、ＬＥＤ６１の点灯周波数は２４０Ｈｚとなる。

＜１．３ 効果＞
本実施形態によれば、バックライト装置７０を構成する複数個のＬＥＤ６１が行毎に点灯し、かつ、各ＬＥＤ６１が各フレーム期間に４回点灯するように、ＬＥＤ６１の時分割駆動が行われる。このような前提下、ＬＥＤ６１を駆動するＬＥＤ駆動回路５０には、各ＬＥＤ６１の輝度を制御するための点灯制御データＬＤを保持するＬＥＤデータ保持部５２０として機能するレジスタが設けられている。そして、ＬＥＤ６１の駆動に用いる点灯制御データＬＤの読み出し先のレジスタが、点灯切り替え信号ＳＷに基づいて切り替えられる。このようにレジスタに保持された点灯制御データＬＤを繰り返し使用することによって各ＬＥＤ６１を各フレーム期間に複数回点灯させることが可能となっているので、外部からＬＥＤ駆動回路５０に同じ点灯制御データＬＤを繰り返し転送する必要がない。従って、高速インタフェースを用いることなく、所望の時分割駆動が行われるよう点灯制御データＬＤを転送することができる。また、各ＬＥＤ６１は２４０Ｈｚの周波数で点灯するので、ちらつきが生じることもない。以上より、本実施形態によれば、ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現できる。

＜１．４ 変形例＞
上記第１の実施形態においては、外部からＬＥＤ駆動回路５０に送られてきた点灯制御データＬＤを保持するためのＬＥＤデータ保持部５２０はレジスタで実現されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤデータ保持部５２０をメモリで実現することもできる。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 概略および全体構成＞
上記第１の実施形態においては、点灯制御データＬＤの読み出し先を切り替えるための点灯切り替え信号ＳＷがタイマ５４０（図４参照）によって生成されていた。これに対して、本実施形態においては、同期信号に基づいて点灯切り替え信号ＳＷが生成される。以下、上記第１の実施形態と異なる点について説明する。

図１３は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態においては、タイミングコントローラ１０からＬＥＤ駆動回路５０に水平同期信号Ｈｓｙｎｃが送られる。それ以外の点については、上記第１の実施形態と同様である。なお、水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、タイミングコントローラ１０以外の構成要素からＬＥＤ駆動回路５０に送られても良い。

＜２．２ ＬＥＤ駆動回路の構成＞
図１４は、本実施形態におけるＬＥＤ駆動回路５０の機能構成を示すブロック図である。本実施形態においては、ＬＥＤ駆動回路５０には、上記第１の実施形態におけるタイマ５４０に代えて切り替え信号生成部５６０が設けられている。切り替え信号生成部５６０は、タイミングコントローラ１０から送られる水平同期信号Ｈｓｙｎｃに基づいて点灯切り替え信号ＳＷを生成する。

ここで、上記第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ６１が４つのグループに区分されていて各ＬＥＤ６１を各フレーム期間に４回点灯させるものと仮定する。この場合、点灯制御データＬＤの読み出し先のレジスタの切り替えが各フレーム期間に１６回行われなければならない。従って、仮にゲートバスラインＧＬの本数が１０８０本であれば、約６７（＝１０８０／１６）水平走査期間毎に点灯制御データＬＤの読み出し先のレジスタの切り替えが行われなければならない。そこで、切り替え信号生成部５６０は、水平同期信号Ｈｓｙｎｃのパルスの発生回数をカウントし、当該パルスが６７回発生する毎に点灯切り替え信号ＳＷの例えば立ち上がりエッジが生じるよう、点灯切り替え信号ＳＷを生成する。このようにして切り替え信号生成部５６０で生成された点灯切り替え信号ＳＷに基づいて、上記第１の実施形態と同様、ＬＥＤ６１の駆動に用いる点灯制御データＬＤの読み出し先のレジスタの切り替えが行われる。

＜２．３ 効果＞
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現できる。

＜２．４ 変形例＞
上記第２の実施形態においては水平同期信号Ｈｓｙｎｃに基づいて点灯切り替え信号ＳＷが生成されていたが、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて点灯切り替え信号ＳＷを生成することもできる。詳しくは、本変形例においては、切り替え信号生成部（図１４参照）５６０内にタイマが設けられており、当該タイマを用いて図１５に示すように垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを逓倍することによって点灯切り替え信号ＳＷが生成される。例えば、上記のようにＬＥＤ６１が４つのグループに区分されていて各ＬＥＤ６１を各フレーム期間に４回点灯させる場合、タイマが（１／１６）フレーム期間に相当する長さの時間を測定する。そして、切り替え信号生成部５６０は、それに基づいて、周波数が１６倍となるように垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを逓倍することによって点灯切り替え信号ＳＷを生成する。

＜３．第３の実施形態＞
＜３．１ 概略および全体構成＞
上記第１および第２の実施形態においては、点灯制御データＬＤの読み出し先を切り替えるための点灯切り替え信号ＳＷがＬＥＤ駆動回路５０の内部で生成されていた。これに対して、本実施形態においては、ＬＥＤ駆動回路５０に対して外部から点灯切り替え信号ＳＷが与えられる。以下、上記第１の実施形態と異なる点について説明する。

図１６は、第３の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態においては、ローカルディミング制御部４０からＬＥＤ駆動回路５０に送られるＬＥＤ制御信号ＬＣＴＬが点灯制御データＬＤとラッチ信号ＬＳと動作設定データＳＤと点灯切り替え信号ＳＷとによって構成されている。すなわち、本実施形態においては、点灯切り替え信号ＳＷは、ローカルディミング制御部４０からＬＥＤ駆動回路５０に与えられる。それ以外の点については、上記第１の実施形態と同様である。なお、点灯切り替え信号ＳＷがタイミングコントローラ１０からＬＥＤ駆動回路５０に与えられるようにしても良い。

＜３．２ ＬＥＤ駆動回路の構成＞
図１７は、本実施形態におけるＬＥＤ駆動回路５０の機能構成を示すブロック図である。本実施形態においては、図１７に示すように、ＬＥＤ駆動回路５０の外部から送られる点灯切り替え信号ＳＷが制御部５１０に与えられる。そして、制御部５１０は、その点灯切り替え信号ＳＷに基づいて、ＬＥＤデータ保持部５２０の内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群５２２から点灯制御データＬＤを読み出す。このように、ＬＥＤ駆動回路５０の外部から送られる点灯切り替え信号ＳＷに基づいて、上記第１の実施形態と同様、ＬＥＤ６１の駆動に用いる点灯制御データＬＤの読み出し先のレジスタの切り替えが行われる。

＜３．３ 効果＞
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、ちらつきが生じることのないようＬＥＤの時分割駆動を行うことのできるバックライト装置を高速インタフェースを用いることなく実現できる。

＜４．その他＞
上記各実施形態では各エリアに１個のＬＥＤが設けられていたが、本発明はこれに限定されない。複数個のＬＥＤからなるＬＥＤユニットが各エリアに設けられている場合にも、本発明を適用することができる。

以上において本発明を詳細に説明したが、以上の説明は全ての面で例示的なものであって制限的なものではない。多数の他の変更や変形が本発明の範囲を逸脱することなく案出可能であると了解される。

１０…タイミングコントローラ
２０…パネル駆動回路
３０…液晶パネル
３２…表示部
４０…ローカルディミング制御部
５０…ＬＥＤ駆動回路（ＬＥＤドライバＩＣ）
６０…照明部
６１…ＬＥＤ
７０…バックライト装置
７１…スイッチ
５１０…制御部
５２０…ＬＥＤデータ保持部
５２１…外部設定用点灯制御データ保持レジスタ群
５２２…内部読み出し用点灯制御データ保持レジスタ群
５３０…動作設定データ保持部
５３１…動作条件設定レジスタ
５４０…タイマ
５５０…ＰＷＭ・定電流生成部
５６０…切り替え信号生成部
ＬＤ…点灯制御データ
ＳＷ…点灯切り替え信号

Claims (11)

1. ＬＥＤを光源とするバックライト装置であって、
   それぞれが１または複数のＬＥＤからなるＬＥＤユニットであって、複数のグループに区分される複数のＬＥＤユニットと、
   前記複数のＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤを時分割でグループ毎に駆動するＬＥＤ駆動回路と
   を備え、
   前記ＬＥＤ駆動回路は、
   前記複数のＬＥＤユニットのそれぞれに含まれるＬＥＤの輝度を制御するために外部から送られるデータである点灯制御データを保持する点灯制御データ保持部を備え、
   前記点灯制御データ保持部から所定の点灯切り替え信号に応じて読み出した点灯制御データに基づいて駆動対象のＬＥＤを駆動し、
   各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤは、１フレーム期間にＮ回（Ｎは２以上の整数）駆動され、
   各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤに対応する点灯制御データは、前記ＬＥＤ駆動回路によって前記点灯制御データ保持部から１フレーム期間にＮ回読み出される、バックライト装置。
2. １フレーム期間の長さをＦＴとし、前記グループの数をＧＮとすると、前記点灯制御データ保持部から前記点灯切り替え信号に応じて読み出される点灯制御データが下記の式で算出される時間Ｔごとに切り替えられる、請求項１に記載のバックライト装置。
   Ｔ＝ＦＴ／（ＧＮ×Ｎ）
3. 前記ＬＥＤ駆動回路は、１フレーム期間の長さの情報、各ＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤが１フレーム期間に駆動される回数の情報、および前記グループの数の情報を保持する動作条件情報保持部を備える、請求項２に記載のバックライト装置。
4. 前記ＬＥＤ駆動回路は、各グループに含まれるＬＥＤの駆動開始時点からの時間を測定することによって前記点灯切り替え信号を生成するタイマを備える、請求項１から３までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
5. 前記ＬＥＤ駆動回路は、外部から送られる同期信号に基づいて前記点灯切り替え信号を生成する点灯切り替え信号生成部を備える、請求項１から３までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
6. 前記同期信号は、水平同期信号であって、
   前記点灯切り替え信号生成部は、前記水平同期信号のパルスの発生回数をカウントすることによって前記点灯切り替え信号を生成する、請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記同期信号は、垂直同期信号であって、
   前記点灯切り替え信号生成部は、前記垂直同期信号の周波数を逓倍することによって前記点灯切り替え信号を生成する、請求項５に記載のバックライト装置。
8. 前記点灯切り替え信号は、外部から前記ＬＥＤ駆動回路に与えられる、請求項１から３までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
9. 前記点灯制御データ保持部は、レジスタである、請求項１から８までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
10. 前記点灯制御データ保持部は、メモリである、請求項１から８までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
11. 画像を表示する表示部を有する表示パネルと、
    前記表示部に光が照射されるよう前記表示パネルの背面に設けられた請求項１から１０までのいずれか１項に記載のバックライト装置と
    を備える、表示装置。

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