JP5859368B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、バックライトの光源を構成する白色発光ダイオードの駆動回路に関する。
アクティブ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する、小型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示装置は、携帯電話機の表示部などに広く使用されている。この液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照射するバックライトを備えている。
小型の液晶表示装置では、バックライトの光源として白色発光ダイオードが使用される。バックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する液晶表示装置において、白色発光ダイオードを駆動するＬＥＤ駆動回路では、主昇圧回路で昇圧された電圧で、白色発光ダイオードを定電流駆動している。
小型の液晶表示装置では、バックライトの光源として白色発光ダイオードが使用される。バックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する液晶表示装置において、白色発光ダイオードを駆動するＬＥＤ駆動回路では、主昇圧回路で昇圧された電圧で、白色発光ダイオードを定電流駆動している。
一般に、白色発光ダイオードを駆動するＬＥＤ駆動回路は主昇圧回路を有し、この主昇圧回路は平滑コンデンサを備えている。
また、バックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する液晶表示装置では、通常、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）制御により、白色発光ダイオードのオン／オフ期間のデューティ比を可変して、バックライトの輝度を調整している。
ＰＷＭ制御によりバックライトの輝度を調整した場合には、白色発光ダイオードを流れる電流が、０％と１００％で変動するので、ＬＥＤ駆動回路における主昇圧回路の平滑コンデンサとして、セラミックコンデンサを使用した場合には、セラミックコンデンサの両端電圧が変動することになり、セラミックコンデンサが発音するという問題点があった。
この問題点を解決するために、主昇圧回路の平滑コンデンサとして、従来は、セラミックコンデンサに代えて、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサを使用している。
しかしながら、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサは、（１）寿命がセラミックコンデンサより短い、（２）内部抵抗が高い、（３）部品形状が大きい、（４）使用温度範囲が狭いなどの問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置のバックライトの主昇圧回路の平滑コンデンサとして、セラミックコンデンサを使用することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
また、バックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する液晶表示装置では、通常、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）制御により、白色発光ダイオードのオン／オフ期間のデューティ比を可変して、バックライトの輝度を調整している。
ＰＷＭ制御によりバックライトの輝度を調整した場合には、白色発光ダイオードを流れる電流が、０％と１００％で変動するので、ＬＥＤ駆動回路における主昇圧回路の平滑コンデンサとして、セラミックコンデンサを使用した場合には、セラミックコンデンサの両端電圧が変動することになり、セラミックコンデンサが発音するという問題点があった。
この問題点を解決するために、主昇圧回路の平滑コンデンサとして、従来は、セラミックコンデンサに代えて、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサを使用している。
しかしながら、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサは、（１）寿命がセラミックコンデンサより短い、（２）内部抵抗が高い、（３）部品形状が大きい、（４）使用温度範囲が狭いなどの問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置のバックライトの主昇圧回路の平滑コンデンサとして、セラミックコンデンサを使用することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）液晶表示パネルと、少なくとも１個の発光ダイオードを有するバックライトと、電源電圧を昇圧し、当該昇圧した電圧を前記少なくとも１個の発光ダイオードに印加する主昇圧回路とを備える液晶表示装置であって、前記主昇圧回路は、出力端に、セラミックコンデンサから成る平滑コンデンサを有し、前記主昇圧回路がオフ状態の時にオンとなり、前記平滑コンデンサの電位変動を補償する補助昇圧回路を有する。
（２）液晶表示パネルと、少なくとも１個の発光ダイオードを有するバックライトと、電源電圧を昇圧し、当該昇圧した電圧を前記少なくとも１個の発光ダイオードに印加する主昇圧回路と、前記主昇圧回路を制御・駆動する主制御回路とを備える液晶表示装置であって、前記主昇圧回路は、一端が電源に接続されるコイルと、前記コイルの他端と接地電位との間に接続され、前記主制御回路によりオン・オフが制御される主スイッチング素子と、前記コイルの他端に接続されるダイオードと、前記ダイオードに接続される平滑コンデンサとを有し、前記平滑コンデンサは、セラミックコンデンサであり、前記コイルの他端と前記ダイオードとの接続点に接続され、前記主昇圧回路がオフ状態の時にオンとなり、前記平滑コンデンサの電位変動を補償する補助昇圧回路を有し、前記補助昇圧回路は、前記コイルの他端と接地電位との間に接続される副スイッチング素子と、前記副スイッチング素子のオン・オフが制御する副制御回路とを有する。
（１）液晶表示パネルと、少なくとも１個の発光ダイオードを有するバックライトと、電源電圧を昇圧し、当該昇圧した電圧を前記少なくとも１個の発光ダイオードに印加する主昇圧回路とを備える液晶表示装置であって、前記主昇圧回路は、出力端に、セラミックコンデンサから成る平滑コンデンサを有し、前記主昇圧回路がオフ状態の時にオンとなり、前記平滑コンデンサの電位変動を補償する補助昇圧回路を有する。
（２）液晶表示パネルと、少なくとも１個の発光ダイオードを有するバックライトと、電源電圧を昇圧し、当該昇圧した電圧を前記少なくとも１個の発光ダイオードに印加する主昇圧回路と、前記主昇圧回路を制御・駆動する主制御回路とを備える液晶表示装置であって、前記主昇圧回路は、一端が電源に接続されるコイルと、前記コイルの他端と接地電位との間に接続され、前記主制御回路によりオン・オフが制御される主スイッチング素子と、前記コイルの他端に接続されるダイオードと、前記ダイオードに接続される平滑コンデンサとを有し、前記平滑コンデンサは、セラミックコンデンサであり、前記コイルの他端と前記ダイオードとの接続点に接続され、前記主昇圧回路がオフ状態の時にオンとなり、前記平滑コンデンサの電位変動を補償する補助昇圧回路を有し、前記補助昇圧回路は、前記コイルの他端と接地電位との間に接続される副スイッチング素子と、前記副スイッチング素子のオン・オフが制御する副制御回路とを有する。
（３）（２）において、前記主制御回路は、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づき、前記主昇圧回路のオン・オフを制御し、前記副スイッチング素子は、スイッチングトランジスタであり、前記副制御回路は、発振器と、前記スイッチングトランジスタの制御電極に接続され、前記発振器の出力と、前記ＰＷＭ信号の反転信号との論理積を取るＡＮＤ回路とで構成される。
（４）（２）において、前記主制御回路は、外部から入力されるＰＷＭ信号が第１電圧レベルの時に、前記主昇圧回路をオン状態、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルとは異なる第２電圧レベルの時に前記主昇圧回路をオフ状態となし、前記副制御回路は、発振器と、前記発振器の出力が入力される微分回路と、前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される抵抗素子と、前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される第３スイッチング素子とを有し、前記副スイッチング素子と前記第３スイッチング素子とは、スイッチングトランジスタであり、前記副スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタの制御電極は、前記微分回路の出力端に接続され、前記第３スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタは、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルの時にオンとなり、前記ＰＷＭ信号が前記第２電圧レベルの時にオフとなる。
（４）（２）において、前記主制御回路は、外部から入力されるＰＷＭ信号が第１電圧レベルの時に、前記主昇圧回路をオン状態、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルとは異なる第２電圧レベルの時に前記主昇圧回路をオフ状態となし、前記副制御回路は、発振器と、前記発振器の出力が入力される微分回路と、前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される抵抗素子と、前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される第３スイッチング素子とを有し、前記副スイッチング素子と前記第３スイッチング素子とは、スイッチングトランジスタであり、前記副スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタの制御電極は、前記微分回路の出力端に接続され、前記第３スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタは、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルの時にオンとなり、前記ＰＷＭ信号が前記第２電圧レベルの時にオフとなる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、液晶表示装置のバックライトの主昇圧回路の平滑コンデンサとして、アルミ電解コンデンサ等と比較し、安価で小型のセラミックコンデンサを使用することが可能となる。
本発明によれば、液晶表示装置のバックライトの主昇圧回路の平滑コンデンサとして、アルミ電解コンデンサ等と比較し、安価で小型のセラミックコンデンサを使用することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライト（ＢＬ）とを有する。液晶表示パネルは、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）とを有し、第１基板（ＳＵＢ１）には、薄膜トランジスタ、画素電極などが形成され、第２基板（ＳＵＢ２）には、遮光膜、カラーフィルタなどが形成される。なお、対向電極は、ＩＰＳ方式などの横電界方式の液晶表示パネルであれば、第１基板（ＳＵＢ１）に形成され、ＶＡ方式などの縦電界方式の液晶表示パネルであれば、第２基板（ＳＵＢ２）に形成される。
液晶表示パネルは、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）とをシール材を介して貼り合わせ、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）との間に液晶を注入・封止して構成される。また、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）の外側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられる。なお、本発明は、液晶表示パネルの構造とは直には関係がないので、液晶表示パネルの構造については省略する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライト（ＢＬ）とを有する。液晶表示パネルは、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）とを有し、第１基板（ＳＵＢ１）には、薄膜トランジスタ、画素電極などが形成され、第２基板（ＳＵＢ２）には、遮光膜、カラーフィルタなどが形成される。なお、対向電極は、ＩＰＳ方式などの横電界方式の液晶表示パネルであれば、第１基板（ＳＵＢ１）に形成され、ＶＡ方式などの縦電界方式の液晶表示パネルであれば、第２基板（ＳＵＢ２）に形成される。
液晶表示パネルは、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）とをシール材を介して貼り合わせ、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）との間に液晶を注入・封止して構成される。また、第１基板（ＳＵＢ１）と第２基板（ＳＵＢ２）の外側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられる。なお、本発明は、液晶表示パネルの構造とは直には関係がないので、液晶表示パネルの構造については省略する。
第１基板（ＳＵＢ１）の一方の長辺側の周辺には、映像線駆動回路（ＤＲＤ）が配置され、第１基板（ＳＵＢ１）の一方の短辺側の周辺には、走査線駆動回路（ＤＲＧ）が配置される。
映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、表示制御回路（タイミングコントローラ）３０により、制御・駆動される。
なお、図１では、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、それぞれ２個の半導体チップで構成される場合について説明したが、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、１個の半導体チップで構成してもよい。
バックライト（ＢＬ）は光源として白色発光ダイオード（図示せず）を有し、この白色発光ダイオードは、ＬＥＤ駆動回路５０で駆動される。
電源回路４０は、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）に対して、各画素を駆動するための電圧を供給する。
映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、表示制御回路（タイミングコントローラ）３０により、制御・駆動される。
なお、図１では、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、それぞれ２個の半導体チップで構成される場合について説明したが、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）とは、１個の半導体チップで構成してもよい。
バックライト（ＢＬ）は光源として白色発光ダイオード（図示せず）を有し、この白色発光ダイオードは、ＬＥＤ駆動回路５０で駆動される。
電源回路４０は、映像線駆動回路（ＤＲＤ）と走査線駆動回路（ＤＲＧ）に対して、各画素を駆動するための電圧を供給する。
図５は、従来の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路の回路構成を示す回路図である。初めに、図５を用いて従来のＬＥＤ駆動回路の問題点について説明する。
図５に示す従来のＬＥＤ駆動回路５０は、主昇圧回路１０と、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）とで構成される。
主昇圧回路１０は、コイル（Ｌ１）と、ダイオード（Ｄ１）と、平滑コンデンサ（Ｃ１）と、主スイッチング素子を構成するｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）とで構成される。主昇圧回路１０は、スイッチング方式（チョッパ方式）のＤＣ−ＤＣコンバータで構成されており、電源回路４０から供給される１２Ｖの電圧を、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）を駆動するのに適した駆動電圧（例えば５０Ｖ）に変換して出力する。
ここで、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）は、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）により、オン・オフが制御される。
また、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電圧が異常か否かをモニタする電圧モニタ部（１３）と、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）に流れる電流を一定の電流に維持する定電流回路部１２を有する。
図５に示す従来のＬＥＤ駆動回路５０は、主昇圧回路１０と、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）とで構成される。
主昇圧回路１０は、コイル（Ｌ１）と、ダイオード（Ｄ１）と、平滑コンデンサ（Ｃ１）と、主スイッチング素子を構成するｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）とで構成される。主昇圧回路１０は、スイッチング方式（チョッパ方式）のＤＣ−ＤＣコンバータで構成されており、電源回路４０から供給される１２Ｖの電圧を、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）を駆動するのに適した駆動電圧（例えば５０Ｖ）に変換して出力する。
ここで、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）は、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）により、オン・オフが制御される。
また、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電圧が異常か否かをモニタする電圧モニタ部（１３）と、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）に流れる電流を一定の電流に維持する定電流回路部１２を有する。
ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン・オフを制御して、電源回路４０から供給される１２Ｖの電圧を、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）を駆動するのに適した駆動電圧（例えば５０Ｖ）に変換するとともに、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）に流れる電流が、安定するように、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン・オフを制御する。
また、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）には、外部からＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）信号が入力され、このＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベル）の場合に、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン、オフを制御して、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４を定電流で駆動する。
また、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベル（以下、Ｌレベル）の場合に、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）を常時オフ状態として、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に流れる電流を０とする。
これにより、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４の発光時間を制御して、バックライトの輝度を調整（以下、ＰＷＭ調光という）している。
また、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）には、外部からＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）信号が入力され、このＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベル）の場合に、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン、オフを制御して、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４を定電流で駆動する。
また、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベル（以下、Ｌレベル）の場合に、ＬＥＤドライバ制御ＩＣ（１１）は、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）を常時オフ状態として、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に流れる電流を０とする。
これにより、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４の発光時間を制御して、バックライトの輝度を調整（以下、ＰＷＭ調光という）している。
図６は、従来の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路のタイミングチャートである。
図６（ｃ）に示すように、ＰＷＭ信号により、バックライトの輝度を調整する場合、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に流れる電流は、０％、１００％との間で変動することになる。
この時、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、主昇圧回路１０は、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に電流が流れている時（即ち、ＰＷＭ信号がＨレベルの時）に昇圧動作を行い、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に電流が流れていない時（即ち、ＰＷＭ信号がＬレベルの時）に、昇圧動作を停止する。
主昇圧回路１０が、昇圧動作を停止している時は、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電荷は、平滑コンデンサ（Ｃ１）自身のリーク電流（図５の点線Ａに示す電流）、および、電圧モニタ部１３を介するリーク電流（図５の点線Ｂに示す電流）により外部に流出するので、図６（ｄ）に示すように、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧（即ち、図５のＰ点の電圧）は低下することになる。
即ち、ＰＷＭ調光を行うと、主昇圧回路１０の昇圧動作と、昇圧動作の停止とが繰り返されるので、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧も変動する。
平滑コンデンサ（Ｃ１）に、セラミックコンデンサを用いた場合は、電位変動が、セラミックコンデンサの形状変化となり発音する問題がある。そのため、平滑コンデンサ（Ｃ１）としては、従来、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサ等を用いていた。そして、前述したように、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサを、平滑コンデンサ（Ｃ１）として使用すると、（１）寿命がセラミックコンデンサより短い、（２）内部抵抗が高い、（３）部品形状が大きい、（４）使用温度範囲が狭い、という問題点があった。
図６（ｃ）に示すように、ＰＷＭ信号により、バックライトの輝度を調整する場合、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に流れる電流は、０％、１００％との間で変動することになる。
この時、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、主昇圧回路１０は、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に電流が流れている時（即ち、ＰＷＭ信号がＨレベルの時）に昇圧動作を行い、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４に電流が流れていない時（即ち、ＰＷＭ信号がＬレベルの時）に、昇圧動作を停止する。
主昇圧回路１０が、昇圧動作を停止している時は、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電荷は、平滑コンデンサ（Ｃ１）自身のリーク電流（図５の点線Ａに示す電流）、および、電圧モニタ部１３を介するリーク電流（図５の点線Ｂに示す電流）により外部に流出するので、図６（ｄ）に示すように、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧（即ち、図５のＰ点の電圧）は低下することになる。
即ち、ＰＷＭ調光を行うと、主昇圧回路１０の昇圧動作と、昇圧動作の停止とが繰り返されるので、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧も変動する。
平滑コンデンサ（Ｃ１）に、セラミックコンデンサを用いた場合は、電位変動が、セラミックコンデンサの形状変化となり発音する問題がある。そのため、平滑コンデンサ（Ｃ１）としては、従来、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサ等を用いていた。そして、前述したように、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサを、平滑コンデンサ（Ｃ１）として使用すると、（１）寿命がセラミックコンデンサより短い、（２）内部抵抗が高い、（３）部品形状が大きい、（４）使用温度範囲が狭い、という問題点があった。
図２は、本発明の実施例１の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路の回路構成を示す回路図であり、図３は、本発明の実施例１の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路タイミングチャートである。
図２に示すように、本実施例のＬＥＤ駆動回路５０は、コイル（Ｌ１）とダイオード（Ｄ１）との接続点に、補助昇圧回路２０を接続した点で、図５に示すＬＥＤ駆動回路５０と異なっている。
本実施例の補助昇圧回路２０は、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、ＰＷＭがＬレベルで主昇圧回路１０がオフ状態の時にオンとなり、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電位変動を補償する。ここで、主昇圧回路１０がオフ状態の時には、主スイッチング素子を構成するｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）が常時オフで、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４には電流が流れていない。
図２に示すように、本実施例では、補助昇圧回路２０は、クロック発振器（クロックジェネレータ；ＯＣ）と、クロック発振器（ＯＣ）の出力と、インバータ（ＩＮＶ１）で反転された反転ＰＷＭ信号とが入力されるアンド回路（ＡＮＤ）と、アンド回路（ＡＮＤ）の出力がゲートに入力されるｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）とで構成される。
図２に示すように、本実施例のＬＥＤ駆動回路５０は、コイル（Ｌ１）とダイオード（Ｄ１）との接続点に、補助昇圧回路２０を接続した点で、図５に示すＬＥＤ駆動回路５０と異なっている。
本実施例の補助昇圧回路２０は、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、ＰＷＭがＬレベルで主昇圧回路１０がオフ状態の時にオンとなり、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電位変動を補償する。ここで、主昇圧回路１０がオフ状態の時には、主スイッチング素子を構成するｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）が常時オフで、複数の白色発光ダイオード列（ＬＥＤ）のそれぞれの白色発光ダイオード１４には電流が流れていない。
図２に示すように、本実施例では、補助昇圧回路２０は、クロック発振器（クロックジェネレータ；ＯＣ）と、クロック発振器（ＯＣ）の出力と、インバータ（ＩＮＶ１）で反転された反転ＰＷＭ信号とが入力されるアンド回路（ＡＮＤ）と、アンド回路（ＡＮＤ）の出力がゲートに入力されるｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）とで構成される。
ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）は、コイル（Ｌ１）とダイオード（Ｄ１）との接続点と、接地電位との間に接続されているので、ＰＷＭ信号がＬレベルのときで、クロック発振器（ＯＣ）がクロックを出力している時にオンとなる。
即ち、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）は、図３（ｅ）に示すように、ＰＷＭ信号がＬレベルの時に、間欠的にオンとなり、コイル（Ｌ１）に流れる電流をオン・オフして、平滑コンデンサ（Ｃ１）を充電し、図３（ｆ）に示すように、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧（即ち、図２のＰ点の電圧）の電位変動を少なくする。
これにより、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電圧（図３のＰ点の電圧）が安定化し、主昇圧回路１０の平滑コンデンサ（Ｃ１）として、セラミックコンデンサを使用しても、セラミックコンデンサの形状変化がなくなり、発音もなくなる。
また、セラミックコンデンサは、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサ等と比較して、安価で小型のため、主昇圧回路を含むＬＥＤ駆動回路全体を小型化ができるとともに、長寿命を図ることが可能となる。
即ち、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）は、図３（ｅ）に示すように、ＰＷＭ信号がＬレベルの時に、間欠的にオンとなり、コイル（Ｌ１）に流れる電流をオン・オフして、平滑コンデンサ（Ｃ１）を充電し、図３（ｆ）に示すように、平滑コンデンサ（Ｃ１）の両端の電圧（即ち、図２のＰ点の電圧）の電位変動を少なくする。
これにより、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電圧（図３のＰ点の電圧）が安定化し、主昇圧回路１０の平滑コンデンサ（Ｃ１）として、セラミックコンデンサを使用しても、セラミックコンデンサの形状変化がなくなり、発音もなくなる。
また、セラミックコンデンサは、アルミ電解コンデンサや機能性高分子コンデンサ等と比較して、安価で小型のため、主昇圧回路を含むＬＥＤ駆動回路全体を小型化ができるとともに、長寿命を図ることが可能となる。
［実施例２］
図４は、本発明の実施例２の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路の補助昇圧回路の回路構成を示す回路図である。
図４に示すように、本実施例では、補助昇圧回路２０は、クロック発振器（クロックジェネレータ；ＯＣ）と、微分回路２１と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）と、微分回路２１とＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）との接続点にゲートが接続されるｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）とで構成される。また、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートと接地電位との間には抵抗素子（Ｒ３）が接続されている。
なお、クロック発振器（ＯＣ）は、インバータ（ＩＮＶ２）と、インバータ（ＩＮＶ２）の両端に接続される抵抗素子（Ｒ１）と、インバータ（ＩＮＶ２）の入力端と接地電位との間に接続される平滑コンデンサ（Ｃ２）とで構成される。
また、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）のベースとエミッタとの間には、抵抗素子（Ｒ５）が接続され、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）のベースには、抵抗素子（Ｒ４）を介してＰＷＭ信号が入力される。
したがって、ＰＷＭ信号がＨレベルの時に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）はオンとなり、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートに接地電位を入力し、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）を常時オフとする。
また、ＰＷＭ信号がＬレベルの時に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）はオフとなり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）は、微分回路２１の出力により間欠的にオンとなり、コイル（Ｌ１）に流れる電流をオン・オフして、平滑コンデンサ（Ｃ１）を充電する。
図４は、本発明の実施例２の液晶表示装置のＬＥＤ駆動回路の補助昇圧回路の回路構成を示す回路図である。
図４に示すように、本実施例では、補助昇圧回路２０は、クロック発振器（クロックジェネレータ；ＯＣ）と、微分回路２１と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）と、微分回路２１とＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）との接続点にゲートが接続されるｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）とで構成される。また、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートと接地電位との間には抵抗素子（Ｒ３）が接続されている。
なお、クロック発振器（ＯＣ）は、インバータ（ＩＮＶ２）と、インバータ（ＩＮＶ２）の両端に接続される抵抗素子（Ｒ１）と、インバータ（ＩＮＶ２）の入力端と接地電位との間に接続される平滑コンデンサ（Ｃ２）とで構成される。
また、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）のベースとエミッタとの間には、抵抗素子（Ｒ５）が接続され、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）のベースには、抵抗素子（Ｒ４）を介してＰＷＭ信号が入力される。
したがって、ＰＷＭ信号がＨレベルの時に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）はオンとなり、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートに接地電位を入力し、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）を常時オフとする。
また、ＰＷＭ信号がＬレベルの時に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）はオフとなり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ（Ｔｒ１）は、微分回路２１の出力により間欠的にオンとなり、コイル（Ｌ１）に流れる電流をオン・オフして、平滑コンデンサ（Ｃ１）を充電する。
このように、前述の各実施例の補助昇圧回路２０は、図２に示すリーク電流１（図２の点線Ａに示す電流）と、リーク電流２（図２の点線Ｂに示す電流）を供給して、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電位変動を軽減する。
このリーク電流分を供給するために、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオンする期間（Ｔｏｎ）は、
リーク電流１＝１０μＡ
リーク電流２＝２５０μＡ
入力電圧（Ｖｉ）＝１２Ｖ
出力電圧（Ｖｏ）＝５０Ｖ
補助昇圧回路の周期（Ｔ）＝１０μｓｅｃ（動作周波数１００ｋＨｚ）
コイル（Ｌ１）＝１０μＨとすると、
となり、Ｄｕｔｙは、１．３４％である。
このＴｏｎの期間になるように、図４に示すＣ２の平滑コンデンサの値、Ｒ２、Ｒ３の抵抗素子の値を設定する。例えば、平滑コンデンサ（Ｃ２）が１００ｐＦ、抵抗素子（Ｒ２）が１．５ＫΩ、抵抗素子（Ｒ３）が１００ＫΩの時に、図４に示す補助昇圧回路２０は、図２に示すリーク電流１（図２の点線Ａに示す電流）と、リーク電流２（図２の点線Ｂに示す電流）を供給して、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電位変動を軽減することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
このリーク電流分を供給するために、ｎ型ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオンする期間（Ｔｏｎ）は、
リーク電流１＝１０μＡ
リーク電流２＝２５０μＡ
入力電圧（Ｖｉ）＝１２Ｖ
出力電圧（Ｖｏ）＝５０Ｖ
補助昇圧回路の周期（Ｔ）＝１０μｓｅｃ（動作周波数１００ｋＨｚ）
コイル（Ｌ１）＝１０μＨとすると、
このＴｏｎの期間になるように、図４に示すＣ２の平滑コンデンサの値、Ｒ２、Ｒ３の抵抗素子の値を設定する。例えば、平滑コンデンサ（Ｃ２）が１００ｐＦ、抵抗素子（Ｒ２）が１．５ＫΩ、抵抗素子（Ｒ３）が１００ＫΩの時に、図４に示す補助昇圧回路２０は、図２に示すリーク電流１（図２の点線Ａに示す電流）と、リーク電流２（図２の点線Ｂに示す電流）を供給して、平滑コンデンサ（Ｃ１）の電位変動を軽減することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
１０ 主昇圧回路
１１ ＬＥＤドライバ制御ＩＣ
１２ 定電流回路部
１３ 電圧モニタ部
１４ 白色発光ダイオード
２０ 補助昇圧回路
２１ 微分回路
３０ 表示制御回路（タイミングコントローラ）
４０ 電源回路
５０ ＬＥＤ駆動回路
ＯＣ クロック発振器（クロックジェネレータ）
ＡＮＤ アンド回路
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗素子
Ｌ１ コイル
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ
ＬＥＤ 白色発光ダイオード列
Ｍ１，Ｍ２ ｎ型ＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ１ ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ
ＳＵＢ１ 第１基板
ＳＵＢ２ 第２基板
ＢＬ バックライト
ＤＲＤ 映像線駆動回路
ＤＲＧ 走査線駆動回路
ＰＣＢ プリント配線基板
１１ ＬＥＤドライバ制御ＩＣ
１２ 定電流回路部
１３ 電圧モニタ部
１４ 白色発光ダイオード
２０ 補助昇圧回路
２１ 微分回路
３０ 表示制御回路（タイミングコントローラ）
４０ 電源回路
５０ ＬＥＤ駆動回路
ＯＣ クロック発振器（クロックジェネレータ）
ＡＮＤ アンド回路
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗素子
Ｌ１ コイル
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ
ＬＥＤ 白色発光ダイオード列
Ｍ１，Ｍ２ ｎ型ＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ１ ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ
ＳＵＢ１ 第１基板
ＳＵＢ２ 第２基板
ＢＬ バックライト
ＤＲＤ 映像線駆動回路
ＤＲＧ 走査線駆動回路
ＰＣＢ プリント配線基板
Claims (5)
- 液晶表示パネルと、
少なくとも１個の発光ダイオードを有するバックライトと、
電源電圧を昇圧し、当該昇圧した電圧を前記少なくとも１個の発光ダイオードに印加する主昇圧回路と、
前記主昇圧回路を制御・駆動する主制御回路とを備える液晶表示装置であって、
前記主昇圧回路は、一端が電源に接続されるコイルと、
前記コイルの他端と接地電位との間に接続され、前記主制御回路によりオン・オフが制御される主スイッチング素子と、
前記コイルの他端に接続されるダイオードと、
前記ダイオードに接続される平滑コンデンサとを有し、
前記平滑コンデンサは、セラミックコンデンサであり、
前記コイルの他端と前記ダイオードとの接続点に接続され、前記主昇圧回路がオフ状態の時にオンとなり、前記平滑コンデンサの電位変動を補償する補助昇圧回路を有し、
前記補助昇圧回路は、前記コイルの他端と接地電位との間に接続される副スイッチング素子と、
前記副スイッチング素子のオン・オフが制御する副制御回路とを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記主制御回路は、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づき、前記主昇圧回路のオン・オフを制御し、
前記副スイッチング素子は、スイッチングトランジスタであり、
前記副制御回路は、発振器と、
前記スイッチングトランジスタの制御電極に接続され、前記発振器の出力と、前記ＰＷＭ信号の反転信号との論理積を取るアンド回路とで構成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。 - 前記主制御回路は、外部から入力されるＰＷＭ信号が第１電圧レベルの時に、前記主昇圧回路をオン状態、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルとは異なる第２電圧レベルの時に前記主昇圧回路をオフ状態となし、
前記副制御回路は、発振器と、
前記発振器の出力が入力される微分回路と、
前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される抵抗素子と、
前記微分回路の出力端と接地電位との間に接続される第３スイッチング素子とを有し、
前記副スイッチング素子と前記第３スイッチング素子とは、スイッチングトランジスタであり、
前記副スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタの制御電極は、前記微分回路の出力端に接続され、
前記第３スイッチング素子を構成するスイッチングトランジスタは、前記ＰＷＭ信号が前記第１電圧レベルの時にオンとなり、前記ＰＷＭ信号が前記第２電圧レベルの時にオフとなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記副スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記第３スイッチング素子は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
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