KR20110136686A

KR20110136686A - Ｌｅｄ 구동 장치 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20110136686A
Application number: KR1020110022900A
Authority: KR
Inventors: 히데노리 야스이
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2011-12-21
Also published as: JP2012004190A; TW201204169A; CN102280091A; US20110304599A1

Abstract

본 발명의 일 실시 형태는, 복수의 LED를 발광시키는 LED 구동 장치로서, 복수의 LED 중 적어도 1개를 피측정용 LED로서 발광시키고, 그 피측정용 LED 주위의 LED를 광량 측정용 LED로서 발광시키지 않도록 구동 가능한 LED 구동 회로와, 피측정용 LED의 발광을 측정용 LED에 의해 검출하고, 피측정용 LED의 광량을 검출 가능한 광검출부와, 이 광검출부에 의해 검출한 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 당해 피측정용 LED의 발광량을 조정 가능한 컨트롤러를 구비한다.

Description

ＬＥＤ 구동 장치 및 표시 장치{LED DRIVING DEVICE AND DISPLAY DEVICE}

<관련 출원>

본 출원은 2010년 6월 14일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2010-135529호에 기초한 것으로 그 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 원용된다.

여기서 설명하는 실시 형태는, LED의 휘도 편차 억제를 행하는 LED 구동 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.

종래의 발광 다이오드(이하, LED)를 사용한 백라이트 장치에서는 LED의 휘도 편차가 있기 때문에, 전류값을 일정하게 해도 휘도의 편차가 발생한다. 그 때문에 LED에 대해서는 편차를 억제하는 수단으로서 제품 조립 전에 휘도 선별을 행하거나 또는 LED 구동 시에 포토다이오드 등의 전용 광검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 피드백 제어하여, LED의 휘도 편차 억제를 행하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 휘도 편차의 랭크 선별을 실시하지 않고, 또한 광검출기로서 특별한 광검출 소자를 준비할 필요없이, 휘도 편차의 억제가 가능한 LED 구동 장치 및 표시 장치를 제공하는 것이다.

실시 형태의 LED 구동 장치는, 복수의 LED를 발광 구동하는 LED 구동 장치에 있어서,

상기 복수의 LED 중 적어도 1개를 피측정용 LED로서 발광시키고, 상기 피측정용 LED 주위의 LED를 측정용 LED로서 발광시키지 않도록 구동 가능한 LED 구동 회로와,

상기 피측정용 LED의 발광을 상기 측정용 LED에 의해 검출하고, 상기 피측정용 LED의 광량을 검출 가능한 광검출부와,

상기 광검출부에 의해 검출한 상기 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 상기 피측정용 LED의 발광량을 조정 가능한 컨트롤러를 구비한다.

다른 실시 형태의 표시 장치는, 복수의 LED를 발광 구동하는 LED 구동 장치를 구비하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 광검출부에 의해 검출한 상기 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 상기 피측정용 LED의 발광량을 조정 가능한 컨트롤러를 구비하는 LED 구동 장치와,

상기 LED 구동 장치에 의해 발광 구동되는 상기 복수의 LED를 사용한 백라이트 장치를 구비하는 표시용 디스플레이를 구비한다.

상기 구성의 LED 구동 장치 및 표시 장치에 의하면, 휘도 편차의 랭크 선별을 실시하지 않고, 또한 광검출기로서 특별한 광검출 소자를 준비할 필요없이, 휘도 편차의 억제가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 LED 구동 장치를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태의 LED 구동 장치를 도시하는 블록도.
도 3은 제2 실시 형태의 LED 구동 장치의 동작예를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태의 LED 구동 장치를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태의 LED 구동 장치를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 제5 실시 형태의 LED 구동 장치를 도시하는 블록도.
도 7은 제5 실시 형태의 LED 구동 장치의 동작예를 설명하는 도면.
도 8은 액정 표시 장치의 백라이트 장치에 사용되는 LED 구동 장치의 배치 예를 도시하는 평면도.

본 발명의 실시 형태는, 복수의 LED를 발광 구동하는 LED 구동 장치에 있어서, LED 구동 회로와, 광검출부와, 컨트롤러를 구비한다.

LED 구동 회로는, 상기 복수의 LED 중 적어도 1개를 피측정용 LED로서 발광시키고, 상기 피측정용 LED 주위의 LED를 측정용 LED로서 발광시키지 않도록 구동하는 것이 가능하다.

광검출부는, 상기 피측정용 LED의 발광을 측정용 LED에 의해 검출하고, 피측정용 LED의 광량을 검출하는 것이 가능하다.

컨트롤러는, 상기 광검출부에 의해 검출한 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 피측정용 LED의 발광량을 조정하는 것이 가능하다.

[제1 실시 형태]

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 LED 구동 장치의 블록도를 나타내고 있다.

도 1에 있어서, LED 구동 장치(20)는, 2개의 LED(1, 2)와, 2개의 LED(1, 2)를 구동하는 LED 구동 회로(3)와, 2개의 LED(1, 2) 중 발광하는 1개의 피측정용 LED 이외의 LED를 광량 측정용으로서 사용하는 광검출부(4)와, 비교기(5)와, 기억부인 메모리(6)와, 제어부인 컨트롤러(7)를 구비하고 있다. 이하의 구성에서는, 사용되는 LED(1, 2)는 백색 발광 다이오드로서 설명한다.

LED 구동 장치(20)는, 복수(도면에서는 2개)의 LED(1, 2)를 발광시켜 조명광을 얻는 기능과, 복수의 LED(1, 2)를 개별적으로 발광시켜 발광하지 않는 다른 쪽의 LED에 의해 광량 검출하고, 그 검출 결과를 기준 데이터와 비교함으로써 복수의 LED(1, 2) 개개의 광량 편차를 보정하기 위한 광량 보정값을 얻는 기능을 적어도 구비하고 있다.

광검출부(4)는, 복수의 LED(1, 2) 중 1개의 LED(1)를 피측정용 LED로서 발광시켰을 때, 그 피측정용 LED(1)로부터 발광되는 광량에 따른 데이터를 검출하는 것이며, 복수의 LED(1, 2) 중 피측정용 LED(1) 주변에 있는 또 하나의 다른 LED(2)가 광량 측정용 LED(즉 수광 소자)로서 사용된다. 반대로, 복수의 LED(1, 2) 중 LED(2)를 피측정용 LED로서 발광시켰을 때는, LED(2) 주변에 있는 또 하나의 LED(1)가 광량 측정용 LED(수광 소자)로서 사용된다. 따라서, 광검출부(4)는, 복수의 LED(1, 2) 중 다른 쪽의 LED(2)를 피측정용으로서 발광시켰을 때는, 그 1개의 피측정용 LED(2)로부터 발광되는 광량에 따른 데이터를 검출하는 것이 된다.

이하의 설명에서는, 발광시키는 1개의 피측정용 LED가 LED(1)의 경우를 예로서 설명한다.

이 경우, LED 구동 회로(3)는, 복수의 LED(1, 2) 중 1개의 피측정용 LED(1)를 발광 구동하고, 그 이외의 LED(2)를 발광 구동하지 않도록 한다. 이 발광 구동의 제어는, 컨트롤러(7)의 지시에 기초하여 행해진다.

메모리(6)는, LED 1개분이 발광하는 광량의 기준이 되는 기준 데이터를 기억하는 한편, 광량 검출에 의해 얻어지는 복수의 LED의 LED마다의 광량 보정값을 기억하는 것이다.

비교기(5)는, 메모리(6)에 기억한 기준 데이터와, LED(2)에 발생하는 기전압을 검출하는 광검출부(4)에 의해 검출된 1개의 피측정용 LED(1)의 광량 데이터를 비교하고, 그 비교 결과를 메모리(6)에 출력하여 피측정용 LED(1)의 광량 보정값으로서 기억시킨다. 또한, 다른 쪽의 LED(2)를 피측정용 LED로서 발광 구동시키고, LED(1)를 광량 측정용 LED로서 LED(2)의 광량을 검출한 경우에는, 상기 기준 데이터와 LED(1)의 기전압에 기초하는 LED(2)의 광량 검출 데이터를 비교하고, 그 비교 결과를 LED(2)의 광량 보정값으로서 메모리(6)에 기억시킨다. 따라서, LED(1, 2)를 개별적으로 발광시켜 광량 검출을 행하여, 각 LED(1, 2)의 광량 보정값의 취득이 완료되면, 메모리(6)에는 LED마다의 광량 보정값이 기억되게 된다.

광검출부(4)에는, 광량 검출 라인 선택 회로(4a)가 설치되어 있다. 광량 검출 라인 선택 회로(4a)는, 발광하고 있는 1개의 피측정용 LED(1) 및 그 주변의 적어도 1개의 다른 광량 측정용 LED(2)를 포함하는 복수의 LED(1, 2)의 각 애노드로부터의 출력 라인이 입력 접속되고, 발광시키는 1개의 피측정용 LED(1) 이외의 광량 측정용 LED(2)의 광량 검출 라인만을 선택하여 광량 검출할 수 있도록 되어, 피측정용 LED(1)로부터 광검출부(4)로의 출력 라인에 대해서는 전기적으로 절단할 수 있도록 되어 있다. 이 동작은, 광검출부(4)에 있어서, LED(1, 2)의 출력 라인에 발생하는 전압이 임계값 이상인지의 여부를 검출하여, 발광 구동 전압이 공급되어 있는 임계값 이상의 전압의 출력 라인을 발광 구동 라인으로서 절단하고, 발광 구동 전압이 공급되어 있지 않은 임계값보다 작은 전압의 출력 라인은 광량 검출 라인으로서 선택하여 접속 상태로 함으로써 실현된다.

또한, LED 구동 회로(3)는 복수의 LED(1, 2) 모두 또는 일부를 발광시켜 조명광으로서 사용할 때에는, 메모리(6)에 기억한 LED마다의 광량 보정값에 따라, 복수의 LED(1, 2)의 광량을 개별적으로 가변하여 일정한 기준 광량으로 되도록 복수의 LED(1, 2)를 발광 구동한다.

컨트롤러(7)는, 메모리(6)에 대하여 LED 발광의 기준 데이터의 설정을 행하거나, 광량 측정 시에는 LED 구동 회로(3)에 대하여 복수의 LED 중 어느 LED를 피측정용 LED로서 발광시켜 갈지에 대한 구동 제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(7)는, 복수의 LED를 조명용의 광원으로서 사용할 때에는, 메모리(6)에 기억한 LED마다의 광량 보정값을 판독하고, 그 광량 보정값에 기초하여 LED마다 휘도를 제어하기 위하여 LED 구동 회로(3)에 대하여 휘도 보정용의 제어 신호를 공급한다.

또한, 복수의 LED로서 3개 이상의 LED가 있는 경우에는, 그 중 1개가 피측정용의 LED가 되고, 나머지 2개 이상의 LED가 광량 측정용 LED로서 사용되게 되지만, 이러한 경우에 대해서는 제2 실시 형태 이후에 설명한다.

이상의 구성을 이하에 더욱 구체적으로 설명한다.

LED 구동 회로(3)는, 2개의 LED(1, 2) 각각의 애노드·캐소드 사이에 구동 전압에 기초하는 구동 전류를 흘림으로써 발광(점등)시키고, 또한 구동 전류의 공급을 멈춤으로써 발광 정지(소등)시키는 것이 가능하게 되어 있다.

LED(1, 2) 각각의 애노드는 LED 구동 회로(3)에 접속 가능하게 되는 한편, 광검출부(4)에 접속 가능하게 되어 있다. LED 구동 회로(3)는, 컨트롤러(7)로부터의 지시에 따라 2개의 LED(1, 2) 중 한쪽의 LED(예를 들어 LED(1))의 광량을 검출하여 광량 보정값을 측정할 때에는 LED(1)에 구동 전류를 공급하여 발광(점등)시키고, 다른 한쪽의 LED(예를 들어 LED(2))에는 구동 전류를 공급하지 않도록 제어한다. 반대로, LED 구동 회로(3)는, 컨트롤러(7)로부터의 지시에 의해 2개의 LED(1, 2) 중 한쪽의 LED(2)의 광량을 검출하여 광량 보정값을 측정할 때에는 LED(2)에 구동 전류를 공급하여 발광(점등)시키고, 다른 한쪽의 LED(1)에는 구동 전류를 공급하지 않도록 제어한다.

LED(1, 2) 각각의 애노드 중 발광되는 LED(예를 들어 LED(1))의 애노드에는 구동 전류에 적당한 큰 전압이 발생하고 있으며, 발광 구동되지 않고 광량 측정용으로서 사용되는 LED(예를 들어 LED(2))의 애노드에는 광전 효과에 의한 기전압이 발생하고 있다.

이와 같이, 발광되는 LED(1)의 애노드에 발생하는 전압과, 발광되지 않는 LED(2)의 애노드에 발생하는 전압에서는, 비교적 큰 전압차가 존재한다. 그로 인해, 상기 전압차를 이용하거나, 혹은 LED(1)가 발광 구동되는 것을 이용하여, 애노드 전압이 큰 쪽의 LED(1)의 광량을 검출하여 그 광량 보정값을 측정할 때에는, LED(2)의 애노드의 광량 검출 라인에 출력되는 기전압만을 광검출부(4)에 입력하고, LED(1)의 애노드의 광량 검출 라인에 출력되는 구동 전압을 광검출부(4)에 입력하지 않도록 절단한다.

이 때문에, 광검출부(4) 내에는, 광량 검출 라인 선택 회로(4a)가 설치되어, 2개의 LED(1, 2) 중 광량 측정용으로서 사용되는 LED의 애노드에 접속하는 검출 라인을 선택하여, 발광되는 피측정용의 LED의 애노드에 접속한 검출 라인은 절단할 수 있도록 하고 있다.

이상의 본 실시 형태의 구성에 있어서는, LED는 광전 효과가 있으므로, 광을 수광함으로써 출력 단자로서의 애노드 단자에 전압이 발생하는 것을 이용하고 있다. 피측정용 LED(1)가 발광함으로써, 광량 측정용 LED(2)에 그 발광 휘도에 따른 전압이 발생하므로, 이것을 광검출부(4)를 사용하여 검출한다. 반대로, LED(2)가 발광하고 있는 경우에는, LED(1)가 광량 측정용이 되는 것은 이미 설명한 바와 같다.

검출한 전압이 어느 정도인지는, 메모리(6)에 기억한 기준이 되는 전압과 비교함으로써 측정 가능하게 된다. 비교 결과로서, 검출 전압과 기준 전압의 차분을 구하고, 이것을 광량 보정값으로서 메모리(6)에 LED마다 기억해 둔다. 그리고, 모든 LED의 광량 보정값의 측정 후에, LED(1 및 2)를 조명광으로서 발광(점등)할 때에는, 컨트롤러(7)는 메모리(6)에 기억되어 있는 LED마다의 광량 보정값을 판독하고, LED 구동 회로(3)를 제어하여 LED(1, 2)마다의 구동 전류를 증감시켜, LED마다 편차가 없는 균질한 조명광을 얻는 것이 가능하게 된다.

제1 실시 형태에 의하면, 광검출부로부터의 광량에 따른 데이터에 기초하여, 발광시키는 LED의 광량을 조정할 수 있기 때문에 LED 단체에서 발광량에 편차가 있어도 일정한 광량으로 할 수 있어, 휘도 선별을 실시하지 않는 저렴한 LED를 사용하는 것이 가능하게 된다.

복수의 LED 중 1개의 LED를 피측정용의 LED로 하고, 피측정용 LED 주변의 LED를 광량 측정용의 수광 소자로서 사용함으로써 특별히 전용 광검출 소자를 준비할 필요가 없어져, 저렴한 LED 구동 장치를 구성하는 것이 가능하게 된다.

[제2 실시 형태]

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태의 LED 구동 장치의 블록도를 도시하고 있다.

제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와는 달리, 도 2에 도시한 바와 같이 광검출부(4)의 일부로서 사용하는 광량 측정용의 LED(2)가 복수 있는 경우이며, 복수의 광량 측정용의 LED(2)로부터의 광전 출력에 기초하는 복수의 광량 검출값의 평균값을 계산하기 위하여 평균값 계산부(8)를 새롭게 설치한 구성으로 되어 있다.

제2 실시 형태는, 발광시키는 1개의 피측정용 LED(1) 이외에, 복수의 광량 측정용의 LED(2)가 있는 경우를 나타내는 것이다.

종횡으로 각각 복수의 LED가 배열된 평면 상의 LED 광원 장치(예를 들어 액정 표시 장치의 백라이트 장치)를 생각한다. 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 종횡으로 3×3개의 LED가 있는 경우의 LED 휘도 편차를 억제 가능한 LED 구동 장치를 실현한다. 이 경우는, 1개의 피측정용 LED(1) 주변에 다른 복수(예를 들어 8개)의 광량 측정용의 LED(2)(도 3에는 2a, 2b로서 나타낸다)를 설정할 수 있다. ○가 LED를 나타낸다. 그러나, 도 3과 같이 1개의 피측정용 LED(1) 주변의 8개의 LED를 광량 측정용 LED로 하는 경우에는, 피측정용 LED(1)에 대한 상하좌우의 4개의 LED(2a)와 그 이외의 기울기 방향의 4개의 LED(2b)의 거리차를 발생시키므로, 그 거리차를 보정하는 점에 대해서는 다음 제3 실시 형태에서 설명하기로 한다.

따라서, 제2 실시 형태로서는, 1개의 피측정용 LED(1)에 대하여 동일한 거리차를 갖는 도 3에 도시하는 상하좌우의 4개의 LED(2a), 또는 도 3에 도시하는 우측 상단 기울기 및 좌측 하방 기울기 위치 및 좌측 상단 기울기 및 우측 하단 기울기 위치의 4개의 LED(2b)를 광량 측정용의 LED로서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 광검출부(4)에는, 발광하고 있는 1개의 피측정용 LED(1) 및 그 주변의 광량 측정용의 복수의 다른 LED(2)를 포함하는 복수의 LED의 광량 검출 라인이 접속되고, 발광시키는 1개의 피측정용 LED(1)의 광량 검출 라인을 절단하고, 그 이외의 복수의 다른 광량 측정용 LED(2)의 광량 검출 라인을 선택하기 위한 광량 검출 라인 선택 회로(4a)가 설치되어 있는 것은 도 1의 경우와 마찬가지이다. 그러나, 도 2의 제2 실시 형태에서는, 복수의 LED(2)에 의한 복수의 광량 검출 신호가 얻어지고, 이들 복수의 검출 전압을, 새롭게 설치한 평균값 계산부(8)에 의해 LED 1개당 평균 전압으로 계산하여 비교기(5)에 출력하는 구성으로 하고 있다.

상기한 바와 같이 도 2에 도시하는 제2 실시 형태에서는, 발광시키는 LED(1)의 근방이고 또한 등거리에 있는 복수의 LED(2)를 수광 소자로서 이용하고 있다.

액정 표시 장치의 디스플레이에 사용되는 TV용의 LED 백라이트 장치 등에서는, LED를 다수 사용하고 있기 때문에, 광량을 측정할 때에는 발광시키는 1개의 피측정용 LED의 근방에는 복수의 LED가 존재하게 된다. 이 복수의 LED를 광량 측정용의 수광 소자로서 사용하고, 검출된 광량 데이터의 평균을 취함으로써, 수광 소자로서 동작시키는 복수의 LED의 광전 효과의 편차를 평균화할 수 있어, 더 정확한 광량 검출기로서 기능시키는 것이 가능하게 된다.

제2 실시 형태에 의하면, 복수의 LED를 배열한 조명용의 LED 구동 장치에 있어서, 복수의 LED를 개별적으로 광량 측정할 때에 피측정용의 LED 주변의 복수의 LED를 수광 소자로서 사용하여 검출값을 평균화함으로써, LED의 수광 소자로서의 편차의 영향을 적게 하는 것이 가능하게 되어, 보다 정밀도가 높은 광량의 검출이 가능하게 된다.

[제3 실시 형태]

도 4는 본 발명의 제3 실시 형태의 LED 구동 장치의 블록도를 나타내고 있다.

제3 실시 형태에서는, 도 2의 제2 실시 형태에 있어서 나타낸 복수의 광량 측정용 LED에 의한 광량 검출의 경우, 광량 측정용 LED에 따라서는 발광하고 있는 피측정용 LED로부터의 거리가 상이한 경우가 있다. 예를 들어, 도 3에 있어서, 1개의 피측정용 LED(1)에 대하여 그 주변의 8개의 LED(2)는, LED(1)와의 거리가 모두 L1로 되는 4개의 LED(2a)와, LED(1)의 거리가 모두 L2(L2>L1)로 되는 4개의 LED(2b)의 2조가 존재하고 있다. 이러한 경우에는, 거리에 따라 광량 측정용 LED(2)의 광량 검출에 기초한 광검출부(4)로부터의 복수의 검출 출력의 레벨을 LED(2a)의 조와 LED(2b)의 조로 조정하여 거리에 따른 검출 레벨의 차를 없앰으로써 복수의 광량 측정용 LED(2)와 발광하고 있는 피측정용 LED(1)의 거리가 일정하지 않은 경우에 대처할 수 있다.

본 제3 실시 형태에 있어서는, 수광 소자로서 사용하는 광량 측정용의 LED(2)가 복수 있는 경우이며, 또한 그 복수의 광량 측정용의 LED(2)가 발광시키는 1개의 피측정용 LED(1)에 대하여 거리가 상이한 경우, 그 거리에 따라 복수의 광량 측정용 LED(2)의 검출 출력 중 예를 들어 거리적으로 이격된 위치의 광량 측정용 LED(2b)의 검출 출력을 보정하여, 거리적으로 가까운 위치의 광량 측정용 LED(2a)와 동일한 거리의 검출 출력으로 하기 위하여 광량 측정용 LED(2)의 검출 출력의 진폭 레벨을 조정하는 게인 조정부(9)를 더 설치하고 있다.

이 제3 실시 형태의 경우에도, 광검출부(4)에는, 발광하고 있는 1개의 피측정용 LED 및 그 주변의 복수의 광량 측정용의 LED를 포함하는 복수의 LED의 광량 검출 라인이 접속되고, 발광시키는 1개의 피측정용 LED를 제외한 주변의 다른 광량 측정용 LED의 광량 검출 라인을 선택하기 위한 광량 검출 라인 선택 회로(4a)가 설치되어 있는 것은 전술한 바와 같다.

발광되는 1개의 피측정용 LED 주변의 복수의 광량 측정용 LED가 각각, 1개의 피측정용 LED에 대하여 거리적으로 다른 위치에 있는 경우에도 광량 검출값은 그 거리의 차이분의 보정을 하고 나서 모두 더하여 평균값을 계산한다. 즉, 게인 조정 회로에 의해 광량 검출 출력을 보정하여 거리에 따른 차를 없애고 나서 평균값을 계산한다.

또한, 1개의 피측정용 LED(1)와, 그 피측정용 LED(1) 주변에 8개의 광량 측정용의 LED(2)의 계 9개의 LED가 있는 경우에 한하지 않고, 또한 외주변에 LED가 다수 배열되어 있어도 좋지만, 1개의 피측정용 LED(1) 주변에 다른 복수의 광량 측정용의 LED(2)가 9개 이상 존재하는 경우에, 광량 측정용의 LED(2)로서 9개 이상 사용하면 통상의 격자 형상 배열에서는 9개 이상의 LED가 거리적으로 멀어져 중심 위치에 있는 피측정용 LED(1)의 광량을 측정하는데 거리차에 기초하는 수광량 오차의 영향이 커지므로 그 오차를 보정하는 것이 더 복잡해지지만, 제3 실시 형태와 마찬가지로 하여 동일한 거리의 광량 검출값으로 환산하는 것은 가능하다.

제3 실시 형태에 의하면, 발광되는 1개의 피측정용 LED 주변의 복수의 광량 측정용 LED가 각각, 1개의 피측정용 LED에 대하여 거리적으로 다른 위치에 있는 경우에도 복수의 광량 측정용 LED의 검출값은 발광하고 있는 피측정용 LED로부터, 모두 동일한 거리의 LED의 광량으로 변환할 수 있어, 피측정용 LED로부터의 거리가 일정하지 않은 광량 측정용 LED가 있는 경우에도 대처하는 것이 가능하게 된다.

[제4 실시 형태]

도 5는 본 발명의 제4 실시 형태의 LED 구동 장치의 블록도를 도시하고 있다.

제4 실시 형태에서는, LED가 경년 변화 등으로 열화(쇼트, 단선을 포함한다)되었을 때에, 광량 측정용 LED로 검출되는 전압이 이상값으로 되어, 결과적으로 광량 보정값이 지나치게 커짐으로써, 조명광으로서 점등한 경우에 매우 밝아진다는 이상 사태를 발생시키므로, 이것을 방지하기 위하여 광검출부(4)로부터의 복수의 검출 전압에 있어서의 이상값을 검출하기 위하여 이상값 검출부(10)를 설치하고, 복수의 광량 측정용 LED 중에서 쇼트나 단선이 발생하고 있다고 사료되는 경우에는, 그 검출 전압을 제외하고 밝기(광량)의 계산을 행할 수 있도록 한 것이다. 또한, 이상값 검출부(10)는, 도 1, 도 2 및 도 4의 제1 내지 제3 실시 형태에 나타낸 LED 구동 장치에 대해서도 사용할 수 있다.

즉, 수광 소자로서 사용하는 광량 측정용의 다른 LED(2)가 적어도 1개 있는 경우, 그 적어도 1개의 다른 LED(2)의 출력이 정상인지의 여부의 판정을 하기 위한 이상값 검출부(10)를 더 설치한 구성으로 하는 것이다.

상기한 제4 실시 형태에서는, 1개의 피측정용 LED에 대하여 광량 측정용의 LED가 복수개 있는 경우에, 복수의 광량 검출값이 얻어져 그 중 어느 하나가 이상한 것을 알게 되면, 이상 검출부(10)에 의해 그것을 생략한 후, 게인 조정부(9)에 의해 게인 조정하고, 재차 평균값 계산부(8)에 의해 검출 전압의 평균값을 계산하게 된다.

제4 실시 형태에 의하면, 광검출부(4)로부터의 복수의 검출 출력에 대하여 이상값 검출부(10)에 의한 이상 검출을 사용하면, LED의 경년 변화 등으로 열화(쇼트, 단선을 포함한다)된 경우에, 열화된 LED의 광검출의 데이터를 제외하는 것이 가능하게 되기 때문에, 적정한 데이터만 기초하여 광량 보정값을 계산할 수 있어, 점등 시에 기준 데이터에 대응한 일정한 발광량을 유지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이상값 검출부를 부가함으로써, 제조 시의 조정뿐만 아니라, 제조 후에 사용하고 있는 경우 등에 LED가 불량이 되어도, 휘도 편차 보정을 실시함으로써, 그 불량을 찾아 대처하여, 큰 문제를 발생시키지 않고 LED의 광량의 재조정이 이루어진다.

[제5 실시 형태]

도 6은 본 발명의 제5 실시 형태의 LED 구동 장치의 블록도를 나타내고, 도 7은 도 6에 있어서의 동작예의 설명도를 나타내고 있다.

TV용의 액정 표시 장치 등에 있어서의 LED 구동 장치에 있어서, TV 화면의 1매분의 크기에 상당하는 다수의 LED의 광량 측정을 한번에 행하는 것은 곤란하므로, 실제로는 도 7에 도시한 바와 같이 1개의 화면을 몇 개의 블록으로 나누어 컨트롤하는 경우가 많다. 도 7에서는 3×3씩으로 나눈 4블록(14 내지 17)을 나타내고 있다. 흰색 동그라미 표시(○)는 광량 측정 시에 발광하고 있는 피측정용 LED, 검정색 동그라미 표시(●)는 발광 정지하고 있는 LED이다. 또한, 실선 프레임(18) 내의 ●은 광량 측정용으로서 기능하는 LED이다. 그러나, 도 7과 같이 블록을 나누면, 1개의 피측정용 LED가 빛나는 범위는 미리 결정된 1개의 블록 내에 들어가지 않아도, 인접하는 복수의 블록에도 광이 미치게 된다.

예를 들어, 1개의 블록(14) 내에 있어서의 1개의 피측정용 LED(1)의 위치에 의해, 1개의 피측정용 LED(1) 주변에 존재하는 광량 측정용의 8개의 LED(실선 프레임(18) 내의 ●에 상당한다)는, 피측정용 LED(1)가 위치하는 1개의 블록(14) 내뿐만 아니라 인접하는 다른 블록(15 내지 17) 내의 대응한 위치에 걸치게 된다. 그 경우에, 이웃한 블록과의 광량 검출값의 교환을 생각해 두지 않으면, 1개의 피측정용의 LED(1)의 광량 검출값을 정확하게 계산할 수 없다.

따라서, 도 6에 도시하는 제5 실시 형태의 LED 구동 장치(20D)에서는, 도 5의 제4 실시 형태에 대하여, 타블록으로 검출값을 출력하는 출력부(11)와 타블록으로부터의 검출값을 수취하는 입력부(12)를 추가한 구성으로 되어 있다.

도 7에서, 예를 들어 1화면분의 백라이트 장치가 6×6=36개의 LED를 구비하고 있는 경우에 대하여 생각한다. 부호 14로 나타내는 3×3=9개의 LED가 1블록을 구성하고, 1화면분이 4블록(14 내지 17)으로 구성되어 있다. 4개의 블록(14 내지 17) 중 좌측 상단의 블록(14) 내의 흰색 동그라미 표시(○)가 1개의 발광하고 있는 피측정용 LED(1)를 나타내고, 이 피측정용 LED(1) 주변의 8개의 LED가 광량 측정용의 수광 소자로서 작용한다. 따라서, 도 7의 실선 프레임(18)으로 나타낸 바와 같이, 이들 9개의 LED는 4개의 블록에 걸쳐 존재하게 된다. 그러면, 1개의 발광하고 있는 피측정용 LED(1)로부터 출사된 광량을 검출하기 위한 8개의 수광 소자의 출력은, 4개의 블록(14 내지 17)으로부터 취출해야 한다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이 LED 구동 장치(20D)는 1블록마다 필요하게 되는 1개의 회로 구성을 나타내고 있다. 따라서, 실제로는 예를 들어 TV 수상용 디스플레이에서는, TV 화면을 구성하는 블록 수분의 LED 구동 장치가 존재하게 된다. 그러나, 컨트롤러(7)와 메모리(6)에 대해서는, 소정수의 블록 혹은 1화면분의 복수의 블록에 대하여 공통으로 사용(겸용)되는 것이어도 좋다.

장치로서는, 광량 편차 측정 시에는, 1화면에 있어서의 어느 블록의 어느 LED가 발광(점등)하고 있는지 알 수 있기 때문에, 그 발광하고 있는 장소를 알면 그 둘레의 수광용으로서 사용해야 할 LED도 알 수 있으므로, 도 7의 예로 말하면 4개의 블록(14 내지 17) 중 어느 블록의 LED가 광량 측정용으로서 1개 수광하고 있는지, 2개 수광하고 있는지를 알 수 있으므로, 예를 들어 대향하는 다른 제1 블록(17)으로부터 1개의 LED의 광량 데이터를 받고, 또한 인접하는 다른 제2 블록(15)으로부터 2개의 LED의 광량 데이터를 받고, 또한 인접하는 다른 제3 블록(16)으로부터 2개의 LED의 광량 데이터를 받고, 또한 자신이 발광하고 있는 LED(1)를 포함하는 블록(14)으로부터의 3개의 광량 데이터를 모아 광량 평균값을 계산한 후, 비교기(5)에 의해 그 평균값과 기준값을 비교함으로써 기준값과의 차분을 광량 보정값으로서 메모리(6)에 기억함으로써, 광량 편차 보정값 취득을 위한 동작을 종료한다.

이와 같이, LED 구동 회로(3)의 출력 라인수에는 통상 제한이 있기 때문에, 도 7과 같이 복수의 블록으로 분할되어, 화면 전체를 1개의 회로로는 컨트롤할 수 없다. 이 경우, 검출값을 타블록으로 출력하는 출력부(11)와 타블록으로부터의 입력을 수취하는 입력부(12)를 설치함으로써 복수의 블록에 걸치는 경우에도 문제없이 평균값을 계산할 수 있다.

제5 실시 형태에 의하면, 백라이트 장치와 같이 복수의 LED를 평면 형상으로 배열하여 조명광을 얻는 장치를 구성할 때, 평면 형상으로 출사하는 복수의 LED의 발광량을 균질한 것으로 하고, 또한 1화면에 상당하는 조명광 출사 범위를 복수의 블록으로 나누어 발광 구동하는 조명용의 LED 구동 장치에 있어서, 광량 측정용 LED가 복수의 블록에 걸치는 경우에도 문제없이 광량 평균값을 산출하는 것이 가능하게 되어, 백라이트 조명광에 사용하는 모든 LED에 대하여 개별적으로 광량 편차를 산출하는 것이, 특별한 전용 광검출 소자를 준비할 필요없이 가능하게 된다.

도 8은 액정 표시 장치용 디스플레이의 백라이트 장치에 있어서의, LED 배열 및 이들 LED를 발광 구동하는 제1 내지 제5 실시 형태에 나타낸 LED 구동 장치(20, 20A, 20B, 20C 또는 20D)의 배치의 일례를 나타내고 있다. 즉, 도 8은 LED 구동 장치에 의해 발광 구동되는 복수의 LED(검정색 동그라미로 나타낸다)를 사용한 백라이트 장치의 평면도를 나타내고 있다. 이 백라이트 장치가 액정 표시용 디스플레이(도시 생략)의 배면측에 배치되게 된다.

이상 설명한 본 발명의 실시 형태에 따르면, 제품 조립 전의 휘도 선별을 실시하지 않고, 또한 광 검지기로서 특별한 전용 광검출 소자를 준비할 필요없이, 휘도 편차의 억제가 가능한 LED 구동 장치를 실현할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 백색 LED를 사용하는 LED 구동 장치에 관하여 설명했지만, 컬러 LED에 대해서는 R, G, B 각각을 광원으로서 사용하는 경우, R, G, B마다 발광 효율이 다르기 때문에 기준값의 설정을 R, G, B마다 바꾼 것으로 하면 각 색 LED의 휘도 편차 보정에 대해서는 본 발명의 실시 형태를 응용하는 것이 가능하다.

당 분야의 당업자라면, 추가의 장점 및 변경을 이룰 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 광의의 점에서 상술한 설명 및 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부한 특허청구범위와 그의 등가물에 의해 정의된 정신이나 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이 이루어질 수도 있다.

Claims

복수의 LED를 발광 구동하는 LED 구동 장치로서,
상기 복수의 LED 중 적어도 1개를 피측정용 LED로서 발광시키고, 상기 피측정용 LED 주위의 LED를 측정용 LED로서 발광시키지 않도록 구동 가능한 LED 구동 회로와,
상기 피측정용 LED의 발광을 상기 측정용 LED에 의해 검출하고, 상기 피측정용 LED의 광량을 검출 가능한 광검출부와,
상기 광검출부에 의해 검출한 상기 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 상기 피측정용 LED의 발광량을 조정 가능한 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정용 LED는 광전 효과에 의해, 상기 피측정용 LED의 발광의 광량을 검출하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 비교부를 더 구비하고, 상기 비교부는, 상기 광검출부에 의해 검출한 상기 피측정용 LED의 광량과, 소정의 기준값을 비교한 비교 결과에 기초하여, 상기 피측정용 LED의 발광량에 대한 광량 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 광검출부는, 1개의 상기 피측정용 LED의 발광을 복수의 상기 측정용 LED에 의해 검출하고, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 측정용 LED가 검출한 광량의 평균값에 기초하여 상기 피측정용 LED의 발광량을 조정하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 광량 보정값을 기억하는 메모리를 더 구비하고, 상기 복수의 LED 모두 또는 일부를 발광시켜 조명광으로서 사용하는 경우, 상기 메모리에 기억한 LED마다의 광량 보정값에 따라, 상기 복수의 LED의 광량을 개별적으로 가변하여 기준의 발광량이 되도록 상기 복수의 LED를 발광 구동하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제3항에 있어서, 1개의 피측정용 LED의 발광을 복수의 측정용 LED에 의해 검출하는 경우, 상기 광량 보정값에 대하여, 상기 피측정용 LED로부터 상기 복수의 측정용 LED에 대한 각각의 거리에 따른 보정을 하기 위한 게인 조정 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정용 LED가 검출한 상기 피측정용 LED의 광량이 정상인지의 여부의 판정을 하기 위한 이상값 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 광검출부에는, 상기 피측정용 LED 및 그 주변의 적어도 1개의 측정용 LED를 포함하는 복수의 LED의 출력 라인이 접속되고, 그러한 복수의 LED의 출력 라인 중에서 필요한 적어도 1개의 상기 측정용 LED의 광량 검출 라인을 선택하는 광량 검출 라인 선택 회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제1항에 있어서, 평면 형상으로 배치된 복수의 LED를 소정수마다 1블록으로 하여 복수의 블록으로 분할하여 발광 구동 제어를 행하도록 LED 구동 장치를 구성하고 있는 경우에, 블록마다 사용되는 LED 구동 회로는, LED마다의 광량 검출 시에, 1개의 블록 내의 피측정용 LED의 발광하는 범위가 인접하는 복수의 블록에 걸치는 경우에, 다른 블록으로부터의 광량 검출값을 수취하는 입력부와, 다른 블록으로 공급하는 광량 검출값을 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
제8항에 있어서, 상기 광량 검출 라인 선택 회로는, 상기 광검출부에 접속되는 상기 복수의 LED의 출력 라인에 발생하는 전압이 임계값 이상인지의 여부를 검출하여, 발광 구동 전압이 공급되어 있는 임계값 이상의 전압의 출력 라인을 발광 구동 라인으로서 절단하고, 발광 구동 전압이 공급되어 있지 않은 임계값보다 작은 전압의 출력 라인은 광량 검출 라인으로서 선택하여 접속 상태로 하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
복수의 LED를 발광 구동하는 LED 구동 장치를 구비하는 액정 표시 장치로서,
상기 복수의 LED 중 적어도 1개를 피측정용 LED로서 발광시키고, 상기 피측정용 LED 주위의 LED를 측정용 LED로서 발광시키지 않도록 구동 가능한 LED 구동 회로와,
상기 피측정용 LED의 발광을 상기 측정용 LED에 의해 검출하고, 상기 피측정용 LED의 광량을 검출 가능한 광검출부와,
상기 광검출부에 의해 검출한 상기 피측정용 LED의 발광의 광량에 기초하여, 상기 피측정용 LED의 발광량을 조정 가능한 컨트롤러를 구비하는 LED 구동 장치와,
상기 LED 구동 장치에 의해 발광 구동되는 상기 복수의 LED를 사용한 백라이트 장치를 구비하는 표시용 디스플레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장 치.