发光二极管驱动装置以及照明装置的制造方法

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发光二极管驱动装置以及照明装置的制造方法
【专利摘要】本发明降低2次光的余辉。具备:具有LED芯片(13)以及KSF荧光体(15)的LED(11)、以及与阴极(11C)连接的第1输出电路(5)及第2输出电路(6),在PWM信号为“H”时上述第1输出电路进行驱动,从上述阴极流出IF,在PWM信号为“L”时上述第1输出电路停止驱动,上述第2输出电路被从上述阴极流入上述偏置电流。
【专利说明】
发光二极管驱动装置以及照明装置
技术领域
[0001]本发明涉及发光二极管驱动装置以及照明装置。
【背景技术】
[0002]对于所谓的液晶TV(电视)中所使用的背光灯,利用的是发出作为I次光的蓝色光的LED芯片、被该蓝色光激发而发出红色光作为2次光的红荧光体、以及发出绿色光的绿荧光体。该背光灯因蓝色光、绿色光、以及红色光发生混色而射出白色光。
[0003]在专利文献I中公开了如下的发光元件,S卩,通过发出蓝色光的蓝色LED来激发作为呈现红色发光的氮化物系荧光体的2价Eu活化CaAlSiN3(以下称作CASN荧光体)和呈现绿色发光的绿荧光体,从而呈现白色光。
[0004]此外,作为呈现绿色发光的荧光体,从以往便适当使用了例如专利文献2所示的Eu活化B型SiAlON荧光体。
[0005]在将通过蓝色LED、红荧光体和绿荧光体的组合来发出白色光的照明装置用作液晶TV的背光灯光源的情况下,由于作为荧光体的发光光谱的峰值波长利用的是更窄的峰值波长,因此具有液晶TV的颜色再现性得以提高的趋势。
[0006]然而,在利用了作为专利文献I所示的荧光体的CASN荧光体的情况下,由于红荧光体的发光光谱的波长范围为SOnm以上,因此红色的颜色再现性是不充分的。
[0007]故此,为了实现能够显示深红色的液晶TV等的显示装置,推进利用了专利文献3所示的Mn4+活化K2SiF6的荧光体(以下称作KSF荧光体)的背光灯的开发。KSF荧光体较之于CASN荧光体,峰值波长为窄光谱,较之于利用了 CASN荧光体的情况,能够提高颜色再现性。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本公开专利公报“特开2006-16413号公报(2006年I月19日公开)”
[0011]专利文献2:日本公开专利公报“特开2005-255895号公报(2005年9月22日公开)”
[0012]专利文献3:日本公开专利公报“特开2010-93132号公报(2010年4月22日公开)”
[0013]专利文献4:国际公开专利公报“W02009/110285号公报(2009年9月11日国际公开),,
[0014]专利文献5:特表2009-528429号公报(2009年8月6日公表)
[0015]专利文献6:特开2007-49114号公报(2007年2月22日公开)

【发明内容】

[0016]发明要解决的课题
[0017]在此,液晶TV的大部分是以作为影像信号的帧频率的整数倍的60Hz、120Hz或240Hz来绘制图像的。利用LED能够高速地点亮/熄灭这一特性,能够暂时使背光灯熄灭从而实现不让用户看到不必要影像的显示。
[0018]例如,正当在液晶画面上改写为下一帧的影像的过程中,通过使背光灯暂时熄灭,从而能够降低残影感。此外,在按照使右眼用的影像和左眼用的影像交替地显示的帧序列方式来进行3D(三维)显示时,使背光灯暂时熄灭直至在整个画面上描绘完影像为止,从而能够降低右眼和左眼的图像混杂而成的影像(串扰)。
[0019]在实现该功能的情况下,作为背光灯中所利用的LED的驱动方式而使用了反复点亮和熄灭的PWM(Pulse Width Modulat1n;脉冲宽度调制)驱动方式,但由于其点亮/熄灭的定时与向液晶面板的绘制同步地进行,因此PWM周期使用作为影像信号的帧频率的整数倍的60Hz、120Hz或240Hz的情形较多。
[0020]若利用专利文献3所记载的红荧光体(KSF荧光体),则可获得具有窄光谱的发光,能够提高颜色再现性,但是若直至发光强度变为l/e(e为自然对数的底数)为止的时间(称作余辉时间)约为10〔ms〕,则KSF荧光体的余辉时间比CASN荧光体的余辉时间要长100?1000倍左右。
[0021 ]因而,在以与向液晶面板的显示取得同步的调光频率(PWM调光)使LED点亮/熄灭的情况下,如图19所示,在LED之中,即便是来自LED芯片的作为矩形波的蓝色光熄灭的定时,由于被该来自LED芯片的蓝色光激发而发光的KSF荧光体,也存在红色光的余辉。起因于该来自KSF荧光体的红色光的余辉,会产生能看到显示影像带有颜色的现象、3D显示时能看到左右影像混在一起的所谓的串扰现象等的不良状况。该串扰例如在字幕文字流经画面上的影像等中显著地产生,能看到字幕的一部分带有红色。
[0022]另外,在图19中表示出以Pmi驱动频率120Hz、占空比(Duty) 25 %来驱动背光灯时的KSF荧光体的响应波形。
[0023]本发明正是为了解决上述的问题点而完成的,其目的在于,获得降低了2次光的余辉的发光二极管驱动装置以及照明装置。
[0024]用于解决课题的手段
[0025]为了解决上述的课题,本发明的一形态所涉及的发光二极管驱动装置,具备:发光二极管,其具有:发光二极管芯片,由随着矩形波的信号电平而变化的驱动电流进行驱动,发出与该驱动电流对应的亮度的I次光;和荧光体,被该I次光激发而发出2次光,该发光二极管射出上述I次光和上述2次光的混色光;以及第I输出电路及第2输出电路,与上述发光二极管芯片连接、且分别与输出上述驱动电流的上述发光二极管的输出端连接,上述第I输出电路在上述矩形波的信号电平为“H”时进行驱动,从上述输出端输出第I电流而使上述发光二极管芯片发光,另一方面,在上述矩形波的信号电平为“L”时停止驱动,上述第2输出电路在上述矩形波的信号电平为“L”时从上述输出端输出电流值比上述第I电流低的第2电流而使上述发光二极管芯片发光。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明的一形态,起到获得降低了2次光的余辉的发光二极管驱动装置以及照明装置的效果。
【附图说明】
[0028]图1是表示实施方式I所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0029]图2(a)是放大表示利用了实施方式I所涉及的LED的照明装置的一部分的俯视图,图2(b)是图2(a)所示的照明装置的剖视图。
[0030]图3是实施方式I所涉及的LED的剖视图。
[0031]图4是表示KSF荧光体的发光光谱的图。
[0032]图5是表示CASN荧光体的发光光谱的图。
[0033]图6是表示第I比较例所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0034]图7是表示第2比较例所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0035]图8(a)是表示第I以及第2比较例所涉及的PffM信号的图,图8(b)是表示第I以及第2比较例所涉及的IF信号的图,图8(c)是表示第I以及第2比较例所涉及的LED的发光的样态的图。
[0036]图9(a)是表示实施方式I的LED驱动电路所涉及的PWM信号的图,图9(b)是表示实施方式I的LED驱动电路所涉及的IF信号的图,图9 (c)是表示实施方式I的LED驱动电路所涉及的LED的发光的样态的图。
[0037]图10是表示偏置电流与余辉之间的关系的图。
[0038]图11是表示偏置电流与动态图像性能改善之间的关系的图。
[0039]图12是表示实施方式2所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0040]图13是表示实施方式3所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0041 ]图14是表示实施方式4所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0042]图15(a)表示实施方式4所涉及的LED驱动电路的第IP丽信号P丽,图15(b)表示实施方式4所涉及的LED驱动电路的第2PWM信号PWM,图15(c)表示实施方式4所涉及的LED驱动电路的IF信号,图15 (d)表示实施方式4所涉及的LED驱动电路的LED的发光的样态。
[0043]图16是表示实施方式所涉及的LED驱动电路的构成的框图。
[0044]图17是表示各实施方式所涉及的LED驱动电路中使用的各信号的值的一例的图。
[0045]图18是表示第I比较例所涉及的LED驱动电路130以及实施方式5所涉及的LED驱动电路中使用的各信号的值的一例的图。
[0046]图19是表示在使用了KSF荧光体的以往的LED中基于HVM信号的LED的蓝色光与红色光的发光的样态的图。
[0047]图20是表示作为实施方式2所涉及的LED驱动电路的变形例的LED驱动电路的构成的框图。
【具体实施方式】
[0048]〔实施方式I〕
[0049]以下,详细说明本发明的实施方式I。
[0050](照明装置I的构成)
[0051]首先,说明利用了本实施方式所涉及的LED(发光二极管)11的照明装置71。图2(a)是放大表示利用了实施方式I所涉及的LEDll的照明装置71的一部分的俯视图,图2(b)是图2(a)所示的照明装置71的剖视图。
[0052]如图2(a)以及(b)所示,照明装置71具备基板72、多个LEDll以及导光板75。另外,照明装置71为了控制多个LEDll的驱动,在图2中还具备未图示的LED驱动电路部(参照图
Do
[0053]导光板75是整体为长方形且具有给定厚度的透明部件。该导光板75具有从光辐射面75b的各部取出光以使从光入射部75a入射的光面状辐射的构造,且由丙烯酸等透明材料形成。此外,导光板75的一边侧的端面作为光入射的光入射部75a来发挥功能。
[0054]基板72形成为细长的长方形(长条状)。基板72在安装多个LEDll的安装面上形成有用于向LEDll供电的未图示的印刷布线。此外,在基板72的两个端部或者一个端部设置有与印刷布线连接的未图示的正极端子以及负极端子。用于从外部供电的布线与该正极端子以及负极端子连接,由此LEDl I被供电。
[0055]在基板72上,多个LEDll沿着基板72的长边方向被安装为I列。多个LEDll沿着基板72的长边方向分别被串联连接。
[0056]基板72以及LEDll构成了光源部77。该光源部77中,多个LEDll各自的发光面与光入射部75a对置且配置在与导光板75接近的位置,以使来自多个LEDl I各自的LED芯片(发光二极管芯片)13的射出光入射至导光板75的光入射部75a。
[0057](LED 驱动电路 30)
[0058]利用图1来说明照明装置71所具备的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)30的构成。图1是表示实施方式I所涉及的LED驱动电路30的构成的框图。
[0059]LED驱动电路30具备:阳极电压生成电路1、具有第I输出电路5的恒流电路2、PffM信号生成电路(PBi信号生成部)3、第2输出电路6、以及LEDll。第I输出电路5由开关元件4构成。第2输出电路6由电阻7构成。
[0060]LEDll具有:作为LED芯片13中流动的正向电流的输入端的阳极11A;以及作为用于将LED芯片13中流动的正向电流输出至LED11的外部的输出端的阴极11C。LED驱动电路30具有多个该LED11,各个LEDl I被串联连接或并联连接。另外,LED驱动电路30所具有的LED11的个数也可以仅为一个。
[0061 ] LEDll被从阳极电压生成电路I输入阳极电压信号,在LED芯片13中流动IF(正向电流(驱动电流)),从而发出白色光。
[0062]阳极电压生成电路I是输出为使LEDll点亮所需的阳极电压信号的电路。阳极电压生成电路I将上述生成的阳极电压信号输出至LEDl I的阳极IIA,由此来供给LED11点亮所需的VF(正向电压)值。
[0063]恒流电路2与HVM信号生成电路3、LED11的阴极IlC以及第2输出电路6连接。Pmi信号生成电路3与恒流电路2连接,并且与作为第I输出电路5的开关元件4连接。阳极电压生成电路I与恒流电路2以及LEDll的阳极IlA连接。LEDll的阳极IlA与阳极电压生成电路I连接,LEDll的阴极IlC与开关元件4连接,并且与作为第2输出电路的电阻7的一端连接。电阻7的一端与LE D11的阴极11C连接,且电阻7的另一端被电接地。
[0064]恒流电路2是向LEDlI流入恒定的电流从而使该LEDl I以恒定的电流点亮的电路。
[0065]恒流电路2能够设定LED11的LED芯片13中流动的IF值,也能够表现为LED驱动器、恒流驱动器等。
[0066]开关元件4内置于恒流电路2,且与HVM信号生成电路3以及LEDll的阴极IlC连接。开关元件4与从PffM信号生成电路3输入的PWM信号的频率和占空比相对应地进行接通(0N) /断开(OFF)。开关元件4在PffM信号的信号电平为“H”时接通(导通),在P丽信号的信号电平为“L”时成为断开(非导通)。换言之,开关元件4接通从而第I输出电路5驱动,另一方面,开关元件4成为断开从而第I输出电路5停止驱动。
[0067]由此,LEDll以恒定的电流反复点亮、媳灭。
[0068]作为开关元件4,能够利用NchFET等各种开关元件。
[0069]此外,恒流电路2也可以具有能够对输入至开关元件4的电压进行监视并根据LEDll的VF(正向电压)值对阳极电压生成电路I进行反馈从而调整为适当的阳极电压的功能。在此情况下,恒流电路2与阳极电压生成电路I连接,将用于根据LEDll的VF来调整阳极电压的反馈信号输出给阳极电压生成电路I。
[0070]具体而言,所谓输入至开关元件4的电压,是指在开关元件4接通时从阳极电压生成电路I输出的电压之中减去为使LEDll点亮所需的VF值而得到的电压(称作调整用电压)。
[0071]恒流电路2将上述调整用电压与给定的基准电压进行比较。并且,在上述调整用电压比上述基准电压低的情况下,恒流电路2将指示提高阳极电压的反馈信号输出给阳极电压生成电路I。由此,阳极电压生成电路I提高阳极电压。另一方面,在调整用电压比上述基准电压高的情况下,恒流电路2将指示降低阳极电压的反馈信号输出给阳极电压生成电路
I。由此,阳极电压生成电路I降低阳极电压。
[0072]如此,恒流电路2能根据LEDll的VF值来生成适当的阳极电压。上述基准电压也可以内置于恒流电路2。或者,也可以从外部供给。
[0073]进一步详细地说,若将上述基准电压设为1.0V,则在输入至开关元件4的电压低于1.0V的情况下,恒流电路2向阳极电压生成电路I输出提高阳极电压的反馈信号。此外,在输入至开关元件4的电压高于1.0V的情况下,恒流电路2向阳极电压生成电路I输出降低阳极电压的反馈信号。
[0074]PffM信号生成电路3产生PWM信号,并将该产生的PffM信号输出至恒流电路2,其中该PWM信号是由高(High)(第I电平。以下标记为“H”)/低(Low)(第2电平。以下标记为“L”)构成的脉冲信号且是调光信号。此外,PBi信号生成电路3能够通过来自外部的控制来变更上述PWM信号的频率和占空比。
[0075]另外,以下,说明开关元件4在PffM信号为“H”时接通而在PWM信号为“L”时断开的情况。但是,并不限定于此,开关元件4也可以在P丽信号为“L”(第I电平)时接通而在P丽信号为“H”(第2电平)时断开。
[0076]第2输出电路6是从LEDl I的阴极IIC侧经由电阻7而向LEDl I流入电流的电路。电阻7的电阻值由LED11的阴极11C的电压值和LED11中流动的电流(IF)值来决定。在开关元件4断开的情况下,也经由该电阻7向LED11流入电流,从而LED11点亮。换言之,在本实施方式中,第2输出电路6与第I输出电路5的驱动状态无关地始终驱动。
[0077]如此,在LED驱动电路30中,由于LEDll与开关元件4的接通/断开无关地常时点亮,因此期望具有能够通过来自外部的控制来使阳极电压生成电路I接通/断开的功能。
[0078]在开关元件4接通时,LED11使IF(第I电流)从阴极11C流入作为第I输出电路5的开关元件4以及作为第2输出电路6的电阻7,由此来发出白色光。另一方面,在开关元件4断开时,LED11使偏置电流(第2电流)从阴极11C仅流入第I输出电路5和第2输出电路6之中作为第2输出电路6的电阻7,由此来发出白色光。
[0079]开关元件4断开时LEDll中流动的偏置电流的值比开关元件4接通时LEDll中流动的IF的值低。因而,开关元件4断开时所点亮的LEDll的亮度比开关元件4接通时所点亮的LEDl I的亮度低。
[0080] (LEDl I 的构成)
[0081 ]利用图3来详细说明LED 11的构成。图3是LED 11的剖视图。
[0082]LEDll作为一例而在中央安装了LED芯片13。此外,如图3所示,LEDll具有:封装件
12、LED芯片13、树脂14、KSF荧光体(焚光体、红色荧光体、Mn4+活化复合氟化物荧光体)15、以及绿荧光体(绿色荧光体)17。
[0083]封装件12设置有作为一个凹部的腔室(凹部)12a。腔室12a在凹部内的底面安装LED芯片13,并且将凹部内侧面设为反射面,因此是设置在封装件12内的空间。该封装件12通过尼龙系材料来形成,通过注塑成型而设置为未图示的引线框露出在封装件12中的腔室12a内的底面。该引线框在露出的部分被分割成两部分。
[0084]封装件12具有形成作为凹部的腔室12a内侧面的反射面。该反射面优选由高反射率的包含Ag或者Al的金属膜、白色硅酮来形成,以使向LEDll的外部反射来自LED芯片13的射出光。
[0085 ] LED芯片13发出与随着PffM信号的信号电平变化的电流对应的亮度的I次光。
[0086]LED芯片13例如为具有导电性基板的氮化镓(GaN)系半导体发光元件,虽然未图示,但在导电性基板的底面形成有底面电极,在其相反的面上形成有上部电极。LED芯片13的射出光(I次光)是峰值波长为430nm以上且480nm以下的范围的蓝色光,尤其在450nm附近具有峰值波长。
[0087]此外,LED芯片13(蓝色LED芯片)通过导电性的钎料而被管芯接合在上述引线框中的露出部的一侧。进而,LED芯片13通过未图示的引线来引线接合LED芯片13的上部电极和弓丨线框中的露出部的另一侧。如此,LED芯片13与引线框电连接。在此,以在上表面以及下表面具有电极这种类型的LED芯片来进行说明,但也可以使用在上表面具有两个电极这种类型的LED。
[0088]树脂14被填充至腔室12a内,由此来密封配置有LED芯片13的腔室12a。此外,由于树脂14被要求相对于波长短的I次光而具有高耐久性,因此适合利用硅酮树脂。树脂14的表面形成有光射出的发光面。
[0089 ]在树脂14中分散有被从LED芯片13发出的I次光分别激发而作为2次光分别发出红色光的KSF荧光体15和发出绿色光的绿荧光体17。
[0090] KSF焚光体15是因禁戒跃迀(forbidden transit1n)而发出红色光的焚光体(以下有时称作禁戒跃迀类型的荧光体)。
[0091 ]树脂14中分散的红荧光体(荧光体)是因禁戒跃迀而发出红色光的荧光体。红荧光体尤其优选具有峰值波长的波长范围约为30nm以下的窄光谱的荧光体材料。
[0092]另外,作为树脂14中分散的红荧光体,至少分散有禁戒跃迀类型的荧光体即可。此夕卜,在树脂14中,作为红荧光体,除了分散有禁戒跃迀类型的荧光体之外而且还可以分散有如CASN荧光体这种因容许跃迀而发出红色光的荧光体(以下有时称作容许跃迀类型的荧光体)等两种荧光体,进而可以分散有三种以上的红荧光体。此外,绿荧光体17可以根据需要而分散在树脂14中,也可以不分散在树脂14中。
[0093]KSF荧光体15分散在树脂14中,是因禁戒跃迀而发出红色光的红荧光体的一例。KSF荧光体15被作为I次光的蓝色光激发而发出波长比I次光长的红色(峰值波长为600nm以上且780nm以下)的2次光。KSF荧光体15是具有Mn4+活化K2SiF6构造的荧光体。
[0094]KSF荧光体15发出峰值波长的波长范围窄至约30nm以下的高纯度的红色光。
[0095]图4是表示KSF荧光体15的发光光谱的图。图5是表示CASN荧光体的发光光谱的图。
[0096]如图4以及图5所示可知,作为禁戒跃迀类型的荧光体的KSF荧光体15较之于作为容许跃迀类型的荧光体的CASN荧光体,具有在630nm附近的峰值波长范围窄的窄光谱。如该KSF荧光体15那样,优选发光光谱中的峰值波长的波长范围为30nm以下程度。如此,对于发光光谱中的峰值波长的波长范围为窄光谱的发光光谱,包含以发光为目的的红色的波段以外的颜色的波段的比例较低,此外,作为目的的红色的波段和除此之外的其他颜色的波段被更明确地分离。因而,能够获得颜色再现性宽的LEDl I。
[0097]KSF荧光体15较之于LED芯片13,使光熄灭的响应速度慢。来自LED芯片13的I次光熄灭时的直至来自KSF荧光体15的2次光的发光强度成为l/e(e为自然对数的底数)为止所需的时间即KSF荧光体15的余辉时间约为7ms?8ms程度。另外,来自KSF荧光体15的2次光几乎完全点亮/熄灭需要约1ms程度。
[0098]此外,来自LED芯片13的I次光熄灭时的直至来自CASN荧光体的2次光的发光强度成为l/e(e为自然对数的底数)为止所需的时间即CASN荧光体的余辉时间为Iys?1ys程度。
[0099]即,作为禁戒跃迀类型的荧光体的KSF荧光体的余辉时间比作为容许跃迀类型的荧光体的CASN荧光体的余辉时间长100倍?1000倍。换言之,作为禁戒跃迀类型的荧光体的KSF荧光体的响应速度比作为容许跃迀类型的荧光体的CASN荧光体的响应速度慢100倍?1000倍。
[0100]除了具有Mn4+活化K2SiF6构造的荧光体以外,作为峰值波长的波长范围窄且能用作红焚光体的材料,还能够列举Mn4+活化Mg氟锗酸盐(fluoro-germanate)焚光体等。进而,因禁戒跃迀而发出红色光的红荧光体可以是下述通式(Al)?(AS)所示的Mn4+活化复合氟化物荧光体中的任意一种。
[0101]A2[MF5]:Mn4+...通式(Al)
[0102](在上述通式(Al)中,A为L1、Na、K、Rb、Cs、NH4中的任意一种或从它们的组合中选择,M为Al、Ga、In中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0103]A3[MF6]:Mn4+...通式(A2)
[0104](在上述通式(A2)中,A为L1、Na、K、Rb、Cs、NH4中的任意一种或从它们的组合中选择,M为Al、Ga、In中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0105]Zn2[MF7]:Mn4+...通式(A3)
[0106](在上述通式(A3)中,[]内的M为Al、Ga、In中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0107]A[In2F7]:Mn4+...通式(A4)
[0108](在上述通式(A4)中,A为L1、Na、K、Rb、Cs、NH4中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0109]A2[MF6]:Mn4+...通式(A5)
[0110](在上述通式(A5)中,A为L1、Na、K、Rb、Cs、NH4中的任意一种或从它们的组合中选择,M为Ge、S 1、Sn、T 1、Zr中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0111]E[MF6]:Mn4+...通式(A6)
[0112](在上述通式(A6)中,E为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中的任意一种或从它们的组合中选择,M为Ge、S 1、Sn、T 1、Zr中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0113]Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+..lS(A7)
[0114]A3[ZrF7]:Mn4+...通式(A8)
[0115](在上述通式(A8)中,A为L1、Na、K、Rb、Cs、NH4中的任意一种或从它们的组合中选择)
[0116]进而,树脂14中分散的红荧光体除了具有Mn4+活化K2SiF6构造的荧光体以外,例如也可以为实质上由下述通式(A9)或通式(AlO)所表示的4价锰活化氟化4价金属盐荧光体。
[0117]MII2(MIIIi—hMnh)F6 …通式(A9)
[0118]在通式(A9)中,MII表示从L1、Na、K、Rb以及Cs之中选出的至少一种碱金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发优选MII为K。此外,在通式(A9)中,MIII表示从Ge、S1、Sn、Ti以及Zr之中选出的至少一种4价金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发优选MIII 为 Ti。
[0119]此外,在通式(A9)中,表示Mn的组成比(浓度)的h的值为0.001彡h彡0.1。其原因在于,在h的值低于0.001的情况下,存在无法获得足够明亮度的不良状况,此外,在h的值超过0.1的情况下,由于浓度消光等,因此存在明亮度大幅下降的不良状况。从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选h的值为0.005<h<0.5。
[0120]作为由通式(A9)所表示的红荧光体,具体能够列举K2 ( T1.!S9Mn(KO1)F6、K2
(T1.9Mn0.1)F6NK2(T1.999Mn0.0oi)F6NNa2(Zr0.98Mn0.02)F6NCs2(S1.95Mn0.05)F6NCs2(Sn0.98Mn0.02)F6NK2(T1.88Zr0.1oMn0.02)F6NNa2(T1.75Sn0.2oMn0.05)F6NCs2(Ge0.999Mn0.0oi)F6N (K0.soNa0.2o)2(T1.69Ge0.3()Mn().()i)F6等,但并不限定于这些。
[0121]MIV(MIIIi—hMnh)F6 …通式(AlO)
[0122]在通式(AlO)中,MIII与上述的通式(A9)中的MIII相同,表示从Ge、S1、Sn、Ti以及Zr之中选出的至少一种4价金属元素,基于同样的理由,优选MIII为Ti。此外,在通式(AlO)中,MIV表示从Mg、Ca、Sr、Ba以及Zn之中选出的至少一种碱土类金属元素,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选MIV为Ca。此外,在通式(A10)中,表示Mn的组成比(浓度)的h的值与上述的通式(A9)中的h相同,为0.0OKhS0.1,基于同样的理由,优选为0.005<h<0.5。
[0123]作为由通式(AlO)所表示的红荧光体,具体能够列举Zn(TiQ.98Mn0.Q2 )F6、Ba(Zr。.995Mn0.0()5)F6、Ca(Tit).995Mn0.(x)5)F6、Sr(Zrt).98Mn0.02 )F6 等,但当然并不限定于此。
[0124]绿荧光体17(绿荧光体)分散在树脂14中。绿荧光体17是被作为I次光的蓝色光激发而发出波长比I次光长的绿色(峰值波长为500nm以上且550nm以下)的2次光的荧光体。
[0125]作为绿荧光体17,可以是作为由下述通式(BI)所表示的2价Eu活化氧氮化物荧光体的β型SiAlON、或者由下述通式(B2)所表示的2价Eu活化娃酸盐焚光体。
[0126]EuaSibAlcOdNe …通式(BI)
[0127]在通式(BI)中,表示Eu的组成比(浓度)的a的值为0.005彡a彡0.4。其原因在于,在a的值低于0.005的情况下,无法获得足够明亮度,此外,在a的值超过0.4的情况下,由于浓度消光等而明亮度大幅下降。另外,从粉体特性的稳定性、母体的均质性出发,优选上述通式(BI)中的a的值为0.0KaS0.2。此外,在通式(BI)中,表示Si的组成比(浓度)的b以及表示Al的组成比(浓度)的c是满足b+c=12的数,表示O的组成比(浓度)的d以及表示N的组成比(浓度)的e是满足d+e = 16的数。
[0128]作为由通式(BI)所表不的绿焚光体17,;^_M^!^EuQ.()5Sii1.5()Al().5()0().()5Ni5.95、Eu0.10Sin.00Al1.00O0.10N15.90NEu0.30Si9.80Al2.20O0.30N15.70NEu0.15Si10.00Al2.00O0.20N15.80NEU0.0lSill.60Al0.40O0.0lNl5.99、EU0.005Sill.70Al0.30O0.03Nl5.97等,但并不限定于这些。
[0129]2(Ba1-f-gYIfEug)0.S12…通式(B2)
[0130]在通式(B2)中,YI表示从Mg、Ca以及Sr之中选出的至少一种碱土类金属元素,为了获得高效率的母体,优选YI为Sr。
[0131]在通式(B2)中,表示YI的组成比(浓度)的f的值为0<f<0.55,由于该f的值在该范围内,因此能够获得510?540nm的范围的绿色系发光。在f的值超过0.55的情况下,成为带有黄色感的绿色系发光,色纯度变差。进而,从效率、色纯度的观点出发,优选f的值在0.15彡f彡0.45这一范围的范围内。此外,在通式(B2)中,表示Eu的组成比(浓度)的g的值为0.03彡g<0.10。其原因在于,在g的值低于0.03的情况下,无法获得足够明亮度,此外,在g的值超过0.10的情况下,由于浓度消光等而明亮度大幅下降。另外,从明亮度以及粉体特性的稳定性出发,优选g的值在0.04^g^0.08的范围内。
[0132]作为由通式(B2)所表示的绿荧光体17,具体能够列举2(BaQ.7QSr().26Eu().()4).Si02、2(Ba0.57Sr0.38Eu0.05)0.Si02、2(Ba0.53Sr0.43Eu0.04)0.Si02、2(Ba0.82Sr0.15Eu0.03)0.Si02、2(Ba0.46Sr0.49Eu0.05)0.Si02、2(Ba0.59Sr0.35Eu0.06)0.Si02、2(Ba0.52Sr0.4oEu0.08)0.Si02、2(Ba0.85Sr0.1oEu0.05)0.Si02、2(Ba0.47Sr0.5oEu0.03)0.Si02、2(Ba0.54Sr0.36Eu0.1o)0.Si02、2(Ba0.69Sr0.25Ca0.02Eu0.04)0.S i O2、2 ( Ba0.5 6 Sr 0.3 sMg0.0iE u0.05) 0.S i O2 n 2(Ba0.8iSr0.13Mg0.0iCa0.0iEu0.04)0.Si02等,但并不限定于这些。
[0133]此外,作为绿荧光体17,也可以为由下述通式(B3)所表示的2价Eu活化硅酸盐荧光体。
[0134]2(Mli—g,Eug)0.S12…通式(B3)
[0135]在通式(B3)中,M1表示从Mg、Ca、Sr、以及Ba之中选出的至少一种元素,g表示满足
0.005彡g彡0.10的数。
[0136]由通式(B3)所表示的所谓BOSE碱土类金属硅酸盐荧光体与CASN荧光体同样,是直至发光强度成为Ι/e为止的时间即余辉时间为1ys以下的容许跃迀类型的荧光体。
[0137]在如上述那样构成的LEDll中,随着从LED芯片13射出的I次光(蓝色光)通过树脂14,其一部分激发KSF荧光体15而变换为2次光(红色光),并激发绿荧光体17而变换为2次光(绿色光)ο如此,从LEDl I之中,蓝色的I次光和红色以及绿色的2次光发生混色,从而白色光(混色光)WO被辐射至LEDl I的外部。
[0138](关于比较例)
[0139]接下来,利用图6?图8来说明比较例所涉及的LED驱动电路的构成以及LED的发光强度。
[0140]图6是表示第I比较例所涉及的LED驱动电路130的构成的框图。LED驱动电路130是从图1所示的LED驱动电路30之中去除第2输出电路6后的构成。LED驱动电路130具备:阳极电压生成电路101、具有开关元件104的恒流电路102、PWM信号生成电路103、以及LEDlll。
[0141]P丽信号生成电路103产生P丽信号并将该产生的P丽信号输出至恒流电路102,该PWM信号是由“H”/“L”构成的脉冲信号且是调光信号。
[0142]接着,若恒流电路102接受到该PWM信号,则内置于恒流电路102的开关元件104与该PWM信号的频率和占空比相对应地进行接通/断开。
[0143]阳极电压生成电路101生成为使LEDlll点亮所需的VF(正向电压)并输出给LEDlll的阳极111A。
[0144]并且,若内置于恒流电路102的开关元件104变为接通,则从LEDlll的阳极IllA经由阴极111C向恒流电路102流入IF,若开关元件104变为断开,则不流入IF。
[0145]LEDlll从阳极电压生成电路101被输入阳极电压信号,在LEDlll所具备的LED芯片中流动IF(正向电流),由此发出白色光。
[0146]如此,对于LEDl11,仅在开关元件104接通时IF流过从而发出白色光,在开关元件104断开时IF不流动而媳灭。
[0147]图7是表示第2比较例所涉及的LED驱动电路131的构成的框图。LED驱动电路131是从图6所示的LED驱动电路130中的恒流电路102之中分离出开关元件104的构成。LED驱动电路131具备电流控制电路121、开关元件104以及电阻107来代替LED驱动电路130之中的恒流电路102。
[0148]在从HVM信号生成电路103输入的PTOl信号为“H”时,电流控制电路121使开关元件104接通,由于从阳极电压生成电路101输出的VF(正向电压),使得IF从LEDlll的阳极IllA经由阴极111C、开关元件104以及电阻107而流动着,其结果,LEDlll发出白色光。
[0149]另一方面,在从PWM信号生成电路103输入的PffM信号为“L”时,电流控制电路121使开关元件104断开,在LEDlll中不流动IF,从而LEDlll熄灭。
[0150]IF值是由开关元件104接通时的电阻107间的电压值和电阻107的电阻值来决定的。电流控制电路121进行监视,以使得开关元件104与电阻107之间的电压始终为恒定。例如,假设将开关元件104与电阻107之间的电压调整为1.0V。在该电压为1.0V以下的情况下,电流控制电路121向阳极电压生成电路101输出(反馈)提高阳极电压的反馈信号,在该电压为1.0V以上的情况下,向阳极电压生成电路101输出降低阳极电压的反馈信号。其结果,开关元件104与电阻107之间的电压始终为1.0V,通过与电阻值的计算从而流动恒定的电流。
[0151]利用图8来说明LED驱动电路130、131的LEDlll的发光的样态。
[0152]图8(a)表示第I以及第2比较例所涉及的PWM信号,图8(b)表示第I以及第2比较例所涉及的IF信号,图8(c)表示第I以及第2比较例所涉及的LED的发光的样态。
[0153]在图8(c)中,LED芯片的发光表示LEDlll所具有的LED芯片射出的蓝色光的发光的样态,KSF荧光体所引起的红色的余辉表示作为I次光的来自LED芯片的蓝色光熄灭之后的KSF荧光体的余辉。另外,从PWM信号生成电路103向恒流电路102供给的HVM信号的频率为120Hz,占空比为25 %,IF为50mA,红荧光体为KSF荧光体,绿荧光体为Eu活化β型SiAlON荧光体。
[0154]如图8所示,LED芯片13进行发光,以使得与P丽信号的“H”、“L”期间对应地成为矩形波。
[0155]但是,如图8所示,由于KSF荧光体的响应速度较慢,因此在PWM信号从“H”切换为“L”时,换言之在点亮的LED芯片熄灭时,KSF荧光体发出的红色光不会瞬间消失,在PffM信号为“L”时,来自KSF荧光体的红色光也作为余辉残留着。LED驱动电路130、131由于该余辉而产生能看到显示影像带有颜色的现象。
[0156](关于LED驱动电路30的主要效果)
[0157]接下来,利用图1、图9?图1i来说明本实施方式所涉及的LED驱动电路30的主要效果O
[0158]图9(a)表示LED驱动电路30所涉及的P丽信号,图9(b)表示LED驱动电路30所涉及的IF信号,图9(c)表示LED驱动电路30所涉及的LED的发光的样态。
[0159]与第I以及第2比较例同样,从PWM信号生成电路3向恒流电路2供给的PffM信号的频率为120Hz,占空比为25%。此外,LEDll的红荧光体为KSF荧光体15,绿荧光体17为Eu活化β型SiAlON荧光体。
[0160]若将从LED11的阴极11C流向第2输出电路6的电流(称作偏置电流)例如设为2mA,则在PWM信号为“L”时、即开关元件4断开时,也会在LEDl I中流动2mA的偏置电流,该IF从LED11的阴极11C流向电阻7。如此,在LED驱动电路30中,在PffM信号为“L”时,LED11也稍微进行白色光点壳(微点壳)。
[0161]如此,在HVM信号关断时LEDll中也常时流动2mA的偏置电流的情况下,Pmi信号开启时的IF并非设为最大值的50mA,而设为比最大值低的44.9mA,从而能够使每一帧的电力(明亮度)与第I以及第2比较例所涉及的LED驱动电路130、131变得相同。
[0162]如图9所示,在LED驱动电路30中,在PWM信号从“H”切换为“L”时,虽然KSF荧光体15所引起的红色光不会瞬间消失而作为余辉残留,但在HVM信号为“L”时也会在LEDll中流动2mA的偏置电流,因此LEDll进行白色光点亮。即,通过LED驱动电路30,在P丽信号关断的期间内,作为KSF荧光体15所引起的余辉成分的红色光、和由I次光(LED芯片13的蓝色光)以及2次光(KSF荧光体15所引起的红色光以及绿荧光体17所引起的绿色光)构成的白色光发生混色,从而降低了能看到显示影像带有红色的现象。
[0163]S卩,在KSF荧光体15的鲜红色上混色了白色光,从而彩度变低,眼睛难以感受到流经画面上的字幕文字的一部分带有颜色的红色。图9所示的PffM信号的占空比和偏置电流也可以变动。
[0164]图10是表示偏置电流与余辉之间的关系的图。图11是表示偏置电流与动态图像性能改善之间的关系的图。
[0165]图1O的横轴表示余辉的量,纵轴表示偏置电流相对于IF的比例。图11的横轴表示动态图像性能,纵轴表示偏置电流相对于IF的的比例。例如,在IF = 50mA、偏置电流为2mA的情况下,偏置电流相对于IF的比例为4%。
[0166]如图1O以及图11所示,若提高偏置电流,则HVM信号为“L”时LEDlI进行点亮的白色光的光强度增加。因而,虽然红色光的余辉(带有颜色)变少,但动态图像的显示性能却下降。
[0167]S卩,动态图像性能与余辉的降低存在权衡的关系,因此期望根据利用了LED驱动电路30的显示装置等的使用条件来适时调整。此外,若过于提高偏置电流,则将失去PWM调光本身的意义。即,使偏置电流的电流值与IF的电流值成比例地变动。
[0168]因而,期望偏置电流的电流值相对于IF的比例为10%以下。此外,针对荧光体的余辉所引起的着色现象易于看到的PWM信号的发射频率为120Hz以下的驱动条件,本发明的驱动方法是有效的。由此,能够抑制利用了 LED驱动电路30的液晶显示装置等的显示装置中的动态图像的显示性能的下降,且能够降低KSF荧光体15的余辉。
[0169]优选偏置电流的电流值相对于IF的比例为2?3%程度以上。其原因在于,若偏置电流值过低,则实质上无法获得流动该偏置电流的效果。
[0170]如以上,通过LED驱动电路30,在PTOl信号的信号电平为“H”时,从LED11的阴极11C向第I输出电路5流入IF,由此LEDll的LED芯片13发出I次光。由此,该I次光和来自KSF荧光体15以及绿荧光体17的2次光发生混色而获得的白色光被从LEDl I射出。
[0171]另一方面,在PWM信号的信号电平为“L”时,第I输出电路5停止驱动,IF不从LED11流入第I输出电路5。但是,第2输出电路6使得值比IF低的偏置电流从阴极11C流入自身的电路而进行输出。因而,在PWM信号的信号电平为“L”时,LED芯片13也发出亮度比IF所引起的I次光低的I次光,由此LED11进行白色光微点亮。
[0172]第I输出电路5和第2输出电路6被并联连接。因而,在第I输出电路5停止驱动时,也会通过第2输出电路6而向LED11流入偏置电流,能够使LED11微点亮。
[0173]如此,通过LED驱动电路30,即便是恒流电路2的开关元件4成为断开而产生KSF荧光体15的余辉的期间,由于通过第2输出电路6也会使得LEDl I进行微小亮度的白色光点亮,因此余辉的红色光和白色光被混色,能够降低余辉的视觉辨认性。
[0174]如以上,通过利用LED驱动电路30、照明装置71来构成液晶电视,从而能够降低因KSF荧光体所代表的禁戒跃迀类型荧光体的余辉时间引起的着色现象。
[0175]在此,若严格来说,作为电视广播等的影像信号的帧频率,虽然有120Hz、60Hz、60/
1.00IHz、50Hz、30Hz、30/1.00IHz、25Hz、24Hz、24/1.00IHz等,但在此为了简化说明,考虑在日本当前使用的电视广播标准的帧频率,以60Hz及其整数倍为基础的频率来说明向液晶面板的显示。
[0176]但是,因KSF荧光体所代表的禁戒跃迀类型荧光体的余辉时间所引起的着色现象在向液晶面板的显示为120Hz以下时很明显,因此通过将本发明所涉及的LED驱动电路30、照明装置71适用于液晶电视,从而不仅针对基于在日本当前使用的电视广播标准的频率是有效的,而且针对其他国家等其他电视广播标准中使用的帧频率也是有效的。即,能够降低因KSF荧光体所代表的禁戒跃迀类型荧光体的余辉时间所引起的着色现象。
[0177]另外,这点关于在以下的其他实施方式所说明的LED驱动电路也是相同的。
[0178]〔实施方式2〕
[0179]如果基于图12以及图20来说明本发明的实施方式2,则如下所述。另外,为了便于说明,对于与上述实施方式I所说明的部件具有相同功能的部件,标注相同的符号,并省略其说明。
[0180]图12是表示实施方式2所涉及的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)31的构成的框图。LED驱动电路31在具备第2输出电路61和PWM信号生成电路3A来取代第2输出电路6的点上,不同于LED驱动电路30。LED驱动电路31的其他构成与LED驱动电路30相同。
[0181]第2输出电路61除了具备电阻7之外还具备开关元件4ULED11的阴极IlC与作为第I输出电路5的开关元件4连接,并且还与第2输出电路61的开关元件41的输入端连接。开关元件41的输出端与电阻7的一端连接,且电阻7的另一端被电接地。PffM信号生成电路3A与开关元件41连接。
[0182]PffM信号生成电路3A向开关元件41输出PffM信号。
[0183]在LED驱动电路31中,通过单独地控制开关元件4和开关元件41,从而能够在开关元件4接通时使开关元件41变为断开。另一方面,能够在开关元件4断开时使开关元件41变为接通。
[0184]此外,若通过来自外部的控制而停止来自HVM信号生成电路3和HVM信号生成电路3A的PffM信号的输出,则开关元件4和开关元件41这两者断开,能够使LEDll熄灭。
[0185]另外,也可以向开关元件41输入使从PffM信号生成电路3输出的脉冲如图20所示那样经由反相器8反相后的脉冲。
[0186]图20是表示作为实施方式2所涉及的LED驱动电路31的变形例的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)31A的构成的框图。LED驱动电路31A在具备反相器8来取代PWM信号生成电路3A的点上,不同于LED驱动电路31。
[0187]反相器8的输入端与PWM信号生成电路3连接,反相器8的输出端与开关元件41连接。根据LED驱动电路31A,通过设置反相搭8,从而能够将向开关元件4输入的PWM信号的“H” / “L”反相后的PWM信号输入至开关元件41。
[0188]由此,能够使开关元件4和开关元件41的接通以及断开反转。
[0189]根据LED驱动电路31,在从PWM信号生成电路3向恒流电路2输出的P丽信号为“H”时,开关元件4成为接通,同时通过将从PffM信号生成电路3A向开关元件41输出的PffM信号变为“L”,从而开关元件41成为断开。因而,在PffM信号为“H”时,LEDll中流动的IF从阴极IlC仅流入第I输出电路5和第2输出电路61之中的第I输出电路5。由此,LEDll进行白色光点亮。
[0190]另一方面,在从PffM信号生成电路3向恒流电路2输出的PffM信号为“L”时,开关元件4成为断开,同时通过将从PWM信号生成电路3A向开关元件41输出的PffM信号变为“H”,从而开关元件41成为接通。因而,LED11中流动的IF从阴极11C仅流入第I输出电路5和第2输出电路61之中的第2输出电路61。由此,从P丽信号生成电路3向恒流电路2输出的P丽信号为“L”时,LED11也进行微小亮度的白色光点亮。
[0191]其结果,通过LED驱动电路31,即便是恒流电路2的开关元件4成为断开而产生KSF荧光体15的余辉的期间,由于通过第2输出电路61也会使得LED11进行微小亮度的白色光点亮,因此余辉的红色光和白色光被混色,能够降低余辉的视觉辨认性。图20所示的LED驱动电路31A也能够获得与LED驱动电路31同样的效果。
[0192]另外,在图12中,从PWM信号生成电路3和PWM信号生成电路3A的双方输出“L”的PWM信号,从而开关元件4和开关元件41均成为断开,LEDl I熄灭。
[0193]如以上,通过LED驱动电路31,由于能够单独地控制恒流电路2和第2输出电路61各自的驱动,因此较之于实施方式I所说明的LED驱动电路30,能够不使来自阳极电压生成电路I的输出停止(保持输出不变的状态)地使开关元件4和41变为断开,来熄灭LED11。
[0194]〔实施方式3〕
[0195]如果基于图13来说明本发明的实施方式3,则如下所述。另外,为了便于说明,对于与上述实施方式1、2所说明的部件具有相同功能的部件,标注相同的符号,并省略其说明。
[0196]图13是表示实施方式3所涉及的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)32的构成的框图。LED驱动电路32在具备电流控制电路21以及第I输出电路51来取代恒流电路2的点上,不同于LED驱动电路30IED驱动电路32的其他构成与LED驱动电路30相同。在LED驱动电路32中,在第I输出电路51配设于电流控制电路21的外部的点上,不同于LED驱动电路30。第I输出电路51具备开关元件42和电阻73。
[0197]电流控制电路21中,第I输入端与HVM信号生成电路3连接,第2输入端与开关元件42的第I输出端连接。电流控制电路21的第I输出端与阳极电压生成电路I连接,第2输出端与开关元件42连接。
[0198]LED11的阴极11C与第I输出电路51的开关元件42的第2输入端以及作为第2输出电路6的电阻7的一端连接。
[0199]第I输出电路51中,开关元件42的第I输入端与电流控制电路21的第2输出端连接,第2输入端与LED11的阴极11C连接。开关元件42的输出端连接于电流控制电路21的第2输入端和电阻73的一端。电阻73的另一端被电接地。
[0200]在电流控制电路21中,电流经由开关元件42从而电流流入GND。在利用了电流控制电路2的情况下,LEDll的IF值由施加于开关元件42的电压、与GND之间的电阻来决定。并且,由于需要将施加于开关元件42的电压确保为恒定,因此向阳极电压生成电路I反馈的反馈十目号是必需的。
[0201]作为一例,在对于开关元件42而利用了NchFET的情况下,开关元件42的第I输入端成为栅极端子,第2输入端成为漏极端子,第I输出端成为源极端子。
[0202]从PWM信号生成电路3输出的的PffM信号被输入至电流控制电路21,电流控制电路21输出使开关元件42接通/断开的PffM信号。
[0203]此时,电流控制电路21也可以具有提高至为使开关元件42接通所需的电压的功能。例如,在从PWM信号生成电路3输出3.3V的PffM信号(“H” )、且NchFET的栅极端子的接通电压设为1V的情况,表示将3.3V的信号提高至12V等而输出至开关元件42的功能。
[0204]阳极电压生成电路I生成为使LEDll点亮所需的阳极电压信号,并将该生成的阳极电压信号输出至LED11的阳极IIA,由此供给至LED11。
[0205]然后,从LED11的阴极11C向开关元件42、第2输出电路6的电阻7流入IF,由此LED11
发出白色光。
[0206]电流控制电路21在从PffM信号生成电路3输入的P丽信号为“H”时使开关元件42接通,LEDll中流动电流,LEDll点亮。
[0207]在该情况下,由从阳极电压信号之中减去LEDll的VF值所得的电压、和电阻73的电阻值,来决定流向第2输出电路的电流值,进而,由开关元件42接通时的电阻73间的电压值、和电阻73的电阻值,来决定第I输出电路I中流动的电流。
[0208]电流控制电路21在开关元件42接通而使LEDll点亮时,监视电压值以使开关元件42与电阻73之间的电压始终成为恒定,并将其结果反馈给阳极电压生成电路I。
[0209]例如,将开关元件42与电阻73之间的电压调整为1.0V。在该电压为1.0V以下的情况下,电流控制电路21向阳极电压生成电路I输出(反馈)提高阳极电压的反馈信号,在该电压为1.0V以上的情况下,电流控制电路21向阳极电压生成电路I输出降低阳极电压的反馈信号。由此,开关元件42与电阻73之间的电压始终为1.0V,在电阻值为20 Ω的情况下,LEDl I中流动IF = 50mA的电流。
[0210]另一方面,电流控制电路21在从PffM信号生成电路3输入的PffM信号为“L”时使开关元件42断开,从而电流仅流入第2输出电路6的电阻7。例如,在使开关元件42断开时施加于LEDll的阴极IIC的电压为1V且电阻7为5k Ω的情况下,第2输出电路6流动IF = 2mA的电流。由此,LED11较之于开关元件42接通时流动的IF = 50mA时的明亮度,而以约2/(50+2)的明亮度进行微点亮。
[0211]由此,开关元件42根据PffM信号的频率和占空比来进行接通/断开,从而LEDll以恒定的电流反复点壳/微点壳。
[0212]LED11若阳极11A被输入阳极电压信号,则使IF从阴极11C流入第2输出电路6。由此,LED11在PffM信号为“L”时、即开关元件42断开时,也会在第2输出电路6中流动电流,由此进行白色光微点壳。
[0213]根据LED驱动电路32,在使LEDll串联的个数变多的情况、S卩VF超过恒流电路的额定值(耐压)的情况下,也只是仅开关元件42提高额定值,便能够防止电流控制电路21等电路的破损。
[0214]〔实施方式4〕
[0215]如果基于图14以及图15来说明本发明的实施方式4,则如下所述。另外,为了便于说明,对于与上述实施方式I?3所说明的部件具有相同功能的部件,标注相同的符号,并省略其说明。
[0216]图14是表示实施方式4所涉及的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)33的构成的框图。图15(a)表示LED驱动电路33的第IP丽信号PWMl,图15(b)表示LED驱动电路33的第2PWM信号PWM2,图15 (c)表示LED驱动电路33的IF信号,图15 (d)表示LED驱动电路33的LED11的发光的样态。
[0217]图14所示的LED驱动电路33在具备恒流电路22以及PWM信号生成电路(PWM信号生成部)3B来取代恒流电路2、PWM信号生成电路3、以及第2输出电路6的点上,不同于LED驱动电路3(LLED驱动电路33的其他构成与LED驱动电路30相同。在LED驱动电路33中,除了第I输出电路5之外第2输出电路62也内置于恒流电路22。
[0218]P丽信号生成电路3B生成第IP丽信号PWMl和第2P丽信号PWM2,并将所生成的各个第IPffM信号PffMl以及第2PWM信号出给恒流电路22。
[0219]如图15(a)、(b)所示,第2P丽信号P丽2是在第IP丽信号P丽I为“L”时成为“H”的信号。第2P丽信号PWM2与第IPWM信号PWMI的下降同时地上升。第2PWM信号PWM2是频率比第IP丽信号PffMl高的信号。作为一例,第IPffM信号PWMl的频率为120Hz,第2P丽信号PWM2的频率为240Hz。另夕卜,第IPffM信号PffMl以及第2PWM信号PWM2的占空比均为25%。
[0220]如图14所示,恒流电路22具有第I输出电路5和第2输出电路62。第I输出电路5由开关元件4构成。第2输出电路62由开关元件43构成。
[0221]开关元件4在从PWM信号生成电路3B输入的第IPWM信号为“H”时成为接通,在第IPWM信号为“L”时成为断开。开关元件43在从PWM信号生成电路3B输入的第2PWM信号为“H”时成为接通,在第2PWM信号为“L”时成为断开。即,开关元件43在开关元件4断开时成为接通,在开关元件4接通时成为断开。
[0222]然后,从LEDll的阴极IlC向开关元件4或开关元件43流入IF,由此LEDll发出白色光。从LEDll的阴极IlC向开关元件43流入的电流是用于使LEDl微点亮的偏置电流。
[0223]在LED驱动电路33中,向被并联连接的第I输出电路5和第2输出电路62分别单独地输入第IP丽信号PWMl或第2P丽信号P丽2,从而能够使第I输出电路5和第2输出电路62并行地驱动。因而,能够根据第I输出电路5接通而流入LEDl I的IF的值,来使得第2输出电路62接通而流入LED11的偏置电流任意变化。
[0224]此外,恒流电路22具有开关元件4和开关元件43这两个开关,能够分别单独地控制。因而,在开关元件4断开时对开关元件43进行P丽控制,由此也能够切换LEDl I中流动的偏置电流的接通/断开。
[0225]在图15中示出此时的LEDll的发光强度。在图15中,与输入至开关元件4的第IPWM信号PffMl从“H”变为“L”的同时,输入至开关元件43的第2PWM信号PWM2从“L”变为“H”。
[0226]第2P丽信号P丽2是频率比第IP丽信号PWMl高的240Hz,占空比是与第IPWM信号PWMl相同的25 %,因此在第IPffM信号PffMl为“L”的期间内第2PWM信号出两次脉冲。
[0227]如图15(c)所示,在将脉冲状的偏置电流的值设为2mA的情况下,由于与图8(c)所示的LED的每一帧的发光强度一致,因此IF相对于最大值的50mA而设为49.6mA。
[0228]如图15(d)所示,在开关元件4成为断开而LEDll开始产生KSF荧光体所引起的红色的余辉时、即第IPffM信号PffMl从“H”变为“L”时,通过使第2输出电路62接通,从而使LEDl I进行白色光微发光。由此,KSF荧光体所引起的红色光的余辉和白色光被混色,能够降低余辉的视觉辨认性。
[0229]此外,在LED驱动电路33中,在第I输出电路5断开时、即产生红色光的余辉时,使第2输出电路62多次驱动。由此,以高的频率驱动第2输出电路62,从而可获得与常时使第2输出电路接通时同样的效果,且由于LEDll中流动的偏置电流为脉冲状,因此不会使得LEDll常时点亮能够进一步获得液晶等显示装置中的残影降低效果。
[0230]另外,图15所示的IF、偏置电流、各PffM信号的频率和占空比为一例,并不限定于这些内容。
[0231]〔实施方式5〕
[0232]如果基于图16来说明本发明的实施方式5,则如下所述。另外,为了便于说明,对于与上述实施方式I?4所说明的部件具有相同功能的部件,标注相同的符号,并省略其说明。
[0233]图16是表示实施方式5所涉及的LED驱动电路(发光二极管驱动装置)34的构成的框图。
[0234]LED驱动电路34在从图14所示的LED驱动电路33中取代恒流电路22而具备电流控制电路23、第I输出电路51以及第2输出电路63的这点上不同。LED驱动电路34的其他构成与LED驱动电路33相同。
[0235]第I输出电路51以及第2输出电路63配置在电流控制电路23的外部。第2输出电路63具备开关兀件44和电阻74。
[0236]电阻74的一端与开关元件44的输出端连接,另一端被电接地。开关元件44中流动使LEDl I微点亮的偏置电流。
[0237]通过使第I输出电路51的开关元件42和第2输出电路63的开关元件44分别单独地“接通” / “断开”,从而能够分别在任意的定时使LEDl I中流动IF。
[0238]阳极电压生成电路I生成阳极电压信号,并将该生成的阳极电压信号输出至LEDll的阳极11A,由此供给至LEDll。然后,从LEDll的阴极IlC向开关元件42或开关元件44流入IF,从而LED11发出白色光。从LED11的阴极11C向开关元件44流入的电流为LED11的偏置电流。
[0239]电流控制电路23生成作为与来自PWM信号生成电路3B的第IPWM信号P丽I的“H”/“L”相对应地使开关元件42接通/断开的脉冲信号的第IPWM信号PWMl I,并将该生成的第IPmi信号PWMll输出至开关元件42。由此,电流控制电路23在从HVM信号生成电路3B输入的第IP丽信号P丽I为“H”时使开关元件42接通。由此,在与来自P丽信号生成电路3B的第IPWM信号PWMl的“H”对应的期间内LED11中流动的IF从阴极IIC流至第I输出电路51。由此,LED11进行白色光点壳。
[0240]另一方面,在从HVM信号生成电路3B向电流控制电路23输出的第IPmi信号PWMl为“L”时,开关元件42成为断开,IF不从LEDl I的阴极11C流向第I输出电路51。
[0241]电流控制电路23生成作为与来自PWM信号生成电路3B的第2PWM信号P丽2的“H”/“L”相对应地使开关元件44接通/断开的脉冲信号的第2PWM信号PWM12,并将该生成的第2PTO1信号HVMl 2输出至开关元件44。由此,电流控制电路23在从PWM信号生成电路3B输入的第2P丽信号PWM2为“H”时使开关元件44接通。由此,在与来自P丽信号生成电路3B的第2PWM信号PWM2的“H”对应的期间内LED11中流动的IF从阴极IIC流至第2输出电路63。由此,LED11进行白色光微点亮。
[0242]另一方面,在从P丽信号生成电路3B向电流控制电路23输出的第2P丽信号P丽2为“L”时,开关元件44成为断开,IF不从LEDl I的阴极IIC流向第2输出电路63。
[0243]电流控制电路23在开关元件42接通而使LEDll点亮时,监视电压值以使开关元件42与电阻73之间的电压始终成为恒定,并将其结果作为反馈信号向阳极电压生成电路I输出,由此来进行反馈。
[0244]进而,电流控制电路23在开关元件44接通而使LEDlI微点亮时,监视电压值以使开关元件44与电阻74之间的电压始终成为恒定,并将其结果作为反馈信号向阳极电压生成电路I输出,由此来进行反馈。
[0245]在此,第2P丽信号P丽2是在第IP丽信号P丽I为“L”时成为“H”的信号。第2P丽信号PWM2与第I PffM信号PffMl的下降同时地上升。
[0246]如上述,通过控制第IP丽信号PWMl以及第2P丽信号P丽2,由此在开关元件42成为断开而LEDll开始产生KSF荧光体15所引起的红色的余辉时、即第IP丽信号P丽I从“H”变为“L”时,使第2输出电路63接通,从而能够使LED11进行白色光微发光。由此,KSF荧光体15所引起的红色光的余辉和白色光被混色,能够降低余辉的视觉辨认性。
[0247]作为一例,第IP丽信号FffMl的频率为120Hz,第2PffM信号PWM2的频率为240Hz。另夕卜,第IPffM信号PffMl以及第2PWM信号PWM2的占空比均为25%。
[0248]〔实施例〕
[0249]图17是表示各LED驱动电路中使用的各信号的值的一例的图。图18是表示LED驱动电路130、34中使用的各信号的值的一例的图。
[0250]在图17中例示实施方式所说明的比较例所涉及的LED驱动电路130、LED驱动电路30、1^驱动电路32、33中利用的(1)偏置电流、(2斤丽信号的占空比、(3)1?、(4)¥?1、(5)偏置电流的VF2、( 6)功率的具体数值。此外,在图18中例示LED驱动电路130、34中使用的⑴偏置电流、(2)第1?丽信号?¥11的占空比、(7)第2?¥1信号?¥12的占空比、(3)正、(4)¥?1、(5)偏置电流的VF2、( 6)功率的具体数值。
[0251](4)VF1,是指为使流过IF而施加于LEDll的正向电压。(5)偏置电流的VF2,是指为使LEDll中流动偏置电流而施加于LEDll的正向电压。
[0252]其中,(4)、(5)所示的值是基于IF-VF特性而算出的值,这里表示估算。
[0253](6)功率是通过(I) X (100%_(2)) X (5) + (2) X (3) X (4)而算出的值。
[0254]在图17、图18中,示出在各LED驱动电路间将(6)功率设为相同时使偏置电流、IF变更的情况下的一例。基于LED的一般特性,若使IF变动则VF也变动,若使IF的值上升则VF的值也上升。
[0255]另外,图17、图18所示的各信号中的数值为一例。
[0256]〔总结〕
[0257]本发明的形态I所涉及的发光二极管驱动装置(LED驱动电路30?34),其特征在于,具备:发光二极管(LEDll),该发光二极管(LEDll)具有:发光二极管芯片(LED芯片13),被随着矩形波(PWM信号)的信号电平而变化的驱动电流进行驱动,且发出与该驱动电流对应的亮度的I次光;和荧光体(KSF荧光体15),被该I次光激发而发出2次光,该发光二极管(LEDll)射出上述I次光和上述2次光的混色光;以及第I输出电路5、51及第2输出电路6、61、62,分别与连接于上述发光二极管芯片且输出上述驱动电流的上述发光二极管的输出端(阴极11C)连接,上述第I输出电路在上述矩形波的信号电平为第I电平(“H”)时驱动,从上述输出端输出第I电流而使上述发光二极管芯片发光,另一方面,在上述矩形波的信号电平为第2电平(“L”)时停止驱动,上述第2输出电路在上述矩形波的信号电平为上述第2电平(“L”)时从上述输出端输出电流值比上述第I电流低的第2电流(偏置电流)而使上述发光二极管芯片发光。
[0258]根据上述构成,在上述矩形波的信号电平为第I电平时,从上述发光二极管的输出端向上述第I输出电路流入第I电流,从而使上述发光二极管芯片发出I次光。由此,从发光二极管射出I次光和2次光的混色光。
[0259]另一方面,在上述矩形波的信号电平为第2电平时,上述第I输出电路停止驱动,第I电流不从上述发光二极管流向上述第I输出电路。但是,由于上述第2输出电路,从上述发光二极管的上述输出端流入值比上述第I电流低的第2电流。因而,在上述矩形波的信号电平为第2电平时,上述发光二极管芯片也会发出亮度比上述第I电流所引起的I次光低的I次光,由此上述发光二极管进行白色光微点亮。
[0260]因此,上述矩形波的信号电平为第2电平时所产生的上述荧光体的余辉、和上述微点亮所引起的白色光发生混色,从而能够降低红色光的余辉的视觉辨认性。
[0261]本发明的形态2所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I中优选的是,上述矩形波为PWM信号,上述PffM信号的频率为120Hz以下,上述第2电流的电流值为上述第I电流的电流值的1/10以下。
[0262]根据上述构成,能够抑制利用了发光二极管驱动装置的显示装置中的动态图像的显示性能的下降,且能够降低余辉。
[0263]本发明的形态3所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I中,具备:PWM信号生成部,生成作为上述矩形波的第IPWM信号和在该第IPffM信号的信号电平为第2电平的期间内信号电平成为第I电平的第2PWM信号,上述第I输出电路在上述第IPffM信号的信号电平为第I电平时驱动,在上述第IPWM信号的信号电平为上述第2电平时停止驱动,上述第2输出电路具有:开关元件,在上述第2P丽信号的信号电平为上述第I电平时导通,在上述第2P丽信号的信号电平为第2电平时成为非导通。
[0264]根据上述构成,能够单独地驱动上述第I输出电路和上述第2输出电路。由此,能够更进一步提高利用了发光二极管驱动装置的显示装置的图像显示质量。
[0265]本发明的形态4所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I?3中优选的是,上述第2电流的电流值与上述第I电流的电流值成比例地变动。
[0266]本发明的形态5所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I或2中优选的是,上述第2输出电路具有:开关元件,在上述第I输出电路停止驱动时导通;以及电阻,一端与该开关元件的输出端连接,另一端被电接地。
[0267]根据上述构成,在上述第I输出电路停止驱动时,也能够通过上述第2输出电路而从上述发光二极管的输出端输出第2电流,使发光二极管微点亮。
[0268]本发明的形态6所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I?5中优选的是,上述第I输出电路和上述第2输出电路被并联连接。根据上述构成,在上述第I输出电路停止驱动时,也能够通过上述第2输出电路而从上述发光二极管输出第2电流,使发光二极管微点亮。
[0269]在此,作为通常驱动LED的方法,相对于(包含多个)LED而以Ich驱动。但是,在Ich下流动的电流不足的情况下,使用多个ch来同时并行驱动。
[0270]根据上述构成,能够不使多个发光二极管同时驱动地以不同的频率、或不同的定时来驱动。
[0271]本发明的形态7所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I中优选的是,上述发光二极管芯片是发出蓝色光的蓝色LED芯片,上述荧光体具有:红色荧光体,根据上述蓝色光而发出红色光;和绿色荧光体,根据上述蓝色光而发出绿色光,上述红色荧光体是因禁戒跃迀而发出上述红色光的荧光体。
[0272]本发明的形态8所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态7中优选的是,上述红色荧光体是Mn4+活化复合氟化物荧光体。
[0273]本发明的形态9所涉及的照明装置71优选具备上述形态I?8中的发光二极管驱动装置。根据上述构成,能够获得上述矩形波的信号电平为第2电平时所产生的上述荧光体的余辉的视觉辨认性得以降低的照明装置。
[0274]本发明的形态10所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I?8中优选的是,上述第2输出电路具有:电阻(7、74),一端与上述发光二极管的输出端连接,另一端被电接地。
[0275]本发明的形态11所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态I?8、10中优选的是,上述第I输出电路由在上述第I电平时导通的开关元件构成。
[0276]本发明的形态12所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态11中优选的是,上述第I输出电路还具有:电阻(73),一端与上述开关元件的输出端连接,另一端被电接地。
[0277]本发明的形态13所涉及的发光二极管驱动装置在上述形态3中优选的是,具备:P丽信号生成部,生成作为上述矩形波的第IP丽信号、和在该第IP丽信号的信号电平为第2电平的期间内信号电平成为第I电平以及第2电平的第2PWM信号,上述第I输出电路在上述第IPffM信号的信号电平为第I电平时驱动,在上述第IPffM信号的信号电平为第2电平时停止驱动,上述第2输出电路具有:开关元件,在上述第2P丽信号的信号电平为第I电平时导通,在上述第2PWM信号的信号电平为第2电平时成为非导通。
[0278]本发明并不限定于上述的各实施方式,能在权利要求所示的范围内进行各种变更,将不同实施方式所分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。进而,通过组合各实施方式所分别公开的技术手段,从而能够形成新的技术特征。
[0279]产业上的可利用性
[0280]本发明能够利用于发光二极管驱动装置以及照明装置。
[0281]符号说明
[0282]I阳极电压生成电路
[0283]2恒流电路
[0284]3,3a PffM信号生成电路(PffM信号生成部)
[0285]4开关元件
[0286]5,51第I输出电路
[0287]6、61、62、63 第2输出电路
[0288]7 电阻
[0289]11 LED(发光二极管)
[0290]IlA 阳极
[0291]IlC 阴极
[0292]13 LED芯片(发光二极管芯片)
[0293]14 树脂
[0294]15 KSF荧光体(荧光体、红色荧光体、Mn4+活化复合氟化物荧光体)
[0295]17绿荧光体
[0296]21、23电流控制电路
[0297]22恒流电路
[0298]30?34 LED驱动电路(发光二极管驱动装置)
[0299]41?44开关元件
[0300]71照明装置
[0301]73、74 电阻
[0302]WO白色光(混色光)
【主权项】
1.一种发光二极管驱动装置,其特征在于,具备: 发光二极管,具有:发光二极管芯片,由随着矩形波的信号电平而变化的驱动电流进行驱动,发出与该驱动电流对应的亮度的I次光;和荧光体,被该I次光激发而发出2次光,该发光二极管射出上述I次光和上述2次光的混色光;以及 第I输出电路及第2输出电路,分别与连接于上述发光二极管芯片且输出上述驱动电流的上述发光二极管的输出端连接, 上述第I输出电路在上述矩形波的信号电平为第I电平时进行驱动,从上述输出端输出第I电流而使上述发光二极管芯片发光,另一方面,在上述矩形波的信号电平为第2电平时停止驱动, 上述第2输出电路,在上述矩形波的信号电平为上述第2电平时,从上述输出端输出电流值比上述第I电流低的第2电流而使上述发光二极管芯片发光。2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述矩形波为PWM信号, 上述PffM信号的频率为120Hz以下, 上述第2电流的电流值为上述第I电流的电流值的1/10以下。3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 所述发光二极管驱动装置具备:PWM信号生成部,生成作为上述矩形波的第IPWM信号、以及在该第IPWM信号的信号电平为第2电平的期间内信号电平成为第I电平的第2PWM信号,上述第I输出电路在上述第IPWM信号的信号电平为第I电平时进行驱动,在上述第IPWM信号的信号电平为上述第2电平时停止驱动, 上述第2输出电路具有:开关元件,在上述第2PTO1信号的信号电平为上述第I电平时导通,在上述第2PWM信号的信号电平为第2电平时成为非导通。4.根据权利要求1?3中任一项所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述第2电流的电流值与上述第I电流的电流值成比例地变动。5.根据权利要求1或2所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述第2输出电路具有: 开关元件,在上述第I输出电路停止驱动时导通;以及 电阻,一端与该开关元件的输出端连接,另一端被电接地。6.根据权利要求1?5中任一项所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述第I输出电路和上述第2输出电路被并联连接。7.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述发光二极管芯片是发出蓝色光的蓝色LED芯片, 上述荧光体具有:红色荧光体,通过上述蓝色光而发出红色光;和绿色荧光体,通过上述蓝色光而发出绿色光, 上述红色荧光体是因禁戒跃迀而发出上述红色光的荧光体。8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动装置,其特征在于, 上述红色荧光体是Mn4+活化复合氟化物荧光体。9.一种照明装置,其特征在于,具备权利要求1?8中任一项所述的发光二极管驱动装置。
【文档编号】H05B37/02GK105917475SQ201480073205
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年12月10日
【发明人】山下笃司, 小野崎学, 小野刚史, 宫田正高
【申请人】夏普株式会社
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