专利名称：发光元件驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光元件驱动电路，特别涉及对串联连接的多个发光元件进行定电流 驱动的发光元件驱动电路。
背景技术：
作为液晶显示装置的背光源，有时使用将多个LED (Light Emitting Diode 发光 二极管)二维形状地配置而成的LED背光源。在LED背光源中，为了恒定地保持背光源的亮 度，使用将多个LED串联连接，在其一端设置定电流源，对LED进行定电流驱动的方法。但 是，由于LED的特性存在偏差，所以即使进行定电流驱动LED的亮度也会产生偏差。于是， 为了抑制LED的亮度偏差，设计了具有对LED的亮度进行个别调整的功能的LED驱动电路 (例如专利文献1)。图9是表示现有的LED驱动电路的结构的框图。图9所示的LED驱动电路，对串 联连接的5个LED91进行定电流驱动。开关92，与各LED91并联连接，接通时使流经LED91 的电流旁通(分流)。LED91在对应的开关92为断开状态时点亮，在该开关为接通状态时 熄灭。驱动控制电路94对作为定电流源起作用的FET(Field Effect Transistor 场效 应晶体管)93的栅极电压进行控制。开关控制电路95对开关92的接通和断开进行个别控 制。开关92的断开期间的长度根据对应的LED91的特性决定。根据这样构成的LED驱动 电路，用开关控制电路95对LED91的亮度进行个别调整，即使在LED91的特性存在偏差的 情况下，也能够使LED91的亮度一致。专利文献1 日本特开2005-310996号公报
发明内容
但是，上述LED驱动电路如下所示，存在当某个LED91熄灭时有过电流流经点亮 中的LED91的问题。使点亮中的LED的阳极-阴极间电压为Vf (Vf为正值)。为了将某个 LED91熄灭，使对应的开关92从断开状态变化为接通状态时，该LED的阳极-阴极间电压成 为比Vf充分低的Vz。此时的电压Vz大致等于0。以下为了简化说明，使Vz = 0。由于在LED91和FET93串联连接的电路中施加固定的电源电压，所以当5个开关 92之中有k个成为接通状态(即k个LED91熄灭)时，FET93的漏极电压(节点P的电压) 会上升(kXVf)。由于FET93的漏极-栅极间存在寄生电容96，所以当漏极电压上升时栅 极电压(节点Q的电压)也上升。节点Q的电压，通过使FET93作为定电流源发挥功能的 驱动控制电路94的作用，在短时间内回到原来的电平。但是，在节点Q的电压高于设定的 短时间的期间内，比设定多的电流流经点亮中的LED91，LED91以高于设定的亮度发光。另 外，由于对点亮中的LED91施加有过剩的电流应力，LED91的寿命变短。因此，本发明的目的在于提供一种能够对发光元件的亮度进行个别调整，并且防 止过电流流经发光元件的显示装置。
本发明的第一方面的发光元件驱动电路，其对串联连接的多个发光元件进行定电 流驱动，该发光元件驱动电路的特征在于，包括与上述发光元件串联连接的定电流源；分别与各个上述发光元件并联连接的多个开关；和开关控制电路，其能够对上述开关的接通和断开进行个别控制，使上述开关全部 在同一定时从断开状态变化为接通状态。本发明的第二方面的发光元件驱动电路，在本发明的第一方面中，还具有根据上述开关变化为接通状态的定时使上述定电流源的动作停止的驱动 控制电路。本发明的第三方面的发光元件驱动电路，在本发明的第二方面中，上述驱动控制电路在上述开关变化为接通状态之前使上述定电流源的动作停止。本发明的第四方面的显示装置，具有本发明的第一 第三方面中任一方面的发光 元件驱动电路作为背光源驱动电路。根据本发明的第一方面，由于所有的开关在同一定时从断开状态变化为接通状 态，所以即使在开关变化为接通状态时流过定电流源的电流暂时增加，该电流也不会流经 发光元件。因此，能够对发光元件的亮度进行个别调整，并且防止过电流流经发光元件。另 外，能够减少对发光元件的电流应力，延长发光元件的寿命。根据本发明的第二方面，通过根据开关变化为接通状态的定时使定电流源的动作 停止，能够更有效地防止过电流流经发光元件。根据本发明的第三方面，通过在开关变化为接通状态之前使停止电流源的动作停 止，即使在开关变化为接通状态的定时存在偏差的情况下，也能够防止过电流流经发光元 件。根据本发明的第四方面，能够防止过电流流经构成背光源的发光元件，延长背光 源的寿命。
图1是表示本发明的第一实施方式的LED驱动电路的结构的框图。图2是表示具备图1所示的LED驱动电路的液晶显示装置的结构的框图。图3A是表示图1所示的LED驱动电路的驱动电流的通路(第一例)的图。图;3B是表示图1所示的LED驱动电路的驱动电流的通路(第二例)的图。图3C是表示图1所示的LED驱动电路的驱动电流的通路(第三例)的图。图4是图1所示的LED驱动电路的时序图。图5是现有的LED驱动电路的时序图。图6是表示本发明的第二实施方式的LED驱动电路的结构的框图。图7是图6所示的LED驱动电路的时序图。图8是图6所示的LED驱动电路的另一时序图。图9是表示现有的LED驱动电路的结构的框图。附图标记说明1 液晶面板
2显示控制电路
3扫描信号线驱动电路
4数据信号线驱动电路
5LED背光源
6背光源驱动电路
7像素
10、20 LED驱动电路
11= LED
12开关
13=FET
14,24 驱动控制电路
15、25:开关控制电路
具体实施例方式(第一实施方式)图1是表示本发明的第一实施方式的LED驱动电路的结构的框图。图1所示的LED 驱动电路10，包括开关1加 12e、FET13、驱动控制电路14和开关控制电路15，对LED 1 Ia lie进行定电流驱动。另外，这里使LED驱动电路10驱动5个LED，但LED驱动电路10驱 动的LED的个数只要为2个以上，则可以任意。换言之，驱动2个以上LED的LED驱动电路 10具有在后文中描述的效果。在详细说明LED驱动电路10之前，参照图2说明LED驱动电路10的利用方式的 一个例子。图2是表示具备LED驱动电路10的液晶显示装置的结构的框图。图2所示的 液晶显示装置，包括液晶面板1、显示控制电路2、扫描信号线驱动电路3、数据信号线驱动 电路4、LED背光源5和背光源驱动电路6。液晶面板1包含m条扫描信号线Gl Gm、η条数据信号线Sl Sn和(mXn)个 像素7。显示控制电路2，对扫描信号线驱动电路3输出定时控制信号Cl，并且对数据信号 线驱动电路4输出定时控制信号C2和视频信号V。扫描信号线驱动电路3，基于定时控制 信号Cl，依次选择扫描信号线Gl Gm。数据信号线驱动电路4，基于定时控制信号C2，将 与视频信号V对应的电压施加到数据信号线Sl Sn。由此，将被施加到数据信号线Sl Sn的电压，写入与所选择的扫描信号线连接的像素7。像素7的亮度与被写入像素7的电 压相应地变化。LED背光源5，设置在液晶面板1的背面侧，对液晶面板1的背面照射光。LED背 光源5包含呈二维形状地配置的多个LED11。LEDll被分成多组，同一组内的LEDll串联连 接。背光源驱动电路6以组为单位驱动LEDll。图1所示的LED驱动电路10的结构要素中，开关12a 12e与LEDlla lie — 并配置在LED背光源5内，FET13、驱动控制电路14和开关控制电路15设置在背光源驱动 电路6内。另外，图2中，LEDll按每列分组，但也可以用任意方法对LEDll进行分组。以下，再次参照图1，对LED驱动电路10进行详细说明。如图1所示，由LED驱动 电路10驱动的5个LEDlla lie串联连接。对串联连接的LEDlla lie的一端施加电
5源电压Vcc，另一端经由FET13被接地。FET13是N沟道型晶体管，FET13的栅极端子与驱 动控制电路14的输出端子连接。驱动控制电路14，以使流过FET13的电流(以下称为驱动 电流)的量与规定的目标值一致的方式，对FET13的栅极电压进行控制。由此，FET13作为 定电流源发挥功能。开关12a 12e分别与LEDlla lie并联连接。开关控制电路15用开关控制信 号Xa Xe对开关12a 12e的接通和断开进行个别控制。以下，各开关12a 12e，在开 关控制信号fe 是高电平时为断开状态，在开关控制信号fe 是低电平时为接通 状态。在开关控制信号叙是高电平的期间，开关1 成为断开状态。此时，驱动电流流 经LEDlla，所以LEDlla点亮。与此相对，在开关控制信号fe是低电平的期间，开关1 成 为接通状态。此时，驱动电流不流经LEDlla，所以LEDlla熄灭。像这样，开关1 使接通时 流经LEDlla的电流旁通(分流)。LEDllb lie和开关12b 1 也与此相同。图3A 图3C是表示LED驱动电路10的驱动电流的通路的例子的图。当开关控 制信号fe Xe全部是高电平时(图3A)，开关12a 1 全部成为断开状态，驱动电流流 经LEDlla lie。因此，LEDlla lie全部点亮。当开关控制信号fe是高电平，开关控制 信号胁 Xe是低电平时(图:3B)，开关1 成为断开状态，开关12b 1 成为接通状态， 驱动电流流经LEDlla，但不流经LEDllb lie。因此，LEDlla点亮，LEDllb lie熄灭。 当开关控制信号)(a Xe全部是低电平时(图3C)，开关1 1 全部成为接通状态，驱 动电流不流经LEDlla lie。因此，LEDlla lie全部熄灭。LED驱动电流10中，根据LEDlla lie的特性，决定开关控制信号)(a Xe是高 电平的期间(与LEDlla lie的点亮期间相等)的长度。因此，根据LED驱动电路10，通 过用开关控制电路15对LEDlla lie的亮度进行个别调整，即使在LEDlla lie的特性 存在偏差的情况下，也能够使LEDlla lie的亮度一致。此外，开关控制电路15具有如下特征通过将开关控制信号)Ca Xe在同一定时 从高电平切换为低电平，使开关1 1 全都在同一定时从断开状态变化为接通状态。以 下，参照图4和图5，对包括具有上述特征的开关控制电路15的LED驱动电路10的效果进 行说明。在以下的说明中，设点亮中的LED的阳极-阴极间电压为Vf，熄灭中的LED的阳 极-阴极间电压为0。图4是LED驱动电路10的时序图。开关控制信号fe Xe在时刻t0全都是低电 平。然后，开关控制信号)(a在时刻tl变化为高电平，开关控制信号胁 Xe在时刻t2变 化为高电平。进一步，开关控制信号)(a Xe在时刻t3变化为低电平。从而，开关1 12e全都在同一定时从接通状态变化为断开状态。LED驱动电路10，在时刻tl t2处于 图3B所示的状态，在时刻t2 t3处于图3A所示的状态，在时刻t3 t4处于图3C所示 的状态。图5是在图9所示的LED驱动电路中，取代使开关92全部在同一定时从断开状态 变化为接通状态地，使开关92全部在同一定时从接通状态变化为断开状态的情况(以下称 为现有的LED驱动电路)的时序图。在现有的LED驱动电路中，开关控制信号私 如在 时刻to从低电平变化为高电平。然后，开关控制信号％ 知在时刻tl变化为低电平，开 关控制信号私在时刻t2变化为低电平。进一步，开关控制信号私 如在时刻t3变化为高电平。现有的LED驱动电路在时刻t0 tl处于图3A所示的状态，在时刻tl t2处于 图3B所示的状态，在时刻t2 t3处于图3C所示的状态。现有的LED驱动电路中，在时刻tl当4个开关92从断开状态变化为接通状态时， FET93的漏极电压(节点P的电压)从(Vcc-5XVf)上升为(Vcc-Vf)(参照图5)。当FET93 的漏极电压上升时，通过存在于漏极-栅极间的寄生电容96的作用，FET93的栅极电压(节 点Q的电压)上升，随之流过FET93的驱动电流也增加。在现有的LED驱动电路中，在时刻 tl以后开关控制信号私也是高电平，第一阶段的LED91持续点亮。因此，至驱动电流在驱 动控制电路94的作用下回到原来的电平为止的期间，过电流Iex流经点亮中的第一阶段的 LED91。其结果是，存在LED91以高于设定的亮度发光，并且LED91的寿命缩短的问题。另一方面，在本实施方式的LED驱动电路10中，在时刻t3当开关1 12e从 断开状态变化为接通状态时，FET13的漏极电压(节点A的电压)从(Vcc-5XVf)上升到 Vcc (参照图4)。在LED驱动电路10中，也与现有的LED驱动电路同样地，当FET13的漏极 电压上升时，FET13的栅极电压(节点B的电压)上升，随之流经FET13的驱动电流也增加。 但是，在LED驱动电路10中，由于时刻t3以后开关12a 12e全都为接通状态，所以驱动 电流不流经LEDlla lie。因此，即使驱动电流过剩，也不会有过电流Iex流经LEDlla lie。从而，能够防止过电流流经点亮中的LED11。另外，能够减少对LEDll的电流应力，延 长LEDll的寿命。如上所示，在本实施方式的LED驱动电路10中，由于所有的开关12a 1 在同 一定时从断开状态变化为接通状态，所以即使在开关1 1 变化为接通状态时驱动电 流暂时增加，该电流也不会流经LEDlla lie。因此，能够对LEDlla lie的亮度进行个 别调整，并且防止过电流流经LEDlla lie。(第二实施方式)图6是表示本发明的第二实施方式的LED驱动电路的结构的框图。图6所示的LED 驱动电路20，是通过将第一实施方式的LED驱动电路10(图1)中的驱动控制电路14和开 关控制电路15置换为驱动控制电路M和开关控制电路25而形成的。本实施方式的结构 要素中，对与第一实施方式相同的要素标注相同的参照附图标记，省略说明。驱动控制电路24，与驱动控制电路14同样地，以使驱动电流的量与规定的目标值 一致的方式，对FET13的栅极电压进行控制。开关控制电路25，与开关控制电路15同样地， 对开关12a 12e的接通和断开进行个别控制，并且使开关12a 1 全都在同一定时从 断开状态变化为接通状态。此外，驱动控制电路M具有将FET13的栅极电压切换为高电平和低电平的功能。 FET13在栅极电压为高电平的期间成为接通状态，作为定电流源发挥功能。与此相对，FET13 在栅极电压为低电平的期间成为断开状态，不发挥作为定电流源的功能。进而，将共用的定时控制信号CO输入到驱动控制电路M和开关控制电路25中。 驱动控制电路对，基于定时控制信号C0，根据开关控制信号 Xe从高电平切换为低电 平的定时，使FET13的栅极电压从高电平变化为低电平。这样，驱动控制电路M，根据开关 12a 1 变化为接通状态的定时，使定电流源的功能停止。图7是LED驱动电路20的时序图。图7中，开关控制信号 Xe与图4同样 地变化。FET13的栅极电压，由驱动控制电路M在时刻tl t3被控制为高电平，在时刻t3 t4被控制为低电平。图7中，开关控制信号 Xe变化为低电平的定时，与FET13 的栅极电压变化为低电平的定时大致相同。如上构成的本实施方式的LED驱动电路20，根据开关12a 1 变化为接通状 态的定时，使由FET13构成的定电流源的动作停止，由此能够更有效地防止过电流流经 LEDlla lie。另外，驱动控制电路M如图8所示，可以在开关控制信号fe Xe从高电平变化 为低电平之前，使FET13的栅极电压从高电平变化为低电平，由此，在开关1 1 从断 开状态变化为接通状态之前，使由FET13构成的定电流源的功能停止。由此，即使在开关 12a 1 变化为接通状态的定时存在偏差的情况下，也能够防止过电流流经LEDlla lie。另外，这里作为发光元件驱动电路的例子对LED驱动电路进行了说明，但也能够 用同样的方法构成LED以外的发光元件的驱动电路。本发明的发光元件驱动电路，能够对发光元件的亮度进行个别调整，并且防止过 电流流经发光元件，因此能够用作LED等各种发光元件的驱动电路。
权利要求
1.一种发光元件驱动电路，其对串联连接的多个发光元件进行定电流驱动，该发光元 件驱动电路的特征在于，包括与所述发光元件串联连接的定电流源； 分别与各个所述发光元件并联连接的多个开关；和开关控制电路，其能够对所述开关的接通和断开进行个别控制，并且使所述开关全部 在同一定时从断开状态变化为接通状态。
2.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其特征在于还具有根据所述开关变化为接通状态的定时使所述定电流源的动作停止的驱动控制 电路。
3.如权利要求2所述的发光元件驱动电路，其特征在于所述驱动控制电路在所述开关变化为接通状态之前使所述定电流源的动作停止。
4.一种显示装置，其特征在于具有权利要求1 3中任一项所述的发光元件驱动电路作为背光源驱动电路。
全文摘要
本发明提供一种发光元件驱动电路。该发光元件驱动电路中，将多个LED(11a～11e)串联连接，在其一端设置作为定电流源发挥功能的FET13。将开关(12a～12e)与LED(11a～11e)并联连接。开关控制电路(15)，用开关控制信号(Xa～Xe)，对开关(12a～12e)的接通和断开进行个别控制，并且使开关(12a～12e)全部在同一定时从断开状态变化为接通状态。驱动控制电路(14)，可以根据开关(12a～12e)变化为接通状态的定时，将FET13的栅极电压控制为低电平。由此，能够对发光元件(LED)的亮度进行个别调整，并且防止过电流流经发光元件。
文档编号H05B37/02GK102077373SQ20098012549
公开日2011年5月25日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年7月15日
发明者中泽健, 山元学 申请人:夏普株式会社