发光二极管驱动电路和具备该发光二极管驱动电路的面状照明装置的制作方法

专利名称：发光二极管驱动电路和具备该发光二极管驱动电路的面状照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及面状照明装置，更详细地，涉及从显示装置的背面照射光的面状照明装置中驱动作为光源所用的多个发光二极管的发光二极管驱动电路。
背景技术：
在液晶显示装置等具有背光源的图像显示装置中，通过控制基于输入图像的背光源的亮度，能够控制背光源的消耗电力，改善显示图像的画质。特别是，将画面分割成多个区域，基于区域内的输入图像，控制该区域对应的背光源的亮度，由此能够进一步低消耗电力化和高画质化。以下，将这样一边基于区域内的输入图像控制背光源的亮度一边驱动显示面板的方法称为“区域有源驱动”。在采用上述区域有源驱动的显示装置中，作为背光源用的光源，典型的是采用发光二极管(LED)。在背光源装置中，配置多个由串联连接的多个发光二极管构成的发光二极管组(例如四个发光二极管构成一个发光二极管组)，供给各发光二极管组恒流。关于这样的背光源装置，在日本特开2005-310996号公报中公开如下发明具有与各发光二极管并联作为开关的晶体管，通过用PWM信号切换这些晶体管的开/关，调整各个发光二极管的亮度。图18是表示现有的LED驱动器900的重要部位的结构例的概略图。另外，图18表示了用于驱动由四个发光二极管LEDl LED4构成的发光二极管组的结构。如图18所示， 该LED驱动器900具有分别与构成发光二极管组的四个发光二极管LEDl LED4并联设置的开关SWl SW4 ；通过PWM信号Pl P4对这些开关SWl SW4的接通/断开状态进行控制的PWM控制电路901 ；用于将与成为各发光二极管LEDl LED4的目标的发光亮度 (以下称为“目标亮度”)相应的值，设定到寄存器(后述的寄存器REGl REG4)的移位寄存器902 ；通过使FET(场效应晶体管)等作为恒流源911发挥作用，用于供给发光二极管组恒流的恒流驱动电路903。另外，通过与各发光二极管LEDl LED4并联设置的开关SWl SW4的开/光来控制该各发光二极管的电流的流动，所以以下将这些开关称为“旁路开关”。图19是表示上述现有的LED驱动器900内的PWM控制电路901及其周边部的结构的框图。PWM控制电路901具有通过PWM信号Pl P4对旁路开关SWl SW4的接通/ 断开状态进行控制的开关控制电路SCl SC4 ；以与开关SWl SW4 —一对应的方式设置的寄存器REGl REG4 ；对PWM控制电路用时钟信号PCLK的脉冲进行计数的计数器905 ；将计数器的值与寄存器REGl REG4的值进行比较的比较器CMPl CMP4。在图18和图19所示结构中，将与寄存器REGl REG4对应的发光二极管LEDl LED4的目标亮度相应的值存储。计数器905的值，通过重置信号RST的脉冲而重置(重置为0)，根据PWM控制电路用时钟信号PCLK的脉冲，逐个增加。各旁路开关SWl SW4，如果计数器905的值被重置，则为断开状态，如果计数器905和寄存器REGl REG4的值一致， 则为接通状态。另夕卜，图19表示了计数器905和寄存器REGl REG4为12比特的例子，这
4种情况，以如下方式构成“(由于2的12次幂为4096)PWM控制电路用时钟信号PCLK的脉冲每发生4096次，产生重置信号RST的脉冲”。通过以上的方式，在该LED驱动器900中， 以从外部供给的PWM控制电路用时钟信号PCLK的4096时钟为一周期，进行用于使各发光二极管LEDl LED4的亮度成为目标亮度的P丽控制。由此，各发光二极管LEDl LED4， 只在(PWM控制的)一周期中的期望的期间(与目标亮度相应的期间)变为点亮状态。另外，采用区域有源驱动的显示装置的显示部被分割为多个区域，如图3所示，在一个区域中对应一个发光二极管，在显示部的背面设置了多个发光二极管Li、L2、L3……。 然后，如图20所示，对每多个(图20所示例中是4个)发光二极管设置一个LED驱动器。 在这样的结构中，供给LED驱动器LD3、LD4的重置信号RSTb的发生定时，比供给LED驱动器LD1、LD2的重置信号RSTa的脉冲的发生定时迟。因此，发光二极管L9 L16在比发光二极管Ll L8迟的定时点亮。通过这样的方式，图3所示的多个发光二极管，以图8所示顺序点亮。即，设置在显示部的背面的多个发光二极管，逐列依次点亮。但是，如果如图20所示配置各发光二极管组，S卩，将各发光二极管组所含的多个发光二极管在显示部的背面配置成一列，例如像发光二极管Ll和LED驱动器Dl之间那样使发光二极管LED驱动器间的距离变长，则由两者间的配线电阻导致的电压下降变大。该 LED驱动器通过使电流流过上述旁路开关，使对应的发光二极管熄灭，但如果使上述电压下降变大，则发光二极管中电流也流动，该发光二极管点亮。因此，如果上述电压下降变大，则本来应该处于熄灭状态的发光二极管点亮。像这样，为了不使上述电压下降超过规定大小， 产生对区域大小和配线宽度的限制。于是提出有，通过将各发光二极管组以图21所示方式配置，S卩，通过将各发光二极管组所含的多个发光二极管在显示部的背面配置成两列，缩短发光二极管LED驱动器间的距离。根据图21所示结构，任何一个发光二极管都会不增大与LED驱动器的距离，起因于发光二极管LED驱动器间的电压下降的点亮异常(本来应该处于熄灭状态的发光二极管点亮)的发生受到抑制。另外，在图18所示结构中，全部的旁路开关SWl SW4变为接通状态时(全部发光二极管LEDl LED4变为熄灭状态时)恒流驱动电路903停止恒流源 911的电流的情况，各发光二极管间的距离越短，越容易获得消耗电力降低的效果。出于该观点，图21所示的结构比图20所示的结构，能够得到更多的优点。另外，关于本发明申请，已知有以下现有技术。在日本特开2005-310999号公报中，公开了如下发明如上所述，通过切换分别与各发光二极管并联设置的开关的接通/断开状态，对各个发光二极管的亮度进行调整。另外，日本特开2001-125066号公报和日本专利第32^250号公报公开了能够得到高品质的动画显示的液晶显示装置的发明。专利文献1 日本特开2005-310999号公报专利文献2 日本特开2001-125066号公报专利文献3 日本专利第32四250号公报

发明内容
但是，将各发光二极管组以图21所示的方式配置时，采用图18和图19所示的结构的LED驱动器900的情况，各LED驱动器LDl LD4以与第一列的发光二极管Ll L8 和第二列的发光二极管L9 L16相同的定时点亮。因此，图3所示的多个发光二极管，以图22所示顺序点亮。即，设置在显示部的背面的多个发光二极管，每两列依次点亮。如果以这样的顺序进行点亮，则如上述日本专利第3229250号公报所述，动画显示时的显示品质降低。于是本发明的目的在于，提供采用多列构成的发光二极管作为背光源的显示装置的动画显示时能够防止显示品质降低的LED驱动器(发光二极管驱动电路)。本发明的第一局面，是一种发光二极管驱动电路，其驱动互相串联连接的，且与用于使一定的电流流动的恒流源串联连接的多个发光二极管，该发光二极管驱动电路的特征在于，包括与上述多个发光二极管的每个或每规定个数发光二极管并联连接的多个开关；和生成PWM信号的PWM信号生成部，该PWM信号用于根据各发光二极管的目标亮度来切换与该各发光二极管并联连接的开关的接通/断开状态，其中上述PWM信号生成部基于多个定时控制信号生成上述PWM信号，该多个定时控制信号用于控制使上述多个开关变成作为初始状态的接通状态或断开状态的一个状态的定时。本发明的第二局面，在本发明的第一局面的基础上，上述PWM信号生成部包括多个亮度对应值保持部，该多个亮度对应值保持部与上述多个开关分别对应地设置，保持亮度对应值，该亮度对应值为与和各开关对应的发光二极管的目标亮度相应的值、 且为与从外部供给的时钟信号的脉冲数对应的值的亮度对应值；多个计数器，该多个计数器以分别被供给至上述多个定时控制信号的方式设置， 对上述时钟信号的脉冲数进行计数并作为计数值输出的多个计数器；和多个开关切换部，该多个开关切换部分别对应上述多个开关设置，将各开关对应的亮度对应值保持部保持的亮度对应值与从上述多个计数器中的任一个计数器输出的计数值作比较，当它们一致时将该各开关的接通/断开状态从上述初始状态切换，基于供给将由各开关对应的开关切换部比较的计数值输出的计数器的定时控制信号，使该各开关变为初始状态，从各计数器输出的计数值基于供给该各计数器的定时控制信号被重置。本发明的第三局面，在本发明的第二局面的基础上，预先决定将由各开关切换部比较的计数值输出的计数器。本发明的第四局面，在本发明的第二局面的基础上，上述PWM信号生成部，进一步含括计数器选择部，计数器选择部基于规定的指示数据，选择输出要由各开关切换部进行比较的计数值的计数器。 本发明的第五局面，在本发明的第二局面的基础上，上述多个计数器包括从外部接受定时控制信号的第一计数器和该第一计数器以外的第二计数器，上述PWM信号生成部进一步包含延迟控制值保持部，该延迟控制值保持部保持延迟控制值，该延迟控制值为与上述多个开关的被变为初始状态的定时的差相应的值、且为与上述时钟信号的脉冲数对应的值；和
定时控制信号生成部，该定时控制信号生成部对应上述第二计数器设置，基于上述延迟控制值保持部保持的延迟控制值和从上述第一计数器输出的计数值，生成用于供给上述第二计数器的定时控制信号，上述定时控制信号生成部，当保持上述延迟控制值保持部的延迟控制值与从上述第一计数器输出的计数值一致时，以将从上述第二计数器输出的计数值重置的方式，生成上述定时控制信号。本发明的第六局面，在本发明的第一局面的基础上，进一步具有当上述多个开关全部变为接通状态时使上述恒流源流动的电流为零的恒流驱动部。本发明的第七局面，是一种面状照明装置，其具有本发明的第一 第六中任意一个局面相关的发光二极管驱动电路。本发明的第八局面，在本发明的第七局面的基础上，上述面状照明装置具有多个发光二极管驱动电路，由各发光二极管驱动电路驱动的多个发光二极管，含括第一发光二极管组和第二发光二极管组，所述第一发光二极管组为以该各发光二极管驱动电路的配置位置为基准配置在一侧的发光二极管，所述第二发光二极管组为以该各发光二极管驱动电路的配置位置为基准配置在另一侧的发光二极管，与上述第一发光二极管组并联连接的开关和与上述第二发光二极管组并联连接的开关，基于不同的定时控制信号，被变为上述初始状态。根据本发明的第一局面，在串联连接的多个发光二极管的各个或规定个数的每个上并联地设置开关，根据对应的发光二极管的目标亮度切换这些开关的接通/断开状态。 在这里，基于多个定时控制信号使上述开关变为初始状态。即，如果存在某个定时使之变为初始状态的开关，也存在与之不同的定时使之变为初始状态的开关。因此，能够使上述多个发光二极管在各个不同的定时(等于定时控制信号的个数的定时)变为点亮状态或熄灭状态。因此，例如，在为了抑制起因于发光二极管-发光二极管驱动电路间的电压降低的点亮异常的发生，将发光二极管驱动电路驱动的发光二极管的一部分配置在该发光二极管驱动电路的一侧，将剩下的配置在另一侧的结构中，能够使配置在一侧的发光二极管与配置在另一侧的发光二极管在不同的定时点亮。由此，作为显示装置的背光源采用以多列构成的发光二极管时，能够逐列点亮发光二极管，防止动画显示时的显示品质的降低。根据本发明的第二局面，通过PWM信号生成部具有作为存储与各发光二极管的目标亮度相应的值的亮度对应值保持部的多个寄存器；基于供给的定时控制信号重置，计数时钟信号的脉冲数的多个计数器；和切换多个开关的接通/断开状态的开关切换部，能够实现能够防止动画显示时的显示品质的降低的发光二极管驱动电路。根据本发明的第三局面，可以实现不会使PWM信号生成部的结构复杂化地，能够防止动画显示时的显示品质降低的发光二极管驱动电路。根据本发明的第四局面，可以基于指示数据，决定将由各开关切换部成为比较对象的计数值输出的计数器。因此，通过考虑各发光二极管的配置位置生成指示数据，能够使该各发光二极管在适宜的定时点亮。由此，能够实现提高发光二极管和发光二极管驱动电路的位置关系的自由度，并且能够防止动画显示时的显示品质降低的发光二极管驱动电
根据本发明的第五局面，供给设置在PWM信号生成部的多个计数器之中任一个计数器以外的计数器的定时控制信号，在该PWM信号生成部的内部生成。由此，可以削减应该供给发光二极管驱动电路的外部输入信号。根据本发明的第六局面，当发光二极管驱动电路所含的开关全部变为接通状态时可以使恒流源的电流流动停止，此时由于能够缩短各发光二极管间的距离，所以可以有效地降低消耗电力。根据本发明的第七局面，可以实现发挥从本发明的第一 第六的任意一个局面相同效果的面上(面状)照明装置。根据本发明的第八局面，当一个发光二极管驱动电路驱动规定个数的发光二极管时，与发光二极管只配置在发光二极管驱动电路的一侧的结构相比，各发光二极管与发光二极管驱动电路的距离变短。因此，可以抑制起因于发光二极管-发光二极管驱动电路间的电压降低的点亮异常。


图1是本发明的第一实施方式相关的LED背光源装置中，表示LED驱动器所含的 PWM控制电路及其周边部的结构的框图。图2是具有上述第一实施方式相关的LED背光源装置的液晶显示装置的整体结构的框图。图3是上述第一实施方式中，用于说明区域和二极管的对应关系的图。图4是上述第一实施方式中，用于说明到显示部的描绘顺序的图。图5是上述第一实施方式的LED驱动器的概略结构图。图6是上述第一实施方式中，表示使旁路开关关的结构例的图。图7是用于说明上述第一实施方式的效果的图。图8是上述第一实施方式中，表示发光二极管的点亮顺序的图。图9是本发明的第二实施方式相关的LED背光源装置中，表示LED驱动器所含的 PWM控制电路及其周边部的结构的框图。图10是上述第二实施方式中，表示计数器选择电路的详细结构的图。图11是上述第二实施方式中，用于说明在计数器指示部中决定选择指示数据的值的图。图12是上述第二实施方式中，用于说明供给比较器的计数值的图。图13是用于说明上述第二实施方式的效果的图。图14是用于说明上述第二实施方式的效果的图。图15是用于说明上述第二实施方式的效果的图。图16是本发明的第三实施方式相关的LED背光源装置中，表示LED驱动器所含的 PWM控制电路及其周边部的结构的框图。图17是用于说明上述第三实施方式的效果的图。图18是现有例的LED驱动器的概略结构图。图19是表示现有例相关的LED驱动器所含的PWM控制电路及其周边部的结构的框图。图20是用于说明现有例的图。图21是用于说明现有例的图。图22是表示现有例的发光二极管的点亮顺序的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。<1.第一实施方式><1. 1整体结构和动作的概要>图2是具有上述第一实施方式相关的LED背光源装置(面状照明装置)10的液晶显示装置的整体结构的框图。该液晶显示装置具有LED背光源装置10、显示控制电路200、 源极驱动器(视频信号线驱动电路)300、栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)400和显示部 500。LED背光源装置10中含有由构成用于从显示部500的背面照射光(到该显示部500) 的背光源的多个发光二极管构成的发光部110 ；和驱动发光部110内的发光二极管的LED 驱动器100。另外，在该液晶显示装置中，显示部500被分割为多个区域，进行一边基于区域内的输入图像控制背光源的亮度一边驱动显示面板500的区域有源驱动。显示部500中含有多条(η条)源极总线(视频信号线)SLl SLn ；多条(m条) 栅极总线(扫描信号线)GLl GLm ；和在这些多条源极总线SLl SLn和栅极总线GLl GLm的交差点上分别对应设置的多个(nXm个)像素形成部。这些像素形成部构成配置成矩阵状的像素阵列。各像素形成部由如下部件构成作为在通过对应的交差点的栅极总线上连接栅极端子并且在通过该交差点的源极总线上连接源极端子的开关元件的TFT50 ；与该TFT50的漏极端子连接的像素电极；作为与上述多个像素形成部共通地设置的相对电极的共通电极Ec ；和夹持在共通地设置在上述多个像素形成部上的像素电极和共通电极Ec 之间的液晶层。然后，通过由像素电极和共通电极Ec形成的液晶电容，构成像素电容Cp。 另外通常，应当确实地保持对像素电容的电压，与液晶电容中并联地设置辅助电容，但辅助电容与本发明没有直接关系，所以省略对其的说明的和图示。在显示部500的背面，设置有发光部110。显示部500如上所述被分割为多个区域，如图3所示，以一个区域对应一个发光二极管的方式在发光部110上设置多个发光二极管。例如，在具有1920条源极总线SLl SL1920和1080条栅极总线GLl GL1080的显示部500中，设置了 512个(在栅极总线的延伸方向32个，在源极总线的延伸方向上16个) 区域，在发光部110中设置了 512个发光二极管。对这些发光二极管，基于各发光二极管对应区域的输入图像，进行亮度控制。显示控制电路200，接受从外部送来的图像信号DAT以及水平同步信号和垂直同步信号等定时信号群TG，输出视频信号VS、用于控制显示部500的图像显示的源极起动脉冲信号SSP、源极时钟信号SCK、栅极起动脉冲信号GSP，和栅极时钟信号GCK、和用于控制背光源(多个发光二极管)的亮度的亮度控制信号群KSG。 源极驱动器300，接受从显示控制电路200输出的视频信号VS、源极起动脉冲信号 SSP和源极时钟信号SCK，在各源极总线SLl SLn上施加驱动用视频信号S (1) S(n)。 栅极驱动器400基于从显示控制电路200输出的栅极起动脉冲信号GSP和栅极时钟信号GCK，将到有源的扫描信号G(I) G(m)的各栅极总线GLl GLm的施加以一个垂直扫描期间为周期反复进行。LED驱动器100，接受从显示控制电路200输出的亮度控制信号群KSG， 驱动发光部110内的发光二极管。由此，从显示部500的背面照射光。通过以上方式，在各源极总线SLl SLn上施加驱动用视频信号S(1) S(n)，在各栅极总线GLl GLm上施加扫描信号G(I) G (m)，在显示部500上照射来自其背面的光，由此在显示部500上显示图像。另外，在该液晶显示装置的显示部500中，以图4所示顺序进行描绘。S卩，如果着眼于线单位的描绘顺序，则在显示画面中从下向下逐行进行描绘。另外，如果着眼于一行内的描绘顺序，则在显示画面中从左向右逐像素进行描绘。<1. 2LED驱动器的结构和各构成要素的动作>图5是上述第一实施方式的LED驱动器100的概略结构图。另外，LED驱动器100 设置在每个由多个发光二极管构成发光二极管组上(即，一个LED驱动器100驱动多个发光二极管)，以下，列举每四个发光二极管设置一个LED驱动器100的例子进行说明。如图5所示，LED驱动器100具有分别与在发光部110内串联连接的四个发光二极管LEDl LED4并联设置的旁路开关SWl SW4 ；通过PWM信号Pl P4对这些旁路开关 Sffl SW4的接通/断开状态进行控制的PMW控制电路101 ；用于将与各发光二极管LEDl LED4的目标亮度相应的值，设定到规定的寄存器(后述的寄存器REGl REG4)的移位寄存器102 ；和通过使FET等作为恒流源111起作用，用于供给发光二极管组恒流的恒流驱动电路 103。在该LED驱动器100中，作为亮度控制信号群KSG，从显示控制电路200供给输入数据信号DIN、时钟信号CLK、PWM控制电路时钟信号PCL、第一重置信号RSTl和第二重置信号RST2。另外，各信号的功能(工作)容后再述。移位寄存器102由48段构成，将串行形成送入的输入数据信号DIN，基于时钟信号 CLK的脉冲(在移位寄存器102内部)进行移位动作。由此，从该移位寄存器102输出48 比特的数据，将该48比特的数据供给PWM控制电路101。PWM控制电路101，接受第一重置信号RSTl、第二重置信号RST2、PWM控制电路时钟信号PCLK和从移位寄存器102输出的48比特数据，输出PWM信号Pl P4。基于这些PWM 信号Pl P4的占空比，对旁路开关SWl SW4的接通/断开状态进行控制。另外，PWM控制电路101，对恒流驱动电路103的动作进行控制，以使当旁路开关SWl SW4全部为接通状态时(即，发光二极管LEDl LED4全部为熄灭状态时)，恒流源111流出的电流为零。恒流驱动电路103，如上所述，通过使FET等作为恒流源111发挥作用，供给发光二极管组恒流。但是，当旁路开关SWl SW4全部为接通状态时，恒流驱动电路103，基于来自 PWM控制电路101的控制信号，停止恒流源111的电流的流动。 根据以上结构，LED驱动器100，根据发光二极管LEDl LED4的目标亮度，基于从显示控制电路200送来的亮度控制信号群KSG，对旁路开关SWl SW4的接通/断开状态进行控制，由此对发光二极管LEDl LED4的亮度进行控制。另外，在本实施方式中，以每一个旁路开关设置一个发光二极管的结构为例进行了说明，但每一个旁路开关设置多个发光二极管的结构也能够适用本发明。 接着，对LED驱动器100的详细结构，参照图1进行说明。图1是表示该LED驱动
10器100所含的PWM控制电路101及其周边部的结构的框图。另外，图1中省略了恒流驱动电路103。PWM控制电路101具有对上述旁路开关SWl SW4的接通/断开状态进行控制的开关控制电路SCl SC4 ；与旁路开关SWl SW4 —一对应设置的寄存器REGl REG4 ；进行时钟计数的第一计数器Cl和第二计数器C2 ；和将第一计数器Cl或第二计数器C2的值与寄存器REGl REG4的值进行比较的比较器CMPl CMP4。另外，由寄存器REGl REG4 和移位寄存器102构成串行并行转换电路。在该LED驱动器100中，供给用于在移位寄存器102中进行移位动作的时钟信号 CLK ；将与发光二极管LEDl LED4的目标亮度相应的值存储到寄存器REGl REG4的输入数据信号DIN ；用于在第一计数器Cl和第二计数器C2中进行脉冲数的计数的PWM控制电路时钟信号PCLK ；用于将第一计数器Cl的值重置的第一重置信号RSTl ；和用于将第二计数器C2的值重置的第二重置信号RST1。另外，所谓“重置计数器的值”，是指将计数器的值清零。移位寄存器102接受串行格式的输入数据信号DIN，基于时钟信号CLK的脉冲的发生定时对其进行移位动作。另外，所谓移位动作，是指将逐个比特供给移位寄存器102的数据，在该移位寄存器102所含的48段(48个)触发电路(未图示)内逐段依次传输。从移位寄存器102所含的触发电路将48比特数据并行输出，将这些数据每12比特逐个存储到寄存器REGl REG4。将存储在这些寄存器REGl REG4中的数据，分别作为寄存器数据值 RDl RD4供给比较器CMPl CMP4。第一计数器Cl和第二计数器C2，对PWM控制电路时钟信号PCLK的脉冲数进行计数。在这里，第一计数器Cl的值基于第一重置信号RSTl的脉冲重置，第二计数器C2的值基于第二重置信号RST2的脉冲重置。另外，第一计数器Cl和第二计数器C2的值，根据PWM 控制电路时钟信号PCLK的脉冲逐个增加。将第一计数器Cl的值作为第一计数值CNTl供给比较器CMP1、CMP2，将第二计数器C2的值作为第二计数值CNT2供给比较器CMP3、CMP4。比较器CMP1，将第一计数值CNTl和寄存器数据值RDl作比较，将表示它们是否一致的比较结果信号CSl输出。比较器CMP2，将第一计数值CNTl和寄存器数据值RD2作比较，将表示它们是否一致的比较结果信号CS2输出。比较器CMP3，将第二计数值CNT2和寄存器数据值RD3作比较，将表示它们是否一致的比较结果信号CS3输出。比较器CMP4，将第二计数值CNT2和寄存器数据值RD4作比较，将表示它们是否一致的比较结果信号CS4输出ο开关控制电路SCl SC4，基于从各自对应的比较器CMPl CMP4输出的比较结果信号CSl CS4，输出用于对各自对应的旁路开关SWl SW4的接通/断开状态进行控制的 P丽信号Pl P4。当由该PWM信号Pl P4使旁路开关SWl SW4为接通状态时，对应的发光二极管LEDl LED4变为熄灭状态，当由该PWM信号Pl P4使旁路开关SWl SW4 为断开状态时，对应的发光二极管LEDl LED4变为点亮状态。另外，以下将其作为如下情况进行说明如果比较结果信号的逻辑电平为高电平，则开关控制电路使旁路开关为接通状态；如果比较结果信号的逻辑电平为低电平，则开关控制电路将旁路开关的状态保持原样并保持。另外，在本实施方式中，由PWM控制电路101实现PWM信号生成部，由寄存器REGl REG4实现亮度对应值保持部，由比较器CMPl CMP4和开关控制电路SCl SC4实现开关切换部。另外，由第一重置信号RSTl和第二重置信号RST2实现定时控制信号。<1. 3发光二极管的亮度控制>接着，对本实施方式中发光二极管的亮度控制具体以何种方式实行进行说明。在本实施方式中，第一计数器Cl和第二计数器C2由12比特构成，对应各旁路开关SWl SW4 设置的寄存器REGl REG4也由12比特构成。另外，旁路开关SWl SW4基于第一计数值 CNTl或第二计数值CNT2与寄存器数据值RDl RD4的比较结果进行接通/断开状态控制。 因此，在本实施方式相关的LED驱动器100中，以(PWM控制电路时钟信号PCLK的)4096时钟为一周期进行PWM控制。各旁路开关SWl SW4，如果对应计数器的值被重置则变为断开状态，如果对应计数器的值与对应寄存器的值一致则变为接通状态。由此，各发光二极管 LEDl LED4只在(PWM控制的)的一周期中的期望期间(与目标亮度相应的期间)为点亮状态。以下，特别着眼于旁路开关SWl，列举以占空比50 %进行旁路开关SWl的接通/断开状态的控制的情况的例子，对该LED驱动器100的动作进行详细说明。上述占空比，可以基于根据通过旁路开关SWl进行亮度调整的发光二极管对应的区域的输入图像决定的目标亮度，在显示控制电路200内求得。另外，以下，将12比特的内容用“XXXX_XXXX_XXXX”(X 为0或1)的形式表示。首先，基于从显示控制电路200送来的输入数据信号DIN，设定寄存器REGl的值。 在这里，由于以占空比50%进行旁路开关SWl的接通/断开状态的控制，所以在寄存器 REGl中存储了“1000_0000_0000”的12比特的数据(亮度对应值)。另外，例如，如果占空比为25%，则在寄存器REGl中存储“0100_0000_0000”的数据。如果占空比为75%，则在寄存器REGl中存储“1100_0000_0000”的数据。另外，在寄存器REG2 REG4中也同样地， 存储表示基于发光二极管LED2 LED4分别对应的区域的输入图像求得的占空比的12比特的数据。旁路开关SW1，如果将第一计数值CNTl重置，则作为初始状态变为断开状态。对此，例如，可以如图6所示，将第一重置信号RSTl供给开关控制电路SCl，基于第一重置信号RSTl的脉冲，开关控制电路SCl使旁路开关SWl变为断开状态。通过这样的方式，通过使旁路开关SWl为断开状态，发光二极管LEDl变为点亮状态。另外，旁路开关SW2，如果将第一计数值CNTl重置，则作为初始状态变为断开状态。另外，旁路开关SW3、SW4，如果将第二计数值CNT2重置，则作为初始状态变为断开状态。在比较器CMPl中，将第一计数值CNTl和寄存器数据值RDl作比较。当第一计数值CNTl和寄存器数据值RDl —致时，使从比较器CMPl输出的比较结果信号CSl的逻辑电平为高电平。将第一计数值CNTl重置之后，在到第一计数值CNTl变为“1000_0000_0000” 的期间，维持比较结果信号CSl的逻辑电平为低电平。另外，将比较结果信号CS2，在从第一计数值CNTl重置开始到第一计数值CNTl和寄存器数据值RD2 —致为止的期间维持低电平。另外，将比较结果信号CS3，在从第二计数值CNT2重置开始到第二计数值CNT2和寄存器数据值RD3 —致为止的期间维持低电平，将比较结果信号CS4，在从第二计数值CNT2重置开始到第二计数值CNT2和寄存器数据值RD4 —致为止的期间维持低电平。第一计数值CNTl根据PWM控制电路时钟信号PCLK的脉冲，从“0000_0000_0000”开始逐个增加。由此如果第一计数值CNTl变为“1000_0000_0000”，则由于第一计数值CNTl 和寄存器数据值RDl—致，所以比较结果信号CSl的逻辑电平从低电平变化为高电平。由此，将开关控制电路SCl的状态，从将旁路开关SWl的状态作为初始状态的断开状态切换到接通状态。其结果是，发光二极管LEDl变为熄灭状态。接着，直到再次供给该LED驱动器 100第一重置信号RSTl的脉冲，维持旁路开关SWl为接通状态，维持发光二极管LEDl为熄灭状态。通过以上的方式，发光二极管LED1，只在(PWM控制的)一周期中的相当于50%的期间为点亮状态。同样地，发光二极管LED2 LED4，只在(PWM控制的)一周期之中的相当于各自的占空比的期间为点亮状态。另外，在本实施方式中，对发光二极管LED1、LED2各自对应的旁路开关SW1、Sff2, 基于寄存器数据值RD1、RD2和第一计数值CNTl的比较结果，进行接通/断开状态的控制， 对发光二极管LED3、LED4各自对应的旁路开关SW3、SW4，基于寄存器数据值RD3、RD4和第二计数值CNT2的比较结果，进行接通/断开状态的控制。在此，如上所述，基于第一重置信号 RSTl的脉冲重置第一计数值CNT1，基于第二重置信号RST2的脉冲重置第二计数值CNT2。 因此，如果第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时与第二重置信号RST2的脉冲的发生定时不同，则发光二极管LED1、LED2的点亮定时与发光二极管LED3、LED4的点亮定时不同。<1.4 效果〉

根据本实施方式，对每四个发光二极管LEDl LED4设置一个LED驱动器100，对各发光二极管LEDl LED4分别并联设置旁路开关SWl SW4。在此，使旁路开关SW1、SW2， 在第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时变为作为初始状态的断开状态，只在与发光二极管LED1、LED2的目标亮度相应的期间维持该断开状态。另一方面，使旁路开关SW3、SW4，在第二重置信号RST2的脉冲的发生定时变为作为初始状态的断开状态，只在与发光二极管 LED3、LED4的目标亮度相应的期间维持该断开状态。因此，通过使第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时与第二重置信号RST2的脉冲的发生定时不同，能够使发光二极管LED1、LED2 与发光二极管LED3、LED4在不同的定时点亮。因此，如图7所示，只将各LED驱动器驱动的四个发光二极管中的两个配置在从该各LED驱动器看的源极驱动器300侧(以下，称为“一侧”。)，将剩下的两个配置在从该各LED驱动器看的与源极驱动器300相反的侧(以下，称为“另一侧”。)，通过使第二重置信号RST2的脉冲的发生定时比第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时迟，在配置在另一侧的发光二极管(第二发光二极管组)比配置在一侧的发光二极管(第一发光二极管组)迟的定时点亮。通过这样的方式，在发光部110中，以图8 所示的顺序进行发光二极管的点亮。即，“首先发光二极管Ll L8点亮，接着发光二极管 L9 L16点亮，再接着发光二极管L17 L24点亮，……”，以这样的方式，将发光二极管逐列点亮。因此，采用现有LED驱动器时产生的动画显示时的显示品质的降低得以防止。另外，通过将各发光二极管以图7所示方式配置，S卩，通过将各发光二极管组所含的多个发光二极管在显示部500的背面配置成两列，就任何发光二极管而言与LED驱动器的距离都比较短。在此，由于发光二极管如上所述逐列点亮，所以不会引起动画显示时的显示品质的降低，抑制了起因于发光二极管LED驱动器间的电压下降的点亮异常。进一步，在本实施方式中，LED驱动器100所含的旁路开关SWl SW4全部变为接通状态时使恒流源111的电流的流动停止，由于此时能够缩短各发光二极管间的距离， 所以可以有效地降低消耗电力。在此，对各发光二极管间的距离越短消耗电力的降低越有效的理由，参照图5进行说明。为了降低消耗电力，需要LED熄灭时电流不流动。例如，发光二极管LEDl LED3熄灭状态且发光二极管LED4点亮状态时，在该LED驱动器100中， 消耗相当于“一定大小的电流”与“发光二极管LEDl LED4的降低电压”的积的电力。此时，由于发光二极管LEDl LED3为熄灭状态，所以本来为发光二极管LEDl LED3投入的电力在恒流源111中被消耗。即，产生了无谓的消耗电力。对于这一点，如果发光二极管 LEDl LED4的目标亮度的值(亮度数据)是互相接近的值，则旁路开关SWl SW4全部为接通状态的期间变长，由于电流的流动停止的期间变长，所以可以抑制电力的无谓的消耗。 另外，在进行区域有源驱动的显示装置中，基于图像数据决定发光二极管的亮度数据。发光二极管的亮度数据基于多个图像数据的演算，如果比较接近区域间的对比度和远离区域间的对比度，通常，远离区域间的对比度较高。S卩，在接近区域间，通常，亮度数据是互相接近的值。如上所述，各发光二极管间的距离越短，停止电流流动期间变长，可以有效地降低消耗电力。<2.第二实施方式〉 <2.1结构和动作〉接着，对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的液晶显示装置的整体结构和LED驱动器100的概略结构与上述第一实施方式相同，所以省略说明(参照图2和图 5)。图9是本实施方式中，表示LED驱动器100所含的PWM控制电路101及其周边部的结构的框图。以下，对与上述第一实施方式不同的点进行说明。在上述第一实施方式中，将第一计数值CNTl供给比较器CMP1、CMP2，将第二计数值CNT2供给比较器CMP3、CMP4。另一方面，在本实施方式中，在PWM控制电路101内设置计数器选择电路105，在比较器CMPl CMP4中分别供给计数器选择电路105中选择的计数值(第一计数值CNTl或第二计数值CNT2)。计数器选择电路105，接受用于选择从第一计数值CNT1、第二计数值CNT2和移位寄存器102输出的计数值的2比特的选择用数据(指示数据)SB,在各比较器CMPl CMP4中分别供给第一计数值CNTl或第二计数值CNT2的某一个。另外，对于选择用指示数据SB，可以在进行到寄存器REGl的寄存器数据值RDl的设定前将之设定到计数器选择电路105，也可以令移位寄存器为50比特，将其中的2比特的数据作为选择用指示数据SB，供给计数器选择电路105。图10是表示计数器选择电路105的详细结构的框图。计数器选择电路105具有计数器指示部151和三个多路转换器152 154。计数器指示部151，接受2比特的选择用数据SB(将各比特分别用“Sbitl”、“Sbit2”表示。)，将三个选择用指示数据SEL2 SEL4 输出。另外，选择指示数据SEL2 SEL4都是1比特的数据。多路转换器152，基于选择指示数据SEL2，将第一计数值CNTl或第二计数值CNT2中的某一个供给比较器CMP2。多路转换器153，基于选择指示数据SEL3，将第一计数值CNTl或第二计数值CNT2中的某一个供给比较器CMP3。多路转换器154，基于选择指示数据SEL4，将第一计数值CNTl或第二计数值 CNT2中的某一个供给比较器CMP4。另外，在比较器CMPl中，与选择用数据SB的值无关地， 供给第一计数值CNTl。在如上所述的结构中，在计数器指示部151中如图11所示决定选择指示数据 SEL2 SEL4的值。例如，当Sbitl为“1”，且513^2为“0”时，选择指示数据SEL2为“1”， 选择指示数据SEL3为“0”，选择指示数据SEL4为“0”。然后，各多路转换器152 154，如果供给的选择指示数据SEL2 SEL4的值为“ 1”，则将第一计数值CNTl供给比较器CMP2 CMP4，如果供给的选择指示数据SEL2 SEL4的值为“0”，则将第二计数值CNT2供给比较器CMP2 CMP4。其结果是，根据选择用数据SB的值，如图12所示，将计数值(第一计数值 CNTl或第二计数值CNT2)供给各比较器CMPl CMP4。例如，当Sbitl为“0”，且Sbit2为 “1”时，将第一计数值CNTl供给比较器CMPl、CMP3，将第二计数值CNT2供给比较器CMP2、 CMP4。<2. 2 效果〉根据本实施方式，供给比较器CMP2 CMP4的计数值(第一计数值CNTl或第二计数值CNT2)，基于选择用数据SB决定。因此，通过考虑各发光二极管LEDl LED4的配置 (发光二极管LEDl LED4与LED驱动器100的位置关系)设定选择用数据SB，能够使该各发光二极管LEDl LED4在适宜的定时点亮。由此，例如将发光二极管LEDl LED4配置成两列时，通过使配置在第二列的发光二极管的点亮定时比配置在第一列的发光二极管的点亮定时迟，可以防止动画显示时的显示品质的降低。例如，将各发光二极管组以如图7所示的方式配置的情况，令Sbitl为“1”，Sbit2 为“0 ”，通过使第二重置信号RST2的脉冲的发生定时比第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时迟，能够使配置在另一侧的发光二极管的点亮定时比配置在一侧的发光二极管的点亮定时迟。另外，将各发光二极管组以如图13所示的方式配置的情况，也令Sbitl为“l”，Sbit2 为“0”，通过使第二重置信号RST2的脉冲的发生定时比第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时迟，能够使配置在另一侧的发光二极管的点亮定时比配置在一侧的发光二极管的点亮定时迟。进一步，将各发光二极管组以如图14所示的方式配置的情况，令Sbitl为“1”， Sbit2为“1”，通过使第二重置信号RST2的脉冲的发生定时比第一重置信号RSTl的脉冲的发生定时迟，能够使配置在另一侧的发光二极管的点亮定时比配置在一侧的发光二极管的点亮定时迟。更进一步，将各发光二极管组以如图15所示的方式配置的情况，通过令Sbitl 为“0”，Sbit2为“0”，能够使各发光二极管组所含的发光二极管全部在相同定时点亮。如上所述，根据本实施方式，能够实现提高发光二极管和LED驱动器的位置关系的自由度，并且能够抑制动画显示时的显示品质的降低和起因于发光二极管与LED驱动器间的电压降低引起点亮异常的发生的LED驱动电路。<3.第三实施方式〉<3.1结构和动作〉接着，对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式的液晶显示装置的整体结构和LED驱动器100的概略结构与上述第一和第二实施方式相同，所以省略说明(参照图 2和图5)。但是，在上述第一和第二实施方式中，将两个重置信号(第一重置信号RSTl和第二重置信号RST2)供给LED驱动器100，但在本实施方式中，只将第一重置信号RSTl (从 LED驱动器100的外部)供给LED驱动器100。图16是本实施方式中，表示LED驱动器100 所含的PWM控制电路101及其周边部的结构的框图。以下，对与上述第二实施方式不同的点进行说明。在本实施方式中，在上述第二实施方式的构成要素的基础上，设置了延迟控制寄存器106和比较器107。在延迟控制寄存器106中，基于应该将以第一计数值CNTl的重置定时为基准时的第二计数值CNT2重置的定时，存储12比特的数据。例如，当应该使第二计数值CNT2的重置定时，只比第一计数值CNTl的重置定时，迟相当于PWM控制电路用时钟信号PCLK的8时钟的期间时，将“0000_0000_1000”的12比特的数据存储到延迟控制寄存器 106。比较器107，将第一计数值CNTl与存储在延迟控制寄存器106中的数据的值(以下，称为“延迟寄存器值”。)DRD作比较，将表示它们是否一致的信号，作为用于重置第二计数值CNT2的第二重置信号RST2输出。比较器107，如果第一计数值CNTl与延迟寄存器值 DRD 一致，则使第二重置信号RST2的逻辑电平为高电平，如果第一计数值CNTl与延迟寄存器值DRD不一致，则使第二重置信号RST2的逻辑电平为低电平。另外，第二计数器C2，如果第二重置信号RST2的逻辑电平为高电平，则将第二计数值CNT2重置。另外，在本实施方式中，通过延迟控制寄存器106实现延迟控制值保持部，通过延迟寄存器值DRD实现延迟控制值，通过比较器107实现定时控制信号生成部。根据以上结构，在重置第一计数值CNTl之后，基于预先存储在延迟控制寄存器 1 06中的延迟寄存器值DRD，重置第二计数值CNT2。在计数器选择电路105中，与上述第二实施方式同样地，基于选择用数据SB决定，分别应该供给比较器CMPl CMP4的计数值 (第一计数值CNTl或第二计数值CNT2)。比较器CMPl CMP4，将各自对应的寄存器数据值 RDl RD4与计数器选择电路105中选择的计数值(第一计数值CNTl或第二计数值CNT2) 作比较，将表示它们是否一致的比较结果信号CSl CS4输出。然后，基于这些比较结果信号CSl CS4，开关控制电路SCl SC4，控制各自对应的旁路开关SWl SW4的接通/断开状态。<3. 2 效果〉在上述第一和第二实施方式中，将第一重置信号RSTl和第二重置信号RST2两个信号供给LED驱动器100，但在本实施方式中，虽然将第一重置信号RSTl供给LED驱动器 100，但第二重置信号RST2在LED驱动器100的内部生成。因此，能够实现削减供给LED驱动器100的外部输入信号，并且与上述第二实施方式同样地，实现提高发光二极管和LED驱动器的位置关系的自由度，并且能够抑制动画显示时的显示品质的降低和起因于发光二极管与LED驱动器间的电压降低引起点亮异常的发生的LED驱动电路。例如，在上述第一实施方式中如图7所示的结构的部分，在本实施方式中变成如图17所示的结构。即，在本实施方式中，与上述第一实施方式相比，可以削减从外部供给各 LED驱动器的重置信号。附图符号说明10……LED背光源装置100......LED 驱动器101......PWM 控制电路102……移位寄存器103.......〖亘流驱动电路104……串行并行转换电路105……计数器选择电路110……发光部
111.......g 流源200……显示控制电路300……源极驱动器(视频信号线驱动电路)400……栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)500......显示部Cl……第一计数器C2……第二计数器CMPl 4......比较器LEDl 4……发光二极管(LED)REGl 4......寄存器SWl 4……开关控制电 路
权利要求
1.一种发光二极管驱动电路，其驱动互相串联连接且与用于使一定的电流流动的恒流源串联连接的多个发光二极管，该发光二极管驱动电路的特征在于，包括与所述多个发光二极管的每个或每规定个数发光二极管并联连接的多个开关；和生成PWM信号的PWM信号生成部，该PWM信号用于根据各发光二极管的目标亮度来切换与该各发光二极管并联连接的开关的接通/断开状态，其中，所述PWM信号生成部基于多个定时控制信号生成所述PWM信号，该多个定时控制信号用于控制使所述多个开关变成作为初始状态的接通状态或断开状态的一个状态的定时。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于 所述PWM信号生成部包括多个亮度对应值保持部，该多个亮度对应值保持部与所述多个开关分别对应地设置， 保持亮度对应值，该亮度对应值为与和各开关对应的发光二极管的目标亮度相应的值、且为与从外部供给的时钟信号的脉冲数对应的值；多个计数器，该多个计数器以分别被供给所述多个定时控制信号的方式设置，对所述时钟信号的脉冲数进行计数并作为计数值输出；和多个开关切换部，该多个开关切换部分别对应于所述多个开关设置，将保持在对应于各开关的亮度对应值保持部的亮度对应值与从所述多个计数器中的任一个计数器输出的计数值进行比较，当它们一致时将该各开关的接通/断开状态从所述初始状态切换，各开关基于被供给至输出由对应于该各开关的开关切换部进行比较的计数值的计数器的定时控制信号，被变为初始状态，从各计数器输出的计数值基于被供给至该各计数器的定时控制信号被重置。
3.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于 输出由各开关切换部进行比较的计数值的计数器被预先决定。
4.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述PWM信号生成部进一步包括计数器选择部，该计数器选择部基于规定的指示数据，选择输出要由各开关切换部进行比较的计数值的计数器。
5.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述多个计数器包括从外部接受定时控制信号的第一计数器和该第一计数器以外的第二计数器，所述PWM信号生成部进一步包括延迟控制值保持部，该延迟控制值保持部保持延迟控制值，该延迟控制值为与所述多个开关的被变为初始状态的定时的差相应的值、且为与所述时钟信号的脉冲数对应的值； 和定时控制信号生成部，该定时控制信号生成部对应于所述第二计数器设置，基于保持在所述延迟控制值保持部的延迟控制值和从所述第一计数器输出的计数值，生成用于供给所述第二计数器的定时控制信号，所述定时控制信号生成部，当保持在所述延迟控制值保持部的延迟控制值与从所述第一计数器输出的计数值一致时，以使从所述第二计数器输出的计数值重置的方式，生成所述定时控制信号。
6.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于进一步具有当所述多个开关全部变为接通状态时使所述恒流源流动的电流为零的恒流驱动部。
7.一种面状照明装置，其特征在于具有权利要求1 6中任意一项所述的发光二极管驱动电路。
8.如权利要求7所述的面状照明装置，其特征在于 所述面状照明装置具有多个发光二极管驱动电路，由各发光二极管驱动电路驱动的多个发光二极管，包括第一发光二极管组和第二发光二极管组，所述第一发光二极管组为以该各发光二极管驱动电路的配置位置为基准配置在一侧的发光二极管，所述第二发光二极管组为以该各发光二极管驱动电路的配置位置为基准配置在另一侧的发光二极管，与所述第一发光二极管组并联连接的开关和与所述第二发光二极管组并联连接的开关，基于不同的定时控制信号被变为所述初始状态。
全文摘要
本发明涉及一种发光二极管驱动电路。在将发光二极管(LED)用于背光源的显示装置中，提供能够防止显示品质下降的发光二极管驱动电路。其中，驱动互相串联连接的多个LED(LED1～LED4)的LED驱动电路(100)具有与LED的每个或每规定个数LED并联连接的开关(SW1～SW4)和生成用于根据各LED的目标亮度切换该开关的接通/断开状态的PWM信号的PWM信号生成部。通过将对应的计数器的值(CNT1、CNT2)与寄存器的值(RD1～RD4)进行比较，使开关变为接通状态或断开状态。由此，使各LED只在规定的期间成为点亮状态进行亮度调制。
文档编号G02F1/133GK102224606SQ20098014648
公开日2011年10月19日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年1月9日
发明者中泽健 申请人:夏普株式会社