[发明专利]发光元件驱动器和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及适合于以与流过的电流相应的亮度发光的发光元件(比如发光二极管(LED))的驱动器，和具有利用所述驱动器的非发光透射显示部分的显示装置。

背景技术

发光二极管(LED)被用于替换作为液晶面板中的背光光源的CCFL(冷阴极荧光灯)。

特别地，通过单独利用三原色，即红色、绿色和蓝色LED，并且光学合成或者加法混合这些原色，获得白色的技术被用于电视广播，因为所述技术易于实现色平衡。另一方面，近年来，白色LED的显色性不断改善，使白色LED可在电视中获得广泛应用。

LED的亮度基本上按照电流变化。此外，正向电压因个体差异和温度而变化。

于是，当用作液晶面板(例如LCD)的背光时，LED驱动器必须具有恒流特性，以提供恒定和均匀的亮度。

另一方面，已知利用PWM控制方法的驱动器在较宽的动态范围内调整亮度。PWM控制方法在恒定的定时，接通和断开流经LED的电流，根据接通和断开时间之间的比率调整亮度。

实现这种方法的一种途径是插入与LED串联的开关元件，并在给定定时接通和断开开关元件(例如，参见日本专利特许公开No.2001-272938)。

另一种已知途径是利用点灯信号，接通和断开与LED串联连接的开关元件，从而对诸如升压斩波器(boost chopper)之类的开关电源部分的开关晶体管进行PWM控制。

图1是描述发光二极管(LED)驱动器的相关技术的示图。

LED驱动器1包括升压斩波器开关电源部分2，发光部分3，开关部分4，恒流电路(或电阻器)5和控制电路6。发光二极管3包括LED阵列，用作负载。LED阵列具有串联连接的多个LED。

开关电源部分2包括恒压源V21，电感器L21，二极管D21，蓄电电容器C21，开关晶体管SW21，电流检测电阻器元件R21，和节点ND21-ND23。

电感器L21使其一端连接到电压VDD的恒压源V21，使其另一端连接到节点ND21。二极管D21使其阳极连接到节点ND21，使其阴极连接到节点ND22。电容器C21使其一个端子(电极)连接到节点ND22，使其另一个端子(电极)连接到基准电位VSS(例如，接地电位)。

节点ND22作为开关电源部分2的电压输出节点，被连接到充当负载的发光部分3的一端。

开关晶体管SW21用NMOS晶体管形成，所述NMOS晶体管例如是n沟道场效应晶体管。开关晶体管SW21使其漏极连接到节点ND21，使其源极连接到电阻器元件R21的一端。电阻器元件R21使其另一端连接到基准电位VSS。

在如上所述构成的开关电源部分2中，用控制电路6的PWM控制脉冲信号控制开关晶体管SW21接通和断开，从而升高恒压源V21的电压VDD，并把升高的电压提供给发光部分3的一端。

发光部分3由串联连接的多个LED 3-1～3-n形成。

在串联连接的多个LED 3-1～3-n中，在一端，LED 3-1使其阳极连接到开关电源部分2的电压输出节点ND22，在另一端，LED 3-n使其阴极连接到开关部分4的端子′a′。

应注意发光部分3并不局限于用多个LED构成，相反可用单个LED构成。

开关部分4使其另一个端子′b′连接到恒流电路(或电阻器)5。恒流电路(或电阻器)5连接到基准电位VSS。

在脉冲形式的LED点灯信号LO为高电平有效时，使开关部分4保持接通状态。此时，电流ILED流过从开关电源部分2获得供电电压Vo的发光部分3，从而使LED 3-1～3-n点亮。

在脉冲形式的LED点灯信号LO为低电平无效时，使开关部分4保持断开状态。此时，电流ILED不流过从开关电源部分2获得供电电压Vo的发光部分3，从而使LED 3-1～3-n不点亮。

在开关部分4为接通状态时，开关部分4和恒流电路5之间的连接节点ND1的电压Vs基本上等于通过从开关电源部分2的供电电压Vo中，减去发光部分3的所有LED 3-1～3-n的正向电压Vf之和∑Vf(＝VF)而得到的电压。

该电压未考虑开关部分4两端之间的电压降。

如果开关部分4是用场效应晶体管(FET)形成的，那么节点ND1的电压等于通过从供电电压Vo中，减去发光部分3的所有LED 3-1～3-n的正向电压Vf之和VF和FET的漏极-源极电压Vds而获得的电压。