发光元件驱动装置和显示系统转让专利
申请号 : CN200510112852.0
文献号 : CN1760721B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 大山义树
申请人 : 索尼株式会社
摘要 :
本发明提供了一种发光元件驱动电路和一种显示系统，能够同时执行恒流控制和PWM控制，并能够执行大动态范围内亮度的稳定调节，包括：恒压源，具有输出电压调节单元，其输出电压能够根据外部的信号进行调节；开关电路，与LED的阴极侧相连，并根据自外部的PWM信号被通/断控制；电流检测电路，用于检测电路中流过的电流；以及采样保持电路，用于保持来自电流检测单元的电流输入值一段时间，输出电压调节单元接收采样保持电路的输出，即开关电路为“开”时的电流值作为输入，并调节恒压源的输出，使得该值成为预定值，从而使LED中流过的电流恒定。
权利要求 :
1.一种发光元件驱动装置，包括：
发光单元，包括至少一个以与通过的电流相对应的亮度发光的发光元件；
恒压源，其输出电压能够被调节，并将所述输出电压提供给所述发光单元的所述发光元件；
开关装置，以预定的定时接通/断开所述恒压源的输出，并根据通/断状态比调节所述发光元件的发光亮度；
电流检测装置，用于检测所述发光元件中流过的电流的值；
采样保持装置，用于保持在所述开关装置为“导通”时所述电流检测装置的输出的值；以及控制装置，用于调节所述恒压源的输出电压，使得所述采样保持装置的输出值成为预定值，其中，所述开关装置包括晶体管，所述晶体管相对于所述恒压源的电压输出线路以串联方式连接到所述发光单元，并具有接收对应于通/断状态比的PWM信号的控制端子，其中，所述控制装置包括：恒流用基准电压源，
恒流控制用误差放大器，用于比较所述采样保持装置的输出和来自所述恒流用基准电压源的恒流用基准电压，恒压用基准电压源，用于根据所述恒流控制用误差放大器的输出，改变并输出恒压用基准电压，以及恒压控制用误差放大器，用于比较所述恒压源的输出电压和来自所述恒压用基准电压源的所述恒压用基准电压，其中，根据所述恒压控制用误差放大器的比较结果，对所述恒压源的输出进行控制，使其成为由所述恒压用基准电压所确定的值。
2.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，还包括一种能够通过改变在所述开关装置为“导通”时的电流值来调节所述发光元件的亮度的装置。
3.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中，所述恒流用基准电压源可以改变由外部信号输出的恒流用基准电压的值，并可以通过改变在所述开关装置为“导通”时的电流值来调节所述发光元件的亮度。
4.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中，所述恒压源包括开关调节器，所述晶体管连接于所述开关调节器的负极和所述发光单元之间或者所述开关调节器的正极和所述发光单元之间。
5.根据权利要求4所述的发光元件驱动装置，其中，所述电流检测装置包括连接在所述发光单元和所述开关调节器的负极之间的电阻元件，并根据跨过所述电阻元件的电位差检测电流。
6.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中，所述采样保持装置包括峰值保持电路，用于保持电流检测值的峰值一恒定时间。
7.一种显示装置，包括
非发光透射型显示单元；
照明单元，包括设置在所述显示单元的背面上的发光单元，所述发光单元包括至少一个以与通过的电流相对应的亮度发光的发光元件；以及发光元件驱动装置，用于驱动所述发光单元中的所述发光元件，其中：
所述发光元件驱动装置包括：
恒压源，其输出电压能够被调节，并将所述输出电压提供给所述发光单元的所述发光元件；
开关装置，以预定的定时接通/断开所述恒压源的输出，并根据通/断状态比调节所述发光元件的发光亮度；
电流检测装置，用于检测所述发光元件中流过的电流的值；
采样保持装置，用于保持在所述开关装置为“导通”时所述电流检测装置的输出值；以及控制装置，用于调节所述恒压源的输出电压，使得所述采样保持装置的输出值成为预定值，其中，所述开关装置包括晶体管，所述晶体管相对于所述恒压源的电压输出线路以串联方式连接到所述发光单元，并具有接收对应于通/断状态比的PWM信号的控制端子，其中，所述控制装置包括：恒流用基准电压源，
恒流控制用误差放大器，用于比较所述采样保持装置的输出和来自所述恒流用基准电压源的恒流用基准电压，恒压用基准电压源，用于根据所述恒流控制用误差放大器的输出，改变并输出恒压用基准电压，以及恒压控制用误差放大器，用于比较所述恒压源的输出电压和来自所述恒压用基准电压源的所述恒压用基准电压，其中，根据所述恒压控制用误差放大器的比较结果，对所述恒压源的输出进行控制，使其成为由所述恒压用基准电压所确定的值。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种用于发光二极管(LED)或者其他以对应于通过的电流的亮度发光的发光元件的驱动装置，以及一种具有例如利用该驱动装置的非发光透射型显示装置的显示系统。
背景技术
主流的液晶面板背光源是采用荧光灯的冷阴极荧光灯(CCFL)类型，但是出于保护环境的目的，已要求使用含汞较少的类型。正因为如此，近年来，LED被视作有望代替CCFL的光源。尤其是，分别利用红、绿、蓝这几种原色LED以及将其进行光学组合来得到白色的方法很容易实现颜色平衡，因此，目前正积极开展用于电视目的的研究工作。
LED的基本特性是亮度随电流改变。此外，正向电压会由于个体差异和温度而有起伏。从而，如果使用LED作为液晶面板(LCD等)的背光灯，则要求驱动装置具有恒流特性，以保证持续、均匀的亮度。
简单来讲，如图1所示，通过将每个LED 2与电阻器3串联连接到恒压源1的输出端来限制电流的方法是众所周知的。然而，图1的系统中，由于高亮度的LED要求有大电流流过，因而电阻器3产生的损耗成为一个问题。
图2示出了一种解决此问题的方法，该方法利用恒流源4作为驱动装置。此驱动装置中，通过降低电流值调节LED 2的亮度是可行的。电流值的调整通常通过接入与LED 2串联的电阻器5、用端点间的电位差检测电流值、应用反馈控制、以及控制电流值为目标值来完成。然而，电流值越小电位差也越小，因此亮度越差，也越容易受噪声等的影响。此外，如果电阻值做的足够大，使得即使小电流也能获得足够高的电压，但存在的缺点是当电流大时损耗变大。
因此，为了在大的动态范围内稳定调整亮度，已为人熟知的有一种使用PWM控制方式的驱动装置，它以恒定定时接通/断开LED中流过的电流，并根据通/断周期比调节亮度。作为一种该方法的实现方法，如图3所示，使用了接入与LED 2串联的开关元件6、并定时将其开/关的方法(参见如日本专利申请(A)第2001-272938)。
然而，如果利用恒流源作为应用PWM控制方式的驱动装置，试图在恒流源上产生恒定的电流，而不考虑在“关”期间未有电流流过的事实，因此，控制处于异常状态，且存在不能再执行正确恒流控制的担忧。其结果是，存在这样的缺陷，即亮度调节中的稳定调节是不可能的。
LED的基本特性是亮度随电流改变。此外，正向电压会由于个体差异和温度而有起伏。从而，如果使用LED作为液晶面板(LCD等)的背光灯，则要求驱动装置具有恒流特性，以保证持续、均匀的亮度。
简单来讲，如图1所示，通过将每个LED 2与电阻器3串联连接到恒压源1的输出端来限制电流的方法是众所周知的。然而，图1的系统中，由于高亮度的LED要求有大电流流过，因而电阻器3产生的损耗成为一个问题。
图2示出了一种解决此问题的方法，该方法利用恒流源4作为驱动装置。此驱动装置中，通过降低电流值调节LED 2的亮度是可行的。电流值的调整通常通过接入与LED 2串联的电阻器5、用端点间的电位差检测电流值、应用反馈控制、以及控制电流值为目标值来完成。然而，电流值越小电位差也越小，因此亮度越差，也越容易受噪声等的影响。此外，如果电阻值做的足够大，使得即使小电流也能获得足够高的电压，但存在的缺点是当电流大时损耗变大。
因此，为了在大的动态范围内稳定调整亮度，已为人熟知的有一种使用PWM控制方式的驱动装置，它以恒定定时接通/断开LED中流过的电流，并根据通/断周期比调节亮度。作为一种该方法的实现方法，如图3所示，使用了接入与LED 2串联的开关元件6、并定时将其开/关的方法(参见如日本专利申请(A)第2001-272938)。
然而，如果利用恒流源作为应用PWM控制方式的驱动装置，试图在恒流源上产生恒定的电流，而不考虑在“关”期间未有电流流过的事实，因此，控制处于异常状态，且存在不能再执行正确恒流控制的担忧。其结果是，存在这样的缺陷，即亮度调节中的稳定调节是不可能的。
发明内容
本发明的一个目的就是提供一种发光元件驱动电路和一种显示系统，能够同时执行恒流控制和PWM控制，并能够在大动态范围内执行亮度的稳定调节。
根据本发明的第一方面，提供了一种发光元件驱动装置，包括：至少一个发光元件，以对应于通过的电流的亮度发光；恒压源，其输出电压能够被调节，并将输出电压提供给发光单元的发光元件；开关装置，以预定的定时接通/断开恒压源的输出，并根据通/断状态比调节发光元件的发光亮度；电流检测装置，用于检测发光元件中流过的电流的值；采样保持(sample and hold)装置，用于保持在开关装置为“开”时电流检测装置的输出的值；以及控制装置，用于调节恒压源的输出电压，使得采样保持装置的输出值成为预定值。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示装置，包括：非发光透射型显示单元；照明单元，包括设置在显示单元的背面上的发光单元，该发光单元包括至少一个以对应于通过的电流的亮度发光的发光元件；以及发光元件驱动装置，用于驱动发光单元中的发光元件，其中，发光元件驱动装置包括：恒压源，其输出电压能够被调节，并将输出电压提供给发光单元的发光元件；开关装置，以预定的定时接通/断开恒压源的输出，并根据通/断状态比调节发光元件的发光亮度；电流检测装置，用于检测发光元件中流过的电流的值；采样保持装置，用于保持在开关装置为“开”时电流检测装置的输出的值；以及控制装置，用于调节恒压源的输出电压，使得采样保持装置的输出值成为预定值。
优选地，控制装置包括：恒流用基准电压源；恒流控制用误差放大器，用于比较采样保持装置的输出和来自恒流用基准电压源的恒流用基准电压；恒压用基准电压源，用于根据恒流控制用误差放大器的输出，改变并输出恒压用基准电压；以及恒压控制用误差放大器，用于比较恒压源的输出电压和来自恒压用基准电压源的恒压用基准电压，并且，根据恒压控制用误差放大器的比较结果对恒压源的输出进行控制，使其成为由恒压用基准电压所确定的值。
优选地，进一步提供了一种能够通过改变在开关装置为“开”时的电流值来调节发光元件的亮度的装置。
优选地，恒流用基准电压源可以改变由外部信号输出的恒流用基准电压的值，并可以通过改变在开关装置为“开”时的电流值来调节发光元件的亮度。
优选地，开关装置包括晶体管，它相对于恒压源的电压输出线路以串联方式连接到发光单元，并具有接收对应于通/断状态比的PWM信号的控制端子。
优选地，恒压源包括开关调节器，晶体管连接于开关调节器的负极和发光单元之间或者正极和发光单元之间。
优选地，电流检测装置包括连接在发光单元和开关调节器负极之间的电阻元件，并且根据跨过电阻元件的电位差检测电流。
优选地，采样保持装置包括峰值保持电路，用于保持电流检测值的峰值一定时间。
根据本发明，恒压源输出电压，开关装置以预定定时接通/断开恒压源的输出。当开关装置将其接通/断开时，例如，方波电流流过发光元件，并开启发光元件。此时，用电流检测装置检测出发光元件中流过的电流，并将检测结果提供给采样保持装置。采样保持装置中，仅将开关装置为“开”时的值输入给控制装置。然后，通过控制装置稳定地控制输出电压，使得开关装置为“开”时发光元件中流过的电流与预先设定值相同。
根据本发明，同时进行恒压控制和PWM控制是可能的，且在大的动态范围内稳定地调节亮度也是可能的。此外，通过使控制恒流时的电流值可变，能够在更宽的动态范围内调节亮度。此外，没有采用限流电阻器来控制恒流，可使用具有低电阻值的电阻器作为电流检测电阻器，因此使得LED的高效驱动成为可能。
根据本发明的第一方面，提供了一种发光元件驱动装置，包括：至少一个发光元件，以对应于通过的电流的亮度发光；恒压源，其输出电压能够被调节，并将输出电压提供给发光单元的发光元件；开关装置，以预定的定时接通/断开恒压源的输出，并根据通/断状态比调节发光元件的发光亮度；电流检测装置，用于检测发光元件中流过的电流的值；采样保持(sample and hold)装置，用于保持在开关装置为“开”时电流检测装置的输出的值；以及控制装置，用于调节恒压源的输出电压，使得采样保持装置的输出值成为预定值。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示装置，包括：非发光透射型显示单元；照明单元，包括设置在显示单元的背面上的发光单元，该发光单元包括至少一个以对应于通过的电流的亮度发光的发光元件；以及发光元件驱动装置，用于驱动发光单元中的发光元件，其中，发光元件驱动装置包括：恒压源，其输出电压能够被调节，并将输出电压提供给发光单元的发光元件；开关装置，以预定的定时接通/断开恒压源的输出，并根据通/断状态比调节发光元件的发光亮度；电流检测装置，用于检测发光元件中流过的电流的值；采样保持装置，用于保持在开关装置为“开”时电流检测装置的输出的值；以及控制装置，用于调节恒压源的输出电压，使得采样保持装置的输出值成为预定值。
优选地，控制装置包括：恒流用基准电压源；恒流控制用误差放大器，用于比较采样保持装置的输出和来自恒流用基准电压源的恒流用基准电压；恒压用基准电压源，用于根据恒流控制用误差放大器的输出，改变并输出恒压用基准电压；以及恒压控制用误差放大器，用于比较恒压源的输出电压和来自恒压用基准电压源的恒压用基准电压，并且，根据恒压控制用误差放大器的比较结果对恒压源的输出进行控制，使其成为由恒压用基准电压所确定的值。
优选地，进一步提供了一种能够通过改变在开关装置为“开”时的电流值来调节发光元件的亮度的装置。
优选地，恒流用基准电压源可以改变由外部信号输出的恒流用基准电压的值，并可以通过改变在开关装置为“开”时的电流值来调节发光元件的亮度。
优选地，开关装置包括晶体管，它相对于恒压源的电压输出线路以串联方式连接到发光单元，并具有接收对应于通/断状态比的PWM信号的控制端子。
优选地，恒压源包括开关调节器，晶体管连接于开关调节器的负极和发光单元之间或者正极和发光单元之间。
优选地，电流检测装置包括连接在发光单元和开关调节器负极之间的电阻元件，并且根据跨过电阻元件的电位差检测电流。
优选地，采样保持装置包括峰值保持电路，用于保持电流检测值的峰值一定时间。
根据本发明，恒压源输出电压，开关装置以预定定时接通/断开恒压源的输出。当开关装置将其接通/断开时，例如，方波电流流过发光元件，并开启发光元件。此时，用电流检测装置检测出发光元件中流过的电流，并将检测结果提供给采样保持装置。采样保持装置中，仅将开关装置为“开”时的值输入给控制装置。然后，通过控制装置稳定地控制输出电压，使得开关装置为“开”时发光元件中流过的电流与预先设定值相同。
根据本发明，同时进行恒压控制和PWM控制是可能的，且在大的动态范围内稳定地调节亮度也是可能的。此外，通过使控制恒流时的电流值可变，能够在更宽的动态范围内调节亮度。此外，没有采用限流电阻器来控制恒流，可使用具有低电阻值的电阻器作为电流检测电阻器，因此使得LED的高效驱动成为可能。
附图说明
通过以下参照附图对优选实施例进行的描述，可以更清楚地理解本发明的各种目的和特征，在附图中：
图1是说明第一相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图2是说明第二相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图3是说明第三相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图4是根据本发明第一实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图5是根据本发明第二实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图6是图5中LED驱动装置主要部分的波形图；
图7是设置有调节功能的恒压用基准电压源的构成实例的电路图；
图8是根据本发明第三实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图9是根据本发明第四实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图10是根据本发明第五实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图11是根据本发明第六实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图12是根据本发明第七实施例的发光二极管(LED)驱动装置的方块图；以及
图13是透射型LCD面板的构成实例的示意图。
图1是说明第一相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图2是说明第二相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图3是说明第三相关技术的发光二极管(LED)驱动装置的示意图；
图4是根据本发明第一实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图5是根据本发明第二实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图6是图5中LED驱动装置主要部分的波形图；
图7是设置有调节功能的恒压用基准电压源的构成实例的电路图；
图8是根据本发明第三实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图9是根据本发明第四实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图10是根据本发明第五实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图11是根据本发明第六实施例的发光二极管(LED)驱动装置的电路图；
图12是根据本发明第七实施例的发光二极管(LED)驱动装置的方块图；以及
图13是透射型LCD面板的构成实例的示意图。
具体实施方式
接下来，参考附图说明本发明的实施例。
此实施例中，发光二极管(LED)用作亮度根据所驱动电流而变化的发光元件。
第一实施例
图4是根据本发明第一实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
图4中LED驱动装置10包括恒压源11、LED 12、开关电路13构成的开关装置、电流检测单元14、以及采样保持电路15。
恒压源11包括由输出电压调节单元111构成的控制装置，并且可以通过来自外部的信号改变输出电压。输出电压调节单元111接收采样保持电路15的输出(即，当开关电路13为“开”时的电流值)作为输入。调整恒压源11的输出，使得此值成为预先设定值。具体来说，输出电压调节单元111在当电流值小于设定值时朝增加电压的方向发生作用，在当电流值大于设定值时朝降低电压的方向发生作用。恒压源11的正极(+)端子连接到LED 2的阳极。
开关电路13的活动触点a与LED 2的阴极连接，其固定触点b与电流检测单元14的输入端连接，且根据来自外部的PWM信号进行通/断控制。
电流检测单元14检测电路中流过的电流，并将检测出的电流值提供给恒压源11的一端和采样保持电路15。
采样保持电路15将来自电流检测单元14的电流输入值保持一定时间段。采样保持电路15也接收输入到开关电路13的PWM信号作为输入，并被设置成即使当PWM信号为“关”时，仍保持并连续输出PWM信号为“开”时候的输入值。
这种配置方式中，如果恒压源11输出电压且开关电路13通过PWM信号接通/断开，则LED 12中流过方波电流，并开启LED 12。此时，LED 12中流过的电流用电流检测单元14检测出来，检测结果提供给采样保持电路15。在采样保持电路15中，只有当PWM信号为“开”时的值输入到恒压源11的输出电压调节单元111。其结果是，输出电压被稳定地控制，使得当PWM信号为“开”时LED12中流过的电流与预先设定值相同。
如上所述，根据此第一实施例，提供了含输出电压调节单元111并能够根据来自外部的信号改变输出电压的恒压源11、连接到LED的阴极且根据来自外部的PWM信号控制开关的开关电路13、用于检测电路中流过电流的电流检测单元14、以及对来自电流检测单元14的电流输入值保持一定时间的采样保持电路15，输出电压调节单元111接收采样保持电路15的输出，即当开关电路13为“开”时的电流值作为输入，并调整恒压源11的输出，使得此值成为预先设定值，因此，优点是PWM控制和恒流控制可以同时执行，且使得大动态范围内亮度的稳定调节成为可能。
此外，没有采用限流电阻器来进行恒流控制，也可以采用具有低电阻值的电阻器作为电流检测电阻器，因此LED的高效驱动成为可能。
例如，与作为相关技术描述的图3的驱动装置中的限流电阻器电阻值可以是比如一百欧姆(Ω)到数百欧姆(Ω)的事实相反，根据本实施例的图4的LED驱动装置中电流检测电阻器的电阻值可以是比如1欧姆(Ω)或者更小。流过它们的电流可以是比如500mA。相应地，图3中驱动装置和图4中驱动装置消耗的功率为50w对0.5w。在根据本实施例的LED驱动装置中，可以实现功率消耗的大大降低，使得有效的LED驱动成为可能。
此外，对PWM控制而言，例如在应用了根据本实施例的LED驱动装置的显示系统的信号处理电路中，PWM的控制通过基于用户调节亮度的控制、基于平均亮度(APL)的控制、和用于红(R)、绿(G)、蓝(B)LED的白平衡调节的控制来执行。在此基础上的PWM信号提供给开关电路13和采样保持电路15。
第二实施例
图5是根据本发明第二实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
图5中LED驱动装置20配置为图4中LED驱动装置更具体的形式。具体来说，该实施例利用了降压断路器(boostdown chopper)类型的开关电源21(开关调节器)作为恒压源，n沟道绝缘栅型场效应晶体管(MOS-FET：下面简称“FET”)23作为开关电路，电阻器24作为电流检测单元，峰值保持电路25作为采样保持电路，恒流用基准电压源26、恒流控制用误差放大器27、具备使来自外部的输出电压可变的功能的恒压用基准电压源28以及恒压控制用误差放大器29作为控制单元(包括输出电压调节单元)。
如图5所示，开关电源21包括输入电容器211、开关元件212、扼流线圈213、输出电容器214、二极管215和控制电路216。
输入电容器211的第一电极、输出电容器214的第一电极和二极管215的阳极连接到一个公共端子.开关元件212的活动触点a连接到输入电容器211的第二电极，固定触点b连接到扼流线圈213的一端.扼流线圈213的另一端连接到二极管215的阴极、输出电容器214的第二电极和正极(+)端子.
控制电路216接收恒压控制用误差放大器29的输出作为反馈。通过开关元件212基于此信号进行的开/关控制，输出电压被改变，并控制输出电压使其成为恒压用基准电压源28所确定的值
FET 23的漏极连接到LED 22的阴极，源极连接到电流检测电阻器24的一端和峰值保持电路25的输入端。电流检测电阻器24的另一端、恒流用基准电压源26的负极以及恒压用基准电压源28的负极共同连接到开关电源21的负极(-)端子。
峰值保持电路25在预定的PWM周期内，将输入电压值的峰值输出到恒流控制用误差放大器27。
恒流控制用误差放大器27比较峰值保持电路25的输出S25和恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1，并将结果作为信号S27提供给恒压用基准电压源28。具体来说，这样配置恒流控制用误差放大器27，使得其在当峰值保持电路25的输出信号S25小于恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1时以增加恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2的方向发生作用，在当峰值保持电路25的输出信号S25大于恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1时以降低恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2的方向发生作用。
恒压用基准电压源28为可变电压源，并根据恒流控制用误差放大器27的输出信号S27将基准电压Vref2提供给恒压控制用误差放大器29。
恒压控制用误差放大器29比较开关电源21+极的输出电压和恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2，将结果反馈回开关电源21的控制电路216，控制开关电源21中开关元件212的通/断状态，从而，改变其输出电压，来控制输出电压使其成为恒压用基准电压源28所确定的值。
接下来，参考图6A到6D的波形图说明依照以上配置的操作。图6A示出了PWM信号、图6B示出了流过LED 23的LED电流ILED、图6C示出了电流检测电阻器24的电流检测输出S24、图6D示出了恒压用基准电压源28的基准电压Vref2。
如果开关电源21输出电压，且FET 23通过如图6A所示的PWM信号接通/断开，则LED 22中流过图6B所示的方波电流，并打开LED 22。此时，LED 22中流过的电流由电流检测电阻器24检测，连接到FET 23一边的端子的电压作为信号S24输入到峰值保持电路25。峰值保持电路25在PWM周期内保持其输入电压的峰值，因此，峰值保持电路25的输出等于当PWM信号为“开”时LED 22中流过的电流值。峰值保持电路25的输出被输入到恒流控制用误差放大器27中。
恒流控制用误差放大器27比较峰值保持电路25的输出S25和恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1，并将比较结果作为信号S27通过F.B.端提供给恒压用基准电压源28。恒压用基准电压源28根据恒流控制用误差放大器27的输出信号S27改变输出基准电压Vref2。恒压控制用误差放大器29比较恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2和开关电源21的输出电压，并将比较结果反馈回开关电源21的控制电路216。控制电路216执行开关元件212的通/断控制，使得开关电源21的输出电压成为恒压用基准电压源28所确定的值。其结果是，当PWM信号为“开”时，LED 22中流过的电流被稳定控制为恒流用基准电压源26和电流检测电阻器24预先确定的值，PWM控制和恒流控制同时执行.其结果是，使得大动态范围内稳定调节亮度成为可能.
应当注意，恒流用基准电压源26不限于图5的配置，可以将其配置为比如使之能够通过外部操作调节基准电压Vref1的值。可以将其配置使之能够改变在FET 23为“开”时的电流值，从而改变LED 22中流过的电流值，并调节LED 22的发光亮度。
图7是带有调节功能的恒压用基准电压源的构成实例的电路图。
如图7所示，该恒压用基准电压源28A包括基准电压源281和电阻器282～284。基准电压源281的负极和电阻器282的一端连接到开关电源21的一个端子，基准电压源281的正极连接到电阻器283的一端。电阻器282和283的另一端相互连接起来，因此构成了节点ND 28。此外，电阻器284的一端连接到节点ND 28，电阻器284的另一端连接到来自外部的电流调节信号SIA的输入线。
按此配置的恒压用基准电压源28A根据外部电流调节信号SIA调节基准电压源281的输出电压为期望值，并从节点ND 28将具有此期望值的基准电压Vref1提供给恒压控制用误差放大器29。这样，图7中恒压用基准电压源28A可以通过来自外部的电流调节信号SIA调节输出基准电压Vref2，因此，当PWM信号为“开”时，LED22中流过的电流被稳定控制为恒压用基准电压源28和电流检测电阻器24所预先确定的值，PWM控制和恒流控制同时执行。
也就是说，能够通过来自外部的电流调节信号SIA，将恒压用基准电压源28A的输出基准电压Vref2调节为期望值，从而调节LED 22中流过的电流的值。其结果是，LED 22的发光亮度可以调节。相应地，在更宽的动态范围内调节亮度是可能的。
应当注意，通过使用与参照图7说明的恒压用基准电压源28A相同的配置作为恒流用基准电压源26，同样能够进行配置，使得可以调节恒流用基准电压源26的基准电压值Vref1。
进一步，在上面的实施例中，利用了n沟道MOS-FET作为开关电源21的负极(-)端子和LED 22的阴极之间线路中的开关装置，但是也有可能用比如npn型双极晶体管代替它。进一步，当采用p沟道MOS-FET代替n沟道MOS-FET时，应将其连接于开关电源21的正极(+)端子和LED 22的阳极之间。同样在这种情况下，也可以用pnp型双极晶体管代替。
第三实施例
图8是根据本发明第三实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
此第三实施例的LED驱动装置20A是用微型计算机30代替图5所示第二实施例中的峰值保持电路25、恒流控制用误差放大器27、恒流用基准电压源26以及恒压用基准电压源28的一个例子。此外，第三实施例中，PWM信号从同一微型计算机中输出。
这种情况下，电流检测电阻器24检测出的电压输入到微型计算机30。微型计算机30在未显示的模/数转换器中将模拟电压转换为数字格式，在与微型计算机30自身产生的PWM信号相匹配的情况采样并保持该电压，将它与软件预先确定的电流设定值相比较，通过未显示的数/模转换器将对应于比较结果的输出转换为模拟值，并将其输出给恒压控制用误差放大器29，从而使与图6中第二实施例相同的操作成为可能。此外，通过软件改变电流设定值，使得在比仅用PWM控制的情况更宽的动态范围内调节亮度成为可能。
第四实施例
图9是根据本发明第四实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图.此第四实施例的LED驱动装置10A是通过用LED阵列12A代替图4所示第一实施例的LED驱动装置10中LED 12得到的一个例子。
通过将多个LED串联连接得到LED阵列12A。所施加的电压将随着数量而变大。例如在LED阵列12A由n个LED 12-1～12-n串联连接构成的情况下，需要n倍的电压，因此具有对应于此电压的输出电压和断开(shield，或叫屏蔽或保护)电压的恒压源11和开关电路13是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图4中LED驱动装置10相同的配置实现相同操作过程是可能的。
例如，如果利用LED作为液晶面板的背光源，从实际费用的角度来考虑，LED不能一个接一个分别驱动。鉴于此原因，如果将LED作为光源与背线(back line)一起使用，则采用串联连接特定数目LED并将它们一起驱动的方法。因此，图9中的LED驱动装置10A对具有背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第五实施例
图10是根据本发明第五实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。此第五实施例中LED驱动装置20B是用LED阵列22A代替图5所示第二实施例的LED驱动装置20中LED 22得到的一个例子。
通过将多个LED的串联连接得到LED阵列22A。提供的电压将随着串连的量变大。例如在LED阵列22A由n个LED 22-1～22-n串联连接构成的情况下，n倍的电压是必需的，因此具有对应于此电压的输出电压和断开电压的恒压源21和开关电路23是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图5中LED驱动装置20相同的配置实现相同操作过程是可能的。
图10中的LED驱动装置20B对含背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第六实施例
图11是根据本发明第六实施方案中发光二极管(LED)驱动装置的电路图。
此第六实施例的LED驱动装置20C是通过用LED阵列22C代替图8所示第三实施例的LED驱动装置20A中LED 12得到的一个例子。
通过将多个LED的串联连接得到LED阵列22C。提供的电压将随着串连数量变大。例如在LED阵列22C由n个LED 22-1～22-n串联连接构成的情况下，n倍的电压是必需的，因此具有对应于此电压的输出电压和断开电压的恒压源21和开关电路23是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图5中LED驱动装置20相同的配置实现相同操作过程是可能的。
图11中的LED驱动装置20C对含背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第七实施例
下面，将说明采用了可以应用图9到11的LED驱动装置的LED背光灯的液晶显示系统，作为本发明的第七实施例。
图12是根据本发明第七实施例的液晶显示系统的构成实例的方框图。
如图12所示，液晶显示系统100包括透射型液晶显示面板(LCD面板)110、作为设置在LCD面板110背面上的照明单元的背光装置120、LED驱动装置130、面板驱动电路140、信号处理电路150以及电源电路160。
图13是一个透射型LCD面板110的构成实例的示意图。
该透射型LCD面板110配置有彼此相对排列的TFT衬底111和对电极(counter electrode)衬底112。其间隙内设置有比如其中密封有扭转向列型(TN)液晶的液晶层113。TFT底衬111由以矩阵形式排列的信号线114和扫描线115形成，开关元件由在这些线的交点处排列的薄膜晶体管116和像素电极117构成。薄膜晶体管116由扫描线115顺序选中。信号线114提供的写视频信号被写入对应的像素电极117中。另一方面，对电极衬底112的内表面由对电极118和滤色片119构成。
液晶显示系统100中，如此配置的透射型LCD面板110夹在两个偏光板(polarization plate)之间。通过在从背面用背光装置120照射白光的状态下用有源矩阵系统对其进行驱动，可得到期望的全色视频显示。
背光装置120设置有光源121和波长选择滤波器122。背光装置120通过波长选择滤波器122将光源121发出的光从背面指向LCD面板110。
背光装置120是一种设置在透射型LCD面板110的背面的类型，它从紧挨背面的下部照亮LCD面板110。背光装置120的光源121利用多个串联连接的LED作为发光源。在背光装置120的光源121中，在屏幕的水平方向上排列的发光二极管串联连接起来，由此，形成了在水平方向上串联连接的多个发光二极管组。
如此配置的背光装置120通过LED驱动装置130来驱动。关于LED驱动装置130，可以应用上面说明的图9～11的LED驱动装置。图12中，给出了整个光源121由LED驱动装置130驱动这种情况的说明，但事实上，在水平方向上串联连接的发光二极管组30中单独设置了独立的LED驱动装置。此外，驱动装置130采用了上文提到的PWM控制方式，但是其中的PWM信号由比如信号处理电路150来提供。在信号处理电路150中，通过基于用户亮度调节的控制、基于APL的控制、和用于红(R)、绿(G)、蓝(B)LED中白平衡调节的控制来执行PWM控制。
面板驱动电路140包括X驱动电路、Y驱动电路等等，并通过由信号处理电路150从X驱动电路和Y驱动电路提供的各个RGB信号驱动LCD面板110，来显示对应于各个RGB信号的视频。
信号处理电路150针对输入视频信号执行例如色度处理(chroma processing)的信号处理，进一步将该信号从复合信号转换为各个适于驱动LCD面板110的RGB信号，并将其提供给面板驱动电路140。此外，信号处理电路150在预定定时将PWM信号提供给LED驱动装置130。
如此配置的液晶显示系统100利用图9～11的LED驱动装置，因此，如果它与使用环境适宜的LED的背线(back line)一起使用，则同时的恒流控制和PWM控制成为可能，并且大动态范围内亮度的稳定调节成为可能。此外，通过使恒流控制时的电流值可变，则能够在更宽的动态范围内调节亮度。此外，没有采用限流电阻器来控制恒流。具有低电阻值的电阻器也用作电流检测电阻器，因此LED的高效驱动成为可能。
对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
相关申请的交叉参考
本发明包含于2004年10月14日向日本专利局提交的日本专利申请第2004-300015号和2005年8月5日向日本专利局提交的日本专利申请第2005-228738的主题，其全部内容结合于此作为参考。
此实施例中，发光二极管(LED)用作亮度根据所驱动电流而变化的发光元件。
第一实施例
图4是根据本发明第一实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
图4中LED驱动装置10包括恒压源11、LED 12、开关电路13构成的开关装置、电流检测单元14、以及采样保持电路15。
恒压源11包括由输出电压调节单元111构成的控制装置，并且可以通过来自外部的信号改变输出电压。输出电压调节单元111接收采样保持电路15的输出(即，当开关电路13为“开”时的电流值)作为输入。调整恒压源11的输出，使得此值成为预先设定值。具体来说，输出电压调节单元111在当电流值小于设定值时朝增加电压的方向发生作用，在当电流值大于设定值时朝降低电压的方向发生作用。恒压源11的正极(+)端子连接到LED 2的阳极。
开关电路13的活动触点a与LED 2的阴极连接，其固定触点b与电流检测单元14的输入端连接，且根据来自外部的PWM信号进行通/断控制。
电流检测单元14检测电路中流过的电流，并将检测出的电流值提供给恒压源11的一端和采样保持电路15。
采样保持电路15将来自电流检测单元14的电流输入值保持一定时间段。采样保持电路15也接收输入到开关电路13的PWM信号作为输入，并被设置成即使当PWM信号为“关”时，仍保持并连续输出PWM信号为“开”时候的输入值。
这种配置方式中，如果恒压源11输出电压且开关电路13通过PWM信号接通/断开，则LED 12中流过方波电流，并开启LED 12。此时，LED 12中流过的电流用电流检测单元14检测出来，检测结果提供给采样保持电路15。在采样保持电路15中，只有当PWM信号为“开”时的值输入到恒压源11的输出电压调节单元111。其结果是，输出电压被稳定地控制，使得当PWM信号为“开”时LED12中流过的电流与预先设定值相同。
如上所述，根据此第一实施例，提供了含输出电压调节单元111并能够根据来自外部的信号改变输出电压的恒压源11、连接到LED的阴极且根据来自外部的PWM信号控制开关的开关电路13、用于检测电路中流过电流的电流检测单元14、以及对来自电流检测单元14的电流输入值保持一定时间的采样保持电路15，输出电压调节单元111接收采样保持电路15的输出，即当开关电路13为“开”时的电流值作为输入，并调整恒压源11的输出，使得此值成为预先设定值，因此，优点是PWM控制和恒流控制可以同时执行，且使得大动态范围内亮度的稳定调节成为可能。
此外，没有采用限流电阻器来进行恒流控制，也可以采用具有低电阻值的电阻器作为电流检测电阻器，因此LED的高效驱动成为可能。
例如，与作为相关技术描述的图3的驱动装置中的限流电阻器电阻值可以是比如一百欧姆(Ω)到数百欧姆(Ω)的事实相反，根据本实施例的图4的LED驱动装置中电流检测电阻器的电阻值可以是比如1欧姆(Ω)或者更小。流过它们的电流可以是比如500mA。相应地，图3中驱动装置和图4中驱动装置消耗的功率为50w对0.5w。在根据本实施例的LED驱动装置中，可以实现功率消耗的大大降低，使得有效的LED驱动成为可能。
此外，对PWM控制而言，例如在应用了根据本实施例的LED驱动装置的显示系统的信号处理电路中，PWM的控制通过基于用户调节亮度的控制、基于平均亮度(APL)的控制、和用于红(R)、绿(G)、蓝(B)LED的白平衡调节的控制来执行。在此基础上的PWM信号提供给开关电路13和采样保持电路15。
第二实施例
图5是根据本发明第二实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
图5中LED驱动装置20配置为图4中LED驱动装置更具体的形式。具体来说，该实施例利用了降压断路器(boostdown chopper)类型的开关电源21(开关调节器)作为恒压源，n沟道绝缘栅型场效应晶体管(MOS-FET：下面简称“FET”)23作为开关电路，电阻器24作为电流检测单元，峰值保持电路25作为采样保持电路，恒流用基准电压源26、恒流控制用误差放大器27、具备使来自外部的输出电压可变的功能的恒压用基准电压源28以及恒压控制用误差放大器29作为控制单元(包括输出电压调节单元)。
如图5所示，开关电源21包括输入电容器211、开关元件212、扼流线圈213、输出电容器214、二极管215和控制电路216。
输入电容器211的第一电极、输出电容器214的第一电极和二极管215的阳极连接到一个公共端子.开关元件212的活动触点a连接到输入电容器211的第二电极，固定触点b连接到扼流线圈213的一端.扼流线圈213的另一端连接到二极管215的阴极、输出电容器214的第二电极和正极(+)端子.
控制电路216接收恒压控制用误差放大器29的输出作为反馈。通过开关元件212基于此信号进行的开/关控制，输出电压被改变，并控制输出电压使其成为恒压用基准电压源28所确定的值
FET 23的漏极连接到LED 22的阴极，源极连接到电流检测电阻器24的一端和峰值保持电路25的输入端。电流检测电阻器24的另一端、恒流用基准电压源26的负极以及恒压用基准电压源28的负极共同连接到开关电源21的负极(-)端子。
峰值保持电路25在预定的PWM周期内，将输入电压值的峰值输出到恒流控制用误差放大器27。
恒流控制用误差放大器27比较峰值保持电路25的输出S25和恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1，并将结果作为信号S27提供给恒压用基准电压源28。具体来说，这样配置恒流控制用误差放大器27，使得其在当峰值保持电路25的输出信号S25小于恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1时以增加恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2的方向发生作用，在当峰值保持电路25的输出信号S25大于恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1时以降低恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2的方向发生作用。
恒压用基准电压源28为可变电压源，并根据恒流控制用误差放大器27的输出信号S27将基准电压Vref2提供给恒压控制用误差放大器29。
恒压控制用误差放大器29比较开关电源21+极的输出电压和恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2，将结果反馈回开关电源21的控制电路216，控制开关电源21中开关元件212的通/断状态，从而，改变其输出电压，来控制输出电压使其成为恒压用基准电压源28所确定的值。
接下来，参考图6A到6D的波形图说明依照以上配置的操作。图6A示出了PWM信号、图6B示出了流过LED 23的LED电流ILED、图6C示出了电流检测电阻器24的电流检测输出S24、图6D示出了恒压用基准电压源28的基准电压Vref2。
如果开关电源21输出电压，且FET 23通过如图6A所示的PWM信号接通/断开，则LED 22中流过图6B所示的方波电流，并打开LED 22。此时，LED 22中流过的电流由电流检测电阻器24检测，连接到FET 23一边的端子的电压作为信号S24输入到峰值保持电路25。峰值保持电路25在PWM周期内保持其输入电压的峰值，因此，峰值保持电路25的输出等于当PWM信号为“开”时LED 22中流过的电流值。峰值保持电路25的输出被输入到恒流控制用误差放大器27中。
恒流控制用误差放大器27比较峰值保持电路25的输出S25和恒流用基准电压源26的输出基准电压Vref1，并将比较结果作为信号S27通过F.B.端提供给恒压用基准电压源28。恒压用基准电压源28根据恒流控制用误差放大器27的输出信号S27改变输出基准电压Vref2。恒压控制用误差放大器29比较恒压用基准电压源28的输出基准电压Vref2和开关电源21的输出电压，并将比较结果反馈回开关电源21的控制电路216。控制电路216执行开关元件212的通/断控制，使得开关电源21的输出电压成为恒压用基准电压源28所确定的值。其结果是，当PWM信号为“开”时，LED 22中流过的电流被稳定控制为恒流用基准电压源26和电流检测电阻器24预先确定的值，PWM控制和恒流控制同时执行.其结果是，使得大动态范围内稳定调节亮度成为可能.
应当注意，恒流用基准电压源26不限于图5的配置，可以将其配置为比如使之能够通过外部操作调节基准电压Vref1的值。可以将其配置使之能够改变在FET 23为“开”时的电流值，从而改变LED 22中流过的电流值，并调节LED 22的发光亮度。
图7是带有调节功能的恒压用基准电压源的构成实例的电路图。
如图7所示，该恒压用基准电压源28A包括基准电压源281和电阻器282～284。基准电压源281的负极和电阻器282的一端连接到开关电源21的一个端子，基准电压源281的正极连接到电阻器283的一端。电阻器282和283的另一端相互连接起来，因此构成了节点ND 28。此外，电阻器284的一端连接到节点ND 28，电阻器284的另一端连接到来自外部的电流调节信号SIA的输入线。
按此配置的恒压用基准电压源28A根据外部电流调节信号SIA调节基准电压源281的输出电压为期望值，并从节点ND 28将具有此期望值的基准电压Vref1提供给恒压控制用误差放大器29。这样，图7中恒压用基准电压源28A可以通过来自外部的电流调节信号SIA调节输出基准电压Vref2，因此，当PWM信号为“开”时，LED22中流过的电流被稳定控制为恒压用基准电压源28和电流检测电阻器24所预先确定的值，PWM控制和恒流控制同时执行。
也就是说，能够通过来自外部的电流调节信号SIA，将恒压用基准电压源28A的输出基准电压Vref2调节为期望值，从而调节LED 22中流过的电流的值。其结果是，LED 22的发光亮度可以调节。相应地，在更宽的动态范围内调节亮度是可能的。
应当注意，通过使用与参照图7说明的恒压用基准电压源28A相同的配置作为恒流用基准电压源26，同样能够进行配置，使得可以调节恒流用基准电压源26的基准电压值Vref1。
进一步，在上面的实施例中，利用了n沟道MOS-FET作为开关电源21的负极(-)端子和LED 22的阴极之间线路中的开关装置，但是也有可能用比如npn型双极晶体管代替它。进一步，当采用p沟道MOS-FET代替n沟道MOS-FET时，应将其连接于开关电源21的正极(+)端子和LED 22的阳极之间。同样在这种情况下，也可以用pnp型双极晶体管代替。
第三实施例
图8是根据本发明第三实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。
此第三实施例的LED驱动装置20A是用微型计算机30代替图5所示第二实施例中的峰值保持电路25、恒流控制用误差放大器27、恒流用基准电压源26以及恒压用基准电压源28的一个例子。此外，第三实施例中，PWM信号从同一微型计算机中输出。
这种情况下，电流检测电阻器24检测出的电压输入到微型计算机30。微型计算机30在未显示的模/数转换器中将模拟电压转换为数字格式，在与微型计算机30自身产生的PWM信号相匹配的情况采样并保持该电压，将它与软件预先确定的电流设定值相比较，通过未显示的数/模转换器将对应于比较结果的输出转换为模拟值，并将其输出给恒压控制用误差放大器29，从而使与图6中第二实施例相同的操作成为可能。此外，通过软件改变电流设定值，使得在比仅用PWM控制的情况更宽的动态范围内调节亮度成为可能。
第四实施例
图9是根据本发明第四实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图.此第四实施例的LED驱动装置10A是通过用LED阵列12A代替图4所示第一实施例的LED驱动装置10中LED 12得到的一个例子。
通过将多个LED串联连接得到LED阵列12A。所施加的电压将随着数量而变大。例如在LED阵列12A由n个LED 12-1～12-n串联连接构成的情况下，需要n倍的电压，因此具有对应于此电压的输出电压和断开(shield，或叫屏蔽或保护)电压的恒压源11和开关电路13是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图4中LED驱动装置10相同的配置实现相同操作过程是可能的。
例如，如果利用LED作为液晶面板的背光源，从实际费用的角度来考虑，LED不能一个接一个分别驱动。鉴于此原因，如果将LED作为光源与背线(back line)一起使用，则采用串联连接特定数目LED并将它们一起驱动的方法。因此，图9中的LED驱动装置10A对具有背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第五实施例
图10是根据本发明第五实施例的发光元件(LED)驱动装置的电路图。此第五实施例中LED驱动装置20B是用LED阵列22A代替图5所示第二实施例的LED驱动装置20中LED 22得到的一个例子。
通过将多个LED的串联连接得到LED阵列22A。提供的电压将随着串连的量变大。例如在LED阵列22A由n个LED 22-1～22-n串联连接构成的情况下，n倍的电压是必需的，因此具有对应于此电压的输出电压和断开电压的恒压源21和开关电路23是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图5中LED驱动装置20相同的配置实现相同操作过程是可能的。
图10中的LED驱动装置20B对含背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第六实施例
图11是根据本发明第六实施方案中发光二极管(LED)驱动装置的电路图。
此第六实施例的LED驱动装置20C是通过用LED阵列22C代替图8所示第三实施例的LED驱动装置20A中LED 12得到的一个例子。
通过将多个LED的串联连接得到LED阵列22C。提供的电压将随着串连数量变大。例如在LED阵列22C由n个LED 22-1～22-n串联连接构成的情况下，n倍的电压是必需的，因此具有对应于此电压的输出电压和断开电压的恒压源21和开关电路23是必需的，不过如果满足了这个条件，则通过与图5中LED驱动装置20相同的配置实现相同操作过程是可能的。
图11中的LED驱动装置20C对含背光设备的透射型液晶显示系统而言是优选的。
第七实施例
下面，将说明采用了可以应用图9到11的LED驱动装置的LED背光灯的液晶显示系统，作为本发明的第七实施例。
图12是根据本发明第七实施例的液晶显示系统的构成实例的方框图。
如图12所示，液晶显示系统100包括透射型液晶显示面板(LCD面板)110、作为设置在LCD面板110背面上的照明单元的背光装置120、LED驱动装置130、面板驱动电路140、信号处理电路150以及电源电路160。
图13是一个透射型LCD面板110的构成实例的示意图。
该透射型LCD面板110配置有彼此相对排列的TFT衬底111和对电极(counter electrode)衬底112。其间隙内设置有比如其中密封有扭转向列型(TN)液晶的液晶层113。TFT底衬111由以矩阵形式排列的信号线114和扫描线115形成，开关元件由在这些线的交点处排列的薄膜晶体管116和像素电极117构成。薄膜晶体管116由扫描线115顺序选中。信号线114提供的写视频信号被写入对应的像素电极117中。另一方面，对电极衬底112的内表面由对电极118和滤色片119构成。
液晶显示系统100中，如此配置的透射型LCD面板110夹在两个偏光板(polarization plate)之间。通过在从背面用背光装置120照射白光的状态下用有源矩阵系统对其进行驱动，可得到期望的全色视频显示。
背光装置120设置有光源121和波长选择滤波器122。背光装置120通过波长选择滤波器122将光源121发出的光从背面指向LCD面板110。
背光装置120是一种设置在透射型LCD面板110的背面的类型，它从紧挨背面的下部照亮LCD面板110。背光装置120的光源121利用多个串联连接的LED作为发光源。在背光装置120的光源121中，在屏幕的水平方向上排列的发光二极管串联连接起来，由此，形成了在水平方向上串联连接的多个发光二极管组。
如此配置的背光装置120通过LED驱动装置130来驱动。关于LED驱动装置130，可以应用上面说明的图9～11的LED驱动装置。图12中，给出了整个光源121由LED驱动装置130驱动这种情况的说明，但事实上，在水平方向上串联连接的发光二极管组30中单独设置了独立的LED驱动装置。此外，驱动装置130采用了上文提到的PWM控制方式，但是其中的PWM信号由比如信号处理电路150来提供。在信号处理电路150中，通过基于用户亮度调节的控制、基于APL的控制、和用于红(R)、绿(G)、蓝(B)LED中白平衡调节的控制来执行PWM控制。
面板驱动电路140包括X驱动电路、Y驱动电路等等，并通过由信号处理电路150从X驱动电路和Y驱动电路提供的各个RGB信号驱动LCD面板110，来显示对应于各个RGB信号的视频。
信号处理电路150针对输入视频信号执行例如色度处理(chroma processing)的信号处理，进一步将该信号从复合信号转换为各个适于驱动LCD面板110的RGB信号，并将其提供给面板驱动电路140。此外，信号处理电路150在预定定时将PWM信号提供给LED驱动装置130。
如此配置的液晶显示系统100利用图9～11的LED驱动装置，因此，如果它与使用环境适宜的LED的背线(back line)一起使用，则同时的恒流控制和PWM控制成为可能，并且大动态范围内亮度的稳定调节成为可能。此外，通过使恒流控制时的电流值可变，则能够在更宽的动态范围内调节亮度。此外，没有采用限流电阻器来控制恒流。具有低电阻值的电阻器也用作电流检测电阻器，因此LED的高效驱动成为可能。
对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
相关申请的交叉参考
本发明包含于2004年10月14日向日本专利局提交的日本专利申请第2004-300015号和2005年8月5日向日本专利局提交的日本专利申请第2005-228738的主题，其全部内容结合于此作为参考。