JP2003164164A - 高周波高電圧発生回路および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気結合素子を用いることなく低い入力電圧
で高周波の高電圧を得ることのできる放電灯点灯回路を
提供する。 【解決手段】 インダクタンス１０７，１０８とコンデ
ンサ１０４，１０６から構成される入力側の２つの直列
共振回路と、直流電源１０１と、各直列共振回路のコン
デンサ１０４，１０６に並列に接続したスイッチ素子１
０３，１０５と、入力側の２組の直列共振回路の各イン
ダクタンス１０７，１０８と容量結合した出力側インダ
クタンス１０９を有し、出力側インダクタンス１０９の
両端に接続した負荷（放電灯１１０）を有し、２つのス
イッチ素子１０３，１０５を所定の周期で交互にオンと
オフすることによって、入力側の２組の直列共振回路の
各インダクタンス１０７，１０８に発生する電圧が容量
結合の容量との出力側インダクタンス１０９との共振に
よって出力側インダクタンス１０９に高周波高電圧を発
生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波高電圧発生
回路、これを用いた放電灯点灯回路、およびこれらを用
いた液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置を構成す
る液晶パネルの背面等に配置される照明装置の光源であ
る放電灯点灯回路に好適な高周波高電圧発生回路および
この放電灯点灯回路を具備した液晶組成物装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ノート型コンピユータ（ノートパソコ
ン）やディスプレイモニターあるいはテレビ受像機用の
高精細、薄型、軽量、かつカラー表示が可能な表示装置
として液晶表示装置が広く採用されている。この種の液
晶表示装置を構成する液晶表示パネルは、当該液晶パネ
ルに形成される電子潜像を可視化するために、外部から
照明光を与える必要がある。

【０００３】照明光の供給源としては、外光を利用する
ものと、液晶パネルの背面あるいは前面に照明装置を設
置したものがある。背面に設置する照明装置はバックラ
イトと称し、前面に設置する照明装置はフロントライト
と称している。ノートパソコンやディスプレイモニター
あるいはテレビ受像機に用いられる液晶表示装置では、
バックライトを備えたものが一般的である。

【０００４】図１９は液晶表示装置の全体構成例を説明
するための展開斜視図である。また、図２０は図１９に
示した液晶表示装置の内部構造を説明する図１９のＡ−
Ａ’線方向の断面図である。この液晶表示装置ＰＮＬ
は、その背面に導光板ＧＬＢと線状光源として放電管
（冷陰極蛍光ランプ）ＣＦＬを設置して構成したバック
ライトを備えている。液晶表示装置ＰＮＬの一方の短辺
側には走査駆動回路（以下、走査回路駆動チップ）を搭
載したフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１が接続され、
長辺側の一方には映像信号駆動回路（以下、映像回路駆
動チップ）を搭載したフレキシブルプリント基板ＦＰＣ
２が接続されている。

【０００５】液晶パネルＰＮＬは上基板ＳＵＢ１と下基
板ＳＵＢ２の間に液晶ＬＣを封入し、上基板ＳＵＢ１と
下基板の表面に偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２がそれぞれ貼
付されている。また、下基板ＳＵＢ２の上記一方の短辺
側と一方の長辺側のそれぞれは上基板ＳＵＢ１からはみ
出しており、これらのはみ出し部分に走査駆動回路チッ
プＣＨ１、映像駆動回路チップＣＨ２が搭載されてい
る。図２０には映像駆動回路チップＣＨ２が示されてい
る。

【０００６】走査駆動回路チップＣＨ１および映像駆動
回路チップＣＨ２にはフレキシブルプリント基板ＦＰＣ
１、ＦＰＣ２がそれぞれ接続され、バックライトの背面
に折り込まれている。図２０にフレキシブルプリント基
板ＦＰＣ２がバックライトの背面に折り込まれた状態を
示している。フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１につい
ても同様である。フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１と
ＦＰＣ２はインターフェース基板ＰＣＢに接続されてい
る。

【０００７】バックライトを構成する導光板ＧＬＢの背
面には反射板ＲＦＳを有し、この導光板ＧＬＢと液晶パ
ネルＰＮＬの間に拡散シートＳＰＳ１，ＳＰＳ２やプリ
ズムシートＰＲＳからなる光学補償シートが介在し、下
側ケースＭＣＡと上側ケースＳＨＤで挟持して一体化さ
れている。導光板ＧＬＢの一端には線状光源である冷陰
極蛍光ランプＣＦＬが設置されており、この冷陰極蛍光
ランプＣＦＬの導光板ＧＬＢと対面する側面を除いてラ
ンプ反射シートＲＦＢが設けられている。この液晶表示
装置の各種駆動信号や電源等はインターフェース基板Ｐ
ＣＢを介してホストコンピュータ側から供給される。冷
陰極蛍光ランプＣＦＬは給電ケーブルＬＰＣで図示しな
い放電灯点灯回路（インバータとも称する）から供給さ
れる。

【０００８】また、高周波高電圧を発生させる装置は放
電灯点灯回路に限らず、様々なものがあるが、ここでは
液晶表示装置の照明装置の光源として用いられる放電灯
点灯回路を例として説明する。従来のこの種の照明装置
の光源用放電灯の点灯回路は、たとえば、ＴＤＫ株式会
社発行の雑誌「ＴＨＥ ＨＯＴＬＩＮＥ」１９９６年、
Ｖｏｌ．２１、１５頁に掲載されているように、プッシ
ュプル電圧共振回路が使用されている。図２１はプッシ
ュプル電圧共振回路の基本構成を説明する回路図であ
る。この回路は、トランスＴとスイッチングトランジス
タＱ１，Ｑ２、インダクタンスＬ、抵抗Ｒ、コンデンサ
Ｃ_P 、コンデンサＣ_O 等を含む自励発振回路により電源
電圧Ｖ_inから高圧の高周波電圧Ｖ_out を発生して放電灯
（参照符号Ｒ_L が放電灯を示す）を点灯させる。

【０００９】また、特開平１１−２８８７９２号公報に
記載されているように、ハーフブリッジ回路により高圧
の高周波電圧を発生して放電灯を点灯させる例もある。
図２２はハーフブリッジ回路を用いた高圧の高周波電圧
発生回路例を説明する回路図である。この回路は、ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ１〜Ｃ４、チョー
クコイルＬ、ダイオードＤ１、Ｄ２等からなるハーフブ
リッジ回路により高圧の高周波電圧を発生して放電灯Ｃ
ＦＬ（Ｒ_L ）を点灯させる。

【００１０】また、照明学会誌第８４巻第１１号平成12
年頁８２５「Ｄ級増幅回路による無電極ランプ点灯回路
の動作解析」に記載されているようにＤ級またはＥ級増
幅回路を用いて点灯する例もある。図２３はＤ級または
Ｅ級増幅回路を用いた放電等点灯回路例を説明する回路
図である。図２１〜図２３に示した回路は周知に属する
ので改めて説明はしない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記したプッシュプル
電圧共振回路による高周波高電圧発生回路を用いた放電
灯点灯回路では、ランプ電流（放電灯：冷陰極蛍光ラン
プＣＦＬ（Ｒ_L ）に流れる電流）は共振回路と発振周波
数で決定される。回路が自励発振であるため、（入力電
圧一定かつＤＣ／ＤＣコンバータなしの条件下では）ラ
ンプ電流の制御が不可能である。また、高電圧の発生
は、トランスの１次側と２次側の磁気結合と巻き線比を
利用して行うので、高い周波数領域においては、磁気結
合が弱くなるため、高電圧の発生が困難になる。

【００１２】また、図２２に示したハーフブリッジ回路
を用いた放電灯点灯回路においては、図２２の上側のＭ
ＯＳ−ＦＥＴ（Ｑ１）のゲート電圧を発生するブートス
トラップ回路が必要である。また、図２３に示したよう
なＤ級、あるいはＥ級増幅回路による高周波高電圧発生
回路を用いた放電灯点灯回路では負荷（冷陰極蛍光ラン
プＣＦＬ（Ｒ））にかかる電圧を正弦波にするためにこ
の負荷と直列に共振回路を使用している。そのため、負
荷にかかる電圧が低くなり、低い入力電圧での点灯が困
難であった。上記した従来技術における諸問題に鑑み、
本発明の目的は、トランスのような磁気結合素子を用い
ることなく低い入力電圧で高周波の高電圧を得ることの
できる高周波高電圧発生回路とこの高周波高電圧発生回
路を用いた放電灯点灯回路およびこれらを用いた液晶表
示装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インダクタンスとコンデンサから構成さ
れる入力側の直列共振回路を２組準備し、該２組の直列
共振回路を直流電源に並列に接続し、各直列共振回路の
コンデンサにはスイッチ素子を並列に接続し、入力側の
２組の直列共振回路の各インダクタンスと容量結合した
出力側インダクタンスを配置したことを特徴とする。そ
して、上記出力側インダクタンスの両端に放電灯を接続
して放電灯点灯回路とした点に特徴を有する。

【００１４】上記構成において、２つのスイッチ素子が
所定の周期で交互にオンとオフを繰り返すことによっ
て、入力側の２組の直列共振回路の各インダクタンスに
発生する電圧が、容量結合の容量との出力側インダクタ
ンスとの共振によって出力側インダクタンスに高周波高
電圧を発生させ、放電灯点灯回路に用いる場合は、この
出力側インダクタンスに発生する電圧を放電灯に供給し
て点灯させる。

【００１５】また、２つの入力側直列共振回路と１つの
出力側インダクタンスから構成されるユニットを合計２
ユニット配置し、２つの出力側インダクタンスに発生す
る電圧の差によって放電灯を点灯させるようにした。本
願において開示される発明のうち、代表的な特徴の概要
を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【００１６】（１）、第１のインダクタンスと第１のコ
ンデンサで構成される第１の直列共振回路と、前記第１
のコンデンサと並列に接続される第１のスイッチ素子
と、第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成さ
れる第２の直列共振回路と、前記第２のコンデンサと並
列に接続される第２のスイッチ素子と、第３のインダク
タンスと、前記第１および第２のスイッチ素子のオンと
オフを制御するゲート制御回路を具備し、前記第１およ
び前記第２の直列共振回路は直流電源に並列に接続さ
れ、前記第１および第２のインダクタンスと前記第３の
インダクタンスは容量結合しており、前記第１および第
２のスイッチ素子が所定の周期で交互にオンとオフを繰
り返すことによって、前記第１および第２のインダクタ
ンスに発生する電圧が、前記容量結合の容量と前記第３
のインダクタンスとの共振により、前記第３のインダク
タンスの両端に高周波の高電圧を発生させる。

【００１７】（２）、第１のインダクタンスと第１のコ
ンデンサで構成される第１の直列共振回路と、 前記第
１のコンデンサと並列に接続された第１のスイッチ素子
と、第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成さ
れた第２の直列共振回路と、前記第２のコンデンサと並
列に接続された第２のスイッチ素子と、第３のインダク
タンスと、第４のインダクタンスと第３のコンデンサで
構成される第３の直列共振回路と、前記第３のコンデン
サと並列に接続された第３のスイッチ素子と、第５のイ
ンダクタンスと第４のコンデンサで構成される第４の直
列共振回路と、前記第４のコンデンサと並列に接続され
た第４のスイッチ素子と、第６のインダクタンスと、前
記第１、第２、第３および第４のスイッチ素子のオン／
オフを制御するゲート制御回路を具備し、前記第１およ
び第２の直列共振回路は直流電源に並列に接続され、前
記第１および第２のインダクタンスと前記第３のインダ
クタンスは容量結合しており、前記第３のインダクタン
スはその一方の端子が接地されており、前記第３の直列
共振回路および第４の直列共振回路は互いに並列に接続
したうえで前記直流電源に接続され、前記第４のインダ
クタンスおよび第５のインダクタンスと前記第６のイン
ダクタンスは容量結合しており、前記第６のインダクタ
ンスはその一方の端子が接地されており、前記第１およ
び第３のスイッチ素子が所定の周期でオンとオフを繰り
返し、前記第２および第４のスイッチ素子は前記第１お
よび第３のスイッチ素子と同じ周期でかつ逆の位相でオ
ンとオフを繰り返すことにより、前記第１および第２の
インダクタンスに発生する電圧が、前記容量結合の容量
と前記第３のインダクタンスとの共振によって前記第３
のインダクタンスに電圧を発生させ、前記第４および第
５のインダクタンスに発生する電圧が、前記容量結合の
容量と前記第６のインダクタンスとの共振によって前記
第６のインダクタンスに電圧を発生させ、前記第３のイ
ンダクタンスに発生する電圧と、前記第６のインダクタ
ンスに発生する電圧の差により、前記第３のインダクタ
ンスおよび第６のインダクタンスの接地されていない側
の端子間に高周波の高電圧を発生させる。

【００１８】上記した（１）、（２）の構成により、ト
ランスのような磁気結合素子を使用せずに、高周波（数
ＭＨｚ）の高電圧を発生させることができる。そして、
この高周波高電圧の出力端子に負荷として放電灯を接続
することで放電灯点灯回路を構成し、駆動周波数を他励
発振で生成することでランプ電流を制御し、点灯回路を
ハーフブリッジ方式でない構成としたことにより、スイ
ッチ素子の制御が容易になり、また低い入力電圧で高い
出力電圧を得ることができる。

【００１９】なお、本発明は、上記の構成および後述す
る実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技
術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であるこ
とは言うまでもない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、液晶表示装置の照明装置に用いる放電灯点灯回路に
適用した実施例の図面を用いて詳細に説明する。図１は
本発明による放電灯点灯回路の一実施例の構成を説明す
る回路図であり、図３で後述する２チャンネル方式に対
して１チャンネル方式とも称する。図１中、参照符号１
０１は直流電源、同１０２はゲート制御回路であり、ス
イッチ素子１０３、１０５を制御する。参照符号１０３
は第１のスイッチ素子、同１０４は第１のコンデンサ、
同１０５は第２のスイッチ素子、同１０６は第２のコン
デンサ、同１０７は第１のインダクタンス、同１０８は
第２のインダクタンス、同１０９は第３のインダクタン
ス、同１１０は放電灯である。

【００２１】ゲート制御回路１０２から第１のスイッチ
素子１０３には図１７のＶ_GS1 に示したようなデューテ
ィ５０％の矩形波電圧が印加される。第１のスイッチ素
子１０３のオン期間に第１のインダクタンス１０７にエ
ネルギーが蓄積され、第１のスイッチ素子１０３がオフ
すると第１のインダクタンス１０７と第１のコンデンサ
１０４の共振により図１７のＶ_DS1 に示したような波形
の電圧が第１のインダクタンス１０７に与えられる。

【００２２】同様に、ゲート制御回路１０２から第２の
スイッチ素子１０５に図１７のＶ_{GS 1} と逆相のデューテ
ィ５０％の矩形波電圧Ｖ_GS2 が印加される。第２のスイ
ッチ素子１０５のオン期間に第２のインダクタンス１０
８にエネルギーが蓄積され、第２のスイッチ素子１０５
がオフすると第２のインダクタンス１０８と第２のコン
デンサ１０６の共振により図１７のＶ_DS2 のような波形
の電圧が第２のインダクタンス１０８に与えられる。

【００２３】Ｖ_DS1 とＶ_DS2 は互いに逆相であるため、
インダクタンス１０７とインダクタンス１０８を併せた
両端の電圧波形は概略正弦波になる。インダクタンス１
０７、同１０８、同１０９の相互の間には磁気結合はな
く、第１のインダクタンス１０７と第３のインダクタン
ス１０９の間、及び、第２のインダクタンス１０８と第
３のインダクタンス１０９の間で容量結合されている。
第３のインダクタンス１０９には、第１のインダクタン
ス１０７または第２のインダクタンス１０８と第３のイ
ンダクタンス１０９の間の容量結合の容量と第３のイン
ダクタンス１０９で与えられる共振周波数近傍で図１８
に示すような周波数特性を持つ電圧が発生する。

【００２４】従って、本実施例により、ゲート制御回路
１０２によってＶ_GS1 、Ｖ_GS2 を所定の周波数で駆動す
ることにより第１のインダクタンス１０７と第２のイン
ダクタンス１０８に電圧を与えるとともに、第３のイン
ダクタンス１０９の電圧を制御することができ、放電灯
１１０を点灯させることができる。

【００２５】図２は本発明による放電灯点灯回路の他の
実施例の構成を説明する回路図であり、図１と同様に図
３で後述する２チャンネル方式に対して１チャンネル方
式とも称する。図１中、図１と同じ参照符号を付した素
子は図１と同様の動作をする。本実施例が図１の実施例
と異なる点は、第３のインダクタンス１０９の中点が接
地されていることである。このように、本実施例では、
第３のインダクタンス１０９の中点を接地することによ
り、放電灯１１０の軸方向の輝度分布を、より均一にす
ることができる。

【００２６】図３は本発明による放電灯点灯回路の他の
実施例の構成を説明する回路図である。この回路は図１
の回路を２つ並列に用いて放電灯１１０に印加される電
圧を２倍とした、所謂２チャンネル方式としたものであ
る。図３において、図１と同じ参照符号を付した素子は
図１と同様の動作をする。図３において、参照符号２０
１は第３のスイッチ素子、同２０２は第３のコンデン
サ、同２０３は第４のスイッチ素子、同２０４は第４の
コンデンサ、同２０５は第４のインダクタンス、同２０
６は第５のインダクタンス、同２０７は第６のインダク
タンスである。

【００２７】ゲート制御回路１０２から第３のスイッチ
素子２０１に図１７のＶ_GS1 のようなデューティ５０％
の矩形波電圧が印加される。第３のスイッチ素子２０１
のオン期間に第４のインダクタンス２０５にエネルギー
が蓄積され、第３のスイッチ素子２０１がオフすると第
４のインダクタンス２０５と第３のコンデンサ２０２の
共振により図１７のＶ_DS1 のような波形の電圧が第４の
インダクタンス２０５に与えられる。

【００２８】同様に、ゲート制御回路１０２から第４の
スイッチ素子２０３に図１７のＶ_{GS 1} と逆相のデューテ
ィ５０％の矩形波電圧Ｖ_GS2 が印加される。第４のスイ
ッチ素子２０３のオン期間に第５のインダクタンス２０
６にエネルギーが蓄積され、第４のスイッチ素子２０３
がオフすると第５のインダクタンス２０６と第４のコン
デンサ２０４の共振により図１７のＶ_DS2 のような波形
の電圧が第５のインダクタンス２０６に与えられる。

【００２９】Ｖ_DS1 とＶ_DS2 は互いに逆相であるため、
第４のインダクタンス２０５と第５のインダクタンス２
０６を併せた両端の電圧波形は概略正弦波になる。第４
のインダクタンス２０５、第５のインダクタンス２０
６、第６のインダクタンス２０７の相互の間には磁気結
合はなく、第４のインダクタンス２０５と第６のインダ
クタンス２０７の間、及び、第５のインダクタンス２０
６と第６のインダクタンス２０７の間で容量結合されて
いる。

【００３０】第６のインダクタンス２０７には第４のイ
ンダクタンス２０５または第５のインダクタンス２０６
と第７のインダクタンス２０７の容量結合の容量と第７
のインダクタンス２０７で与えられる共振周波数近傍で
図１８に示すような周波数特性を持つ電圧が発生する。
第３のインダクタンス１０９で発生した電圧と第６のイ
ンダクタンス２０７に発生する電圧を逆相とすると放電
灯１１０には図１に比べて２倍の電圧が発生する。従っ
て、本実施例によれば、直流電源１０１の電圧が低くて
も放電灯を点灯させることができる。

【００３１】図４は本発明による放電灯点灯回路によっ
て点灯させる放電灯の一例である冷陰極蛍光放電灯の構
造例を説明する模式断面図である。また、図５は本発明
による放電灯点灯回路によって点灯させる放電灯の他の
例である外部電極型蛍光放電灯の構造例を説明する模式
断面図である。図４および図５において、参照符号５０
１はガラス管、同５０２は蛍光体層である。図４の参照
符号５０３はガラス管５０１の内部に設置した電極（冷
陰極）である。

【００３２】また、図５の参照符号５０５はガラス管５
０１の外側に配置された外部電極である。図４における
参照符号５０４は電極と点灯回路を接続するためのリー
ド線である。図４の放電灯と図５の放電灯はともに、そ
のガラス管５０１の内部には、不活性ガス及び紫外線を
発生させるための元素が封入されている。そして、参照
符号５０６は、放電灯を点灯させるための点灯回路であ
る。

【００３３】図６、図７、図８、図９はそれぞれ本発明
による放電灯点灯回路の他の実施例の構成を説明する回
路図である。これらの図６、図７、図８、図９に示した
放電灯点灯回路は前記図１および図２で説明した１チャ
ンネル方式である。また、図１０、図１１は図６、図
７、図８、図９における電流検出手段の具体例を説明す
る回路図である。

【００３４】図１２、図１３、図１４、図１５は、本発
明による放電灯点灯回路のその他の実施例の構成を説明
するブロック図である。これらの図１２、図１３、図１
４、図１５に示した放電灯点灯回路は前記図３で説明し
た２チャンネル方式である。また、図１６は図１２、図
１３、図１４、図１５における電流検出手段の具体例を
説明する回路図である。

【００３５】図６、図７、図８、図９のグループと、図
１２、図１３、図１４、図１５のグループは、放電灯１
１０に印加される電圧が２倍になるか否かのみが異な
り、基本的な回路構成は同様である。図６は図１におけ
るゲート制御回路１０２に周波数制御手段３０１を設け
ると共に第３のインダクタンス１０９に電流検出手段３
０２を設け、この電流検出手段３０２の検出出力を周波
数制御手段３０１に供給してゲート制御回路１０２を制
御するように構成した。また、図７は図６におけるゲー
ト制御回路１０２にパルス発生手段４０１を設けたもの
である。

【００３６】図８は、図７における直流電源１０１にパ
ルス発生手段４０１の出力パルスで制御されるスイッチ
４０２（第５のスイッチ）を設けたものである。図９は
第１のインダクタンス１０７および第２のインダクタン
ス１０８と、第３のインダクタンス１０９の間にコア４
０３を設けたものである。

【００３７】電流検出手段３０２の一例は図１０に示し
た回路構成でもよい。この回路を用いる場合には放電灯
１１０の片側を設置する。しかし、駆動周波数が高くな
ると（例えば、５ＭＨｚ程度では、）放電灯１１０の高
圧側が明るく、接地側が暗くなる。これを回避するため
の電流検出手段３０２として図１１に示したような電流
検出トランス（所謂、カレントトランスフォーマー）１
１１を用いることができる。

【００３８】図１２、図１３、図１４、図１５は図３で
説明した２チャンネル方式の他の実施例であり、それぞ
れは１チャンネル方式の図６、図７、図８、図９に対応
する。また、図１６は図１２、図１３、図１４、図１５
における電流検出手段の具体的な回路図である。図１６
は図１０と同様の回路を２つ並列に接続したものであ
る。この場合は、図１０のような放電灯の高圧側と接地
側との明るさの差は生じない。

【００３９】図６〜図１５においては、第３のインダク
タンス１０９に電流検出手段３０２を設け、この電流検
出手段３０２の検出出力を周波数制御手段３０１に供給
してゲート制御回路１０２を制御するように構成したも
のである。なお、以下の実施例の説明では、図１〜図１
５に共通な構成部分とその機能は同様であるので繰り返
しの説明は省略し、特徴部分のみを説明する。

【００４０】図１２において、参照符号３０１は周期制
御手段、同３０２は電流検出手段である。本回路図にお
いて、図１、図２、図３と同じ番号の素子は図１、図
２、図３と同様の動作をする。第３のインダクタンス１
０９と第６のインダクタンス２０７の接合部分に設けた
電流検出手段３０２により放電灯１１０を流れる電流を
検出する。電流検出手段３０２の検出結果を周期制御手
段３０１にて所定の基準値と比較することにより、ゲー
ト制御回路１０２からスイッチ素子１０３、１０５、２
０１、２０３に印加する矩形波電圧の周波数を制御し、
放電灯１１０の点灯を安定させることができる。

【００４１】具体的には、周波数を図１８の共振点より
高い範囲で制御する場合は、電流検出手段３０２の出力
が所定値より大きい時には周期制御手段３０１が制御す
るスイッチ素子の駆動周波数を高くすることによって放
電灯１１０に流れる電流値を下げ、電流検出手段３０２
の出力が所定値より小さい時には周期制御手段３０１が
制御するスイッチ素子の駆動周波数を低くすることによ
って放電灯１１０に流れる電流値を上げることにより、
放電灯１１０に流れる放電電流を一定に制御する。

【００４２】図１３における参照符号４０１はパルス発
生手段である。本回路図において図１、図２、図３、図
１２と同じ番号の素子は図１、図２、図３、図１２と同
様の動作をする。パルス発生手段４０１からゲート制御
回路１０２に可変デューティでＶ_GS1 、Ｖ_GS2 に比べて
十分低い周波数の信号を印加する。パルス発生手段４０
１がオンのとき、ゲート制御回路１０２からスイッチ素
子１０３、１０５、２０１及び２０３に矩形波電圧が印
加され、放電灯１１０が点灯する。パルス発生手段４０
１がオフのとき、ゲート制御回路からの出力がなくな
り、スイッチ素子１０３、１０５、２０１、２０３がオ
フになり放電灯１１０が消灯する。このように、パルス
発生手段４０１の出力信号のデューティを変えることに
より放電灯１１０の調光が可能である。

【００４３】図１４における参照符号４０２は第５のス
イッチ素子である。本回路図において図１、図２、図
３、図１２、図１３と同じ番号の素子は図１、図２、図
３、図１２、図１３と同様の動作をする。パルス発生手
段４０１からゲート制御回路１０２及び第５のスイッチ
素子４０２に可変デューティでＶ_GS1 、Ｖ_GS2 に比べて
十分低い周波数の信号を印加する。パルス発生手段４０
１がオンのとき、ゲート制御回路１０２からスイッチ素
子１０３、１０５、２０１及び２０３に矩形波電圧が印
加されるとともに、第５のスイッチ素子４０２がオンに
なることにより放電灯１１０が点灯する。

【００４４】パルス発生手段４０１がオフのとき、ゲー
ト制御回路からの出力がなくなり、スイッチ素子１０
３、１０５、２０１、２０３がオフになり、かつ、第５
のスイッチ素子がオフになって放電灯１１０が消灯す
る。パルス発生手段４０１の出力信号のデューティを変
えることにより放電灯１１０の調光が可能である。第５
のスイッチ素子４０２を設置することにより、パルス発
生手段４０１がオフからオンになるときに放電灯１１０
に流れる突入電流を防止することができる。

【００４５】図１５における参照符号４０３は第１のコ
ア、同４０４は第２のコアである。本回路図において図
１、図２、図３、図１２、図１３、図１４と同じ番号の
素子は図１、図２、図３、図１２、図１３、図１４と同
様の動作をする。第１のインダクタンス１０７と第２の
インダクタンス１０８と第３のインダクタンス１０９を
第１のコア４０３に具備し、第４のインダクタンス２０
５と第５のインダクタンス２０６と第６のインダクタン
ス２０７を第２のコア４０４に具備することにより、部
品点数および部品スペースを削減することができる。

【００４６】このように、本発明の各実施例の構成によ
り、基本的にトランスのような磁気結合素子を用いるこ
となく低い入力電圧で高周波の高電圧を得ることのでき
る放電灯点灯回路を得ることができる。

【００４７】請求項を含む本明細書で開示の各構成は、
高周波高電圧発生回路として用いてもよい。むろん、そ
れを用いて放電点灯回路として用いてもよい。さらに、
それらを用いて液晶表示装置を構成してもよい。いずれ
の形態として用いた場合も、本明細書に開示の技術思想
を用いる限り、本明細書の開示の範囲内である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、液晶表示装置のバックライトの光源を
構成する放電灯点灯回路等のための高周波高電圧発生回
路の駆動周波数を他励発振にすることにより、出力電流
（ランプ電流等）を制御することができる。また、この
点灯回路等の昇圧には共振回路を利用しており、トラン
スのような磁気結合素子を使用する必要がないので、例
えば無電極ランプのような高周波（数ＭＨｚ）の放電灯
でも容易に点灯させることができる。

【００４９】また、この種の点灯回路等をハーフブリッ
ジ方式でない構成にすることにより、ブートストラップ
回路等が不用になり、スイッチ素子の制御を容易にする
ことができる。また、負荷と点灯回路の共振回路は直列
接続ではないので、負荷にかかる電圧を高く設定するこ
とができる。また、点灯回路において共振回路を２組使
用して、２つの出力側インダクタンスに発生する電圧の
差によって放電灯を点灯させることにより、低い入力電
圧で高い出力電圧を得ることが可能な高周波高電圧発生
回路およびこれを用いた放電灯点灯回路を提供できる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を説明する回路図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図４】本発明による放電灯の一例である冷陰極蛍光放
電灯の構造例を説明する模式断面図である。

【図５】本発明による放電灯の他の例である外部電極型
蛍光放電灯の構造例を説明する模式断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図９】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。

【図１０】電流検出手段の具体例を説明する回路図であ
る。

【図１１】電流検出手段の他の具体例を説明する回路図
である。

【図１２】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図
である。

【図１３】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図
である。

【図１４】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図
である。

【図１５】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図
である。

【図１６】電流検出手段の他の具体的な回路図である。

【図１７】ゲート制御回路からスイッチ素子に印加され
る電圧波形、及び、入力側のインダクタンスに与えられ
る電圧波形図である。

【図１８】出力側のインダクタンスに与えられる電圧の
周波数特性を示す図である。

【図１９】液晶表示装置の全体構成例を説明するための
展開斜視図である。

【図２０】液晶表示装置の内部構造を説明する図１９の
Ａ−Ａ’線方向の断面図である。

【図２１】従来の放電灯点灯回路の一つであるプッシュ
プル電圧共振回路の実施例の構成を説明する回路図であ
る。

【図２２】従来の放電灯点灯回路の一つであるハーフブ
リッジ回路の実施例の構成を説明する回路図である。

【図２３】従来の放電灯点灯回路の一つであるＤ級また
はＥ級増幅回路の構成例を説明する回路図である。

【符号の説明】

１０１・・・・直流電源、１０２・・・・ゲート制御回
路、１０３・・・・第１のスイッチ素子、１０４・・・
・第１のコンデンサ、１０５・・・・第２のスイッチ素
子、１０６・・・・第２のコンデンサ、１０７・・・・
第１のインダクタンス、１０８・・・・第２のインダク
タンス、１０９・・・・第３のインダクタンス、１１０
・・・・放電灯、２０１・・・・第３のスイッチ素子、
２０２・・・・第３のコンデンサ、２０３・・・・第４
のスイッチ素子、２０４・・・・第４のコンデンサ、２
０５・・・・第４のインダクタンス、２０６・・・・第
５のインダクタンス、２０７・・・・第６のインダクタ
ンス、３０１・・・・周期制御手段、３０２・・・・電
流検出手段、４０１・・・・パルス発生手段、４０２・
・・・第５のスイッチ素子、４０３・・・・第１のコ
ア、４０４・・・・第２のコア、５０１・・・・ガラス
管、５０２・・・・蛍光体層、５０３・・・・電極、５
０４・・・・リード線、５０５・・・・外部電極、５０
６・・・・点灯回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢島 利浩 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 池田 隆一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 長柄 純一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 Ｆターム(参考） 3K072 AC02 AC11 CA16 CB04 CB10 GA02 GB14 GB20 GC04 GC05 GC07 HA05 HA06 HA10 3K098 CC41 DD22 DD37 DD43 EE31 EE40 FF04 FF14 FF16 GG02 GG10 5H007 CA02 CB06 CB22 CB25 CC03 DA06

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のインダクタンスと第１のコンデンサ
   で構成される第１の直列共振回路と、 前記第１のコンデンサと並列に接続される第１のスイッ
   チ素子と、 第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成される
   第２の直列共振回路と、 前記第２のコンデンサと並列に接続される第２のスイッ
   チ素子と、 第３のインダクタンスと、 前記第１および第２のスイッチ素子のオンとオフを制御
   するゲート制御回路を具備し、 前記第１および前記第２の直列共振回路は直流電源に並
   列に接続され、 前記第１および第２のインダクタンスと前記第３のイン
   ダクタンスは容量結合しており、 前記第１および第２のスイッチ素子が所定の周期で交互
   にオンとオフを繰り返すことによって、前記第１および
   第２のインダクタンスに発生する電圧が、前記容量結合
   の容量と前記第３のインダクタンスとの共振により、前
   記第３のインダクタンスの両端に高周波の高電圧を発生
   させることを特徴とする高周波高電圧発生回路。
2. 【請求項２】第１のインダクタンスと第１のコンデンサ
   で構成される第１の直列共振回路と、 前記第１のコンデンサと並列に接続された第１のスイッ
   チ素子と、 第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成された
   第２の直列共振回路と、 前記第２のコンデンサと並列に接続された第２のスイッ
   チ素子と、 第３のインダクタンスと、 第４のインダクタンスと第３のコンデンサで構成される
   第３の直列共振回路と、 前記第３のコンデンサと並列に接続された第３のスイッ
   チ素子と、 第５のインダクタンスと第４のコンデンサで構成される
   第４の直列共振回路と、 前記第４のコンデンサと並列に接続された第４のスイッ
   チ素子と、 第６のインダクタンスと、 前記第１、第２、第３および第４のスイッチ素子のオン
   ／オフを制御するゲート制御回路を具備し、 前記第１および第２の直列共振回路は直流電源に並列に
   接続され、 前記第１および第２のインダクタンスと前記第３のイン
   ダクタンスは容量結合しており、 前記第３のインダクタンスはその一方の端子が接地され
   ており、 前記第３の直列共振回路および第４の直列共振回路は互
   いに並列に接続したうえで前記直流電源に接続され、 前記第４のインダクタンスおよび第５のインダクタンス
   と前記第６のインダクタンスは容量結合しており、 前記第６のインダクタンスはその一方の端子が接地され
   ており、 前記第１および第３のスイッチ素子が所定の周期でオン
   とオフを繰り返し、前記第２および第４のスイッチ素子
   は前記第１および第３のスイッチ素子と同じ周期でかつ
   逆の位相でオンとオフを繰り返すことにより、前記第１
   および第２のインダクタンスに発生する電圧が、前記容
   量結合の容量と前記第３のインダクタンスとの共振によ
   って前記第３のインダクタンスに電圧を発生させ、前記
   第４および第５のインダクタンスに発生する電圧が、前
   記容量結合の容量と前記第６のインダクタンスとの共振
   によって前記第６のインダクタンスに電圧を発生させ、
   前記第３のインダクタンスに発生する電圧と、前記第６
   のインダクタンスに発生する電圧の差により、前記第３
   のインダクタンスおよび第６のインダクタンスの接地さ
   れていない側の端子間に高周波の高電圧を発生させるこ
   とを特徴とする高周波高電圧発生回路。
3. 【請求項３】液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの光
   源を構成するバックライトを有する液晶表示装置であっ
   て、 前記バックライトの光源を構成する放電灯の点灯回路
   が、 第１のインダクタンスと第１のコンデンサで構成される
   第一の直列共振回路と、 前記第１のコンデンサと並列に接続される第１のスイッ
   チ素子と、 第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成される
   第２の直列共振回路と、 前記第２のコンデンサと並列に接続される第２のスイッ
   チ素子と、 第３のインダクタンスと、 前記第１および第２のスイッチ素子のオンとオフを制御
   するゲート制御回路を具備し、 前記第１および前記第２の直列共振回路は互いに並列に
   接続されたうえで直流電源に接続され、 前記第１および第２のインダクタンスと前記第３のイン
   ダクタンスは容量結合しており、 前記第３のインダクタンスの両端に前記放電灯が接続さ
   れており、 前記第１および第２のスイッチ素子が所定の周期で交互
   にオンとオフを繰り返すことによって、前記放電灯を点
   灯させることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記第３のインダクタンスの中点が接地さ
   れていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの光
   源を構成するバックライトを有する液晶表示装置であっ
   て、 前記バックライトの光源を構成する放電灯の点灯回路
   が、 第１のインダクタンスと第１のコンデンサで構成される
   第１の直列共振回路と、前記第１のコンデンサと並列に
   接続された第１のスイッチ素子と、 第２のインダクタンスと第２のコンデンサで構成された
   第２の直列共振回路と、 前記第２のコンデンサと並列に接続された第２のスイッ
   チ素子と、 第３のインダクタンスと、 第４のインダクタンスと第３のコンデンサで構成される
   第３の直列共振回路と、 前記第３のコンデンサと並列に接続された第３のスイッ
   チ素子と、 第５のインダクタンスと第４のコンデンサで構成される
   第４の直列共振回路と、 前記第４のコンデンサと並列に接続された第４のスイッ
   チ素子と、 第６のインダクタンスと、 前記第１、第２、第３および第４のスイッチ素子のオン
   ／オフを制御するゲート制御回路を具備し、 前記第１および第２の直列共振回路は互いに並列に接続
   されたうえで直流電源に接続され、 前記第１および第２のインダクタンスと前記第３のイン
   ダクタンスは容量結合しており、 前記第３のインダクタンスはその一方の端子が接地され
   ており、 前記第３の直列共振回路および第４の直列共振回路は互
   いに並列に接続されたうえで前記直流電源に接続され、 前記第４のインダクタンスおよび第５のインダクタンス
   と前記第６のインダクタンスは容量結合しており、 前記第６のインダクタンスはその一方の端子が接地され
   ており、 前記第３のインダクタンスおよび第六のインダクタンス
   の接地されていない側の端子に放電灯が接続されてお
   り、 前記第１および第３のスイッチ素子が所定の周期でオン
   とオフを繰り返し、前記第２および第４のスイッチ素子
   は前記第１および第３のスイッチ素子と同じ周期でかつ
   逆の位相でオンとオフを繰り返すことにより、前記第１
   および第２のインダクタンスに発生する電圧が、前記容
   量結合の容量と前記第３のインダクタンスとの共振によ
   って前記第３のインダクタンスに電圧を発生させ、前記
   第４および第５のインダクタンスに発生する電圧が、前
   記容量結合の容量と前記第６のインダクタンスとの共振
   によって前記第６のインダクタンスに電圧を発生させ、
   前記第３のインダクタンスに発生する電圧と、前記第６
   のインダクタンスに発生する電圧の差により前記放電灯
   を点灯させることを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】前記放電灯は、冷陰極放電灯、または管の
   外部に電極を具備する外部電極型放電灯のいずれかであ
   ることを特徴とする請求項３、４、５のいずれかに記載
   の液晶表示装置。
7. 【請求項７】前記放電灯に流れる電流値を検出する電流
   検出手段と、 前記第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子の駆
   動周期を制御する周期制御手段を有し、 前記周期制御手段が制御するスイッチ素子の駆動周波数
   が前記容量結合の容量と前記第３のインダクタンスとの
   共振周波数より高い場合、前記電流検出手段の出力が所
   定値より大きい時には前記周期制御手段が制御するスイ
   ッチ素子の駆動周波数を高くすることによって前記放電
   灯に流れる電流値を下げ、前記電流検出手段の出力が所
   定値より小さい時には前記周期制御手段が制御するスイ
   ッチ素子の駆動周波数を低くすることによって前記放電
   灯に流れる電流値を上げることにより、前記放電灯に流
   れる放電電流を一定に制御することを特徴とする請求項
   ３、４、６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】前記第１および第２のスイッチ素子の駆動
   周波数より充分低い周波数で、かつパルス幅を可変可能
   なパルス発生手段を有し、 パルスが出力されている期間のみ前記第１および第２の
   スイッチ素子をオンオフ動作させ、パルスが出力されて
   いない期間は前記第１および第２のスイッチ素子をオフ
   してパルスの出力期間（パルス幅）を制御することによ
   り前記放電灯の明るさを制御することを特徴とする請求
   項３、４、６、７のいずれかに記載の放電灯点灯回路。
9. 【請求項９】前記直流電源と前記第１および第２のイン
   ダクタンスとの間に第５のスイッチ素子を具備し、 前記パルス発生手段のパルスが出力されている期間のみ
   前記第５のスイッチ素子をオンすることを特徴とする請
   求項８に記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】前記第１、第２および第３のインダクタ
    ンスを第１のコアに具備していることを特徴とする請求
    項３、４、６、７、８、９のいずれかに記載の液晶表示
    装置。
11. 【請求項１１】前記放電灯に流れる電流値を検出する電
    流検出手段と、 前記第１、第２、第３および第４のスイッチ素子の駆動
    周期を制御する周期制御手段を有し、 前記周期制御手段が制御するスイッチ素子の駆動周波数
    が前記容量結合の容量と前記第３のインダクタンスとの
    共振周波数および前記容量結合の容量と前記第６のイン
    ダクタンスとの共振周波数より高い場合、前記電流検出
    手段の出力が所定値より大きい時には前記周期制御手段
    が制御するスイッチ素子の駆動周波数を高くすることに
    よって前記放電灯に流れる電流値を下げ、前記電流検出
    手段の出力が所定値より小さい時には前記周期制御手段
    が制御するスイッチ素子の駆動周波数を低くすることに
    よって前記放電灯に流れる電流値を上げることにより、
    前記放電灯に流れる放電電流を一定に制御することを特
    徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】前記第１、第２、第３および第４のスイ
    ッチ素子の駆動周波数より充分低い周波数でかつパルス
    巾を可変可能なパルス発生手段を有し、 パルスが出力されている期間のみ前記第１、第２、第３
    および第４のスイッチ素子をオンオフ動作させ、パルス
    が出力されていない期間は前記第１、第２、第３および
    第４のスイッチ素子をオフとして、パルスの出力期間
    （パルス幅）を制御することにより前記放電灯の明るさ
    を制御することを特徴とする請求項５、６、１１のいず
    れかに記載の液晶表示装置。
13. 【請求項１３】前記直流電源と前記第１、第２、第４お
    よび第５のインダクタンスとの間に第５のスイッチ素子
    を有し、 前記パルス発生手段のパルスが出力されている期間のみ
    前記第５のスイッチ素子をオンすることを特徴とする請
    求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】前記第１、第２および第３のインダクタ
    ンスを第１のコアに具備し、前記第４、第５および第６
    のインダクタンスを第２のコアに具備していることを特
    徴とする請求項５、６、１１、１２、１３のいずれかに
    記載の液晶表示装置。