JP2004006079A

JP2004006079A - 放電管点灯装置及びそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004006079A
Application number: JP2002159123A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsuoka; 松岡　良明; Mitsuto Kobayashi; 小林　光人
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】インバータ回路への直流電圧の供給の遅れを低減することにより、放電管での点灯の遅れ等を低減できる放電管点灯装置、及びこれを用いた表示品位の高い液晶表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】放電管点灯回路における調光回路３０において、この調光回路３０に備えられたフォトカプラ３４を介して、インバータ回路３１のトランジスタ３７、３８のベースへ直流電圧を供給することにより、インバータ回路３１への直流電圧の供給の遅れを低減させ、放電管２１での点灯の遅れ等を防ぐことが可能となり、またこの放電管点灯回路を液晶表示装置のバックライト２０に用いることにより表示品位の高い液晶表示装置となる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電管点灯装置と液晶表示装置に関し、特に調光回路とプッシュプルインバータ回路により放電管の点灯を行う放電管点灯装置とこの放電管点灯装置を備える液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネル自体は発光しない。したがって透過型や半透過型の液晶表示装置の場合には通常液晶パネルの背面にバックライトが備わっており、このバックライトの光源として一般的に冷陰極型や熱陰極型の放電管が用いられている。
【０００３】
また、ＣＲＴがインパルス型の表示装置と呼ばれているのに対し、液晶表示装置はホールド型の表示装置と呼ばれている。そしてホールド型の表示装置の場合、次のデータの書込みが行われるまで前の書込みによる表示状態を続けるために、いわゆる尾引き等の影響で表示品位が低下するなどの問題が生じていた。そのためインパルス型の表示装置に近づけるため放電管を一括点滅させたり、放電管を走査信号に同期させて順次点滅させたりするなどの対策が考えられており、このような技術として特開２０００−３２１５５１や特開２００１−１２５０６６等が知られている。
【０００４】
そして液晶表示装置の光源として用いられる放電管の点灯回路には、図３に示すようなプッシュプルインバータ方式のものが用いられている。図３の放電管点灯回路は電源用端子１、インバータ回路２、放電管３、調光回路４により構成されている。インバータ回路２はスイッチング用の２つのトランジスタ５、６や共振用のコンデンサ７、トランス８等から構成されている。調光回路４はトランジスタ９等により構成されており、調光回路４へ入力される放電管制御信号によって電源用端子１から供給される直流電圧を一定のタイミングでトランジスタ９を介してインバータ回路２へと供給する。この直流電圧はインバータ回路２において数十ｋＨｚから数百ｋＨｚの高周波の交流に変換され、この交流によって放電管３が点灯することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ回路２への直流電圧の供給は上記の通り調光回路４に備えられたトランジスタ９のスイッチング動作により行われている。しかしながらこのスイッチング動作は様々な影響によりその動作が遅れてしまうという問題がある。
【０００６】
たとえば、従来のような放電管点灯回路にはインバータ回路２に入力される直流電圧を安定させる等の目的でコンデンサ１０が取り付けられているものがあり、このコンデンサ１０の影響によってオン・オフの動作が遅れてしまう場合である。
【０００７】
このような調光回路４でのスイッチング動作の遅れは結果的に放電管３での点灯の遅れ、輝度の不足等を生じさせると共に、放電管３を一括点滅させたり順次点滅させたりする場合に放電管３の点灯タイミングがずれてしまうという恐れがある。そしてこのような放電管３の影響を受ける液晶表示装置は表示品位の低いものとなってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、調光回路でのスイッチング動作の遅れを抑えることのできる放電管点灯装置及びこの放電管点灯装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る放電管点灯装置は、交互にオン・オフする２つのトランジスタを有するプッシュプルインバータ回路と、電源からの直流電圧を放電管制御信号に基づいて前記プッシュプルインバータ回路へ供給する調光回路と、を備えた放電管点灯装置であって、前記調光回路は前記放電管制御信号に基づいて動作するフォトカプラを有しており、前記調光回路から前記プッシュプルインバータ回路へ供給される前記直流電圧は、前記フォトカプラを介して前記２つのトランジスタのベースへ供給されていることを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に係る放電管点灯装置は、請求項１記載の放電管点灯装置において、前記放電管点灯装置には前記プッシュプルインバータ回路へ供給される直流電圧を安定させるためのコンデンサが取り付けられており、該コンデンサは一方を電源用端子側へ接続し、他方を接地側へ接続していることを特徴とする。
【００１１】
また請求項３に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、該液晶パネルの背後に配置されたバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトの光源となる放電管には請求項１または２記載の放電管点灯装置が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
また請求項４に係る液晶表示装置は、請求項３記載の液晶表示装置において、前記液晶パネルに一つの画像が表示される１フレーム期間内に一定の期間だけ前記放電管を消灯させる放電管制御信号が前記調光回路へ供給されていることを特徴とする。
【００１３】
また請求項５に係る液晶表示装置は、請求項３記載の液晶表示装置において、前記バックライトは前記放電管を複数備えた直下型のバックライトであって、前記液晶パネルに画像を表示する際の走査信号のタイミングに合わせて、前記複数の放電管を順次点滅させるような放電管制御信号が前記調光回路へ供給されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明による液晶表示装置全体の構成を示した断面図である。液晶表示装置は液晶パネル５０とバックライト２０を備えており、この他に図示していないが液晶パネル５０、バックライト２０を収納するための樹脂フレームや金属フレームなどを備えている。
【００１５】
液晶パネル５０は、アレイ基板５１と、アレイ基板５１に対向するカラーフィルタ基板５２と、アレイ基板５１とカラーフィルタ基板５２との間で保持される液晶（図示せず）などからなる。アレイ基板５１にはガラス基板上に複数の走査線と複数の映像線が形成されており、この走査線と映像線が交差する領域にスイッチング素子と透明電極等から形成されている。カラーフィルタ基板５２には走査線と映像線が交差する領域に対応するカラーフィルタ層が形成されている。また液晶パネル５０には図示していないが表示を行うための各種駆動回路が接続されている。そしてこの液晶パネル５０において画像が表示される。このとき１フレームの間に走査線へ順次走査信号が供給されており、フレーム周波数は６０Ｈｚ前後となっているため、１秒間に６０の画像が表示されている。
【００１６】
バックライト２０は、光源となる放電管２１、導光板２２、ランプリフレクタ２３、反射板２４、拡散シートやプリズムシートなどの各種光学シート２５を備えている。バックライト２０は液晶パネル５０の背後に配置される。そしてこのバックライト２０は、液晶パネル５０において１つの画像が表示される１フレーム期間の内、一定の期間だけ放電管２１を消灯させるようなっている。
【００１７】
なお、本実施例においては放電管２１を１つ備えたエッジタイプのバックライト２０を示しているが、放電管２１を複数備えたものでもよい。またバックライト２０は放電管２１を備えた直下型のものであってもよい。
【００１８】
放電管２１はこの放電管２１を点滅するための放電管点灯回路と放電管２１の両端より接続する。図２はこの放電管点灯回路の一例を示す回路図である。
【００１９】
放電管点灯回路は調光回路３０とインバータ回路３１を備えている。また放電管点灯回路にはコンデンサ３２が取り付けられている。
【００２０】
調光回路３０は直流電源と接続する電源用端子３３から供給される直流電圧をインバータ回路３１へ供給する。また調光回路３０は発光素子３４ａと受光素子３４ｂからなるフォトカプラ３４を備えている。発光ダイオードからなる発光素子３４ａはアノード側を電源用端子３３側と接続し、カソード側を調光回路３０に備えられているトランジスタ３５のコレクタと接続している。フォトトランジスタからなる受光素子３４ｂはコレクタ側を電源用端子３３側と接続し、エミッタ側をインバータ回路３１に備えられている２つのトランジスタ３６、３７のベースと接続している。
【００２１】
インバータ回路３１はトランジスタ３６、３７と、共振用コンデンサ３８、昇圧用のトランス３９を備えている。交互にオン・オフする２個のトランジスタ３６、３７はベースをフォトカプラ３４と接続しており、コレクタを共振用コンデンサ３８とトランス３９の１次巻線３９ａと接続しており、エミッタを接地側と接続している。また共振用コンデンサ３８とトランス３９とにより共振回路が構成されている。トランス３９は１次巻線３９ａをトランジスタ３６、３７のコレクタと接続しており、１次巻線３９ａの中間タップをコイル４０と接続している。トランス３９は２次巻線３９ｂの一端をバラスト用コンデンサ４１を介して放電管２１と接続すると共に、他端も放電管２１と接続している。トランス３９は３次巻線３９ｃの両端をトランジスタ３６、３７のベースとそれぞれ接続している。
【００２２】
コンデンサ３２はインバータ回路３１に入力される直流電圧を安定させるために設けられている。コンデンサ３２は直流電源と並列に接続しており、一端を電源用端子３３側と接続し、もう一端を接地側と接続している。
【００２３】
調光回路３０のトランジスタ３５では、トランジスタ３５のベースに入力される放電管制御信号に基づきオン・オフのスイッチング動作を行う。放電管制御信号によりトランジスタ３５がオンの状態になると、フォトカプラ３４の発光素子３４ａを介してトランジスタ３６のコレクタに電流が流れる。発光素子３４ａではトランジスタ３５のオンの動作に基づいて発光する。この発光素子３４ａの発光によりフォトカプラ３４の受光素子３４ｂのコレクタ−エミッタ間には直流電圧が流れる。一方放電管制御信号によりトランジスタ３５がオフの状態になると、トランジスタ３５のコレクタには電流が流れず、発光素子３４ａは発光しない。発光素子３４ａが発光しないため、フォトカプラ３４の受光素子３４ｂのコレクタ−エミッタ間には直流電圧は流れない。このように調光回路３０に入力される放電管制御信号に基づきフォトカプラ３４を介して直流電圧をインバータ回路３１へ供給する。
【００２４】
インバータ回路３１では、フォトカプラ３４を介して供給された直流電圧がトランジスタ３６、３７のベースへ供給される。このときトランジスタ３６、３７の内、閾値電圧の低いほうのトランジスタが先にオンとなる。例えばトランジスタ３６の閾値電圧のほうが低い場合にはトランジスタ３６が先にオンの状態になる。このときトランス３９の１次巻線３９ａを通ってトランジスタ３６のコレクタに電流が流れるとともに、３次巻線３９ｃに電圧を発生させる。この電圧はトランジスタ３６のベースの電位を上昇させ、トランジスタ３７のベースの電位を低下さる。そしてトランジスタ３６のコレクタ電流が増加していく。
【００２５】
このトランジスタ３６のコレクタ電流が飽和点に達すると、トランス３９の３次巻線３９ｃに接続されたトランジスタ３６のベース電位を低下させ、トランジスタ３７のベース電位を上昇させるような電圧がトランス３９の３次巻線３９ｃへ発生する。したがって今度はトランジスタ３６がオフし、トランジスタ３７がオンすることになり、トランジスタ３６のコレクタ電流は共振用コンデンサ３８へ充電される。トランス３９の１次巻線３９ａと共振用コンデンサ３８との間で共振が発生し、１次巻線３９ａに電流が流れる。この電流の流れる向きにより３次巻線３９ｃに生じる電圧も変り、トランジスタ３６、３７もそれに伴って交互にオンする。
【００２６】
このようなことにより、トランジスタ３６、３７が交互にオン・オフし、１次巻線３９ａには方向が交互に変る電流が流れる。そして２次巻線３９ｂには高周波の交流が発生し、この交流によって放電管２１が点灯する。
【００２７】
調光回路３０からインバータ回路３１への入力がないときには放電管２１は点灯しない。放電管制御信号に基づきフォトカプラ３４の発光素子３４ａを発光させ、その発光の有無により受光素子３４ｂでスイッチングさせて調光回路３０からインバータ回路３１へ供給される直流電圧の有無を制御する。そして直流電圧の供給の有無により放電管２１を点灯させたり消灯させたりすることが可能となると共に、その点灯のタイミングと消灯のタイミングを調整することによって放電管２１を必要なタイミングで点滅させることができる。本実施例においては１フレーム期間の内、一定の期間放電管２１を消灯させるようにする放電管制御信号を調光回路３０へ供給し、放電管２１を１フレーム期間内に一度消灯させている。
【００２８】
このように調光回路３０に備えられたフォトカプラ３４を介してインバータ回路３１へ供給することによって、インバータ回路３１への直流電圧の供給の遅れを低減させ、放電管２１での点灯の遅れ、輝度の不足等を防ぐことが可能となる。特にインバータ回路３１に入力される直流電圧を安定させる等の目的で放電管点灯回路に備えられているコンデンサ３２によって生じる直流電圧の供給の遅れを効果的に低減することができる。またフォトカプラ３４を使用しているので簡単な回路構成でかつ安価に実現できる。
【００２９】
なお、複数の放電管２１を用い、液晶パネル５０において１つの画像が表示される１フレーム期間の内、一定の期間だけ複数の放電管２１を一括消灯させるようにする放電管制御信号を調光回路３０へ供給し、複数の放電管２１を１フレーム期間内に一度一括消灯させてもよい。また放電管２１を複数備えた直下型のバックライトにおいて、アレイ基板５１上の走査線と同期させて放電管２１を順次点滅させるようにする放電管制御信号を調光回路３０へ供給し、放電管２１を走査線と同期させて点滅させてもよい。このようにすることにより放電管２１を一括点滅させたり順次点滅させたりする場合であっても、放電管２１を点滅させるタイミングがずれてしまう恐れは少ないため、尾引き等の発生を効果的に防ぐことができ表示品位の高い液晶表示装置となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によればインバータ回路への直流電圧の供給の遅れを低減することができ、放電管での点灯の遅れ等を低減できる放電管点灯装置を提供することができる。また放電管の点灯状態による影響を非常に受ける液晶表示装置において、この放電管点灯装置を液晶表示装置のバックライトに用いることにより表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置に備えられる放電管点灯回路の回路図である。
【図３】従来の放電管点灯回路の回路図である。
【符号の説明】
２０　バックライト
２１　放電管
３０　調光回路
３１　インバータ回路
３２　コンデンサ
３３　電源用端子
３４　フォトカプラ
３４ａ　発光素子
３４ｂ　受光素子
３５、３６、３７　トランジスタ
３９　トランス
５０　液晶パネル

Claims

交互にオン・オフする２つのトランジスタを有するプッシュプルインバータ回路と、電源からの直流電圧を放電管制御信号に基づいて前記プッシュプルインバータ回路へ供給する調光回路と、を備えた放電管点灯装置であって、
前記調光回路は前記放電管制御信号に基づいて動作するフォトカプラを有しており、
前記調光回路から前記プッシュプルインバータ回路へ供給される前記直流電圧は、前記フォトカプラを介して前記２つのトランジスタのベースへ供給されていることを特徴とする放電管点灯回路。
前記放電管点灯装置には前記プッシュプルインバータ回路へ供給される直流電圧を安定させるためのコンデンサが取り付けられており、該コンデンサは一方を電源用端子側へ接続し、他方を接地側へ接続していることを特徴とする請求項１記載の放電管点灯装置。
液晶パネルと、該液晶パネルの背後に配置されたバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトの光源となる放電管には請求項１または２記載の放電管点灯装置が接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記液晶パネルに一つの画像が表示される１フレーム期間内に一定の期間だけ前記放電管を消灯させる放電管制御信号が前記調光回路へ供給されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記バックライトは前記放電管を複数備えた直下型のバックライトであって、
前記液晶パネルに画像を表示する際の走査信号のタイミングに合わせて、前記複数の放電管を順次点滅させるような放電管制御信号が前記調光回路へ供給されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。