JP2005190835A - 液晶テレビ用バックライト装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】２つの冷陰極管で液晶テレビの液晶パネルの画面の輝度を均一化する。
【解決手段】自励発振式インバータ２の昇圧トランスＴの２次巻線Ｗ２は中点が接地されており、２次巻線Ｗ２の両端の端子ＯＴ１，ＯＴ２から極性の異なる高周波電圧が出力される。直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２が液晶パネルの直下に設けられており、その一端はバラストコンデンサＣ１を介して端子ＯＴ１に接続され、他端はバラストコンデンサＣ２を介して端子ＯＴ２に接続されている。２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の接続点Ｐは接地されていないので、冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を流れる電流は等しい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも２つの冷陰極管を備えた液晶テレビ用バックライト装置に関するものである。
近年、液晶表示装置の液晶パネルが大型化している。そして、複数個（例えば、２つ）の冷陰極管で液晶パネルの背面を照明することによって、大型化した液晶パネルの画面の輝度を均一化している。特許文献１には、図４の照明装置（バックライト装置）が示されている。このバックライト装置の回路は、自励発振式のインバータ２、バラストコンデンサＣ１，Ｃ２、および冷陰極管Ｌ１１，Ｌ１２とからなる。Ｔは昇圧トランス、Ｗ１は昇圧トランスＴの１次巻線、ＷＦは帰還巻線、Ｗ２は２次巻線、Ｗ２Ａは２次巻線Ｗ２の第１部分、Ｗ２Ｂは２次巻線Ｗ２の第２部分である。２次巻線Ｗ２は中点で接地され、１次巻線Ｗ１の中間タップはチョークコイルＬを介して入力端子ＩＮに接続されている。Ｑ１，Ｑ２はプッシュプル接続されたトランジスタ、Ｒはバイアス抵抗、ＣＣは１次巻線Ｗ１に並列に接続された共振コンデンサである。
２次巻線Ｗ２の一方の端子ＯＴ１はバラストコンデンサＣ１を介して冷陰極管Ｌ１１の一端に接続され、冷陰極管Ｌ１１の他端は接地されている。また、２次巻線Ｗ２の他方の端子ＯＴ２はバラストコンデンサＣ２を介して冷陰極管Ｌ１２の一端に接続され、冷陰極管Ｌ１２の他端は接地されている。
入力端子ＩＮに不図示の整流回路で整流された直流電圧が入力されると、２次巻線Ｗ２の両端の端子ＯＴ１，ＯＴ２に、それぞれ極性の異なる値の等しい高周波電圧が発生する。上記のバラストコンデンサＣ１，Ｃ２は、それぞれ冷陰極管Ｌ１１，Ｌ１２を流れる電流を制限して、定電流化することにより冷陰極管Ｌ１１，Ｌ１２の点灯を安定させるが、１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２との電磁結合が弱い場合（端子ＯＴ１、ＯＴ２に発生する電圧が低い場合）には、バラストコンデンサＣ１，Ｃ２を設けなくてもよいとされている。また、特許文献２にも図４と同様なバックライト装置が示されている。
特開２０００−１２４０４５号公報（段落００１６、段落００１７、図５） 特開２００２−０４３１４８号公報（図５）
しかしながら、特許文献１に示されるものにおいては、冷陰極管Ｌ１１、Ｌ１
２の他端が接地されているので、バラストコンデンサＣ１，Ｃ２の容量値またはインバータ２の特性にばらつきがある場合には、各冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を流れる電流は互いに異なり、各冷陰極管Ｌ１，Ｌ２からの光の強さがばらつく。このため、液晶パネルを同じ明るさで照明できず、液晶パネルの画面の輝度が均一にならないという問題がある。尚、上記の各冷陰極管Ｌ１，Ｌ２からの光の強さがばらつくことの影響は、冷陰極管Ｌ１，Ｌ２からの光の強さと液晶パネルを通過する光量との相関がサイドライト方式よりも強い直下ライト方式（液晶パネルの背面に拡散板を設け、拡散板の背面に冷陰極管を配置する方式）で顕著である。
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、２つの冷陰極管で液晶テレビの液晶パネルの画面の輝度を均一化することのできる液晶テレビ用バックバックライト装置を提供することにある。
本発明の液晶テレビ用バックライト装置は、液晶テレビの液晶パネルを背面から照明するバックライト装置であって、中点が接地された昇圧トランスの２次巻線の両端に極性の異なる高周波電圧を発生させる自励発振式インバータで２つの冷陰極管を駆動する液晶テレビ用バックライト装置において、液晶パネルの背面全体に設けられた拡散板と、拡散板の背面に設けられ、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管とを備える。この直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管は２次巻線の両端の間にバラストコンデンサを介することなく接続されており、２つのＵ字型の冷陰極管の接続点は接地されていない。
このようにすることで、２つの冷陰極管に流れる電流は等しくなり、その明るさも等しくなる。これにより、２次巻線の両端の各端子の出力電圧（インバータの出力電圧）がばらついても、液晶パネルの画面の輝度が均一となる。また、２つの冷陰極管はＵ字型である。これにより、４つの直管型の冷陰極管を使用する場合に比べて、冷陰極管同士を接続する配線数が減り（配線長が短くなり）、配線の浮遊容量を通して流れるリーク電流が減少するので、冷陰極管の明るさの低下が防止される。さらに、拡散板の背面に２つのＵ字型の冷陰極管を設ける直下ライト方式を採用しているので、サイドライト方式に比べて液晶パネルの輝度を高くすることができると共に輝度を略均一にすることができる。さらに、バラストコンデンサを設けていないので、バックライト装置のコストを下げることができる。また、バラストコンデンサによる電圧低下が発生しないので、耐圧の低い昇圧トランスを使用することが可能となり、昇圧トランスのコストダウンを図ることができる。上述のように本発明は、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管を液晶テレビ用バックライト装置に用いることで従来にない効果を実現したものである。
また、本発明の液晶テレビ用バックライト装置は、液晶テレビの液晶パネルを背面から照明するバックライト装置であって、中点が接地された昇圧トランスの２次巻線の両端に極性の異なる高周波電圧を発生させる自励発振式インバータで２つの冷陰極管を駆動する液晶テレビ用バックライト装置において、液晶パネルの背面全体に設けられた拡散板と、拡散板の背面に設けられ、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管とを備える。この直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管は２次巻線の両端の間にそれぞれバラストコンデンサを介して接続されており、２つのＵ字型の冷陰極管の接続点は接地されていない。
このようにすることで、２つの冷陰極管に流れる電流は等しくなり、その明るさも等しくなる。これにより、バラストコンデンサの容量または２次巻線の両端の各端子の出力電圧（インバータの出力電圧）がばらついても、液晶パネルの画面の輝度が均一となる。また、２つの冷陰極管はＵ字型である。これにより、４つの直管型の冷陰極管を使用する場合に比べて、冷陰極管同士を接続する配線数が減り（配線長が短くなり）、配線の浮遊容量を通して流れるリーク電流が減少するので、冷陰極管の明るさの低下が防止される。さらに、拡散板の背面に２つのＵ字型の冷陰極管を設ける直下ライト方式を採用しているので、サイドライト方式に比べて液晶パネルの輝度を高くすることができると共に輝度を略均一にすることができる。上述のように本発明は、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管を液晶テレビ用バックライト装置に用いることで従来にない効果を実現したものである。
本発明によれば、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管を用いることで液晶テレビの液晶パネルの画面の輝度を均一化することができる。
図１は、本発明に係る液晶テレビのバックライト装置の回路図である。この回路は、自励発振式のインバータ２、バラストコンデンサＣ１，Ｃ２、および直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２（以下、単に「冷陰極管Ｌ１，Ｌ２」ともいう）からなる。Ｔは昇圧トランスであり、１次巻線Ｗ１、帰還巻線ＷＦおよび２次巻線Ｗ２を備える。１次巻線Ｗ１の中間タップはチョークコイルＬを介して入力端子ＩＮに接続されている。２次巻線Ｗ２は第１部分Ｗ２Ａと第２部部分Ｗ２Ｂとに分割されており、２次巻線Ｗ２の中点は接地されている。Ｑ１，Ｑ２はプッシュプル接続されたトランジスタ（スイッチング素子）、Ｒはバイアス抵抗、ＣＣは１次巻線Ｗ１に並列に接続された共振コンデンサである。２次巻線Ｗ２の一方の端子ＯＴ１はバラストコンデンサＣ１を介して直列に接続された２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の一端に接続され、２次巻線Ｗ２の他方の端子ＯＴ２はバラストコンデンサＣ２を介して直列に接続された２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の他端に接続されている。
入力端子ＩＮに不図示の整流回路で整流された直流電圧が印加されると、インバータ２は帰還巻線ＷＦからの電流でトランジスタＱ１，Ｑ２が交互に導通することによって自励発振し、中間タップから一次巻線Ｗ１の一方の側に流れる電流と一次巻線Ｗ１の他方に流れる電流とを交互に断続させて２次巻線Ｗ２に高周波電圧を発生させる。つまり、２次巻線Ｗ２の両端の端子ＯＴ１，ＯＴ２に、それぞれ極性の異なる値の等しい高周波電圧が発生する。この電圧の振幅は、冷陰極管Ｌ１，Ｌ２が点灯（始動）するまでは、例えば、１０００Ｖ程度であり、点灯中は５００Ｖ程度である。また、高周波の周波数は、例えば、４０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ程度である。上記のバラストコンデンサＣ１，Ｃ２は、冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を流れる電流を制限することによって点灯を安定させるものであり、その容量は、例えば、数十ｐＦ程度である。
上記のように２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２は直列に接続されているので（両冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の接続点Ｐは接地されていないので）、２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２に流れる電流は等しく、その明るさも等しくなる。従って、２つのバラストコンデンサＣ１，Ｃ２の容量値にばらつきがある場合や２次巻線の両端の端子ＯＴ１，ＯＴ２の電圧にばらつきがある場合であっても、２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の明るさは等しくなる。また、インバータ２または冷陰極管Ｌ１，Ｌ２が故障した場合は、両方の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２が点灯しなくなり、一方のみが点灯することはないので、液晶パネル５（図２参照）の画面の輝度が中途半端な状態となることはない。
図２は、液晶テレビの液晶パネル５とバックライト装置との配置を示す斜視図である。液晶テレビの液晶パネル５の背面（図の手前側）には、液晶パネル５と略同じ大きさの拡散板４が設けられている。この拡散板４は、冷陰極管Ｌ１，Ｌ２から照射される光を拡散させて液晶パネル５を照明する。拡散板４の背面には、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２が上下方向に並置されている。冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の背面には、不図示の反射板が設けられている。直列に接続された２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の一端はバラストコンデンサＣ１を介してインバータ２に接続され、他端はバラストコンデンサＣ２を介してインバータ２に接続されている。３は、インバータ２およびバラストコンデンサＣ１，Ｃ２を搭載したプリント基板である。
次に、液晶パネルの画面の輝度の均一性について説明する。画面の周辺部にもアイコン等が表示されるパーソナルコンピュータの液晶モニタでは、画面全体での輝度の高い均一性が要求される。一方、液晶テレビでは、画面全体での輝度の高い均一性は要求されておらず、画面の周辺部の輝度が中央部の輝度よりも僅かに低下していても（この状態を「略均一」という）、許容される。
本発明では、２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２をＵ字型とし、しかも拡散板４によって液晶パネル５の全体が照明されるような位置に２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を配置している。これにより、液晶パネル５の全体は２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２によって略均一に照明され、液晶パネル５の画面の輝度も略均一となる。
上記のようにすることで、価格の高い導光板を用いるサイドライト方式を採用する必要がなくなる。また、図２に示すように直下ライト方式を採用しているので、液晶パネル５の輝度を高くすることが可能となる。尚、４つの直管型の冷陰極管を並置しても同様に液晶パネルを照明することができるが、その場合には各冷陰極管同士が多数の配線で接続される。このため、この配線の浮遊容量によってインバータ２からの高周波電流がリークし、直管型の冷陰極管の明るさが低下してしまう。
以上述べた実施形態においては、直列に接続された２つのＵ字型冷陰極管Ｌ１，Ｌ２は、２次巻線Ｗ２の両端の端子ＯＴ１，ＯＴ２間にそれぞれバラストコンデンサＣ１，Ｃ２を介して接続されていたが、図３に示されるようにバラストコンデンサを介することなく接続するようにしてもよい。この場合、バラストコンデンサがないので、昇圧トランスの２次巻線Ｗ２の両端の電圧を低くすることができ、耐圧の小さい昇圧トランスを使用することでコストダウンが可能となる。また、図３の形態では２つの冷陰極管Ｌ１，Ｌ２は直列に接続されており、しかも管長の長いＵ字型であるので、２次巻線Ｗ２の負荷インピーダンスが図４の場合よりも高く、バラストコンデンサを付けなくても冷陰極管Ｌ１，Ｌ２の点灯が不安定となることはない。
また、上記実施形態では、２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を直列に接続した場合について示したが、３つ以上のＵ字型の冷陰極管を直列に接続するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、２つのＵ字型の冷陰極管Ｌ１，Ｌ２を上下に並置するようにしたが、左右に並置するようにしてもよい。
本発明にかかる液晶テレビのバックライト装置の回路図である。 液晶パネルとバックライト装置との配置を示す斜視図である。 他の実施形態のバックライト装置の回路図である。 従来のバックライト装置の回路図である。
符号の説明
２ インバータ
３ プリント基板
４ 拡散板
５ 液晶パネル
Ｃ１，Ｃ２ バラストコンデンサ
Ｌ１，Ｌ２ Ｕ字型の冷陰極管（冷陰極管）
Ｐ ２つのＵ字型の冷陰極管の接続点
Ｗ２ ２次巻線

Claims (2)

  1. 液晶テレビの液晶パネルを背面から照明するバックライト装置であって、中点が接地された昇圧トランスの２次巻線の両端に極性の異なる高周波電圧を発生させる自励発振式インバータで２つの冷陰極管を駆動する液晶テレビ用バックライト装置において、
    前記液晶パネルの背面全体に設けられた拡散板と、前記拡散板の背面に設けられ、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管とを備え、
    前記直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管は前記２次巻線の両端の間にバラストコンデンサを介することなく接続されており、前記２つのＵ字型の冷陰極管の接続点は接地されていないことを特徴とする液晶テレビ用バックライト装置。
  2. 液晶テレビの液晶パネルを背面から照明するバックライト装置であって、中点が接地された昇圧トランスの２次巻線の両端に極性の異なる高周波電圧を発生させる自励発振式インバータで２つの冷陰極管を駆動する液晶テレビ用バックライト装置において、
    前記液晶パネルの背面全体に設けられた拡散板と、前記拡散板の背面に設けられ、直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管とを備え、
    前記直列に接続された２つのＵ字型の冷陰極管は前記２次巻線の両端の間にそれぞれバラストコンデンサを介して接続されており、前記２つのＵ字型の冷陰極管の接続点は接地されていないことを特徴とする液晶テレビ用バックライト装置。
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