JP2006343577A - 冷陰極管を用いた液晶バックライトシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 画面の明るさを暗くして使用する場合にも画面内の明るさのむらを抑制した小型で低価格の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムを提供すること。
【解決手段】 冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムにおいて、長さの異なる複数の冷陰極管を圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランス６に対して直列に接続し、複数の冷陰極管を同時点灯させ、長さの異なる冷陰極管を、２種類の組み合わせの最大長さを示す冷陰極管の長さと最小長さを示す冷陰極管の長さとの比（最大長さを示す冷陰極管の長さ／最小長さを示す冷陰極管との長さ）が２倍以上で、５倍以下にし、長さの長い冷陰極管をバックライトメイン光源用冷陰極管７に、長さの短い冷陰極管をバックライト補助光源用冷陰極管８に使用し、画面内の明るさのむらを抑制する補助光源を画画が暗くなる部分に配置すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶バックライトシステムに関し、特に、ノートパソコンの用途に好適な冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムに関する。

ノートパソコンなどの表示盤には、透明電極に信号を供給することにより、文字または図形を表示する液晶パネルが設けられている。このような液晶パネルには、通常、その背面に冷陰極管を有する液晶バックライトシステムが設けられ、冷陰極管から放出される光が液晶を透過して画像を映し出している。また、冷陰極管を有する液晶バックライトシステムは、液晶パネルと液晶パネルの背面に設けられる冷陰極管とその冷陰極管を圧電トランスで駆動する圧電インバータで構成される。

一般に圧電インバータは、一次側電極に共振周波数の交流電圧を印加して共振させることで機械的振動を起こし、この機械的振動から２次側電極に昇圧した電圧を取り出す圧電トランスにより冷陰極管を駆動する。圧電インバータは、電磁インバータと比較して小型化や薄型化が図れる特徴を有し、ノートパソコンの液晶表示装置のバックライト電源に広く普及している。

ノートパソコンの液晶表示装置の液晶画面は、冷陰極管を２灯点灯させる方式を用いて画面を明るくする工夫がなされて、画面は見やすく、美しくなっている（特許文献１、特許文献２参照）。

従来の冷陰極管を２灯点灯させる方式は、同じ長さの冷陰極管を用いることでバックライトの明るさを向上し、結果的に画面の明るさを向上している。

従来の冷陰極管を２灯点灯させる方式を図３の模式図に示す。この方式では、２灯点灯させるためのメイン光源用冷陰極管(Ａ)１およびメイン光源用冷陰極管(Ｂ)２をメイン光源用冷陰極管(Ａ)トランス４およびメイン光源用冷陰極(Ｂ)トランス５により点灯させる。しかしながら、冷陰極管を２灯点灯させるためには、２個のトランスが必要になり、圧電インバータ用の大型の基板を必要とし、低コスト化や小型化できないという問題点があった。

１つの圧電トランスで構成された圧電インバータの電源の電圧出力に冷陰極管を並列に接続して２灯点灯させた場合は、冷陰極管のインピーダンスが異なる場合には、インピーダンスの低い側の冷陰極管しか点灯しないという不具合が生じる。この現象を解消するには追加部品を必要とし、低コスト化や小型化できないという問題点があった。

また、１つの圧電トランスで構成された圧電インバータの電圧出力に同じ長さの冷陰極管を直列に接続して２灯点灯させた場合には、冷陰極管トータルのインピーダンスが大きくなり、より高出力の圧電トランスが必要になる。圧電トランスの高出力化には圧電トランスの大型化が必要になり、低コスト化や小型化できないという問題点があった。

しかしながら、トータルのインピーダンスが大きくなりすぎない程度の小さな冷陰極管を直列に繋ぐなど、圧電トランスの能力に合ったトータルのインピーダンスを考慮すると、トランスの大型化は最小限に抑制できる。

一方、冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムの現在の液晶画面は、光を導く反射鏡の反射効率の改善により明るさのむらを解消しているが、画面の明るさを暗くすると僅かであるが画面の明るさにむらが発生する。

従来の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムでは、画面の明るさを暗くした場合には、画面の明るさのむらをうまく調整できないという問題点があった。

特開平１０−２４７５９３号公報 特開２００３−１５７９９０号公報

モバイル用のノートパソコンでは、バッテリー使用時間を長くするために、画面の明るさを暗くして使用する工夫をしたり、暗い場所でノートパソコンを使用する際に画面が明るすぎると眼が疲れるので、同様に画面の明るさを暗くして使用する。従来の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムをモバイル用のノートパソコンに応用する場合には、画面内で明るさのむらが発生し、画面の美しさが損なわれるという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、画面の明るさを暗くして使用する場合にも画面内の明るさのむらを抑制した小型で低価格の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムを提供することにある。

上記目的を達成するための第１の発明は、液晶パネルと前記液晶パネルの背面に設けられる冷陰極管と前記冷陰極管を圧電トランスで駆動する圧電インバータで構成される冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムにおいて、長さの異なる複数の前記冷陰極管を前記圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランスに対して直列に接続し、複数の前記冷陰極管を同時点灯させた冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムである。

上記目的を達成するための第２の発明は、前記長さの異なる冷陰極管において、２種類の組み合わせの最大長さを示す前記冷陰極管の長さと最小長さを示す前記冷陰極管の長さとの比（最大長さを示す前記冷陰極管の長さ／最小長さを示す前記冷陰極管の長さ）が２倍以上で、５倍以下の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムである。

上記目的を達成するための第３の発明は、管の長い前記冷陰極管を前記液晶バックライトのメイン光にし、管の短い前記冷陰極管を画面の暗い場所への補助光に使用した冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムである。

上記目的を達成するための第４の発明は、管の短い前記冷陰極管をメッセージ画面の別画面に使用した冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムである。

本発明によれば、冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムにおいて、長さの異なる複数の冷陰極管を圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランスに対して直列に接続し、複数の冷陰極管を同時点灯させ、長さの異なる冷陰極管を、最大長さを示す冷陰極管の長さと最小長さを示す冷陰極管の長さとの比（最大長さを示す冷陰極管の長さ/最小長さを示す冷陰極管の長さ）が２倍以上で、５倍以下にし、長さの長い冷陰極管をメイン光源用に、長さの短い冷陰極管を補助光源用に使用し、画面内の明るさむらを抑制する補助光源を画画が暗くなる部分に配置することで、画面の明るさを暗くして使用する場合にも画面内の明るさのむらを抑制でき、それぞれの冷陰極管を圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランスに対して直列に接続することで、小型で低価格の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムの提供を可能にする。

本発明を実施するための最良の形態に係る冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムを以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態１を模式的に示した図で、圧電トランスの出力側に、インピーダンスの大きい（管の長さが長い）冷陰極管を液晶バックライトのメイン光にし、インピーダンスの小さい（管の長さが短い）冷陰極管を補助光に使用した場合である。図２は、本発明のメッセージ画面に短い冷陰極管を用いた実施の形態２を模式的に示した図である。

図１に示すように、３灯点灯させるためのバックライトメイン光源用冷陰極管７およびバックライト補助光源用冷陰極管８を使用する。それぞれの冷陰極管を圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランス６に対して直列に接続する。圧電トランス６の出力側には、管の長いバックライトメイン光源用冷陰極管７と管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８が直列に接続され、メインライトの光が届きにくい、あるいは明るさのむらの出やすい場所にバックライト補助光源用冷陰極管８をその補助光源として設置し、３つの冷陰極管を同時点灯させる。複数の長さの異なる冷陰極管を用いて、冷陰極管を同時点灯させることで、液晶バックライトの明るさが向上し、結果的に液晶画面の明るさを向上できる。

図１の例では、３灯同時点灯させる液晶バックライトシステムを示しているが、複数個同時に点灯させる液晶バックライトシステムにおいても同様の効果を奏する。

ここで、圧電インバータの電圧出力に複数の冷陰極管を直列に接続しているが、トータルのインピーダンスが大きくなりすぎない程度の小さな冷陰極管を用いトータルのインピーダンスを考慮しているので圧電トランスの大型化は最小限で済む。

また、本発明の最良の形態では、最大長さを示す管の長いバックライトメイン光源用冷陰極管７の長さが、最小長さを示す管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８の長さの２倍以上で、５倍以下にすることで、トータルのインピーダンスが大きくなりすぎない程度の小さな冷陰極管を規定し、トータルのインピーダンスを考慮した小型の圧電トランスで駆動する冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムを実現できる。

なお、最大長さを示す管の長いバックライトメイン光源用冷陰極管７が最小長さを示す管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８の長さの５倍を超える場合は、最小長さを示す管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８の明るさを出すのが困難になり、３灯点灯させるという本来の効果がなくなるという問題点があった。

また、最大長さを示す管の長いバックライトメイン光源用冷陰極管７が最小長さを示す管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８の長さの２倍より小さい場合は、直列接続時のインピーダンスが大きくなりすぎ、より大きな圧電トランスが必要になり、高価な圧電インバータになる。そのために、従来の個々に圧電インバータを設けて駆動する方式と有意差がなくなるという問題点があった。

ここでは、管の長いバックライトメイン光源用冷陰極管７を液晶バックライトのメイン光にし、管の短いバックライト補助光源用冷陰極管８を画面の暗い場所の補助光に使用することで、メイン光の届きにくい（明るさのむらが出やすい）場所の画面内の明るさを十分に調整できるようにしている。

図２に示す本発明の実施の形態２では、メッセージ画面に管の短いメッセージ画面用冷陰極管９をメッセージ画面用液晶パネル１０の別画面のバックライト光源に用いている。液晶画面の明るさのむらが出にくい小型画面のパソコンの場合には、画面内の明るさを調整する必要がないので、管の短い冷陰極管をメッセージ画面の別画面の液晶バックライト光源に用いこともできる。

以上に示したように、本発明により、画面の明るさを暗くして使用する場合にも画面内の明るさのむらを抑制した小型で低価格の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムの提供が可能になる。

発明の実施の形態１を模式的に示す図。 本発明のメッセージ画面に短い冷陰極管を用いた実施の形態２を模式的に示す図。 従来の冷陰極管を２灯点灯させる方式の模式的に示す図。

符号の説明

１ メイン光源用冷陰極管（Ａ）
２ メイン光源用冷陰極管（Ｂ）
３ 液晶パネル
４ メイン光源冷陰極管（Ａ）用トランス
５ メイン光源冷陰極管（Ｂ）用トランス
６ 圧電トランス
７ バックライトメイン光源用冷陰極管
８ バックライト補助光源用冷陰極管
９ メッセージ画面用冷陰極管
１０ メッセージ画面用液晶パネル

Claims (4)

1. 液晶パネルと前記液晶パネルの背面に設けられる冷陰極管と前記冷陰極管を圧電トランスで駆動する圧電インバータで構成される冷陰極管を用いた液晶バックライトシステムにおいて、長さの異なる複数の前記冷陰極管を前記圧電インバータの電源を駆動する１つの圧電トランスに対して直列に接続し、複数の前記冷陰極管を同時点灯させたことを特徴とする冷陰極管を用いた液晶バックライトシステム。
2. 前記長さの異なる冷陰極管において、２種類の組み合わせの最大長さを示す前記冷陰極管の長さと最小長さを示す前記冷陰極管の長さとの比（最大長さを示す前記陰極管の長さ／最小長さを示す前記冷陰極管の長さ）が２倍以上で、５倍以下であることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステム。
3. 管の長い前記冷陰極管を前記液晶バックライトのメイン光にし、管の短い前記冷陰極管を画面の暗い場所への補助光に使用したことを特徴とする請求項２記載の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステム。
4. 管の短い前記冷陰極管をメッセージ画面の別画面に使用したことを特徴とする請求項２記載の冷陰極管を用いた液晶バックライトシステム。

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