JP2007141635A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直下方式の多灯バックライト装置において、少ないトランスで多灯化を実現するとともに輝度ムラを低減することができるバックライト装置を提供する。
【解決手段】一対の電極を有する放電管が偶数本並列配置された筐体を備え、偶数本の放電管を複数且つ同数の放電管で構成される偶数個の放電管群に分割し、偶数個の放電管群から２つずつ選択して組としたとき、各組において、一方の各放電管群から選択された放電管の一方の電極と、一方の放電管群から選択された放電管と同列である放電管の一方の電極とを電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種表示装置として使用される液晶表示装置のバックライト装置に関し、特に直下方式の多灯バックライト装置に関する。

液晶表示装置は、自己発光性ではないため、表示面の裏面から光を当てるバックライト装置等の外部光源を必要とする。外部光源としては、冷陰極管や熱陰極管等の放電管を使用することが一般的である。

バックライト装置には、エッジライト方式、直下方式とがある。エッジライト方式は、導光板の側面に放電管を配置し、導光板を使って光を表示面に放出する。直下方式は、表示面直下に放電管を配置し、その周りに反射板を配置して放電管からの直接光及び放電管の光を反射板で反射させた反射光を光透過拡散板で拡散させて表示面に均一な光を放出する。

エッジライト方式は、薄型で輝度の均一性が高い反面、放電管を側面に配置して導光板を通る光を利用するため、輝度の向上が難しいという側面を有する。一方、直下方式は、直接光と反射光とを利用するため光の利用効率が高く、表示面直下に放電管を配置するため、液晶表示装置の大画面化・高輝度化を実現しやすい。

そこで、近年、液晶表示装置の大画面化・高輝度化にともない、長尺の放電管が複数本設置された直下方式の多灯バックライト装置が多く使用されるようになった。

また、直下方式の多灯バックライト装置において、形状がＵ字型の放電管であるＵ字管を用いたバックライト装置や、２本の直管型の放電管における一方の電極を直列に接続して擬似Ｕ字管を構成し、擬似Ｕ字管を構成する２本の直管型の放電管のそれぞれの他方の電極（擬似Ｕ字管の両端）に対して逆位相の交流電圧を印加して発光させる擬似Ｕ字管を用いたバックライト装置が知られている（例えば、特許文献１）。

図６は特許文献１に記載の擬似Ｕ字管を用いたバックライト装置において放電管とインバータ回路の関係を示す模式図である。擬似Ｕ字管は、Ｕ字管が使用できないような大型サイズのバックライト装置で主に使用され、図６に示すように、筐体１１と、筐体１１内に偶数本並列配置された放電管Ｌ１〜Ｌ１０と、放電管Ｌ１〜Ｌ１０に交流電圧を印加するインバータ回路１２とを備えている。このバックライト装置では、隣り合う２本の放電管の一方の電極どうしを接続ワイヤ１３を用いて直列に接続して１つの擬似Ｕ字管を構成し、１つの擬似Ｕ字管を構成する放電管の他方の電極それぞれに対して漏洩磁束型トランス１２１を接続している。このように構成された特許文献１のバックライト装置では、１枚の基板に漏洩磁束型トランス１２１やインバータ回路１２等の部品を集中して搭載することによりコストダウンを図っている。
特開２００２−２７８４７１号公報

しかしながら、図６に示した特許文献１のバックライト装置では、隣り合う２本の放電管の一方の電極同士を接続ワイヤ１３で接続して１つの擬似Ｕ字管を構成しており、この擬似Ｕ字管の両端に逆位相の交流電圧を印加する必要があるため、１つの擬似Ｕ字管に対して２個のトランス１２１が必要となる。又、両側高圧端子のトランスを用いた場合においても、１つの擬似Ｕ字管に対して１個のトランスが必要である。従って、複数の擬似Ｕ字管を有するバックライト装置において、擬似Ｕ字管数と少なくとも同数のトランスが必要となり、コストダウンを図ることができない。

また、一般的にバックライト装置は、放電管は長手側（放電管の一対の電極どうしを結ぶ方向）を横方向にして縦方向に並列配置され、放電管の配置方向（配列方向）が住宅の床等の地面に対して上下方向になるように、バックライト装置の表示面を立てた状態で使用される。このため、放電管やインバータ回路１２等の発熱によってバックライト装置の筐体内の上側と下側における周囲温度に差が生じる。放電管は、周囲温度が高いほど、言い換えれば放電管の管壁温度が高いほど多くの管電流が流れる。

特許文献１に記載のバックライト装置をこのように使用すると、放電管やインバータ回路１２等の発熱によってバックライト装置の上側に配置された擬似Ｕ字管と下側に配置された擬似Ｕ字管とを比較した場合、流れる管電流にバラツキが生じ、管電流のバラツキによりバックライト装置の表示面上側と下側とで輝度ムラが生じてしまう。

本発明の課題は、直下方式の多灯バックライト装置において、少ないトランスで多灯化を実現してバックライト装置のコストダウンを図ることである。さらに、筐体内の温度の差にともなう表示面上側と下側との輝度ムラを低減することができるバックライト装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、一対の電極を有する放電管が偶数本並列配置された筐体を備え、前記偶数本の放電管を複数且つ同数の放電管で構成される偶数個の放電管群に分割し、前記偶数個の放電管群から２つずつ選択して組としたとき、各組において、一方の放電管群から選択された放電管の一方の電極と、他方の放電管群から選択された放電管であって、前記一方の放電管群から選択された前記放電管と同列である放電管の一方の電極とを電気的に接続することを特徴とする。

本発明によれば、擬似Ｕ字管を有するバックライト装置において、少ないトランスでバックライト装置の多灯化を実現でき、バックライト装置のコストダウンを図ることができる。また、各放電管群を構成する放電管の他方の電極全てが１つのトランスの出力端子に接続されており、トランスの出力端子と放電管の他方の電極との接続が容易である。また、バックライト装置の筐体内の周囲温度ムラによるバックライト装置上側に配置された放電管に流れる管電流とバックライト装置下側に配置された放電管に流れる管電流のバラツキが小さくなり、輝度ムラを抑制することができる。

以下、本発明の実施例に係るバックライト装置を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、背景技術の欄で説明したバックライト装置の構成部分と同一又は相当部分には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を用いて説明する。

図１は本発明の実施例１に係るバックライト装置において放電管とインバータ回路の関係を示す模式図である。図２（ａ）は本発明の実施例１に係るバックライト装置を表示面側から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａで切断した断面図である。図１〜図３に示すように、本発明の実施例１に係るバックライト装置は、筐体１１、偶数本の放電管Ｌ１〜Ｌ５及びＬ１´〜Ｌ５´、インバータ回路１２を備えて構成されている。なお、図１〜図３は１０本の放電管を用いた場合の例である。

図１において、放電管Ｌ１〜Ｌ５及びＬ１´〜Ｌ５´は、一対の電極を有する直管型の放電管であり、例えば冷陰極管で構成されている。放電管Ｌ１〜Ｌ５及びＬ１´〜Ｌ５´は、筐体１１内に放電管の長手方向を横方向として縦方向に並列配置されている。

放電管Ｌ１〜Ｌ５は、複数の放電管で構成される放電管群（以下、第１放電管群）であり、放電管Ｌ１´〜Ｌ５´は、第１放電管群を構成する放電管と同数且つ複数の放電管で構成され、第１放電管群に隣り合う放電管群（以下、第２放電管群）であり、第１放電管群と第２放電管群で１つの組を構成している。

第１放電管群を構成する放電管Ｌ１〜Ｌ５の一方の電極と第２放電管群を構成する放電管Ｌ１´〜Ｌ５´の一方の電極とは、接続ワイヤ１３により１対１対応で電気的に接続されている。

即ち、偶数本の放電管を、複数且つ同数の放電管で構成される第１放電管群（Ｌ１〜Ｌ５）と第２放電管群（Ｌ１´〜Ｌ５´）とに分割して、第１放電管群から選択された放電管と第２放電管群から選択され、第１放電管群から選択された放電管の第２放電管群により等しい順番（第１放電管群から選択された放電管と同列）に１対１対応で接続して、擬似Ｕ字管を構成している。

例えば、図１において、第１放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１の一方の電極は、第２放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１´の一方の電極と接続され、放電管Ｌ１と放電管Ｌ１´とで擬似Ｕ字管を構成している。同様に、第１放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２は、第２放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２´と、第１放電管群の上から３番目に配置された放電管Ｌ３は、第２放電管群の上から３番目に配置された放電管Ｌ３´と、第１放電管群の上から４番目に配置された放電管Ｌ４は、第２放電管群の上から４番目に配置された放電管Ｌ４´と、第１放電管群の上から５番目に配置された放電管Ｌ５は、第２放電管群の上から５番目に配置された放電管Ｌ５´とそれぞれ接続され、擬似Ｕ字管を構成している。

各接続ワイヤ１３をこのように接続することによって、各放電管がほぼ等間隔に配置されている場合、接続ワイヤ１３の寸法をほぼ等しくすることができる。

放電管Ｌ１〜Ｌ５の他方の電極は、バランサー１２２を介してトランス１２１の一方の出力端子（例えば、＋ｈｉｇｈ側の端子）に接続されている。放電管Ｌ１´〜Ｌ５´の他方の電極は、バランサー１２３を介してトランス１２１の他方の出力端子（例えば、−ｈｉｇｈ側の端子）に接続されている。
一般に、バックライト装置は、放電管の長手側（各放電管の一対の電極を結ぶ線）と住宅の床等の地面とが略平行になるように、並列配置された放電管の配置方向が地面に対して上下方向となるように設置されるため、放電管やインバータ回路１２等の発熱によって筐体１１の上側と下側における、筐体１１内の周囲温度に差が生じる。しかし、本発明の実施例１に係るバックライト装置は、図１に示すように、偶数の放電管からなる放電管群を構成し、隣り合う放電管群のそれぞれから選択された２本の放電管で擬似Ｕ字管を構成し、擬似Ｕ字管を構成する放電管どうしを上下側に離して配置しているので、筐体１１内の温度ムラによる管電流のバラツキが小さくなり、筐体１１の上側と下側との輝度ムラを抑制することができる。

筐体１１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、表示面に光を出光するための開口部１１ａを有し、側壁が開口部１１ａ側に向かって拡がった構造になっており、放電管Ｌ１〜Ｌ５及びＬ１´〜Ｌ５´を収納している。また、筐体１１の内面には、放電管Ｌ１〜Ｌ５及びＬ１´〜Ｌ５´から出光する光を表示面側に反射させる反射板１４が設けられている。筐体１１の表示面側には開口部１１ａを覆うように、開口部１１ａに向かってきた光を拡散させて表示面に均一な面状光を出光させるための光透過拡散板１５が設けられている。筐体１１の開口部１１ａと反対側にはトランス１２１を配設したインバータ回路１２が設けられている。光透過拡散板１５の上面には、光透過拡散板１５の光を集光する集光シート１６が設けられている。また、光透過拡散板１５の上面の端部には枠１７が設けられ、バックライト装置は枠１７によって液晶表示装置（図示しない）等の筐体に固定される。

図３は本発明の実施例１に係るバックライト装置において、２ｎ本（ｎは正の整数）の放電管を用いて構成した場合の一例を示すブロック図である。図３に示すように、インバータ回路１２は、トランス１２１、バランサー１２２及び１２３、駆動回路１２４を備えて構成されている。

駆動回路１２４は、直流電源１８からの直流電圧を高周波電圧に変換して出力する。駆動回路１２４は、例えば自励式の回路（ロイヤー回路）等を用いる。トランス１２１は巻線の両端が高圧端子となっており、一方の端子の出力が他方の端子の出力とは逆位相の交流電圧出力を有する両側高圧のトランスであり、駆動回路１２４から出力された高周波電圧を昇圧して出力する。トランス１２１の一方の出力端子は、バランサー１２２を介して放電管Ｌ１〜Ｌｎの他方の電極に接続されている。トランス１２１の他方の出力端子は、バランサー１２３介して放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´の他方の電極に接続されている。

バランサー１２２及び１２３は、放電管Ｌ１〜Ｌｎ及び放電管Ｌ１〜Ｌｎ´の点灯に適した定電流特性を擬似的に作り出すとともに放電管Ｌ１〜Ｌｎ及びＬ１〜Ｌｎ´の管電流のバラツキを抑制するためのものであって、コンデンサ、抵抗またはコンデンサと抵抗が組み合わされた回路から構成され、さらにコイルも追加されることもある。

本発明のバックライト装置においては、図３に示すように、バランサー１２２及び１２３の両方を設けるものとしても良いし、バランサー１２２またはバランサー１２３のどちらか一方のみを設けるものとしても良い。また、バランサー１２２とバランサー１２３の回路を異なるものとしても良いし、同じものとしても良い。

このように、本発明の実施例１に係るバックライト装置は、偶数本の放電管を端から順に選択して、互いに同数の放電管からなる第１放電管群（放電管Ｌ１〜Ｌｎ）と第２放電管群（放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´）とに分割して、放電管Ｌ１〜Ｌｎの一方の電極と放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´の一方の電極とを１対１対応で接続して擬似Ｕ字管を構成し、放電管Ｌ１〜Ｌｎの他方の電極をトランス１２１の２次側の一方の出力端子に接続し、放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´の他方の電極をトランス１２１の２次側の他方の出力端子に接続した。

従って、バックライト装置の１トランス多灯化を実現でき、バックライト装置のコストダウンを図ることができる。

また、上にいく程周囲温度が高いバックライト装置において、偶数本の放電管を、筐体１１内で比較的周囲温度が高い領域に配置された第１放電管群と、筐体１１内で比較的周囲温度が低い領域に配置された第２放電管群とに分割して、第１放電管群及び第２放電管群それぞれの上から順に選択した２本の放電管で擬似Ｕ字管を構成しているので、筐体１１内の温度ムラによる管電流のバラツキが小さくなり、筐体１１の上側と下側との輝度ムラを抑制することができる。

（実施例１の変形例１）
図４は本発明の実施例１に係るバックライト装置の変形例を示すブロック図である。実施例１に係るバックライト装置は、図４に示すように、インバータ回路１２ａを２トランスで構成したものである。即ち、実施例１の変形例１のインバータ回路１２ａは、トランス１２１と並列にトランス１２５が設けられている。

第１放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１の一方の電極は、第２放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１´の一方の電極と接続され、放電管Ｌ１と放電管Ｌ１´とで擬似Ｕ字管を構成している。同様に、第１放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２の一方の電極は、第２放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２´の一方の電極と接続され、第１放電管群の上からｎ（ｎ＝３、４、…）番目に配置された放電管Ｌｎの一方の電極は、第２放電管群の上からｎ番目に配置された放電管Ｌｎ´の一方の電極と接続され、それぞれ擬似Ｕ字管を構成している。

トランス１２１の出力端子は高圧端子と低圧端子とを有している。トランス１２１の高圧端子はバランサー１２２を介して放電管Ｌ１〜Ｌｎの他方の電極と接続され、トランス１２１の低圧端子はグランドに接続されている。トランス１２５の出力端子は高圧端子と低圧端子とを有している。トランス１２５の高圧端子はバランサー１２３を介して放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´の他方の電極と接続され、トランス１２５の低圧端子はグランドに接続されている。トランス１２１の高圧端子は、トランス１２５の高圧端子の出力と逆位相の交流電圧を出力する。

このように、本発明の実施例１に係るバックライト装置は、片側高圧のトランス２台を用いて構成することもできる。

（実施例１の変形例２）
図５は本発明の実施例１に係るバックライト装置の他の変形例を示すブロック図である。実施例１の変形例２に係るバックライト装置は、図５に示すように、インバータ回路１２ｂを２トランスで構成し、偶数本（６本以上）の放電管を、放電管Ｌ１〜Ｌｎで構成される第１放電管群と、放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´で構成される第２放電管群と、放電管Ｌ１ａ〜Ｌｎａで構成される第３放電管群と、放電管Ｌ１ａ´〜Ｌｎａ´で構成される第４放電管群とに４分割したものである。また、実施例１の変形例２のインバータ回路１２ｂに対して、トランス１２１と並列にトランス１２５が設けられている。

なお、第１〜第４放電管群を順に２つずつ選択して、第１放電管群と第２放電管群で第１組、第３放電管群と第４放電管群とで第２組を構成する。

第１放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１の一方の電極は、第２放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１´の一方の電極と接続され、放電管Ｌ１と放電管Ｌ１´とで擬似Ｕ字管を構成している。同様に、第１放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２の一方の電極は、第２放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２´の一方の電極と接続され、第１放電管群の上からｎ（ｎ＝３、４、…）番目に配置された放電管Ｌｎの一方の電極は、第１組の第２放電管群の上からｎ番目に配置された放電管Ｌｎ´の一方の電極と接続され、それぞれ擬似Ｕ字管を構成している。

また、第３放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１ａの一方の電極は、第４放電管群の一番上に配置された放電管Ｌ１ａ´の一方の電極と接続され、放電管Ｌ１ａと放電管Ｌ１ａ´とで擬似Ｕ字管を構成している。同様に、第３放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２ａの一方の電極は、第４放電管群の上から２番目に配置された放電管Ｌ２ａ´の一方の電極と接続され、第３放電管群の上からｎ（ｎ＝３、４、…）番目に配置された放電管Ｌｎａの一方の電極は、第４放電管群の上からｎ番目に配置された放電管Ｌｎａ´の一方の電極と接続され、それぞれ擬似Ｕ字管を構成している。

トランス１２１の一方の出力端子はバランサー１２２を介して放電管Ｌ１〜Ｌｎの他方の電極と接続され、トランス１２１の他方の出力端子はバランサー１２３を介して放電管Ｌ１´〜Ｌｎ´の他方の電極と接続されている。

トランス１２５の一方の出力端子はバランサー１２６を介して放電管Ｌ１ａ〜Ｌｎａの他方の電極と接続され、トランス１２６の他方の出力端子はバランサー１２７を介して放電管Ｌ１ａ´〜Ｌｎａ´の他方の電極と接続されている。

なお、ここでは、６本以上の偶数本の放電管を、第１〜第４放電管群に４分割して２組の構成とした例を説明したが、２組の構成に限らず、偶数の放電管群を複数個の放電管群に分割しても良い。

このように、本発明の実施例１に係るバックライト装置は、偶数本（６本以上）の放電管を、偶数個の放電管群に分割して、例えば筐体１１の端（図５の上）の放電管群から順に隣り合う２個の放電管群で構成される各組を１トランスで構成することができる。また、実施例１の変形例１と同様に各放電管群に対して、片側高圧のトランスを１個設け１組あたり２個のトランスで構成しても良い。この場合、各組を構成する放電管群は隣り合う必要はなく、実施例１の変形例２の場合、第１放電管群と第３放電管群で１つの組、第２放電管群と第４放電管群で１つの組としても良い。

本発明の実施例１に係るバックライト装置において放電管とインバータ回路との関係を示す模式図である。 本発明の実施例１に係るバックライト装置の構成を示す表示面から見た平面図（ａ）と平面図（ａ）のＡ−Ａで切断した断面図（ｂ）である。 本発明の実施例１に係るバックライト装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係るバックライト装置の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係るバックライト装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。 特許文献１に記載のバックライト装置において放電管とインバータ回路との関係を示す模式図である。

符号の説明

１１…筐体
１２、１２ａ、１２ｂ…インバータ回路
１３…接続ワイヤ
１４…反射板
１５…光透過拡散板
１６…集光シート
１７…枠
１８…直流電源
１２１、１２５…トランス
１２２、１２３、１２６、１２７…バランサー
１２４…駆動回路
Ｌ１〜Ｌｎ、Ｌ１´〜Ｌｎ´、Ｌ１ａ〜Ｌｎａ、Ｌ１ａ´〜Ｌｎａ´…放電管

Claims (7)

1. 一対の電極を有する放電管が偶数本並列配置された筐体を備え、
   前記偶数本の放電管を複数且つ同数の放電管で構成される偶数個の放電管群に分割し、
   前記偶数個の放電管群から２つずつ選択して組としたとき、各組において、
   一方の放電管群から選択された放電管の一方の電極と、
   他方の放電管群から選択された放電管であって、前記一方の放電管群から選択された前記放電管と同列である放電管の一方の電極とを電気的に接続することを特徴とするバックライト装置。
2. 隣り合う２つの放電管群で組を構成していることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
3. 各放電管群を構成する他方の電極はトランスの出力端子に接続していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバックライト装置。
4. 前記トランスの出力端子は高圧端子と低圧端子とを有し、
   前記高圧端子は前記放電管の他方の電極と接続し、
   前記低圧端子はグランドに接続していることを特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
5. 前記トランスの出力端子は巻線の両端が高圧端子となっており、
   一方の高圧端子は前記各組の一方の放電管群を構成する放電管の他方の電極と接続し、
   他方の高圧端子は前記各組の他方の放電管群を構成する放電管の他方の電極と接続していることを特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
6. 前記トランスの出力端子と前記放電管の他方の電極との間にバランサーが接続されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載のバックライト装置。
7. 前記放電管の長手側と地面とが略平行となり、前記放電管の配置方向が地面に対して上下方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のバックライト装置。

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