JP2617173B2 - 液晶表示装置のバックライト用熱陰極蛍光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示装置のバックライトに用い直流電
源により駆動する熱陰極蛍光装置の回路構成に関するも
のである。

〔従来の技術〕

近年、電池やカーバッテリやACアダプタなど直流電源
を使用する携帯用電子機器などが多く発表されている。

これら携帯電子機器のなかには液晶表示を使用する液
晶表示装置があり、この液晶表示装置は表示画面が見に
くいためバックライトとして小型の熱陰極蛍光灯を点灯
することにより表示画面を見やすくする方法が考えられ
ている。

またこの熱陰極蛍光灯は電源投入時フィラメントの予
熱を行い、その後フィラメントに放電電圧を印加するこ
とで熱陰極蛍光灯を点灯する。

しかし予熱時間が短いと放電電圧を印加しても放電が
十分に行われず熱陰極蛍光灯の寿命が短くなるという課
題がある。

上記課題を解決する手段として、例えば特開昭56−10
3893号公報に熱陰極蛍光装置の構成とその動作とが記載
されている。

熱陰極蛍光装置の構成は特開昭56−103893号公報の第
１図に示すように、直流電源と、熱陰極蛍光灯と、スイ
ッチと、熱陰極蛍光灯のフィラメントに放電電圧を印加
するためのトランスを有する主インバータと、熱陰極蛍
光灯のフィラメントを予熱するためのトランスを有する
補助インバータと、抵抗とコンデンサーとツェナーダイ
オードとトランジスタとを有する時限回路と、スイッチ
の投入により電源が供給されると、まず補助インバータ
を駆動し、時限回路の切り替わりにより主インバータを
駆動する切替回路とで構成している。

つぎに特開昭56−103893号公報の第１図の動作は、ス
イッチを投入すると、直流電源から主インバータと補助
インバータと時限回路と切替回路とに電源を供給する。

電源投入時、時限回路を構成するコンデンサーの電圧
はツェナーダイオードの設定電圧より低いため切替回路
は補助インバータを駆動し熱陰極蛍光灯のフィラメント
の予熱を行う。

この時、主インバータは駆動していない。

また時限回路を構成するコンデンサーの電圧は時間と
共に上昇し、フィラメントを十分予熱したころに、ツェ
ナーダイオードの設定電圧を越え時限回路が切り替わ
る。

時限回路の切り替わりにより切替回路の補助インバー
タの駆動を停止し、主インバータを駆動し熱陰極蛍光灯
のフィラメントに放電電圧を供給し、熱陰極蛍光灯は安
定した放電を行うことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記記載の特開昭56−103893号公報の構成から明らか
なように、フィラメントの予熱のためのトランスを有す
る補助インバータを必要とし、また主インバータと補助
インバータとを切り替えるための切替回路が必要とな
り、液晶表示装置のような携帯性が重要視される装置の
場合は回路が複雑で大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題を解決し、熱陰極蛍光装置
の回路を簡素化し小型な液晶表示装置のバックライト用
熱陰極蛍光装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の
バックライト用熱陰極蛍光装置は、下記記載の構成とす
る。

片側のみにフィラメントを有する片波タイプの熱陰極
蛍光灯と、熱陰極蛍光灯のフィラメントの一方の端子に
第１の出力端子を接続し熱陰極蛍光灯のカソード端子に
第２の出力端子を接続するインバータと、正転入力端子
と反転入力端子との電圧を比較するオペアンプと、オペ
アンプの反転入力端子に一方の端子を接続し他方の端子
を接地するコンデンサーと、オペアンプの反転入力端子
に一方の端子を接続し他方の端子を電源端子に接続する
第１の抵抗と、オペアンプの正転入力端子にカソード端
子を接続しアノード端子を接地するツェナーダイオード
と、オペアンプの正転入力端子に一方の端子を接続し他
方の端子を電源端子接続する第２の抵抗と、オペアンプ
の出力端子に一方の端子を接続し他方の端子をフィラメ
ントの予熱を開閉するトランジスタの制御端子に接続す
る第３の抵抗と、フィラメントの予熱を開閉するトラン
ジスタとを有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面により本発明の一実施例を詳述する。第１図
は、本発明の一実施例を説明する液晶表示装置のバック
ライト用熱陰極蛍光装置の回路図である。

第１図に示す本発明の液晶表示装置のバックライト用
熱陰極蛍光装置の回路の構成と動作とについて説明す
る。

まず第１図に示す本発明の液晶表示装置のバックライ
ト用熱陰極蛍光装置の回路の構成は、液晶表示装置（図
示せず）および本発明の液晶表示装置のバックライト用
熱陰極蛍光装置に電源を供給する電池やカーバッテリや
ACアダプタからなる直流電源１と、スイッチ21と、片側
のみにフィラメント23を有する片波タイプの熱陰極蛍光
灯５と、熱陰極蛍光灯５を駆動するためのインバータ３
と、正転入力端子31と反転入力端子29との電圧を比較す
るオペアンプ19と、積分回路を構成するコンデンサー15
と、積分回路を構成する第１の抵抗９と、オペアンプ19
の基準電圧を設定するツェナーダイオード17と、ツェナ
ーダイオード17に流れる電流を制限する第２の抵抗11
と、熱陰極蛍光灯５のフィラメント23の予熱の開閉を行
うNPN型のトランジスタ７と、NPN型のトランジスタ７の
ベース電流を制限するための第３の抵抗13とで構成して
いる。

またそれぞれの構成要素の接続状態は、直流電源１の
マイナス端子はインバータ３のグランド端子とコンデン
サー15の一方の端子とツェナーダイオード17のアノード
端子とオペアンプ19のグランド端子とNPN型のトランジ
スタ７のエミッタ端子とに接続している。

また直流電源１のプラス端子はスイッチ21の一方の端
子に接続し、スイッチ21の他方の端子はインバータ３の
電源端子と第１の抵抗９の一方の端子と第２の抵抗11の
一方の端子とオペアンプ19の電源端子とフィラメント23
の一方の端子とインバータ３の第１の出力端子25とに接
続している。

また第１の抵抗９の他方の端子はコンデンサー15の他
方の端子とオペアンプ19の反転入力端子とに接続し、第
２の抵抗11の他方の端子はツェナーダイオード17のカソ
ード端子とオペアンプ19の正転入力端子31とに接続し、
オペアンプ19の出力端子33は第３の抵抗13の一方の端子
に接続し、第３の抵抗13の他方の端子はNPN型のトラン
ジスタ７の制御端子であるベース端子に接続している。

さらにNPN型のトランジスタ７のコレクタ端子はフィ
ラメント23の他方の端子に接続し、インバータ３の第２
の出力端子27は熱陰極蛍光灯５のフィラメントと対抗す
るカソード端子に接続している。

またインバータ３の第１の出力端子25の電圧は電流電
源１のプラス端子の電源電圧が出力しており、インバー
タ３の第２の出力端子27の電圧は負の高電圧を出力して
いる。

つぎに本発明の液晶表示装置のバックライト用熱陰極
蛍光装置の動作について説明する。

まずスイッチ21の投入時には、インバータ３が動作
し、インバータ３の第１の出力端子25は直流電源１のプ
ラス端子の電源電圧を熱陰極蛍光灯５のフィラメント23
の一方の端子に出力し、第２の出力端子27は負の高電圧
を熱陰極蛍光灯５のカソード端子に出力する。

またスイッチ21の投入時には、オペアンプ19の正転入
力端子31の電圧はツェナーダイオード17の設定電圧にな
り、またオペアンプ19の反転入力端子29の電圧はグラン
ドレベルとなることにより、オペアンプ19の出力端子33
は電源電圧が出力し、第３の抵抗13を介してNPN型のト
ランジスタ７のベース端子に電流が流れNPN型のトラン
ジスタ７は導通状態となる。

NPN型のトランジスタ７が導通状態となると、直流電
源１のプラス端子またはインバータ３の第１の出力端子
25の電源電圧は、熱陰極蛍光灯５のフィラメント23とNP
N型のトランジスタ７とを介してグランドに接地し電流
が流れ、熱陰極蛍光灯５のフィラメント23を予熱する。

またオペアンプ19の反転入力端子29の電圧は第１の抵
抗９とコンデンサー15とで構成する積分回路で決定し、
時間と共にグランドレベルから電源電圧に変化する。

またオペアンプ19の反転入力端子29の電圧を以下の式
に示す。

Ｅ＝Ｖ（１−EXP（−t/RC） −−−（１） ここでＥはオペアンプ19の反転入力端子29の電圧であ
り、Ｖは直流電源１のプラス端子の電源電圧であり、Ｒ
は第１の抵抗９の抵抗値であり、Ｃはコンデンサー15の
容量値であり、ｔはスイッチ21が投入してからの時間で
ある。

つぎにオペアンプ19の反転入力端子29の電圧がオペア
ンプ19の正転入力端子31の電圧レベルを越えると、オペ
アンプ19の出力端子33はグランドレベルとなり、NPN型
のトランジスタ７は非導通状態となり、直流電源１のプ
ラス端子またはインバータ３の第１の出力端子25の電源
電圧から熱陰極蛍光灯５のフィラメント23への電流の供
給が停止し、フィラメント23の予熱も停止する。

ここでの熱陰極蛍光灯５のフィラメント23への予熱時
間は、予熱が停止しても熱陰極蛍光灯５が安定して放電
するに十分な時間に設定する。

また電流電源１は電池の使用を想定しており、電池電
圧の変動に対応して予熱時間が変化するようになってい
る。

例えば電池電圧が高くなる場合には、オペアンプ19の
反転入力端子29の電圧は（１）式に示すような直流電源
１の電源電圧Ｖに比例するためオペアンプ19の正転入力
端子31の電圧に達する時間が短くなり、熱陰極蛍光灯５
のフィラメント23の予熱時間が短くなる。

また電池電圧が低くなる場合には、熱陰極蛍光灯５の
フィラメント23の予熱時間が長くなる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば熱陰極
蛍光灯として片側のみにフィラメントを有する片波タイ
プの熱陰極蛍光灯を使用し、インバータの第１の出力端
子は直流電源の電源電圧と同じ電圧とし、またインバー
タの第１の出力端子はフィラメントの一方の端子に接続
し、NPN型のトランジスタのベース端子を制御する。こ
のことにより、フィラメントはNPN型のトランジスタを
介してグランドに接地し、フィラメントに予熱を行うと
いう簡単な回路で構成することができ、また第１の抵抗
とコンデンサーとで積分回路を構成することで、直流電
源の電源電圧が変動しても電源電圧の変動に応じて熱陰
極蛍光灯のフィラメントの予熱時間を自動的に可変する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置のバックライト用熱陰極
蛍光装置の構成を示す回路図である。 １……直流電源、 ３……インバータ、 ５……熱陰極蛍光灯、 ７……NPN型のトランジスタ、 ９……第１の抵抗、 11……第２の抵抗、 13……第３の抵抗、 15……コンデンサー、 17……ツェナーダイオード、 19……オペアンプ、 21……スイッチ、 23……フィラメント、 25……インバータの第１の出力端子、 27……インバータの第２の出力端子、 29……オペアンプの反転入力端子、 31……オペアンプの正転入力端子、 33……オペアンプの主力端子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片側のみにフィラメント（23）を有する片
   波タイプの熱陰極蛍光灯（５）と、 熱陰極蛍光灯（５）のフィラメント（23）の一方の端子
   に第１の出力端子（25）を接続し熱陰極蛍光灯（５）の
   カソード端子に第２の出力端子（27）を接続するインバ
   ータ（３）と、 正転入力端子（31）と反転入力端子（29）との電圧を比
   較するオペアンプ（19）と、 オペアンプ（19）の反転入力端子（29）に一方の端子を
   接続し他方の端子を接地するコンデンサー（15）と、 オペアンプ（19）の反転入力端子（29）に一方の端子を
   接続し他方の端子をインバータ（３）の入力電源端子に
   接続する第１の抵抗（９）と、 オペアンプ（19）の正転入力端子（31）にカソード端子
   を接続しアノード端子を接地するツェナーダイオード
   （17）と、 オペアンプ（19）の正転入力端子（31）に一方の端子を
   接続し他方の端子をインバータ（３）の入力電源端子に
   接続する第２の抵抗（11）と、 オペアンプ（19）の出力端子（33）に一方の端子を接続
   し他方の端子をフィラメントの予熱を開閉するトランジ
   スタ（７）の制御端子に接続する第３の抵抗（13）と、 一方の端子がインバータ（３）の入力電源端子に接続さ
   れているフィラメント（23）の予熱を開閉するトランジ
   スタ（７）とを有することを特徴とする液晶表示装置の
   バックライト用熱陰極蛍光装置。