JP4355966B2

JP4355966B2 - 液晶テレビジョン

Info

Publication number: JP4355966B2
Application number: JP2007104987A
Authority: JP
Inventors: 一宮本
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2027-04-12
Also published as: US8125575B2; EP1993327A3; JP2008262817A; US20080252796A1; EP1993327A2

Description

本発明は、冷陰極管に給電するバックライトユニットに関し、１つのインバータ回路トランスから直列に接続された複数の冷陰極管に給電するバックライトユニットを使用した液晶テレビジョンに関するものである。

従来、液晶ディスプレイを背面から照らすバックライトを駆動させるバックライトユニットが知られている。バックライトユニットは他励又は自励式のインバータ回路トランスが生成した交流電源をバックライトに給電して、バックライトを点灯させる。また、バックライトとして少なくとも２本以上の冷陰極管を用いたバックライトユニットでは、一つのインバータ回路トランスは一つの冷陰極管に対して給電していた（例えば、特許文献１参照。）。

また、１つの自励式のインバータ回路トランスから直列に接続された２つの冷陰極管に給電する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００５−５０５９号特開２００５−１９０８３５号

上述した特許文献１の発明は、次のような課題があった。つまり、冷陰極管の数に応じてインバータ回路トランスの数を増やす必要があるためコスト高となった。

また、特許文献２の発明は、次のような課題があった。つまり、冷陰極管に流れる管電流にバラつきが生じるため、輝度のムラを生じさせた。つまり、インバータ回路トランスの２次側コイルに印加される起電力が一定であっても、冷陰極管を流れる管電流の値にバラつきが生じた場合、発光輝度にバラつきが生じることとなる。図５（ａ）に示すように、冷陰極管ＲＬ１、ＲＬ２とを液晶ディスプレイの上下に配置した場合を想定する。今、冷陰極管ＲＬ１より冷陰極管ＲＬ２の方が管電流を流す場合、図５（ｂ）に示すように、バックライト１は下部の方が上部より輝度が高く例えば輝度傾斜を発生させる。これにより、液晶ディスプレイに輝度ムラを発生させ、視聴者が視聴に違和感を覚える場合もあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、１つのインバータ回路トランスから直列に接続された冷陰極管に給電するバックライトユニットにおいて、冷陰極管の輝度ムラを減少させることが可能な液晶テレビジョンの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、複数の冷陰極管を自励式インバータ回路が発生させた極性の異なる高周波電圧で駆動させるバックライトユニットにおいて、前記複数の冷陰極管の間にランプ間コイルを直列に接続して直列回路を形成した構成としてもよい。
つまり、本バックライトユニットでは、複数の冷陰極管の間にランプ間コイルを直列に接続して直列回路を形成している。そのため、ランプ間コイルを接続した冷陰極管の間で、一方の冷陰極管の管電流が上昇しようとしても、ランプ間コイルが誘導起電力により管電流の増加を抑制する。これにより、２つの冷陰極管の間の輝度差を一定にし、バックライトの輝度傾斜等の輝度ムラを防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために本発明では、複数の冷陰極管を自励式インバータ回路が発生させた極性の異なる高周波電圧で駆動させるバックライトユニットにおいて、少なくとも前記冷陰極管より大きな静電容量を備えた複数のコンデンサを、前記各冷陰極管と並列に接続させた構成としてもよい。
つまり、冷陰極管の静電容量のバラつきを並列に接続したコンデンサの静電容量で吸収して、２つの冷陰極管の電圧差を低減させることで、管電流の差を低減させる。これにより、２つの冷陰極管の間の輝度差を一定にし、輝度傾斜等の輝度ムラを防ぐことができる。

さらに、上記課題を解決するために本発明では、テレビジョン放送信号から所要のチャンネルを受信するチューナモジュールと、光を透過させることにより、受信した前記テレビジョン放送信号に基づく映像を表示する液晶ディスプレイと、前記液晶ディスプレイの背面から光を照射する第一及び第二のＵ字型冷陰極管と、トランスと、自励式インバータ回路とを備えるバックライトユニットとを有する液晶テレビジョンにおいて、前記バックライトユニットは、前記トランスの２次側巻線の一方の出力端に前記第一のＵ字型冷陰極管を接続するとともに、他方の出力端に前記第二のＵ字型冷陰極管を接続し、更に、前記第一及び第二のＵ字型冷陰極管との間にランプ間コイルを接続して直列回路を形成し、少なくとも前記冷陰極管より大きな静電容量を備えたコンデンサであって、前記第一の冷陰極管と並列に接続された第一のコンデンサと、前記第二の冷陰極管と並列に接続された第二のコンデンサとを有し、前記自励式インバータ回路が生成した高周波電圧を前記トランスに印加して、前記第一及び第二の冷陰極管を点灯させる際、前記第一及び第二の冷陰極管に流れる管電流の差を低減した構成としてもよい。

以上説明したように本発明によれば、２本の冷陰極管の管電流の差を低減させて、バックライトの輝度ムラを抑制することができる。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）液晶テレビジョンの構成
（２）バックライトユニットの構成
（３）バックライトユニットの作用・効果
（４）各種変形例
（５）まとめ

（１）液晶テレビジョンの構成
本液晶テレビジョンは、受信したテレビジョン放送を基に液晶ディスプレイに映像を表示する。液晶ディスプレイは、背面からバックライトユニットからの光源を透過させて映像を表示する。バックライトユニットは、バックライトとして直列に接続された２本のＵ字型の冷陰極管を自励式インバータ回路が発生させた極性の異なる高周波電圧で駆動して光源を生成する。また、本発明に係るバックライトユニットは、２本のＵ字型の冷陰極管の管電流の差を低減して液晶ディスプレイの輝度ムラを抑制する。

図１に示すように、本液晶テレビジョン１００は、受像機９０とリモコン装置７０とから構成される。受像機９０は、チューナモジュール２０と、ディジタル回路３０と、音声出力部４０と、液晶ディスプレイ５０と、電源回路６０と、バックライトユニット１０とを備えている。チューナモジュール２０は、アンテナ８０が受信したテレビジョン放送信号をリモコン装置７０の選局に基づいて検波する。また、チューナモジュール２０は、検波したテレビジョン放送信号から映像信号と音声信号とを取り出し、ディジタル回路３０に出力する。ディジタル回路３０は、映像信号と音声信号とに所定の信号処理を施し、映像信号を液晶ディスプレイ５０に出力し、音声信号を音声出力部４０に出力する。液晶ディスプレイ５０は、バックライトユニット１０から照射される光源の透過率を変化させて映像を表示する。バックライトユニット１０は電源回路６０から給電され点灯する。

（２）バックライトユニットの構成
バックライトユニット１０は、バックライトとして直列に接続された２本の冷陰極管を自励式インバータ回路が発生させた極性の異なる高周波電圧で点灯させる。図２に示すように、バックライトユニット１０は、自励発振式のインバータ回路１１、トランス１２、およびバックライト１３とから構成されている。インバータ回路１１は、プッシュプル接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２と、バイアス抵抗Ｒ１と、トランス１２の１次側に並列に接続された共振コンデンサＣ７とを備えている。トランス１は、１次巻線Ｗ１、帰還巻線ＷＦおよび２次巻線Ｗ２とを備える。１次巻線Ｗ１の中間タップはチョークコイルＬ１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。また、２次巻線Ｗ２は、バラストコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が並列に接続されている。バックライト１３は、２つのＵ字型の冷陰極管１３ａ，１３ｂとからなり、２次巻線Ｗ２の一方の端子ＯＴ１及びＯＴ２と直列に接続されている。また、冷陰極管１３ａ，１３ｂとの間にはランプ間コイルＬ２が冷陰極管１３ａ，１３ｂに対して直列に接続されて、冷陰極管１３ａ，１３ｂとで直列回路を形成している。

入力端子ＩＮに電源回路６０で整流された直流電圧が印加されると、インバータ回路１１は帰還巻線ＷＦからの電流でトランジスタＱ１，Ｑ２と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１次巻線Ｗ１の一方の側に流れる電流と１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。これにより、冷陰極管１３ａ，１３ｂは高周波電圧により管電流を生じさせ点灯を開始する。

本バックライトユニット１０は、２本のＵ字型の冷陰極管１３ａ，１３ｂの管電流の差を低減して、液晶ディスプレイ５０の輝度ムラを抑制する。そのため、本発明に係る液晶テレビジョン１００は、冷陰極管１３ａ，１３ｂとの間に直列にランプ間コイルＬ２を接続して直列回路を形成するとともに、冷陰極管１３ａ、１３ｂに対して並列にコンデンサＣ５，Ｃ６を接続することで、冷陰極管１３ａ，１３ｂに流れる管電流の差を低減している。これにより、管電流の差により生じる冷陰極管１３ａ，１３ｂの発光輝度の差を低減し、液晶ディスプレイ５０の輝度ムラを抑制する。

ランプ間コイルＬ２は、冷陰極管１３ａ，１３ｂ間の管電流の差を低減する。２次巻線Ｗ２からの給電により冷陰極管１３ａ，１３ｂの管電流が上昇しようとすると、冷陰極管１３ａ，１３ｂ内の電流変化が生じようとする。そのため、ランプ間コイルＬ２は誘導起電力を発生させて管電流が上昇しないよう作用する。これにより、冷陰極管１３ａ，１３ｂの間の管電流の差が均一になるよう保たれる。発明者は、以下の条件でランプ間コイルＬ２の有無による管電流差を実験した。ランプ間コイルＬ２を２２０μＨとし入力端子ＩＮに２３Ｖを入力し、冷陰極管１３ａ、１３ｂの管電流差を測定した。これにより、ランプ間コイルＬ２がないバックライトユニットでは、管電流差が２．０ｍＡであるのに対し、ランプ間コイルＬ２がある場合は、管電流差が１．０ｍＡであった。

コンデンサＣ５，Ｃ６は、冷陰極管１３ａ，１３ｂ間の管電流の差を低減する。冷陰極管１３ａ，１３ｂには、コンデンサＣ５，Ｃ６が並列に接続されている。コンデンサＣ５，Ｃ６は、互いに等しい静電容量であって少なくとも前記冷陰極管より大きな静電容量を備えている。冷陰極管１３ａ，１３ｂの静電容量はコンデンサＣ５，Ｃ６の静電容量に対して非常に低く、コンデンサＣ５，Ｃ６を冷陰極管１３ａ，１３ｂと並列に接続することで、冷陰極管１３ａ，１３ｂの静電容量のバラつきが吸収される。また、コンデンサＣ５，Ｃ６の静電容量は略等しく、冷陰極管１３ａとコンデンサＣ５との合成静電容量と、冷陰極管１３ｂとコンデンサＣ５との合成静電容量とは略同値となる。そのため、冷陰極管１３ａ，１３ｂの高周波電圧は一定となり、冷陰極管１３ａ，１３ｂに流れる管電流の差は低減される。

（３）バックライトユニットの作用・効果
本発明のバックライトユニット１０を備える液晶テレビジョン１００は２本の冷陰極管１３ａ，１３ｂの管電流の差を抑制するため、バックライト１３の輝度ムラを抑えることができる。そのため、バックライトユニット１０は均一な輝度で背面から液晶ディスプレイ５０を照らすため、液晶ディスプレイ５０の輝度ムラを抑制することができる。

（４）各種変形例
本液晶テレビジョン１００は各種の変形例が存在する。
図３に示すように、冷陰極管１３ａ，１３ｂの管電流の差を低減するために、ランプ間コイルＬ２のみを接続するものであってもよい。また、図４に示すように、冷陰極管１３ａ，１３ｂの管電流の差を低減するために、コンデンサＣ５，Ｃ６のみを冷陰極管１３ａ，１３ｂに対して並列に接続するものであってもよい。
また、Ｕ字型の冷陰極管１３ａ，１３ｂに代えて擬似Ｕ字管を使用してもよいし、直管を使用するものであってもよい。

（５）まとめ
本液晶テレビジョン１００は、受信したテレビジョン放送を基に液晶ディスプレイ５０に映像を表示する。液晶ディスプレイ５０は、バックライトユニット１０からの光源を透過させて映像を表示する。バックライトユニット１０は、バックライト１３として直列に接続された２本の冷陰極管１３ａ，１３ｂを自励式のインバータ回路１１が発生させた極性の異なる高周波電圧で駆動して光源を生成する。また、本発明に係るバックライトユニット１０は、２本のＵ字型の冷陰極管の管電流の差を低減して液晶ディスプレイ５０の輝度ムラを抑制する。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

一例としての液晶テレビジョンのブロック構成図である。一例としてのバックライトユニットを示す図である。一例としてのバックライトユニットを示す図である。一例としてのバックライトユニットを示す図である。一例としての従来の液晶パネルの輝度値を示す図である。

符号の説明

１０…バックライトユニット、１１…インバータ回路、１２…トランス、１３…バックライト、１３ａ,１３ｂ…冷陰極管、２０…チューナモジュール、３０…ディジタル回路、４０…音声出力部、５０…液晶ディスプレイ、６０…電源回路、７０…リモコン装置、８０…アンテナ、９０…受像機、１００…液晶テレビジョン、Ｃ５，Ｃ６…コンデンサ、Ｌ２…ランプ間コイル

Claims

テレビジョン放送信号から所要のチャンネルを受信するチューナモジュールと、
光を透過させることにより、受信した前記テレビジョン放送信号に基づく映像を表示する液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイの背面から光を照射するよう同液晶ディスプレイの背面側に配置される第一及び第二のＵ字型冷陰極管と、トランスと、自励式インバータ回路とを備えるバックライトユニットとを有する液晶テレビジョンにおいて、
前記バックライトユニットは、
前記自励式インバータ回路と前記トランスの１次側巻線とを接続し、前記トランスの２次側巻線の一方の出力端に前記第一のＵ字型冷陰極管を接続するとともに、他方の出力端に前記第二のＵ字型冷陰極管を接続し、更に、前記第一及び第二のＵ字型冷陰極管との間にランプ間コイルを接続して直列回路を形成して構成され、
互いに等しい静電容量を有する、少なくとも前記冷陰極管より大きな静電容量を備えたコンデンサであって、前記第一の冷陰極管と並列に接続された第一のコンデンサと、前記第二の冷陰極管と並列に接続された第二のコンデンサとを有し、
前記自励式インバータ回路が生成した高周波電圧を前記トランスに印加して、前記第一及び第二の冷陰極管を点灯させる際、前記第一及び第二の冷陰極管に流れる管電流の差を低減することを特徴とする液晶テレビジョン。