JPH0528803A

JPH0528803A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0528803A
Application number: JP3182292A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawabata; 賢治川端; Kanji Koname; 寛治木滑; Ichiro Torii; 一郎鳥居; Soichiro Ogawa; 壮一郎小川; Tomoyuki Tanaka; 知行田中; Kenichi Onda; 謙一恩田; Ryuichi Ikeda; 隆一池田; Susumu Iijima; 晋飯嶋
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】薄形化および小形化に適す液晶バックライト用
の、ランプ交換が容易な放電灯点灯装置を得ることを目
的とする。【構成】点灯回路の部品配置の改良により放電灯点灯装
置１の形状の最適化を行った。すなわち、上記点灯装置
１の幅または厚さを極小化し、蛍光ランプの形状寸法に
関連ずけ最適値を求めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面ディスプレイ装置
の小形化に好適な、液晶用バックライトの放電灯点灯装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶用バックライトの構成としては、従
来、テレビジョン学会技術報告、ＩＰＤ１０５−２、昭
和６１年２月２５日、ｐ．５〜８に記載されているよう
に、主な方式として次の２方式が挙げられている。一つ
は導光体方式であって、これは一面を拡散処理したアク
リル板のような透明導光体の端面に、蛍光ランプなどの
光源を置き、上記導光体の内部で光を多重反射させて均
一な面光源を得るものである。二つ目は光スクリーン方
式であって、これは光源を液晶の背後に置き、その間に
光源の輝度分布に合わせて密度を変化させた点状の不透
明体を印刷したフィルムを挿入して、均一な面光源を得
るものである。前者はディスプレイの薄形化に適し、後
者は高輝度化に適している。

【０００３】最近は可搬形の情報機器が増加し、ディス
プレイに対して薄形化のニーズが強くなったため、上記
した前者の導光体方式が主流である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、蛍光
ランプの点灯装置の厚さについては議論されていなかっ
た。また、上記点灯装置の薄形化だけでなく、液晶画面
の大型化とは逆にシステム全体については小形化のニー
ズが強く、画面以外のデッドスペースが許容される余地
はなくなりつつある。

【０００５】本発明の目的は、薄形化および小形化に適
した液晶用バックライトを実現することにある。また、
蛍光ランプの寿命は液晶等他の部品と比較して短いた
め、ランプの交換が必要で、そのため蛍光ランプの交換
がしやすい液晶用バックライトを実現することも目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
１つのスイッチ素子を具備し、上記スイッチ素子の開閉
動作により直流電源を高周波に変換し、出力に接続され
た放電灯を点灯する点灯素子を備えた放電灯点灯装置に
おいて、上記点灯装置の寸法が、上記点灯装置の基板に
垂直方向で放電灯の管径以下、あるいは上記基板の短辺
方向で放電灯管径の１．５倍以下とすることにより達成
される。

【０００７】上記薄形化および小形化の目的達成のた
め、放電灯点灯装置の形状の最適化、放電灯点灯装置の
回路素子の集積回路化、放電灯点灯装置の回路素子実装
方法の最適化、放電灯形状の最適化、および放電灯と放
電灯点灯装置と導光体との実装方法の最適化を行なっ
た。すなわち、放電灯点灯装置の形状の最適化は、実装
するに際して余裕がある長さ方向の寸法を犠牲にして、
幅あるいは厚さ方向の方法を抑えることにより、薄形化
および小形化を達成するものである。放電灯点灯装置の
回路素子実装方法の最適化は、上記集積回路のパッケー
ジの短辺を放電灯点灯装置の幅方向に一致するように、
実装することで小形化を達成するものである。放電灯と
放電灯点灯装置と導光体の実装方法の最適化は、放電灯
の非発光部で生じるデッドスペースの部分に放電灯点灯
装置を実装することにより小形化を達成するものであ
る。また、上記他の目的を達成するために、放電灯の形
状の最適化あるいは放電灯と放電灯点灯装置との実装方
法の最適化に対し、放電灯と放電灯点灯装置の接続方法
を、ソケット構造にすることを併せて行った。すなわ
ち、放電灯の形状の最適化は、放電灯の形状をＵ字状に
２つに折り曲げた形状のものを採用し、放電灯と放電灯
点灯装置との実装方法の最適化は、放電灯の電極部がち
ょうど放電灯点灯装置と近接するような位置に実装する
ことにより、放電灯と放電灯点灯装置の接続方法をソケ
ット構造とし、リード線の使用を極力抑えることによ
り、ランプ交換がしやすい構造にするものである。

【０００８】

【作用】上記のような放電灯および放電灯点灯装置の代
表的な実用化の例としては、液晶表示板のバックライト
として用いられる場合が挙げられる。このようなディス
プレイ画面は大画面化の傾向にある。したがって、放電
灯点灯装置に対しては、上記点灯装置を液晶画面の側方
に沿わせて置くため、長さ方向に対する小形化ニーズは
弱く、そのため、長さを犠牲にして厚さおよび幅を小さ
くすることが有効である。

【０００９】放電灯点灯装置の回路素子の集積回路化
は、部品点数の減少により一層の小形化、薄形化を図る
ものである。上記回路素子の実装方法における最適化
は、比較的形状が大きい回路部品に関して、その短辺が
上記点灯装置の幅方向になるように実装することによ
り、長さよりも幅を重視して小形化するもので、上記と
同様の理由により有効である。

【００１０】また、放電灯の形状の最適化は、管端から
電極付近までの発光に寄与しない部分は、９０度折り曲
げて液晶画面の側面に沿わせる形にすることにより、デ
ッドスペースを極力抑えるものである。

【００１１】放電灯と放電灯点灯装置と導光体との実装
方法の最適化は、上記放電灯の非発光部分によって生じ
るデッドスペースの部分に、放電灯点灯装置を収納する
ことにより、デッドスペースの増加を防ぐものである。
つぎに、ランプ交換の簡単化については、極力配線を用
いないで放電灯と放電灯点灯装置の接続を行うようにす
る。

【００１２】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による放電灯点灯装置の第１実施例を
示す説明図、図２は本発明の第２実施例を示す説明図、
図３は本発明の第３実施例を示す説明図、図４は本発明
の第４実施例を示す説明図、図５は放電灯点灯装置の回
路を示す図、図６は放電灯点灯装置の他の回路を示す
図、図７は本発明の放電灯点灯装置を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、図８は上記実施例を実装し
た機器の例を示す外観図、図９は本発明の第５実施例を
示す図、図１０は本発明の第６実施例を示す図、図１１
は本発明の第７実施例を示す図、図１２は本発明の第８
実施例を示す図、図１３は本発明の第９実施例を示す図
である。

【００１３】図１において、１は放電灯点灯装置、２は
蛍光ランプ、３は導光体、４は拡散板、５は液晶パネ
ル、６は直流電源である。上記放電灯点灯装置１は直流
電源６を電源として、これを高周波、高電圧に変換して
蛍光ランプ２を点灯し、点灯後は高周波電流を安定に供
給する。蛍光ランプ２は放電灯点灯装置１から供給され
る高周波電流によって発光する。上記蛍光ランプ２から
出た光は導光体３の端面から内部に入射し、導光体３の
内部および拡散板４で多重反射し、ほぼ均一な平面光源
として拡散板４から出射する。上記導光体３として多用
されているのは、例えば透明アクリル板である。

【００１４】一方、液晶パネルには多数の液晶シャッタ
からなる画素が配置されており、各画素の光透過率を変
化させることによって、上記拡散板４から液晶パネル５
に入射して出て行く光の量を制御し、画像を構成する。

【００１５】上記放電灯点灯装置の内部構成は図５に示
す回路図のとおりである。図５において、１９はトラン
ジスタ、７は制御回路、８は抵抗、９は調光用トランジ
スタ、１０はダイオード、１１はチョークコイル、１２
はトランス、１３は発振用コンデンサ、１４および１５
は発振用トランジスタ、１６はベース抵抗、１７はバラ
ストコンデンサ、２は放電灯である。図５に示す回路の
動作を簡単に説明する。基本的には、トランス１２と発
振用コンデンサ１３の間で生じる共振電圧を、トランス
１２の帰還巻線で発振用トランジスタ１４および１５の
ベースに帰還することで発振を継続するものである。上
記ベース抵抗１６は発振用トランジスタ１４および１５
にベース電流を供給するための抵抗で、チョークコイル
１１は正弦波発振するために、電源をハイインピーダン
スにする目的で挿入する素子である。そして、トランス
１２の２次側に発生する高周波、高電圧を蛍光ランプ２
に印加して点灯し、点灯後はバラストコンデンサ１７で
制限された電流が蛍光ランプ２に供給される。上記発振
回路は、直流電源６とトランジスタ９とを介して接続さ
れている。トランジスタ９は制御回路７によりトランジ
スタ６および抵抗８を介して開閉制御され、発振回路へ
の電力供給を継続することによって蛍光ランプ２に供給
される電力を制御する。

【００１６】図１の第１実施例で示したような液晶ディ
スプレイ装置は、可搬形のパーソナルコンピュータ等の
情報機器に、図８の破線で示すような位置に収納されて
いる。図８において、２７は液晶画面、２８は平面ディ
スプレイ機器本体である。このような機器は薄形、小形
が大きな特徴である反面、液晶画面自体は逆に大形の方
が視認性が高いため大画面化の方向にある。したがっ
て、これらの要求に対応していくためには蛍光ランプ２
の細径化だけでなく、放電灯点灯装置１の幅Ａおよび厚
さＢ（図７参照）を小さくする必要がある。

【００１７】ところで、放電灯点灯装置は、図８に図示
したように液晶画面２７の側辺に沿わせて配置するた
め、上記放電灯点灯装置の長さに対する制約は緩い。し
たがって、上記放電灯点灯装置における部品配置は、幅
Ａあるいは厚さＢを縮めて長さを伸ばすように行い、幅
Ａを１２ｍｍ以下、厚さＢを７ｍｍ以下に抑える。ま
た、この数値に抑えるためには、部品配置だけではな
く、部品自体を小形化する方法も考えられ、図５に示す
回路部品のうち、トランス１２、チョークコイル１１お
よび発振用コンデンサ１３が小形化の障害になる部品で
ある。そのため、図６に示すような分割を行うことによ
り、部品点数は若干増加するが、問題の幅Ａあるいは厚
さＢの小形化がしやすくなる。

【００１８】図１から判るように、放電灯点灯装置１の
厚さＢは蛍光ランプ２の外径よりも小さければ、実装に
際しデッドスペースの増加にはならない。現在液晶ディ
スプレイには７ｍｍ以下の蛍光ランプが用いられている
ため、上記放電灯点灯装置１の厚さＢを７ｍｍ以下とし
た。放電灯点灯装置１の幅Ａは、図２に示す本発明の他
の実施例からも明らかなように、放電灯の管端から電極
付近の非発光部の間の長さ以下であれば、デッドスペー
スの増加にはならない。現在の液晶ディスプレイには、
放電灯の管端から電極付近の非発光部の間の長さが約１
２ｍｍ以下のものが使用されているため、上記放電灯点
灯装置１の幅Ａを１２ｍｍ以下とした。

【００１９】図３は本発明の第３実施例を示す図であ
る。放電灯２の管端から電極付近の非発光部間Ｃの部分
を、図示のように約９０度曲げることによって、デッド
スペースを削減するものである。上記のような構造に適
用する放電灯点灯装置１の幅Ａは、図３に示す寸法Ｄ以
下にする必要がある。上記寸法Ｄは蛍光ランプの外径φ
Ｅの約１．５倍以下程度の大きさである。

【００２０】放電灯点灯装置は一般に厚さＢよりも幅Ａ
の方が大きな値である。そこで、特に厚さ方向の寸法よ
りもデッドスペースの削減に重点を置く場合には、図４
に示す第４実施例のように、放電灯点灯装置１の厚みＢ
方向を蛍光ランプと平行になるように実装する方法もあ
る。

【００２１】図７は放電灯点灯装置１の外形を示す図で
あって、２６はプリント基板を示し、その他は図５と同
一符号もしくは同等の部分を示している。図５における
制御回路７は、図７に示す制御用ＩＣ２９および若干の
抵抗やコンデンサなどで構成されているが、上記制御用
ＩＣ２９は一般に長方形である。そのため、放電灯点灯
装置１の幅方向に上記制御用ＩＣ２９の短辺がくるよう
に配置することにより、放電灯点灯装置の幅を一層狭く
することができる。

【００２２】また、図９の第５実施例に示すように制御
用ＩＣ２９のパッケージを、リード線がパッケージの短
辺方向に引き出される形状にすることにより、さらに幅
を一層狭くできる。ただし、放電灯点灯装置１の幅を狭
くするのは、プリント基板２６の幅を狭くすることにな
り、プリント基板２６の配線パタン設計を制約する。換
言すれば基板のパタン設計上から基板の幅が決まってし
まうことになる。したがって、発振用トランジスタ９お
よび１０、その駆動回路および各種検出回路などのパワ
ー回路も含めた、モノリシックＩＣ３０を採用した場合
の第６実施例を示す放電灯点灯装置１の外形図が図１０
である。

【００２３】ところで、放電灯点灯装置１と蛍光ランプ
２との接続は、図１１の第７実施例から明らかなように
一対の接続線を用いて行うが、放電灯点灯装置１と蛍光
ランプ２との位置関係から、一対のうち一方の接続線３
１は長く他方の接続線３２は短くなる。図１２に示す第
８実施例のように、例えば管端電極を導体で挾着し接続
するようなソケット３３を用いて、蛍光ランプ２の一端
を接続すれば、接続線３１は一方だけですむため、実装
構造の簡略化がはかられる。また、図１３に示す第９実
施例のように、Ｕ字形の蛍光ランプ３４を用いて、上記
蛍光ランプ３４の電極の方向を一方向にまとめ、さらに
両方の電極共にソケット３３および３５を用いて接続す
ることにより、一層の簡略化を実現することができる。

【００２４】

【発明の効果】上記のように本発明による放電灯点灯装
置は、少なくとも１つのスイッチ素子を具備し、上記ス
イッチ素子の開閉動作により直流電源を高周波に変換
し、出力に接続された放電灯を点灯する点灯素子を備え
た放電灯点灯装置において、上記点灯装置の寸法が、上
記点灯装置の基板に垂直方向で放電灯の管径以下、ある
いは上記基板の短辺方向で放電灯管径の１．５倍以下と
することにより、小形、薄形で、ランプ交換が容易な液
晶ディスプレイ用の放電灯点灯装置を実現することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電灯点灯装置の第１実施例を示
す説明図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す説明図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す説明図である。

【図４】本発明の第４実施例を示す説明図である。

【図５】放電灯点灯装置の回路を示す図である。

【図６】放電灯点灯装置の他の回路を示す図である。

【図７】本発明の放電灯点灯装置を示す図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）は正面図である。

【図８】上記実施例を実装した機器の例を示す外観図で
ある。

【図９】本発明の第５実施例を示す説明図である。

【図１０】本発明の第６実施例を示す説明図である。

【図１１】本発明の第７実施例を示す説明図である。

【図１２】本発明の第８実施例を示す説明図である。

【図１３】本発明の第９実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…放電灯点灯装置２…放電灯（蛍光ラン
プ）３…導光装置（導光体）６…直流電源１９…スイッチ素子２６…基板２９…半導体集積回路３１、３２…配線３３、３５…ソケット３４…Ｕ字形放電管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳥居一郎東京都青梅市藤橋888番地株式会社日立製作所青梅工場内 (72)発明者小川壮一郎東京都青梅市藤橋888番地株式会社日立製作所青梅工場内 (72)発明者田中知行茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者恩田謙一茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者池田隆一神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者飯嶋晋東京都青梅市藤橋888番地株式会社日立製作所青梅工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのスイッチ素子を具備し、
上記スイッチ素子の開閉動作により直流電源を高周波に
変換し、出力に接続された放電灯を点灯する点灯素子を
備えた放電灯点灯装置において、上記点灯装置の寸法
が、上記点灯装置の基板に垂直方向で放電灯の管径以
下、あるいは上記基板の短辺方向で放電灯管径の１．５
倍以下であることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記点灯装置の基板に垂直方向の寸法は７
ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の放電灯
点灯装置。
【請求項３】上記点灯装置の基板における短辺方向の寸
法は、１２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載の放電灯点灯装置。
【請求項４】上記点灯装置の基板における短辺方向の寸
法は、上記放電灯の管端から電極付近までの、非発光部
の長さ以下であることを特徴とする請求項１記載の放電
灯点灯装置。
【請求項５】上記点灯装置の基板は、半導体集積回路を
備え、上記集積回路のパッケージの短辺が、上記点灯装
置の基板の短辺とほぼ平行に配置されていることを特徴
とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】上記半導体集積回路は、上記スイッチ素子
を含むことを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装
置。
【請求項７】上記パッケージは、その短辺部分にリード
線の引出しを設けたことを特徴とする請求項５記載の放
電灯点灯装置。
【請求項８】上記請求項１から請求項４のいずれかに記
載した放電灯点灯装置と、上記放電灯と、板状の直方体
で側面からの入射光により平面部にほぼ均一な出射光を
得る導光装置とによって構成される面状発光装置。
【請求項９】上記放電灯は、発光部が上記導光装置の一
側面に沿って配置され、上記点灯装置の基板の長辺が、
導光装置の上記一側面と直交する他の側面に沿って、配
置されていることを特徴とする請求項８記載の面状発光
装置。
【請求項１０】上記放電灯は、上記点灯装置の基板とほ
ぼ直角になるように配置されていることを特徴とする請
求項８記載の面状発光装置。
【請求項１１】上記放電灯は、発光部が上記導光装置の
一側面に沿って配置され、上記放電灯の管端から電極付
近までの非発光部分を、上記発光部に対しほぼ直角に曲
げ、導光装置の上記一側面と直交する他の一側面に沿っ
て配置し、上記点灯装置基板の長辺が、上記他の一側面
に沿って配置されていることを特徴とする請求項８記載
の面状発光装置。
【請求項１２】上記放電灯は、１対の電極のうちのいず
れか一方の電極と上記点灯装置の基板とを、配線を用い
ずソケットで接続し、他方の電極と上記基板とは、配線
により接続することを特徴とする請求項８記載の面状発
光装置。
【請求項１３】上記放電灯は、Ｕ字形放電管であって、
上記導光装置の一側面に発光部を沿わせて配置したこと
を特徴とする請求項８記載の面状発光装置。
【請求項１４】上記放電灯点灯装置は、その基板の長辺
が、上記Ｕ字形放電灯に沿う導光装置の側面と直交する
他の２側面のうち、上記Ｕ字形放電灯の電極側に位置す
る側面に沿って配置され、上記Ｕ字形放電灯の電極は、
ソケットを介して上記点灯装置の基板に接続されること
を特徴とする請求項８記載の面状発光装置。