放電管均流点灯装置及び液晶表示装置
【解決手段】複数の絶縁被覆芯線20と、前記複数の絶縁被覆芯線20が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線20を包囲する外側導体21とを含む給電線16を用意し、各放電管15の一端電極に、各芯線20をそれぞれ接続し、外側導体21を高周波駆動回路の給電端25に接続する。
【効果】安価で単純な構造により、各芯線20と外側導体21との間にそれぞれバラスト・キャパシタを形成することができ、各放電管15に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することができる。
【効果】安価で単純な構造により、各芯線20と外側導体21との間にそれぞれバラスト・キャパシタを形成することができ、各放電管15に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の放電管を点灯させる放電管均流点灯装置及び液晶表示装置に関するものである。ここで「放電管」とは、高圧を印加して、密封管内でイオン化した気体(プラズマ)に放電させることにより発光させる器具をいい、ネオン管、ナトリウムランプ、蛍光管、冷陰極管などがこれに該当する。「均流」とは複数の放電管に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することをいう。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置など各種表示装置のバックライトには、放電管の一種である冷陰極管( Cold Cathode Fluorescent Tube)が用いられる。この冷陰極管の点灯駆動には、従来から、高周波駆動回路を用いた高周波点灯方式が採用されている。
図11は、高周波駆動回路の一例を示す回路図である。この高周波駆動回路は、数十kHz〜数百kHzの高周波交流電源を供給するためのインバータ回路101と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器102と、その主変圧器102の出力回線に対して並列に接続される複数の冷陰極管103と、各冷陰極管103の一端又は両端に挿入され、各冷陰極管103に互いに等しい電流を流すため各冷陰極管103と直列に接続されたバラスト・キャパシタ(ballast capacitor)からなる均流回路104とを備えている。
【0003】
このような高周波駆動回路においては、前記均流回路を構成するキャパシタは、各冷陰極管103の一端を支持する基板105上に、当該基板105と一体に形成されている。すなわち、図12に示すように、当該基板105の表面上に各冷陰極管103に接続される各導体層106を互いに分離して設け(分離された各導体層106を「導体領域」という)、当該基板105の裏面上に一枚の導体層107を設けて、それら表面及び裏面の導体層106,107の重なる領域すなわち前記導体領域に作られるキャパシタンスを利用して、均流回路104を構成している。
【特許文献1】特開2005-322479号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、前記構造の均流回路では、導体領域を作るために、各冷陰極管を支持する基板に所定パターンの導体層を印刷しなければならない。このため、基板の構造が複雑になり、また全体の製作コストが上昇するという問題がある。
また、一度導体領域のパターンを作ったらキャパシタンスを増減することができない。
そこで本発明は、簡単な基板の構造を採用し、かつ製作コストを抑えることのできる放電管均流点灯装置及びこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の放電管均流点灯装置は、複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する給電線を具備し、前記各芯線は、前記各放電管の一端電極にそれぞれ接続され、前記外側導体は、前記高周波駆動回路に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、各放電管の一端電極に、各芯線をそれぞれ接続し、外側導体を高周波駆動回路に接続する。各芯線と外側導体との間にはそれぞれキャパシタンスが形成される。これにより、各放電管と高周波駆動回路との間をキャパシタで接続することができ、各放電管に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することができる。
【0006】
前記外側導体の構造は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に、螺旋状に巻きつけられている構造でもよく、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられた網組線であってもよく、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられたチューブ状の導体管又は導体箔であってもよい。いずれの構造であっても、各芯線と外側導体との間にそれぞれキャパシタンスを形成することができる。
【0007】
前記各絶縁被覆芯線の、前記各放電管の一端電極に接続された端と反対側の端は、開放されていることが好ましい。
この絶縁被覆芯線の長さを増減することにより、各放電管のバラストキャパシタンスの調整のために、同一の長さにされることもあり、それぞれ異なった所定の長さとされることもある。
【0008】
前記給電線は、前記各放電管の一端電極に接続される第一の給電線と、前記各放電管の他端電極に接続される第二の給電線とからなり、前記第一の給電線と前記第二の給電線とは、180度回転させたら同じ形状になるように、回転対称に配線されている構造であれば、どの放電管に直列に接続されるバラストキャパシタンスも、すべて同一値とすることが容易にできる。
【0009】
前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管であってもよい。
また、本発明の液晶表示装置は、前記放電管均流点灯装置をバックライトとして用いたものである。
【発明の効果】
【0010】
以上のように本発明によれば、複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する、簡単な構造の給電線を採用することで、導体領域を作るために、基板に所定パターンの導体層を印刷する必要はなくなり、製作コストを抑えることができる。
また、絶縁被覆芯線の長さを増減するという簡単な作業で、各放電管のバラストキャパシタンスの調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置10を示す分解図である。この液晶表示装置10は、液晶表示部11と、液晶表示部11を支持する液晶パネル12と、均流点灯装置本体13とを備えている。
均流点灯装置本体13は、樹脂又は金属のいずれか又は両方で構成された支持板14に複数の冷陰極管15が固定配置されたものであり、これらの冷陰極管15は、それぞれ給電線を通して高周波駆動回路に接続される。複数の冷陰極管15のそれぞれを示すとき、冷陰極管151・・・15nと表記することがある。nは冷陰極管の本数(n>=2)である。
【0012】
液晶表示部11は、例えば4:3,16:9などの横長形状である。なお液晶表示部11の構造は公知のものであり、例えば、表面側の透明基板と光源側の透明基板とを向き合わせた構造になっている。液晶駆動方式はパッシブマトリクス型でもアクティブマトリクス型でもよい。アクティブマトリクス型を例に挙げると、表面側の透明基板の内面には複数のマトリクス状透明電極群を配列し、光源側の透明基板の内面にはマトリクス状透明電極群と対向するように1枚の半透明電極を設置している。さらに、それぞれの電極の上に、一定方向にラビングした樹脂からなる配向膜を形成している。そして両配向膜の間に液晶を封入している。なお、カラー液晶の場合は、表面側の透明基板にカラーフィルター層が設けられている。
【0013】
均流点灯装置本体13は、n本の冷陰極管151・・・15nを、液晶表示部11の長手方向と平行に配列している。各冷陰極管151〜15nの端部には給電線16が接続されていて、この給電線16が後述する高周波駆動回路の高周波電源供給端25に接続される。
図2は、高周波駆動回路17及びそれに接続された複数の冷陰極管15を含む均流点灯装置の全体回路図である。この高周波駆動回路17は、商用交流電源22aに接続された整流回路22bと、整流回路22bの直流出力に基づいて数十kHzの高周波交流電源を得るためのスイッチング回路23と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器24と、その主変圧器24の出力回線に接続された高周波電源供給端25と、高周波電源供給端25に対してそれぞれ並列に接続された複数の冷陰極管15と、各冷陰極管151〜15nに接続され、各冷陰極管151〜15nに互いに等しい電流を流すための均流回路18とを備えている。
【0014】
均流回路18は、各冷陰極管151〜15nに直列に接続されたn個のキャパシタC1〜Cnから構成される。なお、図2では、キャパシタC1〜Cnは、各冷陰極管151〜15nの片側の電極に接続されているが、後に図5を用いて説明するように、キャパシタを各冷陰極管151〜15nの両側の電極に接続する構成を採用しても良い。
この高周波駆動回路17の動作説明をすると、まず整流回路22bによって得られた直流電源は、スイッチング回路23によって高周波電源に変換され、主変圧器24に供給される。この高周波電源の交流周波数は、主変圧器24として十分な変換効率が得られる周波数であり、通常は数十kHz〜数百kHzである。周波数がこの範囲より低すぎると、主変圧器24を大きくする必要があり、装置全体が大きく重くなる。周波数がこの範囲よりも高いと、主変圧器24内部や冷陰極管15で発生する並列容量の影響が大きくなり、共振が発生して変換効率が低下する。
【0015】
主変圧器24は、所定の巻き数と巻き数比を持つことによって、交流電圧を所定の昇圧比で昇圧する。これによって、各冷陰極管151〜15nの点灯に必要な交流電圧(通常1000V〜2000V程度)を得ることができる。
主変圧器24によって昇圧された電源は、均流回路18を構成する各キャパシタC1〜Cnを通して、各冷陰極管151〜15nに供給される。これらのキャパシタC1〜Cnは、一定の電圧降下を実現することによって、各冷陰極管151〜15nに均等の電流を供給するものである。
【0016】
ここで、均流回路18を構成する各キャパシタC1〜Cnを実現するための給電線16の構造を詳しく説明する。
本発明の実施形態では、給電線16は、各冷陰極管151〜15nに接続される複数(n本)の絶縁被覆芯線201〜20n(総称する場合「絶縁被覆芯線20」という)と、これらの絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられた状態で各絶縁被覆芯線201〜20nを包囲する外側導体21とによって形成される。
【0017】
この給電線16の構造の一例を、図3に示す。この給電線16では、各冷陰極管151〜15nに接続されるn本の絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられ、1本の導線からなる外側導体21は、これらの束ねられた絶縁被覆芯線201〜20nを一定の長さLにわたって螺旋状にとり巻いている。n本の絶縁被覆芯線201〜20nの一端は、各冷陰極管151〜15nの一端にある電極191〜19nに接続される。絶縁被覆芯線201〜20nの反対側の端は開放されている。また、螺旋状の外側導体21のいずれかの部分は、高周波駆動回路17の高周波電源供給端25に接続される。「いずれかの部分」とは、例えば、螺旋状の外側導体21の、冷陰極管15から最も遠い端部であっても良い。
【0018】
絶縁被覆芯線201〜20nは、それぞれ絶縁チューブによって被覆された被覆電線である。また、螺旋状の外側導体21は、裸電線であっても、被覆電線であってもよい。しかし外側導体21には高圧がかかるので、裸電線を用いた場合は、絶縁チューブで被覆することが望ましい。
このように構成された給電線16のA−A断面図を図4に示す。図4では絶縁被覆芯線の数を7としているが、この数に限定されるものではない。
【0019】
この断面図によれば、各絶縁被覆芯線201〜20nは、螺旋状の外側導体21に包囲された構造となっている。したがって、各絶縁被覆芯線201〜20nと螺旋状の外側導体21との間で、それぞれキャパシタンスCを形成することができる。このキャパシタンスCは、各絶縁被覆芯線201〜20nごとに同一の値をとる。キャパシタンスCの値を設定するには、螺旋状の外側導体21の長さ(図3に示すL)を選ぶことによって、所望の値とすることができる。このキャパシタンスCを利用することによって、各冷陰極管151〜15nに対するバラスト・キャパシタC1〜Cnを構成することができる。
【0020】
このようにして構成されたキャパシタC1〜Cnとして機能する給電線16の耐圧については、絶縁被覆芯線20の被覆の耐圧が関係する。絶縁被覆芯線20の被覆として、所望の耐圧を有する材質を選択することによって、冷陰極管15を安全に点灯駆動することができる。例えば、外側導体21に1000Vが印加される場合は、絶縁被覆芯線20の被覆は1000Vに耐えるものでなければならない。
【0021】
ところで、図5に示すように、各冷陰極管151〜15nの両側の電極に均流回路181,182を接続する場合がある。均流回路181を構成するキャパシタをC11〜Cn1と表記し、均流回路182を構成するキャパシタをC12〜Cn2と表記する。この場合は、高周波電源供給端25,25間の電圧を、2つの均流回路181,182で分圧することができるので、各キャパシタC11〜Cn1、C12〜Cn2にかかる電圧を図2の回路と比べて半分にすることができる。従って、上の例では、絶縁被覆芯線20の被覆は500Vに耐えるものでよいことになる。
【0022】
さらに、冷陰極管15の両側の電極に均流回路181,182を接続する場合、冷陰極管15の両端に接続される給電線16a,16bを、図6に示すように、支持板14の中心点Qを中心にして、回転対称に配線することが望ましい。すなわち、冷陰極管15の一方側に接続される給電線16aを上方に一定距離引き出し、冷陰極管15の他方側に接続される給電線16bを下方に同一の距離だけ引き出す。この配線方法により、冷陰極管151に接続される絶縁被覆芯線201の左右合わせた距離と、冷陰極管152に接続される絶縁被覆芯線202の左右合わせた距離と、・・・冷陰極管15nに接続される絶縁被覆芯線20nの左右合わせた距離とは、全部等しくなる。従って、絶縁被覆芯線201〜20nの、外側導体21に囲まれていない部分において発生するキャパシタンスをすべて等しくすることができるので、冷陰極管151〜15nの明るさを均一にすることが容易にでき、照明ムラを低減することができる。
【0023】
次に図7は、冷陰極管15を支持するための具体的な構造を示す図である。支持基板31を、樹脂又は金属の支持板14に、支持板14の面と平行な状態で固定している。支持基板31の、各冷陰極管151〜15nに対応する位置ごとに孔を開け、各孔にハトメ31をかしめてある。冷陰極管15の一端導体191〜19nに絶縁被覆芯線201〜20nを絡めて約90度折り曲げ、当該ハトメ31に差し込んで半田付けなどの方法で接合することによって、冷陰極管15の一端部を支持することができる。冷陰極管15の他端部も同様の構造によって固定することができる。
【0024】
なお、ハトメ31に代えて、支持基板31に冷陰極管固定用の導体パターンを印刷形成してもよい。この場合、支持基板31の表面の各冷陰極管151〜15nの位置ごとに導体領域を形成して、ここに冷陰極管15の一端電極を接合する。この場合、導体領域はバラスとキャパシタとして機能させる必要はないので、支持基板の裏面に導体を形成する必要がないところが、図12と異なっている。また、単に支持基板31の孔に、冷陰極管15の一端導体191〜19nと絶縁被覆芯線201〜20nとを絡めて差し込むだけで冷陰極管15を固定してもよい。
【0025】
このような給電線16を採用することによって、プリント基板と一体化して形成されるキャパシタを利用しなくても、絶縁被覆芯線201〜20nのみによって、バラスト・キャパシタC1〜Cnを形成することができる。したがって、基板に所定パターンの導体層を印刷する必要はなくなり、製作コストを抑えることができる。また、従来プリント基板で形成されたキャパシタは、金属の支持板14との間で大きなキャパシタンスを発生させ、この大きなキャパシタンスのために、冷陰極管15の駆動効率が低下するという問題があったが、給電線16を採用することによって、金属の支持板14との間に発生するキャパシタンスを減らすことができるという利点もある。また給電線16で作られるキャパシタンスは、プリント基板で形成されるキャパシタンスに比べて一般に小さなものであるが、すでに説明したように、外側導体21の長さLを長くすることなどによってキャパシタンスを大きくできるので、この弱点をカバーすることができる。
【0026】
次に本発明の給電線16を用いたキャパシタンスの調整方法を説明する。まず、すべてのキャパシタンスを一様に増減するには、すでに説明したように、外側導体21の長さLを調整すればよい。
冷陰極管15ごとに個別にキャパシタンスを増減するには、次のようにする。高周波駆動回路17によって全冷陰極管151・・・15nを点灯させて、いずれかの冷陰極管(例えば端に近い冷陰極管)が基準の明るさよりも暗い場合は当該冷陰極管15につながるキャパシタのキャパシタンスを増大させ、明るい場合は当該冷陰極管15につながるキャパシタのキャパシタンスを減少させる。そのためには、例えばキャパシタンスを減少させたい導体を、図8に示すように、螺旋状に巻いた外側導体21の途中から引き出してカットすればよい。このように各絶縁被覆芯線201〜20nの外側導体21と重なる部分の長さを設定することにより、冷陰極管151・・・15nごとのキャパシタンスを調整することができる。このようにして冷陰極管151・・・15nごとの最適キャパシタンスが決定されれば、各絶縁被覆芯線201〜20nをそれぞれ必要な長さに予め切っておいて外側導体21を巻けば、量産に適した給電線を実現することができる。
【0027】
以下、給電線16の構造の変形例を説明する。
今までの例では、給電線16として、各絶縁被覆芯線201〜20nと、各絶縁被覆芯線201〜20nを螺旋状に包囲する外側導体21との組み合わせを用いたが、図9に示すように、給電線16として、各絶縁被覆芯線201〜20nを導体網組線21aで包囲した多芯シールド線を用いることもできる。通常このような構造の線は市販されており、入手しやすいものである。多芯シールド線の一端においては、各絶縁被覆芯線201〜20nを各冷陰極管151〜15nに接続し、他端においては、導体網組線21aのみを高周波駆動回路17の高周波電源供給端25に接続する。
【0028】
また、図10に示すように、アルミニウムなどの中空の導体管21bで包囲しても良い。導体管21bに代えて、各絶縁被覆芯線201〜20nを包む銅箔、アルミ箔、導電性高分子膜を採用しても良い。導体管21b、銅箔、アルミ箔、導電性高分子膜には絶縁チューブをかぶせて絶縁することが望ましい。
以上のような本発明の構成によって、複数の冷陰極管151・・・15nに均等の電流を流すことができ、均一な明るさで点灯することができる。
【0029】
いままで本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、実施の形態に限られるものでないことはもちろんである。例えば、本発明は、実施の形態で用いた冷陰極管に限られず、放電管一般に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の液晶表示装置10を示す分解斜視図である。
【図2】高周波駆動回路17及びそれに接続された複数の冷陰極管15を含む本発明の均流点灯装置の全体回路図である。
【図3】n本の絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられ、束ねられた絶縁被覆芯線201〜20nを、1本の導線からなる外側導体21によって一定の長さLにわたって螺旋状にとり巻いている給電線16の外観を示す図である。
【図4】給電線16の断面図である。
【図5】各冷陰極管151〜15nの両側の電極に均流回路181,182を接続した回路例を示す図である。
【図6】冷陰極管15の両端に接続される給電線16a,16bを、回転対称に配線した例を示す正面図である。
【図7】冷陰極管15を支持するための具体的な構造を示す図である。
【図8】本発明の給電線16を用いたキャパシタンスの調整方法を説明するための図である。
【図9】給電線16として、多芯シールド線を利用する場合の斜視図である。
【図10】絶縁被覆芯線201〜20nを、アルミニウムなどの中空の導体管21bで包囲した例を示す斜視図である。
【図11】キャパシタを利用した放電管均流点灯装置の一例を示す回路図である。
【図12】各冷陰極管103の一端又は両端を支持する基板上にキャパシタを、当該基板と一体に形成した例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0031】
10 液晶表示装置10
11 液晶表示部
12 液晶パネル
13 均流点灯装置本体
14 支持板
15,151・・・15n 冷陰極管
16 給電線
17 高周波駆動回路
18,181,182 均流回路
20,201〜20n 絶縁被覆芯線
21 外側導体
25 高周波電源供給端
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の放電管を点灯させる放電管均流点灯装置及び液晶表示装置に関するものである。ここで「放電管」とは、高圧を印加して、密封管内でイオン化した気体(プラズマ)に放電させることにより発光させる器具をいい、ネオン管、ナトリウムランプ、蛍光管、冷陰極管などがこれに該当する。「均流」とは複数の放電管に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することをいう。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置など各種表示装置のバックライトには、放電管の一種である冷陰極管( Cold Cathode Fluorescent Tube)が用いられる。この冷陰極管の点灯駆動には、従来から、高周波駆動回路を用いた高周波点灯方式が採用されている。
図11は、高周波駆動回路の一例を示す回路図である。この高周波駆動回路は、数十kHz〜数百kHzの高周波交流電源を供給するためのインバータ回路101と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器102と、その主変圧器102の出力回線に対して並列に接続される複数の冷陰極管103と、各冷陰極管103の一端又は両端に挿入され、各冷陰極管103に互いに等しい電流を流すため各冷陰極管103と直列に接続されたバラスト・キャパシタ(ballast capacitor)からなる均流回路104とを備えている。
【0003】
このような高周波駆動回路においては、前記均流回路を構成するキャパシタは、各冷陰極管103の一端を支持する基板105上に、当該基板105と一体に形成されている。すなわち、図12に示すように、当該基板105の表面上に各冷陰極管103に接続される各導体層106を互いに分離して設け(分離された各導体層106を「導体領域」という)、当該基板105の裏面上に一枚の導体層107を設けて、それら表面及び裏面の導体層106,107の重なる領域すなわち前記導体領域に作られるキャパシタンスを利用して、均流回路104を構成している。
【特許文献1】特開2005-322479号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、前記構造の均流回路では、導体領域を作るために、各冷陰極管を支持する基板に所定パターンの導体層を印刷しなければならない。このため、基板の構造が複雑になり、また全体の製作コストが上昇するという問題がある。
また、一度導体領域のパターンを作ったらキャパシタンスを増減することができない。
そこで本発明は、簡単な基板の構造を採用し、かつ製作コストを抑えることのできる放電管均流点灯装置及びこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の放電管均流点灯装置は、複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する給電線を具備し、前記各芯線は、前記各放電管の一端電極にそれぞれ接続され、前記外側導体は、前記高周波駆動回路に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、各放電管の一端電極に、各芯線をそれぞれ接続し、外側導体を高周波駆動回路に接続する。各芯線と外側導体との間にはそれぞれキャパシタンスが形成される。これにより、各放電管と高周波駆動回路との間をキャパシタで接続することができ、各放電管に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することができる。
【0006】
前記外側導体の構造は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に、螺旋状に巻きつけられている構造でもよく、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられた網組線であってもよく、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられたチューブ状の導体管又は導体箔であってもよい。いずれの構造であっても、各芯線と外側導体との間にそれぞれキャパシタンスを形成することができる。
【0007】
前記各絶縁被覆芯線の、前記各放電管の一端電極に接続された端と反対側の端は、開放されていることが好ましい。
この絶縁被覆芯線の長さを増減することにより、各放電管のバラストキャパシタンスの調整のために、同一の長さにされることもあり、それぞれ異なった所定の長さとされることもある。
【0008】
前記給電線は、前記各放電管の一端電極に接続される第一の給電線と、前記各放電管の他端電極に接続される第二の給電線とからなり、前記第一の給電線と前記第二の給電線とは、180度回転させたら同じ形状になるように、回転対称に配線されている構造であれば、どの放電管に直列に接続されるバラストキャパシタンスも、すべて同一値とすることが容易にできる。
【0009】
前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管であってもよい。
また、本発明の液晶表示装置は、前記放電管均流点灯装置をバックライトとして用いたものである。
【発明の効果】
【0010】
以上のように本発明によれば、複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する、簡単な構造の給電線を採用することで、導体領域を作るために、基板に所定パターンの導体層を印刷する必要はなくなり、製作コストを抑えることができる。
また、絶縁被覆芯線の長さを増減するという簡単な作業で、各放電管のバラストキャパシタンスの調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置10を示す分解図である。この液晶表示装置10は、液晶表示部11と、液晶表示部11を支持する液晶パネル12と、均流点灯装置本体13とを備えている。
均流点灯装置本体13は、樹脂又は金属のいずれか又は両方で構成された支持板14に複数の冷陰極管15が固定配置されたものであり、これらの冷陰極管15は、それぞれ給電線を通して高周波駆動回路に接続される。複数の冷陰極管15のそれぞれを示すとき、冷陰極管151・・・15nと表記することがある。nは冷陰極管の本数(n>=2)である。
【0012】
液晶表示部11は、例えば4:3,16:9などの横長形状である。なお液晶表示部11の構造は公知のものであり、例えば、表面側の透明基板と光源側の透明基板とを向き合わせた構造になっている。液晶駆動方式はパッシブマトリクス型でもアクティブマトリクス型でもよい。アクティブマトリクス型を例に挙げると、表面側の透明基板の内面には複数のマトリクス状透明電極群を配列し、光源側の透明基板の内面にはマトリクス状透明電極群と対向するように1枚の半透明電極を設置している。さらに、それぞれの電極の上に、一定方向にラビングした樹脂からなる配向膜を形成している。そして両配向膜の間に液晶を封入している。なお、カラー液晶の場合は、表面側の透明基板にカラーフィルター層が設けられている。
【0013】
均流点灯装置本体13は、n本の冷陰極管151・・・15nを、液晶表示部11の長手方向と平行に配列している。各冷陰極管151〜15nの端部には給電線16が接続されていて、この給電線16が後述する高周波駆動回路の高周波電源供給端25に接続される。
図2は、高周波駆動回路17及びそれに接続された複数の冷陰極管15を含む均流点灯装置の全体回路図である。この高周波駆動回路17は、商用交流電源22aに接続された整流回路22bと、整流回路22bの直流出力に基づいて数十kHzの高周波交流電源を得るためのスイッチング回路23と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器24と、その主変圧器24の出力回線に接続された高周波電源供給端25と、高周波電源供給端25に対してそれぞれ並列に接続された複数の冷陰極管15と、各冷陰極管151〜15nに接続され、各冷陰極管151〜15nに互いに等しい電流を流すための均流回路18とを備えている。
【0014】
均流回路18は、各冷陰極管151〜15nに直列に接続されたn個のキャパシタC1〜Cnから構成される。なお、図2では、キャパシタC1〜Cnは、各冷陰極管151〜15nの片側の電極に接続されているが、後に図5を用いて説明するように、キャパシタを各冷陰極管151〜15nの両側の電極に接続する構成を採用しても良い。
この高周波駆動回路17の動作説明をすると、まず整流回路22bによって得られた直流電源は、スイッチング回路23によって高周波電源に変換され、主変圧器24に供給される。この高周波電源の交流周波数は、主変圧器24として十分な変換効率が得られる周波数であり、通常は数十kHz〜数百kHzである。周波数がこの範囲より低すぎると、主変圧器24を大きくする必要があり、装置全体が大きく重くなる。周波数がこの範囲よりも高いと、主変圧器24内部や冷陰極管15で発生する並列容量の影響が大きくなり、共振が発生して変換効率が低下する。
【0015】
主変圧器24は、所定の巻き数と巻き数比を持つことによって、交流電圧を所定の昇圧比で昇圧する。これによって、各冷陰極管151〜15nの点灯に必要な交流電圧(通常1000V〜2000V程度)を得ることができる。
主変圧器24によって昇圧された電源は、均流回路18を構成する各キャパシタC1〜Cnを通して、各冷陰極管151〜15nに供給される。これらのキャパシタC1〜Cnは、一定の電圧降下を実現することによって、各冷陰極管151〜15nに均等の電流を供給するものである。
【0016】
ここで、均流回路18を構成する各キャパシタC1〜Cnを実現するための給電線16の構造を詳しく説明する。
本発明の実施形態では、給電線16は、各冷陰極管151〜15nに接続される複数(n本)の絶縁被覆芯線201〜20n(総称する場合「絶縁被覆芯線20」という)と、これらの絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられた状態で各絶縁被覆芯線201〜20nを包囲する外側導体21とによって形成される。
【0017】
この給電線16の構造の一例を、図3に示す。この給電線16では、各冷陰極管151〜15nに接続されるn本の絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられ、1本の導線からなる外側導体21は、これらの束ねられた絶縁被覆芯線201〜20nを一定の長さLにわたって螺旋状にとり巻いている。n本の絶縁被覆芯線201〜20nの一端は、各冷陰極管151〜15nの一端にある電極191〜19nに接続される。絶縁被覆芯線201〜20nの反対側の端は開放されている。また、螺旋状の外側導体21のいずれかの部分は、高周波駆動回路17の高周波電源供給端25に接続される。「いずれかの部分」とは、例えば、螺旋状の外側導体21の、冷陰極管15から最も遠い端部であっても良い。
【0018】
絶縁被覆芯線201〜20nは、それぞれ絶縁チューブによって被覆された被覆電線である。また、螺旋状の外側導体21は、裸電線であっても、被覆電線であってもよい。しかし外側導体21には高圧がかかるので、裸電線を用いた場合は、絶縁チューブで被覆することが望ましい。
このように構成された給電線16のA−A断面図を図4に示す。図4では絶縁被覆芯線の数を7としているが、この数に限定されるものではない。
【0019】
この断面図によれば、各絶縁被覆芯線201〜20nは、螺旋状の外側導体21に包囲された構造となっている。したがって、各絶縁被覆芯線201〜20nと螺旋状の外側導体21との間で、それぞれキャパシタンスCを形成することができる。このキャパシタンスCは、各絶縁被覆芯線201〜20nごとに同一の値をとる。キャパシタンスCの値を設定するには、螺旋状の外側導体21の長さ(図3に示すL)を選ぶことによって、所望の値とすることができる。このキャパシタンスCを利用することによって、各冷陰極管151〜15nに対するバラスト・キャパシタC1〜Cnを構成することができる。
【0020】
このようにして構成されたキャパシタC1〜Cnとして機能する給電線16の耐圧については、絶縁被覆芯線20の被覆の耐圧が関係する。絶縁被覆芯線20の被覆として、所望の耐圧を有する材質を選択することによって、冷陰極管15を安全に点灯駆動することができる。例えば、外側導体21に1000Vが印加される場合は、絶縁被覆芯線20の被覆は1000Vに耐えるものでなければならない。
【0021】
ところで、図5に示すように、各冷陰極管151〜15nの両側の電極に均流回路181,182を接続する場合がある。均流回路181を構成するキャパシタをC11〜Cn1と表記し、均流回路182を構成するキャパシタをC12〜Cn2と表記する。この場合は、高周波電源供給端25,25間の電圧を、2つの均流回路181,182で分圧することができるので、各キャパシタC11〜Cn1、C12〜Cn2にかかる電圧を図2の回路と比べて半分にすることができる。従って、上の例では、絶縁被覆芯線20の被覆は500Vに耐えるものでよいことになる。
【0022】
さらに、冷陰極管15の両側の電極に均流回路181,182を接続する場合、冷陰極管15の両端に接続される給電線16a,16bを、図6に示すように、支持板14の中心点Qを中心にして、回転対称に配線することが望ましい。すなわち、冷陰極管15の一方側に接続される給電線16aを上方に一定距離引き出し、冷陰極管15の他方側に接続される給電線16bを下方に同一の距離だけ引き出す。この配線方法により、冷陰極管151に接続される絶縁被覆芯線201の左右合わせた距離と、冷陰極管152に接続される絶縁被覆芯線202の左右合わせた距離と、・・・冷陰極管15nに接続される絶縁被覆芯線20nの左右合わせた距離とは、全部等しくなる。従って、絶縁被覆芯線201〜20nの、外側導体21に囲まれていない部分において発生するキャパシタンスをすべて等しくすることができるので、冷陰極管151〜15nの明るさを均一にすることが容易にでき、照明ムラを低減することができる。
【0023】
次に図7は、冷陰極管15を支持するための具体的な構造を示す図である。支持基板31を、樹脂又は金属の支持板14に、支持板14の面と平行な状態で固定している。支持基板31の、各冷陰極管151〜15nに対応する位置ごとに孔を開け、各孔にハトメ31をかしめてある。冷陰極管15の一端導体191〜19nに絶縁被覆芯線201〜20nを絡めて約90度折り曲げ、当該ハトメ31に差し込んで半田付けなどの方法で接合することによって、冷陰極管15の一端部を支持することができる。冷陰極管15の他端部も同様の構造によって固定することができる。
【0024】
なお、ハトメ31に代えて、支持基板31に冷陰極管固定用の導体パターンを印刷形成してもよい。この場合、支持基板31の表面の各冷陰極管151〜15nの位置ごとに導体領域を形成して、ここに冷陰極管15の一端電極を接合する。この場合、導体領域はバラスとキャパシタとして機能させる必要はないので、支持基板の裏面に導体を形成する必要がないところが、図12と異なっている。また、単に支持基板31の孔に、冷陰極管15の一端導体191〜19nと絶縁被覆芯線201〜20nとを絡めて差し込むだけで冷陰極管15を固定してもよい。
【0025】
このような給電線16を採用することによって、プリント基板と一体化して形成されるキャパシタを利用しなくても、絶縁被覆芯線201〜20nのみによって、バラスト・キャパシタC1〜Cnを形成することができる。したがって、基板に所定パターンの導体層を印刷する必要はなくなり、製作コストを抑えることができる。また、従来プリント基板で形成されたキャパシタは、金属の支持板14との間で大きなキャパシタンスを発生させ、この大きなキャパシタンスのために、冷陰極管15の駆動効率が低下するという問題があったが、給電線16を採用することによって、金属の支持板14との間に発生するキャパシタンスを減らすことができるという利点もある。また給電線16で作られるキャパシタンスは、プリント基板で形成されるキャパシタンスに比べて一般に小さなものであるが、すでに説明したように、外側導体21の長さLを長くすることなどによってキャパシタンスを大きくできるので、この弱点をカバーすることができる。
【0026】
次に本発明の給電線16を用いたキャパシタンスの調整方法を説明する。まず、すべてのキャパシタンスを一様に増減するには、すでに説明したように、外側導体21の長さLを調整すればよい。
冷陰極管15ごとに個別にキャパシタンスを増減するには、次のようにする。高周波駆動回路17によって全冷陰極管151・・・15nを点灯させて、いずれかの冷陰極管(例えば端に近い冷陰極管)が基準の明るさよりも暗い場合は当該冷陰極管15につながるキャパシタのキャパシタンスを増大させ、明るい場合は当該冷陰極管15につながるキャパシタのキャパシタンスを減少させる。そのためには、例えばキャパシタンスを減少させたい導体を、図8に示すように、螺旋状に巻いた外側導体21の途中から引き出してカットすればよい。このように各絶縁被覆芯線201〜20nの外側導体21と重なる部分の長さを設定することにより、冷陰極管151・・・15nごとのキャパシタンスを調整することができる。このようにして冷陰極管151・・・15nごとの最適キャパシタンスが決定されれば、各絶縁被覆芯線201〜20nをそれぞれ必要な長さに予め切っておいて外側導体21を巻けば、量産に適した給電線を実現することができる。
【0027】
以下、給電線16の構造の変形例を説明する。
今までの例では、給電線16として、各絶縁被覆芯線201〜20nと、各絶縁被覆芯線201〜20nを螺旋状に包囲する外側導体21との組み合わせを用いたが、図9に示すように、給電線16として、各絶縁被覆芯線201〜20nを導体網組線21aで包囲した多芯シールド線を用いることもできる。通常このような構造の線は市販されており、入手しやすいものである。多芯シールド線の一端においては、各絶縁被覆芯線201〜20nを各冷陰極管151〜15nに接続し、他端においては、導体網組線21aのみを高周波駆動回路17の高周波電源供給端25に接続する。
【0028】
また、図10に示すように、アルミニウムなどの中空の導体管21bで包囲しても良い。導体管21bに代えて、各絶縁被覆芯線201〜20nを包む銅箔、アルミ箔、導電性高分子膜を採用しても良い。導体管21b、銅箔、アルミ箔、導電性高分子膜には絶縁チューブをかぶせて絶縁することが望ましい。
以上のような本発明の構成によって、複数の冷陰極管151・・・15nに均等の電流を流すことができ、均一な明るさで点灯することができる。
【0029】
いままで本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、実施の形態に限られるものでないことはもちろんである。例えば、本発明は、実施の形態で用いた冷陰極管に限られず、放電管一般に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の液晶表示装置10を示す分解斜視図である。
【図2】高周波駆動回路17及びそれに接続された複数の冷陰極管15を含む本発明の均流点灯装置の全体回路図である。
【図3】n本の絶縁被覆芯線201〜20nが束ねられ、束ねられた絶縁被覆芯線201〜20nを、1本の導線からなる外側導体21によって一定の長さLにわたって螺旋状にとり巻いている給電線16の外観を示す図である。
【図4】給電線16の断面図である。
【図5】各冷陰極管151〜15nの両側の電極に均流回路181,182を接続した回路例を示す図である。
【図6】冷陰極管15の両端に接続される給電線16a,16bを、回転対称に配線した例を示す正面図である。
【図7】冷陰極管15を支持するための具体的な構造を示す図である。
【図8】本発明の給電線16を用いたキャパシタンスの調整方法を説明するための図である。
【図9】給電線16として、多芯シールド線を利用する場合の斜視図である。
【図10】絶縁被覆芯線201〜20nを、アルミニウムなどの中空の導体管21bで包囲した例を示す斜視図である。
【図11】キャパシタを利用した放電管均流点灯装置の一例を示す回路図である。
【図12】各冷陰極管103の一端又は両端を支持する基板上にキャパシタを、当該基板と一体に形成した例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0031】
10 液晶表示装置10
11 液晶表示部
12 液晶パネル
13 均流点灯装置本体
14 支持板
15,151・・・15n 冷陰極管
16 給電線
17 高周波駆動回路
18,181,182 均流回路
20,201〜20n 絶縁被覆芯線
21 外側導体
25 高周波電源供給端
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高周波駆動回路と、前記高周波駆動回路によって駆動される複数の放電管とを備える放電管点灯装置において、
複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する給電線を具備し、
前記各絶縁被覆芯線は、前記各放電管の一端電極にそれぞれ接続され、前記外側導体は、前記高周波駆動回路の高周波電源供給端に接続されていることを特徴とする放電管均流点灯装置。
【請求項2】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に、螺旋状に巻きつけられている請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項3】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられた網組線である請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項4】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられたチューブ状の導体管又は導体箔である請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項5】
前記各絶縁被覆芯線の、前記各放電管の一端電極に接続された端と反対側の端は、開放されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項6】
前記各絶縁被覆芯線の外側導体と重なる部分の長さは、バラストキャパシタンスの調整のために、絶縁被覆芯線ごとに同一の長さ又はそれぞれ異なった所定の長さとされている請求項5記載の放電管均流点灯装置。
【請求項7】
前記給電線は、前記各放電管の一端電極に接続される第一の給電線と、前記各放電管の他端電極に接続される第二の給電線とからなり、前記第一の給電線と前記第二の給電線とは、回転対称に配線されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項8】
前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項9】
請求項8記載の放電管均流点灯装置をバックライトとして用いた液晶表示装置。
【請求項1】
高周波駆動回路と、前記高周波駆動回路によって駆動される複数の放電管とを備える放電管点灯装置において、
複数の絶縁被覆芯線と、前記複数の絶縁被覆芯線が束ねられた状態で各絶縁被覆芯線を包囲する外側導体とを有する給電線を具備し、
前記各絶縁被覆芯線は、前記各放電管の一端電極にそれぞれ接続され、前記外側導体は、前記高周波駆動回路の高周波電源供給端に接続されていることを特徴とする放電管均流点灯装置。
【請求項2】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に、螺旋状に巻きつけられている請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項3】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられた網組線である請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項4】
前記外側導体は、前記束ねられた複数の絶縁被覆芯線に被せられたチューブ状の導体管又は導体箔である請求項1記載の放電管均流点灯装置。
【請求項5】
前記各絶縁被覆芯線の、前記各放電管の一端電極に接続された端と反対側の端は、開放されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項6】
前記各絶縁被覆芯線の外側導体と重なる部分の長さは、バラストキャパシタンスの調整のために、絶縁被覆芯線ごとに同一の長さ又はそれぞれ異なった所定の長さとされている請求項5記載の放電管均流点灯装置。
【請求項7】
前記給電線は、前記各放電管の一端電極に接続される第一の給電線と、前記各放電管の他端電極に接続される第二の給電線とからなり、前記第一の給電線と前記第二の給電線とは、回転対称に配線されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項8】
前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項9】
請求項8記載の放電管均流点灯装置をバックライトとして用いた液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2009−170269(P2009−170269A)
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−7267(P2008−7267)
【出願日】平成20年1月16日(2008.1.16)
【出願人】(000111085)ニッタ株式会社 (588)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年1月16日(2008.1.16)
【出願人】(000111085)ニッタ株式会社 (588)
【Fターム(参考)】
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