(57)【要約】【課題】基板のサイズを小型化し、管電流、開放電圧の特性のアンバランスを解消する。【解決手段】インバータからの電力を複数の蛍光管ＣＣＦＬ（１）〜蛍光管ＣＣＦＬ（１２）に伝達するための分流コイル４１〜分流コイル５２が１列に並んで配置されている。分流コイル４１〜分流コイル５２の各々にインバータからの電力を供給するためのパターンが該基板の表面と裏面との各々に形成されている。そして、各々の面内において相互のパターンが立体的に交差しながら他面のパターンと所定間隔離間して形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並んで配置される複数の蛍光管にインバータからの電力を伝達するための複数の分流コイルが、前記蛍光管の配置方向と同方向に並んで配置され、
前記複数の分流コイルの各々にインバータからの電力を供給するための該分流基板の表面と裏面とに配された各々のパターンは、各々の面内において相互のパターンが立体的に交差しながら他面のパターンと所定間隔離間して形成される、バックライト装置の分流基板。
【請求項２】
前記表面に形成されるパターンは、並んで配置される前記複数の分流コイルの１個ごとに接続される請求項１に記載のバックライト装置の分流基板。
【請求項３】
前記表面に形成されるパターンは、並んで配置される前記複数の分流コイルの２個ごとに接続される請求項１に記載のバックライト装置の分流基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置の分流基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶を用いた液晶表示装置が種々の産業分野において広範囲に用いられている。このような液晶表示装置では、液晶パネルの裏面側にバックライト装置が設けられて液晶パネルに光を照射する構造が採用されている。バックライト装置としては、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）が多く用いられている。従来のインバータを用いるバックライトシステムでは、図５に示すような構成になっており、インバータ基板１００から供給される電流を分流基板（Balancer Board）２００で分流させ、コネクタ３００を介して、１本１本の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ（１）〜ＣＣＦＬ（２０））、または、熱陰極蛍光ランプ（図示せず）といった負性抵抗を持つ蛍光管に電流を供給している。ここで、分流基板２００の基板面の一方の面に配された高圧が印加されるパターンと低圧パターン（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）、または、ジンコイル（Ｊｉｎ  Ｃｏｉｌ）との間の浮遊容量と、分流基板２００の他方の面に配された高圧が印加されるパターンと低圧パターン（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ）、または、ジンコイル（Ｊｉｎ  Ｃｏｉｌ）との間の浮遊容量との間の浮遊容量と、が異なる容量値となってしまった。すなわち、蛍光管の一方の入力とGND間、蛍光管の他方の入力とGND間に浮遊容量差が生じている。ここで、インバータ回路では、数KVrms、数十KHzの交流電力を発生するように駆動されている。このために、蛍光管毎の浮遊容量の差が及ぼす影響は大きく、個々の蛍光管に流れる管電流、蛍光管を起動させるために必要な開放電圧にアンバランスを生じさせている。ここで、開放電圧とは、蛍光管は起動させるために必要とされる、ある一定以上の電圧である。
【特許文献１】特開２００５−３５３５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため以下のような問題があった。１）開放電圧を低い側にあわせるために平均の開放電圧を大きくするインバータトランスが必要とされた。２）蛍光管に流れる電流（管電流）のアンバランスを解消するため補正用のコンデンサをつける必要があった。３）特に逆位相で電流、電圧を供給する場合は基板のパターンのレイアウトの都合で特性にアンバランスが生じる易かった。４）浮遊容量の差が生じることを解消するため、基板を大きくする必要があった。
【０００４】
本発明は上述した課題に鑑み、基板のサイズを小型化し、管電流、開放電圧の特性のアンバランスを解消する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のバックライト装置の分流基板は、並んで配置される複数の蛍光管にインバータからの電力を伝達するための複数の分流コイルが、前記蛍光管の配置方向と同方向に並んで配置され、前記複数の分流コイルの各々にインバータからの電力を供給するための該分流基板の表面と裏面とに配された各々のパターンは、各々の面内において相互のパターンが立体的に交差しながら他面のパターンと所定間隔離間して形成されるようにした。
【０００６】
本発明のバックライト装置の分流基板では、並んで配置される複数の蛍光管にインバータからの電力を伝達するための複数の分流コイルが、蛍光管の配置方向と同方向に並んで配置されている。該分流基板の表面と裏面とには、複数の分流コイルの各々にインバータからの電力を供給するためのパターンが配されている。各々のパターンは、各々の面内において相互のパターンが立体的に交差しながら他面のパターンと所定間隔離間して形成されている。このようにして、分流基板と蛍光管との接続点の浮遊容量を均一なものとできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、サイズが小さい基板においても、蛍光管の浮遊容量を均一なものとし、管電流、開放電圧の特性のアンバランスを解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は実施形態のバックライトシステムを示す図である。実施形態のバックライトシステムでは、インバータ基板（Inverter  Power  Supply基板：IP Board）１０と分流基板（Balancer  Board）２０との２枚の基板を用いている。そして、複数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ（１）〜ＣＣＦＬ（１２））に対して、コネクタ３０を介して1本1本等しい電流を供給して、輝度の均一化を図っている。なお、冷陰極蛍光ランプに替えて熱陰極蛍光ランプを用いるようにしても良い（以下、両者を含めて蛍光管と称する）。冷陰極蛍光ランプ、熱陰極蛍光ランプは、負性抵抗をもつ蛍光管である。なお、図１では、冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬ（３）〜冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬ（１１）は記載が省略されている。
【０００９】
また,蛍光管に電流が流れる際に、複数の蛍光管に対して同相で電圧を供給すると蛍光管から同じ極性の磁界が発生するため、液晶パネル（図示せず）にノイズを与える原因になる場合がある（ただし、液晶パネルの駆動方式によっては問題にならない場合もあった）。そのため図1に示すように、蛍光管を配置した場合において、蛍光管から与えるノイズの影響を少なくすために、蛍光管に供給する電圧の極性を１列毎に、正負交互（逆位相）となるようにしている。具体的には、インバータ基板から分流基板に行く電流の極性が、正極性と逆極性とにされて出力されている。これにより、例えば、冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬ（１）と冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬ（２）とに印加される電圧の極性は異なるものとされる。
【００１０】
これらの蛍光管を使ったバックライト装置では、数Kvrms（キロボルトアールエスエム）の電圧が発生している。このため、実施形態では、基板のA面、B面の両面を用いて、逆位相の電圧間で放電が無い様に距離を確保しながら、後述する特徴あるパターンのレイアウトを採用している。すなわち、ある面側の、ある極性の電圧が印加されるパターンと、反対面の、上述したある極性とは逆相の電圧が印加されるパターンとが、交差する部分を設けている。図１では、紙面表側を基板のA面、紙面裏側を基板のB面として以下の説明をおこなう。
【００１１】
図２は、電流を分流するための分流コイルを示す図である。図２に示すように、分流コイルは、紙面右側の数Kvrmsの電圧の高圧側と、紙面左側のFeed Back側（低圧側）とを有している。
【００１２】
ここで、基板のパターンのレイアウトの都合で、基板の一方の面に引き回された極性の電圧が通電されるパターンと、他面の逆極性の電圧が通電されるパターンと、が交差すると基板の板圧間で逆位相の電圧がかかり、コロナ放電やリーク電流が増加するといった問題がある。そこで、分流コイルの低圧側に接続されるパターンと高圧側に接続されるパターンとが交差するようにして、基板間にかかる電圧を半減させるパターンのレイアウトが通常用いられる。
【００１３】
なお、基板面積に制限がなく、自由な大きさの基板面積を有する基板が使える場合はこのようなパターンのレイアウトにしなくても、自由にパターンを引き回すことが可能ではある。しかしながら、この場合には、基板の面積が大きくなり、基板の価格が高価となるので、このように広い面積に渡りパターン（配線）を引き回すことは好ましくない。そして、現実的には、実際にコロナ放電、リーク電流、基板面積を考慮したパターンでは、例えば、図５に示すようなパターンのレイアウトになり、片方の面にある高圧パターンと反対面にある、分流コイルでパターンが交差する部分が複数個所発生する。
【００１４】
このようなレイアウトにて基板を作成すると、高圧入力の片側のみパターンと分流コイル間で発生する、浮遊容量で、ある極性と他極性でのインピーダンスが異なってくる。例えば、裏面にある高圧パターンとその反対面にあるパターン、または、分流コイルの結合で容量（インピーダンス）が異なってくる。図５に示す基板レイアウトを見るとわかるが蛍光管の本数が増えれば増えるほど、基板上に発生する浮遊容量差は増加していく。例えば、ここで発生した浮遊容量差は測定周波数が１KHz程度で測定した場合、一方の入力とGND間、他方の入力とGND間で測定すると、数十ｐＦの浮遊容量差を生じさせる結果になっている。ここで発生した、数十ｐＦの浮遊容量差は高圧で数十KHzで駆動させるインバータやバックライト装置では蛍光管に流れる管電流、蛍光管を起動させるために必要な起動電圧といった特性にアンバランスを生じさせることが分かっている。
【００１５】
図３は、実施形態の分流基板２０と背景技術に示した分流基板２００とのパターンのレイアウトを対比する図である。図３を参照して、実施形態の分流基板２０の特徴を説明する。なお、図５に示す従来のバックライト装置では、２０本の蛍光管を用いているが、図３では概念を対比するために、実施形態と同様に１２本の蛍光管の例で説明をしている。
【００１６】
図３の右側の対策Layoutが、実施形態のパターンのレイアウトである。実施形態のパターンのレイアウトでは、左側に示す従来Layoutとは異なり、一方の極性に偏ってしまう浮遊容量を基板のある部分（分流コイル４６と分流コイル４７との間）で交差させることにより、浮遊容量差を解消させている。この様にパターンのレイアウトした基板で一方の浮遊容量と他方の浮遊容量の差を測定すると数ｐＦになっており、アンバランスが解消されていた。図３において、実線で示す部分は、基板のA面の側を示し、破線で示す部分は、基板のB面の側を示すものである。容量結合Ａは、破線で示すパターンとコイル（Ｃｏｉｌ）との結合容量である、また、容量結合Ｂは実線で示すパターンとコイル（Ｃｏｉｌ）との結合容量である。
【００１７】
ここで、図３の、実施形態の左側の対策Layout、左側に示す従来Layoutでは、紙面の上から下に伸びる実線で示すパターンと破線で示すパターンの各々に接続される各コイルは、基板の表面に配置されている。このようにコイルを基板の表面に配置する場合において、実施形態の対策Layoutでは、結合容量の均一化を図るために中央でパターンがクロスするようにしている。クロスをさせるために、ジャンパコネクタなどを用いている。
【００１８】
図３の実施形態のパターンのレイアウトは、以下のように基板面に配されている。まず、インバータからの電力を複数の蛍光管に伝達するための複数の分流コイル（分流コイル４１〜分流コイル５２）が、蛍光管が並ぶ方向と同方向に並んで配置されている。そして、複数の分流コイルの各々にインバータからの電力を供給するためのパターンが該基板の表面と裏面との各々に形成されている。表面のパターンと裏面のパターンとは、直接にパターンが相互に接触することはなく、各々の面内で表面と裏面とで両方のパターンが所定間隔離間して形成されている。そして、分流基板の表面と、分流基板の裏面とで相互のパターンが立体的に交差する交差部を有している。
【００１９】
図３から分かるように、蛍光管ＣＣＦＬ（１）は、分流コイル４１を介して駆動され、分流コイル４１からのパターンは基板のA面の側に配されている。一方、蛍光管ＣＣＦＬ（２）は、分流コイル４２を介して駆動され、分流コイル４２からのパターンは基板のB面の側に配されている。また、蛍光管ＣＣＦＬ（１）に印加される電圧の極性と、蛍光管ＣＣＦＬ（２）に印加される電圧の極性とは逆極性となされている。
【００２０】
以下、同様にして、奇数符号（４３、４５、４７、４９、５１）の分流コイルは、奇数番目である、３番目、５番目、７番目、９番目、１１番目の蛍光管に、基板のA面の側のパターンを介して各々接続されている。また、印加される電圧の極性は、蛍光管ＣＣＦＬ（１）と同極性である。ここで、最上段の蛍光管ＣＣＦＬ（１）を１番目として、蛍光管の順番を数えるものとする。
【００２１】
また、同様にして、偶数符号（４４、４６、４８、５０、５２）の分流コイルは、最上段の蛍光管ＣＣＦＬ（１）を１番目として、偶数番目である、４番目、６番目、８番目、１０番目、１２番目の蛍光管に、基板のB面の側のパターンを介して各々接続されている。また、印加される電圧の極性は、蛍光管ＣＣＦＬ（２）と同極性である。
【００２２】
図３に示す実施形態の基板パターンのレイアウトを有する分流基板２０と従来の基板パターンのレイアウトを有する分流基板２００との各々を用いて、各基板を用いる場合に蛍光管に流れる電流がどのように変化するかを実際に測定した。
【００２３】
表１は、改善Layout（実施形態の基板パターンのレイアウト）の分流基板２０と従来Layout（図５に示す従来のパターンのレイアウト）の分流基板２００とで、蛍光管の電流のばらつきを比較する表である。表１において、従来LayoutのT101は１番目の蛍光管、T120は２０番目の蛍光管を示すものである。また、改善Layoutの１は１番目の蛍光管、12は１２番目の蛍光管を示すものである。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１をみると従来Layoutの分流基板２００では一方側（奇数番目の蛍光管）の電流の平均値と他方側（偶数番目の蛍光管）の電流の平均値は、0.4ｍA程度の差が生じている。一方、実施形態の基板パターンのレイアウトの分流基板２０では、同様の測定をすると、その差が0.09ｍAまで解消されている。この蛍光管の電流（管電流）の差が小さくなった原因は、浮遊容量の差が改善されたことによるものである。
【００２６】
表２は、実施形態の基板パターンのレイアウトで作成した基板と従来の基板パターンのレイアウトで作成した基板とを使って開放電圧を実測したデータを示すものである。この場合には、蛍光管の本数を各々が１６本として比較した。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
表２のデータをみると従来の基板パターンのレイアウト（従来Layout）の分流基板では、一方側（奇数番目の蛍光管）の開放電圧の平均値と、他方側（偶数番目の蛍光管）の開放電圧の平均値とでは、300V（0-p）程度差が生じていた。一方、実施形態のパターンのレイアウト（改善Layout）の分流基板では、一方側（奇数番目の蛍光管）の開放電圧の平均値と、他方側（偶数番目の蛍光管）の開放電圧の平均値との差が150V（0-p）と、より、小さくなっている。つまり、浮遊容量の差が改善されたことにより、開放電圧の差も解消されていることが分かる。
【００２９】
実施形態のパターンのレイアウトは、以下の特徴を有している。インバータ基板からの電力を分流コイルに供給するためのパターンを基板の表面側と裏面側との２面に配置する。分流コイルは蛍光管が並ぶ方向に略１列に配置される。インバータ基板からの電力を分流コイルに供給するためのパターンを基板のある部分で交差させることにより、蛍光管の駆動される電極の浮遊容量の差を少なくしている。ここで、交差するある部分とは、入力の結合容量が等しくなる位置、もしくは、浮遊容量の差が一番小さくなる箇所である。実施形態では、交差させる部分は分流コイルが並ぶ方向の中間部としているが、必ずしも中間部でなくとも、浮遊容量の差を少なくすることによって、所望の効果は生じるものである。このようにして、表面側のパターンのインピーダンスと裏面側のパターンのインピーダンスを合わせることによって、蛍光管の電流特性、開放電圧特性に生じるアンバランスを低減することができる。また、基板のサイズを小さくできる。
【００３０】
実施形態の変形例を以下に示す。
【００３１】
図４は実施形態の変形例を示す図である。図４に示す実施形態の変形例は、蛍光管を1本おきに極性が反転するものとはせずに、正極、正極、負極、負極とする、２本おきに極性が反転するようにした場合の例である。このようなパターンのレイアウトによっても、上述したと同様な効果を得ることができる。
【００３２】
また、上述した実施形態では、１本毎、２本毎に、蛍光管に入力される電圧の極性が異なるものとして説明をしたが、すべての蛍光管に入力される電圧の極性が同極性であっても、実施形態のパターンのレイアウトを採用すれば、蛍光管の電流特性、開放電圧特性に生じるアンバランスを低減する効果を奏するものである。
【００３３】
また、図１に示すバックライト装置では、片側駆動（一方の電極が接地（GND）とされている。しかしながら、両方の電極を駆動（両側高圧）する場合でも、実施形態のパターンのレイアウトを採用すれば、蛍光管の電流特性、開放電圧特性に生じるアンバランスを低減する効果を奏するものである。
【００３４】
また、図１に示すバックライト装置では、分流コイルは一方が高圧で、一方が低圧の分流コイルを使って説明をおこなっている。しかしながら、例えば、両側に高圧を発生させる分流コイル、両側の電位が同じ分流コイル、または半導体やコンデンサが分流コイルのようにレイアウトされる場合でも、実施形態のパターンのレイアウトは効果を発揮する。すなわち、実施形態のパターンのレイアウトを採用すれば、蛍光管の電流特性、開放電圧特性に生じるアンバランスを低減する効果を奏するものである。
【００３５】
また、上述した実施形態では、インバータ基板と分流基板とを分離した基板として説明をしたが、インバータ基板と分流基板とを一体化しても、同様のパターンのレイアウトを採用すれば、同様の蛍光管の電流特性、開放電圧特性に生じるアンバランスを低減する効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態のバックライトシステムを示す図である。
【図２】電流を分流するための分流コイルを示す図である。
【図３】実施形態の分流基板と背景技術に示した分流基板とのパターンのレイアウトを対比する図である。
【図４】実施形態の変形例を示す図である。
【図５】従来のバックライトシステムを示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  インバータ基板、  ２０  分流基板、  ３０  コネクタ、  ４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２  分流コイル、  ＣＣＦＬ（１）〜ＣＣＦＬ（１２）  蛍光管（冷陰極蛍光ランプ）
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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