(57)【要約】【課題】複数の冷陰極放電管を均一に発光させることが可能なインバータユニットを提供する。【解決手段】制御回路と、制御回路の制御より駆動パルスを発生するスイッチング回路と、駆動パルスが印加され、冷陰極放電管を駆動する駆動信号を発生する複数の駆動トランスと、を備える。そして、複数の駆動トランスのそれぞれは、主巻線と補助巻線を含む一次巻線を有し、複数の駆動トランスの１つの駆動トランスの主巻線は、他の駆動トランスの補助巻線と直列に接続する。【選択図】図１
2008218172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷陰極放電管を駆動するインバータユニットであって、
制御回路と、
前記制御回路から出力されるスイッチングパルスが印加され、駆動パルスを発生するスイッチング回路と、
前記駆動パルスが印加され、冷陰極放電管を駆動する複数の駆動トランスと、を備え、
前記複数の駆動トランスのそれぞれは、主巻線と補助巻線を備える一次巻線を備え、
前記複数の駆動トランスの１つの駆動トランスの前記主巻線は、他の駆動トランスの補助巻線と直列に接続される、ことを特徴とするインバータユニット。
【請求項２】
前記複数の冷陰極放電管は隣接して配列され、
前記１つの駆動トランスは、前記複数の冷陰極放電管の端部側に配列される前記冷陰極放電管を駆動し、
前記他の駆動トランスは、前記複数の冷陰極放電管の中央部側に配列される前記冷陰極放電管を駆動することを特徴とする請求項１に記載のインバータユニット。
【請求項３】
前記１つの駆動トランスの補助巻線は、前記他の駆動トランスとは異なる駆動トランスの主巻線と直列に接続される請求項１または２に記載のインバータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の冷陰極放電管を均一に発光させるインバータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極放電管の駆動回路において、駆動回路の低電圧部側にバランスコイルを接続したり、駆動回路の冷陰極放電管が接続される高電圧部側にバランスコイルを接続して、複数の冷陰極放電管に流れる電流を一定にする事は、既に広く利用されている技術である。冷陰極放電管は、そのインピーダンスのばらつき等により、冷陰極放電管の両電極間に印加される電圧がばらつき、したがって、冷陰極放電管に流れる電流が個々の冷陰極放電管の持つインピーダンスにより変わることが知られている。
【０００３】
良く知られているように、液晶表示パネルの背面には、バックライトとして複数の冷陰極放電管が内蔵されている。最近の傾向として、液晶表示パネルの画面サイズが大きくなる傾向にあるが、たとえば家庭用の液晶ＴＶでは、従来２０インチどまりであったものが、３２インチ乃至４５インチの大きさの液晶表示パネルを用いた液晶ＴＶが主流になっている。
【０００４】
このように液晶表示パネルのサイズが大きくなると、液晶ＴＶ一台当りで使われる冷陰極放電管の数が増えてきている。そのため、上記した記載のように、冷陰極放電管に流れる電流量が複数の冷陰極放電管毎に異なっていると、複数の冷陰極放電管の間で発光にムラが生じることになる。これは、液晶表示パネルにおける輝度ムラを発生する原因となるため、使用される全ての冷陰極放電管に流れる電流量を一定に合わせることが、高品質な液晶ＴＶを提供するのに必要不可欠となっている。
【特許文献１】特開２００３−０３１３８３号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５４４３号公報
【特許文献３】特表２００４−５０６２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、１個の制御ＩＣの制御により、複数のトランスを使用した複数本の冷陰極放電管の電流制御を行うインバータにおいては、トランスの出力側から見た負荷回路の定数のバラツキがそのまま冷陰極放電管の電流のバラツキとなる。したがって、これが原因で液晶表示パネルの輝度ムラが発生するため、トランス特性の選別や、出力に接続するコンデンサ容量の選別により、冷陰極放電管の電流のバラツキの対策を施す必要があった。さらにインバータでの定数や特性を揃えても、液晶表示パネル内の温度分布により冷陰極放電管の電流のバラツキが発生することもある。
【０００６】
そのために特許文献１乃至３に開示された発明のように、バランサを使用してそれぞれ冷陰極放電管に流れる電流を合わせる技術が提案されている。しかし、液晶テレビが大型化しているため、冷陰極放電管を１０本乃至２０本も使用する液晶表示パネルの場合には、バランサを用いたインバータでは、部品点数が増加し、インバータの基板の占有面積も増大することとなってしまう。
【０００７】
したがって本発明の目的は、複数の冷陰極放電管を均一に発光させることが可能なインバータユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の実施形態に係るインバータユニットは、
複数の冷陰極放電管を駆動するインバータユニットであって、
制御回路と、
前記制御回路から出力されるスイッチングパルスが印加され、駆動パルスを発生するスイッチング回路と、
前記駆動パルスが印加され、冷陰極放電管を駆動する複数の駆動トランスと、を備え、
前記複数の駆動トランスのそれぞれは、主巻線と補助巻線を備える一次巻線を備え、
前記複数の駆動トランスの１つの駆動トランスの前記主巻線は、他の駆動トランスの補助巻線と直列に接続される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の冷陰極放電管を均一に発光させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係るインバータユニットの構成図である。図において、１は直流電圧が印加される電源端子、２は接地端子を示す。電源端子１からの直流電圧は、制御回路３及びスイッチング回路４に供給される。制御回路３は、内部に発振回路、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路等を備え、スイッチング回路４に供給するスイッチングパルスを発生する。スイッチング回路４は、例えばＦＥＴトランジスタで構成され、後段の駆動トランスに駆動パルスを出力する。
【００１１】
図１のインバータユニットにおいては、特性が同じである２つの駆動トランスＴ１及びＴ２が隣接して設けられる。駆動トランスＴ１は２つの一次巻線Ｔ１−１−１、Ｔ１−２−１及び２つの二次巻線Ｔ１−１−２、Ｔ１−２−２を備える。
【００１２】
駆動トランスＴ２は２つの一次巻線Ｔ２−１−１、Ｔ２−２−１及び２つの二次巻線Ｔ２−１−２、Ｔ２−２−２を備える。なお、駆動トランスＴ１及び駆動トランスＴ２において、夫々の２つの一次巻線は、主巻線及び補助巻線と考えることができる。
【００１３】
駆動トランスＴ１の２つの二次巻線Ｔ１−１−２、Ｔ１−２−２は図示するように直列に接続され、さらに直列に接続された２本の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２が接続される。また、駆動トランスＴ２の２つの二次巻線Ｔ２−１−２、Ｔ２−２−２は、同じく図示するように直列に接続され、さらに直列に接続された２本の冷陰極放電管ＦＬ３、ＦＬ４が接続される。尚、２本の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２、及びＦＬ３、ＦＬ４は、それぞれ１本のＵ字型冷陰極放電管であってもよい。
【００１４】
駆動トランスＴ１の２つの一次巻線Ｔ１−１−１、Ｔ１−２−１及び駆動トランスＴ２の２つの一次巻線Ｔ２−１−１、Ｔ２−２−１の巻数は同じとされている。即ち、Ｎ（Ｔ１−１−１）＝Ｎ（Ｔ１−２−１）＝Ｎ（Ｔ２−１−１）＝Ｎ（Ｔ２−２−１）とされている。
【００１５】
駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−１−１、Ｔ１−２−１は並列に接続され、同じく並列に接続された駆動トランスＴ２の２つの一次巻線Ｔ２−１−１、Ｔ２−２−１とそれぞれ直列に接続されてスイッチング回路４からの駆動パルスが印加される。
【００１６】
本発明の上記した実施形態によれば、２本の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２に流れる電流Ｉ１、及び２本の冷陰極放電管ＦＬ３、ＦＬ４に流れる電流Ｉ２が等しい値となる。したがって４本の冷陰極放電管ＦＬ１乃至ＦＬ４に流れる電流が等しい値となり、均一に発光させることが可能となる。
【００１７】
＜実施形態２＞
図２は、本発明の実施形態２に係るインバータユニットの構成図である。図において、実施形態１に係るインバータユニットと同じ部品には同じ参照符号を用いることで詳しい説明は省略する。さらに実施形態２及び実施形態３以下の実施形態においても、制御回路３及びスイッチング回路４は同じ回路が使用できるので省略されている。しかしながら、巻線の巻数及び接続が実施形態１とは異なる。即ち、Ｎ（Ｔ１−１−１）＝Ｎ（Ｔ２−１−１）＞＝Ｎ（Ｔ１−２−１）＝Ｎ（Ｔ２−２−１）とされている。
【００１８】
実施形態２においては、駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−１−１及び駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−１−１を主巻線とし、駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−２−１及び駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−２−１を補助巻線とする。駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−１−１に駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−２−１を直列に接続し、その両端にスイッチング回路４から出力される駆動パルスを印加する。
【００１９】
また、駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−１−１に駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−２−１を直列に接続し、その両端にスイッチング回路４から出力される駆動パルスを印加する。
【００２０】
実施形態２に係るインバータユニットでは、補助巻線である駆動トランスＴ１及びＴ２の一次巻線Ｔ１−２−１及Ｔ２−２−１により、主巻線である駆動トランスＴ１及びＴ２の一次巻線Ｔ１−１−１及びＴ２−１−１に掛かる電圧が補正される。それにより、２本の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２に流れる電流Ｉ１及びＦＬ３、ＦＬ４に流れる電流Ｉ２が等しい値となる。したがって４本の冷陰極放電管ＦＬ１乃至ＦＬ４に流れる電流が等しい値となり、均一に発光させることが可能となる。
【００２１】
＜実施形態３＞
図３は、複数の冷陰極放電管を駆動するための、本発明の実施形態３に係るインバータユニットの構成図である。図において、実施形態１に係るインバータユニットと同じ部品には同じ参照符号を用いることで詳しい説明は省略する。また、冷陰極放電管が接続される各駆動トランスの二次巻線側については、変更がないので、参照符号についても省略する。図３に示す実施形態３に係るインバータユニットにおいては、４個の駆動トランスＴ１乃至Ｔ４が、互いに隣接し、一列に配列されて使用される。
【００２２】
駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−１−１は、他の駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−２−１と直列に接続され、直列に接続された両端にスイッチング回路４からの駆動パルスが印加される。
【００２３】
駆動トランスＴ１の一次巻線Ｔ１−２−１は、他の駆動トランスＴ４の一次巻線Ｔ４−１−１と直列に接続され、直列に接続された両端にスイッチング回路４からの駆動パルスが印加される。
【００２４】
駆動トランスＴ２の一次巻線Ｔ２−１−１は、他の駆動トランスＴ３の一次巻線Ｔ３−２−１と直列に接続され、直列に接続された両端にスイッチング回路４からの駆動パルスが印加される。
【００２５】
駆動トランスＴ３の一次巻線Ｔ３−１−１は、他の駆動トランスＴ４の一次巻線Ｔ４−２−１と直列に接続され、直列に接続された両端にスイッチング回路４からの駆動パルスが印加される。
【００２６】
上記するように、実施形態３に係るインバータユニットにおいては、全ての駆動トランスＴ１乃至Ｔ４の一次巻線を互いに接続することで、負荷として接続される全ての冷陰極放電管に流れる電流を合わせることが可能となる。この場合、各駆動トランスの２つの一次巻線を主巻線及び補助巻線とし、異なる駆動トランスの主巻線と補助巻線を直列に接続することで、インピーダンスの差を減らすることが可能となる。
【００２７】
図６に示した（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を用いてトランスの一次巻線を抵抗に置き換えて理論を説明する。まず、図６の（ａ）は、従来から行なわれている直列接続の構成を示す。図６の（ｂ）は、従来から行なわれている並列接続の構成であり、図６の（ｃ）は、本発明の実施形態に係るインバータユニットにおける直列並列接続の構成を示す。図６においては、それぞれ、接続された組の電力および他の組との比較をする電力比を記入した。すなわち、大きい電力を１とおいた場合の他の電力比を示す。
【００２８】
図６の（ａ）の直列接続の構成では、負荷インピーダンスが低いほど加わる電力が小さくなり、冷陰極放電管の電流の差も小さく抑えられる。但し、同じ駆動トランスを使用する場合、３倍の入力電圧が必要になる。もし、入力電圧が同じであれば駆動トランスの巻数比が大きくなってしまい、効率が低下してしまう。
【００２９】
図６（ｂ）の並列接続回路では、負荷インピーダンスが低いほど大きな電力が加わるために、冷陰極放電管の電流の差も大きくなってしまうため、輝度ムラが生じる。但し、直列接続回路のように同じ駆動トランスを使用する場合、入力電圧が３倍必要ということはなく、駆動トランスの巻数比を上げなければならないこともない。
【００３０】
一方、本発明の実施形態に係る図６の（ｃ）の直列並列接続の構成では、直列接続の構成のように、負荷インピーダンスが低いほど加わる電力が小さくなり、冷陰極放電管の電流の差が小さく出来る。さらに３倍の入力電圧が必要とされる問題もない。
【００３１】
＜実施形態４＞
図４の（ａ）は、さらに多くの複数の冷陰極放電管を駆動するための、本発明の実施形態４に係るインバータユニットの構成図である。図４の（ａ）において、実施形態１に係るインバータユニットと同じ部品には同じ参照符号を用いることで詳しい説明は省略する。また、冷陰極放電管が接続される各駆動トランスの二次巻線側については、変更がないので、参照符号についても省略する。図４に示す実施形態４に係るインバータユニットにおいては、１例として６個の駆動トランスＴ１乃至Ｔ６が互いに隣接し、一列に配列されて使用される。なお、使用する駆動トランスの個数は任意に選定することが可能である。
【００３２】
また、図４の（ｂ）は、液晶表示パネルの背面に均等に配列された図４の（ａ）に示す１２本の冷陰極放電管と、液晶表示パネルの温度との関係を示す図である。駆動トランスＴ１乃至Ｔ６における一次巻線の接続関係は、図示することで、説明は省略する。しかしながら、接続の基本的な考えは、液晶表示パネルの温度の低い個所に配列される冷陰極放電管の駆動トランスの一次巻線は、温度の高い個所に配列される冷陰極放電管の駆動トランスの一次巻線と直列接続とすることにある。
【００３３】
すなわち、液晶表示パネルに配列された冷陰極放電管は、液晶表示パネルの上下の端部側と中央部側とでは、図４の（ｂ）に示すように環境温度が異なるために、インピーダンスも変化する。具体的に説明すると、図４の（Ｃ）に示すように、液晶表示パネル５の背面に、複数本の直管型の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２、、、ＦＬＮが一定間隔をあけて配列される。このように、冷陰極放電管を配列する場合には、液晶表示パネル５の上端部側と下端部側に配列される冷陰極放電管は、中央部側に配列される冷陰極放電管に比べて冷陰極放電管のインピーダンスが高い。
【００３４】
したがって、この液晶表示パネル５に配列された冷陰極放電管のインピーダンス特性を補う必要がある。したがって端部側に配列される冷陰極放電管を駆動する駆動トランスの主巻線は、中央部側に配列される冷陰極放電管を駆動する駆動トランスの補助巻線と直列に接続する。これにより、配列された冷陰極放電管のインピーダンス特性を全体として平均化し、全ての冷陰極放電管に流れる電流値を精度良く合わせることが可能となる。
【００３５】
図５は、８本の冷陰極放電管を液晶表示パネルの背面に均等間隔で配列して駆動した場合の、８本の冷陰極放電管の動作状態の実測値の表を示す。表から分かるように、従来技術の接続に比較して、実施形態３、実施形態４のインバータユニットにおいては、冷陰極放電管に流れる電流値のバラツキが少ない。したがって、液晶表示パネルの輝度のムラがすくなくなることが確認された。なお、実施形態４のインバータユニットは、他の実施形態に比べても冷陰極放電管に流れる電流のバラツキが非常に小さい値になっており、精度の良いことが言える。
【００３６】
図示した実施形態１乃至４に係るインバータユニットの構成は、本発明の１つの実施形態であって、本発明の精神を逸脱しない範囲において、各種の変形が可能である。たとえば、それぞれの実施形態では、擬似Ｕ字型冷陰極放電管として説明し、図示した。しかし、実施形態１で示した２本の冷陰極放電管ＦＬ１、ＦＬ２、及びＦＬ３、ＦＬ４は、それぞれ１本のＵ字型冷陰極放電管であってもよく、他の実施形態についても同様である。また、直線型冷陰極放電管をそれぞれ駆動する回路であっても良く、冷陰極放電管の形状や、駆動トランスと冷陰極放電管の接続方法に関しては、実施形態に示したものに限定されるものではなく、どのような構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１に係るインバータユニットの構成図である。
【図２】本発明の実施形態２に係るインバータユニットの構成図である。
【図３】本発明の実施形態３に係るインバータユニットの構成図である。
【図４】本発明の実施形態４に係るインバータユニットの構成図である。
【図５】本発明の実施形態３及び４に係るインバータユニットの効果を従来秘術と比較して説明する測定値の表を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るインバータユニットの効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電源端子
２  接地端子
３  制御回路
４  スイッチング回路
５  液晶表示パネル
Ｔ１、Ｔ２、、、、駆動トランス
ＦＬ１、ＦＬ２、、、、冷陰極放電管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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