(57)【要約】【課題】製造時間や製造コストの実質的な増大を必要とせずに駆動時に発生するノイズを低減する。【解決手段】外部から供給される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路５０と、インバータ回路５０から出力される交流電圧を昇圧して冷陰極管５４に交流電流を流す圧電トランス５２と、交流電圧がインバータ回路５０から出力される単位時間あたりの割合であるデューティ比を冷陰極管５４の調光用に変化させる制御回路５６とを備える。インバータ回路５０から冷陰極管５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるように変換動作を設定する抵抗部ＲＡ，ＲＢを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路から出力される交流電圧を昇圧して放電灯光源に交流電流を流す圧電トランスと、交流電圧が前記インバータ回路から出力される単位時間あたりの割合であるデューティ比を放電灯光源の調光用に変化させる制御回路とを備え、前記インバータ回路が前記放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるように変換動作を設定する抵抗部を含むことを特徴とする光源駆動装置。
【請求項２】
前記制御回路は外部から供給されるパルス幅変調信号に対応して前記インバータ回路から出力される交流電圧のデューティ比を変化させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源駆動装置。
【請求項３】
前記抵抗部は外部から供給されるパルス幅変調号に対応して変化するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源駆動装置。
【請求項４】
前記放電灯光源は冷陰極管であることを特徴とする請求項１に記載の光源駆動装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に液晶表示パネル用の光源駆動装置に関し、特に冷陰極管等の放電灯光源を駆動する光源駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン受像機、あるいはカーナビゲーションシステム等のディスプレイとして広く利用されている。液晶表示パネルが透過型である場合には、一般に冷陰極管等の放電灯光源がバックライトとして液晶表示パネルに設けられ、例えば圧電トランスを用いた光源駆動装置により駆動される。
【０００３】
従来の光源駆動装置は、交流電圧が圧電トランスに出力される単位時間あたりの割合であるデューティ比をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に対応して変化させるバースト調光方式で冷陰極管の輝度を調整するように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−６６３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は従来の光源駆動装置において所望の輝度を得るために圧電トランスから冷陰極管に断続的に流れる交流電流の波形を示す。冷陰極管はこの交流電流に従って点灯および消灯を繰り返すため、広範囲にわたる輝度の調整ができる一方で非常に大きなノイズが発生する。このノイズの主原因は、圧電トランスの振動によるものである。圧電トランスの振動を小さくする方策として、従来においては圧電トランスの構造変更や振動吸収用のモールド等が一般的に行われている。特許文献１では、圧電トランスに印加される電圧波形を設定するエンベローブ発生回路等がこの方策として設けられている。しかしながら、いずれの方策も、製造時間や製造コストを実質的に増大させてしまう結果となる。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、製造時間や製造コストの実質的な増大を必要とせずに駆動時に発生するノイズを低減することができる光源駆動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】
【０００６】
本発明によれば、外部から供給される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路から出力される交流電圧を昇圧して放電灯光源に交流電流を流す圧電トランスと、交流電圧がインバータ回路から出力される単位時間あたりの割合であるデューティ比を放電灯光源の調光用に変化させる制御回路とを備え、インバータ回路が放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるように変換動作を設定する抵抗部を含む光源駆動装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
この光源駆動装置では、インバータ回路の抵抗部が放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるように変換動作を設定する。これにより、放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形の立下りにおける傾斜が緩和され、圧電トランスの振動によって発生するノイズを低減することができる。また、この抵抗部は製造時間や製造コストの実質的な増大を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。図１はこの液晶表示装置の構成を概略的に示す。液晶表示装置は、複数の液晶画素ＰＸを有する透過型の液晶表示パネルＤＰ液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する制御ユニットＣＮＴを備える。液晶表示パネルＤＰはアレイ基板２および対向基板３間に液晶層４を挟持した構造である。
【０００９】
アレイ基板２は、例えばガラス等の透明絶縁基板上にマトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥ、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍に配置される画素スイッチング素子Ｗを有する。各画素スイッチング素子Ｗは例えばポリシリコン薄膜トランジスタからなる。この場合、薄膜トランジスタのゲートが１本のゲート線Ｙに接続され、ソースおよびドレインパスが１本のソース線Ｘおよび１個の画素電極ＰＥ間にそれぞれ接続される。
【００１０】
対向基板３は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極ＣＥ等を含む。各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に配置されこれら電極ＰＥ，ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層４の画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。また、全ての画素ＰＸは補助容量Ｃｓを有する。これら補助容量Ｃｓはアレイ基板２側において複数行の画素電極ＰＥにそれぞれ容量結合した複数の補助容量線を共通電極ＣＥに電気的に接続することにより得られる。共通電極ＣＥには、共通電圧Ｖcomが供給される。
【００１１】
制御ユニットＣＮＴは液晶コントローラ５、ゲートドライバ１０、ソースドライバ２０、およびバックライトドライバを含む。液晶コントローラ５は外部から供給されるデジタル映像信号VIDEOを画像として表示パネルＤＰに表示させるためにゲートドライバ１０、ソースドライバ２０、およびバックライドドライバＢＬＤを制御する。ゲートドライバ１０は複数のゲート線Ｙに接続され、これら複数のゲート線Ｙを順次駆動する。ソースドライバ２０は複数のソース線Ｘに接続され、各ゲート線Ｙが駆動される間にこれらソース線Ｘを駆動する。バックライトドライバＢＬＤは液晶表示パネルＤＰの駆動時にバックライトＢＬを点灯させる。さらに、このバックライトドライバＢＬＤは液晶コントローラ５あるいは外部から供給されるＰＷＭ信号に対応して平均的な点灯期間を変化させてバックライトＢＬの輝度を調整するように構成されている。ここでは、ＰＷＭ信号の周波数が１６０Ｈｚに設定されている。バックライトＢＬは冷陰極管等の放電灯光源とこの放電灯光源からの光を液晶表示パネルＤＰの表示領域全体に導く導光板とを組み合わせた面光源である。
【００１２】
図２はバックライトドライバＢＬＤの構成を示す。このバックライトドライバＢＬＤは外部から供給される直流電源電圧ＶＤＤを交流電圧に変換するインバータ回路５０と、インバータ回路５０から出力される交流電圧を昇圧して放電灯光源に交流電流を流す圧電トランス５２と、インバータ回路５０から出力される交流電圧の周波数を設定すると共に、この交流電圧がインバータ回路５０から出力される単位時間あたりの割合であるデューティ比をバックライトＢＬに設けられた冷陰極管５４の調光用に変化させるコントローラＩＣ５６とを備える光源駆動装置である。インバータ回路５０は圧電トランス５２の一次側第１電極および電源電圧ＶＤＤの入力端間に接続されるＭＯＳトランジスタＴ１、圧電トランス５２の一次側第１電極およびコントローラＩＣ５６の非反転制御出力端および電源電圧ＶＤＤの入力端間に接続されるＭＯＳトランジスタＴ２、圧電トランス５２の一次側第２電極および電源電圧ＶＤＤの入力端間に接続されるＭＯＳトランジスタＴ３、および圧電トランス５２の一次側第２電極およびコントローラＩＣ５６の反転制御出力端および電源電圧ＶＤＤの入力端間に接続されるＭＯＳトランジスタＴ４を有する。コントロールＩＣ５６は非反転出力端および反転出力端から相補的な関係で交互にＶＤＤレベルおよび接地レベルに設定されるスイッチング電圧を発生する。ここでは、スイッチング電圧が５５ｋＨｚの周波数に設定され、ＰＷＭ信号に対応したデューティ比で出力される。これにより、ＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ４とＭＯＳトランジスタＴ３，Ｔ２とが交互に導通し、圧電トランス５２の一次側第１電極および第２電極間に交流電圧を印加する。この交流電圧は圧電トランス５２で昇圧され、交流電流が二次側電極から冷陰極管５４に流れる。この交流電流の周波数はスイッチング電圧と同じ５５ｋＨｚである。冷陰極管５４はこの交流電流が流れる状態で点灯し、単位時間あたりの点灯期間の割合はＰＷＭ信号のデューティ比に略等しい。冷陰極管５４に流れる交流電流は電流検出部５８で検出され、コントロールＩＣ５６にフィードバックされる。コントロールＩＣ５６はこの検出結果に基づいてスイッチング電圧を調整する。
【００１３】
インバータ回路５０は、電源電圧ＶＤＤの入力端およびＭＯＳトランジスタＴ１のゲート間に接続される抵抗ＲＡ、並びに電源電圧ＶＤＤの入力端およびＭＯＳトランジスタＴ３のゲート間に接続される抵抗ＲＢを有する。これら抵抗ＲＡおよびＲＢはそれぞれ１５ｋΩであり、冷陰極管５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるように変換動作を設定する抵抗部として設けられている。
【００１４】
上述のように抵抗ＲＡおよびＲＢをそれぞれ１５ｋΩ、冷陰極管５４に流れる交流電流の周波数を５５ｋＨｚ、ＰＷＭ信号の周波数を１６０Ｈｚとした場合、図３に示すように冷陰極管５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間（冷陰極管５４を点灯状態から消灯状態に遷移させるための遷移時間）が４００μｓに設定される。この場合においてノイズレベルを測定すると、２７ｄＢであった。また、抵抗ＲＡおよびＲＢをそれぞれ１０ｋΩに変更してみると、交流電流の包絡線の立下り時間が２００μsに設定される。この場合のノイズレベルは２９ｄＢであった。
【００１５】
図４に示す従来例では、冷陰極管５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間が１００μs未満であり、ノイズレベルは３２ｄＢである。１００μs未満の立下り時間は、冷陰極管５４に流れる交流電流の周波数を５５ｋＨｚ、ＰＷＭ信号の周波数を１６０Ｈｚという同じ条件で抵抗ＲＡおよびＲＢをそれぞれ例えば５ｋΩとすることにより得られる。
【００１６】
本実施形態では、抵抗ＲＡおよびＲＢをそれぞれ１５ｋΩにすることによりノイズを従来例よりも５ｄＢ低減することができ、これらをそれぞれ１０ｋΩにすることによりノイズを従来例よりも３ｄＢ低減することができる。すなわち、冷陰極管５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を１００μs以上に増大するように抵抗ＲＡおよびＲＢの抵抗値を設定変更すれば、放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形の立下りにおける傾斜が緩和され、圧電トランス５２の振動によって発生するノイズを低減することができる。また、抵抗ＲＡおよびＲＢの抵抗値の設定変更は製造時間や製造コストの実質的な増大を必要としない。
【００１７】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００１８】
上述の実施形態では、抵抗ＲＡおよびＲＢが固定抵抗で構成されたが、放電灯光源５４に流れる交流電流の包絡線波形の立下り時間を増大させるようにＰＷＭ信号に対応してこれら抵抗ＲＡおよびＲＢの抵抗値を変化させるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る透過型液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すバックライトドライバの構成を示す図である。
【図３】図２に示す圧電トランスから冷陰極管に流れる交流電流の包絡線波形を示す図である。
【図４】従来の光源駆動装置により放電灯光源に流れる交流電流の包絡線波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
２…アレイ基板、３…対向基板、４…液晶層、５…コントローラ、１０…ゲートドライバ、２０…ソースドライバ、５０…インバータ回路、５２…圧電トランス、５４…冷陰極管、５６…コントロールＩＣ、ＢＬ…バックライト、ＢＬＤ…バックライトドライバ、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＣＮＴ…制御ユニット、ＤＰ…液晶表示パネル、ＲＡ，ＲＢ…抵抗、ＰＸ…液晶画素、Ｘ…ソース線、Ｙ…ゲート線、Ｗ…画素スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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