(57)【要約】【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。【選択図】図３
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【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。
【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
【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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【図７】
2009170269.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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