(57)【要約】【解決手段】複数の冷陰極管１５に対して浮遊容量を通して高周波的につながっている支持部材１４と、前記複数の冷陰極管１５の両端に対して、既定周波数ｆ１の高周波駆動電源を供給するためのインバータ回路２０と、既定周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）の低周波駆動電源を供給する第二のインバータ回路３０とを備える。点灯時、前記インバータ回路２０から、複数の冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給され、当該高周波電流は、前記浮遊容量、前記支持部材１４を通して、前記インバータ回路２０に還流する。また、第二のインバータ回路３０によって、冷陰極管１５の端から端まで流れる低周波電流を得る。【効果】高周波駆動電源により、起動後、各冷陰極管の明るさを均等にすることができる。低周波駆動電源により、１本の冷陰極管の明るさを場所によらず一様にすることができる。【選択図】図１３
2009231000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続された複数の放電管を点灯駆動するための放電管均流点灯装置であって、
前記複数の放電管を支持し、前記複数の放電管との間に浮遊容量が形成されている支持部材と、既定周波数ｆ１の高周波駆動電源を供給するインバータ回路とを備え、
前記高周波駆動電源の一相の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の両端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記高周波駆動電源の他相の出力端に還流することを特徴とする放電管均流点灯装置。
【請求項２】
前記複数の放電管の両端に対して前記高周波駆動電源の一相の出力端が接続され、前記支持部材に対して前記高周波駆動電源の他相の出力端が接続されている請求項１記載の放電管均流点灯装置。
【請求項３】
前記各放電管と前記支持部材との間に形成される単位長さあたりの浮遊容量は、放電管の長手方向に沿って不均等に分布している請求項１又は請求項２記載の放電管均流点灯装置。
【請求項４】
単位長さあたりの前記浮遊容量は、放電管の中央部で大きくなるように形成される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放電管均流点灯装置。
【請求項５】
前記インバータ回路（以下「第一のインバータ回路」という）に加えて、前記複数の放電管の一端に対して前記既定周波数ｆ１より低い既定周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）の低周波駆動電源の一相を供給し、前記複数の放電管の他端に対して前記低周波駆動電源の他相を供給する第二のインバータ回路をさらに備える請求項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】
前記第一のインバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の一端との間に接続される第一のキャパシタと、
前記第一のインバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の他端との間に接続される第二のキャパシタとを含む請求項５記載の放電管均流点灯装置。
【請求項７】
前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管のいずれか一端との間に接続され、前記複数の放電管の前記一端に印加される電圧の移相をずらすための進相素子又は遅相素子を含む請求項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８】
前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の一端との間に接続され、前記複数の放電管の前記一端に印加される電圧の移相をずらすための第一の進相素子又は遅相素子と、
前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の他端との間に接続され、前記複数の放電管の前記他端に印加される電圧の移相をずらすための第二の進相素子又は遅相素子とを含む請求項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９】
前記放電管は、蛍光灯又は放電管である請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の放電管均流点灯装置。
【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、インバータ回路を用いた高周波点灯方式が採用されている。
図２２は、このインバータ回路を含む放電管均流点灯装置の一例を示す回路図である。この放電管均流点灯装置は、高周波交流電源を供給するためのスイッチング回路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の二次側の出力回線に対して並列に接続される複数の放電管１０３と、各放電管１０３の一端又は両端に挿入され、各放電管１０３に互いに等しい電流を流すため各放電管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。なおインバータ回路とは、スイッチング回路１０１と主変圧器１０２とを含む回路とする。
【０００３】
このような放電管均流点灯装置においては、前記均流回路１０４を構成するキャパシタは、各放電管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２３に示すように、当該基板１０５の表面上に各放電管１０３に接続される各導体１０６を互いに分離して設け、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。
【０００４】
放電管１０３の駆動は、インバータ回路から放電管に定格電圧（放電管の長さ等に応じた、放電管のメーカーから指定される電圧。例えば１０００Ｖ）、定格周波数（放電管のメーカーから指定される周波数。例えば６０ｋＨｚ）の高周波交流電源を供給することによって行っている。
【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】
【０００５】
ところが、前記放電管の点灯駆動時、特に低温起動時に、各放電管に均等な電流が流れないことがある。この電流の不均等は起動後も継続され、それがそのまま画面の明るさのムラにつながってしまう。
このような起動時の電流の不均等を防止するために、均流回路のキャパシタンスを小さくして、駆動電圧を高くすることが行われているが、駆動電圧を高くするとインバータ回路の主変圧器を大きくし、その耐圧も上げなければならない。このため、放電管点灯装置の全体が大きくなり、また発熱量も増大する。
【０００６】
そこで本発明は、各放電管の起動を確実に行うことができ、起動後も、各放電管に安定した均一の電流を流すことのできる放電管均流点灯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】
【０００７】
本発明の放電管均流点灯装置は、互いに並列に接続された複数の放電管を点灯駆動するための放電管均流点灯装置であって、
前記複数の放電管を支持し、前記複数の放電管との間に浮遊容量が形成されている支持部材と、既定周波数ｆ１の高周波駆動電源を供給するインバータ回路とを備え、
前記高周波駆動電源の一相の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の両端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記高周波駆動電源の他相の出力端に還流することを特徴とする。
【０００８】
この装置構成であれば、点灯時、前記インバータ回路の前記一相の出力端から、前記複数の放電管の両端に高周波電流が供給され、当該高周波電流は、前記浮遊容量、前記支持部材を通って、前記インバータ回路の前記他相に還流する。したがって、従来、支持部材に一部が逃げていた高周波電流を積極的に利用して放電管を点灯する。これにより、各放電管と直列に接続された均流素子（例えばバラスト・キャパシタ）がなくても、前記寄生容量が均流素子としての役割を果たすので、各放電管の均流点灯が容易にできる。
【０００９】
具体的接続例を挙げると、前記複数の放電管の両端に対して前記高周波駆動電源の一相の出力端が接続され、前記支持部材に対して前記高周波駆動電源の他相の出力端が接続されている回路構成である。
前記各放電管と前記支持部材との間に形成される単位長さあたりの浮遊容量は、放電管の長手方向に沿って不均等に分布していることが好ましい。放電管の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持部材に逃げるが、放電管内の電流分布が均一にならず、輝度ムラが生じることがある。そこで各放電管と前記支持部材との間に形成される単位長さあたりの浮遊容量を放電管の長手方向に沿って不均等に分布させる。これにより、電流分布を均一にし、輝度ムラをなくすことができる。
【００１０】
特に、放電管の中央部が暗くなりやすいので、中央部の浮遊容量が大きくなるように設定することが好ましい。
本発明の放電管均流点灯装置は、前記インバータ回路（以下「第一のインバータ回路」という）に加えて、前記複数の放電管の一端に対して前記既定周波数ｆ１より低い既定周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）の低周波駆動電源の一相を供給し、前記複数の放電管の他端に対して前記低周波駆動電源の他相を供給する第二のインバータ回路をさらに備えるものであってもよい。前記複数の放電管の両端に対して、既定の周波数ｆ１の高周波駆動電源を供給すると、放電管の両端から供給された高周波電流は前記浮遊容量を通して前記支持部材に逃げるため、放電管の中央部分の電流が少なくなる。このため放電管の中央部分がやや暗くなることがある。そこで、第二のインバータ回路を用いて、前記複数の放電管の両端に対して、前記既定の周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２の低周波駆動電流を流す。この低周波駆動電流は、周波数が低いので、前記寄生容量を通して漏れにくい。これにより、放電管の中央部分を乗り越える電流が得られるので、１本の放電管の輝度を場所にかかわらず一様にできる。
【００１１】
また、前記第一のインバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の一端との間に接続される第一のキャパシタと、前記第一のインバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の他端との間に接続される第二のキャパシタとを含む構成であれば、これらの第一のキャパシタと第二のキャパシタによって、２つのインバータ回路の間で直流〜低周波の絶縁効果が得られる。
【００１２】
また、本発明の放電管均流点灯装置は、前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管のいずれか一端との間に接続され、前記複数の放電管の前記一端に印加される電圧の移相をずらすための進相素子又は遅相素子を含むものであってもよい。この進相素子又は遅相素子のために、前記各放電管の一端と他端との間に、１サイクルのある時間、電位差が生ずることになり、放電管の端から端まで電流を流すことができる。したがって、放電管の中央部分を乗り越える電流が得られるので、１本ずつの放電管の輝度を一様にできる。前記進相素子の例としてキャパシタ、遅相素子の例としてインダクタを挙げることができる。
【００１３】
また、本発明の放電管均流点灯装置は、前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の一端との間に接続され、前記複数の放電管の前記一端に印加される電圧の移相をずらすための第一の進相素子又は遅相素子と、前記インバータ回路の前記一相の出力端と前記複数の放電管の他端との間に接続され、前記複数の放電管の前記他端に印加される電圧の移相をずらすための第二の進相素子又は遅相素子とを含むものであってもよい。
【００１４】
前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、特に均流素子を必要としなくても放電管の起動が容易にでき、起動後、放電管に流れる電流の不均等化を防止し、各放電管の明るさを均等にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、本発明が適用される液晶表示装置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、その一部又は全部が金属で構成された支持板１４に複数の冷陰極管１５が配置されたものであり、これらの冷陰極管１５は、互いに並列に接続され、インバータ回路に接続される。複数の冷陰極管１５と支持板１４及びその周辺に配置されている導電性の部材（支持板１４を固定する金具など）との間には、冷陰極管１５１〜１５ｎとの間で浮遊容量又は寄生容量が形成される。これにより複数の冷陰極管１５と支持板１４は高周波的につながっている。なお複数の冷陰極管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。
【００１７】
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。
【００１８】
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の長辺方向と平行に配列している。各冷陰極管１５１〜１５ｎの一端部のリード線及び他端部のリード線は、給電基板１６の電極にそれぞれ接続されている。これらの給電基板１６の電極が後述するインバータ回路の高周波電源供給端に接続される。
図２は、インバータ回路２０及びそれに接続された複数の冷陰極管１５１〜１５ｎを含む均流点灯装置の全体回路図である。このインバータ回路２０は、商用交流電源２２ａに接続されたスイッチＳＷ及び整流回路２２ｂと、整流回路２２ｂの直流出力に基づいて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、高周波駆動電源の一相を供給するための高周波電源供給端２５と、を備えている。
【００１９】
高周波電源供給端２５に対して、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端及び他端が接続されている。また、前記高周波駆動電源の他相を供給するための、高周波電源供給端２５と反対の端は、支持板１４と同じ電位になるように接地されている。
スイッチング回路２３は、スイッチング動作をするトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２とキャパシタＣｓ１，Ｃｓ２とからなるブリッジ回路を含んでいる。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の各ゲートには、２つの互いに逆位相の高周波パルス電圧を供給するためのクロックパルス回路２３ａが接続されている。このクロックパルス回路２３ａは、既定周波数ｆ１のクロックパルスが入るごとに２つの高周波パルス電圧の位相を１８０°切り替える。既定周波数ｆ１は、冷陰極管１５を起動し起動後も点灯を続けるために必要な周波数であり、例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲の中から選ばれる。
【００２０】
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Ｖｄ（冷陰極管の長さに応じて決まる、通常１０００Ｖ〜２０００Ｖ程度）を得ることができる。
このインバータ回路２０の動作説明をすると、商用交流電源２２ａのスイッチオン後、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。
【００２１】
このスイッチング回路２３の交流周波数の範囲は、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ることが必要であり、前述したように数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲の中から選ばれる。前記範囲は、好ましくは、２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚである。周波数がこの数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲より低すぎると、特に低温時に冷陰極管１５の起動が困難になることがある。周波数がこの範囲よりも高いと、主変圧器２４内部で発生する浮遊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。
【００２２】
主変圧器２４によって昇圧された高周波電源は、高周波電源供給端２５から２つに分岐され、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端に供給される。この高周波電流は、各冷陰極管１５１〜１５ｎの内部を通って、各冷陰極管１５１〜１５ｎと支持板１４との間に分布した状態で形成されている浮遊容量を通過することによって、接地側へ流れていく。この高周波電流を図２に“Ｉ１”で示す。高周波電流Ｉ１は、冷陰極管１５１〜１５ｎの一端から接地側に流れるとともに、冷陰極管１５１〜１５ｎの他端からも接地側に流れる。
【００２３】
これらの冷陰極管１５１〜１５ｎの各端から接地側に流れる電流によって、それぞれ正抵抗特性に基づく一定の電圧降下を発生させる。この電圧降下を実現することによって、点灯時、各冷陰極管１５１〜１５ｎの個体差を吸収して、各冷陰極管１５１〜１５ｎに均等の電流を供給することができ、均等に点灯させることができる。
「正抵抗特性」とは、冷陰極管１５に流れる電流が上がるほど冷陰極管１５の電圧が上がっていく状態をいう。正抵抗特性になるのは、冷陰極管１５の高圧側（本実施例では両端）に近い部分だけが点灯している状態だからである。なお「負性抵抗特性」とは、冷陰極管１５の全体が点灯することにより、冷陰極管１５の電流が大きくなるほど冷陰極管１５の電圧が低くなっていく状態をいう。
【００２４】
なお、この高周波電流は、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端から冷陰極管内部に注入されるものであり、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端の電位は等しいため、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端から中央部に近づくほど電流値が低下する。このため、中央部がやや暗くなる傾向がある。
そこで以下、中央部がやや暗くなる傾向を補うため、図３〜図１２に、各冷陰極管１５と支持板１４との間に形成される浮遊容量を、冷陰極管１５の長手方向に沿って不均等に分布するようにした例を示す。
【００２５】
図３、図４は、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃ（冷陰極管１５の中央部に対向する部分をいう）で狭く、両端部１７ｂ（冷陰極管１５の両端部に対向する部分をいう）で広くなるようにした配置例を示す。支持板１４の配置されている面をｘｙ面とし、支持板１４の面に垂直な方向をｚとする。支持板１４の上に複数の冷陰極管１５が平行に配列されている。各冷陰極管１５の長手方向をｘ、複数の冷陰極管１５が並んでいる方向をｙとする。支持板１４は、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるように、ｚ方向に凸に湾曲している。
【００２６】
冷陰極管１５と前記支持板１４との間に形成される浮遊容量（ｘ方向単位長さあたりの浮遊容量）は、中央部１７ｃで大きくなり、冷陰極管１５の両端部１７ｂで小さくなる。このような構造により、冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持板１４に逃げるが、その逃げる電流値は冷陰極管１５の両端部では比較的小さくなり、冷陰極管１５の中央部に流れ込む電流が多くなる。これにより、「中央部１７ｃがやや暗くなる傾向」を補うことができ、輝度ムラをなくすことができる。
【００２７】
図５は、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す。この「中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなる」構造を実現するため、冷陰極管１５を、−ｚ方向に凸になるように湾曲させている。
図６は、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるように、支持板１４をｚ方向に凸に湾曲させるとともに、冷陰極管１５を、−ｚ方向に凸になるように湾曲させた例を示している。
【００２８】
図７、図８は、支持板１４に孔１４ａを設けて、冷陰極管１５と前記支持板１４との間に形成される浮遊容量が、中央部１７ｃで大きくなり、両端部１７ｂで小さくなるようにした例を示す図である。孔１４ａの開口率（支持板１４に形成された孔１４ａの面積を、支持板１４の面積で割った比率）は、中央部１７ｃで小さく、両端部１７ｂで大きくしている。このような構造により、冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持板１４に逃げるが、その逃げる電流値は冷陰極管１５の両端部では比較的小さくなり、冷陰極管１５の中央部に流れ込む電流が多くなる。これにより、「中央部１７ｃがやや暗くなる傾向」を補うことができ、輝度ムラをなくすことができる。
【００２９】
図９、図１０は、冷陰極管１５と支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す。この例では、支持板１４の厚みが、冷陰極管１５の中央部１７ｃで厚く、冷陰極管１５の両端部１７ｂで薄くなるようにしている。具体的には、中央部１７ｃで支持板１４の板材を複数枚積み重ねている。したがって、冷陰極管１５と前記支持板１４との間に形成される浮遊容量は、中央部１７ｃで大きくなり、両端部１７ｂで小さくなる。このような構造により、冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持板１４に逃げるが、その逃げる電流値は冷陰極管１５の両端部では比較的小さくなり、冷陰極管１５の中央部に流れ込む電流が多くなる。これにより、「中央部１７ｃがやや暗くなる傾向」を補うことができ、輝度ムラをなくすことができる。
【００３０】
図１１は、冷陰極管１５の表面に導線１４ｄをらせん状に巻いた例を示す。この導線１４ｄは接地されており、導線１４ｄと冷陰極管１５との間で浮遊容量を形成する。もちろん、支持板１４も存在し、支持板１４と冷陰極管１５との間で浮遊容量を形成している。この支持板１４との間で形成される浮遊容量と、導線１４ｄとの間で形成される浮遊容量との合計が、冷陰極管１５の浮遊容量となる。本実施例では、導線１４を中央部１７ｃで密に巻き、両端部１７ｂで疎に巻くことによって、導線１４ｄとの間で形成される浮遊容量を、中央部１７ｃで大きくなり、両端部１７ｂで小さくなるようにしている。このような構造により、冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持板１４に逃げるが、その逃げる電流値は冷陰極管１５の両端部では比較的小さくなり、冷陰極管１５の中央部に流れ込む電流が多くなる。これにより、「中央部１７ｃがやや暗くなる傾向」を補うことができ、輝度ムラをなくすことができる。
【００３１】
図１２は、冷陰極管１５の浮遊容量が冷陰極管１５の中央部で大きく、冷陰極管１５の両端部で小さくなるように、冷陰極管１５の直径を、中央部で短く、冷陰極管１５の両端部で長くなるようにした例を示す。すなわち、冷陰極管１５の断面積は中央部で小さく、両端部で大きくなる。このような構造により、冷陰極管１５の両端に高周波電流が供給されると、電流は前記浮遊容量を通して前記支持板１４に逃げるが、その逃げる電流値は冷陰極管１５の両端部では比較的小さくなり、冷陰極管１５の中央部に流れ込む電流が多くなる。これにより、「中央部１７ｃがやや暗くなる傾向」を補うことができ、輝度ムラをなくすことができる。
【００３２】
次に、各冷陰極管１５１〜１５ｎに、前記高周波電流の周波数ｆ１よりも低い周波数の電流を流すタイプの均流点灯装置の回路例を説明する。
図１３は、前記インバータ回路２０に加えて、前記周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２でスイッチングする第二のインバータ回路３０を備える均流点灯装置を示す回路図である。以下図２と異なるところを説明する。
【００３３】
この回路では、高周波電源供給端２５に対して、キャパシタＣｄ１を通して、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端がそれぞれ接続され、キャパシタＣｄ２を通して、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの他端がそれぞれ接続されている。キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２の値は、１００〜１０００ｐＦであることが好ましい。キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２の値はそれぞれ同じであっても良く、異なっていても良い。キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２は、それぞれセラミックコンデンサなどのチップ素子で構成してもよい。また、給電基板１６の表面と裏面に導体層を形成して、それらの導体層の間に作ってもよい。
【００３４】
第二のインバータ回路３０は、前記複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端に対して低周波駆動電源の一相を供給し、前記複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの他端に対して前記低周波駆動電源の他相を供給するものである。
インバータ回路３０は、整流回路２２ｂの直流出力を、約１０ｋＨｚを超え、ｆ１未満の交流（この交流の周波数を「ｆ２」で表す）でスイッチングするためのスイッチング回路３３と、スイッチング回路３３で得られた交流電源（「低周波交流電源」という）を昇圧するための主変圧器３４と、その主変圧器３４の二次側の出力回線に接続された低周波電源供給端３５ａ，３５ｂとを備えている。この低周波電源供給端３５ａ，３５ｂに対して、キャパシタを介さずに、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの各端がそれぞれ接続されている。キャパシタを介さなくてもよいのは、すでにキャパシタＣｄ１，Ｃｄ２によって、インバータ回路２０との間の直流〜低周波の絶縁は達成されているからである。なお、低周波電源供給端３５ａ，３５ｂからキャパシタを介して、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの各端に接続しても良い。
【００３５】
スイッチング回路３３は、スイッチング動作をするトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４とキャパシタＣｓ３，Ｃｓ４とからなるブリッジ回路を含んでいる。トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の各ゲートには、２つの互いに逆位相の高周波パルス電圧を供給するためのクロックパルス回路３３ａが接続されている。このクロックパルス回路３３ａは、既定周波数ｆ２のクロックパルスが入るごとに２つの高周波パルス電圧の位相を１８０°切り替える。既定周波数ｆ２は、約１０ｋＨｚを超えｆ１よりも小さい範囲に設定されている。当該範囲の下限を約１０ｋＨｚとした理由は、周波数がこの１０ｋＨｚ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からである。
【００３６】
この均流点灯装置を用いて各冷陰極管１５１〜１５ｎを点灯するときの動作説明をすると、商用交流電源２２ａのスイッチオン後、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によって周波数ｆ１の高周波電源に変換され主変圧器２４に供給されるとともに、スイッチング回路３３によって周波数ｆ２の低周波電源に変換され、主変圧器３４に供給される。
【００３７】
主変圧器３４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。この昇圧比は、前記主変圧器２４によって得られる二次側電圧と同じような電圧値が得られるような比に設定するとよい。
主変圧器２４及び主変圧器３４によって昇圧された電源は、各冷陰極管１５１〜１５ｎに供給される。
【００３８】
起動時は、前述したスイッチング回路２３からの高周波電源が役割を担う。すなわち、高周波電源が、キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２を通して各冷陰極管１５１〜１５ｎに供給される。高周波電流は、各冷陰極管１５１〜１５ｎと支持板１４との間に分布した状態で形成されているキャパシタンスを通して接地側へ流れていく。このことによって、各冷陰極管１５１〜１５ｎの個体差を吸収して、各冷陰極管１５１〜１５ｎを均等に起動させることができる。
【００３９】
しかし、高周波電源だけでは、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端の電位は等しいため、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端から中央部１７ｃに近づくほど電流値が低下し、このため、中央部１７ｃがやや暗くなる傾向がある。
そこで各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端に印加される低周波電源がこの欠点を除く。すなわち、低周波電源は、周波数が相対的に低いので、冷陰極管１５と支持板１４との間に作られるインピーダンスは、高周波電流に比べて大きくなる。このため、低周波電流は支持板１４に漏れにくくなり、各冷陰極管１５１〜１５ｎの一端から他端へそのまま流れる。この低周波電流により、各冷陰極管１５１〜１５ｎの中央部１７ｃの照度の低下を補うことができる。
【００４０】
この均流点灯装置では、冷陰極管１５に対して、高周波電源及び低周波電源の両方を同時に供給するので、高周波電源だけを供給する場合と比べて、インバータ回路２０，３０の容量を減らすことができる。例えば、高周波電流だけを供給する場合１０ｍＡ必要であるとすると、高周波電源及び低周波電源を供給する場合、５ｍＡずつあればよい。したがって、スイッチング回路２３，３３の定格容量を減らすことができ、内部のトランジスタなどから発生する熱損を減らすことができる。
【００４１】
また、冷陰極管１５の起動に寄与するのは、主として高周波電源であるため、まず始めに高周波電源を供給し、次に時間差をつけて低周波電源を供給してもよい。
図１４は、図１３の変形例を示す回路図である。図１３の回路では低周波交流電源を得るためスイッチング回路３３と主変圧器３４とを用いていたので、既定周波数ｆ２を約１０ｋＨｚよりも小さな周波数に設定しようとすれば、主変圧器３４が大きく重くなるという問題があった。そこで、この図１４の回路では、ＤＣ電源をスイッチングするブリッジトランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８とクロックパルス回路４３ａとを用いて周波数ｆ２を得ている。すなわちクロックパルス回路４３ａに０Ｈｚを超える周波数ｆ２の信号を入力し、クロックパルス回路４３ａから得られる、互いに位相の１８０°異なる切換えパルス信号Ｑａ，−ＱａをトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６のゲートに供給し、さらにパルス信号Ｑａ，−Ｑａから９０°位相の異なるパルス信号Ｑｂ，−ＱｂをトランジスタＴｒ７，Ｔｒ８のゲートに供給している。トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８のブリッジ出力は低周波電源供給端４５ａ，４５ｂに供給される。これにより、低周波電源供給端４５ａ，４５ｂから低周波電源を複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの各端にそれぞれ供給することができる。
【００４２】
この低周波電源の周波数ｆ２は、０Ｈｚを超え、周波数ｆ１未満であれば、いかなる周波数でもよい。
次に図１５は、図１３の変形例を示す回路図である。この図１５の回路では、均流回路を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎを、各冷陰極管１５１〜１５ｎに対して直列に接続している。このキャパシタＣ１〜Ｃｎは、浮遊容量と同様、各冷陰極管１５１〜１５ｎに均等の電流を供給するという機能を有している。
【００４３】
キャパシタＣ１〜Ｃｎがない場合、浮遊容量のみで各冷陰極管１５１〜１５ｎに均等の電流を供給する必要があった。冷陰極管１５の輝度を上げるため低周波電流を増やそうとすると、冷陰極管１５の負性抵抗のため、各冷陰極管１５１〜１５ｎの輝度にバラつきが発生することがある。そこで、キャパシタＣ１〜Ｃｎをさらに追加することにより、輝度のばらつきをいっそう均一化することができる。
【００４４】
なお、均流回路として、キャパシタＣ１〜Ｃｎ以外に、キャパシタと抵抗の直列回路を各冷陰極管１５１〜１５ｎに直列に接続しても良く、キャパシタと抵抗の並列回路を各冷陰極管１５１〜１５ｎに直列に接続しても良い。またキャパシタに代えてインダクタを用いても良い。また、定電流を実現するための電子回路、例えばトランジスタのコレクタ電流が電圧によらずに一定になること利用した電子回路を採用しても良い。
【００４５】
キャパシタＣ１〜Ｃｎの構造は限定されないが、例えば、給電基板１６の表面に、各冷陰極管１５１〜１５ｎに接続される複数（ｎ個）の第一導体を互いに分離して、印刷等により形成し、裏面には、第一導体に対向して第二導体を形成し、第一導体と第一導体との重なった部分の面積によって、各キャパシタＣ１〜Ｃｎを実現しても良い。また、チップ素子を使って実現しても良い。
【００４６】
図１６は、図１３の変形例を示す回路である。図１３の回路では、高周波電源を供給する第二のインバータ回路３０の主変圧器２４の二次側巻き線と、既定の周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）の低周波駆動電源を供給する第二のインバータ回路３０の主変圧器３４の二次側巻き線とを並列に接続し、それぞれから電源を供給していたが、図１６の場合は、主変圧器２４の二次側巻き線からの高周波電源を冷陰極管１５の一端に供給し、主変圧器３４の二次側巻き線からの高周波電源を冷陰極管１５の他端に供給している。
【００４７】
この回路構成により、図１３の場合と同様、高周波駆動電源に低周波駆動電源を重畳することができ、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎに高周波電流と低周波電流とを同時に供給することができ、同じ効果を得ることができる。
次に、他の実施形態として、第二のインバータ回路３０を省略し、低周波電源の供給の役割を他の素子で代用する実施形態を挙げる。
【００４８】
図１７は、高周波電源供給端２５を、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端に直接接続するとともに、チョークコイルＬ１を通して冷陰極管１５１〜１５ｎの他端に接続するようにした回路図である。
この回路では、キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２を省略しているが、キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２を通して、高周波電源供給端２５から高周波電源を供給しても良い。
【００４９】
チョークコイルＬ１の機能は、前記複数の冷陰極管の一端に印加される高周波電圧の位相を遅らせることである。図１８に、高周波電源供給端２５（図１７のａ点）の電圧波形と、チョークコイルＬ１の出力端（図１７のｂ点）の電圧波形とを対比して掲げる。ｂ点の電圧波形は、ａ点の電圧波形と比べて、位相が、この例では９０°遅れている。このため、図２の回路と比較して次のような効果がある。
【００５０】
複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの両端に同時に電圧が印加される場合、電流は、支持板１４など、冷陰極管１５の周囲に存在する電圧の低い部材に流れる。ところがｂ点の電圧波形とａ点の電圧波形との位相がずれると、冷陰極管１５１〜１５ｎの両端に電圧差が生じるので、電流の一部は冷陰極管１５１〜１５ｎの一端から他端にまで流れる。したがって、図２の回路では各冷陰極管１５１〜１５ｎの両端から中央部１７ｃに近づくほど電流値が低下し、中央部１７ｃがやや暗くなる傾向があったが、図１７の回路ではこの傾向が緩和されるという利点がある。
【００５１】
なお図１９に示すように、インバータ回路２０の高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の一端との間にチョークコイルＬ１を挿入し、高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の他端との間にチョークコイルＬ２を挿入してもよい。この場合、前記複数の冷陰極管の一端と他端に印加される高周波電圧の位相のずれを作るためには、チョークコイルＬ１，Ｌ２の誘導値は互いに異なっていることが好ましい。
【００５２】
また、図２０に示すように、チョークコイルに代えて、位相を進める素子であるキャパシタＣｄを採用しても良い。
またこのキャパシタを、図２１に示すように、インバータ回路２０の高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の一端及び他端との間に挿入しても良い。この場合、前記複数の冷陰極管の一端と他端に印加される高周波電圧の位相のずれを作るためには、キャパシタＣｄ１，Ｃｄ２の容量値は互いに異なっていることが好ましい。
【００５３】
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】
【００５４】
【図１】本発明の放電管均流点灯装置が適用される液晶表示装置１０を示す分解斜視図である。
【図２】インバータ回路２０及びそれに接続される複数の冷陰極管１５を含む均流点灯装置の全体回路図である。
【図３】冷陰極管１５と支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す正面図である。
【図４】冷陰極管１５と支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す斜視図である。
【図５】冷陰極管１５を湾曲させて、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す正面図である。
【図６】冷陰極管１５と支持板１４とをそれぞれ湾曲させて、冷陰極管１５と前記支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す正面図である。
【図７】支持板１４に孔１４ａを設けて、孔１４ａの開口率を、中央部１７ｃで小さく、両端部１７ｂで大きくした例を示す正面図である。
【図８】支持板１４に孔１４ａを設けて、孔１４ａの開口率を、中央部１７ｃで小さく、両端部１７ｂで大きくした例を示す平面図である。
【図９】支持板１４に厚みの変化を設けて、冷陰極管１５と支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す正面図である。
【図１０】支持板１４に厚みの変化を設けて、冷陰極管１５と支持板１４との距離が中央部１７ｃで狭く、両端部１７ｂで広くなるようにした配置例を示す斜視図である。
【図１１】冷陰極管１５の表面に導線１４ｄをらせん状に巻いた例を示す正面図である。
【図１２】冷陰極管１５の浮遊容量が冷陰極管１５の中央部で大きく、冷陰極管１５の両端部で小さくなるように、冷陰極管１５の直径を、中央部で短く、冷陰極管１５の両端部で長くなるようにした例を示す正面図である。
【図１３】高低２つの周波数の各インバータ回路２０，３０を用いて複数の冷陰極管１５を点灯する均流点灯装置を示す回路図である。
【図１４】主変圧器を用いないで低い周波数を得るインバータ回路３０を採用した、図１３の変形例を示す回路図である。
【図１５】各冷陰極管１５１〜１５ｎに対してバラスト・キャパシタＣ１〜Ｃｎを直列に接続した、図１３の変形例を示す回路図である。
【図１６】両主変圧器２４，３４の二次側巻き線から複数の冷陰極管１５の両端に電源を供給する、図１３の変形例を示す回路図である。
【図１７】高周波電源供給端２５を、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端に直接接続するとともに、遅相素子であるチョークコイルＬ１を通して冷陰極管１５１〜１５ｎの他端に接続した回路図である。
【図１８】高周波電源供給端２５（図１７のａ点）の電圧波形と、チョークコイルＬ１の出力端（図１７のｂ点）の電圧波形とを対比して示すグラフである。
【図１９】高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の一端との間にチョークコイルＬ１を挿入し、高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の他端との間にチョークコイルＬ２を挿入した回路図である。
【図２０】高周波電源供給端２５を、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎの一端に直接接続するとともに、進相素子であるキャパシタＣｄを通して冷陰極管１５１〜１５ｎの他端に接続した回路図である。
【図２１】高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の一端との間にキャパシタＣｄ１を挿入し、高周波電源供給端２５と前記複数の冷陰極管１５の他端との間にキャパシタＣｄ２を挿入した回路図である。
【図２２】バラスト・キャパシタを利用した従来の放電管均流点灯装置の一例を示す回路図である。
【図２３】各放電管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】
【００５５】
１０  液晶表示装置
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  給電基板
２０，３０  インバータ回路
２３，３３，４３  スイッチング回路
２３ａ，３３ａ，４３ａ  クロックパルス回路
２４，３４  主変圧器
２５  高周波電源供給端
３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂ  低周波電源供給端
【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】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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