JP2008071620A - バックライトモジュール、発光素子の駆動回路、及び液晶ディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子の輝度の均一性を維持すると共に、トランスの個数を削減でき、長尺の冷陰極管にも対応できるバックライトモジュール、発光素子の駆動回路、及びこれらを用いた液晶ディスプレイを得ること。
【解決手段】本発明は、並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、を有する。
【選択図】図4
【解決手段】本発明は、並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、バックライトモジュール、発光素子の駆動回路、及び液晶ディスプレイに関し、特に、液晶ディスプレイ用の冷陰極管を備えたバックライトモジュール、液晶ディスプレイ用のバックライトを駆動する発光素子の駆動回路、及び冷陰極管を備えた液晶ディスプレイに関する。
冷陰極管に電力を供給してこの冷陰極管を駆動するバックライトシステムが提案されており、その一例が下記特許文献1のFIG6に開示されている。
このバックライトシステムでは、複数の冷陰極管が互いに平行に配置されている。各冷陰極管に設けられた2つの端子はそれぞれに対応するバランストランスの1次巻線に接続されており、さらに、各バランストランスの1次巻線は、電力供給用のドライバにトランスを介して接続されている。また、各バランストランスの2次巻線は、冷陰極管の一方の端子側と他方の端子側とでそれぞれ直列に接続されて独立した2つの閉ループを構成している。この結果、各冷陰極管のバラツキや物理的な配置の差、あるいは各冷陰極管の温度勾配に起因する複数の冷陰極管の間でのインピーダンスの差をバランストランスで補正している。
このバックライトシステムでは、複数の冷陰極管が互いに平行に配置されている。各冷陰極管に設けられた2つの端子はそれぞれに対応するバランストランスの1次巻線に接続されており、さらに、各バランストランスの1次巻線は、電力供給用のドライバにトランスを介して接続されている。また、各バランストランスの2次巻線は、冷陰極管の一方の端子側と他方の端子側とでそれぞれ直列に接続されて独立した2つの閉ループを構成している。この結果、各冷陰極管のバラツキや物理的な配置の差、あるいは各冷陰極管の温度勾配に起因する複数の冷陰極管の間でのインピーダンスの差をバランストランスで補正している。
しかしながら、このような構成のバックライトシステムでは、冷陰極管の輝度の均一性を維持するために、バランストランスが冷陰極管に対して一方の端子側と他方の端子側との両側に設けられなければならない。このため、バランストランスの個数を削減することが難しい。
また、下記特許文献1のFIG1にはバランストランスが冷陰極管の片側のみに存在する例も開示されているが、その駆動は片側のみからしか行わないため、高い駆動電圧の必要な長尺の冷陰極管には対応できない。
米国特許出願公開第2005/0093471号明細書
本発明は、上記事実を考慮し、発光素子の輝度の均一性を維持すると共に、トランスの個数を削減でき、長尺の冷陰極管にも対応できるバックライトモジュール、発光素子の駆動回路、及びこれらを用いた液晶ディスプレイを得ることを目的とする。
請求項1記載の発明は、並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、さらに、前記第1の冷陰極管と平行に、並列して配置された複数の第2の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第2の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の冷陰極管の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記第1の冷陰極管と、前記第2の冷陰極管とは、交互に配置されていることを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、さらに、前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、請求項2記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、二次側の第1の端子は各々が複数の第1の発光素子のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の複数の発光素子の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、さらに、二次側の第1の端子は各々が複数の第2の発光素子のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の発光素子の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項9記載の発明は、請求項7記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項10記載の発明は、請求項9記載の発明において、さらに、前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項11記載の発明は、請求項8記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項12記載の発明は、複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項13記載の発明は、請求項12記載の発明において、さらに、前記液晶パネルの背面側に、前記第1の冷陰極管と平行に、並列して配置された複数の第2の冷陰極管と、二次側の第1の端子は各々が前記複数の第2の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の冷陰極管の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項14記載の発明は、請求項13記載の発明おいて、前記第1の冷陰極管と、前記第2の冷陰極管とは、交互に配置されていることを特徴とする。
また、請求項15記載の発明は、請求項12記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項16記載の発明は、請求項15記載の発明において、さらに、前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段を有することを特徴とする。
また、請求項17記載の発明は、請求項13記載の発明において、さらに、前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明では、複数の第1の冷陰極管に印加される電圧のバランスを保つための第1のトランスが、冷陰極管に対して第1のインバータ回路側のみに配置されている。このため、冷陰極管の上記第1のインバータ回路側の電流を一様に保つことで、上記第1のインバータ回路の反対側の冷陰極管の電流もほぼ一様に保つことができる。このように本発明では、インバータ出力の負荷条件の差異(第1のインバータ回路からみた複数の冷陰極管側の負荷と、第2のインバータ回路からみた複数の冷陰極管側の負荷との差異)による電流の非平衡を解消することで、複数の冷陰極管の間での輝度を均一に維持できる。
また、本発明では、前述の如く第1のトランスが冷陰極管に対して第1のインバータ回路側のみに配置されているため、第1のトランスが冷陰極管の第1のインバータ回路側及び当該第1のインバータ回路の反対側の両側に配置される構成と比べて、第1のトランスの個数を半減させることができる。
そして、第1の複数のトランスの二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路から出力される第1の正弦波電圧と、第2のインバータ回路によって印加される第2の正弦波電圧とが逆相であることから、冷陰極管の両端子に大きな振幅の電圧が印加され、その結果、長尺の冷陰極管にも対応することができる。
(第1の実施の形態)
図1には、本発明の第1の実施の形態に係る液晶ディスプレイ10の概略が分解斜視図にて示されている。この液晶ディスプレイ10は、トップシャーシ12中に組み込まれた、液晶パネル14、拡散板16、バックライトアセンブリ18とから構成される。液晶パネル14は、TFT液晶パネル20と、その上に配置されたカラーフィルタ22、TFT液晶パネル20を駆動制御するところの駆動モジュール24、26と、駆動モジュール24、26とTFT液晶パネル20を接続するところのコネクタ28、30から構成される。
バックライトアセンブリ18は光を発し、この光は拡散板16によって均質化される。TFT液晶パネル20の背面側から光が照射され、TFT液晶パネル20を通過した光は、カラーフィルタ22を通り、トップシャーシ12の枠内に均一に放出される。駆動モジュール24、26はTFT液晶パネル20を駆動制御する。
図2には、液晶ディスプレイ10の回路構成の概略がブロック図にて示されている。この回路構成は概略、電源回路32、液晶パネル駆動回路34、バックライトモジュールとしてのバックライト駆動回路36から構成されている。
電源回路32は、100Vの交流電源が供給されるところのACプラグ38に接続されたAC/DC整流部40、このAC/DC整流部40の出力電圧を変換して、液晶パネル駆動回路34とバックライト駆動回路36にそれぞれ所定の電圧を供給するDC/DCコンバータ42とから構成される。
液晶パネル駆動回路34は、TFT液晶パネル14のゲート線やデータ線を駆動するゲート線・データ線駆動回路44、データ線に供給する各種電圧を供給するVcom発生部46及びγ電圧発生部48、ゲート線・データ線駆動回路44、Vcom発生部46及びγ電圧発生部48に直流電源を供給するDC/DCコンバータ50とから構成される。
バックライト駆動回路36は、冷陰極管バックライトアレイ等から構成される冷陰極管バックライト部52、この冷陰極管バックライト部52に振幅2kV程度の高周波高電圧を供給する駆動回路54から構成される。
冷陰極管バックライト部52には、発光素子として図4に示す複数(n本)の冷陰極管56−1、56−2、・・・、56−(n−1)、56−nを有しており、これらの複数の冷陰極管56−1、56−2、・・・、56−(n−1)、56−nは、並列して互いに平行に配置されている。以下、特に断らない限り、これらn本の冷陰極管56−1、56−2、・・・、56−(n−1)、56−nを単に冷陰極管56と記す。本実施の形態では、n=16とされており、16本の冷陰極管56が冷陰極管バックライト部52に設けられている。
図3には、冷陰極管56の構造が断面図にて示されている。冷陰極管56は、ガラス管58を有しており、ガラス管58の内部の間隙59は、封入ガス60で満たされている。このガラス管58の両端部には、リード線62が取り付けられており、各リード線62の先端部は、ガラス管58の内部の間隙59に突出している。一方のリード線62の先端部には、第1の電極としての電極64が取り付けられており、他方のリード線62の先端部には、第2の電極としての電極65が取り付けられている。ガラス管58の内面には、蛍光体66が塗布されている。ガラス管58には水銀68が封入されており、両電極64、65に高周波高電圧が印加されると、ガラス管58内部の間隙59を電子69が通過し、この電子69によって励起された水銀68が紫外線70を放出し、この紫外線70が蛍光体66に照射されて白色光72が蛍光体66からガラス管58の外部へと放出される。
図4に示されるように、冷陰極管56には、駆動回路54が接続されている。駆動回路54は、第1のインバータ回路としての正極インバータ回路76、第4のインバータ回路としての正極インバータ回路78、第3のインバータ回路としての負極インバータ回路80、第2のインバータ回路としての負極インバータ回路82、第1のトランスとしての複数(本実施の形態では8個)のバランストランス84、及び第2のトランスとしての複数の(本実施の形態では8個)バランストランス86を備えている。
正極インバータ76の出力端子は、各バランストランス84の2次巻線88の第2端子88Bに接続されており、正極インバータ76は、各バランストランス84の2次巻線88の第2端子88Bに高電圧の正弦波信号(第1の正弦波電圧)を印加する。1個のバランストランス84は1個の冷陰極管56に対応して設けられており、バランストランス84の2次巻線88の第1端子88Aは、各々が冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n−1)(奇数番号が末尾に付されている冷陰極管56)のそれぞれ対応する一端部の電極64にリード線62を介して接続されている。
一方、バランストランス84に接続されている冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n−1)(奇数番号が末尾に付されている冷陰極管56)の他端部の各電極65には、リード線62を介して負極インバータ回路82の出力端子が接続されている。負極インバータ回路82は、前述の正極インバータ回路76から出力される正弦波信号とは逆相の高電圧の正弦波信号(第2の正弦波信号)を、冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n−1)(奇数番号が末尾に付されている冷陰極管56)の他端部の各電極65に印加する。
また、負極インバータ80の出力端子は、各バランストランス86の2次巻線90の第2端子90Bに接続されており、負極インバータ80は、各バランストランス86の2次巻線90の第2端子90Bに高電圧の正弦波信号(第3の正弦波電圧)を印加する。1個のバランストランス86は1個の冷陰極管56に対応して設けられており、バランストランス86の2次巻線90の第1端子90Aは、各々が冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n(偶数番号が末尾に付されている冷陰極管56)のそれぞれ対応する一端部の電極64にリード線62を介して接続されている。
一方、バランストランス86に接続されている冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n(偶数番号が末尾に付されている冷陰極管56)の他端部の各電極65には、リード線62を介して正極インバータ78の出力端子が接続されている。正極インバータ78は、前述の負極インバータ80から出力される正弦波信号とは逆相の高電圧の正弦波信号(第4の正弦波信号)を、冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n(偶数番号が末尾に付されている冷陰極管56)の他端部の各電極65に印加する。
ここで、各冷陰極管56は高電圧で駆動されることから、各冷陰極管56から輻射される静電ノイズが大きい。この静電ノイズは液晶ディスプレイ10の特性に影響を与えることから、冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n―1)(奇数番号が末尾に付されている冷陰極管56)と、冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n(偶数番号が末尾に付されている冷陰極管56)とを180度位相の異なる出力で駆動し、冷陰極管56から輻射される静電ノイズを相殺することが望ましい。この図4に示される本発明の第1の実施の形態においては、冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n―1)(奇数番号が末尾に付されている冷陰極管56)と、冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n(偶数番号が末尾に付されている冷陰極管56)とが交互に配置されて180度位相が異なる電圧によって駆動されることにより、冷陰極管56から輻射される静電ノイズが互いに隣り合う冷陰極管56で相互に相殺され、液晶ディスプレイ10の特性への影響が少なくなる。
また、バランストランス84に設けられている1次巻線92の第1端子92A及び第2端子92Bと、バランストランス86に設けられている1次巻線94の第1端子94A及び第2端子94Bとは、交互に直列に接続されて閉ループ96を構成しており、図4において、最上端の1次巻線92の第2端子92Bと最下端の1次巻線94の第1端子94Aとの接続部分がグランドGNDに接続されている。
このように、バランストランス84、バランストランス86の1次側(1次巻線92、94)は閉ループ96を構成(形成)しているため、この閉ループ96に流れる電流isは、バランストランス84、86の1次側(1次巻線92、94)に共通して流れることになり、バランストランス84、86の2次側(2次巻線88、90)に接続されている冷陰極管56−1、56−2、・・・、56−nに流れる電流iL1、iL2、・・・、iLnは、それぞれのバランスが保持されるようになる。
図5には、正極インバータ76の概略がブロック図にて示されている。なお、正極インバータ78、負極インバータ80、82の概略については、正極インバータ76と同様であるため、特に断らない限りこれらの説明を省略する。
正極インバータ76は、矩形パルスの制御信号を供給する制御信号発生回路98、100を備えている。制御信号発生回路98、100は、互いにオーバーラップしない相補的な矩形波をそれぞれ出力する。この矩形波の振幅は約12Vである。これら制御信号発生回路98、100の出力は、ドライブトランス102の1次巻線106、ドライブトランス104の1次巻線108にそれぞれ接続されている。
また、正極インバータ76は電源回路110を備えており、この電源回路110は、約380Vの直流電圧を発生させる。電源回路110とグランドGNDとの間には、Nチャネル型の高圧側FET112と、同じくNチャネル型の低圧側FET114が直列に接続されており、その中間点が駆動端子116となる。高圧側FET112のゲートは、ドライブトランス102の2次側(2次巻線118)によって駆動され、ドライブトランス104のゲートは、ドライブトランス104の2次側(2次巻線120)によって駆動される。高圧側FET112と低圧側FET114との中間点である駆動端子116は、インバータトランス122の1次巻線124に接続されており、このインバータトランス122の2次巻線126は、前述の如く、図4に示されるバランストランス84(負極インバータ80においてはバランストランス86、負極インバータ82においては冷陰極管56−1、56−3、・・・、56−(n―1)、正極インバータ78においては冷陰極管56−2、56−4、・・・、56−n)に接続されている。さらに、ドライブトランス102と高圧側FET112のゲートとの間には、インピーダンス変換回路128とインピーダンス回路130とが直列に接続されており、ドライブトランス104と低圧側FET114のゲートとの間には、インピーダンス変換回路132とインピーダンス回路134とが直列に接続されている。
また、駆動端子116とインバータトランス122の1次巻線124との間には、電流及び電圧の交流成分のみを通過させるキャパシタ136が接続されている。
このような正極インバータ76においては、高圧側FET112のゲートと駆動端子116との間には駆動端子116から高圧側FET112のゲートへと向かう直流電流の経路が存在せず、制御信号発生回路98の生成する矩形のクロック信号の1サイクルの間に、駆動端子116と比較して高圧側FET112のゲートの電圧が負電圧となる。この結果、高圧側FET112のゲートはクランプ回路がある場合と比較して負電圧にバイアスされ、低圧側FET114がオンしたときに生じるゲート電圧の変動に対するマージンが高くなる。
また、正極インバータ76では、インピーダンス回路130がドライブトランス102の寄生容量の影響を遮断して、貫通電流発生という問題に対するマージンを確保するために挿入されている。しかし、このようなインピーダンス回路130は高圧側FET112のゲートにハイレベルの電圧を供給して駆動する際に悪影響を与える(RC遅延のために波形になまりが生じ、高速な駆動が困難となる)ことから、インピーダンス変換回路128が設けられている。このインピーダンス変換回路128はドライブトランス102の2次巻線118とインピーダンス回路130との間に接続され、ドライブトランス102側からみたインピーダンス回路130のインピーダンスを小さくする働きを有している。
このインピーダンス回路130の存在から、インバータトランス122に存在する寄生容量の影響が減殺される一方、インピーダンス変換回路128が存在することから、高圧側FET112駆動時にこのインピーダンスの存在が悪影響を及ぼすこともない。そして、このような構成では、クランプ回路が全く不要であり、高圧側FET112のゲートと駆動端子116との間には駆動端子116から高圧側FET112のゲートへと向かう直流電流の経路が存在しないことから、高圧側FET112のゲートはクランプ回路がある場合と比較してより負電圧にバイアスされ、低圧側FET114がオンしたときに生じるゲート電圧の変動に対するマージンが高くなる。
また、低圧側FET114においても、インピーダンス変換回路132とインピーダンス回路134が挿入されており、高圧側FET112とバランスを取っている。
以上説明したように、本実施形態は、電源回路110の出力である電源電圧が安定し、電源回路110の容量を減らすことも可能となり、小型かつ安定な正極インバータ76(さらに言えば、正極インバータ76だけでなく、正極インバータ78、負極インバータ80、82)を提供することができる。本実施形態の正極インバータ76は(さらに言えば、正極インバータ76だけでなく、正極インバータ78、負極インバータ80、82も)、液晶ディスプレイ、液晶モニタや液晶テレビ等のバックライトに好適に用いることができる。
また、液晶ディスプレイ10では、複数の冷陰極管56に印加される電圧のバランスを保つためのバランストランス84、86が、冷陰極管56に対して一側(正極インバータ回路76、負極インバータ回路80が設けられている側)のみに配置されている。このため、冷陰極管56の一側の電流を一様に保つことで、冷陰極管56の他側の電流もほぼ一様に保つことができる。このように液晶ディスプレイ10では、インバータ出力の負荷条件の差異(正極インバータ76及び負極インバータ80からみた複数の冷陰極管56の一側の負荷と、正極インバータ78及び負極インバータ82からみた複数の冷陰極管56の他側の負荷との差異)による電流の非平衡を解消することで、複数の冷陰極管56の間での輝度を均一に維持できる。
また、液晶ディスプレイ10では、前述の如くバランストランス84、86が冷陰極管56に対して一側のみに配置されているため、バランストランスが冷陰極管56の一側及び他側の両側に配置される構成と比べて、バランストランス84、バランストランス86の個数を半減させることができる。
またさらに、液晶ディスプレイ10では、バランストランス84の1次巻線92とバランストランス86の1次巻線94とで構成される閉ループ96が冷陰極管56に対して一側に形成されるので、配線やコネクタ等を簡略化して電子素子を実装できる。
そして、駆動回路54は、図4において冷陰極管56の左側と右側とで逆相の正弦波電圧を印加するので、冷陰極管56には振幅の2倍の電圧が印加されることになり、長尺の冷陰極管56にも対応可能である。この点は、特に、大画面の液晶ディスプレイにおいて好適である。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
本発明の第2の実施の形態に係る液晶ディスプレイ10は、前述の第1の実施の形態に係る液晶ディスプレイ10において、正極インバータ回路76、78、負極インバータ回路80、82から出力された電流に基づいて、正極インバータ回路76、78、負極インバータ回路80、82から出力される電流を制御するものである。以下、説明の都合上、本発明の第2の実施の形態に係る液晶ディスプレイ10のうち前述の第1の実施の形態に係る液晶ディスプレイ10と同一の構成、作用、及び効果を有する箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。
図6に示されるように、液晶ディスプレイ10は、各冷陰極管56に印加される電流を制御する第1制御部138及び第2制御部140を備えている。
第1制御部138は、電流検出手段142と、出力電流比較手段144と、第1基準電流生成手段146と、出力電流制御手段148とを有している。
電流検出手段142は、正極インバータ76及び負極インバータ80と、グランドGNDとの間に設けられており、この電流検出手段142は、正極インバータ76及び負極インバータ80から出力される高電圧の正弦波信号の電流を検出し、この検出結果を出力する。
また、第1基準電流生成手段146は、第1基準電流を生成して出力電流比較手段144へ出力する。
また、出力電流比較手段144は、電流検出手段142に接続されている。この出力電流比較手段144は、第1基準電流生成手段146から出力された第1基準電流と、電流検出手段142から出力された検出結果(正極インバータ76及び負極インバータ80の各出力電流)とを比較し、この比較結果を出力する。
出力電流比較手段144には、出力電流制御手段148が接続されている。この出力電
流制御手段148は、出力電流比較手段144から出力された比較結果に基づいて、正極インバータ76及び負極インバータ80を制御して、正極インバータ76及び負極インバータ80から出力される各電流を適正なものとする。
流制御手段148は、出力電流比較手段144から出力された比較結果に基づいて、正極インバータ76及び負極インバータ80を制御して、正極インバータ76及び負極インバータ80から出力される各電流を適正なものとする。
このように、第1制御部138は、正極インバータ76の出力電流及び負極インバータ80の各出力電流を検出し、これらを第1基準電流と比較することによって、正極インバータ76及び負極インバータ80の各出力電流をフィードバック制御する。
一方、第2制御部140は、電流検出手段150と、出力電流比較手段152と、第2基準電流生成手段154と、出力電流制御手段156とを有している。
電流検出手段150は、正極インバータ78及び負極インバータ82と、グランドGNDとの間に設けられており、この電流検出手段150は、正極インバータ78及び負極インバータ82から出力される高電圧の正弦波信号の電流を検出し、この検出結果を出力する。
また、第2基準電流生成手段154は、第2基準電流を生成して出力電流比較手段152へ出力する。
また、出力電流比較手段152は、電流検出手段150に接続されている。この出力電流比較手段152は、第2基準電流生成手段154から出力された第2基準電流と、電流検出手段150から出力された検出結果(正極インバータ78及び負極インバータ82の各出力電流)とを比較し、この比較結果を出力する。
出力電流比較手段152には、出力電流制御手段156が接続されている。この出力電流制御手段156は、出力電流比較手段152から出力された比較結果に基づいて、正極インバータ78及び負極インバータ82を制御して、正極インバータ78及び負極インバータ82から出力される各電流を適正なものとする。
このようにして、第2制御部140は、正極インバータ78の出力電流及び負極インバータ82の各出力電流を検出し、これらを第2基準電流と比較することによって、正極インバータ78及び負極インバータ82の各出力電流をフィードバック制御する。
ここで、液晶ディスプレイ10では、各冷陰極管56と、正極インバータ76及び負極インバータ80との間(図6において、各冷陰極管56よりも左側)にバランストランス84、86が設けられており、これにより、各冷陰極管56に対して正極インバータ76及び負極インバータ80側(図6において、各冷陰極管56よりも左側)と、各冷陰極管56に対して正極インバータ78及び負極インバータ82側(図6において、各冷陰極管56よりも右側)とでは、負荷容量が異なる。このため、液晶ディスプレイ10では、各冷陰極管56に対して正極インバータ76及び負極インバータ80から出力される各電流と、各冷陰極管56に対して正極インバータ78及び負極インバータ82とから出力される各電流とを、1つの基準電流を基にして制御し、各冷陰極管56の輝度を均一に維持することが難しい。
この点、本発明の第2の実施の形態では、液晶ディスプレイ10が、各冷陰極管56に対して正極インバータ76及び負極インバータ80から出力される各電流と、各冷陰極管56に対して正極インバータ78及び負極インバータ82とから出力される各電流とを、2つの基準電流を用いて独立に調整する構成であるため、各冷陰極管56の輝度を均一に維持できる。
なお、本発明の第2の実施の形態では、第1制御部138の出力電流制御手段148によって正極インバータ76及び負極インバータ80の各出力電流を制御すると共に、第2制御部140の出力電流制御手段156によって正極インバータ78及び負極インバータ82の各出力電流を制御する構成としたが、本発明はこれに限らない。本発明は、出力電流制御手段148に代えて第1出力電圧制御手段を第1制御部138に設けると共に、出力電流制御手段156に代えて第2出力電圧制御手段を第2制御部140に設けて、正極インバータ76及び負極インバータ80の各出力電圧、並びに正極インバータ78及び負極インバータ82の各出力電圧を制御する構成としてもよい。
10 液晶ディスプレイ
14 液晶パネル
36 バックライト駆動回路(バックライトモジュール)
54 駆動回路
56−1 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−2 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−3 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−4 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−5 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−6 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−7 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−8 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−9 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−10 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−11 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−12 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−13 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−14 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−15 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−16 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
64 電極(第1の電極)
65 電極(第2の電極)
76 正極インバータ(第1のインバータ回路)
78 正極インバータ(第4のインバータ回路)
80 負極インバータ(第3のインバータ回路)
82 負極インバータ(第2のインバータ回路)
84 バランストランス(第1のトランス)
86 バランストランス(第2のトランス)
88 2次巻線(第1のトランスの二次側)
90 2次巻線(第2のトランスの二次側)
92 1次巻線(第1のトランスの一次側)
94 1次巻線(第2のトランスの一次側)
96 閉ループ
138 第1制御部(第1の制御手段、第2の制御手段)
140 第2制御部(第1の制御手段、第2の制御手段)
14 液晶パネル
36 バックライト駆動回路(バックライトモジュール)
54 駆動回路
56−1 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−2 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−3 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−4 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−5 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−6 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−7 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−8 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−9 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−10 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−11 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−12 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−13 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−14 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
56−15 冷陰極管(第1の冷陰極管、発光素子)
56−16 冷陰極管(第2の冷陰極管、発光素子)
64 電極(第1の電極)
65 電極(第2の電極)
76 正極インバータ(第1のインバータ回路)
78 正極インバータ(第4のインバータ回路)
80 負極インバータ(第3のインバータ回路)
82 負極インバータ(第2のインバータ回路)
84 バランストランス(第1のトランス)
86 バランストランス(第2のトランス)
88 2次巻線(第1のトランスの二次側)
90 2次巻線(第2のトランスの二次側)
92 1次巻線(第1のトランスの一次側)
94 1次巻線(第2のトランスの一次側)
96 閉ループ
138 第1制御部(第1の制御手段、第2の制御手段)
140 第2制御部(第1の制御手段、第2の制御手段)
Claims (19)
- 並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、
二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、
第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、
前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、
を有することを特徴とするバックライトモジュール。 - 請求項1記載のバックライトモジュールにおいて、さらに、
前記第1の冷陰極管と平行に、並列して配置された複数の第2の冷陰極管と、
二次側の第1の端子は各々が前記複数の第2の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、
前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、
前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の冷陰極管の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、
を有することを特徴とするバックライトモジュール。 - 請求項2記載のバックライトモジュールにおいて、前記第1の冷陰極管と、前記第2の冷陰極管とは、交互に配置されていることを特徴とするバックライトモジュール。
- 請求項1記載のバックライトモジュールにおいて、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段
を有することを特徴とするバックライトモジュール。 - 請求項4記載のバックライトモジュールにおいて、さらに、
前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段
を有することを特徴とするバックライトモジュール。 - 請求項2記載のバックライトモジュールにおいて、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、
前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、
を有することを特徴とするバックライトモジュール。 - 二次側の第1の端子は各々が複数の第1の発光素子のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、
第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、
前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の複数の発光素子の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、
を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 請求項7記載の発光素子の駆動回路において、さらに、
二次側の第1の端子は各々が複数の第2の発光素子のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、
前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、
前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の発光素子の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、
を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 請求項7記載の発光素子の駆動回路において、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段
を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 請求項9記載の発光素子の駆動回路において、さらに、
前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段
を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 請求項8記載の発光素子の駆動回路において、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、
前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、
を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 複数の画素を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に並列して配置された複数の第1の冷陰極管と、
二次側の第1の端子は各々が前記複数の第1の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は閉ループを構成するように接続された複数の第1のトランスと、
第1の正弦波電圧を、前記第1の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第1のインバータ回路と、
前記第1のインバータ回路によって印加される第1の正弦波電圧と逆相の第2の正弦波電圧を、前記第1の冷陰極管の第2の電極に印加する第2のインバータ回路と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 請求項12記載の液晶ディスプレイにおいて、さらに、
前記液晶パネルの背面側に、前記第1の冷陰極管と平行に、並列して配置された複数の第2の冷陰極管と、
二次側の第1の端子は各々が前記複数の第2の冷陰極管のそれぞれ対応する第1の電極に接続され、その一次側の第1及び第2の端子は、前記複数の第1のトランスによって形成される前記閉ループとともにひとつの閉ループを構成するように接続された複数の第2のトランスと、
前記第1の正弦波電圧と逆相の第3の正弦波電圧を、前記第2の複数のトランスの前記二次側の第2の端子に印加する第3のインバータ回路と、
前記第3のインバータ回路によって印加される第3の正弦波電圧と逆相の第4の正弦波電圧を、前記第2の冷陰極管の第2の電極に印加する第4のインバータ回路と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 請求項13記載の液晶ディスプレイおいて、前記第1の冷陰極管と、前記第2の冷陰極管とは、交互に配置されていることを特徴とする液晶ディスプレイ。
- 請求項12記載の液晶ディスプレイにおいて、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 請求項15記載の液晶ディスプレイにおいて、さらに、
前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これを基準電流と比較することによって、前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 請求項13記載の液晶ディスプレイにおいて、さらに、
前記第1のインバータ回路の出力電流及び前記第2のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第1のインバータ回路及び前記第2のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1の制御手段と、
前記第3のインバータ回路の出力電流及び前記第4のインバータ回路の出力電流を検出し、これらを基準電流と比較することによって、前記第3のインバータ回路及び前記第4のインバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2の制御手段と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 複数の第1令陰極管と、
前記複数の第1令陰極管と交互して配置された複数の第2令陰極管と、
2次側の第1端子は各々が前記複数の第2令陰極管のそれぞれ対応する第1電極に接続された複数の第1バランストランスと、
2次側の第1端子はそれぞれが前記複数の第2令陰極管のそれぞれ対応する第1電極に接続された複数の第2バランストランスと、
前記複数の第1バランストランスの2次側の第2端子に第1正弦波電圧を印加する第1インバータ回路と、
前記複数の第2バランストランスの2次側の第2端子に第1正弦波電圧と逆相を有する第2正弦波電圧を印加する第2インバータ回路と、
前記複数の第1令陰極管の第2電極に前記第1正弦波電圧と逆相を有する第3正弦波電圧を印加する第3インバータ回路と、
前記複数の第2令陰極管の第2電極に前記第2正弦波電圧と逆相を有する第4正弦波電圧を印加する第4インバータ回路とを含み、
前記複数の第1令陰極管の1次側の第1端子及び第2端子、そして前記複数の第2令陰極管の1次側の第1端子及び第2端子は1つの閉ループを構成することを特徴とするバックライトモジュール。 - 請求項18記載のバックライトモジュールにおいて、
前記第1インバータ回路の出力電力及び前記第2インバータ回路の出力電力を検出し、これらを基準電流と比較して前記第1インバータ回路及び前記第2インバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第1制御手段と、
前記第3インバータ回路の出力電力及び前記第4インバータ回路の出力電力を検出し、これらを基準電流と比較して前記第3インバータ回路及び前記第4インバータ回路の出力電流をフィードバック制御する第2制御手段と、
をさらに含むことを特徴とするバックライトモジュール。
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