JP5004288B2 - 表示装置及びその点灯システム - Google Patents

Description

本発明は、液晶テレビやパーソナルコンピューター等の表示装置及びその点灯システムに関する。

液晶テレビ等の表示装置は、それ自体は発光しないため別途光源を必要とする。その光源としてはバックライトが用いられる。バックライトは、筐体内部に冷陰極放電ランプなどのランプを配置した構成となっている。

このようなバックライトの内部は外部の光が入射しない、いわゆる暗黒空間となっており、その空間下ではランプの始動特性が良くないことが知られている。そこで、特開平１−１３０４６２号公報（以下、特許文献１）のように、ランプ近傍に発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）や小型電球などの補助光源を配置して放電ランプの始動開始を促す試みがされている。

補助光源の点灯制御に関してもいくつか提案がなされている。例えば、特開平１−２９４３４８号公報（以下、特許文献２）には、その図１６に示されているように、ランプへの点灯命令と同時に補助光源を点灯させ、タイマーによりあらかじめ定められた時間経過後に補助光源を消灯する内容が記載されている。また、特開２００１−３１３１８９号公報（以下、特許文献３）には、その図３に示されているように、インバータ点灯装置の出力電圧を検出して、出力電圧が所定以上の場合は補助光源を点灯させ、出力電圧が所定以下になったら補助光源を消灯する内容が記載されている。

特開平１−１３０４６２号公報 特開平１−２９４３４８号公報 特開２００１−３１３１８９号公報

しかしながら、特許文献１〜３は、放電ランプが点灯開始されたと同時に補助光源を点灯する方式であるため、放電ランプに初期電子が供給されるまでに時間を要する。したがって、放電ランプの放電開始にタイムラグが生じ、短時間ではあるが放電遅れが発生してしまう。

本発明の目的は、暗黒始動特性に優れた表示装置及びその点灯システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、筐体と、前記筐体内部に配置された、放電容器の両端部に外部電極を有する外部電極放電ランプと、前記放電容器の近傍に配置された補助光源と、主電源と電気的に接続される、ユーザーによってオンまたはオフに切り替え可能な電源スイッチと、入力側は前記電源スイッチのオフ側と電気的に接続され、出力側は前記補助光源と電気的に接続された第１の点灯回路と、入力側は前記電源スイッチのオン側と電気的に接続され、出力側は前記外部電極放電ランプと電気的に接続された第２の点灯回路と、を具備し、前記ユーザーが前記電源スイッチをオンにすると、前記第２の点灯回路はオンの状態になって前記外部電極放電ランプが点灯し、前記第１の点灯回路はオフの状態になって前記外部電極放電ランプの点灯直前まで点灯していた前記補助光源が消灯し、前記ユーザーが前記電源スイッチをオフにすると、前記第２の点灯回路はオフの状態になって前記外部電極放電ランプが消灯し、前記第１の点灯回路はオンの状態になって前記補助光源が点灯することを特徴とする。

本発明によれば、暗黒始動特性に優れた表示装置及びその点灯システムを提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態の表示装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の表示装置について説明するための図である。

表示装置の筐体は、フロントフレーム１０１とバックフレーム１０２により構成されている。フロントフレーム１０１は表示装置において発光面となる開口部が形成されており、その開口部には液晶パネル１０３が配置されている。また、フロントフレーム１０１には、表示装置をオン状態又はオフ状態に切り替えるための電源スイッチ１０１１が配置されている。バックフレーム１０２は、有底開口のケースの下部にスタンドが取着された形状となっており、その有底開口のケースの内部にはバックライト１０４が配置される。

バックライト１０４の構成について詳しく説明する。図２はバックライトについて説明するための図、図３は図２のＡ−Ａ’の矢印方向の断面について説明するための図である。

バックライト１０４の筐体は、例えば白色プラスチックからなるフロントケース１ａとバックケース１ｂにより構成されている。フロントケース１ａには、後述する放電ランプ３からの光を取り出すための開口部１ａ１が形成されている。バックケース１ｂは有底開口形状であり、その内壁面には、反射シートや銀蒸着などにより高反射性の反射面が形成されている。また、バックケース１ｂの底部には、金属製のランプホルダ２ａ、２ｂが配置されている。

バックケース１ｂの内部には、細長形状の放電ランプ３が複数本、それぞれの管軸がほぼ平行になるように配置されている。本実施の形態の放電ランプ３は外部電極放電ランプであり、すなわち、内部にネオンやアルゴンなどの希ガスと水銀が封入されるとともに、内壁面に蛍光体層が形成されたガラスバルブ３１の両端に外部電極３２ａ、３２ｂが形成された構成となっている。なお、放電ランプ３は、外部電極３２ａ、３２ｂを一対のランプホルダ２ａ、２ｂによって保持することにより、放電ランプ３の機械的保持と電気的接続が行われる。

放電ランプ３のガラスバルブ３１の近傍には、補助光源としてＬＥＤ４が配置されている。このＬＥＤ４は、表面実装型の青色発光ダイオードであり、回路基板上に抵抗等の素子を備えたＬＥＤ点灯回路５（第１の点灯回路）に実装されている。ここで、「ガラスバルブ３１の近傍にＬＥＤ４を配置」とは、ガラスバルブ３１を照射可能な位置にＬＥＤ４を配置することを意味であるが、好適には外部電極３２ａ又は３２ｂの境界から３０ｍｍ以内、最適には２ｍｍ以内のガラスバルブ３１を照射するようにＬＥＤ４を配置するのが望まれる。このように外部電極３２ａ又は３２ｂ付近のガラスバルブ３１部分をＬＥＤ４で照射することにより、少ない光出力（例えば、ガラス照度が１ｌｕｘ程度）で確実に暗黒始動させることができるようになるため、消費電力を低減することができる。なお、ＬＥＤ４及びＬＥＤ点灯回路５には、放電ランプ点灯時の高電圧によって破壊されないよう、ランプに対して十分な距離を保ったりする等の絶縁対策が実施されている。

また、バックケース１ｂの内部には、例えば白色プラスチックからなるサイドカバー６ａ、６ｂが、各放電ランプ３の外部電極３２ａ、３２ｂに沿って配置される。このサイドカバー６ａ、６ｂには、各放電ランプ３を挿通可能な穴を有する傾斜部６ａ１、６ｂ１が形成されている。傾斜部６ａ１、６ｂ１は、外部電極３２ａ、３２ｂの境界付近に跨るように位置される。つまり、傾斜部６ａ１、６ｂ１により、点灯中、非発光部となる外部電極３２ａ、３２ｂの大部分を開口部１ａ１に対して遮蔽できるため輝度ムラを抑制することができる。また、傾斜部６ａ１、６ｂ１を２０°〜７０°の傾斜角度にすることにより、光反射効率を高め、輝度ムラを抑制することができる。

バックケース１ｂの開口部には、拡散板７が配置されている。なお、拡散板７の他に、所望により拡散シート、プリズムシートなどの光学シートを目的に合わせて一枚、又は複数枚使用することができる。

バックケース１ｂ底部の裏側には、放電ランプ点灯回路８（第２の点灯回路）が配置され、各放電ランプ３と電器的に接続されている。放電ランプ点灯回路８は、回路基板上にトランス、コンデンサ、抵抗等の素子が組まれた一般的な回路である。なお、外部電極３２ａ、３２ｂに印加する電圧を低くするために両高圧の回路構成としている。

ここで、本実施の形態の表示装置の電気的な接続について、図４の回路図を参照して説明する。

表示装置は、例えば家庭用のＡＣ１００Ｖの交流電源ＡＣＰＳにより電力が供給される。交流電源ＡＣＰＳには、電源スイッチ１０１１が接続されている。電源スイッチ１０１１はそのオンオフ操作によりその出力側の導通状態が切り替わるようになっており、オン時に導通する側には、所望の電圧等に調整するための電源回路ＰＳＣ１を介して、放電ランプ点灯回路８、さらに複数の放電ランプ３が並列接続されている。一方、電源スイッチ１０１１のオフ時に導通する側には、所望の電圧等に調整するための電源回路ＰＳＣ２を介して、ＬＥＤ点灯回路５、さらにＬＥＤ４が接続されている。

次に、本実施の形態の表示装置の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、電源スイッチ１０１１がオフの状態では、放電ランプ点灯回路８は駆動しておらず、放電ランプ３は消灯状態である。一方、ＬＥＤ点灯回路５は駆動しており、ＬＥＤ４は点灯状態が維持されている。つまり、表示装置が待機状態であっても、ＬＥＤ４が照射している範囲は暗黒空間になっておらず、ＬＥＤ４から光を受けている放電ランプ３には初期電子がチャージし続けられている。

電源スイッチ１０１１がオンに切り替わると、ＬＥＤ点灯回路５はオフの状態になって、ＬＥＤ４が消灯する。一方、放電ランプ点灯回路８はオンの状態になって、放電ランプ３が点灯する。その際、電源スイッチ１０１１がオフの間、ＬＥＤ４によって照射されていたガラスバルブ３１内部はすでに初期電子の濃度が十分に高くなっているため、放電ランプ点灯回路８のオンとほぼ同時に放電ランプ３を点灯させることができる。また、電源スイッチ１０１１がオン状態の間、ＬＥＤ４は消灯状態であるため、駆動状態の表示装置の発光面上にＬＥＤ４の光よる輝度ムラ等が発生することはない。

そして、電源スイッチ１０１１がオフに切り替わると、放電ランプ点灯回路８がオフの状態になって放電ランプ３が消灯する代わりに、ＬＥＤ点灯回路５がオンの状態になってＬＥＤ４が点灯する。

このような点灯サイクルを電源スイッチ１０１１と連動させて行うことにより、ＬＥＤ４の点灯・消灯を制御するＬＥＤ点灯回路５の回路をシンプルにすることができる。すなわち、電源スイッチ１０１１のオンオフ操作はユーザーによって行われているので、ＬＥＤ４の点灯・消灯もユーザーによって行われているのと同じになり、ＬＥＤ４を消灯するためのタイマーや検出回路を必要とせず、回路の複雑化、大型化、コストアップ等を防止できる。

また、放電ランプ３の点灯中、ＬＥＤ４は消灯しているため、放電ランプ３からの熱が伝わってＬＥＤ４の温度が過度に上昇し、短寿命になることを防止できる。さらに、表示装置が待機状態でもＬＥＤ４は点灯しているが、ＬＥＤ４の消費電力量は微々たるものなので電力上昇はさほど問題とはならない。

したがって、第１の実施の形態では、ＬＥＤ点灯回路５、放電ランプ点灯回路８には、交流電源ＡＣＰＳからの入力を入切可能な電源スイッチ１０１１が電気的に接続されており、電源スイッチ１０１１をオンにすると、ＬＥＤ点灯回路５がオフの状態になりＬＥＤ４が消灯するとともに、放電ランプ点灯回路８がオンの状態になり放電ランプ３が点灯し、電源スイッチ１０１１をオフにすると、ＬＥＤ点灯回路５がオンの状態になりＬＥＤ４が点灯するとともに、放電ランプ点灯回路８がオフの状態になり放電ランプ３が消灯することにより、放電ランプ３の点灯前にＬＥＤ４から光が照射されている放電ランプ３は暗黒状態ではなく常に初期電子がチャージされているため、瞬時に点灯可能となり、暗黒始動特性に優れた表示装置を提供できる。また、放電ランプ３の点灯中、ＬＥＤ４は点灯していないため、ＬＥＤ４の光が発光面上に現れて輝度ムラを発生させることを防止できるとともに、点灯中のＬＥＤ４が放電ランプ３の熱によって温度上昇して、短寿命になることを防止することができる。

また、ＬＥＤ４のオンオフ操作は、ユーザーの表示装置の電源スイッチ１０１１のオンオフ操作によって行われるので、ＬＥＤ点灯回路５の複雑化、大型化、コストアップ等を防止できる。さらに、ＬＥＤ４を放電ランプ３の電極３２ａ近傍のガラスバルブ３１に配置することで少ない光出力でも確実な暗黒始動が可能となり、ＬＥＤ４の消費電力を低減でき、従来とあまり変わらない消費電力で本発明を実現できる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態の表示装置について説明するための断面図である。この第２の実施の形態の各部について、図３の第１の実施の形態の表示装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施の形態では、外部電極３２ａ、３２ｂ及びガラスバルブ３１の一部を覆うように傾斜部６ａ１、６ｂ１を位置し、外部電極３２ａ側のガラスバルブ３１付近にＬＥＤ４を配置している。つまり、ＬＥＤ４はサイドカバー６ａ内に配置された状態となっている。したがって、サイドカバー６ａ内の広範囲をＬＥＤ４の光で満たすことができ、電源スイッチ１０１１のオフ時、多くの放電ランプ３に初期電子を供給でき、さらに安定した暗黒始動特性を得ることができる。なお、ＬＥＤ４の光はサイドカバー６ａ内にとどまり表示装置の発光面には現れないため、ＬＥＤ４を常時点灯させる形態を採用することもできる。

したがって、第１の実施の形態では、外部電極３２ａ、３２ｂ及びガラスバルブ３１の一部を覆うように傾斜部６ａ１、６ｂ１を位置させ、そのガラスバルブ３１付近にＬＥＤ４を配置することにより、第１の実施の形態よりも優れた暗黒始動特性を実現できる。

なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。

本実施の形態では放電ランプ３として、外部電極放電ランプを使用しているが、冷陰極放電ランプ、熱陰極放電ランプなどでもよく、種類や形状、大きさ等に制限はない。

ＬＥＤ４は、青色の表面実装型のＬＥＤに限られない。すなわち、砲弾型のＬＥＤでもよく、発光色は白色、緑色などでもよい。また、ＵＶ−ＬＥＤを用いてもよい。さらに、所望により、ＬＥＤ４を複数配置してもよい。

ＬＥＤ４の配置に関しては、放電ランプ３の外部電極３２ａ、３２ｂの一方を高圧、他方を低圧（例えば、アース）で点灯する場合は、高圧側にＬＥＤ４を配置する必要がある。また、第２の実施の形態において、ＬＥＤ４をサイドカバー６ａ、６ｂの内側、例えば傾斜部６ａ１、６ｂ１に取り付けてもよい。また、バックケース１ｂにＬＥＤ入射用の穴を形成し、その穴から放電ランプ３に光を照射させても良い。

また、ＬＥＤ４は必ずしもＬＥＤ点灯回路５に実装されている必要はない。また、ＬＥＤ点灯回路５は基板上に形成されているものでなくてもよく、ＬＥＤ４を結ぶハーネス途中に抵抗を直列接続したようなものでもよい。さらに、一つの基板上にＬＥＤ点灯回路５と放電ランプ点灯回路８を形成したものであっても良い。

切替手段としては、表示装置に取着されている電源スイッチ１０１１に限られず、例えば、液晶テレビのオンオフを操作するリモートコントローラの電源スイッチ等であってもよく、要はユーザーによって電源のオンオフ操作がされていると同視できる手段もこれに含まれる。

本発明の第１の実施の形態の表示装置について説明するための図。 バックライトについて説明するための図。 図２のＡ−Ａ’の矢印方向の断面について説明するための図。 本実施の形態の表示装置の電気的な接続について説明するための回路図。 本実施の形態の表示装置の動作について説明するためのフローチャート図。 本発明の第２の実施の形態の表示装置について説明するための断面図。

符号の説明

１０１ フロントフレーム
１０１１ 電源スイッチ
１０２ バックフレーム
１０３ 液晶パネル
１０４ バックライト
１ａ フロントケース
１ｂ バックケース
３ 放電ランプ
３１ ガラスバルブ
３２ａ、３２ｂ 外部電極
４ ＬＥＤ
５ ＬＥＤ点灯回路
６ａ、６ｂ サイドカバー
８ 放電ランプ点灯回路

Claims (1)

1. 筐体と、前記筐体内部に配置された、放電容器の両端部に外部電極を有する外部電極放電ランプと、前記放電容器の近傍に配置された補助光源と、主電源と電気的に接続される、ユーザーによってオンまたはオフに切り替え可能な電源スイッチと、入力側は前記電源スイッチのオフ側と電気的に接続され、出力側は前記補助光源と電気的に接続された第１の点灯回路と、入力側は前記電源スイッチのオン側と電気的に接続され、出力側は前記外部電極放電ランプと電気的に接続された第２の点灯回路と、を具備し、
   前記ユーザーが前記電源スイッチをオンにすると、前記第２の点灯回路はオンの状態になって前記外部電極放電ランプが点灯し、前記第１の点灯回路はオフの状態になって前記外部電極放電ランプの点灯直前まで点灯していた前記補助光源が消灯し、
   前記ユーザーが前記電源スイッチをオフにすると、前記第２の点灯回路はオフの状態になって前記外部電極放電ランプが消灯し、前記第１の点灯回路はオンの状態になって前記補助光源が点灯することを特徴とする表示装置。
   

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