JPH02282220A - 液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、液晶テレビなどの液晶表示装置のバックラ
イト用の蛍光ランプを交流点灯駆動する液晶表示装置の
バックライト用蛍光ランプ駆動回路に関する。

（ロ）従来の技術 従来、液晶テレビおよびワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータのカラーあるいは単色の液晶表示装置は、
液晶が自発光しないため、通常、平面光源すなわちバッ
クライトを必要とし、たとえば「大型液晶デイスプレィ
用バックライト（熱陰極形蛍光ランプ）」（テレビジョ
ン学会技術報告Ｖｏｔ、　９　、　Ｎａ４７　［１９８
６年］の２１〜２６頁）には、高周波で交流点灯駆動さ
れる蛍光ランプを液晶パネルのバックライトに用いるこ
とが記載されている。

また、この種液晶表示装置は、大型のものを除き、多く
の場合、小型化して携帯することが望まれるため、駆動
電源に１次または２次電池が用いられるとともに、駆動
電源を昇圧して数百ボルトの高圧の放電電圧が形成され
る。

ところで、バックライト用の蛍光ランプは均一な輝度特
性が要求され、たとえば特開昭６０−１８９１５４号公
報（ＨＯＩＪ　　６１／３０）には、小型化する際のバ
ックライトとして好適な平面型蛍光ランプが記載されて
いる。

そして、平面型蛍光ランプは、原理的に、放電時間を数
μｓｅｃ程度に非常に短くして均一な輝度特性が得られ
る特徴を有する。

そして、前記平面型蛍光ランプなどのバックライト用の
蛍光ランプを低周波あるいは高周波で交流点灯駆動する
従来のバックライト用蛍光ランプ駆動回路は、はぼ第３
図に示すように構成され、同図において、（Ｏ５Ｃ）は
３個のインバータ（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）と２個
のダイオード（Ｄｌ）（Ｄ２）、２個の抵抗（Ｒ１）、
（Ｒ２）、コンデンサ（Ｃ１）とからなるＣＲ発振型の
発振部であり、低周波あるいは高周波の負のパルスを出
力する。

（Ｑｌ）、（Ｃ２）は発振部（Ｏ８Ｃ）の出力パルスを
反転して電力増幅するＰＮＰ型、ＮＰＮ型のトランジス
タであり、トランジスタ（Ｑｌ）のエミッタが電池電源
などの１２ボルトの電源端子（十Ｂ）に接続されるとと
もに、トランジスタ（Ｃ２）のコレクタ、エミッタがト
ランジスタ（Ｑｌ）のコレクタ、アースに接続され、か
つ、両トランジスタ（Ｑｌ）、（Ｃ２）のベースに、ベ
ース入力用の抵抗（Ｒ３）、（Ｒ４）それぞれを介して
発振部（Ｏ８Ｃ）の出力パルスが印加される。

（Ｃ３）はインバータ用のスイッチング素子を形成する
Ｎチャンネル・デプレッション型のＦＥＴであり、ゲー
トがトランジスタ（Ｑｌ）、（Ｃ２）のコレクタの接続
点に接続されるとともにソースがアースされ、発振部（
Ｏ３Ｃ）の出力パルスのノ１イレベル、ローレベルによ
ってオン、オフする。

（Ｔ）は１次回路にＦＥＴ（Ｃ３）が設けられた昇圧ト
ランスであり、巻数Ｎ１の１次巻線（！１）の一端、他
端が電源端子（＋Ｂ）、ＦＥＴ（Ｃ３）のドレインそれ
ぞれに接続され、２次回路の巻数Ｎ２の２次巻線（２２
）の一端、他端に平面型蛍光ランプからなるバックライ
ト用蛍光ランプ（Ｌ）の両端それぞれが接続されている
。

（Ｃ２）、（Ｒ５）はＦＥＴ（Ｃ３）のドレインとアー
スとの間に直列に設けられたサージ吸収用のコンデンサ
、抵抗、（Ｃ３）は電源端子（十Ｂ）とアースとの間に
設けられたバイパス用のコンデンサである。

なお、インバータ（Ｇ１）〜（Ｇ３）は集積回路を用い
て形成され、２次巻線（Ｉ１２）の他端はアースされて
いる。

そして、発振部（Ｏ３Ｃ）はコンデンサ（Ｃ１）および
抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）によって設定された周波数のパ
ルスを出力し、このとき、ダイオード（Ｄｌ）、（Ｄ２
）の極性にもとづき、コンデンサ（Ｃ１）の充、放電時
定数が抵抗（Ｒ１）、　（Ｒ２）それぞれによって決定
され、パルスのデユーティファフタが設定される。

ところで、発振部（Ｏ５Ｃ）の出力パルス幅によって蛍
光ランプ（Ｌ）の放電時間が決定され、蛍光ランプ（Ｌ
）を高周波で交流駆動するため、発振部（Ｏ５Ｃ）の発
振周期を約６３μｓｅｃにしたときには、１周期毎に数
μｓｅｃの間だけ正、逆放電が順に行われるように交流
駆動することにより、標準的な明るさのバックライトが
得られる。

そこで、発振部（Ｏ３Ｃ）の抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）は
、通常、抵抗値が大きく異なるように設定され、発振部
（Ｏ３Ｃ）からは、たとえば周期約６４μｓｅｃ、　パ
ルス幅２〜３μＳｅＣの負の細いパルスが出力される。

そして、発振部（Ｏ３Ｃ）の出力パルスはトランジスタ
（Ｑｌ）、（Ｃ２）によって反転増幅され、トランジス
タ（Ｑｌ）、（Ｃ２）のコレクタの接続点からＦＥＴ（
Ｃ３）のゲートに、発振部（ＯＳ　Ｃ）の出力パルスの
極性反転パルスが、駆動パルスとして印加され、このと
き、ＦＥＴ（Ｃ３）は駆動パルスの正、負によってオン
、オフし２発振部（Ｏ３Ｃ）の出力パルスにもとづいて
スイッチングする。

さらに、ＦＥＴ（Ｑ３）がオフからオンに反転すると、
昇圧トランス（Ｔ）の１次巻線（１１）にＦＥＴ（Ｑ３
）のドレイン電流が流れ、２次巻線（１２）に巻線Ｎｌ
、Ｎ２の比で設定された数百ボルトの正の高圧が２〜３
μｓｅｃ発生し、ＦＥＴ（Ｑ３）がオンからオフに反転
すると、１次巻線（！１）の電流が減少し、２次巻線（
Ｉ！、２）に数百ボルトの負の高圧、すなわちフライバ
ック電圧が、たとえば３〜４μｓｅｃ発生する。

そして、昇圧トランス（Ｔ）の２次巻線（２２）の正、
負の高圧にもとづき、蛍光ランプ（Ｌ）は、発振部（Ｏ
３Ｃ）の出力パルスの前縁に同期した２〜３μｓｅｃに
正放電するとともに、発振部（Ｏ５Ｃ）の出力パルスの
後縁に同期した３〜４μｓｅｃに逆放電し、発振部（Ｏ
５Ｃ）の出力パルスの１周期毎に、５〜７μｓｅｃの間
だけ正、逆放電に順に制御されて交流点灯駆動される。

なお、蛍光ランプ（Ｌ）の点灯駆動周波数は発振部（Ｏ
５Ｃ）の出力パルスによって定まり、放電時間を変える
ことにより、蛍光ランプ（Ｌ）を６０Ｈｚ程度の低周波
で駆動することも可能である。

また蛍光ランプ（Ｌ）が平面型蛍光ランプ以外のときに
は、発振部（Ｏ８Ｃ）の出力パルスの周波数、パルス幅
などが蛍光ランプに応じて変更される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、従来のこの種バックライト用蛍光ランプ駆動
回路は、第３図からも明らかなように、画面表示される
テレビチューナのビデオ信号あるいは外部入力されたビ
デオ信号と非同期に蛍光ランプを駆動している。

そのため、蛍光ランプの放電ノイズがビデオ信号の信号
路に混入すると、放電ノイズが周期的なノイズとして画
面上に出現し、このとき、画面の輝度変化などが生じて
良好な表示が行なえなくなる。

そこで、蛍光ランプ全体を電気的にシールドすることな
どが考えられるが、とくに、蛍光ランプの蛍光面のシー
ルドには、透光性を有する特殊な導電体部材を要し、非
常に高価になる問題点がある。

また、蛍光面を特殊な導電部材でシールドすると、液晶
の照明光量が部材によって低下し、照明性能が低下する
問題点も生じる。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
ビデオ信号の画面を表示する液晶表示装置のバックライ
ト用蛍光ランプを交流点灯駆動する液晶表示装置のバッ
クライト用蛍光ランプ駆動回路において、 前記ビデオ信号の水平または垂直同期信号に同期した同
期パルスを出力する同期パルス発生部と、 前記同期パルスのパルス幅を前記ビデオ信号の水平また
は垂直ブランキング期間内のパルス幅に調整して出力す
るパルス幅調整部と、 前記調整部の出力パルスによって駆動されるスイッチン
グ素子と、 前記スイッチング素子が１次回路に設けられるとともに
２次回路に前記蛍光ランプが接続され、前記ブランキン
グ期間内のパルス幅の放電用高圧を前記蛍光ランプにく
り返し供給する昇圧トランスと を備えた液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプ駆動
回路である。

（ホ）作用 したがって、蛍光ランプの放電がビデオ信号の垂直また
は水平ブランキング期間内で行なわれ、蛍光ランプの放
電ノイズが画面上に出現せず、蛍光ランプの電気的なシ
ールドが不要になる。

（へ）実施例 つぎに、この発明を、その１実施例を示した第１図およ
び第２図とともに詳細に説明する。

第１図において、第３図と同一記号は同一もしくは相当
するものを示し、（Ｉ　Ｃ）は三洋電機株式会社製の型
番Ｌ　Ａ　７８００のカラーテレビ偏向回路用集積回路
からなる同期パルス発生部であり、内部に、同期分離回
路（１）、ＡＦＣ回路（２）、水平発振回路（３）、水
平ドライブ回路（４）を有し、ビデオ信号の入力端子（
］）に分離回路（１）が接続されるとともに、分離回路
（１）にＡＦＣ回路（２）および垂直発振用の出力端子
（０）が接続され、がっ、外付けの発振時定数用の可変
抵抗（Ｒ６）、コンデンサ（Ｃ４）にもとづいて発振回
路（３）が自走発振するとともに、ＡＦＣ回路（２）の
出力信号によって発振回路（３）の発振が制御され、発
振回路（３）に接続されたドライブ回路（４）から液晶
駆動力ランク用の出力端子（０′）およびＡＦＣ回路（
２）に、入力端子（ｉ）のビデオ信号の水平同期信号に
同期した負の水平同期パルスを出力する。

（ＭＭ）は型番４５３８のロジック集積回路からなる単
安定マルチバイブレーク（以下モノマルチと称す）であ
り、パルス幅調整部を形成し、立上りトリガ端子（ａ）
がアースされるとともに立下りトリガ端子（ｂ）がドラ
イブ回路（４）に接続され、水平同期パルスの前縁の下
りによってトリガされ、時定数端子（ｔ　１）、　（ｔ
　２）に接続された時定数用の可変抵抗（Ｒ？）、　コ
ンデンサ（Ｃ５）にもとづき、水平同期パルスのパルス
幅を、入力端子（１）のビデオ信号の水平ブランキング
期間内の所定のパルス幅に調整し、調整後のパルスをＱ
出力端子（耳）から抵抗（Ｒ３）、（Ｒ４）を介してト
ランジスタ（Ｑｌ）、（Ｃ２）のベースに出力する。

そして、テレビチューナのビデオ信号、外部入力された
ビデオ信号などの画面表示されるビデオ信号が入力端子
（ｉ）を介して分離回路（１）に入力され、このとき、
分離回路（１）により、入力端子（ｉ）のビデオ信号中
の第２図（’ａ）に示す１５．７３ＫＨｚの水平同期信
号が分離抽出され、分離回路（１）から出力端子（ｏ）
、ＡＦＣ回路（２）に、抽出された水平同期信号が出力
される。

さらに、ＡＦＣ回路（２）により、分離回路（１）の出
力信号とドライブ回路（４）の出力信号との位相差にも
とづき、発振回路（３）の発振周波数の微調信号（Ａ　
Ｆ　Ｃ信号）が形成され、該微調信号により、発振回路
（３）の発振周波数が、入力端子（１）のビデオ信号の
水平同期信号の周波数に制御される。

そして、発振回路（３）の出力信号がドライブ回エエ 路（４）で増幅され、このとき、ドライブ回路（４）か
ら出力端子（０′）およびモノマルチ（ＭＭ）には、第
２図（ｂ）に示すように、立下りが同図（ａ）の水平同
期信号の前縁の立上りに完全に同期した周期的６：３４
ｚ　５ｅｃ（＝　１７１５．７３Ｋ　Ｈｚ　）の同期パ
ルス、すなわちＩＨ（Ｈは水平走査期間）の周期の同期
パルスが出力される。

なお、出力端子（０）の同期信号は液晶パネル駆動部（
図示せず）の垂直発振回路に供給され、該発振回路によ
って垂直同期信号が抽出形成される。

また、出力端子（０′）の同期パルスは液晶パネル駆動
部の液晶駆動用カウンタにクロックパルスとして供給さ
れ、該カウンタによって液晶パネルの水平方向の駆動が
制御される。

一方、ドライブ回路（４）の同期パルスが入力されるモ
ノマルチ（ＭＭ）は同期パルスの立下りによってトリガ
され、このとき、同期パルスの前縁が入力端子（ｉ）の
ビデオ信号の０．２Ｈ程度の水平ブランキング期間の前
縁になるとともに、抵抗（Ｒ７）、コンデンサ（Ｃ５）
の調整にもとづき、モノマルチ（ＭＭ＞の動作時定数が
水平ブランキング期間より十分短い２〜３μｓｅｃに設
定されるため、モノマルチ（ＭＭ）のＱ出力端子（イ）
からは、同期パルスのパルス幅を水平ブランキング期間
内の２〜３μｓｅｃのパルス幅に調整した負のパルス、
すなわち第３図の発振部（１）の出力パルスと同様の周
期、パルス幅に設定され発生タイミングが水平ブランキ
ング期間内に制御されたパルスが出力される。

そして、モノマルチ（ＭＭ）のＱ出力端子（η）の出力
パルスがトランジスタ（Ｑｌ）、（Ｃ２）で反転増幅さ
れ、トランジスタ（Ｑｌ）、（Ｃ２）のコレクタの接続
点からインバータ用のスイッチング素子を形成するＦＥ
Ｔ（Ｃ３）のゲートに、第２図（ｃ）に示す各ＩＨの水
平ブランキング期間内の２〜３μｓｅｃのパルス幅τの
正のパルスが出力され、該パルスによってＦＥＴ（Ｃ３
）がスイッチングする。

さらに、ＦＥＴ（Ｃ３）のスイッチングにもとづき、第
３図の場合と同様の正、負の高圧、たとえば第２図（ｄ
）に示すピーク・トウ・ピーク９００ボルト（９００Ｖ
　ｐ−１）　）の正、負の高圧が、昇圧トランス（Ｔ）
の２次巻線（２１）に発生する。

そして、２〜３μｓｅｃのパルス幅τの期間に発生した
正の高圧と、該正の高圧に引続いて発生した３〜４μｓ
ｅｃの負の高圧とにもとづき、各ＩＨの釣鉤２Ｈ（’＝
１０〜１３μ５ｅｃ）の水平ブランキング期間内におい
て、５〜７μＳｅｃの期間τ′に、バックライト用蛍光
ランプ（Ｌ）が正、逆放電に順に制御され、蛍光ランプ
（Ｌ）がＩＨの周期で交流点灯駆動される。

したがって、蛍光ランプ（Ｌ）は、画面表示されるビデ
オ信号の水平ブランキング期間内に放電することになり
、このとき、蛍光ランプ（Ｌ）の点灯ノイズがビデオ信
号の信号路に混入しても、放電ノイズは水平ブランキン
グ期間内に引込まれて画面上に出現することがない。

そのため、蛍光ランプを電気的にシールドすることなく
、放電ノイズの影響を画面から排除することができ、安
価かつ照明性能を低下させることなく、放電ノイズによ
る表示劣化を防止することができる。

また、第１図の場合は蛍光ランプ（Ｌ）に平面型蛍光ラ
ンプを使用したことにより、水平ブランキング期間内の
非常に短い放電で均一な輝度特性が得られ、しかも、抵
抗（Ｒ７）を可変調整してバックライトの輝度調整を簡
単に行なうこともできる。

ところで、前記実施例では、水平同期信号の周期で蛍光
ランプ（Ｌ）を点灯駆動したが、垂直同期信号の周期で
蛍光ランプ（Ｌ）を点灯駆動し、このとき、蛍光ランプ
（Ｉ−）の放電時間を垂直ブランキング内に引込んでも
同様の効果が得られる。

また、蛍光ランプ（Ｌ）に平面型蛍光ランプ以外の直管
型などの種々の蛍光ランプを用いることができるのも勿
論である。

（ト）発明の効果 以上のように、この発明の液晶表示装置のバックライト
用蛍光ランプ駆動回路によると、蛍光ランプの放電が、
画面表示されるビデオ信号の水平または垂直ブランキン
グ期間内で行なわれ、蛍光ランプの放電ノイズが水平ま
たは垂直ブランキング期間内に引込まれるため、電気的
なシールドなどを施すことなく、放電ノイズによる表示
劣化を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶表示装置のバックライト用蛍光
ランプ駆動回路の１実施例の結線図、第２図（ａ）〜（
ｄ）は第１図の動作説明用のタイミングチャート、第３
図は従来の液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプ駆
動回路の結線図である。 （Ｉ　Ｃ）・・・同期パルス発生部、（ＭＭ）・・・単
安定マルチバイブレーク、（Ｑ３）・・・ＦＥＴ、（Ｔ
）・・・昇圧トランス、（Ｌ）・・・バックライト用蛍
光ランプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビデオ信号の画面を表示する液晶表示装置のバッ
   クライト用蛍光ランプを交流点灯駆動する液晶表示装置
   のバックライト用蛍光ランプ駆動回路において、 前記ビデオ信号の水平または垂直同期信号に同期した同
   期パルスを出力する同期パルス発生部と、 前記同期パルスのパルス幅を前記ビデオ信号の水平また
   は垂直ブランキング期間内のパルス幅に調整して出力す
   るパルス幅調整部と、 前記調整部の出力パルスによって駆動されるスイッチン
   グ素子と、 前記スイッチング素子が１次回路に設けられるとともに
   ２次回路に前記蛍光ランプが接続され、前記ブランキン
   グ期間内のパルス幅の放電用高圧を前記蛍光ランプにく
   り返し供給する昇圧トランスと を備えた液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプ駆動
   回路。