JP4809751B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に係り、特に液晶パネルの背面に複数の冷陰極管を配置したバックライトユニットを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、ブラウン管と比べて薄く軽量であるため、各種の表示装置として用いられている。特に液晶表示装置は、カラー画像を表示できるので、テレビ、パソコン等の表示装置として用いられている。

液晶表示装置は自発光の表示装置ではないのでバックライトを必要とする。液晶表示装置はバックライトからの光を液晶パネルで制御して画像を表示する。

例えば、アクティブマトリクス型の液晶パネルは、一方の基板に薄膜トランジスタに接続された画素電極を備え、他方の基板に赤、緑、青のカラーフィルタを備える。これらの基板に挟まれて液晶が存在する。

また、液晶パネルのバックライト側には偏光板が配置され、バックライトから液晶パネルに入射する光の成分を選択している。一方、液晶パネルの観察者側にも偏光板が配置され、画像表示に必要な光を選択的に透過している。

このように、液晶表示装置は、薄膜トランジスタに入力されるデータを基に各色の光透過量を制御することで、画像を形成している。

一般に、液晶表示装置に使用されるバックライトユニットには、液晶パネルの背面（直下）に冷陰極管を配置した直下型バックライトや、導光板の端面に光源（冷陰極管またはＬＥＤ等）を配置したサイドエッジ型（導光板型）バックライトなどがある。

サイドエッジ型バックライトは、バックライトユニットの厚さを薄く形成できる。しかしサイドエッジ型バックライトは、導光板のエッジ部に光源を配置するため、多くの光源を配置することができず、バックライトとしての輝度を増やすことが難しい。

一方、直下型バックライトは、液晶パネルの背面（直下）に配置する冷陰極管の数を増やすことで、バックライトの輝度を上げることができる。しかし、冷陰極管の数を多くすると消費電力が増大してしまう。消費電力の増大を抑制するために、冷陰極管の電源にインバータを用いることが提案されている。

特許文献１には冷陰極管の両側から交流電圧を印加することが記載されている。図１４のように１本の冷陰極管の両側から交流電圧を印加すると、１本の冷陰極管に対し２つのインバータ回路が必要となる。また、特許文献１の技術では、１本の冷陰極管につながる２つのインバータ回路からの出力波形を逆相にするため、２つのインバータ回路の同期を正確に取ることが必要となる。２つのインバータ回路の同期が正確でないと、発光効率が落ち、輝度斑になり易い。また両側から高周波電圧を印加すると、接地電位となる位置が不安定になり、電流制御が難しい。さらに特許文献１はインバータ回路の発生するノイズを抑制するために、２つのインバータトランスの２次巻線の出力を互いに逆相にすることを開示している。

特許文献２、特許文献３は、バックライトの輝度斑を改善する方法を開示している。

特許文献２は表示画面中央部に位置する冷陰極管と液晶パネルとの距離を画面上下端部に位置する冷陰極管と液晶パネルとの距離より長くすることを開示している。このような構成とすることで、特許文献２に記載の技術は、表示画面中央部の輝度ムラを抑制している。

特許文献３は、冷陰極管の高電圧が印加される側の端部とシャーシとの距離が低電圧が印加される側の端部とシャーシとの距離よりも大きくすることを開示している。特許文献３は、このような構成とすることで、冷陰極管の高圧側とシャーシの間の寄生容量を小さくし、寄生容量を介して漏れる電流を低減させている。

特開２００６−１５６４１３号公報 特開２００５−１５００５６号公報 特開２００５−１９５７７８号公報

図１５は従来のバックライトシステムを示す概念図である。液晶表示装置のバックライトには複数の冷陰極管が用いられる。複数の冷陰極管は平行に配置されており、それぞれ同じ側の一端は高周波電源（以下、インバータという）ＩＮＶと接続され、他の一端は接地されている。

このような構成にすると、各冷陰極管とバックライトフレームとの間に寄生容量Ｃができてしまう。寄生容量（コンデンサ）は並列に形成されるため、コンデンサの容量が大きくなる。つまり、各冷陰極管とバックライトフレームとの間にできるコンデンサを一つの大きな容量をもつコンデンサと見なすことができる。

また、このコンデンサには光源を点灯する際の高電圧の誘導電圧が蓄えられるため、冷陰極管間に不要電界が発生する原因となる。このコンデンサに蓄えられた誘導電圧が放電されると、液晶パネルの薄膜トランジスタを駆動してしまうので、所望の画像が得られなくなる。

一方、液晶表示装置は、画像を表示する際にバックライトからの光のうち一部しか使用していない。そのため表示画像の輝度を上げるためにはバックライトの輝度を上げる必要がある。バックライトの輝度を上げるためには光源を増やし、光束量を増やすことが考えられる。しかしながら、冷陰極管の本数を増やせば、各冷陰極管とバックライトフレームとの間にできるコンデンサが大きくなってしまう。

さらに、冷陰極管の本数を増やせば冷陰極管の間隔が狭くなる。冷陰極管の間隔が狭い場合、隣合う冷陰極管に印加される高周波電圧の位相がずれると、冷陰極管の間でコンデンサが形成されてしまう。このことはバックライトの輝度斑の原因となる。

また、バックライトユニットに用いられる冷陰極管にはＵ字状に管を曲げたＵ字管がある。Ｕ字管は管を曲げて形成するため、配置密度の制約を受ける。また曲部にガス（水銀）が溜まり易く、冷陰極管の寿命が短くなる、等の欠点がある。

本発明の液晶表示装置は、薄膜トランジスタを有する第１基板とカラーフィルタを有する第２基板の間に液晶を介在させた液晶パネルと、液晶パネルに光を供給するバックライトユニットを備える。バックライトユニットは第１側部から第２側部に向って延びる（第１方向に沿って延在する）複数の冷陰極管を有し、複数の冷陰極管は第１冷陰極管と第２冷陰極管とで構成される。

第１冷陰極管と第２冷陰極管は第１方向と直交する第２方向に沿って交互に配置される。第１冷陰極管の第１側部に設けた電極には交流電圧が印加され、第１冷陰極管の第２側部に設けた電極には接地電圧が印加される。第２冷陰極管の第１側部に設けた電極には接地電圧が印加され、第２冷陰極管の第２側部に設けた電極には第１冷陰極管に印加された交流電圧と同位相の交流電圧が印加される。

本発明の他の構成は次のとおりである。バックライトユニットは、第１冷陰極管と第２冷陰極管を交互に配置した。第１冷陰極管は、第１側部に設けた電極に交流電圧が印加され、第２側部に設けた電極が接地する。一方、第２冷陰極管は、第２側部に設けた電極に交流電圧が印加され、第１側部に設けた電極が接地する。隣接する２本の第１冷陰極管にはそれぞれ逆位相の交流電圧が印加され、隣接する２本の第２冷陰極管にはそれぞれ逆位相の交流電圧が印加される。

本発明の他の構成は次のとおりである。第１冷陰極管は、第１側部の電極が第１回路基板上のインバータ回路に接続し、第２側部の電極が接地される。第２冷陰極管は、第２側部の電極が第２回路基板上のインバータ回路に接続し、第１側部の電極が接地される。第１回路基板上のインバータ回路は、隣接するインバータ回路でそれぞれ逆位相の交流電圧を発信する。第２回路基板上のインバータ回路は、隣接するインバータ回路でそれぞれ逆位相の交流電圧を発信する。

本発明の他の構成は次のとおりである。バックライトユニットは第１方向に沿って延び第２方向に沿って複数配置した冷陰極管と、冷陰極管を収納する凹状のバックライトフレームとを有する。複数の冷陰極管はバックライトフレームの底面に近い第１冷陰極管群と、液晶パネルに近い第２冷陰極群とを有し、第１冷陰極群を構成する後側冷陰極管と第２例陰極群を構成する前側冷陰極管とは前記第２方向に沿って交互に配置されている。

本発明の他の構成は次のとおりである。第１冷陰極管の第１側部に設けた電極には交流電圧が印加され、第１冷陰極管の第２側部に設けた電極には接地される。第２冷陰極管の第１側部に設けた電極は接地され、第２冷陰極管の第２側端部に設けた電極には交流電圧が印加される。接地接続される電極は交流電圧の印加される電極よりもバックライトフレームの底面に近い位置に配置される。

本発明は上述の構成により、従来の表示装置の課題を解決することができる。

本発明による表示装置によれば、隣り合う冷陰極管の間隔を狭くでき、高輝度のバックライトユニットをそなえた表示装置を提供できる。また、本発明は、バックライトユニットでの不要電界の発生を抑制し、該不要電界による画像のみだれを抑制し、高画質の映像を表示することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明による表示装置に用いるバックライトユニットの正面図である。図２は図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。特に、図２は矩形の液晶表示装置の縦軸に沿った断面図である。また、拡散板、光学シート、液晶パネルは、図１にはを示していないが、図２には示した。

液晶表示装置は、光スイッチング機能を有する液晶パネルＰＮＬと液晶パネルに光を供給するバックライトユニットＢＬを備える。

液晶パネルＰＮＬは、２枚の偏光板と、薄膜トランジスタを形成した第１基板１（以下、背面基板という）と、カラーフィルタを形成した第２基板２（以下、前面基板という）とを有している。液晶は背面基板１と前面基板２の間に配置されている。

バックライトユニットＢＬは、複数の光学シート３と、拡散板４と、バックライトフレーム５と、冷陰極管６と、を備える。バックライトフレーム５の開口部には、弾性を有するスペーサ７を介して拡散板４が配置される。拡散板４の液晶パネル側には複数の光学シート３が配置されている。拡散板や光学シートは、棒状の冷陰極管からの光が均一な面光源となる様に、光を拡散又は集光させている。

光源である冷陰極管６は水平方向（Ｘ方向）に延在し、垂直方向（Ｙ方向）に複数配置されている。なお、Ｘ方向は矩形の表示装置の長軸に一致し、Ｙ方向は矩形の表示装置の短軸に一致し、Ｚ方向は表示装置の厚さ方向に一致する。

冷陰極管６はカップ状のバックライトフレーム５の中に配置される。冷陰極管６はバックライトフレーム５の底面から間隔を持って配置され、冷陰極管６とバックライトフレーム５との距離Ｈは全ての冷陰極管で略同じになるように制御して配置されている。さらに冷陰極管間のピッチＰも一定となるように制御して配置されている。このように冷陰極管を配置することで、光源の配置に起因する輝度斑を抑制している。また、冷陰極管の電極近傍は輝度斑が発生し易く、この輝度斑が表示画面に影響しないように、冷陰極管の端部は端部カバー１０により覆われている。

例えば、従来の３２インチの液晶表示装置では、冷陰極管を１６本使用し、冷陰極管のピッチは２４ｍｍである。一方、本発明の３２インチの液晶表示装置は、バックライトユニットに冷陰極管を３２本使用している。３２本の冷陰極管は水平方向に沿って管軸を配置し、垂直方向に並べて配置される。バックライトユニットは、外径が３ｍｍの冷陰極管を、距離Ｈを８ｍｍ、ピッチＰを１２ｍｍで配置した。その結果、高輝度のバックライトを得ることができ、また表示装置の輝度も向上できた。さらに、画像表示面にノイズの無い高画質の映像を表示できた。

図３は本発明による冷陰極管の配置図である。

冷陰極管６は液晶表示装置の画面左側に相当する第１側部から画面右側に相当する第２側部に向って、すなわちＸ軸に沿って延びている。また、冷陰極管６は画面上側から画面下側にむかって、すなわちＹ軸に沿って複数本配列してある。冷陰極管の管軸を水平に配置することで陰極管内のガスの電極への偏りを抑制し、冷陰極管の寿命を長くできる。

複数の冷陰極管のうち、第１冷陰極管６１は冷陰極管の第１側部に設けた電極に高周波数の交流電圧が印加され、前記第１冷陰極管の第２側部に設けた電極は基準電位に接続（以下、接地という）されている。本実施例では液晶モジュールのフレームに接続することで接地とした。

また複数の冷陰極管のうち、第２冷陰極管６２は、冷陰極管の第１側部に設けた電極が接地し、第２冷陰極管の第２側部に設けた電極には第１冷陰極管に印加された交流電圧と同位相の交流電圧が印加されている。

図３のバックライトユニットでは冷陰極管を４本用いた。画面の上側には上部第１冷陰極管６１１と上部第２冷陰極管６２１を配置し、画面の下側には下部第１冷陰極管６１２と下部第２冷陰極管６２２を配置した。

複数本配置した冷陰極管の左側端部をみれば、冷陰極管の配列方向に沿って、高周波交流電圧印加電極（以下、高圧電極という）ＨＥ、基準電位接続電極（以下、接地電極という）ＧＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥの順で配置されている。つまり、高圧電極ＨＥと接地電極ＧＥとが交互に配置されている。図３のバックライトユニットでは４本の冷陰極管を用いたが、さらに多くの冷陰極管を用いる場合は、上述の順序を繰り返せばよい。

また、図３のバックライトユニットは、インバータ回路基板８を２つに分割して、左右に配置している。第１側部には複数のインバータトランスを搭載した第１インバータ回路基板８１が配置され、第１インバータ回路基板８１上の各インバータトランスから各第１冷陰極管６１に高周波電圧が供給される。一方、第２側部には複数のインバータトランスを搭載した第２インバータ回路基板８２が配置され、第２インバータ回路基板８２上の各インバータトランスから各第２冷陰極管６２に高周波電圧が供給される。

冷陰極管の一端の電極に印加される高周波交流電圧は−２ｋＶ〜２ｋＶ、周波数が３０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲で印加される。

また各インバータ回路ＩＮＶは同期して動作するように、同期用配線１１によって直列に接続している。さらに、各インバータ回路ＩＮＶは、各冷陰極管に印加する高周波交流電圧を同位相で発信している。なお、インバータ回路ＩＮＶの同期を取る為に、各インバータ回路ＩＮＶを並列に接続して動作させてもよい。

各冷陰極管とバックライトフレームの間には寄生容量（コンデンサ）Ｃが形成される。特に、高周波交流電圧の印加される電極近傍では寄生容量が形成される。一方、接地電極近傍は、バックライトフレームが接地されているため、寄生容量はでき難い。

図３に示すバックライトユニットでは、第１側部又は第２側部において、隣合う冷陰極管の電極が高圧電極と接地電極とが交互に配置されている。そのため、隣合うコンデンサの間隔は長くなる。例えば、３２インチの液晶表示装置に３２本の冷陰極管を用いたとしても、１６本の冷陰極管を用いた従来のバックライトユニットと同様の寄生容量を考慮すればよい。

また、本発明のバックライトユニットは、第１インバータ回路基板又は第２インバータ回路基板に設けたインバータ回路ＩＮＶから同相の高周波交流電圧を各冷陰極管に供給しても、冷陰極管とバックライトフレームに形成される寄生容量を大きくすることなく駆動できる。

また、冷陰極管の間隔が狭くなると、隣合う冷陰極管間でコンデンサが形成されてしまう。第１冷陰極管６１と第２冷陰極管６２との間でもコンデンサが形成されるが、一方の冷陰極管に高周波電圧が印加され、他方の冷陰極管に接地電位（基準電位）が印加されるので、隣合う電極間での電位差は高周波電圧の振幅分で済む。よってコンデンサに蓄えられる誘導電圧を抑制できる。

またインバータ基板を２つに分割してあるため、基板上のインバータトランスの間隔を狭くすることなく、インバータトランスを配置できる。

本実施例は、冷陰極管の一端の電極に高周波交流電圧を印加し、他の一端には接地接続してある。他の一端が接地接続のため、インバータ回路間の位相に多少のずれがあっても輝度斑の原因になる可能性は低い。また、冷陰極管とバックライトフレームとの間にできるコンデンサは、横縞模様のノイズが画面に発生しない程度であれば許容できる。

図４は本発明による表示装置を構成する背面基板の回路図である。

背面基板１の主面には、第１方向（Ｘ方向）に延在して第１方向と交差する第２方向（Ｙ方向）に並設された複数の走査配線（又はゲート配線という）ＧＬと、第２方向（Ｙ方向）に延在して第２方向と交差する第１方向（Ｘ方向）に並設された複数のデータ配線ＤＬ（又はドレイン配線という）と、を有している。ゲート配線ＧＬはゲートドライバＧＤに接続し、ドレイン配線ＤＬはドレインドライバＤＤに接続している。

タイミング制御回路ＴＣＯＮはゲートドライバＧＤとドレインドライバＤＤにタイミング信号を発信している。

マトリクス状に配置されたこれらの配線で囲まれた領域には薄膜トランジスタＴＦＴが各画素毎に形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極がゲート配線に、ドレイン電極がドレイン配線に、ソース電極が画素電極にそれぞれ接続している。

また、背面基板の主面には、ゲート配線に平行してコモン配線ＣＬが配置されている。コモン配線と画素電極とでコンデンサを形成している。

図５は、液晶表示装置の画面に現れる横縞模様のノイズ発生状況を示す図である。このノイズＮＯＩは、冷陰極管とバックライトフレームとの間にできた大きなコンデンサに起因しており、冷陰極管の点灯周波数と画像を表示する信号周波数の干渉により発生している。従来のバックライトでは、各冷陰極管とバックラトフレームの間でできるコンデンサに高電圧の誘導電圧が蓄えられる。寄生容量により発生した不要電界は液晶画面を駆動する信号回路に飛び込む。その結果、不要電界により液晶パネルが駆動され、縞模様のノイズとなる。縞模様のノイズが目視で検出できるレベルに達すると不快を感じる。

図６は本発明のバックライトユニットの回路の模式図である。

図３と同様に、第１冷陰極管６１及び第２冷陰極管６２の左側を第１側部ＳＤ１とし、第１冷陰極管６１及び第２冷陰極管６２の右側を第２側部ＳＤ２とした。

複数のインバータ回路ＩＮＶを備えた第１インバータ回路基板８１は第１側部ＳＤ１に配置した。第１インバータ回路基板８１のインバータ回路ＩＮＶには第１種冷陰極管の一方の電極（高周波交流電圧印加電極）ＨＥが接続している。第１種冷陰極管の他方の電極（接地電極）ＧＥは、第２側部ＳＤ２に配置した第２接地用基板９２に接続している。

複数のインバータ回路ＩＮＶを備えた第２インバータ回路基板８２は第２側部ＳＤ２に配置した。第２インバータ回路基板８２のインバータ回路ＩＮＶには第２種冷陰極管の一方の電極、所謂高圧電極が接続している。第２種冷陰極管の他方の電極、所謂接地電極は、第１側部ＳＤ１に配置した第１接地用基板９１に接続している。

これら第１インバータ基板８１に接続する第１種冷陰極管６１と第２インバータ基板８２に接続する第２種冷陰極管６２とは交差指型に配置されている。

各第冷陰極管の接地電極は、ランプリターン線１２により各インバータ回路ＩＮＶの接地回路にそれぞれ接続している。この構成により、冷陰極管の電流を制御することができる。ランプリターン線は各冷陰極管毎に配置しても良く、第１種冷陰極管６１又は第２種冷陰極管６２毎に一括して共用することも可能である。

信号基板１３は、第１インバータ基板８１に接続し、冷陰極管を駆動するための信号を発信している。第１インバータ基板８１と第２インバータ基板８２は同期用配線１１により接続され、各インバータ回路を直列に接続して動作タイミングを共用している。なお、信号基板１３からの信号を第１インバータ基板と第２インバータ基板に並列に入力してもよい。

図６の回路に図３の波形を印加した場合、各インバータ回路から各冷陰極管に印加される高周波交流電圧の位相は一致する。すなわち、冷陰極管を駆動する高周波交流電圧はインバータ回路から見れば全て同相の高周波である。

インバータ回路のトランスは約２ｋＶを発生する。本実施例では、全てのインバータ回路が同相の高周波電圧を発生するため、インバータ回路基板８上でのインバータ回路間の絶縁は容易である。また隣接する冷陰極管の接地電極ＧＥはインバータ回路基板とは別の接地用基板に接続する。

また、インバータ基板８は冷陰極管の高圧電極に近い側にそれぞれ配置し、接地用基板９は冷陰極管の電極から遠い位置に配置した。このような構成とすることで、冷陰極管の高圧電極とインバータとの接続配線を短くできる。一方、接地用基板と接地電極とをつなぐ配線はインバータ基板と高圧電極をつなぐ配線より長い。接地電極側の配線は冷陰極管を駆動するときのノイズの飛び込みに関係しないので、長くてもよい。

本発明によれば、隣合う冷陰極管との間隔を短くできるため、高輝度、高精細の画像表示装置を実現できる。

上述実施例ではインバータ回路をバックライトフレームの背面に左右に分割して配置したが、これに限られたものではなく、バックライトフレーム背面の上下に分割、又は中央部に配置しても良い。本実施例では、インバータ回路を高圧電極近傍に配置することで、インバータ回路と高圧電極とをつなぐ配線を短くしてノイズの飛び込みを少なくした。

図７は本発明の第２の実施例による冷陰極管の配置図である。上述の実施例と同じ機能には同じ符号を付した。

本実施例と図３に記載の実施例の特徴的な相違点は冷陰極管に入力される交流電圧の位相である。

本実施例において、バックライトユニットは第１側部から第２側部に向って延びる複数の冷陰極管を有する。冷陰極管は、第１冷陰極管と第２冷陰極管とを含み、第１冷陰極管と前記第２冷陰極管をＹ軸に沿って交互に配置した。第１冷陰極管は第１側部に設けた電極に交流電圧が印加され、第２側部に設けた電極が接地される。一方、第２冷陰極管は、第２側部に設けた電極に交流電圧が印加され、第１側部に設けた電極が接地される。隣接する２つの第１冷陰極管にはそれぞれ逆位相の交流電圧が印加され、また、隣接する２つの第２冷陰極管にはそれぞれ逆位相の交流電圧が印加される。

図７のバックライトユニットでは冷陰極管を４本用いた。画面の上側には上部第１冷陰極管６１１と上部第２冷陰極管６２１を配置し、画面の下側には下部第１冷陰極管６１２と下部第２冷陰極管６２２を配置した。

複数本配置した冷陰極管の左側端部をみれば、冷陰極管の配列方向に沿って、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥの順で配置されている。つまり、高圧電極ＨＥと接地電極ＧＥとが交互に配置されている。図７のバックライトユニットでは４本の冷陰極管を用いたが、さらに多くの冷陰極管を用いる場合は、上述の順序を繰り返せばよい。

さらに本実施例では、隣合う２本の第１冷陰極管６１１，６１２に対しそれぞれ逆位相となる交流を印加し、また隣合う２本の第２冷陰極管６２１，６２２に対しそれぞれ逆位相となる交流を印加した。

このような構成とすることで、第１冷陰極管６１１とバックライトフレーム５で形成される寄生容量と、第１冷陰極管６１２とバックライトフレーム５で形成される寄生容量とでそれぞれ逆極性の電荷が蓄えられる。また第２冷陰極管６２１とバックライトフレーム５で形成される寄生容量と、第２冷陰極管６２２とバックライトフレーム５で形成される寄生容量とでそれぞれ逆極性の電荷が蓄えられる。結果、隣合う第１冷陰極管において、第１冷陰極管とバックライトフレームとで形成されるコンデンサには逆極性の寄生容量が交互に形成され、各コンデンサ間で電荷を相殺し、冷陰極管とバックライトフレームとの間に高電圧の誘導電圧が蓄えられることを防止できる。

また、冷陰極管の間隔が狭くなると、隣合う冷陰極管間でコンデンサが形成されてしまう。つまり、第１冷陰極管６１と第２冷陰極管６２との間でもコンデンサが形成される。しかし、例えば、第１側部においては、第１冷陰極管の電極には高周波電圧が印加され、第２冷陰極管には接地電位（基準電位）が印加されるので、隣合う冷陰極管間での電位差は高周波電圧の振幅分で済む。よって冷陰極管間に形成されるコンデンサに蓄えられる誘導電圧を抑制できる。

本実施例によれば、同じインバータ基板に接続される冷陰極管において、隣合う冷陰極管の同一側の電極にそれぞれ１８０°位相のずれた交流が印加される。同じインバータ基板に接続される複数の冷陰極管において、冷陰極管とバックライトフレームの間にできるコンデンサは隣合う冷陰極管に形成されるコンデンサ間で相殺するので、点灯周波数の電界の発生を抑制でき、バックライトの輝度斑を抑制できる。また誘導電圧が相殺されるので、画面に生ずるノイズを抑制できる。

また、コンデンサ間でチャージを相殺するので冷陰極管の間隔を狭くすることができ、バックライトの輝度を向上させることができる。

本実施例は、冷陰極管の一端の電極に高周波交流電圧を印加し、他の一端には接地接続してある。他の一端が接地接続のため、インバータ回路間の位相に多少のずれがあっても輝度斑の原因になる可能性は低い。この場合、冷陰極管とバックライトフレームとの間にできるコンデンサは、横縞模様のノイズが画面に発生しない程度であれば許容できる。

従来のように冷陰極管の両側から高周波交流電圧を印加する場合、逆位相の交流電圧を発信するインバータ回路が基板上に交互に配置されてしまい、隣接するインバータ回路間で絶縁性を十分配慮する必要がある。本実施例では、インバータトランスを左右交互に配置しているので、隣合うトランスとの間隔を大きくできる。

また、一つのインバータ基板上で隣接するインバータ回路はそれぞれ逆位相の高周波電圧を発生する。しかし、インバータ回路の間隔を広くできるので、インバータ基板８上でのインバータ回路間の絶縁は容易である。また隣接する冷陰極管の接地電極はインバータ回路基板とは別の基板とした。

図８は本発明の第２の実施例を応用した冷陰極管の配置図である。上述の実施例と同じ機能には同じ符号を付した。

図８のバックライトユニットと図７のバックライトユニットの特徴的な相違点は冷陰極管の電極の配置である。

図８のバックライトユニットでは冷陰極管を８本用いた。

複数本配置した冷陰極管の左側端部ＳＤ１をみれば、冷陰極管の配列方向に沿って、高圧電極ＨＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥ、接地電極ＧＥ、高圧電極ＨＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥ、接地電極ＧＥの順で配置されている。つまり、高圧電極ＨＥと接地電極ＧＥとが２つずつ交互に配置されている。図８のバックライトユニットでは８本の冷陰極管を用いたが、さらに多くの冷陰極管を用いる場合は、上述の順序を繰り返せばよい。

さらに本実施例では、同一基板上で隣合うインバータからは夫々逆位相となる交流を発信したが、実施例１同様に、隣合うインバータから同位相の交流を発信してもよい。

図８のように冷陰極管を配置すると、冷陰極管とバックライトフレームとの間の寄生容量を抑制でき、さらに、インバータを増やすことなく冷陰極管を増やすことができる。

図９は本発明の第２の実施例を更に応用した冷陰極管の配置図である。上述の実施例と同じ機能には同じ符号を付した。

図９のバックライトユニットは、複数本配置した冷陰極管の配列方向（Ｙ方向）端部に配置した冷陰極管６１Ｅ，６２Ｅにおいて、それぞれ１つのインバータに対し１本の冷陰極管６１Ｅ，６２Ｅが接続されている。その他の冷陰極管は、図８同様に、１つのインバータに対し２本冷陰極管が接続されている。

複数本配置した冷陰極管の左側端部ＳＤ１をみれば、冷陰極管の配列方向（Ｙ方向）に沿って、接地電極ＧＥ、高圧電極ＨＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥ、接地電極ＧＥ、高圧電極ＨＥ、高圧電極ＨＥ、接地電極ＧＥ、接地電極ＧＥ、高圧電極ＨＥの順で配置されている。

このように配置することで、冷陰極管の高圧電極ＨＥは、Ｙ方向で隣合う冷陰極管のうちどちらか一方が接地電極ＧＥとなる。

冷陰極管曲の高圧電極ＨＥは、Ｙ方向に沿って接地電極ＧＥと必ず隣合う。よって、本実施例によれば、冷陰極管とバックライトフレームとの間の寄生容量が抑制でき、さらに、インバータを増やすことなく冷陰極管を増やすことができる。

さらに本実施例では、隣合うインバータからは夫々逆位相となる交流を発信したが、実施例１同様に、隣合うインバータから同位相の交流を発信してもよい。

図１０は冷陰極管を１６本用いた場合の、冷陰極管の配置図である。上述の実施例と同じ機能には同じ符号を付した。

図１０のバックライトユニットは、複数本配置した冷陰極管の配列方向（Ｙ方向）端部に配置した冷陰極管が、それぞれ１つのインバータに接続されている。また画面上端部及び画面下端部に配置した冷陰極管６２Ｅは、高圧電極ＨＥ及び接地電極ＧＥが同じ方向に配置してある。

その他の冷陰極管６１，６２は、図８同様に、１つのインバータに対し２本冷陰極管が接続されている。

このように配置することで、冷陰極管の高圧電極ＨＥは、Ｙ方向で必ず接地電極とＧＥと隣合う。

図１０のバックライトユニットでは１６本の冷陰極管を用いたが、実施例１に記載した３２インチの液晶表示装置に適用するために、３２本の冷陰極管を使用しても良い。

さらに本実施例では、隣合うインバータからは夫々逆位相となる交流を発信してもよく、隣合うインバータから同位相の交流を発信してもよい。

図１１は第３の実施例を示す図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図であり、特に、インバータ回路基板及び接地用基板の配置図である。実施例１と同じ部位には同じ参照符号を付けてある。

バックライトユニットは第１方向（Ｘ方向）に沿って延び第２方向（Ｙ方向）に沿って複数配置した冷陰極管と、冷陰極管を収納する凹状のバックライトフレーム５とを有する。なお、凹状のバックライトフレームは１枚の板をプレス整形により形成してもよく、また複数の部品を組み合わせて形成してもよい。

インバータを搭載した第１インバータ基板８１、第２インバータ基板８２はバックライトフレーム５の背面に配置してある。また第１接地用基板９１、第２接地用基板９２もバックライトフレーム５の背面に配置してある。

第１インバータ回路基板８１と第１接地用基板９１は第１側部ＳＤ１に配置されている。一方、第２インバータ回路基板８２と第２接地用基板９２は第２側部ＳＤ２に配置されている。冷陰極管６は第１種冷陰極管と第２種冷陰極管とを備えている。

第１種冷陰極管は高圧電極を第１インバータ回路基板８１のインバータ回路ＩＮＶに接続し、接地電極を第２側部ＳＤ２に配置した第２接地用基板９２に接続している。また、第２種冷陰極管は高圧電極を第２インバータ回路基板８２のインバータ回路ＩＮＶに接続し、接地電極を第１側部ＳＤ１に配置した第１接地用基板９１に接続している。更に、第２種冷陰極管は第１種冷陰極管よりも液晶パネルに近い位置に配置してある。

第１インバータ回路基板８１と第１接地用基板９１は高さ方向（Ｚ軸方向）に間隔を持って配置されている。一方、第２インバータ回路基板８２と第２接地用基板９２も高さ方向に間隔を持って配置されている。本実施例においても実施例１同様に、インバータ回路と高圧電極との接続配線を短くするために、インバータ回路基板を接地用基板よりも冷陰極管の電極に近い所に配置した。

さらに、インバータ回路基板と接地用基板をバックライトフレームの背面に配置したため、液晶表示装置全体の外径を小さくすることができる。また、インバータ回路基板と接地用基板を高さ方向に段差をつけて配置したことで、バックライトフレーム５の背面の露出面積を多くでき、冷陰極管の放熱を容易にできる。

図１２は図１１のバックライトユニットのＹ−Ｚ軸に沿った断面図である。図２と同じ部位には同じ参照符号を付けてある。

複数の冷陰極管はバックライトフレームの底面に近い後側冷陰極管群６Ｒと、液晶パネルに近い前側冷陰極管群６Ｆとから構成される。後側冷陰極管と前側冷陰極管とは第２方向に沿って交互に配置されている。

本実施例では第１種冷陰極管６１をバックライトフレーム５の底面側に配置し、第２種冷陰極管６２を液晶パネル側に配置した。第２種冷陰極管６２のバックライトフレーム底面からの高さＨ２を第１種冷陰極管６１のバックライトフレーム底面からの高さＨ１より大きくしたことで、冷陰極管の間隔Ｐを狭くすること無く、冷陰極管を配置できる。

冷陰極管間隔が十分にとれるため、画面のノイズ発生を抑制できる。

さらに、隣接する冷陰極管の間隔を広くできるので、冷陰極管間でのリーク電流を防ぐことができ、低消費電力化、低発熱のバックライトユニットの実現が可能となる。

本実施例では第１種冷陰極管をバックライトフレームの底面側に配置し、第２種冷陰極管を液晶パネル側に配置したが、第２種冷陰極管をバックライトフレームの底面側に配置し、第１種冷陰極管を液晶パネル側に配置してもよい。

図１３は第４の実施例を示すバックライトユニットのＸ−Ｚ軸に沿った断面図である。第９図と同じ部位には同じ参照符号を付けてある。

バックライトユニットＢＬは第１側部ＳＤ１から第２側部ＳＤ２に向って延びる第１冷陰極管６１と、第１冷陰極管と隣接する第２冷陰極管６２とを備える。またバックライトユニットＢＬは、冷陰極管を収納する凹状のバックライトフレーム５とを有する。

第１冷陰極管６１の第１側部ＳＤ１に設けた電極には交流電圧が印加され、第１冷陰極管６１の第２側部ＳＤ２に設けた電極には接地電位が印加される。

一方、第２冷陰極管６２の第１側部ＳＤ１に設けた電極には接地電位が印加され、第２冷陰極管ＳＦＬ２の第２側部ＳＤ２に設けた電極には交流電圧が印加される。

これら第１冷陰極管及び第２冷陰極管において、接地電位の印加される電極は交流電圧の印加される電極よりもバックライトフレームの底面に近い位置に配置される。換言すれば、高周波交流電圧の印加される電極はバックライトフレームの底面から離れて配置される。

本発明によれば、高周波交流電圧の印加される電極が、バックライトフレームの底面から離れて配置してあり、且つ隣接する冷陰極管の接地電位の印加される電極と離れて配置される。このような構成により、高圧電極と隣接する冷陰極管とのリーク電流の発生と、高圧電極とバックライトフレームとのリーク電流の発生とを抑制できる。すなわち、本実施例は上述の実施例の効果に加えて、冷陰極管とバックライトフレームとの間のリーク電流を抑制できる、という効果が得られる。

さらに高圧部と低圧部で下フレームとの距離を変えることにより、左右輝度差を低減できる。

本発明による表示装置に用いるバックライトユニットの正面図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 本発明による冷陰極管の配置図である。 本発明による表示装置の下基板の回路図である。 液晶表示装置の画面に現れる横縞模様のノイズ発生状況を示す図である。 本発明によるバックライトユニットの回路の模式図である。 本発明による冷陰極管の配置図である。 本発明による冷陰極管の配置図である。 本発明による冷陰極管の配置図である。 本発明による冷陰極管の配置図である。 本発明によるインバータ回路基板及び接地用基板の配置図である。 本発明によるバックライトユニットの断面図である。 本発明によるバックライトユニットの断面図である。 従来のバックライトシステムを示す概念図である。 従来のバックライトシステムを示す概念図である。

符号の説明

１・・・第１基板、２・・・第２基板、３・・・光学シート、４・・・拡散板、５・・・バックライトフレーム、６・・・冷陰極管、７・・・スペーサ、８・・・インバータ基板、９・・・接地用基板、１０・・・端部カバー、１１・・・同期用配線、１２・・・ランプリターン線、１３・・・信号基板、ＰＮＬ・・・液晶パネル、ＢＬ・・・バックライトユニット、Ｃ・・・コンデンサ、ＩＮＶ・・・インバータ回路、ＧＤ・・・ゲートドライバ、ＤＤ・・・ドレインドライバ、ＴＣＯＮ・・・タイミング制御回路、ＧＬ・・・ゲート配線、ＤＬ・・・ドレイン配線、ＨＥ・・・高周波交流電圧印加電極、ＧＥ・・・接地電極。

Claims (9)

1. 薄膜トランジスタを有する第１パネル基板とカラーフィルタを有する第２パネル基板の間に液晶を介在させた液晶パネルと、
   前記液晶パネルに光を供給するバックライトユニットと、を備えた液晶表示装置であって、
   前記バックライトユニットは第１側部から第２側部に向って延びる複数の冷陰極管を有し、
   前記冷陰極管は、第１冷陰極管と第２冷陰極管とを含み、
   前記第１冷陰極管は、第１側部の電極が第１回路基板上のインバータ回路に接続し、第２側部の電極が接地され、
   前記第２冷陰極管は、第２側部の電極が第２回路基板上のインバータ回路に接続し、第１側部の電極が接地され、
   前記第１回路基板上のインバータ回路は、隣接するインバータ回路でそれぞれ逆位相の交流電圧を発信することを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１において、前記第１冷陰極管と前記第２冷陰極管は交互に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１において、前記第１冷陰極管と前記第２冷陰極管は２本毎に交互に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１において、前記第２回路基板上のインバータ回路は、隣接するインバータ回路でそれぞれ逆位相の交流電圧を発信することを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項２において、前記第１冷陰極管及び前記第２冷陰極管は所定の方向に複数本並んで配置され、
   複数の前記第２冷陰極管は、２本の前記第１冷陰極管の間に１本配置される前記第２冷陰極管を有し、
   前記１本配置される前記第２冷陰極管は、両側に位置する前記２本の前記第１冷陰極管の内の、一方の前記第１冷陰極管と同位相の交流電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項３において、前記第１冷陰極管及び前記第２冷陰極管は所定の方向に複数本並んで配置され、
   複数の前記第２冷陰極管は、２本の前記第１冷陰極管の間に一対配置される前記第２冷陰極管を有し、
   前記一対配置される前記第２冷陰極管は、両側に位置する前記２本の前記第１冷陰極管の内の、一方の前記第１冷陰極管と同位相の交流電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項３において、前記複数の冷陰極管は所定の方向に並んで配置され、
   前記所定の方向における、前記複数の冷陰極管の両端部の内、一方の端部には１本の第３冷陰極管が配置され、他方の端部には１本の第４冷陰極管が配置され、
   前記第３冷陰極管は、接地された第１電極を有し、
   前記第４冷陰極管は、接地された第２電極を有し、
   前記第１電極は、前記複数の冷陰極管の内、前記第３冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管のインバータ回路と接続している電極と対向しており、
   前記第２電極は、前記複数の冷陰極管の内、前記第４冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管のインバータ回路と接続している電極と対向していることを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項７において、前記第３冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管は第１冷陰極管であり、
   前記第４冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管は第２冷陰極管であり、
   前記第１電極は、前記第１側部と前記第２側部との内の、一方の側部に位置しており、
   前記第２電極は、前記一方の側部と異なる他方の側部に位置していることを特徴とする液晶表示装置。
9. 請求項７において、前記第３冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管、及び前記第４冷陰極管の最も近くに位置する前記冷陰極管は、第１冷陰極管であり、
   前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１側部に位置していることを特徴とする液晶表示装置。

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