CN101861493B

CN101861493B - 背光源装置

Info

Publication number: CN101861493B
Application number: CN2008801165254A
Authority: CN
Inventors: 高瀬贤司
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: CN101861493A; US20100265695A1; WO2009066487A1; US8215793B2

Abstract

本发明提供一种背光源装置，在荧光灯(1)的内周形成有一对带状的没有荧光体膜的窗部(9、9)。荧光灯(1)以如下方式设置，即，其配置方向为，连接该荧光灯的中心和该荧光灯的圆周上的一对所述窗部之间的中点的直线通过所述反射板(3)上的一对所述反射部件(10)之间的中点，并且，其配置方式为，从一对窗部(9、9)分别射出的放射光被一对反射部件(10、10)分别反射照射到扩散板(4)。

Description

背光源装置

技术领域

本发明涉及作为液晶显示装置的背面光源使用的正下方型的背光源装置。

背景技术

如图12所示，作为液晶显示装置的背面光源使用的正下方型的背光源装置为将荧光灯101配置在扩散板103的下侧的装置。一般而言，在管状的荧光灯101的整个内表面上形成有厚度大致相同的荧光体膜102，使来自荧光灯101的放射光直接或者通过反射板104使放射到与扩散板103相反一侧的光反射，射向扩散板103。

但是，在这样的一般的背光源装置中，从荧光灯101直接射入到扩散板103的光强度，与荧光灯101的距离最近的正上方的部分最高，并随着远离该正上方的部分，即与荧光灯101的距离越远，其光强度越低，来自反射板104的反射光虽然到达较远的部位，但是在上述扩散板103的光入射侧，光强度具有偏差。因此，如图13所示，因该偏差会产生照射光亮度的不均匀。

因此，在专利文献1中公开了如下技术，即，如图14所示，在荧光灯101的内表面的下表面侧，在大致200°的范围内，以规定的膜厚形成带状的荧光体膜106，并且，在上表面侧的中央部的大致50°的范围内形成与上述材料和厚度相同的带状的荧光体膜107，由此，在该中央部的荧光体膜107的左右大致55°的范围内，形成没有荧光体膜的透明的光透过用的一对带状的窗部108、108。

根据专利文献1，关于来自荧光灯101的放射光强度，在窗部108、108一方比在形成有荧光体膜107的上表面侧中央部高，但是，关于来自荧光灯101的放射光至到达扩散板103的距离，在窗口108、108一方比在形成有荧光体膜107的上表面侧中央部长，因此，能够抑制入射到扩散板103的光强度的偏差。

专利文献1：日本特开8-298100号公报(段落[0023]、图3)

发明内容

但是，专利文献1中，如图15所示，来自窗部108、108的放射光直接照射向扩散板103，因此如图16中表示的照射光的亮度分布那样，存在如下问题，能看到该部分表现为带状亮线，像是具有斑纹。该现象随着荧光灯101与扩散板103的距离变短而越发显著，所述斑纹明显。进一步地，如果平行并列的荧光灯101的数量为多个，则在荧光灯之间放射光重合，亮度增加，所述斑纹现象更加严重。

本发明是鉴于上述现有问题而提出的，其目的在于，在正下方型的背光源装置中，以简单的灯结构使照射光的亮度分布达到均匀。

为了达成上述目的，本发明的背光源装置包括：被支承在反射板上，以规定膜厚在内周形成有荧光体膜的管状的荧光灯；配设在上述荧光灯的上方的扩散板；和在上述反射板上以相对于上述荧光灯的管轴呈线对称的配置方式平行敷设的一对带状的反射部件，该背光源装置的特征在于：在上述荧光灯的内周形成有一对带状的没有上述荧光体膜的窗部，上述荧光灯以下述方式设置，即，其配置方向为，连接上述荧光灯的中心和该荧光灯的圆周上的一对上述窗部之间的中点的直线通过上述反射板上的一对上述反射部件之间的中点，并且，其配置成使得，从一对上述窗部分别射出的放射光被一对上述反射部件分别反射或者被上述反射板反射而照射到上述扩散板上。

根据该结构，来自没有荧光体膜的窗部的光不直接照射到扩散板上，而通过反射部件或者反射板进行扩散反射再照射，图中照射光的亮度分布的斑纹较少，能够得到均匀性更高的分布。因此，能够提供能对液晶显示器的整体进行均匀照明的背光源单元。

另外本发明的背光源装置的特征在于：设有多对上述窗部，并且越接近荧光灯的底部，上述窗部的沿着上述荧光灯的圆周的长度(开口宽度)越短。

根据该结构，从开口宽度较大的窗部放射的放射光强度越高的光，通过反射部件扩散反射的比例比通过反射板扩散反射的比例大，并且照射扩散板的亮度通常很低的相邻的荧光灯之间的中央附近，因此通过放射光强度较高的光能够大幅度增强该区域的亮度。相对于此，从灯的下侧的窗部放射的放射光强度越低的光，通过反射板扩散反射的比例比通过反射部件扩散反射的比例大，并且照射扩散板4的亮度通常稍低的相邻的荧光灯1的正上方附近，因此通过放射光强度较低的光能够小幅度增强该区域的亮度。因此，能够微调整照射至扩散板4的照射光的亮度分布，能够进一步实现均匀化。

另外，本发明的背光源装置的特征在于：上述基板和上述反射部件通过反射率高的树脂一体成形。

根据该结构，照射至扩散板的照射光的亮度分布均匀化，并且材料费减少，组装时间缩短，因此成本降低。

另外，本发明的背光源装置的特征在于：上述基板和上述反射部件的整个表面被实施过镀铬处理。

根据该结构，来自荧光灯的放射光中照射到树脂成型品的镀铬处理部的光通过正反射增加反射到各个方向的反射光量，因此，能够改善背光源的亮度衰减，并使亮度分布均匀化。

根据本发明，来自没有荧光体膜的窗部的光不直接照射到扩散板上，而是通过反射部件或反射板扩散反射再照射，照射光的亮度分布的斑纹较少，能够得到均匀性更高的分布。因此，能够提供能对液晶显示器的整体进行均匀照明的背光源装置。

附图说明

图1是第一实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。

图2是放大表示图1(b)的一部分的放大侧面截面图。

图3是用于说明图1的背光源单元的来自荧光灯的放射光的光路的放大侧面截面图。

图4是表示图1的背光源单元的向扩散板照射的照射光的亮度分布的图。

图5是第二实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。

图6是放大表示图5(b)的一部分的放大侧面截面图。

图7是第三实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。

图8是放大表示图7(b)的一部分的放大侧面截面图。

图9是第四实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。

图10是放大表示图9(b)的一部分的放大侧面截面图。

图11是背光源单元所使用的点亮电路装置的一个例子的电路图。

图12是放大表示一般的背光源装置的一部分的放大侧面截面图。

图13是表示图12的背光源装置的向扩散板照射的照射光的亮度分布的图。

图14是放大表示专利文献1所记载的现有的一般的背光源装置的一部分的放大侧面截面图。

图15是用于说明图14的背光源装置的来自荧光灯的放射光的光路的放大侧面截面图。

图16是表示图14的现有的背光源装置的向扩散板照射的照射光的亮度分布的图。

符号说明

1荧光灯

2筐体(基板)

3反射片(反射板的一种形式)

4扩散板

7荧光体膜

8荧光体膜

9窗部

91～95窗部

10反射部件

14灯支承部

15镀铬处理部

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的最佳实施方式进行说明。在以下的实施方式中，例如以对20型左右的大小的液晶显示器进行照明的背光源单元为例进行说明。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。图2是放大表示图1(b)的一部分的放大侧面截面图。

图中1是荧光灯，2是长方形箱形的由铝等金属板形成的筐体(基板)，在该筐体2的内表面粘贴有反射片3，在上部配设有扩散板4。另外，荧光灯1通过未图示的点亮电路装置进行点亮，该点亮电路装置5可以是一般的装置，例如，如图11所示，通过逆变电路(使用半桥的开关电路的串联LC振荡电路)构成。另外，粘贴在筐体2上的反射片3作为反射板发挥作用。但是，在通过具有高反射率的聚碳酸酯对筐体2进行树脂成形的情况下，由于能够使筐体2本身作为反射板发挥作用，所以可以省略反射片3。

荧光灯1是管状光源(例如荧光灯)，管径越大荧光体涂覆面积越大，用于形成后述的没有荧光体膜部分的加工越容易，因此，在本实施方式中使用热阴极荧光灯，考虑到厚度和整个光束的平衡，优选使用管径为Φ15.5mm的热阴极荧光灯。另外灯形状不限于直管型，也可以是U字型、W字型等具有直管部的形状。

荧光灯1通过固定在筐体2的底面上的灯固定销6支承。通过这样的支承结构，在筐体2内以规定的间隔平行并列设置有多根荧光灯1。

荧光灯1由0.5mm厚度左右的筒状玻璃管构成，在其内部具有涂覆了电子放射性物质(由Ba、Ca、Sr等碱土类金属的氧化物或者碱土类金属的钨酸盐等构成)的线圈状的灯丝电极(由W等构成)，并封入有水银、稀有气体(Ar等)。另外，如图2的放大图所示，在荧光灯1的内壁的上表面侧，在比较大的角度范围内沿着管轴以规定的膜厚带状形成有3波长形荧光体膜7，该荧光体膜7混合了具有RGB的发光区域的荧光体，在下表面侧中央部，在比较窄的角度范围内沿着管轴带状形成有材料和厚度与上述相同的荧光体膜8，位于该荧光体膜7和8之间的荧光灯1内壁的左右侧部，沿着管轴带状形成有没有涂覆荧光体膜的透明的光透过用的窗部9、9。

在筐体2的底面上，与各个荧光灯1相对应，相对于管轴以线对称的配置方式平行地敷设有一对截面呈三角形的带状的反射部件10、10。另外，由于荧光灯1如上所述以规定间隔平行并列设置有多根，所以通过使反射部件10为截面呈等腰三角形并以同等间隔平行地并列设置，而能够使配设在相邻的荧光灯之间的反射部件10共用。放射部件10与反射片3同样由反射率高的聚碳酸酯树脂等形成，反射片3以避开反射部件10的形式布设在筐体2的底面上。

如图2所示，形成有上述窗部9、9的荧光灯1以下述方式进行设置，即，其配置方向为：连接荧光灯1的中心和其圆周上的一对窗部9、9之间的中点C1的直线L通过反射片3上的一对反射部件10、10之间的中点C2，其配置方式(参照图3)为：分别从一对窗部9、9放射出的放射光分别被一对反射部件10、10反射而照射到扩散板4。

上述构成的背光源装置，通过点亮电路装置点亮荧光灯1时，如图3所示，通过玻璃管内的放电激励荧光体膜7、8进行发光放射。而且，其一部分透过荧光体膜7、8扩散向灯外，成为直射光11、或者成为通过反射片3或反射部件10反射的反射光12照射向扩散板4。还有一部分透过带状的窗部9、9射向荧光灯1外，成为通过反射片3或反射部件10反射的反射光13照射向扩散板4。

根据第一实施方式，来自没有荧光体膜的窗部9、9的光不直接照射到扩散板4上，而是通过反射片3或反射部件10扩散反射再照射，如图4所示，照射光的亮度分布没有斑纹，获得均匀性更高的分布。因此，能够提供能均匀照射液晶显示器整体的背光源单元。

另外，根据第一实施方式，对于作为背光源单元的薄型化效果也较好，即，在现有的技术中如果形成为薄型(灯-扩散板之间的距离缩短)，则由于形成了荧光体膜的窗部的沿着荧光灯的圆周的长度(开口宽度)变短，所以加工困难，难以高精度调整通过窗部的放射光照射至扩散板4的位置。但是，在本实施方式中，由于利用反射片3和反射部件10的扩散反射，所以没有必要使窗部9的开口宽度那样小，而容易实现薄型化。

(第二实施方式)

图5是第二实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。图6是放大表示图5(b)的一部分的放大侧面截面图。在这些图中，对与上述第一实施方式的背光源单元相同的部分标注相同的符号并省略其说明。

在第二实施方式中，在荧光体灯1的平面上，在荧光灯1的内表面上形成有多对没有荧光体膜的窗部(图6中为5对(91、91)(92、92)(93、93)(94、94)(95、95))，加工为越接近底部其开口宽度越小。

根据第二实施方式，从开口宽度较大的窗部放射的放射光强度越高的光通过反射部件10扩散反射的比例比通过反射片3扩散反射的多，并且照射扩散板4的亮度通常很低的相邻的荧光灯1、1之间的中央附近，因此能够通过放射光强度高的光大幅度增强该区域的亮度。相对于此，从灯的下侧的窗部放射的放射光强度越低的光通过反射片3扩散反射的比例比通过反射部件10扩散反射的多，并且照射扩散板4的亮度通常稍低的荧光灯1的正上方附近，因此能够通过放射光强度较低的光小幅度增强该区域的亮度。从而，能够微调整照射向扩散板4的照射光的亮度分布，进一步实现均匀化。

另外，根据第二实施方式，在荧光灯1的内表面的必要位置按方位点形成窗部，因此，荧光灯本身的整个光束不会较大地降低。从而，能够提供能对液晶显示器的整体进行均匀明亮的照明的背光源单元。

(第三实施方式)

图7是第三实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。图8是放大表示图7(b)的一部分的放大侧面截面图。在这些图中，对与上述第一实施方式的背光源单元相同的部分标注相同的符号并省略其说明。

在第三实施方式中，筐体2与反射部件10通过反射率高的聚碳酸酯等白色树脂一体成形。即，在上述第一实施方式中，在荧光灯1的两侧配置的反射部件10和在筐体2底面上敷设反射片3的结构，通过利用反射率高的白色树脂一体成形为相同形状来实现。此时，将反射部件10与筐体2的底面的交界处加工成具有圆弧度的形状。进一步地，在荧光灯1的下侧一体形成梯形状的灯支承部14，将灯支承部14的上表面同时加工成沿着荧光灯1的下表面的圆弧的曲面形状。

根据第三实施方式，由于筐体2和反射部件10通过反射率高的聚碳酸酯等白色树脂一体成形，因此照射向扩散板4的照射光的亮度分布均匀化，并且材料费减少，组装时间缩短，成本降低。

另外，根据第三实施方式，通过使放射部件10与筐体2的底面的交界处具有圆弧度，防止在该交界处容易产生的暗线的产生，并且由于材料和制造加工时间缩短而能够降低成本。

进一步地，根据第三实施方式，能够在灯支承部14上直接配置荧光灯1，能够提高相对于冲击的强度，并且不需要现有使用的用于固定灯的灯固定销。因此减少了部件成本。

(第四实施方式)

图9是第四实施方式的背光源单元的省略扩散板而表示的俯视图(a)和该背光源单元的侧面截面图(b)。图10是放大表示图9(b)的一部分的放大侧面截面图。在这些图中，对与上述第三实施方式的背光源单元相同的部分标注相同的符号并省略其说明。

在第四实施方式中，通过对如上述第三实施方式那样将筐体2和反射部件10一体成形的树脂成型品整体实施镀铬处理15，而进行镜面加工。

根据第四实施方式，来自荧光灯1的放射光中的照射到树脂成型品的镀铬处理部15的光通过正反射增加反射到各个方向的反射光量，因此，能够改善背光源的亮度衰减，使亮度分布均匀化。

Claims

1.一种背光源装置，其包括：

被支承在反射板上，以规定膜厚在内周形成有荧光体膜的管状的荧光灯；

配设在所述荧光灯的上方的扩散板；和

在所述反射板上以相对于所述荧光灯的管轴呈线对称的配置方式平行敷设的一对带状的反射部件，

该背光源装置的特征在于：

在所述荧光灯的内周形成有多对带状的没有所述荧光体膜的窗部，

所述荧光灯以下述方式设置：其配置方向为，连接所述荧光灯的中心和该荧光灯的圆周上的各一对所述窗部之间的中点的直线通过所述反射板上的各一对所述反射部件之间的中点，并且，其配置成使得，从各一对所述窗部分别射出的放射光被一对所述反射部件分别反射或者被所述反射板反射而照射到所述扩散板上，

并且越接近所述荧光灯的底部，所述窗部的沿着所述荧光灯的圆周的长度越短。

2.如权利要求1所述的背光源装置，其特征在于：

所述反射板和所述反射部件通过反射率高的树脂一体成形。

3.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于：

一体成形的所述反射板和所述反射部件的整个表面被实施过镀铬处理。