JP2000214461A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2000214461A JP11017409A JP1740999A JP2000214461A JP 2000214461 A JP2000214461 A JP 2000214461A JP 11017409 A JP11017409 A JP 11017409A JP 1740999 A JP1740999 A JP 1740999A JP 2000214461 A JP2000214461 A JP 2000214461A
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健 斎藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光管の端部での放熱を抑制して蛍光管の全域
において水銀蒸気を確保することによって輝度低下の発
生を防止する。 【解決手段】液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動
回路と、蛍光管８を構成要素とする照明装置を持ち、上
記蛍光管８の電極部に保温手段９を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に照明光源の温度分布を均一として画面全域で高
輝度の表示を可能とした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パソコンの表示手段、その他のモニター
として使用される液晶表示装置は、液晶パネルに生成し
た画像に照明光を照射し、その透過光または反射光を表
示面側に出射させることで可視化するものである。
【０００３】すなわち、この種の液晶表示装置は、一般
に、画素選択電極等を有する一対の基板の貼り合わせ間
隙に液晶層を挟持した液晶パネルを用い、この液晶パネ
ルの一方の面または両面に偏光板を、あるいは位相差板
と偏光板とを積層し、選択された画素部分の液晶分子の
配向状態を変化させることで画像を生成する。生成され
た画像は、それ自体では可視状態にないため、外部から
光を与えて液晶パネルを照射し、その透過光あるいは反
射光を観察するように構成される。
【０００４】この照明光の光源としては、液晶パネルの
裏面に設置した光源、所謂バックライトを用いるもの
（透過モード：透過型）と、観察側から入射する外来光
の反射を利用するもの（反射モード：反射型）とがあ
る。
【０００５】ノート型パソコンやディスプレイモニター
用の液晶表示装置では、液晶パネルの背面に照明光源を
配置したバックライトが主流である。一方、電源容量に
制限がある、例えＰＤＡ（小型の可搬型情報端末）等で
は、搭載電源自体の容量が小さいため、その液晶表示装
置の照明光源にバックライト等のアクティブ光源を備え
ることなく、周囲の光を取り込んで、これを照明光とす
るものが多い。しかし、周囲光が少なかったり、全く外
光が無い環境での使用を可能とするために、補助光源を
配置して暗環境でも使用可能としたものも製品化されて
いる。
【０００６】外来光を用いる液晶表示装置には反射型が
多く、表示面側（観察側）の基板（上部基板）とは反対
側の基板（下部基板）の内面に鏡面処理した金属膜等か
らなる反射層を備え、観察側の上部基板を通して入射し
た外来光を反射層で反射させて上部基板から出射させる
ことで画像の可視化を行っている。なお、下側基板を透
明材で構成し、その裏面（背面）に鏡面反射板を設置し
た形式のものも知られている。
【０００７】反射型の液晶表示装置に補助光源を用いる
場合は、液晶パネルの上部基板の上に導光体を積層し、
当該導光体の端縁に配置した線状ランプの光を導光体内
を伝播させることで面状の照明光源とする形式が一般的
である。
【０００８】さらに、ＰＤＡ等では、表示面からペンあ
るいは指等で直接データ等を入力するための所謂タッチ
パネルを備えたものがある。このようなタッチパネルは
液晶パネルの上部基板の上、また補助光源を備えたもの
では当該補助光源を構成する導光体の上に積層される。
【０００９】図１１は従来の透過型の液晶表示装置の構
成例を説明する展開斜視図である。バックライトは導光
板５とその側縁に配置した蛍光管８とで構成され、蛍光
管８の両端には給電リード１０を保持する機能も持つゴ
ムブッシュ（ランプ支持材）９が取り付けられててお
り、液晶パネル３と導光板５を中間モールドケース４に
組み込むと共に中間モールドケース４に形成した光源収
納部４Ａに蛍光管８を収納する。
【００１０】液晶パネル３の周縁には、駆動回路基板２
Ａ，２Ｂが取り付けられている。そして、蛍光管８の外
面に沿ってランプ反射シート７を取り付け、金属製の下
フレーム６と上フレーム１とで上下から挟み込んで固定
する。言うまでもなく、上フレーム１には液晶パネル３
の画面を露呈するための窓が開けてある。
【００１１】蛍光管８は冷陰極蛍光管が多く用いられて
おり、蛍光膜を内面に塗布した内径が数ｍｍのガラス管
内に数１０ｔｏｒｒのネオン、アルゴンの混合ガス等と
水銀を封止し、対向した端部に電極を備えている。
【００１２】そして、電極間に数百Ｖの高電圧を印可
し、両電極間に生成する放電による発熱で水銀蒸気を作
り、この水銀蒸気の励起で発生する紫外線が蛍光膜を刺
激して可視光を放出させる。したがって、蛍光管に流す
電流を多くして発熱を大きくする程、高い輝度が得られ
る。
【００１３】液晶パネル３は温度により電気光学的特性
が大きく変わることは周知である。蛍光管８に冷陰極蛍
光管を使っていても、冷陰極蛍光管の電極部からの発熱
量は大きく、この電極部分の温度は冷陰極蛍光管に流す
電流が、実効値で４ｍＡで８０°Ｃ以上となる。このま
までは、発生した熱が液晶パネル３に伝わり、表示の一
部が白く抜けた表示面となり、画質の低下をもたらす。
【００１４】これを防止するために、図１１に示したラ
ンプ支持材９は熱をよく伝え、しかも冷陰極蛍光管の点
灯時には１０００Ｖ程度の電圧がかかるので、これに耐
える材料としてシリコン樹脂材料が使われている。
【００１５】下フレーム６はランプ支持材９からの熱を
表示面全体に拡散させる働きをさせるため、熱伝導性が
よく、また液晶パネル３を軽量化するためにアルミニウ
ム材料が用いられる。
【００１６】このように、従来のランプ支持材９や下フ
レーム６には、いずれも冷陰極蛍光管からの熱を放散さ
せる機能と構造を持たせている。
【００１７】最近、冷陰極蛍光管からの発熱を抑え、し
かも高輝度を得る手段として、冷陰極蛍光管の外側に更
に透明なガラス管を被せ、冷陰極蛍光管とガラス管の間
に適当な減圧気体を封入して、低電流でも冷陰極蛍光管
が十分な輝度を出せる温度に保つ構造とした二重管冷陰
極蛍光管が提案された（特開平８−３３４７６０号公
報）。
【００１８】この構造の冷陰極蛍光管を光源として採用
することにより、低消費電力の液晶表示装置を得ること
が可能となった。
【００１９】小型、軽量の携帯用情報端末機器（ＰＤＡ
等と称する）は、電池駆動のため特に低消費電力化が要
求される。液晶表示装置で最も電力を消費する部分はバ
ックライト（あるいは、フロントライト）等の照明装置
の部分である。そのため、低消費電力化には、少ない管
電流で蛍光管を駆動する必要がある。
【００２０】図１２は図１１に示した液晶表示装置のバ
ックライト部分の構造体の配置関係を説明する部分模式
図である。なお、各構造体は分かり易くするために実線
で示した。
【００２１】図１２において、４Ａは中間モールドフレ
ーム４に形成した蛍光管収納部であり、蛍光管８の端部
に取り付けたランプ支持材９をこの蛍光管収納部４Ａに
押し入れることで蛍光管８を所定の位置、すなわち導光
板５の端縁に近接した位置に保持する。なお、蛍光管８
の電極端子８Ａには電源供給用の給電リード（コネクタ
ケーブル）１０が半田付け等で接続されており、ランプ
支持材９はこの給電リード接続部分の保護／絶縁機能も
兼ねている。
【００２２】そして、蛍光管８の導光板５との対向部を
除く周りにランプ反射シート７が設置されている。この
ランプ反射シート７の長手方向両縁は導光板５の表裏に
適宜の固定手段で固定され。蛍光管８の発光光を導光板
５側に有効に反射させる。
【００２３】蛍光管収納部４Ａを含む中間モールドフレ
ーム４の下面には下フレーム６が配置されている。この
下フレーム６はアルミニウムを好適とする軽量金属板で
構成され、蛍光管の発熱を放散させる機能を持つ。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ランプ支持材９は下フレームに接しており、蛍光管
８の発熱はこのランプ支持材９部分から下フレーム６に
逃げるため、特にランプ支持材９部分、すなわち蛍光管
８の端部の温度が低下する。
【００２５】水銀蒸気は蛍光管８の温度低下部分に集ま
り、冷却されて水銀粒となる。長時間の駆動で水銀の殆
どが蛍光管８の端部に集まってしまい、蛍光管全体では
水銀蒸気の発生量が減少し、結果として発光輝度が低下
するという問題があった。
【００２６】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、蛍光管の端部での放熱を抑制して蛍光管の全域に
おいて水銀蒸気を確保することによって輝度低下の発生
を防止した液晶表示装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、蛍光管の端部すなわち電極部を保温する
手段を具備したことを特徴とする。以下、本発明の代表
的な構成を列挙すれば、次のとおりである。
【００２８】（１）液晶パネルと、液晶パネルを駆動す
る駆動回路と、蛍光管を構成要素とする照明装置を持
ち、上記蛍光管の電極部に保温手段を備えた。
【００２９】（２）液晶パネルと、液晶パネルを駆動す
る駆動回路と、蛍光管を構成要素として液晶パネルの背
面側から照明光を照射する照明装置を持ち、上記蛍光管
の電極部に保温手段を備えた。
【００３０】（３）液晶パネルと、液晶パネルを駆動す
る駆動回路と、蛍光管を構成要素として液晶パネルの表
面側から照明光を照射する照明装置を持ち、上記蛍光管
の電極部に保温手段を備えた。
【００３１】（４）（２）または（３）における前記液
晶パネルの最表面側にタッチパネルを積層した。
【００３２】なお、上記蛍光管の電極部に保温手段とし
ては、発泡ウレタン系樹脂が好適であり、この他に発泡
シリコン樹脂系ゴムを含む可撓性を有する耐熱有機、無
機材料が使用できる。
【００３３】本発明は上記の構成に限定されるものでは
なく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変形
が可能である。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】図１は本発明の液晶表示装置の第一実施例
を説明する照明装置の要部模式図であって、照明装置を
構成する線状光源である蛍光管の電極部の構造を示す。
【００３６】本実施例では、蛍光管８は冷陰極蛍光管で
あり、その両端部の電極部に発泡ウレタン樹脂で整形し
たランプ支持材９を弾性的に嵌め込んである。このラン
プ支持材９の可撓性であり、その外形は略矩形で、その
一面に蛍光管８の端部（電極部）を嵌合するための空洞
の開口を有している。この空洞は有底であるが、反対側
に貫通したトンネル状であってもよい。
【００３７】蛍光管８の電極部には電極端子８Ａが引き
出されており、この電極端子８Ａには液晶表示装置の電
源部（図示せず）に接続する給電リード１０が半田付け
されているが、この図では省略してある。
【００３８】本実施例によれば、ランプ支持材９を取り
付けた蛍光管８を図１１に示したように中間モールドフ
レームに設置することにより、蛍光管８の電極部が保温
されて温度低下が抑制される。その結果、輝度の低下が
なく高品質の画像表示を得ることができる。
【００３９】図２は本発明の液晶表示装置の第二実施例
を説明する照明装置の要部模式図であって、照明装置を
構成する線状光源である蛍光管の電極部の構造を示す。
【００４０】本実施例が前記第一実施例と異なる点は、
ランプ支持材９の外形を略円筒形とした点で、その端面
の一面に蛍光管８の端部（電極部）を嵌合するための空
洞の開口を有している。この空洞は有底であるが、反対
側に貫通したトンネル状であってもよい。
【００４１】本実施例によっても、ランプ支持材９を取
り付けた蛍光管８を図１１に示したように中間モールド
フレームに設置することにより、蛍光管８の電極部が保
温されて温度低下が抑制される。その結果、輝度の低下
がなく高品質の画像表示を得ることができる。
【００４２】図３は本発明の液晶表示装置の第三実施例
を説明する照明装置の要部模式図であって、照明装置を
構成する線状光源である蛍光管の電極部の構造を示す。
【００４３】本実施例では、ランプ支持材９の外形を第
二実施例と略同様の略円筒形としすると共に、その端面
の一面に蛍光管８の端部（電極部）を嵌合するための空
洞の開口を有し、この開口の縁周に蛍光管８の管璧と密
着するような段差形状９Ａを持たせている。なお、この
空洞も有底であるが、反対側に貫通したトンネル状であ
ってもよい。
【００４４】本実施例によっても、ランプ支持材９を取
り付けた蛍光管８を図１０に示したように中間モールド
フレームに設置することにより、蛍光管８の電極部が保
温されて温度低下が抑制される。その結果、輝度の低下
がなく高品質の画像表示を得ることができる。
【００４５】図４は本発明の液晶表示装置の第四実施例
および第五実施例を説明する展開斜視図であって、下フ
レームの構成を除いて前記図１１と同様の構成である。
【００４６】また、図５は図４に示した本発明の液晶表
示装置の第四実施例の下フレームの構成を説明する当該
下フレーム側から蛍光管方向を見た要部平面図、図６は
図５のＡ−Ａ線の沿った部分断面図である。
【００４７】本発明の第四実施例では、ランプ支持材９
は従来の材料で形成したものでもよく、液晶表示装置を
構成する下フレーム６の蛍光管８の電極部と対応する部
分を切除した開口６Ａによりランプ支持材９から下フレ
ーム６へ熱の逃げが防止される。その結果、蛍光管８の
電極部の温度低下がなくなり、高輝度の照明を得ること
ができる。本実施例の下フレーム６は概して枠状であ
り、蛍光管８の電極部と対応する部分に開口６Ａを打ち
抜いて矩形形状の孔を形成してある。この孔すなわち開
口６Ａは矩形に限るものではなく、任意の形状でよい。
【００４８】そして、蛍光管８の電極部に取り付けるラ
ンプ支持材９を前記図１〜図３で説明したものを用いる
本発明の第五実施例では、ランプ支持材９が保温効果を
有することで、ランプ支持材９から下フレーム６へ熱が
逃げるのがさらに抑制され、蛍光管８の電極部の温度低
下がさらになくなり、より高輝度の照明を得ることがで
きる。
【００４９】図６に示したように、蛍光管８は、そのラ
ンプ支持材９の弾性変形を利用して中間モールドフレー
ム４の光源収納部４Ａに押し込んで固定されている。蛍
光管８は、同じく中間モールドフレーム４に組み込まれ
た導光板５の側面に対向する位置に固定される。
【００５０】本実施例により、下フレーム６に熱が逃げ
るのが抑制され、その結果、蛍光管８の電極部が保温さ
れて温度低下が抑制され、輝度の低下を防止して高品質
の画像表示を得ることができる。
【００５１】図７は本発明の液晶表示装置の第六実施例
を説明する下フレームの構成を説明する当該下フレーム
側から蛍光管方向を見た要部平面図である。この実施例
では、下フレーム６０は前記実施例のような枠体を有し
ない単板から構成されている。
【００５２】従って、本実施例では、蛍光管８の電極部
と対応する部分に切り欠き６０Ａを形成してランプ支持
材９から下フレーム６への熱の逃げを防止するように構
成してある。
【００５３】なお、図７の実施例では、蛍光管８に取り
付けるランプ支持材９は図１〜図３で説明した形状およ
び材料に限らず、従来のランプ支持材９を用いることで
も輝度低下を抑制することができる。
【００５４】図８は本発明を適用した携帯情報端末用の
液晶表示装置の概略を説明する模式図であって、３は透
過型の液晶パネル、５は導光板、８は蛍光管、２０はタ
ッチパネル、２１は保護膜を示す。
【００５５】この携帯情報端末用の液晶表示装置は、バ
ックライトとして上記した各実施例の何れかの構造を有
する蛍光管およびランプ支持材を使用している。そし
て、液晶パネル３の上部にはペン入力用のタッチパネル
２０が設置してある。なお、タッチパネル２０の上面に
は、耐磨耗性、かつ外光反射防止用の保護膜２１を積層
してある。
【００５６】図９は本発明を適用した他の携帯情報端末
用の液晶表示装置の概略を説明する模式図であって、所
謂反射型の液晶パネルを用いたものを示す。３１は下部
基板である下部ガラス基板、３２は反射層であるアルミ
ニウム薄膜、３３はＳｉＯ2等の酸化防止膜からなる保
護膜、３４は下側電極である下部透明電極、３５は上部
基板である下部ガラス基板、３６は３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
のカラーフィルタ、３７はカラーフィルタから滲出する
汚染物質から液晶層を保護すると共に表面を平坦化する
ための透明有機材料からなる保護膜、３８は上側電極で
ある上部透明電極、３９は液晶組成物からなる液晶層、
４０は上部基板と下部基板の間に液晶層を封入し、貼り
合わせて液晶パネルとして固定するエポキシ樹脂等のシ
ール材である。
【００５７】この液晶パネルは所謂ＳＴＮ型液晶パネル
であり、その上部ガラス基板３５側の表面（上側）に
は、位相差板と偏光板からなる光学フィルム４１が積層
されている。
【００５８】なお、カラーフィルタ３６を構成する各色
Ｒ，Ｇ，Ｂの間には必要に応じて格子状の遮光膜（ブラ
ックマトリクス）を形成し、その上に保護膜３７を形成
する。
【００５９】鏡面反射性を有する反射層であるアルミニ
ウム薄膜３２は、ここではアルミニウムの蒸着法で形成
してある。このアルミニウム薄膜３２の表面には反射率
を向上させるための多層膜を施しても良く、その上にア
ルミニウムの腐食保護と表面の平坦化を行う保護膜３３
を形成する。なお、この反射層はアルミニウムに限ら
ず、鏡面反射性を有する反射層を構成するものであれば
他の金属膜、あるいは非金属膜を用いてもよい。この保
護膜は通常透明な有機材料を用い、その上に液晶パネル
を駆動するための下部透明電極４を形成する。
【００６０】上部ガラス基板の上面に配置する光学フィ
ルム４１を構成する偏光板の偏光度および偏光軸、位相
差板のΔｎｄは既知の方法により液晶組成物のΔｎｄ、
ツイスト角、チルト角から決定される最適な値に設計す
る。
【００６１】光学フィルム４１を設置した液晶パネルの
上方には、外光が少ない室内、夜間等の暗い環境下での
使用のための補助光源として、透明アクリル等の樹脂板
を表面加工し、光を液晶パネル側に有効に放出させる機
能を有する導光体５を設置してある。この導光板５の一
辺縁に沿って冷陰極蛍光灯等の蛍光管８が配置してあ
り、上記の導光板５に照明光を導入する。この形式の照
明装置は一般にフロントライトと称している。
【００６２】この液晶表示装置によれば、低消費電力で
高輝度の画像表示を得ることができる。
【００６３】図１０は本発明による液晶表示装置を実装
した電子機器の一例としての携帯型情報端末の外観例の
説明図である。この携帯型情報端末（ＰＤＡ）は本体部
５０と、この本体部５０に蝶番で開閉自在に取り付けた
カバー５１からなり、本体部５０に前記した本発明によ
る液晶表示装置３が実装されている。
【００６４】液晶表示装置５２の表示面から情報の入力
は、カバー５１の一部に設けた収納部５４に収納してあ
るペン５３で表示画面上の入力部分をなぞることにより
行う。
【００６５】なお、この種の携帯型情報端末の形状や構
造は図示したものに限るものではなく、この他に多様な
形状、構造および機能を具備したものが考えられる。
【００６６】また、本発明は、上記したようなタッチパ
ネルを備えた液晶表示装置に限るものではなく、その他
の一般の液晶表示装置にも同様に適用できるものであ
る。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低電流でも蛍光管（特に、冷陰極蛍光管）の端部である
電極部の温度低下を抑制して、管中央部との温度差を少
なくでき、管端部に水銀粒が集まって輝度低下をもたら
す減少を防止できる。その結果、高輝度で信頼性の高い
液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第一実施例を説明する
照明装置の要部模式図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第二実施例を説明する
照明装置の要部模式図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の第三実施例を説明する
照明装置の要部模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第四実施例および第五
実施例を説明する展開斜視図である。
【図５】図４に示した本発明の液晶表示装置の第四実施
例の下フレームの構成を説明する当該下フレーム側から
蛍光管方向を見た要部平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線の沿った部分断面図である
【図７】本発明の液晶表示装置の第六実施例を説明する
下フレームの構成を説明する当該下フレーム側から蛍光
管方向を見た要部平面図である。
【図８】本発明を適用した携帯情報端末用の液晶表示装
置の概略を説明する模式図である。
【図９】本発明を適用した他の携帯情報端末用の液晶表
示装置の概略を説明する模式図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置を実装した電子機
器の一例としての携帯型情報端末の外観例の説明図であ
る。
【図１１】従来の透過型の液晶表示装置の構成例を説明
する展開斜視図である。
【図１２】図１１に示した液晶表示装置のバックライト
部分の構造体の配置関係を説明する部分模式図である。
【符号の説明】
１ 上フレーム ２Ａ，２Ｂ 駆動回路基板 ３ 液晶パネル ４ 中間モールドケース ４Ａ 光源収納部 ５ 導光板 ６ 下フレーム ７ ランプ反射シート ８ 蛍光管 ８Ａ 電極端子 ９ ランプ支持材 １０ 給電リード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 HA40 QA06 QA16 TA07 TA13 TA18 TA20 UA09 2H091 FA23Z FA41Z GA11 HA07 KA02 LA04 LA16 MA10 5C006 BB29 EA01 EC05 FA19 FA54 5C039 AA03 MM03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動
    回路と、蛍光管を構成要素とする照明装置を持ち、上記
    蛍光管の電極部に保温手段を備えたことを特徴とする液
    晶表示装置。
  2. 【請求項２】液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動
    回路と、蛍光管を構成要素として液晶パネルの背面側か
    ら照明光を照射する照明装置を持ち、上記蛍光管の電極
    部に保温手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動
    回路と、蛍光管を構成要素として液晶パネルの表面側か
    ら照明光を照射する照明装置を持ち、上記蛍光管の電極
    部に保温手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記液晶パネルの最表面側にタッチパネル
    を積層してなる請求項２または３に記載の液晶表示装
    置。
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