JP2001155527A - バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所望する輝度均斉度を得ることができる外部電
極を有する希ガス蛍光ランプを用いたバックライト装置
および液晶表示装置を提供する。 【解決手段】希ガス蛍光ランプ１０は、ケース２０内に
配設されている。ケース２０は、前面の投光開口２１が
長方形をなしており、希ガス蛍光ランプ１０近傍に放熱
用の放熱手段５０が形成され、この放熱手段５０は、ケ
ース２０の外部と連通するように、希ガス蛍光ランプ１
０の長手方向に沿って長尺状に設けられている。光拡散
板３０は、ケース２０の投光開口２１に装着され、光出
射面３１を有している。制光手段４０は、希ガス蛍光ラ
ンプ１０の長手方向に連続して凹形の形状を有してお
り、希ガス蛍光ランプ１０の中心軸上に対向して配設さ
れている。上記の発明は、制光手段４０により光拡散板
３０の光出射面３１においての所望の輝度均斉度を得る
ことができる直下式バックライト装置を提供できる。加
えて、放熱手段により熱による不具合を生じることがな
い直下式バックライト装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外部電極を有する希
ガス蛍光ランプ用いたバックライト装置および液晶表示
装置に関する。

【従来の技術】表示装置のバックライトなどに使用され
る光源として透光性放電容器外面の長手方向に沿って離
間対向して配設された一対の帯状である外部電極を有す
る希ガス蛍光ランプを用いることが検討されている。

【０００２】外部電極を有する希ガス蛍光ランプは、一
対の外部電極間に高周波交流電圧などが印加され、一対
の外部電極の最短距離間すなわち透光性放電容器の長手
方向に対して直交する方向にキセノンの希ガス放電が生
起される。

【０００３】この外部電極を有する希ガス蛍光ランプを
用いたバックライト装置として特開平９−３２５７０７
号公報に記載された構成が知られている。この従来技術
は、透光性を有する外部電極を用い、アパーチャからの
放射光と、外部電極形蛍光ランプから離間させて配設さ
れた反射材により反射された外部電極を透過した光によ
って照射領域に照射される光量を増加させ、輝度を向上
させるというものである。

【０００４】また、このようなバックライト装置用光源
である希ガス蛍光ランプは、低圧水銀蒸気蛍光ランプの
ように環境負荷の大きい水銀を必要とせず、また、低圧
水銀蒸気蛍光ランプのように温度変化によって光出力が
変化することが少なくなく、低温時の光束の立ち上がり
特性も良好であるという利点がある。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の外
部電極は、透光性を有している部分が外部電極の一部分
でしかなく、側部方向への放射光量は多くない。加え
て、このような外部電極は製造が煩雑である。

【０００５】したがって、外部電極としてはアルミニウ
ム製のシート材などの不透光性材料で形成するのが実用
的である。上記の外部電極希ガス蛍光ランプは、光出射
面に希ガス蛍光ランプの外部電極間のバルブ外面に位置
する光放射部からほとんどの光が放射されるので、バル
ブ周方向の輝度は均一ではなく、希ガス蛍光ランプの光
放射部直上の領域における輝度が高く、光放射部直上か
ら離隔する位置の輝度が低くなる。

【０００６】このような希ガス蛍光ランプを直下式バッ
クライト装置に用いるとバルブ周方向の輝度が均一な低
圧水銀蒸気蛍光ランプを用いた場合に比べ光出射面の輝
度均斉度が取りにくい。アパーチャ形の希ガス蛍光ラン
プにおいては特に顕著である。したがって、希ガス蛍光
ランプ直上の輝度が高いために光出射面に大きな輝度む
らが生じ、ランプイメージが光出射面および液晶表示面
に映ってしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、光出射面の輝度むらを抑えることができる外部
電極を有する希ガス蛍光ランプを用いたバックライト装
置および液晶表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】請求項１発明の直下式バ
ックライト装置は、キセノンを含む希ガスを主成分とす
る放電媒体が封入され、内面側に蛍光体層が形成されて
いる透光性放電容器と、この透光性放電容器外面の長手
方向に沿って対向して配設された一対の外部電極を有す
る希ガス蛍光ランプと；希ガス放電ランプを内部に収容
し投光開口を備えたケースと；ケースの投光開口に配設
された光出射面を有する光拡散板と；希ガス蛍光ランプ
の放射光を広角状に配光するように希ガス蛍光ランプの
長手方向に連続した断面形状を有して高透過性材料によ
って長尺状に形成され、希ガス蛍光ランプと光拡散板と
の間に配設された制光手段と；を具備していることを特
徴としている。

【０００８】透光性放電容器は、ソーダライムガラス、
鉛ガラスなどの軟質ガラスを用いて形成することが望ま
しいが、要すればホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラス、
半硬質ガラス、石英ガラスでもよく、さらにはガラス以
外の材料たとえば透光性セラミックスでもよい。要する
に透光性および気密性を備え、放電可能な誘電率を有
し、希ガス放電ランプの作動温度における耐熱性および
加工性とを満足する材料であれば許容される。

【０００９】また、透光性放電容器は、長手方向と直交
する断面形状については特に限定しない。一般的には断
面形状が円形の物が用いられるが、要すれば楕円形また
は四角形などを採用することができる。管径は、本発明
のバックライト装置に用いることができれば特段制限さ
れない。

【００１０】放電媒体は、キセノンを含む希ガスを主成
分とするものであり、キセノンはその低圧放電により発
生した波長１７２ｎｍの紫外線で蛍光体を励起して可視
光を発生させるために機能する。必要に応じて、希ガス
としてのキセノンに加えてクリプトン、ネオン、アルゴ
ンなどを混合して封入することにより、ペニング効果に
より放電開始電圧を低減させたり、さらにクリプトンを
添加した場合には調光時の明るさのちらつきを抑制する
ことができる。

【００１１】また、希ガスの封入圧は、特に制限されな
いが、１３３Ｐａ〜２６．６ｋＰａが好適である。

【００１２】蛍光体層は、上記したようにキセノンの低
圧ガス放電によって発生する紫外線を可視光または異な
る波長の紫外線に交換するために機能するもので、透光
性放電容器の内面に直接または間接的に配設される。

【００１３】間接的とは、例えば透光性放電容器の内面
に酸化チタンまたはアルミナなどの可視光反射率の高い
金属酸化物の平均粒径５０〜１００ｎｍの粒子を主成分
をする反射膜およびまたはアルミナ微粒子を主成分とす
る金属酸化物層の保護層を形成し、その内面側に蛍光体
層を配設することを含む。

【００１４】蛍光体層の蛍光体は、３波長発光形蛍光
体、ハロ燐酸カルシウム蛍光体などの白色を発光する蛍
光体を用いることが最適であるが、その他の性質を有す
る蛍光体を用いてもよい。

【００１５】さらに、蛍光体層には蛍光体の他に結着剤
や易電子放射性粒子など非蛍光体物質を混合させること
ができる。

【００１６】さらにまた蛍光体層は、後述する投光開口
に光が効果的に放射されるように光放射部を形成するア
パーチャ形で形成されることが望ましい。要するに、光
放射部に対向する部分を除いてその他の部分に蛍光体層
を配設する形成方法である。また、形成方法として透光
性放電容器の少なくとも放電空間をとりまく領域の全内
周面に配設することも許容する。加えて、光放射部を除
いて透光性放電容器の内面に金属酸化物粒子からなる反
射膜を形成し、蛍光体層を光放射部の部分を含めて全に
わたって形成した反射形であることも許容する。

【００１７】外部電極は、その一対が透光性放電容器の
長手方向に沿って離間対向して透光性放電容器の外面に
配設される。したがって、透光性放電容器の周囲には外
部電極の配設されていない一対の隙間が形成される。こ
れらの隙間は一対の外部電極間の絶縁を確保するのに機
能するとともに、蛍光体層がアパーチャ形で形成されて
いる場合には、光放射部の少なくとも一部として用いる
ことができる。

【００１８】外部電極は、アルミニウムなどの導電性金
属の薄板を透光性放電容器の外面に接着剤によって粘着
してもよいし、導電性ペーストを塗布、乾燥および焼成
して形成してもよい。また、導電性金属を蒸着などによ
り直接被着形成してもよい。また、光放射部の輝度が高
い特開平９−３２５７０７号公報に記載されているよう
な一部透光部を有する外部電極であってもよい。

【００１９】ケースは、希ガス蛍光ランプを内部に収容
し、投光開口に光拡散板を配設するが、その形状、構造
および材質などは問わない。

【００２０】また、希ガス蛍光ランプを所定の位置に支
持するために、ランプホルダ、ランプソケットなどを配
設することができ、希ガス蛍光ランプ点灯装置たとえば
高周波インバータ点灯装置、希ガス蛍光ランプに対する
反射板などを内部に配設することもできる。この反射板
はケースが高反射率を有する合成樹脂により形成するこ
ともできるし、ケース内面を白色顔料などを塗布するこ
とにより形成することもできるし、ケース内に別体の反
射板を配置してもよい。

【００２１】光拡散板は、ケースの投光開口に配設され
て、その外表面は光出射面を構成する。しかし、光拡散
板の外側面にさらにプリズムシート、偏光フィルムなど
の光拡散シートが配設される場合には、光拡散シートの
外表面が光出射面を構成する。なお、光出射面の前方に
液晶表示パネルなどの表示手段が配設される。

【００２２】光拡散板は、合成樹脂たとえばアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂を乳白に形成した板材などか
ら形成されている。

【００２３】制光手段は、高透過性材料であるポリオレ
フィレン樹脂、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹
脂などで形成されることが望ましいが、希ガス蛍光ラン
プから発生する熱によって変形および溶融しないように
高耐熱性を有する材料であれば特段限定されない。

【００２４】制光手段の形状および配設位置は、希ガス
蛍光ランプの放射光を広角状に配光できれば特段制限さ
れない。要するに、制光手段を形成する高透過性材料の
屈折率も含めて、制光手段の形状および配設位置が適切
になされ、制光手段に入射された光が広角状に光拡散板
に出射されればよい。したがって、形状は、希ガス蛍光
ランプに対向する面および投光開口に対向する面が平板
形または凹形および凸形のような曲線を有して形成され
ていてもよい。例えば、レンズまたはプリズムなどが挙
げられる。

【００２５】また、配設位置は、希ガス蛍光ランプによ
る熱の影響を受けないような位置に配設されることが望
ましい。

【００２６】請求項１の直下式バックライト装置は、ま
ず希ガス蛍光ランプの点灯より透光性放電容器の放射領
域から放射された光が拡散板に向かって放射される。放
射光は制光手段によって所望の光で広角状に配光され拡
散板に到達する。したがって制光手段により、光出射面
においての輝度むらを抑えることができる。

【００２７】請求項２の直下式バックライト装置は、請
求項1記載の直下式バックライト装置において、ケース
は、一対の外部電極の近傍に放熱手段が設けられている
ことを特徴としている。

【００２８】本発明の希ガス蛍光ランプは、電極が外部
に形成されていることにより、従来の低圧水銀蒸気蛍光
ランプよりも外部に発する熱量が大きく、希ガス蛍光ラ
ンプ近傍は高温となりやすい。したがって、外部電極形
蛍光ランプを有する直下式バックライト装置を用いる場
合には放熱手段を設けることが望ましい。特に、装置を
薄形にする構成の場合は考慮する必要がある。

【００２９】放熱手段は、希ガス蛍光ランプから発せら
れる熱を放熱することができれば特段限定されない。例
えば、外部電極近傍に放熱用にケース外部と連通するよ
うな連通口を設けて、熱を外部へ逃すような構成であっ
てもよい。

【００３０】請求項２の直下式バックライト装置は、希
ガス蛍光ランプから発せられる熱を放熱することができ
ることにより、熱による不具合を防ぐことができる。

【００３１】請求項３の発明の液晶表示装置は、請求項
１または２記載の直下式バックライト装置と；直下式バ
ックライト装置の光出射面に配設された液晶表示手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００３２】本発明の液晶表示装置は、請求項１または
２の作用を有する。

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施の形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一実施
形態である液晶表示装置用直下式バックライト装置を示
す断面図である。図２は図１の直下式バックライト装置
を説明のために光拡散板を除いた状態を示す上面図であ
る。図３は図１の直下式バックライト装置の底面図、図
４は図１の直下式バックライト装置の要部拡大図であ
る。

【００３３】各図において、１０は希ガス蛍光ランプ、
２０はケース、３０は光拡散板、４０は制光手段、５０
は放熱手段である。

【００３４】希ガス蛍光ランプ１は、直管形で形成さ
れ、管径Ｉが８ｍｍの透光性放電容器であるガラスバル
ブ１１の外面にアルミニウム製の薄板である一対の外部
電極１２が粘着されている。また、ガラスバルブ１１内
面には蛍光体層１３がアパーチャ１５を形成するように
塗布され、キセノンガスが放電媒体として封入されてい
る。

【００３５】希ガス蛍光ランプ１０は、ケース２０内に
配設されており、ケース２０内のソケット（図示しな
い）に希ガス蛍光ランプ１０の両端のそれぞれが接続さ
れて配設されている。

【００３６】ケース２０は、高反射率を有する合成樹脂
からなり、前面の投光開口２１が長方形をなしている。
また、その内面は光反射特性を有する反射板として形成
されている。図１における高さＹは光拡散板の入斜面ま
でが１８ｍｍであり、図２における縦Ｈは１５０ｍｍ、
横Ｌは１２０ｍｍである。

【００３７】光拡散板３０は、酸化チタンなどの白色顔
料を含有する拡散性アクリル樹脂からなり、図1におけ
る板厚Ａは１．５ｍｍで形成されている。

【００３８】また、光拡散板３０は、ケース２０の投光
開口２１に装着され、光出射面３１を有している。な
お、光拡散板３０は、ポリカーボネイト樹脂で形成され
ていてもよい。

【００３９】放熱手段５０は、外部電極１２近傍を囲む
ようにケース２０内に形成された収納空間２２の底部に
ケース２０外部と連通するように、希ガス蛍光ランプ１
０の長手方向に沿って長尺状に設けられている。なお、
収納空間２２の外側に形成された曲線部２３は、制光手
段４０および拡散板３０などからの反射光をアパーチャ
１５直上から離隔する位置の方向に反射させるために設
けられたものであるが、この曲線部２３を省略して形成
してもよい。

【００４０】制光手段４０は、肉厚２ｍｍにおける直線
透過率８５〜９５％の高透過率を有する耐熱性の高いポ
リカーボネイト樹脂からなり、希ガス蛍光ランプ１０の
中心軸上に対向して配設されている。制光手段４０は、
横幅ｌは１５ｍｍであり、中心部の肉厚ｘは２ｍｍであ
る希ガス蛍光ランプ１０の長手方向に連続して凹形の形
状を有する凹レンズであり、両端がケース２０に支持さ
れている。

【００４１】本実施形態の直下式バックライト装置は、
まず希ガス蛍光ランプ１０の点灯より透光性放電容器１
１のアパーチャ１５から照射された光が拡散板３０に向
かって照射される。照射光は制光手段４０によって所望
の光で広角状に配光され拡散板３０に到達する。この制
光手段４０により光出射面３１においての所望の輝度均
斉度を得ることができる。加えて、放熱手段５０によっ
て、希ガス蛍光ランプ１０からの熱量を放熱することが
できることにより、ケース２０や制光手段４０などが熱
による不具合を生じることを防ぐことができる。

【００４２】図５は、本発明の第二の実施形態である液
晶表示装置用直下式バックライト装置を示す断面図であ
る。

【００４３】図において、第一実施形態と同一構成につ
いては同一符号を付してその説明は省略する。

【００４４】希ガス蛍光ランプ１０はそれぞれ互いに平
行となるように２本がケース６０内に配設されている。
なお、希ガス蛍光ランプ１０は、所望する光出射面３１
の輝度と輝度均斉度が得られれば、複数本の希ガス蛍光
ランプを配設することができる。

【００４５】放熱手段５０は、各々の希ガス蛍光ランプ
１０ごとに設けられている。また、一方の希ガス蛍光ラ
ンプ１０ａに設けられている外部電極１２ａは、他方の
希ガス蛍光ランプ１０ｂの外部電極１２ｂと通電しない
ように、外部電極１２ａと外部電極１２ｂとの隣り合う
外部電極間は距離を設け配設されており、絶縁性の高い
材料で形成されたケース２０により形成された収納部２
２が各々の希ガス蛍光ランプ１０を区画するようにして
設けられている。

【００４６】制光手段４０は、各々の希ガス蛍光ランプ
１０の中心軸上に対向して配設されている。

【００４７】第二実施形態の直下式バックライト装置
は、複数の外部電極形希ガス蛍光灯を用いても、光出射
面３１の所望する輝度均斉度を得ることができる。

【発明の効果】請求項１の発明によれば、希ガス蛍光ラ
ンプから照射された光が、制光手段で広角状に配光され
拡散板に到達することにより、光拡散板の光出射面にお
いての所望の輝度均斉度を得ることができる直下式バッ
クライト装置を提供できる。

【００４８】請求項２の発明によれば、加えて外部電極
からの熱量を放熱手段により放熱することができること
により、熱による不具合を生じることがない直下式バッ
クライト装置を提供できる。

【００４９】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の効果を有する液晶表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態である液晶表示装置用直
下式バックライト装置を示す断面図

【図２】同上直下式バックライト装置説明のために光拡
散板を除いた状態を示す上面図

【図３】同上直下式バックライト装置の底面図

【図４】同上直下式バックライト装置の要部拡大図

【図５】本発明の第二実施形態である液晶表示装置用直
下式バックライト装置を示す断面図

【符号の説明】

１０…希ガス蛍光ランプ ２０…ケース ３０…光拡散板 ４０…制光手段 ５０…放熱手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キセノンを含む希ガスを主成分とする放電
   媒体が封入され、内面側に蛍光体層が形成されている透
   光性放電容器と、この透光性放電容器外面の長手方向に
   沿って対向して配設された一対の外部電極を有する希ガ
   ス蛍光ランプと；希ガス放電ランプを内部に収容し投光
   開口を備えたケースと；ケースの投光開口に配設された
   光出射面を有する光拡散板と；希ガス蛍光ランプの放射
   光を広角状に配光するように希ガス蛍光ランプの長手方
   向に連続した断面形状を有して高透過性材料によって長
   尺状に形成され、希ガス蛍光ランプと光拡散板との間に
   配設された制光手段と；を具備していることを特徴とす
   る直下式バックライト装置。
2. 【請求項２】ケースは、一対の外部電極の近傍に放熱手
   段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の直
   下式バックライト装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の直下式バックライ
   ト装置と； 直下式バックライト装置の光出射面に配設
   された液晶表示手段と；を具備していることを特徴とす
   る液晶表示装置。