JP2002082623A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の煩雑化を避けながら、常時、発光導出
面内において一様な光量が得られるバックライトユニッ
トの提供。 【解決手段】 側壁部に接合用端子部が配設された皿型
の筐体１と、前記筐体１の底面側に平面的に配置内装さ
れ、かつ対応する接合用端子部にそれぞれ接続された複
数本のバックライト用ランプ２と、前記筐体１の開口端
面を閉塞してバックライト用ランプ２の発光導出面とす
る透光板３とを有するバックライトユニットであって、
前記複数本のバックライト用ランプ２は、発光導出面３
における光量を一様化するために、発光導出面３に対す
る距離もしくは隣接するランプ２同士の間隔を変えて配
置内装されていることを特徴とする。具体的には、複数
本のバックライト用ランプが光強度もしくは色温度の異
なる組み合わせのとき、相対的に光強度が大きいもしく
は色温度が高いバックライト用ランプと発光導出面との
距離を相対的に大きく設定するか、あるいはバックライ
ト用ランプの配置間隔を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（液
晶表示パネル）などのバックライトに適するバックライ
トユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶表示パネルにおいては、鮮
明な画像表示を得るために、バックライトユニットの性
能が重視される。つまり、液晶表示パネルの画像表示領
域面を、全体的に、ほぼ一様な光強度もしくは色温度に
保持しておくことによって、鮮明ないし高画質の画像表
示が確保されるからである。

【０００３】ところで、液晶表示パネルの普及に伴っ
て、液晶表示パネルの大形・高性能化が進められる一
方、小形・高性能化も図られている。こうした動向に対
応して、バックライトユニットにおいても、図６に要部
構成を斜視的に示すような細管型蛍光ランプやネオンラ
ンプの複数本を平面的に配置・組み合わせ面型に構成し
たものが開発され、実用化されている。

【０００４】図６において、１は側壁部に接合用端子部
（図示省略）が配設された皿型の筐体、２は前記筐体１
の底面側に平面的に配置内装され、かつ対応する接合用
端子部に接続された複数本のバックライト用蛍光ランプ
もしくはネオンランプ（ネオン管）、３は前記筐体１の
開口端を閉塞しバックライト用ランプ２の発光導出面を
成す透光体である。

【０００５】ここで、筐体１は、たとえば深さ５〜１０
００ｍｍ程度、幅１０〜１０００ｍｍ程度、長さ１０〜
１０００ｍｍ程度であり、対向する側壁部に、接合用端
子部が配設されており、また、この接合用端子部は、外
部リード部を介して電源側に接続されている。一方、バ
ックライト用ランプ２は、たとえば外径１〜１０ｍｍ程
度、長さ１０〜１０００ｍｍ程度で、両端部に放電電極
が対向して封装されて成る冷陰極蛍光ランプ、カラー蛍
光ランプ、外面電極蛍光ランプ、ネオンランプなどであ
り、筐体１の底面側に対して、図７に斜視的に示すよう
に、たとえばシリコーンゴム製の嵌合型冶具４で、平面
的に内装・固定されている。なお、外面電極蛍光ランプ
は、少なくとも一方の放電電極がランプ外周面に形成・
配置されているものである。

【０００６】さらに、図８は、筐体１の底面側にバック
ライト用ランプ２を平面的に配置内装した構造を具体的
に示す拡大断面図（図６のＡ−Ａ線に沿った断面図に相
当する）である。図８において、１ａは筐体１の底面部
を成す光反射部で、この光反射部１ａにバックライト用
ランプ２が平面的に配置装着されている。また、発光導
出面を成す透光体３は、光拡散板３ａ、この光拡散板３
ａ面に順次積層的に設けられた光フィルター３ｂ、熱線
遮断層３ｃで構成されている。なお、矢印は、バックラ
イト用ランプ２の発光が発光導出面を成す透光体３に導
かれる光路である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記、
従来のバックライトユニットの構成では、実用上次のよ
うな問題がある。すなわち、液晶表示パネルで高画質の
画像を得るためには、液晶表示パネル自体の性能に加え
て、バックライトユニットの発光導出面における光量の
一様性が不可欠である。ところで、上記図８で拡大して
断面的に示すように、複数個のバックライト用ランプ
２、たとえば同じ規格の冷陰極蛍光ランプを全体的に、
ほぼ一定の位置関係で配置・装着したバックライトユニ
ットは、その発光導出面での光量が図９に示すようにな
る。つまり、バックライトユニットの発光導出面中央部
では、冷陰極蛍光ランプ２の発光が相互に加算されるの
に対し、周辺部ａでは、そのような作用が欠けるため、
発光導出面全域での光量の一様性が劣っている。

【０００８】こうした問題は、直管型の冷陰極蛍光ラン
プをバックライト用ランプ２とした場合、さらに、複雑
化することになる。すなわち、冷陰極蛍光ランプ２は、
両端が高圧側および低圧側に分かれ、両端側での光量が
相違する。つまり、蛍光体の膜厚によって、両端側で光
量の相違を生じたり、また、蛍光体の膜厚が同程度であ
ってもリーク電流によって両端側で光量の相違が生じ
る。図１０は、この状態を示したもので、発光導出面に
おける光量は、冷陰極蛍光ランプ２の両端間（高圧側か
ら低圧側）で相違している。したがって、その平面的な
配置装置着に当たっては、高圧側および低圧側を交互に
するなどの考慮をさらに払ったとしても、発光導出面に
おける光量の一様化は至難といえる。

【０００９】上記光量ムラ発生の問題は、複数本のバッ
クライト用ランプ２として、複数種のカラー蛍光ラン
プ、外面電極蛍光ランプ、ネオンランプを組み合わせ
て、カラー画像表示を行うなど、機能の拡大を図った場
合も同様に起こる。たとえば、赤色発光型の蛍光ラン
プ、緑色発光型の蛍光ランプ、青色発光型の蛍光ランプ
を一定の順序で、また、一定の間隔で平面的に配置装着
した場合でも、それら各カラー蛍光ランプの光強度や色
温度が異なっているため、バックライトユニットの発光
導出面内における光量ムラが生じる。そして、この発光
導出面内での光量ムラは、表示するカラー画像の鮮明
性、画質などを損なうことになり、実用上の支障になる
恐れがある。

【００１０】上記の問題に対して、筐体１内に、平面的
に一定の位置・間隔で配置装着したバックライト用ラン
プ２、たとえば蛍光ランプに対するランプ電流を変え
て、発光導出面内での光量ムラを低減〜抑制するため
に、バックライトユニットにインバータの調光回路を付
設する手段が試みられている。しかし、インバータの調
光回路を付設する手段は、回路設計面からバックライト
ユニットの構成を煩雑化するだけでなく、バックライト
ユニットのコストアップを招来するので、実用上、十分
な対応策とはいえない。

【００１１】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、構成の煩雑化を避けながら、常時、発光導出面内
において一様な光量が得られるバックライトユニットの
提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、側壁
部に接合用端子部が配設された皿型の筐体と、前記筐体
の底面側に平面的に配置内装され、かつ対応する接合用
端子部にそれぞれ接続された複数本のバックライト用ラ
ンプと、前記筐体の開口端面を閉塞してバックライト用
ランプの発光導出面とする透光板とを有するバックライ
トユニットであって、前記複数本のバックライト用ラン
プは、発光導出面における光量を一様化するために、発
光導出面に対する距離もしくは隣接するランプ同士の間
隔を変えて配置内装されていることを特徴とするバック
ライトユニットである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載のバック
ライトユニットにおいて、複数本のバックライト用ラン
プが光強度もしくは色温度の異なる組み合わせのとき、
相対的に光強度が大きいもしくは色温度が高いバックラ
イト用ランプと発光導出面との距離を相対的に大きく設
定することを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１記載のバック
ライトユニットにおいて、複数本のバックライト用ラン
プが光強度もしくは色温度の異なる組み合わせのとき、
相対的に光強度が大きいもしくは色温度が高いバックラ
イト用ランプと相対的に光強度が小さいもしくは色温度
が低いバックライト用ランプとの平面的な隣接間隔を小
さく設定することを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載のバックライトユニットにおいて、バ
ックライト用ランプは、赤色発光型蛍光ランプ、緑色発
光型蛍光ランプおよび青色発光型蛍光ランプの組み合わ
せであることを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載のバックライトユニットにおいて、バ
ックライト用ランプは、冷陰極蛍光ランプの組み合わせ
であることを特徴とする。

【００１７】請求項１ないし５の発明において、側壁部
に接合用端子部が配設された皿型の筐体は、たとえば長
方形や正方形など、いわゆる方形の皿型、もしくは円形
や楕円形の皿型である。そしてこれら皿型の筐体は、一
般的に、金属類もしくは合成樹脂を素材として形成され
ており、その形状、寸法などは用途に応じて設定され
る。また、筐体の底面を予め光反射型に形成した構成を
採ってもよいし、光反射型部材を装着する構成を採るこ
ともできる。

【００１８】なお、接合用端子部は、リード端子が両端
側に導出されたバックライト用ランプを対象として場
合、一般的に、対向する側壁部に配設するが、バックラ
イト用ランプの構造、平面的な配置装着の形態などによ
っては、一側壁部など適宜選択・設定する。

【００１９】請求項１ないし５の発明において、筐体の
底面側に平面的に配置内装される複数本のバックライト
用ランプは、たとえば外径１〜１０ｍｍ程度、長さ１０
〜１０００ｍｍ程度の直管・細管型であるが、Ｕ字型な
どの屈曲型もしくは曲管型でもよい。そして、バックラ
イト用ランプとしては、この種のバックライトユニット
に使用されている外面電極蛍光ランプ、冷陰極蛍光ラン
プ、カラー蛍光ランプ類、ネオンランプなどが挙げられ
る。また、筐体の開口端面を閉塞してバックライト用ラ
ンプの発光導出面とする透光板としては、たとえば光拡
散板、光拡散板−カラーフィルターの積層体、光拡散板
−熱線フィルターの積層体、光拡散板−カラーフィルタ
ー−熱線フィルターの積層体などが挙げられる。

【００２０】請求項１ないし５の発明において、発光導
出面における光量を一様化するための手段は、発光導出
面に対するバックライト用ランプの距離もしくは隣接間
隔の変更である。ここでは、組み合わせる複数本のバッ
クライト用ランプの種類、光強度や色温度の相違、期待
する光量の一様化程度などによって使い分けられる。

【００２１】先ず、同一品種・規格のバックライト用ラ
ンプの場合は、平面的に配置内装に当たり、周辺部に対
応する蛍光ランプなどを発光導出面に対して近づける
か、あるいは周辺部に対応する蛍光ランプの平面的な配
置間隔を小さめにして内装する。また、両端が高圧側お
よび低圧側に分かれ、両端側で光量が異なる冷陰極蛍光
ランプの場合は、低圧側を発光導出面に対して近づけて
配置内装する。

【００２２】次に、バックライト用ランプがカラー蛍光
ランプの組み合わせの場合は、光強度や色温度の相違、
たとえば青色発光型蛍光ランプ＜赤色発光型蛍光ランプ
＜緑色発光型蛍光ランプに対応して、発光導出面に対す
る距離を青色発光型蛍光ランプ、赤色発光型蛍光ラン
プ、緑色発光型蛍光ランプの順に小さく設定する。ある
いは、発光導出面に対する距離を一定にしながら、青色
発光型蛍光ランプや赤色発光型蛍光ランプに対して緑色
発光型蛍光ランプの間隔を広めに設定する。なお、バッ
クライト用ランプは、外面電極蛍光ランプ、冷陰極蛍光
ランプ、カラー蛍光ランプ類、ネオンランプなどの複数
種の組み合わせも可能である。

【００２３】請求項１ないし５の発明では、複数本のバ
ックライト用ランプの位置、光強度や色温度などを考慮
して、発光導出面に対する距離、あるいは平面的な配置
装着の間隔を選択・設定する。つまり、複数本のバック
ライト用ランプは、発光導出面における光量が全面的に
ほぼ一様になるよう平面的に組み合わせ・装着されてい
る。したがって、インバータの調光回路も不要となり、
低コスト型でありながら、高品質の画像表示パネル用に
適するバックライトユニットとして機能する。

【００２４】

【発明の実施形態】以下、図１ないし図５を参照して実
施例を説明する。

【００２５】図１は、第１の実施例に係るバックライト
ユニットの要部構成を示す断面図である。図１におい
て、１ａは筐体１の底面部を成す光反射部で、この光反
射部１ａに、同一品種・規格のバックライト用蛍光ラン
プ２が平面的に配置装着されている。また、発光導出面
を成す透光体３は、光拡散板３ａ、この光拡散板３ａ面
に順次積層的に設けられた光フィルター３ｂ、熱線遮断
層３ｃで構成されている。なお、矢印は、バックライト
用ランプ２の発光が発光導出面を成す透光体３に導かれ
る光路である。

【００２６】ここで、筐体１は、たとえば深さ５〜１０
００ｍｍ程度、幅１０〜１０００ｍｍ程度、長さ１０〜
１０００ｍｍ程度であり、対向する側壁部に、接合用端
子部が配設されており、そして、この接合用端子部は、
外部リード部を介して電源側に接続されている。なお、
筐体１の底壁面を構成する光反射部１ａは、９０度程度
のテーパー付きもしくはＲ形状を有し、透光体３側に開
口している。一方、バックライト用ランプ２は、たとえ
ば外径１〜１０ｍｍ程度、長さ１０〜１０００ｍｍ程度
で、両端部に放電電極が対向して封装されて成るランプ
電流２〜１５ｍＡ程度の冷陰極蛍光ランプ、カラー蛍光
ランプ、外面電極蛍光ランプ、ネオンランプなどであ
り、筐体１の底面側に対して、たとえばシリコーンゴム
製の嵌合型冶具で、平面的に内装・固定されている。

【００２７】上記構成においては、複数個のバックライ
ト用ランプ２のうち、筐体１の周辺（外側）部に位置す
るバックライト用ランプ２ａは、中央部に位置するバッ
クライト用ランプ２ｂに比べて、発光導出面を成す透光
体３面に対して近づけて配置装着してある。つまり、バ
ックライトユニットの発光導出面周辺部ａでは、バック
ライト用ランプ２との距離をつめて、中央部におけるバ
ックライト用ランプ２相互の作用による光量分をカバー
する構成が採られている。こうして、周辺部ａでは、中
央部で奏する相互的な作用が補充されるすとになり、図
２に示すように、発光導出面３全域での光量の一様性が
確保される。

【００２８】図３は、第２の実施例に係るバックライト
ユニットの要部構成を示す断面図である。図３におい
て、１は底面部が光反射部を形成している筐体、２はこ
の筐体１の光反射部に、平面的に配置装着されたバック
ライト用蛍光ランプである。また、３は発光導出面を成
す透光体であり、光拡散板、光フィルターおよび熱線遮
断層が積層一体化して構成されている。

【００２９】ここで、筐体１は、たとえば深さ５〜１０
００ｍｍ程度、幅１０〜１０００ｍｍ程度、長さ１０〜
１０００ｍｍ程度であり、対向する側壁部に、接合用端
子部が配設されており、そして、この接合用端子部は、
外部リード部を介して電源側に接続されている。なお、
筐体１の底壁面を構成する光反射部は、９０度程度のテ
ーパー付きもしくはＲ形状を有し、透光体３側に開口し
ている。一方、バックライト用ランプ２は、たとえば外
径１〜１０ｍｍ程度、長さ１０〜１０００ｍｍ程度で、
両端部に放電電極が対向して封装されて成るランプ電流
２〜１５ｍＡ程度の３種のカラー蛍光ランプである。す
なわち、青色発光型蛍光ランプ２ｃ、赤色発光型蛍光ラ
ンプ２ｄ、緑色発光型蛍光ランプ２ｅである。

【００３０】この実施例で、ランプ間の間隔を１ｍｍ以
上としたカラー蛍光ランプ２ｃ、２ｄ、２ｅの平面的な
組み合わせの場合は、光強度や色温度が青色発光型蛍光
ランプ＜赤色発光型蛍光ランプ＜緑色発光型蛍光ランプ
であることに対応して、発光導出面３に対する距離を青
色発光型蛍光ランプ、赤色発光型蛍光ランプ、緑色発光
型蛍光ランプの順に小さく設定（１〜１０００ｍｍ程度
の範囲内）してある。そして、上記のように、バックラ
イト用ランプ２をカラー蛍光ランプ２ｃ、２ｄ、２ｅの
組み合わせとし、かつ光強度や色温度の相違を十分に考
慮して、発光導出面３に対する距離を選択・設定したこ
とにより、第１の実施例の場合と同様に、発光導出面３
全域での光量の一様性が確保される。

【００３１】図４は、第３の実施例に係るバックライト
ユニットの要部構成を示す断面図である。図４におい
て、１は底面部が光反射部を形成している筐体、２はこ
の筐体１の光反射部に、平面的に配置装着されたバック
ライト用ランプである。また、３は発光導出面を成す透
光体であり、光拡散板、光フィルターおよび熱線遮断層
が積層一体化して構成されている。

【００３２】この実施例は、前記第２の実施例の変形例
に相当する。すなわち、バックライト用ランプとして、
３種のカラー蛍光ランプ２ｃ、２ｄ、２ｅを組み合わせ
た場合であり、光強度や色温度が青色発光型蛍光ランプ
＜赤色発光型蛍光ランプ＜緑色発光型蛍光ランプである
ことに対応した構成である。具体的には、発光導出面３
に対するカラー蛍光ランプ２ｃ、２ｄ、２ｅの距離を一
定にしながら、青色発光型蛍光ランプ２ｃや赤色発光型
蛍光ランプ２ｄに対して、緑色発光型蛍光ランプ２ｅの
間隔を広めに設定してある。

【００３３】この実施例に係る構成の場合も、バックラ
イト用ランプ２をカラー蛍光ランプ２ｃ、２ｄ、２ｅの
組み合わせとし、かつ光強度や色温度の相違を十分に考
慮して、平面的な配置で隣接するカラー蛍光ランプ２
ｃ、２ｄ、２ｅ同士の間隔を選択・設定したことによ
り、上記第１の実施例の場合と同様に、発光導出面３全
域での光量の一様性が確保される。

【００３４】図５は、第４の実施例に係るバックライト
ユニットにおけるバックライト用ランプの配置装着の形
態と発光導出面３におけるランプ管軸方向の光量との関
係を示すものである。基本的には、上記各実施例に係る
場合と同様の構成を採っているが、バックライト用ラン
プ２として、両端が高圧側および低圧側に分かれる冷陰
極蛍光ランプを配置装着する場合である。したがって、
この実施例の場合は、通常の点灯で両端側における光量
が相違することを考慮し、高圧側および低圧側を少なく
とも１度程度の角度で傾斜させて配置装着してある。

【００３５】この実施例に係る構成の場合は、複数個の
冷陰極蛍光ランプ２を組み合わせ、かつ両端側の光強度
や色温度の相違を十分に考慮して、発光導出面３に対し
て傾斜させ（発光導出面３に対する距離を変えて）選択
・設定したことにより、各冷陰極蛍光ランプ２の発光導
出面３における光量はほぼフラットになる。そして、こ
のバックライトユニットは、上記第１の実施例の場合と
同様に、発光導出面３全域での光量の一様性が確保され
る。

【００３６】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変化を
採ることができる。たとえば、バックライト用ランプ
は、少なくとも一方の放電電極がランプ外周面に設けら
れた外面電極蛍光ランプ、あるいはネオンランプであっ
てもよいし、また、バックライトユニットの形状、寸
法、バックライト用ランプの形状、寸法、規格、組み合
わせる品種などは、バックライトユニットのしよう目的
に応じて任意に設定してもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１ないし５の発明によれば、複数
本のバックライト用ランプは、発光導出面における光量
が全面的にほぼ一様になるよう平面的に組み合わせ・装
着されている。したがって、インバータの調光回路も不
要となり、低コスト型でありながら、高品質の画像表示
パネル用に適するバックライトユニットが提供されるこ
とになる。しかも、このバックライトユニットは、大形
もしくは小形の画像表示パネル用に好適で、高品質ない
し鮮鋭な画像を表示する液晶表示パネルの製品化に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るバックライトユニットの要
部構成を示す拡大断面図。

【図２】第１の実施例に係るバックライトユニットの発
光導出面における光量の分布図。

【図３】第２の実施例に係るバックライトユニットの要
部構成を示す断面図。

【図４】第３の実施例に係るバックライトユニットの要
部構成を示す断面図。

【図５】第４の実施例に係るバックライトユニットにお
けるバックライト用ランプの配置装着形態と発光導出面
の光量分布図。

【図６】バックライトユニットの要部構成を示す斜視
図。

【図７】バックライトユニットにおけるバックライト用
蛍光ランプの配置装着形態を示す斜視図。

【図８】従来のバックライトユニットの要部構成を示す
拡大断面図。

【図９】図８に図示したバックライトユニットの発光導
出面における光量の分布図。

【図１０】冷陰極蛍光ランプの配置装着形態と発光導出
面の光量分布図。

【符号の説明】

１……筐体 １ａ……反射部 ２……バックライト用ランプ ２ａ……周辺部のバックライト用ランプ ２ｂ……中央部のバックライト用ランプ ２ｃ……青色発光型蛍光ランプ ２ｄ……赤色発光型蛍光ランプ ２ｅ……緑色発光型蛍光ランプ ３……透光板（発光導出面） ４……支持冶具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA02Z FA23Z FA41Z FA42Z FD03 FD24 GA11 LA15 LA18 5G435 AA00 AA18 BB03 BB12 EE26 GG24 GG26 LL00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁部に接合用端子部が配設された皿型
   の筐体と、前記筐体の底面側に平面的に配置内装され、
   かつ対応する接合用端子部にそれぞれ接続された複数本
   のバックライト用ランプと、前記筐体の開口端面を閉塞
   してバックライト用ランプの発光導出面とする透光板と
   を有するバックライトユニットであって、前記複数本の
   バックライト用ランプは、発光導出面における光量を一
   様化するために、発光導出面に対する距離もしくは隣接
   するランプ同士の間隔を変えて配置内装されていること
   を特徴とするバックライトユニット。
2. 【請求項２】 複数本のバックライト用ランプが光強度
   もしくは色温度の異なる組み合わせのとき、相対的に光
   強度が大きいもしくは色温度が高いバックライト用ラン
   プと発光導出面との距離を相対的に大きく設定すること
   を特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
3. 【請求項３】 複数本のバックライト用ランプが光強度
   もしくは色温度の異なる組み合わせのとき、相対的に光
   強度が大きいもしくは色温度が高いバックライト用ラン
   プと相対的に光強度が小さいもしくは色温度が低いバッ
   クライト用蛍光ランプとの平面的な隣接間隔を小さく設
   定することを特徴とする請求項１記載のバックライトユ
   ニット。
4. 【請求項４】 バックライト用ランプは、赤色発光型蛍
   光ランプ、緑色発光型蛍光ランプおよび青色発光型蛍光
   ランプの組み合わせであることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３いずれか一記載のバックライトユニット。
5. 【請求項５】 バックライト用ランプは、冷陰極蛍光ラ
   ンプの組み合わせであることを特徴とする請求項１ない
   し請求項３いずれか一記載のバックライトユニット。