JP2002358928A - 蛍光ランプ及びバックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光の利用方向の輝度分布を均等化するのに好適
なバックライトを得ることにある。 【解決手段】内面が反射面をなす反射箱２と、この箱の
一面に反射面に臨んで被着された光拡散板３と、反射箱
内に複数並設された蛍光ランプ４とを具備する。各ラン
プ４は、内面に蛍光体被膜が設けられた管状をなすバル
ブ１５と、このバルブの外面に管軸方向に延びて帯状に
設けられた白色又は灰色の光拡散性の光拡散層１８とを
具備する。帯状の光拡散層１８を、その幅方向両端から
中央部に行く程次第に厚みを増して光の利用方向に盛上
がるように形成する。これらランプ４を、その光拡散層
１８の幅方向中央部が光拡散板３の裏面に最も接近する
ように反射箱２に設けて、光拡散板３の輝度分布を均等
化したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線状光源を面状光
源に変換して液晶パネル等の背面照明に好適に使用でき
るバックライト、及びこのバックライト用の光源などに
好適に使用できる蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置用のバックライト
は、内面が反射面となっている反射箱に複数本の冷陰極
蛍光ランプを並べて収容し、これらのランプから放射さ
れた光の利用方向に位置する反射箱の一面に光拡散板を
取付けて形成されている。この構成により、各蛍光ラン
プから放射された光を光拡散板の拡散作用で拡散して、
この光拡散板全面に亘って均等な明るさを得るようにし
ている。しかし、前記構成では、光拡散板の明るさを十
分に均等にするには難があるため、光拡散板の板面に各
蛍光ランプと対応して白色の光拡散塗料製のドット印刷
層を設けている。この印刷層のドットパターンは、光拡
散層に最も近い位置の密度が最も大きく、この位置から
幅方向両側に遠ざかるに従い次第に密度が小さくなるよ
うに形成されている。このドット印刷層を設けることは
光拡散板の輝度むらを少なくする上である程度有効では
ある。

【０００３】しかし、バックライトを薄型にしようとす
る場合には、必然的に蛍光ランプと光拡散板とが近付け
られる。それに伴い、光拡散板における前記各蛍光ラン
プの直上部分に入射する光が強くなるので、前記ドット
印刷層があっても、前記直上部分の輝度が他の部分より
も高くなって、光拡散板に輝度むらを生じる。そのた
め、光拡散板の表面に重ねて配置される液晶表示パネル
をその背面から均等に照明することが難しくなる。

【０００４】以上のように従来のバックライトは薄型化
するには不適当であり、その改善が求められている。な
お、前記輝度むらを防止しつつ薄型化するには、複数の
蛍光ランプの配設密度を高めることで対応できるが、こ
の場合には、蛍光ランプを数多く使用するので、部品点
数や組立て工数が増えて、必然的にコスト高になるの
で、こうした対策は現実的ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、光の利用方向の輝度分布を均等化するのに
好適な蛍光ランプ及びバックライトを得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明の蛍光ランプは、内面に蛍光体
被膜が設けられた管状をなすバルブと、このバルブの外
面に管軸方向に延びて帯状に設けられ、かつ、幅方向両
端から中央部に行く程次第に厚みを増して光の利用方向
に盛上がって形成された光拡散層と、を具備したことを
特徴としている。

【０００７】この発明においては、バルブの外面に設け
た帯状の光拡散層はその幅方向両端から中央部に行く程
次第に厚みを増して光の利用方向に盛上がって形成され
ているので、その厚みに応じた光拡散作用によって、光
拡散層を透過する光量は、この層の幅方向中央部程少な
く、逆に光拡散層の幅方向両側程多くなる。このように
請求項１に係る蛍光ランプは光拡散層でその透過光量を
光の利用方向について制御したから、輝度むらを抑制す
るのに有効な光源として好適に用いることができる。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明に記載の光拡散層を白色又は灰色としたことを特徴と
している。

【０００９】この発明においては、光拡散層を透過した
光が有彩色の光に変化されることがないから、液晶表示
装置等の照明をするのに好適に用いることができる。

【００１０】又、前記課題を解決するために、請求項３
に係る発明は、内面が反射面をなす反射箱と、この反射
箱の一面に前記反射面に臨んで被着された光拡散板と、
この光拡散板の裏面に前記光拡散層の幅方向中央部が最
も接近するように前記反射箱内に複数並設された請求項
１又は２に記載の蛍光ランプと、を具備したことを特徴
としている。

【００１１】この発明においては、前記請求項１又は２
に記載の蛍光ランプを複数本用いて、光拡散板をその裏
面から照明するから、反射箱を薄く形成しても、各蛍光
ランプの光拡散層での透過光量の制御によって、蛍光ラ
ンプの光の利用方向に位置する光拡散板の輝度の局部的
な高まりが抑えられる。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明に記載の光拡散板の板面に前記各蛍光ランプと対応し
て光拡散性のドット印刷層を設け、この印刷層のドット
パターンを前記光拡散層に最も近い位置の密度を最も大
きく、この位置から幅方向両側に遠ざかるに従い次第に
密度を小さくしたことを特徴としている。

【００１３】この発明においては、蛍光ランプの光の利
用方向に位置する光拡散板のドット印刷層でも、既述の
各蛍光ランプの光拡散層での透過光量の制御と同様な光
量制御を行なうので、反射箱を薄く形成しても、光拡散
板の輝度の局部的な高まりが抑えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明の第１実施形態を説明する。

【００１５】図１に一部を分解して示す液晶表示装置１
は、例えば液晶表示パネルの大きさが１８インチ以上の
大型のものであり、反射箱２と、光拡散板３と、複数本
の蛍光ランプ４と、液晶表示パネル５とを備えている。
液晶表示パネル５は光拡散板３上に重ねて取付けられ
る。液晶表示パネル５以外の部品によりユニット化され
た液晶表示用の直射型バックライト６が形成されてい
る。

【００１６】反射箱２は、軽金属例えばアルミニューム
合金製であって、底壁２ａ、及びこの底壁２ａの両側縁
を同方向に略直角に折り曲げた側壁２ｂを有して、一面
及び両端面を夫々開放した構成であり、その内面は反射
面として用いられている。反射面には、金属の地肌その
ものを使用しているが、反射箱２の内面に塗膜等の白色
又は銀色の反射層を設けてそれを反射面とすることもで
きる。

【００１７】光拡散板３には、光拡散性材料好ましくは
乳白色の合成樹脂板例えばアクリル樹脂の平板が使用さ
れ、この光拡散板３は反射板２の底壁２ａに対向する開
口を塞いで両側壁２ｂにわたって取付けられている。前
記反射面に臨む光拡散板３の裏側の板面（なお表側の板
面でもよい。）には蛍光ランプ４の数に対応したドット
印刷層１１が付着されている。

【００１８】バックライト６の光源としての各蛍光ラン
プ４には、冷陰極蛍光ランプ又は熱陰極蛍光ランプが使
用され、好適にはバックライト６及び液晶表示装置１の
薄型化を促進するために、管径（外径）が４mm以下の冷
陰極蛍光ランプを用いることができる。この蛍光ランプ
４が有する石英又は硬質或は軟質ガラス製の管状をなす
バルブ１５の内面には、蛍光体被膜１６（図３参照）が
形成されているとともに、このランプ４内には、所定量
の水銀と、少なくとも一種の希ガスとが封入されてい
る。バルブ１６内の両端部には夫々ニッケル等からなる
冷陰極（図示しない）が設けられ、これらに接続された
リード線１７（図１参照）は夫々バルブ１６の端面を気
密に貫通して外部に引出されている。リード線１７は図
示しない点灯装置に電気的に接続される。

【００１９】各蛍光ランプ４はそのバルブ１５の外面に
夫々光拡散層１８を備えている。光拡散層１８は図１に
示すように蛍光ランプ４の管軸方向両端部を除いてバル
ブ１５の管軸方向に延びて設けられている。この帯状の
光拡散層１８は、黒色以外の無彩色、つまり、白色又は
灰色の光拡散塗料によって形成され、その長手方向に直
交する方向の断面は、図３に示すように略三日月状断
面、つまり、幅方向両端から中央部に行く程次第に厚み
を増して光の利用方向（バックライト６が組立てられた
状態で図２に示すように光拡散板３方向）に盛上がって
形成されている。当然に、図３中の光拡散層１８の幅方
向中央部の厚み寸法Ａは、光拡散層１８の幅方向両端部
の厚み寸法Ｂより大きい。

【００２０】この光拡散層１８は、管軸を水平状とした
姿勢のバルブ１５と、このバルブ１５の上側に配置され
る光拡散塗料滴下ノズル又は光拡散塗料塗布具との少な
くとも一方を、前記管軸方向に相対的に移動させなが
ら、バルブ１５の外面に、その上から前記ノズルから未
硬化の光拡散塗料を滴下させ、又は前記塗布具で未硬化
の光拡散塗料を塗布してから、光拡散塗料を加熱硬化す
ることによって得る。こうして得られた光拡散層１８の
幅は、バルブ１５の外径より僅かに小さい。

【００２１】これらの蛍光ランプ４の両端部外面には夫
々四角形状のランプホルダ１９（図１参照）が嵌着され
ている。これらランプホルダ１９を反射箱２の両端開放
部に夫々位置させて底壁２ａ等に固定することにより、
各蛍光ランプ４が反射箱２内に互いに略平行に並設され
ている。こうした各蛍光ランプ４の取付けは、図２に示
すように光拡散層１８が光拡散板３の裏面に対向するよ
うに各蛍光ランプ４の姿勢を定めて実施される。したが
って、バックライト６が組立てられた状態では、光拡散
層１８の厚みが最も厚い幅方向中央部が光拡散板３の裏
面に最も近付けられる。

【００２２】前記光拡散板３のドット印刷層１１は、以
上のようにして反射箱２内に設置された各蛍光ランプ４
の夫々に対応して設けられている。これらのドット印刷
層１１は白色又は灰色の光拡散塗料を用いて印刷されて
いる。しかも、ドット印刷層１１は、そのドットパター
ンが、図１に示すように光拡散層１８に最も近い位置の
密度が最も大きく、この位置から幅方向両側に遠ざかる
に従い次第に密度が小さくなるように形成されている。
なお、図１では説明の都合上ドットパターンの密度の変
化を破線で示す平行斜線の間隔の差（間隔が密である程
ドットパターンの密度が大きい。）で表示してあり、平
行斜線の間隔が最も密な幅方向中央領域１１ａの直下に
は光拡散層１８の厚みが最も厚い幅方向中央部が対向し
ている。

【００２３】前記構成の液晶表示装置１の使用におい
て、バックライト６の各蛍光ランプ４に電圧を印加する
と、これらランプ４の蛍光体被膜１６が励起されて可視
光線を発し、この光線は図２中矢印に示すようにバルブ
１５の外部に放射される。そのため、光拡散板３には、
各蛍光ランプ４からの直射光と、反射箱２の内面で反射
された反射光とが入射されて、それらが光拡散板３での
光拡散作用により拡散されて、この光拡散板３が面状光
源と化す。この面状光源により液晶表示パネル５をその
背面から照明することができる。この照明において前記
反射光は光拡散板３の輝度分布を均等化するのを助長し
ている。

【００２４】前記照明においてバルブ１５から外部に放
射されて光拡散板３に入射しようとする前記直射光の大
半は、バルブ１５を透過した後に、このバルブ外面の光
拡散層１８を透過し、この光は光拡散層１８で拡散され
る。この場合、光拡散層１８の幅方向に沿う断面が、図
２において蛍光ランプ４の直上に位置する光拡散板３に
最も接近した幅方向中央部が最も厚く、幅方向両端側程
次第に厚みが薄くなる略三日月状であるから、こうした
厚みに応じた光拡散層１８での拡散作用により、この拡
散層１８の幅方向中央部を透過する光ａ（図２参照）の
光量の減少が最も大きく、この中央部から光拡散層１８
の幅方向両端部に行くほどその部分を透過する光ｂ（図
２参照）の光量は次第に減少する。

【００２５】こうして光拡散層１８で制光された透過光
が光拡散板３に入射するので、この拡散板３においては
図２中各蛍光ランプ４の直上部分の輝度が抑えられて、
光拡散板３の輝度むらを有効に抑制できる。しかも、前
記構成のバックライト６では、光拡散板３の裏面に各蛍
光ランプ４に対応して設けられたドット印刷層１１のド
ット密度は、蛍光ランプ４の直上に位置してこのランプ
４に最も接近した幅方向中央領域１１ａが最も高く、蛍
光ランプ４との距離が大きくなるほど段階的に低くなっ
ているので、このドット印刷層１１においても図２中各
蛍光ランプ４の直上部分の輝度を抑えて、光拡散板３の
輝度むらを抑制できる。

【００２６】したがって、これら２段階の光量制御及び
光拡散板３自体の光拡散作用によって、液晶表示パネル
５の背面照明を担う光拡散板３の輝度分布を均等にでき
る。そして、この均等化のために、蛍光ランプ４の使用
数を増やす必要がないから、低コストで高品質なバック
ライト６を構成できる。しかも、以上のように輝度むら
を効果的に抑制できるので、蛍光ランプ４と光拡散板３
との距離を小さくして、バックライト６及びこれを備え
た液晶表示装置１の薄型化を促進できる。

【００２７】又、既述のように蛍光ランプ４の光拡散層
１８及び光拡散板３のドット印刷層１１は、白色及び灰
色であるから、これらを透過した光が有彩色の光に変化
されることはない。そのため、前記バックライト６は液
晶表示パネル５の背面照明をするのに好適に用いること
ができる。

【００２８】図４は本発明の第２実施形態を示してい
る。この実施形態は図４に図示されない部分を含めて基
本的には第１実施形態と同様な構成であるので、同様構
成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成
および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説
明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる部分は、
蛍光ランプにアパーチャ型のものを採用した点である。

【００２９】この第２実施形態において、蛍光ランプ４
のバルブ１５の内面には、所定角度θの範囲を除いて反
射膜１４が形成されているとともに、この膜１４を覆っ
て蛍光体被膜１６が形成されている。なお、蛍光体被膜
１６は前記θの範囲にも形成することができる。反射膜
１４が形成されていないアパーチャ部１３はバルブ１５
の管軸方向に沿って延びている。そして、バルブ１５の
外面にはアパーチャ部１３を覆うようにして前記光拡散
層１８が形成されている。この光拡散層１８の幅Ｃはア
パーチャ部１３の幅Ｄより大きく、光拡散層１８の厚み
が最も大きい幅方向方向中央部はアパーチャ部１３の幅
方向中央部に対応して設けられている。この蛍光ランプ
４では、反射膜１４を有するからアパーチャ部１３を通
してのみ光が放射され、その光は全て光拡散層１８を透
過して、この層１８の厚み変化に応じた光量制御を受け
る。なお、以上説明した点以外の構成は第１実施形態と
同じである。

【００３０】この第２実施形態においても、蛍光ランプ
４のバルブ１５の外面に光拡散層１８を設けたから、第
１実施形態で説明した理由によって、本発明の所期の課
題を解決できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３２】請求項１に係る発明によれば、バルブの周
方向に厚みが異なって光の利用方向の透過光量を制御す
る帯状の光拡散層をバルブの外面に備えたから、光の利
用方向の輝度分布を均等化するのに好適な蛍光ランプを
提供できる。

【００３３】請求項２に係る発明は、透過光量の制御に
おいて透過光を有彩色の光に変化させない蛍光ランプを
提供できる。

【００３４】請求項３に係る発明によれば、光拡散板を
その裏面から照明する複数の蛍光ランプの光拡散層での
透過光量の制御によって、蛍光ランプの光の利用方向に
位置する光拡散板の輝度が局部的に高くなることを抑え
るから、蛍光ランプの使用数を増やすことなく光拡散板
の輝度分布を均等化するのに好適なバックライトを提供
できる。

【００３５】請求項４に係る発明は、各蛍光ランプの光
拡散層での透過光量の制御とあいまって、これと同様な
光量制御を光拡散板のドット印刷層でも行なうので、光
拡散板の輝度が局部的に高くなることを更に抑制して、
蛍光ランプの使用数を増やすことなく光拡散板の輝度分
布を均等化するのに好適なバックライトを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るバックライトを備
えた液晶表示装置を一部分解して示す斜視図。

【図２】図１の液晶表示装置の一部を示す断面図。

【図３】図１の液晶表示装置が備える蛍光ランプを示す
断面図。

【図４】本発明の第２実施形態に係るバックライトを備
えた液晶表示装置の蛍光ランプを示す断面図。

【符号の説明】 １…液晶表示装置 ２…反射箱 ３…光拡散板 ４…蛍光ランプ ５…液晶表示パネル ６…バックライト １１…ドット印刷層 １５…バルブ １６…蛍光体被膜 １８…光拡散層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA14 FA32 FA42 FC12 LA18 5C043 AA04 BB04 CC09 CD01 DD32 EA13 5G435 AA02 AA04 BB12 BB15 EE26 EE29 FF03 FF06 GG24 GG26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体被膜が設けられた管状をな
   すバルブと、 このバルブの外面に管軸方向に延びて帯状に設けられ、
   かつ、幅方向両端から中央部に行く程次第に厚みを増し
   て光の利用方向に盛上がって形成された光拡散層と、を
   具備したことを特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 前記光拡散層を白色又は灰色としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 内面が反射面をなす反射箱と、 この反射箱の一面に前記反射面に臨んで被着された光拡
   散板と、 この光拡散板の裏面に前記光拡散層の幅方向中央部が最
   も接近するように前記反射箱内に複数並設された請求項
   １又は２に記載の蛍光ランプと、を具備したことを特徴
   とするバックライト。
4. 【請求項４】 前記光拡散板の板面に前記各蛍光ランプ
   と対応して光拡散性のドット印刷層を設け、この印刷層
   のドットパターンの密度を前記光拡散層に最も近い位置
   を最も大きくし、この位置から幅方向両側に遠ざかるに
   従い次第に小さくしたことを特徴とする請求項３に記載
   のバックライト。