JP2003167250A

JP2003167250A - 液晶バックライト装置

Info

Publication number: JP2003167250A
Application number: JP2001370302A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsuo; 和尋松尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: JP4191925B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型、軽量、高輝度、長寿命であって、稼働
時間の推移に伴う放射光の画面輝度の低下を防ぐことの
できる液晶バックライト装置を提供する。【解決手段】管外径が３ｍｍ以下で、金属酸化物がド
ープされ、管内面に金属酸化膜９が形成されている硝子
管８を備えた、管壁負荷０．２Ｗ／ｃｍ²以上の冷陰極
蛍光ランプ１と、無機化合物および有機化合物の少なく
とも一方が、ドープまたは被着された、透明性プラスチ
ックよりなる、最大厚みが４．５ｍｍ以下の導光板とを
備え、導光板２が冷陰極蛍光ランプ１に近接配置されて
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、液晶表示手段を用
いたパソコン、ワープロ、メータ等のディスプレイの、
エッジライト方式の液晶バックライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエッジライト方式の液晶バックラ
イト装置について説明する。例えば、実開平６−４７９
０３号公報に開示された液晶バックライト装置は、導光
板と、その片側縁部に近接して配置された冷陰極蛍光ラ
ンプと、冷陰極蛍光ランプの外周の内、導光板と対峙し
ない部分を覆う反射フィルムと、導光板の背面部および
３つの側縁面に設けられた反射体とを備えている。冷陰
極蛍光ランプからの光は、導光板の正面部の平らな表面
から放射される。放射された有効な光によって、ディス
プレイの輝度は高められる。

【０００３】このような液晶バックライト装置は、通
常、比較的透光特性のよいアクリル樹脂よりなる厚み５
ｍｍ〜１０ｍｍ程度のプラスチック製の導光板と、管外
径が４〜８ｍｍ程度の硝子管を有する、管壁負荷が０．
２Ｗ／ｃｍ²未満の冷陰極蛍光ランプとを組み合わせて
構成されることが広く知られている。

【０００４】近年、液晶ディスプレイの多用途化に伴
い、液晶バックライト装置の小型化、軽量化、長寿命
化、光源およびディスプレイ発光面の高輝度化等のニー
ズが急増している。これらのニーズに答えるために、冷
陰極蛍光ランプをさらに細管化することで、電流密度を
増加させて管壁負荷を高め、発光光束を増大させ、長寿
命を維持しながら液晶バックライト装置の画面を高輝度
化する。

【０００５】また、液晶バックライト装置の小型軽量化
のためにも、冷陰極蛍光ランプの硝子管の管径縮小は有
効であり、それに加えて、硝子の肉厚を薄くすることで
さらに小型軽量化を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷陰極
蛍光ランプの細管化により、冷陰極蛍光ランプから放射
される放射光中の紫外線強度が増加してしまう。そのた
め、放射光が入射される導光板の縁部近傍が液晶バック
ライト装置の使用時間推移とともに、短い時間で、熱と
紫外線の影響を受けて黄変したり、変色、褪色等を生じ
る。さらに、導光板全体が、紫外線の影響で光劣化さ
れ、透光性低下を起こし、放射光の有効利用率が低下す
る。すなわち、早期に画面輝度低下をもたらし、寿命が
短いという問題があった。

【０００７】また、冷陰極蛍光ランプの硝子管は、細管
化および硝子の肉厚減少に加えて、液晶バックライト装
置作動中には熱上昇により強度が低下して、種々の取り
扱い作業中に破損する等の危険性を有し、実用上問題が
あった。

【０００８】また、導光板のプラスチック材料としてア
クリル樹脂を用いた場合、耐熱性や、光透過性は、実用
上支障はないが、軽量化には問題があった。

【０００９】これらの問題に対して、従来様々な解決策
が取られている。一般的な紫外線遮断方法としては、硝
子管材料に紫外線吸収剤をドープする方法、硝子管内面
と蛍光体膜との間に保護膜を設ける方法、あるいは、導
光板材料中に紫外線吸収剤をドープする方法等が知られ
ていて、各々の方法を使用した液晶バックライト装置も
知られている。しかし、それぞれの紫外線遮断方法は、
紫外線の遮断波長域がある範囲に限られるために、液晶
バックライト装置の各構成要素から放射される、異なる
波長の紫外線すべてを満足に遮断することはできない。

【００１０】また、硝子内面に設ける保護膜として、有
機チタニア膜で酸化チタン連続結晶フイルム層を形成
し、硝子管内壁からのアルカリ成分の析出防止用保護膜
と紫外線遮断膜とを兼用させることが広く知られてい
る。しかし、酸化チタン連続結晶フィルム層は、紫外線
だけでなく、可視光の反射も行うので、冷陰極蛍光ラン
プの発光光束を低下させるという問題がある。

【００１１】また、冷陰極蛍光ランプを細管化せずに発
光光束を高めるために、発光発色にこだわらない蛍光体
を使用するという方法が考えられるが、ディスプレイの
画面上の映像色やコントラストが充分に実用性を満足す
るとはいえなかった。

【００１２】ここで、従来の液晶バックライト装置の明
るさを、総合的に評価した結果を示す。冷陰極発光ラン
プを点灯後１００時間経過後を基準として、所定時間点
灯経過後の冷陰極発光ランプの発光光束を比べた光束維
持率Ａ％と、導光板の平均表面輝度を比べた平均表面輝
度維持率Ｂ％を検出し、各維持率の差Ａ％−Ｂ％を求め
ると、５％を越えた値であった。これは、従来の液晶バ
ックライト装置を長時間使用することで、導光板の光透
過性能が低下し、画面輝度が不安定であることを意味し
ている。

【００１３】なお、従来の液晶バックライト装置は、冷
陰極蛍光ランプから放出される光の利用効果、すなわ
ち、導光板光入射前の輝度と導光板表面から放出される
光の輝度を対比すると、通常約５５％がロスとなり約４
５％が有効光になることが知られている。

【００１４】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであって、小型、軽量、高輝度、長寿命であって、稼
働時間の推移に伴う画面輝度の低下を防ぐことのできる
液晶バックライト装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶バックライ
ト装置は、管外径が３ｍｍ以下で、金属酸化物がドープ
され、管内面に金属酸化膜が形成されている硝子管を備
えた、管壁負荷０．２Ｗ／ｃｍ²以上の冷陰極蛍光ラン
プと、無機化合物および有機化合物の少なくとも一方
が、ドープまたは被着された、透明性プラスチックより
なる、最大厚みが４．５ｍｍ以下の導光板とを備え、前
記導光板が前記冷陰極蛍光ランプに近接配置されてい
る。それにより、紫外線を遮断する３種類の手段を備え
ることになり、遮断すべき紫外線の波長域を互いに補完
し合い、遮断性が高い。そのため、導光板の劣化が少な
く、長期間ディスプレイ面輝度の損失を抑制できる。

【００１６】また、前記金属酸化物がドープされている
前記硝子管で、ＵＶ−Ｂ域およびＵＶ−Ｃ域の波長の紫
外線を主に遮断し、前記硝子管内面に形成されている金
属酸化膜は、ＵＶ−ＡおよびＵＶ−Ｂ域の波長の紫外線
を主に遮断し、前記導光板は、ＵＶ−ＡおよびＵＶ−Ｂ
域の波長の紫外線を主に遮断するようにしてもよい。

【００１７】また、好ましくは、前記硝子管は、材料組
成中に、重量比０．１〜０．８％の酸化チタンがドープ
されている。それにより、硝子管は、波長域３１５〜２
８０ｍｍのＵＶ−Ｂ域および、２８０〜１００ｍｍのＵ
Ｖ−Ｃ域の紫外線のほとんどを遮断し、可視光線の透過
率や硝子の加工性等には支障を生じることもない。

【００１８】また、好ましくは、前記硝子管の内面に形
成された前記金属膜は、酸化チタンおよび酸化亜鉛の両
方またはどちらかの微粒子が、前記硝子管内面に被着さ
れて形成され、前記微粒子の単位面積当たりの被着量
は、０．０２〜０．５ｍｇ／ｃｍ²である。それによ
り、波長４００〜３１５ｎｍの範囲のＵＶ−Ａ域と波長
３１５〜２８０ｎｍの範囲のＵＶ−Ｂ域の紫外線を遮断
することができる。

【００１９】また、好ましくは、前記導光板にドープま
たは被着された前記無機化合物は、紫外線遮断性の金属
酸化物であり、前記有機化合物は、紫外線吸収剤または
光安定剤である。それにより、波長域４００〜３１５ｎ
ｍのＵＶ−Ａ域と３１５〜２８０ｎｍのＵＶ−Ｂ域の抑
制ができる。

【００２０】また、好ましくは、前記硝子管は、厚み
０．３ｍｍ以下のホウケイ酸塩硝子からなる。それによ
り、硝子管を薄形化、細管径化しても長時間点灯におけ
る熱的影響で破損しない。そのため、液晶バックライト
装置を小形軽量化できる。

【００２１】また、好ましくは、前記硝子管内の前記金
属酸化膜の表面に蛍光体膜が被着され、前記蛍光体膜
は、３波長域発光形の希土類蛍光体を少なくとも含む蛍
光体であって、単位面積当たりの被着量が２．０〜５．
０ｍｇ／ｃｍ²である。それにより、冷陰極蛍光ランプ
は、バックライト光源に求められる４０００〜８０００
Ｋの範囲の色温度を有し、発光効率が高い。

【００２２】また、前記導光板の透明性プラスチック
は、オレフィン系樹脂よりなる。それにより、軽量化が
可能となる。

【００２３】また、好ましくは、前記冷陰極蛍光ランプ
が点灯した状態で、１００時間経過後を基準として、１
０００時間経過後における冷陰極蛍光ランプの発光光束
の相対値比であるＡ％と、導光板の平均表面輝度の相対
値比であるＢ％との差が５％以内である。それにより、
冷陰極蛍光ランプと導光板の表面輝度の経時変化率が両
者ともほぼ同等に近いレベルで推移することができる。
そのため、長期間使用における導光板自体の可視光透過
率の低下が抑制されている。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態にかかる液晶
バックライト装置について、図を用いて説明する。図１
は、本実施の形態にかかる液晶バックライト装置の断面
図であり、図２は、図１の液晶バックライト装置の冷陰
極蛍光ランプの断面図である。

【００２５】図１を用いて、本実施の形態にかかる液晶
バックライト装置の構成について説明する。１は、光を
放射する冷陰極蛍光ランプである。２は、透光性プラス
チックよりなる導光板であって、冷陰極蛍光ランプ１に
縁部２１が近接するように配置されている。導光板２の
光放射側の面（正面）には、拡散板３とプリズム板４が
順次形成されている。冷陰極蛍光ランプ１の外周には、
導光板２の縁部２１側を除いて、フィルム状の反射板５
が設けられていて、冷陰極蛍光ランプ１から放射される
光が、導光板２に導かれる。また、導光板２の背面に
は、板状の反射体６が設けられていて、縁部２１から入
射された光が、導光板２の正面から出射されるようにな
っている。なお、図示されてはいないが、導光板２に
は、正面と縁部２１側以外の面には、反射体が設けられ
ていて、導光板２に入射した光が、正面からのみ外に放
射されるようになっている。

【００２６】次に、図２を用いて、冷陰極蛍光ランプ１
の構成について説明する。８は、硝子管であって、厚さ
が０．３ｍｍ以下のホウケイ酸塩硝子からなる。硝子管
８は、例えば酸化チタンその他の紫外線遮断性の金属酸
化物が材料組成中の重量比０．１〜０．８％ドープさ
れ、紫外線遮断性を有し、管外径は３ｍｍ以下とされ
る。

【００２７】また、硝子管８の内面に、紫外線遮断性お
よび反射性の金属酸化物微粒子を、単位面積当たりの被
着量が、０．０２〜０．５ｍｇ／ｃｍ²となるよう被着
させて、金属酸化膜９が形成されている。金属酸化膜９
は、連続フィルム状ではなくて微粒子の薄膜である。し
たがって、可視光の透過性を維持させてなおかつ紫外線
を有効に反射遮断させるので、冷陰極蛍光ランプからの
発光光束の極端な低下を抑制することができる。

【００２８】さらに、金属酸化膜９の内面には、少なく
とも３波長発光域希土類蛍光体を構成成分とした蛍光体
膜１０が、２．０〜５．０ｍｇ／ｃｍ²の割合で形成さ
れている。そのため、冷陰極蛍光ランプは、バックライ
ト光源に求められる４０００〜８０００Ｋの範囲の色温
度を有する。また、１１は電極であって、硝子管８の両
端に備えられている（一端のみが図示されている）。

【００２９】さらに、冷陰極蛍光ランプ１は、電流密度
を高めて、０．２Ｗ／ｃｍ²以上の高管壁負荷となるよ
うにして、発光光束を可能な限り向上せしめている。

【００３０】冷陰極蛍光ランプ１は、硝子管８自体およ
び金属酸化膜９が紫外線遮断性を有しているので、紫外
線放出が抑制されている。具体的には、硝子管８自体
が、波長域３１５〜２８０ｎｍの範囲のＵＶ−Ｂ域と波
長域２８０〜１００ｎｍの範囲のＵＶ−Ｃ域の紫外線放
出を抑制するとともに、硝子管８内面に形成された金属
酸化膜９が波長域４００〜３１５ｎｍのＵＶ−Ａ域と波
長域３１５〜２８０ｎｍのＵＶ−Ｂ域の紫外線放射を抑
制している。

【００３１】透光性プラスチック材料よりなる導光板２
は、小型薄型化を目指すために最大厚みが４．５ｍｍ以
下に制御されている。導光板２は、耐候性や透明性に優
れたアクリル樹脂やオレフィン系樹脂等を材料として形
成されている。なお、オレフィン系樹脂は、アクリル系
樹脂に比べて、重量が小さいので、オレフィン系樹脂を
材料として導光板２を形成したほうが、液晶バックライ
ト装置を軽量化することができる。

【００３２】また、樹脂材料中に、透光性を損なわない
で熱的安定性のある有機系紫外線吸収剤、光安定剤、ま
たは、酸化チタン等の紫外線遮断性のある無機物質がド
ープされている。あるいは冷陰極蛍光ランプ１と近接す
る光入射部分の縁部２１表面に、例えば、金属酸化物等
の紫外線遮断性物質の被膜を設けた構造とされる。導光
板２は、このような構成とすることで、波長４００〜３
１５ｎｍのＵＶ−Ａ域、３１５〜２８０ｎｍのＵＶ−Ｂ
域の紫外線を遮断する作用を有するので、硝子管８と金
属酸化膜９による紫外線遮断をさらに補完することがで
きる。

【００３３】（実施例）上述した本実施形態の液晶バッ
クライト装置を実際に作製し、動作させた場合の実測値
を示す。

【００３４】まず、タングステン電極の封止に適した耐
熱性の良いホウケイ酸塩硝子に、酸化チタン微粉を０．
４重量％ドープして管外径２ｍｍの硝子管を作製し、硝
子管の分光透過率を確認した。図３に、このときの測定
で得られた硝子管の分光透過曲線を示す。図３に示すよ
うに、この硝子管では、２８０〜１００ｎｍのＵＶ−Ｃ
の波長域の遮断性が優れ、３１５〜２８０ｎｍのＵＶ−
Ｂの波長域の遮断性も充分実用出来ることが明白となっ
た。なお、図３では、１８０ｎｍ未満の波長域に関して
の分光透過率は図示していないが、１８０ｎｍにおける
値と略同等の値であった。

【００３５】次に、酸化チタンのドープ量について測定
を行った。ドープ量を、０．１〜０．８重量％とした場
合は、紫外線遮断効果や加工性の面で充分実用出来るこ
とが明らかとなった。しかし、０．１重量％未満では紫
外線遮断が充分得られず、また、０．８重量％を超える
ものは、薄い青色がかった発色を硝子管自体に生じた
り、加工性が低下して、冷陰極蛍光ランプ作製時に破損
等の不都合を生じた。

【００３６】また、他のドープ材料としてセリウムや鉄
等の酸化物についても検討したところ、紫外線遮断効果
を得られることを確認した。ただし、ドープ量が多すぎ
ると酸化セリウムの場合は、ソーラリゼーションを生じ
たり、酸化鉄の場合には青緑色を発色する等の不都合も
確認できた。

【００３７】また、硝子管の材料をソーダ硝子とした場
合でも、前述したホウケイ酸塩硝子の硝子管と同様に、
各種ドープ材を含有せしめる実験を行ったところ、紫外
線遮断効果については前述したホウケイ酸塩硝子の硝子
管での実験結果とほぼ同程度であった。

【００３８】次に、硝子管を用いて冷陰極蛍光ランプを
作製し、評価測定を行った。この冷陰極蛍光ランプは、
管外径２ｍｍ、肉厚０．２ｍｍ、ランプ長さ２６０ｍ
ｍ、管電流６ｍＡ、管壁負荷０．２６Ｗ、管電力３．４
Ｗとした。

【００３９】硝子管材料は、重量比が、ＳｉＯ₂が７
２．４％、Ａｌ₂Ｏ₃が３％、Ｂ₂Ｏ₃が１６％、Ｎａ₂Ｏ
が１．５％、Ｋ₂Ｏが３．５％、ＣａＯが０．６％、Ｂ
ａＯが１．５％、Ｌｉ₂Ｏが０．５％、ＭｇＯが０．３
％、ＴｉＯ₂が０．４％でなる組成のホウケイ酸塩硝子
と、このホウケイ酸塩硝子とほぼ同等の組成であって、
ＴｉＯ₂がドープされていないホウケイ酸塩硝子との２
種類の硝子とした。ここで、ＴｉＯ₂がドープされてい
るホウケイ酸塩硝子で作製した硝子管を第１の硝子管と
し、ＴｉＯ₂がドープされていない硝子管で作製した硝
子管を第２の硝子管とした。

【００４０】これら２種類のそれぞれの硝子管内面に、
紫外線遮断のための金属酸化膜を形成せずに、直接、蛍
光体としてＥｕ付活Ｙ₂Ｏ₃、Ｃｅ・Ｔｂ付活ＬａＰ
Ｏ₄、Ｅｕ付活ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇各種希土類蛍光体よ
りなる約４２００Ｋの色温度を有する３波長発光形蛍光
体を、３ｍｇ／ｃｍ²の割合で被着した。さらに、それ
ぞれの硝子管内には所定量の水銀およびアルゴン−ネオ
ン混合ガスを封入し両端にはタングステン電極を設け
て、２種類の冷陰極蛍光ランプを形成した。

【００４１】これらの冷陰極蛍光ランプと、紫外線遮断
性を持たない透光性アクリル樹脂よりなる１５０ｍｍ×
２００ｍｍ、厚み２ｍｍの導光板とを組み合わせて、図
１に示すような液晶バックライト装置を作製し、それぞ
れの冷陰極蛍光ランプの長時間点灯後における導光板の
平均表面輝度変化特性等を測定した。

【００４２】その結果、紫外線遮断性を有している第１
の硝子管を使用した冷陰極蛍光ランプと導光板を組み合
わせて作製した、液晶バックライト装置（以下、Ｎｏ．
１の液晶バックライト装置という）の冷陰極蛍光ランプ
点灯１００時間経過後の導光板の平均表面輝度を基準と
して、１０００時間経過後における導光板の平均表面輝
度は、相対値比で６５％であった。一方、第２硝子管と
導光板を組み合わせて作製した、液晶バックライト装置
（以下、Ｎｏ．２の液晶バックライト装置という）の冷
陰極蛍光ランプ点灯１００時間経過後の導光板の平均表
面輝度を基準として、１０００時間経過後における導光
板の平均表面輝度は、相対値比で５５％であった。さら
に、導光板の冷陰極蛍光ランプに近接している縁部付近
（光入射部近傍）が黄変していることが確認できた。な
お、Ｎｏ．１の液晶バックライト装置の導光板の縁部に
は、僅かな白濁もしくはくもりが確認された。

【００４３】次に、ＴｉＯ₂がドープされた第１の硝子
管の内面に、ルチル型酸化チタンの微粒子を、０．１ｍ
ｇ／ｃｍ²の割合で被着して、硝子管内面に金属酸化膜
を形成し、金属酸化膜の表面に蛍光体を被着して形成さ
れた冷陰極蛍光ランプと導光板を前述したように組み合
わせて液晶バックライト装置（以下、Ｎｏ．３の液晶バ
ックライト装置という）を作製した。この液晶バックラ
イト装置を長時間点灯し、上述と同一条件で導光板の平
均表面輝度の変化特性等を測定した。

【００４４】金属酸化膜が硝子管の内面に設けられるこ
とで、さらに紫外線が遮断されるので、冷陰極蛍光ラン
プ点灯１００時間経過後を基準として、１０００時間経
過後における輝度は、相対値比で８５％であり、Ｎｏ．
１の液晶バックライト装置の場合に比べ上昇していた。
なお、導光板の縁部におけるくもり現象が僅かに確認さ
れた。

【００４５】さらに追加試験として、５０００時間経過
後における導光板の観察を行ったところ、縁部も含めた
全体に薄曇りが見られ、導光板の平均表面輝度は、１０
０時間経過後を基準として相対値比８０％であった。

【００４６】次に、ＴｉＯ₂がドープされ、さらに内面
には金属酸化膜が形成された硝子管よりなる冷陰極蛍光
ランプと、紫外線遮断材がドープされた導光板とを組み
合わせて作製された液晶バックライト装置（以下、Ｎ
ｏ．４の液晶バックライト装置という）を用いて、長時
間点灯後における導光板の平均表面輝度変化特性等を測
定した。導光板の平均表面輝度の相対値比は１００時間
経過後を基準として１０００時間経過後では９５％、５
０００時間では８５％であり、５０００時間を経ても、
導光板の縁部には、くもりや変色は発生しなかった。

【００４７】さらに、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の液晶バック
ライト装置それぞれにについて、冷陰極蛍光ランプ点灯
１００時間経過後を基準とした、１０００時間経過後の
冷陰極蛍光ランプの光束の相対値比Ａ％（発光光束維持
率）および導光板の平均表面輝度の相対値比Ｂ％（平均
表面輝度維持率）との差Ａ％−Ｂ％の値を確認した。そ
の結果は、Ｎｏ．１の液晶バックライト装置は１０％で
あり、Ｎｏ．２の液晶バックライト装置は２０％であ
り、Ｎｏ．３の液晶バックライト装置は６％であり、Ｎ
ｏ．４の液晶バックライト装置は１％であった。

【００４８】以上の測定結果によって明らかなように、
Ｎｏ．４の液晶バックライト装置は、硝子管材料、硝子
管内面および導光板のすべてに紫外線遮断性を有してい
る。それにより、それらが相乗作用を発揮して、液晶バ
ックライト装置の表面輝度低下を抑制して、長期におい
て安定した画面輝度を得ることができることがわかっ
た。さらには、長期使用後の画面の平均表面輝度維持率
を冷陰極蛍光ランプの発光光束維持率とほぼ同程度に保
ち、冷陰極蛍光ランプからの発光光束の有効利用率の低
下を防止できる。

【００４９】ここで、発光光束維持率Ａ％と平均表面輝
度Ｂ％との差Ａ％−Ｂ％が、５％以内であるように、液
晶バックライト装置を設計することで、冷陰極蛍光ラン
プの光束と導光板の表面輝度の経時変化率が両者ともほ
ぼ同等に近いレベルで推移する。そのため、冷陰極蛍光
ランプからの発光光束の有効利用率の低下を防止でき
る。

【００５０】次に、冷陰極蛍光ランプの蛍光体被着量に
ついて測定をした。硝子管内面の単位面積当たりの被着
量が、２．０ｍｇ／ｃｍ²未満の場合は、被着量が２．
０ｍｇ／ｃｍ²の場合に比べて、発光光束が１０％以上
低下し、被着量が５．０ｍｇ／ｃｍ²を越えた場合に
は、自己吸収による光束減少が５％以上になる上、材料
費が高価となり実用には適さない。したがって、冷陰極
蛍光ランプの蛍光体被着量は、２．０ｍｇ／ｃｍ²以上
５．０ｍｇ／ｃｍ²以下とされるのが望ましい。

【００５１】また、硝子管内面に被着する酸化チタン微
粒子の被着量について測定をした。被着量が０．０２ｍ
ｇ／ｃｍ²未満では紫外線遮断性が極端に低下し、被着
量が０．５ｍｇ／ｃｍ²を越えた場合には、可視光まで
反射して光透過率を大幅に低下せしめ発光光束が不足し
て、導光板の表面輝度低下を生じ実用的でなかった。し
たがって、硝子管内面に被着する酸化チタン微粒子の被
着量は、０．０２ｍｇ／ｃｍ²以上０．５ｍｇ／ｃｍ²以
下とされるのが望ましい。

【００５２】また、紫外線遮断材料として、酸化チタン
微粒子の代りに酸化亜鉛微粒子を用いても、酸化チタン
同様の紫外線遮断効果が得られた。

【００５３】また、導光板に用いる透光性プラスチック
材料として、アクリル樹脂の代りとして、ポリオレフィ
ン樹脂を用いて測定した。ポリオレフィン樹脂は、アク
リル樹脂と同様に透光性、耐熱性とも実用に耐え、重量
がアクリル樹脂に比べ１５％軽量であるという利点があ
る。ポリオレフィン樹脂に紫外線遮断性有機化合物や光
安定剤や酸化チタンのいずれかをドープした材料で測定
したところ、アクリル樹脂と同様の効果を得ることがで
きた。

【００５４】また、冷陰極蛍光ランプの硝子管外径が３
ｍｍを越えたり、肉厚が０．３ｍｍを越える場合や、導
光板の厚みが４．５ｍｍを越える場合には、液晶バック
ライト装置全体としての小型化、薄型化、軽量化に逆行
するので実用的でなかった。硝子管材料として、ソーダ
硝子に比して耐熱性に優れたホウケイ酸塩硝子を採用す
れば、硝子管の肉厚をできるだけ薄形化しかつ細管化し
ても長時間点灯における熱的影響による硝子管破損等が
起きない。

【００５５】また、ランプの管壁負荷が０．２Ｗ／ｃｍ
²未満では、ユーザの必要な高画面輝度のランプ特性を
満足出来ず実用には適さなかった。

【００５６】また、ランプに被着する蛍光体としては、
希土類蛍光体で３波長域発光形の材料を用いた方が、他
の非希土類蛍光体を用いる場合に比べ、画面の鮮明さ、
高輝度、および高色温度を得るための各種特性面で優れ
ていた。なお、必要に応じて４波長域発光形、５波長発
光形の希土類蛍光体も同様効果を得ることができた。

【００５７】なお、本発明の液晶バックライト装置は、
発明の実施形態および実施例や図面で示した以外にも、
定格、寸度、形、材料、仕様、設計要素等を含めて任意
に選択して適用出来るものである。

【００５８】以上のように、本実施の形態の液晶バック
ライト装置によれば、硝子管８に金属酸化物がドープさ
れ、硝子管８内面には、金属酸化膜９が形成され、導光
板２には、有機紫外線吸収剤等がドープされている。そ
れにより、放射光中の紫外線が減少されていき、導光板
２が紫外線から受ける影響が減少される。そのため、バ
ックライト装置の長期間使用中における画面の表面輝度
の大幅な低下が防止できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明の液晶バックライト装置によれ
ば、管外径が３ｍｍ以下で、金属酸化物がドープされ、
管内面に金属酸化膜が形成されている硝子管を備えた、
管壁負荷０．２Ｗ／ｃｍ²以上の冷陰極蛍光ランプと、
無機化合物および有機化合物の少なくとも一方が、ドー
プまたは被着された、透明性プラスチックよりなる、最
大厚みが４．５ｍｍ以下の導光板とを備え、前記導光板
の縁部が前記冷陰極蛍光ランプに近接配置される。それ
により、遮断すべき紫外線の波長域が広く、遮断性が高
い。そのため、導光板の劣化が少なく、長期間画面の表
面輝度の損失を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる液晶バックライト装置
の構成を示す断面図

【図２】図１の液晶バックライト装置の冷陰極蛍光ラ
ンプの構成を示す断面図

【図３】本実施例の冷陰極蛍光ランプの硝子管の分光
透過率曲線を示す図

【符号の説明】１冷陰極蛍光ランプ２導光板３拡散板４プリズム板５反射体６反射体８硝子管９金属酸化膜１０蛍光体膜１１電極２１縁部

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１Ｈ０１Ｊ 61/35 Ｈ０１Ｊ 61/35 Ｌ 61/72 61/72 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H048 AA01 AA05 AA07 AA09 AA16 AA19 AA28 CA01 CA04 CA05 CA09 CA13 CA18 CA19 CA26 CA27 CA29 2H091 FA23Z FA42Z FB07 FB13 FD22 LA03 LA30 5C039 HH03 HH06 5C043 AA06 BB04 CC09 DD03 DD36 EA16 EC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管外径が３ｍｍ以下で、金属酸化物がド
ープされ、管内面に金属酸化膜が形成されている硝子管
を備え、管壁負荷０．２Ｗ／ｃｍ²以上の冷陰極蛍光ラ
ンプと、無機化合物および有機化合物の少なくとも一方が、ドー
プまたは被着された、透明性プラスチックよりなる、最
大厚みが４．５ｍｍ以下の導光板とを備え、前記導光板が前記冷陰極蛍光ランプに近接配置されたこ
とを特徴とする液晶バックライト装置。
【請求項２】前記金属酸化物がドープされている前記
硝子管で、ＵＶ−Ｂ域およびＵＶ−Ｃ域の波長の紫外線
を主に遮断し、前記硝子管内面に形成されている金属酸化膜は、ＵＶ−
ＡおよびＵＶ−Ｂ域の波長の紫外線を主に遮断し、前記導光板は、ＵＶ−ＡおよびＵＶ−Ｂ域の波長の紫外
線を主に遮断することを特徴とする請求項１に記載の液
晶バックライト装置。
【請求項３】前記硝子管は、材料組成中に、重量比
０．１〜０．８％の酸化チタンがドープされていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶バッ
クライト装置。
【請求項４】前記硝子管の内面に形成された前記金属
膜は、酸化チタンおよび酸化亜鉛の両方またはどちらか
の微粒子が、前記硝子管内面に被着されて形成され、前
記微粒子の単位面積当たりの被着量は、０．０２〜０．
５ｍｇ／ｃｍ ²であることを特徴とする請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の液晶バックライト装置。
【請求項５】前記導光板にドープまたは被着された前
記無機化合物は、紫外線遮断性の金属酸化物であり、前記有機化合物は、紫外線吸収剤または光安定剤である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載の液晶バックライト装置。
【請求項６】前記硝子管は、厚み０．３ｍｍ以下のホ
ウケイ酸塩硝子からなることを特徴とする請求項１ない
し請求項５のいずれかに記載の液晶バックライト装置。
【請求項７】前記硝子管内の前記金属酸化膜の表面に
蛍光体膜が被着され、前記蛍光体膜は、３波長域発光形
の希土類蛍光体を少なくとも含む蛍光体であって、単位
面積当たりの被着量が２．０〜５．０ｍｇ／ｃｍ²であ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか
に記載の液晶バックライト装置。
【請求項８】前記導光板の透明性プラスチックは、オ
レフィン系樹脂よりなることを特徴とする請求項１ない
し請求項７のいずれかに記載の液晶バックライト装置。
【請求項９】前記冷陰極蛍光ランプが点灯した状態
で、１００時間経過後を基準として、１０００時間経過
後における冷陰極蛍光ランプの発光光束の相対値比であ
るＡ％と、導光板の平均表面輝度の相対値比であるＢ％
との差が５％以内であることを特徴とする請求項１ない
し請求項８のいずれかに記載の液晶バックライト装置。