JP2004127643A - 直下型バックライト - Google Patents
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Abstract
【課題】発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化するための新たな技術的手段を提供する。
【解決手段】拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離が１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％である。
【選択図】 図１
【解決手段】拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離が１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる直下型バックライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶テレビなどの液晶表示装置の大画面化により、バックライトの大型化も必要とされている。バックライトには、大別すると、サイドライト型と直下型とがあるが、大型のバックライトには、後者の直下型が採用されることが多い。
すなわち、直下型は、アクリルやポリカーボネート等の合成樹脂製の拡散板の背後に複数のランプ（冷陰極管タイプの蛍光灯）を配置して構成されたものであり、発光面のすぐ裏側にランプを配置できるため多数のランプを使用でき、大型化しても高輝度が得やすく高輝度大型化に適している。また、直下型は、装置内部が中空構造であるため大型化しても軽量であることからも、高輝度大型化に適している。
【０００３】
しかし、従来の直下型バックライトでは、高輝度大型化して、さらに薄型化すると、発光品位を良好に保つのが困難であった。
すなわち、直下型バックライトは、拡散板の背後にランプが配置されるという構造のため、サイドライト型バックライトに比べて装置が厚くなるものであり、元来、薄型化が困難なものである。
しかも、薄型化のために拡散板とランプとの間の間隔を小さくすると、拡散板発光面にランプイメージ（拡散板のランプ直上付近の輝度が高く、ランプ間の位置の輝度が低くなったもの）が強く生じ、このランプイメージを消すのが困難となって、発光品位が低下する。つまり、直下型バックライトでは、薄型化を図ると発光品位が低下する。
【０００４】
さらに、直下型バックライトを大型化して高輝度を確保しようとする場合には、表示面が大きいため、多数のランプを使用する必要があり、ランプ等からの発熱が大きくなる。しかも、従来の直下型バックライトでは、拡散板がアクリル又はポリカーボネート等の合成樹脂製であるため、発熱の影響によって、拡散板の反り、黄変、熱変形が発生しやすく、発光品位が低下するとともに寿命が短くなる。
このように、従来の樹脂製拡散板において、発光品位の低下や発熱による影響を避けようとすれば、ランプと拡散板との間の間隔を大きくとる必要があり、装置厚みが大きくなって薄型化に反し、輝度も低下する。
【０００５】
このように、従来の直下型バックライトでは、発光品位を良好に保ちつつ、高輝度大型化と薄型化の両立を図ることが困難であった。
本発明者は、かかる問題の解消のため、拡散板として合成樹脂製のものに代えて、熱に強いガラス製拡散板を採用することに着目した。つまり、熱に強いガラス製であれば、高輝度化又は大型化によりランプ本数が多く発熱が大きい場合でも、拡散板をランプに近づけて配置することができ、薄型化が可能となる。
【０００６】
ここで、光拡散剤を塗着したガラス板を用いた拡散板を有する直下型バックライトが、下記特許文献１において「ＦＬバックライトユニット」（以下、「先行技術」という）として記載されている。
【０００７】
ところが、先行技術のＦＬバックライトユニットは、薄型化を指向するものの、当該特許文献１の図面において、ランプであるＦＬ管を２本しか備えていないことからも明らかなように、対角寸法が数インチと考えられる小型バックライトである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−３５０８２１号公報 （特許請求の範囲 第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術では、高輝度大型化が困難である。すなわち、上記先行技術は、薄型化を指向するものの、発光品位を良好に保ちつつ高輝度大型化と薄型化の両立を図るという本発明の目的を妨げる、次の問題がある。
つまり、直下型バックライトを薄型化するには、拡散板とランプとの距離を小さくすることが要求される。しかし、単に、拡散板とランプとの距離を小さくするとランプイメージが現れ易くなり、発光品位の低下を招く。
【０００１０】
この点に関し、特許文献１では、拡散板の下側に拡散シートが配設されており、これによって、ある程度ランプイメージを消去して発光品位を確保しているものと考えられる。しかし、拡散シートだけではランプイメージを消去して発光品位を十分に改善するは困難である。したがって、液晶テレビ等の大型の液晶表示装置用のバックライトにおいて要求される高い発光品位を確保できない。
さらには、先行技術のように、拡散板の下側に拡散シートを配設したのでは、直下型バックライトの高輝度化又は大型化が妨げられる。なぜなら、本発明者がガラス製拡散板に着目したのは、ガラスが熱に強いからであるが、先行技術では、拡散板の下側に、熱に弱い拡散シートが設けられており、熱に弱い構造となっている。
【００１１】
つまり、先行技術の直下型バックライトを単に高輝度化又は大型化しようとすると、ランプ本数が多くなり、発熱も非常大きくなって、温度が高くなり、拡散シートが熱によって変形等するおそれがある。このように、先行技術は発熱の少ない小型バックライトに適用できる技術にすぎないものであって、大型の直下型バックライトにおける特有の問題である「発熱の増大」について考慮されていないのである。
また、先行技術の拡散シートを備えたまま、バックライトを大型化すると、拡散シートがランプ側に垂れ下がり易いという問題もある。
【００１２】
このため、先行技術は、発熱が大きくなる高輝度又は大型の直下型バックライトには適用できず、先行技術が教示するところだけでは、直下型バックライトにおいて発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化することができなかった。
本発明は、直下型バックライトにおいて発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化するための新たな技術的手段を提供することを目的とする。
【０００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離が１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％（好ましくは１０％〜３０％）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によると、拡散板がガラス製であるため、ランプからの発熱が大きくとも、ランプの発熱による影響を回避しつつ拡散板とランプとを近接配置することができ、バックライトの薄型化が可能となる。つまり、拡散板がガラスであって耐熱性に優れるため、ランプからの発熱が大きい場合にも、拡散板とランプとの間の距離を１０ｍｍ以下（好ましくは５ｍｍ以下）として拡散板とランプとを近接させることができる。
【００１５】
また、本発明者は、拡散板とランプとの間の距離を短くしても、ヘーズ値が高く透過率の低い拡散板を採用することで、良好な発光品位が得られることを見いだした。
つまり、薄型化のために拡散板とランプとの間の距離を小さくしてランプイメージが強くなっても、高いヘーズ値と低い透過率の拡散板によってランプイメージを効率的に抑制することができ発光品位が良好となり、具体的にはヘーズ値を９５％以上、透過率が１０％〜４０％とすることで良好な発光品位が得られることを見いだした。しかも、拡散板の透過率を４０％以下まで低くしても、拡散板とランプとの間の距離を小さくしているので、比較的少ないランプ数でも高輝度を確保することが可能である。なお、最低限の輝度を確保するため、透過率は１０％以上であるのが好ましい。
【００１６】
そして、本発明によれば、ランプの発熱への対策がなされているため、ランプ本数が比較的多くなる大型のバックライト、すなわち、バックライト有効発光領域の対角寸法が１０インチ以上（好ましくは１５インチ以上）の大型のバックライト、が容易に得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、ランプの発熱への対策がなされているため、ランプ本数が比較的多くなる高輝度のバックライト、すなわち拡散板発光面における輝度が５０００ｃｄ／ｍ２以上（好ましくは７０００ｃｄ／ｍ２以上）の高輝度のバックライト、が容易に得られる。
【００１８】
なお、本発明によれば、拡散板とランプとの間の距離が小さいので、大型のバックライトとした場合にも、比較的少ないランプ数で高輝度と良好な発光品位を得ることができる。
【００１９】
また、前記拡散板と前記ランプとの間の距離は５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。拡散板とランプとの間の距離を小さくしすぎると、ランプイメージが現れ易くなり、これを抑制するため、拡散板の透過率を非常に小さくする必要がある。そして、透過率を小さくすると、輝度が低下するため、高輝度を得ようとすると、ランプの本数を増やす必要があり、コスト増大又は消費電力の増大を招く。
これに対し、拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下としてある程度の薄型化を図りつつも比較的大きくとることで、ランプ本数を抑えつつ、発光品位が良好で高輝度・薄型の直下型バックライトを得ることができる。
【００２０】
そして、ランプ本数を抑えることで、ランプピッチを例えば１２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内として比較的大きくとることができ、ランプ本数増大によるコスト安・消費電力の抑制を達成できる。
【００２１】
あるいは、本発明では、前記ランプピッチＬ１を４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内として非常に小さくしてランプ本数を増やしつつ、前記拡散板の透過率を３０％以下として非常に小さくし、前記拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以下（好ましくは、１．５ｍｍ〜５ｍｍ）とすることができる。
【００２２】
すなわち、ランプピッチを非常に小さくしてランプ本数を増やしておいて、拡散板の透過率を非常に小さくすることで、透過率が低くとも多くのランプによって十分な輝度が確保できる。
しかも、拡散板の透過率が非常に小さいため、ランプイメージを消す作用が大きく働く。また、ランプピッチが小さいため、ランプ間の輝度の低い部分が少なくランプイメージの発生が抑えられている。したがって、拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以下（好ましくは１．５ｍｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍ）にしてもランプイメージを十分に抑制できる。
よって、発光品位が良好であって高輝度であり、しかも超薄型の直下型バックライトが得られる。
なお、ランプピッチは、ランプ本数が不必要に増大するのを防止するため、４ｍｍ以上が好ましい。
【００２３】
また、他の観点からみた本発明は、拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離Ｌが１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜６０％であり、前記ランプピッチが４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００２４】
この場合も、拡散板がガラス製であるため、ランプからの発熱が大きくとも、ランプの発熱による影響を回避しつつ拡散板とランプとを近接配置することができ、バックライトの薄型化が可能となる。つまり、拡散板がガラスであって耐熱性に優れるため、ランプからの発熱が大きい場合にも、拡散板とランプとの間の距離を１０ｍｍ以下（さらには５ｍｍ以下）として拡散板とランプとを近接させることができる。
【００２５】
しかも、拡散板とランプとの間の距離を小さくしつつ、ランプピッチを小さくしたため、発光品位が良好で超高輝度・薄型の直下型バックライトが得られる。つまり、薄型化のために拡散板とランプとの間の距離を小さくしても、ランプピッチが小さいためランプイメージの発生が抑えられており、発光品位が良好となる。さらに、小さいランプピッチによってランプイメージの発生が抑えられているため、拡散板の透過率を最大６０％まで大きくでき、ランプピッチを抑えてランプ本数が増えることと相まって拡散板発光面における輝度が非常に高い（例えば、１００００ｃｄ／ｍ２以上）の直下型バックライトが得られる。
【００２６】
また、大型化も可能であり、バックライト有効発光領域の対角寸法が１０インチ以上（好ましくは１５インチ以上）の大型の直下型バックライトを得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３は、液晶テレビ又はコンピュータ用液晶ディスプレイ等として用いられる液晶表示装置用の直下型バックライト１を示している。この直下型バックライト１が組み込まれる液晶表示装置は、大型のものであり、具体的には１０インチ型（約１０インチの画面対角寸法をもつもの）よりも大きいものである。例えば、１５インチ型、１７インチ型、２０インチ型、３０インチ型、５０インチ型などである。
【００２８】
直下型バックライト１は、一面に拡散板２が取り付けられたケーシング３内部に複数の光源４が配置されて構成されている。ケーシング３は、金属製又は合成樹脂製であり、一面が開口した薄箱状に形成されている。なお、ケーシング３の底面３ａには、白色の反射面が形成されている。
ケーシング３の開口した一面には、白色のガラス製の拡散板２が取り付けられている。拡散板は、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの厚さであり、好ましくは、２．０ｍｍ前後のものが用いられる。
【００２９】
液晶表示装置の液晶パネル５は、前記拡散板２が背後に位置するように設置され、拡散板２における面状光がほぼ均一に液晶パネル５に照射される。このため、拡散板２は、液晶表示装置の画面寸法よりも大きく形成されている。具体的には、拡散板２は、液晶表示装置の画面寸法と略等しい大きさの有効発光領域の周縁側に、非有効発光領域が確保された大きさとなっている。したがって、例えば、１５インチ型液晶表示装置用に用いられるバックライト拡散板２の有効発光領域対角寸法は約１５インチである。なお、拡散板２の非有効発光領域は、ケーシング３などに支持されて隠されて、液晶パネル５へ光を照射しない範囲である。
【００３０】
拡散板２の背後に配置された光源４は、細長い線状光源であり、具体的には、冷陰極管タイプの蛍光ランプである。これら蛍光ランプ４は、複数本（図示のものでは８本）が略等しいランプピッチＬ１で平行に配置されている。この直下型バックライト１は、大型液晶表示装置用であるために、大きな有効発光領域が必要とされ、これに応じて多数の蛍光ランプ４を備えている。また、液晶テレビとして用いる等の場合には高輝度であることが必要とされるという点からも、多数の蛍光ランプ４が必要とされる。具体的には、１５インチ型用のバックライト１であれば８本程度の蛍光ランプ４が用いられ、２０インチ型用のバックライト１であれば１２本程度の蛍光ランプ４が用いられ、３０インチ型用のバックライト１であれば１６本程度の蛍光ランプ４が用いられる。なお、蛍光ランプ４と反射面３ａまでの距離は、０．３〜２ｍｍ程度である。
【００３１】
冷陰極管タイプの蛍光ランプ４は、径が２．０〜４．０ｍｍ程度（好ましくは３．０ｍｍ程度）と細く、薄型化に適しているが、電極部分からの発熱が大きいものであり、多数の蛍光ランプ４を設けると、発熱によってケーシング３内部の温度が非常に高くなる。また、蛍光ランプ４は、図示しないインバータ（点灯装置；一般にケーシングの背面に設置される）によって高周波点灯されるが、このインバータからの発熱もケーシング３内部の温度上昇を促す。特に、本実施形態のように、多数の蛍光ランプ４を点灯する場合には、消費電力が大きくなるため、発熱も大きい。このように、大型液晶表示装置用のバックライト１の場合、ケーシング３内部が高温となることが不可避的である。
【００３２】
ここで、隣接するランプ４，４同士の間隔（ランプピッチ）Ｌ１は、４〜３０ｍｍ程度の範囲とすることができる。ランプピッチＬ１を小さくすると、ランプ本数が増加し、発熱が比較的大きくなるものの輝度が比較的大きくなる。一方、ランプピッチＬ１を大きくすると、ランプ本数が減少して、発熱が比較的小さくなるものの輝度が比較的低下する。具体的には、ランプピッチＬ１を４〜１２ｍｍに設定すると、異常に高い発熱を回避しつつ高い輝度が得られる。すなわち、ランプピッチＬ１を１２ｍｍ以下とすることでランプ本数が多くなって高輝度が得られ、ランプピッチＬ１を４ｍｍより大きくすることで異常発熱を回避できる。
【００３３】
一方、ランプピッチＬ１を１２〜３０ｍｍの範囲に設定すると、ある程度の輝度が確保されるとともにランプ本数を低減でき、コスト及び消費電力を節約できる。すなわち、ランプピッチＬ１が１２ｍｍよりも大きいためランプ本数が比較的少ないため発熱が比較的少なく、ランプピッチＬ１が３０ｍｍよりも小さいため、ある程度の輝度が確保される。
【００３４】
ケーシング３は、ランプ４からの距離Ｌが小さい位置で拡散板２を支持するように薄く形成されており、これによりバックライト１が薄型化され、ひいては液晶表示装置の薄型化が達成されている。具体的には、拡散板２とランプ４の距離Ｌを１０ｍｍ以下にしている。従来、市販されている液晶表示装置に用いられているバックライトにおいては、拡散板として合成樹脂製のものを用いていたため、発熱等の制約から、距離Ｌを２０ｍｍ程度にしかできていなかったが、本実施形態では、距離Ｌが１０ｍｍ以下であり大幅に薄型化されている。さらには、距離Ｌを５ｍｍ以下とすることができ、より好ましくは距離Ｌを１．５ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。あるいは、距離Ｌを５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることもできる。
【００３５】
本実施形態のように、距離Ｌを小さくし、発熱するランプ４と拡散板２とが近くなって拡散板２が熱の影響を受けやすくなるが、拡散板２が合成樹脂製に比べて熱に強いガラス製であるため、熱の影響による反り、黄変、熱変形等が生じにくくなっている。
【００３６】
加えて、従来の拡散板で距離Ｌを小さくすると、ランプイメージが強く表れて発光品位が低下するが、本実施形態の拡散板２は、高ヘーズ低透過率のものを採用しているため、距離Ｌを小さくしてもランプイメージが生じにくく拡散板２における輝度の均一性（発光品位）が維持される。さらに加えて、単なる高ヘーズ低透過率の拡散板の採用は輝度低下を招くという問題があるが、本実施形態では、距離Ｌを小さくしているため、高ヘーズ低透過率の拡散板を採用しても、比較的少ないランプ本数で高い輝度を維持できる。すなわち、直下型バックライト１の大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位、のすべてを達成可能になる。
【００３７】
具体的には、拡散板２のヘーズ値は、良好な拡散性を得るために９５％以上とされ、好ましくは９７％以上である。また、拡散板２の透過率は、場合によっては６０％以下でもよいが、代表的に好ましくは４０％以下である。透過率はあまりに低いと輝度が損なわれるため、１０％以上に設定されるのが好ましい。さらに好ましい透過率は２０〜４０％であり、３０〜４０％が一層好ましい。
【００３８】
なお、拡散板２上（拡散板２の液晶パネル５側の面）は、発光品位を整えるために拡散シート、レンズシート、偏光シート等の光学シート６が必要に応じて配設される。多くの場合、光学シート６としては、輝度を上昇させるための拡散シートが用いられる。
【００３９】
以下では、実験結果のいくつかを代表的に実施例及び比較例として説明する。
【実施例】
［実施例１］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍ（ランプ本数８本）に設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を４０％とした場合（実施例１）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、拡散板透過率が低くランプ本数がさほど多くない（８本）にもかかわらず、約５０００ｃｄ／ｍ２という十分な輝度（光学シート６が無い状態の輝度；以下同様）が得られた。すなわち、実施例１では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位、のすべてが達成され、ランプ本数が比較的少ないのでコスト安である。
【００４０】
［比較例１］
比較例１では、実施例１における透過率が変更されている。すなわち、１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を５０％とした場合（比較例１）には、拡散板２上で発光ムラが確認され、発光品位が損なわれた。
【００４１】
［実施例２］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを５ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を１２ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を３０％とした場合（実施例２）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、実施例２では、実施例１よりも透過率を低くしているが距離Ｌを小さくしているため、実施例１と同等の輝度（約５０００ｃｄ／ｍ２）が得られた。すなわち、実施例２では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位のすべてが達成されているとともに、発光品位、高輝度を損なうことなく、実施例１よりも一層薄型化（超薄型化）が達成された。
【００４２】
［実施例３］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を１２ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を６０％とした場合（実施例３）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、実施例３では、実施例１よりも透過率を高くし、しかもランプピッチＬ１を小さくしているため、実施例１よりもさらに高い輝度（１００００ｃｄ／ｍ２）が得られた。すなわち、実施例３では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位のすべてが達成されているとともに、発光品位を損なうことなく、超高輝度化が達成された。この実施例３のものは、液晶テレビに特に適する。
【００４３】
［比較例２］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を６０％とした場合（比較例２）には、拡散板２上で発光ムラが確認され、発光品位が損なわれた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、直下型バックライトの発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化することができ、例えば、大型化の要望の大きい液晶テレビ用のバックライトとして好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直下型バックライトの断面図である。
【図２】拡散板を取り除いた状態の直下型バックライト平面図である。
【図３】拡散板とランプの配置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 直下型バックライト
２ 拡散板
４ 光源
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる直下型バックライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶テレビなどの液晶表示装置の大画面化により、バックライトの大型化も必要とされている。バックライトには、大別すると、サイドライト型と直下型とがあるが、大型のバックライトには、後者の直下型が採用されることが多い。
すなわち、直下型は、アクリルやポリカーボネート等の合成樹脂製の拡散板の背後に複数のランプ（冷陰極管タイプの蛍光灯）を配置して構成されたものであり、発光面のすぐ裏側にランプを配置できるため多数のランプを使用でき、大型化しても高輝度が得やすく高輝度大型化に適している。また、直下型は、装置内部が中空構造であるため大型化しても軽量であることからも、高輝度大型化に適している。
【０００３】
しかし、従来の直下型バックライトでは、高輝度大型化して、さらに薄型化すると、発光品位を良好に保つのが困難であった。
すなわち、直下型バックライトは、拡散板の背後にランプが配置されるという構造のため、サイドライト型バックライトに比べて装置が厚くなるものであり、元来、薄型化が困難なものである。
しかも、薄型化のために拡散板とランプとの間の間隔を小さくすると、拡散板発光面にランプイメージ（拡散板のランプ直上付近の輝度が高く、ランプ間の位置の輝度が低くなったもの）が強く生じ、このランプイメージを消すのが困難となって、発光品位が低下する。つまり、直下型バックライトでは、薄型化を図ると発光品位が低下する。
【０００４】
さらに、直下型バックライトを大型化して高輝度を確保しようとする場合には、表示面が大きいため、多数のランプを使用する必要があり、ランプ等からの発熱が大きくなる。しかも、従来の直下型バックライトでは、拡散板がアクリル又はポリカーボネート等の合成樹脂製であるため、発熱の影響によって、拡散板の反り、黄変、熱変形が発生しやすく、発光品位が低下するとともに寿命が短くなる。
このように、従来の樹脂製拡散板において、発光品位の低下や発熱による影響を避けようとすれば、ランプと拡散板との間の間隔を大きくとる必要があり、装置厚みが大きくなって薄型化に反し、輝度も低下する。
【０００５】
このように、従来の直下型バックライトでは、発光品位を良好に保ちつつ、高輝度大型化と薄型化の両立を図ることが困難であった。
本発明者は、かかる問題の解消のため、拡散板として合成樹脂製のものに代えて、熱に強いガラス製拡散板を採用することに着目した。つまり、熱に強いガラス製であれば、高輝度化又は大型化によりランプ本数が多く発熱が大きい場合でも、拡散板をランプに近づけて配置することができ、薄型化が可能となる。
【０００６】
ここで、光拡散剤を塗着したガラス板を用いた拡散板を有する直下型バックライトが、下記特許文献１において「ＦＬバックライトユニット」（以下、「先行技術」という）として記載されている。
【０００７】
ところが、先行技術のＦＬバックライトユニットは、薄型化を指向するものの、当該特許文献１の図面において、ランプであるＦＬ管を２本しか備えていないことからも明らかなように、対角寸法が数インチと考えられる小型バックライトである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−３５０８２１号公報 （特許請求の範囲 第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術では、高輝度大型化が困難である。すなわち、上記先行技術は、薄型化を指向するものの、発光品位を良好に保ちつつ高輝度大型化と薄型化の両立を図るという本発明の目的を妨げる、次の問題がある。
つまり、直下型バックライトを薄型化するには、拡散板とランプとの距離を小さくすることが要求される。しかし、単に、拡散板とランプとの距離を小さくするとランプイメージが現れ易くなり、発光品位の低下を招く。
【０００１０】
この点に関し、特許文献１では、拡散板の下側に拡散シートが配設されており、これによって、ある程度ランプイメージを消去して発光品位を確保しているものと考えられる。しかし、拡散シートだけではランプイメージを消去して発光品位を十分に改善するは困難である。したがって、液晶テレビ等の大型の液晶表示装置用のバックライトにおいて要求される高い発光品位を確保できない。
さらには、先行技術のように、拡散板の下側に拡散シートを配設したのでは、直下型バックライトの高輝度化又は大型化が妨げられる。なぜなら、本発明者がガラス製拡散板に着目したのは、ガラスが熱に強いからであるが、先行技術では、拡散板の下側に、熱に弱い拡散シートが設けられており、熱に弱い構造となっている。
【００１１】
つまり、先行技術の直下型バックライトを単に高輝度化又は大型化しようとすると、ランプ本数が多くなり、発熱も非常大きくなって、温度が高くなり、拡散シートが熱によって変形等するおそれがある。このように、先行技術は発熱の少ない小型バックライトに適用できる技術にすぎないものであって、大型の直下型バックライトにおける特有の問題である「発熱の増大」について考慮されていないのである。
また、先行技術の拡散シートを備えたまま、バックライトを大型化すると、拡散シートがランプ側に垂れ下がり易いという問題もある。
【００１２】
このため、先行技術は、発熱が大きくなる高輝度又は大型の直下型バックライトには適用できず、先行技術が教示するところだけでは、直下型バックライトにおいて発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化することができなかった。
本発明は、直下型バックライトにおいて発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化するための新たな技術的手段を提供することを目的とする。
【０００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離が１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％（好ましくは１０％〜３０％）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によると、拡散板がガラス製であるため、ランプからの発熱が大きくとも、ランプの発熱による影響を回避しつつ拡散板とランプとを近接配置することができ、バックライトの薄型化が可能となる。つまり、拡散板がガラスであって耐熱性に優れるため、ランプからの発熱が大きい場合にも、拡散板とランプとの間の距離を１０ｍｍ以下（好ましくは５ｍｍ以下）として拡散板とランプとを近接させることができる。
【００１５】
また、本発明者は、拡散板とランプとの間の距離を短くしても、ヘーズ値が高く透過率の低い拡散板を採用することで、良好な発光品位が得られることを見いだした。
つまり、薄型化のために拡散板とランプとの間の距離を小さくしてランプイメージが強くなっても、高いヘーズ値と低い透過率の拡散板によってランプイメージを効率的に抑制することができ発光品位が良好となり、具体的にはヘーズ値を９５％以上、透過率が１０％〜４０％とすることで良好な発光品位が得られることを見いだした。しかも、拡散板の透過率を４０％以下まで低くしても、拡散板とランプとの間の距離を小さくしているので、比較的少ないランプ数でも高輝度を確保することが可能である。なお、最低限の輝度を確保するため、透過率は１０％以上であるのが好ましい。
【００１６】
そして、本発明によれば、ランプの発熱への対策がなされているため、ランプ本数が比較的多くなる大型のバックライト、すなわち、バックライト有効発光領域の対角寸法が１０インチ以上（好ましくは１５インチ以上）の大型のバックライト、が容易に得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、ランプの発熱への対策がなされているため、ランプ本数が比較的多くなる高輝度のバックライト、すなわち拡散板発光面における輝度が５０００ｃｄ／ｍ２以上（好ましくは７０００ｃｄ／ｍ２以上）の高輝度のバックライト、が容易に得られる。
【００１８】
なお、本発明によれば、拡散板とランプとの間の距離が小さいので、大型のバックライトとした場合にも、比較的少ないランプ数で高輝度と良好な発光品位を得ることができる。
【００１９】
また、前記拡散板と前記ランプとの間の距離は５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。拡散板とランプとの間の距離を小さくしすぎると、ランプイメージが現れ易くなり、これを抑制するため、拡散板の透過率を非常に小さくする必要がある。そして、透過率を小さくすると、輝度が低下するため、高輝度を得ようとすると、ランプの本数を増やす必要があり、コスト増大又は消費電力の増大を招く。
これに対し、拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下としてある程度の薄型化を図りつつも比較的大きくとることで、ランプ本数を抑えつつ、発光品位が良好で高輝度・薄型の直下型バックライトを得ることができる。
【００２０】
そして、ランプ本数を抑えることで、ランプピッチを例えば１２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内として比較的大きくとることができ、ランプ本数増大によるコスト安・消費電力の抑制を達成できる。
【００２１】
あるいは、本発明では、前記ランプピッチＬ１を４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内として非常に小さくしてランプ本数を増やしつつ、前記拡散板の透過率を３０％以下として非常に小さくし、前記拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以下（好ましくは、１．５ｍｍ〜５ｍｍ）とすることができる。
【００２２】
すなわち、ランプピッチを非常に小さくしてランプ本数を増やしておいて、拡散板の透過率を非常に小さくすることで、透過率が低くとも多くのランプによって十分な輝度が確保できる。
しかも、拡散板の透過率が非常に小さいため、ランプイメージを消す作用が大きく働く。また、ランプピッチが小さいため、ランプ間の輝度の低い部分が少なくランプイメージの発生が抑えられている。したがって、拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以下（好ましくは１．５ｍｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍ）にしてもランプイメージを十分に抑制できる。
よって、発光品位が良好であって高輝度であり、しかも超薄型の直下型バックライトが得られる。
なお、ランプピッチは、ランプ本数が不必要に増大するのを防止するため、４ｍｍ以上が好ましい。
【００２３】
また、他の観点からみた本発明は、拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、ランプとの間の距離Ｌが１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜６０％であり、前記ランプピッチが４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００２４】
この場合も、拡散板がガラス製であるため、ランプからの発熱が大きくとも、ランプの発熱による影響を回避しつつ拡散板とランプとを近接配置することができ、バックライトの薄型化が可能となる。つまり、拡散板がガラスであって耐熱性に優れるため、ランプからの発熱が大きい場合にも、拡散板とランプとの間の距離を１０ｍｍ以下（さらには５ｍｍ以下）として拡散板とランプとを近接させることができる。
【００２５】
しかも、拡散板とランプとの間の距離を小さくしつつ、ランプピッチを小さくしたため、発光品位が良好で超高輝度・薄型の直下型バックライトが得られる。つまり、薄型化のために拡散板とランプとの間の距離を小さくしても、ランプピッチが小さいためランプイメージの発生が抑えられており、発光品位が良好となる。さらに、小さいランプピッチによってランプイメージの発生が抑えられているため、拡散板の透過率を最大６０％まで大きくでき、ランプピッチを抑えてランプ本数が増えることと相まって拡散板発光面における輝度が非常に高い（例えば、１００００ｃｄ／ｍ２以上）の直下型バックライトが得られる。
【００２６】
また、大型化も可能であり、バックライト有効発光領域の対角寸法が１０インチ以上（好ましくは１５インチ以上）の大型の直下型バックライトを得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３は、液晶テレビ又はコンピュータ用液晶ディスプレイ等として用いられる液晶表示装置用の直下型バックライト１を示している。この直下型バックライト１が組み込まれる液晶表示装置は、大型のものであり、具体的には１０インチ型（約１０インチの画面対角寸法をもつもの）よりも大きいものである。例えば、１５インチ型、１７インチ型、２０インチ型、３０インチ型、５０インチ型などである。
【００２８】
直下型バックライト１は、一面に拡散板２が取り付けられたケーシング３内部に複数の光源４が配置されて構成されている。ケーシング３は、金属製又は合成樹脂製であり、一面が開口した薄箱状に形成されている。なお、ケーシング３の底面３ａには、白色の反射面が形成されている。
ケーシング３の開口した一面には、白色のガラス製の拡散板２が取り付けられている。拡散板は、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの厚さであり、好ましくは、２．０ｍｍ前後のものが用いられる。
【００２９】
液晶表示装置の液晶パネル５は、前記拡散板２が背後に位置するように設置され、拡散板２における面状光がほぼ均一に液晶パネル５に照射される。このため、拡散板２は、液晶表示装置の画面寸法よりも大きく形成されている。具体的には、拡散板２は、液晶表示装置の画面寸法と略等しい大きさの有効発光領域の周縁側に、非有効発光領域が確保された大きさとなっている。したがって、例えば、１５インチ型液晶表示装置用に用いられるバックライト拡散板２の有効発光領域対角寸法は約１５インチである。なお、拡散板２の非有効発光領域は、ケーシング３などに支持されて隠されて、液晶パネル５へ光を照射しない範囲である。
【００３０】
拡散板２の背後に配置された光源４は、細長い線状光源であり、具体的には、冷陰極管タイプの蛍光ランプである。これら蛍光ランプ４は、複数本（図示のものでは８本）が略等しいランプピッチＬ１で平行に配置されている。この直下型バックライト１は、大型液晶表示装置用であるために、大きな有効発光領域が必要とされ、これに応じて多数の蛍光ランプ４を備えている。また、液晶テレビとして用いる等の場合には高輝度であることが必要とされるという点からも、多数の蛍光ランプ４が必要とされる。具体的には、１５インチ型用のバックライト１であれば８本程度の蛍光ランプ４が用いられ、２０インチ型用のバックライト１であれば１２本程度の蛍光ランプ４が用いられ、３０インチ型用のバックライト１であれば１６本程度の蛍光ランプ４が用いられる。なお、蛍光ランプ４と反射面３ａまでの距離は、０．３〜２ｍｍ程度である。
【００３１】
冷陰極管タイプの蛍光ランプ４は、径が２．０〜４．０ｍｍ程度（好ましくは３．０ｍｍ程度）と細く、薄型化に適しているが、電極部分からの発熱が大きいものであり、多数の蛍光ランプ４を設けると、発熱によってケーシング３内部の温度が非常に高くなる。また、蛍光ランプ４は、図示しないインバータ（点灯装置；一般にケーシングの背面に設置される）によって高周波点灯されるが、このインバータからの発熱もケーシング３内部の温度上昇を促す。特に、本実施形態のように、多数の蛍光ランプ４を点灯する場合には、消費電力が大きくなるため、発熱も大きい。このように、大型液晶表示装置用のバックライト１の場合、ケーシング３内部が高温となることが不可避的である。
【００３２】
ここで、隣接するランプ４，４同士の間隔（ランプピッチ）Ｌ１は、４〜３０ｍｍ程度の範囲とすることができる。ランプピッチＬ１を小さくすると、ランプ本数が増加し、発熱が比較的大きくなるものの輝度が比較的大きくなる。一方、ランプピッチＬ１を大きくすると、ランプ本数が減少して、発熱が比較的小さくなるものの輝度が比較的低下する。具体的には、ランプピッチＬ１を４〜１２ｍｍに設定すると、異常に高い発熱を回避しつつ高い輝度が得られる。すなわち、ランプピッチＬ１を１２ｍｍ以下とすることでランプ本数が多くなって高輝度が得られ、ランプピッチＬ１を４ｍｍより大きくすることで異常発熱を回避できる。
【００３３】
一方、ランプピッチＬ１を１２〜３０ｍｍの範囲に設定すると、ある程度の輝度が確保されるとともにランプ本数を低減でき、コスト及び消費電力を節約できる。すなわち、ランプピッチＬ１が１２ｍｍよりも大きいためランプ本数が比較的少ないため発熱が比較的少なく、ランプピッチＬ１が３０ｍｍよりも小さいため、ある程度の輝度が確保される。
【００３４】
ケーシング３は、ランプ４からの距離Ｌが小さい位置で拡散板２を支持するように薄く形成されており、これによりバックライト１が薄型化され、ひいては液晶表示装置の薄型化が達成されている。具体的には、拡散板２とランプ４の距離Ｌを１０ｍｍ以下にしている。従来、市販されている液晶表示装置に用いられているバックライトにおいては、拡散板として合成樹脂製のものを用いていたため、発熱等の制約から、距離Ｌを２０ｍｍ程度にしかできていなかったが、本実施形態では、距離Ｌが１０ｍｍ以下であり大幅に薄型化されている。さらには、距離Ｌを５ｍｍ以下とすることができ、より好ましくは距離Ｌを１．５ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。あるいは、距離Ｌを５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることもできる。
【００３５】
本実施形態のように、距離Ｌを小さくし、発熱するランプ４と拡散板２とが近くなって拡散板２が熱の影響を受けやすくなるが、拡散板２が合成樹脂製に比べて熱に強いガラス製であるため、熱の影響による反り、黄変、熱変形等が生じにくくなっている。
【００３６】
加えて、従来の拡散板で距離Ｌを小さくすると、ランプイメージが強く表れて発光品位が低下するが、本実施形態の拡散板２は、高ヘーズ低透過率のものを採用しているため、距離Ｌを小さくしてもランプイメージが生じにくく拡散板２における輝度の均一性（発光品位）が維持される。さらに加えて、単なる高ヘーズ低透過率の拡散板の採用は輝度低下を招くという問題があるが、本実施形態では、距離Ｌを小さくしているため、高ヘーズ低透過率の拡散板を採用しても、比較的少ないランプ本数で高い輝度を維持できる。すなわち、直下型バックライト１の大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位、のすべてを達成可能になる。
【００３７】
具体的には、拡散板２のヘーズ値は、良好な拡散性を得るために９５％以上とされ、好ましくは９７％以上である。また、拡散板２の透過率は、場合によっては６０％以下でもよいが、代表的に好ましくは４０％以下である。透過率はあまりに低いと輝度が損なわれるため、１０％以上に設定されるのが好ましい。さらに好ましい透過率は２０〜４０％であり、３０〜４０％が一層好ましい。
【００３８】
なお、拡散板２上（拡散板２の液晶パネル５側の面）は、発光品位を整えるために拡散シート、レンズシート、偏光シート等の光学シート６が必要に応じて配設される。多くの場合、光学シート６としては、輝度を上昇させるための拡散シートが用いられる。
【００３９】
以下では、実験結果のいくつかを代表的に実施例及び比較例として説明する。
【実施例】
［実施例１］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍ（ランプ本数８本）に設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を４０％とした場合（実施例１）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、拡散板透過率が低くランプ本数がさほど多くない（８本）にもかかわらず、約５０００ｃｄ／ｍ２という十分な輝度（光学シート６が無い状態の輝度；以下同様）が得られた。すなわち、実施例１では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位、のすべてが達成され、ランプ本数が比較的少ないのでコスト安である。
【００４０】
［比較例１］
比較例１では、実施例１における透過率が変更されている。すなわち、１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を５０％とした場合（比較例１）には、拡散板２上で発光ムラが確認され、発光品位が損なわれた。
【００４１】
［実施例２］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを５ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を１２ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を３０％とした場合（実施例２）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、実施例２では、実施例１よりも透過率を低くしているが距離Ｌを小さくしているため、実施例１と同等の輝度（約５０００ｃｄ／ｍ２）が得られた。すなわち、実施例２では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位のすべてが達成されているとともに、発光品位、高輝度を損なうことなく、実施例１よりも一層薄型化（超薄型化）が達成された。
【００４２】
［実施例３］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を１２ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を６０％とした場合（実施例３）には、拡散板２の発光ムラが殆ど気にならず良好な発光品位が得られた。また、実施例３では、実施例１よりも透過率を高くし、しかもランプピッチＬ１を小さくしているため、実施例１よりもさらに高い輝度（１００００ｃｄ／ｍ２）が得られた。すなわち、実施例３では、直下型バックライトの大型化、薄型化、高輝度、そして良好な発光品位のすべてが達成されているとともに、発光品位を損なうことなく、超高輝度化が達成された。この実施例３のものは、液晶テレビに特に適する。
【００４３】
［比較例２］
１５インチ型用の直下型バックライト１において、距離Ｌを１０ｍｍとして薄型化し、ランプピッチＬ１を２３．５ｍｍに設定し、拡散板２のヘーズ値を９７％、透過率を６０％とした場合（比較例２）には、拡散板２上で発光ムラが確認され、発光品位が損なわれた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、直下型バックライトの発光品位を良好に保ちつつ高輝度化又は大型化し、さらに薄型化することができ、例えば、大型化の要望の大きい液晶テレビ用のバックライトとして好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直下型バックライトの断面図である。
【図２】拡散板を取り除いた状態の直下型バックライト平面図である。
【図３】拡散板とランプの配置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 直下型バックライト
２ 拡散板
４ 光源
Claims (7)
- 拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、
前記拡散板は、ランプとの間の距離が１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、
更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％であることを特徴とする直下型バックライト。 - 前記拡散板と前記ランプとの間の距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の直下型バックライト。
- 前記ランプピッチが１２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載の直下型バックライト。
- 前記ランプピッチを４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内としつつ、前記拡散板の透過率を３０％以下として、前記拡散板とランプとの間の距離を５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の直下型バックライト。
- 拡散板の背後にランプが所定のランプピッチで複数配置された直下型バックライトにおいて、
前記拡散板は、ランプとの間の距離Ｌが１０ｍｍ以下となるように、ランプに近接して配置されており、
更に、当該拡散板は、ガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜６０％であり、
前記ランプピッチが４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であることを特徴とする直下型バックライト。 - バックライト有効発光領域の対角寸法が１０インチ以上の大型であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の直下型バックライト。
- 前記拡散板発光面における輝度が５０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の直下型バックライト。
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