JP2005251402A - バックライトおよびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置の液晶パネルの背面に配置された導光板と、導光板の端面に対して平行に複数の線状ランプを配置固定したランプ反射板、を有するバックライトユニットの、ランプ反射板13に設けた複数の線状ランプのうち中央部の線状ランプ11aが他の線状ランプ11b、11cよりも導光板側に接近するように配置される。ランプ反射板13は背面130に溝131を備える。線状ランプの長さ方向の中間が複数の孔を有する弾性を備えた絶縁スペーサ14によって支持され、孔の少なくとも一つは貫通孔で、貫通孔の他は外周から孔に達する割溝を備えた複数の孔とする。
【選択図】 図1
Description
この種の液晶表示装置には、液晶パネルの背面に配置したバックライトからの光を液晶パネルに照射して液晶パネルに形成された映像を見る方式のものがあり、直下ライト方式及びサイドライト方式のものがあるが、直下ライト方式は、大型の液晶モジュールや中型のテレビジョン等、高輝度が必要とされるバックライトによく使用される。しかし直下ライト方式では厚みが厚くなり、薄型モジュールには不適で、しかも光源を多く必要とするためコストがかかる。よって、薄型が要求されかつそれほど高輝度が必要とされない、中型のノートパソコンやモニタには一般にサイドライト方式が用いられる。
サイドライト方式のバックライトは、側面に配置された線状光源を面状光源に変更する導光板が使用される。導光板の背面には反射板が、前面には拡散板が配置される。光源には従来から線状の冷陰極管がよく用いられており、この光源を導光板の縁に設けるので、エッジライト型バックライトともいわれる。
エッジライト型バックライトのバックライトユニットは、アクリル樹脂製等の導光板の入光面であるサイドエッジ(側端面)が線状ランプの出射面と平行に配置されている。しかし、液晶テレビジョン等の液晶表示装置の大型化にともない、輝度不足や光量の均質度の要求から、使用する長尺の線状ランプの本数は増加の傾向にある。
従来のこの種バックライトは、導光板の側端面に沿って配置した線状ランプの導光板に対向する側を開放した略コ字状あるいは半円筒状のランプ反射板を線状ランプの全長に沿って備え、反射効率を上げ、線状ランプの出射光を導光板に導入して液晶パネルを照明している。
このうち特許文献1に開示されているバックライトを、図6を用いて説明する。このバックライト60は、液晶パネルの背面に配置される透明板からなる導光板(図示せず)の入光面である側端面に沿って配置した線状ランプ61と、線状ランプ61を収容して導光板の側端面に開口を有するランプ反射板62と、ランプ反射板62の内壁と線状ランプ61の外壁との間に介挿して線状ランプ61をランプ反射板62の内壁に対して所定の間隔を持って保持するランプスペーサ63とを有する。ランプ反射板62は線状ランプ61の導光板の側端面を除く複数の位置で対向する複数のスペーサ係止ホール64を有する。ランプスペーサ63は、線状ランプ61の外壁に当接する間隔規制突起部631とランプ反射板62に形成したスペーサ係止ホール64に嵌合する嵌合部632を設け、線状ランプをランプ反射板の内壁に対して所定の間隔をもって保持したものである。このような構造によれば、Oリングではなくランプ反射板に取付けたランプスペーサによって線状ランプを保持することにより、ランプ反射板への線状ランプの収納作業を簡素化するとともに、ランプ反射板に対して線状ランプを正確に設置することができるという効果を奏するものである。
また、導光板の側端面に沿って設けられる2本一組のランプを用いる場合には、ランプの両端部はゴムキャップで支持され平行度が維持されるが、ランプの管径が小さく、長さが長くなる大型の液晶表示装置にあっては、製造のばらつきや動作時の発熱によってランプに反りや撓みが発生してランプの中央部が反射カバーに接触することがあり、そうすると接触箇所で漏れ電流が発生して輝度が低下することがある。
下記、特許文献2に示すバックライトユニットは、図7(a)の要部平面図に示すように、矩形平板状の導光体71の側端面に平行に添設され、15KHz以上で高周波点灯する2本の互いに斜めに配列された直管型蛍光ランプ75、76と、この各直管型蛍光ランプの外側を囲み、高周波点灯する蛍光ランプの光を反射して導光体の側端面に集光させる反射カバー78を備え、導光体の端面に添設される2本の直管型蛍光ランプ75、76のほぼ中央部外周に部分的に、蛍光ランプ75、76の反りなどで蛍光ランプと反射カバー78とが接触するのを防止する絶縁スペーサ79を装着したものである。絶縁スペーサ79は図7(b)、(c)の791、792に示したような、シリコンパイプなどの短い透明リング、弾性リングなどが使用され、蛍光ランプ75、76の間隔を一定に維持する機能を兼ね備える。反射カバーと蛍光ランプの接触を防止することにより高周波点灯する蛍光ランプの輝度低下を防止するものである。
上記の特許文献1に開示されているバックライト60の構造は、線状ランプにOリングを挿通するのではなく、ランプ反射板に予め取付けたスペーサによって線状ランプを保持することにより、ランプ反射板への線状ランプの収納作業を簡素化するとともに、ランプ反射板に対して線状ランプを正確に設置しようとするものである。このため、ランプ反射板62にはスペーサ係止ホール64を形成しなければならず、またスペーサ63には線状ランプ61の外壁に当接する間隔規制突起部631とランプ反射板62に形成したスペーサ係止ホール64に嵌合する嵌合部632を設け、かつランプ反射板に取付けなければならないので、部材が高価になるという問題が生じる。
また、特許文献2に開示されているバックライトユニットは、導光体71の端面に添設される2本の直管型蛍光ランプ75、76のほぼ中央部外周に部分的に、蛍光ランプの反りなどで蛍光ランプ75、76と反射カバー78とが接触するのを防止する絶縁スペーサ79を装着するが、大型の液晶表示装置で3本以上の蛍光ランプを使う場合にどのように蛍光管を保持するかについては何も開示されていない。
さらに、大型の液晶表示装置であって片側に3本以上の蛍光ランプを使用する場合には、特許文献2による図8のような蛍光ランプの斜め配置では、ランプ間の距離が得られず、他のランプが邪魔になって反射効率が悪く、輝度が得られ難い。したがって、片側に3本以上の蛍光ランプを使用する場合、光の利用効率をどのようにして増加させるか、また、ランプ反射板の背面が平板又は曲面であるので、背面を経て両端に引き回した蛍光ランプに対する多数の配線がばらつくのをどのように収めるかについて解決したバックライトを提供すること、さらには、多数の蛍光ランプへの取付け作業の効率がよいスペーサを提供することは未解決の課題であった。
本願の発明者は、前記の問題点を解決すべく種々検討を行った結果、線状ランプの固定状態と固定手段に着目し、3本以上の線状ランプと導光板の1端面が近接して対置される場合の線状ランプの配置と、その線状ランプを固定するランプ反射板の構造及び線状ランプの間隔を保持する絶縁スペーサの形状をそれぞれ工夫することによって、前記の問題点を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明はバックライトのランプ配置に関するものであり、特に線状の冷陰極管を光源とする大型の液晶表示装置のバックライトにおいて、線状ランプの出射光を効率よく利用して導光板の輝度を高めることを目的とするものである。
また、本発明は、バックライトユニットの導光板の側端面に線状ランプを正確に対置せしめることが容易で、部材組み立てにおいて、線状ランプの固定と配線を容易にする手段を提供することを目的とする。
さらにまた、本発明は、絶縁スペーサが複数の線状ランプの間隔を適正に維持し、かつ各線状ランプと反射板の近接し過ぎ又は接触のために生じる高周波干渉による輝度の低下を防止し、また、そのために複雑な成型金型の作製やあるいは反射板への部材取付けのための特別な加工を必要としない、バックライトユニットにおける線状ランプの絶縁スペーサを提供することを目的とする。
本願の請求項2に係る発明は、請求項1に記載のバックライトにおいて、前記複数の線状ランプは、奇数本であることを特徴とする。
本願の請求項3に係る発明は、請求項1〜2のいずれかに記載のバックライトにおいて、前記複数の線状ランプは、導光板の端面側から見たとき、全ての線状ランプが他のランプに遮られることなく直視できるように配置されていることを特徴とする。
本願の請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のバックライトにおいて、前記ランプ反射板は複数の線状ランプに対向する背面と、該背面を導光板に対して支持する側面とを有し、その背面が反射板の長手方向に沿って内側中央に凸となる反射面を有することを特徴とする。
また、本願の請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のバックライトにおいて、前記ランプ反射板の背面に長手方向の溝が形成され、該溝に前記線状ランプに接続されたケーブルが収納されていることを特徴とする。
また、本願の請求項6に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のバックライトにおいて、さらに、前記複数の線状ランプを支持して前記ランプ反射板の両端に嵌合されるキャップを有し、該キャップには、前記中央部の線状ランプの支持孔が他の線状ランプの支持孔よりも導光板側に接近するように配置され、該キャップ背面には窪みを設けたことを特徴とする。
また、本願の請求項7に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のバックライトにおいて、さらに、前記線状ランプの長さ方向の中間が弾性を備えた絶縁スペーサによって支持され、該スペーサは複数の孔を有し、該複数の孔のうち中央部の孔が他の孔よりも導光板側に接近するように配置され、該複数の孔の少なくとも一つは貫通孔で、その余は外周から孔に達する割溝を備えた孔であることを特徴とする。
また、本願の請求項8に係る発明は、請求項7に記載のバックライトにおいて、前記絶縁スペーサは、線状ランプの本数に対応する3個以上の孔を備えた透明なシリコンゴム製であることを特徴とする。
本願の請求項2に係る発明によれば、複数の線状ランプは、奇数本であることによって、バックライトの線状ランプの配置が均衡の取れたものとなる。
本願の請求項3に係る発明によれば、前記複数の線状ランプは、導光板の端面側から見たとき、全ての線状ランプが他のランプに遮られることなく直視できるように配置されているので、他のランプが邪魔になって反射効率を低下させたり、輝度が得られ難くなることがない。
本願の請求項4に係る発明によれば、ランプ反射板の背面が反射板の内側長手方向に沿って中央に凸となる反射面を有することにより、線状ランプの光の反射面が広がって自己吸収光が減少するとともに反射光が効率よく利用でき、より輝度が高く高品質のバックライトが得られる。
また、請求項5に係る発明によれば、線状ランプに配線するケーブルの収納を均一かつコンパクトに行うことができるので、線状ランプとランプ反射板との組み立てが容易である。
また、請求項6に係る発明によれば、ランプ反射板の両端に嵌合されたキャップにより、線状ランプ同士の間並びに線状ランプとランプ反射板との間隔が簡単に所定値に保持されるため、導光板の側端面に線状ランプを正確に対置せしめることが容易で、所期の入射効率が得られ、導光板の表面から出射する面光源の輝度分布にむらが生じない。
また、請求項7に係る発明によれば、特定の形状の絶縁スペーサを使用しているので、線状ランプの間隔を容易に正確な位置決めと固定ができ、バックライトの組み立ての作業効率がよくなるとともに、高品質のバックライトが得られるようになる。また、絶縁スペーサにより線状ランプの配置を維持し、各線状ランプ間と各線状ランプを囲むランプ反射板との近接し過ぎ又は接触を防ぎ、高周波で点灯されたときの漏れ電流による輝度低下を防止することができるようになる。さらに、線状ランプ同士の衝突による破壊を防ぎ、外部からの衝撃に対して線状ランプを保護することができるようになる。
さらにまた、請求項8に係る発明によれば、バックライト光の品質に悪影響を与えないで、3本以上の線状ランプ間の距離を一定に固定するバックライトユニットを容易に提供することができる。
以上述べたとおり、本発明によれば、バックライトにおける線状ランプの導光板に対する配置を適切に行い、導光板内に出射光を有効に導入拡散することができるとともに、線状ランプを位置決めしやすくするので部材組み立てが容易になり、製造の能率を上げることができ、液晶表示装置のバックライトとして使用した場合には優れた効果を奏するものである。
すなわち、液晶表示装置のバックライトユニットは、図示を省略するが、液晶パネルの背面に配置したプリズムシート、導光板の前面に配置した拡散板、矩形平板状のアクリル製の導光板、導光板の背面に配置した反射板が組み合わされ、導光板の対向する2つの側端面にランプ反射板に取付けた線状ランプが導光板に平行になるように取付けられる。
図1は、大型テレビジョン等の液晶表示装置の導光板の側端面に取付けられる本発明のバックライト10の分解斜視図であり、図2は、図1のバックライト10の構造断面図を示す。液晶表示装置が大型になると、1本の線状ランプの輝度では限界があるため、バックライトの線状ランプの本数を多くする必要があるが、図1及び図2では3本の線状ランプを用いる例について説明することにする。
冷陰極管である3本の線状ランプ11a〜11cは、直径が1.8〜3.0mmで長さが300〜460mmという細長い直管である。線状ランプ両端の端子にケーブルを接続した後シリコンゴム製のキャップ12a、12bを嵌め込み、ランプ反射板13の両端部にキャップ12a、12bを固定して線状ランプ11a〜11cをランプ反射板13に取付ける。中央に配置される線状ランプ11aの長手方向の中央部分には予め絶縁スペーサ14がその孔に線状ランプ11aを挿し通して取付けてあり、他の2本の線状ランプ11b、11cもキャップ12a、12bに取付ける際に絶縁スペーサ14の孔にはめ込まれ、その間隔を保持してランプの平行度を維持する。
ランプ反射板13は、線状ランプと略同じ長さの金属板、例えばアルミニウム板を断面略コ字状に成形し、その内側面に銀蒸着シートなどの反射シートを貼り付けたものである。線状ランプを取り囲むように固定したランプ反射板13は、コ字の開口部を導光板の側端面に対置して取付けられる。ランプ反射板13は複数の線状ランプに対向する背面130と、背面を導光板に対して支持する側面132,133とを有しており、ランプ反射板の背面130には、反射板の長手方向に沿って内側中央に凸となる反射面を有する。すなわち、ランプ反射板13の背面にはその長手方向に沿ってコ字状の内側に向けて連続した窪みが設けられ、背面に溝131が形成される。
線状ランプ11から背面側に発せられる光はランプ反射板13で反射されて導光板17に導かれるが、ランプ反射板13内に3本の線状ランプ11a〜11cが収納される場合、線状ランプの反射光が他の線状ランプに遮られてしまうことがある。そこで本発明のランプ反射板13は溝131を有し、この溝131の形状が線状ランプ11a〜11cからの光を効率よく導光板17側へ反射するように設計されている。この実施例では、溝131を構成する3面がそれぞれほぼ平坦になっており、中央の線状ランプ11aに対向する面は導光板17の端面とほぼ平行に配置され、他の2面は導光板17の端面に対して傾斜するように配置されている。この面の傾斜方向は、溝131の幅が導光板17側に行くにしたがって狭くなるように設定されている。そして中央の線状ランプ11aに対向する面が導光板17の端面とほぼ平行に形成されているため、線状ランプ11aからの光はこの面で反射され、他の線状ランプ11b、11cに妨げられることなく導光板17に導かれる。また、溝131内では線状ランプ11b、11cの隣りに位置する面が導光板17側に傾斜しているので、この面によって線状ランプ11b、11cからの光を導光板17側に効率よく反射している。この溝131には、各線状ランプの一端に取付けた複数のケーブル15a、15b、15cが収納され、ランプ反射板13の外側を通って他方の端まで引きまわされ、線状ランプ他端のキャップ12bの孔121に通して、線状ランプの他端に接続され他端から引き出したケーブル15d、15e、15fとまとめてキャップ前面から引き出された上で分配され、コネクタ16a、16bに接続される。複数のケーブル15a、15b、15cは、溝131の中に通すだけでなく、溝に接着剤などで固定してもよい。
バックライト部10について説明すると、ランプ反射板13内に嵌めこまれるシリコン樹脂製のキャップ12a、12bは、線状ランプ11a、11b、11cが取付けられる孔の配置が、中央部の支持孔122aは導光板17側に接近し、両側の支持孔122b、122cは後退した配置になっている。このため、図2に示したように、ランプ反射板13に設けた3本の線状ランプのうち中央部の線状ランプ11aが他の線状ランプ11b、11cよりも導光板17側に接近するように配置されることと、ランプ反射板13の背面には溝131が形成され、溝の壁が内側に傾斜をもって凸となっていることと合わせ、図3に示す背面の平らな同じ幅のランプ反射板に同一面に並べた比較断面図の場合に比べて、線状ランプ間の距離が長くなるとともに両側のランプの反射面が広くなる。この結果、各ランプの出射光はランプ自体により吸収されることなく効率よく導光板17に入射することになる。なお、ランプ反射板13の両端に嵌合されたキャップ12a、12bの背面には、ランプ反射板13の溝に適合する窪みが設けられている。なお、図2において符号18は拡散板、符号19は反射板を示す。また、図3においては、図2と同じ部分を同じ符号で示した。
図4は、本発明において使用される絶縁スペーサ14の平面図を示す。
各線状ランプ11a、11b、11cの長さ方向の中間中央部が、複数の孔141a、141b、141c、を有する弾性を備えた絶縁スペーサ14によって支持されている。絶縁スペーサの孔の少なくとも一つ、この場合は中央の孔141aは貫通孔で、その他の孔141b、141cは外周から孔に達する割溝142a、142bを備えた孔となっている。この絶縁スペーサ14は中央部の孔141aが他の孔141b、141cよりも導光板に接近するよう配置されている。絶縁スペーサ14は、線状ランプの光の出射を妨げないように透明なシリコンゴム製であるのが好ましい。割り溝を設けておくことによって、線状ランプを1本だけ挿通しておけば、他のランプにはキャップに組み立てた後絶縁スペーサを嵌め込むことにより、簡単に取付けることができる。なお、絶縁スペーサ14の背面は、ランプ反射板13の背面の溝に適合するように窪み143が形成されている。
絶縁スペーサ14は、発熱などにより3本一組の線状ランプ11a、11b、11cに仮に反りや撓みが発生しても、各線状ランプの中央部の絶縁スペーサがランプ反射板の金属反射シート(図示せず)に接触して、線状ランプと金属反射シートとの直接接触を防止することができる。このため、線状ランプと金属反射シートとの過度の接近や直接接触による高周波の漏れ電流の発生をもたらすことがなく、線状ランプの輝度低下のおそれがなくなる。
また、絶縁スペーサ14は3本が組みになった線状ランプの長手方向中央部においてランプ間の間隔を一定に保持するので、線状ランプ同士の衝突による破損を防止でき、さらにまた、外部からの衝撃力に対して線状ランプを保護し破損を防止する働きをなすことができる。絶縁スペーサは、線状ランプの長さにより必要に応じて、間隔をおいて複数個を使うようにしてもよい。
絶縁スペーサ14としては、線状ランプの光の利用効率を良くするため透明なものが好ましいが、軸方向の厚みが2mm以下のものを使用すれば、導光板17の輝度には実用上ほとんど影響しない。
図5は、絶縁スペーサの他の実施例平面図を示す。この絶縁スペーサ14′は、5本が一組になったバックライトの線状ランプに使用するものであり、支持孔は導光板に最も近く配置された中央の切溝つきの孔141a′を中心に、切溝のない貫通孔141b′、141c′を挟んで切り溝のある両端の孔141d′、141e′まで次第に導光板から離れるように円弧状に配置されている。中央と両端の穴には孔に達する切溝がもうけてあり、この構造では2本の線状ランプを挿通しておいて、他の線状ランプを後ではめ込めばよいので、装着は容易である。なお、この場合は線状ランプ両端に嵌めるキャップの穴の配置も同様に円弧状配置になっているのは言うまでもない。
以上の実施例では、ランプ反射板が断面コ字状の物について説明したが、ランプ反射板はコ字状のものに限らず、断面が半円形あるいは半楕円や放物線状等のものにも本発明は同様に適用できる。
以上、図面を参照して本発明の実施例を説明した。ただし、以上に示した実施例は本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置における固定装置を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
11a、11b、11c 線状ランプ
12a、12b キャップ
13 ランプ反射板
14、14´ 絶縁スペーサ
15a、15b、15c ケーブル
16a、16b コネクタ
17 導光板
18 拡散板
19 反射板
131 溝
Claims (9)
- 導光板と、導光板の端面に沿って配置される3本以上の線状ランプと、前記線状ランプを囲むように配置されるとともに線状ランプの光を導光板側へ反射するランプ反射板とを有するバックライトにおいて、前記線状ランプのうち導光板端面の厚み方向に対する中央部の線状ランプが他の線状ランプよりも導光板側に接近するように配置されたことを特徴とするバックライト。
- 前記複数の線状ランプは、奇数本であることを特徴とする請求項1に記載のバックライト。
- 前記複数の線状ランプは、導光板の端面側から見たとき、全ての線状ランプが他のランプに遮られることなく直視できるように配置されていることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のバックライト。
- 前記ランプ反射板は複数の線状ランプに対向する背面と、該背面を導光板に対して支持する側面とを有し、その背面が反射板の長手方向に沿って内側中央に凸となる反射面を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバックライト。
- 前記ランプ反射板の背面に長手方向の溝が形成され、該溝に前記線状ランプに接続されたケーブルが収納されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト。
- 前記複数の線状ランプを支持して前記ランプ反射板の両端に嵌合されるキャップを有し、該キャップには、前記中央部の線状ランプの支持孔が他の線状ランプの支持孔よりも導光板側に接近するように配置され、該キャップ背面には窪みを設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト。
- 前記線状ランプの長さ方向の中間が弾性を備えた絶縁スペーサによって支持され、該スペーサは複数の孔を有し、該複数の孔のうち中央部の孔が他の孔よりも導光板側に接近するように配置され、該封数の孔の少なくとも一つは貫通孔で、その余は外周から孔に達する割溝を備えた孔であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト。
- 前記絶縁スペーサは、線状ランプの本数に対応する3個以上の孔を備えた透明なシリコンゴム製であることを特徴とする請求項7に記載のバックライト。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載のバックライトを背面に配置した液晶表示装置。
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