JP2005327569A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蛍光ランプの中央部の曲りの低減と共に始動電圧の低減を図る。
【解決手段】 この照明装置は、直管型の蛍光ランプ２０の複数本を筐体２１内に並列に設置し、蛍光ランプ各々の軸方向中央部の内部又は外部に中央電極４Ｂを設置し、蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源２５を蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、蛍光ランプ各々の中央電極の部分を筐体に対して保持部材２３にて保持した構造である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ、液晶ＴＶ、計器用表示パネル等に用いられる蛍光ランプを具備する照明装置に関する。

近年、液晶パネルの大型化が進み、液晶ディスプレイとして５０インチサイズを超えるものまで製作されている。それに伴い、光源であるバックライト内の蛍光ランプも長尺化が進んでいる。一般にバックライトとして用いられる蛍光ランプを具備した照明装置の構造は、直下型バックライトであれば図１６に示す構成であり、またエッジ型バックライトであれば図１７に示す構造である。そして図１６に示した直下型バックライトであれば、蛍光ランプ１０の複数本それぞれの両端部を筐体１１の両側部に配設したゴムホルダのような保持部材１２にて保持し、中央部を図１８に示すように保持部材１３にて保持して蛍光ランプ１０を安定させていた。また図１７に示したエッジ型バックライトであれば、図１９に示すように蛍光ランプ１０の中間位置にスペーサ１４を設けて、導光板１５との間に間隙を維持するようにしていた。

ところが、従来の保持部材やスペーサでは蛍光ランプを中央部の曲りを低減させることができるだけであり、蛍光ランプの始動電圧を低減させるような電気的な寄与はなかった。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、蛍光ランプ自身の自重による曲がりを低減させると共に、蛍光ランプの始動電圧を低減させることができる蛍光ランプ保持構造を備えた照明装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の照明装置は、長尺円筒状のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両端内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を筐体内に並列に設置し、前記蛍光ランプ各々の軸方向中央部の内部又は外部に中央電極を設置し、前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記筐体に対して保持部材にて保持したものである。

請求項２の発明の照明装置は、Ｕ字型のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両開放端部の内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を筐体内に、各蛍光ランプの中央の曲り部を背中合わせにして対称に設置し、前記蛍光ランプ各々の中央の曲り部の内部又は外部に中央電極を設置し、前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記筐体に対して保持部材にて保持したものである。

請求項３の発明の照明装置は、長尺円筒状のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両端内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプを導光板のエッジに近接対向するように設置し、前記蛍光ランプの軸方向中央部の内部又は外部に中央電極を設置し、前記蛍光ランプを放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプの中央電極と接続し、前記蛍光ランプの前記中央電極の部分を前記導光板のエッジに対して保持部材にて保持したものである。

請求項４の発明の照明装置は、Ｕ字型のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両開放端部の内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を導光板のエッジに近接し、かつ各蛍光ランプの中央の曲り部を背中合わせにして設置し、前記蛍光ランプ各々の中央の曲り部の内部又は外部に中央電極を設置し、前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記導光板のエッジに対して保持部材にて保持したものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４の照明装置において、前記複数本の蛍光ランプ各々の中央電極を共通する高圧電源に接続したことを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１の照明装置において、前記複数本の蛍光ランプの中央電極ごとに異なる高圧電源に接続したことを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項２の照明装置において、前記複数本の蛍光ランプのうち、曲り部分で背中合わせとなる蛍光ランプを１対とし、各対の中央電極ごとに異なる高圧電源に接続したことを特徴とするものである。

本発明によれば、ランプ自身の自重によるしなりを抑えるためにバックライト中央部に保持部を設け、さらにランプの長尺化に伴う始動電圧の上昇を解決するために中央部保持部を電極とすることで、電極間距離を短縮して始動電圧を低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１に本発明の第１の実施の形態の照明装置として、直管の蛍光ランプ２０を複数本列設した直下型バックライトの構造を示している。筐体２１内に蛍光ランプ２０を複数本並列に設置し、蛍光ランプ２０各々の両端部をゴムホルダのような端部保持部材２２にて保持し、また中央部に設けられた外部電極の部分をゴムホルダのような保持部材２３によって保持している。

図２に示すように、蛍光ランプ２０は、ガラスランプ管１の内壁に蛍光体膜２を形成し、また内部の放電空間に希ガス、又は希ガスと水銀の放電媒体３を封入し、ガラスランプ管１の両端と中央部の外周に外部電極４Ａ，４Ｂを設置し、これらの外部電極４Ａ，４Ｂ間に高圧電圧を印加して放電点灯させる構成である。

この照明装置に対する蛍光ランプ２０に対する点灯回路は、図３に示すものであり、各蛍光ランプ２０の両端部電極４Ａは接地状態にし、各蛍光ランプ２０の中央部電極４Ｂに対して高周波インバータ２５により同時に高圧電圧を印加し、点灯させる。これにより、各蛍光ランプ２０の中央部を保持部材２３によって保持してガラスランプ管１の中央部の曲りを抑え、かつ両端電極間Ｌよりもその１／２程度に短い距離で対向する端部電極４Ａと中央部電極４Ｂとの間で始動電圧を印加すればよいために始動電圧を低くしても放電点灯を開始することができ、要求される高圧回路の電圧を低く設定することができる。

つまり、従来のバックライト構造では、図１６のように蛍光ランプ１０の端部の電極部分をゴムホルダのような保持部材１２によって保持しており、中央部はＰＥＴ等の材質による保持部材１３により保持させることにより、図４に示した表１にあるランプの自重による曲がりを改善しているた。例えば、ガラスランプ管φ３．０（０．５ｔ）ｍｍ、１０００ｍｍ長の蛍光ランプ１０であれば、管端保持部分から中央部までの曲がりが約５．０ｍｍあったのに対して、中央部に保持部を設けることにより蛍光ランプ長５００ｍｍの曲がりを約０．５ｍｍにまで低減することが可能である。

そしてさらに、本実施の形態のようにランプ長Ｌｍｍのランプを点灯させるのに中央部保持部を電極とすることで、蛍光ランプ長Ｌ／２ｍｍを点灯させるだけの印加電圧で点灯させることができる。

なお、本実施の形態においては、蛍光ランプ２０として外面電極型のものを採用したが、これに限らず、端部保持部材２２、中央部保持部材２３にカーボン混入ゴムホルダのような導電性保持部材を採用し、端部保持部材２２は接地し、中央部保持部材２３にインバータ２５によって高圧を印加する回路構成にすることによって、外面電極４Ａ，４Ｂなしの蛍光ランプに対しても上記実施の形態と同様に点灯可能である。

この第１の実施の形態のバックライトによる調光方式を図５に示す。本実施の形態の場合、図３に示したように１つのインバータ２５によって全灯の一斉点灯、消灯制御が可能である。そこで、液晶の開閉駆動に合わせて図５に示すように全灯の一斉点滅によってバックライトとしての光束を制御する。図５は、６６％調光の例示であり、１フレーム１６．７ｍｓの間に２／３のオン、１／３のオフのデューティで点滅制御することによってこの６６％調光を達成する。

次に、本発明の第２の実施の形態の照明装置について、図６〜図８を用いて説明する。第２の実施の形態の照明装置は、Ｕ字曲管タイプの蛍光ランプ２００を用いることを特徴とし、図６に示すように筐体２１内に複数本のＵ字型の蛍光ランプ２００をその曲り部が中央に位置するように設置し、両開放端部を端部保持部材２６で保持し、中央曲り部を中央部保持部材２７で保持している。

蛍光ランプ２００は図７に示したようにＵ字型ガラスランプ管２０１の内面に蛍光体膜を形成し、また内部に希ガス、又は希ガスと水銀との混合気体を放電媒体として封入し、ガラスランプ管２０１の両開放端部外周に外部電極２０２Ａを設置し、また中央の曲り部の外周に外部電極２０２Ｂを設置した構造である。

このＵ字管型の蛍光ランプ２００に対する点灯回路は図８に示すものであり、筐体２１の両側部に位置する各Ｕ字型蛍光ランプ２００の開放端部の外部電極２０２Ａは接地し、筐体２１の中央部に位置する各Ｕ字型蛍光ランプ２００の曲り部の外部電極２０２Ｂに対してインバータ２５によって同時に高圧を印加し、放電点灯させる。

これによって、第２の実施の形態の照明装置では、筐体２１内の中央部に位置する多数のＵ字型蛍光ランプ２００の曲り部分を保持部材２７によって保持して安定させることができ、また中央の曲り部を電極とすることで蛍光ランプの全長に対してその半分の長さを点灯させるだけの印加電圧で点灯させることができ、始動電圧を低く設定できる。

なお、本実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様に保持部材２６，２７に導電性のものを採用することによって、蛍光ランプ２００として外面電極２０２Ａ，２０２Ｂなしのものを採用しても同時点灯が可能である。

本実施の形態にあっても、インバータを全灯で共有しているので、第１の実施の形態と同様のデューティ制御によって液晶の開閉に合わせて光束を制御することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態の照明装置について、図９及び図１０を用いて説明する。第３の実施の形態の照明装置はエッジライト方式のバックライトであることを特徴とする。エッジライト方式の構造は図１５に示した従来例と同様であり、導光板１５のエッジに蛍光ランプ２０を設置し、その光を導光板１５によって液晶面の背面全体を照明するものである。蛍光ランプ２０には第１の実施の形態と同様、図２に示した直管型のものを採用している。そして導光板１５に対して蛍光ランプ２０の中央部を保持させるために中央部の外面電極４Ｂの部分に保持部材３１を取り付け、これで導光板１５のエッジに対して蛍光ランプ２０の中央部を保持させている。

本実施の形態の照明装置に対する点灯回路は図１０に示すものであり、各蛍光ランプ２０の端部の外面電極４Ａを接地し、中央部の外面電極４Ｂに対してインバータ３２Ａ，３２Ｂによって高圧を印加して点灯させる。なお、インバータ３２Ａ，３２Ｂは共通のものでも別回路のものであってもよい。

これにより、第３の実施の形態の照明装置では、エッジライト方式のバックライトにあって、長尺の蛍光ランプ２０の中央部を機械的に保持して曲りを防止でき、かつその中央部保持部を電極とすることで蛍光ランプの全長に対してその半分の長さを点灯させるだけの印加電圧で点灯させることができ、始動電圧を低く設定できる。

なお、本実施の形態においても蛍光ランプ２０として外面電極型のものを採用したが、これに限らず、端部保持のための部材（図示せず）と中央部保持部材３１のためにカーボン混入ゴムホルダのような導電性保持部材を採用し、端部保持部材は接地し、中央部保持部材３１にインバータ３２Ａ，３２Ｂによって高圧を印加する回路構成にすることによって、外面電極４Ａ，４Ｂなしの蛍光ランプに対しても上記実施の形態と同様に点灯可能である。

次に、本発明の第４の実施の形態の照明装置について、図１１、図１２を用いて説明する。本実施の形態の特徴は、エッジライト方式のバックライトであって、蛍光ランプとして第２の実施の形態と同様に図７に示すＵ字型蛍光ランプ２００を採用し、２体のＵ字型蛍光ランプ２００をその曲り部分が中央で背中合わせに位置するように対称に設置し、それぞれを保持部材３３で保持している。

本実施の形態の点灯回路の構成は図１２に示すものであり、導光板１５の端部に位置する各Ｕ字型蛍光ランプ２００の開放端部の外部電極２０２Ａは接地し、導光板１５のエッジの中央部に位置する各Ｕ字型蛍光ランプ２００の曲り部の外部電極２０２Ｂに対してインバータ３２Ａ，３２Ｂによって同時に高圧を印加し、放電点灯させる。

これによって、第４の実施の形態の照明装置では、各蛍光ランプ２００の曲り部分を保持部材３３によって保持して安定させることができ、またその中央の曲り部を電極とすることで蛍光ランプの全長に対してその半分の長さを点灯させるだけの印加電圧で点灯させることができ、始動電圧を低く設定できる。

なお、本実施の形態にあっても、第３の実施の形態と同様に端部保持のための部材（図示せず）と曲り部保持部材３３のためにカーボン混入ゴムホルダのような導電性保持部材を採用し、端部保持部材は接地し、曲り部保持部材３３にインバータ３２Ａ，３２Ｂによって高圧を印加する回路構成にすることによって、外面電極２０２Ａ，２０２Ｂなしの蛍光ランプに対しても上記実施の形態と同様に点灯可能である。

次に、本発明の第５の実施の形態の照明装置について、図１３、図１４を用いて説明する。本実施の形態の照明装置は、図１に示した第１の実施の形態の構成のバックライトにあって、各ランプの駆動回路に特徴を有する。すなわち、図１３に示すように、直管を使用した蛍光ランプ２０ごとにその中央電極部４Ｂを個別のインバータ４１〜４６の昇圧部ごとに接続している。なお、インバータの設置箇所は、バックライト筺体内でも筺体外でもよい。

これにより、蛍光ランプごとに昇圧部を設置し、接続、点灯させることが可能な回路構成にすることによって、蛍光ランプごとにデューティ調光で点灯させ、液晶の開閉駆動に合わせて蛍光ランプの光束を制御する。つまり、図１４に示すスキャニングオン／オフ方式の調光の場合、液晶が順次走査により（ｉ）〜（ｖｉ）のように開閉駆動し、その際に液晶の開閉に合わせて図１３においてI〜VIの符号を付して示した蛍光ランプ２０を順次点灯させる。

なお、本発明の第６の実施の形態として図７に示したＵ字型蛍光ランプ２００を用いた照明装置の場合、同様の調光方式を行うためには図１５の回路構成とする。つまり、符号ＶＩＩ〜ＩＸを付した囲い線が囲った蛍光ランプ２００の中央電極２０２Ｂの対ごとにインバータ５１〜５３の昇圧部を接続し、順次点灯させることによってスキャニングオン／オフ方式の調光を行うのである。

なお、上記第１〜第６の実施の形態のいずれにおいても、蛍光ランプは外面電極型ではなく内部電極型であってもよいし、また中央電極部分だけ外面電極にすることもできる。

本発明の第１の実施の形態の斜視図。 上記実施の形態で使用する直管型の蛍光ランプの一部破断正面図。 上記実施の形態の点灯回路図。 直管型蛍光ランプの自重による曲り特性のグラフ。 上記実施の形態をバックライトとする液晶ディスプレイのランプサムオン／オフ調光方式の動作説明図。 本発明の第２の実施の形態の斜視図。 上記実施の形態で使用するＵ字型蛍光ランプの正面図。 上記実施の形態の点灯回路図。 本発明の第３の実施の形態の斜視図。 上記実施の形態の点灯回路図。 本発明の第４の実施の形態の斜視図。 上記実施の形態の点灯回路図。 本発明の第５の実施の形態の点灯回路図。 上記実施の形態をバックライトとする液晶ディスプレイのスキャニングオン／オフ調光方式の動作説明図。 本発明の第６の実施の形態の点灯回路図。 従来の直下型バックライト用の照明装置の斜視図。 従来のエッジ型バックライト用の照明装置の斜視図。 従来の直下型バックライト用の照明装置において、各蛍光ランプの中央部の保持構造を示す説明図。 従来のエッジ型バックライト用の照明装置において、各蛍光ランプの中央部の保持構造を示す説明図。

符号の説明

１ ガラスランプ管
２ 蛍光体膜
３ 放電媒体
４Ａ 外部電極
４Ｂ 外部電極
１５ 導光板
２０ 蛍光ランプ
２１ 筐体
２２ 端部保持部材
２３ 中央部保持部材
２６ 端部保持部材
２７ 曲り部保持部材
３１ 中央部保持部材
３３ 曲り部保持部材
２００ 蛍光ランプ
２０１ ガラスランプ管
２０２Ａ 外部電極
２０２Ｂ 外部電極

Claims (7)

1. 長尺円筒状のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両端内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を筐体内に並列に設置し、
   前記蛍光ランプ各々の軸方向中央部の内部又は外部に中央電極を設置し、
   前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、
   前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記筐体に対して保持部材にて保持したことを特徴とする照明装置。
2. Ｕ字型のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両開放端部の内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を筐体内に、各蛍光ランプの中央の曲り部を背中合わせにして対称に設置し、
   前記蛍光ランプ各々の中央の曲り部の内部又は外部に中央電極を設置し、
   前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、
   前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記筐体に対して保持部材にて保持したことを特徴とする照明装置。
3. 長尺円筒状のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両端内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプを導光板のエッジに近接対向するように設置し、
   前記蛍光ランプの軸方向中央部の内部又は外部に中央電極を設置し、
   前記蛍光ランプを放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプの中央電極と接続し、
   前記蛍光ランプの前記中央電極の部分を前記導光板のエッジに対して保持部材にて保持したことを特徴とする照明装置。
4. Ｕ字型のガラスランプ管の内壁に蛍光体膜が形成され、前記ガラスランプ管の内部に希ガス、または水銀及び希ガスが封入され、前記ガラスランプ管の両開放端部の内部又は外部それぞれに電極が設置されている蛍光ランプの複数本を導光板のエッジに近接し、かつ各蛍光ランプの中央の曲り部を背中合わせにして設置し、
   前記蛍光ランプ各々の中央の曲り部の内部又は外部に中央電極を設置し、
   前記蛍光ランプ各々を放電点灯させるための高圧電源を前記蛍光ランプ各々の中央電極と接続し、
   前記蛍光ランプ各々の前記中央電極の部分を前記導光板のエッジに対して保持部材にて保持したことを特徴とする照明装置。
5. 前記複数本の蛍光ランプ各々の中央電極を共通する高圧電源に接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
6. 前記複数本の蛍光ランプの中央電極ごとに異なる高圧電源に接続したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
7. 前記複数本の蛍光ランプのうち、曲り部分で背中合わせとなる蛍光ランプを１対とし、各対の中央電極ごとに異なる高圧電源に接続したことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。

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