JP2007265652A - Backlight unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライトユニットに関する。 The present invention relates to a backlight unit.
一般に、バックライトユニットの光源を構成する平面型蛍光ランプは、対向配置した前面基板と背面基板の2枚のガラス板を貼り合わせ接着することによって面状放電容器を形成し、その面状放電容器のガラス板の間の空間を気密に保ち、放電媒体としてのガスを封入し、また前面基板と背面基板との内側面に蛍光体層を形成したものである。 In general, a flat fluorescent lamp constituting a light source of a backlight unit forms a planar discharge vessel by bonding and bonding two glass plates of a front substrate and a rear substrate facing each other, and the planar discharge vessel The space between the glass plates is kept airtight, gas as a discharge medium is sealed, and a phosphor layer is formed on the inner side surfaces of the front substrate and the rear substrate.
このような平面型蛍光ランプとして、従来、特開平11−312490号公報(特許文献1)に記載されたような構成のものが知られている。この従来の平面型蛍光ランプでは、面状放電容器の内部には補強のためのスペーサを設けていない。ところが、このような構造の面状放電容器を備えた平面型蛍光ランプの場合、放電空間が広いために一部の電極の間でのみでしか放電が生起せず、放電が集中する集中放電が起こる問題点があった。 As such a flat fluorescent lamp, one having a configuration as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-31490 (Patent Document 1) has been known. In this conventional flat fluorescent lamp, no reinforcing spacer is provided inside the planar discharge vessel. However, in the case of a flat fluorescent lamp equipped with a planar discharge vessel having such a structure, since the discharge space is wide, discharge occurs only between some electrodes, and concentrated discharge where the discharge concentrates is generated. There was a problem that occurred.
このような集中放電を回避できる平面型蛍光ランプとして、図10に示した構造のものが考えられる。この改良型の平面型蛍光ランプは、面状放電容器1の内部に多数のスペーサ5を設けて放電空間を分割し、一対の外面電極6a,6bを配置した構造であり、一対の外面電極6a,6b間に交流電圧を印加することで分割された各放電空間に放電を発生させて点灯させる。
As a flat fluorescent lamp capable of avoiding such concentrated discharge, the one shown in FIG. 10 can be considered. This improved flat fluorescent lamp has a structure in which a large number of
ところが、このような提案されているスペーサを有する平面型蛍光ランプにあっては、図10に示すように、電極6a,6b間に交流電圧を印加すると、分割された放電空間のすべてに放電路が形成されるのではなく、部分的に発光する部分放電の問題が発生することがあった。(図10で斜線を施した放電空間Aは放電路が形成され、斜線を施していない放電空間Bは放電路が形成されていないことを示している。)
このような問題点を回避する方法としては、特開平10−074482号公報(特許文献2)に記載の平面型蛍光ランプのように、その発光面に導電膜を設ける構成をとることができる。
However, in the proposed flat fluorescent lamp having a spacer, as shown in FIG. 10, when an AC voltage is applied between the
As a method for avoiding such a problem, a configuration can be adopted in which a conductive film is provided on the light emitting surface, as in a flat fluorescent lamp described in JP-A-10-074482 (Patent Document 2).
しかしながら、電極を放電容器の外面に設けた平面型蛍光ランプにあって、特許文献2のように外面電極間の発光面に導電膜を設けることは、ランプの外部での絶縁破壊を引き起こす原因となるため、構造的に難しい。また、発光面に導電膜を形成する場合、外面電極及びランプ本体と導電膜との距離が近接することになり、本来、ランプの内部に流れる電流が導電膜の方に多く漏れてしまい、それだけ電極間に放電のためにより多くの電流を流さなければならなくなるため、印加電圧の上昇や効率の低下を引き起こす原因ともなる。
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、バックライトユニットとして必須の構成要素である光学プレートに導電性を持たせることにより、面状放電容器の内部にスペーサが設けられ、外面電極が設置された平面型蛍光ランプを光源とするバックライトユニットにあって、部分放電することなくスペーサで仕切られたすべての放電空間で確実に放電し、発光面全体で均一な輝度の照明が可能なバックライトユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional technical problem, and by providing conductivity to an optical plate, which is an essential component of a backlight unit, a spacer is provided inside the planar discharge vessel. In a backlight unit having a flat fluorescent lamp provided with an outer surface electrode as a light source, it discharges reliably in all discharge spaces partitioned by spacers without partial discharge, and is uniform over the entire light emitting surface. An object of the present invention is to provide a backlight unit capable of illumination with luminance.
請求項1の発明のバックライトユニットは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、内部に放電媒体を封入し、前記前面基板と背面基板の少なくともどちらか一方の内側に蛍光体層を形成して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の面上に、前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記面状放電容器の内部、かつ前記電極に対して略直角方向に複数のスペーサを具備した平面型蛍光ランプと、前記平面型蛍光ランプの光を利用する側の面に対し、間隔をおいて配置された光学プレートとを備え、前記光学プレートの表面に導電性物質層を形成したことを特徴とするものである。 The backlight unit according to the first aspect of the present invention has a light-transmitting front substrate and a rear substrate disposed opposite to each other, encloses a discharge medium therein, and is disposed inside at least one of the front substrate and the rear substrate. Forming a phosphor layer to form a planar discharge container, and on the surface of the planar discharge container, at least a pair of electrodes are installed so as not to contact the discharge medium, the interior of the planar discharge container, and A flat fluorescent lamp provided with a plurality of spacers in a direction substantially perpendicular to the electrode; and an optical plate disposed at an interval with respect to the surface of the flat fluorescent lamp that uses light. A conductive material layer is formed on the surface of the optical plate.
請求項2の発明は、請求項1のバックライトユニットにおいて、前記光学プレートの表面の導電性物質層は、酸化インジウム・スズ、酸化亜鉛、酸化スズの少なくとも一種の酸化物を主成分とするものであることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the backlight unit of the first aspect, the conductive material layer on the surface of the optical plate is mainly composed of at least one oxide of indium tin oxide, zinc oxide, and tin oxide. It is characterized by being.
請求項3の発明は、請求項1又は2のバックライトユニットにおいて、前記光学プレートは、透明なガラス板又は光拡散板から成ることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the backlight unit of the first or second aspect, the optical plate is made of a transparent glass plate or a light diffusion plate.
本発明によれば、電極に交流を印加して放電点灯される平面型蛍光ランプと光学プレートの間に間隔があるので、導電性の光学プレートへの漏れ電流、すなわち、発光効率の低下を抑え、かつ、部分放電の発生を防止でき、面状放電容器の全体で均一に放電発光させることができる。また、平面型蛍光ランプの発光面側に間隔をおいて設置される光学プレートを導電性にしたことで、ランプが大面積化しても導電性の光学プレートによって始動補助効果が得られ、良好な始動性が得られると共に、ランプから発生するノイズを導電性物質層を形成した光学プレートによって除去でき、当該バックライトユニットが組み込まれる液晶ディスプレイその他の機器へのノイズの悪影響を防止できる。 According to the present invention, since there is a gap between the flat fluorescent lamp that is discharged by applying alternating current to the electrode and the optical plate, leakage current to the conductive optical plate, that is, reduction in luminous efficiency is suppressed. And generation | occurrence | production of partial discharge can be prevented and discharge light emission can be made uniformly in the whole planar discharge vessel. In addition, since the optical plate installed at a distance on the light emitting surface side of the flat fluorescent lamp is made conductive, even if the lamp has a large area, the conductive optical plate can provide a starting assist effect and is good. Startability can be obtained, noise generated from the lamp can be removed by the optical plate on which the conductive material layer is formed, and adverse effects of noise on the liquid crystal display and other devices in which the backlight unit is incorporated can be prevented.
また本発明によれば、平面型蛍光ランプからは独立した光学プレートに導電性物質層を形成して導電性としているので、平面型蛍光ランプの放電点灯によるランプの発熱や紫外線劣化等による影響を受けにくく、導電性の特性劣化などが発生せず膜寿命が長くなり、同時に、製造工程において平面型蛍光ランプの製造とは別に光学プレートに対して導電性物質層を形成することができるので、その導電性物質層を均一な膜に仕上げることが製造上容易であり、その上、平面型蛍光ランプの発光面に直接に導電膜を形成する場合には必要であった導電膜成膜のために熱負荷を平面型蛍光ランプにかけることがない利点もある。 In addition, according to the present invention, the conductive material layer is formed on the optical plate independent from the flat fluorescent lamp to make it conductive. It is difficult to receive, and the lifetime of the film is prolonged without causing deterioration of the conductive properties, etc., and at the same time, a conductive material layer can be formed on the optical plate separately from the production of the flat fluorescent lamp in the production process. Finishing the conductive material layer into a uniform film is easy in manufacturing, and in addition, it is necessary for forming a conductive film that is necessary when forming a conductive film directly on the light emitting surface of a flat fluorescent lamp. There is also an advantage that no heat load is applied to the flat fluorescent lamp.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は、本発の1つの実施の形態のバックライトユニットを示している。本実施の形態のバックライトユニット10は、平面型蛍光ランプ11とその発光面側に間隔をおいて設置された光学プレート12から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a backlight unit according to one embodiment of the present invention. The
図2〜図4に詳しいように、平面型蛍光ランプ11は、透光性のガラス板から構成される前面基板13と、側壁14とスペーサ15とを一体的に形成した背面基板16を略一定の間隔で対向させて配置し、周辺部をブリットガラス17で封着した構造の面状放電容器18を主な構成要素としている。そしてこの面状放電容器18の内部に、放電媒体として、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムの内の1つを単独もしくは2種類以上を混合して、数kPaから数100kPaの封入圧力で封入している。封入ガスの一例としては、水銀蒸気とアルゴンとネオンの混合気体であり、ネオンとアルゴンガスの比率は、発光効率及びランプの低電圧始動を優先させる場合は50:50〜99:1とネオンの配合比を多くした構成とし、発光の立ち上がり速度を優先させる場合は1:99から50:50とアルゴン配合比を多くした構成を採る。ガス圧力に関しては、1Torrから700Torrの範囲であり、好ましくは、低電圧始動性、発光効率、寿命の観点から、20〜100Torrの範囲に設定される。
As shown in detail in FIGS. 2 to 4, the flat
前面基板13の外面には、放電容器18の端部に沿って、高圧電圧を印加する外面電極19aと低圧電圧を印加する外面電極19bとが、放電媒体と接触しないように配置してある。本実施の形態の場合、外面電極19a,19bと放電容器18の内部の放電媒体との遮断は、前面基板13自身で行っている。しかしながら、この外面電極19a,19bと放電容器18の内部の放電媒体との遮断は、誘電体層を介在させることによって行ってもよい。また本実施の形態では、両方の電極19a,19bを放電容器18の内部の放電媒体と遮断する構成にしているが、一方の電極を内部電極とし、他方の電極だけを放電媒体と遮断するような構成でも構わない。また、本実施の形態では、外面電極19a,19bは前面基板13にのみ設けているが、外面電極を背面基板16の外面にのみに形成する構成や、前面基板13と背面基板16との両方の外面に形成する構成、前面基板13、背面基板16及び前面基板13と背面基板16を接合する側面にも形成する構成を採ることもできる。
On the outer surface of the
外面電極19a,19bの形成方法のとしては、アルミニウム材のような導電性テープを導電性接着剤を介して放電容器18上に形成する方法、銀のような金属粉と溶剤をバインダーに混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷、ディスペンサー塗布又は浸漬により放電容器18の表面に塗布した後、乾燥、焼成を行って形成する方法、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン又は銀を少なくとも1種以上含む半田を加熱溶融したものを、例えば超音波振動を加えながらディスペンサーや浸漬により放電容器18の表面に塗布する方法などが採ることができる。尚、電極層と放電容器18との接着性を高めるために、外面電極19a,19bが形成される位置の放電容器18の表面を、例えばサンドブラスト処理で凹凸化する方法を採ることができる。
As a method for forming the
背面基板16に一体的に形成された細長状のスペーサ15は、所定の間隔で配置されており、前面基板13と背面基板16との間隔を一定に保つとともに、放電容器18の内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止する。また、スペーサ15は、電極19a,19bに対して垂直方向に配置されており、電極19a,19b間を複数の放電領域に分割している。スペーサ15の形状は、図3、図4に示した断面台形状以外に、図5(a)に示すように波型形状、図5(b)に示すように半楕円形状など任意形状をとることができる。また、図5(c)に示すように、前面基板13と背面基板16aとを共に平板形状とし、スペーサ15aを別個に設けた構成とすることもできる。また、本実施の形態では、背面基板16を熱加工してスペーサ15と一体的に形成しているが、図5(d)、図5(e)に示すように前面基板13aを熱加工して平板の背面基板16aと張り合わせる構成や、図5(f)に示すように前面基板13bと背面基板16bを共に熱加工して張り合わせる構成を採ることもできる。
The
面状放電容器18内でスペーサ15によって分割された放電空間20各々の大きさは、要求されるランプの始動電圧・管電圧及び光量に応じて設定され、例えば、放電空間の幅Wが0.5mm〜30mmの範囲で、放電空間20の高さHが0.5mm〜6mmの範囲で設定される。放電空間の幅Wと高さHの比は、1.5:1〜10:1の範囲、好ましくは2:1〜5:1の範囲に設定される。また、本実施の形態では、各放電空間20の断面積を全て同一にした場合を図示しているが、場所によって放電空間20の断面積を異なる構成とすることも可能である。
The size of each discharge
面状放電容器18内で、前面基板13、背面基板16、スペーサ15の内側にはそれぞれ蛍光体層21が形成されている。この蛍光体層21は、放電によって放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。蛍光体層21は、一般照明、冷陰極蛍光ランプ、PDPに使用される蛍光体が用いられ、単独で又は発光色の異なる数種類の蛍光体が混合して塗布されている。尚、異なる発光色の蛍光体を個別に縞状に又はドット状に塗布して蛍光体層21を構成することもできる。
A
光を取り出す側、すなわち発光面側の前面基板13の蛍光体層21は、背面基板16側の蛍光体層21からの光を損失なく透過させるために、例えば、平均粒径(1次粒子径)が約2.5μm以上の蛍光体粒子を、厚さ5μm〜15μmと薄く形成する。一方、光を取り出さない背面基板16側の蛍光体層21は、光を前面基板13側に多く導くために、例えば、平均粒径が約2.5μm以下の蛍光体粒子を厚さ30μm〜100μmと厚く形成して、反射輝度を高める構成にしている。また、図示していないが、外面電極19a,19bが形成されている前面基板13において、外面電極19a,19bが形成される位置の基板内側に蛍光体層21がある場合、蛍光体層21が放電によりスパッタリングされてガスの消耗速度を速めることから、外面電極19a,19bが設けられる位置の基板内側には蛍光体層21を設けない構成が一般的である。この背面基板16と蛍光体層21との間には、微粒子の金属酸化物の反射層を形成することもできる。また、前面基板13及び背面基板16と蛍光体層21との間に、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどの金属酸化物の層を形成し、水銀がガラス表面に移動するのを防止したり、放電によって発生する紫外線を吸収したりすることも可能である。尚、本実施の形態における平面型蛍光ランプ11では、両方のガラス基板13,16の内面に蛍光体層21を設けているが、どちらか一方の蛍光体層を省略する構成にすることもできる。
In order to transmit light from the
図1に示した本実施の形態のバックライトユニット10は、上記構成の平面型蛍光ランプ11を光源として収容する。バックライトユニット10の筐体は、フロントフレーム31aとバックフレーム31bから構成される。平面型蛍光ランプ11は、バックライトユニット10のバックケース31bの底面から0.1mm〜5mm離間して配置されており、固定用部材32a,32bで固定されている。平面型蛍光ランプ11の発光均一性をさらに向上させるために、平面型蛍光ランプ11の発光面である前面基板13側には約0.1mm〜30mm、好ましくは0.5mm〜15mmの間隔をおいて透過率が40%以上で光拡散機能を有する光学プレート12が配置されている。尚、発光均一性や輝度をさらに向上させる必要がある場合は、光学プレート12の上面側に、拡散シート、集光シート、偏光反射シートが配置される。
The
図6に光学プレート12の断面の拡大図を示す。光学プレート12のランプ側の面に導電性物質層33を形成してある。尚、図7(a)に示すように光学プレート12の発光面側の面にのみ導電性物質層33を形成し、図7(b)に示すように光学プレート12の表裏両面に導電性物質層33形成したものを使用することができる。また、上記の導電性物質層33を厚み1μm〜1000μm、好ましくは3μm〜70μmのフィルム34に形成し、図8(a)、図8(b)に示すようにフィルム34を光学プレート12に搭載するか、又は貼り付ける構成とすることも可能である。
FIG. 6 shows an enlarged view of a cross section of the
導電性物質層33は、酸化インジウム・スズ(ITO)、酸化亜鉛、酸化スズの少なくとも一種の酸化物を主成分とするものであり、例えば、酸化インジウムにスズを添加した材料、酸化亜鉛に酸化アルミニウムや酸化ガリウムを添加した材料、酸化スズに酸化アンチモンやフッ素をドープしたものを用い、これらの材料を光学プレート12上に、例えば、スプレー法、スパッタリング法、真空蒸着法、ゾルゲル法、クラスタービーム法、PLD法で形成することができる。すなわち、導電性物質層33は、ランプとは別の工程で形成するため、形成が容易でかつ均一に導電性物質層33を形成しやすいとともに、導電性物質層33の形成工程時にも、ランプに余計な熱的負荷をかけなくても済むので有利である。
The
光学プレート12には、導電性物質層33の物質の成形温度に応じて、従来から用いられている樹脂製のものや、ガラス製のものを選択することができる。光学プレート12の光透過率は、約40%以上のものが好ましい。導電性物質層33は、導電膜での光損失を低減させるために透過率60%以上で透明に形成してよい。あるいは、ランプ11の発光ムラを低減するために光拡散機能を有するように粒子状に形成してもよい。また、導電性物質層33は電気的に接地することが好ましいが、接地しない構成にすることも可能である。
As the
以上の構成のバックライトユニット10は、液晶パネルに対して背面から照明するように使用するが、上述したように平面型蛍光ランプ11からの光を透過又は拡散させる目的で当該ランプ11の発光面側に間隔をおいて設置した光学プレート12に導電性物質層33を形成したことにより、この導電性物質層33がランプ11の近接導体として機能し、放電空間部の始動電圧を低減することができ、ランプ11の始動性が改善されることによって外面電極19a,19bの部分での放電回り込み現象が改善され、図9に示すようにスペーサ15で分割された多数の放電空間20のすべてにおいて放電路20Aを形成することができる。加えて、光学プレート12に設けた導電性物質層33がランプ11から発生するノイズを遮断することができ、その結果として、バックライトユニット10の発光面からのノイズの放出を抑制できる。
The
10 バックライトユニット
11 平面型蛍光ランプ
12 光学プレート
13 前面基板
15 スペーサ
16 背面基板
18 面状放電容器
19a,19b 外面電極
20 放電空間
21 蛍光体層
33 導電性物質層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記平面型蛍光ランプの光を利用する側の面に対し、間隔をおいて配置された光学プレートとを備え、
前記光学プレートの表面に導電性物質層を形成したことを特徴とするバックライトユニット。 A translucent front substrate and a rear substrate are arranged to face each other, a discharge medium is sealed inside, and a phosphor layer is formed inside at least one of the front substrate and the rear substrate to form a planar discharge vessel And at least a pair of electrodes are installed on the surface of the planar discharge vessel so as not to contact the discharge medium, and a plurality of electrodes are disposed inside the planar discharge vessel and substantially perpendicular to the electrodes. A flat fluorescent lamp provided with a spacer;
An optical plate disposed at an interval with respect to the surface on the side of utilizing the light of the flat fluorescent lamp,
A backlight unit comprising a conductive material layer formed on a surface of the optical plate.
The backlight unit according to claim 1, wherein the optical plate is made of a transparent glass plate or a light diffusion plate.
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