JP2007294163A - Direct backlight - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶テレビ等に使用される直下型バックライトに関する。 The present invention relates to a direct type backlight used for a liquid crystal television or the like.
液晶テレビ等に使用されるバックライトの点灯方式には、導光板を用いる導光板方式、中空方式、直下型方式など様々あり、直下型方式は主に大型の表示装置に用いられている。 There are various backlight lighting methods used for liquid crystal televisions, such as a light guide plate method using a light guide plate, a hollow method, and a direct type, and the direct type is mainly used for large display devices.
直下型方式のバックライトの構成としては、実開平6−54038号公報(以下、特許文献1)に記載のように、筐体の内部にランプが複数配置されるとともに、筐体の開口部には拡散板が配置され、さらに拡散板の上には所望により拡散シート等の光学シートが配置されるのが一般的である。 As a structure of the direct type backlight, a plurality of lamps are arranged inside the casing as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-54038 (hereinafter referred to as Patent Document 1), and at the opening of the casing. In general, a diffusion plate is disposed, and an optical sheet such as a diffusion sheet is generally disposed on the diffusion plate as desired.
しかしながら、直下型のバックライトでは、ランプの直上は特に明るく、ランプ間はランプの直上と比較して暗くなりやすいために、発光面において輝度ムラが発生しやすいという課題がある。(同様の課題は、特開2004−354533号公報や特開2000−10094号公報などに記載)
上記課題に鑑み、本発明者等が試験を行なった結果、ランプの蛍光体に注目し、蛍光体によって輝度分布を変化させた蛍光ランプを用いることで、当該課題を解決することができることを見出したため提案するに至った。
However, the direct type backlight has a problem that luminance unevenness is likely to occur on the light emitting surface because the portion directly above the lamps is particularly bright and the space between the lamps tends to be darker than the portion directly above the lamps. (Similar problems are described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-354533 and 2000-10094)
In view of the above problems, as a result of tests conducted by the present inventors, it has been found that the problem can be solved by using a fluorescent lamp in which the luminance distribution is changed by the fluorescent substance by paying attention to the fluorescent substance of the lamp. So I came up with a proposal.
したがって、本発明は、均斉度の高い直下型バックライトを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a direct type backlight having a high degree of uniformity.
上記目的を達成するために、本発明の直下型バックライトは、開口部、底部および側部を有する筐体の内部に管状の蛍光ランプが複数配置された直下型バックライトにおいて、前記蛍光ランプは、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第1の発光領域と高い輝度を発生させる第2の発光領域とを有し、前記第1の発光領域を前記開口部側に向けて前記蛍光ランプを配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a direct type backlight according to the present invention is a direct type backlight in which a plurality of tubular fluorescent lamps are arranged inside a casing having an opening, a bottom, and a side part. And a first light emitting region that generates low luminance along a tube axis direction of the lamp, and a second light emitting region that generates high luminance, and the first light emitting region is directed toward the opening. A fluorescent lamp is arranged.
本発明によれば、均斉度の高い直下型バックライトを実現することができる。 According to the present invention, a direct type backlight having a high degree of uniformity can be realized.
(第1の実施の形態)
以下に、本発明の実施の形態の直下型バックライトについて図面を参照して説明する。図1は第1の実施の形態の直下型バックライトの全体図、図2は第1の実施の形態の直下型バックライトの断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a direct backlight according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a direct type backlight according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the direct type backlight according to the first embodiment.
直下型バックライトの外囲器を構成する筐体1は、フロントフレーム1aとバックフレーム1bとからなる。バックフレーム1bは、開口部1b1、底部1b2および側部1b3とからなる扁平状の筐体であり、底部1b2と側部1b3の内面には反射効率の高い反射面が、例えば反射シートを貼り付けることにより形成されている。そして、バックフレーム1bの内部には、管状の蛍光ランプ2が複数、それぞれの管軸がほぼ平行になるように配置されている。
A
図3は、第1の実施の形態の蛍光ランプの管軸方向の断面図、図4は、円周方向の断面図である。 FIG. 3 is a sectional view in the tube axis direction of the fluorescent lamp of the first embodiment, and FIG. 4 is a sectional view in the circumferential direction.
蛍光ランプ2は、軟質ガラスからなるガラス管21で構成され、断面が円形で、かつ管軸方向に細長い直管型の形状をしている。ガラス管21の両端には、ステム22a、22bが固定され、その内部にはリード線23a、23bがランプの内外に連通している。リード線23a、23bのランプ内部側の先端には、BaO、CaO、SrOを主成分とする熱電子放射物質が塗布されたタングステンコイルからなる一対の電極24a、24bが対設されている。また、ガラス管21の内部には、水銀及び1.3kPaのアルゴンガスが封入されている。そして、ガラス管21の内面には、RGB系の蛍光体をブレンドしてなる蛍光体層25が形成されている。
The
蛍光体層25は、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第1の発光領域Laと高い輝度を発生させる第2の発光領域Lbとを有するように形成されている。本実施の形態では、膜厚によってその発光領域が形成されている。詳細には、図4に示すように、第1の発光領域Laとして膜厚が厚い第1の蛍光体領域25aが形成され、その部分からガラス管21の内壁に沿って徐々に膜厚が薄くなり、第2の発光領域Lbとして膜厚が薄い第2の蛍光体領域25bが形成されている構成をしている。なお、第1の蛍光体領域25aには、最も膜厚が厚い部分(0°)が形成され、第2の蛍光体領域25bには、最も膜厚が薄い部分(180°)が形成されている。
The
図5は、第1の実施の形態の蛍光ランプの特性図であり、(a)はランプの外表面円周方向の相対輝度分布図、(b)はランプの配光特性図である。なお、図中のAは本発明のランプ、Bは従来のランプの特性をそれぞれ示している。 FIG. 5 is a characteristic diagram of the fluorescent lamp according to the first embodiment, where (a) is a relative luminance distribution diagram in the outer surface circumferential direction of the lamp, and (b) is a light distribution characteristic diagram of the lamp. In the figure, A indicates the characteristics of the lamp of the present invention, and B indicates the characteristics of the conventional lamp.
図5(a)からわかるように、膜厚および蛍光体の粒径が均一な従来の蛍光ランプでは、ガラス管の外表面から出射される光の強さは360°同じであるため、(b)のように略真円の配光特性が得られることになる。これに対し、本発明で使用する蛍光ランプでは、膜厚が厚い第1の蛍光体領域25aでは輝度が低くなり、膜厚が薄い第2の蛍光体領域25bでは輝度が高くなるため、ガラス管の外表面から出射される輝度は波状の特性となり、配光特性は卵型である。本発明で使用する蛍光ランプ2は、蛍光体層25の膜厚のみで輝度を変化させる構成であるため、遮光膜を用いた場合等と比較して光の損失は少なく、全光束は従来の蛍光ランプとほとんど変わらないという利点がある。なお、本発明で使用できるランプは、この(b)のような配光特性が代表的であるが、このような特性に限られない。
As can be seen from FIG. 5 (a), in the conventional fluorescent lamp with uniform film thickness and phosphor particle size, the intensity of the light emitted from the outer surface of the glass tube is the same 360 °, so (b The light distribution characteristic of a substantially perfect circle is obtained as shown in FIG. On the other hand, in the fluorescent lamp used in the present invention, the luminance is low in the
ここで、本発明の蛍光ランプの蛍光体層の形成方法の一例について、図6を参照して説明する。 Here, an example of the formation method of the fluorescent substance layer of the fluorescent lamp of this invention is demonstrated with reference to FIG.
まず、ガラス管21の内面全体に、(a)のように薄く蛍光体層25を形成する。そして、(b)のように膜厚を厚くしたい部分に蛍光体層を部分形成する。この(b)の工程を繰り返せば、(c)のような本実施の形態の蛍光体層25を形成することができる。また、内面全体に蛍光体層25を形成し、その一部を除去、再び全体形成、部分除去の工程を繰り返すことによっても形成可能である。
First, a
また、他の方法として、シート上に水溶性かつ粘着性の接着剤を介して所望に膜厚を変化させた蛍光体層を形成したシート状蛍光体層を作成し、水中でそのシート状蛍光体層をガラス管21に配設して接着剤を溶かしたのち、水中から取り出し、シート状蛍光体層からシートのみを剥がし、残った蛍光体層をガラス管21の内壁に形成させる方法でも、同様に本発明のような所望に厚さを変化させた蛍光ランプを作成することが可能である。また、この方法では、均一な膜厚が形成されたシート状蛍光体層を、同様に水中でガラス管21内に配設したのち、シートを剥がし、蛍光体層を内壁に形成させる際に、一部の膜厚が厚くなるように蛍光体層をオーバーラップさせて形成することによっても、膜厚が変化した蛍光ランプ2を得ることができる。
As another method, a sheet-like phosphor layer in which a phosphor layer having a desired film thickness is formed on a sheet via a water-soluble and adhesive adhesive is prepared, and the sheet-like phosphor is formed in water. After the body layer is disposed on the
そして、以上に説明したような蛍光ランプ2は、蛍光体層25の膜厚が厚い部分をバックフレーム1bの開口部1b1側、膜厚が薄い部分を底部1b2側に向けて配置されている。
The
バックフレーム1bの開口部1b1には、光学面材3として拡散板31が配置され、拡散板31上には、拡散シート32が配設されている。ここで、光学面材3としては、所望により、拡散板31の代わりに透明板を用いたり、プリズムシートや偏光シート等のシートを用いたりしてもよい。
In the opening 1b1 of the back frame 1b, a
以下に本実施の形態の一仕様を示す。 One specification of this embodiment is shown below.
バックライト:サイズ=32インチ(約700mm×約400mm)、厚さD=25mm、
蛍光ランプ2:熱陰極蛍光ランプ、使用本数=6灯、拡散板3との距離D1=6.0mm、反射面との距離D2=6.0mm、ランプピッチP=67mm
ガラス管21:内径=7.0mm、外径R=8.0mm、ランプ長=730mm、
蛍光体層25:最も厚い部分の膜厚T1=60μm、最も薄い部分の膜厚T2=10μm、平均中央粒径=3μm
光学面材3:拡散板、拡散シート
ランプ一灯あたりの電力=18W、ランプ電流=70mA
図7は、図2のバックライトの相対輝度分布図であり、図中のAは本発明のランプ、Bは従来のランプのそれぞれの相対輝度分布を示している。
Backlight: Size = 32 inches (about 700 mm × about 400 mm), thickness D = 25 mm,
Fluorescent lamp 2: hot cathode fluorescent lamp, number of lamps used = 6 lamps, distance D1 = 6.0 mm with
Glass tube 21: inner diameter = 7.0 mm, outer diameter R = 8.0 mm, lamp length = 730 mm,
Phosphor layer 25: film thickness T1 = 60 μm at the thickest part, film thickness T2 = 10 μm at the thinnest part, average median particle diameter = 3 μm
Optical surface material 3: diffusion plate, power per diffusion sheet lamp = 18 W, lamp current = 70 mA
FIG. 7 is a diagram showing the relative luminance distribution of the backlight of FIG. 2, in which A indicates the relative luminance distribution of the lamp of the present invention, and B indicates the relative luminance distribution of the conventional lamp.
この図からわかるように、相対輝度分布がほぼ均一になっていることがわかる。つまり、従来、ランプの直上で輝度が高く、ランプ間で輝度が低くなり、輝度分布が波状となっていたが、本発明では、従来の輝度分布で輝度が強い部分は抑制され、輝度が弱い部分は改善されたためこのような結果になった。 As can be seen from the figure, the relative luminance distribution is almost uniform. In other words, conventionally, the luminance is high directly above the lamps, the luminance is low between the lamps, and the luminance distribution is wavy. However, in the present invention, the portion with high luminance is suppressed in the conventional luminance distribution and the luminance is weak. The result was improved because the part was improved.
さらに本発明においては、第1、第2の蛍光体領域25a、25bで発生する輝度に合わせて、バックライトに対する蛍光ランプ2の相対的な位置関係を調節するのが、輝度分布を均一化する上でいっそう望ましい。つまり、第1の蛍光体領域25aによって得られる輝度が低すぎる(T1が厚すぎる)ときは、拡散板3までの距離D1を短くし、第2の蛍光体領域25bによって得られる輝度が低すぎる(T2が薄すぎる)ときは、反射面までの距離D2を長くするように微調整すれば、均斉度をさらに高めることができる。また、ランプピッチに関しては、ランプ間の輝度が低ければ、ランプピッチPを狭く調整すれば、均斉度をさらに高めることができる。なお、本実施の形態におけるベストモードは、蛍光体層の膜厚の比がT1:T2=3:1である場合に、バックライトの厚さ方向の関係がD1:R:D2=1:1:1.5、幅方向の関係がR:P=1:8程度である。
Furthermore, in the present invention, adjusting the relative positional relationship of the
ここで、蛍光体層の膜厚を部分的に異なるように形成した蛍光ランプの発明は、実開昭54−173584号公報に記載されている。この発明は、薄く形成された蛍光体層部分を照射側に向け、局所的に高い輝度を得ることを目的とした蛍光ランプの発明である。これに対し、本発明は、厚く形成された蛍光体層部分を照射側に向け、発光面において均一な輝度を得ようとするものであるので、上記特許文献に記載されているような蛍光ランプを通常の使用形態で単に用いた発明ではない。 Here, the invention of the fluorescent lamp formed so that the film thicknesses of the phosphor layers are partially different is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-173584. The present invention is an invention of a fluorescent lamp aimed at obtaining a high brightness locally by directing a thinly formed phosphor layer portion toward an irradiation side. On the other hand, the present invention aims to obtain a uniform luminance on the light emitting surface by directing the thick phosphor layer portion toward the irradiation side, and therefore the fluorescent lamp as described in the above patent document. It is not an invention that is simply used in a normal usage form.
なお、本実施の形態のような直径Rが8.0mmである従来の蛍光体構成の蛍光ランプ2を光源として用い、均斉度の高いバックライトを実現しようとした場合、そのバックライトの厚さDは60mm程度となる。これに対し、本発明は、拡散板3との距離を短くできる構成であるため、D=25mm程度の厚みで均斉度の高いバックライトを実現できる。つまり、本発明によれば、高い全光束が得られる大径の蛍光ランプを用いた場合でも、従来の約1/3の厚さでバックライトを実現することができる。なお、本発明で現在の直下型バックライトの光源として主流である直径Rが3.0mmの冷陰極蛍光ランプを用いてバックライトを構成する場合、従来の周方向の輝度が均一なランプで十分な均斉度を得るためには、D=25mm程度必要であるのに対し、本発明のランプではその約1/3の厚さの8mm程度の厚さで均斉度の高いバックライトを実現することができる。
When a
したがって、第1の実施の形態では、蛍光体層25の膜厚が変化するように形成されている蛍光ランプ2の膜厚が厚い第1の蛍光体領域25aを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、ランプの直上では輝度を抑え、ランプ間では輝度を改善することができる。したがって、発光面における均斉度を高めることができる。
Therefore, in the first embodiment, the
また、拡散板3までの距離D1を短くすることができるため、直下型バックライトを薄型化することができる。
Further, since the distance D1 to the
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図である。この第2の実施の形態の各部について、図4に示す第1の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a fluorescent lamp used in the direct type backlight according to the second embodiment of the present invention. About each part of this 2nd Embodiment, the part same as each part of the fluorescent lamp used for the direct type | mold backlight of 1st Embodiment shown in FIG. 4 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.
第2の実施の形態では、蛍光ランプ2の蛍光体層25の膜厚等は一定で、蛍光体の粒径のみを変化させて構成している。具体的には、拡散板3側に向けて配置される第1の蛍光体領域25aの粒径は小さく、反射面側に向けて配置される第2の蛍光体領域25bの粒径は大きく形成している(例えば、第1の蛍光体領域25aの平均中央粒径を1.5μm、第2の蛍光体領域25bの平均中央粒径を4.0μm)。このように蛍光体の粒径を変えて蛍光体層25を形成した場合、第1の蛍光体領域25aでは粒径が小さいために光の透過性が低く、第2の蛍光体領域25bでは粒径が大きいために光の透過性が高くなるため、第1の実施の形態と同様に、ランプの直上では輝度が抑えられ、ランプ間では輝度を改善することができる。
In the second embodiment, the thickness of the
したがって、第2の実施の形態では、蛍光体層25を構成する蛍光体の粒径が変化するように形成されている蛍光ランプ2の粒径が小さい第1の蛍光体領域25aを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the second embodiment, the
(第3の実施の形態)
図9は、本発明の第3の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの断面図である。この第2の実施の形態の各部について、図4に示す第1の実施の形態の直下型バックライトに用いる蛍光ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a fluorescent lamp used in the direct type backlight according to the third embodiment of the present invention. About each part of this 2nd Embodiment, the part same as each part of the fluorescent lamp used for the direct type | mold backlight of 1st Embodiment shown in FIG. 4 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.
第3の実施の形態では、蛍光ランプ2の蛍光体層25の膜厚等は一定で、蛍光体の密度のみを変化させて構成している。具体的には、拡散板3側に向けて配置される第1の蛍光体領域25aの蛍光体密度は高く、側に向けて配置される第2の蛍光体領域25bの蛍光体密度は低く形成している(例えば、第1の蛍光体領域25aの蛍光体密度を密、第2の蛍光体領域25bの蛍光体密度を疎)。このように蛍光体密度を変えて蛍光体層25を形成した場合、第2の実施の形態と同様に、透過率を変化させることができるため、ランプの直上では輝度が抑えられ、ランプ間では輝度を改善することができる。
In the third embodiment, the thickness of the
したがって、第3の実施の形態では、蛍光体層25を構成する蛍光体の密度が変化するように形成されている蛍光ランプ2の蛍光体密度が高い第1の蛍光体領域25aを発光面側に向けて配置して直下型バックライトを構成することにより、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the third embodiment, the
なお、実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。 In addition, embodiment is not necessarily restricted above, For example, you may change as follows.
蛍光ランプ2は、本発明の実施の形態で用いた熱陰極蛍光ランプの他に、冷陰極蛍光ランプ、外面電極蛍光ランプなど何れの種類のランプでも用いることができる。また、直管の他に、U字形、W字形等の様々な形状のランプを用いることができる。
In addition to the hot cathode fluorescent lamp used in the embodiment of the present invention, the
蛍光体層25の膜厚を変化させる第1の実施の形態に関し、図4のように膜厚が徐々に変化している場合に限らず、図9のように段階的に変化している場合も許容される。それは、図10のランプにおいても図4の実施形態とほぼ同様の特性を得ることができ、バックライトを構成したときに均斉度が改善されるためである。つまり、図5(b)のような、ほぼ卵型の配光特性が得られる蛍光体層25の構成であれば、どのような構成の蛍光ランプでも使用することができる。
Regarding the first embodiment in which the film thickness of the
図2の側部1b3に近接する蛍光ランプ2については、側部1b3側にも高い輝度を発生させる第2の発光領域Lbを形成するように蛍光体層25bを形成してもよい。この場合、輝度が低くなりやすいバックライトの枠部分付近の輝度を他の部分の輝度に近づけることができるため、さらに発光面における明るさを均一化することができる。
For the
1 筐体
1a フロントフレーム
1b バックフレーム
1b1 開口部
1b2 底部
2 蛍光ランプ
21 ガラス管
25 蛍光体層
25a 第1の蛍光体領域
25b 第2の蛍光体領域
3 光学面材
31 拡散板
32 拡散シート
La 第1の発光領域
Lb 第2の発光領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記蛍光ランプは、ランプの管軸方向に沿って低い輝度を発生させる第1の発光領域と高い輝度を発生させる第2の発光領域とを有し、前記第1の発光領域を前記開口部側に向けて前記蛍光ランプを配置したことを特徴とする直下型バックライト。 In a direct type backlight in which a plurality of tubular fluorescent lamps are arranged inside a housing having an opening, a bottom and sides,
The fluorescent lamp has a first light emitting region that generates low luminance along a tube axis direction of the lamp and a second light emitting region that generates high luminance, and the first light emitting region is located on the opening side. A direct type backlight characterized in that the fluorescent lamp is arranged toward the front.
2. The direct type backlight according to claim 1, wherein in the fluorescent lamp, the first phosphor region is formed with a dense phosphor density, and the second phosphor region is formed with a sparse phosphor density.
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Cited By (2)
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WO2009113199A1 (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | シャープ株式会社 | Backlight device, display device, and television receiver |
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