JP2008292581A - Backlight for direct type liquid crystal display - Google Patents

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Shiro Otake
史郎 大竹
Takeshi Arakawa
剛 荒川
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Panasonic Corp
Panasonic Electric Works Co Ltd
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Panasonic Corp
Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight with which unevenness of brightness on a picture is suppressed. <P>SOLUTION: The backlight 100 for direct type liquid crystal display comprises fluorescent lamps 10 and a housing 20. The number of the fluorescent lamps 10 is an odd number of three or more and, among the number (m) of the fluorescent lamps, length (h) of picture longitudinal direction, length (L) of inner circumference of a valve 12 and depth (d) of the housing, the following relations (1), (2) are established. the odd numbers of fluorescent lamps 10 are arrayed in an equal interval (p) and the central fluorescent lamp 10 among the odd numbers of fluorescent lamps are located on the position of h/2 which is the central position in the screen longitudinal direction. Therein, the relations (1), (2) are presented as follow: m≤15.1h/(28.4d+4L) (1), m≥15.1h/(28.4d+19L) (2). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、直下型液晶ディスプレイ用バックライトに関する。   The present invention relates to a backlight for a direct type liquid crystal display.

現在、液晶ディスプレイのバックライトの光源としては、冷陰極蛍光ランプが主に採用されている。冷陰極蛍光ランプは、細径化に適しているので、薄型化が要求されるバックライトの光源として用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−116704号公報
Currently, cold cathode fluorescent lamps are mainly used as the light source of the backlight of the liquid crystal display. Since the cold cathode fluorescent lamp is suitable for reducing the diameter, it is used as a light source for a backlight that is required to be thin (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-116704 A

近年、液晶ディスプレイの大画面化が進んでおり、これに伴ってバックライトも大型化してきている。このバックライトの大型化により、光源として冷陰極蛍光ランプを用いると、点灯回路が複雑になるとともに、使用するランプ本数の増加により、消費電力が高くなることが危惧されている。
さらに説明すると、冷陰極蛍光ランプは、他のランプと比べて駆動に必要な電圧(駆動電圧)が大きく、高圧な電源を用いることが必要である。特に、画面サイズが32インチ以上のような大画面の液晶ディスプレイが最近登場しているため、ランプ長はより長くなり、その分、駆動電圧はさらに高圧化する傾向が強くなっている。
In recent years, the screen of liquid crystal displays has been increased, and the backlight has also increased in size. When the cold cathode fluorescent lamp is used as a light source due to the increase in the size of the backlight, the lighting circuit becomes complicated and there is a concern that the power consumption increases due to an increase in the number of lamps used.
More specifically, a cold cathode fluorescent lamp requires a higher voltage (drive voltage) for driving than other lamps, and it is necessary to use a high-voltage power supply. In particular, since a large-screen liquid crystal display having a screen size of 32 inches or more has recently appeared, the lamp length becomes longer, and the drive voltage tends to be further increased accordingly.

また、冷陰極蛍光ランプは、1本当たりに投入する電力が小さいため、画面輝度を確保するためには本数を多くする必要があり、それゆえに、部品コストが増大するとともに、組み立て工数がかかるという問題が顕在化する可能性が高い。
そのような中、冷陰極蛍光ランプよりも高効率・高出力である熱陰極蛍光ランプをバックライトの光源として採用することが検討され始めている。熱陰極蛍光ランプを採用することで、上述した特長により、消費電力を抑えるとともに、ランプ本数を削減することで、点灯回路の簡素化・部品コストダウン・組み立て工数削減が期待できる。
In addition, since cold cathode fluorescent lamps require a small amount of electric power to be supplied per lamp, it is necessary to increase the number of lamps in order to ensure screen brightness. Therefore, the cost of parts increases and the number of assembly steps increases. There is a high possibility that the problem will become apparent.
Under such circumstances, it has begun to consider adopting a hot cathode fluorescent lamp having higher efficiency and higher output than a cold cathode fluorescent lamp as a light source of a backlight. By adopting a hot cathode fluorescent lamp, it is possible to reduce power consumption and reduce the number of lamps due to the above-mentioned features, and it can be expected that the lighting circuit can be simplified, parts costs can be reduced, and assembly man-hours can be reduced.

本願発明者は、液晶ディスプレイの大画面化に伴って益々顕在化してくるバックライトの問題を、現在主流の冷陰極蛍光ランプの改良により解決するのではなく、熱陰極蛍光ランプを用いることによって解決することを試みている。
本願発明者の検討によると、熱陰極蛍光ランプを用いたバックライトは、確かに、冷陰極蛍光ランプと比較してランプ本数を減らすことができるが、それでも、ランプ本数を減らすと、デメリットが顕在化してくることがわかった。つまり、バックライト内のランプ本数が少ないと、画面の輝度ムラが酷くなり、液晶ディスプレイ用のバックライトとしての使用が不可となってしまう。特に、画面中央付近の輝度ムラおよび輝度低下は、直ちに画像の品質劣化に繋がるため、即、不適となることがわかった。
The present inventor solves the problem of the backlight which becomes more and more apparent with the enlargement of the screen of the liquid crystal display by using a hot cathode fluorescent lamp instead of solving the current mainstream cold cathode fluorescent lamp. Trying to do.
According to the inventor's study, a backlight using a hot cathode fluorescent lamp can certainly reduce the number of lamps compared to a cold cathode fluorescent lamp, but there are still disadvantages when the number of lamps is reduced. I knew it would turn. That is, if the number of lamps in the backlight is small, the luminance unevenness of the screen becomes severe and the use as a backlight for a liquid crystal display becomes impossible. In particular, it has been found that luminance unevenness and luminance reduction near the center of the screen are immediately unsuitable because they immediately lead to image quality degradation.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、低本数の光源を用いたバックライトにおいて、輝度ムラを抑制することにある。   The present invention has been made in view of such points, and its main object is to suppress luminance unevenness in a backlight using a low number of light sources.

本発明に係るバックライトは、蛍光ランプと、前記蛍光ランプを収納する筐体とを備えた、直下型液晶ディスプレイ用バックライトであり、前記筐体に収納される前記蛍光ランプの本数は、3以上の奇数本であり、前記蛍光ランプは、略直線状のバルブと、前記バルブの内周に形成された蛍光体層とから構成されており、前記蛍光ランプの本数m、画面縦方向長さh、前記バルブの長手方向に対して垂直な断面における内周の長さL、および、前記筐体の深さdの間に、下式1および2の関係が成立し、
m≦15.1h/(28.4d+4L) ・・・(式1)
m≧15.1h/(28.4d+19L) ・・・(式2)
ここで、前記奇数本の蛍光ランプは、それぞれ、均等の間隔で配列されており、且つ、前記奇数本のうちの中央の蛍光ランプは、画面縦方向の中心位置であるh/2の位置に配置されている。
The backlight according to the present invention is a backlight for a direct liquid crystal display including a fluorescent lamp and a casing for storing the fluorescent lamp. The number of the fluorescent lamps stored in the casing is 3 The number of the fluorescent lamps is an odd number, and the fluorescent lamp is composed of a substantially linear bulb and a phosphor layer formed on the inner periphery of the bulb. h, the relationship of the following formulas 1 and 2 is established between the inner circumferential length L in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bulb and the depth d of the casing:
m ≦ 15.1h / (28.4d + 4L) (Formula 1)
m ≧ 15.1h / (28.4d + 19L) (Formula 2)
Here, the odd-numbered fluorescent lamps are arranged at equal intervals, and the center fluorescent lamp of the odd-numbered fluorescent lamps is located at the position h / 2 which is the center position in the vertical direction of the screen. Has been placed.

ある好適な実施形態において、前記蛍光ランプは、熱陰極蛍光ランプであり、前記熱陰極蛍光ランプは、熱電子を放出するフィラメントを前記バルブ内に有している。
ある好適な実施形態において、前記バルブの断面は、円形である。
前記バルブの断面は、略楕円形であってもよい。
ある好適な実施形態において、前記バックライトは、画面サイズ32インチ以上65インチ以下の直下型液晶ディスプレイ用バックライトである。
In a preferred embodiment, the fluorescent lamp is a hot cathode fluorescent lamp, and the hot cathode fluorescent lamp has a filament that emits thermoelectrons in the bulb.
In a preferred embodiment, the valve has a circular cross section.
The cross section of the bulb may be substantially elliptical.
In a preferred embodiment, the backlight is a direct liquid crystal display backlight having a screen size of 32 inches to 65 inches.

本発明によれば、筐体に収納される蛍光ランプの本数が3以上の奇数本であり、奇数本の蛍光ランプは均等の間隔で配列され、そのうちの中央の蛍光ランプが画面縦方向の中心位置に配置されており、蛍光ランプの本数m、画面縦方向長さh、バルブ断面における内周の長さL、および、筐体の深さdの間に、式1および2の関係を成立させることにより、輝度ムラを抑制することができる。また、輝度ムラを抑制しつつ、低本数でのバックライトを実現することができるので、バックライトにおける光源部材のコスト削減を行うことができる。   According to the present invention, the number of fluorescent lamps housed in the casing is an odd number of 3 or more, and the odd number of fluorescent lamps are arranged at equal intervals, and the central fluorescent lamp is the center in the vertical direction of the screen. The relationship of Equations 1 and 2 is established among the number m of fluorescent lamps, the length h in the vertical direction of the screen, the length L of the inner circumference in the bulb cross section, and the depth d of the housing. By doing so, luminance unevenness can be suppressed. In addition, since it is possible to realize a low number of backlights while suppressing luminance unevenness, the cost of the light source member in the backlight can be reduced.

本願発明者は、大画面化が益々加速する液晶ディスプレイ用のバックライトに好適なものは、現在主流の冷陰極蛍光ランプ(CCFL)を用いたものでなく、冷陰極蛍光ランプと比べて1本あたりに大出力の電力を投入できる熱陰極蛍光ランプ(HCFL)を用いたものに移行すると考え、研究開発を行っていた。そのように移行すると考えた理由は、熱陰極蛍光ランプの「大出力」という特徴を生かすことで、液晶テレビにおけるコントラスト比を大きくすることができ、動画を含めた高画質化が可能となるとともに、冷陰極蛍光ランプに比べ、バックライトとして使用するランプの本数が大幅に削減でき、コストダウンが可能であるからである。このような開発の中、本願発明者は、冷陰極蛍光ランプと比較して本数を低減できる熱陰極蛍光ランプにおいてコストアップなく輝度ムラを抑制するにはどうすればよいか種々の検討を加えて、従来の発想とは異なる手法を用いて輝度ムラ抑制を実現し、本発明に至った。   The inventor of the present application does not use the current mainstream cold cathode fluorescent lamp (CCFL), but one that is suitable for a backlight for a liquid crystal display whose screen size is increasingly accelerated. R & D was undertaken in the light of a shift to a hot-cathode fluorescent lamp (HCFL) capable of supplying high output power. The reason for this transition is that the contrast ratio of LCD TVs can be increased by taking advantage of the “high output” feature of hot cathode fluorescent lamps, enabling high image quality including moving images. This is because the number of lamps used as the backlight can be greatly reduced and the cost can be reduced as compared with the cold cathode fluorescent lamp. In such development, the present inventor has made various studies on how to suppress luminance unevenness without increasing the cost in a hot cathode fluorescent lamp capable of reducing the number compared with a cold cathode fluorescent lamp. The present invention achieved the present invention by suppressing luminance unevenness using a method different from the above idea.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
図1は、本発明の実施形態に係るバックライト100の構成を模式的に示している。図1(a)は、本実施形態のバックライト100の概略を示す上面図であり、図1(b)及び(c)は、図1(a)に対応した概略断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
FIG. 1 schematically shows a configuration of a backlight 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a top view schematically showing the backlight 100 of the present embodiment, and FIGS. 1B and 1C are schematic cross-sectional views corresponding to FIG.

本実施形態のバックライト100は、蛍光ランプ10と、蛍光ランプ10を収納する筐体20とを備えた直下型液晶ディスプレイ用バックライトである。そして、本実施形態の構成では、筐体20に収納される蛍光ランプ10の本数は、3以上の奇数本であることが特徴の一つである。
図1に示した例では、3本の蛍光ランプ10が筐体20に収納されている。図1に示した奇数本(3本)の蛍光ランプ10は、それぞれ、均等の間隔(p)で配列されており、かつ、奇数本のうちの中央の蛍光ランプ10は、画面縦方向長さをhとしたときに、画面縦方向の中心位置であるh/2の位置に配置されている。
The backlight 100 of this embodiment is a direct-type liquid crystal display backlight including a fluorescent lamp 10 and a housing 20 that houses the fluorescent lamp 10. And in the structure of this embodiment, the number of the fluorescent lamps 10 accommodated in the housing | casing 20 is one of the characteristics that it is an odd number of 3 or more.
In the example shown in FIG. 1, three fluorescent lamps 10 are accommodated in the housing 20. The odd-numbered (three) fluorescent lamps 10 shown in FIG. 1 are arranged at equal intervals (p), and the center fluorescent lamp 10 of the odd-numbered fluorescent lamps 10 has a length in the vertical direction of the screen. Is set at h / 2, which is the center position in the vertical direction of the screen.

蛍光ランプ10は、略直線状のバルブ12と、バルブ12の内周に形成された蛍光体層(不図示)とから構成されている。本実施形態における蛍光ランプ10は、熱陰極蛍光ランプである。熱陰極蛍光ランプ10は、熱電子を放出するフィラメント(不図示)をバルブ12内に有している。熱陰極蛍光ランプ10の構成の詳細は後述する。
蛍光ランプ10を収納する筐体20には、開口部20aが形成されており、その開口部20aには、光学シート30が配置される。なお、光学シート30の上方(矢印40の方向)には、液晶ディスプレイパネルが配置される。なお、液晶ディスプレイパネルが配置される方向をスクリーン方向40と称してもよく、換言すると、面状光源としてのバックライト100の光が向かうべき方向(液晶ディスプレイパネルが存在する方向)がスクリーン方向40となる。
The fluorescent lamp 10 includes a substantially linear bulb 12 and a phosphor layer (not shown) formed on the inner periphery of the bulb 12. The fluorescent lamp 10 in the present embodiment is a hot cathode fluorescent lamp. The hot cathode fluorescent lamp 10 has a filament (not shown) that emits thermoelectrons in the bulb 12. Details of the configuration of the hot cathode fluorescent lamp 10 will be described later.
An opening 20a is formed in the housing 20 that houses the fluorescent lamp 10, and the optical sheet 30 is disposed in the opening 20a. A liquid crystal display panel is disposed above the optical sheet 30 (in the direction of the arrow 40). The direction in which the liquid crystal display panel is arranged may be referred to as the screen direction 40. In other words, the direction in which the light of the backlight 100 as the planar light source should go (the direction in which the liquid crystal display panel exists) is the screen direction 40. It becomes.

光学シート(または、光学フィルム)30は、複数の層が積層されて構成されており、例えば、拡散シート、レンズシート、偏光シートからなる。光学シート30と対向する面には、筐体20の主面(ここでは底面)20bが位置している。この筐体20の主面(底面)20bは、反射板として機能し、蛍光ランプ10から放射された光をスクリーン方向40に向ける働きを持っている。具体的には、蛍光ランプ10から放射された光が、筐体20の主面(底面)20bへ向かってもその光は反射されて、光学シート30を通って液晶ディスプレイパネルの方に向かっていく。   The optical sheet (or optical film) 30 is configured by laminating a plurality of layers, and includes, for example, a diffusion sheet, a lens sheet, and a polarizing sheet. The main surface (here, the bottom surface) 20 b of the housing 20 is located on the surface facing the optical sheet 30. The main surface (bottom surface) 20 b of the housing 20 functions as a reflector, and has a function of directing light emitted from the fluorescent lamp 10 in the screen direction 40. Specifically, the light radiated from the fluorescent lamp 10 is reflected toward the main surface (bottom surface) 20b of the housing 20 and passes through the optical sheet 30 toward the liquid crystal display panel. Go.

図1では、3本の蛍光ランプ10が筐体20に収納された例を示したが、図2では、5本(奇数本)の蛍光ランプ10が筐体20に収納された例を示している。図1(a)から(c)と同様に、図2(a)は、本実施形態のバックライト100の概略を示す上面図であり、図2(b)及び(c)は、図2(a)に対応した概略断面図である。
図3(a)に、蛍光ランプ10のバルブ12の断面構成、より詳細には、バルブの長手方向50に対して垂直な断面を模式的に示す。本実施形態のバルブ12は、内面12aと外面12bとを有するガラス管からなり、バルブ12の内面12aには蛍光体層19が形成されている。図3(a)に示したバルブ12の断面は、円形である。ここで、図3(b)に示すように、バルブ断面の内周(内面12aを基準にした周囲長さ)を「L」と表す。バルブ12の内面12aに蛍光体層19が形成されていることからわかるように、このバルブ断面の内周Lは、発光部の長さ(内円周)を意味している。
In FIG. 1, an example in which three fluorescent lamps 10 are accommodated in the casing 20 is shown, but in FIG. 2, an example in which five (odd number) fluorescent lamps 10 are accommodated in the casing 20 is shown. Yes. As in FIGS. 1A to 1C, FIG. 2A is a top view schematically showing the backlight 100 of the present embodiment, and FIGS. 2B and 2C are FIGS. It is a schematic sectional drawing corresponding to a).
FIG. 3A schematically shows a cross-sectional configuration of the bulb 12 of the fluorescent lamp 10, more specifically, a cross section perpendicular to the longitudinal direction 50 of the bulb. The bulb 12 of the present embodiment is made of a glass tube having an inner surface 12a and an outer surface 12b, and a phosphor layer 19 is formed on the inner surface 12a of the bulb 12. The cross section of the valve 12 shown in FIG. Here, as shown in FIG. 3B, the inner periphery (peripheral length with respect to the inner surface 12a) of the valve cross section is represented as “L”. As can be seen from the fact that the phosphor layer 19 is formed on the inner surface 12a of the bulb 12, the inner circumference L of the bulb cross section means the length of the light emitting portion (inner circumference).

なお、図1から図3に示した蛍光ランプ10では、断面が円形のバルブ12のものを示したが、図4に示すように、バルブ12の断面は円形に限らず略楕円形(楕円形、長円、扁平形状などの形状)のものであってもよい。その場合も、バルブ12の断面の内周(内面12aを基準にした周囲長さ)を「L」として表す。
本実施形態のバックライト100では、蛍光ランプの本数m、画面縦方向長さh、バルブ12の内周長さL、および、筐体の深さdの間に、下式1および2の関係が成立する。
The fluorescent lamp 10 shown in FIGS. 1 to 3 shows a bulb 12 having a circular cross section, but as shown in FIG. 4, the cross section of the bulb 12 is not limited to a circle but is substantially oval (elliptical). , A shape such as an ellipse or a flat shape). Also in this case, the inner periphery (peripheral length based on the inner surface 12a) of the cross section of the valve 12 is expressed as “L”.
In the backlight 100 of the present embodiment, the relationship of the following formulas 1 and 2 among the number m of fluorescent lamps, the length h in the vertical direction of the screen, the inner peripheral length L of the bulb 12, and the depth d of the housing. Is established.

m≦15.1h/(28.4d+4L) ・・・(式1)
m≧15.1h/(28.4d+19L) ・・・(式2)
なお、筐体20の深さdは、光学シート30の底面から、筐体20の底面20bまでの間の距離である。ピッチpは、隣接する2本のバルブ12の中心間の距離である。画面縦方向長さhは、バルブの長手方向50に垂直な方向の画像表示領域の長さである。上記式(1)および(2)の技術的意義については後述する。
m ≦ 15.1h / (28.4d + 4L) (Formula 1)
m ≧ 15.1h / (28.4d + 19L) (Formula 2)
The depth d of the housing 20 is a distance from the bottom surface of the optical sheet 30 to the bottom surface 20b of the housing 20. The pitch p is a distance between the centers of two adjacent valves 12. The screen vertical length h is the length of the image display area in the direction perpendicular to the longitudinal direction 50 of the bulb. The technical significance of the above formulas (1) and (2) will be described later.

次に、図5を参照しながら、本発明の実施形態に係るバックライト100に搭載される熱陰極蛍光ランプ10について説明する。図5は、本実施形態の熱陰極蛍光ランプ10の断面構成を模式的に示している。
本実施形態の熱陰極蛍光ランプ10は、バックライト用として用いられるので、長寿命のものが使用される。好ましくは、熱陰極蛍光ランプ10は、公称寿命1.2万時間以上のランプであり、さらに好ましくは、公称寿命2万時間以上、または、3万時間以上のランプである。なお、ディスプレイとして従来から広く普及しているCRT装置の寿命は、約20000時間であるので、それ以上の寿命があるランプであることが望まれる。
Next, the hot cathode fluorescent lamp 10 mounted on the backlight 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows a cross-sectional configuration of the hot cathode fluorescent lamp 10 of the present embodiment.
Since the hot cathode fluorescent lamp 10 of the present embodiment is used for a backlight, a long-life lamp is used. Preferably, the hot cathode fluorescent lamp 10 is a lamp having a nominal life of 12,000 hours or more, more preferably a lamp having a nominal life of 20,000 hours or more, or 30,000 hours or more. Since the lifetime of a CRT device that has been widely used as a display is about 20000 hours, it is desirable that the lamp has a longer lifetime.

寿命の定義としては大きく2つの要素があり、1つはランプの明るさの減退率(いわゆる輝度維持率)と不点灯である。バックライトとしての使用を想定すると、熱陰極蛍光ランプの寿命が律則するのは電極フィラメントに形成された熱電子放射性物質(エミッタ)の枯渇による不点灯である。寿命を推定するには、複数のランプを所定の点灯条件(ランプの定格電流における連続点灯試験)のライフ試験に掛け、ある一定時間(例えば、100時間、500時間、1000時間、2000時間、5000時間)点灯後のランプを順次破壊、または、非破壊によりエミッタの残存量を随時測定し、初期からの消耗量(消耗速度)を測定する。これらの結果を基に、点灯経過時間とエミッタ消耗量(または、エミッタ残存量)の関係をプロットし、1次関数によりフィッティングを行うことで、寿命を推定することができる。なお、公称寿命は、前記の取得データを基に消耗量のばらつき、測定ばらつき、製造ばらつき(いずれも標準偏差の3倍:3シグマを基準)を鑑みて決定される。   There are two major elements in the definition of the lifetime, and one is the lamp brightness reduction rate (so-called luminance maintenance rate) and non-lighting. Assuming the use as a backlight, the life of the hot cathode fluorescent lamp is limited by the non-lighting due to the exhaustion of the thermoelectron emitting material (emitter) formed on the electrode filament. In order to estimate the lifetime, a plurality of lamps are subjected to a life test under a predetermined lighting condition (continuous lighting test at the rated current of the lamp), and are performed for a certain time (for example, 100 hours, 500 hours, 1000 hours, 2000 hours, 5000 hours). Time) The remaining amount of the emitter is measured at any time by sequentially destroying the lamp after lighting or nondestructing, and the amount of consumption (consumption rate) from the beginning is measured. Based on these results, the lifetime can be estimated by plotting the relationship between the lighting elapsed time and the amount of consumed emitter (or the remaining amount of emitter) and fitting with a linear function. The nominal life is determined in consideration of consumption variation, measurement variation, and manufacturing variation (3 times standard deviation: 3 sigma as a standard) based on the acquired data.

図示した熱陰極蛍光ランプ10は、直管状のガラスバルブ12と、ガラスバルブ12の両端に配設された一対の電極11とから構成されている。
ガラスバルブ12は、ソーダ石灰ガラス製、または、バリウム・ストロンチウムシリケート(軟化点675℃の軟質ガラス)製である。バルブ12の寸法を例示すると、32インチ用としては、バルブ12の外径12mm、肉厚0.8mm、長さ730mmである。45インチ用としては、バルブ12の外径12mm、肉厚0.8mm、長さ1010mmである。65インチ用としては、バルブ12の外径25.5mm、肉厚0.8mm、長さ1499mmである。なお、105インチ用としては、バルブ12の外径38mm、肉厚0.9mm、長さ2367mmである。なお、バルブの肉厚は、1.0mmにすることもできる。
The illustrated hot cathode fluorescent lamp 10 is composed of a straight tubular glass bulb 12 and a pair of electrodes 11 disposed at both ends of the glass bulb 12.
The glass bulb 12 is made of soda-lime glass or barium strontium silicate (soft glass having a softening point of 675 ° C.). As an example of the dimensions of the bulb 12, for 32 inches, the bulb 12 has an outer diameter of 12 mm, a wall thickness of 0.8 mm, and a length of 730 mm. For 45 inches, the bulb 12 has an outer diameter of 12 mm, a wall thickness of 0.8 mm, and a length of 1010 mm. For 65 inches, the outer diameter of the bulb 12 is 25.5 mm, the wall thickness is 0.8 mm, and the length is 1499 mm. For 105 inches, the bulb 12 has an outer diameter of 38 mm, a wall thickness of 0.9 mm, and a length of 2367 mm. The wall thickness of the valve can be 1.0 mm.

ガラスバルブ12の内面12aには蛍光体(不図示)が塗布されている。より具体的には、ガラスバルブ12の内面12aには、アルミナからなる保護膜が形成されており、その保護膜の上に蛍光体層が積層されている。蛍光体層を構成する蛍光体は、例えば、赤(Y23:Eu)、緑(LaPO4:Ce,Tb3)および青(BaMg2Al1627:Eu,Mn)の各色を発光する希土類蛍光体を混合したものを用いることができる。なお、蛍光体は、他の希土類蛍光体を用いることができる。例えば、赤として、(Y,La)23:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn、緑として、CeMgAl1119:Tb、GdMgB210:Ce,Tb、青として、(Sr,Ca)10(PO46l2:Euを挙げることができる。 A phosphor (not shown) is applied to the inner surface 12 a of the glass bulb 12. More specifically, a protective film made of alumina is formed on the inner surface 12a of the glass bulb 12, and a phosphor layer is laminated on the protective film. The phosphor constituting the phosphor layer emits, for example, each color of red (Y 2 O 3 : Eu), green (LaPO 4 : Ce, Tb 3 ), and blue (BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, Mn). A mixture of rare earth phosphors can be used. As the phosphor, other rare earth phosphors can be used. For example, as red, (Y, La) 2 O 3 : Eu, 3.5MgO.0.5MgF 2 .GeO 2 : Mn, and as green, CeMgAl 11 O 19 : Tb, GdMgB 2 O 10 : Ce, Tb, blue (Sr, Ca) 10 (PO 4 ) 6 C l2 : Eu can be mentioned.

ガラスバルブ12内には、水銀と、希ガスが封入されている。本実施形態では、ガラスバルブ12内に、約5mgの水銀(不図示)と、緩衝用希ガスとして常温における圧力500Paのアルゴン(Ar)が封入されている。なお、バルブ12内に封入する水銀は、水銀単体の他に、例えば、亜鉛水銀、スズ水銀、ビスマス、インジウム水銀などのアマルガムの形態で封入することもできる。   Mercury and a rare gas are enclosed in the glass bulb 12. In this embodiment, about 5 mg of mercury (not shown) and argon (Ar) at a pressure of 500 Pa at room temperature are enclosed as a buffer rare gas in the glass bulb 12. The mercury sealed in the bulb 12 can be sealed in the form of amalgam such as zinc mercury, tin mercury, bismuth, indium mercury, etc. in addition to mercury alone.

また、希ガスとしては、アルゴン(Ar)の混合比率が100%のものの他、アルゴン(Ar)にクリプトン(Kr)を混合したものを用いることもできる。クリプトン(Kr)の混合比(分圧比)は、例えば、20%〜60%であり、一例として、アルゴン:クリプトン=50%:50%の混合ガス(ガス圧600Pa)を挙げることができる。
本実施形態における電極11は、フィラメント14と、フィラメント14を保持する一対のリード線13と、この一対のリード線13を保持するビーズガラス15とから構成されている。ビーズガラス15は、ビーズマウントとも称される。図示した電極11は、いわゆるガラスビーズマウント方式のものである。
As the rare gas, a mixture of argon (Ar) and a mixture ratio of krypton (Kr) to argon (Ar) can be used in addition to the argon (Ar) mixture ratio of 100%. The mixing ratio (partial pressure ratio) of krypton (Kr) is, for example, 20% to 60%. As an example, a mixed gas (gas pressure 600 Pa) of argon: krypton = 50%: 50% can be given.
The electrode 11 in this embodiment includes a filament 14, a pair of lead wires 13 that hold the filament 14, and a bead glass 15 that holds the pair of lead wires 13. The bead glass 15 is also referred to as a bead mount. The illustrated electrode 11 is of a so-called glass bead mount type.

フィラメント14は、タングステン製であり、本実施形態では、長寿命ランプにするためにエミッタ塗布量を大きくするように複雑なコイル形状としている。すなわち、太いタングステン線の周囲にゆるく覆うように細いタングステン線を巻つけて長い籠状の構造体を形成し、この構造体を螺旋状に巻いたものが二重コイルと称される。フィラメント14は前記二重コイルをいまいちど螺旋状に巻いて三重コイルとしたもの、または前記三重コイルをさらに螺旋状に巻いて四重コイルとしたものである。フィラメント14が三重コイルの場合、三重目のコイルが5〜7ターンの電極コイルである。またフィラメント14が四重コイルの場合、2〜4ターンの電極コイルである。   The filament 14 is made of tungsten. In this embodiment, the filament 14 has a complicated coil shape so as to increase the amount of emitter applied in order to obtain a long-life lamp. That is, a long tungsten-like structure is formed by winding a thin tungsten wire so as to loosely cover the periphery of a thick tungsten wire, and a structure in which this structure is spirally wound is called a double coil. The filament 14 is one in which the double coil is spirally wound to form a triple coil, or the triple coil is further spirally wound to form a quadruple coil. When the filament 14 is a triple coil, the triple coil is an electrode coil of 5 to 7 turns. Moreover, when the filament 14 is a quadruple coil, it is an electrode coil of 2-4 turns.

フィラメント14に塗布されるエミッタは、例えば、ストロンチウム、カルシウム、バリウムの酸化物である。本実施形態では、長寿命ランプを実現するために、フィラメント14に塗布するエミッタ量を多くするようにしており、本実施形態では、熱陰極蛍光ランプ10の一本あたり、一対の電極のうちの一つのフィラメント14に5.0mg以上のエミッタを塗布している。なお、希ガスの構成をアルゴン100%でなく、アルゴンよりも原子量の大きいクリプトンを所定混合比で混入させると、エミッタがフィラメント14から飛散し難くなり、その技術的意味でランプ寿命を長くすることができる。   The emitter applied to the filament 14 is, for example, an oxide of strontium, calcium, or barium. In this embodiment, in order to realize a long-life lamp, the amount of emitter applied to the filament 14 is increased. In this embodiment, one of the pair of electrodes is used for each hot cathode fluorescent lamp 10. An emitter of 5.0 mg or more is applied to one filament 14. In addition, when the composition of the rare gas is not 100% argon and krypton having an atomic weight larger than argon is mixed at a predetermined mixing ratio, the emitter is difficult to scatter from the filament 14, and the lamp life is extended in the technical sense. Can do.

図示した電極11は、ガラスバルブ12の封止部16にてピンチシールされている。また、ガラスバルブ12の少なくとも一方の端部には、排気管17が封着されている。この排気管17は、バルブ12内を排気したり、希ガスを封入したりする時に使用され、その排気・封入の後に封着されたものである。なお、排気管17をバルブ12の一端でなく、両端に設けると、ガス排気・封入を効率良く行うことができるメリットがある。また、それにより、バルブ12内部の不純物の割合を低下させることもできる。   The illustrated electrode 11 is pinch-sealed at the sealing portion 16 of the glass bulb 12. An exhaust pipe 17 is sealed at at least one end of the glass bulb 12. The exhaust pipe 17 is used when exhausting the inside of the valve 12 or enclosing a rare gas, and is sealed after exhausting and enclosing. If the exhaust pipe 17 is provided at both ends of the valve 12 instead of one end, there is an advantage that gas exhausting / sealing can be performed efficiently. Thereby, the ratio of impurities inside the bulb 12 can also be reduced.

ガラスバルブ12の端部には、封止部16や排気管17を覆うように口金18が設けられている。なお、封止部16から外へ延びたリード線13と口金18との結線手法は、ランプ10の仕様に合わせて適宜決定すればよい。例えば、口金18の端面(紙面の左側と右側の端面)に、バックライトユニットへの取付け用のピンを配置し、そのピンとリード線13との結線を行うようにすることもできるし、あるいは、取付け用のピンを口金18の側面の一部(例えば、紙面正面側の円筒の一部)に配置し、そのピンとの結線を行うことも可能である。   A base 18 is provided at the end of the glass bulb 12 so as to cover the sealing portion 16 and the exhaust pipe 17. Note that the connection method between the lead wire 13 extending outward from the sealing portion 16 and the base 18 may be appropriately determined according to the specifications of the lamp 10. For example, pins for attachment to the backlight unit can be arranged on the end surfaces (left and right end surfaces of the paper surface) of the base 18, and the pins can be connected to the lead wires 13, or It is also possible to dispose the mounting pin on a part of the side surface of the base 18 (for example, a part of the cylinder on the front side of the paper surface) and connect the pin.

熱陰極蛍光ランプ10は、低圧水銀蒸気放電を応用したランプである。発光の原理は、電子放出物質が塗布されている電極からは、放電(および電極を加熱する別の手段)によって熱電子が放出されるだけの温度を維持することで、電子が供給されアーク放電を維持することができる(これは、冷陰極と大きく異なる点である)。この放電により得られた水銀原子の転移スペクトルのうち、主に254nmの紫外線を蛍光体の励起線として利用することで可視光に転換して利用している。   The hot cathode fluorescent lamp 10 is a lamp to which low-pressure mercury vapor discharge is applied. The principle of light emission is that the electrode to which the electron-emitting substance is applied is maintained at a temperature at which only hot electrons are emitted by discharge (and another means for heating the electrode), whereby electrons are supplied and arc discharge. (This is a significant difference from the cold cathode). Of the transition spectrum of mercury atoms obtained by this discharge, the ultraviolet light of 254 nm is mainly used by converting it into visible light by using it as the excitation line of the phosphor.

上述したように、ガラスバルブ12の内面12aには蛍光体が塗布されるが、蛍光体とガラスとの間には化学反応による特性の劣化を防ぐための保護膜(酸化アルミナやシリカ粉末など)が施される。電極となるフィラメントはタングステンの二重、または、三重コイルが一般的で、フィラメントには電子放射性物質であるエミッタが塗布されている。管内には液体水銀(または水銀アマルガム、合金)とバッファとしての希ガスが封入される。希ガスとしては一般にアルゴンが用いられることが多いが、ランプの構造や種類によってはクリプトンやネオンなどの混合ガスを用いることもある。   As described above, the phosphor is applied to the inner surface 12a of the glass bulb 12, but a protective film (alumina oxide, silica powder, etc.) for preventing deterioration of characteristics due to a chemical reaction between the phosphor and the glass. Is given. The filament used as an electrode is generally a tungsten double or triple coil, and an emitter, which is an electron-emitting material, is applied to the filament. Liquid mercury (or mercury amalgam, alloy) and a rare gas as a buffer are enclosed in the tube. Generally, argon is often used as the rare gas, but a mixed gas such as krypton or neon may be used depending on the structure and type of the lamp.

さらに、図6および図7を参照しながら、本実施形態のバックライト100の構成の一例を詳述する。図6および図7は、それぞれ、本実施形態のバックライト100の構成を示す分解斜視図および断面図である。
図示した構成では、図1に示した熱陰極蛍光ランプ10が3本配置されている。なお、図2に示した構成では、熱陰極蛍光ランプ10は5本配置されることになる。この例の筐体20の一部となる反射板21は、金属板(例えば、メッキを施した鉄製、または、アルミニウム製)から構成されており、その厚さは1.5mmである。反射板21は、筐体20の主面(又は底面)20bと主面から延びた側面20cから構成されている。
Further, an example of the configuration of the backlight 100 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 are an exploded perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the backlight 100 of the present embodiment.
In the illustrated configuration, three hot cathode fluorescent lamps 10 shown in FIG. 1 are arranged. In the configuration shown in FIG. 2, five hot cathode fluorescent lamps 10 are arranged. The reflection plate 21 which is a part of the housing 20 in this example is made of a metal plate (for example, iron or aluminum made by plating), and has a thickness of 1.5 mm. The reflection plate 21 includes a main surface (or bottom surface) 20b of the housing 20 and a side surface 20c extending from the main surface.

反射板21の上面(筐体の主面20b)には、反射シート23が形成されている。反射シート23は、白色の酸化チタン(又は炭酸カルシウム)が分散されてなるポリエチレンテレフタレート(PET)の樹脂層から構成されており、その厚さは2.0mmである。なお、筐体20の深さd(反射板21の上面から光学シート30が位置する面までの高さ)は、例えば、40〜75mmである。   A reflection sheet 23 is formed on the upper surface of the reflection plate 21 (main surface 20b of the housing). The reflection sheet 23 is composed of a resin layer of polyethylene terephthalate (PET) in which white titanium oxide (or calcium carbonate) is dispersed, and the thickness thereof is 2.0 mm. In addition, the depth d (height from the upper surface of the reflecting plate 21 to the surface on which the optical sheet 30 is located) of the housing 20 is, for example, 40 to 75 mm.

バックライト100の反射板21の下方には、点灯回路(バラスト回路または安定器)70が配設されている。この例では、各ランプ10に、1つの点灯回路70が設けられているが、2つのランプ10に1つの点灯回路70を設けてもよい。点灯回路70は、ランプ10に電気的に接続されており、また、調光機能も備えている。点灯回路70を収納するように反射板21の下には、下カバー72が設けられている。下カバー72は、厚さ1.5mmの金属板から構成されている。下カバー72と反射板21との間の空間には、例えば、配線が配設されている。なお、バックライト100に下カバー72は設けなくてもよく、その場合、点灯回路70は液晶ディスプレイ(例えば、液晶テレビ)の筐体内に配置しておくことも可能である。   A lighting circuit (ballast circuit or ballast) 70 is disposed below the reflecting plate 21 of the backlight 100. In this example, one lighting circuit 70 is provided for each lamp 10, but one lighting circuit 70 may be provided for two lamps 10. The lighting circuit 70 is electrically connected to the lamp 10 and has a dimming function. A lower cover 72 is provided under the reflecting plate 21 so as to accommodate the lighting circuit 70. The lower cover 72 is made of a metal plate having a thickness of 1.5 mm. For example, wiring is disposed in the space between the lower cover 72 and the reflection plate 21. Note that the backlight 100 does not need to be provided with the lower cover 72, and in that case, the lighting circuit 70 may be disposed in a housing of a liquid crystal display (for example, a liquid crystal television).

また、反射板21の端部には、ランプ10を保持するためのランプホルダ75が設けられている。ランプホルダ75は、例えば、白色樹脂製のものである。加えて、バックライト100の筐体20の開口部20aには、光学シート30が配置されている。この例では、光学シート30は、上から順に、偏光シート31(住友3M社製のDBEF(Dual Brightness Enhancement Film)、厚さ0.440mm)、レンズシート32(厚さ0.155mm)、拡散シート33(厚さ0.113mm)、拡散板34(厚さ2.0mm)を含んでいる。拡散板34の下面に、さらにレンズシートを設けることも可能である。   A lamp holder 75 for holding the lamp 10 is provided at the end of the reflecting plate 21. The lamp holder 75 is made of, for example, a white resin. In addition, an optical sheet 30 is disposed in the opening 20 a of the casing 20 of the backlight 100. In this example, the optical sheet 30 includes, in order from the top, a polarizing sheet 31 (DBEF (Dual Brightness Enhancement Film manufactured by Sumitomo 3M), thickness 0.440 mm), a lens sheet 32 (thickness 0.155 mm), and a diffusion sheet. 33 (thickness 0.113 mm) and a diffusion plate 34 (thickness 2.0 mm). It is also possible to provide a lens sheet on the lower surface of the diffusion plate 34.

さらに、光学シート30の上には、液晶ディスプレイパネル(例えば、厚さ約2mm)60が配設され、そして、その液晶ディスプレイパネル60及び光学シート30を覆うように上カバー62が配設されている。上カバー62は、例えば、厚さ1.5mmの金属板からなる。
なお、この例におけるバックライト100は、画面サイズ20インチ以上42インチ以下の直下型液晶ディスプレイ用バックライトであるが、上述した式1〜式3の関係を満たし、縦方向長さhと内周長さLとの比(h/L)が2以上10以下であるのであれば、それ以外の画面サイズのものであってもよい。また、ランプ10の封止部16周辺は、ランプ10の非点灯部位を隠すために額縁領域として覆われて、その非点灯の部位は外部には見えないことになる。
Further, a liquid crystal display panel (for example, about 2 mm thick) 60 is disposed on the optical sheet 30, and an upper cover 62 is disposed so as to cover the liquid crystal display panel 60 and the optical sheet 30. Yes. The upper cover 62 is made of a metal plate having a thickness of 1.5 mm, for example.
Note that the backlight 100 in this example is a direct-type liquid crystal display backlight having a screen size of 20 inches or more and 42 inches or less, which satisfies the relationship of the expressions 1 to 3 described above, and has a longitudinal length h and an inner circumference. As long as the ratio (h / L) to the length L is 2 or more and 10 or less, screens with other screen sizes may be used. Further, the periphery of the sealing portion 16 of the lamp 10 is covered as a frame region in order to hide the non-lighting portion of the lamp 10, and the non-lighting portion is not visible to the outside.

次に、図8(a)から(c)を参照しながら、偶数本光学系(例えば4本)と奇数本光学系(例えば3本)との輝度分布について説明する。
図8(a)は、画面中央部の縦方向90を表している。図8(b)は、図8(a)に示した画面中央部の縦方向90に沿った偶数本光学系(4本)の輝度分布を表しており、一方、図8(c)は、縦方向90に沿った奇数本光学系(3本)の輝度分布を表している。図8(b)及び図8(c)において、ランプ10(バルブ12)の対応関係が分かりやすいようにランプ10を明示している。なお、本実施形態のバックライト100のような3本以上の奇数本というレイアウトとは異なり、典型例のバックライトにおいては、ランプ10の本数は、点灯装置において各ランプに電流を均等に振り分けるための回路(バランサ)の関係から偶数(好ましくは、2のn乗)にされるものである。
Next, with reference to FIGS. 8A to 8C, the luminance distribution of the even number optical system (for example, four lines) and the odd number optical system (for example, three lines) will be described.
FIG. 8A shows the vertical direction 90 at the center of the screen. FIG. 8B shows the luminance distribution of the even number of optical systems (four) along the longitudinal direction 90 in the center of the screen shown in FIG. 8A, while FIG. The luminance distribution of odd-numbered optical systems (three) along the vertical direction 90 is shown. In FIG. 8B and FIG. 8C, the lamp 10 is clearly shown so that the correspondence of the lamp 10 (bulb 12) can be easily understood. Unlike the layout of three or more odd numbers such as the backlight 100 of the present embodiment, in the backlight of the typical example, the number of the lamps 10 is for evenly distributing the current to each lamp in the lighting device. The circuit (balancer) is an even number (preferably 2 to the nth power).

図8(b)に示した偶数本(4本)光学系と、図8(c)に示した奇数本(3本)光学系とでトータル電力を同じにすると、奇数本光学系の方が、1本あたりの電力を大きくすることができる。したがって、図8(c)に示した奇数本光学系では、ランプ10の直上の輝度を高くすることができ、この輝度の高いところを画面中央部にして、バックライトを構築する。   If the total power is the same in the even number (four) optical system shown in FIG. 8B and the odd number (three) optical system shown in FIG. 8C, the odd number optical system is better. The power per one can be increased. Therefore, in the odd-numbered optical system shown in FIG. 8C, the luminance directly above the lamp 10 can be increased, and the backlight is constructed with the high luminance portion as the center of the screen.

次に、図9を参照しながら、ランプイメージについて説明する。図9(a)〜(c)は、画面中央の縦方向(90)の輝度分布に基づくランプイメージを説明するための図であり、それぞれ、隣接する2本のランプ10のピッチpを変化させた場合の輝度パターンの変化を示している。
図9(a)は、隣接する2本のランプ10のピッチpが小さい構成例で、図9(c)は、2本のランプ10のピッチpが大きい構成例で、図9(b)はそれらの中間である。画面中央の輝度ムラは、液晶ディスプレイにとって直ちに画像の品質劣化に繋がるため、重要な指標となる。ここでは、画面中央部の縦方向における輝度の山谷の比をランプイメージという指標で表して評価した。
Next, the lamp image will be described with reference to FIG. FIGS. 9A to 9C are diagrams for explaining lamp images based on the luminance distribution in the vertical direction (90) in the center of the screen, and the pitch p of the two adjacent lamps 10 is changed. In this case, the change in the luminance pattern is shown.
FIG. 9A is a configuration example in which the pitch p of the two adjacent lamps 10 is small, FIG. 9C is a configuration example in which the pitch p of the two lamps 10 is large, and FIG. Between them. The luminance unevenness at the center of the screen is an important index for the liquid crystal display because it immediately leads to image quality degradation. Here, the ratio of the peaks and valleys of brightness in the vertical direction at the center of the screen was evaluated using an indicator called a lamp image.

ランプイメージは、図9(c)の右側にて表記しているように、ランプ10間における最高輝度(Ip)に対する、ランプ10間における最低輝度(Im)の比(Im/Ip)で表す。なお、ランプの長手方向50に沿った方向の輝度変化はほとんど問題とならないレベルであるので、ここでは特別に評価は行わない。
まず、図9(a)に示したようなピッチpが小さい場合、2本のランプ10の距離が近すぎて、大きな山が存在しているような輝度分布となってしまい好ましくない。すなわち、ランプイメージ(Im/Ip;輝度の山谷の比)は1よりも大きな値となる。
The lamp image is represented by a ratio (Im / Ip) of the lowest luminance (Im) between the lamps 10 to the highest luminance (Ip) between the lamps 10 as described on the right side of FIG. It should be noted that the luminance change in the direction along the longitudinal direction 50 of the lamp is at a level that hardly causes a problem, and therefore no special evaluation is performed here.
First, when the pitch p as shown in FIG. 9 (a) is small, the distance between the two lamps 10 is too short, resulting in a luminance distribution in which a large mountain exists, which is not preferable. That is, the lamp image (Im / Ip; the ratio of the brightness and the valley) is a value larger than 1.

一方、図9(c)に示したように、ピッチpが大きい場合、2本のランプ10の距離が離れすぎて、輝度ムラのイメージが強く残ってしまう。つまり、ランプイメージ(Im/Ip)は1よりも小さくなり、悪い評価となる。
図9(b)に示すように、ピッチpが丁度良い距離であると、ランプイメージ(Im/Ip)はおおよそ1になり(あるいは、1に近づいた値となり)、良い評価となる。
On the other hand, as shown in FIG. 9C, when the pitch p is large, the distance between the two lamps 10 is too long, and an image of uneven brightness remains strongly. That is, the lamp image (Im / Ip) is smaller than 1, which is bad evaluation.
As shown in FIG. 9B, when the pitch p is just a good distance, the lamp image (Im / Ip) is approximately 1 (or a value close to 1), which is a good evaluation.

図10は、縦軸にランプイメージ(ランプ間min/max)[%]をとり、横軸に(d/L)をとって、(p/L)の値をプロットしたグラフである。p/Lが小さいものほど(p/L=2.11)、ランプイメージの結果が良好になることがわかる。また、いずれのp/Lも、d/Lが大きくなるほど、すなわち、筐体20の深さdが大きくなるほどランプホルダの結果が良くなっていくことがわかる。なお、図10には、プロットを直線近似した直線(最小自乗法による回帰直線)も示している。   FIG. 10 is a graph in which the value of (p / L) is plotted with the lamp image (min / max between lamps) [%] on the vertical axis and (d / L) on the horizontal axis. It can be seen that the smaller the p / L (p / L = 2.11), the better the lamp image result. It can also be seen that the result of the lamp holder is improved as d / L is increased, that is, as the depth d of the housing 20 is increased. FIG. 10 also shows a straight line obtained by linear approximation of the plot (regression straight line by the method of least squares).

図10に示した結果(回帰直線)から、ランプイメージは下式で表すことができる。
ランプイメージ=104+28.4(d/L)−15.1(p/L)
また、奇数本光学系においては、ランプ10間の輝度が谷であって欲しいので、前提として、ランプイメージ≦100となる。したがって、ランプイメージの式は、以下の通りになる。
From the result (regression line) shown in FIG. 10, the ramp image can be expressed by the following equation.
Lamp image = 104 + 28.4 (d / L)-15.1 (p / L)
Further, in the odd-numbered optical system, since the luminance between the lamps 10 is desired to be a valley, the premise is that the lamp image ≦ 100. Therefore, the expression of the lamp image is as follows.

104+28.4(d/L)−15.1(p/L)≦100
28.4(d/L)+4≦15.4(p/L)
p≧1.9d+4L
ここで、画面縦方向長さh、ランプ本数mにおいてランプ10を均等配置すると、p=h/mとすることができ、すると、下式1が導かれる。
104 + 28.4 (d / L) -15.1 (p / L) ≦ 100
28.4 (d / L) + 4 ≦ 15.4 (p / L)
p ≧ 1.9d + 4L
Here, when the lamps 10 are equally arranged in the screen vertical length h and the number of lamps m, p = h / m can be obtained, and the following formula 1 is derived.

m≦15.1h/(28.4d+4L) ・・・(式1)
次に、ランプイメージの許容下限が85%であるならば、そのランプイメージの式は、以下の通りになる。
104+28.4(d/L)−15.1(p/L)≦85
さらに、上記と同様に式を導くと、下式2が得られる。
m ≦ 15.1h / (28.4d + 4L) (Formula 1)
Next, if the allowable lower limit of the lamp image is 85%, the expression of the lamp image is as follows.
104 + 28.4 (d / L) -15.1 (p / L) ≦ 85
Further, when the equation is derived in the same manner as described above, the following equation 2 is obtained.

m≧15.1h/(28.4d+19L) ・・・(式2)
以上の式1と式2の境界条件をグラフ上に表すと、図11に示す通りとなる。すなわち、式1に基づいて表される直線Sと、式2に基づいて表される直線Tで挟まれた領域が、蛍光ランプの本数は3以上の奇数本で、画面中央部の縦方向90の輝度は山で(すなわち、ランプ10間の輝度が谷であり)、画面輝度を確保しながら、輝度ムラを抑制できる範囲である。この範囲内であれば、液晶ディスプレイ用として許容可能なバックライトを実現することができる。
m ≧ 15.1h / (28.4d + 19L) (Formula 2)
If the boundary conditions of the above Formula 1 and Formula 2 are represented on a graph, it will become as shown in FIG. That is, the area sandwiched between the straight line S expressed based on Formula 1 and the straight line T expressed based on Formula 2 is an odd number of three or more fluorescent lamps, and the vertical direction 90 in the center of the screen is 90. Is a mountain range (that is, the luminance between the lamps 10 is a valley), and is a range in which luminance unevenness can be suppressed while securing screen luminance. Within this range, an acceptable backlight for a liquid crystal display can be realized.

図11に示したグラフは、横軸をディスプレイサイズ[インチ]とし、縦軸をランプ本数とした実測値ベースのものであり、直線Sと直線Tで挟まれた領域には、図12に示した条件のバックライト100が成立し、そして、その条件は図11のグラフ中にプロットしてある。
なお、本実施形態の均等配置においては、奇数本のランプ10のうち両端のランプの中心線(図1(a)及び図2(a)中の最上ランプ10および最下ランプ10の中心線)と、その両端のランプ10に隣接する筐体20の壁面との距離は、おおよそp/2となるように設定されている。これは、当該筐体20の壁面を鏡面と見立てたときに、全体において略均等配置の傾向を維持しやすいからである。その両端のランプ10と筐体20の壁面との距離が正確にp/2の場合には、上述したp=h/mの通りになる。ただし、筐体20の壁面は実際には鏡面でないことと、現実の寸法又は条件など(例えば、図7中の側面20cが傾斜している例)を考慮して、両端のランプ10の中心線と筐体20の壁面との間隔がp/2よりも小さい距離となるように、当該両端のランプ10は、筐体20の壁面に近づけて配置されることが好まれることがある。そのような場合、つまり、p/2よりも小さい距離で両端のランプ10を筐体20の壁面に近づけた均等配置の場合は、式1に基づいて表される直線Sが図11中の上側に移動して、直線Sと直線Tで挟まれた領域が拡大することを意味するだけであり、したがって、式1に基づいて表される直線Sと直線Tで挟まれた領域が好適な領域であることにはかわりない。
The graph shown in FIG. 11 is based on an actual measurement value in which the horizontal axis is the display size [inch] and the vertical axis is the number of lamps, and the region sandwiched between the straight line S and the straight line T is shown in FIG. The backlight 100 with the above conditions is established, and the conditions are plotted in the graph of FIG.
In the equal arrangement of the present embodiment, the center lines of the lamps at both ends of the odd number of lamps 10 (center lines of the uppermost lamp 10 and the lowermost lamp 10 in FIGS. 1A and 2A). The distance from the wall surfaces of the casing 20 adjacent to the lamps 10 at both ends thereof is set to be approximately p / 2. This is because, when the wall surface of the housing 20 is regarded as a mirror surface, it is easy to maintain the tendency of substantially uniform arrangement as a whole. When the distance between the lamps 10 at both ends and the wall surface of the housing 20 is exactly p / 2, p = h / m as described above. However, in consideration of the fact that the wall surface of the housing 20 is not actually a mirror surface and actual dimensions or conditions (for example, an example in which the side surface 20c in FIG. It may be preferred that the lamps 10 at both ends are disposed close to the wall surface of the housing 20 so that the distance between the wall and the wall surface of the housing 20 is smaller than p / 2. In such a case, that is, in the case of an equal arrangement in which the lamps 10 at both ends are brought closer to the wall surface of the housing 20 at a distance smaller than p / 2, the straight line S expressed based on Equation 1 is the upper side in FIG. It is only meant that the region sandwiched between the straight line S and the straight line T is enlarged, and therefore the region sandwiched between the straight line S and the straight line T expressed based on Equation 1 is a suitable region. It does n’t change.

以上説明した通り、本実施形態のバックライト100によれば、筐体20に収納される蛍光ランプ10の本数が3以上の奇数本であり、奇数本の蛍光ランプ10は均等の間隔pで配列され、そのうちの中央の蛍光ランプ10が画面縦方向の中心位置(h/2)に配置されており、蛍光ランプの本数m、画面縦方向長さh、バルブ断面の内周長さL、および、筐体の深さdの間に、上述の式1および式2の関係を成立させることにより、輝度ムラを抑制することができる。また、輝度ムラを抑制しつつ、低本数でのバックライトを実現することができるので、バックライトにおける光源部材のコスト削減を行うことができる。   As described above, according to the backlight 100 of the present embodiment, the number of fluorescent lamps 10 housed in the housing 20 is an odd number of three or more, and the odd number of fluorescent lamps 10 are arranged at equal intervals p. The fluorescent lamp 10 in the center is arranged at the center position (h / 2) in the vertical direction of the screen, the number m of fluorescent lamps, the vertical length h of the screen, the inner peripheral length L of the bulb cross section, and The luminance unevenness can be suppressed by establishing the relationship of the above formulas 1 and 2 between the depths d of the casing. In addition, since it is possible to realize a low number of backlights while suppressing luminance unevenness, the cost of the light source member in the backlight can be reduced.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本発明は、熱陰極蛍光ランプに限らず、他のランプ(冷陰極蛍光ランプ)にも適用可能である。
また、図4に示した本実施形態のバルブ12の形状である「略楕円」は、一般的に断面が円形で作製されたバルブ12が製造プロセス上の誤差(公差)によって偏位し、円形と称されるものの幾何学的な円形でない形状まで含む意図ではなく、製造プロセス上の誤差(公差)によって偏位したものは、「円形」に含まれるものである。略楕円のバルブは、典型的な製造プロセスを利用して、円形のバルブから、扁平率を上げて、本実施形態における略楕円のバルブを作製しても構わない。本実施形態における略楕円ランプでは、例えば、長径L1/短径L2の値が1.6であるが、典型的には、1.2≦(L1/L2)≦1.8の範囲のものを用いることができる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, the present invention is not limited to a hot cathode fluorescent lamp but can be applied to other lamps (cold cathode fluorescent lamp).
Further, the “substantially oval” that is the shape of the valve 12 of the present embodiment shown in FIG. 4 is a circular shape in which the valve 12 that is generally manufactured with a circular cross section is displaced due to an error (tolerance) in the manufacturing process. However, what is referred to as “circular” is not intended to include a geometrically non-circular shape, but is displaced by an error (tolerance) in the manufacturing process. The substantially elliptical valve may be manufactured from a circular valve by increasing the flattening ratio using a typical manufacturing process. In the substantially elliptical lamp in the present embodiment, for example, the value of the major axis L1 / minor axis L2 is 1.6, but typically, the one in the range of 1.2 ≦ (L1 / L2) ≦ 1.8. Can be used.

本実施形態における略楕円のバルブ12を作製するには、次のようにすればよい。まず、断面円形のバルブ(ガラスバルブ)を用意し、そのバルブを加熱して、略楕円中空の型(金型)の間に配置し、その型によってバルブを挟み込んで変形させれば、略楕円状のバルブ12を得ることができる。なお、バルブ12の内面に塗布されるアルミナや蛍光体は、適宜好適な段階で形成すればよい。あるいは、円形のランプを作製してから、それに熱を加えて、ランプのガラスを軟化させプレス加工して、略楕円バルブ12を製造することもできる。   In order to produce the substantially elliptical bulb 12 in the present embodiment, the following may be performed. First, if a bulb with a circular cross section (glass bulb) is prepared, the bulb is heated and placed between approximately elliptical hollow molds (molds), and the bulb is sandwiched and deformed by the mold, it is approximately elliptical. Can be obtained. In addition, what is necessary is just to form the alumina and fluorescent substance apply | coated to the inner surface of the bulb | ball 12 in a suitable stage suitably. Alternatively, a substantially elliptic bulb 12 can be manufactured by producing a circular lamp and then applying heat to the lamp to soften and press the glass of the lamp.

本発明によれば、輝度ムラが抑制された奇数本の光源を用いたバックライトを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a backlight using an odd number of light sources in which luminance unevenness is suppressed.

(a)は、本発明の実施形態に係るバックライト100を模式的に示す平面図、(b)および(c)は、(a)に対応した断面図(A) is a top view which shows typically the backlight 100 which concerns on embodiment of this invention, (b) and (c) are sectional drawings corresponding to (a). (a)は、本発明の実施形態に係るバックライト100を模式的に示す平面図、(b)および(c)は、(a)に対応した断面図(A) is a top view which shows typically the backlight 100 which concerns on embodiment of this invention, (b) and (c) are sectional drawings corresponding to (a). (a)は、熱陰極蛍光ランプ10のバルブの断面を模式的に示す図、(b)は、バルブ内周の長さLを表す図(A) is a figure which shows typically the cross section of the bulb | bulb of the hot cathode fluorescent lamp 10, (b) is a figure showing the length L of the bulb | ball inner periphery. 略楕円形のバルブの断面を模式的に示す図Diagram showing a cross section of a substantially oval valve 本発明の実施形態に係る熱陰極蛍光ランプ10の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the hot cathode fluorescent lamp 10 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るバックライト100の構成を説明するための分解斜視図1 is an exploded perspective view for explaining a configuration of a backlight 100 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るバックライト100の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the backlight 100 which concerns on embodiment of this invention. (a)から(c)は、偶数本光学系と奇数本光学系との輝度分布を説明するための図(A) to (c) are diagrams for explaining the luminance distribution of the even numbered optical system and the odd numbered optical system. (a)〜(c)は、画面中央の縦方向の輝度分布に基づくランプイメージを説明するための図(A)-(c) is a figure for demonstrating the lamp image based on the luminance distribution of the vertical direction of the screen center. 縦軸がランプイメージ[%]で横軸が(d/L)における(p/L)のグラフGraph of (p / L) where the vertical axis is the lamp image [%] and the horizontal axis is (d / L) 本発明の実施形態における境界条件を規定する直線Sおよび直線Tを表すグラフThe graph showing the straight line S and straight line T which prescribe | regulate the boundary condition in embodiment of this invention 本発明の実施形態におけるバックライトの条件を表す図The figure showing the conditions of the backlight in embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

10 蛍光ランプ(熱陰極蛍光ランプ)
11 電極
12 ガラスバルブ
13 リード線
14 フィラメント
15 ビーズガラス
16 封止部
17 排気管
18 口金
19 蛍光体層
20 筐体
21 反射板
23 反射シート
30 光学シート
31 偏光シート
32 レンズシート
33 拡散シート
34 拡散板
40 スクリーン方向
60 液晶ディスプレイパネル
62 上カバー
70 点灯回路
72 下カバー
75 ランプホルダ
100 バックライト(直下型液晶ディスプレイ用バックライト)
10 Fluorescent lamp (hot cathode fluorescent lamp)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electrode 12 Glass bulb 13 Lead wire 14 Filament 15 Bead glass 16 Sealing part 17 Exhaust pipe 18 Base 19 Phosphor layer 20 Case 21 Reflector plate 23 Reflective sheet 30 Optical sheet 31 Polarizing sheet 32 Lens sheet 33 Diffusing sheet 34 Diffusing plate 40 Screen direction 60 Liquid crystal display panel 62 Upper cover 70 Lighting circuit 72 Lower cover 75 Lamp holder 100 Backlight (backlight for direct liquid crystal display)

Claims (5)

蛍光ランプと、前記蛍光ランプを収納する筐体とを備えた、直下型液晶ディスプレイ用バックライトであって、
前記筐体に収納される前記蛍光ランプの本数は、3以上の奇数本であり、
前記蛍光ランプは、略直線状のバルブと、前記バルブの内周に形成された蛍光体層とから構成されており、
前記蛍光ランプの本数m、画面縦方向長さh、前記バルブの長手方向に対して垂直な断面における内周の長さL、および、前記筐体の深さdの間に、下式1および2の関係が成立し、
m≦15.1h/(28.4d+4L) ・・・(式1)
m≧15.1h/(28.4d+19L) ・・・(式2)
ここで、前記奇数本の蛍光ランプは、それぞれ、均等の間隔で配列されており、且つ、
前記奇数本のうちの中央の蛍光ランプは、画面縦方向の中心位置であるh/2の位置に配置されていることを特徴とする、バックライト。
A backlight for a direct type liquid crystal display, comprising a fluorescent lamp and a housing for storing the fluorescent lamp,
The number of the fluorescent lamps housed in the housing is an odd number of 3 or more,
The fluorescent lamp is composed of a substantially linear bulb and a phosphor layer formed on the inner periphery of the bulb,
Between the number m of the fluorescent lamps, the length h in the vertical direction of the screen, the length L of the inner circumference in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the bulb, and the depth d of the casing, The relationship of 2 is established,
m ≦ 15.1h / (28.4d + 4L) (Formula 1)
m ≧ 15.1h / (28.4d + 19L) (Formula 2)
Here, the odd number of fluorescent lamps are arranged at equal intervals, and
Of the odd number, the center fluorescent lamp is arranged at a position of h / 2 which is a center position in the vertical direction of the screen.
前記蛍光ランプは、熱陰極蛍光ランプであり、
前記熱陰極蛍光ランプは、熱電子を放出するフィラメントを前記バルブ内に有している、請求項1に記載のバックライト。
The fluorescent lamp is a hot cathode fluorescent lamp,
The backlight according to claim 1, wherein the hot cathode fluorescent lamp has a filament that emits thermoelectrons in the bulb.
前記バルブの断面は、円形である、請求項1または2に記載のバックライト。   The backlight according to claim 1, wherein a cross section of the bulb is circular. 前記バルブの断面は、略楕円形である、請求項1または2に記載のバックライト。   The backlight according to claim 1, wherein a cross section of the bulb is substantially elliptical. 前記バックライトは、画面サイズ32インチ以上65インチ以下の直下型液晶ディスプレイ用バックライトである、請求項1から4の何れか一つに記載のバックライト。   The backlight according to any one of claims 1 to 4, wherein the backlight is a direct liquid crystal display backlight having a screen size of 32 inches to 65 inches.
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