JP2575707Y2

JP2575707Y2 - 液晶表示装置用バックライトユニット

Info

Publication number: JP2575707Y2
Application number: JP1991081963U
Authority: JP
Inventors: 英彦野口; 保男富田
Original assignee: ハリソン電機株式会社
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2006-07-04
Also published as: JPH054133U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は液晶表示装置に使用され
るバックライトユニットに関し、特にカラー液晶表示装
置において必要とされる高輝度で均一な輝度分布を提供
するバックライトユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は受光型表示装置であるた
め、これを見るためには何れかの光源を必要とする。表
示面からの反射光を見る場合は外光を利用できるがその
入射角度が適切でない場合、視認性の面で難点がある。
そこで、昨今では多くの場合、光源を液晶パネルの背面
に置いて透過光を利用するいわゆるバックライトユニッ
トと組み合わせた液晶表示装置が使用されている。

【０００３】バックライトユニットにはライトガイド方
式と直下方式とがある。ライトガイド方式は導光板の端
部に蛍光ランプを配置してあるのでユニットを薄くする
上では有利であるが導光板面すなわち発光面で高輝度を
得る上では不利である。直下方式のユニットは反射板を
含むランプハウス、蛍光ランプ、蛍光ランプから放射さ
れた光が拡散板にむらなく投射されることを目的とした
ライティングカーテンにより構成されている。このよう
な構成により発光面での輝度分布の均一性を得ようとす
るものであるが、均一性が得られる反面、蛍光ランプか
ら放射された光の一部をライティングカーテンで吸収す
ることにより発光面での輝度分布の均斉度を得るという
原理上の理由で光の利用効率が低下する。低下率をでき
る限り小さく押さえるためにライティングカーテンの光
吸収率を小さくすると発光面での輝度分布が悪くなる。

【０００４】しかし、これらの不具合を解消する手段と
して、ランプハウス内のランプの本数を増すことにより
全体の光量を増加することも可能であるが、この場合ラ
ンプに係わる消費電力が増加することは避けられない欠
点がある。（例えば特公平成３−２７９０８号公報及び
特開昭６４−７２１９４号公報参照）

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前述のように直下方式
のバックライトユニットには発光面で高輝度を得ること
と輝度分布の均斉度を良くすることが両立しにくい関係
が直下方式の問題点のひとつである。このような事情の
もとで、より高い機能を得るために、前述のライティン
グカーテン、反射板の形状等に係わるマイナス要素をで
きるだけ小さく押さえること、すなわちライティングカ
ーテンの光吸収による光量のロスを最小限に押さえ、或
いは反射板の形状の複雑化を避けて設計要素を少なくす
るは勿論、該反射面の形状の単純化によるコスト低減を
図ることを目的とするバックライトユニットを提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案における液晶表示装置用バックライトユニッ
トは、複数の直管形冷陰極蛍光ランプ、または直管形熱
陰極蛍光ランプを反射板と光拡散板とから構成された空
間に平面状に平行に配列したいわゆる直下方式のユニッ
トに構成し、平面内に配列された該蛍光ランプの内、そ
れぞれ最も外側に位置する２本のランプの全光束値が中
側に配列されたランプの全光束値よりも高いことを特徴
としているものである。

【０００７】また、同様の目的でバックライトユニット
において、平面内に平行に配列された該蛍光ランプの
内、それぞれ最も外側に位置する２本のランプの硝子管
内径が内側に配列されたランプの内径よりも細く形成し
てもよい。

【０００８】さらに視点を変えて考察するならば、上述
の二つの手段は、複数の直管形ランプを配列使用するこ
とを前提としたものであるが、これらの直管形ランプを
配列するかわりに、同一平面内に平行配列された複数の
直管部分と、その直管部分を連結する複数の湾曲部分と
で成る硝子管を用い、両外側に配列した直管部分の内径
を中側に配列された直管部分の内径よりも細くした蛍光
ランプを１本用いても同様の効果が得られる。

【０００９】

【実施例】図１はモデル実験に使用した簡易ユニットで
あって１は反射板を含むランプハウスであるが実験条件
を単純にするために複雑な形状にすることを避けて単な
る箱形にしてある。２は蛍光ランプ、３は全体が均質な
拡散板で、ライティングカーテンに相当する部分は使用
してない。該ランプハウス１に同一内径の４本の冷陰極
蛍光ランプを配置して、ランプハウス１を雰囲気温度２
５℃で、６ｍＡで点灯して図２に数字１〜９で示した位
置の輝度を測定した。測定に供した冷陰極蛍光ランプは
次の３種類の内径のものである（カッコ内は外径）。
３．８ｍｍ（４．８ｍｍ）、４．７ｍｍ（５．８ｍ
ｍ）、５．３ｍｍ（６．５ｍｍ）。これらのランプの各
測定位置での発光面輝度の特性を表に示す。

【００１０】

【００１１】図３で示すように、測定位置４と６すなわ
ち４本のランプの内の内側の２本の真上の輝度が最も高
く、測定位置５がこれらに次いでおり、３、２、１、お
よび７、８、９と順次低くなっている。通常バックライ
トユニットとして望ましい輝度分布を得るためには、こ
の輝度値の最高部と最低部との差が１０％以下であるこ
とが望ましい。そこで、一般にこの高い部分の光をライ
ティングカーテンで吸収して輝度分布を補正している。
したがって発光面輝度は最低値に近い値とならざるをえ
ない。

【００１２】本考案はかかる不都合を解消する手段を提
供するものである。

【００１３】図３に見られるように最外側のランプ位置
２、８は中側のランプの位置４、６と同じ性能のランプ
を使用しているにもかかわらず中側のランプの位置４、
６よりも輝度が低い。この場合、外側のランプを中側の
ランプよりも輝度の高いランプに置き換えるならば発光
面輝度の最高値と最低値との差は小さくなるものと考え
られる。本考案による手段の着眼点は最外側のランプを
中側のランプよりも光出力を大きくすることである。

【００１４】ランプの光出力を増すための手段として、
通常ランプ入力を大きくすること、例えばランプ電流を
増すことが考えられる。次に考えられる手段は最外側の
ランプ管径を中側よりも細くすることである。この種の
冷陰極蛍光ランプについては管径と光出力との関係が図
４に示すように細くなると光出力が大きくなってくる関
係にあるので、この点に着目したものである。

【００１５】次に実施例の実験結果をグラフと共に説明
する。

【００１６】１つめの実施例の実験を図１、図４、図
５、図６、冷陰極蛍光ランプの特性表にて説明する。図
１に示すユニットを基本構成として考える。この実施例
はユニットに同仕様の４本のランプを装着し両方の最外
側のランプの電流を中側よりも大きくすることを特徴と
する。冷陰極蛍光ランプには図４に示すようにランプへ
の入力電流の増加に応じ光出力も増加するという特性が
ある。この実施例はこの特性を利用したものである。

【００１７】図１に示すユニットに冷陰極蛍光ランプの
特性表に示す内径５．３ｍｍ、電極間距離１３０ｍｍの
ランプを４本装着し、電流を４ｍＡから５、６、７、８
ｍＡと順次増加された時の発光面の輝度分布は図５のよ
うになる。この図から例えば中側２本を６ｍＡ、外側２
本を７ｍＡにして、つまり、中側よりも最外側のランプ
の光出力を大きくして発光面輝度の最高値と最低値との
差を縮小できることが予測される。実験では、図６に示
すように４本とも６ｍＡの場合最高値と最低値との差が
３０％であるものを、外側を７ｍＡにすることで６％に
抑えることができた。

【００１８】２つめの実施例の実験結果を図１、図３、
図４、図７にて説明する。図１に示すユニットを基本構
成とする。前述のように冷陰極蛍光ランプにおいては管
径と光出力との間に図４に示すような関係がある。この
実施例はこの関係にもとずくものである。

【００１９】図３を詳細に見るならば、例えば中側の２
本を５．３ｍｍとする場合は外側の２本を４．７ｍｍ
に、あるいは中側の２本を４．７ｍｍとする場合は外側
の２本を３．８ｍｍにすれば発光面輝度の最高値と最低
値との差を縮小できることが予測される。

【００２０】実験では、図７に示すように４本とも５．
３ｍｍの場合最高値と最低値との差が３０％であるもの
を外側を４．７ｍｍにすることで７％に抑えることがで
きた。

【００２１】３つめの実施例の実験結果を図１、図７、
図８にて説明する。図１に示すバックライトユニットを
基本構成とするが、図８に示すように、ランプを構成す
る硝子管は、同一平面内に平行配列された複数の直管部
分と、その直管部分を連結する複数の湾曲部分を有する
複Ｕ字形状を成し、例えば、両外側に配列した直管部分
の内径を４．７ｍｍとし、中側に配列された直管部分の
内径を５．３ｍｍとし、両外側と中側の直管部分の内径
に差異をもたせたのは、図４、図３の関係に基づくもの
である。この実施例の実験では、図７と同様の傾向を示
し、両外側および中側ともに直管部分の内径を５．３ｍ
ｍとした場合は、最高値と最低値の差が２８％であった
が、両外側の直管部分の内径を４．７ｍｍと細くするこ
とにより、７．５％に抑えることができた。

【００２２】以上、３つの実験結果を記述したが、ユニ
ットを構成する反射板、拡散板の形状、材質等によって
図５、図３に示した輝度分布も異なってくるので、中側
のランプの条件（管径、光学特性等）に応じて、外側の
ランプを選択する必要がある。

【００２３】図９、図１０は従来のバックライトユニッ
トの構造である。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように従来の直下型バック
ライトユニットでは発光面での輝度分布、均斉度を望ま
しい状態にするため、図９に示すようにライティングカ
ーテン等を使用して高輝度になる部分の光を吸収してい
るのでランプから放射される光を充分に利用することが
できなかった。

【００２５】然るに本考案は３本以上の冷陰極蛍光ラ
ンプを使用する直下型の液晶表示装置用バックライトユ
ニットの発光面輝度を望ましい輝度分布を維持しながら
得る手段として、それぞれ最も外側に位置する２本のラ
ンプの全光束値が内側に配列されたランプの全光束値よ
りも高い輝度を有する光源の制御にて最も望ましい輝度
分布、均斉度を得るの利点がある。また、同一仕様のラ
ンプを使用する場合は外側に位置する２本のランプの点
灯電流を中側よりも大きくして光量を増加させることが
でき、或いはユニットに配列した複数本のランプを同一
電流で作動させる時は外側のランプの管径を中側のそれ
よりも小さくすることにより輝度の大きい照明ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験に使用した簡易ユニットの構造である。

【図２】実験用ユニットの発光面輝度の測定位置であ
る。

【図３】実験用ユニットの発光面輝度である。

【図４】ランプ内径別全光束特性である。

【図５】ランプ電流と発光面輝度との関係である。

【図６】ランプ電流と発光面輝度との関係である。

【図７】冷陰極蛍光ランプにおける管径と光出力との関
係にもとづく面輝度分布である。

【図８】他の実施例を示す硝子管である。

【図９】従来のライトガイド方式バックライトユニット
の構造である。

【図１０】従来の直下方式バックライトユニットの構造
である。

【符号の説明】

１ランプハウス２蛍光ランプ３拡散板

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】棒状光源若しくは棒状部分を有する光源
を、該棒状部分が平面状に平行な位置関係になるように
配設された平面形の液晶表示装置用バックライトユニッ
トにおいて、最も外側に位置する棒状光源若しくは棒状
部分の内径が、内側に位置する棒状光源若しくは棒状部
分の内径よりも細径に形成されていることを特徴とする
液晶表示装置用バックライトユニット。