JP3110004U - バックライトモジュールの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶などの光源とするバックライトモジュールの精密化と大型化に対応する。
【解決手段】主に蛍光管を公知の水平設置から垂直設置に変え、また発熱するインバーターは公知の左右両側における垂直設置から下方設置に変えることにより、インバーターの発する熱がバックライトモジュール蛍光管の周囲において不均一となる現象を改善する。これにより輝度の差異はなくなり、より優れた視覚効果と品質を達成可能である。
【選択図】図８

Description

本考案は、液晶表示装置の背景光源とするバックライトモジュールの構造に関する。特に、蛍光管を公知の水平設置から垂直設置に変え、また発熱原となるインバーターは
公知の左右両側における垂直配置から下方配置の構成に変えることにより、インバーターの発する熱がバックライトモジュール蛍光管の周囲において不均一となる現象を改善するバックライトモジュールの構造に係る。

図１に示すように、公知の直線型冷陰極蛍光管C1のバックライトモジュールA１はインバーターB１を傍らに設置し、該直線型冷陰極蛍光管C1を水平に配置するため、動作条件下において、これらの発熱に伴う温度分布が不均となる影響を生じる。図３、４に示す熱の分布より明らかなように、1本1本の冷陰極蛍光管はすべて熱エネルギーの発生を避けることはできない。また、暖かい空気は上昇するという必然の作用により、下部の熱エネルギーは徐々に上昇して上方に滞溜するため、冷陰極蛍光管上下端の温度差もそれに伴い広がる。さらに、バックライトモジュールの作動時間が長ければ長いほど、冷陰極蛍光管上下の温度差効果は大幅に拡大する。しかし、温度は冷陰極蛍光管の輝度に影響を与えるため、過大な温度差はバックライトモジュールの全体輝度の差異を大きくし、表示装置としての視覚効果に悪影響を及ぼしてしまう。

さらに、図２に示す公知のバックライトモジュールA２はしばしばU型或いはC型冷陰極蛍光管C２に製造される。これらは上記の直線型冷陰極蛍光管に生じる温度差効果の他に別の問題が存在する。それはすなわち、インバーターB２を傍らに設置する時、該冷陰極蛍光管C２の蛍光管は縦に設置する場合には長さが長くなるが、バックライトモジュールが必要とするのは特殊な細い蛍光管であるため、蛍光管が長ければ長いほどガラスの製造と蛍光管製造において、その難度を増してしまう。しかも長さが長いため、放電時の蛍光管電圧も上昇し、これによりインバーターB２の設計の難度と製造コストが上昇し、よって全体的コストは大幅に増大する。

蛍光管の発熱は、公知のバックライトモジュールにおいて輝度に影響を与える重要な要因である。一枚のバックライトモジュール全体では、温度差が過大であれば、表面輝度の均一度は明らかに異なってしまう。しかし公知のインバーターは傍らに設置されるため、二種の態様で強烈な温度差を生じる。すなわち、左右の温度差も非常に大きくなるということである。
インバーターは必然的に高い温度を生じるが、左側に設置するなら、右側は熱源がないため、温度は当然左側より非常に低くなる。これが温度差を形成する主因である。
次に、暖かい空気は下から上へと上昇するため、バックライトモジュールの作動時間が長くなると、上層には暖かい空気が堆積し熱効果が目に見えて増強される。このため、上下層の温度差が拡大する。
両者は共に強烈な熱効果温度差という結果を引起し、バックライトモジュール全体の輝度の均一度(輝度最低と輝度最高の比較値)は大幅に悪化する。こうして業界で長く解決が待たれているバックライトモジュールの輝度の不均一という問題を招いている。
特開２００２−３２８３９３号公報

公知構造には以下の欠点があった。
すなわち、単純な蛍光管からの放熱は熱堆積効果を形成し、上下温度差を過大にし、バックライトモジュールの輝度を不均一にするため実用性が低く、
加工製造過程において、蛍光管が長いため製造が難しく、コストを低下させることができず、
左右の温度差が過大で、輝度の差異が非常に大きく、
上下の蛍光管周囲の温度差が過大で、下層が低温であるため、水銀蒸気の沈殿を生じ易く蛍光管の寿命を短くし、
水平蛍光管はある程度の長さが求められるため、蛍光管電圧を下げることができず、インバーターの設計の難度とコストを向上させ、
全体的にコスト低下が難しいため、産業競争力が乏しい。
本考案は上記構造の問題点を解決したバックライトモジュールの構造を提供するものである。

上記課題を解決するため、本考案は下記のバックライトモジュールの構造を提供する。
それは主にバックライトモジュール全体の輝度を均一化し、蛍光管の長さを短縮することにより製造工程をシンプルにし、
インバーターが電源供給の過程において生じる熱エネルギーを利用し、加温効果を形成し、バックライトモジュール蛍光管周囲の上部の温度が高く下部が低いという温度の不均一現象に対して改善を加え、全体的な輝度の差異を縮小し、より優れた視覚効果を達成し、
一般の冷陰極蛍光管は低温下では内部に含まれる水銀蒸気が容易に沈殿するが、インバーターの放熱効果により低位置にある蛍光管の温度を上昇させ、水銀蒸気の沈殿を防止することができ、これにより蛍光管の寿命を延長することができることを特徴とするバックライトモジュールの構造である。

上記のように、本考案はインバーターの放熱により熱上昇の伝導効果を生じ、上下の温度差を縮小し、輝度が不均衡となる状況を大幅に改善することができる。また本考案では製造が容易な短い蛍光管を使用可能であるため大幅にコストを低下させることができる。さらにインバーターの発熱現象を利用し、蛍光管周囲の温度差が過大であるという状況を改善し、蛍光管に生じる水銀蒸気の沈殿現象を減らし、蛍光管の寿命を大幅に延ばすことができる。加えて垂直方向の蛍光管は比較的短いため、蛍光管が必要とする電圧を高くすることなく、インバーターの設計の難度と製造コストを低下させることができる。すなわち、全体的にコストを低下させることができるため、産業競争力を向上させることができる。

図５に示すように、本考案はU型或いはC型冷陰極蛍光管の電極を下に向けて設置する。インバーター１８はバックライトモジュール１の下方に設置し、該インバーター１８に電源を供給して蛍光管を点灯させる時、図６，図７に示すように該インバーター１８は発熱し、バックライトモジュール背面部の金属材料が該バックライトモジュール１内部に熱を伝えるため、該バックライトモジュール１下方の温度は上昇し、該バックライトモジュール１上方と下方の温度差を縮小する。その結果、上方と下方の輝度の差も縮小するため、該バックライトモジュール１の輝度は改善され、均一となる。
しかも、蛍光管自身が発光と同時に熱を発するが、熱伝導効果について言えば、熱量は下から上へと伝送されるため、一般にバックライトモジュール上方には放熱孔などの装置がある。本考案においては、蛍光管は下から上へと向かうため、熱量の伝導は下から上へとなり、図６に示すように、熱量の伝導が蓄積する状況は比較的均一となる。しかも、インバーター１８の熱エネルギー２０により、図７に示すように、下方の温度軸T、右側の高度軸Hは本考案の改善温度差効果に対応し、軸線Kは、図４の大幅な差異が図７にまで調整される効果を示す。このように、公知の装置における温度差が過大であるため、バックライトモジュールの輝度の均一度に悪影響を及ぼすという問題を大幅に改善可能である。

垂直方向にU型或いはC型冷陰極蛍光管を配置すると、表示画面が一般に横長であるため水平方向に配置する場合より短くなり、かつ、これに加えてバックライトモジュールに必要とされる蛍光管は非常に細いために製造の難易度はこれまで非常に高く、これらの長いガラスを製造するためにはコストも非常にかかっていたが、このような構成により大幅に改善された。
さらに、本考案は蛍光管の長さを大幅に短縮することに成功したため、必要とする電圧も低くすることができ、点灯用のインバーター１８の設計も容易となる。
設置においては、より低い電圧のインバーター１８で良く、設計及びインバーター１８のコストも低廉化することができる。

図８に示すように、本考案は主にバックライトモジュール１、外フレーム１１、フィルム１２、１３を含む。
該フィルム１２、１３は該外フレーム１１内に嵌設し、上下にはそれぞれ固定フレーム１４１、１４２を設置し、該固定フレーム１４１、１４２内には蛍光管１５を設置する。該蛍光管１５の下端にはプラグ１５１を設置し、バックボード１６は蛍光管と薄膜を蓋合し、該外フレーム１１において接合し、ネジ１６１により固定する。さらに、バックボード１６外側には絶縁片１７を設置、固定し、単数或いは複数のインバーター１８を設置する。最後にインバーター保護蓋１８１を結合し、バックライトモジュール１全体の構造を完成する。
本考案では該インバーター１８をバックライトモジュールの下層に設置し、垂直方向に設置する蛍光管に電力を供給するようにした点が最大の特徴である。
蛍光管はU型、C型、或いは直線型の冷陰極蛍光管を設置可能で、様々なバックライトモジュールの必要に応じて採用することができる。

公知の直線型冷陰極蛍光管バックライトモジュールの実施例である。 公知のU型冷陰極蛍光管バックライトモジュールの実施例である。 公知の直線型冷陰極蛍光管バックライトモジュールの熱伝導効果の指示図である。 公知の直線型冷陰極蛍光管バックライトモジュールの温度差の指示図である。 本考案バックライトモジュールの指示図である。 本考案バックライトモジュールの熱伝導効果の指示図である。 本考案バックライトモジュールの温度差改善の指示図である。 本考案の分解構造実施例である。

符号の説明

A１ バックライトモジュール
A２ バックライトモジュール
B１ インバーター
B２ インバーター
C１ 直線型冷陰極蛍光管
C２ U型或いはC型冷陰極蛍光管
T 温度軸
K 軸線
H 高度軸
１ バックライトモジュール
１１ 外フレーム
１２ フィルム
１３ フィルム
１４１ 固定フレーム
１４２ 固定フレーム
１５ 蛍光管
１５１ プラグ
１６ バックボード
１６１ ネジ
１７ 絶縁片
１８ インバーター
１８１ インバーター保護蓋
２０ 熱エネルギー

Claims (1)

1. 液晶表示装置の背景光源となるバックライトモジュールであって、
   フレーム内に複数の蛍光管を配列し、その前面に散光フィルムを配置すると共に、これらの蛍光管の配列に近接してインバーターを配置してなる、バックライトモジュールの構成において、
   これらの蛍光管の配列に近接して該インバーターをこれらの蛍光管の配列の下層の位置に配置することにより、
   これらの蛍光管及びインバーターからの発熱によってモジュール内部における温度が上方が高く、下層が低くなる温度分布に対して、
   一方の熱源であるインバーターの発熱によりモジュール内下層の温度を上昇させて上下層の蛍光管の温度差を抑制してこれらの温度差による蛍光管の輝度の不均一を改善せしめた、
   ことを特徴とするバックライトモジュールの構造。
   
   

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