JP3686793B2

JP3686793B2 - バックライトユニット

Info

Publication number: JP3686793B2
Application number: JP21522099A
Authority: JP
Inventors: 規之田中; 誠一郎藤岡
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: JP2001043830A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワープロやパソコンなどのＯＡ機器に用いられる液晶表示装置のバックライトユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種バックライトユニットは、例えば図９に示すように構成されている。このバックライトユニット１は、ポリカ−ボネイト樹脂などよりなる導光板１１の端面１１ａ側に直管形の冷陰極蛍光ランプ２を、端面１１ａに対向し、かつ平行となるように配置すると共に、導光板１１の光導出面側（表面側）１１ｂに拡散板などを介して液晶表示パネル１２を配置し、冷陰極蛍光ランプ２の背面側（非導光板側）に反射板１３を配置して構成されている。
【０００３】
このバックライトユニット１における冷陰極蛍光ランプ２は、例えば図１０に示すように構成されている。この冷陰極蛍光ランプ２は、直管形のガラスバルブ３の内面に複数の蛍光体を混合してなる発光層４を形成すると共に、ガラスバルブ３の両端部に電極５，５を配置し、かつガラスバルブ３の内部空間にアルゴンなどの希ガスと水銀を封入して構成されている。尚、電極５，５にはリード線６，６が接続されており、ガラスバルブ３の端部から外部に導出されている。
【０００４】
このバックライトユニット１において、冷陰極蛍光ランプ２の電極５，５に高周波電圧を印加すると、冷陰極蛍光ランプ２は点灯し、発光層４から放出された光は直接的或いは反射板１３で反射されて導光板１１に、端面１１ａから導入される。導光板１１に入射された光は図示しない拡散板に導入され、それの拡散機能により全体的に輝度分布が均斉化される。このように均斉化された光によって液晶表示パネル１２が照明される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のバックライトユニット１の冷陰極蛍光ランプ２は、点灯状態において、水銀の励起によって各種波長の紫外線を発生し、その一部がガラスバルブ３を透過して外部に放射される。特に、紫外線のうち、波長が２７５ｎｍ程度以下の紫外線は、その大部分がガラスバルブ３に吸収されてしまうために、ガラスバルブ外に放射されることはないものの、波長が２７５〜３８０ｎｍの紫外線は、その一部がガラスバルブ３を透過して外部に放射される。
【０００６】
具体的には、この冷陰極蛍光ランプ２の分光エネルギ−分布図は、図１１に示す。同図から明らかなように、ガラスバルブ３から外部に放射される紫外線は、主として３１３ｎｍの紫外線ＵＶａと３６５ｎｍの紫外線ＵＶｂである。
【０００７】
しかしながら、例えば図９に示すバックライトユニット１のように、冷陰極蛍光ランプ２の近傍に導光板１１のように樹脂成形品などが設置されている場合には、導光板１１などがガラスバルブ３から透過した紫外線に曝され、ついには紫外線劣化によって変色したり、或いは反射板１３などを取り付ける樹脂成形品の機械的な強度が低下したりすることがある。このために、液晶表示装置の表示品位が損なわれるのみならず、バックライトユニット１における反射板１３の取り付け性をも損なわれるという問題を有している。
【０００８】
その上、この冷陰極蛍光ランプ２は点灯時に、それのガラスバルブ３の細径化（例えば外径が６ｍｍ程度ないしそれ以下）によって管壁温度が上昇し、上述の紫外線と熱との相乗作用により、導光板１１の変色，樹脂成形品などの劣化が促進され、バックライトユニット１としての品位，信頼性が早期に損なわれるという問題もある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、簡単な構成によって冷陰極蛍光ランプからの紫外線放射を抑制して導光板，樹脂成形品などの変色，劣化などを軽減できるバックライトユニットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、導光板の端面側に冷陰極蛍光ランプを、光が放出される表面側に液晶表示パネルをそれぞれ配置したバックライトユニットにおいて、前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の発明は、液晶表示パネルの背面側に単数又は複数の冷陰極蛍光ランプをほぼ平行に配置したバックライトユニットにおいて、前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成したことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の第３の発明は、導光板の端面側に冷陰極蛍光ランプを、光が放出される表面側に液晶表示パネルをそれぞれ配置したバックライトユニットにおいて、前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成し、前記導光板の表面側と前記液晶表示パネルとの間に平板状の拡散板を配置したことを特徴とし、本発明の第４の発明は、液晶表示パネルの背面側に単数又は複数の冷陰極蛍光ランプをほぼ平行に配置したバックライトユニットにおいて、前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成し、前記冷陰極蛍光ランプと前記液晶表示パネルの間に平板状の拡散板を配置したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるバックライトユニットの各種の実施形態を図１〜図４を参照して順に説明する。尚、図９〜図１０に示す従来例と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１４】
図１に示すバックライトユニット２１の基本的な構成は図９に示すバックライトユニット１と同様である。異なる点は、冷陰極蛍光ランプ２２の構成である。この冷陰極蛍光ランプ２２は、例えば図５に示すように、ガラスバルブ３の内面に酸化セリウムを主体とする紫外線吸収層７を形成し、この紫外線吸収層７の内面側（放電路側）に発光層４を形成したことである。
【００１５】
この紫外線吸収層７は、酸化セリウムだけで形成したり、酸化セリウムと酸化チタンとによって形成したり、酸化セリウムと酸化亜鉛とによって形成したり、さらには酸化セリウムと酸化チタンと酸化亜鉛とによって形成したりされる。特に、紫外線吸収層７を酸化セリウムと酸化チタン及び／又は酸化亜鉛とによって形成する場合、紫外線吸収層７に占める酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定することが望ましい。
【００１６】
図１に示すバックライトユニット２１において、冷陰極蛍光ランプ２２を点灯状態にすると、発光層４からの光（可視光）は透光性の紫外線吸収層７を透過してガラスバルブ３から外部に放射されるが、放電に起因して発生する主として３１３，３６５ｎｍ近辺の紫外線は、それのかなりの部分が紫外線吸収層７を通過する間に吸収されてしまい、ガラスバルブ外への放射が抑制される。
【００１７】
このように冷陰極蛍光ランプ２２からの紫外線放射が抑制（低減）されることによって、仮にガラスバルブ３の外径が細径化されて管壁温度が上昇したとしても、導光板１１の変色を軽減できるのみならず、樹脂成形品などの劣化も低減でき、バックライトユニット２１としての品位，信頼性を改善できる。
【００１８】
この冷陰極蛍光ランプ２２において、紫外線吸収層７の構成部材別による性能について図６〜図８に示す分光エネルギ−分布図を参照して説明する。図６は紫外線吸収層７を酸化セリウムのみで形成した場合の分光エネルギ−分布図である。同図から明らかなように、図１１で問題となっていた波長が３１３ｎｍ近辺の紫外線ＵＶａと波長が３６５ｎｍ近辺の紫外線ＵＶｂが大幅に減少しており、実測値では図１１の波長３１３ｎｍ近辺の紫外線ＵＶａが図６では約７０％がカットされ、図１１の３６５ｎｍ近辺の紫外線ＵＶｂが図６では約４０％がカットされている。従って、バックライトユニット２１における導光板１１の変色を有効に抑制できるのみならず、他の樹脂成形品などの劣化も大幅に遅らせることができる。尚、紫外線吸収層７は酸化セリウム単独の他に、酸化セリウムと酸化チタン及び／又は酸化亜鉛とによって形成することによって、紫外線の吸収効果を高めることができる。
【００１９】
図７は紫外線吸収層を酸化チタンだけで形成した参考品となる冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図である。同図から明らかなように、３１３ｎｍの紫外線がほぼ１００％カットされ、３６５ｎｍの紫外線も大幅に減少（約６０％程度カット）されていることが分かる。又、図８は紫外線吸収層を酸化亜鉛だけで形成した参考品となる冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図であって、図７とほぼ同じような紫外線吸収特性を呈していることが分かる。
【００２０】
上述の図６〜図８及び図１１の分光エネルギー分布図において、波長が３００〜３５０ｎｍの紫外線領域と波長が３５０〜３８０ｎｍ紫外線領域とにおける積分値を表１に示す。
【００２１】
【表１】

表１から明らかなように、図１１に示す冷陰極蛍光ランプからの紫外線放射が最も多く、この紫外線は、紫外線吸収層を酸化セリウムにて構成した冷陰極蛍光ランプでは図６に示すようにほぼ７５％カットされており、紫外線吸収層を酸化チタンにて構成した冷陰極蛍光ランプでは図７に示すようにほぼ５０％カットされており、紫外線吸収層を酸化亜鉛にて構成した冷陰極蛍光ランプでは図８に示すようにほぼ８２％カットされていることが分かる。
【００２２】
又、紫外線吸収層を酸化チタン，酸化亜鉛のみにて構成した参考の冷陰極蛍光ランプによる図７，図８において実線で示す分光エネルギ−分布特性は、紫外線吸収層を酸化セリウムにて構成した冷陰極蛍光ランプによる図６に示す分光エネルギ−分布特性に比較すると、可視領域の分光エネルギ−が部分的に減少していることが分かる。尚、図７，図８において一点鎖線で示す分光エネルギ−分布特性は図６に示す分光エネルギ−分布特性に相当し、一点鎖線部分の可視光が減少している。これは、酸化セリウムでは紫外線を吸収するものの、可視光の吸収が少ないことを示している。その反面、酸化チタンと酸化亜鉛では紫外線に対して優れた吸収性を呈するものの、可視光も吸収し、光量の減少を伴うという問題を有している。その上、点灯の継続によって酸化チタン，酸化亜鉛が紫外線の照射によって変色し易いという問題を有している。
【００２３】
従って、紫外線吸収層の紫外線吸収性を高めるために、紫外線吸収層を酸化セリウムと酸化チタン及び／又は酸化亜鉛とによって構成する場合には、酸化チタン，酸化亜鉛による可視光の減少，紫外線照射による変色とのバランスを考慮して紫外線吸収層に占める酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を決定することが推奨される。
【００２４】
図５に示す冷陰極蛍光ランプ２２の紫外線吸収層７を酸化セリウムと酸化チタン及び／又は酸化亜鉛とによって構成する場合、紫外線吸収層７に占める酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合は０．１〜５．０重量％の範囲に設定することが望ましい。これによって、紫外線の吸収性を高めつつ、可視光の不所望な減少を軽減できる。しかしながら、その混合割合が０．１重量％未満になると、紫外線の吸収特性が表１からも明らかなように低下するし、逆に、５．０重量％を超えると、可視光の減少，紫外線照射による変色が顕著となり好ましくない。
【００２５】
図２は本発明にかかるバックライトユニットの他の実施形態を示すものである。このバックライトユニット２１ａは図１に示すバックライトユニット２１の導光板１１と液晶表示パネル１２との間に拡散板１４を介在させたものである。この実施例によれば、拡散板１４の介在によって導光板１１の表面１１ｂから入射される光が拡散され、輝度分布の均斉化が図られることによって、液晶表示パネル１２の表示品位を高めることが可能になる。又、拡散板１４に樹脂部材などを使用した場合、冷陰極蛍光ランプ２２からの紫外線放射が抑制されているために、拡散板１４の変色も抑制され、バックライトユニット２１ａとしての品位を長期間に亘って良好に維持できる。
【００２６】
図３は本発明にかかるバックライトユニットの他の実施形態を示すものである。このバックライトユニット２１ｂは直下型のバックライトユニットであって、互いに平行に配置された複数本の冷陰極蛍光ランプ２２の真上に液晶表示パネル１２をほぼ平行に配置すると共に、冷陰極蛍光ランプ２２の真下に反射板１３を配置して構成されている。特に、反射板１３は、液晶表示パネル１２の輝度分布が均斉化されるように、部分的にパラボラ状などに曲成されている。この実施例によれば、冷陰極蛍光ランプ２２からの紫外線放射が抑制されているために、反射板などの取り付けなどに用いられる樹脂成形品などの劣化を抑制できる。
【００２７】
図４は本発明にかかるバックライトユニットの他の実施形態を示すものである。このバックライトユニット２１ｃは図３に示すバックライトユニット２１ｂの冷陰極蛍光ランプ２２と液晶表示パネル１２との間に拡散板１４を介在させたものである。この実施例によれば、拡散板１４の拡散作用によって液晶表示パネル１２における輝度分布が均斉化される。これによって、液晶表示パネル１２の表示品位を高めることが可能になる。又、拡散板１４に樹脂部材などを使用した場合、冷陰極蛍光ランプ２２からの紫外線放射が抑制されているために、拡散板１４の変色も抑制され、バックライトユニット２１ｃとしての品位を長期間に亘って良好に維持できる。
【００２８】
尚、本発明は何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば図１〜図２に示すエッジライト型のバックライトユニットの場合、冷陰極蛍光ランプは導光板の２つ以上の端面に配置することもできるし、冷陰極蛍光ランプの形態も直管形の他、Ｌ形などに構成することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、冷陰極蛍光ランプのガラスバルブ内面には酸化セリウムを主体とする透光性の紫外線吸収層が形成されているために、ガラスバルブ外への紫外線放射を効果的に抑制できる。従って、冷陰極蛍光ランプの近傍に配置される導光板，拡散板，反射板の取り付けに利用される樹脂成形品などの紫外線劣化を抑制でき、高品位のバックライトユニットの実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるバックライトユニットの第１の実施形態を示す断面図。
【図２】本発明にかかるバックライトユニットの第２の実施形態を示す断面図。
【図３】本発明にかかるバックライトユニットの第３の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明にかかるバックライトユニットの第４の実施形態を示す断面図。
【図５】図１〜図４に示す冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図６】図５に示す冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図７】紫外線吸収層に酸化チタンを用いた参考用の冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図８】紫外線吸収層に酸化亜鉛を用いた参考用の冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【図９】従来のバックライトユニットの断面図。
【図１０】図９に示す冷陰極蛍光ランプの断面図。
【図１１】図１０に示す冷陰極蛍光ランプの分光エネルギー分布図。
【符号の説明】
１１導光板
１２液晶表示パネル
１４拡散板
２１バックライトユニット
２１ａバックライトユニット
２１ｂバックライトユニット
２１ｃバックライトユニット
２２冷陰極蛍光ランプ
３ガラスバルブ
４発光層
７紫外線吸収層

Claims

導光板の端面側に冷陰極蛍光ランプを、光が放出される表面側に液晶表示パネルをそれぞれ配置したバックライトユニットにおいて、
前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成したことを特徴とするバックライトユニット。
液晶表示パネルの背面側に単数又は複数の冷陰極蛍光ランプをほぼ平行に配置したバックライトユニットにおいて、
前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成したことを特徴とするバックライトユニット。
導光板の端面側に冷陰極蛍光ランプを、光が放出される表面側に液晶表示パネルをそれぞれ配置したバックライトユニットにおいて、
前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成し、前記導光板の表面側と前記液晶表示パネルとの間に平板状の拡散板を配置したことを特徴とするバックライトユニット。
液晶表示パネルの背面側に単数又は複数の冷陰極蛍光ランプをほぼ平行に配置したバックライトユニットにおいて、
前記冷陰極蛍光ランプを、ガラスバルブの内面に、酸化セリウムを主体とし、酸化チタン及び／又は酸化亜鉛の混合割合を０．１〜５．０重量％の範囲に設定して形成された透光性の紫外線吸収層と発光層とを積層して形成して構成し、前記冷陰極蛍光ランプと前記液晶表示パネルの間に平板状の拡散板を配置したことを特徴とするバックライトユニット。