JP4222081B2

JP4222081B2 - バックライトユニット

Info

Publication number: JP4222081B2
Application number: JP2003094035A
Authority: JP
Inventors: 誠治森本; 泰二中川; 昭男谷繁; 淳也美田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004303538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライトユニットに係り、詳しくは、ランプ室に連通した吸排気孔を改良することによりランプ室内の温度上昇を抑えたバックライトユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラット型表示装置に使用されるバックライトは、光源ランプに冷陰極又は熱陰極管等の極細蛍光ランプが使用され、一般にエッジライト型と直下型に大別されている。このうち直下型バックライトは、エッジライト型と比べて多数本の光源ランプをハウジング内に配設することができることから、高輝度を必要とする表示装置、例えばモニタ、テレビジョン受像機等におけるバックライトとして多く採用されている。
【０００３】
この直下型バックライトユニットは、通常、光源に長尺蛍光ランプが使用されるが、近年、表示画面の大型化に伴い、使用される長尺蛍光ランプが、ますます長尺化されると共にその使用本数も多くなっている。
【０００４】
ところが、これらの蛍光ランプが収納されるランプ室は、一般に上部が開口された底浅の箱型に形成され、その上部の開口面も光学部材等で覆われてほぼ密閉状態となっている。このため多数本の蛍光ランプから発生する熱が、このランプ室に滞留して室内の温度が外気温度より高くなってしまうことがある。
【０００５】
一方、使用される蛍光ランプは、管内に微量な水銀が封入され、この水銀に電子が衝突し、その際に励起される紫外線が管壁の蛍光体に衝突し、これにより可視光に変換されるものであり、その光出力は周囲温度の影響を受ける特性をもっている。すなわち、低温時には、水銀の蒸気圧が低く気化する水銀量が少ないので光出力も小さく、周囲温度が上昇すると、これに伴って水銀蒸気圧も上昇し光出力が増加する特性をもっている。しかし、この光出力の増加は一定温度まで持続するが、この温度を超えると水銀蒸気圧が過大となり、増加した水銀蒸気により紫外線が再吸収されてしまい、その結果、光出力が低下してしまう特性も兼ね備えている。
【０００６】
このため、ランプ室内の温度が所定値を超えてしまうと、ランプへの供給電力を増加させても、それに見合った光出力の増大を図ることができず、たとえ光出力のアップがあったとしても、一時的なもので直ぐ低下してしまうことになる。
【０００７】
そこで、ランプ室内の温度上昇を抑える工夫がこれまで多く提案され、実施されてきており、特許文献でも多く紹介されている。（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００８】
図６は、上記特許文献１に記載されたバックライト装置であって、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【０００９】
このバックライト装置ＢＫのランプ室Ｄは、光源ランプ１で暖められた室内の空気を外部へ放出する通気孔２と、光源ランプ１の挿入用切欠き溝５ｂを光源ランプ１に密着してほぼ閉塞すると共に外部の空気を遮断するシール部材４とからなり、ランプ室の上側面３ａ₁に通気孔２、また下側面３ａ₂にシール部材４がそれぞれ形成された構成を有している。
【００１０】
このランプ室によると、ランプ室Ｄ内で暖められた空気は上方へ移動し、ランプ室Ｄの上側面３ａ₁の通気孔２から外部へ放散され、ランプ室Ｄ内の温度上昇が抑えられる。一方、ランプ室Ｄの下方部分は、シール部材４で閉鎖されているので、冷たい外気は遮断され、その結果、ランプ室全体の温度分布が改善されるようになっている。
【００１１】
また、上記特許文献２には、光拡散板を除いた部材で反射板、或いは上下側壁面に複数の通気孔が形成され、ランプ室の温度上昇を抑えたバックライト装置が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−２７３７６５号（第２〜３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−２９７６２３号（第３〜４頁、図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載されたバックライト装置では、ランプ室Ｄの一側面、すなわち上側面３ａ₁にのみ複数個の通気孔２が形成され他側面、すなわち下側面３ａ₁はシール部材４で閉鎖されていることから、放熱量は上側面３ａ₁の通気孔２に限定されしまうことになる。また、この上側面３ａ₁でも側面に複数本の蛍光ランプ１を挿通する挿通孔５ａが設けられ、これらの挿通孔５ａの間に通気孔２が設けられているので、通気孔２の設置個数も限定されてしまうことになる。
【００１４】
近年、液晶表示装置が大型化し、これに伴ってワット数の高い蛍光ランプが使用され、且つその使用本数も多くなって、ランプ室内の温度がますます上昇される傾向にあるが、上記のバックライト装置では、放熱量に限界があり、大型液晶表示装置のバックライトとしての採用が難しい。
【００１５】
また、上記特許文献２に記載されたバックライト装置は、通気孔の開口面積が比較的大きい（実施例では１５ｍｍ角）ので、この開口から埃或いは塵等がランプ室に侵入しランプに付着し易く、また通気孔を上下側壁に形成しょうとすると、通常、側壁の縦幅が比較的狭く設計されているので、通気孔の設置個数も限られ大型の液晶表示装置のバックライトには適しない。更に、開口面積が大きくなるに伴い、それだけ通気孔が形成された筐体の強度が低下するため、大型の液晶表示装置のバックライトには適していない。
【００１６】
そこで、本発明は、これらの従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、光源から発生する熱を効率よく室外へ放散し、ランプ室内の温度上昇を抑えたバックライトユニットを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の手段により達成される。本発明のバックライトユニットは、複数本の長尺光源ランプと、該複数の光源ランプをそれぞれ両端で支持固定する一対のランプ支持台とを備え、前記各ランプ支持台は、長手方向の両端部分を除いた側壁に、前記光源ランプの固定部から上部へ向かって、外部に連通したスリットが長手方向に１乃至複数本形成されていることを特徴とする。
【００１８】
そして、前記一対のランプ支持台は、長手方向の両端部分を除いた側壁が肉薄に形成され、前記スリットは、この肉薄側壁に形成されていることが好ましい。
【００１９】
このバックライトユニットにおいては、側壁に１乃至複数本のスリットが一端部から他端部へ向けて形成されるので、開口面積を大きくできる。したがって、この大きな開口により、ランプ室内の吸排気が効率的に行われることになり、ランプ室の温度上昇を抑えることができる。また、これらのスリットは、側壁の薄肉部に設けられるので、スリットの成型が極めて簡単になると共に、任意の形状に成型できる。
【００２０】
また、前記一対のランプ支持台は、それぞれ複数の支持枠に分割され、分割された支持枠は長手方向の両端部分を除いた側壁が肉薄に形成され、前記スリットは、この肉薄側壁に形成されると共に、前記分割された個々の支持枠が端部で結合されて、それぞれ一対のランプ支持台を形成しており、前記一対のランプ支持台は、結合部を含めほぼ等間隔に前記複数本の光源ランプをそれぞれの両端で固定支持していることが好ましい。
【００２１】
このバックライトユニットにおいては、一対のランプ支持台をそれぞれ複数の支持枠に分割し、分割した個々の支持枠を端部で結合することにより、バックライトユニットの大型化に伴う放熱を効率よく外部へ放散することができ、ランプ室内の温度上昇を抑制することができる。また、一対のランプ支持台には、分割した支持枠の結合部においても、複数の光源ランプがほぼ等間隔に配設されるので、表示画面をほぼ均一に照射することが可能になる。
【００２２】
また、スリットの後方に、スリットに沿って梁状の板状片が形成されていることが好ましく、さらにはスリットの後方にはスリットをまたぐように肉厚部が１乃至複数形成されていることが好ましい。これらの板状片や肉厚部が補強手段となり、複数のスリットを形成しても強度を維持することができる。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示すバックライトユニットの外観斜視図、図２は図１のＡ部分の拡大側面図、図３は図１のＢ部分の拡大側面図、図４は図１のａ−ａ断面図、第５図は図１のｂ−ｂの断面図である。
【００２４】
このバックライトユニット１０は、表示パネル（図示省略）とほぼ同じ矩形状をした底板２０と、この底板２０の上に載置される反射シート２５と、底板２０の長手側端に配設される一対のランプ支持台４０、４０’と、各ランプ支持台４０、４０’にそれぞれの端部が固定される複数本の光源ランプ３０ｉ、３０ｉと、これら部品組立体の外周囲を囲み固定する固定枠５０、５０’とから構成される。なお、この組立体の上に拡散板及び光学シート材が載置され、載置された組立体の外周囲に支持台が装着されるが、これらを図４、５に示し、図１では省略されている。
【００２５】
以下、上記バックライトユニットを構成する主要部品を説明する。底板２０は、所定の長さ及び幅を有する表示パネル（図示省略）とほぼ同じ矩形状をなした板材からなり金属材或いは樹脂材等で形成されている。また、この底板２０の表面には、ほぼ円錐形状をなしたスペーサ２３ｉが複数個所定の間隔で配設され、これらのスペーサ２３ｉの頂部が反射シート２５の表面から突出するようになっている。
【００２６】
反射シート２５は、底板２０とほぼ同じ形状を有し、その底板２０の表面に敷設される。反射シート材２５の表面には、反射材が塗布ないし貼着されている。
【００２７】
光源ランプ３０ｉには、長尺の蛍光ランプが使用される。第５図に示すように、光源ランプ３０ｉの両端には、それぞれリード線３１ｉ、３２ｉ（以下、第１、第２のリード線という）が接続され、これらのリード線が導出されるようにしてランプホルダ３３ｉ、３４ｉ（以下、第１、第２のホルダという）が装着されている。また、第１、第２のリード線３１ｉ、３２ｉは、対をなしその先端に電気コネクタ３５ｉが接続されている。（第１図参照）。
【００２８】
上記底板２０の長手方向の両側端には、それぞれ対向して一対のランプ支持台４０、４０’（以下、第１、第２のランプ支持台という）が配設される。各ランプ支持台４０、４０’は、底板２０の長手方向の幅長とほぼ同じ長さ有し、長手方向と直交する断面が変形台形状をなした枠体からなり、樹脂材料により形成される。また、各ランプ支持台４０、４０’は、ほぼ中央部でそれぞれ支持枠に分断され、端部が所定の固定手段により連結される。すなわち、図２、３を参照して、第１のランプ支持台４０は、ほぼ中央部で支持枠４０₁、４０₂（以下、第１、第２の支持枠という）に分割され、各支持枠は互いに端部で任意の固定手段により結合される。同様に第２のランプ支持台４０’も、支持枠４０₃、４０₃（以下、第３、第４の支持枠という）からなり端部で結合される。この固定手段には、例えば、各支持枠の端部にそれぞれ傾斜ないし段部を形成して、これらの傾斜面ないし段部を相互に接合して、機械的な固定手段ないし接着剤等用いて結合する。
【００２９】
なお、固定手段は、上記のものに限定されず既に公知の種々の固着手段を使用してもよい。勿論、各支持枠の連結部を同一構造に成型して結合してもよい。連結部を同一構造にすることにより、各支持枠を共通の金型で成型することができるようになる。また、第１、第２のランプ支持台４０、４０’は、バックライトユニットの大型化に伴い、一部品で形成することが製造上及びその組立て等で難しいことから、複数に分割するもので、分割数は２分割でなくそれ以上の分割でもよい。
【００３０】
上記第１、第２の支持枠及び第３、第４の支持枠は、連結部分を除いてほぼ同じ構造を有している。そこで、以下の説明では、重複説明を避けるために第１の支持枠の構造について詳述し、第３の支持枠は第１の支持枠と同一符号を用い、その符号にダッシュを付しその説明を省略する。なお、第２、第３の支持枠については、その説明を省略する。
【００３１】
第１の支持枠４０₁（以下、単に支持枠という）は、長手方向と直交する断面が変形台形状をなした枠体からなり、この枠体は、長手方向の両端部４０ａ（図３に一端部４０ａを図示した）が肉厚に、この両端部を除く部分が肉薄に形成され、一端の肉厚部に上記の固定手段が設けられ他の支持枠と結合されるようになっている。両端部を除く部分を薄肉に形成することにより、材料の節約及び軽量化を図ることができる。
【００３２】
この支持枠４０₁は、その内壁面４２ａが底部４１から上方部４３に向って鋭角に傾斜した傾斜面で形成され、また底部４１にランプホルダ３４ｉを固定する固定部４１ｉが形成されている。また、第１の支持枠４０₁の上部４３には、図４、５に示すように、拡散板７０及び光学シート材７１を位置決めする凸条部４３ａが外側側縁に設けられる。
【００３３】
ホルダ固定部４１ｉは、光源ランプ３０ｉのランプホルダ３４ｉが収容される複数個の凹状溝からなり、これらのホルダ固定部４１ｉは、複数本の光源ランプ３０ｉを等間隔に配設するために底部４１に等間隔に設けられる。しかし、第１、第２の支持枠４０₁、４０₂を途中で結合するものに、複数のホルダ固定部４１ｉを等間隔に配設しようとすると、第１、第２の支持枠４０₁、４０₂の連結部において、均等に配置できない場合が発生することがある。このような場合には、図３に示すように、第１、第２の支持台４０₁、４０₂のホルダ固定部４１₁、４１₂の間隔が他のホルダ固定部４１ｉと４１₁との間隔と同じになるように、一方のホルダ固定部４１₂を支持枠４０₂の端部に近接させることにより、均等間隔なるように形成する。第３、第４の支持枠４０₃、４０₄も図２に示すようにホルダ固定部４１’₂を支持台４４₄の端部に近接させることにより、均等間隔なるように形成する。
【００３４】
傾斜面４２ａには、ランプホルダ３４ｉを装着するホルダ固定部４１ｉから上部において、外部に連通した複数のスリット４６ｉがランプ支持台の長手方向に沿って形成される。これらのスリット４６ｉは、肉薄側壁では内壁面４２ａから外壁面４２ｂに連通し、端部の肉厚部へも延びている。
【００３５】
これらのスリット４６ｉは、側壁の薄肉部に底部から上方へ向かってほぼ等間隔に平行に形成され、各スリット４６ｉが長手方向の一端部から他端部へ連続しているので、開口面積が大きくできる。したがって、開孔面積が大きくなることから、ランプ室内の吸排気が効率化し、ランプ室の温度上昇を抑えることができる。これらのスリット４６ｉは、側壁の薄肉部に設けられるので、スリット４６ｉの成型が極めて簡単になると共に、任意の形状に成型できる。
【００３６】
また、側壁の肉厚及びスリット４６ｉの形状は、任意の厚さ、形状に選定される。例えば、側壁の肉厚を少し厚くし、スリット４６ｉを底部と平行でなく、少し傾斜して形成することにより、埃、塵等の浸入を防ぐことができる。
【００３７】
また、側壁を薄肉にすることにより、機械的強度が劣る場合が発生する恐れがあるが、このような場合に備え、この薄肉部に補強手段が形成される。その補強手段は、ランプ支持台の長手方向に梁状の板状片４２ｃ、４２ｃ’が設けれている。この板状片４２ｃ、４２ｃ’はスリット４６ｉを平行して設けられ、スリット４６ｉの後方に張り出している。この板状片４２ｃ、４２ｃ’はスリット４６ｉの後方に奥行きのあるものとなるので、バックライト内の光がスリット４６ｉから外に漏れても、奥行きある補強梁で外部へ光が漏れるのを防止できる。
【００３８】
また、補強手段として、図５に示すようにスリット４６ｉの後方に肉厚部４２ｄ、４２’ｄが設けられている。この肉厚部４２ｄ、４２’ｄはランプ支持台の短辺方向に設けられ、スリット４６ｉをまたぐように形成されている。この肉厚部４２ｄ、４２’ｄは板状片４２ｃ、４２ｃ’と上方部４３、４３’の間のスペースを埋めるように形成され、奥行き方向に対して厚く、ランプ支持台の長手方向における幅は小さく形成されている。肉厚部４２ｄ、４２’ｄはスリット４６ｉの後方に複数設けるのがよく、このときランプ支持台の長手方向にほぼ均等間隔で配置するのがよい。肉厚部４２d、４２’dは、厚み部分を利用して側壁の補強効果を発揮でき、結果としてスリット開口の大きくできる。更に、板状片４２c、４２’ｃの下方にスペースが形成されるので、このスペースを配線ダクトとしても利用できる。
【００３９】
拡散板７０は、乳白色アクリル樹脂等で形成された板材からなり、また、光学シート材７１は、複数枚の集光シートの積層体からなる。更に、固定枠５０、５０’は、金属板材を折曲しアングル状に形成されたものからなり、ランプ支持台４０、４０’の外側壁を囲み、これらの支持台に載置された拡散板７０及び光学シート材７１を固定する。また、符合６０、６０’は、底板２０の短辺側端に配設され上記一対のランプ支持台と連結されランプ室の側壁を形成する枠体である。
【００４０】
これらの部品を用いバックライトユニットは、以下の手順で組立てられる。
図１〜５を参照して、先ず、複数の蛍光ランプ３０ｉには、その両端に接続された第１、第２のリード線３１ｉ、３２ｉが一端から導出されるようにして第１、第２のランプホルダ３３ｉ、３４ｉを装着し、第１のリード線３１ｉを第２のリード線３２ｉ側まで延設し、これらのリード線３１ｉ、３２ｉを組にして、その先端に電気コネクタ３５ｉを接続する。
【００４１】
次いで、第１、第２のランプ支持台４０、４０’を平行に配設し、各支持台４０、４０’に第１、第２のランプホルダ３３ｉ、３４ｉ等を取付けた複数本の蛍光ランプ３０ｉを装着する。その装着は、各蛍光ランプ３０ｉの第１、第２のランプホルダ３３ｉ、３４ｉを各支持台４０、４０’のホルダ固定部４１ｉ、４１'iに挿入することによって行う。ランプ支持台４０、４０’が長尺の場合は、各ランプ支持台４０、４０’を構成する一対の支持台を固定手段により連結して置く。
【００４２】
複数本の蛍光ランプ３０ｉが装着された各ランプ支持台４０、４０’は、底板２０の表面に取付ける。この取付けの際に、各蛍光ランプ３０ｉに接続された第１、第２のリード線３１ｉ、３２ｉのうち、第１のリード線３１ｉを底板２０の裏面に配線されるようにする。また、この取付けにより、底板２０に装着された複数のスペーサ２３ｉは、反射シート２５から突出される。このようにして組立てた後、各ランプ支持台４０、４０’とこの支持台に結合した枠体６０、６０’との上に拡散板７０及び光学部材７１を載置し、これらの組立体の外周囲を固定枠５０、５０'で囲み固定しバックライトユニットを完成する。
【００４３】
【発明の効果】
このバックライトユニットによれば、組立体の上面が積層体によって覆われ形成されたランプ室は、密閉状態になるが各ランプ支持台の側壁の設けられた複数のスリットにより、ランプ室内の吸排気が効率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すバックライトユニットの外観斜視図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大側面図である。
【図３】図１のＢ部分の拡大側面図である。
【図４】図１のａ−ａ断面図である。
【図５】図１のｂ−ｂの断面図である。
【図６】従来技術のバックライト装置を示し、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１０バックライトユニット
４０、４０' ランプ支持台
３０i 長尺光源ランプ
４６i スリット
４０₁、４０₂、４０₃、４０₄ 支持枠
５０固定枠
７１光学部材

Claims

複数本の長尺光源ランプと、該複数の光源ランプをそれぞれ両端で支持固定する一対のランプ支持台とを備え、前記各ランプ支持台は、長手方向の両端部分を除いた側壁に、前記光源ランプの固定部から上部において、外部に連通したスリットが長手方向に１乃至複数本形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
前記一対のランプ支持台は、長手方向の両端部分を除いた側壁が肉薄に形成され、前記スリットは、この肉薄側壁に形成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
前記一対のランプ支持台は、それぞれ複数の支持枠に分割され、分割された支持枠は長手方向の両端部分を除いた側壁が肉薄に形成され、前記スリットは、この肉薄側壁に形成されると共に、前記分割された個々の支持枠が端部で結合されて、それぞれ一対のランプ支持台を形成していることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
前記一対のランプ支持台は、結合部を含めほぼ等間隔に前記複数本の光源ランプをそれぞれの両端で固定支持していることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
スリットの後方に、スリットに沿って梁状の板状片が形成されていることを特徴する請求項１〜請求項４のいずれかに記載のバックライトユニット。
スリットの後方にはスリットをまたぐように肉厚部が１乃至複数形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のバックライトユニット。