JPH08136918A - 液晶ディスプレイ装置のバックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランプ温度の過度の上昇によるランプ輝度の
低下を防止するとともに、ランプ寿命を向上させ、機器
の使用環境の温度が低い場合には、ランプ温度を十分な
輝度が得られる状態まで上昇させることができる液晶デ
ィスプレイ装置のバックライトを提供すること。 【構成】 ランプに沿って当該ランプと互いに熱伝達さ
れる状態にヒートパイプを設置したことを特徴とする。
ヒートパイプの端部には加熱体を取り付けるのが好まし
く、この加熱体はサーミスタ抵抗加熱体であるのが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶ディスプレイ装
置のバックライトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ装置の例えばサイドラ
イト型バックライトは、順に重ねられた反射板，導光板
及び拡散板と、導光板の側部に設置された冷陰極管から
なるランプとを備えており、ランプの光を導光板で伝達
するとともに画面方向に出射し、拡散板の微小な凹凸で
光を散乱させて画面上の輝度を均一にするように構成さ
れている。拡散板の上にプリズムシートを重ね、このプ
リズムシートにより一定範囲内の入射角の光のみを透過
させ、それ以外の光を再び導光板に戻して反射を繰り返
して出射させることにより、輝度を高めるように構成し
たものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】バックライトは長時間
連続使用していると電極の発熱によってランプ温度が上
昇し、温度が一定基準を超えて上昇するとランプの輝度
が低下し、かつ、ランプ寿命も短くなる。例えば、ノー
ト形パソコンの液晶デスプレイにおけるバックライトに
使用される３mmφ程度の低圧水銀ランプは、４０℃程度
で最高の光出力に達し、それ以上温度が上昇すると水銀
の蒸気圧が過大になるため輝度が低下する。また、携帯
用のノート形パソコンは使用環境が不定であって必ずし
も好ましい温度条件で使用できるとは限らない。そし
て、低温環境で使用するような場合にもランプの輝度は
低下する。例えば前記の低圧水銀ランプは、低温環境下
では水銀の蒸気圧が低くなり、封入不活性ガスとのペニ
ング効果の減少及び紫外線出力の低下により、０℃のと
きの輝度は２５℃のときの輝度の２５％程度である。

【０００４】この発明の目的は、ランプの温度が上昇し
たときにはその熱を効果的に放熱することができるとと
もに、ランプ全体を均熱化できる液晶ディスプレイ装置
のバックライトを提供することにある。この発明の他の
目的は、機器の使用環境の温度が低い場合には、ランプ
温度を十分な輝度が得られる状態まで上昇させることが
できる液晶ディスプレイ装置のバックライトを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による第１のバ
ックライトは、前述の目的を達成するため、ランプに沿
って当該ランプと互いに熱伝達される状態にヒートパイ
プを設置したことを特徴としている。ランプと互いに熱
伝達される状態にヒートパイプを設置するには、例えば
ヒートパイプを熱伝導性のよい部材からなる保持具によ
って把持させるとともに、当該ヒートパイプをランプに
接触させる。あるいは、前記保持具によってヒートパイ
プを把持させ、ランプ，特にその発熱部を前記保持具に
接触させ又は当該保持具によって把持させる。

【０００６】この発明による第２のバックライトは、ラ
ンプに沿って当該ランプと互いに熱伝達される状態にヒ
ートパイプを設置し、このヒートパイプの端部に加熱体
を取り付けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】この発明に係る第１のバックライトによれば、
ランプの発熱部から発生した熱はヒートパイプにより当
該ヒートパイプの他の領域へ輸送され、それらの一部は
ランプの他の部分へ伝達されるので、ランプの温度は全
長にわたって均熱化される。また、ヒートパイプで輸送
された熱の他の一部は、ヒートパイプの表面から放熱さ
れる。したがって、ヒートパイプの作動温度を適切に設
定することによって、ランプ温度は過度に上昇しなくな
るため、ランプの輝度を所定の好ましい範囲に維持する
ことができるとともに、ランプ寿命の低下を防止するこ
とができる。

【０００８】ヒートパイプを熱伝導性の良い部材からな
る保持具によって把持させるとともに、当該ヒートパイ
プをランプに接触させ、あるいは、ランプ，特にその発
熱部を前記保持具に接触させ又は当該保持具によって把
持させる構造を採用する場合において、液晶ディスプレ
イ装置内のスペースによっては前記保持具の外周の少な
くとも一部にフィンを設け、これらのフィンにより放熱
性能をより向上させることができる。また、前記保持具
の一部を液晶ディスプレイ装置におけるフレーム等に接
続させて、熱の一部が当該フレームを介して放熱される
ように構成すれば、放熱性能はさらに向上する。

【０００９】この発明に係る第２のバックライトによれ
ば、前述の第１のバックライトと同様に作用するほか、
前記加熱体を作動させると、当該加熱体の熱は前記ヒー
トパイプを介してランプに伝達され、ランプが温められ
る。加熱体の熱源を切るとランプは加熱されなくなる。
したがって、機器の使用場所が低温であることによって
ランプが点灯しない場合やランプの輝度が小さい場合に
は、前述のようにランプを温めることにより、低温によ
るランプの不点灯を防止することができるとともに、低
温によるランプの輝度の低下を防止することができる。

【００１０】ランプ温度を検出する温度センサを設置
し、この温度センサの検出値に基いて前記加熱体の作動
を制御するように構成すると、ランプ輝度の維持をより
精確に行うことができる。

【００１１】前記加熱体には、サーミスタ抵抗加熱体を
使用するのが好ましい。すなわち、抵抗発熱体を構成す
る正特性のサーミスタは常温時の抵抗が小さく、初期の
電圧印加時に大きな電流を流すことによって非常に短時
間内に所望の温度まで上昇させることができるため、サ
ーミスタ抵抗加熱体を使用することによって、ランプ温
度を所定の輝度が得られる状態まで急速に昇温させるこ
とができるし、消費電力も小さくて済む。

【００１２】また、発熱素子であるサーミスタは、通電
発熱により抵抗が急激に変化するが、その温度がキュー
リー点をこえると急峻な正の抵抗温度特性によって電流
が流れなく（又は電流が非常に小さく）なり、キューリ
ー点以下になると電流が流れる（又は電流が大きくな
る）ので、サーミスタのキューリー点を例えば十分なラ
ンプ輝度を確保できる温度付近の値に設定することによ
り、十分なランプ輝度に適する温度で定温発熱をさせる
ように設計することができる。

【００１３】

【実施例】以下図面により、この発明による液晶ディス
プレイ装置のバックライトの好ましい実施例を説明す
る。図１はこの発明の一実施例の液晶ディスプレイ装置
のバックライトを示す部分断面図、図２は図１のバック
ライトのヒートパイプと保持具及び加熱体の関係を示す
部分斜視図、図３は図２の加熱体の拡大斜視図、図４は
図３の加熱体の断面図、図５はバックライトのヒートパ
イプ及び保持具の変形例を示す部分拡大断面図、図６は
バックライトのヒートパイプ及び保持具の他の変形例を
示す部分分解斜視図である。

【００１４】図１及び図２の実施例のバックライトは、
順に重ねられた反射板１，導光板２，拡散板３及び導光
板２の側部へ設置された冷陰極管からなるランプ５とを
備えており、ランプ５の光を反射板１で反射しつつ導光
板２で導いて上部の液晶パネル４の画面方向へ出射し、
拡散板３によって拡散することにより液晶パネル４の画
面上の輝度を均一にする。

【００１５】前記ランプ５は３mmφの低圧水銀カラー陰
極管であり、このランプ５に沿って当該ランプ５と互い
に熱伝達される状態にヒートパイプ６が設置されてい
る。このヒートパイプ６のコンテナは３mmφの銅パイプ
である。ヒートパイプ６は、弾性を有するリン青銅から
なるほぼＵ字状の保持具７によってランプ５とともに把
持されており、保持具７の背面側には、薄いプレート状
の多数の放熱フィン７０が形成されている。保持具７の
材質としては、前述のリン青銅のほかに、アルミニウム
又はその合金，銅又はその合金その他熱伝導性のよい金
属が選ばれる。

【００１６】この実施例のバックライトでは、図２のよ
うにヒートパイプ６の端部に加熱体８が取り付けられて
いる。この加熱体８には、次に図３及び図４を参照して
説明するようなサーミスタ抵抗加熱体であるのが好まし
い。

【００１７】図３及び図４のように、ディスク形で正特
性のサーミスタ８０（例えば、株式会社村田製作所の商
標名「ポジスタ」）は、導電性のばね８３により、一方
の端子板を兼ねたメッキ銅板からなる伝熱基板８１と、
他方の端子板８２の間に圧迫された状態で挟まれてい
る。これらのサーミスタ８０，端子板８２，ばね８３及
び伝熱基板８１のは、プラスチックからなる絶縁性のカ
バー８４によって覆われており、カバー８４からは、端
子板８２と一体な端子８６と、伝熱基板８１と一体な端
子８７，８７とが突出している。これらの端子８６，８
７，８７は、図示しないリード線により電源と接続され
る。絶縁性のカバー８４には、両端のフランジ状部８
９，８９の隅角近傍の上面に凹部８５が形成されてお
り、伝熱基板８１へ一体に直立して形成した押さえ爪８
８を前記凹部８５の底部から突出させて曲げることによ
り、カバー８４を伝熱基板８１へ押さえ付けている。

【００１８】この実施例では図２で示すように、両端に
相対するＵ字状の引っ掛け部８ｂ，８ｂを形成するとと
もに、中央部にパイプ保持部８ｃを形成した弾性を有す
るアタッチメント８ａを準備し、このアタッチメント８
ａの前記パイプ保持部８ｃ内にヒートパイプ６の端部を
案内するとともに、加熱体８の両端のフランジ状部８
９，８９に前記引っ掛け部８ｂ，８ｂを引っ掛けた状態
で、ヒートパイプ６へ前記加熱体８を固定している。こ
のようなアタッチメント８ａを使用することにより、加
熱体８における伝熱基板８１の下面がヒートパイプ６の
表面へ確実に密着させることができ、かつ、加熱体８が
ヒートパイプ６へ簡単に取り付けられる。

【００１９】この実施例では、ランプ５には当該ランプ
５の温度を検出する図示しない温度センサを設置し、こ
の温度センサの検出値が、ランプ５が点灯しない温度又
は所定のランプ輝度に達しない温度である場合には前記
加熱体８へ通電し、それ以外の場合には前記加熱体８へ
の通電を停止すべく制御されるように構成している。

【００２０】この実施例のバックライトによれば、ラン
プ５の発熱部から発生した熱はヒートパイプ６により当
該ヒートパイプ６の他の領域へ輸送される。輸送された
熱の一部はランプ５の他の部分（温度の低い部分）へ伝
達されるので、ランプ５の温度は全長にわたって均熱化
される。また、ヒートパイプ６で輸送された熱の他の一
部はヒートパイプ６と接触している保持具７、特にその
放熱フィン７０から放熱される。したがって、ヒートパ
イプ６に使用する作動液の作動温度を適切に（例えば４
０℃前後に）設定することによって、ランプ５温度は過
度に上昇しなくなるため、ランプ５の輝度を所定の好ま
しい範囲に維持することができるとともに、ランプ５の
寿命の低下を防止することができる。

【００２１】機器の使用環境の温度が低く、前記温度セ
ンサの検出温度がランプ５の点灯温度より低い場合や、
所定のランプ輝度に達しない温度である場合には、前記
加熱体８に通電され、その熱がヒートパイプ６を介して
前記ランプ５へ伝達され当該ランプ５が温められる。ラ
ンプ５の温度が所定の温度以上になると、加熱体８への
通電が停止する。したがって、低温によるランプの不点
灯や低温によるランプの輝度の低下を防止することがで
きる。

【００２２】この実施例では、加熱体８には常温以下に
おいて電気抵抗が小さいサーミスタ抵抗加熱体を使用し
ており、初期の電圧印加時に大きな電流を流すことによ
って短時間内に所望の温度まで上昇させることができ、
この熱はヒートパイプ６によって短時間でランプ５へ伝
達されるため、ランプ温度を所定の輝度が得られる状態
まで急速に昇温させることができるし、消費電力も小さ
くて済む。

【００２３】さらに、加熱体のサーミスタ８０は温度が
キューリ点をこえると電流が流れなく（又は電流が非常
に小さく）なり、キューリー点以下になると電流が流れ
る（又は電流が大きくなる）ので、キューリー点を適切
な値に設定することによって、十分なランプ輝度を得ら
れるようにランプ温度を制御することがでいる。

【００２４】図５の実施例のバックライトでは、コンテ
ナを断面楕円形ないし長円形に加工したヒートパイプ６
が使用されている。弾性を有するリン青銅からなる保持
具７は、ヒートパイプ６の外形に密着するように形成さ
れたヒートパイプ保持部７１と、断面円弧状のランプ保
持部７２とを有している。そして、ヒートパイプ保持部
７１にはヒートパイプ６を、ランプ保持部７２にはラン
プ５をそれぞれ案内し、この状態で中央部をボルトナッ
ト７３で締め付けることにより、保持具７によってヒー
トパイプ６とランプ５とをそれぞれ密着状態に把持さ
せ、前記保持具７の両端部を図示しない機器のフレーム
へ接触させている。したがって、この実施例のバックラ
イトにおいてランプ５の熱が放熱されるとき、保持具７
と当該保持具７に接触している前記フレームを通じて放
熱される。この実施例のバックライトは、機器の内部に
図１及び図２の保持具７の放熱フィン７０を収容するス
ペースがない場合や、機器の重量に制限がある場合に適
する。この実施例のバックライトの他の構成や作用，効
果は、図１及び図２の実施例のバックライトとほぼ同様
であるので、それらの説明は省略する。

【００２５】図６の実施例のバックライトは、弾性を有
するリン青銅ならなる保持具７の両端にランプ５のソケ
ット５０が嵌め込まれる嵌合部７４を一体に形成してい
る。そして、保持具７へ内接する状態に断面が楕円形な
いし長円形のヒートパイプ６を把持させ、保持具７の嵌
合部７４と前記ソケット５０とを嵌め合わせると、ソケ
ット５０の上下に突出するばね付きフック５１が嵌合部
７４のロック孔７５，７５へロックされ、それと同時
に、ランプ５がヒートパイプ６と接触した状態でＵ字状
の保持具７へ内接する状態に収まり、かつ、保持具７の
両端の嵌合部７４が機器のフレーム５２へ接触するよう
に構成されている。この実施例のバックライトにおいて
は、ランプ５の熱はヒートパイプ６によって輸送され、
ランプ５を全長にわたって均熱化するとともに、保持具
７とフレーム５２とを通じて放熱される。この実施例の
バックライトのその他の構成や作用，効果は、図５の実
施例のバックライトとほぼ同様であるので、それらの説
明は省略する。

【００２６】

【発明の効果】この発明による請求項１に記載のバック
ライトは、ランプの発熱部から発生した熱はヒートパイ
プにより当該ヒートパイプの他の領域へ輸送され、それ
らの一部はランプの他の部分へ伝達されるので、ランプ
の温度は全長にわたって均熱化される。また、ヒートパ
イプで輸送された熱の他の一部は、ヒートパイプの表面
から放熱される。したがって、ヒートパイプの作動温度
を適切に設定することによって、ランプ温度は過度に上
昇しなくなるため、ランプの輝度を所定の好ましい範囲
に維持することができるとともに、ランプ寿命の低下を
防止することができる。

【００２７】この発明による請求項２に記載のバックラ
イトは、ヒートパイプの端部に取り付けられた加熱体を
作動させると、当該加熱体の熱は前記ヒートパイプを介
してランプに伝達され、ランプが温められる。したがっ
て、機器の使用場所が低温であることによってランプが
点灯しない場合やランプの輝度が小さい場合には、前述
のようにランプを温めることにより、低温によるランプ
の不点灯やランプの輝度の低下を防止して、常時所望の
ランプ輝度を維持することができる。

【００２８】この発明による請求項３に記載のバックラ
イトは、発熱体を構成するサーミスタの常温時の抵抗が
小さく、初期の電圧印加時に大きな電流を流すことによ
って非常に短時間内に所望の温度まで加熱され、その熱
はヒートパイプによって短時間内にランプへ伝達される
ので、ランプ温度を所定の輝度が得られる状態まで急速
にランプを昇温させることができるし、消費電力も小さ
くて済む。また、サーミスタのキューリー点を適切な温
度に設定することによって、低温環境においても十分な
ランプ輝度に適する温度でランプを所定範囲の定温に維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の液晶ディスプレイ装置の
バックライトを示す部分断面図である。

【図２】図１のバックライトのヒートパイプと保持具及
び加熱体の関係を示す部分斜視図である。

【図３】図２のバックライトにおける加熱体の拡大斜視
図である。

【図４】図３の加熱体の断面図である。

【図５】この発明によるバックライトのヒートパイプ及
び保持具の変形例を示す部分拡大断面図である。

【図６】この発明によるバックライトのヒートパイプ及
び保持具の他の変形例を示す部分分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 反射板 ２ 導光板 ３ 拡散板 ４ 液晶パネル ５ ランプ ５０ ランプのソケット ５１ ばね付きフック ５２ 装置のフレーム ６ ヒートパイプ ７ 保持具 ７０ 放熱フィン ７１ ヒートパイプ保持部 ７２ ランプ保持部 ７３ ボルトナット ７４ 嵌合部 ７５ ロック孔 ８ 加熱体 ８０ サーミスタ８０ ８１ 伝熱基板 ８２ 端子板 ８３ 導電性のばね ８４ カバー ８５ 凹部 ８６，８７ 端子 ８８ 押さえ爪 ８９ フランジ状部 ８ａ アタッチメント ８ｂ 引っ掛け部 ８ｃ パイプ保持部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプに沿って当該ランプと互いに熱伝
   達される状態にヒートパイプを設置したことを特徴とす
   る、液晶ディスプレイ装置のバックライト。
2. 【請求項２】 前記ヒートパイプの端部に加熱体を取り
   付けた、請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置のバッ
   クライト。
3. 【請求項３】 前記加熱体がサーミスタ抵抗加熱体であ
   る、請求項２に記載の液晶ディスプレイ装置のバックラ
   イト。