JPH1184376A

JPH1184376A - ディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH1184376A
Application number: JP9239682A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Matsumoto; 貞行松本; Ryo Suzuki; 量鈴木; Junichiro Hoshizaki; 潤一郎星崎; Mitsumasa Umezaki; 光政梅崎; Akimasa Yuki; 昭正結城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】画面輝度が均一なディスプレイ装置を提供す
る。【解決手段】本発明のディスプレイ装置は、透過型表
示パネル（液晶ディスプレパネル１２）と、表示パネル
１２に照明光を導光する導光板３と、導光板の１辺に近
接して設けられた蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２に近接
して設けられた少なくとも１つの電導体（図示していな
い液晶ディスプレイ駆動回路、筐体など）と、蛍光ラン
プ２のリード線８側の電極を固定電位として上記点灯装
置の基準電位もしくはそれに準じた電位に固定し、リー
ド線９側の電極を交流電位として、蛍光ランプ２を放電
発光させるディスプレイ装置において、蛍光ランプ２
は、交流電位側より、固定電位側の発光効率を高くした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はパソコン、携帯情
報端末などの液晶ディスプレイや誘導灯などのバックラ
イトを用いた各種表示パネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば実開平６−８７９３７号
公報に示された従来のディスプレイ装置のバックライト
ユニットを示す分解斜視図である。図において、１はバ
ックライトユニット、２はバックライトユニット１の光
源となる蛍光ランプ、３は蛍光ランプ２の光をバックラ
イトの面全体に導き分散させて出力させるための導光
板、４は導光板３の下側に配置され蛍光ランプ２から出
力された光を前面に反射させるための反射板、５は導光
板３の上側に配置され導光板３から分散されて出力され
た光を均一化するための拡散板で、１枚あるいは２枚用
いらる。携帯型ノートパソコンなどでは、２枚の拡散板
５の間に、プリズムシートあるいはレンズシートと呼ば
れる、光を前面に集光するための集光板が、１枚あるい
は２枚配置されることがある。７は蛍光ランプの光を反
射し導光板３に集中して入射させるためのリフレクタと
蛍光ランプ２を保持するランプホルダの働きを兼ねた反
射ホルダである。８は蛍光ランプの一方の電極に接続さ
れたリード線、９は蛍光ランプの他方の電極に接続され
たリード線、１０はインバータに接続するためのコネク
タで、図示していないインバータから蛍光ランプ２に電
力が供給され蛍光ランプ２は放電・発光する。また、図
示していないが、バックライトユニット１の最上部の拡
散板５の上側には液晶ディスプレイパネルが配置されデ
ィスプレイ装置を構成する。

【０００３】このような構成のディスプレイ装置では、
蛍光ランプ２の一方の電極に接続されたリード線８は、
インバータのＧＮＤ電位またはそれに準じた固定電位に
接続され、他方の電極に接続されたリード線９から電位
が正負に変化する交流の高周波電圧が印加される。蛍光
ランプ２から出力された光は、反射ホルダ７の内面のリ
フレクタによって反射され、導光板３に集中して入力さ
れ、導光板３の液晶ディスプレイ側面からほぼ均一に分
散して出力される。導光板３から出力された光は拡散板
５により均一化され、プリズムシートによって正面方向
に集中され、液晶ディスプレイの裏側に入射し、液晶デ
ィスプレイのバックライトとして動作する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のデ
ィスプレイ装置では高周波電圧が一方の電極に印加さ
れ、他方の電極は固定電位にされていたので、リフレク
タ、ランプホルダ、筐体などが金属で形成されていると
き、高周波電圧のため容量結合によりリーク電流が生
じ、そのため交流電位側のランプ電流密度が増加し、輝
度が上昇するため、画面輝度が均一なディスプレイ装置
が得られないという問題点があった。

【０００５】このような問題の解決策として、例えば、
特開平７−２７２５０６号公報に示された従来のディス
プレイ装置のように高周波電圧が印加される側の蛍光体
膜厚を薄くして輝度を低下させ、画面輝度の均一化を図
ったものがある。しかし、蛍光体膜を薄くして輝度を低
下させた場合、放電によって発生した紫外線が薄い蛍光
体膜を透過しガラスに到達する割合が増加するため、長
時間点灯するとガラスの着色などにより輝度が更に低下
し、今度は交流電位側の輝度が固定電位側の輝度より低
くなり、画面輝度が均一なディスプレイ装置が得られな
くなるという問題点があった。

【０００６】また、交流電位側は蛍光体の膜厚が薄く、
しかもリークにより固定電位側より電流密度が大きいた
め、放電のスパッタによる蛍光体の劣化が激しく、固定
電位側より輝度の低下が大きく、交流電位側の輝度が固
定電位側の輝度より低くなり、やはり画面輝度が均一な
ディスプレイ装置が得られなくなるという問題点もあっ
た。

【０００７】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、長時間にわたって画面輝度が均
一なディスプレイ装置を得るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
透過型表示パネルと、表示パネルに照明光を導光する導
光板と、導光板の照明光入射口面に配置した蛍光ランプ
と、該蛍光ランプに近接して設けられた少なくとも１つ
の導体と、上記蛍光ランプの一端の電極を固定電位とし
て基準電位もしくはそれに準じた電位に固定し、他端の
電極を交流電位として交流の高電圧を印加し、上記蛍光
ランプを放電発光させる点灯装置とを備えたディスプレ
イ装置において、上記蛍光ランプは、交流電位側の発光
効率より固定電位側の発光効率が高くなっているディス
プレイ装置である。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載のデ
ィスプレイ装置において、蛍光ランプは、固定電位側の
蛍光体膜厚より交流電位側の蛍光体膜厚を厚くして、交
流電位側より固定電位側の発光効率を高くしたものであ
る。

【００１０】請求項３に係る発明は、透過型表示パネル
と、表示パネルに照明光を導光する導光板と、導光板の
照明光入射口面に配置した蛍光ランプと、該蛍光ランプ
に近接して設けられた少なくとも１つの導体と、上記蛍
光ランプの一端の電極を固定電位として基準電位もしく
はそれに準じた電位に固定し、他端の電極を交流電位と
して交流の高電圧を印加し、上記蛍光ランプを放電発光
させるディスプレイ装置において、上記導光板は、上記
蛍光ランプの交流電位側の透過率より固定電位側の透過
率が高くなっているディスプレイ装置である。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項３記載のデ
ィスプレイ装置において、導光板の入射口面は、交流電
位側の入射口面の透過率より固定電位側の入射口面の透
過率が高くなっているものである。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項３記載のデ
ィスプレイ装置において、導光板の入射口面は、交流電
位側の入射口面の幅より固定電位側の入射口面の幅が厚
くなっているものである。

【００１３】請求項６に係る発明は、透過型表示パネル
と、表示パネルに照明光を導光する導光板と、導光板の
照明光入射口面に配置した蛍光ランプと、該蛍光ランプ
の発光を導光板に導入する反射板と、上記蛍光ランプに
近接して設けられた少なくとも１つの導体と、上記蛍光
ランプの一端の電極を固定電位として基準電位もしくは
それに準じた電位に固定し、他端の電極を交流電位とし
て交流の高電圧を印加し、上記蛍光ランプを放電発光さ
せる点灯装置とを備えたディスプレイ装置において、上
記反射板は、上記蛍光ランプの交流電位側の反射率より
固定電位側の反射率が高くなっているディスプレイ装置
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１であるデ
ィスプレイ装置を示す分解斜視図で、図２は図１の蛍光
ランプ周辺の断面図で、模式的に示している。図におい
て、１３はディスプレイ装置、１はバックライトユニッ
ト、２はディスプレイ装置１３のバックライトの光源と
なる蛍光ランプ、３は蛍光ランプ２の光をバックライト
の面全体に導き分散させて出力させるための導光板、４
は導光板３の下側に配置され、蛍光ランプ２から出力さ
れた光を前面に反射させるための反射板、５は導光板３
の上側に配置され導光板３から分散されて出力された光
を均一化するための拡散板、６は拡散板５から出力され
た光を前面に集光するためのプリズムシート、７は蛍光
ランプ２の光を反射し導光板３に集中して入射させるた
めのリフレクタと蛍光ランプ２を保持するランプホルダ
の働きを兼ねた反射ホルダである。８は蛍光ランプの一
方の電極に接続されたリード線、９は蛍光ランプの他方
の電極に接続されたリード線、１０はインバータに接続
するためのコネクタで、インバータ１１に接続されてい
る。リード線８はインバータのＧＮＤ電位あるいはそれ
に準じた基準電位に接続され、リード線９はインバータ
から交流の高周波高電圧が出力される端子に接続され
る。ここまでの構成をまとめてバックライトと呼ぶ。ま
た、リード線８が接続された側を固定電位側、リード線
９が接続された側を交流電位側と呼んで区別する。１２
はバックライト最上部の拡散板５の上側に配置された液
晶ディスプレイパネルで、これらと図示していないが液
晶ディスプレイ駆動回路、筐体などの蛍光ランプに近接
して設けられた導体を含めてディスプレイ装置１が構成
されている。

【００１５】この発明の実施の形態１のディスプレイ装
置に用いられる蛍光ランプ２は、外径φ２．０ｍｍ、内
径φ１．６ｍｍのガラスバルブの内壁に蛍光膜を形成
し、ガラスバルブの両端にはニッケル、タングステンな
どの金属からなる電極が設けられている。蛍光ランプ２
の内部にはＡｒあるいはＡｒとＮｅの混合ガスなどのバ
ッファガスと水銀が封入されている。蛍光ランプ２の蛍
光膜は、固定電極側が約１５μｍ、交流電極側が約３７
μｍで、その間はほぼ直線的な膜厚の勾配が設けられて
いる。この膜厚の勾配により、固定電位側の方が交流電
位側より発光効率が高くなるように設計されている。

【００１６】インバータ１１から電圧が印加されると、
蛍光ランプ２は放電し、ランプ電流が流れ、ランプ内の
水銀原子が励起され紫外線を放射し、蛍光体を励起し可
視光を発生する。しかし、反射ホルダ７やリード線８、
あるいは筐体などが導電体であると、蛍光ランプ２と導
体との間の静電容量によってリーク電流が流れる。この
リーク電流はランプの交流電極側から最も大きく流れ、
固定電位側に近づくにしたがって減少する。したがっ
て、蛍光ランプ２の交流電位側のランプ電流密度が増加
し、紫外線発生量が増加する。しかし、冷陰極蛍光ラン
プの蛍光膜は固定電極側に近づくにしたがって発光効率
が高くなるようになっているため、紫外線の発生量と蛍
光膜の発光効率が相殺されてランプの長さ方向に対し均
一な輝度が得られる。

【００１７】図３は、蛍光膜を均一に形成した蛍光ラン
プと、この発明のディスプレイ装置の蛍光ランプを使用
したときのランプ長さ方向の輝度分布を比較したもので
ある。なお、蛍光膜を均一に形成した蛍光ランプの輝度
分布は、ランプとリフレクタや周囲の導体との位置関係
による静電容量と、ランプの点灯周波数、ランプのイン
ピーダンスによって変わるため、決まってこの輝度分布
というわけではない。図に示したように、均一な蛍光膜
の蛍光ランプではリークによって約３０％の輝度分布が
生じるが、同一の点灯条件および位置関係であっても蛍
光膜の発光効率に分布を持たせた本実施の形態１の蛍光
ランプでは均一な輝度が得られる。

【００１８】図４は、励起紫外線強度を同一としたとき
の蛍光ランプの膜厚と輝度の関係を示したものである。
ここに示したデータは一般的な３波長蛍光体の場合で、
蛍光体粒子の形状や密度によって、輝度のピークと膜厚
の絶対値の関係は多少異なるが、相対的には同じであ
る。図３に示した輝度分布は、このデータを基に蛍光体
膜を形成したランプの輝度分布である。この蛍光ランプ
を用いたディスプレイ装置では点灯１００００時間後で
は全体的な輝度低下はあるが、交流電位側での大幅な輝
度低下は見られず、輝度分布は殆ど変化しなかった。

【００１９】図４に基づき、交流電位側を約６μｍ、固
定電位側を約１５μｍとした蛍光ランプを作成しても、
同様にリークによる輝度分布を相殺することができた
が、これは点灯初期のみ有効で、点灯１００００時間後
には交流電位側の輝度が約２０％低下してしまった。こ
れは膜厚を薄くしたことにより、放電によって発生した
紫外線がガラスに到達する割合が増え、ガラスの着色な
どによってガラスの透過率が低下したためと考えられ
る。しかし、交流電位側の膜厚を厚くして、発光効率を
低下させた場合は紫外線がガラスには到達しないので、
ガラスが劣化することはない。従って、交流電位側の膜
厚を厚くすることによって蛍光体の透過率を低下させ、
発光効率を低下させる方が望ましい。

【００２０】この実施の形態の冷陰極蛍光ランプの蛍光
体膜の形成方法は、通常の蛍光ランプの蛍光体膜形成方
法と同様の方法で行うことができる。ガラス管を垂直に
立て、上から蛍光体塗液を流し込む。流し込んだ蛍光体
塗液は上、下、横のいづれかから温風あるいは冷風を当
てることによって乾燥し、ガラスバルブの内壁に定着す
る。このとき塗液を乾燥させるための風の温度、風量、
方向などを制御することによって比較的簡単に所望の膜
厚にすることができる。また、塗液の粘度によっても制
御することができる。このようにして蛍光体膜を形成し
たガラスバルブは、そのあと通常の蛍光ランプの製造工
程で製造することができる。

【００２１】実施の形態２．上記実施の形態１では蛍光
ランプに発光効率の分布を付け、紫外線放射強度の大き
い交流電位側の輝度を低下させたが、蛍光ランプとして
均一な蛍光膜のものを使用し、導光板の透過率に分布を
設け、交流電位側の輝度を低下させ、リークによる輝度
増加分と相殺させて全体として均一な輝度分布になるよ
うにすることもできる。このような構成にすると蛍光体
の膜厚は一定であるため、紫外線によるガラスの劣化等
による輝度分布の変化が起こるという問題なしに、画面
輝度が均一なディスプレイ装置を得ることができる。

【００２２】図５は、導光板の透過率に分布を設けたデ
ィスプレイ装置の、導光板の一例を示したものである。
図のように導光板の入射口に印刷などの方法でドットな
ど透過率を低下させるための手段を施し、交流電位側の
透過率を低下させることによってディスプレイ装置の画
面輝度を均一にすることができる。なお、図では透過率
を低下させるためのドットは粗く、また変化も滑らかで
ないが、実際にはもっと細かく、また変化も滑らかであ
る。

【００２３】ここでは、導光板入射口の透過率を低減さ
せる手段を、ドットなどの印刷により行ったが特にこれ
に限るものではない。

【００２４】実施の形態３．図６は、導光板の入射口の
幅をランプの軸方向に沿って変化させたものである。入
射口の幅が大きくなるに従い導光板へ入射する光量が増
えるため、輝度が増加する。従って、導光板の入射口の
幅が広くなることは、導光板の透過率が向上したことと
等価として考えることができる。図７は導光板の入射口
の幅と導光板から出射される光の関係を示したもので、
０．５ｍｍ増加すると約１０％光量が増加することが分
かる。例えば、リークによって交流電位側の輝度が固定
電位側の輝度より２０％高くなるような場合、導光板の
入射口の幅は交流電位側を１．５ｍｍ、固定電位側を
２．５ｍｍとしてその間に幅の勾配を設ければほぼ均一
な輝度分布を得ることができる。

【００２５】実施の形態４．実施の形態２および３で
は、導光板の透過率に分布を設けて画面輝度を均一にし
たが、リフレクタの材質や形状をランプの長さ方向で変
化させ、リフレクタの交流電位側の反射率を固定電位側
の反射率より低くすることによって、導光板のランプ長
さ方向に入力する光を均一化し、画面輝度を均一にする
ことができる。例えば、実施の形態２のようなドットを
リフレクタに印刷して反射率を低下させても良いし、反
射ホルダ内のリフレクタ部分の面積を小さくして反射率
を低下させても良い。

【００２６】実施の形態１〜４では液晶ディスプレイに
ついて述べたが、特にこれに限るものでなく、誘導灯や
案内表示等など透過型表示パネルとバックライトを組み
合わせたディスプレイ装置であればどのようなものでも
良い。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２８】請求項１および２に係る発明によれば、透
過型表示パネルと、表示パネルに照明光を導光する導光
板と、導光板の照明光入射口面に配置した蛍光ランプ
と、該蛍光ランプに近接して設けられた少なくとも１つ
の導体と、上記蛍光ランプの一端の電極を固定電位とし
て基準電位もしくはそれに準じた電位に固定し、他端の
電極を交流電位として交流の高電圧を印加し、上記蛍光
ランプを放電発光させる点灯装置とを備えたディスプレ
イ装置において、上記蛍光ランプは、交流電位側の発光
効率より固定電位側の発光効率が高くすることによっ
て、ディスプレイ装置の画面輝度を均一にすることがで
きる。

【００２９】請求項３ないし５に係る発明によれば、透
過型表示パネルと、表示パネルに照明光を導光する導光
板と、導光板の照明光入射口面に配置した蛍光ランプ
と、該蛍光ランプに近接して設けられた少なくとも１つ
の導体と、上記蛍光ランプの一端の電極を固定電位とし
て基準電位もしくはそれに準じた電位に固定し、他端の
電極を交流電位として交流の高電圧を印加し、上記蛍光
ランプを放電発光させるディスプレイ装置において、上
記導光板は、上記蛍光ランプの交流電位側の透過率より
固定電位側の透過率が高くなっているので、ディスプレ
イ装置の画面輝度を均一にすることができる。

【００３０】請求項６に係る発明によれば、透過型表示
パネルと、表示パネルに照明光を導光する導光板と、導
光板の照明光入射口面に配置した蛍光ランプと、該蛍光
ランプの発光を導光板に導入する反射板と、上記蛍光ラ
ンプに近接して設けられた少なくとも１つの導体と、上
記蛍光ランプの一端の電極を固定電位として基準電位も
しくはそれに準じた電位に固定し、他端の電極を交流電
位として交流の高電圧を印加し、上記蛍光ランプを放電
発光させる点灯装置とを備えたディスプレイ装置におい
て、上記反射板は、上記蛍光ランプの交流電位側の反射
率より固定電位側の反射率が高くなっているので、ディ
スプレイ装置の画面輝度を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示すディスプレイ
装置の分解斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態１を示すディスプレイ
装置の蛍光ランプ周辺の断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１のディスプレイ装置
と、従来のディスプレイ装置の輝度分布を比較した図で
ある。

【図４】蛍光ランプの蛍光体膜厚と輝度の関係を示し
た図である。

【図５】この発明の実施の形態２のディスプレイ装置
の導光板を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態３のディスプレイ装置
の導光板を示す図である。

【図７】導光板の入射口の幅と導光板から出射される
光量の関係を示す図である。

【図８】従来のディスプレイ装置を示す分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

１バックライトユニット、２蛍光ランプ、３導光
板、４反射板、５拡散板、６プリズムシート、７
反射ホルダ、８リード線、９リード線、１０コネ
クタ、１１インバータ、１２液晶ディスプレイパネ
ル、１３ディスプレイ装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｊ 61/42 Ｈ０１Ｊ 61/42 Ｎ (72)発明者梅崎光政東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者結城昭正東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型表示パネルと、表示パネルに照明
光を導光する導光板と、導光板の照明光入射口面に配置
した蛍光ランプと、該蛍光ランプに近接して設けられた
少なくとも１つの導体と、上記蛍光ランプの一端の電極
を固定電位として基準電位もしくはそれに準じた電位に
固定し、他端の電極を交流電位として交流の高電圧を印
加し、上記蛍光ランプを放電発光させる点灯装置とを備
えたディスプレイ装置において、上記蛍光ランプは、交
流電位側の発光効率より固定電位側の発光効率が高くな
っていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】蛍光ランプは、固定電位側の蛍光体膜厚
より交流電位側の蛍光体膜厚を厚くして、交流電位側よ
り固定電位側の発光効率を高くしたことを特徴とする請
求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】透過型表示パネルと、表示パネルに照明
光を導光する導光板と、導光板の照明光入射口面に配置
した蛍光ランプと、該蛍光ランプに近接して設けられた
少なくとも１つの導体と、上記蛍光ランプの一端の電極
を固定電位として基準電位もしくはそれに準じた電位に
固定し、他端の電極を交流電位として交流の高電圧を印
加し、上記蛍光ランプを放電発光させるディスプレイ装
置において、上記導光板は、上記蛍光ランプの交流電位
側の透過率より固定電位側の透過率が高くなっているこ
とを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項４】導光板の入射口面は、交流電位側の入射
口面の透過率より固定電位側の入射口面の透過率が高く
なっていることを特徴とする請求項３記載のディスプレ
イ装置。
【請求項５】導光板の入射口面は、交流電位側の入射
口面の幅より固定電位側の入射口面の幅が厚くなってい
ることを特徴とする請求項３記載のディスプレイ装置。
【請求項６】透過型表示パネルと、表示パネルに照明
光を導光する導光板と、導光板の照明光入射口面に配置
した蛍光ランプと、該蛍光ランプの発光を導光板に導入
する反射板と、上記蛍光ランプに近接して設けられた少
なくとも１つの導体と、上記蛍光ランプの一端の電極を
固定電位として基準電位もしくはそれに準じた電位に固
定し、他端の電極を交流電位として交流の高電圧を印加
し、上記蛍光ランプを放電発光させる点灯装置とを備え
たディスプレイ装置において、上記反射板は、上記蛍光
ランプの交流電位側の反射率より固定電位側の反射率が
高くなっていることを特徴とするディスプレイ装置。