JPWO2007010886A1 - 表示装置用照明ランプ、表示装置用照明装置、表示装置 - Google Patents

Abstract

高圧駆動側と低圧駆動側における輝度差を小さく抑制することが可能な表示装置用照明ランプを提供すること。表示パネル３の背面側に光学シート類６を介在させて配されて、高圧駆動される表示装置用照明ランプ７において、直列に接続された複数の放電ランプ７ａ〜７ｄのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高く設定されている。

Description

本発明は、バックライト付き表示装置の光源として好適に用いられる表示装置用照明ランプ等に関するものである。

表示装置の例として、たとえば液晶表示パネルを備える液晶表示装置などは、一般的に液晶表示パネルの背面側ないしは表示面側に表示装置用照明装置が配置される。この表示装置用照明装置は、光源である冷陰極管などの表示装置用照明ランプを備え、この表示装置用照明ランプから発せられる光の特性を調整して表示パネルの背面側に照射する装置である。照射された光は、表示パネルを透過ないしは反射することにより、この表示パネルの前面側に画像が表示される。

図１１は、従来一般的に用いられる液晶表示装置の構造の要部を示した分解斜視図である。図示される液晶表示装置２２は、ベゼル２、表示パネル３、及び表示装置用照明装置４を備える。ベゼル２は表示パネル３の額縁となる部材で、表示パネル３は、２枚のガラスを貼り合わせてその間に液晶を封止したものである。

図示される表示装置用照明装置４は、フレーム５、光学シート類６、放電ランプ２３、反射板１０、バックライトシャーシ１１、サイドホルダー１２及びインバーター回路基板１３から構成される。フレーム５は、額縁形状を有しており、光学シート類６をバックライトシャーシ１１及びサイドホルダー１２の載置面に固定するためのものである。光学シート類６は、放電ランプ２３から表示パネル３に入射する光の特性を調整するためのもので、例えば、拡散シート、レンズシート、偏光反射シート、拡散板等から構成される。

放電ランプ２３は、両端部に電極部ホルダ１５，１６が装着されて、バックライトシャーシ１１に固定される。この放電ランプ２３の下側に布設される反射板１０は、放電ランプ２３から発せられる光を表示パネル３側に反射させるためのものである。バックライトシャーシ１１とサイドホルダー１２は放電ランプ２３を複数並列に収容する放電ランプ収容部を形成するための部材である。この場合、バックライトシャーシ１１は、金属製板材の板金加工により略箱形状に形成されたもので、放電ランプ収容部の底部と長辺側の側壁部を構成する。サイドホルダー１２は、白色の樹脂製部材で、同じく放電ランプ収容部の短辺の側壁部を構成している。

また、バックライトシャーシ１１の裏面には、放電ランプ２３を駆動する高圧パルス電圧を発生させるインバータ回路基板１３と、このインバータ回路基板１３を覆うインバータ回路基板カバー１３ａが設けられている。尚、表示パネル３を制御するコントロール回路基板１４と、このコントロール回路基板１４を覆うコントロール回路基板カバー１４ａもバックライトシャーシ１１の裏面に設けられている。尚、本発明に関連する先行技術文献としては、実開平５−４１３３号及び特開平７−２０４６３号が挙げられる。

このような表示装置用照明装置４においては、光源である放電ランプ２３は、図１２に示すように、インバータ回路基板１３により電極部ホルダ１５側を高圧側、電極部ホルダ１６側を低圧側とする片側高圧駆動方式が採られており、通常、金属製のバックライトシャーシ１１はグランド電位となっている。この構成で放電ランプ２３を駆動すると、バックライトシャーシ１１が近接導体となって、放電ランプ２３とバックライトシャーシ１１との間に浮遊容量Ｃｓが発生する。そのため、放電ランプ２３に流れている電流の一部は、近接導体であるバックライトシャーシ１１へ漏れ電流ｉｓとして流れる。この漏れ電流ｉｓは放電ランプ２３が長くなればなるほど増加するため、高圧側と低圧側の電流差により、高圧側から低圧側に向かって暗くなるという輝度勾配が発生することが知られている。

近年、液晶テレビなどに用いられる液晶表示装置の大画面化に伴い光源としての放電ランプも長くなってきており、このような放電ランプの輝度勾配が、例えば表示画面の左右において明るさの違いとなって表れてしまうという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、高圧駆動側と低圧駆動側における輝度差を小さく抑制することが可能な表示装置用照明ランプ、及びこれを備える表示装置用照明装置、表示装置を提供することである。

放電ランプは、その構造上、ランプ内径とガス圧が同じでも、ランプ電流が変われば、面輝度が変わることが知られている。また、ランプ電流とランプ内径が同じでも、ガス圧が変われば、ランプの中を走る陽光柱（プラズマ）の太さが変わることから面輝度が変わることが知られている。これらのことから本発明者は、ランプ電流が低圧側にいくにつれて減少していっても、それに応じてガス圧を適宜下げていけば、輝度低下を抑えられることに着目した。そこで、上記課題を解決するため、本発明に係る表示装置用照明ランプは、直列に接続された複数の放電ランプのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高いことを要旨とするものである。

この場合、前記直列に接続された複数の放電ランプの低圧駆動側の電位がフローティングされている構成ても良く、接地されている構成でも良い。また、前記直列に接続された複数の放電ランプが千鳥状に配置されている構成でも良い。

そして、このような表示装置用照明ランプを表示パネルの背面側に配してなる表示装置用照明装置として構成すると良い。更に、このような表示装置用照明装置を備えてなる表示装置として構成すると良い。

通常、ガス圧が同じ複数の放電ランプを直列に接続して駆動しても、やはりバックライトシャーシなどの近接導体への漏れ電流があるため、高圧側の放電ランプのランプ電流よりも低圧側の放電ランプのランプ電流の方が小さくなることから、低圧側の放電ランプが暗くなってしまう。これに対し、本発明に係る表示装置用照明ランプによれば、直列に接続された複数の放電ランプのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高い構成になっているので、近接導体への漏れ電流による低圧側の放電ランプのランプ電流の減少、つまり輝度の減少が、低圧側の放電ランプのガス圧を下げる、つまり輝度の増加によって相殺されることになる。これにより、表示装置用照明ランプの駆動時に発生する高圧側と低圧側の輝度差を小さく抑えることができる。

この場合、前記直列に接続された複数の放電ランプの低圧駆動側の電位が接地されている構成にすれば、低圧駆動側のランプ電流を検知する接続が容易になる。また、前記直列に接続された複数の放電ランプが千鳥状に配置されている構成にすれば、非発光の部分となる各々の放電ランプ間の接続部による輝度ムラや輝度低下を抑制することができる。

そして、このような構成の放電ランプを光源として、表示装置用照明装置あるいはこの表示装置用照明装置を組み込んで表示装置とすれば、例えば表示画面の左右において明るさの違いとなって表れてしまうようなことが防止される。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。 図１に示した液晶表示装置が備える表示装置用照明ランプを模式的に示した図である。 本発明を着想するのに利用した原理を説明する図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプの片側高圧駆動の際の回路構成の変形例を示した図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプを両側高圧駆動に適用した場合の構成を示した図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプの両側高圧駆動の際の回路構成の変形例を示した図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプを構成する放電ランプの配置の変形例を示した図である。 同じく本発明に係る表示装置用照明ランプを構成する放電ランプの配置の変形例を示した図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプを平面型放電ランプに適用した例を示した図である。 本発明に係る表示装置用照明ランプをエッジライト方式の表示装置用照明装置の光源として適用した例を示した図である。 従来用いられきた液晶表示装置を示す分解斜視図である。 図１１に示した放電ランプを片側高圧駆動させた場合の軸方向の輝度分布を示した図である。 従来用いられきた平面型放電ランプの概略構成を示した図である。

以下に、本発明の係る表示装置用照明ランプの実施の形態ついて、図１から図９を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置用照明ランプを備えた液晶表示装置１の構造の要部を示した分解斜視図である。図２は、図１に示した表示装置用照明ランプを片側高圧駆動したときの輝度分布を示した図である。

図３（ｃ），（ｄ）は、ランプ内径が同じ、ランプ電流も同じでガス圧が異なる放電ランプの駆動時の断面状態を示した図である。尚、従来技術の説明で用いた図１１の液晶表示装置と同一の構成については同符号を付して説明は省略し、異なる点を中心に説明する。

一般的には、放電ランプは、その構造上、ランプ内径とガス圧が同じでも、図３（ａ）のグラフに示すように、ランプ電流が変われば、面輝度が変わることが知られている。これは、ランプ電流の大きさが、ランプ内部の発光物質の励起と相関があるためであり、ランプ電流が増加するにつれて面輝度も増加する。また、図３（ｂ）のグラフに示すように、ランプ電流とランプ内径が同じでも、ガス圧が変われば、面輝度が変わることが知られている。これは、ガス圧が変わると、ランプの中を走る陽光柱（プラズマ）の太さが変わることが原因である。

例えば、図３（ｃ），（ｄ）のガス圧が異なる放電ランプ１７，１８において、放電ランプ１８のガス圧の方が放電ランプ１７のガス圧よりも高く、ランプ電流が同じであるとき、駆動時の図３（ｃ）の放電ランプ１７の陽光柱（プラズマ）１７ａが図示されるような太さである場合、図３（ｄ）の放電ランプ１８のプラズマ１８ａは図示されるようにプラズマ１７ａよりも細くなる。このため、図３（ｄ）の放電ランプ１８においては、プラズマ状態になっていない不活性部１８ｂが、図３（ｃ）の不活性部１７ｂと比べて厚くなる。そして、それぞれのプラズマ１７ａ，１８ａで発光した紫外線は、図３（ｃ）の不活性部１７ｂよりも図３（ｄ）の不活性部１８ｂの方が多く吸収し、それぞれの蛍光体１７ｃ，１８ｃに届く光量に差が発生することから、プラズマと放電ランプの内側に塗られた蛍光体は近接するほど明るく光る。

これらのことから本発明者は、ランプ電流が低圧駆動側にいくにつれて減少していっても、それに応じてガス圧を適宜下げていけば、輝度低下を抑えられることに着目した。つまり、このようなガス圧の異なる複数の放電ランプを直列に接続、それも低圧駆動側の放電ランプのガス圧を高圧駆動側の放電ランプのガス圧よりも低くなるような構成に接続することで、高圧駆動側と低圧駆動側の間の輝度勾配による輝度変化を抑えることができる。そこで、図１に示す本発明の実施の形態に係る表示装置用照明ランプ７は、図２にも示されるように直列に接続された複数の放電ランプのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高くなるように設定されている。

図示されるように、４つの放電ランプ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが直列に接続されており、この場合、それぞれの放電ランプのガス圧は、高圧駆動される側から順に８０torr、７０torr、６０torr、５０torrと設定されている。尚、このような設定は、例えば低圧駆動側の輝度の低下が少ないような場合は、８０torr、７０torr、６０torr、６０torr等のように設定すればよく、常に隣合う放電ランプのガス圧を異ならせる必要はない。輝度の低下が大きくなる部位の放電ランプのガス圧を低くなるように設定するのが好ましい。

このように、低圧駆動側に向かって順次放電ランプのガス圧が低くなるように、複数の放電ランプを直列に接続することで、図示されるように、近接導体１１への漏れ電流ｉｓによる低圧駆動側の放電ランプのランプ電流の減少、つまり輝度の減少が、低圧駆動側の放電ランプのガス圧を下げる、つまり輝度の増加によって相殺されることになる。これにより、表示装置用照明ランプ７の駆動時に発生する高圧側と低圧側の輝度差を小さく抑えることができる。尚、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は片側高圧駆動する場合のインバータ回路接続の変形例を示している。この場合、図４（ａ），（ｂ）に示される回路構成は、低圧駆動側の電位は接地されずにフローティンクされた簡易な回路構成となっている。。

図５は、両側高圧駆動される場合の表示装置用照明ランプ８の概略構成を示した図である。両側高圧駆動の場合は、ほぼ中央が最も低圧になるので、中央の低圧駆動側に向かって順次放電ランプのガス圧が低くなるように、この場合８つの放電ランプ８ａ〜８ｈが直列に接続されている。この場合、図示されるように左から順に８０torr、７０torr、６０torr、５０torr、５０torr、６０torr、７０torr、８０torrと設定されている。これにより、表示装置用照明ランプ８の中央部の輝度の低下を小さく抑えられる。尚、図６（ａ），（ｂ）は両側高圧駆動する場合のインバータ回路接続の変形例を示した図である。

図７は図２に示された表示装置用照明ランプ７を構成する放電ランプ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配置の変形例を示している。図示されるように直列に接続された複数の放電ランプ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが交互に千鳥状になるように配置されている。これにより、非発光の部分となる各々の放電ランプ間の接続部による輝度ムラや輝度低下を抑制されている。この場合、図８に示すように隣り合う表示装置用照明ランプの配置をずらすことにより、放電ランプを千鳥状に配置する構成でも良い。

次に、図９に示すような平面型放電ランプである表示装置用照明ランプ１９について説明する。これは図１３に示すような従来用いられてきた平面型放電ランプランプ２４に本発明を適用したものである。この従来用いられきた平面型放電ランプ２４は、図示されるように内部に千鳥状に配された仕切り板２５ａ〜２５ｅにより放電路２６が蛇行状に形成されており、電極２７，２８からいわゆる両側高圧駆動により点灯されるものである。しかしながら、この平面型放電ランプ２４においても、上述した近接導体への漏れ電流によって輝度が低下するため、この場合中央部が低圧側となることから、この中央部が暗くなるという問題があった。

これに対し本発明に係る図９に示す表示装置用照明ランプ１９は、延長された仕切り板２０ａ〜２０ｅにより開口部を塞ぎ、そこに電極２１ａ〜２１ｅをそれぞれ設けることで、６つの放電ランプ１９ａ〜１９ｆを蛇行状に配置させて直列接続させた構成となっている。そして、放電ランプ１９ａ〜１９ｆのガス圧を左から順に例えば、８０torr、７０torr、６０torr、６０torr、７０torr、８０torrと設定することで、上述した効果を得て中央部の輝度低下を小さく抑えることができるようになっている。

以上説明した本発明に係る表示装置用照明ランプによれば、直列に接続された複数の放電ランプのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高いという構成なので、低圧駆動側にいくにつれて生じる輝度の低下を小さくすることができる。また、直列に接続された複数の放電ランプの配置も、図１に示すような直線状や、図９に示す蛇行状のいずれの場合にも適用できるものである。

尚、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、図１０に示すようなエッジライト方式の表示装置用照明装置２９の光源として、本発明に係る表示装置用照明ランプを用いても良い。このような表示装置用照明装置２９においては、特に光源３０を覆うカバー状のランプリフレクタ３１の近接導体としての作用が大きい構成であるため、本発明に係る表示装置用照明ランプの作用効果が顕著である。

Claims (6)

1. 直列に接続された複数の放電ランプのうち高圧駆動される側の放電ランプ内部のガス圧が低圧駆動側の放電ランプ内部のガス圧より高いことを特徴とする表示装置用照明ランプ。
2. 前記直列に接続された複数の放電ランプの低圧駆動側の電位がフローティングされていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用照明ランプ。
3. 前記直列に接続された複数の放電ランプの低圧駆動側の電位が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用照明ランプ。
4. 前記直列に接続された複数の放電ランプが千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示装置用照明ランプ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の表示装置用照明ランプを表示パネルの背面側に配してなることを特徴とする表示装置用照明装置。
6. 請求項５に記載の表示装置用照明装置を備えてなることを特徴とする表示装置。

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