WO2008032670A1

WO2008032670A1 - Backlight device and liquid crystal display device

Info

Publication number: WO2008032670A1
Application number: PCT/JP2007/067579
Authority: WO
Inventors: Masaki Shimizu
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2008-03-20
Also published as: EP2071233A4; JP4113962B2; EP2071233A1; JP2008098153A; US20100231828A1; EP2071233B1; US8167451B2

Description

明細書

バックライト装置及び液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、インバータ回路により駆動する複数の蛍光管を備えたバックライト装置、該バックライト装置を使用した液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、液晶テレビなどの大画面化に伴って、バックライトも大型化が要求されている。この大型化要求、さらには省エネ化、低価格化等の要求に対応するために、従来の直管蛍光ランプに代わって、長尺の直管蛍光ランプの略中央部を曲げることによつて U字型やコの字型などの曲管蛍光ランプを作製し、この曲管蛍光ランプを光源とするバックライトが開発されている。

[0003] 上記曲管蛍光ランプを用いたバックライトの場合、 17インチ未満の画面サイズでは、比較的均一な温度分布となり、管軸方向の温度差や輝度差は若干発生するものの問題になることは少なかった。しかし、大画面化が進むことにより、主発熱源であるランプ電極部における高温化に加えて、ランプの長尺化によりランプ印加電圧が増加し、これに伴うランプユニット間での浮遊容量によって高圧部付近にリーク電流が発生しやすくなる。また、ランプの電力増加に伴うインバータ電力の増加のため、ランプ電極部裏側に配置されたインバータの発熱量が増加する。これらの結果、ランプ管軸方向での温度差が大きくなる。

[0004] さらに、上記リーク電流の発生により、管軸方向高圧部付近において、定格電流とリーク電流を合計した電流値でランプが点灯していることになり、これがランプ管軸方向に生じる輝度差の原因となる。このように、ノックライトの大型化に伴い、ランプ管軸方向の温度差、輝度差が増加する傾向にあり、これらが原因となってバックライトの輝度ムラが発生していた。

[0005] これに対して、大画面液晶ディスプレイであっても、均一な輝度で照明できるバックライトが提案されている（例えば、特許文献 1参照）。これは、曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側を交互に配置し、各蛍光ランプの電極給電側の反射ケースの直裏側にそれぞれインバータを配置することで、ランプ管軸方向及び盤面方向での管壁温度差を低減させかつ盤面上の輝度差を低減するようにしたものである。

特許文献 1 :特開 2005— 268028号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、上記特許文献 1に記載の発明では、 U字形状のランプユニットをバックライトに実装する際に、反射ケース等の中に順序正しく並べようとすると、一本目のランプ電極に対して二本目のランプ電極の位置が反対になるように配置しなければならない。この作業は、特に直径 2〜5πιιη φ程度で全長が数十 cm〜数 mオーダーのバックライト用の蛍光管を取り付ける際に、取り付け数のカウント作業とランプ持替え作業を伴うことが多ぐランプユニットの実装に手間がかかり、取り付け間違いゃランプ破損という問題を誘発するおそれがある。

また、ランプ電極を取り付ける際、保持部との固定には半田付け等が必要であり、作業時間の増加の原因になっていた。

[0007] 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、蛍光管取り付け時において取り付け間違いや蛍光管の破損などを防止すると共に、蛍光管の管軸方向に生じる輝度差によるバックライトの輝度ムラを低減または解消できるようにしたバックライト装置、該バックライト装置を使用した液晶表示装置を提供すること、を目的とする。課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を解決するために、本発明の第 1の技術手段は、並列に配置され両端に電極を有する複数の蛍光管と、該並列に配置された蛍光管の電極付近を収納する電極収納手段とを備えたバックライト装置であって、前記電極収納手段は、前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管へ電力を伝達する電力伝達部材と、前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管の電極と他の蛍光管の電極とを導通させる導通部材とを備えたことを特徴としたものである。

[0009] 第 2の技術手段は、第 1の技術手段において、前記電極収納手段は、前記電力伝達部材と前記導通部材とを、前記蛍光管の配列方向に対して交互に収納していることを特 ί毁としたあのである。 [0010] 第 3の技術手段は、第 1又は第 2の技術手段において、前記電極収納手段は一対で構成され、前記一対の電極収納手段が前記蛍光管の両端の電極それぞれを収納する状態で筐体に取り付けられたことにより、一方の前記電極収納手段が備える電力伝達部材に保持された前記蛍光管が他方の前記電極収納手段が備える導通部材に保持されることを特 ί毁としたあのである。

[0011] 第 4の技術手段は、第 1又は第 2の技術手段において、前記導通部材が 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより、コの字状放電路を形成したことを特徴としたものである。

[0012] 第 5の技術手段は、第 1又は第 2の技術手段において、前記電極収納手段は一対で構成され、前記一対の電極収納手段は、一方の前記電極収納手段が備える導通部材が 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第一の領域と、他方の前記電極収納手段が備える導通部材が他の 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第二の領域とが互いに重なる状態で筐体に取り付けられたことを特徴としたものである。

[0013] 第 6の技術手段は、第 1乃至第 5のいずれ力、 1の技術手段において、前記電力伝達部材は複数の保持部を備え、該保持部に電極を保持された蛍光管へ電力信号が同時に供給されることを特徴としたものである。

[0014] 第 7の技術手段は、第 6の技術手段において、前記電力伝達部材により接続された

2つの前記蛍光管は、互いに位相が略反転した同一周波数の電力信号が供給されることを特 ί毁としたものである。

[0015] 第 8の技術手段は、並列に配置され両端に電極を有する複数の蛍光管と、該並列に配置された蛍光管の少なくとも一端の電極付近を収納する電極収納手段とを備えたバックライト装置であって、前記電極収納手段は、前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管の電極と他の蛍光管の電極とを直列接続させる電気的接続手段を蛍光管の並び方向に複数備えたことを特徴としたものである。

[0016] 第 9の技術手段は、第 8の技術手段において、前記電気的接続手段に接続された

2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより、コの字状放電路を形成したことを特徴としたものである。 [0017] 第 10の技術手段は、第 8の技術手段において、前記電気的接続手段に接続された 2つの前記蛍光管は、互いに位相が略反転した同一周波数の電力信号が供給されることを特 ί毁としたあのである。

[0018] 第 11の技術手段は、第 1乃至第 10のいずれ力、 1の技術手段において、前記蛍光管は、外部電極蛍光管で構成されてレ、ることを特徴としたものである。

[0019] 第 12の技術手段は、第 1乃至第 10のいずれ力、 1の技術手段において、前記蛍光管は、所定長の線状電極を両端に備え、前記電極収納手段は、前記蛍光管の線状電極を挟み込んで保持する保持部材を備えることを特徴としたものである。

[0020] 第 13の技術手段は、第 1乃至第 12のいずれ力、 1の技術手段におけるバックライト装置と、該バックライト装置によって照明される液晶パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置である。

発明の効果

[0021] 本発明によれば、蛍光管取り付け時において取り付け間違いや蛍光管の破損などを防止すると共に、蛍光管の管軸方向に生じる輝度差によるバックライトの輝度ムラを低減または解消できるようにしたバックライト装置、該バックライト装置を使用した液晶表示装置を提供することができる。

また、蛍光管の線状電極を挟み込んで保持する構造により、半田付け等の作業が不要となるため、蛍光管の取り付け作業時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明によるバックライト装置を使用した液晶表示装置の構成例を示す断面図である。

[図 2]本発明に係るバックライト装置の電極部付近の構成例を示す図である。

[図 3]蛍光管の他の実施形態である外部電極蛍光ランプの一例を示す外観図である

[図 4]本発明に係るバックライト装置の電極部付近の他の構成例を示す図である。

[図 5]本発明の第 1の実施形態に係るバックライト装置の構成例を示す図である。

[図 6]本発明の第 2の実施形態に係るバックライト装置の構成例を示す図である。

[図 7]本発明の第 3の実施形態に係るバックライト装置の構成例を示す図である。 [図 8]本発明のバックライト装置の組立方法の一例を説明するための図である。

[図 9]本発明の第 4の実施形態に係るバックライト装置の構成例を示す図である。符号の説明

[0023] 1···液晶パネル、 2···バックライト装置、 3, 4···フレーム、 5···ランプホルダ（電極収納手段）、 6, 6' …保持部材、 7, T , 11···導通部材、 8···固定部材、 9···配線、 10 …電力伝達部材、 21···蛍光管、 21' …外部電極蛍光ランプ、 22···反射シート、 23 …筐体、 24···拡散板、 25…拡散シート、 26···プリズムシート、 27···反射偏光板、 28 …インバータ回路基板、 29···インバータトランス、 30···接続部材、 101···位相反転回路、 102···スィッチ回路、 103···発振回路、 211···電極。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、添付図面を参照しながら、本発明のバックライト装置、該バックライト装置を使用した液晶表示装置の好適な実施の形態について説明する。なお、同じ機能を有する部分には同じ符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

[0025] 図 1は、本発明によるバックライト装置を使用した液晶表示装置の構成例を示す断面図である。図中、液晶表示装置は、主な構成として、液晶パネル 1及びバックライト装置 2を備えている。液晶パネル 1は、映像信号処理された映像信号を液晶パネル 1 のクロック信号に応じて画素毎に所定の階調電圧として給電し、画面上に順次走査による映像表示処理を施すことで映像信号に応じた映像を表示する。また、ノックライト装置 2は、液晶パネル 1の表示面の反対側から光を照射する。このバックライト装置 2の光源としては、例えば、冷陰極蛍光ランプ（CCFL:Cold Cathode Fluores cent Lamp)などの蛍光管が用いられる。

[0026] ノックライト装置 2は、液晶パネル 1に光を供給するための複数の蛍光管 21と、各蛍光管 21から発光した光を液晶パネル 1側に有効に照射するための反射シート又は反射板（以下、反射シートで代表する） 22と、これらを収納するための筐体 23と、により構成される。筐体 23の背面（すなわち、蛍光管 21の設置面の反対側の面）には、ィンバータ回路を搭載するためのインバータ回路基板 28 (インバータ回路 28)が配置される。このインバータ回路 28には、各蛍光管 21に電力を供給する昇圧回路としてインバータトランス 29などの部品が設けられている。このインバータトランス 29としては、例えば、 2つのコイルの電磁誘導効果によって互いのコイルの巻き数比に基づいて変圧する巻線型などがある。

[0027] インバータ回路 28としては、例えば、他励式インバータを適用することができる。一般に他励式インバータは、一次側に発振回路を設け、この発振回路の駆動周波数と同じ周波数の交流に変換するもので、この他励式インバータを上記のような巻線型のインバータトランス 29の駆動に利用することにより、巻線型でありながら、圧電型インバータを越える小型で高効率化されたインバータを実現することができる。

[0028] 液晶パネル 1は、液晶層を挟んだ 2枚の直交ニコルの関係を有した偏光板付ガラス基板からなり、この液晶パネル 1を厚み方向に対し 2枚のフレーム 3, 4で固定保持する。このフレーム 3, 4は、バックライト装置 2の全体を覆うように、断面略 L字型に折れ曲がった構造を有している。

[0029] ノ^クライト装置 2を構成する蛍光管 21は、直線形状であり、その直線部分が互いに平行になるように配置される。また、反射シート 22の形状は、例えば、図 1に示すように平面形状としてもよぐまた、断面凹凸の形状としてもよい。

[0030] さらに、液晶表示装置に必要とされる光学性能に応じて各種光学部材を設けるようにしてもよい。例えば、図 1に示すように、複数本の蛍光管 21によって構成される光源に対して、蛍光管 21の配置位置とそれ以外の位置との輝度差を緩和するための拡散板 24と、要求される使用形態に対して最適な配光特性を供給するための拡散シート 25と、特定方向の光を集光するためのプリズムシート 26と、特定方向の光の偏波を選択的に透過/反射して液晶パネル 1に入射する光の偏光度を向上させるための反射偏光板 27などで構成される。これらの各種光学部材 (拡散板 24,拡散シート 25,プリズムシート 26,反射偏光板 27など）は板状又はシート状で構成されており、蛍光管 21と液晶パネル 1との間に配置される。

[0031] 蛍光管 21は、バックライト装置 2の背面に略平行に配置されたインバータ回路 28のインバータトランス 29から電極へ供給される高圧交流電圧によって、蛍光管 21内の水銀を励起し、そのエネルギー準位によって紫外線付近の光を発光し、この紫外光によって蛍光管 21の赤，青，緑の 3色の蛍光体が発光し、これらの発光色の混色によって白色光を供給する。こうして発光した白色光は、前述の各種光学部材によってその配光特性が各々制御され、液晶パネル 1に有効に光を供給することが可能となる。このバックライト装置 2からの光供給によって液晶パネル 1の各画素では所定の階調電圧に応じた光透過率によって各画素の明るさが制御され、映像が画面上に表示される。

[0032] 図 2は、本発明に係るバックライト装置 2の電極部付近の構成例を示す図である。図 2 (A)中、 5は 4本の蛍光管 21の両端電極付近を収納する本発明の電極収納手段に相当するランプホルダ、 6は（上から順に）隣り合う 2本の蛍光管 21の電極 211 (X 部参照）を保持するための保持部材、 7は隣り合う他の 2本の蛍光管 21の電極 211を保持し電極間を導通させるための導通部材、 8は導通部材 7をランプホルダ 5に固定する固定部材、 9は保持部材 6と接続される配線、 10は配線 9を収束し電力伝達する電力伝達部材を示す。なお、保持部材 6と配線 9と電力伝達部材 10とにより構成される部材を、総称して電力伝達部材 10という。

[0033] なお、図 2 (A)の X部に示すように、本実施形態における蛍光管 21は、所定長の線状電極 211を両端に備える。そして保持部材 6は、蛍光管 21の線状電極 211を挟み込んで保持するように構成されている。

[0034] ノ^クライト装置 2は、両端に電極 211を有する 4本の蛍光管 21と、 4本の蛍光管 21 の両端電極付近を収納する 2つのランプホルダ 5とで構成される蛍光管を複数配置する。これら複数の蛍光管を収納するランプホルダ 5は、保持部材 6をランプホルダ 5 に取り付け固定するための取付穴 51、 4本の蛍光管 21の電極部付近を収納するための切り欠き部 52、導通部材 7をランプホルダ 5に取り付け固定するための取付穴 5 3が形成されている。

[0035] 保持部材 6は、蛍光管 21の電極 211を挟持固定する挟持部と、取付穴 51に差し込まれる差込部とからなり、この差込部が取付穴 51に差し込まれ、図 2 (A)に示すように、互いに折り曲げられた状態の差込部と配線 9とが半田付け等により接続される。これにより、保持部材 6を介して蛍光管 21の電極 211と配線 9とが電気的に接続される

[0036] 電力伝達部材 10が備える複数の保持部材 6には、保持部材 6に電極 211を保持された蛍光管 21へ電力信号が同時に供給されるようにしてもよい。この場合、後述の図 6及び図 7に示すように、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に、インバータトランス 2 9によって両側駆動される。そして、この際、電力伝達部材 10それぞれに対して、互いに位相を反転させた同一周波数の電力信号を供給するようにしてもよい。

[0037] 導通部材 7は、蛍光管 21の電極 211を挟持固定する 2つの保持部と、 2つの保持部を導通可能に支持する支持部とからなり、この支持部が取付穴 53を介して固定部材 8によってランプホルダ 5の外側から固定される。これにより、導通部材 7を介して蛍光管 21の電極 211同士が導通される。

[0038] 図 2 (A)において、両端の各ランプホルダ 5には、隣り合う 2本の蛍光管毎に、電力伝達部材 10と導通部材 7が 1つずつ交互に配置される。例えば、一端のランプホルダ 5は、上から順に、電力伝達部材 10、導通部材 7が配置され、他端のランプホルダ 5は、導通部材 7、電力伝達部材 10が順に配置される。電力伝達部材 10は、インバ一タトランス 29と後述する接続部材を介して接続され、インバータトランス 29から電極 211の少なくとも 1つに高圧交流電圧が供給される。

[0039] 4本の蛍光管 21の電極部付近がランプホルダ 5の切り欠き部 52にセットされ、上から順に、 2本の隣り合う蛍光管 21の電極 211が保持部材 6に挟持固定されることにより、電極 211が電力伝達部材 10を介してインバータトランス 29と電気的に接続可能となる。さらに、他の 2本の隣り合う蛍光管 21の電極 211が導通部材 7に挟持固定されることにより、電極 211同士が電気的に導通される。この結果、導通部材 7により 2つの蛍光管 21の各電極 211が保持され、コの字状の放電路が形成される。

挟持固定により、蛍光管 21を保持部材 6に極めて短時間で固定完了させることができ、半田付け等の固定方法に比べ取り付け作業時間の面で有利である。また、ランプ交換作業においても、蛍光管 21を保持部材 6から極めて容易に分離することができ、作業時間、作業品質の面で有利である。

[0040] また、ランプホルダ（電極収納手段） 5は、並列配置された蛍光管 21の両端部の電極 211をそれぞれ収納するために一対で構成され、この一対のランプホルダ 5が蛍光管 21の一対の電極 211それぞれを収納する状態で筐体に取り付けられる。これにより、一方のランプホルダ 5の電力伝達部材 10に保持された蛍光管 21が、他方のランプホルダ 5の導通部材 7に保持された状態が形成される。 [0041] このようにして、ランプホルダ 5に対して、直管の蛍光管 21を配置するだけで、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様の効果を得ることができる。すなわち、ランプホルダ内で蛍光管の高圧側（電力伝達部材 10側）と低圧側（導通部材 7側）を交互に配置しているため、管軸方向の輝度差を低減し、ノックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0042] また、図 2 (B)に示すように、図 2 (A)に示す導通部材 7の代わりに、 2つの保持部材 6同士を接続することで蛍光管 21の電極 211間を導通させる導通部材 11を用いるようにしてもよい。この 2つの保持部材 6を接続する導通部材 11により、図 2 (A)に示す導通部材 7と同様に、保持部材 6に挟持固定された電極 211同士を導通させること力 Sでさる。なお、保持部材 6と導通部材 11とにより構成される部材を、総称して導通部材 11という。

[0043] なお、上記一対のランプホルダ 5のうち、一方のランプホルダ 5が備える導通部材 1 1が 2つの蛍光管 21の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第一の領域と、他方のランプホルダ 5が備える導通部材 11が他の 2つの蛍光管 21 の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第二の領域とが互いに重なる状態で筐体に取り付けるようにしてもよい。すなわち、図 2 (A)において、両端のランプホルダ 5に配置される 4本の蛍光管 21を、上から順に蛍光管 21 , 21 ,

1 2

21 , 21とすると、第一の領域は蛍光管 21と 21 の各電極が導通部材 11により保

3 4 1 3

持されて形成されるコの字状放電路を含む領域となり、第二の領域は蛍光管 21と 2

2

1 の各電極が導通部材 11により保持されて形成されるコの字状放電路を含む領域

4

となる。このように構成することで、第一の領域と第二の領域とが互いに重なり、蛍光管の高圧側と低圧側が蛍光管 1つ毎に交互に配置されるため、管軸方向とは垂直方向（つまり蛍光管の配列方向）に対するバックライトの輝度ムラを解消する能力をより一層高めることができるという効果を奏する。

[0044] ここで、近年の液晶パネルサイズの大型化に伴って、液晶表示装置の高輝度と高効率を保障すると共に、長寿命と軽量化を図ることができるバックライト装置を実現するために、無電極ガラス管に外部電極を形成した外部電極蛍光ランプ (EEFUが提案されて!/、る。この EEFLを本発明の蛍光管 21に適用してもょレ、。 [0045] 尚、この導通部材 7あるいは 11の目的を鑑みると、上記配線の構成としては、蛍光管が「電気的に接続」されている状態をなす構成であれば良ぐこの導通手段を電気的接続手段と一部読み替えている。したがって、接続するべき電極間をその配線のみによって完全に導通するように構成する必要は無ぐ間にコンデンサやコイル、トランスなどのバラスト部品を介して両電極間が電気的に接続される。したがって他の目的で実装される部品の実装設計にも活用できる。例えば蛍光管の破損検出や電流値検出をするための回路を実装する目的にも適した構成ともいえる。

[0046] また、この導通部材 7, 11すなわち電気的接続手段は、ランプホルダ 5上にお!/、て蛍光管の並び方向に並べて複数備えられ、蛍光管の電極を保持することにより当該蛍光管の電極と他の蛍光管の電極とを直列接続する。このような構成にすることで、電気的接続手段たる配線が蛍光管の一端側あるいは他端側の!/、ずれかに複数必要な際に、この基板の部品点数を必要以上に多く備える手間が省けるという格別な効果を奏しうるものである。

[0047] 図 3は、蛍光管 21の他の実施形態である外部電極蛍光ランプの一例を示す外観図で、図中、 2 は外部電極蛍光ランプを示す。図 3 (A)において、外部電極蛍光ランプ 21' は、ベルト形外部電極蛍光ランプであって、ガラス管 212' の両端部に電極 211' R, 211' Lを設けている。両端部の電極 211' R, 211' Lは、数 MHz 以上の高周波で駆動される。

[0048] 図 3 (B)において、外部電極蛍光ランプ 21' は、カプセル形外部電極蛍光ランプであって、ガラス管 212' の両端部に電極として金属カプセル 213' R, 213' Lを設けている。このような金属カプセル形の外部電極蛍光ランプ 21' は、特に、ガラス管 212' の径が大きい場合に用いられる。

[0049] 図 4は、本発明に係るバックライト装置 2の電極部付近の他の構成例を示す図である。本例は、図 3に示した外部電極蛍光ランプ 2 を用いた場合の電極部付近の構成を示す。図 4 (A)及び (B)において、ランプホルダ 5は、保持部材及び導通部材を備え、これらの部材の形状が図 2に示した保持部材 6及び導通部材 7 (保持部）の形状と異なる。すなわち、図 2に示した保持部材 6及び導通部材 7の形状は、蛍光管 21の電極 211を挟持して固定するためにクリップ形状であつたのに対して、本例に示す保持部材及び導通部材の形状は、蛍光管 2 の外部電極 211 ' に対応しており、この外部電極 211' を嵌め込むためにリング形状になっている。なお、その他の構成部材、すなわち、固定部材 8、配線 9、電力伝達部材 10、及び導通部材 11は図 2に示したものと同じであるため、ここでの説明は省略する。

[0050] このように、ランプホルダ内に、蛍光管の電極間の電気的接続（導通）を行うための導通部材と、蛍光管の電極にインバータトランスからの高圧交流電圧を供給するための電力伝達部材とを交互に設けることで、直管蛍光ランプを揷入するだけで、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様の効果を得ることができる。すなわち、ランプホルダ内で蛍光管の高圧側と低圧側を交互に配置しているため、管軸方向の輝度差を低減し、バックライトの輝度ムラを低減あるいは解消すること力 Sできる。

[0051] また、両端のランプホルダに 4本の蛍光管を設置する際に、 U字形状などの曲管蛍光ランプのように、電極の位置を考慮する必要がないため、ランプの持ち替え作業などが発生せず、設置作業が容易になる。そして、設置された複数の蛍光管をインバータ回路基板に接続する際も、蛍光管側の電力伝達部材を、インバータ回路基板側の接続部材に装着するだけでよい。このため、生産担当者等は、蛍光管の配置作業の際に、取り付け間違いやランプ破損などを防止でき、容易且つ確実に取り付け作業を fiうこと力できる。

[0052] 前述の図 2あるいは図 4に示したように複数の蛍光管を収納したランプホルダを複数箇所に配置することにより、蛍光管取り付け時において取り付け間違いや蛍光管の破損などを防止すると共に、蛍光管の管軸方向に生じる輝度差によるバックライトの輝度ムラを低減あるいは解消できるようにしたバックライト装置の各実施形態について説明する。

[0053] (第 1の実施形態）

図 5は、本発明の第 1の実施形態に係るバックライト装置 2の構成例を示す図である。図 5 (A)において、 5Rは一方のランプホルダ、 211Rは 4本の蛍光管 21の一方の 4 つの電極、 9Rは隣り合う 2つの電極 211Rからの配線、 10Rは配線 9Rを収束して電力伝達する電力伝達部材、 11Rは隣り合う他の 2つの電極 211R同士を導通させる導通部材を示し、同様に、 5Lは他方のランプホルダ、 211Lは 4本の蛍光管 21の他方の 4つの電極、 11Lは隣り合う 2つの電極 211L同士を導通させる導通部材、 9Lは隣り合う他の 2つの電極 211Lからの配線、 10Lは配線 9Lを収束して電力伝達する電力伝達部材を示す。

[0054] なお、ランプホルダ内の保持部材 6の記載は省略する。また、ランプホルダ 5R, 5L と、電極 211R, 211Lと、配線 9R, 9Lと、電力伝達部材 10R, 10Lと、導通部材 11 R, 11Lとはそれぞれ同じ部材で構成され、これらをしばしば、ランプホルダ 5、電極 2 11、配線 9、電力伝達部材 10、及び導通部材 11で代表する。

[0055] ノ^クライト装置 2は、両端に電極 211を有する 4本の蛍光管 21と、 4本の蛍光管 21 の両端電極付近を収納する一対のランプホルダ 5とで構成される蛍光管セットを複数配置する。さらに、バックライト装置 2は、複数の蛍光管セットを点灯させるための一対のインバータ回路基板 28R, 28Lと、電力伝達部材 10R, 10Lと接続され且つ電力伝達部材 10R, 10Lに接続された 2本の蛍光管の電極 211R, 211Lの一方の電極にインバータ回路基板 28R, 28L上のインバータトランス 29R, 29Lからの高圧交流電圧を供給する接続部材 30R, 30Lとを備え、ランプホルダ 5は、電力伝達部材 10と導通部材 11を交互に配置してレ、る。

[0056] なお、インバータ回路基板 28R, 28Lと、インバータトランス 29R, 29Lと、接続部材 30R, 30Lとはそれぞれ同じ部材で構成され、これらをしばしば、インバータ回路基板 28、インバータトランス 29、及び接続部材 30で代表する。

[0057] 図 5 (A)において、 4本の蛍光管 21と一対のランプホルダ 5とで構成される蛍光管セットが 3組 (蛍光管 21が 12本）並べて配置される。また、一対のインバータ回路基板を構成するインバータ回路基板 28R, 28Lは、複数の蛍光管セットの設置面と反対側の面に設けられ、蛍光管セットの両端電極近傍に配置される。インバータ回路基板 28R, 28Lは、接続部材 30R, 30Lを、電力伝達部材 10R, 10Lと対応させて実装している。

[0058] 一方のインバータ回路基板 28Rには、蛍光管セットの高圧側となる接続部材 30R が実装され、ランプホルダ 5Rには、上から順に、接続部材 30Rに接続される電力伝達部材 10Rと、低圧側となる導通部材 11Rとが交互に配置される。同様に、他方のィンバータ回路基板 28Lには、蛍光管セットの高圧側となる接続部材 30Lが実装され、ランプホルダ 5Lには、上から順に、低圧側となる導通部材 11Lと、接続部材 30Lに接続される電力伝達部材 10Lとが交互に配置される。なお、蛍光管セットの高圧側はインバータトランス 29と接続される側となり、低圧側は蛍光管 21の電極同士を導通させる彻 jとなる。

[0059] 本実施形態では、ランプホルダ 5内の隣り合う 2つの蛍光管毎に、高圧側 (インバータトランス 29が接続されて!/、る側）にお!/、て、 2つの電極 211のうちの一方の電極にィンバータトランス 29からの高圧交流電圧が供給され、他方の電極は接地されて!/、る。従って、ランプホルダ 5内の 2本の蛍光管毎に、 1つのインバータトランス 29によって片側駆動される。

[0060] 接続部材 30R, 30Lは、それぞれ電力伝達部材 10R, 10Lと着脱可能に接続される。接続部材 30は、例えばソケット（受け側）であり、電力伝達部材 10は、例えばプラグ（差し込み側）であり、このソケットとプラグが接続されることで、ランプホルダ 5内の 2 本の蛍光管毎に、一方の電極とインバータトランス 29が電気的に接続される。もちろん、ソケットとプラグを逆にしてもよい。この場合、接続部材 30がプラグ、電力伝達部材 10がソケットとなる。

[0061] このような構成とすることで、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様の効果を得ることができる。すなわち、図 5 (B)に示すように、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に高圧側と低圧側を交互に配置しているため、管軸方向の輝度差を低減し、ノックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0062] また、一対のランプホルダ 5に対して、 4本の蛍光管 21を設置する際に、 U字形状などの曲管蛍光ランプのように、電極の位置を考慮する必要がないため、ランプの持ち替え作業などが発生せず、設置作業が容易になる。そして、設置された蛍光管セットをインバータ回路基板 28に接続する際も、蛍光管セット側の電力伝達部材 10を、インバータ回路基板側の接続部材 30に装着するだけでよい。このため、生産担当者等は、蛍光管の配置作業の際に、取り付け間違いやランプ破損などを防止でき、容易且つ確実に取り付け作業を行うことができる。

[0063] また、従来の曲管蛍光ランプの場合、折り曲げ構造にしているため、長尺方向の長さ力総延長が同じ直管蛍光ランプのおよそ半分程度の長さとなってしまい、大画面化には限界があった。一方、本発明に係るバックライト装置 2では、直管蛍光ランプを使用しているため、大画面にも対応することができる。

[0064] (第 2の実施形態）

図 6は、本発明の第 2の実施形態に係るバックライト装置 2の構成例を示す図である。図 6 (A)において、バックライト装置 2は、インバータトランス 29と接続部材 30の構成が異なる点以外は、第 1の実施形態と同様の構成とする。本実施形態の接続部材 30は、電力伝達部材 10と接続され且つ電力伝達部材 10に接続された 2本の蛍光管 21の電極 211の両方の電極にインバータ回路基板 28上のインバータトランス 29からの高圧交流電圧を供給する。インバータトランス 29は、電極 211の両方の電極にそれぞれ 1つずつ配置され、両方の電極 211に高圧交流電圧を供給することができる。従って、ランプホルダ 5内の 2本の蛍光管毎に、 2つのインバータトランス 29によって両側駆動される。

[0065] このような構成とすることで、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様の効果を得ることができる。すなわち、図 6 (B)に示すように、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に高圧側と低圧側を交互に配置しているため、管軸方向の輝度差を低減し、ノックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0066] (第 3の実施形態）

図 7は、本発明の第 3の実施形態に係るバックライト装置 2の構成例を示す図である。図 7 (A)において、バックライト装置 2は、インバータトランス 29と接続部材 30の構成が異なる点以外は、第 1の実施形態と同様の構成とする。本実施形態の接続部材 30は、電力伝達部材 10と接続され且つ電力伝達部材 10に接続された 2本の蛍光管 21の電極 211の両方の電極にインバータ回路基板 28上のインバータトランス 29からの高圧交流電圧を供給する。インバータトランス 29は、電極 211の両方の電極に対して 1つ配置され、両方の電極 211に高圧交流電圧を供給することができる。従って、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に、 1つのインバータトランス 29によって両側駆動される。

[0067] このような構成とすることで、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様の効果を得ることができる。すなわち、図 7 (B)に示すように、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に高圧側と低圧側を交互に配置しているため、管軸方向の輝度差を低減し、ノックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0068] 図 8は、本発明のバックライト装置 2の組立方法の一例を説明するための図である。

このように、筐体 23の外面（すなわち、蛍光管 21の設置面の反対側の面）にインバータ回路基板 28が配置される。このインバータ回路基板 28には、インバータトランス 29からの高圧交流電圧を供給するための接続部材 30が電力伝達部材 10と対応させて配置される。そして、ランプホルダ 5内に収納された 4本の蛍光管のうち、上側の隣り合う 2本の蛍光管 21に対して、電力伝達部材 10と接続部材 30とを接続し、接続部材 30を介して 2本の蛍光管 21の電極の少なくとも一つにインバータ回路基板 28 上のインバータトランス 29からの高圧交流電圧を供給する。この際、下側の隣り合う他の 2本の蛍光管 21の電極同士は導通部材 11を介して導通されている。このため、ランプホルダ内の 2本の蛍光管毎に高圧側と低圧側が交互に配置され、管軸方向の輝度差を低減し、バックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0069] 本発明によれば、 4本の蛍光管と一対のランプホルダとで構成される蛍光管セット内で蛍光管の高圧側と低圧側を交互に配置しているため、従来の曲管蛍光ランプの電極側と曲り部側とを交互に配置するのと同様に、管軸方向の輝度差を低減し、バックライトの輝度ムラを低減あるいは解消することができる。

[0070] また、一対のランプホルダに 4本の蛍光管を設置する際に、 U字形状などの曲管蛍光ランプのように、電極の位置を考慮する必要がないため、ランプの持ち替え作業などが発生せず、設置作業が容易になる。そして、設置された複数の蛍光管をインバータ回路基板に接続する際も、蛍光管側の電力伝達部材を、インバータ回路基板側の接続部材に装着するだけでよい。このため、生産担当者等は、蛍光管の配置作業の際に、取り付け間違いやランプ破損などを防止でき、容易且つ確実に取り付け作業を fiうこと力できる。

[0071] (第 4の実施形態）

上述のとおり記載した本発明の各実施形態について、更に図 9に示すように、直列接続された 2本の蛍光管を 1つの単位とする蛍光管ユニット 21aに対し、他の蛍光管ユニット（21c)とインバータトランスに対し並列接続された構成によって駆動させても良い。これによりインバータトランスが出力できる電力の範囲内において可能な限りその部品点数を削減することが可能となる。

[0072] 具体例としては、主に以下のように接続されている。

図 9 (A)に示すとおり、まず一方のインバータ回路基板 28Rには 2つのインバータトランス 29Rが備えられている。そして、発振回路 103から出力される発振信号によつてスィッチ回路 102R (例えば 2つまたは 4つで構成される FET等のトランジスタからなる）がプッシュプル駆動される。このスィッチ回路 102Rによってそれぞれのトランスの 1次巻線に流れる電流の向きが発振周波数に応じて絶えず変化し続ける。このようにトランスに入力された電力は、そのトランスが構成する 1次巻線と 2次巻線の巻数比に応じた昇圧比 Nに入力電圧を乗じた出力電圧へと変換されて、蛍光管が放電現象をおこす程度の高圧交流電圧を印加することになる。

[0073] 更に、これら 2つのインバータトランス 29Rから出力される交流電圧が互いに逆位相の関係を維持するようにするために、位相反転回路 101Rを備えている。具体的には、互いのトランスのボビンに巻かれた 1次巻線に対しそれぞれの 2次巻線が反対に巻かれる関係になるようにそれぞれが構成される等の実施例が考えられる力別段これに限定されるものではなぐ同一構成のトランスの各 2次巻線における GND端子と高圧端子を互いに逆にして高圧端子を蛍光管へ接続するように構成しても良い。

[0074] このようにして、 2つのインバータトランス 29Rから出力された互いに逆位相の関係にある高圧交流電圧は、導通部材 11を介して直列接続された 2本の蛍光管ユニット 21aにおける 2つの他端側の電極 211Rへそれぞれ供給されことになり、 U字状に接続された蛍光管が駆動する構成を備える。それと同時に、この 2つの高圧交流電圧は他の 2本の蛍光管ユニット 21cへも同様に入力されるように構成され、その結果、 2 本の直列接続された 2つの蛍光管ユニット 21aと 21cはインバータトランス 29Rに対し互いに並列接続されて駆動されることになる。

[0075] 同様に、 2本の蛍光管の直列接続で構成された蛍光管ユニット 21bと 21dについても、 2つのインバータトランス 29Lやスィッチ回路 102L、位相反転回路 101Lなどを備え、前述の蛍光管ユニット 21aと 21cの場合と同様な構成によって並列接続駆動される。

そして、インバータ回路基板 28R, 28Lのそれぞれによって駆動された蛍光管ュニット 21a, 21c及び 21b, 21dは互いに交互に配置されるように構成されるので、少ないトランスの部品点数であっても、各蛍光管の長さ方向に対する画面左右の輝度分布のバランスを保つことができ、かつ、作業者が蛍光管ユニットの配置向き等を常に意識することなく組み立てることが可能となる。

[0076] 尚、インバータトランスの構成については、前述のようにその構成を示唆しているが、具体的には図 9 (B)に示すように、それぞれ 1次巻線 291R, 291L及び 2次巻線 2 92R, 292Lで構成される。

[0077] 尚、図 9 (A)に示される実施例において、各蛍光管ユニットを並列接続するインバ一タトランス 29は可能な限り少な!/、数で構成されるべきである力直列接続する蛍光管の本数及び長さ等を考慮した必要電力に対しインバータトランスの定格 (例えば、出力電力等）が不足する際は、それぞれのインバータトランス 29を 2つのトランスで構成し、かつ、図 9 (C)に示すように、その 1次巻線同士及び 2次巻線同士を並列接続して、各蛍光管ユニットに電力供給することにより必要な電力を供給することが可能となる。

[0078] また、本発明に基づく実施例として例示している前述の図 8には、筐体 23の外面（すなわち、蛍光管 21の設置面の反対側の面）にインバータ回路基板 28が配置される構成例を示している力これらインバータ回路基板 28L、 Rは少なくとも何れか一方 1S あるいは共に、筐体 23の内面に配置されている構成であっても良い。その際、筐体内面に配置されたインバータ回路基板 28はこれら図中に例示されるランプホルダ 5によって蛍光管の各端部と共に収納されるように組み立てられることで表示素子全体の薄型化を実現しながらも、上記インバータ回路基板が配置された付近において生じうる輝度ムラに影響を与えることを抑制することも可能となる。また、上記説明においてインバータ回路基板 28を、蛍光管 21を直列接続するためのランプホルダ 5と一体的に設けて構成する例においても同様の効果を奏しうるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 並列に配置され両端に電極を有する複数の蛍光管と、該並列に配置された蛍光管の電極付近を収納する電極収納手段とを備えたバックライト装置であって、

前記電極収納手段は、

前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管へ電力を伝達する電力伝達部材と、

前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管の電極と他の蛍光管の電極とを導通させる導通部材と、を備えたことを特徴とするバックライト装置。

[2] 前記電極収納手段は、前記電力伝達部材と前記導通部材とを、前記蛍光管の配列方向に対して交互に収納していることを特徴とする請求項 1に記載のバックライト装置。

[3] 前記電極収納手段は一対で構成され、

前記一対の電極収納手段が前記蛍光管の両端の電極それぞれを収納する状態で筐体に取り付けられたことにより、一方の前記電極収納手段が備える電力伝達部材に保持された前記蛍光管が他方の前記電極収納手段が備える導通部材に保持されることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のバックライト装置。

[4] 前記導通部材カ ¾つの前記蛍光管の各電極を保持することにより、コの字状放電路を形成したことを特徴とする請求項 1又は 2に記載のバックライト装置。

[5] 前記電極収納手段は一対で構成され、

前記一対の電極収納手段は、一方の前記電極収納手段が備える導通部材が 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第一の領域と、他方の前記電極収納手段が備える導通部材が他の 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより形成されたコの字状放電路が成す第二の領域とが互いに重なる状態で筐体に取り付けられたことを特徴とする請求項 1又は 2に記載のバックライ卜装置。

[6] 前記電力伝達部材は複数の保持部を備え、該保持部に電極を保持された蛍光管へ電力信号が同時に供給されることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載のバックライト装置。

[7] 前記電力伝達部材により接続された 2つの前記蛍光管は、互いに位相が略反転した同一周波数の電力信号が供給されることを特徴とする請求項 6に記載のバックライト装置。

[8] 並列に配置され両端に電極を有する複数の蛍光管と、該並列に配置された蛍光管の少なくとも一端の電極付近を収納する電極収納手段とを備えたバックライト装置であって、

前記電極収納手段は、

前記蛍光管の電極を保持することにより該蛍光管の電極と他の蛍光管の電極とを直列接続させる電気的接続手段を蛍光管の並び方向に複数備えたことを特徴とするノックライト装置。

[9] 前記電気的接続手段に接続された 2つの前記蛍光管の各電極を保持することにより、コの字状放電路を形成したことを特徴とする請求項 8に記載のバックライト装置。

[10] 前記電気的接続手段に接続された 2つの前記蛍光管は、互いに位相が略反転した同一周波数の電力信号が供給されることを特徴とする請求項 8に記載のバックライト装置。

[11] 前記蛍光管は、外部電極蛍光管で構成されていることを特徴とする請求項 1乃至 1

0のいずれ力、 1項に記載のバックライト装置。

[12] 前記蛍光管は、所定長の線状電極を両端に備え、

前記電極収納手段は、前記蛍光管の線状電極を挟み込んで保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項 1乃至 10のいずれ力、 1項に記載のバックライト装置。

[13] 請求項 1乃至 12のいずれ力、 1項に記載のバックライト装置と、該バックライト装置によって照明される液晶パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。