(57)【要約】液晶ディスプレイ用バックライト１０の複数の蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周には第１の透明樹脂からなる被覆層２１が形成されている。複数の蛍光ランプ２０は並置された状態で第２の透明樹脂からなる保持部材２２に埋設されている。第１の透明樹脂は、第２の透明樹脂よりも硬度の小さい材料で構成され、第１の透明樹脂２１は、蛍光ランプ２０に作用する応力を吸収する。第１の透明樹脂は、第２の透明樹脂よりも耐熱性の高い材料で構成され、蛍光ランプからの発熱による樹脂の黄変化等の変質を抑制する。
2006085472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項２】
前記第１の樹脂の硬度は、前記第２の樹脂の硬度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項３】
前記第１の樹脂はゲル状樹脂であり、前記第２の樹脂は硬質樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項４】
前記第１の樹脂の耐熱性は、前記第２の樹脂の耐熱性よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項５】
前記第１の樹脂はシリコーン樹脂、フッ素樹脂であり、前記第２の樹脂はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項６】
前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項７】
個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出していることを特徴とする、請求項６に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項８】
前記被覆層の厚みは前記蛍光ランプの延びる方向に均一であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項９】
前記蛍光ランプの前記バルブの直径が４ｍｍ以上であり、前記蛍光ランプの長さが３００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１０】
前記保持部材に複数の収容孔が形成され、かつ
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプは、それぞれ前記被覆層が前記収容孔の孔壁に密接した状態で前記収容孔に差し込まれることで前記保持部材内に埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１１】
前記蛍光ランプは前記収容孔に対して着脱可能に差し込まれていることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１２】
前記収容孔は前記保持部材の一方の側部から他方の側部に貫通するように形成され、かつ
前記蛍光ランプは、両端部が前記側部から前記保持部材の外部に突出するように、前記収容孔に差し込まれていることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１３】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備えることを特徴とする、照明装置。
【請求項１４】
複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける第１の工程と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する第２の工程と
を備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法。
【請求項１５】
前記第２の工程は、
第１の窪みを有する第１金型と、第２の窪みを有する第２金型を用意する工程と、
前記蛍光ランプと類似の形状を有する複数の内部金型を、それぞれ前記第１又は第２の窪み内に配置する工程と、
前記第１及び第２金型の型締めを行なった後、前記第１及び第２の窪みにより形成されたキャビティ内に前記第２の樹脂を供給して、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を成型する工程と、
前記第１及び第２金型から、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を離型させる工程と、
前記離型された前記保持部材から、前記複数の内部金型を引き抜く工程と、
前記内部金型が引き抜かれた後に形成された複数の収容孔に、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを差し込んで前記被覆層を前記収容孔の孔壁に密接させる工程と
を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトに関し、特に、大画面の液晶ディスプレイに適用可能な液晶ディスプレイ用バックライトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  液晶ディスプレイ用バックライトには、２通りの一般的な方式、すなわち、いわゆる「直下式」と「導光板式」がある。【０００３】  導光板式は透明な部材からなる導光板のエッジ部に蛍光ランプを配置する方式であり、薄型で輝度むらの少ないバックライトが実現できる。しかし、実装できる蛍光ランプの本数に制限があるため、大画面の液晶ディスプレイに導光板式のバックライトを適用した場合、画面輝度が確保できない。また、導光板の重量増加のため導光板式のバックライトは大型化が難しい。【０００４】  これに対し、直下式は、液晶ディスプレイの画面の直下に蛍光ランプを並べる方式であるため、画面サイズに応じて蛍光ランプの本数を増やすことで高輝度が確保できるという点で大型化に適している。しかしながら、個々の蛍光ランプ間の輝度差や、画面内の蛍光ランプが直下にある部分とない部分の輝度差などによる輝度むらが問題になることが多い。【０００５】  直下式のバックライトにおける輝度むらを改善する方法としては、蛍光ランプ間のピッチを狭くする方法がある。しかし、この場合、蛍光ランプの発熱が新たな問題となる。また、蛍光ランプと表示面との距離を広げることによっても、輝度むらを改善することができる。しかし、この場合、輝度の低下や、液晶ディスプレイ全体の厚みの増加という問題が生じる。【０００６】  かかる問題を解決するために、蛍光ランプを並べて収納するハウジング内に樹脂を充填し、蛍光ランプを樹脂で封止した構造の液晶ディスプレイ用バックライトが提案されている（特許文献１から３参照）。【０００７】  図１２は、特許文献１に開示された液晶ディスプレイの断面図を示す。液晶ディスプレイ１００の直下に、バックライト１０１が配置され、複数の蛍光ランプ１０２がバックライト１０１のハウジング１０３内に並置されている。そして、個々の蛍光ランプ１０２の一部が、ハウジング１０３内に充填された樹脂１０４で封止されている。ここで、樹脂１０４は熱伝導率の高い材料が選ばれるので、蛍光ランプ１０２で発生した熱は、樹脂１０４に伝導してハウジング１０３の裏面に形成された反射板（不図示）から放熱される。この構造による放熱効果はハウジング１０３内に樹脂１０４を充填することによって得られるので、バックライト１０１の厚みの増加を回避できる。【０００８】  図１３は、特許文献２に開示されたバックライトの断面図を示す。複数の蛍光ランプ１０２が、バックライト１０１のハウジング１０３内に並置され、ハウジング１０３内に充填された樹脂１０４で個々の蛍光ランプ１０２の全体が封止されている。ハウジング１０３内の蛍光ランプ１０２の周囲が空気で充たされている場合、蛍光ランプ１０２のバルブを構成するガラスと空気の屈折率の差が大きいので、蛍光ランプ１０２内で発生した光がバルブ内で全反射される割合が高くなる。その結果、蛍光ランプ１０２からの照射効率が低下し、バックライト１０１の輝度が低下してしまうという問題が生じる。これに対し、ハウジング１０３内に充填する樹脂１０４として、蛍光ランプ１０２のバルブを構成するガラスの屈折率に近い屈折率を有する材料を選択することにより、光が全反射する割合を低減し、蛍光ランプ１０２からの照���効率を向上させることができる。【０００９】  ところで、バックライトが大型化されると蛍光ランプの本数が増え、必然的に重量も増加する。そこで、バックライトの軽量化を図るため、ハウジングを構成する材料として軽量な材料（例えば樹脂等）が選ばれる。しかしながら、このような材料は機械的強度が低く、外部からの機械的ストレスによるハウジングの変形が生じやすい。このハウジングの変形により、輝度むらが生じたり、ハウジング内で蛍光ランプが割れるという新たな問題が発生する。【００１０】  上記特許文献１、２で開示された技術は、ハウジング１０３内に樹脂を充填することによって、蛍光ランプ１０２の放熱効率や照射効率を向上させるものであるが、かかる技術が機械的ストレスに対する耐性強化にも有効であることが、特許文献３に記載されている。特許文献３に開示されたバックライトの構造は、図１３に図示されたものと同様である。【００１１】
【特許文献１】実開平４−７９３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３０７１号公報
【特許文献３】特開平５−３２３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  上記に説明したようなハウジング内に樹脂を充填する技術は、バックライトの大型化に伴う種々の課題を解決する上で有効な手段と言える。しかしながら、バックライトの大型化が今後さらに進展して蛍光ランプが超長尺化した場合、蛍光ランプ自体の重さにより、無視できない大きさの「たわみ」が蛍光ランプに生じ、その結果、従来当業者が認識していなかった新たな問題が起こり得ることを、本願発明者は見出した。以下、本願発明者が新たに見出した、蛍光ランプの「たわみ」に起因する問題について詳述する。【００１３】  図１Ａ及び図１Ｂは、本願発明者が実施した蛍光ランプのたわみ量の試験結果を示す。図１Ａは、蛍光ランプ２０のたわみ量を測定する試験方法を説明する図で、図１Ｂは、その試験結果を示したグラフである。【００１４】  図１Ａに示すように、長尺の蛍光ランプ２０の両端を支持部３０で支持して、蛍光ランプ２０を支持部３０に水平に載せ、このときの蛍光ランプ２０の自重によるたわみ量δを測定する。測定に用いた蛍光ランプ１０は、直径（バルブの外径）φと長さＬがそれぞれ、φ＝３ｍｍ、Ｌ＝７００ｍｍ；φ＝４ｍｍ、Ｌ＝７００ｍｍ；φ＝２．５ｍｍ、Ｌ＝３００ｍｍの３種類である。【００１５】  図１Ｂは、蛍光ランプ１０のランプ長の中心から支持部３０までの距離を横軸にとり、ランプ長の中心を基準とした蛍光ランプ１０のたわみ量δを縦軸にとってプロットしたものである。横軸の符号は図１Ａにおいて右側を正、左側を負としている。図１Ｂに示すように、長さＬが３００ｍｍの比較的短い蛍光ランプ１０であっても、たわみ量δは最大で２０μｍに達する。また、蛍光ランプ１０の長さＬが７００ｍｍの場合、直径φが３ｍｍの細いもので、たわみ量δは最大で９０μｍに達する。【００１６】  蛍光ランプ１０のたわみ量は、長さや直径だけでなく、バルブの厚み、バルブを構成するガラスの材料等によっても変わるが、今後、バックライトの大型化がさらに進み、蛍光ランプ１０がより一層長尺化された場合、蛍光ランプ１０の直径に対して、数％から１０数％のたわみ量が生じることが予測される。然るに、以下に詳述するように、従来のハウジング内に樹脂を充填する技術において、このような「たわみ」に起因する問題は全く認識されておらず、それに対する考慮も対策もなされていない。【００１７】  上記の特許文献１〜３に開示された技術では、複数の蛍光ランプ１０２がすでにハウジング１０３内に横置きに配置された状態で、ハウジング１０３内への樹脂１０４の充填を実行している。つまり、ハウジング１０３内に液状の樹脂１０４を流し込み、その後加熱することによって、樹脂１０４を硬化させて蛍光ランプ１０２を封止している。従って、蛍光ランプ１０２は、自重ないしは重力により「たわみ」が生じた状態のままで樹脂１０４に封止される。そして、加熱硬化の際には樹脂１０４の収縮が起こり、かかる収縮によって封止される蛍光ランプ１０２に応力が加えられる。その結果、すでに自重により「たわみ」を生じている蛍光ランプ１０２のバルブに、さらなる応力が加わるので、蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性がある。【００１８】  また、バックライトの動作時には、蛍光ランプ１０２が点滅を繰り返す度に樹脂１０４の熱膨張と熱収縮による応力がさらに加わるので、樹脂１０４の加熱硬化時に割れが発生しなかった場合でも、動作中に蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性がある。【００１９】  以上のように、製造時や動作時に蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性があることは、バックライトの信頼性を著しく損なうことになる。【００２０】  さらに、前述のように蛍光ランプ１０２は自重による「たわみ」が生じた状態のままで樹脂１０４に封止されるので、蛍光ランプ１０２の位置精度が低い。蛍光ランプ１０２の位置精度が低いことにより、バックライトの輝度むらの低減等のための光学設計の困難性が増す。【００２１】  本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、応力耐性に優れ、信頼性が高く、かつ光学設計の容易な液晶ディスプレイ用バックライトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】  本発明の第１の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトを提供する。各蛍光ランプを位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を被覆層で吸収することができる。【００２３】  被覆層により蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を確実に吸収するには、前記第１の樹脂の硬度は、前記第２の樹脂の硬度よりも低いことが好ましい。なお、本明細書において樹脂の「硬度」とは、その樹脂からなる物体に対して応力を作用させた場合の形状の変わりにくさをいう。あるいは、前記第１の樹脂をゲル状樹脂、前記第２の樹脂を硬質樹脂としてもよい。【００２４】  前記第１の樹脂の耐熱性は、前記第２の樹脂の耐熱性よりも高いことが好ましい。これによって蛍光ランプからの発熱による第１の樹脂の黄変化等の変質を抑制し、樹脂の変質に起因する輝度の低下や輝度むらを防止できる。なお、本明細書において樹脂の「耐熱性」とは、主として樹脂の化学的性質（機械的強度等の物理的性質も含む）が熱によって劣化しにくいことをいう。【００２５】  前述の硬度や耐熱性に関する条件を満たす第１及び第２の樹脂の組み合わせとしては、第１の樹脂としてシリコーン樹脂、又はフッ素樹脂を採用し、前記第２の樹脂としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂を採用できる。【００２６】  蛍光ランプを外周が被覆層で被覆された状態を維持したままで保持部材から引き抜き可能とすることにより、個々の蛍光ランプを他の蛍光ランプとは独立に保持部材から取り外すことができる。蛍光ランプの引き抜きを容易にするために、個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出し、被覆層の厚みは蛍光ランプの延びる方向に均一であることが好ましい。【００２７】  蛍光ランプの形状は特に限定されないが、例えば蛍光ランプは直管状のバルブを備える。バルブの直径が４ｍｍ以上で長さが３００ｍｍ以上の蛍光ランプは自重によりたわみが顕著であるので、この寸法の蛍光ランプを有する液晶ディスプレイ用バックライトに対して本発明は特に好適に適用される。【００２８】  保持部材に形成された複数の収容孔にそれぞれ外周が被覆層で被覆された蛍光ランプを差し込んだ構造が好ましい。かかる構造により蛍光ランプの自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できる。ただし、被覆層で外周を被覆ずみの蛍光ランプを金型又はハウジング内に並置し、キャビティ又はハウジング内に第２の樹脂を注入することで保持部材を成型してもよい。かかる構造でも前述した被覆層による応力吸収効果が得られる。【００２９】  本発明の第２の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備えることを特徴とする、照明装置を提供する。【００３０��  本発明の第２の態様は、前述の液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法を提供する。この製造方法は、第１の工程と第２の工程を備える。第１の工程では、複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける。第２の工程では、被覆層で外周が被覆された複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する。【００３１】  第２の工程は、以下の手順で実行することが好ましい。まず、第１の窪みを有する第１金型と、第２の窪みを有する第２金型を用意する。次に、蛍光ランプと類似の形状を有する複数の内部金型を、それぞれ第１又は第２の窪み内に配置する。続いて、第１及び第２金型の型締めを行なった後、第１及び第２の窪みにより形成されたキャビティ内に第２の樹脂を供給し、複数の内部金型が封止された保持部材を成型する。第２の樹脂が硬化した後、第１及び第２金型から、保持部材を離型させる。次に、離型された保持部材から、複数の内部金型を引き抜く。その後、内部金型が引き抜かれた後に形成された複数の収容孔に、被覆層で被覆済みの複数の蛍光ランプを差し込む。この際、被覆層が収容孔の孔壁に密接する。【００３２】  第２の工程の代案としては、被覆層で外周を被覆ずみの蛍光ランプを金型のキャビティ又はハウジング内に並置した後、キャビティ又はハウジング内に第２の樹脂を注入することで保持部材を成型してもよい。
【発明の効果】
【００３３】  本発明によれば、外周が第１の樹脂からなる被覆層で被覆された複数の蛍光ランプを第２の樹脂からなる保持部材内に埋設しているので、各蛍光ランプを位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を第１の樹脂で吸収することができる。その結果、信頼性の高い液晶ディスプレイ用バックライトを実現できる。特に、第１の樹脂を、第２の樹脂よりも硬度の低い材料、若しくはゲル状の材料で構成することによって、被覆層の応力吸収効果をより高めることができる。【００３４】  また、第１の樹脂を、第２の樹脂よりも耐熱性の高い材料で構成することによって、蛍光ランプからの発熱による第１の樹脂の黄変化等の変質を抑制し、樹脂の変質に起因する輝度の低下や輝度むらを防止できるので、高品質で長寿命の液晶ディスプレイ用バックライトを実現できる。【００３５】  さらに、蛍光ランプを外周が被覆層で被覆された状態を維持したままで保持部材から引き抜き可能とすることにより、個々の蛍光ランプを他の蛍光ランプとは独立に保持部材から取り外すことができる。その結果、割れ等が生じた蛍光ランプのみを容易に交換可能である点でメンテナンス性を向上でき、生産性も向上できる。【００３６】  さらにまた、保持部材に形成された複数の収容孔にそれぞれ外周が被覆層で被覆された蛍光ランプを差し込んだ構造を採用することにより、蛍光ランプの自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できるので、バックライトの光学設計をより容易なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】蛍光ランプのたわみ量の測定方法を説明する模式図。
【図１Ｂ】蛍光ランプのたわみ量の測定結果を示すグラフ。
【図２Ａ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す斜視図。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す平面図。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す側面図。
【図２Ｄ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す側面図。
【図２Ｅ】図２ＢのＩＩ−ＩＩ線での断面図。
【図２Ｆ】図２ＣのＩＩ’−ＩＩ’線での断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライトの配線構成を示す模式的な回路図。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライトにハウジングを設けた例を示す分解斜視図。
【図５Ａ】被覆層を形成するための金型を示す斜視図。
【図５Ｂ】被覆層を形成するための金型を示す正面図。
【図６】保持部材を形成するための金型を示す分解斜視図。
【図７】下側金型を示す斜視図。
【図８】上側金型を示す斜視図。
【図９Ａ】下側金型に内部金型を配置した状態を示す断面図。
【図９Ｂ】下側金型と上側金型の型締めが完了した状態を示す断面図。
【図９Ｃ】下側及び上側金型からの保持部材の離型が終了した状態を示す断面図。
【図９Ｄ】保持部材からの内部金型の除去を示す断面図。
【図９Ｅ】保持部材への蛍光ランプの差し込みを示す断面図。
【図９Ｆ】完成した液晶ディスプレイ用バックライトを示す断面図。
【図１０】本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトの第１の代案を示す模式的な回路図。
【図１１】本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトの第２の代案を示す模式的な回路図。
【図１２】従来のバックライト１０１の構成を模式的に示す断面図。
【図１３】従来のバックライト１０１の構成を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】  １０  バックライト
２０  蛍光ランプ
２１  被覆層（第１の透明樹脂）
２２  保持部材（第２の透明樹脂）
２２ａ  収容孔
２２ｂ，２２ｃ  側部
２５  バルブ
２６Ａ，２６Ｂ  内部電極
２７Ａ，２７Ｂ  導電体ロッド
２８  ハウジング
２８Ａ  本体
２８Ｂ，２８Ｃ  側壁部材
２８ａ  挿通孔
３０  支持部
４０Ａ  第１金型
４０Ｂ  第２金型
４０ａ  突き合わせ面
４０ｂ  窪み
４０ｃ  収容凹部
４０ｄ  樹脂通路溝
４１  注入口
４２  キャビティ
４３，４４  矢印
５０  金型
５１Ａ  第１金型
５１Ｂ  第２金型
５１ａ  突き合わせ面
５１ｂ  窪み
５１ｃ，５１ｄ  保持溝
５１ｅ，５１ｆ  樹脂通路溝
５２  内部金型
５３  注入口
５４  排出口
５５  キャビティ
７１  拡散板
７２  拡散シート
７３  レンズシート
７４  偏向板
８０  点灯回路
８１  配線
１００  液晶ディスプレイ
１０１  バックライト
１０２  蛍光ランプ
１０３  ハウジング
１０４  樹脂
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】  本願発明者は、従来のハウジングに液状の樹脂を流し込んだ後、樹脂を加熱硬化させてバックライトを形成する方法では、樹脂の硬化収縮による応力発生は不可避と考え、かかる応力発生を回避すべく、新規な構成からなる液晶ディスプレイ用バックライト、及びその製造方法を想到するに至った。【００４０】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。【００４１】  図２Ａから図２Ｆは、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト（以下、単に「バックライト」と称する）１０の構成を示した図である。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｄから図２Ｆに示すように、複数（本実施形態では５本）の蛍光ランプ２０が並行して配列されている。【００４２】  図３を参照すると、蛍光ランプ２０は、ホウケイ酸ガラス等の透光性の材料からなりその内部が放電空間として機能する直管状のバルブ２５、バルブ２５内に封入された放電媒体（図示せず）、バルブ２５内の端部付近に配置された内部電極２６Ａ，２６Ｂ、及び内部電極２６Ａ，２６Ｂを先端側に備え基端側がバルブ２５の外部に突出している導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂにより構成されている。バルブ２５は断面が円形で、かつバルブ２５の外径は軸方向に一定である。バルブ２５の断面形状は、本実施形態のような円形に限らず、楕円形、三角形、四角形等の他の形状であってもよい。また、後述する収容孔２２ａからの着脱が可能である限り、バルブ２５が湾曲していてもよい。【００４３】  図２Ａから図２Ｆに示すように、個々の蛍光ランプ２０のバルブ２５はその両端付近まで外周全体が第１の透明樹脂からなる被覆層２１によって被覆されている。被覆層２１の厚みは、例えば０．１〜５ｍｍ程度である。本実施形態では、被覆層２１の厚みは０．５ｍｍであり、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周方向及びバルブ２５が延びる方向のいずれについても均一である。被覆層２１でバルブ２５の外周が被覆された複数の蛍光ランプ２０は、同一平面上で互いに平行に延びるように配置された状態で第２の透明樹脂からなる保持部材２２内に埋設されている。【００４４】  本実施形態では、第２の透明樹脂により成型済みの保持部材２２に対して被覆層２１で被覆済みの蛍光ランプ２０が差し込むことで、蛍光ランプ２０を保持部材２２に埋設している。保持部材２２は薄型ないしは扁平な直方体状の単一の部品である。保持部材２２の互いに対向する一対の側部２ｂ，２ｃの一方から他方まで貫通する複数個（本実施形態では蛍光ランプ２０の本数に対応して５個）の細長い収容孔２２ａが互いに平行に形成されている。収容孔２２ａの断面形状は円形であり孔径は一定である。被覆層２１が収容孔２２ａの孔壁に密接した状態で収容孔２２に蛍光ランプ２０が差し込まれることにより、蛍光ランプ２０のバルブ２５のほぼ全体が保持部材２２内に埋設されている。蛍光ランプ２０の両端部、すなわち一対の導電体ロッド２７Ａ，２８Ｂの先端は保持部材２２の側部２２ｂ，２２ｃから外部に突出している。【００４５】  蛍光ランプ２０を被覆す���被覆層２１を構成する第１の樹脂の硬度は、保持部材２２を構成する第２の樹脂の硬度よりも低い。ここで樹脂の硬度とは、その樹脂からなる物体に対して応力を作用させた場合の形状の変わりにくさをいう。詳細には、第２の樹脂は少なくとも外力によって保持部材２２が大きく変形しない程度の硬度を有する。これに対して第１の樹脂は、熱応力や機械的応力が作用した場合に被覆層２１が変形し、それによってこれらの応力が被覆層２１で吸収されて蛍光ランプ２０のバルブ２５には作用しないように硬度が設定されている。また、第１の樹脂がゲル状樹脂で２の樹脂が硬質樹脂であってもよい。硬質の保持部材（第２の透明樹脂）２２に埋設された複数の蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周を柔軟な被覆層（第１の透明樹脂２１）で覆うことよって、各蛍光ランプ２０を位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプ２０に加わる熱応力や機械的応力を被覆層２１で吸収して蛍光ランプ２０のバルブ２５の割れを確実に防止できる。よって、本実施形態のバックライト１０は高い信頼性を有する。さらに、成型済み保持部材２２に形成された複数の収容孔２２ａにそれぞれ外周が被覆層２５で被覆済みの蛍光ランプ２０を差し込んだ構造であり、樹脂内に蛍光ランプ２０を封止した構造ではない。従って、蛍光ランプ２０の自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できる。【００４６】  保持部材２２は外部からの機械的応力が蛍光ランプ２０に作用するのを緩和させる機能を持つが、前述のように蛍光ランプ２０は被覆層２１によって応力から保護されているので、保持部材２２を構成する第２の樹脂として過度に硬度の高い樹脂を採用する必要がない。【００４７】  本実施形態では、被覆層２１を構成する第１の透明樹脂の耐熱性は、保持部材２２を構成する第２の透明樹脂の耐熱性よりも高い。ここで樹脂の耐熱性とは、主として樹脂の化学的性質（機械的強度等の物理的性質も含む）が熱によって劣化しにくいことをいう。被覆層２１は蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周に設けられているので、蛍光ランプ２０の動作時には蛍光ランプ２０の発生する熱が直接伝わる。従って、被覆層２１を耐熱性の高い樹脂で構成することで、前述の応力吸収効果に加え、蛍光ランプからの発熱による第１の透明樹脂の黄変化等の変質やそれに起因する輝度の低下や輝度むらを防止できる。【００４８】  硬度や耐熱性に関する条件を満たす第１及び第２の透明樹脂の組み合わせとしては、第１の透明樹脂としてシリコーン樹脂、又はフッ素樹脂を採用し、前記第２の透明樹脂としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂を採用できる。また、同じ樹脂でも、合成条件を変えることによって、硬度や耐熱性を変化させることも可能である。【００４９】  本発明における第１の透明樹脂２１による応力吸収は、蛍光ランプ２０が長尺化されるほどその効果を発揮する。バルブ２５の直径が太い蛍光ランプ１１は自重によるたわみ量が少ないので、本実施形態で用いる蛍光ランプ１１は、前述の図１Ａ及び図１Ｂの試験結果より、たわみ量が発生しやすい直径（バルブ２５の外径）が４ｍｍ以下のものを用いるのが好適である。同様に、長さの短いものも自重によるたわみ量が少ないので、��述の図１Ａ及び図１Ｂの試験結果より、蛍光ランプ２０の長さが３００ｍｍ以上のものを用いるのが好適である。【００５０】  蛍光ランプ２０は保持部材２２の収容孔２２ａに対して着脱可能に差し込まれている。詳細には、保持部材２２の一対の側部２２ｂ，２２ｃのうちの一方から突出する蛍光ランプ２０の端部を引っ張ることで、バルブ２５の外周が被覆層２１で被覆された状態を維持したままで蛍光ランプ２０を保持部材２２の収容孔２２ａから引き抜くことができる。また、蛍光ランプ２０を引き抜いた収容孔２２ａに対して、
一対の側部２２ｂ，２２ｃのうちの一方側から他方側に向けて同一又は別の蛍光ランプ２０を差し込み、それによって再度収容孔２２ａに蛍光ランプ２０を収容できる。この蛍光ランプ２０の差し込み又は引き抜きの際に、他の蛍光ランプ２０は保持部材２２に埋設したままで維持される。このように、個々の蛍光ランプ２０を他の蛍光ランプ２０とは独立に保持部材２２に対して着脱できるので、蛍光ランプ２０に割れ等による交換の必要が生じた場合にはバックライト１０全体を交換する必要はなく、不具合のある蛍光ランプ２０のみを容易に交換可能である点でメンテナンス性及び生産性が高い。【００５１】  本実施形態のバックライト１０を、液晶ディスプレイに適用する際には、バックライト１０の上面（液晶ディスプレイ側）に、光学部材が配置される。詳細には、図２Ａ及び図２Ｃから図２Ｆに示すように、第２の透明樹脂からなる保持部材２２の上面に、拡散板７１、拡散シート７２、レンズシート７３、偏向板７４が積層され、保持部材２２と一体的となって機能する。【００５２】  バックライト１０内の保持部材２２内に埋設された複数の蛍光ランプ２０の駆動は、図３に示すような、点灯回路８０と配線８１の電気的接続により行なうことができる。蛍光ランプ２０の導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂの先端に設けた接続端子（不図示）に配線８１が接続される。【００５３】  本実施形態のバックライト１０では第２の透明樹脂からなる保持部材２２自体が蛍光ランプ２０を保持する機能を有し、蛍光ランプ２０を保持するハウジングに樹脂を充填したものではない点に構造上の特徴がある。かかる構造上の特徴により、従来、蛍光ランプを配置したハウジング内に液状の樹脂を流し込んで熱硬化する際に必然的に蛍光ランプに発生していた応力を回避できる。また、ハウジング内に樹脂を充填する場合にはハウジングを密閉構造にする必要があるので構造が複雑化するが、本実施形態のバックライト１００はかかる複雑な構造のハウジングが不要である。ただし、図４に示すように、機械的応力に対する耐性をより高めるために、成型済みの保持部材２２を剛性のハウジング２８内に収容させてもよい。このハウジング２８は上面および一対の側部２２ｂ，２２ｃが露出するように保持部材２２を取り囲む本体２８Ａと、この本体２８Ａの対向する開口端を閉鎖する側壁部材４０Ｂ，４０Ｃを備え、各側壁部材２８Ｂ，２８Ｃには蛍光ランプ２０の導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂを差し込んでハウジング２８の外部に取り出すための挿通孔２８ａが形成されている。【００５４】  次に、本実施形態のバックライト１０の製造方法について説明をする。【００５５】  この製造方法は、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周に第１の透明樹脂を供給して被覆層２１を設ける工程（第１の工程）と、被覆層２１で外周が被覆された複数の蛍光ランプ２１を保持部材２１内に埋設する工程（第２の工程）とを備える。【００５６】  まず、第１の工程について説明する。図５Ａを参照すると、第１の工程で使用する第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂの突き合わせ面４０ａには、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外径よりも径が大きい半円溝状の窪み４０ｂがそれぞれ形成されている。窪み４０ｂの上端は開放しているが、下端には蛍光ランプ２０の端部を密接状態で収容する収容凹部４０ｃが設けられている。また、第１金型４０Ａの突き合わせ面４０ａの下部には、型締め時に樹脂注入口４１（図５Ｂ参照）となる樹脂通路溝４０ｄが形成されている。【００５７】  蛍光ランプ２０の端部を収容凹部４０ｃに収容されるように突き合わせ面４０ａで第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂを突き合わせて型締めする。第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂの窪み４０ｂにより細長い円柱状のキャビティ４２が形成され、その中央に蛍光ランプ２０のバルブ２５が配置される。バルブ２５とのキャビティ４２の壁面との間の細い円環状の隙間に被覆層２１が形成される。換言すれば、バルブ２５とキャビティ４２の壁面の距離が被覆層２１の厚みとなる。矢印４３で示すように第１の透明樹脂が樹脂注入口４１から注入される。第１の透明樹脂の注入とともに、矢印４４で示すように開放しているキャビティ４２の上端からキャビティ４２内の空気が抜ける。第１の樹脂が硬化した後に離型すれば、バルブ２５が被覆層２１で覆われた蛍光ランプ２０が得られる。以上の手順により、すべての蛍光ランプ２０に第１の透明樹脂からなる被覆層２１を設ける。なお、塗布等の他の方法により被覆層２１を形成してもよい。【００５８】  次に、第２の工程について説明する。図６を参照すると、第２の工程で使用する金型５０は、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂと、保持部材２２内に埋設される蛍光ランプ２０の本数と対応する個数（本実施形態では５個）の内部金型５２からなる。【００５９】  図７を併せて参照すると、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１ａには扁平な直方体状の窪み（第１の窪み）５１ｂが形成されている。また、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１ａには、内部金型５２の外径と一致する径を有する半円状の保持溝５１ｃ，５１ｄが設けられている。窪み５１ｂの図７において左右方向に対向する一対の側壁から、内部金型５２の個数と対応する個数（本実施形態では５個）の保持溝５１ｃ，５１ｄがそれぞれ外向きに延びている。対向する保持溝５１ｃ，５１ｄの対は平面視で一つの直線上に配置されている。さらに、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１には、第２の透明樹脂の注入口５３（図９Ｂ参照）となる樹脂通路溝５１ｅと、第２の透明樹脂の排出口５４（図９Ｂ参照）となる樹脂通路溝５１ｆが形成されている。図８を参照すると、第２金型５１Ｂの構造は、樹脂通路溝５１ｅ，５１ｆを備えていない点を除いて第１金型５１Ａと同一であり、突き合わせ面５１ａに窪み（第２の窪み）５１ｂと保持溝５１ｃ，５１ｄが形成されている。【００６０】  図６を参照すると、内部金型５２は、蛍光ランプ２０と類似の形状、具体的には一定の真直な円柱形状である。内部金型５２の直径は蛍光ランプ２０のバルブ２５の外径（被覆層２１の厚みを含む）とほぼ同一に設定されている。また、内部金型５２の長さは、窪み４０ｂの図６において左右方向の長さよりも長く、対向する保持溝５１ｃ，５１ｄの対の端面間の距離とほぼ同一に設定されている。【００６１】  まず、図９Ａに示すように、個々の内部金型４２を、第１金型５１Ａの窪み５１ｂに配置する。詳細には、内部金型４２の両端部を、対をなす保持溝５１ｃ，５��ｄにそれぞれ収容する。窪み５１ｂとの底面と個々の内部金型４２との間には隙間が形成されている。第１金型５１Ａではなく、第２金型５１Ｂの窪み５１ｂに内部金型５２を配置してもよい。【００６２】  次に、図９Ｂに示すように、第１金型５１Ａと第２金型５１Ｂの型締めを行なった後、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂの窪み５１ｂによって形成されるキャビティ５５内に第２透明樹脂を供給して、複数の内部金型５２を封止する樹脂成形を行なう。矢印５６で示すように第２の透明樹脂が注入口５３から注入され、矢印５７で示すキャビティ５５内の空気と余剰の第２の透明樹脂が排出口５４から排出される。また、例えば、第２の透明樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂを加熱することによりキャビティ５５の第２の樹脂を硬化させて保持部材２２を成型し、その中に内部金型５２を封止する。【００６３】  次に、図９Ｃに示すように、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂから、複数の内部金型４２が封止された樹脂成形体、すなわち保持部材２２を離型させる。【００６４】  次に、図９Ｄに示すように、離型された保持部材２２から、複数の内部金型４２を引き抜く。内部金型５２を引き抜いた部分には収容孔２２ａが形成される。第２の透明樹脂として離型性のよい材料を選ぶことによって、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂからの保持部材２２の離型や保持部材２２からの内部金型５２の引き抜きが容易になる。【００６５】  最後に、図９Ｅに示すように、内部金型５２を引き抜くことで保持部材２２に形成された複数の収容孔２２ａに、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆された複数の蛍光ランプ２０を差し込む。この際、差し込んだ蛍光ランプ２０の被覆層２１は収容孔２２ａの孔壁に密接する。すべての収容孔２２ａに蛍光ランプ２０を差し込むと、図９Ｆに示すような、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆された複数の蛍光ランプ２０が、第２の透明樹脂からなる保持部材２２内に埋設された構造のバックライト１０が完成する。【００６６】  以上詳述したように、本実施形態の製造方法では、ハウジング内に蛍光ランプを配置して樹脂を充填することで保持部材２２を成型するのではなく、金型５０（図６参照）を使用して成型済みの保持部材２２の収容孔２２ａに対して、被覆層２１で被覆済みの蛍光ランプ２０を差し込むことでバックライト１０を製造する。従って、バックライト１０の製造中に樹脂の収縮等による蛍光ランプ２０へ機械的応力が作用することがない。【００６７】  なお、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂの表面に、予め凹凸をつけておくことによって、保持部材（樹脂成形体）２２の表面をエンボス加工することができ、これにより、バックライト１０の拡散効果を発揮させることができる。【００６８】  以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、大型の液晶ディスプレイに限らず、小型の液晶ディスプレイにおいても、蛍光ランプのガラス厚みを薄くしてバックライトの軽量化を図った場合等に対しても、本発明によるの応力吸収効果が有効に発揮される。【００６９】  また、本発明のバックライト１０は、実施形態の���法で製造したものに限らない。例えば、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆した複数の蛍光ランプ２０を金型又はハウジング内に配置し、キャビティ又はハウジング内に第２の透明樹脂を供給して、保持部材２２の樹脂成型を行なってもよい。この方法で製造した場合も、被覆層２１は、第２の透明樹脂で保持部材２２を成型する際に発生する機械的応力や動作時の熱応力を吸収する機能があるので、蛍光ランプ２０の破損を防止することができる。【００７０】  さらに、蛍光ランプ２０は、図１０に示すようにバルブ６０内に配置された内部電極９１とバルブ２５外に配置された外部電極９２を備えるものでもよく、図１１に示すようにバルブ２５両端の外部に配置された一対の外部電極９３Ａ，９３Ｂを備えるものでもよい。【００７１】  さらにまた、本発明は液晶ディスプレイ用バックライトに限定されず、看板の照明等として使用される薄型の照明装置にも適用できる。【００７２】  添付図面を参照して本発明を完全に説明したが、当業者にとって種々の変更及び変形が可能である。従って、そのような変更及び変形は本発明の意図及び範囲から離れない限り、本発明に含まれると解釈されなければならない。
【図１Ａ】
2006085472.tif 000003
【図１Ｂ】
2006085472.tif 000004
【図２Ａ】
2006085472.tif 000005
【図２Ｂ】
2006085472.tif 000006
【図２Ｃ】
2006085472.tif 000007
【図２Ｄ】
2006085472.tif 000008
【図２Ｅ】
2006085472.tif 000009
【図２Ｆ】
2006085472.tif 000010
【図３】
2006085472.tif 000011
【図４】
2006085472.tif 000012
【図５Ａ】
2006085472.tif 000013
【図５Ｂ】
2006085472.tif 000014
【図６】
2006085472.tif 000015
【図７】
2006085472.tif 000016
【図８】
2006085472.tif 000017
【図９Ａ】
2006085472.tif 000018
【図９Ｂ】
2006085472.tif 000019
【図９Ｃ】
2006085472.tif 000020
【図９Ｄ】
2006085472.tif 000021
【図９Ｅ】
2006085472.tif 000022
【図９Ｆ】
2006085472.tif 000023
【図１０】
2006085472.tif 000024
【図１１】
2006085472.tif 000025
【図１２】
2006085472.tif 000026
【図１３】
2006085472.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月17日(2006.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項２】
前記第１の樹脂の硬度は、前記第２の樹脂の硬度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項３】
前記第１の樹脂はゲル状樹脂であり、前記第２の樹脂は硬質樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項４】
前記第１の樹脂の耐熱性は、前記第２の樹脂の耐熱性よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項５】
前記第１の樹脂はシリコーン樹脂、フッ素樹脂であり、前記第２の樹脂はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項６】
前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項７】
個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出していることを特徴とする、請求項６に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項８】
前記被覆層の厚みは前記蛍光ランプの延びる方向に均一であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項９】
前記蛍光ランプの前記バルブの直径が４ｍｍ以上であり、前記蛍光ランプの長さが３００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１０】
前記保持部材に複数の収容孔が形成され、かつ
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプは、それぞれ前記被覆層が前記収容孔の孔壁に密接した状態で前記収容孔に差し込まれることで前記保持部材内に埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１１】
前記蛍光ランプは前記収容孔に対して着脱可能に差し込まれていることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１２】
前記収容孔は前記保持部材の一方の側部から他方の側部に貫通するように形成され、かつ
前記蛍光ランプは、両端部が前記側部から前記保持部材の外部に突出するように、前記収容孔に差し込まれていることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１３】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備えることを特徴とする、照明装置。
【請求項１４】
複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける第１の工程と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する第２の工程と
を備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法。
【請求項１５】
前記第２の工程は、
第１の窪みを有する第１金型と、第２の窪みを有する第２金型を用意する工程と、
前記蛍光ランプと類似の形状を有する複数の内部金型を、それぞれ前記第１又は第２の窪み内に配置する工程と、
前記第１及び第２金型の型締めを行なった後、前記第１及び第２の窪みにより形成されたキャビティ内に前記第２の樹脂を供給して、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を成型する工程と、
前記第１及び第２金型から、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を離型させる工程と、
前記離型された前記保持部材から、前記複数の内部金型を引き抜く工程と、
前記内部金型が引き抜かれた後に形成された複数の収容孔に、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを差し込んで前記被覆層を前記収容孔の孔壁に密接させる工程と
を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトに関し、特に、大画面の液晶ディスプレイに適用可能な液晶ディスプレイ用バックライトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ用バックライトには、２通りの一般的な方式、すなわち、いわゆる「直下式」と「導光板式」がある。
【０００３】
導光板式は透明な部材からなる導光板のエッジ部に蛍光ランプを配置する方式であり、薄型で輝度むらの少ないバックライトが実現できる。しかし、実装できる蛍光ランプの本数に制限があるため、大画面の液晶ディスプレイに導光板式のバックライトを適用した場合、画面輝度が確保できない。また、導光板の重量増加のため導光板式のバックライトは大型化が難しい。
【０００４】
これに対し、直下式は、液晶ディスプレイの画面の直下に蛍光ランプを並べる方式であるため、画面サイズに応じて蛍光ランプの本数を増やすことで高輝度が確保できるという点で大型化に適している。しかしながら、個々の蛍光ランプ間の輝度差や、画面内の蛍光ランプが直下にある部分とない部分の輝度差などによる輝度むらが問題になることが多い。
【０００５】
直下式のバックライトにおける輝度むらを改善する方法としては、蛍光ランプ間のピッチを狭くする方法がある。しかし、この場合、蛍光ランプの発熱が新たな問題となる。また、蛍光ランプと表示面との距離を広げることによっても、輝度むらを改善することができる。しかし、この場合、輝度の低下や、液晶ディスプレイ全体の厚みの増加という問題が生じる。
【０００６】
かかる問題を解決するために、蛍光ランプを並べて収納するハウジング内に樹脂を充填し、蛍光ランプを樹脂で封止した構造の液晶ディスプレイ用バックライトが提案されている（特許文献１から３参照）。
【０００７】
図１２は、特許文献１に開示された液晶ディスプレイの断面図を示す。液晶ディスプレイ１００の直下に、バックライト１０１が配置され、複数の蛍光ランプ１０２がバックライト１０１のハウジング１０３内に並置されている。そして、個々の蛍光ランプ１０２の一部が、ハウジング１０３内に充填された樹脂１０４で封止されている。ここで、樹脂１０４は熱伝導率の高い材料が選ばれるので、蛍光ランプ１０２で発生した熱は、樹脂１０４に伝導してハウジング１０３の裏面に形成された反射板（不図示）から放熱される。この構造による放熱効果はハウジング１０３内に樹脂１０４を充填することによって得られるので、バックライト１０１の厚みの増加を回避できる。
【０００８】
図１３は、特許文献２に開示されたバックライトの断面図を示す。複数の蛍光ランプ１０２が、バックライト１０１のハウジング１０３内に並置され、ハウジング１０３内に充填された樹脂１０４で個々の蛍光ランプ１０２の全体が封止されている。ハウジング１０３内の蛍光ランプ１０２の周囲が空気で充たされている場合、蛍光ランプ１０２のバルブを構成するガラスと空気の屈折率の差が大きいので、蛍光ランプ１０２内で発生した光がバルブ内で全反射される割合が高くなる。その結果、蛍光ランプ１０２からの照射効率が低下し、バックライト１０１の輝度が低下してしまうという問題が生じる。これに対し、ハウジング１０３内に充填する樹脂１０４として、蛍光ランプ１０２のバルブを構成するガラスの屈折率に近い屈折率を有する材料を選択することにより、光が全反射する割合を低減し、蛍光ランプ１０２からの照射効率を向上させることができる。
【０００９】
ところで、バックライトが大型化されると蛍光ランプの本数が増え、必然的に重量も増加する。そこで、バックライトの軽量化を図るため、ハウジングを構成する材料として軽量な材料（例えば樹脂等）が選ばれる。しかしながら、このような材料は機械的強度が低く、外部からの機械的ストレスによるハウジングの変形が生じやすい。このハウジングの変形により、輝度むらが生じたり、ハウジング内で蛍光ランプが割れるという新たな問題が発生する。
【００１０】
上記特許文献１、２で開示された技術は、ハウジング１０３内に樹脂を充填することによって、蛍光ランプ１０２の放熱効率や照射効率を向上させるものであるが、かかる技術が機械的ストレスに対する耐性強化にも有効であることが、特許文献３に記載されている。特許文献３に開示されたバックライトの構造は、図１３に図示されたものと同様である。
【００１１】
【特許文献１】実開平４−７９３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３０７１号公報
【特許文献３】特開平５−３２３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記に説明したようなハウジング内に樹脂を充填する技術は、バックライトの大型化に伴う種々の課題を解決する上で有効な手段と言える。しかしながら、バックライトの大型化が今後さらに進展して蛍光ランプが超長尺化した場合、蛍光ランプ自体の重さにより、無視できない大きさの「たわみ」が蛍光ランプに生じ、その結果、従来当業者が認識していなかった新たな問題が起こり得ることを、本願発明者は見出した。以下、本願発明者が新たに見出した、蛍光ランプの「たわみ」に起因する問題について詳述する。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂは、本願発明者が実施した蛍光ランプのたわみ量の試験結果を示す。図１Ａは、蛍光ランプ２０のたわみ量を測定する試験方法を説明する図で、図１Ｂは、その試験結果を示したグラフである。
【００１４】
図１Ａに示すように、長尺の蛍光ランプ２０の両端を支持部３０で支持して、蛍光ランプ２０を支持部３０に水平に載せ、このときの蛍光ランプ２０の自重によるたわみ量δを測定する。測定に用いた蛍光ランプ１０は、直径（バルブの外径）φと長さＬがそれぞれ、φ＝３ｍｍ、Ｌ＝７００ｍｍ；φ＝４ｍｍ、Ｌ＝７００ｍｍ；φ＝２．５ｍｍ、Ｌ＝３００ｍｍの３種類である。
【００１５】
図１Ｂは、蛍光ランプ１０のランプ長の中心から支持部３０までの距離を横軸にとり、ランプ長の中心を基準とした蛍光ランプ１０のたわみ量δを縦軸にとってプロットしたものである。横軸の符号は図１Ａにおいて右側を正、左側を負としている。図１Ｂに示すように、長さＬが３００ｍｍの比較的短い蛍光ランプ１０であっても、たわみ量δは最大で２０μｍに達する。また、蛍光ランプ１０の長さＬが７００ｍｍの場合、直径φが３ｍｍの細いもので、たわみ量δは最大で９０μｍに達する。
【００１６】
蛍光ランプ１０のたわみ量は、長さや直径だけでなく、バルブの厚み、バルブを構成するガラスの材料等によっても変わるが、今後、バックライトの大型化がさらに進み、蛍光ランプ１０がより一層長尺化された場合、蛍光ランプ１０の直径に対して、数％から１０数％のたわみ量が生じることが予測される。然るに、以下に詳述するように、従来のハウジング内に樹脂を充填する技術において、このような「たわみ」に起因する問題は全く認識されておらず、それに対する考慮も対策もなされていない。
【００１７】
上記の特許文献１〜３に開示された技術では、複数の蛍光ランプ１０２がすでにハウジング１０３内に横置きに配置された状態で、ハウジング１０３内への樹脂１０４の充填を実行している。つまり、ハウジング１０３内に液状の樹脂１０４を流し込み、その後加熱することによって、樹脂１０４を硬化させて蛍光ランプ１０２を封止している。従って、蛍光ランプ１０２は、自重ないしは重力により「たわみ」が生じた状態のままで樹脂１０４に封止される。そして、加熱硬化の際には樹脂１０４の収縮が起こり、かかる収縮によって封止される蛍光ランプ１０２に応力が加えられる。その結果、すでに自重により「たわみ」を生じている蛍光ランプ１０２のバルブに、さらなる応力が加わるので、蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性がある。
【００１８】
また、バックライトの動作時には、蛍光ランプ１０２が点滅を繰り返す度に樹脂１０４の熱膨張と熱収縮による応力がさらに加わるので、樹脂１０４の加熱硬化時に割れが発生しなかった場合でも、動作中に蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性がある。
【００１９】
以上のように、製造時や動作時に蛍光ランプ１０２のバルブが割れる可能性があることは、バックライトの信頼性を著しく損なうことになる。
【００２０】
さらに、前述のように蛍光ランプ１０２は自重による「たわみ」が生じた状態のままで樹脂１０４に封止されるので、蛍光ランプ１０２の位置精度が低い。蛍光ランプ１０２の位置精度が低いことにより、バックライトの輝度むらの低減等のための光学設計の困難性が増す。
【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、応力耐性に優れ、信頼性が高く、かつ光学設計の容易な液晶ディスプレイ用バックライトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトを提供する。各蛍光ランプを位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を被覆層で吸収することができる。
【００２３】
被覆層により蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を確実に吸収するには、前記第１の樹脂の硬度は、前記第２の樹脂の硬度よりも低いことが好ましい。なお、本明細書において樹脂の「硬度」とは、その樹脂からなる物体に対して応力を作用させた場合の形状の変わりにくさをいう。あるいは、前記第１の樹脂をゲル状樹脂、前記第２の樹脂を硬質樹脂としてもよい。
【００２４】
前記第１の樹脂の耐熱性は、前記第２の樹脂の耐熱性よりも高いことが好ましい。これによって蛍光ランプからの発熱による第１の樹脂の黄変化等の変質を抑制し、樹脂の変質に起因する輝度の低下や輝度むらを防止できる。なお、本明細書において樹脂の「耐熱性」とは、主として樹脂の化学的性質（機械的強度等の物理的性質も含む）が熱によって劣化しにくいことをいう。
【００２５】
前述の硬度や耐熱性に関する条件を満たす第１及び第２の樹脂の組み合わせとしては、第１の樹脂としてシリコーン樹脂、又はフッ素樹脂を採用し、前記第２の樹脂としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂を採用できる。
【００２６】
蛍光ランプを外周が被覆層で被覆された状態を維持したままで保持部材から引き抜き可能とすることにより、個々の蛍光ランプを他の蛍光ランプとは独立に保持部材から取り外すことができる。蛍光ランプの引き抜きを容易にするために、個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出し、被覆層の厚みは蛍光ランプの延びる方向に均一であることが好ましい。
【００２７】
蛍光ランプの形状は特に限定されないが、例えば蛍光ランプは直管状のバルブを備える。バルブの直径が４ｍｍ以上で長さが３００ｍｍ以上の蛍光ランプは自重によりたわみが顕著であるので、この寸法の蛍光ランプを有する液晶ディスプレイ用バックライトに対して本発明は特に好適に適用される。
【００２８】
保持部材に形成された複数の収容孔にそれぞれ外周が被覆層で被覆された蛍光ランプを差し込んだ構造が好ましい。かかる構造により蛍光ランプの自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できる。ただし、被覆層で外周を被覆ずみの蛍光ランプを金型又はハウジング内に並置し、キャビティ又はハウジング内に第２の樹脂を注入することで保持部材を成型してもよい。かかる構造でも前述した被覆層による応力吸収効果が得られる。
【００２９】
本発明の第２の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備えることを特徴とする、照明装置を提供する。
【００３０】
本発明の第２の態様は、前述の液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法を提供する。この製造方法は、第１の工程と第２の工程を備える。第１の工程では、複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける。第２の工程では、被覆層で外周が被覆された複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する。
【００３１】
第２の工程は、以下の手順で実行することが好ましい。まず、第１の窪みを有する第１金型と、第２の窪みを有する第２金型を用意する。次に、蛍光ランプと類似の形状を有する複数の内部金型を、それぞれ第１又は第２の窪み内に配置する。続いて、第１及び第２金型の型締めを行なった後、第１及び第２の窪みにより形成されたキャビティ内に第２の樹脂を供給し、複数の内部金型が封止された保持部材を成型する。第２の樹脂が硬化した後、第１及び第２金型から、保持部材を離型させる。次に、離型された保持部材から、複数の内部金型を引き抜く。その後、内部金型が引き抜かれた後に形成された複数の収容孔に、被覆層で被覆済みの複数の蛍光ランプを差し込む。この際、被覆層が収容孔の孔壁に密接する。
【００３２】
第２の工程の代案としては、被覆層で外周を被覆ずみの蛍光ランプを金型のキャビティ又はハウジング内に並置した後、キャビティ又はハウジング内に第２の樹脂を注入することで保持部材を成型してもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、外周が第１の樹脂からなる被覆層で被覆された複数の蛍光ランプを第２の樹脂からなる保持部材内に埋設しているので、各蛍光ランプを位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を第１の樹脂で吸収することができる。その結果、信頼性の高い液晶ディスプレイ用バックライトを実現できる。特に、第１の樹脂を、第２の樹脂よりも硬度の低い材料、若しくはゲル状の材料で構成することによって、被覆層の応力吸収効果をより高めることができる。
【００３４】
また、第１の樹脂を、第２の樹脂よりも耐熱性の高い材料で構成することによって、蛍光ランプからの発熱による第１の樹脂の黄変化等の変質を抑制し、樹脂の変質に起因する輝度の低下や輝度むらを防止できるので、高品質で長寿命の液晶ディスプレイ用バックライトを実現できる。
【００３５】
さらに、蛍光ランプを外周が被覆層で被覆された状態を維持したままで保持部材から引き抜き可能とすることにより、個々の蛍光ランプを他の蛍光ランプとは独立に保持部材から取り外すことができる。その結果、割れ等が生じた蛍光ランプのみを容易に交換可能である点でメンテナンス性を向上でき、生産性も向上できる。
【００３６】
さらにまた、保持部材に形成された複数の収容孔にそれぞれ外周が被覆層で被覆された蛍光ランプを差し込んだ構造を採用することにより、蛍光ランプの自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できるので、バックライトの光学設計をより容易なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本願発明者は、従来のハウジングに液状の樹脂を流し込んだ後、樹脂を加熱硬化させてバックライトを形成する方法では、樹脂の硬化収縮による応力発生は不可避と考え、かかる応力発生を回避すべく、新規な構成からなる液晶ディスプレイ用バックライト、及びその製造方法を想到するに至った。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３９】
図２Ａから図２Ｆは、本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト（以下、単に「バックライト」と称する）１０の構成を示した図である。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｄから図２Ｆに示すように、複数（本実施形態では５本）の蛍光ランプ２０が並行して配列されている。
【００４０】
図３を参照すると、蛍光ランプ２０は、ホウケイ酸ガラス等の透光性の材料からなりその内部が放電空間として機能する直管状のバルブ２５、バルブ２５内に封入された放電媒体（図示せず）、バルブ２５内の端部付近に配置された内部電極２６Ａ，２６Ｂ、及び内部電極２６Ａ，２６Ｂを先端側に備え基端側がバルブ２５の外部に突出している導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂにより構成されている。バルブ２５は断面が円形で、かつバルブ２５の外径は軸方向に一定である。バルブ２５の断面形状は、本実施形態のような円形に限らず、楕円形、三角形、四角形等の他の形状であってもよい。また、後述する収容孔２２ａからの着脱が可能である限り、バルブ２５が湾曲していてもよい。
【００４１】
図２Ａから図２Ｆに示すように、個々の蛍光ランプ２０のバルブ２５はその両端付近まで外周全体が第１の透明樹脂からなる被覆層２１によって被覆されている。被覆層２１の厚みは、例えば０．１〜５mm程度である。本実施形態では、被覆層２１の厚みは０．５mmであり、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周方向及びバルブ２５が延びる方向のいずれについても均一である。被覆層２１でバルブ２５の外周が被覆された複数の蛍光ランプ２０は、同一平面上で互いに平行に延びるように配置された状態で第２の透明樹脂からなる保持部材２２内に埋設されている。
【００４２】
本実施形態では、第２の透明樹脂により成型済みの保持部材２２に対して被覆層２１で被覆済みの蛍光ランプ２０が差し込むことで、蛍光ランプ２０を保持部材２２に埋設している。保持部材２２は薄型ないしは扁平な直方体状の単一の部品である。保持部材２２の互いに対向する一対の側部２ｂ，２ｃの一方から他方まで貫通する複数個（本実施形態では蛍光ランプ２０の本数に対応して５個）の細長い収容孔２２ａが互いに平行に形成されている。収容孔２２ａの断面形状は円形であり孔径は一定である。被覆層２１が収容孔２２ａの孔壁に密接した状態で収容孔２２に蛍光ランプ２０が差し込まれることにより、蛍光ランプ２０のバルブ２５のほぼ全体が保持部材２２内に埋設されている。蛍光ランプ２０の両端部、すなわち一対の導電体ロッド２７Ａ，２８Ｂの先端は保持部材２２の側部２２ｂ，２２ｃから外部に突出している。
【００４３】
蛍光ランプ２０を被覆する被覆層２１を構成する第１の樹脂の硬度は、保持部材２２を構成する第２の樹脂の硬度よりも低い。ここで樹脂の硬度とは、その樹脂からなる物体に対して応力を作用させた場合の形状の変わりにくさをいう。詳細には、第２の樹脂は少なくとも外力によって保持部材２２が大きく変形しない程度の硬度を有する。これに対して第１の樹脂は、熱応力や機械的応力が作用した場合に被覆層２１が変形し、それによってこれらの応力が被覆層２１で吸収されて蛍光ランプ２０のバルブ２５には作用しないように硬度が設定されている。また、第１の樹脂がゲル状樹脂で２の樹脂が硬質樹脂であってもよい。硬質の保持部材（第２の透明樹脂）２２に埋設された複数の蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周を柔軟な被覆層（第１の透明樹脂２１）で覆うことよって、各蛍光ランプ２０を位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプ２０に加わる熱応力や機械的応力を被覆層２１で吸収して蛍光ランプ２０のバルブ２５の割れを確実に防止できる。よって、本実施形態のバックライト１０は高い信頼性を有する。さらに、成型済み保持部材２２に形成された複数の収容孔２２ａにそれぞれ外周が被覆層２５で被覆済みの蛍光ランプ２０を差し込んだ構造であり、樹脂内に蛍光ランプ２０を封止した構造ではない。従って、蛍光ランプ２０の自重によるたわみ量を実質的にゼロの程度まで抑制できる。
【００４４】
保持部材２２は外部からの機械的応力が蛍光ランプ２０に作用するのを緩和させる機能を持つが、前述のように蛍光ランプ２０は被覆層２１によって応力から保護されているので、保持部材２２を構成する第２の樹脂として過度に硬度の高い樹脂を採用する必要がない。
【００４５】
本実施形態では、被覆層２１を構成する第１の透明樹脂の耐熱性は、保持部材２２を構成する第２の透明樹脂の耐熱性よりも高い。ここで樹脂の耐熱性とは、主として樹脂の化学的性質（機械的強度等の物理的性質も含む）が熱によって劣化しにくいことをいう。被覆層２１は蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周に設けられているので、蛍光ランプ２０の動作時には蛍光ランプ２０の発生する熱が直接伝わる。従って、被覆層２１を耐熱性の高い樹脂で構成することで、前述の応力吸収効果に加え、蛍光ランプからの発熱による第１の透明樹脂の黄変化等の変質やそれに起因する輝度の低下や輝度むらを防止できる。
【００４６】
硬度や耐熱性に関する条件を満たす第１及び第２の透明樹脂の組み合わせとしては、第１の透明樹脂としてシリコーン樹脂、又はフッ素樹脂を採用し、前記第２の透明樹脂としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂を採用できる。また、同じ樹脂でも、合成条件を変えることによって、硬度や耐熱性を変化させることも可能である。
【００４７】
本発明における第１の透明樹脂２１による応力吸収は、蛍光ランプ２０が長尺化されるほどその効果を発揮する。バルブ２５の直径が太い蛍光ランプ１１は自重によるたわみ量が少ないので、本実施形態で用いる蛍光ランプ１１は、前述の図１Ａ及び図１Ｂの試験結果より、たわみ量が発生しやすい直径（バルブ２５の外径）が４ｍｍ以下のものを用いるのが好適である。同様に、長さの短いものも自重によるたわみ量が少ないので、前述の図１Ａ及び図１Ｂの試験結果より、蛍光ランプ２０の長さが３００ｍｍ以上のものを用いるのが好適である。
【００４８】
蛍光ランプ２０は保持部材２２の収容孔２２ａに対して着脱可能に差し込まれている。詳細には、保持部材２２の一対の側部２２ｂ，２２ｃのうちの一方から突出する蛍光ランプ２０の端部を引っ張ることで、バルブ２５の外周が被覆層２１で被覆された状態を維持したままで蛍光ランプ２０を保持部材２２の収容孔２２ａから引き抜くことができる。また、蛍光ランプ２０を引き抜いた収容孔２２ａに対して、
一対の側部２２ｂ，２２ｃのうちの一方側から他方側に向けて同一又は別の蛍光ランプ２０を差し込み、それによって再度収容孔２２ａに蛍光ランプ２０を収容できる。この蛍光ランプ２０の差し込み又は引き抜きの際に、他の蛍光ランプ２０は保持部材２２に埋設したままで維持される。このように、個々の蛍光ランプ２０を他の蛍光ランプ２０とは独立に保持部材２２に対して着脱できるので、蛍光ランプ２０に割れ等による交換の必要が生じた場合にはバックライト１０全体を交換する必要はなく、不具合のある蛍光ランプ２０のみを容易に交換可能である点でメンテナンス性及び生産性が高い。
【００４９】
本実施形態のバックライト１０を、液晶ディスプレイに適用する際には、バックライト１０の上面（液晶ディスプレイ側）に、光学部材が配置される。詳細には、図２Ａ及び図２Ｃから図２Ｆに示すように、第２の透明樹脂からなる保持部材２２の上面に、拡散板７１、拡散シート７２、レンズシート７３、偏向板７４が積層され、保持部材２２と一体的となって機能する。
【００５０】
バックライト１０内の保持部材２２内に埋設された複数の蛍光ランプ２０の駆動は、図３に示すような、点灯回路８０と配線８１の電気的接続により行なうことができる。蛍光ランプ２０の導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂの先端に設けた接続端子（不図示）に配線８１が接続される。
【００５１】
本実施形態のバックライト１０では第２の透明樹脂からなる保持部材２２自体が蛍光ランプ２０を保持する機能を有し、蛍光ランプ２０を保持するハウジングに樹脂を充填したものではない点に構造上の特徴がある。かかる構造上の特徴により、従来、蛍光ランプを配置したハウジング内に液状の樹脂を流し込んで熱硬化する際に必然的に蛍光ランプに発生していた応力を回避できる。また、ハウジング内に樹脂を充填する場合にはハウジングを密閉構造にする必要があるので構造が複雑化するが、本実施形態のバックライト１００はかかる複雑な構造のハウジングが不要である。ただし、図４に示すように、機械的応力に対する耐性をより高めるために、成型済みの保持部材２２を剛性のハウジング２８内に収容させてもよい。このハウジング２８は上面および一対の側部２２ｂ，２２ｃが露出するように保持部材２２を取り囲む本体２８Ａと、この本体２８Ａの対向する開口端を閉鎖する側壁部材４０Ｂ，４０Ｃを備え、各側壁部材２８Ｂ，２８Ｃには蛍光ランプ２０の導電体ロッド２７Ａ，２７Ｂを差し込んでハウジング２８の外部に取り出すための挿通孔２８ａが形成されている。
【００５２】
次に、本実施形態のバックライト１０の製造方法について説明をする。
【００５３】
この製造方法は、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外周に第１の透明樹脂を供給して被覆層２１を設ける工程（第１の工程）と、被覆層２１で外周が被覆された複数の蛍光ランプ２１を保持部材２１内に埋設する工程（第２の工程）とを備える。
【００５４】
まず、第１の工程について説明する。図５Ａを参照すると、第１の工程で使用する第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂの突き合わせ面４０ａには、蛍光ランプ２０のバルブ２５の外径よりも径が大きい半円溝状の窪み４０ｂがそれぞれ形成されている。窪み４０ｂの上端は開放しているが、下端には蛍光ランプ２０の端部を密接状態で収容する収容凹部４０ｃが設けられている。また、第１金型４０Ａの突き合わせ面４０ａの下部には、型締め時に樹脂注入口４１（図５Ｂ参照）となる樹脂通路溝４０ｄが形成されている。
【００５５】
蛍光ランプ２０の端部を収容凹部４０ｃに収容されるように突き合わせ面４０ａで第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂを突き合わせて型締めする。第１及び第２金型４０Ａ，４０Ｂの窪み４０ｂにより細長い円柱状のキャビティ４２が形成され、その中央に蛍光ランプ２０のバルブ２５が配置される。バルブ２５とのキャビティ４２の壁面との間の細い円環状の隙間に被覆層２１が形成される。換言すれば、バルブ２５とキャビティ４２の壁面の距離が被覆層２１の厚みとなる。矢印４３で示すように第１の透明樹脂が樹脂注入口４１から注入される。第１の透明樹脂の注入とともに、矢印４４で示すように開放しているキャビティ４２の上端からキャビティ４２内の空気が抜ける。第１の樹脂が硬化した後に離型すれば、バルブ２５が被覆層２１で覆われた蛍光ランプ２０が得られる。以上の手順により、すべての蛍光ランプ２０に第１の透明樹脂からなる被覆層２１を設ける。なお、塗布等の他の方法により被覆層２１を形成してもよい。
【００５６】
次に、第２の工程について説明する。図６を参照すると、第２の工程で使用する金型５０は、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂと、保持部材２２内に埋設される蛍光ランプ２０の本数と対応する個数（本実施形態では５個）の内部金型５２からなる。
【００５７】
図７を併せて参照すると、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１ａには扁平な直方体状の窪み（第１の窪み）５１ｂが形成されている。また、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１ａには、内部金型５２の外径と一致する径を有する半円状の保持溝５１ｃ，５１ｄが設けられている。窪み５１ｂの図７において左右方向に対向する一対の側壁から、内部金型５２の個数と対応する個数（本実施形態では５個）の保持溝５１ｃ，５１ｄがそれぞれ外向きに延びている。対向する保持溝５１ｃ，５１ｄの対は平面視で一つの直線上に配置されている。さらに、第１金型５１Ａの突き合わせ面５１には、第２の透明樹脂の注入口５３（図９Ｂ参照）となる樹脂通路溝５１ｅと、第２の透明樹脂の排出口５４（図９Ｂ参照）となる樹脂通路溝５１ｆが形成されている。図８を参照すると、第２金型５１Ｂの構造は、樹脂通路溝５１ｅ，５１ｆを備えていない点を除いて第１金型５１Ａと同一であり、突き合わせ面５１ａに窪み（第２の窪み）５１ｂと保持溝５１ｃ，５１ｄが形成されている。
【００５８】
図６を参照すると、内部金型５２は、蛍光ランプ２０と類似の形状、具体的には一定の真直な円柱形状である。内部金型５２の直径は蛍光ランプ２０のバルブ２５の外径（被覆層２１の厚みを含む）とほぼ同一に設定されている。また、内部金型５２の長さは、窪み４０ｂの図６において左右方向の長さよりも長く、対向する保持溝５１ｃ，５１ｄの対の端面間の距離とほぼ同一に設定されている。
【００５９】
まず、図９Ａに示すように、個々の内部金型４２を、第１金型５１Ａの窪み５１ｂに配置する。詳細には、内部金型４２の両端部を、対をなす保持溝５１ｃ，５１ｄにそれぞれ収容する。窪み５１ｂとの底面と個々の内部金型４２との間には隙間が形成されている。第１金型５１Ａではなく、第２金型５１Ｂの窪み５１ｂに内部金型５２を配置してもよい。
【００６０】
次に、図９Ｂに示すように、第１金型５１Ａと第２金型５１Ｂの型締めを行なった後、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂの窪み５１ｂによって形成されるキャビティ５５内に第２透明樹脂を供給して、複数の内部金型５２を封止する樹脂成形を行なう。矢印５６で示すように第２の透明樹脂が注入口５３から注入され、矢印５７で示すキャビティ５５内の空気と余剰の第２の透明樹脂が排出口５４から排出される。また、例えば、第２の透明樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂを加熱することによりキャビティ５５の第２の樹脂を硬化させて保持部材２２を成型し、その中に内部金型５２を封止する。
【００６１】
次に、図９Ｃに示すように、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂから、複数の内部金型４２が封止された樹脂成形体、すなわち保持部材２２を離型させる。
【００６２】
次に、図９Ｄに示すように、離型された保持部材２２から、複数の内部金型４２を引き抜く。内部金型５２を引き抜いた部分には収容孔２２ａが形成される。第２の透明樹脂として離型性のよい材料を選ぶことによって、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂからの保持部材２２の離型や保持部材２２からの内部金型５２の引き抜きが容易になる。
【００６３】
最後に、図９Ｅに示すように、内部金型５２を引き抜くことで保持部材２２に形成された複数の収容孔２２ａに、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆された複数の蛍光ランプ２０を差し込む。この際、差し込んだ蛍光ランプ２０の被覆層２１は収容孔２２ａの孔壁に密接する。すべての収容孔２２ａに蛍光ランプ２０を差し込むと、図９Ｆに示すような、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆された複数の蛍光ランプ２０が、第２の透明樹脂からなる保持部材２２内に埋設された構造のバックライト１０が完成する。
【００６４】
以上詳述したように、本実施形態の製造方法では、ハウジング内に蛍光ランプを配置して樹脂を充填することで保持部材２２を成型するのではなく、金型５０（図６参照）を使用して成型済みの保持部材２２の収容孔２２ａに対して、被覆層２１で被覆済みの蛍光ランプ２０を差し込むことでバックライト１０を製造する。従って、バックライト１０の製造中に樹脂の収縮等による蛍光ランプ２０へ機械的応力が作用することがない。
【００６５】
なお、第１及び第２金型５１Ａ，５１Ｂの表面に、予め凹凸をつけておくことによって、保持部材（樹脂成形体）２２の表面をエンボス加工することができ、これにより、バックライト１０の拡散効果を発揮させることができる。
【００６６】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、大型の液晶ディスプレイに限らず、小型の液晶ディスプレイにおいても、蛍光ランプのガラス厚みを薄くしてバックライトの軽量化を図った場合等に対しても、本発明による応力吸収効果が有効に発揮される。
【００６７】
また、本発明のバックライト１０は、実施形態の方法で製造したものに限らない。例えば、第１の透明樹脂からなる被覆層２１で被覆した複数の蛍光ランプ２０を金型又はハウジング内に配置し、キャビティ又はハウジング内に第２の透明樹脂を供給して、保持部材２２の樹脂成型を行なってもよい。この方法で製造した場合も、被覆層２１は、第２の透明樹脂で保持部材２２を成型する際に発生する機械的応力や動作時の熱応力を吸収する機能があるので、蛍光ランプ２０の破損を防止することができる。
【００６８】
さらに、蛍光ランプ２０は、図１０に示すようにバルブ６０内に配置された内部電極９１とバルブ２５外に配置された外部電極９２を備えるものでもよく、図１１に示すようにバルブ２５両端の外部に配置された一対の外部電極９３Ａ，９３Ｂを備えるものでもよい。
【００６９】
さらにまた、本発明は液晶ディスプレイ用バックライトに限定されず、看板の照明等として使用される薄型の照明装置にも適用できる。
【００７０】
添付図面を参照して本発明を完全に説明したが、当業者にとって種々の変更及び変形が可能である。従って、そのような変更及び変形は本発明の意図及び範囲から離れない限り、本発明に含まれると解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】蛍光ランプのたわみ量の測定方法を説明する模式図。
【図１Ｂ】蛍光ランプのたわみ量の測定結果を示すグラフ。
【図２Ａ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す斜視図。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す平面図。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す側面図。
【図２Ｄ】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライト１０を示す側面図。
【図２Ｅ】図２ＢのII−II線での断面図。
【図２Ｆ】図２ＣのII'−II'線での断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライトの配線構成を示す模式的な回路図。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶ディスプレイ用バックライトにハウジングを設けた例を示す分解斜視図。
【図５Ａ】被覆層を形成するための金型を示す斜視図。
【図５Ｂ】被覆層を形成するための金型を示す正面図。
【図６】保持部材を形成するための金型を示す分解斜視図。
【図７】下側金型を示す斜視図。
【図８】上側金型を示す斜視図。
【図９Ａ】下側金型に内部金型を配置した状態を示す断面図。
【図９Ｂ】下側金型と上側金型の型締めが完了した状態を示す断面図。
【図９Ｃ】下側及び上側金型からの保持部材の離型が終了した状態を示す断面図。
【図９Ｄ】保持部材からの内部金型の除去を示す断面図。
【図９Ｅ】保持部材への蛍光ランプの差し込みを示す断面図。
【図９Ｆ】完成した液晶ディスプレイ用バックライトを示す断面図。
【図１０】本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトの第１の代案を示す模式的な回路図。
【図１１】本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトの第２の代案を示す模式的な回路図。
【図１２】従来のバックライト１０１の構成を模式的に示す断面図。
【図１３】従来のバックライト１０１の構成を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１０  バックライト
２０  蛍光ランプ
２１  被覆層（第１の透明樹脂）
２２  保持部材（第２の透明樹脂）
２２ａ  収容孔
２２ｂ，２２ｃ  側部
２５  バルブ
２６Ａ，２６Ｂ  内部電極
２７Ａ，２７Ｂ  導電体ロッド
２８  ハウジング
２８Ａ  本体
２８Ｂ，２８Ｃ  側壁部材
２８ａ  挿通孔
３０  支持部
４０Ａ  第１金型
４０Ｂ  第２金型
４０ａ  突き合わせ面
４０ｂ  窪み
４０ｃ  収容凹部
４０ｄ  樹脂通路溝
４１  注入口
４２  キャビティ
４３，４４  矢印
５０  金型
５１Ａ  第１金型
５１Ｂ  第２金型
５１ａ  突き合わせ面
５１ｂ  窪み
５１ｃ，５１ｄ  保持溝
５１ｅ，５１ｆ  樹脂通路溝
５２  内部金型
５３  注入口
５４  排出口
５５  キャビティ
７１  拡散板
７２  拡散シート
７３  レンズシート
７４  偏向板
８０  点灯回路
８１  配線
１００  液晶ディスプレイ
１０１  バックライト
１０２  蛍光ランプ
１０３  ハウジング
１０４  樹脂
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2006085472.tif 000028
【図１Ｂ】
2006085472.tif 000029
【図２Ａ】
2006085472.tif 000030
【図２Ｂ】
2006085472.tif 000031
【図２Ｃ】
2006085472.tif 000032
【図２Ｄ】
2006085472.tif 000033
【図２Ｅ】
2006085472.tif 000034
【図２Ｆ】
2006085472.tif 000035
【図３】
2006085472.tif 000036
【図４】
2006085472.tif 000037
【図５Ａ】
2006085472.tif 000038
【図５Ｂ】
2006085472.tif 000039
【図６】
2006085472.tif 000040
【図７】
2006085472.tif 000041
【図８】
2006085472.tif 000042
【図９Ａ】
2006085472.tif 000043
【図９Ｂ】
2006085472.tif 000044
【図９Ｃ】
2006085472.tif 000045
【図９Ｄ】
2006085472.tif 000046
【図９Ｅ】
2006085472.tif 000047
【図９Ｆ】
2006085472.tif 000048
【図１０】
2006085472.tif 000049
【図１１】
2006085472.tif 000050
【図１２】
2006085472.tif 000051
【図１３】
2006085472.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備え、
前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項２】
前記第１の樹脂の硬度は、前記第２の樹脂の硬度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項３】
前記第１の樹脂はゲル状樹脂であり、前記第２の樹脂は硬質樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項４】
前記第１の樹脂の耐熱性は、前記第２の樹脂の耐熱性よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項５】
前記第１の樹脂はシリコーン樹脂、フッ素樹脂であり、前記第２の樹脂はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリカボネート樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項６】
個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項７】
前記被覆層の厚みは前記蛍光ランプの延びる方向に均一であることを特徴とする、請求項６に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項８】
前記蛍光ランプの前記バルブの直径が４ｍｍ以上であり、前記蛍光ランプの長さが３００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項９】
前記保持部材に複数の収容孔が形成され、かつ
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプは、それぞれ前記被覆層が前記収容孔の孔壁に密接した状態で前記収容孔に差し込まれることで前記保持部材内に埋設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１０】
前記蛍光ランプは前記収容孔に対して着脱可能に差し込まれていることを特徴とする、請求項９に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１１】
前記収容孔は前記保持部材の一方の側部から他方の側部に貫通するように形成され、かつ
前記蛍光ランプは、両端部が前記側部から前記保持部材の外部に突出するように、前記収容孔に差し込まれていることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
【請求項１２】
複数の蛍光ランプと、
個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材と
を備え、
前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、照明装置。
【請求項１３】
複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける第１の工程と、
前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する第２の工程と
を備え、
前記第２の工程は、
第１の窪みを有する第１金型と、第２の窪みを有する第２金型を用意する工程と、
前記蛍光ランプと類似の形状を有する複数の内部金型を、それぞれ前記第１又は第２の窪み内に配置する工程と、
前記第１及び第２金型の型締めを行なった後、前記第１及び第２の窪みにより形成されたキャビティ内に前記第２の樹脂を供給して、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を成型する工程と、
前記第１及び第２金型から、前記複数の内部金型が封止された前記保持部材を離型させる工程と、
前記離型された前記保持部材から、前記複数の内部金型を引き抜く工程と、
前記内部金型が引き抜かれた後に形成された複数の収容孔に、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプを差し込んで前記被覆層を前記収容孔の孔壁に密接させる工程と
を備えることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第１の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備え前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、液晶ディスプレイ用バックライトを提供する。各蛍光ランプを位置ずれが生じない状態で確実に保持しつつ、蛍光ランプに加わる熱応力や機械的応力を被覆層で吸収することができる。蛍光ランプを外周が被覆層で被覆された状態を維持したままで保持部材から引き抜き可能とすることにより、個々の蛍光ランプを他の蛍光ランプとは独立に保持部材から取り外すことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
蛍光ランプの引き抜きを容易にするために、個々の前記複数の蛍光ランプの両端部のうちの少なくとも一方が前記保持部材から外部に突出し、被覆層の厚みは蛍光ランプの延びる方向に均一であることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の第２の態様は、複数の蛍光ランプと、個々の前記複数の蛍光ランプの外周を被覆する、第１の樹脂からなる被覆層と、前記被覆層で前記外周が被覆された前記複数の蛍光ランプが並置された状態で埋設された、第２の樹脂からなる保持部材とを備え、前記複数の蛍光ランプは、前記外周が前記被覆層で被覆された状態を維持しつつ前記保持部材から引き抜き可能に前記保持部材に埋設されていることを特徴とする、照明装置を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明の第３の態様は、前述の液晶ディスプレイ用バックライトの製造方法を提供する。この製造方法は、第１の工程と第２の工程を備える。第１の工程では、複数の蛍光ランプの外周に第１の樹脂を供給して前記外周を被覆する被覆層を設ける。第２の工程では、被覆層で外周が被覆された複数の蛍光ランプを互いに並置された状態で第２の樹脂からなる保持部材内に埋設する。
【国際調査報告】
2006085472.tif 000053
2006085472.tif 000054
2006085472.tif 000055
2006085472.tif 000056