(57)【要約】【課題】      部品点数が少ない簡単な構造にて高い照明効率を実現できる、大型液晶表示パネルのバックライトとして好適な面光源装置を提供する。【解決手段】  直下方式の面光源装置において、冷陰極管14の管体14aとして透明なものを用いて当該冷陰極管14から紫外線Uを放射させると共に、拡散板16の裏面に蛍光体18を取着することによって、リフレクタ12で反射された紫外線Uが冷陰極管14に遮断されてロスするのを最小限に止めることができ、拡散板16の表面から高輝度で且つ均斉化された面状の可視光Vを出光させることができる。【選択図】    図２
2006054126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に設けられた１乃至複数の凹条反射部が設けられたリフレクタと、
前記凹条反射部に沿って配設された透明な管体及び前記管体の端部にて互いに対向するように取着された一対の電極を有し、前記電極間に電圧を印加することによって紫外線を放射する光源体と、
前記リフレクタの表面に沿って配置され、前記リフレクタの表面に対向する面に前記紫外線を可視光に変換する蛍光体が取着された拡散板とを具備することを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記光源体を構成する透明な管体が石英またはオゾンレス石英からなることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記光源体の中心軸が凹状反射部の焦点に一致して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルなどのバックライト或いは一般照明に用いられる面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パソコン向けモニターや薄型テレビなどの表示装置として透過型の液晶表示パネルが多用されている。このような液晶表示パネルでは、液晶素子の背面にバックライトとして面光源装置が配設されている。
【０００３】
この面光源装置は、冷陰極放電管などの線状光源を面状の光に変換して照射するものであり、例えば、図４に示すように、複数の線状光源(1)を平行に並べ、この線状光源(1)を覆うようにリフレクタ(2)を設けるとともに、光を拡散してランプの存在を目立たなくする拡散板(3)を出光面側に設けた直下方式のものや、(図示しないが)側面にリフレクタで覆われた光源を配置し、アクリル板などの透光性の導光板を用いて面状に光を変換するサイドライト方式のもの等が知られている。
【０００４】
ところで、近年、液晶表示パネルの大型化の進展に伴って、面光源装置の高輝度化が求められているが、上述した従来の面光源装置では以下のような問題があった。すなわち、従来の面光源装置では、直下方式およびサイドライト方式のいずれの場合においても、リフレクタ(2)の出光側に線状光源(1)を配設する都合上、リフレクタ(2)で反射された光の一部がどうしても線状光源(1)に遮られるようになる。この結果、損失光となる照明成分が発生することとなり、照明効率の点で十分な性能が得られないという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決し得る技術として、図５に示すような直下導光方式の面光源装置が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図５を参照して、この直下導光方式の面光源装置(4)は、導光板(5)の後面に断面円弧状の挿入孔(6)を形成し、この挿入孔(6)に線状光源(1)を挿入するとともに、線状光源(1)が挿入されたこの導光板(5)に、導光板(5)の後方へと向かう光を導光板(5)の前面に向けて反射させる反射シート(7)と、導光板(5)の前面から出光する光を均斉化させる拡散シート(8)とを取り付けたものである。
【０００７】
かかる面光源装置(4)によれば、線状光源(1)を覆うようなリフレクタを使用しないため、線状光源(1)で遮断されて損失する照明光が極めて少なくなり、照明効率の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開平５−２７２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した直下導光方式の面光源装置(4)では、同じように導光板を使用する従来のサイドライト方式のものに比べて導光板(5)が極めて複雑な構造となる。一方、従来の直下方式のものに比べて部品点数が多くなる。このため、直下導光方式の面光源装置(4)では、従来のいずれの方式の面光源装置と比べても生産性が低く、極めて高コストになるという問題があった。
【０００９】
それゆえに、本発明の主たる課題は、部品点数が少ない簡単な構造にて高い照明効率を実現できる、大型液晶表示パネルのバックライトとして好適な面光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載した発明は、「表面に設けられた１乃至複数の凹条反射部(12b)が設けられたリフレクタ(12)と、前記凹条反射部(12b)に沿って配設された透明な管体(14a)及び前記管体(14a)の端部にて互いに対向するように取着された一対の電極(14b)(14c)を有し、前記電極(14b)(14c)間に電圧を印加することによって紫外線(U)を放射する光源体(14)と、前記リフレクタ(12)の表面に沿って配置され、前記リフレクタ(12)の表面に対向する面に前記紫外線(U)を可視光(V)に変換する蛍光体(18)が取着された拡散板(16)とを具備する」ことを特徴とする面光源装置(10)である。
【００１１】
本発明の面光源装置(10)では、例えば冷陰極管のような光源体(14)の外囲器が透明な管体(14a)で構成されている(すなわち、管体の内面に不透明の蛍光体を配設することなく、冷陰極管(14)が紫外線(U)を放射するようにしている)ので、冷陰極管(14)から放射された紫外線(U)のうち、リフレクタ(12)で反射された後、拡散板(16)へと向かうものが冷陰極管(14)で遮断されることはない。つまりリフレクタ(12)で反射された紫外線(U)のロスを最小限に止めることができる。
【００１２】
このようにロスを最小限に止めて拡散板(16)に向けて反射された紫外線(U)は、直接拡散板(16)にむけて放射された紫外線(U)と共に、拡散板(16)の裏面(すなわち、リフレクタ(12)の表面に対向する面)に取着された蛍光体(18)を励起して高輝度の可視光(V)を発光させる。
【００１３】
そして、蛍光体(18)から発光した可視光(V)は拡散板(16)によって拡散され、高輝度で且つ均斉化された光として面光源装置(10)の拡散板(16)表面から面状に出光する。
【００１４】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の面光源装置(10)において、「光源体(14)を構成する透明な管体(14a)がハードガラス又は石英或いはオゾンレス石英からなる」ことを特徴とする。
【００１５】
このように、紫外線(U)を殆ど吸収しない石英またはオゾンレス石英で光源体(14)の管体(14a)を構成することによって、光源体(14)で生成した紫外線(U)を蛍光体(18)に向けてより多く照射することができ、照明効率を極大化することができる。
【００１６】
請求項３に記載した発明は「前記光源体(14)の中心軸が凹状反射部(12b)の焦点に一致して配置されている」ことを特徴とするもので、これにより、光源体(14)から出た紫外線(U)は左右均等に出射することになり、均斉度の向上に資する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光源体、例えば冷陰極管の管体として透明なものを使用しているので、リフレクタで反射した紫外線が光源体そのものに遮断されてロスするのを最小限に止めることができる。加えて前記光源体の中心軸が凹状反射部の焦点に一致して配置されているので均斉度も向上する。
【００１８】
そして、この紫外線は拡散板に取着(塗着)された蛍光体によって可視光へと変換され、拡散板によって拡散・均斉化された後、高い輝度にて面状に出光する。
【００１９】
このように本発明の面光源装置では、冷陰極管から放射された紫外線のロスが少なく、照明効率を向上させることができるので、従来の直下方式の面光源装置に比べて同じ輝度の光を得ようとした場合には光源体の数を減らすことができる。換言すると、従来の直下方式の面光源装置と同じ数の光源体(冷陰極管)を使用した場合には、輝度を落とすことなく出光面を大画面化することができる。
【００２０】
また、光源体の管体として紫外線を殆ど吸収しないハードガラス又は石英或いはオゾンレス石英を用いることによって、照明効率を極大化することができる。
【００２１】
したがって、簡単な構造にて高い照明効率を実現できる、大型液晶表示パネルのバックライト或いは一般照明用として好適な面光源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１及び図２に示すこの発明の一実施例の面光源装置(10)は、ＴＶ受像機やコンピュータディスプレイなどの液晶表示パネル(図示せず)を背面から照射するバックライトとして用いられるものであり、大略、リフレクタ(12)，例えば冷陰極管のような光源体(14)［以下、冷陰極管を光源体(14)の代表例として説明するが、勿論、これに限られるものではない。］および拡散板(16)などで構成された直下方式のものである。
【００２３】
リフレクタ(12)は、後述する冷陰極管(14)から放射された紫外線(U)を所定の方向(具体的には面光源装置(10)の出光面側)へ向けて反射するためのものであり、少なくとも反射面となるその表面が紫外線(U)反射効果の高い材料(例えば、アルミニウムなどの金属或いは樹脂シートで表面に反射膜が形成されているもの)で形成された矩形の本体(12a)を有する。
【００２４】
このリフレクタ(12)の本体(12a)の表面側(すなわち、面光源装置(10)の出光面側)には、断面が円弧状（例えば半円状）或いはパラボラ状、放物線状などの凹条反射部(12b)が１或いは互いに平行となるように複数延設されている。
【００２５】
ここで、リフレクタ(12)を製造する方法としては、紫外線(U)の反射性に優れるアルミニウムなどの金属板をプレス成形などによって所定の形状に成形する方法や、アクリル樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエステル樹脂あるいはＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂を射出成形あるいはプレス成形などによって所定の形状に成形した後、蒸着やスパッタリング等を用いて、その表面に紫外線(U)の反射性に優れるアルミニウムなどの金属膜を形成する方法などが挙げられる。このうち、大量生産が可能で、高価な金属の使用量を低減できると共に、得られるリフレクタ(12)の軽量化が可能な後者の方法でリフレクタ(12)を製造するのが好ましい。
【００２６】
冷陰極管(14)は、紫外線(U)を放射する光源であり、透明な気密性材料からなる長尺の管体(14a)と、前記管体(14a)の端部にて互いに対向するように取着された一対の電極(14b)(14c)とを有する。また、管体(14a)の内部には、アルゴン，ネオンおよびこれらの混合ガスなどの不活性ガスと適量の水銀とが封入されている。
【００２７】
この冷陰極管(14)の外囲器となる管体(14a)は、石英またはオゾンレス石英で構成するのが好ましい。石英またはオゾンレス石英は紫外線(U)を殆ど吸収しないため、冷陰極管(14)から放射される紫外線(U)のほぼ全てを有効に利用できるようになるからである。
【００２８】
また、一対の電極(14b)(14c)はニッケル，ステンレスあるいは鉄等の金属で構成された板状，棒状あるいは筒状の部材であり、一方が陰極(14b)となり、他方が陽極(14c)となる。これら各電極(14b)(14c)の管体(14a)外部に延出した部分には、インバータや電源などで構成された点灯回路(図示せず)が接続されている。
【００２９】
なお、この冷陰極管(14)は紫外線(U)の発光点すなわち電極(14b)(14c)間を結ぶ線上の点が凹条反射部(12b)の焦点位置と一致するようにして取り付けられている(図３参照)。これにより、冷陰極管(14)から放射され且つリフレクタ(12)側へと向かった紫外線(U)が、凹条反射部(12b)によって効率よく反射されるようになっている。
【００３０】
拡散板(16)は、リフレクタ(12)の表面を覆うように取り付けられた板状の部材であり、可視光(V)を拡散して面光源装置(10)から面状に出光する光を均斉化させるものであり、例えば、摺りガラス、半透明樹脂板、表面が微細凹凸にて粗面化された透明又は半透明板のようなものが使用される。この拡散板(16)の裏面(具体的には、リフレクタ(12)の表面と対向する面)には、上述した紫外線(U)を可視光(V)に変換する蛍光体(18)が、可視光(V)の出光面積に応じた所定の面積(本実施例の場合には拡散板(16)の裏面全面)にて取着(塗着)されている。
【００３１】
次に、本実施例の面光源装置(10)の作用について説明する。まず、図示しない電源をオンにして冷陰極管(14)の電極(14b)(14c)間に高電圧を印加すると、陰極(14b)から２次電子の放電が開始される。そして、放電により管体(14a)内を流れる電子と水銀原子とが衝突することによって水銀原子が励起され、この励起した水銀が波長２５３．７ｎｍの紫外線(U)を放射する。
【００３２】
このようにして冷陰極管(14)から放射された紫外線(U)のうち、拡散板(16)側に向けて放射されたものは、蛍光体(18)によって可視光(V)へと変換され、この可視光(V)が拡散板(16)を透過して図示しない液晶表示パネルに向けて出光する。なお、可視光(V)は拡散板(16)を透過する際に拡散され、面方向に均斉化された光となって出光する。
【００３３】
一方、冷陰極管(14)から放射された紫外線(U)のうち、リフレクタ(12)側に向けて放射されたものは、凹条反射部(12b)に当たって反射した後、拡散板(16)側へと向かうようになる。
【００３４】
ここで、本実施例の面光源装置(10)では、冷陰極管(14)の外囲器が透明な管体(14a)で構成されている、つまり管体(14a)の内面に不透明の蛍光体を配設することなく、冷陰極管(14)が紫外線(U)のみを放射するようにしているので、リフレクタ(12)の凹条反射部(12b)で反射された後、拡散板(16)へと向かう紫外線(U)が冷陰極管(14)で遮断されることはない。したがって、リフレクタ(12)で反射された紫外線(U)のロスを最小限に止めることができる。
【００３５】
そして、ロスを最小限に止めて拡散板(16)に向けて反射された紫外線(U)は、上述した直接拡散板(16)に向けて放射された紫外線(U)と同様に、拡散板(16)の裏面に取着された蛍光体(18)を励起して高輝度の可視光(V)を発光させ(つまり、蛍光体(18)によって可視光(V)に変換される。)、蛍光体(18)から発光した可視光(V)は拡散板(16)によって拡散され、高輝度で且つ均斉化された光として面光源装置(10)の拡散板(16)表面から面状に出光する。
【００３６】
このように、本実施例の面光源装置(10)では、冷陰極管(14)から放射された紫外線(U)のロスが少なく、放射された紫外線(U)の殆どを可視光(V)に変換して拡散板(16)から出光させることができる、すなわち照明効率を向上させることができるので、従来の直下方式の面光源装置に比べて同じ輝度の光を得ようとした場合には冷陰極管(14)(すなわち、光源)の数を減らすことができる。換言すると、従来の直下方式の面光源装置と同じ数の冷陰極管(14)を使用した場合には、輝度を落とすことなく出光面を大画面化することができる。なお、本装置は天井照明器具を始め、一般照明用にも使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例の面光源装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１におけるII−II線断面図である。
【図４】従来の面光源装置(直下方式)の概略を示す断面図である。
【図５】従来の面光源装置(直下導光方式)の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
(10)…面光源装置
(12)…リフレクタ
(12a)…本体
(12b)…凹条反射部
(14)…冷陰極管
(12a)…出光面
(12b)…電極(陰極)
(12d)…電極(陽極)
(16)…拡散板
(18)…蛍光体
【図１】
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【図２】
2006054126.tif 000004
【図３】
2006054126.tif 000005
【図４】
2006054126.tif 000006
【図５】
2006054126.tif 000007