(57)【要約】【課題】  残像が生じにくく、かつ高輝度な光源ユニットおよび液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明の光源ユニットは、放電容器１内部に形成された複数の放電セル１３を外部電極１５ａ１〜１５ｃ２により３つの発光グループに分け、各発光グループの外部電極１５ａ１〜１５ｃ２にインバータ３ａ〜３ｃを接続している。そして、各発光グループを１／３周期の発光期間、かつ１／３ずつ発光タイミングをずらして順次点滅させながら点灯することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器内部に形成された複数の放電空間が放電可能なように電極が配置されている面状光源と、前記面状光源の前記電極と電気的に接続された点灯回路とを具備し、
前記放電容器は複数の放電空間を含んだ複数の発光グループに分割されており、前記発光グループは順次点滅するように点灯されることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記放電空間はｎ個の発光グループに分けられており、前記発光グループはそれぞれ略１／ｎ周期の発光期間で、かつ略１／ｎ周期ずつ発光タイミングをずらして順次点滅するように点灯されることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記電極は前記放電容器の外面に複数の前記放電空間を横断するように形成された外部電極であり、前記発光グループは前記外部電極を複数形成することにより分割されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記発光グループはそれ自体が１または複数の発光グループを有する面状光源を複数用いることにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットの発光面側に配置された液晶パネルとを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや一般照明などに用いられる面状光源を用いた光源ユニットおよび液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビ等の液晶表示装置に注目が集まっている。液晶表示装置は画像がきれいで、かつ消費電力が少ないという点で優れているためである。しかし、液晶表示装置は従来から動画に弱いと言われており、液晶画面上に動画を写すと、動きがぼけて残像のように見えやすい。このような課題は国際公開第０４／０５３８２６号パンフレット（以下、特許文献１）、特開２００２−６８１５号公報（以下、特許文献２）においても指摘されている。
【０００３】
上記課題に対し、バックライトの点灯方式を変更することで改善しようとする試みがされている。バックライト全体を繰り返し点灯、消灯させる全面フラッシュ点灯方式と、光源を発光領域毎にタイミングを変えて点灯させる順次点滅点灯方式がその代表的な手段である。順次点滅点灯方式について記載された公知例としては、特開２０００−３２１５５１号公報（以下、特許文献３）がある。このように、従来の順次点滅点灯方式は冷陰極蛍光ランプ等の線状光源を複数用い、それらのランプの発光タイミングをずらして点灯させる構成を採用していた。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０４／０５３８２６号パンフレット
【特許文献２】特開２００２−６８１５号公報
【特許文献３】特開２０００−３２１５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、冷陰極蛍光ランプを用いて順次点滅点灯方式を行ったところ、残像抑制効果は得られるものの、十分な輝度が得られないことがわかった。これは冷陰極蛍光ランプでは１本あたりのランプに流させる電流に限界があり、輝度が得られないためである。この問題については、使用ランプ本数を増やせば解決可能であるが、部品点数およびコストの増加につながるため好適ではない。
【０００６】
本発明は上記のような従来の課題に鑑みたもので、その目的は残像が生じにくく、かつ高輝度な光源ユニットおよび液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の光源ユニットは、放電容器内部に形成された複数の放電空間が放電可能なように電極が配置されている面状光源と、前記面状光源の前記電極と電気的に接続された点灯回路とを具備し、前記放電容器は複数の放電空間を含んだ複数の発光グループに分割されており、前記発光グループは順次点滅するように点灯されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、残像が生じにくく、かつ高輝度な光源ユニットおよび液晶表示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】
【０００９】
以下に、本発明の第１の実施の形態の光源ユニットについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の光源ユニットの全体図について説明するための図である。
【００１０】
本実施の形態の光源ユニットは、平面型蛍光ランプ１、インバータ２ａ〜２ｃ、コントローラ３によって構成されている。
【００１１】
平面型蛍光ランプの構造について、図２を参照して説明する。図２は、図１のＸ−Ｘ’断面を矢印方向から見た図である。
【００１２】
平面型蛍光ランプ１の容器を構成する放電容器１１は平板ガラス基板１１ａと波板ガラス基板１１ｂの端縁に、例えば接合材としてフリットガラス１２１を塗布し、張り合わせることによって構成されている。
【００１３】
平板ガラス基板１１ａは透光性のガラス、例えばソーダガラスからなり、本実施の形態において発光面となる。平板ガラス基板１１ａの端部には排気穴１１ａ１が設けられており、排気穴１１ａ１には排気チップ１１ａ２がフリットガラス１２２によって取り付けられている。
【００１４】
波板ガラス基板１１ｂは平板ガラス基板１１ａと同様に、例えばソーダガラスからなり、本実施の形態において反射面となる。波板ガラス基板１１ｂはその大部分が波型形状であるため、平板ガラス基板１１ａと波板ガラス基板１１ｂとを合わせた際には、その波型形状部分により放電空間が分割され、複数の放電セル１３が形成される。
【００１５】
放電セル１３には、水銀と希ガスとを含む放電媒体が封入されている。希ガスとしては、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムから選択された少なくとも一種のガス、または２種以上の混合ガスとして封入することができる。なお、希ガスを２種以上混合して封入する場合、希ガス特有の特性を考慮して封入するのが望ましい。例えば、ネオンとアルゴンからなる混合ガスの場合、ネオン：アルゴン＝５０：５０〜９９：１とすれば、発光効率及びランプの低電圧始動性の特性を向上させることができ、ネオン：アルゴン＝１：９９〜５０：５０とすれば、発光の立ち上がり特性を向上させることができる。なお、ガス圧に関しては、発光効率、低電圧始動性、寿命の特性を考慮して、１〜７００ｔｏｒｒ、好適には２０〜１００ｔｏｒｒであるのが良い。
【００１６】
放電容器１の内面、すなわち、平板ガラス基板１１ａと波板ガラス基板１１ｂの放電空間側の面には、それぞれ蛍光体層１４ａ、１４ｂが形成されている。蛍光体層１４ａ、１４ｂは、放電によって水銀から放射される紫外線を可視光に変換するものであればよく、例えば、一般照明や冷陰極蛍光ランプに使用されている単色の蛍光体やＲＧＢの複数種の蛍光体を使用することができる。なお、本発明においては応答得度が速い蛍光体であるのがさらに望ましい。例えば、ＲＧＢの３波長蛍光体では、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋（Ｒ）、Ｙ２Ｓｉ５：Ｔｂ３＋（Ｇ）、ＢａＭｇ２Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋（Ｂ）等、それぞれ９０％発光立ち上がり時間が５ｍｓｅｃ以下、１／１０残光時間が５ｍｓｅｃ以下である蛍光体を組み合わせて使用することが好適である。
【００１７】
ここで、本実施の形態では平板ガラス基板１１ａ側は発光面、波板ガラス基板１１ｂ側は反射面となるので、平板ガラス基板１１ａ側は光の透過効率を高め、波板ガラス基板１１ｂ側は光の反射効率を高める構成とするのが望ましい。例えば、蛍光体層１４ａは平均粒径を約２．５μｍ以上、厚さを５〜１５μｍ、蛍光体層１４ｂは、平均粒径を約２．５μｍ以下、厚さを３０〜２００μｍとするのがよい。また、波板ガラス基板１１ｂ側の反射効率をさらに高めるために、波板ガラス基板１１ｂと蛍光体層１４ｂとの間に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどからなる微粒子の金属酸化物層を形成するのが良い。また、水銀の拡散を防止するために、蛍光体層１４ａ、１４ｂの間に酸化アルミニウム、酸化イットリウムの保護層を形成しても良い。
【００１８】
平板ガラス基板１１ａの外表面の両端部には、放電セル１３を横断する方向に、高圧電圧と低圧電圧が印加される帯状の外部電極１５ａ１、１５ａ２、１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｃ１、１５ｃ２が形成されている。この外部電極１５ａ１〜１５ｃ２は、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、銀を少なくとも一種類以上含む半田を、超音波振動を加えながらディスペンサーや浸漬により形成したものである。なお、外部電極１５ａ１〜１５ｃ２の形成に関して限定はなく、導電性の接着剤によってアルミニウムなどの導電性テープを貼り付けたり、銀などの金属粉と溶剤とバインダーを混合させてなる導電性ペーストをスクリーン印刷によって形成したりして、電極を形成しても良い。
【００１９】
図３は、図２のＹ部分の拡大図である。図からわかるように、隣り合う外部電極１５ａ１と１５ｂ１の間には、間隔ｄが設けられている。これは、電気的な絶縁を保つためであり、その間隔ｄは２ｍｍ〜２０ｍｍであるのが望ましい。
【００２０】
なお、本発明を実施するにあたり実施可能な電極構造は本実施の形態に限定されない。例えば、本実施の形態では平板ガラス基板１１ａに外部電極を形成しているが、波板ガラス基板１１ｂ、または平板ガラス基板１１ａと波板ガラス基板１１ｂの両方に外部電極を形成しても良い。また、それぞれの放電セル１３に一対の電極が配置された内部電極タイプであっても良く、外部電極タイプに限定されない。また、内部電極と外部電極とを組み合わせた内外部電極タイプであっても良い。
【００２１】
以下に、本実施の形態の平面型蛍光ランプの一仕様を示す。
【００２２】
放電容器１  大きさ＝７５０ｍｍ×４５０ｍｍ×４ｍｍ、各放電セル１３の幅Ｗ：６．５ｍｍ、高さＨ：２．４ｍｍ、
放電媒体  水銀＝１００ｍｇ、ネオン：アルゴン＝９：１、８ｋＰａ、
蛍光体層１４ａ  粒径＝５．０μｍ、層の厚さ＝１０μｍ、
蛍光体層１４ｂ  粒径＝２．４μｍ、層の厚さ＝１５０μｍ、
外部電極１５ａ１〜１５ｃ２  ２０ｍｍ×１４３ｍｍ、隣り合う電極との間隔ｄ＝５．５ｍｍ、
これらで構成された平面型蛍光ランプの外部電極１５ａ１と１５ａ２、１５ｂ１と１５ｂ２、１５ｃ１と１５ｃ２には、それぞれインバータ３ａ、３ｂ、３ｃがリード線により接続されている。つまり、平面型蛍光ランプには電気的に独立した３つの発光グループが形成されていることになり、図４に示すように外部電極１５ａ１と１５ａ２間を発光グループＡ、外部電極１５ｂ１と１５ｂ２間を発光グループＢ、外部電極１５ｃ１と１５ｃ２間を発光グループＣとして個別点灯が可能である。この発光グループＡ〜Ｃの発光タイミングは、インバータ２ａ、２ｂ、２ｃに接続されたコントローラ３により制御することができる。
【００２３】
図５は、本実施の形態の各発光グループの発光タイミングについて説明するための図である。なお、平面型蛍光ランプの点灯周波数は６５ｋＨｚである。
【００２４】
図からわかるように、発光グループＡ〜Ｃは１周期に対して、１／３のＯＮ期間をもち、かつ各発光グループのＯＮ期間の発光タイミングをずらして点灯されている。具体的には、発光グループＡ〜Ｃは１周期８．３ｍｓｅｃ（１２０Ｈｚ）に対して、ＯＮ期間が２．７８ｍｓｅｃであり、発光グループＡ→発光グループＢ→発光グループＣ→・・・のように順次点灯する発光グループを変えながら点灯（以下、順次点滅点灯）している。なお、図５では発光グループのＯＦＦ時に他の発光グループがＯＮ期間になり、全体として発光が途切れず、かつ他のグループの発光と重ならないように点灯しているが、発光が連続しない期間、または発光が重なる期間が多少存在していてもよい。このような発光タイミングで光源ユニットを点灯させることにより、液晶画面上に写した動画が明確になり、残像が生じないことが確認された。
【００２５】
なお、上記のような点灯方式では、１周期が短い（＝周波数が高い）、または発光グループを多く分割した場合、特に残像を抑制しやすいことが本発明者によって確認されている。前者は制御の問題であり、ＩＣ等の改良次第で１周期を短くでき、現状、１ｍｓｅｃ（＝１ｋＨｚ）程度まで短くすることが可能である。一方、後者は発光グループを多く分割すればよく、本発明では１０程度まで分割することが可能である。ただし、発光グループを分割するほど１つの発光グループから得られる光量が少なくなり、輝度は低くなってしまう。この輝度低下の問題に対しては、本実施の形態の平面型蛍光ランプでは各発光グループに供給する電流値を増やすことで解決できる。これは各発光グループが複数の放電セルを含む平面型蛍光ランプだからこそなしうる方法である。つまり、一つの発光グループの輝度はその外部電極に流した電流により決まるが、平面型蛍光ランプでは発光グループに含まれる放電セルの数に比例して電流が分流されるため、各放電セルに流せる電流の限界内で発光グループが所望する輝度を得ることができるのである。ちなみに、冷陰極蛍光ランプ等の線状光源を用いて順次点滅点灯方式を行う場合、線状光源ではランプ一本に流せる電流値の限界が低いため、ランプ本数を増やさなければ輝度の問題を解決できず、部品点数およびコストが増大してしまう。以上のような点から、本点灯方式では平面型蛍光ランプが最適である。
【００２６】
したがって、本実施の形態では、平面型蛍光ランプ１の放電容器１１を複数の放電セル１３を含んだ複数の発光グループに分割し、その発光グループを順次点滅点灯することにより、液晶画面上に動画を投影した際に生じやすい残像を防止することができる。また、各発光グループは複数の放電セル１３を含んでいることにより、電極間に大電流を流すことができるため、高輝度を達成することができる。
【００２７】
また、光源ユニットのみで十分に残像を防止できるため、液晶パネル側で残像対策をする必要がなくなり、液晶パネルの構成を簡素化することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態の光源ユニットの全体図について説明するための図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の光源ユニットの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２９】
第２の実施の形態では、３本の横長の平面型蛍光ランプ１ａ〜１ｃを用い、それらを縦に連接させ、それぞれのランプを独立発光する発光グループＡ〜Ｃとして構成している。したがって、この実施の形態においても第１の実施の形態と同様にタイミングをずらした点灯制御が可能となる。また、第１の実施の形態よりも１本のランプが小型化するため製造が容易になり、かつ隣り合うランプとの電極絶縁がとりやすい点で有利である。
【００３０】
したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、液晶画面上に動画を投影した際に生じやすい残像を防止することができる。
【００３１】
また、１本のランプで１つの発光グループを形成しているため、各ランプを容易に製造することができる。また、発光グループ間の絶縁を容易かつ確実にとることができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態の光源ユニットの全体図について説明するための図である。この第３の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の光源ユニットの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３３】
第３の実施の形態では、外部電極を片方、６ずつ形成し、見た目上は６の発光グループに分割した構成にしている。ただし、外部電極１５ａ１１、１５ａ１２間と外部電極１５ａ２１、１５ａ２２間はインバータ３ａに接続しているため、それらは同じタイミングで発光する。また、外部電極１５ｂ１１、１５ｂ１２間と外部電極１５ｂ２１、１５ｂ２２間はインバータ３ｂに、外部電極１５ｃ１１、１５ｃ１２間と外部電極１５ｃ２１、１５ｃ２２間はインバータ３ｃに接続されている。すなわち、発光タイミングが異なる発光グループは点灯上３つであり、第１、２の実施の形態と同様に実質３つの発光グループに分割された状態である。この実施の形態では、上から発光グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃに分割されているため、液晶画面の上半面と下半面とで順次点滅点灯を行うことができるため、さらに残像を抑制しやすくなる。
【００３４】
したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、液晶画面上に動画を投影した際に生じやすい残像を防止することができる。
【００３５】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の全体図について説明するための図である。この第４の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の光源ユニットの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態の液晶表示装置は、バックライトＢＬ、フロントフレームＦＦ、バックフレームＢＦとで構成されている。
【００３７】
バックライトＢＬは、上記実施の形態で紹介したような光源ユニットの発光面側に拡散板等を配設し、ケースで保持したものである。なお、ケースの背面には、インバータ３ａ〜３ｂが配置されている。
【００３８】
フロントフレームＦＦは、開口面を有し、その開口面には液晶パネルＬＣＰが配設されている。
【００３９】
バックフレームＢＦは、有底開口の筐体を有しており、その内部にバックライトＢＬが配置される。また、有底開口の筐体の下部には台座が取り付けられている。すなわち、本液晶表示装置は発光面が地面に対して略垂直な状態で使用される。
【００４０】
上記のように構成された液晶表示装置は、上述したようにバックフレームＢＦの光源ユニットの点灯方式により、液晶パネルＬＣＰに特別な動作をさせなくても、液晶画面上の残像を防止することができる。
【００４１】
したがって、本実施の形態では、簡単な構造で液晶画面上に動画を投影した際に生じやすい残像を防止することができる。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４３】
本実施の形態では発光グループを縦に並べて点灯させているが、発光グループを横または縦横に並べて点灯させても良い。
【００４４】
図５において、光源ユニットの構造を簡単にするために発光グループＡ〜Ｃの発光期間をそれぞれ同じ期間にして点灯しているが、必ずしも同じである必要はない。また、液晶パネルもＯＮ、ＯＦＦさせ、その液晶パネルのタイミングに合わせて発光グループＡ〜ＣをＯＮ、ＯＦＦさせる点灯方式を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光源ユニットを前面側の全体図。
【図２】図１のＸ−Ｘ’断面を矢印方向から見た図。
【図３】図２のＹ部分の拡大図。
【図４】本実施の形態の各発光グループの発光タイミングについて説明するための図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の光源ユニットの全体図について説明するための図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の光源ユニットの全体図について説明するための図。
【図７】本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の全体図について説明するための図。
【図８】図７をグラフ化した図。
【符号の説明】
【００４６】
１  平面型蛍光ランプ
１１  放電容器
１１ａ  前面ガラス基板
１１ｂ  背面ガラス基板
１２１、１２２  フリットガラス
１３  放電セル
１４ａ、１４ｂ  蛍光体層
１５ａ１〜１５ｃ２  外部電極
２ａ〜２ｃ  インバータ
３  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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