(57)【要約】【課題】高効率な発光が可能な管状バックライトの提供。【解決手段】液晶表示装置の背後に配置される導光板の側面長手方向に略平行に沿わせて対向配置される電界放射型管状バックライトにおいて、管外径が導光板の板厚以下で導光板の側面長手方向に沿って配置可能に細長に延びるランプ管と、このランプ管の対向する２つの管内面領域のうち一方の管内面領域に配置された蛍光体付き面状陽極と、他方の管内面領域に管軸方向にワイヤ状に延ばして固定配置された電界放射型のワイヤ状陰極と、を備える。【選択図】図３
2008210542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置の背後に配置される導光板の側面長手方向に略平行に沿わせて対向配置される電界放射型管状バックライトにおいて、
管外径が導光板の板厚以下で導光板の側面長手方向に沿って配置可能に細長に延びるランプ管と、このランプ管の対向する２つの管内面領域のうち一方の管内面領域に配置された蛍光体付き面状陽極と、他方の管内面領域に管軸方向にワイヤ状に延ばして固定配置された電界放射型のワイヤ状陰極と、を備えることを特徴とする電界放射型管状バックライト。
【請求項２】
上記一方の管内面領域を光出射側領域として当該一方の管内面領域上に蛍光体付き面状陽極を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型管状バックライト。
【請求項３】
上記一方の管内面領域を他方の管内面領域方向への光反射領域として該光反射領域に蛍光体付きで光反射性がある面状陽極を配置すると共に該他方の管内面領域をワイヤ状陰極を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型管状バックライト。
【請求項４】
上記光反射領域に反射部材を配置した、ことを特徴とする請求項３に記載の電界放射型管状バックライト。
【請求項５】
上記他方の管内面領域に管軸方向に長手の溝を設け、この溝にワイヤ状陰極を収納してワイヤ状陰極を固定した、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電界放射型管状バックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の背後に配置される導光板の側面長手方向に管軸を略平行に沿わせて対向配置される電界放射型管状バックライトに関するものである。電界放射とは電界集中により電子が真空に放射される現象を言う。
【背景技術】
【０００２】
最近の液晶表示装置は、薄型軽量化が進み、液晶表示装置用バックライト は、エッジライト方式が主流となってきている。エッジライト方式は液晶表示装置の背後に導光板を配置しこの導光板の側面にＣＣＦＬ（冷陰極管）等からなる管状バックライトをその管軸を平行に沿わせて配置し、管状バックライトからの出射光を導光板で液晶表示装置方向に反射させて当該液晶表示装置を照明している（特許文献１参照）。なお、導光板には光分散シート、光反射シート等を設けることができる。
【０００３】
このような管状バックライトのうちＣＣＦＬとは異なる電界放射（フィールドエミッション）型の管状バックライトが提案されている。この管状バックライトについて図１１ないし図１３を参照して説明すると、１０は液晶表示装置、２０は液晶表示装置１０の前面に配置されたタッチパネル、３０は液晶表示装置２０の背後に配置された導光板、４０は導光板３０の側面３０ａに沿い配置された電界放射型の管状バックライトである。
【０００４】
管状バックライト４０は、内部真空のランプ管４１内に外周表面に電界電子放出サイトを備えた電界放射型の陰極４２を配置し、かつ、該ランプ管４１内面全域に蛍光体４３付きの面状陽極４４を設けて構成されている。陰極４２は導線４２ａ表面に電界電子放出サイト４２ｂを設けて構成されている。
【０００５】
以上の構成を備えた管状バックライト４０では、図示略の電源を駆動して陽・陰極４２，４４間に電界を印加することにより陰極４２表面の電界電子放出サイト４２ｂから面状陽極４４に向けて電子放出し、この放出した電子を蛍光体４３に衝突させて当該蛍光体４３を励起発光させるものである。
【０００６】
そして、本出願人はこの陰極４２として図示しているように電子放出性能に優れたワイヤ状陰極４２を開発し、このワイヤ状陰極４２をランプ管４１の管軸方向を管中心に空中架設している。このワイヤ状陰極４２を配設した本出願人の開発に係る電界放射型の管状バックライト４０はＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）方式の管状バックライトよりも長期にわたり高輝度発光することが可能であると共にＣＣＦＬとは異なり水銀フリー、即時発光という長所を備え、小型薄型化された電子機器に搭載されている液晶表示装置に対する次世代バックライトとしてユーザーからも多大な注目を集めている。
【０００７】
しかしながら、近年の液晶表示装置を組み込む電子機器の小型薄型化の促進に伴い液晶表示装置１０も小型薄型化しその導光板３０の板厚も薄肉化しその側面３０ａに配置される管状バックライト４０も管径が数ｍｍ例えば２〜３ｍｍ程度のものが液晶表示装置１０の市場から要求されてきている。
【０００８】
このような要求に対して、上記した管状バックライト４０ではワイヤ状陰極４２に対して面状陽極４４を対向配置するという方式であるために、ランプ管４１の管径を数ｍｍ程度とするとその内部にワイヤ状陰極４２をランプ管４１内面の蛍光体４３に接触しないようにして面状陽極４４に対向状態で組み込むことが技術的に困難となる、という課題がある。
【０００９】
また、携帯機器やカーナビ装置等の電子機器分野では管状バックライト４０中でワイヤ状陰極４２が振動するなどにより面状陽極４４との電極間距離が不安定となり電子放出性能に影響しＣＣＦＬよりも高輝度で発光できる、等の上述した次世代のバックライトとして抱える多数の長所を生かしにくいという課題がある。
【特許文献１】特開平１０−１７０７２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明により解決すべき課題は、ランプ管内部にワイヤ状陰極を配設する電界放射型管状バックライトにおいて、ランプ管が振動してもワイヤ状陰極が蛍光体付き面状陽極に接触するおそれをなくしてガラス管の管径を例えば３ｍｍ程度以下に設定することができる管状バックライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電界放射型管状バックライトは、液晶表示装置の背後に配置される導光板の側面長手方向に略平行に沿わせて対向配置される電界放射型管状バックライトにおいて、管外径が導光板の板厚以下で導光板の側面長手方向に沿って配置可能に細長に延びるランプ管と、このランプ管の対向する２つの管内面領域のうち一方の管内面領域に配置された蛍光体付き面状陽極と、他方の管内面領域に管軸方向にワイヤ状に延ばして固定配置された電界放射型のワイヤ状陰極と、を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によると、ワイヤ状陰極をランプ管に空中架設するという発想ではなく、他方の管内面領域にワイヤ状陰極を固定配置するというものであり、この配置構成としたことにより、ワイヤ状陰極が振動しなくなり、また、ワイヤ状陰極と面状陽極との電極間距離も振動環境下でも一定に維持できるものとなり、携帯機器やカーナビ装置等の振動が多い電子機器でかつ超小型薄型化される分野で管状バックライトの設置スペースに制約もあっても管径を細くしても安定かつ高輝度の光を長期にわたり導光板にその側面から入射させて液晶表示装置をＣＣＦＬよりも明るく照明することができるようになった。
【００１３】
本発明の好適な一態様は、上記一方の管内面領域を光出射側領域として当該一方の管内面領域上に蛍光体付き面状陽極を配置することである。
【００１４】
本発明の好適な一態様は、上記一方の管内面領域を他方の管内面領域方向への光反射領域として該光反射領域に蛍光体付きで光反射性がある面状陽極を配置すると共に該他方の管内面領域をワイヤ状陰極を配置することである。この場合の光反射性とはその程度を問わないものであり、この光反射性を有する金属材として例えばアルミニウムを例示することができる。
【００１５】
本発明の好適な一態様は、上記光反射領域に光反射部材を配置することである。光反射部材は光反射性がある金属材を用いることができる。
【００１６】
本発明の好適な一態様は、上記他方の管内面領域に管軸方向に長手の溝を設け、この溝にワイヤ状陰極を収納してワイヤ状陰極を固定することである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、振動環境の中でかつ設置スペースに制約もあっても管径を細くせざるを得ない設置スペースに設置させても安定かつ高輝度の光を長期にわたり導光板にその側面から入射させて液晶表示装置をＣＣＦＬよりも明るく照明することができる管状バックライト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】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電界放射型の管状バックライトを説明する。
【００１９】
図１ないし図４を参照して実施の形態の管状バックライトを説明する。
【００２０】
図１に導光板と管状バックライトとを示し、図２に管状バックライトの分解構成を示し、図３に管状バックライトの断面構成を示し、図４に図３のＡ−Ａ線断面構成を示す。
【００２１】
図１で示すように管状バックライト４０は、ランプ管４１を備える。このランプ管４１は断面矩形形状であり、その管外径は導光板３０の板厚以下とされ、かつ、導光板３０の側面３０ａを長手方向に沿って配置される。このランプ管４１の内部にはワイヤ状陰極４２が配置されている。
【００２２】
図２で示すように、ランプ管４１は縦方向２分割された一対の半割管４１ａ，４１ｂから構成されている。半割管４１ａ，４１ｂは断面片仮名コの字形状をなし、互いに接合されることにより断面矩形形状のランプ管４１を構成することができる。両半割管４１ａ，４１ｂは外周縁が段差になって一方の半割管４１ｂの段差面４１ｂ１に他方の半割管４１ａの段差面４１ａ１が圧入することができるようになっている。もちろん、半割管４１ａ，４１ｂは上記構造以外に例えば断面Ｌ形となし組み合わせた形状が断面矩形形状をなすなど、その半割管４１ａ，４１ｂの形状の組み合わせは任意でよい。
【００２３】
図３、図４で示すように、両半割管４１ａ，４１ｂは互いの管内面領域４１ｃ，４１ｄが対向した状態に組み立てられる。半割管４１ａの管内面領域４１ｃには蛍光体４３付きの、ＩＴＯ等の透明電極からなる面状陽極４４が配置されている。半割管４１ｂの管内面領域４１ｄには管軸方向にワイヤ状陰極４２が固定配置されている。面状陽極４４はワイヤ状陰極４２を円中心とした場合、その円周上に配置している。ただし、ワイヤ状陰極４２と面状陽極４４までの距離は上記に限定されず、任意でよい。ワイヤ状陰極４２は上記したように導線の外周面に電界電子放出サイトを備えたものであり、電界電子放出サイトが電界放射により電子放出することができるようになっている。この電界電子放出サイトは例えばカーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、針状炭素膜等のｎｍオーダーの微細突起を備えた炭素膜から構成することができる。この電界電子放出サイトはワイヤ状陰極４２の全周に設ける必要はなく面状陽極に対向する側にだけ設けてもよい。これは実施の形態の管状バックライト４０が液晶表示装置をエッジライト方式で照明するものであり、管状バックライト４０からは一方向にだけ光を出射することができればよいからである。
【００２４】
以上の構成を備えた管状バックライト４０では、ワイヤ状陰極４２はランプ管４１内に空中架設されるのではなく、半割管４１ｂの管内面領域４１ｄ上に振動や移動不可に直接固定配置され、光出射側である管内面領域４１ｃに配置された面状陽極４４との間での電界印加により矢印ａで示すように電子を放出し、この電子放出により蛍光体４３が矢印ｂで示すように導光板３０の側面３０ａに向けて励起発光させことができるようになっている。
【００２５】
この管状バックライト４０では、外部振動が加えられてもワイヤ状陰極４２がその外部振動により管内面領域４１ｃ上の蛍光体４３に接触するおれそがなくなり、携帯機器やカーナビ装置等の振動が多い環境下で用いる電子機器において液晶表示装置のバックライトとして組み込まれてもガラス管４１内部で面状陽極４４とワイヤ状陰極４２との対向距離を一定に安定的に確保することが可能となり、蛍光体４３の発光効率を高め、高輝度で発光させることができるようになると共に設置スペースに制約がある電子機器内部に管径を数ｍｍ程度に細くしても照明光を導光板３０の側面３０ａに入射させて液晶表示装置をその背後からエッジライト方式で照明することができる。
【００２６】
図５に示す別の実施の形態の管状バックライト４０は、半割管４１ａの光出射側である管内面領域４１ｃにワイヤ状陰極４２を固定配置されていると共に半割管４１ｂの光出射側とは反対側である管内面領域４１ｄには蛍光体４３付でアルミニウム等の光反射性のある面状陽極４４を配置した構成になっている。この管状バックライト４０では、面状陽極４４が光出射側とは反対側に位置してワイヤ状陰極４２から矢印ａで示すように放出した電子により蛍光体４３が発光し、その発光を矢印ｂで示すように面状陽極４４でワイヤ状陰極４２方向に反射することができるようになっている。
【００２７】
図６にさらに別の実施の形態の管状バックライト４０の横断面構成を示し、図７に図６のＢ−Ｂ線断面構成を示す。この管状バックライト４０は、ランプ管４１が断面円形であり、その光出射側である管内面領域４１ｅに蛍光体４３付きでＩＴＯ等の透明電極からなる面状陽極４４を配置し、この管内面領域４１ｅと対向する管内面領域４１ｆにワイヤ状陰極４２を固定配置して構成されている。この管状バックライト４０においては矢印ａで示すように電子を放出し、矢印ｂで示すように図６、図７では図示を略した導光板３０に向けて発光することができるようになっている。
【００２８】
図８にさらに別の実施の形態の管状バックライト４０の断面構成を示す。図８に示す管状バックライト４０は、ランプ管４１が断面円形であり、その光出射側である管内面領域４１ｅにワイヤ状陰極４２を固定配置し、光出射側とは反対側である管内面領域４１ｆに蛍光体４３付き面状陽極４４を配置して構成されている。この管状バックライト４０においては矢印ａで示すように電子を放出し、矢印ｂで示すように図８では図示を略した導光板３０に向けて発光することができるようになっている。
【００２９】
図９にさらに別の実施の形態の管状バックライト４０の断面構成を示す。図９に示す管状バックライト４０は、ランプ管４１が断面円形であり、一方の管内面領域４１ｅにワイヤ状陰極４２を固定配置し、他方の管内面領域４１ｆに蛍光体４３付き面状陽極４４を配置して構成されている。そしてワイヤ状陰極４２は管内面領域４１ｅに設けた長溝４１ｇに収納されて固定配置されている。この管状バックライト４０は図６、図７の管状バックライト４０と略同構成であり、長溝４１ｇにワイヤ状陰極４２を収納固定したことにより、より安定してワイヤ状陰極４２を固定配置することができる。
【００３０】
図１０にさらに別の実施の形態の管状バックライト４０の断面構成を示す。図１０に示す管状バックライト４０は、一方の半割管４１ａの管内面領域４１ｃには蛍光体４３付きの、ＩＴＯ等の透明電極からなる面状陽極４４が配置されている。他方の半割管４１ｂの管内面領域４１ｄには管軸方向に導電性板材５０がワイヤ状陰極４２の導線４２ａとして印刷やその他により配置され、この導電性板材５０上に電界電子放出サイト４２ｂを構成する炭素膜５２が成膜されている。この実施の形態では、両半割管４１ａ，４１ｂを接合し、内部を真空引きするだけで管状バックライト４０の生産が可能であり、ワイヤ状陰極４２を管内に収納する作業が必要で無くなり、管状バックライト４０の生産工程の短縮化が可能であると共に、さらに管径の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は導光板と実施の形態に係る管状バックライトとを示す斜視図である。
【図２】図２は実施の形態の管状バックライトの分解図である。
【図３】図３は実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図４】図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図５は別の実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図６】図６はさらに別の実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図７】図７は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図８はさらに別の実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図９】図９はさらに別の実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図１０】図１０はさらに別の実施の形態の管状バックライトの断面図である。
【図１１】図１１は液晶表示装置、導光板と、従来の管状バックライトとを示す図である。
【図１２】図１２は導光板と従来の管状バックライトとを示す斜視図である。
【図１３】図１３は従来の管状バックライトの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０  導光板
４０  管状バックライト
４１  ガラス管
４２  ワイヤ状陰極
４３  蛍光体
４４  面状陽極
【図１】
2008210542.tif 000003
【図２】
2008210542.tif 000004
【図３】
2008210542.tif 000005
【図４】
2008210542.tif 000006
【図５】
2008210542.tif 000007
【図６】
2008210542.tif 000008
【図７】
2008210542.tif 000009
【図８】
2008210542.tif 000010
【図９】
2008210542.tif 000011
【図１０】
2008210542.tif 000012
【図１１】
2008210542.tif 000013
【図１２】
2008210542.tif 000014
【図１３】
2008210542.tif 000015