(57)【要約】【課題】発光効率や寿命に悪影響を及ぼすことなく両端部で均一な明るさが得られる直下型バックライトを提供する。【解決手段】冷陰極管２を、一方の管端部２ｄから略矩形を描いて他方の管端部２ｄに至る形態とすることによって、左右の短管部エリアＡ１，Ａ２に短管部２ｂ，２ｃがほぼ同等の長さ存在し、それぞれの発光部分の密度がほぼ同等となり、拡散板を通して見ると、左右の端部で明るさが均一となる。これにより、左右の端部の隠蔽は不要である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面となる拡散板の背後に、冷陰極管の管体を複数体並べて成る光源が設けられた直下型バックライトにおいて、
前記冷陰極管は、互いに平行な一対の直管部と、それらの左右端部間にそれぞれ存在する短管部とを含み、一方の管端部から略矩形若しくは略トラック形を描いて他方の管端部に至る形態であることを特徴とする直下型バックライト。
【請求項２】
前記冷陰極管は、前記直管部を長辺、前記短管部を短辺とする略矩形であるとともに、一方の短辺が開いており、そこから長辺と平行な方向に各管端部が形成されている請求項１記載の直下型バックライト。
【請求項３】
前記一方の短辺は、その端部で開いており、前記冷陰極管は４箇所で曲げられている請求項２記載の直下型バックライト。
【請求項４】
開いている幅は１〜１０ｍｍであり、相対向する直管部間の内寸法は１５〜４０ｍｍである請求項２又は３に記載の直下型バックライト。
【請求項５】
互いに隣接する複数体の直管部に、相互の位置関係を維持するランプスペーサを取り付けた請求項１記載の直下型バックライト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置に用いられる直下型バックライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に用いられている直下型バックライトは、拡散板の背後にランプ（冷陰極管）を並べた光源を備えたものである。液晶表示装置のサイズ（インチ数）が大きくなると、ランプの本数が多くなり、これに伴ってランプの配線・支持部材やインバータ回路の数も多くなるので、コストアップの要因となる。そこで、Ｕ字管ランプを採用してなるべく部材点数や組立の手間を減らすことが考えられている。なお、特殊なＵ字管ランプを交互に噛み合うように配置して、拡散板における輝度分布を均一にしようとする技術も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、ランプの管端部は、ランプの直管部が並べられる平面に対して垂直に（すなわち奥行き方向に）曲げられている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−９７４４５号公報（第２〜３頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のような配置は、ランプの管端部により奥行き寸法が増大するので、薄型化が進む液晶表示装置に好適とは言えない。従って、その点では、Ｕ字状のランプを単純に配置する方が良い。図１１の（ａ）は、その一例を示した平面図であり、ケース１０１内に３本のＵ字（コの字）状ランプ１０２が配列されている。この場合において、ケース１０１内の左右端のエリアを縦長の短冊状に区切って見たとき、右側の短管部１０２ａが存在するエリアＡ１と、左側の管端部１０２ｂが存在するエリアＡ２とでは、エリア内の発光部分の密度が明らかに異なり、エリアＡ１は明るく、これに対してエリアＡ２は暗い。この明暗は、拡散板を置いても解消されず、左右の端部で明るさの不均一が生じる。そこで、（ｂ）に示すように、シェード１０３を被せて両端部を隠せば、明るさの不均一は解消する。しかし、こうすると、光の無駄が生じる分、発光効率が悪くなる。また、シェード１０３の下は熱がこもりやすいため、ランプの温度分布にも不均一が生じ、このことは、ランプの寿命を短くする一因となる。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、発光効率や寿命に悪影響を及ぼすことなく両端部で均一な明るさが得られる直下型バックライトを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光面となる拡散板の背後に、冷陰極管の管体を複数体並べて成る光源が設けられた直下型バックライトにおいて、前記冷陰極管は、互いに平行な一対の直管部と、それらの左右端部間にそれぞれ存在する短管部とを含み、一方の管端部から略矩形若しくは略トラック形を描いて他方の管端部に至る形態であることを特徴とするものである。
上記のように構成された直下型バックライトにおいては、左右の短管部が、ほぼ同等の長さ存在し、それぞれの短管部エリアにおける発光部分の密度がほぼ同等となり、拡散板を通して見ると、左右の端部で明るさが均一となる。また、これによって左右の端部を隠蔽する必要がなくなり、発光効率が損なわれず、熱もこもらないので寿命が低下しない。これにより、発光効率や寿命に悪影響を及ぼすことなく均一な明るさが得られる直下型バックライトを提供することができる。
【０００７】
また、上記直下型バックライトにおいて、冷陰極管は、直管部を長辺、短管部を短辺とする略矩形であるとともに、一方の短辺が開いており、そこから長辺と平行な方向に各管端部が形成されているものであってもよい。
この場合、管端部を短辺側に横向きに集約することができる。従って、電線の接続が容易である。
【０００８】
また、上記直下型バックライトにおいて、一方の短辺は、その端部で開いており、冷陰極管は４箇所で曲げられているものであってもよい。
この場合、管の曲げが４箇所で済む点において製造の工数が減少し、その分、製造容易であるので、より低コストで直下型バックライトを提供することができる。
【０００９】
また、上記直下型バックライトにおいて、開いている幅は１〜１０ｍｍであり、相対向する直管部間の内寸法は１５〜４０ｍｍであることが好ましい。
このように、開いている幅を１０ｍｍ以下とすることにより、開いていることによる明るさの低下を目立たなくすることができる。また、内寸法を４０ｍｍ以下とすることにより、直管部同士を接近させ、直管部と直交する方向における明るさのむらを抑制することができる。
【００１０】
また、上記直下型バックライトにおいて、互いに隣接する複数体の直管部に、相互の位置関係を維持するランプスペーサを取り付けてもよい。
この場合、直管部の反りや湾曲を、ランプスペーサにより防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、液晶表示装置に用いられる本発明の一実施形態による直下型バックライトの構造の概略を示す断面図である。このような直下型バックライトは、液晶表示装置の他、写真のネガを見るためのライティングボックス、背光を要する看板、Ｘ線写真を見るためのシャウカステンにも使用される。
【００１２】
図において、金属（例えばアルミニウム）製のケース１内には、冷陰極管の複数体の直管部２ａが等間隔で平行に並んで配置されている。ケース１の内面には樹脂製薄膜の反射シート３が設けられている。また、ケース１は、透明な樹脂に光拡散性の微粒子を配合して成る拡散板４によって覆われている。従って、拡散板４側から見れば、その背後に、直管部２ａを複数体並べて成る光源が設けられていることになる。また、ケース１の外面には冷陰極管を点灯させるためのインバータ５が取り付けられている。
【００１３】
図２の（ａ）は、上記拡散板４を取り外した状態の、図１の直下型バックライトの平面図である。また、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。冷陰極管２は、図示のように６箇所で曲げられた細長い管であり、平行かつ等間隔に３本配置されており、往復の直管部２ａの数は合計６本である。ケース１は、側面部１ａが外側へ傾斜しており、（ａ）における上下の側面部１ａの傾斜角は互いに同一である。また、（ｂ）における左右の側面部１ａの傾斜角も互いに同一である。
図３は、１本の冷陰極管２のみを示す平面図であり、図において、冷陰極管２は、互いに平行な一対（往復）の直管部２ａを長辺とし、右側の短管部２ｂと左側の一対の短管部２ｃとを短辺とする略矩形を成している。
【００１４】
数値例を挙げると、管径は３ｍｍ、左側の一対の短管部２ｃ間における開いている幅Ｗ１は１〜１０ｍｍ、相対向する直管部２ａ間の内寸法Ｗ２は１５〜４０ｍｍである。また、横方向の長さは、液晶表示装置等のサイズに応じて決まる。上記数値範囲内で、幅Ｗ１は内寸法Ｗ２に比べて十分に小さくなるように選定され、これにより、左側の「短辺」は途中で開いてはいるものの、実質的には全体として略矩形を構成する一要素としての短辺に他ならない。また、幅Ｗ１を１０ｍｍ以下とすることにより、開いていることによる明るさの低下を目立たなくすることができる。また、内寸法Ｗ２を４０ｍｍ以下とすることにより、直管部２ａ同士を接近させ、直管部２ａと直交する方向（図の上下方向）における明るさのむらを抑制することができる。
【００１５】
また、入力側及び接地側の一対の管端部２ｄは、直管部２ａと平行に、左方へ形成されている。各管端部２ｄからは、管内の電極部（図示せず。）につながるアウターリード２ｅが導出されている。図２に示すように、各管端部２ｄは左端部に横向きに集約して配置され、電線の接続が容易である。
図２において、各冷陰極管２は、電極部のある左端がシリコンゴム製のホルダ６により、また、右側の短管部２ｂが透明な樹脂製の固定具７により、それぞれケース１側に支持されている。図４は、図２の（ｂ）における右端の部分を拡大した断面図である。固定具７は、反射シート３上に固着されている。また、固定具７は、冷陰極管２を通す孔７ａと、これをはめ込むためのスリット７ｂとを有している。固定具７の、冷陰極管２と接する部分（孔７ａの縁）は、熱伝導を抑制すべく、なるべくその厚さを薄くする（１ｍｍ以下が好ましい。）。
【００１６】
一方、冷陰極管２が大型である等の理由により、上記固定具７では固定が十分ではない場合には、他の固定具が使用される。図５の（ａ）は他の固定具８を用いて支持した冷陰極管２の短管部２ｂ側の平面図、（ｂ）はその側面図である。この固定具８は、透明な樹脂製の網目板であり、短管部２ｂに巻き付けて反射シート３上に（ｂ）に示すように固着することにより、冷陰極管２の右端側を支持するものである。固定具８の幅Ｗｓは、１０ｍｍ程度であり、冷陰極管２を確実に固定することができる。また、この固定具８は網目により通気が可能であるので、支持部分に熱がこもることを防止できる。なお、上記固定具７及び８は、いずれも透明が好ましいが、白色や乳白色でもよい。
【００１７】
上記のように構成された直下型バックライトは、図２の（ａ）に示す右側のエリアＡ１における各短管部２ｂと、左側のエリアＡ２における各一対の短管部２ｃとで、その合計の長さに大差が無く、ほぼ同等の長さが存在している。また、直管部２ａや管端部２ｄに関しても、両エリアＡ１，Ａ２内でほぼ同等の長さが存在している。従って、両エリアＡ１，Ａ２における発光部分の密度がほぼ同等となり、拡散板４を通して見ると、左右の端部で明るさが均一となる。また、これによって、従来のようにシェードで左右の端部を隠蔽する必要がなくなり、発光効率が損なわれず、熱もこもらないので寿命が低下しない。すなわち、このような形態の冷陰極管２を用いることにより、発光効率や寿命に悪影響を及ぼすことなく左右両端部に均一な明るさが得られる直下型バックライトを提供することができる。
【００１８】
なお、図２の（ａ）に示すエリアＡ１において放射された光の一部及び、エリアＡ２において放射された光の一部は、共に、近接して存在している左右の側面部１ａで反射して拡散板４へ導かれるが、このとき左右の側面部１ａで反射する光量が、上記の理由により互いにほぼ等しいため、前述のように、左右の側面部１ａの傾斜角を同一にしておくことができる。すなわち、左右の両エリアＡ１，Ａ２における発光部分の密度が仮に大きく異なる場合には、左右の側面部１ａの傾斜角を別々の値に設定して反射調節をする必要があるが、本実施形態では、側面部１ａの傾斜角によってそのような面倒な反射調節をする必要がない。
【００１９】
図６は、例えば２０インチの液晶表示装置に使用される直下型バックライトの平面図である。当該直下型バックライトでは、冷陰極管２は６本配置され、直管部２ａは合計１２本となる。この場合にも同様に、左右の端部で明るさが均一となる。
一方、この場合には、冷陰極管２が横にかなり長い形となるので、直管部２ａに反りや湾曲が生じやすくなる。そこで、湾曲等を防止すべく、例えば隣接する３本の直管部２ａについて、相互の理想的な位置関係を維持するランプスペーサ９を、図示のように交互にずらしながら複数箇所（本例では８箇所）に設ける。
【００２０】
図７は、上記ランプスペーサ９の正面図である。ランプスペーサ９は透明な樹脂製の薄板からなり、冷陰極管２の互いに隣接する３本の直管部２ａを支持するための３つの支持部９ａと、支持部９ａ間をつなぐ渡り部９ｂと、ケース１に設けた孔（図示せず。）に差し込んで固定するための係止部９ｃとを一体に形成したものである。各支持部９ａには、直管部２ａを通す孔９ｄと、直管部２ａをはめこむためのスリット９ｅとが形成されている。このようなランプスペーサ９を図６に示すように取り付けることにより、長い直管部２ａの反りや湾曲を防止することができる。また、各直管部２ａごとにホルダ等を設ける場合に比べて少ない数のランプスペーサ９で反りや湾曲を防止できるので、取付の工数負担も少ない。
【００２１】
また、上記ランプスペーサ９は、透明とはいえ、仮に図６の上下方向において同じ位置にそろえて設けると、拡散板を通しても視認される恐れがあるが、上記のように交互にずらしながら配置することにより、ほとんど視認されないようにすることができる。
なお、ランプスペーサ９の材質は、樹脂（ゴムも含む。）以外に、金属でもよい。また、透明に限らず、白色や乳白色でもよい。
【００２２】
図８は、冷陰極管２の極性や左右の向きに関する配置のバリエーションを示す図である。（ａ）に示すように管端部２ｄを片側にそろえて、上下方向に入力側と接地（ＧＮＤ）側とが交互に配置されるようにすると、好ましい。これは、入力側と接地側とでは、管端部２ｄから短管部２ｂまでの明るさや発光色に差があり、交互に配置することでその差が強調されるのを抑制することができるからである。すなわち、（ｂ）に示すように接地側が隣接し、入力側も隣接するように配置すると、明暗が強調され、好ましくない。また、管端部２ｄを左右に分けて配置する場合にも、（ｃ）に示すように、上下方向において、入力側と接地側とが交互に配置されるようにすることが好ましい。
【００２３】
なお、上記実施形態における冷陰極管２は、図３に示した形態であるが、これに代えて、図９に示す形態としてもよい。この場合、左側の短管部２ｃは片側のみであり、左側の「短辺」はその下端で開いている。幅Ｗ１や内寸法Ｗ２は、図３と同じである。このような形態の冷陰極管２は、図３に示した冷陰極管２と同様に発光部の密度が左右同等になるとともに、管の曲げが４箇所で済む点において製造の工数が減少し、その分、製造容易であるので、より低コストで直下型バックライトを提供することができるという利点がある。
【００２４】
また、冷陰極管２の全体的な形態は、略矩形に限らず、図１０の（ａ）に示すように、短管部２ｂ，２ｃを曲線的に構成した略トラック形にしてもよい。
また、（ｂ）に示すように、管端部２ｄを紙面に垂直な方向に導出することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の直下型バックライトによれば、左右の短管部がほぼ同等の長さ存在し、それぞれの短管部エリアにおける発光部分の密度がほぼ同等となるので、拡散板を通して見ると、左右の端部で明るさが均一となる。また、これによって左右の端部を隠蔽する必要がなくなり、発光効率が損なわれず、熱もこもらないので寿命が低下しない。これにより、発光効率や寿命に悪影響を及ぼすことなく均一な明るさが得られる直下型バックライトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置に用いられる本発明の一実施形態による直下型バックライトの構造の概略を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、上記拡散板を取り外した状態の、図１の直下型バックライトの平面図である。また、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】１本の冷陰極管のみを示す平面図である。
【図４】図２の（ｂ）における右端の部分を拡大した断面図である。
【図５】（ａ）は他の固定具を用いて支持した冷陰極管の短管部側の平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】例えば２０インチの液晶表示装置に使用される直下型バックライトの平面図である。
【図７】ランプスペーサの正面図である。
【図８】冷陰極管の極性や左右の向きに関する配置のバリエーションを示す図である。
【図９】冷陰極管の他の形態を示す平面図である。
【図１０】冷陰極管のさらに他の形態を示す平面図である。
【図１１】従来の直下型バックライトの平面図である。
【符号の説明】
２    冷陰極管
２ａ  直管部
２ｂ，２ｃ    短管部
２ｄ  管端部
４    拡散板
９    ランプスペーサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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